DE10148909A1 - Components, semi-finished products and profiles, made wholly or partly of plastic - Google Patents

Components, semi-finished products and profiles, made wholly or partly of plastic

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DE10148909A1 DE2001148909 DE10148909A DE10148909A1 DE 10148909 A1 DE10148909 A1 DE 10148909A1 DE 2001148909 DE2001148909 DE 2001148909 DE 10148909 A DE10148909 A DE 10148909A DE 10148909 A1 DE10148909 A1 DE 10148909A1
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kunststoffverarbeitung und betrifft Bauteile, Halbzeuge und Profile, die beispielsweise in tribologische Anwendungen als Gleitlager, Gleitblöcke zur Anwendung kommen können. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bauteile, Halbzeuge und Profile, ganz oder teilweise aus Kunststoff, in einem Verfahrensschritt hergestellt, anzugeben, die die mechanischen Eigenschaften eines Konstruktionswerkstoffes im Kern und die spezifischen Eigenschaften eines Funktionswerkstoffes für die jeweilige Anwendung kombinieren und eine verbesserte Verbundfestigkeit aufweisen. DOLLAR A Die Aufgabe wird gelöst durch Bauteile, Halbzeuge und Profile, ganz oder teilweise aus Kunststoff, die eine Kombination eines Compounds (A), in dem über chemische Bindungen Polyamid- und Perfluoralkylsubstanz(en) gekoppelt sind, mit einem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) sind, wobei der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) vollständig oder teilweise mit dem Compound (A) bedeckt ist und wobei in der Verbundgrenzfläche neben den an sich bekannten Adhäsions- und Interdiffusionskopplungsmechanismen chemische Bindungen zwischen (A) und (B) vorhanden sind.The invention relates to the field of plastics processing and relates to components, semi-finished products and profiles that can be used, for example, in tribological applications as plain bearings, sliding blocks. DOLLAR A The invention has for its object to provide components, semi-finished products and profiles, made entirely or partially of plastic, in one process step, which combine the mechanical properties of a construction material in the core and the specific properties of a functional material for the respective application and an improved Have bond strength. DOLLAR A The object is achieved by components, semi-finished products and profiles, made entirely or partially of plastic, which are a combination of a compound (A) in which polyamide and perfluoroalkyl substance (s) are coupled via chemical bonds with a polyamide construction material (B) , wherein the polyamide construction material (B) is completely or partially covered with the compound (A) and wherein chemical bonds between (A) and (B) are present in the compound interface in addition to the known adhesion and interdiffusion coupling mechanisms.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kunststoffverarbeitung und betrifft Bauteile, Halbzeuge und Profile, die beispielsweise in tribologische Anwendungen als Gleitlager, Gleitblöcke zur Anwendung kommen können. The invention relates to the field of plastics processing and relates to Components, semi-finished products and profiles, for example in tribological applications can be used as plain bearings, sliding blocks.

Die Kombination von Funktions- und Konstruktionswerkstoffen gewinnt nicht nur aus Kostengründen zunehmend an Bedeutung. Durch die gezielte Herstellung von funktionalen Bauteilen, Profilen und Halbzeugen durch Kombinieren und Fügen von Werkstoffen im Mehrkomponentenspritzgießen, in der Profilextrusion und in der Halbzeugextrusion werden die Besonderheiten der eingesetzten Werkstoffe am jeweiligen Wirkort genutzt. Hier wurden vielfach unterschiedliche Materialien kombiniert, die jedoch in der Verbundhaftung Probleme aufweisen und sich bei mechanischer Beanspruchung relativ leicht trennen lassen. The combination of functional and construction materials not only wins Cost reasons increasingly important. Through the targeted production of functional components, profiles and semi-finished products by combining and joining Materials in multi-component injection molding, in profile extrusion and in Semi-finished product extrusion highlights the special features of the materials used respective place of action used. Many different materials were used here combined, which however have problems in the group liability and are mechanical stress can be separated relatively easily.

Für eine Reihe von industriellen Anwendungen werden Kunststoffteile oder Halbzeuge über das Mehrkomponentenspritzgießen hergestellt. Werden verschiedene Werkstoffe im Zweitakt-(Drehtisch-/Drehtellerwerkzeug-) oder Kernzugverfahren hergestellt, so äußern sich die Probleme bei der Anwendung solcher Bauteile zumeist in einer ungenügenden Verbundhaftung. Da die zweite Komponente als Schmelze auf die erste, abgekühlte und verfestigte Komponentenoberfläche aufgespritzt wird, sind die Grenzflächenhaftungen vielfach durch ungenügenden Schmelzekontakt und Einfrieren von Spannungen die Schwachstelle im Verbundsystem. Plastic parts or are used for a number of industrial applications Semi-finished products manufactured using multi-component injection molding. Become different Materials in the two-stroke (rotary table / rotary plate tool) or core pulling process manufactured, so express the problems when using such components mostly in an insufficient bond. Since the second component as Melt onto the first, cooled and solidified component surface is injected, the interface liability is often insufficient Melting contact and freezing of voltages the weak point in the composite system.

Das Sandwichspritzgießen ist ein etabliertes Verfahren, in dem eine Komponente als Schmelze in einem Schmelzespeicher vorgelegt wird und als Schmelze mit der zweiten Komponente im Formfüllprozess in das Werkzeug unter Ausbildung der Hautkomponente eingespritzt wird, oder beide Komponenten über ein spezielles Düsensystem gleichzeitig oder versetzt in das Werkzeug eingespritzt werden. Sandwich molding is an established process in which a component is used Melt is submitted in a melt storage and as a melt with the second component in the mold filling process into the tool, forming the Skin component is injected, or both components via a special Nozzle system can be injected into the tool simultaneously or offset.

