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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Blend von Maleinsäureanhydrid-modifiziertem
Ethylenpolymer/Ionomer/Polyethylen hoher Dichte mit verbesserter
Schlagzähigkeit.
Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung den Einbau eines mit
Maleinsäureanhydrid
modifizierten Ethylenpolymers (zum Beispiel Maleinsäureanhydrid-gepfropftes
Polyethylen hoher Dichte, MAN-g-HDPE; Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polyethylen sehr geringer
Dichte, MAN-g-VLDPE; Maleinsäureanhydrid-gepfropfter
Ethylen/Propylen-Kautschuk, MAN-g-EPR oder Maleinsäureanhydrid-gepfropfter
Ethylen/Propylen/Dienmonomer-Kautschuk, MAN-g-EPDM) in ein Blend
von Ionomer/Polyethylen hoher Dichte, um die Niedertemperaturschlagzähigkeit nach
Izod zu verbessern.
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EINSCHLÄGIGER STAND DER TECHNIK
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Auf
dem Fachgebiet ist es allgemein bekannt, eine thermoplastische Legierung
auf Basis eines Blends von Ionomer und Polyethylen hoher Dichte
oder Polyamid zum Spritzgießen
von farbig eingespritzten Verkleidungen von Kfz-Außenteilen,
Stoßfängerverkleidung,
Seitenformteilen und anderen dekorativen Verkleidungen einzusetzen.
Diese Arten von Polymerblends wurden beispielsweise offenbart in
den
US-P-4387188 bzw.
5866658 . Jedes umfasst ein
Copolymer eines α-Olefins
und typischerweise Ethylens, copolymerisiert mit einer α,β-ethylenisch
ungesättigten
Carbonsäure,
im typischen Fall Acrylsäure,
Methacrylsäure
oder Mischungen davon, wobei das Säure-Copolymer bevorzugt 5%
bis 80% der Säuregruppen
mit Metallionen neutralisiert hat, wie beispielsweise Zink, Natrium
oder dergleichen. Derartige Ionomere sind kommerziell verfügbar unter
dem Warenzeichen Surlyn
® bei der E. I. du Pont
de Nemours and Company. In der Patentschrift '188 wird das teilneutralisierte Säure-Copolymer
mit einem geradkettigen Polymer von α-Olefinen und Glasfaser zur
Erzeugung eines Pressharzes compoundiert. In der Patentschrift '658 wird das hochneutralisierte
Säure-Copolymer
mit einem oder mehreren Polyamiden compoundiert, die eine Dispersionsphase
oder Co-Dispersionsphase des resultierenden Blends darstellen. Eine
der Schwierigkeiten mit derartigen Blends besteht in dem Erzielen
oder Aufrechterhalten einer Niedertemperaturschlagzähigkeit
und speziell bei Abwesenheit einer verstärkenden Faser.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht des vorstehend ausgeführten
Problems ist entdeckt worden, dass die Zugabe oder der Einbau von
mit Maleinsäureanhydrid
modifizierten Ethylen-derivierten Polymer (zum Beispiel Maleinsäureanhydrid-gepfropftes
Polyethylen hoher Dichte, MAN-g-HDPE; Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polyethylen sehr geringer
Dichte, MAN-g-VLDPE; Maleinsäureanhydrid-gepfropfter
Ethylen/Propylen-Kautschuk, MAN-g-EPR oder Maleinsäure-gepfropfter
Ethylen/Propylen/Dienmonomer-Kautschuk,
MAN-g-EPDM) in einem Blend von Ionomer/Polyethylen hoher Dichte
die Niedertemperaturschlagzähigkeit
nach Izod verbessert. Spezieller wird die Niedertemperaturschlagzähigkeit
nach Izod bei nicht-faserverstärkten
Blends von Ionomer/HDPE durch Zugabe von MAN-g-HDPE im Wesentlichen
verdoppelt.
