SE428932B - Forfarande for framstellning av en termoplastisk elastomer polymerisatblandning - Google Patents

Description

7805609-0 10 15 20 25 30 35 önska. Även den kvarstående deformationen, styvheten och hård- heten är otillfredsställande. Dessutom är framställning av blandningar av etylen-propylensampolymerisat, polyetylen och _ ett etylen-vinylacetatsampolymerisat känd från den amerikanska patentskriften 3 94l 859. Även i detta fall skall kristallini- teten hos etylen-propylensampolymerisatet uppgå till mer än 10 %. I de båda sistnämnda patentskrifterna noteras, att etylen-propylensampolymerisat med ringa kristallinitet inte kan leda till goda egenskaper i blandningar med andra poly- olefiner som polyetylen.

Det har nu visat sig, att termoplastiska elastomera poly- merisatblandningar, vilka består av polypropylen, polyetylen och ett etylen-propylenpolymerisat, kan framställas, vilka har mycket god bearbetbarhet och dessutom uppvisar goda mekaniska egenskaper. Därvid framställes en blandning av: A. 30 till 75 delar av ett kristallint, isotaktiskt propylen- homopolymerisat med ett smältindex mellan l och 25 dg/min, och B. 25 till 70 delar av ett kautschukartat etylen-propylen- polymerisat med en kristallinitet under 10 %, en etylenhalt överstigande 58 %, en draghållfasthet överstigande 30 kp/cmz och en Mooneyviskositet (ML [l+4] l25°C) av minst 30 och högst 90, varvid C. maximalt 15 delar av propylenhomopolymerisatet och minst så många delar, som anges av hälften av talvärdet för propylen- homopolymerisatets smältindex, ersättes med lika många delar polyetylen med en täthet mellan 0,91 och 0,98 g/cm3.

Polymerisatblandningar enligt uppfinningen har ett smält- index som är många gånger större än smältindex för blandningar, som erhålles enligt den amerikanska patentskriften 3 957 919, medan de mekaniska egenskaperna är minst lika bra. Blandningar enligt uppfinningen lämpar sig utmärkt väl till sprutgjutning.

Kombinationen av deras egenskaper (mycket god bearbetbarhet, hög slagseghet vid låg temperatur, beständighet mot höga tempe- raturer, stor styvhet) är synnerligen gynnsam, medan självkost- nadspriset är relativt lågt.

Kärnan i uppfinningen består i att man genom ett riktigt val av de enskilda beståndsdelarna lyckats erhålla en blandning med en överraskande och utomordentligt attraktiv uppsättning egenskaper. I motsats till vad som tillämpas inom känd teknik 10 l5 20 25 30 35 7805609-0 på området har man bestämt sig för att använda ett etylen- propylenpolymerisat med bl.a. ringa kristallinitet. De därvid uppkommande bristerna vad avser exempelvis styvheten och be- ständigheten mot höga temperaturer kunde kompenseras genom an- vändning av ett propylen-homopolymerisat. För att avhjälpa den därmed förbundna sprödheten vid låg temperatur inblandades en av polypropylenets smältindex betingad ringa mängd polyetylen i blandningen. Dessutom upptäcktes, att etylen-propylenpolymeri- satet måste uppfylla ytterligare en rad krav för att bland- ningen enligt uppfinningen skall få den önskade gynnsamma kom- binationen av egenskaper.

Det enligt uppfinningen använda etylen-propylenpolymeri- satet har företrädesvis en etylenhalt av minst 61 viktprocent. som bekant tilltar vid stigande etylenhalt även etylen-propylen- polymerisatets draghållfasthet starkt. Särskilt vid en etylen- halt av mer än 77 viktprocent kan dock kristalliniteten tillta starkt, vilket påverkar en rad egenskaper ofördelaktigt, exempelvis sättningen vid kompression och segheten vid låg temperatur. Man väljer därför företrädesvis en etylenhalt under 77 viktprocent, särskilt under 75 viktprocent. Ytterligare en fördel är därvid förbättringen av brottöjningen. De bästa resultaten erhålles, om etylenhalten väljes lägre än 70 vikt- procent. Etylen-propylenpolymerisat med hög molekylvikt ger blandningar med andra polyolefiner i allmänhet bättre mekaniska egenskaper men försämrar samtidigt bearbetbarheten. Mycket goda egenskaper erhålles, om etylen-propylensampolymerisatet uppvisar en maximal Mooney-viskositet (som mått på molekylvik- ten), som står i relation till propylenhomopolymerisatets smältindex. Detta maximala värde för Mooneyviskositeten fram- 50 m.iO'6 kommer ur ekvationen MLMAX = 90 ~ , där m.i. betyder gflypropylenets smältindex uttryckt i dg/min, mätt vid 230oC och 2,16 kg, Mooneyviskositeten (ML [l+4]) mätes vid l250C. Mooney- viskositeten väljes företrädesvis inte högre än det värde, som 100 m.i.0'6 framkommer ur ekvationen MLMAX = 90 - , eftersom bear- betbarhetsegenskaperna är optimala i detta fall, medan de övriga goda egenskaperna bibehålles. För praktiskt bruk har en tabell 78056 09-0 l0 15 20 25 30 uppgjorts, i vilken man på enkelt sätt kan avläsa hur stort det maximala värdet för Mooneyviskositeten företrädesvis är vid ett bestämt smältindex hos propylenpolymerisatet.

