DE2233289A1 - Kunststoff, sowie dessen herstellung und verwendung - Google Patents
Kunststoff, sowie dessen herstellung und verwendungInfo
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Description
Kunststoff, sowie dessen Herstellung und Verwendung
Die'Erfindung betrifft einen Kunststoff mit einem hohen Füllmaterialgehalt,
sowie dessen Herstellung und Verwendung.
Bisher wurden Polyolefine, wie Polyäthylen oder Polypropylen, in großem Maße als Verpackungsmaterialien, als Baustoffe und
als Materialien für Innenarbeiten verwendet. Die Anwendungen dieser Polyolefine haben sich rasch vermehrt, da Polyolefine
ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen, mit geringen Kosten herstellbar und gut verarbeitbar sind. Es stellte sich jedoch
heraus, daß durch diese Polyolefine die Abfallmenge erheblich stieg. Daher bilden solche Polyolefine ein erhebliches Abfallproblem
und die durch diesen Abfall verursachte Umwertverschmutzung muß beseitigt werden. Die Polyolefin-Produkte verwittern
nicht. Im Unterschied zu Cellulose-Produkten behalten
sie während einer langen Zeitdauer ihre ursprüngliche Gestalt bei. Darüber hinaus sind die Verbrennungswärmen der Polyolefine
sehr hoch, so daß bei der Verbrennung derselben der Verbrennungsofen
Schaden leidet. Darüber hinaus bildet sich bei der Verbrennung
eine große Menge Ruß. Aus diesen Gründen war die Verbrennung der Polyolefine mit größten Schwierigkeiten verbunden.
Man hat daher versucht, zur Verhinderung der Umweltverschmutzung die Produktionsmenge der Polyolefin-Produkte zu beschränken.
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Zur lösung dieser Probleme wurde vorgeschlagen, nicht-brennbare anorganische Füllmaterialien dem Kunststoff zuzusetzen.
Die Affinität der Polyolefine zu anorganischen Füllmaterial!en
ist jedoch gewöhnlich so schwach, daß bei einer Erhöhung des Gehaltes an anorganischem Füllmaterial die Mischbarkeit, die
Dehnungscharakteristika und die Schlagfestigkeit sinken. Daher wird die Masse bei Einverleibung einer großen Menge eines anorganischen
Füllmaterials brüchig und spröde. Es ist daher schwierig, einen befriedigenden Kunststoff mit mehr als 30
Gewichtsprozent eines anorganischen Füllmaterials herzustellen.
Es ist seit langem bekannt, daß die Biegesteifigkeit von Polyolefin durch Einverleibung eines Füllmaterials erhöht
wird. Gleichzeitig werden jedoch die Zugdehnung und die Schlagfestigkeit stark herabgesetzt, so daß ein derartiger Kunststoff
sich nicht für Wellpappe oder synthetisches Holz eignet.
Diese Nachteile haben ihre Ursache in der geringen Affinität des Polyolefins zum Füllmaterial. Man hat vorgeschlagen, das
Füllmaterial durch eine Oberflächenbehandlung oleophil zu machen und so die Affinität des Polyolefins zum Füllmaterial
zu erhöhen. Wenn jedoch ein herkömmliches Polyolefin, wie Polypropylen oder Polyäthylen für diese Zwecke verwendet wird,
so läßt sich auch mit dieser Maßnahme die Affinität des Polyolefins zum Füllmaterial nicht ausreichend erhöhen, selbst
wenn das Füllmaterial durch eine Oberflächenbehandlung oleophil gemacht wird. Daher ist bisher noch kein Kunststoff
aus einem Polyolefin und einem anorganischen Füllmaterial bekannt, welcher eine ausgezeichnete Biegesteifigkeit, Zugdehnung
und Schlagfestigkeit aufweist und gute wohl ausgewogene Eigenschaften aufweist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kunststoff mit einem hohen Gehalt an anorganischem Füllmaterial
zu schaffen, welcher in einem ausgewogenem Maße eine große
Zugdehnung, Schlagfestigkeit und Biegesteifigkeit aufweist und mit geringer Verbrennungswärme ohne Erzeugung eines
korrodierenden oder giftigen Gases auf einfache Weise verbrannt werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses
Kunststoffs und eine Verwendung desselben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Kunststoff mit einem hohen Füllmaterialgehalt ein Propylen-Äthylen-Copolymeres
mit 0,1 - 30 Gewichtsprozent Äthylenstruktureinheiten aufweist, sowie mindestens 30 Gewichtsprozent
eines anorganischen-Füllmaterials mit einem ieilchendurchmesser
von weniger als 20 n.
