DE1794103B2 - Masse mit hoher strangpressbarkeit - Google Patents
Masse mit hoher strangpressbarkeitInfo
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Description
Aufgrund der ausgezeichneten, inhärenten, elektrisehen
Eigenschaften wurden die meisten niedrigdichten Äthylenhomopolymerisate das hauptsächliche Isoliemmgsmaterial
für Drähte und Kabel, insbesondere Telefonleitungen. Wie bei jeder stranggepreßten
!Isolierung muß eine Isolierung für Telefoneinleiterkabel lausgezeichnete elektrische Eigenschaften und eine
leichte Aufbringbarkeit auf den Draht haben. Von diesen beiden sind nur die ausgezeichneten elektrischen
Eigenschaften den niedrigdichten Äthylenhomopolymerisaten inhärent. Dagegen ist die leichte Aufbringbarkeit
Huf einen Draht begrenzt. Ursprünglich konnten einheitliche und glatt stranggepreßte Überzüge auf
Leiter mit kleinem Durchmesser nur bei ziemlich niedrigen Strangpreßgeschwindigkeiten erzielt werden.
Die Notwendigkeit größerer Wirtschaftlichkeit hat Jedoch die Nachfrage nach mit Polyäthylen isoliertem
Draht wesentlich erhöht. So hat sich z. B. in wenig mehr CtIs einem Jahrzehnt die Menge des durch das
Beil-System allein jährlich installierten, mit Polyäthylen Isolierten Kabels von 1,5 ■ 109 auf über 28,5 · 109m
Einleiterkabel erhöht.
Dadurch wurden schnellere Drahtüberziehgeschwintfigkeiten
notwendig, die heute in der Größenordnung von 1200 m/min liegen. Der verringernde Installationsraum hat die Industrie weiterhin veranlaßt, sich Leitern
mit kleinerem Durchmesser zuzuwenden. Beide Faktoren haben die Forderungen an die Isolierpräparate aus
niedrigdichtem Polyäthylen erhöht, da beide zur Rauhheit einer isolierenden Oberfläche beitragen.
Vom ästhetischen Standpunkt ist die Zweckmäßigkeit hs
einer glatten Oberfläche ziemlich offensichtlich. Dies ist
jedoch nicht der einzige Grund für Glätte. Nach dem Isolieren wird der isolierte Draht verschiedenen
Handhcbungsvorgängen unterworfen, wie der Herstellung
von Kabel, Doppeladerkabel oder Mehraderkabel. Die glatte Oberfläche ist daher notwendig, um
sicherzustellen, daß keine potentiellen schwachen Punkte vorliegen, wo sog. »Nadellöcher« auftreten
könnten. Diese Nadellöcher oder Fehler, die die Verwendbarkeit eines Paares von Einieiterkabeln für
die Stimmienübertragung zunichte machen können, sind zeitraubend und kostspielig zu reparieren. Ein weiterer
Grund für glatte, einheitliche Überzüge besteht darin, daß die elektrischen Eigenschaften eines zusammengefügten
fertigen Materials teilweise von der Geometrie abhängen.
In extremen Fällen kann die Rauhheit Veränderungen in dieser Geometrie verursachen, die ausreichen, die
Qualität der Übertragung zu beeinträchtigen. Schließlich ist Glätte wünschenswert, da eine rauhe Oberfläche
die relative Bewegung innerhalb gebündelter Drähte beeinträchtigt und so die Biegsamkeit eines Kabels
insgesamt vermindert.
Da niedrigdichtes Polyäthylen die Fähigkeit, bei hohen Strangpreßgeschwindigkeiten sich gut strangpressen
zu lassen, inhärent nicht besitzt, muß jede Verbesserung der Strangpreßbarkeit durch Verwendung
von Zusätzen herbeigeführt werden.
