DE19755561A1 - Verfahren zur Herstellung von staubarmen Stabilisatorsystemen zur thermischen Stabilisierung von PVC - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von staubarmen Stabilisatorsystemen zur thermischen Stabilisierung von PVCInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung staubarmer
Stabilisator-Systeme zur thermischen Stabilisierung von PVC.
Weiter betrifft die Erfindung PVC-Stabilisator-Granulate, welche
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden sowie die
Verwendung dieser Granulate zur thermischen Stabilisierung von
PVC.
Zur Herstellung von Stabilisator-Systemen zur thermischen Stabi
lisierung von PVC (im folgenden zur Vereinfachung als PVC-Stabi
lisatoren bezeichnet) werden die Ausgangskomponenten üblicher
weise gemischt und anschließend in der Regel zu Granulaten mit
unterschiedlichen Größen und Geometrien geformt. Zur Durch
mischung der Stabilisatorkomponenten wie auch zur Formgebung des
Stabilisators bedient man sich hierbei üblicherweise kommerziell
verfügbarer Vorrichtungen, wie z. B. Mischern und Kompaktieraggre
gaten. Solchermaßen erhältliche PVC-Stabilisator-Granulate weisen
jedoch gewisse Nachteile auf. So sind die Komponenten des Stabi
lisator-Granulats oftmals nicht ausreichend homogen durchmischt,
was sich auf die Einarbeitung in das PVC negativ auswirkt, z. B.
wird eine gleichmäßige Verteilung der Stabilisatorkomponenten im
Kunststoff erschwert, und der Einarbeitungsprozeß ist oftmals
nicht reproduzierbar durchzuführen, was zu Problemen etwa bei der
Extrusion von solchermaßen stabilisierten PVC-Massen zu PVC-Form
teilen führen kann.
Weiter weisen die üblicherweise erhältlichen Stabilisator-Granu
late entweder eine zu geringe oder eine zu hohe Festigkeit auf.
Im ersteren Fall muß dem erhöhten Feinanteil hinsichtlich Staub
explosionsgefahr und/oder Arbeitsplatzhygiene durch teils aufwen
dige Vorkehrungen, beispielsweise seitens der PVC-Verarbeiter,
Rechnung getragen werden, in letzterem Fall wird u. U. die Ein
arbeitung des PVC-Stabilisators erschwert mit der Folge, daß die
Verarbeitung der stabilisierten PVC-Massen kaum oder nicht mög
lich und/oder die thermische Stabilisierung der PVC-Massen bei
der Verarbeitung durch ungleichmäßige Verteilung des PVC-Stabili
sators im Kunststoff nicht oder nur in unbefriedigendem Umfang
gegeben ist.
Es wurde nun gefunden, daß die Herstellung von staubarmen Stabi
lisator-Systemen zur thermischen Stabilisierung von PVC, wobei
die Stabilisator-Systeme enthalten als Komponenten
- (a1) Stabilisatoren,
- (a2) Gleitmittel und
- (a3) gegebenenfalls weitere Zusätze,
in vorteilhafter Weise gelingt, wenn die Komponenten a1
, a2
und
gegebenenfalls a3
mittels einer geeigneten Vorrichtung V1
homogen
vermischt und anschließend mittels einer geeigneten Vorrichtung V2
zu Granulaten gepreßt oder gegossen werden.
Bevorzugt werden im erfindungsgemäßen Verfahren als Vorrichtung V1
Einschneckenextruder, Zweischneckenextruder, synonym auch als
Doppelschneckenextruder bezeichnet, oder Mehrschneckenextruder,
synonym auch als Planetwalzenextruder bezeichnet, verwendet.
