DE1139973B - Formmassen auf Basis von Polyaethylen - Google Patents

Formmassen auf Basis von Polyaethylen

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DE1139973B
DE1139973B DEU6272A DEU0006272A DE1139973B DE 1139973 B DE1139973 B DE 1139973B DE U6272 A DEU6272 A DE U6272A DE U0006272 A DEU0006272 A DE U0006272A DE 1139973 B DE1139973 B DE 1139973B
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polyethylene
ethylene
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DEU6272A
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Richard Joseph Pecha
Herbert Samuels
David Clark Kay
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Union Carbide Corp
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Union Carbide Corp
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Description

DEUTSCHES
PATENTAMT
U 6272 IVd/39b
ANMELDETAG: 11. JUNI 1959
BEKANNTMACHUN G DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 22. NOVEMBER 1962
Die Erfindung betrifft Polyäthylenmischungen, die ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Äthylacrylat enthalten und sich besonders zur Herstellung geformter Gegenstände, wie Behälter, Filme und Rohrleitungen, eignen.
Polyäthylen, welches ansonsten zur Herstellung geformter Gegenstände mit verhältnismäßig geringem Gewicht sehr geeignet ist, da es innerhalb eines großen Temperaturbereiches hohe Biegsamkeit besitzt und sich gegenüber wäßrigen und nicht wäßrigen Flüssigkeiten chemisch inert verhält, besitzt jedoch den Nachteil, daß die aus ihm hergestellten geformten Gegenstände leicht springen und brechen, wenn sie unter bestimmten Bedingungen einer Belastung ausgesetzt werden.
Die aus Polyäthylen hergestellten geformten Gegenstände weisen im allgemeinen innere Spannungen auf, die während der Verformung, wie z. B. Gießen oder Strangpressen, und auch während der nachfolgenden Bearbeitung der geformten Gegenstände, wie z. B. Strecken oder Nacharbeiten, entstehen. Diese inneren Spannungen reichen allein schon häufig aus, um die Bildung von Rissen hervorzurufen, wenn der Gegenstand einer äußeren Belastung ausgesetzt wird. Die Bildung von Rissen und das Brechen treten am häufigsten auf, wenn das verformte Polyäthylen bei bestimmten Bedingungen einer Belastung, wie z. B. Biegen, ausgesetzt wird. Derartige Bedingungen sind z. B. die Gegenwart von oberflächenaktiven Mitteln, wie z. B. Seifen und Waschmitteln, Polyglykoläthern, Siliconflüssigkeiten und verschiedenen aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen.
Ein weiterer Nachteil des Polyäthylens besteht darin, daß die aus Polyäthylen geformten Gegenstände, insbesondere die Spritzgußgegenstände, zu einer unerwünschten Abschilferung oder Abblätterung der Oberflächenschicht neigen.
Es wurden schon verschiedene Mittel vorgeschlagen, um die Rißbildung durch äußere Belastung und die Abschilferung der Polyäthylengegenstände zu verhindern; keines dieser Mittel führte jedoch zu einer zufriedenstellenden Lösung des Problems. Wurden die durch äußere Belastung bewirkte Rißbildung und die Abschilferung vermindert, so wurden andererseits erwünschte Eigenschaften des Polyäthylens beeinträchtigt.
So ist beispielsweise durch die französische Patentschrift 1 082 536 ein Verfahren bekanntgeworden, nach welchem die Anfälligkeit des Polyäthylens zur Rißbildung durch Zusatz eines Mischpolymerisats aus Vinylchlorid und Octylacrylat verbessert werden Formmassen auf Basis von Polyäthylen
Anmelder:
Union Carbide Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg
und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Juni 1958 (Nr. 742 036)
Richard Joseph Pecha, New Brunswick, N. J.,
Herbert Samuels, Somerville, N. J., und
David Clark Kay, New Brunswick, N. J. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden
soll. Obgleich auf diese Weise in dieser Richtung zwar ein gewisser Erfolg zu erzielen ist, so hat sich jedoch gezeigt, daß die Brüchigkeitstemperaturwerte dieser Gemische noch schlechter sind als die von unmodifiziertem Polyäthylen.
