DE1569440C - Stabilisierte Formmassen aus Poly olefinen - Google Patents
Stabilisierte Formmassen aus Poly olefinenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft Formmassen aus Polyole- zusagen. Verbindungen, die anfänglich stabilisierend
finen, die gegen den durch Sonnenlicht oder ultravio- wirkten, können sogar ihre Wirksamkeit verlieren,
lette Strahlen hervorgerufenen photochemischen Ver- wenn sie harten Bedingungen unterworfen werden,
fall stabilisiert sind. ..... , .■ . : ■ · ■ '-.·■ Es wurde nun gefunden, daß man Poly-oc-Olefinen
Der Abbau poly merer; Materialien durch ultravio- 5 Ultraviolettbeständigkeit verleihen kann, wenn man
lette Strahlen ist bekannt'. Der Zusatz von Stabilisato- 0,01 bis 10 Gewichtsprozent des Phenylesters der 1-
ren zu Kunststoffen ist ein wichtiger Gesichtspunkt bei oder 3-Hydroxy-2-naphthoesäure einarbeitet,
der Herstellung von Kunststoffen. Zu den polymeren Die Phenylester werden nach bekannten Vereste-
Zusammensetzungen, die durch den Zusatz von als rungsmethoden hergestellt. Folgendes Verfahren wur-
photochemische Stabilisatoren wirksamen Additiva io de beispielsweise angewandt:
verbessert werden, gehören. Poly-a-Olefine, Vinylharze 94 g 2-Hydroxy-3-naphtoesäure (0,5 Mol) in'100 ml
und Polyester. Der-Zusatz eines Ultraviolett-Stabilisa- Benzol wurden mit 60 g Thionylchlorid (0,5 Mol) ver-
tors, der in der Lage ist, die schädliche Sonnenenergie setzt.'Das Gemisch wurde langsam auf einem Dampf-
zu absorbieren ünd:inharmlpser Form wieder abzuge- bad IV2 Stunden erhitzt, wobei HCl und SO2 ab-
ben, ist sehr nützlich bei der Herstellung von Massen, 15 dampften. Dann wurden 47 g Phenol (0,5 Mol) in
die gegen die Wirkungen' ultravioletter Strahlen nicht 100 ml Benzol innerhalb 5 Minuten bei Temperatur
beständig sind. Polyolefine^ wie· Polyäthylen, Pplypro- des Dampfbades unter HCl-Entwicklung zugesetzt,
pylen u. dgl., sind besonders empfindlich gegen Photo- Nach 2 Stunden wurde das Reaktionsgemisch' abge-
oxydation, wenn sie "dem-Sonnenlicht oder ultraviolet- kühlt, mit 200 ml Benzol verdünnt und zweimal mit
ter Strahlung ausgesetzt werden. Diese Art der Oxyda- 20 200 ml Wasser gewaschen. Die Lösung wurde über
tion, die von der thermischen Oxydation zu unter- CaSO4 getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel im
scheiden ist, ist in den Anfangsstufen durch ein Auf- Vakuum entfernt.
brechen der Polymerkette und. durch die Bildung von Der ■ Rückstand wurde .in .warmem Aceton gelöst, Q
Carbonylgruppen innerhalb des Polymermoleküls ge- mit Kohle gefiltert und abgekühlt. Es ergaben sich
kennzeichnet. Bei fortschreitender Oxydation wird das 25 gelbe Kristalle. Die Mutterlauge wurde durch VerPolymerisat
rissig, und die Zerreißfestigkeit nimmt ab dunsten des Acetons aufgearbeitet. Es ergab sich ein
bis zu völligem mechanischem Versagen. Die photo- Schmelzpunkt von 128 bis430° (Lit. 128 bis 129°). Die
katalysierten Veränderungen bewirken auch Verfär- Ausbeute betrug 85 g (Thepr. 142 g).
