WO1992004403A1 - Polyolefin-formmasse zur herstellung von kalandrierten folien - Google Patents

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WO1992004403A1
WO1992004403A1 PCT/EP1991/001644 EP9101644W WO9204403A1 WO 1992004403 A1 WO1992004403 A1 WO 1992004403A1 EP 9101644 W EP9101644 W EP 9101644W WO 9204403 A1 WO9204403 A1 WO 9204403A1
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Dieter Bergner
Gerhard Pfahler
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Hoechst Aktiengesellschaft
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/00Use of organic ingredients
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08K5/53Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5393Phosphonous compounds, e.g. R—P(OR')2

Definitions

  • the invention relates to a polyolefin molding composition for the production of calendered films which adheres to the hot metal surfaces of the processing machines to an extremely small extent and does not drip from the hot rollers during the processing process.
  • the gliding action of surface-active substances e.g. used as antistatic agents for PVC mixtures, can be used to reduce the tendency to stick
  • Plasticized polymer masses must generally have a wide softening range and a sufficiently high one
  • polyolefin compositions stick to the metal rollers after a very short period of time and become very thin, whereby films with completely inadequate physical properties result or the polymer composition even drips off the calender rollers.
  • Polyolefins fail to achieve the desired result.
  • the invention thus relates to a polyolefin molding composition for the production of calendered films, consisting of 95 to 99.98% by weight of an olefin polymer,
  • R 1 and R 2 are the same or different and one
  • R 3 is a C 8 - bis
  • R 4 is a C 8 to C 20 alkyl group or a group of
  • R 5 -OC- (CH 2 ) 2 - means, wherein R 5 is a C 8 - bis
  • A represents a diphenylene group and x is an integer from 1 to 5, and
  • the molding composition according to the invention consists of 95 to 99.98, preferably 98 to 99.95% by weight of an olefin polymer.
  • Suitable olefin polymers are polymers of mono- or diolefins, for example polyethylene, which
  • Polyisobutylene copolymers of mono- and diolefins with one another or with other vinyl monomers, such as
  • the molding composition according to the invention consists of 0.01 to 2.5, preferably 0.025 to 1% by weight of at least one compound from the group phosphorus compounds of the formula I, phosphorus compounds of the formula II, phosphorus compounds of the formula III, sulfur compounds of the formula IV and sulfur compounds of the Formula V.
  • the molding composition according to the invention consists of 0.01 to 2.5, preferably 0.025 to 1% by weight of at least one compound from the group phosphorus compounds of the formula I, phosphorus compounds of the formula II, phosphorus compounds of the formula III, sulfur compounds of the formula IV and sulfur compounds of the Formula V.
  • R 1 and R 2 are the same or different and represent a hydrogen atom, a methyl group, a t-butyl group, a 1,1-dimethylpropyl group, a cyclohexyl group or an optionally substituted phenyl group.
  • R 1 and R 2 have the aforementioned meaning and A is a diphenylene group.
  • R 3 is a C 8 to C 22 , preferably C 1 2 to
  • R 4 - (S) x - R 4 (IV) R 4 is a C 8 to C 20 -, preferably C 12 - bis
  • R 5 is a C 8 to C 20 , preferably C 12 to
  • C 18 is alkylene group and x represents an integer from 1 to 5.
  • R 3 has the meaning given above.
  • A 4,4'-biphenylene.
  • the molding composition according to the invention contains 0.01 to 2.5, preferably 0.025 to 1% by weight of at least one
  • phenolic antioxidant Suitable antioxidants of this type are
  • Alkylated monophenols such as
  • 1,6-di-t-butyl-4-methylphenol 2-t-butyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, 2,6-di-t-butyl- 4-n-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-i-butylphenol, 2,6-di-cyclopentyl-4-methylphenol, 2- ( ⁇ -methylcyclohexyl) - 4,6-dimethylphenol, 2,6-di-octadecyl-4-methylphenol,
  • Alkylated hydroquinones such as
  • Hydroxylated thiodiphenyl ethers such as
  • Alkylidene bisphenols such as
  • N- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) carbamic acid octyl ester N- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) carbamic acid octyl ester.
  • esters of ß- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid with mono- or polyhydric alcohols such as, for example, with
  • esters of ⁇ - (5-t-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl) propionic acid with mono- or polyhydric alcohols such as, for example, with
  • Thiodiethylene glycol di-hydroxyethyl oxalic acid diamide Amides of ⁇ - (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid, such as N, N'-di- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl) hexamethylene diamine, N , N'-di- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl) trimethylene diamine, N, N'-di- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl) hydrazine.
  • ⁇ - (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid such as N, N'-di- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl) hexamethylene diamine, N , N'-di- (3,5-di-t-
  • the molding composition according to the invention can also be more
  • Contain additives such as:
  • UV absorbers and light stabilizers such as
  • 2- (2-hydroxymethyl) benzotriazoles such as 5'-methyl-, 3 ', 5'-di-t-butyl-, 5'-t-butyl-5' - (1,1,3,3 - Tetramethylbutyl) -, 5-chloro-3 ', 5-di-t-butyl-, 5-chloro-3'-t-butyl-5'-methyl-, 3'-sec.-butyl-5'-t -butyl-, 4'-octoxy-, 3,5'-di-t-amyl-, 3 ', 5'-bis- ( ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl) derivative.
