200350. lajstromszámú szabadalom • Paszta hőrelágyuló műanyagok feldolgozásánál használatos töltő- és erősítőanyagok felületkezelésére és eljárás ataktikus polipropilén tartalmú pasztával felületkezelt töltő- és erősítőanyagokat tartalmazó hőrelágyuló műanyag termékek előállítására
1 HU 200350 A 2 A találmány bőrelágyuló műanyagok feldolgozásánál használatos töltő- és erősí tőanyagok felületkezelésére alkalmas pasztára, továbbá hörelágyuló műanyag termékek ataktikus polipropilén tartalmú pasztával felületkezelt töltő- és eíösítőanyagok felhasználásával történő előállítási eljárásra vonatkozik. Ismeretes, hogy a műanyagipar nagy mennyiségben használ fel szervetlen és szerv es töltőanyagokat elsősorban PVC, poliolefinek, polis/tirol és poliamidok töltésére. A töltő és erősítőanyagok felhasználásának célja elsősorban az alapanyagára csökkentése, de felhasználják azokat egyes tulajdonságok javítására is. Az erősítő, ill. töltőanyag alapvetően össszefériietetlen a szerves polimerrel, ezért a kétféle anyag fázishatárfelületén nagyon csekély adhéziós erő alakul ki. Ennek az a következménye, hogy a töltött rendszer fizikai és mechanikai tulajdonságai rosszak a tiszta polimerhez képest már kis töltő ill. erősítőanyag koncentráció (10—30%) esetén is. Annak érdekében, hogy a töltő- és erősítőanyagok ne rontsák jelentősen a velük társított polimerek fizikai és mechanikai tulajdonságait már régóta alkalmazzák a felületkezelést, amelynek segítségével a töltő- ill. erősítőanyagot impregnálják és így a töltőanyag és a polimer fázishatárfelületén egy közbülső réteget hoznak létre, amely a fázishatáron növeli a két anyag határfelületi adhézióját. A töltőanyagok ill. erősítőanyagok felületkezelésére jelenleg ipari méretekben kis móltömegű anyagokat alkalmaznak. Ezek a vegyületek négy csoportra oszthatók: 1. szerves szilícium vegyületek (szilánok) 2. króm-komplexek 3. alkil-titanátok 4. sztearinsav származékok Ezeket a vegyületeket a hagyományos vegyipari technológiákkal viszik fel a töltőanyag ill. erősítőanyag felületére. A felületkezelésre felhasznált sziiánok fő típusai: vinil-trisz-(ß-metoxi-etoxi) szilán, y-(metakriloxi-propil)-trimetoxi-szilán, y-(aminopropil)-trietoxi-szilán. Az alkil-titanátok főbb típusai a metil-, n-propil-, izobutil- és krezil-titanátok. Ezek hatásos felületkező anyagok, de közös hátrányuk a magas ár, amely korlátozza felhasználásukat számos alkalmazási területen. Az utóbbi években felmerült a polipropilén (PP) gyártás melléktermékének, az ataktikus polipropilénnek az alkalmazása töltőanyagtartalmú polimerekben. (1254862 számú német szövetségi köztársaságbeli, 40556 8 és 4165302 számú amerikai egyesült államokbeli, 1541091 és 1291841 számú nagybritanniai, valamint az 53-67750 japán szabadalmi leírások. Az ataktikus PP a propilén Ziegler- Natta eljárással történő polimerizálásánál melléktermékként keletkező lágy, amorf termék. Sűrűsége kb. 0,86 g/cin gyűrűs-golyós módszerrel mért lágyuláspontja 110—160 *, 190*-on mért ömledékviszkozitása kb. 1000-100000 m.Pa.s/H.Saechtling: Kunststoff Taschenbuch, 1979, 199-200 old.) Az ataktikus PP a polimerizációs üzemből 10— 20 kg-os tömbökben kerül ki. A tömbök anyaga szívós gumiszerű ragacsos massza, amely technológiai szempontból nehezen kezelhető és így a felhasználás nagy nehézségekbe ütközik. Az ataktikus PP ugyanakkor rossz összeférhetőséget mutat, mind a poláris, mind az a poláris polimerekkel, így a vele módosított polimerek mechanikai tulajdonságait jelentősen rontja. Töltőanyagok irnpregnálására natúr állapotban nehezen használható, mert ragacsossága folytán a töltőanyag szemcséken nem képez homogén bevonatot és előnytelenül agglomerá! ja azokat. A felsorolt szabadalmi leírások szerint az ataktikus PP-t natúr állapotban használják fel úgy, hogy olvadékállapotban viszik be a töltőanyagtartalmú vagy töltőanyagot nem tartalmazó polimerrendszerbe. A jobb felhasználhatóság érdekében az ataktikus PP-t megpróbálták vizes diszperzió formájában alkalmazni, de az polimerrendszerekben önmagában nem használható. (1112037 számú szovjet szabadalmi leírás). Próbálkoztak továbbá szerves oldószerekkel készített ataktikus PP oldatokkal is, de a nagymennyiségű oldószer alkalmazása miatt ez az eljárás üzemszerűen kivihetetlen. (8322472 számú ausztriál és 56-002330 számú japán szabadalmi leírások). Az általunk kidolgozott új eljárás azon a felismerésen alapul, hogy az ataktikus PP-ből olyan diszperz rendszer állítható elő, amely a technológiailag kezelhetetlen ataktikus PP tömböt könnyen kezelhető alacsonyabb viszkozitású masszává (paszta) alakítja át. Ez az ataktikus PP paszta jól összeférhető mind a poláris, mind az apoláris polimerekkel. Kis viszkozitása folytán a töltőanyagok könnyen impregánálhatók vele, a töltőanyag szemcséken homogén bevonatot képez. Az ataktikus PP paszta technológiai szempontból kedvező konzisztenciája folytán közbülső réteget képez a polimer és a töltőanyag szemcse fázishatár felületén. Ennek a közbülső rétegnek jó az adhéziója mind a polimerhez, mind a töltő ill. erősítő anyagokhoz. Ennek köszönhető egyrészt, hogy az általunk kidolgozott eljárás segítségével a polimerekbe nagymennyiségű (100 tömegegység továbbiakban t.e. polimerre 1000 t.e) töltő ül. erősítőanyag vihető be, másrészt, hogy a nagy töltőanyagtartalmú rendszer jó fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Az eddig ismert eljárások az ataktikus PP-t eredeti állapotában viszik be a töltőanyag tartalmú rendszerbe, mely natúr állapotban a töltőanyag felületén nem képes homogén bevonatot kialakítani, azaz nincs összefüggő közbülső réteg a polimer és töltőanyag fázishatárterületén. Emiatt a bevihető töltőanyag mennyisége korlátozott, továbbá a megfelelő impregnálás hiánya miatt már kis mennyiségű töltőanyag is jelentősen rontja a polimer fizikai és mechanikai tulajdonságait. A találmány tárgya tehát hörelágyuló műanyagok feldolgozásánál használatos töltő- és erősítőanyagok felületkezelésére alkalmas paszta, azzal jellemezve, hogy felületkezelő hatóanyagként 30— 70 tömeg% ataktikus polipropilént tartalmaz, pasztaképző adalékanyagokkal összekeverten. A találmány tárgya továbbá eljárás ataktikus polipropilénnel felületkezelt töltő- és erősítőanyagokat tartalmazó hörelágyuló műanyagok előállítására. 100 tömegrész töltő- ill. erősítőanyagot 1—20 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
