EP3997176A1 - Ternary polymer blend, in particular for pipe extrusion, thermoplastic plastics pipe made from such a blend, and use thereof - Google Patents

Ternary polymer blend, in particular for pipe extrusion, thermoplastic plastics pipe made from such a blend, and use thereof

Info

Publication number
EP3997176A1
EP3997176A1 EP20734687.5A EP20734687A EP3997176A1 EP 3997176 A1 EP3997176 A1 EP 3997176A1 EP 20734687 A EP20734687 A EP 20734687A EP 3997176 A1 EP3997176 A1 EP 3997176A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polyamide
polypropylene
range
polyolefin
thermoplastic elastomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20734687.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Spelthann
Daniel DE BEER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voss Automotive GmbH
Original Assignee
Voss Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voss Automotive GmbH filed Critical Voss Automotive GmbH
Publication of EP3997176A1 publication Critical patent/EP3997176A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/12Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00Use of unspecified rubbers as moulding material
    • B29K2021/003Thermoplastic elastomers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0088Blends of polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/18Applications used for pipes

Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic polyamide-polyolefin blend, in particular for the production of fluid-carrying pipes by extrusion, at least containing a polyolefin, a polyamide and a compatibilizer.
  • the invention also relates to a plastic pipe made from such a blend and its use.
  • Fluid-carrying line systems which are used in particular in motor vehicles as
  • Line sections pipes - or hoses in flexible training - aulweise which via line connectors, such as. B. mandrels, interconnectable or connected, are subject to a variety of requirements.
  • Such line systems can in particular means for generating pressure, such. B. pumps or compressors, by means of which the fluid is conveyed through the system. This results in requirements with regard to pressure resistance.
  • means for generating or dissipating heat By using means for generating or dissipating heat, heating or cooling can be provided. From this and by changing the
  • Wall must be present.
  • the wall of the pipe must have a certain resetting behavior - from the expanded state that occurs during the expanding process - so that, in particular without the use of further fastening means, such as. B. by hose clamps, a tight fit on the mandrel.
  • further fastening means such as. B. by hose clamps
  • pure polyolefin pipes do not meet this requirement because they have too high a tendency to creep, which is unsuitable for mandrel connections.
  • the pipe must also be resistant to media. So z. B a certain zinc chloride resistance must be guaranteed, especially in cooling water applications. This is determined according to the standard SAE J 2240-2008. PA 6 and PA 66 as well as their blends with polyolefins do not meet this media resistance. These materials are also resistant to hydrolysis at cooling water temperatures>
  • a wall made of PA12 With regard to the use of material in the pipe wall, at least three options for setting an optimal balance between the requirement profile and manufacturing costs can be differentiated.
  • German utility model of the applicant DE 20 2011 110 917 U1 describes a heatable fluid line that has at least two length sections that are different in terms of their material properties and / or their structural shape, on the one hand at least a first length section consisting of consists of a first material containing a first polymer, and on the other hand a second
  • Length section which consists of a second material which contains a second polymer, the material of the second length section being more flexible and / or having a higher strength than the material of the first length section.
  • the material of the first length section can in particular contain a polymer that is an engineering plastic, while the material of the second length section can in particular contain a polymer that is a high-performance plastic.
  • the continuous use temperature can be determined in various ways. In the method according to UL 746 B a so-called temperature index is given, ie the temperature is determined at which the polymer material still has half its tensile strength after 60,000 or 100,000 hours
  • polyethylene PE
  • polypropylene PP
  • polyvinyl chloride PVC
  • PMMA polymethacrylic acid methyl ester
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PS polystyrene
  • Engineering plastics include polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonate (PC) and polyoxymethylene (POM).
  • PA polyamide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • POM polyoxymethylene
  • the high-performance plastics include polytetrafluoroethylene (PTFE),
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • PSU polysulphones
  • PAEK polyaryl ether ketones
  • PPS polyphenylene sulphides
  • PI polyimides
  • a polyamide in particular PA 6, PA 66, PA 11 or PA 12, can advantageously be selected as the polymer material of the first length section, which results in a low-cost production of the Fluid line according to the invention can be guaranteed.
  • Polyamides are generally classified as engineering plastics, but they can also be given by a special design of their formulation, e.g. B. by copolymerization, the properties of high-performance plastics are given.
  • the first length section can be designed, for example, as a plastic molded tube, with filled engineering plastics such. B. fiber-reinforced plastics can be used.
  • the polymer of the second length section can advantageously be an elastomer, for example hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (HNBR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) for a temperature load of up to 170 ° C, an ethylene-propylene - Rubber (EPM) for temperatures above 200 ° C or a thermoplastic elastomer (TPE).
  • HNBR hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • EPM ethylene-propylene - Rubber
  • TPE thermoplastic elastomer
  • PA 12 elastomers appear particularly suitable. These are block copolymers made from PA 12 and from polyether segments (polyether block amides PEBA). They show the essential properties of PA12, whereby the elastomeric character becomes more and more pronounced with increasing polyether content. The polymers become elastically more flexible and tougher at low temperatures.
  • the utility model DE 20 2011 110 917 U1 also describes a preferred embodiment of a first length section of a fluid line with a second option for achieving an optimal balance between the requirement profile and manufacturing effort .
  • the Pipe wall constructed in two layers. It comprises an outer wall, preferably made of an engineering plastic such as PA 12, and an inner wall, preferably made of a fluoropolymer such as PTFE.
  • Inner wall can preferably be comparatively thin in the sense of only a superficial coating of the outer wall, i. H. approximately with a maximum wall thickness of 300 ⁇ m, the comparatively thicker outer wall ensuring the required mechanical stability.
  • Material-economical production method - mainly from the engineering plastic - the length section has a load-appropriate heat and cold resistance and, in particular due to the fluorine-containing polymer of the inner wall, an increased resistance to the fluid flowing in it, for example increased chemical resistance, especially with regard to water absorption and / or hydrolysis.
  • the compounding thus firmly bonds at least two substances with one another.
  • the aim of compounding is to
  • Twin-screw extruders in which the starting materials, which are usually in granular form, are melted and intimately mixed. If two polymers are compounded, this creates a so-called one
  • polyblend Such a polyblend - also known as a polymer alloy (English: “alloy”) - is a special compound, but a compound is not always a blend. Specific types of blends are mixtures of polyolefins, such as polyethylene (PE) and / or polypropylene (PP), which due to the above. Criteria under which mass plastics are to be classified, with polyamides as representatives of the higher-quality technical or even - as mentioned above - possibly the
  • polyethylene with the aid of a process for compatibilization, such as the use of peroxides, block copolymers or specially selected compatibilizers.
  • These blends are characterized e.g. B. by increased impact strength and reduced water absorption.
  • high-impact polyamides by compounding polyamide is known exclusively with modified polyolefins, especially with acid- or anhydride-functional polyethylenes.
  • the production of such polyamide blends is e.g. B. described in: Kunststoffe 65 (1975), p. 139 ff, Kunststoffe 80 (1991), p 838 ff, EP 0 469 693 A2 and in the literature cited therein - z. B.
  • a special challenge is that - since one polymer acts as a "high molecular weight" solvent for the other in a mixture of two different polymers - the possibilities for arranging the polymer segments are often drastically reduced, so that a strongly restricted or a non- The result is miscibility of the polymers, which is shown thermodynamically, for example, in the enthalpy of mixing of different homopolymers which deviates from zero. The entropy of mixing is also used as a measure.
  • Polyolefins depend on the chemical structure of the polymer chain, such as from
  • miscibility doors spoken in the phase diagram. Often there is only a miscibility in a certain proportion of the constituents of the mixture. The percentage of different types of polymer in a blend is therefore very important. However, the miscibility, which according to thermodynamics is understood to be complete single-phase, must be distinguished from a general compatibility of the different polymers. Polymers are compatible when the corresponding blends show the desired properties without having to be completely homogeneously miscible. They can therefore also be designed in two or more phases, with one of the polymers being able to form a matrix for the other polymer and any other ingredients that may be present. A prerequisite for this, however, is the provision of a suitable compatibilizer tailored to the constituents of the mixture. However, it can also be assumed that the quantitative proportions of the constituents are highly significant.
  • a polyamide-polyolefin blend similar to the type mentioned above is known from DE 603 02 719 T2. It describes flame-retardant compositions which - based on the weight, the total amount being 100 parts - contain the following components: 50 to 75 parts of the mixture of polyamide and polyolefin and 25 to 50 parts of the mixture containing: 0.1 to 48.8 parts of a flame retardant, 0.1 to 30 parts of a phosphorus
  • Plasticizer 0.1 to 10 parts of a zeolite, the total of these three products being between 25 and 50 parts.
  • functionalization of the polymers through the use of copolymers is apparently intended - although not expressly emphasized.
  • These compositions are said to be suitable for protecting electrical cables and optical fibers and for molding electrical housings and preventers and therefore have an insulating effect.
  • a polyamide-polyolefin blend of the type mentioned at the beginning is known from DE 60 2004 001 610 T2. Therein the use of constructions with at least one layer of a mixture of polyamide and containing nanofillers Described polyolefin, wherein the polyamide forms the matrix, and where at least one layer of another material is optionally present to achieve a barrier effect.
  • the mixture is thermoplastic and can be used to make bottles, tanks, containers, pipes and vessels of all kinds.
  • An ethylene-butyl acrylate-maleic anhydride copolymer and a polypropylene are described as compatibilizers
  • the present invention is based on the object of providing a polyamide-polyolefin blend, in particular for the production of fluid-carrying pipes, of the generic type mentioned at the outset, and one produced therefrom, preferably as
  • Zinc chloride solutions and the blend is easy to process
  • Pipe connector elements should be guaranteed.
  • a similar expansion and creep behavior as that of PA 12 should be guaranteed.
  • Compatibilizer is contained in a range from 7.5 to 50 parts by weight based on 100 parts of the mixture of the polypropylene and the polyamide and contains a partially neutralized ionomer, which is a copolymer containing ethylene and acrylic acid monomer units.
  • Polypropylene-based thermoplastic elastomers are among the
  • thermoplastic elastomers TPE-O
  • TPE-O thermoplastic elastomers
  • They combine the properties of a semi-crystalline polyolefin and an amorphous elastomer component. It can in particular be a polymer blend with an uncrosslinked phase from the polymer which is dispersed in a polypropylene-containing matrix
  • EPDM Ethylene Propylene Diene Rubber
  • thermoplastic elastomer also contain an ethylene-propylene copolymer (abbreviation E / P) as the second phase.
  • E / P ethylene-propylene copolymer
  • thermoplastic elastomer the polyamide-polyolefin blend according to the invention is not just a binary but a ternary polymer alloy, that is to say a polyblend whose three constituents advantageously each have their own way
  • the compatibilizer which contains as at least one first component a partially neutralized ionomer, which is a copolymer that contains ethylene and acrylic acid monomer units
  • a partially neutralized ionomer which is a copolymer that contains ethylene and acrylic acid monomer units
  • three different types of crosslinking are known for copolymers that contain ethylene and acrylic acid monomer units: physical, ionic and covalent.
  • the radical copolymerization of ethylene and acrylic acid results in highly branched polymers.
  • the carboxy groups cause very good adhesion to polar materials, while the polyethylene matrix adheres well to non-polar carrier materials. They can act to promote adhesion between the polypropylene of the TPE-O and the polyamide. Hydrogen bridges also form between the carboxy groups, which ensure good internal cohesion through physical cross-linking.
  • ethylene-acrylic acid copolymers - as provided according to the invention - are then neutralized with metal ions, such as Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ or Zn 2+ , for crosslinking in the context of the second type of crosslinking, these groups accumulate ion clusters together, and ionic networks are formed.
  • metal ions such as Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ or Zn 2+
  • Blends in which mixed forms of the three types of crosslinking mentioned can be present are also advantageous according to the invention.
  • Ionomers are obtained by copolymerization of a non-polar with a polar monomer, as in the case according to the invention from ethylene and acrylic acid monomer units (English abbreviation: EAA - Ethylene Acrylate Acid).
  • EAA - Ethylene Acrylate Acid ethylene and acrylic acid monomer units
  • the polar bonds push back the crystallization and lead to the aforementioned "ionic crosslinking”.
  • ionomers Compared to conventional thermoplastics, ionomers have the advantage that both secondary valence forces and ionic bonds are effective in them. These ion bonds are particularly strong and give the substance its characteristic properties. In addition, unlike most other plastics, they can also serve as electrolytes.
  • Polyblend according to the invention behaves like a thermoplastic elastomer, so that it is very suitable for pipe extrusion. This applies optimally when it is in the stated proportions in the range from 7.5 to 50 parts by weight based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based
  • thermoplastic elastomer and the polyamide is contained in the blend according to the invention.
  • the compatibilizer can advantageously be used as a second additional optional component, a terpolymer of ethylene, alkyl acrylate and glycidyl methacrylate, e.g. B. ethylene methacrylic glycidyl methacrylate (EnMaGma).
  • the mass ratio of the first component of the compatibilizer to the second component of the compatibilizer can - if present - be in the range from 0.05 to 2.0, preferably in the range from 0.2 to 1.0.
  • crosslinking behavior achieved in this way preserves the positive properties of the ionomer, but advantageously lowers the high melting temperature occurring in the case of the ionomers mentioned, which - considered as a pure material for the ionomer - would be in the range of 290 ° C to 330 ° C, in the sense of a improved extrudability at lower processing temperatures.
  • Polyamides are an extremely large class of polymers, the individual representatives of which can be produced in different ways.
  • the presence of functional amide groups —CO — NH— or also —CO — NR— in the macromolecule is characteristic, where R describes an organic, in particular aliphatic or also aromatic radical.
  • polyamides which are derived from an aminocarboxylic acid of the type H2N- (CH2) x-COOH or the corresponding
  • PA 6 for a polymer made from e-caprolactam or w-aminocaproic acid [NH- (CH2) 5-CO] n, with n as the degree of polymerization.
  • PA 11 is made from 11-aminoundecanoic acid and PA 12 from laurolactam or w-aminodecanoic acid.
  • PA 11 and PA 12 are cold-resistant down to at least -50 ° C and continuously heat-resistant up to +80 ° C. By adding stabilizers and plasticizers However, the resistance to cold or heat can be reduced to values of -60 ° C or
  • Notched impact strength In addition, it has good to very good chemical resistance to grease, oils, fuels, hydraulic fluids, many solvents, salt solutions and other chemicals.
  • PA 66 for the polymer of hexamethylenediamine (HMDA, 1, 6-diaminohexane) and adipic acid [NH- (CH2) 6-NH-CO- (CH2) 4-CO] n.
  • PA 6 10 stands for the polymer made from HMDA and sebacic acid (decanedioic acid, 1,8-octanedicarboxylic acid, HOOC- (CH2) 8-COOH).
  • Particularly suitable polyamides for the blend according to the invention are long-chain polyamides in the mono- or dimer, such as PA 11, PA 12, PA 6 10, PA 6 12, PA 6 14, in which Z 3 11 or Z2 3 10 ( at Z1 3 6).
  • a content of additives such as fillers, heat stabilizers, antioxidants, anti-aging agents, plasticizers or plasticizers, lubricants,
  • Lubricants and / or flow aids can be provided, the additives in a range of 0.5 to 25 parts by weight, preferably 4 to 15 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide.
  • the blend according to the invention is in a tube, in particular in a
  • polypropylene-based thermoplastic elastomer as a blend component with a reduced material wall compared to the use of pure PA12
  • a pipe according to the invention is characterized in that its wall is made using the thermoplastic polyamide-polyolefin blend according to the invention, in which the polyolefin is a polypropylene-based thermoplastic elastomer, which in a mass ratio in the range from 0.06 to 4.8 to the polyamide
  • the compatibilizer is contained in a range from 7.5 to 50 parts by weight based on 100 parts of the mixture of the polypropylene and the polyamide and contains a partially neutralized ionomer which is a copolymer which contains ethylene and acrylic acid monomer units.
