DE1469886A1

DE1469886A1 - Verfahren zur Herstellung von schlagfesten weichmacherfreien Formkoerpern auf der Grundlage von Polyvinylchlorid oder ueberwiegend aus Vinylchlorid aufgebauten Polymerisaten

Info

Publication number: DE1469886A1
Application number: DE19621469886
Authority: DE
Inventors: Ponater Dipl-Chem Walter; Kurt Weber
Original assignee: Hoesch Chemie GmbH
Current assignee: Hoesch Chemie GmbH
Priority date: 1962-04-09
Filing date: 1962-04-09
Publication date: 1969-03-27
Also published as: CH430195A; NL139990B; BE630557A; NL291277A; DE1469886B2; AT246422B

Description

Verfahren zur Herstellung von schlagfesten weichmacherfreien Formkörpern auf der Grundlage von Polyvinylehlorid oder überwiegend aus Vinylehlorid aufgebauten Polymerisaten Starre Pormkörper aus nicht weichgemachtem Hart-Polyvinylchlorid und dessen Mischpolymerisaten, wie sie durch Extrudieren hergestellt werden, zeigen im allgemeinen eine geringe Schlagfestigkeit, besonders bei niedrigen Temperaturen, Zur Vermeidung dieser Sprödigkeit hat man bereits innerlich weichgemachte Polyvinylehlorid-Typen eingesetzt oder die Schlagfestigkeit durch Zusätze, wie Acrylnitrilharze oder partielle Ester aus einem mehrwertigen aliphatischen Alkohol mit einer höheren ungesättigten Fettsäure verbessert. Bei den bekannten Maßnahmen zur Verbesserung der Schlagfeatigkeit werden relativ teure Zusätze, die den Mischungspreis erhöhen, benutzt. Es wurde nun gefunden, daß sieh die Schlagfestigkeit von durch Extrudieren hergestellten Ilart-Polyvinylohlorid-Artikeln durch den Zusatz eines gefällten Caleiumearbonate unter gleichzeitiger Erniedrigung des Miachungspreiaen verbessern läßt.
Der Einsatz von anorganischen Pülletoffen In Weich- und Hart-Polyvinylohlorid ist an sich bekannt. In der Praxie werden die verschiedensten Produkte auf Silikat- und Carbonat-Basie eingesetzt. Anorganische Fülletoffe führen im allgemeinen zu einer starken VersPrödung extrudierter Hart-Polyvinylehlorid-Artikelw Sie werden daher nur dort eingesetzt, wo die Verschlechterung der Schlagfestigkeit ohne Bedeutung ist. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die SchlagfeBtigkeit von 11a rt-Polyvinylchlorid durch den Einsatz von geeigneten anorganischen Fülletoffen zu verbesoern. Untersucht wurden Füllstoffe auf Basis natürlicher Kreiden, Caoline, gefällter Kieselsäure oder Silikate und gefällter Kreiden. Obgleich z.B. in den gefällten Silikaten und Kieselsäuren Produkte mit äußerst kleiner Teil-2 chengröße und einer spezifischen Oberfläche bis zu 250 m lg vorliegen, die z.B. in Kautschuk und ähnlichen Polymeren als aktive Fülletoffe zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden, führt ihr Einsatz in Hart-Polyvinylehlorid zur völligen Versprödung. Auch die natürlich vorkommenden Kreiden und Caoline einschließlich der durch Oberflächenbehandlung erzeugten Produkte führen zu einer Verschlechterung der Schlagfestigkeit. Das gleiche wird auch mehr oder weniger bei der Verwendung von gefällten Caleium- oder Magnesiumcarbonaten beobachtet. Es wurde nun gefunden, daß die Schlagfestigkeit von Hart-Polyvinylchlorid durch Füllstoffeg die zur Hauptsache aus gefälltäm Caleiumearbonat bestehen und eine Oberfläche von 10 bis 50 m 2 lg. besonders 15 bis 30 m 21 lg, entsprechend einer Teilchengröße von 011 bis 0.04ju besitzen, entscheidend verbessert wird. Diese Fülletoffe werden im allgemeinen zur Verbesserung ihrer-Einmischbarkeit mit Stearinsäure limmantelt, wobei ca. 3 96 Stearinsäure eingesetzt werden.
Die Stearineläure wird im allgemeinen durch eine Oberflächenreaktion als Caleiumearbonat gebunden. Die Voraussetzung für die verstärkende Wirkung der gefgllten Caleiumcarbonat.e ist, neben einer geeigneten Teilchengröße, eine glatt e Oberfläche, die im Idealfall rund Ist, ein geringer grobkristalliner Anteil und eine möglichst gleichm;-'ißige Teiloh 0»"g;r'- Die erfindungsgemäße Verbesserung der Schlagzähigkeit ist unabhängig von den Stabilisatoren, als Verarbeitungshilfen benutzten Weichmachern und Gleitmitteln der rolyvinylchloridmischung, obgleich gewisse Unterschiede in der Wirksamkeit in Abhängigkeit vom StabilisierungBsystem beobachtet werden. Besonders gute Effekte werden mit Yietallstabilisatoren erzielt.
Die Verbesserung der Schlagzähigkeit erfolgt im Bereich zwischen 1 und 30 % Fülletoff, bezogen auf Polyvinylehlorid. Besonders günstige Effekte werden im Bereich zwischen 5 und 20 % erzielt, in dem die Schlagzähigkeit praktisch gleichbleibend ist. Dieser Bereich gestattet die Herstellung hochgefüllter und preiogünstiger Artikel ohne Verschlechterung der Schlagzähigkeit.
Die Herstellung der erfindungegemäßen schlagfesten Hart-Polyvinylohlorid-1--liechungen erfolgt nach irgendeiner bekannten Aufarbeitungstechnik. In der Regel wird das Polyvinylehlorid, der Fülletoff und die übrigen Zusatzßtoffe, wie Stabilisatoren, Gleitmittel und Farben in einem schnelllaufenden Miacher mit oder ohne Temperaturerhöhung homogen gemischt und anochließend.entweder über Granulat oder direkt von der Pulvermiachung aus, zu den entsprechenden Produkten auf Ein- oder Mehrfach-Schneckenextrudern oder sonstigen Verformungemaschinen verarbeitet.
Das erfindungogemäße Verfahren wird durch folgende Beispiele charakterisiert: Alle Mischungen wurden auf einem Henschel-14iBcher vorgemischt, bei den Beispielen 1, 2 und 3 bis 100 0 C, Beispiel 4 0 0 bis 140 C und anschließend bei 170 C mit einem Einschneckenextruder granuliert. Aus dem Granulat wurde unter den' bei #en Beiupielen angegebenen Teml)ei-aturen ei , n , Rohr mit einem Außendurchmesser von 15 mm und einür Wahdo-tärke von 1 5 mm gefahren. Probestücke von 20 mm Länge wurden der Schlagfestigkeitsprüfung unterworfen. Die Prüfung erfolgte nach der schwedischen Norm Simko 23 A-1958 7e, Apparatur Figur 1.
Beispiel 1: 100 Teile Solvie (Wz) 229 3 Teile dibasisches Bleistearat Extruderbedingungen: Schnecke 20 d, Kompression 1 : 295; kernprogressiv, Temperatureinstellung von Einfüllöffnung bis zum 1,11undstück 1900 C, 174 oct igooc.
Beispiel 2: 100 Teile Solvio (Wz) 229 2 Teile dibasisches Bleistearat 2 Teile Glycerinmonooleat (Markenbezeichnung Ijoxiol G 11) Extruderbedingungen wie in Beispiel 1; Temperaturen 174 0 cl 184 0 C, 1800 C.
Beispiel 3: NO Teile Solvie (Wz) 229 3 Teile dibaeisches Bleistearat 10 Teile Winnofil S (Wz) , Extruderbedingungen wie Beispiel 1; Temperaturen 185 0 C, 1880 ct 1800 0.
Die drei Proben der Beispiele 1 bis 3 wurden mit einem Gewicht von 1500 g, einer Fallhöhe von 45 cm und einer Temperatur von 200 C auf ihre Schlagzähigkeit geprüft. Anschließend wurde durch Variation der Temperatur die Bruchtemperatur bei gleichem Gewicht und gleicher Fallhöhe festgestellt.

