POLYAMIDE MOULDINGS

Abstract: 1. Thermoplastic polyamide moulding compositions which optionally contain up to 60% by weight, based on the total composition, of reinforcing substances and/or fillers and optionally other customary auxiliaries or additives, characterised in that they contain 0.1-10% by weight, based on the total composition, of zinc pyrophosphate.

Description: Polyamidformmassen Die wirtschaftliche Herstellung von Führungen, Rollen, Gleitlagern, Zahnrädern durch Spritzgiessen von thermoplastischen Kunststoffen hat zu einem weitgehenden Ersatz von Metall für diese Anwendungen geführt. Zusätzlich zu den Verarbeitungsvorteilen bieten Teile aus thermoplastischen Kunststoffen aufgrund der Stossund Vibrationsdämpfung, Laufruhe und Geräuschsarmut. Die mechanischen Eigenschaften der thermoplastischen Kunststoffe können durch verschiedene Zusätze gezielt modifiziert werden. So kann auch die Gleitfähigkeit der Fertigteile verbessert werden, indem man selbstschmierende Stoffe zu den thermoplastischen Kunststoffen gibt, die den Reibkoeffizienten vermindern. Als wirksame Gleitmittel für Polyamidformmassen werden heute im technischen Massstab Polytetrafluorethylen, Silikone, Graphitpulver oder Molybdändisulfid eingesetzt. Diese Gleitmittel und ihte Verwendung sind beispielsweise in der US-PS 2 246 086, US-PS 2 156 803, US-PS 2 284 785, US-PS 2 855 377, US-PS 2 998 397, US-PS 2 695 425 und US-PS 2 975 128 beschrieben. Polytetrafluorethylen hat den Nachteil, dass es in grösseren Mengen (ca. 20 Gew.-%) dem Polyamid zugesetzt werden muss, um eine deutliche Reduzierung der Reibung zu erreichen. Die Wirkung von Silikon (Zugabe ca. 2 Gew.-%) basiert hauptsächlich auf seiner Diffusion oder kontinuierlichen Ausschwitzung aus dem Fertigteil, womit eine zeitliche Begrenzung der Gleitwirkung verbunden ist. Die schwarze Eigenfarbe des Graphits sowie die des Molybdändisulfids erschwert die Einstellung heller Farbtöne bei den Formmassen. Die zur Uberdeckung der dunklen Farbe notwendige Menge an Weisspigmenten führt zur Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften. Mit Hilfe der erfindungsgemäss eingesetzten Gleitmittel gelingt es, Polyamidformmassen herzustellen, die zufriedenstellende Gleitcharakteristika zeigen, sich zur Herstellung von Formkörpern eignen und insbesondere ermöglichen, gleitfähige Polyamidformmassen in hellen Farben bereitzustellen, da alle Additive fast farblos oder weiss sind. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher gleitfähige Polyamidformmassen, die gegebenenfalls bis zu 60 Gew.-, bezogen auf die Gesamtformmassen, Ver stärkungs- und/oder Füllstoffe und gegebenenfalls weitere übliche Hilfs- und/oder Zusatzstoffe und die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie 0,1-10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtformmassen, Metallsalze anorganischer Phosphor-(V)-säuren enthalten. Als thermoplastische Polyamidharze können Polyamide verwendet werden, die durch Polymerisation von Lactamen mit wenigstens 5 Ringgliedern oder einer entsprechenden S -Aminocarbonsäure, wie z.B. e-Caprolactam, Aminocapronsäure, Enatholactam, 7-Aminohexansäure, 9-Aminononansäure, 11 -Aminoundecansäure, s-Pyrrolidon und Piperidon, erhalten werden. Ausserdem Polyamide, die durch Polykondensation von aliphatischen Diaminen, wie Hexamethylendiamin, 2,2,4-, 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, Isophorondiamin, 