DE3021577C2

DE3021577C2 - Farbpigment-Zusammensetzung

Info

Publication number: DE3021577C2
Application number: DE3021577A
Authority: DE
Inventors: Jan Ulrike Hardenberg Stoffelsma
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1979-06-14
Filing date: 1980-06-07
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE3022182A1; JPS6258384B2; NL180226C; JPS5626945A; FR2459271B1; JPS6258392B2; NL7904675A; JPS5628227A; DE3022182C2; GB2055115A; FR2459271A1; GB2055395B; DE3050551C2; CH647800A5; DE3021577A1; US4495128A; GB2055115B; FR2459259B1; BE883819A; NL180226B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Farbpigment-Zusammensetzung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Unter die dabei verwandte Bezeichnung Polyvinylchlorid bzw. PVC sollen auch Copolymere des Vinylchlorids und in sonstiger Weise modifizierte Polyvinylchloride fallen.

Beim Einfärben von Polymeren werden Farbpigmente in großem Umfang verwandt. Es ist z. B. im Stand der Technik bekannt, Kunststoffartikel in verschiedenen Farben, je nach Wunsch des Kunden, durch Formspritzen herzustellen. Beispiele solcher Artikel sind Rohrfittings. Deckel, Kästen usw.

Es ist weiterhin bekannt, thermosplastische Rohre, die unterschiedlichen Anforderungen entsprechen müssen, in voneinander abgesetzten Farben zu extrudieren, um jede Gefahr einer Verwechslung oder Vertauschung von Plastikrohren für einen bestimmten Zweck mit solchen Plastikrohren zu vermeiden, die für diesen Zv, eck völlig unbrauchbar wären. So erhält z. B. ein Wasserleitungs-Rohr aus Kunststoff eine Farbe, die sich von den Farben unterscheidet, welche bei Rohren für Gasleitungen verwandt werden.

Herkömmliche oulverige Farbmittel-Zusammensetzungen haben den Nachteil, daß die überaus feinen Partikel zu Staubbelästigungen führen und daß die Handhabung der leeren Verpackungen von Farbpigmenten arbeitsaufwendig ist, so daß die Transportwege der Leerpackungen und Schutzmaßnahmen gegen die feinen Trockenpartikel auf ein Minimum einzuschränken sind. Es ist nicht immer möglich, Pigmente mit ungiftigem Charakter vorzusehen, so daß immer Gefahr von Vergiftungen bei der Verarbeitung von Pigmenten besteht.

Es sind Anstrengungen gemacht worden, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, daß man die Mischer, in denen Kunststoff mit Farbmittel-Zusammensetzungen gemischt werden, mit Meß- bzw. Zuteilungsvorrichtungen ausstattet, die die Stoffe nach Volumen oder Gewicht abmessen und damit die Verwendung von Behältern mit Farbpigmenten erlauben. Meßvorrichtungen, die eine genaue Steuerung der zuzugebenden Farbmittelmengen ermöglichen, sind jedoch überaus teuer; darüber hinaus müssen Maßnahmen zur Vermeidung von Staubbelastung getroffen werden.

Weiterhin ist versucht worden, die Farbpigmente mit Zusätzen in Form von geschmolzenen Fettsäureamiden zu vermischen und die flüssige Zusammensetzung in Formen einzugießen, worauf die nach dem Erstarren geformten Artikel dazu verwandt werden können, eine Mischung mit Kunststoff herzustellen oder die gegossenen Artikel zu mahlen und die Granulatpartikei als additiv für einzufärbende Kunststoffe zu verwenden. Dieses Verfahren ist dadurch sehr ungünstig, daß die Fettsäureamide bei sehr hohen Temperaturen schmelzen und damit die Gefahr einer Beeinträchtigung der Eigenschaften organischer Farbpigmente hervorrufen. Weiterhin erschweren die hohen Schmelzpunkte der Zusätze eine ordnungsgemäße Verteilung der Farbpigmente in den Kunststoffen.

Aus der Zeitschrift »Plastverarbeiter« 17 (1966), Nr. 6, Seiten 336 bis 343, insbesondere Seite 337, linke Spalte, Mitte, ist eine Farbmittel-Zusammensetzung zu entnehmen, bei der ein Farbpigment in einem Weichmacher zu einer Pastenform angerührt ist Die pastenartigen Zusammensetzungen können dem Polymer zugegeben werden. Hierbei ergibt sich aber zunächst einmal die Schwierigkeit, daß die extrudierten Kunststoffe einen Weichmacher erhalten und daß somit weichmacherfreie Kunststoffe wie etwa PVC-Rohre für Wasser- und Abwasserleitungen nicht herstellbar sind. Darüber hinaus ist es überaus umständlich und schwierig, pastenförmige Zusammensetzungen direkt am Extruder zuzugeben. Schließlich ist nicht nur die Anwendung, sondern auch die Herstellung der pastenförmigen Zusammensetzungen umständlich und schwierig, wie aus den zugehörigen Erläuterungen ersichtlich ist.

