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Thermoplastisches Material und Verfahren zu dessen Herstellung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Materialien und hat thermoplastische Materialien auf Grundlage von isotaktischen Polypropylen oder isotaktischen Polybuten zum Gegenstand, deren mechanische Eigenschaften oder Verarbeitungseigenschaften im Vergleich mit denjenigen von isotaktischem Polypropylen an sich oder isotaktischem Polybuten an sich verbessert sind, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Olefin-Polymere mit isotabcischer Struktur haben aussergewöhnliche physikalische Eigenschaften. Isotaktisches Polypropylen besitzt eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul und behält brauchbare mechanische Eigenschaften bei höheren Temperaturen als die meisten andern thermoplastischen harzartigen Substanzen. Da jedoch seine Sprödigkeitstemperatur oberhalb 00 C (bei ungefähr 200 C) liegt, lässt es sich manchmal nur schwer verarbeiten, und seine Anwendbarkeit in Fällen, wo Beständigkeit bei tiefen Temperaturen nötig ist, ist begrenzt.
Isotaktisches Polybuten besitzt eine hohe Zähigkeit und eine sehr hohe Zugfestigkeit sowie eine ziemlich tiefe Sprödigkeitstemperatur (ungefähr-200 C), hat jedoch einen niedrigen Elastizitätsmodul, welche Eigenschaft bei Anwendungen unerwünscht ist, wo eine beträchtliche Steifheit nötig ist.
Die vorliegende Erfindung beruht darauf, dass die mechanischen Eigenschaften sowie die Verarbeitungseigenschaften von isotaktischem Polypropylen vorteilhaft modifiziert werden können, indem man isotaktisches Polybuten zumischt, und umgekehrt.
Das erfindungsgemässe thermoplastische Material ist somit dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Gemisch aus isotaktischem Polypropylen und isotaktischem Polybuten besteht.
Wird z. B. isotaktisches Polypropylen mit isotaktìschem Polybuten in einer Menge von 5-40% (je nach dem Verwendungszweck des Gemisches) mit Bezug auf das Gewicht des Gemisches vermischt, so erniedrigt sich der Bruchigkeicspunkt des Polypropylens in einem Ausmass, welches von der Menge des zugesetzten isotaktischen Polybutens abhängt. Das Polybuten wirkt für das Polypropylen als Weichmacher.
Vermischt man isotaktisches Polybuten mit
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undaktives Verstärkungsmittel.
Die Herstellung der Gemische kann in irgendeiner geeigneten Weise erfolgen. Das einfachste Verfahren besteht darin, dass man die Komponenten in einer Walzenmühle bei 160-1800 C während beispielsweise 10 Minuten vermischt.
Die Erfindung umfasst auch einen Film, der hergestellt ist aus einem Gemisch aus isotak- tischem Polypropylen mit 5-40 Gew.-% (mit Bezug auf das Gewicht des Gemisches) isotaktischem Polybuten, der eine grössere Einreissfestigkeit besitzt als ein aus isotaktischem Polypropylen allein hergestellter Film. Ferner umfasst die Erfindung aus einem solchen Gemisch hergestellte gegossene oder stranggepresst Gegenstände.
Die Herstellungsmöglichkeiten für thermoplastische Materialien gemäss vorliegender Erfindung sind zahlreich, und die verschiedenen Verwendungen, denen sie zugänglich sind, werden an Hand der folgenden Beispiele noch näher erläutert, ohne jedoch hierauf beschränkt zu werden.
Beispiel l : Die in diesem Beispiel verwendeten Polymere haben folgende Eigenschaften : a) Isotaktisches Polybuten Molekulargewicht 165.000 (il) Grenzviskosität 2, 91 Gew.-% extrahierbar mit Heptan 69, 2
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5Fliessgrad (I. C. I-Messgerät) g/10'0, 085 b) Isotaktisches Polypropylen
Molekulargewicht 260. 000 (r)) Grenzviskosität 3, 9 Gew.-% extrahierbar mit Heptan 12
Zugfestigkeit kg/cm2 402
Dehnung % 696
Vicat-Erweichungspunkt (Belastung 5 kg) 0 C 101, 5 Sprödigkeirstemperatur 0 C + 20
Biegefestigkeit kg/cm2 (ASTM-D 790) 7500
Fliessgrad (I. C.
L-Messgerät) g/10' < 0,01
Die beiden Polymere werden in einem Gewichtsverhältnis von 80 Teilen Polybuten auf 20 Teile Polypropylen in einer Walzenmühle während 10 Minuten bei 1700 C vermischt.
Das so erhaltene Gemisch hat die folgenden Eigenschaften :
Zugfestigkeit kg/cm2 194
Dehnung to 278
Vicar-Erweichungspunkt (Belastung 1 kg) 0 C 125
Sprödigkeitspunkt 0 C
Biegefestigkeit kg/cm2 (ASTM-D 790) 1240
Fliessgrad (I. C. L-Messgerät) g/10' 0,15
Infolge seines hohen Elastizitätsmoduls und des hohen Erweichungspunktes eignet sich das Gemisch besonders für die Herstellung von biegsamen Blättern und Platten, Röhren, Dichtungen und überzügen für Metallgegenstände, inbegriffen Drähte.
