DE602004012390T2

DE602004012390T2 - Polymerzusammensetzung mit verbesserter Steifigkeit und Schlagzähigkeit

Info

Publication number: DE602004012390T2
Application number: DE602004012390T
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr. Reichelt; Tung Dr. Pham; Markus Dipl.-Ing. D Gahleitner
Original assignee: Borealis Technology Oy
Current assignee: Borealis Technology Oy
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2024-04-21
Also published as: EP1589070B1; DE602004012390D1; ES2301893T3; EP1589070A1; ATE388992T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Polymerzusammensetzung mit einem verbesserten Gleichgewicht mechanischer und thermomechanischer Eigenschaften. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Polymerzusammensetzung, die Polypropylen, ein nicht-olefinisches Polymer, einen Verträglichmacher und einen anorganischen Füllstoff enthält. Die neue Polymerzusammensetzung zeigt hohe Steifheit, Schlagfestigkeit und Durchbiegetemperatur bei Belastung.
Technologischer Hintergrund
Die Nachfrage nach Polymermaterialien, die verschiedene und häufig im Gegensatz zueinander stehende Eigenschaften vereinigen, wie hohe Steifheit und Zähigkeit oder Oberflächenpolarität und Beständigkeit gegen Lösemittel, wächst auf dem Markt. Eine mögliche Annäherung zum Lösen dieses Problems sind Polymermischungen, die aus zwei oder mehr chemisch verschiedenen Polymeren bestehen. Aufgrund seines breiten Anwendungsbereichs ist Polypropylen ein idealer Kandidat zur Bildung einer der Komponenten in einer solchen Polymermischung. Eine polarere Komponente, die der Mischung zusätzliche Eigenschaften liefert, wird dann eine bevorzugte zweite Komponente sein, was zu Materialien mit kombinierten Eigenschaftsprofilen führt.
Der Markt erfordert Polypropylenmischungen mit erhöhter Schlagfestigkeit in Kombination mit hoher Steifheit und Durchbiegetemperatur bei Belastung, was beim üblichen Compoundieren von Propylen-Ethylen-Copolymeren mit schlagzähmachenden Hilfsstoffen und mineralischen Füllstoffen nicht erreichbar ist. Produkte, welche diese Beschränkungen überwinden, sind im Markt eingeführt worden, z. B. die HIVALLOY-Polymermischungsfamilie (Basell), die in der Industrie Beschränkungen unterlag und daher nicht rasch angenommen wurde.
Aufgabe der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Polymerzusammensetzung mit einem verbesserten Gleichgewicht von Steifheit, Schlagfestigkeit und Durchbiegetemperatur bei Belastung bereitzustellen. Die Polymerzusammensetzung soll Steifheit und Schlagfestigkeit bei Umgebungstemperaturen und niedrigen Temperaturen und eine Durchbiegetemperatur bei Belastung haben, die wenigstens etwa den gleichen Wert haben wie die entsprechenden Werte des Polypropylens, das Teil der Polymerzusammensetzung ist, während wenigstens ein Parameter höher sein soll als der entsprechende Parameter des Polypropylens.
Weitere Aufgaben der Erfindung sind Verfahren zum Herstellen der vorstehenden Polymerzusammensetzungen.
Die vorstehende Aufgabe ist gelöst durch eine Polymerzusammensetzung, umfassend
50 bis 90 Gew.-% eines Propylenpolymers mit einer Kristallisationstemperatur T_krist ≥ = 117°C, bevorzugt ≥ = 125°C, wobei das Propylenpolymer ein Propylenhomopolymer und/oder ein -copolymer, das bis zu 10 Gew.-% Ethylen und/oder C₄- bis C₈-α-Olefine enthält, ist,
4 bis 35 Gew.-% eines thermoplastischen nicht-olefinischen Polymers mit einem Biegemodul größer als das Propylenpolymer,
0,5 bis 10 Gew.-% eines Verträglichmachers, der wenigstens ein Copolymer umfasst, worin wenigstens eines der Comonomere Propylen oder eine der Monomereinheiten des nicht-olefinischen Polymers ist,
4,5 bis 45 Gew.-% einer dispersen Phase mit einer mittleren Teilchengröße ≤ 1 μm, die aus dem thermoplastischen nicht-olefinischen Polymer und dem Verträglichmacher besteht,
5 bis 45 Gew.-% eines Mineralfüllstoffes mit einer mittleren Teilchengröße ≤ 1 μm.
Polymermischungen auf Basis von hoch kristallinem Polypropylen, einem anderen nicht-olefinischen Polymer und einem mineralischen Füllstoff, in welchen die mittleren Teilchengrößen von sowohl der dispersen Polymerphase als auch des mineralischen Füllstoffs unter 1 μm sind, haben sich als insbesonders vorteilhafte Eigenschaften aufweisend erwiesen. Solche Zusammensetzungen vereinigen hohe Steifheit und Durchbiegetemperatur bei Belastung mit hoher Zähigkeit und gutem Oberflächenaussehen.
Das für die Polymerzusammensetzung gemäß der Erfindung verwendete Propylenpolymer ist ein hoch kristallines (T_krist ≥ = 117°C) Propylenhomopolymer oder Propylencopolymer oder Mischungen davon. Falls das Propylenpolymer ein Propylencopolymer umfasst, enthält das Copolymer bis zu 10 Gew.-% Ethylen und/oder C₄- bis C₈-α-Olefine. Unter möglichen Comonomeren sind Ethylen und 1-Buten bevorzugt.
Die Polymerzusammensetzungen der Erfindung werden bevorzugt für die Extrusion und das Spritzgießen verwendet. Daher liegt die bevorzugte Schmelzfließgeschwindigkeit für die Polymerzusammensetzung in dem Bereich von 0,1 bis 60 g/10 min. Dies ist auch der bevorzugte MFR-Bereich für das Propylenpolymer.
Da die Polymerzusammensetzungen eine hohe Steifheit haben sollen, ist es bevorzugt, Propylenpolymere zu verwenden, die bereits eine ziemlich hohe Steifheit haben.
Gemäß einer Ausführungsform kann dies erreicht werden durch Verwenden von kristallinen Propylenpolymeren mit einer Isotaktizität IRτ von ≥ 96%, bevorzugt ≥ 97,5%.
Die IRτ einen Propylenpolymers wird bestimmt durch Infrarotspektroskopie und berechnet, wie in EP 0 277 514 A2 auf Seite 3 (insbesondere Spalte 3, Zeile 37 bis Spalte 4, Zeile 30) und Seite 5 (Spalte 7, Zeile 53 bis Spalte 8, Zeile 11) beschrieben.
Die Kristallinität von Propylenpolymeren kann auch durch Keimbildung, d. h. durch Zugabe geeigneter Keimbildner, erhöht werden. Daher kann das für die vorliegende Erfindung verwendete Propylen geeignete Keimbildner, bevorzugt α-Keimbildner, enthalten. Im Allgemeinen wird beobachtet, dass die Zugabe von α-Keimbildnern zu Propylenpolymeren ihre Steifheit erhöht, während die Zugabe von β-Keimbildnern – obwohl die Kristallinität wie mit α-Keimbildnern erhöht wird – die Steifheit von Propylenpolymeren erniedrigt. Im Allgemeinen sind die Wirkungen auf die Schlagfestigkeit der verschiedenen Keimbildungstechniken umgekehrt, d. h. die α-Keimbildung erniedrigt die Schlagfestigkeit, die β-Keimbildung erhöht die Schlagfestigkeit.
Die α-Keimbildung ist daher zum Zweck eines hohen Absolutwerts der Steifheit bevorzugt; die Aufgabe der Erfindung, d. h. das Erreichen eines höheren Gleichgewichts von mechanischen und thermomechanischen Parametern als das zugrundeliegende Problempolymer, wird jedoch auch mit der β-Keimbildung erreicht.
Geeignete α-Keimbildner umfassen Talk mit einer Teilchengröße von 0,01 bis 1,0 μm, Natriumbenzoat, Natrium-2,2'-methylenbis(4,6-di-t-butylphenyl)phosphat, Natriumbis(4-t- butylphenyl)phosphat, 1,3,2,4-Di(3',4'-dimethylbenzyliden)sorbit und "ADK STAB NA21 E", erhältlich von Asahi Denka Kogyo (Japan).
Wenn Talk als Keimbildner verwendet wird, ist er gewöhnlich in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew.-% vorhanden, was eine wirksame Menge für die α-Keimbildung ist, aber keine ausreichende Menge ist, wo Talk bereits als Füllstoff wirkt.
Die für die vorliegende Erfindung verwendeten Propylenpolymere sind daher gekennzeichnet durch eine Kristallisationstemperatur T_krist von wenigstens 117°C, bevorzugt von wenigstens 125°C. Solch hohe Kristallisationstemperaturen sind gewöhnlich mit hoher Isotaktizität und einer vergleichsweise breiten Molekulargewichtsverteilung verbunden, was beides Faktoren sind, die auch eine hohe Steifheit favorisieren.
Die weitere Komponente der Polymerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein thermoplastisches nicht-olefinisches Polymer, das einen höheren Biegemodul als das Propylenpolymer hat.
Geeignete nicht-olefinische Polymere umfassen Polystyrol, Polycarbonat und Polymethylmethacrylat.
Das nicht-olefinische Polymer ist in einer Menge von 4 bis 35 Gew.-% vorhanden. Kleinere Mengen als 4 Gew.-% würden nicht die erwünschte Wirkung auf die Steifheit der Polymerzusammensetzung haben.
Ein bevorzugtes nicht-olefinisches Polymer ist Polystyrol, entweder als Homopolymer oder als Copolymer mit polaren Comonomeren, wie Maleinsäureanhydrid oder substituierte Styrole.
Eine noch weitere Komponente der Polymerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein Verträglichmacher, der wenigstens ein Copolymer umfasst, das wenigstens ein Comonomer gemeinsam mit entweder dem Propylenpolymer oder dem nicht-olefinischen Polymer hat.
Der Verträglichmacher ist wesentlich für eine homogene Dispersion des nicht-olefinischen Polymers in der Polypropylenmatrix. Das nicht-olefinische Polymer bildet zusammen mit dem Verträglichmacher eine disperse Phase in der Polypropylenmatrix. Die Wirksamkeit des Verträglichmachers und somit die Homogenität der Dispersion kann durch die mittlere Teilchengröße der dispersen Phase gemessen werden.
Geeignete Verträglichmacher umfassen gepfropfte und ungepfropfte Copolymere. Gepfropfte Polymere umfassen Propylenhomo- und -copolymere, die mit Styrol, Maleinsäureanhydrid (PP-g-MAH), Styrol-Methacrylat-Copolymer (SMA) und Methylmethacrylat gepfropft sind. Ungepfropfte Copolymere sind entweder Di- oder Triblockcopolymere oder statistische Copolymere. Diblockcopolymere umfassen Styrol-Butadien-Blockcopolymere und Methylmethacrylat-Butadien-Blockcopolymere, entweder in nativer oder in hydrierter Form. Triblockcopolymere umfassen Styrolelastomere, spezieller Styrol-Ethylen-Buten-Styrol-Terpolymere (SEES), Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Terpolymere (SEPS) und Styrol-Isopren-Styrol-Terpolymere (SIS), aber auch Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Terpolymere (ASA) oder Methylmethacrylat-Butadien-Methylmethacrylat-Terpolymere, wieder entweder in nativer oder in hydrierter Form. Statistische Copolymere umfassen Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere (SMA), Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere (EMA) und Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVA). Typische im Handel erhältliche Produkte sind Polybond^® (PP-g-MAH) von Crompton Chemical Corp., Tuftec^® (SBS oder SEES) von Asahi Kasei Chemicals Corp., Kraton^® (SBS oder SEES) von Kraton Polymers Corp. und SMA^®-Harze (SMA) von Sartomer Company Inc.
Das nicht-olefinische Polymer bildet zusammen mit dem Verträglichmacher eine disperse Phase mit einer Teilchengröße von ≤ 1 μm. Eine solche kleine Teilchengröße ist wesentlich für eine gute Schlagfestigkeit der Polymerzusammensetzung und kann durch geeignete Auswahl des Typs und der Menge des Verträglichmachers erreicht werden.
Die Menge des Verträglichmachers beträgt 0,5 bis 10 Gew.-%. Kleinere Mengen als 0,5 Gew.-% haben nicht die erwünschte verträglichmachende Wirkung, während größere Mengen als 10 Gew.-% das Eigenschaftsprofil der Polymerzusammensetzung negativ beeinflussen.
Eine noch weitere Komponente der Polymerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein Mineralfüllstoff mit einer mittleren Teilchengröße von ≤ 1 μm.
Was die Teilchengröße der dispersen Phase betrifft, so wird angenommen, dass eine obere Teilchengrößengrenze von 1 μm wesentlich ist, da Mikrorisse und -brüche, die unter me chanischer Belastung auftreten, in der gleichen Größenordnung liegen. Eine disperse Phase mit einer Teilchengröße von ≤ 1 μm leitet wirksam die Energie ab, die von Mikrorissen für ihre Fortpflanzung benötigt wird. Ein anorganischer Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße von ≤ 1 μm verstärkt wirksam die Polymerzusammensetzung.
Die Menge des anorganischen Füllstoffs beträgt 5 bis 45 Gew.-%.
Das Verhältnis des nicht-olefinischen Polymers zu dem Verträglichmacher beträgt wenigstens 1:1, bevorzugt wenigstens 2:1, bevorzugter wenigstens 3:1.
Die verträglichmachende Wirkung steigt innerhalb der vorstehend spezifizierten Verhältnisbereiche an, da eine übermäßige Verwendung des Verträglichmachers dazu führen würde, dass eine separate Phase gebildet wird.
Der Mineralfüllstoff ist bevorzugt ausgewählt aus einem oder mehreren Gliedern der Gruppe Calciumcarbonat, Talk und Montmorillonit.
Diese drei Füllstoffe haben zusätzliche Vorteile, z. B. Zulassung zum Kontakt mit Nahrungsmitteln, das Fehlen von metallischen Verunreinigungen, die sonst die Polypropylenstabilität negativ beeinflussen würden, und auch vergleichsweise niedrige Kosten.
Es ist weiter bevorzugt, dass der Mineralfüllstoff nicht mehr als 2 Gew.-% (bezogen auf die Füllstoffmenge) von organischer Oberflächenmodifikation umfasst. Organische Oberflächenmodifikation, z. B. Stearinsäure, die zum Beschichten von CaCO₃ verwendet wird, hat den Vorteil, dass die Dispergierbarkeit des anorganischen Füllstoffs in der Polymermatrix verbessert wird; sie hat jedoch die Nachteile, dass das optische Aussehen von Teilen, die aus den Polymerzusammensetzungen hergestellt werden, nachteilig beeinflusst wird und dass flüchtige Emissionen bei der Produktion, Verarbeitung und Anwendung der Polymerzusammensetzungen ansteigen. Die Oberflächenmodifizierer werden manchmal von der Füllstoffoberfläche bei Temperaturen in dem Bereich der gewöhnlichen Verarbeitungstemperaturen für Polypropylen, d. h. 200 bis 300°C, freigesetzt. Solche Emissionen, die den Geruch verschlechtern und die Anwendbarkeit begrenzen, sind insbesondere festgestellt worden, wenn sog. "Organotone" angewendet werden, die gewöhnlich sehr hohe Mengen von Oberflächenmodifizierern enthalten. Beispiele sind organisch modifizierte Montmorillonite, wie Nanofil 16 von Südchemie AG, das etwa 40 Gew.-% organischen Modifizierer enthält und sich bei Temperaturen zwischen 270 und 370°C zersetzt.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform enthält die Polymerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung 55 bis 85 Gew.-% Propylenpolymer. Bei niedrigereren Polypropylengehalten kann die Verarbeitbarkeit, insbesondere die Fließfähigkeit, sehr beeinträchtigt werden, während bei höheren Polypropylengehalten die erwünschten positiven Wirkungen auf mechanische Eigenschaften nicht ausreichend sein können.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform enthält die Polymerzusammensetzung 10 bis 25 Gew.-% des nicht-olefinischen Polymers und 2 bis 5 Gew.-% des Verträglichmachers. Es wurde festgestellt, dass ein Mengenverhältnis von 1:5 zwischen Verträglichmacher und nicht-olefinischem Polymer die erwünschte Teilchengrößenwirkung ohne Verschlechterung anderer Eigenschaften ergibt.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung enthält das nicht-olefinische Polymer Monomereinheiten, die zwischen der Glasübergangstemperatur T_g und der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers radikalisch polymerisierbar sind.
Diese Ausführungsform ist besonders wichtig, wenn die Polymerzusammensetzung durch "Festphasenpfropfen" hergestellt wird. Dabei werden das nicht-olefinische Polymer und der bzw. die Verträglichmacher radikalisch in Gegenwart von festem Polypropylenpulver polymerisiert, und dabei wird das nicht-olefinische Polymer teilweise auf die Polypropylenkette gepfropft. Damit das Polypropylen während des Polymerisationsverfahrens fest ist, ist es notwendig, dass es bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers, bevorzugt wenigstens 20°C unterhalb von T_m, durchgeführt wird. Es ist auch notwendig, dass die Monomere, aus denen das nicht-olefinische Polymer und der bzw. die Verträglichmacher bestehen, befähigt sind, in die Polypropylenteilchen zu diffundieren. Daher muss das Polymerisationsverfahren bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur T_g des Propylenpolymers, bevorzugt bei wenigstens 10°C oberhalb von T_g, durchgeführt werden.
Bevorzugte Monomere des die nicht-olefinischen Polymers umfassen Styrol und Methylmethacrylat.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzungen. Ein geeignetes Verfahren umfasst die Schritte

