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Gegen die Einwirkung von Hitze und Licht sowie gegen das Altern beständige Polymermischungen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf stabilisierte Polymermischungen auf Basis vonPoly-a-Olefinen und auf ein Verfahren zum Stabilisieren von Fasern, Filmen und ändern Gegenständen auf Basis von kristallinen Olefinpolymeren.
Es ist bekannt, dass Materialien auf Basis von Polyolefinen während der Verarbeitung in der Hitze in Anwesenheit von atmosphärischem Sauerstoff einem bestimmten Abbau unterliegen.
Es ist weiterhin bekannt, dass Gegenstände auf Basis von kristallinen Polyolefinen gegenüber der Einwirkung von Licht sowie gegen thermische Behandlungen empfindlich sind.
Dieser Abbau kann durch Zusatz von besonderenSchutzsubstanzen zum Polymer (insbesondere während der Herstellung von Fasern, Filmen u. dgl.) vermindert werden. Im allgemeinen werden für diesen Zweck geringe Mengen von Phenolen, Aminen, Schwefel verbindungen, A mino-phenolen, Merkaptanen, Organozinnverbindungen, Phosphiten und andern Verbindungen (wie z. B. 2,6-tert. Butyl-p- kresol-, 8 -naphthyl -
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; p-Phenylendiamin ; styrollerte Phenole ; 2, 5-Di-tert. butyl-hydrochinon ; 2-0ktyl-4-methoxybenzo-phenylendiamin, basische Zink-dialkyl-dithiophosphate; Tris-nonylphenylphosphit; Nickel-butyl-dithiocarbamat und andern Verbindungen verwendet.
Es vuurde nun überraschenderweise gefunden, dass Verbindungen der allgemeinen Formel R-S02-0-R', worin R und R'gleich oder verschieden sein können und gegebenenfalls mit Alkyl-, Acyl-, Alkoxy-, Hydroxyl- oder -OSOZC. H5-Resten substituierte Arylgruppen bedeuten, eine hohe Stabilisierungswirkung gegen die Einwirkung von Hitze und in verschiedenen Fällen gegen Alterungserscheinungen sowie gegen die Einwirkung von Licht zeigen, wenn sie in Mengen von 2 % oder weniger mit den zur Herstellung von Fasern oder Filmen zu verwendenden Olefinpolymeren gemischt werden.
Diese Verbindungen wirken auch als Stabilisatoren für die Mischungen auf Basis von Polyolefinen und basischen Stickstoffverbindungen, woraus Textilfasern mit verbesserter Anfärbbarkeit erhalten werden können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind nun Polymermischungen, die gegen die Einwirkung von Hitze und Licht sowie gegen Alterung beständig sind. und die kristalline Polyolefine und eine organische stabilisierende Verbindung der allgemeinen Formel R-SO-0-R*. worin R und R'die vorerwähnte Bedeutung haben, enthalten.
Vorzugsweise wird die organische stabilisierende Verbindung dem Polyolefin in einer Menge zwischen 0, 02 und 2 Gew.-% (vorzugsweise 0,2 Gew.-%) zugesetzt.
UnterdenVerbindungen, diealsStabilisatorenfürkristallinePolylefinegemässdervorliegendenErfindung verwendet werden können, sind die folgenden Verbindungen besonders wirksam :
1) 3-0xyphenylester von Benzolsulfonsäure
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2) Phenylester von a-naphthyl-sulfonsäure
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3) Hydrochiono-di-benzolsulfonat
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Der Zusatz der erfindungsgemässen stabilisierenden Verbindungen wird im allgemeinen durch Zusatz dieser Verbindung zum Polypropylen unter guter Durchmischung durchgeführt.
Die Stabilisatoren können jedoch auch nach andern Verfahren zugesetzt werden, beispielsweise durch Mischen des Polyolefins mit einer Lösung des Stabilisators in einem geeigneten Lösungsmittel und darauffolgendes Verdampfen des Lösungsmittels, oder durch Zusatz des Stabilisators zum Polyolefin am Ende der Polymerisation.
