DE1669873A1

DE1669873A1 - Metal-polymer masses

Info

Publication number: DE1669873A1
Application number: DE19661669873
Authority: DE
Inventors: Rieke James Kirk; Saunders Frank Linwood; Twining James Wilbur
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1964-06-29
Filing date: 1966-01-19
Publication date: 1971-05-27
Also published as: GB1073567A; DE1669873C3; DE1669873B2

Description

DIPL.-ING. F.Weickmann, Dr. Ing. A-Weickmann, Dipl-Ing. H. Weickmann DiPL₁-PhYS. Dr. K. Fincke Patentanwälte 1 C C Q Ω 7 "3DIPL.-ING. F.Weickmann, Dr. Ing.A-Weickmann, Dipl-Ing. H. Weickmann DiPL ₁ -PhYS. Dr. K. Fincke Patent Attorneys 1 CCQ Ω 7 "3

8 MÜNCHEN 27, MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER «392I/228 MUNICH 27, MOHLSTRASSE 22, PHONE NUMBER «392I / 22

Case 10 523 - F
Dr.K/pöCase 10 523 - F.
Dr.K / pö

The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, V.St.A.The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, V.St.A.

Metall-Polymer-MassenMetal-polymer masses

(Die Erfindung betrifft Metallpulver-Polymer-Massen und und ein Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere betrifft sie Polymerisate des Äthylens mit darin eingesprengten feinen Metallteilchen.(The invention relates to metal powder-polymer compositions and a method for their production. In particular it relates to polymers of ethylene with fine metal particles sprinkled therein.

Es ist bekannt, pulverförmiges Metall und andere anorganische Füllstoffe zu thermoplastischen Polymerisaten zuzusetzen, um bestimmte Eigenschaften der Polymerisate, insbesondere den Modul, zu verbessern. Jedoch werden andere Eigenschaften, wie Zugfestigkeit und "Schlagfestigkeit, nicht in entsprechender Weise verbessert. Tatsächlich können bei höheren Konzentrationen des Metallpulvers diese Eigenschaften abfallen. Metallpulver-It is known to convert powdered metal and other inorganic fillers into thermoplastic polymers add in order to improve certain properties of the polymers, in particular the modulus. However will other properties such as tensile strength and "impact resistance" are not adequately improved. Indeed these properties can decrease at higher concentrations of the metal powder. Metal powder

nichtnot

Polymer-Massen, die/nur einen verbesserten Modul zeigen, sondern auch größere Zugfestigkeit und Kerbschlagfestigkeit, sind deshalb wertvoll.Polymer masses that / only show an improved modulus, but also greater tensile strength and notched impact strength, are therefore valuable.

Gemäß der Erfindung wird dies mit einer Masse eines Mischpolymerisates aus Äthylen und einer äthyIonisch ungesät-According to the invention, this is done with a mass of a copolymer from ethylene and an ethically unsaturated

109822/1868109822/1868

- 2 - 10 0 3 0/0- 2 - 10 0 3 0/0

16633731663373

tigten Carbonsäure erreicht, wobei dieses Mischpolymerisat darin verteilt metallische Teilchen eingesprengt enthält.reached carboxylic acid, this copolymer sprinkled therein distributed metallic particles contains.

Nach einem Herstellungsverfahren einer Masse gemäß der Erfindung werden bis zu etwa 60 Vol.-% eines feinen Metallpulvers, wie Aluminium, zu einem Mischpolymerisat von Äthylen und einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure zugegeben. Dieses Gemisch wird in eine übliche Mischeinrichtung, beispielsweise eine Walzmühle, einen Banbury-Mischer oder ähnliche Einrichtungen, gegeben, so daß sich ein innig vermischtes Polymerisatgemisch ergibt. Selbstverständlich können auch andere Verfahren zur Herstellung geeigneter Metall-Polymerisat-Gemische angewandt werden. Die Masse läßt sich leicht gießen, pressen, formen oder andererseits zu Bogen, Rohren oder Gegenständen mit einer großen Vielzahl von Formgebungen formen, die für viele unterschiedliche Verwendungszwecke und Anwendungsgebiete geeignet sind, wobei die Metallpulverteilchen einheitlich durch den erhaltenen Gegenstand verteilt sind.According to a manufacturing method of a mass according to the invention, up to about 60% by volume of a fine one Metal powder, such as aluminum, to form a copolymer of ethylene and an ethylenically unsaturated one Carboxylic acid added. This mixture is in a conventional mixing device, for example a roller mill, a Banbury mixer or similar device, so that an intimately mixed polymer mixture results. Of course, other processes for producing suitable metal-polymer mixtures can also be used can be applied. The mass can easily be poured, pressed, shaped or otherwise to form sheets, tubes or objects with a wide variety of shapes that suit many different Uses and fields of application are suitable, the metal powder particles uniform are distributed through the received item.