Es wurde nun gefunden, daß die StrangpreiBbarkeit
von Polyäthylenen einer Dichte von etwa 0,915 bis etwa 0,930 durch Zugabe eines hochmolekularen, elastischen
Äthylenpolymerisats mit einer Molekulargewichtsfraktion oberhalb eines Molekulargewichtes von etwa
5 Millionen, wobei das Verhältnis des gewichtsmäßigen, durchschnittlichen Molekulargewichtes zum zahlenmäßigen
durchschnittlichen Molekulargewicht mindestens 25 ist, und wobei das Äthylenpolymerisbt aus der
Gruppe von Äthylenhomopolymerisaten mit einer Dichte über etwa 0,960 und Mischpolymerisaten von
Äthylen mit mindestens einem a-Olefin mit 3 bis
8 Kohlenstoffatomen und einer Dichte über etwa 0,945 ausgewählt wird, wesentlich verbessert wird. Insbesondere
wird erfindungsgemäß ein Isolierungspräparat mit ausgezeichneter Strangpreßbarkeit und dielektrischen
Eigenschaften geschaffen, das ein Polyäthylen mit einer Dichte von etwa 0,915 bis 0,930 und etwa 2 bis
10Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Präparates, eines hochmolekularen, elastischen Äthylenpolymerisates
mit einer Molekulargewichtsfraktion oder etwa 5 Millionen, einem Verhältnis von gewichtsmäßigem
durchschnittlichem Molekulargewicht zu zahlenmäßigem durchschnittlichem Molekulargewicht
von etwa 25 bis 160, einem Schmelzindex unter etwa 3,0 dg/min, ausgewählt aus der Gruppe der Äthylenhomopolymerisate
mit einer Dichte über etwa 0,960 und Mischpolymerisaten von Äthylen mit mindestens einem
a-Olefin mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen und einer Dichte über etwa 0,945 umfaßt. Die erfindungsgemäßen,
hochmolekularen, elastischen Äthylenpolymerisatzusätze sind den bisher vorgeschlagenen Zusätzen in
überraschender und unerwarteter Weise überlegen und sind unmittelbar aus einem Polymerisationsverfahren
erhältlich, in welchem ein Silylchromat als Katalysator verwendet wird.
Erfindungsgemäß verbessern hochmolekulare, elastische Äthylenpolymerisate mit besonderen molekularen
und physikalischen Eigenschaften als überlegene Zusätze die Strangpreßbarkeit von niedrigdichten Äthylenhomopolymerisaten.
Dies wird den Silylchromatkatalysatoren zugeschrieben, die einmalig sind in ihrer Fähigkeit,
die Bildung von Äthylenpolymerisaten mit den oben
beschriebenen molekularen und physikalischen Eigenschaften zu bewirken.
Die in den US-Patentschriften 33 24 101 und
33 24 095 beschriebenen Silylchromatkatalysatoren sind durch die Anwesenheit einer Gruppe der folgenden
Formel gekennzeichnet:
R O
I Il
Si —O —Cr-O
I Il
R O
in welcher R für eine Hydrocarbylgruppe mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen steht Aus der Familie der
Silylchromatkatalysatoren werden die Bistriarylsilylchromate, insbesondere Bistriphenylsilylchromat, als
Polymerisationskatalysatoren bevorzugt
Wie mit jedem Katalysatorsystem bilden die Silylchromate
ihre eigene Art von Polymerisaten, die in mancher Hinsicht einmalig sind. Die Bistriarylsilylchromate,
insbesondere Bistriphenylsilylchromat, liefern unmittelbar Polymerisate mit einer hohen Molekulargewichtsfraktion,
wodurch die Polymerisate einen Rest Elastizität haben. Diese Elastizität beeinträchtigt die
Verwendbarkeit von direkt hergestellten Polymerisaten als einziges Strangpreßüberzugsmaterial für Drähte und
in solchen Zwecken, wie Blasveiformung, Filmstrangpressung, Rohrstrangpressung, Folienstrangpressung
usw. Die hohe Molekulargewichtsfraktion dieser direkt polymerisierten Polymerisate ist als »hochmolekulares
Endstück« bezeichnet worden; um die Polymerisate für solche Standardverwendungszwecke geeigneter zu
machen, war es notwendig, die Harze einer intensiven Scherkraft, die über der zum Mischen benötigten
Scherkraft liegt, zu unterwerfen, um das Endstück abzutrennen.
Um die Verwendbarkeit direkt polymerisierter »Silylchromatpolymerisate« festzustellen, wurden einige
ursprünglich als mögliche Zusätze für niedrigdichte Polyäthylenpräparate zur Strangpreßisolierung von
Draht ausgewertet. Alle schienen überraschend erfolgreich, unabhängig von den bisher für bekannte Zusätze
festgelegten Kriterien, und es wurde nach einer stärker analytischen Erklärung gesucht.
Zuerst wurde festgestellt daß alle verwendbaren Zusätze eine Molekulargewichtsfraktion über einem
Molekulargewicht von 5 Millionen hatten. Dies gilt selbst für Harze mit höherem Schmelzindex und einem
niedrigeren durchschnittlichen Molekulargewicht als Harze mit niedrigem Schmelzindex. Weiter wurde
festgestellt, daß ein scharfes Schermischen usw., das die hohe Molekulargewichtsfraktion spaltete, die Verwendbarkeit
wesentlich verringerte.
Die Gelclurchdringungschromatographie lieferte einen anderen Weg, die phänomenale und unerwartet
einheitliche Verwendbarkeit von Silylchromatharzen (,0
als Zusätze zur Erhöhung der Strangpreßgeschwindigkeit für niedrigdichte Polyäthylene zu erklären. Die
Verfahren der Geldurchdringungschromatographie und die dadurch feststellbaren Eigenschaften sind im
einzelnen in einem Artikel von Moore in »Journal of Polymer Science«, Band 82, Seite 835 (1964), beschrieben.
