DE2742482C3 - Olefin-Polymermischung mit cyclischen organischen Phosphitverbindungen als Stabilisatoren - Google Patents

Olefin-Polymermischung mit cyclischen organischen Phosphitverbindungen als Stabilisatoren

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Description

0.2
0,3
0,05
Die vorliegende Erfindung betrifft die Polymermischungen auf der Basis von Polymeren der höheren verzweigten «-Olefine. Diese Mischungen werden in der medizinischen Industrie für die Anfertigung medizinischer Ausrüstungen und Geräte, in der Nahrungsmittelindustrie für die Herstellung von Verpackungsmaterialien, in der Molkereiindustrie für den Bau von Rohrleitungen, Filtern usw., in der Elektro- und Funkindustrie eingesetzt.
Es sind Polymermischungen bekannt, die aus Homo- oder Copolymeren der höheren verzweigten «-Olefine, korrosionshinderndem Zusatz und Stabilisierungszusatz bestehen, wobei der Stabilisierungszusatz ein Gemisch aus 4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenylpropionsäurepentaerythritester mit cyclischem Phosphorigsäureester, beispielsweise mit Pyrokatcchinphosphorigsäureester und 2,6-ditert.Butyl-4-methylphenol, mit Pyroketachinphosphorigsäureester und 3-Methyl-6-tert.butylphenol darstellt (s. GB-PS 11 71 474). Cyclische Phosphite als Thermostabilisatoren für Olefinpolymere sind auch in der CH-PS 5 08 675 und FR-PS 13 24 451 beschrieben.
Die bekannten Polymermischungen besitzen eine ausreichend hohe Stabilität der Schmelze bei ihrer Verarbeitung zu Erzeugnissen. (Der Fließwert der Schmelze erreicht 10 g/10 min nach dem Extrudieren und 13,5 g/10 min nach dem Spritzen.) Die Schlagzähigkeit der Polymermischungen auf der Basis von Homopolymeren der höheren verzweigten a-Olefine ist jedoch nicht sehr hoch (etwa 11 kpcm/cm2) und vermindert sich während der Alterung. Die thermische Stabilität der Polymermischung auf der Basis von Homo- und Copolymeren der höheren verzweigten a-Olefine reicht ebenfalls nicht aus. So liegt zum Beispiel der Abbauzeitbeginn für die Polymermischung ίο zwischen 1100 und 1500 h bei 1500C und beträgt 10 h bei 2000C
Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, die genannten Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, solch einen Stabilisierungszusatz und solch ein Verhältnis zwischen den Komponenten der Polymermischung auf der Basis von Polymeren der höheren verzweigten «-Olefine zu wählen, daß die Schlagzähigkeit und die thermische Stabilität der Polymermischung erhöht werden, wobei die hohe Stabilität der Schmelze während der Verarbeitung der Mischung zu Erzeugnissen konstant gehalten wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Polymermischung, bestehend aus Poly-4-methyl-l-penten oder Copolymer von 4-Meihyl-l-penten mit n-Hexen,
4-Hydroxy-3,5-ditert.butyIphenylpropionsäurepentaerythritester, cyclischem Phosphorigsäureester und korrosionshinderndem Zusatz, vorgeschlagen wird, wobei die Polymermischung als cyclischen Phosphorigsäureester erfindungsgemäß 4,4'-Dimethyl-6,6'-ditert.-butyl-2,2'-methylenbisphenylester der a-Naphthyl- oder Phenylphosphorigsäure bei folgendem Verhältnis zwischen den Komponenten (in Gewichtsprozent) enthält:
Poly-4-methyl-l-penten oder
Copolymer von 4-Methyl-l-penten
mit n-Hexen 99,4—99,45
4-Hydroxy-3,5-ditert.bulylphenylpropionsäurepentaerythritester 0,1— 0,4
4,4'-Dimethyl-6,6'-ditert.butyl-2,2'-methylenbisphenylester der
α-NaphthyI- oder Phenylphosphorigsäure 0,4— 0,1
korrosionshindernder Zusatz 0,1— 0,05
Man verwendet zweckmäßigerweise eine Polymermischung folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Poly-4-methyl-l-penten oder
Copolymer von 4-Methyll-penten
mit n-Hexen 99,45
4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenylpropionsäurepentaerythritester 0,2
4,4'-DimethyI-6,6'-ditert.butyl-2,2'-methylenbisphenylester der
«■Naphthyl- oder Phenylphosphorigsäure 0,3
korrosionshindernder Zusatz 0,05
Dadurch, daß die erfindungsgemäße Polymermibo schung einen Stabilisierungszusatz enthält, welcher ein Gemisch von 4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenylpropionsäurepentaerythritester mit 4,4'-Dimethyl-6,6'-ditert.-butyl-2,2'-methylenbisphenylesi:er der «-Naphthyl- oder Phenylphosphorigsäure darstellt, erhält die Polymermischung eine ausreichend hohe Stabilität der Schmelze bei deren Verarbeitung zu Erzeugnissen (der Fließwert der Schmelze erreicht 6,4 g/10 min nach dem Extrudieren und 7,1 g/10 min nach dem Spritzen), weist eine
erhöhte Schlagzähigkeit (bis 35 kpcm/cm2), die während der Alterung praktisch unverändert bleibt, und eine hohe thermische Stabilität auf. (So beträgt zum Beispiel der Abbaubeginn der Polymermischung 2200 h bei 1500C und 38 h bei 200° C.)
