DE2214599C3

DE2214599C3 - Verfahren zur Herstellung von Folien

Info

Publication number: DE2214599C3
Application number: DE2214599A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Vitt
Original assignee: Braas GmbH
Current assignee: Braas GmbH
Priority date: 1972-03-25
Filing date: 1972-03-25
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE2214599A1; DE2214599B2; FR2177834B1; FR2177834A1

Description

bei erhöhter Temperatur homogen miteinander vermischt werden, und das erhaltene Gemisch in derselben Wärme mittels eines Extruders bei gegenüber der Eintrittstemperatur gesteigerter Austrittstempenitur zu einer schlauchförmigen Folie extrudiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) als Ruß FEF-RuB verwendet wird:

b) als Gleitmittel Lanolin verwendet wird:

c) als anorganischer Füllstoff 150 bis 200 Gew.-Teile gecoatete Kreide und 50 bis 100 Gew.-Teile Silikat verwendet wird:

d) die Mischtemperatur von anfänglich 120 auf 240' C gesteigert wird und

e) die Austrittstempenitur des Extruders 210 bis 230 C beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyisobutylen mit einer Grenzviskosität von 6.0 dl/g, gemessen an einer Cyelohexanlösung bei 30¹C verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein Äthylen-Copolymerisat mit einem Schmelzindex von 4.5 bis 5.5 g/10 min verwendet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Verwendung eines Stempelkneters zum homogenen Vermischen der Stoffe, einem nachgeordneten Pelletiser und einem sich daran anschließenden Extruder. dadWch gekennzeichnet, daß der Extruder eine Hochdruckschnecke mit einer kontinuierlich progressiven Steigung und einem Kompressionsverbälmis von 1 : 2.8 aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Folien, bei dem 100 Gew.-Teile Polyisobutylen. 15 bis 40 Gew.-Teile Äthylenpolymerisat, 25 bis 35 Gew.-Teile Ruß. 2 bis 8 Gew.-Teile Gleitmittel und anorganischer Füllstoff bei erhöhter Temperatur homogen miteinander vermischt werden und das erhaltene Gemisch in derselben mittels Wärme eines Extruders bei gegenüber der Eintrittstemperatur gesteigerten Austrittstcmpcrauir zu einer schlauchförmigen Folie extrudieri wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein vergleichbares Verfahren ist aus der deutschen Offenlcgungssehrifi 17 78 014 bekannt. Nach dem bekannten Verfahren weiden Polvisobutylen-haltige Abdichtfolien für das Bauwesen erhalten, wobei vorzugsweise Polyisobutylene mit einer Grenzviskositat von 7 bis 1 3 dl/g (gemessen in Cyclohexan bei 30''C) eingesetzt werden; als Älhylenpolymerisate vorzugsweise Polymerisate mit einem Schmelzindex MFl 190/2 von 0.2 bis 2 (gemessen nach DIN 53 735) eingesetzt werden: als Ruß die einschlägig üblichen Ruße eingesetzt werden: als Gleitmittel die einschlägig üblichen eingesetzt werden wie etwa Stearinsäure. Calciumstearat oder Zinkstearat; und als anorganischer Füllstoff 200 bis 250 Gew.-Teile Kreide verwendet werden. Beim bekannten Verfahren soll das Vermischen der Bestandteile bei einer Temperatur von 170 bis 200° C erfolgen. Die Eingangstemperatur des Extruders soll 160 bis 180^cC betragen und dessen Ausgangstemperatursollbei 190 bis 210° C liegen.

Die nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Folien weisen unter üblichen Bedingungen befriedigende Festigkeitseigenschaften und Dehnungswerte auf. Im praktischen Gebrauch haben jedoch die Spannungsrißbeständigkeit, die Knickbeständigkeit und dir Plitzealtening nicht völlig befriedigt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß Folien erhalten werden, die ohne verschlechterte Festigkeitseigenschaften eine verbesserte Spannungsrißbeständigkeit, höhere Knickbeständigkeit und größere Hitzealterungs-Beständigkeit aufweisen.

Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 wiedergegeben.

