DE3248392A1

DE3248392A1 - Kompositmaterial mit verbesserten eigenschaften

Info

Publication number: DE3248392A1
Application number: DE19823248392
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Otake Hiroshima Ii; Hiroshi Iwakuni Yamaguchi Mori; Isao Hiroshima Sasaki
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1982-06-29
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1984-01-05
Also published as: IT1157246B; GB2123008B; GB2123008A; NL8204965A; IT8249745A1; JPS594640A; FR2529218A1; DE3248392C2; FR2529218B1; US4507423A; IT8249745A0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kompositmaterial mit verbesserten .Eigenschaften, das ein Formprodukt mit verschiedenen, hervorragenden Merkmalen liefern kann.

Kompositthermoplaste haben hervorragende mechanische und elektrische Eigenschaften, und Untersuchungen hinsichtlich einer Anwendung als Industriematerialien haben sich seit kurzem rasch entwickelt. Bezüglich der Polymeren, die die Kompositmaterialxen bilden, haben Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, usw., Charakteristika, wie kleines spezifisches Gewicht, gute

Form- und Verarbeitbarkeit, hervorragende chemische Widerstandsfähigkeit, usw.. Anwendungen der Kompositthermoplaste, die aus Polyolefinen als Matrix bestehen, werden jetzt anwachsen.
5

Da jedoch Polyolefine, die die Kompositthermoplaste bilden, unpolare Polymere sind, besitzen sie keine . ausreichende Affinität zu Glasfasern, Kohlenstofffasern, Russ, Glimmer, Talkum, Aluminiumfasern, SiIizLumkarbidf asern, aromatischen Polyamidfasern, usw., die als Verstärkungsmittel herangezogen werden. Deshalb war ein Kompositthermoplast mit einem weiter verbesserten Verstärkungseffekt gefragt.

Viele Untersuchungen wurden bezüglich der Entwicklung eines Kompositthermoplastes, der der oben genannten Anforderung Genüge leistete, durchgeführt.

Zum Beispiel beschreibt die japanische Patentanmeldung (OPI) 74 649/1977 (die hier gewählte Bezeichnung "OPI" bezieht sich auf eine "veröffentlichte ungeprüfte japanische Patentanmeldung") ein Material, das durch Zugabe von 0,2 bis 2 Gew.% Polyacrylsäure zu einem Kompositmaterial, das aus 50 bis 95 Gew.-Teilen eines Polyolefins und 5 bis 50 Gew.-Teilen eines anorganischen Füllstoffes zusammengesetzt war, hergestellt wurde.

Bei diesem Kompositmaterial kann jedoch von ausreichend verbesserten Eigenschaften keine Rede sein, weil die Affinität des Polyolefins zum anorganischen Füllstoff

α ο ο ο-

noch nicht verbessert wurde. Die japanische Patentanmeldung (OPI) 50 041/1980 offenbart ein aus Kohlenstoffasern und einem Pfropfpolyolefin bestehendes Kompositmaterial, das durch Pfropfpolymerisation einer ungesättigten Karbonsäure, wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäure, auf ein Polyolefin erhalten wurde. Obwohl dieses Kompositmaterial eine beträcht- - lieh verbesserte Affinität des Pfropfpolyolefins zu Kohlenstoffasern aufweist, sind seine Fabrikationseigenschaften nicht ausreichend. Deshalb wird dieses Kompositmaterial auch nicht als mit ausreichenden Eigenschaften ausgestattet betrachtet.

US-PS 3 862 265 offenbart ein aus einem Pfropfpolymeren und einem anorganischen Füllstoff zusammengesetztes Kompositmaterial, das durch Mischen einer ungesättigten Karbonsäure, eines Polyolefins- und eines anorganischen Füllstoffs, indem man die Mischung einer Reaktion unter Erwärmen und Vermengen in einem Extruder unterzieht, erhalten wird. Dieses Kompositmaterial besitzt eine gute Affinität des Pfropfpolyolefins zum anorganischen Füllstoff, weist jedoch unzureichendes Fliessvermögen auf, da es anorganische Fasern enthält. Demzufolge hat dieses Kompositmaterial keine ausreichenden

25 Formgebungseigenschaften, insbesondere im Hinblick

auf die Erzeugung eines Formproduktes mit dünnwandigen Teilen und einer grossen Abmessung. Deshalb war ein Kompositthermoplast mit verbesserten Fabrikationseigenschaften in starkem Masse gefragt.

