DE102010034643A1 - Cycloolefin polymer compositions, molded articles and their use - Google Patents
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Abstract
Beschrieben werden Zusammensetzungen enthaltend A) Cyclolefinpolymer mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 140°C, B) von ein oder mehreren alpha-Olefinen abgeleitetes Polymer, das gegebenenfalls weiterer von mindestens einem Alkandien und/oder von mindestens einem vinylaromatischen Monomeren abgeleitete Struktureinheiten aufweist, und C) eine ausgewählte Polyolefinkomponente als Phasenvermittler. Diese Zusammensetzungen zeichnen sich durch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und insbesondere durch eine hohe Wärmeformbeständigkeit aus. Die Zusammensetzungen lassen sich zur Herstellung von sterilisierbaren Formkörpern einsetzen, welche in der Medizintechnik eingesetzt werden können.Compositions are described containing A) cyclolefin polymer with a glass transition temperature of at least 140 ° C, B) polymer derived from one or more alpha-olefins, which optionally has further structural units derived from at least one alkanediene and / or from at least one vinyl aromatic monomer, and C) a selected polyolefin component as a phase mediator. These compositions are distinguished by excellent mechanical properties and, in particular, by high heat resistance. The compositions can be used for the production of sterilizable shaped bodies which can be used in medical technology.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Cycloolefinpolymerzusammensetzungen enthaltend ausgewählte Polyolefine. Diese Zusammensetzungen weisen hohe Wärmeformbeständigkeiten auf und lassen sich auf vielen Gebieten einsetzen. Beispielsweise in der Medizin und Medizintechnik, der Lebensmitteltechnik, der Elektronik und Elektrotechnik, dem Behälter- und Apparatebau, dem Fahrzeugbau, bei der Vulkanisation von Elastomerartikeln sowie als Verpackungsmaterialien.The present invention relates to cycloolefin polymer compositions containing selected polyolefins. These compositions have high heat resistance and can be used in many fields. For example, in medicine and medical technology, food technology, electronics and electrical engineering, container and apparatus construction, vehicle construction, in the vulcanization of elastomeric articles and as packaging materials.
Cycloolefinpolymere (nachstehend „COP” genannt) sind seit Jahren bekannt. Typische Vertreter dieser Polymeren leiten sich von Norbornen ab. Dieses kann unter ringerhaltender Polymerisation oder unter ringöffnender Polymerisation gegebenenfalls zusammen mit Comonomeren in die entsprechenden (Co)polymeren übergeführt werden. Diese Polymere zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Transparenz aus und werden zur Herstellung von Folien, optischen Bauteilen sowie Behältern aller Art eingesetzt.Cycloolefin polymers (hereinafter referred to as "COP") have been known for years. Typical representatives of these polymers are derived from norbornene. This can optionally be converted together with comonomers into the corresponding (co) polymers under ring-holding polymerization or under ring-opening polymerization. These polymers are characterized by excellent transparency and are used for the production of films, optical components and containers of all kinds.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, COP mit anderen Polyolefinen zu kombinieren, beispielsweise mit Polyethylenen oder mit Polypropylenen.It has also been proposed to combine COP with other polyolefins, for example with polyethylenes or with polypropylenes.
1-Olefine, wie Ethylen und Propylen können mittels verschiedener Katalysatoren zu Polyolefinen, insbesondere zu Polyethylenen und zu Polypropylenen polymerisiert werden (vergl. z. B.
Polyethylen kann auch durch radikalische Polymerisation hergestellt werden (vergl. z. B:
Allgemein bekannt ist, dass wichtige Eigenschaften von Polymeren verändert werden können, indem man Polymere mit anderen Polymeren legiert. So werden in den Patentschriften
Weiterhin bekannt ist, dass Polyolefin-Thermoplast-Kombinationen aus 40–98 Gew.-% kristallinem Polyolefin und 2–60 Gew.-% statistischem cyclischen olefinischen Copolymer (Tg 70 bis 210°C, Kristallinität 0 bis 5%) gute Wärmeformbeständigkeit und Rissbeständigkeit sowie geringen Schrumpf aufweisen (vergl.
Eine Thermoplastkombination aus 5 bis 90 Gew.-% linearem Polyolefin, welche aus 8 bis 40% ultrahochmolekularem Polyolefin ausgewählter Viskosität und 60 bis 92% gering bis hochmolekularem Polyolefin ausgewählter Viskosität und 95 bis 10 Gew.-% mindestens eines Cycloolefinthermoplasten, ausgewählt aus ringöffnenden Polymeren und ringöffnenden Copolymeren besteht, wird in
Ein Legieren von COP mit anderen Polyolefinen ist attraktiv, weil letztere relativ preiswert sind und die entsprechenden Legierungen somit Kostenvorteile bieten.
Schließlich ist aus
Aus dem Stand der Technik sowie aus eigenen Versuchen ist ferner bekannt, dass Formkörper aus Kombinationen von COP mit Polypropylenen oder mit Polyethylenen im allgemeinen durch den COP Zusatz in ihren Eigenschaften modifiziert werden. So führt der COP Zusatz in der Regel zur Erhöhung des E-Moduls, der Verformungsbeständigkeit („creep resistance”) und der Wärmeformbeständigkeit („HDT”) sowie zur Erniedrigung der Klebrigkeit bei hohen Temperaturen („hot tack”), der Wasserdurchlässigkeit sowie der Verschleißfestigkeit („warparge”). Außerdem zeichnen sich diese Formkörper im allgemeinen durch eine hohe Transparenz sowie durch eine gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien aus, insbesondere durch eine hohe Wasserdampfbeständigkeit. Aus ökonomischen Überlegungen versucht man, die vergleichsweise hochpreisigen COP mit preiswerteren Polymeren zu vermischen; dabei sollen nach Möglichkeit Produkte entstehen, bei denen die guten Eigenschaften der COP beibehalten oder sogar noch verbessert werden.From the prior art and from our own experiments is also known that moldings of combinations of COP with polypropylenes or with polyethylenes are generally modified by the COP additive in their properties. Thus, the addition of COP usually leads to an increase in the modulus of elasticity, the creep resistance and the heat distortion resistance ("HDT") and to the reduction of the tackiness at high temperatures ("hot tack"), the water permeability and the Wear resistance ("warparge"). In addition, these moldings are generally characterized by a high transparency and by a good resistance to chemicals, in particular by a high water vapor resistance. For economic reasons one tries to mix the comparatively high-priced COP with cheaper polymers; When possible, products should be created in which the good properties of the COP are maintained or even improved.
