DE69922227T2

DE69922227T2 - Zusammensetzungen auf der basis von halogenierten polymeren und modifizierten zeoliten als stabilisatoren

Info

Publication number: DE69922227T2
Application number: DE69922227T
Authority: DE
Inventors: A. Carole LEPILLEUR; M. Anthony MAZANY; L. David MILENIUS; L. Arthur BACKMAN
Original assignee: Noveon IP Holdings Corp
Current assignee: Lubrizol Advanced Materials Inc
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2019-07-01
Also published as: MXPA01002106A; CN1136259C; CA2341731C; AU761222B2; AU4843399A; EP1115787B1; TWI224609B; WO2000015709A1; US6306945B1; CA2341731A1; CN1317034A; HK1043805A1; ATE283313T1; JP2002524642A; DE69922227D1; EP1115787A1; HK1043805B

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Halogen-enthaltende Polymer-Verbindungen (Polymer-Kompounds). Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Halogenenthaltende Polymere, die durch modifizierte Zeolithe stabilisiert sind. Die modifizierten Zeolithe haben eine geringe Teilchengröße, eine enge Teilchengrößenverteilung und einen reduzierten Wassergehalt. Wenn sie in ein Halogen-enthaltendes Polymer-Kompound eingefügt werden, verbessern die modifizierten Zeolithe die Verarbeitungsbeständigkeit des Kompounds und verringern nicht auf nachteilige Weise dessen physikalische Eigenschaften. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Halogen-enthaltendes Polymer-Kompound, das durch einen modifizierten Zeolith stabilisiert wird und eine verbesserte Verarbeitungsbeständigkeit hat. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Bildung eines solchen Halogen-enthaltenden Polymer-Kompounds, in das ein modifizierter Zeolith eingefügt wird.
Hintergrund der Erfindung
Halogen-enthaltende Polymere zersetzen oder verschlechtern sich häufig bei der Verarbeitung. Im Allgemeinen ist der Unterschied zwischen der Verarbeitungstemperatur und der Zersetzungstemperatur sehr klein. Daher besteht das Risiko, dass sich während der Verarbeitung dieser Halogen-enthaltenden Polymere das Polymer zersetzt. Es wird angenommen, dass, wenn sich ein solches Polymer zersetzt, die Halogenidsäure, die durch das Polymer erzeugt wird, die Komponenten der Verarbeitungsgerätschaften angreift. Auch katalysiert diese Säure weiterhin Eliminierungsreaktionen und einen zusätzlichen Abbau des Polymers.
Stabilisatoren wurden entwickelt, um beim Zurückhalten eines solchen Abbaus behilflich zu sein. Z.B. werden üblicherweise organische Verbindungen verwendet. In einigen Fällen werden auch Zeolithe als Stabilisatoren verwendet.
Zeolithe sind wirksame Säurefänger für Halogen-enthaltende Polymere und sie verstärken die Wärmebeständigkeit von Halogen-enthaltenden Polymeren. Säurefänger sind Verbindungen, die mit Säuren reagieren, um eine Verbindung zu bilden, die typischerweise chemisch inert ist. Die Verwendung von Zeolithen als Stabilisatoren oder Säurefänger in Halogen-enthaltenden Polymer-Kompounds ist jedoch aus mehreren Gründen eingeschränkt. Erstens haben die Zeolithe im Allgemeinen eine große Teilchengröße, im Allgemeinen im Bereich von 3 – 6 μm. Die große Größe der Zeolith-Teilchen verursacht nicht nur Oberflächenmängel des Finish des Endprodukts, das aus einem solchen Polymer hergestellt wird, sondern sie reduziert auch die physikalischen Eigenschaften solcher Polymere. Weiterhin tritt häufig ein Ausgasen bei Polymeren auf, die Zeolithe enthalten, wenn das Polymer während der Verarbeitung erwärmt wird, und zwar aufgrund der Bildung von Wasser aus dem Zeolith während des Erwärmens. Als Ergebnis tritt ein Schäumen auf.
US-A-4,000,100 offenbart ein thermisch stabilisiertes und lichtstabilisiertes Polyvinylchlorid-Harz. Der in der Zusammensetzung verwendete Stabilisator umfasst ein nicht aktiviertes Zeolith-A-Molekularsieb oder nicht aktiviertes, natürlich vorkommendes Molekularsieb, das im Wesentlichen den gleichen Porengrößenbereich wie Zeolith A aufweist, und einen herkömmlichen, anorganischen, metallorganischen oder organischen Stabilisator. Das nicht aktivierte Zeolith-Molekularsieb weist adsorbierte Wassermoleküle auf. Gemäß der Patentinhaberin erzeugt die Kombination von nicht aktiviertem Zeolith und herkömmlichem Stabilisator ein Kompound mit angeblich verbesserter Stabilität, verglichen mit einem Kompound, das mit irgendeinem der beiden Stabilisatoren separat hergestellt wurde.
Gleichermaßen offenbart US-A-4,338,226 ein Verfahren zur Stabilisierung von Polyvinylchlorid und Stabilisator-Zusammensetzungen. Das Patent beschreibt das Zumischen von Natriumaluminiumsilicat einer kleinen Teilchengröße (vorzugsweise 0,1 – 20 μm), Calciumsalzen von Fettsäuren, Zinksalzen von Fettsäuren, Teilestern von Polyolen und Fettsäuren, Thioglycolsäureestern von Polyolen und Polyvinylchlorid oder Vinylchlorid-Copolymer. Ein Aluminiumsilicat, das verwendet werden kann, ist kristallines Natrium-Zeolith A. Die Zusammensetzung wird für Formmassen verwendet.
US-A-4,371,656 beschreibt einen Metall-substituierten Zeolithen zur Verwendung als Stabilisator für Halogen-enthaltende Harze. Der Stabilisator umfasst ein kristallines Aluminiumsilicat, in dem das Metallion der Gruppe I (M), das in dem Aluminiumsilicat enthalten ist, durch Ionen metallischer Elemente ersetzt ist, die zur Gruppe II oder Gruppe IVA des Periodensystems gehören. Der Stabilisator muss auch 10 Gew.-% oder weniger als Me₂O restlicher Metallionen der Gruppe I enthalten. Es wird gemäß der Patentinhaberin gefordert, dass der Stabilisator – Zeolith A – einen Wassergehalt von 8 Gew.-% oder weniger hat. Dieses Patent offenbart auch die Verwendung organischer Substanzen, um die Hohlräume der Zeolith-Teilchen zu bedecken und eine erneute Absorption von Feuchtigkeit zu verhindern.
Stabilisierte, Chlorid-enthaltende Harze werden auch in US-A-5,004,776 beschrieben. Der Stabilisator besteht im Wesentlichen aus Folgendem: (a) einem übermäßig alkalisch gemachten Erdalkalimetallcarboxylat oder Phenolat-Komplex, (b) Zeolith, (c) Calciumhydroxid und (d) einem Komplex aus wenigstens einem Metallperchlorat, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Natrium-, Magnesium-, Calcium- und Bariumperchloraten, mit wenigstens einer Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus mehrwertigen Alkoholen und deren Derivaten. Dieser Stabilisator verhindert offensichtlich die Verfärbung und Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften des chlorhaltigen Harzes, die sich aus dem thermischen Abbau ergeben, wenn das Harz einem Warmformen unterzogen wird oder während einer langen Zeitspanne einer hohen Temperatur ausgesetzt wird.
Stabilisator-Zusammensetzungen zur Verwendung in einem Halogen-enthaltenden Polymer werden auch in US-A-5,216,058 beschrieben. Die Stabilisator-Zusammensetzung umfasst Hydrotalcit und einen Molekularsieb-Zeolithen. Der Molekularsieb-Zeolith umfasst ein Aluminiumsilicat der Gruppe IA oder IIA.
US-A-5,582,873 offenbart ein durch einen Säurefänger stabilisiertes, Halogenenthaltendes organisches Polymer. Das Patent beschreibt auch das Verfahren zur Verarbeitung eines solchen Polymers. Die Zusammensetzung umfasst ein Halogenenthaltendes Polymer, einen Zeolithen als Säurefänger und einen Wärmestabilisator, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Mischmetall-Stabilisatoren, zinnorganischen Stabilisatoren, Blei-Stabilisatoren, metallfreien Stabilisatoren oder irgendeiner Kombination derselben. Die Säurefänger sind Natriumzeolithe, die einen Wassergehalt von 13 – 25 % und eine mittlere Teilchengröße von 3 – 5 μm haben.
US-A-4,371,656 beschreibt getrocknete und beschichtete (modifizierte) Zeolithe als Stabilisatoren für Halogen-enthaltende Harze wie PVC.
Stoeva et al. "Poly(vinylchloride) Composition II. Study of the Flammability and Smoke-Evolution of Unplasticized Poly(vinyl chloride) and Fire-Retardant Additives", J. Appl. Polym. Sc., 1992, 46, N° 1, p. 119-127 beschreiben modifizierte (mit Zn) und aktivierte (getrocknete) Zeolithe als Flammverzögerungsmittel/Rauchunterdrücker für PVC.
EP-A-0236602 beschreibt schockgetemperte Zeolithe. Das Schocktemper-Verfahren soll die stärksten Säurestellen auf der Zeolith-Oberfläche selektiv eliminieren.
US-A-4,134,965 beschreibt mit Alkali gewaschene Molekularsiebe, die eine verbesserte Fähigkeit zum Einfangen von Säure aufzeigen sollen.
JP-A-61295226 beschreibt Zeolithe, die mit flüssigem Paraffin, einer Fluor-Verbindung oder einer Silicium-Verbindung beschichtet sind, um sie hydrophob zu machen und ihre Hygroskopizität zu unterdrücken.
Somit besteht derzeit ein Bedarf an einem Halogen-enthaltenden Polymer-Kompound, das eine verbesserte Verfahrensbeständigkeit hat. Insbesondere besteht ein Bedarf an einem Stabilisator für ein Halogen-enthaltendes Kompound, das einen modifizierten Zeolithen umfasst, der die physikalischen Eigenschaften des Halogen-enthaltenden Polymers beibehält. Insbesondere besteht ein Bedarf an einem modifizierten Zeolith-Stabilisator zur Verwendung in chlorierten Polyvinylchlorid- und Polyvinylchlorid-Kompounds. Insbesondere besteht ein Bedarf an einem chlorierten Polyvinylchlorid-Kompound, das eine verbesserte Verarbeitbarkeit, einschließlich einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit, aufweist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung umfasst Halogen-enthaltende Polymer-Kompounds mit verbesserter Verfahrensbeständigkeit. Diese Kompounds werden aus Halogenenthaltendem Polymer und einem modifizierten Zeolithen hergestellt. Der modifizierte Zeolith hat eine geringe Teilchengröße, eine enge Teilchengrößenverteilung und einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-%.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Halogen-enthaltendes Polymer-Kompound, umfassend ein Halogen-enthaltendes Polymer und einen modifizierten Zeolith-Stabilisator, wobei der Zeolith-Stabilisator Folgendes aufweist: einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,25 – 1,5 μm, einen "<90 %-Wert des Teilchendurchmessers" von 0,30 – 3 μm – was bedeutet, dass 90 Gew.-% der Teilchen einen Teilchendurchmesser unterhalb des "<90 %-Wertes des Teilchendurchmessers" haben – und einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-%.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kompounds, umfassend das Vermischen eines Halogen enthaltenden Harzes mit einem modifizierten Zeolith-Stabilisator, wobei der Zeolith-Stabilisator einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 0,25 – 1,5 μm hat, einen <90 %-Wert des Teilchendurchmessers von 0,30 bis 3 μm hat und wobei der Zeolith-Stabilisator modifiziert wurde, um einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-% aufzuweisen.
Bevorzugte Ausführungsformen sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Ausführliche Beschreibung
Wie oben beschrieben wurde, umfasst die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung eines Halogen-enthaltenden Polymers und eines modifizierten Zeolithen, wobei ein solcher modifizierter Zeolith dem Halogen-enthaltenden Polymer Stabilität verleiht und den Temperaturbereich erweitert, der bei der Verarbeitung solcher Halogen-enthaltender Kompounds verwendet werden kann. Wenn der modifizierte Zeolith in das Kompound eingefügt ist, trägt er nicht zur Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften des Kompounds bei.
