DE4310641C1 - Verwendung von stabilisatorfreiem Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) zur Herstellung von Hohlkörpern - Google Patents
Verwendung von stabilisatorfreiem Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) zur Herstellung von HohlkörpernInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von stabilisatorfreiem
Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) zur Herstellung von
Hohlkörpern, insbesondere Kunststoff-Kraftstoff-Behältern.
HDPE, welches zur Stabilisierung gegen Oxidation und thermischen
Abbau bei der Verarbeitung Additive bzw. Stabilisatoren enthält,
wird in großem Umfang zur Herstellung von Hohlkörpern, z. B. Fässern,
Containern, Kanistern, Flaschen und insbesondere auch
Kunststoff-Kraftstoff-Behältern (KKB) eingesetzt.
Die so erhältlichen Kunststoff-Kraftstoffbehälter haben sich in
der praktischen Anwendung über viele Jahre bewährt; es wäre jedoch
wünschenswert, für einige spezielle Anforderungen das Eigenschaftsspektrum
zu optimieren. So ist beispielsweise die Permeabilität
gegenüber methanolhaltigen Treibstoffen nicht in vollem
Umfang zufriedenstellend, weshalb hier Verbesserungen wünschenswert
wären.
Es ist bekannt, Kunststoff-Kraftstoff-Behälter (KKB) im Verlaufe
ihrer Herstellung (in-line) oder anschließend (off-line) einer
Behandlung mit reaktiven Gasen (insbesondere fluorhaltigen Gasen
zu unterwerfen, um die Sperrwirkung gegenüber Kraftstoffen (insbesondere
solchen die Methanol enthalten) zu verbessern; die so
erhältlichen Produkte sind jedoch hinsichtlich der Langzeitstabilität
der Sperrwirkung noch nicht in vollem Umfang zufriedenstellend.
Zur Ermittlung des Langzeitverhaltens der Sperrwirkung eines KKB
wurde der sogenannte "Slosh-Test" eingeführt. Dabei wird ein mit
Treibstoff gefüllter KKB innerhalb eines Zeitraums von 53 Tagen
eine Million mal hin- und hergekippt und anschließend die
Permeation erneut gemessen.
KKB's auf der Basis von additivhaltigen HDPE, die mit reaktiven
Gasen behandelt wurden, zeigen einen deutlichen Abfall der Sperrwirkung
bei ständiger Bewegung in Kontakt mit Kraftstoffen, was
unerwünscht ist.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die
vorstehend geschilderten Probleme zu vermeiden und verbesserte
KKB zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem man zur Herstellung
von Hohlkörpern, insbesondere KKB, ein stabilisatorfreies
PE-HD verwendet.
Stabilisatorfrei heißt in diesem Zusammenhang, daß das PE-HD keines
der üblichen Additive wie niedermolekulare UV-Stabilisatoren
oder thermische Stabilisatoren enthält.
Für die erfindungsgemäße Verwendung geeignetes PE-HD kann in
Pulver-, Grieß- oder Granulatform vorliegen und weist üblicherweise
eine Dichte im Bereich von 0,93 bis 0,98 g/cm³, vorzugsweise
von 0,94 bis 96 g/cm³ und einem Schmelzindex (gemessen nach
ISO 1133 bei 190°C und einer Belastung von 21,6 kg) im Bereich von
2 bis 20, vorzugsweise 3 bis 12 g/10 min auf.
Die Herstellung derartiger Polyethylene ist an sich bekannt und
in der Literatur beschrieben, so daß sich hier detailiertere Angaben
erübrigen. Kommerziell sind entsprechende Produkte, beispielsweise
unter der Bezeichnung LUPOLEN® von BASF
Aktiengesellschaft erhältlich.
Die Herstellung solcher Produkte erfolgt im allgemeinen durch
Nieder- oder Mitteldruckpolymerisation mit metallhaltigen
Katalysatoren, z. B. Ziegler-Natta-Katalysatoren oder Phillips
Katalysatoren auf der Basis von chromhaltigen Verbindungen.
