DE2365173C2

DE2365173C2 - Gleitmittel für polyvinylchloridhaltige Kunststoffmassen

Info

Publication number: DE2365173C2
Application number: DE19732365173
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Chem. Dr. 8906 Gersthofen; Illmann Günther Dipl.-Chem. Dr. 8901 Stadtbergen; Straßberger Werner Dipl.-Chem. Dr. 8906 Gersthofen Brotz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Filing date: 1973-12-29
Publication date: 1977-03-10

Description

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Chlorhaltige, plastische Massen, vor allem Polyvinylchlorid, kann man ohne Stabilisatoren und Gleitmittel nicht verarbeiten. Während die Stabilisatoren die thermische Belastbarkeit erhöhen sollen, dienen die Gleitmittel dazu, das Fließvermögen zu verbessern. Sie tragen damit indirekt zur weiteren Anhebung der Wärmestabilität bei, verringern die Belastung der Maschine, verhindern das Kleben der Massen an den heißen Maschinenteilen und ermöglichen es, hochglatte und glänzende Oberflächen zu erzielen.

Bekannte Gleitmittel für Polyvinylchlorid sind reine Kohlenwasserstoffe, Fettsäuren, Fettalkohole, Metallseifen, Fettsäureester und Fettsäureamide (vergleiche z. B. R i e t h m a y e r, »Gummi, Asbest, Kunststoffe«, 18 (1965), S. 425 bis 432). Man unterscheidet innerlich und äußerlich wirkende Gleitmittel, wobei die innerlich wirkenden im wesentlichen in PVC lösliche Stoffe darstellen, die die innere Reibung der Massen herabsetzen und dabei die Transparenz nicht oder nur unerheblich beeinflussen, während dagegen die äußerlich wirkenden Gleitmitte! wenig löslich sind und deshalb das Gleiten an den heißen Maschinenteilen regulieren, dabei die Massen aber mehr oder weniger stark trüben und teilweise auch unerwünschte Beläge auf den Maschinen- oder KunststofToberflächen bilden.

Die bisher günstigsten Gleitmittel, die im allgemeinen in Mengen von 0.2 bis 4,0 Gewichtsprozent, bezogen auf den Thermoplasten eingesetzt werden, sind Ester und teilverseifte Ester der Montansäuren, die ihrerseits durch Chromsäureoxidation von entharztem Rohmontanwachs gewonnen wurden. Sie verbinden innerliche und äußerliche Gleitwirkung in ausgewogener Weise bei relativ hoher Verbesserung des Fließvermögens. Will man letzteres noch weiter anheben, indem man die Gleitmittel in höheren Konzentrationen zufügt, so muß man bei einer Menge ab etwa 0,3 Gewichtsteilen Gleitmittel auf 100 Gewichtsteile Thermoplast damit rechnen, daß die Transparenz der Massen unerwünscht beeinträchtigt wird.

Es wurde nun gefunden, daß bei der Verarbeitung chlorhaltiger Kunststoffmassen deren Fließverhalten no-h beträchtlich verbessert werden kann und sich zugleich eine wesentlich höhere Transparenz der Formkörper erzielen läßt, wenn man bestimmte, durch Chromsäureoxidation von höheien «z-Olefinen erhaltene Carbonsäuren oder ihre Ester oder Seifen als Gleitmittel einsetzt.

Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge die Verwendung von Gemischen geradkettiger, aliphatic schei, gesättigter Monocarbonsäuren der Kettenlänge C₀ bis C₅₀, vorzugsweise C₂₀ bis C₃₆, mit einer Säurezahl von etwa 100 bis 140, die durch Oxidieren von a-01efinen oder a-Olefingemischeu mit 22 bis 52 C-Atomen im Molekül mit Chromschwefelsäure gewonnen worden waren, ihrer Ester mit Mono- und Diolen, ihrer Teilester-Metallseifen und ihrer Teilverseifungsprodukte der Säurezahl 5 bis 30, wobei bei den beiden letztgenannten Substanzgruppen das Kation Calcium, Magnesium, Barium, Cadmium, Zink, Aluminium oder Blei ist, als Gleitmittel für polyvinylchloridhaltige Kunststoffmassen in einer Menge von 0,2 bis 4,0 Gewichtsprozent bezogen auf die Kunststoffmasse.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Ca. bonsäuren werden durch Oxidieren von α-Olefinen oder a-Olefingemischen mit 22 bis 52, vorzugsweise 24 bis 34 Kohlenstoffatomen, wie sie z. B. bei der Ziegler-Synthese anfallen, mit Chromschwefelsäure bei 60 bis 180 C auf eine Säurezahl von 100 bis 140 vorzugsweise 105 bis 130, hergestellt (niederländische Offenlegungsschrift 72 17 549).

Unter Estern der Carbonsäuren mit Mono- oder Dielen versteht man die Ester mit C₁₂- bis C₁₈-FeU-alkoholen und bevorzugt die Ester von Diolen mit 2 bis 6 C-Atomen.