Es wurde nun gefunden, daß Formmassen, die Polyäthylen, gegebenenfalls auch Gemische von Polyäthylenen unterschiedlicher Dichte, und 20 bis 80 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, wenigstens eines Mischpolymerisats aus Äthylen und einem niedermolekularen Acrylsäurealkylester mit einem Gehalt an dem gebundenen Acrylsäurealkylester von mindestens 2 Gewichtsprozent enthalten, besonders geeignet sind für die Herstellung von Gegenständen, die eine große Widerstandsfähigkeit gegenüber der unter Belastung auftretenden Rißbildung besitzen und weniger zum Abblättern oder Abschilfern der Oberflächenschicht neigen. Außerdem können Mischungen aus Polyäthylen und einem Mischpolymerisat aus Äthylen und einem niedermolekularen Alkylacrylat zu Gegenständen verarbeitet werden, die einen ausgezeichneten Glanz und verbesserte Zähigkeit aufweisen.
Die verbesserte Zähigkeit ist von besonderer Bedeutung bei der Herstellung geformter Gegenstände durch Spritzgußverfahren unter Verwendung
209 7087355
3 4
sehr steifer Polyäthylengemische, d. h. von Ge- werden kann. Ein besonders zweckmäßiges Vermischen, die eine »l%ige Scherfestigkeit« von fahren besteht darin, daß man das Mischpolymerisat mindestens 7000 kg/cm2 besitzen. Unter der Be- kontinuierlich in einem rohrförmigen Reaktionszeichnung »1 %ige Scherfestigkeit« ist der Elastizitäts- gefäß herstellt und das Äthylen und das Alkylacrylat modul bei Dehnung zu verstehen, der aus dem 5 an einem Ende des Reaktionsgefäßes zugibt und das Belastungs-Spannungs-Verhältnis bei l°/oiger Deh- Produkt am anderen Ende abzieht. So wird z.B. nung berechnet wird. Das zur Bestimmung der eine Mischung aus Äthylen und 0,1 bis 1,5 Mol »l%igen Scherfestigkeit« angewendete Verfahren (vorzugsweise 0,2 bis 0,7MoI) Äthylacrylat je ist in American Society for Testing Materials 100 Mol Äthylen bei einem Druck von 1400 kg/cm2 Procedure-D-638-56T beschrieben, und eine voll- 10 bis zu über 2800 kg/cm2 und einer Temperatur von ständige Definierung findet sich in Absatz 34 des 100 bis 350° C in ein rohrförmiges Reaktionsgefäß Anhanges der obengenannten Schrift. gegeben. Die Konzentration des Katalysators kann Bisher eigneten sich sehr steife Polyäthylengemische zwischen 0,001 und 5MoI, bezogen auf die geinfolge ihrer schlechten Zähigkeit im allgemeinen samte Molzahl der zugeführten Monomeren, liegen, nicht zur Herstellung von großen und/oder dick- 15 Für die Herstellung der Mischpolymerisate wird wandigen Spritzgußgegenständen. Derartige Gegen- an dieser Stelle kein Schutz begehrt, stände bilden Risse und brechen, wenn sie einen Die durch die erfindungsgemäße Zugabe von Schlag in der Nähe der Spritzdüsenansatzstelle Mischpolymerisaten aus Äthylen und niedermoleerhalten. Im Gegensatz dazu vertragen große und/ kularem Alkylacrylat modifizierten Polyäthylene oder dickwandige, aus den erfindungsgemäßen 20 sind die normalerweise festen Polyäthylenprodukte. Mischungen hergestellte Gegenstände wiederholte Normalerweise feste Polyäthylene besitzen ein Mole-Schläge in der Nähe der Spritzdüse, ohne daß wahr- kulargewicht zwischen etwa 2000 bis zu über 40 000 nehmbare Schäden auftreten. _ (bestimmt durch ein von Kemp und Peters in Die Zugabe des Mischpolymerisates aus Äthylen »Industrial and Engineering Chemistry«, Bd. 34, und niedermolekularem Alkylacrylat zu dem Poly- 25 S. 1097, und Bd. 35, S. 1108, beschriebenes Lösungsäthylen kann in beliebiger Weise erfolgen, solange viskositätsverfahren zur Bestimmung des durcheine gründliche Verteilung des Mischpolymerisates schnittlichen Molekulargewichtes) und