DE3022182C2 - Farbmittel-Zusammensetzung für das Einfärben von thermoplastischen Polymeren - Google Patents
Farbmittel-Zusammensetzung für das Einfärben von thermoplastischen PolymerenInfo
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Description
45
Die Erfindung betrifft eine Farbmittel-Zusammensetzung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein
Verfahren zur Herstellung von Artikeln aus thermoplastischen Polymeren nach dem Oberbegriff des An-Spruchs
7.
Beim Einfärben von thermoplastischen Polymeren werden Farbpigmente in großem Umfang verwandt. So
werden Kunststoffartikel wie z. B. Rohrfittings, Deckel, Kästen im Spritzgußverfahren auf Kundenwunsch in
verschiedenen Farben hergestellt.
Es werden auch thermoplastische Rohre in unterschiedlichen Farben extrudiert, um diese nach den
unterschiedlichen Anforderungen unterscheiden zu können und Verwechselungen zu vermeiden. So erhält
z. B. ein Wasserleitungs-Rohr aus Kunststoff eine andere Farbe als ein Gasleitungsrohr.
Für das Einfärben von zu extrudierenden oder formzuspritzenden thermoplastischen Polymeren ist
nach der DE-OS 19 08 171 eine Farbmitlel-Zusammen- to
Setzung aus Pigmenten und Wachs bekannt. Diese Zusammensetzung setzt allerdings eine umständliche
Mischung voraus. Eine Vormischung in einem gekühlten Schneüniischer ist ein erster Schritt dem ein zweiter
Arbeitsgang auf einem Walzenmischer mii beheizten Walzen folgt Trotz dieses hohen Arbeitsaufwandes sind
für den Fachmann mangelhafte Mischungsergebnisse vorhersehbar, die sich aus bekannten Eigenschaften des
Wachses ergeben. Auch in einem soweit erweichten Zustand, daß eine Durchmischung auf Walzen noch
durchführbar ist, sind zufriedenstellende gleichmäßige Verteilungen der Pigmente im Wachs nicht zu erzielen.
Weiterhin ist Wachs ein in vielen Fällen ungeeignetes Gleitmittel. Insbesondere aber neigt es zum Zusammenbacken, was eine Vormischung erschwert und bei der
späteren Verarbeitung problematisch ist, insbesondere auch zu Verstopfungen am Extrudereinlauf führen kann.
In der FR-PS 15 96 344 ist eine weitere Farbmittel-Zusammensetzung aus Pigmenten und Calciumstearat
vorgeschlagen. Deren Bestandteile sollen gemeinsam in einem Behälter gemahlen und bis zur Erweichung
erhitzt werden. Auch dort ergibt sich keine brauchbare Durchmischung, selbst wenn Heizzeiten von 24 Stunden
vorgesehen werden. Das Calciumstearat ist bei Erwärmung eine eher zähe und vor allen Dingen Pigmentpartikel an der Oberfläche bindende Masse, mit der sich in
der Praxis keine homogene Verteilung der Pigmentpartikel erzielen läßt
Aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 1978, Band 15, Seite 268 bis 269, ergibt sich, daß eine
Reihe von Dicarbonsäureestern auch als Gleitmittel aufgeführt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eitle Farbmittel-Zusammensetzung mit homogener Verteilung der Pigmente zu
erhalten und anzuwenden, wobei die Mischung gute Gleitmitteleigenschaften aufweist und eine einfache,
insbesondere nicht durch ein Zusammenbacken der Mischung gefährdete Verarbeitung erlaubt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Farbmittel-Zusammensetzung nach dem Anspruch 1
und einem Verfahren nach dem Anspruch 7 gelöst.
Eine Farbmittel-Zusammensetzung dieser Art ermöglicht es, die Farbpigmente mit dem geschmolzenen Ester
bei so niedrigen Temperaturen zu vermischen, daß die Eigenschaften der Farbpigmente nicht beeinträchtigt
werden. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Pigmentverteilung. Weiterhin sind die Ester gute Gleitmittel in
thermoplastischen Polymeren und sind auch wirksam, die Entfärbung von Kunststoffartikeln unter normaler
Strahleneinwirkung im Freien zu verhindern. Die Ester sind auch mit sonstigen, dem Polyvinylchlorid oder
anderen thermoplastischen Polymeren zugesetzten Additiven gut verträglich. Die Farbmittel-Zusammensetzung kann dem zu extrudierenden Kunststoff
während des Mischens zugegeben werden, sie kann aber auch direkt dem Extruder eingegeben werden.
Mit Vorteil kann die aromatische Dicarbonsäure eine Phthalsäure sein. Weiterhin enthält die Zusammensetzung
vorzugsweise mindestens 40 Gewichtsprozente an Farbpigmenten und höchstens 60 Gewichtsprozente
der Ester.
Die aromatische Dicarbonsäure ist vorteilhaft Phthalsäure und der Alkohol weist vorzugsweise 12 bis
22 Kohlenstoffatome auf.
Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung mindestens 40 Gewichtsprozente an Farbpigmenten und
höchsten 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 Eiier 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.
