DD214623A1

DD214623A1 - Thermoplastkombinationen

Info

Publication number: DD214623A1
Application number: DD24939983A
Authority: DD
Inventors: Konrad Buehler; Joachim Franz; Gunda Hindemith; Adolf Wurbs; Juergen-Peter Koinzer; Martin Keil; Dietrich Walther; Karl-Heinz Maedebach; Horst Ehrhardt
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1984-10-17

Abstract

Es sollte ein Konstruktionswerkstoff auf Basis waermebestaendiger Polyolefine entwickelt werden, der eine hohe Waermeformbestaendigkeit, Loesungsmittelbestaendigkeit, Steifheit, Zaehigkeit und gute dielektrische Eigenschaften besitz. Diese Anforderungen werden durch Thermoplastkombinationen auf Basis verzweigter Polyolefine und Norbornen-Ethylen-Kopolymeren geloest, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisatoren, Gleitmitteln, Elasten, Thermoplasten und Verstaerkerstoffen. Als verzweigte Polyolefine sind Polypropylen, Polybuten-1 und Poly-4-methylpenten-1 bevorzugt geeignet. Die Thermoplastkombinationen koennen in der Elektrotechnik, Elektronik, Feinwerktechnik, Maschinenbau, Fahrzugbau sowie imBehaelterbau eingesetzt werden.

Description

VEB Leuna-Werke Leuna, 4. 12. 1982

"Walter Ulbricht"

LP 82 116

Titel der Erfindung Thermoplastkombinationen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Thermoplastkombinationen, die unter hohen Dauerbelastungen bei hohen Temperaturen eingesetzt Werden können·

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Es ist bekannt, daß Horbornen-Ethylen-Kopolymere harte und spröde Thermoplaste sind (US-PS 2 799 668, GB-PS 7 77414, DD-PS 109 224)· Derartige Thermoplaste besitzen eine ungenügende Festigkeit gegenüber Schlag- und Stoßbeanspruchung. Weiterhin ist bekannt, daß die Schlagbiegefestigkeit von Norbornen-Ethylen-Kopolymeren durch Modifizierung mit Elasten verbessert werden kann (DD-PS 129 799, 0 08 L/235 389/4, C 08 L/235 390/0, 0 08 L/235 391/7, C 08 L/235 393/3). Die Wärmeformbeständigkeit, Maßhaltigkeit, Härte und Steifig-

MRi 1983*079823

keit von Norbornen-Bthylen-Kopolymeren wird durch Kombinationen mit partikulären Verstärkerstoffen verbessert (C08L/ 235 394/1). Eine Erhöhung der Lösungemittelbeständigkeit wird durch Kombination von Norbornen-Ethylen-Kopolymeren mit Polyamiden erzielt (C08L/235 392/5). Ebenso ist bekannt, bei Polypropylen Festigkeit, Zähigkeit und Steifigkeit durch Zusatz von Nukleierungsmitteln zu verbessern (DE-PS 2 536 348). Druckfestigkeit und Härte von Polypropylen lassen sich durch Verstärkung mit Glasfasern, Glaskugeln oder Talkum erhohen (J. Robinson, Kunststoffe 66 (1976), 506-510, ü. Schurr, Plastverarbeiter 29 (1978), 351-З6О). Eine erhöhte Zähigkeit von Polypropylen kann durch Kombination mit Elasten erzielt werden (T. Laus, Angew. Makromolekulare Chem. 60 (1977), 87-110). Es ist auch bekannt, die Härte von Polybuten-1 durch Zusatz von Füllstoffen zu erhöhen (T. Reed, Plast. Technol. 12 (1966) 2, 38). Thermoplastkombinationen für spezielle Einsatzgebiete, die gleichzeitig eine hohe Wärmeformbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Steifheit und Zähigkeit besitzen, sind bisher nicht bekannt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind Thermoplastkombinationen, die gleichzeitig eine hohe Wärmeformbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Steifheit, Zähigkeit und gute dielektrische Eigenschaften besitzen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Basis wärmebeständiger Polyolefine einen Konstruktionswerkstoff zu entwickeln, der gleichzeitig eine hohe Wärmeformbeständigkeit, Lösungesmittelbeständigkeit, Steifheit, Zähigkeit und gute dielektisohe Eigenschaften besitzt.

