DD222890A1 - SHORT FIBER AMPLIFIED POLYOLEFIN MASS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft kurzfaserverstaerkte Polyolefinformmassen auf der Basis von Polyethylen und/oder dessen Copolymeren bzw. von Polypropylen und Cellulosekurzfasern, die durch Extrudieren und Spritzgiessen zur Herstellung von platten- und rohrfoermigen Halbzeugen, Profilen oder Formteilen verarbeitet werden koennen. Zur Erhoehung des Eigenschaftsniveaus und Verbesserung des Gebrauchswertes werden der Mischung von Polyolefinformmassen mit Cellulosekurzfasern Peroxide zugesetzt.The invention relates to kurzfaserverstaerkte Polyolefinformmassen based on polyethylene and / or its copolymers or of polypropylene and cellulose short fibers, which can be processed by extrusion and injection molding for the production of plate and rohrfoermigen semi-finished products, profiles or moldings. To increase the level of properties and to improve the use value, peroxides are added to the mixture of polyolefin molding compositions with cellulose short fibers.
Description
263/5752/111263/5752/111
Kurzfaserverstärkte PolyolefinformmassenShort fiber reinforced polyolefin molding compounds
Anwendirafisgebiet der Erfindang Application area of the invention
Die Erfindung betrifft kurzfaserverstärkte Polyolefinformmassen auf der Basis von Polyethylen und/oder dessen Oopolymeren bzw· von Polypropylen und Oellulosekurzfasem, die durch Extrudieren und Spritzgießen zur Herstellung von platten- und rohrförmigen Halbzeugen, Profilen und Formteilen verarbeitet werden können·The invention relates to short-fiber-reinforced polyolefin molding compositions based on polyethylene and / or its copolymers or polypropylene and short staple fibers, which can be processed by extrusion and injection molding for the production of plate and tubular semi-finished products, profiles and moldings.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, anorganische und/oder organische Stoffe als Füll- bzw« Verstärkungskomponenten für thermoplastische Polymere einzusetzen· Als Füll- und Verstärkungsstoffe werden z. B. Kreide, Talkum, Ruß, Kalk, Kaolin, Glas- und Asbestfasern, Natur- und Synthesefasern, Holzmehl und -späne, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Schiefermehl, Glimmer ue a· genannt» Als thermoplastische Polymermatrix dominiert neben Polyolefinen, insbesondere Polyethylen, vor allem Polyvinylchlorid, da bei dessen Verarbeitung in den meisten Fällen zur-Einarbeitung von Stabilisatoren u. a. Hilfsmitteln ein nochmaliger Mischprozeß notwendig ist, der vorteilhaft für das Einmischen weiterer Füll- und Verstärkungskomponenten genutzt werden kann* Die Herstellung von Formmassen aus Thermoplasten und anorganischen und/oder organischen Füll- und Verstärkungsstoffen erfolgt sowohl aus stoff wirtschaft-It is known to use inorganic and / or organic substances as filling or «reinforcing components for thermoplastic polymers. · As fillers and reinforcing agents z. As chalk, talc, carbon black, lime, kaolin, glass and asbestos fibers, natural and synthetic fibers, wood flour and shavings, alumina, magnesium oxide, slate, mica u e a · called »dominated as a thermoplastic polymer matrix in addition to polyolefins, especially polyethylene, especially polyvinyl chloride, since in its processing in most cases for-incorporation of stabilizers, among other aids a further mixing process is necessary, which can be used advantageously for mixing in further filling and reinforcing components * The production of molding compounds from thermoplastics and inorganic and / or organic fillers and reinforcing materials are made from both economic and
