DE2719430A1 - Highly active lubricants for PVC processing - comprise hexa:methylol-melamine fatty ether(s) or ester(s) - Google Patents

Abstract

Reaction prods. (I) of hexamethylolmelamine with 4-6 moles of 12-22C fatty alcohols and/or fatty acids are used as lubricants for polyvinylchloride (PVC). Pref. 12-18C fatty alcohols are used and (I) are incorporated at 0.1-1, esp. 0.1-1 esp. 0.2-0.5 wt. % based on PVC. A typical cpd. (I) is the hexamethoxy-dimethyl-tetraiso(12-15) alkyl melamine ether. (I) are extremely effective lubricants, active at lower concn. than known lubricants. They can be used with hard or plasticised.

Description

Außerlich wirksame Gleitmittel für Polyvinylchlorid Exceptionally effective lubricant for polyvinyl chloride

Bei der Verarbeitung von Polyvinylchlorid werden neben Stabilisatoren und anderen Hilfsmitteln, insbesondere auch Gleitmittel benötigt. Neben den sogenannten inneren Gleitmitteln, die vorzugsweise auf Basis von polare Gruppen enthaltenden Fettderivaten hergestellt sind, werden auch äußerlich wirksame Gleitmittel benötigt, die eine Trennwirkung entfalten und das Haften bzw. Kleben der beißen PVC-Mischungen auf den Verarbeitungswerkzeugen verhindern. Besonders wirksame Substanzen sind mit PVC unverträgliche Paraffine bzw. niedermolekulares Polyäthylen oder auch natürliche Wachse.When processing polyvinyl chloride, stabilizers are also used and other aids, especially lubricants. In addition to the so-called internal lubricants, preferably based on polar groups containing Fat derivatives are produced, externally effective lubricants are also required, which develop a separating effect and the sticking or sticking of the biting PVC mixtures prevent on the processing tools. Particularly effective substances are with PVC incompatible paraffins or low molecular weight polyethylene or natural Waxes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, solche Substanzen zu finden, die eine gute äußere Gleitwirkung entfalten, welche die der erwähntui Kohlenwasserstoffe bzw. Wachse übertrifft, bzw. welche über einen weiteren Gewichtsbereich eingesetzt werden können.The object of the present invention was to find such substances which develop a good external lubricating effect, which those of the mentioned hydrocarbons or waxes, or which are used over a wider weight range can be.

Erfindungsgemäß werden Umsetzungsprodukte des Hexamethylolmelamins mit Fettalkoholen und/oder Fettsäuren einer Kettenlänge von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei auf 1 Mol Hexamethylolmelamin 4 bis 6 Mol des Alkohols entfallen, als äußerlich wirksame Gleitmittel für Polyvinylchlorid verwendet. Vorzugsweise werden solche Umsetzungsprodukte eingesetzt, bei denen der Fettalkohol 14 bis 18 Kohlenstoffatome beträgt.Reaction products of hexamethylolmelamine are according to the invention with fatty alcohols and / or fatty acids with a chain length of 12 to 22 carbon atoms, 4 to 6 moles of the alcohol are accounted for per mole of hexamethylolmelamine, as external effective lubricant used for polyvinyl chloride. Preferably such Reaction products used in which the fatty alcohol has 14 to 18 carbon atoms amounts to.

Die Wirkung der Umsetzungsprodukte des Hexamethylolmelamins mit Fettalkoholen, welche als Ather des Hexamethylolmelamins aufzufassen sind, zeigt sich besonders, wenn sie in einer Menge von 0,2 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das PVC eingesetzt werden. Selbstverständlich sind sie auch unter 0,2 Gewichtsprczent wirksam. In diesem Falle jedoch zeigen sie praktisch die gleiche Wirksamkeit wie die besonders günstig wirkenden Naturwachse oder die Paraffine und Polyäthylene.The effect of the reaction products of hexamethylolmelamine with Shows fatty alcohols, which are to be understood as ethers of hexamethylolmelamine particularly when they are in an amount of 0.2 to 1 percent by weight, based on the PVC can be used. Of course, they are also below 0.2 percent by weight effective. In this case, however, they show practically the same effectiveness as the particularly beneficial natural waxes or the paraffins and polyethylene.

Bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Melaminmethylolalkyläthern bzw. Melaminmethylolalkylestern handelt es sich um bekannte Verbindungen bzw. in bekannter Weise herstellbare Substanzen. Zu ihrer Herstellung geht man von dem Hexamethylolmelamin aus, das sich durch Umsetzung von Melamin mit Formaldehyd im Überschuß herstellen läßt. Anschließend wird mit einem niederen Alkohol, insbesondere mit Methanol veräthert.In the case of the melamine methylol alkyl ethers to be used according to the invention or melamine methylol alkyl esters are known compounds or in known manner producible substances. Hexamethylolmelamine is the starting point for their production from, which are produced by reacting melamine with formaldehyde in excess leaves. It is then etherified with a lower alcohol, in particular with methanol.