Maximal Mooneyviskositet hos etylen-propylenpolymerisatet smältindex polypropylen Smïltindeï föredragen gräns helst föredragen gräns o ro en åg/ššn Py 90 - -f-(Sg-S 90 - _1293? m.i. m.i. l 40 - 2 57 24 3 64 38 4 68 46 5 71 52 6 73 56 7 74 59 8 76 61 9 77 63 l0 77 65 15 80 70 20 82 73 25 83 75 Etylen-propylenpolymerisatét som användes enligt uppfin- ningen har vidare en kristallinitet av maximalt 10 viktprocent.

Företrädesvis användes ett amorft etylen-propylensampolymerisat, dvs. ett sampolymerisat med en kristallinitet som är lägre än 4 viktprocent och särskilt lägre än l viktprocent. Därigenom förbättras den kvarstående deformationen efter tryck och seg- heten vid låg temperatur avsevärt.

Vidare uppvisar det kautschukartade etylen-propylenpoly- merisatet företrädesvis en draghållfasthet i ovulkaniserat till- stånd av mer än 50 kp/cm2. Polymerisatets kristallisationstem- peratur, upptagen medelst "differential scanning calorimetry", ligger företrädesvis över OOC och särskilt över l0°C.

Etylen-propylenpolymerisatet kan innehålla en maximal 10 15 20 25 30 35 7805609-0 mängd av 20 viktprocent av en flerfaldigt omättad monomer.

Dessa flerfaldigt omättade monomerer är normalt icke konjuge- rade polyener, särskilt diener. För det mesta användes de i mängder av maximalt 10 viktprocent. Exempel på sådana monomerer är dicyklopentadien, alkylidennorbornen, alkylennorbornen, alka- diener och cykloalkadiener. Företrädesvis användes dicyklopen- tadien, etylidennorbornen, l,5-hexadien, 1,4-hexadien och blandningar av dessa substanser. De enligt uppfinningen använda etylen-propylenpolymerisaten kan framställas på vanligt sätt, exempelvis under användning av de i de brittiska patentskrif- terna l 014 873, 951 022 och 880 904 beskrivna förfarandena.

För ytterligare detaljer beträffande denna framställning hän- visas till den icke förpublicerade holländska patentansökningen 7 610 672.

Det enligt uppfinningen använda kristallina, isotaktiska propylenhomopolymerisatet uppvsiar ett smältindex mellan l och 25 dg/min och företrädesvis mellan l,5 och 20 dg/min. Särskilt föredrages ett smältindex mellan 5 och 15 dg/min. Detta smält- index bestämmer i föreliggande uppfinning det föredragna maxi- mala värdet av Mooneyviskositeten hos etylen-propylenpolymeri- satet och mängden tillsatt polyetylen. Tätheten hos det an- vända propylenhomopolymerisatet ligger företrädesvis mellan 0,900 och 0,910. ' I den icke förpublicerade holländska patentansökningen 7 610 672 beskrives, hur ett etylen-propylensampolymerisat kan blandas med ett specifikt propylen-blockblandpolymerisat, var- vid den uppkomna blandningen har mycket goda mekaniska egenska- per. Med hjälp av förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan dessa egenskaper ytterligare överträffas. Så uppvisar pro- dukter, som framställts enligt detta förfarande bättre hårdhet, bättre draghållfasthet och bättre beständighet mot höga tempera- turer än den i den just nämnda holländska patentansökningen be- bibehålls på samma nivå. Ytterligare fördelar är den bättre rivhållfast- skrivna blandningen. Andra egenskaper, som segheten, heten och den lägre termiska krympningen. Av särskild betydelse är det höga smältindex, som kan uppnås med hjälp av förfarandet enligt uppfinningen. Därför måste ett polypropylen med till- räckligt högt smältindex användas. Även de andra mekaniska egen- skaperna förbättras härigenom. Den likaså härigenom förorsakde 78056 09-0 lO 15 20 25 30 35 sprödheten vid låg temperatur elimineras överraskande fullstän- digt, om man ersätter en större del av polypropylenet med poly- etylen, dvs. med en polyetylenmängd, vilkens talvärde uppgår till åtminstone hälften, men företrädesvis 3/4, av polypropyle- nets smältindex. Det är synnerligen överraskande, att man genom användning av ett polypropylenhomopolymerisat i kombination med den rätta mängden etylenpolymerisat kan erhålla sådana väsent- ligt förbättrade egenskaper.

