SE426498B - Forfarande for forbettring av en fyllmedelstillsats for polymerer - Google Patents

Description

7714222-2 Föreliggande uppfinniÄš'avšerflett förfarande förïförhäftringn av egenskaperna för ett fyllmedel för polymerer, vilket förfarande utmärkas av att man belägger fyllmedlet med från ungefär 0,5 till ungefär 5%, räknat på vikten av fyllmedlet, av ett kopplingsmedel med den allmänna formeln RlQ\\;l//ORZ EX vari Rl är en alkylgrupp med ungefär l-6 kolatomer och R2 och X är vardera en lângkedjig kolvätegrupp innehållande från B till 22 kol- atomer.

Den funktionella gruppen Rlo- är reaktiv med'hydroxylgrupperna hos det oorganiska fyllmedlet under bildning av den motsvarande alko- holen Rl.OH. Rl är en linjär eller grenad alkylgrupp med l - 6 kol- atomer, företrädesvis med icke mer än 4 kolatomer. För tillhandahål- lande av riktig reaktivitet med hydroxylgrupperna och för tillhanda- hållande av förbättrad hydrolytisk stabilitet är det.föredraget att Rl är en sekundär alkylgrupp. 7 Den funktionella gruppen R2- är en relativt långkedjig kolväte- grupp som måste vara kombinerbar med det harts med vilket den skall blandas. R2 kan därför ha en mångfald kemiska strukturer beroende på det speciella blandningsharts som väljes, exempelvis kan R2 vara en alkyl, en aryl-eller en alkarylgrupp. Dessutom kan den innehålla olika funktionella subgrupper för förlänande av vissa ytterligare önskvärda egenskaper. _ - _ -För införlivande i fyllda eller förstärkta termoplastiska formningskompositioner, såsom de baserade på polyolefinpolymerhartser är R2 lämpligen en linjär eller grenad alkylgrupp, som innehåller 8-22 kolatomer, företrädesvis som innehåller mellan 12 och 18 kolatomer.

Gruppen X kan vara same som Rl eller R2 eller vara annorlunda än både Rl och R2 varvid den härvid innehåller speciell funktionell grupp eller grupper_för förlänande av vissa önskvärda egenskaper åt den fyllda eller förstärkta polymerkompositionen.

En speciell aspekt av föreliggande uppfinning hänför sig till kopplingsmedel som är relativt enkla föreningar och som fungerar ytterst väl i en mångfald polymerkompositioner. I dessa kopplingsmedel är Rl som definieras ovan och R2 och X är Obenxrfle från varandra en linjär eller grenad alkylgrupp som innehåller 8-22 kolatomer, företräde: vis mellan 12 och 18 kolatomer. Sådana föreningar framställes med lätt- het genom omsättning av borsyra med en alkohol RlOH, vari Rl definie- ras som tidigare, för framställning av det motsvarande trialkylboratet på välkänt sätt : n(on)3 + salen-mamman; + 3H20 (2) 7714222-2 3 _ __ ___ M Trialkylboratet underkastas därefter en omestringsreaktion genom tillsats därtill av stökiometriska mängder av en eller flera alkoholer, dvs. antingen : B(oR1)3 + zngon-+B(oRl)(oR2)2 + znlon (3) eller B(oRl)3 + Rzon + xon-+s Reaktionen kan genomföras i närvaro eller frånvaro av en lämplig katalysator, exempelvis ett alkyltitanat i en inert atmosfär.

Reaktortrycket hålles lämpligen vid antingen atmosfärstryck eller undertryck och förhöjda temperaturer användes vilka är tillräckligt höga för avlägsnande av RIOH-alkoho1en,' en biprodukt som bildas vid omestringsreaktionen. Icke någon ytterligare behandling erfordras av den erhållna produkten. _ Boratkopplingsmedlen enligt uppfinningen användes i mängder som motsvarar mellan ungefär 0,5 och ungefär 5 vikt-% räknat på vikten av fyllmedlet och företrädesvis mellan l och 3 vikt-%. Kopp- lingsmedlet kan innefattas i polymer/fyllmedelskompositionen medelst ett antal konventionella förfaringssätt, innefattande tillsats av de till polymeren antingen före, efter eller samtidigt med tillsatsen av fyllmedlet. Det kan sättas direkt till det smälta hartset eller som en lösning i ett lämpligt lösningsmedel, exempelvis lägre alkaner.

Det är emellertid föredraget att fyllmedlet förbelägges med kopplings- medlet före tillsats till polymerhartset. Icke något värme erfordras vid beläggningsförfarandet även om det kan tillföras om så önskas.

Fyllmedlet kan vara vilket som helst av det välkända fiber- formiga, partikelformiga eller pigment-materialen som användes för sådant ändamål, exempelvis glasfibrer, asbest, kolfibrer, kalcium- karbonat, aluminiumhydroxid, kiseldioxid, silikater, behandlade leror, talk, glimmer, kolsvart, kvarts olika metallpulver och metalloxider.