Beispiel 2 : Unter Verwendung der gleichen Ausgangspolymere wie im vorhergehenden Beispiel mischt man 80 Teile Polypropylen und 20 Teile Polybuten während 10 Minuten bei 1700 C in einer Walzenmühle. Das erhaltene Gemisch hat die folgenden Eigenschaften :
Zugfestigkeit kg/cm2 311
Dehnung % 550
Vicat-Erweichungspunkt (Belastung 1 kg) 0 C > 146 Sprödigkeitspunkt 0 C +3 Biegefestigkeit kg/cm2 (ASTM-D 790) 5000
Fliessgrad (I. C.
L-Messgerät) g/10' 0,01
Die verbesserte Verarbeitbarkeit und der niedrige Sprödigkeitspunkt des Gemisches lassen dieses geeignet erscheinen zur Herstellung von steifen Röhren und Fittings für Röhren, Gegenständen mit hoher chemischer Beständigkeit, Dekorationsgegenständenb Platten zum Ziehen oder Vakuumverformen sowie durch Spritzgiessen oder Pressgiessen hergestellten Formgebilden. Beispiel 3 : Unter Verwendung der gleichen Ausgangspolymere wie in Beispiel 1 vermischt man in einer Walzenmühle während 10 Minuten bei 1700 C 60 Gewichtsteile Polypropylen und 40 Gewichtsteile Polybuten.
Das erhaltene Gemisch hat die folgenden Eigenschaften :
Zugfestigkeit kg/cm 237
Dehnung % 374
Biegefestigkeit kg/cm (ASTM-D 790) 4000
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sehr ähnlich denjenigen von reinem Polypropylen, jedoch bei einer viel tieferen Sprödigkeitstemperatur. Es lässt sich deshalb verwenden zur Herstellung von Formgebilden, wie Röhren und Fittings, welche bei tiefen Temperaturen verwendet werden.
Beispiel 4 : Als Ausgangsmaterialien dienen die folgenden Polymere : a) Isotaktisches Polybuten Molekulargewicht ] 00. 000 (1)) Grenzviskosität 2, 10 Gel.-% extrahierbar mit Heptan 70, 4 b) Isotaktisches Polypropylen
Molekulargewicht 260. 000 (1)) Grenzviskosität 3, 9
Gew.-% extrahierbar mit Heptan 12
70 Gewichtsteile Polybuten werden in Gegenwart eines Antioxydationsmittels in einer Walzenmühle mit 30 Gewichtsteilen Polypropylen vermischt. Nach dem Vermahlen zu Körnern stellt man aus diesem Gemisch unter Benutzung einer gebräuchlichen Glaspressvorrichtung einen schlauchförmigen Film her.
Der erhaltene Film hat die folgenden Eigenschaften : Zugfestigkeit in Längsrichtung 225 kg/cm2 in Querrichtung 206 kg/cm Dehnung in Längsrichtung 366% in Querrichtung 375% Einreissfestigkeit (Elmendorf-Test) in Längsrichtung 95 g/0, 02 mm in Querrichtung 139 g/0, 02 mm
Filme, welche in gleicher Weise aus reinem isotaktischem Polypropylen erhalten wurden, besitzen folgende Eigenschaften : Zugfestigkeit in Längsrichtung 320kg/cm2 in Querrichtung 330kg/cm2 Dehnung in Längsrichtung 540% in Querrichtung 575% Einreissfestigkeit (Elmendorf-Test) in Längsrichtung 9 g/0, 02 mm in Querrichtung 8 g/0, 02 mm
Der aus dem Gemisch hergestellte Film besitzt somit die höhere Einreissfestigkeit.
Beispiel 5. Unter Verwendung des gemäss Beispiel 1 hergestellten Gemisches überzieht man einen Draht mit einem Durchmesser von 0, 6 mm kontinuierlich bei einer Geschwindigkeit von 22 m/Minute unter Bildung eines kontinuierlichen überzuges mit einer Dicke von 0, 4 mm. Dieser Überzug besitzt folgende Eigen-
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schaften : spezifischer Widerstand 1015 Ohm/cm3 dielektrische Konstante bei 106
Schwingungen 1, 6-2 Verlustfaktor bei 106
Schwingungen 0, 0004 dielektrische Festigkeit 27kV/mm
PATENTANSPRÜCHE :
1. Thermoplastisches Material, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Gemisch aus isotaktischem Polypropylen und isotaktischem Polybuten besteht.
2. Thermoplastisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an. isotaktischem Polybuten 5-40 Gel.-% ausmacht.
3. Thermoplastisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an isotaktischem Polypropylen zo Gew.-% ausmacht.