DE2539719A1 - Schlagfeste pvc-formmassen mit hoher zaehigkeit und verarbeitungsbreite - Google Patents
Schlagfeste pvc-formmassen mit hoher zaehigkeit und verarbeitungsbreiteInfo
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Description
Schlagfeste PVC-Formmassen mit hoher Zähigkeit und
Verarbeitungsbreite
Gegenstand der Erfindung sind vorwiegend Polyvinylchlorid enthaltende
thermoplastische Formmassen mit hoher Schlagzähigkeit bzw. Kerbschlagzähigkeit, ausgezeichnetem Verarbeitungsverhalten
und hoher Licht- und Alterungsbeständigkeit. Sie bestehen aus Polyvinylchlorid bzw. Vinylchlorid-Copolymerisäten,
chlorierten Polyolefinen bzw. chlorierten Olefincopolymerisaten und Pfropfpolymerisaten von Styrol bzw. Styrol und Acrylnitril
und gegebenenfalls damit copolymerisierbaren Monomeren auf einen EPDM~Kautsch.uk (Äthylen-Propylen-Dienmonomer) als
Pfropfgrundlage.
Polyvinylchlorid ist ein wertvoller Chemiewerkstoff mit ausgewogenen
technologischen Eigenschaften. Allerdings bricht es insbesondere
bei niedrigen Temperaturen - sehr leicht. Es ist daher erforderlich, seine Zähigkeit zu verbessern, was durch
Zusatz geeigneter Polymerer (oder Umsetzung des Vinylchlorids oder Polyvinylchlorids mit solchen Polymeren) im Prinzip
möglich ist. An eine solche "Schlagfestmodifikation" bzw. an die "Schlagfestmodifikatoren" werden eine Reihe von zusätzlichen
Anforderungen gestellt, nämlich
1) kleine Mengen Schlagfestmodifikatoren müssen ausreichen.
2) die guten Eigenschaften des Polyvinylchlorids dürfen nicht beeinträchtigt werden.
ORIGINAL INSPECTED
Le A 16 661 - 1 -
709811/1024
3) die Schlagfestmodifikatoren müssen sich leicht in Polyvinylchlorid
einarbeiten lassen.
4) sie müssen auch bei Anwendung des Polyvinylchlorids im Freien über lange Zeit licht- und alterungsstabil sein.
5) bei der Verarbeitung des schlagfestmodifizierten Polyvinylchlorids
muss die Zähigkeit auch bei Schwankungen der Verarbeitungsbedingungen (Temperatur, Verarbeitungszeit,Schereinwirkung)
konstant sein.
6) Lichtdurchlässigkeit und Transparenz dürfen nicht beeinträchtigt
werden.
7) die schlagfestmodifizierten Polyvinylchloride müssen mit den üblichen Zusätzen stabilisiert werden können.
8) die Schlagfestmodifikatoren müssen physiologisch unbedenklich
sein.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Aufrechterhaltung
der Zähigkeit bei der thermoplastischen Verarbeitung. Da die schlagfesten PVC-Mischungen in nahezu allen Fällen
2-Phasensysteme darstellen, die aus einer PVC-Matrix mit eingelagerter
Elastomerphase bestehen, musss während der thermoplastischen Verarbeitung damit gerechnet werden, dass durch
hohe Verarbeitungstemperaturen bzw. langdauernde Schereinwirkung, was bei der Verarbeitung in der Praxis stets der Fall
ist, das 2-Phasensystem zusammenbricht und damit das Fertigprodukt
seine Zähigkeit verliert. Wirksamkeit und Verarbeitungssicherheit einer dem PVC als Schlagfestmodifikator
zugesetzten elastomeren Verbindung bzw. eines mit einem
Elastomeren modifizierten Thermoplasten sind also umso höher, je stabiler das Gemisch mit PVC gegen den verarbeitungsbedingten
Abbau der 2-Phasigkeit und den damit verbundenen Zähigkeitsverlust ist.
Le A 16 661 - 2 -
709811/1024
Von den technisch verwendeten Schlagfestmodifikatoren für
PVC haben insbesondere chlorierte Polyolefine bzw. chlorierte Olefincopolymeriaate an Bedeutung gewonnen. Diese Produkte
zeichnen sich durch recht gute elastifizierende Wirkung aus. Allerdings ist die Verarbeitungsbreite der Mischungen aus PVC
mit chlorierten Polyolefinen bzw. Olefincopolymerisaten nicht als optimal zu bezeichnen, da bei starker und langdauernder Temperatur-
bzw. Schereinwirkung die Zähigkeit abfällt. Es kann daher bei unsachgemässer Verarbeitung oder möglicherweise notwendig
werdenden extremen Verarbeitungsbedingungen (hohe' Durchsatzgeschwindigkeit, hohe Drehzahl, hohe Verarbeitungstemperatur) zur Produktion von Fehlchargen mit unzureichender
Zähigkeit kommen.
