DE2331933A1 - Polypropylenmasse zur herstellung einer polypropylenschaumstofflage sowie unter verwendung der polypropylenmasse hergestellte polypropylenschaumstofflage - Google Patents

Polypropylenmasse zur herstellung einer polypropylenschaumstofflage sowie unter verwendung der polypropylenmasse hergestellte polypropylenschaumstofflage

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Description

Polypropylenmasse zur Herateilung einer Polvpropvlenachaumstofflage sowie unter Verwendung der Polvpropvlenmasae hergestellte Polvpropylenschaumstofflage
Die Erfindung betrifft eine Polypropylenmasse sowie eine aus dieser Polypropylenmasse hergestellte Polypropylenschaumstofflage. Insbesondere betrifft die Erfindung eine im wesentlichen aus einem kristallinen Polypropylen, einem nicht-kristallinen Polypropylen und einem niedrigdichten Polyäthylen bestehende Polypropylenmasse zur Herstellung einer relativ weichen Polypropylenschaumstofflage mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit und gutem Gefüge. Letztere erhält man bei Zugabe eines Treibmittels zu der Polypropylenmasse und Extrudieren der treibmittelhaltigen Mischung nach einem üblichen Expansionsverfahren.
Übliche Schaumstofflagen, die durch Extrudieren einer Mischung aus kristallinem Polypropylen und einem Treibmittel hergestellt wurden, besitzen eine relativ schlechte Schlagfestigkeit, sind steif, besitzen kein ebenso weiches und angenehmes Gefüge wie Leder und fühlen sich auch nicht so weich und glatt wie Leder an.
Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Polypropylenmasse zur Herstellung einer ein weiches und lederartiges
Dr.Fe/jö ~2~
40.9888/1120
Gefüge aufweisenden Polypropylenschaumstofflage hoher Schlagfestigkeit zu schaffen, die insbesondere nicht mit den Nachteilen von aus kristallinem Polypropylen hergestellten üblichen Polypropylenschaumstofflagen behaftet ist.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich die gestellte Aufgabe mit einer kristallines und nicht-kristallines Polypropylen sowie Polyäthylen niedriger Dichte enthaltenden Polypropylenmasse lösen läßt.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Polypropylenraasse zur Herstellung einer Polypropylenschaumstofflage, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie im wesentlichen aus bis 80 Gew.-Teilen eines kristallinen Polypropylens, 10 bis 40 Gew.-Teilen eines nicht-kristallinen Polypropylens und 10 bis 40 Gew.-Teilen eines niedrigdichten Polyäthylens besteht.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine aus dieser Polypropylenmasse hergestellte Polypropylenschaumstofflage.
Indem man eine Polypropylenmasse durch Vermischen von kristallinem Polypropylen mit dem nicht-kristallinen Polypropylen und dem niedrigdichten Polyäthylen zubereitet, läßt sich einer aus dieser Mischung hergestellten Schaumstofflage eine ausreichende Weichheit sowie ein lederartiges, angenehmes Gefüge vermitteln, d.h. eine aus einer solchen Mischung hergestellte Schaumstofflage fühlt sich weich und glatt an. Da das nicht-kristalline Polypropylen mit dem kristallinen Polypropylen und dem niedrigdichten Polyäthylen gut verträglich ist, sind die geschilderten Vorteile recht bemerkenswert. Wenn die Menge an nicht-kristallinem Polypropylen in der Polypropylenmasse 10 Gew.-Teile
-3- +) eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit)
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unterschreitet, läßt sich nur eine geringe Wirkung erzielen. Wenn die Menge an nicht-kristallinem Polypropylen in der Polypropylenmasse 40 Gew.-Teile übersteigt, geht das gute Gefüge der daraus hergestellten Schaumstofflage ziemlich weitgehend verloren, wobei die daraus hergestellte Schaumstofflage klebrig wird. Wenn die Menge an niedrigdichtem Polyäthylen in der Polypropylenmasse 10 Gew.-Teile unterschreitet, ist der erzielte Effekt gering. Wenn dagegen die Menge an dem niedrigdichten Polyäthylen 40 Gew,-Teile übersteigt, verschlechtert sich die Verträglichkeit des niedrigdichten Polyäthylens mit dem kristallinen Polypropylen und dem nicht-kristallinen Polypropylen, wobei die daraus hergestellte Schaumstofflage so weich ist, daß sie sich nicht zum Nachformen bzw. Nachmodellieren eignet.
