DE60025205T2

DE60025205T2 - Verbesserungen bezüglich der wetterbeständigkeit von polymermaterialien

Info

Publication number: DE60025205T2
Application number: DE60025205T
Authority: DE
Inventors: Paul Eustace; Andrew Neil McCATHY; John Nicholas MARSTON
Original assignee: Lucite International UK Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical UK Ltd
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: HUP0201461A3; RU2005110339A; CN1171946C; EE200100638A; SK17792001A3; TWI252861B; SK285975B6; EE04722B1; BR0011318A; ES2240107T3; MXPA01012549A; KR100762047B1; EP1185584A1; EE200100637A; CZ20014323A3; HU229862B1; HU230047B1; CZ302032B6; SK17782001A3; SI1185581T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft polymere Materialien mit verbesserter Witterungsbeständigkeit. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung polymere Materialien, die sowohl ein halogenhaltiges Polymer als auch ein Acrylpolymer enthalten.
Halogenhaltige Polymere, beispielsweise Polyvinlchlorid (PVC), sind realtiv billig und leicht verfügbar. Sie haben im Außenbereich in Gebäuden und Verglasungen Anwendung gefunden. Halogenhaltige Polymere haben jedoch eine schlechte Witterungsbeständigkeit, beispielsweise Lichtstabilität, was insbesondere bei pigmentierten Formulierungen zu verhältnismäßig kurzen Lebensdauern führt.
Acrylmaterialien werden wegen ihrer Zähigkeit, Witterungsbeständigkeit, Optik und Stabilität bei verschiedenen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise Gebäuden einschließlich Verglasungen, Autolampen, Instrumentenskalen, Lichtdiffusoren, Linsen, medizinische Diagnosegeräten, Schildern, Bad- und Sanitäreinrichtungen. Sie können als Deckbeschichtungsmaterial zur Bereitstellung einer Überzugsschicht auf einem thermoplastischen Substratmaterial verwendet werden, so daß sie so dem darunterliegenden thermoplastischen Material die vorteilhaften Eigenschaften von Acrylverbindungen verleihen. Ein Beispiel für die Verwendung von Acrylmaterialien als Deckbeschichtungen („Capstocks") wird in der US-PS 5,318,737 beschrieben, in der geeignete Acrylzusammensetzungen für die Coextrusion mit Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) für verschiedene Endverwendungszwecke beschrieben werden.
In der europäischen Patentanmeldung 0432495A wird eine stabilisierte, ein halogenhaltiges Harz enthaltende Zusammensetzung, in der ein Hydrotalcit, eine Zinkverbindung, Magnesiumhydroxid und eine β-Diketon verbindung und/oder eine Phosphitverbindung in das halogenhaltige Harz eingearbeitet sind, beschrieben.
In vielen Anwendungsbereichen ist die Beibehaltung von vorteilhaften Eigenschaften nach Einwirkung von Sonnenlicht usw. wichtig. Acrylmaterialien selbst haben im allgemeinen hervorragendes Bewitterungsverhalten und können bei richtiger Formulierung dazu verwendet werden, darunterliegenden Kunststoffmaterialien diese Eigenschaften zu verleihen. In einigen Situationen können Mischungen von PVC und anderen Acrylmaterialien reizvoll sein. So können beispielsweise durch Zusatz von PVC modifizierte Acrylmaterialien im Vergleich zu unmodifizierten Acrylmaterialien billiger, zäher und flammwidriger sein und wünschenswerte Schmelzflußeigenschaften aufweisen. Das Bewitterungsverhalten einer Acryl/PVC-Mischung ist gegenüber PVC alleine im allgemeinen verbessert, aber bei Zusatz von PVC zu Acrylmaterialien verschlechtert sich das Bewitterungsverhalten im Vergleich zu unmodifizierten Acrylmaterialien. So kann eine Acryl/PVC-Mischung unannehmbare Farbstabilität, Verschlechterung des Erscheinungsbilds und der mechanischen Eigenschaften nach Einwirkung von Sonnenlicht oder bei Bewitterungstests aufweisen. Unmodifizierte pigmentierte Acryl/PVC-Mischungen verhalten sich nämlich insofern ähnlich wie PVC selbst, als sie nach einigen tausend Stunden beschleunigter Bewitterung sowohl in Xeno- als auch in QUV-A-Geräten heller werden („kreiden"). Das Phänomen der „Kreidung" ist dem Fachmann für die PVC-Materialformulierung