DE2028751A1

DE2028751A1 - Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Mischungen

Info

Publication number: DE2028751A1
Application number: DE19702028751
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. 6701 Neuhofen; Büchner Oskar Dr.; Steigerwald Klaus Dr.; 6700 Ludwigshafen; Fauth Karl-Heinz 6710 Frankenthal; Gehrig Heinz Dr.-Ing. 6842 Bürstadt Urban
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1970-06-11
Filing date: 1970-06-11
Publication date: 1971-12-16
Also published as: FR2096236A5; BE768232A; GB1344188A; US3937772A

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

Unser Zeichen:0.Z. 2.6 815 Ks/Wnz 6700 Ludwigshafen, 9.6.1970

Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Mischungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen· von Kunststoff-Mischungen. Bei diesem Verfahren wird eine inhomogene Kunststoffschmelze kurzzeitig hohen Schergeschwindigkeiten unterworfen. Die Kunststoff-Mischungen fallen als Pulver an. f

Zur Herstellung von Kunststoff-Mischungen sind bereits verschiedene Verfahren bekannt. Es ist jedoch besonders schwierig, homogene Mischungen aus thermoplastischen Kunststoffen und Polyisobutylen, beispielsweise Polyäthylen-Polyisobutylen-Mischungen herzustellen. So wird z.B. bei einem bekannten Verfahren Polyisobutylen auf einem Zwei-Walzen-Stuhl bei bis 12O⁰O zunächst 10 Minuten vorgewalzt und dann mit Polyäthylen vermischt. Im Verlauf von etwa 10 bis 15 Minuten erhält man eine homogene Mischung.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird Polyisobutylen in ^ einem beheizten Kautschukkneter plastifiziert. Hierauf wird dann einmal oder mehrmals dem Kneter eine bestimmte Menge entnommen, die durch die gleiche Menge eines Polyäthylengranulates ersetzt wird, so daß man schließlich eine homogene Mischung aus Polyisobutylen und Polyäthylen erhält.

Aus der deutschen Patentschrift 1 288 293 ist ein Verfahren ' zum Herstellen von Polyäthylen-Polyisobutylen-Mischungen in zwei Stufen bekannt, bei dem man in einer gekühlten-Knetvorrichtung Polyisobutylen nach kurzem Vorkneten mit Polyäthylen mischt, so daß man ein Konzentrat erhält, dessen Polyisobutylenanteil mindestens 50 Gewichtsprozent betragen muß. Das ·

^724/69 109851/1517.

- 2 - O.Z. 26 815

Konzentrat wird nach dem Zerkleinern in einer zweiten Stufe . ebenfalls in einer gekühlten Knetvorrichtung vorgeknetet und durch Zusatz von Polyäthylen auf den gewünschten Pölyisobutylengehalt verdünnt.

Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß man das Polyisobutylen vorkneten und zunächst ein Yorkonzentrat herstellen muß. Wegen der hohen Friktionswärme beim Homogenisieren ist es bei einem der genannten Verfahren erforderlich, das Polyisobutylen bzw. die Mischung aus Polyäthylen und Polyisobutylen zu kühlen, damit das Polyisobutylen nicht abgebaut wird. Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Mischungen aus Polyäthylen und Polyisobutylen haben den Nachteil, daß sie lange Homogenisierungszeiten erfordern, so daß die in den Apparaturen erreichbaren stündlichen Durchsätze gering sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren aufzuzeigen, nach dem man homogene Mischungen aus Kunststoffen, insbesondere aus Polyäthylen und Polyisobutylen, in kürzerer Zeit herstellen kann.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird, wenn man eine inhomogene Kunststoffschmelze in eine Zone bringt, in der die Schmelze 10 bis 10" Sekunden einer maximalen Scher-

Λ Q-I

geschwindigkeit von 10 bis 10 sek~ unterworfen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren hat besondere Bedeutung für die Herstellung von solchen Kunststoff-Mischungen, die nach den bekannten Verfahren nur schwierig herstellbar sind, z.B. Mischungen aus

a) thermoplastischen Kunststoffen und

b) Polyisobutylen, Copolymerisaten des Isobutylensj die bis zu 10 Gewichtsprozent 1,3-Diolefine einpolymerisiert enthalten, sowie Kautschuk.

