CS243313B1 - A method for producing a composite material by compounding polypropylene - Google Patents

A method for producing a composite material by compounding polypropylene Download PDF

Info

Publication number
CS243313B1
CS243313B1 CS85561A CS56185A CS243313B1 CS 243313 B1 CS243313 B1 CS 243313B1 CS 85561 A CS85561 A CS 85561A CS 56185 A CS56185 A CS 56185A CS 243313 B1 CS243313 B1 CS 243313B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
polypropylene
peroxide
composite material
producing
organic peroxide
Prior art date
Application number
CS85561A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS56185A1 (en
Inventor
Jaroslav Petruj
Jiri Pac
Karel Vesely
Frantisek Kratochvil
Josef Krivanek
Jiri Foral
Eduard Poloucek
Vlastimil Douda
Oldrich Blazek
Jiri Franta
Original Assignee
Jaroslav Petruj
Jiri Pac
Karel Vesely
Frantisek Kratochvil
Josef Krivanek
Jiri Foral
Eduard Poloucek
Vlastimil Douda
Oldrich Blazek
Jiri Franta
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jaroslav Petruj, Jiri Pac, Karel Vesely, Frantisek Kratochvil, Josef Krivanek, Jiri Foral, Eduard Poloucek, Vlastimil Douda, Oldrich Blazek, Jiri Franta filed Critical Jaroslav Petruj
Priority to CS85561A priority Critical patent/CS243313B1/en
Publication of CS56185A1 publication Critical patent/CS56185A1/en
Publication of CS243313B1 publication Critical patent/CS243313B1/en

Links

Landscapes

  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby kompozitního materiálu kompoundováním polypropylenu nebo kopolymerů propylénu s etylenem, uhličitanu vápenatého, organického peroxidu, příp. dalších zpracovatelských přísad. Hnětení.se provádí v přítomnosti stéricky stíněného fenolu substituovaného alifatickým substituentem s alespoň 18 uhlíkovými atomy. Získá se materiál s dobrou zatékavostí pro výrobu členitých výlisků.The invention relates to a method for producing a composite material by compounding polypropylene or copolymers of propylene with ethylene, calcium carbonate, organic peroxide, or other processing additives. The kneading is carried out in the presence of a sterically hindered phenol substituted with an aliphatic substituent with at least 18 carbon atoms. A material with good flowability for the production of articulated moldings is obtained.

Description

(54) Způsob výroby kompozitního materiálu kompoundováním polypropylenu(54) Method of producing composite material by compounding polypropylene

Vynález se týká způsobu výroby kompozitního materiálu kompoundováním polypropylenu nebo kopolymerů propylénu s etylenem, uhličitanu vápenatého, organického peroxidu, příp. dalších zpracovatelských přísad. Hnětení.se provádí v přítomnosti stéricky stíněného fenolu substituovaného alifatickým substituentem s alespoň 18 uhlíkovými atomy. Získá se materiál s dobrou zatékavostí pro výrobu členitých výlisků.The invention relates to a method for producing a composite material by compounding polypropylene or copolymers of propylene with ethylene, calcium carbonate, organic peroxide, or other processing additives. The kneading is carried out in the presence of a sterically hindered phenol substituted with an aliphatic substituent with at least 18 carbon atoms. A material with good flowability for the production of articulated moldings is obtained.

Vynález se týká způsobu výroby kompozitních materiálů na bázi polypropylenu nebo jeho Kopolymerů, uhličitanu vápenatého, organického peroxidu a případně dalších zpracovatelských přísad.The invention relates to a method of producing composite materials based on polypropylene or its copolymers, calcium carbonate, organic peroxide and possibly other processing additives.

Pro výrobu členitých vstřikovaných výrobků charakterizovaných vysokou tuhostí, rozměrovou stabilitou, dobrou houževnatostí a současně dobrou zatékavostí je výhodné použít polypropylen, jehož struktura byla chemicky modifikována odbouráním v tavenině.For the production of articulated injection-molded products characterized by high rigidity, dimensional stability, good toughness and at the same time good flowability, it is advantageous to use polypropylene whose structure has been chemically modified by degradation in the melt.

Při míchání předem odbrouraného polypropylenu s anorganickým plnivem, které je prováděno v kontinuálních hnětičích nebo dvoj šnekových směšovacích extruderech, je třeba poměrně přesně udržovat teplotu taveniny v úzkém rozmezí, kdy má tavenina dostatečnou viskozitu potřebnou pro účinné přenášení energie z hnětacího zařízení do materiálu, což je nutné pro dosažení potřebné dispergace plniva.When mixing pre-ground polypropylene with inorganic filler, which is carried out in continuous kneaders or twin-screw mixing extruders, it is necessary to maintain the melt temperature relatively precisely within a narrow range, where the melt has sufficient viscosity required for efficient energy transfer from the kneading device to the material, which is necessary to achieve the necessary dispersion of the filler.