Beispiele möglicher Halogen-enthaltender Polymere, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen Folgendes ein: Polyvinylchlorid, chloriertes Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylbromid, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Copolymere von Vinylchlorid mit einem copolymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Monomer wie Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Vinylbutyrat, Vinylbenzoat, Diethylfumarat, Diethylmaleat, andere Alkylfumarate und -maleate, Vinylpropionat, Methylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Butylacrylat, Ethylacrylat und andere Alkylacrylate, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat und andere Alkylmethacrylate, Methyl-α-chloracrylate, Styrol, Vinylether wie Vinylethylether, Vinylchlorethylether, Vinylphenylether, Vinylketone wie Vinylmethylketon, Vinylphenylketon, 1-Fluor-1-chlorethylen, Acrylnitril, Chloracrylnitril, Allylidendiacetat, Chlorallylidendiacetat, Ethylen- und Propylen- und Polymer-Blends wie Blends von Polyvinylchlorid und Polyethylen, Polyvinylchlorid und chloriertem Polyethylen, Polyvinylchlorid und Polybutylmethacrylat und irgendwelche Kombinationen der obigen. Die Menge des Halogen-enthaltenden Polymers, die in dem Kompound enthalten ist, kann von 70 bis 99 Gew.-% reichen. Die exakte Menge des Halogen-enthaltenden Polymers, die in dem Kompound verwendet wird, hängt jedoch von seiner Endanwendung ab und liegt im Zuständigkeitsbereich des Fachmannes.
Vorzugsweise ist das Halogen-enthaltende Polymer entweder Polyvinylchlorid oder chloriertes Polyvinylchlorid. Am meisten bevorzugt ist das Halogen-enthaltende Polymer chloriertes Polyvinylchlorid.
Das Polyvinylchlorid ("PVC"), das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, hat vorzugsweise eine logarithmische Viskositätszahl im Bereich von 0,52 bis 1,0, eine Dichte im geschmolzenen Zustand von etwa 1,35 g/cm³ und einen Chlorgehalt von etwa 56,7 %. Das PVC-Harz kann durch In-Masse-, Suspensions- oder Emulsions-Polymerisationstechniken hergestellt werden. Beispiele geeigneter PVC-Harze, die zur Bildung der Halogen-enthaltenden Kompounds der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen Geon 103 EPF76TR, 103 EPF76, 30, 110×440, 27 und 1023PF5 PVC ein, die alle von The Geon Company erhältlich sind.
Die PVC-Polymere können Homopolymere oder Copolymere von Polyvinylchlorid sein. Diese Polymere haben im Allgemeinen eine Dichte von etwa 1,40 g/cm³. Copolymere von PVC werden überwiegend mit VC und anderen Comonomeren wie z.B. Vinylacetat gebildet. Im Allgemeinen liegt das zweite Monomer im Bereich von 5 % vor. Eine weitere Diskussion über PVC-Copolymere kann im Band 1 von Encyclopedia of PVC, herausgegeben von Leonard I. Nass, Marcel Dekker, Inc. (N.Y. 1076, Kapitel 4) gefunden werden.
Alternativ dazu können auch PVC-Kompounds verwendet werden. Beispiele geeigneter PVC-Kompounds schließen die folgenden ein: hartes Spritzguss-PVC Geon M6215 und M6230; zelluläres Spritzguss-PVC Geon 85890 und 85891; hartes Extrusions-PVC für Innenanwendungen Geon 8700A, 8700x, 87256 und 87160; hartes Extrusions-PVC für Außenanwendungen Geon 87416, 87703 und 6935; und hartes Pulver-Extrusions-PVC Geon 85893, 87344, 87345, 87538, 87695 und 87755. Die verschiedenen PVC-Qualitäten von Geon sind im Handel von The Geon Company erhältlich.
Das am meisten bevorzugte Halogen-enthaltende Polymer, das in dem Kompound der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist chloriertes Polyvinylchlorid. Chloriertes Polyvinylchlorid ("CPVC") ist dafür bekannt, dass es unter anderen wünschenswerten physikalischen Eigenschaften eine ausgezeichnete Hochtemperatur-Leistungsfähigkeit aufweist. Typischerweise hat CPVC einen Überschuss an gebundenem Chlor von über 57 %. CPVC wird zweckmäßigerweise durch die Chlorierung eines Vinylchlorid-Polymers (PVC) hergestellt, das sowohl Homopolymere als auch Copolymere von Vinylchlorid einschließt und einen Chlorgehalt von bis zu 56,7 % hat.
CPVC wird durch Chlorierung von Homopolymeren oder Copolymeren des PVC erhalten, die weniger als 50 Gew.-% eines oder mehrerer copolymerisierbarer Comonomere enthalten. Vorzugsweise werden Comonomere nicht verwendet. Geeignete Comonomere schließen jedoch die folgenden ein: Acrylsäure und Methacrylsäure, Ester der Acrylsäure und Methacrylsäure, wobei der Ester-Anteil 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweist, Hydroxyalkylester der Acrylsäure und Methacrylsäure (z.B. Hydroxymethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat und Hydroxyethylmethacrylat), Glycidylester der Acrylsäure und Methacrylsäure (z.B. Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat), α,β-ungesättigte Dicarbonsäuren und deren Anhydride (z.B. Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure), Acrylamid und Methacrylamid, Acrylnitril und Methacrylnitril, Maleinsäureimide, Olefine (z.B. Ethylen, Propylen, Isobutylen und Hexen, Vinylidenhalogenid, Vinylester, Vinylether, vernetzende Monomere (z.B. Diallylphthalat, Ethylenglycoldimethacrylat, Methylen-bis-acrylamid, Divinylether und Allylsilane.
Alle Nachchlorierungsverfahren können verwendet werden, um das CPVC-Polymer zu bilden, das mehr als 57 Gew.-% Chlor aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers. Vorzugsweise hat das CPVC-Polymer einen Chlorgehalt im Bereich von etwa 60 Gew.-% bis etwa 74 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers. Die Nachchlorierungsverfahren, die verwendet werden können schließen jedes kommerzielle Verfahren oder dergleichen ein, wie das Verfahren in Lösung, das Fließbett-Verfahren, das Wasser-Aufschlämmungsverfahren, das thermische Verfahren oder das Flüssigchlor-Verfahren oder das Zweistufen-Verfahren, welches die Nachchlorierung des Vinylchlorid-Polymers in Gegenwart eines Peroxy-Katalysators während zweier Stufen umfasst. Da die Nachchlorierungsverfahren in der Technik sowie in der Literatur bekannt sind, werden sie hier nicht im Einzelnen diskutiert. Vielmehr wird auf US-A-2,996,049, 3,100,762, 4,412,898, 3,532,612, 3,506,637, 3,534,013, 3,591,571, 4,049,517, 4,350,798, 4,377,459, 5,216,088 und 5,340,880 Bezug genommen, die das Verfahren zur Herstellung von CPVC durch Nachchlorierung von PVC offenbaren. Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung von CPVC aus PVC ist das Verfahren in wässriger Suspension, das in US-A-4,412,898 offenbart wird.
Zusätzlich dazu können auch Blends verschiedener CPVC-Harze verwendet werden. Z.B. kann das CPVC-Harz mit PVC-Homopolymeren oder -Copolymeren oder mit einem anderen CPVC-Harz vermischt werden, und zwar in einer Menge des anderen Harzes von etwa 1 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%. Zusätzlich dazu kann das CPVC auch mit 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% eines anderen Halogen-enthaltenden Polymers oder anderer Halogen-enthaltender Polymere vermischt werden.
Das in der Erfindung verwendete CPVC hat wünschenswerterweise eine Dichte im geschmolzenen Zustand im Bereich von 1,38 – 1,65 g/cm³ bei 25 °C, eine logarithmische Viskositätszahl (I.V.) im Bereich von 0,52 bis 1,0 und einen Chlorgehalt von wenigstens 60 %. Die bevorzugte Dichte im geschmolzenen Zustand des CPVC-Harzes liegt im Bereich von 1,51 – 1,65 g/cm³. Die bevorzugte logarithmische Viskositätszahl liegt im Bereich von 0,68 – 0,92. Der bevorzugte Chlorgehalt des CPVC ist 63 % bis 70,5 %. Beispiele geeigneter CPVC-Harze, die zur Herstellung des Kompounds der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, schließen TempRite^® 677×670 CPVC und TempRite^® 674×571 CPVC ein, die alle von The B.F. Goodrich Company erhältlich sind. TempRite^® ist ein eingetragenes Warenzeichen von The B.F.Goodrich Company. Das am meisten bevorzugte CPVC-Harz ist TempRite^® 674×571 CPVC-Harz.
Alternativ dazu können CPVC-Kompounds in den Kompounds des Kompounds der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele geeigneter Kompounds, die verwendet werden können, schließen die folgenden TempRite^® CPVC-Kompounds ein: 3104, 3210, 88038, 3107, 3109, 3114, 88738, 3105, 3214, 88971, 88027, 3219, 3205, 3212, 3206, 88023, 88033, 88955, SP220, 88745 und 3207 CPVC-Kompounds. TempRite^® ist ein eingetragenes Warenzeichen von The B.F.Goodrich Co. Die oben aufgeführten Kompounds sind alle im Handel von The B.F.Goodrich Co. in Cleveland, Ohio erhältlich. Das am meisten bevorzugte CPVC-Kompound, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist TempRite^® 3104 CPVC-Kompound.
Das Halogen-enthaltende Polymer wird durch eine wirksame Menge eines modifizierten Zeolithen stabilisiert. Der modifizierte Zeolith sollte eine enge Teilchengrößenverteilung, eine geringe Teilchengröße und einen reduzierten Wassergehalt haben. Insbesondere muss der Zeolith einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 0,25 – 1,5 μm, einen <90 %-Wert des Teilchendurchmessers (90 Gew.-% der Teilchen haben einen Teilchendurchmesser unterhalb dieses Bereichs) von 0,30 – 3 μm und einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-% aufweisen.
Zeolithe umfassen im Wesentlichen ein dreidimensionales Netzwerk aus SiO₄- und AlO₄-Tetraedern. Die Tetraeder sind durch gemeinsame Sauerstoffatome vernetzt, so dass das Verhältnis von Sauerstoffatomen zu den gesamten Aluminium- und Siliciumatomen gleich 2 ist. Diese Beziehung wird durch O/(Al + Si) = 2 ausgedrückt. Die Elektrovalenz des Tetraeders, der Aluminium und Silicium enthält, wird in dem Kristall durch den Einschluss eines Kations ausgeglichen. Z.B. kann das. Kation ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallion sein. Das Kation kann durch ein anderes ausgetauscht werden, und zwar in Abhängigkeit von der abschließenden Verwendung des Aluminosilicat-Zeoliths. Die Räume zwischen den Tetraedern des Aluminosilicat-Zeoliths werden üblicherweise durch Wasser besetzt. Zeolithe können entweder natürlich oder synthetisch sein.
Die grundlegende Formel für alle Aluminosilicat-Zeolithe wird wie folgt dargestellt: M_2/nO : [Al₂O₃]_x : [SiO₂]_y : [H₂O]_z, wobei M ein Metall darstellt, n die Wertigkeit des Metalls darstellt und X, Y und Z für jeden bestimmten Aluminosilicat-Zeolith variieren. Im Wesentlichen wird angenommen, das jeder Aluminosilicat-Zeolith als Stabilisator in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, mit der Maßgabe, dass das Verhältnis von Silicium zu Aluminium in einem solchen Aluminosilicat-Zeolithen kleiner als 3,0 ist und der Aluminosilicat-Zeolith in das Halogen-enthaltende Polymer eingefügt werden kann. Vorzugsweise ist das Zeolith-Verhältnis von Silicium zu Aluminium in einem solchen Aluminosilicat-Zeolith kleiner als 1,5. Am meisten bevorzugt ist das Verhältnis von Silicium zu Aluminium in einem solchen Aluminosilicat-Zeolith etwa 1.
Weiterhin wird angenommen, dass die folgenden Zeolithe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, Folgendes – ohne aber darauf beschränkt zu sein – einschließen: Zeolith A, der im US Patent Nr. 2,822,243 beschrieben wird; Zeolith X, der in US-A-2,822,244 beschrieben wird; Zeolith Y, der in US-A-3,130,007 beschrieben wird; Zeolith L, der in BE-A-575,117 beschrieben wird; Zeolith F, der in US-A- 2,996,358 beschrieben wird; Zeolith B, der in US-3,008,803 beschrieben wird; Zeolith M, der in US-A-2,995,423 beschrieben wird; Zeolith H, der in US-A-3,010,789 beschrieben wird; Zeolith J, der in US-A-3,011,869 beschrieben wird, und Zeolith W, der in US-A-3,102,853 beschrieben wird.