Es wurden jetzt ausgewählte Mischungen auf der Basis von COP und anderen Polyolefinen gefunden, welche zu Formkörpern mit hohem Niveau an Werkstoffeigenschaften verarbeitet werden können. Diese Formkörper zeichnen sich insbesondere durch hohe Festigkeit, Härte, Wärmeformbeständigkeit und Zähigkeit aus.Selected blends based on COP and other polyolefins have now been found, which can be processed into molded articles with a high level of material properties. These moldings are characterized in particular by high strength, hardness, heat resistance and toughness.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung von COP-Zusammensetzungen und von daraus hergestellten Formkörpern mit den vorstehend genanntem Eigenschaften.The object of the present invention is therefore to provide COP compositions and moldings produced therefrom having the abovementioned properties.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung enthaltend
- A) mindesten ein Cyclolefinpolymer mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 140°C,
- B) mindestens ein von ein oder mehreren alpha-Olefinen abgeleitetes Polymer, das gegebenenfalls weiterer von mindestens einem Alkandien und/oder von mindestens einem vinylaromatischen Monomeren abgeleitete Struktureinheiten aufweist, und
- C) mindestens eine die Verträglichkeit der Komponenten A) und B) verbessernde und sich von Komponente B) unterscheidende Komponente, die ausgewählt sind aus der Gruppe
- – der Blockcopolymeren abgeleitet von mindestens zwei unterschiedlichen alpha-Olefinen,
- – der statistischen Copolymeren abgeleitet von Ethylen und mindestens einem weiteren alpha-Olefin,
- – der Copolymeren abgeleitet von mindestens einem alpha-Olefin sowie von mindestens einem Alkandien,
- – der Copolymeren abgeleitet von mindestens einem alpha-Olefin sowie von mindestens einem vinyl-aromatischen Monomeren,
- – der Homo- oder Copolymeren abgeleitet von mindestens einem alpha-Olefin, die mit ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und/oder deren Anhydriden und/oder deren Estern, mit ethylenisch ungesättigten Epoxiden, mit ethylenisch ungesättigten Siliziumverbindungen, mit ethylenisch ungesättigten Aminen und mit Kombinationen von zwei oder mehreren davon gepfropft sind,
- – der Copolymeren abgeleitet von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und/oder deren Anhydrid und/oder deren Ester,
- – der Copolymeren abgeleitet von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einer ethylenisch ungesättigten Epoxidverbindung,
- – der Copolymeren abgeleitet von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einer ethylenisch ungesättigten Siliziumverbindung,
- – der Copolymeren abgeleitet von mindestens einem alpha-Olfein und von mindestens einem ethylenisch ungesättigten Amin, sowie
- – der Copolymeren abgeleitet von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einem Vinylester einer gesättigten aliphatischen Carbonsäure, welche gegebenenfalls eine Hydroxylgruppe aufweist.
- A) at least one cyclolefin polymer having a glass transition temperature of at least 140 ° C,
- B) at least one polymer derived from one or more alpha-olefins, optionally containing further structural units derived from at least one alkanediene and / or from at least one vinylaromatic monomer, and
- C) at least one of the compatibility of the components A) and B) improving and component B) differing component, which are selected from the group
- The block copolymer derived from at least two different alpha olefins,
- The random copolymer derived from ethylene and at least one other alpha-olefin,
- The copolymer derived from at least one alpha-olefin and at least one alkanediene,
- The copolymer derived from at least one alpha-olefin and at least one vinyl-aromatic monomer,
- - the homo- or copolymers derived from at least one alpha-olefin, with ethylenically unsaturated carboxylic acids and / or their anhydrides and / or their esters, with ethylenically unsaturated epoxides, with ethylenically unsaturated silicon compounds, with ethylenically unsaturated amines and with combinations of two or several of them are grafted,
- The copolymer derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated carboxylic acid and / or its anhydride and / or its esters,
- The copolymer derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated epoxide compound,
- The copolymer derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated silicon compound,
- The copolymer derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated amine, and
- - The copolymer derived from at least one alpha-olefin and at least one vinyl ester of a saturated aliphatic carboxylic acid, which optionally has a hydroxyl group.
Bei den erfindungsgemäß als Komponente A) eingesetzten Cycloolefinpolymeren handelt es sich um an sich bekannte Polymere. Diese werden durch ringerhaltende oder durch ringöffnende Polymerisation hergestellt. The cycloolefin polymers used according to the invention as component A) are polymers known per se. These are produced by ring-holding or by ring-opening polymerization.
Die COP leiten sich von zyklischen Olefinen ab. Diese werden vorzugsweise mit nicht-zyklischen Olefinen copolymerisiert.The COP are derived from cyclic olefins. These are preferably copolymerized with non-cyclic olefins.
Bevorzugt zur Herstellung von erfindungsgemäß verwendeten COP eingesetzte cyclische Olefine sind Monomere der nachstehenden Formeln I bis VI worin R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 und R8 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen C1-C8-Alkylrest bedeuten, wobei gleiche Reste in den verschiedenen Formeln einen unterschiedliche Bedeutung haben können.Cyclic olefins used to prepare COPs used according to the invention are monomers of the following formulas I to VI wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and represent a hydrogen atom or a C 1 -C 8 alkyl radical, wherein the same radicals in the various formulas one may have different meanings.
Unter C1-C8-Alkylresten sind im Rahmen dieser Beschreibung geradkettige oder verzweigte gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1-8 C-Atomen zu verstehen, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sek.Butyl, tert.Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, 2-Ethylhexyl, n-Heptyl oder n-Octyl.In the context of this description, C 1 -C 8 -alkyl radicals are to be understood as meaning straight-chain or branched saturated aliphatic hydrocarbon radicals having 1-8 C atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert. Butyl, n-pentyl, n-hexyl, 2-ethylhexyl, n-heptyl or n-octyl.
Die bevorzugten zyklischen Olefinreste der Formeln I bis VI können einzeln oder kombiniert miteinander polymerisiert werden oder ganz besonders bevorzugt zusammen mit den zyklischen Olefinresten der Formel VII und/oder mit den nicht-zyklischen Olefinresten der Formel VIII worin n eine ganze Zahl von 2 bis 10 ist und
R19, R10, R11 und R12 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen C1-C8-Alkylrest bedeuten.The preferred cyclic olefin radicals of the formulas I to VI can be polymerized individually or in combination with one another, or very particularly preferably together with the cyclic olefin radicals of the formula VII and / or with the non-cyclic olefin radicals of the formula VIII wherein n is an integer from 2 to 10 and
R 19 , R 10 , R 11 and R 12 are the same or different and represent a hydrogen atom or a C 1 -C 8 alkyl radical.
Bevorzugte Comonomere sind Propylen und insbesondere Ethylen. Es werden insbesondere Copolymere aus polycyclischen Olefinen der Formeln I oder III und den acyclischen Olefinen der Formel VIII eingesetzt.Preferred comonomers are propylene and especially ethylene. In particular, copolymers of polycyclic olefins of the formulas I or III and the acyclic olefins of the formula VIII are used.
Besonderes bevorzugte Cycloolefine sind Norbornen und Tetracyclododecen, die durch C1-C6-Alkyl substituiert sein können, wobei Ethylen-Norbornen-Copolymere von besonderer Bedeutung sind, insbesondere die unter Erhalt der Ringstruktur hergestellten Cycloolefincopolymeren.Particularly preferred cycloolefins are norbornene and tetracyclododecene, which may be substituted by C 1 -C 6 -alkyl, of which ethylene-norbornene copolymers are of particular importance, in particular the cycloolefin copolymers prepared to obtain the ring structure.
Von den monocyclischen Olefinen der Formel VII ist Cyclopenten, das substituiert sein kann, bevorzugt. Als polycyclische Olefine, monocyclische Olefine und offenkettige Olefine sind auch Gemische zweiter oder mehrerer Delfine des jeweiligen Typs zu verstehen. Das heisst, als Komponente A) können Cyclolefin-homopolymere und -Copolymere, wie Bi-, Ter- und Multipolymere, eingesetzt werden.Of the monocyclic olefins of formula VII, cyclopentene which may be substituted is preferred. Polycyclic olefins, monocyclic olefins and open-chain olefins are also mixtures of second or more dolphins of the respective type. That is, as component A) it is possible to use cyclolefin homopolymers and copolymers, such as bi-, ter- and multipolymers.