sind durch in dem Polyäthylen gewährleistet ist. So können die hohe Biegsamkeit, inertes Verhalten gegenüber den Bestandteile z. B. in einem Bandmischer, einem meisten Einflüssen und ausgezeichnete dielektrische Hobart-Mischer oder einer Flügelmischmaschine 30 Eigenschaften gekennzeichnet, vermischt werden. Gegebenenfalls können mehr als ein Polyäthylen Vorzugsweise wird wenigstens ein Teil des Mischens und mehr als ein Mischpolymerisat aus Äthylen bei einer so hohen Temperatur durchgeführt, daß und niedermolekularem Alkylacrylat zur Herstellung die Bestandteile geschmolzen werden, damit eine der erfindungsgemäßen Mischungen miteinander einheitlichere und homogenere Mischung erhalten 35 vermischt werden. So ist z. B. das Vermischen eines wird. Das Heißmischen kann unter Verwendung Polyäthylens mit geringer Dichte und eines PoIyeines Banbury-Mischers, einer Zweiwalzenmühle äthylens mit großer Dichte mit einem Äthylenoder einer Kompoundierungs-Strangpresse durch- Äthylacrylat-Mischpolymerisat oder mit Äthylengeführt werden. Gegebenenfalls kann auch ein Teil Äthylacrylat-Mischpolymerisaten mit verschiedenen des Mischens mit dem Verformungsverfahren ver- 40 Äthylacrylatgehalten häufig sehr vorteilhaft, da bunden werden, indem z. B. das letzte Mischen in hierdurch die Plastizität der erhaltenen Mischung dem Aufnahmebehälter der Strangpresse oder im und die Festigkeit der daraus hergestellten geformten Zylinder einer Spritzgußvorrichtung vorgenommen Gegenstände beliebig verändert werden kann, wird. Vorzugsweise werden die Bestandteile so aus-Die dem Polyäthylen zur Herstellung der er- 45 gewählt, daß ein Produkt mit einer »l%igen Scherfindungsgemäßen Mischungen zuzusetzenden Misch- festigkeit« von wenigstens 1050 kg/cm2 erhalten polymerisate sind die normalerweise festen Misch- vird. Geformte Gegenstände, die aus einer Mischung polymerisate aus Äthylen und niedermolekularen mit einer »l%igen Scherfestigkeit« von weniger als Alkylacrylaten, welche wenigstens 2 Gewichtsprozent 1050 kg/cm2 hergestellt wurden, sind im allgemeinen und vorzugsweise nicht mehr als 25 Gewichtsprozent 50 zur praktischen Verwendung zu biegsam, gebundenes niedermolekulares Alkylacrylat ent- Die erfindungsgemäßen Polyäthylenmischungen halten. Äthylacrylat wird als niedermolekulares können auch verschiedene übliche Zusatzstoffe, Alkylacrylat bevorzugt. Für die erfindungsgemäßen wie Weichmacher, Stabilisatoren, Schmiermittel, Zwecke besonders geeignete Mischpolymerisate aus Oxydationsschutzmittel und Färbemittel, enthalten. Äthylen und niedermolekularem Alkylacrylat sind 55 Derartige Zusatzstoffe sind bekannt und können die, die 3 bis 15 Gewichtsprozent gebundenes nieder- den erfindungsgemäßen Mischungen in bekannter molekulares Alkylacrylat enthalten. Der Gehalt Weise und bekannten Mengen zugegeben werden, an gebundenem niedermolekularem Alkylacrylat ohne daß hierdurch die durch die Mischpolymerisate wird zweckmäßigerweise durch Infrarotanalyse be- aus Äthylen und niedermolekularem Alkylacrylat stimmt. Geeignete Mischpolymerisate besitzen bei 60 erhaltenen guten Eigenschaften beeinträchtigt werden. 23° C Dichten von 0,91 bis 0,94 g/cm3. Geeignete Zusatzstoffe sind Zr B. substituierte Phenole, Das Verfahren, nach welchem die Mischpoly- Thiobisphenole, aromatische Amine, Farbstoffe, merisate aus Äthylen und niedermolekularem Alkyl- Pigmente, Ruß, Absorptionsmittel für ultraviolettes acrylat hergestellt werden, ist nicht entscheidend. Licht, Fettsäureamine, Wachse, Tone und Erd-Es kann jedes beliebige Verfahren angewendet 65 alkalicarbonate.