Zwei Charakterisierungen eines erhältlichen Polymerisates sind das gewichtsmäßige durchschnittliche
Molekulargewicht [Mw] und das zahlenmäßige durchschnittliche
Molekulargewicht [Mn\ die statistische Durchschnittswerte aus Lösungsfraktionierungsdaten
sind. Die Eigenschaft des gewichtsmäßigen durchschnittlichen Molekulargewichtes begünstigt die Anwesenheit
eines Bestandteils mit hohem Molekulargewicht in der Verteilung, während das zahlenmäßige durchschnittliche
Molekulargewicht die Anwesenheit eines Bestandteiles mit niedrigem Molekulargewicht in der
Verteilungskurve begünstigt Da beide ausgleichende und in Wechselbeziehung stehende Faktoren sind, gibt
ihr Verhältnis an, ob einer prononcierter als der andere ist.
Obgleich ein theoretisches Harz mit einer statistisch normalen Verteilungskurve ein Verhältnis von gewichtsmäßigem
durchschnittlichem Molekulargewicht zu zahlenmäßigem durchschnittlichem Molekulargewicht
von etwa 2 hätte und die meisten handelsüblichen Polyäthylene ein solches Verhältnis von etwa 5 bis 10
haben, wurde festgestellt daß die erfindungsgemäßen, erfolgreichen Zusätze ein ungewöhnlich hohes Verhältnis
von etwa 25 bis etwa 160 oder mehr zeigen. Dies deutete weiterhin auf die Tatsache, daß die Anwesenheit
des normalerweise schädlichen, hochmolekularen Endstückes überraschend und unerwartet die Strangpreßbarkeit
von niedrigdichten Polyäthylenen verbesserte.
Im Vergleich zu allgemein verwendeten, bekannten Zusätzen für niedrigdichte Polyäthylene zeigte sich, daß
Äthylenpolyrnerisate mit den oben angegebenen molekularen Eigenschaften sich einheitlich in ihrer Wirksamkeit
erhöhten, wenn sich die Strangpreßgeschwindigkeit erhöhte. Obgleich in manchen Fällen bei niedrigen
Strangpreßgeschwindigkeiten zum Drahtüberziehen um etwa 600 m/min nur eine geringfügige Verbesserung
festgestellt wurde, wurde eine einheitliche Überlegenheit bei Ansteigen der Strangpreßgeschwindigkeit auf
1200 m/min festgestellt Diese elastischen Äthylenpolymerisate erweisen sich also um so wirksamer, je
schärfer die Bedingungen werden.
Obgleich die einmaligen, Polymerisat bildenden Eigenschaften der Silylchromatkatalysatoren zur Entdeckung
des obengenannten molekularen und physikalischen Phänomens geführt haben, ist es selbstverständlich
möglich, daß auch bestehende oder zukünftige Katalysatoren elastische Polymerisate mit Eigenschaften
bilden können, die nun den »Silylchromatpolymerisaten« zugeschrieben werden. Es ist auch möglich, daß
man eine Mischung formulieren kann, um die in den »Silylchromatpolymerisaten« inhärenten, molekularen
Eigenschaften zu schaffen.
Die als erfindungsgemäße Zusätze geeigneten, hochmolekularen, hochdichten, elastischen Äthylenpolymerisate
umfassen Homo- und Mischpolymerisate aus Äthylen mit «-Olefinen, die Alkene mit 3 bis
8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 3 oder 4 Kohlenstoffatomen sind, wobei Propylen und Buten besonders
bevorzugt werden.
Wo ein Silylchromatpolymerisationskatalysator verwendet wird, liegt die Dichte des Zusatzes gewöhnlich
über etwa 0,960 für Homopolymerisate und über etwa 0,945 für Mischpolymerisate.
Der Schmelzindex des Zusatzes ist nur auf prakti scher Grundlage wichtig. Da der Schmelzindex die
Verwendbarkeit der Silylchromatpolymerisate als Zu sätze nicht zu beeinflussen scheint ist anscheinend jede;
Polymerisat mit irgendeinem Schmelzindex und der obengenannten, molekularen und physikalischen Eigen
schäften als Zusatz wirksam. Eine Erhöhung des Schmelzindexes scheint jedoch gewöhnlich die Zusatzmenge
zu erhöhen, die zur Verbesserung der Strangpreßbarkeit notwendig ist Dies beruht vermutlich auf
einem niedrigeren gewichtsmäßigen durchschnittlichen Molekulargewicht und einer Verminderung der Breite
der Molekulargewichtsverteilung. Da die Menge an Zusatz die dielektrischen Eigenschaften des Grundpolymerisates
beeinflußt, schien es zweckmäßig, den Schmelzindex des Zusatzes auf etwa 3,0 dg/min oder
weniger, vorzugsweise auf etwa 0,1 bis 1,0 dg/min, für Formulierungen zu begrenzen, die zum Drahtüberziehen
zwecks elektrischer Isolierung verwendet werden. Dies gilt besonders für Telefoneinleiterkabel, wo die
dielektrischen Anforderungen recht scharf sind. ■
Obgleich festgestellt wurde, daß ein Zusatzmittelgehalt bis zu etwa 10Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Strangprsßpräparates, die Strangpreßbarkeit
verbessert, scheinen die durch den Zusatz von mehr als 6 Gew.-% Zusatzmittel erzielten Vorteile
im Vergleich zur Wirkung einer Zugabe von etwa 2 bis 6 Gew.-%, vorzugsweise etwa 3 bis 5 Gew.-%, Zusatzmittel
auf relativer Basis nur geringfügig.
