EP2475718A1 - Polymer materials comprising coupled components - Google Patents
Polymer materials comprising coupled componentsInfo
- Publication number
- EP2475718A1 EP2475718A1 EP10798248A EP10798248A EP2475718A1 EP 2475718 A1 EP2475718 A1 EP 2475718A1 EP 10798248 A EP10798248 A EP 10798248A EP 10798248 A EP10798248 A EP 10798248A EP 2475718 A1 EP2475718 A1 EP 2475718A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- mineral
- intermediates
- preparation
- polymers
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/12—Treatment with organosilicon compounds
Definitions
- the invention relates to intermediates (semi-finished products) for polymeric materials with surface-modified mineral components, the polymeric materials based on the intermediates, a process for their preparation of intermediates and their use in plastics technology, it is a common practice
- Important common fillers include chalk, sand, kieselguhr, glass fibers and spheres, zinc oxide, wood flour, wood fibers, cellulose fibers, textile fibers, starch, graphite, carbon black and talcum, mica (muscovite, phlogopite, sericite) aluminosilicates, clays (e.g. B. montmorillonite) carbon fibers, glass flakes, aluminum hydroxide (ATH), magnesium hydroxide (MDH), metal oxides such as Alumina, titanium dioxide, calcium carbonates (GCC, PCC, marble), gypsum, wollastonite, basalt fibers, rock wool fibers, quartz powder, fused silica, microsilica or feldspars.
- ATH aluminum hydroxide
- MDH magnesium hydroxide
- metal oxides such as Alumina, titanium dioxide, calcium carbonates (GCC, PCC, marble), gypsum, wollastonite, basalt fibers, rock wool fibers, quartz powder,
- Polyvinyl chloride with a crosslinking agent, a stabilizer, chalk as a filler and an alkylbenzophenone as radical initiator to a
- the polymer After shaping, here extrusion, the polymer is crosslinked by irradiation with UV light.
- the fillers are only physically stored in the thermoplastic and have a filling function.
- the object of the present invention is the use of mineral
- CONFIRMATION COPY Increase, for example, the mechanical stability, the tensile strength, the impact resistance, the scratch resistance or the modulus of elasticity.
- Admixtures found, characterized in that the radical starter covers the surface of the surface-modified silicate component and the polymer chains on the surface of the modified silicate
- the mineral components are chemically crosslinked with the polymer and not incorporated as a filler only physically.
- the networking is primarily with the mineral
- the new compounds have increased chemical and mechanical stability such.
- Bonding agents surface-modified mineral fillers on.
- Mineral components for the polymeric materials in the context of the present invention are silicate-containing materials or materials having silicate structures or metal oxides or oxide-containing structures comprising materials or metal hydroxides or hydroxidische structures having materials.
- Mineral components in the context of the present invention may be, for example: silicates: natural and synthetic silicates, fumed and precipitated silicas, so-called island silicates, chain silicates, strip silicates, wetting silicates, layered silicates or aluminosilicates, quarternary quartz (quartz) minerals , Fused silica, cristobalite), zeolites, feldspars, calcium silicate phase minerals or calcium silicate hydrate phase minerals (eg.
- Tobermorite or xonotlite or metal oxides: natural or synthetic
- Metal oxides such as alumina, silica, magnesia, calcia, titania, iron oxides, zinc oxide.
- the mineral component consists of silicate and / or aluminosilicate and / or silicon oxide and / or aluminum oxide materials or titanium dioxides
- siliceous materials mica, talc, wollastonite, asbestos, quartz, fused silica, silicic acid, microsilica, kaolin, calcined kaolins, xonotlite, tobermorite, nepheline syenite,
- the mineral component may be present in granular form.
- the mineral component may be present in granular form.
- the mineral component is present in finely divided form.
- the mineral component is present in a particle size of less than 4 mm
- the silicate component is present in a particle size of 5 nm to 250 ⁇ m.
- the intermediates according to the invention are largely covered on the surface of the mineral component in a monomolecular layer, or at least in submonolayers.
- the radical generator is thereby attached to the organofunctional group remote from the surface. Subsequently, on the
- the covering can only be partially present (submonolayers).
- the intermediates according to the invention it is particularly preferred if as far as possible a reaction of bifunctional silanes with the free hydroxyl groups of the mineral component has taken place and as complete as possible coverage of the silane surface modified mineral component with the radical generator present.
- silane component can also be mixed with the silane component
- Radical formers present on the surface of the mineral component. Layered on the thermoplastic phase.
- Free-radical generators in the context of the present invention can be:
- Photoinitiators photosensitizers or crosslinkers. They may also be functional silanes or siloxanes having functional groups which decompose into radicals upon energetic action and / or
- Preferred free-radical generators in the context of the present invention may be: photoinitiators: benzoin ethers, benzil, benzil ketals, alpha-splitters such as alpha, alpha-diethoxyacetophenone, alpha-hydroxyalkylphenones, alpha-aminoalkylphenones, aromatic ketone coinitiator systems: benzophenones and substituted benzophenones, Mischlers ketone, photosensitizers:
- aromatic haloketones phenacyl chloride, desyl chloride or 4- Chloromethylbenzophenone Crosslinking Agent: trimethylolpropane trimethacrylate, (TRIM) or triallyl cyanurate (TAC), triallyl isocyanurate (TAIC).
- TAM trimethylolpropane trimethacrylate
- TAC triallyl cyanurate
- TAIC triallyl isocyanurate
- polymers are attached to the surface of the mineral component modified with adhesion promoters and then crosslinked with it.
- thermoplastics unbranched or branched, grafted or ungrafted thermoplastics and thermoplastic elastomers. They may be provided by addition reactions or by grafting with reactive groups.
- polymers may be mentioned: polyethylene,
- Polyvinyl chloride polycarbonate, PMMA, polyaryletherketones (e.g., PEEK), polyoxymethylene, polystyrenes, polyimides, thermoplastic elastomers and natural polymers.
- PEEK polyaryletherketones
- polyoxymethylene polystyrenes
- polyimides polyimides
- thermoplastic elastomers thermoplastic elastomers and natural polymers.
- admixtures Contain admixtures.
- additives include: flame retardants such as aluminum trihydroxide (ATH) or magnesium hydroxides (MDH),
- Stabilizers such as metal soaps or organotin compounds.
- Plasticizers such as substituted phthalates (e.g., dibutyl phthalate), lubricants such as paraffins or UV stabilizers, or fillers such as e.g. Marble flour or silicates. Bonding agents in the context of the present invention act as
- Adhesion agents are known per se.
- suitable silanes such as H-silanes and siloxanes, such as bifunctional silanes or partially condensed silanes or called functional siloxanes, it can also be used other organo-metal alcoholates.
- adhesion promoters may be mentioned: organosilanes (for example AMEO®) or siloxanes Organo-Titanate, Organozirconate,
- preferred adhesion promoters are: aminosilanes or
- Methacrylsilane, Octylsiiane or Epoxisilane A process has also been found for the preparation of intermediates for polymeric materials with surface-modified mineral components, characterized in that the radical initiator is distributed over the surface-modified mineral component, the polymer is added and the crosslinking is started by energetic action
- the radical starter can be mixed in a solid, finely divided, liquid state or in solution with the mineral component and distributed on the surface.
- the radical initiator in a solvent and to disperse it on the mineral component.
- suitable solvents for dissolving the radical initiators are: alcohols, organohalogenated solvents, silanes.
- Preferred solvents are, for example:
- the mineral component is present in finely divided form. It is preferred here that the mineral component is present in a particle size of less than 4 mm.
- the mineral component is present in a particle size of 5 nm to 250 ⁇ .
- thermoplastic is used in solution.
- thermoplastics examples include dichloromethane, butanone, tetrahydrofuran, chloroform, benzene. m-cresol, toluene, trichlorethylene, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone,
- Dimethylformamide, ethyl acetate, methanol, ethanol or cyclohexane Dimethylformamide, ethyl acetate, methanol, ethanol or cyclohexane.
- the choice of solvent depends on the polymer to be dissolved.
- Preferred solvents are, for example, polyamide: toluene, m-cresol, cyclohexanone, methyl ethyl ketone
- toluene and m-cresol are preferred as the solvent for polyamide.
- the concentration of the thermoplastic in the solvent is generally in the range of 1 to 80% by weight, preferably in the range of 10 to 60% by weight.
- the solution must be adjusted so low viscosity that it can be processed eg in a spray-coating process or can be distributed on the particle surface.
- thermoplastic as a dispersion or as a suspension in a solvent
- thermoplastic as the very finely ground powder, also dissolved or suspended in a solvent. It can also partially solved forms
- the relative amounts of the radical generator and the thermoplastic used can vary within wide limits and are determined by the desired degree of crosslinking.
- suitable solvents for dissolving the free-radical initiators are: alcohols, halogenated organic solvents, silanes.
- Preferred solvents are, for example: methanol, methylene chloride, ethanol, isopropanol, acetone, organosilanes, e.g. Aminosilanes or octylsilanes or other bi- or multi-functional silanes.
- a bonding agent is applied to the surface of the mineral component in a first layer.
- the radical starter is then applied in the following step.
- Adhesion promoters in the context of the present invention enhance the adhesion of the thermoplastic to the mineral component by acting as
- Reactant enters the chemical bond with the thermoplastic, or reacts with the present reactants.
- Adhesion agents are known per se.
- suitable silanes such as H-silanes and siloxanes, such as bifunctional silanes or partially condensed silanes or called functional siloxanes, it could also be used other organo-metal alcoholates.
- adhesion promoters may be mentioned: organosilanes, or siloxanes (for example Ameo), organo-titanates, organo-zirconates,
- adhesion promoters are: aminosilanes, vinylsilanes, acrylsilanes, methacrylsilanes, octylsilanes, epoxysilanes or silanes containing amino groups
- solvents for solubilizing the adhesion promoters are: methanol, ethanol, propanol, isopropanol, or toluene. Of course it is also possible mixtures of solvents
- the concentration of the adhesion promoter in the solvent is in the
- the adhesion promoter reacts with the surface, the radical initiator is applied, the solvent is removed, then the thermoplastic solution is applied and the solvent is removed.
- reaction and thus the crosslinking of the coated mineral component with the thermoplastic in the context of the present invention is started by energetic action in a conventional manner.
- the reaction is initiated by energetic action in the form of ionizing radiation.
- the energetic influence can be caused by ionizing radiation or
- beta radiation is in the range of 1 keV to 50 MeV, preferably in the range of 1 keV to 10 MeV, more preferably in the range of 3 keV to 8 MeV.
- the dose in the context of the present invention is 0.1 to 500 kGy, preferably 1 to 100 kGy, particularly preferably 2 to 60 kGy
- the irradiation time with the respective acting energy is in each case adapted to achieve the desired dose rate.
- the irradiation is carried out so that the individual particles are moved relative to the radiation source and thus the surfaces of the particles
- reaction is carried out under reduced pressures.
- the silane-solvent mixture is e.g. supplied by spraying and the particle surfaces with the mixture (spray coating).
- Steps 2 to 4 are repeated until the desired nominal coverage relative to the BET specific surface area is achieved. Typically, a monomolecular coating is used. Other degrees of coverage are possible. As an orientation, about 0.5% by weight of an aminosilane is applied to a mineral flour with about 8 m2 / g of specific surface area.
- a stronger mixing unit z. B. to use a kneader or a mortar mill or a Henschel mixer.
- the powder can be a
- Irradiation be supplied with electron beams.
- the irradiation is preferably carried out with constant stirring or continuous circulation of the free-flowing powder, so that all particle surfaces are uniformly crosslinked.
- the degree of crosslinking depends on the requirements in the end product and is adjusted by the irradiation energy and the irradiation time.
- the irradiation can be performed spatially elsewhere and is independent of the preparation of the coating. For this purpose commercial facilities are available.
- the irradiation dose is about 100 kGy, depending on the desired crosslinking strength.
- the finished intermediate may be a further processing for
- Compound are supplied, which is then available for thermoplastic processing for shaping the components available.
- the present invention therefore also relates to novel polymeric materials based on thermoplastics and optionally other
- Admixtures and a radical initiator characterized in that the radical initiator initiates a reaction, after which the surface of the mineral component with the thermoplastic polymer chains are chemically crosslinked.
- the components of the materials consist of
- A mineral components that can carry hydroxyl groups on the surface
- C a radical initiator or mixtures of various, known as photoinitiators, crosslinking enhancers, photosensitizers
- D thermoplastic polymers, oligomers or prepolymers or
- Monomers (individual or mixtures (blends)) which are crosslinked to the surface of the mineral component, grafted or ungrafted.
- thermoplastic matrix polymer that may be identical to D, or different examples of each are:
- A natural or synthetic materials, with variable outer shape (eg fibers, platelets, particles, mixtures thereof), crystalline or amorphous structure, or mixtures thereof.
- the chemical nature of the mineral phase may be oxidic or silicate in nature, as are hydroxides and oxihydrates, as well as mixed oxides are relevant, as are pure metals and metal alloys. Examples are: aluminum oxide, titanium dioxide, calcium oxide, and their Oxihydrate and hydroxides.
- silicate components are: quartz, cristobalite, talc, kaolin, metakaolin, calcined kaolin, mica (muscovite, phlogopite, vermiculite), diatomaceous earth (Siliceous earth), Neuburg Siliceous Earth, glass spheres, hollow glass spheres, glass flakes, silica glass, feldspar plasorites, silicates, wollastonite, basalt, nepheline, nepheline syenite, perlite (expanded and unblooded), clays, calsium silicates (CS phase minerals) and calcium silicate hydrates (CSH) Phase minerals) eg
- xonotlite glass fibers (E, A, C, D, R, AR), aluminosilicates
- metal alcoholates silanes, titanates, aluminates, zirconates, (functional) siloxanes, silicone oils, MSA-grafted polymers, metal soaps, olefins.
- the metal alcoholates, especially the silanes, as bifunctional silanes are described in the form: Ri-Si-R (2-4) where R1 is a hydrolyzable alkoxy group (e.g., methoxy or
- R (2-4) are the same or different and represent organofunctional groups.
- R2-R4 may be combinations of the following organofunctional groups:
- Dynasilan® AMEO 3-AminoPropyltrietoxysilane z.
- Dynasilan® DAMO N- (2-aminoethyl, 3-aminopropyltrimethoxysilane, epoxi- (glycidyl), alkyl, octyl, eg: Dynasilan® OCTMO: trimethoxyoctylsilane, methyl, alkenyl, alkoxy , Carboxy-, acidahydride-, aryl-, phenyl-, vinyl-, eg: Dynasilan® VTMO: vinyltrimethoxysilane, acyl-, methacryl, for example: Dyansilan® MEMO: 3-methacrylpropyl-trimethoxysilane, nitrite-, Acrylonitrile, amido, photoinitiator, ureido, isocyanate,
- radical formers are photoinitiators, crosslinking enhancers or
- the photoinitiators are derived from the groups of benzophenones and its derivatives, dialkylbenzilketals and the a-diketone, the acylphosphine oxide of thionathone,
- Aminocoinitiatorsysteme and aminoacrylates include:
- alkylbenzophenones 2-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 2,4-dimethylbenzophenone, 3,4-dimethylbenzophenone, 4-isopropylbenzophenone, 4-dodecylbenzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone , 3,3-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4-phenylbenzophenone, the dialkoxyacetophenonel Benziketale:, 4'-Bisdimethylaminobenzophenone ("Michlersketon"), 2,2 '
- halobenzophenones chloro derivatives, 2-chloro-benzophenone, 4-chloro-benzophenones, 2,2'-dichloro-benzophenones, the alkoxy-alkylthio-derivatives: 2, 3, 4-methoxy-benzophenone, 2, 4-methylthio Benzophenones, 2-ethoxy-benzophenones, 4-propoxy-benzophenones, 4-butoxy-benzophenones, 4-isopropoxy-benzophenones,
- the carboxylic ester derivatives 2-methoxycarbonyl-benzophenones, 3-ethoxycarbonyl-benzophenones, 2- or 4-ethoxycarbonyl-benzophenones, 2- or 4-isopropoxycarbonyl-benzophenones, 4-tert-butoxycarbonyl-benzophenones, 2-butoxycarbonyl-benzophenones, 2,2'- Diethoxycarbonylbenzophenones,
- dialkylbenzilketals / alpha-diketones -aminoalkyphenones, benzoin ethers, benzoin butyl ether, benzoin isopropyl ether, phenylenediamine, 1-benzoylcyclohexanonol ("Irgacure 184 ( ⁇ )"), 2 (dimethylaminoethyl acrylate),
- TMDPO 2,4,6-trimethylbenzoylethoxyphenylphosphine oxide
- TMPDO bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide
- the thioanthones 2- / 4-chlorothioxanthone, 2- / 4-isopropylthioxanthone, 2,4-Dimethylthioxanthone
- Aminocoinitiatorsysteme N-methyldiethanolamine, triethanolamine, the
- Amino acrylates 2- (dimethylamino) ethyl acrylate, or the radical initiators: azo bis (isobutyronitrile) "Al BN” azobis (4-cyanovaleric acid), dibenzoyl peroxide, dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctate, tert-butyl perbenzoate, di (tert. butyl) peroxide, benzopinacol, 2,2'-di (C 1 -C 8 alkyl) benzpinacols, benzoin ethers,
- Thioxanthone derivatives anthracene derivatives, the crosslinking agents selected from the group of acrylates: trimethylolpropane trimethacrylate (“TRIM”),
- thermoplastics as polymers, oligomers, prepolymers and monomers
- PE-LD PE polyethylene
- PE-HD PE-HD
- PE-LLD PE polyethylene
- TPE-E Polyetherester Copolymers TPE-0 based on polyolefin
- E represents building blocks such as D as a thermoplastic polymeric matrix.
- the present invention is also a process for the preparation of polymeric materials based on thermoplastics and optionally other polymers, surface-modified mineral components and optionally other admixtures and a radical initiator, characterized in that the radical initiator initiates a chemical reaction, after which the surface of the mineral component with the radical initiator.
- thermoplastic polymer phase are chemically crosslinked.
- the energetic action is effected by means of ionizing radiation, which acts in the form of electron beams, UV rays or X-rays on the particles.
- the present invention is also the use of polymeric materials based on thermoplastics and optionally other polymers, mineral components and optionally other admixtures and a free radical initiator, wherein the radical initiator the
- Forming process (so-called primary forming, joining and machining).
- Examples include the extrusion process or injection molding process, or the blow molding process, as intake pipes in vehicles, fuel tanks vehicles, support plates in electrical and electronic applications, plain bearings, slide conveyors, cutlery, tubes, profiles, tubes, plates,
- the polymeric materials of the invention are characterized by increased chemical and mechanical properties compared to materials in which the mineral component is not crosslinked with the polymer.
- the materials according to the invention can be, for example, increased by at least 10% tensile strength, increased by at least 10% modulus, increased by more than 15 K heat resistance and increased by at least 15% impact resistance with and without notch compared to comparable obtained per se known materials.
- the invention relates to intermediates (semifinished products) for polymers
- Polymeric composites usually consist of at least two different phases, where one of the two phases usually consists of an inorganic material.
- the inorganic phase is surrounded by an organic phase.
- This organic phase is also referred to as binder or resin.
- Composite materials in the context of this invention are two-substance systems or multi-substance systems with an organic phase which forms the matrix and various other phases which occur during the
- the crosslinking is initiated via a radical generator which is deposited within the phases.
- the radical form of the radical generator itself is caused by energetic action z. B. formed in the form of ionizing radiation.
- EP 1 340 788 A2 for example, the preparation of a compound based on a thermoplastic is known. Like in this one
- thermoplastics As polyvinyl chloride, processed with a crosslinking agent, a stabilizer, chalk as a filler and an alkylbenzophenone as a radical starter to a workable compound. After shaping, here extrusion, the polymer is crosslinked by irradiation with UV light.
- the fillers are merely
- Object of the present invention is the use of filler components, as components in polymer compounds based on synthetic plastics or plastics based on renewable raw materials to increase, for example, the mechanical stability, the tensile strength, the
- the new compounds have increased chemical and mechanical stability such. As the strength or
- the filler components can be divided into two groups: a) inorganic components for the polymeric materials in the context of the present invention are e.g. B. silicates containing materials or
- Organic components are preferably those which do not form a substantial mixture with the matrix polymer in processing or use conditions: thermosets, thermoplastics, elastomers or thermoplastic elastomers (as polymers, prepolymers or oligomers), all in particulate form (e.g. Particles, fiber or platelets), or natural raw materials such as natural fibers such. Hemp, sisal, etc
- Silicates natural and synthetic silicates, pyrogenic and precipitated
- Silicas so-called island silicates, chain silicates, strip silicates,
- Silicates Silicates, phyllosilicates or aluminosilicates, minerals of the group of
- Quartz quartz (quartz, fused silica, cristobalite), zeolites, feldspars, caleiumsilicate phase minerals or queulphate hydrate phase minerals (eg tobermorite or xonotlite) or
- Metal oxides natural or synthetic metal oxides such as aluminum oxide,
- the filler component consists of organic components immiscible with the matrix polymer or inorganic components which carry hydroxyl groups on the surfaces, such as hydrosilicate and / or aluminosilicate and / or silicon oxide and / or aluminum oxide materials or
- Titanium dioxides Likewise, carbon or glass or rockwool fibers, as well as carbon nanotubes may be used.
- carbon or glass or rockwool fibers as well as carbon nanotubes may be used.
- the following mineral materials may be mentioned:
- mice Mica, talc, wollastonite, asbestos, quartz, fused silica, silicic acid,
- the filler component may be present in granular form.
- the filler component may be present in granular form.
- the filler component is present in finely divided form, isolated or as a dispersion or suspension
- Grain size distribution of less than 4 mm is present.
- the filler component is present in a particle size distribution of 5 nm to 250 ⁇ ⁇ .
- the intermediates of the invention are at the surface of
- Matrix polymer but at least covered in sub-monolayers.
- the radical generator is incorporated into the inner boundary surface of the phases, so that a quasi-multi-layered structure is built up.
- the coverage may, of course, be only partially present
- Free-radical generators in the context of the present invention are known per se.
- Free-radical generators in the context of the present invention can be:
- Photoinitiators photosensitizers or crosslinkers. It may also be functional silanes or siloxanes having functional groups which decompose into radicals under energetic action and / or a
- Preferred free radical generators in the context of the present invention may be: photoinitiators:
- Sensitizers aromatic haloketones: phenacyl chloride, desyl chloride or 4-chloromethylbenzophenone
- Crosslinking agent trimethylolpropane trimethacrylate, (TRIM) or
- TAC Triallyl cyanurate
- TAIC triallyl isocyanurate
- matrix polymers are added to the
- Matrix polymers in the context of the present invention are unsaturated, unbranched or branched, grafted or ungrafted thermoplastics and thermoplastic elastomers. They may be provided by addition reactions or by grafting with reactive groups.
- polyethylene polypropylene or mixtures of polyethylenes and polypropylenes (for example grafted and ungrafted), polyamide, polyurethane, polyvinyl chloride,
- thermoplastics Polycarbonate, PMMA, polyaryletherketones (eg PEEK), polyoxymethylene, polystyrenes, polyimides, thermoplastic elastomers and natural polymers.
- PEEK polyaryletherketones
- polyoxymethylene polystyrenes
- polyimides polyimides
- thermoplastic elastomers thermoplastic elastomers and natural polymers.
- admixtures Contain admixtures.
- additives include: flame retardants such as aluminum trihydroxide (ATH) or magnesium hydroxides (MDH),
- Stabilizers such as metal soaps or organotin compounds.
- Plasticizers such as substituted phthalates (eg dibutyl phthalate), lubricants such as paraffins or UV stabilizers or fillers such.
- B. marble flour or silicates adhesion promoter in the context of the present invention act as
- Adhesion agents are known per se.
