DE2543234A1

DE2543234A1 - Thermoplastische polymergemische

Info

Publication number: DE2543234A1
Application number: DE19752543234
Authority: DE
Inventors: Martin Batiuk; James Churchill Healy; Richard Michael Herman
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1975-09-27
Publication date: 1977-04-07
Also published as: FR2326446A1; NL7511713A; US3919358A; GB1523447A

Description

Polymergemische von Äthylen-Propylen-Copolymerisaten (EP) oder von Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren (EPDM) mit rx-Monoolefinpolymerisaten, insbesondere mit Polyäthylenen, sind bekannt (siehe US-PSen 3 1?6 052, 3 328 486, 3 361 850 und 3 751 521). In gewissen Fällen werden Vulcanisations- oder Vernetzungsmittel zugesetzt, um chemische Veränderungen in der Natur der Gemische zu bewirken (siehe TJS-PSen 3 256 366, 3 564 080, 3 758 643 und 3 806 558). Die in den US-PSen 3 785 643 und 3 806 558 beschriebenen Polymergemische werden als thermoplastisch bezeichnet. Sie werden durch teilweise Vernetzung der Polymerisate, insbesondere der EPDM-Terpolymeren, hergestellt. Die Polymergemische gemäß der Erfindung, d.h. physikalische Gemische von 1. EPDM-Terpolymeren mit hoher Kristallinität im ungereckten Zustand und 2. Polyäthylen (PE) sind thermoplastisch, werden jedoch ohne Vulkanisations- oder Vernetzungsmittel hergestellt. Außerdem haben diese Gemische höhere Zug-

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Telefon: (0221) 234541-4 ■ Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompatent Köln

-ϊ-

festigkeiten, als sie aus den additiven Einzeleffekten der Polymerkomponenten vorausgesat werden. In Gemischen, in denen Äthylenpolymerisate von niedriger Dichte verwendet werden, sind die Zugfestigkeiten der Gemische höher als die Zugfestigkeit jeder Polymerkomponente allein.

Die thermoplastischen Polymergemische gemäß der Erfindung, die 1. ein Äthylen-Propylen-Dien- Polymeres mit hoher Kristallinität im ungereckten Zustand in einer Menge von wenigstens etwa 10 Gew.-% und 2. ein Polyäthylen (PE) enthalten, werden durch physikalisches Mischen der beiden Polymerkomponenten unter der Einwirkung von Wärme und Scherkräften hergestellt. Die thermoplastischen Gemische haben höhere Zugfestigkeiten, als sie aus dem von jedem einzelnen Polymerisat beigetragenen Effekt vorausgesagt werden können. Besonders gute Ergebnisse werden mit Gemischen des EPDM-Terpolymeren mit Polyäthylen von niedriger Dichte erhalten. Vulkanisations- oder Vernetzungsmittel werden nicht verwendet, um die ausgezeichneten Zugfestigkeiten der thermoplastischen Gemische zu erzielen.

Die thermoplastischen Polymergemische gemäß der Erfindung sind physikalische Gemische von zwei Polymerkomponenten, nämlich einem Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymeren (EPDM) und einem Polyäthylen (PE). Die Polymerisate werden in einem Gewichtsverhältnis von etwa 5 bis 200 Gew.-Teilen Polyäthylen pro 100 Gew.-Teile EPDM-Polymerisat gemischt. Die Verwendung von mehr als 200 Teilen Polyäthylen pro 100 Teile EPDM im Polymergemisch ist nicht notwendig, um die Vorteile der Erfindung zu verwirklichen. Ausgezeichnete Ergebnisse werden in einem Bereich von etwa 10 bis 100 Teilen Polyäthylen pro 100 Teile EPDM erzielt.

