DE69506048T2 - Material aus chloriertem Polyvinylchlorid mit verbesserter Zähigkeit und Stabilität, sowie niedrige Rauch- und Wärmeabgabe - Google Patents

Material aus chloriertem Polyvinylchlorid mit verbesserter Zähigkeit und Stabilität, sowie niedrige Rauch- und Wärmeabgabe

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DE69506048T2
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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Polymer-Verbindungen, umfassend ein Blend eines chlorierten Polyvinylchlorids und eines Schlagfestmachers, der ein Polyorganosiloxan enthält. Diese thermoplastische Verbindung hat im Vergleich zu konventionellen schlagfestgemachten, chlorierten Polyvinylchlorid-Verbindungen eine erhöhte Stabilität und Zähigkeit und weist eine geringe Wärmefreisetzungsgeschwindigkeit und Raucherzeugung auf. Die thermoplastische Verbindung kann zur Herstellung von Gegenständen verwendet werden.
    • Hintergrund der Erfindung
  • In der Technik und Literatur ist es wohlbekannt, daß ein chloriertes Vinylpolymer, das als chloriertes Polyvinylchlorid, nachstehend CPVC, bezeichnet wird, unter anderen erwünschten, physikalischen Eigenschaften ausgezeichnete Eigenschaften des Temperaturverhaltens aufweist. Typischerweise weist handelsübliches CPVC 57 bis 69 Gew.-% gebundenes Chlor auf und wird am vorteilhaftesten durch Chlorierung von Polyvinylchlorid (nachstehend PVC) hergestellt, wie in US-A- 2 996 489, 3 100 762, 3 334 077, 3 334 078, 3 506 637, 3 534 013, 3 591 571 und 4 049 517 beschrieben wird. US-A- 5 216 088 beschreibt ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung von CPVC, das wenigstens 70 Gew.-% Chlor enthält.
  • Der Ausdruck CPVC wird hierin verwendet, um ein chloriertes Vinylchlorid-Polymer zu definieren, das mehr als 57 Gew.-% gebundenes Chlor aufweist. CPVC ist aufgrund seiner relativ geringen Kosten, hohen Glasübergangstemperatur, hohen Temperaturformbeständigkeit, außergewöhnlichen Flamm- und Rauch- Eigenschaften, chemischen Reaktionsträgheit und geringen Empfindlichkeit gegenüber Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial- Kosten ein wichtiges Spezialpolymer geworden. Die Glasübergangstemperatur von CPVC nimmt allgemein zu, wenn der prozentuale Chlorgehalt zunimmt. Wenn jedoch der Chlorgehalt zunimmt, wird es schwieriger, das CPVC-Harz zu verarbeiten. Zusätzlich dazu besteht eine wohlbekannte, unerwünschte Eigenschaft des CPVC-Harzes darin, daß es geringe, ihm eigene Schlagfestigkeits-Eigenschaften aufweist, eine Eigenschaft, die ebenfalls bei Vinylchlorid-Homopolymeren üblich ist.
  • Die schlechte Verarbeitbarkeit von CPVC-Harzen wird durch das Mahlen von CPVC auf einer Zweiwalzenmühle bei erhöhten Temperaturen veranschaulicht, wobei sich eine hohe Drehkraft und hohe Temperaturen sowie eine Zersetzung des CPVC ergeben. Weichmachende Additive oder Weichmacher sind dem CPVC zugefügt worden, um seine Verarbeitbarkeit zu verbessern. Obwohl seine Verarbeitbarkeit etwas verbessert wird, erzeugen diese Additive doch unerwünschte Wirkungen. Einige oder mehrere schädliche Wirkungen, die durch den Einschluß dieser weichmachenden Additive oder Weichmacher erzeugt werden, sind niedrigere Temperaturformbeständigkeiten, eine Weichheit und eine Schwäche in bezug auf die Zugfestigkeit und weniger erwünschte chemische Eigenschaften als solche, die CPVC ohne diese Zusätze aufweist. Diese negativen Merkmale, die die Additive dem CPVC verleihen, verhindern die Brauchbarkeit des modifizierten CPVC bei der Herstellung von steifen Kunststoff-Gegenständen.
