DE4205700A1

DE4205700A1 - Verwendung von ethern und/oder estern von di (hydroxyalkyl)sulfonen als verarbeitungshilfsmittel fuer thermoplastische kunststoffe

Info

Publication number: DE4205700A1
Application number: DE19924205700
Authority: DE
Inventors: Joerg-Dieter Dr Klamann; Peter Dr Daute; Dieter Krampitz; Andreas Lippmann
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1993-08-26
Also published as: WO1993017072A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Ethern und/oder Estern von Di(hydroxyalkyl)sulfonen als Verarbeitungshilfsmittel für thermoplastische Kunststoffe.

Bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen sind Verarbei tungshilfsmittel notwendig, um den Aufschmelzvorgang und die Bildung einer homogenen fließfähigen Masse zu fördern und durch Erniedrigung der inneren Reibung den Fluß der Schmelze zu erleichtern. Dies kann durch Zusatz von Gleitmitteln erreicht werden, die dem Kunststoff vor der formgebenden Ver arbeitung zugegeben werden. Zum anderen gilt es in der Kunststoffverarbei tung das Kleben der Kunststoffschmelze an heißen Oberflächen der Ma schinenteile oder an den Wänden der Formwerkzeuge zu mindern. Hierzu die nen Formtrennmittel, die nach ihrer Einarbeitung in den Kunststoff auf grund ihrer nur begrenzten Verträglichkeit aus dem Kunststoff an die Ober fläche auswandern und somit das Kleben herabsetzen. Der Begriff "Form trennmittel" wird hier und im folgenden synonym für den besonders auf dem PVC-Gebiet gebräuchlichen Begriff "äußere Gleitmittel" verwendet.

Ob ein Additiv als Gleitmittel oder Formtrennmittel wirkt, hängt von vielen Faktoren ab, wie von dessen Struktur und von der Art des Kunst stoffes, wobei Gleitwirkung und Formtrennwirkung in vielen Fällen neben einander bestehen. In der Regel werden für unpolarere Kunststoffe wie Po lyethylene und Polypropylene als Gleitmittel Metallseifen, Fettsäureester und Fettsäureamide verwendet. Polarere Kunststoffe wie Polyester, Polycar bonate, Polyamide, PVC, Polystyrol und ABS brauchen meist sowohl Gleit mittel als auch Formtrennmittel. Geeignete Formtrennmittel sind Fettsäu reamide, Metallseifen, Polyethylenwachse, Fettsäureester oder auch das meist extern aufgetragene Silikonöl. Geeignete Gleitmittel für polare Kunststoffe unterteilt nach chemischen Klassen sind in Ullmanns Encyklo pädie der technischen Chemie, 4. neubearbeitete und erweiterte Auflage, Band 15, Verlag Chemie, Weinheim, 1978, Seiten 568-569 aufgeführt sowie in Gächter/Müller, Kunststoffadditive, 3. Aufl., C. Hanser Verlag, 1990, S. 443-505.

Insbesondere die bisher üblichen Formtrennmittel, die hauptsächlich bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen nach dem Spritzguß verfahren von Bedeutung sind, haben jedoch einen Nachteil. Bei dem Spritz gußverfahren werden heiße Kunststoffschmelzen in eine Metallform gedrückt, in der sie so lange abkühlen, bis sie mit wenig Druckaufwand ausgeworfen werden können. Bei den bisher gebräuchlichen Formtrennmitteln mußte eine lange Abkühlphase in Kauf genommen werden. So entfalteten die Formtrenn mittel erst bei niedrigen Entformungstemperaturen ihre Trennwirkung voll. Aus ökonomischer Sicht werden daher Formtrennmittel gewünscht, die bereits bei hohen Temperaturen Trennwirkung haben und den Auswurf von Formteilen mit geringem Auswerferdruck ermöglichen. Auch die aus dem Stand der Tech nik bekannten Gleitmittel sind in ihrer Bildung einer homogenen, fließ fähigen Masse zu verbessern, damit auch komplizierte Strukturen aus ther moplastischen Kunststoffen, vor allem aus Polyamiden, Polyolefinen sowie Polystyrol und Copolymeren, (z. B. ABS, ASA) hergestellt werden können. Zudem sollen diese Verarbeitungshilfsmittel unter keinen Umständen während der Kunststoffverarbeitung die Farbe oder das Formverhalten des Kunst stoffes beeinträchtigen sowie schwer flüchtig und thermostabil sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Verarbeitungshilfsmittel bereit zu stellen, die diese Anforderungen erfüllen. Im Sinne der Erfindung wird dabei der Begriff des Verarbeitungshilfsmittels definiert als Mittel, das als Gleitmittel und/oder Formtrennmittel wirkt.

Überraschenderweise können die Anforderungen an die Verarbeitungshilfs mittel durch Ether und/oder Ester von Di(hydroxyalkyl)sulfonen erfüllt werden.