Dieses Verfahren findet in erster Linie Anwendung zum Herstellen von Polyäthylen-Polyisobutylen-Mischungen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die unter a) und b) genannten Polymerisate praktisch in jedem beliebigen Verhältnis

-3-109851/1517

_ 3 - O.Z. 26 815

homogen miteinander gemischt sowie Mischungen aus zwei oder mehreren thermoplastischen Kunststoffen hergestellt werden.

Unter thermoplastischen Kunststoffen im Sinne der Erfindung sollen verstanden werden: Polyolefine, Polyamide, Polyurethane, Polyester und Polymerisate des Styrols, o-Methylstyrols, und QC-Methylstyrols. Geeignete Polyolefine sind vor allem die Homopolymerisate von Olefinen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, /beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen und Polybuten-1. Das in Betracht kommende Polyäthylen hat eine Dichte von 0,915 "bis 0,960 g/cm^, das Polypropylen eine.Grenzviskosität (gemessen "bei 13O⁰C in Dekalin) von 1,5 "bis 8 dl/g. Es ist jedoch auch möglich, chloriertes Polyäthylen zur Herstellung von Kunststoff -''Mischungen zu verwenden. Geeignet sind .auch'. Copolymer!- ™ sate des Äthylens mit Buten-1 sowie Copolymerisate des Äthylens mit anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, "beispielsweise Vinylester von gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, Vinyläther und Ester ungesättigter Carbonsäuren, wie Acryl- und Methacrylsäureester, die sich von Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ableiten, und Polymerisate aus Äthylen und Acrylsäureestern, die zusätzlich freie Acrylsäuregruppen enthalten. Der Anteil der Comonomeren am Gesamtgewicht des Polymerisates kann bis zu 50 Gewichtsprozent betragen.

Von den unter b) genannten Polymerisaten kommt vor allem Poly- A isobutylen in Betracht, das bei 20⁰C eine Viskosität von 0,3 bis 1,5 · 10 , vorzugsweise 10 bis 10 Poise hat. Geeignet sind auch die Copolymerisate des Isobutylens, die bis zu 10 Gewichtsprozent andere äthylenisch ungesättigte Verbindungen oder 1,3-Diolefine einpolymerisiert enthalten. Als Oomonomere eignen sich z.B. Isopren, Styrol, Chloropren, Pentadien-1,3» Butadien-1,3, Cyclopentadien, Dimethylbutadien, u.a. -

Zur Durchführung des Verfahrens werden die Polymerisate, die miteinander homogen gemischt werden sollen, in Form einer inhomogenen Schmelze einer Vorrichtung gemäß Figuren 1 und 3 zu-

-4-109851/1 517

- 4 - * o:z. 26 815

geführt. Die Temperatur der inhomogenen Schmelze liegt zwischen dem Schmelzpunkt des Polymerisates, das den niedrigsten Schmelzpunkt der Komponenten der Mischung hat, und der ohne chemische Veränderung der Polymerisate höchstzulässigen Temperatur. Dieser Temperaturbereich liegt im allgemeinen zwischen 100 und 35O⁰C, vorzugsweise zwischen 150 und 25O⁰C.

