DE2716563A1 - Stosstangen fuer motorfahrzeuge und deren herstellung - Google Patents
Stosstangen fuer motorfahrzeuge und deren herstellungInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
Description
DIpWn9. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIWTIgCgO
Dlpl.-lne. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL
335024 SIEGFRIEOSTRASSE 8
PE.2305
Wd/Eh
Montedison ^.p.A.
Foro Buonaparte 31 Mailand / Italien
Stoßstangen für Motorfahrzeuge und deren Herstellung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Stoßstangen für Motorfahrzeuge,
die im wesentlichen aus einem polymeren Material mit ausreichendem Elastitzitätsmodul und hoher Widerstandsfähigkeit
gegenüber dem Brüchigwerden bei niedrigen Temperaturen bestehen, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Stoßstangen.
Stoßstangen für Motorfahrzeuge, die aus polymeren Materialien anstelle der üblichen Metalle hergestellt worden sind, bieten
viele Vorteile; sie sind z.B. vollständig korrosionsbeständig gegenüber atmosphärischen Einflüssen und zeigen eine bessere
Wirkungsweise, da sie Schlag-Energie durch elastische Verfor-
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mung absorbieren, wenn diese Energie in einen Bereich fällt, der mit den Elastizitätswerten des polymeren Materials übereinstimmt.
Hierbei spielt der Elastizitätsmodul des-Materials im Verhältnis
zum Trägheitsmoment des Widerstand leistenden Teiles eine grosse
Rolle.
Aus der italienischen Patentschrift (Patentanmeldung
67 668 A/76 vom 22. März 1976) ist ein Stoßstangen-Verbundmaterial
bekannt, das aus einer Schale und einer Platte besteht, welche fest miteinander verbunden sind, wobei thermoplastisches Material
verwendet werden kann.
Die dort verwendeten thermoplastischen Materialien besitzen Jedoch
den Nachteil, dass ihr Elastizitätsmodul in Abhängigkeit von der Temperatur stark variiert und insbesondere ihre Brüchigkeit
bei sinkenden Temperaturen rasch zunimmt. Es wurde festgestellt, dass die Brüchigkeit des Materials bei Temperaturen unter
-100C einen Wert erreicht, bei dem keine Stoßstange — und
insbesondere nicht die aus Schale und Platte zusammengesetzten Konstruktionen der italienischen Patentschrift ~ Schlagenergie
elastisch absorbieren kann sondern brechen wird. ;
Durch die vorliegende Erfindung sollen die oben aufgeführten Nachteile beseitigt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, durch Verwendung bestimmter
Polymerisat-Zusammensetzungen Stoßstangen für Motorfahrzeuge zu schaffen, die einen ausreichend hohen Elastizitätsmodul
innerhalb eines grossen Temperaturbereiches besitzen und gute Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Brüchigwerden bei niedrigen
Temperaturen und infolgedessen eine verbesserte Schlagfestigkeit zeigen.
Die erfindungsgemässen Stoßstangen für Motorfahrzeuge sind dadurch
gekennzeichnet, dass sie aus einer innigen Mischung mit den
folgenden Komponenten bestehen:
(a) 95 bis 80 Gew.-# eines thermoplastischen Äthylen-Propylen-Blockmischpolymerisates,
das 3 bis 20 Gew.-4> mischpolymerisiertes
Äthylen enthält und einen Schmelzflußwert von 0,2 bis 1 (gemessen nach ASTM-Verfahren 1238 - Bedingung L
bei 2300C) sowie einen Elastizitätsmodul von wenigstens
1100 MN/m2 bei 230C (gemessen nach ASTM-Verfahren D-790)
zeigt,
(b) 5 bis 20 Gew.-# eines elastomeren Äthylen-Propylen-Mischpolymerisates,
das 50 bis 70 Gew.-# mischpolymerisiertes
Äthylen enthält und eine Mooney-Viskosität (ML 1+4) von 50 bis 100 bei 1000C aufweist, und
(c) gegebenenfalls inerten Mineral-Füllstoffen in Pulverform.
Die Bezeichnung "thermoplastisches Blockmischpolymerisat" steht
für polymere Produkte, die.erhalten werden, indem man Propylen mit Hilfe von Ziegler-Natta-Katalysatoren polymerisiert und die
Polymerisation unter Zusatz von Äthylen oder Mischungen aus Äthylen und
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-v-e
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leser Art sind z.B.
