DE1956625A1

DE1956625A1 - Wood/polyolefin moulding composns

Info

Publication number: DE1956625A1
Application number: DE19691956625
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Fauth; Walter Dr Hensel; Helmut Dr Pfannmueller; Klaus Dr Pfleger
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1968-04-19
Filing date: 1969-11-11
Publication date: 1971-05-13
Also published as: DE1769196B2; DE1956625B2; DE1769196A1

Abstract

As DT 1769196, except that the flexibility and mouldability are improved by replacing the M-F precondensate by a polyethylene wax of density 0.91-0.92 and average m.w. 1500-7000. Composn. is thus 100 pbw finely divided wood, 25-900 pbw polyolefin and 5-30 wt. % wax.

Description

Formmassen aus feinteiligem Holz und Olefinpolymerisat Zusatz zu Patent.,.. .0. (Patentanmeldung P 17 69 196.2) Das Patent . ... ... (Patentanmeldung P 17 69 196.2) betrifft Formmassen, die im wesentlichen bestehen aus einem homogenen Gemisch aus (A) 100 Gewichtsteilen feinteiligem Holz und (B) 25 bis 900 Gewichtsteilen Olefinpolymerisat, wobei das Olefinpolymerisat ist entweder (B1) ein Homopolymerisat des Propylens mit einer Grenzviskosität (gemessen bei 13000 in Dekalin) E3 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 (B3) ein Copolymerisat des Äthylens, das (a) 100 Gewichtsteile Äthylen, (b) 5 bis 40 Gewichtsteile eines Esters der Acryl- bzw. Methacrylsäure mit einem Cl 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)o Die Formmassen enthalten zusätzlich (C) 1 bis 7 Gewichtsprozent (bezogen auf ihr Gesamtgewicht) eines - gegebenenfalls verätherten - Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates in homogener Verteilung. Molding compositions made of finely divided wood and olefin polymer additive Patent., ... .0. (Patent application P 17 69 196.2) The patent. ... ... (patent application P 17 69 196.2) relates to molding compounds which essentially consist of a homogeneous Mixture of (A) 100 parts by weight of finely divided wood and (B) 25 to 900 parts by weight Olefin polymer, the olefin polymer being either (B1) a homopolymer of propylene with an intrinsic viscosity (measured at 13,000 in decalin) E3 of 1.5 up to 8 or (B2) a homopolymer of ethylene with a density (according to DIN 53 479) from 0.918 to 0.965 dl / g or (B3) a copolymer of ethylene which (a) 100 parts by weight Ethylene, (b) 5 to 40 parts by weight of an ester of acrylic or methacrylic acid with a C1 to C8 alkanol and / or a vinyl ester of a C2 to C4 alkanecarboxylic acid, and - if appropriate - (c) up to 10 parts by weight of acrylic or methacrylic acid as polymerized units contains or (B4) a binary or ternary mixture of the polymers (B1), (B2) and (B3) o The molding compounds also contain (C) 1 to 7 percent by weight (based on on their total weight) of a melamine-formaldehyde precondensate - possibly etherified in homogeneous distribution.

Es wurde nun gefunden, daß man die Formmassen nach Patent . ... ... unter weiterer Verbesserungder Flexibilität und Wiederverformbarkeit abwandeln kann, wenn die Formmassen bestehen aus (A) 100 Gewichtsteilen feinteiligem Holz, (B) 25 bis 900 Gewichtsteilen eines Olefinpolymerisates und (C) 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen, eines Wachses der Dichte 0,91 bis 0,92 dl/g (gemessen nach DIN 53 479) und eines mittleren Molekulargewichtes von 1500 bis 7000.It has now been found that the molding compositions according to the patent. ... ... can modify while further improving flexibility and deformability, if the molding compounds consist of (A) 100 parts by weight of finely divided wood, (B) 25 up to 900 parts by weight of an olefin polymer and (C) 5 to 30 percent by weight, based on the total weight of the molding compounds, a wax with a density of 0.91 to 0.92 dl / g (measured according to DIN 53 479) and an average molecular weight of 1500 to 7000.