- silanes such as H-silanes and siloxanes, such as. B. bifunctional silanes or partially condensed silanes or functional siloxanes, functional polysiloxanes, silicone oils, other organo-metal alcoholates or maleic anhydride (MSA) grafted polymeric metal soaps, low molecular weight olefins, fats, waxes or oils may also be used.
- MSA maleic anhydride
- adhesion promoters may be mentioned: Organo-silanes (e.g. AMEO®) or Siloxane Organo-Titanate, Organozirconate,
- preferred adhesion promoters are aminosilanes or
- Amino-containing bifunctional silanes vinylsilanes, acrylsilanes, methacrylsilanes, octylsilanes or epoxysilanes.
- a process has also been found for preparing the intermediates for polymeric materials with components, characterized in that the radical initiator is concentrated on the surface of the component, the matrix polymer is added, and the crosslinking is initiated by energetic action.
- the free radical initiator may be mixed in a solid, finely divided, liquid state or in solution with the filler component and distributed on the surface. In general, it is preferred that the radical initiator be uniform on the
- the radical initiator in a solvent and to distribute it on the filler component.
- Suitable solvents for dissolving the radical initiators include: alcohols, organohalogen solvents, silanes, alkanes and alkene, and ionic liquids.
- Preferred solvents are, for example: methanol, methylene chloride, ethanol, isopropanol, acetone, organosilanes such as. As aminosilanes or octylsilanes or other bi- or multi-functional silanes and ionic liquids Of course it is also possible mixtures of solvents
- a preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the filler component and the radical initiator in a mass ratio of less than 5%, preferably in the ratio of less than 2%
- the filler component is present in finely divided form.
- the filler component is present in a particle size of less than 4 mm.
- thermoplastic and the interphase may be added as a dissolved matrix polymer, as an oligomer or prepolymer, as a monomer, in gaseous or finely divided form or in solution or as a low molecular weight polymer to the filler component with the radical initiator.
- a dissolved matrix polymer as an oligomer or prepolymer, as a monomer, in gaseous or finely divided form or in solution or as a low molecular weight polymer to the filler component with the radical initiator.
- thermoplastic is used in solution.
- thermoplastics examples include dichloromethane, butanone, tetrahydrofuran, chloroform, benzene. m-cresol, toluene, trichlorethylene, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone,
- Dimethylformamide, ethyl acetate, methanol, ethanol or cyclohexane Dimethylformamide, ethyl acetate, methanol, ethanol or cyclohexane.
- solvent depends on the matrix polymer to be dissolved and the filler component.
- Preferred solvents are, for example, polyamide: toluene, m-cresol, cyclohexanone, methyl ethyl ketone
- toluene and m-cresol are preferred as the solvent for polyamide.
- thermoplastic Generally in the range of 1% to 80% by mass, preferably in the range of 10 to 60% by mass.
- the solution should be adjusted so low viscosity that z. B. is to process in a spray-coating process or can be distributed on the particle surface.
- thermoplastic as the very finely ground powder, also dissolved or suspended in a solvent. It can also partially solved forms
- the relative amounts of the radical generator and the thermoplastic used can vary within wide limits and are determined by the desired degree of crosslinking.
- the surface of the filler component is incorporated in a first layer
- Adhesion promoters in the context of the present invention enhance the adhesion of the matrix polymer to the filler component by promoting, as a surfactant, wetting with the matrix polymer
- Adhesion agents are known per se.
- silanes such as H-silanes and siloxanes, such as. B. bifunctional silanes or partially condensed silanes or called functional siloxanes, it could also be used other organo-metal alcoholates.
- adhesion promoters may be mentioned: organosilanes, or siloxanes (for example Ameo®), organotitanates, organozirconates,
- adhesion promoters are: aminosilanes, vinylsilanes, acrylsilanes, methacrylsilanes, octylsilanes, epoxysilanes or silanes containing amino groups.
- solvents used to dissolve the adhesion promoters include:
- the concentration of the coupling agent in the solvent is generally in the range of 1% to 90% by weight. preferably in the range of 20 to
- reaction and thus the crosslinking of the filler component with the thermoplastic in the context of the present invention is started by energetic action in a conventional manner.
- the reaction is by energetic action in the form of ionizing radiation initiated.
- the energetic influence can be caused by ionizing radiation or
- beta radiation is in the range of 1 keV to 50 MeV, preferably in the range of 1 keV to 10 MeV, more preferably in the range of 3 keV to 8 MeV.
- the dose in the context of the present invention is 0.1 to 500 kGy, preferably 1 to 100 kGy, particularly preferably 2 to 60 kGy
- the irradiation time with each acting energy is adjusted to achieve the desired dose rate each.
- the irradiation is carried out so that the individual particles are moved relative to the radiation source and thus the surfaces of the particles are uniformly irradiated.
- the free-flowing bulk material is circulated in a reactor.
- the reaction is carried out under reduced pressures.
- the silane solvent mixture is z. B. supplied by spraying and the particle surfaces with the mixture occupied (spray coating)
- Orientation is applied about 0.5 M% of an aminosilane to a mineral flour with about 8 m 2 / g of specific surface area.
- the radical starters are applied directly or in solution to the
- Particle surfaces applied typically: spray coating
- Orientation about 0.5 M% of the radical generator are applied.
- a matrix polymer solution is added and the mixture vigorously mixed so that the surface of the mineral component is largely covered. It may be useful, a stronger mixing unit z.
- B. to use a kneader or a mortar mill or a Henschel mixer.
- the solvent is removed while the mixing unit is working. It is created vacuum. After removing the solvent portions, the powder can be supplied to an electron beam irradiation. The irradiation is preferably carried out with constant stirring or
- Crosslinking depends on the requirements in the end product and is adjusted via the irradiation energy and the irradiation time.
- the irradiation can be performed spatially elsewhere and is independent of the preparation of the coating. For this purpose commercial facilities are available.
- the irradiation dose is about 100 kGy, depending on the desired crosslinking strength.
- the finished intermediate product can be used for further processing
- thermoplastic processing for shaping the components is available.
- a new class of polymeric materials opens up in which the filler component is crosslinked with the matrix polymer.
- the present invention therefore also relates to novel polymers
- Admixtures and a free radical initiator characterized in that the free radical initiator initiates a reaction whereby the surface of the filler component is chemically crosslinked directly or indirectly with the thermoplastic matrix polymer chains.
- the components of the materials can consist of:
- Operating temperature is not or reduced mixable bar, about fixed during processing and use. But not limited to that.
- a free radical initiator or mixtures of various known as photoinitiators, crosslinking enhancers, photosensitizers are known as photoinitiators, crosslinking enhancers, photosensitizers
- Thermoplastic polymers, oligomers or prepolymers or monomers (individual or mixtures (blends)), which are compatible with the
- Examples of the individual components are: natural or synthetic materials, with variable outer shape (eg.
- phase F can be organic. These include thermosets, thermoplastics, elastomers or thermoplastic elastomers or polymers based on renewable raw materials. Likewise, the chemical nature of the phase F may be inorganic nature: These include in particular metals (pure and alloys) and their metal oxides, metal hydroxides and Oxihydrate. Likewise hydroxides and
- Oxihydrate as well as mixed oxides are relevant. Examples are: alumina, titania, Caiciumoxid, and their Oxihydrate and hydroxides.
- the phase F may consist of mineral components, such as. Examples of silicate components are: quartz, cristobalite, talc, kaolin, metakaolin, calcined kaolin, mica (muscovite, phlogopite, vermiculite), diatomaceous earth
- Metal alcoholates silanes, titanates, aluminates, zirconates, (functional) siloxanes, silicone oils, MSA grafted polymers, metal soaps, olefins.
- the metal alcoholates, especially the silanes, as bifunctional silanes are described in the form, and mixtures thereof R-i-Si-R ⁇ ), wherein
- R1 is a hydrolyzable alkoxy group (eg, methoxy or ethoxy,) or
- R (2-4) represent organofunctional groups.
- R2-R4 can be combinations of: Amino, e.g. B .: Dynasilan® AMEO: 3-AminoPropyltrietoxysilane z.
- Dynasilan® DAMO N- (2-aminoethyl, 3-aminopropyl-trimethoxysilane, epoxi- (glycidyl), alkyl, octyl, e.g., Dynasilan® OCTMO: trimethoxyoctylsilane, methyl, alkenyl, Alkoxy, carboxy, acidahydride, aryl, phenyl, vinyl, eg: Dynasilan® VTMO: vinyltrimethoxysilane, acyl, methacryl, for example: Dyansilan® MEMO: 3-methacrylpropyl-trimethoxysilane, nitrile , Acrylonitrile, amido, photoinitiator, ureido, is
- Free radical generators may be photoinitiators, crosslinkers or
- the photoinitiators are derived from the groups of benzophenones and their derivatives, the dialkylbenzilketals and the a-diketones, the acylphosphine oxides of the thionathones, aminocoinitiator systems and the aminoacrylates. These include the
- Alkylbenzophenones 2-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 2,4-dimethylbenzophenone, 3,4-dimehtylbenzophenone, 4-isopropylbenzophenone, 4-dodecylbenzophenone, 2,4,6-trimethyl- Benzophenone, 3,3-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4-phenylbenzophenone, the dialkoxyacetophenone, benziketals:, 4'-bisdimethylaminobenzophenone ("Michlersketon”), 2,2'-dimethoxy-2-phenylacetophenone ("benzil dimethyl ketal”) , 1- (4-Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one ("Doracur 1173®”), (I-hydroxycyclohexyl) - Phenyl ketone, the halobenzophenones
- Benzophenones 2,2'-dichloro-benzophenones, the alkoxy-alkylthio-derivatives: 2-, 3-, 4-methoxy-benzophenone, 2-, 4-methylthio-benzophenones, 2-ethoxy-benzophenones, 4-propoxy-benzophenones, 4 Butoxy Benzophenones, 4-Isopropoxy Benzophenones,
- the carboxylic ester derivatives 2-methoxycarbonylbenzophenones, 3 Methoxycarbonylbenzophenones, 2- or 4-ethoxycarbonyl-benzophenones, 2- or 4-isopropoxycarbonyl-benzophenones, 4-tert-butoxycarbonyl-benzophenones, 2-butoxycarbonyl-benzophenones, 2,2-diethoxycarbonyl-benzophenones, the dialkylbenzilketals alpha-diketones: ⁇ -Aminoalkyphenones, benzoin ethers, benzoin butyl ether, benzoin isopropyl ether, 1-Q-phenanthrenequinone, 1-benzoylcyclohexanonol ("Irgacure 184 (®)"), 2 (dimethylamino-ethylacrylate),
- TMPDO Trimethylbenzoylethoxyphenylphosphine oxide
- thioanthones 2- / 4-chlorothioxanthone
- 2- / 4-isopropylthioxanthone 2,4-dimethylthioxanthone
- aminocoinitiator systems N-methyldiethanolamine, triethanolamine
- the aminoacrylates 2- (dimethylamino) ethyl acrylate
- free radical generators azo-bis (isobutyronitrile) "AIBN” azobis (4-cyanovaleric acid), dibenzoyl peroxide, dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctate, tert-butyl perbenzoate , Di- (tert-butyl) peroxide, benzopinacol, 2,2'-di (TMPDO), bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide,
- Isocyanates / isocyanurates triallyisocyanurate ("TRAIC”), trimethallyl isocyanurate (“TMAIC”), others: polymethylene polyphenylene-N-maleimide, tris (4-vinyloxybutyl) trimellitate, bis (4-vinyloxybutyl) -isophthalate.
- TRAIC triallyisocyanurate
- TMAIC trimethallyl isocyanurate
- others polymethylene polyphenylene-N-maleimide
- tris (4-vinyloxybutyl) trimellitate bis (4-vinyloxybutyl) -isophthalate.
- metal alcoholates eg, silanes
- Thermoplastics may be polymers, oligomers, prepolymers and monomers, such as:
- PE-LO PE polyethylene
- PE-HO PE-HO
- PE-LLO PE polyethylene
- PA Polyamide 6 PA 6.6 PA 11, PA 12 and others.
- the present invention is also a process for the preparation of polymeric materials based on thermoplastics and optionally other polymers, surface-modified mineral components and optionally other admixtures and a radical initiator, characterized in that the free-radical initiator initiates a chemical reaction, after which the surface of the filler component with the thermoplastic polymer phase is chemically crosslinked.
- the energetic action is effected by means of ionizing radiation, in the form of electron beams, UV rays or X-rays on the
- the present invention also relates to the use of
- Forming process (so-called primary forming, joining and machining).
- Examples include the extrusion process or injection molding process, or the blow molding process, as intake pipes in vehicles, fuel tanks vehicles, support plates in electrical and electronic applications, plain bearings, slide conveyors, cutlery, tubes, profiles, tubes, plates,
- tensile strength which is increased by at least 10%
- E modulus increased by at least 10%
- heat resistance by more than 15 K
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Disclosed are intermediate products (semifinished products) for polymer materials, comprising surface-modified components, said polymer materials based on the intermediate products, a method for producing the intermediate products, and the use thereof.
Description
Polymere Werkstoffe mit gekoppelten Komponenten Polymeric materials with coupled components
Die Erfindung betrifft Zwischenprodukte (Halbzeuge) für polymere Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten, die polymeren Werkstoffe auf Basis der Zwischenprodukte, ein Verfahren zu ihrer Herstellung der Zwischenprodukte und ihre Verwendungin der Kunststofftechnik ist es eine übliche Vorgehensweise, die The invention relates to intermediates (semi-finished products) for polymeric materials with surface-modified mineral components, the polymeric materials based on the intermediates, a process for their preparation of intermediates and their use in plastics technology, it is a common practice
Eigenschaftsprofile der an sich bekannten Polymeren durch Beimischung (Compoundierung) von Zusatzstoffen, wie Füllstoffen und Additiven, zu verbessern. Property profiles of the per se known polymers by admixture (compounding) of additives, such as fillers and additives to improve.
Wichtige übliche Füllstoffe sind unter anderem Kreide, Sand, Kieselgur, Glasfasern und -kugeln, Zinkoxid, Holzmehl, Holzfasern, Cellulosefasern, Textil- fasern, Stärke, Graphit, Ruß und Talkum, Glimmer (Muskovit, Phlogopit, Sericit) Alumosilikate, Tonerden (z. B. Montmorrillonit) Kohlefasern, Glassflakes, Aluminiumhydroxid (ATH), Magnesiumhydroxid (MDH), Metalloxide wie z.B. Aluminiumoxid, Titandioxid, Calciumcarbonate (GCC, PCC, Marmor,), Gips, Wollastonit, Basaltfasern, Steinwollefasern, Quarzmehl, Quarzgut, Microsilica oder Feldspäte. Dies ist nur eine beispielhafte Aufstellung von möglichen Komponenten. Aus der EP 1 340 788 A2 ist beispielsweise ist beispielsweise die Herstellung eines Compounds auf Basis eines thermoplastischen Kunststoffs bekannt. Wie in diesem Dokument beschrieben wird, werden Thermoplaste, z.B. Important common fillers include chalk, sand, kieselguhr, glass fibers and spheres, zinc oxide, wood flour, wood fibers, cellulose fibers, textile fibers, starch, graphite, carbon black and talcum, mica (muscovite, phlogopite, sericite) aluminosilicates, clays (e.g. B. montmorillonite) carbon fibers, glass flakes, aluminum hydroxide (ATH), magnesium hydroxide (MDH), metal oxides such as Alumina, titanium dioxide, calcium carbonates (GCC, PCC, marble), gypsum, wollastonite, basalt fibers, rock wool fibers, quartz powder, fused silica, microsilica or feldspars. This is just an example list of possible components. From EP 1 340 788 A2, for example, the production of a compound based on a thermoplastic is known, for example. As described in this document, thermoplastics, e.g.
Polyvinylchlorid, mit einem Vernetzungsmittel, einem Stabilisator, Kreide als Füllstoff und einem Alkylbenzophenon als Radikalstarter zu einem Polyvinyl chloride, with a crosslinking agent, a stabilizer, chalk as a filler and an alkylbenzophenone as radical initiator to a
verarbeitungsfähigen Compound verarbeitet. Nach der Formgebung, hier Extrusion, wird durch Bestrahlung mit UV Licht das Polymer vernetzt. Die Füllstoffe werden dabei lediglich physikalisch in dem Thermoplast eingelagert und haben eine Füllfunktion. processable compound processed. After shaping, here extrusion, the polymer is crosslinked by irradiation with UV light. The fillers are only physically stored in the thermoplastic and have a filling function.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz von mineralischen The object of the present invention is the use of mineral
Komponenten, als Bausteine der synthetischen Kunststoffe (Compounds) zur Components, as building blocks of synthetic plastics (compounds)
BESTÄTIGUNGSKOPIE
Erhöhung beispielsweise der mechanischen Stabilität, der Reißfestigkeit, der Schlagzähigkeit, der Kratzfestigkeit oder des E-Moduls. CONFIRMATION COPY Increase, for example, the mechanical stability, the tensile strength, the impact resistance, the scratch resistance or the modulus of elasticity.
Es wurden neue Zwischenprodukte für polymere Werkstoffe mit mineralischen Komponenten, einem Radikalstarter und gegebenenfalls anderen There have been new intermediates for polymeric materials with mineral components, a radical starter and possibly others
Beimischungen gefunden, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter die Oberfläche der oberflächenmodifizierten silikatischen Komponente bedeckt und die Polymerketten an der Oberfläche der modifizierten silikatischen Admixtures found, characterized in that the radical starter covers the surface of the surface-modified silicate component and the polymer chains on the surface of the modified silicate
Komponente gebunden sind. Component are bound.
Im Vergleich zu an sich bekannten Polymer-Compounds sind in den neuen Compounds auf Basis der erfindungsgemäßen Zwischenprodukte die mineralischen Komponenten mit dem Polymer chemisch vernetzt und nicht als Füllstoff nur physikalisch eingelagert. Im Gegensatz zu anderen vernetzten Thermoplasten, liegt die Vernetzung vorrangig mit der mineralischen Compared to known polymer compounds in the new compounds based on the intermediates of the invention, the mineral components are chemically crosslinked with the polymer and not incorporated as a filler only physically. In contrast to other crosslinked thermoplastics, the networking is primarily with the mineral
Oberfläche vor, während der Rest des thermoplastischen Anteils im Surface before, while the rest of the thermoplastic portion in the
Wesentlichen weiter unvernetzt vorliegt und damit einer thermoplastischen Weiterverarbeitung zugänglich ist. Substantially remains uncrosslinked and thus a thermoplastic processing is accessible.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die neuen Compounds eine erhöhte chemische und mechanische Stabilität wie z. B. die Festigkeit oder die According to the present invention, the new compounds have increased chemical and mechanical stability such. As the strength or
Reißfestigkeit oder die Schlagzähigkeit oder den E-Modul im Vergleich zu Compounds mit eingelagerten mineralischen Komponenten oder mit Tear resistance or impact strength or Young's modulus compared to compounds with embedded mineral components or with
Haftvermittlern oberflächenmodifizierten mineralischen Füllstoffen auf. Bonding agents surface-modified mineral fillers on.
Mit den erfindungsgemäßen Zwischenprodukten erschließt sich eine neue Klasse von polymeren Verbundwerkstoffen (Polymer-Compounds). With the intermediates of the invention opens up a new class of polymeric composites (polymer compounds).
Diesen mineralischen Komponenten sind dadurch gekennzeichnet, dass sie Oberflächenhydroxylgruppen tragen, die einer Silanisierungsreaktion These mineral components are characterized by having surface hydroxyl groups that undergo a silanization reaction
zugänglich sind. are accessible.
Mineralische Komponenten für die polymeren Werkstoffe im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Silikate enthaltende Materialien bzw. silikatische Strukturen aufweisende Materialien oder Metalloxide bzw. oxid ische Strukturen
aufweisende Materialien oder Metallhydroxide bzw. hydroxidische Strukturen aufweisende Materialien. Mineral components for the polymeric materials in the context of the present invention are silicate-containing materials or materials having silicate structures or metal oxides or oxide-containing structures comprising materials or metal hydroxides or hydroxidische structures having materials.
Mineralische Komponenten im Rahmen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise sein: Silikate: natürliche und synthetische Silikate, pyrogene und gefällte Kieselsäuren, so genannte Insel-Silikate, Ketten-Silikate, Band-Silikate, Netzsilikate, Schichtsilikate oder Alumosilikate, Minerale der Gruppe der Quarze (Quarz, Quarzgut, Cristobalit), Zeolithe, Feldspäte, Calciumsilikat- Phasen-Mineralien oder Calcium-silikathydratphasen-Mineralien (z. B. Mineral components in the context of the present invention may be, for example: silicates: natural and synthetic silicates, fumed and precipitated silicas, so-called island silicates, chain silicates, strip silicates, wetting silicates, layered silicates or aluminosilicates, quarternary quartz (quartz) minerals , Fused silica, cristobalite), zeolites, feldspars, calcium silicate phase minerals or calcium silicate hydrate phase minerals (eg.
Tobermorit oder Xonotlit) oder Metalloxide: natürliche oder synthetische Tobermorite or xonotlite) or metal oxides: natural or synthetic
Metalloxide wie Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Titandioxid, Eisenoxide, Zinkoxid. Metal oxides such as alumina, silica, magnesia, calcia, titania, iron oxides, zinc oxide.
Im Besonderen bevorzugt im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht die mineralische Komponente aus silikatischen und/ oder alumosilikatischen und/ oder siliziumoxidischen und/oder aluminiumoxidischen Materialien oder Titandioxiden In particular, in the context of the present invention, the mineral component consists of silicate and / or aluminosilicate and / or silicon oxide and / or aluminum oxide materials or titanium dioxides
Beispielsweise seien die folgenden silikatischen Materialien genannt: Glimmer, Talkum, Wollastonit, Asbeste, Quarz, Quarzgut, Kieselsäure, Microsilica, Kaolin, calcinierte Kaoline, Xonotlit, Tobermorit, Nephelin-Syenit, Examples which may be mentioned are the following siliceous materials: mica, talc, wollastonite, asbestos, quartz, fused silica, silicic acid, microsilica, kaolin, calcined kaolins, xonotlite, tobermorite, nepheline syenite,
Aluminiumoxid, Titandioxid, Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die mineralische Komponente in körniger Form vorliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Alumina, Titanium Dioxide In the context of the present invention, the mineral component may be present in granular form. In a preferred embodiment of
vorliegenden Erfindung liegt die mineralische Komponente in feinteiliger Form vor. Present invention, the mineral component is present in finely divided form.
Es ist hierbei bevorzugt, dass die mineralische Komponente in einer Korngröße von kleiner als 4 mm vorliegt It is preferred here that the mineral component is present in a particle size of less than 4 mm
Im Besonderen ist hierbei bevorzugt, dass die silikatische Komponente in einer Korngröße von 5 nm bis 250 pm vorliegt. In particular, it is preferred here that the silicate component is present in a particle size of 5 nm to 250 μm.
Die erfindungsgemäßen Zwischenprodukte sind an der Oberfläche der mineralischen Komponente weitgehend in einer monomolekularen Schicht, zumindest aber in Submonolagen bedeckt.
Der Radikalbildner wird dabei an die von der Oberfläche entfernt liegenden organo-funktionelle Gruppe angelagert. Anschließend wird auf die The intermediates according to the invention are largely covered on the surface of the mineral component in a monomolecular layer, or at least in submonolayers. The radical generator is thereby attached to the organofunctional group remote from the surface. Subsequently, on the
Partikeloberfläche das Polymer aufgebracht, so dass quasi eine mehrschalige Struktur aufgebaut wird. Eine mehrschichtige Bedeckung (Multilagen) ist selbstverständlich auch möglich. Particle surface applied to the polymer, so that a quasi-multi-shell structure is built. Of course, a multilayer covering (multilayer) is also possible.
