DE1223543B

DE1223543B - Verfahren zur Herstellung fester, poroeser Gegenstaende durch Sintern von Mischungen aus mindestens zwei Polyolefinen

Info

Publication number: DE1223543B
Application number: DER28137A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Rottig; Dr Otto Liethen
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1960-03-23
Filing date: 1960-06-11
Publication date: 1966-08-25
Also published as: NL262650A; BE601705A; DE1176850B; CH423231A; US3297805A; GB978612A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C08f

Deutsche Kl.: 39 b-22/06

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1223 543
R28137IVc/39b
11. Juni 1960
25. August 1966

Im Patent 1176 850 wird eine Arbeitsweise zur Herstellung fester, poröser Gegenstände beschrieben, die darauf beruht, daß man Mischungen aus mindestens zwei Polyolefinen, die sich in ihrem Erweichungsbereich um wenigstens 5° C und in ihrem viskosimetrisch bestimmten Molekulargewicht um mindestens 50 000 unterscheiden, einer Sinterung unterwirft. Bei dieser Arbeitsweise ist ein Mischungsverhältnis von niedermolekularen zu höhermolekularen Polyolefinen wie 1:1,5 bis 1:10 einzuhalten, ίο Als Ausgangsmaterial für dieses Verfahren können die Polyolefine der verschiedenen bekannten Polymerisationsverfahren dienen, insbesondere auch die unter Verwendung sogenannter Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestellten Polymerisate.

Das dem genannten Patent zugrunde liegende Verfahren zur Herstellung poröser Gegenstände konnte wesentlich verbessert werden. Es wurde gefunden, daß die Herstellung fester, poröser Gegenstände durch Sintern von Mischungen aus mindestens 2 Polyolefinen, die sich in ihrem Erweichungsbereich um wenigstens 5 ° C und in ihrem viskosimetrisch bestimmten Molekulargewicht um mindestens 50 000 unterscheiden, in Abänderung des Verfahrens nach Patent 1176 850 mit verbesserten Ergebnissen durchgeführt werden kann, wenn die niedermolekularen Polyolefine in den Mischungen in einem Anteil von über 40 und höchstens 80 Gewichtsprozent verwendet werden.

Das Mengenverhältnis der einzelnen Komponenten in einer Polyolefinmischung ist innerhalb des angegebenen Bereiches variabel. In Abhängigkeit von der Art des Polyolefins und seinem Molgewicht, von den bei der Verarbeitung angewandten Bedingungen hinsichtlich Zeit und Temperatur und dem Zweck, dem der hergestellte Gegenstand zu dienen hat, sind Änderungen in weiten Grenzen möglich.

In vielen Fällen ist es nützlich, die Polyolefine vor ihrer Mischung abzusieben. Durch diese Maßnahme wird ein eventuell vorhandener kleiner Anteil an Agglomeraten oder größeren Partikeln entfernt und die Einheitlichkeit des Materials sichergestellt. Man erzielt außerdem durch die Verwendung von gesiebtem Material eine Beeinflussung der Porengröße und der Porosität in dem Sinne, daß mit zunehmendem Feinheitsgrad des angewandten Pulvers auch eine Steigerung der Feinheit in der Porenstruktur erreicht wird, wobei. allerdings die Gasdurchlässigkeit etwas abnimmt. Bei dem Einsatz von gröberen Pulvern ist die Herstellung von Gegenständen mit größeren Poren und dementsprechend geringerem Widerstand möglich. Man kann nur eine, vorteilhaft jedoch alle Verfahren zur Herstellung fester, poröser
Gegenstände durch Sintern von Mischungen aus
mindestens zwei Polyolefinen

Zusatz zum Patent: 1176 850

Anmelder:

Ruhrchemie Aktiengesellschaft,

Oberhausen (Rhld.)-Holten

Als Erfinder benannt:

Dr. Walter Rottig,

Oberhausen (Rhld.)-Sterkrade Nord;

Dr. Otto Liethen, Duisburg-Hamborn

Mischungskomponenten vor ihrem Einsatz absieben, wobei gleiche oder verschiedene Maschenweiten der Siebe gewählt werden können. Die Möglichkeit, ungesiebtes Produkt mit gesiebten Produkten zu kombinieren, ist außerdem vorhanden. Weiterhin kann an Stelle einer Siebung auch eine Vorbehandlung durch Zerkleinerung auf mechanischem Wege vorgenommen werden. Man kann z. B. mit Hilfe eines Intensivrührers oder einer Schlagkreuzmühle vorbehandeln oder diese Maßnahme mit einer Siebung kombinieren.

