DE1165254B - Filled molding compounds based on crystalline polypropylene - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: C08fBoarding school Class: C08f Deutsche Kl.: 39 b-22/06German class: 39 b-22/06

Nummer: 1165 254Number: 1165 254

Aktenzeichen: A 39909IV c / 39 b File number: A 39909 IV c / 39 b

Anmeldetag: 9. April 1962 Filing date: April 9, 1962

Auslegetag: 12. März 1964 Opening day: March 12 , 1964

Die Erfindung betrifft eine mit Asbest gefüllte Formmasse auf Basis von kristallinem Polypropylen.The invention relates to an asbestos-filled molding compound based on crystalline polypropylene.

Man erhält gefülltes Polypropylen mit guten mechanischen Eigenschaften und hoher Wärmebeständigkeit, wenn man kristallines Polypropylen, das ein Inhibitorgemisch enthält, durch welches das Polypropylen gegen Abbau durch Einwirkung von Wärme oder durch Oxydation geschützt wird, mit einem bestimmten Asbest vermischt.Filled polypropylene with good mechanical properties and high heat resistance is obtained, when using crystalline polypropylene containing a mixture of inhibitors through which the polypropylene is protected against degradation by the action of heat or by oxidation, with a certain asbestos mixed.

Gegenstand der Erfindung sind somit gefüllte Formmassen auf Basis von kristallinem Polypropylen, enthaltend 10 bis 85 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, Anthophyllit-Asbest und eine kleine Menge einer an sich für Polyolefine bekannten Stabilisatorkombination. The invention thus relates to filled molding compositions based on crystalline polypropylene, containing 10 to 85 percent by weight, based on the total mass, anthophyllite asbestos and a small amount Amount of a stabilizer combination known per se for polyolefins.

Die Gewichtsmenge des Asbestes in den Massen beträgt vorzugsweise 30 bis 60 °/o, da unter 30 % keine maximale Biegesteifigkeit erzielt wird und bei über 60 % sich das Material schwerer Strangpressen läßt. Das Mischen kann auf einem beliebigen Wege, ζ. Β. durch Mischen der Bestandteile auf einem Mischer der Bauart Banbury oder einem Kautschukmahlwerk bei Temperaturen über dem Erweichungspunkt des Polypropylens erfolgen. Man kann andererseits auch vor dem Mischen mit dem Asbest den Inhibitor mit gepulvertem Polypropylen vermischen und das Gemisch Strangpressen und granulieren.The amount by weight of the asbestos in the masses is preferably 30 to 60%, since it is less than 30% maximum flexural rigidity is achieved and at over 60% the material can be extruded more heavily. That Mixing can be done in any way, ζ. Β. by mixing the ingredients on a mixer of the type Banbury or a rubber grinder at temperatures above the softening point of the polypropylene take place. On the other hand, the inhibitor can also be powdered before mixing with the asbestos Mix the polypropylene and extrude and granulate the mixture.

Asbest als Füllstoff für Polyäthylen ist bekannt.Asbestos is known as a filler for polyethylene.

Erfindungsgemäß wird jedoch ein Asbest der Anthophyllitsorte verwendet, da überraschenderweise andere Asbestarten, wie Chrysotil, Crocidolit oder Amosit, beim Vermischen mit den gleichen Inhibitoren und dem Polypropylen Formkörper mit sehr schlechter Wärmebeständigkeit liefern. Eine längere Wärmebeständigkeit ist bei bestimmten Zwecken, wie beim Einsatz in Verteilerkappen unter den Motorhauben von Kraftfahrzeugen, sehr wichtig, und von den Asbest als Füllstoff enthaltenden Polypropylenen besitzen nur die Anthophyllit-Asbest enthaltenden eine für solche Zwecke genügende Wärmebeständigkeit. According to the invention, however, an asbestos of the anthophyllite variety is used, surprisingly other types of asbestos, such as chrysotile, crocidolite or amosite, when mixed with the same inhibitors and the polypropylene molded article having very poor heat resistance. A longer one Heat resistance is useful for certain purposes, such as when used in distributor caps under the hoods from automobiles, very importantly, and from polypropylenes containing asbestos as a filler only those containing anthophyllite asbestos have sufficient heat resistance for such purposes.

