DE3022182A1 - Farbmittel-zusammensetzung fuer das einfaerben von thermoplastischen polymeren - Google Patents
Farbmittel-zusammensetzung fuer das einfaerben von thermoplastischen polymerenInfo
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Description
3022132
Die Erfindung betrifft eine Farbmittel-Zusammensetzung für ein Einfärben von zu extrudierenden oder formzuspritzenden
Polymeren, insbesondere Vinylchlorid-Polymeren
oder Copolymeren oder in sonstiger Weise modifiziertem Polyvinylchlorid sowie ein Verfahren zur Herstellung
von Artikeln aus thermoplastischen Polymeren, bei dem mit einem Schmiermittel und Farbpigment gemischte
Polymere extrudiert oder in eine Form gespritzt werden. Beim Einfärben von thermoplastischen Polymeren
werden Farbpigmente in großem Umfang verwandt.
Es ist z.B. im Stand der Technik bekannt, Kunststoffartikel in verschiedenen Farben, je nach Wunsch des Kunden,
durch Formspritzen herzustellen. Beispiele solcher Artikel sind Rohrfittings, Deckel, Kästen usw.
Es ist weiterhin bekannt, thermoplastische Rohre, die unterschiedlichen Anforderungen entsprochen müssen, in
voneinander abgesetzten Farben zu extrudieren, um jede Gefahr einer Verwechslung oder Vertauschung von Plastikrohren
für einen bestimmten Zweck mit solchen Plastikrohren zu vermeiden, die für diesen Zweck völlig unbrauch
bar wären. So erhält z.B. ein Wasserleitungs-Rohr aus Kunststoff eine Farbe, die sich von den Farben unterscheidet,
welche bei Rohren für Gasleitungen verwandt werden.
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Solche Farbmittel-Zusammensetzungen haben den Nachteil,
daß die überaus feinen Färbepartikel zur Staubbelästigun führen und daß die Handhabung der leeren Verpackungen
solcher Farbpigmente arbeitsaufwendig ist, so daß die Transportwege der Leerpackungen und Schutzmaßnahmen
gegen die feinen Färbepartikel auf ein Minimun einzuschränken sind. Es ist nicht immer möglich, Pigmente
mit ung-iftigern Charakter vorzugeben, so daß immer Gefahr von Vergiftungen bei der Verarbeitung solcher Pigmente
be s teht.
Es sind Anstrengungen gemachtworden, diese Nachteile
dadurch zu beseitigen , daß man die Mischer, in denen Kunststoffe mit Farbmittel-Zusammensetzungen gemischt
werden, mit Meß- bzw. Zuteilungsvorrichtungen ausstattet die die Stoffe auf einer Volumen- oder Gewichtsbasis abmessen
und damit die Verwendung von Behältern mit Farbpigmenten erlauben.
Meßvorrichtungen, die eine genaue Steuerung der zuzugebenden Farbmittelmengen ermöglichen, sind jedoch überaus
teuer; darüber hinaus müssen Maßnahmen zur Vermeidun von Staubbelastung getroffen werden.
Weiterhin ist versucht worden, die Farbpigmente mit Zusätzen in Form von geschmolzenen Fettsäureamiden zu
vermischen und die flüssige Zusammensetzung in Formen
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einzugießen, worauf die nach dem Erstarren geformten ' Artikel dazu verwandt werden können, eine Mischung mit
Kunststoff herzustellen oder die geg-ossenen Artikel zu mahlen und die Granulatpartikel als Additiv für einzufärbende
Kunststoffe zu verwenden. Dieses Verfahren ist dadurch sehr ungünstig, daß die Fettsäureamide bei
sehr hohen Temperaturen schmelzen und damit die Gefahr einer Beeinträchtigung der Eigenschaften organischer Far
pigmente hervorrufen. Weiterhin erschweren die hohen Schmelzpunkte der Zusätze eine ordnungsgemäße Verteilung
der Farbpigmente in den Kunststoffen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Farbmittel-Zusammensetzung
der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die die vorstehend erwähnten Nachteile, die Gefahr einer Ver
schlechterung der Farbpigmente beim Mischen wie auch ein Vergiftung bzw. Verstaubung der AnHage vermeidet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung von einer Farbmittel-Zusammensetzung
der eingangs bezeichneten Art ausgehend dadurch gelöst, daß sie das Erstarrungsprodukt
einer flüssigen Mischung von Farbpigmenten mit eine Ester einer aromatischen Dicarbonsäure und einem Alkohol
bildet, wobei der Ester einen Schmelzpunkt von über 25°C, jedoch unter 2000C aufweist.
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Die aromatische Dicarbonsäure ist vorteilhaft Phthalsäure und der Alkohol weist vorzugsweise 12 bis 22 Kohleiji
stoffatome auf.
Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung mindestens 40 Gewichtsprozente an Farbpigmenten und höchstens 60 Gewichtsprozente
an Ester.
