DE1669677B2 - Stabilisierte halogenhaltige organische Polymerisatmassen - Google Patents
Stabilisierte halogenhaltige organische PolymerisatmassenInfo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/56—Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond
- C08K5/57—Organo-tin compounds
-
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Description
OH
R"—/
-R"
XX(J
35
worin R" einen verzweigten Alkylrest mit weniger als 10 Kohlenstoffatomen bedeutet,
R'" einen Alkylrest mit weniger als 10 Kohlenstoffatomen darstellt und a 0 oder 1 bezeichnet,
enthält.
2. Polymerisatmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen dritten
Stabilisator (c) der Formel R1OSn(SR2J4-S enthält,
worin R1 einen Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-, Alkaryl- oder Arylrest bedeutet, R2 einen Carbon- »5
säure- oder Carbonsäureesterrest oder das gleiche wie R1 darstellt und α eine Ganzzahl von 1 bis 3
bezeichnet.
3. Polymerisatmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie je 100 Gewichtsteile halogenhaltiges
Polymerisat 0,1 bis 10 Gewichtsteile des ersten Stabilisators (a) und 0,05 bis 2 Gewichtsteile des zweiten Stabilisators enthält.
4. Polymerisatmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie je 100 Gewichtsteile halogenhaltiges
Polymerisat 0,1 bis 10 Gewichtsteile des ersten Stabilisators (a), 0,01 bis 2 Gewichtsteile
des zweiten Stabilisators (b) und 0,01 bis 5 Gewichtsteile des dritten Stabilisators (c) enthält.
50
Die Erfindung bezieht sich auf stabilisierte halogenhaltige organische Polymerisatmassen, insbesondere
auf stabilisiertes Polyvinylchlorid.
Es ist allgemein bekannt, daß verschiedene halogenhaltige
organische Polymerisate, insbesondere Vinylhalogenidpolymerisate, wie z. B. Homopolymerisate
von Vinylchlorid und Mischpolymerisate von Vinylchlorid mit anderen Monomeren, abgebaut werden,
wenn sie einer längeren Zeit der Wärme ausgesetzt werden, was sich durch ein Dunkelwerden des Polymerisats
und durch eine Erhöhung der Sprödigkeit zeigt. Diese Nachteile machen die Polymerisate für
viele Zwecke ungeeignet, da die Nachdunklung ein unschönes Aussehen und die gesteigerte Sprödigkeit
ÄSpeaelles Cbarakteristikum der bekannten
Stabjlisierungssysteme, daß sie die Verschlechterung
von Polymerisaten wie Polyvinylchlorid während des Zeitraums nicht vollständig verhindern, währenddem
das Polymerisat und die Stabilisatorzusammensetzung auf einer heißen Mühle gemischt werden. Während
dieser Zeitdauer, die 5 bis 30 Minuten oder langer
sein kann, werden die verschiedensten Zusätze, wie ζ. Β Pigmente, Weichmacher, Stabilisatoren und
Schmiermittel, mit dem Polymerisat gemischt, wobei das Gemisch zur Erzielung eines im wesentlichen
homogenen Gemische dem Einfluß von Wärme und Druck ausgesetzt wird. Während dieses Zeitraums
kann durch eine starke Erhitzung (typischer Weise 175°C oder höher) das Polymerisat schneller abgebaut
werden als unter normalen Veiarbeitungsbedingungen Deshalb kann das aus dem Banbury-Mlocher
Sder dem Extruder kommende Polymerisat dunkler sein als dies erwünscht ist.
Die Fachwelt hat bisher versucht, diesen Abbau, der eine Folge der Wärme ist, durch den Zusatz der
verschiedensten Materialien einschließlich von Hilfswärmestabilisatoren
zu beseitigen. Es wurde jedoch gefunden daß die Anwesenheit dieser zusätzlichen Materialien unerwünschte Nebeneffekte zur Folge
hat welche die gewünschten Eigenschaften des Polymerisats in abträglicher Weise modifizieren. Demgemäß
war es bisher nicht möglich, Polymerisatzusamirierisetzungen
herzustellen, die in einer vollständig^zufriedenstellenden
Weise gegen den abbauenden Einfluß von Wärme stabilisiert worden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue stabilisierte halogenhaltige organische Polymerisatmassen
zu schaffen, die die oben bezeichneten Nachteile nicht besitzen. So werden gemäß der Erfindung
neue stabilisierte halogenhaltige organische Polymerisatmassen vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet
sind, daß sie als Stabilisator eine Kombination aus
a) einer Verbindung der Formei (RSnX1,5)„, worin
R ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Aryl-, Alkaryl-, Aralkyl- oder Cycloalkylrest
bedeutet, X Sauerstoff oder Schwefel oder eine Kombination aus 1 bis 10 Teilen Sauerstoff
mit 10 bis 1 Teilen Schwefel darstellt und η eine Ganzzahl von 2 bis 1000 bezeichnet und,
aus
b) einer Verbindung der Formel
Ritt
a
worin R" eine verzweigte Alkylgruppe mit weniger als 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, R'"
eine Alkylgruppe mit weniger als 10 Kohlenstoff- fassen z, B, Aaisyl und Biphenyl. Inerf substituierte
atomen darstellt und α 0 oder 1 bezeichnet, Aralkyle umfassen z, B. Cblortanyl, p.phenylbenzyl
enthalt. ... und p-Methylbenzyl Ein Beispiel fttr ei» inert eub-
Bevorzugterweise entoaUen die eröndungsgemäß stituiertes Alkaryl ist 2,6-Di-tert.-butyl4-roetnylpbe-
tabiUsierten halogenhaltigen organischen Polymeri- 5 nyl.
