CZ20041115A3

CZ20041115A3 - Low-temperature treatment process of vinyl chloride polymers to plastic molding materials

Info

Publication number: CZ20041115A3
Application number: CZ20041115A
Authority: CZ
Inventors: Marek@Miroslav
Original assignee: Marek@Miroslav
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2006-07-12

Abstract

Pri zpusobu se nízkotepelným hnetením polyvinylchloridu s dialkylestery kyseliny 1,2-cyklohexandikarboxylové pripraví plastické tvarovací hmoty, s výhodou za prítomnosti rostlinných oleju nebo alkylesteru jejich kyselin, nebo za prídavku parafinických oleju, které se dají vytvrzovat ve vroucí vode nebo pri teplotách kolem 100 az 120 .degree.C. Takto vyrobené hmoty jsou zdravotne nezávadné a lze je barvit a vyuzít pri modelování ruzných predmetu,ve výtvarných oborech, odlévacích forem v zubní technice a dalsí.In the process of low-temperature kneading of polyvinyl chloride with 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid dialkyl esters, plastic molding compositions are prepared, preferably in the presence of vegetable oils or alkyl esters of their acids, or with the addition of paraffinic oils which can be cured in boiling water or at temperatures of about 100 to 120 .degree.C. Such materials are harmless to health and can be dyed and used in modeling various objects, in the arts, casting molds in dental technology and others.

Description

Název Způsob nízkotepelného zpracování polymerů vinylchloridu na plastické tvarovací hmotyProcess for the low-temperature treatment of vinyl chloride polymers into plastic molding compositions

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu nízkotepelného zpracování polymerů vinylchloridu na plastické tvarovací hmoty tepelně vytvrzovatelné.The invention relates to a process for the low-temperature treatment of vinyl chloride polymers into thermosetting plastic molding compositions.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Polymery vinylchloridu se zpracovávají za tepla různými technikami podle požadovaného zboží na výrobky tvrdé, polotvrdé nebo měkké. K dosažení těchto vlastností se používají změkěovadla, přidávaná do zpracovávané směsi v množství 10% až 70% hmotn. Ve všech případech se směs polymeru, změkěovadla a přísad zpracovává hnětením při teplotách vyšších než 160°C, kdy dochází již k dostatečné želatinaci polymeru a hmota se stává kompaktní. Pouze pasty pro výrobu koženek se připravují za normální teploty smícháním pastotvomého polyvinylchloridu a změkěovadla. Tekuté pasty obsahující 35% až 60% změkěovadla se pak zpracovávají nejěastěji máčecí technikou za studená, následná želatinace se opět provádí při teplotách vyšších než 160°C. Jako změkěovadlo polyvinylchloridu se nejěastěji používají alkylftaláty, především dioktylftalát, vyznačující se velmi dobrou změkěovací schopností a nízkou tržní cenou. Dioktylftalát se používá také jako vhodné a jediné dosud známé změkčovadlo pro výrobu modelovací hmoty známé v ČR pod názvem Modelit nebo dříve Modurit, připravované hnětením polyvinylchloridu se změkěovadlem za normální teploty.Polymers of vinyl chloride are hot processed by various techniques according to the desired goods into hard, semi-hard or soft products. To achieve these properties, plasticizers are added to the treatment mixture in an amount of 10% to 70% by weight. In all cases, the mixture of polymer, plasticizer and additives is kneaded at temperatures above 160 ° C, when the gelatin is sufficiently gelatinized and the mass becomes compact. Only artificial leather pastes are prepared at normal temperature by mixing pasty polyvinyl chloride and a plasticizer. Liquid pastes containing 35% to 60% of the plasticizer are then most often processed by cold dipping techniques, followed by gelation again at temperatures above 160 ° C. The most commonly used plasticizer of polyvinyl chloride is alkyl phthalates, especially dioctyl phthalate, characterized by very good softening capacity and low market price. Dioctyl phthalate is also used as a suitable and only known plasticizer for the production of a modeling clay known in the Czech Republic under the name Modelit or formerly Modurit, prepared by kneading polyvinyl chloride with a plasticizer at normal temperature.

