DE1494931A1 - Stabilisierte Massen auf Grundlage halogenhaltiger Olefinpolymerisate - Google Patents
Stabilisierte Massen auf Grundlage halogenhaltiger OlefinpolymerisateInfo
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-
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Description
Die Brflndung betrifft die Stabilioierung halogenhalt Iger
Polyolefin· gegen den Einfluß hoher Teaperaturan und inabeaondere
Hülsen von guter Hitzebeständigkeit auf Grundlage ehlorierter Polyäthylene.
Bekanntlich werden die Bigensohaften halogenhaltiger Polyolefine»
wie von Polyvinylchlorid, ohloriertem Polyethylen
und ohloriertem Polypropylen» verschlechtert, \;omi diese
Polymerisat· während ihrer Verarbeitung oder Verwmdunc
erhöhten T^nperaturen auegesetst werden. Balspielawelse
wird die Farbe des Materials dunkler, und die Viskosität
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wird nerklloh geändert, was sich In einer Erhöhung der Verarbeltungszelt
soloher Materlallen beispielsweise durch Extrudern oder In einen Banbury-Miecher zeigt. Bs wird
angenonmen, dafl diese wärmebedingt· Xnderung der Viskosität auf eine Abspaltung von Halogenwasserstoff von dem Polymerisat,
die mit einer erhöhten Vernetzung seiner Moleküle verbunden
1st, zurückzuführen 1st. Die Versohleohterung der physikalischen
Eigenschaften zeigt sich' oft auoh In ein tr erhöhten
Sprödlgkelt, einen Verlust an Schlagzähigkeit, einer Versohleohterung
des elektrischen Isollervermögens usw. Vernutlioh führt der Abbau durch Warne zu einer Vernetzung
oder Oelblldung des ursprünglich praktisch nicht-vernetzten
kettenförmigen Polymerisats.
Bs 1st schon bekannt, diesen Abbauprozess durch verschiedene
Zusätze zu verzögern. Derartige Zusätze ermöglichen die Verarbeitung
und Verwendung dieser wKrneenpfindlionen Kunststoffe
bei erhöhten Temperaturen ohne Verschlechterung ihrer
Eigenschaften und erhöhen dadurch ihre Verwendbarkoltsdsuer.
Als solche Zusätze wurden schon Metallsalze organischer Säuren, Metallphenolate, Organometallverbindungen, Ester von
phcsphorlger Säure und verschiedene anorganische Salze verwendet. Der Nachteil metallhaltiger und anorganischer Zusätze
ist aber, da3 ale :i.m allgemeinen mit den Polymerisaten
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U9A931
nicht verträglich Bind und zufolge einer Segregation einen Verlust an Tranaparena» Verfärbung und nicht-homogenes
Aussehen verursachen.
Nicht alle ZusUtze haben die gleiche Wirkung auf ein bestirntes
Polymerisat, und die utabilisieronde Wirkung an sich
bekannter Zusatzstoffe in verschiedenen halogenieren Polyolefinen 1st in keiner Welse voraussehbar. Beispielsweise "
können Mittel« die mit Vorteil in Polyvinylohloridmaosen
verwendet werden,sich ebensogut vorteilhaft als auch unvorteilhaft
in bestimmten Hassen auf Grundlage chlorierter
Polyäthylene erweisen.
Ziel der vorliegenden Erfindung sind hiteefetabilisierte
Massen auf Grundlage von ohloriertem Polyäthylen. Bin weiteres
Ziel let die Herstellung solcher hiteestabilisierter
Hassen mit tnetallfrelon organischen Stabilisatoren. (
Gemäß der Erfindung kann die Hltsestabilität ohlorlerter
Xthylenhottopolynierisaae verbessert werden, indem man ihnen
bestimmte Cyanursäure» und Isocyenursäure-derlvato zuaetzt,
nämlich:
909SS0/1521
U9A931
A-CH2
2,4,6-(p-Kthylphenyl)-eyanurat, (2,4,6-Tris-(4-Hthylphenoxy)
8-trlazln):
-C
11
0-
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U94931 - 5 -
Triallyl-i βο 2 yanur&t:
OC
HgC-HC-HgC-L
HgC-HC-HgC-L
Il
(CHg)2-OH
(MT
I i
η
0
0
Dl· Konzentration, In der dies· Stabilisatoren venrendet
werden, 1st nloht weeentlleh. 81e liegt Vorzüge weise In dm
Bereloh sifleonen 0,5 und 10 Oew.-jl de« Polymerisats.