Ein ausführlicher Überblick zum Stand der Technik wird in den Dissertationen von T. Zipp "Fliessverhalten beim 2-Komponenten-Spritzgiessen" (RWTH Aachen, Verlag der Augustinus Buchhandlung Aachen, Band 3, 1992; ISBN, 3-86073-071-1) und C. Jaroschek "Spritzgießen von Formteilen aus mehreren Komponenten" (RWTH Aachen, Verlag der Augustinus Buchhandlung Aachen, Band 22, 1994; ISBN, 3- 86073-195-5) gegeben. Neben den verfahrenstechnischen Aspekten werden auch Materialsysteme diskutiert. A detailed overview of the state of the art is given in T.'s dissertations Zipp "Flow behavior in 2-component injection molding" (RWTH Aachen, Verlag the Augustinus Buchhandlung Aachen, Volume 3, 1992; ISBN, 3-86073-071-1) and C. Jaroschek "Injection molding of molded parts from several components" (RWTH Aachen, publisher of Augustinus Buchhandlung Aachen, volume 22, 1994; ISBN, 3- 86073-195-5). In addition to the procedural aspects, too Material systems discussed.

Anfangs war die Zielstellung, über das Sandwichspritzgießen als Kernkomponente Kunststoff-Rezyklatmaterial einzusetzen und zu verarbeiten. So konnten farblich einheitliche und durchgehende Formteile hergestellt werden, bei denen die unansehnliche graue Rezyklatkernkomponente durch eine eingefärbte Hautkomponente abgedeckt wird. In the beginning, the goal was to use sandwich injection molding as the core component Use and process plastic recycled material. So could color uniform and continuous molded parts are produced, in which the unsightly gray recycled core component due to a colored skin component is covered.

Die Herstellung von Hart-Weich-Verbindungen ist sowohl in der 2K-Verarbeitung [Arburg today, Ausgabe 16, 2001; eine Publikation der Arburg Gruppe, S. 13] sowie in untergeordnetem Maß auch im Sandwich-Verfahren der Haupttrend bzw. für optische und haptische Anwendungsbereiche das vorrangige Einsatzgebiet. So werden industriell für die Autoindustrie schon Bauteile mit einer TPE-Hautkomponente und einem geschäumten oder massiven Thermoplastkern oder auch mit einer harten/kompakten Hautkomponente und einer geschäumten oder kompakten Thermoplastkernkomponente hergestellt [J. Ehritt, K. Schröder, Gasinnendruck- und Zweikomponenten-Spritzgießverfahren, PRAXIS Kunststoffverarbeitung, 6, Dr. Alfred Hüthig Verlag Heidelberg]. Das verfahrenstechnische Ziel besteht zumeist darin, "das Formteil so zu füllen, dass bei einwandfreier Oberflächenqualität eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kernmaterials bis zum Fließwegende erreicht wird." G. W. Ehrenstein und K. Kuhmann berichten von antielektrostatisch ausgerüsteten Sandwich-Trägerbauelementen (Mehrkomponentenspritzgießen, Ingenieurwerkstoffe/Sonderpublikation, S. 127 ff.; Springer VDI Verlag, ISBN 3-18-990027-2). In diesem Sonderfall wurde als Hautkomponente ein leitfähig ausgerüsteter Kunststoff eingesetzt. The production of hard-soft connections is both in 2K processing [Arburg today, edition 16, 2001; a publication by the Arburg Group, p. 13] and in to a lesser extent also in the sandwich process the main trend or for optical and haptic areas of application the primary area of application. So be Industrial components for the automotive industry with a TPE skin component and a foamed or solid thermoplastic core or with one hard / compact skin component and a foamed or compact Thermoplastic core component manufactured [J. Ehritt, K. Schröder, gas pressure and Two-component injection molding process, PRAXIS Kunststoffverarbeitung, 6, Dr. Alfred Hüthig Verlag Heidelberg]. The procedural goal is mostly "to fill the molded part in such a way that with a perfect surface quality even distribution of the core material up to the end of the flow path is achieved. " G. W. Ehrenstein and K. Kuhmann report of anti-electrostatically equipped Sandwich carrier components (multi-component injection molding, Engineering materials / special publication, p. 127 ff .; Springer VDI Verlag, ISBN 3-18-990027-2). In In this special case, a conductive plastic was used as the skin component used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bauteile, Halbzeuge und Profile, ganz oder teilweise aus Kunststoff, in einem Verfahrensschritt hergestellt, anzugeben, die die mechanischen Eigenschaften eines Konstruktionswerkstoffes im Kern und die spezifischen Eigenschaften eines Funktionswerkstoffes für die jeweilige Anwendung kombinieren und eine verbesserte Verbundfestigkeit aufweisen. The invention has for its object components, semi-finished products and profiles, entirely or partially made of plastic, manufactured in one process step, to indicate the the mechanical properties of a construction material in the core and the specific properties of a functional material for the respective application combine and have improved bond strength.