Det enligt föreliggande uppfinning använda polypropylenet är i grunden isotaktiskt och har en hög kristallinitet, före- trädesvis över 50 viktprocent, mätt med röntgendiffraktion. Det kan framställas enligt välkända metoder, väsentligen baserade på användning av modifierad eller icke modifierad titanklorid, vilken exempelvis aktiveras med aluminiumföreningar. Den tredje beståndsdelen som skall ingå i blandningen enligt uppfinningen är ett etylenpolymerisat med en täthet mellan 0,91 och 0,98 g/cm3 och företrädesvis ett smältindex mellan 0,1 och 33 dg/min. Företrädesvis är tätheten större än 0,94 g/cm3 och särskilt större än 0,96 g/cm3, vilket betyder, att ingen eller endast en ringa mängd kdmxrmerupptages i polyetylenet, exempel- vis mindre än 0,5 viktprocent.

För den termoplastiska, elastomera blandningen enligt uppfinningen föredrages en sammansättning av 50 till 70 delar kristallint, isotaktiskt propylenhomopolymerisat och 30 till 50 delar kautschukartat etylen-propylenpolymerisat. Vid använd- ning av ett underskott av etylen-propylenpolymerisat kommer uppfinningens särskilda effekter bäst till sin rätt. Styvheten och egenskaperna vid hög temperatur ligger i detta fall på en hög nivå. Förbättringen av slaghållfastheten vid låg temperatur, med hjälp av etylenpolymerisatet är särskilt påtaglig, bearbet- ningen är mycket god vid denna sammansättning medan även de andra egenskaperna är optimala.

De termoplastiska blandningarna kan framställas på känt sätt medelst apparatur som vanligen används för plaster, som valsar, strängsprutor, snabblandare och knådare, varvid plast- materialet utsättes för skjuvkrafter vid förhöjd temperatur, särskilt vid en temperatur mellan 150 och 220°C. I stor skala föredrages knådare och strängsprutor, i vilka blandningen ut- föres vid temperaturer av 180 till 220°C. l0 15 20 25 30 35 78056 09-0 I blandningarna enligt uppfinningen kan allehanda tillsats- ämnen inblandas, såsom färgämnen, glidmedel, fyllnadsmedel, anti- oxidationsmedel, UV-stabilisatorer, flamskyddsmedel, zinkoxid och/eller magnesiumoxid, fibrer eller kombinationer av fiber- artade och pulverformiga ämnen, utan att de specifika egenska- perna gâr förlorade. Särskilt kan sot och/eller olja upptas i blandningen.

Polymerisatblandningarna enligt uppfinningen kan även blan- das med andra polymerisat, som styrenpolymerisat, polyamider, polyvinylklorid, polykarbonater, blockblandpolymerisat av styren och butadien, vilka eventuellt är hydrerade, klorerade polyole- finer, som klorerat polyetylen, och blandningar av dessa polyme- risat. De kan även användas för förbättring av slaghâllfastheten hos andra polymerisat. Polymerisatblandningarna enligt uppfin- ningen kan användas till talrika ändamål, eftersom de såväl kan vara mjuka och kautschukartade som styva och slagfasta. Bland- ningarna lämpar sig särskilt väl till framställning av stora föremål, som användes i det fria, exempelvis till automobilstöt- fångare. _ De termoplastiska elastomererna, som framställts enligt föreliggande uppfinning, är utomordentligt väderbeständiga.

