DE2252686B2 - Polyvinylchloridpräparate - Google Patents

Description

100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid, 50 Gewichtsteile Weichmacher und 5 Gewichtsteile Stabilisator (4 Teile Iribasisches Bleisulfat und 1 Teil Bleistearat) enthalten. Die Biegsamkeitseigenschaften dieser Präparate bei niedriger Temperatur wurden gemäß dem ASTM-Verfahren D-1043-69 mit einem Clash- und Berg-Torsialtester gemessen. Der angegebene Wert ist die Temperatur, bei welcher die Probe einen Elastizitätsmodul von 3180 kg/cm² hatte; dieser Wert ist als Tf bezeichnet.

Tabelle 1

Weichmacher	π (-C)
Tricresylphosphat Tri-fdimethylphenyl)-phosphat Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat	9 9 -10

>5

20

Diese Ergebnisse zeigen, daß ein Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat enthaltendes Polyvinylchloridpräparat seine Biegsamkeit bei niedriger Temperatur wirksamer bewahrt als Präparate, die andere bekannte Weichmacher vom Phosphattyp enthalten.

Ein anderes wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Präparate ist die Stabilität ihrer Biegeeigenschaften bei erhöhter Temperatur. Tatsächlich haben die bisher verwendeten Weichmacher, wie Tricresylphosphat, eine nachteilige Wirkung auf die Fließtemperatur des Präparats. Polyvinylchlorid, das bekannte Weichmacher in den üblichen Konzentrationen enthält, wird selbst bei mäßigen Temperaturen schnell zu weich. Die oben beschriebenen Veränderungen im kautschukartigen Zustand der Präparate wurden mit dem Torsionaltester gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 genannt:

Tabelle 2

Weichmacher	Modul bei 25"C(A)
Tricresylphos phat Tri-(m-äthyl- phenyl)-phos- phat	240 85

Modul hei
40⁰C(B)

36

50

Verhältnis
A /B

6,6

1,7

bestimmt. Dieser ist die notwendige Belastung (in kg/cm²), um eine Probe in ihrer Länge um 100% zu dehnen; je niedriger der Modul, um so größer ist die Wirksamkeit des Weichmachers.

Die ebenfalls gemäß ASTM-Verfahren D-638 gemessene prozentuale Dehnung ist die Länge, auf welche die Probe vor dem Reißen gedehnt werden kann.

Die Extraktionstests erfolgten mit Hexan, indem man Folien aus weichgemachtem Polyvinylchloridpräparat von 0,5 mm Dicke 1 Stunde bei 23° C in Hexan eintauchte und dann den Gewichtsverlust feststellte.

Wie oben erwähnt, wurden die Präparate aus Polyvinylchlorid, dem Weichmacher und den Stabilisatoren hergestellt.

Wie aus der folgenden Tabelle 3 hervorgeht, sind die Werte des 100% Moduls und der prozentualen Dehnung (Tests erfolgten bei 25° C) im Fall von Tri-(m-äthyJphenyl)-phosphat besser als mit Tricresylphosphat.

Tabelle 3

Tiiciesyl phosphat

Tri-( m-äthylphenyl)-phosphat

100% Modul

78 kg/cm²
63 kg/cm²

% Dehnung 155
170

40 Diese Ergebnisse sind bisher mit anderen Weichmachern vom Phosphattyp nicht erzielt worden, die als Ersatz für Tricresylphosphat vorgeschlagen worden sind.

Wie aus der folgenden Tabelle 4 hervorgeht, liefert Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat auch im Fall einer Extraktion mit chemischen Mitteln, wie Hexan, bessere Ergebnisse als andere Weichmacher.

Tabelle 4

Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat .
Tri-(2-äthyl-hexyl)-phosphat ..
2-Äthylhexyldiphenylphosphat

Gewichtsverlust nach Hexanextraktion

3,1

55,5
5,50

Der Modul und damit die Bewahrung der mechanischen Festigkeit der erfindungsgemäßen Präparate wird durch eine Temperaturerhöhung weniger beeinflußt, wobei das Verhältnis der Moduli nur 1,7 beträgt, während dieses bei Verwendung von Tricresylphosphat 4mal höher ist.

