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Formmassen aus feinteiligem Holz und Olefinpolymerisat Die vorliegende
Erfindung betrifft Formmassen, die im wesentlichen bestehen aus einem homogenen
Gemisch aus (A) 100 Gewichtsteilen feinteiligem Holz und (B) 25 bis 900 Gewichtsteilen
Olefinpolymerisat.
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Die bekannten Massen dieser Art enthalten als Olefinpolymerisat ein
Homopolymerisat des ethylens (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 241 981).
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Diese relativ jungen Massen unterscheiden sich von vergleichbaren
relativ alten Massen insbesondere dadurch, daß als Bindemittel ein Äthylenpolymerisat
eingesetzt ist, nicht aber z.B. ein Harnstoff-Harz, Melamin-Harz, Phenol-Harz, Drallylphthalat-Harz,
Polyvinylacetat-Bindemittel oder Polychloropren-Bindemittel.
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Der Einsatz des Homopolymerisats des ethylens bringt den Vorteil mit
sich, daß sich die Formmassen zu Formteilen verarbeiten lassen, die hinsichtlich
ihrer Schlagzähigkeit und Wassserfestigkeit verbessert sind; für manche Anwendungsgebiete
sind die Schlagzähigkeit sowie auch die Härte der Formteile jedoch noch nicht voll
befriedigend.
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In einer der vorliegenden Erfindung vorangegangenen, nicht vorveröffentlichten
Erfindung werden Formmassen der einganges definierten
Art aufgezeigt,
aus denen sich Formteile herstellen lassen, die gegenüber Formteilen aus vergleichbaren
bekannten Formmassen bessere mechanische Eigenschaften, insbesondere eine verbesserte
Schlagzähigkeit, sowie eine größere Härte haben.
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Gegenstand der letzterwähnten Erfindung sind Formmassen, die im wesentlichen
bestehen aus einem homogenen Gemisch aus (A) £00 Gewichtsteilen feinteiligem Holz
und (B) 25 bis 900 Gewichtsteilen Olefinpolymerisat. Die Formmassen sind dadurch
gekennzeichnet, daß sie als Olefinpolymerisat (B) enthalten entweder ein Homopolymerisat
des Propylens mit einer Grenzviskosität (gemessen bei 130°C in Dekalin) [2] von
1,5 bis 8 oder ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen dieses Homopolymerisats des Propylens
mit bis zu (insgesamt) 800 Gewichtsteilen eines Homopolymerisats des Athylens mit
einer Dichte (nach DIN 53 479) von 0,918 bis 0,965 dl/g und/oder eines Copolymerisats
des Ethylens, das (a) 100 Gewichtsteile Äthylen, (b) 5 bis 40 Gewichtsteile eines
Esters der Acryl- bzw. Methacrylsäure mit einem C1-bis Cß-Alkanol und/oder eines
Vinylesters einer C2-bis C4-Alkancarbonsäure, sowie - gegebenenfalls - (c) bis zu
10 Gewichtsteile Acryl- bzw. Methacrylsäure einpolymerisiert enthält.
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Mit der vorliegenden Erfindung werden Formmassen dieser und verwandter
Art aufgezeigt, die zu Formteilen führen, welche in ihren mechanischen Eigenschaften,
insbesondere ihrer Schlagzähigkeit, noch weiter verbessert sind.
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Die genannte Verbesserung wird dadurch erreicht, daß man den Formmassen
relativ geringe Mengen einer organischen Peroxyverbindung
zusetzt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend Formmassen,
die im wesentlichen bestehen aus einem homogenen Gemisch aus (A) 100 Gewichtsteilen
feinteiligem Holz und (B) 25 bis 900 Gewichtsteilen Olefinpolymerisat, wobei das
Olefinpolvmerisat ist entweder (B1) ein Homopolymerisat des Propylens mit einer
Grenzviskosität (gemessen bei 1300C in Dekalin) [2] von 1,5 bis 8 oder (B2) ein
Homopolymerisat des Äthylens mit einer Dichte (nach DIN 53 479) von 0-918 bis 0,965
dl/g oder (33) ein Copolymerisat des ethylens, das (a) 100 Gewichtsteile Äthylen,
(b) 5 bis 40 Gewichtsteile eines Esters der Acryl- bzw. Methacrylsäure mit einem
C1-bis C8-Alkanol und/oder eines Vinylesters einer C2-bis C4-Alkancarbonsäure, sowie
gegebenenfalls -(c) bis zu 10 Gewichtsteile Acryl- bzw. Methacrylsäure einpolymerisiert
enthält oder (B4) ein binäres bzw. ternäres Gemisch aus den Polymerisaten (B1),
(B2) und (B3). Die erfindungsgemä#en Formmmassen sind dadurch gekennzeichnet, daß
sie zusätzlich (C) 0,1 bis 3 Gewichtsprozent (bezogen auf ihr Gesamtgewicht) einer
organischen Peroxyverbindung in homogener Verteilung enthalten.