Bei den erfindungsgemäßen Bauteilen, Halbzeugen und Profilen, ganz oder teilweise aus Kunststoff, sind ein Compound (A), in dem über chemische Bindungen Polyamid- und Perfluoralkylsubstanz(en) gekoppelt sind, mit einem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) miteinander verbunden, wobei der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) vollständig oder teilweise mit dem Compound (A) bedeckt ist und wobei in der Verbundgrenzfläche neben den an sich bekannten Adhäsions- und Interdiffusionskopplungsmechanismen chemische Bindungen zwischen dem Compound (A) und Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) vorhanden sind. In the components, semi-finished products and profiles according to the invention, in whole or in part Made of plastic, are a compound (A) in which chemical bonds Polyamide and perfluoroalkyl substance (s) are coupled with one Polyamide construction material (B) connected to each other, the Polyamide construction material (B) completely or partially with the compound (A) is covered and being in the composite interface in addition to those known per se Adhesion and interdiffusion coupling mechanisms chemical bonds between the compound (A) and polyamide construction material (B) are.

Vorteilhafterweise können die Bauteile, Halbzeuge und Profile teilweise aus Metall, Keramik, Holz oder Glas, in kompakter oder geschäumter Form, als Bestandteil(e) des Polyamidkonstruktionswerkstoffes (B) bestehen. Advantageously, the components, semi-finished products and profiles can be made partly of metal, Ceramic, wood or glass, in compact or foamed form, as component (s) of the polyamide construction material (B).

Ebenfalls vorteilhafterweise sind die Bauteile, Halbzeuge und Profile durch Sandwichspritzgießen, Halbzeugextrusion, Folienextrusion oder Profilextrusion hergestellt. The components, semi-finished products and profiles are also advantageously through Sandwich injection molding, semi-finished extrusion, film extrusion or profile extrusion manufactured.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Compound (A) aus mit funktionellen Gruppen modifizierten Perfluoralkylsubstanz(en) mit Polyamidverbindung(en) in Schmelze über eine reaktive Umsetzung homogenisiert ist. Furthermore, it is advantageous that the compound (A) consists of functional groups modified perfluoroalkyl substance (s) with polyamide compound (s) in the melt is homogenized via a reactive implementation.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Compound (A) ein über chemische Bindungen gekoppelter PTFE-Polyamid-Compound ist. It is particularly advantageous if the compound (A) has a chemical bond coupled PTFE-polyamide compound.

Dabei kann vorteilhafterweise das PTFE im Compound (A) im Mengenbereich von 1 bis 70 Masse-% und vorzugsweise von 5 bis 50 Masse-% enthalten sein. The PTFE in the compound (A) can advantageously be in the amount range of 1 up to 70% by mass and preferably from 5 to 50% by mass.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Compound (A) eine lokale Oberflächenkomponente und der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) die Hauptkomponente sind. It is also advantageous if the compound (A) is a local one Surface component and the polyamide construction material (B) die Main components are.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Compound (A) eine geschlossene Hautkomponente und der Konstruktionswerkstoff (B) die Kernkomponente sind. It is also advantageous if the compound (A) is a closed skin component and the construction material (B) are the core component.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das Polyamid in dem Compound (A) und/oder in dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) Polyamid-6 und/oder Polyamid-6.6 und/oder teilaromatisches Polyamid-6.6 und/oder Polyamid-4.6 und/oder teilaromatisches, thermoplastisch verarbeitbares Polyamid und/oder Copolykondensate dieser Polyamide sind, wobei das Polyamid die Matrix bilden kann. It is also advantageous if the polyamide in the compound (A) and / or in the Polyamide construction material (B) polyamide 6 and / or polyamide 6.6 and / or partially aromatic polyamide-6.6 and / or polyamide-4.6 and / or partially aromatic, thermoplastically processable polyamide and / or copolycondensates of these polyamides are, wherein the polyamide can form the matrix.

Vorteilhafterweise enthalten der Compound (A) und/oder der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) Additive und/oder Füllstoffe und/oder Verstärkungsstoffe. Advantageously, the compound (A) and / or contain Polyamide construction material (B) additives and / or fillers and / or Reinforcing materials.

Auch vorteilhafterweise ist der Compound (A) mit Anteilen kleiner 50 Masse-%, vorzugsweise kleiner 25 Masse-% an oder in den Bauteilen, Halbzeugen und Profilen vorhanden. Also advantageous is the compound (A) with fractions less than 50% by mass, preferably less than 25% by mass on or in the components, semi-finished products and Profiles available.

Bei größervolumigen Bauteilen mit einem Gewicht von größer 100 g ist der Compound (A) vorteilhafterweise mit Anteilen kleiner 10 Masse-% vorhanden. Die chemischen Bindungen zwischen dem Compound (A) und dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) in der Verbundgrenzfläche sind vorteilhafterweise durch Umamidierung ausgebildete Amidbindungen. For larger-volume components with a weight of more than 100 g Compound (A) is advantageously present in proportions of less than 10% by mass. The chemical bonds between the compound (A) and the Polyamide construction material (B) are in the composite interface advantageously amide bonds formed by transamidation.

In der vorliegenden Erfindung werden Kunststoffbauteile durch Sandwichspritzgießen oder Halbzeuge durch Halbzeugextrusion oder Profile durch Profilextrusion in einem Verfahrensschritt in Schmelze hergestellt. Dabei wird ein Compound (A), in dem über chemische Bindungen Polyamid- und Perfluoralkylsubstanz(en) gekoppelt sind, als Funktionswerkstoff mit einem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) kombiniert. In the present invention, plastic components are made by Sandwich injection molding or semi-finished products by semi-finished product extrusion or profiles by profile extrusion in a process step in the melt. A compound (A), in coupled via chemical bonds polyamide and perfluoroalkyl substance (s) as a functional material with a polyamide construction material (B) combined.

