DE102015206645A1 - Use of modified fatty acid esters as plasticizer - Google Patents
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Abstract
Verbindungen der allgemeinen Formel (I) eignen sich als Weichmacher für thermoplastische Polymere wie PVC und Elastomere wie Kautschuk,worin Q für den Rest eines n-wertigen Alkohols steht, wobei n einen Wert von 1 bis 6 und m einen Wert von 1 bis n hat, R1 für einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen steht und R2 für einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen steht, worin wenigstens eine C-C-Bindung mit einer Butyrolactoneinheit anelliert ist.Compounds of the general formula (I) are useful as plasticizers for thermoplastic polymers such as PVC and elastomers such as rubber, wherein Q is the radical of an n-valent alcohol, where n has a value of 1 to 6 and m has a value of 1 to n R1 is a hydrocarbon radical of 8 to 30 carbon atoms and R2 is a hydrocarbon radical of 8 to 30 carbon atoms wherein at least one CC bond is fused to a butyrolactone moiety.
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von modifizierten Fettsäureestern als Weichmacher für thermoplastische Polymere, insbesondere für Polyvinylchlorid, und eine Formmasse, die wenigstens einen modifizierten Fettsäureester enthält.The invention relates to the use of modified fatty acid esters as plasticizers for thermoplastic polymers, in particular for polyvinyl chloride, and a molding composition containing at least one modified fatty acid ester.
Polyvinylchlorid (PVC) gehört zu den am meisten verwendeten thermoplastischen Polymeren. Es ist schwer entflammbar, resistent gegen Chemikalien und korrosionsbeständig. Die Eigenschaften von PVC lassen sich mit Hilfe von Weichmachern in weiten Grenzen variieren. Je nach Weichmacheranteil unterscheidet man Hart-PVC (weniger als 10 % Weichmacher) und Weich-PVC (mehr als 10 % Weichmacher). Als Weichmacher dienen vor allem Phthalsäureester, insbesondere Di-n-butylphthalat (DBP), Diisobutylphthalat (DIBP), Di-2-ethylhexylphthalat (DEHP), Diisononylphthalat (DINP), Diisodecylphthalat (DIDP) und Benzylbutylphthalat (BBP). Daneben werden seit einiger Zeit aufgrund ihrer toxikologisch günstigen Eigenschaften auch Cyclohexandicarbonsäureester verwendet, beispielsweise Diisononylcyclohexandicarboxylat (BASF „Hexamoll® DINCH®“). Geringere Bedeutung haben Ester der Adipinsäure und anderer organischer Säuren sowie Ester der Phosphorsäure.Polyvinyl chloride (PVC) is one of the most widely used thermoplastic polymers. It is flame retardant, resistant to chemicals and corrosion resistant. The properties of PVC can be varied with the help of plasticizers within wide limits. Depending on the amount of plasticizer, a distinction is made between rigid PVC (less than 10% plasticizer) and soft PVC (more than 10% plasticizer). The plasticizers are mainly phthalic acid esters, in particular di-n-butyl phthalate (DBP), diisobutyl phthalate (DIBP), di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP), diisononyl phthalate (DINP), diisodecyl phthalate (DIDP) and benzyl butyl phthalate (BBP). In addition, cyclohexanedicarboxylic be used for some time because of their toxicological favorable properties, such as Diisononylcyclohexandicarboxylat (BASF "Hexamoll ® DINCH ®"). Of minor importance are esters of adipic acid and other organic acids as well as esters of phosphoric acid.
Für den Einsatz von Weichmachern ist insbesondere deren Gelierverhalten für PVC von Bedeutung. Unter Gelierverhalten versteht man die Fähigkeit eines Weichmachers, in die polymere Struktur des PVC einzudringen und durch Verminderung der Wechselwirkungen zwischen den Polymerketten eine weichmachende Wirkung hervorzurufen. Ein Maß für das Gelierverhalten eines Weichmachers ist die Lösetemperatur für PVC, die nach
Da Plastisole in flüssiger Form vorliegen, werden diese sehr häufig zum Beschichten von verschiedensten Materialien, wie z.B. Textilien, Glasvliesen etc. eingesetzt. Dabei wird die Beschichtung sehr häufig aus mehreren Lagen aufgebaut. In der Praxis wird bei der Verarbeitung von Plastisolprodukten deshalb oftmals so vorgegangen, dass eine Schicht Plastisol aufgebracht wird und direkt im Anschluss der Kunststoff, insbesondere PVC, mit dem Weichmacher oberhalb der Lösetemperatur angeliert wird, also eine feste Schicht bestehend aus einer Mischung aus gelierten, teilweise gelierten und nicht-gelierten Kunststoffpartikeln entsteht. Auf diese angelierte Schicht wird dann die nächste Lage aufgebracht und nach Aufbringen der letzten Schicht der Gesamtaufbau durch Erwärmen auf höhere Temperaturen komplett zum vollständig gelierten Kunststoffprodukt verarbeitet. Since plastisols are in liquid form, they are very often used to coat a wide variety of materials, such as e.g. Textiles, glass fleeces, etc. used. The coating is very often composed of several layers. In practice, when plastisol products are processed, therefore, a layer of plastisol is often applied, and the plastic, in particular PVC, is directly gelated with the plasticizer above the dissolution temperature, ie a solid layer consisting of a mixture of gelled, partially gelled and ungelled plastic particles. The next layer is then applied to this gelled layer and, after application of the last layer, the entire structure is completely processed by heating to higher temperatures to form the completely gelled plastic product.
Neben Plastisolen können auch trockene pulverförmige Mischungen aus Weichmacher und Kunststoffen hergestellt werden. Solche Dry-Blends, insbesondere auf Basis PVC, können dann bei erhöhten Temperaturen z.B. durch Extrusion zu einem Granulat weiterverarbeitet oder durch herkömmliche Formgebungsverfahren, wie Spritzgießen, Extrudieren oder Kalandrieren, zum vollständig gelierten Kunststoffprodukt verarbeitet werden.In addition to plastisols, dry powdery mixtures of plasticizers and plastics can also be produced. Such dry blends, especially based on PVC, can then be used at elevated temperatures e.g. be further processed by extrusion into a granulate or processed by conventional molding processes, such as injection molding, extrusion or calendering to fully gelled plastic product.
Insbesondere bei der Herstellung und Verarbeitung von PVC-Plastisolen, beispielsweise zur Herstellung von PVC-Beschichtungen, ist es unter anderem wünschenswert, einen Weichmacher mit möglichst niedriger Geliertemperatur und niedriger Viskosität als Gelierhilfsmittel zur Verfügung zu haben. Darüber hinaus ist auch eine hohe Lagerstabilität des Plastisols gewünscht, d.h. das nicht-gelierte Plastisol soll bei Umgebungstemperatur keinen oder nur einen geringen Viskositätsanstieg mit der Zeit aufweisen. Diese Eigenschaften sollen möglichst durch Zugabe eines geeigneten Weichmachers mit Schnellgeliereigenschaften erzielt werden, wobei sich der Einsatz von weiteren viskositätsverringernden Additiven und/oder von Lösungsmitteln erübrigen soll.In particular, in the production and processing of PVC plastisols, for example for the production of PVC coatings, it is among other things desirable to have available a plasticizer with the lowest possible gelling temperature and low viscosity as a gelling aid. In addition, a high storage stability of the plastisol is desired, i. the ungelled plastisol should have no or only a slight increase in viscosity with time at ambient temperature. If possible, these properties should be achieved by adding a suitable plasticizer with rapid gelation properties, which should eliminate the need for further viscosity-reducing additives and / or solvents.
Zum Einstellen der gewünschten Eigenschaften ist auch bekannt, Mischungen von Weichmachern einzusetzen, z. B. wenigstens einen Weichmacher, der gute thermoplastische Eigenschaften verleiht, aber schlecht geliert, in Kombination mit wenigstens einem Gelierhilfsmittel.To set the desired properties is also known to use mixtures of plasticizers, for. At least one plasticizer which imparts good thermoplastic properties but poorly gelled, in combination with at least one gelling aid.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, alternative Weichmacher und weichgemachte Formmassen zum Ersatz der Phthalat-Weichmacher zur Verfügung zu stellen, da diese toxikologisch nicht unbedenklich sind. Dies gilt speziell für sensible Anwendungsbereiche wie Kinderspielzeug, Lebensmittelverpackungen oder medizinische Artikel. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf Weichmacher mit gutem Gelierverhalten und geringer Lösetemperatur. Die Verarbeitungstemperaturen können bei der Herstellung von Weich-PVC umso niedriger gewählt werden, je besser das Gelierverhalten bzw. je niedriger die Lösetemperatur des Weichmachers ist. Niedrige Temperaturen führen zu einer Energie- und Zeitersparnis.The object of the invention is to provide alternative plasticizers and plasticized molding compositions for replacing the phthalate plasticizers, since these are toxicologically unobjectionable are. This is especially true for sensitive applications such as children's toys, food packaging or medical items. In particular, the invention is directed to plasticizers with good gelling behavior and low dissolution temperature. The processing temperatures can be chosen lower in the production of flexible PVC, the better the gelling behavior or the lower the dissolving temperature of the plasticizer. Low temperatures save energy and time.
Im Stand der Technik sind verschiedene alternative Weichmacher für diverse Kunststoffe und speziell für PVC bekannt.Various alternative plasticizers for various plastics and especially for PVC are known in the prior art.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte Weichmacherklasse, die als Alternative zu Phthalaten eingesetzt werden kann, basiert auf Cyclohexanpolycarbonsäuren, wie sie in der
Die
Die
Der Einsatz von Fettsäurestern als weichmachende Zusätze wird in der
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) als Weichmacher für thermoplastische Polymere und Elastomere, worin
Q für den Rest eines n-wertigen Alkohols steht, wobei n einen Wert von 1 bis 6 und m einen Wert von 1 bis n hat,
R1 für einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen steht,
R2 für einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen steht, worin wenigstens eine C-C-Bindung mit einer Butyrolactoneinheit der allgemeinen Formel (II) anelliert ist, worin
- - - - für die anellierte Bindung steht,
eines der Symbole X, Y für ein Sauerstoffatom und das andere für eine CHR-Gruppe steht, worin R für H oder einen unsubstituierten oder substituierten C1-C13-Alkylrest steht.The invention relates to the use of a compound of general formula (I) as a plasticizer for thermoplastic polymers and elastomers, wherein
Q is the radical of an n-valent alcohol, where n has a value of 1 to 6 and m has a value of 1 to n,
R 1 is a hydrocarbon radical having 8 to 30 carbon atoms,
R 2 is a hydrocarbon radical having 8 to 30 carbon atoms, wherein at least one CC bond is fused with a butyrolactone unit of the general formula (II), wherein
- - - - stands for the fused bond,
one of the symbols X, Y is an oxygen atom and the other is a CHR group, wherein R is H or an unsubstituted or substituted C 1 -C 13 alkyl radical.