  • the pipe can advantageously be produced in particular by extrusion, but the polyblend according to the invention is also suitable for the production of other extrusion goods, such as corrugated pipes and profiles, etc.
  • the pipe wall can advantageously be designed in particular in one layer, but the production of a multi-layer pipe by, for example, coextrusion of one or more further layers lying radially inside and / or outside the layer consisting of the blend according to the invention is not excluded.
  • each individual partial feature of the exemplary embodiment can also have an inventive significance in isolation from all other partial features described in connection therewith, either by itself or in combination with only a few other partial features. So can
  • the branded products listed in Table 2 below can be replaced with alternative materials with the same or at least largely similar chemical structure with no or only marginal change in the minimum and maximum values of the percentages.
  • the comparison pipes were made from VESTAMID® X7393. It is a standardized molding compound according to ISO 1874-PA12-HIP, EHL, 22-005, which is used as type PA 12-PHLY according to DIN 73 378 and DIN 74 324 for flexible pipes and hoses for the automotive industry. According to the above-mentioned ISO standard (including the measuring methods prescribed therein), the polymer has the properties listed in Table 1.
  • the polymer is supplied as granules and is one when processed
  • plasticized, highly viscous PA 12 molding compound with optimized low-temperature impact strength after solidification. It is especially for an extrusion of semi-hard Suitable for pipes with high burst pressure resistance.
  • the recommended melt temperature for profile extrusion is 220 ° C to 250 ° C.
  • Grilamid 2S which can be obtained from EMS-Grivory, is PA 6 10 and, as already mentioned, is produced by the polycondensation of hexamethylenediamine and sebacic acid. Hexamethylenediamine is extracted from petroleum while
  • Sebacic acid is obtained from the organic raw material castor oil through a multi-stage chemical process.
  • Polyamide 6 10 therefore advantageously consists of 62 percent renewable raw materials.
  • Other special features of Grilamid 2S (PA 6 10) are its low water absorption and good properties
  • Vistamaxx TM 6202 is offered as granules by Exxon Mobil and is a polypropylene-based thermoplastic elastomer with isotactic propylene Repeating units and statistical distribution of ethylene groups in the polyolefin copolymer.
  • the ethylene content is 15 to 16% by mass.
  • polypropylene-based thermoplastic elastomer an ethylene content of less than 40 mass% is considered optimal, in particular an ethylene content in the range of only 7 mass% to 25 mass%, preferably in the range of 12 mass% to 19 mass%. -%. Accordingly, the propylene content is higher than that of the known polypropylene-based thermoplastic elastomers described above.
  • Vistamaxx TM 6202 does not use the classic Ziegler-Natta catalysts, which have the disadvantage that they usually have to be used as heterogeneous catalysts on a carrier material because they are not soluble in organic solvents but is made with metallocene catalysts.
  • Metallocenes are a group of organometallic compounds in which a central metal atom is sandwiched between two cyclopentadienyl ligands (C5H5, abbreviation: Cp). The metallocene catalyst is the
  • the viscoelastic properties can advantageously be influenced in the sense of a reduced tendency to creep.
  • Vistamaxx TM 6202 has the properties listed in Table 3.
  • Table 3 Properties of Vistamaxx TM 6202
  • Lotader® AX 8900 Typical properties of Lotader® AX 8900 are shown in Table 4 below.
  • Lotader® AX 8900 is a terpolymer with statistical distribution of its
  • Glycidyl methacrylate (8 mass%). It is produced in high pressure autoclaves and sold by Arkema.
  • the glycidyl methacrylate causes a reactivity towards OH, COOH and NH2 groups, which during the mixing process in the melt with the polymers for which it is used as a compatibilizer, an optimally homogeneous
  • Lotader® AX 8900 is not only compatible with LDPE, but advantageously also with ethylene-containing copolymers, such as the ethylene-containing TPE-O described above.
  • the use of Aclyn® 295 in the polyblend according to the invention has a positive effect on a high level of corrosion resistance, in particular to zinc chloride solutions.
  • Bruggoien® H333 is a heat stabilizing additive from the Brüggemann group of companies. Those sold under the brand name Bruggoien®
  • Heat stabilizers are used to prevent the phenomenon that occurs with many polymer materials, due to the influence of heat, light and
  • Atmospheric oxygen the physical properties and the appearance of the respective plastic can be changed considerably.
  • processing stabilizers which primarily counteract polymer degradation in the melt phase - i.e. during compounding, injection molding or extrusion - and long-term stabilizers that are used during the use of the finished part
  • high ambient temperatures 60 ° - 130 ° C
  • UV stabilizers for effective protection of the finished parts against polymer degradation by UV radiation.
  • Combinations of various heat-stabilizing additives can result in additional synergy effects.
  • the Bruggolens® H333 additive used is the active ingredient copper iodide, which stabilizes polyamides at temperatures of up to 180 ° C.
  • Irganox® 1098 is the trade name for benzene propanamide, N, N'-1, 6-hexanediyl- bis [3,5-bis (1, 1-dimethylethyl) -4-hydroxy. It is a sterically hindered phenolic compound. It is what is called a primary antioxidant
  • Antioxidant I is manufactured by the company BASF in order to achieve increased thermal stability in polymers, in particular in polyamides, with its addition in particular causing discoloration of the polymer
  • the polysiloxane product Dow-Corning® is shown in Table 2 as a further additive
  • Ultra high molecular weight (UH MW) means that the mean molecular weight of the siloxane is above 300,000 g / mol and that the polysiloxane has a kinematic viscosity of above 5,000,000 - determined according to DIN 51562 (01/1999) at 40 ° C.
  • Blend according to the invention it improves the flowability and reduces the
  • the LDPE owns
  • Compatibility Maker - a high level of compatibility with the
  • polypropylene-based thermoplastic elastomer of the formulation polypropylene-based thermoplastic elastomer of the formulation.
  • Table 2 lists Proviplast® 024 from the company as the last ingredient in the formulation
  • Proviron It is a plasticizer that in particular
  • PA 6 10, PA 6 12, PA 10 10, PA 11 and PA 12 are equally good for PA 6 10, PA 6 12, PA 10 10, PA 11 and PA 12 as
  • Proviplast® 024 is by its chemical nature a sulphonamide, namely N-butylbenzenesulphonamide.
  • the polypropylene-based thermoplastic elastomer in the preferred blend composition is in a mass ratio of 0.154 (10/65) to the polyamide. It is therefore in a preferred range from 0.1 to 3.0. According to the invention this should
  • Mass ratio at least in the range of 0.05 to 5.0.
  • the compatibility maker (sum of the first component and the second
  • the Compatibility agents should according to the invention at least in a range of 12 to 30 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the
  • polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide.
  • Compatibility maker for the terpolymer made from ethylene, alkyl acrylate and
  • Glycidyl methacrylate as the second compatibilizer component is 0.187 (3/16). It is therefore in a preferred range from 0.2 to 1.0.
  • the mass ratio should be at least in the range from 0.05 to 2.0.
  • the compound was produced in a twin screw extruder with a screw diameter of 25 mm.
  • the constituents introduced in the solid state were melted and in one
  • the pipes were produced in an extruder with a screw diameter of 45 mm.
  • a barrier screw with a ratio of length L to diameter D of 25 was used. Characteristic of a
  • the barrier screw is that in the plasticizing zone an additionally inserted web, the so-called barrier web, separates the solids from the melt.
  • the freshly melted material can be transferred from the solids channel via the barrier web into the Melt channel flow while the barrier gap is dimensioned so that the solid is retained. This ensures a well-digested melt and prevents unmelted solid particles from escaping from the plasticizing zone.
  • the temperatures in the extruder were as follows: feed zone - 240 ° C, compression zone - 245 ° C, discharge zone - 250 ° C, extrusion head - 250 ° C.
  • Pipes according to the invention could equally be described by the specification 4.05 ⁇ 1 mm.
  • Tables 5 and 6 contain representations of the tensile tests on the pipes using the ZWICK ROELL Z020 in accordance with the DIN EN ISO 527-2: 2012-06 standard
  • the tube according to the invention contains fewer volatile components than the comparison tube, as can be seen from the weight loss during heat aging, which indicates that the low tensile modulus in
  • Comparative material is achieved via plasticizers. Overall, due to the increase in tensile strength and the decrease in elongation at break after
  • the blend according to the invention has good processability by extrusion, with the ability to assemble pipes according to the invention on mandrels as pipe connector elements is ensured. In making more durable
  • the polymer blend according to the invention advantageously has an optimal combination of the material properties of long-chain polyamides as technical ones
  • Plastics in particular with similar creep resistance, media resistance and flexibility as PA 12, with a high media resistance and low-cost (inexpensive) production as well as the easy availability of polyolefins as mass-produced plastics.
  • Thermoplastic plastic pipes according to the invention have in particular an excellent ability for crack-free and creep-free assembly on one

Abstract

The invention relates to a thermoplastic polyamide-polyolefin blend, in particular for the extrusion of pipes intended for conveying fluid, said blend at least containing a polyolefin, a polyamide and a compatibiliser. In order to achieve high media resistance, in particular with respect to cooling water and aqueous zinc chloride solutions, and to guarantee a good extrusion performance of the blend and make it possible to fit a plastics pipe produced from the blend on mandrels as pipe connector elements, all while optimising the ratio of requirement profile to manufacturing outlay, the invention provides for the polyolefin to be a polypropylene-based thermoplastic elastomer, which is present in a mass ratio to the polyamide in the range from 0.05 to 5.0, the compatibiliser content being in a range from 7.5 to 50 parts by mass, in relation to 100 parts of the mixture of the polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide, and the compatibiliser containing, as at least a first component, a partially neutralised ionomer which is a copolymer containing ethylene monomer and acrylic acid monomer units.

Description

Voss Automotive GmbH, Leiersmühle 2-6, D-51688 Wipperfürth Voss Automotive GmbH, Leiersmühle 2-6, D-51688 Wipperfürth
„Ternäres Polymerblend, insbesondere zur Rohrextrusion, thermoplastisches Kunststoffrohr aus einem derartigen Blend sowie dessen Verwendung“ "Ternary polymer blend, especially for pipe extrusion, thermoplastic plastic pipe made from such a blend and its use"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein thermoplastisches Polyamid-Polyolefin-Blend, insbesondere zur Herstellung fluidführender Rohre durch Extrusion, mindestens enthaltend ein Polyolefin, ein Polyamid und einen Verträglichkeitsmacher. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kunststoffrohr aus einem derartigen Blend und dessen Verwendung. The present invention relates to a thermoplastic polyamide-polyolefin blend, in particular for the production of fluid-carrying pipes by extrusion, at least containing a polyolefin, a polyamide and a compatibilizer. The invention also relates to a plastic pipe made from such a blend and its use.
Fluidführende Leitungssysteme, die insbesondere in Kraftfahrzeugen als Fluid-carrying line systems, which are used in particular in motor vehicles as
Leitungsstücke Rohre - bzw. in flexibler Ausbildung Schläuche - aulweisen, welche über Leitungsverbinder, wie z. B. Dorne, miteinander verbindbar bzw. verbunden sind, unterliegen einer Vielzahl von Anforderungen. Derartige Leitungssysteme können insbesondere Mittel zur Druckerzeugung, wie z. B. Pumpen oder Verdichter, aufweisen, mittels derer die Fluidförderung durch das System erfolgt. Hieraus ergeben sich Anforderungen hinsichtlich der Druckbeständigkeit. Durch den Einsatz von Mitteln zur Wärmeerzeugung oder -abführung kann eine Beheizung oder Kühlung vorgesehen sein. Hieraus sowie durch den Wechsel der Line sections pipes - or hoses in flexible training - aulweise, which via line connectors, such as. B. mandrels, interconnectable or connected, are subject to a variety of requirements. Such line systems can in particular means for generating pressure, such. B. pumps or compressors, by means of which the fluid is conveyed through the system. This results in requirements with regard to pressure resistance. By using means for generating or dissipating heat, heating or cooling can be provided. From this and by changing the
Umweltbedingungen ergeben sich Anforderungen hinsichtlich der Environmental conditions result in requirements in terms of
Temperaturbeständigkeit. Temperature resistance.
Neben den Anforderungen im Betrieb, wie eine begrenzte Fluid-, insbesondere Wasseraufnahme, eine hohe Hitzebeständigkeit, eine an den Fluiddruck angepasste Druckbeständigkeit, eine hohe Scherfestigkeit usw., werden auch hinsichtlich der Verarbeitbarkeit Forderungen an die Leitungsstücke gestellt, wie z. B. im Hinblick auf ihre Formbarkeit. So muss ein Rohr beispielsweise auf Dorne von Verbinder aufdornbar sein. Das Rohr darf dabei nicht ein- oder abreißen, wobei - damit das Rohr nicht schon beim Aufdornen reißt - eine bestimmte Dehnbarkeit seiner In addition to the requirements in operation, such as limited fluid absorption, especially water absorption, high heat resistance, one that is adapted to the fluid pressure Pressure resistance, high shear strength, etc., demands are placed on the pipe sections with regard to processability, such as B. in terms of their malleability. For example, it must be possible to flare a pipe onto the mandrel of a connector. The pipe must not tear in or out, whereby - so that the pipe does not tear when it is thrown open - a certain elasticity of its
Wandung vorhanden sein muss. Außerdem muss die Wandung des Rohrs ein bestimmtes Rückstellverhalten - aus dem sich beim Aufdornen einstellenden, aufgeweiteten Zustand heraus - aulweisen, damit sich, insbesondere ohne die Verwendung weiterer Befestigungsmittel, wie z. B. von Schlauchschellen, ein fester Sitz auf dem Dorn einstellt. Z. B. erfüllen reine Polyolefinrohre diese Forderung nicht, da sie eine zu hohe, für Dornverbindungen ungeeignete Kriechneigung aufweisen. Wall must be present. In addition, the wall of the pipe must have a certain resetting behavior - from the expanded state that occurs during the expanding process - so that, in particular without the use of further fastening means, such as. B. by hose clamps, a tight fit on the mandrel. For example, pure polyolefin pipes do not meet this requirement because they have too high a tendency to creep, which is unsuitable for mandrel connections.
Des Weiteren muss das Rohr medienbeständig sein. So muss z. B insbesondere bei Kühlwasser-Applikationen eine bestimmte Zink-Chlorid-Beständigkeit gewährleistet sein. Diese wird nach der Norm SAE J 2240-2008 bestimmt. PA 6 und PA 66 sowie deren Verschnitte mit Polyolefinen erfüllen diese Medienbeständigkeit nicht. Ebenso ist eine Hydrolysebeständigkeit dieser Werkstoffe bei Kühlwassertemperaturen >The pipe must also be resistant to media. So z. B a certain zinc chloride resistance must be guaranteed, especially in cooling water applications. This is determined according to the standard SAE J 2240-2008. PA 6 and PA 66 as well as their blends with polyolefins do not meet this media resistance. These materials are also resistant to hydrolysis at cooling water temperatures>
100 °C nicht ausreichend. 100 ° C is not sufficient.
Für einige Anwendungen ist zusätzlich ein Flammschutz gefordert. Flame protection is also required for some applications.
Um dem genannten Anforderungsprofil durch die beim Betrieb einzuhaltenden Parameter, wie Temperatur und Druck, sowie durch die sich verfahrensgemäß bei der Herstellung und Montage einstellenden Bedingungen gerecht zu werden, sind zahlreiche technische Lösungen unterschiedlichster Art bekannt. Aus der Praxis bekannte Rohre für Kühlwasser-Applikationen werden beispielsweise durch Numerous technical solutions of the most varied types are known in order to meet the specified requirement profile through the parameters to be observed during operation, such as temperature and pressure, as well as through the conditions that arise during production and assembly according to the method. Pipes known from practice for cooling water applications are for example by
Extrusion eines Polyamids, insbesondere mit einer Wandung aus PA12, hergestellt. Im Hinblick auf den Materialeinsatz in der Rohrwandung lassen sich mindestens drei Möglichkeiten zur Einstellung einer optimalen Balance zwischen Anforderungsprofil und Herstellungsaufwand differenzieren. Extrusion of a polyamide, in particular with a wall made of PA12. With regard to the use of material in the pipe wall, at least three options for setting an optimal balance between the requirement profile and manufacturing costs can be differentiated.
