DE3136089A1

DE3136089A1 - "oberflaechenmodifizierte tonerde-hydrat-masse, dieseenthaltende thermoplastische harzkompositmasse und ein verfahren zum dispergieren von tonerde-hydratpulver in einem thermoplastischen harz"

Info

Publication number: DE3136089A1
Application number: DE19813136089
Authority: DE
Inventors: Patrich Vincent Murrysville Pa. Bonsignore
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1982-04-01
Also published as: CA1169173A; GB2083479A; BE890309A; JPS57115434A; GB2083479B; FR2490230B1; IT1143235B; US4283316A; FR2490230A1; DE3136089C2; IT8149261A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tonerde-hydrat, das als • Füllstoff für thermoplastische Harze verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung die Oberflächenmodifizierung von Tonerde-hydrat, um das Hydrat mit thermoplastischen 20

Harzen verträglich zu machen.

Anorganische Materialien, wie Tonerde-hydrat, Talkum und Calciumcarbonat werden häufig als Füllstoffe in thermoplastischen Hairzen verwendet, einschließlich Polypropylen, 25

Polyäthylen und Polyvinylchlorid (starr und flexibel). Die· Füllstoffe können eine erhöhte mechanische Festigkeit, Steifigkeit und im Falle von Tonerde-hydrat eine erhöhte Flammwidrigkeit und verminderte Raucherzeugung herbeiführen. Mit Füllstoff versehene thermoplastische Harze werden . -

weit verbreitet angewendet als Formgußkomponenten in Automobilen, Geräte- und Maschinengehäusen und als extrudierte Komponenten in Platten- und Rohrform, z.B. bei der Ummantelung von Draht und Kabel.

35 · '

Wenn Tonerde-hydrate zu thermoplastischen Harzen in Mengen zugegeben werden, die man zur Erreichung eines vernünftigen Grades an Flammwidrigkeit benötigt (etwa 35 bis 65 Gew.-%),

3 Ί 360 89

können die Hydrate die physikalischen Eigenschaften negativ beeinflussen, selbst wenn man sie gleichförmig dispergiert. Beim Inkorporieren in Polypropylen setzen sie beispielsweise die Flexibilität und Schlagzähigkeit herab. Noch störender für die physikalischen Eigenschaften ist die •Schwierigkeit, überhaupt gleichförmige Dispersionen von Tonerde-hydrat in den Harzen zu verwirklichen. Grobe Heterogen itäten, die durch nichtdxspergierte Agglomerate verursacht werden, können physikalische Eigenschaften ernstlich blockieren, insbesondere die. Schlagzähigkeit und äußere Qualitäten, wie den Glanz und die Oberflächenglätte. · Folglich wurde bisher die Verwendung von Tonerde-hydrat, welches ansonsten ein ausgezeichneter und billiger flammwidrigmachender Füllstoff ist, für die meisten Anwendungen, wo die Erhaltung der physikalischen Eigenschaften erforderlich ist, als weniger erwünscht betrachtet, verglichen mit anderen Füllstoffen.

Erfindungsgemäß wird eine mit thermoplastischen Harzen verträgliche oberflächenmodifizierte Tonerde-hydrat-Masse vorgeschlagen, welche aus pulverisiertem Tonerde-hydrat mit einer mittleren Teilchengröße kleiner als 15 μπι und 0,2 bis 5 %, bezogen auf das Gewicht des Tone.rde-hydrats, eines flüssigen Gemisches von C_1Q-C₂₀-Carbonsäuren besteht, wobei dieses Gemisch einen Titer unter 3O⁰C und einen Jodwert von 15 oder niedriger aufweist.

Erfindungsgemäß wird auch eine thermoplastische Harzkompositmasse vorgeschlagen, die 100 Gew.-teile eines thermoplastischen Harzes aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder Gemischen oder Copolymerisaten derselben und bis zu 190 Gew.-teile einer Hydrat-Masse gemäß der Erfindung enthält.

