DE3545476A1 - Lichtstabilisator fuer polymere, insbesondere fuer polypropylen, polyethylen, polystyrol und fuer chlorhaltige polymere - Google Patents
Lichtstabilisator fuer polymere, insbesondere fuer polypropylen, polyethylen, polystyrol und fuer chlorhaltige polymereInfo
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- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
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Description
LICHTSTABILISATOR FÜR POLYMERE, INSBESONDERE FÜR POLYPROPYLEN, POLYETHYLEN, POLYSTYROL UND FÜR
CHLORHALTIGE POLYMERE
Die Erfindung betrifft Lichtstabilisatoren für Polymere, insbesondere für Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol und
für chlorhaltige Polymere, zum Beispiel Polyvinylchlorid und Copolymere von Vinylchlorid.
Industriell hergestellte Polymere, insbesondere Polyvinylchlorid, sind ohne effektive Stabilisationssysteme nicht zu
verarbeiten und vor allen nicht anzuwenden, da es relativ bald zu deren Abbau kommt. Im Laufe der Alterung kommt es
vor allem zur Änderung der Farbe; es ändern sich also die Molekülmasse, die mechanischen und elektrischen Eigenschaften
und eventuell kommt es zum Verlust oder zur Zersetzung von Weichmachern und ähnlichem.
Die Hauptursache des Abbaus von Kunststofferzeugnissen,
insbesondere bei ihrer Anwendung im Freien, ist das Licht. Die photooxidierenden Reaktionen sind einerseits durch das
Entstehen von niedermolekularen Produkten, andererseits durch das Entstehen von Oxidationsstrukturen auf der Polymerkette
begleitet. Die Carbonylgruppen sind schon im Polymer vor dessen Belichtung enthalten. Durch die Wirkung
von Lichtstrahlung nimmt ihre Menge zu und sie beeinflussen die Lichtbeständigkeit der Polymere negativ. Eines der Verfahren
der Stabilisierung von Polymeren im Laufe der natürlichen atmosphärischen Alterung ist die Verwendung von Absorbentia
der Ultraviolettstrahlung. Es handelt sich meistens um komplizierte organische Verbindungen, die in einer
Menge von 0,1 bis 1%, ausnahmsweise bis 2% verwendet werden. Zum Beispiel sind es die Stoffe des Typs von Benzophenon,
Benzotriazol, Salicylate, substituierte Acrylsäurenitrile und bestimmte Farbstoffe, die die Fähigkeit der Absorption
von Ultraviolettstrahlung aufweisen. Die meisten dieser Stoffe sind teuer und schwer erhältlich und ihre
technologische Vorbereitung ist verhältnismäßig kompliziert.
Die angeführten Nachteile werden durch die Verwendung von sekundären Alkoholen oder durch deren Kombinationen beseitigt,
die einen Siedepunkt aufweisen, der höher als die Temperatur bei der Verarbeitung der Mischung von Polymer
mit weiteren Zusätzen ist, insbesondere 1,2-Propandiol,
1,4-Pentadiol, 4-Undekanol, Dipropylenglykol und 2,9-Dekandiol,
für die Lichtstabilisierung von Polymeren, insbesondere für Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol und
chlorhaltige Polymere, insbesondere Polyvinylchlorid und die Copolymere von Vinylchlorid in einer Menge von 0,1 bis
5,0 Masseteilen auf 100 Masseteilen des Polymers.
Als weitere Zusätze werden zum Beispiel Antioxidantien, Füllstoffe, Schmierstoffe, Weichmacher, Modifikatoren (Regler)
, Flammhemmer und ähnliche verwendet.
Die Wirkung des Stabilisators macht sich durch die Erhöhung
der Farbbeständigkeit des Kunststoffes bei dessen Anwendung bemerkbar, weiter durch die Verringerung des Inhalts
von Carbonylgruppen in.der Polymerkette/ durch das
verringerte Absinken der !lolekülmasse des Polymers und
0 durch das verringerte Absinken der mechanischen Eigenschaften des Kunststoffes.
Die Bewertung der Stabilisierungswirkung des erfindungsgemäßen Lichtstabilisators wurde unter den Bedingungen der
natürlichen atmosphärischen Alterung ir. einer Belichtungsstation in der Tschechoslowakei und unter den Bedingungen
einer beschleunigten atmosphärischen Alterung durch den Einfluß von Ultraviolettstrahlung im Bereich 290 bis 420
Nanometer durchgeführt. Der Verlauf der Photooxidation und die Entwicklung der Verfärbung von exponierten Mustern
wurde stroboskopisch durch Messen des Gehalts an Carbonylgruppen und Doppelbindungen von Polymer verfolgt, im
Falle des Polyvinylchlorids auch durch die Verringerung des Gehalts des Akzeptors von Chlorwasserstoff in der exponierten
Mischung.