Btmassen weiterhin eine dritte Stabilisatorkompo- Der erste Stabilisator, der erfindungsgemäß Ver-
lenie Wendung findet, kann eine Stannonsäure oder eine
C) der Formel R*„Sn(SR V«. worin R1 einen Thiostannonsäure sein, wie z, B, eine Alkylstannon-
Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-oder Aryl- säure, Arylstannonsäure, Cycloalkylstannonsäure,
rest bedeutet, R* einen Carbonsäure- oder einen io Aralkylstannonsäure, Alkarylstannonsäure oder eine
Carbonsäureesterrest oder das gleiche wie R1 entsprechende Thiostannonsäure.
darstellt und σ eine Gaza von 1 bis 3 be- Polymere Stannonsäuren und Thiostannonsäuren
zeichnet. umfassen die Kondensationsprodukte von Stannon-
Die Polymerisate, die erfindungsgemäß stabilisiert säuren bzw. Thiostannonsäuren, wobei die Produkte
werden können, sind halogenhaltige organische Poly- 15 Kondensationsgrade von 2 bis ungefähr 1000 und
merisate, die beispielsweise Chloratome an der Poly- vorzugsweise 2 bis 100 besitzen. Diese Verbindungen
merkette gebunden enthalten können. Diese Poly- können durch die Formel
merisate können Homopolymerisate, wie z. B. Poly- ^- y . m
merisate der Polyvinylchloridtype sein, wie Poly- l«^n^.1>s;n UJ
vinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid. Sie können 90 dargestellt werden, worin X Sauerstoff oder Schwefel
jedoch auch Mischpolymerisate sein, die durch Misch- oder ein Gemisch aus 1 bis 10 Teilen Sauerstoff mit
polymerisation von Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid 10 bis 1 Teilen Schwefel, d. h. ein Gemisch, das diese
mit anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren Elemente im Gewichteverhältnis von 1:10 bis 10:1
erhalten worden sind. Äthylenisch ungesättigte Mo- enthält, darstellt und η 2 bis 1000, vorzugsweise 2 bis
nomere sind Verbindungen, welche eine polymeri- »5 100, ist
sierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung ent- Die polymeren Stannonsäuren entsprechen der fol-
halten und sie umfassen Acrylate wie Acrylsäure, genden Formel II und die polymeren Thiostannon-Äthylacrylat
und Acrylnitril; Vinylmonomere wie säuren entsprechen der folgenden Formel III. In den
Styrol und Vinylacetat; Maleate wie Maleinsäure, Cokondensationsprodukten können Einheiten von
maleinsäureanhydrid und Maleinsäureester. Der 30 Stannonsäure mit Einheiten von Thiostannonsäure
Zweckmäßigkeit halber wird in der Folge einfach auf abwechseln, wie dies durch die folgende Formel IV
Vinylchloridpolymerisate Bezug genommen. dargestellt wird, in welchem Falle m und η 2 bis 1000,
Die Polymerisate können e.tweder harte oder vorzugsweise 2 bis 100 sind.
flexible Polymerisate sein. Wenn harte Polymerisate „„
verwendet werden, so können si* z. B. Schlagmodi- 35 (RSnO115Jn (H)
fixiermittel, Pigmente und/oder Füllstoffe oder Schmier- (RSnSll5)n (ΙΠ)
mittel zusätzlich zu den Stabilisatoren enthalten. Wenn
flexible Polymerisate verwendet werden, dann können (RSnO115)Bi(RSnS11S)n (IV)
sie z. B. Weichmacher (primäre und sekundäre),
Pigmente und/oder Füllstoffe oder Schmiermittel zu- 4° Die Gruppe R der polymeren Stannonsäuren oder
sätzlich zu den Stabilisatoren enthalten. Thiostannonsäuren ist vorzugsweise eine Alkylgruppe
Der erste Stabilisator a), der gemäß der Erfindung mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und insbesondere mit
verwendet werden kann, besitzt die Formel (RSnXll5)„. 4 Kohlenstoffatomen. Andere Stannonsäuren, die
In dieser Verbindung kann R ein Kohlenwasserstoff- wirksam verwendet werden können, sind z. B. polyradikal
sein, das vorzugsweise aus der Gruppe aus- 45 mere Arylstannonsäuren und Cycloalkylstannonsäuren
gewählt wird, die aus Alkyl, Cycloalkyl, Aralkyl, und Arylthiostannonsäuren und Cycloalkylthiostan-Aryl,
Alkaryl und derartigen inert substituierten nonsäuren; die Alkylverbindungen werden jedoch
Gruppen besteht. Wenn R Alkyl ist, dann kann es bevorzugt.
ein geradkettiges oder ein verzweigtes Alkyl sein, wie Die obigen Zusammensetzungen können beispiels-
z. B. Metl>l, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, 50 weise durch Umsetzung von RSnCl3, wie z. B. Butyl-Isobutyl,
sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Amyl, Neopentyl, zinnchlorid, mit alkalischen Hydrolysierungsmitteln,
Isoamyl, n-Hexyl, Isohexyl, Heptyle, Octyle, Decyle, wie z. B. Ammoniak, Natriumhydroxyd usw. (in
Dodecyle, Tetradecyl und Octadecyl. Die bevorzugten welchem Fall Verbindungen der Formel (RSnOllt)n
Alkyle sind die niedrigen Alkyle, d. h. diejenigen, erhalten werden) oder Natriumsulfid, Na2S (in
die weniger als ungefähr 8 Kohlenstoff atome ent- 55 welchem Fall Verbindungen der Formel (RSnS1,5)n
halten, wie z. B. Octyle und niedrigere Alkyle. Wenn erhalten werden), hergestellt werden, wobei in den
R Cycloalkyl ist, dann kann es Cyclopentyl, Cyclo- Formeln η die obige Definition besitzt. Wenn RSnCl3
hexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl sein. Wenn R beispielsweise in einem wäßrigen Medium mit we-Aralkyl
ist, dann kann es Benzyl, /9-Phenyläthyl, niger als der äquivalenten Menge Sulfid umgesetzt
y-Phenylpropyl, /J-Phenylpropyl usw. sein. Wenn R 60 wird, dann ist das Produkt (RSnO11S)Bi(RSnS1^)n,
Aryl ist, dann kann es Phenyl, Naphthyl usw. sein. welches sowohl Sauerstoff als auch Schwefel enthält.