Aus der Zeitschrift »Gummi, Asbest, Kunststoffe« (1965), Jahrgang 18, Seite 425 bis 432, sind ausführliche Erläuterungen zu Gleitmitteln für PVC entnehmbar und hierzu unter anderem die Glycerinmonofettsäureester besonders erwähnt. Speziell für die flüssigen Glycerinmonofettsäureester wird noch bemerkt, daß diese sich als Netz- und Dispergiermittel für Pigmente eignen, woraus sich eine Farbpigment-Zusammensetzung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergäbe.

Flüssige Zusammensetzungen sind allerdings schwer dosierbar und umständlich zu handhaben, wobei generell eine Vormischung erforderlich ist. Angesichts dieser bekannten Handhabungsprobleme war der Fachmann allerdings nicht angeleitet, den engen Hinweis auf die flüssigen Gleitmittel mit zusätzlichen Netz- und Dispergiereigenschaften für Pigmente aufzugreifen oder in sonstiger Weise daran anzuknüpfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, Farbpigment-Zusammensetzungen zu schaffen, die die vorstehend erwähnten Nachteile wie Schwierigkeiten in der Zugabe zum PVC, gerätetechnischen Aufwand, Staubbelastungen und schlechte Farbverteilung vermeidet. Aufgabe de^r Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren zur Herstellung solcher Farbpigment-Zusammensetzungen vorzusehen, das die Gefahr einer Verschlechterung der Farbpigmente im Herstellungsgang wie auch umständliche oder gerätetechnisch aufwendige Verfahrensschritte vermeidet.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Farbpigment-Zusammensetzung nach dein Anspruch 1

bzw. mit enem Verfahren nach dem Anspruch 2 gelost

Eine Farbpigment-Zusammensetzung dieser Art ermöglicht es, die Farbpigmente mit dem preisgünstigen Glycerinmonostearat bei erheblich erniedrigten Temperaturen zu vermischen, so daß die Eigenschaften der "> Farbpigmente nicht durch hohe Temperaturen beeinträchtigt werden. Weiterhin ist Glycerinmonostearat ein sehr gutes Schmiermittel in Polyvinylchlorid, so daß nach der Erfindung ein Schmiermittel der Kunststoff-Zusammensetzung gleichzeitig mit dem Farbpigment '" zugesetzt wird. Weiterhin hat Glycerinmonostearat starke oberflächenaktive Eigenschaften, so daß die Farbpigmente sehr gut durch das Glycerinmonostearat ummantelt sind. Schließlich ist Glycerinmonostearat überaus gut mit sonstigen. Polyvinylchlorid zugesetzten ι5 Additiven verträglich. Die Farbpigment-Zusammensetzung kann den zu extrudierenden Kunststoffen während des Mischens zugegeben werden, sie kann aber auch direkt dem Extruder eingegeben werden. Natürlich ist die Zusammensetzung gut als Zusatz für PVC-Zusam- -" mensetzungen für das Formspritzen geeignet.

Anzumerken ist, daß die Bezeichnung »Glycerinmonostearat« nicht nur reines Glycerinmonostearat, sondern auch Mischungen umfaßt, die verschiedene Mengen von Glycerindi- und -tristearat enthalten, je ²^ nach dem Reinheitsgrad des Glycerinmonostearats. Typische Werte sind 40—50% Monostearat, 30—43% Distearat und 8—10% Tristearat. Es hat sich in der Praxis erwiesen, daß eine Beimischung einer Farbpigment-Zusammensetzung, die gemäß der Erfindung ein w Glycerinmonostearat und ein Farbpigment enthält, bessere Ergebnisse zu erzielen ermöglicht als eine getrennte Zugabe der beiden Substanzen der erfindungsgemäßen Farbmittel-Zusammensetzung.

Mit besonderem Vorteil enthält eine Farbpigment-Zusammensetzung 75 Gewichtsprozente an Farbpigmenten, wobei der restliche prozentuale Anteil der Zusammensetzung aus Glycerinmonostearat als Schmiermittel besteht

Die Erfindung wird nachfolgend durch mehrere Ausführungsbeispiele veranschaulicht.

Beispiel I

5,5 kg geschmolzenen Glycerinmonostearats werden mit 4,5 kg Cadmiumsulfid-Gelb gemischt. Nach dem Mischen wird die Zusammensetzung in Formen zum Erstarren gebracht Die so erhaltenen geformten Zusammensetzungen, denen ein sehr genaues Gewicht vorgegeben werden kann, können als solche den Mischern für ein Mischen mit Polyvinylchlorid zugegeben werden.

Die geformten Artikel können auch zermahlen werden, um Granulatpartikel zu erhalten, die sich zum Vermischen mit Polyvinylchlorid eignen, welches mittels eines Extruders verpreßt werden soll.

