DE2365173B1

DE2365173B1 - Gleitmittel für polyvinylchloridhaltige Kunststoffmassen

Info

Publication number: DE2365173B1
Application number: DE2365173A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Chem. Dr. Brotz; Guenther Dipl.-Chem. Dr. 8901 Stadtbergen Illmann; Werner Dipl.-Chem. Dr. 8906 Gersthofen Strassberger
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1973-12-29
Filing date: 1973-12-29
Publication date: 1975-05-22
Also published as: FR2256205B1; FR2256205A1; DE2365173A1; JPS50129645A; BE824000A; GB1497285A; NL7416857A; IT1028088B

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. Riethmayer, »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 Gleitmittel 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 Kunststoffoberflächen 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 noch beträchtlich verbessert werden kann und sich zugleich eine wesentlich höhere Transparenz der Formkörper erzielen läßt, wenn man bestimmte, durch Chromsäureoxidation von höheren a-Olefinen erhaltene Carbonsäuren oder ihre Ester oder Seifen als Gleitmittel einsetzt.

Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge die Verwendung von Gemischen geradkettiger, aliphatischer, gesättigter Monocarbonsäuren der Kettenlänge^ C₂₀ bis C₅₀, vorzugsweise C₂₀ bis C₃₆, mit eine/ Säurezahl von etwa 100 bis 140, die durch Oxidieren von a-Olefinen oder a-Olefingemischen 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 Carbonsäuren werden durch Oxidieren von a-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 7217 549).

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

Teilester-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, als 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 180⁰C 100 Gewichtsteile Suspensionspolyvinylchlorid vom K-Wert

65, 1,0 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 für die Wirksamkeit des Gleitmittels. Versuch a) zeigt die beanspruchte Verwendung, die Versuche b), c) und d) Vergleiche mit bisher üblichen Gleitmitteln.

Beispiel

Gleitmittel

Laufzeit
(Min.)

Klebt nach
... Min.

Aussehen des
Walzfelles

la)
Ib)

Ic)
Id)

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.

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30

	68	ohne	Gleitmittel	% Licht	wasserhell	farblos, klar
		kleben		durch		gelbstichig
	52	52		lässigkeit	etwas	farblos, trüb
				gelbstichig	gelbstichig,
	48	42	wie Beispiel 1 a)	hell, trüb	trüb
	48	45	wie Beispiel 1 b)	gelbstichig,
			wie Beispiel 1 c)	trüb
Beispiel		wie Beispiel 1 d)	Farbe
Nr.

			der 2-nun-P]atte
2a)			70
2b)			65
2c)			41
2d)		53

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von 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.

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