lichen Überlegungen zur Einsparung von Polymermaterial ale auch zur Modifizierung bestimmter Gebrauchseigenschaften bzw« zur Erschließung neuer Anwendungsgebiete· ; Considerations for the saving of polymer material ale also for modifying certain performance characteristics or for the development of new fields of application · ;
Bekannt ist, daß die mechanischen Eigenschaften von gefüllten öder verstärkten Polymerwerkstoffen nicht nur durch die Eigenschaften der verwendeten Ausgangskomponenten bestimmt werden, sondern auch wesentlich von den Verhältnissen im Phasengrenzibereich (Plaste und Kautschuk 22 (1975) S. 626 ff). Zur Verbesserung dieser Wechselwirkung zwischen der verwendeten PoIymerkomponente und der Füll- bzw· Verstärkungskomponente werden Haftvermittler angewendet, um verbesserte mechanische Eigenschaften zu erzielen. Bei den Haftvermittlern handelt es sich vorzugsweise um siliziumorganische Verbindungen mit jeweils auf die Polymerkomponente abgestimmter organofunktioneller Gruppe sowie auch um kationaktive Chromkomplexverbindungen oder Tenside u. a.. So ist beispielsweise im DD-WP 116 050 ein Verfahren zur Herstellung von compound!erten Kunststoffsystemen mit Pigmenten oder Füllstoffen beschrieben, wobei das Vermischen der Komponenten in Anwesenheit eines bis zu 110 0C wärmebeständigen Tensides erfolgt. In DE-OS 2 402 976, DE-OS 2 444 420, DE-OS 2 539 195 und in DD-WP 116 051 wird ein pastenförmiger Konstruktionswerkstoff aus thermoplastischem Matrixmaterial und mindestens einem Füllstoff mineralischer und/oder organischer Art beschrieben, der als Haftvermittler Polyethylen- bzw· Polypropylenwachse enthält bzw. die Umhüllung der Füllstoffe mit Natriumsilikat beschreibt· Zur Verbesserung der Wechselwirkung an der Phasengrenzfläphe zwischen der Polymermatrix und der artfremden Einlagerungskomponente wird ein trinäres Haftvermittlersystem, bestehend aus Silanen, flüssigem Polysulfidpolymer und Epoxidweichmacher, zur Vorbehandlung der organischen Füll- bzw. Verstärkungskomponenten mit dem Ziel einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe angewendet (DD-WP 126 292). Gemäß der DE-OS 2 511 257 wird die Faser mit begrenzte» Mengen an plastischem Polymerisat in Gegenwart eines Gleitmittels behandelt. Gleitmittel und geringe Anteile an plastischem Material in Kombination üben gegenseitigIt is known that the mechanical properties of filled or reinforced polymer materials are determined not only by the properties of the starting components used, but also substantially by the ratios in the phase boundary region (Plaste and Kautschuk 22 (1975) p. 626 ff). In order to improve this interaction between the polymer component used and the filling or reinforcing component, adhesion promoters are used in order to achieve improved mechanical properties. The adhesion promoters are preferably organosilicon compounds having in each case an organofunctional group tailored to the polymer component, as well as cation-active chromium complex compounds or surfactants, inter alia. So 116 050 a process for the preparation of compound! Erten plastic systems is described with pigments or fillers, for example, in DD-WP, wherein the mixing of the components in the presence of up to 110 0 C heat-resistant surfactant takes place. In DE-OS 2 402 976, DE-OS 2 444 420, DE-OS 2 539 195 and DD-WP 116 051 a paste-like construction material of thermoplastic matrix material and at least one filler mineral and / or organic type is described which serves as a primer To improve the interaction at the phase interface between the polymer matrix and the foreign storage component, a trinär adhesion promoter system consisting of silanes, liquid polysulfide polymer and epoxy plasticizer, for pretreatment of the organic filling or reinforcing components with the aim of improving the mechanical properties of the composites applied (DD-WP 126 292). According to DE-OS 2,511,257, the fiber is treated with limited amounts of plasticized polymer in the presence of a lubricant. Lubricants and small amounts of plastic material in combination exercise each other
