DE3321525A1 - Gleitmittel-kombinationen und ihre herstellung - Google Patents

Gleitmittel-kombinationen und ihre herstellung

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Bernd-Ulrich Dr. 4150 Krefeld Kaiser
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Michael Dipl.-Chem. Dr. 6831 Brühl Sauerbier
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Description

Rhein-Chemie Rheinau GmbH 6800 Mannheim 81
Mülheimerstr. 24-2
Jo/by-c ι 7 nc oo
Gleitmittel-Kombinationen und ihre Herstellung
Kunststoff-Formmassen, aus beispielsweise Polyvinylchlorid, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Misch- und Pfropf-Polymerisaten, Polyolefinen, Polyamiden, Polycarbonaten und härtbaren Polykondensaten werden die verschiedenartigsten Additive wie Antioxidantien, Lichtschutzmittel, Stabilisatoren, Gleitmittel, Antistatika, Flammschutzmittel und Pigmente zugesetzt,
Die Gleitmittel dienen dazu, die problemlose Verarbeitbarkeit der Polymere durch Viskositätsabsenkung der zu verarbeitenden Polymerschmelze und eine gute Entformung der Fertigteile zu gewährleisten.
Geeignete Gleitmittel enthalten fast ausnahmslos längere Kohlenwasserstoffketten und können unterschiedlichen chemischen Stoffklassen angehören. In vielen Fällen werden vorteilhaft Mischungen verschiedener Gleitmittel, z.B. Metallstearat im Verschnitt mit Fettsäureamiden eingesetzt. So ist z.B. die Kombination Ethylendiamindistearat mit Ca-Stearat in vielen Fällen ge-
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eignet, den Extruderausstoß zu erhöhen. Jedoch zeigen insbesondere die Fettsäuresalze zweiwertiger Metalle und die Fettsäureamide, auch wenn sie miteinander gemischt werden, erhebliche Nachteile.
Nachteilig ist beispielsweise, daß die Metallsalze von Fettsäuren, insbesondere Erdalkalistearate, zur Staubbildung neigen, fettsaure Salze, z.B. Erdalkalisalze höherer Qualität, im allgemeinen nicht durch direkte Umsetzung aus Metalloxid und Fettsäuren hergestellt werden können, sondern vielmehr durch sogenannte "Umsalzung" aus Metallhalogenid und dem Alkalisalz der Fettsäuren hergestellt werden müssen, wobei zur Isolierung des Produktes durch Filtration, Auswaschen und Trocknen erheblicher Aufwand erforderlich wird und manche Fettsäureamide, wie Ethylendiamindistearat, nur mit großem fertigungstechnischem Aufwand mit einer Basenzahl kleiner 1 herzustellen sind.
Es wurde nun gefunden, daß mit einer in bestimmter Weise hergestellten homogenen Gleitmittelmischung sich diese Nachteile überraschenderweise vermeiden lassen.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine homogene Gleitmittelmischung aus einem Fettsäuresalz und einem Fettsäureamid, erhalten durch Umsetzung von einem Äquivalent Fettsäure in beliebiger Reihenfolge oder gemeinsam mit 0,05 bis 0,95 Äquivalenten eines Amins und 0,05 bis 0,95 Äquivalenten eines Oxides oder Hydroxides eines
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zweiwertigen Metalles in der Schmelze bei 80 bis 2000C, wobei die Summe aus Amin und Metallverbindung etwa 1 Äquivalent beträgt.
Die Umsetzung startet man vorzugsweise bei 8 0 bis 13O0C, insbesondere bei 100 bis 1050C, und führt sie bei 140 bis 2000C, insbesondere bei 160 bis 1800C zu Ende. Es ist zweckmäßig während der Reaktion das Reaktionswasser ständig abzudestillieren.
Insbesondere werden pro Äquivalent Fettsäure 0,2 bis 0,8 Äquivalente Amin und 0,8 bis 0,2 Äquivalente Metallverbindung umgesetzt.
Zur Aufarbeitung läßt man die Schmelze der erfindungsgemäßen Gleitmittelmischung beispielsweise erkalten und zerkleinert sie mechanisch, insbesondere durch Mahlen.
5 Die gemahlene Mischung ist nicht-staubend und hat unabhängig von der Reihenfolge der Zugabe der Reaktionspartner eine Basenzahl unter 1.
, Geeignete Metallverbindungen sind die Oxide und Hydroxide des Calciums, Zinks, Magnesiums und Bariums. Bevorzugt sind Calciumoxid und Calciumhydroxid.
Geeignete Fettsäuren sind insbesondere geradkettige, gesättigte Fettsäuren mit 12 bis 20 C-Atomen, bevorzugt ist Stearinsäure.
Geeignete Amine sind primäre Mono- und Diamine mit 2 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise mit 6 bis 22 C-Atomen, beispielsweise Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, n-Hexylamin oder Laurylamin.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Mischung bieten den weiteren wesentlichen Vorteil, daß dem Gleitmittelgemisch im Zustand der Schmelze beliebige weitere Kunststoff-Additive zugemischt werden können, gegebenenfalls unter Zuführung von Wärme, beispielsweise die auf Seite 1, erster Absatz aufgeführten Additive. Somit läßt sich für den Verarbeiter von Polymerisaten der Einarbeitungsprozeß aller Additive wesentlich vereinfachen.
-JS -*l·
Beispiel 1 ■
Man legt 260 kg Stearinsäure in einem Rührkessel vor und heizt auf 1050C auf. Dann trägt man unter Rühren 22,4 kg Ethylendiamin ein und rührt 1 Stunde nach; dabei läßt man die Temperatur auf 18O0C ansteigen. Danach werden 6,7 kg Calciumhydroxid zugegeben und 2 Stunden bei 1800C reagieren lassen. Während der gesamten Reaktionszeit wird das Reaktionswasser abdestilliert. Die erhaltene Schmelze wird in eine Blechpfanne abgelassen und nach dem Erkalten zerkleinert und gemahlen. Das gemahlene Gut staubt nicht und hat eine Basenzahl von 0,3.
Beispiel 2
In einem Dreihalskolben mit Rührer und absteigendem Kühler werden 1000 g Stearinsäure und Calciumoxid vorgelegt, auf 900C gebracht und tropfenweise unter Rühren mit 90,5 g Ethylendiamin versetzt. Dann steigert man die Temperatur langsam auf 1800C und beläßt bei dieser Temperatur, bis alles Reaktionswasser abdes£illiert ist, was ca. 3 bis 4 Stunden in Anspruch nimmt. Das erhaltene Produkt wird abgelassen und nach dem Erkalten gemahlen. Das gemahlene Gut staubt nicht und hat eine Basenzahl von 0,25.
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Beispiel 3
19,5 g des gemahlenen Gutes nach Beispiel 1 und 1,3 kg einer pulverförmigen Mischung aus 70 Gew.-% Styrol/Acrylnitril-Polymeren und 30 Gew.-% mit Styrol/Acrylnitril gepfropftem Polybutadien werden in einem Laborinnenkneter plastifiziert, zu einem Walzenfell ausgezogen und zerkleinert.
Das Material läßt sich z. B. auf Spritzgußmaschinen zu Formteilen der gleichen Qualität wie im Vergleichsbeispiel verarbeiten.
Vergleichsbeispiel
13 g Ethylendistearylsäureamid mit der Basenzahl 0,4 und 6,5 g Calciumstearat, hergestellt aus Calziumchlorid und Natriumstearat, werden wie im Beispiel 3 mit 1,3 kg einer pulverförmigen Mischung aus 70 Gew.-% mit Styrol/Acrylnitril-Polymeren und 3 0 Gew.-% mit Styrol/Acrylnitril gepfropftem Polybutadien plastifiziert, zu einem Walzenfell ausgezogen und zerkleinert.
Aus dem Material werden auf einer Spritzgußmaschine bei 2200C Formteile hergestellt, die sich einwandfrei entformen lassen und keine Fehler aufweisen.
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Claims (4)