Demgemäss ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung,

einen Kompositthermoplast mit ausgezeichneter Formbarkeit zu liefern, der ein Formprodukt mit hervorragenden mechanischen und elektrischen Eigenschaften, kleinem spezifischen Gewicht und guten wasserabweisenden Eigenschäften ergibt.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kompositmaterial mit guter Formbarkeit zu liefern, indem ein Katalysator mit einer Zersetzungstemperatür, die notwendig ist, um die Halbwertzeit von 10 Stunden bei mindestens 80⁰C zu erzielen, Anwendung findet.

Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kompositmaterial mit verbesserter Schlagfestigkeit und guter Affinität des Thermoplast zu einem Verstärkungsmittel zu liefern, indem ein gemischtes Katalysatorsystem aus dem oben genannten spezifischen Katalysator und Benzoylperoxid Anwendung findet.

In der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangende Polyolefine müssen mit einer ungesättigen Karbonsäure modifiziert werden, um dessen gute Affinität zu einem Verstärkungsmittel, das eine Komponente des Kompositmaterials der vorliegenden Erfindung darstellt, aufzuweisen. Ein in der vorliegenden Erfindung eingesetztes modifiziertes Polyolefin wird durch Pfropfpolymerisation einer ungesättigten Karbonsäure auf ein Polyolefin hergestellt. Die Pfropfpolymerisation wird durchgeführt, indem ein Peroxidkatalysator mit einer Zersetzungstemperatur, die notwendig ist, um die

Halbwertszeit von 10 Stunden bei mindestens 80⁰C zu erzielen, Anwendung findet. Dieser Katalysator ist unentbehrlich im Hinblick auf eine Verbesserung der Formbarkeit, insbesondere des Fliessvermögens, eines aus einem modifizierten Polyolefin und einem Verstärkungsmittel bestehenden Kompositmaterials.

Katalysatoren mit solchen Eigenschaften sind Ketal- und Dialkylperoxide; spezifische Beispiele davon

schliessen 1,1-Bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Zersetzungstemperatur: 90⁰C) , 1 , 1-Bis-(t-butylperoxy)cyclohexan (91⁰C), n-Butyl-4,4-bis-(t-butylperoxy)valerianat(105⁰C), 2,2-Bis-(t-butylperoxy)butan (103⁰C), 2,2-Bis(t-butylperoxy)octan (101⁰C), Di-t-butylperoxid (124 ⁰C),. t-Butylcumylperoxid (120⁰C), Di-cumylperoxid (117°C), oC, oC^x -Bis (t-butylperoxy) isopropylbenzol (113°C), 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy) hexan (118°C) und 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy) hexin-3 (135⁰C) ein.

Ein modifiziertes Polyolefin, das hergestellt wird, indem der Katalysator mit einer Zersetzungstemperatur, die notwendig ist, um die Halbwertszeit von 10 Stunden bei mindestens 80⁰C zu erzielen, Anwendung

findet, kann auf wirksame Weise das Molekulargewicht des Polyolefins in einem Modifikationsreaktionsprozess erniedrigen und ein Kompositmaterial mit einer im Vergleich zu einem mit anderen Katalysatoren hergestellten Kompositmaterial besseren Formbarkeit ergeben.

In der Polyolefinmodifikationsreaktion wird der

Peroxid-Typ-Katalysator in einer Menge von 0,03 bis 3 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,05 bis 1 Gew.-Teil, bezogen auf 100 Gew.-Teile Polyolefin, angewandt. Angewandte Katalysatorüberschussmengen geben Anlass zu unnötiger Molekulargewichtserniedrigung des Polyolefins, wodurch es für das Polyolefin unmöglich gemacht wird, ein Kompositmaterial mit guten mechanischen und chemi- ·- sehen Eigenschaften zu ergeben.

In der vorliegenden Erfindung wird die Anwendung einer spezifischen Menge Benzoylperoxid, zusätzlich zu den oben genannten Ketal- oder Dialkylperoxiden, bevorzugt, um die Schlagfestigkeit eines aus dem Kömpositmaterial hergestellten Formproduktes zu verbessern.

Benzoylperoxid wird im Gewichtsverhältnis zu den oben genannten Ketal- oder Dialkylperoxiden von 1/10 bis 10/1/ vorzugsweise 1/6 bis 6/1, eingesetzt. Ein mit solch einem gemischten Katalysatorsystem, das Benzoylperoxid in dem spezifischen Gewichtsverhältnis einschliesst, hergestelltes modifiziertes Polyolefin, kann eine mikrokristalline Struktur haben, und demzufolge besitzt ein aus dem Kompositmaterial, das ein auf diese Weise modifiziertes Polyolefin enthält, hergestelltes Formprodukt verbesserte Schlagfestigkeit.