Die üblicherweise zum Drahtüberziehen durch Strangpressung verwendeten, niedrigdichten Polyäthylene,
die erfindungsgemäß geeignet sind, haben eine Dichte von 0,915 bis 0,930, vorzugsweise von 0,915 bis
0,925, und einen Schmelzindex von etwa 0,10 bis 030 dg/min, vorzugsweise von etwa 0/.0 bis 0,25 dg/min.
Selbstverständlich verbessern die erfindungsgemäßen Zusatzmittel auch die Strangpreßbarkeit von Grundharzen
mittlerer Dichte.
Die erfindungsgemäßen Zusatzpolymerisate können unter Verwendung üblicher hochtouriger Schermischer
und kontinuierlicher Mischer der Banbury-Art sowie vor. Zwillingsschraubenstrangpressen, Zweiwalzenstühlen
usw. in die Grundpolyäthylene eingemischt werden. In die Mischung können auch übliche Zusatzmittel, wie
Farbstoffe, Pigmente, Stabilisatoren, Mittel zur Verbesserung der Gleitfähigkeit oder zur Erhöhung der
Haftung einverleibt werden.
Die GB-PS 9 37 807 bezieht sich auf bei Hitze schrumpfbare Folien, die mindestens 10Gew.-% hochdichtes Polyäthylen enthalten. Dieser Literaturstelle ist
nicht zu entnehmen, daß bei der Verwendung eines hochdichten Polyäthylens einer bestimmten Molekulargewichtsfraktion
Produkte mit einer verbesserten Verarbeitbarkeit auf der Strangpresse erhalten werden
können.
In der GB-PS 8 43 697 werden Massen beschrieben, die 40 bis 70% hochdichtes Polyäthylen enthalten. Es
befindet sich kein Hinweis, daß geringe Mengen an hochdichtem Polyäthylen zu Produkten mit einer
verbesserten Strangpreßbarkeit führen.
Gegenüber den in der OS-PS 33 75 303 beschriebenen Massen besitzen die neuen Produkte wesentlich
verbesserte Eigenschaften. So lassen sich die neuen Massen wesentlich schneller auf Drähte strangpressen
als die bekannten Massen. Eine solche höhere Strangpreßgeschwindigkeit ist jedoch aufgrund von
wirtschaftlichen Überlegungen außerordentlich wichtig. Weiterhin besitzen die bei jeweils gleicher Strangpreßgeschwindigkeit
hergestellten Überzüge aus den neuen Produkten wesentlich bessere Oberflächeneigenschaften
als diejenigen aus den bekannten Produkten.
Die folgenden Beispiele zeigen die Vorteile der Verwendung von Äthylenpolymerisaten, die mit einem
Silylchromatkatalysator hergestellt sind, als Zusatz zur Verbesserung der Strangpreßeigenschaften niedrigdichter Polyäthylene.
Die bei der Auswertung gemessenen physikalischen Eigenschaften wurden nach den folgenden Verfahren
bestimmt:
Dichte
Schmelzindex
(3,08 kg/cmJ; 190° C)
Schmelzfluß
(30.8 kg/cm2; 190° C)
ASTMD-1505-57T ASTM D-1238-65T
ASTM D-1238-65T
Beispiele 1 bis 25
Verschiedene Äthylenhomopolymerisate und Mischpolymerisate, die unter Verwendung eines Silylchromatkatalysators
polymerisiert worden sind, wurden zur Feststellung der Gesamtwirkung von Silylchromatharzen
als Zusätze zur Verbesserung der Strangpreßbarkeit ntedrigdichter Polyäthylene ausgewertet.