Diese Verätherung führt zum kristallisierten Melaminhexamethylolmethyläther.This etherification leads to crystallized melamine hexamethylol methyl ether.

Der Melaminmethylolmethyläther wird dann mit einem Alkohol einer Kettenlänge von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen zur Reaktion gebracht, obei das leicht flüchtige Methanol abdestilliert wird. Es ist auch möglich, von anderen Melaminmethylolalkyläthern auszugehen, beispielsweise von Athanol oder Isopropanol. Je nach Wahl der Reaktionsbedingungen und der molaren Verhältnisse erhält man so ein Gemisch von Melaminmethylolalkyläthern, die 4 bis 6 Mol des vorgenannten längerkettigen Alkohols enthalten.The melamine methylol methyl ether is then chain-length with an alcohol from 12 to 22 carbon atoms, in particular from 12 to 18 carbon atoms Brought reaction, obei the volatile methanol is distilled off. It is also possible to start from other melamine methylol alkyl ethers, for example of ethanol or isopropanol. Depending on the choice of reaction conditions and the molar Ratios are obtained so a mixture of Melaminmethylolalkyläthern, the 4 to Contain 6 moles of the aforementioned longer-chain alcohol.

Die übrigen 06I-Gruppen sind dann vorzugsweise mit Methanol veräthert oder gegebenenfalls mit Ethanol und/oder Isopropanol.The remaining 06I groups are then preferably etherified with methanol or optionally with ethanol and / or isopropanol.

Falls man die entsprechenden Melaminmethylolfettsäureester einsetzen will, geht man ebenfalls von den Athern des Hexamethylolmelamins aus, vorzugsweise vom Methyläther. Auch in diesem Fall wird das leicht flüchtige Methanol abdestilliert.If you use the corresponding melamine methylol fatty acid ester If you want, you also start from the ethers of hexamethylolmelamine, preferably from methyl ether. Also in In this case, the volatile methanol distilled off.

Im allgemeinen werden nicht die reinen Verbindungen verwendet, sondern auch deren Gemische, da bei der Umätherung bzw. bei der Esterbildung Gemische der verschiedenen Verbindungen anfallen.In general, it is not the pure compounds that are used, but rather also mixtures of these, as mixtures of the different connections.

Unter den Fettalkoholen sind solche mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bevorzugt, z.B. n-Dodecylalkohol, n-Tetradecylalkohol, n-Hexadecylalkohol, n-Octadecylalkohol oder auch solche Gemische, wie sie aus natürlichen Fettsäuren bzw. deren Estern durch Reduktion gewonnen werden können. Die Fettalkohole können eine oder mehrere Doppelbindungen oder eine OH-Gruppe enthalten.Among the fatty alcohols are those with 12 to 18 carbon atoms preferred, e.g., n-dodecyl alcohol, n-tetradecyl alcohol, n-hexadecyl alcohol, n-octadecyl alcohol or mixtures such as those made from natural fatty acids or their esters can be obtained by reduction. The fatty alcohols can be one or more Contain double bonds or an OH group.

Unter den Fettsäuren sind die bevorzugt, wie sie aus natürlichen Fetten herstellbar sind, insbesondere Fettsäuren mit einer Kette von 12 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen. Sie können Doppelbindungen und/oder OH-Gruppen enthalten.Among the fatty acids, preferred are those obtained from natural fats can be produced, in particular fatty acids with a chain of 12 to about 18 carbon atoms. They can contain double bonds and / or OH groups.

Wenn auch aus praktischen Gründen die aus natürlichen Fetten herstellbaren Fettalkohole bzw. Fettsäuren bevorzugt sind, so können ebenso gut die auf synthetischem Wege herstellbaren Fettalkohole bzw. Fettsäuren eingesetzt werden, die in der Regel Verzweigungen in der Kohlenstoffkette enthalten.Even if for practical reasons those that can be made from natural fats Fatty alcohols or fatty acids are preferred, so can those based on synthetic Ways producible fatty alcohols or fatty acids are used, as a rule Contain branches in the carbon chain.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen können allgemein bei der Verarbeitung von Polyvinylchlorid verwendet werden, d.h. aber auch bei Mischpolymerisaten, die neben dem Vinylchlorid in untergeordneter Menge noch andere Monomeren, wie z.B. Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyllaurat, Vinylstearat oder auch Methylmethacrylat oder Xthylmethacrylat enthalten. Außer bei der Verarbeitung von sogenanntem Hart-PVC können die erfindungsgemäß einzusetzenden Umsetzungsprodukte auch verwendet werden bei Weichmacher enthaltendem PVC. Als Weichmacher kommen hier z.B.The compounds to be used according to the invention can generally are used in the processing of polyvinyl chloride, i.e. also with mixed polymers, which, in addition to vinyl chloride, also contain a minor amount of other monomers, such as e.g. Vinylidene chloride, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl laurate, vinyl stearate or also contain methyl methacrylate or ethyl methacrylate. Except for processing of so-called rigid PVC can be the reaction products to be used according to the invention can also be used for plasticizers containing PVC. As a plasticizer come here e.g.