1,3-, 1,4-Bisaminocyclohexan, Bisaminocyclohexyl-alkane, Xylylendiamin und aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelaeinsäure, Dodecandicarbonsäure, Glutarsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure erhalten werden. Ausserdem kommen Polyamide in Betracht, die aus den genannten aliphatischen Dicarbonsäuren und aromatischen Diaminen, wie z.B. 1,3- und 1,4-Diaminobenzol hergestellt werden sowie Polyamid-Gemische und Copolyamide aus allen genannten Komponenten, soweit aliphatische oder teilaliphatische Polyamide entstehen. Besonders bevorzugt sind Polyamid 6 und Polyamid 66. Das Polyamid kann noch weitere thermoplastische Kunststoffe enthalten, z.B. Polyester, Polyolefine, Polytetrafluorethylen, ABS, Acrylsäure oder Ethylen-Vinylacetat-Copolymere in Mengen bis zu 50 Gew.-%, bezogen auf Polyamide. Als Gleitmittel werden vorzugsweise Zink- und Erdalkalimetallsalze anorganischer Phosphor-(V)-säuren wie Magnesium-, Calzium-, Barium- oder Zinkphosphate oder deren Gemische verwendet. Insbesondere wird Zinkpyrophosphat der Formel Zn2P207'K20 bevorzugt. Die Salze werden dem Polyamid in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-% zugegeben. Eine ausreichende Gleitwirkung wird bereits mit 0,5 bis 1,5 Gew.-% erzielt. Auch ist es natürlich möglich, den erfindungsgemässen Gleitmitteln noch weitere Gleitmittel, z.B. Kohlenstoffaser oder Graphitpulver in Mengen bis zu 10 Gew.-%, zuzusetzen. Verstärkungs- und Füllstoffe können in den erfindungsgemässen Polyamidformmassen bis zu 60 Gew.-% enthalten. Dazu sind folgende zu nennen: Glasfasern, Kohlenstoff Fasern, Asbestfasern, Glaskugeln, Kaolin, Talkum, Glimmer, Wollastonit, Microvit, Kreide, Siliziumdioxid, Graphit, Gips und andere übliche Zusatzstoffe, wie organische und anorganische Pigmente und Farbstoffe, so z.B. Phthalocyanine, Titandioxid oder Flammschutzmittel. Als Stabilisatoren gegen die Einwirkung von Wärme können den erfindungsgemässen Polyamidformmassen Kupferverbindungen oder ein Gemisch aus einer Kupferverbindung und einem Alkalimetallhalogenid in Mengen von 0,001 bis 1 Gew.-% zugesetzt werden. Geeignete Kupferverbindungen umfassen anorganische und organische Kupfersalze. Beispielhaft seien erwähnt: Kupfer-I-chlorid, Kupfer-IIsulfat, Kupfer-I-jodid, Kupfer-II-phosphat, Kupfer-IIacetat, Kupfer-II-stearat, Kupfer-II-benzöat und Kupfer Chelat-Verbindungen. Geeignete Alkalimetallhalogenide umfassen Calciumjodid, Kaliumbromid, Natriumchlorid, Natriumbromid. Als Hilfs- und Zusatzstoffe können zu den erfindungsgemässen Polyamidharzmassen aromatische und/oder höhere aliphatische Carbonsäuren sowie deren Alkalimetalloder Erdalkalimetallsalze, wie z.B. Natriumstearat, Calciumstearat, Isophthalsäure, Terephthalsäure in Mengen von 0,1 bis 1 Gew.-% eingearbeitet werden. Ferner ist es möglich, beliebige bekannte Antistatikmittel, wie leitfähiger Russ oder quaternäre Ammoniumsalze, zuzusetzen. Die Zusatzstoffe können dem Polyamidharz gemäss verschiedensten bekannten Verfahren zugemischt werden, und zwar vorzugsweise vor der Formgebung. Eine bevorzugte Methode besteht darin, die Zusatzstoffe mit dem Polyamid trocken zu vermischen. Diese Mischung kann aus der Schmelze als Granulat extrudiert werden. Es ist auch möglich, die Zusatzstoffe über bekannte Dosiervorrichtungen in die Polyamid-Schmelze im Extruder einzuarbeiten. Des weiteren können zunächst Konzentrate hergestellt werden, indem man