Der Beitrag der Erfindung beruht auf dem Umstand, daß es bei Verwendung von sekundären Alkoholen zum erfindungscjenäßen
Stabilisieren von Polymeren im Vergleich zu einem unstabilisierten Polymer zum Absinken der Geschwindiakeit
der Bildung von Carbonylgruppen kommt, weiter zur Verbesserung der Farbstabilität, zum verringerten Absinken der
Molekülmassen und der mechanischen Eigenschaften des Polymers.
Die Erfindung wird in einigen folgenden Fällen von konkreten Ausführungen näher erläutert.
100 Masseteile Polyvinylchlorid mit 1,0 Masseteil 1,4-Pentadiol
wurden in einem Mischwalzwerk bei 16O0C 2 Minuten
gemischt. Die gewalzte Folie wurde zu einer Dicke von ca. 100 Mikrometer gepreßt. Bei der beschleunigten atmosphärischen
Alterung der Polyvinylchloridfolie ohne Lichtstabilisator steigt nach 380 Stunden Belichtung der Gehalt
an Carbonylgruppen um das 10-fache an. Bei der Folie mit
dem Lichtstabilisator ist es zu demselben Anstieg von Carbonylgruppen erst nach 550 Stunden gekommen. Der Polymer
mit dem Lichtstabilisator weist im Laufe der Photodegradation eine bessere Farbstabilität auf.
100 Masseteile Polyvinylchlorid mit 2,0 Masseteilen 1,4-Pentadiol
wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 gemischt, Bei der beschleunigten atmosphärischen Alterung des Polyvinylchlorids
ohne Lichtstabilisator sinkt die Molekülmasse (Massenmittei) von Anfang der Photodegradation an, nach
Stunden sinkt sie um 25%. Bei der Folie mit dem Lichtstabilisator ist es zum zehnfachen Anstieg an Carbonylgruppen
erst nach 700stündiger Belichtung gekommen; der Wert der Molekülmasse ist 300 Stunden konstant, nach 700 Stunden
der Photodegradation sinkt er um 10%. Der Polymer mit
dem Lichts-cabxlisator weist im Laufe der Photodegradation
eine bessere Farbstabilität auf.
100 Masseteile Polyethylen wurden mit 1,0 Masseteilen
1,2-Propandiol in der Knetkammer des Plastographs Brabender
bei 16O0C für die Zeit von 4 Minuten gemischt. Die gewonnene
Mischung wurde zu einer Dicke von etwa 100 Mikrometer gepreßt. Bei der beschleunigten atmosphärischen Alterung
der Polyethylenfolie ohne Lichtstabilisator steigt nach 500-stündiger Belichtung der Gehalt an Carbonylgruppen
um das 4-fache. Bei einem Versuch mit dem Lichtstabilisator kam es nach der gleichen Belichtungszeit nur zum
zweifachen Anstieg des Gehalts an Carbonylgruppen.
100 Masseteile Polyethylen und 2,0 Masseteile 1,2-Propandiol
wurden in derselben Weise wie in Beispiel 3 gemischt und verarbeitet. Bei der beschleunigten atmosphärischen Alterung
der Poly thylenfolie ohne Lichtstabilisator steigt nach 500-stündiger Belichtung der Gehalt an Carbonylgruppen
um das Vierfache. Beim Versuch mit dem Lichtstabilisator kam es nach der gleichen Belichtungszeit nur zum 1/5-fachen
Anstieg des Gehalts an Carbonylgruppen.
Claims (1)
- v.FÜNER EBB INS HAUS FINCKPATENTANWÄLTE IiUROPEAN PATENT ATTORNEYSMARIAHILFPLATZ 2 4 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 01 CO, D-8OOO MÜNCHEN 95Vysokä äkola chemicko-technologickä
PrahaDEAA-33435.020. Dezember 1985LICHTSTABILISATOR FÜR POLYMERE, INSBESONDERE FÜR POLYPROPYLEN, POLYETHYLEN, POLYSTYROL UND FÜR CHLORHALTIGEPOLYMEREPatentanspruchVerwendung von sekundären Alkoholen oder deren Kombinationen mit einem Siedepunkt, der höher ist als die Temperatur bei der Verarbeitung von Polymeren, insbesondere 1,2-Propandiol, 1,4-Pentadiol, 4-Undekanol, Dipropylenglykol, 2,9-Dekandiol, für die Lichtstabilisation von Polymeren, insbesondere für Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol und für chlorhaltige Polymere, insbesondere Polyvinylchlorid und Copolymere von Vinylchlorid in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Masseteilen auf 100 Masseteile des Polymers.
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