DE3921210C1 - Multilayer granulate - comprises different thermoplastic polymers reactable with each other, bonded with thermoplastic adhesive - Google Patents

Multilayer granulate - comprises different thermoplastic polymers reactable with each other, bonded with thermoplastic adhesive

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    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material

Abstract

A multilayer granulate (I) is made from different thermoplastic polymers that can react with each other and are bonded together with a thermoplastic adhesive layer, (II). (II) is made from a functionalised olefin homo- and/or copolymer. USE/ADVANTAGE - (I) consists of layers of polyamide and ethylene/ vinyl alcohol polymers, which when melted together form a plastic with improved flexibility or insulating properties. (II) prevents the melt from crosslinking and forming a gel.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Granulat, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung zur Herstellung von Formkörpern.The invention relates to a multilayer granulate Process for its preparation and its use for Manufacture of molded articles.

Es ist bekannt, miteinander reagierende thermoplastische Polymere, beispielsweise Polyamide und Ethylen/ Vinylalkohol-Polymere, als Mischung in der Schmelze zu verarbeiten, um sich die Eigenschaften der einzelnen Komponenten zu nutze zu machen, beispielsweise um einerseits die Barriereeigenschaften von Polyamiden zu verbessern und andererseits die Flexibilität und die Zähigkeit von Ethylen/ Vinylalkohol-Polymeren zu verbessern.It is known to react thermoplastic with each other Polymers, for example polyamides and ethylene / Vinyl alcohol polymers, as a mixture in the melt too process to look at the characteristics of each To make use of components, for example, on the one hand improve the barrier properties of polyamides and on the other hand, the flexibility and toughness of ethylene / To improve vinyl alcohol polymers.

Bei der Verarbeitung derartiger Mischungen, beispielsweise zu Folien, nach bekannten Verfahren tritt nach einiger Zeit abhängig von der Massetemperatur und der Verweilzeit der Schmelze eine unerwünschte Vernetzung ein, die zu einer Gelbbildung führt, welche wiederum beispielsweise unbrauchbare Folien bedingt.When processing such mixtures, for example to films, according to known methods occurs after some time depending on the melt temperature and the residence time of the Melt an unwanted crosslinking that leads to a Yellowing leads, which in turn, for example due to unusable foils.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Granulat zu schaffen, das verschiedene, miteinander reagierende thermoplastische Polymertypen enthält, beispielsweise Polyamide und Ethylen/Vinylalkohol-Polymere, bei dessen Einsatz eine Reaktion dieser miteinander reagierenden Polymere vermieden wird.The invention has therefore set itself the task To create granules that are different, with each other contains reactive thermoplastic polymer types, for example polyamides and ethylene / vinyl alcohol polymers, when used, a reaction of these to one another reacting polymers is avoided.

Diese Aufgabe wird durch das Granulat des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the granules of claim 1 solved.

Die Erfindung beruht demgemäß auf der Feststellung, daß bei Verwendung eines mehrschichtigen Granulats aus verschiedenen miteinander reagierenden thermoplastischen Polymeren, wobei die miteinander reagierenden thermoplastischen Polymer­ typen durch eine thermoplastische, mit den zu verbindenden Polymertypen mindestens teilverträgliche polymere Haftschicht fest miteinander verbunden sind, zur Herstellung von Formkörpen aus der Schmelze, beispielsweise durch Extrusion, eine Reaktion der miteinander reagierenden Polymertypen weitgehendst vermieden wird, so daß die Eigenschaften der Einzelkomponenten erhalten bleiben.The invention is accordingly based on the finding that at Use of a multi-layer granulate from different  thermoplastic polymers reacting with one another, the thermoplastic polymer reacting with each other types by a thermoplastic, with those to be joined Polymer types at least partially compatible polymers Adhesive layer are firmly connected to each other for manufacture of moldings from the melt, for example by Extrusion, a reaction of the reacting with each other Polymer types is largely avoided, so that Properties of the individual components are retained.