Es wurde nun gefunden, dass sich die Verarbeitungsicherheit von Mischungen aus PVC mit chlorierten Olefinen bzw. chlorierten
Olefincopolymerisaten entscheidend verbessern lässt, wenn man solchen schlagfesten Mischungen Pfropfpolymerisate
aus Styrol bzw. Styrol-Acrylnitril und ggf. damit copolymerisierbaren
Monomeren auf einem EPDM-Kautschuk (Äthylen-Propylen-Dien-Monomeren)
als Pfropfgrundlage zusetzt. Man erhält dadurch thermoplastische Formmassen vom Typ des schlagfesten
PVC, die sich durch eine Erweiterung des Verarbeitungsspielraums in Richtung höherer Temperaturen ohne den beschriebenen
Abfall der Kerbschlagzähigkeit auszeichnen. Ferner wird die an sich recht schwierige Verarbeitbarkeit von
PVC mit den chlorierten Polyolefinen merkbar verbessert. Vor allem Extrusionsprodukte weisen verbesserte Oberflächen und
bessere Homogenisierung der Mischungsbestandteile auf; dadurch wird die.Einheitlichkeit der ProduktionsChargen verbessert.
Fernet besteht die Möglichkeit, auch Pfropfpolymerisate von
Vinylchlorid auf chlorierten Polyolefinen bzw. chlorierten Olefincopolymerisaten mit den beschriebenen EPDM-Pfropfpoly-
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merisaten zu kombinieren. Schliesslich kann auch Vinylchlorid
auf Gemische von chlorierten Polyolefinen bzw. chlorierten Olefincopolymerisaten mit Pfropfpolymerisaten des Styrols
bzw. Styrol-Acrylnitrils auf EBDM-Kautschuke gepfropft werden.
Man erhält in allen Fällen thermoplastische Massen vom Typ des schlagfesten PVC, die das gewünschte mechanische Wertebild
eines elastifizierten PVC aufweisen, gut verarbeitbar sind und eine günstige Licht- und Alterungsstabilität aufweisen.
Entscheidend ist jedoch, dass die erfindungsgemässen Formmassen eine wesentlich erhöhte thermische Verarbeitungsbreite
aufweisen, so dass sie entsprechend den gegenwärtig herrschenden und ständig steigenden Praxisanforderungen bei
erhöhten Temperaturen und Temperaturschwankungen über längere Zeiten ohne Abfall der Zähigkeit verarbeitet werden können.
Gegenstand der Erfindung sind somit thermoplastische Formmassen aus
A. 65-95 Gew.-% Polyvinylchlorid oder Vinylchlorid-Copolymerisaten
mit K-Werten von 50 - 80.
B. 2-25 Gew.-% eines chlorierten Polyolefins oder eines chlorierten
Olefincopolymerisates mit einem Chlorgehalt von
20 - 60 Gew.-% und
C. 3-30 Gew.-% eines durch Pfropfung von Styrol oder Styrolen
und Acrylnitril und ggf. damit copolymer!sierbaren Monomeren
auf einen EPEM-Kautschuk als Pfropfgrundlage hergestellten
Pfropfpolymerisates.
Besonders bevorzugt sind thermoplastische Formmassen bestehend aus
A. 65-95 Gew.-% Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 50 -
B. 2-25 Gew.-96 eines chlorierten Polyäthylens oder eines chlo-
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rierten Äthylen-Propylen-Copolymerisates mit einem Chlorgehalt von 25 - 45 Gew.-% und
C 3-30 Gew.-% Pfropfpolymerisaten von Styrol und Acrylnitril
auf einen EPDM-Kautschuk, der als Dienkomponente 5-Äthyliden-norbornen-2,
Dicyclopentadien oder Hexadien (1,4) enthält und durch Lösungspolymerisation hergestellt wurde.
EPDM-Pfropfpolymerisate im Sinne der vorliegenden Erfindung
werden durch Polymerisation der Pfropfmonomeren in Gegenwart
des vorgebildeten EPDM-Kautschuks erhalten. Prinzipiell können alle bekannten Polymerisationsverfahren (Emulsions-,
Lösungs-, Masse-, Suspensions-, Fällungs-Polymerisation) sowie ihre Kombinationen benutzt werden.