bekannt und manifestiert sich im allgemeinen als Aufhellung der Materialfarbe, die bei Bewitterungstests als positiver „ΔL"-Wert gemessen wird. Für unmodifizierte Acryl/PVC-Mischungen hängt der Zeitpunkt des Auftretens dieser „Kreidung" von der in der Mischung vorliegenden PVC-Menge ab, aber auch bei Konzentrationen <20% w/w PVC tritt nach 6000 Stunden Exposition eine merkliche Farbänderung (ΔE) auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den oben geschilderten Problemen abzuhelfen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist gemäß einer ersten Ausgestaltung ein polymeres Material, enthaltend

(a) ein Acrylpolymer, ausgewählt unter einem Homopolymer oder Copolymer eines Alkyl(alk)acrylats, wobei das Copolymer durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestellt wird, wobei das Molekulargewicht (Mw) des Alkyl(alk)acrylats kleiner gleich 200.000 ist und mindestens 20.000 beträgt;
(b) ein halogenhaltiges Polymer, das zwischen 5 und 70 Gew.-% Halogen enthält;
(c) 0,1 bis 25 Gew.-% eines anorganischen Hydroxids, ausgewählt unter Magnesiumhydroxid, Antimonhydroxid und Zinkhydroxid oder Mischungen davon, aber ausschließlich von Magnesiumhydroxid in Kombination mit Zinkoxid oder Magnesiumhydroxid in Kombination mit Zinkstannat.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist gemäß einer zweiten Ausgestaltung ein Verfahren zur Herstellung eines polymeren Materials gemäß der hier angegebenen Definition, bei dem man das halogenhaltige Polymer, das anorganische Hydroxid und das Acrylpolymer bei einer Temperatur zwischen 150°C und 230°C in der Schmelze vermischt, vorzugsweise durch Extrusion.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist gemäß einer dritten Ausgestaltung die Verwendung eines anorganischen Hydroxids von Antimon, Zink oder Magnesium in einem polymeren Material, das (a) ein halogenhaltiges Polymer, das zwischen 5 und 70 Gew.-% eines Halogens enthält, und (b) ein Acrylpolymer, ausgewählt unter einem Homopolymer oder Copolymer eines Alkyl(alk)acrylats, wobei das Copolymer durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestellt wird, wobei das Molekulargewicht (Mw) des Alkyl(alk)acrylats kleiner gleich 200.000 ist und mindestens 20.000 beträgt, zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit des halogenhaltigen Polymers, insbesondere der Farbstabilität.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung ein polymeres Material, enthaltend

(a) ein Acrylpolymer, ausgewählt unter einem Homopolymer oder Copolymer eines Alkyl(alk)acrylats, wobei das Copolymer durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestellt wird, wobei das Molekulargewicht (Mw) des Alkyl(alk)acrylats kleiner gleich 200.000 ist und mindestens 20.000 beträgt;
(b) ein halogenhaltiges Polymer, das zwischen 5 und 70 Gew.-% Halogen enthält;
(c) 0,1 bis 25 Gew.-% eines anorganischen Hydroxids, das im wesentlichen aus Magnesiumhydroxid besteht.

Bei dem halogenhaltigen Polymer handelt es sich vorzugsweise um ein chlorhaltiges Polymer. Das einzige Halogen in dem Polymer ist vorzugsweise Chlor. Bei dem Polymer kann es sich um ein Polyvinylchlorid, Polyvinyldichlorid, Polyvinylidenchlorid, chloriertes PVC oder chloriertes Polyolefin handeln. Das Polymer wird vorzugsweise unter einem Polymer oder Copolymer von Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid ausgewählt. Ein besonders bevorzugtes halogenhaltiges Polymer ist Poly vinylchlorid (PVC). Das halogenhaltige Polymer kann andere Materialien enthalten, wie dem Fachmann bekannt ist, beispielsweise Pigmente, Füllstoffe, Schlagzähigkeitsmodifikatoren, Gleitmittel, UV-Stabilisatoren, Wärmestabilisatoren und Viskositätsmodifikatoren. Das halogenhaltige Polymer enthält zweckmäßigerweise mindestens 75 Gew.-% Polymer, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, insbesondere mindestens 95 Gew.-% Polymer. Das halogenhaltige Polymer kann im wesentlichen aus Polymer, insbesondere PVC, bestehen.