Als erste derartige Möglichkeit beschreibt das deutsche Gebrauchsmuster der Anmelderin DE 20 2011 110 917 U1 eine beheizbare Fluidleitung, die mindestens zwei Längenabschnitte aufweist, die hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften und/oder ihrer konstruktiven Gestalt unterschiedlich ausgebildet sind, und zwar mindestens einerseits einen ersten Längenabschnitt, der aus einem ersten Material besteht, welches ein erstes Polymer enthält, und andererseits einen zweiten As the first such possibility, the German utility model of the applicant DE 20 2011 110 917 U1 describes a heatable fluid line that has at least two length sections that are different in terms of their material properties and / or their structural shape, on the one hand at least a first length section consisting of consists of a first material containing a first polymer, and on the other hand a second
Längenabschnitt, der aus einem zweiten Material besteht, welches ein zweites Polymer enthält, wobei das Material des zweiten Längenabschnitts flexibler ist und/oder eine höhere Beanspruchbarkeit aufweist als das Material des ersten Längenabschnitts. Dabei erfolgt eine differenzierte Strukturierung der Leitung, d. h. die verschiedenen Längenabschnitte der Leitung werden entsprechend den lokal unterschiedlich vorliegenden Anforderungen gestaltet. Diese technische Lösung hat sich in der Praxis bewährt. Das Material des ersten Längenabschnitts kann dabei insbesondere ein Polymer enthalten, das ein technischer Kunststoff ist, während das Material des zweiten Längenabschnitts insbesondere ein Polymer enthalten kann, das ein Hochleistungskunststoff ist. Length section which consists of a second material which contains a second polymer, the material of the second length section being more flexible and / or having a higher strength than the material of the first length section. Thereby a differentiated structuring of the line takes place, i. H. the various lengths of the line are designed according to the locally different requirements. This technical solution has proven itself in practice. The material of the first length section can in particular contain a polymer that is an engineering plastic, while the material of the second length section can in particular contain a polymer that is a high-performance plastic.
Wenn dabei die Ausdrücke "technischer Kunststoff" und„Hochleistungskunststoff“ verwendet werden, so beziehen sich diese Ausdrücke auf eine in der Fachwelt übliche Einteilung der Kunststoffe hinsichtlich ihrer Dauergebrauchstemperatur. Danach wird zwischen Massen- oder Standardkunststoffen mit einer If the expressions "engineering plastic" and "high-performance plastic" are used, these expressions relate to a classification of plastics with regard to their long-term service temperature that is customary in the specialist field. After that, between mass and standard plastics with a
Dauergebrauchstemperatur bis zu 90 °C, technischen Kunststoffen mit einer Dauergebrauchstemperatur bis zu 140 °C und Hochleistungskunststoffen mit einer Continuous use temperature up to 90 ° C, engineering plastics with a continuous use temperature up to 140 ° C and high-performance plastics with a
Dauergebrauchstemperatur über 140 °C unterschieden. Die Dauergebrauchstemperatur kann auf verschiedene Weise ermittelt werden. In der Methode nach UL 746 B wird ein sogenannter Temperatur-Index angeführt, d. h., es wird diejenige Temperatur bestimmt, bei der der Polymerwerkstoff nach 60 000 bzw. 100 000 Stunden noch die Hälfte seiner Zugfestigkeit, seiner Continuous use temperature over 140 ° C differentiated. The continuous use temperature can be determined in various ways. In the method according to UL 746 B a so-called temperature index is given, ie the temperature is determined at which the polymer material still has half its tensile strength after 60,000 or 100,000 hours
Schlagzugfestigkeit oder seiner elektrischen Durchschlagfestigkeit aufweist. Eine analoge Methode ist die I EC 216 (International Electrical Committee), die der DIN VDE 0304 entspricht. Nach dieser Methode wird diejenige Temperatur bestimmt, bei der nach 20 000 Stunden die Werte der mechanischen und elektrischen Eigenschaften nur noch die Hälfte betragen. Has tensile impact strength or its dielectric strength. An analogous method is the I EC 216 (International Electrical Committee), which corresponds to DIN VDE 0304. This method is used to determine the temperature at which, after 20,000 hours, the values of the mechanical and electrical properties are only half.
Als Massenkunststoffe werden aufgrund dieser Kriterien insbesondere Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polymethacrylsäuremethylester (PMMA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polystyrol (PS) klassifiziert. Based on these criteria, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polymethacrylic acid methyl ester (PMMA), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and polystyrene (PS) are classified as bulk plastics.
Zu den technischen Kunststoffen zählen Polyamid (PA), Polyethylenterephtalat (PET), Polybutylenterephtalat (PBT), Polycarbonat (PC) und Polyoxymethylen (POM). Engineering plastics include polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonate (PC) and polyoxymethylene (POM).
Zu den Hochleistungskunststoffen zählen Polytetrafluorethylen (PTFE), The high-performance plastics include polytetrafluoroethylene (PTFE),
Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polysulfone (PSU), Polyaryletherketone (PAEK), Poly- phenylensulfide (PPS) und Polyimide (PI) sowie verschiedene Copolymere, die die kleinsten repetierenden Ketten-Struktureinheiten der vorgenannten Verbindungen gemeinsam enthalten. Da diese hochwertigen Polymere sehr aufwändig herzustellen und folglich teuer sind, beschränkt sich ihr Einsatz auf bestimmte Spezialfälle. Aus diesem Grund werden diese Werkstoffe trotz ihres exzellenten Eigenschaftsbildes auch nur selten oder gar nicht zur Herstellung von bekannten Fluidleitungen eingesetzt. Als polymerer Werkstoff des ersten Längenabschnitts kann gemäß DE 20 2011 110 917 U1 mit Vorteil ein Polyamid (PA), insbesondere PA 6, PA 66, PA 11 oder PA 12, gewählt werden, wodurch eine im Hinblick auf den Gesamt-Werkstoffeinsatz aufwandsarme Fertigung der erfindungsgemäßen Fluidleitung gewährleistet werden kann. Polyamide sind im Allgemeinen als technische Kunststoffe zu klassifizieren, es können ihnen aber auch durch eine besondere Gestaltung ihrer Rezeptur, z. B. durch Copolymerisation, die Eigenschaften von Hochleistungskunststoffen verliehen werden. Der erste Längenabschnitt kann dabei beispielsweise als Kunststoff- Formrohr ausgebildet sein, wobei im Sinne einer erhöhten Stabilität auch gefüllte technische Kunststoffe, z. B. faserverstärkte Kunststoffe, zum Einsatz kommen können. Polyvinylidene fluoride (PVDF), polysulphones (PSU), polyaryl ether ketones (PAEK), polyphenylene sulphides (PPS) and polyimides (PI) as well as various copolymers which together contain the smallest repeating chain structural units of the aforementioned compounds. Since these high-quality polymers are very complex to manufacture and consequently expensive, their use is limited to certain special cases. For this reason, despite their excellent properties, these materials are rarely or not at all used for the production of known fluid lines. According to DE 20 2011 110 917 U1, a polyamide (PA), in particular PA 6, PA 66, PA 11 or PA 12, can advantageously be selected as the polymer material of the first length section, which results in a low-cost production of the Fluid line according to the invention can be guaranteed. Polyamides are generally classified as engineering plastics, but they can also be given by a special design of their formulation, e.g. B. by copolymerization, the properties of high-performance plastics are given. The first length section can be designed, for example, as a plastic molded tube, with filled engineering plastics such. B. fiber-reinforced plastics can be used.
Das Polymer des zweiten Längenabschnitts kann gemäß DE 20 2011 110 917 U1 mit Vorteil ein Elastomer, beispielsweise hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk (HNBR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) für eine Temperaturbeanspruchung bis zu 170 °C, ein Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) für eine Temperaturbeanspruchung über 200 °C oder auch ein thermoplastisches Elastomer (TPE) sein. Aus dieser Werkstoffklasse erscheinen besonders PA 12-Elastomere geeignet. Diese sind Blockcopolymere aus PA 12 und aus Polyether-Segmenten (Polyetherblockamide PEBA). Sie zeigen die wesentlichen Eigenschaften von PA12, wobei sich mit zunehmendem Polyether-Gehalt der Elastomercharakter immer mehr ausprägt. Die Polymere werden elastisch biegsamer und kälteschlagzäher. According to DE 20 2011 110 917 U1, the polymer of the second length section can advantageously be an elastomer, for example hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (HNBR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) for a temperature load of up to 170 ° C, an ethylene-propylene - Rubber (EPM) for temperatures above 200 ° C or a thermoplastic elastomer (TPE). From this material class, PA 12 elastomers appear particularly suitable. These are block copolymers made from PA 12 and from polyether segments (polyether block amides PEBA). They show the essential properties of PA12, whereby the elastomeric character becomes more and more pronounced with increasing polyether content. The polymers become elastically more flexible and tougher at low temperatures.
Neben der Rohrgestaltung mit sequentieller abschnittsweiser Materialänderung als einer ersten Möglichkeit zur Einstellung einer Balance zwischen Anforderungsprofil und Herstellungsaulwand beschreibt das Gebrauchsmuster DE 20 2011 110 917 U1 auch eine bevorzugte Ausführung eines ersten Längenabschnitts einer Fluidleitung mit einer zweiten Möglichkeit zum Erreichen einer optimalen Balance zwischen Anforderungsprofil und Herstellungsaufwand. Bei dieser Ausführung ist die Rohrwandung zweischichtig aufgebaut. Sie umfasst eine, vorzugsweise aus einem technischen Kunststoff, wie PA 12, bestehende Außenwandung und eine vorzugsweise aus einem Fluorpolymer, wie PTFE, bestehende Innenwandung. Die In addition to the pipe design with sequential, section-wise material changes as a first possibility for setting a balance between the requirement profile and the manufacturing wall, the utility model DE 20 2011 110 917 U1 also describes a preferred embodiment of a first length section of a fluid line with a second option for achieving an optimal balance between the requirement profile and manufacturing effort . In this version, the Pipe wall constructed in two layers. It comprises an outer wall, preferably made of an engineering plastic such as PA 12, and an inner wall, preferably made of a fluoropolymer such as PTFE. The
Innenwandung kann bevorzugt im Sinne nur einer oberflächlichen Beschichtung der Außenwandung vergleichsweise dünn, d. h. etwa mit einer Maximalwandstärke von 300 Mm, ausgeführt werden, wobei die vergleichsweise dickere Außenwandung die erforderliche mechanische Stabilität gewährleistet. Bei vorteilhaft Inner wall can preferably be comparatively thin in the sense of only a superficial coating of the outer wall, i. H. approximately with a maximum wall thickness of 300 µm, the comparatively thicker outer wall ensuring the required mechanical stability. When advantageous
materialökonomischer Herstellungsweise - im Hauptanteil aus dem technischen Kunststoff - besitzt der Längenabschnitt eine beanspruchungsgerechte Wärme- und Kältebeständigkeit und, insbesondere aufgrund des fluorhaltigen Polymers der Innenwand, eine erhöhte Beanspruchbarkeit durch das in ihm strömende Fluid, beispielsweise eine erhöhte chemische Beständigkeit, insbesondere im Hinblick auf Wasseraufnahme und/oder Hydrolyse. Material-economical production method - mainly from the engineering plastic - the length section has a load-appropriate heat and cold resistance and, in particular due to the fluorine-containing polymer of the inner wall, an increased resistance to the fluid flowing in it, for example increased chemical resistance, especially with regard to water absorption and / or hydrolysis.
Rohre mit unter Verwendung von Polyamiden hergestellter mehrschichtiger Pipes with multilayer made using polyamides
Wandung sind beispielsweise auch in EP 1 717 022 B1 , EP 2 261 032 B1 , EP 2 409 830 B1 und EP 2 842 736 A1 beschrieben. Walls are also described, for example, in EP 1 717 022 B1, EP 2 261 032 B1, EP 2 409 830 B1 and EP 2 842 736 A1.
Eine dritte bekannte Möglichkeit zur Einstellung einer Balance zwischen A third known way of setting a balance between
Anforderungsprofil und Herstellungsaufwand ist der Einsatz von Compound- bzw. bevorzugt Polyblend-Polymeren. Als Compounds (Verbundstoffe) bezeichnet man Kunststoffe, denen zusätzliche Füllstoffe, Verstärkungsstoffe oder andere Additive beigemischt worden sind. Vorstehend wurde diesbezüglich bereits eine The requirement profile and manufacturing effort is the use of compound or preferably polyblend polymers. Compounds are plastics to which additional fillers, reinforcing materials or other additives have been added. In this regard, a
Faserverstärkung erwähnt. Durch die Compoundierung werden somit mindestens zwei Stoffe fest miteinander verbunden. Ziel der Compoundierung ist es, die Fiber reinforcement mentioned. The compounding thus firmly bonds at least two substances with one another. The aim of compounding is to
Eigenschaften der Kunststoffe auf einen Anwendungsfall hin gezielt zu modifizieren. Für Thermoplaste erfolgt eine Compoundierung insbesondere mit Hilfe von Modifying the properties of the plastics specifically for a specific application. For thermoplastics, compounding takes place in particular with the aid of
Doppelschneckenextrudern, in denen die meist in granulärer Form vorliegenden Ausgangstoffe aufgeschmolzen und innig vermengt werden. Werden zwei Polymere compoundiert, so entsteht dadurch ein sogenanntes Twin-screw extruders in which the starting materials, which are usually in granular form, are melted and intimately mixed. If two polymers are compounded, this creates a so-called one
Polyblend. Ein solches Polyblend - auch als Polymer-Legierung (englisch:„alloy“) bezeichnet - ist also ein spezielles Compound, ein Compound ist aber nicht in jedem Fall ein Blend. Spezifische Arten von Blends sind Mischungen von Polyolefinen, wie Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), die aufgrund der o. g. Kriterien unter die Massenkunststoffe einzuordnen sind, mit Polyamiden als Vertretern der höherwertigen technischen bzw. sogar - wie vorstehend erwähnt - u. U. der Polyblend. Such a polyblend - also known as a polymer alloy (English: "alloy") - is a special compound, but a compound is not always a blend. Specific types of blends are mixtures of polyolefins, such as polyethylene (PE) and / or polypropylene (PP), which due to the above. Criteria under which mass plastics are to be classified, with polyamides as representatives of the higher-quality technical or even - as mentioned above - possibly the
Hochleistungskunststoffe. High performance plastics.