Dementsprechend ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Ethern und/oder Estern von Di(hydroxyalkyl)sulfonen der allgemeinen Formel (I)

in der R¹, R² gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff, einen ggf. β-hydroxysubstituierten Alkylrest mit 6 bis 50 C-Atomen und/oder einen Acylrest mit 6 bis 50 C-Atomen bedeuten können unter der Bedingung, daß höchstens einer der Reste R¹, R² ein Wasserstoff ist,
X, Y gleich oder verschieden sein können und einen Alkylenrest mit 1 bis 50 C-Atomen bedeuten,
R⁷, R⁸ gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff und/oder einen Methylrest bedeuten,
p, q für 0 oder eine Zahl im Bereich von 1 bis 25 steht,
als Verarbeitungshilfsmittel für thermoplastische Kunststoffe.

Ether und Ester von Di(hydroxyalkyl)sulfonen und -sulfoxiden sind an sich bekannte Verbindungen. So sind gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-39 36 862 vor allem die Mono- und/oder Diester von Thiodiglykolsul fonen geeignet, ggf. in Abmischung mit Lösungsmitteln, Dispergierhilfs mitteln, Emulgatoren und/oder Stabilisatoren, Textilgewebe einen weichen, trockenen Griff zu verleihen. Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP-A-77/99 387 werden neben anderen Di(hydroxylalkyl)sulfone und -sulfoxide, verethert mit Alkanolen mit 1 bis 8 C-Atomen oder verestert mit Carbon säuren mit 2 bis 9 C-Atomen, beschrieben, die als Lösungsmittel zu Textil druckpasten gegeben werden, um die Stabilität und Druckbarkeit zu ver bessern. Schließlich können gemäß britischer Patentschrift GB 9 96 904 Thio glykolester vor allem von Essig- und/oder Propionsäure das Einlaufen und die Knitterfestigkeit von Cellulose verbessern.

Aus diesen Dokumenten kann jedoch kein Hinweis darauf entnommen werden, daß Ether und/oder Ester von Di(hydroxyalkyl)sulfonen die Fließfähigkeit von thermoplastischen Kunststoffen erhöhen bzw. das Kleben der Kunststoff schmelze verringern.

Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Ether und/oder Ester von Di(hy droxyalkyl)sulfonen, im folgenden kurz als Ether und/oder Ester der Sul fone bezeichnet, sind nach den an sich bekannten Verfahren der Veretherung bzw. Veresterung oder der Ringöffnung von α-Olefinepoxidverbindungen zu gänglich. Zweckmäßigerweise werden zunächst die den Sulfonen zugrunde liegenden Sulfide der allgemeinen Struktur (II)

mit den entsprechenden Alkanolen, Carbonsäuren, α-Olefinepoxidverbindungen und/oder deren Alkoxylierungsprodukte umgesetzt und dann die Ether bzw. Ester der Di(hydroxylalkyl)sulfide mit bekannten Oxidationsmitteln in an sich bekannter Weise, beispielsweise mit Wasserstoffperoxid in Eisessig, zu den Sulfonen oxidiert. Genauere Angaben zur Herstellung dieser Sulfone sind der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-39 36 862 zu entnehmen. Ge eignete Di(hydroxyalkyl)sulfide, die zu den Sulfonen oxidiert werden, sind beispielsweise Di(hydroxyoctyl)sulfid, Di(hydroxyhexyl)sulfid, Di(hydroxy pentyl)sulfid, Di(hydroxyisopropyl)sulfid, Di(hydroxyisobutyl)sulfid und insbesondere das im Handel erhältliche Thiodiglykol. Demgemäß werden im Sinne der Erfindung bevorzugt Ether und/oder Ester von Sulfonen der allge meinen Formel I verwendet, in der X und Y für eine geradkettige und/oder verzweigte, aliphatische Alkylengruppe und insbesondere für eine Methylen gruppe steht.

Einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend wer den Ether und/oder Ester von Sulfonen der allgemeinen Formel I verwendet, in der p und q gleich Null sind, das heißt keine Ethylen- und/oder Propy lenoxid-Einheiten aufweisen. Zur Herstellung dieser nicht-alkoxylierten Ether der Sulfone werden die oben beschriebenen Sulfide mit Alkanolen mit 6 bis 50 C-Atomen oder α-Olefinepoxidverbindungen mit 6 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise mit 8 bis 22 C-Atomen, eingesetzt.

Bei α-Olefinepoxiden, entstehen unter Ringöffnung Sulfone der allgemeinen Formel (I), in der R¹ und/oder R² einen β-hydroxysubstituierten Alkylrest bedeutet. Diese Ringöffnung verläuft in an sich bekannter Weise in der Regel in Anwesenheit eines sauren Katalysators, wie Sulfonsäuren und Mi neralsäuren, oder in Anwesenheit eines basischen Katalysators wie Alkali hydroxid und/oder Alkalimethoxylat, wobei der Katalysator in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-% - bezogen auf Reaktionsmischung - zugegen ist. Genauere Angaben zu dieser Reaktionsführung sind ebenfalls den deutschen Offenle gungsschriften DE-A-39 36 862 und DE-A-40 38 608 zu entnehmen.