Für den Fall, dass im Rahmen der Erfindung gewünscht wird, dass die mineralische Komponente nicht vollständig mit dem Polymer verknüpft ist, kann selbstverständlich die Bedeckung auch nur teilweise vorliegen (Submonolagen). Für die erfindungsgemäßen Zwischenprodukte ist es besonders bevorzugt, wenn eine möglichst weitgehende Reaktion von bifunktionellen Silane mit den freien Hydroxyl-Gruppen der mineralischen Komponente stattgefunden hat und eine möglichst vollständige Bedeckung der mittels Silanen Oberflächen modifizierten mineralischen Komponente mit dem Radikalbildner vorliegt. In the event that it is desired in the context of the invention that the mineral component is not completely linked to the polymer, it goes without saying that the covering can only be partially present (submonolayers). For the intermediates according to the invention, it is particularly preferred if as far as possible a reaction of bifunctional silanes with the free hydroxyl groups of the mineral component has taken place and as complete as possible coverage of the silane surface modified mineral component with the radical generator present.
Selbstverständlich kann die Silankomponente auch in Mischung mit den Of course, the silane component can also be mixed with the
Radikalbildnern an der Oberfläche der mineralischen Komponente vorliegen. Darauf geschichtet ist die Thermoplastphase. Radical formers present on the surface of the mineral component. Layered on the thermoplastic phase.
Radikalbildner im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind an sich bekannt Free-radical generators in the context of the present invention are known per se
Radikalbildner im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sein: Free-radical generators in the context of the present invention can be:
Photoinitiatoren, Photosensibilisatoren oder Vernetzungsmittel. Es können auch funktionelle Silane bzw. Siloxane mit funktionellen Gruppen sein, die unter energetischer Einwirkung in Radikale zerfallen und oder eine Photoinitiators, photosensitizers or crosslinkers. They may also be functional silanes or siloxanes having functional groups which decompose into radicals upon energetic action and / or
Vernetzungsreaktion initiieren Initiate crosslinking reaction
Bevorzugte Radikalbildner im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sein: Photoinitiatoren: Benzoinether, Benzil, Benzilketale, Alpha-spalter wie Alpha, alpha-Diethoxyacetophenon, alpha-Hydroxyalkylphenone, alpha- Aminoalkylphenone, aromatische Keton-Coinitiatorsysteme: Benzophenone und substituierte Benzophenone, Mischlers-Keton, Photosensibilisatoren: Preferred free-radical generators in the context of the present invention may be: photoinitiators: benzoin ethers, benzil, benzil ketals, alpha-splitters such as alpha, alpha-diethoxyacetophenone, alpha-hydroxyalkylphenones, alpha-aminoalkylphenones, aromatic ketone coinitiator systems: benzophenones and substituted benzophenones, Mischlers ketone, photosensitizers:
aromatische Halogenketone: Phenacylchlorid, Desylchlorid oder 4-
Chlormethylbenzophenon Vernetzungsmittel: Trimethylol-propan-trimethacrylat, (TRIM) oder Triallylcyanurat (TAC), Triallylisocyanurt (TAIC). aromatic haloketones: phenacyl chloride, desyl chloride or 4- Chloromethylbenzophenone Crosslinking Agent: trimethylolpropane trimethacrylate, (TRIM) or triallyl cyanurate (TAC), triallyl isocyanurate (TAIC).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Polymere an die Oberfläche der mit Haftvermittlern modifizierten mineralischen Komponente angelagert und danach mit ihr vernetzt. In the context of the present invention, polymers are attached to the surface of the mineral component modified with adhesion promoters and then crosslinked with it.
Polymere im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind ungesättigte, Polymers in the context of the present invention are unsaturated,
unverzweigte oder verzweigte, gepfropfte oder ungepfropfte Thermoplaste und Thermoplastische Elastomere. Sie können mittels Additionsreaktionen oder durch Pfropfung mit reaktiven Gruppen versehen sein. Beispielsweise seien die folgenden Polymere genannt: Polyethylen, unbranched or branched, grafted or ungrafted thermoplastics and thermoplastic elastomers. They may be provided by addition reactions or by grafting with reactive groups. For example, the following polymers may be mentioned: polyethylene,
Polypropylen oder Gemische von Polyethylen und Polypropylen (z.B. gepfropft und ungepfropft), Polyamid, Polyurethan Polypropylene or blends of polyethylene and polypropylene (e.g., grafted and ungrafted), polyamide, polyurethane
Polyvinylchlorid, Polycarbonat, PMMA, Polyaryletherketone (z.B. PEEK), Polyoxymethylen, Polystyrole, Polyimide, Thermoplastische Elastomere und natürliche Polymere. Dies ist natürlich nur eine Auswahl grundsätzlich Polyvinyl chloride, polycarbonate, PMMA, polyaryletherketones (e.g., PEEK), polyoxymethylene, polystyrenes, polyimides, thermoplastic elastomers and natural polymers. Of course, this is just a selection in principle
einsetzbarer Thermoplaste. usable thermoplastics.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die In the context of the present invention, it is possible that the
erfindungsgemäßen Zwischenprodukte weitere an sich bekannte intermediates according to the invention further known per se
Beimischungen enthalten. Als Beimischungen (Additive) seien beispielsweise genannt: Flammschutzmittel wie Aluminumtrihydroxid (ATH) oder Magnesiumhydroxide (MDH), Contain admixtures. Examples of admixtures (additives) include: flame retardants such as aluminum trihydroxide (ATH) or magnesium hydroxides (MDH),
Stabilisatoren wie Metallseifen oder Organozinnverbindungen. Weichmacher wie substituierte Phtalate (z.B. Dibutylphtalat), Gleitmittel wie Paraffine oder UV-Stabilisierungsmittel oder Füllstoffe wie z.B. Marmormehl oder Silikate. Haftvermittler im Rahmen der vorliegenden Erfindung fungieren als Stabilizers such as metal soaps or organotin compounds. Plasticizers such as substituted phthalates (e.g., dibutyl phthalate), lubricants such as paraffins or UV stabilizers, or fillers such as e.g. Marble flour or silicates. Bonding agents in the context of the present invention act as
Verknüpfungspunkte zwischen mineralischer Oberfläche und dem Polymer. Joining points between mineral surface and the polymer.
Haftvermittler sind an sich bekannt. Beispielsweise seien Silane, wie H-Silane und Siloxane, wie z.B. bifunktionelle Silane bzw. teilkondensierte Silane oder
funktionelle Siloxane genannt, es können auch andere Organo-Metallalkoholate eingesetzt werden. Adhesion agents are known per se. Examples of suitable silanes, such as H-silanes and siloxanes, such as bifunctional silanes or partially condensed silanes or called functional siloxanes, it can also be used other organo-metal alcoholates.
Beispielsweise seien die folgenden Haftvermittler genannt: Organo-Silane(z.B. AMEO®) bzw. Siloxane Organo- Titanate, OrganoZirkonate, For example, the following adhesion promoters may be mentioned: organosilanes (for example AMEO®) or siloxanes Organo-Titanate, Organozirconate,
Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polyethylen bzw. andere MSA-, CaStearate, Fettsäuren. Maleic anhydride grafted polyethylene or other MSA, Ca stearates, fatty acids.
Im Besonderen werden als Haftvermittler bevorzugt: Aminosilane oder In particular, preferred adhesion promoters are: aminosilanes or
Aminogruppen enthaltende funktionelle Silane, Vinylsilane, Acrylsilane, Amino functional silanes, vinyl silanes, acryl silanes,
Methacrylsilane, Octylsiiane oder Epoxisilane. Es wurde auch ein Verfahren zur Herstellung der Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Radikalstarter auf der oberflächenmodifizierten mineralischen Komponente verteilt vorliegt, das Polymer hinzugeben wird und die Vernetzung durch energetische Einwirkung gestartet wird Methacrylsilane, Octylsiiane or Epoxisilane. A process has also been found for the preparation of intermediates for polymeric materials with surface-modified mineral components, characterized in that the radical initiator is distributed over the surface-modified mineral component, the polymer is added and the crosslinking is started by energetic action
Der Radikalstarter kann in festem feinstteiligen, flüssigem Zustand oder in Lösung mit der mineralischen Komponente vermischt und auf der Oberfläche verteilt werden. The radical starter can be mixed in a solid, finely divided, liquid state or in solution with the mineral component and distributed on the surface.
Im Allgemeinen wird bevorzugt, den Radikalstarter gleichmäßig auf der mineralischen Komponente zu verteilen. In general, it is preferred to evenly distribute the radical initiator on the mineral component.
Für das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt, den Radikalstarter in einem Lösemittel zu lösen und auf der mineralischen Komponente zu verteilen. For the process according to the invention, it is preferred to dissolve the radical initiator in a solvent and to disperse it on the mineral component.
Als Lösungsmittel zur Lösung der Radikalstarter seien beispielsweise genannt: Alkohole, Halogenorganische Lösemittel, Silane. Bevorzugte Lösemittel sind beispielsweise: Examples of suitable solvents for dissolving the radical initiators are: alcohols, organohalogenated solvents, silanes. Preferred solvents are, for example:
Methanol, Methylenchlorid, Ethanol, Isopropanol, Aceton, Organosilane wie z.B. Aminosilane oder Octylsiiane oder andere bi- oder multifunktionelle Silane.
Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische der Lösungsmittel Methanol, methylene chloride, ethanol, isopropanol, acetone, organosilanes such as aminosilanes or Octylsiiane or other bi- or multi-functional silanes. Of course it is also possible mixtures of solvents
einzusetzen to use
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die mineralische Komponente und der A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the mineral component and the
Radikalstarter im Massen-Verhältnis kleiner 5%, bevorzugt im Verhältnis kleiner 2 % eingesetzt werden, bezogen auf die Masse der mineralischen Komponente. Radical starter in a mass ratio less than 5%, preferably used in a ratio of less than 2%, based on the mass of the mineral component.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die mineralische Komponente in feinteiliger Form vor. Es ist hierbei bevorzugt, dass die mineralische Komponente in einer Korngröße von kleiner als 4 mm vorliegt. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the mineral component is present in finely divided form. It is preferred here that the mineral component is present in a particle size of less than 4 mm.
Im Besonderen ist hierbei bevorzugt, dass die mineralische Komponente in einer Korngröße von 5 nm bis 250 μιτι vorliegt. In particular, it is preferred that the mineral component is present in a particle size of 5 nm to 250 μιτι.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Thermoplast in Lösung eingesetzt. . Für das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt, den Thermoplast in einem Lösemittel zu lösen und auf der mit Haftvermittlern In a preferred embodiment of the present invention, the thermoplastic is used in solution. , For the process according to the invention, it is preferable to dissolve the thermoplastic in a solvent and to bond it with adhesion promoters
oberfächenmodifizierten mineralischen Komponente, die mit dem Radikalstarter belegt ist, zu verteilen. surface-modified mineral component occupied by the radical starter.
Als Lösungsmittel zur Lösung der Thermoplaste seien beispielsweise genannt: Dichlormethan, Butanone, Tetrahydrofuran, Chloroform, Benzol. m-Kresol, Toluol, Trichlorethylen, Cyclohexanon, Methylethylketon, Aceton, Examples of suitable solvents for the solution of thermoplastics are: dichloromethane, butanone, tetrahydrofuran, chloroform, benzene. m-cresol, toluene, trichlorethylene, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone,
Dimethylformamid, Ethylacetat, Methanol, Ethanol oder Cyclohexan. Die Wahl der Lösemittel richtet sich nach dem zu lösenden Polymer. Dimethylformamide, ethyl acetate, methanol, ethanol or cyclohexane. The choice of solvent depends on the polymer to be dissolved.
Bevorzugte Lösungsmittel sind beispielsweise für Polyamid: Toluol, m-Kresol, Cyclohexanon, Methylethylketon Preferred solvents are, for example, polyamide: toluene, m-cresol, cyclohexanone, methyl ethyl ketone
Im Besonderen wird Toluol und m-Kresol als Lösemittel für Polyamid bevorzugt. In particular, toluene and m-cresol are preferred as the solvent for polyamide.
Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische der Lösemittel einzusetzen.
Die Konzentration des Thermoplasten in dem Lösungsmittel liegt im allgemeinen im Bereich von 1 bis 80 Gew-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 60 Gew-%. Dabei muss die Lösung so niedrigviskos eingestellt werden, dass sie z.B. in einem Spray-Coating-Verfahren zu verarbeiten ist bzw. sich auf der Partikeloberfläche verteilen kann. Of course, it is also possible to use mixtures of solvents. The concentration of the thermoplastic in the solvent is generally in the range of 1 to 80% by weight, preferably in the range of 10 to 60% by weight. The solution must be adjusted so low viscosity that it can be processed eg in a spray-coating process or can be distributed on the particle surface.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird besonders bevorzugt den Thermoplasten als Dispersion oder als Suspension in einem Lösemittel einzusetzen In the context of the process according to the invention, it is particularly preferable to use the thermoplastic as a dispersion or as a suspension in a solvent
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird besonders bevorzugt den Thermoplasten als feinstgemahlenes Pulver, auch gelöst oder suspendiert in einem Lösemittel einzusetzen. Dabei können auch teilgelöste Formen In the context of the process according to the invention, it is particularly preferred to use the thermoplastic as the very finely ground powder, also dissolved or suspended in a solvent. It can also partially solved forms
Anwendung finden find application
Die relativen Mengen des eingesetzten Radikalbildners und des Thermoplasten können in weiten Grenzen schwanken und werden durch den gewünschten Vernetzungsgrad bestimmt. The relative amounts of the radical generator and the thermoplastic used can vary within wide limits and are determined by the desired degree of crosslinking.
Als Lösungsmittel zur Lösung der Radikalstarter seien beispielsweise genannt: Alkohole, Halogenorganische Lösemittel, Silane Bevorzugte Lösemittel sind beispielsweise: Methanol, Methylenchlorid, Ethanol, Isopropanol, Aceton, Organosilane wie z.B. Aminosilane oder Octylsilane oder andere bi- oder multifunktionelle Silane. Examples of suitable solvents for dissolving the free-radical initiators are: alcohols, halogenated organic solvents, silanes. Preferred solvents are, for example: methanol, methylene chloride, ethanol, isopropanol, acetone, organosilanes, e.g. Aminosilanes or octylsilanes or other bi- or multi-functional silanes.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Oberfläche der mineralischen Komponente in einer ersten Schicht ein Haftvermittler aufgetragen. Der Radikalstarter wird dann im folgenden Schritt aufgetragen. Haftvermittler im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstärken die Haftung des Thermoplasten auf der mineralischen Komponente indem er als In a preferred embodiment of the method according to the invention, a bonding agent is applied to the surface of the mineral component in a first layer. The radical starter is then applied in the following step. Adhesion promoters in the context of the present invention enhance the adhesion of the thermoplastic to the mineral component by acting as
Reaktionspartner die chemische Bindung mit dem Thermoplasten eingeht, bzw. mit den anwesenden Reaktionspartnern reagiert. Reactant enters the chemical bond with the thermoplastic, or reacts with the present reactants.
Haftvermittler sind an sich bekannt. Beispielsweise seien Silane, wie H-Silane und Siloxane, wie z.B. bifunktionelle Silane bzw. teilkondensierte Silane oder
funktionelle Siloxane genannt, es könne auch andere Organo-Metallalkoholate eingesetzt werden. Adhesion agents are known per se. Examples of suitable silanes, such as H-silanes and siloxanes, such as bifunctional silanes or partially condensed silanes or called functional siloxanes, it could also be used other organo-metal alcoholates.
Beispielsweise seien die folgenden Haftvermittler genannt: Organo-Silane, bzw. Siloxane (z.B. Ameo), Organo-Titanate, Organo-Zirkonate, For example, the following adhesion promoters may be mentioned: organosilanes, or siloxanes (for example Ameo), organo-titanates, organo-zirconates,
Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polyethylen bzw. andere MSA-, Ca-Stearate, Fettsäuren. Maleic anhydride grafted polyethylene or other MSA, Ca stearates, fatty acids.
Im Besonderen werden als Haftvermittler bevorzugt: Aminosilane, Vinylsilane, Acrylsilane, Methacrylsilane, Octylsilane, Epoxisilane oder Aminogruppen enthaltende Silane Für das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt, den Haftvermittler in einem Lösungsmittel zu lösen und auf der mineralischen Komponente zu verteilen und mit der Oberfläche reagieren zu lassen. In particular, preferred adhesion promoters are: aminosilanes, vinylsilanes, acrylsilanes, methacrylsilanes, octylsilanes, epoxysilanes or silanes containing amino groups For the process according to the invention, it is preferred to dissolve the adhesion promoter in a solvent and to distribute it on the mineral component and react with the surface ,
Als Lösungsmittel zur Lösung der Haftvermittler seien beispielsweise genannt: Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, oder Toluol. Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische der Lösungsmittel Examples of suitable solvents for solubilizing the adhesion promoters are: methanol, ethanol, propanol, isopropanol, or toluene. Of course it is also possible mixtures of solvents
einzusetzen oder die Haftvermittler direkt aufzutragen. to use or apply the bonding agents directly.
Die Konzentration des Haftvermittlers in dem Lösungsmittel liegt im The concentration of the adhesion promoter in the solvent is in the
Allgemeinen im Bereich von 1% bis 90 Gew-%. bevorzugt im Bereich von 20 bis 70 Gew-%. Nach Reaktion des Haftvermittlers mit der Oberfläche wird der Radikalstarter aufgebracht, das Lösemittel entfernt, anschließend die Thermoplastlösung aufgebracht und das Lösemittel entfernt. Generally in the range of 1% to 90% by weight. preferably in the range of 20 to 70% by weight. After the adhesion promoter reacts with the surface, the radical initiator is applied, the solvent is removed, then the thermoplastic solution is applied and the solvent is removed.
Die Reaktion und damit die Vernetzung der beschichteten mineralischen Komponente mit dem Thermoplast im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird durch energetische Einwirkung in an sich bekannter Weise gestartet. The reaction and thus the crosslinking of the coated mineral component with the thermoplastic in the context of the present invention is started by energetic action in a conventional manner.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Reaktion durch energetische Einwirkung in Form ionisierender Strahlung initiiert.
Die energetische Einwirkung kann durch ionisierende Strahlung oder In a preferred embodiment of the present invention, the reaction is initiated by energetic action in the form of ionizing radiation. The energetic influence can be caused by ionizing radiation or
elektromagnetische Strahlung eingebracht werden. Im Rahmen der vorliegen Erfindung ist Beta-Strahlung (Elektronenstrahlen) im Bereich von 1 keV bis 50 MeV, bevorzugt im Bereich von 1 keV bis 10 MeV, im besonderen bevorzugt im Bereich von 3 keV bis 8 MeV. electromagnetic radiation are introduced. In the present invention, beta radiation (electron beams) is in the range of 1 keV to 50 MeV, preferably in the range of 1 keV to 10 MeV, more preferably in the range of 3 keV to 8 MeV.
Dabei beträgt die Dosis im Rahmen der vorliegenden Erfindung 0,1 bis 500 kGy, bevorzugt 1 bis 100 kGy, im besonderen bevorzugt 2 bis 60 kGy The dose in the context of the present invention is 0.1 to 500 kGy, preferably 1 to 100 kGy, particularly preferably 2 to 60 kGy
Die Bestrahlungszeit mit der jeweils einwirkenden Energie wird zur Erreichung der erwünschten Dosisleistung jeweils angepasst Die Bestrahlung wird so durchgeführt, dass die einzelnen Partikel relativ zur Strahlungsquelle bewegt werden und so die Oberflächen der Partikel The irradiation time with the respective acting energy is in each case adapted to achieve the desired dose rate. The irradiation is carried out so that the individual particles are moved relative to the radiation source and thus the surfaces of the particles
gleichmäßig bestrahlt werden. Vorzugsweise wird dabei das rieselfähige be irradiated evenly. Preferably, this is the free-flowing
Schüttgut in einem Reaktor umgewälzt. Bulk material circulated in a reactor.
In einer besonders bevorzugten Form wird die Reaktion unter reduzierten Drücken durchgeführt. In a particularly preferred form, the reaction is carried out under reduced pressures.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Zwischenprodukte kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden: The process according to the invention for the preparation of the intermediates can be carried out, for example, as follows:
. Das rieselfähige Pulver mineralischer Natur wird im Reaktor , The free-flowing powder of mineral nature is in the reactor
umgewälzt. circulated.
2. Das Silan-Lösemittelgemisch wird z.B. durch aufsprühen zugeführt und die Partikeloberflächen mit dem Gemisch belegt (Spray- Coating). 2. The silane-solvent mixture is e.g. supplied by spraying and the particle surfaces with the mixture (spray coating).
3. Die Reaktion der Silanankopplung an die mineralische Oberfläche wird mit thermischer Unterstützung durchgeführt. 3. The reaction of the silane coupling to the mineral surface is carried out with thermal support.
4. Entstehende und vorhandene Lösemittel werden entfernt. 4. Any resulting and existing solvents are removed.
5. Die Schritte 2 bis 4 werden so lande wiederholt bis die gewünschte nominelle Bedeckung relativ zur spezifischen Oberfläche, bestimmt nach BET, erreicht ist. Typisch wird mit einer monomolekularen Bedeckung gearbeitet. Auch andere Bedeckungsgrade sind möglich.
Als Orientierung wird ca. 0,5 Gew.-% eines Aminosilans auf ein Mineralmehl mit ca. 8 m2/g spezifischer Oberfläche aufgetragen.5. Steps 2 to 4 are repeated until the desired nominal coverage relative to the BET specific surface area is achieved. Typically, a monomolecular coating is used. Other degrees of coverage are possible. As an orientation, about 0.5% by weight of an aminosilane is applied to a mineral flour with about 8 m2 / g of specific surface area.
6. Die Radikalstarter werden direkt oder in Lösung auf die 6. The radical starters are applied directly or in solution to the
Partikeloberflächen aufgetragen (typisch: Spray-Coating). Zur Orientierung werden ca. 0,5 Gew.-% des Radikalbildners Particle surfaces applied (typically: spray coating). For orientation, about 0.5 wt .-% of the radical generator
aufgetragen. applied.
7. Eine Polymer-Lösung wird zugegeben und die Mischung kräftig 7. A polymer solution is added and the mixture becomes vigorous
durchmischt, so dass die Oberfläche der mineralischen Komponente weitgehend bedeckt ist. Dabei kann es dienlich sein, ein stärkeres Mischaggregat z. B. einen Kneter oder eine Mörsermühle oder einen Henschelmischer zu nutzen. mixed so that the surface of the mineral component is largely covered. It may be useful, a stronger mixing unit z. B. to use a kneader or a mortar mill or a Henschel mixer.
8. Das Lösemittel wird entfernt während das Mischaggregat arbeitet. 8. The solvent is removed while the mixing unit is working.
9. Es wird Vakuum angelegt. 9. Vacuum is applied.
10. Nach entfernen der Lösemittelanteile kann das Pulver einer 10. After removing the solvent components, the powder can be a
Bestrahlung mit Elektronenstrahlen zugeführt werden. Irradiation be supplied with electron beams.
11. Die Bestrahlung wird vorzugsweise unter ständigem Rühren bzw. ständiger Umwälzung des rieselfähigen Pulvers durchgeführt, damit alle Partikeloberflächen gleichmäßig vernetzt werden. Der Grad der Vernetzung richtet sich nach den Anforderungen im Endprodukt und wird über die Bestrahlungsenergie und die Bestrahlungszeit eingestellt. Die Bestrahlung kann räumlich an anderer Stelle durchgeführt werden und ist unabhängig von der Präparation der Beschichtung. Hierfür stehen kommerzielle Anlagen zur Verfügung. Die Bestrahlungsdosis beträgt ca. 100 kGy, je nach gewünschter Vernetzungsstärke. 11. The irradiation is preferably carried out with constant stirring or continuous circulation of the free-flowing powder, so that all particle surfaces are uniformly crosslinked. The degree of crosslinking depends on the requirements in the end product and is adjusted by the irradiation energy and the irradiation time. The irradiation can be performed spatially elsewhere and is independent of the preparation of the coating. For this purpose commercial facilities are available. The irradiation dose is about 100 kGy, depending on the desired crosslinking strength.