Das mittels eines aus den Ketal- oder Dialkylperoxiden und Benzoylperoxid gemischten Katalysatorsystems hergestellte modifizierte Polyolefin weist eine kleinere Grosse von Sphäroliten (d.h. 50 \im oder weniger, vorzugsweise 5 bis 30 μΐΏ, wohingegen die ursprüngliche Grosse des Polyolefins 100 |im oder mehr beträgt), die

während der Formgebung hervorgebracht werden, auf, verglichen mit einem nur mittels der Ketal- oder Diacylperoxide hergestellten modifizierten Polyolefin. Dies trägt zur Verbesserung einer Stosswiderstandsfähigkeit in einem aus dem Kompositmaterial· der vorliegenden Erfindung hergestellten Formprodukt bei.

Spezifische Beispiele von in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangenden Polyolefinen schliessen Polyethylen, Polypropylen, Poly(4-methyl-penten~1), Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Ethylacrylat-Copolymere und Ethylen/Propylen/Dien-Copolymere ein. Unter diesen Polyolefinen ist Polypropylen bevorzugt.

Spezifische Beispiele der ungesättigten Karbonsäuren, die als ein Modifizierungsreagens für die Polyol·efine Anwendung finden, schiiessen Acryl·-, Methacryl·-, Itacon-, Mal·einsäure und deren Anhydride ein. Die Menge dieser zur Anwendung geiangenden ungesättigten Karbonsäuren beträgt 0,0 5 bis 0,8 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 0,6 Gew.-Teiie, bezogen auf 100 Gew.-Teile Polyol·efin. Eine zu grosse Menge an Modifizierungsreagens ist nicht bevorzugt, da das unreagierte Modifizierungsreagens während des Modifikationsreaktionspro-

25 zesses in der Zusammensetzung verbieibt.

Reaktionsbedingungen für die Reaktion der Pol·yol·efine, ungesättigten Karbonsäuren und Peroxide s'ind eine Temperatur von 150 bis 280⁰C und eine Reaktionszeit von 1 bis 20 Minuten, übersteigen eine Reaktionstemperatur und/oder eine Reaktionszeit die oben genannten Bereiche,

* 9. «ti - **■#♦·

- 12 -

treten ungünstige Phänomene auf, wie unnötige Verfärbung und Molekulargewichtserniedrigung des erhaltenen modifizierten Polyolefins, und die Herstellung eines Thermoplastmaterials mit günstigen Charakteristika wird schwierig.

Als ein Modifikationsreaktionsproz.ess für das PoIy- _olefin können ein Verfahren, das. dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Lösung als ein Reaktionsmedium herangezogen wird, ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Reaktion in einem Schmelzzustand unter Wärmezufuhr ohne Anwendung eines Lösungsmittels durchgeführt wird, und ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Reaktion in einem Schmelzzustand unter Wärmezufuhr mittels eines Extruders als Reaktor durchgeführt wird, Anwendung finden. Unter diesen Verfahren ist die Extruderreaktion das am meisten bevorzugte Verfahren, von den Standpunkten unnötiger Verfärbung des erhaltenen modifizierten Polyolefins, abnormer Molekulargewichtserniedrigen des Polyolefins und der angemessenen Auswahl der Modifikationsreaktionszeit aus betrachtet. Der eine Grund ist, dass das gewünschte modifizierte Polyolefin durch Zugabe der Minimalmengen an Modifizierungsreagens und Peroxid zum Polyolefin erhalten werden kann, der andere Grund ist, dass die Effizienz der Modifikationsreaktion hoch ist, wobei modifiziertes Polyolefin mit einheitlichem Modifizierungsgrad erhalten werden kann.

Zur Herstellung des Kompositthermoplasts der vorliegenden Erfindung mittels des Extruders als Reaktor

ο β β > β *

- 13 -

werden vorbestimmte Mengen des Polyolefins, des Modifizierungsreagenses und Peroxids und, falls gewünscht, eine kleine Menge niedrigsiedenden Lösungsmittels, wie aromatische Lösungsmittel, z.B. Alkohole, Aceton,

.5 Toluol und Xylol, einheitlich bei Raumtemperatur in einem Mischer, wie dem Henschel-Mischer, vermengt, die sich ergebende Mischung wird in einen Extruder als Reaktor eingespeist und unter angemessenen Bedingungen von Temperatur und Zeit einem Mischschmelzvorgang unterzogen, und das niedrigsiedende Lösungsmittel, sowie der überschuss an Modifizierungsreagens werden durch einen Entlüftungsteil des Extruders entfernt, wodurch das gewünschte modifizierte Polyolefin geliefert wird. Das auf diese Weise hergestellte, modifizierte Polyolefin wird mit vorbestimmten Mengen an Verstärkungsmittel und, falls nötig, anderem Thermoplast in einem Extruder vermischt, die sich ergebende Mischung wird zu Pellets geformt, indem sie aus dem Extruder extrudiert wird, um das Kompositmaterial der vorliegenden

20 ■ Erfindung zu ergeben.

