DE1569255C3 - Vinylchlorid polymerisatmassen zur Herstellung von Formkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischung eines Vinylchloridpolymerisats und eines Methylmethacrylatpolymerisats mit speziellen Zusatzstoffen, die im Spritzguß oder ähnlich verwendet werden können.

Die geringen Kosten und die guten physikalischen Eigenschaften von Polyvinylchlorid legen seine Verwendung als Spritzgußpulver nahe. Dieses Polymerisat hat jedoch so schlechte Schmelzflußeigenschaften bei Temperaturen unterhalb seiner Zersetzungstemperatur, daß seine Verwendung auf diesem Gebiet praktisch vollständig ausgeschlossen ist. Nur hochplastifiziertes Polyvinylchlorid hat man in merklichem Ausmaß als Spritzgußpulver verwendet. Diese Masse ist für viele Zwecke ungenügend, da die an Plastifizierungsmittel verwendete Menge so groß ist, daß die Eigenschaften des Endproduktes stark beeinträchtigt werden.

Die erlindungsgemäße pulverförmige Formmasse enthält als Hauptbestandteil ein Vinylchloridpolymerisat sowie ein Polymerisat auf der Basis von Methylmcthacrylat mit weiteren Zusatzstoffen.

Es wurde nämlich gefunden, daß Mischungen aus, bezogen auf das Gesamtgewicht von Vinylchloridpolymerisat und Methylmethacrylatpolymerisat, 50 bis 80 Gewichtsprozent Vinylchloridpolymerisat und 50 bis 20 Gewichtsprozent eines Methylmethacrylat-Polymerisats, das bis zu 25 Gewichtsprozent eines niedermolekularen Alkyiacrylats enthält, sowie, bezogen auf die Gesamtmasse, 0,5 bis 30 Gewichtsprozent eines chlorierten oder chlorsulfonierten Polyäthylens in Anwesenheit eines Dchydrochlorierungs-lnhibitors und einer zweiwertigen Schwefelverbindung .besonders geeignet als Spritzgußmassen sind.

Zu dem erfindungsgemäß verwendeten Vinylchlorid-Polymerisat gehören im Handel zugängliche Homopolymerisate und Mischpolymerisate, in welchen das Polymerisat vorwiegend aus (— GH₂ — CHCl —)-Einheiten besteht.

Als Methylmethacrylatpolymerisat sind geeignet Methylmcthacrylat-Homopolymerisate und Mischpolymerisate aus Methylmethacrylat und niedermolekularen Alkyl- (d.h. Methyl, Äthyl, Propyl und ButyO-Acrylaten, die eine innere Viskosität von 0,3 bis 0,6 besitzen. Die Menge an niedermolekularem Alkyiaciylat in dem Mischpolymerisat soll 25% vom Gewicht des Mischpolymerisates nicht überschreiten. Die zweiwertige Schwefelverbindung ist vorteilhaft in einer Menge von 0,1 bis 2⁰/„ vom Gewicht des Acrylharzes in der Masse enthalten. Der zweiwertige Schwefel kann in dem Polymerisat in Form von Polymerisateinheiten vorliegen, oder man kann ihn hinzufügen, nachdem die Polymerisation beendet ist und wenn das Polyvinylchlorid mit dem Acrylharz gemischt wird. Geeignete zweiwertige Schwefelverbindungen sind beispielsweise Verbindungen der Formel R₁ — S — R₂, worin Ri einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und R₂ einen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Wasserstoffatom bedeutet.

Zu den erfindungsgemäß brauchbaren Dehydrochlorierungs-Inhibitoren gehören: (A) Dialkylzinnmercaptide, Acetate, Laurate, Carboxylate, Maleate und Alkoxyds mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe, Zink-, Blei-, Cadmium-, Calcium- oder Strontium-Salze von Fettsäuren mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen, Bariumphenolate und Dialkylzinkmercaptide mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen; (B) epoxydierte Öle mit 10 bis 100 Kohlenstoffatomen und einem Gehalt an Oxiran-Sauerstoff von 5 bis 10°/₀ vom Gewicht des Öls. Diglycidyläther von mehrwertigen Phenolen mit 17 bis 50 Kohlenstoffatomen und 3,4-Epoxyo-methyl-cyclohexyl-melhyl-S^-epoxy-o-methyl-cyclohexan-carbonat; (C) organische Phosphite nämlich Alkylphosphite mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Triphenylphosphit. Obgleich all die in den Klassen (A) und (B) aufgeführten Verbindungen eine Dehydrochlorierung verhindern, wenn man sie alleine benützt, verwendet man vorzugsweise eine Kombination aus je einer Komponente der Klasse (A) und (B); wenn die

