DD213230A1 - Gleitmittelgemisch fuer chlorhaltige thermoplastische formmassen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleitmittelgemisch fuer chlorhaltige thermoplastische Formmassen, insbesondere fuer nachchloriertes Polyvinylchlorid (CPVC). Ziel ist es, den technisch-oekonomischen Herstellungsaufwand zu verringern, die Verarbeitungseigenschaften zu verbessern, das Anwendungsgebiet fuer CPVC-Formmassen zu erweitern und die Qualitaet der herzustellenden Artikel bzw. Halbzeuge zu erhoehen. Die Aufgabe besteht darin, ein Gleitmittelgemisch, insbesondere fuer CPVC, zu schaffen, d. ohne nachteilige Auswirkungen auf die optischen und mechanischen Eigenschaften eine gute Vertraeglichkeit aufweist und in einem breiten Schergeschwindigkeitsbereich wirksam ist. Als Loesung wird ein Gleitmittelgemisch vorgeschlagen, das aus 0,1 bis 1,2 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile CPVC, vorzugsweise 0,2 bis 0,8 Gew.-Teilen, nicht emulgierbaren und 0,1 bis 1,5 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,2 bis 1,2 Gew.-Teilen, emulgierbarer Polyaethylenwachse besteht. Bezogen auf 100 Gew.-Teile CPVC soll die maximale Gesamtmenge des Gleitmittelgemisches nicht mehr als 1,8 Gew.-Teile betragen. Das Gleitmittelgemisch hat fuer CPVC-Formmassen eine synergistische Gleitwirkung und erlaubt die Verarbeitungseigenschaften der CPVC-Formmassen universell einzustellen, ohne dass die anwendungstechnischen Eigenschaften des CPVC negativ beeintraechtigt werden.

Description

VEB Chemiekombinat Schwerin, den 29.11.1982

Bitterfeld 2386

Gleitmittelgeniisch für chlorhaltige thermoplastische Formmassen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleitmittelgemisch für chlorhaltige thermoplastische Formmassen, insbesondere für chloriertes Polyvinylchlorid (CPYC).

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß durch die Hachchlorierung des PVC einerseits ein Thermoplast.mit verbesserten anwendungstechnischen Eigenschaften (z.B. mit erhöhter Wärmeformbeständigkeit, mit verbessertem Zeitstandsverhalten bei hohen Temperaturen) entsteht, andererseits sich seine thermoplastische Verarbeitbarkeit beträchtlich verschlechtert» Die Ursachen für die schlechte Verarbeitbarkeit sind insbesondere darin zu suchen, daß das nachchlorierte PVC gegenüber dem PVC eine erhöhte Schmelsviskosität und Affinität gegenüber heißen Metalloberflächen bzw, eine reduzierte Thermostabilität besitzt.

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♦€«9953

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Zur Beseitigung dieser Nachteile werden den CPVC-Formmassen Gleitmittel zugesetzt.

Als Gleitmittel kommen die von der PVC-Verarbeitung her bekannten Substanzen, wie z.B..Paraffine in fester und flüssiger Konsistenz, Fettsäuren, Fettalkohole·, Metallseifen, Ester und Fettsäureamide zur Anwendung (Kunststoffe,. 1971? S..645 ff. und Gummi, Asbest, Kunststoffe, 1965, S. 425 ff.). . . ..

In der GB-PS 1241 217 ist als Gleitmittel für PVC eine-Kombination von Metallseifen einer aliphatischen gesättigten Fettsäure oder einer Wachssäure und/oder eines oxidierten . Kohlenwasserstoffwachses, welches eine Metallseife enthält, und eines Kohlenwasserstoffwachses beschrieben. Diese Gleitmittelkombination ist in ihrer Herstellung sehr aufwendig und nur bedingt für CPVC geeignet, da die gewünschten Effekte nur in sehr engen Einsatzkonzentrationen erreicht werden. In Verbindung mit CPVC ist diese- Gleitmittelkombination jedoch nur für Verarbeitungsverfahren mit.einem niedrigen Schergeschwindigkeitsgradienten, wie z«B. Pressen und Kalandrieren, geeignet.