Die bevorzugten Zeolithe schließen allein oder in Kombination mit einem anderen Metall der Gruppe I hydratisierte Aluminiumsilicate, in die Natrium eingefügt ist, des Typs mNa₂O·xAl₂O₃·ySiO₂·zH₂O ein. Diese bevorzugten Zeolithe schließen die Zeolithe A, X und Y ein. Der am meisten bevorzugte Zeolith ist Zeolith 4A. Zeolith 4A hat vorzugsweise die folgende Formel: M_2/nO : [AlO₂]₁₂ : [SiO₂]₁₂ : [H₂O]₂₇, wobei M Natrium ist. Jedes beliebige Verfahren kann zur Herstellung eines solchen Zeolithen verwendet werden, mit der Maßgabe, dass der mittlere Teilchendurchmesser des Zeolithen zwischen 0,25 μm und 1,5 μm liegt und der <90 %-Wert des Teilchendurchmessers 0,30 – 3 μm beträgt. Weiterhin muss dieser Zeolith – wenn er modifiziert ist – einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-% haben und sollte eine verbesserte Verfahrensbeständigkeit ergeben, wenn er in ein Kompound eingefügt wird.
Z.B. kann ein relativ einfaches Verfahren zur Herstellung des Zeolithen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zuerst wird der Zeolith synthetisiert. Die exakte Synthese hängt von dem speziell zu verwendenden Zeolithen ab; diese Synthese liegt im Zuständigkeitsbereich des Fachmannes. Im Allgemeinen wird jedoch eine Mischung der wässrigen Lösung der Materialien, die als Mischungen der Oxide Na₂O, Al₂O₃, SiO₂ und H₂O dargestellt werden kann, während einer Zeitspanne von 45 Minuten bis 2000 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von 50 °C bis 100 °C umgesetzt. Alternativ dazu lässt man die Mischung der Reaktionsteilnehmer 0,1 – 48 Stunden bei Umgebungsbedingungen altern, bevor der Kristallisationsschritt erfolgt.
Vorzugsweise liegt die Temperatur der Umsetzung im Bereich von 50 – 80 °C, und die Umsetzung wird während einer Zeitspanne von 60 bis 420 Minuten durchgeführt. Am meisten bevorzugt beträgt die Temperatur 60 – 70 °C bei einer Reaktionszeit von 90 – 300 Minuten. Das Ergebnis dieser Umsetzung ist ein Zeolith mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 0,25 – 1,5 μm. Der <90 %-Wert des Teilchendurchmessers liegt im Bereich von 0,30 – 3,0 μm.
Nachdem der Zeolith gebildet ist, wird er gewaschen. Der Zeolith kann mit deionisiertem Wasser gewaschen werden, filtriert und bei 100 – 200 °C getrocknet werden, dann bei 250 – 500 °C dehydratisiert werden. Irgendein Mittel, das zur Dehydratisierung des Zeolithen zur Verfügung steht, kann verwendet werden. Es wird angenommen, dass der Zeolith eine bessere Reproduzierbarkeit hat, wenn er getrocknet ist. Z.B. kann der Zeolith im Ofen dehydratisiert werden. Wenn er im Ofen dehydratisiert wird, kann jeder geeignete Ofen, mit der Maßgabe verwendet werden, dass die erwünschte Temperatur erreicht werden kann. Im Allgemeinen wird der Zeolith, wenn er im Ofen dehydratisiert wird, 2 bis 6 Stunden lang auf etwa 250 – 500 °C erhitzt. Alternativ dazu kann der Zeolith mit geringer Teilchengröße im Vakuum während einer Zeitspanne von 2 bis 6 Stunden bei etwa 200 °C dehydratisiert werden.
Diese Aluminosilicat-Zeolithe werden dann modifiziert. Der modifizierte Aluminosilicat-Zeolith hat einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-%. Jedes Verfahren, das den Wassergehalt des Aluminosilicat-Zeolithen verringert, kann verwendet werden. Z.B. kann der Aluminosilicat-Zeolith durch chemische Veränderung der Oberfläche der Zeolith-Teilchen modifiziert werden, indem man ein Schocktempern oder ein Beschichten oder eine Kombination von Schocktemper- und Beschichtungsverfahren durchführt. Der Zweck der Modifizierung besteht darin, die Absorption von Wasser durch die Aluminosilicat-Zeolith-Teilchen zu verhindern, aber noch zu ermöglichen, dass die Zeolith-Teilchen mit der Säure reagieren, die bei der Verschlechterung oder beim Abbau des Halogen-enthaltenden Polymers freigesetzt wird. Wenn CPVC das Polymer ist, das in dem Halogen-enthaltenden Kompound verwendet wird, ist der Wassergehalt des modifizierten Aluminosilicat-Zeoliths vorzugsweise kleiner als 8 Gew.-%.
Jede organische, anorganische oder niedermolekulare (Molmasse < 10 000) Beschichtung oder Beschichtungsmischung kann mit der Maßgabe verwendet werden, dass sie die folgenden Eigenschaften hat. Erstens können im Falle von anorganischen Beschichtungen dieselben nicht redox-aktiv sein, d.h. die d-Schale der Zusammensetzung sollte gefüllt sein. Zweitens kann die Beschichtung nicht wasserlöslich oder wasserpermeabel sein. Drittens sollte die Beschichtung mit Halogensäure reagieren können oder für dieselbe durchlässig sein. Viertens sollte die Beschichtung keine Lewis-Säure sein. Vorzugsweise ist die verwendete Beschichtung mit dem Halogen-enthaltenden Polymer mischbar. Beispiele geeigneter Beschichtungen schließen Folgendes ein : Oxide wie Magnesiumoxid, Paraffinwachse, niedermolekulare organische Matrizen wie Calciumstearat, hochmolekulare Matrizen wie Siloxane und Acrylpolymere wie Methacrylat-Polymere. Vorzugsweise ist die Beschichtung entweder Dibutylzinnthioglycolat oder Polydimethylsiloxan.
Die Beschichtung kann während der Bildung der Zeolith-Teilchen in situ hergestellt werden oder in einem separaten Schritt auf die Zeolith-Teilchen aufgetragen werden. Wenn sie in einem separaten Schritt aufgetragen wird, sollte man vorsichtig verfahren, um das gleichmäßige Auftragen der Beschichtung zu gewährleisten sowie eine Klumpenbildung zu vermeiden. Weiterhin darf die Beschichtung nicht zu dick oder zu dünn sein, daher muss ein Gleichgewicht erhalten werden, um eine geringe Wasserabsorption zu gewährleisten, jedoch eine Aktivität der Zeolith-Teilchen als Säurefänger beizubehalten.
Alternativ dazu können die Zeolith-Teilchen durch Schocktempern der Teilchen modifiziert werden. Bei Verwendung eines Schocktemper-Verfahrens für die Zeolith-Teilchen erfolgt eine Phasenumwandlung an der Außenoberfläche der Zeolithteilchen-Hülle. Es wird angenommen, dass die Phasenumwandlung das Zusammenbrechen der Zeolith-Struktur an der Außenoberfläche bewirkt. Das Schocktempern erfolgt bei einer Temperatur oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur der Zeolithe, woran sich ein schnelles Kühlen anschließt. Das Schocktempern wird während der zweckmäßigen Zeitspanne durchgeführt, um ein Kollabieren der Außenoberfläche der Teilchen zu bewirken. Die Einwirkungszeit dieser Temperatur oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur ist jedoch eingeschränkt, um die Volumenabsorption von Wärmeenergie zu minimieren und die Phasenumwandlung auf die Außenoberfläche der Teilchen zu beschränken. Die Temperatur, auf die der Zeolith während des Schocktemper-Verfahrens erwärmt wird, hängt von dem bestimmten Zeolithen ab, der einem Schocktempern unterzogen werden soll. Die Temperatur sowie die Zeitspanne für das Schocktempern liegt im Zuständigkeitsbereich des Fachmannes.
Ein Verfahren zum Schocktempern der Zeolith-Teilchen wird in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung WO-A-00/15553 mit dem Titel "Zeolithe and Method of Making Thereof" offenbart.
Wie in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung beschrieben wird, werden die Zeolith-Teilchen dann während des Schocktemper-Schrittes in einen Ofen gelegt. Vorzugsweise werden die Teilchen in einen vorher erwärmten Tiegel gegeben, der aus Quarz, Hochtemperaturstählen oder Aluminiumoxid hergestellt werden kann. Der Tiegel mit den Teilchen wird in einen Muffelofen zurückgeführt. Jeder Ofen kann verwendet werden, solange er die erwünschte Temperatur erreicht. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform wird ein Aluminiumoxid-Tiegel vorher auf etwa 700 – 1200 °C erwärmt, bevor der Zeolith einer geringen Teilchengröße zugegeben wird.
Sobald der Zeolith zugegeben ist, wird der Tiegel 1 Minute bis 30 Minuten lang im Temperaturbereich von 700 – 1200 °C erwärmt. Nachdem die Zeolith-Teilchen erwärmt sind, wie in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung ausführlicher beschrieben wird, werden sie gekühlt. Jedes Kühlmittel kann verwendet werden, solange die Temperatur in einigen Sekunden unter die Phasenumwandlungstemperatur, z.B. 600 °C für Zeolith 4A, abgesenkt wird. Daher können die Teilchen durch Luft, Wasser, Kohlendioxid oder flüssigen Stickstoff gekühlt werden.
Alternativ dazu können die Zeolith-Teilchen sowohl durch Schocktempern als auch durch Beschichten modifiziert werden. Wenn ein solches kombiniertes Verfahren verwendet wird, um die Zeolith-Teilchen zu modifizieren, werden sie zuerst einem Schocktempern bis zu 15 bis 10 % der erwünschten optimalen Eigenschaften unterzogen und dann beschichtet. Unter Verwendung sowohl eines Beschichtungs- als auch eines Schocktemper-Schrittes, ist es möglich, andere Beschichtungen zu verwenden, die nicht alle Parameter erfüllen, die oben in Bezug auf die Beschichtungen aufgeführt sind.
Die Menge an modifiziertem Zeolith, die zu dem Halogen-enthaltenden Polymer gegeben wird, um die Kompounds der vorliegenden Erfindung herzustellen, beträgt im Allgemeinen 0,5 – 10 Teile pro 100 Teile Halogenharz, das im Kompound verwendet wird. Am meisten bevorzugt liegt die Menge an modifiziertem Zeolith, die zu dem Kompound gegeben wird, im Bereich von 0,4 – 7 Gew.-% des Kompounds. Durch Zugabe des Zeolithen zu dem Kompound erhöht sich die dynamische Wärmebeständigkeit des Kompounds, gemessen durch ASTM D 2538, von 10 % auf 300 %, verglichen mit einem Kontroll-Kompound ohne Zeolith.
Zusätzlich zu dem Halogen-enthaltenden Polymer und dem modifizierten Zeolith-Stabilisator können andere Bestandteile, die typischerweise zu Halogenenthaltenden Polymeren gegeben werden, in den Kompounds der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein. Die Menge und die Art dieser Bestandteile hängt von der Endanwendung des Halogen-enthaltenden Polymers ab. Die Bestandteile und ihre Menge können durch den Fachmann maßgeschneidert werden, um die Anforderungen an die Endanwendung zu erfüllen.
Z.B. können auch andere Stabilisatoren in Verbindung mit dem modifizierten Zeolith-Stabilisator in dem Halogen-enthaltenden Polymer der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und zwar in Abhängigkeit von dem verwendeten Halogenpolymer. Beispiele möglicher Stabilisatoren zur Verwendung in Halogenenthaltenden Polymeren schließen Folgendes ein: Zinn-Stabilisatoren, Blei-Stabilisatoren sowie Stabilisatoren, die Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Zink, Cadmium, Aluminium, Blei und Antimon enthalten. Viele dieser aufgeführten Stabilisatoren fallen in die Gruppe von Stabilisatoren, die Metallseifen-Stabilisatoren genannt wird. Metallseifen-Stabilisatoren sind Metallcarboxylate, in denen die Carbonsäure typischerweise eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen hat. Metallseifen-Stabilisatoren können auch gemischte Metallseifen-Stabilisatoren einschließen, Beispiele einiger gemischter Metallseifen-Stabilisatoren schließen Barium/Cadmium, Barium/Cadmium/Zink, Barium/Zink, Barium/Zinn, Barium/Blei, Cadmium/Zink, Calcium/Zink, Calcium/Zink/Zinn, Strontium/Zink ein.
