DE1211388B - Gleitmittel fuer Spritzgussverarbeitung von chlorhaltigen Vinylpolymeren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C08f

Deutsche KL: 39 b-22/06

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag:
Auslegetag:

1211388
P33656IVc/39b
21. Februar 1964
24. Februar 1966

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Gleitmittelgemisches für die Spritzgußverarbeitimg von chlorhaltigen Vinylpolymeren.

Es ist bei der Spritzgußverarbeitung von beispielsweise Polyvinylchlorid bekannt, daß man die polymere thermoplastische Masse mit Stabilisatoren und Gleitmitteln versetzen muß, insbesondere bei der Hartverarbeitung in Abwesenheit von Weichmachern. Die Verarbeitungstemperaturen liegen bei PVC üblicher Polymerisationsgrade (von z. B. 1000 bis 2500) oder K-Werte (von z. B. 60 bis 80, vorzugsweise 70) regelmäßig in der Größenordnung von 165 bis 210° C. Bei diesen Temperaturen wird leicht Chlor bzw. Chlorwasserstoff abgespalten. Um eine Abbaureaktion durch Materialstau und damit durch konzentrierte Wärmeeinwirkung, die trotz der Stabilisatoren auftritt, auszuschalten, werden zusätzlich Gleichmittel eingesetzt.

Jedoch ist die mechanische Festigkeit, wie Schlagfestigkeit, Zähigkeit und Druckfestigkeit, um so besser, je weniger Fremdstoffe oder sogenannte Zuschlagstoffe in dem chlorhaltigen Vinylpolymeren, beispielsweise Polyvinylchlorid vorhanden sind. Dazu gehören auch die bei der Herstellung des chlorhaltigen Vinylpolymeren benutzten Emulgatoren und/oder Suspensionsmittel. Diese drei einander in ihrer Wirkung bei der Spritzgußverarbeitung überschneidenden Fremdstoffe, nämlich

1. Emulgator und/oder Suspensionsmittel,

2. Stabilisator und

3. Gleitmittel,

erreichen bei der tonverarbeitung regelmäßig prozentuale Anteile von 7 bis 10°/o oder sogar 12°/o. Dadurch wird die Festigkeit des Endproduktes, z. B. eines Druckwasserrohres, erheblich vermindert.

Verwendet man z. B. Suspensions-Polyvinylchlorid (also mit geringem Fremdstoffgehalt von der Polymerisation her), muß durch höhere Zusätze von Gleitmittel und Stabilisator der vorstehend genannte Fremdstoffgehalt als Bedingung der Hartverarbeitung (ohne Abbau) eingesetzt werden. Bei Emulsions-Polyvinylchlorid wirken die 1,5 bis 3% oder mehr Emulgator als Verarbeitungshilfe, jedoch mit den bekannten Nachteilen bezüglich mechanischer Festigkeit und Wasserfestigkeit. Das trifft auch zu, wenn man nach einem bekannten Verfahren zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von chlorhaltigen Vinylpolymerisaten Polyäthylen in Mengen von weniger als 10°,Ό verwendet, denn die benötigten Mengen sind nach wie vor sehr erheblich. Nach anderen bekannten Verfahren verarbeitet man Gleitmittel für Spritzgußverarbeitung von
chlorhaltigen Vinylpolymeren

Anmelder:

Patent-Treuhand-Gesellschaft Dr. Richter & Co., Gauting bei München, Paul-Hey-Str. 8

Mischungen von Cumaron-Indenharz mit weiteren Zusätzen zusammen mit Vinylchloridpolymerisaten, wobei die Zuschlagstoffe prozentual große Mengen darstellen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Verarbeitbarkeit von chlorhaltigen Vinylpolymeren, insbesondere solchen, die von der Herstellung her schon wenig Emulgator und/oder Suspensionsmittel enthalten, so zu verbessern, daß der weichmacherfreie Gegenstand auch sonst möglichst arm an Zuschlagstoffen bleibt und somit maximale Festigkeitswerte erreicht werden.

Gemäß der Erfindung wird dazu ein Gemisch aus 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent Polyolefin und 0,01 bis 2,0 Gewichtsprozent Cumaron- und/oder Indenharz, jeweils bezogen auf das Gewicht des chlorhaltigen Vinylpolymeren, als Gleitmittel bei der Spritzgußverarbeitung von weichmacherfreien chlorhaltigen Vinylpolymeren verwendet.