Wenn R Alkaryl ist, dann kann es Tolyl, Xylyl, Die bevorzugten Verbindungen sind diejenigen der
p-Äthylphenyl und p-Nonylphenyl sein. R kann inert Formel (RSnSllS)n, worin die Gruppe R eine niedrige
substituiert sein, z. B. kann es nicht-reaktionsfähige Alkylgruppe und insbesondere die Butylgruppe ist.
Substituenten wie Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, Aralkyl, 65 Bei diesen Verbindungen ist η bevorzugt 2 bis 100.
Alkaryl und Äther tragen. Ein typisches substituiertes Bevorzugte erste Stabilisatoren (a) sind z. B. Me-
Alkyl ist 2-Äthoxyäthyl. Ein substituiertes Cycloalkyl thylthiostannonsäure (CH8SnSll6)n, worin η 2 bis
ist 4-Methylcyclohexyl. Inert substituierte Aryle um- 1000 ist; Butylthiostannonsäure (C4H,SnS1>e)n, worin
η 2 bis XOOO ist; und n-QctyltWostannonslure
[n-CftHj7SnS;,R)», worin η 2 bis JOOO ist.
Der zweite Stabilisator (b), der in den erfindungsgcm&ßcn
«t&bDisierten Polyroermassen verwendet werden
kann, ist eine Verbindung der Formel
OH
worin R" einen verzweigten Alkylrest mit weniger ts
als ungefähr 10 Kohlenstoffatomen darstellt R" kann
beispielsweise sein: Isopropyl, tert-Butyl, sea-Butyl,
Isobutyl, sec.-AmyI, terL-Amyl, Isoamyl oder ein
entsprechendes verzweigtes Hexylradikal, Heptylradikal,
Octylradikal, Nonyliradikal usw. Bevorzugt sind »o
beide Reste R" gleich. Bevorzugte Reste R" sind Alkylradikale mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie
z. B. verzweigte Propyl-, Butyl- und Antiradikale.
Das tert.-Butylradikal wird sehr bevorzugt.
Der Rest R'" kann ein Alkylradikal mit weniger as
als 10 Kohlenstoffatomen sein. Der Rest R"' kann ein verzweigtes Alkylradikal sein, das gegebenenfalls
das gleiche wie der Rest R" sein kann. R'" kann auch ein geradkettiges Alkylradikal sein, wie z. B. Methyl,
Äthyl, n-Propyl, η-Butyl, n-Amyl, n-Hexyl, n-Heptyl, 3»
n-Octyl, n-Nonyl usw. Bevorzugt ist R'" ein Alkyl
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Methyl, Äthyl, Propyl und Butyl, α ist 0 oder 1.
Typische zweite Stabilisatoren (b), die unter die obige Definition fallen, sind:
2,6-Di-tert-amyl-p-cresol,
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol,
2,6-Di-isopropyl-4-äthylphenol,
2 ö-Di-tert-butyl-^nonylphenol,
2,4,6-Tri-tert-butylphenol, 2,6-Di-isoamyl-4-äthylphenol,
2,6-Di-tert-amyl-4-n-amylphenol,
2,6-Di-isobutyl-p-cresol,
2,6-Di-sec-butyl-4-n-propylphi5nol,
2,6-Di-tert-butylphenol, 2,6-Di-isopropylphenol,
2,6-Di-tert-amylphenol,
2,6-Di-isobutylphenol.
Bevorzugte Stabilisatoren sind z. B.:
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol, ^,ö-Tri-isopropylphenol,
2,6-Di-tert-butylphenol.
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol,
2,6-Di-isopropyl-4-äthylphenol,
2 ö-Di-tert-butyl-^nonylphenol,
2,4,6-Tri-tert-butylphenol, 2,6-Di-isoamyl-4-äthylphenol,
2,6-Di-tert-amyl-4-n-amylphenol,
2,6-Di-isobutyl-p-cresol,
2,6-Di-sec-butyl-4-n-propylphi5nol,
2,6-Di-tert-butylphenol, 2,6-Di-isopropylphenol,
2,6-Di-tert-amylphenol,
2,6-Di-isobutylphenol.
Bevorzugte Stabilisatoren sind z. B.:
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol, ^,ö-Tri-isopropylphenol,
2,6-Di-tert-butylphenol.