nützliche Wechselwirkungen aus, die die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe, die mit derart behandelten Fasern hergestellt wurden, verbessern gegenüber Verbundwerkstoffen aus nur mit Gleitmitteln behandelten Fasern· Aus der US-PS 3 513 067 ist eine Methode zur Herstellung eines orientierten faserverstärkten Gegenstandes bekannt, wobei als Fasermaterialien Naturfasern, Synthesefasern, Glas-, Metall- und Asbestfasern mit der Länge 0,5 "bis 50 mm eingesetzt werden· In den Prozeß der Verbundbildung werden bis zu 15 Gew.-% Ruß einbezogen* Durch Anwendung der Haftvermittler wird in allen beschriebenen Formmassen und Verfahren eine Verbesserung des mechanischen Eigenschaftsniveaus im Vergleich mit Verbunden ohne Haftvermittler erzielt· Da die verwendeten Haftvermittler bzw. Haftvermittlersysteme relativ teuer sind, ist deren Anwendung aus ökonomischen Gründen zu überdenken.useful interactions which improve the properties of the composites made with such treated fibers over composites of lubricants-only treated fibers. US-A-3 513 067 discloses a method of making an oriented fiber-reinforced article using as fibrous materials Natural fibers, synthetic fibers, glass, metal and asbestos fibers with a length of 0.5 "to 50 mm are used. The compounding process involves up to 15% by weight of carbon black Method results in an improvement of the mechanical property level in comparison with composites without adhesion promoters. Since the adhesion promoters or bonding agent systems used are relatively expensive, their use must be reconsidered for economic reasons.
Die DD-PS 97 432 beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefin/Mineralformmassen, vorzugsweise durch Kombination von Polyethylen hoher oder niederer Dichte, Polypropylen, Polystyrol oder Copolymeren aus Olefinen mit anderen polymerisierbaren Verbindungen, wie z. B. Ethylen-Vinylacetat, mit mineralischen pulverförmigen Füllstoffen, wie Kaolin, Ton, Bentonit und/oder Kreide und/oder gemahlenem Quarzsand, mit verbesserten Einfärbevermögen und/oder verbesserter thermo« oxydativer Stabilität, verbesserter Lichtstabilität und ver- T besserten mechanischen Eigenschaften, gegebenenfalls mit Zusatz von Häftvermittlern, Hetzmitteln und Peroxiden. Der Zusatz von Peroxiden ergibt keine Erhöhung der mechanischen Eigenschaften.DD-PS 97 432 includes a process for the preparation of polyolefin / mineral molding compositions, preferably by combining high density or low density polyethylene, polypropylene, polystyrene or copolymers of olefins with other polymerizable compounds, such as. As ethylene-vinyl acetate, with mineral powdery fillers, such as kaolin, clay, bentonite and / or chalk and / or ground quartz sand, with improved inking and / or improved thermo oxidative stability, improved light stability and T improved mechanical properties, if necessary with the addition of mediators, slippers and peroxides. The addition of peroxides does not increase the mechanical properties.
Ziel der Erfindung ist es, cellulosefaserverstärkte Polyolefinformmassen mit höherem Eigenschaftsniveau und damit verbessertem Gebrauchswert herzustellen.The aim of the invention is to produce cellulosefaserverstärkte Polyolefinformmassen with higher property level and thus improved utility value.