Doppelschneckenextruder als Vorrichtung V1 können kommerziell
beispielsweise von den Firmen Berstorff, Leistritz, Werner &
Pfleiderer sowie APV bezogen werden. Planetwalzenextruder als
Vorrichtung V1 werden kommerziell z. B. von den Firmen Berstorff
und Entex vertrieben. Durch Verwendung der genannten Aggregate
als Vorrichtungen V1 läßt sich eine innige und homogene Durch
mischung der in üblicher Weise vorgemischten Komponenten a1, a2
und gegebenenfalls a3 des PVC-Stabilisators erreichen. Je nach Re
zeptur des PVC-Stabilisators, d. h. je nach chemischer Natur sowie
Anteil der Komponenten a1, a2 und gegebenenfalls a3, erreicht man
in diesen Aggregaten durch Eigenfriktion, und somit ohne äußere
Wärmezufuhr, Massetemperaturen bis zu etwa 50 bis 60°C. Erfolgt
eine Wärmezufuhr von außen, so sollte eine Massetemperatur von
etwa 160°C nicht überschritten werden, um eine zu starke Schädi
gung des PVC-Stabilisators zu vermeiden.
Ein wichtiges weiteres Kriterium für die Vermischung der Kompo
nenten a1, a2 und gegebenenfalls a3 in der Vorrichtung V1 sowie in
den bevorzugt zu verwendenden Einschnecken-, Doppelschnecken oder
Planetwalzenextrudern ist neben der Massetemperatur auch die Ver
weilzeit. Massetemperaturen bis zu ca. 160°C oder sogar höher kön
nen dann toleriert werden, wenn eine entsprechend kurze Verweil
zeit bei der jeweiligen Temperatur gewährleistet ist. Es muß da
bei jedoch im Auge behalten werden, daß wiederum zu kurze Ver
weilzeiten zu einer nicht ausreichenden Durchmischung der Kompo
nenten a1, a2 und gegebenenfalls a3 führen können. Die genaue Ba
lance zwischen Massetemperatur und Verweilzeit unter Berücksich
tigung der erforderlichen Durchmischung der Stabilisatorkomponen
ten läßt sich in der Regel durch wenige Vorversuche ermitteln.
Üblicherweise erhält man bei Verwendung der bevorzugten Vorrich
tungen V1, also den Einschnecken-, Doppelschnecken- oder Planet
walzenextrudern, und bei Massetemperaturen von ca. 30 bis 160°C
bei Verweilzeiten von wenigen Minuten ausreichend homogen durch
mischte PVC-Stabilisatoren (bzw. nicht granulierte Stabilisator
mischungen), welche in ihrer Stabilisierungswirkung nicht nen
nenswert beeinträchtigt sind.
Die Güte der Durchmischung der Komponenten sowie die Reproduzier
barkeit der Durchmischung läßt sich in vorteilhafter Weise
mittels Differentialthermoanalyse (DTA) oder Differential-Scan
ning-Calorimetry (DSC) abschätzen. Während mehrere gleiche, gut
durchmischte Proben der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren er
hältlichen Stabilisatormischungen, also Proben, welche Vorrich
tung V1 passiert haben und gegebenenfalls bereits zu Granulaten
geformt wurden, identisches oder nahezu identisches thermisches
Verhalten zeigen, findet man bei üblicherweise hergestellten Pro
ben sowie daraus geformten Granulaten erhebliche Streuungen im
thermischen Verhalten. Dies hat auch negative Auswirkungen auf
die sogenannte Farbhaltung, d. h. mit üblichen Stabilisatoren ad
ditivierte PVC-Massen zeigen bei thermischer Belastung eine früh
zeitige und unerwünschte Verfärbung.
Ist im Anschluß an die Durchmischung der Komponenten mittels Vor
richtung V1, bevorzugt mittels Einschnecken-, Doppelschnecken- oder
Planetwalzenextruder, ein Gießen des PVC-Stabilisators zu
Granulaten, wie z. B. Pastillen, vorgesehen, so stellt man
vorzugsweise Massetemperaturen in der Vorrichtung V1 von 60 bis
160°C, besonders bevorzugt von 80 bis 130°C ein. Die für die je
weilige PVC-Stabilisatormischung geeignete Temperatur ist im Ein
zelfall natürlich wiederum von der entsprechenden Rezeptur abhän
gig. Die aus der Vorrichtung V1 extrudierte PVC-Stabilisatormasse
besitzt dann eine Konsistenz, welche die Herstellung eines Stabi
lisator-Granulats durch Vergießen mittels einer Vorrichtung V2 er
möglicht. Als solch eine Vorrichtung V2 kommt beispielsweise ein
Rotoformer® in Frage, welcher kommerziell von der Firma Sandvik
bezogen werden kann. In diesem Aggregat wird die aus der Vorrich
tung V1, bevorzugt aus einem Einschnecken-, Doppelschnecken- oder
Planetwalzenextruder, herausgeführte zäh- bis dünnflüssige
PVC-Stabilisatormasse in eine innere, feststehende Trommel geleitet.
