Plastische Massen
Es ist bekannt, hydroxylgruppen-oder aminogruppenhaltige Verbindungen als Weichmachungsmittel für lineare Polykondensationsprodukte bzw. Polymerisa- tionsprodukte mit wiederkehrenden Amidgruppen in der Molekülkette, insbesondere Polyamide und Polyurethane, zu verwenden.
Um einen ausreichenden Effekt zu erzielen, müssen die bekannten Weichmacher fast ausschliesslich in Mengen von 15 Gew. % und mehr zugesetzt werden. Diese verhältnismässig hohen Zusätze verschlechtern häufig die mechanischen Eigenschaften. Ausserdem erniedrigen sie den K-Wert beträchtlich, und die weichgemachten Polyamide bzw. Polyurethane vergilben leicht.
Schliesslich ist bekannt, hitzestabilisierte Polyamide herzustellen, indem man Polyamiden eine Kombination, bestehend aus einer in den Polyamiden löslichen Kupferverbindung, einem Alkalihalogenid und einer Phosphorsäure bzw. deren Alkalimetallsalzen oder Alkylphosphiten und-phosphaten, wie Methyl-, Athyl-, Propyl-und Butylphosphiten und-phosphaten, Alkalimetallarylphosphinaten oder verschiedenen Aralkylphosphiten und-phosphaten, zusetzt. Von diesen Phosphorverbindungen beeinflussen Alkyl-oder Aralkylphosphite, wie Tributylphosphit, Triphenylphosphit oder Trikresylphosphit, wenn man sie allein und in Mengen zwischen 1 bis 5 Gewichtsteilen als Zusätze zu Polyamiden verwendet, den Elastizitätsmodul der Polyamide sehr unterschiedlich.
Eine weichmachende Wirkung in dem für die Technik erwünschten Mass besitzen sie, wenn man sie in den obenerwähnten Mengen verwendet, nicht.
Es wurde gefunden, dass Ester aus höheren-Phenyl- alkylalkoholen mit mindestens 6 C-Atomen im Alkylrest und phosphoriger Säure sehr gute Weichmachungsmittel für lineare Polykondensationsprodukte bzw. Polymerisationsprodukte mit wiederkehrenden Amidgruppen in der Molekülkette, insbesondere Polyamide oder Polyurethane, sind und mit diesen plastische Massen von ausgezeichneten Eigenschaften ergeben.
(3eeignete ct)-Phenylalkylalkohole sind z. B. co-Phe- nylnonanol-(l), c ()-Phenyl-5-äthyl-hexanol-(1), coJPhenyl- decanol- (l) oder 6-Phenyl-hexanol- (l).
Zum Herstellen plastischer Massen genügt es im allgemeinen, den linearen Polykondensationsprodukten bzw. Polymerisationsprodukten mit wiederkehrenden Amidgruppen in der Molekülkette, insbesondere Polyamiden oder Polyurethanen, 1 bis 5 Gew. % der erfindungsgemäss verwendeten Weichmachungsmittel zuzusetzen. Für besondere Zwecke können aber auch davon abweichende Mengen zugesetzt werden.
Die genannten Ester neigen nicht zum Ausschwitzen, sie sind mit Polykondensationsprodukten bzw. Polymerisationsprodukten mit wiederkehrenden Amidgruppen in der Molekülkette, insbesondere Polyamiden oder Polyurethanen, gut verträglich und verleihen diesen gute Elastizität, Weichheit und Geschmeidigkeit, eine helle Eigenfarbe, ohne ihren K-Wert merklich zu verschlechtern.
Zum Herstellen der plastischen Massen können die linearen Polykondensationsprodukte bzw. Polymerisationsprodukte mit wiederkehrenden Amidgruppen in der Molekülkette, insbesondere Polyamide oder Polyurethane, mit den genannten Estern, gegebenenfalls unter Zusatz von Farbstoffen oder Pigmenten und Lösungsmitteln, auf Knetmaschinen, Mischern oder Mischwalzwerken vermischt werden. Man kann die Massen aber auch über die Lösungen herstellen. Die plastischen Massen eignen sich für die Herstellung von Hohlkör pern, Folien oder Formkörpem nach dem Spritzguss- und Strangpressverfahren.
Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel 1
Polycaprolactam (K-Wert 73, 2) wird, wie in Tabelle 1 angegeben, mit verschiedenen Weichmachermengen innig gemischt und in einem Extruder bei 240 bis 270 C intensiv geknetet. Die Schmelze wird strang-oder bandförmig extrudiert, mit Wasser abgeschreckt und zerkleinert. Prüfplättchen von 2 mm Dicke, aus dem getrockneten Material gespritzt, besitzen folgende Eigenschaften :
Tabelle 1
Helligkeit K-Wert Produkt Weichmacher Biegsamkeit Remissionsgrad G-Modul bei25¯C bei-5¯C Gegen dyn/cm2.109
MgO=100% (DIN 53445) 100 Teile Polycaprolactam 1 Teil Tri- (9-phenyl- K-Wert 73, 2 nonyl-l)-phosphit gut 53 7, 1 77 100 a > 2 Teile gut 50 7, 0 76 100 3) > sehr gut 49 6, 8 74 100 5 ausgezeichnet 49 6, 6 67, 5 100 3 Tri-(6-phenyl-gut 51 7, 3 73, 8 5-äthyl-hexyl-1)
- phosphit
Ahnliche Effekte erzielt man vergleichsweise nur mit 15 Teilen p-Oxy-benzoesäure-isooctylester oder 18 Teilen Benzolsulfosäurebutylamid. Durch den hohen Weichmacheranteil sinken die K-Werte aber auf 60 bis 65, dementsprechend schlechter sind auch die mechanischen Eigenschaften, wie die Zugfestigkeit. Die Hellig- keit (gemessen mit einem elektrischen Remissionsphotometer gegen MgO = 100%) liegt nur bei 25 bis 35 %, das heisst die Verbindungen sind mehr oder minder stark vergilbt.
Beispiel 2
Die in der Tabelle 2 genannten Polyamide werden mit Tri- (9-phenyl-nonyl-l)-phosphit, wie in Beispiel 1 angegeben, 10 bis 30 C oberhalb ihres Schmelzpunktes verknetet und weiter behandelt. Man erhält Produkte mit folgenden Eigenschaften :
Tabelle 2
Produkt Weichmacher Biegsamkeit Helligkeit G-Modul K-Wert dyn/emS.109 100 Teile Polycapryllactam 3 Teile Tri- (9-phenyl- ausgezeichnet 47 6, 4 78, 2
Fp. 193-196 C nonyl-l)-phosphit
K-Wert 76 100 Teile Polyhexamethylen-3 gut 41 9, 3 71, 4 adipamid
Fp. 260-263 C
K-Wert 71
Beispiel 3
X Teile eines Polycaprolactams, das mit 1 Gew. % Methylen-bis-caprolactam vernetzt worden ist (A) und Y Teile eines Mischpolyamids aus 60 Teilen Hexamethylenadipamid und 40 Teilen Caprolactam (B) werden mit Z Teilen Tri-(9-phenyl-nonyl-l)-phosphit (C) bei 230 bis 250 C verknetet.
Man erhält weichgemachte Polyamidmassen mit folgenden Eigenschaften :
Tabelle 3
Biegsamkeit G-Modul Produkt Weichmacher Helligkeit K-Wert bei - 5¯ C dyn/cm2 109 80 Teile A 3 Teile C ausgezeichnet 41 5, 2 77, 3 20 ¯ B K-Wert 76, 8 75 Teile A 1 Teil C ausgezeichnet 40 5, 6 77, 2 25 B K-Wert 75, 5
Der Schubmodul (G-Modul) ist nach Measurement of Flexibility of Lacquer Filmp {Products Finishing, May 1952) auch ein Mal3 für die Biegsamkeit von weichgemachten Kunststoffen. Je kleiner der Wert ist, desto grösser ist die Biegsamkeit des Prüfkörpers.
Beispiel 4
X Teile eines Polyurethans (PU), erhalten durch Polyaddition äquimolarer Mengen Hexamethylendiisocyanat und 1, 4-Butandiol mit einer Dichte von 1, 21 g/cm3, einem Erweichungsbereich von 180 bis 185 C und einem Schubmodul von 8, 2. 109 dyn/cm2 (bei 25 C und einem Feuchtigkeitsgehalt von 0, 1%) werden mit Y Teilen Tri- (6-phenyl-5-äthyl-hexyl-1)- phosphit (W) bei 210 bis 230 C innig vermengt und extrudiert. Man erhält ein weichgemachtes Polyurethan mit folgenden Eigenschaften :
Tabelle 4
Produkt Weichmacher Helligkeit G-Modut K-Wert .
100 Teile PU-51 8, 1 60, 2
98 Teile PU 2 Teile W 53 4, 0 63, 0
97 Teile PU 3 Teile W 55 3, 2 62, 0
95 Teile PU 5 Teile W 54 2, 1 60, 0
Vergleichsbeispiel
100 Teile Polycaprolactam (K-Wert 74) werden, wie in der nachstehenden Tabelle angegeben, mit verschiedenen Weichmachermengen innig gemischt und in einem Extruder bei 240 bis 270 C intensiv geknetet.
Die Schmelze wird strang-oder bandförmig extrudiert, mit Wasser abgeschreckt und zerkleinert. Prüfplättchen von 2 mm Dicke, aus dem trockenen Material gespritzt, besitzen folgende E-Module :
Produkt E-Modul
Polycaprolactam (K-Wert 74) kg/cm2 1. ohne Zusatz 25000 2. + 3% Tri-(phenylnonyl)-phosphit 6000 3. + 3 % Tri-butyl-phosphit 25500 4. + 3% Tri-2-äthyl-hexyl-phosphit 23000 5. + 3 % Tri-phenyl-phosphit 24000 6. + 3 % Tri-kresyl-phosphit 23000