Es-ist bereits bekannt als.Gleitmittel"für CPVC, Polyäthylenwachse einzusetzen (GB-PS 1201 252 und ITL-PS 760 328), Beider Verarbeitung von PVC werden auch oxidierte.Polyäthylenwachse als Gleitmittel zugegeben (GB-PS 1241 217 und.Kunststoff -Additive, Carl Hanser Verlag München, Wien 1979, S* 248).

Der Nachteil der oxidierten Polyäthylenwachse für PVC besteht darin, daß sie nur zur Feinabstimmung von Rezepturen geeignet sind.. Die Polyäthylenwachse sind mit.PVC nur wenig verträglich und wirken wie äußere Gleitmittel. Dieser ITaenteil tritt besonders verstärkt bei CPVC auf, Ursache dafür ist. die durch den höheren Chlorgehalt hervorgerufene starke Polarität» Während der Verarbeitung kommt es zu Schichtenbildungen und im Endprodukt treten Delaminationserscheinungen auf.

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Bisher ist aus dem bekannten Stand der Technik kein Gleitmittel bekannt, das zu einer wesentlichen.Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften von CPVC führt. Die Verarbeitung der CPVC-Fοrmmassen ist somit auf die Verfahren "Pressen", "Kalandrieren" und "Extrudieren" beschränkt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Herstellungsaufwand zu verringern, die Verarbeitungseigenschaften zu verbessern, das Anwendungsgebiet für CPVC-Formmassen zu erweitern und die Qualität der herzustellenden Artikel bzw. Halbzeuge zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gleitmittelgemisch für chlorhaltige thermoplastische Formmassen, insbesondere für nachchloriertes Polyvinylchlorid, zu schaffen, das ohne nachteilige Auswirkungen auf die optischen und mechanischen Eigenschaften eine gute Verträglichkeit aufweist und in einem breiten Schergeschwindigkeitsbereich wirksam ist..

Erfindungsgemäß wird die.Aufgabe.dadurch gelöst, daß das Gleitmittelgemisch aus 0,1 bis 1,2 Gew.-Teilen,.bezogen auf 100 Gew,-Teile CPVC, vorzugsweise,0,2 bis 0,8 Gew*-Teilen, nicht.emulgierbarer und 0,1 bis 1,5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile CPVC,- vorzugsweise 0,2 bis.1,2 Gew.-Teile,- emulgierbarer Polyäthylenwachse besteht.. Als nicht emulgierbare Polyäthylenwachse sind Verbindungen geeignet, die durch Polymerisation von Äthylen unter hohem Druck hergestellt sind, keine funktioneilen Gruppen- enthalten, in einem Dichtebereich von 925 bis 940 kg/nr liegen und eine Schmelzviskosität von 100 bis 500 cSt besitzen (bestimmt nach TGL 0-51 562)* Die eingesetzten·.emulgierbaren Polyäthylenwachse sind Verbindungen, die durch Oxyda-

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tion von nicht emulgierbaren Polyäthylenwachsen entstehen, und sauerstoffhaltige funktioneile Gruppen, wie z.B. Gruppen mit Säure-, Ester-, Hydroxyl- bzw, Carbony!verbindungen enthalten. Die Dichte der emulgierbaren.Polyäthylenwachse liegt in einem.Bereich von 940 bis 965. kg/m und die Schmelzviskosität, bestimmt nach der TGL 0-51 801, beträgt 70 bis 250 cSt.

Besonders geeignet sind solche emulgierbaren Polyäthylenwachse, bei denen die Säurezahl (gemäß TGL 8418 Bl. β) Η bis 28 mg.KOH/g Wachs und die Verseifungszahl (gemäß TGL 8418 Bl. 7) 30 bis 65 mg KOH/g Wachs beträgt* Das erfindüngsgemäß vorgeschlagene Gleitmittelgemisch verbindet in besonders vorteilhafter Weise innere und äußere Gleiteigenschaften und bietet die Möglichkeit, die CPVC-Formmassen hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit universell einzustellen.