Durch eine äußere und bewegliche, mit Löchern versehene Trommel
kann die Stabilisatormasse über Öffnungen der inneren Walze her
ausfließen und wird gleichzeitig zu Tropfen portioniert. Diese
Tropfen werden auf eine Kühlvorrichtung abgelegt, welche
üblicherweise aus einem Metallförderband besteht. Durch zusätzli
che Kühlung und/oder eine entsprechend lange Kühlstrecke erkaltet
die Stabilisatormasse und die dann erhaltenen Pastillen bzw. Gra
nulate lassen sich durch geeignete Abstreifvorrichtungen vom Me
tallförderband entfernen. Durch entsprechende Rezeptureinstellung
läßt sich das Verhalten der PVC-Stabilisator-Granulate auf der
Kühlstrecke beeinflussen. Wichtige Gesichtspunkte sind hierbei
ein gutes Ablöseverhalten von der Kühlstrecke (z. B. Metallförder
band) sowie eine möglichst vollständige Ablösung, d. h. ein mög
lichst geringer Verbleib von Stabilisatorresten auf der Kühl
strecke (z. B. Metallförderband). Der Kühlvorgang hängt u. a. von
der Länge der Kühlstrecke und Geschwindigkeit des Fördermediums
(z. B. Metallförderband) ab und dauert in der Regel wenige Minu
ten. Sofern nötig oder gewünscht läßt sich dieser Abkühlvorgang
durch entsprechende zusätzliche Kühlung (z. B. Kühlung des Metall
förderbandes, Anblasen des Stabilisator-Granulats mit einem Kühl
gebläse) beschleunigen.
Eine weitere Möglichkeit der Granulierung besteht darin, die zäh- bis
dünnflüssige PVC-Stabilisatormasse durch Ein- oder Mehrloch
düsen in Form eines Stranges bzw. Strangbündels aus der Vorrich
tung V1 herauszupressen und mittels Kopfgranulierung zu zerteilen.
Vorteilhaft werden diese "Tropfen" dann auf einer Kühlstrecke,
z. B. ein ebensolches, bereits oben genanntes Metallförderband,
ausgehärtet.
Ist im Anschluß an die Durchmischung der Komponenten a1, a2 und
gegebenenfalls a3 des PVC-Stabilisators mittels Vorrichtung V1,
bevorzugt mittels Einschnecken-, Doppelschnecken- oder Planetwal
zenextruder, ein Verpressen des Stabilisators zu Granulaten, wie
z. B. Tabletten, vorgesehen, so stellt man vorzugsweise Masse
temperaturen in der Vorrichtung V1 von 30 bis 60°C, besonders
bevorzugt von 35 bis 55°C ein. Diese Temperaturen lassen sich
üblicherweise, ohne äußere Heizung, allein durch Eigenfriktion
der Stabilisatormischung erreichen und hängen im Einzelfall na
türlich wiederum von der speziellen Rezeptur der Stabilisator
mischung sowie von den geometrischen Gegebenheiten der Vorrich
tung V1 ab. Aufgrund der niedrigeren Massetemperaturen lassen
sich, z. B. im Hinblick auf eine innige und homogene Durchmischung
der Stabilisator-Komponenten, die Verweilzeiten in der Vorrich
tung V1 gegenüber der Verfahrensweise bei höheren Masse
temperaturen erhöhen. Da andererseits möglichst hohe Durchsätze
an Stabilisatormischung durch die Vorrichtung V1 wünschenswert
sind, wird man einen Kompromiß zwischen Verweilzeit (und damit
Durchmischung) und Durchsatz suchen. Die hierzu für eine gegebene
Rezeptur der Stabilisatormischung benötigten Vorversuche lassen
sich jedoch von einem Fachmann routinemäßig durchführen.
