PL97014B1 - Kompozycja poliolefinowa o zwiekszonej udarnosci - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 15.06.1978 97 014 MKP C08f 29/04 C08f 29/02 Int. Cl.2 - .

C08L 23/06 C08L 83/00 C08L 9/00 C08L 23/00 C08L 23/12 Twórcy wynalazku: Lech Czarnecki, Andrzej Plochocki, Teodor Jerzy Bojarski, Ryszard Celarski, Lucjan Gr! Janusz Kepka, Przemyslaw Machowski, Henry kowski, Grazyna Miller, Kazimierz Nikiel Uprawniany z patentu: Instytut Chemii Przemyslowej, Warszawa (Polska) Kompozycja poliolefinowa o zwiekszonej udarnosci Przedmiotem (Wynalazku jejs)t kompozycja polio- lefinowa odznaczajaca sie zwiekszona udarnoscia, stosowana do wyrobu opakowan, ksztaltek tech¬ nicznych, fojiili wykorzystywanych w budownictwie, rolnictwie d rin.

Dotychczas wyroby takie byly wytwairzane z po¬ lietylenu o malej gestosci. Jednakze w niektórych przypadkach, jak np. w przypadku worków czy tez olpakowan transportowych, odpornosc polie¬ tylenu na uderzenia jest niewystarczajaca. Jest to przyczyna powstawania uszkodzen zarówno pod¬ czas napelnienia tych opakowan jak tez w opera¬ cjach magazyn|owych i w tralnispiorcie. Szczególnie wysoka udairnosc jest wymagana gdy np. folie polietylenowe sa wykorzystywane jako oslony w budownictwie i rolnictwie.

Niedogodnosc te usilowano eliminowac przez spo¬ rzadzenie mieszanin dwuskladnikowych np. polie¬ tylen z poliizobutylenem wedlug patentu RFN 14698H8 lub polietylen' z kopolimerem etylen-pro¬ pylen wedlug patentu RFN 1,298 273, lecz poprawa udarnosci pociaga za soba z reguly pogorszenie innych wskazników- technicznych jak wytrzyma¬ losc, twardosc a takze sztywnosc. Pjoinadto, prze- twarzalnlosc takiego materialu jest zawsze gotnsza, a efekt zwiekszenia udarnosci zanika wraz z ob¬ nizaniem temperaltury.

Byly czynione równiez prófoy otrzymywania mieszanin trójskladnikowych nip. polietylen z poli¬ propylenem d z kopolimerem etyien-ptrotpylen wed- 2 lug patentu USA 3627852 i 3632674 lub RFN 169491S i 1694914 badz tez mieszaniny tych polimerów z mikrowypelntiaczem (nieorganicznym wedlug paten¬ tu USA 3137072. Dla podanych wyzej trójskladini- ' kowych mieszanin poliolefin uzyskiwano wzrost udarnosci równiez w obnizonych temperaturach a w przypadku niektórych skladów takze poprawe przetwarzalnosci i sztywnosci. Okazalo sie, ze jeszcze skuteczniejsza %poprawe wlasciwosci imozna uzyskac dla odpowiednio ddbranych mieszainlin wieloskladnikowych itizn. trój-, cztero- ii pliecio- skladnikowych zawierajacych elastomer.

Kompozycja poliioiefmowa o zwiekszonej udarno'- sci wedlug wynalazku stanowi wieloskladnikowa mieszanine, w której podstawowym skladnikiem jest albo polietylen albo ptojlipiriopylen.

W wypadku gdy podstawowym skladnikiem kompozycji jestt polietylen^ otrzymuje sie ja przez wymieszanie 70)—95 czesci wagowych polietylenu o gestosci ponizej 0,93!a g-cm-3 i budowie rozgale¬ zionej z '5-^30 czesciami wagiotwymd polietylenu o gesitosci powyzej 0,940 g • cm—3 i bud'0(wie liniowej lufo z przewaga budowy liniowej lub polipropy¬ lenu lub kopolimeru etylen —i propylen z elastane- rem w ilosci od 1,8 do 40 czesci wagowych i ewen¬ tualnie dla poprawy wlasnosci plyniecia, przetwa- nzalnosci i staibdlnosci technoiloigiczniej tej kompo¬ zycji stosuje 9ia dodatek 0,1—5 czesci wagowych polimeru krzemo-organicznego i/lub pofliodefiny o bardzo duzej masde czasteczkowej, korzystnie 97 0143 o sredniej waigcwo imasie czasteczkowej powyzej dopjow.