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Damit
gewährt
die vorliegende Erfindung ein Blend von mit Maleinsäureanhydrid
modifiziertem Ethylenpolymer/Ionomer/Polyethylen hoher Dichte, das über eine
verbesserte Schlagzähigkeit
verfügt
und für
jeweils einhundert Gewichtsteile eines Blends von Ionomer/Polyethylen
hoher Dichte ein bis zwanzig Gewichtsteile Ethylenpolymer aufweist,
das mit 0,2% bis 5,0 Gew.-% Maleinsäureanhydrid modifiziert ist. Bevorzugt wird
das Ethylenpolymer, das mit Maleinsäureanhydrid modifiziert ist,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus: Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polyethylen
hoher Dichte (MAN-gHDPE), Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polyethylen
sehr geringer Dichte (MAN-g-VLPDE), Maleinsäureanhydrid-gepfropfter Ethylen/Propylen-Kautschuk
(MAN-g-EPR), Maleinsäureanhydrid-gepfropfter Ethylen/Propylen/Dienmonomer-Kautschuk (MAN-g-EPDM)
und Mischungen davon.
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Ferner
gewahrt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung
der Schlagzähigkeit
eines Blends von Ionomer/Polyethylen hoher Dichte, umfassend die
Schritte:
- i) zu jeweils 100 Gewichtsteilen
der Summe von Ionomer und Polyethylen hoher Dichte ein bis zwanzig
Gewichtsteile mit Maleinsäureanhydrid
modifiziertes Ethylenpolymer zugeben und
- ii) Mischen des mit Maleinsäureanhydrid
modifizierten Ethylenpolymers, Ionomers und Polyethylens hoher Dichte
bei erhöhter
Temperatur und hoher Scherrate.
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Am
meisten bevorzugt ist das mit Maleinsäureanhydrid modifizierte Polyethylen
ein Maleinsäureanhydrid
gepfropftes Polyethylen hoher Dichte (MAN-g-HDPE).
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung umfasst die Zugabe von Maleinsäurenhydrid-modifiziertem
Ethylenpolymer zu einem Blend von Ionomer/Polyethylen hoher Dichte,
um die Schlagfestigkeit des resultierenden Blends aufrechtzuerhalten
oder zu verbessern. Sofern nicht anders angegeben, bezeichnet der
Begriff "Copolymer" zur Beschreibung
der vorliegenden Erfindung ein Polymer, das aus der Polymerisation
von zwei oder mehreren verschiedenen Monomeren deriviert ist, die
während
der Polymerisation alternative Recktanten sind. In diesem Sinne
soll in dem Begriff "Copolymer" sowohl "Terpolymer" als auch Polymere
einbezogen sein, die aus mehr als drei Comonomeren erzeugt werden,
obgleich auch "Bipolymer" als einbezogen gilt.
Der Begriff "Blend" soll sich auf eine
Kombination, Zumischung und/oder Mehrzahl von Polymeren mit oder
ohne Additive beziehen, die zusammengenommen als eine thermoplastische
Matrix oder Polymerlegierung fungieren oder diese ergeben, obgleich
die Mikroanalyse dispergierte, zusammenhängende und/oder nicht zusammenhängende Phasen
ergeben kann. Auch bedeutet die Formulierung "bestehend aus", dass die genannten Komponenten entscheidend
sein können,
während
geringere Mengen anderer Komponenten bis zu dem Umfang vorhanden sein
können,
dass sie nicht die Funktionsfähigkeit
der vorliegenden Erfindung beeinträchtigen. Im Gegensatz dazu
soll der Begriff "aufweisend" einräumen, dass
eine wesentliche Menge anderer Komponenten unter der Voraussetzung
vorhanden sein darf, dass ein Teil des Nutzens und/oder einige der
Vorteile der vorliegenden Erfindung noch realisiert werden (zum
Beispiel verbesserte oder aufrecht erhaltene Schlagzähigkeitseigenschaften
und dergleichen).
