DE1228407B

DE1228407B - Plasticizing of plastics

Info

Publication number: DE1228407B
Application number: DEB73095A
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Haarer; Dr Ernst Fuerst; Dr August Kling
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1962-08-24
Filing date: 1963-08-13
Publication date: 1966-11-10

Description

Weichmachen von Kunststoffen Von den als Weichmacher für Kunststoffe brauchbaren Verbindungen werden unter anderem eine weitgehende Mischbarkeit und die Bildung einer engen physikalischen Verbindung mit dem Kunststoff gefordert. Des weiteren sollen auch bei langfristiger Lagerung des plastifizierten Kunststoffes die Weichmacher nicht »ausschwitzen«, d. h. ausgeschieden werden. Sie sollen außerdem die Reißfestigkeit und Reißdehnung des Kunststoffes nicht verschlechtern und eine geringe Flüchtigkeit besitzen. In vielen Fällen, z. B. bei Verwendung der Kunststoff-Form massen in Bergwerken, ist es auch erwünscht, daß die plastifizierten Formmassen gute antistatische Eigenschaften, d. h. einen geringen spezifischen Widerstand, aufweisen.Plasticization of plastics From the as plasticizers for plastics Usable compounds are, among other things, a high degree of miscibility and the formation of a close physical connection with the plastic is required. Furthermore, even with long-term storage of the plasticized plastic do not "sweat out" the plasticizers, d. H. be eliminated. You should also the tear strength and elongation at break of the plastic do not deteriorate and one have low volatility. In many cases, e.g. B. when using the plastic mold masses in mines, it is also desirable that the plasticized molding compounds good antistatic properties, d. H. a low specific resistance, exhibit.

Es ist bekannt, Ester aus einem stickstoffhaltigen Alkohol, z. B. l-(2-Hydroxy)-äthyl-2-pyrrolidon und Carbonsäuren, wie Buttersäure, Capronsäure, Caprylsäure, Laurin- und Oleinsäure, als Weichmacher für Polyvinylchlorid zu verwenden. Diese Weichmacher besitzen den Nachteil der großen Flüchtigkeit. It is known to use esters of a nitrogenous alcohol, e.g. B. l- (2-hydroxy) -ethyl-2-pyrrolidone and carboxylic acids, such as butyric acid, caproic acid, Caprylic acid, lauric acid and oleic acid, to be used as plasticizers for polyvinyl chloride. These plasticizers have the disadvantage of high volatility.

Es wurde gefunden, daß Formmassen aus Kunststoffen, wie Polyamiden, Polyestern, Polyacrylestern und Polyvinylchlorid, vorteilhafte antistatische Eigenschaften bei gleichzeitig guter Reißfestigkeit, Reißdehnung und Kältefestigkeit besitzen, wenn als Weichmacher Spermölfettsäureester von cyclischen Aminoalkoholen der allgemeinen Formeln verwendet werden: in denen X = Stickstoff oder eine Methingruppe, R1 und R2 = Wasserstoff oder R1 und R2 gemeinsam Sauerstoff und n = ganze Zahlen zwischen 1 und 10 sind.It has been found that molding compounds made from plastics, such as polyamides, polyesters, polyacrylic esters and polyvinyl chloride, have advantageous antistatic properties combined with good tear strength, elongation at break and resistance to low temperatures if sperm oil fatty acid esters of cyclic amino alcohols of the general formulas are used as plasticizers: in which X = nitrogen or a methine group, R1 and R2 = hydrogen or R1 and R2 together are oxygen and n = integers between 1 and 10.

Geeignete cyclische Aminoalkohole sind beispielsweise: 1-(ß-Hydroxyäthyl)-pyrrolidon-(2), 1 -(y-Hydroxypropyl)-pyrrolidon, 1-(p-Hydroxyvinyl)-pyrrolidon, 1 -(p-Hydroxyäthyl)-pyrrolidon, 1 -(b-Hydroxybutyl)-pyrrolidon, 1 -(A-Hydroxyäthyl)-pyrrolidin, 1-(y-Hydroxypropyl)-pyrazolin, 1-(w-Hydroxyamyl)-pyrawlon-(5), 1 -(y-Hydroxypropyl)-pyrazolon, 1 -(B-Hydroxyäthyl)-pyrazolin , 1-(y-Hydroxypropyl)-pyrazolin, 1-(y-Hydroxypropyl)-pyrazol, 1-(Hydroxybutyl)-pyrazol, 1 -(Hydroxymethyl)-imidazol, 1-(p-Hydroxyäthyl)-imidazol, 1-(ß-Hydroxyäthyl)-triazol-( 1,2,3). Suitable cyclic amino alcohols are, for example: 1- (ß-hydroxyethyl) pyrrolidone (2), 1 - (γ-hydroxypropyl) pyrrolidone, 1- (p-hydroxyvinyl) pyrrolidone, 1 - (p-hydroxyethyl) pyrrolidone, 1 - (b-hydroxybutyl) pyrrolidone, 1 - (A-hydroxyethyl) pyrrolidine, 1- (γ-hydroxypropyl) pyrazoline, 1- (w-hydroxyamyl) -pyrawlon- (5), 1 - (γ-hydroxypropyl) -pyrazolone, 1 - (B-hydroxyethyl) -pyrazoline , 1- (γ-hydroxypropyl) -pyrazoline, 1- (γ-hydroxypropyl) -pyrazole, 1- (hydroxybutyl) -pyrazole, 1 - (hydroxymethyl) imidazole, 1- (p-hydroxyethyl) imidazole, 1- (ß-hydroxyethyl) triazole ( 1,2,3).