Als Alkanole empfehlen sich vorzugsweise solche mit 8 bis 22 C-Atomen wie Capryl-, Pelargon-, Caprin-, Lauryl-, Myristyl-, Palmityl-, Stearyl-, Li nol-, Linolen- und/oder Behenylalkohol. Diese Veretherung findet zweck mäßigerweise in Gegenwart von sauren Katalysatoren wie Sulfonsäuren oder Mineralsäuren statt, die in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-% - bezogen auf Reaktionsmischung - anwesend sind. Vorteilhaft wird diese Veretherung bei Temperaturen im Bereich von 120 bis 240 °C unter stetiger Entfernung von entstehendem Reaktionswasser durchgeführt.

In der allgemeinen Formel (I) können R¹ und/oder R² auch einen gesättigten und/oder ungesättigten Acylrest mit 6 bis 50 C-Atomen, vorzugsweise mit 8 bis 22 C-Atomen bedeuten. Zur Herstellung dieser Verbindungen werden Mono carbonsäuren und/oder Carbonsäurederivate wie Anhydride, Säurechloride und/oder Ester von kurzkettigen Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen unter üb lichen Veresterungsbedingungen verestert, beispielsweise gemäß Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 11, 4. neubearbeitete Auflage, Verlag Chemie, Weinheim, 1976, Seiten 91-93. In der Regel werden dabei die Reaktionspartner in Gegenwart von Veresterungskatalysatoren wie Zinnver bindungen oder Zinnschliff bei Temperaturen von 160 bis 260 °C unter Was serabspaltung miteinander umgesetzt. Falls gewünscht kann das Wasser azeotrop abdestilliert werden, wozu der Zusatz eines organischen Lösungs mittels notwendig ist, welches mit Wasser ein Azeotrop bildet.

Geeignete Monocarbonsäuren, von den sich R¹ und R² ableiten, sind alipha tische gesättigte und/oder ungesättigte Monocarbonsäuren wie Capronsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Pal mitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Arachinsäure, Behensäure, Eurucasäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure und Melissinsäure sowie Gemische dieser Säu ren wie sie aus natürlichen Fetten und Ölen gewonnen werden können. Als Monocarbonsäuren eignen sich auch Montansäuren und Carbonsäuren, die durch Oxidation von hochmolekularen Alkoholen wie den UNILIN®R Alkoholen der Pe trolite Specialty Polymers Group erhältlich sind. Ebenso geeignet sind in α-Stellung verzweigte Carbonsäuren, die durch Oxidation der nach dem Guer betverfahren erhaltenen α-verzweigten primären Alkohole zugänglich sind. Beispiele für diese α-verzweigten Carbonsäuren sind 2-n-Butyl-n-octansäu re, 2-n-Heptyl-n-undecansäure, 2-n-octyl-n-dodecansäure, 2-n-dodecyl-n-he xadecansäure und 2-n-hexadecyl-n-eicosansäure.

Besonders bevorzugt im Sinne der Erfindung sind Sulfone, in denen sowohl R¹ als auch R² einen ggf. β-hydroxysubstituierten, Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen und/oder einen Acylrest mit 8 bis 22 C-Atomen bedeuten. Obgleich auch Sulfone mit einer freien Hydroxylgruppe Wirkung (R¹ oder R² = Was serstoff) im Sinne der Erfindung zeigen, sind sie doch aufgrund ihrer che mischen Reaktivität weniger bevorzugt.

Im Sinne der Erfindung werden ganz besonders bevorzugt Sulfone der allge meinen Formel I verwendet, in der R¹ und R² einen Acylrest bedeutet, und vorzugsweise leiten sich diese ab von gesättigten und/oder ungesättigten, vorzugsweise gesättigten Fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise mit 12 bis 22 C-Atomen und insbesondere von Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin- und/oder Behensäure.

Praktisch vollständig veretherte bzw. veresterte Sulfone können erhalten werden, wenn man mindestens äquimolare Mengen von Hydroxylgruppen bei spielsweise des Thiodiglykols zu Monocarbonsäuren, Alkanolen und/oder α- Olefinepoxid einstellt, vorzugsweise wird mit geringfügigem Überschuß von 1 bis 20 mol% - bezogen auf molare Menge an Hydroxylgruppen - gearbeitet.

Einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können auch al koxylierte Ether und/oder Ester von Sulfonen verwendet werden. Für diese Fälle bedeuten in der allgemeinen Formel (I) p und q eine Zahl im Bereich von 1 bis 25, vorzugsweise 1 bis 15, wobei es sich um eine ganze oder ge brochene Zahl handeln kann und den eingesetzten molaren Mengen an Alkoxyd entspricht. Derartige alkoxylierte Ether und/oder Ester werden zweckmäßi gerweise durch analoge Herstellung wie die nicht-alkoxylierten Sulfone hergestellt. Bei der Herstellung dieser alkoxylierten Sulfone, die Ethy len- und/oder Propylenoxid-Einheiten tragen, kann man sowohl von alkoxy lierten Alkoholen, ringgeöffneten Epoxiden oder Carbonsäuren ausgehen als auch von alkoxylierten Di(hydroxyalkyl)sulfiden der allgemeinen Struktur (II) ausgehen. Bei der Herstellung der Ether der Sulfone setzt man bevor zugt alkoxylierte Di(hydroxyalkyl)sulfide mit nicht-alkoxylierten Alkoho len oder α-Olefinepoxiden der beschriebenen Art um und oxidiert an schließend. Bei den Estern der Sulfone werden bevorzugt die bereits be schriebenen Carbonsäuren alkoxyliert und dann mit den Di(hydroxyalkyl)sul fiden verestert, bevor die Oxidation erfolgt.