Propylen fortsetzt. Polymerisationsverfahren dieser in der britischen Patentschrift 915 622 und in der US-Patentschrift
3 629 368 beschrieben.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Stoßstangen, das dadurch
gekennzeichnet ist, dass man:
(A) eine homogene Mischung der obengenannten Komponenten (a) und (b) in den angegebenen Mengen herstellt, indem man
diese Komponenten in geschmolzenem Zustand, gegebenenfalls unter Zusatz von inerten Mineral-Füllstoffen in Pulverform,
miteinander vermischt, dann
(B) aus dieser homogenen Mischung mittels bekannter Spritzgussverfahren
eine Stoßstange herstellt und danach
(C) diese Stoßstange bei einer Temperatur von z.B. 130° bis
143°C solange wärmebehandelt, bis das hergestellte Produkt in einen isothermen Zustand gebracht worden ist.
Das Mischen der polymeren Komponenten (a) und (b) erfolgt in geschmolzenem
Zustand, vorzugsweise in Anwesenheit von Oxydationsschutzmitteln und/oder V/ärmestabilisatoren; geeignet sind alle
Verfahren und Vorrichtungen, die üblicherweise zur Verarbeitung von Polyolefinmaterialien angewendet . werden, z.B. Schraubenmischer
oder Rotormischer des Banbury-Typs.
Um das Verhalten des Materials in dem anschliessenden Spritzgussverfahren
zu verbessern, insbesondere um die Schrumpfung zu reduzieren und gegebenenfalls die Steifigkeit des fertigen Gegen-
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standee zu erhöhen, empfiehlt es sich, den Komponenten (a) und (b) einen inerten Mineral-Füllstoff in Pulverform zuzusetzen.
Die Stoßstange wird hergestellt, indem man die so erhaltene Mischung.,
nach bekannten Methoden in entsprechende Formen spritzt.
Das geformte Produkt wird dann der Wärmebehandlung (C) ausgesetzt,
d.h. es wird auf eine Temperatur zwischen 130° und 1430C
erhitzt und solange auf dieser Temperatur gehalten, bis ein isothermer Zustand erreicht worden ist. Diese Verfahrensstufe
kan& in einem Ofen durchgeführt werden. Anschliessend lässt man
den fertigen Gegenstand auf Zimmertemperatur abkühlen und kann ihn dann verwenden.
Die erfindungegemässen Stoßstangen, die in Gewicht, Dicke und
Struktur den bisher bekannten Stoßstangen aus Kunststoffen entsprechen, zeigen eine grössere Widerstandsfähigkeit gegenüber
dem Brüchigwerden und infolgedessen eine höhere Schlagfestigkeit sowie einen höheren Elastizitätsmodul innerhalb eines grossen
Temperaturbereiches, insbesondere bei Temperaturen von -3O0C
bis +600C.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren lassen sich also Stoßstangen
von geringerem Gewicht und somit grösserer Wirtschaftlichkeit herstellen, deren-Leistungsfähigkeit wenigstens genau
so gross ist wie die üblicher Stoßstangen aus Metall oder Kunststoff.
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Die nachstehenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung.
Die folgenden Komponenten wurden in geschmolzener Form zu einer völlig homogenen Mischung verarbeitet:
(a) 95 Gew.-Teile eines Äthylen-Propylen-Blockmischpolymerisates,
hergestellt gemäss dem Verfahren der britischen PatentsGhrift 915 622; das Blockmischpolymeriea-t-enthielt
5 Gew.-56 mischpolymerisiertes Äthylen und hatte eine
Schmelzflusswert von 0,7 (gemessen durch ASTlI-
Verfahren 1238-L bei 23O0C) sowie einen Elastizitätsmodul
von 1300 MN/m2 bei 230C; und
(b) 5 Gew.-Teile eines elastomeren Äthylen-Propylen-Mischpolymerisates,
das 50 Gew.-56 mischpolymerisiertes Äthylen enthielt
und eine Mooney-Viskosität (ML 1+4) von 90 bei 1000C
besass.
Bei der in bekannter Weise durchgeführten Homogenisierung wurden 0,3 Gew.-Teile 2,6-Di-tert.-butyl-p-cresol (BHT) als Oxydationsschutzmittel zu den Komponenten (a) und (b) gegeben.
Das so erhaltene Produkt wurde granuliert und zu Stoßstangen verarbeitet, insbesondere zu Stoßstangen der Art, wie sie in
der italienischen Patentschrift (Anmedlung 67 668 k/76)
beschrieben ist, wobei ein Spritzgussverfahren angewendet wurde.