ίο Komponente aus der Klasse (A) ein Metallsalz einer Fettsäure ist, setzt man vorzugsweise auch eine Komponente aus der Klasse (C) zu. Wählt man die Bestandteile des Dehydrochlorierungs-Inhibitors in dieser Weise aus, so erhält man ein synergistisches Ergebnis.

Die gesamte Menge an Dehydrochlorierungs-Inhibitor beträgt vorzugsweise zwischen 2 und 10 Teilen je 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid, obgleich größere Inhibitormengen zufriedenstellend verwendet werden können. Der Inhibitor besteht vorzugsweise zu zwischen einem Drittel und zwei Drittel aus der oben bezeichneten Klasse (B) und der Rest aus (A) und (C).

Falls das aus der Mischung der Bestandteile ge- _;1 formte, fertige Gebilde unter Bedingungen verwendet ^^! wird, wo es der abbauenden Einwirkung von Ultraviolettstrahlen ausgesetzt ist, ist es wünschenswert, in die Mischung ein Ultraviolett-Stabilisierungsmittel wie Hydroxybenzophenon oder ein Benzotriazol in Mengen von etwa 0,05 bis 0,5 Teile vom Gewicht der Mischung einzuschließen.

Die erfindungsgemäßen Mischungen haben scheinbare Viskositäten zwischen 10 000 und 50 000 P bei 180⁰C unter Anwendung einer Scherstärke von , 100 Sek.^-1 und scheinbare Viskositäten zwischen > 3000 und 8000P bei 180⁰C untei Anwendung einer Scherstärke von 1000 Sek.-¹.

Die Vinylchloridpolymerisatmenge in der Mischung beträgt 50 bis 80 Gewichtsteile und die Menge an Methylmethacrylatpolymeren 20 bis 50 Gewichtsteile je 100 Teile des Harzes. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Vinylchloridpolymerisat zu Acrylharz zwischen 55 : 45 und 65 : 35. '.

Die Spritzgußmassen enthalten zur Verbesserung : der Schlagfestigkeit chlorierten oder chlorsulfoniertes j Polyäthylen. Die in dem chlorierten Polyäthylen vorliegende Chlormenge soll zwischen 20 und 60 Teilen je 100 Teile des chlorierten Polyäthylens betragen. Die Menge an Schwefel und Chlor in dem chlorsulfonierten Polyäthylen soll zwischen 20 und 60 Teilen je 100 Teile des chlorsulfonierten Polyäthylens betragen. Das Verhältnis von Chlor zu Schwefel in d?m chlorsulfonierten Äthylen soll zwischen 10 und 40 liegen. Die Menge an chloriertem oder chlorsulfoniertem Polyäthylen in der Vinylchloridpolymerisat-Acrylharz-Mischung soll zwischen 5 und 30 Gewichtsprozent der Mischung betragen. Der Schmelzindex des Ausgangspolyäthylenharzes für die chlorierten oder chlorsulfonierten Polyäthylene soll zwischen 0,5 und 20 liegen, gemessen in g/10 Min. bei einer Temperatur von 190⁰C und einer Kolbenbelastung von 2160 g bei einer Austrittsöffnung mit einem Durchmesser von;

2,096 mm und einer Länge von 7,90 mm. |

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung;

alle Teil- und Prozentangaben beziehen, sich auf das_f

Gewicht, wenn nicht anders angegeben. :

^s B i i s ρ i e 1 1 ;

Unter Verwendung eines Doppel-Kegel-Mischers, stellt man eine trockne Mischung her, die !

