CS246636B1 - A method for producing a composite material - Google Patents
A method for producing a composite material Download PDFInfo
- Publication number
- CS246636B1 CS246636B1 CS68585A CS68585A CS246636B1 CS 246636 B1 CS246636 B1 CS 246636B1 CS 68585 A CS68585 A CS 68585A CS 68585 A CS68585 A CS 68585A CS 246636 B1 CS246636 B1 CS 246636B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- polypropylene
- peroxide
- ethylene
- polyethylene
- zone
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Řešení se týká způsobu výroby kompozitního materiálu na bázi polypropylenu, polyetylénu, uhličitanu vápenatého, organického peroxidu a případně zpracovatelských přísad. Polypropylen s indexem toku nižším než 4 g/10 min, se hněte v prvém pásmu dvojpásmového směšovacího extruderu s mikromletým výpencem v přítomnosti organického peroxidu a modifikátorů obsahujícího funkční skupiny schopné radikálového pře- . nosu a alifatický nebo cykloalifatický řetězec po dobu odpovídající alespoň třem poločasům rozpadu použitého peroxidu za podmínek hnětění a v druhém pásmu se v tavenině disperguje vysokomolekulární polyetylén. Získá se materiál s dobrými mechanickými vlastnostmi a dobrou zpracovatelností.The solution relates to a method for producing a composite material based on polypropylene, polyethylene, calcium carbonate, organic peroxide and optionally processing additives. Polypropylene with a flow index lower than 4 g/10 min is kneaded in the first zone of a two-belt mixing extruder with a micro-ground blank in the presence of organic peroxide and modifiers containing functional groups capable of radical transfer and an aliphatic or cycloaliphatic chain for a period corresponding to at least three half-lives of the decomposition of the peroxide used under kneading conditions, and in the second zone, high molecular weight polyethylene is dispersed in the melt. A material with good mechanical properties and good processability is obtained.
Description
Vynález se týká způsobu výroby kompozitních materiálů na bází směsí polypropylenu s polyetylénem a případně kopolymerů etylenu s propylenem a uhličitanu vápenatého, který umožňuje přímo v extruderu regulovat jejich zpracovatelské i užitné vlastnosti.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the production of composite materials based on mixtures of polypropylene with polyethylene and optionally copolymers of ethylene with propylene and calcium carbonate, which makes it possible to control their processing and utility properties directly in the extruder.
Pro řadu aplikací, například v automobilovém průmyslu,,jsou požadovány snadno zpracovatel né termoplastické materiály mající současně vysokou tuhost i houževnatost.For many applications, for example in the automotive industry, readily processable thermoplastic materials having both high rigidity and toughness are required.
Podle AO 197.043 je možno za přítomnosti anorganických plniv, například mikromletého vápence, připravit směsi polypropylenu s polyetylénem, které mají vysokou tuhost i houževnatost v širokém rozsahu teplot.According to AO 197.043, in the presence of inorganic fillers, for example micronized limestone, polypropylene / polyethylene mixtures can be prepared which have high rigidity and toughness over a wide temperature range.
Nedostatkem těchto materiálů vycházejících z běžných vstřikovacích typů polypropylenu je však poměrně malá tekutost, která znesnadňuje vstřikování členitých výrobků.However, a disadvantage of these materials based on conventional polypropylene injection types is the relatively low flowability, which makes it difficult to inject rugged products.
Kompoundování polypropylenu, kopolymerů propylenu s etylenem a jejich směsí s anorganickými plnivy s přísadou organického peroxidu popisuje JP 55 131032. Jestliže se však postupuje podle uvedeného japonského patentu, který uvádí čtyři složky: a/ polypropylen, kopolymery nebo směsi, b/ plnivo, c/ organický peroxid, d/ mazivo tvořené organickou mastnou kyselinou, její solí nebo esterem, dostává se materiál nereprodukovatelných vlastností a někdy i pro praktické aplikace nevhodný. Příčinou je špatná kontrolovatelnost rychlosti vzniku potřebných volných radikálů v tavenině a jejich homogenní rozdělení.Compounding of polypropylene, copolymers of propylene with ethylene, and mixtures thereof with inorganic fillers with an organic peroxide additive is described in JP 55 131032. However, when the Japanese patent is described, it discloses four components: a / polypropylene, copolymers or mixtures, b / filler, c / organic peroxide, a d / lubricant formed by an organic fatty acid, its salt or ester, gives the material non-reproducible properties and sometimes unsuitable for practical applications. This is due to poor controllability of the rate of formation of the necessary free radicals in the melt and their homogeneous distribution.