Die Alkoxylierung selber findet unter den üblichen Bedingungen statt. Innerhalb der alkoxylierten Sulfone sind genau die gleichen bevorzugt wie bei den nicht-alkoxylierten.

Unabhängig davon, ob nun alkoxylierte oder nicht-alkoxylierte Ether und/oder Ester der Sulfone verwendet werden, können die Sulfone in Mi schung mit Sulfoxiden vorliegen. Wie dem Fachmann bekannt ist, führt die Oxidation von Sulfiden je nach Reaktionsbedingungen zu Gemischen an Sul fiden, Sulfoxiden und Sulfonen, die ebenfalls in den Rahmen der vorlie genden Erfindung gehören. Für die Verwendung als Verarbeitungshilfsmittel ist es günstig die Reaktionsbedingungen so zu wählen, daß Ether und/oder Ester der Sulfone mindestens in Mengen von 50 bis 99,99 Gew.-% und die Ether und/oder Ester der Sulfoxide in Mengen von 0,01 bis 50 Gew.-% in Mischung vorliegen. Ganz besonders bevorzugt sind jedoch möglichst reine Ether und/oder Ester von Sulfonen, und insbesondere Ester von Sulfonen auf Basis von Thiodiglykol.

Ganz besonders bevorzugt werden die Ether und/oder Ester von Sulfonen, die nicht alkoxyliert sind, das heißt diejenigen gemäß der allgemeinen Formel (I), in der p und q gleich Null sind. Die besonders geeigneten nicht- ethoxylierten Ether und/oder Ester der Sulfone wurden bereits aufgeführt.

Die praktische Anwendung der Ester und/oder Ether der Sulfone erfolgt ge gebenenfalls in Mischung mit Sulfoxiden, in der Weise, daß sie den zu ver arbeitenden thermoplastischen Kunststoffen in Mengen von 0,01 bis 10, vor zugsweise 0,05 bis 5 und insbesondere 0,1 bis 3 per hundred resins (phr) den thermoplastischen Kunststoffen beigegeben werden. Zweckmäßigerweise werden sie der bei der Herstellung des thermoplastischen Kunststoffes an fallenden Schmelze zugesetzt oder auf das Kunststoffgranulat bzw. -pulver bei erhöhten Temperaturen aufgebracht. Für eine homogene Vermischung em pfiehlt es sich, die Ether und/oder Ester der Sulfone mit dem thermo plastischen Kunststoff zusammen bei Temperaturen zwischen 140°C bis 300°C, das heißt in der Kunststoffschmelze, zu extrudieren und den mit Ether und/oder Ester der Sulfone vermischten Kunststoff anschließend zu granu lieren. Gegebenenfalls werden die Granulate bei erhöhten Temperaturen ge trocknet, um das Restwasser zu entfernen.

Die Ether und/oder Ester der Sulfone können allen reinen sowie modifizier ten thermoplastischen Kunststoffen und deren Mischungen zugesetzt werden, seien es nun Polymerisate, Polykondensate oder Polyadditionsprodukte. Be vorzugt eigenen sie sich für die Verarbeitung von Polyamiden, Polyestern, Polycarbonaten, Polystyrolen und Copolymeren, Polypropylen und Polyethylen sowie deren Mischungen. Selbstverständlich können die thermoplastischen Kunststoffe modifiziert sein, wie das mit Kautschuk modifizierte schlag zähe Polypropylen, mit Füllstoffen gefüllt, stabilisiert oder pigmentiert sein. Bevorzugt im Sinne der Erfindung werden sie für thermoplastische Kunststoffe verwendet, die mittels Extrusion, Pressen, Walzen, Kalan dieren, Hohlkörperblasen, Schäumen und Spritzgießen, vorzugsweise durch Spritzgießen formgebend verarbeitet werden. Die Ester und/oder Ether der Sulfone zeigen als Formtrennmittel besonders gute Effekte bei polaren Kunststoffen wie Polyamid, Polyester, Polycarbonat, Polystyrol und Copoly mere und deren Mischungen. So ist dann bei diesen Kunststoffen die Trenn wirkung ausgezeichnet und vor allem schon bei hohen Temperaturen vorhan den. Zusätzlich wirken die Ester und/oder Ether der Sulfone auch als Gleitmittel, wodurch ein gleichmäßiger schneller Fluß der Schmelze des Kunststoffes erreicht wird. Besonders gut wirken sie als Gleitmittel in Polyamid, Polystyrol und Copolymere, Polypropylen und Polyethylen, wodurch es möglich ist, auch komplizierte Spritzgußteile herzustellen.