Eine Analyse des bekannten Standes der Technik zur Herstellung von Polyblends zeigt, dass vor allem die 70er Jahre des vorigen Jahrhunderts ein Zeitabschnitt waren, in dem auf dem Gebiet der PA-PE-Blends viele Patentanmeldungen erfolgten. Einen relativ umfassenden Überblick über diesen Stand der Technik vermittelt die DE 42 23 864 A1 , welche sich mit dem Recycling von PA/PE-Abfällen beschäftigt. Es wird dort ausgeführt, dass Polyamid-Polyolefin-Blends, speziell Polyamid-Polyethylen-Blends, dem Fachmann seit Jahren bekannt seien. Diese Polymer-Legierungen zeichnen sich dadurch aus, dass Polyamid mit 5 bis 40 An analysis of the known state of the art for the production of polyblends shows that the 1970s in particular were a period in which many patent applications were made in the field of PA-PE blends. DE 42 23 864 A1, which deals with the recycling of PA / PE waste, provides a relatively comprehensive overview of this state of the art. It is stated there that polyamide-polyolefin blends, especially polyamide-polyethylene blends, have been known to the person skilled in the art for years. These polymer alloys are characterized by the fact that polyamide with 5 to 40
Gew.-% Polyethylen unter Zuhilfenahme eines Verfahrens zur Verträglichmachung, wie durch Einsatz von Peroxiden, Blockcopolymeren oder von speziell ausgewählten Verträglichkeitsvermittlern, gemischt wird. Diese Blends zeichnen sich z. B. durch eine erhöhte Schlagzähigkeit und eine verringerte Wasseraufnahme aus. Ebenso sei die Herstellung von hochschlagzähen Polyamiden durch Compoundierung von Polyamid ausschließlich mit modifizierten Polyolefinen bekannt, speziell mit säure- bzw. anhydridfunktionellen Polyethylenen. Die Herstellung solcher Polyamid -Blends sei z. B. beschrieben in: Kunststoffe 65 (1975), S. 139 ff, Kunststoffe 80 (1991), S. 838 ff, EP 0 469 693 A2 und in der darin zitierten Literatur - z. B. EP 0 235 876 A2, EP 0 245 964 A2, EP 0 270 247 A2, EP 0 272 695 A2, EP 0 335 649 A2 - sowie in WO 8908120 A1 , JP 012 845 552 A, WO 9107467 A1 und US 3 484 403 A. Es wird ausgeführt, dass (trotz der Bekanntheit der verschiedenartigen Verfahren) in jedem Fall ein sorgfältiges Austarieren der Einzelkomponenten notwendig sei, um optimale Eigenschaften zu erhalten. In der Tat stellt eine derartige Eigenschaftsoptimierung mit oft mehr als einer Zielgröße eine aufeinander abgestimmte Einstellung von mehrere Parameter umfassenden Einflussgrößen dar, welche die übliche Tätigkeit eines Fachmanns nicht selten übersteigen kann. % By weight polyethylene with the aid of a process for compatibilization, such as the use of peroxides, block copolymers or specially selected compatibilizers. These blends are characterized e.g. B. by increased impact strength and reduced water absorption. Likewise, the production of high-impact polyamides by compounding polyamide is known exclusively with modified polyolefins, especially with acid- or anhydride-functional polyethylenes. The production of such polyamide blends is e.g. B. described in: Kunststoffe 65 (1975), p. 139 ff, Kunststoffe 80 (1991), p 838 ff, EP 0 469 693 A2 and in the literature cited therein - z. B. EP 0 235 876 A2, EP 0 245 964 A2, EP 0 270 247 A2, EP 0 272 695 A2, EP 0 335 649 A2 - as well as in WO 8908120 A1, JP 012 845 552 A, WO 9107467 A1 and US 3 484 403 A. It will stated that (despite the familiarity of the various processes) a careful balancing of the individual components is necessary in each case in order to obtain optimal properties. In fact, such a property optimization with often more than one target variable represents a coordinated setting of influencing variables comprising several parameters, which the normal activity of a person skilled in the art can often exceed.
Eine spezielle Herausforderung ist es dabei, dass - da in einem Gemisch aus zwei verschiedenen Polymeren das eine Polymer als "hochmolekulares“ Lösungsmittel für das andere fungiert - sich die Anordnungsmöglichkeiten der Polymersegmente oft drastisch verringern, so dass daraus eine stark eingeschränkte bzw. eine Nicht- Mischbarkeit der Polymere resultiert. Thermodynamisch zeigt sich dies z. B. in einer von Null abweichenden Mischungsenthalpie von unterschiedlichen Homopolymeren. Auch die Mischungsentropie wird als Maß herangezogen. A special challenge is that - since one polymer acts as a "high molecular weight" solvent for the other in a mixture of two different polymers - the possibilities for arranging the polymer segments are often drastically reduced, so that a strongly restricted or a non- The result is miscibility of the polymers, which is shown thermodynamically, for example, in the enthalpy of mixing of different homopolymers which deviates from zero. The entropy of mixing is also used as a measure.
Selbst gesättigte Kohlenwasserstoffpolymere sind trotz der gleichen, in ihnen sich repetierenden Struktureinheit (-CH2-) und trotz ihrer chemischen Ähnlichkeit meist nicht miteinander mischbar. Auch hängt die gegenseitige Löslichkeit von Even saturated hydrocarbon polymers are usually not miscible with one another despite the same structural unit (-CH2-) that repeats in them and despite their chemical similarity. Also the mutual solubility depends on
Polyolefinen von der chemischen Struktur der Polymerkette ab, wie vom Polyolefins depend on the chemical structure of the polymer chain, such as from
Verzweigungsgrad der Kette, ihrer Länge und von der Stellung von Seitengruppen. Degree of branching of the chain, its length and the position of side groups.
Sogar bei speziell zur Kompatibilisierung von Blend-Konstituenten entwickelten Copolymer-Paarungen wird - je nach der Zusammensetzung der Mischung und der Temperatur - auch von Mischbarkeitstüren und -fenstern sowie von Even with copolymer pairings specially developed for the compatibilization of blend constituents - depending on the composition of the mixture and the temperature - there are also miscibility doors and windows as well as of
Unmischbarkeitstüren im Phasendiagramm gesprochen. Oftmals liegt also nur eine Mischbarkeit in einem bestimmten Anteilsbereich der Konstituenten der Mischung vor. Die prozentualen Anteile von verschiedenartigen Polymeren in einem Blend erhalten dadurch eine hohe Bedeutung. Allerdings ist die Mischbarkeit, unter der gemäß der Thermodynamik komplette Einphasigkeit verstanden wird, jedoch von einer generellen Kompatibilität der unterschiedlichen Polymere zu unterscheiden. Polymere sind dann kompatibel, wenn die entsprechenden Blends die gewünschten Eigenschaften zeigen, auch ohne dabei komplett homogen mischbar sein zu müssen. Sie können also durchaus auch zwei- oder mehrphasig ausgebildet sein, wobei eines der Polymere eine Matrix für das andere Polymer und die ggf. vorhandenen weiteren Inhaltsstoffe bilden kann. Voraussetzung dafür ist allerdings dann die Bereitstellung eines entsprechenden auf die Konstituenten der Mischung zugeschnittenen Verträglichkeitsvermittlers. Auch ist aber von einer hohen Signifikanz der quantitativen Anteile der Konstituenten auszugehen. Immiscibility doors spoken in the phase diagram. Often there is only a miscibility in a certain proportion of the constituents of the mixture. The percentage of different types of polymer in a blend is therefore very important. However, the miscibility, which according to thermodynamics is understood to be complete single-phase, must be distinguished from a general compatibility of the different polymers. Polymers are compatible when the corresponding blends show the desired properties without having to be completely homogeneously miscible. They can therefore also be designed in two or more phases, with one of the polymers being able to form a matrix for the other polymer and any other ingredients that may be present. A prerequisite for this, however, is the provision of a suitable compatibilizer tailored to the constituents of the mixture. However, it can also be assumed that the quantitative proportions of the constituents are highly significant.
Ein Polyamid-Polyolefin-Blend ähnlich der eingangs genannten Art ist aus der DE 603 02 719 T2 bekannt. Darin werden flammgeschützte Zusammensetzungen beschrieben, die - bezogen auf das Gewicht, wobei sich die Gesamtmenge auf 100 Teile beläuft - folgende Bestandteile enthalten: 50 bis 75 Teile der Mischung aus Polyamid und Polyolefin sowie 25 bis 50 Teile der Mischung, enthaltend: 0,1 bis 48,8 Teile eines Flammschutzmittels, 0,1 bis 30 Teile eines phosphorhaltigen A polyamide-polyolefin blend similar to the type mentioned above is known from DE 603 02 719 T2. It describes flame-retardant compositions which - based on the weight, the total amount being 100 parts - contain the following components: 50 to 75 parts of the mixture of polyamide and polyolefin and 25 to 50 parts of the mixture containing: 0.1 to 48.8 parts of a flame retardant, 0.1 to 30 parts of a phosphorus
Weichmachers, 0,1 bis 10 Teile eines Zeoliths, wobei die Gesamtmenge dieser drei Produkte zwischen 25 und 50 Teilen liegt. Zur Verträglichmachung von Polyamid und Polyolefin soll dabei - wenngleich nicht ausdrücklich hervorgehoben - offenbar eine Funktionalisierung der Polymere durch Einsatz von Copolymeren dienen. Diese Zusammensetzungen sollen sich zum Schutz von Elektrokabeln und Lichtleitfasern und zum Abformen von Elektrogehäusen und -verhindern eignen und daher eine Isolationswirkung aulweisen. Plasticizer, 0.1 to 10 parts of a zeolite, the total of these three products being between 25 and 50 parts. To make polyamide and polyolefin compatible, functionalization of the polymers through the use of copolymers is apparently intended - although not expressly emphasized. These compositions are said to be suitable for protecting electrical cables and optical fibers and for molding electrical housings and preventers and therefore have an insulating effect.
Ein Polyamid-Polyolefin-Blend der eingangs genannten Art ist aus der DE 60 2004 001 610 T2 bekannt. Darin wird die Verwendung von Konstruktionen mit mindestens einer Schicht aus einer Nanofüllstoffe enthaltenden Mischung von Polyamid und Polyolefin beschrieben, worin das Polyamid die Matrix bildet, und wobei gegebenenfalls mindestens eine Schicht aus einem anderen Material zur Erzielung einer Barrierewirkung vorhanden ist. Die Mischung ist thermoplastisch und kann zur Herstellung von Flaschen, Tanks, Behältern, Rohren und Gefäßen aller Art verwendet werden. Als Verträglichkeitsmacher werden ein Ethylen-Butylacrylat- Maleinsäureanhydrid-Copolymer und ein Polypropylen beschrieben, das mit A polyamide-polyolefin blend of the type mentioned at the beginning is known from DE 60 2004 001 610 T2. Therein the use of constructions with at least one layer of a mixture of polyamide and containing nanofillers Described polyolefin, wherein the polyamide forms the matrix, and where at least one layer of another material is optionally present to achieve a barrier effect. The mixture is thermoplastic and can be used to make bottles, tanks, containers, pipes and vessels of all kinds. An ethylene-butyl acrylate-maleic anhydride copolymer and a polypropylene are described as compatibilizers
Maleinsäureanhydrd gepfropft und dann mit einem Monoamino-PA6 kondensiert wurde, wie dies in der US-PS 5 342 886 beschrieben ist. Maleic anhydride was grafted and then condensed with a monoamino-PA6 as described in US Pat. No. 5,342,886.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Polyamid-Polyolefin- Blend, insbesondere zur Herstellung fluidführender Rohre, der eingangs genannten gattungsgemäßen Art sowie ein daraus hergestelltes, vorzugsweise als The present invention is based on the object of providing a polyamide-polyolefin blend, in particular for the production of fluid-carrying pipes, of the generic type mentioned at the outset, and one produced therefrom, preferably as
Kühlwasserrohr in einem Automobil verwendbares Kunststoffrohr mit insbesondere einschichtiger Wandung zu schaffen, wobei eine Optimierung des Verhältnisses von Anforderungsprofil zu Herstellungsaufwand erfolgen soll, indem vorzugsweise mit möglichst geringem herstellungstechnischem Aufwand eine hohe To create a cooling water pipe in an automobile usable plastic pipe with in particular a single-layer wall, wherein an optimization of the ratio of requirement profile to manufacturing effort should take place, preferably with the lowest possible manufacturing effort
Medienbeständigkeit, insbesondere gegenüber Kühlwasser und wässrigen Resistance to media, especially to cooling water and aqueous media
Zinkchlorid-Lösungen, sowie eine gute Verarbeitbarkeit des Blends durch Zinc chloride solutions and the blend is easy to process
Extrudieren und eine Montagefähigkeit des Rohres auf Dornen als Extruding and assembling the pipe on mandrels as
Rohrverbinderelementen gewährleistet werden soll. Darüber hinaus soll bevorzugt zur Herstellung dauerhafter Dornverbindungen in fluidführenden Leitungssystemen - bei niedrigeren Kosten und hoher Werkstoffverfügbarkeit - ein ähnliches Dehn- und Kriechverhalten wie das von PA 12 gewährleistet werden. Pipe connector elements should be guaranteed. In addition, for the production of permanent mandrel connections in fluid-carrying line systems - at lower costs and high material availability - a similar expansion and creep behavior as that of PA 12 should be guaranteed.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Polyolefin ein According to the invention this is achieved in that the polyolefin is a
polypropylenbasierendes thermoplastisches Elastomer ist, welches in einem polypropylene-based thermoplastic elastomer, which is in one
Masseverhältnis im Bereich von 0,06 bis 4,8 zum Polyamid steht, wobei der Mass ratio in the range from 0.06 to 4.8 to the polyamide, the
Verträglichkeitsmacher in einem Bereich von 7,5 bis 50 Masseteilen bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem Polypropylen und dem Polyamid enthalten ist und ein partiell neutralisiertes lonomer enthält, welches ein Copolymer ist, das Ethylen- und Acrylsäure-Monomereinheiten enthält. Compatibilizer is contained in a range from 7.5 to 50 parts by weight based on 100 parts of the mixture of the polypropylene and the polyamide and contains a partially neutralized ionomer, which is a copolymer containing ethylene and acrylic acid monomer units.
Polypropylenbasierende thermoplastische Elastomere gehören zu den Polypropylene-based thermoplastic elastomers are among the
thermoplastischen Elastomeren auf Olefinbasis (TPE-O). Sie vereinigen in sich die Eigenschaften eines semi-kristallinen Polyolefins und einer amorphen elastomeren Komponente. Es kann sich dabei insbesondere um ein Polymerblend mit einer in einer polypropylenhaltigen Matrix dispergierten unvernetzten Phase aus dem olefin-based thermoplastic elastomers (TPE-O). They combine the properties of a semi-crystalline polyolefin and an amorphous elastomer component. It can in particular be a polymer blend with an uncrosslinked phase from the polymer which is dispersed in a polypropylene-containing matrix
Terpolymer Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) handeln. In EPDM - als Werkstoff in Alleinstellung eingesetzt - führt die gesättigte Hauptkette zu Terpolymer Ethylene Propylene Diene Rubber (EPDM) act. In EPDM - used as a stand-alone material - the saturated main chain leads
Eigenschaften, wie z. B. hoher Wetter- und Ozonresistenz sowie hoher thermischer Beständigkeit. Es wird wegen seiner guten chemischen Beständigkeit gegen polare Medien unter anderem für verschiedene Dichtungen wie z. B. O-Ringe im Kontakt mit Wasser/Wasserdampf, Kühlflüssigkeiten sowie Säuren und Laugen eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass diese Eigenschaftenbei bei seiner erfindungsgemäßen Compoundierung vorteilhafterweise weitestgehend erhalten bleiben. Handelsübliche EPDM-Kautschuke haben einen Ethylen-Gehalt von 45-75 Gew.-%. Polymere mit niedrigerem Ethylengehalt (45-55 Gew.-%) sind amorph und haben die beste Kälteflexibilität. Mit steigendem Gehalt an Ethylen nimmt die Kristallinität zu (reines lineares Polyethylen ist hochkristallin). Ein EPDM mit mittlerem Ethylengehalt (55-65 Gew.-%) ist teilkristallin. Terpolymere über 65 Gew.-% Ethylen haben größere kristalline Bereiche und verhalten sich daher wie thermoplastische Elastomere.Properties such as B. high weather and ozone resistance and high thermal resistance. Because of its good chemical resistance to polar media, it is used for various seals such as B. O-rings are used in contact with water / steam, cooling liquids as well as acids and alkalis. It has been shown that these properties are advantageously largely retained when it is compounded according to the invention. Commercially available EPDM rubbers have an ethylene content of 45-75% by weight. Polymers with a lower ethylene content (45-55% by weight) are amorphous and have the best low-temperature flexibility. With increasing ethylene content, the crystallinity increases (pure linear polyethylene is highly crystalline). An EPDM with a medium ethylene content (55-65% by weight) is partially crystalline. Terpolymers above 65 wt.% Ethylene have larger crystalline areas and therefore behave like thermoplastic elastomers.
Diese haben bereits im unvernetzten Zustand eine hohe Reißfestigkeit. Even in the non-crosslinked state, these have a high tear strength.