Denna väderbeständighet kan förbättras ytterligare, särskilt då inget sot användes, om UV-stabilisatorer och/eller zinkoxid upp- tages i blandningen, eventuellt i kombination med ett fenoliskt antioxidationsmedel. Som UV-stabilisator användes företrädesvis en kombination av en s.k. "UV-quencher", särskilt en störd amin, och en UV-absorbator, såsom en ben otriazol- och bensofenonföre- ning. * Exempel l I en knådare framställes en rad blandningar, bestående av etylen-propylenpolymerisat, polypropylen och eventuellt poly- etylen, med den i Tabell l angivna sammansättningen, Därvid an- Vändes ett etylen-propylen-terpolymerisat-kautschuk, betecknat som EPDM I, vilket innehåller 64 % etylen, 30 % propylen och 6 % stånd uppgår till 65 kp/cmz. Mooneyviskositeten (ML [l+4] l25°C) uppgår till 52 och kristalliniteten ligger under 0,25 %. Det etylidennorbornen. Draghållfastheten i ovulkaniserat till- såsom PP I betecknade propylenpolymerisatet är ett blockbland- polymerisat av propylen med 7 % etylen, med en täthet av 0,905 78056092-0 l0 l5 8 och ett smältindex (2300, 2,16 kg)_av 6,0 dg/min. Det såsom PP II betecknade propylenpolymerisatet är ett propylenhomopoly- merisat med en täthet av 0,905 g/cm3 och ett smältindex av 5,2 dg/min (2300, 2,16 kg). Det i tabellen med PE I betecknade polyetylenet har en täthet av 0,963 g/cm3 och ett smältindex (19o°c, 2,16 kg) .

Vid utförandet av de i Tabell l angivna försöken införes av 8 dg/min det kautschukartade etylen-propylenpolymerisatet i knådaren.

Efter l minuts knådning tillföres polypropylenet och polyetyle- net. Efter 4 minuters knådning (total tid 5 minuter) knådas ca 30 minuter utan stämpeltryck; därefter fortsättes knådningen, tills en temperatur av ca l70°C har uppnåtts. Av blandningarna sprutas plattor, vilka provas med avseende på de i tabellen an- givna egenskaperna. I tabellauanges även egenskaperna hos tvâ handelsprodukter.

Tabell l Prdv nr Handels- Handels- 1 2 3 4 5 5 7 ' produkt A produkt B f EDPM I 40 40 40 40 40 35 35 PP I 60 ~ - - ~ 65 55 PP II - eo 5711 _55 so - -' PE - - 2% 5 10 - 10 Smàltnjndex 9,1 5,2 10,5 8,5 7,s 7,2 5,9 12,5 7,6 låg/mn) Hårdhet (shore D) 53 48 50 55 54 54 53 53 54 ViCat-tetnp 97 100 105 127 122 118 107 119 103 1 kg (Ove) _ 'heatsagtesttnlm 34,5 34,0 28,5 - - 25,5 25,5 ' - . 30 Planfallförsök på flytfiag BI0tÉêHEI9i (Nm) 3,16 3,62 3,50 2,70 2,94 3,37 3,74 3,20 3,72 Kraft (N) 1329 1442 1404 1485 1468 1511 1474 1439 1438 qyp av-brott segt segt sprött spáfii.qmiüi segt segt spfiflfizšgäâtq Rivhållfasthet 71 75 70 73 (N/nm) 61 se 77_ 78 76 10 15 20 30 7805609-0 De olika egenskaperna har uppmätts enligt följande normer: smäitinaex AsTM 11-1238 <23o°c, s kg) Hårdhet ASTM D-2240 (avläsning efter 3 sek.) Draghâllfasthet NEN 5602, provstav 2, töjningshastighet l5 cm/min Vicattemperatur ASTM D-1525, belastning l kg Heatsagtest Provstav 10 x l x 0,16 cm, värmebelastning 1 min vid 12ø°c.

Planfallförsök_ efter 48 timmars konditionering, vikt 5 kg, fallhöjd l m, träffhastighet 4,2 m/sek. Fall- vikten har en plan träffyta med en diameter av l cm. Provplattan med en tjocklek av 1,6 mm stödes av en ring med en diameter av 2 cm.

Rivhållfasthet DIN 53515 Termisk krympning DIN 53497, värmebelastning 24 timmar vid 90°C.

Av tabellen framgår, att blandningar med PP-homopolymerisat (prov 2, 3, 4, 5) är avsevärt beständigare mot höga temperaturer än jämförelseprovet l med PP-sampolymerisat. Beständigheten mot höga temperaturer är också avsevärt bättre än hos de två jämför- bara handelsprodukterna. För en gynnsam kombination av seghet v vid låg temperatur (hög brottenergi, segt brott) och en god be- ständighet mot höga temperaturer är tillsats av PE av väsentlig betydelse. Proverna 2, 3, 4 och 5 visar, att PE-halten för till- räcklig seghet vid låg temperatur minst måste vara så hög, som anges av hälften av talvärdet för PP-homopolymerisatets smält- index. En god beständighet mot höga temperaturer kan även uppnås med en relativt hög halt av PP-sampolymerisat (prov 6), men i detta fall är segheten vid låg temperatur icke tillfredsställande.