Letztendlich sind die Ester und/oder Ether der Sulfone mit anderen Gleit mitteln, Stabilisatoren, Pigmenten und Füllstoffen verträglich, so daß die Aminoalkanolamidester mit bekannten üblichen Additiven den thermopla stischen Kunststoffen zugesetzt werden können.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verbessern der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß den thermoplastischen Kunststoffen vor deren Verar beitung Ether und/oder Ester von Di(hydroxyalkyl)sulfonen der allgemeinen Formel (I) zugesetzt werden.

Letztendlich sind ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung Form teile auf Basis von thermoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie Ether und/oder Ester von Di(hydroxyalkyl)sulfonen der allgemeinen Formel (I) enthalten.

Beispiele I) Herstellung der Ester von Sulfonen Beispiel 1

852 g (3 Mol) technische Stearinsäure (SZ = 197), 183 g (1,5 Mol) Thiodi glykol und 8,5 g Zinnschliff wurden unter Stickstoff-Einleitung auf 200°C erhitzt. Nach 12 Stunden wurde die Reaktion bei einer Säurezahl (SZ) gemäß DIN 53 402 von 4,3 abgebrochen, auf 100°C gekühlt und über Celite abge saugt. Das erhaltene Thiodiglykoldistearat hatte eine Hydroxylzahl (OHZ) gemäß DIN 53 240 von 4,4 und eine Verseifungszahl (VZ) gemäß DIN 53 401 von 174.

519 g (0,8 Mol) des Thiodiglykoldistearats wurden mit 200 ml konzentrier ter Essigsäure (99,8 Gew.-%) bei 80 bis 90°C tropfenweise mit 92,5 g 70 gew.-%igem Wasserstoffperoxid versetzt. Nach einer Umsetzung von 4 Stunden bei 80 bis 100°C wurden 500 ml Butylacetat zugegeben und mit kochendem Wasser peroxid-frei gewaschen. Man erhielt 538 g Produkt mit einer VZ= 175.

Beispiel 2

Analog Beispiel 1 wurden 1308 g (3,8 mol) Behensäure, 234 g (1,9 mol) Thiodiglykol und 13 g Zinnschliff umgesetzt.

Man erhielt 1366 g Thiodiglykoldibehenat mit einer VZ = 148. 443 g Thiodi glykoldibehenat wurden bei 90 bis 98°C tropfenweise mit 117 g 35 gew.-%igem Wasserstoffperoxid versetzt. Nach vierstündiger Umsetzung bei angegebener Temperatur wurde mit kochendem Wasser peroxidfrei gewaschen und im Vakuum getrocknet. Man erhielt 351 g Produkt mit einer VZ = 144, Schwefel gefunden = 4,0%.

Anwendungsbeispiele Einarbeitung der Additive in den Kunststoff

Ester der Sulfone mit Schmelzpunkten unter 80°C wurden im Henschel-Fluid mischer bei ca. 80°C/1000 min auf das Kunststoffgranulat aufgebracht. Ester der Sulfone mit Schmelzpunkten über 80°C wurden durch Schütteln im Polyethylen-Beutel verteilt. Die homogene Einarbeitung der Ester der Sul fone in den Kunststoff erfolgte im Collin-Doppelschneckenextruder (Typ 235, 50×15 D) bei Temperaturen von 190 bis 265°C. Die homogene Masse wurde im integrierten Wasserbad gekühlt und mittels Rundstranggranulator granuliert. Anschließend wurden die Granulate getrocknet. In Tabelle 1 sind die Extrusions- und Trocknungsbedingungen der Kunststoffe mit den eingearbeiteten Ester der Sulfone aufgeführt. Die Menge sind Gewichts teile, die 100 Gewichtsteilen thermoplastischen Kunststoffs zugesetzt wor den sind. Bei den Kunststoffen handelt es sich im einzelnen um:
PA = Polyamid 66, unverstärkte Extrusionstype (Monofile), niedrige Schmelzviskosität; Melt-volume-index von 150 cm³/10 min bei 275°C/5 kg; erhältlich als Ultramid ® A 3 natur der BASF AG,
PBT = Polybutylenterephthalat, unmodifiziert, mit einem melt-flow-in dex von 34 g/10 min bei 250°C/21,2 kg; Vicat-Erweichungstem peratur (DIN 53 460) 180°C; erhältlich als Vestodur ® 1000 der Hüls AG,
PP = Polypropylen, grundstabilisiert, gleitmittelfrei mit einem melt-flow-index von 5 g/10 min bei 230°C/2,16 kg und einer Vi cat-Erweichungstemperatur von 148°C; erhältlich als Hostalen ® PPT 1070 der Hoechst AG,
PE = Polyethylen mit einer Dichte von 0,923 g/cm³ (DIN 53 479) und einem melt-flow-index von 2 bis 3 g/10 min (DIN 53 735) bei 190°C/2,16 kg; Kristallitschmelzpunkt 115°C (DTA); erhältlich als Flamulit ® PEJ 06 natur der Herberts GmbH,
ABS = Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, gleitmittelfrei, mit ei nem melt-volume-index von 2 cm³/10 min bei 220°C/10 kg und einer Vicat-Erweichungstemperatur VST/B/120 von 115°C; erhält lich als Novodur ® P 3 T der Bayer AG,
PC= Polycarbonat, mittelviskose Spritzgußtype, trennmittelfrei, mit einer Dichte von 1,2 kg/cm³ (DIN 53 497) erhältlich als Xantar P 24 der DSM, Niederlande.