Die Mischvorrichtung besteht gemäß Figur 1 im wesentlichen aus drei konzentrisch angeordneten Düsen. Das Zerstäubungshilfsmedium wird durch die Innengasdüse (1) mit 1 bis 30 mm Durchmesser und durch die Außengasdüse (3) mit einer Ringspaltbreite von 0,3 bis 5 mm, vorzugsweise 0,9 bis 1,3 mm, unter einem Winkel von ß = 15 bis 70° zur Düsenachse sowie der in einem Extruder aufgeschmolzene Kunststoff durch die Produktdüse (2) mit einer Ringspaltbreite von 0,2 bis 3 mm mit einem Konuswinkel OCvon 5 bis 40°, bezogen auf die Düsenachse, gefördert und derart im Mündungsbereich der dreiflutigen Düse zusammengeführt, daß der Innengasstrom in einem Abstand von (x) = 2 bis 8 mm vor der Mündungsvorderkante der Produktdüse auf die Innenseite des extrudierten ProduktSchlauches einwirkt, während die Mündungsvorderkante der Außengasdüse um (y) = 1 bis 6 mm über die Mündungsvorderkante der Produktdüse übersteht. Die innere Abschirmhülse (4) und die äußere Abschirmhülse (5) verhindern, daß das Produkt von den meist kälteren Gasströmen zu sehr abgekühlt wird. Die innere Düsenheizung (6) und die äußere Düsenheizung (7) dienen zur Einstellung bzw. Aufrechterhaltung der optimalen Mischungstemperatur des Produktes. Diese Temperatur wird durch die Thermoelemente (8) am Düseneingang und (9) kurz vor der Düsenmündung des Produktes überwacht. Bei (10) wird das Innengas der Düse zugeführt, bei (11) das Produkt und bei (12) das Außengas. Der Mündungsquerschnitt (die Spaltbreite) der Produktdüse wird durch den Distanzring (13) eingestellt, die Mundungsspaltbreite der Außengasdüse durch den Distanzring (14). Die Größe (x) in der Figur stellt die Mündungsrücklage der Gasinnendüse, die Größe (y) die Mündungsvorlage der Gasaußendüse gegenüber der Produktdüse dar. Ebenfalls eingetragen sind die Mündungskonuswinkel0( der Produktströmung und ß der Außengasströmung, bezogen auf die Düsen-

10 9 8 5 1/15 17 -5-

achse. 'Für eine genau konzentrische Ausrichtung der'Mündungsquersc&nitte sorgen Zentrierbunde im zylindrischen !Feil der Düsen bzw* Hülsen.' Diese Zentrierbunde sind zur'Ermöglichung des Durchflusses mit einer Anzahl von Bohrungen oder Schlitzen versehen, die gegebenenfalls zur Erzielung eines Dralls eine Neigung in Umfangsrichtung aufweisen können. Während die. Durchmesser dieser Bundbohrungen keine Rolle spielen, besteht für die Plächensumme der Bohrungen bzw. Schlitze auf einem'Bund die Bedingung, daß sie größer sein muß als d'ie Flache des zugehörigen Mürtdungsringspaltes, vorzugsweise um den Faktor i ,2 bis 4. Soll auch'das Innengas mit einem Drall versehen werden, so wird ein Drallkörper am Innengaseingang der Düse (bei (10)) eingelegt. '

Der Konuswinke1 Xder Produktströmung gemäß Figur T soll 5 bis 4Ö, vorzugsweise 15 bis 25°, bezogen auf die Düsenachse, betragen. Der Draliwinkel zur Erzielung eines auf dem Umfang gleichmäßigen Filmes kann zwischen 0 und 60° liegen, vorzugsweise zwischen 15 und 45°. Die Abmessungen des extrudierten Schlauches liegen in den Grenzen: Innendurchmesser 1 bis "30, vorzugsweise 3 bis 15 mm, Filmstärke 0,2 bis 3, vorzugsweise 0,5 Ms 1,5 mm.

Als Zerstäubungshilfsmedien werden vor allem Luft, inerte Gase' oder Wasserdämpf verwendet. Das Verfahren ist besonders wirtschaftlich, wenn 'Luft als Zerstäubungshilfsmedium dient. Bei der Verwendung von Wasserdampf muß das Pulver anschließend getrocknet werden.

In den Figuren 1 und 2 ist mit (15) die Zone bezeichnet, in' der die Polymerisate kurzzeitig sehr hohen Schergeschwindig-' keiten ausgesetzt werden. Unter Schergeschwindigkeit versteht man das Verhältnis der Geschwindigkeitsdifferenz AV zweier aneinander vorbeifließender Schichten zu deren Abstand Δία. senkrecht zur Strömungsrichtung

Π> = A V; [sec"¹] (I)

