DE102006052603A1

DE102006052603A1 - Hochgeladene Wirkstoffmasterbatche mit Trenn-, Schmier- und Gleitmittel in einem Metallocen Wachsträger

Info

Publication number: DE102006052603A1
Application number: DE102006052603A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dl. Kling
Original assignee: Clariant International Ltd
Current assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2008-05-15
Also published as: WO2008055643A1

Abstract

Wirkstoffmittelzusammensetzung, enthaltend hohen Anteil flüssiger oder leicht fließender Wirkstoffe, wie Trenn-, Gleit- und Schmierstoffe, und mehrere Polyolefinwachse, wobei der mengenmäßig größere Anteil ein Metallocenwachs darstellt und wobei die weiteren Wachse polare oder unpolare Nicht-Metallocen-Polyolefinwachse sind. Alle Polyolefinwachse machen zusammen mindestens 25 Gew.-% der Rezeptur aus und schmelzen zwischen 80 und 170°C. Die erfindungsgemäße Wirkstoffmittelzusammensetzung ist staubreduziert und wird für die Masterbatchproduktion verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung hochgeladener Gleitmittelmasterbatche, dies können niederschmelzende oder flüssige Trenn-, Schmier- und Gleitmittel. Mit diesen Stoffen wird die Qualität der Kunststoffe deutlich beeinflusst, es kann eine erhöhte Transparenz, eine verringerte Farbveränderung, ein besseres Gleitverhalten und eine höhere Flexibilität sein.
Die Erfindung betrifft die Verwendung von copolymeren niedermolekularen Wachsen für die Herstellung solcher Masterbatche, bei denen die Wachse mittels Metallocen-Katalysatoren hergestellt werden, die einen niederen Tropfpunkt, eine hohe Transparenz und geringe Viskosität aufweisen. Durch die Verwendung dieser Wachse wird die Einarbeitung der Schmier-, Trenn- & Gleitmittel deutlich erleichtert, die Prozesstemperaturen können deutlich niedriger gehalten werden, eine deutlich höhere Beladung als bisher üblich ist möglich und auf einen polymeren Träger kann verzichtet werden.
Zudem kann für diese hoch geladenen Schmier-, Trenn- & Gleitmittel, eine Stranggranulierung, die für viele Masterbatchproduzenten üblich ist, eingesetzt werden. Es kann aber auch in bestimmten Fällen eine Unterwassergranulierung eingesetzt werden.
Um eine höhere Gleitwirkung bei Kunststoffen zu gewährleisten, ist der Einsatz von nieder- und hochmolekularen Wachsen, wie z.B. verschiedenster Mineral-, Silicon-, oder Paraffinöle und Schmierstoffe, möglich. Dies können gängige Mineralöle sein, aber auch Paraffinöle, die auch bei der EPDM Herstellung Verwendung finden. Durch die Paraffinölzugabe bei der EPDM Herstellung wird die Elastizität der Produkte erhöht. Auch die Einarbeitung höherer Mengen Erucaamiden, Erucasäureamiden und Oleamiden etc. ist möglich. Diese Produkte werden gerne in der Folienverarbeitung als Antiblockmittel eingesetzt.
An derartige Masterbatche werden hohe Anforderungen gestellt: Die eingearbeiteten Produkte sollten optimal verteilt sein, sie sollen nur begrenzt an der Oberfläche vorliegen, damit geringe Verklumpungstendenzen vorliegen, bei einer möglichst hohen Dosierung, um die Rohstoffkosten möglichst gering zu halten.
Für die Herstellung von staubfreien, granulat- und pulverförmigen hochgeladener Gleit-Trenn-, und Schmiermittelmasterbatche und -präparationen sind zurzeit folgende einstufige oder mehrstufige Verfahren bekannt:
Die wachsartigen/polymeren Formulierungsanteile werden über den Haupteinzug des Extruders zugeführt, die Gleit- und Schmiermittel, die pulverförmig oder flüssig sind, werden zweckmäßiger Weise über entsprechende Sidefeeder in die Maschine eingebracht. Eine Zugabe am Haupteinzug ist aber auch möglich.
Im Anschluss daran kann eine Schmelzemischung in einem geeigneten Extruder oder in Knetern durchgeführt werden. Daran schließt sich eine Granulierung, Vermahlung oder Versprühung an.
Eine Kaltmischung besteht aus geeigneten Polymerträgern, wie Polyethylen, Polypropylen oder Ethylenvinylacetatcopolymer und ähnlichen. Der Nachteil dieser Polymermischungen ist, dass der Polymere Anteil eine höhere Zugabe kurzkettiger Komponenten nur bedingt erlaubt, wird der Sättigungsbereich überschritten, und dies kann oftmals bereits um oder unter 10% sein, kommt es zu einer Separierung von Polymer und den Schmier-, Trenn- und Gleitmittel Zuschlagstoffen.
In der DE-A 15 44 830 wird eine Pigmentzubereitung offenbart, bei der die Pigmentpartikel von einem amorphen Homo- oder Mischpolymerisat aus Propylen, Guten-1 und Hexen-1 oder einem Propylen-Ethylen-Blockpolymerisat umhüllt sind. Bei der Herstellung der Pigmentzubereitung sind Filtrations- und Trocknungsschritte erforderlich.