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Die
Blends von Ionomer/Polyethylen hoher Dichte, die im Sinne der vorliegenden
Erfindung verwendbar sind, schließen umfassend jede beliebige
der thermoplastischen Legierungen ein, die auf ein Vereinen oder
Mischen eines neutralisierten oder teilneutralisierten Ethylen/α,β-ungesättiges Carbonsäure-Copolymers (hierin
bezeichnet als Säure-Copolymer)
mit einem thermoplastischen geradkettigen Polyethylen beruhen. Derartige
Blends können
mit zahlreichen Fasern verstärkt
sein, was häufig
der Fall ist. Diese Arten von Polymerblends mit verstärkenden
Fasern wurden beispielsweise in der
US-P-4387188 offenbart.
Wie in dieser Fundstelle gelehrt wird, beträgt der Gehalt des Säure-Copolymers
des Blends im typischen Fall 38% bis 90 Gew.-% des Blends, wobei
jedoch gegenwärtig
als selbstverständlich
gilt, dass 20% bis 80 Gew.-% Säure-Copolymer
ein mehr bevorzugter Bereich ist. Derartige Säure-Copolymere, von denen das
Ionomer deriviert ist, werden eingehender beschrieben in den
US-P-3520861 ,
4026967 ,
4252924 und
4248990 . Die neutralisierten und teilneutralisierten
ionischen Copolymere (Ionomere) wurden in der
US-P-3264272 beschrieben.
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Das
Polyethylen hoher Dichte des Ionomer/HDPE-Blends gemäß der vorliegenden
Erfindung kann jedes beliebige derartiger thermoplastischer geradkettiger
Polyolefine sein, wie sie auf dem Fachgebiet allgemein bekannt sind.
Die Dichte des Polyethylens liegt im Bereich von etwa 0,91 bis 0,97
und bevorzugt 0,935 bis etwa 0,970 und am meisten bevorzugt 0,95
bis etwa 0,97. Das HDPE wird im typischen Fall über seinen Schmelzindex gekennzeichnet,
der in der Regel innerhalb des breiten Bereiches von 0,1 bis 100
liegt, vorzugsweise jedoch von etwa 0,3 bis etwa 10, und am meisten
bevorzugt von etwa 2 bis etwa 6 bei Spritzgussqualität und bei
weniger als 2 bei den Qualitäten
für Folie
und Blasformen. Als solches wird das HDPE ein relativ hochmolekulares
Polymer aus überwiegend
Ethylen mit oder ohne geringfügigen
Mengen anderer copolymerisierter α-Olefine
sein, die zur einer Linearität
führen,
die im typischen Fall gekennzeichnet ist durch etwa 8 oder weniger
Verzweigungsstellen pro eintausend Kohlenstoffatome, wie auf dem
Fachgebiet allgemein bekannt ist. Der HDPE-Gehalt des Blends liegt
im typischen Fall von 20% bis 80 Gew.-% des Blends und bevorzugt
von 50% bis 75 Gew.-% und am meisten bevorzugt von 60% bis 70 Gew.-%.
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Das
Maleinsäureanhydrid-modifizierte
Ethylenpolymer-schlagzähmachende
Additiv wird bevorzugt 0,2% bis 5,0 Gew.-% Maleinsäureanhydrid-Comonomer
oder einen äquivalenten
Säuregehalt
in das Ethylenpolymer eingearbeitet haben. Für die Aufgaben der vorliegenden
Erfindung gilt als selbstverständlich,
dass andere ungesättigte
Dicarbonsäuren,
wie beispielsweise Fumarsäure,
Itaconsäure
und Mesaconsäure
Strukturen haben, die eng verwandt sind mit einem ähnlichen
Anhydrid und potenziell Präkursoren
dazu, nachdem die Pfropfreaktion für das MAN in dem MAN-modifizierten
Additiv als äquivalent
angesehen wird. Die eigentliche Reaktion des Pfropfens zum Einbau
des Maleinsäureanhydrids
in das Ethylenpolymer kann im Wesentlichen mit Hilfe jeder beliebigen
Methode ausgeführt
werden, die auf dem Fachgebiet allgemein bekannt ist. Die schlagzähgemachten
Blends der vorliegenden Erfindung können bis zu etwa 20 Gew.-%
mit Maleinsäureanhydrid
(MAN) modifiziertes Ethylenpolymer in das Blend des Ionomers/Polyethylens
hoher Dichte als schlagzähfestes
Additiv eingearbeitet haben. Allerdings sollte im Sinne der vorliegenden
Erfindung als anerkannt gelten, dass die Nutzen der vorliegenden
Erfindung zum Teil bei Mengen an Maleinsäureanhydrid-modifizierter Polymer-Beladung
realisiert werden können,
die mehr als 20 Gew.-% betragen und in derartigen Fällen für die Aufgaben
der vorliegenden Erfindung als ein Äquivalent zu betrachten sind.