Der dritte Stabilisator (c), der als zusätzliche Stabilisatorkomponente
verwendet werden kann, ist eine Verbindung der Formel R1OSn(SFl^4-O, worin α eine
Ganzzahl von 1, 2 oder 3 darstellt. In dieser Formel kann R1 ein KohlenwasserstoRrest sein, der aus der
Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkyl, Cycloalkyl, Aralkyl, Alkaryl und Aryl besteht. R2 kann aus der
gleichen Gruppe wie R1 ausgewählt sein oder es kann auch ein Carbonsäurerest, R4COOH, oder ein Carbonsäureesterrest
R4COOR4, sein. In diesen Formeln kann R4 und R5 aus den gleichen Gruppen wie R1
ausgewählt sein, wobei natürlich R4 wegen der Wegnahme eines Wasserstoffatoms zweiwertig ist. Wenn
R* ein Carbonsäurerest ist, dann kann der Rest cyclisiert (oder polymerisiert-cyclisiert) sein, wie dies
beisDielsweise bei der Verbindung Dibutylzinn-/?-mersaptopropiouat
der Fall ist, sofern die richtige Anzahl von Atomen (5 bis 8) vorhanden ist, so daß eine
Cyclisierung eintreten kann. Es kann DibutytewnbisOmega-carboxy-laurylroernaptid
verwendet werden. Typische dritte Stabilisatoren (c) sind z, B. Butylzmntris-ösooctylmercaptoacetat)
und Tributylzwnlaurylmercaptid. Die bevorzugten dritten Stabilisatoren (c)
sind R1^Sn(SR1V
Typische bevorzugte dritte Stabilisatoren sind z. B.:
Dibutylzinn-bis-lauryl-mercaptid,
Dibutylzran-bis-octyl-mercaptid,
Dibutylzinn-bis-benzyl-mercaptid,
Dibutybdnn-bis-xylyl-mercaptid,
Dibutylzinn-bis-cyclohexyl-märcaptid,
Dibutylzinn-bis-pheayl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-lauryl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-octyl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-benzyl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-xylyl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-cyclohexyl-mercaptid,
Dicyclohexylzinn-bif-lauryl-mercaptid,
Dimethylzinn-bis-lauf Λ-mercaptid,
Dimethylzinn-bis-benzyl-Tiercaptid,
Dimethylzinn-bis-cyclohexyl-mercaptid,
Dimethylzinn-xylyl-bis-mercaptid,
Dibutylzinn-bis-omega-carboxyl-laurylmercaptid,
Dibutylzran-bis-octyl-mercaptid,
Dibutylzinn-bis-benzyl-mercaptid,
Dibutybdnn-bis-xylyl-mercaptid,
Dibutylzinn-bis-cyclohexyl-märcaptid,
Dibutylzinn-bis-pheayl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-lauryl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-octyl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-benzyl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-xylyl-mercaptid,
Dioctylzinn-bis-cyclohexyl-mercaptid,
Dicyclohexylzinn-bif-lauryl-mercaptid,
Dimethylzinn-bis-lauf Λ-mercaptid,
Dimethylzinn-bis-benzyl-Tiercaptid,
Dimethylzinn-bis-cyclohexyl-mercaptid,
Dimethylzinn-xylyl-bis-mercaptid,
Dibutylzinn-bis-omega-carboxyl-laurylmercaptid,
Dibutylzinn-/3-mercapto-pΓopionat,
Dioctylzinn-^-mercapto-propionat,
Dibutylzinn-bis-iso-ootyl-mercaptoacetat,
Dioctylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Dicyclohexyl-zinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Dimethylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Diphenylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Dibutylzinn-bis-lauryl-mercaptoacetat,
Dibutylzinn-bis-benzyl-mercaptoacetat,
Dibutylzinn-bis-cyclohexyl-mercaptoacetat.
Der bevorzugte dritte Stabilisator ist Dibutylzinnbis-isooctyl-mercaptoacetat.
Dioctylzinn-^-mercapto-propionat,
Dibutylzinn-bis-iso-ootyl-mercaptoacetat,
Dioctylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Dicyclohexyl-zinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Dimethylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Diphenylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Dibutylzinn-bis-lauryl-mercaptoacetat,
Dibutylzinn-bis-benzyl-mercaptoacetat,
Dibutylzinn-bis-cyclohexyl-mercaptoacetat.
Der bevorzugte dritte Stabilisator ist Dibutylzinnbis-isooctyl-mercaptoacetat.
Die erfindungsgemäßen stabilisierten halogenhaltigen Polymerisatmassen, die nur einen ersten Stabilisator
(a) und einen zweiten Stabilisator (b) aufweisen, können diese Stabilisatorkomponenten je
Gewichtsteile halogenhaltiges Polymerisat in den folgendin Mengen enthalten:
Stabilisator (a) 0,1 bis 10 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,25 bis 2 Gewichtsteile, insbesondere
0,35 Gewichtsteile;
Stabilisator (b) 0,05 bis 2 Gewichtsteile, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gewichtsteile, insbesondere 0,2
Gewichtsleile.
Die erfindragsgemäßen stabilisierten halogenhaltigen
Polymerisatmassen, die einen ersten Stabilisator (a). einen zweiten Stabilisator (b) und einen
dritten Stabilisator (c) aufweiser,, können diese Stabilisatorkomponenten, gerechnet auf 100 Gewichtsteile halogenhaltiges Polymer, in den folgenden Mengen
enthalten:
Stabilisator (a) 0,1 bis 10 Gcwiehtsteile, vorzugsweise 0,25 bis 2 Gewichtsteile, insbesondere
0,3 Gewichtsteile;
Stabilisator (b) 0,01 bis 2 Gewichtsteile, vorzugsweise
0,01 bis 0,5 Gewichtsteile, insbesondere 0,06 Gewichtsteile;
Stabilisator (c) 0,01 bis 5 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,05 bis 3 Gewichtsteile, insbesondere
0,8 Gewichtsteile.