Die DE-A 12 39 093 beschreibt Trägermaterialien auf Basis einer Mischung aus einem amorphen Ethylen-Propylen-Block-Mischpolymerisat und einem kristallinen Polypropylen für die Herstellung von Pigmentkonzentraten.
DE-A 26 52 628 bezieht sich auf die Verwendung von Polypropylenwachsen mit einer Viskosität von 500 bis 5000 mPa·s (170°C) und einem isotaktischen Anteil von 40 bis 90 %.
In der DE-A 195 16 387 wird eine hocheffektive Dispergierung durch ein Dispergiermittel erreicht, das eine Mischung verschiedener Polyolefinkomponenten und spezieller Polyacrylsäureester enthält.
In der JP-A 88/88287 werden Präparationen beschrieben, die aus Pigment, Gleitmittel, Füllstoffen und einem amorphen Polyolefin bestehen.
Die DE-A 26 08 600 betrifft Pigmentkonzentrate zum Einfärben von thermoplastischen Kunststoffen, enthaltend Pigment, Polyolefinwachs, ein Ethylenvinylazetat-Copolymer und kolloidale Kieselsäure.
Alle bisher in der Praxis eingesetzten Schmier-, Gleit- und Trennmittelpräparationen müssen dann, wenn sie einen Wirkstoffgehalt von mehr als 10 % aufweisen, mit einem relativ aufwändigen Prozessequipment wie z.B. einer Unterwassergranulierung hergestellt werden. Durch die hohe Beladung wird nämlich die Strangfestigkeit der produzierten Masterbatche geringer. Stranggranulierungen ist bei Masterbatchfirmen Stand der Technik. Eine Möglichkeit der Verbesserung, wäre theoretisch der Einsatz spezieller Polymere, die leicht fließen, die bei tieferen Temperaturen verarbeitbar sind, und die gut verträglich zu unterschiedlichen Polymeren wären. Polymere, die dieses Eigenschaftsbild aufweisen, haben aber höhere Einstandskosten.
Die andere Möglichkeit wäre der Einsatz hochporöser Polymerträger, die durch diese besondere Oberflächenform die Produkte leichter absorbieren können. Diese besondere Produktform hat aber deutlich höhere Einstandskosten, und benötigt zudem eine temperierbare Vakuumkammer, damit die leicht schmelzenden bzw. flüssigen Komponenten gut aufgenommen werden können, was wiederum hohe Investmentkosten darstellt.
Für die Unterwassergranulierung und die dafür notwendigen Ausrüstungen sind in der Regel größere Produktionsmengen notwendig, um zu wirtschaftlichen Herstellkosten zu kommen. Spezielle, auf individuelle Kundenwünsche abgestimmte Schmier-, Gleit- und Trennmittel-Masterbatches sind daher aufwändig und können nicht mit den gleichen, hohen Konzentrationen wie üblich hergestellt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, Masterbatche mit einem möglichst hohen Anteil von flüssigen, niedrig schmelzenden oder niederviskosen Komponenten wie Gleit-, Trenn- und Schmiermittel zu beladen, um damit die Herstellung von geschäumten oder ungeschäumten Plastomeren und Elastomeren mit guter Trennwirkung und guten Gleiteigenschaften, ökonomisch und ökologisch vorteilhaft bewerkstelligt werden kann und so Produkte von hochwertiger Qualität liefert.
Auf einen polymeren Träger soll dabei weitestgehend verzichtet werden, wodurch zum einen Wirkstoffmasterbatche mit einem deutlich höheren Wirkstoffgehalt an Gleit-, Trenn- und Schmiermitteln möglich sind und zum anderen die gefertigten Masterbatche in deutlich mehr verschiedene Polymere mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung als bisher eingesetzt werden können, da weniger Verträglichkeitsprobleme aufgrund der hohen Beladung vorliegen. Der Wachsträger ermöglicht zudem eine leichtere Einarbeitung und Dispergierung in die Polymere ermöglichen, was eine feinere Zellstruktur oder eine einheitlichere Molekular bzw. Molekulargewichtsverteilung zur Folge hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, das die Wirkstoffkomponenten an Gleit-, Trenn- und Schmiermitteln in ein Metallocene Wachs oder ein Gemisch aus Metallocen Wachs oder ein Metallocene Zieglerwachs- Gemisch oder ein Wachs-Polymergemisch eingearbeitet werden. Metallocen Wachse oder Metallocen-Polyolefinwachse sind definitionsgemäß Wachse, die in Gegenwart von Metallocenen als Katalysator hergestellt werden. Die so hergestellte Zusammensetzung wird in einem speziellen Extrusionsprozess zu einem Gleit-, Trenn- oder Schmiermittelmasterbatch compoundiert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gleit-, Trenn- und/oder Schmiermittelmasterbatch der eingangs genannten Art enthaltend

