DD300175A7

DD300175A7 - Verfahren zur modifizierung von hochmolekularem polyethylen hoher dichte

Info

Publication number: DD300175A7
Application number: DD31949088A
Authority: DD
Original assignee: Buna Chem Werke Veb
Priority date: 1988-09-05
Filing date: 1988-09-05
Publication date: 1992-05-27

Abstract

Verfahren zur Modifizierung von hochmolekularem Polyethylen hoher Dichte, das nach dem Gasphasenprozesz unter Verwendung organo-chromhaltiger Katalysatoren im Schmelzindexbereich MFI 210 N von 10 bis 25 g/10 min bei einem Verhaeltniswert MFI 210 N zu MFI 21 N von 50 bis 110 polymerisiert wurde und zur Herstellung von hochfesten Hohlkoerpern mit bis zu 80 l Inhalt nach dem Extrusionsblasverfahren geeignet ist, wobei waehrend des Aufarbeitungs-/Granulierprozesses des Pulvers ein mechanischer Energieeintrag von 0,35 bis 0,90 MJ/kg realisiert wird. Die Atmosphaere in der Aufschmelzphase enthaelt dabei mindestens 10 Volumenteile in % Sauerstoff und dem Pulver wird eine gering fluechtige phenolische Antioxydans mit einem Schmelzpunkt von groeszer 100C zugemischt. Die Verwendung bekannter photooxidativer Stabilisatoren ist darueber hinaus moeglich.{Polyethylen; Schmelzindexbereich; Hohlkoerper; Extrusions-Blasverfahren; Sauerstoff; phenolische Antioxydans; Schmelzpunkt; photooxidative Stabilisatoren; organo-chromhaltiger Katalysator}

Description

realisiert wird, im Aufschmelzbereich eine Atmosphäre herrscht, die mindestens 10 Volumenanteile in % Sauerstoff enthält und dem Pulver 0,03 bis 0,35 Masseanteile in % eine gering flüchtige phenolische Antioxydans mit einer Schmelztemperatu. von größer 100°C zugesetzt wird. Gegebenenfalls können dem Pulver photooxidativa Stabilisatoren aus der Gruppe der Benzophenone, Bsnztriozole oder/und der sterisch gehinderten Amine (HALS) in einer Gesamtkonzentration von bis zu 0,4 Masseanteile in % zugegeben werden. Die Aufarbeitung/Granulierung kann auf üblichen Anlagen mit durchschnittlichen Verweilzeiten von 0,5 bis 4min erfolgen.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll an folgenden Beispielen erläutert werden.

Nach dem Gasphasenprozeß unter Verwendung von chromhaltigen Katalysatoren wird ein Polyethylenpulver mit folgenden charakteristischen Kennwerten polymerisiert:

MFI 210N: 19,5g/10min MFI210N/MFI21N: 70 Dichte: 0,952g/cm³ Comonomer: Buten-1

Die Aufarbeitung/Granulierung des Pulvers erfolgt über einen kontinuierlich arbeitenden Zwei-Schneckenwellen-Extruder bei Massetemperaturen von 200 bis 240°C unter Variation der in der Tabelle angegebenen Bedingungen:

- mechanischer Energieeintrag während Konfektionierung

- Anteil Sauerstoff in Atmosphäre der Aufschmelzzone

- Additivart und -gehalt.

Das resultierende Granulat wird auf einer Extrusionsblasanlage nach dem Außenschlauchverfahren zu 10 Kanistern bei einer Massetemperatur von 19O⁰C verblasen. Die Zykluszeit beträgt 25,5 ± 0,5s, das Zielgewicht der Kanister liegt bei 480 + 15g. Bewertungskriterien sind das minimal erreichbare Gewicht des Artikels (G_mln) bei Gewährleistung der Zykluszeiteinhaltung, der problemlosen Verarbeitbarkeit und einer gleichmäßigen Wanddickenverteilung.

Des weiteren wird die Bruchfallenergie (Wb) derart bestimmt, daß der mit Wasser gefüllte Kanister bei 22°C auf die bruchanfälligste Fläche fallen gelassen wird.

Tabelle	Konfektionierung	Anteil O₂	Additive	A	Anzahl	Kennwerte	MFI 210N	Hohlkörperherstellung/
Lfd.	Energie	(Volumen	Art	B	(Massen	MFI 210N	MFI 21 N	-prüfung
Nr.	eintrag	anteil		C	anteil			GmIn Wb
				B	in%)
		in%)		B	0,15	(g/10min)	95
	(MJ/kg)	0	f ^B I D	0,02	21,0	105	(g) (J)
	0,20	5	I D	0,30	24,0	115	Kein Kanister herstellbar
1	0,28	15		0,15	20,5	150	545 100
2	0,40	15		0,05	18,5	120	520 130
3	0,45	0		0,20 0,12	21,5	160	490 160
4	0,40	10	0,06 0,18	18,5	175	525 120
5	0,73	15		17,0		480 190 t
6	0,83				470 210
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Art der Additive: A: phenolische Antioxydans, Schmelzpunkt 70^cC B: phenoüscheAntioxydans, Schmelzpunkt 116⁰C C: phenolische Antioxydans A und phosphitische Antioxydans im VerhSltnis 1:2 D: UV-Stabilisatorkombination Benztriozol/HALS 1:2