Es ist somit zwingend, daß eine Polypropylenmasse gemäß der Erfindung 30 bis 80 Gew.-Teile kristallines Polypropylen, 10 bis 40 Gew.-Teile nicht-kristallines Polypropylen und 10 bis 40 Gew.-Teile niedrigdichtes Polyäthylen enthält. Nur bei Verwendung einer solchen Polypropylenmasse erhält man unter Schaumbildungsbedingungen eine Schaumstofflage eines lederartigen, guten Gefüges.
Das in Polypropylenmassen gemäß der Erfindung verwendbare kristalline Polypropylen wird in Gegenwart eines Ziegler-Nätta-Katalysators hergestellt. Es handelt sich hierbei um ein praktisch kristallines Polypropylen aus vornehmlich Propyleneinheiten mit einem mindestens 50 Gew.-%igen isotaktischen Anteil und einem Schmelzindex, gemessen bei einer Temperatur von 2300C bei einer Belastung von 2160 g, von etwa 10 oder darunter. Beispiele für kristallines Polypropylen sind kristalline Propylenhomopolymere und kristalline Propylen/Äthylen-Mischpolymere. Wie bereits aus-
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geführt, sollte das kristalline Polypropylen 30 bis 80 Gew. Teile der Polypropylenmasse gemäß der Erfindung ausmachen. Zweckmäßigerweise enthält eine Polypropylenmasse gemäß der Erfindung 40 bis 80 Gew.-Teile, vorzugsweise 70 bis 80 Gew.-Teile kristallines Polypropylen pro 100 Gew.-Teile fertige Polypropylenmasse bzw. -mischung.
Das in Polypropylenmassen gemäß der Erfindung verwendbare nicht-kristalline Polypropylen fällt als Nebenprodukt in Form einer in dem Polymerisationsmedium (n-Heptan) löslichen Komponente bei der Herstellung eines kristallinen Propylenhomopolymeren oder eines kristallinen Propylen/ Äthylen-Mischpolymeren in Gegenwart eines ein Titanhalogenid und ein Alkylaluminium enthaltenden Katalysators an. Das nicht-kristalline Polypropylen besteht aus einem praktisch amorphen Polypropylen einer Intrinsic-Viskosität, gemessen in Tetralin bei einer Temperatur von 135°C, von 0,35 bis 3,0 dl/g und einer Kristallinitat, bestimmt nach einer üblichen Röntgenstrahlenanalyse, von 35 Gew.-% oder darunter. Wie bereits ausgeführt, sollte das nicht-kristalline Polypropylen in Polypropylenmaesen gemäß der Erfindung in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-Teilen enthalten sein. Zweckmäßigerweise beträgt die Menge an nicht-kristallinem Polypropylen 10 bis 30, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Polypropylenmasse bzw. -gemisch.
Das in Polypropylenmassen gemäß der Erfindung verwendbare niedrigdichte Polyäthylen erhält man durch Polymerisation von Äthylen oder einer Mischung aus Äthylen und einer geringen Menge eines Comonomeren, wie Vinylacetat oder Äthylacrylat, in einem röhrenförmigen oder autoklavenartigen Reaktor bei einer Temperatur von 50° bis 300°C unter einem Druck von 500 bis 4000 at in Gegenwart eines oder mehrerer
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Katalysators (Katalysatoren), wie Sauerstoff, organischen Peroxiden oder Azoverbindungen. Das niedrigdichte Polyäthylen besitzt eine Dichte von 0,940 oder darunter, vorzugsweise von 0,91 bis 0,94, und einen Schmelzindex, gemessen bei einer Temperatur von 1900C bei einer Belastung von 2160 g, von 0,5 bis 5,0. Wie bereits ausgeführt, sollte das niedrigdichte Polyäthylen in der Polypropylenmasse gemäß der Erfindung in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-Teilen enthalten sein. Zweckmäßigerweise beträgt seine Menge 10 bis 30 Gew.-Teile, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Polypropylenmasse bzw. -mischung.