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Sas so erhaltene Produkt wurde der Form entnommen und etwa 2 Stunden bei einer Temperatur von 14O0C in einen Ofen belassen,
Hach dem Abkühlen wurde die Stoßstange an einem Wagen montiert
und in einem FrontalrSchlagfestigkeitstest geprüft; hierbei betrug
die kinetische Energie mehr als 1000 N.m, die Geschwindigkeit 5 km/h und die Temperatur -3O0C. Die Stoßstange absorbierte den
Stoß bei dem Test ohne Bruch oder Splittern.
c.
Die folgenden Komponenten wurden in geschmolzener Form zu einer völlig homogenen Mischung verarbeitet:
(a) 85 Gew.-Teile eines thermoplastischen Äthylen-Propylen-Blockmischpolymerisates,
hergestellt gemäss dem Verfahren der US-Patentschrift 3 629 368; das Blockmischpolymerisat
enthielt 5 Gew.-56 mischpolymerisiertea Äthylen und hatte
einen Schraelzflusswert von 1 (gemessen nach ASTM-Verfahren 1238-L bei 2300C) sowie einen Elastizitätsmodul
von 1200 NM/m2 bei 230C;
(b) 15 Gew.-Teile eines elastomeren Äthylen-Propylen-Mischpolymerieatee,
das 70 Gew.-i» nischpolymerisiertes Äthylen enthielt
und eine Mooney-Viskosität (ML 1+4) von 80 bei 10O0C
beeaes.
Während der Homogenisierung der Mischung im geschmolzenen Zustand wurden 0,3 Gew.-96 BHT zugegeben.
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Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde die Mischung zu Stoßstangen, insbesondere- der selben Art, wie in jenem Beispiel beschrieben,
verarbeitet, die nach der 2-stündigen Wärmebehand»
lung bei HO0C in dem beschriebenen Frontal-Schagfestigkeits-Test
geprüft wurden. Auch hier überstanden die Stoßstangen den Test ohne Bruch oder Splittern.
- Patentanaprüche -
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Claims (1)
- -r-Patentansprüche:\ 1,/ Stoßstangen für Motorfahrzeuge mit grosser Widerstandsfähigkeit gegenüber Brüchigwerden bei niedrigen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer innigen Mischung jnit den folgenden Komponenten bestehen:(a) etwa 95 bis 80 Gew.-% eines thermoplastischen Äthylen-Propylen-Blockmischpolyraerisates, das etwa 3 bis 20 Gew.-# mischpolymerisiertes Äthylen enthält und einen Schmelzflußwert von 0,2 bis 1, sowie einen Elastizitätsmodul von wenigstens etwa 1100 MN/m bei 23 C besitzt;(b) etwa 5 bis 20 Gew.-% eines elastomeren Äthylen-Propylen-Mischpolymerisates, das 50 bis 70 Gew.-% mischpolymerisiertes Äthylen enthält und eine Mooney-Viskosität (ML 1+4) von etwa 50 bis 100 bei 1000C besitzt; und(o) gegebenenfalls inerten Mineral-Füllstoffen in Pulverform.2· Verfahren zur Herstellung der Stoßstangen gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man:
(A) aus folgenden Komponenten(a) etwa 95 bis 80 Gew.-?6 eines thermoplastischen Äthylen-Propylen-Blockmischpolymerisates, das 3 bis 20 Gew.-?a mischpolymerisiertes Äthylen enthält709886/0558 ORIGINAL INSPECTED'■und einen Schmelzflusswert von etwa 0,2 bis 1, sowie einen Elastizitätsmodul von wenigstens etwa 1100 MN/m2 bei 23°C besitzt, und(b) etwa 5 bis 20 Gew.-?6 eines elastomeren Äthylen- · Propylen-Mischpolymerisates, das etwa 50 bis 70 Gew.-?'> mischpolymerisiertes Äthylen enthält und eine Mooney-Viskosität (ML 1+4) von etwa 50 bis 100 bei 1000C besitzt,eine homogene Mischung herstellt, indem man sie in geschmolzenem Zustand miteinander vermischt und gegebenenfalls inerte Mineral-Füllstoffe in Pulverform zusetzt; dann(B) mittels eines bekannten Spritzgussverfahrens aus dieser homogenen Mischung eine Stoßstange herstellt, und danach(C) diese Stoßstange solange bei einer Temperatur von etwa 130° bis 1430C wärmebehandelt, bis ein isothermer Zustand erreicht worden ist.709886/0558
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