  • esters of optionally substituted benzoic acids such as, for example, 4-t-butylphenyl salicylate,
  • Phenyl salicylate octylphenyl salicylate
  • Nickel compounds such as nickel complexes of 2,2'-thio-bis- [4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol], such as the 1: 1 or 1: 2 complex, optionally with
  • additional ligands such as n-butylamine, triethanolamine or N-cyclohexyl-diethanolamine,
  • Sterically hindered amines such as
  • Oxalic acid diamides such as 4,4'-di-octyloxyoxanilide, 2,2'-di-octyloxy-5,5'-di-t-butyloxanilide,
  • Peroxide-destroying compounds such as the zinc salt of 2-mercaptobenzimidazole, zinc alkyl dithiocarbamates.
  • Basic co-stabilizers such as, for example, melamine, polyvinylpyrrolidone, dicyandiamide, triallyl cyanurate, urea derivatives, hydrazine derivatives, amines, polyamines, polyurethanes, alkali metal and alkaline earth metal salts
  • Fatty acids for example Ca stearate, Zn stearate,
  • Antimony catecholate or tin catecholate are examples of Antimony catecholate or tin catecholate.
  • Fillers and reinforcing agents such as calcium carbonate, silicates, glass fibers, asbestos, talc, kaolin, mica, barium sulfate, metal oxides and
  • additives such as plasticizers
  • the polyolefin molding composition according to the invention is produced by known methods. It can be done, for example, by mixing in the stabilizers and
  • the stabilizers can also be in the form of a masterbatch which contains these products in a concentration of approximately 2.5 to 25% by weight.
  • the molding material to be produced may contain added to the molding material to be produced. An addition before a possible crosslinking is also possible.
  • the molding composition according to the invention is made according to the usual methods for PVC calender foils
  • the processing temperature is generally in the range from 170 to 250 ° C, in
  • PVC calender film molding compound was carried out on a two-roll mill (steel rolls 0 150 mm / temperature 190 ° C. / friction 15/20 rpm) using a dynamic stability test. This test procedure is used to assess the
  • the PVC approach A was after weighing in by hot mixing in a heating-cooling mixer combination to 120 ° C.
  • the test criterion for determining the period from the end of the formation of rolled skin to the sticking of the polymer melt on the hot metal surfaces of the two-roll mill was the time at which the 1 mm thick rolled skin was no longer able to move from side to center using a wooden spatula the roller can roll up. After 30 minutes of rolling time, a test sample of 30 g was also used to determine the
  • Polypropylene rolled skin can no longer be pulled off the rollers. Due to the thermal load, the
  • Polypropylene molding compound decreases sharply, its viscosity also decreases sharply. It can also be seen that the addition of various lubricants is the beginning of the sticking of the
  • Viscosity of the polymer melt ie to a reduced degradation of the polymer molecules.

Abstract

Eine Polyolefin-Formmasse bestehend aus 95 bis 99,98 Gew.- % eines Olefinpolymeren, 0,01 bis 2,5 Gew.- % mindestens einer Verbindung der Formel (I), der Formel (II), der Formel (III), der Formel (IV): R4 - (S)¿x - R?4 oder der Formel (V), sowie mindestens einem phenolischen Antioxidans, eignet sich zur Herstellung kalandrierter Folien. Die Formmasse zeichnet sich durch eine sehr geringe Neigung zum Kleben an den heißen Kalanderwalzen und geringen Abbau der Polymermoleküle während der Verarbeitung aus.

Description

Beschreibung
Polyolefin-Formmasse zur Herstellung von kalandrierten
Folien
Die Erfindung bezieht sich auf eine Polyolefin-Formmasse zur Herstellung von kalandrierten Folien, welche an den heißen Metalloberflächen der Verarbeitungsmaschinen im äußerst geringem Maße klebt und während des Verarbeitungsprozesses von den heißen Walzen nicht abtropft.
Es ist seit langem bekannt, daß sich durch das Verfahren des Kalandrierens besonders PVC-Hart- und
PVC-Weich-Mischungen zu technisch hochwertigen
Folienbahnen verarbeiten lassen. Eine besondere
Schwierigkeit bei dieser Technik besteht in der
Beherrschung der Klebeneigung der heißen Polymerschmelze an den Metalloberflächen der Kalanderwalzen. Zu diesem
Zweck wurden zahlreiche Rezepturen entwickelt, in denen durch Zusatz geeigneter Gleit- und Trennmittel diese
Klebeeigenschaften unter Kontrolle gehalten werden.
Auch die Gleitwirkung von grenzflächenaktiven Substanzen, wie sie z.B. als Antistatika für PVC-Mischungen eingesetzt werden, läßt sich zur Reduzierung der Klebeneigung der
Polymerschmelze an den heißen Metalloberflächen der
Verarbeitungsmaschinen nutzen.
Auf Kaianderanlagen zu Folienbahnen verarbeitbare,
plastifizierte Polymermassen müssen generell über einen breiten Erweichungsbereich und eine ausreichend hohe
Viskosität bei den entsprechenden
Verarbeitungstemperaturen und Scherbedingungen verfügen. PVC-Mischungen besitzen diese notwendigen höhen Schmelzviskositäten. Hochpolymere wie z.B. Polypropylen und Polyethylen, besitzen jedoch nur niedrige
Schmelzviskositäten. Während die Schmelzenfestigkeit einer PVC-Formmasse bis zum Festkleben an den Walzen und darüber hinaus bis zum Erreichen der Endstabilität relativ
unverändert bleibt, nimmt die Viskosität einer Polypropylen- Formmasse bis zum Erreichen der klebfreien Zeit und vor allem bei weiterer Versuchsfortführung sehr stark ab und erschwert damit die Verarbeitung auf Kalanderanlagen
beträchtlich.