Die erfindungsgemäßen Polymerisatmassen, die
Die erfindungsgemäßen Polymerisatmassen, die
7 8
drei Stabilisatorkomponenten enthalten, sind nicht Für die Wärmestabilitätsversuche wurden die Qua-
nur äußerst wärmestabil, sondern sie besitzen auch drate in einen Ofen eingebracht, der auf einer Tem-
eine verhältnismäßig hohe Lichtstabilität. peratur von 1900C gehalten wurde. Proben einer
Die erfindungsgemäßen stabilisierten Polymerisat- jeden Zusammensetzung wurden nach 15 Minuten
; massen können durch Mahlen, Trockenmischen, 5 dauernden Zeitabständen aus dem Ofen entnommen
Mischen in einem Banbury-Mischer oder durch jedes und visuell gemäß der folgenden Skala in bezug auf
andere übliche Verfahren hergestellt werden. ihre Farbänderung eingeteilt:
ι Bei einem besonders zweckmäßigen Verfahren wird 7 klar, wasserhell;
! zunächst dutch Mischen des ersten, des zweiten und 6 noch weiß;
gegebenenfalls des dritten Stabilisators in den oben io 5 leichter Grad von Gelbfärbung;
angegebenen Gewichtsteilen eine Stabilisatorzusam- 4 beträchtlicher Grad von Gelbfärbung;
mensetzung hergestellt, welche dann sorgfältig in das 3 tief-gelb bis braun;
halogenhaltige Polymerisat eingemischt wird. 2 tief-braun;
Welches Mischverfahren auch angewendet wird, 1 dunkelbraun bis schwarz.
es ist stets erforderlich, daß alle Stabilisatoren gleich- 15 Die Zeitdauer, bis ein Wert von 3 oder weniger ermäßig
durch die Vinylchloridpolymerisatmasse ver- reicht war, wurde als Wärmestabilitätswert festteilt
werden. gelegt.
Die erfindungsgemäßen stabilisierten Polymerisat- n . . , ... _, , . ., „ „ ....
massen sind durch eine hohe Widerstandsfähigkeit Beispiele fur Polymerisatmassen mit 2 Stabriisator-
gegenüber den abbauenden Einflüssen von Wärme *o komponenten
ausgezeichnet. Der in solchen Systemen erreichbare Im folgenden Beispiel 1 wurde das Vinylchlorid-
Stabilisierungsgrad liegt beträchtlich über dem, der polymerisat ohne Zusatz eines Stabilisators unter·
durch bekannte Stabilisatorsysteme erzielt wird. sucht und diente als Vergleich. Im Vergleichsbei-
Die erfindungsgemäßen Stabilisatorkombinationen, spiel 2 wurde der erste Stabilisator, Butylthiostannon-
die nur einen ersten und einen zweiten Stabilisator »5 säure -nit einem η-Wert von 4,5 in einer Menge von
enthalten, können für flexible oder harte Polymerisate 0,55 Teilen zugegeben; es war kein zweiter Stabilisator
verwendet werden, sie ergeben jedoch besonders gute anwesend. Im Vergleichsbeispiel 3 wurde der zweite
Systeme im Zusammenhang mit flexiblen Polymeri- Stabilisator, 2,6· Di-tert-butyl-p-cresol zugegeben und
säten. es war kein erster Stabilisator anwesend. Der zweite
Wegen der außergewöhnlichen Eigenschaften des 3° Stabilisator im Beispiel 3 war in einer Menge von
neuen Stabilisatorsystems ist es möglich, die Stabili- 0,55 Gewichtsteilen je 100 Teile Vinylchloridpolymeri-
sierung mit kleinen Mengen zu erzielen, was geringere sat anwesend.
Kosten mit sich bringt. Im Beispiel 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) wurden
Zur näheren Erläuterung der Erfindung und zur 0,35 Teile des ersten Stabilisators Butylthiostannon-
Illustration der unerwarteten und außergewöhnlichen 35 säure mit einem n-Wert von 4,5 und 0,20 Teile des
Ergebnisse, die durch die Erfindung erzielt werden zweiten Stabilisators 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol zu
können, werden die folgenden Beispiele angeführt. 100 Teilen Vinylchloridpolymerisat gegeben.
Sofern nichts anderes angegeben, beziehen sich alle Die Ergebnisse der Wärmestabilitätsversuche sind
Teile auf Gewichtsteile. in der Tabelle I zusammengestellt. In dieser Tabelle
In diesen Beispielen wurde ein hartes Vinylchlorid- 40 und auch später ist der Wärmestabilitätswert mit
polymerisat verwendet, das ein spezifisches Gewicht WSW und in Minuten ausgedrückt. Die angegebene
von 1,40, eine Shore-Durometer»D«-Härte von 80 und Farbe ist diejenige, nachdem das Polymerisat und
eine höchste Zugfestigkeit von ungefähr 492 kg/cm8 der Zusatz sorgfältig auf der Mühle gemahlen worden
besaß. sind und entspricht der Farbe bei der Zeit 0.
Der verwendete erste Stabilisator war Butylthio- 45
stannonsäure mit einem η-Wert von 4,5. Die zweiten Tabelle I
verwendeten Stabilisatoren waren 2,6-Di-tert-butylp-cresol, 2,6-Di-tert-butylphenoI und 2,2'-Methylenbis-(4-methyl-6-tert-butylphenol).
verwendeten Stabilisatoren waren 2,6-Di-tert-butylp-cresol, 2,6-Di-tert-butylphenoI und 2,2'-Methylenbis-(4-methyl-6-tert-butylphenol).