werden, nach welchem die Polymerisation bis zu Die erfindungsgemäßen, Mischpolymerisate aus
einem verhältnismäßig hohen Umwandlungsgrad Äthylen und niedermolekularem Alkylacrylat ent-
der Monomeren zu Polymerisaten durchgeführt haltenden Polyäthylenmischungen wurden hergestellt,
untersucht und mit nicht modifiziertem Polyäthylen verglichen. Die Herstellungsverfahren, Versuche und Versuchsergebnisse sind weiter unten aufgeführt. Die Versuchsergebnisse lassen klar die hohe Widerstandsfähigkeit gegen Rißbildung unter Belastung und gegen Abblättern oder Abschilfern sowie den ausgezeichneten Glanz und die hohe Zähigkeit der erfindungsgemäßen Mischungen erkennen.
Die in den Beispielen 1, 2, 3 und 4 beschriebenen Mischungen wurden auf folgende Weise hergestellt: jedes nicht modifizierte Polyäthylen und jedes modifizierte Polyäthylen, welches ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Äthylacrylat enthielt, wurde durchgemischt, verflüssigt und 5 bis 10 Minuten in einem Banbury-Mischer unter einem Druck von 42 kg/cm2 durchgearbeitet. Durch den Mantel und den Rotor des Banbury-Mischers wurde Kühlwasser geleitet. Innerhalb dieser 5 bis 10 Minuten stieg die Temperatur der Masse allmählich auf 115 bis 1500C. Die heiße Masse wurde zu einer Bahn verarbeitet und 3 Minuten auf einer Zweiwalzenmühle gewalzt, wobei die vordere Walze eine Temperatur von 100 bis 1400C und die hintere Walze eine Temperatur von 90 bis 1300C besaß. Die Masse wurde dann zur Herstellung einer Bahn durch einen Vier-Walzen-L-Kalander geleitet. Die obere Walze des Kalanders hatte eine Temperatur von 90 bis 130° C, und die untere und die mittleren Walzen hatten eine Temperatur von 95 bis 135°C. Die Bahn lief dann durch einen auf 25° C gehaltenen Wassertrog, wurde an der Luft getrocknet und in Würfel zerschnitten. Die Würfel wurden dann unter Druck zu quadratischen Platten einer Seitenlänge von etwa 20 cm und einer Dicke von etwa 0,20 cm verformt.
Die Platten wurden dann zurechtgeschnitten und, wie unten beschrieben, bei verschiedenen Testverfahren verwendet.
»Mindest-Nichtabblätterungstemperatur«
Es wurde durch ein Spritzgußverfahren eine Anzahl rechteckiger Platten hergestellt, wobei die aufeinanderfolgend angewendeten Temperaturen zwischen etwa 176 und 288°C lagen. Die Platten waren etwa 13,65 cm lang und etwa 4,40 cm breit. Der mittlere Teil jeder Platte wies eine Vertiefung der folgenden Dimensionen auf: 0,076 cm dick, 1,55 cm lang und 4,40 cm breit. Die Endteile der Platten besaßen folgende Dimensionen: 0,188 cm dick, 6 cm lang und 4,40 cm breit. In Durchführung des Versuches wurde jede Platte in der Mitte zusammengefaltet und dreißigmal scharf hin und her gebogen. Der vertiefte mittlere Teil wurde dann bis zu einer Stelle dicht unter der Oberflächenhaut angestochen und versucht, die Oberflächenhaut von dem Punkt aus, an dem sich der Einstich befand, von Hand abzuziehen oder abzublättern. Die niedrigste Formtemperatur, welche nicht abblätternde Platten lieferte, wurde als »Mindest-Nichtabblätterungstemperatur« bezeichnet.