Unter Spermölfettsäure ist ein Gemisch aus Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 12 bis 20, überwiegend 16 bis 18 Kohlenstoffatomen zu verstehen. Under sperm oil fatty acid is a mixture of fatty acids with one chain length to understand from 12 to 20, predominantly 16 to 18 carbon atoms.

Sie kann aus Walrat in bekannter Weise hergestellt werden.It can be made from whale rat in a known manner.

Die Weichmacher können den Kunststoffen, wie Polyamiden, Polyestern, Polyacrylestern und Polyvinylchlorid, in bekannter Weise zugesetzt werden. The plasticizers can be added to plastics such as polyamides, polyesters, Polyacrylic esters and polyvinyl chloride can be added in a known manner.

Die Kunststoffe, z. B. Polyvinylchlorid, können dabei nach den bekannten Verfahren, z. B. Emulsions-, Block- oder Suspensionspolymerisation, aus den entsprechenden Ausgangsverbindungen oder geeigneten Gemischen davon hergestellt sein.The plastics, e.g. B. polyvinyl chloride, can according to the known Procedure, e.g. B. emulsion, block or suspension polymerization, from the corresponding starting compounds or suitable mixtures thereof be.

Die erfindungsgemäß verwendeten Ester besitzen im Vergleich zu den bekannten antistatischen Weichmachern eine wesentlich geringere Flüchtigkeit und bessere Verträglichkeit mit - dem Kunststoff. Die mit diesen Estern plastifizierten Formmassen ergeben gute kältebeständige und mechanisch feste Formkörper. The esters used according to the invention have in comparison to the known antistatic plasticizers have a much lower volatility and better compatibility with - the plastic. Those plasticized with these esters Molding compositions give good cold-resistant and mechanically strong moldings.

Die in den folgenden Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. The parts mentioned in the following examples are parts by weight.

Beispiel 1 40 Teile des aus 1-(ß-Hydroxyäthyl)-pyrrolidon-(2) und Spermölfettsäure durch Veresterung in bekannter Weise hergestellten Esters werden mit 60 Teilen eines nach dem Emulsionsverfahren hergestellten Polyvinylchloridpulvers gemischt. Die Mischung wird 8 Minuten bei 1600C auf einem Walzwerk gelatiniert und danach als 0,5 mm starke Folie abgezogen. Die Folie hat folgende Eigenschaften: Reißfestigkeit nach DIN 53 371 180 kg/cm2 Reißdehnung nach DIN 53 371 3800/0 Spezifischer Widerstand nach DIN 53 482 (bei 25°C) .... 7 107 107 # cm Gewichtsverlust (d. h. Flüchtigkeit des Esters aus der Weich-PVC - Folie) nach titägiger Lagerung bei 900 C 40/0 Kältefestigkeit .... .......... -30°C Beispiel 2 Aus 25 Teilen des Esters aus 1-(ß-Hydroxyäthyl)-pyrrolidon-(2) und Spermölfettsäure und 75 Teilen Polyvinylchloridpulver (hergestellt nach dem Emulsionsverfahren) wird nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise eine 0,5 mm starke Folie mit folgenden Eigenschaften hergestellt: Reißfestigkeit nach DIN 53 371 210 kg/cm2 Reißdehnung nach DIN 53 371 210% Spezifischer Widerstand nach DIN 53 482 (bei 25°C) ..... 7 . 109 # . cm Gewichtsverlust (d. h. Flüchtigkeit des Esters aus der Weich-PVC - Folie) nach tltägiger Lagerung bei 90°C . . 3°/0 Kältefestigkeit . .... . -10°C Die folgenden Vergleichsbeispiele sollen die Uberlegenheit der erfindungsgemäß beanspruchten Weichmacher gegenüber den bekannten Verbindungen demonstrieren. Example 1 40 parts of 1- (ß-hydroxyethyl) pyrrolidone (2) and Sperm oil fatty acid can be esters produced by esterification in a known manner with 60 parts of a polyvinyl chloride powder produced by the emulsion process mixed. The mixture is gelatinized for 8 minutes at 160.degree. C. on a roller mill and then peeled off as a 0.5 mm thick film. The film has the following properties: Tensile strength according to DIN 53 371 180 kg / cm2 Elongation at break according to DIN 53 371 3800/0 More specific Resistance according to DIN 53 482 (at 25 ° C) .... 7 107 107 # cm weight loss (i.e. Volatility of the ester from the soft PVC film) after storage for one day at 900 C 40/0 Cold resistance .... .......... -30 ° C Example 2 From 25 parts of the ester from 1- (ß-hydroxyethyl) pyrrolidone (2) and sperm oil fatty acid and 75 parts of polyvinyl chloride powder (produced by the emulsion process) is according to that described in Example 1 Working method a 0.5 mm thick film is produced with the following properties: Tear resistance according to DIN 53 371 210 kg / cm2 elongation at break according to DIN 53 371 210% specific resistance according to DIN 53 482 (at 25 ° C) ..... 7. 109 #. cm weight loss (i.e. volatility of the ester from the soft PVC film) after daily storage at 90 ° C. . 3 ° / 0 Cold resistance. .... -10 ° C The following comparative examples are said to be superior the plasticizers claimed according to the invention compared to the known compounds demonstrate.