Vorzugsweise beträgt die Konzentration an Butyrolactoneinheiten der Formel (II) in der Verbindung der Formel (I) 0,2 bis 5,0 mmol/g, bevorzugt 1,0 bis 5,0 mmol/g, besonders bevorzugt von 1,5 bis 5,0 mmol/g, bezogen auf die Masse der Verbindung der Formel (I).Preferably, the concentration of butyrolactone units of the formula (II) in the compound of the formula (I) is 0.2 to 5.0 mmol / g, preferably 1.0 to 5.0 mmol / g, particularly preferably 1.5 to 5 , 0 mmol / g, based on the mass of the compound of formula (I).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Formmassen, die wenigstens ein thermoplastisches Polymer, und wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I), wie zuvor und im Folgenden definiert, enthalten.Another object of the invention are molding compositions containing at least one thermoplastic polymer, and at least one compound of general formula (I), as defined above and hereinafter.
Verbindungen der Formel (I) eignen sich aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften als Weichmacher oder als Komponente einer Weichmacher-Zusammensetzung für thermoplastische Polymere, insbesondere für PVC. Because of their physical properties, compounds of the formula (I) are suitable as plasticizers or as components of a plasticizer composition for thermoplastic polymers, in particular for PVC.
Verbindungen der Formel (I) erlauben aufgrund der niedrigen Lösetemperaturen nach
Verbindungen der Formel (I) zeichnen sich durch eine sehr gute Verträglichkeit der Verbindung (I) mit einer Vielzahl verschiedener Weichmacher aus. Die Verbindungen der Formel (I) eignen sich speziell in Kombination mit konventionellen Weichmachern zur Verbesserung des Gelierverhaltens.Compounds of the formula (I) are distinguished by a very good compatibility of the compound (I) with a large number of different plasticizers. The compounds of the formula (I) are particularly suitable in combination with conventional plasticizers for improving the gelling behavior.
Verbindungen der Formel (I) ermöglichen die Herstellung von Plastisolen.Compounds of formula (I) allow the preparation of plastisols.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Verbindungen der Formel (I) ermöglicht die Herstellung von Formkörpern und Folien für sensible Anwendungsbereiche, wie Medizinprodukte, Lebensmittelverpackungen, Produkte für den Innenraumbereich, beispielsweise von Wohnungen und Fahrzeugen, Spielzeuge, Kinderpflegeartikel, etc.The use according to the invention of the compounds of the formula (I) enables the production of moldings and films for sensitive fields of application, such as medical products, food packaging, products for the interior sector, for example of apartments and vehicles, toys, childcare articles, etc.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen der Formel (I) können leicht zugängliche Edukte verwendet werden. Ein besonderer ökonomischer und ökologischer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Möglichkeit, bei der Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen sowohl in großen Mengen zur Verfügung stehende petrochemische Rohstoffe, wie auch nachwachsende Rohstoffe nutzen zu können. So sind beispielsweise die Ausgangsstoffe der Fettsäureester aus natürlich vorkommenden Kohlenhydraten, wie Fette und Öle, erhältlich, wohingegen die zur Einführung der Butyrolactoneinheiten genutzten Carbonsäuren aus großtechnischen Verfahren zur Verfügung stehen. So kann einerseits der Bedarf an „nachhaltigen“ Produkten gedeckt werden, anderseits ist aber auch eine wirtschaftliche Herstellung möglich.For the preparation of the compounds of the formula (I) used according to the invention readily accessible starting materials can be used. A particular economic and ecological advantage of the present invention lies in the possibility of being able to use both available in large quantities petrochemical raw materials, as well as renewable raw materials in the production of the compounds used in the invention. Thus, for example, the starting materials of the fatty acid esters are available from naturally occurring carbohydrates, such as fats and oils, whereas the carboxylic acids used to introduce the butyrolactone units are available from industrial processes. So on the one hand, the need for "sustainable" products can be covered, on the other hand, however, an economical production is possible.
Die Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen der Formel (I) sind einfach und effizient, wodurch diese problemlos in großtechnischem Maßstab bereitgestellt werden können.The processes for the preparation of the compounds of the formula (I) used according to the invention are simple and efficient, whereby they can easily be provided on a large scale.
Wie zuvor erwähnt wurde überaschenderweise festgestellt, dass die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sehr niedrige Lösetemperaturen sowie exzellente Geliereigenschaften bei der Herstellung von Plastisolen, insbesondere von PVC-Plastisolen, aufweisen. So liegen deren Lösetemperaturen unter den Lösetemperaturen der entsprechenden Dialkylester der Cyclohexandicarbonsäure oder Phthalsäure und besitzen mindestens ebenbürtige schnellgelierende Eigenschaften. So weist z.B. der 1,2-Cyclohexandicarbonsäure-diisononylester mit einer Lösetemperatur von 151°C nach
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Gelierhilfsmittel ein Weichmacher verstanden, der eine Lösetemperatur nach
In der allgemeinen Formel (I) steht Q für den Rest eines n-wertigen Alkohols. Unter einem "n-wertigen Alkohol" wird ein Molekül mit n Hydroxylgruppen verstanden. Q steht für den Rest des Moleküls ohne die Hydroxylgruppen des Alkohols. In der allgemeinen Formel (I) hat n einen Wert von 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 3.In the general formula (I), Q represents the residue of an n-valent alcohol. By "n-valent alcohol" is meant a molecule having n hydroxyl groups. Q stands for the remainder of the molecule without the hydroxyl groups of the alcohol. In the general formula (I), n has a value of 1 to 6, preferably 1 to 3.
Geeignete einwertige Alkohole (n = 1) sind zum Beispiel C1-C13-Alkanole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Isobutanol, Pentanol, Hexanol, Ethylhexylalkohol, Dodecylalkohol oder Stearylalkohol; C1-C13-Alkoxy-C2-C13-alkanole wie Ethylenglykolmonomethylether; oder aromatische Alkohole, wie Benzylalkohol oder Phenol. Suitable monohydric alcohols (n = 1) are, for example, C 1 -C 13 -alkanols, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, pentanol, hexanol, ethylhexyl alcohol, dodecyl alcohol or stearyl alcohol; C 1 -C 13 alkoxy C 2 -C 13 alkanols such as ethylene glycol monomethyl ether; or aromatic alcohols, such as benzyl alcohol or phenol.
Geeignete zweiwertige Alkohole (n = 2) sind zum Beispiel C2-C8-Alkandiole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol oder 1,4-Butandiol. Suitable dihydric alcohols (n = 2) are, for example, C 2 -C 8 -alkanediols, such as ethylene glycol, propylene glycol or 1,4-butanediol.
Ein besonders bevorzugter dreiwertiger Alkohol (n = 3) ist Glycerin. A particularly preferred trihydric alcohol (n = 3) is glycerin.
Wenigstens eine Hydroxylgruppe des n-wertigen Alkohols trägt einen Acylrest (CO)R2, die übrigen Hydroxylgruppen tragen wahlweise Acylreste (CO)R1 oder (CO)R2.At least one hydroxyl group of the n-valent alcohol carries an acyl radical (CO) R 2 , the remaining hydroxyl groups optionally carry acyl radicals (CO) R 1 or (CO) R 2 .
R1 steht für einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen. Neben Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen kann der Rest R1 Sauerstoffatome umfassen.R 1 is a hydrocarbon radical having 8 to 30 carbon atoms. In addition to carbon and hydrogen atoms, the radical R 1 may comprise oxygen atoms.
Vorzugsweise ist der Rest (CO)R1 ein natürlicher Fettacylrest. Der Fettacylrest kann eine gesättigte, monoungesättigte, polyungesättigte, durch Epoxidgruppen substituierte und/oder durch Hydroxygruppen substituierte Kohlenwasserstoffkette umfassen. In bestimmten Ausführungsformen ist der Fettacylrest ausgewählt ist unter Ölsäure und Rapsölfettsäuren.Preferably, the radical (CO) R 1 is a natural fatty acyl radical. The fatty acyl radical may comprise a saturated, monounsaturated, polyunsaturated, epoxy group-substituted and / or hydroxy-substituted hydrocarbon chain. In certain embodiments, the fatty acyl radical is selected from oleic acid and rapeseed oil fatty acids.
R2 steht für einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, worin wenigstens eine C-C-Bindung mit einer Butyrolactoneinheit der allgemeinen Formel (II) anelliert ist, worin
- - - - für die anellierte Bindung steht,
eines der Symbole X, Y für ein Sauerstoffatom und das andere für eine CHR-Gruppe steht, worin R für H oder einen unsubstituierten oder substituierten C1-C13-Alkylrest steht. Wenn R für einen substituierten C1-C13-Alkylrest steht, kann dieser einen, zwei oder drei Substituenten tragen, die unter Hydroxyl, Hydroxycarbonyl und C1-C13-Alkoxycarbonyl ausgewählt sind.R 2 is a hydrocarbon radical having 8 to 30 carbon atoms, wherein at least one CC bond is fused with a butyrolactone unit of the general formula (II), wherein
- - - - stands for the fused bond,
one of the symbols X, Y is an oxygen atom and the other is a CHR group, wherein R is H or an unsubstituted or substituted C 1 -C 13 alkyl radical. When R is a substituted C 1 -C 13 alkyl radical, it may bear one, two or three substituents selected from hydroxyl, hydroxycarbonyl and C 1 -C 13 alkoxycarbonyl.
Unter einer "anellierten Bindung" wird eine C-C-Bindung verstanden, die gleichzeitig Bestandteil der Kohlenwasserstoffkette von R2 und der Butyrolactoneinheit der Formel (II) ist. Die Kohlenstoffatomzahl von 8 bis 30 des Restes R2 versteht sich einschließlich der beiden Kohlenstoffatome der anellierten Bindung, jedoch ausschließlich der übrigen Atome der Butyrolactoneinheit der Formel (II). Neben Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen kann der Rest R2 Sauerstoffatome umfassen.By "fused bond" is meant a C-C bond which is simultaneously part of the hydrocarbon chain of R 2 and the butyrolactone moiety of formula (II). The carbon atom number of 8 to 30 of the radical R 2 is understood as including the two carbon atoms of the fused bond, but excluding the remaining atoms of the butyrolactone unit of the formula (II). In addition to carbon and hydrogen atoms, the radical R 2 may comprise oxygen atoms.