Die stabilisierende Wirkung kann auch erhalten werden, wenn man die stabilisierenden Verbindungen auf den fertigen Gegenstand aufbringt, beispielsweise durch Eintauchen des letzteren in eine Stabilisatorlösung oder-Dispersion und darauffolgendes Abdampfen des Lösungsmittels.
Die Verbindungen gemäss der vorliegenden Erfindung zeigen eine gute Verträglichkeit mit Polyolefinen in geschmolzenem Zustand und bewirken keine Fleckbildung.
Durch Zusatz eines anorganischen Salzes von Stearinsäure, z. B. Calciumstearat, das als säure bin- dendes Mittel wirkt, zu den erfindungsgemässen Mischungen vor deren Verspinnung werden die Stabiltätseigenschaften der Mischungen verbessert.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.
Beispiel l : In einem Werner-Mischer wird bei Raumtemperatur eine homogene Mischung aus 9950 g Polypropylen (hergestellt mit Hilfe von stereospezifischen Katalysatoren und mit einerGrenzviskosität [71], bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 135 C, von 1, 5, einem Rückstand nach der Heptanextraktion von 95,1% und einem Aschegehalt von 0. 0420/0) und 50 g 3-Oxy-phenylester von Benzolsulfonsäure CH-SO-0-C H- (m) OH hergestellt.
Das Polymer gibt nach Mischen mit dem Stabilisator, wenn es in einem Probierrohr, das sich 10 Mi- nuten ang in einem Thermostatbad bei 2500C befindet, geschmolzen wird, eine fast farblose Schmelze.
Die Mischung wird in einem Schmeiz-Spinngerät unter folgenden Bedingungen versponnen:
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<tb>
<tb> Schneckenternperatur <SEP> 250 C
<tb> Kopf <SEP> temperatur <SEP> 2400C <SEP>
<tb> Spinndüsenter. <SEP> nperatur <SEP> 2300C <SEP>
<tb> Spinndüsentype <SEP> 60/0,8 <SEP> x <SEP> 16 <SEP> mm
<tb>
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EMI3.1
<tb>
<tb> Maximaldruck <SEP> 30 <SEP> kg/cm <SEP> 2 <SEP>
<tb> Aufwickelgeschwindigkeit <SEP> 240 <SEP> m/min.
<tb>
EMI3.2
metrischen Eigenschaften der erhaltenen Fäden sind wie folgt :
EMI3.3
<tb>
<tb> i <SEP> Zugfestigkeit <SEP> 5,9 <SEP> g/den
<tb> Dehnung <SEP> 22 <SEP> %. <SEP>
<tb>
Die Grenzviskosität [11] des stabilisierten Garnes beträgt 1, 38, während ein Garn aus dem gleichen Polymer, jedoch ohne Stabilisator, eine Grenzviskosität [#] von 1,10 besitzt.
Wenn das stabilisierte Garn 15 Stunden lang der Hitzeeinwirkung in einem Heizschrank mit Luft- ) zirkulation bei 1200C ausgesetzt wird, bleiben seine Eigenschaften fast unverändert.
Nach 20 stündiger Exponierung unter einer. U. V. Quecksilberdampflampe behält das Garn 28% seiner ursprünglichen Zugfestigkeit, während die Zugfestigkeit eines nicht stabilisierten Garnes auf 12% ab- sinkt.
Beispiel 2 : In einem Werner-Mischer wird bei Raumtemperatur eine homogene Mischung aus I 9950 g Polypropylen (hergestellt mit Hilfe von stereospezifischen Katalysatoren und mit einer Grenz- viskosität, bestimmt in Tetrahydronaphthalin bei 135 C, von 1, 65, einem Rückstand nach der Heptan- extraktion von 94, 8% und einem Aschegehalt von 0, 052%) und 50 g Phenylester von et-naphthyl-sulfon- säure C10H7-(α)-SO2-O-C4H5 hergestellt.
DasPolymer gibt nach Mischen mit dem Stabilisator, wenn es in einem Probierrohr, das sich 10 Mi- nuten lang in einem Thermostatbad bei 2500C befindet, geschmolzen wird, eine fast farblose Schmelze.