Vorzugsweise ist das Propylen-Äthylen-Copolymere ein Blockcopolymeres.
Das Blockeοpolymere hat vorzugsweise eine
spezielle Struktur, welche dadurch entsteht, daß man Propylen polymerisiert und nachfolgend Äthylen in Gegenwart von
Propylen und in Gegenwart des zuvor hergestellten Polypropylens polymerisiert. Der erfindungsgemäße Kunststoff kann
leicht und mit geringen Kosten verbrannt werden. Er weist
eine große Schlagfestigkeit auf und er eignet sich ausgezeichnet für Wellpappe, synthetisches Papier und synthetisches
Holz. ,
Der Gehalt an anorganischem Füllmaterial beträgt vorzugsweise
30 bis 90 Gewichtsprozent und insbesondere mehr als 50 Gewichtsprozent der Gesamtkunststoffmasse. Der Gehalt an Propylen-Äthylen-Copolymerem
im Kunststoff beträgt vorzugsweise 70-10 Gewichtsprozent und insbesondere weniger als 50 Gewichtsprozent.
Das anorganische Füllmaterial kann ein herkömmliches Füllmaterial sein, wie z. B. Metalloxyde, Metallhydroxyde,
Metallcarbonate, Metallsilicate und Silicatminer*-alien
oder dergleichen.
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Vorzugsweise hat das anorganische Füllmaterial eine oleophile Oberfläche und ist gleichförmig in dem Propylen-Äthylen-Copolymeren
verteilt, wobei an den Grenzflächen zwischen dem Copolymeren und dem anorganischen Füllmaterial keine Luft
eingeschlossen sein soll.
Das in dem Kunststoff vorhandene Propylen-Äthylen-Copolymere
ist ein Bloclccopolymeres oder ein ungeordnetes oder statistisches
Oopolymeres aus Propylen und Äthylen mit einem Gehalt an Äthylenstruktureinheiten von 0,1 - 30 Gewichtsprozent und
vorzugsweise von 3-30 Gewichtsprozent. Es ist bevorzugt, ein Blockcopolymeres aus Propylen und Äthylen zu verwenden.
Ein solches Blockcopolymeres kann dadurch hergestellt werden, daß man Propylen und Äthylen, unter teilweiser Vermischung
polymerisiert oder vorzugsweise durch Polymerisieren von Propylen und nachfolgende Zugabe von Äthylen in einem späteren
Stadium der Polymerisation, wobei Äthyleneinheiten mit den Endgruppen der Propyleneinheiten verbunden werden. Es
ist jedoch insbesondere bevorzugt, ein spezielles Propylen-Äthylen-Blockcopolymeres
vorzusehen, welches durch Polymerisierung von Propylen in Gegenwart eines Ziegler-Natta-Katalysators
aus Dialkylaluminium-monochlorid und Titan-trichlorid
und nachfolgende Polymerisierung von Äthylen in Gegenwart einer geringen Menge Propylen und in Gegenwart des erhaltenen Polypropylens
hergestellt wurde.
Der Anteil an Propylen-Homopolymerem und das Verhältnis von Äthylen zu Propylen im Blockcopolymeren kann in geeigneter
Weise ausgewählt werden. Ein spezifisches Blockeopolymeres
aus Propylen und Äthylen kann hergestellt werden, indem man Propylen in Gegenwart eines Ziegler-Natta-Katalysators, eines
modifizierten Katalysators oder eines anderen Polymerisationskatalysators polymerisiert und sodann Äthylen und Propylen
in Gegenwart des erhaltenen Polypropylens polymerisiert, so
2 0 9 R R 3 / 1 1 0 7
- ο - ■
daß das entstehende Copolymere 3-30 Gewichtsprozent Äthylenstruktureinheiten
enthält. Wenn der Äthylengehalt geringer als 3 % ist, so ist die Schlagfestigkeit des Kunststoffs mit
hohem anorganischem Füllmaterialgehalt nicht groß genug. Wenn andererseits der Äthylengehalt oberhalb 30 % liegt, so ist
die Steifigkeit des Kunststoffs mit dem hohen Gehalt an anorganischem
Füllmaterial und. dem Gehalt an Copolymerem zu gering. Somit ist es bevorzugt, den Äthylengehalt im genannten Bereich
zu wählen. Es ist möglich, eine geringe Menge eines anderen Olefins zusammen mit dem Propylen und Äthylen der Copolymerisation
zu unterwerfen. Wenn zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststoffs das genannte spezifische Propylen-Äthylen-Blockcopolymere
verwendet wird, so zeigt das dabei gebildete Kunststoffmaterial ausgezeichnete Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen
Propylen-Äthylen-Copolymeren mit ungeordneter Struktur oder mit Blockstruktur, welche durch gleichzeitige Polymerisation
von Äthylen und Propylen oder durch Polymerisation von Äthylen und nachfolgende Polymerisation von Propylen oder
durch Polymerisation des gesamten Propylene und nachfolgende Polymerisation des,Äthylens gebildet werden. Bei der Verbrennung
des Kunststoffs werden keine giftigen Gase gebildet.