Trennmittelprüfung an PA (Beispiel A und B)

Die Ermittlung der Trennmitteleigenschaften erfolgte mit der Mannesmann- Demag-Spritzgießmaschine, Modell D-60 NC II, und einem speziellen Entfor mungswerkzeug (Entformungshülse). Der sich beim Entformen der gespritzten Hülse im Auswerfersystem aufbauende Öldruck wurde als Maß für die Trenn wirkung der Ester der Sulfone ausgewertet (Registrierung von Auswerfer druck, Kerntemperatur bei Entformung und Dosierzeit). Gespritzt wurde eine Entformungshülse mit dem Maßen: Entformungshülse 35×35×3,5 (oben)/ 2,0 (unten) Höhe×Innendurchmesser×Wandstärke, Stangenanguß

Zylinderausrüstung:
offene Düse, Schneckendurchmesser=28 mm
Zylindertemperaturen:	250, 260, 265°C
Düsentemperatur:	270°C
Schneckendrehzahl:	45 (Stellung)
Einspritzdruck:	18 (ca. 420 bar)
Nachdruck:	9 (ca. 260 bar)
Schneckenstaudruck:	1
Auswerferdruck:	45
Einspritzgeschwindigkeit:	16
Auswerfergeschwindigkeit vor/zurück:	10/2
Einspritzzeit:	2,5 s
Nachdruckzeit:	2,0 s
Kühlzeit:	15,0 s
Pausenzeit:	6,0 s
Dosierverzögerungszeit:	0,5 s
Verzögerungszeit Düse zurück:	0,5 s
Düse zeitabhängig zurück:	1,5 s
Dosieren:	35,0 mm
Kompressionsentlastung:	38,0 mm
Düsenanlagekraft:	60
Formschließkraft:	500 kN
Formtemperatur:	angußseitig: wassergekühlt (9 l/min) Kern: 80, 100 und 120°C zur Zeit der Entformung
Spritzgewicht:	ca. 14,6 g

Gleitmittelprüfung an PA (Beispiel A, B)

Die Ermittlung des Fließverhaltens erfolgte in der Mannesmann-Demag- Spritzgießmaschine D 120 NC und der Spiralform. Die Länge der gespritzten Spiralen wurde als Maß für die Gleitmittelwirkung herangezogen. Als Spritzgießparameter wurden gewählt:

Zylinderausrüstung:
offene Düse, Schneckendurchmesser=45 mm, mit Rückströmsperre
Zylindertemperaturen:	260, 270, 280°C
Düsentemperatur:	290°C
Schneckendrehzahl:	8-16 (Stellung)
Einspritzdruck:	12 (ca. 310 bar)
Nachdruck:	8 (ca. 160 bar)
Schneckenstaudruck:	2
Einspritzgeschwindigkeit:	4
Einspritzzeit:	5,0 s
Nachdruckzeit:	2,0 s
Kühlzeit:	15,0 s
Pausenzeit:	2,0 s
Dosierverzögerungszeit:	0,5 s
Verzögerungszeit Düse zurück:	2,0 s
Düse zeitabhängig zurück:	0,5 s
Dosieren:	43,0 mm
Kompressionsentlastung:	47,0 mm
Düsenanlagekraft:	11
Formschließkraft:	1000 kN
Werkzeug:	Spirale, 3×15 mm, rechtwinklig umgelenkt, Stangenanguß
Formtemperatur:	80°C
Spritzgewicht:	28,1 bis 34,7 g

In Tabelle 2 sind die Entformungsdrücke und die Spirallängen zusammenge faßt; Standard: ohne Additiv; als Vergleich 1 wurde PA mit Stearylstearat unter gleichen Bedingungen versetzt.

Tabelle 2: Formtrennmittel/Gleitmittel für PA

Für Polyamide sind die erfindungsgemäßen Ester der Sulfone hervorragend geeignet; so zeichnen sie insbesondere die niedrigen Entformungsdrücke bei allen Temperaturen aus.

Gleitmittelprüfung an PP (Beispiel C, D)

Die Ermittlung des Fließverhaltens erfolgte wie bereits beschrieben. Als Spritzgießparameter wurden gewählt:

Spritzgießparameter
Zylinderausrüstung:
offene Düse, Schneckendurchmesser=45 mm, mit Rückströmsperre
Zylindertemperaturen:	210, 220, 220°C
Düsentemperatur:	230°C
Schneckendrehzahl:	17 (Stellung)
Einspritzdruck:	16 (ca. 400 bar)
Nachdruck:	5
Schneckenstaudruck:	4
Einspritzgeschwindigkeit:	9
Düsenanlagekraft:	9
Einspritzzeit:	4,0 s
Nachdruckzeit:	1,5 s
Kühlzeit:	15,0 s
Pausenzeit:	3,0 s
Dosierverzögerungszeit:	0,5 s
Verzögerungszeit Düse zurück:	2,0 s
Düse zeitabhängig zurück:	0,5 s
Dosieren:	41,0 mm
Kompressionsentlastung:	43,0 mm
Formschließkraft:	1000 kN
Werkzeug:	Spirale, 3×15 mm, rechtwinklig umgelenkt, Stangenanguß
Formtemperatur:	60°C
Spritzgewicht:	18 bis 20,5 g

In Tabelle 3 sind die Spirallängen zusammengefaßt.

