DE2125977A1

DE2125977A1 - Flexible keroplastische Formmassen

Info

Publication number: DE2125977A1
Application number: DE19712125977
Authority: DE
Inventors: Bruno Dr. 8900 Augsburg; Hereth Alfred 8906 Gersthofen Dallmann
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1971-05-26
Filing date: 1971-05-26
Publication date: 1972-12-07
Also published as: FR2139126B1; BE784047A; FR2139126A1; IT955819B; NL7206829A

Description

Flexible keroplastische Formmassen.

Die Keroplastik schafft Gegenstände durch plastische Verformung von Wachs. Hierzu gehören Schrauckkerzen ebenso wie figürliche Darstellungen von Menschen, Tieren, Pflanzen, aber auch Relief plat ten, Medaillen und Wach.smodeJ.le für den Metallguß, um nur einige Beispiele zu nennen.

Jahrhundertelang diente Bienenwachs als Rohmaterial, entweder für sich allein oder in abgewandelter Form, und es genügte allen Anforderungen, Inzwischen ist Bienenwachs auf Grund der starken Nachfrage auch für andere Anwendungsgebiete immer schwerer zu beschaffen, ganz abgesehen davon, daß auch der Preis laufend angestiegen ist, so daß die Verwendung· dieses Wachses in der Keroplastik sehr eingeschränkt wird. Man hat sich daher nach anderen Rohstoffen umgesehen und verwendet heute bevorzugt Gemische aus Paraffinen, Ceresinen, mikrokristallinen Wachsen und Harzen. Auch sogenannte Hartwachse, wie man sie z.B. durch Chromsäurobleichung von Rohmontanwachs und nachfolgende Veresterung mit Glykolen erhalten kann, sowie Polyäthylenwachse werden zur Erzielung bestimmter Effekte herangezogen. Diese Mischungen erfüllen zwar alle Bedingungen, die gestellt werden, wenn die keroplastischen Formmassen nur als Hilfsmittel dienen, wie z.B. beim Metallguß, wo zunächst der zu gießende Gegenstand aus der "Wachsmasse geformt, die Gießform drumherum gefertigt und die Wachsmasse herausgeschmolzen

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wird. Sind, jedoch Wachsplastiken selbst das Endziel der Arbeit, so befriedigen solche aus Paraffinen, Ceresinen, mikxOkristallinen Wachsen, Harzen und gegebenenfalls Hartwachsen und Polyäthylenwachseil aufgebauten Massen in keiner Weise« Stellt man die Formmassen beispielsweise durch entsprechende Rezeptlerung auf die erforderliche Flexibilität ein, so sind sie jedoch gleichzeitig weich und leicht zu beschädigen, bemüht man sich andererseits um die nötige Härte und Widerstandsfähigkeit, so zeigt sich, daß die Formkörper voi* allem in der Kälte spröde und damit bruchemp±'indlich werden. Beim Versand solcher Keroplastiken kann es dann namentlich in der kalten Jahreszeit passieren, daß die Gegenstände trotz sorgfältiger Verpackung: zerbrochen ankommen. Ein weiterer Nachteil dieser Wachspiasfciken besteht darin, daß sie bei höherer Temperatur, etwa im Sommer, zu schwitzen beginnen, d.h. Öl aus dem Paraffin, welches den Hauptanteil derartiger Massen bildet, austritt.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun keroplastische Formmassen mit ausgeprägt wachsartigem Charakter, die aucli in der Kälte flexibel .und gegen Stöße widerstandsfähig sind, jedoch dennoch nicht die Tendenz besitzen, in der Wärme zu schwitzen. Diese flexiblen keroplastischen Formmassen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer homogenen Mischung aus 35-75 Gewichts-^ eines Kohlenwasserstoffwachses, 10-50 Gewichts-$ eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einem Schmelzindex (nach ASTM D 1238) zwischen 1 und 200 g/10 min., und 10 bis kO Gew.^o eines flüssigen Weichmachers aus der Gx-uppe der Carbon-, SuIfo-, Alkyls-ulfo- oder Phosphorsäureester, der chlorierten aromatischen oder der chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffe bestehen.

Unter Kohlenwasserstoffwachsen sollen Paraffine mit einem Schmelzpunkt zwischen ^O und ca. 110, vorzugsweise b5 und 70 C, mikrokristalline Wachse mit Erweichungspunkten zwischen 60 und 80 C sowie Polyäthylenwacshse mit einem Molekulargewicht zwischen 1500 und 3000 und einem Schmelzpunkt von ca. 100 bis 14O C verstanden

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werden. Alle diese Wachse können sowohl allein als im Gemisch miteinander verwendet werden. Sie können auch auf Säurezahlen bis zu etwa 50 oxidiert sein. Der Anteil in den Formmassen soll 35 bis 75 Gew.$ betragen.