Die unter Öffnung der Doppelbindung verlaufenden Cycloolefinpolymerisationen können z. B. mit Katalysatorsystemen gemäß
Cycloolefinhomo- und copolymere, die Struktureinheiten abgeleitet von Monomeren der Formeln I bis VI oder VII enthalten, werden bevorzugt mit Hilfe eines homogenen Katalysators hergestellt. Dieser besteht vorzugsweise aus einem Metallocen, dessen Zentralatom ein Metall aus der Gruppe Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob und Tantal ist, welches mit zwei miteinander verbrückten ein- oder mehrkernigen Liganden eine Sandwichstruktur bildet, und einem Aluminoxan. Diese Reaktion ist bekannt und beispielsweise in
Bevorzugt werden als Komponente A) Cycloolefinpolymere mit einer Viskositätszahl von größer als 20 cm3/g (gemessen in Dekalin bei 135°C in einer Konzentration von 0,1 g/100 ml) und mit einer Glastemperatur (Tg) zwischen 140 und 240°C eingesetzt.Preferred components A) are cycloolefin polymers having a viscosity number greater than 20 cm 3 / g (measured in decalin at 135 ° C. in a concentration of 0.1 g / 100 ml) and having a glass transition temperature (T g ) between 140 and 240 ° C used.
Für Cycloolefincopolymere abgeleitet von Norbornen und Ethylen ist es bekannt, dass die Glasübergangstemperatur durch Auswahl des Verhältnisses von Norbornen zu Ethylen eingestellt werden kann. Hohe Anteile an Norborneneinheiten im Copolymer bedeuten hohe Glasübergangstemperaturen. Für Copolymere abgeleitet von anderen cyclischen Olefinen und nicht-cyclischen Olefinen gilt Entsprechendes.For cycloolefin copolymers derived from norbornene and ethylene, it is known that the glass transition temperature can be adjusted by selecting the ratio of norbornene to ethylene. High levels of norbornene units in the copolymer mean high glass transition temperatures. The same applies to copolymers derived from other cyclic olefins and non-cyclic olefins.
Unter Glasübergangstemperatur ist im Rahmen der vorliegenden Beschreibung die nach
Die Stoffzusammensetzungen können als Komponente A) auch COP enthalten, die unter Ringöffnung in Gegenwart beispielsweise von Wolfram-, Molybdän-, Rhodium- oder Rhenium-haltigen Katalysatoren polymerisiert wurden. Die dabei erhaltenen Cycloolefinpolymere besitzen Doppelbindungen, die durch Hydrierung entfernt werden können (vergl. z. B.
Vorzugsweise werden durch ringerhaltende Copolymerisation in Gegenwart von Metallocenkatalysatoren hergestellte Cycloolefin-Copolymere (nachstehend „COC” genannt) als Komponente A) eingesetzt. Unter diesen Bedingungen wird die zyklische Struktur der Cyloolefinmonomeren beibehalten und in die entstehende Polymerkette eingebaut.Cycloolefin copolymers prepared by ring-retaining copolymerization in the presence of metallocene catalysts (referred to below as "COC") are preferably used as component A). Under these conditions, the cyclic structure of the cycloolefin monomers is retained and incorporated into the resulting polymer chain.
Alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend genannten COC mit erhaltener zyklischer Struktur der Olefinmonomeren können erfindungsgemäß unter ringöffnender Copolymerisation hergestellte Typen bzw. davon abgeleitete hydrierte Typen eingesetzt werden.As an alternative or in addition to the above-mentioned COC having the cyclic structure of the olefin monomers obtained, ring-opening copolymerization-produced types or hydrogenated types derived therefrom can be used.
Neben den im wesentlichen linearen Cycloolefin-Copolymeren bzw. den unter ringöffnender Copolymerisation hergestellte Typen bzw. den davon abgeleiteten hydrierten Typen können darüber hinaus auch modifizierte Typen eingesetzt werden, die anschließend mit ethylenisch ungesättigten, vorzugsweise funktionalisierten Monomeren, wie ungesättigten Carbonsäuren, gepfropft worden sind.In addition to the essentially linear cycloolefin copolymers or the types produced by ring-opening copolymerization or the hydrogenated types derived therefrom, it is also possible to use modified types which have subsequently been grafted with ethylenically unsaturated, preferably functionalized monomers, such as unsaturated carboxylic acids.
Als Komponente B) kann in den erfindungsgemäßen Stoffzusammensetzungen ein von ein oder mehreren alpha-Olefinen abgeleitetes Polymer, das gegebenenfalls weitere von mindestens einem Alkandien und/oder von mindestens einem vinylaromatischen Monomeren abgeleitete Struktureinheiten aufweist, eingesetzt werden. Beiden alpha-Olefinen handelt es sich um nicht-cyclische einfach ethylenisch ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit der Doppelbindung in alpha-Position.Component B) which may be used in the compositions according to the invention is a polymer which is derived from one or more alpha-olefins and optionally has further structural units derived from at least one alkanediene and / or from at least one vinylaromatic monomer. Both alpha-olefins are non-cyclic monoethylenically unsaturated hydrocarbons having the double bond in the alpha position.
Beispiele für alpha-Olefine sind Ethylen, Propylen, Buten-1, Hexen-1, 4-Methyl-penten-1 oder Isobutylen. Es können Homo- oder Copolymere auf der Basis von alpha-Olefinen eingesetzt werden. Diese sind gegebenenfalls mit Alkandienen modifiziert, beispielsweise mit Isopren oder Butadien, und/oder mit Vinylaromaten, beispielsweise mit Styrol. Daneben sich auch elastomere Polyolefinco- und -terpolymere einsetzbar.Examples of alpha-olefins are ethylene, propylene, butene-1, hexene-1, 4-methyl-pentene-1 or isobutylene. It is possible to use homopolymers or copolymers based on alpha-olefins. These are optionally modified with alkandienes, for example with isoprene or butadiene, and / or with vinylaromatics, for example with styrene. In addition, it is also possible to use elastomeric polyolefin copolymers and terpolymers.
Bevorzugte Polyolefine sind abgeleitet von aliphatischen 1-Olefinen mit 2 bis 8 C-Atomen, z. B. von Ethylen, Propylen, Buten-1, Hexen-1, 4-Methyl-penten-1 und Okten-1 sowie von Kombinationen von zwei oder mehreren dieser Monomeren.Preferred polyolefins are derived from aliphatic 1-olefins having 2 to 8 carbon atoms, e.g. Example of ethylene, propylene, butene-1, hexene-1, 4-methyl-pentene-1 and octene-1 and combinations of two or more of these monomers.
Bei den Polyolefinen der Komponente B) handelt es sich um lineare oder um verzweigte Typen. Die Abfolge unterschiedlicher Monomereinheiten in diesen Polyolefinen kann statistisch oder in der Form von Blöcken sein. Die einzelnen Monomereinheiten können sterisch unterschiedlich angeordnet sein, beispielsweise isotaktisch, syndiotaktisch oder ataktisch.The polyolefins of component B) are linear or branched types. The sequence of different monomer units in these polyolefins may be random or in the form of blocks. The individual monomer units can be arranged sterically differently, for example isotactic, syndiotactic or atactic.
Vorzugsweise handelt es sich bei Komponente B) um Polyolefinhomo- oder -copolymere abgeleitet von mindestens einem alpha-Olefin mit 1-8 C-Atomen, die gegebenenfalls mit Isopren, Butadien und/oder Styrol modifiziert sind.Component B) is preferably polyolefin homo- or copolymers derived from at least one alpha-olefin having 1-8 C atoms, which are optionally modified with isoprene, butadiene and / or styrene.