Es ist möglich, andere Polymere dem Propylen-Äthylen-Copolymeren zuzumisehen, sofern keine giftigen Gase bei der Verbrennung
gebildet werden und sofern die Eigenschaften des Propylen-Äthylen-Copolymeren nicht verschlechtert werden. Es ist ferner
möglich, herkömmliche Antioxidantien, Neutralisatoren, Ultraviolettabsorptionsmaterialien
oder äntielektrostatische Materialien dem Propylen-Äthylen-Gopolyme^ren einzuverleiben.
Typische anorganische Füllmaterialien, welche in dem erfindungsgemäßen Kunststoff vorhanden sein können, umfassen z. B.
Calciumsulfat, Titanoxyd, Aluminiumoxyd, Eisenoxyd, Aluminiumhydroxyd, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Calciumsulfit, CaI-ciurasiiicat,
Magnesiumsilicat, Talkum, Glimmer, Zeolit, Kaolin, Asbest und Siliciumoxyd (einschließlich verschiedener
Hydrate), welche einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser
2 0 9 R R .Ί / 1 1 0 7
?33288
von "bis zu 20 u und vorzugsweise von 1 bis 5 u aufweisen.
Es können Mischungen dieser anorganischen Füllmaterialien
oder anderer Füllmaterialien dem Polyolefin einverleibt werden. Wenn die Oberfläche des anorganischen Füllmaterials
hydrophil ist, so coaguliert das Füllmaterial gewöhnlieh in dem Propylen-ithylen-Oopolymeren und es bildet sich eine
kontinuierliche Struktur von sich gegenseitig berührenden Teilchen von anorganischem Füllmaterial in dem Propylen-Ä'thylen-Copolymeren,
so daß das erhaltene Produkt leicht aufgrund der kontinuierlichen Struktur des Füllmaterial
zerbricht. Demgemäß ist es bevorzugt, das anorganische Füllmaterial zur Ausbildung einer oleophilen Oberfläche zu modifizieren.
Zur Ausbildung einer derartigen oleophilen Oberfläche werden das anorganische Füllmaterial und das Propylen-Äthylen-Copolymere
mit einem Mittel zur Ausbildung einer Oleophilen Oberfläche vermischt, wie z. B. mit einem oberflächenaktiven
Mittel mit oleophilen Gruppen, mit einem polymerisierbar en Monomeren oder einem Oligomeren zur Ausbildung
von oleophilen Gruppen durch Erhitzen, mit höheren Fettsäuren oder mit Salzen höherer Fettsäuren. Diese Zusatzstoffe
werden auf der Oberfläche des Füllmaterials unter Orientierung der Moleküle adsorbiert oder chemisch gebunden und bilden
somit eine oleophile Oberfläche. Wenn ein derartiges anorganisches Füllmaterial mit modifizierter oleophiler
Oberfläche verwendet wird, so zeigen sich spezielle synergistische Effekte von Füllmaterial und Propylen-Äthylen-Copolymerem
und das Produkt zeigt in ausgewogener Form eine hohe Zug-dehnung und Schlagfestigkeit.
Es ist ferner bevorzugt, ein modifiziertes anorganisches Füllmaterial
zu verwenden, welches auf folgende Weise hergestellt wird. Man vermischt ein radikalisch oder ionisch polymerisierbares
Monomeres mit dem anorganischen Füllmaterial und man
zerstößt sodann das Füllmaterial in der Mischung oder man
2 0 !) R R 3 / 1 107
trennt die sekundären Coagulationen, so daß sich frische
Oberflächen ausbilden und das Monomere über die große Oberfläche des Füllmaterials verteilt wird und auf die Oberfläche
des Füllmaterials aufgepfropft wird.