»Mindest-Glanztemperatur«
Wie bei dem Versuch zur Bestimmung der »Mindest - Nichtabblätterungstemperatur« wurden Platten im Spritzgußverfahren hergestellt und visuell untersucht. Als· »Mindest-Glanztemperatur« wird die Mindesttemperatur bezeichnet, bei welcher keine schillernden Stellen in und auf der Oberfläche des fertigen Gegenstandes entstehen. Diese schillernden Stellen erscheinen in und auf der Oberfläche des fertigen Gegenstandes, und zwar als eine Reihe von abwechselnd glatten und rauhen Bändern, die quer zur Fließrichtung des in die Form gepreßten plastischen Materials verlaufen.
Widerstandsfähigkeit gegenüber Rißbildung bei
Belastung
ίο Aus bei 2600C hergestellten Platten wurden Proben ausgeschnitten. Diese Platten sind in dem Versuch zur Bestimmung der »Mindest-Nichtabblätterungstemperatur« genauer beschrieben. Jede Probe war 3,8 cm lang, 1,26 cm breit und 0,188 cm dick. Die Proben wurden mittels des im ASTM-Bulletin vom Dezember 1956, S. 25 und 26, beschriebenen Verfahrens geprüft, wobei jedoch folgende Abänderungen vorgenommen wurden:
ze (1) An Stelle von zehn Proben wurden bei jedem Versuch zwanzig Proben verwendet.
(2) Die Proben wurden 48 Stunden bei 230C und 50% relativer Feuchtigkeit vorbehandelt, jedoch vor dem Eintauchen in einen Alkylphenolpoly-
glykoläther (vgl. Römpp, »Chemisches Lexikon«, 4. Auflage, S. 2027) nicht eingeschnitten.
(3) Fw, F50 usw. bezeichnen die Zeit, zu der die angegebenen Prozent der Probestücke versagten, d. h. brachen. Die Zahlen bezeichnen
■\o die tatsächlichen Prozentsätze. Der prozentuale Bruch wurde aus einer Kurve des prozentualen Bruches der Proben im Verhältnis zur Eintauchzeit berechnet. Fq oder Zeit zu 0% Bruch ist die Zeit, bei der der erste Bruch eines der Probestücke auftrat.
Der hier verwendete Polyäthylenglykoläther ist
ein oberflächenaktiver Stoff, der hauptsächlich aus Isooctylphenoxypolyoxyäthylenäthyläther besteht und bekanntlich ein schnelles Rissigwerden in unter Belastung stehendem Polyäthylen hervorruft.
Der Polyäther wird rein als lOO°/oiges Produkt oder verdünnt als 0,2gewichtsprozentige Lösung in Wasser verwendet.
Prüfung einer Schüssel oder Schale
auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen Rißbildung
durch Belastung
Eine Schale einer Länge von 23,9 cm, einer Breite von 28 cm und einer Tiefe von 14,7 cm wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt:
Materialtemperatur 2600C
Formtemperatur 43,3°C
Verweilzeit 15 Sekunden
Abkühlzeit 45 Sekunden
Gesamtdauer 72 Sekunden
Die Schale wurde umgedreht und eine Stahlkugel eines Durchmessers von 1,26 cm auf die Angußstelle der Schale aufgelegt und hier aufgeheftet. Dann wurde die Schale wieder aufgerichtet und auf eine flache Oberfläche gestellt, wobei die Kugel an der angegebenen Stelle verblieb. In die Schale wurden dann etwa 3,61 einer Waschmittellösung eingegossen und diese visuell auf Rißbildung überprüft. Die Zeit in Stunden, bei welcher der erste Riß einer gewissen Größe auftrat, wurde festgelegt. Der Versuch wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt.