Für die erfindungsgemäßen Formmassen eignet sich feinteiliges Holz in Form von Spänen, Fasern oder Mehl. Die Korngröße des Holzmehls liegt zwischen 10 und 1000/u. Vorzugsweise verwendet man Holzfasern zur Herstellung der Formmassen. Die Länge der Holzfasern beträgt 1 bis 20 mm, vorzugsweise 2 bis 6 mm, die Dicke 0,1 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm. Wie sich gezeigt hat, ist es im allgemeinen zweckmäßig, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes unter 1 Gewichtsprozent liegt.Finely divided wood is suitable for the molding compositions according to the invention in the form of chips, fibers or flour. The grain size of the Wood flour is between 10 and 1000 / u. Wood fibers are preferably used for the production the molding compounds. The length of the wood fibers is 1 to 20 mm, preferably 2 to 6 mm, the thickness 0.1 to 0.5 mm, preferably 0.2 to 0.3 mm. As has been shown it is generally useful when the moisture content of the wood is below 1 percent by weight.

Als Komponente (B) der erfindungsgemäßen Formmassen kommen folgende Olefinpolymerisate infrage: (B1) ) ein Homopolymerisat des Propylens mit einer Grenzviskosität (gemessen bei 1300C in Dekalin) J 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 (B3) ein Copolymerisat des Äthylens, das (a) 100 Gewichtsteile Äthylen, (b) 5 bis 40 Gewichtsteile eines Esters der Acryl- bzw.The following components are used as component (B) of the molding compositions according to the invention Olefin polymers in question: (B1)) a homopolymer of propylene with an intrinsic viscosity (measured at 1300C in decalin) J from 1.5 to 8 or (B2) a homopolymer of Ethylene with a density (according to DIN 53 479) of 0.918 to 0.965 dl / g or (B3) Copolymer of ethylene containing (a) 100 parts by weight of ethylene, (b) 5 to 40 parts by weight an ester of the acrylic resp.

Methacrylsäure mit einem Cl bis C8-Alkanol und/oder eines Vinylesters einer C2 bis C4-Alkancarbonsäure, sowie - gegebenenfalls - (c) bis zu 10 Gewichtsteilen Acryl- bzw. Methacrylsäure einpolymerisiert enthält oder (B4) ein binäres bzw. ternäres Gemisch aus den Polymerisaten (B1)s (B2) und(B3). Diese Polymerisate sind aus der Polymerchemie wohl bekannt, so daß an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht.Methacrylic acid with a C1 to C8 alkanol and / or a vinyl ester a C2 to C4 alkanecarboxylic acid, and - optionally - (c) up to 10 parts by weight Acrylic or methacrylic acid polymerized or (B4) a binary or ternary Mixture of the polymers (B1) s (B2) and (B3). These polymers are from Polymer chemistry is well known, so it will not be discussed in more detail at this point needs to become.

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen verwendet man vorzugsweise ein Gemisch aus einem Homopolymerisat des Äthylens und einem Äthylencopolymerisat. Die Formmassen enthalten 10 bis 90 Gewichtsprozent des Olefinpolymerisates oder des Olefinpolymerisatgemisches.For the production of the molding compositions according to the invention one uses preferably a mixture of a homopolymer of ethylene and an ethylene copolymer. The molding compositions contain 10 to 90 percent by weight of the olefin polymer or of the olefin polymer mixture.

Als Komponente (C) der erfindungsgeinäßen Formmassen verwendet man Polyäthylenwachse, die eine Schmelzviskosität von 200 bis 1100 cSt bei 12000 und einen Schmelzbereich zwischen 95 und 1080C haben. Das mittlere Molekulargewicht dieser Wachse beträgt 1500 bis 7Q00, die Dichte (nach DIN 53 479) 0,91 bis 0,92 dl/g.Component (C) of the molding compositions according to the invention is used Polyethylene waxes that have a melt viscosity of 200 to 1100 cSt at 12000 and have a melting range between 95 and 1080C. The mean molecular weight of these waxes is 1500 to 7000, the density (according to DIN 53 479) 0.91 to 0.92 dl / g.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen werden die Olefinpolymerisate und die Wachse vorzugsweise in Form relativ kleiner Teilchen z.B. als Pulver oder Granulat eingesetzt Die Teilchengröße liegt zwischen 0,02 und 10 mm. Es ist jedoch auch möglich, die Polymerisate in anderer Form, beispielsweise in schmelzflüssigem Zustand, zu verarbeiten.The olefin polymers are used to produce the molding compositions according to the invention and the waxes preferably in the form of relatively small particles, e.g., powders or Granulate used. The particle size is between 0.02 and 10 mm. However, it is also possible, the polymers in another form, for example in molten State, to process.