Außerdem wird erfindungsgemäß .ein Verfahren zum Dispergieren von pulverisiertem Tonerde-hydrat mit einer mittleren Teilchengröße kleiner als 15 μπι in einem thermoplastischen

Harz vorgeschlagen, welches Verfahren die Schritte der Modifizierung der Oberflächeneigenschaften des Hydrates durch Mischen des Hydrates mit 0,2 bis 5 Gew.-% eines Gemisches von CjQ-C^Q-Carbonsäuren, wobei dieses Gemisch einen Titer unter 30⁰C und einen Jodwert von 15 oder niedriger aufweist, um hierdurch eine oberflächenmodifizierte Hydratmasse zu bilden, und das Mischen von bis zu 65 % dieser Hydratmasse, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hydratmasse und des Harzes, in ein thermoplastisches Harz vorsieht.

Erfindungsgemäß wird pulverisiertes Tonerde-hydrät mit etwa 0,2 bis 5 %, bezogen auf das Gewicht des Tonerde-hydrates, eines flüssigen Gemisches von Carbonsäuren mit einem Titer unter etwa 30⁰C kombiniert (Titer ist die Erstarrungstemperatur) . Gemische von gesättigten· Carbonsäuren, mit einem Jodwert von etwa 15 oder niedriger und vorzugsweise mit einem Jodwert von 12 oder niedriger werden bevorzugt. Ein besonders bevorzugtes Fettsäuregemisch hat einen Jodwert von etwa 3 oder niedriger und wird im Händel unter der Bezeichnung "Isostearinsäure" angeboten.

Gemische von gesättigten C. „-C-Q-Carbonsäuren sind geeignet, wobei gesättigte C₁g-C_2Q-Säuren bevorzugt werden. Die be-2.5 sonders bevorzugte Isostearinsäure stellt ein Gemisch von gesättigten, vorwiegend C-n-Carbonsäuren dar. Der Titer des Säuregemisches liegt vorzugsweise unter etwa 20⁰C und am besten bei etwa 8 bis 10⁰C.

Eine erfindungsgemäß hergestellte oberflächenmodifizierte ■ Tonerde-hydrat-Masse enthält vorzugsweise etwa 0,2 bis 2 % Isostearinsäure, bezogen auf das Gewicht des Hydrates. Eine besonders bevorzugte Tonerde-hydrat-Masse, die auch in den Beispielen erläutert wird, "enthält etwa 1 % Isostearinsäure.

Das pulverisierte Tonerde-hydrat weist vorzugsweise eine · mittlere Teilchengröße kleiner als etwa 15 -μπι auf, bevor-.

' *> fl ♦ 4 m * * τ

zugter kleiner als etwa 5 μια und besonders bevorzugt kiel-■ ner als etwa 2 μΐη. Besonders günstig ist es, wenn im wesentlichen das gesamte Tonerde-hydrat eine Teilchengröße kleiner als etwa 2 μπι hat, wobei eine nominale Teilchengröße von etwa 1 μπι gegeben ist. Das Tonerde-hydrat kann etwa 15 bis 35 Gew.-% Wasser enthalten, bestimmt durch einstündige Calzinierung bei 538°C (1.000⁰F).

Die oberflächenmodifizierte, mit Isostearinsäure überzogene Tonerde-hydrat-Masse wird mit einem thermischen Harz gemischt, um gefüllte thermoplastische Harzkompositmassen zu bilden.. Geeignete Harze sind Polyäthylen, Polypro- ■. pylen, Polyvinylchlorid und Gemische und Copolymerisate derselben. Bis zu etwa 190 Gewichtsteile, an thermoplastics schem Harz werden mit 100 Gewichtsteilen der überzogenen Hydratmasse abgemischt, um eine gefüllte thermoplastische Kompositmasse zu bilden. Gefüllte thermoplastische Massen, erfindungsgemäß hergestellt, verfügen über verbesserte Flexibilität, Schlagzähigkeit und besseres Aussehen, verglichen mit gefüllten Harzmassen, in welchen nichtmodifiziertes Tonerde-hydrat verwendet wird.

Zum Zwecke der Beschreibung soll sich hier der Begriff "Tonerde-hydrat" auf A1_?O, . χ H„O beziehen, wobei χ von 1 bis 3 variiert; mit anderen Worten, das Wasser des Tonerde-hydrats variiert zwischen 15 und 35 Gewichtsprozent des Tonerde-hydrats, bestimmt durch 1 stündige Calzinierung bei 528°C. Erfihdungsgemäß modifiziertes Tonerde-hydrat kann aus zahlreichen Quellen hergestellt werden, am üblichsten als das Produkt des bekannten Bayer-Verfahrens.