  • Der zunehmende Bedarf an CPVC-Rohren, -Gefäßen, -Ventilgehäusen und -Formstücken und die Tatsache, daß eine CPVC-Matrix mit geringer Schlagfestigkeit durch Kompoundieren und Ver mischen derselben mit anderen Polymeren verbessert werden kann, hat gemeinsame Bemühungen zur Entwicklung verbesserter schlagfestgemachter Verbindungen angeregt. Die meisten dieser Bemühungen sind auf Anwendungen von steifem CPVC gerichtet worden, bei denen eine annehmbare Schlagzähigkeit und eine Maßhaltigkeit unter Wärme kritisch sind. Diese schließen ein: die Herstellung von Bauprodukten für Außenanwendung, steife Paneele, Rohre und Rohrleitungen, spritzgegossene und wärmegeformte industrielle Teile, Apparaturgehäuse und verschiedene andere Typen von sowohl großen als auch kleinen Behältern.
  • JP-A-4110338 offenbart acyclische Polydialkylsiloxane, die zum Verhindern des Verfärbens von PVC-Formharz geeignet sind.
  • EP-A-0 326 041 offenbart ein Vinylchlorid-Harz, umfassend eine Polyorganosiloxan-Kautschuk-Komponente und eine Polyalkyl- (meth)acrylat-Kautschuk-Komponente.
  • US-A-3 264 375 an Robert W. Jones bezieht sich auf Kautschukmodifiziere Polymere vom Styrol-Typ. Insbesondere bezieht sich das Patent von Jones auf Verfahren zur Herstellung solcher Materialien und zur Herstellung von Kautschuk-in-Monomer- Lösungen, die zur Herstellung solcher Materialien verwendet werden sollen.
  • US-A-4 173 598 an Castelazo et al. bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von polymeren Zusammensetzungen, bei denen methacrylische und/oder acrylische Ketten auf ein copolymerisiertes Dien-Substrat gepfropft sind. Die Zusammensetzungen sind insbesondere als Schlagfestmacher für Polyvinylchloride brauchbar.
  • US-A-4 362 845 an Kamata et al. bezieht sich auf eine Zusammensetzung mit hoher Schlagzähigkeit und geringem Fischaugen-Gehalt, umfassend 97 bis 60 Gewichtsteile eines Polyvinylchlorid-Basisharzes und 3 bis 40 Gewichtsteile eines Pfropf-Copolymers, das erhalten wird durch die dreistufige Pfropfpolymerisation von 65 bis 25 Gewichtsteilen einer Monomer-Kombination (B), umfassend 12 bis 57 Gew.-% Methylmethacrylat, 1 bis 24 Gew.-% wenigstens eines Alkylacrylats mit C&sub1;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylgruppen, 80 bis 40 Gew. -% Styrol und 0 bis 3 Gew.-% eines polyfunktionellen Vernetzungsmittels mit einer oder mehreren Alkylgruppen in dem Molekül, auf 35 bis 75 Gewichtsteile eines Butadien-Basiselastomers (A), das 30 Gew.-% oder mehr 1,3-Butadien-Einheiten enthält.
  • Obwohl die oben beschriebenen, schlagfestgemachten CPVC-Verbindungen brauchbar sind, enthalten die Verbindungen doch Schlagfestmacher auf Kohlenstoffbasis und stellen deshalb mehr Brennstoff zur Erhöhung der Wärmefreisetzungsgeschwindigkeit und der Raucherzeugung bereit, wenn die Verbindungen verbrannt werden. Die Zugabe dieser Schlagfestmacher-Typen zum CPVC erzeugt deshalb weniger erwünschte Eigenschaften in der Verbindung als CPVC allein.
  • Deshalb ist eine thermoplastische Polymer-Verbindung, umfassend chloriertes Polyvinylchlorid und einen Schlagfestmacher mit verbesserten Eigenschaften, erwünscht. Die thermoplastische Polymer-Verbindung hat eine erhöhte Stabilität, Zähigkeit und eine niedrige Wärmefreisetzungsgeschwindigkeit und Raucherzeugung.
    • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine thermoplastische Polymer-Verbindung mit erhöhter Stabilität und Zähigkeit und einer geringen Wärmefreisetzungsgeschwindigkeit und Raucherzeugung bereit, umfassend eine Mischung aus chloriertem Polyvinylchlorid, das wenigstens 58 Gew.-% Chlor enthält, und einem Schlagfestmacher, der aus einer Mischung eines Polyorganosiloxans und eines Polyalkyl(meth)acrylats besteht, worin der Schlagfestmacher mit weniger als 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des chlorierten Polyvinylchlorids vorliegt.
  • Die Verbindung hat eine erhöhte Stabilität und Zähigkeit und einen geringen Wärmefreisetzungsgrad und eine geringe Raucherzeugung.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Gegenstand bereitzustellen, der aus dieser thermoplastischen Polymer-Verbindung hergestellt wird.
    • Ausführliche Beschreibung
  • Das chlorierte Polyvinylchlorid, das in der Erfindung brauchbar ist, umfaßt jedes nachchlorierte Polyvinylchlorid - hierin CPVC -, das wenigstens 58 Gew.-% Chlor enthält. Die CPVC-Harze enthalten wünschenswerterweise 58 bis 72 Gew.-% Chlor und vorzugsweise 63 bis 72 Gew.-% Chlor. Es ist festzustellen, daß bei der Verwendung eines CPVC-Harzes, das einen Chlorierungsgrad in dem bevorzugten Bereich von 63 bis 72 Gew. -% Chlor hat, CPVC Eigenschaften aufweist, die von denen des PVC völlig verschieden sind. Diese Eigenschaften schließen eine erhöhte Glasübergangstemperatur, eine erhöhte Schlagzähigkeit und einen erhöhten Schmelzpunkt ein.
  • Das in diesem Patent so genannte CPVC kann allgemein aus einem PVC-Homopolymer erhalten werden. CPVC kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch von einem PVC-Copolymer abgeleitet werden, das bis zu 5 Teile Comonomer pro 100 Gewichtsteile Vinylchlorid-Monomer aufweist. Z. B. kann Vinylchlorid vorteilhafterweise in Gegenwart eines Kettenterminierungs-Coreagenzes, wie eines Lösungsmittels, eines Ethylen-ungesättigten Alkylens, wie einem α-Olefin, oder eines reaktiven Mercaptans, wie 2-Mercaptoethanol, polymerisiert werden. Wenn das Vorstufen-PVC weniger als insgesamt 5 Teile eines oder mehrerer Comonomere pro 100 Teile Vinylchlorid enthält, wird dieses Polymer gemäß der Technik als ein Homopolymer beschrieben.
  • CPVC ist in der Technik und der Literatur bekannt und aus verschiedenen Quellen im Handel erhältlich. CPVC kann gemäß jedem handelsüblichen Verfahren hergestellt werden, wie durch ein Lösungsverfahren, ein Fließbettverfahren, ein Wasser- Aufschlämmungsverfahren, ein thermisches Verfahren oder ein Verfahren mit flüssigem Chlor. Das bevorzugte Verfahren ist ein Verfahren in wäßriger Suspension. Insofern CPVC-Harze in der Technik sowie der Literatur bekannt sind, werden sie hierin nicht ausführlich diskutiert. Vielmehr wird hiermit hinsichtlich geeigneter verwendbarer CPVC-Typen sowie Herstellungsverfahren auf US-A-2 996 049, 3 100 762, 4 412 898 und 5 216 088 Bezug genommen. CPVC-Harze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, haben allgemein eine Schmelzdichte von 1,45 bis 1,68 g/cm³ bei 25ºC und eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 95 bis 200ºC. Die bevorzugten CPVC-Harze haben Schmelzdichten im Bereich von 1,51 bis 1,65 g/cm³ bei 25ºC und eine Glasübergangstemperatur von wenigstens 100ºC.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das in der Verbindung verwendete CPVC mit allgemein kleinen Mengen PVC und/oder PVC- Copolymeren vermischt werden oder dieselben enthalten. Die Menge des Vinylchlorid-Homopolymers, eines Copolymers, das aus einem Comonomer vom Vinylchlorid-Vinyl-Typ hergestellt wird, oder Mischungen derselben kann bis zu 25 Gew.-%, wünschenswerterweise bis zu 10 Gew.-% betragen, und vorzugsweise gänzlioch fehlen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile des CPVC einerseits und des Vinylchlorid-Homopolymers, des Vinyl-Copolymers vom Vinylchlorid-Vinyl-Comonomer-Typ oder der Mischungen derselben andererseits.