W wypadku gdy podstawowym- skladnikiem kompozycji jest polipropylen, oltrzymuje sie ja przez wymieszanie 70—95 czesci wagowych pali- 5 propylenu o gestosci ponizej 0,915 g-cm"3 z 5-^30 czesciami wargowymi polietylenu o gestosci powy¬ zej 0,940 g-cm-3 i budowie liniowej lub z prze¬ waga ibudlowy liiniiowej lufo kopolimeru etylen — projpylen. z elastomerem: w iliosci 1,8 ido 40 czesci 10 . walgowyeh ii ewenltualnie. z 0,1—5 czesci wagowych polimeru krzemioorganicznego i/lub poildolefiny o bardzo duzej imasie czasteczkowej korzystnie o sredniej wagowo masie czasteczkowej powyzej 500.0100. li Jako elastiomer w ofbu wypadkach stosuje sie w kompozycji wedlug wynallazku — polibuitadcen lub ploliiilzopren /luib pollliizofoutylen lub polichlorlo- pren luib kopolimery blokowe tych elastomerów zestyrenem. 20 Do kompozycji wedlug wynalazku z powodzeniem . wprowadza sie równiez inne znane dodatki mody- •; fLkuoafce, jak inioidkl barwiace, srodki zapobiega- - jace sklejaniu, antyufcleniacze, srodki antysitaityicz- ne, srodki poslizgowe, wypelniacze itjp. 25 Wyroby otrzymane z kompozycji wedlug wyna¬ lazku odznaczaja sie niie tyllko zwiekszona odpór- . noscia na uderziehia^ która nieznacznie tylko zmie¬ nia sie w funkcji temperaltury, lecz takze charak¬ teryzuja sie diodaltkiowio zjwiekszona odpornoscia 30 na srodowiskowa korozje naprezeniowa i odpor¬ noscia na starzenie, zwlaszcza na dzialanie pro¬ mieni utrafiodetbwych. Pionadtio koimlpoizycje te laitwo sa przetwarzane^ 00 przejawia slie miedzy innymi w zmnliejisizonym 10 10—acf/o poborem mjocy 35 w porófwnainliiu z polietylenem o malej gesitosci.

Wyroby . z tej kompofzycjd zachowuja . charaktery¬ styczna dla polioleifiin przejrzystosc, a ponadto od¬ znaczaja sie niewielka zmiennoscia wymiarów, wieksza podaltmoscda na deseniowanie i latwoscia 40 druku.

Przedmiidt wynalazku jeSit blizej wyjasniony w przykladaich wykonamoa.

Przyklad I. 95 kg granullaltu polietylenu o budowie rozgalezionej K> gestosci 0,932 g-cm-3 45 i wskazniku' plyniecia 0,7 g(10»'min)—1 mde£zassie z 5 kg granulatu 'poMpriqpylenu o gestosci 0,91 g-cm—3 i wskazniku szybkosci plyniecia 3 .g(llOimflin)—1. Nastepnie dodaje sie 4K> kg polijbu- tadienu w postaci krajanki ioiraz 5 kg polietylenu 50 o gestosci' 0,960 g-cm—3 i wskazniku plyniecia 0,1 gfllOlmain)—x i sredniej walgowjo maisdie czastecz¬ kowej 8010.000!. Caliosc miesiza sie w szyfokooibro/to- wym mLeszailniku dyspergujacym przy predkosci wirnika 34 idbtnoity/imdniulte. RówinioczlesiniLe mieszani- 55 ne ogrzewa sie przeponowo do temperaltury 195°C.

W tej Itemperialtiuirzie dyspergowana sltiopiiona kom¬ pozycje miesza sie w ciajgu 8 imlilnuJt i grawita- cyjnde pmzeniosi do girianulaitora jiedn|oslimakowegio.