Es ist ferner möglich, ein modifiziertes anorganisches Füllmaterial
zu verwenden, welches durch Vermischung eines Vinylpolymeren mit einem anorganischen Füllmaterial und nachfolgendes
Zerstoßen des Füllmaterials unter Ausbildung neuer Oberflächen hergestellt wird. Bei dieser Herstellung wird die
Oberfläche des Füllmaterials mit dem Vinylpolymeren bedeckt. Es ist schließlich möglich, Fettsäuren oder andere oberflächenaktive
Mittel anstelle des Monomeren zuzumisehen.
Typische polymerisierbare Monomere umfassen radikalisch oder
ionisch polymerisierbare Monomere, wie Acrylsäure, Acrylat, Methacrylsäure, Methacrylat, Styrol, Acrylnitril, Acrylamid,
Vinylmonomere, z. B. Vinylchlorid, α-Olefine, z. B. Äthylen,
Propylen, Buten-1, Diene, ζ. B. Butadien, Isopren, Epoxyverbindungen,
z. B. Äthylenoxyd, Propylenoxyd.
Die Propylen-Äthylen-Copolymere und insbesondere die Propylen-Äthylen-Blockeopolymere
können einen großen Gehalt an anorganischem Füllmaterial aufnehmen. Der maximale Gehalt an anorganischem
Füllmaterial kann bemerkenswert erhöht werden, indem man ein modifiziertes anorganisches Füllmaterial verwendet.
Die Vermischung des Propylen-lthylen-Copolymeren und des
anorganischen Füllmaterials kann in.herkömmlicher Weise durch
Kneten erfolgen, wobei Walzen, Bumbury-Mischer oder Zweiachsen-Extruder
verwendet werden.
Das erhaltene Produkt hat eine geringe Verbrennungswärme und
es erzeugt keinen Ruß und keine korrodierenden oder giftigen Gase, so daß das Produkt leicht und gefahrlos in herkömmlichen
Öfen verbrannt werden kann.
209883/1107'
Wenn ein Propylen-Äthylen-Blockcopolymeres oder eine Mischung von Polypropylen und dem Copolymeren verwendet wird, so ist
es möglich, die Abnahme der Zugdehnung und der Schlagfestigkeit zu vermindern, selbst wenn der Gehalt an anorganischem Füllmaterial
auf mehr als 50 Gewichtsprozent der Kunststoffmasse erhöht wird. Diese bemerkenswerte Wirkung hinsichtlich ausgewogen
hoher Zugdehnung, Biegesteifigkeit und Schlagfestigkeit des Kunststoffs mit dem hohen Gehalt an anorganischem Füllmaterial
war nach den Erfahrungen mit Polyolefin-Homopolymeren nicht zu erwarten. Es ist in diesem Zusammenhang interessant,
daß die Scherfestigkeit von Polyäthylen hoher Dichte größer ist als diejenige eines Propylen-ithylen-Copolymeren. Wenn
jedoch dem Homopolymeren und dem Copolymeren mehr als 50 Gewichtsprozent des Füllmaterials einverleibt werden, so ist
überraschenderweise die Schlagfestigkeit des Propylen-Äthylen-Copolymeren
größer als diejenige des Polyäthylens hoher Dichte.
Im allgemeinen hängen die Eigenschaften des füllmaterialhaltigen Kunststoffs stark von der Affinität des Füllmaterials zum Polymeren
und von den Eigenschaften des Polymeren selbst ab. Das Propylen-Äthylen-Copolymere und insbesondere das Propylen-Äthylen-Blockcopolymere
und insbesondere das vorerwähnte spezielle Propylen-Äthylen-Blockcopolymere mit Propylen-Äthylen-Einheiten
haben eine hohe Affinität zur Oberfläche des Füllmaterials. Hieraus ergeben sich die erwähnten unerwarteten Effekte.
Das spezielle Propylen-Äthylen-Blockcopolymere wird durch Polymerisation von Äthylen und Propylen in Gegenwart des erhaltenen
Polypropylens hergestellt, wobei in der Molekülstruktur
an den Enden der kristallinen Polypropylenkette Äthylen-Propylen-Copolymereinheiten
gebildet werden. Das spezielle Blockcopolymere wird mit dem anorganischen Füllmaterial, vorzugsweise
mit dem modifizierten anorganischen Füllmaterial mit
oleophiler Oberfläche vermischt, woraus ein synergistiseher Effekt resultiert, der die ausgezeichneten und ausgewogenen
Eigenschaften des Kunststoffs bewirkt.