Duroh dl··· Stabilisatoren wird eine Vernetzung bei einer
Temperatur bis su 2O0K tür eine Zelt von wenigstens 60
Minuten praktisoh verhindert, und es erfolgt auoh keine boträcht Hohe Verfärbung. Diese Wirkung ist insbesondere mit
Hinblick auf die mehreren Hundert anderen Zusatz« versGhiofcar
MolekUlsbrulcturan* dio alia an chlorla? Ue.v. PoIy-
ORIGINAL
909850/152 1 ■ '_ ^^
"6~ U94931
Mthylen geprüft wurden und <!Je alle keine praktisch wahrnehmbare
stabil* lerende Wirkung hatten oder höA stens
die Vernetzung verlangsamten ohne eine Verfärbung,
su verbinden, ttberrasohendi
Die Stabilisatoren können Susannen alt anderen« gewöhnlich
In Nassen auf Grundlage halogenierterPolyolef Ine verwendeten
Zusätzen, wlo Stabilisatoren gegen die Wirkung von Bestrahlung,
Füllstoffen, Pigmenten und Farbstoffen, verwendet werden.
Sie können nach irgendwelchen bekannten Methoden in das Polymerisat eingemischt werden.
Die Wirkung dieser Stabilisatoren kann gesessen werden.
Indem man das Ausmafl der Vernetsung, die erfolgt, wenn nan
das Polymerisat erhöhten Temperaturen aus set st, mlit,
und dies· Vernetzung kann aus der Menge der Oelblldung bestimmt werden· Die let«ere ergibt βloh als die prozentuale
Menge des ureprünglloh völlig la Monochlorbenzol lösliehen
Polymerisats, dl· naoh der WMrmebehandlung nloht mehr löslich
ist. Duron die Otlblldung wird dl· Viskosität und damit
dl· Iztruelonsgesohwlndlgkelt de· Polymerisat· erhöht, wean
dl· Extrusion bei einem konstanten Druok auf das Polymerisat erfolgt.
BADORIQINAL
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H94931
ims einem Vergleich der Farbe deo nicht-stabilisierten
Materials eilt derjenigen dos stabilisierten Ilaterioln, nachdoai
beide erhöhter Temperatur aus gesetzt wurden.
Das geg&8 der Erfindung stabilisierte chlorierte Polyäthylen
kann et*:ft 20 bic etwa fO Oe*?. -% Chlor enthalten. In einem
vorzugsweise verwendeten chlorierton Polyäthylen ist die Chlorierung !angeordnet erfolgt, so daß das chlorierte Polyäthylen
im uesentliehen amorph ist und einen niedrigen
Sprödpunkt (Glastibargangsttnperatur), von beispieleweise
etwa 0*C oder darunter bei einem Chlorgehalt von 20p, der auf
etwa 1501C bei einem onlorierten Polyäthylen mit einem Chlorgehalt
von 70^ ctoigt, hat. Polyäthylene, die sieh naeh
ihrer Chlorierung besondere gut für eine Verwendung gomlifl
der Erfindung eignen» sind diejenigen« die gemkB Beispiel 6
der britischen Patentschrift 858 674 der AXliod Chemical
Corporation hergestellt, sind. ScIoL* PolyUthylone können
fttr eine Veri?endvng getane der Erfir»limg vorteilhaft nach dem
in Beispiel 5 der französischen Pat. ant schrift 1 316 044
der Allled Chemical Corporation ohlwiert werden.
■ -1 ■ ·**. ■ jf ·■■".-(. ί ■ ·■ · " . -' ■ ■■ · ■ ; j - '
Durch die Polymerisation nach dem Verfahren der erwKhnten
britisehen Patentschrift 858 674 ui'3 im allgemeinen ein
Polymerisat von hohem mittler·« Molttalargewioht, von bei-
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splelsweise 500 000 bis 5 000 00O4 und einer Dicht2 von
etwa 0,955 bis 0,96 bei 25<C erhalten. Das Molekulargewicht
des Polymerisats kann durch eine Wärmebehandlung«
beispielsweise nach dem auf Seite 12» Zellen 75-77 der erwähnten
britischen Patentschrift 858 674 beschriebenen Verfahren
herabgesetzt werden. Vb durch eine solohe Wärmebehandlung
erhaltene Polyäthylen hat ein Molekulargewicht in den Bereich von etwa SO 000 bis 500 000 und eine Dichte von etwa
0,94-0,985 bei 25<C. r -
Die obigen Molekulargewichte errechnen sich aus der intrinsic
Viskosität einer Lösung des Polymerisate in Deoalin naoh der
Methode von P.S. Francis et al. (Journal of Polymer Science, Bd. 51, Seiten 455-466), d.h. naoh der folgenden
Formel:
ίη J - 6,77 x 10"*xM°'67
worin [r\] die intrinsic Viskosität in dl/g und N das
mittlere Molekulargewicht (weight average molecular weight) ist.