Beispiel 1example 1

Die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, die man mit einem Asbest als Füllstoff enthaltenden Polypropylen erzielt, zeigen die Werte der folgenden Tabelle, in welcher die Eigenschaften einer mit 40 Gewichtsprozent Anthophyllit-Asbest gefüllten, Stabilisator enthaltenden Polypropylenmasse mit demjenigen des gleichen, jedoch füllstofffreien Polypropylens verglichen sind.Improving the physical properties one can get with an asbestos-containing filler Polypropylene achieved, show the values in the following table, in which the properties of one with 40 percent by weight of anthophyllite asbestos filled, stabilizer-containing polypropylene mass with that of the same but filler-free polypropylene are compared.

Gefüllte Formmassen auf Basis von kristallinem PolypropylenFilled molding compounds based on crystalline polypropylene

Anmelder:Applicant:

Avisun Corporation, Philadelphia, Pa. (V. St. A.)Avisun Corporation, Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt, München 27, Pienzenauer Str. 28Dr.-Ing. W. Abitz, patent attorney, Munich 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erf inder benannt:Named as inventor:

Roger Franklin Jones, Springfield, Pa. (V. St. A.)Roger Franklin Jones, Springfield, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 11. Juli 1961 (Nr. 123 096)V. St. v. America July 11, 1961 (No. 123 096)

Tabelle ITable I.

Schmelzindex bei 23O⁰C,
g · IO-7IO Min.
(ASTM-Prüfnorm
D-1238-57T) Melt index at 23O ⁰ C,
g IO-7IO min.
(ASTM test standard
D-1238-57T)

Streckgrenze bei
25,4 mm/Min., kg/cm²
(ASTM-Prüfnorm
D-638-58T) Yield point at
25.4 mm / min., Kg / cm ²
(ASTM test standard
D-638-58T)

Streckgrenze bei
5,1 mm/Min., kg/cm^a
(ASTM-Prüfnorm
D-638-58T) Yield point at
5.1 mm / min., Kg / cm ^a
(ASTM test standard
D-638-58T)

Bruchdehnung, % Elongation at break,%

Zugfestigkeitsmodul, kg/cm²
(ASTM-Prüfnorm
D-638-58T) Tensile modulus, kg / cm ²
(ASTM test standard
D-638-58T)

Biegemodul, kg/cm²
(ASTM-Prüfnorm
D-790-59T) Flexural modulus, kg / cm ²
(ASTM test standard
D-790-59T)

Izod-Kerbschlagzähigkeit,
cm kg/cm
(ASTM-Prüfnorm
D-256-56) Notched Izod impact strength,
cm kg / cm
(ASTM test standard
D-256-56)

Füllstofffreies Polypropylen Filler-free polypropylene

5,5 333,55.5 333.5

308,7 310308.7 310

10 532 12 29010 532 12 290

3,543.54

Asbestfüllstoff enthaltendes Containing asbestos filler

Polypropylen Polypropylene

4,4 307,94.4 307.9

294,6294.6

20453 37 56620453 37 566

409 538/545409 538/545

Wärmefestigkeit bei
4,6 kg/cm², ⁰C
(ASTM-Prüfnorm
D-648-56) Heat resistance at
4.6 kg / cm ² , ⁰ ° C
(ASTM test standard
D-648-56)

Kriechwert bei Druckbeanspruchung bei 140,6 kg/cm²,
mm/mm/Std.
(ASTM-Prüfnorm
D-674-56) Creep value under compressive stress at 140.6 kg / cm ² ,
mm / mm / hour
(ASTM test standard
D-674-56)