Die Formmassen können neben den geschilderten Komponenten noch einschlägig übliche Hilfs- bzw. Zusatzstoffe enthalten, z.B.In addition to the components described, the molding compounds can also be relevant Contain usual auxiliaries or additives, e.g.

Pigmente und Stabilisatoren.Pigments and stabilizers.

Das Herstellen der erfindungsgemäßen Formmassen kann mit den einschlägigen Vorrichtungen auf übliche Weise erfolgen. So ist es z.B. möglich, das feinteilige Holz mit dem feinteiligen Olefinpolymerisat und dem obengenannten Wachs in einfacher Weise in einem Taumelmischer bei Raumtemperatur in ein homogenes Gemisch zu überführen. Andererseits ist es auch möglich, die Komponenten der Formmassen in einen Kneter einzubringen und bei Temperaturen zwischen 100 und 150 0C innig zu vermischen. Man kann auch die Komponenten getrennt oder als grobes Gemisch in einem Extruder bei 120 bis 1600C verarbeiten.The production of the molding compositions according to the invention can be carried out with the relevant Devices are done in the usual way. For example, it is possible to use the finely divided Wood with the finely divided olefin polymer and the above wax in a simple way Way to convert in a tumble mixer at room temperature into a homogeneous mixture. On the other hand, it is also possible to put the components of the molding compositions in a kneader to be introduced and to be mixed intimately at temperatures between 100 and 150 0C. Man The components can also be added separately or as a coarse mixture in an extruder Process 120 to 1600C.

Die Formmassen eignen sich als Preßmassen, insbesondere zur Herstellung von Profilteilen, wie Rohren, Filterrahmen u,a. Sie können auf den bekannten Vorrichtungen (Plattenpressen, Extrudern, Spritzgußmaschinen) in üblicher Weise zu Formt eilen verarbeitet werden. Beim Verarbeiten als Preßmassen liegen die geeigneten Arbeitstemperaturen zwischen 130 und 2000C, die geeigneten Arbeitsdrücke zwischen 50 und 200 at.The molding compounds are suitable as molding compounds, in particular for production of profile parts, such as pipes, filter frames, etc. You can use the known devices (Plate presses, extruders, injection molding machines) in the usual way to formt parts are processed. When processing as molding compounds, the working temperatures are suitable between 130 and 2000C, the suitable working pressures between 50 and 200 at.

Die aus den Formmassen erhältlichen Formteile lassen sich gut verarbeiten, z.B. durch Bohren, Sägen, Hobeln, Fräsen, Drehen und Verschweißen und weisen einige charakteristische Eigenschaften auf, die sie gegenüber den herkömmlichen Formmassen hervorheben. Die Produkte zeigen nämlich einen wesentlich höheren Glanz, besitzen eine sehr glatte, völlig mit Polymerisat umhüllte Oberfläche und haben eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität. Durch den Wachszusatz erhalten die Formmassen (vor allem bei dünneren Platten mit einer Stärke von 1 bis 5 mm) eine gute Flexibilität. Erst bei Belastungen zwischen 200 und 250 kp/cm2 kommt es im Biege-Spannungs-Test zu Brüchen. Die Wiederverformbarkeit und Verschweißbarkeit der Formteile wird durch den Anteil an niedermolekularem Polymerisat (Wachs) wesentlich verbessert. Daraberhinaus wird die Fertigungszeit zur Herstellung der Formmassen z,B. von Preßplatten und Profilteilen durch den Wachszusatz reduziert, der der Formmasse ein wesentlich gunstim geres Viskositätsverhalten verleiht.The molded parts available from the molding compounds are easy to process, e.g. by drilling, sawing, planing, milling, turning and welding and have some characteristic properties which they compared to conventional molding compounds point out. The products show a significantly higher gloss a very smooth, completely coated with polymer surface and have an excellent Dimensional stability. The addition of wax gives the molding compounds (especially for thinner plates with a thickness of 1 to 5 mm) good flexibility. Only at; only when Loads between 200 and 250 kp / cm2 lead to fractures in the bending stress test. The deformability and weldability of the molded parts is determined by the proportion significantly improved on low molecular weight polymer (wax). Furthermore the production time for the production of the molding compounds z, B. of press plates and Profile parts are reduced by the addition of wax, which is a great advantage for the molding compound gives lower viscosity behavior.