Alternativ oder zusätzlich zu EPDM kann das polypropylenbasierende Alternatively or in addition to EPDM, the polypropylene-based
thermoplastische Elastomer als zweite Phase auch ein Ethylen-Propylen-Copolymer (Kurzzeichen E/P) enthalten. Dies ist ein Copolymer, das aus Ethen und Propen hergestellt wird, wobei dessen bekannte Einsatzgebiete zum Beispiel Schmelzklebstoffe und Dichtstoffe sind. thermoplastic elastomer also contain an ethylene-propylene copolymer (abbreviation E / P) as the second phase. This is a copolymer made from ethene and propene is manufactured, its known areas of application being, for example, hot melt adhesives and sealants.
Aufgrund der zweiphasigen Zusammensetzung des - zusammen mit dem Polyamid - erfindungsgemäß als Polyolefin eingesetzten polypropylenbasierenden Due to the two-phase composition of the polypropylene-based used according to the invention as polyolefin - together with the polyamide
thermoplastischen Elastomers ist das erfindungsgemäße Polyamid-Polyolefin-Blend nicht nur eine binäre, sondern eine ternäre Polymer-Legierung, also ein Polyblend, dessen drei Konstituenten vorteilhafterweise auf je eigene Weise zu dem thermoplastic elastomer, the polyamide-polyolefin blend according to the invention is not just a binary but a ternary polymer alloy, that is to say a polyblend whose three constituents advantageously each have their own way
angestrebten„Werkstoff nach Maß“ beitragen. the desired "material made to measure".
Was den Verträglichkeitsmacher betrifft, der als mindestens eine erste Komponente ein partiell neutralisiertes lonomer enthält, welches ein Copolymer ist, das Ethylen- und Acrylsäure-Monomereinheiten enthält, so sind für Copolymere, die Ethylen- und Acrylsäure-Monomereinheiten enthalten, drei verschiedene Vemetzungsarten bekannt: physikalisch, ionisch und kovalent. As far as the compatibilizer is concerned, which contains as at least one first component a partially neutralized ionomer, which is a copolymer that contains ethylene and acrylic acid monomer units, three different types of crosslinking are known for copolymers that contain ethylene and acrylic acid monomer units: physical, ionic and covalent.
Durch eine radikalische Copolymerisation von Ethylen und Acrylsäure entstehen stark verzweigte Polymerisate. Die Carboxy-Gruppen bewirken dabei eine sehr gute Haftung auf polaren Materialien, während die Polyethylen-Matrix gut auf unpolaren Trägermaterialien haftet. So können sie haftvermittelnd zwischen Polypropylen des TPE-O und dem Polyamid wirken. Zwischen den Carboxy-Gruppen bilden sich auch Wasserstoff-Brücken aus, die durch physikalische Vernetzung für einen guten inneren Zusammenhalt sorgen. The radical copolymerization of ethylene and acrylic acid results in highly branched polymers. The carboxy groups cause very good adhesion to polar materials, while the polyethylene matrix adheres well to non-polar carrier materials. They can act to promote adhesion between the polypropylene of the TPE-O and the polyamide. Hydrogen bridges also form between the carboxy groups, which ensure good internal cohesion through physical cross-linking.
Werden Ethylen-Acrylsäure-Copolymere - wie erfindungsgemäß vorgesehen - zur Vernetzung im Rahmen der zweiten Vemetzungsart dann noch mit Metallionen, wie Na+, K+, Ca2+, Mg2+ oder Zn2+, neutralisiert, so lagern sich diese Gruppen zu lonenclustem zusammen, und es bilden sich ionische Netzwerke. Im Rahmen der dritten Vernetzungsart kovalent vernetzte Ethylen-Acrylat- Elastomere erhält man aus Ethylen-Methylacrylat-Acrylsäure-Terpolymeren, die mit Diaminen chemisch verknüpft werden. If ethylene-acrylic acid copolymers - as provided according to the invention - are then neutralized with metal ions, such as Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ or Zn 2+ , for crosslinking in the context of the second type of crosslinking, these groups accumulate ion clusters together, and ionic networks are formed. In the third type of crosslinking, covalently crosslinked ethylene-acrylate elastomers are obtained from ethylene-methyl acrylate-acrylic acid terpolymers which are chemically linked with diamines.
Erfindungsgemäß vorteilhaft sind auch Blends, in denen Mischformen der drei genannten Vemetzungsarten vorliegen können. lonomere werden durch Copolymerisation eines unpolaren mit einem polaren Monomer, wie im erfindungsgemäßen Fall aus Ethylen- und Acrylsäure- Monomereinheiten (englische Kurzbezeichnung: EAA - Ethylene Acrylate Acid), gewonnen. Die polaren Bindungen drängen die Kristallisation zurück und führen zu der erwähnten„ionischen Vernetzung“. Gegenüber herkömmlichen Thermoplasten haben lonomere den Vorteil, dass in ihnen sowohl Nebenvalenzkräfte als auch lonenbindungen wirksam werden. Diese lonenbindungen sind besonders fest und verleihen dem Stoff seine charakteristischen Eigenschaften. Darüber hinaus können sie im Gegensatz zu den meisten anderen Kunststoffen auch als Elektrolyte dienen. Blends in which mixed forms of the three types of crosslinking mentioned can be present are also advantageous according to the invention. Ionomers are obtained by copolymerization of a non-polar with a polar monomer, as in the case according to the invention from ethylene and acrylic acid monomer units (English abbreviation: EAA - Ethylene Acrylate Acid). The polar bonds push back the crystallization and lead to the aforementioned "ionic crosslinking". Compared to conventional thermoplastics, ionomers have the advantage that both secondary valence forces and ionic bonds are effective in them. These ion bonds are particularly strong and give the substance its characteristic properties. In addition, unlike most other plastics, they can also serve as electrolytes.
Das unter Einsatz eines solchen Verträglichkeitsmachers compoundierte The compounded using such a compatibilizer
erfindungsgemäße Polyblend verhält sich wie ein thermoplastisches Elastomer, so dass es sich sehr gut für eine Rohr-Extrusion eignet. Dies gilt in optimaler Weise dann, wenn es in den genannten Anteilen im Bereich von 7,5 bis 50 Masseteilen bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem polypropylenbasierenden Polyblend according to the invention behaves like a thermoplastic elastomer, so that it is very suitable for pipe extrusion. This applies optimally when it is in the stated proportions in the range from 7.5 to 50 parts by weight based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based
thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid in dem erfindungsgemäßen Blend enthalten ist. thermoplastic elastomer and the polyamide is contained in the blend according to the invention.
Im Rahmen der Erfindung kann in vorteilhafter Weise der Verträglichkeitsmacher als zweite zusätzliche optionale Komponente ein Terpolymer aus Ethylen, Alkylacrylat und Glycidylmethacrylat, z. B. Ethylen-Methacryl-Glycidylmethacrylat (EnMaGma), enthalten. Das Masseverhältnis der ersten Komponente des Verträglichkeitsmachers zur zweiten Komponente des Verträglichkeitsmachers kann dabei - wenn vorhanden - im Bereich von 0,05 bis 2,0, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 1 ,0, liegen. Das auf diese Weise erzielte Vernetzungsverhalten bewahrt die positiven Eigenschaften des lonomers, senkt jedoch vorteilhafterweise die bei den genannten lonomeren auftretende hohe Schmelztemperatur, welche - für das lonomer als sortenreiner Werkstoff betrachtet - im Bereich von 290 °C bis 330 °C läge, im Sinne einer verbesserten Extrudierbarkeit bei niedrigerer Verarbeitungstemperatur ab. In the context of the invention, the compatibilizer can advantageously be used as a second additional optional component, a terpolymer of ethylene, alkyl acrylate and glycidyl methacrylate, e.g. B. ethylene methacrylic glycidyl methacrylate (EnMaGma). The mass ratio of the first component of the compatibilizer to the second component of the compatibilizer can - if present - be in the range from 0.05 to 2.0, preferably in the range from 0.2 to 1.0. The crosslinking behavior achieved in this way preserves the positive properties of the ionomer, but advantageously lowers the high melting temperature occurring in the case of the ionomers mentioned, which - considered as a pure material for the ionomer - would be in the range of 290 ° C to 330 ° C, in the sense of a improved extrudability at lower processing temperatures.
Was das Polyamid als erfindungsgemäße Blendkomponente betrifft, so sind As regards the polyamide as a blend component according to the invention, so are
Polyamide eine überaus große Polymerklasse, deren einzelne Vertreter auf unterschiedliche Weise hergestellt werden können. Charakteristisch ist dabei das Vorhandensein von funktionellen Amidgruppen -CO-NH- oder auch -CO-NR- im Makromolekül, wobei R einen organischen insbesondere aliphatischen oder auch aromatischen Rest beschreibt. Polyamides are an extremely large class of polymers, the individual representatives of which can be produced in different ways. The presence of functional amide groups —CO — NH— or also —CO — NR— in the macromolecule is characteristic, where R describes an organic, in particular aliphatic or also aromatic radical.
Zur Bezeichnung der Polyamide mit Kurzzeichen, die aus den Buchstaben„PA“ mit darauf folgenden Zahlen und Buchstaben bestehen, wird auf die Norm DIN EN ISO 1043-1 (09/2016) verwiesen. Hiernach werden Polyamide, die sich von einer Aminocarbonsäure des Typs H2N-(CH2)x-COOH oder den entsprechenden For the designation of the polyamides with abbreviations consisting of the letters "PA" followed by numbers and letters, reference is made to the standard DIN EN ISO 1043-1 (09/2016). According to this, polyamides, which are derived from an aminocarboxylic acid of the type H2N- (CH2) x-COOH or the corresponding
Lactamen ableiten lassen, mit PA Z gekennzeichnet, wobei Z die Anzahl der Kohlenstoffatome im Monomer bezeichnet (Z = x + 1 ). So steht z. B. PA 6 für ein Polymer, das aus e-Caprolactam bzw. w-Aminocapronsäure [NH-(CH2)5-CO]n, mit n als Polymerisationsgrad, hergestellt wird. PA 11 wird aus 11-Aminoundecansäure und PA 12 aus Laurinlactam oder w-Aminodecansäure hergestellt. Lactams can be derived, marked with PA Z, where Z denotes the number of carbon atoms in the monomer (Z = x + 1). So stands z. B. PA 6 for a polymer made from e-caprolactam or w-aminocaproic acid [NH- (CH2) 5-CO] n, with n as the degree of polymerization. PA 11 is made from 11-aminoundecanoic acid and PA 12 from laurolactam or w-aminodecanoic acid.
PA 11 und PA 12 sind kältebeständig bis mindestens -50 °C und bis zu +80 °C dauerwärmebeständig. Durch Zusatz von Stabilisatoren sowie von Weichmachern kann jedoch die Kälte- bzw. Wärmebeständigkeit auf Werte von -60 °C bzw. PA 11 and PA 12 are cold-resistant down to at least -50 ° C and continuously heat-resistant up to +80 ° C. By adding stabilizers and plasticizers However, the resistance to cold or heat can be reduced to values of -60 ° C or
+110 °C, kurzzeitig bis 160 °C, erhöht werden. Der Werkstoff weist nur eine sehr geringe Wasseraufnahme auf, wobei aus ihm hergestellte Formteile bei wechselnder Umgebungsfeuchte nur geringste Dimensionsänderungen zeigen. Selbst weit unter dem Gefrierpunkt hat PA 12 eine außerordentlich hohe Schlagzähigkeit und +110 ° C, briefly up to 160 ° C. The material has only a very low water absorption, with molded parts made from it showing only the slightest dimensional changes when the ambient humidity changes. Even well below freezing point PA 12 has an extraordinarily high impact strength and
Kerbschlagzähigkeit. Des Weiteren weist es eine gute bis sehr gute chemische Beständigkeit gegen Fette, öle, Kraftstoffe, Hydraulikflüssigkeiten, viele Lösemittel sowie Salzlösungen und andere Chemikalien auf. Notched impact strength. In addition, it has good to very good chemical resistance to grease, oils, fuels, hydraulic fluids, many solvents, salt solutions and other chemicals.
Polyamide, die sich von Diaminen und Dicarbonsäuren der Typen H2N-(CH2)x-NH2 und HOOC-(CH2)y-COOH ableiten lassen, werden mit PA Z1 Z2 gekennzeichnet, wobei Z1 die Anzahl der Kohlenstoffatome im Diamin und Z2 die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Dicarbonsäure bezeichnet (Z1 = x, Z2 = y + 2). So steht z. B. PA 66 für das Polymer aus Hexamethylendiamin (HMDA, 1 ,6-Diaminohexan) und Adipinsäure [NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO]n. PA 6 10 steht für das Polymer aus HMDA und Sebacinsäure (Decandisäure, 1 ,8-Octandicarbonsäure, HOOC-(CH2)8- COOH). Polyamides that can be derived from diamines and dicarboxylic acids of the types H2N- (CH2) x-NH2 and HOOC- (CH2) y-COOH are identified with PA Z1 Z2, where Z1 is the number of carbon atoms in the diamine and Z2 the number of Denotes carbon atoms in the dicarboxylic acid (Z1 = x, Z2 = y + 2). So stands z. B. PA 66 for the polymer of hexamethylenediamine (HMDA, 1, 6-diaminohexane) and adipic acid [NH- (CH2) 6-NH-CO- (CH2) 4-CO] n. PA 6 10 stands for the polymer made from HMDA and sebacic acid (decanedioic acid, 1,8-octanedicarboxylic acid, HOOC- (CH2) 8-COOH).
Als besonders geeignete Polyamide für das erfindungsgemäße Blend werden im Mono- bzw. Dimer längerkettige Polyamide, wie PA 11 , PA 12, PA 6 10, PA 6 12, PA 6 14 angesehen, bei denen also Z ³ 11 bzw. Z2 ³ 10 (bei Z1 ³ 6) ist. Particularly suitable polyamides for the blend according to the invention are long-chain polyamides in the mono- or dimer, such as PA 11, PA 12, PA 6 10, PA 6 12, PA 6 14, in which Z ³ 11 or Z2 ³ 10 ( at Z1 ³ 6).
In dem erfindungsgemäßen Polyamid-Polyolefin-Blend kann des Weiteren bevorzugt ein Gehalt an Additiven, wie von Füllstoffen, Hitzestabilisatoren, Antioxidantien, Alterungsschutzmitteln, Plastifikatoren bzw. Weichmachern, Schmiermitteln, In the polyamide-polyolefin blend according to the invention, a content of additives such as fillers, heat stabilizers, antioxidants, anti-aging agents, plasticizers or plasticizers, lubricants,
Gleitmitteln und/oder Fließhilfsmitteln, vorgesehen sein, wobei die Additive in einem Bereich von 0,5 bis 25 Masseteilen, vorzugsweise 4 bis 15 Masseteilen, bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid, enthalten sein können. Das erfindungsgemäße Blend ist dabei in einem Rohr, insbesondere in einer Lubricants and / or flow aids, can be provided, the additives in a range of 0.5 to 25 parts by weight, preferably 4 to 15 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide. The blend according to the invention is in a tube, in particular in a
Kühlwasserleitung eines Automobils, durch den Einsatz des preiswerteren Cooling water pipe of an automobile, through the use of the cheaper one
polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomers als Blendkomponente mit gegenüber dem Einsatz von reinem PA12 verringertem Materialaulwand, polypropylene-based thermoplastic elastomer as a blend component with a reduced material wall compared to the use of pure PA12,
insbesondere hinsichtlich seiner Eigenschaften Kriechfestigkeit, Medienbeständigkeit und Flexibilität, den bekannten PA12-Rohren ebenbürtig bzw. sogar überlegen. especially with regard to its properties of creep resistance, media resistance and flexibility, on a par or even superior to the known PA12 pipes.