Die Polymerisationsreaktion selbst kann in Gasphase, Lösung
oder in Suspension durchgeführt werden.
Das Produkt fällt dabei je nach Aufarbeitung bzw. Reaktionsführung
als Pulver, Grieß oder Granulat an; auf die erfindungsgemäße
Verwendung hat die physikalische Erscheinungsform keinen Einfluß.
Die Herstellung der Hohlbehälter aus dem vorstehend beschriebenen
PE-HD erfolgt üblicherweise durch Blasformen, d. h. durch Verformen
eines schlauchförmigen Verformlings aus dem Polymeren gegen
eine vorgegebene äußere Form. Entsprechende Verfahren sind dem
Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, so daß sich
hier detailliertere Angaben erübrigen. Wegen der gewissen Instabilität
des erfindungsgemäß verwendeten stabilisatorfreien PE-HD
sollte die Verarbeitung unter Ausschluß von Sauerstoff, d. h.
unter Schutzgas, Edelgase wie bzw. Argon, CO₂ oder Stickstoff,
vorgenommen werden, bis die Schmelze bzw. der Hohlkörper ausreichend
abgekühlt ist.
Zur Verringerung der Permeabilität kann eine Behandlung mit reaktiven
Gasen, wie sie z. B. in US 3 862 284 beschrieben wird, vorgenommen
werden. Hierbei hat sich insbesondere eine Behandlung
mit Fluor bzw. fluorhaltigen Gasen bewährt.
Diese kann grundsätzlich während der Herstellung des Hohlkörpers
(in-line) oder anschließend erfolgen. Bei der in-line-Behandlung
wird der noch in der Form befindliche Hohlkörper einer Atmosphäre,
die das reaktive Gas enthält, ausgesetzt.
Bei der off-line-Behandlung erfolgt eine Behandlung des abgekühlten
Hohlkörpers mit einem reaktiven Gas.
Die durch die erfindungsgemäße Verwendung erhältlichen Hohlkörper,
insbesondere KKB weisen gegenüber entsprechenden Hohlkörpern
aus additiv- bzw. stabilisatorhaltigem PE-HD ein deutlich verbessertes
Langzeitverhalten der Permeabilität, insbesondere gegenüber
Kraftstoffen, auf.
Aus einem additivfreien HDPE mit einem Schmelzindex (MFI) von
6,2 g/10 min (190°C; 21,6 kg) und einer Dichte von 0,945 g/cm³
wurden auf an sich bekannte Weise durch Blasformen KKB hergestellt.
Diese wurden mit reaktiven Gasen wie in US-PS 3 862 284
beschrieben, behandelt.
Die so erhältlichen fluorierten KKB wurden hinsichtlich ihrer
Permeabilität gegenüber bleifreiem Normalbenzin, welches 5 Vol.-%
Methanol, 2,5 Vol.-% Ethanol und 0,1 Vol.-% Wasser enthielt, untersucht
- und zwar vor und nach der Durchführung des einleitend beschriebenen
Slosh-Tests.
Zum Vergleich wurde ein KKB aus einem additivhaltigen PE-HD hergestellt,
entsprechend behandelt und das Langzeitverhalten der
Sperrwirkung untersucht.
stabilisatorfreies PE-HD:
vor Slosh-Test: <0,1 g/d
nach Slosh-Test: <0,1 g/d
nach Slosh-Test: <0,1 g/d
stabilisatorhaltiges PE-HD:
vor Slosh-Test: <0,1 g/d
nach Slosh-Test: <0,4 g/d
nach Slosh-Test: <0,4 g/d
Claims (3)
1. Verwendung von stabilisatorfreiem Polyethylen hoher Dichte
(PE-HD) zur Herstellung von Hohlkörpern.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Hohlkörper Kunststoff-Kraftstoff-Behälter
sind.
3. Kunststoff-Kraftstoff-Behälter, hergestellt unter Verwendung
von stabilisatorfreiem Polyethylen hoher Dichte.
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