Unter "EPDM-Kautschuken" werden Copolymerisate aus Äthylen,
Propylen und einem nicht-konjugierten Dien verstanden. Dabei kann das Gewichtsverhältnis von Äthylen/Propylen 75:25 bis
40:60 sein. Das Dien ist in solchen Mengen und solcher Form
in dem Tercopolymerisat eingebaut, dass Jodzahlen von 2-30 gemessen werden, entsprechend ca. 1 bis %f§- C=C-Bindungen
pro 1000 C-Atome. Die monomeren Strukturelemente können statistisch oder in Blöcken angeordnet sein. Statt eines
Diens können auch Mischungen verschiedener Diene verwendet werden.
Bevorzugte Diene sind: Dicyclopentadien, Hexadien-(1,4) und
5-Äthyliden-norbornen-2. Geeignet sind auch deren Homologe wie Alkyliden-norbornen, Tricyclopentadien, Heptadien, Octadien.
Besonders bevorzugt werden EPDM-Kautschuke mit einer Mooney-Plastizität
(ML 1+4», 1000C) von 20 bis 150.
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Pfropfmonomere im Sinne dieser Erfindung sind Styrol und Mischungen
aus Styril und Acrylnitril, Methylmethacrylat und deren Mischungen und Mischungen aus Styrol, Acrylnitril und
Methylmethacrylat. Styrol kann ganz oder teilweise durch dC/-Methylstyrol ersetzt sein.
Bevorzugt sind Mischungen aus Styrol und Acrylnitril, wobei gilt
Gewichtsmenge Styrol 1 < < 9
Gewichtsmenge Acrylnitril
bevorzugt
Gewichtsmenge Styrol 1.5 < < 4
Gewichtsmenge Acrylnitril
Für das Gewichts verhältnis von Pf ropf grundlage zu Pfropfmonomeren
gilt
Pfropfgrundlage
0.33 < < 4
Pfropfmonomere
bevorzugt
Pfropfgrundlage ,
0.5 < < 2.5
Pfr opfmonomer e
Pfropfpolymerisation bedeutet Polymerisation der Pfropfmonomeren in Gegenwart der Pfropfgrundlage. Dabei wird ein Teil
der Monomeren als Seitenkette auf die Pfropfgrundlage polymerisiert. Dieser Teil des gebildeten Polymerisats ist chemisch
mit der Pfropfgrundlage verknüpft. Daneben bildet
sich freies Polymerisat der Pfropfmonomeren. Das Gewichts-
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verhältnis des mit der Pfropfgrundlage chemisch verknüpften (gepfropften) Polymerisats zum freien Polymerisat bezeichnet
man als Pfropfungsgrad. Dieser Pfropfgrad und das Molekulargewicht
des gepfropften sowie des freien Polymerisats sind durch die Polymerisationsbedingungen (Temperatur, Aktivierung,
Molekulargewichtsregelung, Lösungsmittel, Rühr "bedingungen, Monomerenmengen) stark beeinflussbar. Man muss deshalb für
Produkte mit optimalen Eigenschaften die Polymerisationsbedingungen sorgfältig auswählen.
Polymerisationsaktivator, Polymerisationsgeschwindigkeit
und Polymerisationstemperatur sind miteinander gekoppelt. Bei vorgegebener Polymerisationstemperatur lassen sich anhand
der in der Literatur tabellierten Halbwertszeiten geeignete Aktivatoren auswählen und umgekehrt.
Für die Pfropfpolymerisation sind Temperaturen von mindestens
800C, bevorzuj
erforderlich.
800C, bevorzugt 100 - 1400C, besonders bevorzugt 110 - 130°C
Peroxid-Aktivatoren wie Di-tert.-butylperoxid, Cumolhydroperoxid,
tert.-Butylhydroperoxid, Dicumylperoxid sind besonders
geeignet.
Bei Zusatz von Reaktionsmitteln können auch Aktivatoren eingesetzt
werden, deren Zerfallgeschwindigkeit bei den angegebenen Temperaturen zu gering sind.
Als Molekulargewichtsregler können verwendet werden: längerkettige
Merkaptane, Terpinolene und*£-Olefine.
Im Rahmen dieser Erfindung wird als Polymerisationsverfahren die Lösungspolymerisation benutzt, bevorzugt in aromatischen
Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt (Kp,ygQ) von 80 bis
1500C. Bevorzugt sind Benzol und Toluol.
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Bevorzugt arbeitet man bei Konzentrationen, d.h. einem Gewichts
verhältnis von Lösungsmittel: Pfropfmonomere + Pfropfgrundlage
von 2.5:1 bis 10:1, für Benzol ist das Verhältnis bevorzugt ^ 10 und für ToluoK 5.