Die Polymergemische sind wirklich thermoplastisch und 7098U/1007

haben ausgezeichnete Festigkeit und Strukturbeständigkeit bei Umgebungstemperatur, lassen sich jedoch bei Temperaturen oberhalb von 120°C leicht verarbeiten. Ein glatter Mischungswulst wird beim Mischen gebildet. Die Gemische sind leicht extrudierbar, preßbar und spritzbar und haben gute Fließeigenschaften. Aus den Gemischen hergestellte Formteile lassen sich wieder aufarbeiten. Im Gegensatz zu den thermoplastischen Gemischen, die in den US-PSen 3 785 64-3 und 3 806 558 beschrieben werden, benötigen die Polymergemische gemäß der Erfindung keine Vulkanisations- oder Vernetzungsmittel, um die Polymerkomponenten, insbesondere das EPDM-Terpοlymere, teilweise zu vernetzen. Jedoch auch im Gegensatz zu anderen bekannten thermoplastischen Gemischen, die ein EPDM-Terpolymeres enthalten, sind die gemäß der Erfindung verwendeten EPDM-Terpolymeren insofern ungewöhnlich, als sie eine hohe Kristallinität im ungereckten Zustand, eine meßbare Eigenschaft der EPDM-Terpolymeren, aufweisen. Auf weitere Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten ungewöhnlichen EPDM-Terpolymeren wird nachstehend eingegangen.

Die verwendeten Äthylen-Propylen-Dien-Copolymerisate (EPDM) haben eine hohe Kristallinität im umgereckten Zustand von wenigstens etwa 10 Gew. -% bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymerisats. Vorzugsweise beträgt die Kristallinität im ungereckten Zustand etwa 12 bis 16 Gew.-% des Polymerisats. Die Kristallinität des EPDM-Polymerisats im ungereckten Zustand wird mit Hilfe einer Röntgenbeugungsmethode-Messmethode ermittelt. Das Messen der Kristallinität von Polymerisaten in Gew.-% durch Röntgenstrahle nbeugung ist eine bekannte Methode (siehe Natta und Mitarbeiter, Atti Accad-Nazi. Lincei. Rend. (8) 8 (1957) 11). Die hier angewandte Methode bestand darin, daß man eine 508 ii dicke Folie des EPDM-Polymerisats bei 120°C und einem

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Druck von 1406 kg/cm² (20.000 Pounds) preßte. Die Folien wurden schnell gekühlt (abgeschreckt). Die dünnen Folien wurden dann eingespannt und Röntgenstrahlen ausgesetzt. Eine Beugungsabtastung wurde über einen Winkelbereich vorgenommen. Unter Verwendung eines Diffraktometers wurde eine Aufzeichnung der Winkelverteilung der durch die Folie gestreuten Strahlung angefertigt. Diese Auf- j zeichnung ist als Beugungsbild von scharfen kristallinen j Peaks, die einen amorphen Peak überlagern, zu sehen. j Der quantitative Wert der Kristallinität in Gew.-% wird ! durch Dividieren der Fläche der kristallinen Beugung \ in der Aufzeichnung durch die Fläche der Gesamtbeugung j auf der Aufzeichnung ermittelt. j

Die EPDM-Polymerisate haben ferner einen hohen endo- j thermen Schmelzenergiebetrag, nachstehend der Einfach- ^; hext halber als "endothermer Schmelzwert" bezeichnet, '■ von etwa 6 bis 10 cal/g. Der endotherme Schmelzwert wird : unter Verwendung eines Differentialabtastkalorimeters ; (DSC), das von DuPont als DuPont 900 Thermal Analyzer {

im Handel ist, gemessen. Hierbei wird die Orientierung im Polymerisat gemessen. Ein vollständig amorphes EPDM-Terpolymeres hat einen endothermen Schmelzwert von 0. Der Test besteht darin, daß man eine Polymerprobe mit bekanntem Gewicht in eine geschlossene Aluminiumschale legt. Im vorliegenden Fall wurden von DuPont gelieferte Schalen für das Differential-Abtastkalorimeter verwendet. Die Polymerprobe wird dann mit einer Geschwindigkeit von 1O°C/Minute über einen Temperaturbereich von -100° bis +75° C erhitzt. Als Bezugsmaterial werden Glasperlen verwendet. Der DSG-Registrierstreifen wird unter Verwendung von Metallen mit bekannter Schmelzwärme vorgeeicht, um einen Registrierstreifen mit einer Flächeneinheit in Kalorien/Quadratzoll/Minute zu erhalten. Während die Polymerprobe erhitzt wird, erscheint ein Schmelzpunktsmaximum auf dem Registrierstreifen. Die Fläche unter dem

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Kristallschmelzpunktsmaximum wird gemessen, und der endotherme Schmelzwert in Kalorien/Gramm wird aus der ermittelten Fläche berechnet.