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Für die Aufgaben
der vorliegenden Erfindung kann das Ethylenpolymer, das mit Hilfe
der Reaktion mit Maleinsäureanhydrid
oder einer äquivalenten
Dicarbonsäure
modifiziert werden soll, generell jede beliebige thermoplastische
oder elastomere Polymerzusammensetzung sein, die durch Polymerisieren
von überwiegend
Ethylenmonomer abgeleitet ist. Als solches schließt dieses
im Wesentlichen jedes beliebige Polyethylen-Polymer oder Polyethylen-Copolymer
ein, das auf dem Fachgebiet allgemein bekannt ist. Vorzugsweise schließt das Ethylenpolymer
Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polyethylen sehr geringer Dichte
(VLDPE), Ehylen/Propylen-Kautschuk (EPR) und einschließlich Ethylen/Propylen/Dien- Kautschuk (EPDM)
und dergleichen ein. Wie in den beigefügten Beispielen gezeigt wird,
wird die Niedertemperatur/Kerbschlagzähigkeit nach Izod wesentlich
beeinflusst durch die Zugabe von etwa 10 Gew.-% Maleinsäureanhydrid-modifiziertes
HDPE.
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In
der Praxis werden schlagzähgemachte
Blends der vorliegenden Erfindung vorteilhaft geringe Mengen und
im typischen Fall bis zu einigen Prozent andere Additive enthalten,
wie beispielsweise Pigmente, Farbmittel, Ruß, UV-Stabilisatoren, Antioxidantien,
Verarbeitungshilfen, Fiberglas, mineralische Füllstoffe, Antigleitmittel,
Weichmacher, Nukleierungsmittel und dergleichen. Es sind zahlreiche
derartige Additive und ihre entsprechende Verwendung auf dem Fachgebiet
gut bekannt und finden in Verbindung mit Anwendungen von Ionomer/HDPE-Blend
kommerzielle Verwendung.
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Typische,
bevorzugte Kombinationen werden in den Beispielen speziell veranschaulicht.
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Die
Herstellung der Blends gemäß der vorliegenden
Erfindung kann unter Anwendung von Standardpraktiken des Mischen
erfolgen, wie sie auf dem Fachgebiet allgemein bekannt sind. Bevorzugt
wird ein kommerzieller Mischer, wie beispielsweise ein Banbury-Mischer
oder ein kommerzieller Extruder für Thermoplastik und speziell
ein Doppelschneckenextruder oder dergleichen angewendet, um ein
vollständiges
Zumischen der Komponenten zu erzielen und eine homogene Dispersion
der Komponenten zu ergeben. Alternativ kann die abschließende Dispersion
in dem letzten Spritzgießen
oder der Extrusion des Fertigungsartikels erzielt werden, indem
man mit separaten Komponenten, Intermediaten, Komponentenpräkursoren
oder einer gewissen Kombination derselben beginnt. Das Compoundieren
kann auch in Abhängigkeit
von der Wahl und der Verfügbarkeit
der Ausgangskomponenten stufenweise ausgeführt werden. Als solches lässt sich
ein kommerziell verfügbares
Ionomer/HDPE-Blend direkt mit dem Maleinsäureanhydrid modifizierten Ethylenpolymer-schlagzähmachenden
Additiv coextrudieren. Alternativ lassen sich das Ionomer, HDPE
und das mit Maleinsäureanhydrid
modifizierte Ethylenpolymer gleichzeitig coextrudieren, um das gewünschte Blend
zu erzielen. Es gilt ferner als miteinbezogen, dass der Neutralisationsgrad
des Ionomers vorsätzlich
während
des Compoundierungsschrittes durch Zugabe von Metallhydroxid, Metalloxid
oder dergleichen erhöht
wird. Es gilt ferner als miteinbezogen, dass HDPE und das mit Maleinsäureanhydrid
modifizierte Ethylenpolymer zusammen mit einer ungesättigten
Carbonsäurecopolymer(E/AA
oder E/MAA)-Copolymerpräkursor
des Ionomers mit einer neutralisierenden Metallkomponente in dem
Coextrusionsprozess eingesetzt werden können, sodass auf diese Weise
das Ionomer während
des Compoundierens in situ erzeugt wird.