Besonders bevorzugte Komponenten B) sind Polyolefinhomopolymere abgeleitet von Ethylen oder Propylen oder Polyolefincopolymere abgeleitet von Ethylen und/oder Propylen mit einem Anteil von bis zu 10 Gew.-% an höheren alpha-Olefinen mit 4-8-C-Atomen. Unter Copolymeren sind in diesem Zusammenhang auch Polymere zu verstehen, die sich von drei oder mehr unterschiedlichen Monomeren ableiten.Particularly preferred components B) are polyolefin homopolymers derived from ethylene or propylene or polyolefin copolymers derived from ethylene and / or propylene with a proportion of up to 10% by weight of higher 4-8-C-alpha-olefins. In this context, copolymers are also to be understood as meaning polymers which are derived from three or more different monomers.
Ganz besonders bevorzugt eingesetzte Komponenten B) sind Polyethylen mit hoher (HDPE), mittlerer Dichte (MDPE) und niedriger Dichte (LDPE). Diese Polyethylene werden nach dem Nieder- oder Hochdruckverfahren mit entsprechenden Katalysatoren hergestellt und zeichnen sich durch niedrige Dichte im Vergleich mit anderen Kunststoffen (< 0,96 g/cm3), durch hohe Zähigkeit und Reißdehnung, durch sehr gute elektrische und dielektrische Eigenschaften, durch sehr gute Chemikalienbeständigkeit, und je nach Typ durch hohe Beständigkeit gegen Spannungsrissbildung und gute Ver- und Bearbeitbarkeit aus.Most preferably used components B) are high density polyethylene (HDPE), medium density (MDPE) and low density polyethylene (LDPE). These polyethylenes are produced by the low or high pressure process with appropriate catalysts and are characterized by low density compared to other plastics (<0.96 g / cm 3 ), high toughness and elongation at break, by very good electrical and dielectric properties very good chemical resistance, and depending on the type by high resistance to stress cracking and good machinability.
Die Polyethylen-Moleküle enthalten Verzweigungen. Der Grad der Verzweigung der Molekülketten und die Länge der Seitenketten beeinflussen die Eigenschaften des Polyethylens wesentlich. Die HDPE- und MDPE-Typen sind wenig und nur mit kurzen Seitenketten verzweigt.The polyethylene molecules contain branches. The degree of branching of the molecular chains and the length of the side chains substantially influence the properties of the polyethylene. The HDPE and MDPE types are few and branched only with short side chains.
Polyethylen kristallisiert beim Abkühlen aus der Schmelze. Dabei ordnen sich die langen Molekülketten in Teilbereichen gefaltet und bilden sehr kleine Kristallite, die zusammen mit amorphen Zonen zu Überstrukturen, den sogenannten Sphärolithen verbunden sind. Die Kristallisation ist um so besser möglich, je kürzer die Ketten sind und je geringer der Verzweigungsgrad ist. Der kristalline Anteil weist eine höhere Dichte auf als der amorphe Anteil. Man erhält daher unterschiedliche Dichten, abhängig vom kristallinen Anteil. Dieser Kristallisationsgrad beträgt je nach Polyethylen-Typ zwischen 35% und 80%. Polyethylene crystallizes on cooling from the melt. In this case, the long chains of molecules are folded into subregions and form very small crystallites, which together with amorphous zones are connected to superstructures, the so-called spherulites. The shorter the chains are and the lower the degree of branching, the better the crystallization. The crystalline portion has a higher density than the amorphous portion. Therefore, different densities are obtained, depending on the crystalline fraction. This degree of crystallization is between 35% and 80%, depending on the type of polyethylene.
Bei Polyethylen hoher Dichte (HDPE) werden 60% bis 80% Kristallisationsgrad bei Dichten zwischen 0,940 g/cm3 und 0,97 g/cm3 erreicht. Bei Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE) werden 50% bis 60% Kristallisationsgrad bei 0,930 g/cm3 bis 0,940 g/cm3 Dichte erreicht. Bei Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) werden 40% bis 50% Kristallisationsgrad bei Dichten zwischen 0,915 g/cm3 und 0,935 g/cm3 erreicht. Bei diesem Typ handelt es sich um stark verzweigte Polymerketten, welche eine niedrige Dichte zur Folge haben.For high density polyethylene (HDPE) 60% to 80% degree of crystallization is achieved at densities between 0.940 g / cm 3 and 0.97 g / cm 3 . For medium density polyethylene (MDPE) 50% to 60% degree of crystallization is achieved at 0.930 g / cm 3 to 0.940 g / cm 3 density. For low density polyethylene (LDPE), 40% to 50% crystallinity is achieved at densities between 0.915 g / cm 3 and 0.935 g / cm 3 . This type is highly branched polymer chains which result in a low density.
Darüber hinaus kennt man noch lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE). Dessen Polymermolekül weist nur kurze Verzweigungen auf. Diese Verzweigungen werden durch Copolymerisation von Ethylen und höheren α-Olefinen, wie Buten, Hexen oder Octen, hergestellt. Der Kristallisationsgrad dieses Typs beträgt 10 bis 50% und die Dichte liegt im Bereich von 0,87 g/cm3 bis 0,940 g/cm3.In addition, one knows linear linear low density polyethylene (LLDPE). Its polymer molecule has only short branches. These branches are prepared by copolymerization of ethylene and higher α-olefins such as butene, hexene or octene. The degree of crystallinity of this type is 10 to 50% and the density is in the range of 0.87 g / cm 3 to 0.940 g / cm 3 .
Weitere Polyethylentypen werden durch ihre hohe Molmasse gekennzeichnet. Dabei handelt es sich um hochmolekulares Polyethylen (HMWPE) oder um ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE). Die Polymerketten dieser Typen sind länger als diejenigen von HDPE, MDPE, LDPE oder LLDPE. Die mittlere Molmasse von HMWPE liegt bei 500–1000 kg/mol. Die mittlere Molmasse von UHMWPE liegt darüber und kann Werte bis zu 6000 kg/mol erreichen.Other types of polyethylene are characterized by their high molecular weight. These are high-molecular-weight polyethylene (HMWPE) or ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE). The polymer chains of these types are longer than those of HDPE, MDPE, LDPE or LLDPE. The mean molecular weight of HMWPE is 500-1000 kg / mol. The average molecular weight of UHMWPE is higher and can reach values up to 6000 kg / mol.
Die Eigenschaften von Polyethylen werden vorwiegend durch Dichte, Molmasse und Molmassenverteilung bestimmt. So nimmt z. B. die Schlag- und Kerbschlagzähigkeit, Reissfestigkeit, die Reissdehnung und der Widerstand gegen Spannungsrissbildung mit der Molmasse zu. Engverteiltes HDPE mit geringem niedermolekularem Anteil ist schlagzäher, auch bei tiefer Temperatur, als breitverteiltes innerhalb gleicher Bereiche für Schmelzindex und Viskositätszahl. Breitverteilte Typen wiederum sind leichter verarbeitbar.The properties of polyethylene are mainly determined by density, molecular weight and molecular weight distribution. So z. As the impact and impact strength, tear strength, the elongation at break and the resistance to stress cracking with the molecular weight. Densely dispersed HDPE with a low low molecular weight fraction is impact resistant, even at low temperature, than widely distributed within the same ranges for melt index and viscosity number. Broadly distributed types are easier to process.