In dem Compound (A) als Funktionswerkstoff ist die Perfluoralkylsubstanz(en), vorzugsweise PTFE, über chemische Bindungen mit der Polyamidmatrix gekoppelt. Dadurch sind die sehr guten Gleiteigenschaften des PTFE mit den sehr guten Material- und Verarbeitungseigenschaften des Polyamids kombiniert. Durch diese chemische Kopplung wird die Funktionalität des Polyamids erhöht, was sich vorteilhaft auf die Ausbildung zusätzlicher chemischer Bindungen in der Verbundgrenzfläche zwischen dem Compound (A) und dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) und folglich auf die Verbundfestigkeit der Bauteile, Halbzeuge und Profile auswirkt. Beispielsweise liegen die Gleitreibungskoeffizienten des Compounds (A) im Bereich des PTFE, wobei aber auf Grund der chemischen Bindungen extrem niedrige Verschleißraten im Vergleich zum PTFE und zu physikalischen Mischungen aus PTFE und Polyamid erhalten werden. In the compound (A) as the functional material is the perfluoroalkyl substance (s), preferably PTFE, coupled to the polyamide matrix via chemical bonds. As a result, the very good sliding properties of the PTFE with the very good Combined material and processing properties of the polyamide. Through this chemical coupling, the functionality of the polyamide is increased, which is advantageous to the formation of additional chemical bonds in the Compound interface between the compound (A) and the Polyamide construction material (B) and consequently on the bond strength of the Components, semi-finished products and profiles. For example, the Coefficient of sliding friction of the compound (A) in the area of the PTFE, but with Due to the chemical bonds, extremely low wear rates compared to PTFE and physical mixtures of PTFE and polyamide can be obtained.

Bei alleinigem Einsatz des Compounds (A), insbesondere in dickerwandigeren oder kompakten Bauteilen, Halbzeugen und Profilen kann eine Kern-Schale- bzw. ein Kern-Mantel- bzw. eine Kern-Haut-Struktur auftreten, die in tribologischen Anwendungsgebieten auf Grund von lokalen oder flächigen Delaminationserscheinungen in der Verbundgrenzfläche nur bedingt oder nicht eingesetzt werden können. If the compound (A) is used alone, especially in thicker walls or compact components, semi-finished products and profiles can be a core-shell or a Core-shell or core-skin structure occur in tribological Areas of application based on local or flat Signs of delamination in the bonded interface are limited or not can be used.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Compound (A) mit einem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) verarbeitet werden. According to the invention, this problem is solved in that the compound (A) with a polyamide construction material (B) are processed.

Dabei kann der Compound (A) die Oberfläche des Polyamidkonstruktionswerkstoffes (B) nur lokal bedecken, wodurch der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) die Hauptkomponente des Bauteiles, Halbzeuges und Profils bildet. The compound (A) can cover the surface of the polyamide construction material (B) only cover locally, whereby the polyamide construction material (B) the Main component of the component, semi-finished product and profile forms.

Es ist aber auch möglich, dass der Compound (A) eine ganz oder teilweise geschlossene Haut um den Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) bildet, wodurch der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) die Kernkomponente der Bauteile, Halbzeuge und Profile bildet. However, it is also possible for the compound (A) to be wholly or partially forms closed skin around the polyamide construction material (B), whereby the Polyamide construction material (B) the core component of the components, semi-finished products and forms profiles.

Bei den erfindungsgemäßen Bauteilen, Halbzeugen und Profilen ist eine gute bis sehr gute Haftung in der Verbundgrenzfläche ausgebildet, die durch die zusätzlichen chemischen Bindungen, basierend auf den zusätzlich eingebrachten Funktionalitäten, hervorgerufen ist. Zusätzlich bezieht sich dabei auf die verbesserte Haftung auf der Basis dieser chemischen Bindungen. Die an sich bekannten Adhäsions- und Interdiffusionskopplungsmechanismen zwischen zwei miteinander verbundenen Komponenten treten ebenfalls auf. In the components, semi-finished products and profiles according to the invention is a good to very good adhesion formed in the bonded interface by the additional chemical bonds, based on the additionally introduced Functionalities. Additionally refers to the improved Adhesion based on these chemical bonds. The well-known Adhesion and interdiffusion coupling mechanisms between two connected components also occur.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich unterschiedliche und auch solche Polyamid-Typen, die in dem Compound (A) und/oder in dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) eingesetzt sind und als Matrixmaterial dienen können, zu Bauteilen, Halbzeugen und Profilen mit einer ausreichenden Verbundhaftung verarbeiten, die sonst keine ausreichende Verbundhaftung realisieren können, insbesondere, wo sich die Haut- und die Kernkomponente im Keiltest trennen lassen. The solution according to the invention allows different and also such Polyamide types that are in the compound (A) and / or in the Polyamide construction material (B) are used and serve as matrix material can, to components, semi-finished products and profiles with a sufficient Process bond liability that would otherwise not be sufficient bond liability can realize, especially where the skin and core components in Have the wedge test separated.