12. Das fertige Zwischenprodukt kann einer Weiterverarbeitung zum 12. The finished intermediate may be a further processing for
Compound zugeführt werden, welches anschließend zur thermoplastischen Weiterverarbeitung zur Formgebung der Bauteile zur Verfügung steht. Compound are supplied, which is then available for thermoplastic processing for shaping the components available.
Auf Basis der erfindungsgemäßen Zwischenprodukte eröffnet sich eine neue Klasse von polymeren Werkstoffen bei denen die mineralische Komponente mit dem Polymer vernetzt ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch neue polymere Werkstoffe auf Basis von Thermoplasten und gegebenenfalls anderen Based on the intermediates of the invention opens up a new class of polymeric materials in which the mineral component is crosslinked with the polymer. The present invention therefore also relates to novel polymeric materials based on thermoplastics and optionally other
Polymeren, mineralischen Komponenten und gegebenenfalls anderen Polymers, mineral components and optionally others
Beimischungen und einem Radikalstarter, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Radikalstarter eine Reaktion initiiert, wonach die Oberfläche der mineralischen Komponente mit den thermoplastischen Polymerketten chemisch vernetzt sind. Admixtures and a radical initiator, characterized in that the radical initiator initiates a reaction, after which the surface of the mineral component with the thermoplastic polymer chains are chemically crosslinked.
Die Komponenten der Werkstoffe bestehen aus The components of the materials consist of
A: mineralischen Komponenten, die an der Oberfläche Hydroxylgruppen tragen können A: mineral components that can carry hydroxyl groups on the surface
B: einem auf der Oberfläche der mineralischen Komponente chemisch gebundenen Haftvermittler B: a bonding agent chemically bound on the surface of the mineral component
C: einem Radikalstarter oder Mischungen aus verschiedenen, bekannt als Photoinitiatoren, Vernetzungsverstärker, Photosensibilisatoren D: thermoplastischen Polymeren, Oligomeren oder Prepolymeren oder C: a radical initiator or mixtures of various, known as photoinitiators, crosslinking enhancers, photosensitizers D: thermoplastic polymers, oligomers or prepolymers or
Monomeren (einzelnen oder Mischungen (Blends)), die mit der Oberfläche der mineralischen Komponente vernetzt sind, gepfropft oder ungepfropft. Monomers (individual or mixtures (blends)) which are crosslinked to the surface of the mineral component, grafted or ungrafted.
E: einem thermoplastischen Matrixpolymer, das mit D identisch sein kann, oder auch verschieden Beispiele für die einzelnen sind: E: a thermoplastic matrix polymer that may be identical to D, or different examples of each are:
A: natürliche oder synthetische Materialien, mit variabler äußerer Form (z.B. Fasern, Plättchen, Partikel, Mischungen daraus), kristallin oder amorpher Struktur, oder Mischungen daraus. Die chemische Natur der mineralischen Phase kann oxidischer, oder silikatischer Natur sein, ebenso Hydroxide und Oxihydrate, sowie Mischoxide sind relevant, genauso wie reine Metalle und Metalllegierungen. Beispiele sind: Aluminiumoxid, Titandioxid, Calciumoxid, sowie deren Oxihydrate und Hydroxide. Beispiele für silikatische Komponenten sind: Quarz, Cristobalit, Talkum, Kaolin, Metakaolin, gebrannter Kaolin, Glimmer (Muskovit, Phlogopit, Vermiculit), Kieselgur (Siliceous earth),
Neuburger Kieselerde, Glasskugeln .Hohlglaskugeln, Glasflakes, Kieselglas/Quarzgut, Feldspäte Plasorite, Silikate, Wollastonit, Basalt, Nephelin, Nephelin-Syenit, Perlit (gebläht und ungebläht), Tone, Calsiumsilikate (CS- Phasen-Minerale) und Calciumsilikathydrate (CSH-Phasen-Minerale) z.B. A: natural or synthetic materials, with variable outer shape (eg fibers, platelets, particles, mixtures thereof), crystalline or amorphous structure, or mixtures thereof. The chemical nature of the mineral phase may be oxidic or silicate in nature, as are hydroxides and oxihydrates, as well as mixed oxides are relevant, as are pure metals and metal alloys. Examples are: aluminum oxide, titanium dioxide, calcium oxide, and their Oxihydrate and hydroxides. Examples of silicate components are: quartz, cristobalite, talc, kaolin, metakaolin, calcined kaolin, mica (muscovite, phlogopite, vermiculite), diatomaceous earth (Siliceous earth), Neuburg Siliceous Earth, glass spheres, hollow glass spheres, glass flakes, silica glass, feldspar plasorites, silicates, wollastonite, basalt, nepheline, nepheline syenite, perlite (expanded and unblooded), clays, calsium silicates (CS phase minerals) and calcium silicate hydrates (CSH) Phase minerals) eg
Tobermorit, Xonotlit, Glasfasern (E-, A-, C-, D-, R-, AR-), Alumosilikate Tobermorite, xonotlite, glass fibers (E, A, C, D, R, AR), aluminosilicates
B: Metallalkoholate: Silane, Titanate, Aluminate, Zi rkonate, (funktionelle)- Siloxane, Silikonöle, MSA-gepfropfte Polymere, Metall-Seifen, Olefine. Die Metallalkoholate, insbesondere die Silane, als bifunktionelle Silane werden beschrieben in der Form: Ri-Si-R(2-4) , wobei R1 eine hydrolisierbare Alkoxgruppe ist (z.B. Methoxy- oder B: Metal alcoholates: silanes, titanates, aluminates, zirconates, (functional) siloxanes, silicone oils, MSA-grafted polymers, metal soaps, olefins. The metal alcoholates, especially the silanes, as bifunctional silanes are described in the form: Ri-Si-R (2-4) where R1 is a hydrolyzable alkoxy group (e.g., methoxy or
Ethoxy-,) oder einfach Hydroxy- oder Chloro oder Wasserstoff bedeutet. R(2-4) gleich oder verschieden sind und organofunktionelle Gruppen darstellen. Ethoxy,) or simply hydroxy or chloro or hydrogen. R (2-4) are the same or different and represent organofunctional groups.
R2-R4 können Kombinationen aus den folgenden organofunktionellen Gruppen sein: R2-R4 may be combinations of the following organofunctional groups:
Amino-, z. B.: Dynasilan® AMEO : 3-AminoPropyltrietoxysilan z. B.: Dynasilan® DAMO, N-(2-Aminoethyl,-3-AminopropylTrimethoxysilan Epoxi- (Glycidyl-), Alky-, Octyl-, z. B.: Dynasilan® OCTMO: Trimethoxyoctylsilan, Methyl-, Alkenyl- , Alkoxy-, Carboxy-, Säurenahydride-, Aryl-, Phenyl-, Vinyl-, z. B.: Dynasilan® VTMO: Vinyltrimethoxysilan, Acyl-, Methacryl, z. B.: Dyansilan® MEMO: 3- Methacrylpropyl- Trimethoxysilan, Nitrit-, Acrylnitril-, Amido-, Photoinitiator, Ureido-, Isocyanat-, Isocyanurat-, Sulfonido-, Mercapto- , Thio-, Sulfo-, Sulfino-, Alkylamino-, Dialkyl-, Amino-, Imino-, Nitro-, Nitroso-, Oxo-, Formyl-, Chloro, Bromo-, Fluoro-, lodo-, Keto-Gruppen Ebenso können teilkondensierte Silane die sich aus obiger Struktur ableiten, zur Anwendung kommen. Amino, e.g. B .: Dynasilan® AMEO: 3-AminoPropyltrietoxysilane z. For example: Dynasilan® DAMO, N- (2-aminoethyl, 3-aminopropyltrimethoxysilane, epoxi- (glycidyl), alkyl, octyl, eg: Dynasilan® OCTMO: trimethoxyoctylsilane, methyl, alkenyl, alkoxy , Carboxy-, acidahydride-, aryl-, phenyl-, vinyl-, eg: Dynasilan® VTMO: vinyltrimethoxysilane, acyl-, methacryl, for example: Dyansilan® MEMO: 3-methacrylpropyl-trimethoxysilane, nitrite-, Acrylonitrile, amido, photoinitiator, ureido, isocyanate, isocyanurate, sulfonido, mercapto, thio, sulfo, sulfino, alkylamino, dialkyl, amino, imino, nitro, nitroso, Oxo, formyl, chloro, bromo, fluoro, iodo, keto groups Likewise, partially condensed silanes derived from the above structure may be used.
C: Radikalbildner sind Photoinitiatoren, Vernetzungsverstärker oder C: radical formers are photoinitiators, crosslinking enhancers or
Photosensibilisatoren und Radikalinitiatoren. Die Photoinitiatoren entstammen der Gruppen der Benzophenone und dessen Derivate, der Dialkylbenzilketale
und der a-Diketone, der Acylphosphinoxide der Thionathone, Photosensitizers and radical initiators. The photoinitiators are derived from the groups of benzophenones and its derivatives, dialkylbenzilketals and the a-diketone, the acylphosphine oxide of thionathone,
Aminocoinitiatorsysteme und der Aminoacrylate. Dazu zählen: Aminocoinitiatorsysteme and aminoacrylates. These include:
die Alkylbenzophenone: 2-Methyl-Benzophenon, 4-Methyl-Benzophenon, 2,4- Dimehtyl-Benzophenon, 3,4-Dimehtyl-Benzophenon, 4-lsopropylBenzophenon, 4-Dodecyl-Benzophenon, 2,4,6- Trimethyl-Benzophenon, 3,3-Dimethyl-4- methoxybenzophenon, 4-Phenylbenzophenon die Dialkoxyacetophenonel Benziketale: ,4'-Bisdimethylamino- Benzophenon ("Michlersketon"), 2,2' the alkylbenzophenones: 2-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 2,4-dimethylbenzophenone, 3,4-dimethylbenzophenone, 4-isopropylbenzophenone, 4-dodecylbenzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone , 3,3-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4-phenylbenzophenone, the dialkoxyacetophenonel Benziketale:, 4'-Bisdimethylaminobenzophenone ("Michlersketon"), 2,2 '
Dimethoxy-2-phenylacetophenon ("Benzildimethylketal"), 1-(4-lsopropylphenyl)- 2-hydroxy-2methylpropanon-1 -on, 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenylpropan-1 -on ("Doracur 1173 ®"), (I-Hydroxycyclohexyl)-Phenylketon, Dimethoxy-2-phenylacetophenone ("benzil dimethyl ketal"), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropanone-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one ("Doracur 1173®" ), (I-hydroxycyclohexyl) phenyl ketone,
die Halogenbenzophenone: Chlor-Derivate, 2-Chlor-Benzophenon, 4- Chlor- Benzophenone, 2,2'-Dichlor-Benzophenone, die Alkoxy- Alkylthioderivate: 2-, 3- , 4-methoxy-Benzophenon, 2-, 4Methylthio-Benzophenone, 2-Ethoxy- Benzophenone, 4-PropoxyBenzophenone, 4-Butoxy-Benzophenone, 4- Isopropoxy-Benzophenone, the halobenzophenones: chloro derivatives, 2-chloro-benzophenone, 4-chloro-benzophenones, 2,2'-dichloro-benzophenones, the alkoxy-alkylthio-derivatives: 2, 3, 4-methoxy-benzophenone, 2, 4-methylthio Benzophenones, 2-ethoxy-benzophenones, 4-propoxy-benzophenones, 4-butoxy-benzophenones, 4-isopropoxy-benzophenones,
die Carbonesterderivate: 2-Methoxycarbonyl-Benzophenone, 3- ethoxycarbonyl-Benzophenone, 2- oder 4-EthoxycarbonylBenzophenone, 2- oder 4-lsopropoxycarbonyl-Benzophenone, 4-tert.Butoxycarbonyl- Benzophenone, 2-Butoxycarbonyl-Benzophenone, 2,2'-Diethoxycarbonyl- Benzophenone, the carboxylic ester derivatives: 2-methoxycarbonyl-benzophenones, 3-ethoxycarbonyl-benzophenones, 2- or 4-ethoxycarbonyl-benzophenones, 2- or 4-isopropoxycarbonyl-benzophenones, 4-tert-butoxycarbonyl-benzophenones, 2-butoxycarbonyl-benzophenones, 2,2'- Diethoxycarbonylbenzophenones,
die Dialkylbenzilketale /alpha-Diketone: -Aminoalkyphenone, Benzoinether, Benzoinbutylether, Benzoinisopropylether, 10Phenanthrenchinon, 1-Benzoyl- cyclohexanonol ("Irgacure 184 (©)"), 2(Dimethylamino-ethylacrylat), the dialkylbenzilketals / alpha-diketones: -aminoalkyphenones, benzoin ethers, benzoin butyl ether, benzoin isopropyl ether, phenylenediamine, 1-benzoylcyclohexanonol ("Irgacure 184 (©)"), 2 (dimethylaminoethyl acrylate),
Silylbenzylether, Dodecylbenzophenon, Benzil, die Acylphosphinoxide: Silyl benzyl ether, dodecylbenzophenone, benzil, the acylphosphine oxides:
Benzoylphosphinsäurediethylester, 2,4,6Trimethylbenzoylphosphinoxid Diethyl benzoylphosphinate, 2,4,6-trimethylbenzoylphosphine oxide
("TMDPO"), 2,4,6Trimethylbenzoylethoxyphenylphosphinoxid ("TMPDO"), Bis(2,6dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethyl pentylphosphinoxid , die Thioanthone: 2-/4-Chlorthioxanthon, 2-/4-lsopropylthioxanthon, 2,4- Dimethylthioxanthon, die Aminocoinitiatorsysteme: N-Methyldiethanolamin, Triethanolamin, die ("TMDPO"), 2,4,6-trimethylbenzoylethoxyphenylphosphine oxide ("TMPDO"), bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, the thioanthones: 2- / 4-chlorothioxanthone, 2- / 4-isopropylthioxanthone, 2,4-Dimethylthioxanthone, the Aminocoinitiatorsysteme: N-methyldiethanolamine, triethanolamine, the
Aminoacrylate: 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, oder die Radikalstarter: Azo- bis(isobutyronitril) "AI BN" Azobis-(4-cyanvaleriansäure), Dibenzoylperoxid , Dilauroylperoxid , tert.-Butylperoctat, tert.Butylperbenzoat, Di-(tert.-butyl)- peroxid, Benzpinakol, 2,2'-Di(C1-C8alkyl)-Benzpinakole, Benzoinether, Amino acrylates: 2- (dimethylamino) ethyl acrylate, or the radical initiators: azo bis (isobutyronitrile) "Al BN" azobis (4-cyanovaleric acid), dibenzoyl peroxide, dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctate, tert-butyl perbenzoate, di (tert. butyl) peroxide, benzopinacol, 2,2'-di (C 1 -C 8 alkyl) benzpinacols, benzoin ethers,
Dialkylbenzilketal, Dialkoxyacetophenon, Acylphosphinoxid, 9,1 O-
Phenanthrenchinon, Diacetyl, Furil, Anisil, 4,4'-Dichlorbenzil, 4,4'- Dialkoxybenzil, Campherchinon, die Photosensibilisatoren: Perylen, Dialkylbenzilketal, dialkoxyacetophenone, acylphosphine oxide, 9.1 Phenanthrenequinone, diacetyl, furil, anisil, 4,4'-dichlorobenzil, 4,4'-dialkoxybenzil, camphorquinone, the photosensitizers: perylene,
Thioxanthon-Derivate, AnthracenDerivate, die Vernetzungsmittel aus der Gruppe der Acrylate: Trimethylo-Porpan- trimethacrylat ("TRIM"), Thioxanthone derivatives, anthracene derivatives, the crosslinking agents selected from the group of acrylates: trimethylolpropane trimethacrylate ("TRIM"),
Pentaerythriol- Triacrylat, Pentaerythriol- trimethacrylat, Pentaerithriol- Pentaacrylat, DipentaerythrolPentamethacrylat, Ditri methylol propan- tertaacrylat, Ditri methylol propantetramethacrylat, der Gruppe der Cyanate/ Cyanurate: Triallyl-Cyanurat ("TAG"), der Gruppe der Isocyanate/Isocyanurate: Triallyisocyanurat ("TRAIC"), Trimethallylisocyanurat ("TMAIC"), sonstige: PolymethylenPolyphenylen-N-Maleinimid, Tris( 4-vinyloxybutyl)- Trimellitat, Bis(4- vinyloxybutyl )-lsophthalat Pentaerythriol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythrol pentamethacrylate, ditri methylol propane tereacrylate, Ditri methylol propantetramethacrylate, the group of cyanates / cyanurates: triallyl cyanurate ("TAG"), the group of isocyanates / isocyanurates: triallyisocyanurate (" TRAIC "), trimethallyl isocyanurate (" TMAIC "), others: polymethylene polyphenylene-N-maleimide, tris (4-vinyloxybutyl) trimellitate, bis (4-vinyloxybutyl) -isophthalate
D: die Thermoplaste als Polymere, Oligomere, Prepolymere und Monomere D: the thermoplastics as polymers, oligomers, prepolymers and monomers
Polyolefine polyolefins
CSM Chlorsulfoniertes Polyethylen CSM Chlorosulfonated polyethylene
EEA Ethylen-Ethylacrylat Copoplymer EEA ethylene-ethyl acrylate copoplymer
EPDM Ethylen-Propylen-Terpolymer EPDM ethylene-propylene terpolymer
EPM Ethylen-Propylen-Elastomer EPM ethylene-propylene elastomer
EVA Ethylen- Vinylacetat EVA ethylene vinyl acetate
PE Polyethylen (PE-LD, PE-HD, PE-LLD) PE polyethylene (PE-LD, PE-HD, PE-LLD)
PE-C Chloriertes Polyethylen PE-C Chlorinated polyethylene
PEO Polyethylenoxid PEO polyethylene oxide
PP Polypropylen PA Polyamid 6, PA 6.6, PA 11 , PA 12, Gusspolyamid u.a. Polyamide PVAL Polyvinylalkohol PP Polypropylene PA Polyamide 6, PA 6.6, PA 11, PA 12, cast polyamide and the like. Polyamides PVAL polyvinyl alcohol
Halogenierte Polymere: Halogenated polymers:
CSM Chlorsulfoniertes Polyethylen CSM Chlorosulfonated polyethylene
ETFE Ethylentetrafluorethylen ETFE ethylene tetrafluoroethylene
PEP Polyfluorethylenpropylen PEP Polyfluoroethylenepropylene
FPM Fluorelastomer
PE-C Chloriertes Polyethylen FPM fluoroelastomer PE-C Chlorinated polyethylene
PVC Polyvinylchlorid PVC polyvinyl chloride
PVDF Polyvinylidenfluorid PVDF polyvinylidene fluoride
PVF Polyvinylfluorid PVF polyvinyl fluoride
Thermoplastische Elastomere: Thermoplastic elastomers:
FPM Fluorelastomer (thermoplastisch) FPM fluoroelastomer (thermoplastic)
TPE-E Polyetherester-Copolymere TPE-0 auf Polyolefin-Basis TPE-E Polyetherester Copolymers TPE-0 based on polyolefin
TPE-S auf Styrol-Basis TPE-S based on styrene
TPE-U Polyurethan TPE-U polyurethane
TPE-V Polyolefin mit vulkanisierten Blöcken TPE-V polyolefin with vulcanized blocks
E: stellt Bausteine wie D als thermoplastische polymere Matrix dar. E: represents building blocks such as D as a thermoplastic polymeric matrix.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von polymeren Werkstoffen auf Basis von Thermoplasten und gegebenenfalls anderen Polymeren, oberflächenmodifizierten mineralischen Komponenten und gegebenenfalls anderen Beimischungen und einem Radikalstarter, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter eine chemische Reaktion initiiert, wonach die Oberfläche der mineralischen Komponente mit der The present invention is also a process for the preparation of polymeric materials based on thermoplastics and optionally other polymers, surface-modified mineral components and optionally other admixtures and a radical initiator, characterized in that the radical initiator initiates a chemical reaction, after which the surface of the mineral component with the
thermoplastischen Polymerphase chemisch vernetzt sind. thermoplastic polymer phase are chemically crosslinked.
Die energetische Einwirkung wird mittels ionisierender Strahlung bewirkt, die in Form von Elektronenstrahlen, UV-Strahlen oder Röntgenstrahlen auf die Partikel einwirkt. The energetic action is effected by means of ionizing radiation, which acts in the form of electron beams, UV rays or X-rays on the particles.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung von polymeren Werkstoffen auf Basis von Thermoplasten und gegebenenfalls anderen Polymeren, mineralischen Komponenten und gegebenenfalls anderen Beimischungen und einem Radikalstarter, wobei der Radikalstarter die The present invention is also the use of polymeric materials based on thermoplastics and optionally other polymers, mineral components and optionally other admixtures and a free radical initiator, wherein the radical initiator the
Oberfläche der mineralischen Komponente bedeckt und die Polymerketten an die Oberfläche der mineralischen Komponente gebunden sind, als Surface of the mineral component covered and the polymer chains are bonded to the surface of the mineral component, as
thermoplastisches Halbzeug in gängigen thermoplastischen thermoplastic semi-finished in common thermoplastic
Formgebungsverfahren (so genanntes Urformen, Fügen und Spanen).
Als Beispiele seien genant das Extrusionsverfahren oder Spritzguss-Verfahren, oder das Blasformverfahren, als Ansaugrohre in Fahrzeugen, Kraftstofftanks Fahrzeugen, Trägerplatten in Elektro- und Elektronikanwendungen, Gleitlagern, Gleitförderern, Essbesteck, Rohre, Profile, Schläuche, Platten, Forming process (so-called primary forming, joining and machining). Examples include the extrusion process or injection molding process, or the blow molding process, as intake pipes in vehicles, fuel tanks vehicles, support plates in electrical and electronic applications, plain bearings, slide conveyors, cutlery, tubes, profiles, tubes, plates,
Kabelummantelungen, Schuhsohlen, Fasern, Borsten, Gehäuse, Zahnräder, Schrauben, Dichtungen, Ventilatoren, Stangen, Befestigungen und Halterungen im Automobil, insbesondere unter der Motorhaube, Spulenkörper, Blasformteile, Polymerbetone. Cable jackets, shoe soles, fibers, bristles, housings, gears, screws, gaskets, fans, rods, fasteners and mountings in the automobile, in particular under the bonnet, bobbins, blow molded parts, polymer concrete.
Die erfindungsgemäßen polymeren Werkstoffe zeichnen sich im Vergleich zu Werkstoffen, bei denen die mineralische Komponente nicht mit dem Polymer vernetzt ist, durch erhöhte chemische und mechanische Eigenschaften aus. The polymeric materials of the invention are characterized by increased chemical and mechanical properties compared to materials in which the mineral component is not crosslinked with the polymer.
Mit den erfindungsgemäßen Werkstoffen kann man zum Beispiel eine um mindestens 10 % erhöhte Zugfestigkeit, ein um mindestens 10 % erhöhter E-Modul, eine um mehr als 15 K erhöhte Wärmeformbeständigkeit und eine um mindestens 15 % erhöhte Schlagzähigkeit mit und ohne Kerbe im Vergleich zu vergleichbaren an sich bekannten Werkstoffen erhalten. With the materials according to the invention can be, for example, increased by at least 10% tensile strength, increased by at least 10% modulus, increased by more than 15 K heat resistance and increased by at least 15% impact resistance with and without notch compared to comparable obtained per se known materials.
