DE2736792A1 - POLYPROPYLENE MOLDING COMPOUND - Google Patents
POLYPROPYLENE MOLDING COMPOUNDInfo
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Description
Polypropylen-FormmassePolypropylene molding compound
2 - O.Z. 32 7^7 2 - OZ 32 7 ^ 7
Polypropylen, insbesondere hochkristallines Polypropylen, ist ein als Formmasse geschätzter Werkstoff, da es sich z.B. durch leichte
Verarbeitbarkeit auszeichnet und zu Formteilen führt, die
eine gute Wärmeformbeständigkeit und eine hohe Steifigkeit haben.Polypropylene, especially highly crystalline polypropylene, is a material that is valued as a molding compound because it is characterized, for example, by ease of processing and leads to molded parts that
have good heat resistance and high rigidity.
Ein bekannter Nachteil des Polypropylens ist indessen, daß
seine Zähigkeit (etwa die Bruch Zähigkeit nach DIN 53 M3) sehr
stark abnimmt mit Temperaturen, die unterhalb seines Glaspunkts - also ca. +40C - liegen. Dies bedeutet für die Praxis, daß bei
Temperaturen unterhalb von +H0C der Gebrauchswert von Formteilen
aus Polypropylen erheblich eingeschränkt ist.A known disadvantage of polypropylene, however, is that
its toughness (for example the fracture toughness according to DIN 53 M3) decreases very sharply with temperatures below its glass transition point - that is to say approx. +4 0 C. In practice, this means that at temperatures below + H 0 C, the utility of molded parts made of polypropylene is considerably restricted.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die KälteZähigkeit von PoIypropylen-Formmas sen zu verbessern.There has therefore been no lack of attempts to test the cold toughness of To improve polypropylene molding compounds.
Ein relativ gelungener - und inzwischen auch praktisch ausgeübter - Versuch besteht darin, in die Formmassen zusätzlich zum
Polypropylen untergeordnete Mengen bestimmter anderer linearer, thermoplastischer Polymerisate einzubringen. Zu diesen zusätzlichen
thermoplastischen Polymerisaten zählen insbesondere auch Mischpolymerisate aus übergeordneten Mengen Äthylen und untergeordneten
Mengen eines Alkylesters der Acryl- bzw. Methacrylsäure
(vgl. OE-PS 237 286).A relatively successful attempt - and in the meantime also practiced - consists in introducing subordinate amounts of certain other linear, thermoplastic polymers into the molding compositions in addition to the polypropylene. These additional thermoplastic polymers also include, in particular, copolymers of superordinate amounts of ethylene and minor amounts of an alkyl ester of acrylic or methacrylic acid
(see OE-PS 237 286).
Die guten Eigenschaften, die ein Zusatz der genannten thermoplastischen Mischpolymerisate in Polypropylen-Formmassen mit
sich bringt, müssen indes wiederum mit einem gewissen Nachteil
erkauft werden, nämlich einem deutlich spürbaren Abfall
in den Steifigkeitswerten (etwa im Zug-E-Modul nach DIN 53 ^57).The good properties that an addition of the thermoplastic copolymers mentioned in polypropylene molding compounds with
brings a certain disadvantage, namely a clearly noticeable drop
in the stiffness values (e.g. in the tensile modulus of elasticity according to DIN 53 ^ 57).
Eine Aufgabenstellung zur vorliegenden Erfindung war es dementsprechend,
Polypropylen-Fonnmassen der vorstehend geschilderten Gattung aufzuzeigen, die nicht nur eine gute Kältezähigkeit,
sondern auch gute Steifigkeitswerte mit sich bringen.An object of the present invention was accordingly to show polypropylene molding compounds of the type described above, which not only have good low-temperature toughness,
but also bring good stiffness values with them.
