DE1494023A1

DE1494023A1 - Mischungen aus isotaktischem Polypropylen und Mischpolymerisaten des AEthylens mit verbesserter Zaehigkeit

Info

Publication number: DE1494023A1
Application number: DE19611494023
Authority: DE
Inventors: Schleede Dr Dietrich; Schuelde Dr Felix; Peters Dr Heinrich
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1961-10-17
Filing date: 1961-10-17
Publication date: 1970-01-08
Also published as: AT240044B; DE1494023B2; CH422324A; GB1020012A; BE623729A

Description

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FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius & Briining Aktenzeichen: P -14 9'l 023.9 - Fw 3642

Dii tum: 19. Februar 1969

Mischungen aus isotaktischem Polypropylen und Mischpolymerisaten des Äthylens mit verbesserter Zähigkeit

Es ist bekannt, daß sich aus isotaktischem Polypropylen (Dichte ca. 0,90)., wie es z.B. nach bekannten Niederdruck-Verfahren (Natta-Ziegler-Verfahren) erhalten wird, geformte Gebilde, " beispielsweise Eimer, Schüsseln, Flaschen, Rohre, Folien und Kabelüberzüge herstellen lassen.

Bei diesen geformten Gebilden, soweit sie aus relativ niedermolekularem isotaktischem Polypropylen hergestellt werden, beobachtet man die nachteilige Eigenschaft, daß sie eine relativ geringe Schlag- und Kerbschlagzähigkeit aufweisen. Andererseits ist in vielen Fällen die Verwendung von niedrigermolekularen Produkten aus Gründen einer besseren Verarbeitbarkeit erwünscht, sogar erforderlich. Weiterhin ist man bestrebt, die an sich schon gute Schlag-und Kerbschlagzähigkext von höhermolekularem isotaktischem Polypropylen noch zu erhöhen, um den zum Teil sehr hohen Ansprüchen, die z.B. an Stapelkästen und Kabelummantelungen gestellt werden, zu genügen. Man ist außerdem bemüht, ein Materia}, mit hoher Kerbschlagzähigkeit zu erzielen, weil ein solches Produkt erfahrungsgemäß auch Folien mit hohem EinreißvLderstand und guter Weiterreißfestigkeit liefert.

Darüber hinaus ist bekannt, daß die Kerbschlagzähigkeit von Polypropylen allgemein bei niedriger Temperatur stark abnimmt, so daß man bestrebt ist, die Kältefestigkeit zu verbessern. .

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Νβϋθ Untertagen {Art 7 S l Ab«. 2 Nr.VSetie ldm Än#»ruiSeaga*-v,4»».

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Ein geeignetes Mittel hierzu ist das Untermischen von amorphen Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat mit einem Äthylen-Gehalt von 30 bis 70 Mol-$, wie es in der deutschen Auslegeschrift 1 1O'l 694 beschrieben ist.

Es wurde nun gefunden, daß Formmassen aus isotaktischem Polypropylen und Äthylen-Mischpolymerisaten, die als Äthylen-Mischpolymerisate 1 bis 50Gew.$, bezogen auf die Gesamt- ^ . mischung, eines Äthylen'Butylen-(1)-Mischpolymerisates oder eines Äthylen/Propylen/Butylen-(1)-Mischpolymerisates enthalten, eine verbesserte Zähigkeit aufweisen. Als Mischpolymerisate sind besonders solche geeignet, die überwiegend amorph sind.

Das Grundmolverhältnis in $ von Äthylen zu den höheren Homologen, vorzugsweise Buten-(i) in den Mischpolymerisaten kann in einem weiten Bereich von 90 bis 20 $ Äthylen und 10 bis 80 $ Homologe schwanken und liegt vorzugsweise bei 80 bis k0 $ Äthylen und 20 bis 60 $> höherer Homologe . Ist außer Buten-(1) noch Propylen vorhanden, so kann das Verhältnis von Propylen zu Buten zwischen 3 ' 97 bis 97 ι 3 betragen, vorzugsweise ' 20 : 80 bis 80 : 20. Vorwiegend amorphe Mischpolymerisate dieser Zusammensetzung sind in ihrem Aussehen und in ihrer Konsistenz Naturkautschuk vergleichbar und besitzen wie dieser einen gewissen Grad an Rückstellvermögen.