Mit dem neuen Gleitmittelgemisch können jetzt CPVC-Formmassen auch nach solchen Verfahren verarbeitet werden, bei denen hohe Schergeschwindigkeiten auftreten, wie z.B. Spritzgießen, ¹ '

Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die Veränderung der Verarbeitungseigenschaften der CPVC-IOrmmassen durch eine relativ geringe Veränderung des Verhältnisses der emulgierbaren und nicht emulgierbaren PE~v7ach.se möglich ist und somit aufgrund des mengenmäßig geringen Anteils des Gleitmittelgemisches von nicht mehr als 1,8 Gew.-Teilen,bezogen auf 100 Gew.-Teile CPVC,- die charakteristischen Anwendungseigenschaften des CPVC erhalten bleiben, Unerwartet gut ist die Verträglichkeit des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches mit CPVC, denn aufgrund der bekannten Unverträglichkeit von Polyäthylenwachsen mit PVC mußte mit anderen Ergebnissen gerechnet werden. Der Einsatz dieses Gleitmittelgemisches führte zu einer wesentlichen Verbesserung der Homogenität der Schmelze, was insbesondere für die Qualität von Spritzgußartikeln von besonderer Bedeutung ist.

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Die vorteilhafte Kombination von einulgierbaren und nicht emulgierbaren Polyäthylenwachsen in den angegebenen Bereichen stellt überraschenderweise das richtige Verhältnis zwischen innerer und äußerer Gleitwirkung dar. Sie gewährleistet eine thermisch schonende Verarbeitung der CPVC-Formmassen, auch bei hohen Scherbeanspruchungen, und hat keine nachteilige Auswirkungen auf die an^sich hervorragenden anwendungstechnischen Eigenschaften des CPVC·

Das erfindungsgemäße Gleitmittelgemisch wirkt nur in der durch umfangreiche Versuche ermittelten Zusammensetzung. Unterhalb und oberhalb der angegebenen Grenzen für die. emulgierbaren und nicht emulgierbaren Anteile geht die synergistische Wirkung verloren.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an mehreren Beispielen erläutert. ......

Eine Kombination von 100 Gew.-Teilen eines chlorierten PVC mit.einem K~Wert von 54 und einem Chlorgehalt von 66,3 Gew,-Prozent» 2 Gew.-Teilen eines Organo-Zinn-Stabilisators, 6 Gew,-Teilen eines Schlagzähmodifikators und 1,2 Gew.-Teilen eines höheren Fettalkohols wurde unter Verwendung verschiedener Gew,-Anteile des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches in einer.Heiz-Kühlmischer-Kombination zu einem Dryblend verarbeitet. Die Gew.-Anteile:des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches sind in Tab. 1 angegeben. . . .

Die auf diese Weise hergestellten Mischungen wurden in einem Brabender-Plastographen bei 190 ⁰C hinsichtlich des Einflußes des Gleitmittelgemisches auf die Plastizierzeit und Zersetzungszeit untersucht. Die Ergebnisse sind in Tab. 2 zusammengefaßt»

Anschließend wurden die Mischungen im Spritzgußverfahren zu Formteilen verarbeitet an denen die Vicaterweichungs-

temperatur in Anlehnung an die ITF T 54-034. die Zähigkeit in Anlehnung an die ASTM D 2444-70 und die Plastiziergüte im nicht genormten Methylenchloridtest (M-Test) bestimmt wurden. Die Ergebnisse sind in Tab. 3 dargestellt.