Das zur ρ laktischen Ausführung der Erfindung geeignete Polymerisat besteht aus einem Mischpolymerisat mit einem größeren Anteil an Äthylen und etwa 2 bis etwa 25 Gew.-%, bezogen auf das Mischpolymerisat, einesThat which is suitable for ρ lactic implementation of the invention Polymer consists of a copolymer with a larger proportion of ethylene and about 2 to about 25% by weight, based on the copolymer, of one

109822/1868109822/1868

sauren Comonomeren, nämlich α,B-äthylenisch ungesättigte aliphatische Mono- und Polycarbonsäuren und Säureanhydride mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen je Molekül und Teilestern derartiger Polycarbonsäuren, wobei der Säureanteil mindestens eine Carboxylgruppe aufweist und der Alkoholanteil 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält. Spezifische Beispiele derartiger saurer Comonomerer sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäuremonomethylester, Maleinsäuremonoäthylester, Fumarsäuremonomethylester und Fumarsäuremonoäthylester. acidic comonomers, namely α, B-ethylenically unsaturated aliphatic mono- and polycarboxylic acids and acid anhydrides with 3 to 8 carbon atoms per molecule and partial esters of such polycarboxylic acids, the acid portion having at least one carboxyl group and the alcohol portion contains 1 to 20 carbon atoms. Specific examples of such acidic comonomers are acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride, Maleic acid monoethyl ester, maleic acid monoethyl ester, fumaric acid monoethyl ester and fumaric acid monoethyl ester.

Vorzugsweise besteht das gemäß der Erfindung angewandte Mischpolymerisat aus einem Pfinpfmischpolymerisat, das im wesentlichen aus einem Polyäthylen von hog.er Dichte und einer ungesättigten aliphatischen Carbonsäure besteht. Derartige Mischpolymerisate werden nach bekannten Verfahren hergestellt, beispielsweise durch Umsetzung ungesättigter aliphatischer Carbonsäuren mit einem normalerweise festen Homopolymerisat eines Olefins wie Äthylen, bei Temperaturen zwischen etwa 65 und etwa 17O°C bei Atmosphärendruck, Oberatmosphärendruck oder Unteratmosphärendruck. Mischpolymerisate mit wahlloser Verteilung sind ebenfalls zur Verwendung bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet.The copolymer used in accordance with the invention preferably consists of a pinch copolymer, that essentially consists of a polyethylene of high density and an unsaturated aliphatic carboxylic acid consists. Such copolymers are produced by known processes, for example by Reaction of unsaturated aliphatic carboxylic acids with a normally solid homopolymer of an olefin such as ethylene, at temperatures between about 65 and about 170 ° C. at atmospheric pressure, above atmospheric pressure or sub-atmospheric pressure. Copolymers with random distribution are also used useful in practicing the present invention.

i^afi.wucfl BADORlOtNAt-i ^ afi.wucfl BADORlOtNAt-

Derartige Mischpolymerisate können nach bekannten Verfahren hergestellt werden z.B. durch Mischpolymerisation von äthylenisch ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren mit Äthylen bei erhöhten Temperaturen und Drucken und in Gegenwart eines geeigneten Katalysators. Sowohl bei Verwendung eines Mischpolymerisates mit wahlloser Verteilung oder eines Pfropfpolymerisates wird bevorzugt, daß die ungesättigte aliphatische Carbonsäure als Comonomeres in einer Menge zwischen etwa 6% und etwa 12%, bezogen auf das Gewicht des Mischpolymerisates, vorhanden ist.Such copolymers can be produced by known processes, for example by copolymerization of ethylenically unsaturated aliphatic carboxylic acids with ethylene at elevated temperatures and printing and in the presence of a suitable catalyst. Both when using a copolymer with random distribution or a graft polymer, it is preferred that the unsaturated aliphatic carboxylic acid as comonomer in an amount between about 6% and about 12%, based on weight of the copolymer, is present.

Die metallischen Füllstoffbestandteile für das Mischpolymerisat bestehen aus irgendwelchen feinverteilten Metallteilchen, Mischungen hiervon, Metallegierungen oder Metalloxyden. Beispiele für geeignete Füllstoffe sind Aluminium, Blei, Eisen und Mischungen von Gasruß und Metallpulvern.The metallic filler components for the copolymer consist of any finely divided Metal particles, mixtures thereof, metal alloys or metal oxides. Examples of suitable fillers are aluminum, lead, iron and mixtures of carbon black and metal powders.