i) ein oder mehrere fein verteilte Gleit-, Trenn- und/oder Schmiermittel
ii) ein oder mehrere Metallocen-Polyolefinwachse,
iii) ein oder mehrere Wachse ausgewählt aus polaren und unpolaren Nicht-Metallocen-Polyolefinwachsen,

Zusätzlich zu den Metallocenwachsen können auch andere Polyolefine-, EVA, Montan- oder Amidwachse eingesetzt werden, sowie geringe Anteile eines polymeren Trägers.
Alle wachsartigen Bestandteile des Trägers schmelzen zwischen 80 und 170°C.
Erfindungsgemäß bevorzugte Gleit-, Trenn- und Schmiermittelmasterbatche enthalten 10 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 70 Gew.-%, eines PTFE, Silicon, Paraffin, Erucasäuren, Ölamide, Amid oder eines sonstigen Gleitmittels und 25 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 85 Gew.-%, des Metallocen-Polyolefinwachses. Zusätzlich kann der erfindungsgemäß bevorzugte Masterbatch noch geringe Mengen Füllstoffe oder Additive zwischen 0 bis 10 Gew.-% enthalten.
Erfindungsgemäß bevorzugte Masterbatche enthalten 25 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 85 Gew.-%, des Metallocen-Polyolefinwachses, 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 7,5 Gew.-%, einer oder mehrerer Nicht-Metallocenewachse.
Die in Gegenwart von Metallocen als Katalysator hergestellten Wachse sind Copolymerwachse aus Propylen und 0,1 bis 50 % Ethylen und/oder 0,1 bis 50 % mindestens eines verzweigten oder unverzweigten 1-Alkens mit 4 bis 20 C-Atomen mit einem Tropfpunkt (Ring/Kugel) zwischen 80 und 170°C und einer Schmelzviskosität, gemessen bei einer Temperatur 170°C, von 30 bis 80 000 mPa·s, vorzugsweise von 45 bis 35 000 mPa·s, insbesondere von 50 bis 7000 mPa·s.
Die in Gegenwart von Metallocen als Katalysator hergestellten Wachse sind weitgehend oder vollkommen amorph und können zusätzlich bei Bedarf polar modifiziert sein.
Als Nicht-Metallocen-Polyolefinwachse sind zum einen besonders Ethylenvinylazetat Wachse mit einem Tropfpunkt zwischen 90 und 120 °C, einem Vinylacetatgehalt von 1 bis 30 % und einer Viskosität von 50 bis 3000 mPa·s, vorzugsweise von 50 bis 1500 mPa·s, gemessen bei einer Temperatur von 140°C, als auch unpolare, aber auch polare Nicht-Metallocene-Wachse mit einem Tropfpunkt im Bereich von 90 bis 120°C und einer Viskosität von kleiner als 30 000 mPa·s, vorzugsweise kleiner als 15 000 mPa·s, gemessen bei einer Temperatur von 140°C, geeignet. Als Nicht-Metallocen-Polyolefinwachse kommen Homopolymerisate des Ethylens oder höherer 1-Olefine mit 3 bis 10 C-Atomen oder deren Copolymerisate untereinander in Frage. Bevorzugt weisen die Polyolefinwachse eine gewichtsmittlere Molmasse M_w zwischen 1000 und 20 000 g/mol und eine zahlenmittlere Molmasse M_n zwischen 500 und 15000 g/mol auf.