Spezifische Beispiele des Verstärkungsmittels schliessen Pulvermaterialien, wie Glasflocken, Talkum, Kalziumkarbonat, Magnesiumoxid, Ton, Glimmer und Russ·; und Fasermaterialien, wie Glas-, Kohlenstoff-, Kaliumtitanat-, Asbest-, Grafit-, Siliziumkarbid-, Aluminium-, Bor- und aromatische Polyamidfasern; ein. Ein Faserverstärkungsmittel mit einer Länge von 5 mm oder weniger, vorzugsweise 0,03 bis 3 mm, ist, vom Formbarkeits-Standpunkt des Kompositmaterials der vorliegenden Erfindung aus betrachtet, bevorzugt. Bezüglich der Menge des

Verstärkungsmittels wird für das Kompositmaterial dor vorliegenden Erfindung der Bereich von 5 bis 80 Gew.%, bezogen auf modifiziertes Polyolefin, bevorzugt. Dies gilt für das Erreichen eines Verstärkungseffekts gemäss Verstärkung und Formbarkeit des Kompositmaterials.

Andere Thermoplastharze, die zusätzlich in das Kompositmaterial der vorliegenden Erfindung eingebaut werden können, schliessen Werkstoff-Kunststoffe, wie Polyamide, Polyester, Polykarbonate, Polyether, Polyacetale, Polysulfone und Polyphenylsulfone, ein. Diese Thermoplastharze werden in Abhängigkeit der endgültigen Nutzung des Kompositmaterials der vorliegenden Erfindung entsprechend ausgewählt und kombiniert.

15 ..

Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail mit Bezug auf die folgenden nicht begrenzenden Beispiele erklärt. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Prozent-, Anteils-, Verhältnisangaben und ähnliches gewichtsbezogen.

Beispiel 1

Zu 100 Gew.-Teilen Polypropylenpulver mit einer inhärenten Viskosität.von 1,5 (gemessen in einer Tetralinlösung bei 135°C) wurden Modifizierungsagentien und Peroxide in den in Tabelle 1 aufgeführten Mengen gegeben, und die Mischung wurde im Hensche-1-Mischer vermengt. Die Mischung wurde dann in einen Extruderreaktor von 30 0 und L/D = 25 eingespeist und in einem

"β ί! »

ϊ » Λ β· *

- 15

Mischzustand unter Schmelzen durch Wärmezufuhr bei einer Reaktionstemperatur von 230⁰C während einer Reaktionszeit von 7 Minuten modifiziert. Das unreagierte Modifizierungsmittel wurde durch Druckerniedrigung im Entlüftungsteil des Extruders entfernt, dann wurde die Reaktionsmischung zu Pellets extrudiert, um modifizierte Polyolefine zu ergeben.

Zu 100 Gew.-Teilen der modifizierten Polyolefine wurden Verstärkungsmittel, wie in Tabelle 1 gezeigt, gegeben und die Mischung wurde in einem Henschel-Mischer vermengt. Die sich ergebende Mischung wurde einem Mischschmelzvorgang unterworfen und extrudiert, um Pellets von Kompositmaterialien zu ergeben. Diese Kompositmaterialien wurden zu drei Arten von Formprodukten geformt, d.h.Nr.1 Hantelrandplatten, 125 χ 12,5 χ 3,2 (mm) und 125 χ 12,5 χ 6,4 (mm), mittels einer Art Schneckenspritzgiessmaschine unter Formgebungsbedingungen einer Zylindertemperatur von 220⁰C und einer Formgebungstemperatur von 60⁰C.

Die Ergebnisse, die durch Messung der Formbarkeit der Kompositmaterialien und der mechanischen Eigenschaften von unter den nachfolgenden Bedingungen 25 daraus hergestellten Formprodukten erhalten wurden, sind in Tabelle 1 aufgeführt.

ti -.π ·

• * ■»

- 16 -

ASTM-D-1238, Last 2,16 kg, Temperatur 230⁰C

. ASTM-D-256 10

(nachfolgend bezeichnet mit HDT) ASTM-D-648 15

6 0 aft

Λ Β Λ

TABELLE

Versuch Nr.

Kompositzusammensetzung
Polypropylen Gew.-T.
Peroxid Art

100

Gew.-T. -

Modif iz'ie- Art ■'

rungsagens

Gew.-T.