Als Vergleich 2 wurden unter gleichen Bedingungen eine Mischung von 0,75 g N,N-Ethylenbisstearamid und 0,75 g Calciumstearat in PP getestet.

Tabelle 3: Gleitmittel für PP
Beispiel
Spirallänge (cm)
ohne
49
C	53,5
D	53
Vergleich 2	51,5

Gleitmittelprüfung an PE (Beispiel E)

Die Ermittlung des Fließverhaltens erfolgte wie beschrieben. Als Spritz gießparameter wurden gewählt:

Zylinderausrüstung:
offene Düse, Schneckendurchmesser=45 mm, mit Rückströmsperre
Zylindertemperaturen:	190 bis 200°C
Düsentemperatur:	210°C
Schneckendrehzahl:	16 (Stellung)
Einspritzdruck:	25 (ca. 700 bar)
Nachdruck:	17 (ca. 500 bar)
Schneckenstaudruck:	4
Einspritzgeschwindigkeit:	17
Einspritzzeit:	5,0 s
Nachdruckzeit:	2,0 s
Kühlzeit:	15,0 s
Pausenzeit:	3,0 s
Dosierverzögerungszeit:	0,5 s
Verzögerungszeit Düse zurück:	2,0 s
Düse zeitabhängig zurück:	0,5 s
Dosieren:	43,0 mm
Kompressionsentlastung:	45,0 mm
Düsenanlagekraft:	15
Formschließkraft:	1000 kN
Werkzeug:	Spirale, 3×15 mm, rechtwinklig umgelenkt, Stangenanguß
Formtemperatur:	50°C
Spritzgewicht:	21,2 bis 24,0 g

In Tabelle 4 sind die Spirallängen wiedergegeben. Als Vergleich 3 wurde N,N-Ethylenbisstearamid eingesetzt:

Tabelle 4: Gleitmittel für PE
Beispiel
Spirallänge (cm)
ohne
55
E	62,5
Vergleich 3	57

Gleitmittelprüfung an ABS (Beispiel F)

Zylinderausrüstung:
offene Düse, Schneckendurchmesser=45 mm, mit Rückströmsperre
Zylindertemperaturen:	230, 240, 250°C
Düsentemperatur:	250°C
Schneckendrehzahl:	16 (Stellung)
Einspritzdruck:	35 (ca. 580 bar)
Schneckenstaudruck:	4
Einspritzgeschwindigkeit:	5
Einspritzzeit:	6,0 s
Kühlzeit:	20,0 s
Pausenzeit:	2,0 s
Dosierverzögerungszeit:	0,5 s
Verzögerungszeit Düse zurück:	2,0 s
Düse zeitabhängig zurück:	0,5 s
Dosieren:	51,0 mm
Kompressionsentlastung:	53,0 mm
Düsenanlagekraft:	9
Formschließkraft:	1000 kN
Werkzeug:	Spirale, 3×15 mm, rechtwinklig umgelenkt, Stangenanguß
Formtemperatur:	90°C
Spritzgewicht:	19,0 bis 22,5 g

In Tabelle 5 sind die Spirallängen zusammengefaßt.

Als Vergleich 4 wurde unter gleichen Bedingungen Calciumstearat gesetzt.

Tabelle 5: Gleitmittel für ABS
Beispiel
Spirallänge (cm)
ohne
39
G	44,5
Vergleich 4	41,5

Trennmittelprüfung an PC (Beispiel G)

Im Prinzip erfolgte die Trennmittelprüfung wie bereits beschrieben. Als Spritzgießparameter wurden gewählt:

Zylinderausrüstung:
offene Düse, Schneckendurchmesser=28 mm
Zylindertemperaturen:	270, 285, 295°C
Düsentemperatur:	295°C
Schneckendrehzahl:	50 (Stellung)
Einspritzdruck:	40
Nachdruck:	20
Schneckenstaudruck:	10
Auswerferdruck:	50
Einspritzgeschwindigkeit:	40
Auswerfergeschwindigkeit vor/zurück:	20/5
Einspritzzeit:	2,5 s
Nachdruckzeit:	5,0 s
Kühlzeit:	16,0 s
Pausenzeit:	8,0 s
Dosierverzögerungszeit:	0,5 s
Verzögerungszeit Düse zurück:	0,5 s
Düse zeitabhängig zurück:	0,5 s
Dosieren:	35,0 mm
Kompressionsentlastung:	38,0 mm
Düsenanlagekraft:	60
Formschließkraft:	500 kN
Formtemperatur:	angußseitig: wassergekühlt (8 l/min) Kern: 80, 100 und 120°C zur Zeit der Entformung
Spritzgewicht:	ca. 16,1 g

In Tabelle 6 sind die Entformungsdrücke zusammengefaßt; Standard: ohne Additiv; als Vergleich 5 wurde PC mit Pentaerythrittetrastearat unter gleichen Bedingungen versetzt.