Segheten vid hög temperatur kan visserligen höjas till en acceptabel nivå genom tillsats av PE, men en sådan får så ogynn- sam inverkan på beständigheten mot höga temperaturer, att bland- ningarna ändå inte visar någon förbättring i förhållande till handelsprodukterna (prov 7).

Exempel 2 De i Tabell 2 angivna blandningarna framställes i en labo- ratorieknâdare (Brabender-Plastograph) vid en knådkammartemperatur 7805609-Û 10 av l80°C och en knâdtid av l0 minuter. Alla blandningens kom- ponenter sättes samtidigt till knådkammaren. Anslutningsvis valsas blandningarna och pressas till plattor vid 200°C. Kompo- nenterna som ingår i blandningen har redan beskrivits i Exempel l, med undantag för PP III, ett PP-homopolymerisat med ett smältindex av 1,3 dg/min och en täthet av 0,905 g/cm3. Av Tabell 2 framgår, att proverna l-5 skiljer sig från proverna 6-7 genom en större hårdhet, en större styvhet vid rumstempera- tur, en större_rivhållfasthet. Av dessa fakta framgår, att blandningar med ett PP-homopolymerisat har bättre mekaniska egenskaper än blandningar med ett PP-sampolymerisat.

Tabell 2 Prov nr 1 2 3 4 5 6 7 EPDM I 475 45 40 475 45 475 45 PP I - - - - - 50 50 PP II 50 50 50 - - - - PP III - - - S0 50 - - PE I 2% 5 10 2% 5 25 5 5mä1t¿ndeX <19o°c-10 kg; g/min 1,0 1,2 1,3 ' 0,46 0,49 1,3 1,6 Hârdhet (shore D) 51 52 S3_ 51 53 46 47 G' X 1o'9 (oyne/Cmz) 2,30 2,43 2,69 2,13 2,39 1,39 1,49 Rivhålïfasthet (N/mm) 73 93 _ 34 53 83 57 _ 61 Draghålïfasthet (MPa) 9,9 10,0 10.6 9,8 10,9 7.4 6,1 Brottöjning (%) 160 150 100 270 290 300 280 Egenskaperna har uppmätts enligt följande normer eller metoder: smältindex Aswm D-1228 <19o°c, 10 kg) Hårdhet ASTM D-2240, avläsning efter 3 sek.

Styvhet (G') Torsionsdämpning f = 0,2 H2, 22oC Rivhållfasthct DIN 53515 Draghållfasthet NEN 5602, provstav 2, töjningshastighet 30 cm/min. 10 15 20 25 30 7805609-0 ll Exempel 3 Detta exempel visar, att Mooneyviskositeten hos etylen- propylensampolymerisatet har ett av PP-homopolymerisatets smält- index betingat maximalt värde, om problemfri bearbetning med sprutgjutning skall vara möjlig.

I en Brabender-Plastograph blandas 40 viktdelar etylen- propylen-terpolymerisat (EPDM), 55 viktdelar PP-homopolymeri- sat och 5 viktdelar lågtryckspolyetylen mekaniskt på så sätt som beskrivits i Exempel 2. I de 9 blandningarna varieras såväl Mooneyviskositeten hos EPDM som smältindex hos EPDM och smält- index hos PP-homopolymerisatet. Tre etylen,propylen-terpolyme- risat med en Mooneyviskositet (ML El+Ã1 l25oC) av 39,52 resp. 62 blandas vardera med tre typer PP-homopolymerisat med ett smältindex av 1,3, 5,2 resp. 9,5 dg/min (230°C, 5 kg). Bland- ningarnas smältindex anges i Tabell 3. För de undersökta bland- ningarna är det företrädesvis använda maximala värdet för Mooneyviskositeten hos EPDM i beroende av smältindex hos PP- homopolymerisatet följande: Smältindex PP-homo- Maximal Mooney- föredragen maximal polymerisat viskositet hos EPDM 'gräns för Mooney- mdg/min) MLMAX = 5? 0 6 viskositeten hos EPDM m.i. ' MLMAX = _lQ00 6 m.i. ' , 47 användes företrädesvis ej 5,2 71 53 77 64 Av Tabell 3 framgår, att Mooneyviskositeten hos EPDM i proverna 6 och 9 är större än det föredragna maximala värdet.