•k ~k ~k ~k~k • k ~ k ~ k ~ k ~ k
Die Erfindung betrifft Zwischenprodukte (Halbzeuge) für polymere The invention relates to intermediates (semifinished products) for polymers
Verbundwerkstoffe mit gekoppelten mineralischen und/ oder polymeren Composite materials with coupled mineral and / or polymeric
Komponenten, die polymeren Werkstoffe auf Basis der Zwischenprodukte, ein Verfahren zu ihrer Herstellung der Zwischenprodukte und ihre Verwendung. Components, the polymeric materials based on the intermediates, a process for their preparation of the intermediates and their use.
In der Kunststofftechnik ist es eine übliche Vorgehensweise, die In plastics technology, it is a common practice that
Eigenschaftsprofile der an sich bekannten Polymeren durch BeimischungProperty profiles of the polymers known per se by admixture
(Compoundierung) von Zusatzstoffen, wie Füllstoffen und Additiven, oder durch Mischen verschiedener Kunststofftypen (Blends) so zu verändern, dass sie den spezifischen Anforderungen gerecht werden. (Compounding) of additives, such as fillers and additives, or by mixing different types of plastic (blends) to change so that they meet the specific requirements.
Polymere Verbundwerkstoffe bestehen in der Regel aus mindestens zwei
verschiedenen Phasen, bei denen eine der beiden Phasen üblicherweise aus einem anorganischen Material besteht. Die anorganische Phase wird dabei von einer organischen Phase umgeben. Diese organische Phase wird auch als Binder oder Harz bezeichnet. Verbundwerkstoffe im Sinne dieser Erfindung sind Zwei-Stoff-Systeme bzw. Mehr-Stoff-Systeme mit einer organischen Phase, die die Matrix bildet und verschiedenen anderen Phasen, die während der Polymeric composites usually consist of at least two different phases, where one of the two phases usually consists of an inorganic material. The inorganic phase is surrounded by an organic phase. This organic phase is also referred to as binder or resin. Composite materials in the context of this invention are two-substance systems or multi-substance systems with an organic phase which forms the matrix and various other phases which occur during the
Verarbeitung oder des Gebrauchs nicht vollständig mit der organischen Phase mischbar sind. Die einzelnen Phasen können mit einer Interphase modifiziert sein und diese Phasengrenzen können über Haftvermittler zueinander kompatibel gemacht werden Processing or use are not completely miscible with the organic phase. The individual phases can be modified with an interphase and these phase boundaries can be made compatible with one another via adhesion promoters
Die Vernetzung wird über einen Radikalbildner der innerhalb der Phasen deponiert wird, initiiert. Die radikalische Form der Radikalbildner selbst wird durch energetische Einwirkung z. B. in Form von ionisierender Strahlung gebildet. Aus der EP 1 340 788 A2 ist beispielsweise die Herstellung eines Compounds auf Basis eines thermoplastischen Kunststoffs bekannt. Wie in diesem The crosslinking is initiated via a radical generator which is deposited within the phases. The radical form of the radical generator itself is caused by energetic action z. B. formed in the form of ionizing radiation. From EP 1 340 788 A2, for example, the preparation of a compound based on a thermoplastic is known. Like in this one
Dokument beschrieben wird, werden Thermoplaste, z. B. Polyvinylchlorid, mit einem Vernetzungsmittel, einem Stabilisator, Kreide als Füllstoff und einem Alkylbenzophenon als Radikalstarter zu einem verarbeitungsfähigen Compound verarbeitet. Nach der Formgebung, hier Extrusion, wird durch Bestrahlung mit UV Licht das Polymer vernetzt. Die Füllstoffe werden dabei lediglich Document is described, thermoplastics, z. As polyvinyl chloride, processed with a crosslinking agent, a stabilizer, chalk as a filler and an alkylbenzophenone as a radical starter to a workable compound. After shaping, here extrusion, the polymer is crosslinked by irradiation with UV light. The fillers are merely
physikalisch in dem Thermoplast eingelagert und haben nur eine Füllfunktion. Nach einer Vernetzung hat die Phase seine thermoplastische Eigenschaft weitgehend verloren. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz von Füllstoffkomponenten, als Komponenten in Polymer-Compounds auf Basis synthetischer Kunststoffe oder mit Kunststoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe zur Erhöhung beispielsweise der mechanischen Stabilität, der Reißfestigkeit, der physically stored in the thermoplastic and have only one filling function. After crosslinking, the phase has largely lost its thermoplastic character. Object of the present invention is the use of filler components, as components in polymer compounds based on synthetic plastics or plastics based on renewable raw materials to increase, for example, the mechanical stability, the tensile strength, the
Schlagzähigkeit, der Kratzfestigkeit, des E-Moduls, der chemischen Impact resistance, scratch resistance, modulus of elasticity, chemical
Beständigkeit etc. Durability etc.
Es wurden neue Zwischenprodukte für polymere Werkstoffe mit Komponenten
die gegebenenfalls oberflächenmodifiziert sein können, einem Radikalbildner, einem Matrixpolymeren und gegebenenfalls anderen Beimischungen gefunden, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerketten mit der Oberfläche einer Füllstoffkomponenten chemisch vernetzt sind Erfindungsgemäß kann dabei die Vernetzung gegebenenfalls auch bzw. in Anteilen über den Haftvermittler oder den Radikalbildner gegeben sein There have been new intermediates for polymeric materials with components which may optionally be surface-modified, a radical generator, a matrix polymer and optionally other admixtures found, characterized in that the polymer chains are chemically crosslinked with the surface of a filler components According to the invention, the crosslinking may also be given or in proportions on the primer or the radical generator
Im Vergleich zu an sich bekannten Polymer-Compounds sind in den neuen Compounds auf Basis der erfindungsgemäßen Zwischenprodukte die Compared to known polymer compounds are in the new compounds based on the intermediates of the invention the
Füllstoffkomponenten mit dem Matrixpolymer chemisch vernetzt und nicht als "Blend" nur physikalisch eingelagert. Im Gegensatz zu anderen vernetzten Thermoplasten, liegt die Vernetzung vorrangig an der inneren Oberfläche vor, während der Rest des thermoplastischen Anteils im Wesentlichen weiter unvernetzt vorliegt und damit einer thermoplastischen Weiterverarbeitung zugänglich ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die neuen Compounds eine erhöhte chemische und mechanische Stabilität wie z. B. die Festigkeit oder die Filler components chemically crosslinked with the matrix polymer and not only physically incorporated as a "blend". In contrast to other crosslinked thermoplastics, the crosslinking is predominantly on the inner surface, while the remainder of the thermoplastic portion is substantially further uncrosslinked and thus accessible to thermoplastic processing. According to the present invention, the new compounds have increased chemical and mechanical stability such. As the strength or
Reißfestigkeit oder die Schlagzähigkeit oder den E-Modul im Vergleich zu Compounds mit eingelagerten Füllstoffkomponenten oder mit Haftvermittlern oberflächenmodifizierten Füllstoffkomponenten auf. Mit den erfindungsgemäßen Zwischenprodukten erschließt sich eine neue Klasse von polymeren Verbundwerkstoffen (Polymer-Compounds). Tear strength or impact strength or modulus of elasticity compared to compounds with incorporated filler components or with adhesion promoters surface-modified filler components. With the intermediates of the invention opens up a new class of polymeric composites (polymer compounds).
Die Füllstoffkomponenten können in zwei Gruppen aufgeteilt werden: a) anorganische Komponenten für die polymeren Werkstoffe im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind z. B. Silikate enthaltende Materialien bzw. The filler components can be divided into two groups: a) inorganic components for the polymeric materials in the context of the present invention are e.g. B. silicates containing materials or
silikatische Strukturen aufweisende Materialien oder Metalloxide bzw. oxidische Strukturen aufweisende Materialien oder Metallhydroxide bzw. hydroxidische Strukturen aufweisende Materialien, Carbide oder Kohlenstoffhaltige Materialien wie Ruß, Kohlenstofffasern, Kohlenstoffnanoröhrchen diverser Struktur, Fullerene, oder Nitride oder stickstoffhaltige Komponenten, Carbonate, Sulfate oder Oxide bzw. Oxihydrate oder Mischungen daraus
b) Organische Komponenten sind vorzugsweise solche, die mit dem Matrixpolymer bei Verarbeitungs- oder Gebrauchszuständen keine wesentliche Mischung bilden: Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere oder Thermoplastische Elastomere (als Polymere, Prepolymere oder Oligomere), die alle in partikulärer Form (z. B. als Partikel, Faser oder Plättchen) vorliegen, oder auch natürliche Rohstoffe wie Naturfasern wie z. B. Hanf, Sisal, etc Silikatische structures having materials or metal oxides or oxidic structures having materials or metal hydroxides or hydrous structures having materials, carbides or carbonaceous materials such as carbon black, carbon fibers, carbon nanotubes of various structure, fullerenes, or nitrides or nitrogen-containing components, carbonates, sulfates or oxides or Oxihydrate or mixtures thereof b) Organic components are preferably those which do not form a substantial mixture with the matrix polymer in processing or use conditions: thermosets, thermoplastics, elastomers or thermoplastic elastomers (as polymers, prepolymers or oligomers), all in particulate form (e.g. Particles, fiber or platelets), or natural raw materials such as natural fibers such. Hemp, sisal, etc
Mineralische Komponenten im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sein Mineral components in the context of the present invention may be
Silikate: natürliche und synthetische Silikate, pyrogene und gefällte Silicates: natural and synthetic silicates, pyrogenic and precipitated
Kieselsäuren, so genannte Insel-Silikate, Ketten-Silikate, Band-Silikate, Silicas, so-called island silicates, chain silicates, strip silicates,
Netzsilikate, Schichtsilikate oder Alumosilikate, Minerale der Gruppe der Silicates, phyllosilicates or aluminosilicates, minerals of the group of
Quarze (Quarz, Quarzgut, Cristobalit), Zeolithe, Feldspäte, Caleiumsilikat- Phasen-Mineralien oder Caciulsilikathydratphasenmineralien (z. B. Tobermorit oder Xonotlit) oder Quartz (quartz, fused silica, cristobalite), zeolites, feldspars, caleiumsilicate phase minerals or caciulphate hydrate phase minerals (eg tobermorite or xonotlite) or
Metalloxide: natürliche oder synthetische Metalloxide wie Aluminiumoxid,Metal oxides: natural or synthetic metal oxides such as aluminum oxide,
Siliziumdioxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Titandioxid, Eisenoxide, Zinkoxid. Die ist natürlich nur eine beispielhafte Aufzählung von möglichen Komponenten. Silica, magnesia, calcia, titania, iron oxides, zinc oxide. Of course this is just an example list of possible components.
Im besonderen bevorzugt im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht die Füllstoffkomponente aus organischen mit dem Matrixpolymer nicht mischbaren oder anorganischen Komponenten die an den Oberflächen Hydroxyl-Gruppen tragen, wie hydroylsilikatischen und/ oder alumosilikatischen und/ oder siliziumoxidischen und/oder aluminiumoxidischen Materialien oder In a particularly preferred embodiment of the present invention, the filler component consists of organic components immiscible with the matrix polymer or inorganic components which carry hydroxyl groups on the surfaces, such as hydrosilicate and / or aluminosilicate and / or silicon oxide and / or aluminum oxide materials or
Titandioxiden. Ebenso können Kohlenstoff- oder Glas- oder Steinwollfasern, ebenso wie Kohlenstoffnanoröhrchen eingesetzt werden Beispielsweise seien die folgenden mineralischen Materialien genannt: Titanium dioxides. Likewise, carbon or glass or rockwool fibers, as well as carbon nanotubes may be used. For example, the following mineral materials may be mentioned:
Glimmer, Talkum, Wollastonit, Asbeste, Quarz, Quarzgut, Kieselsäure, Mica, talc, wollastonite, asbestos, quartz, fused silica, silicic acid,
Microsilica, Kaolin, calcinierte Kaoline, Xonotlit, Tobermorit, Nephelin-Syenit, Aluminiumoxid, Titandioxid Microsilica, kaolin, calcined kaolins, xonotlite, tobermorite, nepheline syenite, alumina, titanium dioxide
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Füllstoffkomponente in körniger Form vorliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform der In the context of the present invention, the filler component may be present in granular form. In a preferred embodiment of
vorliegenden Erfindung liegt die Füllstoffkomponente in feinteiliger Form vor,
isoliert oder als Dispersion oder Suspension present invention, the filler component is present in finely divided form, isolated or as a dispersion or suspension
Es ist hierbei bevorzugt, dass die Füllstoffkomponente in einer It is hereby preferred that the filler component in a
Korngrößenverteilung von kleiner als 4 mm vorliegt. Grain size distribution of less than 4 mm is present.
Im Besonderen ist hierbei bevorzugt, dass die Füllstoffkomponente in einer Korngrößenverteilung von 5 nm bis 250 μιη vorliegt. In particular, it is preferred that the filler component is present in a particle size distribution of 5 nm to 250 μι η .
Die erfindungsgemäßen Zwischenprodukte sind an der Oberfläche der The intermediates of the invention are at the surface of
Füllstoffkomponente weitgehend in einer monomolekularen Schicht des Filler component largely in a monomolecular layer of
Matrixpolymers, zumindest aber in Submonolagen bedeckt. Matrix polymer, but at least covered in sub-monolayers.
Der Radikalbildner wird dabei in die innere Grenzfläche der Phasen eingelagert, so dass quasi eine mehrschalige Struktur aufgebaut wird. The radical generator is incorporated into the inner boundary surface of the phases, so that a quasi-multi-layered structure is built up.
Eine mehrschichtige Bedeckung ist selbstverständlich auch möglich. Of course, a multi-layered covering is also possible.
Für den Fall, dass im Rahmen der Erfindung gewünscht wird, dass die mineralische Komponente nicht vollständig mit dem Matrixpolymer verknüpft ist, kann selbstverständlich die Bedeckung auch nur teilweise vorliegen In the event that it is desired within the scope of the invention that the mineral component is not completely linked to the matrix polymer, the coverage may, of course, be only partially present
(Submonolagen ). (Submonolayers).
Radikalbildner im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind an sich bekannt. Free-radical generators in the context of the present invention are known per se.
Radikalbildner im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sein: Free-radical generators in the context of the present invention can be:
Photoinitiatoren, Photosensibilisatoren oder Vernetzungsmittel. Es können auch funktionelle Silane bzw. Siloxane mit funktionellen Gruppen sein, die unter energetischer Einwirkung in Radikale zerfallen undl oder eine Photoinitiators, photosensitizers or crosslinkers. It may also be functional silanes or siloxanes having functional groups which decompose into radicals under energetic action and / or a
Vernetzungsreaktion initiieren. Initiate crosslinking reaction.
Bevorzugte Radikalbildner im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sein: Photoinitiatoren: Preferred free radical generators in the context of the present invention may be: photoinitiators:
Benzoinether, Benzil, Benzilketale, Alpha-spalter wie Alpha, alpha- Diethoxyacetophenon, alpha-Hydroxyalkylphenone, alphaAminoalkylphenone, aromatische Keton-Coinitiatorsysteme: Benzophenone und substituierte Benzoin ethers, benzil, benzil ketals, alpha-splitters such as alpha, alpha-diethoxyacetophenone, alpha-hydroxyalkylphenones, alpha-aminoalkylphenones, aromatic ketone coinitiator systems: benzophenones and substituted ones
Benzophenone, Mischlers-Keton, Benzophenones, Mischlers ketone,
Sensibilisatoren: aromatische Halogenketone: Phenacylchlorid, Desylchlorid
oder 4-Chlormethylbenzophenon Sensitizers: aromatic haloketones: phenacyl chloride, desyl chloride or 4-chloromethylbenzophenone
Vernetzungsmittel: Trimethylol-propan-trimethacrylat, (TRIM) oder Crosslinking agent: trimethylolpropane trimethacrylate, (TRIM) or
Triallylcyanurat (TAC), Triallylisocyanurt (TAIC). Triallyl cyanurate (TAC), triallyl isocyanurate (TAIC).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Matrixpolymere an die In the context of the present invention, matrix polymers are added to the
Oberfläche der mit Haftvermittlern modifizierten Füllstoffkomponente angelagert und danach mit ihr vernetzt. Surface of the adhesion promoter-modified filler component attached and then crosslinked with her.
Matrixpolymere im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind ungesättigte, unverzweigte oder verzweigte, gepfropfte oder ungepfropfte Thermoplaste und Thermoplastische Elastomere. Sie können mittels Additionsreaktionen oder durch Pfropfung mit reaktiven Gruppen versehen sein. Matrix polymers in the context of the present invention are unsaturated, unbranched or branched, grafted or ungrafted thermoplastics and thermoplastic elastomers. They may be provided by addition reactions or by grafting with reactive groups.
Beispielsweise seien die folgenden Matrixpolymere genannt: Polyethylen, Polypropylen oder Gemische von Polyethylenen und Polypropylenen (z. B. gepfropft und ungepfropft), Polyamid, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Examples which may be mentioned are the following matrix polymers: polyethylene, polypropylene or mixtures of polyethylenes and polypropylenes (for example grafted and ungrafted), polyamide, polyurethane, polyvinyl chloride,
Polycarbonat, PMMA, Polyaryletherketone (z. B. PEEK), Polyoxymethylen, Polystyrole, Polyimide, Thermoplastische Elastomere und natürliche Polymere. Dies ist natürlich nur eine Auswahl grundsätzlich einsetzbarer Thermoplaste. Polycarbonate, PMMA, polyaryletherketones (eg PEEK), polyoxymethylene, polystyrenes, polyimides, thermoplastic elastomers and natural polymers. Of course, this is just a selection of thermoplastics that can be used in principle.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die In the context of the present invention, it is possible that the
erfindungsgemäßen Zwischenprodukte weitere an sich bekannte intermediates according to the invention further known per se
Beimischungen enthalten. Als Beimischungen (Additive) seien beispielsweise genannt: Flammschutzmittel wie Aluminumtrihydroxid (ATH) oder Magnesiumhydroxide (MDH), Contain admixtures. Examples of admixtures (additives) include: flame retardants such as aluminum trihydroxide (ATH) or magnesium hydroxides (MDH),
Stabilisatoren wie Metallseifen oder Organozinnverbindungen. Weichmacher wie substituierte Phtalate (z. B. Dibutylphtalat), Gleitmittel wie Paraffine oder UV-Stabilisierungsmittel oder Füllstoffe wie z. B. Marmormehl oder Silikate Haftvermittler im Rahmen der vorliegenden Erfindung fungieren als Stabilizers such as metal soaps or organotin compounds. Plasticizers such as substituted phthalates (eg dibutyl phthalate), lubricants such as paraffins or UV stabilizers or fillers such. B. marble flour or silicates adhesion promoter in the context of the present invention act as
Benetzungshilfsmittel und können Verknüpfungspunkte zwischen der Wetting aids and can be linking points between the
Oberfläche der Füllstoffkomponente und der Matrixpolymerkomponente darstellen Surface of the filler component and the matrix polymer component
Haftvermittler sind an sich bekannt. Beispielsweise seien Silane, wie H-Silane und Siloxane, wie z. B. bifunktionelle Silane bzw. teilkondensierte Silane oder
funktionelle Siloxane, funktionelle Polysiloxane, Silikonöle genannt, es können auch andere Organo-Metallalkoholate oder Maleinsäureanhydrid (MSA) gepfropfte polymere Metallseifen, niedermolekulare Olefine, Fette, Wachse oder Öle, eingesetzt werden Beispielsweise seien die folgenden Haftvermittler genannt: Organo-Silane(z. B. AMEO®) bzw. Siloxane Organo-Titanate, OrganoZirkonate, Adhesion agents are known per se. For example, silanes, such as H-silanes and siloxanes, such as. B. bifunctional silanes or partially condensed silanes or functional siloxanes, functional polysiloxanes, silicone oils, other organo-metal alcoholates or maleic anhydride (MSA) grafted polymeric metal soaps, low molecular weight olefins, fats, waxes or oils may also be used. For example, the following adhesion promoters may be mentioned: Organo-silanes (e.g. AMEO®) or Siloxane Organo-Titanate, Organozirconate,
Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polyethylen bzw. andere MSA-, Ca-Stearate, Fettsäuren. Maleic anhydride grafted polyethylene or other MSA, Ca stearates, fatty acids.
Im Besonderen werden als Haftvermittler bevorzug Aminosilane oder In particular, preferred adhesion promoters are aminosilanes or
Aminogruppen enthaltende bifunktionelle Silane, Vinylsilane, Acrylsilane, Methacrylsilane, Octylsilane oder Epoxisilane. Amino-containing bifunctional silanes, vinylsilanes, acrylsilanes, methacrylsilanes, octylsilanes or epoxysilanes.
Es wurde auch ein Verfahren zur Herstellung der Zwischenprodukte für polymere Werkstoffe mit Komponenten gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Radikalstarter an der Oberfläche der Komponente konzentriert vorliegt, das Matrixpolymer hinzugeben wird und die Vernetzung durch energetische Einwirkung gestartet wird. A process has also been found for preparing the intermediates for polymeric materials with components, characterized in that the radical initiator is concentrated on the surface of the component, the matrix polymer is added, and the crosslinking is initiated by energetic action.
Der Radikalstarter kann in festem, feinstteiligen, flüssigem Zustand oder in Lösung mit der Füllstoffkomponente vermischt und auf der Oberfläche verteilt werden. Im Allgemeinen wird bevorzugt, den Radikalstarter gleichmäßig auf der The free radical initiator may be mixed in a solid, finely divided, liquid state or in solution with the filler component and distributed on the surface. In general, it is preferred that the radical initiator be uniform on the
Füllstoffkomponente zu verteilen. Distribute filler component.
Für das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt, den Radikalstarter in einem Lösemittel zu lösen und auf der Füllstoffkomponente zu verteilen. For the process according to the invention, it is preferred to dissolve the radical initiator in a solvent and to distribute it on the filler component.
Als Lösungsmittel zur Lösung der Radikalstarter seien beispielsweise genannt: Alkohole, halogenorganische Lösemittel, Silane, Alkane und Alken sowie Ionische Flüssigkeiten. Examples of suitable solvents for dissolving the radical initiators include: alcohols, organohalogen solvents, silanes, alkanes and alkene, and ionic liquids.
Bevorzugte Lösemittel sind beispielsweise: Methanol, Methylenchlorid, Ethanol, Isopropanol, Aceton, Organosilane wie z. B. Aminosilane oder Octylsilane oder andere bi- oder multifunktionelle Silane und Ionische Flüssigkeiten
Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische der Lösungsmittel Preferred solvents are, for example: methanol, methylene chloride, ethanol, isopropanol, acetone, organosilanes such as. As aminosilanes or octylsilanes or other bi- or multi-functional silanes and ionic liquids Of course it is also possible mixtures of solvents
einzusetzen. use.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffkomponente und der Radikalstarter im Massen-Verhältnis kleiner 5%, bevorzugt im Verhältnis kleiner 2 % A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the filler component and the radical initiator in a mass ratio of less than 5%, preferably in the ratio of less than 2%
eingesetzt werden, bezogen auf die Masse der Füllstoffkomponente. are used, based on the mass of the filler component.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Füllstoffkomponente in feinteiliger Form vor. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the filler component is present in finely divided form.
Es ist hierbei bevorzugt, dass die Füllstoffkomponente in einer Korngröße von kleiner als 4 mm vorliegt. It is preferred here that the filler component is present in a particle size of less than 4 mm.