Das halogenhaltige Polymer enthält, vorzugsweise in Abwesenheit von Füllstoffen oder anderen Bestandteilen (z.B. Wärmestabilisatoren oder Viskositätsmodifikatoren) mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, insbesondere mindestens 40 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt mindestens 45 Gew.-% Halogen, insbesondere Chlor. Das halogenhaltige Polymer enthält, vorzugsweise in Abwesenheit der obigen Bestandteile, vorzugsweise weniger als 70 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 60 Gew.-%, insbesondere weniger als 57 Gew.-% Halogen, insbesondere Chlor. Vorzugsweise enthält das halogenhaltige Polymer kein anderes Halogen als Chlor.
Das polymere Material kann mindestens 0,5 Gew.-%, zweckmäßigerweise mindestens 0,75 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-% und insbesondere mindestens 2 Gew.-% des anorganischen Hydroxids enthalten. Das polymere Material kann 20 Gew.-% oder weniger und vorzugsweise 10 Gew.-% oder weniger des anorganischen Hydroxids enthalten.
Das anorganische Hydroxid kann unter Zinkhydroxid, Magnesiumhydroxid und Antimonhydroxid ausgewählt werden. Vorzugsweise besteht das anorganische Hydroxid zumindest teilweise aus Magnesiumhydroxid. Vorzugsweise enthält das anorganische Hydroxid kein Material, das Aluminiumhydroxid enthält oder daraus besteht. Das anorganische Hydroxid kann mehr als ein anorganisches Hydroxid enthalten. Vorzugsweise besteht das anorganische Hydroxid jedoch im wesentlichen aus Magnesiumhydroxid.
Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser der anorganischen Zusammensetzung beträgt zweckmäßigerweise weniger als 250 μm, vorzugsweise weniger als 100 μm, besonders bevorzugt weniger als 50 μm und insbesondere weniger als 10 μm, zweckmäßigerweise so, daß das Material einen hohen Oberflächenglanz aufweisen kann. In einigen Fällen kann der Durchmesser kleiner sein, beispielsweise weniger als 0,1 μm oder darunter. In diesem Fall können die Teilchen so klein sein, daß sie bei Einarbeitung in das Acrylmaterial Licht nicht streuen und demgemäß klare Acrylmaterialien hergestellt werden können.
Bei dem Acrylpolymer handelt es sich um ein Homopolymer oder Copolymer (wobei dieser Begriff auch Polymere mit mehr als zwei verschiedenen Wiederholungseinheiten umfaßt) eines Alkyl(alk)acrylats, wobei das Copolymer durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestellt wird.
Bei dem Acrylpolymer handelt es sich vorzugsweise um ein Homo- oder Copolymer mindestens eines C₁-C₆-Alkyl(C₀-C₁₀-alk)acrylats und besonders bevorzugt um ein durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestelltes Copolymer. Bei dem Alkylmethacrylat handelt es sich vorzugsweise um ein C₁-C₄-Alkylmethacrylat, beispielsweise Methylmethacrylat. Bei dem Alkylacrylat handelt es sich vorzugsweise um ein C₁-C₄-Alkylacrylat, beispielsweise Methyl-, Ethyl- oder Butylacrylat. Das Molekulargewicht (Mw) des Alkyl(alk)acrylats beträgt mindestens 20.000 und besonders bevorzugt mindestens 50.000. Das Molekulargewicht ist kleiner gleich 200.000 und besonders bevorzugt kleiner gleich 150.000.