Vorzugsweise ist der Rest (CO)R2 erhältlich durch Umsetzung eines ungesättigten Fettacylrestes mit einer enolisierbaren Carbonsäure in Gegenwart eines Übergangsmetallsalzes. Zweckmäßigerweise setzt man hierzu eine Vorläuferverbindung der Verbindung der Formel (I), die anstelle des Restes (CO)R2 einen ungesättigten Fettacylrest umfasst, mit einer enolisierbaren Carbonsäure in Gegenwart eines Übergangsmetallsalzes um. Als Vorläuferverbindungen eignen sich Ester der nachstehend genannten Fettsäuren, wie natürliche Triglyceride oder deren Umesterungsprodukte.Preferably, the radical (CO) R 2 is obtainable by reacting an unsaturated fatty acyl radical with an enolizable carboxylic acid in the presence of a transition metal salt. For this purpose, a precursor compound of the compound of the formula (I) which comprises an unsaturated fatty acyl radical instead of the radical (CO) R 2 is expediently reacted with an enolizable carboxylic acid in the presence of a transition metal salt. Suitable precursor compounds are esters of the fatty acids mentioned below, such as natural triglycerides or their transesterification products.
Als ungesättigte Fettacylreste eignen sich Reste einfach oder mehrfach ungesättigter Fettsäuren, wie z.B. von: Undecenylsäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Petroselinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Gadoleinsäure, Icosensäure, Cetoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure; Linolsäure, α-Linolensäure, γ-Linolensäure, Calendulasäure, Punicinsäure, α-Elunosterainsäure, Arachidonsäure, Eicosa-pentaensäure, Docosapentaensäure, Docosahexaensäure; Vernolsäure, oder Rizinolsäure.Suitable unsaturated fatty acyl radicals are radicals of mono- or polyunsaturated fatty acids, such as, for example, of: undecenylic acid, myristoleic acid, palmitoleic acid, petroselinic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, icosenoic acid, cetoleic acid, erucic acid, nervonic acid; Linoleic acid, α-linolenic acid, γ-linolenic acid, calendic acid, punicic acid, α-elinostatin acid, arachidonic acid, eicosa-pentaenoic acid, docosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid; Vernolic acid, or ricinoleic acid.
Unter einer "enolisierbaren Carbonsäure" wird eine Carbonsäure verstanden, die ein CH-acides H-Atom in α-Position zur Carboxygruppe aufweist. Als Carbonsäure werden α-unsubstituierte oder α-mono-substituierte Mono- und Dicarbonsäuren verwendet, wie z.B: Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignoceinsäure, Cerotinsäure, Montansäure, Melissinsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, die bereits erwähnten einfach oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren oder Gemische dieser Carbonsäuren. Essigsäure ist eine bevorzugte enolisierbare Carbonsäure. Es eignen sich auch Partialester von Polycarbonsäuren.By "enolizable carboxylic acid" is meant a carboxylic acid having a CH-acidic H atom in the α-position to the carboxy group. As the carboxylic acid, α-unsubstituted or α-mono- substituted mono- and dicarboxylic acids, such as: acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, capric acid, undecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachic acid, behenic acid, lignoic acid, cerotic acid, montanic acid, Melissinic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, the already mentioned monounsaturated or polyunsaturated fatty acids or mixtures of these carboxylic acids. Acetic acid is a preferred enolizable carboxylic acid. Partial esters of polycarboxylic acids are also suitable.
Das Übergangsmetallsalz ist geeigneterweise ausgewählt unter Salzen, z.B. Carboxylaten, von Mangan(III), Cer(IV) und Vanadium(V), z.B. unter Mangan(III)acetat, Cer(IV)acetat und Vanadium(V)acetat. Das Übergangsmetallsalz wird üblicherweise in wenigstens stöchiometrischer Menge, zum Beispiel 1,5- bis 5-facher molarer Menge eingesetzt, bezogen auf die Verbindung, die wenigstens einen ungesättigten Fettacylrest umfasst.The transition metal salt is suitably selected from salts, e.g. Carboxylates, of manganese (III), cerium (IV) and vanadium (V), e.g. under manganese (III) acetate, cerium (IV) acetate and vanadium (V) acetate. The transition metal salt is usually used in at least a stoichiometric amount, for example 1.5 to 5 times the molar amount, based on the compound comprising at least one unsaturated fatty acyl group.
Geeignete Reaktionstemperaturen sind z.B. von 80 bis 180 °C.Suitable reaction temperatures are e.g. from 80 to 180 ° C.
Die Umsetzung der in der Fettacylgruppe enthaltenen C-C-Doppelbindungen ist bevorzugt vollständig, kann aber unvollständig sein. In diesem Fall besitzt das Produkt noch C-C Doppelbindungen. Diese nicht umgesetzten C-C Doppelbindungen können in an sich bekannter Weise hydriert werden. The reaction of the C-C double bonds contained in the fatty acyl group is preferably complete but may be incomplete. In this case, the product still has C-C double bonds. These unreacted C-C double bonds can be hydrogenated in a conventional manner.
Die Verbindungen der Formel (I) können durch die Addition von Carbonsäuren an Fettsäureester bzw. an Gemische unterschiedlicher Fettsäureester analog zur der in der Veröffentlichung von
Die Umsetzung ist nachstehend anhand der Reaktion von Ölsäuremethylester mit Essigsäure veranschaulicht: The reaction is illustrated below by the reaction of oleic acid methyl ester with acetic acid:
Wird anstelle von Ölsäuremethylester ein Triglycerid (3) umgesetzt, so wird ein Triglycerid-Gemisch erhalten, in welchem die ungesättigten Fettsäure-Einheiten zu den entsprechenden β,γ-disubstituierten γ-Butyrolactonen umgesetzt worden sind, wie nachstehend veranschaulicht: If a triglyceride (3) is reacted instead of oleic acid methyl ester, a triglyceride mixture is obtained in which the unsaturated fatty acid units have been converted to the corresponding β, γ-disubstituted γ-butyrolactones, as illustrated below:
Bevorzugt wird das Produkt der Metallsalz-vermittelten Umsetzung ohne weitere chemische Modifizierung als Weichmacher für thermoplastische Polymere verwendet. Preferably, the product of the metal salt-mediated reaction is used without further chemical modification as a plasticizer for thermoplastic polymers.
In allen Fällen kann das erhaltene Produkt als Gemisch unterschiedlicher Verbindungen vorkommen. Besonders bei der Nutzung von Pflanzenölen als Ausgangmaterial, die aus mehreren Fettsäure-Einheiten bestehen, werden Gemische unterschiedlicher Triglyceride erhalten. Solche Gemische können ohne weitere Reinigung als Weichmacher für thermoplastische Polymere verwendet werden. In all cases, the product obtained may occur as a mixture of different compounds. Especially when using vegetable oils as starting material, which consist of several fatty acid units, mixtures of different triglycerides are obtained. Such blends can be used without further purification as plasticizers for thermoplastic polymers.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Formmasse, die wenigstens ein Polymer und wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) enthält.Another object of the present invention relates to a molding composition containing at least one polymer and at least one compound of general formula (I).
Als thermoplastische Polymere kommen alle thermoplastisch verarbeitbaren Polymeren in Frage. Insbesondere sind diese thermoplastische Polymere ausgewählt unter:
- – Homo- und Copolymeren, die in einpolymerisierter Form wenigstens ein Monomer enthalten, das ausgewählt ist unter C2-C10 Monoolefinen, wie beispielsweise Ethylen oder Propylen, 1,3-Butadien, 2-Chlor-1,3-Butadien, Vinylalkohol und dessen C2-C10-Alkylestern, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid, Tetrafluorethylen, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Acrylaten und Methacrylaten mit Alkoholkomponenten von verzweigten und unverzweigten C1-C10-Alkoholen, Vinylaromaten wie beispielsweise Polystyrol, (Meth)acrylnitril, α,β-ethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, und Maleinsäureanhydrid;
- – Homo- und Copolymere von Vinylacetalen;
- – Polyvinylestern;
- – Polycarbonaten (PC);
- – Polyestern, wie Polyalkylenterephthalaten, Polyhydroxyalkanoaten (PHA), Polybutylensuccinaten (PBS), Polybutylensuccinatadipaten (PBSA);
- – Polyethern;
- – Polyetherketonen;
- – thermoplastischen Polyurethanen (TPU);
- – Polysulfiden;
- – Polysulfonen;
- Homo- and copolymers containing in copolymerized form at least one monomer selected from C 2 -C 10 monoolefins, such as ethylene or propylene, 1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, vinyl alcohol and its C 2 -C 10 -alkyl esters, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, acrylates and methacrylates with alcohol components of branched and unbranched C 1 -C 10 -alcohols, vinylaromatics such as polystyrene, (meth) acrylonitrile, α, β-ethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids, and maleic anhydride;
- - Homo- and copolymers of vinyl acetals;
- - polyvinyl esters;
- - polycarbonates (PC);
- Polyesters, such as polyalkylene terephthalates, polyhydroxyalkanoates (PHA), polybutylene succinates (PBS), polybutylene succinate adipates (PBSA);
- - polyethers;
- - polyether ketones;
- - thermoplastic polyurethanes (TPU);
- - polysulfides;
- - polysulfones;
Zu nennen sind beispielsweise Polyacrylate mit gleichen oder verschiedenen Alkoholresten aus der Gruppe der C4-C8-Alkohole, besonders des Butanols, Hexanols, Octanols und 2-Ethylenhexanols, Polymethylmethacrylat (PMMA), Methylmethacrylat-Butylacrylat-Copolymere, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Propylen-Dien-Copolymere (EPDM), Polystyrol (PS), Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN), Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA), Styrol-Butadien-Methylmethacrylat-Copolymere (SBMMA), Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Styrol-Methacrylsäure-Copolymere (SMA), Polyoxymethylen (POM), Polyvinylalkohol (PVAL), Polyvinylacetat (PVA), Polyvinylbutyral (PVB), Polycaprolacton (PCL), Polyhydroxybuttersäure (PHB), Polyhydroxyvaleriansäure (PHV), Polymilchsäure (PLA), Ethylcellulose (EC), Celluloseacetat (CA), Cellulosepropionat (CP) oder Cellulose-Acetat/Butyrat (CAB).Examples include polyacrylates having identical or different alcohol radicals from the group of C 4 -C 8 alcohols, especially butanol, hexanol, octanol and 2-ethylene hexanol, polymethyl methacrylate (PMMA), methyl methacrylate-butyl acrylate copolymers, acrylonitrile-butadiene-styrene Copolymers (ABS), ethylene-propylene copolymers, ethylene-propylene-diene copolymers (EPDM), polystyrene (PS), styrene-acrylonitrile copolymers (SAN), acrylonitrile-styrene-acrylate (ASA), styrene-butadiene Methyl methacrylate copolymers (SBMMA), styrene-maleic anhydride copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers (SMA), polyoxymethylene (POM), polyvinyl alcohol (PVAL), polyvinyl acetate (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polycaprolactone (PCL), polyhydroxybutyric acid (PHB ), Polyhydroxyvaleric acid (PHV), polylactic acid (PLA), ethylcellulose (EC), cellulose acetate (CA), cellulose propionate (CP) or cellulose acetate / butyrate (CAB).
