DE2363733A1 - Bitumen or asphalt compsns. contg. polyolefines - pigment particles, fillers and polyolefine printing aids, giving homogeneous mixts. and avoiding de-mixing - Google Patents
Bitumen or asphalt compsns. contg. polyolefines - pigment particles, fillers and polyolefine printing aids, giving homogeneous mixts. and avoiding de-mixingInfo
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Abstract
Description
DfMNG. EUGEN M*fF«| PR.-IMG. ECKHARD 'VOLPDfMNG. EUGEN M * fF «| PR.-IMG. ECKHARD 'VOLP
PAT3N7A W*.l TE 7SfVtPAT3N7A W * .l TE 7SfVt
4 11 6054 11 605
20. Dezember 1973 ' .December 20, 1973 '.
Paul Haber1
in Klein Wolkersdorf (Österreich)Paul Haber 1
in Klein Wolkersdorf (Austria)
Mischung auf Bitumen- und/pder Asphaltbasis für Bauzwecke und Verfahren zu iferer HerstellungMixture based on bitumen and / or asphalt for building purposes and methods of manufacture
Die Erfindung besieht sich auf eine Mischung auf Bitumen- und/oder Asphaltbasis für Bauzwecke, mit einem Polyolefinanteil (Polyäthylen und/oder Polypropylen) von höchstens 10 Gew.-%% bezogen auf das Gewicht des Bindemittels (Bitumen bzw« Asphalt)t die Farbpigmentteilchen und vorzugsweise auch mineralische Teilchen mit einer Korngröße unter 0,5 mm enthält, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Mischung.The invention shall look to a mixture of bitumen and / or asphalt base for building purposes, with a polyolefin (polyethylene and / or polypropylene) of at most 10 wt -.%% Based on the weight of the binder (bitumen or "asphalt t) is the color pigment particles and preferably also contains mineral particles with a grain size below 0.5 mm, as well as a method for producing such a mixture.
Es sind Mischungen auf Bitumen- und/oder Asphaltbasis für Bauzwecke, z.3. für Straßen- oder Bodenbeläge (Gußasphalt od.dgl.) sowie für-Fugendichtungsmassen, Dachdeckungen od.dgl. bekannt, die Kunststoffe, insbesondere Polyäthylen bzw. Polypropylen enthalten. Bei- ·. spielsweise ist eine Mischung aus Bitumen und einem Äthylencopolymerisat bekannt geworden, die im Vergleich zu üblichen, kunststoffreien Mischur^n eine -erhöhte Bruchbelastbarkeit, einen erhöhten Erweichungspunkt undThere are mixtures based on bitumen and / or asphalt for building purposes, e.g. 3. for road or floor coverings (Mastic asphalt or the like) and for joint sealing compounds, Roof coverings or the like. known that contain plastics, in particular polyethylene or polypropylene. At- ·. for example, a mixture of bitumen and an ethylene copolymer has become known, which in comparison to the usual, plastic-free mixture Breaking strength, an increased softening point and
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#io«a'verminderten Penetrationswert besitzt, nachteilig Sn äieser Mischung ist aber der verhältnismäßig hohe Kunststoffanteil8 der eine solche Mischung relativ teurer fflachte Ferner ist bei' der Herstellung der Mischung nachteilig, daß zunächst ein Granulat aus kunststoffhaiiigem Bitumen" erzeugt wird, das dann sur Gewinnung der endgültigen Mischung im Bitumen verschmolzen v/erden muß. Abgesehen von dem dadurch bedingten erhöhten Arbeitsaufwand bei der Herstellung tritt nachteilig in Erscheinung, daß das Granulat infolge seines Bitumengehaltes ■ bei Lagerung, Transport und Handhabung zum Verkleben bzw. zur Blockbildung neigt, insbesondere, trenn das Granulat einer Wärmeeinwirkung unterworfen wird. Mar. hat zwar versucht, .diesen Mangel durch eine Bestaubung des Granulates zu mildern, welche jedoch einen weiteren Arbeitsgang und damit eine'weitere Verteuerung- des Produktes zur Folge hat, abgesehen davons daß auoh ei«S solche Bestaubung die eritfähnte Blockbildung oft nicht völlig vermeiden kann«, Bei starker Wärmeeinwirkung und^nachfolgender Abkühlung d®s Granulates iet oft ein© gewaltsame Teilung &@s Blockes nötig« 3?erner entsteht durch den Bitumenanteil' ein höheres· Sransportvoäbuiaen, als unbedingt nötig wäre» Vor allem aber ist das Granulat kaum rieselfähig und daher schwer zu dosieren.