Vorzugsweise besteht die Haftschicht aus einem funktionali­ sierten Olefinhomo- oder Copolymeren oder einer Mischung davon. Diese funktionalisierten Olefinhomo- und -copolymeren können beispielsweise aus Olefinen, insbesondere α-Olefinen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bestehen, wobei sich die Olefincopolymeren vorzugsweise aus Ethylen und einem oder mehreren α-Olefinen mit 2 bis 8 Kohlenstoff­ atomen zusammensetzen, wie Propylen, Buten-1, Hexen-1 oder Octenen als Comonomeren. Vorzugsweise beträgt der Schmelz­ index, gemessen bei 91°C 0,1 bis 30 g/10 Minuten, insbesondere 0,4 bis 4,0 g/10 Minuten.The adhesive layer preferably consists of a functionalized olefin homo- or copolymer or a mixture thereof. These functionalized olefin homopolymers and copolymers can consist, for example, of olefins, in particular α- olefins having 2 to 8 carbon atoms, the olefin copolymers preferably being composed of ethylene and one or more α- olefins having 2 to 8 carbon atoms, such as propylene, butene 1, hexene-1 or octenes as comonomers. The melt index, measured at 91 ° C., is preferably 0.1 to 30 g / 10 minutes, in particular 0.4 to 4.0 g / 10 minutes.

Die Olefinhomo- und -copolymeren tragen funktionelle Gruppen, welche beispielsweise mit Hydroxyl oder Aminogruppen zu reagieren vermögen, vorzugsweise sauer wirkende Gruppen, wie Carboxylgruppen oder Säurean­ hydridgruppen. Die Einführung dieser Gruppen in die Olefinhomo- und -copolymeren kann durch Aufpfropfen oder durch Einbau in das Grundgerüst erfolgen, beispielsweise unter Verwendung von Maleinsäureanhydrid, bzw. Acrylsäure oder Methacrylsäure als Copolymere. Es können auch Gemische dieser Homo- und Copolymeren verwendet werden, wobei die sauren Gruppen teilweise durch geeignete Kationen neutralisiert sein können. Zum Pfropfen werden Maleinsäure und/oder Fumarsäure und zum Einpolymerisieren Acrylsäure und Derivate davon bevorzugt.The olefin homo- and copolymers carry functional ones Groups, for example with hydroxyl or Amino groups are able to react, preferably acidic active groups, such as carboxyl groups or acids hydride groups. Introducing these groups into the Olefin homo- and copolymers can be grafted on or by installation in the basic structure, for example using maleic anhydride or acrylic acid or methacrylic acid as copolymers. Mixtures can also be used of these homo- and copolymers are used, the acidic groups partly through suitable cations can be neutralized. Maleic acid is used for grafting and / or fumaric acid and for polymerizing acrylic acid and  Derivatives thereof preferred.

Handelsübliche Typen dieser Copolymeren enthalten die funktionellen Gruppen in Mengen von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere von 0,3 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Olefin­ homo- oder -copolymere. Bevorzugt eingesetzt werden Copolyolefine aus Ethylen und Propylen mit einem Propylen­ anteil von 15 bis 40 Gew.-%, die mit Acrylsäure oder Maleinsäureanhydrid funktionalisiert worden sind.Commercial types of these copolymers contain the functional groups in amounts of 0.1 to 5.0% by weight, in particular from 0.3 to 3.0% by weight, based on the olefin homo- or copolymers. Preferably used Copolyolefins from ethylene and propylene with a propylene proportion of 15 to 40 wt .-%, with acrylic acid or Maleic anhydride have been functionalized.

Die sauren Gruppen können ganz oder teilweise neutralisiert sein, beispielsweise mit Na⁺, Zn++ oder dergleichen, insbesondere 0,5 bis 10 Gew.-% und ganz bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Mono- oder Copolyolefin.The acidic groups can be completely or partially neutralized, for example with Na⁺, Zn ++ or the like, in particular 0.5 to 10% by weight and very preferably 0.1 to 5% by weight, based on the mono- or Copolyolefin.

Ferner können Mischungen aus modifizierten und nichtmodi­ fizierten Trennschicht-Basispolymeren verwendet werden.Mixtures of modified and non-modes can also be used Fitted separating layer base polymers can be used.

Die in der erfindungsgemäßen Granulaten als Trennschichten eingesetzten funktionalisierten Olefinhomo- oder -copolymeren sind bekannte Materialien.The separating layers in the granules according to the invention functionalized olefin homo- or copolymers are known materials.

Die miteinander reagierenden thermoplastischen Polymertypen bestehen insbesondere aus Polyamiden und Ethylen/Vinyl­ alkohol-Polymeren und können übliche Additive und Füllstoffe enthalten.The thermoplastic polymer types that react with each other consist in particular of polyamides and ethylene / vinyl alcohol polymers and can use common additives and fillers contain.

