DE813206C

DE813206C - Thermoplastische Massen aus AEthylenpolymer

Info

Publication number: DE813206C
Application number: DEP282A
Authority: DE
Inventors: Ernest Lewis Midwinter; Raymond Bliss Richards
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1945-01-11
Filing date: 1948-10-23
Publication date: 1951-09-10
Also published as: US2466038A; GB584620A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. SEPTEMBER 1951

p 282 IVc 139b B

Die Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Stoff zusammensetzungen, welche Polythene und CaI-ciumcarbonat enthalten und zähe Produkte von hohem Erweichungspunkt ergeben.

Polythen ist ein festes Polymer von Äthylen, welches durch Polymerisation von Äthylen bei hohem Druck und bei erhöhter Temperatur entsteht, wobei gewünschtenfalls in Gegenwart eines Katalysators gearbeitet wird und gegebenenfalls in Gegenwart eines flüssigen Mediums, wie beispielsweise Wasser und/oder einer organischen Flüssigkeit. Verfahren zur Herstellung von Polythen sind in der deutschen Patentschrift 737 960 beschrieben.

Es wurde gefunden, daß die mechanischen Eigenschaften von zähem Polythen durch Zugabe besonders feiner Teilchen von Calciumcarbonat verbessert werden können, wodurch weiterhin sowohl der Erweichungspunkt als auch die Zähigkeit vergrößert werden können, so daß Mischungen erhalten werden, die auch noch bei o° biegsam sind.

Gemäß der Erfindung wird eine Masse hergestellt, welche ganz oder teilweise aus einer innigen Mischung von ι Gewichtsteil Polythen mit einer Schmelzviskosität oberhalb 60 000 Poise besteht mit o,i bis 1,5 Gewich tsteilen fein verteilten Calciumcarbonate, von dem die Teilchengröße unter 1 Mikron liegt, und wobei vorzugsweise aktiviertes Calciumcarbonat Anwendung findet, dessen Teilchengröße noch unter 0,1 Mikron liegt. Die Mischung kann bei einer Temperatur von 160 bis 250 ° plastifiziert werden, beispielsweise auf erhitzten Mischwalzen.

Die Schmelzviskosität η, die für die Zwecke der Erfindung geeignet ist, ergibt sich aus der Gleichung

η = —τ,— , worin G das Gewicht der Polythenmenge ist, die bei 190° in 10 Minuten durch eine Kapillare