A h -6-

109851/1517

- 6 - O.Z. 26 815

wobei /\ V die Differenz der Sehme^engesefcwindigkeit iöti Schmelzengeschwindigkeit· errechnet- sieh, aus: dem Quotient^ aus ■ Durchsatz Q zur Fläche f_f, durch die. die; Schmfelze sust;räätt>, C-Die Sehmelzengeschwindigkeit im-Bereich. der-;Mischung'szöne;χ · liegt zwischen 1 und 200 m/sec, vorzugSweisepZWisehen 1.0 mud;-120 m/sec. Setzt man in formel I für V ^.Q/J?-und« nach Hüttß,,, "Des Ingenieurs Taschenbuch", Verlag. W; Ernst &;Sohn, 28.Auf-· läge, Berlin, 1955, Seite 779, für Ah = -| (r = hydraulischen Radius), so erhält man für die Berechnung der maximalen Schergeschwindigkeit D folgenden Ausdruck, wenn man noch, für die . L Fläche . - . . . r . . „. ..-. ^f .-■.; · i.

einsetzt, wobei d_m der mittlere Durchmesser der Produktdüse und Ah die Ringspaltbreite bedeutet:

^Q ---- - -Γηβγ."¹] (Ill)

Wenn man mit der beschriebenen Vorrichtung homogene Mischungen herstellen will, so errechnet man nach Formel III Schergeschwindigkeiten, die zwischen 10^ und 10 see",Vorzugs-

έ 7 _i
weise zwischen 10 und 10 see ,liegen; Die Verweilzeit der Kunststoffschmelze im Scherbereich ist gegeben durch den Quotient aus der Länge der Mischzone .(15) zur Schmelzenge- schwindigkeit. Aus dieser Beziehung errechnet man für die

2 -6 Kunststoffschmelze Verweilzeiten, die zwischen 10 und10' ,

vorzugsweise 10~ bis 10~ , Sekunden betragen'.- ■"';

Die inhomogene Schmelze kann auch in^: einer Vorrichtung gemäß · Figuren 3 und 4 homogenisiert werden. Die temperatur der Schmelze in der Vorrichtung soll zwischen 100 und 35O⁰C be- ' tragen. Die Schmelze wird der Vorrichtung "bei-(20) zugeführt und durch feine Bohrungen (21) in Form von Strängen ausgepreßt. Die Schmelze kann gemäß Figur 4 nur aus einer feinen Bohrung (21) ausgepreßt werden öder gemäi Figur 3 aus mehreren feinen Bohrungen (21). Derartige Vorrichtungen enthalten"! bis 150 Bohrungen (21), die kranzförmig angeordnet sind. Der Durchmesser der einzelnen Bohrungen beträgt 0,5 bis 3 mm,

. . -. —7—

10 9 851/1517

' ' ^: - 7 - o.Z. 26 815

vorzugsweise 0,7 his 1,5 mm. Auf die extrudierten Stränge trifft in etwa senkrechter Richtung ein Gasstrom, der eine Geschwindigkeit von 100 his 750 m/sec, vorzugsweise 300 his 450 m/sec, hat. Die Temperatur des Gasstromes liegt zwischen 10 und 35O⁰C. Der Gasdruck in den Zuleitungen (22) der Vorrichtung gemäß Figuren 3 und 4 heträgt 2 his 120 atm. Die homogene Durchmischung der Kunststoffe erfolgt in der mit (23) "bezeichneten Zone. Die Länge der Mischzone (23) liegt zwischen 0,5 und 5 mm.

Die Fläche, durch die die Schmelze austritt, ist gegeben durch F = nT (Λ h) , wobei η = Anzahl der Bohrungen und Jh der Radius einer Bohrung ist. Unter Berücksichtigung der Annahmen für die Berechnung der maximalen Schergeschwindigkeit in der Vorrichtung gemäß Figur 1 ergibt sich für die maximale Schergeschwindigkeit D in der Mischungszone der Vorrichtungen gemäß Figuren 3 und 4 folgender Ausdruck:

D= ^eeo"¹! (IV). T(A)⁵ ^

Nach der Formel IV errechnet man maximale Schergeschwindigkeiten, die im Bereich der Mischungszone (23) auftreten, von

Λ ft 1

10- -bis 10 sec" . Die Verweilzeiten der Kunststoffschmelze

-2 -6 in der Mischungszone liegt zwischen 10 und 10 see.