Der hier benutzte Begriff "thermoplastisches Harz" bezieht sich auf polymere Massen, die mehrere Male erhitzt und erweicht werden können, ohne eine grundlegende Veränderung in ihren Eigenschaften zu erfahren.

-δι Der Begriff "Isostearinsäure" wird hier, so benutzt, daß er nicht nur wörtlich auf 16-Methylheptadecansäure beschränkt ist/ sondern vielmehr in seiner weiteren Bedeutung benutzt wird, die normalerweise diese Namensgebung beinhaltet, im vorliegenden Fall also für Gemische aus gesättigten C..„-Fettsäuren der allgemeinen Formel C₁₇Ii₃₅COOH. Es gibt relativ komplexe Gemische von Isomeren, die bei Raumtemperatur flüssig sind und hauptsächlich der Reihe der methylverzweigten Vertreter angehören, welche gegensei-

.10 tig löslich und eigentlich untrennbar sind. Wenngleich die meisten der verzweigten Ketten insgesamt auch 18 Kohlenstoffatome enthalten, müssen nicht notwendigerweise sämtliche Moleküle exakt diese Anzahl aufweisen. Die Ket-. te wird hauptsächlich von Methyl gestellt, kann jedoch auch etwas Äthyl enthalten. Die Verteilung bzw. Verzweigung konzentriert sich typischerweise hauptsächlich zur Mitte der Kette hin, ist jedoch immer noch'ziemlich statistisch. Methoden zur Herstellung von Isostearinsäuren werden in den US-PSen 26 64 429 und 28 12 342 beschrieben. Eine Quelle für Isostearinsäure, die zur .

praktischen Durchführung der Erfindung geeignet ist, steht auf dem Markt von Emery Industries, Inc., unter der Bezeichnung Emersol 875 Isostearic Acid zur Verfugung. Typische Eigenschaften dieser Säure sind in folgender Ta--

25 belle zusammengestellt:

	Minimum	Maximum
Titer, ⁰C		10,0
Jodwert		3,0
Säurewert	191	201
Verseifungswert	197	. 294 ■■■
Molekulargewicht ca. 284

Das hier beschriebene oberflächenmodifizierte Tonerdehydrat, kann sehr wirtschaftlich hergestellt werden durch Homogenmischen oder Abmischen unter Anwendung von mehr.

1 oder weniger konventionellen Mitteln eines· kleinteiligen Tonerde-hydrats mit der geeigneten Menge an Isostearinsäure, um hierdurch auf die kleinteiligen Oberflächen einen Überzug aus Isostearinääure aufzubringen. Die Isostearinsäure ist bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit und kann so direkt auf das Tonerde-hydrat aufgebracht werden. Doppelkonusmischer, rotierende Tellermischer und Bandschnekkenmischer können ebenso angewendet werden wie Mittel- und Hochleistungs-PuIVermischvorrichtungen. Das überziehen kann bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen geschehen, je nachdem, was zweckmäßiger ist.

Die folgenden Beispiele und Tabellen dienen der. weiteren Erläuterung der Wirkungen, die die neuartigen, mit Isostearinsäure überzogenen Tonerde-hydrat-Massen hervorbringen, wenn sie als Füllstoffe in thermoplastischen Harzen " verwendet werden.

Beispiele

Ein Tonerde-hydrat, dessen Zusammensetzung in Tab. I angegeben ist, wurde für sämtliche Vergleichstests in diesen Bei-•25 spielen eingesetzt. Das Tonerde-hydrat, Hydral 710 (Aluminum Company of America) war - wenn angegeben - in einem PVC-Hochleistungspulvermischer (Welex) 15 min mit 1 % Isostearinsäure (Emery Industries, Emersol 875 Isostearic Acid) überzogen worden, wobei die Mischtemperatur auf 66°C steigen durfte.