a) Vermischen von 50 bis 90 Gewichtsteilen eines Propylenpolymers mit einer Kristallisationstemperatur T_krist ≥ = 117°C, wobei das Propylenpolymer ein Propylenhomopolymer und/oder ein -copolymer, das bis zu 10 Gew.-% Ethylen und/oder C₄- bis C₈-α-Olefine enthält, ist mit 5 bis 45 Gewichtsteilen Monomerer, die zwischen der Glasübergangstemperatur T_g und der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers radikalisch polymerisierbar sind, und mit 0,1 bis 1,0 Gewichtsteilen eines oder mehrerer radikalbildender Mittel, bevorzugt organische Peroxide, und/oder Verwenden von radikalinitiierender Strahlung während des Schrittes b),
b) Polymerisieren der Monomere bei einer Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur T_g und der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers für 0,5 bis 8 Stunden, und worin der Typ und die Menge der Monomere und die Polymerisationsbedingungen so ausgewählt sind, dass ein nicht-olefinisches Polymer mit einem höheren Biegemodul als das Propylenpolymer erhalten wird,
c) Schmelzmischen der erhaltenen Polymerzusammensetzung bei einer Temperatur von wenigstens 30°C über der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers,
d) Abkühlen und Verfestigen der Polymerzusammensetzung, wobei insgesamt 5 bis 45 Gewichtsteile eines Mineralfüllstoffes mit einer mittleren Teilchengröße ≤ 1 μm vor, während oder nach dem Schritt a) und/oder b) und/oder c) zugesetzt werden mit der Maßgabe, dass einer Zugabe des Füllstoffes nach dem Schritt c) ein zusätzlicher Schmelzmischschritt vor dem Schritt d) folgt. In jedem der Schmelzmischschritte können übliche Stabilisatoren (Antioxidanzien und UV- oder Wärmestabilisatoren) zugesetzt werden, um den Abbau des verwendeten Polypropylens zu verringern.