2098R3M107
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. ' ' ~ . '
Zur Herstellung des Kunststoffs werden Propylen-Äthylen-Copolymere
mit Blockstruktur .oder mit ungeordneter oder statistischer Struktur verwendet, sowie zum Vergleich andere Polymere,,
wie Polypropylen, Polyäthylen und Äthylen-Buten-1-Copolymeres.
*1 Propylen-Äthylen-Blockcopolymeres mit 12 Gewichtsprozent
Äthylen-Einheiten und mit einem Schmelzindex von 0,6 g/10 min (230 0C) K Dieses Copolymere wurde durch
Polymerisieren von Propylen und nachfolgendes Blockcopolymerisieren
von Äthylen in Gegenwart von Propylen und dem erhaltenen Polypropylen hergestellt.
*2 Propylen-Äthylen-Blockcopolymeres mit 10 Gewichtsprozent Äthylen und mit einem Schmelzindex von 0,3 g/10
min (230 0C). Dieses Copolymere wird durch Polymerisation
von Propylen und nachfolgende Copolymerisation von Äthylen in Gegenwart des erhaltenen Polypropylens
' hergestellt.
*3 Ungeordnetes Propylen-Äthylen-Copolymeres mit 2,0 Gewichtsprozent
Äthylen und mit einem Schmelzindex von 8,2 g/10 min ( 230 0C). Dieses Copolymere wird durch
Copolymerisation von Propylen und Äthylen in herkömmlicher Weise hergestellt.
*4 Ungeordnetes Propylen-Äthylen-Copolymeres mit 1,8 Gewichtsprozent
Äthylen und einem Schmelzindex von 7,8 g/10 min (230 0C). Das Copolymere wird durch
Copolymerisation von Propylen und Äthylen nach herkömmlichen
Methoden hergestellt.
2 09883/1 ΙΟ 7
? 2 3 3 ? 8 9 - ίο -
*5 (Vergleich) Polypropylen mit einem Schmelzindex von
3,6 g/10 min (230 0C) und 96 Gewichtsprozent der
in siedendem n-Pentan unlöslichen Komponente.
*6 (Vergleich) Polypropylen mit einem Schmelzindex von
4,5 g/10 min (230 0C) und,mit 95 Gewichtsprozent der
in siedendem n-Pentan unlöslichen Komponente.
*7 (Vergleich) Polyäthylen hoher Dichte mit einer Dichte
Ό
10 min (190 0C).
10 min (190 0C).
•ζ
von 0,963 g/cm und mit einem Schmelzindex von 5,0 g/
*8 (Vergleich) Unge-ordnetes Äthylen-Buten-1-Copolymeres
mit einer Dichte von 0,950 g/cm und mit einem Schmelzindex
von 0,2 g/10 min (190 0G) und mit 0,3 Gewichtsprozent
Buten-1.
*9 (Vergleich) Polyäthylen niederiger Dichte mit einer
Dichte von 0,920 g/cm und mit einem Schmelzindex von 4,0 g/10 min (190 0G).
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststoffs werden die folgenden anorganischen Füllmaterialien verwendet:
1. Calciumcarbonat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser
von 5 Ii.
2. Calciumcarbonat, welches mit Methyl-methacrylat
modifiziert wurde. Dabei wurden 500 g Calciumcarbonat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser
von 10 ti in Gegenwart von 500 g Methyl-methacrylat
in einer 2 1 - Kugelmühle bei einer Geschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute während 48 h zerstoßen.
Das nicht-umgesetzte Methyl-methacrylat wurde abgetrennt und das Produkt wurde getrocknet,
2 0 9 8 8 3/1107
wobei 520 g Calciumearbonat mit einem durchschnittlichen
Teilehendurchmesser von 5 U erhalten wurden, wobei die Oberfläche mit Methyl-methacrylat modifiziert
war.
Talk mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser
von 5 u.
Vulkanischer Bimsstein mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 U (Kagoshima).