EPDM-Polymerisate bestehen aus interpolymerisierten Einheiten von Äthylen, Propylen und Dienen. Das Äthylen

macht etwa 65 bis 85 Gew.-% des Polymerisats, das Propylen etwa 5 "bis 35 Gew.-% und das Dien etwa 0,2 bis 10 Gew.-% aus, bezogen jeweils auf das Gesamtgewicht des EPDM-Polymerisats. Vorzugsweise beträgt der Äthylengehalt etwa 70 bis 80 Gew.-%, der Propylengehalt etwa 15 bis 29 Gew.-% und der Diengehalt etwa 1 bis 5 Gew.-% des EPDM-Terpolymeren. Als Beispiele geeigneter Dienmonomerer seien genannt: Konjugierte Diene, z.B. Isopren, Butadien und Chloropren, und nichtkonjugierte Diene mit 5 bis etwa 25 C-Atomen, z.B. 1,4-Pentadien, 1,4-Hexadien, 1,5-Hexadien, 2,5-Dimethyl-1,5-hexadien und 1,4-Octadien,; cyclische Diene, z.B. Cyclopentadien, Gyclohexadien, Cyclooctadien und Dicyclopentadien, Vinylcycloene (vinyl j cyclic enes), z.B. 1-Vinyl-i-cyclopenten und 1-?inyl-1- ' cyclohexen, Alkylbicyclonondiene, z.B. 3-Methylbicyclo- | (4,2,1)nona-3,7-äien und 3-Äthyl-bicyclonondien, Indene, j z.B. Methyltetrahydroinden, Alkenylnorbornene, z.B. J 5-Äthyliden-2-norbornen, 5-Butyliden-2-norbornen, 2- S Methallyl-5-norbornen, 2-Isopropenyl-5-norbornen, 5-O,5-Hexadienyl)-2-norbornen und 5-(3>7-Octadien yl)-2-norbornen und Tricyclodiene, z.B. 3-Methyl-tricyclo-(5,2,1,0 » )-3,8-decadien. Bevorziigt als Diene werden die nichtkonjugierten Diene. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn Alkenylnorbornene als monomere Diene verwendet werden.

Die Anwesenheit von interpolymerisierten Dienmonomeren in den EPDM-Polymerisaten ist ein notwendiges Merkmal der EPDM-Polymeris'ate. Es wurde gefunden, daß Gemische von Äthylen-Propylen-Copolymerisaten mit Polyäthylen nicht die überraschend hohen Zugfestigkeiten aufweisen,

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die für die Gemische gemäß der Erfindung charakteristisch] sind. Die Art des verwendeten Dienmonomeren ist nicht
entscheidend wichtig, so lange das verwendete EPDM- j Terpolymere hohe Kristallinität im ungereckten Zustand '■

aufweist. [

Die EPDM-Terpolymeren lassen sich leicht nach bekannten Suspensions- und Lösungspolymerisationsverfahren herstellen. ;

Die EPDM-Terpolymeren sind hochmolekulare feste Elasto-

mere. Sie haben in verdünnter Lösung eine Viskosität
(dilute solution viscosity (DSV)) von etwa 1,6 bis 2,5, ' gemessen bei 25 C an einer Lösung von 0,2 g des EPDM- j Terpolymeren in 100 ml Toluol. Das rohe Polymerisat hat ; im nicht vulkanisierten Zustand eine Zugfestigkeit von

etwa 56 bis 127 kg/cm und im allgemeinen von etwa 70

ο
bis 112 kg/cm und eine Bruchdehnung von wenigstens

etwa 600 %.