Při dávkování organického peroxidu do směšovacího extruderu je třeba zajistit, aby k jeho molekulární dispergaci-v tavenině došlo dříve, než dojde k jeho významnému rozkladu.When dosing the organic peroxide into the mixing extruder, it must be ensured that its molecular dispersion in the melt occurs before significant decomposition occurs.
I když je použit peroxid, který se začíná rychle rozkládat až nad teplotu tání polypropylenu, zůstává peroxid v prostředí nepolárních polyolefinů přítomen ve formě asociátů a není dosaženo jeho rovnoměrné molekulární dispergace.Although a peroxide that rapidly decomposes above the melting point of polypropylene is used, the peroxide remains present in the form of associates in the non-polar polyolefins and does not achieve uniform molecular dispersion.
Zjistili jsme, že reprodukovatelné rychlosti generace volných radikálů a tudíž i reprodukovatelných vlastností finálních kompozitních materiálů je možno dosáhnout, je-li vedle peroxidu přidán vhodný modifikátor, který má trojí funkci:We have found that the reproducible rates of free radical generation and hence the reproducible properties of the final composite materials can be achieved if a suitable modifier, which has a triple function, is added in addition to peroxide:
a/ zajištuje rychlou a homogenní dispergaci peroxidu v tavenině b/ zabraňuje nežádoucímu řětězovému rozkladu asociátů peroxidu, který je příčinou nereprodukovatelnosti procesu prováděného podle JP 55-131032.a) ensures rapid and homogeneous dispersion of peroxide in the melt b / prevents undesirable chain decomposition of peroxide associates, which causes non-reproducibility of the process performed according to JP 55-131032.
c/ zajištuje potřebnou termooxidační stabilizaci finálního materiálu.c / provides the necessary thermo-oxidative stabilization of the final material.
Předmětem vynálezu je způsob výroby kompozitních materiálů na bázi polypropylenu nebo kopolymerů propylenu s etylenem, polyetylénu nebo kopolymerů etylenu s alfa-olefiny, uhličitanu vápenatého, organického peroxidu a případně zpracovatelských přísad, při kterém se polypropylen nebo kopolymer propylenu s etylenem s indexem toku nižším než 4 g/10 min. hněte v prvém pásmu dvojpásmového směšovacího extruderu s mikromletým vápencem v přítomnosti organického peroxidu a modifikátoru obsahujícího funkční skupiny schopné radikálového přenosu a alifatický nebo cykloalifatický řetězec po dobu odpovídající alespoň třem poločasům rozpadu použitého peroxidu za podmínek hnětení a v druhém pásmu extruderu se v tavenině disperguje vysokomolekulární polyetylén nebo kopolymer etylenu s alfa-olefiny s indexem toku nižším než 1 g/10 min.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the manufacture of composite materials based on polypropylene or copolymers of propylene with ethylene, polyethylene or copolymers of ethylene with alpha-olefins, calcium carbonate, organic peroxide and optionally processing additives, wherein the polypropylene or copolymer of propylene with ethylene with a flow index of less than 4. g / 10 min. knead in the first zone of a dual-band mixer with micronized limestone in the presence of an organic peroxide and a modifier containing functional groups capable of radical transfer and an aliphatic or cycloaliphatic chain for at least three half-lives of the peroxide used under kneading conditions; or a copolymer of ethylene with alpha-olefins having a flow index of less than 1 g / 10 min.
Výchozí polypropylen může být bud homopolymer nebo statistický či blokový kopolymer propylenu s etylenem obsahující méně než 5 % hmot. etylenu, charakterizovaný indexem toku nižším než 4 g/10 min.The starting polypropylene may be either a homopolymer or a random or block copolymer of propylene with ethylene containing less than 5% by weight. ethylene, characterized by a flow index of less than 4 g / 10 min.
Druhou složku polymerní matrice tvoří polyetylén, což může být homopolymer nebo kopolymer etylenu obsahující maximálně 5 % alfa-olefinu, charakterizovaný indexem toku nižším než lg/10 min.The second component of the polymer matrix is polyethylene, which may be a homopolymer or copolymer of ethylene containing a maximum of 5% alpha-olefin, characterized by a flow index of less than 1 g / 10 min.