Die Füllmaterialien wurden den Kunststoffkomponenten einverleibt und die Mischung wurde mit einem Walzenkneter zu einer
Platte verarbeitet. Die Ergebnisse der Messungen der Dehnung, der Schlagfestigkeit (Dynstat-Methode) und der Verbrennungswärme
der Platte sind in den Tabellen 1 bis 3 zusammengestellt,
Man erzielte die folgenden Verbrennungswärmen:
Verhältnis des Füllmaterials zum Polyolefin
| = 50:50 -$ | 500 | Kcal/kg |
| 60:40 —3 | 100 | Kcal/kg |
| 70:30 -4 | 200 | Kcal/kg |
| ' 5 | ||
| '' 4 | ||
| ' 3 |
3883/1107
| Polyolefin | 3 | *1 | Dehnung | 50:50 (Gewichts teile) |
|
| *3 | (fo) Schlagfestig | ||||
| *5 (Vergleich; | keit | ||||
| Verhältnis von Füllmaterial zu Polyolefin = | *7 (Vergleich; | Dynstat | |||
| Füllmaterial | *1 | *8 (Vergleich; | 120 | (kg cm/cm ) | |
| *3 | *9 (Vergleich; | 30 | 8,9 | ||
| *5 (Vergleich; | *2 | ) 19 | 4,1 | ||
| *7 (Vergleich] | *4 | ) 6 | 1,9 | ||
| Calciumcarbonat | *8 (Vergleich; | *"6 (Vergleich | ) 11 | 2,8 | |
| It | *9 (Vergleich; | *7 (Vergleich | > 13 | 3,0 | |
| Il | *8 (Vergleich | 5,0 | |||
| Il | *9 (Vergleich | ||||
| Il | 325 | ||||
| Il | *2 | 125 | 14,8 | ||
| mit Methyl-metha- | *4 | ) 38 | 5,2 | ||
| crylat modifiziertes | *6 (Vergleich] | ) 15 | 3,7 | ||
| Calciumcarbonat | *7 (Vergleich, | ) 23 | 3,5 | ||
| Il | *8 (Vergleich] | ) 19 | 3,8 | ||
| It | *9 (Vergleich, | 45 | 5,7 | ||
| Il | 30 | 4,8 | |||
| Il | 7 | 3,7 | |||
| Il | 5 | 1,5. | |||
| Talkum | 9 | 1,7 | |||
| 8 | 2,3 | ||||
| 3,3 | |||||
| 53 | |||||
| 33 | 6,2 | ||||
| ) 6 | 3,8 | ||||
| vulkanischer | ) 16 | 1,4 | |||
| Bimsstein | ) 20 | 2,5 | |||
| ) 17 | 2,7 | ||||
| 3,8 | |||||
209883/110
| Polyolefin Dehnung (#■) | 33 · | Vergleich | brüchig | 9 | 12 | 40 (Gewicht.s- teile) |
|
| 5 | Vergleich | Il | ' ■ 5 | 9 | Schlagfestig- Vp i + |
||
| Tabelle 2 | Vergleich | Il | [Vergleich) brüchig | Vergleich) brüchig | Dynstat | ||
| *1 | Vergleich | Il | [Vergleich) » | Vergleich) " | (kg cm/cm ) | ||
| *3 | 119 | [Vergleich) " | Vergleich; " | 4,5 | |||
| *5 | 33 | [Vergleich) " | Vergleich) " | 2,2 | |||
| Verhältnis des Füllmaterials zum Polyolefin = 60: | *7 | [Vergleich) 5 · | schwach | ||||
| Füllmaterial | *8 | [Vergleich) brüchig | Il | ||||
| *9 | Vergleich) " | ti | |||||
| *1 | [Vergleich) " | If | |||||
| Calciumcarbonat | *3 | 7,4 | |||||
| Il | *5 < | 3,7 | |||||
| Il | *7 I | 1,3 | |||||
| Il | *8 I | brüchig | |||||
| 11 | *9 | Il | |||||
| Il | *2 | H | |||||
| mit Methyl-metha- | *4 | 2,7 | |||||
| crylat modifiziertes | *6 | 1,7 | |||||
| Calciumcarbonat | *7 < | brüchig | |||||
| *8 I | 11 | ||||||
| *9 I | Il | ||||||
| Il | |||||||
| Talkum | *2 | ||||||
| *4 | , 2,8 | ||||||
| *6 | 1,9 | ||||||
| *7 | brüchig | ||||||
| *8 | ti | ||||||
| *9 | 11 | ||||||
| vulkanischer | 11 | ||||||
| Bimsstein | |||||||
209R S3/1107
_14. 2233/89
| Verhältnis des Füllmaterials zum | Polyolefin | Polyolefin = | 70:30 (Gewichts teile) |
| Füllmaterial | *1 *3 |
Dehnung | (%) Schlagfestig keit 2 (kg cm/cm ) |
| Calciumcarbonat | *1 *3 |
4 | 2,6 |
| mit Methyl-metha- crylat modifizier tes Calciumcarbonat |
30 | 3,8 |
Aus den in den Tabellen zusammengestellten Ergebnissen ergibt sich deutlich, daß bei Verwendung von Propylen-Äthylen-Copolymerem
und insbesondere von Propylen-Äthylen-Blockeopolymerem Kunststoffprodukte
mit wesentlich höherer Dehnung und Schlagfestigkeit erzielt werden, als bei Verwendung von Polypropylen oder
von Polyäthylen mit hoher oder niedriger Dichte oder von Äthylen-Buten-1-Copolymerem
mit ungeordneter Struktur.