Das Polyäthylen im Gemisch kann ein Polyäthylen von

niedriger Dichte (etwa 0,94- g/cm ), mittlerer Dichte !

i über ι

(etwa 0,94- bis 0,96 g/cnr ) oder von hoher Dichte (/etwa

0,96 g/cnr) sein. Bevorzugt werden Polyäthylene von '

niedriger Dichte, da mit ihnen tatsächliche Erhöhung
der Zugfestigkeit zwischen den Polymerisaten erzielt

wird. Die Polyäthylene haben einen Schmelztndex von etwa 0,2 bis 30 g/10 Minuten, gemessen bei 190 C unter einer Belastung von 2,16 kg. Bei Verwendung eines Polyäthylens von niedriger Dichte liegt der Schmelzindex vorzugsweise\ unter 7 g/10 Minuten. Die Polyäthylene sind im Handel
erhältlich und lassen sich leicht nach bekannten Lösungs-₍ ■polymerisationsverfahren herstellen. Wie bereits erwähnt,, wird das Polyäthylen in einer Menge von etwa 5 bis · 200 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des EPDM-Terpolymeren

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verwendet. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn das Polyäthylen in einer Menge von etwa 10 bis 100 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile EPDM-Terpolymeres verwendet wird.

Die Produkte gemäß der Erfindung sind physikalische Gemische des EPDM-Terpolymeren mit Polyäthylen (PE). Vulkanisations- oder Vernetzungsmittel werden nicht verwendet. Es war völlig überraschend, daß das thermoplastische Polymergemisch aus den beiden Polymerkomponenten eine höhere Zugfestigkeit haben würde, als sie aus den additiven Einzeleffekten jeder Komponente allein vorausgesagt werden kann. Vor der Erfindung bestand das klassische Verhalten von nicht vernetzten Polymergemischen darin, daß die Zugfestigkeiten der Gemische geringer waren als die additiven Einzeleffekte jedes Polymerisats. Es war ferner überraschend, daß durch Verwendung von kristallinem EPDM und Polyäthylen von niedriger Dichte in den Gemischen Zugfestigkeiten erzielt werden, die höher sind als die Zugfestigkeit jeder einzelnen Polymerkomponente allein.

Die Polyraergemische sind bei Temperaturen oberhalb von 120⁰C, vorzugsweise oberhalb von 140⁰C bis etwa 200°C wirklich thermoplastisch, verformbar und erneut verformbar und haben bei Raumtemperatur dennoch eine starke flexible, plastische Natur.

Die verschiedensten Kautschuke und Kunststoffe lassen sich als Mischungsbestandteile leicht mit den thermoplastischen Polymergemischen in Mischern wie Zweiwalzenmischern, Extrudern, Banbury-Mischern u.dgl. unter Anwendung üblicher Misch- und Zugabeverfahren mischen. In vielen Fällen kann die Zugabe von Mischungsbestandteilen, insbesondere Wachsen, Weichmachern und Streckmitteln, die Gesamtzugfestigkeit des thermoplastischen

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Gemisches verschlechtern. Verstärkerfüllstoffe, z.B. Dampfphasenkieselsäure, verleihen den Gemischen erhöhte Zugfestigkeit.

Als Beispiele geeigneter Mischungszusätze seien genannt: Metalloxyde, z.B. Oxyde von Zink, Calcium und Magnesium, Bleimonoxyd und -dioxyd, Fettsäuren, z.B. Stearinsäure und Laurinsäure, und ihre Salze, z.B. Cadmium—, Zink- und Kupferstearat und Bleioleat, Füllstoffe, z.B. Ruße wie Channel--Ruße, hochverstärkende Ruße, z.B. N110 und N33O, geringverstärkende Ruße, z.B. N55O und N77O, und Thermalruße, z.B. N880 und N99O, Calcium- und Magnesiumcarbonat, Calcium- und Bariumsulfat, Aluminiumsilicate, Phenol-Formaldehydharze und Polystyrolharze und Asbest, Weichmacher und Streckmittel (Extender), z.B. organische Dialkyl- und Diarylsäuren wie Diisobutyl-, Diisooctyl-, Diisodecyl- und Dibenzyloleat, -stearat, -sebacat, -acelat und -phthalat, Öle aus Erdöl gemäß ASTM Typ 2, aromatische, napthenische und paraffinische Öle gemäß ASTM D2226, Rizinusöl, Tallöl und Glycerin, Antioxydantien, Ozonschutzmittel und Stabilisatoren_t z.B. Di-ß-naphthyl-p-phenylendiamin, Phenyl-ß-naphthylamin, Dioctyl-p-phenylendiamin, N-1,3-Dimethylbutyl-N-phenylp-phenylendiamin, 4-Isopropylaminodiphenylamin, 2,6-Ditert.-butyl-p-kresol, 2,2,'-Methylenbis-(4-äthyl-6-tert.-butylphenol), 2,2'-Thiobis-(4~methyl-6-tert.-butylphenol), Bisphenol-2,2·-methylenbis-6-tert.-butyl-4—äthylphenol, 4,4-·-Butylidenbis-(6-tert.-butyl-mkresol) , 2-0-Hydroxy-3 ,5-tert. -butylanilin)-^-,6-bis-(octylthio)-1,3,5-triazin, Hexahydro-1,3,5-tris-ß-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl-s-triazin, Tris-(3,5-di-tert.-butyl-Α—hydroxybenzyl)isocyanurat, Tetrakismethylen-3-(3' , 5 ■ -di-tert. -butyl-4- · -hydroxyphenyl )propionatiaethan, Distearylthiodipropionat, Dilaurylthiodipropionat und Tri(nonylatiertes phenyl )-