Koeffizient der linearen
Wärmeausdehung,
mm/mm/°C
(ASTM-Prüfnorm
D-696-44) Coefficient of linear
Thermal expansion,
mm / mm / ° C
(ASTM test standard
D-696-44)

Füllstofffreies PolyFiller-free poly

propylenpropylene

114114

5,5 · 10-⁵ 5.5 × 10 ^-5

7,3 · 10-⁵ 7.3 × 10 ^-5

Asbestfüllstoff enthaltendes Containing asbestos filler

Polypropylen Polypropylene

145145

3,0 · 10-⁶ 3.0 · 10- ⁶

3,8 bei den füllstofffreien Prüflingen, wird der Asbest in einer Menge von 40% ^yom Gewicht der Prüfmasse eingesetzt.3.8 with the filler-free specimens, the asbestos is used in an amount of 40% ^y weight om the proof mass.

Tabelle IITable II

Wie oben erwähnt, stellt der Anthophyllit-Asbest die einzige Asbestart dar, die als Füllstoff für Polypropylen verwendet werden kann, ohne eine solche Einbuße an Wärme- und Sauerstoffestigkeit zu erhalten, daß aus der Masse hergestellte Gebilde für Zwecke, bei denen eine längere Wärmeeinwirkung erfolgt, wertlos sind. Anscheinend katalysiert jede Art von Asbest den Wärmeabbau und oxydativen Abbau, aber die anderen Asbestarten viel stärker als der Anthophyllit-Asbest.As mentioned above, anthophyllite asbestos is the only type of asbestos that is used as a filler for polypropylene can be used without having such a loss of heat and oxygen resistance, that structures made from the mass for purposes where a prolonged exposure to heat are worthless. Apparently every type of asbestos catalyzes heat degradation and oxidative Degradation, but the other types of asbestos much stronger than the anthophyllite asbestos.

Beispiel 2Example 2

Die Ergebnisse von Ofenalterungsprüfungen bei 138 und 154°C sind in Tabellen zusammengestellt. Dabei ist in einigen Fällen die Zeit bis zum Versagen (die Zeit bis zu dem Punkt, an dem mindestens 10% der Oberfläche des Prüflings mit Sprüngen bedeckt sind) in Form eines Zeitpunktes angegeben, der nach dem Versagen liegt. Bei der Prüfung werden Prüflinge 24 Stunden auf der genannten Temperatur gehalten, aber nur während des Tages untersucht. Wenn ein Prüfling sich bei der ersten Untersuchung am Morgen als ausgeschieden erweist, hat er offensichtlich in der vorausgegangenen Nacht versagt, so daß die genaue Stundenzahl bis zum Versagen nicht bekannt ist. In diesen Fällen ist die Stundenzahl angegeben, die sich der Prüfling zum Zeitpunkt der Untersuchung im Ofen befunden hat.The results of oven aging tests at 138 and 154 ° C are compiled in tables. In some cases, this is the time to failure (the time to the point where at least 10% the surface of the test object are covered with cracks) in the form of a point in time after failure lies. During the test, test items are kept at the specified temperature for 24 hours, but only examined during the day. When a examinee is at the first examination in the morning proves to be eliminated, he obviously failed the previous night, so the exact Number of hours until failure is unknown. In these cases the number of hours is indicated the test item was in the oven at the time of the examination.

Es werden zwei Inhibitorsysteme eingesetzt. Inhibitor A besteht aus 0,25% 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 0,35% Dilaurylthiodipropionat, 0,15% Calciumstearat und 0,05% eines Kondensationsproduktes aus einem Bisphenol und Epichlorhydrin (Molekulargewicht etwa 470), wobei sich alle Prozentsätze auf das Gewicht des Polypropylens beziehen. Der Inhibitor B besteht aus 0,25% 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 0,5 % Dilaurylthiodipropionat, 0,15 % Calciumstearat und 0,25% des obengenannten Kondensationsproduktes. In allen Fällen, ausgenommenTwo inhibitor systems are used. Inhibitor A consists of 0.25% 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 0.35% dilauryl thiodipropionate, 0.15% calcium stearate and 0.05% of a condensation product of a bisphenol and epichlorohydrin (Molecular weight about 470), all percentages being based on the weight of the polypropylene. Of the Inhibitor B consists of 0.25% 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 0.5% dilauryl thiodipropionate, 0.15% calcium stearate and 0.25% of the above-mentioned condensation product. In all cases, except