Aus technologischen und wirtschaftlichen Gründen (z.B.
Einsatz eines Materials mit geringerer Dichte oder aus einem unpolaren Kunststoff) besteht seit längerer Zeit der Wunsch, derartige Kalanderfolien nicht nur auf Basis von PVC, sondern auch auf Basis von Polyolefinen, wie z.B. Homo- und Copolymeren des Ethylens oder des Propylens, herzustellen. Dies war bisher dadurch erschwert, daß
handelsübliche Polyolefin-Massen beim Kalandrieren schon nach sehr kurzer Laufzeit auf den Metallwalzen festkleben und sehr dünnflüssig werden, wobei sich Folien mit völlig unzureichenden physikalischen Eigenschaften ergeben oder die Polymermasse sogar von den Kalanderwalzen abtropft.
Auch die Anwendung der beim Kalandrieren von PVC üblichen Technik, Gleitmittel, die in ihrer Polarität dem
Kunststoff angepaßt werden, zuzusetzen, führte bei
Polyolefinen nicht zu dem gewünschten Ergebnis.
Es wurde nun gefunden, daß man die geschilderten
Nachteile umgehen kann, wenn für die Folienherstellung durch Kalandrieren von Polyolefinen Formmassen benutzt werden, denen spezifische, an sich als Stabilisatoren bekannte Chemikalien zugesetzt werden.
Die Erfindung betrifft somit eine Polyolefin-Formmasse zur Herstellung von kalandrierten Folien, bestehend aus 95 bis 99,98 Gew.-% eines Olefinpolymeren,
0,01 bis 2,5 Gew.-% mindestens einer Verbindung der Formel I
(I), der Formel II
(II), der Formel III
( I I I ) , der Formel IV
Figure imgf000005_0001
(s). (IV) oder der Formel V
(R3 - S - (CH2)2 - C- O - CH2)4
Figure imgf000005_0003
C (V), worin
Figure imgf000005_0002
R1 und R2 gleich oder verschieden sind und ein
Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine t-Butylgruppe, eine 1,1-Dimethylpropylgruppe, eine Cyclohexylgruppe oder einen gegebenenfalls substituierten Phenylrest bedeuten,
R3 eine C8- bis
C22-Alkylgruppe oder einen Rest der Formel
Figure imgf000005_0004
worin R1 und R2 die vorgenannte Bedeutung haben, ist, R4 eine C8- bis C20-Alkylgruppe oder eine Gruppe der
Formel R5-O-C-(CH2)2- bedeutet, worin R5 eine C8- bis
Figure imgf000006_0001
C20-Alkylgruppe ist,
A eine Diphenylengruppe bedeutet und x eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, und
0,01 bis 2,5 Gew.-% mindestens eines phenolischen
Antioxidans.
Die erfindungsgemäße Formmasse besteht zu 95 bis 99,98, vorzugsweise 98 bis 99,95 Gew.-% eines Olefinpolymers.
Geeignete Olefinpolymere sind Polymere von Mono- oder Diolefinen, beispielsweise Polyethylen, welches
gegebenenfalls vernetzt sein kann, Polypropylen,
Polyisobutylen, Polybuten-1, Polymethylpenten-1,
Polyisopren oder Polybutadien, sowie Polymerisate von Cycloolefinen, wie beispielsweise von Cyclopenten oder Norbornen, Mischungen der vorgenannten Polymeren, wie beispielsweise Mischungen von Polypropylen mit
Polyisobutylen, Copolymere von Mono- und Diolefinen untereinander oder mit anderen Vinylmonomeren, wie
beispielsweise Ethylen-Propylen-Copolymere, Propylen- Buten-1-Copolymere, Propylen- Isobutylen-Copolymere,
Ethylen-Buten-1-Copolymere, Propylen-Butadien-Copolymere, Isobutylen- Isopren-Copolymere, Ethylen-Alkylacrylat- Copolymere, Ethylen-Alkylmethacrylat-Copolymere, Ethylen- Vinylacetat-Copolymere oder Ethylen-Acrylsäure-Copolymere und deren Salze (lonomere), sowie. Terpolymere von Ethylen mit Propylen und einem Dien wie Hexadien,
Dicyclopentadien oder Ethylidennorbornen.
Von den genannten Polymeren werden bevorzugt eingesetzt Homo- und Copolymere des Propylens sowie deren Mischungen mit Terpolymeren von Propylen, Ethylen und einem Dien. Weiterhin besteht die erfindungsgemäße Formmasse zu 0,01 bis 2,5, vorzugsweise 0,025 bis 1 Gew.-% aus mindestens einer Verbindung der Gruppe Phosphorverbindungen der Formel I, Phosphorverbindungen der Formel II, Phosphorverbindungen der Formel III, Schwefelverbindungen der Formel IV und Schwefelverbindungen der Formel V. In Formel I
Figure imgf000007_0001
sind R1 und R2 gleich oder verschieden und bedeuten ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine t-Butylgruppe, eine 1,1-Dimethylpropylgruppe, eine Cyclohexylgruppe oder eine gegebenenfalls substituierten Phenylgruppe. In Formel
II
Figure imgf000007_0002
haben R1 und R2 die vorgenannte Bedeutung und ist A eine Diphenylengruppe. In Formel III
Figure imgf000007_0003
bedeutet R3 eine C8- bis C22- , vorzugsweise C1 2- bis
C 1 8- Alkylgruppe oder einen Rest der Formel
Figure imgf000007_0004
worin R1 und R2 die vorgenannte Bedeutung haben. In
Formel IV
R4 - (S)x - R4 (IV) bedeutet R4 eine C8 bis C20-, vorzugsweise C12- bis
C18-Alkylgruppe oder eine Gruppe der Formel R5-O-C-(CH2)2-,
Figure imgf000008_0004
worin R5 eine C8- bis C20-, vorzugsweise C12- bis
C18-Alkylengruppe ist, und x eine ganze Zahl von 1 bis 5 darstellt. In Formel V
(R3 - S - (CH2)2 - - O - CH2)4 C (V)
Figure imgf000008_0006
Figure imgf000008_0005
hat R3 die obengenannte Bedeutung.
