DE2335734A1 - Schlagfeste formmassen auf der basis von polyvinylchlorid - Google Patents

Schlagfeste formmassen auf der basis von polyvinylchlorid

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Description

- Schlagfeste Formmassen auf der Basis von Polyvinylchlorid
Es ist bekannt, die Schlagzähigkeit von Polyvinylchlorid durch
das Zumischen von Copolymeren aus Äthylen und Vinylacetat zu erhöhen. Weiterhin ist vorbeschrieben, daß man durch Pftopfpolymerisation von Vinylchlorid auf Äthyl en-Vinyl ac etat-Copolymere Produkte mit verbesserten Kerbschlagwerten erhalten kann.
Gemäß der Deutschen Offenlegungsschrift 1 544- 873 werden solche Pfropfpolymere zu PVC zugemischt. Dabei wird eine weitere Erhöhung der-Kerbschlagzähigkeit erzielt. Zudem ist vorteilhaft," daß sich diese Formmassen sehr leicht aus pulverförmigem PVC und pulverförmigen Pfropfpolymeren herstellen lassen und
die Einarbeitung von Stabilisatoren, Füllstoffen und weiteren Zusätzen ohne Schvfierigkeiten im Schnellmischer durchgeführt werden können. Nachteilig an diesen Formmassen ist jedoch, daß Y-erarbeitungsschwierigkeiten, z.B. auf Extrudern auftreten können, insbesondere wenn die K-Werte der Produkte über 630 liegen. Dies äußert sich insbesondere durch mangelnde Homogenität, der aus den. Formmassen hergestellten Produkten.
Durch herkömmliche Verarbeitungshilfsmittel, z.B. auf der Basis modifizierte Acrylate oder Methacrylate lassen sich diese Schwierigkeiten nicht beseitigen. Werden jedoch die Verarbeitungstemperaturen erhöht, oder die mechanische Scherung bei der Plastifizierung verstärkt, so tritt eine thermische Schä-
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digung der Formmassen auf, die einen Abfall der Kerbschlag-Zähigkeit der Fertigteile "bewirkt.
Es -vriirden nun schlagfeste Formmassen auf der Basis von Polyvinylchlorid und von Vinylchlorid gepfropften Äthylen-Vinylacetat-Gopolymeren gefunden, die diese Nachteile vermeiden. Die Formmassen bestehen aus
A) 20 - 80 Gev/,% Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 55 70
B) 1915 75 Gew.% eines mit Vinylchlorid gepfropften Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit 30 - 55 Gew.% Vinylacetat und einer Mooney Viskosität von 20 - 5O1 wobei das Pfropfpoly-
:· mere 5-^5 Gew.% Äthylen-Vinylacetat-Copolymer enthält und einen K-Wert von 55 - 70 besitzt.
C) 0,5 - 5 Gew.% eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einem Vinylacetatgehalt von 60 - 70 Gew.% . '.:.--;
Durch den Zusatz der Komponente C zu den bekannten Formmassen wird eine große.ο Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften derselben bewirkt. Dies zeigt sich z.B. dadurch, daß die Stromaufnahme von Extrudern, auf denen derartige Mischungen verarbeitet werden, gleichmäßiger ist, während ohne dem erfindungsgemäßen Zusatz eine ständig schwankende Stromaufnahme gegeben ist. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Polymermasse nach dem Passieren der Schnecke des Extruders völlig homogen und führt somit zu homogenen Fertigteilen. Demgegenüber zeigen Massen ohne Komponente C Inhomogenitäten.
Die Homogenität wirkt sich bei den Fertigteilen durch höhere Festigkeit und besseren Glanz aus. Weiterhin ergeben sich beim Tiefziehen gleichmäßigere Formen.
Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Massen besteht darin, daß die Gelierzeiten wesentlich verkürzt werden. Zudem
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zeigen die Mischlingen eine größere Wärmestabilität.*
Als Komponente A kann jedes F\TC, "beispielsweise Suspensions-, Emulsions- und .Blockpolyvinylchlorid, das einen K-Wert zwischen 55 und 70 hat, gemessen in Cyclohexanon (1 %ige Lösung) eingesetzt werden. Meistenteils wird Suspensions-PVC verwendet« Vorzugsweise bestehen die Formmassen zu 40 — 70 Gew.% aus PVC.