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phosphit. Infrage kommen weitere Mischlings zusätze wie Pigmente, Klebrigmacher, flammwidrig machende Mittel, Fungizide u.dgl. Diese Bestandteile werden in den Mengen, die dem Fachmann bekannt sind, verwendet.

Die thermoplastischen Polymergemische gemäß der Erfindung eignen sich beispielsweise zur Herstellung von Schläuchen, Einlagen, Auskleidungen, Draht- und Kabelisolierungen, Matten und Forrateilen, z.B. Schuhsohlen, Spielzeugen, Küchengeräten u.dgl.

Die Gemische wurden auf ihre Spannungs-Dehnungseigenschaften, d.h. Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und Dehnung, nach der ASTM-Methode D638 (bei einer Dehnungsgeschwindigkeit von 50,8 cm/Minute) bewertet, Die Härte wurde nach der Methode ASTM D224-0 gemessen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Die in den Rezepturen genannten Mengen der •Bestandteile verstehen sich als Gewichtsteile, falls nicht anders angegeben.

Beispiele

Die polymeren Komponenten der Gemische wurden zusammen mit den gegebenenfalls verwendeten Mischungszusätzen, auf einem Zweiwalzenmischer gemischt. Das Drehverhältnis der Walzen betrug 1,2:1. Die Vorderwalze drehte sich mit 21 UpM. Sie hatte eine Temperatur von 15O°C, während die Hinterwalze etwas kühler war. Das EPDM-Terpolymere wurde auf dem Walzenmischer zum Fell ausgewalzt, und die übrigen polymeren Bestandteile und Mischungszusätze (falls verwendet) wurden dem Fell zugesetzt. Die Knetdauer betrug in allen Fällen etwa 5 Minuten.

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Die vorstehend genannten Mischt)edingungen und -temperaturen sind nicht entscheidend wichtig. Der wichtige Faktor ist die Erzielung gleichmäßiger Dispergierung der Polymerisate und Bestandteile im thermoplastischen Gemisch. Dies kann unter Verwendung anderer Apparaturen, z.B. eines Banbury-Mischers, durch Mischen bei anderen Temperaturen und für andere Zeiten u.dgl. erreicht werden. Alle diese Bedingungen und Maßnahmen sind dem Fachmann wohl bekannt. Die vorstehend genannten Bedingungen wurden zur Erzielung guter, gleichmäßiger Vermischung angewandt und werden hier angegeben, um die Herstellung der physikalischen Gemische zu veranschaulichen.

Beispiel 1

Ein hochkristallines EPDM-Terpolymeres wurde mit einem Polyäthylen von niedriger Dichte (PE-C14-) gemischt. Das erhaltene thermoplastische Gemisch wurde auf Zugfestigkeit und Dehnung geprüft. Für Vergleichszwecke wurden auch andere EPDM-Polymere und Xthylen-Propylen-Copolymerisate (EP) mit dem gleichen Polyäthylen gemischt und die Gemische geprüft. Das verwendete Polyäthylen hatte eine Dichte von 0,92 g/cm/, eine Zugfestigkeit von 127 kg/cm (1800 psi) und eine Dehming von 570 %. Die verwendeten EPDM-Terpolymeren sind nachstehend genannt.