Es können verschiedene Größen der Metallteilchen angewandt werden, um speziell gewünschte Eigenschaften zu erreichen. Jedoch sollten die günstigsten Teilchengrößen im Bereich von etwa 5 Mikron bis etwa 300 Mikron und vorzugsweise zwischen etwa 13 Mikron und etwa 20 Mikron liegen. Selbstverständlich können Mischungen von Metallfüllstoffen mit anderen geeigneten Püll-Various sizes of metal particles can be used to obtain specific properties desired to reach. However, the most favorable particle sizes should range from about 5 microns to about 300 microns and preferably between about 13 microns and about 20 microns. Mixtures can of course metal fillers with other suitable filling

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stoffen ebenfalls bei der praktischen Ausführung der Erfindung verwendet werden.materials can also be used in the practice of the invention.

Die Konzentration des metallischen Füllstoffes liegt im Bereich zwischen etwa 40% und etwa 60%, und vorzugsweise zwischen etwa 46% und etwa 55 Vol.-%, bezogen auf das in der gesamten Polymer-Metall-Masse vorhandene Volumen an Metallfüllstoff.The concentration of the metallic filler ranges between about 40% and about 60%, and preferably between about 46% and about 55% by volume based on that in the total polymer-metal composition existing volume of metal filler.

Die Masse gemäß der Erfindung kann zur Herstellung von geformten Bechern, Magnetkernen für Elektromg gneten, Maschinenteile, Gehäuse, Ziergegenstände, Zahnräder, Lager, Rollen u.dgl. verwendet werden.The mass according to the invention can gneten for the production of shaped cups, magnetic cores for electromag, Machine parts, housings, ornaments, gears, bearings, rollers and the like can be used.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.

example 1

75 g eines Pfropfmischpolymerisatpulvers aus Polyäthylen von hoher Dichte und Acrylsäure, das 8% Acrylsäure (Maschenweite 0,044 mm = 325 mesh) Schmelzindex = 3,1 nach ASTM-Teat D1238-571 Bedingung E), welches durch Pfropfpolymerisation mittels hoher Energiestrahlung von Acrylsäure auf Polyäthylen mit hoher Dichte hergestellt wurde, wurden trokken mit 225 g Aluminiumpulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser = 19 bis 20 Mikron) durch Vasr*75 g of a graft copolymer powder made from high density polyethylene and acrylic acid containing 8% Acrylic acid (mesh size 0.044 mm = 325 mesh) melt index = 3.1 according to ASTM-Teat D1238-571 condition E), which is produced by graft polymerisation by means of high energy radiation of acrylic acid on polyethylene high density were made dry with 225 g of aluminum powder (average Particle diameter = 19 to 20 microns) by Vasr *

10982 2/186810982 2/1868

walzen in einem Glasbehälter bei Raumtemperatur während 24 Stunden trocken vermischt. Das innig gemischte Pulvergemisch wurde dann zu Bögen von 15 cm χ 15 cm χ 0,32 cm (6 inch χ 6 inch χ 1/8 inch) durch Preßverformen zwischen erhitzten Platten in einer hydraulischen Preco-Presse unter Verwendung einer Platten Form von 20 cm χ 20 cm χ O_r32 cm (8 inch χ 8 inch χ 1/8 inch7) mit einer Öffnung von 15 cm χ 15 cm χ 0,32 cm (6 inch χ 6 inch χ 1/8 inch) bei 200°C während fünf Minuten mit einem Plattendruck von 9000 kg (20.000 lbs) verarbeitet. Nach Abkühlung des geformten Bogens in der Presse mittels Durchführen von Wasser durch die Platten wurde er entnommen und zu Streifen von 1,27 cm χ 15 cm χ 0,32 cm (1/2 inch χ 6 inch χ 1/8 inch) zur physikalischen Untersuchung geschnitten. Die physikalischen Eigenschaften dieses Materials sind in Tabelle I aufgeführt. Ebenfalls in Tabelle I sind die Eigenschaften vonJLn gleicher Weise hergestellten geformten Bögen aufgeführt, die aus nicht mit Füllstoffen versetztem Polymerisat hergestellt wurden.roll dry mixed in a glass container at room temperature for 24 hours. The intimately mixed powder mixture was then formed into 15 cm by 15 cm by 0.32 cm (6 inch by 6 inch by 1/8 inch) sheets by compression molding between heated platters in a hydraulic preco press using a 20 cm platen mold χ 20 cm χ O _r 32 cm (8 inch 8 inch χ χ 1/8 inch7) having an opening of 15 cm 15 cm χ χ 0.32 cm (6 inch 6 inch χ χ 1/8 inch) at 200 ° C processed for five minutes at a plate pressure of 9,000 kg (20,000 lbs). After the formed sheet was cooled in the press by running water through the plates, it was removed and made into 1.27 cm by 15 cm by 0.32 cm (1/2 inch by 6 inch by 1/8 inch) strips for physical Investigation cut. The physical properties of this material are listed in Table I. Also listed in Table I are the properties of similarly made shaped sheets made from non-filled polymer.