Proto je výhodnější vycházet z vysokomolekulárního polypropylenu /nebo jeho kopolymerů/ a polypropylen odbourávat až za přítomnosti plniva. Kompoundování polypropylenu s přísadou organického peroxidu popisuje například JA 131032.Therefore, it is more advantageous to start from high molecular weight polypropylene /or its copolymers/ and to degrade polypropylene only in the presence of a filler. Compounding polypropylene with an organic peroxide additive is described, for example, in JA 131032.

Jestliže se postupuje podle uvedeného japonského vynálezu, který míchá čtyři složky: a/ polypropylen, b/ plnivo, c/ organický peroxid, d/ mazivo tvořené organickou mastnou kyselinou, její solí nebo esterem, dostává se materiál nestejnoměrných vlastností a pro praktické aplikace nevhodný. Příčinou je špatná reprodukovatelnost vzniku potřebných volných radikálů v tavenině a jejich nehomogenní rozdělení.If one proceeds according to the aforementioned Japanese invention, which mixes four components: a/ polypropylene, b/ filler, c/ organic peroxide, d/ lubricant formed by an organic fatty acid, its salt or ester, the resulting material has uneven properties and is unsuitable for practical applications. The reason is the poor reproducibility of the formation of the necessary free radicals in the melt and their inhomogeneous distribution.

Při dávkování organického peroxidu do směšovacího extruderu je třeba zajistit, aby k jeho molekulární dispergaci v tavenině došlo dříve, než dojde k jeho rozkladu. I když se použije peroxid, který se začíná rychle rozkládat až po dosaženi teploty 180 až 220 °C, zůstává peroxid v prostředí nepolárních polyolefinů přítomen ve formě asociátů a není dosaženo jeho rovnoměrné molekulární dispergace.When dosing organic peroxide into a mixing extruder, it is necessary to ensure that its molecular dispersion in the melt occurs before its decomposition occurs. Even if a peroxide is used that begins to decompose rapidly after reaching a temperature of 180 to 220 °C, the peroxide remains present in the form of associates in the environment of non-polar polyolefins and its uniform molecular dispersion is not achieved.

Reprodukovarelné rychlosti generace volných radikálů, tudíž i reprodukovatelných vlastností finálních kompozitních materiálů, je možno dosáhnout, je-li vedle peroxidu přidán vhodný modifikátor, který má trojí funkci:Reproducible rates of free radical generation, and therefore reproducible properties of the final composite materials, can be achieved if, in addition to peroxide, a suitable modifier is added, which has a triple function:

a/ zabraňuje nežádoucímu řetězovému rozkladu asociátů peroxidu, které jsou příčinou nereprodukovatelnosti dosud známých procesů b/ přispívá k rychlé a homogenní dispergaci peroxidu v tavenině o/ zajišťuje potřebnou termooxidační stabilizaci finálního materiálu.a/ prevents unwanted chain decomposition of peroxide associates, which are the cause of the unreproducibility of previously known processes b/ contributes to the rapid and homogeneous dispersion of peroxide in the melt o/ ensures the necessary thermo-oxidative stabilization of the final material.

Předmětem vynálezu je způsob výroby kompozitního materiálu kompour.dováním polypropylenu nebo kopolymerů propylenu s etylenem uhličitanu vápenatého, organického peroxidu a případně dalších zpracovatelských přísad, při kterém se polypropylen nebo jeho kopolymer s indexem toku nižším než 4g/10 min /při 230 °C, zatížení 21 N/ hněte v kontinuálním směšovacím extruderu s mikromletým vápencem s průměrnou velikostí částic do 5 ,tun v přítomnosti organického peroxidu s poločasem rozpadu při 200 °C 10 až 30 sekund a modifikátoru, obsahujícího sterioky stíněný fenol substituovaný alifatickým substituentem s alespoň 18 uhlíkovými atomy.The subject of the invention is a method of producing a composite material by compounding polypropylene or propylene copolymers with ethylene, calcium carbonate, organic peroxide and optionally other processing additives, in which polypropylene or its copolymer with a flow index lower than 4g/10 min /at 230 °C, load 21 N/ is kneaded in a continuous mixing extruder with micro-ground limestone with an average particle size of up to 5 tons in the presence of an organic peroxide with a half-life at 200 °C of 10 to 30 seconds and a modifier containing a sterically shielded phenol substituted with an aliphatic substituent with at least 18 carbon atoms.