In Figur 5 ist das erfindungsgemäße Verfahren schematisch dargestellt. Die miteinander zu mischenden Kunststoffe werden entweder als Granulat oder Schmelze aus den Vorratsbehältern .(30), (31) und (32) über Dosiervorrichtungen (33) einem Extruder (34) zugeführt, in denen sie in Form einer inhomogenen Schmelze durch ein beheiztes Rohr (35) einer Mischvorrichtung (36) zugeführt werden. Es ist auch möglich, zwei Kunststoffe, beispielsweise mit einem Stabilisator, zu mischen, wenn man aus einem Vorratsbehälter z.B. (32) über eine Dosiervorrichtung (33) dem Extruder (34) einen Stabilisator zuführt. Als Mischvorrichtung (36) verwendet man eine der in den Figuren 1, 3 und 4 skizzierten Vorrichtungen, die im oberen Teil eines großräumigen Behälters (37) angeordnet wird. Durch die Le i-

109851/1517 ~⁸~

- 8 - O.Z. 26 815

tung (38) wird der Mischvorrichtung (36) das erforderliche Gas, das gegebenenfalls vorher erhitzt wurde, zugeführt. Die. aus der Mischvorrichtung (36) austretende pulverförmige Kunststoffmischung kann im oberen Teil des Behälters (37) durch Einblasen von kalter luft bei (39) gekühlt werden. Die pulverförmige Kunststoff-Mischung gelangt durch ein Rohr .(4Q) in einen Materialabscheider (41). Die pulverförmige Kunststoff-Mischung wird in einem Bunker (42) gesammelt, das Gas, das für das Mischen der Kunststoffe erforderlich ist, ent- .. weicht durch die. Leitung (43).

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht man infolge kurzer Mischungszeiten hohe stündliche Durchsätze. Unter optimalen Bedingungen tritt praktisch kein Abbau der Kunststoffe ein. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß man die Mischungen in Form eines Pulvers erhält. Pulverförmige Kunststoffe haben bekanntlich ein weites Anwendungsgebiet gefunden. Die pulverförmigen Kunststoff-Mischungen werden beispielsweise beim Rotationssintern und bei I¹ οrmgebungsverfahren eingesetzt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren"hergestellten Kunststoff-Mischungen finden beispielsweise Anwendung für Beschichtung von Teppichrücken und Metallflächeil. Mischungen aus Polyäthylen und Polyisobutylen werden vor allem zur Herstellung von Folien verwendet, die nicht blocken. . -

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Granulat aus Polyäthylen, das eine Dichte von 0,920 g/cm, einen Schmelzindex (2,16 kg/i90°C) von 1,7 g/10 min und einen Kristallitschmelzpunkt von 108°0 hat, wird mit einem Granulat aus Polyisobutylen, das ein Molekulargewicht von 100 000 nach Staudinger hat, im Gewichtsverhältnis - .1 :. 1 einem Einschneckenextruder zugeführt, darin aufgeschmolzen und durch eine elektrisch beheizte Rohrleitung zu.einer Mischvorrichtung gemäß · Figur 1 gefördert. Der stündliche Durchsatz beträgt 200 kg. Es wird eine Mischvorrichtung verwendet, bei der die Innen-

10 9 8 5 1/15 17 _₉_

O.Z. 26 815

gasrücklage (χ) und die Außengasvorlage (y) jeweils 3,5 mm beträgt, der Winkel ίχ. = 17,5° und ß = 37,5° ist. Die Temperatur des Innengases beträgt 25O⁰C, die des Außengases 80⁰C. Die Dicke der Außengasringströmung ist 1,2 mm. Das Gasverhältnis außen zu innen beträgt 1,2, der Gasdruck 50 atü. Man erhält ein farbloses Pulver, das 50 Gewichtsprozent Polyisobutylen enthält. Die Dichte des Pulvers beträgt nach DIN 53 479 0,918 g/cm⁵. Die Kornanalyse hat folgendes Ergebnis:
92 $> <500^ ; 60 # < 300 ^ ; 16 # < 100

Eigenschaften der Mischung

PrüfVorschriften

SchmeIzindex (g/10 min)

Rohdichte (g/cm⁵) Streckspannung (kp/cm ) Reißdehnung (kp/cm²) E-modul (kp/cm²) G-modul (kp/cm )

mittlere Teilchengröße der Polyisobutylenpartikel

0,25 MPI 190/2,16

ASTM-D-1238-65 T

0,	918	DIN	53	479
35		DIN	53	455
500		DIN	53	455
505		DIN	53	455
4,9·	10,8	DIN	53	455
2-5	Gum)	Elektronenmikreskop

Die erhaltene Mischung zeichnet sich besonders durch ihre hervorragende Beständigkeit gegenüber Substanzen aus, die die Spannungsrißbildung begünstigen.

