DE1269341B

DE1269341B - Thermoplastische Massen zur Herstellung schlagfester Formkoerper aus Polypropylen

Info

Publication number: DE1269341B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: Frederick Blount Joyner; Harry Wesley Coover Jun
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1960-03-28
Filing date: 1961-02-10
Publication date: 1968-05-30
Also published as: DE1268832B; BE601857A; US3303148A; GB976302A; NL262837A; DE1269342B; DE1264769B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int; Cl.:

C08f

Deutsche KL: 39b-22/ö6

Nummer: 1269 341

Aktenzeichen: P 12 69 3413-43

Anrüeldetäg: iO. Februar 1961

Auslegetag: 30. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf schlagfeste Formmassen aus Polypropylen hoher Dichte und einem polymeren Zusatz.

1 i Die physikalischen Eigenschaften von Polypropylen hoher Dichte sind bekanntlich normalerweise denjenigen von Polyäthylen hoher Dichte und anderen ähnlichen Polymeren überlegen. Kristallines Polypropylen besitzt jedoch den Nachteil, daß es nur eine niedrige Kerbsehlagfestigkeit besitzt. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, diese wichtige Eigenschaft des Polypropylens zu verbessern^ um den Gebrauchswert und die Verwendbarkeit von Polypropylen zu verbessern.

So ist es bekannt, z. B. aus den belgischen Patentschriften 568 684 und 570100, den französischen Patentschriften 1205 281, 1141019 und 1205 974 sowie der deutschen Auslegeschrift 1 061 511, Polypropylen mit synthetischem Kautschuk, Naturkautschuk bzw. sogenanntem cyclisiertem Kautschuk zu vermischen. Dabei fallen Produkte mit gegenüber reinem Polypropylen verbesserter Kerbschlagfestigkeit an. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Oxydationsbeständigkeit der Polypropylenformmassen durch Einverleiben derartiger Zusätze stark vermindert wird und daß ferner Produkte mit verminderter Steifheit und Härte erhalten werden.

Schließlich ist es auch bekannt, z. B. aus der britischen Patentschrift 827 735, die Oberfläche von Polypropylenfäden mit Polyoxyalkylenglykolen zu behandeln. Die Polyoxyalkylenglykole dienen dabei als Gleitmittel und haben keinen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften der Fäden.

Aufgabe der Erfindung war es. Formmassen aus Polypropylen zu schaffen, die gegenüber reinem Polypropylen eine deutlich verbesserte Schlagfestigkeit aufweisen, ohne daß die vorteilhaften physikalischen Eigenschaften des Polypropylens nachteilig beeinflußt werden.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich bestimmte Polyglykole ausgezeichnet als Zusätze zur Verbesserung der Kerbschlagfestigkeit von Polypropylen eignen, ohne daß die anderen physikalischen Eigenschaften des Polypropylens nachteilig beeinträchtigt werden.

Gegenstand der Erfindung sind daher schlagfeste Formmassen aus Polypropylen mit einem Gehalt an

2 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polypropylens, an einem polymeren Zusatz, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen als Zusatz ein Polyglykol der Formel:

HO — R -(- O — R -)- OR'

Thermoplastische Massen zur Herstellung
sehlagfester Formkörper aus Polypropylen

Anmelder:

Eastman Kodak Company* Röchester, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff, H. Bartels, Dr. J. Brandes
und Dr.-Ing. M. Held_; Patentanwälte.
8000 München 22, Thierschstr. 8

Als Erfinder benannt:
Frederick Blouiit Joyner,
Harry Wesley Coover jun.,
Kingsport, Tenn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 28. März 1960 (17 776)

enthalten, worin R ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylrest und η eine ganze Zahl, die einem Polyglykol mit einem Molekulargewicht von über 1000 entspricht.

Die erfindungsgemäß verwendeten Zusätze besitzen eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit Polypropylen hoher Dichte. Diese Verträglichkeit mit den Zusätzen ist in Anbetracht der Unverträglichkeit von kristallinem Polyäthylen und amorphem und kautschukartigem Polypropylen mit denselben Zusätzen ziemlich überraschend.

Geeignete Glykole sind beispielsweise Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol und Polytetramethylenglykol sowie Mischpolymerisate, d. h. Mischglykole aus 90 % Äthylenglykol und 10 % Propylenglykol oder 10% Äthylenglykol und 90% Propylenglykol oder 50% Äthylenglykol und 50% Propylenglykol oder 50% Äthylenglykol und 50% «-Butylenglykol.

Vorzugsweise bestehen die Formmassen der Erfindung zu etwa 5 bis etwa 30% aus dem polymeren Zusatz und zu etwa 70 bis etwa 95 % aus dem Polypropylen hoher Dichte.