- Tabelle I -- Table I -

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Table I.

Zugfestigkeit (psi) kg/cm Dehnungsmodul (psi χ IOTensile strength (psi) kg / cm Elongation module (psi χ IO

kg/cmkg / cm

Biegefestigkeit (psi)Flexural strength (psi)

kg/cmkg / cm

Biegungsmodul (psi χ 10Flexural modulus (psi χ 10

kg/cmkg / cm

Dehnung %Strain %

KerbschlagfestigkeitNotched impact strength

(ft. lbs/in. Kerbe)(ft. lbs / in. notch)

kg/cm/cm Kerbekg / cm / cm notch

Mit FüllstoffWith filler

versetztesoffset

Polymer

(4243) 298,3 (1,08) 75931 (7708) 541,9 (0,96) 67494(4243) 298.3 (1.08) 75931 (7708) 541.9 (0.96) 67494

(1,3) 7,1(1.3) 7.1

Grundpolymerisat Basic polymer

(3405) 239,4(3405) 239.4

(0,16) 11249 (4453) 313,1(0.16) 11249 (4453) 313.1

(0,14) 9842 9,0(0.14) 9842 9.0

(0,62) 3,4(0.62) 3.4

Example 2

Ein Trockenpulvergemisch derselben Zusammensetzung wie in Beispiel 1 wurde auf einer erhitzten Zweiwalzen-Thropp-Mühle während 5 Minuten bei 175°C compoundiert. Die compoundierte Masse wurde dann durch eine Wiley-Mühle gemahlen, preßgeformt und untersucht. Die Eigenschaften dieser Masse sind in Tabelle II angegeben.A dry powder mix of the same composition as in Example 1 was made on a heated two-roll Thropp mill compounded for 5 minutes at 175 ° C. The compounded Mass was then ground by a Wiley mill, molded and examined. The properties of this composition are given in Table II.

- Tabelle II -- Table II -

1Ü96z2/J8681Ü96z2 / J868

Table II

Zugfestigkeit (psi) kg/cm Dehnungsmodul (psi χ 10 XTensile strength (psi) kg / cm Elongation modulus (psi χ 10 X

kg/cmkg / cm

Biegefestigkeit (psi) kg/cm Biegungsmodul (psi χ 10 )Flexural strength (psi) kg / cm flexural modulus (psi χ 10)

kg/cmkg / cm

Dehnung %Strain %

KerbschlagfestigkeitNotched impact strength

(ft. lbs/in. Kerbe) kg cm/cm Kerbe(ft. lbs / in. notch) kg cm / cm notch

Mit Füllstoff versetztes Grund-Polymerisat polymerisat Base polymer mixed with filler polymer

(4293) 301,8(4293) 301.8

(1,01) 71010 (7645) 537,5(1.01) 71010 (7645) 537.5

(0,73) 51324 1,5(0.73) 51324 1.5

(1,3) 7,1(1.3) 7.1

(3302) 232,1(3302) 232.1

(0^7) 11952 (4450) 312,8(0 ^ 7) 11952 (4450) 312.8

(0,14) 9842 7,9(0.14) 9842 7.9

(0,66) 3,6(0.66) 3.6

Example 3

Bei einem, nicht der vorliegenden Erfindung entsprechenden Vergleichsversuch wurde das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß ein normales Polyäthylen von hoher Dichte (Schmelzindex 3) anstelle des Pfropfmischpolymerisates aus Polyäthylen von hoher Dichte und Acrylsäure verwendet wurde. Die Eigenschaften dieser Masse sind in Tabelle III zusammengefaßt. Bei einem Vergleich der in Tabelle I aufgeführten Werte mit den in Tbbelle III zusammengefaßten ergeben sich signifikante Verbesserungen der erhaltenen Eigenschaften, wenn in der Masse das Pfropfmischpolymerisat aus Polyäthylen von hoher Dichte und Acrylsäure verwendet wird.In a comparative experiment not in accordance with the present invention the procedure described in Example 1 was essentially repeated except that a normal High density polyethylene (melt index 3) instead of the high density polyethylene graft copolymer and acrylic acid was used. The properties of this composition are summarized in Table III. In a comparison The values listed in Table I with those summarized in Table III result in significant improvements the properties obtained when the graft copolymer is in the bulk made of high density polyethylene and acrylic acid.