Polymeren kan vara vilket som helst syntetiskt harts inne- fattande termoplaster och härdplaster. Typiska exempel på termo- plaster som är lämpliga i föreliggande uppfinning är polyolefinerna, såsom polyeten, polypropen, polybuten-l, eten-propen-sampolymerer samt andra olefinsampolymerer ; styrenpolymerer och -sampolymerer, vinylkloridpolymerer, akrylpolymerer, polykarbonat, ABS-ymppolymerer, 7714222-2 nylonpolymerer etc. Typiska exempel på härdplaster som kan användas är epoxihartser, fenolhartser och urea-formaldehydhartser.

Boratkopplingsmedlen enligt uppfinningen förbättrar dispersionen av fyllmedlet i hela polymerfasen och påverkar på fördelaktigt sätt olika viktiga fysikaliska egenskaper för polymer/fyllmedelskompositio- nerna innefattande slaghållfasthet, smältindex, töjning och värmebes- tändighetstemperaturer, som ofta närmar sig eller t o m överträffar värdena för de resp. baspolymeregenskaperna. Dessutom bidrar borat- kopplingsmedlen till den brandhämmande förmågan för de fyllda polymer- kompositionerna. Kopplingsmedlen är hydrolytiskt stabila föreningar som kan lagras under utsträckta tidsperioder utan att i någon betydande grad påverkas av fuktighet i atmosfären. 7 Uppfinningen åskâdliggöres närmare medelst följande exempel i vilka alla delar och procentuppgifter är uttryckta i vikt, såvida icke något annat anges.

Exemgel l Framställning av dicetylisopropylborat genomfördes genom att man satsade 60,0 g triisopropylborat, 154,8 g cetylalkohol och 2,1 g tetrabutyltitanatkatalysator i en trehalsad reaktionskolv som var:för- sedd med en omrörare, destillationshuvud och en kylare. Den omrörda reaktionsblandningen upphettades till en temperatur av 115-l20°C under en atmosfär av torrt kväve. Reaktionen övervakades genom att man mätte den mängd isopropylalkohol som frigjordes och avlägsnades från reaktorn.

Efter två timmar var reaktionen fullbordad och produkten erhölls i kvantitativa utbyten (l78,5 g). Renheten för produkten bekräftades medelst IR-analys. På liknande sätt framställdes distearylisopropyl- borat och dilaurylisopropylborat genom resp. omsättningar av stearyl- alkohol och laurylalkohol med triisopropylborat i ett molförhållande av 2 : 1.

Exemgel 2 - 10 De gynnsamma effekterna av införlivande av boratkopplings- medel i kalciumkarbonatfyllda polymerkompositioner visas av en serie jämförelseförsök. Boratkopplingsmedlen, när sådana användes, blanda- des i ett viktförhållande av 3 : 100 med kalciumkarbonatet i en ' Henschel-blandare i 3 minuter och upphettades därefter i två timmar vid 90°C. Polymeren och behandlat fyllmedel blandades därefter i en Banbury-blandare vid l85°C i 4-5 minuter. Den polymer som användes i denna serie försök utgjorde en eten-propen-segmentsampolymer med ungefär 86 vikt-% av ett propenhomopolymersegment och 14 vikt-% av ett 7714222-2 slumpvist eten-propensampolymersegment. Den genomsnittliga polymeri- serade etenhalten för segmentsampolymeren var ungefär 6 vikt-%. För- hållandet polymer till fyllmedel varierades såsom anges i tabell I.

Såsom framgår av värdena i exemplen 2, 3 och 5 resulterar in- förlivande av obehandlat fyllmedel i polymeren i en sänkning av smältflöde, slaghållfasthet och töjningsegenskaper jämfört med bas- polymeren. Vid användning av fyllmedel behandlat med boratkopplings- medel förbättras dessa egenskaper i betydande utsträckning medan andra fysikaliska egenskaper väsentligen bibehâlles vid godtagbara nivåer såsom visas av värdena i de återstående exemplen.

Exempel ll - 13 Exempel ll, 12 och 13 utgör duplikat av exempel 2, 8 resp. 9 med undantag av att polymerbashartset utgjorde en propenhomopolymer.