Das Polypropylen soll eine Dichte von mindestens 0,90, vorzugsweise von etwa 0,91 bis etwa 0,92 g/cm³, und ein Molekulargewicht von mindestens 20 000, vorzugsweise 40 000 bis 2000 000, aufweisen. Das

809 557/495

Verfahren, nach welchem das Polypropylen hergestellt wird, ist ohne Bedeutung, vorausgesetzt, daß das Polymere eine Dichte von mindestens 0,90 und ein Molekulargewicht von mindestens 20 000 besitzt. Das Molekulargewicht der Polypropylene kann dabei durch Messung der Grundviskosität [N] bestimmt werden. Sie soll zwischen etwa 0,8 und 3,5 liegen und läßt sich aus der folgenden Gleichung berechnen:

10

worin N_r das Verhältnis der Viskosität einer verdünnten, etwa 0,25gewichtsprozentigen Lösung des Polymeren in Tetralin bei 145 ⁰C zur Viskosität des reinen Lösungsmittels und c die Konzentration des Polymeren in Gramm pro 100 cm³ Lösung bedeutet.

Die Formmassen aus kristallinem Polypropylen und einem oder mehreren der beschriebenen polymeren Zusätze können z. B. durch mechanisches Vermischen oder gemeinsames Ausfällen aus einer Lösung hergestellt werden. So können sie z. B. bei erhöhten Temperaturen auf Walzen oder in einem Banbury-Mischer hergestellt werden.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

In einem Banbury-Mischer wurde durch Vermischen vonl GewichtsteilPolyäthylenglykolmiteinerSchmelzviskosität von etwa 16 000 Poises bei 150° C und einem Schmelzpunkt von etwa 66⁰C mit 19 Gewichtsteilen hochkristallinem Polypropylen mit einer Dichte von 0,910 und einer Grundviskosität, gemessen in Tetralin bei 145°C, von 1,4 bei einer Mischzeit von 5 Minuten eine Mischung hergestellt. Die Mischung wurde dann aus der Schmelze mittels eines üblichen Extruders zu 0,0254 mm starken Folien verarbeitet.

Zu Vergleichszwecken wurden Folien gleicher Stärke aus nicht modifiziertem Polypropylen hergestellt.

Die Folien wurden einem Schlagfestigkeitstest unterworfen, bei welchem auf die zu testenden Folien nach der ASTM-Methode D 1709-62 T aus einer Höhe von 66 cm Gewichtstücke steigenden Gewichtes fallengelassen wurden. Ermittelt wurde das Gewicht des Gewichtstückes, bei dem 50% mehrerer Prüflinge rissen oder platzten.

Die Schlagfestigkeit der aus der erfindungsgemäßen Formmasse hergestellten Folie betrug 55 g, während die Schlagfestigkeit der Folie aus dem reinen Polypropylen nur 33 g betrug.

Beispiel 2

1 Gewichtsteil festes Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 700 000 und einer Schmelzviskosität von 23 000 bis 26 000 Poises bei 150⁰C sowie 9 Gewichtsteile kristallines Polypropylen mit einer Grundviskosität von 1,8, gemessen in Tetralin bei 145° C, und einer Dichte von 0,911 wurden mittels der heißen Walzen einer Kautschukmühle miteinander vermischt. Von der erhaltenen Mischung wurden dann durch Verformen Prüfstäbe zur Bestimmung der Kerbschlagfestigkeit nach I ζ ο d (ASTM-Methode D 256-54) hergestellt. Die Kerbschlagfestigkeit von eine Kerbe aufweisenden Prüfstäben lag bei 23° C bei 0,85. Demgegenüber besaßen Vergleichsstäbe aus reinem Polypropylen nur eine Kerbschlagfestigkeit von 0,33.

Ein im Normalzustand flüssiger Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 300 ließ sich mit dem Polypropylen nicht zufriedenstellend vermischen. Es wurde eine nicht homogene klebrige Masse erhalten.

Beispiel 3

2 Gewichtsteile eines im Normalzustand halbkristallinen Polypropylenglykols mit einem Schmelzpunkt von 72 bis 74° C sowie 8 Gewichtsteile kristallines Polypropylen mit einer Grundviskosität von 2,0, gemessen in Tetralin bei 145° C, und einer Dichte von 0,909 wurden miteinander mittels heißer Walzen vermischt. Aus der erhaltenen Formmasse wurden durch Verpressen 1,5534 mm starke Folien hergestellt.

Auf den Folien hafteten Druckfarben ausgezeichnet. Zum Vergleich hergestellte Folien aus reinem Polypropylen besaßen demgegenüber keine oder nur eine sehr geringe Affinität für Druckfarben.

Die Kerbschlagfestigkeit nach I ζ ο d von aus der erfindungsgemäßen Formmasse hergestellten Teststäben lag, gemessen nach der ASTM-Methode D 256-54, bei 23 ⁰C bei 1,3, während die Kerbschlagfestigkeit von Teststäben aus dem reinen Polypropylen bei nur 0,7 lag.

Claims

Patentanspruch:

Thermoplastische Massen zur Herstellung schlagfester Formkörper aus Polypropylen hoher Dichte mit einem Gehalt an 2 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polypropylens, an einem polymeren Zusatz, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen als Zusatz mindestens ein Polyglykol der folgenden Formel

HO — R -(- O — R -)- OR'

enthalten, worin R ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, R' ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylrest und η eine ganze Zahl, die einem Polyglykol mit einem Molekulargewicht von über 1000 entspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 828 735.