909809/0078909809/0078
- 3 - O.Z. 32 747- 3 - O.Z. 32 747
Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann mit Polypropylen- Formmassen, die aufgebaut sind aus (1) einem bestimmten Polypropylen, (2) einem bestimmten thermoplastischen Mischpolymerisat aus (2.1) Äthylen, (2.2) einem Alkylester der Acryl- bzw. Methacrylsäure und/oder einem Vinylester einer Alkancarbonsäure sowie (2.3) - gegebenenfalls - der Acryl- bzw. Methacrylsäure, sowie (3) einem bestimmten anorganischen, plättchenförmigen Füllstoff.It has been found that this object can be achieved with polypropylene Molding compounds that are built up from (1) a specific polypropylene, (2) a specific thermoplastic copolymer from (2.1) ethylene, (2.2) an alkyl ester of acrylic or methacrylic acid and / or a vinyl ester of an alkanecarboxylic acid and (2.3) - optionally - acrylic or methacrylic acid, and (3) a certain inorganic, platelet-shaped Filler.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend eine Polypropylen-Formmasse bestehend aus oder im wesentlichen bestehend ausThe present invention accordingly relates to a polypropylene molding composition consisting of or essentially consisting the end
(1) 40 bis 98, vorzugsweise 60 bis 85, Volumenteilen eines einen kristallinen Anteil von über 90, vorzugsweise über 95, % sowie einen Schmelzindex (2,16 kg, 230°C) von 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 5, aufweisenden Polypropylens,(1) 40 to 98, preferably 60 to 85, parts by volume of a crystalline proportion of over 90, preferably over 95, % and a melt index (2.16 kg, 230 ° C.) of 0.1 to 20, preferably 0.5 up to 5, containing polypropylene,
(2) 1 bis 50, vorzugsweise 15 bis 35, Volumenteilen eines einen Schmelzindex (2,16 kg, 23O°C) von 0,1 bis 20, vorzugsweise 0,5 bis 5, einen Zug-E-Modul (nach DIN 53 *»57) von weniger als 1000 Nmm sowie eine Qlastemperatur von weniger als -20°C aufweisenden Mischpolymerisats, das(2) 1 to 50, preferably 15 to 35, parts by volume of a melt index (2.16 kg, 230 ° C.) of 0.1 to 20, preferably 0.5 to 5, a tensile modulus of elasticity (according to DIN 53 * »57) of less than 1000 Nmm and a load temperature of less than -20 ° C having copolymer, the
(2.1) 100 Gewichtsteile Äthylen,(2.1) 100 parts by weight of ethylene,
(2.2) 5 bis 40 Gewichtsteile eines Esters der Acryl- bzw. Methacrylsäure mit einem C1- bis Cg-Alkanol und/oder eines Vinylesters einer Cg- bis Cjj-Alkancarbonsäure sow ie(2.2) 5 to 40 parts by weight of an ester of acrylic or methacrylic acid with a C 1 - to Cg-alkanol and / or a vinyl ester of a Cg- to Cjj-alkanecarboxylic acid sow ie
(2.3) - gegebenenfalls - bis zu 10 Gewichtsteile Acryl- bzw. Methacrylsäure(2.3) - if necessary - up to 10 parts by weight of acrylic or methacrylic acid
einpolymerisiert enthält, sowiecontains polymerized, as well as
- 4 -909809/0076- 4 -909809/0076
- 4 - O. Z. 32- 4 - O. Z. 32
(3) 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 8, Volumenteilen eines anorganischen, plattchenförmigen Füllstoffs, der ein Seitenverhältnis (Platt chendicke : Platt chendurchniesser) von 1 : 5 bis 1 : 600, vorzugsweise 1 : 10 bis 1 : 300, sowie eine Plättchendicke von 0,005 bis 20, vorzugsweise 0,01 bis 2/um hat,(3) 1 to 10, preferably 2 to 8, parts by volume of an inorganic, platelet-shaped filler that has an aspect ratio (Plate thickness: plate diameter) from 1: 5 to 1: 600, preferably 1:10 to 1: 300, and has a platelet thickness of 0.005 to 20, preferably 0.01 to 2 μm,
wobei die Summe der Volumenteile unter (1), (2) und (3) 100 Volumenteile beträgt.where the sum of the parts by volume under (1), (2) and (3) is 100 parts by volume.
Zur stofflichen Seite der neuen Formmassen ist im einzelnen das folgende zu sagen:Regarding the material side of the new molding compounds, the following can be said in detail:
(1) Polypropylene mit den geforderten Kenndaten sind aus der Polymerchemie als solche bekannt und im Handel erhältlich, so daß sich nähere Ausführungen erübrigen.(1) Polypropylenes with the required characteristics are known as such from polymer chemistry and are commercially available, so that more detailed explanations are not necessary.