	I

-10-
Tabelle

Typische. Zusammensetzung und Eigenschaften von Tonerde-hydrat (Hydral 710)

typische Eigenschaften

Al₂O₃	, Gew.-%	Gew.-%
SiQ₂,	Gew.-%	, Gew.-%
Fe₂O₃	, Gew.-%
Na₂O	(total),
Na 0	(löslich)

Feuchtigkeit (110⁰C), Gew.-%

64,7	0,224)
0,04	0,449)
0,01
0,45
0,10
0,3
8 - 14 (0,128 -
16-28 (0,256 -

Schüttdichte, lose, lb/ft

(g/cm³)

Schüttdichte, gepackt, lb/ft³

■ · ' (g/cm³) 15 '

spezifisches Gewicht, g/cm³ 2,40

spezifische'wirksame Oberfläche, m²./g 6-8

Teilchenverteilung, kumulativ, bestimmt im Elektronenmikroskop auf Gewichtsbasis

weniger als 2 μπι (%) 100 ■

weniger als 1 μπι. (%) ' 85

weniger als 0,5 \xm (%) 28

Beispiel 1

· ■

Wirkung des Isostearinsäureüberzugs auf Tonerdehydrat bezüglich der Schlagzähigkeit von gefüll- · tem Polypropylen

Tonerde-hydrat (Hydral 710 - Alcoa)· wurde in eine Polypropylenspezifikation eines hohen Schlagzähigkeitsgrades, Shell Chemical Company's 7328 (Schmelzfluß 2,0 dg/min, ASTM D1238-70) auf einem Labor-Zweiwalzenmahlwerk bei 199⁰C (39O⁰F)- 7 min lang eingemischt. Die bogenartige Masse wurde entfernt, gekühlt, granuliert, dann unter Kompression bei 193°C (380⁰F) zu 0,003 m (0,125 inch) starken .Testplätten ausgeformt. Die Schlagzähigkeit wurde gemäß ASTM D-256-78, Method A (Ausnahme, daß nicht gekerbt wurde), bestimmt.

03 ■ ' CO ■ tO to. · M h->

Ol O CJl O Ol O Cn

TABELLE II: Schlagzähigkeit von gefülltem Polypropylen

Tonerdehydrat Tonerde- Sauerstoffindex Schlagzähigkeit

(Teile je hydrat ASTM · Izod ' _ __

Test- ¹⁰° ^Teile Überzug D2863-77 ohne Kerben, ft.lb/in. /cm.kg/cm/

probi folypro- ' .

pylen)

C-5^b 45 kein .21 2,3 1.2,5j_/

C-6^b 45 1 % Isostearin- 21 3,3 /Jl ,95J

säure . ~

säure

a) nach ASTM D256-78, Method A, Ausnahme: Ohne Kerben

b) enthält auch 6 Teile Verstärkungsmineralfaser je
100 Teile Polypropylenharz

C-2 100 kein 24 ' 0,9 . ^"4

C-7 100 ■ 1 % Isostearin- 23,5 1,8 ' /~9,79/

CD CD OO

t. k ft

-12-Beispiel 2

Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften von Polypropylen durch mit Isostearinsäure oberflächenmodifiziertes T on er de-hy dr a t ; '

Die Methode des .Beispiels 1 wurde angewendet. Der Polypropylen-Basiskunststoff war' Shell Chemical Co.'s 7328, eine Spezifikation mit hoher Schlagzähigkeit.

10 ■ ■ · "

	ω cn	00 • ο	bO cn	to O '	mit	cn	O	Cn ' · i->	■ UL-94 VNT^e)	Zugfestigkeit (psi) ^N/mir an Streck- bei Dehnung	Bruch
		TABELLE	III: Physikalische	Kerbung ■		Eigenschaften von gefüllten Polypropylen		grenze
	Tonerde-r			0,43				2661 4,3
	hydrat^a) (Teile je	Tonerde hydrat		/2,33/	Sauerstgff- index '	Versa	2791	/1⁸ 1 ⁶I/
Test	100 Teile	Überzug	Izod-Schlagzähig- keit^CJ	0,51		gen	/19,52/	1984 15,7
probe	Polypro pylen¹	kein	ohne	/2,77/		Versa-	2590	r\ 3,88./
H-1	50 '		Kerbung	0,06	21 ,5	' gen	£18,13/	1604 1,0
		1%Isoste-	2,25	/0,32/		V-O	1604	/11,22/
G-2	50	arinsäure	/¹²'²i/	0,32	21 ,5		/11,22/	2071 1,0
		kein	5,1	/1,74/		V-O	2071	/14,49/
1-4	150		/27,74/	' 29,0		/14,49/
		1%Isoste-	0,19
1-9	150	arinsäure	/1,03/	26,5
		1 ,05
/5,71/

a) Hydral 710 (Alcoa)

b) Emersol 875 Isostearinsäure (Emery Industries)

c) Foot-pounds/inch /cm.kg/cm/ ASTM;D256-78, Method A

d) ASTM D-2863-77

e) Underwriters Laboratories Vertical Burn Test

f) ASTM;D638-77a

GO

GO CO CD OO CO

-H-

Man erkennt _r daß sich Dehnung und Schlagzähigkeit erhöhen bei dem gefüllten Polypropylen,- das das mit Isostearinsäure oberflächenmodifxzierte Tonerde-hydrat enthält.