  • Wenn Copolymere vom Vinylchlorid-Vinyl-Typ-Comonomer verwendet werden, sind die Comonomere vom Vinyl-Typ im allgemeinen in der Technik und der Literatur bekannt und umfassen Ester der Acrylsäure, worin der Esteranteil 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweist, z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Octylacrylat und Cyanoethylacrylat, Vinylacetat; Ester der Methacrylsäure, worin der Esteranteil 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweist, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat und Butylmethacrylat; Styrol und Styrol-Derivate, die insgesamt 8 bis 15 Kohlenstoffatome aufweisen, wie α-Methylstyrol, Vinyltoluol, Chlorstyrol; Vinylnaphthalin; Diolefine, die insgesamt 4 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen, wie Butadien, Isopren, und halogenierte Diolefine einschließen, wie Chloropren; Monoolefine, die 2 bis 10 Kohlenstoffatome, wünschenswerterweise 2 bis 4 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 4 Kohlenstoffatome aufweisen, wobei Isobutylen am meisten bevorzugt wird; und Mischungen aller obigen Monomer-Typen und anderer Monomerer, die damit copolymerisierbar sind, wie sie in der Technik und Literatur bekannt sind. Eine Menge des Vinylchlorid-Comonomers wird zur Herstellung eines Copolymers vom Vinylchlorid-Vinyl-Typ verwendet, das 30 bis 99 oder 100 Vinylchlorid-Comonomer, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers vom Vinylchlorid-Vinyl-Typ, und vorzugsweise 20 bis 99 oder 100% des Copolymers enthält. Der Rest des Copolymers besteht aus einem oder mehreren der oben erwähnten Comonomere vom Vinyl-Typ, z. B. Vinylacetat. Somit kann eine Menge des Comonomers vom Vinyl-Typ, wenn es zur Herstellung eines Copolymers vom Vinylchlorid-Vinyl-Typ verwendet wird, bis zu 30% und vorzugsweise bis zu 20% des Copolymers ausmachen.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin beabsichtigt, daß CPVC mit einem CPVC-Copolymer vermischt werden kann. Die Menge des CPVC-Copolymers, das durch Chlorierung der Comonomere vom Vinyl-Typ, die in dem unmittelbar vorhergehenden Absatz aufgeführt sind, oder Mischungen derselben hergestellt wird, kann bis zu 30 Gew.-% und vorzugsweise bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf 100 Gewichtsteile CPVC einerseits und das CPVC- Copolymer andererseits ausmachen. Jedoch soll die Gesamtmenge von PVC, PVC-Copolymeren und/oder CPVC-Copolymeren 35 Gew.-%, bezogen auf 100 Gewichtsteile des CPVC einerseits und PVC, CPVC-Copolymer und/oder CPVC-Copolymer andererseits, nicht übersteigen.
  • Der Schlagfestmacher besteht aus einer Mischung von Polyorganosiloxan und einem Polyalkyl(meth)acrylat. Vorzugsweise enthält der Schlagfestmacher 10 bis 90 Gew.-% des Polyorganosiloxans und 10 bis 90 Gew.-% eines Polyalkyl(meth)acrylats. Das Polyorganosiloxan kann durch Emulsions-Polymerisation unter Verwendung eines Organosiloxans und eines Vernetzungsmittels hergestellt werden, wie nachstehend beschrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt kann weiterhin ein Pfropfmittel zugegeben werden.