Gtranuiiowalniie pnowadea sie przy pretdkiosci oforiofbo- 60 wej slimaka wyjtlaiczairkd 115 lolbroitów/imdmite, tem¬ peratura glowicy 209aC.

(Ksizltaljtjki otomane z tego granulatu /technika wjbryisku charakteryzuja sie wytrzymaloscia na naz- ciaganie rótwna 42i5 kGcm—2 wydluzeniem przy 65 4 zerwaniu równym 400fVo udaimjasciJa wedlug Izoda rótwna 18 kG cnvcm_:t.

Przyklad II. 70 kg granulatu poOdetylenu o budiowiie irozigalezionej 10 wskazniiku plyniecia 0,4 g(10 min)-1 i gestosci 0,922 g-cm~3 miesza sie z 3)0 kg graniulaftu kopiófliimeru eityleno-pfnopyleno- wego o wlskazniiku plyniecia 1^5 g( 10 min)-1 i ge¬ stosci 0,93 g-icim-3 (oraz z 10 ikg kraijalniki poHiiizto- butydenu o gesfcosci 0^93 g-cm-3 i sredniej waigowo masie czasteczkowej ilOp.000 i 0^1 kg pollilbutemu-1 o gesitosci 0^9115(yWsitozmiku plyniecia 0,8 g(10 mdn)-1 i sredniej iwaglowio masie czasteczkowej równej 1.500.000. Mieszanie przeptriowadzia sie tak jak w przykladzie I, z ita róznica, ze prejdkiosc dbrolto- wa wirnikia mieszajacego wynoisi 18 olbrotów/mi- nute, Itamperaltura nmieszlaniia wyniosi 1715°C, a czas (mieszania'stoczonej dyspiergowanej kóimpolzycji wy¬ niosi 1/2 mlinu|t. Granuliowaniie prowadzi sie przy predkosci obrotowej slimaka wyttlaczarki UD jotao- tów/milniulte i temperaiturze glowicy 200i°C. Kszitaltki prasbwane z tak ojtrzymaneigo granulajtu imaja wy¬ trzymalosc na rozciaganie 390 kG^cm-2, wydluza¬ nie przy zerwaniu wynosi 680%, udarnosc wed¬ lug Izioda wyniosi 2'5 kG cna-cm-1.

Przyklad III. \8!0; kg granulaitu plolietylenu . o budiowiie riozgaleaionej (o gestosci 0,918 g-cm"3 i wakaznJiku plyniecia 2 g(,10 imiln)-1 imiiesza sie z 10 kg piroisizku polietylenu 10 budowie liilnliowej o gestosci 0,960 g • om—3 i wskazniku plyniecia Oj,5 ig(10 min)-1 nas|tepn;ie dodaje sie uprzednio zmieszane ze soba 15 Ikg óis-1, 4-'polliiiziopirienu 10 ge¬ stosci 0>93 g-cm-3 0(,'l kg poliildwumetyfljosiiloksanu i 0b5 kg pofeltylenu o gestosci 0,96 g-cim-3 i wskaz¬ niku plyniecia 0*1 g(ilO min)-1. Wisizystkde sklad¬ niki miiesza sie w slt^mie sttalym przy uzyciu spre¬ zonego poiwiieitrza a nastepnie przetlacza przez wyitlaezairke — gramullaltior o dlugosci slimaka o(d- potWiaidatfecej 25 srednicom, lprzy zajchiowaniu pred¬ kosci ofbnoltoweij slimaka '25 idbrotów/mimute i Hem- peraiturze iglowicy |195°C. Oltirzymana z tego granu¬ latu follia ma1 wyltrzymaliosc na (rozciaganie 250 kGcm-2, wydluzeniie przy zarwaniu , wynosi e20P/o„ modul sztywnosci pirzy 30iO/°/o odksizltalcemiu wyniosi 400 kG'icm-2, opór przedarcia weidlug Elemendomfa 300( G.