Geeignete Zinn-Stabilisatoren schließen Zinnsalze von Monocarbonsäuren ein, wie Zinn(II)maleat. Beispiele von Zinn-Stabilisatoren schließen ohne Einschränkung die folgenden ein: Alkylzinnsäuren, Bis(dialkylzinnalkylcarboxylat)maleate, Dialkylzinnbis(alkylmaleate), Dialkylzinndicrotonate, Dialkylzinndiolate, Dialkylzinnlaurate, Dialkylzinnoxide, Dialkylzinnstearate, Alkylchlorotin-bis(alkylmercaptide), Alkylchlorotin-bis(alkylmercaptopropionate), Alkylthiozinnsäuren, Alkylzinn-tris(alkylmercaptide), Alkylzinn-tris(alkylmercaptoacetate), Alkylzinntris(alkylmercaptopropionate), Bis[dialkyl(alkoxycarbonylmethylenthio)zinn]-sulfide, Butylzinnoxidsulfide, Dialkylzinn-bis(alkylmercaptide), Dialkylzinn-bis- (alkylmercaptoacetate), Dialkylzinn-bis(alkylmercaptopropionate), Dialkylzinn-β-mercaptoacetate, Dialkylzinn-β-mercaptoacetate, Dialkylzinn-β-mercaptopropionate, Dialkylzinnsulfide, Dibutylzinn-bis(i-octylmaleat), Dibutylzinn-bis(i-octylthioglycolat), Dibutylzinn-bisthiododecan, Dibutylzinn-β-mercaptopropionat, Dimethylzinn-bis(i-octylthioglycolat), Dioctylzinnlaurat, Methylzinn-tris(i-octylthioglycolat). Beispiele eines im Handel erhältlichen Zinn-Stabilisators sind Mark 292- und Mark 1900-Stabilisatoren von Witco Chemical und Thermolite 31-Stabilisator von Elf Atochem.
Blei-Stabilisatoren können auch in den Halogen-enthaltenden Kompounds der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele von Blei-Stabilisatoren sind dibasisches Bleistearat, tribasisches Bleistearat, dibasisches Bleiphthalat, tribasisches Bleiphosphit, basisches Bleisiliciumsulfat, tribasisches Bleisulfat, tetrabasisches Bleisulfat und Bleicarbonat.
Andere Co-Stabilisatoren können in den Kompounds mit den Stabilisatoren eingeschlossen sein, wenn solche Stabilisatoren zusätzlich zu dem modifizierten Zeolith-Stabilisator verwendet werden und falls es erwünscht ist, sie sind jedoch nicht notwendig. Wenn jedoch ein fester Co-Stabilisator zugegeben wird, muss die Teilchengröße des Co-Stabilisators ausreichend klein sein, um nicht die Schlagzähigkeitseigenschaften der hierin beschriebenen Kompounds zu beeinträchtigen. Beispiele von Co-Stabilisatoren schließen Metallsalze der Phosphorsäure, Polyole, epoxidierte Öle, β-Diketone und Säureakzeptoren ein, die für das verwendete grundlegende Halogen-enthaltende Polymer nicht schädlich sind. Die Stabilisatoren können allein oder in irgendeiner Kombination verwendet werden, falls es erwünscht ist. Spezielle Beispiele von Metallsalzen der Phosphorsäure schließen Folgendes ein: wasserlösliche Alkalimetallphosphat-Salze, Dinatriumhydrogenphosphat, Orthophosphate wie Mono-, Di- und Triorthophosphate dieser Alkalimetalle, Alkalimetallpolyphosphate, -tetrapolyphosphate und -metaphosphate. Polyole wie Zuckeralkohole und Epoxide wie epoxidiertes Sojaöl können verwendet werden. Beispiele möglicher Säureakzeptoren schließen Kaliumcitrat und Aluminiummagnesiumhydroxycarbonat-Hydrat ein. Ein Beispiel eines im Handel erhältlichen Aluminiummagnesiumhydroxycarbonat-Hydrats ist Hysafe 510, das von J.M. Huber Company erhältlich ist.
Chloriertes Polyethylen (CPE) kann auch zu dem Halogen-enthaltenden Polymer-Kompound gegeben werden, das durch den modifizierten Zeolithen stabilisiert ist. Das CPE ist ein kautschukartiges Material, das sich aus der Chlorierung von Polyethylen ergibt und eine im Wesentlichen lineare Struktur hat. Das Polyethylen kann durch verschiedene Verfahren chloriert werden, einschließlich der wässrigen Suspensions-, Lösungs- oder Gasphasen-Verfahren. Ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung von CPE kann in US-A-3,563,974 gefunden werden. Vorzugsweise wird das Verfahren in wässriger Suspension verwendet, um CPE herzustellen. Wenn es als schlagzähmachender Hilfsstoff verwendet wird, enthält das CPE-Material 5 – 50 Gew.-% Chlor. Das CPE kann jedoch eine Mischung von chlorierten Polyethylenen umfassen, mit der Maßgabe, dass die Gesamtmischung einen Chlorgehalt im Bereich von etwa 25 Gew.-% bis 45 Gew.-% Chlor aufweist. CPE ist im Handel von The DuPont Dow Elastomer Company erhältlich. Die bevorzugten CPE-Materialien, die in dem Kompound verwendet werden sollen, schließen Tyrin 3611P, Tyrin 2000 und Tyrin 3615P ein, die alle von DuPont Dow Elastomer Company erhältlich sind. Tyrin ist ein Warenzeichen von DuPont Dow Elastomer Company.
Das Kompound aus modifiziertem Zeolith und stabilisiertem Halogen-enthaltenden Polymer kann auch acrylische schlagzähmachende Hilfsstoffe einschließen. US-A-3,678,133 beschreibt die Zusammensetzungen, die herkömmlicherweise als acrylische schlagzähmachende Hilfstoffe bezeichnet werden. Im Allgemeinen ist der acrylische schlagzähmachende Hilfsstoff ein Komposit-Interpolymer, umfassend ein Mehrphasenmaterial auf Acrylbasis, das eine erste elastomere Phase umfasst, die aus einem Monomerengemisch polymerisiert wird, das wenigstens 50 Gew.-% Alkylmethacrylat mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe aufweist und eine Molmasse von 50 000 bis 600 000 hat. Weiterhin wird in dem Patent angeführt, dass die Polymerisation der steifen thermoplastischen Phase vorzugsweise auf derartige Weise durchgeführt wird, dass im Wesentlichen das gesamte Material der steifen Phase an oder nahe der Oberfläche der elastomeren Phase gebildet wird. Acrylische schlagzähmachende Hilfsstoffe sind Polyacrylate, die Folgendes einschließen: (C₄-C₁₂)Acrylat-Homo- oder -Copolymere, die in der zweiten Stufe mit Methylmethacrylat und Styrol propfcopolymerisiert wurden, Poly(ethylhexylacrylat-co-butylacrylat), das mit Styrol und/oder Acrylnitril und/oder Methylmethacrylat propfcopolymerisiert wurde; Polybutylacrylat, das mit Acrylnitril und Styrol propfcopolymerisiert wurde. Beispiele geeigneter acrylischer schlagzähmachender Hilfsstoffe schließen die folgenden ein: Paraloid EXL-2330, KM 330, KM 334 und KM 365, die alle von Rohm and Haas erhältlich sind. Paraloid ist ein Warenzeichen von Rohm & Haas Company. Zusätzlich dazu sind Durastrength 200, erhältlich von Elf Atochem, und Kane Ace FM-10 und Kane Ace FM-25, erhältlich von Kaneka, Beispiele von im Handel erhältlichen acrylischen schlagzähmachenden Hilfsstoffen.
Schlagzähmachende Methylbutadien-Styrol ("MBS")-Hilfsstoffe können auch zu den Kompounds der vorliegenden Erfindung gegeben werden. MBS-Polymere sind Propfpolymere. Im Allgemeinen werden schlagzähmachende MBS-Hilfsstoffe hergestellt, indem man Methylmethacrylat oder Mischungen von Methylmethacrylat mit anderen Monomeren in Gegenwart von Polybutadien- oder Polybutadien-Styrol-Kautschuken polymerisiert. Weitere Informationen bezüglich der schlagzähmachenden MBS-Hilfstoffe können in der zweiten Auflage von Encyclopedia of PVC, herausgegeben von Leonard I. Nass, Marcel Dekker, Inc. (N.Y. 1988, S. 448-452) gefunden werden. Beispiele von im Handel erhältlichen schlagzähmachenden MBS-Hilfsstoffen schließen Paraloid KM 680, BTA 733, BTA 751, BTA 753, erhältlich von Rohm & Haas, Kane Ace B-22 schlagzähmachender Hilfsstoff und Kane Ace B-56 schlagzähmachender Hilfsstoff ein, die von Kaneka erhältlich sind.
Andere Additive können auch zu den Halogen-enthaltenden Polymer-Kompounds gegeben werden, falls es notwendig ist. Konventionelle Additive, die in der Technik bekannt sind, sowie irgendwelche anderen Additive können verwendet werden, mit der Maßgabe, dass das Additiv nicht die physikalischen Eigenschaften und die Verfahrensstabilität, die mit den neuen Verbindungen verbunden ist, verändern. Beispiele von Additiven, die verwendet werden können, schließen Folgendes ein:
Antioxidationsmittel, Gleitmittel, andere Stabilisatoren, andere schlagzähmachende Hilfstoffe, Pigmente, den Glasübergang-verstärkende Additive, Verarbeitungshilfsmittel, Schmelzhilfsmittel, Füllstoffe, faserige Verstärkungsmittel und antistatische Mittel. Die Menge und Art der Additive, die in die Halogenenthaltenden Kompounds eingefügt werden, die durch den modifizierten Zeolithen stabilisiert werden, liegt im Zuständigkeitsbereich des Fachmannes.
Beispielhafte Gleitmittel sind Polyglycerine von Di- und Trioleaten, Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen und oxidierte Polyolefine wie oxidiertes Polyethylen und hochmolekulare Paraffinwachse. Da verschiedene Gleitmittel in zahllosen Variationen kombiniert werden können, kann die Gesamtmenge an Gleitmittel von Anwendung zu Anwendung variieren. Eine Optimierung der speziellen Gleitmittel-Zusammensetzung liegt nicht im Bereich der vorliegenden Erfindung und kann leicht durch den Fachmann bestimmt werden. Vorzugsweise wird ein oxidiertes Polyethylen verwendet. Ein Beispiel eines oxidierten Polyethylens ist AC 629A, das von Allied Signal verkauft wird. Zusätzlich zu dem oxidierten Polyethylen ist vorzugsweise auch ein Paraffinwachs in den Kompounds der vorliegenden Erfindung eingeschlossen. Ein Beispiel eines Paraffinwachses ist Paraffin 160F Prill von Witco.
Geeignete Verarbeitungshilfsmittel schließen Acrylpolymere wie Methylacrylat-Copolymere ein. Beispiele von Verarbeitungslilfsmitteln schließen Paraloid K-120ND, K-120N, K-175 ein, die alle von Rohm & Haas erhältlich sind. Eine Beschreibung anderer Typen von Verarbeitungshilfsmitteln, die in dem Kompound verwendet werden können, können in The Plastics and Rubber Institute: International Conference on PVC Processing, 26. – 28. April (1983), Paper Nr. 17, gefunden werden.
Ein Beispiel von Antioxidationsmitteln, das in den Halogen-enthaltenden Kompounds verwendet werden soll, schließt Irganox 1010 (Tetrakis[methylen(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat]methan ein, das von Ciba verkauft wird, falls überhaupt ein solches verwendet wird.
Geeignete Pigmente schließen u.a. Titandioxid und Ruß ein. Beispiele von Titandioxid sind Tiona RCL-6 und RCL-4 von Millenium Inorganics. Ein Beispiel eines Rußes ist Raven 410, erhältlich von Columbian Chemicals.
Geeignete anorganische Füllstoffe schließen Talkum, Ton, Glimmer, Wollastonit, Siliciumdioxide und andere Füllstoffe ein.
Die Komponenten des einzigartigen Kompounds können auf irgendeine Weise hergestellt werden, wobei die verschiedenen Komponenten zusammengegeben und unter Erwärmen vermischt werden. Z.B. kann die zweckmäßige Menge des halogenierten Harzes oder der Halogen-Verbindung in ein Gefäß wie einen Henschel-Mischer oder einen Bandmischer gegeben werden. Die verbleibenden Bestandteile des Kompounds können dann dazu gegeben und vermischt werden, bis das Blend homogen ist. Wenn Pellets gebildet werden sollen, kann das Kompound in der Schmelze vermischt werden. Das Vermischen in der Schmelze kann im Allgemeinen in einem Temperaturbereich von etwa 150 °C bis etwa 250 °C erfolgen, wenn CPVC das halogenierte Harz ist, das als Basispolymer verwendet wird, um das vorliegende Kompound zu bilden. Sobald das Blend gebildet ist, kann es in Abhängigkeit von der erwünschten Anwendung in irgendeiner herkömmlichen Weise weiterverarbeitet werden, wobei man Extrusions- oder Formtechniken verwendet.
Wenn Extrusionstechniken verwendet werden, um die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu verarbeiten, werden im Allgemeinen konventionelle maschinelle Extrusionseinrichtungen wie ein Mehrschneckenextruder oder ein Einschneckenextruder verwendet. Ein Extruder hat im Allgemeinen Fördervorrichtungen, eine intermediäre Schneckenverarbeitungsvorrichtung und eine abschließende Düse, durch die das Material in Form eines Extrudats abgelassen wird. Im Allgemeinen wird ein Mehrschneckenextruder für die Extrusion eines Rohrs verwendet. Beispiele möglicher konventioneller Extruder, die verwendet werden sollen, um die CPVC und PVC-Kompounds, die den modifizierten Zeolith enthalten, zu verarbeiten, schließen die folgenden entgegengesetzt rotierenden Doppelschneckenextruder-Modelle von Cincinnati Milacron ein: CM 35HP, CM 55HP, CM 65HP, CM 80HP, CM 92HP. Beispiele geeigneter konischer Doppelschneckenextruder von Krauss Maffei schließen KMD-2/40KK und KMD-2/50KK ein.