Als Athylen-Vinylacetat-Copolymei'e kommen Polymerisate mit einem Vinylacetatgelialt von 17—4i $> und einem Schmelzindex zwischen 1 und 200 g/10 min (gemessen nach ASTM D 1238), in Frage, die bed spielsweise nach den Angaben der US-PatentSchriften 2.200.42*? und 2.703»79^ herstellbar sind. Die einzusetzende Menge liegt bei 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.^, bezogen auf die Gesamtmenge der Formmasse.

Als Weichmacher können praktisch alle in der Kunststoffverarbeitung und Anstrichmittelherstellung zu diesem Zweck verwendeten bei 20 C flüssigen, schwerflüchtigen Stoffe verwendet werden. Als Beispiele seien genannt Ester der aliphatischen und aromatischen Carbon- und Sulfonsäuren, z.B. der Adipinsäure, Sebacinsäure, Essigsäure, Phthalsäure, der Alkylsulfonsäuren und der Phosphorsäure mit C_ bis C,-_o Mono-, Di- oder Triolen, ferner chlorierte aliphatisch« und aromatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Chlorparaffine mit Chlorgehalten von ca. 30 bis 70 ia oder chloriertes Diphenyl. Die Weichmacher können allein oder im Gemisch miteinander verwendet werden. Die Formmassen enthalten davon 10 bis '40, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.^.

Die Wachsmischungen werden durch einfaches Zusammenschmelzen von Kohlenwasserstoffwachs und Xthylen-Vlnylacetat-Copolymer bei ca. 120 bis I60 C und Einrühren des Weichmachers bei etwa 120 C, wobei auf die Bildung einer homogenen Schmelze zu achten ist, hergestellt. Die Massen können nach Belieben durch Zugabe von in der Keroplastik üblichen Farbstoffen und Pigmenten eingefärbt werden. Zur Konfektionierung wird in Formen gegossen oder gegebenenfalls auch über eine Walze abgeschuppt.

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Die erfindungsgemäßen lceroplastischen Formmassen zeichnen sich gegenüber den bisher bekannten Massen durch ihre besondere Bruchfestigkeit bei niedx-igeren Temperaturen aus, da der wachsartige Charakter des Materials über einen weiten Temperaturbereich erhalten bleibt. Die Forramassen schwitzen selbst bei Temperaturen bis zu ca. 50 C nicht und behalten daher auch im Sommer ihr gutes Aussehen.

Die nachstehenden Beispiele sollen die besonderen Vorteile der erfindüngsgemäßen keroplastischen Formmassen näher erläutern. Massen mit einem Schlag\,ert von weniger als 8 kg cm/cm bei 0 C sind, ebenso wie diejenigen, die ausschwitzen, als nicht befriedigend zu bezeichnen. Die Beispiele 1 bis 13 (Tabelle 1) zeigen solche, die Beispiele 14 bis 28 (Tabelle Z) die erfindungsgemäß aufgebauten Formmassen.

Beispiele

Die Kohlenwasserstoffwachse wurden bei ca. 120C zusammengeschmolzen. Danach wurde die Temperatur der Schmelze auf ca. I50 C gesteigert und das Äthylen-Vinylacetat—Copolymer unter Rühren darin gelöst. Während des Abkühlenlassens wurden bei ca. 120-130 C die Weichmacher eingerührt. Sodann wurde die flüssige Masse zu Stäbchen, mit den Abmessungen 4 χ 6 χ 50 mtn und zu Plättchen mit den Abmessungen h x. 40 x. 4ö ram vergossen. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die Stäbchen (je 10) 24 Stunden bei 0°C temperiert und in einem Pendelschlagwerk nach DIN 53 453 mit " einem 5-kg—Pendel zerschlagen. Der Schlagwert in kg cm/cm gibt ein Maß für die Sprödigkeit an. Je höher der Schlagwert, um so besser ist die Elastizität und damit die Qualität. Die Plättchen wurden 3 Tage in einem Wärmeschrank bei 40 C auf Filtrierpapier gelagert. Ein Ölfleck auf dem Filtrierpapier zeigt an, daß die Mischung zum Ausschwitzen neigt. Die Zusammensetzung der Massen und die Ergebnisse der Prüfungen sind in den Tabellen, zusammengestellt. Als Vergleich dienten zwei käufliche keroplastische Massen, die aus Paraffin, mikrokristallinem Wachs und Harz bestehen (Beispiel 12 und I3).