Die erfindungsgemäßen Granulate können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden, indem Schichten aus den miteinander reagierenden (und gegebenenfalls nichtreagie­ renden) Polymertypen und den die Trennschichten bildenden Materialien hergestellt werden, worauf diese Schichten unter solchen Bedingungen vereinigt werden, daß festhaftende laminierte Stränge erhalten werden, beispielsweise durch Einwirken von Wärme und Druck. Die erhaltenen Schichtgebilde werden dann in üblicher Weise zu Granulaten zerkleinert, wobei jedoch auch größere Teile als Granulate gegebenenfalls als Formmaterialien eingesetzt werden können.The granules according to the invention can per se known methods are made by layers of the reacting (and possibly non-reacting) polymer types and those forming the separating layers Materials are made on top of these layers such conditions are united that adherent laminated strands can be obtained, for example, by Exposure to heat and pressure. The received Become layered structures  then crushed into granules in the usual way, whereby however also larger parts than granules if necessary Molding materials can be used.

Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Granulate durch Extrudieren und insbesondere durch eine Koextrusion, beispielsweise in der Weise, daß man die Komponenten separat aufschmilzt, die Schmelzen in einem Koextrusionswerkzeug in bekannter Weise derart schichtet, daß beispielsweise am Austritt des Koextrusionswerkzeuges ein Strang mit einem Kern aus einem Polymeren und einer Umhüllung aus einem zweiten, mit dem Kern reagierenden Polymeren und zwischen Kern und Umhüllung ein drittes Polymeres, welches die Trennung der beiden miteinander unverträglichen Polymeren bewirkt, erscheint. Dieser polymere Schmelzstrang wird dann nach dem Erstarren in bekannter Weise granuliert, beispielsweise durch Schneiden, es kann jedoch auch ein Heißabschlag direkt an der Düsenplatte erfolgen.The granules are preferably produced by Extruding and especially by coextrusion, for example in such a way that the components are separated melts, the melts in a coextrusion tool known layers in such a way that, for example, on Exit of the coextrusion die with one strand Core made of a polymer and a sheath made of one second core reacting polymers and between Core and shell of a third polymer, which the Separation of the two mutually incompatible polymers causes appears. This polymeric melt strand is then granulated in a known manner after solidification, for example by cutting, but it can also be a Hot blow off directly on the nozzle plate.

In dem erfindungsgemäßen Granulat sind miteinander reagierende thermoplastische Polymertypen durch dazwischen liegende Trennschichten chemisch getrennt, jedoch mit dieser fest verbunden.In the granules according to the invention are together reactive thermoplastic polymer types by in between horizontal separating layers chemically separated, but with this firmly connected.

Dieses Granulat kann zur Herstellung von Formkörpern verwendet werden, beispielsweise durch Extrusion, Spritz­ gießen, Rotationsgießen oder Extrusionsformblasen.This granulate can be used to manufacture molded articles can be used, for example by extrusion, injection casting, rotational molding or extrusion molding.

Die unter Einsatz der erfindungsgemäß hergestellten Granulate erhaltenen Förmkörper sind multifunktionell, wobei die Eigenschaften sowohl durch das verwendete Kern- als auch durch das Hüllenmaterial bestimmt werden.Those using the according to the invention Shaped bodies obtained are multifunctional, wherein the properties of both the core and be determined by the shell material.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Granulate besteht darin, daß das Mengenverhältnis der miteinander reagierenden polymeren Komponenten in einem weiteren Schmelzdurchgang, vorzugsweise bei der Verarbeitung, in beliebiger Weise durch Zumischen einer der Komponenten oder eines mit ihr nichtreagierenden weiteren Polymeren verändert und dem Eignungsprofil der Fertigteile angepaßt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Polymere, das die Hülleschicht bildet, zugemischt.An advantage of the granules according to the invention is that that the quantitative ratio of the reacting with each other polymeric components in a further melt pass,  preferably in processing, in any way Mix in one of the components or one with it non-reactive other polymers changed and the Suitability profile of the finished parts can be adjusted. In a preferred embodiment is the polymer that the Sheath layer forms, mixed.