Das vorstehende Verfahren der "Festphasenpfropfung" hat den Vorteil, dass sowohl das nicht-olefinische Polymer als auch der Verträglichmacher in situ gebildet werden, was zu einem wirtschaftlichen Vorteil gegenüber dem Schmelzcompoundieren führt.
Die Monomere, die zwischen der Glasübergangstemperatur T_g und der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers polymerisierbar sind, werden bevorzugt aus einem oder mehreren von Styrol und Methylmethacrylat ausgewählt. Optional und abhängig von dem Typ des Ver träglichmachers werden weitere Monomere in einer geringeren Menge verwendet, die bevorzugt aus Maleinsäureanhydrid, Butadien, Methacrylat und Isopren ausgewählt werden. Das Verhältnis zwischen dem Hauptmonomer und anderen Monomeren muss derart ausgewählt werden, dass das resultierende nicht-olefinische Polymer einen höheren Biegemodul hat als das Polypropylen.
Das Peroxid, das gemäß einer Ausführungsform für das Verfahren der Erfindung verwendet wird, wird bevorzugt ausgewählt aus einem oder mehreren von tert-Butylperoxybenzoat, Dibenzoylperoxid, Di-tert-butylperoxid, Bis-tert-butylperoxyisopropylbenzol, tert-Butylcumylperoxid, Benzoylperoxid und Kaliumpersulfat.
Die Polymerzusammensetzungen gemäß der Erfindung sind ebenfalls durch Schmelzcompoundieren der Mischung der einzelnen Komponenten erhältlich.
Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzungen, umfassend die Schritte
Vermischen von 50 bis 90 Gewichtsteilen eines Propylenpolymers mit einer Kristallisationstemperatur T_krist ≥ = 117°C, wobei das Propylenpolymer ein Propylenhomopolymer und/oder ein -copolymer, das bis zu 5 Gew.-% Ethylen und/oder C₄- bis C₈-α-Olefine enthält, ist,
mit 5 bis 45 Gewichtsteilen eines Mineralfeststoffes mit einer mittleren Teilchengröße ≤ 1 μm und
mit 4 bis 35 Gew.-% eines thermoplastischen nicht-olefinischen Polymers mit höherem Biegemodul als das Propylenpolymer und
mit 0,5 bis 10 Gew.-% eines Verträglichmachers, der wenigstens ein Copolymer umfasst, worin wenigstens eines der Comonomere Propylen oder eine der Monomereinheiten des nicht-olefinischen Polymers ist,
Schmelzmischen der erhaltenen Mischung bei einer Temperatur von wenigstens 30°C über der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers,
Abkühlen und Verfestigen der Polymerzusammensetzung. In den Schmelzmischschritten können übliche Stabilisatoren (Antioxidanzien und UV- oder Wärmestabilisatoren) zugesetzt werden, um den Abbau des verwendeten Propylenpolymers zu verringern.
Es ist bevorzugt, dass das Schmelzmischverfahren in einem Zwillingsschraubenextruder durchgeführt wird.
Herstellung von Propylenpolymer
Das Propylenpolymer kann durch ein Einstufen- oder Mehrstufenpolymerisationsverfahren von Propylen oder Propylen und einem α-Olefin und/oder Ethylen, wie Massepolymerisation, Gasphasenpolymerisation, Aufschlämmungspolymerisation, Lösungspolymerisation oder Kombinationen davon, unter Verwendung üblicher Katalysatoren hergestellt werden. Solche Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Ein bevorzugtes Verfahren ist eine Kombination eines oder mehrerer Masseaufschlämmungs-Schleifenreaktoren und eines oder mehrerer Gasphasenreaktoren. Ein Homo- oder Copolymer kann entweder in Schleifenreaktoren oder in einer Kombination von Schleifen- und Gasphasenreaktor hergestellt werden. Das auf diese Weise hergestellte Polymer kann in einen anderen Reaktor überführt werden, wo z. B. ein verschiedenes Propylenpolymer auf der Oberseite des Produkts des ersten Reaktors polymerisiert wird, z. B. wenn Propylen/α-Olefin-Kautschuk polymerisiert wird. Bevorzugt erfolgt dieser Polymerisationsschritt in einer Gasphasenpolymerisation.
Ein geeigneter Katalysator für die Polymerisation des Propylenpolymers ist irgendein stereospezifischer Katalysator für die Propylenpolymerisation, der zum Polymerisieren und Copolymerisieren von Propylen und Comonomeren bei einer Temperatur von 40 bis 110°C und bei einem Druck von 10 bis 100 bar befähigt ist. Sowohl Ziegler-Natta-Katalysatoren als auch Metallocenkatalysatoren sind geeignete Katalysatoren. Der Fachmann kennt die verschiedenen Möglichkeiten, Propylenhomo- und -copolymere herzustellen, und wird in einfacher Weise ein geeignetes Verfahren zum Herstellen geeigneter Polymere auffinden, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die erhaltenen Polymerpulverteilchen können in einem üblichen Compoundierungsextruder mit verschiedenen Zusätzen pelletisiert werden, die gewöhnlich in thermoplastischen Polymerzusammensetzungen verwendet werden, wie Stabilisatoren, Antioxidanzien, Säureneutralisierungsmittel, Ultraviolettabsorber, Klärmittel, Antiblockiermittel, antistatische Mittel, Antitrübungsmittel usw. Für das Festphasen-Pfropfverfahren können die Pulverteilchen auch in nativer Form verwendet werden.
Herstellung von nicht-olefinischem Polymer
Das bevorzugte nicht-olefinische Polymer ist Polystyrol. Polystyrol kann durch Radikalpolymerisation in Masse oder Suspension oder durch kationische Polymerisation hergestellt werden, was eine verbesserte Regelung der Molekulargewichtsverteilung erlaubt. Die letztere Reaktion wird in einer Umgebung eines inerten organischen Lösemittels durchgeführt, welches das Reaktionsmedium für diese kationische Polymerisationsreaktion bereitstellt. Das üblichste für diese Reaktion verwendete Lösemittel ist 1,2-Dichlorethan (EDC). Andere geeignete Lösemittel umfassen Kohlenstofftetrachlorid, Ethylchlorid, Methylendichlorid, Benzol, Toluol, Ethylbenzol oder Chlorbenzol. Der bevorzugte Initiator ist eine Mischung von Bortrifluorid und Wasser. Der gewöhnliche Reaktionstemperaturbereich beträgt 40 bis 70°C. In beiden Herstellungsvarianten können verschiedene Comonomere verwendet werden, wobei Comonomere mit einer polaren Natur, wie Maleinsäureanhydrid, von speziellem Interesse sind.
Herstellung des Verträglichmachers
Pfropfcopolymere, die als Verträglichmacher geeignet sind, können durch Festphasenpfropf-, Schmelzpfropf- oder Lösungspfropfverfahren hergestellt werden unter Verwendung von Polypropylenhomo- oder -copolymeren als Grundmaterial und geeigneten Monomeren, wie Styrol, Maleinsäureanhydrid oder Methylmethacrylat. Festphasenpfropfen kann in gerührten Pulverreaktoren in diskontinuierlicher oder kontinuierlicher Weise mit Polypropylenpulver oder -granulat und flüssigen Monomeren durchgeführt werden. Das Lösungspfropfen kann in verdünnten Lösungen von Polypropylen bei erhöhten Temperaturen in einem geeigneten Lösemittel durchgeführt werden. Das Schmelzpfropfen kann in diskontinuierlichen und kontinuierlichen Knetern, Zwillingsschraubenextrudern und Einschraubenextrudern mit speziellen Mischabschnitten und Co-Knetern bei Temperaturen durchgeführt werden, die signifikant über der Schmelztemperatur des verwendeten Polypropylens liegen. Di- und Triblockcopolymere, die als Verträglichmacher geeignet sind, können durch anionische Lebendpolymerisation in Lösung hergestellt werden. Statistische Copolymere, die als Verträglichmacher geeignet sind, können durch eine große Vielzahl von Polymerisationsverfahren über einen ionischen oder radikalischen Weg hergestellt werden.
Die Zusammensetzungen der Erfindung werden bevorzugt auf zwei alternative Weisen hergestellt: durch Festphasenpfropfen oder durch Schmelzmischen. Beide Verfahren haben spezifische Vorteile, die sie unter bestimmten Umständen speziell geeignet machen. Für diese Verfahren verwendete Polypropylene können Homopolymere oder Copolymere einschließlich Mischungen von diesen sein.
Festphasenpfropfverfahren
Dieses Verfahren ist vorteilhaft bei der Herstellung von größeren Mengen einer homogenen Zusammensetzung. Es wird durchgeführt durch Vereinigen des Grundpolymers in Form von Polypropylenpulver oder -granulat, eines oder mehrerer flüssiger Monomerer und eines oder mehrerer Mineralfüllstoffe mit geeigneten Charakteristiken in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen zwischen der Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur des als Grundpolymer verwendeten Polypropylens, Initiieren einer Radikalreaktion, Rühren dieser Mischung für eine bestimmte Zeit und anschließend Homogenisieren der erhaltenen Zusammensetzung bei einer Temperatur über der Schmelztemperatur des Grundpolymers.
Zusätzlich zu üblichen Radikalpolymerisationstechniken können auch die Lebendradikalpolymerisation und die Atomübertragungsradikalpolymerisation (ATRP) zum Herstellen der zweiten Polymerphase verwendet werden. ATRP ist eine speziell geregelte Lebendpolymerisation auf der Grundlage der Verwendung der Radikalpolymerisation mit Verwendung eines Katalysators.