Als chlorhaltige Vinylpolymere kommen im wesentlichen alle chlorhaltigen Vinylpolymeren in Frage, vorzugsweise Polyvinylchlorid. Andere Polymere sind Polyvinylidenchlorid, nachchloriertes Polyvinylchlorid, chloriertes Polyäthylen, chloriertes Polypropylen und Gemische dieser Polymeren. Bevorzugt sind unter den Polyvinylchloridtypen diejenigen, die nach einem Suspensionspolymerisatäonsverfahren erhalten worden sind, ferner sogenanntes ausgewaschenes Emulsions-Polyvinylchlorid; aber auch normales Emulsions-Polyvinylchlorid, insbesondere solches mit niedrigem Emulgatorgehalt.

Die üblichen bekannten Stabilisatoren können eingesetzt werden, beispielsweise Bleistearat; für trans-

609 509/445

parente oder im wesentlichen transparente Gegenstände benutzt man die üblichen zinnhaltigen Stabilisatoren. Weichmacher und Streckmittel, die insbesondere für die Plastifizierung in Frage kommen, werden nicht hinzugesetzt.

Das bevorzugt angewendete Suspensions-Polyvinylchlorid hat die üblichen K-Werte von 60 bis 80 oder höher (85 bis 90) bzw. Polymerisationsgrade von 1000 bis 2500 oder höher. Je höher der K-Wert liegt, desto höher liegt regelmäßig die notwendige Plastifizierungstemperatur; gerade dabei ist das Verfahren gemäß der Erfindung vorteilhaft, da nämlich der Gehalt an Zuschlagstoffen niedrig bleibt und so die bessere Festigkeit bei hohen K-Werten voll zur Geltung kommt.

Es ist wesentlich, daß man als Gleitmittel das Gemisch aus Polyolefin und Cumaron- und/oder Indenharz benutzt. Dabei kommen die Mengen, wie vorstehend angegeben, in Frage, vorzugsweise 0,6 bis 1,5 % Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, und vorzugsweise 0,1 bis 1,0% von dem Cumaron und/oder Indenharz, bezogen jeweils auf das Gewicht des chlorhaltigen Vinylpolymeren. In gewissem Ausmaß können die Anteile in dem Gemisch gegeneinander verschoben, abhängig von den Polymeren und den Bedingungen der Verarbeitung.

Unter den Polyolefinen verwendet man vorzugsweise Polyäthylene der üblichen Polymerisationsgrade; sowohl Hochdruckpolyäthylen als auch Niederdruckpolyäthylen sind geeignet. Wenn Polypropylen oder andere Polyolefine im Fließverhalten, im Verhalten gegenüber Wärme und im Weichheitsgrad dem Polyäthylen gleichkommen, sind auch sie geeignet. Es hat sich herausgestellt, daß die alleinige Verwendung beispielsweise von Polyäthylen als Gleitmittel in Verbindung mit einem Stabilisator, z. B. einem zinnhaltigen Stabilisator oder Bleistearat, zwar eine gute Hartverarbeitung z. B. von Polyvinylchlorid ermöglicht, jedoch »anbrennerfrei« (frei von HCI-Abspaltung) nur mit einer verhältnismäßig großen Menge Zuschlagstoff, z. B. 3 bis 4% Polyäthylen und 2 % Stabilisator. Nach einer gewissen Verarbeitungsdauer in dem Extruder, z. B. beim Rohrziehen, ergibt sich durch Materialstau dann immerhin doch ein »Anbrennen«.

Cumaron- und/oder Indenharz eignen sich, wie sich herausgestellt hat, nicht als alleiniges Gleitmittel bei der Hartverarbeitung von z. B. Polyvinylchlorid. Nur bei chloriertem Polyäthylen mit niedrigem Chlorgehalt sind sie allein brauchbar. Aber auch da ist das Gleitmittelgemisch gemäß der Erfindung wesentlich vorteilhafter.

Das Polyäthylen tritt bei der Verarbeitung leicht an die Oberfläche der Formmasse und schafft nicht nur Gleitung am Werkzeug einer Schneckenpresse, sondern liefert auch z. B. ein Rohr mit hochglänzender, glatter und harter Oberfläche.