Berechnung der Schmelzengeschwindigkeit in der Mischungszone:

Schmelzengeschwindigkeit _V=Q

Q₌Q

=21,8· 10

7,4 ·103 see

Ii 'ä_m 'Ah 3600 see · 3,14 »6,5 mm· 0,1 mm

= 2,95 · 10⁴ mm/sec

Berechnung der Verweilzeit in der Mischungszone: Länge der Zerstäubungsebene 1 mm
1 mm

Verweilzeit =

2,95MO^ mm/sec

= 3»4

seo

-1 Ο

09851/1517

o.z. 26 815

Berechnung der maximalen Schergeschwindigkeit D in der Mischungszone:

•n - ² * Q

_ 4,36 . 10⁸ mm³

4,36

0,74 · 10⁵ see

ι² 3600 see»3,14'6,5 mm · (0,1 mm)²

= 5,9 · 10⁵ see"¹

Beispiel 2

Polyäthylen, das eine Dichte von 0,918 g/cm , einen Schmelzindex von 0,30 g/10 min (2,16 kg/i90°C) und einen Kristallitschmelzpunkt von 104»5°0 hat und Polyisobutylen eines Molekulargewichtes von 130 000 nach Staudinger werden im Gewichtsverhältnis 9 : 1 einem Einschneckenextruder zugeführt, darin aufgeschmolzen und durch eine elektrisch beheizte Rohrleitung in eine Mischvorrichtung gemäß Figur 1 gepreßt. Der Durchsatz beträgt 300 kg Schmelze/h. Der extrudierte Schlauch hat einen Innendurchmesser von 6,5 mm, eine Stärke von 1,2 mm. Die Größe der Innengasrücklage (x) und der Außengasvorlage (y) ist 4 mm, der Winke l.\ = 17,5°, der Winkel ß = 37,5°. Der Gasdruck ist 50 atü, die Gastemperatur 8O⁰C innen und außen, das Gasverhältnis außen zu innen 1,2. Mit einem spezifischen Gasaufwand von 4 Nm γ kg erhält man ein Pulver, das folgendes Kornspektrum aufweist:

90 io < 50Oi-' ; 64 #<300" ; 20 # .100-· .

Eigenschaften der Mischung Prüfvorschriften

Schmelzindex (g/10 min)	0,18 .	MPI 190/2,16
		ASTM-D-1238-65 T
Rohdichte (g/cm^)	0,916	DIN 53 479
Zugfestigkeit (kp/cm²)	100	DIN 53 455
Reißfestigkeit (kp/cm²)	160	DIN'53 455
Reißdehnung {<$>)	■ 550	DIN 53 455
Belltest (h)	300	ASTM-D-1693-60 T
Impact-Test (g)	250	ASTM-D-1709
mittlere Teilchengröße	2-5 (/um.)	Elektronenmikroskop
der Polyisobutylenpartikel

10 9 8 5 1/1517

O.Z. 26 815

Nach Formel III errechnet man eine maximale Schergeschwindigτ

6 1
keit von 3 *1O see . Die Verweilzeit in der Mischzone ist gegeben durch den Quotienten aus der Länge der Mischzone und der Schmelzengeschwindigkeit. Sie beträgt 2

10 Sekunden.

Man erhält ein Pulver aus einer Polyäthyien-POlyisobutylen-Mischung, die 10 Gewichtsprozent Polyisobutylen enthält. Aus dem Pulver werden Folien hergestellt, für die man den Blockwert (g/cm ) von 0 ermittelt, wenn man zwei 40/u dicke Folien bei 7O⁰C mit einem Druck von 1 kp/cm aneinanderpreßt und die Kraft mißt, die man benötigt, um die beiden Folien nach Wegnahme des Drucks voneinander zu trennen.