60 Teile Polyvinylchloridharz mit einer inneren

Viskosität von 0,72,__

40 Teile Methylmethacrylat-Äthylacrylat- Mischpolymerisat, das 13% Äthylacrylat enthält und eine innere Vikosität von 0,45 S besitzt,

1,2 Teile Dibutylzinnmercaptid,
2 Teile epoxydiertes Öl mit etwa 57 Kohlenstoffatomen und einem Oxiran-Sauerstoffgehalt von etwa 9 Gewichtsprozent, 0,1 Teil 2-(2'-Hydroxy-5-methylphenyl)-benzo-

triazol und

30 Teile chloriertes Polyäthylen, mit einem Schmelzindex von 3,5 und 42% Chlor enthält. Diese Mischung wird in einem 5,1-cm-Extruder bearbeitet, der ein Längen-Durchmesser-Verhältnis von 15 besitzt. Man hält eine Zylindertemperatur zwischen 143 und 192°C aufrecht; die Materialtemperatur hält man unterhalb von 193° C. Die Schmelze wird als Strang ausgepreßt, abgeschreckt und in 3,18-mm-Pellets zerschnitten. Diese Pellets füllt man in eine 187-g-Spritzgußapparatur ein, die mit einem rotierenden Verteiler ausgerüstet ist. Man lenkt die Zylindertemperaturen zwischen 149 und 182° C bei Schmelztemperaturen, die man unterhalb von 193° C hält. Unter Verwendung eines Kolbendruckes zwischen 703 und 1406 at und einer kalten Form werden verschiedene transparente Gegenstände, beispielsweise Becher, Kämme und Versuchsstäbe geformt. Die Oberfläche des Formlings ist glatt und glänzend.

Die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen Versuchsstäbe sind die folgenden:

Zugfestigkeit 407,8 kg/cm²

Dehnung 60%

Steifigkeit 250 M psi

Härte 106 Rock R

Verformung unter Hitzeeinwirkung

4,64 kg/cm² 74⁰C

18,56 kg/cm² 69°C

Izod-Schlagzähigkeit

eingekerbt 13,83 cm kg/

2,5-cm-Kerbe

35

40

45

nicht eingekerbt 359,58 cm kg/

2,5-cm-Kerbe
Selbsterlöschende Eigenschaften ja

Spezifisches Gewicht 1,29

Beispiel 2

Verwendet man bei der nach Beispiel 1 hergestellten Mischung 30 Teile chlorsulfoniertes Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 3,5, das 40% Chlor und 2% Schwefel enthält, so erhält man unter sonst gleichen Verarbeitungsbedingungen feste, steife Gebilde, die eine glatte glänzende Oberfläche besitzen. Die physikalischen Eigenschaften sind ähnlich denen, die man im Beispiel 1 unter Verwendung von chloriertem Polyäthylen als Schlag-Modifizierungsmittel erhält.

Beispiel 3

Verwendet man in Beispiel 1 30 Teile eines Mischpolymerisates aus chloriertem Äthylen und Methacrylsäure mit 42% Chlor, 48% Äthylen und 10% Methacrylsäure, so zeigen geformte und/oder extrudierte Gebilde aus dieser Mischung Eigenschaften, ähnlich den Eigenschaften der Produkte des Beispiels 1, aber zusätzlich ist die Durchsichtigkeit verbessert und die Neigung zur Trübung über Spannung (stress whiten) vermindert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vinylchloridpolymerisatmassen zur Herstellung von Formkörpern aus, bezogen auf das Gesamtgewicht von Vinylchloridpolymerisat und Methylmethacrylatpolymerisat, 50 bis 80 Gewichtsprozent Vinylchloridpolymerisat und 50 bis 20 Gewichtsprozent eines Methylmethacrylatpolymerisates, das bis zu 25 Gewichtsprozent eines niedermolekularen Alkylacrylats enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich, bezogen auf die Gesamtmasse, 0,5 bis 30 Gewichtsprozent eines chlorierten oder chlorsulfonierten Polyäthylens sowie ein Dehydrochlorierungsinhibitor und eine zweiwertige Schwefelverbindung enthalten sind.