Die physikalischen Eigenschaften der untersuchten Mischungen und die zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften angewendeten Verfahren sind unten angegeben:
Schmelzindex: S
ASTM-D-1238-52T, ausgedrückt als dg/min Dichte:
gemessen als g/ccm bei 23 0C in einer Dichte-Gradienten-Kolonne, wie sie in Journal of Polymer Science, Bd. 21, S. 144, 1956, be- ίο schrieben ist
Zugfestigkeit, kg/cm2:
ASTM-D-638-56T
Bruchdehnung, %:
ASTM-D-638-56T
Scherfestigkeit, kg/cm2, bei l%iger Dehnung:
ASTM-D-638-56T
Brüchigkeitstemperatur, °C:
ASTM-D-746-55T, mit der Ausnahme, daß die Temperatur festgestellt wurde, bei der zo 80% der Proben ausfielen
Beispiel 1
Mischung A
Gewichtsteile eines Polyäthylens mit einem
Schmelzindex von 20 und einer Dichte von 0,925. a5 Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus Äthylen und Äthylacrylat, das 4% gebundenes Äthylacrylat enthielt und einen Schmelzindex von 4,5 und eine Dichte von 0,921 besaß.
Mischung B
Gewichtsteile eines Polyäthylens mit einem Schmelzindex von 2 und einer Dichte von 0,950. Gewichtsteile eines Polyäthylens mit einem Schmelzindex von etwa 20 000 und einer Dichte von 0,88.
Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus Äthylen und Äthylacrylat, das 11 Gewichtsprozent gebundenes Äthylacrylat enthielt und einen Schmelzindex von 5 und eine Dichte von 0,926 besaß.
Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus Äthylen und Äthylacrylat, das 8 Gewichtsprozent gebundenes Äthylacrylat enthielt und einen Schmelzindex von 14 und eine Dichte von 928 besaß.
30
Kontrolle I
Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 6 und einer Dichte von 0,916.
Kontrolle I Mischung B
A 6
Schmelzindex 6 9 0,932
Dichte 0,916 0,924
Scherfestigkeit, 3150
kg/cm2 1659 1190
»Mindest-Nicht-
abblätterungs- 274
temperatur«, 0C 288 232
»Mindest-Glanz- 204
temperatur«, 0C 274 218
Widerstand gegen
Rißbildung bei Be
lastung (Schalen
versuch), Stunden 48
bis Bruch 5 31
Die in der Tabelle aufgezeichneten Ergebnisse des Beispiels! zeigen deutlich die hohe Widerstandsfähigkeit der erfindungsgemäßen Mischungen gegen Rißbildung bei Belastung und gegen Abblättern. Außerdem lassen die Aufzeichnungen die guten »Glanz«-Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mischungen erkennen, die sich aus den niedrigen »Mindest-Glanztemperaturen« ergeben. »Glanz«- Eigenschaften sind von außerordentlicher Bedeutung, da Mischungen mit guten »Glanz«-Eigenschaften bei niedrigeren Temperaturen und daher in schnelleren Gieß- oder Spritzverfahren verformt werden können, was sehr zur wirtschaftlichen Durchführung des Verarbeitungsverfahrens beiträgt.
Vergleichsweise wurden die Mischungen A und B mit zwei weiteren Polyäthylenen verglichen.
Kontrolle II
Ein Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 20 und einer Dichte von 0,925.
Kontrolle III
Ein Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 2 und einer Dichte von 0,950.
Rißbildung durch Belastung
(Schalenversuch),
Stunden bis Bruch
Kontrolle II III
Mischung A B
31
Beispiel 2
Mischung C
20 Gewichtsteile Polyäthylen mit einer Dichte von 0,925 und einem Schmelzindex von 20.
80 Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus Äthylen und Äthylacrylat, das 4 Gewichtsprozent gebundenes Äthylacrylat enthielt und eine Dichte von 0,921 und einen Schmelindex von 4,5 besaß.