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	Bestandteile	Tabelle	5	—	2	1	3	5	—	2	—	3	4	5	—	5	—	5	-	Beispiel-Nr.	5	-	7	8	5	-	9	5	—	5	-	10	11	12 13	cn
		Beispiele			1-1			-				-		—		-			-			-				to
	1. Kohlenwasserstoffwachse			_		73		-		70		-	65		6	-	mm	mm	-	_		2,0	70		Handels
	Paraffin Smp 50/52		-	60		—	-	-				-				5,0	—	—	4,0	70	-			—
	Paraffin Smp 56/58		-	_		—	3,0	—	4,0	—	-	—	nicht -	60	55			-		_	70	übliche
	Paraffin Smp 60/64	1		10	10		10		10	10	—		10	10		10	—		10 .		Wachs
	mikrokristallines Wachs EW 6Ο/62			-	—	—		—	—	65		_	_		_		_	10
	mikrokristallines Wachs EW 70	_		10	10	10		10..	-	10		10	10		10		-	10	masse
	Pol3>-äthylenwachs MG 2000	75	-						-	—									aus
	2. Äthylen-Vinylacetat-Copolymere		3,0	_	—	_	5	-	10		10	20		_			5
	ca. 33 # VA, SI ca. 25 ^Λ )	10	I—	20	3,0		-	-			-
	ca. 28 # VA, SI ca.150 ¹)	-		—	— schwitzen	10	_	—			15	_
	ca. 25 1» VA, SI ca. 2 ¹ )	10				-
C						—
U CX	3- Weichmacher	_		—			-	—	-	_
(J	Chlorparaffin 50 $ Cl		-			-	-	-	-
	Chlcrparaffin 52 # Cl		—		-	10	—	—
■^,	Chlorparaffin 56 $ Cl		-		-	-	5	-
ff	Dioctylphthalat	-		-	—	5
?,	Benzyl-butyladipat	-		-	-	-
cc	Trikresylphosphat	4,0		4,0	5,0	2,5
	Schlagwert-Mittel bei O⁰C kg cm/cm²					1
	Wärmetest 3 Tage bei 40°C
	¹J VAsVinylacetat-Anteil;						Paraffin]
	SI=Schmelzindex						Mikro- Ol

						wachs

				und ι
				Harz





0,5 0,5
schwitzen

Tabelle 2

Beispiele 14-28

Bestandteile

Beispiel-Nr.

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

1. Kohlenwasserstoffwachse

K) O (O CO

Paraffin Smp 50/52 Paraffin Smp 56/58 Paraffin ,Zmp 60/64 mikrokrist.Wachs EW

60/62

mikrokrist.Wachs EW Polyäthylenwachs MG2000 ²· Äthylen-Vinylacetat-Copolymere ca.33% VA, SI ca.25¹) ca.28$ VA, SI ca.150*) ca.25% VA, SI ca. 2¹)

3· Weichmacher Chlorparaffin 50$ Cl Chlorparaffin 52$ Cl Chlorparaffin 56$ Cl Dioctylphthalat Bonzyl-butyladipat Trikres y1phosphat 30 40

_ _ - 55
55 55 65 65 55 20

30 10 35

30

55	—	—	—	—	—	—	—	— —	— —	-	-	20
10	_	_	_	_	10	10	10		- 10	10
-	'10	10	10	—	—	-	—	_ -	_ _	_	—	10
10	10	10	10	35	10	10		10	- 10	_	10	10

- 45 10 20 10 20 20 30 «

20 30 30 - - - - - 20 30

15 1515 15 25

- - - 30 15 30

30

Schlagwert-Mittol bei O⁰C

kg cm/cm² Wärmetest 3 Tage bei 40°C 8,0 OB^ OB^ OB²^ OB²^ OB²' 8,0 9,0 8,0 9,0 OB²' OB²^ 0ΪΓ' OB²^ — ■ schwitzen nicht —

1) VA = Vinylacetat-Anteil SI = Schmelzindex

2) OB = ohne Bruch

(Stäbchen durchgezogen)

Claims

Patentansprüche

1. Flexible, keroplastische Formmassen, welche aus einer
homogenen Mischung aus 35 bis 75 Gew.$ eines Kohlenwasserst offwachses vom Schmelzpunkt 40 bis 14O°C, 10 bis 50 Gew.^ eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einem Schmelzindex (nach ASTM D 1238) zwischen 1 und 200 g/10 min, und 10 bis 40 Gew.$ eines flüssigen Weichmachers aus der Gruppe der Carbon-, SuIfo-, Alkylsulfo- oder Phosphorsäureester, der chlorierten aromatischen oder der chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffe bestehen.

2. Keroplastische Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kohlenwasserstoffkomponente, als auch die Weichmacherkomponente eine Mischung von der betreffenden Stoffgruppe zugehörigen Substanzen ist.

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