Die aus der Vorrichtung V1, bevorzugt einem Einschnecken-, Doppel
schnecken- oder Planetwalzenextruder, herausgeführte Stabili
satormischung mit der oben genannten niedrigeren Massetemperatur
besitzt dann eine Konsistenz, welche die Herstellung eines Stabi
lisator-Granulats durch Kaltgranulierung mittels einer Vorrich
tung V2 ermöglicht. Solche Vorrichtungen können beispielsweise
Granulatoren sein, die kommerziell von den Firmen Dreher, Rieter
oder Scheer angeboten werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten, staubarmen PVC-Stabilisator-
Granulate können im Anschluß an die mittels Vorrichtung V2 be
wirkte Formgebung in Säcke oder Big-Bags verpackt werden und
zeichnen sich u. a. durch eine hervorragende Lagerstabilität aus,
die vor allem durch eine geringe Tendenz der Stabilisator-Granu
late zur Ausbildung von Verbackungen in Erscheinung tritt. Gerade
dieses Verhalten ist auch unter dem Aspekt einer Bevorratung die
ser Granulate in Silos oder ähnlich großräumigen Behältnissen von
eminenter Wichtigkeit.
Beansprucht werden im Rahmen dieser Erfindung daher auch solche
PVC-Stabilisator-Granulate, die man nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erhält.
Weiter wird erfindungsgemäß die Verwendung dieser verfahrensgemäß
erhältlichen PVC-Stabilisator-Granulate zur thermischen Stabili
sierung von PVC beansprucht.
Als Komponente a1 der erfindungsgemäßen PVC-Stabilisator-Granulate
kommen in Betracht Stabilisatoren, ausgewählt aus den Gruppen:
- - Salze von Fettsäuren: Üblicherweise werden die entsprechenden Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Calcium-, Barium-, Zinn-, Zink-, Cadmium- und/oder Bleiverbindungen eingesetzt, wobei den beiden letzteren Verbindungen, gerade im Hinblick auf ökologische und toxikologische Aspekte, geringere Bedeutung zukommt. Diese beiden letzteren Verbindungen können aber in speziellen Rezepturen durchaus noch Anwendung finden. Als Fettsäuren kommen üblicherweise in Betracht C6- bis C30-Car bonsäuren mit gerader Kohlenstoffzahl, wie z. B. Capronsäure (C6), Caprylsäure (C8), Caprinsäure (C10), Laurinsäure (C12), Myristinsäure (C14), Palmitinsäure (C16, Stearinsäure (C18), Aradinsäure (C20), Behensäure (C22), Lignocerinsäure (C24), Cerotinsäure (C26) und Melissinsäure (C30). Vorzugsweise wer den die Salze der technischen Carbonsäure eingesetzt, so daß üblicherweise neben dem betreffenden Carbonsäuresalz auch noch Anteile der Salze der niedrigeren oder höheren, homolo gen Carbonsäuren in Mischung vorliegen. Besonders bevorzugt kommen die Salze der technischen Carbonsäuren Laurinsäure und Stearinsäure (letztere enthält typischerweise etwa 40 Gew.-% Palmitinsäure) zur Verwendung. Bevorzugt werden die Fettsäu resalze von Barium, besonders bevorzugt von Calcium und Zink eingesetzt. Dementsprechend werden bevorzugt die Laurin- und Stearinsäuresalze des Bariums, besonders bevorzugt die Lau rin- und Stearinsäuresalze des Calciums und Zinks verwendet.
- - Antioxidantien: Hier kommen in Betracht Derivate von (substi
tuierten) Phenolen oder Hydrochinonen, beispielsweise die
folgenden:
4-tert-Butylbrenzcatechin, Methoxyhydrochinon, 2,6-Di-tert butyl-4-methylphenol, n-Octadecyl-β-(3,5-di-tert-butyl- 4-hydroxyphenyl)-propionat, 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy- 5-tert-butylphenyl)-butan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-benzol, 1,3,5-Tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-isocyanurat, 1,3,5-Tris- [β-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionyloxyethyl-iso cyanurat, 1,3,5-Tris-(2,6-dimethyl-3-hydroxy-4-tert-butyl benzyl)-isocyanurat oder Pentaerythrit-tetrakis-[β-(3,5-di tert-butyl-4-hydroxy-phenyl)-propionat].