Die gegebenenfalls zusätzlich verwendeten dritten Stabilisatoren waren Dibutylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Dimethylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat,
Dibutylzinn-bis-lauryl-mercaptid, Di-n-octylzinnbis-iso-octyl-mercaptoacetat
und Dibutylzinn-/S-mer-
captopropionat. 55 Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß das Polymerisat
Die ausgewählten Zusammensetzungen wurden des Vergleicbsbeispiels 1, wobei kein Stabilisator zusorgfältig
gemischt, indem das Polyvinylchlorid auf gesetzt worden war (bereits am Ende eines nur 1 Mieine
Zweiwalzendifferenzialmühle, die durch öl auf nute dauernden Mahlens), die unerwünschte Farbeine Temperatur von 163 bis 2050C geheizt worden stufe von 2 besaß. Die Proben von Beispiel 2 und 3
war, zusammen mit den angegebenen Stabilisatoren 60 hatten nach einem Mahlen von 4 Minuten bzw. 3 Miaufgebracht
und das Gemisch 5 Minuten gewalzt nuten eine Farbstufe von 3+ bzw. 4, zu welchem
wurde. Es bildete sich ein kontinuierliches Band aus Zeitpunkt sie an der Mühle kleben blieben. Diese
der Zusammensetzung um eine der Walzen. Dieses Polymerisatproben verfärbten sich also bereits während
Band wurde geschnitten und die Zusammensetzung einer normalen Mahlzeit und blieben an der Mühle
wurde von der heißen Walze als kontinuierliche Folie 65 kleben. Im Gegensatz hierzu wurde unerwarteterweise
abgenommen. Für die Wärmestabilitätsversuche wur- gefunden, daß die Probe von Beispiel 4 (erfindungsden
2,54 X 2,54 cm große Proben aus diesem Ma- gemäß) nach einem 5 Minuten dauernden Mahlen
terial herausgeschnitten. e»ne Farbstufe von 7 besaß. Es ist deshalb offensicht-
| Beispiel | WSW | Farbe |
| 1 | 0 | 2 |
| 2 | 0 | 3+ |
| 3 | 0 | 4 |
| 4 | 30 Minuten | 7 |
ίο
lieh, daß sich die Probe von Beispiel 4 während des Mahlens durch eine außergewöhnlich hohe Wärmebeständigkeit
auszeichnet.
Weiterhin ist hervorzuheben, daß die Wärmestabilitätswerte der Polymerisate von Beispiel 1, 2 und 3
in unerwarteter Weise 0, 0 und 0 waren. Im Gegensatz .lierzu war der Wärmestabilitätswert der Probe von
Beispiel 4 unerwarteter Weise 30 Minuten, was einen beträchtlich höheren Wert gegenüber der unstabilisierten
und den stabilisierten Proben der Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3 darstellt.
Die neuen stabilisierten Polymerisatmassen gemäß der Erfindung sind durch einen extrem hohen Wärmestabilitätsgrad ausgezeichnet.
Es ist ein besonderes Merkmal der neuen Stabilisatorsysteme gemäß der Erfindung, daß sie durch
eine außergewöhnlich hohe dynamische Mühlenstabilität ausgezeichnet sind. Die dynamische Mühlenstabilität
wird nach einem Standardverfahren dadurch
C. 100 Teile Vinylidenchloridhomopolymer,
3 Teile Butylthiostannonsäure,
0,4 Teile 2,6-Di-isobutyl-4-äthyl-phenol.
D. 100 Teile Vinylchloridhomopolymerisat,
4 Teile Butylthiostannonsäure,
0,2 Teile 2,6-Di-isoamyl-4-n-propyl-phenol.
E. 100 Teile Vinylchloridhomopolymerisat,
2 Teile Octylthiostannonsäure,
0,1 Teile 2,4,6-Tri-tert-butylphenol.
F. 100 Teile Vinylchloridhomopolymerisat,
3 Teile Cyclohexylthiostannonsäure,
0,3 Teile 2,6-Di-tert-butyl-4-nonylphenol.
Beispiele für Polymerisatmassen mit 3 Stabilisatorkomponenten
Im Beispiel 5 wurden 100 Teile Vinylchloridpolymerisat ohne Zusatz eines Stabilisators behandelt, und
die Probe diente als Vergleich. Beim Vergleichsird nacn einem «am»««™-...™. —
bespiel 6 wurde der erste Stabilisator ButyMuo-
essen daß man 100 Teile Polymerisat zusammen ao stannonsaure mit einem η-Wert von 4,5 in einer
den zVuntemchenden Zusatzstoffen in bestimm- Menge von 1,2 Teilen zugegeben, und es war kein
n Mengen auf einer Zweiwalzendifferenzialmühle weiterer Stabilisator anwesend. Im Vergleichsbe mLht
dieauf eine Temperatur von 176°C erhitzt spiel? war der zweite Stabilisator 2,6-Di-tert-butyltet
Die Mischung wird dann konünuierlich für eine p-cresol in einer Menge von 1,2 Teilen anwesend, und
unbestimmte Zeitdauer gemahlen. Das gemahlene a5 es wurde kein weiterer Stabilisator verwendet. Im
PoWmerisat wird dann alle 5 Minuten untersucht, Vergleichsbeispiel 8 wurde der dritte Stabilisator Dium
zu bestimmen, ob es bereits an der Mühle klebt butylzinn-bis-iso-octyl-mercaptoacetat in einer Menge
oder nicht Dies kann dadurch beobachtet werden, von 1,2 Teilen zugegeben, und es war kein weiterer
daß man versucht, einen Teil des Polymerisats mit Stabilisator anwesend. Im Beispiel 9 waren die toieinem
Spatel von der Mühle zu entfernen. Wenn 30 genden drei Stabilisatoren anwesend: das Polymerisat nicht mehr von der geheizten Walze - - - -
entfernt werden kann, dann klebt es daran, und die Zeitdauer bis dies eintritt, wird als dynamische Muhlenstabilität
genommen.
Die Proben von Beispiel 1 bis 4 wurden dem dynamischen Mühlenstabilitätstest unterzogen, und es
wurden die folgenden Resultate beobachtet.
Butylthiostannonsäure 0,3 Teile
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol 0,1 Teile
Dibutylzinn-bis-iso-octyl-
mercaptoacetat 0,8 Teile
Gesamte Stabilisatormenge 1,2 Teile
Die Ergebnisse der Wärmestabilitätsversuche sind in der folgenden Tabelle I zusammengesvellt.
Tabelle II Beispiel Dynamische Mühlenstabilität
1 1 Minute
2 .'. 4 Minuten
3 /. 3 Minuten
4 I 14 Minuten
Wie aus der Tabelle II ersichtlich ist, besitzt die
Vergleichsprobe ohne Stabilisator eine dynamische
Mühlenstabilität von 1 Minute. Die dynamische Mühknstabilität der Proben von Beispiel 2 und 3, die ent- 50
weder nur den ersten Stabilisator oder den zweiten
Stabilisator enthalten, war 4 und 3 Minuten. Die
Probe von Beispiel 4, die gemäß der Erfindung hergestellt worden war, hatte einen dynamischen Mühlenstabilitätswert von 14 Minuten, der offensichtlich 55
außergewöhnlich besser ist als die entsprechenden
Werte für die Vergleichsproben 1, 2 und 3. Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß die erfindung
Vergleichsprobe ohne Stabilisator eine dynamische
Mühlenstabilität von 1 Minute. Die dynamische Mühknstabilität der Proben von Beispiel 2 und 3, die ent- 50
weder nur den ersten Stabilisator oder den zweiten
Stabilisator enthalten, war 4 und 3 Minuten. Die
Probe von Beispiel 4, die gemäß der Erfindung hergestellt worden war, hatte einen dynamischen Mühlenstabilitätswert von 14 Minuten, der offensichtlich 55
außergewöhnlich besser ist als die entsprechenden
Werte für die Vergleichsproben 1, 2 und 3. Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß die erfindung
Andere erläuternde Beispiele von bevorzugten Sta- gemäße Probe von Beispiel 9 gegenüber den Ve
bilisatorsystemen, die in den Bereich der vorliegenden gleichsproben 5 bis 8 außergewöhnlich überlegen is
Erfindung fallen und die Erzielung von Eigenschaften 60 Sie besitzt einen Wärmestabilitätswert von 60 W
ähnlich den oben beschriebenen erlauben, sind die nuten, der zweimal so lang ist wie der der Vergleicl
folgenden· proben. Somit ist die neue Zusammensetzung zweim
A 100 Teile Vinylchloridhomopolymer, so lange wirksam, als der beste bekannte Vergleict
3 Teile Butylthiostannonsäure, stabilisator. Weiterhin ist hervorzuheben, daß c
01 Teil 2,6-Di-tert-butyl-p-cresoi. 65 Farbe nach dem Mahlen 7 beträgt, was besser
B lOOTeile Vi'nylchlorid/Vinylacetat-Mischpolymer, als die Farben der Vergleichsproben, welche mit
4 Teile Butylthiostannonsäure, 4, 4 und 6 eingestuft wurden.
0 5 Teile 2,4,6-Tri-isopropylphenol. In weiteren Beispielen wurden die Wännestabihta
| Beispiel |
Wärmestabilitätswert
in Minuten |
Farbe nach
dem Mahlen |
| 5 6 7 8 9 |
keine Wärmestabilisierung — klebte nach einer Minute an der Mühlej 15 keine Wärmestabilisierung — klebte nach vier Minuten an der Mühle 30 60 |
2 4 4 6 7 |
werte und die Farbe nach dem Mahlen bei anderen bevorzugten Systemen bestimmt. Es wurden die
folgenden stabilisierten Massen hergestellt.
Vinylchloridpolymerisat 100 Teile
Butvlthiostannonsäure 0,35 Teile
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol 0,06 Teile
Dibutylzinn-bis-lauryl-mercaptid 1,00 Teile
Beispiel 11 (Vergleich)
Vinylchloridpolymerisat 100 Teile
Dibutylzinn-bis-lauryl-mercaptid 1,4 Teile
Die Ergebnisse der Wärmestabilitätsversuche sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt:
to
«5
| Beispiel |
Wärmestabilität
in Minuten |
Farbe nach
dem Mahlen |
| 10 11 |
90 60 |
7 4 |
Aus Tabelle II ist ersichtlich, daß der WSW (Wärmestabilitätswert)
des neuen Stabilisatorsystems um 50% größer ist als bei der Vergleichsprobe 11 und daß die
Farbe nach dem Mahlen der Kontrollprobe 4 betrug (sie hatte also eine merkliche gelbe Farbe), während
die Farbeinstufung bei der erfindungsgemäßen Probe 7 (klar, wasserhell) betrug.
Es wurden weitere Versuche mit einem anderen Vinylchloridpolymerisat durchgeführt. Bei diesem
Polymerisat handelte es sich um ein solches mit einem spezifischen Gewicht von 1,40, eine Shore
Durometer »D«-Härte von 80 und einer höchsten Zugfestigkeit von ungefähr 492 kg/cm*. Die Ansätze
wurden wie folgt hergestellt und der WSW und die Farbe nach dem Mahlen wurden gefunden, wie es
unten angegeben ist.
Beispiel 12 (Vergleich)
Vinylchloridpolymerisat 100
Di-n-octylzinn-bis-iso-octyl-
mercaptoacetat 1,44 «
Wärmestabilitätswert 45 Min.
Farbe nach dem Mahlen 7
Beispiel 13 (Vergleich)
Vinylchloridpolymerisat 100
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol 1,46
Di-n-octylzinn-bis-iso-octyl-
mercaptoacetat 0,74
Wärmestabilitätswert 30 Min.
Farbe nach dem Mahlen 6
Beispiel 14 (Vergleich)
Vinylchloridpolymerisat 100
Butylthiostannonsäure 1,20
Wärmestabilitätswert 30 Min.