Das polymere Material kann außerdem auch noch zwischen 0–60 Gew.-% und vorzugsweise 20–60 Gew.-% eines kautschukartigen Copolymers enthalten. Unter einem kautschukartigen Copolymer sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Materialien mit einer Glasübergangstemperatur unterhalb von Raumtemperatur, vorzugsweise unter 0°C, z.B. unter –20°C, zu verstehen. Eingeschlossen sind auch Blockcopolymere mit einem kautschukartigen Block mit niedriger T_g, oft mit härteren Blöcken mit höherer T_g. Derartige Materialien werden bekanntlich als Schlagzähigkeitsverbesserer für Acrylmaterialien verwendet. Geeignete kautschukartige Copolymere sind u.a. Copolymere von Acrylaten, Methylacrylaten, Styrol, Acrylnitril und/oder Olefinen (insbesondere Butadien). Beispiele für geeignete Materialien sind Styrol-Butadien-Kautschuke, Styrol-Olefin-Copolymere, Methacrylat-Butadien-Styrol-Terpolymere (MBS), Styrol-Acrylnitril-Copolymere und Teilchen vom Kern-Schale-Typ auf Basis von Methylmethacrylat- und Alkylacrylat-Copolymeren, z.B. Butylacrylat und Styrol. Bevorzugte Arten von kautschukartigen Copolymeren sind Kern-Schale-Teilchen, wie sie an sich gut bekannt sind und z.B. in der US-A-5,318,737 beschrieben werden.
Das polymere Material enthält vorzugsweise 0,1 bis 99,8 Gew.-% des halogenhaltigen Polymers. Das polymere Material kann mindestens 2 Gew.-%, zweckmäßigerweise mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 25 Gew.-% und insbesondere mindestens 30 Gew.-% des halogenhaltigen Polymers enthalten. Das polymere Material kann 80 Gew.-% oder weniger, zweckmäßigerweise 70 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 60 Gew.-% oder weniger und insbesondere 50 Gew.-% oder weniger des halogenhaltigen Polymers enthalten.
Das polymere Material enthält vorzugsweise 0,1 bis 99,8 Gew.-% des Acrylpolymers. Das polymere Material kann mindestens 5 Gew.-%, zweckmäßigerweise mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 24,9 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 40 Gew.-% und insbesondere mindestens 60 Gew.-% des Acrylpolymers enthalten. Das polymere Material kann 94,9 Gew.-% oder weniger, zweckmäßigerweise 90 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 80 Gew.-% oder weniger und besonders bevorzugt 70 Gew.-% oder weniger des Acrylpolymers enthalten.
Das Gewichtsverhältnis von halogenhaltigem Polymer zu Acrylpolymer in dem polymeren Material kann mindestens 0,3 und insbesondere mindestens 0,4 betragen. Das Verhältnis kann kleiner als 2, vorzugsweise kleiner als 1,5 und insbesondere kleiner als 1,1 sein. Wenn es sich bei dem Acrylpolymer um ASA und bei dem halogenhaltigen Polymer um PVC handelt, kann das Verhältnis etwa 1 betragen. Wenn es sich bei dem Polymer um ein Alkyl(alk)acrylat und bei dem halogenhaltigen Polymer um PVC handelt, kann das Verhältnis im Bereich von 0,35 bis 0,6 und insbesondere 0,4 bis 0,5 liegen.
Vorzugsweise ist das halogenhaltige Polymer mit dem Acrylpolymer derart verträglich, daß es ohne größere Schwierigkeiten in der Schmelze unter Bildung des polymeren Materials eingemischt werden kann.
In dem polymeren Material können andere Additive, wie UV-Stabilisatoren, Farbmittel, Gleitmittel usw., die in Acrylmaterialien gemeinhin anzutreffen sind, vorliegen. Das polymere Material kann außerdem auch noch ein oder mehrere unter Oxiden, Carbonaten, Boraten, Stearaten, Chloriden oder Bromiden von Zink, Magnesium, Molybdän, Antimon, Aluminium, Zinn, Kupfer, Mangan, Cobalt oder Eisen ausgewählte anorganische Materialien enthalten.
Das polymere Material kann zwischen 0,5 und 15 Gew.-% mindestens eines der obigen anorganischen Materialien enthalten, vorzugsweise 0,5–5%.