In Gegenwart des Cumaron- und/oder Indenharzes kann die Polyäthylen-Gleitmittelmenge wesentlich herabgesetzt werden, nämlich so weit, daß der Anteil des Gemisches gemäß der Erfindung aus z. B. Polyäthylen plus Cumaron- und/oder Indenharz wesentlich geringer (etwa 50%) ist als der Anteil von z. B. Polyäthylen allein. Mischungsverhältnisse von z. B. 0,8 bis 1,0% Polyäthylen und 0,2 bis 0,6 oder 0,8% Cumaron- und/oder Indenharz ergeben ein Gleitmittel in Verbindung mit 0,8 bis 1,2% z.B. von einem zinnhaltigen Stabilisator für ein Suspensions-Polyvinylchlorid mit K-Werten von 70 bis 80, wobei eine kontinuierliche Hartverarbeitung ohne »Anbrennen« gewährleistet ist. Die Gesamtmenge an Zuschlagstoffen bewegt sich auf diese Weise in dei Größenordnung von 2 bis 3%, wodurch die Festigkeitsverhältnisse des Endproduktes, z. B. eines Rohres, außerordentlich günstig sind. Man erreicht dies, d. h. anbrennfreie Spritzgußartikel im Extruderverfahren, hohe Festigkeit z.B. eines Rohres und

ίο Hochglanzoberfläche desselben, mit keinem anderen Gleitmittel in so geringer Menge, auch nicht durch Temperaturabstufung im Extruder.

Als Cumaron- und/oder Indenharze kommen die bekannten Harztypen in Frage, insbesondere die im Normalzustand festen und hellen Harze. Man kann auch die bei Normaltemperatur zähflüssigen Harze benutzen, insbesondere dann, wenn von diesem Harz ein geringer Anteil eingesetzt werden soll. Die chemischen Eigenschaften des Cumaron- und/oder Indenharzes spielen wegen der geringen prozentualen Menge in dem Endprodukt keine Rolle.

Das Mischungsverhältnis des Gleitmittels selbst, das heißt z. B. Polyäthylen-Cumaron- und bzw. oder Indenharz, kann innerhalb der angegebenen Grenzen variiert werden und wird auf die Art des zu verarbeitenden Polymeren, der Spritzgußmaschine bzw. des Extruders oder der Schneckenpresse, die Verarbeitungstemperaturen und deren Abstufung, die Art der Vorgelierung im Granulator oder auf dem Walzwerk abgestimmt. Man kann dabei regelmäßig so vorgehen, daß zur Steigerung der endgültigen Festigkeitsverhältnisse eine maximale Grenze der Zuschlagstoffmenge, z. B. 2,5 %, festgesetzt wird. Diese läßt sich auf Stabilisator und Gleitmittelgemisch aufteilen.

In der praktischen Ausführung mischt man beispielsweise Polyvinylchlorid-Pulver in einem Mischextruder, Granulator oder auf einem Mischwalzwerk bei einer geeigneten Gelierungstemperatur, beispielsweise 120 bis 160 oder 170° C, bis sich das durchgelierte Vorprodukt ergibt. Dies entspricht der üblichen Technik. Das Vorprodukt wird in granulierter Form z. B. in einen Extruder mit verschiedenen Beheizungsstufen eingebracht und durch das Werkzeug als Rohr, Stab oder Band ausgestoßen.

Von besonderer Bedeutung ist, daß man die extrudierten Gegenstände wiederum zerkleinern und granulieren und erneut in den Extruder, gegebenenfalls zusammen mit frischem Material, einbringen kann, ohne daß sich — selbst bei mehrmaliger Wiederholung — durch die Benutzung von bereits verarbeitetem und wieder zerkleinerten Material irgendwelches »Anbrennen« ergibt.

Vorteilhaft ist dieses Verfahren bei solchen Hartpolymerengegenständen, die möglichst transparent sein sollen, wobei jedoch die Transparenz regelmäßig durch die Zuschlagstoffe vermindert wird oder verlorengeht, da sich diese nämlich nicht vollständig in den Polymeren auflösen, zumal bei Auflösung eines Zuschlagstoffes dessen Gleitmitteleffekt vermindert oder verlorengehen würde. Man kann aber durch Verwendung des Gleitmittelgemisches gemäß der Erfindung, das immerhin in sehr geringer Menge angewendet wird, eine bestmögliche Transparenz erreichen.

Die verschiedenen chlorhaltigen Vinylpolymerisate können auch untereinander gemischt und unter Verwendung des genannten Gleitmittelgemisches in ebenso günstiger Weise verarbeitet werden.

Claims (1)

1. 5 6

   Patentanspruch: gußverarbeitung von weichmacherfreien chlorhal-

   Verwendung eines Gemisches aus 0,1 bis 2,0 tigen Vinylpolymeren.

   Gewichtsprozent Polyolefin und 0,01 bis 2,0 Ge-

   wichtsprozent Cumaron- und/oder Indenharz, In Betracht gezogene Druckschriften:

   jeweils bezogen auf das Gewicht des chlorhaltigen 5 Deutsche Patentschrift Nr. 862 370;

   Vinylpolymeren, als Gleitmittel bei der Spritz- französische Patentschrift Nr. 1037 565.

   609 509/445 2.66 © Bundesdruckerei Berlin