#io "a'verminderten penetration value has adversely Sn äieser mixture but the relatively high proportion of plastic 8 of such a mixture fflachte relatively expensive addition, the mixture that firstly a granulate of kunststoffhaiiigem bitumen" is generated in 'the preparation is disadvantageous, which is then In order to obtain the final mixture in the bitumen it must be fused. Apart from the resulting increased workload in production, the disadvantage is that the granulate, due to its bitumen content, tends to stick together or form blocks during storage, transport and handling, in particular , separating the granules to a heat exposure is subjected Mar. has indeed attempted to mitigate .diesen deficiency by dusting the granules which, however, has a further working step and thus eine'weitere Verteuerung- of the product resulted., except that s AUOH ei Such pollination often does not completely lead to block formation "If the granulate is subjected to strong heat and then cools down, it is often necessary to split the granulate by force Granules hardly pourable and therefore difficult to dose.
Den meisten bekannten Mischungen auf Bitumen- und/ oder Asphaltbasis j die einen, Polyolefinanteil enthalten, ist ferner der Nachteil eigen, daß das Polyolefin auch bei intensiver Eischarbeit nur schwer homogen im Bindemittel eh verteilen ist· Dazu kommt, daß eine einmal erzielte homogene Verteilung mit der Zeit wieder gestört wird, da das Polyolefin im Bindemittel zur Entmischung neigt, s· daß die durch den Polyolefinzusatz erzielten Verbesserungen örtlich wieder verloren gehen können.Most known mixtures based on bitumen and / or asphalt j which contain a polyolefin component, there is also the disadvantage that the polyolefin is difficult to achieve homogeneous in the binder, even with intensive work Eh distribute is · In addition, one achieved once homogeneous distribution disturbed again over time is, because the polyolefin in the binder to segregate there is a tendency that the improvements achieved by the addition of polyolefins can be lost again locally.
Es ist nun auch bereits eine Mischung der eingangs geschilderten Art bekanntgeworden, bei welcher dem zuletzt geschilderten Nachteil dadurch entgegengewirkt wird, daß der Polyolefinanteil-von RegeneratpolyolefinenA mixture of the type described at the beginning has now also become known, in which the last one The disadvantage described is counteracted by the fact that the polyolefin content of regenerated polyolefins
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gebildet ist, die aus mehr oder weniger verschmutzten und eingefärbten Polyolefinabfallen (Folien, Flaschen usw.) gewonnen werden. Der durch die Verschmutzung bzw. den Farbzusatz in die Mischung hineingetragene Anteil an Farbpigraentteilchen bzw. feinteiligen mineralischen Verunreinigungen mit einer Korngröße unter 0,5 mm (z.B. Sand, Düngemittelreste usw.) bewirkt eine Verankerung der Polyolefinteilchem im Bindemittel, welche einer Entmischung entgegenwirkt.is formed from more or less soiled and colored polyolefin waste (foils, bottles etc.) can be obtained. The proportion carried into the mixture due to soiling or the addition of paint of colored pigment particles or finely divided mineral ones Impurities with a grain size of less than 0.5 mm (e.g. sand, fertilizer residues, etc.) cause an anchoring the polyolefin particles in the binder, which counteracts segregation.
■ Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Mischung der zuletzt genannten Art noch weiter zu verbessern und die Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen durch einen Anteil an Polyolefinbedruckungshilfsmitteln. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß solche Polyolefinbedruckungshilfsmittel eine Lösung des Polyolefins im Bindemittel begünstigen. Dadurch läßt sich die homogene Verteilung^des Polyolefins im Bindemittel leichter und daher rascher erreichen, so daß an Mischarbeit gespart werden kann bzw. bei gleicher Mischarbeit eine gegenüber den bekannten Mischungen homogenere Verteilung erzielt wird. Die Polyölefinbedruckungshilf.smittel beeinträchtigen die Ankerwirkung der Farbpigmentteilchen bzw. der mineralischen Teilchen nicht.·■ The invention has now set itself the task of to improve a mixture of the last-mentioned type even further and the invention is characterized in mainly due to a proportion of polyolefin printing auxiliaries. Namely, it has been found that such polyolefin printing auxiliaries are a solution favor the polyolefin in the binder. This allows the homogeneous distribution ^ of the polyolefin in the Binding agent can be reached more easily and therefore more quickly, so that it is possible to save on mixing work or to do the same Mixing work a more homogeneous distribution is achieved compared to the known mixtures. The polyolefin printing aid do not impair the anchor effect of the colored pigment particles or the mineral particles.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung enthält der Anteil an PolyolefinbedruckungshilMitteln pulverförmige kieselsäurehaltig© Produkte, insbesondere Silicagel, vorzugsweise mit einer Teilchengröße von unter 5 Mikron. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieser Anteil von pjTOgencn, pulverförmiger!!, hochporösem Silicagel gebildet, welches z.B. unter den Handelsnamen "Syloid'Oder "Aerosil" bekannt ist. Diese Produkte haben eine große cpezifi-According to a further development of the invention, the proportion of polyolefin printing aids contains powdery Silicic acid-containing © products, especially silica gel, preferably with a particle size of under 5 microns. According to a preferred embodiment the invention is this part of pjTOgencn, powdery !!, highly porous silica gel, which is available under the trade names "Syloid" or "Aerosil" is known. These products have a large cspecific
sehe Oberfläche (über 300 m"/g), was zur Verbesserung der Haftung 'der Druckfarbenpigmente am Kunststoffmaterial ausgenützt wird. Es können aber auch erfin-see surface area (over 300 m "/ g), something to improve the adhesion of the printing ink pigments to the plastic material is exploited. But it can also be invented
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dungsgeinäß für den erwähnten Anteil aromatische Bedruclcungshaftungsverbesserer herangesogen werden. Es handelt sich hiebei um Lösungsmittel, die aggressiv in Bezug auf die Polyolefinoberfläche sind und auf diese Weise eine Bedruckung der Polyolefinoberfläche erleichtern.Suitable for the mentioned proportion of aromatic printing adhesion improvers be drawn in. These are solvents that are aggressive in relation to the polyolefin surface are and on this way a printing of the polyolefin surface facilitate.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Mischung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest bis zum zähflüssigem Zustand erhitzte Bindemittel Regeneratpolyolefin, vorzugsweise in feinteiliger Form, insbesondere in Granulatform, eingebracht wird, das einen wesentlichen Anteil an Polyolefinbedruckungciaitteln aufweist» Auf diese V/eise können nilmlich die Polyolefinbedruckungshilfsmittel in das Bindemittel eingebracht v/erden j ohne hiefür einen gesonderten Verfahrensschr'itt su benötigen. Regeneratpol^olefin, \felches Sasbpigmente9 die von der Bedrückung bzw. EinfärbungThe process according to the invention for producing a mixture according to the invention is essentially characterized in that regenerated polyolefin binder, preferably in finely divided form, in particular in granulate form, which has a substantial proportion of polyolefin printing agents, is introduced in at least the viscous state namely, the polyolefin printing auxiliaries can be incorporated into the binder without the need for a separate process step. Regeneratpol ^ olefin, \ felches Sasbpigmente 9 from the printing or coloring