Um die Einheitlichkeit des Vergleichs sicherzustellen, wurde als Grundharz ein Polyäthylen mit den folgenden
Eigenschaften verwendet:
Dichte
Schmelzindex
Schmelzfluß
0,917
0,10 dg/min
14,0 dg/min
14,0 dg/min
Die Auswertung erfolgte durch Strangpreßüberziehen jeder Probe bei Drahtgeschwindigkeiten von 600
und 1200 m/min. Zur Erhöhung der Rauhheit erfolgten die Strangpressungen unter ungünstigen Bedingungen
unter Verwendung eines Drahtes mit geringem Durchmesser und einer für Vinylharze vorgesehenen
Düse. Die Strangpreßbedingungen waren wie folgt:
Strangpresse | 6,3 cm 0 Royle | 193° C | 204° C |
Form der Düse | einfacher Konus, | 204° C | 0,5 mm 0 Nr. 24 |
60°-Winkel, | 204° C | AWG Kupfer | |
Vinyl; 0,9 mm 0 | Stegzone (»gate zone«) 204° C | ||
Form der Schraube | 18:1 L:0; | Kopfzone | |
1 cm Beschickungstiefe, | Drahtgröße | ||
4 Windungen von 2,25 mm | |||
Temperaturbedingungen der Strangpresse | |||
Hintere Zone | |||
Mittlere Zone | |||
Vordere Zone |
Nach jeder Strangpressung wurde der überzogene Draht auf das Ausmaß an Oberflächenrauhheit untersucht
und für Rauhheit gemäß den folgenden Werten bewertet sehr rauh, bis 10 sehr glatt.
Die Ergebnisse der Auswertung sind in Tabelle 1 aufgeführt, in der auch der Komonomerengehalt der
ausgewerteten Mischpolymerisate genannt ist.
Als Vergleichsbasis waren die Bewertungen für ein unmodifiziertes Grundharz bei einer Strangpreßgeschwindigkeit
von 600 m/min = 2 und bei einer Strangpreßgeschwindigkeit von 1200 m/min = 3.
Tabelle 1 | /.usatzniiltcl | 1 | ,78 | 7 94 | 103 | Schmelz- | 8 | Glätlebewcrtung | 1200 | |
Beisp. | .01 | indcx | bei | m/min | ||||||
.01 | % | b00 | 9*) | |||||||
7 | Vo 7. u s al ζ; | Dichte | Zusatz in | m/min | 9 | |||||
Äthylenhomop. | Violgew.- | (Mn) | 0.19 | Mischung | 7 | 10 | ||||
1 | Äthylenhomop. | 'crtciluiig | 1.0*) | 6*) | 10*) | |||||
2 | Äthylenhomop. | ibcr 5 Mill | 1.0*) | 5 | 10 | 8 | ||||
3 | Äthylenhomop. | 2.30 | 45,0 | 0,965 | 0.18 | 2 | 7 | 8 | ||
4 | Äthylenhomop. | ,60 | 88.3 | 0.965 | 0,54 | 5 | 5 | 10*) | ||
5 | Äthylenhomop. | ,60 | 88,3 | 0.965 | 0,05 | 5 | 6 | 9 | ||
6 | Äthylenhomop. | ,39 | 35.9 | 0,965 | 0,05 | 5 | 6 | 10 | ||
7 | Äthylenhomop. . | .12 | 33,6 | 0.965 | 0,10 | 2 | 7 | 7 | ||
8 | Äthylenhomop. \ | ,73 | 42,8 | 0,965 | 0,10 | 5 | 8 | 9*ϊ | ||
9 | Äthylenhomop. | .73 | 42,8 | 0,965 | 0,40 | 2 | 6 | 10 | ||
10 | Äthylenhomop. | >,09 | 57,3 | 0,965 | 0,40 | 5 | 6 | 10 | ||
11 | Äthylenhomop. | >,09 | 57.3 | 0,965 | 0,40 | 2 | 7 | 7 | ||
12 | Äthylenhomop. | ,29 | 35,1 | 0,965 | 0.40 | 5 | 6 | 7 | ||
13 | Äthylenhomop. ( | ,29 | 35.1 | 0,965 | 1.3 | 10 | 7 | 7 | ||
14 | Äthylenhomop. ( | ,29 | 35,1 | 0,965 | 2,6 | 5 | 7 | 10*) | ||
15 | ,17 | 30,9 | 0,965 | 2,6 | 5 | 7 | 10 | |||
16 | ),90 | 26,0 | 0,965 | 0,03 | 5 | 7 | 10**) | |||
17 | ),72 | 31.0 | 0.965 | 0.06 | 10 | 6*) | 10*) | |||
18 | Äthylenhomop. 0.72 | 31.0 | 0.965 | 0,06 | 5 | 10 | 10 | |||
19 | Äthylen; 3 % Propylen ί | 141,0 | 0,952 | 0.14 | 2 | 8 | 10 | |||
20 | Äthylen; 4 % Propylen έ | 158,8 | 0,951 | 0,20 | 5 | 6 | 10 | |||
21 | Äthylen; 4 % Propylen t | 158,8 | 0,951 | 0,30 | 5 | 6 | 10 | |||
22 | !.24 | 84,0 | 0,953 | 0,52 | 5 | 10 | 10 | |||
23 | 1,16 | 119.0 | 0,952 | 2,3 | 5 | 7*) | 3 | |||
24 | 1,16 | 127,0 | 0,952 | 2,3 | 5 | 8*) | ||||
25 | Äthylen; 2,3% Propylen 2,89 | 67.3 | 0,949 | — | 5 | 2 | ||||
Äthylen; 3,0% Propylen \ | 32,2 | 0,947 | 10 | |||||||
!,54 | 32,2 | 0.947 | — | |||||||
Äthylen; 3,0% Propylen 3,0 | _ | |||||||||
Äthylen; 5,7% Propylen 1 | ||||||||||
Äthylen; 10 % Propylen 1 | ||||||||||
Äthylen; 10 % Propylen 1 | ||||||||||
Kontrolle | ||||||||||
*) Hochbelastungschmclzindex, gemessen bei 190rC und 30,8 kg/cm?.