Beispiele für Verbindungen der Formel I sind
Figure imgf000008_0001
R
Von diesen Verbindungen sind bevorzugt
Figure imgf000008_0002
Beispiele für Verbindungen der Formel II sind
Figure imgf000008_0003
Von diesen Verbindungen sind solche bevorzugt, in denen R1 = R2 = t . - Butyl und
A = 4,4'-Biphenylen bedeuten.
Beispiele für Verbindungen der Formel III sind
Figure imgf000009_0001
Von diesen Verbindungen sind bevorzugt
Figure imgf000009_0002
Beispiele für Verbindungen der Formel IV sind
S-(-CH2-CH2-C-O-C12H25)2
Figure imgf000009_0003
CH3- (CH2)17-C-O-CH2-CH2-S-CH2-CH2-O-C-(CH2)17-CH3
Figure imgf000009_0004
Figure imgf000009_0005
CH3- (CH2)17-S-S-(CH2)17-CH3
CH3- (CH2)11-S-S-(CH2)11-CH3 Von diesen Verbindungen sind bevorzugt
S-(-CH2-CH2-C-O-C12H25)2
Figure imgf000010_0001
CH3-(CH2)17-C-O-CH2-CH2-S-CH2-CH2-O-C-(CH2)17-CH3
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0003
CH3-(CH2)17-S-S-(CH2)17-CH3
Beispiele für Verbindungen der Formel V sind
(C8-S-(CH2)2-C-O-CH2)4≡C
Figure imgf000010_0004
(C12-S-(CH2)2-C-O-CH2)4≡C
Figure imgf000010_0005
(C18-S-(CH2)2-C-O-CH2)4≡C
Figure imgf000010_0006
Von diesen Verbindungen ist bevorzugt
(C12-S-(CH2)2-C-O-CH2)4≡C
Figure imgf000010_0007
Neben den Verbindungen der Formeln I, II, III, IV oder V, die einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden können, enthält die erfindungsgemäße Formmasse 0,01 bis 2,5, vorzugsweise 0,025 bis 1 Gew.-% mindestens eines
phenolischen Antioxidans. Geeignete Antioxidantien dieses Typs sind
Alkylierte Monophenole, wie beispielsweise
1,6-Di-t-butyl-4-methylphenol, 2-t-Butyl-4,6- dimethylphenol, 2,6-Di-t-butyl-4-ethylphenol, 2,6-Di-t- butyl-4-n-butylphenol, 2,6-Di-t-butyl-4-i-butylphenol, 2,6-Di-cyclopentyl-4-methylphenol, 2-(α-Methylcyclohexyl)- 4,6-dimethylphenol, 2,6-Di-octadecyl-4-methylphenol,
2,4,6-Tri-cyclohexylphenol, 2,6-Di-t-butyl-4- methoxymethylphenol.
Alkylierte Hydrochinone, wie beispielsweise
2,6-Di-t-butyl-4-methoxyphenol,
2,5-Di-t-butylhydrochinon, 2,5-Di-t-amyl-hydrochinon,
2,6-Diphenyl-4-octadecyloxyphenol.
Hydroxylierte Thiodiphenylether, wie beispielsweise
2,2'-Thio-bis-(6-t-butyl-4-methylphenol), 2,2'-Thio-bis- (4-octylphenol), 4,4'-Thio-bis-(6-t-butyl-3-methyIphenol), 4,4'-Thio-bis-(6-t-butyl-2-methylphenol).