Polyolefins herrühren^ aufweist ^ hat nämlich fast ts ameä einen entsprechenden Anteil an Polyolefinbe-Mlfsmitteln9 der sieh auf, das Lösungsvermögen des Bßl^öl©fins in der Mischling sowie auf die Stabilität der Mischung günstig auswirkt. Ba im allgemeinen der Pigia©iitanteil in'den Polyolefinen, der aus der Bedructomg derselben herrührt, größer ist als jener, Clss1 aus der Einfärbung der Polyolefine herrührt, ist der Anteil an Bedruekungshilfsmitteln zumeist in einer solchen Größe, daß aueh eine teilweise Zerstörung der Bedruckungshilfsmittel im Zuge der Einbringung des Polyolefins in das Bindemittel sich nicht störend bemerkbar macht» Bei Vollflächenbedruckung und sehr dünnwandigen Polyolefinfolien kann der Druckfarbenanteil, bezogen auf das Polyolefingewicht, bis zu 30 % betragen» Ein Mittelwert für Vollflächenbedruckung liegt etwa bei 16 %v Obwohl ein ttfesentlicher Prozentsatz (etwa 50 - 70 %) davon im Zuge der Trocknung der Druckfarbe entweicht, bleibt doch ein genügender Farbpigment-Polyolefins originate from, that is, almost ts ameä has a corresponding proportion of polyolefin auxiliaries 9 , which has a favorable effect on the dissolving power of the oil in the hybrid and on the stability of the mixture. Ba generally the Pigia © iitanteil in'den polyolefins which results from the Bedructomg thereof, is greater than that CLSS 1 resulting from the coloring of the polyolefins, the proportion of Bedruekungshilfsmitteln mostly in a size such that aueh a partial destruction of the Printing auxiliaries do not have a disruptive effect when the polyolefin is introduced into the binder »With full-surface printing and very thin-walled polyolefin films, the proportion of printing ink can be up to 30% , based on the polyolefin weight.» An average value for full-surface printing is around 16 % v Percentage (about 50 - 70 %) of which escapes during the drying of the printing ink, but a sufficient color pigment remains
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anteil haften, dor mit einem entsprechenden Anteil an 1 Bedruekungshilfsmittoln gekoppelt ist. Wohl variieren die Farbpigmentanteile und Bedruckungshilfsmittelanteile im Regenerat von Partie zu Partie, jedoch sind diese Änderungen dieser Anteile nicht so kritisch, daß sie nicht in Kauf .genommen werden können. Auch wenn der Farbpigmentanteil im Regeneratpolyolefin relativ ist, wird der Farbeinfluß auf die Mischung durch die schwarze Farbe des Bitumens bzw. Asphalts völlig übe.rdeckt. share, which is coupled with a corresponding share of 1 printing aids. The proportions of color pigments and printing auxiliaries in the regrind do vary from batch to batch, but these changes in these proportions are not so critical that they cannot be accepted. Even if the proportion of color pigment in the regenerated polyolefin is relative, the influence of color on the mixture is completely covered by the black color of the bitumen or asphalt.
Der Zusatz von Regeneratpolyolefinen zu Mischungen auf Bitumen- und/oder Asphaltbasis für Bauzwecke ist zwar bekannt., jedoch wurde der günstige Einfluß der Bedruckungshilfsmittel bisher nicht erkannt.The addition of regenerated polyolefins to mixtures based on bitumen and / or asphalt for construction purposes is known, but the beneficial influence of printing auxiliaries has not yet been recognized.
Der Schmelzindex des Regeneratpolyolefins, gemessen bei 1900C und 2,16 kg Belastung wird durch den Gehalt an Polyolefinbedruckungshilfsraitteln nicht wesentlich geändert. Dieser Schmelzindex liegt* zwischen 0,1 und 10 g/10 min, zumeist zwischen 0,25 HHd 2 g/10 min.The melt index of the regenerated polyolefin, measured at 190 ° C. and 2.16 kg load, is not significantly changed by the content of polyolefin printing auxiliaries. This melt index is * between 0.1 and 10 g / 10 min, mostly between 0.25 HHd 2 g / 10 min.