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EPDM-I
EPDM-2

EPDM-3
EP-4

EPDM-5
EP-6

EPDM-7
EP-8 ■

Zugfestigkeit Dehnung, Kristalli- Endotherm. Monomere in Gew.-% kg/cm² psi °^/o nität,Gew.-% Schmelz-^ _{ithylen Propylen DleQ}b

115
72
63
49

35
53

l64o 1025^a 9OO^a

Too^a 5oo^a 750

200^a 25a

68O 275a

720^a

5oo^a

1000^a

770 1000^a

5oo^a

12.9

3.8

2.7

4.1

8.6 1.7 0.3 4.8 3.8

2.2 O

73 69 69 68 69 76 65 50

23	4
23	8
23	8
32	M
23	ί
24
31	J
50

a) Durchschnittswerte

t>) Als Dienmonomeres wurde 5--&thyliden-2-norbornen verwendet

sowie die EP-Polymeren

Die EPDM-Terpolymeren und das Polyäthylen/wurden auf

einem Zweiwalzenmischer, dessen Walzen eine Temperatur von etwa 160 C hatten, gemischt. Die Polymerisate wurden etwa 5 Minuten gemischt, als Pell vom Walzenmischer abgenommen und in einer Form zu Proben für den Zugversuch und für die Messung der Dehnung gepreßt. Die Zusammensetzung der Gemische und die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend genannt.

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EPDM-I EPDM-2 EPDM-3 EP-4 EPDM-5 ΕΡ-β EPDM-7 EP-8 PE-C14

Zugfestigkeit, kg/cm^£

psi

Dehnung, % Härte, Durometer A

100

—	—	—	—	-	—	—	100
25	25	25	25	25	25	25	25
148	127	105	110	77	73	32	56
2110	i8oo	1490	156ο	1100	104ο	450	8ο
720	530	78ο	66ο	88ο	750	1010	58ο
79	76	6o	77	72	8ο	66	6ο

Die Probe 1, ein thermoplastisches Polymergemisch gemäß der Erfindiong, hat ausgezeichnete Zugfestigkeit. Die Zugfestigkeit ist überraschend höher als die Zugfestigkeiten der anderen Gemische und liegt über der Zugfestigkeit jeder Polymerkomponente allein.

Beispiel 2

Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß ein Polyäthylen von hoher Dichte (PE-LB733) im Gemisch verwendet wurde. Dieses Polyäthylen hatte eine Dichte von 0,95 g/cnr und eine Zugfestigkeit von 267 kg/cm (3800 psi). Auch hier hatte das thermoplastische Gemisch, das das erfindungsgemäß verwendete EPDM-Polymerisat EPDM-1 enthielt, die höchste Zugfestigkeit.

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O CD OO

EPDM-I
EPDM-2

EPDM-3
EP-4

EPDM-5
EPDM-7
EP-8

EPDM-9^a
PE-LBÖ33

I·

Zugfestigkeit, kg/cm'

psi

Dehnung, %
Durometer-A-Härte

25 153 2l80 730 83

100

25
142
2020

530
81

100

25

86

1220

7βθ

68

100

25

92

1310

66ο

83

100

25

18 250

48ο 72

100

25

42 60

530 70

100

25

10,5

150

300

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a) Terpolymeres von 58% Äthylen, 38% Propylen und 4% 5-Äthyliden-2-norbornen mit einer durchschnittlichen Zugfestigkeit von 3,5 kg/cm und einer Dehnung von 500%.

Beispiel 3

Das bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch verwendete hochkristalline EPDM-Terpolymere (EPDM-1) wurde mit verschiedenen Polyäthylentypen gemischt. Die Gemische wurden auf ihre Festigkeitseigenschaften untersucht. Die Zusammensetzung der Gemische und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle genannt.