Beispiel 3

Polyäthylen, das eine Dichte von 0,918 g/em , einen Schmelzindex von 17,8 g/10 min (2,16 kg/i90°0) und einen Kristallitschmelzpunkt von 104,5⁰G hat, wird mit Polyisobutylen, das ein Molekulargewicht von 300, eine Viskosität von 0,30 Poise . bei 20⁰C und eine Dichte, von 0,822 g/cnr hat, im Gewichtsverhältnis 99 : 1 einem Einschneckenextruder zugeführt, darin aufgeschmolzen und durch eine elektrisch beheizte Rohrleitung der in Beispiel 1 beschriebenen Mischvorrichtung mit einer Kapazität von 200 kg/h zugeführt. Man erhält eine Polyäthylen-Polyisobutylen-Mischung, die 1 Gewichtsprozent Polyisobutylen enthält.

Eigenschaften der Mischung

Prüfvorsehriften

Schmelzindex (g/10 min)	20,0	MFI 190/2
		ASTM-D-1238-65 T
Rohdichte (g/cnr)	0,9149	DIN 53 479
Zugfestigkeit (kp/cm )	V 92	DIN 53 455
Reißfestigkeit (kp/cm²)	100	DIN 53 455
Reißdehnung ($)	210	DIN 53 455
Blockwert (g/cm )	3,6

. E ■

maximale Schergeschwindigkeit nach Formel III: 12· 10 sec

—5 Verweilzeit: 9·10 Sekunden

-12-

1 0 9 8.5.1 / 1 5 1 7

- 12 - O.Z. 26 8l5

Beispiel 4

In einem Einschneckenextruder werden /bei 25Q⁰G Polypropylen, das eine Grenzviskosität (gemessen bei 130°C in Dekalin) von ,. 3,2 dl/g und eine Dichte von.0,896 g/cm hat, und Polyis,pbuty len des Molekulargewichts 100 000 nach Staudinger im Gewichts verhältnis 9 : 1. aufgeschmolzen und wie in Beispiel 1 pe-,_; schrieben gemischt. Man erhält eine Polypropylen-Polyispbutyr len-Misehung, die 10 Gewichtsprozent PoJ,jisp^t_rylen enthä^%_o j-Die pulyerf örmige,. Mischung,-.w,|.r,d ^er^ndeX i$r_s dj^ .Herstellung: von Spritzgußformte,i,le,n,._e,,- ,...,.., ..,„,.-.-τ ,.,. ■ . .->%._· ■ ·■_; · ·. _; -..

Eigenschaften der Mischung' ; -■-·■. Prüfvorschriften : i

Schmelzindex (g/10 min) .2,1. . . MFI 19,0/2,16 kg

■ '" ' - - ·■ · · ' ABTM-D-T 238-65 T' ' "

Dichte (g/cm⁵) '" " ' Zugfestigkeit (kp/cm ) Reißfestigkeit (kp/cm²) Dehnung (<?o)
Belltest (h) "

¹ ■ ' '7 ■"'""" —1

Schergeschwindigkeit nach Formel III; 0,2 · 10 sec Verweilzeit: 4 · 10 Sekunden.

Beispiel 5

" 0,8986	DIN'	53	479	-
Ί70"""' "^;	DIN	53	455
153^;	'DlN"	53"	455 ^:	ÄSTM-D-1693-60 T
250'	DIN	53	455 "*'
T50 ' · '

A Polyäthylen der Dichte 0,946 g/cm- und des Schmelzindex.--..

(190/20) von 6,2 und Polyisobutylen eines Molekulargewichts von 200 OOO¹ nach Staudinger wenden im Gewichtsverhältnis.. 7 S- 3 einem Einschneckenextruder zugeführt, darin bei 275 C aufge- ■ schmolzen und mit. einer Kapazität· von. \I25 kg/h der in -Beispiel 1 beschriebenen Mischvorrichtung zugeführt. Man erhält eine ,Polyäthylen-Polyisobutylen-Mischung, die 30 Gewichts-, . .. prozent Polyisobutylen enthält.; Das Pulver hat folgende 'Korn-, Verteilung: . : -. ■ __v;o^9ido-, ■·■ ■ ■ . ■-.-■. -■·... *.,„ -.