Dessa prover har ett alltför lågt smältindex för god bearbet- barhet. De övriga proverna har tillräckligt låg Mooney-p1astici- tet, och till följd härav har blandningarna ett sådant smält- index, att gqd bearbetbarhet säkerställes. Optimal bearbetbar- het återfinnes hos proverna l, 2, 4 och 7. Bearbetbarheten hos proverna 3 och 8 räcker inte till för kritiska användningsom- råden. 7805609-0 su\w mom.o mmnumfl mmH.~ ooom~v xwøcfi nHa\m@ m_m Amx nßmmëm Hwñmmomoäosøwfimmoummaom u >H mm Uow + Høuøuwmšwvluwn wmN.ov uwßflcflmmmumfiux _ eu\ x mm uwmummmflflms www N dwcuocnøwflfimvw ucmooum s n .umawwšmom mUmHw0flHmE0¥ >m mflflflnfinmuflhmw !vMfl> m Gmaäum unw00umuxfl> Nm .HHH Znmm Mmm Hamn mflowum Hwxomn cmuwsumnumnumwm .m _ 00» + Høumummâwßlumn .mw>mHx umsnmnumnumwn vom mxHfl> @fl> . _ EowmMNmmvummM%m%%%mmMw%m cwwmuEommcflc©:m>øm mxmfluflnx uwm ømflflmšmflo .N N awflnoflnmwflamßm .mcflcwøfimvønmm @fi> umnumnumflnmwn mflflmn .H #coU0H@uMfl> m .u:mu0nmuMfl> mm "HH Znmmfi ß_~ ~m.m ~.w «m.m mm.> ~.~H ~m.« m.m m.«« ^=fla\møv mm m\uoom~ xwøamuflflmaw m m m m m m m m m H mm mm | | mm H 1 mm 1 | HHH mm 1 mm 1 | mm 1 | mm | HH mm n | mm 1 | mm | 1 mm fi>H mm cv av ou l | | | | | flHHH 29mm l | l ow Ov cv l I I H 29mm | | I I ... | ow om» cv *HH 20mm cwmflficøcman >w mcflcwwwmcmäšmw m.H ~.m m.m M." ~.m m_m m_fi ~.m m.m ^cma\mø. m nä. om .N\O0OmN ummflumåmaømoågmßmm :Xwflfifivflmšw Nm Nm Nm Nm Nm Nm mm mm mm oomNfi Q + S :AS :omm umuflmoxmfivxmocooz m m ß m m w m N m .HS >oHm m Hfimnmaq '10 7805609-0 13 Exempel 4 De i Tabell 4 angivna blandningarna med ett polypropylens homopolymerisat med ett smältindex av 9,5 dg/min är framställda på så sätt som beskrevs i Exempel l. Proverna har dock sprutats till plattor under andra betingelser, dvs. högre temperatur och lägre tryck. Därigenom är försöksresultaten inte riktigt jämför- bara med resultaten i föregående exempel.

Av Tabell 4 framgår, att även med ett propylenhomopolyme- risat med ett smältindex av 9,5 dg/min blandningar kan fram- ställas, som uppvisar en hög seghet vid låg temperatur. Därvid är det dock nödvändigt, att PE-mängden uppgår till minst unge- mer än vad som anges av hälften av tal- fär 5 viktprocent, dvs. värdet för smältindex hos PP-homopolymerisatet.

Tabell 4 Prov nr 1 2 3 4 Sammansättning EPDM I 40 40 40 40 PP IV 60 57 1/2 55 50 PE I R - 2 1/2 5 ~ 10 Egenskaper Smältindex 23006 - 5 kg (dg/min) 14,3 12,4 10,0 7,8 Hårdhet (Shore D) 56 56 56 54 Rívhâ11fasthet (DIN 53515 (N/mm)) 83 82 80 80 Instrumenterat p1anfa11försök (-40°C) på f1ytfog-brottenergi (Nm) 3,2 3,7 3,9 4,1 -max.kraft (N) 1622 1616 1616 1609 -typ av brott sprött sprött sprött/ segt spänning vid f1y6gräns (N/mmz) 16,1 19,1 Se1;,1 17,1 sträckspänning (N/mmz) 16,6 16,6 15,7 15,2 Draghä11fasthet (N/mm) 20,2 19,6 19,6 19,6 Brottöjníng (%) 470 450 470 440 Exempel 5 Detta exempel visar, att fördelar som vinnes genom att polyetylen enligt uppfinningen tillsättes kan upphävas genom alltför stor polyetylentillsats. I knådaren framställdes de i Tabell 5 angivna blandningarna på så sätt som beskrevs i 7805609-0 14 Exempel l. Proverna l, 2 och 3 är alla väl bearbetbara, medan blandning 4 med 20 viktprocent PE har hög polyetylenhalt och uppvisar för lågt smältindex. Även draghållfastheten är otill~ fredsställande.