Bevorzugt handelt es sich bei dem in der erfindungsgemäßen Formmasse enthaltenen, wenigstens einem thermoplastischen Polymer um Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Homo- und Copolymere von Vinylacetat, Homo- und Copolymere von Styrol, Polyacrylate, thermoplastische Polyurethane (TPU) oder Polysulfide.The at least one thermoplastic polymer contained in the molding composition according to the invention is preferably polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl butyral (PVB), homo- and copolymers of vinyl acetate, homo- and copolymers of styrene, polyacrylates, thermoplastic polyurethanes (TPU) or polysulfides ,
Im Speziellen handelt es sich bei dem in der erfindungsgemäße Formmasse enthaltene wenigstens eine thermoplastische Polymer um Polyvinylchlorid (PVC).In particular, the at least one thermoplastic polymer contained in the molding composition according to the invention is polyvinyl chloride (PVC).
Polyvinylchlorid wird durch Homopolymerisation von Vinylchlorid erhalten. Das erfindungsgemäß verwendete Polyvinylchlorid (PVC) kann beispielsweise durch Suspensionspolymerisation, Mikrosuspensionspolymerisation, Emulsionspolymerisation oder Massenpolymerisation hergestellt werden. Die Herstellung von PVC durch Polymerisation von Vinylchlorid sowie Herstellung und Zusammensetzung von weichgemachtem PVC sind beispielsweise beschrieben in
Der K-Wert, der die Molmasse des PVC charakterisiert und nach
Im Rahmen der Erfindung liegt der Gehalt (Gew.-%) an PVC der Gemische bei 20 bis 99%, bevorzugt 45 bis 95%, besonders bevorzugt bei 50 bis 90% und insbesondere bei 55 bis 85%. In the context of the invention, the content (% by weight) of PVC of the mixtures is from 20 to 99%, preferably 45 to 95%, particularly preferably 50 to 90% and in particular 55 to 85%.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft Formmassen enthaltend wenigstens ein Elastomer und wenigstens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I).Another object of the present invention relates to molding compositions comprising at least one elastomer and at least one compound of general formula (I).
Bevorzugt handelt es bei dem in den erfindungsgemäßen Formmassen enthaltenen Elastomer um wenigstens einen natürlichen Kautschuk (NR), wenigstens einen auf synthetischem Wege hergestellten Kautschuk oder Mischungen davon. Bevorzugte auf synthetischem Wege hergestellte Kautschuke sind beispielsweise Polyisopren-Kautschuk (IR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Kautschuk (BR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) oder Chloropren-Kautschuk (CR).The elastomer contained in the molding compositions according to the invention is preferably at least one natural rubber (NR), at least one synthetic rubber or mixtures thereof. Preferred synthetically prepared rubbers are, for example, polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), nitrile-butadiene rubber (NBR) or chloroprene rubber (CR).
Bevorzugt sind Kautschuke oder Kautschuk-Mischungen, welche sich mit Schwefel vulkanisieren lassen.Preference is given to rubbers or rubber mixtures which can be vulcanized with sulfur.
Im Rahmen der Erfindung liegt der Gehalt (Gew.-%) an Elastomer in den Formmassen bei 20 bis 99%, bevorzugt 45 bis 95%, besonders bevorzugt bei 50 bis 90% und insbesondere bei 55 bis 85%.In the context of the invention, the content (% by weight) of elastomer in the molding compositions is 20 to 99%, preferably 45 to 95%, particularly preferably 50 to 90% and in particular 55 to 85%.
In der erfindungsgemäßen Formmasse kann neben wenigstens einem thermoplastischen Polymer oder einem Elastomer und wenigstens einer Verbindung der allgemeinen Formel (I), wenigstens ein von Verbindungen der Formel (I) verschiedener Weichmacher enthalten sein.In addition to at least one thermoplastic polymer or an elastomer and at least one compound of general formula (I), at least one plasticizer other than compounds of formula (I) may be present in the molding composition of the invention.
Geeignete, von Verbindungen der Formel (I) verschiedene, Weichmacher sind ausgewählt unter Phthalsäuredialkylestern, Phthalsäurealkylaralkylestern, Terephthalsäuredialkylestern, Trimellithsäuretrialkylestern, Adipinsäuredialkylestern, Benzoesäurealkylestern, Dibenzoesäureestern von Glycolen, Hydroxybenzoesäureestern, Estern von gesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, Estern von ungesättigten Dicarbonsäuren, Amiden und Estern von aromatischen Sulfonsäuren, Alkylsulfonsäureestern, Glycerinestern, Isosorbidestern, Phosphorsäureestern, Citronensäuretriestern, Alkylpyrrolidonderivaten, 2,5-Furandicarbonsäureestern, epoxidierten Pflanzenölen auf Basis von Triglyceriden und gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren, Polyestern aus aliphatischen und/oder aromatischen Polycarbonsäuren mit wenigstens zweiwertigen Alkoholen.Suitable plasticizers other than compounds of formula (I) are selected from phthalic acid alkyl esters, phthalic acid alkylaralkyl esters, terephthalic acid dialkyl esters, trialkyl trimellitates, dialkyl adipates, alkyl benzoates, glycol dibenzoates, hydroxybenzoic esters, esters of saturated mono- and dicarboxylic acids, esters of unsaturated dicarboxylic acids, amides and esters of aromatic sulfonic acids, alkyl sulfonic acid esters, glycerol esters, isosorbide esters, phosphoric acid esters, citric acid triesters, alkylpyrrolidone derivatives, 2,5-furandicarboxylic esters, epoxidized vegetable oils based on triglycerides and saturated or unsaturated fatty acids, polyesters of aliphatic and / or aromatic polycarboxylic acids with at least dihydric alcohols.
Der Gehalt an Verbindungen der Formel (I) in den erfindungsgemäßen Formmassen – angegeben in phr – kann im Allgemeinen 5 bis 100 phr, vorzugsweise 10 bis 60 phr und besonders bevorzugt 20 bis 50 phr betragen. Die für Polymerzusammensetzungen übliche Rezepturangebe „phr“ ist die Abkürzung für „parts per hundred resin“ und bedeutet, dass Zusätze nicht nach ihrem Prozentgehalt in der gesamten Masse, sondern als Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile Polymer abgewogen, bemessen und angegeben werden. Liegt zum Beispiel die Verbindung der Formel (I) in der PVC/Weichmachermischung im Gewichtsverhältnis PVC:Weichmacher von 80:20 vor, beträgt der Gehalt an Estergemisch 25 phr, da 20 Teile 25% von 80 Teilen ausmachen.The content of compounds of the formula (I) in the molding compositions according to the invention - stated in phr - may generally be from 5 to 100 phr, preferably from 10 to 60 phr and more preferably from 20 to 50 phr. The formulation recipe "phr" common for polymer compositions is the abbreviation for "parts per hundred resin" and means that additives are not weighed, measured and reported in terms of their percentage in the total mass, but as parts by weight per 100 parts by weight of polymer. For example, if the compound of formula (I) is present in the PVC / plasticizer mixture in the weight ratio PVC: plasticizer of 80:20, then the content of ester mixture is 25 phr, since 20 parts make up 25% of 80 parts.
Je nachdem welches thermoplastische Polymer oder thermoplastische Polymergemisch in der Formmasse enthalten ist, werden unterschiedliche Mengen Weichmacher eingesetzt. In der Regel beträgt der Gesamtweichmachergehalt in der Formmasse 0,5 bis 300 phr (per hundred resin = Gewichtsteile pro hundert Gewichtsteile Polymer), bevorzugt 0,5 bis 130 phr, besonders bevorzugt 1 bis 35 phr.Depending on which thermoplastic polymer or thermoplastic polymer mixture is contained in the molding composition, different amounts of plasticizer are used. In general, the total plasticizer content in the molding composition is 0.5 to 300 phr (per hundred resin = parts by weight per hundred parts by weight polymer), preferably 0.5 to 130 phr, particularly preferably 1 to 35 phr.
Handelt es sich bei dem thermoplastischen Polymer in den erfindungsgemäßen Formmassen um Polyvinylchlorid, beträgt der Gesamtweichmachergehalt in der Formmasse 1 bis 400 phr, bevorzugt 5 bis 130 phr, besonders bevorzugt 10 bis 100 phr und insbesondere 15 bis 85 phr.If the thermoplastic polymer in the molding compositions according to the invention is polyvinyl chloride, the total plasticizer content in the molding compound is 1 to 400 phr, preferably 5 to 130 phr, more preferably 10 to 100 phr and in particular 15 to 85 phr.
Handelt es sich bei dem Polymer in den erfindungsgemäßen Formmassen um Kautschuke, beträgt der Gesamtweichmachergehalt in der Formmasse 1 bis 60 phr, bevorzugt 1 bis 40 phr, besonders bevorzugt 2 bis 30 phr.If the polymer in the molding compounds according to the invention is rubbers, the total plasticizer content in the molding compound is 1 to 60 phr, preferably 1 to 40 phr, particularly preferably 2 to 30 phr.
Im Rahmen der Erfindung können die Formmassen, welche wenigstens ein Elastomer enthalten, zusätzlich zu den vorstehenden Bestandteilen andere geeignete Zusatzstoffe enthalten. Beispielsweise können verstärkende Füllstoffe, wie Ruß oder Siliciumdioxid, weitere Füllstoffe, ein Methylendonor, wie Hexamethylentetramin (HMT), ein Methylenakzeptor, wie mit Cardanol (aus Cashew-Nüssen) modifizierte Phenolharze, ein Vulkanisier- oder Vernetzungsmittel, ein Vulkanisier- oder Vernetzungsbeschleuniger, Aktivatoren, verschiedene Typen von Öl, Alterungsschutzmittel und andere verschiedene Zusatzstoffe, die beispielsweise in Reifen- und anderen Kautschukmassen eingemischt werden, enthalten sein. In the context of the invention, the molding compositions containing at least one elastomer may contain, in addition to the above ingredients, other suitable additives. For example, reinforcing fillers such as carbon black or silica, other fillers, a methylene donor such as hexamethylenetetramine (HMT), a methylene acceptor such as cardanol (cashew nut) modified phenolic resins, a vulcanizing or crosslinking agent, a vulcanizing or crosslinking accelerator, activators , various types of oil, anti-aging agents and other various additives blended into, for example, tire and other rubber compounds.