Formkörper, die auf bekannte Weise durch Extrusion, Spritz­ gießen oder Rotationsgießen aus dem erfindungsgemäßen Granulat hergestellt werden, zeigen überraschender Weise sehr gute Sperrwirkungen gegen Flüssigkeiten, Gase oder Dämpfe, obwohl sie in der Regel keinen durchgehenden mehr­ schichtigen Aufbau zeigen.Shaped body in a known manner by extrusion, injection pour or rotational molding from the invention Granules are produced, surprisingly show very good barrier effects against liquids, gases or Vapors, although they usually no longer run continuously show layered structure.

Folien, die aus den erfindungsgemäßen Granulaten hergestellt werden, insbesondere solchen, die Polyamide und Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere enthalten, zeigen eine stark erhöhte Barrierewirkung im Vergleich zu reinen Polyamidfolien.Films made from the granules according to the invention are, especially those, the polyamides and Containing ethylene / vinyl alcohol copolymers show a strong increased barrier effect compared to pure Polyamide films.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.

Beispielexample

Auf einer Koextrusionsanlage wurde in Extruder a) ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer der Fa. Kuraray (Typ Eval EP-F) auf Extruder b) ein gepfropftes Polyethylen der Fa. Mitsui (Typ ADMER L2000) und in Extruder c) ein Polyamid-6 der Fa. EMS-Chemie (Typ Grilon F40) aufgeschmolzen. Die drei aufgeschmolzenen Materialien wurden in einem Koextrusions­ werkzeug so geschichtet, daß das Eval als Kernmaterial, das PA als äußere Umhüllung und das gepfropfte PE als Haftvermittlerschicht zwischen Kern und äußerer Umhüllung als Rundstrang von 3 mm Durchmesser das Werkzeug verließen. Dieser Rundstrang wurde in Wasser abgekühlt und in Linie nach bekanntem Verfahren granuliert. Die Granulatlänge betrug 2,5 mm.On a coextrusion line, extruder a) was used Ethylene vinyl alcohol copolymer from Kuraray (type Eval EP-F) on extruder b) a grafted polyethylene from Mitsui (type ADMER L2000) and in extruder c) a polyamide-6 from the company EMS-Chemie (type Grilon F40) melted. The three melted materials were in a coextrusion layered so that the Eval as the core material, the PA as the outer covering and the grafted PE as Adhesion promoter layer between the core and the outer covering leave the tool as a round strand with a diameter of 3 mm. This round strand was cooled in water and in line  granulated by a known method. The length of the granules was 2.5 mm.

Die Schichtdicken wurden so eingestellt, daß 80 Gew.-% Eval, 10 Gew.-% Polyamid-6 und 10 Gew.-% aufgepfropftes Polyethylen vorlagen. Dieses Granulat wurde dann in einem Anteil von 37,5 Gew.-% zu Polyamid-6 F40 zugemischt und Blasfolien nach bekanntem Verfahren hergestellt. Es wurde geprüft, wie lange diese Mischung ohne Vernetzung im Extruder und Werkzeug gefahren werden kann. An den so hergestellten Folien wurde die Sauerstoffpermeation gemessen.The layer thicknesses were adjusted so that 80% by weight Eval, 10% by weight of polyamide 6 and 10% by weight of grafted polyethylene templates. This granulate was then in a proportion of 37.5% by weight mixed with polyamide-6 F40 and blown films after known method. It was checked how long this mixture without cross-linking in the extruder and mold can be driven. On the foils thus produced measured the oxygen permeation.

VergleichsbeispielComparative example

Zum Vergleich wurde dem Standard-Granulat Polyamid-6 ein Anteil von 30 Gew.-% Eval EP-F zugesetzt und in gleicher Weise zu Folien verarbeitet.For comparison, the standard granulate was polyamide-6 Proportion of 30 wt .-% Eval EP-F added and in the same Processed into foils.

Claims (13)