Diese Aufgabe wird durch Thermoplastkombinationen auf Basis verzweigter Polyolefine, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisatoren und Gleitmitteln, gelöst, wobei erfindungsgemäß die Kombinationen 5 bis 95 % eines verzweigten Polyolefins, 95 bis 5 % eines Norbornen-Ethylen-Kopolymers und gegebenenfalls 1 bis 25 % eines Elasts und/oder eines weiteren Thermoplaste und/oder 1 bis 50% eines faserförmigen und/ oder partikulären Verstärkerstoffs enthalten.

Als verzweigte Polyolefine werden bevorzugt Polypropylen, Polybuten-1, Poly-4-methylpenten-i und/oder Polyhexen-1 eingesetzt. Als Norbornen-Ethylen-Kopolymere sind Kopolymere mit einem Norbornenanteil von 30 bis 70 Mol% am besten geeignet.

Als faserförmige Verstärkerstoffe können für die Kombinationen Glasfasern, Asbestfasern, Mineralfasern und organische Hochmodulfasern eingesetzt werden; als partikuläre Verstärkerstoffe sind Kalziumkarbonat, Silikate, Metallpulver, Metalloxide, Salze, Mikroglaskugeln, Duroplastmikrokugeln, sowie modifizierte Thermoplastregenerate geeignet.

Sur Verbesserung der Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit der Kombinationen können Elaste wie Naturkautschuk, elastomere Ethylen-Ko- und -Terpolymers bzw. Pfropfkopolymere, Polybutadien, elastomere Butadien- Ko- und »Terpolymere bzw. Pfropfkopolymere, chloriertes und chlorsulfoniertes Polyethylen, Polyisobutylen, Polychloropren, Ohlorhydrinkautschuke, Butylkautschuk, Silikonkautschuk, Fluorkarbonkautschuk, Nitrosokautschuk, Karboxynitrosokautschuk, Polyakrylatkautschuk oder Mischungen aus diesen Elasten in Konzentrationen bis 25 % eingesetzt werden.

Die Herstellung der Thermoplastkombinationen aus verzweigten Polyolefinen und Norbornen-Ethylen-Kopolymeren, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisatoren, Gleitmitteln, Elasten, Thermoplasten und Verstärkerstoffen erfolgt in Einschnecken-

oder Doppelschneckenextrudern guter Homogenisierwirkung bei Verarbeitungstemperaturen bevorzugt im Bereich 485 bis 525 K. Dabei können die Komponenten gleichzeitig dosiert werden oder es erfolgt vor der Dosierung eine Vorhomogenisierung der EJnzelkomponenten.

Die Zusammensetzung der Kombinationen wird durch die Eigenechaftsforderungen des spezifischen Einsatzgebietes festgelegt.

Zusätze von verzweigten Polyolefinen bis 30 % führen zu einer bedeutenden Verbesserung der Lösungsmittelbeständigkeit von Ethylen-Norbornen-Kopolymeren, dabei werden die wesentlichen Werkstoffeigenschaften von Norboinen-Ethylen-Kopolymeren wie Festigkeit, Modul, Härte und Wärmeformbeständigkeit weitgehend beibehalten.

Umgekehrt führt der Zusatz von Horbornen-Ethylen-Kopolymeren zu verzweigten Polyolefinen bis zu einer Konzentration von 30 Masse-% zu einer bedeutenden Erhöhung der Festigkeit, des Moduls und der Härte des verzweigten Polyolefins, ohne daß ein starker Abfall der Zähigkeit erfolgt. Ein Zusatz von Elasten bewirkt eine zusätzliche Verbesserung der Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit der Kombinationen auf Basis von verzweigten Polyolefinen und Norbornen-Ethylen-Kopolymeren.

Paserförmige oder partikuläre Verstärkerstoffe erhöhen die Härte und Dimensionss^bilität der Polymerkombinationen. Die höchste Wärmeformbeständigkeit wird bei Kombinationen auf Basis von Poly-4-methylpenten-1 und Norbornen-Ethylen-Kopolymeren erzielt.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

15 Teile eines ITorbornen-Ethylen-Kopolymers mit einem Norbornengehalt von 50 Шо1% und einem"Schmelzindex von

2,7 g/10 Min. bei 483 K und 10,3 kp und 85 Teile Polypropylen mit einem Schmelzindex von 30,4 g/10 Min· bei 483 K und 10,3 kp werden im Extruder bei einer Massetemperatür von 500 K homogenisiert und zu Prüfstäben verspritzt. Die Kombination besitzt folgende Werkstoffeigenschaften:

Kombination Vergleich

Polypropylen

Zugfestigkeit 36 N/mm² 22 N/mm²

Biege-E-Modul 1532 N/mm² 1282 N/mm²

Schlagbiegefestigkeit ohne Bruch ohne Bruch

Kugeldruckhärte 65 N/mm² 31 N/mm²

2 2

Biegespannung 50 N/mm 32 N/mm

Wärmeformbeständigkeit 381 K 368 K

nach Vioat

Beispiel 2

70 Teile eines Norbornen-Ethylen-Kopolymers nach Beispiel 1 werden mit 30 Teilen Polypropylen nach Beispiel 1 im Extruder bei einer Massetemperatür von 510 K homogenisiert und zu Prüfstäben verspritzt. Die Kombination besitzt folgende Eigenschaften:

Zugfestigkeit Schlagbiegefestigkeit Kerbschlagbiegefestigkeit

Wärmeformbeständigkeit nach Vicat

Lösungsmittelresistenz Festigkeit nach Zylollagerung

Kombination	Vergleich
	Norbornen-Ethylen Kopolymer
53 N/mm² ρ 14 mJ/mm	60 N/mm² о 15 mJ/mm
ρ 1,2 mJ/mm	ρ 2,1 mJ/mm
401 K	406 K
20,3 N/mm²	7 N/mm²

Beispiel 3

52,5 Teile eines Norbornen-Ethylen-Kopolyraers nach Beispiel 1, 22,5 Teile Polypropylen nach Beispiel 1 und 25 Teile eines Ethylen-Vinylazetat-Kopolymere mit einem Vinylazetatgehalt von 42 % und einem Schmelzindex von 0,5 g/10 Min. bei 463 K/ 2,1 kp werden im Extruder bei einer Massetemperatür von 500 K homogenisiert. Die Kombination besitzt folgende Eigenschaftenj

Biegespannung 50 H/mm

Schlagbiegefestigkeit 47 mJ/mm Kerbschlagbiegefestigkeit 9 mJ/mm Biege-B-läodul 1600 N/mm²

Beispiel 4

70 Teile isotaktisches Polybuten-1 werden mit 30 Teilen eines Norbornen-Ethylen-Kopolymers nach Beispiel 1 im Extruder bei 595 K homogenisiert und zu ftrüfstäben verspritzt. Die Kombination besitzt folgende Eigenschaften:

Kombination Vergleich

Polybuten-1

Zugfestigkeit 44 N/mm² 20 W/mm²

Biege-E-Modul 1750 N/mm² 1200 N/mm²

Kugeldruckhärte 75 N/mm² 35 N/mm²

Schlagbiegefestigkeit 74 mJ/mm ohne Bruch

Wärmeformbeständigkeit 383 K 369 K

nach Vicat

Beispiel 5

60 Teile eines mit Diphenyl-p-phenylendiamin'stabilisierten Poly-4-methylpenten-1 werden mit 40 Teilen eines Norbornen-Ethylen-Kopolymers im Extruder bei 525 K homogenisiert und zu Prüfstäben verspritzt. Die Kombination besitzt folgende Eigenschaften:

Kombination Vergleich

Poly-4-methylpenten-1

Zugfestigkeit 55 H/mm² 28 W/mm²

Biege-E-Modul 2400 N/mm² 1300 N/mm²

Kugeldruckhärte 120 N/mm² 75 N/mm²

Wärmeformbeständigkeit 425 K 451 K

nach Vicat

Claims

Erfindungsanspruch

1. Thermoplastkombinationen auf Basis von verzweigten Polyolefinen, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisatoren und Gleitmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationen 5 bis 95 % eines verzweigten Polyolefins, 95 bis 5 % eines Norbornen-Ethylen-Kopolymers und gegebenenfalls 1 bis 25 % eines Elasts und/oder eines weiteren Ihermoplsts und/oder 1 bis 50 % eines faserförmigen und/oder partikulären Verstärkerstoffs enthalten·

2· Thermoplastkombinationen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationen als verzweigte Polyolefine Polypropylen, Polybuten-1, Poly-4-methylpenten-i und/oder Polyhexen-1 enthalten.