Vergleichsbeispiel 1 Nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise werden aus jeweils 40 Teilen Weichmacher und 60 Teilen Polyvinylchloridpulver (hergestellt nach dem Emulsionsverfahren) 0,5 mm starke Folien hergestellt. Die Untersuchungsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt und den nach Beispiel 1 erhaltenen Ergebnissen gegenübergestellt: Flüchtigkeit, Kälte- Spezifischer Reißfestigkeit Reißdehnung Weichmacher = Ester aus 1-(ß-Hydroxyäthyl)- 11 Tage bei festigkeit Widerstand kg/cm² % pyrrolidon-(2) und der nachstehenden Säure 90°C # . cm bei 25°C (DIN 53 371) (DIN 53 371) (DIN 53 482) % 0°C bis Spermölfettsäure ...................... etwa 180 etwa 380 7 107 4 -30 Caprinsäure ......................... etwa 100 etwa 380 4 107 30 -35 Capronsäure .................. ....... etwa 120 etwa 400 1 107 36 35 Caprylsäure ............................ | etwa 120 | etwa 530 | 2 . 107 | 36 | -35 Vergleichsbeispiel 2 Nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise werden aus jeweils 40 Teilen Weichmacher und 60 Teilen Polyvinylchloridpulver (hergestellt nach dem Emulsionsverfahren) 0,5 mm starke Folien hergestellt. Die Folien werden 11 Tage bei Raumtemperatur in Wasser gelagert. Die Gewichtsveränderungen sind in der nachstehenden Tabelle gegenübergestellt. Weichmacher = Ester aus 1-(ß-Hydroxy- Gewichtsver- äthyl)-pyrrolidon-(2) und der änderungen in nachstehenden Säure Gewichtsprozent Spermölfettsäure ................ +1,8 Ölsäure ........................ | -1,6 COMPARATIVE EXAMPLE 1 The procedure described in Example 1 is used to produce 0.5 mm thick films from 40 parts each of plasticizer and 60 parts of polyvinyl chloride powder (produced by the emulsion process). The test results are compiled in the following table and compared with the results obtained according to Example 1: Cold volatility More specific Tensile strength elongation at break Plasticizer = ester of 1- (ß-hydroxyethyl) - 11 days if firm resistance kg / cm²% pyrrolidon- (2) and the following acid 90 ° C #. cm at 25 ° C (DIN 53 371) (DIN 53 371) (DIN 53 482) % 0 ° C to Sperm oil fatty acid ...................... about 180 about 380 7 107 4 -30 Capric acid ......................... about 100 about 380 4 107 30 -35 Caproic acid .................. ....... about 120 about 400 1 107 36 35 Caprylic acid ............................ | about 120 | about 530 | 2. 107 | 36 | -35 COMPARATIVE EXAMPLE 2 The procedure described in Example 1 is used to produce 0.5 mm thick films from 40 parts each of plasticizer and 60 parts of polyvinyl chloride powder (produced by the emulsion process). The films are stored in water at room temperature for 11 days. The changes in weight are compared in the table below. Plasticizer = ester of 1- (ß-hydroxy weight ethyl) -pyrrolidone- (2) and the changes in acid weight percent below Sperm oil fatty acid ................ +1.8 Oleic acid ........................ | -1.6

Claims

Claim: Use of sperm oil acid esters of cyclic amino alcohols of the general formulas in which X = nitrogen or a methine group, R1 and R2 = hydrogen or R1 and R2 together are oxygen and n = an integer between 1 and 10, as plasticizers for polyvinyl chloride, polyamides, polyesters and polyacrylic acid esters.