Tabell 5 Prov nr l 2 3 4 EPDM I 35 _ 35 35 ~ _ 35 PP II 62 1/2 60 55 45 PE I 2 1/2 5 10 20 sma1t1naex (ag/m1n) 10,1 9,ol 7,2 2,5 Hârdhet (Shore D) 57 57 56 56 nvaghä11fas:het (N/mmz) 12,9 12,5 11,4 9,8 Brottöjning (%) 175 255 250 250 Vícattemperatur 125 123 119 110 Exemgel 6 -I detta exempel visas, att polyetylenets täthet även kan ha betydelse för dess effektivitet som medel för förbättring av de mekaniska egenskaperna. I en knådare blandas 40 delar EPDM I, 55 delarEP I och S delar polyetylen mekaniskt på så sätt som beskrevs i Exempel l.

I de 5 blandningarna användes följande PE-typerz Tärna: smältindex 119o°c, 2,16 kg) (dg/min) ' PE I 0,963 g/cm3 s Pm 11 0,953 24 PE III 0,948 0,3 PE Iv 0,953' 1,4 PE V (LDPE) 0,918 7,5 Emøverna spmutas till plattor på så sätt som anges i Exempel 4 för bestämning av deras egenskaper. Dessa anges i Tabell 6. vaossoš-0 15 Tabe11 6 f§9v_nr 1 2 3 4 5 Sammansättning EPDM I 40 40 40 40 40 PP II 55 55 55 55 55 PE 1 5 - - - “- PE II - 5 - - - PE III - - 5 - - PE IV - - - 5 - PE V (LDPE) - - - - 5 Egenskaper Smä1tíndex 23000-5 kg (dg/min) 5,2 5,9 5,5 5,3 5,7 Hårdhet (Shore D) 54 53 54 54 53 R1vhå11fasthet DIN 53515 (N/mm) 75 73 75 74 74 Instrumenterat p1anfa11försök (-400) på f1ytfog - brottenergi (Nm) 5 4,0 4,2 4,0 4,2 3,9 - max.kraft (N) 1649 1623 1639 1631 1586 - typ av brott seg seg seg seg seg Spänning vid f1ytgräns (N/muz) 18,4 17,8 18,5 18,3 17,6 Sträckspänn1ng (N/mmz) 17,0 16,0 17,0 16,6 16,5 Dragan-fastnat (N/mmz) 21,3 21.6 , Än 20,9 21,0 Brottöjning (%) 430 420 430 420 420 Av Tabell 6 framgår, att bättre egenskaper erhålles vid använd- ning av ett polyetylen med en täthet av mer än 0,94 g/cm3. Den bästa kombinationen av egenskaper erhålles vid en täthet av mer än 0,96 g/cm3.

Exempel 7 I Brabender-Plastograph framställes på så sätt som be- skrives i Exempel 2 blandningar av 40 viktdelar etylen-polypro- pylenterpolymerisat, 55 viktdelar propylenhomopolymerisat och 5 viktdelar polyetylen. Anslutningsvis valsas blandningarna och pressas till plattor vid 200°C. Blandningar tillredes. I 3 bland- ningar användes "greenstrength"-EPDM-typer. Vad gäller bland- ningsarnas egenskaper hänvisas till Tabell 7.

Av tabellen framgår att blandningen utan "greenstrength"- EPDM (prov 1) skiljer sig från blandningar med "greenstrength"- 7805609-0 16 EPDM (proverna 2, 3 och 4) genom lägre hårdhet, rivhållfasthet och draghållfasthet. För att kunna utnyttja fördelarna med föreliggande uppfinning till fullo är det sålunda erforderligt att använda "greenstrength"-EPDM. Höga etylenhalter leder till låg brottöjning (prov 3).