Dann wurden für Vergleichszwecke Formulierungen hergestellt, die handelsüblichen Formulierungen mit
hoher Strangpreßbarkeit entsprachen, sowie Formulierungen unter Verwendung von Silylchromatharzen als
Zusatzmittel. Die ausgewerteten Formulierungen sind unten aufgeführt, wobei die handelsübliche Formulierung
alphabetische Bezeichnungen haben, während die Versuchsformulierungen auf der Basis von Silylchromatharzen
zur leichteren Unterscheidung durch römische Zahlen gekennzeichnet sind:
Grundharz
95% eines handelsüblichen Polyäthylens folgender
Dichte 0320
Schmelzindex 0,2 bis 0,4.
Zusatzmittel
5% Teilchen aus Polyäthylen, hergestellt mit einem
Dichte 0350,
Formulierung B
Grundharz
95% eines handelsüblichen Polyäthylens mit den
folgenden Eigenschaften:
Dichte 0320,
Zusatzmittel
5% einer Mischung aus:
20% Teilchen aus einem mit einem Chrom-(VI)-K.a talysator hergestellten Polyäthylen mit den folgen
den Eigenschaften:
Dichte 0,950,
Schmel?index 0,01,
Schmelzfluß 2 bis 3.
80% Polyäthylen in Lösungsform mit den folgen den Eigenschaften:
Dichte 0,950,
Formulierung C
Grundharz
95% eines Polyäthylens mit den folgende Eigenschaften:
Dichte 0317,
Schmelzindex 0,10 dg/min.
Zusatzmittel
5% der in Formulierung B verwendeten Mischung
Formulierung D
Grundharz
95% des in Formulierung A verwendeten Grün
harzes.
Zusatzmittel
5% Polypropylen.
Formulierung Grundharz
9:5% des in Formulierung C verwendeten Grundharzes.
Zusaumittel
5% eines im Beispiel 4 beschriebenen Polyäthy.ens.
Formulierung II Grundharz
95% des in Formulierung A verwendeten Grund-
harzes. Zusatzmittel
5% des im Beispiel 4 beschriebenen Polyäthylens.
Formulierung 111 IS
Grundharz
95% des in Formulierung C verwendeten Grurid-
harzes. Zusatzmittel
5% eines Äthylen/Buten-Mischpolymerisates, her-
gestellt mit einem Silylchromatkatalysator und den folgenden Eigenschaften:
Dichte 0,952,
kombiniertes Buten 3%, ^
% Molekulargewichtsverteilung über 5 Millionen = 2,95,
(HV ' 107,0.
(Mn)
Grundharz 95% des in Formulierung C verwendeten Grundharzes.
5% eines im Beispiel 20 verwendeten Äthylen/Propylen-Mischpolymerisates.
Beispiel 1 bis 25 verglichen. Die Bewertung der relativen Glätte der Formulierungen und Kontrolle
waren wie folgt:
600 m/min
1200 nimm
Formulierung IV = beste
Formulierung 11
Formulierung A
Formulierung D
Formulierung B
Formulierung C
Formulierung 111
Formulierung 1
Formulierung 11
Formulierung A
Formulierung D
Formulierung B
Formulierung C
Formulierung 111
Formulierung 1
Formulierung IV= beste Formulierung 1 Formulierung 111
Formulierung A Formulierung B Formulierung D Formulierung C Kontrolle = schlechteste
Während bei der Auswertung bei niedrigen Strangpreßgeschwindigkeiten
die Formulierungen mit den Zusatzmitteln, die mit einem Silylchromatkatalysator hergestellt worden waren, eine geringfügige Überlegenheit
zeigten, war ihre Überlegenheit bei hohen Strangpreßgeschwindigkeiten deutlich ersichtlich.
Beispiel 27
Die als repräsentativ für die Versuchsharze erscheinende Formulierung I wurde dann bei unterschiedlichen
Strangpreßtemperaturen unter Verwendung einer für Polyäthylenstrangpressungen vorgesehenen Düse mit
verschiedenen handelsüblichen Formulierungen auf Glätte untersucht. Mit Ausnahme der Düse und der
Temperatur war das Auswertungsverfahren identisch mit den oben dargestellten Verfahren.