Wenn das Halogen-enthaltende Polymer-Kompound CPVC enthält und gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, hat es die folgenden Eigenschaften: eine Zugfestigkeit im Bereich von 34,47 bis 69,94 MPa (5000 bis 10 000 psi) (gemessen gemäß ASTM D 638-95), eine Kerbschlagzähigkeit nach Izod im Bereich von 53,38 bis 1067,6 J/m (1,0 bis 20 ft. lb pro inch Kerbe) (gemessen gemäß ASTM D 256-93A), eine dynamische Wärmebeständigkeit im Bereich von 10 bis 60 Minuten (gemessen gemäß ASTM D 2538), eine Formbeständigkeitstemperatur im Bereich von 80 bis 140 °C (gemessen gemäß ASTM G 648-95). Im Allgemeinen behält das Kompound, das den modifizierten Zeolith enthält, etwa 90 % seiner physikalischen Eigenschaften bei, verglichen mit dem gleichen Kompound ohne den modifizierten Zeolithen. Dieses neue Kompound kann zu jedem erwünschten Gegenstand geformt werden. Beispiele schließen Folie, Rohr, Leitungsrohr, Anschlussstücke, Ventile, spritzgegossene und wärmegeformte industrielle Teile, Gehäuse für Haushaltsgeräte, fabrizierte Teile und unterschiedliche Behälter ein, sie sind aber nicht auf dieselben beschränkt.
Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele dienen zur weiteren ausführlicheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
Beispiel I
Ein Zeolith-4A-Pulver wurde synthetisiert, indem man die folgenden Lösungen einzeln herstellte: eine Natriumsilicat-Lösung, eine Natriumaluminat-Lösung und eine Natriumhydroxid-Lösung. Die Natriumsilicat-Lösung wurde hergestellt, indem man 255,6 g Na₂SiO₃·9H₂O in 650 g Wasser löste. Die Natriumaluminat-Lösung wurde hergestellt, indem man 270,0 g NaAlO₂ in 320 g Wasser löste, und die Natriumhydroxid-Lösung wurde hergestellt, indem man 500 g NaOH zu 650 g Wasser gab. Eine zusätzliche Lösung von 10,0 g ZnCl₂ und 90,0 g Wasser wurde auch hergestellt. Alle Lösungen wurden bei etwa 55 °C gehalten, nachdem alle Feststoffe gelöst waren. Die Natriumhydroxid-Lösung wurde dann unter Rühren zu der Natriumaluminat-Lösung gegeben. Die sich ergebende Natriumaluminat/Natriumhydroxid-Lösung wurde gleichzeitig mit der Zinkchlorid-Lösung zu der Natriumsilicat-Lösung gegeben, und zwar wieder unter Rühren. Die Reaktionstemperatur wurde 2 Stunden bei 60 °C gehalten, dann wurde filtriert und gespült. Ein Zeolith 4A, der durch dieses Verfahren hergestellt wurde, wies die folgenden Eigenschaften auf.
Die Teilchengröße des Zeolith-Pulvers, die unter Verwendung eines Coulter LS Particle Size Analyzer bestimmt wurde, war wie folgt: ein mittlerer Teilchendurchmesser von 0,9 μm und ein <90 %-Wert von 1,8 μm.
Eine bei 350 °C dehydratisierte Probe wies einen Gewichtszuwachs von 22 % nach zweitägigem Aussetzen an Umgebungsbedingungen auf. Demgegenüber weisen die meisten im Handel erhältlichen Zeolithe eine Feuchtigkeitszunahme von etwa 18 % bis etwa 22 % nach 48 Stunden auf.
Die dynamische Wärmebeständigkeit (Dynamic Thermal Stability (DTS)), gemessen gemäß ASTM D 2538, eines TempRite^® 3104 CPVC-Kompounds (im Handel von The B.F.Goodrich Company erhältlich) wurde mit und ohne den obigen Zeolithen unter Verwendung eines Brabender-Drehmoment-Rheometers bestimmt, das auf eine Bechertemperatur von 208 °C, 35 U/min und eine Belastung von 70 g eingestellt wurde. Die DTS-Zeit der TempRite^® 3104 CPVC-Kontrolle war 13 Minuten, und unter Zugabe von 3 Teilen pro 100 Teile Harz (phr) des Zeolithen 4A, der gemäß Beispiel I hergestellt wurde, zu dem TempRite^® 3104 CPVC-Kompound, erhöhte sich die DTS-Zeit auf 36 Minuten: eine Zunahme von 157 % gegenüber dem Kontrollwert. Die DTS-Zunahme ist wie folgt definiert: (DTS_{Zeolithhaltig} – DTS_{Kontrolle
(kein Zeolith)}/DTS_Kontrolle × 100%). Eine längere DTS-Zeit ist ein Hinweis auf ein Kompound mit größerer Beständigkeit.
Beispiel II
Ein Anteil von 20,0 g eines dehydratisierten Zeoliths, der gemäß Beispiel I hergestellt wurde, wurde durch allmähliches Erwärmen während 1 Stunde auf 850 °C calciniert und unter Vakuum allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt.
Das sich ergebende Material wies tatsächlich keine Gewichtszuname aufgrund einer Wasseraufnahme bei 500stündiger Einwirkung von Umgebungsbedingungen auf. Die DTS-Zeit des TempRite^® 3104 CPVC war nach der Zugabe von 3 phr des calcinierten Zeolithen unverändert (0 % Zunahme gegenüber dem DTS-Kontrollwert, was anzeigt, dass der Zeolith unter solchen Calcinierungsbedingungen seine Reaktivität verloren hat).
Beispiel III
Ein 100 ml Al₂O₃-Tiegel wurde in einem Muffelofen auf 840 °C erwärmt. Der Tiegel wurde aus dem Ofen herausgezogen, und ein Anteil von 20,0 g eines dehydratisierten Zeolithen, der gemäß Beispiel I hergestellt wurde, wurde in den Tiegel gegeben, der dann in den Ofen zurückgeführt wurde und 15 Minuten erwärmt wurde. Das erwärmte Zeolith-Pulver wurde dann sofort nach dem Entfernen aus dem Ofen in einen anderen Tiegel bei Raumtemperatur geschüttet. Das sich ergebende Material wies nach der 48stündigen Einwirkung von Umgebungsbedingungen aufgrund der Wasseraufnahme eine Gewichtszunahme von 0,7 % auf. Die DTS-Zeit der TempRite^® 3104-Kontrolle erhöhte sich nach der Zugabe von 3 phr des schockgetemperten Zeolithen von 13 Minuten auf 30 Minuten (eine Zunahme von 131 % gegenüber dem DTS-Kontrollwert).
Beispiele IV bis XX
Ein anderes Zeolith-4A-Pulver wurde durch individuelles Herstellen der folgenden Lösungen synthetisiert: (1) eine Natriumsilicat-Lösung, (2) eine Natriumaluminat-Lösung und (3) eine Natriumhydroxid-Lösung. Die Natriumsilicat-Lösung wurde hergestellt, indem man 255,6 g Na₂SiO₃·9H₂O und 10 g C₁₁H₂₃COOH in 650 g Wasser löste. Die Natriumaluminat-Lösung wurde hergestellt, indem man 270,0 g NaAlO₂ in 320 g Wasser löste, und die Natriumhydroxid-Lösung wurde hergestellt, indem man 500 g NaOH zu 650 g Wasser gab. Eine zusätzliche Lösung von 10,0 g ZnCl₂ und 90,0 g Wasser wurde auch hergestellt. Alle Lösungen wurden bei etwa 55 °C gehalten, nachdem alle Feststoffe gelöst waren. Die Natriumhydroxid-Lösung wurde dann unter Rühren zu der Natriumaluminat-Lösung gegeben. Die sich ergebende Natriumaluminat/Natriumhydroxid-Lösung wurde gleichzeitig mit der Zinkchlorid-Lösung zu der Natriumsilicat-Lösung gegeben, und zwar wieder unter Rühren. Die Reaktionstemperatur wurde 2 Stunden bei etwa 60 °C gehalten, dann wurde filtriert und gespült.
Ein 100 ml Al₂O₃-Tiegel wurde in einem Muffelofen auf 840 °C erwärmt. Der Tiegel wurde aus dem Ofen herausgezogen, und ein Anteil von 20,0 g eines dehydratisierten Zeolithen, der gemäß Beispiel I hergestellt wurde, wurde in den Tiegel gegeben, der dann in den Ofen zurückgeführt wurde und 15 Minuten erwärmt wurde. Das erwärmte Zeolith-Pulver wurde dann sofort nach dem Entfernen aus dem Ofen in einen Edelstahlbecher geschüttet, der mit Trockeneis gekühlt wurde. Das sich ergebende Material wies nach der 48stündigen Einwirkung von Umgebungsbedingungen aufgrund der Wasseraufnahme eine Gewichtszunahme von 0,4 % auf. Die DTS-Zeit der TempRite^® 3104-Kontrolle erhöhte sich nach der Zugabe von 3 phr des schockgetemperten Zeolithen von 14 Minuten auf 29 Minuten (eine Zunahme von 107 % gegenüber dem DTS-Kontrollwert). Auf ähnliche Weise hergestellte Zeolithe wurden gemäß den Parametern schockgetempert, die nachstehend in der Tabelle I aufgeführt sind.
Tabelle I
Der in der Tabelle bei CO₂ tiefgestellte Buchstabe (f) bedeutet, dass das Kohlendioxid fest war. Das Beispiel zeigt, dass ein Gleichgewicht von Aktivität (DTS) und prozentualer N₂O-Aufnahme unter unterschiedlichen Bedingungen (Temperatur, Zeit, Kühlbedingungen) erreicht werden kann.
Beispiele XXI bis XXXII
Eine andere Reihe von Zeolith-4A-Pulvern wurde durch individuelles Herstellen der folgenden Lösungen synthetisiert: (1) eine Natriumsilicat-Lösung, (2) eine Natriumaluminat-Lösung und (3) eine Natriumhydroxid-Lösung. Die Natriumsilicat- Lösung wurde hergestellt, indem man 255,6 g Na₂SiO₃·9H₂O in 650 g Wasser löste. Die Natriumaluminat-Lösung wurde hergestellt, indem man 270,0 g Na₂AlO₃ in 320 g Wasser löste, und die Natriumhydroxid-Lösung wurde hergestellt, indem man 500 g NaOH zu 650 g Wasser gab. Alle Lösungen wurden bei etwa 55 °C gehalten, nachdem alle Feststoffe gelöst waren. Eine zusätzliche Lösung von 10,0 g ZnCl₂ und 90,0 g Wasser wurde auch hergestellt und verwendet, wie nachstehend in der Tabelle aufgeführt ist. 10 g C₁₁H₂₃COOH wurden auch zu der Natriumsilicat-Lösung gegeben, wie nachstehend in der Tabelle aufgeführt ist. Die Natriumhydroxid-Lösung wurde dann unter Rühren zu der Natriumaluminat-Lösung gegeben. Die sich ergebende Natriumaluminat/Natriumhydroxid-Lösung wurde gleichzeitig mit der Zinkchlorid-Lösung (falls sie verwendet wird) zu der Natriumsilicat-Lösung gegeben, und zwar wieder unter Rühren. Die Reaktionstemperatur wurde 2 Stunden bei 60 °C gehalten, dann wurde filtriert und gespült.
Ein 100 ml Al₂O₃-Tiegel wurde in einem Muffelofen auf 840 °C erwärmt. Der Tiegel wurde aus dem Ofen herausgezogen, und ein Anteil von 20,0 g eines dehydratisierten Zeolithen, der demgemäß hergestellt wurde, wurde in den Tiegel gegeben, der dann in den Ofen zurückgeführt wurde und 15 Minuten erwärmt wurde. Das erwärmte Zeolith-Pulver wurde dann sofort nach dem Entfernen aus dem Ofen bei Raumtemperatur in einen Al₂O₃-Tiegel geschüttet und gekühlt. Das sich ergebende Material wies nach der 48stündigen Einwirkung von Umgebungsbedingungen aufgrund der Wasseraufnahme die Gewichtszunahme auf, die in der nachstehenden Tabelle aufgeführt ist. Die DTS-Zeit der TempRite^® 3104-CPVC-Kontrolle erhöhte sich nach der Zugabe von 3 phr des entsprechenden Zeolithen von 14 Minuten auf den Wert, der auch in der nachstehenden Tabelle II aufgeführt ist.
Diese Reihe von Versuchen wurde entworfen, um den Effekt von ZnCl₂, C₁₁H₂₃COOH und des Schocktemperns auf die Teilchengrößenverteilung zu untersuchen, um die Zeolith-Reaktivität und die H₂O-Aufnahme in ein ausgewogenes Verhältnis zu bringen, sowie die Auswirkung des Scheiterns des Schocktemperns auf die dynamische Wärmebeständigkeit des Kompounds zu untersuchen. Der in diesen Beispielen verwendete kommerzielle Zeolith war Molekularsieb-Zeolith 4A, der eine mittlere Teilchengröße von weniger als 5 μm hat, von Aldrich erhältlich ist und die Produktnummer 23,366-8 (Chargennummer 03024-JQ) hat. Im Beispiel Nr. 28 wurde unter den angegebenen Bedingungen kein Zeolith gebildet.
Beispiel XXXIII
Ein anderes Zeolith-4A-Pulver wurde durch individuelles Herstellen der folgenden Lösungen synthetisiert: Natriumsilicat-, Natriumaluminat- und Natriumhydroxid-Lösungen. Die Natriumsilicat-Lösung wurde hergestellt, indem man 195 g Na₂SiO₃·5H₂O und 1,5 g Natriumlaurylsulfat in 525 g Wasser löste. Die Natriumaluminat-Lösung wurde hergestellt, indem man 115 g NaAlO₂ in 415 g Wasser löste, wozu eine NaOH-Lösung gegeben wird, die 210 g NaOH und 420 g Wasser umfasst. Die sich ergebende Natriumaluminat/Natriumhydroxid-Lösung wurde unter Rühren bei Raumtemperatur zu der Natriumsilicat-Lösung gegeben. Sofort bildete sich ein dickes Gel. Das Rühren wurde einige Minuten fortgesetzt, bis eine gleichmäßige Mischung erhalten wurde. Das System wurde etwa 16 Stunden bei Raumtemperatur gealtert. Nach dieser Alterungszeit begann das Rühren erneut, und das System wurde auf 60 °C gebracht. Die Reaktionstemperatur wurde 3 Stunden lang beibehalten. Die Lösung wurde dann filtriert, und es wurde gespült.