Farbe nach dem Mahlen 6
B e i s ρ i e 1 15 (Vergleich)
Vinylchloridpolymerisat 100
Butylthiostannonsäure 0,60
2,6-Di-tert-Butyl-p-cresol 1,46
Wärmestabilitätswert 30 Min.
Farbe nach dem Mahlen 6
Beispiel 16 (erfindungsgemäli)
Vinylchloridpolymerisat 100
Butylthiostannonsäure 0,35
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol 0,06
Di-n-octylzinn-bis-iso-octyl-
mercaptoacetat 1,00
Wärmestabilitätswert 90 Min.
Farbe nach dem Mahlen 7
Aus einem Vergleich der Vergleichsproben 8 bis 11 mit der erfindungsgemäßen Probe 12 geht hervor,
daß der Wärmestabilitätswert (WSW) des neuen erfindungsgemäßen Produkts zwei- bis dreimal so groß
ist wie bei den Vergleichsproben. Der WSW der neuen Zusammensetzung ist beispielsweise dfüimal länger
als der WSW für Probe von Beispiel 15, eine Zusammensetzung, die nur einige der Bestandteile enthält.
Weiterhin beträgt die Farbe des neuen Produkts nach dem Mahlen 7, was (in Verbindung mit dem
WSW-Wert von 90 Minuten) gegenüber den Vergleichsproben außerordentlich besser ist.
Aus den weiteren folgenden Beispielen können die außergewöhnlichen Eigenschaften der neuen Zusammensetzungen
beobachtet werden.
Beispiel 17 (Vergleich)
Vinylchloridpolymerisat 100
Dirnethylzinn-bis-iso-octyl-
mercaptoacetat 2,2
Wärmestabilitätswert 75 Min.
Farbe nach dem Mahlen 6
Beispiel 18 (erfindungsgemäß)
Vinylchloridpolymerisat 100
Butylthiostannonsäure 0,59
2,6-Di-tert-butyl-p-cresol 0,13
Dimethylzinn-bis-iso-octyV
mercaptoacetat 1,47
Wärmestabilitätswert 90 +Min.
Farbe nach dem Mahlen 7
Aus einem Vergleich der Beispiele 17 und 18 ist ersichtlich, daß der WSW der erfindungsgemäßen
Probe um mehr als 20% besser ist als derjenige der Vergleichsprobe und daß die Farbe der erfindungsgemäßen
Probe ebenfalls besser ist als diejenige der Vergleichsprobe.
Demgemäß ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen stabilisierten Massen einen extrem hohen
Grad von Wärmestabüität besitzen.
In der Folge sind weitere Beispiele für bevorzugte Stabilisatorsysteme angegeben, die innerhalb den Bereich
der Erfindung fallen, und ähnliche Ergebnisse erzielen lassen, wie sie oben dargestellt wurden.
A. 100 Teile Vinylchloridhomopolymerisat,
0,3 Teile Butylthiostannonsäure,
0,06 Teile 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol,
0,80 Teile Dibutylzinn-bis-iso-octylmercaptoacetat.
0,06 Teile 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol,
0,80 Teile Dibutylzinn-bis-iso-octylmercaptoacetat.
B. 100 Teile Vinylchlorid/Vinylacetat-Misch-
polymerisat,
0,31 Teile Butylthiostannonsäure,
0,04 Teile 2,4,6-Tri-iso-propylphenol,
0,85 Teile Di-n-octylzinn-bis-iso-octyl-
mercaptoacetat.
C. 100 Teile Vinylidcnchloridhomopolymerisat, 0,51 Teile Butylthiostannonsäure,
0,13 Teile 2,6-Di-iso-butyl-4-äthyl-phenol, 1,47 Teile Dimethylziiin-bis-'so-octylmercaptoacetat.
I). 100 Teile Vinylchloridhomopolymerisat, 0,42 Teile Butylthiostannonsäure,
0,12 Teile 2,6-Di-isoamyI-4-n-propyI-phenol, 0,87 Teile Di-n-octylzinn-bis-iso-octylmercaptoacetat.
IO
E. 100 Teile Vinylchloridhomopolymerisat,
0,29 Teile Octylthiostannonsäure, 0,20 Teile 2,4,6-Tri-tert-butylphenol,
1,0 Teile Di-n-octylzinn-bis-iso-octylmercaptoacetat.
F. 100 Teile Vinylchloridhomopolymerisat,
0,36 Teile Cyclohexylthiostannnnsäure,
0,29 Teile 2,6-Di-tert-butyl-4-nonyiphenol 0,87 Teile Di-n-octylzinn-bis-iso-octylmercaptoacetat.
Claims (1)
- Patentansprüche:1, Stabilisierte haiögenhaWge organische Polymerisatmassen, dadurch gekennzeieh- »et, daß sie als Stabilisator eine Kombination »usa) einer Verbindung der Formel (RSnXl>6)i>, worin R einen AÜcylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einen Aryl·, Alkaryi-, Aral- χα kyl- ode* Cycloalkylrest bedeutet, X Sauerstoff oder Schwefel oder eine Kombination aus 1 bis 10 Teilen Sauerstoff mit 10 bis I Teilen Schwefel darstellt und η eine Ganzzahl von 2 bis 1000 bezeichnet, und ausb) einer Verbindung der Formeleine mangelnde mechanische Festigkeit ergibt. Eine gäße ReIe von Materialien wurde bisher zur StabiUsierung von halogenhaltigen Polymerisaten verwendet. Viele dieser Zusätze ergeben ein gewisses Maß der Stabilisierung halogenhaltig«■ Polymerisate gegen die abbauende Wirkung der Wärme, aber es ribt viele Anwendungen, bei denen eine größere Wärmestabilität erwünscht ist, als sie bisher erreicht
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