Mischung D
30 Gewichtsteile eines Polyäthylens mit einer Dichte von 0,925 und einem Schmelzindex von 20.
70 Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus Äthylen und Äthylacrylat, das 12 Gewichtsprozent gebundenes Äthylacrylat enthielt und eine Dichte von 0,927 und einen Schmelzindex von 1,8 besaß.
Kontrolle IV
Polyäthylen mit einer Dichte von 0,925 und einem Schmelzindex von 20.
55
Schmelzindex
Rißbildung durch
Belastung, Stunden (in
dem erwähnten PoIyäther bei 500C)
F0
F50
· F8O
Kontrolle
IV
weniger
als
0,17
Mischung C D
8,1
1,7 6
4,3
> 504 (alle
Versuche
wurden
unterbrochen;
keine Proben
brachen)
10
Wie aus den Tabellenwerten hervorgeht, brachen 80% der Kontrollproben nach weniger als 0,17 Stunden bei dem reinen Polyäthylen. Die aus den erfindungsgemäßen Mischungen hergestellten Proben zeigten dagegen wiederum eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Rissigwerden durch Belastung.
Beispiel 3
Mischung E
30 Gewichtsteile Polyäthylen mit einer Dichte von 0,950 und einem Schmelzindex von 2.
70 Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus Äthylen und Äthylacrylat, das 22 Gewichtsprozent gebundenes Äthylacrylat enthielt und eine Dichte von 0,930 und einen Schmelzindex von 14 besaß.
Mischung F
Die gleiche Mischung wie Mischung E, wobei jedoch das Verhältnis von Polyäthylen zum Mischpolymerisat aus Äthylen und Äthylacrylat 25 Gewichtsteile Polyäthylen zu 75 Gewichtsteilen Mischpolymerisat aus Äthylen und Äthylacrylat betrug.
der Masse allmählich auf 1500C an. Die heiße Masse wurde aus dem Banbury-Mischer abgelassen, 5 Minuten gewalzt und dann auf einem Zweiwalzenstuhl, dessen Vorder- und Hinterwalzen auf 120 bzw. 115° C gehalten wurden, zu einer Bahn verarbeitet. Die Bahn wurde dann an der Luft getrocknet und granuliert. Zu Vergleichszwecken wurden zwei handelsübliche Polyäthylene, nämlich Polyäthylen mit einer Dichte von 0,960 und einem Schmelzindex von 3,5 (Kontrolle V) und Polyäthylen mit einer Dichte von 0,950 und einem Schmelzindex von 2 (Kontrolle VI), auf gleiche Weise verarbeitet. Alle drei Produkte wurden dann verformt und mittels der oben beschriebenen Verfahren geprüft. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgezeichnet:
Schmelzindex
Scherfestigkeit, kg/cm2
Zugfestigkeit, kg/cm2
Dehnung, %
Brüchigkeitstemperatur, 0C
»Mindest-Glanztemperatur«
Rißbildung durch Belastung, Stunden (in dem erwähnten Polyäther bei 50° C)
Füo
(in dem verdünnten Polyäther bei 23 ° C)
F20
F45
Mischung E F
7,6
1974
91
300
— 95
218
168
15 192
10 1365
82
600
-105
200
168
16 192
Schmelzindex .. Kontrolle V VI Mischung G
Dichte
Scherfestigkeit, 3,5 2
20 kg/cm2 0,960 0,950 3,7
25 »Mindest-Nicht- 0,952
abblätterungs- 10500 7000
temperatur«, 0C 7000
»Mindest-Glanz
temperatur«, 0C >288 >288
>260
315 288
274
30
35
40
Die in vorstehender Tabelle aufgezeichneten Ergebnisse zeigen wiederum die ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber Rißbildung durch Belastung und die guten Glanzeigenschaften der erfindungsgemäßen Mischungen. Außerdem zeigen die angegebenen Werte, daß das Polyäthylen auch bei niedrigen Temperaturen verhältnismäßig wenig brüchig ist, wenn ihm ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Äthylacrylat zugegeben wird. Die ausgezeichneten Brüchigkeitstemperaturwerte beweisen, daß das Mischpolymerisat aus Äthylen und Äthylacrylat die Biegsamkeit und Schlagzähigkeit des Polyäthylens bei niedrigen Temperaturen nicht ungünstig beeinflußt.