Das Ergebnis der Sinterung ist von den Bedingungen abhängig, unter denen gesintert wird. Es hat sich gezeigt, daß eine Druckerhöhung bei der Sinterung zu größerer Dichte und verringerter Porosität führt. Im allgemeinen wird man daher bei Normaldruck sintern. Wenn erhöhte Drücke angewandt werden sollen, so sollen diese nicht über 10 kg/cm² hinausgehen.

Die Wahl der geeigneten Sintertemperatur ist eng verbunden mit der Begrenzung der Sinterzeit. Der Temperaturbereich für die Sinterung liegt zwischen etwa 130 und 200° C, vorzugsweise zwischen 145 und 180° C. Die jeweils anzuwendende Temperatur richtet sich dabei nach dem Schmelzverhalten der einzelnen Komponenten in der Polyolefinmischung. Von der angewandten Temperatur ist die aufzuwendende Zeit für die Sinterung abhängig, die entweder mit steigender Temperatur verkürzt oder mit fallen-

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der Temperatur verlängert werden muß. Die Sinterzeit kann zwischen 30 und 600 Minuten, besonders jedoch zwischen 60 und 300 Minuten, liegen. Man beobachtet bei Versuchen, daß die Sintertemperatur und Sinterdauer ein Optimum für die Porosität durchlaufen, das zwar nicht sehr eng begrenzt ist, jedoch beim Überschreiten zu deutlicher Verschlechterung der Porosität führt.

Die Verminderung der Porosität, die sich bei einer Erhöhung der Sintertemperatur einstellt, erfolgt gleichlaufend mit einer Erhöhung der Dichte.

Das scheinbare spezifische Gewicht der nach der Arbeitsweise der Erfindung hergestellten porösen Produkte liegt im allgemeinen je nach Ausgangsmaterial und den gewählten Arbeitsbedingungen zwischen etwa 0,3 und 0,6.

Die Dauer der Sinterung muß sich nach dem Durchmesser der zu sinternden Formkörper anpassen. Es hat sich gezeigt, daß die Zeit für die Sinterung erhöht werden muß entsprechend der Wandstärke der betreffenden Gegenstände. Im allgemeinen ist bei Formkörpern, die eine höhere Wandstärke als 20 mm besitzen,. bei Erhöhung der Wandstärke je 10 mm auch eine Erhöhung der Sinterzeit um 1 bis 2 Stunden erforderlich.

Während der Sinterung besteht unter dem Einfluß der Temperatur die Gefahr, daß eine Oxydation des Polyolefingemisches durch Luft begünstigt wird. Es ist daher von Vorteil, die Sinterung in Inertgas-Atmosphäre vorzunehmen. Auch der Zusatz von Inhibitoren zur Vermeidung der Oxydation kann wünschenswert sein. Einen doppelten Effekt erzielt man mit dem Abdecken der Oberfläche durch eine Platte: Einerseits wird der Zutritt von Luft verringert, andererseits die Bildung einer ebenen Oberfläche begünstigt.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten, porösen, festen Gegenstände zeigen hervorragende Eigenschaften. Sie .sind wasserabweisend und können mechanisch bearbeitet werden. Hervorzuheben ist ihre Beständigkeit gegen Laugen, Säuren, Salzlösungen,: Netzmittel, organische Flüssigkeiten, wie Ketone, Alkohole, Ester, Äther, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe. Auf Grund dieser guten Eigenschaften können poröse Gegenstände aus Polyolefinen in mannigfacher Weise in der Technik eingesetzt werden, z.B. für Gas- und Flüssigkeitsfiltration bei erhöhten und normalen Temperaturen (Filterkerzen), zur Verteilung von Gasen in Flüssigkeiten, als Isoliermaterial für Kühlanlagen, als Wärmeschutz, Schwimmkörper, Polstermaterial, Stoßdämpfer für Boote, elektrolytische Membranen, im Akkumulatorenbau, als Luftpolster sowie in der Textil- und Verpackungsindustrie.

