DE1244399B - Usually solid, pigmented polyolefin molding compounds - Google Patents
Usually solid, pigmented polyolefin molding compoundsInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.: Int. Cl .:
C08fC08f
Deutsche Kl.: 39 b-22/06 German class: 39 b -22/06
Nummer: 1244 399Number: 1244 399
Aktenzeichen: P 25743 IV c/39 bFile number: P 25743 IV c / 39 b
Anmeldetag: 26. September 1960Filing date: September 26, 1960
Auslegetag: 13. Juli 1967Opened on: July 13, 1967
Die Erfindung betrifft die Stabilisierung von Polyolefinen gegen Verschlechterung durch UV-Licht.The invention relates to stabilizing polyolefins against deterioration by UV light.
Ein bekannter Mangel von Polyolefinen besteht darin, daß sie gegen längere Einwirkung der Witterung, insbesondere des UV-Anteils des Sonnenlichtes, empfindlich sind, indem sie eine Verschlechterung ihrer mechanischen und physikalischen Eigenschaften und eine Farbinstabilität erleiden.A known deficiency of polyolefins is that they are resistant to prolonged exposure to the weather, especially the UV component of sunlight, are sensitive by causing their deterioration suffer mechanical and physical properties and color instability.
Es zeigte sich, daß pigmentierte Polyolefinmassen unter gleichen Bedingungen sogar eine noch kürzere Lebensdauer haben als unpigmentierte, gegen Licht stabilisierte Polyolefine. Solche pigmentierten Polyolefinmassen lassen sich durch die meisten organischen Stabilisierungsmittel, die unpigmentiertes Polyäthylen gegen die Einwirkung des Lichtes schützen, nicht in zufriedenstellender Weise gegen Abbau durch Lichteinwirkung schützen. Zum Beispiel sind Salicylate und Alkoxyhydroxybenzophenone als Stabilisiermittel für Polyäthylen unwirksam, welches Pigmente von der in »Plastics Technology«, Bd. 3, S. 633 (1957), beschriebenen Art oder andere ähnliche Pigmente enthält, die für Polyolefine verwendet werden.It was found that pigmented polyolefin compositions under the same conditions are even shorter Have a lifespan as unpigmented, light-stabilized polyolefins. Such pigmented polyolefin compositions Most organic stabilizers, the unpigmented polyethylene protect against the effects of light, not in a satisfactory manner against degradation by the action of light protection. For example, salicylates and alkoxyhydroxybenzophenones are used as stabilizers for Polyethylene ineffective, which pigments from the in "Plastics Technology", Vol. 3, p 633 (1957), described Kind or other similar pigments used for polyolefins.
Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 2 582 510), Polyäthylen gegen die Verschlechterung bei der Lagerung sowie unter dem Einfluß hoher Temperaturen und der Witterung, insbesondere gegen die Oxydation durch den Luftsauerstoff unter der Einwirkung von ultraviolettem Licht, durch gemeinsamen Zusatz von Schwefel und einem Dialkyldithiocarbamat von Zink, Kupfer, Blei oder Selen zu stabilisieren. Diese Stabilisatoren können auch zu Formmassen aus Polyäthylen zugesetzt werden, die anorganische Pigmente oder organische Farbstoffe enthalten. Die erwünschte hohe stabilisierende Wirkung wird jedoch nur bei gemeinsamem Zusatz von Schwefel und den genannten Dialkyldithiocarbamaten erzielt. Wird der Schwefel fortgelassen, so ist die stabilisierende Wirkung weit geringer. Außerdem neigt Kupferdithiocarbamat dazu, die mit ihm stabilisierten Polyolefine zu verfärben, so daß diese unansehnlich werden.It is known (US Pat. No. 2,582,510) to use polyethylene against the deterioration in the Storage as well as under the influence of high temperatures and the weather, especially against the Oxidation by atmospheric oxygen under the action of ultraviolet light, by joint To stabilize the addition of sulfur and a dialkyldithiocarbamate of zinc, copper, lead or selenium. These stabilizers can also be added to molding compositions made of polyethylene, the inorganic pigments or contain organic dyes. However, the desired high stabilizing effect is achieved only achieved with the joint addition of sulfur and the dialkyldithiocarbamates mentioned. Will the If sulfur is omitted, the stabilizing effect is far less. In addition, copper dithiocarbamate is prone to to discolor the polyolefins stabilized with it, so that they become unsightly.