Im Rahmen der Erfindung können die Formmassen, die wenigstens ein thermoplastisches Polymer enthalten, andere geeignete Zusatzstoffe enthalten. Beispielsweise können Stabilisatoren, Gleitmittel, Füllstoffe, Pigmente, Flamminhibitoren, Lichtstabilisatoren, Treibmittel, polymere Verarbeitungshilfsmittel, Schlagzähverbesserer, optische Aufheller, Antistatika oder Biostabilisatoren enthalten sein.In the context of the invention, the molding compositions containing at least one thermoplastic polymer may contain other suitable additives. For example, stabilizers, lubricants, fillers, pigments, flame retardants, light stabilizers, blowing agents, polymeric processing aids, impact modifiers, optical brighteners, antistatic agents or biostabilizers may be included.
Im Folgenden werden einige geeignete Zusatzstoffe näher beschrieben. Die aufgeführten Beispiele stellen jedoch keine Einschränkung der erfindungsgemäßen Formmassen dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung.In the following, some suitable additives are described in more detail. However, the examples listed do not represent a restriction of the molding compositions according to the invention, but are merely illustrative.
Stabilisatoren neutralisieren beispielsweise die während und/oder nach der Verarbeitung aus PVC abgespaltene Salzsäure oder wirken als Radikalfänger dem PVC-Abbau entgegen. Stabilizers, for example, neutralize the hydrochloric acid split off from PVC during and / or after processing, or counteract PVC degradation as free-radical scavengers.
Als Stabilisatoren kommen alle üblichen PVC-Stabilisatoren in fester und flüssiger Form in Betracht, beispielsweise übliche Ca/Zn-, Ba/Zn-, Pb- oder Sn-Stabilisatoren sowie auch säurebindende Schichtsilikmate wie Hydrotalcit. Bevorzugt sind Ba/Zn-Stabilisatoren, tribasisches Bleisulfat (3 PbO·PbSO4·H2O) und Bleiphosphit, besonders bevorzugt tribasisches Bleisulfat und Bleiphosphit. Als Radikalfänger sei beispielhaft Dibutylzinnmaleinat erwähnt.Suitable stabilizers are all customary PVC stabilizers in solid and liquid form, for example customary Ca / Zn, Ba / Zn, Pb or Sn stabilizers and also acid-binding phyllosilicates such as hydrotalcite. Preference is given to Ba / Zn stabilizers, tribasic lead sulfate (3 PbO.PbSO 4 .H 2 O) and lead phosphite, particularly preferably tribasic lead sulfate and lead phosphite. Radical scavengers exemplified dibutyltin maleate.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können einen Gehalt an Stabilisatoren von 0,05 bis 7 phr, bevorzugt 0,1 bis 5 phr, besonders bevorzugt von 0,2 bis 4 phr und insbesondere von 0,5 bis 3 phr aufweisen.The molding compositions according to the invention may have a content of stabilizers of from 0.05 to 7 phr, preferably from 0.1 to 5 phr, more preferably from 0.2 to 4 phr and in particular from 0.5 to 3 phr.
Gleitmittel sollten zwischen den PVC-Pastillen und den heißen Maschinenteilen bei der Verarbeitung wirksam werden und Reibungskräfte beim Mischen, Plastifizieren und Verformen entgegenzuwirken.Lubricants should be effective in the processing between the PVC pastilles and the hot machine parts and counteract frictional forces in mixing, plasticizing and deforming.
Als Gleitmittel können die erfindungsgemäßen Formmassen alle die für die Verarbeitung von Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Polymeren, üblichen Gleitmittel enthalten. Beispielsweise kommen in Betracht Kohlenwasserstoffe, wie Öle, Paraffine und Polyethylen-Wachse, Fettalkohole mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, Ketone, Carbonsäuren, wie Fettsäuren und Montansäure, oxidiertes Polyethylen-Wachs, Metallsalze von Carbonsäuren, Carbonsäureamide sowie Carbonsäureester, beispielsweise mit den Alkoholen Ethanol, Fettalkoholen, Glycerin, Ethandiol, Pentaerythrit und langkettige Carbonsäuren als Säurekomponente.As a lubricant, the molding compositions according to the invention may contain all the lubricants customary for the processing of plastics, in particular thermoplastic polymers. For example, hydrocarbons such as oils, paraffins and polyethylene waxes, fatty alcohols having 6 to 20 carbon atoms, ketones, carboxylic acids such as fatty acids and montanic acid, oxidized polyethylene wax, metal salts of carboxylic acids, carboxylic acid amides and carboxylic acid esters, for example, with the alcohols ethanol, Fatty alcohols, glycerol, ethanediol, pentaerythritol and long-chain carboxylic acids as the acid component.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können einen Gehalt an Gleitmittel von 0,01 bis 10 phr, bevorzugt 0,05 bis 5 phr, besonders bevorzugt von 0,1 bis 3 phr und insbesondere von 0,2 bis 2 phr aufweisen.The molding compositions according to the invention may have a content of lubricant of from 0.01 to 10 phr, preferably from 0.05 to 5 phr, more preferably from 0.1 to 3 phr and in particular from 0.2 to 2 phr.
Füllstoffe beeinflussen vor allem die Druck-, Zug-, und Biegefestigkeit sowie die Härte und Wärmeformbeständigkeit von weichgemachtem PVC in positiver Weise.In particular, fillers have a positive influence on the compressive, tensile and flexural strength as well as the hardness and heat resistance of plasticized PVC.
Im Rahmen der Erfindung können die Formmassen Füllstoffe wie beispielsweise Ruß und andere organische Füllstoffe, wie natürliche Calciumcarbonate, beispielsweise Kreide, Kalkstein und Marmor, synthetische Calciumcarbonate, Dolomit, Silikate, Kieselsäure, Sand, Diatomeenerde, Aluminiumsilikate, wie Kaolin, Glimmer und Feldspat. Vorzugsweise werden als Füllstoffe, Calciumcarbonate, Kreide, Dolomit, Kaolin, Silikate, Talkum oder Ruß eingesetzt.In the context of the invention, the molding compositions fillers such as carbon black and other organic fillers such as natural calcium carbonates such as chalk, limestone and marble, synthetic calcium carbonates, dolomite, silicates, silica, sand, diatomaceous earth, aluminum silicates such as kaolin, mica and feldspar. Preference is given to using as fillers, calcium carbonates, chalk, dolomite, kaolin, silicates, talc or carbon black.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können einen Gehalt an Füllstoffen von 0,01 bis 100 phr, bevorzugt 0,1 bis 60 phr, besonders bevorzugt von 0,5 bis 50 phr und insbesondere von 1 bis 40 phr aufweisen.The molding compositions according to the invention may have a content of fillers of from 0.01 to 100 phr, preferably from 0.1 to 60 phr, more preferably from 0.5 to 50 phr and in particular from 1 to 40 phr.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können auch Pigmente enthalten, um das erhaltenen Produkt an unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten anzupassen.The molding compositions according to the invention may also contain pigments in order to adapt the product obtained to different possible uses.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sowohl anorganische Pigmente als auch organische Pigmente eingesetzt werden. Als anorganische Pigmente können beispielsweise Titan-Pigmente, wie TiO2, Cadmium-Pigmente, wie CdS, Kobald-Pigmente, wie CoO/Al2O3, und Chrom-Pigmente, beispielsweise Cr2O3, verwendet werden. Als organische Pigmente kommen beispielsweise Monoazopigmente, kondensierte Azopigmente, Azomethinpigmente, Anthrachinonpigmente, Chinacridone, Phthalocyaninpigmente, Dioxazinpigmente und Anilinpigmente in Betracht.In the context of the present invention, both inorganic pigments and organic pigments can be used. As inorganic pigments, for example, titanium pigments such as TiO 2 , cadmium pigments such as CdS, cobalt pigments such as CoO / Al 2 O 3 , and chromium pigments such as Cr 2 O 3 can be used. Suitable organic pigments are, for example, monoazo pigments, condensed azo pigments, azomethine pigments, anthraquinone pigments, quinacridones, phthalocyanine pigments, dioxazine pigments and aniline pigments.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können einen Gehalt an Pigmenten von 0,01 bis 10 phr, bevorzugt 0,05 bis 5 phr, besonders bevorzugt von 0,1 bis 3 phr und insbesondere von 0.5 bis 2 phr aufweisen.The molding compositions according to the invention may have a content of pigments of from 0.01 to 10 phr, preferably from 0.05 to 5 phr, more preferably from 0.1 to 3 phr and in particular from 0.5 to 2 phr.
Um die Entflammbarkeit zu vermindern und die Rauchentwicklung beim Verbrennen zu verringern, können die erfindungsgemäßen Formmassen auch Flamminhibitoren enthalten. In order to reduce the flammability and reduce the smoke during combustion, the molding compositions according to the invention may also contain flame retardants.
Als Flamminhibitoren können beispielsweise Antimontrioxid, Phosphorsäureester, Chlorparaffin, Aluminiumhydroxid, Borverbindungen, Molybdäntrioxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder Ferrocen verwendet werden. Bevorzugt werden Antimontrioxid oder Phosphorsäureester verwendet, besonders bevorzugt Phosphorsäureester, insbesondere Bisphenylkresylphosphat, Diphenyloctylphosphat oder TrikresylphosphatFor example, antimony trioxide, phosphoric acid esters, chloroparaffin, aluminum hydroxide, boron compounds, molybdenum trioxide, calcium carbonate, magnesium carbonate or ferrocene can be used as flame retardants. Preferably, antimony trioxide or phosphoric acid esters are used, particularly preferably phosphoric acid esters, in particular bisphenyl cresyl phosphate, diphenyl octyl phosphate or tricresyl phosphate
Die erfindungsgemäßen Formmassen können einen Gehalt an Flamminhibtoren von 0,01 bis 10 phr, bevorzugt 0,1 bis 8 phr, besonders bevorzugt von 0,2 bis 5 phr und insbesondere von 0,5 bis 2 phr aufweisen.The molding compositions according to the invention may have a content of flame inhibitors of from 0.01 to 10 phr, preferably from 0.1 to 8 phr, more preferably from 0.2 to 5 phr and in particular from 0.5 to 2 phr.
Um aus den erfindungsgemäßen Formmassen hergestellte Artikel vor einer Schädigung im Oberflächenbereich durch den Einfluss von Licht zu schützen, können die Formmassen auch Lichtstabilisatoren enthalten.In order to protect articles produced from the molding compositions according to the invention from damage in the surface region by the influence of light, the molding compositions may also contain light stabilizers.