Tabelle 6: Formtrennmittel für PC

Für Polycarbonate sind die erfindungsgemäßen Ester der Sulfone hervorra gend geeignet, da sie niedere Entformungsdrücke über den gesamten Tempe raturbereich gewährleisten.

Trennmittelprüfung an PBT (Beispiel H)

Zylinderausrüstung:
offene Düse, Schneckendurchmesser=28 mm
Zylindertemperaturen:	230, 240, 250°C
Düsentemperatur:	260°C
Schneckendrehzahl:	40 (Stellung)
Einspritzdruck:	8 (ca. 200 bar)
Nachdruck:	-
Schneckenstaudruck:	5
Auswerferdruck:	50
Einspritzgeschwindigkeit:	40
Auswerfergeschwindigkeit vor/zurück:	10/2
Düsenanlagekraft:	60
Formschließkraft:	500 kN
Einspritzzeit:	2,0 s
Nachdruckzeit:	-
Kühlzeit:	20,0 s
Pausenzeit:	8,0 s
Dosierverzögerungszeit:	0,5 s
Verzögerungszeit Düse zurück:	0,5 s
Düse zeitabhängig zurück:	1,5 s
Dosieren:	35,0 mm
Kompressionsentlastung:	38,0 mm
Formtemperatur:	angußseitig: wassergekühlt (7 l/min) Kern: 80 und 100°C zur Zeit der Entformung
Spritzgewicht:	ca. 17,8 g

In Tabelle 7 sind die Entformungsdrücke zusammengefaßt.

Tabelle 7: Formtrennmittel für PBT

Claims

1. Verwendung von Ethern und/oder Estern von Di(hydroxyalkyl)sulfonen der allgemeinen Formel (I) in der R¹, R² gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff, einen ggf. β-hydroxysubstituierten Alkylrest mit 6 bis 50 C-Atomen und/oder einen Acylrest mit 6 bis 50 C-Atomen bedeuten können unter der Bedingung, daß höchstens einer der Reste R¹, R² ein Wasserstoff ist,
X, Y gleich oder verschieden sein können und einen Alkylenrest mit 1 bis 50 C-Atomen bedeuten,
R⁷, R⁸ gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff und/oder einen Methylrest bedeuten,
p, q für 0 oder eine Zahl im Bereich von 1 bis 25 steht,
als Verarbeitungshilfsmittel für thermoplastische Kunststoffe.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der allge meinen Formel X und Y für eine geradkettige und/oder verzweigte ali phatische Alkylengruppe und insbesondere für eine Methylengruppe steht.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel p und q für 0 oder eine Zahl im Bereich von 1 bis 15 steht und vorzugsweise 0 bedeutet.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß R¹, R² einen ggf. β-hydroxysubstituierten, Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen und/oder einen Acylrest mit 8 bis 22 C-Atomen bedeuten.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ und R² einen Acylrest mit 8 bis 22 C-Atomen bedeutet, vorzugs weise leiten sich R¹ und R² ab von gesättigten und/oder ungesättigten, vorzugsweise gesättigten Fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen, vorzugs weise mit 12 bis 22 C-Atomen und insbesondere von Laurin-, Myristin, Palmitin-, Stearin- und/oder Behensäure.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ether und/oder Ester der Di(hydroxyalkyl)sulfone in Mischung mit Ethern und/oder Estern der Di(hydroxyalkyl)sulfoxide verwendet werden, wobei vorzugsweise die Sulfone in Mengen von 50 bis 99,99 Gew.-% und die Sulfoxide von 0,01 bis 50 Gew.-% in der Mischung ent halten sind.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ether und/oder Ester der Di(hydroxyalkyl)sulfone, ggf. in Mi schung mit den Di(hydroxyalkyl)sulfoxiden, in Mengen von 0,01 bis 10 per hundred resin (phr) verwendet werden.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ether und/oder Ester der Di(hydroxyalkyl)sulfone für die Ver arbeitung von Polyamiden, Polyester, Polycarbonaten, Polystyrolen und Copolymeren mit Styrol, Polyethylenen, Polypropylenen oder Mischungen hiervon verwendet werden.

9. Verfahren zum Verbessern der Verarbeitung von thermoplastischen Kunst stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß den thermoplastischen Kunst stoffen vor deren Verarbeitung Ether und/oder Ester von Di(hydroxy alkyl)sulfonen der allgemeinen Formel (I) zugesetzt werden.

10. Formteile auf Basis von thermoplastischen Kunststoffen, dadurch ge kennzeichnet, daß sie Ether und/oder Ester von Di(hydroxyalkyl)sul fonen der allgemeinen Formel (I) enthalten.