Gut geeignet sind Polyisobutylene mit einer Grenzviskositat von 4 bis 13 dl/g, gemessen in Cyelohexanlösung bei 30⁰C. Vorzugsweise wird ein Polyisobutylen mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht entsprechend einer Grenzviskosität von 6.0 dl/g, gemessen an Cyclohexanlösung bei 30C. eingesetzt. Als Äthylenpolymerisat wird vorzugsweise ein relativ weiches Äthylen-Copolymerisat mit einem Schnielzindex von 4.5 bis 5.5 g/10 min eingesetzt.

Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ergibt sich aus dem Patentanspruch 4.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Folien erhalten, die höhere Spannungsrißbeständigkeit. Knickbcsiändigkeit und eine verbesserte Hitzealterungs-Beständigkeit aufweisen als die nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Folien, ohne deren gute Festigkeits- und Dehnungseigenschaften zu beeinträchtigen.

Die überraschende Verbesserung der angegebenen Eigenschaften beruht im wesentlichen auf der erlindungsgemäßen Auswahl der Folienbestandteile und den höheren Temperaturen beim Vermischen der Ausgangsmaterialien sowie beim Extrudieren der Folie. Diese höheren Temperaturen führen zu einem gezielten Abbau des Polyisobutylen, wobei jedoch durch die Auswahl der restlichen Bestandteile die Viskosität des Gemisches vermindert und dessen Fließvermögen erhöhl wird, so daß insgesamt ein mechanischer Festigkeitsabbau verhindert werden kann. Hierzu trägt bei, daß das Coatungsmittel der gecoateten Kreide als Gleitmittel wirkt, wodurch die Verarbeitbarkeit der Masse verbessert wird. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung von Lanolin als Gleitmittel eine wesentlich bessere Gleitwirkung erzieh als mit den Gleitmitteln des bekannten Verfahrens. Schließlich tragen die erfindungsgemäß vorgesehenen Füllstoffe sowie der FEF-Ruß zur Verringerung der Viskosität der Masse bei. wodurch

deren Verarbeitbarkeil zusätzlich verbessert wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Ausgangskomponenten bei einer Arsfangstemperatur von 120⁰C homogen miteinander vermischt, was in einem Stempelkneier erfolgen kann. Anschließend wird die Temperatur bis zu einer Endtemperatur von 240°C gesteigert. Das erhaltene Gemisch wird sofort ohne nennenswerte Abkühlung in einen Pelletiser gegeben und von dort mit etwa der gleichen Temperatur einem Extruder zugeführt, dessen Eingangstemperatur wenigstens 180⁰C beträgt. Die Austrittstemperatur des Extruders wird bei 230° C gehalten. Dank dieser unüblich hohen Temperaturen beim Vermischen und beim Austritt aus dem Extruder wird das Molekulargewicht des Polyisobutylens auf einen Wert abgebaut, der für die Erzielung einer guten Spannungsrißbeständigkeit und Knickbeständigkeit erforderlich ist. ohne daß dabei die Festigkeitseigenschaften der Folien beeinträchtigt werden. Damit wird bereits bei der Verlegung eine hohe Funktionstüchtigkeit der Folien erzieh.

Wie festgestellt wurde, ist bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung unter Verwendung eines Stempclkneters zum homogenen Mischen der Stoffe, ein nachgeordneter Pelletiser und ein sich daran anschließender Extruder vorgesehen, wobei der Extruder eine Hochdruckschnecke mit einer kontinuierlich progressiven Steigung und einem Kompressionsverhältnis von 1 : 2,8 besitzt. Dabei wird durch das genannte Kompressionsverhälinis der Hochdruckschnecke des Extrud./s eine Folie mit einer glatten Oberflüche erzielt.

Für die bei dem erfindungsg^mäßen Verfahren zu verwendenden Stoffe gelten folgende En?- -fehlungen:

Als Polyisobutylene sind die einschlägig bekannten geeignet.

Als Äthylen-Polymerisate sind die einschlägig· bekannten geeignet. Eine besonders gute Eignung weisen auf: Äthylen-Homo-Polymerisate wie auch Co-Polymerisate des Äthylens mit untergeordneten Mengen (unter 50 Gewichtsprozent) anderer copolymerisierbarer Monomere, wie Vinylacetat. Vinylpropionat und/oder Estern der Acryl- bzw. Methacrylsäure (wie Äthvl-. Butyl-, Isobutylester der Acryl- bzw. Methacrylsäure).