Darlegung des Wesens der Erfindung Technische AufgabeExplanation of the essence of the invention Technical problem
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Polyolefinformmassen zur Erzielung höherer mechanischer Eigenschaften geeignetere Zusatzstoffe zuzusetzen·The invention is based on the problem of adding more suitable additives to the polyolefin molding compounds in order to achieve higher mechanical properties.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine kurzfaserverstärkte Polyolefinformmasse 5 bis 60 Masse-%j vorzugsweise 10 bia 40 Masse-% Cellulosekurzfasern, bezogen auf den Polyolefingehalt und 0,1 bis 30 Masse-%, vorzugsweise 0,1 bis 15 Masse-% Peroxide, bezogen auf den Cellulosekurzfasergehalt, enthält· Dieser Verbundwerkstoff weist überraschend gute mechanische Eigenschaften auf♦ Die Cellulosefaserstoffe können bis zu 75 Masse-%, vorzugsweise bis zu 30 bis 60 Masse-%, faserförmige und/oder flächige PVC-W-Bestandteile enthalten· Die Formmasse kann bis zu 60 Masse-% aus pulverförmigen und/oder globularen Celluloseprodukten und/oder Celluloseabprodukten, beispielsweise mikrokristalliner Cellulose oder gemahlenen Papierabfällen, bestehen. Neben Polyethylen und/oder dessen Copolymeren oder Polypropylen ist auch bis zu 10 Masse-% Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat einsetzbar·According to the invention the object is achieved in that a short fiber reinforced Polyolefinformmasse 5 to 60% by mass, preferably 10 to 40% by mass cellulose short fibers, based on the polyolefin content and 0.1 to 30% by mass, preferably 0.1 to 15% by mass This composite material has surprisingly good mechanical properties. The cellulose fiber materials may contain up to 75% by mass, preferably up to 30 to 60% by mass, of fibrous and / or planar PVC-W constituents. The molding composition may consist of up to 60% by mass of powdered and / or globular cellulose products and / or cellulose by-products, for example microcrystalline cellulose or ground paper waste. In addition to polyethylene and / or its copolymers or polypropylene, it is also possible to use up to 10% by weight of ethylene / vinyl acetate copolymer.
Nachstehend soll die Erfindung an mehreren Beispielen näher erläutert werden· Für die Ausführungsbeispiele wurde ein Niederdruckpolyethylen mit einer Dichte von 0,950 g/cnr und einem Schmelzindex von 19,5 g/10 min (50 N, 190 0C) verwendet, welches folgende mechanische Eigenschaften besitzt:The invention is illustrated by several examples · For the embodiments, a low-pressure polyethylene having a density of 0.950 g / cnr and a melt index of 19.5 g / 10 min (50 N, 190 0 C), which following mechanical properties has:
Zugfestigkeit: 23,0 MPaTensile strength: 23.0 MPa
'. Biegespannung: 17,4 MPa'. Bending stress: 17.4 MPa
Elastizitätsmodul ausYoung's modulus off
dem Biegeversuch: 0,87 GPa Schlagbiegefestigkeit: 100 KJ/m2 Kerbschlagbiegefestigkeit: 7,2 KJ/m2 Bending test: 0.87 GPa Impact bending strength: 100 KJ / m 2 Impact bending strength: 7.2 KJ / m 2
Die Polyolefinformmassen werden wie folgt* hergestellt $ In einem Schnellmischer werden bei Raumtemperatur die Cellulosefasern mit 750 bis 1500 U/min aufgelockert« Den aufgelockerten Pasern wird das Peroxid und danach das pulverförmige Hiederdruckpolyethylen zugesetzt und mit den Pasern nochmals bei 1500 bis 3000 U/min intensiv vermischt· Die so erzeugte pulverförmige Vormischung wird einem Doppelschneckenextruder zugeführt, bei 473 K homogenisiert und granuliert und zu Prüfkörpern verspritzt·The polyolefin molding compositions are prepared as follows: In a high-speed mixer, the cellulosic fibers are loosened at 750 to 1500 rpm at room temperature. The peroxide is added to the loosened fibers and then the powdered low-density polyethylene is added, and the fibers are again intensively sintered at 1500 to 3000 rpm The pulverulent premix thus produced is fed to a twin-screw extruder, homogenized at 473 K and granulated and injection-molded into test pieces.