Výchozí polypropylen může být homopolymer nebo kopolymer propylenu s etylenem obsahující méně než 5 % hmotnostních etylenu.The starting polypropylene may be a homopolymer or copolymer of propylene with ethylene containing less than 5% by weight of ethylene.

Při tavení vysokomolekulárního polypropylenu s indexem toku nižším než 4g/10 min /při 230 °C zatížení 21 N/ dostáváme v širokém teplotním rozsahu viskózní taveninu, ve které, vzhledem k účinnému přenosu energie z hnětacího šneku, dochází ke snadné dispergaci plniva bez nutnosti velmi přesné regulace teploty.When melting high-molecular polypropylene with a flow index lower than 4g/10 min /at 230 °C load 21 N/, we obtain a viscous melt in a wide temperature range, in which, due to the efficient transfer of energy from the kneading screw, the filler is easily dispersed without the need for very precise temperature control.

Vhodné anorganické plnivo je charakterizováno jednak fyzikálně, jednak chemicky. Fyzikální charakterizace se týká velikosti částic, jejichž průměr leží v optimálním případě v rozsahu 1 až 5/tun a jejichž třídění je provedeno tak, aby byly odstraněy frakce větší než 10, resp. 20<um. Chemická charakterizace se týká nepřítomnosti silně kyselých povrchových center vyvolávajících neradikálový neúčinný rozklad peroxidů.A suitable inorganic filler is characterized both physically and chemically. The physical characterization concerns the size of the particles, whose diameter is optimally in the range of 1 to 5/ton and whose sorting is carried out in such a way that fractions larger than 10, respectively. 20 < um are removed. The chemical characterization concerns the absence of strongly acidic surface centers causing non-radical ineffective decomposition of peroxides.

Příkladem plniv s velkou koncentrací kyselých center jsou alumosilikáty. Avšak i mikromletý vápenec obsahuje vždy větší či menší koncentrace příměsi, které se mohou uplatnit při neúčinném rozkladu peroxidů na alkoholy a ketony.An example of fillers with a high concentration of acid centers are aluminosilicates. However, even micro-ground limestone always contains larger or smaller concentrations of impurities that can be used in the ineffective decomposition of peroxides into alcohols and ketones.

V praxi to znamená, že koncentrace peroxidu potřebná k chemické modifikaci polypropylenu za přítomnosti plniva bude větší než bez jeho přítomnosti a bude závislá na čistotě i koncentraci daného plniva.In practice, this means that the concentration of peroxide required to chemically modify polypropylene in the presence of a filler will be greater than without its presence and will depend on the purity and concentration of the given filler.

Volba vhodného peroxidu - generátoru volných radikálů - je definována tak, že v průběhu hnětení musí na jedné straně dojít k úplnému rozkladu peroxidu, na druhé střílně se nesmí peroxid rozložit předčasně, to je před roztavením polymeru. Z důvodů bezpečnosti práce je výhodné potřebný peroxid předem nanášet na plnivo. Jeho optimální koncentrace se pohybuje v rozsahu 0,01 až 0,5 % hmotnostních na finální kompozitní materiál.The choice of a suitable peroxide - a free radical generator - is defined in such a way that during the kneading process, on the one hand, the peroxide must completely decompose, on the other hand, the peroxide must not decompose prematurely, that is, before the polymer melts. For reasons of work safety, it is advantageous to apply the necessary peroxide to the filler in advance. Its optimal concentration ranges from 0.01 to 0.5% by weight of the final composite material.

Příklady vhodných komerčních peroxidů splňujících tyto podmínky uvádí tabulka: .Examples of suitable commercial peroxides meeting these conditions are given in the table: .

Peroxid Poločas rozpadu /s/ při teplotěPeroxide Half-life /s/ at temperature

180.°C 180°C 200 °C 200°C 220 °C 220°C Dikumylperoxid Dicumyl peroxide 55 55 15 15 4 4 2,5-dimetyl-2,5-di-terc. 2,5-dimethyl-2,5-di-tert. butyl-peroxihexan /1/ butyl peroxyhexane /1/ 70 70 18 18 5 5 tero.butyl-kumy1-peroxid tert.butyl-cumyl-peroxide 70 70 20 . 20 . 5 5 Bis/terc.butyl-peroxi- Bis/tert.butyl peroxy- izopropyl/benzen isopropyl/benzene 90 90 25 25 7 7

Jako modifikátory je možno použít látky, které jsou schopny rychle reagovat s radikály vznikajícími při rozkladu peroxidu i s dalšími radikály vznikajícími na polymerním řetězci. Jako modifikátory mohou být použity látky mající zcela nebo částečně stíněné skupiny fenolické.As modifiers, it is possible to use substances that are capable of reacting rapidly with radicals formed during peroxide decomposition and with other radicals formed on the polymer chain. As modifiers, substances having fully or partially shielded phenolic groups can be used.