Verstärkungs- Art Kohlenmittel stofffaser

Gew.-T. 25

g/10 min 5,8

mechanische Eigenschaften
des Formproduktes

Biegefestigkeit kg/cm² 650

Biegemodul xlO kg/cm² 8,0

Schlagbiegefestigkeit

nach Izod kg-cm/cm² 10,5

HDT ⁰C 142

Bemerkung Vergleichs-

"" ~ . beispiel

Sghärolitgrösse_des_modifi-

zierten P2lyP£°Pyl£i}f_(y2i 110

Fertigung_zu_flachen_Plat-

ten von T mm Dicke schlecht

100

l,l-Bis(t-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclo-

hexan
0,2

Kohlenstoff
faser

31,4

69ß
8,3

10
144

Vergleichsbeispieö

100

schlecht

.100 ditto

0,2

Maleinsäureanhydrid

0,3

Kohlenstoff faser

39,9

1060 8,7

146

Erfindung

100

besser

S- α ·

Fortsetzung Tabelle 1

Versuch Nr. 4 5

Koinpositzusamrncnsetzung

Polypropylen Gew.-T. 100 100

Peroxid Art 1,1-Bis(t-butyl- Benzoyl-

peroxy)3,3,5~tri- peroxid methylcyclohexan

Gew.-T. 0,1 0,1

Modifizie- Art Maleinsäure- Maleinsäurerungsagens anhydrid anhydrid

Gew.-T. 0,3 0,3

Vcrstürkungs- Art Kohlenstoff- Kohlenstoffmittel· , faser faser

Gew.-T. 25 25

g/10 min 34,0 18,2

mechanische Eigenschaften
des Formproduktes

Biegefestigkeit kg/cm² 990 1060

Biegemodul xlO kg/cm² 9,5 8,7

Schlagbiegefestigkeit

nach lzod kg-cm/cm² 13 17

HDT ⁰C 143 148

Bemerkung Erfindung Vergleichs

beispiel

Sphärolitgrösse des modifizier ten_Po3.ypropy lens _(|Jim)_ 100 10

Fertigung_zu flachen Platten von I uim Dicke besser gut

100

Benzoylperoxid

0,3

Maleinsäureanhydrid

0,3

Kohlenstofffaser

19,6

1140 8,8

18 148

Vergleichsbeispiel

10 gut

Portsetzung Tabelle 1

Versuch Nr.

Kompositzusamrnensetzung Polypropylen Gew.-T.

Peroxid Art Lauroyl-

peroxid

Gew.-T. -0,3

Modifizie- Art -Maleinsäure-

rungsagens anhydrid

Gew.-T. 0,3

Verstärkungs- Art Kohlenstoffmittel faser

Gew.-T. 25

g/10 min 18,5

mechanische Eigenschaften

Biegefestigkeit kg/cm² 11.10

Biegemodul· xlO kg/cm² 8,7

Schlagbiegerestigkeit

nach Izod kg-cm/cm² 12

HDT ⁰C » μ46

LV

?SHBg Vergleichs-

beispiel

Sghärolitgrösse_des modifizierten Polypropylens _(Win)^ lOO

Fertigung_zu flachen Platten von 1 ram Dicke gut

Kohlenstofffaser

17,3

1160 8,6

Vergleichsbeispiel

100

Benzoyl- peroxid	l,l-Bxs(t-butyl- peroxy)3,3,5-tri methylcyclohexan
0,3	0,3
Acrylsäure	Acrylsäure

0,3

Kohlenstofffaser

25

34,6

980 8,9

13

145

Erfindung

10

am besten

- 20 -

Fortsetzung Tabelle 1

10

Versuch Nr. 11

Kompositzusammensetzung Polypropylen Gew.-T. Peroxid Art

100

2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-hexan

100

2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy) hexin-3

Gew.-T.	MFI	0,2	0,2
Modifizie- Art rungsagens	g/10 min	Maleinsäure anhydrid	Maleinsäure anhydrid
Gew.-T.	mechanische Eigenschaften	0,3	0,3
Verr.tärkungs- Art mittel	des Formproduktes	Kohlenstoff faser	Kohlenstoff faser
Gew.-T.	Biegefestigkeit kg/cin²	25	25
Biegemodul xlO kg/cm²
Schlagbiegefestigkeit nach Izod kg-cm/cm²	33,0	37,3
HDT ⁰C
CvJ
Bemerkung	1030	1030
Sghärolitgrösse des modifi	9,2	9,0
zierten Polypropylens (\|jm)	13	12
Fertigung ?.u flachen Plat	145	146
ten von ] mm Dicke
	Erfindung	Erfindung ·

10	10

cim besten	am besten

Fortsetzung Tabelle 1

Versuch Nr.