V poslední době bylo zjištěno, že ftalátová změkěovadla jsou z hlediska toxicity nevyhovující a nesmí se používat zejnéna pro měkčení polymerů přicházejících do styku s potravinami a medicinálními výrobky jakož i při výrobě hraček. Byl proto učiněn průzkum nahradit ftalátová změkěovadla některými alkylestery řepkového oleje o kteiých je známo, že jsou netoxické a zdravotně nezávadné. K tomu účelu byly použity methyl- a ethylestery řepkového oleje, vyráběné v současné době ve velkém jako relativně levné biologické palivo pro dieselový motory. Průzkum ukázal, že sledované estery řepkového oleje i řepkový olej samotný se nedají použít pro nízkou změkěovací schopnost jako změkčovadlo PVC, lze je však považovat v daném případě za sekundární změkčovadlo. Proto ve zpracovávané směsi polyvinylchloridu mohou částečně nahradit ftalátové změčovadlo a snížit tím toxicitu výrobku.Recently, phthalate plasticizers have been found to be toxic inadequate and must not be used in particular for the softening of polymers in contact with food and medical products as well as in the manufacture of toys. It has therefore been investigated to replace phthalate plasticizers with some rapeseed oil alkyl esters known to be non-toxic and non-toxic. For this purpose, methyl and ethyl esters of rapeseed oil were produced, which are currently produced in bulk as a relatively cheap bio-fuel for diesel engines. Research has shown that both rapeseed oil esters and rapeseed oil alone cannot be used as a PVC plasticizer for low softening ability, but can be considered as a secondary plasticizer in the present case. Therefore, they can partially replace the phthalate plasticizer in the polyvinyl chloride mixture to be processed and thus reduce the toxicity of the product.

Ze změkěovadel, která mohou nahradit ftaláty, začíná se uplatňovat hydrogenovaný derivát dialkylftalátu jakým je iso-nonylester kyseliny 1,2-cyklohexandikarboxylové. TotoAmong the plasticizers that can replace phthalates, a hydrogenated dialkyl phthalate derivative such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid iso-nonyl ester has begun to apply. This

9999 • 99 změkčovadlo podle výrobce není toxické, je dobiým změkčovadlem PVC, svými vlastnostmi se vyrovná ftalátovým změkčovadlům.9999 • 99 plasticiser according to the manufacturer is not toxic, it is a good PVC plasticizer, its properties are comparable to phthalate plasticizers.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předmětem vynálezu je způsob nízkotepelného zpracování polymerů vinylchloridu na plastické tvarovací hmoty tepelně vytvrzovatelné, jehož podstata spočívá v tom, že se směs polyvinylchloridu obsahující 10% až 30% hmotn. díhexyl- až dinonylesteru kyseliny 1,2cyklohexandikarboxylové jako změkčovadla hněte při teplotě nižší než 40°C, s výhodou za přídavku 0,5% až 15% hmotn. rostlinného oleje nebo alkylesterů jeho kyselin, nebo za přídavku parafinických olejů v množství 0,5% až 7% hmotn. jako zvláčňovadel a hnětení se vede do získání požadované plasticity hmoty.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the low-temperature treatment of vinyl chloride polymers into thermosetting plastics molding compositions, comprising a polyvinyl chloride mixture containing from about 10% to about 30% by weight. % of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid di-hexyl-dinonyl ester plasticizer is kneaded at a temperature of less than 40 ° C, preferably with the addition of 0.5% to 15% by weight. % of vegetable oil or alkyl esters of its acids, or with the addition of paraffinic oils in an amount of 0.5% to 7% by weight; as plasticizers and kneading results in the desired plasticity of the mass.

Jako změkčovadlo se s výhodou použije diisononylester kyseliny 1,2cyklohexandikarboxylové a z rostlinných olejů řepkový olej nebo methylester jeho kyselin.The plasticizer used is preferably 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid diisononyl ester and from vegetable oils rapeseed oil or methyl ester thereof.

Plastická tvarovací hmota vyrobená podle vynálezu je zdravotně nezávadná, má bílou barvu a přídavkem různých anorganických nebo organických plnidel, barviv nebo pigmentů lze měnit vzhled a vlastnost hmoty, která je také dána poměrem změkčovadel, zvláčňovadel, době a teplotě zpracování. Přidané oleje brání stárnutí hmoty, při kterém dochází jinak k předčasnénu tuhnutí a tím k ztížení tvarovací schopnosti hmoty. Ohřevem na 80 , ale lépe na 100 až 120°C dochází k vytvrzení plastické hmoty s již s tvarovou stálostí. Vytvrzování lze s výhodou provést i ve vroucí vodě. Pro přípravu tvarovací hmoty je výhodné použít plastotvomého polyvinylchloridu vyrobeného emulsní polymerizací o K-hodnotě kolem 55 až 75 jakými jsou např. Slovinyl E 711, E 622 nebo E 581.The plastic molding composition produced according to the invention is non-toxic, white in color, and the addition of various inorganic or organic fillers, dyes or pigments can alter the appearance and properties of the composition, which is also determined by the ratio of plasticizers, emollients, processing time and temperature. The added oils prevent the aging of the mass, which otherwise leads to premature solidification and thus to impairing the forming ability of the mass. By heating to 80 ° C, but preferably to 100 ° C to 120 ° C, the plastic material is already cured with shape stability. The curing can also advantageously be carried out in boiling water. For the preparation of the molding composition, it is advantageous to use plastic-forming polyvinyl chloride produced by emulsion polymerization with a K-value of about 55 to 75, such as Slovinyl E 711, E 622 or E 581.

V dalším popisu je vynález blíže objasněn na několika příkladech, aniž se na ně omezuje.In the following description, the invention is illustrated by the following non-limiting examples.