Geeignete Monomere für dieses Festphasenpfropf- und -polymerisationsverfahren sind sämtliche Monomere, die bei Temperaturen zwischen der Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur des als Grundpolymer verwendeten Polypropylens polymerisiert werden können. Die untere Grenze ist definiert durch die Notwendigkeit einer Diffusion des Monomers in das Polypropylen, die obere Grenze durch die Notwendigkeit, das Grundpolymer in fester Form zu halten. Gewöhnlich werden ein oder mehrere Hauptmonomere und optional sekundäre Monomere verwendet.
Typischerweise sind solche Hauptmonomere vom Vinyltyp, was bedeutet, dass sie eine terminale Doppelbindung enthalten. Beispiele für solche geeignete Hauptmonomere sind Styrol, Vinylcyclohexan und substituierte Styrole, z. B. Methylstyrol und 4-Methoxystyrol. Weitere Beispiele sind Methylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Ethylvinylacetat und 2-Hydroxyethylmethacrylat. Beispiele von sekundären Monomeren, die optional ebenfalls vorhanden sein können, umfassen Butadien, Isopren, Methacrylat und monoungesättigte Verbindungen, wie Maleinsäureanhydrid oder Fumarsäureanhydrid. Diese Monomere kön nen in reiner Form oder in Mischungen von zwei oder mehr verwendet werden. Das Verhältnis zwischen Hauptmonomer und sekundären Monomeren wird so gewählt, dass das resultierende nicht-olefinische Polymer einen höheren Biegemodul hat als das Propylenpolymer.
Die in dem gleichen Verfahren zugesetzten Mineralien adsorbieren normalerweise einen Teil des Monomers, was Oberflächenpfropfreaktionen erlaubt und die Teilchen-Polymer-Wechselwirkung verbessert und somit zusätzlich das mechanische Verhalten verbessert. Die Mineralteilchen müssen eine mittlere Teilchengröße, genauer definiert als die Medianteilchengröße, von nicht mehr als 1 μm haben. Geeignete Mineralien haben eine isotrope oder anisotrope Teilchenmorphologie und sind optional mit geringen Mengen von die Polarität vermindernden Substanzen oberflächenbehandelt. Typische Beispiele von Mineralfüllstoffen sind Calciumcarbonat, Talk, Montmorillonit, Muskovit oder Sepiolith. Beispiele von geeigneten Oberflächenbehandlungsmitteln sind Fettsäuren (z. B. Stearinsäure oder Palmitinsäure) und Organosilane.
Die Radikalpolymerisation kann durch chemische Quellen von Radikalen, wie Peroxide oder Azoverbindungen, aber auch durch Bestrahlung mit Elektronen, UV-Strahlung oder γ-Strahlung initiiert werden. Der Verlauf der Polymerisationsreaktion und die Eigenschaften der in diesem Verfahren gebildeten Polymere können durch die Temperatur, die Mischgeschwindigkeit, die Initiatorkonzentration und die Dauer der Reaktion geregelt werden. Ein Extrusionsschritt in einem Einschraubenextruder oder einem Zwillingsschraubenextruder oberhalb der Schmelztemperatur des Grundpolymers folgt normalerweise der Reaktion, in welchem restliche Monomere zur Reaktion gebracht oder durch Entgasen entfernt werden. In dem Extrusionsschritt können übliche Stabilisatoren (Antioxidanzien und UV- oder Wärmestabilisatoren) zugesetzt werden, um die Verschlechterung des verwendeten Polypropylens zu verringern.
Schmelzmischverfahren
Dieses Verfahren ist vorteilhaft bei der Herstellung kleinerer Mengen oder bei einer häufigen Variation der Zusammensetzung. Es wird durchgeführt durch Vereinigen des Grundpolymers in Form von Polypropylenpulver oder -granulat, eines oder mehrerer nicht-olefinischer Polymerer mit einem vergleichbaren Verarbeitungsbereich und eines oder mehrerer Mineralfüllstoffe mit geeigneten Charakteristiken in einer Schmelzmischvorrichtung bei Temperatu ren über den Schmelzpunkten und Hauptglasübergangspunkten sämtlicher polymerer Komponenten.
Zahlreiche nicht-olefinische Polymere, die chemisch von Polypropylen verschieden sind, können als zweite Polymerkomponente rein oder in Mischungen miteinander verwendet werden, vorausgesetzt, dass diese homogen sind. Bevorzugte Beispiele solcher Polymerer sind Polystyrol, Polycarbonat und Polymethylmethacrylat. Die für das Schmelzmischverfahren geeigneten Mineralien sind die gleichen wie vorstehend für das Festphasenpfropfverfahren beschrieben. In dem Schmelzmischschritt können übliche Stabilisatoren (Antioxidanzien und UV- oder Wärmestabilisatoren) zugesetzt werden, um die Verschlechterung des verwendeten Polypropylens zu verringern.
Für dieses Verfahren geeignete Schmelzmischvorrichtungen sind diskontinuierliche und kontinuierliche Kneter, Zwillingsschraubenextruder und Einschraubenextruder mit speziellen Mischabschnitten und Co-Kneter. Die Verweilzeit muss derart gewählt werden, dass ein ausreichend hoher Homogenisierungsgrad erreicht wird, wobei die Temperatur, das Moment und die Rotationsgeschwindigkeit zusätzliche Parameter sind.
Aufgrund der ausgezeichneten mechanischen und thermomechanischen Eigenschaften der Polymerzusammensetzungen gemäß der Erfindung sind sie in perfekter Weise zum Herstellen von Gegenständen mit einem verbesserten Gleichgewicht von mechanischen und thermomechanischen Eigenschaften geeignet für Automobile, elektrische und elektronische Geräte und andere technische Anwendungen.
Messverfahren
MFR
Die Schmelzfließgeschwindigkeiten werden mit einer Last von 2,16 kg bei 230°C gemessen. Die Schmelzfließgeschwindigkeit ist die Menge von Polymer in Gramm, welche die auf ISO 1133 standardisierte Prüfvorrichtung in 10 Minuten bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,16 kg extrudiert.
Schmelztemperatur T_m
Die Schmelztemperatur (Spitzentemperatur) T_m wurde durch Differenzialabtastkalorimetrie (DSC) unter Verwendung einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 10 K/min gemäß ISO 3146 in der zweiten Wärme bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10 K/min gemessen.
Kristallisationstemperatur T_krist
Die Kristallisationstemperaturen T_krist werden durch DSC-Messung gemäß ISO 3146 bei einer Abkühlgeschwindigkeit von 10 K/min nach einem ersten Erwärmen auf 200°C bestimmt.
Glasübergangstemperaturen T_g
Die Glasübergangstemperaturen T_g werden durch die Dynamische Mechanische Thermalanalyse (DMTA) gemessen. Die Prüfungen werden entsprechend ISO 6721-2 an Proben von 60 × 10 × 1 mm durchgeführt, die aus druckgeformten Platten ausgeschnitten sind. In einer Messung bei 1 Hz (freie Oszillation) wird ein Temperaturbereich von wenigstens –100 bis +150°C umfasst, wobei eine Erwärmungsgeschwindigkeit von 1°C/min verwendet wird. Der Lagerungsmodul G' und die Tangente des Verlustwinkels tan(δ) sind die primären Ergebnisse dieser Prüfungen; aus tan(δ) werden die Temperaturen – Spitzenposition und Spitzenbreite – der verschiedenen Mobilitätsübergänge, wie die Glasübergangstemperatur T_g in den Systemen, die den vorliegenden Phasen zugeordnet werden können, bestimmt.
Teilchengrößenbestimmung einer dispersen Phase
Die Teilchengrößenverteilung der zweiten Polymerphase wird durch Abtastelektronenmikrofotografien bestimmt, für welche Proben der jeweiligen Materialien mit Rutheniumtetroxid (RuO₄) kontrastiert und ausgeschnitten und dann in einem Elektronenmikroskop untersucht werden. Es wird angenommen, dass unkorrigierte Profilgrößenverteilungen die Teilchengrößenverteilung wiedergeben. Aus diesen Verteilungen werden anschließend die gewichtsmittleren Teilchengrößen berechnet. Einzelheiten solcher Bestimmungen sind in der Literatur beschrieben (vgl. Poelt et al., J. Appl. Polym. Sci. 78, 2000, 1152–61).
Teilchengrößenbestimmung von Mineralfüllstoff
Für die Mineralkomponenten wird die mittlere Teilchengröße (gewöhnlich definiert als die Mediane oder 50%-Quantil der Teilchengrößenverteilung, bestimmt in einer normalen oder Laserlichtstreuanalyse) durch die jeweiligen Lieferanten oder Hersteller geliefert.
Mechanische und optische Charakterisierung
Das mechanische Verhalten der Materialien wird an spritzgegossenen Proben gemäß ISO 1873-2-Standardbedingungen nicht früher als 96 Stunden nach dem Formen bestimmt.
Biegemodul
Die Biegeprüfung wurde gemäß dem Verfahren von ISO 178 unter Verwendung von spritzgegossenen Proben durchgeführt, wie in EN ISO 1873-2 (80 × 10 × 4 mm) beschrieben.
Schlagfestigkeit
Die Charpy-Schlagzähigkeitsprüfung, gekerbt und ungekerbt, wurde gemäß ISO 179/1eA bei 23°C und gemäß ISO 179/1eU bei –20°C unter Verwendung von spritzgegossenen Proben bestimmt, wie in EN ISO 1873-2 (80 × 10 × 4 mm) beschrieben.
Durchbiegetemperatur bei Belastung
Die Durchbiegetemperatur bei Belastung (HDT) wurde gemäß ISO 75 B unter Verwendung von spritzgegossenen Prüfproben bestimmt, wie in EN ISO 1873-2 (80 × 10 × 4 mm) beschrieben.
Beispiele
Grundmaterialien
Die folgenden Materialien wurden zur Herstellung der Beispiele und Vergleichsbeispiele verwendet.