Zugfestigkeit

kg/cm² psi 1 2 3 4-

EPDM-1 115 164-0 100 100 100 100

PE-FA501^a 14-7 2090 10

PE-C14-^b 127 1800 10

PE-LS63O^C ca.316 4-500 10

PE-LB733^d 267 3800 - - - 10

Zugfestig-

keit, kg/cm^ 162 162 152 177

psi 2300 2300 2160 2520

Bruchdehnung, % 660 670 680 700

Härte, Durometer A 72 72 7"? 75

a) Polyäthylen mit einer Dichte von 0,92 g/cm , einem Schmelzindex von 1,28 g/10 Minuten bei 190°G, einer Zugfestigkeit von 14-7 kg/cm² (2090 psi) und einer Dehnung von 650 %.

b) Polyäthylen mit einer Dichte von 0,92 g/cm , einer Zugfestigkeit von 127 kg/cm² (1800 psi; und einer Dehnung von 570 %.

c) Polyäthylen mit einer Dichte von 0,96 g/cm-⁵, einem Schmelzindex von 28 g/10 Minuten, einer Zugfestigkeit von etwa 316 kg/cm^ (Dehngeschwindigkeit 5>08 cm/ Min.) und einer Dehnung von etwa 25 %·

d) Polyäthylen mit einer Dichte von 0,95 g/cm , einem Schmelzindex von 0,23 s/^0 Minuten und einer Zugfestigkeit von 267 kg/cm^ (3800 psi) und einer Dehnung von etwa 60 %.

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Die Proben 1 und 2 enthielten Polyäthylene von niedriger Dichte in den thermoplastischen Geraischen. In beiden Fällen hatten die Gemische höhere Zugfestigkeiten als jede Polymerkomponente allein. Die Proben 3 und 4 enthielten Polyäthylene von mittlerer bis hoher Dichte. Die Gemische hatten in beiden Fällen höhere Zugfestigkeiten, als man aus den additiven Effekten der Zugfestigkeit des Polyäthylens zum EPDM-Polymeren auf Gewichtsbasis erwarten würde. Beispeilsweise würde man für die Probe 3 einen Zugfestigkeitswert von 115,3 + 28,8 = 144,1 (1640 + 410 = 2050 psi) und für die Probe 4 eine Zugfestigkeit von 115,3 + 24,6 = 139,9 (1640 + 350 = 1990 psi) erwarten, während die tatsächlichen Werte 152 bzw. 177 kg/cm² (2160 bzw. 252o psi) betrugen.

Beispiel 4

Ein EPDM-Terpolymeres mit ähnlicher Zusammensetzung wie das in Beispiel 1 genannte hochkristal.line EPDM-Terpolymere wurde mit verschiedenen Polyäthylenen in verschiedenen Mengenverhältnissen gemischt. Die Polymerisate wurden 7 Minuten auf einem Zweiwalzenmischer, dessen Walzen eine Temperatur von 160⁰C hatten, gemischt. Alle erhaltenen thermoplastischen Gemische hatten ausgezeichnete Zugfestigkeit. Die Werte zeigen, daß im allgemeinen die Verwendung von mehr als 50 Gew.-Teilen Polyäthylen pro 100 Teile EPDM-Terpolymeres nicht notwendig ist, um die maximalen Festigkeitseigenschaften der Gemische zu erreichen. Eine geringe Menge eines Gleitmittels wurde in den Gemischen verwendet. Wie das nächste Beispiel · zeigt, können Gleitmittel die Gesamtzugfestigkeit der Gemische beeinträchtigen.

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 l4 15

EPDM²¹ 100 100 100 100 100 " 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

;^:PE-NAl07^b 10 25 50 75 -----------

PE-NA301⁰ - - - 10 25 50 75

PE-DNPA3l3O^d- - - - - - - -25 50 74.3

PE-DND2004^e - - - - - - - - - - 10 25 50 75

Wax E^f 111111111 1 1 0.2 0.2 0.2 0.2 Zugfestig-

/cm² 143 162 191 188 139 174 191 190 154 196 206 121 160 175 165 £ psi 2040 23IO 27IO 2670 1980 2470 2710 2700 2190 2790 2930 1720 2280 2460 2340 '

Dehnung,
% 750 740 750- 770 730 760 790 780 730 750 760 720 770 770 750-g

a) Hochkristallines EPDM-Terpolymeres aus 73 % Äthylen, 23 % Propylen und 4 °/o Äthyliden-2-norbornen mit einer Zugfestigkeit von 94 kg/cm^ (1330 psi) und einer Dehnung von 7OO %.