Beispiel 4
Eine als Mischung G bezeichnete Mischung aus 5 Gewichtsteilen Polyäthylen mit einer Dichte von ^0 0,960 und einem Schmelzindex von 3,5 und 25 Gewichtsteilen eines Mischpolymerisates aus Äthylen und Äthylacrylat, das 11 Gewichtsprozent gebundenes Äthylacrylat enthielt und eine Dichte von 0,927 und einen Schmelzindex von 3 besaß, wurde gemischt, verflüssigt und in einem Banbury-Mischer 7 Minuten bei einem Druck von 42 kg/cm2 durchgearbeitet. Während dieser Zeit stieg die Temperatur Ferner wurde jedes der oben beschriebenen Produkte im Spritzgußverfahren in einer in der Mitte mit Einguß versehenen Form zu ungerillten Schallplatten mit einem Durchmesser von 25,4 cm und einer Dicke' von 0,19 cm verarbeitet, wobei die folgenden Bedingungen angewendet wurden:
Materialtemperatur 2600C
Formtemperatur 43,3° C
Verweilzeit 40 Sekunden
Abkühlzeit 10 Sekunden
Gesamtdauer 60 Sekunden
Die Schallplatten wurden dann, mit der Ansatzstelle der Spritzdüse nach unten gerichtet, fest gegen eine Tischkante geschlagen.
Die aus beiden Kontrollstoffen hergestellten Schallplatten sprangen nach dem sechsten Schlag an der genannten Ansatzstelle. Die aus Mischung G hergestellten Platten sprangen selbst nach zehn Schlägen nicht.
Auf gleiche Weise, wie bei dem »Schalen-Bruchversuch« beschrieben, wurden aus den obengenannten Stoffen auch Schüsseln hergestellt und stark auf die Ansatzstelle der Spritzdüse geschlagen. Die aus den Kontrollmaterialien V und VI hergestellten Schüsseln sprangen nach dem ersten Schlag. Aus der Mischung G hergestellte Schüsseln überstanden zehn Schläge, ohne daß eine einzige zerbrach.
Die durch das Schlagen der Versuchsstücke erhaltenen Werte zeigen deutlich, daß die aus den erfindungsgemäßen Mischungen hergestellten Stücke eine wesentlich größere Zähigkeit besitzen als die aus unmodifiziertem Polyäthylen hergestellten Stücke.
Die erfindungsgemäßen Mischungen eignen sich besonders zur Herstellung von Spritzgußgegenständen, wie z. B. Haushaltsartikeln oder Schutzdeckeln für Maschinen. Die Mischungen können im Spritzgußoder Strangpreßverfahren verarbeitet werden und
209 708/355
eignen sich besonders auch für die Herstellung von Überzügen und Deckschichten; sie können im allgemeinen auf gleiche Weise verformt und hergestellt und für die gleichen Zwecke verwendet werden wie alle bisher bekannten Polyäthylenmischungen mit vergleichbarem Schmelzindex und vergleichbarer Festigkeit.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH:
    Formmassen auf Basis von Polyäthylen, enthaltend Polyäthylen, gegebenenfalls auch Ge-
    mische von Polyäthylenen unterschiedlicher Dichte, und 20 bis 80 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, wenigstens eines Mischpolymerisats aus Äthylen und einem niedermolekularen Acrylsäurealkylester mit einem Gehalt an dem gebundenen Acrylsäurealkylester von mindestens 2 Gewichtsprozent.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Französische Patentschrift Nr. 1 082 536.
    209 708/555 11.62
DEU6272A 1958-06-16 1959-06-11 Formmassen auf Basis von Polyaethylen Pending DE1139973B (de)

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