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Table III

Zugfestigkeit (psi) kg/cmTensile Strength (psi) kg / cm

_c_c

Dehnungsmodul (psi χ 10 1Modulus of elongation (psi χ 10 1

kg/cmkg / cm

Biegefestigkeit (psi) kg/cmFlexural Strength (psi) kg / cm

Biegungsmodul (psi χ 10 )Bending modulus (psi χ 10)

kg/cmkg / cm

Dehnung %Strain %

KerbschlagfestigkeitNotched impact strength

(ft. lbs/in. Kerbe) kg cm/cm Kerbe(ft. lbs / in. notch) kg cm / cm notch

Mit Füllstoff
versetztes Grund-With filler
offset basic

Polymer polymer

(3110) 218,6 (3092) 217,4(3110) 218.6 (3092) 217.4

(0,79) 55542 (0,17) 11952(0.79) 55542 (0.17) 11952

(5538) 389,4 (4450) 312,8(5538) 389.4 (4450) 312.8

(0,81) 56949 (0,14) 9842 0,9 9,0(0.81) 56949 (0.14) 9842 0.9 9.0

(0,43) 2,3(0.43) 2.3

(0,76) 4,1(0.76) 4.1

Example 4

Es wurde eine Anzahl von Massen aus Aluminiumpulver und dem Pfropfmischpolymerisat aus Polyäthylen von hoher Dichte und Acrylsäure entsprechend Beispiel 2 mit bis zu 60/4*Aluminiumpulver hergestellt. Der Einfluß des Aluminiumpulvergehaltes auf die physikalischen Eigenschaften ausgewählter Proben ist in Tabelle IV zusammengefaßt. Aus den Werten ergibt sich,
daß günstige Verbesserungen der Eigenschaften erhalten werden, wenn das Aluminiumpulver in der Mischung in einer Menge zwischen etwa 40% und etwa 60 Vol.-% vorhanden ist. Bei
weiteren Untersuchungen zeigte es sich, daß die günstigsten Eigenschaften erhalten werden, wenn das Aluminiumpulver in
einer Menge zwischen etwa 46 und 55 Vo1.-% vorliegt«A number of masses of aluminum powder and the graft copolymer of high density polyethylene and acrylic acid were prepared according to Example 2 with up to 60/4 * aluminum powder. The influence of the aluminum powder content on the physical properties of selected samples is summarized in Table IV. From the values it follows that
that beneficial improvements in properties are obtained when the aluminum powder is present in the mixture in an amount between about 40% and about 60% by volume. at
Further investigations showed that the most favorable properties are obtained when the aluminum powder in
an amount between about 46 and 55% by volume is present «

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Table IV

Schlagfestigkeit (ft. lbs/in. Kerbe) kg cm/cm KerbeImpact Strength (ft. Lbs / in. Notch) kg cm / cm notch

Zugfestigkeit (gsi) kg/cmTensile strength (gsi) kg / cm

Dehnungsmodul (psi χ 10 XElongation modulus (psi χ 10 X

kg/cmkg / cm

Aluminiumgehalt, Vol.-% 40 5O 55 60Aluminum content,% by volume 40 5O 55 60

(0,66) 46402(0.66) 46402

(3550) 249,6(3550) 249.6

(0,43) 3023230232

(1,2)(1.2)

8436884368

(4400)
309,3(4400)
309.3

(0,93)
65385(0.93)
65385

(1,24) (0,8) 87181 56245(1.24) (0.8) 87,181 56,245

(45ΟΟ) (3600) (316,4 253,1(45ΟΟ) (3600) (316.4 253.1

(1,1.2) (1,23) 77479 86477(1,1.2) (1,23) 77479 86477

Example 5

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß 92,1 g eines feinen Bleipulvers und 7,9 g eines Pfropfmischpolymerisates aus Polyäthylen von hoher Dichte und Acrylsäure (etwa 50 Vol.-% zu 50 Vol.-%) vermischt wurden, um die Masse zu ergeben. Die physikalischen Eigenschaften dieser Masse sind in Tabelle V zusammengefaßt.The procedure described in Example 1 was essentially repeated except that 92.1 grams of a fine Lead powder and 7.9 g of a graft copolymer made of high-density polyethylene and acrylic acid (about 50% by volume 50% by volume) were mixed to give the mass. The physical properties of this composition are given in Table V. summarized.

Table V

Zugfestigkeit (psi) kg/cmTensile Strength (psi) kg / cm

—fi—Fi

Dehnungsmodul (psi χ IO ) kg/cmExpansion module (psi χ IO) kg / cm

Biegefestigkeit (psi) kg/cm Biegungsmodul (psi χ 10 ) kg/cm Dehnung %Flexural strength (psi) kg / cm Flexural modulus (psi χ 10) kg / cm elongation%

(3260) 229,2
(0,7) 49215
(8340) 586,3
(0,8) 56245
4,6(3260) 229.2
(0.7) 49215
(8340) 586.3
(0.8) 56245
4.6

Kerbschlagfestigkeit (ft. lbc/in. Kerbe)Impact Strength (ft. Lbc / in. Notch)

kg cm/cm Kerbe (1,1)kg cm / cm notch (1.1)

6,06.0

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Example 6

Es wurde entsprechend Beispiel 1 gearbeitet mit der Ausnahme, daß 89,Og feines Eisenpulver und 11,0 g eines Pfropfmischpolymerisates aus Polyäthylen von hoher Dichte und Acrylsäure (etwa 50/50 Vol.-%) vermischt wurden und die Masse gebildet wurde. Die physikalischen Eigenschaften dieser Masse sind in Tabelle VI aufgeführt.The procedure was as in Example 1 with the exception that 89.0 g of fine iron powder and 11.0 g of one Graft copolymer of high density polyethylene and acrylic acid (about 50/50 vol .-%) were mixed and the mass was formed. The physical properties of this composition are listed in Table VI.