Bevorzugt ist das Strippen und das Eindampfen auf Eindampfschnecken.
Chlorierte Polyolefine bzw. chlorierte Olefincopolymerisate.
Chlorierte Polyolefine im Sinne der Erfindung sind vorwiegend nach dem Niederdruckverfahren hergestellten Olefincopolymerisate
bzw. Olefincopolymerisate, insbesondere Polyäthylen, Äthylen/Propylen-Copolymerisate oder Äthylen/Propylen-Dien-Copolymerisate
mit Molekulargewichten (MG) von 10 000
bis 2 000 000, die anschliessend so chloriert werden, dass der Chlorgehalt zwischen 20 und 60 Gew.-%, vorzugsweise zwischen
25 und 45 Gew.-% liegt. Ferner können Gemische aus chlorierten Olefinen bzw. chlorierten Olefincopolymerisaten
verwendet werden. Chlorierte Polyolefin- bzw. Olefincopolyder beanspruchten Zusammensetzung werden z.B. beschrieben in
DT-AS 1 163 535, DT-AS 1 045 089, DT-AS 2 260 525.
Polyvinylchlorid
Geeignet im Sinne der Erfindung sind durch Suspensions-, Emulsions- oder Masse-Polymerisation gewonnene Polymerisate
des Vinylchlorids, deren K-Wert nach Fikentscher (H.F., Zeitschrift
für Zellulose-Chemie 13 (1932), Seite 58) 50 bis 80 beträgt sowie Copolymerisate aus mindestens 80 Gew.-% Vinylchlorid
und bis zu 20 Gew.-% einpolymerisierten weiteren Monomeren. Weitere Monomere, die einzeln oder in Mischungen
zum Einsatz kommen können, sind beispielsweise: Äthylen, Propylen, Butylen, Vinylester von Monocarbonsäure, Diester ^C,ßungesättigter
Dicarbonsäuren, deren Anhydride bzw. einfache
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und substituierte Amide, Acrylsäure- und Methacrylsäureester und Vinylidenchlorid.
Herstellung der erfindungsgemässen Formmassen
Für das Mischen bzw. Aufbereiten sind übliche Schnellmischer und Walzwerke geeignet. Man kann von pulverförmigem Material
ausgehen oder erst granulieren. Die auf Walzen oder Knetern plastifizierten Massen können auch verpresst oder kalandriert
werden. Pulvermischungen und Granulat könnan nach bekannten Methoden extrudiert, verspritzt oder verblasen werden.
Die erfindungsgemässen Formmassen können übliche Stabilisatoren enthalten, d.h. Stabilisierungssysteme auf Basis Blei,
Barium/Cadmium, Calcium/Zink, zinnorganische Verbindungen oder
organische Stabilisatoren wie beispielsweise oC-Phenylindol,
Diphenyl-Thioharnstoff, c£-Aminokrotonsäureester, epoxidierte
Fettsäureester allein oder in Kombination. Auch Gleitmittel für Polyvinylchlorid können zugesetzt werden.
Den Formmassen können Polymer- und Monomerweichmacher einzeln oder in Kombination zugefügt werden sowie physikalische oder
chemische Treibmittel, um unter geeigneten Verarbeitungsbedingen eine Schaumstruktur zu erzielen.
Der Zusatz von üblichen Verarbeitungs- und Fließhilfsmitteln ist ebenso wie bei der Verarbeitung von reinem oder schlagfestem
Polyvinylchlorid möglich. Antistatika, UV-Absorber, Antioxidantien, Flammschutzmittel, Farbpigmente und Füllstoffe
können eingesetzt werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemässen schlagfesten Formmassen wird bevorzugt soviel EPDM-Pfropfpolymerisat und chloriertes
Olefincopolymerisat eingesetzt, dass der Gesamtgehalt der Mischung an elastifizierenden Komponenten, das ist die Summe
Le A 16 661 - 9 -
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an chloriertem Olefinpolymerisat und EPDM-Kautschuk, im Pfropfpolymerisat
zwischen 5 und 20 Gew.-% der Gesamtmischung beträgt,
Statt reiner EPDM-Pfropfpolymerisate können auch Mischungen der Pfropfpolymerisate mit Copolymerisaten der Pfropfmonomeren
verwendet werden. Auch die Verwendung von Mischungen verschiedener chlorierter Olefinpolymerisate "bzw. Olefincopolymerisate
ist möglich.