Pnzy,lk|lad XV. Postepuje sie anaiiogicznie jak w przykladzie III* z Ita róznica, ze zaimiast pdlaiiziO'- preniu uzytwia sie poiichiioirotpiren. Ojtirzymuje sie foiiie o wytrzymalosci! nla nozciajgamie rówlna 260 kGcm—2, wydluzenie pirzy zerwaniu — 480|°/o, miojdul sizltywnosci przy 300fVo odksztalcieniu — 450 kGicm-2, opór przedarcia, wedlug Elemiendior- fa — 33Q G.

Przy kla,d V. 90: kg poli|pro|pylenu o gesitosci 0,91 g-cm-3 i wskaznliku szybkosci plyniecia 7 g(l|0 min)-1 imdesza sie z HO kg pdiieltyllenu o ge¬ stosci 0^91? glcim-3 i o wskazniiku plyniecia 9 g(10 min)-1. Nastepnie dodajie sie kojpojMimea: Iblo- kowy poii0tyD^eqij-poiLmzlc^ren-poilisityiinen w ailosci klg. Skladniki miieszla isie przy uzyciu imiielszad' la imechaaiiiczoegio w tempeiraJtiuirze 2i3°C, .a masitep- nlie przeHflaiczia ptrziez wyltlaczarke io dlugosci siliima- ka lodJpoiWiiadlajaceij 20 sreoMcomi, przy predklosci ptoroitiowiej siiimalka rólwtnej 312 dbroty/minuite i teon- peraltutnze ^towijcy 19)0ioC, FoLia fotrtoyimiana z tego97 014 6 granulatu ma wytrzynialo&C ma rozciaganie 430 kG-cm—2, wydluzenie przy zerwaniu wynosi 7801% a udajrnloisc oznaczona metoda spadajacego grota wymosi 80|0 G< Przyklad VI. 85 kig poiliejtyleniu o budowie rozgalezionej o gestosci 0i,922 g-cm-3 i wskazniku plyniecia 0,4 g(10 imin)-1 miesza sie Z 16 kg poili- pmo(py:len!u| ok wskazniku szybkosci plyiniecia 2 g{10 imjln)-1 i gestosci "0,91^0 g-om-3. Nastepnie diodaje sie 10 kg kopolimeru ibliokiowiego poMstyr,en- -polilbuitadiien-poMistyrien. Skladniki imiesza sie przy uzyciu mieszadla mechanicznego w femjperaftuirze 23°C, ai nastepnie przetlacza przez wytlaczarke o dlugosci slimaka odpowiadajacej 20 srednicoim, przy predkosci obrotowej slimaka równej 32 oibno1- tów/minute i (temperaturze glowicy 190°C. Floiia otrzymana z lteg!o (granulatu ma wytrzymalosc na rozciaganie 220 kGcm-2, wydluzenie przy zerwa¬ niu wyniosli 5701% udarnos^ oznaczona metoda spa¬ dajacego griota wynosi 900 G, zas imnozood}por- no-sc —'50°C.

Przyklad VII. Postepuje sie analogicznie jak w przykladzie VI, z ta róznica, ze zamiast kotpoili- meru blokowego styren-butadien-styren uzywa sie Ikg poliizobutylenu o sredniej wagowo maisie czasteczkowej 200 tysiecy. Otrzymuje sie foilie o wytrzyrnaiosci na rozciaganie równa 290 kG-cm-2, wydluzeniu przy zerwaniu ¦51!0j%, modul sztywnosci przy 300?Vo odksztalceniu 450 kG-cm-2, lopór prze- daircia wedlug Elemenderfa 350 G, mrozoodporno¬ sci -40°C.