12

13

14

Kompositzusammensetzung • Polypropylen Gew.-T. Peroxid Art

100 100

l,l-Bis(t-butyl- ditto peroxy)3,3,5-trimethylcyclohexan

Gew.-T. 0,2

Modifizie- Art Maleinsäurerungsagens anhydrid

Gew.-T. 0,3

Verstärkungs- Art Koh]enstoffmittel faser/Talkum

= 1/1

Gew.-T. 50

g/10 min 36,1

mechanische Eigenschaften des Forrnproduktes

Biegefestigkeit kg/cm² 1010 Biegemodul xlO kg/cm² 8,8 Schlagbiegefestigkeit

nach Izod kg-em/cm² 10

HDT ⁰C 143

Sphärolitgrösse äes_modifizierten Ρ°1Υ£Ϊ2£ϊ5³_^^ί^!) 100

Bemerkung Erindung

2,0

Maleinsäureanhydrid

0,3

Kohlenstofffaser

37,4

100 ditto ·

0,2

Maleinsäureanhydrid

0,7

Kohlenstofffaser

25

38,5

1040	1030
9,0	9,1
11	12
144	145
100	100
Erfindung	Erfindung

Portsetzung Tabelle 1

Versuch Nr.

16

17

Komposit zusammensetzung Polypropylen Gew.-T. Peroxid Art

100

1,1-B.is (t-butyl- Benzoyl-,peroxy)3,3,5-triperoxid
rae thy 1 cy c lohexan

HDT ⁰C

14,7

100

l,l-Bis(t-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan

Gew.-T.	MPI	0,2	0,2	0,2
Modifizie- Art rungsagens	g/10 min	Maleinsäure- anhydrid	Maleinsäure anhydrid	Maleinsäure anhydrid
Gew.-T.	mechanische Eigenschaften	0,3	0,3	0,3
Verstärkungs- Art mittel	des Formproduktes	Kohlenstoff faser	Glasfaser	Talkum
Gew.-T.	Biegefestigkeit kg/cm²	2 5	25	25
Biegemodul χ10 kg/cm²
Schlagbiegeffestigkeit nach Izod kg-cm/cm²	36,8	.18,0	35,8


1050	1080	570
5,6	5,3	4,8
13	19	8

79

Sphturolitgrösse äes modifizierten Polyolefins T

10

100

Bemerkung

Erfindung

Vergleichsbeispiel

Erfindung

Fortsetzung Tabelle 1

	MFI	18	Versuch Nr. 19
Kompositzusammensetzung	g/10 min
Polypropylen Gew.-T.	mechanische Eigenschaften	100	100
Peroxid Art	des Formproduktes	Benzoyl- peroxid	Benzoyl- peroxid
Gew.-T.	Biegefestigkei\. kg/cm²	0,3	0,3
Modifizie- Art rungsagens	Biegemodul xlO kg/cm²	Maleinsäure anhydrid	Maleinsäure anhydrid
Gew.-T.	Schlagbiegefestigkeit nach Izod kg-cm/cm²	0,3	0,3
Verstärkungs- Art mittel	HDT ⁰C	Talkum	Kohlenstoff faser/Talkum = 1/1
Gew.-T.	Sphärolitgrösse des modi	25	50
fizierten Polyolefins (\|im)
Bemerkung	18,4	18,1


500	1030
4,3	8,6
10	15
80	146

10	10
Vergleichs beispiel	Vergleichs beispiel

Fortsetzung Tabelle 1

	MFI	20	Versuch Nr.
	g/10 min		21
Koinpositzusammensetzung	mechanische Eigenschaften	100
Polypropylen Gew.-T.	des Formproduktes	Benzoyl- peroxid	100
Peroxid Art	Biegefestigkeit kg/cm²	2,0	Benzoyl- peroxid
Gew.-T.	Biegemodul xlO kg/cm²	Maleinsäure anhydrid	0,3
Modifizie- Art rungsagens	Schlagbiegcfestigkeit nach Izod kg-cm/cm²	0,3	Maleinsäure anhydrid
Gew.-T.	HDT ⁰C	Kohlenstoff faser	0,7
Veratärkungs- Art mittel	Sphärolitgrösse des modi	25	Kohlenstoff faser
Gew.-T.	fizierten Polyolefins (μηι)		25
Bemerkung	17,5
		18,6

1070
8,8	1050
16	8,6
147	15
	145
10
. Vergleichs- beispiol	10
Vergleichs beispiel

Portsetzung Tabelle 1

Versuch Nr.