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Die
folgenden Beispiele werden geboten, um verschiedene Aspekte und
Merkmale der vorliegenden Erfindung eingehender zu Demonstrieren
und weiter zu veranschaulichen. Als solches sollen die Darstellungen
die Unterschiede und Vorteile der vorliegenden Erfindung weiter
veranschaulichen. Sofern nicht anders angegeben, waren bei der Darstellung
der folgenden Beispiele alle Blends auf einem ZSK-30-Gleichdrall-Doppelschneckenextruder
extrusionscompoundiert, indem typischerweise das folgende Temperaturprofil
angewendet wurde:
- Beschickung: kalt
- Zone 1: 150°C
- Zone 2: 225°C
- Zone 3: 225°C
- Zone 4: 225°C
- Mundstück
(Einzelstrang, ¼ Inch
Durchmesser): 230°C
- Schneckendrehzahl: 200 U/Min.
- Ausstoß:
15 bis 20 lb/h
- Schmelzetemperatur: typischerweise 245° bis 260°C
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Es
wurden Teststäbe
(5 Inch × 1/2
Inch × 1/8
Inch), Platten (3 Inch × 5
Inch × 1/8
Inch) und Scheiben (3 Inch × 1/8
Inch) für
die physikalischen Tests unter Anwendung einer Einschnecken-Spritzgussmaschine
gepresst, indem typischerweise das folgende Temperaturprofil und
Bedingungen angewendet wurden:
- Rückseite: 220°C
- Mitte: 225°C
- Vorderseite: 230°C
- Düse:
230°C
- Form: 25°C
- Kolbengeschwindigkeit: schnell
- Schneckendrehzahl: 60 U/Min.
- Spritzzeit: 35 Sekunden
- Haltezeit: 25 Sekunden
- Gegendruck: 50 psig (Überdruck)
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Es
wurden verschiedene Testbedingungen zur Bestimmung der physikalischen
Eigenschaften eingesetzt. Der Schmelzindex (MI) wurde nach dem Standard
ASTM D1238, Bedingung E, bei einer Temperatur von 190°C und einer
Last von 2.160 Gramm bestimmt. Die Zugeigenschaften wurden nach
dem Standard ASTM D1708 unter Verwendung von Stangen mit 1½ Inch × 5/8 Inch × 1/8 Inch),
die aus Platten gestanzt waren (3 Inch × 5 Inch × 1/8 Inch) bestimmt. Die Messungen
erfolgten an einer mit einer Querspritzkopfgeschwindigkeit von 2
Inch/Min. betriebenen Instron-Maschine. Der Biegemodul wurde an
Teststäben
(5 Inch × ½ Inch × 1/8 Inch)
unter Verwendung einer 2 Inch-Weite nach dem Standard ASTM D790
gemessen. Die Kerbschlagzähigkeit
nach Izod wurde nach dem Standard ASTM D256 unter Verwendung von
Stäben
(2½ Inch × ½ Inch × 1/8 Inch)
mit einer in die Seite des Stabes eingefrästen Kerbe von 0,1 Inch bestimmt.