Ein erfindungsgemäßes Rohr zeichnet sich dadurch aus, dass seine Wandung unter Verwendung des erfindungsgemäßen thermoplastischen Polyamid-Polyolefin-Blends hergestellt ist, in dem das Polyolefin ein polypropylenbasierendes thermoplastisches Elastomer ist, welches in einem Masseverhältnis im Bereich von 0,06 bis 4,8 zum Polyamid steht, wobei der Verträglichkeitsmacher in einem Bereich von 7,5 bis 50 Masseteilen bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem Polypropylen und dem Polyamid enthalten ist und ein partiell neutralisiertes lonomer enthält, welches ein Copolymer ist, das Ethylen- und Acrylsäure-Monomereinheiten enthält. A pipe according to the invention is characterized in that its wall is made using the thermoplastic polyamide-polyolefin blend according to the invention, in which the polyolefin is a polypropylene-based thermoplastic elastomer, which in a mass ratio in the range from 0.06 to 4.8 to the polyamide The compatibilizer is contained in a range from 7.5 to 50 parts by weight based on 100 parts of the mixture of the polypropylene and the polyamide and contains a partially neutralized ionomer which is a copolymer which contains ethylene and acrylic acid monomer units.
Das Rohr kann dabei vorteilhafterweise insbesondere durch Extrusion hergestellt sein, wobei sich das erfindungsgemäße Polyblend aber auch zur Herstellung von anderen Extrusionsgütern, wie von Wellrohren und Profilen etc., eignet. The pipe can advantageously be produced in particular by extrusion, but the polyblend according to the invention is also suitable for the production of other extrusion goods, such as corrugated pipes and profiles, etc.
Die Rohrwandung kann vorteilhafterweise insbesondere einschichtig ausgebildet sein, wobei aber die Herstellung eines mehrschichtigen Rohres durch beispielsweise Coextrusion einer oder mehrerer, radial innerhalb und/oder außerhalb der aus dem erfindungsgemäßen Blend bestehenden Schicht liegenden weiteren Schichten nicht ausgeschlossen ist. The pipe wall can advantageously be designed in particular in one layer, but the production of a multi-layer pipe by, for example, coextrusion of one or more further layers lying radially inside and / or outside the layer consisting of the blend according to the invention is not excluded.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten. Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel und dabei auch nicht auf alle oder mehrere Merkmale der für das Ausführungsbeispiel jeweils beschriebenen Further advantageous design features of the invention are contained in the dependent claims and the following description. In relation to the description that follows, it is expressly emphasized that the invention does not apply to the exemplary embodiment, nor does it apply to all or several of the features described in each case for the exemplary embodiment
Merkmalskombinationen beschränkt ist. Vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal des Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich oder in Kombination mit nur einigen anderen Teilmerkmalen eine erfinderische Bedeutung haben. So können Combinations of features is limited. Rather, each individual partial feature of the exemplary embodiment can also have an inventive significance in isolation from all other partial features described in connection therewith, either by itself or in combination with only a few other partial features. So can
beispielsweise die in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführten Markenprodukte ohne bzw. nur mit marginaler Änderung der Minimal- und Maximalwerte der prozentualen Anteile durch alternative Werkstoffe mit gleichem oder mit zumindest weitestgehend ähnlichem chemischem Aufbau ersetzt werden. For example, the branded products listed in Table 2 below can be replaced with alternative materials with the same or at least largely similar chemical structure with no or only marginal change in the minimum and maximum values of the percentages.
Entsprechend der nachstehend beschriebenen Verfahrensweise wurden einerseits Polyamid-Vergleichsrohre sowie andererseits erfindungsgemäße Polyblend-Rohre gefertigt. According to the procedure described below, on the one hand polyamide comparison pipes and on the other hand polyblend pipes according to the invention were produced.
Die Vergleichsrohre wurden aus VESTAMID® X7393 hergestellt. Es handelt sich dabei um eine standardisierte Formmasse nach ISO 1874-PA12-HIP, EHL, 22-005, die als Typ PA 12-PHLY gemäß DIN 73 378 und DIN 74 324 für biegsame Rohre und Schläuche für den Automobilbau eingesetzt wird. Gemäß der vorstehend genannten ISO-Norm (einschließlich der darin vorgeschriebenen Messverfahren) weist das Polymer die in der Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften auf. The comparison pipes were made from VESTAMID® X7393. It is a standardized molding compound according to ISO 1874-PA12-HIP, EHL, 22-005, which is used as type PA 12-PHLY according to DIN 73 378 and DIN 74 324 for flexible pipes and hoses for the automotive industry. According to the above-mentioned ISO standard (including the measuring methods prescribed therein), the polymer has the properties listed in Table 1.
Das Polymer wird als Granulat geliefert und ist bei der Verarbeitung eine The polymer is supplied as granules and is one when processed
weichgemachte, hochviskose PA 12-Formmasse mit nach der Erstarrung optimierter Tieftemperaturschlagzähigkeit. Es ist besonders für eine Extrusion von halbharten Rohren mit hoher Berstdruckfestigkeit geeignet. Die empfohlene Massetemperatur für eine Profilextrusion beträgt 220 °C bis 250 °C. plasticized, highly viscous PA 12 molding compound with optimized low-temperature impact strength after solidification. It is especially for an extrusion of semi-hard Suitable for pipes with high burst pressure resistance. The recommended melt temperature for profile extrusion is 220 ° C to 250 ° C.
Tabelle 1 : Eigenschaften von PA12 (Vergleichsbeispiel, VESTAMID® X7393) Table 1: Properties of PA12 (comparative example, VESTAMID® X7393)
Die erfindungsgemäßen Rohre wurden unter Zugrundelegung der als bevorzugt angegebenen erfindungsgemäßen Polyblend-Rezeptur gemäß der letzten Spalte von Tabelle 2 hergestellt. Die dritte und vierte Tabellenspalte enthalten die Minimal- und Maximalwerte der Vorzugsbereiche. Tabelle 2: Rezeptur gemäß der Erfindung The pipes according to the invention were produced on the basis of the polyblend formulation according to the invention according to the last column of Table 2, which is specified as preferred. The third and fourth columns of the table contain the minimum and maximum values of the preferred ranges. Table 2: Recipe according to the invention
Grilamid 2S, das von der Firma EMS-Grivory bezogen werden kann, ist PA 6 10 und entsteht - wie bereits erwähnt - durch Polykondensation von Hexamethylendiamin und Sebazinsäure. Hexamethylendiamin wird aus Erdöl gewonnen, während Grilamid 2S, which can be obtained from EMS-Grivory, is PA 6 10 and, as already mentioned, is produced by the polycondensation of hexamethylenediamine and sebacic acid. Hexamethylenediamine is extracted from petroleum while
Sebazinsäure über einen mehrstufigen chemischen Prozess aus dem Biorohstoff Rizinusöl gewonnen wird. Polyamid 6 10 besteht somit vorteilhafterweise zu 62 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen. Weitere besondere Merkmale von Grilamid 2S (PA 6 10) sind seine geringe Wasseraufnahme und gute Sebacic acid is obtained from the organic raw material castor oil through a multi-stage chemical process. Polyamide 6 10 therefore advantageously consists of 62 percent renewable raw materials. Other special features of Grilamid 2S (PA 6 10) are its low water absorption and good properties
Dimensionsstabilität im Vergleich zu PA 6 oder PA 66, seine gute Chemikalien- und Witterungsbeständigkeit, sein hoher Schmelzpunkt von 215°C und seine Dimensional stability compared to PA 6 or PA 66, its good chemical and weather resistance, its high melting point of 215 ° C and its
problemlose Verarbeitbarkeit. problem-free processability.
Vistamaxx™ 6202 wird von der Firma Exxon Mobil als Granulat angeboten und ist ein polypropylenbasierendes thermoplastisches Elastomer mit isotaktischen Propylen- Wiederholungseinheiten und statistischer Ethylengruppenverteilung im Polyolefin- Copolymer. Der Ethylengehalt beträgt 15 bis 16 Ma.-%. Vistamaxx ™ 6202 is offered as granules by Exxon Mobil and is a polypropylene-based thermoplastic elastomer with isotactic propylene Repeating units and statistical distribution of ethylene groups in the polyolefin copolymer. The ethylene content is 15 to 16% by mass.
In diesem Zusammenhang ist festzustellen, das im Rahmen der Erfindung - abweichend von den o. g. üblichen Zusammensetzungen - in dem In this context, it should be noted that within the scope of the invention - notwithstanding the above. usual compositions - in that
polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer ein Ethylengehalt von weniger als 40 Ma.-% als optimal angesehen wird, insbesondere ein Ethylengehalt im Bereich von nur 7 Ma.-% bis 25 Ma.-%, vorzugsweise im Bereich von 12 Ma.-% bis 19 Ma.-%. Dementsprechend ist der Propylengehalt höher als bei den oben beschriebenen bekannten polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomeren. polypropylene-based thermoplastic elastomer an ethylene content of less than 40 mass% is considered optimal, in particular an ethylene content in the range of only 7 mass% to 25 mass%, preferably in the range of 12 mass% to 19 mass%. -%. Accordingly, the propylene content is higher than that of the known polypropylene-based thermoplastic elastomers described above.
Eine weitere Besonderheit von Vistamaxx™ 6202 besteht darin, dass es nicht unter Verwendung der klassischen Ziegler-Natta-Katalysatoren, die den Nachteil haben, dass sie in der Regel als heterogene Katalysatoren auf einem Trägermaterial eingesetzt werden müssen, da sie in organischen Lösungsmitteln nicht löslich sind, sondern mit Metallocen-Katalysatoren hergestellt ist. Als Metallocene bezeichnet man eine Gruppe von metallorganischen Verbindungen, in denen ein zentrales Metallatom wie in einem Sandwich zwischen zwei Cyclopentadienyl-Liganden (C5H5, Abkürzung: Cp) angeordnet ist. Durch den Metallocen-Katalysator wird die Another special feature of Vistamaxx ™ 6202 is that it does not use the classic Ziegler-Natta catalysts, which have the disadvantage that they usually have to be used as heterogeneous catalysts on a carrier material because they are not soluble in organic solvents but is made with metallocene catalysts. Metallocenes are a group of organometallic compounds in which a central metal atom is sandwiched between two cyclopentadienyl ligands (C5H5, abbreviation: Cp). The metallocene catalyst is the
isotaktische Anordnung der Propylen-Wiederholungseinheiten, eine Steuerung der Molekulargewichtsverteilung sowie des Grades der Linearität bzw. Verzweigung der Moleküle - und damit späterhin der Vernetzung - ermöglicht. Dadurch kann letztendlich im erfindungsgemäßen Polyblend vorteilhafterweise eine Beeinflussung der viskoelastischen Eigenschaften im Sinne einer verminderten Kriechneigung erfolgen. isotactic arrangement of the propylene repeat units, control of the molecular weight distribution and the degree of linearity or branching of the molecules - and thus later the crosslinking - made possible. As a result, in the polyblend according to the invention, the viscoelastic properties can advantageously be influenced in the sense of a reduced tendency to creep.
Gemäß der Herstellerspezifikation weist Vistamaxx™ 6202 die in der Tabelle 3 aufgeführten Eigenschaften auf. Tabelle 3: Eigenschaften von Vistamaxx™ 6202 According to the manufacturer's specification, Vistamaxx ™ 6202 has the properties listed in Table 3. Table 3: Properties of Vistamaxx ™ 6202
Für die Bestimmungsmethoden sind dabei die jeweiligen Normenversionen anzusetzen, welche am 01.01.2017 Gültigkeit besaßen. For the determination methods, the respective versions of the standard that were valid on 01/01/2017 are to be used.
Typische Eigenschaften von Lotader® AX 8900 enthält die nachstehende Tabelle 4. Typical properties of Lotader® AX 8900 are shown in Table 4 below.
Tabelle 4: Eigenschaften von Lotader® AX 8900 Table 4: Properties of Lotader® AX 8900
Lotader® AX 8900 ist ein Terpolymer mit statistischer Verteilung seiner Lotader® AX 8900 is a terpolymer with statistical distribution of its
Wiederholungseinheiten Ethylen (68 Ma-%), Acrylester (24 Ma.-%) und Repeat units ethylene (68% by mass), acrylic ester (24% by mass) and
Glycidylmethacrylat (8 Ma-%). Es wird in Hochdruck-Autoklaven hergestellt und von der Firma Arkema vertrieben. Glycidyl methacrylate (8 mass%). It is produced in high pressure autoclaves and sold by Arkema.
Für die Bestimmungsmethoden der in der Tabelle 4 genannten Eigenschaften sind dabei die jeweiligen Normenversionen anzusetzen, welche im Februar 2018 Gültigkeit besaßen. Aus der Tabelle 4 ist auch ersichtlich, dass europäischen ISO- Normen zu gleichen Messergebnissen führen wie die US-amerikanischen ASTM- Normen. Die Acrylester-Bestandteile von Lotadei® AX 8900 (EnMaGma) bewirken im erfindungsgemäßen Blend eine partielle molekulare Polarität, senken die Härte und verbessern die thermische Stabilität während der Verarbeitung. Mit steigendem Acrylestergehalt verbessert sich aufgrund der damit verbundenen Verringerung der Kristallinität die Flexibilität des Endprodukts, und seine Schlagzähigkeit steigt an.For the methods of determining the properties listed in Table 4, the respective versions of the standards that were valid in February 2018 are to be used. Table 4 also shows that European ISO standards lead to the same measurement results as the US ASTM standards. The acrylic ester constituents of Lotadei® AX 8900 (EnMaGma) cause partial molecular polarity in the blend according to the invention, reduce hardness and improve thermal stability during processing. As the acrylic ester content increases, the flexibility of the end product and its impact strength increases due to the associated decrease in crystallinity.
Das Glycidylmethacrylat bewirkt eine Reaktivität gegenüber OH-, COOH- und NH2- Gruppen, wodurch während des Mischvorgangs in der Schmelze mit den Polymeren, für die es als Verträglichkeitsmacher eingesetzt wird, eine optimal homogene The glycidyl methacrylate causes a reactivity towards OH, COOH and NH2 groups, which during the mixing process in the melt with the polymers for which it is used as a compatibilizer, an optimally homogeneous
Verteilung erzielt wird. Lotader® AX 8900 ist nicht nur mit LDPE kompatibel, sondern vorteilhafterweise auch mit ethylenhaltigen Copolymeren, wie mit dem vorstehend beschriebenen ethylenhaltigen TPE-O. Distribution is achieved. Lotader® AX 8900 is not only compatible with LDPE, but advantageously also with ethylene-containing copolymers, such as the ethylene-containing TPE-O described above.
Aclyn® 295 ist ein - üblicherweise in Tinten und Überzügen eingesetztes - lonomer der Firma Honeywell, das Ethylen- und Acrylsäure-Monomereinheiten enthält und die chemische Summenformel (-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-)xZny hat. Es ist zu 98 Prozent mit Zink neutralisiert (y = 0,98x), und damit also im Wesentlichen als ein Salz anzusehen. Der Einsatz von Aclyn® 295 im erfindungsgemäßen Polyblend wirkt sich positiv auf eine hohe Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegenüber Zinkchloridlösungen, aus. Aclyn® 295 is an ionomer from Honeywell, usually used in inks and coatings, which contains ethylene and acrylic acid monomer units and has the chemical formula (-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-) xZn y . It is 98 percent neutralized with zinc (y = 0.98x), and therefore essentially to be regarded as a salt. The use of Aclyn® 295 in the polyblend according to the invention has a positive effect on a high level of corrosion resistance, in particular to zinc chloride solutions.