Weiter kommen in Betracht Derivate der (substituieren) Zimt säure, wie z. B. Pentaerythrit-tetrakis-(3,5-di-tert-bu tyl-4-hydroxycinnamat), oder auch Derivate des Isocyanurats, wie z. B. Tris-(2-hydroxyethyl)-isocyanurat.
Die genannten Verbindungen wie auch weitere Antioxidantien, welche erfindungsgemäß als Komponente a1 eingesetzt werden können, sind kommerziell u. a. von den Firmen GE Plastics, Ciba, ICI, Hoechst, Great Lakes und BASF erhältlich und kön nen sowohl alleine als auch in Mischung eingesetzt werden. - - Phosphite: Hier kommen in Betracht Trialkyl-, Triaryl-, Dial kylaryl- und Diarylalkylphosphite, wie z. B. Trimethyl phosphit, Triethylphosphit, Triphenylphosphit, Dimethylphe nylphosphit, Diethylphenylphosphit, Diphenylmethylphosphit, Diphenylethylphosphit und Tris-(nonylphenyl)-phosphit aber auch Phosphite wie z. B. Distearyl-pentaerythritol-diphosphit (z. B. als Doverphos® S-680 oder Doverphos® S-682 kommerziell von der Fa. Dover, Ohio, erhältlich), Bis-(2,4-di-tert-butyl phenyl)-pentaerythritol-diphosphit, Bis-(2,4-dicumylphe nyl)-pentaerythritol-diphosphit (z. B. als Doverphos® S-9228 kommerziell von der Fa. Dover, Ohio, erhältlich) und Tris-(2,4-di-tert-butylphenyl)-phosphit (z. B. als Doverphos® S-480 kommerziell von der Fa. Dover, Ohio, erhältlich). Die erstgenannten Phosphite sind kommerziell u. a. von Ciba er hältlich und enthalten oftmals geringe Mengen von Aminen, wie z. B. Triisopropanolamin, zur Stabilisierung. Die genannten Phosphite können sowohl alleine als auch im Mischung mitein ander eingesetzt werden.
- - Diketone: Hier kommen in Betracht Verbindungen wie Dibenzoyl methan, Acetylaceton, Stearoyl-benzoyl-methan sowie deren Aluminium-, Zink-, Magnesium- und/oder Calciumsalze, wobei bevorzugt, wegen der geringeren Flüchtigkeit, die Salze oder auch Mischungen der Salze eingesetzt werden, was bevorzugt auf das Acetylaceton zutrifft.
- - Hydrotalkite: Unter dieser Bezeichnung sind im weiteren Sinne
Verbindungen des formelmäßigen Aufbaus
zu verstehen, worin MII und MIII für zwei- bzw. dreiwertige Kationen M und An- für Anionen A mit n-facher negativer Ladung stehen. Die Variablen x und m nehmen üblicherweise Werte von 0 < x < 0,67 und 0,40 < m < 0,80 ein. Bevorzugt werden Hydro talkite eingesetzt, welche als zwei- bzw. dreiwertige Kat ionen Magnesium bzw. Aluminium und als Anion das Carbonat-Ion enthalten. Solche bevorzugt zu verwendenden Hydrotalkite sind beispielsweise in der Patentschrift DE 30 19 632 beschrieben. Neben der in dieser Schrift beschriebenen Verwendung von Hy drotalkiten mit spezifischen Oberflächen nach BET von < 30 m2/g kommt jedoch erfindungsgemäß auch die Verwendung solcher Hydrotalkite mit höheren Oberflächen in Frage. - - Zeolithe: Hier kommen in Betracht Verbindungen, wie z. B. Wes salith®P und Wessalith®NAP, die von Degussa kommerziell ver trieben werden.