(2) Für die thermoplastischen - also im unvernetzten Zustand vorliegenden - Mischpolymerisate aus Äthylen, einer Ester-Komponente sowie - gegebenenfalls - einer Säure-Komponente, gilt sinngemäß das zum Polypropylen (1) Gesagte. Es ist jedoch ergänzend festzustellen, daß solche Mischpolymerisate am besten geeignet sind, die aus 100 Gewichtsteilen Äthylen und 30 bis 55 Gewichtsteilen der Ester-Komponente aufgebaut sind, d.h. zu etwa 65 bis 77 Gewichtsprozent aus einpolymerisiertem Äthylen und - auf 100 % ergänzend zu etwa 35 bis 23 % Gewichtsprozent aus einpolymerisiertem Ester bestehen. Wie sich des weiteren gezeigt hat, sind solche Mischpolymerisate für den erfindungsgemäßen Zweck am besten geeignet, deren Ester-Komponente n-Butylacrylat ist.(2) For the thermoplastic copolymers - that is present in the uncrosslinked state - of ethylene, an ester component and - if necessary - an acid component, what was said about polypropylene (1) applies accordingly. In addition, however, it should be noted that those copolymers are best suited, which are composed of 100 parts by weight of ethylene and 30 to 55 parts by weight of the ester component, i.e. about 65 to 77 percent by weight of polymerized ethylene and - to 100 % in addition to about 35 up to 23 % weight percent consist of polymerized ester. As has also been shown, those copolymers whose ester component is n-butyl acrylate are best suited for the purpose according to the invention.
(3) Der anorganische plättchenförmige Füllstoff mit den geforderten Kenndaten ist vorzugsweise ein entsprechend dimensioniertes Talkum; es eignen sich aber auch andere Schichtsilikate, wenn auch im allgemeinen weniger gut. Der Füllstoff kann - wie einschlägig üblich - vorbehandelt sein, z.B. zur Verbesserung der Haftfestigkeit und Verträglich-(3) The inorganic platelet-shaped filler with the required characteristics is preferably an appropriately dimensioned one Talc; however, other phyllosilicates are also suitable, although in general less well. The filler can - as usual - be pretreated, e.g. to improve the adhesive strength and compatibility
909809/0078 . 5 909809/0078. 5
- 5 - O.Z. 32- 5 - O.Z. 32
keit gegenüber der Polymermatrix. Als Mittel zu einer solchen Vorbehandlung seien - beispielhaft - genannt Stearate und Polymerdispers ionen.compared to the polymer matrix. As a means for such a pretreatment, stearates may be mentioned - by way of example and polymer dispersions.
Palls gewünscht können die erfindungsgemäßen Formmassen zusätzlich zu den Komponenten (1), (2) und (3) einschlägig übliche Hilfs- bzw. Zusatzstoffe in den üblichen Mengen enthalten, z.B. Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, färbgebende Stoffe, flammhemmende Stoffe etc.The molding compositions according to the invention can be used if desired in addition to components (1), (2) and (3), relevant customary auxiliaries or additives in the customary amounts contain, e.g. processing aids, stabilizers, coloring substances, flame retardant substances etc.
Das Herstellen der neuen Formmassen aus ihren Komponenten kann unmittelbar aus diesen erfolgen oder - wie in vergleichbaren Fällen einschlägig vielfach geübt - über ein Konzentrat des Füllstoffs (3) in einer der Polymerisatkomponenten (1) oder (2). Es versteht sich von selbst, daß man für eine möglichst homogene Verteilung der Komponenten untereinander Sorge trägt; - d.h. daß man zweckmäßigerweise über den schmelzflüssigen Zustand des Polypropylens und unter intensiven Mischbedingungen die anderen Komponenten zuarbeitet, etwa in einem Zweischneckenkneter. The production of the new molding compounds from their components can take place directly from them or - as in comparable ones Cases relevant often practiced - via a concentrate of the filler (3) in one of the polymer components (1) or (2). It goes without saying that care should be taken to ensure that the components are distributed as homogeneously as possible; - i.e. that one expediently on the molten state of the polypropylene and under intensive mixing conditions the processed into other components, for example in a twin-screw mixer.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können auf den zur Verarbeitung von Polypropylen-Formmassen gängigen Verarbeitungsmaschinen zu den für Polypropylen bekannten und üblichen Formteilen verarbeitet werden, z.B. zu Folien, Profilen, Platten, Hohlkörpern und Karosserieteilen.The molding compositions according to the invention can be used for processing processing machines commonly used for polypropylene molding compounds can be processed into molded parts known and customary for polypropylene, e.g. foils, profiles, plates, hollow bodies and body panels.