Im Besonderen ist hierbei bevorzugt, dass die Füllstoffkomponente in einer Korngröße von 5 nm bis 250 μηπ vorliegt In particular, is preferred here that the filler η in a grain size of 5 nm to 250 μ π present
Der Thermoplast und die Interphase kann als gelöstes Matrixpolymer, als Oligomer oder Prepolymer, als Monomer, gasförmig oder in feinstteiliger Form oder in Lösung oder als niedermolekulares Polymer zu der Füllstoffkomponente mit dem Radikalstarter gegeben werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische verschiedener Polymere einzusetzen The thermoplastic and the interphase may be added as a dissolved matrix polymer, as an oligomer or prepolymer, as a monomer, in gaseous or finely divided form or in solution or as a low molecular weight polymer to the filler component with the radical initiator. Of course, it is also possible to use mixtures of different polymers
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Thermoplast in Lösung eingesetzt. Für das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt, den Thermoplast in einem Lösemittel zu lösen und auf der mit Haftyermittlern In a preferred embodiment of the present invention, the thermoplastic is used in solution. For the process according to the invention, it is preferred to dissolve the thermoplastic in a solvent and that with adhesive agents
oberfächenmodifizierten mineralischen Füllstoffkomponente, die mit dem surface-modified mineral filler component associated with the
Radikalstarter belegt ist, zu verteilen Radical starter is busy to distribute
Als Lösungsmittel zur Lösung der Thermoplaste seien beispielsweise genannt: Dichlormethan, Butanone, Tetrahydrofuran, Chloroform, Benzol. m-Kresol, Toluol, Trichlorethylen, Cyclohexanon, Methylethylketon, Aceton, Examples of suitable solvents for the solution of thermoplastics are: dichloromethane, butanone, tetrahydrofuran, chloroform, benzene. m-cresol, toluene, trichlorethylene, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone,
Dimethylformamid, Ethylacetat, Methanol, Ethanol oder Cyclohexan. Die Wahl der Lösemittel richtet sich nach dem zu lösenden Matrixpolymer und der Füllstoffkomponente.
Bevorzugte Lösungsmittel sind beispielsweise für Polyamid: Toluol, m-Kresol, Cyclohexanon, Methylethylketon Dimethylformamide, ethyl acetate, methanol, ethanol or cyclohexane. The choice of solvent depends on the matrix polymer to be dissolved and the filler component. Preferred solvents are, for example, polyamide: toluene, m-cresol, cyclohexanone, methyl ethyl ketone
Im Besonderen wird Toluol und m-Kresol als Lösemittel für Polyamid bevorzugt. In particular, toluene and m-cresol are preferred as the solvent for polyamide.
Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische der Lösemittel einzusetzen. Die Konzentration des Thermoplasten in dem Lösungsmittel liegt im Of course, it is also possible to use mixtures of solvents. The concentration of the thermoplastic in the solvent is in the
Allgemeinen im Bereich von 1 % bis 80 M-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 60 M-%. Dabei sollte die Lösung so niedrigviskos eingestellt werden, dass sie z. B. in einem Spray-Coating-Verfahren zu verarbeiten ist bzw. sich auf der Partikeloberfläche verteilen kann. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird besonders bevorzugt den Thermoplasten als Dispersion oder als Suspension in einem Lösemittel einzusetzen. Generally in the range of 1% to 80% by mass, preferably in the range of 10 to 60% by mass. The solution should be adjusted so low viscosity that z. B. is to process in a spray-coating process or can be distributed on the particle surface. In the context of the process according to the invention, it is particularly preferable to use the thermoplastic as a dispersion or as a suspension in a solvent.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird besonders bevorzugt den Thermoplasten als feinstgemahlenes Pulver, auch gelöst oder suspendiert in einem Lösemittel einzusetzen. Dabei können auch teilgelöste Formen In the context of the process according to the invention, it is particularly preferred to use the thermoplastic as the very finely ground powder, also dissolved or suspended in a solvent. It can also partially solved forms
Anwendung finden. Find application.
Die relativen Mengen des eingesetzten Radikalbildners und des Thermoplasten können in weiten Grenzen schwanken und werden durch den gewünschten Vernetzungsgrad bestimmt In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Oberfläche der Füllstoffkomponente in einer ersten Schicht ein The relative amounts of the radical generator and the thermoplastic used can vary within wide limits and are determined by the desired degree of crosslinking. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the surface of the filler component is incorporated in a first layer
Haftvermittler aufgetragen. Der Radikalstarter wird dann im folgenden Schritt aufgetragen. Applied adhesion promoter. The radical starter is then applied in the following step.
Haftvermittler im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstärken die Haftung des Matrixpolymers auf der Füllstoffkomponente indem er als oberflächenaktive Substanz die Benetzung mit dem Matrixpolymer begünstigt Adhesion promoters in the context of the present invention enhance the adhesion of the matrix polymer to the filler component by promoting, as a surfactant, wetting with the matrix polymer
Haftvermittler sind an sich bekannt. Beispielsweise seien Silane, wie H-Silane und Siloxane, wie z. B. bifunktionelle Silane bzw. teilkondensierte Silane oder
funktionelle Siloxane genannt, es könne auch andere Organo-Metallalkoholate eingesetzt werden. Adhesion agents are known per se. For example, silanes, such as H-silanes and siloxanes, such as. B. bifunctional silanes or partially condensed silanes or called functional siloxanes, it could also be used other organo-metal alcoholates.
Beispielsweise seien die folgenden Haftvermittler genannt: Organo-Silane, bzw. Siloxane (z. B. Ameo®), Organo- Titanate, OrganoZirkonate, For example, the following adhesion promoters may be mentioned: organosilanes, or siloxanes (for example Ameo®), organotitanates, organozirconates,
Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polyethylen bzw. andere MSA-, CaStearate, Fettsäuren. Maleic anhydride grafted polyethylene or other MSA, Ca stearates, fatty acids.
Im Besonderen werden als Haftvermittler bevorzugt: Aminosilane, Vinylsilane, Acrylsilane, Methacrylsilane, Octylsilane, Epoxisilane oder Aminogruppen enthaltende Silane. Für das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt, den Haftvermittler in einem Lösungsmittel zu lösen und auf der Füllstoffkomponente zu verteilen und im Fall eines mineralischen Füllstoffs mit der Oberfläche reagieren zu lassen In particular, preferred adhesion promoters are: aminosilanes, vinylsilanes, acrylsilanes, methacrylsilanes, octylsilanes, epoxysilanes or silanes containing amino groups. For the process according to the invention, it is preferred to dissolve the adhesion promoter in a solvent and to distribute it on the filler component and, in the case of a mineral filler, to react with the surface
Als Lösungsmittel zur Lösung der Haftvermittler seien beispielsweise genannt: Examples of solvents used to dissolve the adhesion promoters include:
Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, oder Toluol. Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische der Lösungsmittel Methanol, ethanol, propanol, isopropanol, or toluene. Of course it is also possible mixtures of solvents
einzusetzen oder die Haftvermittler direkt aufzutragen. to use or apply the bonding agents directly.
Die Konzentration des Haftvermittlers in dem Lösungsmittel liegt im allgemeinen im Bereich von 1 % bis 90 Gew.-%. bevorzugt im Bereich von 20 bis The concentration of the coupling agent in the solvent is generally in the range of 1% to 90% by weight. preferably in the range of 20 to
70 Gew.-%. Nach Wirkung und gegebenenfalls Reaktion des Haftvermittlers mit der 70% by weight. After action and optionally reaction of the coupling agent with the
Oberfläche wird der Radikalstarter aufgebracht, das Lösemittel entfernt, anschließend die Thermoplastlösung aufgebracht und das Lösemittel entfernt. Im Falle des Aufbringens einer Interphase wird sukzessive verfahren Surface of the radical initiator is applied, the solvent removed, then applied the thermoplastic solution and the solvent removed. In the case of applying an interphase is proceeding successively
Die Reaktion und damit die Vernetzung der Füllstoffkomponente mit dem Thermoplast im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird durch energetische Einwirkung in an sich bekannter Weise gestartet. The reaction and thus the crosslinking of the filler component with the thermoplastic in the context of the present invention is started by energetic action in a conventional manner.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Reaktion durch energetische Einwirkung in Form ionisierender Strahlung
initiiert. In a preferred embodiment of the present invention, the reaction is by energetic action in the form of ionizing radiation initiated.
Die energetische Einwirkung kann durch ionisierende Strahlung oder The energetic influence can be caused by ionizing radiation or
elektromagnetische Strahlung eingebracht werden. Im Rahmen der vorliegen Erfindung ist Beta-Strahlung (Elektronenstrahlen) im Bereich von 1 keV bis 50 MeV, bevorzugt im Bereich von 1 keV bis 10 MeV, im besonderen bevorzugt im Bereich von 3 keV bis 8 MeV. electromagnetic radiation are introduced. In the present invention, beta radiation (electron beams) is in the range of 1 keV to 50 MeV, preferably in the range of 1 keV to 10 MeV, more preferably in the range of 3 keV to 8 MeV.
Dabei beträgt die Dosis im Rahmen der vorliegenden Erfindung 0,1 bis 500 kGy, bevorzugt 1 bis 100 kGy, im besonderen bevorzugt 2 bis 60 kGy The dose in the context of the present invention is 0.1 to 500 kGy, preferably 1 to 100 kGy, particularly preferably 2 to 60 kGy
Die Bestrahlungszeit mit der jeweils einwirkenden Energie wird zur Erreichung der erwünschten Dosisleistung jeweils angepasst. The irradiation time with each acting energy is adjusted to achieve the desired dose rate each.
Die Bestrahlung wird so durchgeführt, dass die einzelnen Partikel relativ zur Strahlungsquelle bewegt werden und so die Oberflächen der Partikel gleichmäßig bestrahlt werden. Vorzugsweise wird dabei das rieselfähige Schüttgut in einem Reaktor umgewälzt In einer besonders bevorzugten Form wird die Reaktion unter reduzierten Drücken durchgeführt. The irradiation is carried out so that the individual particles are moved relative to the radiation source and thus the surfaces of the particles are uniformly irradiated. Preferably, the free-flowing bulk material is circulated in a reactor. In a particularly preferred form, the reaction is carried out under reduced pressures.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Zwischenprodukte kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden: The process according to the invention for the preparation of the intermediates can be carried out, for example, as follows:
1. Das rieselfähige Pulver z. B. mineralischer Natur wir im Reaktor 1. The free-flowing powder z. B. mineral nature we in the reactor
umgewälzt. circulated.
2. Das Silan-Lösemittelgemisch wird z. B. durch aufsprühen zugeführt und die Partikeloberflächen mit dem Gemisch belegt (Spray-Coating) 2. The silane solvent mixture is z. B. supplied by spraying and the particle surfaces with the mixture occupied (spray coating)
3. Die Reaktion der Silanankopplung an die mineralische Oberfläche wird mit thermischer Unterstützung durchgeführt. 3. The reaction of the silane coupling to the mineral surface is carried out with thermal support.
4. Entstehende und vorhandene Lösemittel werden entfernt. 4. Any resulting and existing solvents are removed.
5. Die Schritte 2 bis 4 werden so lange wiederholt bis die gewünschte 5. Repeat steps 2 to 4 until the desired one
nominelle Bedeckung relativ zur spezifischen Oberfläche, bestimmt nach
BET, erreicht ist. Typisch wird mit einer monomolekularen Bedeckung gearbeitet. Auch andere Bedeckungsgrade sind möglich. Als Nominal coverage relative to the specific surface, determined by BET, is reached. Typically, a monomolecular coating is used. Other degrees of coverage are possible. When
Orientierung wird ca. 0,5 M-% eines Aminosilans auf ein Mineralmehl mit ca. 8 m2/g spezifischer Oberfläche aufgetragen. Die Radikalstarter werden direkt oder in Lösung auf die Orientation is applied about 0.5 M% of an aminosilane to a mineral flour with about 8 m 2 / g of specific surface area. The radical starters are applied directly or in solution to the
Partikeloberflächen aufgetragen (typisch: Spray-Coating). Zur Particle surfaces applied (typically: spray coating). to
Orientierung werden ca. 0,5 M-% des Radikalbildners aufgetragen. Eine Matrixpolymer-Lösung wird zugegeben und die Mischung kräftig durchmischt, so dass die Oberfläche der mineralischen Komponente weitgehend bedeckt ist. Dabei kann es dienlich sein, ein stärkeres Mischaggregat z. B. einen Kneter oder eine Mörsermühle oder einen Henschelmischer zu nutzen. Das Lösemittel wird entfernt während das Mischaggregat arbeitet. Es wird Vakuum angelegt. Nach entfernen der Lösemittelanteile kann das Pulver einer Bestrahlung mit Elektronenstahlen zugeführt werden. Die Bestrahlung wird vorzugsweise unter ständigem Rühren bzw. Orientation about 0.5 M% of the radical generator are applied. A matrix polymer solution is added and the mixture vigorously mixed so that the surface of the mineral component is largely covered. It may be useful, a stronger mixing unit z. B. to use a kneader or a mortar mill or a Henschel mixer. The solvent is removed while the mixing unit is working. It is created vacuum. After removing the solvent portions, the powder can be supplied to an electron beam irradiation. The irradiation is preferably carried out with constant stirring or
ständiger Umwälzung des rieselfähigen Pulvers durchgeführt, damit alle Partikeloberflächen gleichmäßig vernetzt werden. Der Grad der continuous circulation of the free-flowing powder is carried out so that all particle surfaces are evenly crosslinked. The degree of
Vernetzung richtet sich nach den Anforderungen im Endprodukt und wird über die Bestrahlungsenergie und die Bestrahlungszeit eingestellt. Die Bestrahlung kann räumlich an anderer Stelle durchgeführt werden und ist unabhängig von der Präparation der Beschichtung. Hierfür stehen kommerzielle Anlagen zur Verfügung. Die Bestrahlungsdosis beträgt ca. 100 kGy, je nach gewünschter Vernetzungsstärke Das fertige Zwischenprodukt kann einer Weiterverarbeitung zum Crosslinking depends on the requirements in the end product and is adjusted via the irradiation energy and the irradiation time. The irradiation can be performed spatially elsewhere and is independent of the preparation of the coating. For this purpose commercial facilities are available. The irradiation dose is about 100 kGy, depending on the desired crosslinking strength. The finished intermediate product can be used for further processing
Compound zugeführt werden, welches anschließend zur Compound are fed, which subsequently to
thermoplastischen Weiterverarbeitung zur Formgebung der Bauteile zur Verfügung steht.
Auf Basis der erfindungsgemäßen Zwischenprodukte eröffnet sich eine neue Klasse von polymeren Werkstoffen bei denen die Füllstoffkomponente mit dem Matrixpolymer vernetzt ist. thermoplastic processing for shaping the components is available. On the basis of the intermediates according to the invention, a new class of polymeric materials opens up in which the filler component is crosslinked with the matrix polymer.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch neue polymere The present invention therefore also relates to novel polymers
Werkstoffe auf Basis von Thermoplasten und gegebenenfalls anderen Materials based on thermoplastics and possibly other
Polymeren, mineralischen Komponenten und gegebenenfalls anderen Polymers, mineral components and optionally others
Beimischungen und einem Radikalstarter, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Radikalstarter eine Reaktion initiiert, wonach die Oberfläche der Füllstoffkomponente mit den thermoplastischen Matrixpolymerketten direkt oder indirekt chemisch vernetzt sind. Admixtures and a free radical initiator characterized in that the free radical initiator initiates a reaction whereby the surface of the filler component is chemically crosslinked directly or indirectly with the thermoplastic matrix polymer chains.
Die Komponenten der Werkstoffe können bestehen aus: The components of the materials can consist of:
• Komponenten, die relativ zum Matrixpolymer bei Verarbeitung bzw. Components which, relative to the matrix polymer during processing or
Gebrauchstemperatur nicht bzw. vermindert misch bar sind, etwa bei Verarbeitung und Gebrauch fest. Aber nicht beschränkt darauf. · einem auf der Oberfläche der Füllstoffkomponente aufgebrachten Operating temperature is not or reduced mixable bar, about fixed during processing and use. But not limited to that. · One applied to the surface of the filler component
Haftvermittler bonding agent
• einem Radikalstarter oder Mischungen aus verschiedenen, bekannt als Photoinitiatoren, Vernetzungsverstärker, Photosensibilisatoren A free radical initiator or mixtures of various known as photoinitiators, crosslinking enhancers, photosensitizers
• thermoplastischen Polymeren, Oligomeren oder Prepolymeren oder Monomeren (einzelnen oder Mischungen (Blends)), die mit der Thermoplastic polymers, oligomers or prepolymers or monomers (individual or mixtures (blends)), which are compatible with the
Oberfläche der mineralischen Komponente vernetzt sind, gepfropft oder ungepfropft. Surface of the mineral component are crosslinked, grafted or ungrafted.
• einem auf der modifizierten Oberfläche der Füllstoffkomponente • one on the modified surface of the filler component
aufgebrachten Haftvermittler, gegebenenfalls mit einem Radikalbildner · einem thermoplastischen Matrixpolymer applied adhesion promoter, optionally with a radical generator · a thermoplastic matrix polymer
Beispiele für die einzelnen Komponenten sind:
natürliche oder synthetische Materialien, mit variabler äußerer Form (z. B. Examples of the individual components are: natural or synthetic materials, with variable outer shape (eg.
Fasern, Plättchen, Partikel, Mischungen daraus), kristallin oder amorpher Struktur, oder Mischungen daraus. Die chemische Natur der Phase F kann organischer Natur sein. Dazu zählen Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere oder Thermoplastische Elastomere oder Polymere auf Basis Nachwachsender Rohstoffe. Ebenso kann die chemische Natur der Phase F anorganischer natur sein: Dazu zähle insbesondere Metalle (reine und Legierungen) und deren Metalloxide, Metallhydroxide und Oxihydrate. Ebenso Hydroxide und Fibers, platelets, particles, mixtures thereof), crystalline or amorphous structure, or mixtures thereof. The chemical nature of phase F can be organic. These include thermosets, thermoplastics, elastomers or thermoplastic elastomers or polymers based on renewable raw materials. Likewise, the chemical nature of the phase F may be inorganic nature: These include in particular metals (pure and alloys) and their metal oxides, metal hydroxides and Oxihydrate. Likewise hydroxides and
Oxihydrate, sowie Mischoxide sind relevant. Beispiele sind: Aluminiumoxid, Titandioxid, Caiciumoxid, sowie deren Oxihydrate und Hydroxide. Ebenso kann die Phase F aus mineralischen Komponenten bestehen, wie z. B. Silikaten, Carbonaten, Sulfaten, Silikathydraten, Alumosilikaten etc. Beispiele für silikatische Komponenten sind: Quarz, Cristobalit, Talkum, Kaolin, Metakaolin, gebrannter Kaolin, Glimmer (Muskovit, Phlogopit, Vermiculit), Kieselgur Oxihydrate, as well as mixed oxides are relevant. Examples are: alumina, titania, Caiciumoxid, and their Oxihydrate and hydroxides. Similarly, the phase F may consist of mineral components, such as. Examples of silicate components are: quartz, cristobalite, talc, kaolin, metakaolin, calcined kaolin, mica (muscovite, phlogopite, vermiculite), diatomaceous earth
(Siliceous earth), Neuburger Kieselerde, Glasskugeln , Hohlglaskugeln, (Siliceous earth), Neuburg Siliceous Earth, glass balls, hollow glass spheres,
Glasflakes, Kieselglas/Quarzgut, Feldspäte, Plasorite, Silikate, Wollastonit, Basalt, Nephelin, Nephelin-Syenit, Perlit (gebläht und ungebläht), Tone, Calsiumsilikate (CS-Phasen-Minerale) und Calciumsilikathydrate (CSHPhasen- Minerale), z. B. Tobemorit, Xonotlith, Glasfasern (E-, A-, C-, D-, R-, AR-), Alumosilikate. Dazu zählen auch Mischungen aus den Komponenten. Glass flakes, fused silica, feldspar, plasorites, silicates, wollastonite, basalt, nepheline, nepheline syenite, perlite (expanded and unblooded), clays, calsium silicates (CS phase minerals) and calcium silicate hydrates (CSH phase minerals), e.g. B. Tobemorite, xonotlite, glass fibers (E, A, C, D, R, AR), aluminosilicates. This also includes mixtures of the components.
Metallalkoholate: Silane, Titanate, Aluminate, Zirkonate, (funktionelle)- Siloxane, Silikonöle, MSA-gepfropfte Polymere, Metall-Seifen, Olefine. Die Metallalkoholate, insbesondere die Silane, als bifunktionelle Silane werden beschrieben in der Form, und Mischungen daraus R-i-Si-R^), wobei Metal alcoholates: silanes, titanates, aluminates, zirconates, (functional) siloxanes, silicone oils, MSA grafted polymers, metal soaps, olefins. The metal alcoholates, especially the silanes, as bifunctional silanes are described in the form, and mixtures thereof R-i-Si-R ^), wherein
R1 eine hydrolisierbare Alkoxgruppe ist (z. B. Methoxy- oder Ethoxy,) oder R1 is a hydrolyzable alkoxy group (eg, methoxy or ethoxy,) or
Hydroxy- oder Chloro- oder Wasserstoff ist. Hydroxy or chloro or hydrogen.
R(2-4) stellen organofunktionelle Gruppen dar. R (2-4) represent organofunctional groups.
R2-R4 können sein Kombinationen aus:
Amino-, z. B.: Dynasilan® AMEO : 3-AminoPropyltrietoxysilan z. B.: Dynasilan® DAMO, N-(2-Aminoethyl,-3-Aminopropyl-Trimethoxysilan Epoxi- (Glycidyl-), Alky-, Octyl-, z. B.: Dynasilan® OCTMO: Trimethoxyoctylsilan, Methyl-, Alkenyl- , Alkoxy-, Carboxy-, Säurenahydride-, Aryl-, Phenyl-, Vinyl-, z. B.: Dynasilan® VTMO: Vinyltrimethoxysilan, Acyl-, Methacryl, z. B.: Dyansilan® MEMO: 3- Methacrylpropyl-Trimethoxysilan, Nitril-, Acrylnitril-, Amido-, Photoinitiator, Ureido-, Isocyanat-, Isocyanurat-, Sulfonido-, Mercapto- , Thio-, Sulfo-, Sulfino-, Alkylamino-, Dialkyl-Amino-, Imino-, Nitro-, Nitroso-, Oxo-, Formyl-, Chloro-, Bromo-, Fluoro-, lodo-, Keto-Gruppen Ebenso können teilkondensierte Silane die sich aus obiger Struktur ableiten, zur Anwendung kommen oder Mischungen daraus. R2-R4 can be combinations of: Amino, e.g. B .: Dynasilan® AMEO: 3-AminoPropyltrietoxysilane z. For example, Dynasilan® DAMO, N- (2-aminoethyl, 3-aminopropyl-trimethoxysilane, epoxi- (glycidyl), alkyl, octyl, e.g., Dynasilan® OCTMO: trimethoxyoctylsilane, methyl, alkenyl, Alkoxy, carboxy, acidahydride, aryl, phenyl, vinyl, eg: Dynasilan® VTMO: vinyltrimethoxysilane, acyl, methacryl, for example: Dyansilan® MEMO: 3-methacrylpropyl-trimethoxysilane, nitrile , Acrylonitrile, amido, photoinitiator, ureido, isocyanate, isocyanurate, sulfonido, mercapto, thio, sulfo, sulfino, alkylamino, dialkylamino, imino, nitro, nitroso, Oxo, formyl, chloro, bromo, fluoro, iodo, keto groups Likewise, partially condensed silanes derived from the above structure can be used or mixtures thereof.
Radikalbildner können Photoinitiatoren, Vernetzungsmittel oder Free radical generators may be photoinitiators, crosslinkers or
Photosensibilisatoren und Radikalinitiatoren sein. Be photosensitizers and radical initiators.