Somit wird ein Kunststoffprodukt mit mehr als 50 Gewichtprozent
eines Füllmaterials geschaffen, welches für gewerbliche Zwecke äußerst wertvoll ist. Wenn ein an der Oberfläche modifiziertes
anorganisches Füllmaterial dem Copolymeren einverleibt wird, so erhält man ein Kunststoffprodukt mit einer ausgezeichneten
Dehnung und mit einer ausgezeichneten Schlagfestigkeit.
1,2 g eines feinen Pulvers von Titantrichlorid und 2,4 g Diäthylaluminium-monoChlorid
sowie 1,5 1 n-Heptan und 9oo cm
2 0 9 8 8 3/11G 7
Wasserstoff gas werden in einen 3 1 - Autoklaven eingeführt,
welcher mit einem Rührer ausgerüstet ist. Propylen wird kontinuierlich
"bei 60 0G und "bei 6 Atmosphären Druck während
2,5 h eingeleitet, wobei das Propylen polymerisiert wird.1 Das nicht-umgesetzte Propylen wurde Ms zu einem spezifischen
Druck abgelassen, so daß 18 Gewichtsprozent Propylen verbleiben, worauf Äthylen bei 60 0C unter 3 Atmosphären
Druck zur Polymerisierung des Äthylens und des Propylens eingeleitet wird, bis etwa 12 Gewichtsprozent Äthylen-Einheiten
in dem Gopolymeren vorliegen. Die erhaltene Polymerauf schlämmung wird mit Butanol vermischt, um den Katalysator
zu zersetzen und danach mit einer Zentrifuge abgetrennt und mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Analyse des
Polymeren zeigt, daß es
1. ein kristallines Propylen-Homopolymeres enthält, sowie
2. ein kristallines Blockcopolymeres mit Bereichen von ungeordnetem
Äthylen-Propylen-Gopolymerem, welche mit den Enden von Polypropylenketten ^rbunden sind und
3. kristalline ungeordnete Äthylen-Propylen-Copolymere,
wobei die Bloekcopolymer-Komponente (2) 8 Gewichtsprozent des Gesamtpolymeren ausmacht.
Zum Vergleich verwendet man ebenfalls ein herkömmliches Äthylen-Propylen-Bloekcopolymeres,
welches durch Polymerisierung von Propylen mit dem gleichen Katalysatorsystem durch Entfernung
des nicht-umgesetzten Propylens und durch kontinuierliche Einleitung von Äthylen unter Polymerisation desselben hergestellt
wurde, wobei das erhaltene Produkt 12 Gewichtsprozent Äthylen-Struktureinheiten enthält. Das so erhaltene Polymere
wird nach herkömmlichen Verfahren gereinigt .
09883/1107
7 73 3 28
Dieses Copolymere hat keine ungeordneten Äthylen-Propylen-Copolymer-Bereiche,
welche mit den Enden der Polypropylen-Bereiche verknüpft sind (Vergleich).
Jedes der beiden Copolymere wird mit Calciumcarbonat vermischt,
welches mit Fettsäuren modifiziert wurde oder mit Kaolinton, welcher eine liphophile Oberfläche aufweist und
danach mit einer Walzenmühle zu einer Platte geknetet. In der nachfolgenden Tabelle sind das Biegungselastizitätsmodul,
die Dehnung und die Schlagfestigkeit zusammengestellt.