Für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Metallocen-Polyolefinwachse werden Metallocenverbindungen der Formel I eingesetzt.
Diese Formel umfasst auch Verbindungen der Formel Ia,
der Formel Ib
und der Formel Ic
In den Formeln I, Ia und Ib ist M¹ ein Metall der Gruppe IVb, Vb oder VIb des Periodensystems, beispielsweise Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, vorzugsweise Titan, Zirkonium, Hafnium.
R¹ und R² sind gleich oder verschieden und bedeuten ein Wasserstoffatom, eine C₁-C₁₀, vorzugsweise C₁-C₃-Alkylgruppe, insbesondere Methyl, eine C₁-C₁₀-, vorzugsweise C₁-C₃-Alkoxygruppe, eine C₆-C₁₀, vorzugsweise C₆-C₈-Arylgruppe, eine C₆-C₁₀-, vorzugsweise C₆-C₈-Aryloxygruppe, eine C₂-C₁₀, vorzugsweise C₂-C₄-Alkenylgruppe, eine C₇-C₄₀-, vorzugsweise C₇-C₁₀-Arylalkylgruppe, eine C₇-C₄₀-, vorzugsweise C₇-C₁₂-Alkylarylgruppe, eine C₈-C₄₀-, vorzugsweise C₈-C₁₂-Arylalkenylgruppe oder ein Halogen-, vorzugsweise Chloratom.
R³ und R⁴ sind gleich oder verschieden und bedeuten einen ein- oder mehrkernigen Kohlenwasserstoffrest, welcher mit dem Zentralatom M¹ eine Sandwichstruktur bilden kann. Bevorzugt sind R³ und R⁴ Cyclopentadienyl, Indenyl, Tetrahydroindenyl, Benzoindenyl oder Fluorenyl, wobei die Grundkörper noch zusätzliche Substituenten tragen oder miteinander verbrückt sein können. Außerdem kann einer der Reste R³ und R⁴ ein substituiertes Stickstoffatom sein, wobei R²⁴ die Bedeutung von R¹⁷ hat und vorzugsweise Methyl, tert.-Butyl oder Cyclohexyl ist.
R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ sind gleich oder verschieden und bedeuten ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, vorzugsweise ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom, eine C₁-C₁₀-, vorzugsweise C₁-C₄-Alkylgruppe, eine C₆-C₁₀-, vorzugsweise C₆-C₈-Arylgruppe, eine C₁-C₁₀-, vorzugsweise C₁-C₃-Alkoxygruppe, einen -NR¹⁶ ₂-, -SR¹⁶-, -OSiR¹⁶ ₃-, -SiR¹⁶ ₃- oder -PR¹⁶ ₂-Rest, worin R¹⁶ eine C₁-C₁₀-, vorzugsweise C₁-C₃-Alkylgruppe oder C₆-C₁₀-, vorzugsweise C₆-C₈-Arylgruppe oder im Falle Si oder P enthaltender Reste auch ein Halogenatom, vorzugsweise Chloratom ist oder je zwei benachbarte Reste R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ oder R¹⁰ bilden mit den sie verbindenden C-Atomen einen Ring. Besonders bevorzugte Liganden sind die substituierten Verbindungen der Grundkörper Cyclopentadienyl, Indenyl, Tetrahydroindenyl, Benzoindenyl oder Fluorenyl.
R¹³ ist