Die in den Beispielen angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.The parts and percentages given in the examples relate to each other on weight.

Beispiel 1 In einem Taumelmischer, dessen Drehzahl 750 Upm beträgt, mischt man innerhalb von 10 Minuten bei Raumtemperatur (A) 500 Teile Holzmehl, das eine Teilchengröße von 0,1 bis 0,2 mm und einen Peuchtigkeitzgehalt unter 1 Gewichtsprozent hat, (B1) 300 Teile eines Homopolymerisates des ethylens (Dichte - 0,922 dl/g, Teilchengröße zwischen 0,01 und 0,5 mm), (B2) 200 Teile eines Copolymerisates des Äthylens, das aus 85 Teilen Äthylen und 15 Teilen Acrylsäurebutylester besteht, eine Korngröße von O,Oi bis 1 mm und eine Dichte von 0,928 dl/g hat, sowie (C) 250 Teile eines Polyäthylenwachses, das eine Korngröße von 100 bis 500/um ein mittleres Molekulargewicht von 5800, eine Dichte von 0,915 dl/g und einen Schmelzbereich von 101 bis 10300 hat. Aus der so erhaltenen Formmasse wird in einer üblichen Plattenpresse eine rechteckige Platte mit den Abmessungen 20 x 40 x 1 cm hergestellt, indem man vor dem Pressen Preßstempel und Preßtisch auf 170°C vorheizt, die Formmasse in die Presse einfüllt, den Preßdruck in der ersten Minute auf 20 atü einstellt, in jeder folgenden Minute um weitere 20 at erhöht, bis der Preßdruck 100 atü beträgt Nach 5 Minuten erhöht man den Druck auf 150 at Diesen Druck hält man weitere 5 Minuten aufrecht. Anschließend wird unter einem Druck von 150 at auf 100°C abgekühlt, 10 Minuten bei dieser Temperatur belassen und nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur entformt. Man erhält eine 4 mm dicke Preßplatte. Die Kugeleindruckhärte nach DIN 53 456 und die Schlagzähigkeit nach DIN 53 453 sind in der Tabelle angegeben. Example 1 In a tumble mixer, the speed of which is 750 rpm, mixed within 10 minutes at room temperature (A) 500 parts of wood flour, the a particle size of 0.1 to 0.2 mm and a moisture content below 1 percent by weight has, (B1) 300 parts of a homopolymer of ethylene (density - 0.922 dl / g, particle size between 0.01 and 0.5 mm), (B2) 200 parts of a copolymer of ethylene, the consists of 85 parts of ethylene and 15 parts of butyl acrylate, one grain size of 0.1 to 1 mm and a density of 0.928 dl / g, and (C) 250 parts of one Polyethylene wax, which has a grain size of 100 to 500 / to an average molecular weight of 5800, a density of 0.915 dl / g and a melting range of 101 to 10300 Has. The molding compound obtained in this way is made into a rectangular shape in a conventional platen press Plate with dimensions 20 x 40 x 1 cm made by pressing before pressing The press ram and press table are preheated to 170 ° C, the molding compound is poured into the press, adjusts the pressure to 20 atmospheres in the first minute, every following minute increased by a further 20 atm until the pressure is 100 atm. After 5 minutes increased the pressure is set to 150 atm. This pressure is maintained for a further 5 minutes. Afterward is cooled to 100 ° C. under a pressure of 150 atm for 10 minutes at this temperature left and removed from the mold after cooling to room temperature. A 4 mm is obtained thick press plate. The ball indentation hardness according to DIN 53 456 and the impact strength according to DIN 53 453 are given in the table.