AsbestartAsbestos type AmositAmosite rr AnthophyllitAnthophyllite Inhi-
faitorInhi-
faitor Temperaturtemperature Stunden
bis zumhours
until Südafrika..... >South Africa .....> Nord-Carolina <North Carolina < ⁰C ⁰ C Versagenfail 1010 Keiner <None < [[ A
AA.
A. 138
154138
154 617
136617
136 II. Virginia <Virginia < ChrysotilChrysotile AA. 138138 4343 Arizona Arizona AA. 138138 5050 Quebec Quebec AA. 138138 7171 1515th Kalifornien California BB. 138138 144144 Arizona Arizona AA. 154154 1717th Arizona Arizona AA. 138138 <72<72 2020th CrocidolitCrocidolite B
AB.
A. 138
154138
154 <72
26<72
26th Südafrika <South Africa < BB. 154154 2626th II. AA. 138138 <144<144 B
AB.
A. 138
154138
154 144
26144
26th 2525th BB. 154154 2626th AA. 138138 222222 B
AB.
A. 138
154138
154 500
96500
96 BB. 154154 9696 3030th CO COCO CO 138
154138
154 224
96224
96

Wie die vorstehenden Werte zeigen, hält ein mit Anthophyllit-Asbest gefülltes Polypropylen eine Temperatur von 138°C sehr lange Zeit, wie 500 Stunden, aus, während die besten anderen Asbestmassen 138 ⁰C nur 144 Stunden vertragen. In ähnlicher Weise ertragen die Anthophyllitmassen eine Temperatur von 154⁰C 96 Stunden, die anderen Massen dagegen nur 26 Stunden.As the above data show a filled with anthophyllite asbestos polypropylene maintains a temperature of 138 ° C very long time as 500 hours off, while the best other asbestos measuring 138 ⁰ C tolerated only 144 hours. In a similar way, the anthophyllite ^{masses endure a temperature of 154 °} C. for 96 hours, whereas the other masses only endure 26 hours.

Oben sind zwei spezielle Stabilisatorsysteme erläutert, aber man kann mit jedem Inhibitorsystem zur Stabilisierung von Polypropylen gegen thermischen und oxydativen Abbau arbeiten, wobei die Systeme jeweils in einer kleinen, aber ausreichenden Menge verwendet werden, um dem Polymerisat den gewünschten Stabilitätsgrad zu verleihen.Two special stabilizer systems are explained above, but you can work with any inhibitor system Stabilization of polypropylene against thermal and oxidative degradation work, the systems each used in a small but sufficient amount to give the polymer the desired To give a degree of stability.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Gefüllte Formmassen auf Basis von kristallinem Polypropylen, enthaltend 10 bis 85 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, Anthophyllit-Asbest und eine kleine Menge einer an sich für Polyolefine bekannten Stabilisatorkombination.Filled molding compounds based on crystalline polypropylene, containing 10 to 85 percent by weight, based on the total mass, anthophyllite asbestos and a small amount of one per se Stabilizer combination known for polyolefins. 310.310 In Betracht gezogene Druckschriften: »Kunststoffe—Plastics«,· 4 (1957), Nr. 3, S. 303 bis η Publications considered: "Kunststoffe — Plastics", · 4 (1957), No. 3, pp. 303 to η 409 538/545 3.64 0 Bundesdruckerei Berlin409 538/545 3.64 0 Bundesdruckerei Berlin