- - Alkohole, Polyole: Hier kommen in Betracht monofunktionelle Alkohole mit 4 bis 30 C-Atomen und Polyole mit 4 bis 30 C-Atomen, welche zwei bis acht Hydroxylgruppen enthalten. Beispielsweise sind diese die Verbindungen Butanol, Pentanol, Hexanol, 2-Ethylhexanol, Octanol, Decanol, Dodecanol, Lauryl alkohol, Stearylalkohol, Butandiol, Hexandiol, Dodecandiol sowie deren Isomere, die sich aus der unterschiedlichen Stel lung der Hydroxylgruppe bzw. der Hydroxylgruppen im Molekül ergeben, sowie die Mischungen der Isomeren gleicher Kohlen stoffzahl miteinander sowie die Mischungen mit den anderen Monoolen oder Diolen oder deren Isomerenmischungen. In Be tracht kommen weiter Trimethylolethan(2-Hydroxmethyl-2- methyl-1,3-propandiol), Trimethylolpropan (2-Ethyl-2-hydroxy methyl-1,3-propandiol), Glycerin sowie Pentaerythrit alleine, in Mischung untereinander oder in Mischung mit den vorher ge nannten Monoolen und/oder Diolen und/oder deren Isomeren mischungen.
- - Costabilisatoren: Hier kommen vor allem in Betracht epoxid gruppenhaltige Verbindungen, wie z. B. epoxidiertes Sojaöl. Weiter können jedoch auch andere Verbindungen eingesetzt wer den, die durch Epoxidierung von ungesättigten Fetten, Fett säuren oder Fettalkoholen erhalten werden und üblicherweise in der Kunststoffverarbeitung/Kunststoffstabilisierung Verwendung finden.
Die Komponente a1 kann hierbei aus einem Stabilisator einer der
genannten Gruppen, aus einer Mischung von Stabilisatoren einer
der genannten Gruppen oder aus einer Mischung von jeweils einem
oder mehreren Stabilisatoren aus verschiedenen der genannten
Gruppen bestehen.
Als Komponente a2 der erfindungsgemäßen PVC- Stabilisator-Granulate
kommen in Betracht Gleitmittel ausgewählt aus den Gruppen:
- - Innere Gleitmittel: Diese Substanzen dienen sowohl der Einstellung der rheologischen Eigenschaften im Masseinneren ("Bulk") der Stabilisatormischung während der Durchmischung in der Vorrichtung V1 als auch der Einstellung der rheolo gischen Eigenschaften im Masseinneren ("Bulk") der Mischung aus PVC-Stabilisator und PVC bei der späteren Einarbeitung des Stabilisators bei dem PVC-verarbeitenden Betrieb. Solche inneren Gleitmittel sind dem Fachmann üblicherweise bekannt. Als solche dienen und werden im Rahmen der Erfindung bevor zugt verwendet Diester aliphatischer oder aromatischer Dicarbonsäuren mit C4- bis C30-Alkanolen, wie beispielsweise Loxiol® G 60 oder Loxiol® G 61, wobei es sich hierbei um kom merziell erhältliche Diester gesättigter Fettalkohole handelt (Fa. Henkel), oder Dioctylphthalat oder Distearylphthalat (z. B. unter Loxiol® G 53 von Henkel erhältlich).
- - Äußere Gleitmittel: Diese Substanzen dienen sowohl der
Einstellung der Fließeigenschaften der Stabilisatormischung
im Kontaktbereich zu den Oberflächen der Vorrichtung V1 als
auch der Einstellung der Fließeigenschaften der Mischung aus
Stabilisator und PVC zu den Oberflächen des entsprechenden,
beim PVC-verarbeitenden Betrieb verwendeten Aggregats (z. B.
ein Extruder, mit welchem PVC-Formteile hergestellt werden).
Auch diese äußeren Gleitmittel sind dem Fachmann üblicher
weise bekannt. Im Rahmen der Erfindung werden bevorzugt
verwendet homopolymere Polyethylen-Wachse mit einem mittleren
Molekulargewicht von 2000 bis 10 000, vorzugsweise 3000 bis
8000, copolymere Polyethylen-Wachse von Ethylen mit Vinyl
acetat (VAC) mit einem VAC-Gehalt von 2 bis 30 Gew.-%,
vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, und einem mittleren Molekular
gewicht von 2000 bis 10 000, vorzugsweise 3000 bis 8000,
homopolymere Polypropylen-Wachse mit einem mittleren Moleku
largewicht von 2000 bis 10 000, vorzugsweise 3000 bis 8000
und copolymere Polypropylen-Wachse, die, wie z. B. das Produkt
P 230 der Fa. Hoechst, kommerziell verfügbar sind.