Eigenschaften und Anwendungen der erfindungsgemässen Formmassen
Die erfindungsgemässen Massen sind thermoplastisch verformbar und stellen mehr oder weniger harte, jedoch sehr zähe Produkte
vom Typus des schlagfesten Polyvinylchlorids dar. Sie sind sehr zäh, auch noch bei Temperaturen bis -40 C. Härte, Zugfestigkeit,
Biegefestigkeit und Ε-Modul entsprechen den Anforderungen an Polyvinylchlorid hart.
Die Formmassen können bei Temperaturen bis 240 C verarbeitet
werden und sind damit erheblich verarbeitungssicherer als übliches schlagfestes Polyvinylchlorid.
Schliesslich haben sie gute Licht- und Alterungsbeständigkeit.
Die erfindungsgemässen Formmassen werden in erster Linie zur Herstellung von Profilen und extrudierten Platten sowie Spritzgußartikeln
verwendet. Einsatzgebiete für Profile finden sich vor allem im Bau- und Möbelsektor; beispielhaft seien genannt:
Fensterprofile, Türrahmen, Balkonverkleidungen, Dachrinnen, Strassenleitpfosten, Treppenstosskanten, Gardinenleisten,
Zaunlatten, Sitzbankprofile, verschiedene Arten von Platten für die Wandverkleidung u.a.m. Nach dem Spritzgussverfahren
können z.B. Haushalts- und Bedarfsartikel, Kleinteile für die Fahrzeugindustrie, Gehäuse für Büromaschinen und elektrische
Geräte sowie Möbel und Möbelteile gefertigt werden. Einsatzmöglichkeiten für kalandriete Folien sind einmal im Verpackungs-
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sektor gegeben, zum anderen eröffnen sich für speziell gefärbte und gemusterte Folien Einsatzmöglichkeiten als Furnier- und
Verkleidungsmaterial in der Möbelbranche. Nach dem Extrusionsblasverfahren
können schlagzähe Flaschen gefertigt werden.
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Für die Beispiele wurde von folgenden Grundpolymerisaten ausgegangen:
1. Herstellung der EPDM-Pfropfpolymerisate
Die Herstellung der EPDM-Pfropfpolymerisate erfolgt gemäß
folgender, allgemeiner Rezeptur:
In L Gew.-TIn. Lösungsmittel
werden E Gew.-TIe. EPDM-Kautschuk
gelöst. Es werden S Gew.-TIe. Styrol
A Gew.-TIe. Acrylnitril zugegeben und die Lösung auf
T 0C (»Polymer!sationstemperatur)
erwärmt. Nach Zusatz von
J Gew.-TIn. Initiator wird t Stunden lang
bei der o.g. Polymerisationstemperatur T polymerisiert.
Die erzielten Monomerumsätze liegen bei >98 %. Der Polymerlösung
werden - bezogen auf die Summe: E+S+A+M-0,5 Gew.-TIe. eines phenolischen Antioxidants (2,6 Di-tert.-Butyl-p-Kresol)
und 0,5 Gew.-TIe eines Costabilisators (Dilaurylthiodipropionat) zugesetzt und das Polymerprodukt
durch Strippen isoliert. Die resultierenden Krümel werden bei 70 0C im Vakuumtrockenschrank getrocknet.
Polymerisationsgefäßι V2A-Stahl, belastbar bis 6 bar,
wandgängiger Rührer ausgelegt für Viskositäten >1000 Poise.
Strippen handelsüblicher Stripper der Kautschuk
technologie.
Die diversen EPDM-Pfropfpolymerisate sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Da der Monomerumsatz * 98 % ist, wird für die weitere Diskussion
Da der Monomerumsatz * 98 % ist, wird für die weitere Diskussion
Kautschukgehalt des Pfropfpolymerisates
-eingesetzte EPDM-Kautschukmenge (E) bei der Pfropfreaktion
gesetzt.
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COPY
Nr. des EPDM-Pfropfpolymerisats
Lösungsmittel (L) Art
Menge
Menge
EPDM-Kautschuk (E) Kautschukmenge Di enkomponente
Jodzahl Mooney-Wert (ML1+4',100°C)
Name d. Handelsproduktes
Pfropfmonomere Styrol (S)
Acrylnitril (A)
Initiator (J) Peroxid Menge
B | T | T | B |
500 | 300 | 275 | 500 |
45 | 45 | 35 | 70 |
DCPD | EN | DCPD | EN |
12 | 24 | 12 | 24 |
70 | 90 | 70 | 90 |
Buna | Buna | Buna | Buna |
AP321 AP451 AP321 AP451
41,3 41,3 48,75 22,5 13,7 13,7 16,25 7,5
120
120
120
120
DTBP DTBP DTBP DTBP 0,9 0,9 0,9 0,47
14
14
*) ' B · Benzol, T » Toluol
' EN - 5-Äthyliden-norbornen-2
DCPD m Dicyclopentadien
' DTBP - Di-tert.-Butylperoxid
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copy
2. Polyvinylchlorid
Zur Herstellung der thermoplastischen Foramassen wird ein
Suspensions-PVC vom K-Wert 68 verwendet (Handelsprodukt: Vestolit VS 6858, Fa. Chemische Werke Hüls). Dieses S-PVC
wird wie nachfolgend beschrieben vorstabilisiert und anschließend zur Herstellung der erfindungsgemäßen PVC-Formmassen weiterverarbeitet.