infrage Dioctylphthalat, Diäthylsebacat oder auch sogenannte Polymerweichmacher.in question dioctyl phthalate, diethyl sebacate or so-called polymer plasticizers.

Neben den Weichmachern können die zu verarbeitenden PVC-Mischungen noch weitere Hilfsstoffe, wie Stabilisatoren, z.B. epoxidierte Öle, Zinnstabilisatoren, Cadmium, Blei-oder Bariumseifen oder deren Phosphate sowie weiterhin Phosphite, wie zum Beispiel Triphenylphosphit, Tridecylphosphit und dergleichen mehr enthalten.In addition to the plasticizers, the PVC mixtures to be processed other auxiliaries, such as stabilizers, e.g. epoxidized oils, tin stabilizers, Cadmium, lead or barium soaps or their phosphates and also phosphites, such as triphenyl phosphite, tridecyl phosphite and the like.

Darüber hinaus können den zu verarbeitenden Mischungen weitere bekannte Gleitmittel zugesetzt werden, beispielsweise Calciumstearat oder Calciumlaurat sowie andere Hilfsstoffe wie Füllmittel, Farbstoffe und dergleichen mehr.In addition, further known mixtures can be added to the mixtures to be processed Lubricants are added, for example calcium stearate or calcium laurate as well other auxiliaries such as fillers, dyes and the like.

Mit den erfindungsgemäß einzusetzenden Umsetzungsprodukten liegen Gleitmittel vor, die bei niedriger Dosierung die Wirkung von hervorragenden, bekannten Gleitmitteln erreichen, bei höherer Dosierung diesen aber deutlich überlegen sind. In den nachfolgenden Beispielen ist die Wirkung der erfindungsgemäß einzusetzenden Gleitmittel durch das Verhalten im Plastographen erläutert sowie auch die Wirkung auf den Knetwiderstand beschrieben.With the reaction products to be used according to the invention lie Lubricants before, which at low dosage the effect of excellent, well-known Achieve lubricants, but are clearly superior to these at higher dosages. In the examples below, the effect is that to be used according to the invention Lubricant explained by the behavior in the plastograph as well as the effect described on the kneading resistance.

Beispiele 1. Als Meßgerät diente ein Plastograph*(Plasticorder PL 151) der Firma Brabender, der auf eine Kammertemperatur von 1650 und eine Drehzahl von 30 Upm eingestellt war. Die Einwaage der Prüfmischung betrug stets 29g. Der Grundansatz bestand aus 100 g Suspensions-PVC (K-Wert 57) 2 g dreibasisches Bleisulfat 0,3 g Calciumstearat.Examples 1. A Plastograph * (Plasticorder PL 151) from Brabender, which has a chamber temperature of 1650 and a speed of 30 rpm was set. The initial weight of the test mixture was always 29 g. Of the The basic batch consisted of 100 g of suspension PVC (K value 57) and 2 g of tribasic lead sulfate 0.3 g calcium stearate.

Diesem Grundansatz wurden verschiedene Mengen von Fettalkoholäthern des Hexamethoxymelamins sowie zum Vergleich Hartparaffin eines Tropfpunktes von etwa 105°C zugefügt. Using this basic approach, various amounts of fatty alcohol ethers were used of hexamethoxymelamine and, for comparison, hard paraffin with a dropping point of added about 105 ° C.

In der nachfolgenden Tabelle ist in der ersten Spalte die Kurzbezeichnung des ethers und.dann die eingesetzte Menge, bezogen auf PVC, angeführt. Es folgen dann die gefundenen Plastizierzeiten in Minuten. In the following table, the short name is in the first column of the ether and then the amount used, based on PVC. Following then the plasticizing times found in minutes.