Die Stäbe
wurden von einem einfach gespritzten Stab mit 5 Inch × ½ Inch × 1/8 Inch
genommen, der sodann in zwei Hälften
getrennt wurde (d.h. einer in der Nähe der Angussseite und der
andere an der abgelegenen Seite). Die Bestimmung der instrumentierten
Dynatup-Schlagzähigkeit
erfolgte nach dem Standard ASTM D3763 und wurde im Vertikalmode an
Scheiben von 3 Inch × 1/8
Inch mit Tup-Größe von ½ Inch
und einer Fallgeschwindigkeit von 5 mph ausgeführt (d.h. 10 Inch Fallhöhe mit einer
Last von 98,2 lb).
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Nachfolgend
sind die rohen Ausgangssubstanzen, deren Charakterisierung und entsprechende
kommerzielle Herkunft wie folgt zusammengestellt:
- • Alathon® 7030 – HDPE,
MI = 2,8 (Spez. Bereich = 2,4 bis 3,2) (Lyondell Petrochemical Co.).
- • Chimassorb® 944
FD – gehindertes
Amin als Lichtschutzmittel (Ciba-Geigy Corp.).
- • Flexomer
DFDB9042 – Ethylen/Buten-VLDPE,
~15% Buten, Dichte: ~0,900, MI = 5 (Union Carbide Corp.)
- • Flexomer
DFDU1085 – Ethylen/Buten-VLDPE, > 15% Buten, Dichte
= 0,884 bis 0,900, MI = 3 bis 4 (Union Carbide Corp.)
- • Fusabond® E
MB-100D – MAN-modifiziertes
Sclair 2907 HDPE; ~1% MAN, MI = 2 (modifizierte Polymere, DuPont
of Canada).
- • Fusabond® N
MN-493D – MAN-modifiziertes
Engage 8180 VLDPE, ~0,5% MAN, MI = 1,3
- • Fusabond® N
MF-520D; MAN-modifiziertes Nordel® IP3745P,
MAN-g-Ethyeln/Propylen/Hexadien-Terpolymer
(DuPont). ~0,5% MAN, MI = 1,3
- • Irganox® 1010
= Tetrakis(methylen(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxycinnamat) (Ciba-Geigy
Corp.).
- • Irganox® B215
= 1:2/Irganox® 1010/Irgafos
168 Blend. Irgafos 168 = Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphat (Ciba-Geigy Corp.).
- • Nordel® 2722
= Elastomer mit schmaler Molekulargewichtsverteilung, 72/21/7:Ethylen/Propylen/Hexadien-Terpolymer
(DuPont).
- • Surlyn® 9520 – 90/10:E/MAA-Copolymer,
68 bis 71% neutralisiert mit Zink, Grundharz MI = 33; Ionomer MI
= 1,1.
- • Tinuvin® 770
DF = UV-Stabilisiermittel (Ciba-Geigy Corp.).