bungen, wie Vergilben oder Dunkelwerden der unsta- . Die in den erfindungsgemäßen Formmassen verbilisierten Polymeren. Diese nachteiligen Wirkungen 30 wendeten Ester sind wirksame Stabilisatoren für polymachen die Polymeren wirtschaftlich unbrauchbar. mere Massen, die photooxydätivem Abbau unterwor-Es ist deshalb üblich, gewisse Verbindungen mit den fen sind. Die Verbindungen sind in Konzentrationen Polymeren zu mischen, um diese gegen den schädigen- von 0,01 bis 10,0, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsproden Einfluß des Lichts Und besonders der ultraviolet- : zent, bezogen auf das.Polymerisat, wirksam. Die Verten Strahlen zu stabilisieren. 35 bindungen können in jeder beliebigen Weise, durch
bungen, wie Vergilben oder Dunkelwerden der unsta- . Die in den erfindungsgemäßen Formmassen verbilisierten Polymeren. Diese nachteiligen Wirkungen 30 wendeten Ester sind wirksame Stabilisatoren für polymachen die Polymeren wirtschaftlich unbrauchbar. mere Massen, die photooxydätivem Abbau unterwor-Es ist deshalb üblich, gewisse Verbindungen mit den fen sind. Die Verbindungen sind in Konzentrationen Polymeren zu mischen, um diese gegen den schädigen- von 0,01 bis 10,0, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsproden Einfluß des Lichts Und besonders der ultraviolet- : zent, bezogen auf das.Polymerisat, wirksam. Die Verten Strahlen zu stabilisieren. 35 bindungen können in jeder beliebigen Weise, durch
Ohne eine ausreichende Stabilisierung wären die welche eine gründliche Verteilung bewirkt wird, einmeisten
handelsüblichen Polymeren in ihren Verarbei- gearbeitet werden. Das kann mittels einer zum Mitungs-
und Verwendungsmöglichkeiten stark be- sehen von Feststoffen oder zum Einarbeiten von Flüsschränkt.
Jeder bekannte Ultraviolettabsorber hat ge- sigkeiten geeigneten Maschine geschehen. Statt die
wisse Nachteile. Allgemein muß der ausgewählte Ab- 40 Verbindung demJPolymerisat in festem oder geschmolsorber
starke Absorptionseigenschaften in dem WeI- zenem Zustand zuzusetzen, kann sie auch einer Lölenlängenbereich
.haben.; in dem-das Polymere am . sung oder Suspension des?P.plymeren in einem, orgaempfindlichsten
ist. Da die Hauptaufgabe des Ultra- nischen Lösungsmittel oder zu einer wäßrigen Disperviolettstabilisators
darin besteht, aktive Strahlung zu sion zugegeben und das flüchtige Lösungsmittel dar- (
absorbieren und die Energie als Wärme zu zerstreuen, 45 auf durch Verdampfen, entfernt werden. ^-
muß er eine chemische"Struktur haben, die gegen.die -,- -Zur Bewertung der Ultraviolettstabilisatoren wurde
absorbierte Energie außergewöhnlich stabil ist.-Der. ein beschleunigtes Testverfahren angewendet. Als
Absorber muß auch in dem plastischen Material'ver- Kunststoff wurde hierbei Polypropylen verwendet,
bleiben und sollte vorzugsweise mit dem Polymerisat.,. Polypropylen verfällt sehr schnell, wenn es nicht aus-
oder irgendeinem anderen, während der Herstellung 5° reichend gegenaäktive''Strählungvgeschützt wird. Es
oder Verarbeitung zugesetzten Bestandteil keine Um- ■' treten solche Erscheinungen, wie Verfärbung, Obersetzung
eingehen. Häufig werden Ultraviolettabsorber flächenabbau und Brüchigwerden auf. Um die Ver-
... gemeinsam, mit Antioxidantien und anderen Additiva .suchszeit „der S.tabilität.ste_sts„abzukürzen, wurde eine
verwendet, die selbst zur Ultraviolettstabilität beitra- künstliche Umgebung mit Hilfe des Xenon-Lichtbogen.