Erfindungsgemäß kann der Compound (A) mit Anteilen kleiner 50 Masse-%, vorzugsweise kleiner 25 Masse-% und bei größervolumigen Bauteilen (mit einem Gewicht von größer 100 g) oder Profilen oder Halbzeugen vorzugsweise kleiner 10 Masse-% zur Verbesserung des antiadhäsiven Oberflächenverhaltens und/oder zur Verbesserung des Gleitverhaltens bei tribologischen Anwendungsgebieten eingesetzt werden. Die durch andere Mechanismen hervorgerufene Verbundhaftung zwischen dem Compound (A) und dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) wird, wie schon oben angeführt, durch reaktive Kompatibilisierung in der Verbundgrenzfläche über Umamidierungsvorgänge durch Ausbildung chemischer Bindungen, insbesondere Amidbindungen, verstärkt. Der Compound (A) wird dabei vorzugsweise als reiner Compound eingesetzt, kann aber auch Additive und/oder Füllstoffe und/oder Verstärkungsstoffe enthalten. In einem PTFE-Polyamid- Compound (A) ist PTFE möglichst im Mengenbereich von 1 bis 70 Masse-% und vorzugsweise von 5 bis 50 Masse-% enthalten. According to the invention, the compound (A) with fractions less than 50% by mass, preferably less than 25% by mass and for larger-volume components (with a Weight greater than 100 g) or profiles or semi-finished products, preferably less than 10 % By mass to improve the anti-adhesive surface behavior and / or Improvement of the sliding behavior in tribological areas of application be used. Compound liability caused by other mechanisms between the compound (A) and the polyamide construction material (B), as already mentioned above, through reactive compatibility in the bond interface about transamidation processes through the formation of chemical bonds, especially amide bonds. The compound (A) will be there preferably used as a pure compound, but can also contain additives and / or Contain fillers and / or reinforcing materials. In a PTFE polyamide Compound (A) is PTFE in the quantity range of 1 to 70% by mass and if possible preferably contain from 5 to 50% by mass.

Als Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) werden Polyamide in Form von gefülltem und/oder verstärktem Kunststoff zur Gewährleistung der mechanischen Eigenschaften der Bauteile, Halbzeuge und Profile eingesetzt. Polyamides in the form of filled are used as the polyamide construction material (B) and / or reinforced plastic to ensure the mechanical Properties of components, semi-finished products and profiles used.

Die Polyamide von (A) und/oder (B) können aus reinen Polyamiden oder aus Polyamid-Block- und/oder Polyamid-Pfropfcopolymeren bestehen. The polyamides of (A) and / or (B) can be made from pure polyamides or from Polyamide block and / or polyamide graft copolymers exist.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile, Halbzeuge und Profile eingesetzten Compounds (A) und Polyamidkonstruktionswerkstoffe (B) bestehen vorzugsweise aus Polyamid-6 und/oder Polyamid-6.6 und/oder teilaromatischem Polyamid-6.6 und/oder Polyamid-4.6 und/oder teilaromatischen, thermoplastisch verarbeitbaren Polyamiden und/oder aus Copolykondensaten dieser Polyamide, wobei diese als Matrix eingesetzt sein können. Solche Copolykondensate können aus verschiedenen Polyamidtypen gebildet werden oder als Copolyetheresterpolyamide oder als Copolyester-polyamide hergestellt sein. The components, semi-finished products and profiles for the production of the invention used compounds (A) and polyamide construction materials (B) exist preferably made of polyamide 6 and / or polyamide 6.6 and / or partially aromatic Polyamide-6.6 and / or polyamide-4.6 and / or partially aromatic, thermoplastic processable polyamides and / or from copolycondensates of these polyamides, which can be used as a matrix. Such copolycondensates can can be formed from different types of polyamide or as Copolyetheresterpolyamide or be produced as copolyester polyamides.

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile, Halbzeuge und Profile ist vorteilhafterweise die Schmelzeviskosität des Compounds (A) unter Verarbeitungsbedingungen gleich oder kleiner der Schmelzeviskosität des Polyamidkonstruktionswerkstoffes (B), um eine entsprechende lokale oder geschlossene Schicht auf dem Konstruktionswerkstoff ausbilden zu können. Dabei kann bei dem Compound (A) mit einer höheren Ausgangsschmelzeviskosität gegenüber dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) bei der Verarbeitung zu Bauteilen, Halbzeugen und Profilen über die Erhöhung der Schmelzetemperatur des Compounds (A) die gewünschte Viskosität bzw. das entsprechende Viskositätsverhältnis von (A) zu (B) zur Verarbeitung im Sandwichspritzgießverfahren und zur Ausbildung entsprechender Strukturen eingestellt werden. Vorzugsweise sollte der Compound (A) mit einer mindestens 10 K höheren Schmelzetemperatur gegenüber dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) verarbeitet werden, wenn (A) und (B) bei gleichen Verarbeitungstemperaturen vergleichbare Schmelzeviskositäten besitzen. Das Viskositätsverhältnis für die Verarbeitung von (A) und (B) lässt sich über die gezielte Einstellung der Schmelzetemperaturen der Einzelwerkstoffe optimieren. For the production of the components, semi-finished products and profiles according to the invention advantageously the melt viscosity of the compound (A) below Processing conditions equal to or less than the melt viscosity of the Polyamide construction material (B) to a corresponding local or to be able to form a closed layer on the construction material. there can with the compound (A) with a higher starting melt viscosity compared to the polyamide construction material (B) during processing Components, semi-finished products and profiles about the increase in the melt temperature of the Compounds (A) the desired viscosity or the corresponding Viscosity ratio of (A) to (B) for processing in the sandwich injection molding process and be hired to develop appropriate structures. Preferably the compound (A) should have a melt temperature at least 10 K higher processed against the polyamide construction material (B) if (A) and (B) comparable melt viscosities at the same processing temperatures have. The viscosity ratio for processing (A) and (B) can be via the targeted setting of the melt temperatures of the individual materials optimize.