Příklady provedeníExamples

Příklad 1Example 1

Směs složená ze 100 hmotnostních dílů polyvinylchlridu typu Slovinyl E 711 a 23 hmotnostních dílů diisononylesteru kyseliny 1,2-cyklohexandikarboxylové se hněte při teplotě 20°C do těstovité konsistence. Získaná plastotvomá hmota je po odležení několika dnů vhodná ke zpracování.The mixture consisting of 100 parts by weight of polyvinyl chloride of the Slovinyl E 711 type and 23 parts by weight of diisononyl 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid ester is kneaded at a temperature of 20 ° C to a dough consistency. The plastic material obtained after processing is suitable for processing after several days.

Příklad 2Example 2

Hmota byla připravena hnětením 100 hmotnostních dílů polyvinylchlorid typu Slovinyl E 622 a 22 hmotnostních dílů změkčovadla složeného z diisononylesteru kyseliny 1,2cyklohexandikarboxylové a řepkového oleje v hmotnostním poměru 2:1. Hmota získaná • 4 • 4444The mass was prepared by kneading 100 parts by weight of polyvinyl chloride of the Slovinyl E 622 type and 22 parts by weight of a plasticizer composed of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid diisononyl ester and rapeseed oil in a 2: 1 weight ratio. Mass obtained • 4 • 4444

44

444444

44

444 444 • 4• 44

4 44 4

4 4 4 4 4 4 hnětením při 25°C do těstovité konsistence byla vhodná k dalšímu zpracování po 1 týdnu skladování při teplotě místnosti.Kneading at 25 ° C to a dough consistency was suitable for further processing after 1 week of storage at room temperature.

Příklad 3Example 3

Hnětením 100 hmotnostních dílů polyvinylchloridu typu Slovinyl E 581 a 25 hmotnostních dílů změkčovadla složeného z diisononylesteru kyseliny 1,2-cyklohexandikarboxyIové a methylesteru kyselin řepkového oleje z reesterifikačního procesu smíchané při normální teplotě v hmotnostním poměru 1:1, byla získána tvárná hmota těstovitého charakteru. Hnětení bylo provedeno při teplotě 20°C v dvouramenném hnětiči typu Brabender po dobu 20 minut. Po odležení směsi několik dnů se získala hmota vhodných vlastností pro další zpracování.By kneading 100 parts by weight of polyvinyl chloride of Slovinyl E 581 type and 25 parts by weight of a plasticizer composed of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid diisononyl ester and rapeseed oil methyl ester from a re-esterification process mixed at normal temperature in a weight ratio of 1: 1. The kneading was carried out at 20 ° C in a Brabender twin-kneader for 20 minutes. After the mixture was aged for several days, a mass of suitable properties for further processing was obtained.

Příklad 4Example 4

Hmota byla vyrobena analogicky jako v příkladu 2 s tím rozdílem, že místo řepkového oleje byl použit olej sojový. Získaná hmota měla stejné vlastnosti jako v příkladu 2 i za použití palmového oleje.The mass was produced in analogy to Example 2 except that soybean oil was used instead of rapeseed oil. The mass obtained had the same properties as in Example 2 using palm oil.

Příklad 5Example 5

100 hmotnostních dílů polyvinylchloridu se hněte s23 hmotnostními díly diisononylesteru kyseliny 1,2-cyklohexandikarboxylové za přidání 2 hmotnostní dílů parafinového nebo polypropylenového oleje. Po patřičné době hnětení při 20 až 25°C se získá hmota, která po odležení je vhodná pro další zpracování.100 parts by weight of polyvinyl chloride are kneaded with 23 parts by weight of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid diisononyl ester with 2 parts by weight of paraffin or polypropylene oil. After a suitable kneading time at 20-25 ° C, a mass is obtained which, after maturing, is suitable for further processing.

Průmyslové využitíIndustrial use

Plastická tvarovací hmota připravená podle vynálezu se dá zpracovávat modelováním různých předmětů , zhotovování prototypu, využívat ve výtvarných oborech, odlévacích forem, v zubní technice, dále jako vytvrzovací tmely a j.The plastic molding composition prepared according to the invention can be processed by modeling various objects, prototyping, applied in the arts, casting molds, in dental technology, as curing sealants and others.

Claims

Process for the low-temperature treatment of vinyl chloride polymers into thermosetting plastics, characterized in that a polyvinyl chloride mixture containing from 10 to 30 wt. % of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid dihexy-dinonyl ester plasticizer kneaded at a temperature of less than 40 ° C, preferably with the addition of 0.5% to 15% by weight of the composition; % of vegetable oil or alkyl esters of its acids, or with the addition of paraffinic oils in an amount of 0.5% to 7% by weight; as plasticizers and kneading is conducted until the desired plasticity of the mass is obtained.

Process according to claim 1, characterized in that 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid diisononyl ester and rapeseed oil or methyl ester thereof are preferably used as emollients.