DE1919341A1 - Thermoplastische Formmassen mit verbesserter Kerbschlagzaehigkeit auf der Basis von Polyolefinen - Google Patents

Thermoplastische Formmassen mit verbesserter Kerbschlagzaehigkeit auf der Basis von Polyolefinen

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Description

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IA-35 897
Beschreibung
zu der Patentanmeldung
s.a.
203, rue du Pg. St-Honore 75 - Paris 8e Frankreich
betreffend . .
Thermoplastische Formmassen mit verbesserter Kerbschlagzähig-
auf der Basis von Polyolefinen
*" Die Erfindung bezieht sich auf neue Formmassen auf der Basis von Polyolefinen., die eine verbesserte Kerbschlagzähigkeit und gleichzeitig eine hohe Bruchdehnung und gute Fließfähigkeit aufweisen, so daß sie leicht mit Hilfe der üblichen Spritzgießverfahren verarbeitet vrerden können.
Es ist bekannt, daß man bei Polymerisationen mit Ziegler Katalysatoren Polyäthylene mit relativ niederem Molekulargeificht und hoher Kristallinität erhält, die sich spritzgießen lassen. Der Nachteil dieser Polymerisate liegt in ihrer ziemlich niedrigen Kerbschlagzähigkeit; infolgedessen sind sie für bestimmte Anwendungsgebiete ungeeignet.
Es ist ebenfalls bekannt, daß Polymerisate mit höherem Molekulargewicht eine bessere Kerbschlagzähigkeit aufweisen. ' Diese Verbesserung der Kerbschlagzähigkeit geht aber Hand in Hand mit einer Verminderung der Fließfähigkeit im ge-
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schmolzenen Zustand derart, da® sich diese Polymerisate .nur schwer mit Hilfe von Spritzgießverfahren verarbeiten lassen0
Han kann auch Polymerisate mit schlechter Kerbschlagzähigkeit mit praktisch amorphen Homopolymerisaten oder Mischpolymerisaten von Olefinen vermischen, die gute elastische Eigenschaften aufweisen. Man erhält auf diese Weise Gemische mit verbesserter Kerbschlagzähigkeit und guter Fließfähigkeit, die aber bei niederen Temperaturen nur eine geringe Bruchdehnung aufweisen, so daß die daraus hergestellten Formkörper sehr spröde sind. .
Es ist weiterhin bekannt, in Polyäthylen eine bestimmte Menge eines Blockmischpolymeren aus Äthylen und Propylen einzuarbeiten, dessen Blöcke durch abwechselndes Homopolymerisie~ ren von Äthylen und Propylen erhalten werden. Derartige Formmassen sind zwar in geschmolzenem Zustand gut fließfähig, ihre Kerbschlagzähigkeit ist aber gegenüber dem Polyäthylen nicht verbessert.
Es wurde .sber auch bereits versucht, in gewissen Mengen Polypropylen in Polyäthylen" einzuarbeiten, aber diese beiden Polymerisate sind schlecht miteinander verträglich und ihre Gemische weisen mäßige mechanische Eigenschaften auf, vor allem eine niedere Bruchdehnung und eine niedere Kerbschlagzähigkeit.
Es wurde nun festgestellt, daß sich in. Polyäthylen bestimmte Blockmischpolymerisate einarbeiten lassen, die ein oder zwei durch Polymerisation von Propylen erhaltene Blöcke und einen durch statistische Copolymerisation eines Gemisches aus Äthylen und Propylen erhaltenen Block enthalten und daß diese Formmassen überraschende mechanische Eigenschaften aufweisen, die einen ausgezeichneten Kompromiß zwischen Steif igkeit, Kerbschlagzähigkeit, Bruchdehnung und Fließfähigkeit im geschmolzenen Zustand darstellen.