Das bessere Verhalten der erfindungsgemäßen Präparate wird ohne wesentlichen Verlust anderer wertvoller Eigenschaften erreicht. So wurden Test mit Präparaten durchgeführt, die Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat und Tricresylphosphat oder andere bekannte Phosphatweichmacher enthielten, um die Wirksamkeit des Weichmachers und die Beständigkeit gegen Extraktion durch Mittel der Umwelt festzustellen. Die Wirksamkeit des Weichmachers wurde nach dem ASTM-Verfahren D-638 durch den 100% Modul Die obigen Ergebnisse zeigen, daß Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat ein besonders guter Weichmacher Tür Polyvinylchlorid ist.

Ein ähnlicher Test mit Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat, hergestellt aus m-Äthylphenol mit 5% an p-Isomeren, lieferte praktisch dieselben Ergebnisse, wobei der prozentuale Verlust 3,2% betrug.

Andere Phosphate mit m-Äthylphenylgruppen sind ebenfalls geeignete Weichmacher. So wurden z. B. Präparate hergestellt, indem man 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid, 5 Gewichtsteile der oben angegebenen Stabilisaloren und 50 Gewichtsteile Diphenyl-(m-äthy!phenyl)-phosphat, 50 Gewichtsteile Phenyldi-(m-äthy]phenyl)-phosphat sowie jeweils 25 Teile dieser Phosphate mischte. Für jedes dieser Präparate betrug die Dehnung etwa 170%.

Im üblichen Konzentrationsbereich verleihen Weichmacher vom Phosphattyp mit m-Äthylphenylgruppen den weichgemachten Präparaten zahlreiche verbesserte Eigenschaften; sie sind weiterhin besser als andere, flammverzögende Weichmacher vom Phosphattyp.

Gewisse Verbesserungen hängen ab von der zugegebenen Weichmachermenge; dies ist in Tabelle 5 gezeigt, in welcher Ergebnisse aufgeführt sind, die man mit Präparaten aus 100 Gewichtsteilen Poiyvinylchlorid, 5 Gewichtsteilen der oben angegebenen Stabilisatoren und unterschiedlichen Mengen an Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat (in Gewichtsteilen pro 100 Teile Polyvinylchlorid) erzielt.

Dehnung, %..

Streckgrenzen, kg/cm²

Modul bei
100%iger
Dehnung,
kg/cm²

Tabelle

Weich machermenge; Gewichisteile pro 100 Gewichtsteile PVC

130 234

85

50

170 136,5

63

70

260 90

35

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   <J

   j. - 3 ist, <*1« * Mischung solcher ,. WeiOgercachK ^in^hloridp^pa,^. %££Τ*Μ * M-T --gSS

   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf weich- 20 Diese, mindestens eine m-Äthylphenylgruppe entgemachte Polyvinylchloridpräparate, insbesondere haltenden Phosphate können leicht nach bekannten auf Polyvinylchloridpräparate, die einen äußerlichen Verfahren hergestellt werden. Das Ausgangs-m-Äthyl-Weichmacher enthalten. phenol muß weniger als etwa 1% seines o-lsomeren

   Bekanntlich kann man in Polyvinylchlorid große enthalten und vorzugsweise praktisch von diesem Mengen Weichmacher einverleiben, so daß nicht nur 25 o-lsomeren frei sein. Tatsächlich sind Tri-(o-alkyldie Verarbeitung des Polymerisats erleichtert, sondern aryl !-phosphate neurotoxisch, und gemischte Ester auch seine physikalischen Eigenschaften wesentlich mit nur 1 oder 2 o-Alkylphenylgruppen sind sogar verändert werden. noch toxische«·. Auch Tri-(p-äthylphenyl)-phosphat

   Die zu verbessernden Eigenschaften von Polyvinyl- ist toxisch, gemischte Ester mit 1 oder 2 m-Äthylchlorid hängen von der Art des Weichmachers ab. 30 phenylgruppen bzw. 2 oder 1 p-Äthylphenylgruppe Sind z. B. Präparate mit Flammverzögerungseigen- sind jedoch in ihrer Toxizität wesentlich vermindert, schäften gefordert, nämlich für Bodenbeläge, elek- Man kann daher als Ausgangsmaterial ein m-Äthyltrische Isolierungen und Verpackungsmaterialien, phenol mit bis zu 10% und vorzugsweise bis zu 5% dann werden am häufigsten Phosphatweichmacher des p-Isomeren verwenden. Der Kürze halber umfaßt und insbesondere Tricresylphosphat verwendet. 35 die im folgenden verwendete Beschreibung »m-Äth\l-