Die Photoinitiatoren entstammen der Gruppen der Benzophenone und dessen Derivate, der Dialkylbenzilketale und der a-Diketone, der Acylphosphinoxide der Thionathone, Aminocoinitiatorsysteme und der Aminoacrylate. Dazu zählen die The photoinitiators are derived from the groups of benzophenones and their derivatives, the dialkylbenzilketals and the a-diketones, the acylphosphine oxides of the thionathones, aminocoinitiator systems and the aminoacrylates. These include the
Alkylbenzophenone: 2-Methyl-Benzophenon, 4-Methyl-Benzophenon, 2,4- Dimethyl-Benzophenon, 3,4-Dimehtyl-Benzophenon, 4-lsopropyl-Benzophenon, 4-Dodecyl-Benzophenon, 2,4,6- Trimethyl-Benzophenon, 3,3-Dimethyl-4- methoxybenzophenon, 4-Phenyl-Benzophenon die Dialkoxyacetophenonel Benziketale: ,4'-Bisdimethylamino-Benzophenon ("Michlersketon"), 2,2' Dimethoxy-2-pheny!acetophenon ("Benzildimethylketal"), 1-(4-lsopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropanon-1-on, 2-Hydroxy-2-methyl-1- phenylpropan-1-οη ("Doracur 1173 ®"), (I-Hydroxycyclohexyl)-Phenylketon, die Halogenbenzophenone: Chlor-Derivate, 2-Chlor-Benzophenon, 4-Chlor- Alkylbenzophenones: 2-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 2,4-dimethylbenzophenone, 3,4-dimehtylbenzophenone, 4-isopropylbenzophenone, 4-dodecylbenzophenone, 2,4,6-trimethyl- Benzophenone, 3,3-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4-phenylbenzophenone, the dialkoxyacetophenone, benziketals:, 4'-bisdimethylaminobenzophenone ("Michlersketon"), 2,2'-dimethoxy-2-phenylacetophenone ("benzil dimethyl ketal") , 1- (4-Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one ("Doracur 1173®"), (I-hydroxycyclohexyl) - Phenyl ketone, the halobenzophenones: chloro derivatives, 2-chloro-benzophenone, 4-chloro
Benzophenone, 2,2'-Dichlor-Benzophenone, die Alkoxy- Alkylthioderivate: 2-, 3-, 4-methoxy-Benzophenon, 2-, 4-Methylthio- Benzophenone,2-Ethoxy-Benzophenone,4-Propoxy-Benzophenone,4-Butoxy- Benzophenone, 4-lsopropoxy-Benzophenone, Benzophenones, 2,2'-dichloro-benzophenones, the alkoxy-alkylthio-derivatives: 2-, 3-, 4-methoxy-benzophenone, 2-, 4-methylthio-benzophenones, 2-ethoxy-benzophenones, 4-propoxy-benzophenones, 4 Butoxy Benzophenones, 4-Isopropoxy Benzophenones,
die Carbonesterderivate: 2-Methoxycarbonyl-Benzophenone, 3-
MethoxycarbonylBenzophenone, 2- oder 4-Ethoxycarbonyl-Benzophenone, 2- oder 4-lsopropoxycarbonyl-Benzophenone, 4-tert.-Butoxycarbonyl- Benzophenone, 2-Butoxycarbonyl-Benzophenone, 2,2 -Diethoxycarbonyl- Benzophenone, die Dialkylbenzilketale alpha-Diketone: α-Aminoalkyphenone, Benzoinether, Benzoinbutylether, Benzoinisopropylether, 1 Q-Phenanthrenchinon, 1-Benzoyl- cyclohexanonol ("Irgacure 184 (®)"), 2(Dimethylamino-ethylacrylat), the carboxylic ester derivatives: 2-methoxycarbonylbenzophenones, 3 Methoxycarbonylbenzophenones, 2- or 4-ethoxycarbonyl-benzophenones, 2- or 4-isopropoxycarbonyl-benzophenones, 4-tert-butoxycarbonyl-benzophenones, 2-butoxycarbonyl-benzophenones, 2,2-diethoxycarbonyl-benzophenones, the dialkylbenzilketals alpha-diketones: α -Aminoalkyphenones, benzoin ethers, benzoin butyl ether, benzoin isopropyl ether, 1-Q-phenanthrenequinone, 1-benzoylcyclohexanonol ("Irgacure 184 (®)"), 2 (dimethylamino-ethylacrylate),
Silylbenzylether, Dodecylbenzophenon, Benzil, die Acylphosphinoxide: Benzoylphosphinsäurediethylester, 2,4,6- Trimethylbenzoylphosphinoxid ("TMDPO"), 2,4,6-Silylbenzyl ether, dodecylbenzophenone, benzil, the acylphosphine oxides: diethyl benzoylphosphinate, 2,4,6-trimethylbenzoylphosphine oxide ("TMDPO"), 2,4,6-
Trimethylbenzoylethoxyphenylphosphinoxid ("TMPDO"), Bis(2,6- dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid , die Thioanthone: 2-/4- Chlorthioxanthon, 2-/4-lsopropylthioxanthon, 2,4- Dimethylthioxanthon, die Aminocoinitiatorsysteme: N-Methyldiethanolamin, Triethanolamin, die Aminoacrylate: 2-(Dimethylamino)ethylacrylat, oder die Radikalbildner: Azo-bis(isobutyronitril) "AIBN" Azobis-(4- cyanvaleriansäure), Dibenzoylperoxid , Dilauroylperoxid , tert.-Butylperoctat, tert.-Butylperbenzoat, Di-(tert.-butyl)peroxid, Benzpinakol, 2,2'-Di(C1-C8-alkyl)- Benzpinakole, Benzoinether, Dialkylbenzilketal, Dialkoxyacetophenon, Trimethylbenzoylethoxyphenylphosphine oxide ("TMPDO"), bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, the thioanthones: 2- / 4-chlorothioxanthone, 2- / 4-isopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, the aminocoinitiator systems: N-methyldiethanolamine, triethanolamine, the aminoacrylates: 2- (dimethylamino) ethyl acrylate, or the free radical generators: azo-bis (isobutyronitrile) "AIBN" azobis (4-cyanovaleric acid), dibenzoyl peroxide, dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctate, tert-butyl perbenzoate , Di- (tert-butyl) peroxide, benzopinacol, 2,2'-di (C 1 -C 8 -alkyl) benzpinacols, benzoin ethers, dialkylbenzilketal, dialkoxyacetophenone,
Acylphosphinoxid, 9,10- Phenanthrenchinon, Diacetyl, Furil, Anisil, 4,4'- Dichlorbenzil, 4,4'- Dialkoxybenzil, Kampherchinon, die Photosensibilisatoren: Perylen, Thioxanthon-Derivate, Anthracen-Derivate, die Vernetzungsmittel aus der Gruppe der Acrylate: Trimethylo-Porpan- trimethacrylat ("TRIM"), Pentaerythriol- Triacrylat, Pentaerythriol-trimethacrylat, Pentaerith riol-Pentaacrylat, Di pentaerythrol-Pentamethacrylat, Ditri methylol propan-tertaacrylat, D itri methylol propan-tetramethacrylat, der Gruppe der Cyanate/ Cyanurate: TriallylCyanurat ("TAG"), der Gruppe der Acylphosphine oxide, 9,10-phenanthrenequinone, diacetyl, furil, anisil, 4,4'-dichlorobenzil, 4,4'-dialkoxybenzil, camphorquinone, the photosensitizers: perylene, thioxanthone derivatives, anthracene derivatives, the crosslinking agents from the group of acrylates Trimethyloporontrimethacrylate ("TRIM"), pentaerythriol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol pentaacrylate, di pentaerythrol pentamethacrylate, ditri methylol propane tetratacrylate, di-methylol propane tetramethacrylate, the group of cyanates / cyanurates: TriallylCyanurat ("TAG"), the group of
Isocyanate/Isocyanurate: Triallyisocyanurat ("TRAIC"), Trimethallylisocyanurat ("TMAIC"), sonstige: Polymethylen-Polyphenylen-N-Maleinimid, Tris(4- vinyloxybutyl)- Trimellitat, Bis(4-vinyloxybutyl)-lsophthalat. Dazu zählen auch Metallalkoholate (z. B. Silane) die als eine organofunktionelle Gruppe die oben
genannten Gruppen enthalten. Isocyanates / isocyanurates: triallyisocyanurate ("TRAIC"), trimethallyl isocyanurate ("TMAIC"), others: polymethylene polyphenylene-N-maleimide, tris (4-vinyloxybutyl) trimellitate, bis (4-vinyloxybutyl) -isophthalate. These include metal alcoholates (eg, silanes) which are the one above as an organofunctional group contained groups.
Thermoplaste können Polymere, Oligomere, Prepolymere und Monomere sein, etwa: Thermoplastics may be polymers, oligomers, prepolymers and monomers, such as:
Polyolefine polyolefins
CS Chlorsulfoniertes Polyethylen CS Chlorosulfonated polyethylene
EEA Ethylen-Ethylacrylat Copoplymer EEA ethylene-ethyl acrylate copoplymer
EPOM Ethylen-Propylen- Terpolymer EPOM ethylene-propylene terpolymer
EPM Ethylen-Propylen-Elastomer EPM ethylene-propylene elastomer
EVA Ethylen- Vinylacetat EVA ethylene vinyl acetate
PE Polyethylen (PE-LO, PE-HO, PE-LLO) PE polyethylene (PE-LO, PE-HO, PE-LLO)
PE-C Chloriertes Polyethylen PE-C Chlorinated polyethylene
PEO Polyethylenoxid PEO polyethylene oxide
PE Polypropylen PE polypropylene
PA Polyamid 6, PA 6.6 PA 11 , PA 12 u.a. Polyamide, GusspolyamidPA Polyamide 6, PA 6.6 PA 11, PA 12 and others. Polyamides, cast polyamide
PVAL Polyvinylalkohol PVAL polyvinyl alcohol
Halogenierte Polymere Halogenated polymers
CSM Chlorsulfoniertes Polyethylen CSM Chlorosulfonated polyethylene
ETFE Ethylentetrafluorethylen ETFE ethylene tetrafluoroethylene
PEP Polyfluorethylenpropylen PEP Polyfluoroethylenepropylene
FPM Fluorelastomer FPM fluoroelastomer
PE-C Chloriertes Polyethylen PE-C Chlorinated polyethylene
PVC Polyvinylchlorid PVC polyvinyl chloride
PVOF Polyvinylidenfluorid PVOF polyvinylidene fluoride
PVF Polyvinylfluorid PVF polyvinyl fluoride
Thermoplastische Elastomere: Thermoplastic elastomers:
FPM Fluorelastomer (thermoplastisch)
TPE-E Polyetherester-Copolymere FPM fluoroelastomer (thermoplastic) TPE-E Polyetherester Copolymers
TPE-O auf Polyolefin-Basis Polyolefin-based TPE-O
TPE-S auf Styrol-Basis TPE-S based on styrene
TPE-U Polyurethan TPE-U polyurethane
TPE-V Polyolefin mit vulkanisierten Blöcken TPE-V polyolefin with vulcanized blocks
die zusätzlich noch alle mit funktionellen Gruppen versehen sein können oder Mischungen daraus which may additionally all be provided with functional groups or mixtures thereof
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von polymeren Werkstoffen auf Basis von Thermoplasten und gegebenenfalls anderen Polymeren, oberflächenmodifizierten mineralischen Komponenten und gegebenenfalls anderen Beimischungen und einem Radikalstarter, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter eine chemische Reaktion initiiert, wonach die Oberfläche der Füllstoffkomponente mit der thermoplastischen Polymerphase chemisch vernetzt ist. The present invention is also a process for the preparation of polymeric materials based on thermoplastics and optionally other polymers, surface-modified mineral components and optionally other admixtures and a radical initiator, characterized in that the free-radical initiator initiates a chemical reaction, after which the surface of the filler component with the thermoplastic polymer phase is chemically crosslinked.
Die energetische Einwirkung wird mittels ionisierender Strahlung bewirkt, die in Form von Elektronenstrahlen, UV-Strahlen oder Röntgenstrahlen auf die The energetic action is effected by means of ionizing radiation, in the form of electron beams, UV rays or X-rays on the
Systeme einwirkt Systems acts
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung von The present invention also relates to the use of
polymeren Werkstoffen auf Basis von Thermoplasten und gegebenenfalls anderen Polymeren, mineralischen Komponenten und gegebenenfalls anderen Beimischungen und einem Radikalstarter, wobei der Radikalstarter die polymeric materials based on thermoplastics and optionally other polymers, mineral components and optionally other admixtures and a free radical initiator, wherein the radical starter the
Oberfläche der Füllstoffkomponente bedeckt und die Polymerketten an die Oberfläche der mineralischen Komponente gebunden sind, als Cover surface of the filler component and the polymer chains are bonded to the surface of the mineral component, as
thermoplastisches Halbzeug in gängigen thermoplastischen thermoplastic semi-finished in common thermoplastic
Formgebungsverfahren (so genanntes Urformen, Fügen und Spanen). Als Beispiele seien genannt das Extrusionsverfahren oder Spritzguss-Verfahren, oder das Blasformverfahren, als Ansaugrohre in Fahrzeugen, Kraftstofftanks Fahrzeugen, Trägerplatten in Elektro- und Elektronikanwendungen, Gleitlagern, Gleitförderern, Essbesteck, Rohre, Profile, Schläuche, Platten, Forming process (so-called primary forming, joining and machining). Examples include the extrusion process or injection molding process, or the blow molding process, as intake pipes in vehicles, fuel tanks vehicles, support plates in electrical and electronic applications, plain bearings, slide conveyors, cutlery, tubes, profiles, tubes, plates,
Kabelummantelungen, Schuhsohlen, Fasern, Borsten, Gehäuse, Zahnräder,
Schrauben, Dichtungen, Ventilatoren, Stangen, Befestigungen und Halterungen im Automobil, insbesondere unter der Motorhaube, Spulenkörper, Blasformteile, Polymerbetone Cable jackets, soles, fibers, bristles, housings, gears, Screws, gaskets, fans, rods, fasteners and brackets in automobiles, in particular under the bonnet, bobbins, blow-molded parts, polymer concrete
Die erfindungsgemäßen polymeren Werkstoffe zeichnen sich im Vergleich zu Werkstoffen, bei denen die mineralische Komponente nicht mit dem Polymer vernetzt ist, durch erhöhte chemische und mechanische Eigenschaften aus The polymeric materials of the invention are characterized by increased chemical and mechanical properties compared to materials in which the mineral component is not crosslinked with the polymer
Sie weisen beispielsweise einen um mindestens 10 % erhöhte Zugfestigkeit, einen um mindestens 10 % erhöhter E-Modul, eine um mehr als 15 K erhöhte Wärmef ombeständigkeit und eine um mindestens 5 % erhöhte They have, for example, a tensile strength which is increased by at least 10%, an E modulus increased by at least 10%, an increased heat resistance by more than 15 K and an increase of at least 5%
Schlagzähigkeit mit und ohne Kerbe auf.
Impact resistance with and without notch on.
Claims
PATENTANSPRÜCHE
1. Zwischenprodukte für polymere Werkstoffe mit mineralischen 1. Intermediates for polymeric materials with mineral
Komponenten, einem Radikalstarter und gegebenenfalls anderen Components, a radical starter and possibly others
Beimischungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter die Oberfläche der oberflächenmodifizierten mineralischen Komponente bedeckt und die Polymerketten an der Oberfläche der modifizierten silikatischen Komponente gebunden sind. Admixtures, characterized in that the radical initiator covers the surface of the surface-modified mineral component and the polymer chains are bonded to the surface of the modified silicate component.
2. Zwischenprodukte nach Anspruch 1 ,dass die mineralische Komponente weitgehend aus silikatischen Mineralien, oxidischen, oder hydroxidischen Mineralien besteht. 2. Intermediates according to claim 1, that the mineral component consists largely of silicate minerals, oxide, or hydroxide minerals.
3. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch 3. Intermediate product according to one of claims 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass die mineralische Komponente in einer Korngröße von kleiner als 4mm vorliegt. characterized in that the mineral component is present in a particle size of less than 4mm.
4. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 4. Intermediate product according to one of claims 1 to 3, characterized
gekennzeichnet, dass die mineralische Komponente in einer Korngröße von 5 nm bis 250 pm vorliegt characterized in that the mineral component is present in a particle size of 5 nm to 250 pm
5. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 5. Intermediate product according to one of claims 1 to 4, characterized
gekennzeichnet, dass der Radikalstarter die Oberfläche der characterized in that the radical starter the surface of the
mineralischen Komponente weitgehend in zumindest einer mineral component largely in at least one
monomolekularen Schicht bedeckt covered monomolecular layer
6. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 6. Intermediate product according to one of claims 1 to 5, characterized
gekennzeichnet, dass als Radikalstarter Photoinitiatoren oder characterized in that as radical initiator photoinitiators or
Vernetzungsverstärker oder Photosensibilisatoren oder Mischungen daraus verwendet werden Crosslinking enhancers or photosensitizers or mixtures thereof may be used
7. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch 7. Intermediate product according to one of claims 1 to 6, characterized
gekennzeichnet, dass thermoplastische Polymere, Oligomere oder Prepolymere oder Mischungen daraus mit der Oberfläche der in that thermoplastic polymers, oligomers or prepolymers or mixtures thereof with the surface of the
mineralischen Komponente chemisch kovalent verbunden sind.
mineral component chemically covalently connected.
8. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 8. Intermediate product according to one of claims 1 to 7, characterized
gekennzeichnet, dass als Beimischungen Additive und Hilfsstoffe die in der Thermoplast-Verarbeitung typisch sind, eingesetzt werden: in that additives and auxiliaries which are typical in thermoplastic processing are used as admixtures:
Gleitmittel, Antiblockmittel, Trennmittel, Antistatika, Flammschutzmittel, Farbmittel, Flexibilisatoren und Weichmacher, Haftvermittler, Treibmittel, Nukleierungsmittel, Antibakterielle Mittel, Fungizide, Leitfähigkeitsmittel Lubricants, antiblocking agents, release agents, antistatic agents, flame retardants, colorants, flexibilizers and plasticizers, adhesion promoters, blowing agents, nucleating agents, antibacterial agents, fungicides, conductive agents
9. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch 9. Intermediate product according to one of claims 1 to 8, characterized
gekennzeichnet, die Oberfläche der mineralischen Komponente einen Haftvermittler enthält. characterized in that the surface of the mineral component contains a bonding agent.
10. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch 10. Intermediate product according to one of claims 1 to 9, characterized
gekennzeichnet, dass die Oberfläche der mineralischen Komponente als Haftvermittler ein bifunktionelles Silan enthält. in that the surface of the mineral component contains as adhesion promoter a bifunctional silane.
1 . Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch 1 . Intermediate product according to one of claims 1 to 9, characterized
gekennzeichnet, dass die Oberfläche der mineralischen Komponente als Haftvermittler ein funktionelles Polysiloxan enthält. 2. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch in that the surface of the mineral component contains as adhesion promoter a functional polysiloxane. 2. Intermediate product according to one of claims 1 to 11, characterized
gekennzeichnet, dass es in feinteiligem und festem Zustand vorliegt. characterized in that it is in finely divided and solid state.
13. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dass es mit einer durchschnittlichen Korngröße im Bereich von 5 nm bis 250 pm vorliegt. 13. Intermediate product according to one of claims 1 to 12, that it is present with an average grain size in the range of 5 nm to 250 pm.
14. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 14. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter auf der mineralischen Komponente verteilt wird, das thermoplastische Polymer hinzu gegeben wird und die Vernetzung durch energetische Einwirkung gestartet wird. 5. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Materials with surface-modified mineral components, characterized in that the radical initiator is distributed on the mineral component, the thermoplastic polymer is added and the crosslinking is started by energetic action. 5. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter in Lösung oder als feinstteilige Suspension auf der mineralischen Materials with surface-modified mineral components according to claim 14, characterized in that the radical starter in solution or as finely divided suspension on the mineral
Komponente verteilt wird.
Component is distributed.
16. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 16. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter in einem Lösungsmittel gelöst und auf der Materials with surface-modified mineral components according to any one of claims 14 or 15, characterized in that the radical initiator dissolved in a solvent and on the
mineralischen Komponente verteilt wird. mineral component is distributed.
17. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 17. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralische Komponente in feinteiligem Zustand vorliegt. Materials with surface-modified mineral components according to one of claims 14 to 16, characterized in that the mineral component is present in finely divided state.
18. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 18. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralische Komponente mit einer durchschnittlichen Korngröße im Bereich von 5 nm bis 250 pm vorliegt. 9. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Materials with surface-modified mineral components according to any one of claims 14 to 17, characterized in that the mineral component is present with an average grain size in the range of 5 nm to 250 pm. 9. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polymer in Lösung zu der mineralischen Komponente mit dem Radikalstarter gegeben wird. Materials with surface-modified mineral components according to any one of claims 14 to 18, characterized in that the thermoplastic polymer is added in solution to the mineral component with the radical initiator.
20. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 20. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polymer als Lösung, oder als Suspension oder als Dispersion eingesetzt wird oder in Form eines feinstteiligen Pulvers aufgebracht wird. Materials with surface-modified mineral components according to one of claims 14 to 19, characterized in that the thermoplastic polymer is used as a solution or as a suspension or as a dispersion or is applied in the form of a very finely divided powder.
21.Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 21.A process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler und der Radikalstarter im Molverhältnis 100: 1 bis 1 : 100 eingesetzt wird.
Materials with surface-modified mineral components according to one of claims 14 to 20, characterized in that the adhesion promoter and the radical initiator in a molar ratio of 100: 1 to 1: 100 is used.
22. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 22. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die mineralische Komponente mit einem Haftvermittler bedeckt wird und dann der Radikalstarter verteilt wird. Materials with surface-modified mineral components according to any one of claims 14 to 21, characterized in that the mineral component is covered with a primer and then the radical starter is distributed.
23. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 23. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittler ein Silan eingesetzt wird. 24. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Materials with surface-modified mineral components according to one of claims 14 to 22, characterized in that a silane is used as the adhesion promoter. 24. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittler ein funktionelles Polysiloxan eingesetzt wird. Materials with surface-modified mineral components according to one of claims 14 to 22, characterized in that a functional polysiloxane is used as the adhesion promoter.
25. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 25. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten Materials with surface-modified mineral components
26. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 26. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation mit Elektronenstrahlen gestartet wird. 27. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Materials with surface-modified mineral components according to one of claims 14 to 24, characterized in that the polymerization is started with electron beams. 27. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation mit UV- oder Röntgenstrahlen gestartet wird. Materials with surface-modified mineral components according to one of claims 14 to 24, characterized in that the polymerization is started with UV or X-rays.
28. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere 28. Process for the preparation of intermediates for polymers
Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation mit einer Mischung aus Elektronenstrahlen, Materials with surface-modified mineral components according to any one of claims 14 to 24, characterized in that the polymerization with a mixture of electron beams,
Röntgenstrahlen und UV-Strahlen gestartet wird. X-rays and UV rays are started.
29. Polymere Werkstoffe auf Basis von thermoplastischen Polymeren und gegebenenfalls anderen Polymeren, mineralischen Komponenten und
gegebenenfalls anderen Beimischungen, Haftvermittlern und 29. Polymeric materials based on thermoplastic polymers and optionally other polymers, mineral components and optionally other admixtures, adhesion promoters and
Radikalbildnern, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler die Oberfläche der mineralischen Komponente bedeckt, der Radikalbildner eine Reaktion initiiert, wonach thermoplastischen Polymerketten an die Oberfläche der mineralischen Komponente chemisch kovalent gebunden sind. Free radical generators, characterized in that the adhesion promoter covers the surface of the mineral component, the free radical initiator initiates a reaction, after which thermoplastic polymer chains are chemically covalently bound to the surface of the mineral component.