Die Herstellung des mit einer Zinnverbindung stabilisierten PVC geschieht wie folgt:
100 Gew.-Teile Suspensions-Polyvinylchlorid mit einem K-Wert
von 68 werden mit 1,5 Gew.-Teilen Di-n-octylzinnthioglykolsäureester in einem Schnellmischer 5 Minuten bei 2000 U/min
vermischt, wobei die Temperatur auf 120 0C ansteigt. Anschliessend kühlt man bei reduzierter Rührergeschwindigkeit auf Raumtemperatur ab.
3. Chloriertes Polyäthylen
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mischungen werden folgende
chlorierte Polyäthylene verwendet:
CPE 1
Chloriertes Polyäthylen mit einem Chlorgehalt von 30 Gew.-tf und
einer Mooney-Viskosität (100 0C) von MIA « 70 (Prüfung nach DIN
53523). Es handelt sich um Elaslen 301 A der Fa. Showa Denko.
CPE 2
Chloriertes Polyäthylen alt einem Chlorgehalt von 35 Gew.-96 und
einer Mooney-Viskosität (100 0C) von MIA - 75 (Prüfung nach DIN
53523). Es handelt sich um Elaslen 351 A der Fa. Showa Denko.
CPE 3
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CPE 4
Chloriertes Polyäthylen mit einem Chlorgehalt von ca. 27 Gew.-#
und einer Shore-Härte D von 36. Lutrigen KR 3902 der BASF.
4. Herstellung der erfindungsgemäßen Mischungen
Mit dem vorstabilisierten Polyvinylchlorid-Typ Y werden gemäß
folgender Vorschrift die erfindungsgemäßen Polymer-Mischungen bereitet:
Auf einem Laborwalzwerk werden das stabilisiertes Polyvinylchlorid,
das jeweils verwendete EPDM-Pfropf polymerisat und/
oder das jeweils eingesetzte chlorierte Polyäthylen in dem in den Beispielen angegebenen Mischungsverhältnis gemeinsam homogenisiert,
zu Walzfellen ausgezogen und zu Prüfkörpern verpreSt. Zur Herstellung der Walzfelle kann selbstverständlich auch eine
Mischung aus PVC, Stabilisatorsystem und Schlagfestmodifikator
unmittelbar auf die Walze gebracht werden.
Falls nicht anders erwähnt, werden die Mischungen jeweils 10 min auf einem Walzwerk bei 180, 190 und 200 0C intensiv gemischt
und anschließend mit jeweils gleicher Temperatur, wie oben angegeben, auf einer Presse 7 Minuten drucklos vorgewärmt und
weitere 3 Minuten unter Druck zu Platten verpreßt, die zur Herstellung von normgerechten Prüfkörpern dienen.
5. Mechanische Prüfung
Die mechanischen Prüfungen an den Polymer-Blends wurden entsprechend
der nachfolgenden zitierten Normen durchgeführt:
Schlagzähigkeit an, DIN 53453 (kJ/m2)
Temperaturen: Raumtemperatur (RT)
Kerbschlagzähigkeiten ak, DIN 53 453 (kJ/m2)
Raumtemperatur (RT)
Vicattemperatur: DIN 53 460 (0C), Verfahren B
Biegespannung ^f:DIN 53452 (M Pa)
Kugeldruckhärte Hc>30«: DIN 53456 (M Pa)
Le A 16 661 - 15 - . . * BAD
709811/1024 ^
Wie aus dem vorliegenden Beispiel ersichtlich, ist die Kerbschlagzähigkeit des Compouns PVC/CPE mit
13 kJ/m* recht gering und fällt bei Temperaturbelastung schnell in den Bereich von PVC hart ab. Bei
Zusatz des EPDM/SAN-Pfropfpolymerisates hingegen wird mit steigender Menge dieser Komponente sowohl
die Zähigkeit als auch die Verarbeitungssicherheit verbessert.