Ferner ist der alleinige Zusatz von Zinkdialkyldithiocarbamaten zu Homopolymerisaten oder Mischpolymerisaten des Äthylens zum Zwecke der Stabilisierung gegen die Wirkung der bei der mechanischen Verarbeitung auftretenden Wärme bekannt (britische Patentschrift 779 807). Diese Stabilisatoren sind jedoch für eine ausreichende Stabilisierung gegen Lichteinwirkung nicht wirksam genug.In addition, zinc dialkyldithiocarbamates can only be added to homopolymers or copolymers of ethylene for the purpose of stabilizing against the action of the mechanical Processing heat occurring known (British patent specification 779 807). However, these stabilizers are not effective enough for adequate stabilization against exposure to light.
Gemäß der Erfindung werden zur Stabilisierung von pigmentierten Formmassen aus Polyäthylen oder
Polypropylen Nickeldithiocarbamate verwendet, die sich durch eine hohe stabilisierende Wirkung gegen
Normalerweise feste, pigmentierte Formmassen
aus PolyolefinenAccording to the invention, to stabilize pigmented molding compositions made of polyethylene or polypropylene, nickel dithiocarbamates are used which have a high stabilizing effect against normally solid, pigmented molding compositions
made of polyolefins
Anmelder:Applicant:
E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)EI du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Pienzenauer Str. 28Dr.-Ing. W. Abitz, patent attorney,
Munich 27, Pienzenauer Str. 28
Als Erfinder benannt:
John Brian Armitage,Named as inventor:
John Brian Armitage,
Harold Clinton Barker, · _Harold Clinton Barker, _
Wilmington, Del. (V. St. A.);Wilmington, Del. (V. St. A.);
Gustav Daendliker, Riedt (Schweiz)Gustav Daendliker, Riedt (Switzerland)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. September 1959
(842 556)Claimed priority:
V. St. v. America September 28, 1959
(842 556)
ultraviolette Strahlen auszeichnen und nicht den weiteren Zusatz von Schwefel erfordern.distinguish ultraviolet rays and do not require the further addition of sulfur.
Die Erfindung betrifft stabilisierte, normalerweise feste, pigmentierte Formmassen aus Polyolefinen und einem Dithiocarbamat eines zweiwertigen Metalls mit dem Kennzeichen, daß sie als Stabilisator 0,0005 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, eines Nickeldithiocarbamats der allgemeinen FormelThe invention relates to stabilized, normally solid, pigmented molding compositions made from polyolefins and a dithiocarbamate of a divalent metal with the characteristic that it is used as a stabilizer from 0.0005 to 2 percent by weight, based on the polyolefin, of a nickel dithiocarbamate of the general formula
N —C —SN — C —S
-Ni-Ni
.2.2
enthalten, wobei R und R1 Alkyl-, Aryl- und/oder Aralkylgruppen bedeuten, gegebenenfalls im Gemisch mit 0,001 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, eines für Polyolefine bekannten Wärmestabilisators. contain, where R and R 1 are alkyl, aryl and / or aralkyl groups, optionally in a mixture with 0.001 to 1 percent by weight, based on the polyolefin, of a heat stabilizer known for polyolefins.
Das Nickeldithiocarbamat kann nach bekannten, beispielsweise den von C a ν e 11 und S u g d e η in »J. Chem. Soc«, 1935, S. 624, beschriebenen Methoden hergestellt werden. Bevorzugte Nickeldithiocarbamate zum Stabilisieren der Polyolefinmassen sind beispielsweise die Dimethyl-, Diäthyl-, Dipropyl-, Diisobutyl- und höhermolekularen Dialkyl-, die Diphenyl-, Ditoluyl- und andere Diaryldithiocarbamate. Diese Stabilisatoren werden dem Polyolefin in Konzentrationen von mindestens 0,0005, vorzugsweise von 0,5The nickel dithiocarbamate can be prepared according to known methods, for example those of C a ν e 11 and S u g d e η in »J. Chem. Soc ", 1935, p. 624, described methods. Preferred nickel dithiocarbamates to stabilize the polyolefin compositions are, for example, the dimethyl, diethyl, dipropyl, diisobutyl and higher molecular weight dialkyl, the diphenyl, ditoluyl and other diaryldithiocarbamates. These Stabilizers are added to the polyolefin in concentrations of at least 0.0005, preferably 0.5
709 610/592709 610/592
bis 2 Gewichtsprozent, insbesondere von 0,75 bis 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, zugesetzt. Die Stabilisatoren mit längere Kohlenwasserstoffketten aufweisenden Substituenten sind im allgemeinen mit den Polyolefinen besser verträglich als die Stabilisatoren mit den kürzeren Ketten.up to 2 percent by weight, in particular from 0.75 to 1.5 percent by weight, based on the polyolefin, added. The stabilizers with substituents having longer hydrocarbon chains are im generally better compatible with the polyolefins than the stabilizers with the shorter chains.