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Die' Erfindung bringt somit thermoplastische Formmassen die 50-98 Gew.-^ Polyäthylen naeh Zlogler-Natta enthalten, das eine hohe Dichte > O9 960 aufweist, sowie 2 ** 50 Gew.-Ji alnes Blockmischpolymerisates aue Äthylen UKd Propylen, das ebeisfslls m&Qh. Ziegler-Natta hergestellt wird und zu 5 - 50 Gew. -*$ aus ©inem dureh statistische"
Copolymerisation eines Gemisches aus Äthylen wsä, Propylen enthaltend etwa 60 - 85 Gewe°$ Äthylen feesteht vmä. dem ein durch Polymerieation -won Propylen ©Pteltenep Bloek ¥oraus- und/oder folgt.
Das erfincLtuigsgeraäß® Blockmischpolymerisat enthält vorden Block aus übt st&tistischen S©p©lps©risation
@ia©s Gemisches am Äfchylen und. Pyopylea in ©ia#r Menge von 20 ©ΘΜ»«ρί, Ibsgog®!! auf das Blo
Mie viel Copolyroei'isa'fc salt statistlseJisF ¥©?-fe©ilMr^ In das Polyäthylea ©ingearfc-gites tjsrdsn soH5 häsgt iron den Eigenschaf ten der get-jltaselrcea P-dFiränasss ab-o So siiarat mit zunehmendem Gehalt an Blocksaischpolymerisat die Kerbschlagzähigkeit der Formmassen zwar zns ihr© Steifigkeit jedoch leicht ab.
Das erf indiangsgemäße Gemisch von Polyäthylen und HLockmischpolymerisat läßt sich in üblicher VJeise leicht herstellen. -Es können z.B. die pulverförmigen Komponenten
miteinander vermischt und dann mit Hilfe eines gebräuchlichen Kneters im geschmolzenen Zustand miteinander verknetet werden.
Dank Ihres, guten PließVermögens9 ihrer Steifigkeit und ihrer Kerbschlagzählgkeit lassen sich die erfindungsgemäßen Formmassen z.B. durch Spritzgießen zu großen Gegenständen verformen, die sehr steif und schlagzäh sein sollen
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- 4 - lÄ-35 897
und sehr unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt werdeiv ^
können wie Abfalleimer, Kästen, LattenKisien~~p{Ler_-Xgrbe :
zum Transportieren von Obst und Gemüse, Piaschenständer u.a.rn«.
In den folgenden Beispielen wurden die Eigenschaften der neuen Formmassen und ihrer Bestandteile gemäß folgenden Verfahren gemessen:
Der Schmelzindex t^urde in g Masse je 10 min gemäß ASTM " '. 1238-52 T unter einer Belastung von 2,l60 kg bei einer Temperatur von 1900C für Polyäthylen und einer Temperatur von 2300C für die Mischpolymerisate und die verschiedenen Formmassen bestimmt.
Die Kerbschlagzähigkeit wurde in kg χ cm/cm nach
. Charpy an einem 120 mm langen,, 10 mm breiten und 4 mm dicken rechteckigen Prüfkörper aus der zu untersuchenden Masse bestimmt. Eine k mm lange und 2 mm tiefe Kerbe in einem Schnittwinkel von 45° wurde parallel zur Dicke des Prüfkörpers in der Achse einer der beiden 120 mm χ 4 mm Flächen angebracht und der Schlagpendel auf die der Kerbe gegenüberliegenden Fläche auftreffen gelassen.
Die Biegefestigkeit wurde in kg/cm2 mit Hilfe'der Apparatur Dynstat des Centre d1 Etude des Matie"r8s Plastiques gemessen.
Die Bruchdehnung wurde gemäß der Norm3SO B 527 gemessen und in Prozent angegeben.
Als letztes vrurde die Fließfähigkeit in der Schnecke mit Hilfe einer Spritzpresse Netstal bestimmt. Dabei wurde die auf 2250C gebrachte Masse unter einem Druck von 865 bar
- 5 009840/2198
- 5 ~ IAp-35 897
in eine bei 25°C gehaltene Sehnecken- oder Spiralform gepresst. Das Polymerisat drang so weit in die Form ein, bis es erhärtete; die Fließfähigkeit in der Schnecke wird angegeben als die Länge der erhaltenen Kunststoffspirale in mm.