7 0 9811/ | Nr. | Bezeichnung der Ausgangsprodukte |
15 661 | Gew.-Teile | *k> RT | H0,30« (HPa) |
Vicat (0C) |
SK) | Verarb. temp. |
ro cn CO CO |
102 4 | I A | PVC-Typ Y CPE 1 |
94 6 |
13 8 4 |
109,0 111,5 116,0 |
81 80 79 |
85,2 86,4 87,9 |
180 190 200 |
||
I B | PVC-Typ Y CPE 1 EPDM 1 |
92,2 3^3 |
19 15 10 |
105,7 109,3 105,9 |
81 80 79 |
81,9 83,2 84,6 |
180 J 190 > 200 * |
|||
I C | PVC-Typ Y CPE 1 EPDM 1 |
90,3 3,0 6,7 |
31 30 27 |
106,3 107,8 107,9 |
81 81 80 |
83,5 83,4 84,1 |
180 190 200 |
|||
I D | PVC-Typ Y CPE 1 EPDM 1 |
88,5 iojo |
38 34 40 |
103,1 104,0 106,9 |
81 81 79 |
80,4 82,1 81,4 |
180 190 200 |
|||
Le A | - 16 - | |||||||||
CO an, RT (kJ/m2) alle Proben ungebrochen
Aus diesem Beispiel geht hervor, daß bei Variation des EPDM/SAN-Pfropfpolymerisates und des chlorierten
Polyäthylens die gleichen Feststellungen zutreffend sind, wie im Beispiel 1.
09811 | Nr. |
Bezeichnung
der Ausgangsprodukte |
Gew.-Teile |
29
10 8 |
He, 30" | Vicat | SK, |
Verarb.
tentp. |
( | ro |
/102i | II A |
PVC-Typ Y
CPS 2 |
92
8 |
30
21 20 |
97,1
97,7 98,1 |
81 81 80 |
75,8
75,3 76,2 |
180
190 200 |
I | cn CO CO |
II B |
PVC-Typ Y
CPS 2 SPDM 2 |
89,5
6,0 4,5 |
47 28 24 |
99,5
98,7 98,9 |
80 80 81 |
77,2
78,1 76,9 |
180
190 200 |
|||
II C |
PVC-Typ Y
CPE 2 EPDM 2 |
87,1
4,0 8,9 |
98,6
98,8 100,1 |
80 80 80 |
77,1
79,7 80,1 |
180
190 200 |
||||
- 17 - | ||||||||||
Le A | 16 661 . | |||||||||
a , RT (kJ/m2) alle Proben ungebrochen
co
In diesem Beispiel wird als Vergleichssubstanz ein chloriertes Polyäthylen herangezogen, das trotz
10 ftiger Dosierung nur mäßige Kerbschlagzähigkeiten entwickelt. Ersetzt man jedoch 50 Gew.-96 des
CPE durch EPDM/Kautschuk in Form des verwendeten Pfropfpolymerisates, so ergibt sich eindeutig die
Verbesserung hinsichtlich Zähigkeit und Verarbeitungssicherheit.
der Ausgangsprodukt·
Gew.-Teile | Si/ |
90 | 13 |
10 | 8 |
4 | |
83,9 | 30 |
5,0 | 28 |
11,1 | 26 |
RT
Vicat
SK]
Verarb.
te
III A
III B
PVC-Typ Y
CPE 3
PVC-Typ Y
CPE 3
EPDM 1
77,5
78,4
80,1
76,2
76,4
79,2
180 190 200
180 190 200
Le A 16 661
- 18 -
an, RT (kJ/m2) alle Proben ungebrochen
Durch Variation des Verhältnisses Pfropfgrundlage:aufgepfropfte Monomere im eingesetzten EPDM/SAN-Pfropfpolymerisat
wird die Wirksamkeit in Kombination mit chloriertem Polyäthylen beibehalten. Die
im EPDM-freien Vergleichscompound bei 190 0C erreichte Kerbschlagzähigkeit von 11 wird durch den Zusatz
der EPDM/SAN-Pfropfpolymerisate wesentlich heraufgesetzt.