Es können im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise Hydroxybenzophenone, Cyanphenylacrylate oder Hydroxyphenylbenzotriazole eingesetzt werden.For example, hydroxybenzophenones, cyano-phenylacrylates or hydroxyphenylbenzotriazoles can be used in the context of the present invention.
Bevorzugt sind Cyanphenylacrylate, besonders bevorzugt 2-Ethylhexyl-2-cyan-3,3-diphenylacrylatCyanophenyl acrylates are preferred, more preferably 2-ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate
Die erfindungsgemäßen Formmassen können einen Gehalt an Lichtstabilisatoren von 0,01 bis 7 phr, bevorzugt 0,1 bis 5 phr, besonders bevorzugt von 0,2 bis 4 phr und insbesondere von 0,5 bis 3 phr aufweisen.The molding compositions according to the invention may have a content of light stabilizers of from 0.01 to 7 phr, preferably from 0.1 to 5 phr, more preferably from 0.2 to 4 phr and in particular from 0.5 to 3 phr.
Die Herstellung von weichgemachtem PVC unter Einsatz der erfindungsgemäßen Weichmacher erfolgt üblicherweise durch Mischen der einzelnen Komponenten unter Rühren bei erhöhten Temperaturen. Die Herstellung von Gemischen aus Polyvinylchloriden, Weichmachern und weiteren Zusatzstoffen ist allgemein beispielsweise beschrieben in
In einer bevorzugten Herstellung werden zunächst das Polyvinylchlorid und alle weiteren festen Bestandteile durch Rühren mit einer Rührgeschwindigkeit von 500 bis 5000 rpm (Umdrehungen pro Minute), bevorzugt 1000 bis 3000 rpm, besonders bevorzugt 2000 bis 2500 rpm, bei einer Temperatur von 30 bis 150 °C, bevorzugt 40 bis 100 °C, besonders bevorzugt 50 bis 70 °C, vermischt. Anschließend werden die erfindungsgemäßen Weichmacher und alle weiteren flüssigen Bestandteile zugegeben und durch Rühren mit einer Rührgeschwindigkeit von 500 bis 5000 rpm (Umdrehungen pro Minute), bevorzugt 1000 bis 3000 rpm, besonders bevorzugt 2000 bis 2500 rpm, vermischt, wobei die Temperatur auf einen Endwert von 70 bis 190 °C, bevorzugt 80 bis 160 °C, besonders bevorzugt 90 bis 130 °C, erhöht wird. Anschließend wird das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und kann zu Fertigartikeln weiterverarbeitet werden. In a preferred preparation, the polyvinyl chloride and all other solid constituents are first prepared by stirring at a stirring speed of 500 to 5000 rpm (revolutions per minute), preferably 1000 to 3000 rpm, more preferably 2000 to 2500 rpm, at a temperature of 30 to 150 ° C, preferably 40 to 100 ° C, particularly preferably 50 to 70 ° C, mixed. Subsequently, the plasticizers according to the invention and all other liquid constituents are added and mixed by stirring at a stirring speed of 500 to 5000 rpm (revolutions per minute), preferably 1000 to 3000 rpm, more preferably 2000 to 2500 rpm, the temperature to a final value of 70 to 190 ° C, preferably 80 to 160 ° C, particularly preferably 90 to 130 ° C, is increased. Subsequently, the mixture is cooled to room temperature and can be further processed to finished articles.
Wie bereits dargelegt eignen sich die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen aufgrund ihrer guten Geliereigenschaften insbesondere zur Herstellung von Plastisolen.As already stated, the compounds used according to the invention are suitable, in particular, for the preparation of plastisols, owing to their good gelling properties.
Plastisole können aus verschiedenen Kunststoffen hergestellt werden. Bei den erfindungsgemäßen Plastisolen handelt es sich in einer bevorzugten Ausführungsform um ein PVC-Plastisol. Plastisols can be made from a variety of plastics. The plastisols according to the invention are, in a preferred embodiment, a PVC plastisol.
PVC-Plastisolen enthalten üblicherweise einen Gesamtweichmacheranteil von 5 bis 400 phr, bevorzugt von 50 bis 200 phr PVC plastisols usually contain a total amount of plasticizer from 5 to 400 phr, preferably from 50 to 200 phr
Plastisole werden üblicherweise bei Umgebungstemperatur durch verschiedene Verfahren, wie Streichverfahren, Gießverfahren, wie das Schalengieß- oder Rotationsgießverfahren, Tauchverfahren, Spritzverfahren und dergleichen in die Form des fertigen Produkts gebracht. Anschließend erfolgt durch Erwärmung die Gelierung, wobei nach Abkühlung ein homogenes, mehr oder weniger flexibles Produkt erhalten wird. Plastisols are usually brought into the form of the finished product at ambient temperature by various methods, such as brushing, casting, such as the shell casting or spin casting, dipping, spraying, and the like. Subsequently, the gelation is carried out by heating, after cooling a homogeneous, more or less flexible product is obtained.
PVC-Plastisole eignen sich insbesondere zur Herstellung für PVC-Folien, für die Herstellung von nahtlosen Hohlkörpern, Handschuhen und zur Anwendung im Textilbereich, wie z. B. für Textilbeschichtungen.PVC plastisols are particularly suitable for the production of PVC films, for the production of seamless hollow bodies, gloves and for use in the textile sector, such. B. for textile coatings.
Die erfindungsgemäße Formmasse wird bevorzugt für die Herstellung von Formkörpern und Folien verwendet. Dazu gehören insbesondere Gehäuse von Elektrogeräten, wie beispielsweise Küchengeräte und Computergehäuse; Werkzeuge; Apparate; Rohrleitungen; Kabel; Schläuche, wie beispielsweise Kunststoffschläuche, Wasser- und Bewässerungsschläuche, Industrie-Gummischläuche oder Chemieschläuche; Draht-Ummantelungen; Fensterprofile; Komponenten für den Fahrzeugbau, wie beispielsweise Karosseriebestandteile, Vibrationsdämpfer für Motoren; Reifen; Möbel, wie beispielsweise Stühle, Tische oder Regale; Schaumstoff für Polster und Matratzen; Planen; Dichtungen; Verbundfolien, wie Folien für Verbundsicherheitsglas, insbesondere für Fahrzeug- und Fensterscheiben; Schallplatten; Kunstleder; Verpackungsbehältern; Klebebandfolien oder Beschichtungen. The molding composition according to the invention is preferably used for the production of moldings and films. These include in particular housings of electrical appliances, such as kitchen appliances and computer cases; tools; cameras; Pipelines; Electric wire; Hoses, such as Plastic hoses, water and irrigation hoses, industrial rubber hoses or chemical hoses; Wire sheathing; Window profiles; Components for vehicle construction, such as body components, vibration dampers for engines; Tires; Furniture, such as chairs, tables or shelves; Foam for upholstery and mattresses; To plan; seals; Composite films, such as films for laminated safety glass, in particular for vehicle and window panes; records; Leatherette; Packaging containers; Adhesive tape or coatings.
Die erfindungsgemäß verwendeten Weichmacher eignen sich beispielsweise für die Herstellung von PVC-Folien. Die erfindungsgemäßen Weichmacher eignen sich insbesondere für die Herstellung von Selbstklebefilmen, KFZ-Folien, Möbel- und Bürobedarfsfolien, landwirtschaftlichen Folien, Lebensmittelfolien (cling film), Dachbahnen, Öltankinnenfolien, Wasserreservoirfolien, Schwimmbeckenfolien, Bautenschutzfolien, Regenmänteln, Pendeltüren, Duschvorhängen, Schlauchbooten, Schwimmflügeln.The plasticizers used according to the invention are suitable, for example, for the production of PVC films. The plasticizers according to the invention are particularly suitable for the production of self-adhesive films, automotive films, furniture and office films, agricultural films, food films (cling film), roofing membranes, oil tank inner foils, water reservoir foils, pool foils, building protection foils, raincoats, swing doors, shower curtains, dinghies, water wings.
Die erfindungsgemäß verwendeten Weichmacher eignen sich weiterhin für die Herstellung von PVC-Kabeln. Die erfindungsgemäßen Weichmacher eignen sich insbesondere für die Herstellung von Installationskabeln, Starkstromkabeln, Nachrichtenkabeln, Wendelschnüren, Computerkabeln, Automobilkabeln.The plasticizers used in the invention are also suitable for the production of PVC cables. The plasticizers according to the invention are particularly suitable for the production of installation cables, power cables, communication cables, helical cords, computer cables, automobile cables.
Die erfindungsgemäß verwendeten Weichmacher eignen sich ferner für die Herstellung von PVC-Beschichtungen. Die erfindungsgemäßen Weichmacher eignen sich insbesondere für die Herstellung von Kunstleder (zum Einsatz im Automobilbau oder der Täschnerei), LKW- und Zeltplanen, Tischdecken, Schutzkleidung, Vinyltapeten, Förderbändern.The plasticizers used according to the invention are also suitable for the production of PVC coatings. The plasticizers according to the invention are particularly suitable for the production of artificial leather (for use in automobile or tannery), truck and tarpaulins, tablecloths, protective clothing, vinyl wallpaper, conveyor belts.
Die erfindungsgemäß verwendeten Weichmacher eignen sich darüber hinaus für die Herstellung von PVC-Fußbodenbelägen. Die erfindungsgemäßen Weichmacher eignen sich insbesondere für die Herstellung von geschäumten Fußbodenbelägen (Cushion vinyl), heterogenen kompakten Belägen, homogenen kompakten Belägen, Teppichbodenbeschichtungen.The plasticizers used in the invention are also suitable for the production of PVC floor coverings. The plasticizers according to the invention are particularly suitable for the production of foamed floor coverings (cushion vinyl), heterogeneous compact coverings, homogeneous compact coverings, carpet coatings.
Die erfindungsgemäß verwendeten Weichmacher eignen sich auch für die Herstellung von PVC-Profilen. Die erfindungsgemäßen Weichmacher eignen sich insbesondere für die Herstellung von industriellen Schläuchen und Gartenschläuchen, Dichtungen (zur Verwendung beispielsweise in Kühlschränken), medizinischen Schläuchen, Treppenhandläufen.The plasticizers used according to the invention are also suitable for the production of PVC profiles. The plasticizers according to the invention are particularly suitable for the production of industrial hoses and garden hoses, seals (for use, for example, in refrigerators), medical hoses, stair handrails.