Kurzfaseryerstärkte Polyolefinformmasse, bestehend aus 90 Masse-Teilen Mederdruckpolyethylen und 10 Masse-Teilen Cellulosekurzfasern der Dichte 1,50 g/cm*Short fiber reinforced polyolefin molding compound consisting of 90 parts by weight of Mederdruckpolyethylen and 10 parts by mass of short cellulose fibers of density 1.50 g / cm *
Mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit: 28,0 MPaMechanical properties: Tensile strength: 28.0 MPa
Biegespannung: 22,8 MPaBending stress: 22.8 MPa
Elastizitätsmodul aus dem Biegeversuch: 1,1 GPa Schlagbiegefestigkeit: 56,0 KJ/m2 Kerbschlagbiegefestigkeit: 10,0 KJ/m2 Modulus of elasticity from the bending test: 1.1 GPa Impact bending strength: 56.0 KJ / m 2 Impact bending strength: 10.0 KJ / m 2
Kurzfaserverstärkte Polyolefinformmasse, bestehend aus 89 Masse-Teilen Wiederdruckpolyethylen, 10 Masse-Teilen Cellulosekurzfasern der Dichte 1,50 g/cnr und 1 Masse-Teil tertiäres Butylperbenzoat.Short fiber reinforced polyolefin molding composition consisting of 89 parts by weight of high density polyethylene, 10 parts by weight of short cellulose fibers of density 1.50 g / cnr and 1 part by weight of tertiary butyl perbenzoate.
Mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit: 42,9 MPaMechanical properties: Tensile strength: 42.9 MPa
Biegespannung: 24,0 MPa Elastizitätsmodul aus dem Biegeversuch: 1,07 GPa Schlagbiegefest^gkeit: 75,0 KJ/m2 , Kerbschlagbiegefestigkeit: 14,1 KJ/m2 Bending stress: 24.0 MPa Modulus of elasticity from bending test: 1.07 GPa Impact resistance: 75.0 KJ / m 2 , Notch impact strength: 14.1 KJ / m 2
Kursfaserverstärkte Polyolefinfonamasse, bestehend aus 88,5 Masse-Teilen Uiederdruckpolyethylens 10 Masse-Teilen Cellü-Course fiber-reinforced polyolefin monofin, consisting of 88.5 parts by mass of Uiederdruckpolyethylen s 10 mass parts Cellu-
' 3 '3
losekurafasern der Dichte 1,50 g/cnr und 1,5 Masse-Teilen Peroxid Typ "Perkadox 14/40"* Mechanische Eigenschaften; Zugfestigkeit:loose-cured fibers of density 1.50 g / cnr and 1.5 parts by mass peroxide type "Perkadox 14/40" * Mechanical properties; Tensile strenght:
Biegespannung: Elastizitätsmodul aus dem Biegeversuchs Schlagbiegefestigkeit: KerbBchlagbiegefestig-" ; .' . ' ' ' keitsBending stress: modulus of elasticity from the bending test Impact bending strength: notch Bending stress resistant ';.'''' keits
13,4. KJ/mc 13.4. KJ / m c
Kurzfaserverstärkte Polyolefinformmassej bestehend aus 88,5 Masse-Teilen Hiederdruckpolyethylen9 10 Masse-Teilen Gellulosekurzfasern aus Industrieabfällen und 1,5 Masse-Teilen Peroxid Typ "Perkadox 14/40"'«, Mechanische Eigenschaften? Zugfestigkeit?Short fiber reinforced polyolefin molding compound consisting of 88.5 parts by weight of low density polyethylene 9 10 parts by mass of short staple fibers from industrial waste and 1.5 parts by mass peroxide type "Perkadox 14/40"'", Mechanical properties? Tensile strenght?