Bruggoien® H333 ist ein hitzestabilisierendes Additiv der Unternehmensgruppe Brüggemann. Die unter dem Markennamen Bruggoien® vertriebenen Bruggoien® H333 is a heat stabilizing additive from the Brüggemann group of companies. Those sold under the brand name Bruggoien®
Hitzestabilisatoren dienen dazu, die bei vielen polymeren Werkstoffen auftretende Erscheinung zu verhindern, dass durch den Einfluss von Wärme, Licht und Heat stabilizers are used to prevent the phenomenon that occurs with many polymer materials, due to the influence of heat, light and
Luftsauerstoff die physikalischen Eigenschaften und das Aussehen des jeweiligen Kunststoffs zum Teil erheblich verändert werden können. Man unterscheidet dabei Verarbeitungsstabilisatoren, die vorwiegend in der Schmelzephase - also beim Compoundieren, beim Spritzguss oder bei der Extrusion - dem Polymerabbau entgegenwirken, Langzeitstabilisatoren, die während des Fertigteilgebrauchs unter erhöhten Umgebungstemperaturen (60 ° - 130 °C) einen Polymerabbau verhindern, Hochtemperaturstabilisatoren, die bis zu 180 °C wirksam sind, sowie UV- Stabilisatoren, zum wirksamen Schutz der Fertigteile gegen Polymerabbau durch UV-Strahlung. Durch Kombinationen von verschiedenen hitzestabilisierend wirkenden Additiven können sich zusätzliche Synergieeffekte ergeben. Konkret handelt es sich im eingesetzten Additiv Bruggolens® H333 um den Wirkstoff Kupferjodid, das für Polyamide eine Hitzestabilisierung bis zu 180 °C bewirkt. Atmospheric oxygen the physical properties and the appearance of the respective plastic can be changed considerably. A distinction is made between processing stabilizers, which primarily counteract polymer degradation in the melt phase - i.e. during compounding, injection molding or extrusion - and long-term stabilizers that are used during the use of the finished part high ambient temperatures (60 ° - 130 ° C) prevent polymer degradation, high temperature stabilizers, which are effective up to 180 ° C, as well as UV stabilizers, for effective protection of the finished parts against polymer degradation by UV radiation. Combinations of various heat-stabilizing additives can result in additional synergy effects. Specifically, the Bruggolens® H333 additive used is the active ingredient copper iodide, which stabilizes polyamides at temperatures of up to 180 ° C.
Irganox® 1098 ist der Handelsname für Benzenpropanamid, N,N'-1 ,6-hexandiyl- bis[3,5-bis(1 ,1-dimethylethyl)-4-hydroxy. Es handelt sich dabei um eine sterisch gehinderte Phenolverbindung. Es ist ein sogenanntes primäres Antioxidans Irganox® 1098 is the trade name for benzene propanamide, N, N'-1, 6-hexanediyl- bis [3,5-bis (1, 1-dimethylethyl) -4-hydroxy. It is a sterically hindered phenolic compound. It is what is called a primary antioxidant
(Antioxidans I“) und wird von der Firma BASF hergestellt, um bei Polymeren, insbesondere bei Polyamiden, eine erhöhte thermische Stabilität zu erreichen, wobei durch seine Zugabe insbesondere eine Verfärbung des Polymers (Antioxidant I ”) and is manufactured by the company BASF in order to achieve increased thermal stability in polymers, in particular in polyamides, with its addition in particular causing discoloration of the polymer
vermieden werden kann. can be avoided.
P-EPQ, das - wie aus Tabelle 2 hervorgeht - in einer erfindungsgemäßen P-EPQ, which - as can be seen from Table 2 - in an inventive
Rezeptur als sogenanntes sekundäres, phosphorbasierendes Antioxidans Formulation as a so-called secondary, phosphorus-based antioxidant
(.Antioxidans II“) eingesetzt werden kann, verhindert eine thermo-oxidative (.Antioxidant II “) can be used, prevents a thermo-oxidative
Zersetzung und eine Vergilbung während der Verarbeitung. Es ist ein Decomposition and yellowing during processing. It is a
Mehrkomponentensystem mit der CAS-Nummer 119345-01-6. Unter dieser Multi-component system with the CAS number 119345-01-6. Under this
Nummer des Chemical Abstracts Service finden sich auch die genaue The exact number of the Chemical Abstracts Service can also be found
chemische Struktur, die Produktnamen verschiedener anderer Anbieter sowie seine Eigenschaften. chemical structure, the product names of various other suppliers and its properties.
Als weiteres Additiv ist in Tabelle 2 das Polysiloxan-Produkt Dow-Corning® The polysiloxane product Dow-Corning® is shown in Table 2 as a further additive
MB50-002 der Dow-Corning Corporation aufgeführt. Es handelt sich dabei um Pellets, in denen ein ultrahochmolekulargewichtiges (UHMW) Polysiloxan zu 50 Ma.-% feindispergiert in eine Polyethylenmatrix niedriger Dichte (LDPE) eingebettet ist. Ultrahochmolekulargewichtig (UH MW) heißt dabei, dass das mittlere Molekulargewicht des Siloxans oberhalb von 300.000 g/mol liegt und dass das Polysiloxan eine kinematische Viskosität von oberhalb 5.000.000 - bestimmt nach DIN 51562 (01/1999) bei 40°C - aufweist. In dem MB50-002 from Dow-Corning Corporation. These are pellets in which an ultra-high molecular weight (UHMW) polysiloxane is finely dispersed up to 50% by mass in a low-density polyethylene matrix (LDPE) is embedded. Ultra high molecular weight (UH MW) means that the mean molecular weight of the siloxane is above 300,000 g / mol and that the polysiloxane has a kinematic viscosity of above 5,000,000 - determined according to DIN 51562 (01/1999) at 40 ° C. By doing
erfindungsgemäßen Blend verbessert es die Fließfähigkeit und verringert die Blend according to the invention, it improves the flowability and reduces the
Wandhaftung bei der Formgebung der Polymermasse. Das LDPE besitzt Wall adhesion when shaping the polymer mass. The LDPE owns
aufgrund seiner chemischen Ähnlichkeit mit Vistamaxx™ 6202 (Präsenz von due to its chemical similarity to Vistamaxx ™ 6202 (presence of
CH2-Gruppen) - besonders aber auch unter der Wirkung des CH2 groups) - but especially under the effect of the
Verträglichkeitsmachers - eine hohe Kompatibilität mit dem Compatibility Maker - a high level of compatibility with the
polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer der Rezeptur. polypropylene-based thermoplastic elastomer of the formulation.
Als letzten Rezepturbestandteil nennt Tabelle 2 Proviplast® 024 der Firma Table 2 lists Proviplast® 024 from the company as the last ingredient in the formulation
Proviron. Es handelt sich dabei um einen Plastifikator, der insbesondere Proviron. It is a plasticizer that in particular
gleichermaßen gut für PA 6 10, PA 6 12, PA 10 10, PA 11 und PA 12 als equally good for PA 6 10, PA 6 12, PA 10 10, PA 11 and PA 12 as
Weichmacher ersetzbar ist. Proviplast® 024 ist seiner chemischen Natur nach ein Sulfonamid, und zwar N-Butylbenzolsulfonamid. Plasticizer is replaceable. Proviplast® 024 is by its chemical nature a sulphonamide, namely N-butylbenzenesulphonamide.
Aus der Tabelle 2 geht insgesamt hervor, dass das polypropylenbasierende thermoplastische Elastomer in der bevorzugten Mischungszusammensetzung in einem Masseverhältnis von 0,154 (10 / 65) zum Polyamid steht. Es liegt damit in einem Vorzugsbereich von 0,1 bis 3,0. Erfindungsgemäß sollte dieses It can be seen from Table 2 that the polypropylene-based thermoplastic elastomer in the preferred blend composition is in a mass ratio of 0.154 (10/65) to the polyamide. It is therefore in a preferred range from 0.1 to 3.0. According to the invention this should
Masseverhältnis zumindest im Bereich von 0,05 bis 5,0 liegen. Mass ratio at least in the range of 0.05 to 5.0.
Der Verträglichkeitsmacher (Summe aus erster Komponente und zweiter The compatibility maker (sum of the first component and the second
Komponente 16 + 3 = 19) ist - bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid (65 + 10 = 75) - zu 25, 3 Teilen (19 / 75) in der Mischung enthalten. Er liegt somit in einem Vorzugsbereich von 12 bis 30 Masseteilen, bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid. Der Verträglichkeitsmacher sollte erfindungsgemäß zumindest in einem Bereich von 12 bis 30 Masseteilen, bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem Component 16 + 3 = 19) - based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide (65 + 10 = 75) - contains 25.3 parts (19/75) in the mixture. It is therefore in a preferred range of 12 to 30 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide. The Compatibility agents should according to the invention at least in a range of 12 to 30 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the
polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid, enthalten sein. polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide.
Das Masseverhältnis des lonomers als der ersten Komponente des The mass ratio of the ionomer as the first component of the
Verträglichkeitsmachers zum Terpolymer aus Ethylen, Alkylacrylat und Compatibility maker for the terpolymer made from ethylene, alkyl acrylate and
Glycidylmethacrylat als der zweiten Komponente des Verträglichkeitsmachers beträgt 0,187 (3 / 16). Es liegt damit in einem Vorzugsbereich von 0,2 bis 1 ,0. Die Summe der Additive beträgt 6 Ma.-%. Bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid (65 + 10 = 75) sind dies 8 Masseteile. Der Anteil liegt damit in einem Vorzugsbereich von 4 bis 15 Masseteilen, bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem Glycidyl methacrylate as the second compatibilizer component is 0.187 (3/16). It is therefore in a preferred range from 0.2 to 1.0. The total of the additives is 6 mass%. Based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide (65 + 10 = 75) this is 8 parts by weight. The proportion is therefore in a preferred range of 4 to 15 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the
polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid. Das Masseverhältnis sollte erfindungsgemäß zumindest im Bereich von 0,05 bis 2,0 liegen. polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide. According to the invention, the mass ratio should be at least in the range from 0.05 to 2.0.
Die Herstellung des Compounds erfolgte in einem Doppelschneckenextruder mit einem jeweiligen Schneckendurchmesser von 25 mm. Die im festen Zustand eingebrachten Konstituenten wurden dabei aufgeschmolzen und bei einer The compound was produced in a twin screw extruder with a screw diameter of 25 mm. The constituents introduced in the solid state were melted and in one
Temperatur im Zylinder von 250 °C bis zur Einstellung einer homogenen Schmelze behandelt. Treated temperature in the cylinder of 250 ° C until the establishment of a homogeneous melt.
Die Herstellung der Rohre erfolgte in einem Extruder mit einem Durchmesser der Schnecke von 45 mm. Es wurde dabei eine Barriereschnecke mit einem Verhältnis von Länge L zu Durchmesser D von 25 eingesetzt. Charakteristisch für eine The pipes were produced in an extruder with a screw diameter of 45 mm. A barrier screw with a ratio of length L to diameter D of 25 was used. Characteristic of a
Barriereschnecke ist, dass in der Plastifizierzone ein zusätzlich eingefügter Steg, der so genannte Barrieresteg, den Feststoff von der Schmelze trennt. Das frisch aufgeschmolzene Material kann aus dem Feststoffkanal über den Barrieresteg in den Schmelze-kanal fließen, während die Barrierespaltweite so bemessen ist, dass der Feststoff zurückgehalten wird. Damit wird eine gut aufgeschlossene Schmelze gewährleistet und der Austritt von unaufgeschmolzenen Feststoffteilchen aus der Plastifizierzone verhindert. Folgende Temperaturen lagen dabei im Extruder vor: Einzugszone - 240 °C, Kompressionszone - 245 °C, Austragszone - 250 °C, Extrusionskopf - 250 °C. Die Geometrie der Vergleichsrohre und der The barrier screw is that in the plasticizing zone an additionally inserted web, the so-called barrier web, separates the solids from the melt. The freshly melted material can be transferred from the solids channel via the barrier web into the Melt channel flow while the barrier gap is dimensioned so that the solid is retained. This ensures a well-digested melt and prevents unmelted solid particles from escaping from the plasticizing zone. The temperatures in the extruder were as follows: feed zone - 240 ° C, compression zone - 245 ° C, discharge zone - 250 ° C, extrusion head - 250 ° C. The geometry of the comparison tubes and the
erfindungsgemäßen Rohre war dabei gleichermaßen durch die Angabe 4,05 x 1 mm beschreibbar. Pipes according to the invention could equally be described by the specification 4.05 × 1 mm.
Die Tabellen 5 und 6 enthalten Darstellungen der an den Rohren mittels ZWICK ROELL Z020 im Zugversuch nach der Norm DIN EN ISO 527-2:2012-06 Tables 5 and 6 contain representations of the tensile tests on the pipes using the ZWICK ROELL Z020 in accordance with the DIN EN ISO 527-2: 2012-06 standard
gewonnenen Testergebnisse, wobei sich Tabelle 5 auf die Werte vor einer Test results obtained, Table 5 referring to the values before a
Hitzealterung und Tabelle 6 auf die Werte danach bezieht. Heat aging and Table 6 refer to the values thereafter.
Tabelle 5: Mechanische Rohreigenschaften Table 5: Mechanical pipe properties
Tabelle 6: Mechanische Rohreigenschaften nach Hitzealterung 72 h bei 130°C und prozentuale Änderung gegenüber dem ungealterten Rohr Table 6: Mechanical pipe properties after heat aging for 72 h at 130 ° C and percentage change compared to the unaged pipe
Bei etwa gleichem Zugmodul enthält das erfindungsgemäße Rohr, wie sich aus dem Gewichtsverlust bei der Wärmealterung ergibt, weniger flüchtige Bestandteile als das Vergleichsrohr, was darauf hinweist, dass der niedrige Zugmodul im With approximately the same tensile modulus, the tube according to the invention contains fewer volatile components than the comparison tube, as can be seen from the weight loss during heat aging, which indicates that the low tensile modulus in
Vergleichsmaterial über Weichmacher erreicht wird. Insgesamt zeigt sich, aufgrund des Zugfestigkeitsanstiegs und der Abnahme der Bruchdehnung nach der Comparative material is achieved via plasticizers. Overall, due to the increase in tensile strength and the decrease in elongation at break after
Wärmeälterung, dass das erfindungsgemäße Rohr von den mechanischen Heat aging that the pipe according to the invention from the mechanical
Eigenschaften her eine hohe Eignung für eine Verwendung als Kühlwasserrohr in einem Automobil aufweist. Properties has a high suitability for use as a cooling water pipe in an automobile.
Darüber hinaus ist eine hohe Medienbeständigkeit, insbesondere gegenüber Kühlwasser und wässrigen Zinkchlorid-Lösungen, zu verzeichnen. Das In addition, there is a high level of media resistance, in particular to cooling water and aqueous zinc chloride solutions. The
erfindungsgemäße Blend weist eine gute Verarbeitbarkeit durch Extrudieren auf, wobei eine Montagefähigkeit von erfindungsgemäßen Rohren auf Dornen als Rohrverbinderelementen gewährleistet ist. Bei der Herstellung dauerhafter The blend according to the invention has good processability by extrusion, with the ability to assemble pipes according to the invention on mandrels as pipe connector elements is ensured. In making more durable
Dornverbindungen in fluidführenden Leitungssystemen zeigt sich - bei niedrigeren Kosten und hoher Werkstoffverfügbarkeit - ein ähnliches Dehn- und Kriechverhalten wie das von PA 12. In dem erfindungsgemäßen Polymerblend liegt mit Vorteil eine optimale Kombination der Werkstoffeigenschaften von langkettigen Polyamiden als technischen Mandrel connections in fluid-carrying pipe systems show - at lower costs and high material availability - a similar expansion and creep behavior as that of PA 12. The polymer blend according to the invention advantageously has an optimal combination of the material properties of long-chain polyamides as technical ones
Kunststoffen, insbesondere mit ähnlicher Kriechfestigkeit, Medienbeständigkeit und Flexibilität wie PA 12, mit einer hohen Medienbeständigkeit und aufwandsarmen (preiswerten) Herstellung sowie der einfachen Verfügbarkeit von Polyolefinen als Massenkunststoffen vor. Plastics, in particular with similar creep resistance, media resistance and flexibility as PA 12, with a high media resistance and low-cost (inexpensive) production as well as the easy availability of polyolefins as mass-produced plastics.