Die Komponente B wird durch aufpfropfen von Vinylchlorid auf ein Copolymeres aus Äthylen und Vinylacetat hergestellt. Bas Copolymere enthält 30 - 55 Gew.% Vinylacetat und weist eine Mooney-Viskosität von 20 - 50 bestimmt nach DIH 53 523 auf. Das Aufpfropfen erfolgt nach bekannten Verfahren z.B. durch Lösen der Copolymere im monomeren Vinylchlorid, dispergieren in wäßriger Phase und polymerisieren mit Hilfe von Radikalbildnern, oder durch Pfropfen des VinylChlorids auf einenCopo-.-lymerlatex. Das Pfopfprodukt enthält 5-^5 Gew.% Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres und weist einen K-Vert von 55 - 70 auf, bestimmt in Cyclohexanon (1 %ige Lösung) vorzugsweise werden 29 - 56 Gew.% des Pfopfpolymeren eingesetzt»
Die Komponente C ist ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres mit 60 - 70 Gew.% Vinylacetat. Es hat vorzugsweise eine Mponey-Viskosität von iO - 70 (DItT 53 523)» Vorzugsweise werden Mengen von 1-4 Gew.% eingesetzt.
Hergestellt werden solche Polymere meistenteils durch radikalische Polymerisation (vorzugsweise Redoxpolymerisation) in wäßriger Emulsion bei 0 - 5O0C (vorzugsweise 10 - 300C) und einem Äthyl endruck von 40 - 80 atü unter Verwendung von Molekulargewicht sregl era, wie Aldehyden, vorzugsweise Butyradehyd. Der dabei entstehende Latex wird meistenteils koaguliert, anschließend getrocknet und gemahlen, wobei gegebenenfalls pulverföriaige Zusatzstoffe zugegeben werden können (Mengen zwischen 1 und 10 Gew.%, beispielsweise Kieselsäure, Kreide, TaI-
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, - BAD NAL
kum). Der Latex kann aber auch mit FVC-Emulsionen zusammenkoaguliert vrerden und dann im Gemisch mit PVC den anderen Komponenten zugegeben werden.
Die Herstellung der Formmassen erfolgt durch Mischen der pulverförmigen Komponenten, vorzugsweise werden dabei Schnellmischer eingesetzt.
Den Formmassen werden die üblichen Hilfsmittel zugegeben, wie z.B. Stabilisatoren in Mengen von 0,5 - 3 Gew.%, Gleitmitteln in Mengen von 0,1-3 Gew.%, Chelatoren, Pigmente, Farbstoffe. Auch Füllstoffe können eingearbeitet werden."
Beispiele für Stabilisatoren sind Blei-, Barium-Cadium-, CaI-zium-Zink-Stabilisatoren, Aminocrotonsaureester, epoxidierte Öle, Phosphite, Dithioharnstoffe, Phenylindol und. für Gleitmittel Wachse, -Polyäthylenwachse, Ester langkettiger Dicarbonsäuren undFettsäuren, für Tferarbeitungshilfen modifizierte Acrylate.
Die erfindungsgemäßen Formmassen eignen sich besonders für die Herstellung von schlagfesten Körpern aus pulverförmigen Mischungen über Extruder- oder Spritzgußmaschinen, beispielsweise Profile, Platten. Auch sind die Mischungen für die Verschäumung geeignet.
Beispiel 1
Aus folgenden Bestandteilen
50 Gew.Teile Suspensions-PVC mit einem K-Wert von 60
50 " " Pfropf c·opolymeres aus Vinylchlorid und Ί0 Gew.Teile Äthylen- Vinylacetat-Copolymeren mit 45 Gew.% Vinylacetat und einem K-Wert von 68
1,5 " " Äthylen-Vinylacetat copolymeres mit 60 Gew.Teilen Vinylacetat, einer Mooney-Viskosität von 50 und einem Schmelzindex i^0 von 0,3 (ASTM 123 862 T)
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2,5 Gew.Teile fester Barium-Cadmiumstabilisator 0,5 " " CheLator (Qrganophosphit)
2 ι« « epoxidiert es Sojaöl
1 ir " Gleitmittel auf der Basis Hydroxistearinsäure, langkettige Dicarbonsäureester und Polyäthylenwachs
2,5 " " Verarbeitungshilfe auf der Basis modifizierter Acrylate
3 !» " Titandioxyd
wurde durch 10 minütiges Mischen in einer Sluidmischerkombi— nation eine homogene Pulvermischung A hergestellt.
Aus den gleichen Bestandteilen wurde eine weitere Pulvermischung B jedoch ohne Zusatz eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren unter den gleichen Mischbedingungen hergestellt.
a) GeIierζext der Pulver
In einem Brabender-Plastogräphen wurden die Mischungen A und B bei 160°C bis zur Gelierung geknetet. Bei Mischung A trat die Gelierung bereits nach 10 Minuten ein, bei Mischung B jedoch erst bei 21 Minuten. Die Kraftaufnahme war bei der Mischung A etwas geringer.
b) Extrudieren von Platten ν
Aus den Mischungen Au3wur den über einen I Ee st ermann Extruder Typ K 86-0-16-D mit Reifenhäuser Breitschlitzdüse Platten hergestellt. Die während der Verarbeitung auftretenden Stromauf-' nähme Schwankungen bzw. Drehmomentschwankungen wurden aufgezeichnet. Es zeigt sich, daS die Schwankungen bei Mischung A etwa 12 mkp bei Mischung B etwa 25 mkp betragen. Dies bedeutet, daß die Mischung A homogenere Massen, und somit homogenere Formkörper ergibt.
c) Wärmestabilität
-Eroben der unter "b hergestellten Platten wurden bei 1900C in einem Ofen gelagert. Nach 35 Minuten zeigten die Platten aus
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Mischung B Zersetzungserscheinungen, während Platten aus A erst "bei 50 minütiger Lagerung braun au werden begannen.