Weiter werden bevorzugt verwendet Montansäurewachse und Montanesterwachse, erstere kommen vorzugsweise in Form ihrer technischen Mischung von C24- bis C32-Fettsäuren, letztere vorzugsweise als Mischung der entsprechenden Fettsäure-Glyce ride zur Verwendung, sowie die entsprechenden teilverseiften Montanesterwachse. Bevorzugt werden weiterhin eingesetzt han delsübliche Esterwachse und teilverseifte Esterwachse und handelsübliche Paraffinwachse. Als äußere Gleitmittel können zudem Fettsäuren Verwendung finden sowie deren Ester mit Polyolen. Bevorzugte Fettsäuren wurden bereits bei den ent sprechenden Fettsäuresalzen (als Komponente a1) genannt. Auch hier werden besonders bevorzugt die technisch verfügbaren Fettsäuremischungen sowie die Ester solcher Fettsäure mischungen mit Polyolen eingesetzt. Als Polyole kommen hier bei die ebenfalls bereits unter Komponente a1 genannten Ver bindungen mit zwei bis acht Hydroxylgruppen und 4 bis 30 C-Atomen in Betracht. Vorzugsweise werden Ester von Polyolen, die beispielsweise unter den Markennamen Polyol® T34 oder Po lyol® T442 von der Fa. Perstorp bezogen werden können, verwendet. Weiter kommen als äußere Gleitmittel in Betracht Fettalkohole, hier wiederum bevorzugt die sich aus den ge nannten Fettsäuren ableitenden Alkohole gleicher Kohlenstoff zahl. Besonders bevorzugt sind die technischen Fettalkohle, wie beispielsweise Stearylalkohol (ca. 40 Gew.-% Gehalt an Palmitylalkohol).
In die Gruppe der äußeren Gleitmittel fallen zudem oxidierte Polyethylen- und Polypropylen-Wachse mit einer Säurezahl (mg KOH/g) von 12-28 nach DIN 53 402 und einer Verseifungszahl (mg KOH/g) von 25-38 nach DIN 53 401, wobei deren Schmelz viskosität bei 140°C zwischen 200 mm2/s-ca. 4500 mm2/s liegt, sowie teilweise oder vollständig epoxidierte Fett alkohole oder Fettsäuren, die sich von den ein- oder zweifach ungesättigten C6- bis C30-Verbindungen ableiten, sowie Deri vate dieser Alkohole oder Säuren, wie die entsprechenden Ester mit aliphatischen oder aromatischen Mono- oder/und Di carbonsäuren bzw. die entsprechenden Ester mit aliphatischen C6-C30-Alkoholen oder den bereits unter Komponente a1 genann ten Polyolen.
Die Wirkung-eines Gleitmittels läßt sich oftmals nicht als reine "äußere" oder "innere" Wirkung beschreiben. So kann ein inneres Gleitmittel teilweise oder ganz die Funktion eines äußeren Gleitmittels übernehmen und umgekehrt ein äußeres Gleitmittel teilweise oder ganz die Funktion eines inneren Gleitmittels übernehmen. Als grobe Orientierung ist diese Klassifizierung jedoch sinnvoll.
Weiter können die erfindungsgemäßen PVC-Stabilisator-Granu late als Komponente a2 nur Substanzen aus der Gruppe der in neren oder nur Substanzen aus der Gruppe der äußeren Gleit mittel enthalten, üblicherweise sind jedoch Substanzen aus beiden Gruppen zugegen.
Als Komponente a3 der erfindungsgemäßen PVC-Stabilisator-Granulate
kommen gegebenenfalls in Betracht ein oder mehrere weitere Zu
sätze ausgewählt aus den Gruppen:
- - Fließhilfsstoffe ("flow-modifier") : Hier werden üblicher weise, und im Rahmen dieser Erfindung bevorzugt, Polymere auf Basis von Methylmethacrylat oder Styrolacrylnitril.
- - Modifiziermittel/Schlagzähmodifiziermittel ("impact-modi fier"): Als solche Hilfsstoffe werden üblicherweise Oligome re/Polymere auf Acrylat-Basis verwendet, wobei auf deren Ein satz verzichtet werden kann, wenn bereits entsprechend modi fizieres PVC verarbeitet wird.