Polymer 1: PP-Homopolymerpulver mit einem MFR (230°C/2,16 kg) von 0,5 g/10 min, IRτ-Wert 98 %
Polymer 2: PP-Homopolymer mit hoher Kristallinität mit einem MFR (230°C/2,16 kg) von 2,8 g/10 min, im Handel erhältlich von Borealis GmbH als "Bormod HC905TF"
Polymer 3: PP-Homopolymer mit einem MFR (230°C/2,16 kg) von 8 g/10 min, im Handel erhältlich von Borealis GmbH als "HD601CF"
Polymer 4: Polystyrol 168 N, PS-Homopolymer mit einem MVR (ISO 1133) (200°C/5 kg) von 1,5 ml/10 min, im Handel erhältlich von BASF AG.
Polymer 5: Kraton^® G 1652 (SEES), mit einem Styrolgehalt von ~30 Gew.-%, im Handel erhältlich von Kraton Polymers
Polymer 6: SMA^® 2000 (SMA) mit einem molaren Verhältnis von Styrol/Maleinsäureanhydrid von ~2:1 und einem Molekulargewicht-Gewichtsmittel von 7500 g/mol, im Handel erhältlich von Sartomer Corp.
Polymer 7: Polybond^® 3200 (PP-g-MAH), Propylenhomopolymer, gepfropft mit ~1 Gew.-% Maleinsäureanhydrid und einem MFR (190°C/2,16 kg) von 110 g/10 min, im Handel erhältlich von Crompton Chemical Inc. CaCO₃: Socal U1S1 (PCC) mit einer medianmittleren Teilchengröße von 0,1 μm; ausgefälltes Calciumcarbonat mit einer primären Teilchengröße von 0,08 μm; beschichtet mit 1 Gew.-% Stearinsäure, im Handel erhältlich von Solvay SA MMT: Nanofil 757, unmodifizierter Montmorillonit mit einer medianmittleren Teilchengröße von 0,9 μm, im Handel erhältlich von Südchemie AG Talk: Luzenac A3, unmodifizierter Talk mit einer mittleren Teilchengröße von 0,9 μm, im Handel erhältlich von Talc de Luzenac S. A.