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Für die erfindungsgemäßen lassen geeignetes feinteiliges Holz ist
das einschlägig übliche, insbesondere Holz in Form von Spänen, Fasern oder Mehl.
Wie sich gezeigt hat, ist es im allgemeinen zweckmäßig, wenn der Feuchtigkeitsgehalt
des Holzes unter 1 Gewichtsprozent liegt.
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Honopolymerisate des Propylens mit der Grenzviskosität[2]von 1,5 bis
8 sind aus der Polymerchemie wohlbekannt, so daß an dieser
Stelle
nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht.
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Auch Homopolymerisate des Äthylens mit der Dichte 0,918 bis O965 sind
aus der Polymerchemie wohlbekanntj so daß an dieser Stelle ebenfalls nicht näher
darauf eingegangen zu werden braucht.
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Das Nämliche gilt sinngemäß für die im vorliegenden Zusammenhang interessierenden
Copolymerisate des Äthylens (vgl. beispielsweise A. Renfrew und P.Morgan, ttPolythene",
London, 1960, Kapitel 13, S. 345 ff.).
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Beim Herstellen der Formmassen können die Olefinpolymerisate vorzugsweise
in Form relativ kleiner Partikel (Teilchengrö#e etwa von 0,02 bis 10 mm), z.B. als
Pulver oder Granulat, eingesetzt werden. Man kann aber auch die Polymerisate in
anderer Form, z.B. in schmelzflüssigem Zustand, einsetzen.
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Kennzeichnend für die erfindungsgemä#en Formmassen ist, da# sie eine
organische Peroxyverbindung enthalten. Geeignete Peroxyverbindungen sind z.B. Acyl-
und Diacylperoxide, die sich ableiten von C2-bis C5-Alka'ncarbonsäuren oder von
Benzol- bzw. Cl-bis C14-Alkylbenzolcarbonsäuren. Besonders gut geeignet sind Peroxide
von C2-bis C11-Alkylbenzolen mit 1 bis 3 Alkylresten, wobei sich die Peroxygruppe
an einen Alkylrest befindet.
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Die Formmassen können neben den geschilderten Hauptkomponenten die
einschlägig üblichen Hilfs- bzw. Zusatzstoffe, z.B. Pigmente, Stabilisatoren, Farbstoffe,
enthalten.
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Das Herstellen der erfindungsgemäßen Formmassen selbst kann mit den
einschlägig
üblichen Vorrichtungen auf einschlägig übliche Weise erfolgen. So ist es z.B. möglich,
das feinteilige Holz mit dem feinteiligen Olefinpolymerisat und der Peroxyverbindung
in einfacher Weise in einem Taumelmischer bei Raumtemperatur in ein homogenes Gemisch
überzuführen. Andererseits ist es z. B. möglich, die Komponenten der Formmassen
in einen Kneter einzubringen und bei erhöhter Temperatur (zweckmäßigerweise etwa
100 bis 1500C) innig zu vermischen. Ferner ist es z.B. möglich, die Komponenten
getrennt oder in einem groben Gemisch in einen Extruder einzugeben und in diesem
bei erhöhter Temperatur (etwa 120 bis 1600C) zu durchmischen.
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Die Formmassen eignen sich insbesondere als Preßmassen; sie können
auf den einschlägig üblichen Vorrichtungen in einschlägig üblicher Weise zu Formteilen
verarbeitet werden. Beim Verarbeiten als Pre#massen liegen die geeigneten Arbeitstemperaturen
zwischen 130 und 200°C und die geeigneten Arbeitsdrücke bei 50 bis i200 Atü Die
aus den Formmassen erhältlichen Formteile lassen sich gut verarbeiten, z.B. durch
Bohren, Sägen, Hobeln, Fräsen, Drehen und Verschweißen. Auch sind sie wiederverformbar.