Das Zeolith-4A-Pulver (wie durch Röntgenbeugung bestätigt wurde) hatte einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,35 μm und einen <90 %-Wert von 0,50 μm, wie unter Verwendung eines Coulter LS Particle Size Analyzer bestimmt wurde.
Eine bei 350 °C dehydratisierte Probe wies nach viertägiger Einwirkung von Umgebungsbedingungen eine Gewichtszunahme von 22 % auf. Die dynamische Wärmebeständigkeit (DTS), gemessen gemäß ASTM D 2532 in einem TempRite^® 3104 CPVC-Kompound (im Handel von B.F. Goodrich Company erhältlich), wurde mit und ohne den obigen Zeolithen 4A bestimmt, wobei man ein Brabender-Drehmoment-Rheometer verwendete, das auf eine Becher-Temperatur von 208 °C, 35 U/min und eine Belastung von 70 g eingestellt wurde. Die DTS-Zeit der TempRite^® 3104 CPVC-Kontrolle betrug 20 Minuten. Bei der Zugabe von 3 Teilen pro 100 Teile Harz (phr) des Zeolithen 4A, der gemäß diesem Beispiel hergestellt wurde, zu dem TempRite^® 3104-Kompound erhöhte sich die DTS-Zeit auf 35 Minuten, was eine Zunahme der Wärmebeständigkeit von 75 % darstellt.
Beispiel XXXIV
Ein kommerzielles Zeolith-4A-Pulver (Aldrich Produkt Nr. 23,366-8 (Chargen-Nr. 03024 JQ)) hat die folgende Teilchengrößenverteilung, die unter Verwendung eines Coulter LS Particle Size Analyzer bestimmt wurde: ein mittlerer Teilchendurchmesser von 2,5 μm, ein medianer Teilchendurchmesser von 2,4 μm und ein <90 %-Wert von 4,6 μm. Eine bei 350 °C dehydratisierte Probe wies nach einer zweitägigen Einwirkung von Umgebungsbedingungen eine Gewichtszunahme von 21 % auf.
Ein 100 ml Al₂O₃-Tiegel wurde in einem Muffelofen auf 840 °C erwärmt. Der Tiegel wurde aus dem Ofen herausgezogen, und ein Anteil von 20,0 g des dehydratisierten kommerziellen Zeolithen, der oben beschrieben wurde, wurde in den Tiegel gegeben, der dann in den Ofen zurückgeführt wurde und 15 Minuten erwärmt wurde. Das erwärmte Zeolith-Pulver wurde dann sofort nach dem Entfernen aus dem Ofen in einen anderen Tiegel bei Raumtemperatur geschüttet. Das sich ergebende Material wies nach der 48stündigen Einwirkung von Umgebungsbedingungen aufgrund der Wasseraufnahme eine Gewichtszunahme von 1,0 % auf. Die DTS-Zeit der TempRite^® 3104 CPVC-Kontrolle erhöhte sich nach der Zugabe von 3 phr des schockgetemperten Zeolithen von 16 Minuten auf 31,5 Minuten (eine DTS-Zunahme von 97 %).
Beispiel XXXV
Ein kommerzielles Zeolith-4A-Pulver (Aldrich Produkt Nr. 23,366-8 (Chargen-Nr. 03024 JQ)) hatte die folgende Teilchengrößenverteilung, die unter Verwendung eines Coulter LS Particle Size Analyzer bestimmt wurde: eine mittlere Teilchengröße von 2,5 μm, eine mediane Teilchengröße von 2,4 μm und einen <90 -Wert von 4,6 μm. Eine bei 350 °C dehydratisierte Probe wies nach einer zweitägigen Einwirkung von Umgebungsbedingungen eine Gewichtszunahme von 21 % auf.
Ein 100 ml Al₂O₃-Tiegel wurde in einem Muffelofen auf 820 °C erwärmt. Der Tiegel wurde aus dem Ofen herausgezogen, und ein Anteil von 20,0 g eines dehydratisierten kommerziellen Zeolithen, der oben beschrieben wurde, wurde in den Tiegel gegeben, der dann in den Ofen zurückgeführt wurde und 15 Minuten erwärmt wurde. Das erwärmte Zeolith-Pulver wurde dann sofort nach dem Entfernen aus dem Ofen in einen Edelstahlbecher geschüttet, der mit Trockeneis gekühlt wurde. Das sich ergebende Material wies nach der 48stündigen Einwirkung von Umgebungsbedingungen aufgrund der Wasseraufnahme eine Gewichtszunahme von 3,2 % auf. Die DTS-Zeit der TempRite^® 3104 CPVC-Kontrolle erhöhte sich nach der Zugabe von 3 phr des schockgetemperten Zeolithen von 13 Minuten auf 25 Minuten (eine DTS-Zunahme von 92 %).
Beispiel XXXVI
TempRite^® 3210 CPVC-Kompound (erhältlich von The B.F. Goodrich Co.) wurde unter Verwendung verschiedener Zeolithe als Wärmestabilisatoren spritzgegossen.
Der in diesem Versuch verwendete Zeolith 4A wurde im Labor synthetisiert, wie oben im Beispiel IV beschrieben wurde. Der Zeolith 13X wurde – wie in US-A-3,308,326 beschrieben ist – mit den folgenden anfänglichen Reaktionsteilnehmer-Verhältnissen im Labor synthetisiert: H₂O/Na₂O = 37,4, Na₂O/SiO₂ = 1,3, SiO/Al₂O₃ = 3. Das hergestellte Zeolith-13X-Pulver (wie durch Röntgenbeugung bestimmt wurde) hatte eine mittlere Teilchengröße von 1,5 μm und einen <90 %-Wert von 2,1 μm, wie unter Verwendung eines Coulter LS Particle Size Analyzer bestimmt wurde. Beide Zeolithe wurden vor dem Kompoundieren 24 Stunden lang in einem Ofen bei 450 °C getrocknet. Die Bestandteile wurden in einem Banbury-Mischer vereinigt, bis die Schmelzmisch-Temperatur 196,1 °C (385 °F) erreichte, dann wurde die Mischung vor der Herstellung von Würfeln zu Bahnen gewalzt.
Stäbe wurden für verschiedene Tests (Zugeigenschaften, Schlagzähigkeit und Temperaturformstabilität) bei 221,1 °C (430 °F) spritzgegossen. Die physikalischen Eigenschaften sowie eine Beschreibung der chemischen Zusammensetzung und der Teilchengröße der Zeolithe sind in der Tabelle III zusammengefasst.
Der Kongorot-Test wurde gemäß DIN-Standard 53381, Teil 1 gemessen. Die Kerbschlagzähigkeit nach Izod wurde gemäß ASTM D 256-93A gemessen, die Fall-Schlagzähigkeit und das Schraubstock-Zerbrechen wurden gemäß ASTM F 441 gemessen, die Zugversuche wurden gemäß ASTM D 638-95 gemessen und die Formbeständigkeitstemperatur (HDT) wurde gemäß ASTM D 648-95 gemessen.
Tabelle III
Dieser Versuch erläutert, dass die Verwendung eines Zeolithen einer kleinen Teilchengröße mit reduziertem Wassergehalt die Wärmebeständigkeit eines CPVC- Kompounds erhöht, wobei gute physikalische Eigenschaften wie Schlagzähigkeit, Zugfestigkeit und HDT beibehalten werden.
Beispiel XXXVII
Ein ähnlicher Versuch wurde mit einem kommerziellen Hochtemperatur CPVC-Kompound – TempRite^® 3214 CPVC – durchgeführt, wobei ein Zeolith 4A einer geringen Teilchengröße, der 8 Gew.-% Wasser enthält, zu 2 phr verwendet wurde. Die Eigenschaften des Zeoliths 4A, der für den Versuch verwendet wurde, sind in der folgenden Tabelle IV aufgeführt (Teilchengröße und Feuchtigkeitsgehalt). Der Zeolith 4A wurde synthetisiert, wie im Beispiel XXIII beschrieben wurde, und 15 Minuten lang bei 740 °C einem Schocktempern unterzogen, und zwar auf exakt die gleiche Weise wie derjenigen, die oben beschrieben wurde. Stäbe wurden bei 237,8 °C (460 °F) spritzgegossen, und die physikalischen Eigenschaften der geformten Proben sind in der Tabelle IV aufgeführt.
Tabelle IV
Dieses Beispiel zeigt, das ein CPVC-Kompound, das einen Zeolithen einer geringen Teilchengröße mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 8 Gew.-% enthält, schlechte physikalische Eigenschaften aufweist, und zwar wegen des Ausgasens während der Verarbeitung.
Beispiel XXXVIII
Ein anderer Versuch wurde mit einem kommerziellen Hochtemperatur-CPVC-Kompound – TempRite^® 3214 CPVC – durchgeführt, wobei Zeolith 4A in verschiedenen Konzentrationen verwendet wurde. Die Eigenschaften des Zeoliths 4A, der für jeden Versuch verwendet wurde, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt (Teilchengröße und Feuchtigkeitsgehalt). Die Zeolithe in den Versuchen 2 b bis 2 d wurden synthetisiert, wie im Beispiel IV beschrieben wurde, und 15 Minuten lang bei 840 °C einem Schocktempern unterzogen. Eine Agglomeration der einzelnen Teilchen tritt nach dem Tempern auf, wie durch die Teilchengrößenverteilung in Tabelle V angegeben ist. Der Versuch 2e enthält einen kommerziellen Zeolithen 4A von Aldrich, der nicht getrocknet wurde. Stäbe wurden bei 237,7 °C (460 °F) spritzgegossen, wie oben beschrieben wurde, und die physikalischen Eigenschaften der geformten Proben wurden aufgezeichnet.
Tabelle V
Dieses Beispiel zeigt, dass ein CPVC-Kompound, das einen Zeolithen einer großen Teilchengröße ohne Feuchtigkeitsgehalt enthält; eine bessere Wärmebeständigkeit und Verarbeitung – verglichen mit der Kontrolle -, aber schlechte physikalische Eigenschaften aufweist.
Beispiel XXXIX
Die physikalischen Eigenschaften wurden bei dem kommerziellen CPVC-Kompound TempRite^® 3107 CPVC unter Zugabe von Zeolith 4A gemessen, der synthetisiert wurde, wie im Beispiel XXXIII beschrieben ist. Die Zeolith-Proben wurden 24 Stunden bei 450 °C getrocknet. Der Zeolith wurde entweder mit 33 Gew.-% Butylzinn-Stabilisator (Mark 292, erhältlich von Witco Chemical) oder mit 37,5 Gew.-% Polydimethylsiloxan-Öl (SF100, erhältlich von GE Plastics) beschichtet, wobei bei Raumtemperatur unter hohem Scheren vermischt wurde. Die polymere Beschichtung wurde aufgetragen, um eine erneute Absorption von Wasser zu verhindern. Die Kompounds wurden 15 Minuten lang mit einem Henschel-Mischer bei 3600 U/min und 93,3 °C (200 °F) vermischt, dann bei 204,4 °C (400 °F) zu Bahnen gewalzt, bevor Platten gepresst wurden. Stäbe wurden ausgeschnitten, um die physikalischen Eigenschaften zu messen, wie in der Tabelle VI aufgeführt ist.
Tabelle VI
Dieses Beispiel zeigt, dass ein CPVC-Kompound, das einen Zeolithen mit geringer Teilchengröße und reduziertem Feuchtigkeitsgehalt enthält, verglichen mit der Kontrolle gute physikalische Eigenschaften beibehält.
Beispiel XXXX
Die Kerbschlagzähigkeit nach Izod und die Wärmebeständigkeit wurden bei dem kommerziellen CPVC-Kompound 3107 unter Zugabe von Zeolith 4A – der synthetisiert wurde, wie im Beispiel XXXIII beschrieben ist – oder als Alternative unter Zugabe des im Handel erhältlichen Zeolithen von Aldrich gemessen. Die Zeolith-Proben wurden 24 Stunden bei 450 °C getrocknet. Stäbe wurden ausgeschnitten, um die Schlagzähigkeit zu messen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle VII aufgeführt.
Tabelle VII
Die DTS-Zunahme in der Tabelle VII und das Auftragen sind wie folgt definiert: (DTS_{zeolithhaltig} – DTS_{Kontrolle (kein Zeolith)}/DTS_Kontrolle × 100%).
Dieses Beispiel zeigt, dass ein Zeolith mit geringer Teilchengröße und reduziertem Feuchtigkeitsgehalt notwendig ist, um eine verbesserte thermische Stabilisierung zu erreichen, wobei gute Schlagzähigkeitseigenschaften im CPVC beibehalten werden.
Beispiel XXXXI
Zwei Kompounds wurden unter Verwendung von Geon 103EPF76 PVC-Harz von The Geon Company folgendermaßen hergestellt. Die Bestandteile wurden in einem Farrel-Intensivmischer vermischt, bei 165,5 °C (330 °F) entfernt und durch eine KSBI-Mühle einer Größe von 3,04 m×6,08 m (10'× 20') aufgearbeitet, wobei die vordere Walze auf 215,5 °C (420 °F) eingestellt wurde und die hintere Walze auf 204,4 °C (400 °F) eingestellt wurde. Platten wurden dann aus dem aufgearbeiteten Material ausgeschnitten und zu einer Dicke von 7,61 mm (1/4 inch) formgepresst. Stäbe wurden dann für die Kerbschlagzähigkeit nach Izod gemäß ASTM D 256-93A aus den Platten ausgeschnitten. Das verbleibende Kompound wurde dann zu Würfeln geschnitten, und Streifen einer Breite von 7,62 cm (3 inch) und einer Dicke von 0,9 mm (0,035 inch) wurden unter Verwendung eines Brabender-Einschneckenextruders eines Durchmessers von 19,05 mm (3/4 inch) bei 195 °C extrudiert. Ein Testen der Schlagzähigkeit bei variabler Höhe (Variable Height Impact Testing) (VHIT) der Streifen wurde gemäß ASTM D 4226 durchgeführt. Ein kommerzieller Zeolith von Aldrich wurde in diesem Fall verwendet, er hatte eine große Teilchengröße (wie in der Tabelle VIII beschrieben wird) und wurde 1 Stunde lang bei 800 °C einem Schocktempern unterzogen, um jegliche Wasserabsorption zu verhindern.