Beispiel II

Eine Farbpigment-Zusamirensetzung gemäß der Erfindung wird durch Mischen von 50 kg Glycerinmonostearat mit 50 kg Phthalocyanin-Grün hergestellt, wonach die geschmolzene Mischung zur Erstarrung in Formen gebracht und die geformten Artikel gemahlen werden, so daß Granulatpartikel entstehen. Diese Granulatpartikel sind in geeigneter Weise mit Polyvinylchlorid in den Mischern vermischbar.

Auf diese Weise werden grüngefärbte Polyvinylchloridrohre erzielt, deren Farbqualität und Zusammensetzung sehr viel besser ist als die, bei denen Farbpigmente und Schmiermittel gesondert zugegeben werdea

Beispiel III

75 kg Phthalocyanin-BIau werden mit 50 kg geschmolzenem Glycerinmonostearat vermischt, worauf diese Mischung in eine Form gegossen wird, so daß formgegossene Zusammensetzung mit einem spezifisch vorgegebenen Gewicht erlangt werden. Die Produkte werden als solche direkt einem Extruder für das Extrudieren von Polyvinylchlorid zugeführt, das normale Additive enthält Das Glycerinmonostearat wirkt als Schmiermittel. Der Gesamtanteil von Glycerinmonostearat im extrudierten Polyvinylchlorid beläuft sich auf 3%.

Beispiel IV

50 kg schwarzen Eisenoxids werden mit 50 kg geschmolzenem Glycerinmonostearat vermischt Nach dem Mischen wird die geschmolzene Mischung in eine Form gegossen und die geformte Zusammensetzung zermahlen, um Granulatpartikel zu erhalten. Durch Zugabe dieser Granulate zu einem mit Polyvinylchlorid gespeisten Extruder ergibt sich eine sehr gute Färbung, während das gefärbte Rohr optimale Eigenschaften bietet. Um eine Absonderung von Glycerinmonostearat zu vermeiden ist es im allgemeinen angezeigt, den Gesamtanteil an Glycerinmonostearat auf 5% des Polyvinylchlorids zu begrenzen.

Beispiel V

75 kg Titandioxid werden mit 25 kg geschmolzenem Glycerinmonostearat vermischt und die geschmolzene Mischung wird in eine Form gegossen. Auf diese Weise ergeben sich formhaltige Zusammensetzungen, die einem mit Polyvinylchlorid gespeisten Extruder zugegeben werden. Der Gesamtanteil von Glycerinmonostearats im extrudierten Rohr ist 4%.

Beispiel VI

75 kg von Cadmium-Gelb werden mit 25 kg geschmolzenem Glycerinmonostearat vermischt das 40% Glycerindistearat und 10% Glycerintristearat enthält. Nach dem Aushärten und Formen der Zusammensetzung wird die geformte Zusammensetzung nach einem Mahlvorgang einer Spritzgußeinrichtung zugeführt, die mit Polyvinylchlorid gespeist wird. Der Gesamtanteil von Glycerinmonostearat im fertigen Rohrfitting ist 4% (Gewichtsprozente). Das entsprechende Rohr ist wirkungsvoll eingefärbt und zeigt sehr gute Eigenschaften.

Beispiel VII

Beispiel VI wird wiederholt, jedoch wird die Farbmittel-Zusammensetzung einem zu extrudierenden Polyvinylchlorid zugegeben, wobei diese Zugabe bei einem Mischen des Polyvinylchlorids mit anderen Substanzen stattfindet.

Beispiel VIII

75 kg eines braunen Farbpigments werden mit 25 kg Glycerinmonostearat vermischt. Nach dem Aushärten erhält man eine geformte Farbmittelzusammensetzung, die sich sehr gut für das Einfärben von Polyvinylchlorid eignet.

Claims

Patentansprüche:

1. Farbpigment-Zusammensetzung für das Einfärben von zu extrudie.-endem oder formzuspritzendem Polyvinylchlorid, wobei die Farbpigmentteilchen in einem G lycerinmonofensäureester aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie als feste Zusammensetzung 40 bis 75 Gewichtsprozente an Farbpigmenten und 25 bis 60 Gewichtsprozente an Glycerinmonostearat ausgebildet ist, wobei das Glycerinmonostearat eine im geschmolzenen Zustand zugegebene Umhüllung für die Farbpigmentteilchen bildet

2. Farbpigment-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu 75 Gewichtsprozente an Farbpigmenten enthält

3. Verfahren zur Herstellung einer Farbpigment-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Farbpigmentteilchen mit geschmolzenem Glycerinmonostearat vermischt werden, wonach die Mischung in Formen gegossen und nach dem Erstarren aus den Formen entnommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Mischung nach dem Erstarren zu Granulat zerkleinert wird.