De tillhörande värdena från denna serie försök redovisas i tabell II. Återigen framgår de gynnsamma effekterna av användning av boratkopp- lingsmedlet i de fyllda kompositionerna genom en jämförelse av analys- värdena. umuonaæmoumomfl Häumøumflw H WD umuünfläflflcumowfl .Tfluouflfl H UG umno.ïfl.~c..caou..n Éflunmaflfl .|1 .Hc ÖC 771. 4222-2 1 om mom män 1 1 1 1 méw. Nëošï må: .. weoäï w _ v . oo 1 m.ooH mwfi m.ooH 1 1 1 1 m.«oH Høpmumoempwuwnoflo=mpmwnwsum> >.H «.« o.~ @.« m.> m.o ~.o w.m ~.m w .A onfln»>Hwo ocflnfioa o.m oß WH ßofl mßfl mod ßßw omfl omm 1 .ocflcfiopvoum m-_o «oofl_o o«~_o «ßH_o ««H_o mmH_o omfloo o>H.o m~H.o ~eu\mx xmofi Hsoøsomno «.oo~ m_ooH m_mo~ omm HHN o_mH~ m.~H~ m_mH~ o_m>~ ~au\ox wnwnoxuwuflw ~.moH ßofiofl m.~>~ m.«oH o.m>H o.>ßH o_m>H w_~wH o_o>H _ a\mx møwuouoounomuo ~.oN H_- o_ofl w_H~ m.~m m_H« H_o« m_«~ m_«m En «m_~ N >=u ox ßw=»wm«flHm:omHm»mxm1ooNH m.o æ.n H.o ~.m m.~ m.~ >.m o.~ H.m noe oH\m \ooo~s§ Qflmopfimew wouwfifimoumw. äo . o oo . o 1 .Ho . o m o . o m o . o m o . o 1 1 àfiumošfi Qmošowéæmmfififlmmom Un 00 I UD Un .Hm m0 I 1. 73 .Hwflmëmmcflflmmom om\om om\om om\om om\o> om\o> om\oß o~\o> om\o> o\ooH woømHHmsHow1moumu\»øe>~om OH m o ß _ o m Q _ M om . wmozmxm MHZNAOÉÉNWIZNNOMNIZHEH QQflwhImOUßU H .HHDmwLmOZHflmmOMH/NMOM >4 mHBMHhhM H .HQ Män. umucßfimmculomfi Hæuøuflv H UG ^HV 1714222-2 M Nsošš m _ 3 m3 NAN; E: .Nauëš må _ 00 Hflumuwmëmumuwnmfiwcmummßwäum> _ . _ ._ ._ m; TN N44 N _ :EÉPNGV mcÉPE.. _ qw. fl Nm Q . HN N . S» w .mcflcwmßuounmmna 1 _.

NmNS ENS S45 Naošv. xmfi Hsøoemmwa QSN ÉNN . ñdæ NÉEV. mfiäæowfiw ä: QJNS NNE Näää määumonnmmuø *INN im Nä. eo E.N\su 02 »wfimmwfiflmsmmfim nfiwàöfi _ 06 N.N w; :Na ONE .uooNN v? mwmflfiwëw _ . mo.o _ 1 I oflflmflHmnumwlHw®wEHH>h\Hw©mEmm:fiHmmoz Om | | SU .fiwwmñmmnflammofl , omšm omšm OES wmšmflNmfifiumoumuëëeæflom Q NN .. 3 Qmmzmxm MHENAOQOÉOEZNQOMN QflflNhIrOUMU H QWQNZWGZHQNQOMBQMOM >4 MHBMHhbH N QQWQÉE.

Claims (12)

.7g714iï2izf2ii " i s... PATENTKRAV
1. I. >Förfarande för förbättring av egenskapernaför ett fyll- medel för polymerer, k ä n n e t e c k n a t därav, att man belägger fyllmedlet med från ungefär 0,5 till ungefär 5 %, räknat på vikten av fyllmedlet, av ett kopplingsnedel med den allmänna formeln R1o\É /0122 I OX vari R1 är en alkylgrupp med ungefär l - 6 kolatomer och R2 och X är vardera en lângkedjig kolvätegrupp innehållande från 8 till 22 kolatomer.
2. 2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att Rl är en grenad alkylgrupp.
3. 3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att Rl är en sekundär alkylgrupp.
4. 4. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att R2 är en alkylgrupp.
5. 5. Förfarande enligt patentklavet 4, k ä n n e t e c k n a t av att X är en alkylgrupp med 12 - l8 kolatomer.
6. 6. Förïarände enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av Rl innehåller från 3 till 4 kolatomer.
7. 7. Förfarande enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att Rl är isopropyl och R2 och X är vardera en alkylgrupp med l2 - 18 kolatomer.
8. 8. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att fyllmedlet förbelägges med från ungefär 1 till ungefär 3 vikt-% av kopplingsmedlet räknat på vikten av fyllmedlet.
9. 9. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att kopplingsmedlet utgöres av dicetylisopropylborat.
10. 10. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att kopplingsmedlet utgöres av dilaurylisopropylborat.
11. ll. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att kopplingsmedlet utgöres av distearylisopropylborat.
12. l2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att fyllmedlet utgöres av kalciumkarbonat. -W ÅNFURDÅW0UBLlKATI0NER: SE 408 557 (C08K 3/38) GB 1 400 352 US 3 644 217