Im weiteren wird die Erfindung an mehreren Beispielen näher erläutert. Dabei sind eingangs zwei Vergleichsbeispiele angegeben. The invention is explained in more detail using several examples. Are there initially given two comparative examples.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

Ein Gleitblock mit den Maßen 40 × 10 × 1000 mm aus reinem, chemisch gekoppeltem PTFE-Polyamid-6-Compound wird über Spritzgießen hergestellt. Die Compoundzusammensetzung ist 30 Masse-% PTFE (Zonyl MP 1100) und 70 Masse-% Polyamid-6 (Miramid SH3). A sliding block with the dimensions 40 × 10 × 1000 mm made of pure, chemical Coupled PTFE-Polyamid-6-Compound is manufactured by injection molding. The Compound composition is 30 mass% PTFE (Zonyl MP 1100) and 70 Mass% polyamide-6 (Miramid SH3).

Schnitte belegen, dass auf Grund der Schrumpfung/Schwindungseigenschaft des Compoundmaterials bei dieser Zusammensetzung ein Kern-Schale-System ausgebildet wird. Die Schale bildet eine geschlossene Haut mit sehr guten mechanischen und Gleiteigenschaften - Gleitreibungskoeffizienten ähnlich denen des reinen PTFE. Der Kern dagegen besitzt eine andere Morphologie ohne die durchgehenden guten mechanischen Eigenschaften. Tribologische Untersuchungen solcher Gleitlager zeigen, dass es unter Belastung zum Teil zu Hautablösungen, d. h. zum Versagen der Bauteiloberfläche und so des Bauteiles kommt. Cuts show that due to the shrinkage / shrinkage property of the Compound materials with this composition a core-shell system is trained. The shell forms a closed skin with very good mechanical and sliding properties - sliding friction coefficients similar to those of the pure PTFE. The core, on the other hand, has a different morphology without that consistent good mechanical properties. Tribological studies of such Plain bearings show that skin peeling, i.e. H. to the Failure of the component surface and so the component comes.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

Polyamid-6 mit 30 Masse-% Glasfaser wird unter vergleichbaren Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 1 zu Gleitblöcken verspritzt. Tribologische Untersuchungen belegen, dass dieses Material sehr schlechte Gleiteigenschaften besitzt und als Gleitblock auf Grund der sehr starken Stick-Slip-Neigung ungeeignet ist. Polyamide 6 with 30% by mass of glass fiber is produced under comparable conditions as sprayed into sliding blocks in Comparative Example 1. Tribological studies prove that this material has very poor sliding properties and as Sliding block is unsuitable due to the very strong stick-slip tendency.

Beispiel 1example 1

Über Sandwichspritzgießen werden Gleitblöcke mit den Abmessungen nach Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, in denen der Compound (A): chemisch gekoppeltes PTFE-Polyamid-6-Compound [Compoundzusammensetzung von 20 Masse-% PTFE (Zonyl MP 1100) und 80 Masse-% Polyamid-6 (Miramid SH3)] als Hautkomponente und der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) glasfaserverstärktes Polyamid-6 mit 30 Masse-% Glasfaser als Kernmaterial zu einem Gleitblock verarbeitet werden, in denen die durchgehende Hautkomponente gleichmäßig über die Oberfläche mit einer Dicke von 1 mm ausgebildet ist. In tribologischen Untersuchungen konnten die sehr guten Gleiteigenschaften der Hautkomponente, vergleichbar mit den Gleiteigenschaften von PTFE, verbunden mit den guten mechanischen Eigenschaften der Kernkomponente nachgewiesen werden. Die Verbundhaftung zwischen den beiden Komponenten ist so gut, dass im Keiltest keine Trennung in der Verbundgrenzfläche erreicht wird. Über die chemische Kopplung des PTFE mit dem Polyamid-6 werden in der Polyamidmatrix des Compounds (A) nachweisbar höhere Carbonsäuregruppenkonzentrationen generiert, die im Moment des Sandwichspritzgießens in der Verbundgrenzfläche durch Umamidierung über chemische Kopplung durch Ausbildung von Amidbindungen zur Erhöhung der Verbundbildung beitragen. Der Gleitblock als Funktionspolymer mit PTFE-Polyamid als Funktionspolymer weist sehr niedrige Gleitreibungskoeffizienten und einen extrem niedrigen Verschleiß auf. Sliding blocks are sized with sandwich injection molding Comparative Example 1 prepared in which the compound (A): chemically coupled PTFE-Polyamid-6-Compound [Compound composition of 20 mass% PTFE (Zonyl MP 1100) and 80 mass% polyamide-6 (Miramid SH3)] as a skin component and the polyamide construction material (B) glass fiber reinforced polyamide 6 with 30 % By mass of glass fiber as the core material to be processed into a sliding block which the continuous skin component evenly over the surface with a Thickness of 1 mm is formed. In tribological studies they were able to good sliding properties of the skin component, comparable to the PTFE sliding properties combined with the good mechanical properties of the Core component can be demonstrated. The bond between the two Components is so good that there is no separation in the bond interface in the wedge test is achieved. About the chemical coupling of the PTFE with the polyamide-6 demonstrably higher in the polyamide matrix of the compound (A) Carboxylic acid group concentrations generated at the moment of Sandwich injection molding in the composite interface by re-amidation via chemical Coupling through formation of amide bonds to increase the formation of bonds contribute. The sliding block as a functional polymer with PTFE polyamide as Functional polymer has very low sliding friction coefficients and one extremely low wear on.