Es ist überraschend, daß im Vergleich zu den bekannten Mischungen, die die entsprechende Menge Äthylen/Propylen-Misch- polymerisat enthalten, bei Verwendung der gleichen Menge der erfindungsgemäß zugesetzten Mischpolymerisate die Kerbschlagzähigkeit bei Raumtemperatur, aber auch bei Temperaturen bis

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zu -'»0 C um 50, in einigen Fällen sogar bis über 100 ,*> erhöht wird, während beide vergleichbare Mischungen etwa die gleiche Kugeldruckhärte aufweisen. Allgemein muß eine Verbesserung der Zähigkeit des Polypropylens mit einer starken Verringerung der

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Härte erkauft werden. Überraschenderweise wird jedoch schon bei geringen Zusätzen von Butylen-(1)-Mischpolymerisaten zu isotakti&chem Polypropylen eine wesentliche Verbesserung der Zähigkeit erreicht, während die Härte nur langsam absinkt, so daß Produkte erhalten werden, deren Gesarateigenschaften technisch wesentlich günstiger liegen als aufgrund der bekannten Tatsachen erwartet werden konnte.

Pie in einem Bereich von 1 bis 50 $, bezogen auf die Gesamtmischung, zuzumisehenden vorwiegend amorphen Mischpolymerisate gewinnt man durch Mischpolymerisation von Äthylen und Buten bzw. Äthylen, Propylen und Buten, vorzugsweise mit Hilfe von Ziegler-Kontakten, die aus aluminiumorganischen Verbindungen und Verbindungen der Elemente der Gruppen IV A bis VIII A des Periodischen Systems der Elemente hergestellt werden (vgl. auch Raff-Allison "Polyethylene", 1956, S. 72 - 81 ).

Das isotaktische Propylen mit einem Kristallxtschraelzbereich von 160 - 170 C und einer Dichte von ca. 0,90 wird ebenfalls vorzugsweise nach dem Niederdruck-Polymerisationsverfahren, das in der belgischen Patentschrift 538 782 beschrieben ist, hergestellt J.vgl. ebenfalls Raf f-Allison, loc. cit). ' ' , :.,

Die vorwiegend amorphen Mischpolymerisate sind infolge ihres dem Polypropylen chemisch ähnlichen Aufbaues mit isotaktischem Polypropylen gut verträglich und daher mit diesem in jedem Verhältnis mischbar. Es is£*~ciaher möglich", ""geTortuie lieOTTae"*,' ' ' " wie Eimer, Schüsslen, Koffer, wie auch Näh-und Schreibmaschinenkoffer und Werkzeugkoffer, Flaschen, Rohre, KaVeIüb"er"züge_f " Folien, Profile, Fäden, Monofilamente usw. mit in weiten Grenzen veränderlichen Eigenschaften aus solchen Gemischen herzustellen. Bevorzugt verwendet man jedoch Mischungen mit k - 30 $ Mischpolymerisat, um die neben der gewünschten

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hohen Kerbschlag- und Schlagzähigkeit meist geforderte Härte und Steifigkeit der geformten Gebilde nicht zu sehr zu verändern.

Durch die erfindungsgemäße Mischung von Polymerisaten erreicht man eine verbesserte Schlag- und Kerbschlagzähigkeit, besonders bei niedrigen Temperaturen.

Beispiel 1

95 Gewichtsteile isotaktisches Polypropylen mit einer Dichte von 0,905 g/cm , einer reduzierten Viskosität (RSV) von 3»9» gemessen bei 135 C in einer 0,Taigen Dekahydronaphthalin-Lösung in einem Ubbelohde-Viskosiraeter I, einer Kugeldruckhärte von 780'722 kp/cm , gemessen nach 10 und 60 Sekunden entsprechend DIN 57 302, werden mit 5 Gewichtsteilen eines amorphen Mischpolymerisates, in dem 55 Grundmolprozent" Äthylen und 45 Grundmolprozent Buten einpolymerisiert sind und das eine reduzierte Viskosität von 3|4 hat, 6 Minuten lang bei 180 C in einem Walzwerk miteinander vermischt. Das von der Walze abgezogene und abgekühlte Fell wird granuliert und in einer Etagenpresse bei 220°C anfänglich unter Kontaktdruck zu Platten von 4 und 5 nun Dicke verpreßt. Beim Abkühlen w±~*d der Druck auf 120 kp/cm gesteigert. Die Mischung hat eine'Kugeldruckhärte von 680'625 kp/cm , eine Kerbschlagzähigkeit, gemessen am gespritzten Stab nach DIN 53 453 bei +20 C von 15,3 cmkp/cm , bei -20 C von 3»5 kpcm/cm , eine Schlagzähigkeit, gemessen an gespritzten Stäben nach DIN'53 453 bei -20°C von 61,4 kpcm/cm . Bei +20 C brach die Probe nicht.