Glättebewertung für ein Temperaturprofil*) von 177 _ 191 _ 191 _ 191 _ 191 "C
Grundharz 95% des in Formulierung C verwendeten Gmndharzes.
5% eines Äthylenmischpolymerisates hergestellt mit einem Silylchromatkatalysator und den folgenden Eigenschaften:
Dichte 0,955, Schmelzindex 0,20, kombiniertes Buten 3%, % Molekulargewichtsverteilung über 5 Millionen = 5,08, <Ew) 67,0.
(Mn)
Formulierung VI Grundharz
95% des in Formulierung verwendeten Harzes. Zusatzmittel
5% des im Beispiel 15 verwendeten Homopolyme
risatcs.
Kontrolle
100% des in Formulierung A verwendeten Grundharzes.
Jede Formulierung und die Kontrolle wurden ausgewertet und auf relativer Basis nach ihrer
Strangpressung unter identischen Bedingungen wie im
600 m/min 1200 m/mm
beste
Formulierung 1 =
Formulierung B
Formulierung D
Formulierung C
Kontrolle = schlechteste
Formulierung B
Formulierung D
Formulierung C
Kontrolle = schlechteste
Formulierung 1 = Desie Formulierung B Formulierung D
Formulierung C Kontrolle=-- schlechteste
Werte für ein Temperaturprofil*) von 193 - 204 - 204 - 204 - 191°C
600 m/min
1200 m/min
60
Formulierung I = beste
Formulierung D
Formulierung B
Formulierung C
Kontrolle = schlechteste
Formulierung I = beste Formulierung D Formulierung B
Formulierung C Kontrolle = schlechte^
Werte für ein Temperaturprofil*) von 204 - 218 - 218 - 218 - 218°C
600 m/min
1200 m/min
Formulierung I = beste
Formulierung D
Formulierung B
Kontrolle == schlechteste
Formulierung 1 = best Formulierung B Formulierung D Kontrolle= schlechtes
*) Die Temperaturen entsprechen der hinteren Zone — mi
leren Zone — vorderen Zone — Eintnttszone — Ste zone — Kopfzone.
if
Obgleich die obigen subjektiven Auswertungen der Strangpressungen als befriedigende Standardwerte für
eine handelsübliche Basis angesehen werden, schien ein s stärker qualitativer Vergleich zweckmäßig, um die
bereits gemachten, offensichtlichen Beobachtungen zu bestätigen und einen dauernden, relativen Maßstab für
Glätteuntersuchungen zu schaffen.
Für die qualitative Untersuchung wurde ein »Brush- ι ο
Surfindikator« verwendet, nachdem er unter Verwendung einer gegebenen Standard-Bezugseinheit kalibriert
worden war. Jeder durch Strangpressung überzogene, getestete Draht wurde zwecks Sicherstellung
einer einheitlichen Spannung mit einem 100-g-Gewicht belastet. Der meißelartige Dorn des »Surfindikators«
wurde einen vollen Zyklus entlang der Oberfläche des überzogenen Drahtes getrieben, und das Oberflächenprofil
wurde aufgezeichnet Für jede getestete Probe wurde die Anzahl festgestellter Spitzen oberhalb
der 5, 10, 15 und 20 Meßeinteilungen über der »Surfindikator«-Meßeinteilungsnorm gezählt und aufgezeichnet,
wobei eine Spitze über 20 Meßeinheiten einer Oberflächenunregelmäßigkeit über 400 Microinches
entsprach. Bei der Auswertung einer Probe diente das Fehlen oder die Mindestanzahl von Spitzen über
einer gegebenen Meßeinheit als Zeichen der Glätte.
Die »Brush-Surfindikator«-Messungen erfolgten mit einer Vielzahl von Formulierungen für Strangpressungen
unter scharfen Bedingungen bei Verwendung einer für die Verarbeitung von Vinylpolymerisaten üblichen
Düse bei einer Strangpreßgeschwindigkeit von 600 m/min und für einige Formulierungen bei günstigeren
Strangpreßbedingungen. Die Ergebnisse der Auswertungen sind in Tabelle 2 aufgeführt, aus welcher die
Überlegenheit der Harzzusatzmittel, die unter Verwendung eines Silylchromatkatalysators hergestellt wurden,
qualitativ bestätigt wird.
Um den Einfluß des hochmolekularen Endstückes festzustellen, wurde das im Beispiel 4 beschriebene
»Silylchromatharz« einer scharfen Behandlung mit hoher Scherkraft zur Entfernung des hochmolekularen
Endstückes unterworfen und mit dem direkt polymerisierten Zusatzmittel vom Beispiel 4 als potentieller
Zusatz zur Verbesserung der Strangpreßbarkeit von niedrigdichtem Polyäthylen verglichen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 3 aufgeführt, in welcher die Kontrolle aus 100% des im Beispiel 1 bis 25 beschriebenen Grundharzes
bestand, wobei die relative Glätte unter Verwendung des »Brush-Surfindikators« ausgewertet wurde.