Patentansprüche
1. Homogene Gleitmittelmischung enthaltend ein Fettsäuresalz und ein Fettsäureamid erhalten durch Umsetzung von einem Äquivalent Fettsäure in beliebiger Reihenfolge oder gemeinsam mit 0,05 bis 0,95 Äquivalenten eines Amins und 0,05 bis 0,95 Äquivalenten eines Oxides oder Hydroxides eines zweiwertigen Metalles in der Schmelze bei 8 0 bis 2000C, wobei die Summe aus Amin und Metallverbindung etwa 1 Äquivalent beträgt.
2. Gleitmittelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 1 Äquivalent Fettsäure mit 0,2 bis 0,8 Äquivalenten Amin und 0,8 bis 0,2 Äquivalenten Metallverbindung umgesetzt wird.
3. Gleitmittelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäure eine geradkettige, gesättigte C12" kis C_2-Fettsäure, das Amin ein primäres aliphatisches Mono- oder Diamin mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen und die Metallverbindung ein Oxid oder Hydroxid des Calciums, Zinks, Magnesiums oder Bariums ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer homogenen Gleitmittelmischung enthaltend ein Fettsäuresalz und ein Fettsäureamid, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Äquivalent Fettsäure in beliebiger Reihen-
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folge oder gemeinsam mit 0,05 bis 0,95 Äquivalenten eines Amins und 0,0 5 bis 0,95 Äquivalenten eines Oxides oder Hydroxides eines zweiwertigen Metalles in der Schmelze bei 80 bis 2000C umsetzt, wobei die Summe aus Amin und Metallverbindung ebenfalls etwa 1 Äquivalent beträgt.
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