  • Das Organosiloxan kann verschiedene Typen von cyclischen Siloxanen mit wenigstens einem dreigliedrigen Ring, vorzugsweise drei- bis sechsgliedrige Cyclosiloxane, darstellen. Z. B. wird angenommen, daß Hexamethylcyclotrisiloxan, Octamethylcyc lotetrasiloxan, Decamethylcyclopentasiloxan, Dodecamethylcyclohexasiloxan, Trimethyltriphenylcyclotrisiloxan, Tetramethyltetraphenylcyclotetrasiloxan und Octaphenylcyclotetrasiloxan verwendet werden können. Diese Organosiloxane können allein oder in Kombination als eine Mischung von zwei oder mehreren unterschiedlichen Typen verwendet werden. Das Organosiloxan wird in einer Menge von wenigstens 50 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 70 Gew.-% des Polyorganosiloxans verwendet.
  • Das Vernetzungsmittel für das Organosiloxan kann ein trifunktionelles oder tetrafunktionelles Vernetzungsmittel vom Silantyp sein, wie Trimethoxymethylsilan, Triethoxyphenylsilan, Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-n-propoxysilan oder Tetrabutoxysilan. Tetrafunktionelle Vernetzungsmittel werden besonders bevorzugt, und unter ihnen wird Tetraethoxysilan insbesondere bevorzugt. Das Vernetzungsmittel wird in dem Polyorganosiloxan üblicherweise in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-% verwendet.
  • Das Pfropfmittel für das Organosiloxan kann eine Verbindung sein, die eine Einheit bildet, die durch die Formeln (I-1)
  • CH&sub2;=CH-SiR'nO(3-n)/2 (I-2)
  • oder
  • HS-(CH&sub2;)p-SiRnO(3-n)/2 (I-3)
  • dargestellt wird,
  • worin R¹ eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe oder eine Phenylgruppe ist; R² ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe ist, n 0, 1 oder 2 ist, und p eine Zahl von 1 bis 6 ist.
  • Das Polyorganosiloxan kann durch jedes Verfahren hergestellt werden, in dem das Organosiloxan, das Vernetzungsmittel und gegebenenfalls das Pfropfmittel vermischt werden. Der Fachmann verfügt über die Kenntnisse zur Herstellung von Polyorganosiloxan.
  • Das Polyorganosiloxan kann mit (Meth)acryloyloxysiloxan kompoundiert werden, das zur Bildung der Einheit der Formel (I-1) befähigt ist. Ein Methacryloyloxysiloxan wird besonders als eine Verbindung bevorzugt, die zur Bildung der Einheit der Formel (I-1) befähigt ist. Spezielle Beispiele des Methacryloyloxysiloxans umfassen β-Methacryloyloxyethyldimethoxymethylsilan, τ-Methacryloyloxypropylmethoxydimethylsilan, τ-Methacryloyloxypropyldimethoxymethylsilan, τ-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan, τ-Methacryloyloxypropylethoxydiethylsilan, τ-Methacryloyloxypropyldiethoxymethylsilan und δ-Methacryloyloxybutyldiethoxymethylsilan. Das Pfropfmittel wird üblicherweise in einer Menge von 0 bis 10 Gew.-% in dem Polyorganosiloxan verwendet.
  • Das Polyalkyl(meth)acrylat kann unter Verwendung eines Alkyl(meth)acrylats, eines Vernetzungsmittels und eines Pfropfmittels hergestellt werden. Das Alkyl(meth)acrylat kann ein Acrylacrylat wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, n-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat oder ein Alkylmethacrylat wie Hexylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat oder n- Laurylmethacrylat sein. Besonders bevorzugt wird n-Butylacrylat verwendet. Das Vernetzungsmittel für das Alkyl(meth)acrylat kann z. B. Ethylenglycoldimethacrylat, Propylenglycoldimethacrylat, 1,3-Butylenglycoldimethacrylat oder 1,4-Butylenglycoldimethacrylat sein. Das Pfropfmittel für das Alkyl(meth)acrylat kann z. B. Allylmethacrylat, Triallylcyanurat oder Triallylisocyanurat sein. Allylmethacrylat kann als das alleinige Vernetzungsmittel verwendet werden. Der Fachmann verfügt über die Kenntnisse zur Herstellung von Polyalkyl(meth)acrylat.
  • Die zwei Komponenten, das Polyorganosiloxan und das Polyalkyl(meth)acrylat, können zusammen polymerisiert werden, um den Schlagfestmacher auf eine Weise herzustellen, die z. B. durch EP-A-0308871 beschrieben wird. Jedes andere Verfahren kann verwendet werden, um die zwei Komponenten zu kombinieren, einschließlich der in der Technik bekannten Verfahren. Der Fachmann verfügt über die Kenntnisse zur Polymerisation der zwei Komponenten.
  • Der bevorzugte Schlagfestmacher enthält Dimethylsiloxan. Am meisten bevorzugt umfaßt der Schlagfestmacher ein Butylacrylat-Methylmethacrylat-Poly(dimethylsiloxan)-Copolymer. Ein Beispiel eines im Handel erhältlichen Polyorganosiloxan- Schlagfestmachers ist Metablen® S-2001, hergestellt durch Mitsubishi Rayon Co. und erhältlich von Metco North America. Wünschenswerterweise werden 4 bis 12 Gewichtsteile des Polyorganosiloxan enthaltenden Schlagfestmachers pro 100 Gewichtsteile CPVC dem CPVC zugegeben, um die erwünschten Eigenschaften einer niedrigen Wärmefreisetzungsgeschwindigkeit und Raucherzeugung zu erhalten, wobei die gute Stabilität und Zähigkeit beibehalten werden.
  • Der Polyorganosiloxan enthaltende Schlagfestmacher kann dem CPVC direkt zugegeben werden und gleichzeitig bei erhöhten Temperaturen vermischt werden. Geeignete Mischvorrichtungen schließen das Vermischen mit einem Henschel-, Banbury-Mischer, einer Zweiwalzenmühle und jedem Extrusiontyp ein, das bei geeigneten Temperaturen durchgeführt wird, die im allgemeinen 210 bis 235ºC und wünschenswerterweise 215 bis 230ºC betra gen. Eine andere Art des Mischens beinhaltet das Erwärmen des Polyorganosiloxan enthaltenden Schlagfestmachers auf eine erhöhte Temperatur und das anschließende Vermischen desselben mit CPVC. Die Vormischung kann allgemein in jeder konventionellen Mischapparatur, wie einem Banbury-Mischer, einer Zweiwalzenmühle und jedem Extrudertyp, bei Temperaturen von 220 bis 260ºC, wobei 230 bis 250ºC bevorzugt werden, vermischt werden. Das anschließende Vermischen der Vormischung mit dem CPVC kann auch in einer konventionellen Mischapparatur, wie unmittelbar vorhergehend festgestellt wurde, bei Temperaturen von allgemein 210 bis etwa 235ºC und vorzugsweise von 215 bis 230ºC durchgeführt werden.
  • Additive können zu der thermoplastischen Verbindung gegeben werden, falls es notwendig ist. Konventionelle Additive, die in der Technik und Literatur und allgemein wohlbekannt sind, können zu den thermoplastischen Polymer-Verbindungen der vorliegenden Erfindung gegeben werden. Beispiele umfassen Vinyl-Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, Gleitmittel, Wärmestabilisatoren, Flammverzögerungsmittel und Pigmente, wie Titandioxid und Ruß, und Verfahrens- und Schmelz-Hilfsmittel, Füllstoffe und faserige Verstärkungs-Schlagfestmacher.
  • Die folgenden Beispiele dienen zur ausführlicheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
    • Beispiele
  • Vier Verbindungen wurden unter Verwendung von zwei CPVC-Typen und konventionellen, acrylischen Schlagfestmachern und Polyorganosiloxan enthaltenden Schlagfestmachern hergestellt. Die Bestandteile dieser vier Verbindungen sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1
  • * Vergleich
  • ASTM-Tests wurden in bezug auf die Temperaturformstabilität (D-648), die Zugfestigkeit (D-638), den Zugmodul (D-638) und die Izod-Schlagzähigkeit (D-256) mit den vier Verbindungen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2
  • * Vergleich
  • Die Testergebnisse weisen darauf hin, daß die thermoplastische Verbindung aus konventionellem CPVC-Harz, das etwa 70% Chlor enthält, oder aus CPVC-Harz, das etwa 72% Chlor enthält, hergestellt werden kann, wobei die guten Eigenschaften, die durch die Anmelderin gefunden wurden, beibehalten werden.
    • Beispiel 2
  • In diesem Beispiel wurden acrylische Schlagfestmacher und konventionelle Butadien-Schlagfestmacher mit Polyorganosiloxan enthaltenden Schlagfestmachern verglichen. Es wurden die in der Tabelle 3 beschriebenen Rezepturen verwendet. Tabelle 3
  • * Vergleich
  • Diese Verbindungen wurden auf die Wärmestabilität, die Brabender-Drehkraft, die Kerbschlagzähigkeit nach Izod und das Aussehen nach der Ofen-Alterung getestet. Die Ergebnisse der Tests sind in der Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 4
  • * Vergleich
  • Die den Polyorganosiloxan-Schlagfestmacher enthaltende Verbindung der vorliegenden Erfindung hat im Vergleich zu konventionellen Butadien-Schlagfestmachern eine verbesserte Wärmebeständigkeit. Zusätzlich dazu behielt die thermoplastische Verbindung der vorliegenden Erfindung eine gute Zähigkeit bei, die allgemein gefunden wird, wenn konventionelle, acrylische Schlagfestmacher verwendet werden.
    • Beispiel 3
  • Der Polyorganosiloxan enthaltende Schlagfestmacher wurde mit konventionellen, Acryl- und Butadien-Schlagfestmachern in einer thermoplastischen Verbindung verglichen, die CPVC enthält, das einen Chlorgehalt von 67% aufweist. Die Bestandteile der drei nachstehend formulierten Verbindungen sind in der Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle 5
  • * Vergleich
  • Diese Verbindungen wurden auf die Formbeständigkeitstemperatur, die Brabender-Stabilität und die Schlagbiegezähigkeit nach Izod getestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 beschrieben. Tabelle 5
  • * Vergleich
  • Verbindungen, bei denen der Polyorganosiloxan enthaltende Schlagfestmacher verwendet wird, ergaben im Vergleich zu solchen, die acrylische Schlagfestmacher enthalten, eine überlegene Schlagzähigkeit. Darüber hinaus erlitt die Verbindung der vorliegenden Erfindung keinen Stabilitätsverlust, wie er bei Butadien enthaltenden Schlagfestmachern ersichtlich ist.
    • Beispiel 4
  • Die folgenden, in der Tabelle 7 aufgeführten Verbindungen wurden hergestellt, um die Wirkung der Menge des Polyorganosiloxan enthaltenden Schlagfestmachers auf die Verbindung der Erfindung zu untersuchen. Tabelle 7
  • * Vergleich
  • Diese Verbindungen wurden hergestellt, formgepreßt und auf die Wärmefreisetzungsgeschwindigkeit, die Raucherzeugung und die Zähigkeit getestet. Der Wärmefreisetzungsgeschwindigkeits-Test mit Hilfe des Wärmefreisetzungsgeschwindigkeits-Kalorimeters der Ohio State University (OSU) wurde mit Proben des formgepreßten Materials einer Dicke zwischen 1,52 und 1,65 mm (0,060 und 0,065 inch) gemäß ASTM E-906 mit einem 40K W/m² Radianten durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 8 aufgeführt. Tabelle 8
  • * Vergleich
  • Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 8 ersichtlich ist, hat die Verbindung der Anmelderin, die 4 bis 12 Teile eines Polyorganosiloxan enthaltenden Schlagfestmacher enthält, eine erhöhte Stabilität und Zähigkeit und weist eine geringe Wärmefreisetzungsgeschwindigkeit auf.