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BEISPIEL 1
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Es
wurde eine Reihe von sieben verschiedenen Blends aus Polyethylen
hoher Dichte und Ionomer hergestellt und getestet, wie vorstehend
allgemein beschrieben wurde. Sechs der Durchläufe bezogen sich auf Maleinsäureanhydrid
(MAN)-modifiziertes Polyethylen hoher Dichte (Sclair 2907 HDPE),
das kommerziell bei DuPont of Canada unter dem Warenzeichen Fusabond
® E
MB-100D (MAN-g-HDPE: ~1% MAN, MI = 2) verfügbar ist. Einzelheiten über die
Zusammensetzungen und die resultierenden Daten sind in Tabelle 1
angegeben. Wie in dieser Tabelle gezeigt wird, wurde die Niedertemperatur-Kerbschlagzähigkeit
nach Izod durch die Zugabe von Fusabond
® EMB-100D,
ein Maleinsäureanhydrid
modifiziertes Polyethylen, um mehr als verdoppelt, ohne den Biegemodul
zu verringern. TABELLE 1
Durchlauf | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
ALATHON®7030 | 60,05% | 50,05% | 47,55% | 47,55% | 47,55% | 45,05% | 45,05% |
SURLYN®9520 | 36,30% | 36,30% | 33,80% | 33,80% | 33,80% | 31,80% | 31,80% |
IRGANOX®1010 | 0,15% | 0,15% | 0,15% | 0,15% | 0,15% | 0,15% | 0,15% |
NORDEL®2722 | - | - | 5,0% | - | - | - | - |
Flexomer
DFDB9042 | - | - | - | 5,0% | - | 10,0% | - |
Flexomer
DFDU1085 | - | - | - | - | 5,0% | - | 10,0% |
ZnO
(CS8749-5) | 3,50% | 3,50% | 3,50% | 3,50% | 3,50% | 3,50% | 3,50% |
Fusabond®EMB-100D | - | 10,0% | 10,0% | 10,0% | 10,0% | 10,0% | 10,0% |
| | | | | | | |
Biegemodul
(psi) | 115.300 | 119.300 | 106.400 | 105.600 | 106.500 | 101.600 | 102.100 |
Zugfestigkeit
(psi) | 3.250 | 3.270 | 3.030 | 3.110 | 3.120 | 2.930 | 3.030 |
Dehnung
bei Streckgrenze (%) | 12% | 12% | 13% | 12% | 12% | 13% | 12% |
maximale
Zugspannung (psi) | 3.250 | 3.700 | 3.400 | 3.410 | 3.610 | 3.150 | 3.250 |
Dehnung
bei max. Zug (%) | 12% | 350% | 360% | 380% | 370% | 370% | 390% |
Reißspannung
(psi) | 3.200 | 3.700 | 3.390 | 3.410 | 3.590 | 3.140 | 3.430 |
Reißdehnung
(%) | 200% | 360% | 360% | 380% | 370% | 380% | 400% |
Kerbschlagzähigkeit
nach Izod bei –30°C |
Anschnittseite | 9,51 | 20,2 | 21,7 | 20,3 | 21,5 | 18,2 | 21,4 |
abgelegene
Seite | 10,11 | 21,4 | 27,4 | 26,6 | 22,6 | 22,1 | 22,3 |
Dynatup
instrumentierter Kerbschlag bei –30°C |
Kerbschlagenergie
(ft-lbs) | | 80,9 | 81,7 | 81,4 | 80,7 | 80,8 | 80,7 |
Gesamtenergie
(ft-lbs) | | 27,0 | 24,9 | 27,9 | 26,2 | 26,7 | 28,6 |
| | | | | | | |
Schmelzspannung
(cN) | 13,6 | 14,1 | 12,3 | 9,0 | 9,4 | 9,8 | 10,7 |
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BEISPIEL 2
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Analog
zu Beispiel 1 wurde eine Reihe von sieben zusätzlichen Blends Polyethylen
hoher Dichte und Ionomer hergestellt und getestet. Durchlauf 1 war
im wesentlichen eine Wiederholung von Durchlauf 2 von Beispiel 1
unter Verwendung von 10 Gew.-% Maleinsäureanhydrid-modifiziertem Polyethylen
hoher Dichte (Fusabond
® EMB-100D (MAN-g-HDPE:
~1% MAN, MI = 2) als das schlagzähmachende
Additiv. Die anderen sechs Durchläufe betrafen die Verwendung