Die erfindungsgemäß verwendeten Weichmacher eignen sich insbesondere auch für die Herstellung von Schuhen, einschließlich Stiefeln und Sandalen, Spielzeug, einschließlich Puppen und Fußbällen, Handschuhen, einschließlich industriellen und medizinischen Handschuhen, Unterbodenschutz, Verschlusskappen, Faltenbälgen, Radiergummis.The plasticizers used in the present invention are also particularly useful in the manufacture of shoes, including boots and sandals, toys, including dolls and footballs, gloves, including industrial and medical gloves, underbody protection, end caps, bellows, erasers.
Die Herstellung dieser Fertigartikel kann mittels Kalandrieren, Extrudieren, beschichten, Gießen, Tauchen, Rotomoulding oder Spritzguss erfolgen. Nähere Angaben zu diesen Verarbeitungsverfahren finden sich beispielsweise in
Daneben eignen sich die erfindungsgemäße Formmasse zusätzlich für die Herstellung von Formkörper und Folien, die direkt mit Menschen oder Nahrungsmitteln in Kontakt kommen. Dabei handelt es sich vorwiegend um Medizinprodukte, Hygieneprodukte, Lebensmittelverpackungen, Produkte für den Innenraumbereich, Spielzeug und Kinderpflegeartikel, Sport- und Freizeitprodukte, Bekleidung sowie Fasern für Gewebe und dergleichen.In addition, the novel molding compositions are additionally suitable for the production of moldings and films which come into direct contact with humans or foodstuffs. These are mainly medical devices, hygiene products, food packaging, indoor products, toys and childcare articles, sports and leisure products, clothing and fibers for fabrics and the like.
Bei den Medizinprodukten, die aus der erfindungsgemäßen Formmasse hergestellt werden können, handelt es sich beispielsweise um Schläuche für enterale Ernährung und Hämodialyse, Beatmungsschläuche, Infusionsschläuche, Infusionsbeutel, Blutbeutel, Katheter, Trachealtuben, Einmalspritzen, Handschuhe oder Atemmasken.The medical products which can be produced from the molding composition according to the invention are, for example, hoses for enteral nutrition and hemodialysis, respiratory hoses, infusion tubes, infusion bags, blood bags, catheters, tracheal tubes, disposable syringes, gloves or respiratory masks.
Bei den Lebensmittelverpackungen, die aus der erfindungsgemäßen Formmasse hergestellt werden können, handelt es sich beispielsweise um Frischhaltefolien, Lebensmittelschläuche, Trinkwasserschläuche, Behälter zur Aufbewahrung oder zum Einfrieren von Lebensmitteln, Deckeldichtungen, Verschlusskappen, Kronkorken oder künstliche Weinkorken.The food packaging that can be produced from the molding composition according to the invention is, for example, cling films, food hoses, drinking water hoses, containers for storing or freezing foods, lid seals, caps, bottle caps or artificial wine corks.
Bei den Produkte für den Innenraumbereich, die aus der erfindungsgemäßen Formmasse hergestellt werden können, handelt es sich beispielsweise um Bodenbeläge, Wandbeläge oder Tapeten in Gebäuden oder um Verkleidungen oder Konsolenabdeckungen in Fahrzeugen. The products for the interior area that can be produced from the molding composition according to the invention are, for example, floor coverings, wall coverings or wallpapers in buildings or panels or console covers in vehicles.
Bei den Spielzeugen und Kinderpflegeartikeln, die aus der erfindungsgemäßen Formmasse hergestellt werden können, handelt es sich beispielsweise um Puppen, aufblasbares Spielzeug wie Bälle, Spielfiguren, Knete, Schwimmhilfen, Kinderwaren-Abdeckhauben, Wickelauflagen oder Fläschchen.The toys and child care articles which can be produced from the molding composition according to the invention are, for example, dolls, inflatable toys such as balls, game figures, play dough, buoyancy aids, children's clothing covers, changing mattresses or vials.
Bei den Sport und Freizeitprodukte, die aus der erfindungsgemäßen Formmasse hergestellt werden können, handelt es sich beispielsweise um Gymnastikbälle, Übungsmatten, Sitzkissen, Massagebälle und -rollen, Schuhe bzw. Schuhsolen, Bälle, Luftmatratzen oder Trinkflachen.The sports and leisure products which can be produced from the molding composition according to the invention are, for example, exercise balls, exercise mats, seat cushions, massage balls and rollers, shoes or shoe soles, balls, air mattresses or drinking surfaces.
Bei der Bekleidung, die aus den erfindungsgemäßen Formmassen hergestellt werden kann, handelt es sich beispielsweise um Latex-Kleidung, Schutzbekleidung, Regenjacken oder Gummistiefel.The clothing which can be produced from the molding compositions according to the invention is, for example, latex clothing, protective clothing, raincoats or rubber boots.
Daneben beinhaltet die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als oder/und in Hilfsmittel ausgewählt unter: Kalandrierhilfsmitteln; Rheologiehilfsmitteln; Oberflächenaktive Zusammensetzungen wie Fließ-, Filmbildehilfen, Entschäumern, Schaumverhütern, Benetzungsmitteln, Koaleszenzmitteln und Emulgatoren; Schmierstoffen, wie Schmierölen, Schmierfetten und Schmierpasten; Quenchern für chemische Reaktionen; Phlegmatisierungsmitteln; pharmazeutischen Produkten; Weichmachern in Klebstoffen; Schlagzähmodifizierern und Stellmitteln.In addition, the present invention includes the use of the compounds according to the invention as or / and in adjuvants selected from among: calendering auxiliaries; rheological; Surface-active compositions such as flow, film-forming aids, defoamers, foam inhibitors, wetting agents, coalescing agents and emulsifiers; Lubricants, such as lubricating oils, greases and lubricating pastes; Quenchers for chemical reactions; desensitizing agents; pharmaceutical products; Plasticizers in adhesives; Impact modifiers and adjusters.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher veranschaulicht.The invention is further illustrated by the following examples.
Beispiel 1: Herstellung des β,γ-disubstituierten γ-Butyrolactons W1 aus ÖlsäuremethylesterExample 1: Preparation of the β, γ-disubstituted γ-butyrolactone W1 from oleic acid methyl ester
Ölsäuremethylester (3,5 g), Mn(OAc)3·2H2O (10,4 g) und KOAc (1,9 g) wurden mit Essigsäure (50 mL) versetzt und die entsprechende Suspension bis zum Rückfluss erhitzt. Nach 18 h bei 120 °C wurde die Suspension abgekühlt, mit Wasser und Methyl-tert. Butylether verdünnt und die entstandenen Phasen getrennt. Anschließend wurde die organische Phase nacheinander mit einer wässrigen gesättigten NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Methyl oleate (3.5 g), Mn (OAc) 3 .2H 2 O (10.4 g) and KOAc (1.9 g) were combined with acetic acid (50 mL) and the appropriate suspension heated to reflux. After 18 h at 120 ° C, the suspension was cooled, washed with water and methyl tert. Butyl ether diluted and the resulting phases were separated. Subsequently, the organic phase was washed successively with an aqueous saturated NaHCO 3 solution and water, dried with MgSO 4 and concentrated.
Das ölige Rückstand (4,4 g) wurde per Kugelrohrdestillation (230 °C, 1 mbar) gereinigt. Das erhaltene Destillat (W1) wurde per IR (Smart-Orbit-ATR-Einheit, Absorptionsban den: 1780 – 1776 cm–1 (Lacton), 1737 – 1734 cm–1 (Ester)) charakterisiert und wies eine Konzentration an Lacton von 2,1 mmol/g auf. The oily residue (4.4 g) was purified by Kugelrohr distillation (230 ° C, 1 mbar). The resulting distillate (W1) was characterized by IR (smart orbital ATR unit, absorption band: 1780-1776 cm -1 (lactone), 1737-1734 cm -1 (ester)) and had a lactone concentration of 2 , 1 mmol / g.
Beispiel 2: Herstellung des β,γ-disubstituierten γ-Butyrolactons W2 aus ÖlsäurebutylesterExample 2: Preparation of the β, γ-disubstituted γ-butyrolactone W2 from oleic acid butyl ester
Ölsäurebutylester (5,0 g), Mn(OAc)3·2H2O (10,4 g) und KOAc (1,9 g) wurden mit Essigsäure (50 mL) versetzt und die entsprechende Suspension bis zum Rückfluss erhitzt. Nach 18 h bei 120 °C wurde die Suspension abgekühlt, mit Wasser und Methyl-tert. Butylether verdünnt und die entstandenen Phasen getrennt. Anschließend wurde die organische Phase nacheinander mit einer wässrigen gesättigten NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Der ölige Rückstand (5,1 g) wurde per Kugelrohrdestillation (230 °C, 1 mbar) gereinigt. Das erhaltene Destillat (W2) wurde per IR (Smart-Orbit-ATR-Einheit) charakterisiert und wies eine Konzentration an Lacton von 2,5 mmol/g auf. Oleic acid butyl ester (5.0 g), Mn (OAc) 3 .2H 2 O (10.4 g) and KOAc (1.9 g) were added with acetic acid (50 mL) and the appropriate suspension heated to reflux. After 18 h at 120 ° C, the suspension was cooled, washed with water and methyl tert. Butyl ether diluted and the resulting phases were separated. Subsequently, the organic phase was washed successively with an aqueous saturated NaHCO 3 solution and water, dried with MgSO 4 and concentrated. The oily residue (5.1 g) was purified by Kugelrohr distillation (230 ° C, 1 mbar). The resulting distillate (W2) was characterized by IR (smart orbital ATR unit) and had a lactone concentration of 2.5 mmol / g.
Beispiel 3: Herstellung des β,γ-disubstituierten γ-Butyrolactons W3 aus Ölsäure-2-propylheptylesterExample 3: Preparation of the β, γ-disubstituted γ-butyrolactone W3 from oleic acid 2-propylheptyl ester
Ölsäure-2-Propylheptylester (5,0 g), Mn(OAc)3·2H2O (10,4 g) und KOAc (1,9 g) wurden mit Essigsäure (50 mL) versetzt und die entsprechende Suspension bis zum Rückfluss erhitzt. Nach 18 h bei 120 °C wurde die Suspension abgekühlt, mit Wasser und Methyl-tert. Butylether verdünnt und die entstandenen Phasen getrennt. Anschließend wurde die organische Phase nacheinander mit einer wässrigen gesättigten NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Der ölige Rückstand (5,4 g) wurde per Kugelrohrdestillation (250 °C, 1 mbar) gereinigt. Das erhaltene Destillat (W3) wurde per IR (Smart-Orbit-ATR-Einheit) charakterisiert und wies eine Konzentration an Lacton von 1,8 mmol/g auf. Oleic acid 2-propylheptyl ester (5.0g), Mn (OAc) 3 .2H 2 O (10.4g) and KOAc (1.9g) were added with acetic acid (50mL) and the appropriate suspension to reflux heated. After 18 h at 120 ° C, the suspension was cooled, washed with water and methyl tert. Butyl ether diluted and the resulting phases were separated. Subsequently, the organic phase was washed successively with an aqueous saturated NaHCO 3 solution and water, dried with MgSO 4 and concentrated. The oily residue (5.4 g) was purified by Kugelrohr distillation (250 ° C, 1 mbar). The resulting distillate (W3) was characterized by IR (smart orbital ATR unit) and had a lactone concentration of 1.8 mmol / g.