=BR¹⁷, =AlR¹⁷, -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, =SO, =SO₂, =NR¹⁷, =CO, =PR¹⁷ oder =P(O)R¹⁷, wobei R¹⁷, R¹⁸ und R¹⁹ gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, vorzugsweise ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom, eine C₁-C₃₀-, vorzugsweise C₁-C₄-Alkyl-, insbesondere Methylgruppe, eine C₁-C₁₀-Fluoralkyl-, vorzugsweise CF₃-Gruppe, eine C₆-C₁₀-Fluoraryl-, vorzugsweise Pentafluorphenylgruppe, eine C₆-C₁₀-, vorzugsweise C₆-C₈-Arylgruppe, eine C₁-C₁₀-, vorzugsweise C₁-C₄-Alkoxy-, insbesondere Methoxygruppe, eine C₂-C₁₀, vorzugsweise C₂-C₄-Alkenylgruppe, eine C₇-C₄₀-, vorzugsweise C₇-C₁₀-Aralkylgruppe, eine C₈-C₄₀-, vorzugsweise C₈-C₁₂-Arylalkenylgruppe oder eine C₇-C₄₀, vorzugsweise C₇-C₁₂-Alkylarylgruppe bedeuten, oder R¹⁷ und R¹⁸ oder R¹⁷ und R¹⁹ bilden jeweils zusammen mit den sie verbindenden Atomen einen Ring.
M² ist Silizium, Germanium oder Zinn, bevorzugt Silizium und Germanium. R¹³ ist vorzugsweise =CR¹⁷R18, =SiR¹⁷R¹⁸, =GeR¹⁷R¹⁸, -O-, -S-, =SO, =PR¹⁷ oder =P(O)R¹⁷.
R¹¹ und R¹² sind gleich oder verschieden und haben die für R¹⁷ genannte Bedeutung. m und n sind gleich oder verschieden und bedeuten null, 1 oder 2, bevorzugt null oder 1, wobei m plus n null, 1 oder 2, bevorzugt null oder 1 ist.
R¹⁴ und R¹⁵ haben die Bedeutung von R¹⁷ und R¹⁸.
Beispiele für geeignete Metallocene sind:
Bis(1,2,3-trimethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(1,2,4-trimethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(1,2-dimethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(1,3-dimethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(1-methylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(1-n-butyl-3-methyl-cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(2-methyl-4,6-di-i.propyl-indenyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(2-methylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(4-methylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(5-methylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(alkylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(alkylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(indenyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(methylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(n-butylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(octadecylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(pentamethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(trimethylsilylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Biscyclopentadienylzirkoniumdibenzyl,
Biscyclopentadienylzirkoniumdimethyl,
Bistetrahydroindenylzirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-(2,3,5-trimethylcyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-(2,4-dimethyl-cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-(2-methyl-4,5-benzoindenyl)zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-(2-methyl-4-ethylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-(2-methyl-4-i-propylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-(2-methyl-4-phenylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-(2-methyl-indenyl)zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-(2-methyltetrahydroindenyl)zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-indenylzirkoniumdichlorid,
Dimethylsilyl-bis-1-indenylzirkoniumdimethyl,
Dimethylsilyl-bis-1-tetrahydroindenylzirkoniumdichlorid,
Diphenylmethylen-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid,
Diphenylsilyl-bis-1-indenylzirkoniumdichlorid,
Ethylen-bis-1-(2-methyl-4,5-benzoindenyl)zirkoniumdichlorid,
Ethylen-bis-1-(2-methyl-4-phenylindenyl)zirkoniumdichlorid,
Ethylen-bis-1-(2-methyl-tetrahydroindenyl)zirkoniumdichlorid,
Ethylen-bis-1-(4,7-dimethyl-indenyl)zirkoniumdichlorid,
Ethylen-bis-1-indenylzirkoniumdichlorid,
Ethylen-bis-1-tetrahydroindenylzirkoniumdichlorid,
Indenyl-cyclopentadienyl-zirkoniumdichlorid
Isopropyliden(1-indenyl)(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Isopropyliden(9-fluorenyl)(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Phenylmethylsilyl-bis-1-(2-methyl-indenyl)zirkoniumdichlorid,
sowie jeweils die Alkyl- oder Aryl-Derivate dieser Metallocendichloride.
