DE1258085B

DE1258085B - Schmiermittel in Vinylpolymerisaten bei der Herstellung von Formkoerpern

Info

Publication number: DE1258085B
Application number: DE1962S0077542
Authority: DE
Inventors: Stuart Squires; Kenneth Goodier
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1961-01-17
Filing date: 1962-01-15
Publication date: 1968-01-04
Also published as: GB943280A; NL135463C; CH419593A; BE612648A; NL273537A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C08f

Deutsche KL: 39 b-22/06

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1 258 085
S77542IVc/39b
15. Januar 1962
4. Januar 1968

Die Erfindung betrifft die Verwendung von partiellen Estern mit einer freien Hydroxylgruppe, die aus einem mehrwertigen Alkohol mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen und mindestens drei primären Hydroxylgruppen durch partielle Veresterung mit einer Monocärbonsäure mit mehr als 7 Kohlenstoffatomen, die von einem tierischen oder vegetabilischen Öl, Fett oder Wachs abgeleitet ist, hergestellt worden sind, als Schmiermittel in Vinylpolymerisaten, insbesondere Polyvinylchlorid, bei der Herstellung von Formkörpern gegebenenfalls zusammen mit einem Metallstabilisator, insbesondere einem Bleistabilisator.

Die Herstellung von Gegenständen aus thermoplastischen Vinylpolymerisaten, wie Polyvinylchlorid und Polystyrol, beispielsweise durch Strangpressen, bringt oft beträchtliche Schwierigkeiten mit sich. Dies wohl wegen des Umstandes, daß solche Polymerisate eine hohe Schmelzviskosität behalten, so daß sie beim Erhitzen nahe an ihre Zersetzungstemperatur zäh bleiben. Beim Formen des Vinylpolymerisates sind deshalb ein sehr hoher Druck und eine dementsprechend leistungsfähige Vorrichtung notwendig. Es ist bekannt, diesen Schwierigkeiten durch Zugabe von Schmiermitteln, z.B. langkettigen Alkoholen, Fetten oder Fettsäuren, zu begegnen, obgleich dadurch andere Eigenschaften des Vinylpolymerisates beeinflußt werden.

Es wurde z. B. vorgeschlagen, zu Polyvinylchlorid partielle Ester von mehrwertigen Alkoholen als Schmiermittel zusätzlich zu einem Stabilisator aus einer Metall verbindung, z.B. Glyzerinmonostearat zu zweibasischem Bleistearat, zuzugeben.

Demgegenüber stellen die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ester ein verbessertes Schmiermittel dar. Diese Schmiermittel liefern mit den Vinylpolymerisaten Formmassen mit verminderter Wasserabsorption und besseren physikalischen Eigenschaften. Bei der Verwendung von Bleisalzen als Stabilisatoren wird auch die Extrahierbarkeit dieser Verbindungen herabgesetzt.

Als Vinylpolymerisate, in denen die partiellen Ester als Schmiermittel verwendet werden, werden genannt: Polystyrol, Styrolmischpolymerisate, wie Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisate, Styrol-Butadien-Mischpolymerisate, Polymethylmethacrylat und Polyolefine. Es wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden Schmiermittel insbesondere für Massen, die halogenierte Kohlenwasserstoffpolymerisate, insbesondere Polyvinylchlorid, enthalten und für Polyolefine, insbesondere Polyäthylen und Polypropylen brauchbar sind. Besonders brauchbar sind sie für Hartpolyvinylchloridmassen, d.h. Massen, die im wesentlichen keinen Weichmacher enthalten.

Schmiermittel in Vinylpolymerisaten bei der
Herstellung von Formkörpern

Anmelder:

Shell Internationale Research Maatschappij N. V., Den Haag

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dr. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, . .

8000 München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt: ■

Stuart Squires, Sale, Cheshire; .· i

Kenneth Goodier, .-.

Davenham, Northwich, Cheshire
(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 17. Januar 1961, ...

vom 16. Mai 1961 (1893)

Die partiellen Ester können von irgendeinem mehrwertigen Alkohol mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen und mindestens drei primären Hydroxylgruppen, beispielsweise Pentaerythrit, abgeleitet werden. Ein bevorzugter Alkohol ist Trimethylolpropan. Der Monocarbonsäureanteil des partiellen Esters (d. h. die Monocarbonsäure mit mehr als 7 Kohlenstoffatomen), abgeleitet von einem tierischen oder vegetabilischen Öl, Fett oder Wachs, kann von einer Fettsäure mit mehr als 7 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen, insbesondere von 14 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere Stearin- und Ölsäure, abgeleitet werden, obgleich andere Säuren, beispielsweise Laurinsäure, Palmitin- und Rizinussäure ebenso angewendet werden können. Der partielle Ester soll eine freie Hydroxylgruppe enthalten. Trimethylolpropandistearat und -dioleat sind neue Verbindungen und hervorragende Schmiermittel, die den thermoplastischen Vinylpolymerisaten die erwünschten Eigenschaften vermitteln. Die partiellen Ester besitzen folgende Formel:

HO · CH₂ · R(CH₃OR')„

wobei R ein von dem mehrwertigen Alkohol abgeleiteter Rest, R' ein Acylrest der obigen Monocarbonsäure und η eine ganze Zahl, mindestens 2, ist.