Eine Anzahl von Beispielen wurde gemäß den beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Zusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele und ihre Eigenschaften sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Herstellung von festphasengepfropften Mischungen ("RE" in den Beispielen)
Die festphasengepfropften Mischungen werden in einem gerührten 5 Liter-Reaktor hergestellt, der zuerst gründlich mit Stickstoff gespült wird. Dann werden das Polypropylen und der Mineralfüllstoff in Pulverform zugesetzt, gefolgt von intensivem Spülen mit Stickstoff, während der Reaktor bei Umgebungstemperatur gehalten wird. Während der gesamten Reaktion wird dann ein geringer Stickstoffüberdruck aufrechterhalten. Die jeweiligen Monomere werden in flüssiger Form mit 0,4 Gew.-% (bezogen auf die Gesamtzusammensetzung) tert-Butylperoxybenzoat (Trigonox C von Akzo Nobel) vermischt, gefolgt von einer langsamen Zugabe der erhaltenen Mischung zu dem Pulver unter langsamem Rühren. Dieses Rühren wird 30 Minuten bei Umgebungstemperatur fortgesetzt, gefolgt von einem schrittweisen Temperaturanstieg auf 125°C. Bei dieser Temperatur wird die Reaktion 240 Minuten (4 Stunden) fortgesetzt, dann wird der Reaktor wieder auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Die erhaltene pulverförmige Mischung wird mit 0,2 Gew.-% einer üblichen Antioxidansmischung (Irganox 6225 von Ciba Speciality Chemicals) vermischt und in einen 24 mm-Zwillingsschraubenextruder (Typ: PRISM TSE 24) eingespeist, wo sie bei einer mittleren Zylindertemperatur von 210°C vermischt und pelletisiert wird.
Herstellung von schmelzgemischten Mischungen ("CO" in den Beispielen)