Beispiel 1

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53 Teile Polyäthylen, Molekulargewicht 50 000, und 47 Teile Polyäthylen, Molekulargewicht 100 000, werden gemischt und 6,5 mm hoch in einen Winkelrahmen von 250 ■ 300 mm, der als Bodenplatte eine mit Siliconöl eingeriebene und mit Calciumstearat eingepuderte V2A-Platte hat, gefüllt. Die gleichmäßig verteilte Pulvermischung wird 1,6 Stunden bei 160° C in einen Wärmeschrank gestellt. Nach der Reaktionszeit nimmt man den Winkelrahmen heraus, laßt ihn auf etwa Zimmertemperatur abkühlen und entnimmt ihm die feste poröse Platte. Sie weist eine Stärke Von 3,6 mm und einen Luftwiderstand von 9,6 mm WS bei einem Luftdurchsatz von 10.0,,m³/ m² · h auf.

Beispiel 2

56 Gewichtsteile Polyäthylen, Molekulargewicht 500000, Schüttgewicht 216 g/l, und 44Gewichtsteile Polyäthylen; Molekulargewicht" 1000 000, Schüttgewicht 170 g/l, werden miteinander gemischt und in den Winkelrahmen des Beispiels 1 gefüllt. Die Schütthöhe beträgt 6 mm, die Sintertemperatur 156° C und die Sinterzeit 1,75 Stunden. Die feste poröse Platte hat eine Stärke von 3,3 mm, einen Luftwiderstand von 1,5 mm WS für einen Luftdurchsatz von 100 m³/m² · h, eine Dehnung von 41%, eine Zerreißfestigkeit von 11 Kp/cm² und einen Porendurchmesser von 70 μ.

Beispiel 3

Eine Mischung, bestehend aus 80 Gewichtsteilen Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 500 000 und 20 Gewichtsteilen mit einem Molekulargewicht von 1000 000, einer Zerreißfestigkeit von 254 bis 301 Kp/cm², einer Dehnung von 831 bis 925%, wird gleichmäßig 6 mm hoch in den Winkelrahmen des Beispiels 1 gefüllt und 1,5 Stunden bei 156^Q C gesintert. Die feste poröse Platte weist für einen Luftdurchsatz von 100 m³/m² · h einen Widerstand von 3 mm WS auf. Das verwendete Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 1000 000 besitzt auf Grund der physikalischen Kennzahlen mehrere Molekülargewichtsmaxima.

Beispiel 4

55 Gewichtsteile Polyäthlen mit einem Molekulargewicht von 250 000 und 45 Gewichtsteile Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 500000 werden gemischt, 6 mm hoch in den Winkelrahmen des Beispiels 1 gefällt und 1,25 Stunden bei 156° C gesintert. Die Plattenstärke der festen porösen Masse beträgt 3,5 mm. Sie besitzt bei einem Luftdurchsatz von 100 m³/m² · h einen Widerstand von 1,3 mm WS.

Beispiel 5

1 Teil Polypropylen, Molekulargewicht 110 000, Schüttgewicht 230 g/l, 3 Teile Polyäthylen, Molekulargewicht 90000, Schüttgewicht 408 g/l, und 3,6 Teile Polyäthylen, Molekulargewicht 250 000, Schüttgewidht 259 g/l, werden gemischt und gleichmäßig 6 mm hoch in den Winkelrahmen des Beispiels 1 gefüllt. Die Sinterzeit beträgt 1,25 Stunden bei 140° C. Die feste poröse Platte hat eine Stärke von 3,9 mm und besitzt bei einem Luftdurchsatz von 100 m³/m² · h einen Widerstand von 3,5 mm WS. "

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung fester, poröser Gegenstände durch Sintern von Mischungen aus mindestens zwei Polyolefinen, die sich in ihrem Erweichungsbereich um wenigstens 5° C und in ihrem viskosimetrisch bestimmten Molekulargewicht um mindestens 50 000 unterscheiden, in Abänderung des Verfahrens nach Patent 1176 850, dadurch gekennzeichnet, daßdieniederT molekularen Polyolefine in den Mischungen in* einem Anteil von über 40 und höchstens 80 Gewichtsprozent verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gef kennzeichnet, daß man die Polyolefinmischungen

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während der Sinterung mit einer Abdeckplatte 10 kg/cm² durchführt und dabei im Temperaturbedeckt, bereich zwischen etwa 130 und 200° C arbeitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, daß man die Sinterung bei In Betracht gezogene Druckschriften:

Normaldruck oder Drücken bis höchstens 5 Französische Patentschrift Nr. 1133 992.