Das polymere Material enthält zweckmäßigerweise weniger als 1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-% und insbesondere praktisch keinen Hydrotalcit. Das polymere Material enthält zweckmäßigerweise weniger als 1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-% und insbesondere praktisch keine basischen Calciumaluminiumhydroxycarboxylate. Das polymere Material enthält zweckmäßigerweise weniger als 1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-% und insbesondere praktisch keine Polyole und/oder hydroxylgruppenhaltigen Isocyanurate.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Acrylpolymer bei einer Temperatur zwischen 150°C und 230°C und besonders bevorzugt 180°C bis 220°C in der Schmelze mit dem anorganischen Hydroxid und danach in der Schmelze mit dem halogenhaltigen Polymer vermischt. Besonders bevorzugt werden alle Bestandteile zwischen 150°C bis 230°C, besonders bevorzugt 160 bis 200°C und insbesondere 170 bis 195°C in der Schmelze miteinander vermischt.
Das polymere Material kann in Form von Flächengebilden, Filmen, Pulvern oder Granulaten hergestellt werden. Man kann es zu verschiedenen Formen extrudieren oder abformen oder auf andere Materialien, beispielsweise steife oder geschäumte Formen von ABS, PVC, Polystyrolpolymere einschließlich HIPS und anderen modifizierten Styrolpolymeren oder Polyolefine, coextrudieren oder laminieren. Das Material kann auch auf Metalle coextrudiert oder laminiert werden. Material gemäß obiger Beschreibung in Form von Flächengebilden (z.B. coextrudierten oder laminierten Flächen gebilden) kann thermogeformt oder mit einem geeigneten Mittel anderweitig in eine gewünschte Form gebracht werden.
Ein wie hier beschriebenes polymeres Material kann in Form von Pellets bereitgestellt werden. Die Pellets können dann für jede nachgeschaltete Anwendung thermisch verarbeitet werden. Alternativ dazu kann man eine feste Form (z.B. Pellets), die das Acrylpolymer und das anorganische Hydroxid enthält, zum nachfolgenden Mischen mit einem halogenhaltigen Polymer bereitstellen, wobei der hier für das Acrylpolymer und das anorganische Hydroxid verwendete Begriff „Gew.-%" für „Gewichtsteile" in der festen Form steht.
Die Erfindung erstreckt sich auf eine witterungsbeständige Komponente zur Verwendung im Bau- und Konstruktionswesen, umfassend ein der ersten Ausgestaltung entsprechendes oder in einem Verfahren gemäß der zweiten Ausgestaltung hergestelltes polymeres Material.
Bei der Komponente kann es sich um eine coextrudierte oder laminierte Komponente handeln, die das Acrylmaterial enthält.
Die Komponente kann beispielsweise beim Bau eines Gebäudes verwendet werden. So könnte es sich beispielsweise um eine massive oder coextrudierte Konstruktionskomponente handeln, beispielsweise ein Schalbrett, ein Ortgangbrett, ein Stirnbrett, ein Verkleidungsbrett, ein Siding, eine Dachrinne, ein Rohr, Fensterläden, eine Fenstereinfassung, ein Fensterbrett, ein Fensterprofil, ein Wintergartenprofil, Türen, eine Türeinfassung, ein Dachelement, architektonisches Zubehör oder dergleichen.
Die Komponente kann auch bei der Konstruktion eines Fahrzeugs oder bei einer anderen Automobilanwendung verwendet werden, sowohl als massives Material als auch als coextrudiertes Laminat. Zu derartigen Anwendungen gehören u.a. dekorative Außenverkleidungen, Fahrzeugkabinenformteile, Stoßstangen, Kotflügel, Luftschlitze, Rückseitenteile, Zubehör für Busse, Lastwagen, Lieferwagen, Wohnmobile, landwirtschaftliche Fahrzeuge und Massentransportfahrzeuge, Seitenblechverkleidungen oder dergleichen.