Für die schmelzgemischten Mischungen wurden das Polypropylen, das bereits 0,2 Gew.-% einer üblichen Antioxidansmischung (Irganox 6225 von Ciba Speciality Chemicals) enthielt, der Mineralfüllstoff, das nicht-olefinische Polymer und der bzw. die Verträglichmacher trocken in einem üblichen Henschel-Mischer vermischt. Die vorgemischten Komponenten wurden in den Haupttrichter eines 24 mm-Zwillingsschraubenextruders (Typ: PRISM TSE 24) eingespeist. Das Vermischen und Pelletisieren wurde dann bei einer mittleren Zylindertemperatur von 210°C durchgeführt. Tabelle 1

Beispiel Nr.	Produkt	PP	PP	PS	Verträglichmacher		Mineralfüllstoff
	Modus		Typ	Polymer 4	Typ	Menge	Typ	Menge
	-	Gew.-%	-	Gew.-%	-	Gew.-%	-	Gew.-%
E1	RE	70	1	13	PP-g-SMA	7	CaCO₃	10
E2	RE	70	1	15	PP-g-PS	5	MMT	10
E3	RE	70	1	13	PP-g-SMA	7	MMT	10
E4	CO	65	2	20	5	5	CaCO₃	10
E5	CO	65	2	20	5	5	Talk	10
E6	CO	70	2	15	6	5	CaCO₃	10
E7	CO	70	2	15	7	5	Talk	10

C1	RE	80	1	20	PP-g-PS	5	kein	0
C2	RE	80	1	12	PP-g-SMA	7	kein	0
C3	CO	80	2	20	kein	0	kein	0
C4	CO	100	3	0	kein	0	kein	0
C5	CO	90	3	0	kein	0	CaCO₃	10
C6	CO	70	3	20	kein	0	Talk	10
C7	CO	70	3	20	kein	0	MMT	10
C8	CO	67,5	3	20	5	2,5	CaCO₃	10

Tabelle 2

Beispiel Nr.	MFR	mittlere Teilchengröße		Biege-	Charpy	ISO 179	HDT
	230°C/2,16 kg	PS	Mineral	modul	1 eA +23°C	1 eU –20°C	ISO756
	g/10 min	μm	μm	MPa	kJ/m²	kJ/m²	°C
E1	17,9	0,2	0,1	1879	3,23	8,6	91
E2	0,5	0,3	0,9	2068	4,65	14,8	90
E3	0,4	0,2	0,9	2203	3,21	10,9	103
E4	3,2	0,9	0,1	2084	3,91	14,8	99
E5	3,2	0,9	0,9	2673	3,24	20,0	108
E6	3,9	0,9	0,1	2420	2,07	11,6	110
E7	3,5	0,9	0,9	2580	2,12	12,3	107