.5 .

Beispiel 3

Eine Vergleichsbewertung wurde mit gefülltem Polyäthylen und Polypropylen bezüglich des Schmelzflußverlaufs in einem spiralförmigen Fließspritzformwerkzeug (spiral mold flow injection molder) durchgeführt. Das verwendete Polypropylen (PP) war Shell Chemical Co.-¹ s Spezifikation 7328 mit hoher Schlagzähigkeit und einem Schmelzfluß von 2,0 dg/g ASTM D1238-70, und das verwendete Polyäthylen (PE) war Super-Dylan 7180 von ARCO Polymers-mit einem Schmelz-■ index 18. Bei diesem Test lag die Formtemperatur bei 193-196⁰C (380-385⁰F), wobei der gleiche Spritzdruck in · sämtlichen Proben angewendet wurde.

co OI

co

bO'

cn

to ο CJI

cn

TABELLE IV:

Schmelzfluß von gefülltem
Polyäthylen und Polypropylen in spiralförmigem Formwerkzeug

Probe	Kunst stoff- ' harz	Tonerde hydrat (Teile je 100 Teile Harz)	Tonerde hydrat Überzug	Formfluß (m) (inch)	24, ί
N3B	PE	67	kein.	0,61	32,8
N2B	PE	67	1%Isoste- arinsäure	0,83	9,4
N6B	PE	150	kein	0,24	28,8
N5B	PE	150	1%Isoste^ arinsäure	0,73	9,4
N10A	PP	67	kein	0,24	T 0, 0
N9B	PP'	67	1%Isoste- arinsäure	0,25	6,2
N13B	PP	150	kein ·	0,16	■ 9,3
N12A	PP	150	1%Isoste- arinsäure	0,24

Aussehen

spröde, rauhe Oberfläche
glatt

viele Löcher, krümelig
glatt, spröde

rauhe Oberfläche, Löcher
gute Füllung

rauhe, große Luftlöcher,
rauhe Oberfläche

CD CD OO CO

Im allgemeinen trat ein bedeutend verbesserter Schmelzfluß bei dem gefüllten Polyäthylen und Polypropylen auf, wenn das Tonderde-hydrat mit Isostearinsäure oberflächenmodifi¹-ziert war. Sehr vereinfachend kann der verbesserte Schmelzfluß für das verbesserte Formgußfüllvermögen mit besseren Oberflächeneigenschaften,- wie Glanz und Glätte, verantwortlich gemacht werden.

10 . · Beispiel 4

Beeinflussung des Schmelzverarbeitungsverhaltens von starren PVC¹MaSsen durch Tonerdehydrate, die Isostearinsäure-Oberflächenüberzüge aufweisen - ■

15 . ■■■■"■■■'

Eine starre PVC-Vinylstandardmasse wurde gemäß folgender Formulierung hergestellt:

Komponente . Gewichtsteile

PVC-Harz (B.F.Goodrich Geon

103 EPF-7 6) - 100

Wärmestabilisator · 2

Verarbeitungshilfsmittel 1,5

Schlagzähigkeit-Modifizierungsmittel - 6,0

Titandioxid-Pigment 3,0

Gleitmittel (Calciumstearat und Polyäthylenwachs) · 3,0 .

. -■■■-■ .

Dieses Gemisch wurde mit Tonerde-hydrat (Hydral 710) zu 35 Teilen je 100 Teile Harz trocken homogen gemischt. Das trockene Blend wurde dann hinsichtlich des Schmelzfusions_or-Verhaltens in einem Tors ion srheometer bewertet. Ein Bra-

OO -

bender Plasticorder Torsionsrheometer (CW. Brabender, Hackensack, New Jersey) wurde verwendet. Die Fusionswerte wurden mit einem Rollkopf Nr. .6 unter folgenden Bedingungen erhalten:

J. λ. ' \..^:	Empfindlichkeit	-*»■♦ j, ·».* «	3136089
-17-	Dämpfung
Geschwindigkeit	1:5x5
Temperatur	6s. .
Beladung	50 Upm
228 ⁰C
55 g

Die·Ergebnisse sind in Tab. V zusammengefaßt.