Das Vermischen des kristallinen Polypropylens, des nichtkristallinen Polypropylens und des niedrigdichten Polyäthylens zur Herstellung der Polypropylenmasse gemäß der Erfindung erfolgt in üblicher bekannter Weise, beispielsweise mittels eines Henschel-Mischere, eines Banbury-Mischers und dergleichen. Der Mischvorgang bei der Herstellung der Polypropylenschaumstofflage erfolgt in der Weise, daß ein Treibmittel einem Teil des niedrigdichten Polyäthylens einverleibt und die erhaltene Mischung mit der bei dem geschilderten Vermischen des kristallinen Polypropylens mit dem nicht-kristallinen Polypropylen und dem restlichen niedrigdiohten Polyäthylen erhaltenen Vormischung trockengemischt wird.
Die Pelypropylenschaumstofflage gemäß der Erfindung erhält man nach einem üblichen Expansionsverfahren, indes man beispielsweise der Polypropylenmasse ein Treibmittel, z.B. ein chemisches Treibmittel oder ein flüchtiges Expansionsmittel, einverleibt und/oder indem man ein Inertgas in einen Zylinder eines Extruders einbläst und anschließend das erhaltene Gemisch bei einer Harztemperatur von 150° bis 2500C und einem Harzdruck von 50 bis 390 kg/cm zu
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einer Polypropylenschaumatofflage extrudiert. Das Verschäumungsverhältnis, d.h. das spezifische Gewicht der nichtverschäumten Lage zum spezifischen Gewicht der Schaumstofflage, beträgt 1,1 bis 2,0, wobei ein guter Oberflächenzustand und ein besonders bevorzugtes Gefüge erreicht werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten Treibmittel sind nicht kritisch. Beispiele hierfür sind chemische Treibmittel, z.B. Azoverbindungen, wie Azodicarbonamid, Azobisformamid, Nitrosoverbindungen, wie Dinitrosopentamethylentetramin und Dinitrosoterephthalamid, und Sulfonylhydrazide, wie p-Toluolsulfonylsemicarbazid und p,pt-Oxybisbenzolsulfonylhydrazid. Beispiele für geeignete Treibmittel sind ferner flüchtige Expansionsmittel, z.B. kurzkettige Arylkohlenwasserstoffe, wie Propan, Butan, n-Pentan, Hexan und Cyclohexan, kurzkettige Alkylhalogenide, wie Methylchlorid, Dichlordifluormethan und Trichlormonofluormethan, und Inertgase, wie Stickstoff, Kohlenmonoxid und Ammoniak.
Das chemische Treibmittel sollte der zu verschäumenden Polypropylenmasse gemäß der Erfindung in einer Menge, bezogen auf 100 Gew.-Teile Polypropylenmasse, von zweckmäßigerweise 0,2 bis 10, vorzugsweise von 0,3 bis 1,0 Gew.-Teil(en) einverleibt werden.
Bei Verwendung eines flüchtigen Expansionsmittels sollte dessen Menge, bezogen auf 100 Gew.-Teile Polypropylenmasse, 0,3 bia 10, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-Teile betragen.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
Die in der Tabelle enthaltenen Angaben über die physikalischen Eigenschaften von Polypropylenschaumatofflagen gemäß
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der Erfindung wurden in üblicher bekannter Welse bestimmt. Die Schlagfestigkeit (1) wurde durch Messen des Reißfestigkeitswerts nach Elmendorf gemäß der Methode JIS 1702 bestimmt. Die Schlagfestigkeit (2) wurde bestimmt, indem senkrecht zur Extrusionsrichtung der Lage, d.h. in Längsrichtung der Lage, ein 40 cm langes und 20 cm breites Stück der Polypropylenschaumstofflage ausgeschnitten, das ausgeschnittene Stück gefaltet, bis sein eines Ende in Längerichtung auf das andere Ende zu liegen kam, und mit der offenen Hand auf den gefalteten Teil geschlagen wurde, um zu prüfen, ob das Stück riß oder nicht. Die Steife wurde durch Messen eines TorsionssteIfewerts gemäß der Methode JIS K 6745 bestimmt. Das Gefüge wurde dadurch bestimmt, daß die Polypropylenschaumstofflage mit bloßem Auge bewertet wurde, wobei das bevorzugte welche lederartige Gefüge mit "gut" bezeichnet wurde.
Beispiel· 1 bis 4
Massen der in der Tabelle angegebenen Zusammensetzung wurden nit Hilfe eines Extruders gründlich gemischt und dann zu Pellets extrudiert. Mit jeweils 100 Gew.-Teilen der Pellets wurde in einem Henschel-Mischer 0,5 Gew.-Teil Azodlcarbonamid als chemisches Treibmittel (Beispiele 1, 3 und 4 sowie Vergleichsbeispiele 1 bis 5) gemischt. Andererseits wurde zu 100 Gew.-Teilen der Pellets 1,0 Gew.-Teil n-Pentan als flüchtiges Expansionsmittel gemischt (Beispiel 2).
Jede der erhaltenen Mischungen wurde mittels eines üblichen Lagenextruders bei einer Harztemperatur von 160° bis 220 C und einem Harzdruck von 50 bis 200 kg/cm zu einer Schauastofflage verschäumt.
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Die hierbei erhaltenen Polypropylenschaumstofflagen besaßen ein Verschäumungsverhältnis von 1,3.
Die Eigenschaften der erhaltenen Polypropylenschaumstofflagen sind in der folgenden Tabelle angegeben:
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Tabelle
Belspiel Nr.
-» 2
Bestandteile
Masse
Verschäu-Menge arungsver-(Gev.- hältnis Teile)
Schlag- Schlagfestig- festigkeit Ti) keit (2) (kg/cm)
Steife, (kg/cm^)
Gefüge
Kristallines Polypropylen *1 (Schmelzindex » 8 Äthylen/Propylen-Mischpolymeres)
Nicht-kristallines Polypropylen^ (^g/ - 0,46)
Niedrigdichtes Polyäthylen*3 (Schmelzindex ■ 2,0)
Kristallines Polypropylen (Schmelzindex « 8 Äthylen/Propylen-Mischpolymeres)
Nicht-kristallines Polypropylen (l\7m 0,46)
Niedrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex ■ 2,0)25
Kristallines Polypropylen (Schmelzindex « 8 Äthylen/Propylen-Mischpolymeres)
Nicht-kristallines Polypropylen (l\J et.0,46)
Nledrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex » 2,0)20
1,3
nicht gerissen
600
gut
1,3
nicht gerissen
600
gut
t,3
nicht gerissen
800
gut
-10-
CO CO CO
Fortsetzung Tabelle
ο
co
oo
oo
cn
Beispiel Bestandteile
Nr.
Masse
Verschäu- Menge mungsver- (Gew.- hältnis Teile)
Schlag- Schlag- Steife« Gefüge
festig- festig- (kg/cm )
keit (1) keit (2)
fcg/cm)
Kristallines Polypropylen (Schmelzindex = 8 Äthylen/ Propylen-Mischpolymeres)
Nicht-kristallines Polypropylen UJhJ - 0,46) '* *
Vergl
Beisp
Niedrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex =2,0)
Kristallines Polypropylen (Schmelzindex = 1 Homopolymeres) ■
Kristallines Polypropylen (Schmelzindex - 8 Äthylen/ Propylen-Mischpolymeres)
Nicht-kristallines Polypropylen (InJ = 0,46)
Niedrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex =2,0)
Kristallines Polypropylen (Schmelzindex = 8 Äthylen/ Propylen-Mischpolymeres)
Nicht-kristallines Polypropylen UXI = 0,46)
Niedrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex =2,0)
1,3
1,3
1,3
nicht ge
rissen
900
gerissen 2000
gerissen 1800
5,0 gerissen 1750
gut
hartes
steifes
Gefüge
hartes
steifes
Gefüge
etwas har- ^3 tes stei- ^ fes Gefü- co ge -λ
co -11- co
Fortsetzung Tabelle
CO OO OO
Vergl.
Beisp. Bestandteile Nr.