Beispiel 2 (A) 500 Teile Holzmehl, das eine Teilchengröße von 0,1 bis 0,2 mm und einen Feuchtigkeitsgehalt unter 1 Gewichtsprozent aufweist, (B1) 250 Teile eines Homopolymerisates des Äthylens, edas eine Dichte von 0,922 dl/g und eine Teilchengröße von 0,01 bis 0,5 mm hat, (B2) 250 Teile eines Copolymerisates des Äthylensaus 1-5 Teilen Äthylen und 15 Teilen Acrylsäure-n-butylester, das eine Korngröße zwischen 0,01 und 1 mm und. eine Dichte von 0,928 dl/g hat und (o) 300 Teile eines Polyäthylenwachses, das ein mittleres Molekulargewicht von 3200, eine Dichte (nach DIN 53 479) von 0,917 dl/g, einen Schmelzbereich von 97 bis 1100C und eine Korngröße zwischen 100 und 500/hat, werden nach den Angaben gemäß Beispiel 1 gemischt. Diese Mischung schmilzt man in einem Extruder bei einer mittleren Massetemperatur von 140°C auf und extrudiert ein Band von etwa 20 cm Breite und etwa 3 mm Dicke, das man in Streifen von 40 cm Länge zerschneidet. Vier derartige Streifen werden in einer Presse - 60 Beispiel 1 - übereinandergelegt und in der dort beschriebenen Weise zu einer Platte verpreßt. Kugeleindruckhärte und Schlagzähigkeit der Platte sind in der labelle angegeben. Example 2 (A) 500 parts of wood flour, which has a particle size of 0.1 up to 0.2 mm and a moisture content below 1 percent by weight, (B1) 250 parts of a homopolymer of ethylene, edas a density of 0.922 dl / g and has a particle size of 0.01 to 0.5 mm, (B2) 250 parts of a copolymer des Äthylensaus 1-5 parts of ethylene and 15 parts of acrylic acid n-butyl ester, the one Grain size between 0.01 and 1 mm and. has a density of 0.928 dl / g and (o) 300 Parts of a polyethylene wax that has an average molecular weight of 3200, one Density (according to DIN 53 479) of 0.917 dl / g, a melting range of 97 to 1100C and a grain size between 100 and 500 / has, according to the information in the example 1 mixed. This mixture is melted in an extruder at an average melt temperature from 140 ° C and extrudes a tape about 20 cm wide and about 3 mm thick, which is cut into strips of 40 cm length. There will be four such strips in a press - 60 Example 1 - placed one on top of the other and in the one described there Way pressed into a plate. Ball indentation hardness and impact strength of the plate are given in the label.

Vergleichsbeispiel 500 Teile Polyäthylen, das ein Molekulargewicht von 100 000 und eine Korngröße zwischen 60 und 500/u hat, werden mit 500 Teilen Holzmehl (Teilchengröße zwischen 50 und 500/u, Feuchtigkeitsgehalt 0,2 %) in einem Taumelmischer, dessen Drehzahl 750 Upm beträgt, innerhalb von 10 Minuten gemischt, anschließend in einem Extruder bei 17000 aufgeschmolzen und zu einem 20 cm, breiten Band extrudiert, das eine Dicke von 3 mm hat. Nach den Angaben des Beispiels 2 werden daraus 4 mm dicke Platten hergestellt. Comparative Example 500 parts of polyethylene having a molecular weight of 100,000 and a grain size between 60 and 500 / u are made with 500 parts Wood flour (particle size between 50 and 500 / u, moisture content 0.2%) in one Tumble mixer, the speed of which is 750 rpm, mixed within 10 minutes, then melted in an extruder at 17000 and into a 20 cm wide Tape extruded, which has a thickness of 3 mm. According to the information in Example 2 are made of it 4 mm thick plates.

In der Tabelle werden die Eigenschaften von Platten aus der bekannten Formmasse mit den der Platten aus den erfindungsgemaßen Formmassen verglichen.In the table the properties of plates from the known Molding compound compared with that of the plates from the molding compounds according to the invention.

Tabelle Beispiel Kugeleindruckhärte Schlagzähigkeit Nr. (DIN 53 2456) (DIN 53 453) kp/cm² kg cm/cm² 10" 60" 1 235 218 11,4 2 215 204 11,8 Vergleichs- 145 133 5,6 beispiel Table example ball indentation hardness impact strength No. (DIN 53 2456) (DIN 53 453) kp / cm² kg cm / cm² 10 "60" 1 235 218 11.4 2 215 204 11.8 comparative 145 133 5.6 example

Claims

Patent claim modification of the molding compounds according to the main patent to ... ... (Patent application P 17 69 196.2), characterized in that the molding compounds instead of the melamine-formaldehyde precondensate as component (C) 5 to 30 percent by weight, based on the total weight of the molding compounds, contain a polyethylene wax, that has a density according to DIN 53 479 of 0.91 to 0.92 dl / g and an average molecular weight has from 1,500 to 7,000.