Eine Farbmittel-Zusammensetzung dieser Art ermöglicht es, die Farbpigmente mit dem geschmolzenen Ester bei
erheblich erniedrigten Temperaturen zu vermischen, so daß die Eigenschaften der Farbpigmente nicht durch hohe
Temperaturen beeinträchtigt werden. Weiterhin sind die Ester sehr gute Schmiermittel in thermoplastischen
Polymeren, so daß nach der Erfindung ein Schmiermittel der Kunststoff-Zusammensetzung zusammen mit dem Farbpigment
zugesetzt wird. Weiterhin ist Ester sehr wirksam, die Entfärbung von Kunststoffartikeln infolge
normaler Strahleneinwirkung im Freien zu verhindern. Der Ester ist hinsichtlich sonstiger, dem Polyvinylchlorid
oder anderen thermoplastischen Polymeren zugesetzten Additiven gut verträglich. Die Farbmittel-Zusammensetzung
kann den zu extrudierenden Kunststoffen während des Mischens zugegeben werden, sie kann aber auch direkt
dem Extruder eingegeben werden. Natürlich ist die Zusammensetzung gut als Zusatz für PVC-Zusammensetzungen
für das Formspritzen geeignet.
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Die Ester der Zusammensetzung nach der Erfindung sind vorzugsweise Ester der Phthalsäure und eines Alkohols,
der aus der Gruppe der 10 bis 18 oder 20 bis 22 Kohlenstoff atome enthaltenden Alkohole gewählt wurde, vorzugsweise
Mischungen mit einem Gehalt an allen der vorbe zeichneten Alkohole.
Besonders gute Ergebnisse werden aufgrund der niedrigen Temperatur des Mischvorgangs erzielt, wobei der Ester
eine ausgezeichnete innere Schmierwirkung schafft und die Zugabe dieser Ester eine schnelle Entfärbung der Kunststoffe
ausschließt.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß eine Beimischung einer Farbmittel-Zusammensetzung mit einem solchen Ester
und einem Farbpigment gemäß der Erfindung bessere Ergebnisse zu erzielen erlaubt, als eine gesonderte Beimischung
der beiden Substanzen der Farbmittel-Zusammensetzung gemäß der Erfindung.
In besonders geeigneter Weise enthält eine Farbmittel-Zusammensetzung
bis zu 75 Gewichtsprozenten an Farbpigmentei wobei der restliche prozentuale Anteil dieser Zusammensetzung
aus dem. Ester besteht, der als inneres Schmiermittel dient.
Besonders bevorzugt ist eine Zusammensetzung, die 75 Ge-
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Wichtsprozente an Farbpigmenten aufweist und etwa 25 Gewichtsprozente
eines Esters der Phthalsäure mit Fettalkoholen, die 12 bis 16 Kohlenstoffatome enthalten.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Artikeln aus thermoplastischen Polymeren
vorgesehen, bei dem mit einem Schmiermittel und Farbpigment gemischte Polymere extrudiert oder in eine Form
gepreßt werden und bei dem eine besondere Farbmittel-Zusammensetzung gemäß der Erfindung dem Polymer zugegeben
wird, vorzugsweise eine Zusammensetzung, die zumindest 40 Gewichtsprozente an Farbpigmenten und höchstei
60 Gewichtsprozenten an dem Ester enthält.
Vorzugsweise wird vorgesehen, daß der Ester im fertigen Polymer-Artikel in einer Gesamtmenge von höchstens 5 Gewichtsprozenten,
auf das Polymer bezogen, vorliegt.
Die Erf-indung wird nachfolgend anhand mehrerer Beispiele veranschaulicht:
5,5 kg geschmolzenen Esters von Phthalsäure mit einer Mischung von Fettalkoholen handelsüblicher Art, die 12
bis 16 Kohlenstoffatome aufweisen, werden mit 4,5 kg Cadmiumsulfid-Gelb gemischt. Nach dem Mischen wild die
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Zusammensetzung in Formen zum Erstarren gebracht. Die geformten Zusammensetzungen der so gebildeten Art, denen
ein sehr exaktes Gewicht vorgegeben werden kann, können als solche Mischern für deren Vermischung mit Polyvinylchlorid
zugegeben werden.
Die modellierten Zusammensetzungen können auch so, wie sie geformt sind, vermählen werden, um zu Granulatpartikeln
zu gelangen, die sich für ein Vermischen mit Polyvinylchlorid eignen, das mittels eines Extruders
extrudiert wird.
Eine Farbmittel-Zusammensetzung gemäß der Erfindung wird durch Mischen von 50 kg Ester der Phthalsäure und
Stearylalkohol mit 50 kg Phthalocyanin-Grün hergestellt,
worauf die geschmolzene Mischung in Formen zum Erstarren gebracht wird und die geformten Artikel zermahlen werden
so daß Granulatpartikel entstehen. Diese Granulatpartike. sind in geeigneter Weise mit Polyvinylchlorid in den
Mischern vermischbar.