Vlastní technologický proces je s výhodou veden tak, že v prvním pásmu směšovacího extru deru je hněten polypropylen s mikromletým vápencem za přítomnosti organického peroxidu a modifikátoru a teprve do druhého pásma extruderu je dávkován polyetylén.The process itself is preferably conducted in such a way that polypropylene with micronized limestone is kneaded in the first zone of the extruder mixing extruder in the presence of an organic peroxide and modifier and only polyethylene is metered into the second zone of the extruder.
V první fázi procesu je třeba pro dispergaci plniva dodat mechanickou energii potřebnou pro·, překonání přitažlivých sil mezi částicemi plniva. Při zahřátí směsi, ke kterému dochází převážně v důsledku frikčního tepla, přechází polymer do stavu taveniny a současně se začne přidaný peroxid rozkládat na volné radikály, které vyvolávají regulované sníže ' molakuláraí hmotnosti polypropylenu.In the first stage of the process, the mechanical energy needed to overcome the attractive forces between the filler particles must be supplied to disperse the filler. When the mixture is heated, which is largely due to the frictional heat, the polymer goes into a melt state, and at the same time the added peroxide begins to decompose into free radicals which cause a controlled reduction in the molecular weight of the polypropylene.
Teplotu taveniny v prvním pásmu směšovacího extruderu ji ú cítí regulovat t.ak, aby převážný podíl použitého peroxidu byl rozložen dříve, než je do í -ilty přidán polyetylén. T« znamená, že doba pobytu taveniny v prvním pásmu extruderu musí odpovídat minimálně 3 poločasům rozpadu použitého peroxidu.The melt temperature in the first zone of the mixing extruder will control it so that the bulk of the peroxide used is decomposed before the polyethylene is added to the filter. T «means that the residence time of the melt in the first zone of the extruder must correspond to at least 3 half-lives of the peroxide used.
Při použití přísady vysokomolekulárního polyetylénu jinak může dojít k významnému zesilováni polyetylénu a vzniklý kompozitní materiál je nezpracovatelný. Naopak velmi slabé zesítění polyetylénu vyvolané rozkladem zbytkového peroxidu může být v četných případech žádoucí pro dosažení optimálních vlatností.Otherwise, the use of a high molecular weight polyethylene additive can significantly increase polyethylene cross-linking and result in the composite material being unprocessable. Conversely, very poor polyethylene crosslinking induced by the decomposition of residual peroxide may be desirable in many cases to achieve optimal properties.
Uvedený postup tak skýtá možnost velmi jemné regulace finálních vlastností kompozitů v širokém rozmezí sledovaných parametrů.The process thus offers the possibility of very fine regulation of the final properties of the composites over a wide range of monitored parameters.
Poločasy rozpadu některých vhodných peroxidu ukazuje tabulka I.;The half-lives of some suitable peroxides are shown in Table I .;
Tabulka ITable I
Poločasy rozpadu některých peroxidů.Half-lives of some peroxides.
Jestliže například se použije směšovací extruder, ve kterém doba pobytu materiálu v prvním pásmu, to je až do dosažení druhého vstupního pásma, odpovídá 25 s, je z tabulky zřejmé, že teplota taveniny by měla být regulována tak, aby dosáhla minimálně 220 °C.For example, if a mixing extruder is used in which the residence time of the material in the first zone, i.e. until the second inlet zone, is 25 s, it is clear from the table that the melt temperature should be controlled to reach a minimum of 220 ° C.
Účinek modifikátoru jc možno vysvětlit následovně:The effect of the modifier jc can be explained as follows:
Při rozpadu peroxidu R-O-O-R za přítomnosti modifikátoru vznikají přenosem stabilní radikály, takže nedochází nereprodukovatelnému řetězovému rozpadu dalších molekul peroxidu.The breakdown of peroxide R-O-O-R in the presence of a modifier produces stable radicals by transfer, so that non-reproducible chain breakdown of other peroxide molecules does not occur.
Vhodné modifikátory obsahují jednak alifatické nebo cykloalifatické řetězce zajištující dobrou rozpustnost v prostředí nepolárních polyolefinů, jednak částečně nebo úplně stíněné fenolické funkční skupiny, zajištující převádění reaktivních radikálů na radikály stabilní.Suitable modifiers include, on the one hand, aliphatic or cycloaliphatic chains ensuring good solubility in the environment of nonpolar polyolefins, and partially or fully shielded phenolic functional groups, ensuring the conversion of reactive radicals into stable radicals.
