DE2719430C2 - Äußerlich wirksame Gleitmittel für Polyvinylchlorid - Google Patents

Description

Bei der Verarbeitung von Polyvinylchlorid werden neben Stabilisatoren und anderen Hilfsmitten, 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 heißen PVC-Mischungen auf den Verarbeitungswerkzeugen verhindern. Besonders wirksame Substanzen sind mit PVC unverträgliche Paraffine bzw. niedermolekulares Polyäthylen oder auch natürliche Wachse.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, solche Substanzen zu finden, die eine gute äußere Gleitwirkung entfalten, welche die der erwähnten Kohlenwasserstoffe bzw. Wachse übertrifft, bzw. welche über einen weiteren Gewichtsbereich eingesetzt werden können.

Erfindungsgemäß werden Umsetzungsproddkte 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 Kohlenstoff a tome beträgt.

Die Wirkung der Umsetzungsprodukte des Hexamethylohnelamins mit Fettalkoholen, welche als Äther 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 Gewichtsprozent wirksam. In diesem Falle jedoch zeigen sie praktisch die gleiche Wirksamkeit wie die besonders günstig wirkenden Naturwachse oder die Paraffine und Polyäthylene.

Bei den erfindungsgemäß zu verwendenden MeI-aminmethylolalkyläthern 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 Diese Verätherung führt zum kristallisierten Melaminhexamethylolmethyläther.

Der MeJaminmethylolmethyläther wird dann mit einem Alkohol einer Kettenlänge von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen zur Reaktion gebracht wobei das leicht flüchtige Methanol abdestilliert wird. Es ist auch möglich, von anderen Melaminmethylolalkyläthern auszugehen, beispielsweise von Äthanol 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. Die übrigen OH-Gruppen sind dann vorzugsweise mit Methanol veräthert oder gegebenenfalls mit Äthanol und/oder Isopropanol.
Falls man die entsprechenden Melaminmethylolfettsäureester einsetzen will, geht man ebenfalls von den Äthern des Hexamethylolmelamins aus, vorzugsweise vom Methyläther. Auch in diesem Fall wird das leicht flüchtige Methanol abdestilliert 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.

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.

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.

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.

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 Äthylmethacrylat 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. in Frage Dioctylphthalat, Diäthylsebacat oder auch sogenannte Polymerweichmacher.

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.

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.

Mit den erfindungsgemäß einzusetzenden Umset-

zungsprodukten liegen Gleitmittel vor, die bei niedriger Plastizierzeit:

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.

Beispiele

1. Als Meßgerät diente ein Plastograph*) (Plasticorder PL 151) der Firma Brabender, der auf eine Kammertemperatur von 165° und eine Drehzahl von 30 Upm eingestellt war. Die Einwaage der Prüfmischung betrug stets 29 g. Der Grundansatz bestand aus

100 g Suspensions-PVC (K-Wert 57) 2 g dreibasisches Bleisulfat 0,3 g Calciumstearat.

*) (vergl. P. Klenk, Zeitschrift »Der Plastverarbeiter« 21 (1970/7)S.642/644)

Diesem Grundansatz wurden verschiedene Mengen von Fettalkoholäthern des Hexamethoxymelamins sowie zum Vergleich Hartparaffin eines Tropfpunktes von etwa 105° C zugefügt. In der nachfolgenden Tabelle ist in der ersten Spalte die Kurzbezeichnung des Äthers und dann die eingesetzte Menge, bezogen auf PVC, angeführt. Es folgen dann die gefundenen Piastizierzeiten in Minuten.

(Nullwert) 11.6 (Vergleich)

Knetwiderstand zu Beginn:

3,15 (Nullwert) 2,93 (Vergleich)

Knetwiderstand nach 15 Min.:

2,50 (Nullwert) 2,4 (Vergleich)

Tabelle

Fettalkoholäther Menge des Äthers	0,1 Gew.-% 0,25 Gew.-% 0,1 Gew.-% 0,25 Gew.-%	Plastizierzeit	Suspensions-PVC (K-Wert 70) Dioctylphthalat dreibasisches Bleisulfat Calciumstearat
Lauryl- Lauryl- Stearyl- Stearyl-	Vergleich mit 0,1 Gew.-% Paraffin 0,25 Gew.-°/o	4,3 Min. 34,2 Min. 7,4 Min. 25,6 Min.
7,5 Min. 23,2 Min.
2. Es wurde folgende Grundmischung verwendet:
80 g 70 g 2g 0,3 g

Dazu wurde 1,5 g Hexamethoxy-dimethyl-tetraisoalkyl (Ci2-is)-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 · see-¹ bei 40 Upm bestimmt.

Es wurde gefunden:

Plastizierzeit: 71,0 Minuten

Knetwiderstand zu Beginn: 2,58

Knetwiderstand nach 15 Min.: 2,34

Als Versuch wurden als Nullwert die gleichen Bestimmungen ohne Zusatz und als Vergleichsversuch mit 1,5 g Isotridecylstearat vorgenommen. Dabei wurden folgende Werte gefunden:

Claims (3)

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 Fettsäure entfallen, als äußerlich wirksames Gleitmittel für Polyvinylchorid.

2. Verwendung von Umsetzungsprodukten nach Anspruch 1, wobei die Kohlenstoffkette des Fettalkohols 12 bis 18 Kohlenstoff atome beträgt

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.