(1) 75 Volumenteilen eines einen kristallinen Anteil von 95 % sowie einen Schmelzindex (2,16 kg, 23O°C) von 2,0 aufweisenden grießförmigen Polypropylens,(1) 75 parts by volume of a granular polypropylene with a crystalline content of 95% and a melt index (2.16 kg, 230 ° C) of 2.0,
- 6 -909809/0078- 6 -909809/0078
- 6 - O.Z. 52 747- 6 - O.Z. 52 747
(2) 25 Volumenteilen eines einen Schmelzindex (2,16 kg, 2300C) von 1,5, einen Zug-E-Modul (nach DIN 53 ^57) von 30 Nmm sowie eine Glastemperatur von <-100°C aufweisenden grießförmigen Mischpolymerisats, das(2) 25 parts by volume of a melt index (2.16 kg, 230 0 C) of 1.5, a train-E-modulus (according to DIN 53 ^ 57) comprising of 30 Nmm and a glass transition temperature of <-100 ° C semolina-like Mixed polymer, the
(2.1) 100 Gewichtsteile Äthylen, sowie(2.1) 100 parts by weight of ethylene, as well as
(2.2) 30 Gewichtsteile des Esters der Acrylsäure mit n-Butanol(2.2) 30 parts by weight of the ester of acrylic acid with n-butanol
einpolymerisiert enthält, sowiecontains polymerized, as well as
(3) 5 Volumenteilen eines plättchenförmigen Talkums, das ein Seitenverhältnis (Plättchendicke : Plättchendurchmesser) von 1 : 10 bis 1 : 200, sowie eine Plättchendicke von 0,02 bis Iyum hat.(3) 5 parts by volume of a flaky talc, which is a Aspect ratio (plate thickness: plate diameter) from 1:10 to 1: 200, as well as a plate thickness of 0.02 to Iyum has.
Dieses Gemisch wird in einem Zweischneckenkneter bei einer Temperatur
von etwa 2200C hoi
abgekühlt und granuliert.This mixture is in a twin-screw kneader at a temperature of about 220 0 C hoi
cooled and granulated.
peratur von etwa 2200C homogenisiert, in Strängen ausgepreßt,temperature of about 220 0 C homogenized, pressed into strands,
Aus dem so erhaltenen Granulat werden bei Massetemperaturen von 22O°C Prüfkörper spritzgegossen, und zwar für die Bestimmung des Zug-E-Moduls nach DIN 53 457, als Maß für die Steifigkeit, und der BruchZähigkeit nach DIN 53 443 B (25 mm Kalottenradius), als Maß für die Zähigkeit.Test specimens are injection molded from the granulate obtained in this way at melt temperatures of 220 ° C., specifically for the determination of the tensile modulus of elasticity according to DIN 53 457, as a measure of the stiffness, and the fracture toughness according to DIN 53 443 B (25 mm dome radius), as a measure of toughness.
Die an den Prüfkörpern ermittelten Werte sind in der unten stehenden Tabelle angegeben.The values determined on the test specimens are shown below Given in the table.
Das Beispiel wird wiederholt, mit der einzigen Ausnahme, daß das Talkum in Wegfall kommt.The example is repeated with the only exception that the talc is omitted.
Die an den entsprechenden Prüfkörpern ermittelten Werte finden sich ebenfalls in der Tabelle.Find the values determined on the corresponding test specimens is also in the table.
909809/0078 " 7 "909809/0078 " 7 "
ο. Ζ. 32 747ο. Ζ. 32 747
Das Beispiel wird wiederholt mit den beiden einzigen Ausnahmen, daß sowohl das Talkum als auch das Mischpolymerisat in Wegfall kommen.The example is repeated with the only two exceptions that both the talc and the copolymer are omitted come.
Die an den dabei erhaltenen Prüfkörpern gefundenen Werte sind wiederum in der Tabelle angegeben.The values found on the test specimens obtained are again given in the table.
OLN
+230Ctrain
O L N
+23 0 C
mm J
±0°C-E-mod
mm J
± 0 ° C
-200C1
-20 0 C
+ 23°CBn
+ 23 ° C
LNmJ
Vc tough
LNmJ
Vc
-20°Cspeed
-20 ° C
versuch 1Comparative
attempt 1
versuch 2Comparative
attempt 2
Wie die Tabelle zeigt, ist die Steifigkeit bei den erfindungsgemäßen Formmassen etwa gleichgroß wie beim Polypropylen; die Kältezähigkeit ist bei den erfindungsgemäßen Formmassen sehr viel besser als beim Polypropylen. Sehr überraschend ist der positive Befund, daß die Absolutwerte der Zähigkeit bei den erfindungsgemäßen Formmassen so hoch liegen, da ein Zusatz von plattchenförmigem Talkum in vergleichbaren anderen Polypropylen-Formmassen deren Zähigkeitswerte bekanntlich in erheblichem Maße drückt.As the table shows, the rigidity of the inventive Molding compounds about the same size as with polypropylene; the low-temperature toughness is very high in the case of the molding compositions according to the invention much better than with polypropylene. Very surprising is the positive finding that the absolute values of the toughness in the molding compositions according to the invention are so high that platelet-shaped talc is added to comparable other polypropylene molding compositions whose toughness values are known to depress to a considerable extent.
BASF AktiengesellschaftBASF Aktiengesellschaft
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |