DE2330564A1 - Harz-zubereitung vom polyolefin-typ mit verbesserter verpressbarkeit - Google Patents

Harz-zubereitung vom polyolefin-typ mit verbesserter verpressbarkeit

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DE2330564A1
DE2330564A1 DE2330564A DE2330564A DE2330564A1 DE 2330564 A1 DE2330564 A1 DE 2330564A1 DE 2330564 A DE2330564 A DE 2330564A DE 2330564 A DE2330564 A DE 2330564A DE 2330564 A1 DE2330564 A1 DE 2330564A1
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Hidehiko Kaji
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harz-Zubereitung mit einem darin inkorporierten anorganischen Füllstoff vom Polyolefin-Typ mit verbesserter Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit.
Materialien für das Formpressen, die aus einer Harz-Zubereitung mit darin inkorporiertem, anorganischen Füllstoff vom Polyolefin-Typ bestehen, sind bereits bekannt. In derartigen Materialien für das Formpressen werden gewöhnlieh als anorganische Füllstoffe Talk, Ton, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Calciumhydroxid, Asbest und Kieselerde verwendet. Jedoch besitzen diese bisher für das Formpressen eingesetzten Materialien eine schlechte Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit, und es ist daher ihre Anwendung auf die Herstellung von Platten, Kunstpapier und dergleichen, beschränkt.
024-(3O17)-Ifog " 2 "
30988WU37
In dem Falle, wo ein anorganischer Füllstoff in eine Harz-Zubereitung vom Polyolefin-Typ inkorporiert wird, ist die Verwendung einer großen I.Ienge an Füllstoff zur Herabsetzung der Kosten der Preß- bzw. Formteile und zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften derselben, erwünscht. Da die Verträglichkeit eines derartigen Füllstoffes mit dem Harz jedoch schlecht ist, führt dies mit ansteigender I.Ienge des zugesetzten Füllstoffes zu Schwierigkeiten beim Kneten der Harz-Füllstoffmischung und beim Verpressen der gekneteten Mischung. Im allgemeinen wird die Verpressbarkeit bzw. die Verformbarkeit der erhaltenen gekneteten Mischung beträchtlich verschlechtert, wenn die Füllstoffmenge 80 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Harz übersteigt, und es wird die geknetete Mischung ihre Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit verlieren, wenn die Menge des Füllstoffes 3OO Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Harz übersteigt. Es lag daher ein Bedarf für die Entwicklung einer Harz-Zubereitung vom Polyolefin-Typ mit einer großen Menge an anorganischem Füllstoff, und einer guten Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit, vor.
Es wurde nun gefunden, daß die Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit durch Inkorporieren einer kleinen Menge einer spezifischen Kombination gewisser höherer aliphatischer Verbindungen in eine Mischung eines Harzes vom Polyolefin-Typ und eines anorganischen Füllstoffs verbessert werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Harz-Zubereitung vom Polyolefin-Typ zu schaffen, die eine relativ große Menge eines anorganischen Füllstoffes enthält und eine gute Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit aufweist.
- 3 -309884/U37
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Llodifiziermittel zur Verbesserung der Verpressbarkeit bzw. Verformbarkeit einer Harz-Zubereitung vom Polyolefin-Typ, welche ein Harz vom Polyolefin-Typ und eine relativ große Menge eines anorganischen Füllstoffes enthält, zu schaffen.
Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können der nachfolgenden detaillierten Beschreibung entnommen v/erden.
Die oben genannten Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gelöst, indem man als Modifiziermittel eine Kombination von
(A) einem Metallsalz einer höheren Fettsäure, und
(B) zumindest einer höheren aliphatischen Verbindung, nämlich höhere Paraffine, höhere Alkohole, Ester höherer Fettsäuren mit vielwertigen Alkoholen, höhere Fettsäureamide, Fettsäureester von Polyäthylenglycol und/oder Polybuten, -
verwendet. Wenn man diese Modifiziermittel-Komponenten (A) und (B) einzeln für sich verwendet, können die beabsichtigten Wirkungen nicht erhalten werden, wenn sie jedoch in Kombination eingesetzt werden, können ausgezeichnete synergetische Wirkungen bei einer Harz-Zubereitung vom Polyolefin-Typ, die einen anorganischen Füllstoff enthält, zur Verleihung einer guten Verpreßbarke.it bzw. Verformbarkeit erzielt werden.
Als Metallsalze höherer Fettsauren, die als Komponente (A) in dem erfindungsgemäßen Modifiziermittel verwendbar sind, können beispielsweise Calciumsalze, Zinkcalze, Bleisalze und ähnliche Metallsalze von höheren
- 4· 30988A/U37
Fettsäuren, wie z.B. Stearinsäure, olefinische Säuren und Laurinsäure, erwähnt v/erden. Als höheres Paraffin, das als Komponente (B) verwendbar ist, kann beispielsweise Paraffinwachs, flüssiges Paraffin, mikrokristallines Wachs und Athylen-Oligomere angegeben werden. Beispiele des höheren Alkohols umfassen Stearylalkohol, Palrnitylalkohol und ähnliche. Beispiele der höheren Fettsäure-" ester mit vielwertigen Alkoholen schließen einen Ester von 1,2-Hydroxystearinsäure mit Glycerin ein. Beispiele des höheren Fettsäureamids umfassen Stearinsäureamid, wohingegen Beispiele der Fettsäureester von Polyäthylenglykol Polyäthylenglykolmonostearat umfassen. Als Polybuten wird gewöhnlich ein solches mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 2000 angewandt.
Derartige Additive können in einer kleinen Menge angewandt werden, und sie werden gewöhnlich in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge an Harz und anorganischem Füllstoff, eingesetzt.
In der vorliegenden Erfindung wirken die Komponenten (A) und (B) des Modifiziermittels wechselseitig aufeinander ein, um bei den gegenseitigen Harzteilchen einen erhöhten Gleiteffekt zu entfalten, zwischen dem Harz und dem Füllstoff, und während der Verformungsstufe zwischen dem Harz und einem Metallwerkzeug.
Beispiele für das Harz vom Polyolefin-Typ, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfassen Polyäthylen, Polypropylen, Polybutadien, Polyisopren, Äthylen/Vinylacetat-Copolymerisate, Äthylen/Propylen-Copolymerisate, Styroll/Butadien-Copolymerisate, PoIyäthylen/Polybutadien-Mischungen und dergleichen.
— 5 309884/U37
Es können beliebige Homopolymerisate, Copolymerisate und Polymerisat-Mischungen in der vorliegenden Erfindung verwendet v/erden, solange sie nur hauptsächlich aus Polyolefinen bestehen.
Anorganische Füllstoffe, die üblicherweise für Kunststoffe verwendet werden, können in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Beispielsweise umfassen derartige Füllstoffe Mineralpulver, die vorwiegend aus Silicaten, wie z.B. Talk und Ton, zusammengesetzt sind; Metallsalze, wie z.B. Calciumcarbonat, Calciumsulfit, Calciumsulfat und Calciumsilicat; und Metalloxide, wie z.B. Kieselsäure, Zinkoxid und ungelöschter Kalk. Ein derartiger anorganischer Füllstoff wird gewohnlich in einer Menge von 30 bis 4OO Gew.-Teilen pro 100 Gev/.-Teile des Harzes vom Polyolefin-Typ verwendet.
Die Zubereitung der vorliegenden Erfindung kann in leicht zu handhabende verschiedenartige Formen verformt werden und kann als Rohling-Material für das Formpressen verwendet werden. Beispielsweise werden alle vorerwähnten Komponenten der Zubereitung gemischt und mit Hilfe einer herkömmlichen Knetvorrichtung, wie z.B. einem Innenmischer, einem Banbury-Mischer oder einer ähnlichen Vorrichtung, geknetet und die erhaltene geknetete Mischung mittels eines Brechers zur Herstellung der Zubereitung in Form von kleinkörnigem Granulat pulverisiert. Wahlweise werden alle Komponenten der Zubereitung einem Extruder zugeführt und als stabähnliche Form extrudiert, die dann zu Pellets zerschnitten wird. Es ist ferner möglich, eine geknetete Mischung der gesamten Komponenten mittels einer Mischwalze zu einer Platte zu formen und diese Platte mittels einer scharfkantig-winkeligen Pelletisiervorrichtung in Pellets zu unterteilen.
309884/1437
Die so in Form von kleinkörnigem Granulat oder Pellets erhaltene Zubereitung kann eine hohe Fluiditat und Verpreßbarkeit zeigen, wenn sie mit einer spezifischen Hilfskomponente der Erfindung inkorporiert und durch Erhitzen geschmolzen wird. Die erfindungsgemäße Zubereitung kann leicht zu einer Platte, einem Stab, einem Rohr oder einer anderen geeigneten Form mittels einer herkömmlichen Formpreßmaschine, wie z.B. einem Extruder und einer Spritzgußmaschine, verformt werden.
Wenn die erfindungsgemlLße' Zubereitung einem Spritzgußverfahren unterworfen wird, zeigt sie eine Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit, die derjenigen eines herkömmlichen Harzes vom Polyolefin-Typ, das frei von irgendwelchen anorganischen Füllstoffen ist, vergleichbar ist. Obwohl die Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit eines derartigen Harzes vom Polyolefin-Typ durch Inkorporieren eines anorganischen Füllstoffes darin beträchtlich verschlechtert wird, wird eine derartige Verschlechterung im Falle der erfindungsgemäßen Zubereitung nicht beobachtet. Es kann daher das Spritzgießen mit verkürzten Zyklen durchgeführt werden. In dem Falle, wo die erfindungsgemäße Zubereitung einem Strangpreßverfahren unterworfen wird, kann wegen der guten Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit der Zubereitung die Leistung an hergestelltem Strangpreßling stark erhöht werden, sogar mit einem niederen Extrusionsdruck, wodurch die Herstellbarkeit von Formteilen in bemerkenswerter Weise verbessert wird. Darüberhinaus besitzen die so hergestellten Formteile einen guten Oberflächenzustand und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften.
Zusammenfassend wird durch die vorliegende Erfindung die
— V —
30988A/U37
Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit einer Harz-Zubereitung vom Polyolefin-Typ, in der ein anorganisqher Füllstoff inkorporiert ist, verbessert. Es wird hierbei in eine
Mischung von 100 Gew.-Teilen eines Harzes vom Polyolefin-Typ und 80 bis 400 Gew.-Teilen eines anorganischen Füllstoffes eine Kombination von (A) eines Metallsalzes einer höheren Fettsäure, und (B) zumindest einer höheren aliphatischen Verbindung, nämlich höheren Paraffinen, höheren Alkoholen, Estern höherer Fettsäuren mit vielwertigen Alkoholen, höhere Fettsäureamide, Fettsäureester von .
Polyäthylenglykol und/oder Polybuten, inkorporiert.
Die Erfindung wird nun an Hand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel
Eine gegebene Menge eines Harzes vom Polyolefin-Typ und eine gegebene Menge eines anorganischen Füllstoffes
wurden in einen Banbury-Mischer eingetragen und die
Mischung 3 Minuten lang bei einer Gehäusetemperatur von
150 C geknetet. Dann wurde eine gegebene Menge einer Kombination aus (A) einem Metallsalz einer höheren Fettsäure ■ und (B) einer höheren aliphatischen Verbindung zu der gekneteten Mischung hinzugegeben und die erhaltene Mischung 3 Minuten lang geknetet.
Die erhaltene geknetete Mischung wurde zu einer
Platte mittels einer Mischwalze verformt und die Platte
mittels einer scharfkantig-winkeligen Pelletisiervo:rrichtung in Pellets unterteilt.
Die erhaltenen Pellets wurden dann mittels einer* Strangpreßmaschine verformt. In diesem Fall wuPde zur
309864/U37
-t -
Bewertung der Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit eine Spiralfließlänge gemessen. Davon getrennt wurden Prüfkörper aus den Pellets hergestellt und die Zugelastizität und die Zugfestigkeit zur Bewertung der mechanisehen Eigenschaften gemessen. Ergebnisse sind in Tabelle I niedergelegt. Die Spritzgußbedingungen für die obigen Arbeitsverfahren waren eine maximale Zylinaertemperatur von 2300C, ein Druck von 1000 kg/cm und eine Metallformtemperatur von 45°C. Die Messung der Spiralfließlänge wurde mit einer herkömmlichen Archimedes-Spiralform durchgeführt. Die Zugelastizität und die Zugfestigkeit wurden nach ASBi D-638'gemessen.
Die oben erwähnten Pellets wurden zu einer Platte mittels eines Extruders geformt, bei dem der Durchmesser der erweiterten Austrittsöffnung 3O mm betrug. Die Beziehung zwischen dem Extrusionsdruck und der extrudierten Menge, als auch dem Oberflächenzustand der erhaltenen Platte wurden zur Bewertung der Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle II niedergelegt. In diesem Falle wurde die Zylindertemperatur des Extruders auf einem Wert bei 20O0C gehalten.
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Tabelle I
Ve rs Nr.
Zubereitung (Gew.-Teile,
Polyolefin
Anorganischer Füllstoff
Modifiziermittel
Komponente (A)
Komponente (B)
Ve rpre ßbarke i t
Spiralfließlänge (cm)
Mechanische Eigenschaften
Zugelastizität (kg/cnT)
Zugfestigkeit (kg/cnO
1 2
3 4
• 5
8 9
Polypropy len (50)
CaSO3(50)
»1
It
tt
Polyäthylen (50) 2)
Polypropylen (50)
CaCO.(50)
CaSO3(50)
It
Polypropy len (50)
Tali (50)
CaCO3(50)
Zinkoxid (50)
CaIciumstearat(0, 5)
Paraffinwachs (2, 5)
CaIciumstearat(0,5)
.11
CaIciumstearat(0, 5)
Paraffinwachs (2,.5)
flüssiges
Paraffin
(7,5)
Paraffinwachs (2, 5)
47
54 51
25
60 74
89
74 92
2 3
22 22
nicht verpre ßbar
22 13
20
15 12
228 225
233
nicht ver pre ßbar
220 164
231
173 201
Tabelle I (Fortsetzung)
O CD OD OO
Polyolefin Zubereitung (Gew.-Teile ) Komponente
(B)		 Mechanische Eigenschaften δ
Vers.
Nr.		 Polypropy
len (50)		 Anorgani
scher
Füllstoff		 Modifiziermittel Paraffin
wachs!		 Zugelasti
zität ρ
(kg/cm^)		 Zugfestig
keit o
(kg/cm^)
10 Il Kaolin ton"
(50)		 Komponente
(A)		 20 800 223
11 Il
Il 		CaSO4(50) CaIcium-
stearat(0, 5)		 Polyäthylen-
glyko!fett
säureester
(5,0) 3)
"(7,5) 		17 300 188
12
13		 Polypropy
len (50)		 CaSO (50)
It 		tt höherer Al-.\
kohol(7,5) 4; 		20 500
18 700		 188
167		 2330564
— *
14 ti It It
It 		höheres Fett
säure amid
(7,5) 57 		18 800 186
15 ' It It Il Polybuten
(7,5) ^ 		22 500 183
16 ti It η höherer Fett
säureester
mit vielwerti
gem Alle oho 1
(7,5) 7)		 17 600 170
17 Talk (50) tt 27 600 236
It Ve rpre ßbarke i t
Spiralfließ
länge (cm)
82
76
78
83"
87
81
82
74
Tabelle I (Fortsetzung)
Vers.
Nr.		 Zubereitung (Gew.-Teile) Polyolefin Anorgani
scher
Füllstoff		 Modifiziermittel Komponente
(B)		 Ve rpre ßbarke i t Mechanische Eigenschaften Zugfestig
keit r>
(kg/crrr)
18
19		 Polypropy
len (50)
ti 		Zinkoxid
(50)
CaSO4(50)		 Komponente
(A)		 höherer
AUcohol
(7,5)
Polyäthy-
lenglykol-
fettsäure-
ester(7,5)		 Spiralfließ
länge (cm)		 Zuge-lasti-
zität ο
(kg/cnr)		 185
160
CaIcium-
stearat
(0,5)
tt 		95
70		 13 300
12 700
cc
co
OO
α
cc
Anmerkungen;
1) Polypropylen: Händelsname J 700, hergestellt von Llisui Petrochemical;
2) Polyäthylen: Handelsname 5100 LP, hergestellt von Mitsui Petrochemical;
3) Polyäthylenglykolf ensäureester: Handelsname LX--3, hergestellt von Kyodo Chemicals (Polyätliylenglykolmonostearat, schmilzt bei 38 - 108 C);
4) Höherer Alle oho 1: Handelsname Kare öl 86, hergestellt von Kao Sekken (Mischung von 85$ Steary!alkohol und 15$ Palmitylalkohol mit Schmelzpunkt bei 57°C);
5) Höheres Pettsäureamid: Handelsname VLA-I, hergestellt durch Kwaken Pine Chemical (schmilzt bei 126 - I3O C);
6) Polybuten: Handelsname 3OO H, hergestellt von Idemitsu Petrochemical (Molekulargewicht 1000 bis 2000);
7) Höherer Fettsäureester mit vielwertigem Alkohol: Handelsname Castor Wax A, hergestellt von Nippon Yushi (besteht hauptsächlich aus 1,2-Hydroxystearinsäureglycerid und schmilzt oberhalb 840C).