Auf diese Weise werden grüngefärbte Polyvinylchloridrohri erzielt, deren Farbqualität und Zusammensetzung sehr
viel besser sind als die, bei denen Farbpigmente und Schmiermittel gesondert zugegeben werden. Auch langzeitic
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tritt keine Entfärbung bzw. Verfärbung auf. Beispiel III
75 kg Pht-halocyanin-Blau werden mit 50 kg geschmolzenen
Esters der Phthalsäure und des Cetylalkohols (C 16 Alkohol) vermischt, worauf diese Mischung in Formen gegossen
wird, so daß die geformten Zusammensetzungen mit einem spezifisch definierten Gewicht erhalten werden.
Die Produkte werden als solche direkt einem Extruder für das Extrudieren von Polyvinylchlorid, das normale
Additive enthält, zugeführt. Der Ester wirkt als Schmier mittel; der Gesamtanteil von Ester im extrudierten Polyvinylchlorid
beläuft sich auf 3 %.
50 kg schwarzen Eisenoxyds werden mit 50 kg geschmolzenen Esters der Phthalsäure mit Cetylalkohol gemischt.
Nach dem Mischen wird die geschmolzene Mischung in eine Form gegossen und die geformte Zusammensetzung zermahlen,
um Granulatpartikel zu erhalten. Durch zusätzliche Eingabe dieser Granulate in einen Extruder, der mit
Polyvinylchlorid gesp-eist wird, ergibt sich Qxne sehr
gute Einfärbung, während das gefärbt,e f£ojhr optimale
Eigenschaften und Farbstabilität bietet. Die Endprodukte enthalten bis zu 5 % des Esters.
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75 kg Titan-dioxyd werden mit 25 kg geschmolzenen Esters der Phthalsäure und des Stearylalkohols gemischt und die
geschmolzene Mischung wird in eine Form gegossen. Auf diese Weise ergeben sich formhaltige Zusammensetzungen,
die einem mit Polyvinylchlorid gespeis-ten Extruder zugegeben werden. Der Gesamtanteil an Ester im extrudierte
Rohr macht 4 % aus.
75 kg Cadmium-Gelb werden mit 25 kg geschmolzenen Esters
von Phthalsäure und Cetylalkohcls gemischt. Nach dem Erstarren und Formen der Zusammensetzung wird die geformte
Zusammensetzung nach einem Zermahlen einer Spritz gußeinrichtung zugeführt, die mit Polyvinylchlorid gespeist
wird. Der Gesamtanteil von Ester im fertigen Rohrfitting ist 4 % (Gewichtsprozente). Das entsprechend
Rohr ist wirkungsvoll eingefärbt und weist dabei sehr gute Eigenschaften und Farbbeständigkeit auf.
Beispiel VI wird wiederholt, jedoch wird nun die Farbmittel-Zusammensetzung
einem zu extrudierenden Polyvinylchlorid zugegeben, wobei diese Zugabe während eines
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Mischens des Polyvinylchlorids mit anderen Substanzen
erfolgt.
2 5 kg eines braunen Farbpigments werden mit 25 kg des Esters gemäß Beispiel III gemischt. Nach dem Aushärten
erhält man eine geformte Farbmittelzusammensetzung, die sich sehr gut für das Einfärben von Polyvinylchlorid
eignet.
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Claims (1)
- Patentansprüche:Farbmittel-Zusammensetzung für das Einfärben von zu extrudierenden oder formzuspritzenden thermoplastischen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Erstarrungsprodukt einer flüssigen Mischung von Farbpigmenten mit einem Ester einer aromatischen Dicarbonsäure und einem Alkohol bildet, wobei der Ester einen Schmelzpunkt von über 250C, jedoch unter 2000C aufweist.2. Farbmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aromatische Dicarbonsäure Phthalsäure ist.3. Farbmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol 12 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist.Farbmittel-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche130008/0622ORIGINAL !NSPE(1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens 40 Gewichtsprozente an Farbpigmenten und höchstens 60 Gewichtsprozente an dem Ester enthält.5. Farbmittel-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester durch Veresterung mit einer Mischung von Alkoholen gewonnen wurde.6. Farbmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von Alkoholen aus Alkoholen mit 16 bis 18 und/oder 20 bis 22 Kohlenstoffatomen besteht.7. Farbmittel-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Ester von Stearyl- oder Cetylalkohol und Phthalsäure verwandt ist.8. Verfahren zur Herstellung von Artikeln aus thermoplastischen Polymeren, bei dem mit einem Schmiermittel und Farbpigment gemischte Polymere extrudiert oder in eine Form gespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß den Polymeren eine Farbmittel-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zugesetzt wird.Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn-130008/0622zeichnet, daß der Ester auf einen Gesamtanteil im geformten Polymer-Artikel von höchstens 5 %, vorzugswe Lse 3 bis 4 % eingestellt wird.130008/0622
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