Die Komponente kann sowohl bei Innen- als auch bei Außenanwendungen verwendet werden, beispielsweise Badewannen, Whirlpools, Duschkabinen, Theken, sanitäre Einrichtungsgegenstände, Toilettensitze, Haushaltswaren für die Küche, Becken, Kühlschrankverkleidungen oder -gehäuse, Zäune, Mülltonnen, Gartenmöbel oder dergleichen.
Vorzugsweise wird eine witterungsbeständige Komponente für eine Außenanwendung bereitgestellt, des ein der ersten Ausgestaltung entsprechendes oder in einem Verfahren gemäß der zweiten Ausgestaltung hergestelltes polymeres Material umfaßt. Außenanwendungen sind u.a. die obigen Baukomponenten und Schilder, beispielsweise für Tankstellen (oder dergleichen).
Vorzugsweise wird ein witterungsbeständiges Extrudat bereitgestellt, das ein der ersten Ausgestaltung entsprechendes oder in einem Verfahren gemäß der zweiten Ausgestaltung hergestelltes polymeres Material umfaßt.
Vorzugsweise kann eine Komponente aus einem der ersten Ausgestaltung entsprechenden oder in einem Verfahren gemäß der zweiten Ausgestaltung hergestellten polymeren Material im Bau- und Konstruktionswesen und/oder bei Außenanwendungen verwendet werden.
Vorzugsweise wird ein Gebäude mit einer Komponente aus einem der ersten Ausgestaltung entsprechenden oder in einem Verfahren gemäß der zweiten Ausgestaltung hergestellten Acrylmaterial bereitgestellt.
Vorzugsweise wird eine Komponente mit einem Substrat und einem Deckbeschichtungsmaterial bereitgestellt, wobei es sich bei dem Substrat und/oder dem. Deckbeschichtungsmaterial um ein der ersten Ausgestaltung entsprechendes oder in einem Verfahren gemäß der zweiten Ausgestaltung hergestelltes Acrylmaterial handelt.
Jedes Merkmal jeder Ausgestaltung jeder hier beschriebenen Erfindung oder Ausführungsform kann mit jedem Merkmal jeder Ausgestaltung jeder anderen hier beschriebenen Erfindung oder Ausführungsform kombiniert werden.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Eine handelsübliche Qualität eines schlagzähmodifizierten Polymethylmethacrylat-co-ethylacrylat umfassenden Formmassen-Acrylcopolymers wurde mit der geforderten Menge an uPVC (von EVC Compounds) und Magnesiumhydroxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 μm (von Britmag) gemäß den Angaben in Tabelle 1 vermischt. Jede Probe wurde mit 0,5% w/w UV-Stabilisator (TINUVIN P von Ciba-Geigy) und 8% w/w Farbmasterbatch (50%ige Pigmentdispersion in Acrylmaterial) versetzt. Zum Compoundieren der Materialien diente ein Doppelschnecken-Entgasungsextruder Clextral 30 (Allzweckschrauben, 300 U/min, 190°C). Die Materialien wurden in einer Dicke von 100 μm auf geschäumtes uPVC coextrudiert.
Die Proben wurden in beschleunigten Bewitterungstests mit QUV-A-Lampen auf einem Q-Panel-Gerät gemäß ASTM G53 und einer Xeno-Lichtbogenlampe auf einem Heraeus-150S-Gerät gemäß ISO 4892 auf ihr Bewitterungsverhalten geprüft. Die Ergebnisse nach 6000 Stunden Exposition sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Die Zugabe von Magnesiumhydroxid zu den Acryl/PVC-Mischungen ergab eine sehr ausgeprägte Verbesserung der Farbstabilität unter beschleunigter Bewitterung. Die Mischung aus 30% w/w PVC in Acrylmaterial ohne Mg(OH)₂ zeigt eine (durch den ΔE-Wert charakterisierte) Farbänderung von mehr als 4 Einheiten nach 6000 Stunden Xeno-Exposition und 6000 Stunden QUV-A-Exposition. Außerdem wurde sie heller und „kreidig". Im Gegensatz dazu waren die ΔE-Werte bei den Proben mit Magnesiumhydroxidzusatz nach der gleichen Expositionszeit viel kleiner, was auf eine viel bessere Farbretention nach beschleunigter Bewitterung schließen läßt.