Beispiel 2Example 2

Über Profilextrusion werden A-B-Profile mit den Maßen 10 × 50 mm für Gleitblöcke hergestellt. Die Schichten aus dem Compound (A): chemisch gekoppeltes PTFE- Polyamid-6.6-Compound [Compoundzusammensetzung von 30 Masse-% PTFE (Zonyl MP 1100) und 70 Masse-% Polyamid-6.6 (Ultramid A3)] mit einer Dicke von 1 mm und dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B): glasfaserverstärktes Polyamid-6.6 mit 30 Masse-% Glasfaser mit einer Dicke von 9 mm weisen eine in der jeweiligen Werkstoffkomponente homogene Morphologie und eine sehr gute Verbundhaftung auf. Die Verbundhaftung zwischen den beiden Komponenten ist so gut, dass im Keiltest keine Trennung in der Verbundgrenzfläche erreicht wird. In tribologischen Untersuchungen werden neben den sehr guten mechanischen Eigenschaften, basierend auf den Eigenschaften des Polyamidkonstruktionswerkstoffes (B) vor allem die exzellenten tribologischen Eigenschaften des chemisch gekoppelten PTFE-Polyamid-6.6-Compoundmaterials, vergleichbar mit den Gleiteigenschaften von PTFE, im Bauteil wirksam. Der Verschleißtest ergab extrem niedrige Verschleißraten, d. h. die Verschleißrate des chemisch gekoppelten PTFE-PA-6.6- Compoundwerkstoffes gegenüber einem kommerziellen, physikalisch gemischten PTFE-PA-6.6-Material (Verschleißrate gleich 100% gesetzt) unter vergleichbaren Prüfbedingungen sank auf 20% [Compound (A)] ab. A-B profiles with the dimensions 10 × 50 mm for sliding blocks are made using profile extrusion manufactured. The layers from the compound (A): chemically coupled PTFE Polyamide 6.6 compound [compound composition of 30 mass% PTFE (Zonyl MP 1100) and 70% by mass of polyamide-6.6 (Ultramid A3)] with a thickness of 1 mm and the polyamide construction material (B): glass fiber reinforced polyamide 6.6 with 30% by mass of glass fiber with a thickness of 9 mm have one in each Material component homogeneous morphology and a very good bond on. The bond between the two components is so good that in Wedge test no separation in the bond interface is achieved. In tribological In addition to the very good mechanical properties, based on the properties of the polyamide construction material (B) all the excellent tribological properties of the chemically coupled PTFE-polyamide 6.6 compound material, comparable to the sliding properties of PTFE, effective in the component. The wear test showed extremely low Wear rates, d. H. the wear rate of the chemically coupled PTFE-PA-6.6- Compound material compared to a commercial, physically mixed PTFE-PA-6.6 material (wear rate set equal to 100%) among comparable Test conditions dropped to 20% [Compound (A)].

Beispiel 3Example 3

Über Halbzeugextrusion werden Halbzeuge mit A-B-A Schichtstruktur mit den Maßen 20 × 200 mm für Gleitblöcke hergestellt. Die Schichten aus dem Compound (A): chemisch gekoppeltes PTFE-Polyamid-6.6-Compound [Compoundzusammensetzung von 20 Masse-% PTFE (Zonyl MP 1100) und 80 Masse-% Polyamid-6.6 (Ultramid A3)] mit einer Dicke von 2 mm und dem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B): glasfaserverstärktes Polyamid-6 mit 15 Masse-% Glasfaser als Zwischenschicht mit einer Dicke von 16 mm weisen eine in der jeweiligen Werkstoffkomponente homogene Morphologie und in den Grenzflächen eine sehr gute Verbundhaftung auf. Die Verbundhaftung zwischen den beiden Komponenten ist so gut, dass im Keiltest keine Trennung in der Verbundgrenzfläche erreicht wird. In tribologischen Untersuchungen werden neben den sehr guten mechanischen Eigenschaften, basierend auf den Eigenschaften des Polyamidkonstruktionswerkstoffes (B) vor allem die exzellenten tribologischen Eigenschaften des chemisch gekoppelten PTFE-Polyamid-6.6-Compoundmaterials, vergleichbar mit den Gleiteigenschaften von PTFE, im Bauteil wirksam. Der Verschleißtest ergab extrem niedrige Verschleißraten, d. h. die Verschleißrate des chemisch gekoppelten PTFE-PA-6.6- Compoundwerkstoffes gegenüber einem kommerziellen, physikalisch gemischten PTFE-PA-6.6-Material (Verschleißrate gleich 100% gesetzt) unter vergleichbaren Prüfbedingungen sank auf 30% [Compound (A)] ab. Semi-finished products with A-B-A layer structure are used with the Dimensions 20 × 200 mm made for sliding blocks. The layers from the compound (A): Chemically coupled PTFE-polyamide 6.6 compound [Compound composition of 20% by mass of PTFE (Zonyl MP 1100) and 80% by mass of polyamide-6.6 (Ultramid A3)] with a thickness of 2 mm and the polyamide construction material (B): glass fiber reinforced polyamide-6 with 15% by mass of glass fiber as an intermediate layer with a thickness of 16 mm have one in the respective material component homogeneous morphology and a very good bond in the interfaces on. The bond between the two components is so good that in Wedge test no separation in the bond interface is achieved. In tribological In addition to the very good mechanical properties, based on the properties of the polyamide construction material (B) all the excellent tribological properties of the chemically coupled PTFE-polyamide 6.6 compound material, comparable to the sliding properties of PTFE, effective in the component. The wear test showed extremely low Wear rates, d. H. the wear rate of the chemically coupled PTFE-PA-6.6- Compound material compared to a commercial, physically mixed PTFE-PA-6.6 material (wear rate set equal to 100%) among comparable Test conditions dropped to 30% [Compound (A)].