Wenn die Formmassen relativ hohe Anteile an Olefinpolymerisat enthalten, werden
Formteile mit besonderer Oberflächengüte erhalten.
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Die in den Beispielen angegebenen Teile und Prozente beziehen sich
auf das Gewicht.
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Beispiele 1 bis 7 Es wird ausgegangen von (A) der in Tabelle 1 angegebenen
Menge Holzmehl
(Teilchengröße von 0,1 bis 0,2 mm; Feuchtigkeitsgehalt
unter 1 ), (B) dem in Tabelle 1 nach Art und Menge angegebenen Olefinpolymerisat
sowie (C) der in Tabelle 1 nach Art und Menge angegebenen Peroxyverbindung.
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Die vorerwähnten Komponenten werden in einen Taumelmischer eingebracht
und bei einer Drehzahl von 750 Upm bei Raumtemperatur über 10 Minuten innig miteinander
vermischt.
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Aus der jeweils erhaltenen Formmasse wird mittels eines Extruders
(mittlere Massetemper-atur 1400C) ein Band von annähernd 20 cm Breite und annähernd
3 mm Dicke hergestellt; es wird in Streifen von etwa 40 cm Länge zerschnitten. 4
solcher Streifen werden in einer üblichen Plattenpresse (zum Herstellen rechteckiger
Platten mit den Abmessungen 20 x 40 x 1 cm) übereinandergelegt und verpreßt.
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Im einzelnen wird dabei wie folgt verfahren: Vor dem Pressen werden
Preßstempel und Preßtisch aus 1700C vorgeheizt. Der Preßdruck selbst beträgt in
der ersten Minute 20 atü; er wird in jeder folgenden Minute um weitere 20 atü erhöht
bis er 100 atü beträgt. Bei diesem Druck wird 5 Minuten belassen, dann wird der
Druck auf 150 atü erhöht und nochmals 5 Minuten belassen. Anschließend wird unter
einem Druck von 150 atü auf 1000C abgekühlt, 10 Minuten bei dieser Temperatur belassen
und dann nach Abkühlen auf Raumtemperatur entformt.
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Typische Werte für die mechanische Festigkeit der so erhaltenen Platten
sind in Tabelle 2 aufgeführt.
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In der Tabelle bedeuten HPÄ t Homopolymerisat des Äthylens (Dichte
0,922 dl/g, Teilchengröße von 0,01 bis 0,5 mm).
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HPP = Homopolymerisat des Pronylens (Grenzviskosit t[2] = 4,0, Teilchengröße
0,01 bis 0,5 mm).
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CPÄ = Copolymerisat des Ethylens (enthaltend 85 Teile Äthylen und
15 Teile des Esters der Acrylsäure mit n-Butanol einpolymerisiert; Teilchengröße
von 0,01 bis 1 mm; Dichte 0,928 dl/g).
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DCP = Dicumylperoxid (Halbwertstemperatur/Minute = 171°C).
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CHP = Oumolhydroperoxid (Halbwertstemperatur/Minute = 255°C).
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Tabelle 1
| Bsp. Holzmehl Olefinpolymerisat Peroxyverbindung |
| Nr. Teile Art Teile Art % |
| 1 50 HPÄ 50 DCP 0,5 |
| 2 50 HPÄ 25 DCP 0,5 |
| +CPÄ 25 |
| 3 40 CPÄ 60 CHP 0,5 |
| 4 40 HPP 60 DCP 0,3 |
| 5 40 HPÄ 20 CHP 1,0 |
| +HPP 40 |
| 6 40 CPÄ 30 CHP 1,0 |
| +HPP 30 |
| I7 50 HPÄ 10 CHP1,0 |
| +CPÄ 20 |
| +HPP 20 |
| @) 50 HPÄ 50 - - |
@) = Blindversuch (Stand der Technik).
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Tabelle 2
| Bsp. Kugeleindruckhärte Schlagzähigkeit |
| Nr, kg/cm2 kg cm/cm2 |
| 10" 60" (DIN 53 453) |
| 1 340 317 18,5 |
| 2 257 246 17,3 |
| 3 231 222 19,2 |
| 4 290 272 11,4 |
| 5 316 305 12,6 |
| 6 289 271 17,6 |
| 7 346 331 15,8 |
| A) 145 133 @ 5,6 |
Blindversuch (Stand der Technik).