Die Mischung wird in einem Schmelz-Spinngerät unter folgenden Bedingungen versponnen :
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<tb>
<tb> Schneckentemperatur <SEP> 2000C
<tb> Kopftemperatur <SEP> 190 C <SEP>
<tb> Spinndüsentemperatur <SEP> 1950C
<tb> Spinndüsentype <SEP> 60/0, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 16 <SEP> mm
<tb> Maximaldruck <SEP> 50 <SEP> kg/cm <SEP>
<tb> Aufwickelgeschwindigkeit <SEP> 240 <SEP> m/min.
<tb>
Die erhaltenen Fasern werden mit einem Streckverhältnis von 1 : 5 bei 1300C verstreckt. Die serimetrischen Eigenschaften der erhaltenen Fäden sind wie folgt !
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<tb>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 4, <SEP> 1 <SEP> g/den
<tb> Dehnung <SEP> 19 <SEP> Ufo.
<tb>
Die Grenzviskosität [1) ] des stabilisierten Garnes beträgt 1, 29, während ein Garn aus dem gleichen Polymer, jedoch ohne Stabilisator, eine Grenzviskosität von 1,21 besitzt.
Wenn das stabilisierte Garn 15 Stunden lang der Hitzeeinwirkung in einem Heizschrank mit Luftzirkulation bei 1200C ausgesetzt wird, bleiben seine Eigenschaften fast unverändert.
Nach 20 stündiger Exponierung unter einer U. V. Quecksilberdampflampe behält das Garn 38% seiner ursprünglichen Zugfestigkeit, während die Zugfestigkeit eines nicht stabilisierten Garnes auf 31% absinkt.
Beispiel 3 : In einem Werner-Mischer wird bei Raumtemperatur eine homogene Mischung aus 9950 g Polypropylen (hergestellt mit Hilfe von stereospezifischen Katalysatoren und mit einer Grenzviskosität, bestimmt in TetTahvdronaphthaIin bei 135 C, von l, 5. einem Rückstand nach der Heptanextraktion von 95, 1% und einem Aschegehalt von 0, 042%) und 50 g Hydrochinon-di-benzolsulfonat (C-S02 -O-C -O-SO-C hergestellt.
Die Mischung wird In einem Schmelz-Spinngerät unter folgenden Bedingungen versponnen :
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EMI4.1
<tb>
<tb> Schneckentemperatur <SEP> 2500C
<tb> Kopf <SEP> temperatur <SEP> 2400C <SEP>
<tb> Spinndüsentemperatur <SEP> 2300C
<tb> Spinndüsentype <SEP> 60/0, <SEP> 8 <SEP> X <SEP> 16 <SEP> mm
<tb> Maximaldruck <SEP> 30 <SEP> kg/cm2
<tb> Aufwickelgeschwindigkeit <SEP> 300 <SEP> m/min.
<tb>
Die erhaltenen Fasern werden mit einem Streckverhälmis von 1 : 4, 5 bei 1300C versneckt. Die serimetrischen Eigenschaften der erhaltenen Fäden sind wie folgt :
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<tb>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 4,46 <SEP> g/den
<tb> Dehnung <SEP> 24, <SEP> 7 <SEP> 0/0. <SEP>
<tb>
Die Grenzviskosität [11] des stabilisierten Garnes beträgt 1, 26, während ein Garn aus dem gleichen Polymer, jedoch ohne Stabilisator, eine Grenzviskosität von 1, 10 besitzt.
Wenn das stabilisierte Garn 15 Stunden lang der Hitzeeinwirkung in einem Heizschrank mit Luftzirkulation bei 1200C ausgesetzt wird, bleiben seine Eigenschaften fast unverändert.
Nach 20 stündiger Exponierung unter einer U. V. Quecksilberdampflampe behält das Garn 270/0 seiner ursprünglichen Zugfestigkeit, während die Zugfestigkeit eines nicht stabilisierten Garnes auf 12%absinkt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gegen die Einwirkung von Hitze und Licht sowie gegen das Altern beständige Polymermischungen in Rohzustand oder zu Gegenständen verformt, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein kristallines Polyolefin
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Resten substituierte Arylgruppen bedeuten, enthalten.