In allen Fällen betrug die Strangpreßgeschwindigkeit
1200 m/min unter Verwendung einer die Rauhheit begünstigenden Düse, wie sie bei der Verarbeitung von
Vinylpolymerisaten üblicherweise Anwendung findet.
Die Ergebnisse zeigen, daß die Abspaltung des hochmolekularen Endstückes die Verwendbarkeit des
Silylchromatharzes als Zusatzmittel ernstlich verminderte.
Tabelle 2 | Form der Düse und | Arbeitsbedingungen | Polyäthylen-Düse | Vinyl-Düse |
Probe | Vinyl-Düse | Polyäthylen-Düse | mittlere Tcmp. | mittlere Temp |
mittl. Temp. | niedrige Temp. | 1200 m/min | 1200 m/min | |
600 m/min | 1200 m/min | |||
Anzahl der Spii/cn | auf Meßstreifen | 5-10-15-20 | 5-10-15-20 | |
5 10-15-20 | 510-15-20 | |||
82-48-25-8 | _ | 86-52-24-9 | 89-43-6-8 | |
Formulierung A | 100-59-26-5 | 93-60-20-8 | 72-36-18-2 | 100-7G-26-14 |
Formulierung B | 100-78-58-38 | 90-24-8-2 | 90-32-2-0 | 77-28-1-0 |
Formulierung C | 71-29-10-5 | 90-50-22-2 | 53-22-4-0 | 96-22-0-0 |
Formulierung D | — | 70-5-0-0 | — | — |
Formulierung I | 53-7-2-0 | — | — | — |
Formulierung II | 43-1-0-0 | — | — | 5-0-0-0 |
Formulierung IV | 20-1-0-0 | — | — | 67-18-0-0 |
Formulierung V | 78-30-11-0 | _ | 75-59-37-22 | |
Formulierung VI | 73-54-20-11 | |||
Kontrolle | ||||
Grundharz
ι Zusatzmittel
Behandlung mit
hoher Scherkraft
hoher Scherkraft
% Zusatzmitt mit
einer Molgew.-Verteilung über 5 MiIL
einer Molgew.-Verteilung über 5 MiIL
(Mn)
Anzahl der SpiUen
bei den Meßeinheiten 5-10-15-20
bei den Meßeinheiten 5-10-15-20
95 | 5 | nein | 1,48 | 43,8 | 33-0-0-0 |
95 | 5 | ja | 0 | 143 | 58-14-4-1 |
75-59-37-22 |
Claims (3)
1. Masse mit einem hohen Maß an Strangpreßbarkeit, bestehend aus:
(a) einem Polyäthylen mit einer Dichte von 0,915 bis 0,930 und
(b) 2 bis 10Gew.-%. bezogen auf das Gesamtgewicht
der Masse, eines hochmolekularen, elastischen Äthylenhomopolymerisats mit einer ι ο
Dichte über 0,960 oder eines Mischpolymerisats von Äthylen mit mindestens einem «-Olefin mit
3 bis 8 Kohlenstoffatomen, das eine Dichte über 0,945 hat,
wobei die Komponente (b) eine Molekulargewichtsfraktion über 5 Millionen und ein Verhältnis von
gewichtsmäßigem, durchschnittlichem Molekulargewicht zu zahlenmäßigem durchschnittlichem Molekulargewicht
von mindestens 25 aufweist.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiehnet, daß das hochmolekulare, elastische Äthylenpolymerisat
ein Verhältnis von gewichtsmäßigem, durchschnittlichem Molekulargewicht zu zahlenmäßigem,
durchschnittlichem Molekulargewicht von etwa 25 bis 160 hat
3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hochmolekulare, elastische
Äthylenpolymerisat unter Verwendung eines Silylchromatkatalysators
hergestellt worden ist.
30
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US67198567A | 1967-10-02 | 1967-10-02 | |
US67198567 | 1967-10-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1794103A1 DE1794103A1 (de) | 1971-07-29 |
DE1794103B2 true DE1794103B2 (de) | 1976-06-24 |
DE1794103C3 DE1794103C3 (de) | 1977-02-03 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0255144A1 (de) * | 1986-07-31 | 1988-02-03 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Druckerband und Film zu seiner Herstellung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0255144A1 (de) * | 1986-07-31 | 1988-02-03 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Druckerband und Film zu seiner Herstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE721745A (de) | 1969-04-02 |
JPS4632745B1 (de) | 1971-09-23 |
DE1794103A1 (de) | 1971-07-29 |
GB1229939A (de) | 1971-04-28 |
SE345926B (de) | 1972-06-12 |
FR1581997A (de) | 1969-09-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: UNION CARBIDE CORP., 06817 DANBURY, CONN., US |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |