DE60216145T2

DE60216145T2 - Verbesserung der stabilität von aluminiumhydroxid in pvc-massen

Info

Publication number: DE60216145T2
Application number: DE60216145T
Authority: DE
Inventors: Jin Kook Kinnelon BAE; D. Stuart Levittown BRILLIANT
Original assignee: Chemtura Corp
Current assignee: Lanxess Solutions US Inc
Priority date: 2002-01-04
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2022-12-07
Also published as: DE60216145D1; TWI286560B; US20040107870A1; US20060014875A1; ATE345363T1; US20030153661A1; US7550525B2; JP2005514507A; US6984684B2; JP4439917B2; EP1461381B1; EP1461381A1; TW200413454A; WO2003059998A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Aluminiumhydroxid mit verminderter Neigung eine Verfärbung zu verursachen, wenn es mit einer Kunststoffzusammensetzung bei einer erhöhten Temperatur, typisch 180°C, zusammengesetzt ist oder vermischt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere Aluminiumhydroxid in einer Kunststoffzusammensetzung, in welcher der Hauptpolymerbestandteil ein Vinylchloridpolymer ist, wie Polyvinylchlorid, herkömmlich PVC abgekürzt.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Für einen Überblick über die Verwendung von Aluminiumhydroxid als ein Additiv- und Mischinhaltsstoff in Kunststoffzusammensetzungen, insbesondere hinsichtlich der Verwendung von Aluminiumhydroxid als Flammschutzmittel, kann Bezug genommen werden auf Kapitel 81 von Frank Malesky „Handbook of Plastics Additives and Modifiers", J. Edenbaum, Herausgeber, (New York: Van Nostrand Reinhold 1992), Seiten 1071 bis 1085.
Das Problem, PVC eine ausreichende Verarbeitungsstabilität bei Temperaturen zu verleihen, bei denen das Polymer ausreichend flüssig wird oder erweicht, um ein Formen zu ermöglichen, besteht sei langem. Es wurde im Prinzip gelöst durch die Zugabe von verschiedenen oder vielen Kombinationen von bekannten Wärmestabilisiermitteln zu dem Polymer. Angesichts der großen Vielseitigkeit von Kunststoffzusammensetzungen, in denen PVC der Hauptpolymerbestandteil ist, bleibt die Auswahl des richtigen Stabilisiermittels oder der richtigen Stabilisierkombination für eine gegebene Zusammensetzung eine empirische Technik, in der Theorien und Vorhersagen von begrenztem Nutzen sind.
Es gibt erstaunlich viel Literatur in Bezug auf Stabilisiermittel für PVC. Für einen geeigneten Überblick und eine Klassifizierung kann Bezug genommen werden auf die Kapitel 16 bis 20 in dem oben zitierten „Handbook", Seiten 208 bis 337.
Es wird angenommen, dass die folgenden einzelnen Offenbarungen den nächsten Stand der Technik zur vorliegenden Erfindung darstellen.
Das US Patent mit der Nummer US 6 084 013 offenbart Stabilisiermittelkombinationen, umfassend unter anderem Aluminiumhydroxid und Perchloratverbindungen zur Stabilisierung Chlor enthaltender Polymere, wobei die Menge von Aluminiumhydroxid höchstens 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile PVC beträgt.
M. Tadenuma et al. offenbarten in dem US Patent mit der Nummer US 5 004 776 eine thermisch stabilisierte Chlor enthaltende Kunststoffzusammensetzung, umfassend ein Stabilisiermittel, bestehend im Wesentlichen aus (a) einem überalkalisierten Erdalkalimetallcarboxylat oder -phenolatkomplex, (b) Zeolith, (c) Calciumhydroxid und (d) einem Komplex von mindestens einem Metallperchlorat, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Natrium-, Magnesium-, Calcium- und Bariumperchloraten mit mindestens einer Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus mehrwertigen Alkoholen und ihren Derivaten. Die Chlor enthaltende Kunststoffzusammensetzung kann ferner ein bekanntes Stabilisiermittel für Chlor enthaltende Kunststoffe, ein bekanntes Co-Stabilisiermittel und andere bekannte Additive, z.B. (unter anderem) eine anorganische Metallsalzverbindung umfassen. Die anorganische Verbindung schließt z.B. Magensiumoxid, Calciumoxid, Calciumphosphat, Aluminiumhydroxid, synthetisches Hydrotalcit und dergleichen ein.
Y. Sato et al. offenbarten in dem US Patent mit der Nummer US 5 025 051 eine synthetische Kunststoffzusammensetzung, umfassend (A) 100 Gewichtsteile eines synthetischen Kunststoffs und (B) 0,01 bis 10 Gewichtsteile eines gemischten Produkts aus (a) einer Verbindung, die mindestens eine Piperidylgruppe aufweist, (b) Perchlorsäure und (c) gegebenenfalls einer anorganischen Substanz, die von Perchlorsäure verschieden ist. Als die anorganische Substanz, die von Perchlorsäure verschieden ist, werden z.B. offenbart ein Oxid, Hydroxid, anorganisches Säuresalz, basisches anorganisches Säuresalz oder Doppelsalz von mindestens einem Metall, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Li, Na, K, Mg, C, Sr, Ba, Zn, Al, Sn und Pb, ferner ein metallisches Aluminiumpulver oder ein Metalloxid, wie SnO₂, TiO₂ oder ZrO₂. Als Oxid von dem Metall sind genannt z.B. MgO, CaO, BaO, ZnO, SrO₂ oder PbO, und als das Hydroxid des Metalls sind z.B. genannt LiOH, Mg(OH)₂, Ca(OH)₂ oder Al(OH)₃.
K. Bae et al. offenbarten in dem US Patent mit der Nummer US 5 034 443 , dass ein Gemisch von Natriumperchlorathydrat und Calciumsilicat einem Polyvinylchloridkunststoff, der ein herkömmliches Wärmestabilisiermittel enthält, eine verbesserte Langzeitwärmestabilität verleiht und dass eine Kombination von einer Lösung von Natriumperchlorat in Wasser mit Calciumsilicat und einem nicht absorbierenden Verdünnungspulver, wie Calciumcarbonat, eine frei fließende Pulverzusammensetzung mit verringertem Gefährdungsgrad bereitstellt. Andere nicht absorbierende Verdünnungsmittel schließen Zeolithe, Kieselsäure oder Siliciumoxid, Aluminiumoxid, PVC-Kunststoffe, Bariumsulfat und dergleichen ein.
Watanabe et al. offenbarten in dem US Patent mit der Nummer US 5 190 700 ein Flammschutzmittel für einen pulverigen Halogen enthaltenden Vinylkunststoff, der umfasst (A) 5 bis 40 Gewichtsteile mindestens einer Alkalimetallverbindung von Lithium, Natrium und Kalium, berechnet als Formel M₂O, wobei M für das Alkalimetall steht, (B) 0,2 bis 10 Gewichtsteile eines Perchlorsäurerests in der Form der Säure oder eines Salzes oder Amins davon, berechnet als Perchlorsäurerest (ClO₄), und (C) 1 bis 50 Gewichtsteile eines hydrophoben Dispergiermittels, das einen Siedepunkt oder eine Zersetzungstemperatur von 200°C oder höher aufweist, bezogen auf 100 Gewichtsteile von Antimonpentoxid (Sb₂O₅). Watanabe erkennt auch an, dass eine Vielzahl von Flammschutzmitteln verwendet wurden, die anorganische Materialien einschließen, wie Antimontrioxid (Sb₂O₃), Natriumantimonit, Aluminiumhydroxid, Zirconiumoxid, Zinkborat und Borax.
R. Drewes et al. offenbarten in den US Patenten mit den Nummern US 5 519 077 und US 5 543 449 Zusammensetzungen, umfassend (a) PVC, (b) Perchlorsäure oder ein Perchlorat, (c) eine terminale Epoxidverbindung und (d) ein Antioxidationsmittel ( US 5 519 077 ) und (a) flexibles PVC, (b) Perchlorsäure oder ein Perchlorat, (c) eine terminale Epoxidverbindung ( US 5 543 449 ). In jedem Fall ist auch offenbart, dass die Zusammensetzungen weitere Additive enthalten können. Diese sind z.B. Füllstoffe oder Füller und verstärkende Materialien (z.B. Calciumcarbonat, Silicate, Glasfasern, Talk, Kaolin, Kalk, Glimmer, Metalloxide und Hydroxide, Kohlenschwarz oder Ruß oder Graphit). Die verwendeten Füllstoffe sind z.B. Kalk, Kaolin, Porzellanerde, Talk, Silicate, Glasfasern, Glaskügelchen, Sägemehl, Glimmer, Metalloxide oder -hydoxide, Kohlenschwarz oder Ruß, Graphit, Sandstaub oder Gesteinsmehl und Baryte.
Keine der oben genannten Offenbarungen nennt eine Neigung zum Verfärben, die verursacht wird durch Aluminiumhydroxid.
Daher können sie keine wirksame Stabilisierung von Additiven bei erhöhten Wärmeverfahrenstemperaturen während eines Standardverarbeitens bereitstellen, die innerhalb des Polymers während eines Erwärmungsverfahrens oder Wärmprozesses erreicht werden, während die anerkannten und herkömmlich erfolgreichen Wärmestabilisiermittel eine wirksame Stabilisierung gegenüber der Substratpolymerzusammensetzung bereitstellen, deren Hauptpolymerbestandteil PVC ist. Die Verwendung von Aluminiumhydroxid in solchen Zusammensetzungen ist zum Beispiel nicht ohne Beschränkungen. Es wurde gefunden, dass eine wichtige Begrenzung die Neigung einer ansonsten adäquat stabilisierten PVC Zusammensetzung in Gegenwart von Aluminiumhydroxid zu verfärben, mit der Intensität der Verfärbung zunimmt mit zunehmenden Verwendungsgehalten von Aluminiumhydroxid in einer solchen Zusammensetzung.
Es ist daher eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kunststoffzusammensetzung bereitzustellen, die Aluminiumhydroxid mit einer verminderten Neigung bei Verfahrenstemperaturen in der Größenordnung von 180°C zu verfärben enthält.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, eine Aluminiumhydroxidzusammensetzung mit verminderter Neigung zu verfärben bereitzustellen, wenn sie einer Kunststoffzusammensetzung, deren Hauptbestandteil PVC ist, einverleibt wird.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, eine Aluminiumhydroxidzusammensetzung mit verbesserten Flammschutzeigenschaften bereitzustellen, wenn sie einer Kunststoffzusammensetzung einverleibt wird, deren Hauptbestandteil PVC ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren einer Stabilisierung einer Kunststoffzusammensetzung bereitzustellen, deren Hauptpolymerbestandteil PVC ist und die Aluminiumhydroxid enthält.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß dieser Erfindung wird eine Aluminiumhydroxidzusammensetzung bereitgestellt mit verminderter Neigung beim Erwärmen einer Kunststoffzusammensetzung, deren Hauptpolymerbestandteil Polyvinylchlorid ist, auf 177°C eine Verfärbung zu verursachen, umfassend Aluminiumhydroxid und eine Menge von mindestens einem anorganischen Perchloratsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallperchloraten und Erdalkalimetallperchloraten, die ausreichend ist, eine Verfärbung zu verringern. Die wirksame Menge des Perchloratsalzes liegt im Bereich von 0,03 Gewichtsteilen bis 3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid.
Ebenfalls gemäß dieser Erfindung wird eine Kunststoffzusammensetzung bereitgestellt mit verminderter Neigung beim Erwärmen auf 177°C in Gegenwart von Aluminiumhydroxid zu verfärben, umfassend Polyvinylchlorid, Aluminiumhydroxid und eine Menge von mindestens einem anorganischen Perchloratsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallperchloraten und Erdalkalimetallperchloraten, die wirksam ist zur Verringerung des Verfärbens. Die Menge an Aluminiumhydroxid ist geeigneterweise eine Flammschutzmittelmenge im Bereich von 15 Gewichtsteilen bis 150 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid. Die Menge des Perchloratsalzes liegt im Bereich von 0,03 Gewichtsteilen bis 3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid.
Außerdem ist diese Erfindung nützlich in einer Masterbatch-, Vormischungs- oder Stammmischungszusammensetzung, die geeignet ist für eine sichere Lagerung, einen Transport und ein vereinfachtes Mi schen oder Zusammengeben mit einer Kunststoffzusammensetzung, deren Hauptpolymerbestandteil Polyvinylchlorid ist, umfassend Aluminiumhydroxid und mindestens ein anorganisches Perchloratsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallperchloraten und Erdalkalimetallperchloraten. Die Vormischung kann von 7 Gewichtsteilen bis 500 Gewichtsteilen des Perchloratsalzes enthalten, berechnet auf einer trockenen Basis, pro 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid. Die Vormischung kann zusätzlich Wasser, Calciumsilicat und inerte anorganische Verdünnungspulver nach Bedarf einschließen.
Eine Vormischung vereinfacht das Mischen oder das Zusammensetzen einer Aluminiumhydroxid enthaltenden Kunststoffzusammensetzung, deren Hauptbestandteil Polyvinylchlorid ist, mit der wirksamen Menge an Perchloratsalz, das gemäß der Erfindung benötigt wird, durch Austausch einer proportionaleren Menge einer einfacher handhabbaren und transportierbaren Vormischung, wie sie oben definiert ist, zusammen mit zusätzlichem Aluminiumhydroxid und anderen Mischinhaltsstoffen nach Bedarf.
Diese Erfindung ist auch nützlich in einem isolierten elektrischen Leiter, umfassend einen metallischen Leiter, eine erste isolierende Schicht, umfassend flexibles oder biegsames Polyvinylchlorid, umgebend den Leiter, und eine zweite Schicht, umgebend die erste isolierende Schicht als eine Anfüllung oder einen Mantel. Die zweite Schicht umfasst Polyvinylchlorid, eine ausreichende Menge an Weichmacher, um der Zusammensetzung Biegbarkeit oder Flexibilität zu verleihen, Aluminiumhydroxid und eine Menge, die wirksam ist in der Verringerung der Neigung zu verfärben, von mindestens einem anorganischen Perchloratsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallperchloraten und Erdalkalimetallperchloraten. Die Menge an Aluminiumhydroxid ist geeigneterweise eine Flammschutzmittelmenge in dem Bereich von 15 Gewichtsteilen bis 150 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Polvinylchlorid. Die Menge des Perchloratsalzes liegt in dem Bereich von 0,03 Gewichtsteilen bis 3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid.
Überraschend wurde gefunden, dass der Flammschutz von PVC-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung, die eine Flammschutzmittelmenge an Aluminiumhydroxid umfassen, gesteigert wird im Vergleich zu ähnlichen Zusammensetzungen, die eine wirksame Menge von solchen anorganischen Perchloratsalzen nicht einschließen. Die Flammschutzmittelmenge liegt in dem Bereich von 15 bis 150 Gewichteilen Aluminiumhydroxid pro 100 Gewichtsteilen PVC.
Beschreibung der Erfindung in Einzelheiten
Überall in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird der Begriff Polyvinylchlorid und seine Abkürzung PVC verwendet, um auf Vinylchloridpolymere im Allgemeinen Bezug zu nehmen, die Vinylchloridhomopolymer, Copolymere von Vinylchlorid als Hauptmonomer mit geringeren Mengen von ein oder mehreren ungesättigten Monomeren, wie Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Vinylalkylethern, Ethylen, Propylen, Dialkylmaleaten und Acrylnitril und Gemische von einem Vinylchloridpolymer mit gleichen oder geringeren Mengen an Polymermodifikatoren, wie Acryl- und Methacrylesterpolymeren, Butadienpolymeren, Styrolpolymeren, Acrylnitrilpolymeren und Copolymeren von zwei oder mehreren der hier angegebenen Monomere, chlorierten Polyethylenpolymeren und chlorierten Vinylchloridpolymeren einschließen. Zusätzliche Stellvertreter der Klasse an Polymermaterialien, auf die der Begriff Polyvinylchlorid hier angewendet wird, werden offenbart von Wehner et al. in dem US Patent mit der Nummer US 6 194 494 B1 in Spalte 44, Zeile 29 bis Spalte 45, Zeile 16.
Die Alkalimetall- und Erdalkalimetallperchlorate, die gemäß dieser Erfindung verwendet werden, schließen Bariumperchlorat, Calciumperchlorat, Lithiumperchlorat, Magnesiumperchlorat, Kaliumperchlorat, Natriumperchlorat und Strontiumperchlorat ein. Wasserfreie feste Formen, hydratisierte feste Formen und wässrige Lösungen von diesen Perchloratsalzen können gemäß der Erfindung verwendet werden. Natriumperchlorat ist bevorzugt. Natriumperchloratmonohydrat ist besonders bevorzugt.
PVC, das gemäß dieser Erfindung verwendet wird, kann starr oder flexibel sein. Flexibles oder biegsames PVC ist bevorzugt. Flexibilität wird dem PVC verliehen, wie es in der Technik bekannt ist, durch solche Techniken, wie Begrenzen der Dicke von nicht modifiziertem Vinylchloridhomopolymeren auf 0,05 mm oder weniger, durch Copolymerisation von Vinylchlorid mit 10 bis 20% von solchen Comonomeren wie Vinylacetat (sogenannte innere Weichmachung) und insbesondere durch Mischen oder Zusammensetzen mit kompatiblen Flüssigkeiten, die als Weichmacher bekannt sind. Viele geeignete Weichmacher sind in der Technik bekannt, die insbesondere die Ester von Dicarbonsäuren und Tricarbonsäuren einschließen, wie Adipin-, Zitronen-, Phthal- und Trimellitsäuren mit Alkoholen, die 6 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen, vorzugsweise Dialkylphthalate und Trialkyltrimellitate, die 7 bis 11 Kohlenstoffatome in den Alkylgruppen aufweisen. Zusätzliche Stellvertreter in der Klasse von geeigneten Weichmachern werden von Wehner et al. offenbart in dem US Patent mit der Nummer US 6 194 494 B1 in der Spalte 37, Zeile 36, bis Spalte 38, Zeile 51. Die Verwendungsgehalte von Weichmachern, wenn sie vorliegen, können im Bereich liegen von 5 Gewichtsteilen bis 125 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen PVC.
PVC Zusammensetzungen gemäß dieser Erfindung enthalten in der Regel mindestens ein Wärmestabilisiermittel. Prinzipiell kann jedes beliebige bekannte Wärmestabilisiermittel verwendet werden. Bevorzugt werden in der Regel umweltverträgliche Stabilisiermittel, von denen solche toxische Schwermetalle wie Arsen, Cadmium, Blei und Thallium im Wesentlichen ausgeschlossen sind. Besonders bevorzugte Metall enthaltende Wärmestabilisiermittel sind Barium-, Calcium-, Magnesium-, Strontium- und Zinksalze von aliphatischen und aromatischen stickstofffreien Monocarbonsäuren, die 6 bis 24 Kohlenstoffatome aufweisen. Besonders bevorzugte nichtmetallische Wärmestabilisiermittel sind aliphatische und aromatische Phosphite, substituierte Phenole, die ein Molekulargewicht von mindestens 200 Dalton aufweisen, Ether und Ester, die Epoxidgruppen und Molekulargewichte von mindestens 200 Dalton aufweisen und 1,3-Dicarbonylverbindungen, die ein Molekulargewicht von mindestens 200 Dalton aufweisen. Zusätzliche Kategorien von geeigneten Wärmestabilisiermitteln werden offenbart von Wehner et al. in dem US Patent mit der Nummer US 6 194 494 B1 in Spalte 1, Zeile 4, bis Spalte 2, Zeile 5, und viele einzelne Stellvertreter von diese Kategorien sind offenbart in der Spalte 2, Zeile 46 bis Spalte 37, Zeile 25 und Spalte 39, Zeile 8 bis Spalte 42, Zeile 27. Die Verwendungsgehalte von Wärmestabilisiermitteln, wenn sie vorliegen, können in einem Bereich liegen von 0,01 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen PVC. Größere Mengen können verwendet werden, werden aber selten benötigt.
Herkömmliche Schmiermittel, Flammschutzmittel, Farbmittel, Füllstoffe und andere Mischinhaltsstoffe und Additive können in die Zusammensetzung der Erfindung nach Bedarf eingeschlossen werden. Für eine Aufstellung von solchen Materialien kann Bezug genommen werden auf Wehner et al. in dem US Pa tent mit der Nummer US 6 194 494 B1 in Spalte 37, Zeilen 26 bis 35, Spalte 38, Zeile 52 bis Spalte 39, Zeile 7.
Die folgenden Beispiele werden angeführt zur Veranschaulichung und nicht zur Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
Beispiele 1 bis 5
Die Wirksamkeit von Zusammensetzungen der Erfindung wurde in einer typischen Fülldrahtverbindungsformulierung beobachtet, das ist eine Formulierung einer flexiblen Flammschutzmittelaußenschicht oder Füllung für einen Draht oder anderen metallischen Leiter, der umgeben ist von einer Schicht einer ersten Isolierung und ferner umgeben ist durch die Außenschicht oder Füllung. Alle Mengen sind in Gewichtsteilen angegeben.

Daher enthielt die typische Fülldrahtverbindungsgrundformulierung

PVC-Kunststoff	100,0
Phthalatesterweichmacher	50,0
Omya F, Marke von Calciumcarbonat	12,0
Antimontrioxid, zweites Flammschutzmittel	5,0
Stearinsäure	0,25
Ba/Zn festes Stabilisiermittel	8,0
ATH, Aluminiumhydroxid	50,0

Verschiedene Mengen einer 60%-igen wässrigen Lösung von Na-Perchloratmonohydrat (abgekürzt NaP-60) wurden mit dieser Grundformulierung gemischt unter Verwendung einer Zweirollenmühle, wie z.B. unten für jedes Beispiel gezeigt, und Proben, die aus jedem gemahlenen Blatt oder jeder gemahlenen Schicht geschnitten wurden, wurden getestet hinsichtlich einer statischen Ofenstabilität bei zwei Temperaturen, 350°F (177°C) getestet in 15 min Intervallen und 375°F (190°C) getestet in 10 min Intervallen.
Die Kontrolle A, eine PVC-Verbindung ohne Perchlorat, verfärbte sich anfangs braun nach 90 min bei 177°C und nach 40 min bei 190°C und wurde dunkelbraun nach 105 min bei 177°C und nach 50 min bei 190°C, aber bei mit Perchlorat behandeltem ATH war die Farbänderung der Testverbindung viel geringer.
Beim Ofentest bei 177°C ist die Farbveränderung der Beispiele 1 bis 5 minimal (kein Anzeichen von brauner Farbe nach 120 min) und bei 190°C zeigen die Beispiele 1 bis 5, die das Perchlorat und ATH enthalten, eine verbesserte Langzeitstabilität, verglichen zur Kontrolle A. Auch das Perchlorat enthaltende ATH wies verbesserte Flammschutz- und Raucheigenschaften auf als Fülldrahtverbindungen gegenüber denen unter Verwendung von ATH ohne Perchlorat.
Beispiele 6 bis 12

Die Wirksamkeit der Zusammensetzung der Erfindung wurde beobachtet in einer ähnlichen Fülldrahtgrundformulierung mit verschiedenen oder veränderten Gehalten von Natriumperchloratmonohydrat, das in zwei verschiedenen physikalischen Formen zugeführt wurde.

PVC-Kunststoff	100,0
Dialkylphthalatweichmacher	47,0
Omya F, Marke von Calciumcarbonat	12,0
Antimontrioxid, zweites Flammschutzmittel	8,0
Stearinsäure	0,3
Ba/Zn, festes Stabilisiermittel	6,0
ATH, Aluminiumhydroxid	60
Pulvergemisch enthaltend NaClO₄ (Anmerkung)	variabel
NaP-60, wässrige Lösung	variabel

Anmerkung: Eine Zusammensetzung von Bae et al., US Patent Nummer US 5 034 443 , enthaltend 33 Gew.-% einer 60%igen wässrigen Natriumperchloratmonohydratlösung.
Die Mengen von ATH (Aluminiumhydroxid) und NaP-60 (Natriumperchloratmonohydratlösung) gemischt mit jeder Beispielformulierung und getestet hinsichtlich statischer Ofenwärmestabilität bei 350°F (177°C) und 400°F (205°C) sind unten gezeigt:
Die Kontrolle B, eine PVC Verbindung ohne Perchlorat, verfärbte sich anfangs braun nach 90 min bei 177°C und nach 20 min bei 205°C und wurde dunkelbraun nach 105 min bei 177°C und nach 25 min bei 205°C.
Die Zugabe von Perchlorat verhinderte im Wesentlichen eine braune Verfärbung von Beispiel 6 bis 105 min bei 177°C und für den gesamten 120 min Testzeitraum bei dieser Temperatur in den Beispielen 7 bis 12. In dem Test bei 205°C waren so wenig wie 0,083 Teile der Natriumperchloratmonohydratlösung (enthalten in 0,12 Teilen des Pulvergemischs, das in Beispiel 6 verwendet wurde) bei der Verschiebung der braunen Verfärbung wirksam, und zunehmende Perchloratgehalte waren zunehmend wirksam.
Beispiele 13 bis 15

Die Wirksamkeit der Zusammensetzung der Erfindung wurde in der Fülldrahtgrundformulierung der Beispiele 6 bis 12 beobachtet mit verschiedenen Gehalten an Aluminiumhydroxid.

PVC-Kunststoff	100,0
Phthalatweichmacher	47,0
Omya F, Marke von Calciumcarbonat	12,0
Antimontrioxid, zweites Flammschutzmittel	8,0
Stearinsäure	0,3
Ba/Zn, festes Stabilisiermittel	6,0
ATH, Aluminiumhydroxid	variabel
Pulvergemisch enthaltend NaClO₄ (Anmerkung)	variabel

Anmerkung: Eine Zusammensetzung von Bae et al., US Patent Nummer US 5 034 443 , enthaltend 33 Gew.-% einer 60%igen wässrigen Natriumperchloratmonohydratlösung.
Die Mengen an ATH (Aluminiumhydroxid), das obige Pulvergemisch enthaltend NaP-60 (Natriumperchloratmonohydratlösung) und die erhaltene Menge an Natriumperchlorat, enthalten in jeder Probenformulierung und getestet hinsichtlich einer statischen Ofenwärmestabilität bei 350°F (177°C) und 400°F (205°C) sind unten gezeigt:
Die Kontrollverbindungen C und D stellen einen Vergleich dar, der die Stabilisierungswirksamkeit von Natriumperchlorat in Abwesenheit von Aluminiumhydroxid misst. Sowohl die Kontrolle C als auch die Kontrolle D enthalten auch die gleiche Menge an Barium-Zink-Stabilisiermittel. Es ist ersichtlich, dass es eine gewisse günstige Wirkung gibt von dem Natriumperchlorat in der Kontrolle C. Die Kontrolle C zeigte das erste Zeichen von brauner Verfärbung nach 105 min bei 177°C und nach 15 min bei 205°C, während die Kontrolle D das erste Anzeichen von brauner Verfärbung nach 90 min bei 177°C und nach 10 min bei 205°C zeigte. Die Kontrolle C wurde auch nach 30 min bei 205°C dunkelbraun, während die Kontrolle D nach 20 min bei 205°C dunkelbraun wurde.
Die Kontrollen D, E, F, G und H stellen einen Vergleich dar, der die Wirkung von zunehmenden Gehalten an Aluminiumhydroxid von 0 auf 10, 20, 40 und 60 Teilen pro 100 Teilen PVC misst.
Die Ergebnisse zeigen, dass das erste Anzeichen von brauner Verfärbung sowie der Umschlag in dunkelbraun zunehmend früher stattfinden, wenn der Verwendungsgehalt von Aluminiumhydroxid erhöht wird. Es ist daher ersichtlich, dass Aluminiumhydroxid ein Problem darstellt bei der Stabilisierung über und oberhalb der Stabilisierung von PVC.
Überraschend stellte die Verwendung von Perchlorat in den Beispielen 13 bis 15 einen vollkommen verschiedenen Trend dar. Daher verhinderte die Zugabe von 0,5 Teilen Pulvergemisch, die 0,167 Teile einer 60% Natriumperchloratmonohydratlösung darstellen, im Wesentlichen eine braune Verfärbung der Beispiele 13 bis 15 für den gesamten 120 min Testzeitraum bei 177°C. In dem Test bei 205°C waren 0,167 Teile der Natriumperchloratmonohydratlösung (enthalten in 0,5 Teilen des Pulvergemischs) wirksam bei der Verzögerung des ersten Anzeichens von brauner Verfärbung der Proben, die Aluminiumhydroxid enthielten, bis 25 min, länger als 15 min in Abwesenheit von Aluminiumhydroxid (vgl. Kontrolle C und Beispiel 15, die beide den gleichen Perchloratgehalt aufweisen und den größten Unterschied im Verwendungsgehalt von Aluminiumhydroxid, d.h. 0 im Vergleich zu 60 Teilen pro 100 PVC).
Daher wird dem Stabilitätsproblem von Aluminiumhydroxid in PVC entgegengewirkt, und es wird sogarumgekehrt durch die Zugabe von Natriumperchlorat gemäß der Erfindung.

Claims

Aluminiumhydroxidzusammensetzung mit verminderter Neigung beim Erwärmen einer Kunststoffzusammensetzung, deren Hauptpolymerbestandteil Polyvinylchlorid ist, auf 177°C eine Verfärbung zu verursachen, im Wesentlichen bestehend aus Aluminiumhydroxid und 0,03 bis 3 Gewichtsteilen mindestens eines anorganischen Perchloratsalzes, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallperchloraten und Erdalkalimetallperchloraten, pro 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das anorganische Perchlorat ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Natriumperchlorat und Natriumperchloratmonohydrat.
Kunststoffzusammensetzung mit verminderter Neigung beim Erwärmen auf 177°C in Gegenwart von Aluminiumhydroxid zu verfärben, umfassend Polyvinylchlorid, 15 bis 150 Gewichtsteile Aluminiumhydroxid pro 100 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid und mindestens ein anorganisches Perchloratsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallperchloraten und Erdalkalimetallperchloraten pro 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxid.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das anorganische Perchlorat ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Natriumperchlorat und Natriumperchloratmonohydrat.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, die zusätzlich mindestens einen Weichmacher umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, die zusätzlich mindestens ein Wärmestabilisiermittel umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Weichmacher ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Dialkylphthalaten und Trialkyltrimellitaten, die unabhängig in jeder Alkylgruppe sieben bis elf Kohlenstoffatome aufweisen.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine Wärmestabilisiermittel für ein Barium-, Calcium-, Magnesium-, Strontium- oder Zinksalz einer stickstofffreien Monocarbonsäure steht, die 6 bis 24 Kohlenstoffatome aufweist.