Tabell 7 Prov nr i 1 2 3 4 Sammansättning EPDM IW 40 - - '- EPDM I _ - 40 - 4 EPDM V2) - - 40 - EPDM v13) - - - 40 PP II 55 55 55 55 PE I 5 .5 5 5 Egenskaperz) smämndex 2ao°c-s kg (ag/min) 7,3 7,8 6,5 6,5 Hårdhet (Shore D) 49 55 55 55 Rívhäïïfasthet DIN 53515 (N/mm) 75 89 99 95 Draghâllfasthet (N/mmz) 10,4 11,9_ 12,6 12,4 Broctfojning m) no 130 so 130 l) EPDM IV: Etylenhalt 55 viktprocent, etylidennorbornen 5 vikt- procent, draghållfasthet 2,4 kp/cmz, kristallinitet <0,25 % Mooneyviskositet ML (l+4) l25°C: 54, DSC-temperatur -l7°C. 2) EPDM V: etylenhalt 75 viktprocent, hexadien-1,4 3 vikt- procent, draghållfasthet 124 kp/cm2, kristallinitet 8 %, Mooneyviskositet ML (l+4) l25°C: 64, DSC-temperatur +38°C. 3) EPDM VI: etylenhalt 70 viktprocent, etylidennorbornen 4,5 viktprocent, draghållfasthet 120 kp/cm2, kristallinitet 3 %, Mooneyviskositet ML (l+4) l25°C: 61, DSC-temperatur +24°C.

Claims (12)

7805609-o 17 Patentkrav

1. l. Förfarande för framställning av en termoplastisk,' elastomer polymerisatblandning bestående av polypropylen, etylen- propylenpolymerisat och polyetylen, k ä n n e t e c k n a t av att man framställer en blandning av: A. 30 till 70 delar av ett kristallint, isotaktiskt propylen- homopolymerisat med ett smältindex mellan l och 25 dg/min och B. 25 till 70 delar av ett kautschukartat etylen-propylenpolyme- risat med en kristallinitet under 10 %, en etylenhalt överstigande 58 %, en draghållfasthet överstigande 30 kp/cmz och en Mooneyvis- kositet (ML [l+4] l25°C), som mått på molekylvikten, av minst 30 och högst 90, varvid C. maximalt 15 delar av propylenhomopolymerisatet och minst så många delar, som anges av hälften av talvärdet för propylenhomo- polymerisatets smältindex, ersättes med lika många delar poly- etylen med en täthet mellan 0,91 och 0,98 g/cm3.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att det kautschukartade etylen-propylenpolymerisatets maximala Mooneyviskositet hestämmes av ekvationen ML = 90 - -ë9-- , MAX m.i.o'6 varvid m.i. betyder det använda propylenpolymerisatets smältindex.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att den maximala Mooneyviskositeten bestämmas av ekvationen _ _ 100 MLMAX - 90 -f~5Të- . m.i.

4. Förfarande enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t av att man utgår från en blandning bestående av A. 50 till 70 delar propylenhomopolymerisat och B. 30 till 50 delar etylen-propylenpolymerisat.

5. Förfarande enligt något av kraven l - 5, k ä n n e - t e c k n a t av att det minimala talvärdet för propylenhomo- polymerisatdelarna, som ersättes av polyetylen, utgör 3/4 av talvärdet för propylenpolymerisatets smältindex. 7805609-0 18

6. Förfarande enligt något av kraven l-5, k ä n n e t e c k n a t av att det kautschukartade etylen-propylenpolymerisatet innehåller minst 61 vikt% och maximalt 77 víkt%, företrädesvis maximalt 75 vikt% och- särskilt maximalt 70 vikt% etylen.

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t av att det kautschukartade etylen-propylensampolymerísatet uppvisar en kristalli- nitet av maximalt 4 vikt% och särskilt maximalt 1 vikt%.

8. F örfarande enligt nagot av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a t av att det kautschukartade etylen-propylenpolymerisatet uppvisar en draghàllfast- het av mer än 50 kp/cmz.

9. Förfarande enligt nagot av kraven l~9, k ä n n e t e c k n a t av att etylen-propylenpolymerisatet innehåller en mängd av maximalt 20 víkt% och särskilt maximalt 10 vikt% av en flerfaldigt omättad monomer, som utgörs av dicyklopentadien, etylidennorbornen, Lli-hexadien, LS-hexadien eller nor- bornadien.

10. F örfarande enligt nagot av kraven l-9, k ä n n e t e c k n a t av att det kristallina propylenhomopolymerisatet uppvisar ett smältindex mellan 1,5 och 20 dg/min och företrädesvis mellan 5 och 15 dg/min.

11. ll. Förfarande enligt nagot av kraven 1-10, k ä n n e t e c k n a t av att polyetylenets täthet uppgår till mer än 0,94 g/cm3.

12.' Förfarande enligt något av kraven l-ll, kä n n e. t e c k n a t av att polyetylenet uppvisar ett smältindex mellan 0,1 och 35 dg/min och före- trädesvis mellan l och 25 dg/min.