Bei Verwendung der Nickeldithiocarbamate gemäß der Erfindung kann infolge der blaßgrünen Farbe des Nickeldithiocarbamates selbst eine sehr geringe Änderung des Standardfarbtons des Pigmentes auftreten. Diese Schwierigkeit kann jedoch leicht überwunden werden, indem man die Anteile der verschiedenen Pigmente ändert.When using the nickel dithiocarbamates according to the invention, due to the pale green color of the Nickel dithiocarbamates itself causes a very small change in the standard shade of the pigment to occur. However, this difficulty can easily be overcome by looking at the proportions of the various Pigments changes.
Den Formmassen gemäß der Erfindung werden vorzugsweise auch bekannte Wärmestabilisatoren zugesetzt, z. B. Salicylsäureoctadecylester, N-(p-Oxyphenyl) - morpholin, Tri - tert.butyl - ρ - phenylphenol, 4,4'-Thio-bis-(6-tert.butyl-m-kresol), 4,4'-Butylidenbis-(6-tert.butyl-m-kresol), 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl - 6 - tert.butylphenol), Thiodipropionsäuredialkylester und die Stabilisatoren gemäß der USA.-Patentschrift 2 519 755. Diese Stabilisatoren können in Mengen im Bereich von 0,001 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, Verwendung finden.The molding compositions according to the invention are preferably also known heat stabilizers added, e.g. B. Salicylic acid octadecyl ester, N- (p-oxyphenyl) - morpholine, tri - tert.butyl - ρ - phenylphenol, 4,4'-thio-bis- (6-tert-butyl-m-cresol), 4,4'-butylidenebis- (6-tert-butyl-m-cresol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), dialkyl thiodipropionate and the stabilizers disclosed in U.S. Patent 2,519,755. These stabilizers can be found in Amounts in the range from 0.001 to 1.0 percent by weight, based on the polyolefin, are used.
Die Formmassen können hergestellt werden, indem man z. B. das Polyolefin und die Hilfsstoffe auf einem Kautschukmahlwerk bei 140 bis 1700C bearbeitet, die Hüfsstoffe in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Aceton, Hexan oder Benzol, löst und die Lösung in einen Banbury-Mischer einsprüht, der das Polyolefin enthält.The molding compositions can be prepared by z. B. processed the polyolefin and the auxiliaries on a rubber grinder at 140 to 170 0 C, dissolves the auxiliaries in a suitable solvent such as acetone, hexane or benzene and sprayed the solution into a Banbury mixer containing the polyolefin.