Claims

Verfahren zur Modifizierung von hochmolekularem Polyethylen hoher Dichte, das nach dem Gasphasenprozeß unter Verwendung von organo-chromhaltigen Katalysatoren im Schmelzindexbereich MFI 21 ON von 10 bis 25g/10 min bei einem Verhältnis MFI 210N zu MFI 21 N von 50 bis 110 polymerisiert wurde und zur Weiterverarbeitung zu hochfesten Hohlkörpern mit bis zu 8Ol Inhalt nach dem Extrusionsblasverfahren geeignet ist, gekennzeichnet dadurch, daß während eines kontinuierlichen Aufarbeitungs- und Granulierungsprozesses des Pulvers ein Eintrag von mechanischer Energie von 0,35 bis 0,90MJ/kg unter einer Atmosphäre im Aufschmelzbereich von mindestens 10 Volumenanteile in % Sauerstoff bei Anwesenheit von 0,03 bis 0,35 Masseanteile in % einer gering flüchtigen sterisch gehinderten phenolischen Antioxydans mit einer Schmelztemperatur von > 100⁰C realisiert wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifizierung von Polyethylenpulvern hoher Dichte, die nach der Gasphasenpolymerisation unter Verwendung von organo-chromhaltigen Katalysatoren im Schmelzindexbereich MFI 210N zwischen 10 bis 25g/10min und einem Verhältniswert MFI 210N zu MFI 21N von 50 bis 110 hergestellt werden und zur Weiterverarbeitung zu hochfesten Hohlkörpern nach dem Extrusionsblasverfahren vorgesehen sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Polyethylen hoher Dichte wird in vielfältiger Weise zu hohlkörpern verarbeitet. Für die Herstellung von Flaschen und Behältnissen bis zu ca. 1001 Inhalt hat sich dabei das Extrusionsblasverfahren als vorteilhaft erwiesen, da es hierbei möglich ist, mit hoher Produktivität Hohlkörper verschiedenster geometrischer Gestalt herzustellen. Das Hohlkörperblason stellt dabei eine Kombination eines Urformprozesses mit einem Umformprozeß dar, wobei an den Hohlkörper spezielle, in der Regel sehr hohe Forderungen bezüglich Festigkeit, Spannungsrißbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit gestellt werden. Polyethylen muß also ein Eigenschaftsniveau aufweisen, das vielseitigen Anforderungen gerecht wird. Im besonderen Maße ist die Optimierung der Parameter Molmasse und Molmassenverteilung notwendig.

Es ist bekannt, für die Extrusionsblasverarbeitung Polyethylen hoher Dichte zu verwenden, das nach dem Suspensionsverfahren unter Verwendung von Katalysatoren des Ziegler-Typs hergestellt wird. Ein nach diesem Verfahren hergestelltes Produkt ist polymerisationsseitig in den molekularen Parametern in den notwendigen Grenzen relativ problemlos modifizierbar. Bekannt ist auch, bei Vorliegen eines für das Hohlkörperblasen geeigneten HDPE-Pulvers, durch die Auswahl der Konfektionierbedingungen und des Additivpaketes dieses Niveau der molekularen Parameter zu erhalten (DE-OS 2921615). Bei Nutzung des Gasphasenprozesses kann der polymerisationssoitige Aufwand merklich reduziert werden. Allerdings gestaltet sich hierbei die Einstellung des geforderten Molmassenspektrums schwieriger. Es ist weiterhin bekannt, das notwendige Eigenschaftsniveau zwecks Gewährleistung einer guten Verarbeitbarkeit und Erreichung hoher Gebrauchseigenschaften dadurch zu erzielen, daß Polyethylentypen verschiedener Molmassen gemischt und homogenisiert werden (US-PS 4230831, US-PS 4617352). Dem Vorteil der Erreichung eines hohen, differenzierbaren Eigenschaftsniveaus steht ein beträchtlicher Aufwand durch die notwendigerweise getrennten Polymerisationsstufen und dem Misch- und Homogenisierprozeß gegenüber. '

Eine weiterhin bekannte Modifhierungsmöglichkeit besteht in einem gezielten Abbau der Molmasse während des Auf- und Verarbeitungsprocesses. Die dadurch erreichte Molmassenverteilung kann sich zwar positiv auf das Verarbeitungsverhalten auswirken, allerdings wird auf Grund der reduzierten Molmasse das Eigenschaftsniveau des Polymeren derart beeinflußt, daß die Herstallung von hochfesten Hohlkörpern mittlerer Größe nicht möglich ist.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein nach dem Gasphasenprozeß unter Verwendung von organo-chromhaltigen Katalysatoren hergestelltes hochmolekuares Polyethylen hoher Dichte mit einem Schmelzindex MFI 210zwischen 10 und 25g/10min während des Konfektionierprozesses so zu modifizieren, daß eine problemlose Verarbeitung auf Extrusionsblasanlagen zu Hohlkörpern mit 2 bis 8Ol Inhalt möglich wird und diese Hohlkörper ein hohes Gebrauchsniveau besitzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Modifizierung von hochmolekularem Polyethylen hoher Dichte, das nach dem Gasphasenprozeß unter Verwendung von Organo-Chrom-Katalysatoren hergestellt wurde, zu entwickeln, das es ermöglicht, die molekularen Parameter (Molmassenverteilung, Molmasse) so zu verändern, daß sowohl eine problemlose Weiterverarbeitung zu Hohlkörpern nach dem Extrusionsblasverfahren als auch das geforderte Eigenschaftsniveau (Bruchfallfestigkeit, Spannungsrißbeständigkeit) der Hohlkörper realisiert werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem während eines kontinuierlichen Aufarbeitungs- und Granulierprozesses (Konfektionierprozoß) des hochmolekularen Polyethylenpulvors ein mechanischer Energieeintrag von 0,35 bis 0,90MJ/kg