Die hohe Transparenz und Wärmebeständigkeit der Polymermischung, ihre physiologische Unschädlichkeit und Fähigkeit, die wiederholte Sterilisation auszuhalten, ermöglichen die Verwendung der genannten Mischung bei der Herstellung medizinischer Ausrüstungen, sterilisierbarer Rohrleitungen in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise in der Molkereiindustrie usw. Wegen hoher dielektrischer Kennwerte der Polymermischung im weiten Frequenz- und Temperaturenbereich, Maßbeständigkeit der Erzeugnisse aus der genannten Polymermischung läßt sich die erwähnte Mischung in der Elektro- und Funkindustrie benutzen.
Die erfindungsgemäße Polymermischung wird durch Vermischei: des pulverformigen Polymers mit korrosionshinderndeni und Stabilisierungszusatz unter anschließendem Extrudieren und Granulieren zubereitet. Als erwähnter korrosionshindernder Zusatz lassen sich Calciumstearat oder Zinkstearat, Magnesiumoktaat usw. einsetzen.
Man kann nötigenfalls der Polymermischung Farbstoffe, Füllstoffe, Chelatbildner, Lichtstabilisatoren, optische Aufheller u. a. m. zugeben.
Aus der zubereiteten Polymermischung werden an Größe und Form verschiedene Erzeugnisse nach den bekannten Verfahren (durch Spritzen, Extrudieren, jo Pressen) hergestellt.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden folgende Beispiele zu ihrer Ausführung angeführt. Die Eigenschaften der Polymermischung, erhalten in Beispielen 1 bis 7, sind in der Tabelle nach y> der Beschreibung der Beispiele angegeben.
Beispiel 1
Man bereitet die Polymermischung folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) zu: ^n
Poly-4-methyl-l-penten 99,45
4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenylpropionsäurepentaerythritcster 0,4
4,4'-Dimethyl-6,6'-dilert.butyl-
2,2'-methylenbisphenylester der 4'
a-Naphthylphosphorigsäure 0,1
Calciumstearat 0,05
Die angegebenen Komponenten der Polymermischung werden in einem Schnellmischer (1200 U/min) w bei 200C während 10 min vermischt. Dann extrudiert man die erhaltene Polymermischung auf einer Einfachschnecke (Schneckenlänge-Schneckendurchmesser-Verhältnis wie 20:1) bei der Temperalurverteilung nach Zonen 240 ... 260 ... 2500C und granuliert sie. Bei r> einer zwischen 270 und 2800C liegenden Temperatur unter 1000 kp/cm2 Druck werden aus Granalien Blöcke mit Abmessungen von 4 χ 5 χ 55 mm und Scheiben von 45 mm Durchmesser und 1 mm Dicke gespritzt.
Der Fließwert der Schmelze der Polymermischung nach dem Extrudieren und Spritzen wird nach der Methode ASTM D-1238-70 bei einer Temperatur von 26O0C und 5 kp Belastung bestimmt.
Die Schlagzähigkeit der Polymermischung wird nach Charpy unter Ausnutzung der Blöcke ohne Kerbe sowohl vor der Alterung als auch während der Alterung dieser Blöcke, d. h. nach dem Halten der Blöcke in einem Luftbad bei 200°C während 10,20,25 und 30 h, ermittelt.
Die thermische Stabilität der Polymermischung wird nach dem Abbaubeginn der Spritzscheiben während des Haltens derselben im Luftbad bei 2000C berechnet.
Analog zu dem im Beispiel 1 beschriebenen bereitet man die Polymermischung und Körper aus derselben zu sowie prüft die Eigenschaften der Polymermischung in Beispielen 2 bis 6. Nachstehend geben die Beispiele 2 bis die dazugehörigen Zusammensetzungen der Polymermischung an.