Beispiel Schlaigprüfung C'-'0 0 C Bruchtemperatur OC

1 --- 70 bis 900 0

2 0 bis 100 C

3 ooc

nicht bentanden

+ bestanden

Die Beispiele zeigen eine Verbesserung der Schlagzähigkeit durch Einsatz von 10 Teilen Winnofil 8 (Wz). Trotz Füllung von ca. 10 % liegen die Werte noch besser als bei Benutzung von Glycerinmonooleat. Beispiel 4.» 100 Teile Solvie 229 (Wz) 2 Teile Barium-Cadmium-Stabilisator Howeh S 3180 1 Teil Komplexbildner Hoesch KB 3017 1 Teil E-Wachs 0-20 Teile Winnofil 2 (Wz) Extruderbedingungen wie Beispiel 1; Temperaturen 1880 C, 193oC, 1720c. Durchführung der PrÜfung: Gewicht 1500 9, Fallhöhe 45 cm, Füllstoffeinsatz 0, 2 112, 5t 109 159 20 Teile auf 100 Teile Polyvinylehlorid. Ergebnis s. beiliegendes Diagramm.

Claims

P a t e n t a n a p r u c h Verfahren zur Herstellung von schlagfesten weichmacherfreien oder nicht mehr als 5 #o Weichmacher enthaltenden Formkörp'ern" auf der Grundlage von Polyvinylehlorid oder überwiegend aus Vinylehlorid aufgebauten Polymerisaten, dadurch gekennzeichnet, daß neben den üblicherweioe verwendeten Metallstabilisatoren und Gleitmitteln 1 bis 30 % eines anorganischen Füllstoffes zugesetzt werden, der hauptsächlich aus gefälltem Caleiumearbonat gleichmäßiger Teilchengröße und einer glatten Oberfläche von 10 bis 50 m 2 Ig nach BET besteht.