Beispiel 1
80 Gew.«Teile Polyäthylen Ziegler, Dichte 0,963 und 20 Gewe-Teile Blockmischpolymerisat wurden zunächst im pulverigen Zustand und dann im geschmolzenen Zustand mit Hilfe einer Doppelschneckenstrangpresse miteinander vermischt und verknetet;
Das Blockmischpolymerisat war in folgender Weise hergestellt worden: In einer ersten Stufe wurden ein Gemisch aus Äthylen und Propylen zn einem Copolymerisat mit statistischer Verteilung polymerisiert s das 15 Gew„-# des Blockmischpolymerisates ausmachte und etwa ?0 Gew„'-$ Äthyleneinheiten enthielt; in einer zweiten Phase wurde die Polymerisation mit Propylen alleine fortgesetzt, bis der erhaltene Block aus Propylenhomopolymerisat 85 Gew.~# des Blockmischpolymerisates ausmachte,,
Die Eigenschaften der beiden Komponenten des Gemisches und der erhaltenen Formmasse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
00984 0/2199
11=35 897
Tabelle 1
Biege» Pließfä-
Kerbschlag- festig· Bruch- higkeit Schmelz- Zähigkeit keit dehnung in der
index cm kg/cm^ % Schnecke
g/10 min bei Zj3G beiO^] kgOii2 bei 230CbBiOCC mm
Polyäthylen 6
d Oy963 (bei 1900C) 3S5 2 680 1 200 300 360
Blockmiseh- 2 polymerisat (bei
Formmasse
8D_J
Blockmischpo-
lymerisat 20 ff)
*Xbei.23$G) 10
15 425
630
900 6OO 480
700 6OO 370
Beispiel^ 2
In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Gemisch aus 90 Gew.-Teilen cies gleichen Polyäthylens und 10 Gew„-Teilen Blockmischpolymerisat miteinander verknetet» Das Blockmischpolymerisat war- άΏΡοη folgende dreistufige Polymerisation erhalten worden"
1« Stufe:Homopolymerisation von Propylen bis zu 60 Gew.-# des gesamten Blocliraischpoljrmerisats» 2„ Stufen Statistische Copolymerisation eines Gemisches aus Äthylen und Propylen bis der erhaltene Block 10 Gew„~# des gesamten Blockmischpolyraerisates ausmachte und 67 Gev!o-% Äthyleneinheit-en enthielt»
3. Stufe ι Homopolymerisation von Propylen zu einem Blockj der s30 Gew„-^ des gesamten Blockmischpolymerisates ausmacht.
Die Eigenschaften des Blockmischpolymeris.ates und der Formmasse enthaltend 90 % Polyäthylen gehen aus der folgenden Tabelle 2 hervor, 00
40/21
_ 7■
- 7 - ' lA-35 897
Tabelle 2
Fließ-Schmelz- Kerbschlag- Biege- Bruch- fähigkeit
index zähigkei| festig- dehnung- in der 10 min cmJcg/cm keit 9 % Schnecke
(bei 2J)T!bei 2JO bei 00G kg/cm bei 2^Pd bei Q0G mm
Blockmischpolymerisat 1,3 35 15 ^50 600 300 *j-6o
Formmasse
Polyäthylen 90Ji
Blockmischpo- 4S8 12 5 550 1 100 AOO 390
lymerisat 10$)
Es wurde ein Bloekmischpolpaerisat in drei aufeinanderfolgenden Stufen hergestellt;
I0 Stufe« Polymerisation von Propylen su einem Block? der 10 des gesamten Blockraischpolymerisats ausmachte;
2, Stufe: Statistische Copolymerisation eines Gemisches aus Äthylen und Propylen zu einem Bloc?-rg dei5 20 Gew.-$ des gesamten Blookmischpolymerisates ausmachte und 75 Gew»«fa Äthyleneinheiten enthielt j
3. Stufe: Polymerisation ^on Propylen su einem Block, der 70 Ge\u-% des gesamten Blockmischpolymerisates ausmachte«
Dieses Bloekmisehpalymerisat wurde mit dem Polyäthylen gemäß Beispiel 1 zu swei Formmassen verknetet1, die eine enthielt 35 Gew.-^i, die'andere 50 Gew.~i& Bloclcmischpolymerisat.