Die Ester der Zusammensetzung nach der Erfindung sind vorzugsweise Ester der Phthalsäure und eines
Alkohols, der aus der Gruppe der 10 bis 22 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkohole gewählt wurde,
vorzugsweise Mischungen mit einem Gehalt an allen der vorbezeichneten 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 Farbpigmenten, wobei der restliche prozentuale Anteil
dieser Zusammensetzung aus dem Ester besteht, der als inneres Schmiermittel dient.
Besonders bevorzugt ist eine Zusammensetzung, die 75 Gewichtsprozente an Farbpigmenten aufweist und
etwa 25 Gewichtsprozente eines Esters der Phthalsäure mit Fettalkoholen, die 12 bis 16 Kohlenstoff a tome
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 höchstens 60 Gewichtsprozenten an dem Ester enthält.
Vorzugsweise wird vorgegeben, daß der Ester im fertigen Polymer-Artikel in einer Gesamtmenge von
höchsten 5 Gewichtsprozenten, auf das Polymer bezogen, vorliegt.
Die Erfindung 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
wird die 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.
Beispiel II
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 zermahbn werden, so daß Granulatpartikel
entstehen. Diese Granulatpartikel sind in geeigneter Weise mit Polyvinylchlorid in den Mischern
-° vermischbar.
Auf diese Weise werden grüngefärbte Polyvinylchloridrohre erzielt, deren Farbqualität und Zusammensetzung
sehr viel besser sind als die, bei denen Farbpigmente und Schmiermittel gesondert zugegeben
r> werden. Auch langzeitig tritt keine Entfärbung bzw.
Verfärbung auf.
Beispiel III
75 kg Phthalocyanin-Blau werden mit 50 kg gei(l
schmolzenen Esters der Phthalsäure und des Cetylalkohols
(C-16 Alkohol) vermischt, woauf 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 Schmiermittel; der Gesamtanteil von Ester im extrudierten Polyvinylchlorid beläuft sich auf 3%.
4() B e i s ρ i e I IV
50 kg schwarzen Eisenoxyds werden mit 50 kg geschmolzenen Esters der Pthtalsäure 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 gespeist wird, ergibt sich eine sehr gute Einfärbung, während das
gefärbte Rohr optimale Eigenschaften und Farbstabilitat bietet. Die Endprodukte enthalten bis zu 5% des
Esters.
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 gespeisten Extruder zugegeben werden. Der
fi0 Gesamtanteil an Ester im extrudierten Rohr macht 4%
aus.
Beispiel Vl
75 kg Cadmium-Gelb werden mit 25 kg geschmolzenen Esters von Phthalsäure und Cetylalkohols gemischt.
Nach dem Erstarren und Formen der Zusammensetzung wird die geformte Zusammensetzung nach einem
Zermahlen einer Spritzgußeinrichtung zugeführt, die
mit Polyvinylchlorid gespeist wird. Der Gesamtanteil
von Ester im fertigen Rohrfitting ist 4% (Gewichtsprozente). Das entsprechende Rohr ist wirkungsvoll
eingefärbt und weist dabei sehr gute Eigenschaften und Farbbeständigkeit auf.
Beispiel VII
Beispiel VI wird wiederholt, jedoch wird nun die Farbmittel-Zusammensetzung einem zu extrudierenden
Polyvinylchlorid zugegeben, wobei diese Zugabe während eines Mischens des Polyvinylchlorids mit anderen
Substanzen erfolgt
Beispiel VIII
25 kg eines braunen Farbpigments werden mit 25 kg des Esters gemäß Beispiel III gemischt Nach dem
Aushärten erhält man eine geformte Farbmittel-Zusammensetzung, die sich sehr gut für das Einfärben von
Polyvinylchlorid eignet
Claims (8)
1. Farbmittel-Zusammensetzung für das Einfärben von zu extrudierenden oder formzuspritzenden
thermoplastischen Polymeren, als feste Mischung von Farbpigmenten mit einem Gleitmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Erstarrungsprodukt einer flüssigen Mischung von Farbpigmenten mit geschmolzenem Ester aus einer aromatischen Dicarbonsäure und einem Alkohol mit 10 bis ι ο
22 Kohlenstoffatomen bildet, wobei der Ester einen Schmelzpunkt zwischen 25° C und 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 sie mindestens
40 Gewichtsprozente an Farbpigmenten und höchstens 60 Gewichtsprozente an dem Ester enthält
4. Farbmittel-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ester durch Veresterung mit einer Mischung von Alkoholen gewonnen wurden.
5. Farbmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von
Alkoholen aus Alkoholen mit 16 bis 18 und/oder 20 bis 22 Kohlenstoffatomen besteht.
6. Farbmittel-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
Ester von Stearyl- oder Cetylalkohol und Phthalsäure verwandt ist.
7. Verfahren zur Herstellung von Artikeln aus thermoplastischen Polymeren, bei dem mit einem
Schmiermittel und Farbpigment gemischte Polymere exdrudiert oder in eine Form gespritzt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß den Polymeren eine Farbmittel-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester auf einen Gesanitanteil im
geformten Polymer-Artikel von höchstens 5%. vorzugsweise 3 bis 4% eingestellt wird.
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