Masse
Verschäu-Menge mungsver-(Gew.- hältnis Teile)
Schlag- Schlag-
festig- festig-
keit Ti) keit (2) (kg/cm)
Steife« Gefüge (kg/cm2)
Kristallines Polypropylen (Schmelzindex ■ 8 Äthylen/ Propylen-Miechpolymeres)
Nicht-kristallines Polypropylen ißij - 0,46)
Kristallines Polypropylen (Schmelzindex « 8 Äthylen/ Propylen-Mischpolymeres)
Nicht-kristallines Polypropylen (βJ - 0,46) Niedrigdichtes Polyäthylen (Schmelzindex « 2,0)
80
20
30 30 40.
1,3
gerissen 1600
1,3 >20
nicht ge- <500 rissen
etwas hartes steifes Gefüge
sehr weich,
schlechter
Glanz
Fußnoten: *1 Der Schmelzindex des kristallinen Polypropylens wurde bei einer Temperatur von 23O0C bei einer Belastung von 2160 g bestimmt.
*2 Die Intrinsic-Viskosität-des nicht-kristallinen Polypropylens wurde in Tetralin bei einer Temperatur von 1359C bestimmt.
*3 Der Schmelzindex de· niedrigdichten Polyäthylens wurde bei einer Temperatur von 19O0C bei einer Belastung von 2160 g bestimmt. ' ro
-12- .
Wie aus den Werten der Tabelle hervorgeht, besitzen die
aus einer Polypropylenmasse gemäß der Erfindung hergestellten Polypropylenschaumstofflagen eine hervorragende Schlagfestigkeit, sind genügend weich und weisen ein lederartiges, weiches GefUge auf.
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Claims (9)

Patentansprüche
1. Polypropylenmasse zur Herstellung einer Polypropylenschaumstoff lage, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus 30 bis 80 Gew.-Teilen eines kristallinen Polypropylens, 10 bis 40 Gew.-Teilen eines nichtkristallinen Polypropylens und 10 bis 40 Gew.-Teilen eines niedrigdichten Polyäthylens besteht.
2. Polypropylenmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als kristallines Polypropylen ein kristallines Propylenhomopplymeres und/oder ein kristallines Propylen/Äthylen-Miachpolymeres enthält.
3. Polypropylenmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als nicht-kristallines Polypropylen ein praktisch amorphes Polypropylen einer Intrlnsic-Viskosität, gemessen bei einer Temperatur von 135°C in Tetralin, von 0,35 bis 3,0 und einer Kristallinitat, bestimmt nach einer Üblichen Röntgenstrahlenanalyse, von 35 Gew.-# oder weniger, welches bei der Herstellung eines kristallinen Propylenhomopolymeren oder eines kristallinen Propylen/Xthylen-Hischpolymeren als Nebenprodukt in Form einer im Polymerisationsmedium löslichen Komponente gewonnen wurde, enthält.
4. Polypropylenmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als niedrigdiohtes Polyäthylen ein solches einer Dichte von 0,940 oder weniger und eines Schmelzindex, gemessen bei einer Temperatur von 190°C bei einer Belastung von 2160 g, von 0,1 bis 5,0 enthält.
5. Polypropylenmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als niedrigdichtes Polyäthylen ein Xthy-
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lenhomopolymeres und/oder ein Äthylen/Vinylacetat- oder Äthylen/Äthylacrylat-Mischpolymeres enthält.
6. Unter Verwendung einer Polypropylenmasse nach Anspruch 1 durch Zugabe eines Treibmittels und anschließendes Extrudieren der betreffenden treibmittelhaltigen Polypropylenmasse hergestellte weiche Polypropylenschaumstoff lage hoher Schlagfestigkeit und guten Gefüges.
7. Polypropylenschaumstofflage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Herstellung als Treibmittel ein chemisches Treibmittel und/oder ein flüchtiges Expansionsmittel verwendet wurde.
8. Polypropylenschaumstofflage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Extrudieren der treibmittelhaltigen Polypropylenmasse bei einer Harztemperatur von 150° bis 2500C und einem Harzdruck von 50 bis 350 kg/cm hergestellt wurde.
9. Polypropylenschaumstofflage nach Anspruch 6t dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Verschäumungsverhältnis von 1,1 bis 2,0 aufweist.
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DE2331933A 1973-06-26 1973-06-22 Verschäumbare Formmasse und Verfahren zur Herstellung einer Propylenpolymerisatschaumstofflage Expired DE2331933C3 (de)

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