30. Verfahren zur Herstellung von polymere Werkstoffen auf Basis von 30. Process for the preparation of polymeric materials based on
thermoplastischen Polymeren und gegebenenfalls anderen Polymeren, oberflächenmodifizierten mineralischen Komponenten und thermoplastic polymers and optionally other polymers, surface modified mineral components and
gegebenenfalls anderen Beimischungen, Haftvermittlern und einem Radikalstarter, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsreaktion durch energetische Einwirkung initiiert wird. optionally other admixtures, adhesion promoters and a radical starter, characterized in that the coupling reaction is initiated by energetic action.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die 31. The method according to claim 30, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form von ionisierender Strahlung energetic action in the form of ionizing radiation
durchgeführt wird. is carried out.
32. erfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die 32. learn according to claim 30, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form von hochenergetischen energetic action in the form of high-energy
Elektronenstrahlen durchgeführt wird. Electron beams is performed.
33. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die 33. The method according to claim 30, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form von UV-Strahlung durchgeführt wird. energetic action in the form of UV radiation is performed.
34. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die 34. The method according to claim 30, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form von Röntgenstrahlung durchgeführt wird. energetic action in the form of X-rays is performed.
35. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die 35. The method according to claim 30, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form einer Kombination von energetic action in the form of a combination of
Elektronenstrahlung, UV-Strahlung und/oder Röntgenstrahlung durchgeführt wird. Electron radiation, UV radiation and / or X-radiation is performed.
36. Verfahren nach Anspruch 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung der ionisierenden Strahlung auf die Partikeloberflächen statistisch gleichmäßig durchgeführt wird, indem die Strahlungsquelle
und die Partikel des Schüttgutes während der Einwirkung relativ zueinander bewegt werden. 36. The method according to claim 30 to 35, characterized in that the action of the ionizing radiation is carried out statistically uniformly on the particle surfaces by the radiation source and the particles of the bulk material are moved relative to each other during the action.
37. Verwendung von polymeren Werkstoffen auf Basis von 37. Use of polymeric materials based on
thermoplastischen Polymeren und gegebenenfalls anderen Polymeren, oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten und thermoplastic polymers and optionally other polymers, surface-modified mineral components and
gegebenenfalls anderen Beimischungen und einem Radikalbildner, wobei der Radikalstarter eine Reaktion initiiert, wonach die optionally other admixtures and a free radical generator, wherein the free radical initiator initiates a reaction, after which the
thermoplastischen Polymerketten die Oberfläche der mineralischen Komponente bedeckt und die Polymerketten an der Oberfläche der mineralischen Komponente chemisch kovalent gebunden sind, als thermoplastisches Halbzeug in thermoplastischen thermoplastic polymer chains covered the surface of the mineral component and the polymer chains are chemically covalently bonded to the surface of the mineral component, as a thermoplastic semi-finished in thermoplastic
F ormgebungsverf ahren Forming procedure
•k ~k ~k - ~k • k ~ k ~ k - ~ k
38. Zwischenprodukte für polymere Werkstoffe mit Komponenten die 38. Intermediates for polymeric materials with components the
gegebenenfalls oberflächenmodifiziert sein können, einem Radikalbildner, einem Matrixpolymeren und gegebenenfalls anderen Beimischungen gefunden, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerketten mit der Oberfläche einer Füllstoffkomponenten chemisch vernetzt sind. 39. Zwischenprodukte nach Anspruch 38, dass die Füllstoffkomponente aus organischen oder anorganischen Komponenten besteht, die bei Verarbeitungsoder Gebrauchsbedingungen mit der Matrixphase keine oder nur eine geringe Mischung zeigten optionally surface-modified, a radical generator, a matrix polymer and optionally other admixtures found, characterized in that the polymer chains are chemically crosslinked with the surface of a filler components. 39. Intermediates according to claim 38, characterized in that the filler component consists of organic or inorganic components which showed no or only a slight mixture in processing or use conditions with the matrix phase
40. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 oder 39, dadurch 40. Intermediate product according to one of claims 38 or 39, characterized
gekennzeichnet, dass die Füllstoffkomponente in einer Korngröße von kleiner als 4 mm vorliegt characterized in that the filler component is present in a particle size of less than 4 mm
41. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch 41. Intermediate product according to one of claims 38 to 40, characterized
gekennzeichnet, dass die mineralische Komponente in einer Korngröße von 5 nm bis 250 im vorliegt 42. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 41 , dadurch
gekennzeichnet, dass der Radikalstarter die Oberfläche der mineralischen Komponente weitgehend in zumindest einer monomolekularen Schicht bedeckt. in that the mineral component is present in a particle size of 5 nm to 250 μm. 42. Intermediate product according to one of Claims 38 to 41, characterized characterized in that the radical starter covers the surface of the mineral component largely in at least one monomolecular layer.
43. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 42, dadurch 43. Intermediate product according to one of claims 38 to 42, characterized
gekennzeichnet, dass als Radikalstarter Photoinitiatoren oder characterized in that as radical initiator photoinitiators or
Vernetzungsverstärker oder Photosensibilisatoren oder Mischungen daraus verwendet werden. Crosslinking enhancers or photosensitizers or mixtures thereof may be used.
44. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 43, dadurch 44. Intermediate product according to one of claims 38 to 43, characterized
gekennzeichnet, dass thermoplastische Polymere, Oligomere oder Prepolymere oder Mischungen daraus mit der Oberfläche der Füllstoffkomponente chemisch kovalent verbunden sind. in that thermoplastic polymers, oligomers or prepolymers or mixtures thereof are chemically covalently bonded to the surface of the filler component.
45. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 44, dadurch 45. Intermediate product according to one of claims 38 to 44, characterized
gekennzeichnet, dass als Beimischungen Gleitmittel, Antiblockmittel, characterized in that as admixtures lubricants, antiblocking agents,
Trennmittel, Antistatika, Flammschutzmittel, Farbmittel, Füllstoffe Fasern, Flexibilisatoren und Weichmacher, Haftvermittler, Treibmittel, Release agents, antistatic agents, flame retardants, colorants, fillers fibers, flexibilizers and plasticizers, adhesion promoters, blowing agents,
Nukleierungsmittel, Antibakterielle Mittel, Fungizide, Leitfähigkeitsmittel und UV- Stabilisatoren eingesetzt werden. Nucleating agents, antibacterial agents, fungicides, conductivity and UV stabilizers can be used.
46. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 45, dadurch 46. Intermediate product according to one of claims 38 to 45, characterized
gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Füllstoffkomponente Haftvermittler enthält. 47. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 46, dadurch in that the surface of the filler component contains adhesion promoters. 47. Intermediate product according to one of claims 38 to 46, characterized
gekennzeichnet, dass die Oberfläche der mineralischen Komponente als Haftvermittler ein bifunktionelles Silan enthält in that the surface of the mineral component contains as adhesion promoter a bifunctional silane
48. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 46, dadurch 48. Intermediate product according to one of claims 38 to 46, characterized
gekennzeichnet, dass die Oberfläche der mineralischen Komponente als Haftvermittler ein funktionelles Polysiloxan enthält. in that the surface of the mineral component contains as adhesion promoter a functional polysiloxane.
49. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 48, dadurch 49. Intermediate product according to one of claims 38 to 48, characterized
gekennzeichnet, dass es in feinteiligem und festem Zustand vorliegt. characterized in that it is in finely divided and solid state.
50. Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 38 bis 49, dass es mit einer durchschnittlichen Korngröße im Bereich von 5 nm bis 250 μηη vorliegt, als Dispersion oder Feststoffpulver.
50. Intermediate according to one of claims 38 to 49, that it is present with an average particle size in the range of 5 nm to 250 μηη, as a dispersion or solid powder.
51. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit Füllstoffkomponenten aus organischen oder anorganischen Komponenten besteht, dass der Radikalstarter auf der mineralischen Komponente verteilt wird, das thermoplastische Polymer hinzu gegeben wird und die Vernetzung durch energetische Einwirkung gestartet wird. 51. A process for the preparation of intermediates for polymeric materials with filler components of organic or inorganic components is that the radical initiator is distributed on the mineral component, the thermoplastic polymer is added and the crosslinking is started by energetic action.
52. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten gegebenenfalls mineralischen 52. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with surface-modified optionally mineral
Füllstoffkomponenten nach Anspruch 51 , dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter in Lösung oder als feinstteilige Suspension oder Dispersion auf der mineralischen Komponente verteilt wird. Filler components according to claim 51, characterized in that the free radical initiator is distributed in solution or as finely divided suspension or dispersion on the mineral component.
53. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten gegebenenfalls mineralischen 53. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with surface-modified optionally mineral
Füllstoffkomponenten nach einem der Ansprüche 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalstarter in einem Lösungsmittel gelöst und auf der Füllstoffkomponente verteilt wird Filler components according to one of claims 51 or 52, characterized in that the radical initiator is dissolved in a solvent and distributed on the filler component
54. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit Füllstoffkomponenten nach einem der Ansprüche 51 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffkomponenten in feinteiligem Zustand vorliegt 54. A process for the preparation of intermediates for polymeric materials with filler components according to any one of claims 51 to 53, characterized in that the filler components is in finely divided state
55. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten gegebenenfalls mineralischen 55. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with surface-modified optionally mineral
Füllstoffkomponenten nach einem der Ansprüche 51 bis 54, dadurch Filler components according to any one of claims 51 to 54, characterized
gekennzeichnet, dass die Füllstoffkomponenten mit einer durchschnittlichen Korngröße im Bereich von 5 nm bis 250 pm vorliegen characterized in that the filler components are present with an average grain size in the range of 5 nm to 250 pm
56. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymereWerkstoffe mit gegebenenfalls oberflächen-modifizierten Füllstoffkomponenten nach einem der Ansprüche 51 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polymer in Lösung zu der mineralischen Komponente mit dem Radikalstarter gegeben wird 56. A process for the preparation of intermediates for polymeric materials with optionally surface-modified filler components according to any one of claims 51 to 55, characterized in that the thermoplastic polymer is added in solution to the mineral component with the radical initiator
57. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten und / oder unmodifizierten Komponenten nach einem der Ansprüche 51 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass das
thermoplastische Polymer als Lösung, oder als Suspension oder als Dispersion eingesetzt wird oder in Form eines feinstteiligen Pulvers aufgebracht wird. 57. A process for the preparation of intermediates for polymeric materials with surface-modified and / or unmodified components according to one of claims 51 to 56, characterized in that the thermoplastic polymer is used as a solution, or as a suspension or as a dispersion or is applied in the form of a very finely divided powder.
58. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit gegebenenfalls oberflächen-modifizierten mineralischen 58. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with optionally surface-modified mineral
Füllstoffkomponente nach einem der Ansprüche 51 bis 57, dadurch Filler component according to any one of claims 51 to 57, characterized
gekennzeichnet, dass der Haftvermittler und der Radikalstarter im Molverhältnis 100:1 bis 1 :100 eingesetzt wird in that the adhesion promoter and the radical initiator are used in a molar ratio of 100: 1 to 1: 100
59. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten nach einem der Ansprüche 51 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralische 59. A process for the preparation of intermediates for polymeric materials with surface-modified mineral components according to one of claims 51 to 58, characterized in that the mineral
Komponente mit einem Haftvermittler bedeckt wird und dann der Radikalstarter verteilt wird Component is covered with a primer and then the radical starter is distributed
60. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit gegebenenfalls oberflächen-modifizierten mineralischen 60. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with optionally surface-modified mineral
Füllstoffkomponente nach einem der Ansprüche 51 bis 59, dadurch Filler component according to one of claims 51 to 59, characterized
gekennzeichnet, dass als Haftvermittler ein b'ifunktlonelles Silan eingesetzt wird in that, as adhesion promoter, a b 'ifunktlonelles silane is used
61. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit gegebenenfalls oberflächen-modifizierten mineralischen 61. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with optionally surface-modified mineral
Füllstoffkomponente nach einem der Ansprüche 51 bis 59, dadurch Filler component according to one of claims 51 to 59, characterized
gekennzeichnet, dass als Haftvermittler ein funktionelles Polysiloxan eingesetzt wird. in that a functional polysiloxane is used as adhesion promoter.
62. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit gegebenenfalls oberflächen-modifizierten mineralischen 62. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with optionally surface-modified mineral
Füllstoffkomponente nach einem der Ansprüche 51 bis 61 , dadurch Filler component according to one of claims 51 to 61, characterized
gekennzeichnet, dass die Polymerisation mit ionisierender Strahlung gestartet wird. characterized in that the polymerization is started with ionizing radiation.
63. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit gegebenenfalls oberflächen-modifizierten mineralischen 63. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with optionally surface-modified mineral
Füllstoffkomponente nach einem der Ansprüche 51 bis 61 , dadurch Filler component according to one of claims 51 to 61, characterized
gekennzeichnet, dass die Polymerisation mit Elektronenstrahlen gestartet wird
characterized in that the polymerization is started with electron beams
64. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit oberflächen-modifizierten und / oder nichtmodifizierten Füllstoffkomponente nach einem der Ansprüche 51 bis 61 , dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation mit UV- oder Röntgenstrahlen gestartet wird. 65. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für polymere Werkstoffe mit gegebenenfalls oberflächen-modifizierten mineralischen 64. A process for the preparation of intermediates for polymeric materials with surface-modified and / or unmodified filler component according to any one of claims 51 to 61, characterized in that the polymerization is started with UV or X-rays. 65. Process for the preparation of intermediates for polymeric materials with optionally surface-modified mineral
Füllstoffkomponente nach einem der Ansprüche 51 bis 61 , dadurch Filler component according to one of claims 51 to 61, characterized
gekennzeichnet, dass die Polymerisation mit einer Mischung aus characterized in that the polymerization with a mixture of
Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen und UV-Strahlen gestartet wird. 66. Polymere Werkstoffe auf Basis von thermoplastischen Polymeren und gegebenfalls anderen Polymeren, mineralischen Komponenten und E-beams, X-rays and UV rays are started. 66. Polymeric materials based on thermoplastic polymers and optionally other polymers, mineral components and
gegebenenfalls anderen Beimischungen, Haftvermittlern und Radikalbildnern, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler die Oberfläche der optionally other admixtures, adhesion promoters and radical formers, characterized in that the adhesion promoter the surface of the
Füllstoffkomponente bedeckt, sich darauf eine Polymermatrix befindet und der Radikalbildner eine Reaktion initiiert, wonach die thermoplastischen Filler component covered, thereon is a polymer matrix and the free radical initiator initiates a reaction, after which the thermoplastic
Polymerketten der Polymermatrix entweder direkt oder die Polymerketten von an die Oberfläche der Füllstoffkomponente direkt oder indirekt über den Haftvermittler oder den Radikalbildner chemisch kovalent gebunden sind. Polymer chains of the polymer matrix either directly or the polymer chains are chemically covalently bonded to the surface of the filler component directly or indirectly via the primer or the radical generator.
67. Verfahren zur Herstellung von polymere Werkstoffen auf Basis von thermoplastischen Polymeren und gegebenenfalls anderen Polymeren,67. Process for the preparation of polymeric materials based on thermoplastic polymers and optionally other polymers,
Oberflächen modifizierten und/ oder unmodifizierten Füllstoffkomponenten und gegebenenfalls anderen Beimischungen, Haftvermittlern und einem Surface modified and / or unmodified filler components and optionally other admixtures, adhesion promoters and a
Radikalstarter, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsreaktion durch energetische Einwirkung initiiert wird. 68. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die Radical starter, characterized in that the coupling reaction is initiated by energetic action. 68. The method according to claim 67, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form von ionisierender Strahlung durchgeführt wird energetic action in the form of ionizing radiation is performed
69. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die 69. The method according to claim 67, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form von hochenergetischen Elektronenstrahlen durchgeführt wird 70. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die energetic action is carried out in the form of high-energy electron beams 70. The method according to claim 67, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form von UV-Strahlung durchgeführt wird
energetic action in the form of UV radiation is performed
71. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die 71. The method according to claim 67, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form von Röntgenstrahlung durchgeführt wird energetic action in the form of X-rays is performed
72. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die 72. The method according to claim 67, characterized in that the
energetische Einwirkung in Form einer Kombination von Elektronenstrahlung, UV-Strahlung und/oder Röntgenstrahlung durchgeführt wird energetic action in the form of a combination of electron radiation, UV radiation and / or X-radiation is performed
73. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung der ionisierenden Strahlung auf die Partikeloberflächen statistisch gleichmäßig durchgeführt wird, indem die Strahlungsquelle und die Partikel des Schüttgutes während der Einwirkung relativ zueinander bewegt werden. 74. Verwendung von polymeren Werkstoffen auf Basis von thermoplastischen Polymeren und gegebenenfalls anderen Polymeren, oberflächen-modifizierten mineralischen Komponenten und gegebenenfalls anderen Beimischungen und einem Radikalbildner, wobei der Radikalstarter eine Reaktion initiiert wonach die thermoplastischen Polymerketten die Oberfläche der mineralischen 73. The method according to claim 67, characterized in that the effect of the ionizing radiation on the particle surfaces is carried out statistically uniformly by the radiation source and the particles of the bulk material being moved relative to one another during the action. 74. The use of polymeric materials based on thermoplastic polymers and optionally other polymers, surface-modified mineral components and optionally other admixtures and a free radical generator, wherein the radical initiator initiates a reaction after which the thermoplastic polymer chains the surface of the mineral
Komponente bedeckt und die Polymerketten an der Oberfläche der Component covered and the polymer chains on the surface of
mineralischen Komponente chemisch kovalent gebunden sind, als mineral component chemically covalently bound, as
thermoplastisches Halbzeug in gängigen thermoplastischen thermoplastic semi-finished in common thermoplastic
Formgebungsverfahren molding process
~k ~k - ~k ~k
~ k ~ k - ~ k ~ k
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3956230A (en) | 1968-02-01 | 1976-05-11 | Champion International Corporation | Compatibilization of hydroxyl-containing fillers and thermoplastic polymers |
AT284462B (en) | 1967-07-18 | 1970-09-10 | Amicon Corp | Finely divided filler material, especially for organic polymer substances |
CA936696A (en) | 1970-08-14 | 1973-11-13 | S. Temple Chester | Method of treating glass fibers to improve adhesion to polyolefins |
US4349605A (en) | 1980-09-09 | 1982-09-14 | National Distillers & Chemical Corp. | Flame retardant radiation curable polymeric compositions |
DE3303376A1 (en) | 1983-02-02 | 1984-08-02 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | THERMOPLASTIC MOLDS WITH INCREASED TOUGHNESS |
JPS61261365A (en) | 1985-05-14 | 1986-11-19 | Nippon Oil Co Ltd | Photo-curable coating composition |
DE3837569A1 (en) | 1988-11-04 | 1990-05-10 | Espe Stiftung | DENTAL MATERIALS CURABLE WITH VISIBLE LIGHT |
US5256706A (en) * | 1989-07-27 | 1993-10-26 | Basf Corporation | Cross-linkage surface-modifed micaceous particulates and coating compositions containing the same |
WO1993011190A1 (en) * | 1991-11-26 | 1993-06-10 | Allied-Signal Inc. | Polymer nanocomposites formed by melt processing of a polymer and an exfoliated layered material derivatized with reactive organo silanes |
DE19519212C2 (en) | 1995-05-24 | 2003-07-31 | Inocermic Ges Fuer Innovative | Modeling compound curable by UV radiation and process for its production |
US5910523A (en) * | 1997-12-01 | 1999-06-08 | Hudson; Steven David | Polyolefin nanocomposites |
WO1999042518A2 (en) | 1998-02-20 | 1999-08-26 | Vantico Ag | Organophilic phyllosilicates |
US6191286B1 (en) | 1998-08-26 | 2001-02-20 | Osi Specialties Inc. | Imidosilane compositions |
US6372820B1 (en) * | 1999-05-06 | 2002-04-16 | Cabot Corporation | Polymerized modified particles and methods of making the same |
JP4214203B2 (en) * | 1999-05-18 | 2009-01-28 | オリヱント化学工業株式会社 | Organic-inorganic composite material and method for producing the same |
DE10029103A1 (en) | 2000-06-14 | 2002-01-03 | Thueringisches Inst Textil | Production of nano-reinforced thermoplastic polymers, e.g. polyamide for use in fibres or film, comprises using an organophilically-modified layer silicate with esterified hydroxyl groups on the surface |
DE10128356A1 (en) * | 2000-06-14 | 2003-01-02 | Thueringisches Inst Textil | Process for the production of nano-reinforced, thermoplastic polymers |
US6916536B1 (en) * | 2001-09-20 | 2005-07-12 | Christopher R. Hammen | Composites incorporating covalently bonded interstitial polymer resins |
EP1340788A3 (en) | 2002-02-22 | 2004-03-17 | Nexans | Method of preparation of a compound based on thermoplastic material |
DE10238369A1 (en) | 2002-08-22 | 2004-03-04 | Degussa Ag | Agent as an adhesion promoter for filled and peroxidically cross-linked rubber compounds |
DE10254808B4 (en) | 2002-11-22 | 2009-03-12 | Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. | Thermoplastic filler nanocomposite and its use as well as masterbatch granules for its production |
JP3791502B2 (en) * | 2003-03-11 | 2006-06-28 | 日産自動車株式会社 | Resin composition and method for producing resin composition |
GB0315409D0 (en) * | 2003-07-01 | 2003-08-06 | Imerys Minerals Ltd | Particulate clay materials and polymer compositions incorporating the same |
DE502004007350D1 (en) * | 2003-09-29 | 2008-07-24 | Bosch Gmbh Robert | Hardenable reaction resin system |
DE102004002178A1 (en) | 2004-01-15 | 2005-08-11 | Ivoclar Vivadent Ag | Dental matrials based on RÖMP composites |
US7579081B2 (en) | 2004-07-08 | 2009-08-25 | Rohm And Haas Company | Opacifying particles |
DE102004036573A1 (en) | 2004-07-28 | 2006-03-23 | Ge Bayer Silicones Gmbh & Co. Kg | Use of light-activatable, curable silicone compositions for the production of thick-walled molded articles or thick-walled coatings |
DE202005014332U1 (en) | 2005-09-09 | 2006-01-19 | Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. | New organometallic nanopowder (where ligand is present in the particle core and at the particle surface of the nanopowders) useful for the manufacture of polymer composite |
US7855241B2 (en) | 2005-10-18 | 2010-12-21 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Method of improving abrasion resistance of plastic article using nanoparticles and article produced thereby |
DE102007021199B4 (en) | 2006-07-17 | 2016-02-11 | Evonik Degussa Gmbh | Compositions of organic polymer as matrix and inorganic particles as filler, process for their preparation and their use and moldings produced therewith |
DE102007042496A1 (en) | 2006-09-01 | 2008-05-15 | Continental Aktiengesellschaft | Producing a vulcanizable rubber mixture, e.g. for tire treads, comprises dispersing a modified phyllosilicate filler in a polar rubber and mixing the resulting masterbatch with another rubber |
US20080145545A1 (en) | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Bret Ja Chisholm | Metal oxide and sulfur-containing coating compositions, methods of use, and articles prepared therefrom |
DE102006061057A1 (en) | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Wacker Chemie Ag | Organofunctional silicone resin layers on metal oxides |
KR100762298B1 (en) * | 2006-12-29 | 2007-10-04 | 제일모직주식회사 | Thermoplastic nanocomposite resin composition with improved scratch resistance |
KR101181564B1 (en) * | 2009-09-22 | 2012-09-10 | (주)엘지하우시스 | New organic-inorganic silica particle, method for preparing the same, and hard coating composition comprising the same |
EP2683770B1 (en) * | 2011-03-09 | 2024-07-31 | Felix Winkelmann | Process for the production of intermediate products for polymeric materials with addition components or components made from them, processes for the production of polymeric materials based on intermediate products, use of polymeric materials and use of components made of polymeric materials |
-
2010
- 2010-09-09 EP EP10798248A patent/EP2475718A1/en not_active Withdrawn
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Non-Patent Citations (2)
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