1. Mehrschichtiges Granulat aus verschiedenen, miteinander reagierenden thermoplastischen Polymertypen, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander reagierenden thermo­ plastischen Polymertypen durch eine thermoplastische, mit den zu verbindenden Polymertypen mindestens teilver­ trägliche polymere Haftschicht verbunden sind.1. Multi-layer granules of different, mutually reacting thermoplastic polymer types, characterized in that the mutually reacting thermoplastic polymer types are connected by a thermoplastic, with the polymer types to be bonded at least partially compatible polymer adhesive layer. 2. Granulat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht aus einem funktionalisierten Olefinhomo- oder -copolymeren oder einer Mischung davon besteht.2. Granules according to claim 1, characterized in that the Adhesive layer from a functionalized olefin homo- or  -copolymers or a mixture thereof. 3. Granulat nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht aus einem Olefin­ homopolymeren aus Olefinen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und die Olefincopolymeren aus 2 oder mehreren der genannten Monomeren und insbesondere aus Ethylen und Olefinen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, insbesondere α-Olefinen, vorzugsweise Ethylen und Propylen, bestehen.3. Granules according to claims 1 to 2, characterized in that the adhesive layer of an olefin homopolymer from olefins with 2 to 8 carbon atoms and the olefin copolymers from 2 or more of the monomers mentioned and in particular from ethylene and olefins with 3 to 8 carbon atoms, in particular α- olefins, preferably ethylene and propylene, exist. 4. Granulat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht aus einem Olefin­ homo- oder Copolymeren oder Mischungen davon besteht, wobei die funktionellen Gruppen aus sauren Gruppen be­ stehen, welche auf die Olefinhomo- oder -copolymeren auf­ gepfropft sind und/oder in diesen als Kettenglieder ent­ halten sind.4. Granules according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the adhesive layer from an olefin homo- or copolymers or mixtures thereof, where the functional groups from acidic groups be stand, which on the olefin homo- or copolymers are grafted and / or ent in these as chain links are holding. 5. Granulat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefinhomo- oder -copolymere einpolymerisierte und/oder aufgepfropfte Monomereinheiten mit Carboxyl- oder Säure­ anhydridgruppen enthält.5. Granules according to claim 4, characterized in that the Polymerized and / or copolymerized olefin homo- or copolymers grafted monomer units with carboxylic or acid contains anhydride groups. 6. Granulat nach den Ansprüchen 4 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Polymere der Haftschicht ein Copolymeres aus Ethylen und höheren α-Olefinen, insbesondere Propylen, Buten-1, Hexen-1 und/oder Octenen ist, und insbesondere mit Maleinsäuren gepfropft ist.6. Granules according to claims 4 to 5, characterized in that the polymer of the adhesive layer is a copolymer of ethylene and higher α- olefins, in particular propylene, butene-1, hexene-1 and / or octenes, and in particular grafted with maleic acids is. 7. Granulat nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die miteinander reagierenden thermo­ plastischen Polymertypen aus Polyamiden und Ethylen/ Vinylalkohol-Polymeren bestehen. 7. Granules according to claims 1 to 6, characterized records that the reacting thermo plastic polymer types made of polyamides and ethylene / Vinyl alcohol polymers exist.   8. Granulat nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die miteinander reagierenden thermo­ plastischen Polymertypen übliche Additive und Füllstoffe enthalten.8. Granules according to claims 1 to 7, characterized records that the reacting thermo plastic polymer types common additives and fillers contain. 9. Verfahren zur Herstellung von Granulaten gemäß den An­ sprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß miteinan­ der reagierende thermoplastische Polymertypen und thermoplastische polymere Haftschichtmaterialien gemäß den vorstehenden Ansprüchen zu Schichten verformt, die gebildeten Schichten aus miteinander reagierenden thermoplastischen Polymertypen mit den Trennschichten verbunden und die erhaltenen Gebilde zu Granulaten zerkleinert werden.9. Process for the production of granules according to the An sayings 1 to 8, characterized in that miteinan the reactive thermoplastic polymer types and thermoplastic polymer adhesive layer materials according to deformed the preceding claims into layers that formed layers of reacting with each other thermoplastic polymer types with the separating layers connected and the structures obtained to granules be crushed. 10. Granulat nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es ein dreischichtiges Granulat aus einem reaktiven thermoplastischen Polymeren als Kern, einer Haftschicht und einer Hülle aus einem anderen mit dem Kern reagierenden thermoplastischen Polymertyp ist.10. Granules according to claims 1 to 9, characterized characterized in that it consists of a three-layer granulate a reactive thermoplastic polymer as the core, with an adhesive layer and a shell from another thermoplastic polymer type reacting to the core is. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung durch Extrudieren durchgeführt wird.11. The method according to claim 9, characterized in that the deformation is carried out by extrusion. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformen durch Koextrusion durchgeführt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that the molding is carried out by coextrusion. 13. Verwendung der Granulate gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 zur Herstellung von Formkörpern.13. Use of the granules according to claims 1 to 8 for the production of moldings.
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