Die folgende Rezeptur wurde verwendet:

PVC 103EPF76	100 phr
Dibutylzinn-bis(2-ethylhexylmercaptoacetat)	2
Titandioxid	6
Calciumstearat	1
acrylisches Verarbeitungshilfsmittel	1,5
schlagzähmachender Hilfsstoff	6
schockgetemperter kommerzieller Zeolith	4

Tabelle VIII
Dieses Beispiel erläutert, dass ein im Handel erhältlicher Zeolith mit reduziertem Wassergehalt, verglichen mit der Kontrolle, schlechtere Kerbschlagzähigkeitswerte nach Izod und VHIT-Schlagzähigkeitswerte in einem PVC-Kompound ergibt.
Beispiel XXXXII
Zwei Kompounds wurden unter Verwendung von PVC 103EPF76-Harz von The Geon Company auf folgende Weise hergestellt. Die Bestandteile wurden 15 Minuten in einem Henschel-Mischer bei 3600 U/min vermischt. Streifen einer Breite von 5,08 mm (2 inch) und einer Dicke von 0,9 mm (0,035 inch) wurden bei 200 °C durch einen konischen Doppelschneckenextruder von Haake extrudiert. Der in diesem Fall verwendete Zeolith wurde hergestellt, wie im Beispiel XXXIII beschrieben ist, und vor der Verwendung in einem Ofen bei 450 °C getrocknet.
Seine Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Die Werte des Variable Height Impact Testing (VHIT) wurden mit den Streifen gemessen, um die Schlagzähigkeitseigenschaften zu quantifizieren (ASTM D 4226).