Biegespannung; Elastizitätsmodul aus dem Biegeversuchs Schlagbiegefestigkeit: Kerbschlagbiegefestig« ' ' v. ' ' - keiti 'Bending stress; Modulus of elasticity from the bending test Impact resistance: Impact bending strength "'' v . '' - keiti '
43.2 MPa43.2 MPa
27.3 MPa27.3 MPa
1,53 GPa r 63,1 KJ/m2 1.53 GPa r 63.1 KJ / m 2
9,6 KJ/m'9.6 KJ / m '
Kurzfaserverstärkte Polyolefinformmasse, bestehend aus 7895 Maese-Teilen Miederdruckpolyethylen, 20 Masse«Teilen CeXIulosekursifasern (Bw-Fasern)' aus Industrieabfällen und 1,5 _ Masse-Teilen Peroxid Typ "Perkadox 14/40"e Short fiber-reinforced polyolefin molding compound, consisting of 78 9 5 parts by mass of low-pressure polyethylene, 20 parts by mass of "Cexilulose curb fibers (bw fibers)" from industrial waste and 1.5 parts by mass peroxide "Perkadox 14/40" e
Mechanische Eigenschaften; Zugfestigkeit? 53,5 MPaMechanical properties; Tensile strenght? 53.5 MPa
Biegespannung: 38,7 MPaBending stress: 38.7 MPa
Elastizitätsmodul ausYoung's modulus off
'../ dem Biegeversuch: 2,2 GPa Schlagbiegefestigkeits 33,2 KJ/m' Kerbschlagbiegefestigkeit: 8,6 KJ/m' '../ the bending test: 2.2 GPa impact strength 33.2 KJ / m' impact strength: 8.6 KJ / m '
Die Polyolefinformmasse enthält Polyethylen und/oder dessen Copolymere oder Polypropylen und Celluloaekurzfasera. Die verwendete Polymerkomponente kann auch ein Regenerat sein sowie pulver- oder granulatförmig vorliegen· Es können auch bis zu 10 Masse-% Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat verwendet werden. Die Cellulosekurzfasern können natürliche Cellulosefasern und/oder Gellulose-Regeneratfasern und/oder Mischungen, auch Industrieabfälle, wobei es vorteilhaft ist, die Cellulosekurzfasern vor oder während der Herstellung der Formmasse durch Mischen mit organischen Peroxiden zu behandeln· Die Cellulosekurzfasern können faserföxrmige und/oder flächige PVC-W-Bestandteile enthalten sowie bis zu 60 Masse-% pulverförmige und/oder globulare Celluloseprodukte' -und/oder Celluloseabprodukte, beispielsweise mikrokristalline Cellulose oder gemahlene Papierabfälle enthalten.The polyolefin molding composition contains polyethylene and / or its copolymers or polypropylene and Celluloaekurzfasera. The polymer component used may also be a regenerate and may be in powder or granular form. It is also possible to use up to 10% by mass of ethylene / vinyl acetate copolymer. The cellulose short fibers may be natural cellulose fibers and / or regenerated cellulose fibers and / or mixtures, including industrial waste, where it is advantageous to treat the cellulose short fibers before or during the preparation of the molding compound by mixing with organic peroxides. The cellulose short fibers may be fibrous and / or sheeted PVC W components and up to 60% by mass of powdered and / or globular cellulose products' and / or cellulose by-products, for example microcrystalline cellulose or ground paper waste.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD26116084A DD222890A1 (en) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | SHORT FIBER AMPLIFIED POLYOLEFIN MASS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD26116084A DD222890A1 (en) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | SHORT FIBER AMPLIFIED POLYOLEFIN MASS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD222890A1 true DD222890A1 (en) | 1985-05-29 |
Family
ID=5555523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD26116084A DD222890A1 (en) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | SHORT FIBER AMPLIFIED POLYOLEFIN MASS |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD222890A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0370242A2 (en) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | General Electric Company | Useful articles from mixed scrap plastics and a method of making same |
-
1984
- 1984-03-23 DD DD26116084A patent/DD222890A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0370242A2 (en) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | General Electric Company | Useful articles from mixed scrap plastics and a method of making same |
EP0370242A3 (en) * | 1988-11-21 | 1991-12-04 | General Electric Company | Useful articles from mixed scrap plastics and a method of making same |
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Legal Events
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