Table VI

Zugfestigkeit (psi) kg/cm² (5270) 370,5Tensile Strength (psi) kg / cm ² (5270) 370.5

Dehnungsmodul (psi χ 10~⁶) kg/cm² (5,77) 405671Elongation modulus (psi χ 10 ~ ⁶ ) kg / cm ² (5.77) 405671

Biegefestigkeit (psi) kg/cm² (13260) 932,3Flexural Strength (psi) kg / cm ² (13260) 932.3

—6 "? —6 "?

Biegungsmodul (psi χ 10 ) kg/cm (1,5) 104560Flexural modulus (psi χ 10) kg / cm (1.5) 104560

Dehnung % 1,1Elongation% 1.1

Kerbschlagfestigkeit (ft. lbs/in. Kerbe)Impact Strength (ft. Lbs / in. Notch)

kg cm/cm Kerbe (1, 13) 6,2kg cm / cm notch (1, 13) 6.2

Example 7

Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde wiederholt mit eier Ausnahme, daß 16 Vol.-% des Aluminiumpulvers durch Gasruß ersetzt wunden, um eine elektrisch leitende Masse zu ergeben. Der gesamte %-Satz an Füllstoff (Aluminium und Ruß) betrug 50 Vol.-%. Die dünne Oberflächenschicht des Polymeren wurde durch Abblasen mit Sandstrahl entfernt, um die leitenden Teilchen freizulegen, worauf dann erfolgreich nach einem üblichen Nickel-Elektroplattierverfahren mit Nickel plattiert wurde ("Chemical Engineer's Handbook" J.N.Perry, Ed., Seite 1798, 3.Aufl. 1950, McGraw Hill).The procedure of Example 2 was repeated with one exception that 16% by volume of the aluminum powder was replaced by carbon black to give an electrically conductive mass. The total percentage of filler (aluminum and carbon black) was 50% by volume. The thin surface layer of the polymer was removed by sandblasting to expose the conductive particles, followed successfully after a common nickel electroplating process with nickel plated ("Chemical Engineer's Handbook" J.N. Perry, Ed., Page 1798, 3rd ed. 1950, McGraw Hill).

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Example 8

Es wurde entsprechend Beispiel 2 gearbeitet mit der Ausnahme, daß das Pfropfmischpolymerisat aus Polyäthylen von hoher Dichte und Acrylsäure durch ein Mischpolymerisat mit wahlloser Verteilung aus Äthylen und Acrylsäure, das 10% Acrylsäure und einen Schmelzindex von 5 aufwies^ ersetzt wurde. Die Eigenschaften dieser Masse sind in Tabelle 7 aufgeführt und mit denjenigen des nicht mit Füllstoffen versetzten Polymerisates verglichen.The procedure was as in Example 2 with the exception that the graft copolymer was made of polyethylene of high density and acrylic acid through a copolymer with random distribution of ethylene and acrylic acid, which had 10% acrylic acid and a melt index of 5 ^ was replaced. The properties of this mass are shown in the table 7 and compared with those of the polymer not mixed with fillers.

Table VII

Zugfestigkeit (psi) kg/cmTensile Strength (psi) kg / cm

Dehnungsmodul (psi χ 10 1Modulus of elongation (psi χ 10 1

kg/cmkg / cm

Dehnung %Strain %

Mit Füllstoffen versetztes Grund-Polymerisat polymerisat Base polymer with added fillers polymer

(2343) 164,7(2343) 164.7

(1,69) 11881 1,8(1.69) 11881 1.8

KerbschlagfestigkeitNotched impact strength

(ft. lbs/in. Kerbe)(ft. lbs / in. notch)

kg cm/cm Kerbe (1,52) 8,3kg cm / cm notch (1.52) 8.3

(853) 60,0(853) 60.0

(0,20) 1409 23(0.20) 1409 23

(zu weich)(too soft)

Example 9

Das Verfahren nach Beispiel 2 wunde wiederholt mit der Ausnahme, daß Aluminiumpulver von unterschiedlicher Teilchengröße verwendet wurde. Die physikalischen Eigenschaften der mit Aluminium von unterschiedlicher Teilchengröße hergestellten Massen sind in Tabelle VIII zusammengefaßt.The procedure of Example 2 was repeated with the exception that aluminum powder of different particle size was used. The physical properties of the Compositions made with aluminum of different particle sizes are summarized in Table VIII.