Claims

von 8 mm Länge und einem Durchmesser von 2,1 mm unter einem Druck von 3 kg/cm2 ausgepreßt wird. Die Schmelzviskositäten von verschiedenen Polythenarten können sich ändern von weniger als 1 Poise aufwärts und die jetzt zur Verfügung stehenden Polythene besitzen Schmelzviskositäten bis zu 10 000 000 Poise und höher. Die Erfindung ist anwendbar auf Polythene mit Schmelzviskositäten oberhalb 60 000 Poise und im allgemeinen auf solche von 100 000 bis 10 000 000 Poise. Bedingung ist, daß nicht nur das Polythen eine hohe Schmelzviskosität aufweist, sondern daß auch das Calciumcarbonat eine sehr feine Teilchengröße besitzt, die beträchtlich unter 1 Mikron liegt, wodurch die Zähigkeit des Polythens vergrößert wird. Eine zweckmäßig anwendbare Teilchengröße besteht zu mindestens 9o°/0 aus weniger als 1 Mikron und zum mindesten zu 5o°/o aus weniger als 0,1 Mikron. Ein für die Zwecke der Erfindung besonders brauchbares Calciumcarbonat wird beispielsweise durch die Carbonierung eines Calciumhydroxydschlammes erhalten, der eine geringe Menge Ammoniak enthält. Ein derartiges Verfahren ist in der britischen Patentschrift 563 in beschrieben. Vorzugsweise findet ein Calciumcarbonat Anwendung, dessen größter Teil eine Teilchengröße unterhalb 1 Mikron besitzt und das beispielsweise durch Behandlung mit Stearinsäure aktiviert worden ist. Dem Produkt können gewünschtenfalls auch geringe Mengen anderer Füllmittel, beispielsweise Farbstoffe, Weichmachungsmittel und Antioxydationsmittel zugefügt werden. Das gemäß der Erfindung hergestellte Produkt besitzt einen Erweichungspunkt, der in jedem Fall über 95 ° liegt und der höher ist als derjenige des Ausgangspolythens. Der Erweichungspunkt des Polythens wird im allgemeinen um ungefähr 50 erhöht durch Einverleibung·'von Calciumcarbonat in der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Weise. Der Erweichungspunkt wird für die Zwecke der Erfindung als die Temperatur gemessen, bei der eine abgeflachte Nadel von ι mm2 unter einer Last von 1 kg in ein 3 mm großes Probestück 1 mm tief eindringt, wobei die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 50° je Stunde erhöht wird. Durch die Einverleibung von feinverteiltem Calciumcarbonat in zähes Polythen wird erreicht, daß dieses seine Biegsamkeit auch bei 0° nicht einbüßt. Auch bei Einverleibung von FüUmengen ist das Produkt noch bei 0° und darunter biegsam. Die Zähigkeit des Produktes liegt oberhalb 112 kg und übersteigt diejenige des Ausgangspolythens, wobei sie im allgemeinen ungefähr 23 kg größer ist als diejenige des Polythens. Die Zähigkeit wird hierbei gemessen als die minimale Belastung einer abgeflachten zylindrischen Stange mit einem Durchmesser von 5,8 mm, durch die ein Loch in das Material einer Stärke von 2,8 mm gestanzt wird. Die Verbesserungen, die hierbei das Material erfährt, sind für thermoplastische Stoffzusammensetzungen von großer Bedeutung. In dem folgenden Beispiel ist eine Ausführungsform der Erfindung angegeben. 70 Gewichtsteile eines Polythens, dessen Schmelzviskosität 1 300 000 Poise bei 190 ° aufweist und 30 Gewichtsteile aktiviertes Calciumcarbonat mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 0,1 Mikron, wie es als Füllmittel für Gummimassen u. dgl. verwendet wird, , werden auf Walzen 30 Minuten lang bei 170 ° gemischt und dann zu einer Platte von 3,2 mm Stärke ausgepreßt. Diese Platte ist biegsam, und ihre in der oben beschriebenen Weise bestimmte Zähigkeit liegt oberhalb 166 kg für das Polythen allein. Der Erweichungspunkt beträgt 107 ° gegenüber 103 ° für das Polythen allein. Die Platte ist noch biegsam bei —40 °. Vergleichsweise sei festgestellt, daß eine Mischung von 70 Teilen des gleichen Polythens mit 30 Teilen Calciumcarbonat einer Teilchengröße von 2 bis 5 Mikron nur eine Zähigkeit von 137 kg besitzt. Als weiterer Vergleich sei festgestellt, daß eine Mischung von 70 Teilen eines Polythens mit einer Schmelzviskosität von 3000 Poise bei 190 ° und 30 Teilen aktiviertes Calciumcarbonat mit einer' Teilchengröße von nicht mehr als 0,1 Mikron, wie es als Füllmittel für Gummimassen u.dgl. verwendet wird, eine Zähigkeit von nur 75,8 kg besitzt gegenüber einem Wert von 104 kg für das Polythen selbst. Die Mischung ist bei o° oder darunter nicht mehr biegsam. S5 Patentansprüche:

1. Thermoplastische Masse aus Äthylen polymer, bestehend aus/oder überwiegend aus 1 Gewichtsteil Polythen mit einer Schmelzviskosität oberhalb 60 000 Poise und 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen fein verteiltem Calciumcarbonat, das zum größten Teil eine Teilchengröße unter 1 Mikron besitzt.

2. Thermoplastische Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumcarbonat aktiviert ist und eine Teilchengröße von unter 0,1 Mikron besitzt.