! 5

b) Polyäthylen mit einer Dichte von 0,92 g/cm , einem Schmelzindex von 0,48 g/10 Min. bei 190 C, einer Zugfestigkeit von 101 kg/cm² (1430 psi) und einer Dehnung von 500 %.

c) Gleiches Polymerisat wie in Beispiel 3· Oi

d) Polyäthylen mit einer Dichte von 0,92 g/cm , einem Schmelzindex von 1,0 g/10 Min. bei <. 190⁰G und einer Zugfestigkeit von etwa 141 kg/cm² (2000 psi). ^

, e) Polyäthylen mit einer Dichte von 0,92 g/cm-⁵, einem Schmelzindex von 1,5 g/10 Min. bei ^<-^ 190⁰G, einer Zugfestigkeit von 128 kg/cm^ (1820 psi) und einer Dehnung von 650 %. ⁴^

f) Gleitmittel

Beispiel 5

Zahlreiche Arten von üblichen Mischungszusätzen für Kautschuke und Kunststoffe, insbesondere Füllstoffe und Verstärkerfüllstoffe, Antioxidantien und Stabilisatoren sowie Weichmacher und Gleitmittel, können den thermoplastischen Polymergemischen gemäß der Erfindung zugemischt werden. Die Mischungszusätze können nach Verfahren und in Mengen, die dem Fachmann wohlbekannt sind,' zugesetzt werden. Es wurde jedoch gefunden, daß der Zusatz von Gleitmitteln die Gesamtzugfestigkeit der thermoplastischen Polymergemische beeinträchtigen kann. Dies wird durch die folgenden Werte veranschaulicht. Ein ähnliches EPDM-Polymerisat und ein ähnliches Polyäthylen wie in den Proben 12 bis 15 der vorstehenden Beispiele wurden verwendet.

EPDM	Dehnung, %	100	100	100
PE-DND2004-	—	100	100
Paraffinwachs "Aristowax"
als Gleitmittel ^x	-	—	5
Zugfestigkeit, kg/cm	89	186	174
psi	1270	2650	2470
670	760	700

^x Schmelzpunkt etwa

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Claims

Patentansprüche

85 Gew.-% Äthylen, etwa 5 bis 35 Gew.-% Propylen und etwa 0,2 bis 10 Gew.-% eines monomeren Diens besteht und eine Kristallinität im ungereckten Zustand von etwa 10 bis 20 Gew.-% des Polymerisats und einen endothermen Schmelzenergiebetrag von etwa 6 bis 10 cal/g hat, und

b) etwa 5 bis 200 Gew.-Teile eines Polyäthylens pro 100 Gew.-Teile des EPDM-'Polymeren.
2. Thermoplastische Polymergemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das EPDM-Terpolymere im wesentlichen aus interpolymerisierten Einheiten von etwa 70 bis 80 Gew.-% Äthylen, etwa 15 bis 29 &ew.-% Propylen und etwa 1 bis 5 Gew.-% eines monomeren nichtkonjugierten Diens mit 5 bis etwa 25 C-Atomen im Monomeren besteht.
3. Thermoplastische Polymergemische nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtkonjugierte monomere Dien ein Alkenylnorbornen ist.
4. Thermoplastische Polymergemische nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylen in einer Menge von etwa 10 bis 100 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des EPDM-Terpolymeren vorhanden ist.
5. Thermoplastische Polymergemische,nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polyäthylen mit einer Dichte von weniger als etwa 0,94 g/cm enthalten.

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6. Thermoplastische Polymergemische nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das EPDM-Terpοlymere im wesentlichen aus interpolymerisierten Einheiten von Äthylen, Propylen und 5-Äthyliden-2-norbornen besteht und das Polyäthylen eine Dichte von etwa 0,92 g/cm hat.

7- Thermoplastische Polymergemische nach Anspruch 1 bis 6, enthalt end

a) ein EPDM-Ter polymer es, das im wesentlichen aus interpolymerisierten Einheiten von etwa 73 Gew.-% Äthylen, etwa 23 Gew.-% Propylen und etwa 4- Gew.-% 5-Äthyliden-2-norbornen besteht, und

_ _ b) etwa 10 bis 100 Gew.-Teile eines Polyäthylens mit

einer Dichte von etwa 0,92 g/cnr pro 100 Gew.-Teile des EPDM-Terpolymeren.

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