Przyklad VIII. 70 kg polipropylenu o gestosci 0,91*01 g-csm-3 i wskazniku plyniecia 2 gi(10 min)-1 . miesza sie z 30 kg polietylenu o przewadze bu¬ dowy liniowej o wskazniku plyniecia 0>3'g(:10min)_1 i gestosci 0^945 g-om-3. Nastepnie diodaje sde 25 kg poliizobutylenu o- sredniej wagowo masie czastecz¬ kowej 10|0 tysiecy. Skladndlki miesza sie przy uzy¬ ciu mieszadla mechanicznego w temperaturze 23°C, a nastepnie przetlacza przez wytlaczarke — gra¬ nulatom o dlugosci slimaka odpowiadajacej 25 sred¬ nicom, przy zachowaniu predkosci 'Ojbnoltowej sli¬ maka 32 obrotów/imiiniulte d temperaturze glowicy 200°C. Ksztaltki otrzymane z granulatiu technika wtrysku maja wytrzymalosc nia rozciaganie równa 320 kG • cim-2, wydluzenie przy zerwaniu 390%, udarnosc wiedlug Izoda Ii5 kG-cim-cm-1, mrozood¬ pornosc —250Ci Przyklad IX. Piostepuje sie analogicznie jak w przykladzie VI, z ta róznica, ze zamiast poliizo¬ butylenu uzywa sie kopolimer blokowy styrem-lbu- tadiien-styren, w ilosci 25 kg. Ksztaltki prasowane z otrzymanego granulatu maja wyltazymalosc na< roz¬ ciaganie równa 300 kG-cm-2, wydluzenie przy zer¬ waniu 420, udarnosc wedlug Izoda 26 kG-cm- -cm-1, mrozoodpornosc —30i°C.

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe ii. Kompolzycja poilioiefinowa o zwiekszonej udatr- 10 niosci, stanowiaca wieloskladnikowa mieszaniine, w której podstawowym skladnikiem jest poliety¬ len, znamienna tym, ze mieszanina sklada sie z 70^95 czesci wagowych polietylenu o gestosci ponizej 0,930 g-cim-3 i budowie rozgalezionej oiraz 15 z 5—30 czesci wagowych polietylenu o> gestosci powyzej 0i,94O g-cm-3 i budiowie liniowej liib z przewaga budowy liniowej lub polipropylenu lub kopolimeru etylen-prolpylen i z elastomeru w ilosci od lb8 do 40 czesci wagowych i ewentualnie z 0^1—'5 20 czesci wagowych polimeru krzemootrganicznegoi/lulb poiiolefiny o bardzo duzej masie czasteczkowej, ko- . rzystnile o sredniej wagowo masie czasteczkowej powyzej 500.0,00.

2. Kolmpozyoja polioiefinowa o. zwiekszonej udar_ 25 noscii stanlowiiaca wieloskladnikowa mieszanine, w której podstawowym skladnikiem jest polipro¬ pylen, znamienna tym, ze mieszanina sklada sie z 70'—95 czesci wagowych polipropylenu o gestosci ponizej 0>915 g-cm-3 oraz z 5—30, czesciami wago- 8o wymi polietylenu o gestosci powyzej 0,940 g-om-3 i budiowie liniowej lub z przewaga budowy linio¬ wej lub kopolimeru etylenHpiropylen i z elastiomeru w ilosci od 1,8 do 40 czesci wagowych i ewentual¬ nie z 0,1:—5 czesci wagowych polimeru kirzemiopirga- 35 niczinlego i/lulb poiiblefiny o Ibaondzo duzej masie czasteczkowej korzystnie o sredniej wagowo masie czasteczkowej [powyzej 500.0100.

3. Kompozycja wedlug zastrz. lvlub 2, znamienna tym, ze jako elastomer zawiera polibutadien.

4. KoimpozylOja! wedlug zasltrz. 1 lub 2, znamienna tym, ze jako elastomer zawiera poliizobutylen.

5. Kompozycja wedlug zasltirz. 1 lulb 2, znamienna tym, ze jako elastomer zawiera poliizopropen. 45

6. Kompozycja wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, ze jako elastomer zawiera poflieMiorOpren.

7. Kompozycja wedlug zastrz. 1 lub 2> znamienna tym, ze jako elastomer zawiera koptotLilmery bloko¬ we elaistioimierów wymiienipnych w zastirz. 3 dio 6 ze 50 styrenem. 40 ERRATA Lam 6, wiersz 41 jest: zawiera poliizobutylen powinno byc: zawiera poliizopren. Lam 6, wiersz 44 jest: zawiera poliizopropen. powinno byc: zawiera poliizobutylen.