Die Formmassen gemäß der Erfindung können für alle üblichen Verwendungszwecke von Polyolefinmassen eingesetzt werden, z. B. als Folien, Fäden, Stäbe, Rohre und Stangen, insbesondere für Zwecke, bei denen das Produkt der Witterung, besonders der Einwirkung von UV-Licht, ausgesetzt wird.The molding compositions according to the invention can be used for all common uses of polyolefin compositions be used, e.g. B. as foils, threads, rods, tubes and rods, especially for purposes where the product is exposed to the weather, especially to the action of UV light.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, wobei sich Teil- und Prozentangaben, wie auch in der übrigen Beschreibung, auf das Gewicht des Polyolefins beziehen. Die Hilfsstoffe gemäß den Beispielen werden in das Polyolefin auf einem Zweiwalzenmahlwerk 15 Minuten bei 160±5°C eingemahlen. Aus diesen Massen formgepreßte Folien (7,6 · 15,2 cm · 0,25 mm) werden dann Bewitterungs-Schnellprüfungen unterworfen. Zur Nachahmung der im Freien vorliegenden Bedingungen wird auf einerThe following examples serve to further illustrate the invention, with parts and percentages, as in the rest of the description, based on the weight of the polyolefin. The auxiliary materials According to the examples are in the polyolefin on a two-roll grinder for 15 minutes at 160 ± 5 ° C ground in. Films (7.6 x 15.2 cm x 0.25 mm) molded from these compositions are then used as rapid weathering tests subject. In order to mimic the conditions prevailing in the open air, a
ίο Prüfvorrichtung der Bauart »Atlas XW Weather-Ometer« gefiltertes Licht in Naß- und Trockenzyklen (18 Minuten naß und 102 Minuten trocken) zur Einwirkung gebracht. Die mit den Hilfsstoffen erhaltene Stabilisierung wird mit einer Polyäthylenfolie, die keinen Stabilisator enthält, in einer Zerreißprüfung nach Elmendorf (gemäß ASTM-Prüf norm D 689-44) und in einer Schmelzindexprüfung (gemäß ASTM-Prüfnorm D 1238-52) verglichen, wofür nachfolgend die Kurzzeichen ELM bzw. MI verwendetίο Test device of the type »Atlas XW Weather-Ometer« filtered light on wet and dry cycles (18 minutes wet and 102 minutes dry) for exposure brought. The one obtained with the auxiliaries Stabilization is carried out with a polyethylene film that does not contain any stabilizer in a tensile test according to Elmendorf (according to ASTM test standard D 689-44) and in a melt index test (according to ASTM test standard D 1238-52), for which the abbreviations ELM and MI are used below
ao werden. Ohne Hilfsstoff und bei Bewitterung tritt anfänglich eine Verringerung des Schmelzindex auf Grund einer Vernetzung des Polyolefins ein. Dies ist bei bereits zu Ende geführter Verarbeitung nicht allgemein unerwünscht. Mit fortschreitendem Abbau dagegen und dem Auftreten einer Kettenspaltung ist eine Erhöhung des Schmelzindexes zusammen mit einer Verringerung der Zähigkeit (Elmendorf-Zerreißprüfung) festzustellen.be ao. Occurs without additives and when exposed to weathering initially a decrease in the melt index due to crosslinking of the polyolefin. This is not generally undesirable when processing has already been completed. With progressive degradation on the other hand and the occurrence of a chain scission is an increase in the melt index along with a reduction in toughness (Elmendorf tensile test).
In Tabelle I ist die Beständigkeit von pigmentierten Polyolefinmassen gemäß der Erfindung (Beispiele 4, 6, 8 und 9) gegen Verfärbung und Abbau einmal derjenigen von nichtpigmentiertem Polyäthylen, das kein Nickeldithiocarbamat enthält (Beispiele 1 und 2), und zum anderen derjenigen von pigmentiertem PoIyäthylen (Beispiele 3, 5 und 7), das kein Nickeldithiocarbamat enthält, gegenübergestellt. Das in diesen Beispielen verwendete Polyäthylen ist ein verzweigtkettiges Polyäthylen von niedriger Dichte.Table I shows the resistance of pigmented polyolefin compositions according to the invention (Examples 4, 6, 8 and 9) against discoloration and degradation once that of non-pigmented polyethylene, which is no Nickel dithiocarbamate contains (Examples 1 and 2), and on the other hand that of pigmented polyethylene (Examples 3, 5 and 7), which contains no nickel dithiocarbamate, compared. That in these The polyethylene used in the examples is a branched chain low density polyethylene.
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ο, ι
* Vergleichsversuch.
** 1250 Stunden Bewitterung.* Comparative experiment.
** 1250 hours of weathering.
Bedeutungen von D, D1, D2, D3, X1, X2 und X3 zur Tabelle I:
D = Polychlorphthalocyanin,
D1 = Titandioxyd,Meanings of D, D 1 , D 2 , D 3 , X 1 , X 2 and X 3 for Table I: D = polychlorophthalocyanine,
D 1 = titanium dioxide,
D2 = Kupferphthalocyanin — grüner Ton,D 2 = copper phthalocyanine - green tone,
D3 = rotes Echtpigment,D 3 = red real pigment,
X1 = Nickeldibutyldithiocarbamat,X 1 = nickel dibutyldithiocarbamate,
X2 = 4,4'-Thio-bis-(6-tert.butyl-m-kresol),X 2 = 4,4'-thio-bis- (6-tert-butyl-m-cresol),
X3 = Salicylsäureoctadecylester.X 3 = octadecyl salicylate.
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