Alkyliden-Bisphenole, wie beispielsweise
2,2'-Methylen-bis-(6-t-butyl-4-methylphenol),
2,2'-Methylen-bis-(6-t-butyl-4-ethylphenol),
2,2'-Methylen-bis-[4-methyl-6-(α-methylcyclohexyl)-phenol], 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-cyclohexylphenol),
2,2'-Methylen-bis-(6-nonyl-4-methylphenol),
2,2'-Methylen-bis-(4,6-di-t-butyIphenol),
2,2'-Ethyliden-bis-(4,6-di-t-butylphenol),
2,2'-Ethyliden-bis-(6-t-butyl-4-isobutylphenol),
2,2'-Methylen-bis-[6-(α-methylbenzyl)-4-nonylphenol],
2,2'-Methylen-bis-[6-(α,α-dimethylbenzyl)-4-nonylphenol],
4,4'-Methylen-bis-(2,6-di-t-butyIphenol),
4,4'-Methylen-bis-(6-t-butyl-2-methylphenol),
1,1-Bis-(5-t-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-butan,
2,6-Di-(3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxybenzyl)-4-methyIphenol,
1,1,3-Tris-(5-t-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-butan,
1,1-Bis-(5-1-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-3-n- dodecylmercaptobutan, Di-(3-t-butyl-4-hydroxy-5- methylphenyl)-dicyclopentadien, Di-[2-(3'-t-butyl-2'-hydroxy-5'-methyl-benzyl)-6-1-butyl-4-methyl-phenyl]- terephthalat, Bis-3,3-bis-(4'-hydroxy-3'-t-butyl- phenyl)-butansäureglykolester. Benzylverbindungen, wie beispielsweise
1,3,5-Tri-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-2,4,6- trimethylbenzol, Di-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)- sulfid, 3,5-Di-t-butyl-4-hydroxybenzyl-mercaptoessigsäure- isooctylester, Bis-(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6- dimethylbenzyl)-dithiol-terephthalat, 1,3,5-Tris-(3,5-di- t-butyl-4-hydroxybenzyl)-isocyanurat, 1,3,5-Tris-(4-t- butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-isocyanurat,
3,5-Di-t-butyl-4-hydroxybenzyl-phosphonsäuredioctadecyl- ester, Calciumsalz des 3,5-Di-t-butyl-4-hydroxybenzyl- phosphonsäure-monoethylesters.
Acrylaminophenole, wie beispielsweise
4-Hydroxy-laurinsäureanilid,
4-Hydroxy-stearinsäureanilid, 2,4-Bis-octylmercapto-
6-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyanilino)-s-triazin,
N-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyanilino)-s-triazin,
N-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-carbaminsäureoctylester.
Ester der ß-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, wie beispielsweise mit
Methanol Diethylenglykol
Octadecanol Triethylenglykol
1,6-Hexandiol Pentaerythrit
Neopentylglykol Tris-hydroxyethyl-isocyanurat
Thiodiethylenglykol Di-hydroxyethyl-oxalsäurediamid
Ester der β-(5-t-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)- propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, wie beispielsweise mit
Methanol Diethylenglykol
Octadecanol Triethylenglykol
1,6-Hexandiol Pentaerythrit
Neopentylglykol Tris-hydroxyethyl-isocyanurat
Thiodiethylenglykol Di-hydroxyethyl-oxalsäurediamid Amide der β-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)- propionsäure, wie beispielsweise N,N'-Di-(3,5-di-t-butyl- 4-hydroxyphenylpropionyl)-hexamethylendiamin, N,N'-Di- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)-trimethylendiamin, N,N'-Di-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)-hydrazin.
Diese Verbindungen werden einzeln oder im Gemisch eingesetzt. Bevorzugt sind Ester der β-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)- propionsäure mit Octdecanol, Pentaerythrit oder Tris- hydroxyethyl-isocyanurat, 1,1,3-Tris-(5-t-butyl-4-hydroxy- 2-methylphenyl)-butan, 1,3,5-Tri-(3,5-di-t-butyl-4- hydroxybenzyl)-2,4,6-trimethylbenzol, 1,3,5-Tris-(3,5-di-1- butyl-4-hydroxybenzyl)-isocyanurat, 1,3,5-Tris-(4-t-butyl- 3-hydroxy-2,6-diιrιethylbenzyl)-isocyanurat und Bis-3,3-bis- (4'-hydroxy-3'-t-butyl-phenyl)-butansäureglykolester.
Ferner kann die erfindungsgemäße Formmasse noch weitere
Additive enthalten, wie beispielsweise:
UV-Absorber und Lichtschutzmittel, wie beispielsweise
2-(2-Hydroxymethyl)-benztriazole, wie beispielsweise das 5'-Methyl-, 3',5'-Di-t-butyl-, 5'-t-Butyl-5'-(1,1,3,3- Tetramethylbutyl)-, 5-Chlor-3',5-di-t-butyl-, 5-Chlor-3'-t- butyl-5'-methyl-, 3'-sec.-Butyl-5'-t-butyl-, 4'-Octoxy-, 3,5'-Di-t-amyl-, 3',5'-Bis-(α,α-dimethylbenzyl)-Derivat.
2-Hydroxybenzophenone, wie beispielsweise 4-Hydroxy-,
4-Methoxy-, 4-Octoxy-, 4-Decyloxy-, 4-Dodecyloxy-,
4-Benzyloxy-, 4,2',4'-Trihydroxy-, 2'-Hydroxy-4,4'-dimethoxy-
Derivat.
Ester von gegebenenfalls substituierten Benzoesäuren, wie beispielsweise 4-t-Butyl-phenylsalicylat,
Phenylsalicylat, Octylphenylsalicylat,
Dibenzoylresorcin, Bis-(4-t-butylbenzoyl)resorcin,
Benzoylresorcin, 3,5-Di-t-butyl-4-hydroxybenzoesäure- 2,4-di-t-butylphenylester, 3,5-Di-t-butyl-4- hydroxybenzoesäurehexadecylester. Acrylate, wie beispielsweise
α-Cyan-β,β-diphenylacrylsäure-ethylester oder
-isooctylester, α-Carbomethoxy-zimtsäuremethylester, α-Cyano-β-methy1-p-methoxy-zimtsäuremethylester bzw.
-butylester, α-Carbomethoxy-p-methoxy-zimtsäuremethylester, N-(β-Carbomethoxy-β-cyanovinyl)-2-methyl-indolin.