-3 O CD CO
Nr* -Bezeichnung
der Ausgangsprodukte
Gew.-Teile
(lcJ/m2) (MPa
30·
Vlcat
Verarb.
temp·
IV A | PVC-Typ CPE 1 |
Y | 92 8 |
11 | 98,7 | 80 | 75,8 | 190 |
IV B | PVC-Typ CPE 1 EPDM 4 |
Y | 90,3 4,0 5,7 |
27 | 99,8 | 80 | 76,8 | 190 _ |
IV C | PVC-Typ CPE 1 EPDM 3 |
Y | 84,6 4,0 11,4 |
38 | 98,2 | 80 | 78,1 | 190 |
Le A 16 661 .
an, RT (kJ/m2) alle Proben ungebrochen
Auch chlorierte Polyäthylene mit relativ geringem Chlorgehalt (ca» 27 Gew.-%) können mit EPDM/
SAN-Pfropf polymerisaten unter beträchtlicher Verbesserung der Zähigkeit kombiniert werden.
^3 Nr. -Bezeichnung Gew.-Teile »v» RT Hp,30" Vicat G>bF Vererb.
ο der Ausgangsprodukt· * (kJ/m^) (MPa) (0C) (MFa) temp.
V A | PVC-Typ Y CPE 4 |
90 10 |
11 | 96,3 | 82 | 81,1 | 180 | t |
V B | PVC-Typ Y CPE 4 EPDM 2 |
83,9 5 11,1 |
26 | 98,4 | 81 | 80,2 | 180 | 9>e O *. |
Le A 16 661 - 20 _
an, RT (kJ/m2) alle Proben ungebrochen co
Claims (1)
- PatentansprücheA. 65-95 Ge\f.-% Polyvinylchlorid bzw. Vinylchloridcopolymerisate mit K-¥erten von 50 - 80.B. 2-25 Gew.-% eines chlorierten Polyolefins oder eines chlorierten Olefincopolymerisates mit einem Chlorgehalt von 20 - 80 Gew.-%.C 3-30 Gew.-% eines durch Pfropfung von Styrol oder Styrol und Acrylnitril und gegebenenfalls copolymerisierbaren Monomeren auf einen EPDM-Kautschuk als Pfropfgrundlage hergestellten Pfropfpolymerisats.2. Thermoplastische Formmassen gemäss 1, dadurch gekennzeichnet, dass die chlorierten Polyolefine bzw. Olefincopolymerisate nach dem Niederdruckverfahren hergestellt.werden und 20 -60 Gew.-% Chlor enthalten.3. Thermoplastische Formmassen gemäss 2, dadurch gekennzeichnet, dass die EPDM-Pfropfpolymerisate in einem aromatischen Lösungsmittel hergestellt werden.4. Thermoplastische Formmassen gemäss 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der EPDM-Pfropfpolymerisate folgende Bedingungen eingehalten werden:Lösungsmittel 1 < < 10Summe der ReaktantenPfr opfgrundlage0,5 < < 2,5PfropfmonomereLe A 16 661 - 21 -709811/102 4Styrol
1,5 < < 4Acrylnitril80°C = Polymerisationstemperatur ~ 1400C5. Thermoplastische Formmassen gemäss 4, dadurch gekennzeichnet, dass der EPDM-Kautschuk im Pfropfpolymerisat als Dien-Komponente 5-Äthyliden-Norbornen-2, Dicyclopentadien oder Hexadien-(1,4) enthält.6. Thermoplastische Formmassen gemäss 5, dadurch gekennzeichnet, dass als chlorierte Polyolefine chlorierte Polyäthylene oder chlorierte Äthylen-Propylen-Copolymerisate "bzw. chlorierte Äthylen-Propylen-Dien-Copolymerisate verwendet werden.7. Thermoplastische Formmassen gemäss 6, dadurch gekennzeichnet, dass die chlorierten Polyolefine bzw. chlorierten Olefincopolymerisate 25 - 45 Gew.-% -Chlor enthalten.8. Thermoplastische Formmassen gemäss 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Niederdruckverfahren hergestelltes Polyäthylen mit Molgewichten (MQ) zwischen 10 000 und 2 000 000, das durch anschli es sende Chlorierung 25 - 45 Gew.-% Chlor enthält, verwendet wird.9. Thermoplastische Formmassen gemäss 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der EPEM-Pfropfpolymerisate Gemische aus Styrol und Acrylnitril verwendet werden.10. Thermoplastische Formmassen gemäss 9, dadurch gekenneeichnet, dass für die Herstellung der EPEM-Pfropfpolymerisate Benzol verwendet wird und die BedingungLe A 16 561 - 22 -709811/1024s Lösungsmittel ^1 = =Summe der Reaktantenerfüllt ist.11. Thermoplastische Formmassen gemäss 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel für die Herstellung der EPDM-Pfropfpolymerisate Toluol verwendet wird und die Bedingung^. Lösungsmittel .1 ^ =Summe der Reaktantenerfüllt wird.Le A 16 661 - 23 -709811/1024
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