C1	16,8	0,2	-	1618	1,51	7,1	89
C2	11,7	0,3	-	1786	1,95	8,6	90
C3	3,2	2,1	-	1917	1,52	6,5	90
C4	9,2	-	-	1258	2,37	15,0	102
C5	8,1	-	0,1	1660	4,65	14,8	98
C6	8,1	2,3	3,5	2021	0,89	5,5	107
C7	8,1	2,2	0,9	1754	1,54	6,2	91
C8	7,0	1,5	0,1	2010	1,26	8,2	95

Die Zusammensetzung der Festphasenpfropfprodukte ("RE" in den Tabellen) wurde durch Auflösen des Produkts in siedendem Xylol, Abkühlen der erhaltenen Mischung und Abtrennen des festen Teils (bestehend aus PP und Styrol- oder SMA-gepfropftem PP) durch Filtration analysiert. Aus dem Unterschied zwischen dieser Gewichtsfraktion und der Fraktion des ursprünglich verwendeten Polypropylens kann der gepfropfte Teil berechnet werden. Als Kontrolle kann der in Xylol lösliche Teil (PS/SMA und die ataktische Fraktion von PP) mit Aceton ausgefällt und getrennt gewogen werden. In dem Fall der Schmelzmischprodukte ("CO" in den Tabellen) ist keine getrennte Analyse notwendig.

Claims

Polymerzusammensetzung, umfassend 50 bis 90 Gew.-% eines Propylenpolymers mit einer Kristallisationstemperatur T_krist ≥ = 117°C, bevorzugt ≥ = 125°C, wobei das Propylenpolymer ein Propylenhomopolymer und/oder ein -copolymer, das bis zu 10 Gew.-% Ethylen und/oder C₄- bis C₈-α-Olefine enthält, ist, 4 bis 35 Gew.-% eines thermoplastischen nicht-olefinischen Polymers mit einem Biegemodul größer als das Propylenpolymer, 0,5 bis 10 Gew.-% eines Verträglichmachers, der wenigstens ein Copolymer umfasst, worin wenigstens eines der Comonomere Propylen oder eine der Monomereinheiten des nicht-olefinischen Polymers ist, 4,5 bis 45 Gew.-% einer dispersen Phase mit einer mittleren Teilchengröße ≤ 1 μm, die aus dem thermoplastischen nicht-olefinischen Polymer und dem Verträglichmacher besteht, 5 bis 45 Gew.-% eines Mineralfüllstoffes mit einer mittleren Teilchengröße ≤ 1 μm.
Polymerzusammensetztung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des nicht-olefinischen Polymers zu dem Verträglichmacher wenigstens 1:1, bevorzugt wenigstens 2:1, bevorzugter wenigstens 3:1, beträgt.
Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mineralfüllstoff ausgewählt ist aus einem oder mehreren von Calciumcarbonat, Talk und Montmorillonit.
Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 55 bis 85 Gew.-% Propylenpolymer umfasst.
Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie 10 bis 25 Gew.-% des nicht-olefinischen Polymers und 2 bis 5 Gew.-% des Verträglichmachers umfasst.
Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-olefinische Polymer Monomereinheiten umfasst, die zwischen der Glasübergangstemperatur T_g und der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers radikalisch polymerisierbar sind.
Verfahren zum Herstellen einer Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend die Schritte: a) Vermischen von 50 bis 90 Gewichtsteilen eines kristallinen Propylenpolymers mit einer Kristallisationstemperatur T_krist ≥ = 117°C, wobei das Propylenpolymer ein Propylenhomopolymer und/oder ein -copolymer, das bis zu 10 Gew.-% Ethylen und/oder C₄- bis C₈-α-Olefine enthält, ist mit 5 bis 45 Gewichtsteilen Monomerer, die zwischen der Glasübergangstemperatur T_g und der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers radikalisch polymerisierbar sind, und mit 0,1 bis 1,0 Gewichtsteilen eines oder mehrerer radikalbildender Mittel, bevorzugt organische Peroxide, und/oder Verwenden von radikalinitiierender Strahlung während des Schrittes b),
b) Polymerisieren der Monomere bei einer Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur T_g und der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers, für 0,5 to 8 Stunden, und worin der Typ und die Menge der Monomere und die Polymerisationsbedingungen so ausgewählt sind, dass ein nicht-olefinisches Polymer mit einem höheren Biegemodul als das Propylenpolymer erhalten wird, c) Schmelzmischen der erhaltenen Polymerzusammensetzung bei einer Temperatur von wenigstens 30°C über der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers, d) Abkühlen und Verfestigen der Polymerzusammensetzung, wobei insgesamt 5 bis 45 Gewichtsteile eines Mineralfüllstoffes mit einer mittleren Teilchengröße ≤ 1 μm vor, während oder nach dem Schritt a) und/oder b) und/oder c) zugesetzt werden mit der Maßgabe, dass einer Zugabe des Füllstoffes nach dem Schritt c) ein zusätzlicher Schmelzmischschritt vor dem Schritt d) folgt.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomere ausgewählt sind aus einem oder mehreren von Styrol und Methylmethacrylat und optional einem oder mehreren von Maleinsäureanhydrid, Butadien, Methacrylat und Isopren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Peroxid ausgewählt ist aus einem oder mehreren von tert-Butylperoxybenzoat, Dibenzoylperoxid, Di-tert-butylperoxid, Bis-tert-butylperoxyisopropylbenzol, tert-Butylcumylperoxid, Benzoylperoxid und Kaliumpersulfat.
Verfahren zum Herstellen einer Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die Schritte Vermischen von 50 bis 90 Gewichtsteilen eines Propylenpolymers mit einer Kristallisationstemperatur T_krist ≥ = 117°C, wobei das Propylenpolymer ein Propylenhomopolymer und/oder ein -copolymer, das bis zu 5 Gew.-% Ethylen und/oder C₄- bis C₈-α-Olefine enthält, ist, mit 5 bis 45 Gewichtsteilen eines Mineralfeststoffes mit einer mittleren Teilchengröße ≤ 1 μm und mit 4 bis 35 Gew.-% eines thermoplastischen nicht-olefinischen Polymers mit einem höheren Biegemodul und höherer Schlagfestigkeit als das Propylenpolymer und mit 0,5 bis 10 Gew.-% eines Verträglichmachers, der wenigstens ein Copolymer umfasst, worin wenigstens eines der Comonomere Propylen oder eine der Monomereinheiten des nicht-olefinischen Polymers ist, Schmelzmischen der erhaltenen Mischung bei einer Temperatur von wenigstens 30°C über der Schmelztemperatur T_m des Propylenpolymers, Abkühlen und Verfestigen der Polymerzusammensetzung.
Verwendung einer Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von spritzgegossenen, extrudierten oder blasgeformten Gegenständen.