'). U H R 8
| Polymeres | Füllmaterial | Verhältnis von | H | 70:30" | Biegungs- | Dehnung | elastizitäts | 410 | (%) Schlagfestig | hohe Werte | haben und in | I | GO | |
| Polymerem zu | 50:50 | modul 0 | 150 | keit | ■ | ro | ||||||||
| Füllmaterial | 30:70 | (kg/ein ) | 34 | Dynstat 2 | .einem ausgewogenen | I | OO CD |
|||||||
| klar, daß bei | 19 100 | (kg cm/cm ) | ||||||||||||
| Neues Propylen- | Calcium- | 70:30 | 28 400 | 250 | 30 ζ | |||||||||
| Ä'thylen-Blo ck- copolymeres |
carbonat mit 1,7 · |i durch |
50:50 | 45 400 | 83 | 10,2 | |||||||||
| schnittlichem . | 30:70 | 5 | 4,6 | |||||||||||
| Herkömmliches | Durchmesser | 19 200 | 370 | |||||||||||
| O | Pro pylen-Äthylen- Blockcopolymeres |
70:30 | 29 000 | 135· | 22 | |||||||||
| co co 00 |
(2) | Il | 50:50 | 45 800 | 13 | 7,6 | ||||||||
| Neues Block | 30:70 | 18 000 ' | 2,8 | |||||||||||
| copolymeres (1) |
Kaolinton mit | 70:30 | 27 300 | 214 | 30 < | |||||||||
| O | einem durch schnittlichen |
50:50 | 44 500 | 60 | . 8,9 | |||||||||
| Durchmesser von 30:70 | 3 | 3,5 | ||||||||||||
| Herkömmliches Blockcopolymeres |
3 μ | 18 500 | ||||||||||||
| (2) ' | 27 800 | 18 | ||||||||||||
| 44 800 | 5,8 | |||||||||||||
| Diese Tabelle zeigt | 2,4 | |||||||||||||
| ' die Dehnung und die | der Verwendung des neuen Propylen-Äthylen-Blockcopolymeren | |||||||||||||
| Schlagfestigkeit bemerkenswert | ||||||||||||||
| Verhältnis zueinander stehen. | ||||||||||||||
Claims (8)
1. Kunststoff mit einem hohen Füllmaterialgehalt, gekennzeichnet durch ein Propylen-Äthylen-Copolymeres mit 0,1 - 30
Gewichtsprozent Äthylen-Struktureinheiten und durch mindestens 30 Gewichtsprozent eines anorganischen Füllmaterials
mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als 20 u.
2. Kunststoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Propylen-Äthylen-Blockcopolymeres
mit 3-30 Gewichtsprozent Äthylen-Struktureinheiten.
3. Kunststoff nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Propylen-Äthylen-Blockcopolymeres,
welches durch Polymerisation von Propylen und nachfolgende Polymerisation von Äthylen
und Propylen in Gegenwart des zuvor erhaltenen Polymeren hergestellt wurde.
4. Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein anorganisches Füllmaterial, dessen Oberfläche
durch Behandlung mit einem Oberflächenmodifiziermittel lipophil gemacht wurde.
5. Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein anorganisches Füllmaterial, dessen Oberfläche
mit einem Polymeren bedeckt ist und welches durch Vermischen eines anorganischen Materials mit einem polymerisierbar
en Monomeren oder Oligomeren und nachfolgendes Zerstoßen des anorganischen Materials in der Mischung unter
Ausbildung frischer Oberflächen hergestellt wurde.
20 9 8 8 3/1107
— 19 — <»
6. Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch ein anorganisches Füllmaterial, dessen Oberfläche mit einem Polymeren bedeckt ist und -welches durch
. Vermischen eines anorganischen Materials mit einem Vinylpolymeren
und nachfolgendes Zerstoßen des anorganischen Materials in der Mischung unter Ausbildung frischer Oberflächen
hergestellt wurde.
7. Verfahren zur Herstellung des -Kunststoffs nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man weniger als 70 Gewichtsprozent des Propylen-Äthylen-Copolymeren
schmilzt und gleichförmig mit mehr als 30 Gewichtsprozent
des anorganischen Püllmaterials vermischt.
8. Verwendung des Kunststoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für Wellpappe, synthetisches Papier und synthetisches
Holz.
2ΠΗΓΪ83/1 107
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Also Published As
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| IT962395B (it) | 1973-12-20 |
| DE2233289B2 (de) | 1974-05-02 |
| NL7209448A (de) | 1973-01-09 |
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