Die folgende Rezeptur wurde verwendet:

PVC 103EPF76	100 phr
Dibutylzinn-bis(2-ethylhexylmercaptoacetat)	1,6
Titandioxid	1
Calciumstearat	1,5
Paraffinwachs	1,5
oxidiertes Polyethylen	0,1
acrylisches Verarbeitungshilfsmittel	1,0
schlagzähmachender Hilfsstoff	5

Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten: Tabelle IX
Dieses Beispiel erläutert, dass ein Zeolith einer geringen Teilchengröße mit reduziertem Wassergehalt gute Schlagzähigkeitsergebnisse ergibt, wie durch die VHIT-Werte der PVC-Streifen erläutert wird.
Beispiel XXXXIII
3 phr eines kommerziellen Zeolith-4A-Pulvers (wie erhalten, Aldrich Nr. 23,366-8, Chargen-Nr. 03024-JQ) wurden zu einem kommerziellen CPVC-Kompound (TempRite^® 3104 CPVC) gegeben. Der Zeolith hatte die folgende Teilchengrößenverteilung: einen mittleren Teilchendurchmesser von 2,5 μm, einen medianen Teilchendurchmesser von 2,4 μm und einen <90 %-Wert von 4,6 μm, wobei man einen Coulter LS Particle Size Analyzer verwendete. Die gleiche Probe, die bei 350 °C dehydratisiert wurde, wies nach zweitägiger Einwirkung von Umgebungsbedingungen eine Gewichtszunahme von 21 % auf. Die DTS-Zeit der TempRite^®-3104-CPVC-Kontrolle stieg nach Zugabe von 3 phr des kommerziellen Zeolithen von 13 Minuten auf 33 Minuten an (eine DTS-Zunahme von 154 %). Jedoch fiel die "Staircase-Drop"-Schlagzähigkeit bei 22,8 °C um 52 % ab (Kontrolle 33,9 J (25 ft. lbs.), verglichen mit dem Kompound mit Zeolith 4A: 16,3 J (12 ft. lbs.), und die Umfangsspannung bei 82,2 °C fiel um 16 % ab (Kontrolle: 33,78 MPa (4900 psi), gegenüber dem Kompound mit Zeolith 4A: 28,40 MPa (4120 psi)), wie mit einem extrudierten SDR-11-Rohr einer Größe von 19 mm (3/4 inch), hergestellt aus TempRite^® 3104 CPVC, gemessen wurde.
Beispiel XXXXIV
3 phr eines schockgetemperten kommerziellen Zeolith-4A-Pulvers (Aldrich Zeolith 4A, das 15 Minuten bei 840 °C schockgetempert wurde) wurden zu einem kommerziellen CPVC-Kompound (TempRite^® 3104 CPVC) gegeben. Die Teilchengrößenverteilung des schockgetemperten Zeolithen wurde wie folgt bestimmt: ein mittlerer Teilchendurchmesser von 3,1 μm, ein medianer Teilchendurchmesser von 3,1 μm und ein <90 %-Wert von 5,7 μm, wobei man einen Coulter LS Particle Size Analyzer verwendete. Die schockgetemperte Probe wies nach zweitägiger Einwirkung von Umgebungsbedingungen eine Gewichtszunahme von <2 % auf. Die DTS-Zeit der TempRite^®-3104-CPVC-Kontrolle stieg von 16 Minuten auf 33 Minuten an (eine DTS-Zunahme von 106 %). Jedoch fiel die "Staircase-Drop"-Schlagzähigkeit bei 22,8 °C um 44 % ab (Kontrolle 33,8 J (25 ft. lbs.), verglichen mit dem Kompound mit dem schockgetemperten Zeolith: 18,97 J (14 ft. lbs.), und die Umfangsspannung bei 82,2 °C fiel um 9 % ab (Kontrolle: 33,78 MPa (4900 psi)), gegenüber dem Kompound mit dem schockgetemperten Zeolithen: 30,75 MPa (4460 psi), wie mit einem extrudierten SDR-11-Rohr einer Größe von 19 mm (3/4 inch), hergestellt aus TempRite^® 3104 CPVC, gemessen wurde.
Beispiel XXXXV
Polyvinylchlorid wurde mit verschiedenen Additiven vermischt, um ein Auskleidungskompound herzustellen, wobei man die folgende Formulierung (in Gewichtsteilen) in der Tabelle X verwendete: Tabelle X
Der Zeolith wurde hergestellt und schockgetempert, wie im Beispiel IV gezeigt wird. Die Formulierung wurde gut vermischt und in ein Drehmoment-Rheometer gegeben, das unter den folgenden Bedingungen (ASTM D 2532) betrieben wurde, wie in der Tabelle XI aufgeführt ist: Tabelle XI
Die Formulierung wurde kontinuierlich bei hoher Temperatur vermischt, bis ein Abbau eintrat, wie sich durch eine wesentliche Änderung des Drehmoments zeigte. Die Ergebnisse in der Tabelle XII zeigen, dass die Zugabe von schockgetempertem Zeolith die Stabilitätszeit beträchtlich erhöhte, die für die Auskleidungsformulierung für eine PVC-Abdichtungs/Einheitskonstruktion beobachtet wurde.
Tabelle XII
Beispiel XXXXVI
Polyvinylchlorid wurde mit verschiedenen Additiven vermischt, um ein Rohrformstück-Kompound herzustellen, wobei man die folgende Formulierung (in Gewichtsteilen) in der Tabelle XIII verwendete: Tabelle XIII
Der Zeolith wurde synthetisiert und schockgetempert, wie im Beispiel IV beschrieben ist. Die Formulierung wurde gut vermischt und in ein Drehmoment-Rheometer gegeben, das bei den folgenden Bedingungen (ASTM D2532) in der Tabelle XIV betrieben wurde: Tabelle XIV
Die Formulierung wurde kontinuierlich bei hoher Temperatur vermischt, bis ein Abbau eintrat, wie sich durch eine wesentliche Änderung des Drehmoments zeigte. Die Ergebnisse in der Tabelle XV zeigten, dass die Zugabe von schockgetempertem Zeolith die Stabilitätszeit beträchtlich erhöhte, die für die PVC-Rohrformstück-Formulierung beobachtet wurde.
Tabelle XV
Beispiel XXXXVII
Eine 1 inch-Schema-40-Rohrextrusion wurde unter Verwendung eines CM-55 HP Doppelschneckenextruders mit einem kommerziellen TempRite^® 3104 CPVC-Kompound durchgeführt, wobei man 3 Teile kommerziellen Zeoliths von Aldrich verwendete, der einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 3,1 μm und einen 90 %-Wert und einen <90 %-Wert von 5,7 μm hatte. Der Zeolith wurde vor dem Kompoundieren 24 Stunden bei 450 °C getrocknet. Ein Doppelschneckenextruder mit entgegengesetzt rotierenden, ineinandergreifenden Schnecken, CM55HP, hergestellt von Cincinnati Milacron, wurde zur Extrusion des Rohrs verwendet. Der Extruder wurde bei 215,5 °C (420 °F) und einer Schnecken-Umdrehungsgeschwindigkeit von 20 U/min in diesem Beispiel betrieben. Die Ergebnisse der physikalischen Eigenschaften der extrudierten Probe (Rohreigenschaften) sind wie folgt in der Tabelle XVI aufgeführt: Tabelle XVI
Obwohl in diesem Extrusionsversuch die Wärmebeständigkeit durch das Vorliegen des kommerziellen Zeoliths erhöht wird, wird dadurch auch die "Staircase-Drop"-Schlagzähigkeit bei 22,7 °C (73 °F) um 50 % bis 80 % reduziert und bei 0 °C (32 °F) um über 40 % reduziert; der Test des Zerbrechens im Schraubstock ist in Abwesenheit oder Gegenwart des Zeolithen im Wesentlichen gleichwertig, und das Aussehen des Rohrs ist schlechter, wenn der Zeolith mit großer Teilchengröße verwendet wird (Pickel).
Beispiel XXXXVIII

Zwei Kompounds wurden formuliert, indem man das Zweistufen-CPVC-Harz mit 69,7 % Chlor verwendete, das hergestellt wurde, wie in US-A-5,216,088 beschrieben ist. Diese Harze wurden unter Verwendung der 69,5 % Chlor-Rezeptur, die in der Tabelle 3 der Europäischen Patentanmeldung EP-A-808851 beschrieben ist, mit den folgenden Modifizierungen zu Kompounds formuliert: Zweistufen-CPVC-Harz mit 69,7 % Chlor und 3 Teile chloriertes Polyethylen sowie 0,25 Teile Antioxidationsmittel, zusammen mit kommerziellem Linde 13X Zeolith, der zuvor 54 Stunden bei 286 °C getrocknet wurde und anschließend unter Vakuum gekühlt wurde, wurden in diesem Beispiel verwendet, und zwar auf folgende Weise. Zeolith 13X hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 5,5 μm und wurde sofort zur Minimierung der Wasserabsorption verwendet. Die Inhaltsstoffe wurden in dem Farrell-Intensivmischer gut vermischt, bei 420 °C entfernt und mit der KSBI-Mühle einer Größe von 3,04 m × 6,08 m (10' × 20') bearbeitet, wobei die vordere Walze auf 221,1 °C (430 °F) eingestellt wurde, und die hinteren Walzen auf 215,5 °C (420 °F) eingestellt wurden. Dann wurden Platten aus dem bearbeiteten Material ausgeschnitten und zu einer Dicke von 3,1 mm (1/8 inch) und einer Dicke von 6,35 mm (1/4 inch) formgepresst, wobei man die folgenden Wabash-Pressbedingungen verwendete:

Druckeinstellung	45 360 kg (50 Tonnen)
Druck-Temperatur	410 °C
niedriger Druck	6 Minuten
hoher Druck	3 Minuten
Vorstoß-Entlüftungspause	15 Sekunden
Entlüftungspause zwischen Stößen	5 Sekunden
freie Stoßzeit	8 Sekunden
Stoßzähler	2

Stäbe wurden aus den fertigen Platten für die Kerbschlagzähigkeit nach Izod gemäß ASTM D 256-93A und die Zugfestigkeit gemäß ASTM D 638-94B geschnitten. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle XVII aufgeführt: Tabelle XVII
Dieses Beispiel zeigt, dass im Handel erhältlicher Zeolith, der getrocknet wurde, die Wärmebeständigkeitszeit erhöht, wie durch die längere DTS-Zeit gezeigt wird, aber schlechtere Kerbschlagzähigkeitswerte nach Izod ergibt, und zwar als Ergebnis der großen Teilchengröße.

Claims

Halogen-enthaltende Polymer-Verbindung, umfassend ein Halogenenthaltendes Polymer und einen modifizierten Zeolith-Stabilisator, wobei der Zeolith-Stabilisator Folgendes aufweist: einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,25 – 1,5 μm, einen "<90 %-Wert des Teilchendurchmessers" von 0,30 – 3 μm – was bedeutet, dass 90 Gew.-% der Teilchen einen Teilchendurchmesser unterhalb des "<90 %-Wertes des Teilchendurchmessers" haben – und einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-%.
Halogen-enthaltende Verbindung gemäß Anspruch 1, wobei die Zeolith-Teilchen schockgetempert werden.
Halogen-enthaltende Verbindung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das Halogen-enthaltende Polymer aus der Gruppe ausgewählt wird, bestehend aus Polyvinylchlorid, chloriertem Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylbromid, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Copolymeren von Vinylchlorid mit einem copolymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Monomer, das aus Vinylacetat, Vinylbutyrat, Vinylbenzoat, Alkylfumaraten und -maleaten, Vinylpropionat, Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, Methyl-α-chloracrylaten, Styrol, Vinylethern, Vinylketonen, Acrylnitril, Chloracrylnitril, Allylidendiacetat, Chlorallylidendiacetat, Ethylen und Propylen ausgewählt ist, und irgendwelchen Kombinationen der obigen Polymere.
Halogen-enthaltende Verbindung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, wobei das Halogen-enthaltende Polymer chloriertes Polyvinylchlorid ist.
Halogen-enthaltende Verbindung gemäß Anspruch 4, wobei der Wassergehalt des Zeolithen geringer als 8 Gew.-% ist.
Halogen-enthaltendes Polymer gemäß Anspruch 3, wobei das Halogenenthaltende Polymer Polyvinylchlorid ist.
Halogen-enthaltendes Polymer gemäß Anspruch 1, wobei der Zeolith in einer Menge von 0,5 – 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Halogen-enthaltendes Polymers vorliegt.
Halogen-enthaltendes Polymer gemäß Anspruch 4, das eine dynamischthermische Stabilität (ASTM D 2538) bei 220 °C von 10 – 60 Minuten hat.
Halogen-enthaltendes Polymer gemäß Anspruch 4, das eine Kerbschlagzähigkeit nach Izod (ASTM D 256-93A) im Bereich von 53,38 – 1067,6 J/m (1,0 – 20 ft.lb/in.) hat.
Halogen-enthaltendes Polymer gemäß Anspruch 4, das eine Formbeständigkeitstemperatur (ASTM D 648-95) im Bereich von 80 °C bis 140 °C hat.
Halogen-enthaltendes Polymer gemäß Anspruch 4, das eine Zugfestigkeit (ASTM 638-95) im Bereich von 34,47 – 68,94 MPa (5000 – 10 000 psi) hat.
Halogen-enthaltendes Polymer gemäß Anspruch 1, wobei der Zeolith ein hydratisiertes Silicat von Aluminium und Natrium ist.
Verfahren zur Herstellung einer stabilisierten, Halogen-enthaltenden Verbindung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend das Vermischen eines Halogen-enthaltenden Harzes mit einem modifizierten Zeolith-Stabilisator, wobei der Zeolith-Stabilisator einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 0,25 – 1,5 μm hat – wobei ein <90 %-Wert des Teilchendurchmessers von 0,30 bis 3 μm bedeutet, dass 90 Gew.-% der Teilchen einen Teilchendurchmesser unterhalb des <90 %-Wertes des Teil chendurchmessers haben – und der Zeolith-Stabilisator modifiziert wurde, um einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-% aufzuweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die Zeolith-Teilchen schockgetempert werden.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 12 oder 14, wobei das Halogenenthaltende Polymer aus der Gruppe ausgewählt wird, bestehend aus Polyvinylchlorid, chloriertem Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylbromid, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Copolymeren von Vinylchlorid mit einem copolymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Monomer, das aus Vinylacetat, Vinylbutyrat, Vinylbenzoat, Alkylfumaraten und -maleaten, Vinylpropionat, Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, Methyl-α-chloracrylaten, Styrol, Vinylethern, Vinylketonen, Acrylnitril, Chloracrylnitril, Allylidendiacetat, Chlorallylidendiacetat, Ethylen und Propylen ausgewählt ist, und irgendwelchen Kombinationen der obigen Polymere.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Halogen-enthaltende Polymer chloriertes Polyvinylchlorid ist.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei der Wassergehalt des Zeolithen geringer als 8 Gew.-% ist.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Halogen-enthaltende Polymer Polyvinylchlorid ist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Zeolith in einer Menge von 0,5 – 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Halogen-enthaltenden Polymere vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Halogen-enthaltende Verbindung mit dem Zeolithen eine dynamisch-thermische Stabilität (ASTM D 2538) bei 220 °C von 10 – 60 Minuten hat.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Halogen-enthaltende Verbindung mit dem Zeolithen eine Kerbschlagzähigkeit nach Izod (ASTM D 256-93A) im Bereich von 53,38 – 1067,6 J/m (1,0 – 20 ft.lb/in.) hat.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Halogen-enthaltende Verbindung mit dem Zeolithen eine Formbeständigkeitstemperatur (ASTM D 648-95) im Bereich von 80 °C bis 140 °C hat.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Halogen-enthaltende Verbindung mit dem Zeolithen eine Zugfestigkeit (ASTM 638-95) im Bereich von 34,47 bis 68,94 MPa (5000 – 10 000 psi) hat.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Zeolith ein hydratisiertes Silicat von Aluminium und Natrium ist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Zeolith mit einem anorganischen, organischen oder niedermolekularen Überzug beschichtet wird, um zu verhindern, dass Wasser in den Zeolithen eintritt.
Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei der Überzug Polymethylsiloxan ist.
Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei der Überzug Dibutylthioglycolat ist.