Zur Aktivierung der Einzentren-Katalysatorsysteme werden geeignete Cokatalysatoren eingesetzt. Geeignete Cokatalysatoren für Metallocene der Formel I sind aluminiumorganische Verbindungen, insbesondere Alumoxane oder auch aluminiumfreie Systeme wie R²⁰ _xNH_4-xBR²¹ ₄, R²⁰ _xPH_4-xBR²¹ ₄, R²⁰ ₃CBR²¹ ₄ oder BR²¹ ₃. In diesen Formeln bedeutet x eine Zahl von 1 bis 4, die Reste R²⁰ sind gleich oder verschieden, bevorzugt gleich, und bedeuten C₁-C₁₀-Alkyl oder C₆-C₁₈-Aryl oder zwei Reste R²⁰ bilden zusammen mit dem sie verbindenden Atom einen Ring, und die Reste R²¹ sind gleich oder verschieden, bevorzugt gleich, und stehen für C₆-C₁₈-Aryl, das durch Alkyl, Haloalkyl oder Fluor substituiert sein kann. Insbesondere steht R²⁰ für Ethyl, Propyl, Butyl oder Phenyl und R²¹ für Phenyl, Pentafluorphenyl, 3,5-Bistrifluormethylphenyl, Mesityl, Xylyl oder Tolyl.
Zusätzlich ist häufig eine dritte Komponente erforderlich, um einen Schutz von polaren Katalysator-Giften aufrecht zu erhalten. Hierzu sind aluminiumorganische Verbindung wie z.B. Triethylaluminium, Tributylaluminium und andere sowie Mischungen geeignet.
Je nach Verfahren können auch geträgerte Einzentren-Katalysatoren zur Verwendung kommen. Bevorzugt sind Katalysatorsysteme, bei welchen die Restgehalte von Trägermaterial und Cokatalysator eine Konzentration von 100 ppm im Produkt nicht überschreiten.
Hierbei wurden die Schmelzviskositäten nach DIN 53019 mit einem Rotationsviskosimeter, die Tropfpunkte nach DIN 51801/2, die Erweichungspunkte Ring/Kugel nach DIN EN 1427 bestimmt. Die Tropfpunktbestimmung erfolgt mit einem Tropfpunktgerät nach Ubbelohde gemäß DIN 51801/2, der Erweichungspunkt Ring/Kugel nach DIN EN 1427.
Der erfindungsgemäße Masterbatch kann zusätzlich noch Füllstoffe oder Hilfsstoffe wie Stearate und Antioxidantien enthalten. Ebenso können Kieselsäure, Silikate, wie Aluminiumsilikate, Natriumsilikat, Calciumsilikate eingesetzt werden.
Als Gleit-, Trenn- und Schmiermittel kommen nieder- und hochmolekularen Wachse, verschiedenste Mineral-, Silicon-, oder Paraffinöle, Erucamide, Oleamide, PTFE, oder ähnliche Produkte oder Gemische davon zum Einsatz. Für EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) um die Produkte mit einer höheren Dehneigenschaft auszustatten, werden meist niederviskose Paraffinöle eingesetzt. Für die Folienextrusion ist die Zugabe von Erucamide und Oleamide als Trennmittel bekannt Der erforderliche Anteil an Metallocenwachsen ist abhängig von der Additiv-Matrix-Wechselreaktion, der Oberflächenstruktur des Fertigartikels, den optischen Eigenschaften, den Verarbeitungseigenschaften, von der Viskosität der eingesetzten Gleit-, Trenn- und Schmiermittel sowie der Granulatfestigkeit und der gewünschten Endprodukt-Einsatzmenge.
Zur Verbesserung der Rieselfähigkeit zusätzlich noch bis zu 0,5 Gew.-% Rieselfähigkeitsverbesserer, bezogen auf das Gewicht der Gesamtmischung, zugegeben werden.
Bei der Herstellung auf einer gleichlaufenden Doppelschnecke wird zweckmäßig mit einem auf den hohen Gleit-, Trenn- und Schmiermittelgehalt abgestimmten Schneckenaufbau gearbeitet. Das Temperaturbild ist vorzugsweise niedriger als im Stand der Technik angegeben. Zur Herstellung der Masterbatches wird vorteilhaft eine Stranggranulierung eingesetzt, eine Unterwassergranulierung oder Wasserringgranulierung kann aber ebenfalls zum Einsatz kommen..
Bei der erfindungsgemäßen Masterbatch – Herstellung wird zweckmäßiger Weise ebenfalls mit einem am Anfang stehenden Mischprozess gearbeitet, wobei als nur Kaltmischungen Sinn machen. Zunächst wird eine Mischung aus der erfindungsgemäßen Gleit-, Trenn- und Schmiermittelzusammensetzung hergestellt. Die Mischung erfolgt mit entsprechender Mischtechnik.
Das Herstellen von Mischungen kann jedoch entfallen, wenn man die Einzelkomponenten einer Rezeptur direkt der Extrusionsanlage zuführt. Die besagten Komponenten werden dann mittels geeigneter Dosiervorrichtungen einer Extrusionsanlage zugeführt. In der Regel sind das Ein- oder Zweischneckenextruder, es können aber auch kontinuierliche und diskontinuierliche Kneter oder Kompaktoren Verwendung finden. Die anschließende Granulierung erfolgt über Strang- und Kopfgranulierung, aber auch Versprühung ist möglich.
In den folgenden Ausführungsbeispielen wurde jeweils ein Metallocenwachsgemisch, hergestellt aus den Wachsen Metallocen-PP Wachs. Der Einsatz der Produkte erfolgt in feinkörnigem Zustand oder aber auch in Granulatform.