Tabelle 1
Beispiel 2
Eine 54,5 Gew.-% eines standardmäßigen Formmassen-Acrylpolymers (Diakon^TM MG102 von Ineos Acrylics), 40 Gew.-% nicht weichgemachtes PVC, 1% Mg(OH)₂, 2% Zinkstannat und 2% Zinkborat enthaltende Zusammensetzung wurde zusammen mit 0,5% UV-Stabilisators (Tinuvin P von Ciba-Geigy) und 2% eines Wärmestabilisator (Irganox 1076 von Ciba-Geigy) analog Beispiel 1 in der Schmelze vermischt. Die Bewitterungseigenschaften wurden zusammen mit denen einer Probe aus farblich angeglichenem unmodifiziertem uPVC bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Tabelle 2
Beispiel 3
Eine 36,5 Gew.-% einer im Handel erhältlichen schlagzähmodifizierten Polymethylmethacrylat-co-ethylacrylat umfassenden Acrylformmasse, 50 Gew.-% nicht weichgemachtes PVC (von EVC), 8% Farbmasterbatch (50%ige Pigmentdispersion in Acrylmaterial) und 5% Mg(OH)₂ enthaltende Zusammensetzung wurde zusammen mit 0,5% UV-Stabilisator (Tinuvin P von Ciba-Geigy) auf einem Doppelschnecken-Entgasungsextruder Clextral 30 (Allzweckschrauben, 300 U/min, 190°C) in der Schmelze vermischt. Die so erhaltenen Pellets wurden zu einer Scheibe mit einer Nominaldicke von 4 mm spritzgegossen.
Beispiel 4
Eine 11,5 Gew.-% einer im Handel erhältlichen Polymethylmethacrylat-co-ethylacrylat umfassenden Acrylformmasse, 75 Gew.-% nicht weichgemachtes PVC (von EVC), 8% Farbmasterbatch (50%ige Pigmentdispersion in Acrylmaterial) und 5% Mg(OH)₂ enthaltende Zusammensetzung wurde zusammen mit 0,5% UV-Stabilisator (Tinuvin P von Ciba-Geigy) analog Beispiel 3 in der Schmelze vermischt und geformt.
Beispiel 5
Eine 86,5 Gew.-% nicht weichgemachtes PVC (von EVC), 8% Farbmasterbatch (50%ige Pigmentdispersion in Acrylmaterial) und 5% Mg(OH)₂ enthaltende Zusammensetzung wurde zusammen mit 0,5% UV-Stabilisator (Tinuvin P von Ciba-Geigy) analog Beispiel 3 in der Schmelze vermischt und geformt.
Beispiel 6
Eine farblich angeglichene Probe von pigmentiertem uPVC und die in den Beispielen 3 bis 5 beschriebenen Materialien wurden mit QUV-A-Lampen auf einem Q-Panel-Gerät gemäß ASTM G53 auf ihr Bewitterungsverhalten geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben.
Tabelle 3

Claims

Polymeres Material, enthaltend (a) ein Acrylpolymer, ausgewählt unter einem Homopolymer oder Copolymer eines Alkyl(alk)acrylats, wobei das Copolymer durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestellt wird, wobei das Molekulargewicht (Mw) des Alkyl(alk)acrylats kleiner gleich 200.000 ist und mindestens 20.000 beträgt; (b) ein halogenhaltiges Polymer, das zwischen 5 und 70 Gew.-% Halogen enthält; (c) 0,1 bis 25 Gew.-% eines anorganischen Hydroxids, ausgewählt unter Magnesiumhydroxid, Antimonhydroxid und Zinkhydroxid oder Mischungen davon, aber ausschließlich von Magnesiumhydroxid in Kombination mit Zinkoxid oder Magnesiumhydroxid in Kombination mit Zinkstannat.
Polymeres Material nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Hydroxid zumindest teilweise aus Magnesiumhydroxid besteht.