Es wurden Versuche durchgeführt, die jeweils an polyolefinfreien Mischungen und einer mit einem 5 %-igem Polyolefinzusatz versehenen Mischung durchgeführt wurden. Hiebei ergaben, sich folgende Resultate:Tests were carried out which were each carried out on polyolefin-free mixtures and a mixture provided with a 5 % polyolefin addition. The following results were obtained:
1. Erweichungspunkte (Ring und Kugel):1. Softening points (ring and ball):
Bitumen B 200 * 40°Bitumen B 200 * 40 °
Bitumen B 200 mit 5 JIi Polyolefinregenerat 52Bitumen B 200 with 5 JIi polyolefin regenerate 52
Bitumen B 80 . 47,5°Bitumen B 80. 47.5 °
Bitumen B 81 mit 5 # Polyolefinregenerat 55,5Bitumen B 81 with 5 # reclaimed polyolefin 55.5
Penetration:Penetration:
Bitumen 3 200 164:^/10 mmBitumen 3 200 164: ^ / 10 mm
Bitumen B 200 mit 5 % Polyolefinregenerat 06x1/10 mmBitumen B 200 with 5 % regenerated polyolefin 06x1 / 10 mm
Bitumen B 80 65x1/10 mmBitumen B 80 65x1 / 10 mm
Bitumen B 80 mit 5 # Polyolefinregenerat 48x1/10 mmBitumen B 80 with 5 # reclaimed polyolefin 48x1 / 10 mm
Brechpunkt nach Fraass:
Bitumen 3 200Breaking point according to Fraass:
Bitumen 3 200
Bitumen 3 200 mit 5 # Polyolefinregenerat - 14.5 C Bitumen B 80 - 9°CBitumen 3 200 with 5 # reclaimed polyolefin - 14.5 C Bitumen B 80 - 9 ° C
Eituman B 80 mit 5 % Polyolefinregenerat - 9,50OEituman B 80 with 5 % reclaimed polyolefin - 9.5 0 O
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Eb zeigt sich, daß sich durch, den Polyolefinregeneratzusat3t der mit einem Anteil an Polyolefinbedruckungs» hilfsmitteln versehen war, ein wesentlicher Anstieg des, Erweiohunsspunkte3 und eine wesentliche Verminderung der Penetration ergab. Auch beim Brechpunkt ergab sich eine Verbesserung, wenn auch nicht so augenscheinlich.Eb is found that by the Polyolefinregeneratzusat3 t was equipped with a proportion of auxiliaries Polyolefinbedruckungs ", a substantial increase in, Erweiohunsspunkte3 and a substantial reduction in the penetration resulted. There was also an improvement in the breaking point, although not as obvious.
Die erfindungsgemäße Mischung eignet sich für Bauzwecke aller Art, insbesondere als Mischung für Straßenoder Bodenbeläge (z.B. für Gußasphalt), ferner für Abdichtungsfolien, Dachdeckungen (z.B. für Flachdächer), Beckenauskleidungen (z.B. für Schwimm- oder Löschwasserbtoken), Hoch- und Tiefbauten. aller Art sowie. als Tränkungs- und Beschichtungsraaterial für feuchtigkeitsisolierende Bauteile aller Art, bei denen dia Mischung auf ein (Trägermaterial aufgebracht wird. Als solches Trägermaterial eignen sich Pappen,, aller Art (z.B. FiIs- und Rohfilzpappen), Metallfolien, Kunststoffolien, -gewebe, -vliese, Textilgewebe, -gewirke und -vliese, Glasfasergewebe und -vliese usw. Bei Irtigermaterialien aus · Kunststoff wirkt sich der Umstand günstig aus, daß die erfindungsgemäße Mischung infolge ihres Kunststoffanteiles dem Trägermaterial bis zu gewissem Grad artverwandt ist, insbesondere dann, wenn das Trägermaterial ebenfalls ein Polyolefin ist.The mixture according to the invention is suitable for building purposes of all kinds, in particular as a mixture for roads or Floor coverings (e.g. for mastic asphalt), also for sealing foils, roof coverings (e.g. for flat roofs), Basin linings (e.g. for swimming or extinguishing water tokens), Structural and civil engineering. of all kinds as well. as impregnation and coating material for moisture-insulating Components of all kinds in which the mixture is applied to a (carrier material. As such Cardboard of all types (e.g. fiIs- and raw felt cardboard), metal foils, plastic foils, plastic fabrics, - nonwovens, textile fabrics, knitted fabrics and nonwovens, fiberglass fabrics and fleeces etc. In the case of irrigation materials made of · Plastic has a favorable effect that the mixture according to the invention due to its plastic content is related to the carrier material to a certain extent, especially if the carrier material is also is a polyolefin.