Mit Metallocene als Katalysator hergestellte PP-Wachse a) b) c) und d):

Tropfpunkt Viskosität bei 170°C Molekulargewicht (M_n)				Dichte
	[°C]	[mPa·s]	[Dalton]	[g/cm³]
a)	100	6000	9.000	0,89
b)	90	1800	7.000	0,89
c)	90	7.000	11.000	0,89
d)	140	70	3.000	0,89

Die Produktkennwerte werden nach folgenden Methoden bestimmt:

Tropfpunkt ISO 2176 //ASTM D 3954 (°C)

Viskosität DIN 53018 (mPa·s)

Dichte ISO 1183 (g/cccm)

Molmasse wird nach GPZ Methode bestimmt
Der Einsatz erfolgt im feinkörnigen Zustand (gesprüht oder gemahlen), oder aber auch in Granulatform. Der erfindungsgemäße Masterbatch wurde wie nachfolgend beschrieben hergestellt:
Als Mischung für die Extrusion:

Mischer: Hentschelmischer, Inhalt 5 Liter

Ansatz: entsprechend den nachstehend aufgeführten Beispielen

Vormischen: Ansatz ca. 2 bis 4 min. bei U = 600/min
Nachfolgend erfolgte die Extrusion auf einer gleichlaufenden Doppelschnecke mit nachgeschalteter Stranggranulierung.
Granulatgröße im Durchmesser 0,8 bis 3 mm.
Herstellungsbeispiele:
In den nachfolgenden Beispielen wurden nach vorstehend beschriebenen Verfahren folgende Farbmittelzusammensetzungen hergestellt. Als Metallocenwachse wurde jeweils das vorstehende beschriebene Wachs eingesetzt:

1) 30 Gew.-% Erucasäureölamid 70 Gew.-% Metallocenwachs a
2) 30 Gew.-% Mineralöl 70 Gew.-% Metallocenwachsgemisch a & c
3) 30 Gew.-% Amidwachs 70 Gew.-% Metallocenwachs c