TABELLE V : Schmelzfusionsverhalten von starren PVC-Massen, die Tonerde-hydrate enthalten

Probe

Zeit bis
z.Schmelzen
(min.)

Torsionsmoment b. Schmelzen (m-g)

Temp, beim Schmelzen

Zeit b. Verschmelzen (Fusion, min.) Torsionsmoment b.
Verschmelzen
(m-g)

Zeit bis z.
Stabilisieren
(m-g)

1oo Teile PVC +
3 5 Teile Tonerdehydrat , ο, 65

1oo Teile PVC +■
35 Teile Tonerdehydrat mit 1 %
Isostearinsäure o,6

88o

6 oo

172°C

171⁰C 2525

oo

6,5

8,8

Probe

Torsionsmoment b, Stabilisierung (m-g)

too Teile PVC +
35 Teile Tonerdehydrat ' , 13 5o

1oo Teile PVC +
35 Teile Tonerdehydrat mit 1 %
Isostearinsäure 13 5o.

Zeit bis Abbau (min.)

.8,4

1o,8

Die obigen Daten verdeutlichen, daß ein niedrigeres Schmelztors ion smoment beim Schmelzen und bei Fusion mit dem durch Isostearinsäure oberflächenmodifizierten Tonerde-hydrat ent-• wickelt wird. Bedeutsam ist auch die verbesserte thermische Stabilität"(längere Zeit bis zum Abbau) für die mit dem durch Isostearinsäufe oberflächenmodifizierten Tonerdehydrat gefüllten PVC-Massen.

10 Beispiel 5

Die Wirkungen von mit Isostearinsäure oberflächenmodifiziertem Tonerde-hydrat als Füllstoff in starren PVC-Massen wurden mit zwei Konzentrationen untersucht, 20 phr Teile Tonerde-hydrat je 100 Teile Harz) .und 40 phr. Blend's aus starrem PVC-Pulver wurden gemäß dem Beispiel 4 hergestellt.· Die Pulverblends wurden zu 0,08 m (3 inch) breiten Streifen mit einer Dicke von etwa 0,00089 m (0,035 inch). extrudiert. Der Extruder war ein 0,02 m (3/4 inch.) Einzelschnecken-Typ, der mit dem Törsionsrheometer in Verbindung stand. Die Extrusionstemperatur betrug 193-196°C (380-385⁰F).

Die physikalischen Eigenschaften der extrudierten Streifen sind in Tab. VI zusammengefaßt.

ω
cn

ω ο

to
ο

cn

TABELLE VI:

Physikalische Eigenschaften von starren PVC-Massen,
die Tonerde-hydrat enthalten

Probe

Tonerdehydrat (phr)

Dicke (m) (in) Dichte Zugfestigkeit Dart-Fall- Dehnung
(g/cm³) (psi) /N/mmV Schlagzähigkeit %

(In.lb/<7,oo1 in J
■ /cm kg/cm χ 10 /

W-1-29-1 kein 0,00081 0,032 (Kontrolle)

W-1-29-2 2o (nicht

überzogen) 0,00081 0,032

W-1-29-6 2o (1 % Isostearinsäure-über- . zug)

0,00091 0,036

W-1-29-3 4o (nicht

überzogen) 0,00094 0,037 1,51

1,41

1,54

1,14

7875
/55,12/

.
/"38,41 J '

,
C 41,6o

294o

j_ _
r\ , 36/

<o,32
/co, 145 J

0,65

£ ο,295J

0,27
/^0,123 7

125

8,4

« i I * I (

W-1-29-7 4o ( 1 % Isostearinsäure-Über zug)

0,00097 0,038 ,49

5326

[ 37,28 J

0,74
/"0,336 J

125

CO CT? CD; CO CD

Außerordentlich interessant ist die sehr geringe Dichte der starren PVC-Massen, die mit nichtüberzogenem Tonerde-hydrat gefüllt sind, verglichen mit der Dichte der gleichen Massen-, jedoch gefüllt mit durch Isostearinsäure oberflächenmodifiziertem Tonerde-hydrat. Die wesentlich niedrigere Dichte kann mit einer luftgeschäumten Struktur erklärt werden, die sich wahrscheinlich wegen der schlechten Verträglichkeit des nichtüberzogenen Tonerde-hydrats mit der PVC-Harzmatrix ergibt, d.h. eine nichtversetzte Oberfläche absorbiert .