Je höher das Molekulargewicht von Polyethylen, umso schwieriger wird das Herstellen von Stoffzusammensetzungen mittels Extruder. Während ein Polyethylen mit einer mittleren Masse von etwa 4,9 × 105 g/mol eben noch als einzige Polyethylen-Komponente verwendet werden kann, sind z. B. Polyethylentypen zwischen 0,5 bis 8 × 106g/mol nur in legierter Form, d. h. als erfindungsgemäße Stoffzusammensetzung mit entsprechend zunehmendem Gehalt an Komponente A) und C) mittels Extrusion oder Spritzguss zu verarbeiten. Um die Verarbeitbarkeit solcher Zusammensetzungen bei weitgehendem Erhalt der mechanischen Eigenschaften zu optimieren, kann zusätzlich zu dem hochmolekularen Polyethylen auch HMWPE und/oder UHMWPE als Teil der Komponente B) in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingemischt werden.The higher the molecular weight of polyethylene, the more difficult it becomes to make fabric compositions by means of an extruder. While a polyethylene with an average mass of about 4.9 × 10 5 g / mol just as the only polyethylene component can be used, for. As polyethylene types between 0.5 to 8 × 10 6 g / mol only in alloyed form, ie as a composition of the invention with correspondingly increasing content of component A) and C) by extrusion or injection molding process. In order to optimize the processability of such compositions while largely maintaining the mechanical properties, HMWPE and / or UHMWPE may also be blended into the compositions of the invention as part of component B) in addition to the high molecular weight polyethylene.
Polypropylen ist ein mit Hilfe stereospezifisch wirkender Katalysatoren hergestelltes isotaktisches, syndiotaktisches oder ataktisches Polypropylen. Besonders bevorzugt wird das isotaktische Polypropylen, bei dem alle Methylgruppen auf einer Seite der zickzackförmig gedachten Molekülkette angeordnet sind, in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Komponente B) eingesetzt.Polypropylene is an isotactic, syndiotactic or atactic polypropylene produced using stereospecific catalysts. Particularly preferred is the isotactic polypropylene, in which all methyl groups are arranged on one side of the zigzag imaginary molecular chain, used in the compositions of the invention as component B).
Bei Abkühlen aus der Schmelze begünstigt der regelmäßige Aufbau des isotaktischen Polypropylens das Entstehen kristalliner Bereiche. Die Kettenmoleküle werden jedoch selten in ganzer Länge in einen Kristallit eingebaut, da sie auch nicht-isotaktische und damit nicht kristallisationsfähige Anteile enthalten. Außerdem entstehen amorphe Bereiche durch die Verschlaufungen der Ketten in der Schmelze, besonders bei hohem Polymerisationsgrad. Der kristalline Anteil ist von den Herstellbedingungen der Formteile abhängig und beträgt 50% bis 70%. Der teilkristalline Aufbau bewirkt wegen der hohen Sekundärkräfte im Kristallit etwas Festigkeit und Steifheit; während die ungeordneten Bereiche mit der höheren Beweglichkeit ihrer Kettensegmente oberhalb der Einfriertemperatur Flexibilität und Zähigkeit ergeben.When cooling from the melt, the regular structure of the isotactic polypropylene promotes the formation of crystalline regions. The chain molecules are rarely incorporated in full length in a crystallite, as they also contain non-isotactic and thus non-crystallizable portions. In addition, amorphous areas are formed by the entanglements of the chains in the melt, especially at a high degree of polymerization. The crystalline fraction depends on the manufacturing conditions of the molded parts and is 50% to 70%. The semi-crystalline structure causes due to the high secondary forces in the crystallite some strength and stiffness; while the disordered regions with the higher mobility of their chain segments above the glass transition temperature give flexibility and toughness.
Die Dichte von Polypropylen ist sehr niedrig und liegt zwischen 0,895 g/cm3 und 0,92 g/cm3. Formkörper aus Polypropylen zeichnen sich im Vergleich mit Formkörpern aus Polyethylenen durch höhere Steifigkeit, Härte und Festigkeit aus. Polypropylen hat eine Glasübergangstemperatur von 0 bis –10°C. Der Kristallit-Schmelzbereich liegt bei 160 bis 165°C. Diese Temperaturen können durch Copolymerisation modifiziert werden; dem Fachmann sind die Maßnahmen dafür bekannt.The density of polypropylene is very low and is between 0.895 g / cm 3 and 0.92 g / cm 3 . Polypropylene moldings are characterized by higher rigidity, hardness and strength in comparison with moldings made of polyethylenes. Polypropylene has a glass transition temperature of 0 to -10 ° C. The crystallite melting range is 160 to 165 ° C. These temperatures can be modified by copolymerization; the person skilled in the measures are known.
Bevorzugte Komponenten B) sind HDPE, MDPE, LDPE, LLDPE, HMWPE, UHMWPE, Propylenhomopolymere, Propylencopolymere mit 1–10 Gew.-% an Struktureinheiten, die von 1-Alkenen mit 4-8 C-Atomen und/oder Styrol und/oder Butadien abgeleitet sind, Propylen-ethylencopolymere mit 10 bis 90 Gew.-% an von Propylen abgeleiteten Struktureinheiten sowie Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Preferred components B) are HDPE, MDPE, LDPE, LLDPE, HMWPE, UHMWPE, propylene homopolymers, propylene copolymers having 1-10 wt .-% of structural units, of 1-alkenes having 4-8 C atoms and / or styrene and / or Butadiene derived, propylene-ethylene copolymers having 10 to 90 wt .-% of propylene-derived structural units and combinations of two or more thereof.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind durch die Anwesenheit einer ausgewählten Komponente C) gekennzeichnet. Dabei kann es sich um Blockcopolymere abgeleitet von mindestens zwei unterschiedlichen alpha-Olefinen handeln. Beispiele dafür sind Blockcopolymere mit Polypropylen- und Polyethylenblöcken. Das Blockcopolymere kann aus zwei Blöcken bestehen oder aus mehr als zwei Blöcken, die ihrerseits von zwei oder mehreren alpha-Olefinen abgeleitet sind. Das Verhältnis der Blöcke kann in weiten Bereichen schwanken, beispielsweise kann ein Block einen Anteil an 20 bis 80 Gew.-% an der Gesamtmasse des Blockcopolymeren aufweisen und ein zweiter Block einen Anteil an 80 bis 20 Gew.-%.The compositions of the invention are characterized by the presence of a selected component C). These may be block copolymers derived from at least two different alpha-olefins. Examples are block copolymers with polypropylene and polyethylene blocks. The block copolymer may consist of two blocks or of more than two blocks, which in turn are derived from two or more alpha-olefins. The ratio of the blocks can vary widely, for example, one block may have a content of 20 to 80% by weight of the total mass of the block copolymer and a second block may have a content of 80 to 20% by weight.