Der Fachmann kann dabei die Erfindung auch durch weitere zweckmäßige technische Ausgestaltungsformen ergänzen, ohne dass der Rahmen der The person skilled in the art can also supplement the invention with further expedient technical embodiments without departing from the scope of
Erfindung verlassen wird. So können z. B. die bekannten Methoden zur Invention is abandoned. So z. B. the known methods for
Optimierung des Verhältnisses von Anforderungsprofil zu Herstellungsaufwand durch Werkstoffvariation in sequentiell aufeinanderfolgenden Abschnitten der Rohrleitung oder in radialer Richtung in der Rohrwandung aufeinanderfolgenden Schichten kombinatorisch Anwendung finden. Optimization of the ratio of the requirement profile to the manufacturing effort by material variation in sequentially successive sections of the pipeline or in the radial direction in successive layers in the pipe wall can be used combinatorially.
Erfindungsgemäße thermoplastische Kunststoffrohre weisen insbesondere eine ausgezeichnete Fähigkeit zur rissfreien und kriecharmen Montage auf einem Thermoplastic plastic pipes according to the invention have in particular an excellent ability for crack-free and creep-free assembly on one
Dorn als Rohrverbinderelement sowie eine optimal hohe Medienbeständigkeit, insbesondere - unter dem Aspekt des Einsatzes als Kühlwasserrohre - eine hohe Hydrolysebeständigkeit sowie Zinkchlorid-Beständigkeit nach SAE J 2240, auf. Sie eignen sich daher von der Verwendung her in besonderer Weise als Kühlwasserrohre in einem Automobil. A mandrel as a pipe connector element as well as optimally high media resistance, in particular - under the aspect of use as cooling water pipes - high hydrolysis resistance and zinc chloride resistance according to SAE J 2240. They are therefore particularly suitable for use as cooling water pipes in an automobile.
Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Furthermore, the invention has not yet been restricted to the combinations of features defined in the independent claims, but can also be defined by any other combination of specific features of all of the individual features disclosed. This means that in principle practically every single feature of the independent claims can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Thermoplastisches Polyamid-Polyolefin-Blend, insbesondere zur Extrusion von zur Fluidführung bestimmten Rohren, mindestens enthaltend ein 1. Thermoplastic polyamide-polyolefin blend, in particular for the extrusion of pipes intended for fluid guidance, containing at least one
Polyolefin, ein Polyamid und einen Verträglichkeitsmacher, Polyolefin, a polyamide and a compatibilizer,
dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin ein polypropylenbasierendes thermoplastisches Elastomer ist, welches in einem Masseverhältnis im characterized in that the polyolefin is a polypropylene-based thermoplastic elastomer which is in a mass ratio im
Bereich von 0,05 bis 5,0 zum Polyamid steht, wobei der Range from 0.05 to 5.0 for the polyamide, the
Verträglichkeitsmacher in einem Bereich von 7,5 bis 50 Masseteilen, bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem polypropylenbasierenden Compatibility agent in a range from 7.5 to 50 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based
thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid, enthalten ist, und wobei der Verträglichkeitsmacher als mindestens eine erste Komponente ein partiell neutralisiertes lonomer enthält, welches ein Copolymer ist, das Ethylen- und Acrylsäure-Monomereinheiten enthält. thermoplastic elastomer and the polyamide, and wherein the compatibilizer contains as at least a first component a partially neutralized ionomer which is a copolymer which contains ethylene and acrylic acid monomer units.
2. Polyamid-Polyolefin-Blend nach Anspruch 1 , 2. polyamide-polyolefin blend according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das polypropylenbasierende characterized in that the polypropylene-based
thermoplastische Elastomer in einem Masseverhältnis im Bereich von 0,1 bis 3,0 zum Polyamid steht. thermoplastic elastomer in a mass ratio in the range from 0.1 to 3.0 to the polyamide.
3. Polyamid-Polyolefin-Blend nach Anspruch 1 oder 2, 3. polyamide-polyolefin blend according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verträglichkeitsmacher in einem Bereich von 12 bis 30 Masseteilen, bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid, enthalten ist. characterized in that the compatibilizer is contained in a range of 12 to 30 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide.
4. Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das polypropylenbasierende 4. Polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 3, characterized in that the polypropylene-based
thermoplastische Elastomer ein Polymerblend mit einer in einer thermoplastic elastomer a polymer blend with one in one
polypropylenhaltigen Matrix dispergierten, insbesondere unvernetzten, Phase aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und/oder Ethylen-Propylen-Copolymer ist. polypropylene-containing matrix dispersed, in particular uncrosslinked, phase of ethylene-propylene-diene rubber and / or ethylene-propylene copolymer.
5. Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das polypropylenbasierende characterized in that the polypropylene-based
thermoplastische Elastomer einen Ethylengehalt von weniger als 40 Ma.-% aufweist, insbesondere einen Ethylengehalt im Bereich von 7 Ma.-% bis 25 Ma.-%, vorzugsweise im Bereich von 12 Ma.-% bis 19 Ma.-%. thermoplastic elastomer has an ethylene content of less than 40 mass%, in particular an ethylene content in the range from 7 mass% to 25 mass%, preferably in the range from 12 mass% to 19 mass%.
6. Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das polypropylenbasierende characterized in that the polypropylene-based
thermoplastische Elastomer mit Metallocen-Katalysatoren hergestellt ist. thermoplastic elastomer is made with metallocene catalysts.
7. Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das partiell neutralisierte lonomer der ersten Komponente des Verträglichkeitsmachers zu 80 Prozent bis 99 Prozent, vorzugsweise zu 92 Prozent bis 98 Prozent, mit Metallionen, wie Na+, K+, Ca2+, Mg2+ oder insbesondere Zn2+, partiell neutralisiert ist. characterized in that the partially neutralized ionomer of the first component of the compatibilizer is 80 percent to 99 percent, preferably 92 percent to 98 percent, with metal ions such as Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ or in particular Zn 2+ , is partially neutralized.
8. Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verträglichkeitsmacher als zweite Komponente ein Terpolymer aus Ethylen, Alkylacrylat und characterized in that the compatibilizer is a second component of a terpolymer of ethylene, alkyl acrylate and
Glycidylmethacrylat enthält. Contains glycidyl methacrylate.
9. Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Masseverhältnis der ersten Komponente des Verträglichkeitsmachers zu einer/der zweiten Komponente des 9. polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 8, characterized in that a mass ratio of the first component of the compatibility maker to a / the second component of the
Verträglichkeitsmachers im Bereich von 0,05 bis 2,0, vorzugsweise im Compatibility maker in the range from 0.05 to 2.0, preferably im
Bereich von 0,2 bis 1 ,0, liegt. Range from 0.2 to 1.0.
10. Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid nach DIN EN ISO 1043-1 beschrieben wird als PA Z oder PA Z1 Z2, wobei Z ³ 11 oder Z1 ³ 6 und Z2 > 10 ist. characterized in that the polyamide according to DIN EN ISO 1043-1 is described as PA Z or PA Z1 Z2, where Z ³ 11 or Z1 ³ 6 and Z2> 10.
11. Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 11. polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 10,
gekennzeichnet durch einen Gehalt an Additiven, wie Füllstoffen, characterized by a content of additives such as fillers,
Hitzestabilisatoren, Alterungsschutzmitteln, Antioxidantien, Plastifikatoren und/oder Fließhilfsmitten, wobei die Additive in einem Bereich von 0,5 bis 25 Masseteilen, vorzugsweise 4 bis 15 Masseteilen, bezogen auf 100 Teile der Mischung aus dem polypropylenbasierenden thermoplastischen Elastomer und dem Polyamid, enthalten sind. Heat stabilizers, anti-aging agents, antioxidants, plasticizers and / or flow aids, the additives being contained in a range from 0.5 to 25 parts by weight, preferably 4 to 15 parts by weight, based on 100 parts of the mixture of the polypropylene-based thermoplastic elastomer and the polyamide.
12. Thermoplastisches Kunststoffrohr dessen Rohnwandung zumindest teilweise aus einem Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 11 besteht. 12. Thermoplastic plastic pipe whose Rohnwandung at least partially consists of a polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 11.
13. Kunststoffrohr nach Anspruch 12 , 13. Plastic pipe according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrwandung einschichtig ausgebildet ist und vollständig aus einem Polyamid-Polyolefin-Blend nach einem der Ansprüche 1 bis 11 besteht. characterized in that the pipe wall has a single-layer design and consists entirely of a polyamide-polyolefin blend according to one of claims 1 to 11.
14. Verbindung, umfassend ein thermoplastisches Kunststoffrohr nach Anspruch 12 oder 13 und einen Dorn als Rohrverbinderelement. 14. Connection comprising a thermoplastic plastic pipe according to claim 12 or 13 and a mandrel as a pipe connector element.
15. Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffrohres nach Anspruch 12 oder 13 als Kühlwasserrohr in einem Automobil. 15. Use of a thermoplastic plastic pipe according to claim 12 or 13 as a cooling water pipe in an automobile.
EP20734687.5A 2019-07-11 2020-06-22 Ternary polymer blend, in particular for pipe extrusion, thermoplastic plastics pipe made from such a blend, and use thereof Pending EP3997176A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019118856.3A DE102019118856A1 (en) 2019-07-11 2019-07-11 Ternary polymer blend, in particular for pipe extrusion, thermoplastic plastic pipe made from such a blend and its use
PCT/EP2020/067275 WO2021004764A1 (en) 2019-07-11 2020-06-22 Ternary polymer blend, in particular for pipe extrusion, thermoplastic plastics pipe made from such a blend, and use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3997176A1 true EP3997176A1 (en) 2022-05-18

Family

ID=71143714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20734687.5A Pending EP3997176A1 (en) 2019-07-11 2020-06-22 Ternary polymer blend, in particular for pipe extrusion, thermoplastic plastics pipe made from such a blend, and use thereof

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3997176A1 (en)
CN (1) CN114040944B (en)
DE (1) DE102019118856A1 (en)
WO (1) WO2021004764A1 (en)

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3484403A (en) 1966-03-14 1969-12-16 Eastman Kodak Co Preparation of polyamide-carboxylated polyolefin melt blends
EP0235876B1 (en) 1986-01-07 1993-04-21 Tonen Sekiyukagaku K.K. Thermoplastic resin composition
JPS62241938A (en) 1986-04-14 1987-10-22 Tonen Sekiyukagaku Kk Production of thermoplastic resin composition
JP2514051B2 (en) 1986-10-31 1996-07-10 住友化学工業株式会社 Thermoplastic resin composition
CA1319457C (en) 1986-12-23 1993-06-22 Bennett Noah Epstein Tough high melt flow polyamides
KR960014557B1 (en) * 1987-08-24 1996-10-16 알라이드-시그날 인코포레이티드 Modified styrenic polymer, composition including it and process thereof
US5112916A (en) 1988-03-04 1992-05-12 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Olefin polymer and a resin composition containing the same
US5342886A (en) 1988-03-24 1994-08-30 Atochem α-monoolefinic graft copolymers
US4957974A (en) 1988-03-29 1990-09-18 Rohm And Haas Company Graft copolymers and blends thereof with polyolefins
GB8926094D0 (en) 1989-11-17 1990-01-10 Exxon Chemical Patents Inc Toughened polyamide compositions
EP0469693B1 (en) 1990-08-02 1996-06-05 Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbH Impact resistent molding materials of polyamide
DE4223864A1 (en) 1992-07-20 1994-01-27 Bayer Ag Polyamide mixts. with scrap polyamide-polyolefin cpd. film - also contain special compatibiliser, esp. e.g. ethylene@]- maleic anhydride] copolymer or ethylene@]-butyl acrylate]-glycidyl acrylate] copolymer
AT403695B (en) * 1993-07-26 1998-04-27 Danubia Petrochem Polymere Blends made from elastomeric polypropylenes and from nonolefinic thermoplastics
KR100384014B1 (en) * 2000-11-30 2003-05-14 현대자동차주식회사 A polyamide resin composition excellent low temperature gasoline and perspiration-resistant impact
US6756443B2 (en) * 2002-01-25 2004-06-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ionomer/polyamide blends with improved flow and impact properties
FR2841254B1 (en) 2002-06-24 2004-09-03 Atofina FLAME RETARDANT COMPOSITIONS BASED ON POLYAMIDE AND POLYOLEFIN
US6887940B2 (en) * 2002-11-27 2005-05-03 Basell Poliolefine Italia S.P.A. Compatibilizing agent for engineering thermoplastic/polyolefin blend
CN100523086C (en) 2003-03-17 2009-08-05 阿托菲纳公司 Polyamide and polyolefine blend containing nanometer filler and with polyamide as matrix
EP2261032B1 (en) 2005-04-29 2016-05-25 Arkema France Polyamide-based multilayer tube for transferring fluids
DE502005004671D1 (en) * 2005-12-23 2008-08-21 Ems Chemie Ag Polyamide-EVA blends
FR2896571B1 (en) 2006-01-20 2009-06-12 Arkema Sa POLYAMIDE FLEXIBLE PIPES FOR COMPRESSED AIR
DE102010053737A1 (en) 2010-12-08 2012-06-14 Voss Automotive Gmbh Heatable fluid conduit, its use and process for its preparation
SI2581411T1 (en) * 2011-10-11 2015-01-30 Pts-Plastic Technologie Service Plastic compound and method for its production
CN102532868A (en) * 2011-12-30 2012-07-04 杭州临安宏凯工程塑料有限公司 Polyamide composite material, and preparation method and application thereof
CN103849124B (en) * 2012-11-30 2016-04-20 杜邦公司 Toughness reinforcing contains polyester thermoplastic's composition
DE102013209126A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Evonik Industries Ag Air-brake line
JP2015193690A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 株式会社オートネットワーク技術研究所 Flame-retardant composition and insulated wire using the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021004764A1 (en) 2021-01-14
DE102019118856A1 (en) 2021-01-14
CN114040944B (en) 2024-04-05
CN114040944A (en) 2022-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1004618B1 (en) Articles having antistatic properties
EP2103856B1 (en) Hose with an electrically conductive inner coating
DE60004907T2 (en) Made from multiple layers based on polyamide for transporting fuel
EP1942296B1 (en) Hydraulic line, in particular coupling line and method for its production
DE69919227T2 (en) NEW FLUOROPOLYMERS WITH IMPROVED PROPERTIES
EP0729830B1 (en) Thermoplastic laminate
DE60319903T2 (en) Polyamide based composition for flexible pipes for transporting oil and gas
DE602004006489T2 (en) COMPOSITIONS WITH POLYPHENYLENETHER AND / OR POLYSTYRENE WITH IMPROVED TRIBOLOGICAL PROPERTIES AND METHOD FOR IMPROVING THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF POLYPHENYLENETHER AND / OR POLYSTYRENE COMPOSITIONS
DE60313380T2 (en) Acid-containing fluorocopolymer
EP0745763B1 (en) Multi-layer fuel filter with antistatic properties
EP1771298B1 (en) Coolant line
EP1801162B1 (en) Polyamid-eva-blends
DE60212924T2 (en) Vulcanized elastomer tube with polyamide and EVOH barrier layers
WO2019120677A1 (en) Barrier layer for hoses
DE60119505T2 (en) KRAFTSTOFFSCHLAUCH
DE69434713T2 (en) Polymer compositions for the manufacture of cables and flexible conduits, and articles based on these compositions
EP1596113A1 (en) Thermoplastic polyamide moulding matters
EP1541336B2 (en) Thermoplastic multilayer
CH706751A1 (en) Polyamide molding compound, manufacturing process and molded articles produced therefrom from the polyamide molding compound and their use as lines that come into contact with exhaust gases in motor vehicles.
DE102005061530A1 (en) Hollow body of thermoplastic multilayer composite, e.g. fuel line or tank, has polyamide inner layer, ethylene-vinyl alcohol copolymer or fluoropolymer barrier layer and homopolyamide-based outer layer
EP0617088B1 (en) Ternary polymer blends and their use
DE10116427C2 (en) Multi-layer hose for an automotive cooling system
DE102008037452B4 (en) Pharmaceutical and food tube
WO2021004764A1 (en) Ternary polymer blend, in particular for pipe extrusion, thermoplastic plastics pipe made from such a blend, and use thereof
DE102009014974A1 (en) Polymer compound and components made using the compound

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20211213

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)