Demgegenüber zeigte das reine Polypropylen eine Kerbschlagzähigkeit von 4,2 cmkp/cm² (+20°C) und 2,4 cmkp/cm² (-20°C) und eine Schlagzähigkeit von 12,2 cmkp/cm (-20°C)...

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Eine Mischung desselben isotaktischen Polypropylen mit 5 % eines amorphen Äthylon-Propylen-Mischpolymerisates aus 55 Grundraolprozent Äthylen und 45 Grundmolprozent Propylen bestehend und einen RSV von k_f9 dl/g zeigend, ergab bei etwa gleicher Kugeldruckhärte, wie sie die Mischung des isotaktischen Polypropylens mit 5 % des amorphen Äthylen-Buten-Mischpolymerisates hatte, eine Kerbschlagzähigkeit von 7»2 cmkp/cm (+20 C) und 2,9 cmkp/cm (-20 C), sowie eine Schlagzähigkeit von 29»5 cmkp/cm² (-20°c).

Beispiel 2

Eine Mischung aus 85 Gewichtsteilen Polypropylen mit einer Dichte von 0,905 und einer reduzierten Viskosität (RSV) von 3»9t gemessen bei 135 C in einer 0,1$igen Dekahydronaphthalin-Lösung in einem Ubbelohde-Viskositneter I und 15 Gewichtsteilen eines amorphen Mischpolymerisates aus kh Grundmolprozent Äthylen, 23 Grundmolprozent Buten und 33 Grundmolprozent Propylen, das eine reduzierte Viskosität von 3»9 dl/g hat, wird - wie in Beispiel 1 beschrieben - hergestellt. An Preßplatten aus dieser Mischung werden die Kugeldruckhärte, Kerschlag- und Schlagzähigkeit gemessen« Im Vergleich dazu werden dieselben Werte an dem reinen isotaktisc -fen Polypropylen und an einer auf dieselbe Art hergestellten Mischung aus demselben Polypropylen und einem amorphen Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat gemessen, das dieselben Eigenschaften - wie in Beispiel 1 angegeben - hat. Folgende Werte werden gefunden:

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isotaktisches Mischung aus Mischung aus Polypropylen 85 ^c> Polypropylen 85/"» Polypropylen und 15 # und 15 #

	3,9 780/722	^C ₂/^C3^/CV^Mipo	C₂/C-₃-Mipo
RSV dl/g Kugeldruckhärte	4,2 2,4	3,9 540/489	4,0 547/496
Kerbschlagzähig keit + 20°G -20°C	12,2	23,4 5,1	13,3 3,4
Schlagzähigkei t -20°C	ohne Bruch	53,0

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BAD ORJQItilAt ο

Claims

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I₇-

Patentansprüche:

. Formmassen aus isotaktischcin Polypropylen und Xthylen- Mischpolymerisaten, enthaltend als Äthylen-Miijchpolymerisate 1 bis 50 Gew.^S, bezogen auf dio Gesamtmischunß, eines Äthylen/Butylen-(1)-Mischpolymerisates oder eines Äthylen/Propylen/Butylen-(1)-Mischpolymerisates.

Z, Formmassen nach Anspruch 1, Enthaltend als Äthylen-Misoh-

polymerisate solche aus 90 bis 20 MoI-^ Äthylen und "

10 bis 80 MoI-^ Butylen-(i) bzw. Propylen/Butylen-(1).

Neue Unterlagen «Art 711 «* 21*. 1 s«u t d«s Änderuneee«, «.4.8, wk-

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