Beispiel 2
Die Polymermischung hat folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Poly-4-methyl-l-penten 99,4
4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenyI-propionsäurepentaerythritester 0,3
4,4'-Dimethyl-6,6'-ditert.butyl-2,2'-methylenbisphenylester der a-Naphthylphosphorigsäure 0,2
Zinkstearat 0.1
Beispiel 3
Die Polymermischung hat folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Poly-4-methyl-l-penten 99,425
4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenyl-
propionsäurepen'aerythritester 0,2
4,4'-Dimethy!-6,6'-ditert.butyl-
2,2'-methylenbisphenylester der
Λ-Naphthylphosphorigsäure 0,3
Magnesiumoktaat 0,075
Beispiel 4
Die Polymermischung hat folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Poly-4-methyl-l-penten 99,45
4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenylpropionsäurepentaerythritester 0,1
4,4'-DimethyI-6,6'-ditert.butyl-2,2'-methy!enbisphenylester der a-Naphthylphosphorigsäure 0,4
Calciumstearat 0,05
Beispiel 5
Die Polymermischung hat folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Poiy-4-methyl-l-penten 99,4
4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenylpropionsäurepentaerythritester 0,2
4,4'-Dimethyl-6,6'-ditert.butyl-2,2'-methylenbisphenylester der Phenylphosphorigsäure 0,3
Calciumstearat 0,1
Beispiel 6
Die Polymermischung hat folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Copolymer von 4-Methyl-1-penten mit n-Hexen (95 : 5) 99,45
4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenyI-propionsäurepentaerythritester 0,2
4,4'-Dimethyl-6,6'-ditert.butyl-2,2'-methyIenbisphenylester der Phenylphosphorigsäure 0,3
Calciumstearat 0.05
Vergleichsbeispiel
Um die Eigenschaften deir erfindungsgemäßen Polymermischung mit denen der bekannten Polymermischung zu vergleichen, bereitet man die Polymermischung der folgenden Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) zu:
PoIy-4-methyI-l-penien 99,45
4-Hydroxy-3,5-diterLbutylphenylp-opionsäurepentaerythritester 0,25
Ester von Pyrokatechinphosphorigsäure und 2,6-ditert-Butyl-4-methy!- phenol Calciumstearat
0,25 0,05
Die Herstellung der Polymermischung und Prüfkörper aus dieser sowie die Prüfung der Eigenschaften ίο der Polymermischung erfolgen analog zu dem im Beispiel 1 beschriebenen.
Tabelle
Transparenz, % Lichtdurchlässigkeit
Beispiel
6
Vergleichsbeispiel
90 90 92 91 91 90 91
Fortsetzung der Tabelle
Streckgrenze, kp · cm/cm2 lg ο · 1(H bei 100Hz Frequenz
285 285 300 290 295 240 270
Abbaubeginn bei 200" C
Beispiel
1
Verglcichsbeispicl
34 40 38 20 38 30 10
Schlagzähigkeit, kp · cm/cm-
18 28 32 35 32 30
Fließwert g 10 nun
nach
Extrudieren
nach
Spritzen
8.5 12,3
7,5 9,75
6.4 7,1
6,9 9,2
b.5 7.1
6,7 6.8
10 13,5
2.0 2,0 2,0 2,0 2,0 2.0 2,0
Änderung der Schlagzähigkeit während der Aliening
bei 200 C und bei der verschiedenen Haltcclaucr. kpcm/cni-
20
28.7
32
33
32
31
6,6
20 h
22 30 30.5 34 30,5 30.5 1.6
25 h
30 h
20 20
29 29
31 30.5
35 33
31 30.5
30.5 30
Prüfkörper isl
gebrochen
Wie aus der Tabelle zu ersehen ist, steigt die Schlagzähigkeit der Polyniermischung mit der Erhöhung des Gehaltes an cyclischem Ester an. Als günstig gilt aber der Gehalt an 4,4'-Dimelhyl-6,6'-ditert.bulyl-2,2'-inelhylenbisphenylester der a-Naphlhyl- oder Phenylphosphorigsäure in der Polyniermischung, der 0,3 Gew.% beträgt, falls die Polyniermischung 0,2 Gcw.% 4-Oxy-
S.S-dilert.buiylphenylpiOpionsäurepcntacryihritester enthält. In diesem Fall werden hohe Werte der thermischen Stabilität und der Schlagzähigkeit gleich/eilig erzielt.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Polymermischung, bestehend aus Poly-4-methyl-1-penten oder Copolymer von 4-Methyl-1-penten mit η-Hexen, 4-Hydroxy-3,5-ditertbutylphenylpropionsäurepentaerythritester, cyclischen! Phosphorsäureester und korrosionshinderndem Zusatz, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymermischung als cyclischen Phosphorigsäureester 4,4'- Dimethyl-e.e'-diterL-butyl^^'-methylenbisphenylester der a-Naphthyl- oder Phenylphosphorigsäure bei folgendem Verhältnis zwischen den Komponenten (in Gew.-°/o) enthält:
Poly-4-methyl-l-penten oder
Copolymer von 4-Methylpenten-l
mit n-Hexen 99,4—99,45
4-Hydroxy-3,5-ditert.butylphenyl-
propionsäurepentaerythritester 0,1 — 0,4
4,4'-Dimethyl-6,6'-ditert.butyl-
2,2'-methyienbisphenyIester der
a-Naphthyl- oder Phenyl-
phosphorigsäure 0,4— 0,1
korrosionshindernder Zusatz 0,1— 0,05
2. Polymermischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Zusammensetzung (in Gew.-°/b) hat:
Poly-4-methyl-l-penten oder
Copolymer von 4-Methyl-l-penten
mit n-Hexen
4-Hydroxy-3,5-ditert.butyIphenylpropionsäurepentaerythritester
4,4'-Dimethyl-6,6'-ditert.butyl-2,2'-methylenbisphenylesler der
(X-Naphthyl- oder Phenylphosphorigsäure
korrosionshindernder Zusatz
99,45
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