109822/1868109822/1868

Tabelle VIIITable VIII Dehnungs
modul
(psi χ
ίο"⁵)
kq/cmElongation
module
(psi χ
ίο " ⁵ )
kq / cm Dehnung
%strain
% Kerbschlag
festigkeit
(ft. lbs/
in. Kerbe)
kg cm/cm KerbeNotched impact
strength
(ft. lbs /
in. notch)
kg cm / cm notch Alum.Durch-
schnitts-
Teilchengr.,
Mikron
Durchmess.Alum.
sectional
Particle size,
micron
Diameter Zugfe
stigkeit
(PSi)₂
kg/cmZugfe
sturdiness
(PSi) ₂
kg / cm (12,5)
87884(12.5)
87884 2,22.2 (0,85) 4,6(0.85) 4.6 297297 (4235)
297,7(4235)
297.7 (9,4)
66088(9.4)
66088 1,91.9 (0,95) 5,2(0.95) 5.2 7474 (4227)
297,2(4227)
297.2 (ΙΟ,1)
71010(ΙΟ, 1)
71010 1,51.5 (1,29) 7,0(1.29) 7.0 2020th (4293)
301,8(4293)
301.8 (12,4)
87181(12.4)
87181 1,51.5 (1,41) 7,7(1.41) 7.7 1818th (4293)
301,8(4293)
301.8 (9,3)
65385(9.3)
65385 1/61/6 (1/35) 7,3(1/35) 7.3 1313th (4330)
304,4(4330)
304.4 (10,9)
76635(10.9)
76635 1/51/5 (0,63* 3,4(0.63 * 3.4 4-64-6 (42Ö3)
295,5(42Ö3)
295.5

Example 10

In Tabelle IX sind die verbesserten physikalischen Eigenschaften eines mit 50 Vol.-% Aluminium als Füllstoff versetzten Mischpolymerisates aus Polyäthylen und Acrylsäure im Vergleich zu denjenigen des Mischpolymerisates ohne Füllstoffe gezeigt.Table IX shows the improved physical properties of one filled with 50 volume percent aluminum Copolymer of polyethylene and acrylic acid compared to that of the copolymer without fillers shown.

Table IX

109822/1868109822/1868

Table IX

Zugfestigkeit ^i:L) (psi) kg/cm² Dehnungsmodul (psi χ IO )Tensile strength ^{i: L)} (psi) kg / cm ² Expansion module (psi χ IO)

kg/cmkg / cm

Dehnung %Strain %

(2)(2)

KerbschlagfestigkeitNotched impact strength

(ft. lbs/in. Kerbe) kg cm/cm Kerbe(ft. lbs / in. notch) kg cm / cm notch

AbriebAbrasion

(3)(3)

g Gewichtsverlust (4)g weight loss (4)

Rockwell-HärteRockwell hardness

Therm. Leitfähigkeit ^ (BTU-ft./hrs.-op-ft²) cal-cm/Std.-°C-cmTherm. Conductivity ^ (BTU-ft./hrs.-op-ft ² ) cal-cm / hour- ° C-cm

Wicat H.D. ^{(6) 0}C Zugfestigkeits-H.D.Wicat HD ^{(6) 0} C tensile strength HD

(66 psi) 4,64 kg/cm(66 psi) 4.64 kg / cm

Kriechfestigkeit -Creep resistance -

(1800 psi/126,7 kg/cm ) L/L (100 Std.)(1800 psi / 126.7 kg / cm) L / L (100 hours)

Std. bis zum Bruch bei (1800₉psi)Hours to break at (1800 ₉ psi)

126,7 kg/cnr Mit Fällstoff versetztes Grund-Polymerisat polymerisat 126.7 kg / cnr Basic polymer mixed with precipitant polymer

(4209) 295,9(4209) 295.9 (3405)(3405) 239,4239.4 3,43.4 22,722.7 (10,3)72416(10.3) 72416 (1,64)(1.64) 1153011530 (7786) 547,4(7786) 547.4 (4453)(4453) 313,1313.1 15/88-13615 / 88-136 (8,90) 62573(8.90) 62573 (1,42)(1.42) 99849984 (1,53)(1.53) 2,02.0 9,9, rOrO 129129 (l,4<0 7,7(1.4 <0 7.7 (0,62)(0.62) 0,04270.0427 o,oi4eo, oi4e 15/138-15315 / 138-153 (5,23) 77,8(5.23) 77.8 139139

124124

0,01
8000.01
800

118118

0,12 500.12 50

(1) ASTM D638-58T(1) ASTM D638-58T

(2) ASTM D256, 56 Methode A(2) ASTM D256, 56 Method A

(3) Trommel, Rollen CSlOF, 2000 ümdr.(3) drum, rollers CSlOF, 2000 umdr.