K příkladům vhodných modifikátorů patří:Examples of suitable modifiers include:
2.6- dimetyl-4-oligopropeny1-fenol2,6-dimethyl-4-oligopropenyl-phenol
2.6- diterc.butyl-4-oktadecylfenol2,6-di-tert-butyl-4-octadecylphenol
2.6- diterc.butyl-4-etylcyklohexylfenol stearylester kyseliny 2-feny1/3',5'diterc.butyl-4'-hydroxy/propionové.2-phenyl / 3 ', 5'-tert-butyl-4'-hydroxy / propionic acid 2,6-di-tert-butyl-4-ethylcyclohexylphenol stearyl ester.
Do druhého pásma směšovacího extruderu se dávkuje do taveniny potřebné množství polyetylénu. Pro dosažení vysoké houževnatosti je důležité, aby použitý polyetylén měl vyšší molekulární hmotnost než má výsledný modifikovaný polypropylen.The required amount of polyethylene is fed into the second zone of the mixing extruder. To achieve high toughness, it is important that the polyethylene used has a higher molecular weight than the resulting modified polypropylene.
Vhodný typ mikromletého vápence představuje jemně disperzní prášek vysoké chemické čistoty, charakterizovaný průměrnou velikostí částic v rozsahu 1 až 3 /im tříděný tak, že neobsahuje částice větší než 10 £im.A suitable type of micronized limestone is a finely dispersed powder of high chemical purity, characterized by an average particle size in the range of 1 to 3 µm sized to contain no particles larger than 10 µm.
Plnivo je účelné upravit semipolární látkou vytvářející na jedné straně spojení s povrchem plniva, na druhé straně spojení s polymerní matricí. Příkladem vhodných látek jsou vyšší mastné kyseliny a jejich estery. Povrchová úprava plniva není nutnou podmínkou, při jejím využití však je spotřeba energie pro dispergaci plniva nižší.It is expedient to treat the filler with a semipolar substance forming on the one hand a bond with the surface of the filler, on the other hand a bond with the polymer matrix. Examples of suitable substances are higher fatty acids and their esters. The surface treatment of the filler is not a necessary condition, but in its use the energy consumption for the dispersion of the filler is lower.
Podstatu vynálezu blíže objasní následující příklady. Díly a procenta uváděná v příkladech jsou hmotnostní.The following examples illustrate the invention in more detail. The parts and percentages given in the examples are by weight.
Příklad 1Example 1
Do prvního vstupního otvoru kontinuálního hnětiče Buss typ MDK 140/11 D bylo dávkováno:Into the first inlet of the continuous kneader Buss type MDK 140/11 D was dosed:
- 35 dílů izotaktického polypropylenu /homopolymeru/ charakterizovaného indexem toku35 parts of isotactic polypropylene (homopolymer) characterized by a flow index
X.T.23O 0,7 g/10 min.X.T.23O 0.7 g / 10 min.
- 40 dílů mikromletého vápence Durcal 2 /výrobce Pluess - Staufer/, charakterizovaného průměrnou velikostí částic 2,7 ^im a tříděného pod 10 ^un, který byl opatřen nánosem 0,3 % hmotnostních kyseliny stearové, 0,18 % hmotnostních peroxidu /1/ a 0,30 % hmtnostních 2,6-dimetyl-4-oligopropenylfenolu /11/.40 parts of micronized limestone Durcal 2 (manufactured by Pluess-Staufer), characterized by an average particle size of 2.7 µm and sorted below 10 µm, which was coated with 0.3% by weight of stearic acid, 0.18% by weight of peroxide (1) (and 0.30% by weight 2,6-dimethyl-4-oligopropenylphenol) (11).
Doba pobytu mateirálu v prvním pásmu hnětiče činila 25 s, teplota v tomto pásmu vzrostla až na 225 °C.The residence time of the material in the first zone of the kneader was 25 s, the temperature in this zone being increased to 225 ° C.
Do druhého vstupního otvoru uvedeného hnětiče bylo dávkováno 25 dílů kopolymeru etylenu s 3 % 1-butylenu, charakterizovaného indexem toku I.T. go w 0,21 g/10 min.25 parts of an ethylene-3-butylene copolymer characterized by a flow index IT go w of 0.21 g / 10 min were fed into the second inlet of said kneader.
Z vyrobeného granulátu byla připravena vstřikováním zkušební tělesa.The produced granulate was prepared by injection molding a test piece.
Vlastnost/ spolu s materiály připravenými podle dalších příkladů uvádí tabulka XI.The property / together with the materials prepared according to other examples are shown in Table XI.