Weiterhin wurde die Stabilität nach der PH-Hethode (DIN 53 383 Blatt 3) überprüft. Dabei zeigte sich, daß mit Platten aus A nach 47 Minuten, mit Platten aus B bereits nach 41 Minuten der Zersetzungsgrenzwert erreicht war.
d) Oberflächenuntersuchung
Mit den Platten aus A und B wurden Glanzmessungen gemäß ASTIl-D 523 vorgenommen. Gemessen wird diagonal an 5 Meßpunkten bei einem Einfallswinkel von 60 Grad.
Der Glanz der Platten aus A wurde mit 791 ^ der Platten aus b mit 60,4 bestimmt.
e) Kerbschlagzähigkeit
Die Kerbschlagzähigkeit in cmkp/m wurde bei 22°C und bei -2O0C bestimmt. —~
Bei 22°C ergaben sich für die Mischung A ein Wert von 20,5 (abgebrochen tu bei -20°C 3,6. Für Mischung B betrugen die Werte bei 220C = 10; bei -200C =2,4.
f) Tiefziehen von Platten
Die gemäß b hergestellten Platten (Dick^ 4 mm) wurden auf dem Gerät Plastiplast Typ Piccölö. tiefgezogen. Der Flächenstrahler besaß einen Abstand zur Plattenoberfläche von 20 cm. Die Platten wurden einseitig erwärmt und nach 8 Minuten Bestrahlung verformt. Die Aufblasgeschwindigkeit wurde konstant gehalten.
Die aus Mischung A hergestellten Formen zeigten eine wesentlich gleichmäßigere Wandstärkenverteilung.
Beispiel 2 . '
Aus 70 Gew.Teilen eines Hasse-PVC mit einem K-Wert von 65 und
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30 Gew.Teilen eines Pfropfeopolymeren aus Vinylchlorid und 10 Gew.Teilen Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit 45 Gew. Teilen Vinylacetatanteil und einem K-Vert von 68, sowie 4 Teilen eines Äthylen Vinylacetat-Copolymeren mit 65 Gew.% Vinyl ac et at anteil, einer Mooney Viskosität von 15 uncL einem Sehaelzindex ±^Q von 50 (ASTM 123 862 T) wurde unter Verwendung der gleichen Stabilisatoren, Gleitmittel ., Verarbei-. tungshilfen, Pignente. und Chelatoren wie in Beispiel 1 eine Mischung C hergestellt.
Eine weitere Mischung D wurde aus den gleichen Bestandteilen Jedoch ohne das Äthylen-Vinylacetat-Copolymere:r gemischt.
a) Gelierzeit der Pulver
Die Gelierseit betrug für Mischung C 7 1/2 Minuten, für Mischung D 24 1/2 Minuten. Die Kraft aufnahme war beU Mischung C geringer.
b) Extrudieren von Platten-1 :
Entsprechend Beispiel 1 b wurden aus beiden Mischungen Platten hergestellt. Die Schwankungen bei der Kraftaufnahme lagen für Mischung C in einen Bereich von 10 mkp , während für Mischung D eine Schwankungsbreite von 30 mkp_ bestimmt wurde.
d) WärmeStabilität " s
Die WärmeStabilität bei der Ofenlagerung (19O°C) beträgt bei Mischung C 50 Min., bei Mischung D 35 Min.
d) Gberflächenuntersuchung
Der Glanz gemessen entsprechend Beispiel 1 beträgt für die Mischung C 80,5 und!: für die Mischung D 63.
e) Kerbschlagzähigkeit v
Die Kerb Schlagzähigkeit bei 22°Ö wurde für Mischung C mit 8,7 für Mischung D mit 5*7 bestimmt.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Schlagfeste Formmassen auf der Basis von Polyvinylchlorid und von Vinylchlorid gepfropften Äthyl en-Vinyl ac etat-Copolymeren, bestehend aus
    A) 20 bis 80 Gew.% Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 55 70
    B) 19,5-75 Gew.% eines mit Vinylchlorid gepfropften Äthylen-Vinylacetat-Gopolyjneren mit 30 — 55 Gew.% Vinylacetat und einer Mooneye Viskosität von 20-50, wobei das Pfropf polymer 5 — 15 Gew.% Äthylen-Vinylacetat-Copolymer enthält und einen K-Wert von 55 — 70 besitzt.
    C) 0,5 - 5 Gevr.% eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einem Vinylacetatgehalt von 60 - 70 Gew.%
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