709 717/655

Die Veresterung der mehrwertigen Alkohole kann in bekannter Weise durchgeführt werden, z.B. durch Umesterung, wobei ein niedrigmolekularer Alkylester der Monocarbonsäure mit dem mehrwertigen Alkohol umgesetzt wird. Bei der Veresterung verwendbare Katalysatoren sind beispielsweise Metallhydroxyde, Alkoholate, Blei- oder Zinnoxyde.

Die Formmasse enthält üblicherweise 0,5 bis 5 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile Vinylpolymerisat, an partiellen Estern, vorzugsweise 1 bis 3 Gewichtsteile. Andere Zusätze können gegebenenfalls zugegeben werden, z.B. Pigmente, Füllstoffe und Stabilisatoren. Es wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden Schmiermittel eine Formmasse mit verminderter Wasserabsorption und Extrahierbarkeit der Metallstabilisatofen, falls welche vorliegen, liefern. Im Falle der relativ· billigen Bleistabilisatoren ist der so gebotene Vorteil offensichtlich. So wird in wasserleitenden'; bleistabilisierten Polyvinylchloridrohren die Tendenz des Stabilisators;, aus den Rohren ausgelaugt zu werden, vermindert, wenn man die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ester anwendet. Die Rohre besitzen eine, längere Lebensdauer. Die änderen Eigenschaften der Formkörper, wie beispielsweise die Zugfestigkeit und die Schlagfestigkeit, werden im allgemeinen ebenfalls verbessert,' wie es aus dem Folgenden ersichtlich ist.

Beispiel

Eine Anzahl von Gemischen wird durch Trockenmischen von 100 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid (K-Wert von 65, bestimmt in Äthylendichlorid, hergestellt nach einem Emulsionsverfahren) mit 2 Gewichtsteilen dreibasischem Bleisulfat, 1 Gewichtsteil Calciumstearat und partiellen Estern, wie in der Tabelle angegeben, hergestellt."

Physikalische Eigenschaft

2 Gewichtsteile : GMS ' Schmiermittel

Gewichtsteile 11,5 Gewichtsteile I 2 Gewichtsteile I 2 Gewichts-GMS TMPDS I TMPDS teile GDS

Zugfestigkeit (kg/cm²) 560

Dehnung (%) .' 47 bis 50

Schlagfestigkeit

(C h a r ρ y, kg · cm/cm²) 1,08 bis 1,29 1,29 bis 1,50

Wasseradsorption

(% nach 24 Stunden bei 100⁰C) 2,18 bis 2,30 Blei-Extrahierbarkeit

(nach 48 Stunden) . 0,19

GMS = Glycerinmonostearat

GDS = Glycerindistearat

TMPDS = Trimethylolpropandistearat ! 560 bis 575

30

0,86. bis 1,08
1,25

595 bis 610 70

1,50 bis 1,72

1,20 bis 1,30

0,10 .

580 30 bis 40

0,86 1,59

Die Wasserabsorption wird durch Eintauchen von Prüf streifen (7,5 · 2,5 · 1,5 cm) 24 Stunden in siedendes Wasser und Messen des Gewichtsanstiegs erhalten.

Die Extrahierbarkeit von Blei wird bestimmt durch Eintauchen der Prüfplatten (4,4 · 4,4 cm) in destilliertes Wasser, das mit Essigsäure auf ein pH von 4,7 eingestellt worden ist. Der Bleigehalt der Extraktionsflüssigkeit wird dann nach 48 Stunden gemessen (in Gewichtsteilen pro 1000 000).

Die obigen Ergebnisse zeigen, daß Trimethylolpropandistearat die nachstehenden Vorteile im Vergleich zu Glycerinmonostearat in Polyvinylchloridmischungen besitzt:

1. Verminderung der Wasserabsorption,

2. Verminderung der Extrahierbarkeit von Blei,

3. Ebenso gute oder bessere physikalische oder

mechanische Eigenschaften.

55

Die Prüfungen mit Glycerindistearat zeigen, daß die physikalischen Eigenschaften (Schlagfestigkeit) leiden, obwohl die Wasserabsorption auf einen Wert zwischen demjenigen von Glycerinmonostearat und Trimethylolpropandistearat herabgesetzt wird. Wird außerdem. Polyvinylchlorid mit einem Gehalt an Glycerindistearat stranggepreßt, so erhält man Rohre von nur ausreichendem Aussehen, während man Rohre von gutem Aussehen erhält bei Verwendung der glycerinmonostearathaltigen Mischung; mit Trimethylolpropandistearat erhält man ein sogar noch besseres Aussehen und eine hellere Farbe des stranggepreßten Rohres. Diese Verbesserung im Aussehen bei Verwendung von Trimethylolpropandistearat bezieht sich sowohl auf das Formpulver als auch auf das stranggepreßte Rohr. Das Strangpressen von trimethylolpropandistearathaltigen Polyvinylchloridmassen kann ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von partiellen Estern mit einer freien Hydroxylgruppe, die aus einem mehrwertigen Alkohol mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen und mindestens drei primären Hydroxylgruppen durch partielle Veresterung mit einer Monocarbonsäure mit mehr als 7 Kohlenstoffatomen, die von einem tierischen oder vegetabilischen Öl, Fett oder Wachs abgeleitet ist, hergestellt worden sind, als Schmiermittel in Vinylpolymerisaten bei der Herstellung von Formkörpern gegebenenfalls zusammen mit einem Metallstäbilisator.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als partieller Ester Trimethylolpropandistearat oder -dioleat verwendet wird.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der partielle Ester in einer Menge von 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Vinylpolymerisat verwendet wird.