Příklad 2Example 2
Postup a použité materiály jako v příkladě 1. Do prvního vstupního otvoru bylo dávkováno • 25 dílů polypropylenu a 60 dílů mikromletého vápence s úpravou jako v příkladě 1. Do druhého vstupního otvoru dávkováno 15 dílů kopolymeru etylenu s 3 % 1-butylenu.Procedure and Materials Used as in Example 1. 25 parts of polypropylene and 60 parts of micronized limestone treated as in Example 1 were fed into the first inlet. 15 parts of ethylene-3-butylene copolymer were fed into the second inlet.
•Příklad 3• Example 3
Postup a použité materiály jako. v příkladě 1. Do prvního vstupního otvoru dávkováno 48 dílů polypropylenu a 40 dílů upraveného mikromletého vápence. Do druhého vstupního otvoru dávkováno 12 dílů polyetylénu charakterizovaného indexem toku I.T.igo«* 0,3 g/10 min.Procedure and materials used as. in Example 1. 48 parts of polypropylene and 40 parts of treated micronized limestone were metered into the first inlet. 12 parts of polyethylene, characterized by an IT igo «« 0.3 g / 10 min, were fed into the second inlet.
PřikládáHe attaches
Do prvního vstupního otvoru kontinuálního hnětiče bylo dávkováno 30 dílů polypropylenu a 20 dílů mikromletého vápence s nánosem 0,2 % hmotnostních peroxidu I. a 0,33 % hmotnostních modifikátoru II.30 parts of polypropylene and 20 parts of micronized limestone with 0.2% by weight peroxide I and 0.33% by weight modifier II were fed into the first inlet of the continuous kneader.
Do druhého vstupního otvoru dávkováno 50·dílů polyetylénu.50 parts of polyethylene were fed into the second inlet.
Tabulka IITable II
Vlastnosti materiálů vyrobených podle příkladů 1 až 4Properties of the materials produced according to Examples 1 to 4
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS68585A CS246636B1 (en) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | A method for producing a composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS68585A CS246636B1 (en) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | A method for producing a composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS246636B1 true CS246636B1 (en) | 1986-10-16 |
Family
ID=5339427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS68585A CS246636B1 (en) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | A method for producing a composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS246636B1 (en) |
-
1985
- 1985-02-01 CS CS68585A patent/CS246636B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5405917A (en) | Selective admixture of additives for modifying a polymer | |
| DE69029918T2 (en) | Feed solid silane crosslinking agent in an extruder | |
| US3405198A (en) | Process for making impact resistant injection molded polyethylene terephthalate products | |
| EP1987070B1 (en) | Viscosity breaking process for propylene polymers | |
| DE69623092T2 (en) | Process for the thermal degradation of a polymer | |
| JP3585278B2 (en) | Continuous method for grafting polyolefin and grafted polyolefin obtained by the method | |
| EP1498444B1 (en) | Use of organopolysiloxane granulate as additive | |
| CN111533994B (en) | High-cracking-rate high-melt-index polypropylene material and preparation method and application thereof | |
| JPH06207054A (en) | Thermoplastic composition, and its preparation and use | |
| CN113754902B (en) | Environment-friendly polyamide flame-retardant master batch and preparation method thereof | |
| US5264493A (en) | Process for the treatment of polypropylene | |
| CN101429308B (en) | A kind of manufacture method of polypropylene degradable masterbatch | |
| EP0086159B1 (en) | Method for improving the characteristics under heat of polyolefines | |
| WO2012104298A1 (en) | Peroxide blends for cross-linking ethylene vinyl acetate in an accelerated manner | |
| EP0334829B1 (en) | Process for the treatment of polypropylene | |
| EP1004601B1 (en) | Process for peroxide treatment of olefin polymers | |
| CA2048227A1 (en) | Process for incorporating additives in thermoplastic polymers | |
| CS246636B1 (en) | A method for producing a composite material | |
| MXPA02009584A (en) | Process for producing high melt flow polymers. | |
| EP0016389B1 (en) | Highly filled free flowing polyolefin moulding composition, process for its preparation and its use | |
| CN120248471A (en) | A high-strength, aging-resistant, insect-resistant polyethylene composite material and preparation method thereof | |
| DE69912871T2 (en) | Ethylene polymer composition, process for its preparation and its use | |
| CN108329579A (en) | A kind of oil resistant PP composite material and preparation method thereof | |
| CN87102663A (en) | plastic filler masterbatch | |
| JPH02502289A (en) | Blends of polyamide and crosslinking compounds |