Als gecoatete Kreiden sind die einschlägig bekannten geeignet, sofern sie eine oberflächenbehandelte Struktur und eine Hauptkornklasse von 2 - 3 μ aufweisen.

Als Silikate sind die einschlägig bekannten geeignet. Eine besonders gute Eignung weisen auf: Silikate mit einer Hauptkornklasse von 0,5 u.

Die nach der Erfindung hergestellten Folien eignen sich sowohl als Abdichtfolien im Tiefbau, wie auch als Isoliermaterial für Dächer.

Beispiel

100 Gewichtsteile Polyisobutylen (Grenzviskosität, gemessen an einer Cyclohexanlösung bei 30⁰C. 6.0 dl/g),

25 Gewichtsteile Äthylen-Copolymerisat (Vinylacetat >Gehalt ca. 8%, Schmelzindex 4.5 bis 5.5 g/ 10 Minuten).

170

64 25

Gewichisteile mit Stearat gecoatete Kreide (Hauptkornklasse 2—3 μ).

Gewichtsteile Silikat (Hauptkornklasse 0.5 μ),

Gewichtsteile FEF/LS-Ruß (Siebrückstand bei 325 mesh=0,005%) und

Gewichtsteile Lanolin (Fließ- und Tropfpunkt:

35/40⁰C)

werden bei einer Anfangstemperatur von 120° C mk'els eines Stempelkneters homogen vermischt (Endtempe-H) ratur 240⁰C). Das so diskontinuierlich erhaltene Gemisch wird sofort in einen Pelletiser gegeben und von dort mit etwa derselben Wärme einem Extruder mit einer Schneckenlänge von 6 D= 1200 mm kontinuierlich zugeführt. Der Extruder besitzt eine Hochdruck- > schnecke mit einer kontinuierlich progressiven Steigung und einem Kompressionsverhältnis von 1 :2,8 sowie einen Ringdüsendurchmesser von 318 mm und eine Spaltbreite von 0.8 — 23 mm. In dem Extruder wird das Gemisch bei einer Massetemperatur am Eingang von 2<) mindestens 180⁰C und in der Ringdüse von 210 bis 230'C zu einer schlauchlörmigen Folie geformt.

An der so hergestellten Folie (0.8 —2,5 mm dick) wurden nach deren Abkühlung auf Raumtemperatur die folgenden Werte gemessen:

	Parallel	Senkrecht
	zur	zur
	Extru-	Extru-
	sions-	sions-
	richtung	richtung
Reißfestigkeit (DIN 16 935)	71	62
kp/cm²
nach Alterung (DIN 53 508)	52	48
28 Tage bei 70° C
nach Alterung (DIN 53 508)	44	39
28 Tage bei 10O⁰C
Bruchdehnung (DIN 16 935)	580	680
nach Alterung (DIN 53 508)	550	580
28 Tage bei 70° C
nach Alterung (DIN 53 508)	340	350
28 Tage bei 100⁰C
Weiterreißlast (DIN 53 515)	19.0	18,1
nach Alterung (D.'N 53 508)	20.0	18.5
28 Tage bei 7O⁰C
nach Alterung (DIN 53 508)	25.7	24.3
28 Tage bei 100⁰C
Spannungsrißbeständigkeit')	rißfrei	rißfrei
Knicktest)	rißfrei	riß frei

) Folie (50X 50 mm) um 180° geknickt. Biegestelle in ein Lösungsmittelgemisch von 47 Gewichtsteilen Benzin (Sdp.

85/11O⁰C). 47 Gewichtsteilen Toluol und 6 Gewichtsteilen

Trichloräthylen, 10 see eingetaucht.
) Folie (50 x 50 mm) um 180°geknickt. 1,5 Std. bei 70⁰C mit

0,5 kp/em² belastet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Folien, bei dem

100 Gew.-Teile Polyisobutylen,

15 bis 40 Gew.-Teile Äthylenpolynierisat.
25 bis 35 Gew.-Teile Ruß.

2 bis 8 Gew.-Teile Gleitmittel und anorganischer Füllstoff