99^! $> < 500IL ; 75 1<>^ |;

Der Schmelzindex der Mischung, \>eträgt nach_ä ASTM-D-1238-65 T. 3,5 g/10 min, die Dichte nach ^DIN 53 479 0,9372 g/cm³. Die Mischung wird für TeppichrückseitenbeSchichtungen verwendet.

10985 1 / 1 517 ' ' ' * ' -13-

- 13- O.Z. 26 815

Beispiel 6

Eine inhomogene Mischung aus 50 Gewichtsprozent Polystyrol der Dichte 1,05 g/cm^ und des Schmelzindex (200/5) von 9 und 50 Gewichtsprozent eines Copolymerisates, das aus 90 Gewichtsprozent Äthylen und 10 Gewichtsprozent Vinylacetat "besteht und eine Dichte von 0,936 g/cnr und einen Schmelzindex (190/2,16) von 4 hat, wird in einem Einschneckenextruder bei 25O⁰C aufgeschmolzen und der in Figur 4 skizzierten Mischvorrichtung zugeführt. Der Durchsatz beträgt 250 kg/h. Die inhomogene Schmelze wird durch 42 Bohrungen, die kranzförmig angeordnet sind, und einen Durchmesser von 1 mm haben» ausgepreßt. Nach Formel IV errechnet man eine maximale Scherge-

6 —1

schwindigkeit von 2,1 · 10 see" . Aus der Länge der Mischzone (1 mm) und der Schmelzengeschwindigkeit von 70 m/sec

-5

ergibt sich eine Verweilzeit von 1,4 · 10 Sekunden. Man erhält eine homogene Mischung, die einen Elastizitätsmodul nach DIN 53 457 von 6000 kp/cm hat und als Flammspritzpulver verwendet wird.
Kornverteilung: 97 1° < 500 ^ ; 85 1> < 3001|; 30 # < 1.00

Beispiel 7

Eine inhomogene Mischung aus 90 Gewichtsprozent Polyäthylen, das eine Dichte von 0,953 g/cm/⁵ und einen SchmeIzindex (190/20) von 2,0 hat, und 10 Gewichtsprozent Polyisobutylen des Molekulargewichts 100 000 nach Staudinger, werden in einem Extruder bei 225°C aufgeschmolzen und der in Figur 4 skizzierten Mischvorrichtung zugeführt. Die inhomogene Schmelze wird durch 10 kranzförmig angeordnete Bohrungen von 1 mm Durchmesser ausgepreßt. Der Durchsatz beträgt 125 kg/h, die Schergeschwindigkeit nach Formel IV 5,3 * 10 see" . Aus der länge der Mischzone (2 mm) und der Schmelzengeschwindigkeit von 110 m/sec ergibt sich eine Yerweilzeit von 1,8 · 10" Sekunden. Man erhält eine Polyäthylen-Polyisobutylen-Mischung, die 10 Gewichtsprozent Polyisobutylen enthält. Das Pulver hat folgende Körnung:

92 i>< 500I^ j 75 $ < 300 ^ ; 24 $ < 100

109 851/1517

-H- O.Z. 26 8l5

Eigenschaften der Mischung Prüfvorschriften

Schmelzindex (190/21,6)	10	0	000	,9	ASTM-D-1238-65 T	53	479
(g/ 10 min)	5		• 10⁹			53	457
Dichte (g/cnr)	0	,953	DIN	53	455
E-Modul (kp/cm²)		DIN
G-Modul (kp/cra²)		DIN

109851/1517

Claims

- 15 - O.Z. 26 8i5

Patentanspruch

Verfahren-zum Herstellen von Kunststoff-Mischungen, dadurch gekerinzeichnety daß man eine inhomogene Kunststoffschmelze in eine Zone "bringt, in der die Schmelze 10~ "bis TO'"" see einer maximalen' Schergeschwindigkeit von. 10 "bis 10 see"" unterworfen wird."

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

Zeichn.

10 9 8 51/1517

Lee-rs ei-te·- ->"--·-i^yr-Av?-· '^.