Beispiel 4: Herstellung des β,γ-disubstituierten γ-Butyrolactons W4 aus Rapsölmethylester.Example 4: Preparation of the β, γ-disubstituted γ-butyrolactone W4 from rapeseed oil methyl ester.
Rapsöl (88,5 g) wurde mit MeOH (32,0 g) und NaOMe (30%-ig in MeOH, 0,81 g) versetzt und die Mischung auf 120 °C erhitzt. Nach 3 h bei 120 °C wurde die Mischung abgekühlt, mit Methyl-tert. Butylether verdünnt. Anschließend wurde das Gemisch nacheinander mit einer gesättigten Ammoniumchlorid-Lösung und mit Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Der erhaltene Rückstand wurde anschließend destillativ aufgereinigt. Das erhaltene Destillat (Rapsöl-Methylestergemisch, 76,0 g) wurde per GC analysiert (PBFFAP, 25 m × 0,25 mm × 0,25 μm, 110 °C (3 min) → 180 °C (5 °C/min) → 230 °C (3 °C/min, 15 min), rt = 20,2 min (Palmitinsäuremethylester), 25,1 min (Sterainsäuremethylester), 25,7 min (Ölsäuremethylester), 26,6 min (Linolsäuremethylester), 28,1 min (Linolensäuremethylester)) und bestand u.a. aus:
- – Palmitinsäuremethylester (C16:0) 8,5 Gew.%
- – Stearinsäuremethylester (C18:0) 1,5 Gew.%
- – Ölsäuremethylester (C18:1) 62,2 Gew.%
- – Linolsäuremethylester (C18:2) 18,3 Gew.%
- – Linolensäuremethylester (C18:3) 6,8 Gew.%
- - Palmitic acid methyl ester (C16: 0) 8.5% by weight
- Methyl stearate (C18: 0) 1.5% by weight
- Oleic acid methyl ester (C18: 1) 62.2% by weight
- Methyl linoleate (C18: 2) 18.3% by weight
- Methylene linolenate (C18: 3) 6.8% by weight
Das Rapsöl-Methylestergemisch (3,5 g), Mn(OAc)3·2H2O (10,4 g) und KOAc (1,9 g) wurden mit Essigsäure (50 mL) versetzt und die entsprechende Suspension bis zum Rückfluss erhitzt. Nach 18 h bei 120 °C wurde die Suspension abgekühlt, mit Wasser und Methyl-tert. Butylether verdünnt und die entstandenen Phasen getrennt. Anschließend wurde die organische Phase nacheinander mit einer wässrigen gesättigten NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Der ölige Rückstand (6,5 g) wurde per Kugelrohrdestillation (230 °C, 1 mbar) gereinigt. Das erhaltene Destillat (W4) wurde per IR (Smart-Orbit-ATR-Einheit) charakterisiert und wies eine Konzentration an Lacton von 2,1 mmol/g auf. The rapeseed oil methyl ester mixture (3.5 g), Mn (OAc) 3 .2H 2 O (10.4 g) and KOAc (1.9 g) were added with acetic acid (50 mL) and the appropriate suspension heated to reflux , After 18 h at 120 ° C, the suspension was cooled, washed with water and methyl tert. Butyl ether diluted and the resulting phases were separated. Subsequently, the organic phase was washed successively with an aqueous saturated NaHCO 3 solution and water, dried with MgSO 4 and concentrated. The oily residue (6.5 g) was purified by Kugelrohr distillation (230 ° C, 1 mbar). The resulting distillate (W4) was characterized by IR (smart orbital ATR unit) and had a lactone concentration of 2.1 mmol / g.
Beispiel 5: Lösetemperatur der erfindungsgemäßen WeichmacherExample 5: Dissolution temperature of the plasticizers according to the invention
Zur Charakterisierung des Gelierverhaltens von Weichmachern für PVC dient als erster Test die Bestimmung der Lösetemperatur nach
Nach
Als Lösetemperatur gilt die Temperatur, bei welcher die gesamten PVC-Teilchen unsichtbar werden und Konturen und Kontraste nicht mehr zu erkennen sind. The dissolution temperature is the temperature at which the entire PVC particles become invisible and contours and contrasts are no longer recognizable.
Zum Vergleich wurde die Lösetemperatur der als Ausgangsmaterialien verwendeten Fettsäureester ebenfalls bestimmt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Lacton enthaltende Produkte W1, W2, W3 und W4 eine niedrige Lösetemperatur für PVC nach
Beispiel 6: Herstellung des β,γ-disubstituierten γ-Butyrolactons W5 aus RapsölExample 6: Preparation of the β, γ-disubstituted γ-butyrolactone W5 from rapeseed oil
Rapsöl (5,0 g), Mn(OAc)3·2H2O (10,4 g) und KOAc (1,9 g) wurden mit Essigsäure (50 mL) versetzt und die entsprechende Suspension bis zum Rückfluss erhitzt. Nach 18 h bei 120 °C wurde die Suspension abgekühlt, mit Wasser und Methyl-tert. Butylether verdünnt und die entstandenen Phasen getrennt. Anschließend wurde die organische Phase nacheinander mit einer wässrigen gesättigten NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Der ölige Rückstand (W5, 5,6 g) wurde per IR (Smart-Orbit-ATR-Einheit) charakterisiert und wies eine Konzentration an Lacton von 1,2 mmol/g auf. Rapeseed oil (5.0 g), Mn (OAc) 3 .2H 2 O (10.4 g) and KOAc (1.9 g) were treated with acetic acid (50 mL) and the appropriate suspension was heated to reflux. After 18 h at 120 ° C, the suspension was cooled, washed with water and methyl tert. Butyl ether diluted and the resulting phases were separated. Subsequently, the organic phase was washed successively with an aqueous saturated NaHCO 3 solution and water washed, dried with MgSO 4 and concentrated. The oily residue (W5, 5.6 g) was characterized by IR (smart orbital ATR unit) and had a lactone concentration of 1.2 mmol / g.
Beispiel 7: Herstellung des β,γ-disubstituierten γ-Butyrolactons W6 aus OlivenölExample 7: Preparation of the β, γ-disubstituted γ-butyrolactone W6 from olive oil
Olivenöl (5,0 g), Mn(OAc)3·2H2O (10,4 g) und KOAc (1,9 g) wurden mit Essigsäure (50 mL) versetzt und die entsprechende Suspension bis zum Rückfluss erhitzt. Nach 18 h bei 120 °C wurde die Suspension abgekühlt, mit Wasser und Methyl-tert. Butylether verdünnt und die entstandenen Phasen getrennt. Anschließend wurde die organische Phase nacheinander mit einer wässrigen gesättigten NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Der ölige Rückstand (W6, 6,0 g) wurde per IR (Smart-Orbit-ATR-Einheit) charakterisiert und wies eine Konzentration an Lacton von 1,4 mmol/g auf. Olive oil (5.0 g), Mn (OAc) 3 .2H 2 O (10.4 g) and KOAc (1.9 g) were added with acetic acid (50 mL) and the appropriate suspension heated to reflux. After 18 h at 120 ° C, the suspension was cooled, washed with water and methyl tert. Butyl ether diluted and the resulting phases were separated. Subsequently, the organic phase was washed successively with an aqueous saturated NaHCO 3 solution and water, dried with MgSO 4 and concentrated. The oily residue (W6, 6.0 g) was characterized by IR (smart orbital ATR unit) and had a lactone concentration of 1.4 mmol / g.
Beispiel 8: Herstellung des β,γ-disubstituierten γ-Butyrolactons W7 aus Sonnenblumenöl (High Oleic)Example 8: Preparation of β, γ-disubstituted γ-butyrolactone W7 from sunflower oil (high oleic)
Sonnenblumenöl (5,0 g), Mn(OAc)3·2H2O (10,4 g) und KOAc (1,9 g) wurden mit Essigsäure (50 mL) versetzt und die entsprechende Suspension bis zum Rückfluss erhitzt. Nach 18 h bei 120 °C wurde die Suspension abgekühlt, mit Wasser und Methyl-tert. Butylether verdünnt und die entstandenen Phasen getrennt. Anschließend wurde die organische Phase nacheinander mit einer wässrigen gesättigten NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Der ölige Rückstand (W7, 6,1 g) wurde per IR (Smart-Orbit-ATR-Einheit) charakterisiert und wies eine Konzentration an Lacton von 1,2 mmol/g auf.Sunflower oil (5.0 g), Mn (OAc) 3 .2H 2 O (10.4 g) and KOAc (1.9 g) were added with acetic acid (50 mL) and the appropriate suspension heated to reflux. After 18 h at 120 ° C, the suspension was cooled, washed with water and methyl tert. Butyl ether diluted and the resulting phases were separated. Subsequently, the organic phase was washed successively with an aqueous saturated NaHCO 3 solution and water, dried with MgSO 4 and concentrated. The oily residue (W7, 6.1 g) was characterized by IR (smart orbital ATR unit) and had a lactone concentration of 1.2 mmol / g.
Beispiel 9: Lösetemperatur der erfindungsgemäßen WeichmacherExample 9: Dissolution temperature of the plasticizers according to the invention
Zum Vergleich wurde die Lösetemperatur der modifizierten Pflanzenölen W5, W6 und W7 nach
Die Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäßen Weichmacher W1, W2, W3, W4, deren Konzentration an Butyrolactoneinheiten der Formel (II) 1,5 bis 5,0 mmol/g beträgt, signifikant niedrigere Lösetemperaturen aufweisen als die modifizierten Pflanzenöle W5, W6 und W7.The results show that the plasticizers W1, W2, W3, W4 according to the invention, whose concentration of butyrolactone units of the formula (II) is 1.5 to 5.0 mmol / g, have significantly lower dissolution temperatures than the modified vegetable oils W5, W6 and W7 ,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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"Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 2/1: Polyvinylchlorid", 2. Aufl. Carl Hanser Verlag, München |
"Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 2/1: Polyvinylchlorid", 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München |
DIN 53408 |
DIN 53726 |
E. I. Heiba, R. M. Dessau und P. G. Rodewald (J. Am. Chem. Soc. 1974, 7977) |
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Legal Events
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