    • Beispiel 5
  • Dieses Beispiel vergleicht die Wirkung der QW-Alterung nach 500 und 1000 Stunden auf die Farbänderung und die Schlagzähigkeit von 2 Verbindungen, eine, die mit einem Polyorganosiloxan enthaltenden Schlagfestmacher gebildet wurde, und die andere, die einen Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Schlagfestmacher (MBS) enthält. Die Verbindungs-Rezepturen sind nachstehend in der Tabelle 9 aufgeführt. Tabelle 9
  • * Vergleich
  • 3,85 kg (8½ pound)-Ansätze wurden in einem Banbury rückflußgekocht und auf einem 25,4 cm · 50,8 cm (10 inch mal 20 inch) Walzwerk zu Bahnen verarbeitet. Tafeln wurden aus der Bahn gestanzt und unter Verwendung einer Vorerwärmung von 5 Minuten und einem dreiminütigen Beibehalten bei einem Druck von 10,3 MPa (1500 psi) bei 187,7ºC (370ºF) formgepreßt.
  • Diese Verbindungen wurden auf die CIE Color Lab-Daten getestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 10 aufgeführt. Tabelle 10 CIE Color Lab-Daten
  • * Vergleich
  • ¹ ΔL ist Helligkeit/Dunkelheit
  • ² ΔE ist die Gesamtfärbung
  • ³ ΔA ist Grün-/Rot+
  • &sup4; ΔB ist Gelb/Blau-
  • &sup5; 340 Lampe, 50ºC, 4 h Kondensation
  • CIE LAB ist die Farbmessung eines Materials durch ein Spektrophotometer, das die Farbe in einem dreidimensionalen Raum definiert. CIE ist die Commision International de l'Eclairage. L gibt die Helligkeit oder Dunkelheit der Farbe an, a gibt die Position auf der Rot-Grün-Achse an und b gibt die Position auf der Gelb-Blau-Achse (LAB) an. Ein Spektrophotometer mißt das Licht an vielen Punkten im sichtbaren Spektrum.
  • QUV ist ein beschleunigter Bewitterungstest, bei dem die ASTM Methode G-53 verwendet wird, mit der die Schäden nachempfunden werden, die durch Sonnenlicht, Regen und Tau verursacht werden. Er simuliert die Wirkung von Sonnenlicht mit 8 Fluoreszenz-UV-Lampen und Regen und Tau durch die direkte Kondensation von Wasser auf den Testproben.
  • Die Schlagzähigkeit der Verbindungen in der Tabelle 9 wurde auch getestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 11 aufgeführt. Tabelle 11
  • * Vergleich
  • Das verwendete Instrument ist ein RDT 5000 mit einem Fallbolzen von 10,42 kg (23 pound), einem Bolzen-Durchmesser von 1,27 cm (0,5 inch), einem Haltering eines Durchmessers von 2,54 cm (1,0 inch), einer Schlaggeschwindigkeit von 3,37 m (133 inch) pro Sekunde, wobei bei 23ºC gestestet wurde. Die Proben wurden formgepreßt, und die Ergebnisse für die QUV- Proben galten für den Fall, daß die exponierte Seite nach unten vorlag.
  • Die Verbindung mit dem Polyorganosiloxan enthaltenden Schlagfestmacher erfüllte ihre Aufgabe allgemein besser als die MBS enthaltende Verbindung.

Claims (3)

1. Thermoplastische Polymer-Verbindung mit erhöhter Stabilität und Zähigkeit und einer geringen Wärmefreisetzungsgeschwindigkeit und Raucherzeugung, umfassend eine Mischung aus chloriertem Polyvinylchlorid, das wenigstens 58 Gew.-% Chlor enthält, und einem Schlagfestmacher, der aus einer Mischung eines Polyorganosiloxans und eines Polyalkyl(meth)acrylats besteht, worin der Schlagfestmacher mit weniger als 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des chlorierten Polyvinylchlorids vorliegt.
2. Thermoplastische Polymer-Verbindung gemäß Anspruch 1, worin der Schlagfestmacher im Bereich von 4 bis 12 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des chlorierten Polyvinylchlorids vorliegt.
3. Gegenstand, der aus der gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 definierten thermoplastischen Polymer-Verbindung erhältlich ist.
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