grosse Mengen der Zu satzstoffe mit dem Polyamidharz vermischt und dieses Konzentrat dann mit dem Hauptteil des Polyamidharzes kompoundiert. Die zur Einarbeitung der Zusatzstoffe erforderlichen Temperaturen werden im wesentlichen durch die Schmelztemperatur des verwendeten Polyamids bestimmt. Die erfindungsgemässen thermoplastischen Polyamidformmassen zeigen eine verbesserte Gleitfähigkeit bei ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und ausgezeichneter Verarbeitbarkeit. Die Polyamidharzmassen sind in hellen Farben zugänglich. In den nachfolgenden Beispielen sind, wenn nicht anders erwähnt, die Prozente Gewichtsprozente und Teile Gewichtsteile. Beispiele 1-8 Die Einarbeitung der Gleitmittel in die Polyamide erfolgte, gegebenenfalls gemeinsam mit Glasfasern, auf einem gegenläufigen Doppelwellenextruder PT 55 der Firma Reifenhäuser unter den für Polyamide üblichen Bedingungen. Der abgezogene Strang wird gekühlt, granuliert und getrocknet. Anschliessend wird das Granulat auf einer Spritzgiessmaschine A 270 R der Firma Arburg zu Prüfkörpern zur Bestimmung der Reibkoeffizienten vorgespritzt. Die Reibkoeffizienten gegen Stahl, Werkstoff Nr. 1.118-, wurden mit einem Druckscheibengerät in Anlehnung an DIN 53 375 bestimmt. In Tabelle 1 sind die Zusammensetzungen der Versuchsansätze und die Ergebnisse der Gleitprüfungen zusammengestellt. Tabelle 1 Beispiele polyamid Gew.-% PA Gew.-% Reibkoeffizient in der Zink-II- statisch dynamisch kg Mischung Pyrophosphat 2,8 Kp/cm2 2,8 15,24 m cm2 min 1 Vergleich PA 6 100 - 0,22 0,26 # rel* 2,9 2 " 99 1 0,11 0,17 3 Vergleich PA 6 + 30 % 70 - 0,26 0,32 Glasfaser 4 " 69 1 0,12 0,19 5 Vergleich PA # rel 2,9 100 - 0,21 0,27 6 " 99 1 0,12 0,20 7 Vergleich PA 66 + 30 % 70 - 0,26 0,32 Glasfaser 8 " 69 1 0,13 0,21 *) relative Viskosität gemessen in einer Lösung aus 1 g Polyamid in 100 ml m-Kresol bei 25 C

Claims: Patentansprüche 1. Thermoplastische Polyamidformmassen, die gegebenen falls bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse Verstärkungs- und/oder Füllstoffe und gegebenen falls weitere übliche Hilfs- oder Zusatzstoffe ent halten, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,1-10 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse, Zink- oder Erdalkali salze anorganischer Phosphor-(V)-säuren als Gleit mittel enthalten. 2. Polyamidformmassen nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass als ein Salz Mg-, Ca-, Ba- oder Zn-Salz der Phosphor-(V)-säure eingesetzt wird. 3. Polyamidformmassen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass sie als Salz Zinkpyrophosphat der Formel Zn 2P207 H2 0 enthalten. 4. Polyamidformmassen nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,5 bis 3 Gew.-% eines Salzes der Phosphor-(V)-säure enthalten. 5. Polyamidformmassen nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,5-1,5 Gew.-% eines Salzes der Phosphor-(V)-säure enthalten. 6. Polyamidformmassen nach Ansprüchen 1-5, dadurch ge kennzeichnet, dass als Polyamid Polyamid-6 und/oder Polyamid-6,6 verwendet wird. 7. Verwendung von Zink- oder Erdalkalisalzen anorgani schen Phosphor-(V)-säuren als Gleitmittel in Poly amidformmassen. 8. Verwendung des Gleitmittels nach Anspruch 7 in Men gen von 0,1-10 Gew.-%. 9. Formkörper aus Polyamidformmassen nach Ansprüchen 1 bis 6.

Inventors: TIMA, MILAN-JOSEF, DR.
Applicants: BAYER AG
Application year: 1982
Main classification: C08L77
IPC codes: C08K3