Die Eigenschaften der Massen und des Bloekmisohpolyraerisates gehen aus der folgenden Tabelle 3 hervor.
0/7199
-B-
Tabelle 3
19193A1
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Kerbschlag- Bruch-Schmelz- Zähigkeit Biege- dehnung
index cm kg/cm festig- % g/10 min bei bei keitp bei bei
bei 230°C 230C O0C kg/cnr 23OC O0C
Fließfähigkeit in der Schnecke mm
Blockraischpolymerisat 1,2
Formmasse Polyäthylen 50% ± , Blockmischpo- ' lymerisat 50 %
Formmasse Polyäthylen .65% 2 Blockmischpolymerisat 35 %
60 22 415 700 300
40 18 470 1 000 800 21 12 500 700 700
Beispiel 4 .
Es wurde in gleicher V/eise wie in Beispiel 1 ein Gemisch aus 70 Gew.-Teilen desselben Polyäthylens und 30 Gew.-Teile eines Blockmischpolyraerisates miteinander verknetet,
das in folgender Weise hergestellt worden war:
1. Stufe: Polymerisation von Propylen bis zu einem Block, der 20 Gew.-% des gesamten Blockmischpolymerisats ausmacht;
2. Stufe: Statistische Copolymerisation eines Gemisches aus
Äthylen und Propylen zu einem Block, der 15 Gew.~% des gesamten Blockmischpöl-ymerisats ausmacht und 82 Gevr.-jS Äthylen enthält; >
3. Stufe: Polymerisation von Propylen zu einem Block, der 65 Gew.-% des gesamten Blockmischpolymerisats ausmacht.
Die Eigenschaften des Blockmischpolymerisats und der Formmasse mit 70 % Polyäthylen sind in der Tabelle k zusammengefasst.
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Tabelle ^-
Kerbschlag- Bruch- Fließfä-
Schmelz- Zähigkeit Biege- dehnung higkeit
index cm kg/cnr festig- %. in der
g/10 min bei bei keit bei bei Schnecke bei 23O0C 23 C O0G kg/cm2 230C 0°C mm
Blockmisch- ~ö~~jC polymerisat *— ri
"23 _53Q__ 500 JiÖÖ
Formmasse
Polyäthylen
70 % 1,2 Blockmis chpolymerisat 30 %
550
900 700
7223
Patentansprüche
009840/2199

Claims (2)

  1. DR. ING. F. WXTBSTHOFF . . 8 UONCHEN OO
    ' DIFL. ING. G. PtTLS SCKWEIOEHSTHASSS S
    DR.K.T.PBCHMANN ■ tmumwok 3SO«0.
    DR. ING. D. BBHRBNS Jf% nuoiuwiiuni.
    PXOTXOTPJlTXIfT UOVOBKir
    1A-35 897
    Pat en tansprüche
    Iy Thermoplastische Formmassen mit verbesserter Kerb-'-Schlagzähigkeit auf der Basis von Polyolef inen, dadurch gekennzeichnet , daß sie $0 - 98 Gew.-^ Polyäthylen nach Ziegler-Katta enthalten, das eine hohe Dichte ^O,96O aufweist, sowie 2-50 Gew.-# eines Blockmischpolymerisates aus Äthylen und Propylen, das ebenfalls nach Ziegler-Natta hergestellt wird und zu 5 - 50 Gew.-^ aus einem durch statistische Copolymerisation eines Gemisches aus Äthylen und Propylen enthaltend etwa 60 ~ 85 Gew.-# Äthylen besteht und dem ein durch Polymerisation von Propylen erhaltener' Block vorausgeht und/oder folgt,
  2. 2. Formmasse nach J-nspruch I1 dadurch g e k e η η -.· zeichnet, daß der Mischpolymerisatblock mit statistischer Verteilung aus Äthylen und Propylen 10 -■ 20 # des gesamten Blockmischpolymerisates ausmacht«.
    7223
    009840/219-9
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