   Tatbächhch war Tricresylphosphat einer der ersten phenol« nicht nur praktisch reines m-Äthylphenol. Weichmacher, die für Polyvinylchlorid verwendet sondern auch m-Äthylphenol. das weniger als 1% wurden. Die schlechten Eigenschaften dieses Phos- o-lsomeren und weniger als 10% p-lsomeres enthält, phats bei niedriger Temperatur haben zu Versuchen Diese Weichmacher, die 3 bis 1 m-Äthylphenyl-

   geführt, das Tricresylphosphat durch andere Weich- 40 gruppen bzw. 0 bW 2 Phenylgruppen enthalten könmacher vom Phosphattyp zu ersetzen. Es schien nen, verleihen Polyvinylchlorid oder Mischpolymerijedoch, daß die Verbesserung einer Eigenschaft des säten, die hauptsächlich Polyvinylchlorid enthalten, Polyvinylchlorids gewöhnlich mit nachteiligen Ver- bemerkenswerte Eigenschaften. Sie werden in der änderungen anderer Eigenschaften verbunden ist. So üblichen Konzentration insbesondere in Mengen ververleiht Triäthylhexylphosphat dem Polyvinylchlorid 45 wendet, die über 20 Gewichtsteile pro lOOGewichtsz. B. eine bessere Biegsamkeit bei niedriger Temperatur teile Polyvinylchlorid liegen und 100 Gewichtsteile als Tricresylphosphat, jedoch wird die Weichmacher- gewöhnlich nicht übersteigen; dabei hängt die Weichextraktion durch Wasser oder Kerosin erhöht. machermenge hauptsächlich von der geforderten Bieg-Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher samkeit des Präparats ab. Als erfindungsgemäß verdie Schaffung weichgemachter Polyvinylchloridprä- 50 wendete Weichmacher können somit die folgenden parate, in welcher der Weichmacher vom Phosphat- Verbindungen eingesetzt werden: Diphenyl-monotyp die Erzielung eines Kompromisses zuläßt, näm- (m-äthylphenyl)-phosphat, Phenyldi-(m-äthylphenyl)-lich die Verbesserung der Biegsamkeit bei niedriger phosphat. Tri-(m-äthylphenyl)- phosphat und Mi-Temperatur ohne schädliche Wirkung oder mit nur s.hungen derselben.

   ganz geringem Einfluß auf die anderen wertvollen 55 Obgleich alle diese Weichmacher dem Polyvinyl-Eigenschaften des Polyvinylchlorids. chlorid bemerkenswerte Eigenschaften verleihen, wird

   Die erfindungsgemäßen weichgemachten Polyvinyl- vorzugsweise Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat verwenchloridpräparate bestehen aus Polyvinylchlorid und det. Tatsächlich sind die Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat ein organisches Phosphat der Formel enthaltenden Präparate durch eine verbesserte Bieg-

   60 samkeit bei niedriger Temperatur sowie durch ver-(C₆H₅)^m-C₂H₅C₆H₄)J₁PO₄ besserte Stabilität der Biegeeigenschaften bei erhöhter

   Temperatur gekennzeichnet.

   in welcher χ einen Wert von 0, 1 oder 2 hat, y einen Vergleichsversuche haben auch gezeigt, daß die

   Wert von 1, 2 oder 3 hat, und die Summe aus Tri-(m-äthylphenyl)-phosphat enthaltenden PoIyx + y = 3 ist, oder eine Mischung solcher Phosphate, 65 vinylchloridpräparate bei niedriger Temperatur biegwobei die Menge an organischem Phosphat zwischen sanier sind als ähnliche Präparate, die andere bekannte 20 und 100 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile organische Phosphate enthalten. Die folgende Ta-Polyvinylchlorid beträgt. belle 1 gibt Testergebnisse von Präparaten, die