von Maleinsäureanhydrid-modifiziertem
Polyethylen geringer Dichte (Fusabond
® N
MN-493D; MAN-g-VLDPE, ~0,5% MAN, MI = 1,3) und einem Maleinsäureanhydrid-modifiziertem
Ethylen/Propylen/Hexadien-Terpolymer (Fusabond
® N
MF-520D; MAN-g-EPDM, ~0,65% MAN, MI = 0,6). Einzelheiten zu den
Zusammensetzungen und den resultierenden Daten sind in Tabelle 2
gegeben. Wie in dieser Tabelle zu entnehmen ist, zeigt die Zugabe
eines Maleinsäureanbydrid-modifizierten
VLDPE und EPDM eine Verbesserung der Schlagzähigkeit gegenüber der
Kontrolle (Durchlauf 1, Beispiel 1), jedoch nicht in so dramatischer
Weise wie die Verbesserung in Verbindung mit dem MAN-g-HDPE-Additiv. TABELLE 2
Durchlauf | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
ALATHON®7030 | 50,05% | 52,90% | 52,90% | 50,05% | 50,05% | 50,14% | 50,05% |
SURLYN®9520 | 36,30% | 38,45% | 38,45% | 36,30% | 36,30% | 36,21% | 36,30% |
IRGANOX®1010 | 0,15% | 0,15% | 0,15% | 0,15% | 0,15% | 0,15% | 0,15% |
ZnO
(CS8749-5) | 3,50% | 3,50% | 3,50% | 3,50% | 3,50% | 3,50% | 3,50% |
Fusabond®EMB-100D | 10,00% | 5,00% | - | 10,00% | 10,00% | - | - |
Fusabond®N
MN-493D | - | - | 5,00% | - | - | 10,00% | - |
Fusabond®NMF-520D | - | - | - | - | - | - | 10,00% |
Zugeigenschaften
bei Raumtemperatur |
Zugfestigkeit
(psi) | 3.390 | 3.030 | 2.740 | 3.050 | 3.270 | 2.410 | 2.660 |
Dehnung
bei Streckgrenze (%) | 12% | 12% | 14% | 12% | 11% | 15% | 15% |
maximale
Zugspannung (psi) | 3.730 | 3.710 | 3.450 | 3.780 | 3.880 | 3.420 | 3.430 |
Dehnung
bei max. Zug (%) | 360% | 330% | 290% | 360% | 350% | 300% | 300% |
Reißspannung
(psi) | 3.730 | 3.710 | 3.450 | 3.780 | 3.790 | 3.410 | 3.430 |
Reißdehnung(%) | 370% | 330% | 290% | 370% | 350% | 297% | 300% |
Biegemodul
(psi) | 115.300 | 106.600 | 83.700 | 107.900 | 114.300 | 70.600 | 78.800 |
Kerbschlagzähigkeit
nach Izod bei –30°C |
Anschnittseite | 26,3 | 18,0 | 16,6 | 18,5 | 18,46 | 16,6 | 16,37 |
abgelegene
Seite | 20,6 | 23,6 | 22,7 | 23,8 | 23,65 | 20,0 | 19,75 |
Dynatup-instrumentierter
Kerbschlag bei –30°C |
Kerbschlagenergie
(ft-lbs) | 81,0 | 77,3 | 77,2 | 77,1 | 78,5 | 77,6 | 78,4 |
Gesamtenergie
(ft-lbs) | 27,2 | 25,3 | 25,5 | 26,7 | 27,4 | 26,6 | 26,8 |
-
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
-
Wie
vorstehend ausgeführt
wird durch die Zugabe oder den Einbau von Maleinsäureanhydrid-modifiziertem Ethylen-derivierten
Polymer (zum Beispiel ein Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polyethylen
hoher Dichte, MAN-g-HDPE; Maleinsäureanhydrid-gepfropften Polyethylen
sehr geringer Dichte, MAN-g-VLDPE; Maleinsäureanhydrid-gepfropften
Ethylen/Propylen-Kautschuk, MAN-g-EPR; oder Maleinsäureanhydrid-gepfropften
Ethylen/Propylen/Dienmonomer-Kautschuk, MAN-g-EPDM) in ein Blend
von Ionomer/Polyethylen hoher Dichte die Niedertemperatur/Kerbschlagzähigkeit
nach Izod verbessert. Die resultierenden Blends, die gemäß der vorliegenden
Erfindung Eigenschaften einer verbesserten Kerbschlagzähigkeit
zeigen, sind besonders nützlich
in der Herstellung von Kfz-Teilen, Platten und dergleichen mit einer
Oberfläche
der "Klasse A".