- - Antistatika: Als solche Stoffe werden üblicherweise einge setzt stickstoffhaltige Fettderivate, nichtionische und/oder anionische oberflächenaktive Verbindungen.
- - Füllstoffe: Diese Substanzen dienen beispielsweise der Einstellung der Konsistenz der PVC-Stabilisator-Mischung, vorzugsweise während des Herstellverfahrens. Weiter können sie auch zur Verhinderung des Zusammenbackens des Granulats zugegeben werden. Hier kommen in Betracht alle üblicherweise dem Fachmann vertrauten Stoffe. Bevorzugt wird als Füllstoff Kreide eingesetzt.
- - UV-Absorber: Sie können im Hinblick auf eine gewünschte UV-Stabilisierung des im PVC-verarbeitenden Betrieb her zustellenden PVC-Formteils bereits dem PVC-Stabilisator in wirksamer Menge zugegeben werden.
- - Pigmente: Im Hinblick auf eine von PVC-Verarbeiter beabsich tigte Einfärbung des PVC-Formteils kann dem PVC-Stabilisator bereits ein Pigment oder eine Pigmentmischung zugegeben wer den. Hier kommen alle handelsüblichen Pigmente in Frage, wo bei natürlich deren Eigenschaftsprofil auf die Verwendung des PVC-Formteils abgestimmt sein muß, in welches sie durch Zu gabe des PVC-Stabilisator inkorporiert werden. So muß beispielsweise bei Einsatz dieser Pigmente in PVC-Fensterpro filen eine entsprechende Licht- und Temperatur(-wechsel)-Be ständigkeit über lange Zeiträume gewährleistet sein. Natür lich kann solch ein Pigment oder eine solche Pigmentmischung zusätzlich im Sinne eines oben angesprochenen Füllstoffs und/ oder UV-Absorbers und/oder Antistatikums und/oder Fließhilfs stoffs wirken.
Als Pigmente kommen z. B. in Frage solche auf Basis von Titan
dioxid (reines oder dotieres, z. B. mit Nickel oder Chrom, Titan
dioxid), Eisenoxid, Bariumsulfat oder Bisamtvanadat sowie
Perylen-, Isoindolin-, Chinophthalon-, Azo-Pyrazolon-, Thioindi
gio- oder Kupferphthalocyanin-Pigmente in den handelsüblich er
hältlichen Farben, chemischen Konstitutionen und Modifikationen
entweder alleine oder in Mischung miteinander.
Die Komponente a1 wird üblicherweise in einem Anteil von 30 bis
90 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamt
menge von Komponente a1 und a2 eingesetzt. Komponente a2 liegt de
mentsprechend in einem Anteil von 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 20
bis 60 Gew.-% vor. Soll zusätzlich Komponente a3 zugemischt wer
den, so liegt diese in einem Anteil von 5 bis 25 Gew.-%, bevor
zugt 8 bis 18 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Kompo
nente a1, a2 und a3 vor. Die Summe der Anteile der Komponenten a1
und a2 beträgt dementsprechend 75 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 82 bis
92 Gew.-%, wobei das gewichtsmäßige Verhältnis der Komponenten a1
und a2 zueinander, wie im Falle der Abwesenheit der Komponente a3,
bei 30 : 70 bis 90 : 10, bevorzugt bei 40 : 60 bis 80 : 20 liegt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von staubarmen Stabilisator-
Systemen zur thermischen Stabilisierung von PVC, wobei die
Stabilisator-Systeme enthalten als Komponenten
- (a1) Stabilisatoren,
- (a2) Gleitmittel und
- (a3) gegebenenfalls weitere Zusätze,
dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten a1, a2 und gegebe
nenfalls a3 mittels einer geeigneten Vorrichtung V1 homogen
vermischt und anschließend mittels einer geeigneten Vorrich
tung V2 zu Granulaten gepreßt oder gegossen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Vorrichtung V1 ein Ein- oder Mehrschneckenextruder verwendet
wird.
3. PVC-Stabilisator-Granulate erhältlich nach dem Verfahren
gemäß den Ansprüchen 1 oder 2.
4. Verwendung der PVC-Stabilisator-Granulate gemäß Anspruch 3
zur thermischen Stabilisierung von PVC.
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