Nickelverbindungen, wie beispielsweise Nickelkomplexe des 2,2'-Thio-bis-[4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-phenols], wie der 1:1- oder 1:2-Komplex, gegebenenfalls mit
zusätzlichen Liganden wie n-Butylamin, Triethanolamin oder N-Cyclohexyl-diethanolamin,
Nickelalkyldithiocarbamate, Nickelsalze von
4-Hydroxy-3,5-di-1-butyl-benzylphosphonsäure- monoalkylestern wie vom Methyl- oder Ethylester,
Nickelkomplexe von Ketoximen wie von
2-Hydroxy-4-methyl-phenylundecylketonoxim, Nickelkomplexe des 1-Phenyl-4-lauroyl-5-hydroxy-pyrazols, gegebenenfalls mit zusätzlichen Liganden.
Sterisch gehinderte Amine, wie beispielsweise
Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidyl)-sebacat,
Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidyl)-succinat,
Bis-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)- sebacat,
n-Butyl-3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl-malonsäure-bis-
(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)-ester,
Kondensationsprodukt aus
1-Hydroxyethy1-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidin und Bernsteinsäure, Kondensationsprodukt aus
N,N'-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-hexamethylendiamin und 4-t-Octylamino-2,6-dichlor-1,3,5-s-triazin,
Tris-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-nitrilotriacetat,
Tetrakis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,2,3,4- butantetracarbonsäure, 1,1'-(l,2-Ethandiyl)-bis-(3,3,5,5- tetramethyl-piperazinon).
Oxalsäurediamide, wie beispielsweise 4,4'-Di-octyloxyoxanilid, 2,2'-Di-octyloxy-5,5'-di-t-butyloxanilid,
2,2'-Didodecyloxy-5,5'-di-t-butyloxanilid, 2-Ethoxy-2'-ethyloxanilid, N,N'-Bis-(3-dimethylamino- propyl)-oxalamid, 2-Ethoxy-5-t-butyl-2-ethyloxanilid und dessen Gemisch mit 2-Ethoxy-2'-ethyl-5,4'-di-t-butyl- oxanilid, Gemische von o- und p-Methoxy- sowie von o- und p- Ethoxy- di- substituierten Oxaniliden .
Metalldesaktivatoren, wie beispielsweise
N,N'-Diphenyloxalsäurediamid, N-Salicylal-N'- salicyloylhydrazin, N,N'-Bis-salicyloyl-hydrazin,
N,N'-Bis-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)- hydrazin, 3-Salicyloylamino-1,2,3-triazol,
Bis-benzyliden-oxalsäure-dihydrazid
Peroxidzerstörende Verbindungen, wie beispielsweise das Zinksalz des 2-Mercaptobenzimidazols, Zink-alkyl- dithiocarbamate.
Basische Co-Stabilisatoren, wie beispielsweise Melamin, Polyvinylpyrrolidon, Dicyandiamid, Triallylcyanurat, Harnstoff-Derivate, Hydrazin-Derivate, Amine, Polyamine, Polyurethane, Alkali- und Erdalkalisalze höherer
Fettsäuren, beispielsweise Ca-Stearat, Zn-Stearat,
Mg-Stearat, Na-Ricinoleat, K-Palmitat,
Antimonbrenzcatechinat oder Zinnbrenzcatechinat.
Nukleierungsmittel, wie beispielsweise
4-t-Butylbenzoesäure, Adipinsäure, Diphenylessigsäure, Benzylidensorbitol.
Füllstoffe und VerStärkungsmittel, wie beispielsweise Calciumcarbonat, Silikate, Glasfasern, Asbest, Talk, Kaolin, Glimmer, Bariumsulfat, Metalloxide und
-hydroxide, Ruß, Graphit.
Sonstige Zusätze, wie beispielsweise Weichmacher,
Gleitmittel, Emulgatoren, Pigmente, optische Aufheller, Flammschutzmittel, Antistatika, Treibmittel. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyolefinformmasse erfolgt nach bekannten Methoden. Sie kann beispielsweise erfolgen durch Einmischen der Stabilisatoren und
gegebenenfalls weiterer Additive nach den in der Technik üblichen Verfahren bei der Polymerisation der Monomeren oder vor oder während der Formgebung, oder auch durch
Aufbringen der gelösten oder dispergierten Verbindungen auf das Polymer, gegebenenfalls unter nachträglichem
Verdunsten des Lösemittels. Die Stabilisatoren können auch in Form eines Masterbatches, welcher diese Produkte in einer Konzentration von ca. 2,5 bis 25 Gew.-%
enthalten kann, der herzustellenden Formmasse zugesetzt werden. Eine Zugabe vor einer eventuellen Vernetzung ist ebenfalls möglich.
Zur Herstellung von Kalanderfolien wird die erfindungsgemäße Formmasse nach den für PVC-Kalanderfolien üblichen
Verfahren verarbeitet. Dazu wird sie zunächst plastiziert und homogenisiert, beispielsweise auf einem Mischwalzwerk oder in einem Kneter. Danach wird sie in den Spalt zwischen der ersten und der zweiten Walze eines Folienkalanders mit drei bis sieben, meist vier, Walzen gegeben und im
plastischen Zustand zu einer Folie ausgezogen, die gekühlt und aufgewickelt wird. Die Verarbeitungstemperatur liegt im allgemeinen im Bereich von 170 bis 250 °C, in
Ausnahmefällen höher, und ist abhängig vom Schmelzverhalten des Basispolymeren.