Teiiester-Metallseifen und Teilverseifungsprodukt werden durch Umsetzen der nicht restlos veresterten Säuren bzw. der freien Säuren mit Oxiden, Hydroxiden oder Carbonaten des Magnesiums, Calciums, Bariums, Cadmiums, Zinks, Aluminiums und Bleis hergestellt. Bevorzugt verwendet man die Umsetzungsprodukte mit Calciumhydroxid, insbesondere die, die aus den freien Säuren und Calciumhydroxid durch Neutralisation bis auf eine Säurezahl von 5 bis 30, vorzugsweise 10 bis 25 erhalten worden waren.

Die Gleitmittel werden bei der Verarbeitung chlorhaltiger Kunststoffmassen wie Polyvinylchlorid, Mischungen aus PVC mit anderen Thermoplasten, PVC/Chlorpolyäthylen-Blends, Polyvinylidenchlorid und ähnliche in Mengen von 0,2 bis 4,0, vorzugsweise 0,5 bis 2.0 Gewichtsprozent, bezogen auf den Thermoplasten, eingesetzt, und zwar beim Kalandrieren, Extrudieren und Spritzgießen.

Die Verwendung der höheren Carbonsäuren und ihrer Abwandlungsprodukte als Gleitmittel bringt nicht nur die Verbesserung von Fließvermögen und Transparenz der Massen, sondern erlaubt es, auch bei hohen Gleitmittelkonzentrationen und hohen Verarbeitungstemperaturen PVC-Artikel ohne Gelbstich herzustellen, weil sowohl die Carbonsäuren, ak auch ihre Ester und Seifen eine im Vergleich zu den Montansäuren und deren entsprechenden Derivaten wesentlich bessere Thermostabilität zeigen.

Beispiel 1

Auf einer Zweiwalze wurden bei ISO¹C 100 Gewichtsteile Suspensionspolyvinylchlorid vom K-Wert

65, I,O Gewichtsteile eines Zinnstabilisators und 0,5 Gewichtsteile des Gleitmittels gewalzt. Die Zeit in Minuten bis zum Kleben des Produktes an der Walze und schließlich bis zur Zersetzung (Auftreten von dunklen Streifen im Walzfell) ist ein Maß iur die Wirksamkeit des Gleitmittels. Versuch a) zeigt die beanspruchte Verwendung, die Versuche b), c) und d) Vergleiche mit bisher üblichen Gleitmitteln.

Beispiel Nr.

la)
Ib)

Ic)
Id)

Gleitmitlei

Auf SZ 15 gekalktes Fettsäuregemisch der SZ 107 aus a-Olefingemisch C₃₀ bis C₄₈ Ca-SaIz der Montansäuren SZ 15

Ca-Stearat (handelsüblich)
Montansäure-Butandiolester, gekalkt auf SZ 15

Beispiel 2

Auf einer Zweiwalze wurden bei 180⁰C 100 Gewichtsteile Suspensionspolyvinylchlorid vom K-Wert 65, 1,0 Gewichtsteile Zinnstabilisator und 1,0 Gewichtsteile Gleitmittel geliert und homogenisiert, worauf man das erhaltene Walzfell zu Plättchen von 2 mm Dicke verpreßte. An diesen Plättchen wurde die Transparenz der Mischung bestimmt. Sie ist durch die Prozentzahl der Durchlässigkeit eines Lichtstrahles von 741 nm wiedergegeben.

	Laufzeit	Gleitmitlei	Klebt	nach	% Licht	Aussehen des	farblos, klar
			... Min.	durch	Walzfelles	gelbstichig
				lässigkeit		farblos, trüb
	(Min.)		ohne	wasserhell	gelbstichig, trüb
	68	wie Beispiel
		wie Beispiel		etwas
	52	wie Beispiel	kleben	gelbstichig
		wie Beispiel	52	hell, trüb
	48		gelbstichig,
	48	42	trüb
Beispiel		45	Farbe
Nr.

			der 2-mm-Plalte
2a)			70
2 b)			65
2 c)		la)	41
2d)		Ib)	53
	Ic)
	Id)

Claims

Patentanspruch:

Verwendung xon Gemischen geradkettiger, aliphatischer, gesättigter Monocarbonsäuren der Kettenlänge C₂₀ bis C₅₀ mit einer Säurezahl von etwa 100 bis 140, die durch Oxidieren von a-Olefinen oder a-Olefingemischen mit 22 bis 52 C-Atomen im Molekül, vorzugsweise C₂₀ bis C₃₆, mit Chromschwefelsäure gewonnen worden waren, ihrer Ester mit Mono- und Diolen, ihrer Teilester-Metallseifen und ihrer Teilverseifungsprodukte der Säurezahl 5 bis 30, wobei bei den beiden letztgenannten Substanzgruppen das Kation, Magnesium, Calcium, Barium, Cadmium, Zink, Aluminium oder Blei ist, als Gleitmittel für polyvinylchloridhaltige Kunststoffmassen in einer Menge von 0,2 bis 4,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Kunststoffmasse.