22

24

Komposi tzus ainmensetzung Polypropylen Gew.-T. Peroxid

100 100

Modifizierungsagens

Verstärkungsmittel

Gew.-T. 25

g/10 min 38,9

Fertigung_zu_flachen_Platten_von_l_mm_Dicke am besten

Sphärolitgrösse des_modi-

^ 110

mechanische_Eigenschaften des_Formproduktes

Biegefestigkeit kg/cm² 1100 Biegemodul xlO kg/cm² Q₁Q Schlagbiegefestigkeit

nach Izod kg-cm/cm² 10,5

HDT ⁰C 145

Bemerkung Erfindung

35,9

am besten

1100 8,6

18,1 143

Erfindung

100

Art Gew.-T.	Dicumyl- peroxid 0,2	Dicumyl- peroxid 0,1	l,l-Bis(t-butyl- peroxy)3,3,5-tri methylcyclohexan 0,1
Art	_	Benzoyl- peroxid	Benzoyl- peroxid
Gew.-T.		0,1	0,1
Art	Maleinsäure anhydrid	Maleinsäure anhydrid	Maleinsäure anhydrid
Gew.-T.	0,3	0,3	0,3
Art	Kohlenstoff faser	Kohlenstoff faser	Kohlßnstoff- faser

25

36,5

am besten

10

1200 8,8

18,5 144

Erfindung

Fortsetzung Tabelle 1

Versuch Nr.

26

27

Kompositzunammensetzung Polypropylen Gew.-T. Peroxid Art

100

1,1-Bis(t-butyl- ditto peroxy)3,3,5-trimethylcyclohexan

100

2,5-Dimethyl-

2,5-di(t-butyl-

peroxy)hexan

·■	Gew.-T.	0,05	0,05	. 0,1
	Art	Benzoyl- peroxid	Benzoyl- peroxid	Benzoyl- peroxid
	Gew.-T.	0,15	0,05	0,1
Modif i.y,i.o- rungsngen;;	Art	Maleinsäure anhydrid	Maleinsäure anhydrid	Maleinsäure anhydrid
	Gew.-T.	0,3	0,3	0,3
Verstärkungs mittel	Art	Kohlenstoff faser	Kohlenstoff faser	Kohlenstoff faser
	Gew.-T.	25	25	25
MFI
g/10 min		36,1	34,7	33,5
Fertigung zu	flachen Plat-
ten von 1 mm	Dicke	am besten	am besten	am besten

Sphärolatgrösse des modi-

10

mechanische Eigenschaften des_Formproduktes Biegefestigkeit kg/cm² Biegeniodul xlO kg/cm²

Schlagbiegefestigkeit nach Izod kg-cm/cm²

HOT ⁰C

1100	1180	1110
8,7	8,5	. 8,6
17,7	18,0	17,6
143	145	143
Erfindung	Erfindung	Erfindung

Fortsetzung Tabelle 1

	MFI	Versuch Nr. 28 29	100
Kompositzusammensetzung	g/10 min		ditto
Polypropylen Gew.-T.	Fertigung zu flachen Plat	100	0,1
Peroxid Art	ten von 1 mm Dicke	l,l-Bis(t-butyl- peroxy)3,3,5-tri- methylcyclohexan	Lauroyl- peroxid
Gew.-T.	Sphärolitgrösse des modi	0,1	0,1
Art"	fizierten Polypropylens(um)	Benzoyl- peroxid	Maleinsäure anhydrid
Gew.-T.	mechanische Eigenschaften	0,1	0,3
Modifizie- Art rungsagens	des Formproduktes	Acrylsäure	Kohlenstoff faser
Gew.-T.	Biegefestigkeit kg/cm²	0,3	25
Verstärkungs- Art mittel	Biegemodul xlO kg/cm²	Kohlenstoff faser
Gew.-T.	Schlagbiegefestigkeit nach Izod kg-cm/cra²	25	31,7
HDT ⁰C
Bemerkung	34,7	am besten

am besten	' 110

10
	1100
	8,5
1150	10,8
8,8	144
18,2	Vergleich:;;- bolspiel
144
Erfinduiiq

- 28

Beispiel 2

Zu 100 Gewichtsteilen Polypropylenpulver mit einer inhärenten Viskosität von 2,0 (gemessen in einer Tetralinlösung bei 135⁰C) wurden jeweils die in Tabelle 2

aufgeführten Peroxide und 0,3 Teile Maleinsäureanhydrid als Modifizierungsreagens gegeben und die Mischung im „ Henschel-Mischer einheitlich vermengt. Die Mischung wurde dann einer Schmelzreaktion durch Wärmezufuhr unter Bedingungen einer Reaktionstemperatur von 250⁰C und einer Reaktionszeit von 7 Minuten unterworfen.