Beispiele 1 bis 13 und Vergleichsbeispiele A bis I
Die Untersuchungen des Verarbeitungsverhaltens der
Polypropylen-Formmassen im Vergleich zu einer
PVC-Kalanderfolien-Formmasse wurden auf einem Zweiwalzwerk (Stahlwalzen 0 150 mm/Temperatur 190°C/Friktion 15/20 U/min) anhand einer dynamischen Stabilitätsprüfung durchgeführt. Dieses Prüfverfahren findet zur Beurteilung der
Kalandrierbarkeit vor allem von PVC-Mischungen Anwendung. Vor Durchführung der Prüfung der dynamischen Stabilität wurden die Polypropylen-Formmassen gemäß Tabelle 1 jeweils kalt vorgemischt, die so entstandenen Mischungen auf einem Einschneckenextruder bei einer Zylindertemperatur von 190°C/210°C/230°C/240°C extrudiert und anschließend stranggranuliert.
Der PVC-Ansatz A wurde nach dem Einwiegen durch Heißmischen in einer Heiz-Kühlmischerkombination auf 120°C und
anschließendes Abkühlen auf Raumtemperatur hergestellt.
Für jede Prüfung wurden jeweils 200 g einer Formmasse auf ein Zweiwalzwerk zur dynamischen Stabilitätsprüfung
gegeben. Als Prüfkriterium für die Bestimmung des Zeitraums von der Beendigung der Walzfellbildung bis zum Festkleben der Polymerschmelze an den heißen Metalloberflächen des Zweiwalzwerks (klebfreie Zeit) diente der Zeitpunkt, an welchem sich das 1 mm dicke Walzfell nicht mehr mit Hilfe eines Holzspatels von der Seite zur Mitte der Walze hin aufrollen läßt. Jeweils nach 30 minütiger Walzzeit wurde außerdem ein Prüfmuster von 30 g zur Bestimmung des
MFI-Wertes entnommen. Zusätzlich wurde bei einigen
Versuchen der MFI-Wert nach 5, 10 und 20 min Laufzeit ermittelt.
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Aus den Versuchsergebnissen ist zu erkennen, daß eine in üblicher Weise stabilisierte Polypropylen-Formmasse (B) bei gleichen Prüfbedingungen im Vergleich zu einer PVC- Formmasse für Kalanderfolien (A) schon nach kurzer Laufzeit auf den heißen Walzenoberflächen festklebt und das
Polypropylen-Walzfell nicht mehr von den Walzen abgezogen werden kann. Durch die thermische Belastung baut die
Polypropylen-Formmasse stark ab, wobei ihre Viskosität ebenfalls stark abnimmt. Es ist weiterhin zu erkennen, daß der Zusatz verschiedener Gleitmittel zwar den Beginn des Anklebens des
Polypropylenfilms an den heißen Metalloberflächen des
Zweiwalzwerks verzögert, das geforderte klebfreie
Verarbeitungsverhalten und eine deutliche Verminderung des Abbaus der Polymerketten durch diese Zusätze nicht erreicht werden kann.
Erst der Einsatz von Verbindungen der Formeln I, II, III, IV und V zusammen mit einem oder mehreren phenolischen Antioxidantien bringt die gewünschte Trennwirkung an den heißen Walzenoberflächen und führt zur Erhaltung der zur Verarbeitung auf Kaianderanlagen erforderlichen hohen
Viskosität der Polymerschmelze, d.h. zu einem verminderten Abbau der Polymermoleküle.
Tabelle 1 (alle Mengenangaben in phr)
Vgl. A 100,0 S-PVC, K-Wert 60
1,5 Octyl-Zinnmercaptid
0,5 Glycerinmonoleat
0,5 Ester der Montansäure mit
Glycerin
B 100,0 Polypropylen (MFI 230/2
0,5 g/10 min) (unstabilisiert) 0,2 Calciumstearat
0,1 Pentaerythrityl-tetrakis-[3-
3,5-di-1-butyl-4-hydroxyphenyl)- propionat]
C Ansatz B + 0,5 Metallseifenhaltiger Mehrkomponentenester
D " + 0,5 Technisches Alkansulfonat
E " + 0,5 Ester der Montansäure mit
Glycerin
F " + 0,5 Oxidiertes Polyethylenwachs Bsp. 1 " + 0,05 Tri(2,4-di-t-butylphenyl)- phosphit
2 " + 0,10 Tri(2,4-di-t-butylphenyl)- phosphit
3 " + 0,10 Tetrakis-(2,4-di-t-butylphenyl)-
4,4'-biphenylen-diphosphonit
4 " + 0,20 Tetrakis-(2,4-di-t-butylphenyl)-
4,4'-biphenylen-diphosphonit Vgl. G " + 0,1 Pentaerythrityl-tetrakis-[3-
(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat] Fortsetzung Tabelle 1
Vgl. H 100,0 Polypropylen (MFI 230/2
0,5 g/10 min) (unstabilisiert)
0,2 Calciumstearat
0,1 Bis-3,3-bis-(4'-hydroxy-3'- t-butyl-phenyl)-butansäure- glykolester
Ansatz H 0,1 Bis-3,3-bis-(4'-hydroxy-3'-t- butyl-phenyl)-butansäureglykolester
Bsp . 5 " + 0 , 1 Dilauryl-thiodipropionat
6 " + 0 , 2 Dilauryl-thiodipropionat
7 " + 0 , 1 Distearyl-thiodipropionat
8 " + 0 , 2 Distearyl-thiodipropionat
9 " + 0 , 1 Di-octadecyl-disulfid
10 " + 0 , 2 Di-octadecyl-disulfid
11 " + 0 , 05 Tri(2,4-di-t-butylphenyl)- phosphit
12 " + 0,10 Tri(2,4-di-t-butylphenyl)- phosphit
13 100,0 Polypropylen (MFI 230/5
(3 g/10 min) (unstabilisiert) 0,20 Calciumstearat