Polymeres Material, enthaltend (a) ein Acrylpolymer, ausgewählt unter einem Homopolymer oder Copolymer eines Alkyl(alk)acrylats, wobei das Copolymer durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestellt wird, wobei das Molekulargewicht (Mw) des Alkyl(alk)acrylats kleiner gleich 200.000 ist und mindestens 20.000 beträgt; (b) ein halogenhaltiges Polymer, das zwischen 5 und 70 Gew.-% Halogen enthält; (c) 0,1 bis 25 Gew.-% eines anorganischen Hydroxids, das im wesentlichen aus Magnesiumhydroxid besteht.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Acrylpolymer in einer Menge von 0,1 bis 99,8 Gew.-%, bezogen auf das polymere Material, vorliegt.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das halogenhaltige Polymer in einer Menge von 0,1 bis 99,8 Gew.-%, bezogen auf das polymere Material, vorliegt.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich bei dem Acrylpolymer um ein Homopolymer eines C₁-C₆-Alkyl (C₀-C₁₀-alk)acrylats handelt.
Polymeres Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem es sich bei dem Acrylpolymer um ein durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestelltes Copolymer handelt, wobei es sich bei dem Alkylmethacrylat um ein C₁-C₄-Alkylmethacrylat handelt.
Polymeres Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7, bei dem es sich bei dem Acrylpolymer um ein durch Polymerisation einer 50 bis 99 Gew.-% eines Alkylmethacrylats und 1 bis 50 Gew.-% eines Alkylacrylats enthaltenden Monomerenmischung hergestelltes Copolymer handelt, wobei es sich bei dem Alkylacrylat um ein C₁-C₄-Alkylacrylat handelt.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Molekulargewicht (Mw) des Alkyl(alk)acrylats mindestens 50.000 beträgt.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Molekulargewicht (Mw) des Alkyl(alk)acrylats kleiner gleich 150.000 ist.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gewichtsverhältnis von halogenhaltigem Polymer zu Acrylpolymer in dem polymeren Material mindestens 0,3 beträgt.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich bei dem halogenhaltigen Polymer um ein Polymer oder Copolymer von Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid handelt.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das halogenhaltige Polymer mindestens 10 Gew.-% Halogen enthält.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das halogenhaltige Polymer kein anderes Halogen als Chlor enthält.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das mindestens 0,5 Gew.-% des anorganischen Hydroxids, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-% des anorganischen Hydroxids, enthält.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das höchstens 20 Gew.-% des anorganischen Hydroxids, vorzugsweise höchstens 10 Gew.-% des anorganischen Hydroxids, enthält.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das außerdem auch noch 20 bis 60 Gew.-% eines kautschukartigen Copolymers enthält.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Acrylmaterial in Form von Flächengebilden, Filmen, Pulvern oder Granulaten vorliegt.
Polymeres Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das keinen Hydrotalcit enthält.
Verfahren zur Herstellung eines polymeren Materials gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man das Acrylpolymer, das halogenhaltige Polymer und das anorganische Hydroxid bei einer Temperatur zwischen 150°C und 230°C in der Schmelze miteinander vermischt.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem man das Acrylpolymer in der Schmelze mit dem anorganischen Hydroxid und danach in der Schmelze mit dem halogenhaltigen Polymer vermischt.
Witterungsbeständige Komponente zur Verwendung im Bau- und Konstruktionswesen, umfassend ein polymeres Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19.
Witterungsbeständige Komponente zur Verwendung im Bau- und Konstruktionswesen nach Anspruch 22, bei der es sich um eine massive oder coextrudierte Baukomponente handelt.
Verwendung einer Komponente aus einem polymeren Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 im Bau- und Konstruktionswesen.
Gebäude mit einer Komponente aus einem polymeren Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19.
Komponente mit einem Substrat und einem Deckbeschichtungsmaterial, wobei es sich bei dem Substrat und/oder dem Deckbeschichtungsmaterial um ein polymeres Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 handelt.
Verwendung eines anorganischen Hydroxids von Antimon, Zink oder Magnesium zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit eines polymeren Materials, das (a) ein halogenhaltiges Polymer, das zwischen 5 und 70 Gew.-% eines Halogens enthält, und (b) ein Acrylpolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 enthält.
Verwendung eines polymeren Materials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 als witterungsbeständige Komponente zur Verwendung im Bau- und Konstruktionswesen.