Die Ergebnisse, die durch Messung der inhärenten Viskosität so gewonnener modifizierter Polypropylenprodukte erhalten wurden, sind nachfolgend in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

	Menge	0	inhärente	Viskosität	3	0,4	0,	8
		,75	an zugefügtem		1,6	1,	56
Peroxid	1	,75	0,05 0,1		0,95
	1	,75	1,73 1,70		0,98	_—	__
Benzoylperoxid	1		1,45 ' 1,3
1,1-Bis(t-butylperoxy)- 3,3,5-trimethylcyclo- hexan	1,08 1,32
Dicumylperoxid		Peroxid (Gewichtsteile)
	0,3
	1,62
	1,00
	1,08

2 Benzoylperoxid/1,1-

^ Bis{t-butylperoxy)-

r~ 3 ,3 ,5-trimethylcyclo-

=? hexan {1:1 Mischung

ω nach Gewicht) 1,75 1,31 1,09

S (t »

β 3

5 Q β

* ff ft *

£■ β a

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OJ CU NJ

Während die Erfindung im Detail und mit Bezug auf spezifisch«- einschlägige Einschlüsse beschrieben wurde, wird es für einen Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Abänderungen und Modifikationen auf entsprechende Weise durchgeführt werden können, ohne vom einschlägigen Geist und Umfang abzuweichen.

ORIGINAL INSPECTED

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Polyolefinharzzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet , dass sie aus einem modifizierten Polyolefin, das durch Reaktion eines Polyolefins mit einer ungesättigten Karbon- · säure in Gegenwart eines Katalysators, der mindestens ein Glied einscbliesst, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ketalperoxiden und Dialky!peroxiden mit einer Zersetzungstemperatur, die notwendig ist, um die Halbwertszeit von 10 ' Stunden bei mindestens 80⁰C zu erzielen, hergestellt wird und einem faserigen, pulverigen oder flockigen Verstärkungsmittel besteht.

_ ο —

2. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet., dass der Katalysator ein kombiniertes Katalysatorsystem aus mindestens einem Glied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ketalperoxiden und

Dialkylperoxiden mit einer Zersetzungstemperatur, die notwendig ist, um die Halbwertszeit von 10 Stunden bei mindestens 80⁰C oder darüber zu erzielen, und Benzoylperoxid ist. 10

3. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die angewandte Katalysatormenge 0,03 bis 2 Gew.-Teile beträgt, bezogen auf 100 Gew.-Teile Polyolefin.

4. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Verhältnis von mindestens einem Glied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ketalperoxiden und Dialkylperoxiden mit einer Zersetzungs

temperatur, die notwendig ist, um die Halbwertszeit von 10 Stunden bei mindestens 80⁰C zu erzielen, zu Benzoylperoxid 1/10 bis 10/1 beträgt.

5. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , dass das modifizierte Polyolefin durch Reaktion des Polyolefins mit der ungesättigten Karbonsäure in der Gegenwart des Katalysators in einer Art Extruder-

30 reaktor als ein Reaktor, hergestellt wird.

6. Polyolef inharzzusainmensetzung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , dass sie 95 bis 40 Gew.% modifiziertes Polyolefin und 5
bis 60 Gew.% Verstärkungsmittel enthält.
5

7* Polyolef inharzzusainmensetzung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , dass der Katalysator mindestens ein Glied ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 1,1-Bis(t-butyl-

10 peroxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis(t-

butylperoxy)cyclohexan, n-Butyl-4,4-bis(t-butylperoxy)valerianat, 2,2-Bis(t-butylperoxy)butan,
2,2-Bis(t-butylperoxy)octan Di-t-butylperoxid, t-Butylcumylperoxid, Dicumylperoxid, cC,o(/ '-Bis-

15 (t-butylperoxy)isopropylbenzol, 2,5-Dimethyl-

2,5-di(t-butylperoxy)hexin-3.

8. Polyolef inharzzusainmensetzung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , dass das Verstärkungsmittel mindestens ein Glied ist, aus

gewählt aus der Gruppe, bestehend aus faserigen
anorganischen Verstärkungsmitteln und aromatischen Polyamidfasern.

25

9. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet , dass das Verstärkungsmittel Kohlenstoffasern darstellt.

10. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , dass das

Verstärkungsmittel mindestens ein Glied ist,

ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Glas*- fasern, Talkum, Kalziumkarbonat, Magnesiumoxid, Ton, Glimmer und Russ.

11. Polyolefinharζzusammensetzung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , dass das modifizierte Polyolefin die Sphärolitgrösse von 50 um. oder weniger aufweist.

12. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , dass das Verbesserungsverhältnis der Festigkeit eines Formproduktes, das aus einer Polyolefinharzzusammensetzung, die aus dem modifizierten Polyolefin und dem Verstärkungsmittel besteht, hergestellt

ist, zu der Festigkeit eines Formproduktes, das aus einer Polyolef inharzzusanimensetzung, die aus einem unmodifizierten Polyolefin und einem Verstärkungsmittel besteht, hergestellt ist, 1,5

20 oder mehr beträgt.