0,05 Bis-3,3-bis-(4'-hydroxy-3'-t- butyl-phenyl)-butansäure- glykolester
0,05 Tri(2,4-di-t-butylphenyl)- phosphit
Figure imgf000021_0001

Claims

Patentansprüche:
1. Polyolefin-Formmasse zur Herstellung von kalandrierten
Folien, bestehend aus
95 bis 99,98 Gew.-% eines Olefinpolymeren,
0,01 bis 2,5 Gew.-% mindestens einer Verbindung der Formel I
(I), der Formel II
(II), der Formel III
( I I I ) , der Formel IV
Figure imgf000022_0001
R 4 - ( S ) x - R4 (IV) oder der Formel V
(R3 - S - (CH2)2 - C- O - CH2)4 - C (V), worin
Figure imgf000022_0003
R1 und R2 gleich oder verschieden sind und ein
Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine t-Butylgruppe, eine 1,1-Dimethylpropylgruppe, eine Cyclohexylgruppe oder einen gegebenenfalls substituierten Phenylrest bedeuten, R3 eine C8- bis C22-Alkylgruppe oder einen Rest der Formel worin R1 und R2 die vorgenannte Bedeutung haben,
Figure imgf000022_0002
ist, R4 eine C8- bis C20-Alkylgruppe oder eine Gruppe der
Formel R5-O-C-(CH2)2- bedeutet, worin R5 eine C8- bis
Figure imgf000023_0001
C20-Alkylgruppe ist,
A eine Diphenylengruppe bedeutet und x eine ganze Zahl von
1 bis 5 ist, und
0,01 bis 2,5 Gew.-% mindestens eines phenolischen
Antioxidans.
2. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin Polyethylen, Polypropylen, Polyisobutylen, Polybuten-1, Polymethylpenten-1, Polyisopren, Polybutadien, ein Ethylen-Propylen-Copolymer, ein Propylen-Buten-1- Copolymer, ein Propylen-Isobutylen-Copolymer, ein Ethylen- Buten-1-Copolymer, ein Propylen-Butadien-Copolymer, ein Isobutylen-Isopren-Copolymer, ein Ethylen-Alkylacrylat- Copolymer, ein Ethylen-Alkylmethacrylat-Copolymer, ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer oder ein Ethylen-Acrylsäure- Copolymer ist.
3. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein Homo- oder Copolymerisat des Propylens ist
4. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das phenolischen Antioxidans ein alkyliertes Monophenol, ein alkyliertes Hydrochinon, ein hydroxylierter
Thiodiphenylether, ein Alkyliden-Bisphenol, eine
Benzylverbindung, ein Acrylaminophenol oder ein Ester oder Amid der β-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure ist.
5. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das phenolische Antioxidans ein Ester der Bis-3,3-bis(4'- hydroxy-3'-1-butylphenyl)-butansäure ist.
6. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das phenolische Antioxidans ein Ester der β-(3,5-Di-t-butyl- 4-hydroxyphenyl)propionsäure ist.
7. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das phenolische Antioxidans eine Benzylverbindung ist.
8. Verfahren zur Herstellung von kalandrierten Folien aus Olefinpolymeren durch Plastizieren einer Polyolefin- Formmasse und Ausziehen im plastischen Zustand auf einem Folienkalander, dadurch gekennzeichnet, daß man eine
Formmasse verwendet, die aus
95 bis 99,98 Gew.-% eines Olefinpolymeren,
0,01 bis 2,5 Gew.-% mindestens einer Verbindung der Formel I
(I), der Formel II
(II), der Formel III
v ( I I I ) , der Formel IV r
(IV) oder der Formel V (V), worin
Figure imgf000024_0001
R1 und R2 gleich oder verschieden sind und ein
Wasserstoffatom, eine Methylgruppe, eine t-Butylgruppe, eine 1,1-Dimethylpropylgruppe, eine Cyclohexylgruppe oder einen gegebenenfalls substituierten Phenylrest bedeuten, R3 eine C8- bis C22-Alkylgruppe oder einen Rest der Formel worin R1 und R2 die vorgenannte Bedeutung
Figure imgf000025_0001
haben ist,
R4 eine C8- bis C20-Alkylgruppe oder eine Gruppe der
Formel R5-O-C-(CH2)2- bedeutet, worin R5 eine C8- bis
Figure imgf000025_0002
C20-Alkylgruppe ist,
A eine Diphenylengruppe bedeutet und x eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, und
0,01 bis 2,5 Gew.-% mindestens eines phenolischen
Antioxidans besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Formmasse verwendet, in welcher das Polyolefin ein Homo- oder Copolymer des Propylens ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Formmasse verwendet, in welcher das phenolische Antioxidans ein alkyliertes Monophenol, ein alkyliertes Hydrochinon, ein hydroxylierter Thiodiphenylether, ein Alkyliden-Bisphenol, eine Benzylverbindung, ein
Acrylaminophenol oder ein Ester oder Amid der
β-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure ist.
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