Man weiß aüctij-kfaß'stabile.Ultraviolettabsorber;.·55■•gen-Klim'ätesters.(Weathefometer) geschaffen. Es sind
ein gewisses Maß an Antioxydationswirkung zei- viele beschleunigte-Tesis-zur^Bestimmung der Lichtgen.
Stabilität von plastischen Massen entwickelt worden,
Es sind eine Anzahl individueller Ultraviolettabsor- die sich unterschiedlicher Strahlenquellen bedienen —
ber bekannt, die sämtlich zu vier Klassen chemischer Kohle-, Quecksilber- oder Xenon-Lichtbogen, fluo-
Strukturen gehören: 1. Salicylsäureester, 2. substitu- 60 reszierende Sonnenlampen, Schwarzlicht- oder andere
tuierte Benzophenone, 3. substituierte Benzotriazole ultraviolettreiche Lampen, manchmal in Verbindung ^-
und 4. eine nichtphenolische Klasse von substituierten mit Filtern. Bei Verwendung des Xenon-Lichtbogen- .-£.
Acrylnitrilen. ■'·.·'" Klimatesters werden beschleunigte Ergebnisse dadurch *";.
Alle diese Verbindungen sind hinsichtlich ihrer erhalten, daß man die Probe 24 Stunden am Tage dem ,■■.,
Fähigkeit, Ultraviolettstrahlung zu absorbieren, unter- 65 »Mittagssonnenlicht« aussetzt, abkühlt, erwärmt und q
schiedlich, und es ist unmöglich, mit einiger Sicher- befeuchtet, anstatt die Klimabedingungen zu intensi- ;■
heit ihre Wirksamkeit zur Absorption ultravioletten vieren. Das nachfolgende Beispiel erläutert die Test- .~
Lichts über einen längeren Zeitraum hinweg voraus- methode und die Brauchbarkeit der Erfindung.
Polypropylenproben, die 0,5 Gewichtsprozent des T^aphthoesäureester-Ultraviolettstabilisators enthielten,
und solche Proben, die keinen Stabilisator enthielten, wurden zu Vergleichszwecken den Bedingungen des
Klimatesters unterworfen. Die verschiedenen Zusätze wurden dem Polypropylen als Lösung in Methylenchlorid
durch Umrühren des Gemisches mit der Hand zugesetzt. Das Lösungsmittel wurde durch Verdampfen
bei Raumtemperatur in einem Abzug entfernt. Das trockene Gemisch wurde in einen Hochleistungsmischer gegeben und zweimal je 2,5 Minuten gemischt.
Danach wurde das Polypropylen unter Druck zu Filmen von etwa 0,06 mm Stärke geformt. Aus den gepreßten
Filmen wurden zwei Quadrate von 5 · 5 cm Kantenlänge ausgeschnitten. Diese Proben, welche die
verschiedenen Zusätze enthielten, und die keine Zusätze enthaltenden Kontrollproben wurden zu Bewitterungsversuchen
in den Klimatester gegeben. Die Proben wurden täglich auf Verfärbung, Oberflächenverfall
und Brüchigwerden untersucht. Als Kennzeichen des fortschreitenden Verfalls wurden das Zerbrechen der
Probe bei Zusammenbiegen um 180°, das Ausmaß der Verfärbung oder der starke Oberflächenverfall der
Testprobe angesehen. Die bis zum Versagen der Proben verstrichene Zeit'wurde registriert und ist in der nachfolgenden
Tabelle zusammengefaßt.
| Prüfzeit | |
| Zusatz | in Stunden |
| bis zum | |
| (0,5 % Konzentration in Polypropylen) | Versagen |
| (0) Kein | 280 |
| (Durch | |
| schnitt) | |
| (1) Phenyl-l-hydroxy-2-naphthoat ... | 875 |
| (2) PhenyI-3-hydroxy-2-naphthoat ... | 750 |
Claims (1)
- Patentanspruch:Stabilisierte Formmassen aus Poly-a-Olefinen, enthaltend 0,01 bis 10,0 Gewichtsprozent des Phenylesters der 1- oder 3-Hydroxy-2-naphthoesäure.
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