Luftschalen, die mit dem nichtüberzogenen Tonerde-hydrat-Füllstoff verbunden sind. Das mit Isostearinsäure oberflächemodifizierte Tonerde-hydrat .ergibt eine gefüllte Kompositmasse einer Dichte, die mehr mit der aufgrund der anteiligen Dichteverhältnisse des Tonerde-hydrats (2,42

!5 g/cm³) und der PVC-Masse (1,37 g/cm³) zu erwartenden Dichte korrespondiert. Die bedeutend verbesserte Schlagzähigkeit, Zugfestigkeit und Dehnung der PVC-Massen, die ein mit Isostearinsäure oberflächenüberzogenes Tonerde-hydrat enthalten, im Vergleich zu gleichen Massen, die nur das nichtüberzogene Tonerde-hydrat enthalten, ist ebenfalls sehr bemerkenswert. ·

Die voranstehende Beschreibung nimmt Bezug auf eine besonders bevorzugte Ausführungsform. Der Fachmann erkennt, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Gegenstand und Ziel der Erfindung und der Ansprüche abzuweichen.

Claims

Alcoa Building, Pittsburgh, Pennsylvania, V.St.A. Patentansprüche

1. Oberflächenmodifizierte Tonerde-hydrat-Masse, die mit thermoplastischen Harzen verträglich ist, dadurch gekenn-25 zeichnet, daß. die Massen pulverisiertes Tonerde-hydrat mit einer mittleren Teilchengröße kleiner als etwa 15 μπι und etwa 0', 2 bis 5 %, bezogen auf das Gewicht des Tonerdehydrates, eines flüssigen Gemisches aus C₁ „—C„»-Carbonsäu

_ß—C„_Q-Carbonsäuren, mit einem Titer

ren, vorzugsweise
unter etwa 30⁰C und einem Jodwert von etwa 15 oder niedriger, vorzugsweise einem Jodwert von 12'oder niedriger, aufweist.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Säuregemisch Isostearinsäure enthält.

3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Titer dieses Säuregemisches unter etwa 20⁰C und

■ -2- und vorzugsweise bei etwa 8 bis TO⁰C liegt.

4. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 0,2 bis 2 %,' vorzugsweise 1 %, an

C_1f.-C^-Carbonsäuren enthält.

5. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Tonerde-hydrat eine mittlere Teilchengröße kleiner als etwa 5 um und vorzugsweise kleiner als etwa 2 um aufweist. . - ■

6. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, .daß

im wesentlichen das gesamte Tonerde-hydrat eine Teilchengröße kleiner als etwa 2 um aufweist. . ·

7. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Tonerde-hydrat etwa 15 bis 35 Gew.-% Wasser enthält, bestimmt durch 1 stündige Calzinierung bei 538°C (1.000⁰F).

8. Thermoplastische Harzkompositmasse, enthaltend etwa 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen.Harzes aus der Gruppe: Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, oder

Gemischen oder Copolymerisaten derselben, und bis zu etwa 25

19 0 Gewichtsteile der Masse nach einem der Ansprüche 1 bis

9. Kompositmasse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses thermoplastische Harz Polypropylen enthält.

10. Verfahren zum Dispergieren von pulverisiertem Tonerde-hydrat mit einer mittleren Teilchengröße kleiner als etwa 15 um in einem thermoplastischen Harz, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächeneigenschaften des Hydrates durch Abmischen des Hydrates mit 0,2 bis 5 Gew.-% eines Gemisches von C₁ „-C^-Carbonsäuren modifiziert werden, wobei das Säuregemisch einen Titer unter etwa 30°C und

einen Jodwert von etwa 15 oder niedriger aufweist, und eine oberflächenmödifizierte Hydratmasse gebildet wird und bis zu 65 % dieser Hydratmasse, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Hydratmasse und Harz, in ein thermoplastisches

5 Harz eingemischt werden.