Bei Komponente C) kann es sich auch um statistische Copolymere handeln, die von Ethylen und mindestens einem weiteren alpha-Olefin abgeleitet sind. Beispiele für Copolymere dieses Typs sind von Ethylen und von ein oder mehreren 1-Alkenen mit 3-8 C-Atomen abgeleitete Copolymere, insbesondere von Ethylen und Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten oder 1-Octen abgeleitete statistische Copolymere. Bei der Bereitstellung der erfindungsgemäßen Mischungen ist darauf zu achten, dass sich Komponenten B) und C) unterscheiden.Component C) may also be random copolymers derived from ethylene and at least one other alpha-olefin. Examples of copolymers of this type are copolymers derived from ethylene and from one or more 1-alkenes having 3-8 C atoms, in particular from ethylene and propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene or 1-hexene. Octene-derived random copolymers. When providing the mixtures according to the invention, it must be ensured that components B) and C) differ.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Copolymere handeln, die von mindestens einem alpha-Olefin sowie von mindestens einem Alkandien abgeleitet sind. Hierbei kann es sich um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln. Beispiele für Copolymere dieses Typs sind von Ethylen und Butadien, von Propylen und Butadien, von Ethylen, Propylen und Butadien, von Ethylen und Isopren, von Propylen und Isopren oder von Ethylen, Propylen und Isopren abgeleitete Copolymere.Component C) may also be copolymers derived from at least one alpha-olefin and at least one alkanediene. These may be random copolymers or block copolymers. Examples of copolymers of this type are copolymers derived from ethylene and butadiene, from propylene and butadiene, from ethylene, propylene and butadiene, from ethylene and isoprene, from propylene and isoprene or from ethylene, propylene and isoprene.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Copolymere handeln, die von mindestens einem alpha-Olefin sowie von mindestens einem vinylaromatischen Monomeren abgeleitet sind. Hierbei kann es sich um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln. Beispiele für Copolymere dieses Typs sind von Ethylen und Stryrol, von Propylen und Styrol oder von Ethylen, Propylen und Styrol abgeleitete Copolymere.Component C) may also be copolymers derived from at least one alpha-olefin and at least one vinyl aromatic monomer. These may be random copolymers or block copolymers. Examples of copolymers of this type are copolymers derived from ethylene and styrene, from propylene and styrene or from ethylene, propylene and styrene.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Homo- oder Copolymere handeln, die von mindestens einem alpha-Olefin abgeleitet sind und die mit ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und/oder deren Anhydriden und/oder deren Estern, mit ethylenisch ungesättigten Epoxiden, mit ethylenisch ungesättigten Siliziumverbindungen, mit ethylenisch ungesättigten Aminen und mit Kombinationen von zwei oder mehreren davon gepfropft sind. Bei dem von alpha-Olefinen abgeleiteten Polymerrückgrat kann es sich im Falle von Copolymeren um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln. Beispiele für Polymere, welche das Rückgrat dieser Pfropfpolymere bilden, sind Polyethylen, Polypropylen oder Polyethylen-Polypropylen. Diese Homo- oder Copolymeren sind mit ausgewählten ethylenisch ungesättigten Monomeren oder mit Kombinationen davon gepfropft. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren sind Itaconsäure, Fumarsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure und insbesondere Maleinsäure; Beispiele für Anhydride von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren sind die Anhydride der obengenannten Carbonsäuren; Beispiele für Ester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren sind die Alkylester, z. B. abgeleitet von C1-C6-Alkanolen, der obengenannten Carbonsäuren; Beispiele für ethylenisch ungesättigte Epoxide sind Gylcidylester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, z. B. Glycidylmethacrylat; Beispiele für ethylenisch ungesättigte Siliziumverbindungen sind Ester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit Trialkoxysilylalkanolen, Dialkoxyalkylsilylalkanolen oder Alkoxysilyldialkylsilylalkanolen, z. B. Trialkoxysilylpropyl-(meth)acrylat; Beispiele für ethylenisch ungesättigte Amine sind Vinylamin oder Allylamin.Component C) may also be homopolymers or copolymers derived from at least one alpha-olefin and those with ethylenically unsaturated carboxylic acids and / or their anhydrides and / or their esters, with ethylenically unsaturated epoxides, with ethylenically unsaturated silicon compounds , are grafted with ethylenically unsaturated amines and with combinations of two or more thereof. In the case of copolymers, the polymer backbone derived from alpha-olefins may be random copolymers or block copolymers. Examples of polymers which form the backbone of these graft polymers are polyethylene, polypropylene or polyethylene-polypropylene. These homo- or copolymers are grafted with selected ethylenically unsaturated monomers or with combinations thereof. Examples of ethylenically unsaturated carboxylic acids are itaconic acid, fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid and especially maleic acid; Examples of anhydrides of ethylenically unsaturated carboxylic acids are the anhydrides of the abovementioned carboxylic acids; Examples of esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids are the alkyl esters, e.g. B. derived from C 1 -C 6 alkanols, the abovementioned carboxylic acids; Examples of ethylenically unsaturated epoxides are glycidyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids, e.g. B. glycidyl methacrylate; Examples of ethylenically unsaturated silicon compounds are esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids with trialkoxysilylalkanols, dialkoxyalkylsilylalkanols or alkoxysilyldialkylsilylalkanols, e.g. B. trialkoxysilylpropyl (meth) acrylate; Examples of ethylenically unsaturated amines are vinylamine or allylamine.
Besonders bevorzugte Propfcopolymere dieses Typs sind Ethylenhomo-polymere, Propylenhomopolymere oder Ethylen-Propylen-Copolymere, die jeweils mit Maleinsäure, mit Acrylsäure, mit Methacrylsäure oder mit Kombinationen von zwei oder mehreren davon gepropft worden sind.Particularly preferred graft copolymers of this type are ethylene homopolymers, propylene homopolymers or ethylene-propylene copolymers, each grafted with maleic acid, with acrylic acid, with methacrylic acid or with combinations of two or more thereof.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Copolymere handeln, die abgeleitet sind von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und/oder deren Anhydrid und/oder deren Ester. Beispiele von alpha-Olefinen, die zur Herstellung dieser Copolymeren eingesetzt werden, sind Ethylen, Propylen oder Gemische davon. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren sind Itaconsäure, Fumarsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure und insbesondere Maleinsäure; Beispiele für Anhydride von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren sind die Anhydride der obengenannten Carbonsäuren; Beispiele für Ester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren sind die Alkylester, z. B. abgeleitet von C1-C6-Alkanolen, der obengenannten Carbonsäuren. Bei den Copolymeren kann es sich um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln.Component C) may also be copolymers derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated carboxylic acid and / or its anhydride and / or its esters. Examples of alpha-olefins used to prepare these copolymers are ethylene, propylene or mixtures thereof. Examples of ethylenically unsaturated carboxylic acids are itaconic acid, fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid and especially maleic acid; Examples of anhydrides of ethylenically unsaturated carboxylic acids are the anhydrides of the abovementioned carboxylic acids; Examples of esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids are the alkyl esters, e.g. Derived from C 1 -C 6 - Alkanols, the above-mentioned carboxylic acids. The copolymers may be random copolymers or block copolymers.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Copolymere handeln, die abgeleitet sind von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einer ethylenisch ungesättigten Epoxidverbindung. Beispiele von alpha-Olefinen, die zur Herstellung dieser Copolymeren eingesetzt werden, sind Ethylen, Propylen oder Gemische davon. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Epoxidverbindungen sind Gylcidylester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, z. B. Glycidylmethacrylat. Bei den Copolymeren kann es sich um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln.Component C) may also be copolymers which are derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated epoxide compound. Examples of alpha-olefins used to prepare these copolymers are ethylene, propylene or mixtures thereof. Examples of ethylenically unsaturated epoxy compounds are glycidyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids, e.g. B. glycidyl methacrylate. The copolymers may be random copolymers or block copolymers.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Copolymere handeln, die abgeleitet sind von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einer ethylenisch ungesättigten Epoxidverbindung. Beispiele von alpha-Olefinen, die zur Herstellung dieser Copolymeren eingesetzt werden, sind Ethylen, Propylen oder Gemische davon. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Epoxidverbindungen sind Gylcidylester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, z. B. Glycidylmethacrylat. Bei den Copolymeren kann es sich um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln.Component C) may also be copolymers which are derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated epoxide compound. Examples of alpha-olefins used to prepare these copolymers are ethylene, propylene or mixtures thereof. Examples of ethylenically unsaturated epoxy compounds are glycidyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids, e.g. B. glycidyl methacrylate. The copolymers may be random copolymers or block copolymers.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Copolymere handeln, die abgeleitet sind von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einer ethylenisch ungesättigten Siliziumverbindung. Beispiele von alpha-Olefinen, die zur Herstellung dieser Copolymeren eingesetzt werden, sind Ethylen, Propylen oder Gemische davon. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Siliziumverbindungen sind Ester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit Trialkoxysilylalkanolen, Dialkoxyalkylsilylalkanolen oder Alkoxysilyldialkylsilylalkanolen, z. B. Trialkoxysilylpropyl-(meth)acrylat. Bei den Copolymeren kann es sich um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln.Component C) may also be copolymers derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated silicon compound. Examples of alpha-olefins used to prepare these copolymers are ethylene, propylene or mixtures thereof. Examples of ethylenically unsaturated silicon compounds are esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids with trialkoxysilylalkanols, dialkoxyalkylsilylalkanols or alkoxysilyldialkylsilylalkanols, e.g. B. trialkoxysilylpropyl (meth) acrylate. The copolymers may be random copolymers or block copolymers.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Copolymere handeln, die abgeleitet sind von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einem ethylenisch ungesättigten Amin. Beispiele von alpha-Olefinen, die zur Herstellung dieser Copolymeren eingesetzt werden, sind Ethylen, Propylen oder Gemische davon. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Amine sind Vinylamin und Allylamin. Bei den Copolymeren kann es sich um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln.Component C) may also be copolymers derived from at least one alpha-olefin and at least one ethylenically unsaturated amine. Examples of alpha-olefins used to prepare these copolymers are ethylene, propylene or mixtures thereof. Examples of ethylenically unsaturated amines are vinylamine and allylamine. The copolymers may be random copolymers or block copolymers.