Wenn Polyäthylene mit Molekulargewichten von 100 000 und darunter far eine Verwendung gemäß der Erfindung chloriert
werden, so lähmen die gewünschten amorphen Produkte durch Lösungsohlorierung erhalten werden.
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U9A931
Die oben erwähnte Olasübergangstenperatur kann nach einer
Steifheiteprüfung (ASTM Test D-104?-6lT) als diejenige
Temperatur, unter der die Steifheit plötzlich suniamt, so
daß die Probe spröde wird, best inet werden. Bin typischer
Steifheitsmodul der in Frage stehenden ohlorierten Polyäthylene
bei der Olasübergangstemperatur ist 1,45 χ 10 psi.
PUr die vorliegende Erfindung bevorzugte willkürlich chlorierte
Polyäthylene mit einem Chlorgehalt in dem Bereich von 20-70
Gew.-£ haben verhältnismäßig hohe intrinsic Viskositäten von etwa 1,5 bis etwa 5 dl/g, die einem hohen Molekulargewicht
entsprechen. Andere gut verwendbare und bevorzugte chlorierte Polyäthylene, die nicht notwendig amorph sein
müssen, haben intrinsic Viskositäten von etwa 0,2 bis etwa 1,5 dl/g, entsprechend einem niedrigeren Molekulargewicht.
Diese intrinsic Viskositäten wurden in Lösungen von 0,1 g je 100 ml Lösung in o-Dlohlorbenzol bei 1001C bestimmt.
Die folgenden Beispiele beschreiben einige Ausftthrungaformen
der Erfindung und veranschaulichen die beste
Art ihrer Durchführung.
Bs wurden nicht-stabilisierte Vergleichsproben und Massen,
die einen Stabilisator in einer Menge gleioh 4 Qew.-# des
ohlorierten Polyäthylens enthielten, geprüft. In allen
<i on η !Wi ' ι r>;>
ι
H9A931 - ίο -
Prüfungen wurde dio Probe von chlorierten Polyäthylen su
einen Pulver von etwa -40 nieoh vermählen. Dio Stabilisatoren
wurden in der Poim von Lösungen in fluchtigen lösungsmitteln,
trie Methanol, vorwendet* um dan Einmischen in das
Polymerisat zu erleichtern. Diese Lösungen wurden den Proben des pulverf«innigen Polymerisats zugesetzt« und die
Gemische wurden bei der Temperatur dor Umgebung; unter Np
gerührt» biß sie vollständig getrocknet waron.
Proben von Je etwa 2~3> g wurden in offenen Roagenngläaorn
in einem Heizblook 60 Minuten auf 200rC erhitzt, sofern nicht
anders angegeben. Durch diese Wärmebehandlung wurden die
nioht-ßtabiliBierten P rob an in ein zu einen: Gewiesen
Prozentsatz vernetztes Produkt oder GoI übergeführt und
unterlagen einer Verfärbung, die cn einem Dunkelwerden erkennbar war. Die Verfärbung wurde quantitativ unter Verwendung
eine3 Reflexionß-MsQgerätea mit einem GrUnfiltor beet
lent, indem die Stärke der Reflexion der Probe mit derjenigen
einer No τ ^ ρ rob ο von weiflera Mafnesivnnoxyd verglichen
wurde. Der Re floii ions wort dar veri'ürbten exoha wurde als
"Weißgrad" in % angoßeb&n, wobei die Stärke dor Reflexion
der Moniprobo mit 10Q>3 fe;:talent ;mrde.
Die Mange cn vornctato.v. Produkt oder OeI, dau .-jioh is
der Wärabahanal^; fi ^^bildoc hattr;, icurde naoh ύοα folgenden
Verfahr η hen:! ::t:
ii)() R r. i: ■' I li-2. i —:
Etwa 0,2 bis 0,3 g des wännebehandelten Polymerisate wurden
In einen austarierten Korb aus 250 roech-Drahtnotz aus
rostfreien Stahl eingewogen. Dieser Korb wurde In einen
Soxhlet-Extraktor, der etwa 125 ml Monochlorbenzol enthielt,
eingebracht und seohs Stunden an Rückfluß gekooht. Da« nichtvernetzte
Produkt wurde extrahiert, so daß die Menge an vernetzten QeI gravimetrisch bestlent werden konnte.
Während der Extraktion wurde langeon Stickstoff durch den
Soxhlet geleitet» un eine Oxydation zu verhindern.
In Tabelle I sind die Werte zusaaraengestollt, die mit einem
ohloxlerten Polyäthylen von hohem Molekulargewicht mit einem
Chlorgehalt von 60,i Oew.-Jf erhalten wurden. Das Polyäthylen
war gemäß Beispjd. 6 der erwähnten britischen Patentschrift
858 67* hergestellt worden« und die Chlorierung war gemäß
Beispiel 5 der erwähnten frensBsischen Patentschrift
1 316 044 erfolgt. Dieses. Polymerisat hatte eine intrinsic
Viskosität von 4,2 und eine Olasttborgangstemperatur von etwa
909850/1521
T a be
U94931
Stabilisator Weldgrad,
Vergleioh A Beispiel 1 Beispiel 2
Beispiel ? Beispiel 4 Beispiel 5
kein
2, h,6- (p-Xthylpbenjrl) oy
ami rat Trlallylieo-oyemiret
12 42 23 21 20
IO dsl
0 2
* 0
vera»echÄUliohen die UuvorlwrseMMJicelt der ntatolHAiereruUm
Wirkung 4er #ffinAmeßs**** verwendeten V
twl4en Verbindimeon 4eo4enif»o. 41e eich al»
mt&ovwx erwieeen hebet), strukturen «neiog
I» T«b«lle II
•tee*
4I# ^»rte smmmmm**t+X%t, 41«
von ufc von «7 0e¥,-# erteltee
Ti»ifo#itJtt Mmm
folrmwlmm mm
H9A931
1,0 und die OlasUbergangsttniperatur -26%. Die Wärmebehandlung
erfolgte 60 Minuten bei
Test
Vergleich B
Beispiel 6
Beispiel 6
T a b e 11 e II
kein
17 42
In Tabelle III sind die Ergebnisse der Messungen on einem
chlorierten Polyethern mit einem Chlorgehalt von etwa 67-6<#>
einer intrinsIo Viskosität von 0,7 und im wo.Jont liehen ungeordneter
Chlorierung sowie einer OlasUbergangstemperatur von
etwa 1500C zusammengestellt. Die Proben wurden 30 Minuten
auf 230*€ erhitzt.
| T a b e 11 e | III | Woißgrad, % |
* Gel |
|
| Test | Stabilisator | 5 | 16 8 |
|
| Vergleich C Beispiel 7 |
kein TrialIyI-eyanurat |
|||
9 0 9 8 5 0/ 1 B 2 1
H9A931
Erfindung In vorteilhafter Ueist- zur Stabilisierung von
chlorierten Polyäthylensn von verschiedenen Chlorßshalten
und verschiedenen Molekilar;sewichtQn vor;;cndct werdm
können.
'90 98 5 0 / 1 52 1
Claims (3)
1. Stabillaierbee halogeniertec Polyolefin» dadurch gekennzeichnet,
daß es ale Stabilisator ein Cyanurat, nämlich Trial lylcyanuratj Tribanzylcyonurat; 2,4,6-(p-Äthylphenyl)~
oyanurat; Trlullyllsooyanurat oder Tric-(2-hydroxathyl)-ißocyanurat,
enthält,
2. Stabilisierte« halog^nlertes Polyolefin nach Anspruch 1,
daduroh gelcennzelolmet« daS da* haloganicrte Polyolefin
ein chloriertes Polyäthylen r.it eines* Chlorgehalt von
20 ble 70 asTi.-jS ist·
3. Stabil ic i ort en htilogonierteo Polyolefin nach Anspruch .
1 oder 2, dadurch gc'cennzelohnet, daß das Cyanurat in einer
ftenge von 0,5 bis 10 Gew. -4>
des Polyolefine
909850/1S21
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