- 13 -
309884/U37
Tabelle II
Vers. Harz-Zubereitung vom Art Menge 5/ Anorganischer
Füllstoff		 üenge 5 j Polyolefin-Typ Oienge ^' Höheres Paraffin 5 )
Menge '		 Extru- Extru- Oberflächen-
Nr. Harz Poly
äthy
len ^y		 100 Art 0 Metallsalz den
höheren Fett
säure		 0 Art 0 sions-
druck 0 		dierte
Lenge
(cm3/		 zustand der
Platte
It 30 Calci-
umcar-
bonat		 70 Art 0 Paraf- *
finwachst		 0 Std·;
ι1) It 70 It 30 CaIc i-
umstea-
rat		 0,5 Il 0,5 95 5200 glatt
21) It
It 		30
30		 Il 70
70		 η 0
0,5		 Il 0
7,5		 130 3700 rauh
O 3 Poly
propy
len ·* 		30 It
It 		70 It 0 Il
It 		0 75 5700 glatt , .
9884/ 41>
5		 It 30 Calci
umsul
fit		 70 ti
ti 		0,5 It 7,5 165
67		 5OOO
5900		 v/eiße Flek-
kenbildung
glatt
eV It It Il 175 6700 rauh
7 It 85 ' 84ΟΟ glatt
Anme rkungen:
1) Vergleichsbeispiel;
2) Kommerziell verfügbar (5100 LP, Mitsui Petrochemical Ind. Co., Ltd.);
3) Kommerziell verfügbar (J 7000, Misui Petrochemical Ind. Co., Ltd.);
4) Schmelzpunkt 68 - 700C;
5) Gewichtsteile.
OO
cn CD

Claims (6)

Patentansprüc he
1. Harz-Zubereitung vom Polyolefin-Typ, enthaltend einen anorganischen Füllstoff, mit verbesserter Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit, enthaltend eine mischung von 100 Gew.-Teilen eines Harzes vom Polyolefin-Typ und 80 - 400 Gew.-Teile eines darin inkorporierten anorganischen Füllstoffes, und ein Modifiziermittel, das eine Kombination von
(A) einem Metallsalz einer höheren Fettsäure, und
(B) zumindest,einer höheren aliphatischen Verbindung, nämlich höhere Paraffine, höhere Alkohole, höhere Fettsäureester mit vielwertigen Alkoholen, höhere Fettsäureamide, Fettsäureester von Poly&thylenglykol und/oder Polybuten,
ist.
2. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz vorn Polyolefin-Typ Polyäthylen oder Polypropylen ist.
3. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Füllstoff Talk, Ton, Calciumcarbonat, Calciumsulfit, Calciumsulfat, Calciumsilicat und/oder Zinkweiß ist.
4. Zubereitung'nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz der höheren Fettsäure ein Metallsalz der Stearinsäure ist.
5. Zubereitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz der Stearinsäure Calciumstearat ist.
30988A/U37
6. Modifiziermittel zur Verbesserung der Verpreßbarkeit bzw. Verformbarkeit eines einen anorganischen Füllst off enthaltenden Harzes vom Polyolefin-Typ, das
(A) ein Metallsalz einer höheren Fettsäure, und
(B) zumindest eine höhere aliphatische Verbindung, nämlich höhere Paraffine, höhere Alkohole, Ester höherer Fettsäuren mit vielwertigen Alkoholen, höhere Fettsäureamide, Fettsäureester von PoIyäthylenglykol und/oder Polybuten,
enthält.
309884/U37
DE2330564A 1972-06-17 1973-06-15 Harz-zubereitung vom polyolefin-typ mit verbesserter verpressbarkeit Withdrawn DE2330564A1 (de)

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