(4) Rpckwell-Oberflächenhärte (1/4") 0,63 cm Kugel 15 kg(4) Rpckwell surface hardness (1/4 ") 0.63 cm ball 15 kg

(5) Raumtemperatur, Bögen von 15 cm χ 15 cm χ 0,32 cm(5) Room temperature, 15 cm 15 cm 0.32 cm arches

(6 inch χ 6 inch χ 1/8 inch): Heiß 37,9°C, kalt 11°C(6 inch χ 6 inch χ 1/8 inch): hot 37.9 ° C, cold 11 ° C

(6) ASTM D1525-58T(6) ASTM D1525-58T

(7) ASTM D1637-59T(7) ASTM D1637-59T

(8) Preßgeformte Versuchsbarren ν. 15 cm χ 1,27 cm κ 0,32 cm (6 inch χ 1/2 ^tfk X J-/A A³SfJ* ^{: 1}^^{5 cm}' Raumtemperatur(8) Compression molded test ingots ν. 15 cm χ 1.27 cm κ 0.32 cm (6 inch χ 1/2 ^ tfk X J- / A A ³ SfJ * ^{: 1} ^ ^{5 cm} 'room temperature

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Example 11

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß 75 g eines Pfropfmischpolymerisates aus Polyäthylen von hoher Dichte und Acrylsäure, 204 g Aluminiumpmlver und 21 g zerhackter Faserglasatränge vonO,67 cm Länge (1/4 inch) zur Bildung der Masse vermischt wurden. Die verbesserten physikalischen Eigenschaften dieser Masse gegenüber denjenigen des Grundpolymerisates sind in Tabelle X zusammengefaßt.The procedure described in Example 1 was essentially repeated with the exception that 75 g of a graft copolymer were used Made of high density polyethylene and acrylic acid, 204 g of aluminum powder and 21 g of chopped fiberglass strands 0.67 cm (1/4 inch) long were mixed to form the mass. The improved physical Properties of this mass compared to those of the base polymer are summarized in Table X.

Table X

Zugfestigkeit (psi) kg/cm Dehnungsmodul (psi χ 10 1Tensile strength (psi) kg / cm Elongation modulus (psi χ 10 1

kg/cmkg / cm

2 Biegefestigkeit (psi) kg/cm Biegungsmodul (psi χ 10 ) kg/cm Dehnung %2 Flexural strength (psi) kg / cm Flexural modulus (psi χ 10) kg / cm Strain %

Mit Füllstoff
versetztes Grund-Polymerisat polymerisat With filler
offset base polymer polymer

(5810) 408,5 (3405) 239,4(5810) 408.5 (3405) 239.4

(1,2) 84368 (0,16) 11249(1.2) 84368 (0.16) 11249

(12000) 843,7 (4453) 313,1(12000) 843.7 (4453) 313.1

(0,93) 65385 (0,14) 9843 1,6 9,0(0.93) 65385 (0.14) 9843 1.6 9.0

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Claims

1.) Process for producing one from a tilermoplastic Polymer with sprinkled therein, finely divided, metallic particles "existing molded article, characterized in that, that up to 60 volume ^ of a fine metal powder to a copolymer of ethylene and an ethylenic Unsaturated carboxylic acid are added and this mixture is mixed thoroughly and then in well known Way is deformed.

2.) Process according to claim 1, characterized in that the ethylenically unsaturated carboxylic acid is an aliphatic monocarboxylic acid having 3 to 8 carbon atoms is used.

3.) The method according to claim 1, characterized in that as Ethylenically unsaturated carboxylic acid an aliphatic poly car "bonsäure with 3 to 8 carbon atoms, in which with With the exception of one carboxyl group, all carboxyl groups with an aliphatic alcohol with 1 to 20 carbon atoms can be esterified is used.

4.) Process according to claim 1 or 2, characterized in that the ethylenically unsaturated carboxylic acid is acrylic acid is used.

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5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the metal particles are made of aluminum exist.

6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the metal particles consist of iron .

7. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the metal particles consist of lead .

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the copolymer is the ethylenic unsaturated aliphatic carboxylic acid in an amount between 2 and 25% by weight, based on the weight of the polymer, contains.

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the metal particles are 5 to 300 microns Own diameter.

10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that the metal particles in an amount between 40 and 60% by volume, based on the volume of the metal particles present in the entire polymer-metal mass, available.

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11. The method according to claim 1 to IO, characterized in that together with a larger proportion a smaller proportion of a non-metallic filler is added to the metal particles.

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