Zásadní podmínkou je přítomnost alifatického řetězce s alespoň 18 uhlíkovými atomy nebo delšího, který umožňuje dosažení rychlé homogenní dispergace použitého peroxidu v tavenině polypropylenu.The essential condition is the presence of an aliphatic chain with at least 18 carbon atoms or longer, which allows for rapid homogeneous dispersion of the peroxide used in the polypropylene melt.

Příklady vhodných modifikátorů jsou:Examples of suitable modifiers are:

- oktadecylester kyseliny /3,5-diterc.butyl-4-hydroxyfenyl/propionové /11/.- octadecyl ester of /3,5-di-tert.butyl-4-hydroxyphenyl/propionic acid /11/.

- 2,6 dimetyl-4-oligopropenyl fenol /111/.- 2,6 dimethyl-4-oligopropenyl phenol /111/.

Optimální koncentrace modifikátorů je vždy větší než použitá koncentrace peroxidu. Předností nového postupu je možnost široké regulace vlastností finálního kompozitního materiálu za použiti jednotného typu výchozího polypropylenu.The optimal concentration of modifiers is always greater than the peroxide concentration used. The advantage of the new process is the possibility of wide control of the properties of the final composite material using a single type of starting polypropylene.

Podstatu vynálezu blíže objasní následující příklady. Díly a procenta uváděná v příkladech jsou hmotnostní. Index toku byl stanoven podle ČSN č. 640 861.The following examples will further illustrate the nature of the invention. The parts and percentages given in the examples are by weight. The flow index was determined according to ČSN No. 640 861.

Příklad 1Example 1

Do násypky dvojšnekového směšovacího extruderu Werner-Pfleiderer ZSK 53 bylo současně dávkováno:The following was simultaneously dosed into the hopper of the Werner-Pfleiderer ZSK 53 twin-screw mixing extruder:

2433X3 dílů polypropylenu /práškového homopolymeru charakterizovaného indexem toku 0,8 g/10 min při 230 °C/2433X3 parts of polypropylene /powder homopolymer characterized by a melt index of 0.8 g/10 min at 230 °C/

4o dílů mikromletáho vápence /charakterizovaného průměrnou velikostí částic 2,7 <ům a tříděného pod loktím/, opatřeného nánosem 0,3 % kyseliny stearové40 parts of micro-ground limestone /characterized by an average particle size of 2.7 <um and sorted below the elbow/, provided with a layer of 0.3% stearic acid

0,11 dílů peroxidu I. ·0.11 parts of peroxide I.

0,18 dílů modiflkátoru II.0.18 parts of modifier II.

Obě posledně jmenované složky byly dávkovány společně jako společný roztok.The latter two components were dosed together as a common solution.

Hnětení probíhalo při teplotě 230 °C, doba pobytu taveniny v extruderu činila 150 sekund. Směs byla vytlačována ve formě struny a sekána na granulát, ze kterého byla připravena zkušební tělesa vstřikováním při teplotě taveniny 250 °C.Kneading was carried out at a temperature of 230 °C, the residence time of the melt in the extruder was 150 seconds. The mixture was extruded in the form of a string and chopped into granules, from which test specimens were prepared by injection molding at a melt temperature of 250 °C.

Příklad 2Example 2

Podmínky jako v příkladu 1, použit polypropylen-homopolymer charakterizovaný indexem toku 2,8 g/10 min, byly použity následující přísady:Conditions as in Example 1, polypropylene homopolymer characterized by a melt index of 2.8 g/10 min was used, the following additives were used:

0,012 dílů peroxidu I.0.012 parts of peroxide I.

} 0,022 dílů modifikátoru III.} 0.022 parts of modifier III.

Příklad 3Example 3

Podmínky jako v příkladu 1, použit kopolymer propylenu s etylenem /98/2/ charakterizovaný indexem toku taveniny 0,67 g/10 min.Conditions as in Example 1, using a propylene-ethylene copolymer /98/2/ characterized by a melt flow index of 0.67 g/10 min.