Besonders günstig erweist sich, daß die kieselsäurehältigan Bedruckungshilfsmittel bei der Aufarbeitung der Polyolefinabfälle zu Regeneratpolyolefin ni'cht abgebaut werdenf sondern unverändert im Regeneratpolyolefin aufscheinen. Derartige Bedruckungshilfsmittel sind auch immer im Endprodukt feststellbar.Particularly favorable, proves that the kieselsäurehältigan Bedruckungshilfsmittel be dismantled ni'cht in the workup of polyolefin wastes to Regeneratpolyolefin appear f but unchanged Regeneratpolyolefin. Such printing aids can also always be found in the end product.
Der Grund, warum die Bedruckungshilfsmittel die Löslichkeit des Polyolefins im Bitumen bzw. Asphalt verbessern bzw· warum die Entmischungsneigung gegenüber bekannten Mischungen geringer ,· ist, ist noch nicht völlig erforscht. Es kann angenommen werden, daß die Bedruckungshilfsmittel eine Ankerwirkung ähnlich jenerThe reason the printing auxiliaries use the Improve the solubility of the polyolefin in the bitumen or asphalt or why the tendency to separate known mixtures lower, · is, has not yet been fully researched. It can be assumed that the Printing auxiliaries have an anchor effect similar to that
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der feinteiligen mineralischen Teilchen in der Mischung ausüben, so daß die Polyolefinteilchen, sobald sie einmal im flüssigen Bitumen bzw. Asphalt verteilt sind, sich nicht mehr zu größeren Teilchen vereinigen können. Es iet auch zu vermuten, daß die feinteiligen Bedruckungshilfsmittelteilchen und gegebenenfalls auch die Teilchen der mineralischen Beimengungen Mikroporen im Polyolefinmaterial verursachen. Die Gesamtsumme dieser Mikroporen im Polyolefin verhindert bzw. vermindert auch die Kontraktion (Schrumpfung) der fertigen Mischung beim Auskühlen. Es kann vermutet werden, daß die Mikroporen hiebei die Rolle von Dehnungsliohlräumen spielen, die die Schrumpfspannungen aufnehmen. Vermutlich werden die Mikroppren durch die Bewegunnen der in Polyolefin enthaltenen Fremdkörperteilchen (mineralische Beimengungen ttnd/oder Kieselsäureteilcheti} verursacht, welche Bewegungen bei der Aufarbeitung der Polyolefinabfälle zu Regeneratpolyolefin entstehen, insbesondere beim Extrudieren des aufgeschmolzenen Polyolefins.of the finely divided mineral particles in the mixture exert so that the polyolefin particles as soon as Once they are distributed in the liquid bitumen or asphalt, they no longer turn into larger particles can unite. It can also be assumed that the finely divided printing auxiliary particles and, if appropriate, The particles of the mineral admixtures also cause micropores in the polyolefin material. The sum total of these micropores in the polyolefin also prevents or reduces contraction (Shrinkage) of the finished mixture on cooling. It can be assumed that this is due to the micropores play the role of dilatation cavities that the Absorb shrinkage stresses. Presumably they will Mikroppren due to the movements of those contained in polyolefin Foreign body particles (mineral admixtures and / or silicic acid particles) caused which Movements in the processing of polyolefin waste to regenerate polyolefin arise, especially with Extruding the melted polyolefin.
Bei einer solchen Aufarbeitung der Polyolefinabfälle zu Segeneratpolyolefin wird'das Polyolefin im allgemeinen auf eine Temperatur von etwa 180 - 210°0, vorzugsweise etwa 1900C erwärmt. Durch diese Ervrärmung den Polyolefins entsteht zwar ein gewisser Abbau seiner Molekülstruktur, was eine Anhebung des Schraelzindex um etwa 10 # zur Folge hat. Überraschender Weise wirkt sich dieser Abbau der Molekülstruktur auf die günstigen Eigenschaften im Endprodukt; nicht nur nicht nachteilig, sondern sogar vorteilhaft aus.In such a work-up of polyolefin wastes to wird'das Segeneratpolyolefin polyolefin generally to a temperature of about 180 to 210 ° 0, preferably, about 190 0 C heated. This warming of the polyolefins causes a certain degradation of its molecular structure, which increases the Schraelz index by about 10 #. Surprisingly, this degradation of the molecular structure affects the favorable properties in the end product; not only not disadvantageous, but even advantageous.
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1973
- 1973-12-21 DE DE2363733A patent/DE2363733A1/en active Pending
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