Claims (13)

1. Bauteile, Halbzeuge und Profile, ganz oder teilweise aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kombination eines Compounds (A), in dem über chemische Bindungen Polyamid- und Perfluoralkylsubstanz(en) gekoppelt sind, mit einem Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) sind, wobei der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) vollständig oder teilweise mit dem Compound (A) bedeckt ist und wobei in der Verbundgrenzfläche neben den an sich bekannten Adhäsions- und Interdiffusionskopplungsmechanismen chemische Bindungen zwischen (A) und (B) vorhanden sind. 1. Components, semi-finished products and profiles, made entirely or partially of plastic, characterized in that they are a combination of a compound (A) in which polyamide and perfluoroalkyl substance (s) are coupled via chemical bonds with a polyamide construction material (B), wherein the polyamide construction material (B) is completely or partially covered with the compound (A) and wherein chemical bonds between (A) and (B) are present in the compound interface in addition to the known adhesion and interdiffusion coupling mechanisms. 2. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile, Halbzeuge und Profile teilweise aus Metallen, Keramik, Holz oder Glas, in kompakter oder geschäumter Form, als Bestandteile des Polyamidkonstruktionswerkstoffes (B) bestehen. 2. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the components, semi-finished products and profiles partly made of metal, ceramic, wood or glass, in compact or foamed form, as components of the Polyamide construction material (B) exist. 3. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile, Halbzeuge und Profile durch Sandwichspritzgießen, Halbzeugextrusion, Folienextrusion oder Profilextrusion hergestellt sind. 3. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the components, semi-finished products and profiles by sandwich injection molding, semi-finished product extrusion, Foil extrusion or profile extrusion are made. 4. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Compound (A) aus mit funktionellen Gruppen modifizierten Perfluoralkylsubstanz(en) mit Polyamidverbindungen in Schmelze über eine reaktive Umsetzung homogenisiert ist. 4. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the compound (A) is modified with functional groups Perfluoroalkyl substance (s) with polyamide compounds in the melt via a reactive Implementation is homogenized. 5. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Compound (A) ein über chemische Bindungen gekoppelter PTFE-Polyamid- Compound ist. 5. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the compound (A) is a PTFE-polyamide coupled via chemical bonds Is compound. 6. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass PTFE im Compound (A) im Mengenbereich von 1 bis 70 Masse-% und vorzugsweise von 5 bis 50 Masse-% enthalten ist. 6. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that PTFE in the compound (A) in the range of 1 to 70% by mass and preferably from 5 to 50% by mass is included. 7. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Compound (A) eine lokale Oberflächenkomponente und der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) die Hauptkomponente sind. 7. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the compound (A) is a local surface component and the Polyamide construction material (B) are the main components. 8. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Compound (A) eine geschlossene Hautkomponente und der Polyamidkonstruktionswerkstoff (B) die Kernkomponente sind. 8. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the compound (A) is a closed skin component and the Polyamide construction material (B) are the core components. 9. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid in (A) und/oder (B) Polyamid-6 und/oder Polyamid-6.6 und/oder teilaromatisches Polyamid-6.6 und/oder Polyamid-4.6 und/oder teilaromatisches, thermoplastisch verarbeitbares Polyamid und/oder Copolykondensate dieser Polyamide sind und die Matrix bilden kann. 9. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the polyamide in (A) and / or (B) polyamide-6 and / or polyamide-6.6 and / or partially aromatic polyamide-6.6 and / or polyamide-4.6 and / or partially aromatic, thermoplastically processable polyamide and / or copolycondensates of these polyamides are and can form the matrix. 10. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (A) und/oder (B) Additive und/oder Füllstoffe und/oder Verstärkungsstoffe enthalten. 10. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that (A) and / or (B) contain additives and / or fillers and / or reinforcing materials. 11. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Compound (A) mit Anteilen kleiner 50 Masse-%, vorzugsweise kleiner 25 Masse-% vorhanden ist. 11. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the compound (A) with proportions less than 50% by mass, preferably less than 25% by mass is available. 12. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Compound (A) mit Anteilen kleiner 10 Masse-% bei größervolumigen Bauteilen mit einem Gewicht von größer 100 g vorhanden ist. 12. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that the compound (A) with proportions of less than 10% by mass for larger-volume components with a weight of more than 100 g is present. 13. Bauteile, Halbzeuge und Profile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Umamidierung Amidbindungen in der Verbundgrenzfläche zwischen (A) und (B) ausgebildet sind. 13. Components, semi-finished products and profiles according to claim 1, characterized in that by transamidation amide bonds in the bond interface between (A) and (B) are formed.
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