Anwendungsbeispiele:
Die Additivmasterbachzusammensetzungen gemäß Herstellungsbeispielen 1 bis 11 wurden angebatcht und in einer gleichlaufenden Doppelschnecke mit einem speziellen Schneckenaufbau sowie mit einem niederen Temperaturbild zu Masterbatchen hergestellt werden, die in unterschiedlichen Polymeren zu einer Qualitätsverbesserung führen, dies kann ein besseres Gleit- und Trennverhalten, eine erhöhte Transparenz, stärkere Dehnung und eine verringerte Farbveränderung.

Claims

Gleit-, Trenn- oder Schmiermittelmasterbatch enthaltend i) ein oder mehrere fein verteilte Gleit-, Trenn- oder Schmiermittel, ii) ein oder mehrere Metallocen-Polyolefinwachse, iii) ein oder mehrere Wachse ausgewählt aus polaren und unpolaren Nicht-Metallocen-Polyolefinwachsen dessen Kennzeichenmerkmal darin zu sehen ist, dass es Gleit-, Trenn- und/oder Schmiermittel in einer Menge von wenigstens 10 Gew.-% bis 75 Gew.-% und mindestens 15 Gew.-% Wachs enthält, bezogen jeweils auf das Gesamtgewicht des Masterbatches, wobei das Wachs mindestens 50 Gew.-% Polypropylen-Metallocenwachs enthält, bezogen auf das Gewicht des Wachsanteils.
Masterbatch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wachse der Komponenten ii) und iii) bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 170°C schmelzen.
Masterbatch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallocen-Polyolefinwachs einen Tropfpunkt im Temperaturbereich zwischen 80 und 170°C besitzt und eine Schmelzviskosität, gemessen bei einer Temperatur von 170°C, im Bereich von 30 bis 80 000 mPa·s, vorzugsweise von 45 bis 35 000 mPa·s, insbesondere von 50 bis 7000 mPa·s.
Masterbatch nach einem oder nach mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es 25 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 85 Gew.-%, des Metallocen-Polyolefinwachses, 0,5. bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 7,5 Gew.-%, einer oder mehrerer Nicht-Metallocenewachse, 15 bis 70 Gew.-%, eines oder mehrerer Gleit-, Trenn- und Schmiermittel und 0 bis 10 Gew.-% übliche Füllstoffe oder Additive enthält.
Masterbatch nach einem oder nach mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Gleit-, Trenn- und Schmiermittel aus organischen und anorganischen Produkten ausgewählt sind.
Masterbatch nach einem oder nach mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein oder mehrere Gleit-, Trenn- und/oder Schmiermittel enthält, ausgewählt aus der Gruppe umfassend der nieder- und hochmolekularen Wachse, der Mineral-, Silicon-, oder Paraffinöle, Erucamide, Oleamide, PTFE, oder Gemische dieser Produkte.
Masterbatch nach einem oder nach mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein oder mehrere Nicht-Metallocen-Polyolefinwachse ausgewählt aus oxidierten und nicht oxidierten Wachsen enthält, die einen Tropfpunkt unter 135°C und eine Viskosität von kleiner als 30 000 mPa·s, gemessen bei 140°C, besitzen.
Masterbatch nach einem oder nach mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es neben dem Metallocen-Polyolefinwachs ein oder mehrere Metallocen-Copolymerwachse aus Propylen und 0,1 bis 50 Gew.-% eines oder mehrerer weiterer Monomere ausgewählt aus Ethylen und verzweigten oder unverzweigten 1-Alkenen mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen enthält.
Verfahren zum Herstellen eines Masterbatches nach einem oder nach mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkomponenten kalt gemischt werden und dass anschließend die Homogenisierung der Einzelbestandteile in einem Extruder erfolgen kann.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Homogenisierung eine Granulierung über Strang- und Kopfgranulierung oder dass Versprühung erfolgt.
Verwendung eines Masterbatches nach einem oder nach mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zum Herstellen von geschäumten Kunststoffteilen.