TABELLE Fettalkohol- Menge des Ethers Plastizierzeit äther Lauryl- 0,1 Gew.% 4,3 Min Lauryl- 0,25 Gew.% 34,2 Min Stearyl- 0,1 Gew.% 7»4 Min Stearyl- 0,25 Gew.% 25,6 Min Vergleich mit 0,1 Gew.% 7,5 Min Paraffin 0,25 Gew.% 23,2 Min (vergl. P.Klenk, Zeitschrift "Der Plastverarbeiter" 21 (1970/7) s. 642/6411) 2, Es wurde folgende Grundmischung verwendet: 80 g Suspensions-PVC (K-Wert 70) 70 g Dioctylphthalat 2 g drelbaslsches Bleisulfat 0,3 g Calciumstearat Dazu wurde 1,5 g Hexamethoxy-dimethyl-tetraisoalkyl (C12 15)-melaminäther gegeben und wie unter 1) die Plastizierzeit gemessen. Außerdem wurde in einem 60 g fassenden Meßkneter mit 50 g Füllung der maximale Knetwiderstand in m.kp.secl bei 40 Upm bestimmt.TABEL Fatty alcohol amount of the ether plasticizing time ether Lauryl 0.1 wt% 4.3 min Lauryl 0.25 wt% 34.2 min Stearyl 0.1% by weight 7 »4 min Stearyl 0.25 wt% 25.6 min Comparison with 0.1 wt.% 7.5 min paraffin 0.25 wt% 23.2 min (cf. P.Klenk, magazine "Der Plastververarbeitung" 21 (1970/7) s. 642/6411) 2, The following basic mixture was used: 80 g suspension PVC (K value 70) 70 g dioctyl phthalate 2 g trelbased lead sulfate 0.3 g of calcium stearate 1.5 g of hexamethoxy-dimethyl-tetraisoalkyl (C12-15) melamine ether were added and the plasticizing time was measured as under 1). In addition, the maximum kneading resistance in m.kp.secl at 40 rpm was determined in a measuring kneader with a capacity of 60 g and a filling of 50 g.

Es wurde gefunden: Plastizierzeit: 71,0 Minuten Knetwiderstand zu Beginn: 2,58 Knetwlderstand nach 15 Min.: 2,311 Als Versuch wurden als Nullwert die gleichen Bestimmungen ohne Zusatz und als Vergleichsversuch mit 1,5 g Isotridecylstearat vorgenommen. Dabei wurden folgende Werte gefunden: Plastizierzeit: 11,2 (Nullwert) 11,6 (Vergleich) Knetwiderstand zu Beginn: 3,15(Nullwert) 2,93(Vergleich) Knetwiderstand nach 15 Min.: 2,50(Nullwert) 2,4 (Vergleich)It was found: plasticizing time: 71.0 minutes kneading resistance added Start: 2.58 Knetwlderstand after 15 minutes: 2.311 As an experiment, the zero value the same determinations without addition and as a comparative experiment with 1.5 g of isotridecyl stearate performed. The following values were found: Plasticizing time: 11.2 (zero value) 11.6 (comparison) kneading resistance at the beginning: 3.15 (zero value) 2.93 (comparison) kneading resistance after 15 min .: 2.50 (zero value) 2.4 (comparison)

Claims (3)

Xußerlich wirksame Gleitmittel für Polyvinylchlorid Patentansprüche: 1. Verwendung von Umsetzungsprodukten des Hexamethylolmelamins mit Fettalkoholen und/oder Fettsäuren einer Kettenlänge von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, wobei auf 1 Mol Hexamethylolmelamin 4 bis 6 Mol des Alkohols und/oder der Fett säure entfallen, als äußerlich wirksames Gleit--mittel für Polyvinylchlorid. X externally effective lubricants for polyvinyl chloride patent claims: 1. Use of reaction products of hexamethylolmelamine with fatty alcohols and / or fatty acids with a chain length of 12 to 22 carbon atoms, where on 1 mole of hexamethylolmelamine 4 to 6 moles of the alcohol and / or the fatty acid are omitted, as an externally effective lubricant for polyvinyl chloride. 2. Verwendung von Umsetzungsprodukten nach Anspruch 1, wobei die Kohlenstoffkette des Fettalkohols 12 bis 18 Kohlenstoffatome beträgt.2. Use of reaction products according to claim 1, wherein the carbon chain of the fatty alcohol has 12 to 18 carbon atoms. 3. Verwendung von Umsetzungsprodukten nach Anspruch 1 und 2 in einer Menge von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, insbesondere 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf Polyvinylchlorid.3. Use of reaction products according to claim 1 and 2 in one Amount of 0.1 to 1 percent by weight, in particular 0.2 to 0.5 percent by weight, based on polyvinyl chloride.