Zum Vergleich sind Prüfwerte von Mischungen mit in die Tabelle aufgenommen, die nur eine Komponente des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches enthalten. ·

PE-Wachse

(Angaben in Gew.-teilen)

nicht emulsierbare

emulgierbare

"3

Dichte in kg/m

Schmelz-Viskosität in cST

Säurezahl in mg KOH/g Wachs

Verseifungszahl in mg KOH/g Wachs

LE 95

LE 114

LE 253

LE. 262

925-935 100-200

930-940 300-500

940-955 950-965

120-250 14- 18

70-200

24- 28

30- 45 45- 65

Beispiel 1	0,4	0,4	0,4	0,4
2	0,2		0,6	0,2
3		0,2	0,2	0,6
4		0,2	0,4	0,4
5	0,8	0,8	0,2	0,2
CTv	9		Oi.4	0,4
7	0,2	0,2	0,3	0,4
8			0,4	0,8
		0,8
Yergleichsbeispiel 1
2		0,5	0,5

Tabelle 1 :

Zusammenstellung der eingesetzten Gleitmittelgemische (die PE-Wachse sind Produkte des VEB Leuna-Werke "Walter Ulbricht")

-7-

2386

Plastizierzeit min

Zersetzungszeit (dyn·) min

1 2 3 4 5 6 7 8 2,6 2,0

3,0 2,5 1,7

0,4 Ο,β

20,0 24,5 23,0 20,5 22,0

19,4 19,0 20,6

Vergleichsbeispiel

2,3

2,2

12,0 14,0

Tabelle 2:

Einfluß des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches auf die Piastizier- und Zersetzungszeit

Beispiel

Vicaterweichungs Zähig- Plastitemperatur keit ziergüte . o_n _Jm (M-TesV)

2 3

7 8 107 104 108 109 106

103 105 104

82 74 70 81 65 96 105 98

positiv positiv positiv positiv positiv positiv positiv positiv

Vergleichsb ei sp i ei 106 105

24 53

negativ negativ

Tabelle 3: Eigenschaften der spritzgegossenen Formteile

Die Beispiele lassen erkennen, daß CPVC-Formmassen mit dem erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisch eine ausgezeichnete Verträglichkeit besitzen. Diese gute Verträglichkeit, insbesondere bei -hohen Schergeschwindigkeiten, ermöglicht eine unproblematische Spritzgußverarbeitung des CPVC, ohne die vorteilhaften anwendungstechnischen Eigenschaften des CPVC (z.B. die hohe Vicaterweichungstemperatur) negativ zu beeinflussen. Außerdem begünstigt die durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches mögliche schonende Verarbeitung des CPVC die Einstellung eines relativ hohen Schlagzähigkeitsniveaus an den spritzgegossenen CPVC-Formteilen«

Claims (4)

1. 9 - 2386

   ErfindunssansOruch

   1. Gleitmittelgemisch für chlorhaltige thermoplastische Formmassen, insbesondere für nachchloriertes Polyvinylchlorid (GPVC), auf der Basis von Polyäthylenwachsen, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch aus 0,1 bis 1,2 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile GPVG, vorzugsweise 0,2. bis 0,8 Gew ..-Teilen, nicht emulgierbarer und 0,1 bis 1,5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew,-Teile CPVC, vorzugsweise 0,2 bis 1,2 Gew.-Teilen, emulgierbarer Polyäthylenwachse besteht.
2. 2. Gleitmittelgemisch nach Punkt 1,. gekennzeichnet dadurch, daß die nicht emulgierbaren Polyäthylenwachse durch Polymerisation von Äthylen unter hohem Druck hergestellt sind, keine funktioneilen Gruppen enthalten, in einem Dichtebereich von 925 bis 940 kg/m liegen und.eine Schmelzviskosität von 100 bis 500 cST besitzen.
3. 3. Gleitmittelgemisch nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die emulgierbaren.-Po^äthylenwachse durch Oxydation nicht emulgierbarer Polyäthylenwachse hergestellt sind, in einem Dichtebereich von 940 bis 965 kg/m liegen und eine Schmelzviskosität von 70 bis 250 cSt besitzen.

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4. 4. Gleitmittelgemisch nach Punkt 3? gekennzeichnet dadurch, dai3 die emulgierbaren Polyäthylenwachse eine Säurezahl von H bis 28 mg KOH/g Wachs und eine Verseifungszahl von 30 bis 65 mg KOH/g Wachs aufweisen.