Byly použity následující přísady:The following ingredients were used:

0,16 dílů peroxidu I.0.16 parts of peroxide I.

0,26 dílů modifikátoru II.0.26 parts of modifier II.

PřikládáAttached

Podmínky i použitý polymer jako v příkladu 3. Byly použity následující přísady:The conditions and polymer used were as in Example 3. The following additives were used:

0,10 dílů peroxidu I.0.10 parts of peroxide I.

0,18 dílů modifikátoru III.0.18 parts of modifier III.

Zpracovatelské a mechanické vlastnosti materiálů připravených podle příkladů 1 až 4 charakterizuje tabulka:The processing and mechanical properties of the materials prepared according to examples 1 to 4 are characterized by the table:

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU * Způsob výroby kompozitního materiálu kompoundováním polypropylenu nebo kopolymerů propylenu s etylenem, uhličitanu vápenatého, organického peroxidu, příp. dalších zpracovatelských přísad, vyznačený tím, že polypropylen nebo kopolymer s indexem toku nižším než 4,0 g/10 min, při 230 °C zatížení 21 N, se hněte v kontinuálním směšovacím extruderu s mikromletým vápencem s průměrnou velikostí částic do 5 <um v přítomnosti organického peroxidu s poločasem rozpadu při 200 °C 10 až 30 sekund a modifikátoru obsahujícího stéricky stíněný fenol substituovaný alifatickým substituentem s alespoň 18 uhlíkovými atomy.OBJECT OF THE INVENTION * A method for producing a composite material by compounding polypropylene or copolymers of propylene with ethylene, calcium carbonate, organic peroxide, or a carbon black. Other processing ingredients, characterized in that the polypropylene or copolymer having a flow index of less than 4.0 g / 10 min, at a load of 21 N at 230 ° C, is kneaded in a continuous micronized limestone mixing extruder with an average particle size of up to 5 µm in presence of an organic peroxide having a half-life at 200 ° C of 10 to 30 seconds; and a modifier comprising a sterically shielded phenol substituted with an aliphatic substituent of at least 18 carbon atoms.
CS85561A 1985-01-28 1985-01-28 A method for producing a composite material by compounding polypropylene CS243313B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS85561A CS243313B1 (en) 1985-01-28 1985-01-28 A method for producing a composite material by compounding polypropylene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS85561A CS243313B1 (en) 1985-01-28 1985-01-28 A method for producing a composite material by compounding polypropylene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS56185A1 CS56185A1 (en) 1985-08-15
CS243313B1 true CS243313B1 (en) 1986-06-12

Family

ID=5337889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS85561A CS243313B1 (en) 1985-01-28 1985-01-28 A method for producing a composite material by compounding polypropylene

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS243313B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS56185A1 (en) 1985-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1165931A (en) Polyoxymethylene molding blends
DE69029918T2 (en) Feed solid silane crosslinking agent in an extruder
DE69206584T2 (en) Process for making a thermoplastic elastomer composition.
KR100418018B1 (en) Thermoplastic elastomer composition and method of making same
US4268432A (en) Polyamide compositions
DD283147A5 (en) METHOD FOR PRODUCING A NETWORKED RUBBER AND PLASTIC MIXTURE
DE2449491A1 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF HOMOGENOUS, STRIP OR GRANULATE THERMOPLASTIC MASSES
JPH06207054A (en) Thermoplastic composition, and its preparation and use
EP2670797B2 (en) Peroxide mixtures for the accelerated cure of ethylene-vinyl acetate
CN111333954A (en) Illumination aging resistant plastic for automotive interior parts and processing technology thereof
US3650300A (en) Fire retardant polyolefins
EP1004601A1 (en) Process for peroxide treatment of olefin polymers
CS243313B1 (en) A method for producing a composite material by compounding polypropylene
US3668192A (en) Cross-linked isotactic polybutene-1
US5116540A (en) Free-radical modified carbon black filled polypropylenes
JPH03134027A (en) Peroxide masterbatch using polycaprolactone as carrier
DE3908798C2 (en)
DE69912871T2 (en) Ethylene polymer composition, process for its preparation and its use
EP0048058B1 (en) Process for the production of a plastic object
US3014885A (en) Production of high density polyethylene composition containing organic peroxide cross-linking agent
JPH02502289A (en) Blends of polyamide and crosslinking compounds
CN87102663A (en) plastic filler masterbatch
JPS58217532A (en) Production of glass fiber-reinforced polyolefin
CA1065989A (en) Polyolefin composition and method for minimizing migration of u.v. absorber therein
JPH0425291B2 (en)