Bei Komponente C) kann es sich auch um Copolymere handeln, die abgeleitet sind von mindestens einem alpha-Olefin und von mindestens einem Vinylester einer gesättigten aliphatischen Carbonsäure, welche gegebenenfalls eine Hydroxylgruppe aufweist. Beispiele von alpha-Olefinen, die zur Herstellung dieser Copolymeren eingesetzt werden, sind Ethylen, Propylen oder Gemische davon. Beispiele für Vinylester einer gesättigten aliphatischen Carbonsäure sind Vinylester von C1-C18-Alkancarbonsäuren, insbesondere Vinylacetat. Bei den Copolymeren kann es sich um statistische Copolymere oder um Blockcopolymere handeln.Component C) may also be copolymers which are derived from at least one alpha-olefin and at least one vinyl ester of a saturated aliphatic carboxylic acid which optionally has a hydroxyl group. Examples of alpha-olefins used to prepare these copolymers are ethylene, propylene or mixtures thereof. Examples of vinyl esters of a saturated aliphatic carboxylic acid are vinyl esters of C 1 -C 18 alkanecarboxylic acids, in particular vinyl acetate. The copolymers may be random copolymers or block copolymers.
Bei den als Komponenten B) und C) im Einzelfall auszuwählenden Polymeren handelt es sich um unterschiedliche Verbindungen. Verbindung C) wird als Phasenvermittler zwischen den aus Komponenten A) und B) bestehenden Phasen eingesetzt. Es empfiehlt sich, bei der Auswahl der Komponente C) darauf zu achten, dass diese eine gewisse Ähnlichkeit zu Komponenten A) und B) aufweist. Wird z. B. als Komponente B) ein Polyethylen bzw. ein Polypropylen eingesetzt oder ein Copolymer mit von Ethylen bzw. von Propylen abgeleiteten Einheiten, so sind in Komponente C) vorteilhafterweise auch von Ethylen bzw. von Propylen abgeleitete Einheiten enthalten. Wird z. B. als Komponente A) ein COC mit Ethylen bzw. Propylen als Cokomponente eingesetzt, so sind in Komponente C) vorteilhafterweise auch von Ethylen bzw. von Propylen abgeleitete Einheiten enthalten.The polymers to be selected as components B) and C) in individual cases are different compounds. Compound C) is used as a phase mediator between the phases consisting of components A) and B). It is recommended that when selecting component C) it should be noted that it has a certain similarity to components A) and B). If z. B. as component B) is a polyethylene or a polypropylene used or a copolymer with derived from ethylene or propylene units, so in component C) are advantageously also derived from ethylene or propylene derived units. If z. B. used as component A) a COC with ethylene or propylene as Cokomponente, so in component C) are also advantageously derived from ethylene or propylene derived units.
Die Copolymeren der Komponente C) können entsprechend der vorliegenden Erfindung als Phasenvermittler bezeichnet werden, da sie sich an der Grenzfläche der aus Komponenten A) und B) bestehenden Polymerphasen anordnen können, damit die Grenzflächenspannung vermindern, die Adhäsion zwischen den Phasen erhöhen und die Größe der Teilchen (disperse Phase) in der Stoffzusammensetzung kontrollieren. Eine Phasenvermittlung von Polymeren ist meist umso erfolgreicher, je größer die strukturellen Ähnlichkeiten der Moleküle des Phasenvermittlers mit den zu vermittelnden Polymeren sind. So auf die Phasenvermittlung von COP und Polyolefinen angewendet, sollten bevorzugt Komponenten C) eingesetzt werden, die als überwiegend eingebaute Monomerkomponente oder -komponenten solche enthalten, die auch als Monomerkomponente oder -komponenten in den zu kompatibilisierenden Polymeren enthalten sind.The copolymers of component C) according to the present invention may be referred to as phase mediators, since they can be arranged at the interface of the polymer phases consisting of components A) and B) in order to reduce the interfacial tension, increase the adhesion between the phases and the size of the Control particles (disperse phase) in the composition. The larger the structural similarities of the molecules of the phase mediator with the polymers to be mediated, the more successful a phase mediation of polymers is. Thus, when applied to the phase mediation of COP and polyolefins, it is preferable to use components C) which contain, as predominantly incorporated monomer component or components, those which are also included as monomer components or components in the polymers to be compatibilized.
Die erfindungsgemäßen Stoffzusammensetzungen mit Komponente C) als Phasenvermittler besitzen meist drastisch bessere mechanische Eigenschaften als Stoffzusammensetzungen ohne Komponente C). Außerdem können sie die Phasenstrukturen durch das Verhindern von Koaleszenz stabilisieren. The compositions according to the invention with component C) as phase mediators usually have drastically better mechanical properties than compositions without component C). In addition, they can stabilize the phase structures by preventing coalescence.
Der Anteil an Komponente A) in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beträgt bevorzugt 4,5 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 19 bis 80 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 23 bis 75 Gew.-%.The proportion of component A) in the compositions according to the invention is preferably 4.5 to 95 wt .-%, particularly preferably 19 to 80 wt .-% and most preferably 23 to 75 wt .-%.
Der Anteil an Komponente B) in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beträgt bevorzugt 4,5 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 19 bis 80 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 23 bis 75 Gew.-%.The proportion of component B) in the compositions according to the invention is preferably 4.5 to 95 wt .-%, particularly preferably 19 to 80 wt .-% and most preferably 23 to 75 wt .-%.
Der Anteil an Komponente C) in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beträgt bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 2 bis 6 Gew.-%.The proportion of component C) in the compositions according to the invention is preferably 0.5 to 20 wt .-%, more preferably 1 to 10 wt .-% and most preferably 2 to 6 wt .-%.
Dabei ergänzen sich die Anteile der Komponenten A), B) und C) auf 100 Gew.-%.In this case, the proportions of components A), B) and C) to 100 wt .-% complement each other.
Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen können ein oder mehrere Komponenten A), ein oder mehrere Komponenten B), und ein oder mehrere Komponenten C) enthalten.The novel compositions may contain one or more components A), one or more components B), and one or more components C).
Die genannten Zusammensetzungen werden durch für Thermoplasten bekannte Standardmethoden hergestellt und verarbeitet, wie z. B. durch Kneten, Pressen, Extrusion oder Spritzguss.The compositions mentioned are prepared and processed by standard methods known for thermoplastics, such as. B. by kneading, pressing, extrusion or injection molding.
Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen können Additive enthalten, beispielsweise thermische Stabilisatoren, UV-Stabilisatoren, Antistatika, Flammschutzmittel, Plastifizierer, Gleit- und Schmiermittel, Pigmente, Farbstoffe, optische Aufheller, Verarbeitungshilfsmittel, anorganische und organische Füllstoffe, d. h. insbesondere auch verstärkende Materialien, wie Glas-, Kohle- oder Hochmodulfasern, oder Kombinationen von zwei oder mehreren dieser Additive.The compositions of this invention may contain additives such as thermal stabilizers, UV stabilizers, antistatic agents, flame retardants, plasticizers, lubricants, pigments, dyes, optical brighteners, processing aids, inorganic and organic fillers, d. H. in particular also reinforcing materials, such as glass, carbon or high modulus fibers, or combinations of two or more of these additives.
Der Anteil an Additiven in der erfindungsgemässen Zusammensetzung beläuft sich üblicherweise auf zwischen 0 und 25 Gew.-%, vorzugsweise auf zwischen 0,1 und 20 Gew.-% und besonders bevorzugt auf zwischen 0,5 und 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung.The proportion of additives in the composition according to the invention is usually between 0 and 25% by weight, preferably between 0.1 and 20% by weight and more preferably between 0.5 and 10% by weight, based on the total mass of the composition.
Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen können insbesondere vorteilhaft zur Herstellung von Formkörpern nach dem Prell-, Spritzguß- oder Extrusionsverfahren verarbeitet werden. Beispiele für Formkörper sind Platten, Fasern, Stäbe, Folien und Schläuche.The novel compositions can be processed particularly advantageously for the production of moldings by the bouncing, injection molding or extrusion process. Examples of moldings are plates, fibers, rods, films and tubes.
Diese Formkörper sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese Formkörper zeichnen sich durch die oben genannten vorteilhaften Eigenschaften aus, insbesondere durch die hohe Wärmeformbeständigkeit, so dass diese sich zur Sterilisation oder zum Einsatz bei Temperaturen bis z. B. zu 180°C eignen.These moldings are also the subject of the present invention. These moldings are characterized by the above-mentioned advantageous properties, in particular by the high heat resistance, so that they are suitable for sterilization or use at temperatures up to z. B. to 180 ° C are suitable.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der oben beschriebenen Formkörper oder der aus den oben beschriebenen Zusammensetzungen hergestellten Formkörper in Medizin, Medizintechnik, Lebensmitteltechnik, Elektronik, Elektrotechnik, Behälter- und Apparatebau, Fahrzeugbau, bei der Vulkanisation von Elastomerartikeln sowie als Verpackungsmaterialien.The invention also relates to the use of the moldings described above or of the moldings produced from the above-described compositions in medicine, medical technology, food technology, electronics, electrical engineering, container and apparatus construction, vehicle construction, in the vulcanization of elastomeric articles and as packaging materials.
Die oben beschriebenen Formkörper kommen beispielsweise als temperaturbeständige Folien, als Tiefziehfolien, als temperatur- und chemikalienbeständige Behälter oder Teile davon, wie beispielsweise als Flaschen oder als Verschlusskappen, zum Einsatz. Diese Teile zeichnen sich durch die Fähigkeit zur Dampfsterilisation aus und können daher vorzugsweise im Bereich der Medizin, Medizintechnik und Lebensmitteltechnik eingesetzt werden.The moldings described above are used, for example, as heat-resistant films, as thermoforming films, as temperature- and chemical-resistant containers or parts thereof, for example as bottles or as caps. These parts are characterized by the ability to steam sterilize and can therefore preferably be used in the field of medicine, medical technology and food technology.
Die oben beschriebenen Formkörper kommen beispielsweise als Isolationsfolien, als Kondensatorfolien und als Trennfolien in der Batterietechnik zum Einsatz und lassen sich somit im Bereich der Elektronik und der Elektrotechnik verwenden.The moldings described above are used, for example, as insulation foils, as capacitor foils and as release foils in battery technology and can thus be used in the field of electronics and electrical engineering.
Die oben beschriebenen Formkörper zeichnen sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit, gute Isolationseigenschaften und hohe Wasserdampfsperrwirkung aus und kommen beispielsweise als Folien für Anwendungen in der Solartechnik zum Einsatz.The moldings described above are characterized by a high temperature resistance, good insulation properties and high water vapor barrier effect and are used, for example, as films for solar technology applications.
Im Apparate- und Behälterbau lassen sich die erfindungsgemäßen Formkörper für die Herstellung temperatur- und chemikalienbeständiger Behälter sowie von Teilen und Füllungen für den Apparatebau einsetzen, wie als Einsätze für Wäscher oder für Kolonnen (Kolonnenböden). In apparatus and container construction, the moldings of the invention can be used for the production of temperature and chemical resistant containers as well as parts and fillings for apparatus engineering, such as inserts for scrubbers or for columns (column bottoms).
Im Fahrzeugbau lassen sich die erfindungsgemäßen Formkörper für die Herstellung von temperaturbeständigen Folien oder von temperaturbeständigen Teilen für den Fahrzeuginnenraum einsetzen. Diese Folien oder Teile zeichnen sich durch ihr niederiges spezifisches Gewicht aus und sind zur Gewichtsreduktion geeignet.In vehicle construction, the moldings of the invention can be used for the production of temperature-resistant films or temperature-resistant parts for the vehicle interior. These films or parts are characterized by their low specific gravity and are suitable for weight loss.
Bei der Vulkanisation von Elastomerartikeln lassen sich die erfindungsgemäßen Formkörper beispielsweise als Kerne bei der Vulkanisierung von Elastomerformkörpern, wie von Schläuchen, einsetzen.In the vulcanization of elastomeric articles, the moldings according to the invention can be used, for example, as cores in the vulcanization of elastomer moldings, such as hoses.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Eine Begrenzung ist dadurch nicht beabsichtigt.The following examples illustrate the invention. A limitation is not intended thereby.
Allgemeine ArbeitsvorschriftGeneral working instructions
Die nachstehend in Tabelle 1 beschriebenen polymeren Komponenten wurden zunächst getrocknet (100°C, 24 h, Vakuum) und anschließend in den nachstehend angegebenen Gewichtsverhältnissen in einem 30 mm Doppelschnecken-extruder (Fa. Leistritz) unter Schutzgas (N2) extrudiert. Die erhaltenen granulierten Polymerzusammensetzungen wurden getrocknet (100°C, 24 h, Vakuum) und anschließend zu Formkörpern verspritzt. Die erhaltenen Probekörper wurden auf ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht. Einzelheiten dazu finden sich in Tabelle 2. Tabelle 1: Zusammensetzung der untersuchten Polymerzusammensetzungen
2) Komponente B ist HOSTACOM® PPR 1042 12, ein Polypropylen-Copolymeres
3) Komponente C ist ENGAGE® 8452; ein statistisches Polyolefin-Elastomer abgeleitet von Ethylen und 1-Octen mit einer Dichte von 0,875 g/cm3 The polymeric components described below in Table 1 were first dried (100 ° C., 24 h, vacuum) and then extruded in the weight ratios indicated below in a 30 mm twin-screw extruder (Leistritz) under protective gas (N 2 ). The resulting granulated polymer compositions were dried (100 ° C, 24 h, vacuum) and then sprayed into moldings. The obtained specimens were examined for their physical properties. Details are given in Table 2. Table 1: Composition of the polymer compositions tested
2) Component B is HOSTACOM ® PPR 1042 12, a polypropylene copolymer
3) Component C is ENGAGE ® 8452; a polyolefin random elastomer derived from ethylene and 1-octene having a density of 0.875 g / cm 3
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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