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Plastische Massen Die Erfindung betrifft Kunstmassen aus Äthylcellulose,
die mit Ditertiäroctyldiphenyloxyd plastiziert worden sind und die für Ausstoß-,
Kompressions-oder Spritzverformungsverfahren gleich geeignet sind.
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Es ist bekannt, daß ein Plastiziermittel eine oder zwei erwünschte
Eigenschaften einem thermoplastischen Material erteilen kann, daß dann aber sich
bei anderen Eigenschaften ein unerwünschter Einfluß geltend macht. So wird, wenn
ein Plastiziermittel die Biegsamkeit verbessert oder wenn es die Dehnung von Gegenständen,
die aus einer besonderen plastischen Masse hergestellt worden sind, erhöht, doch
häufig gefunden, daß der Punkt, bei dem ein Nachgeben der Dehnung eintritt, auf
unerwünscht niedrige Werte absinkt. Mithin werden Plastiziermittel in den meisten
Fällen angewandt, um einen besonderen Effekt bei einer oder zwei Eigenschaften,
die für besondere Anwendungszwecke der Masse wichtig sind, herbeizuführen, und es
sind daher in verschiedener Weise modifizierte Massen, wenn auf die eine oder andere
Eigenschaft besonderer Nachdruck gelegt wird, erforderlich. Es sind bereits verschiedene
plastische Massen in den Handel gebracht worden, die als plastische Massen von allgemeiner
Anwendungsfähigkeit bezeichnet wurden, die jedoch dieses Ziel durchaus nicht erreichten.
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Es ist Gegenstand der Erfindung, eine plastische Masse aus Äthylcellulose
herzustellen, die für Ausstoß-und Verformungsbehandlungen bei mäßigen Temperaturen
und Drucken geeignet ist und bei dem die Masse folgende einzigartige Kombination
von Eigenschaften aufweist: schnelle Härtung nach Verformung zwecks Herstellung
von widerstandsfähigen Gegenständen, die eine größere Dehnung, eine größere Härte
und einen größeren Stoßwiderstand aufweisen und die eine geringere Neigung zur Wasseraufnahme
haben, als die üblich für allgemeine Zwecke oder für eine Verarbeitung bei niedrigeren
Temperaturen bestimmten Arten von plastischen Massen aus Äthylcellulose zeigen mit
wenigstens ebenso guten dielektrischen Eigenschaften, wie sie bekannte Massen aus
Äthylcellulose, die bisher hierfür empfohlen wurden, aufweisen. Noch vielseitiger
ist die plastizierte Äthylcellulosemasse nach der
Erfindung, die
sowohl zur Herstellung von Filmen, Lacken und anderen Überzügen als auch für Verformungs-
und Ausstoßverfahren geeignet ist.
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Es wurde gefunden, daß eine Äthylcellulosemasse hergestellt werden
kann, die alle oben erwünschten Eigenschaften hat. Der wesentlichste Bestandteil
dieser Masse ist Äthylcellulose, bestehend aus etwa 45 bis 48,5 °/Q Äthoxyl, obwohl
man auch eine etwas höher ätherifizierte Äthylcellulose gebrauchen kann, und weiterhin
Ditertiäroctyldiphenyloxyd als Plastiziermittel, wobei dieses in Beträgen von 2
bis 30 °/o der Summe der Gewichte von Äthylcellulose zuzüglich Plastiziermittel
zugegen ist. Für Verformungs- und Ausstoßzwecke hat die Äthylcellulose üblicherweise
einen Äthoxygehalt von 45 bis 47,5 °/o, und der Betrag an Plastiziermittel bewegt
sich zwischen 5 und 20 °/o.
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Das Ditertiäroctyldiphenyloxyd kann durch Kondensation von Diisobutylen
mit Diphenyloxyd in Gegenwart eines Katalysators nach Friedel Crafts, z. B. Aluminiumchlorid,
und durch anschließende fraktionierte Destillation der sich ergebenden Produkte
hergestellt werden. Die Verbindung oder Mischung der isomeren Verbindungen, die
hier als Plastiziermittel gebraucht werden, siedet bei 2io bis 2z5° bei 3 mm absolutem
Druck. Sie hat eine Dichte von o,944 bis 0,952 bei 2o bis 25°, einen Brechungsindex
von etwa 1,525 bei 25°, bezogen auf die D-Linie des Natriums, und eine Viscosität
in der allgemeinen Größenordnung von zwischen 5 000 und 7 ooo cSt und etwa
40 cSt bei 8o°. Bei sorgfältiger Ausführung der Destillation ist sie eine farblose
Flüssigkeit, aber bei gewerblicher Herstellung hat sie eine leicht gelbliche Färbung.
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Beispiele für plastische Massen aus Äthylcellulose und Ditertiäroctyldiphenyloxyd
in Anteilen, die besonders für drei typische Fabrikate geeignet sind, sind folgende
| I ( II I III |
| Äthylcellulose |
| 46 °/o Äthoxyl 75 cP ...... 83 94 - |
| 47,5 °/Q Athoxyl Zoo cP ...... - - 75 |
| Ditertiäroctyldiphenyloxyd .... 16 5 14 |
| Pentaerythritolester des |
| Kolophoniums (Pentalyn) io ' |
| Farbstoff .................... = i 1 |
| Zoo Zoo WO |
Beispiel I betrifft eine Masse, die für allgemeine Verformungs- und Ausstoßzwecke
brauchbar ist und besonders.bei der Spritzverformung geeignet ist. Nach Beispiel
II erhält man nach einem Ausstoßverfahren hergestellte Gegenstände von großer Härte,
die auch gegenüber thermischen Einflüssen sehr widerstandsfähig sind. Nach Beispiel
III erhält man eine Masse, die bei der Druckverformung sowie bei anderen Niederdruckverformungsverfahren
sehr brauchbar ist.
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Um die Vorzüge der neuen Massen erkennen zu lassen, werden aus diesen
hergestellte Gegenstände mit bekannten Massen verglichen. In der folgenden Tabelle
wird die neue Masse (A) nach Beispiel I erstens mit einer elektrisch gut isolierenden
Masse (B) geringer Wasserabsorptionsfähigkeit verglichen, zweitens mit einer Masse
(C), die dadurch ausgezeichnet ist, daß daraus hergestellte Gegenstände bei niedrigen
Temperaturen eine gute Biegsamkeit und hohe Stoßbeständigkeit aufweisen, sowie drittens
mit einer Masse (D), die im Handel befindlich ist, die als für alle Zwecke brauchbar
bezeichnet wird.
| A B I C D |
| Äthylcellulose 46 % Äthoxyl, 75 cP . . . . . . . . . . . .
. . 83 81: 81 81 |
| Plastiziermittel |
| Ditertiäroctyldiphenyloxyd .................... 16 - - - |
| Flüssiges Polymeres vom a-Methylstyrol |
| (Mol.-Gewicht 3oo bis 6oo) . . . . . . . . . . . . . . . :
. . - io - - |
| Monophenyldi-(o-xenyl)-phosphat .. : > »..*' *, * «' * '
* * - - - 16 |
| 2-Äthylhexylester der i2-Oxystearmsäure . . . . . . . . - -
18 - |
| Methylester der i2-Oxystearinsäure ............ - - - 2 |
| Raffiniertes Mineralöl ........................... - 8 - - |
| Farbstoff ...................................... 1 Z i 1 |
| Reißfestigkeit kg/cm2 .... . ...................... 315
350 301 266 |
| Dehnung in Prozent ............................. 14 io 8,5
10 |
| Oberflächenhärte nach Rockwell M (1/4 Zoll Kugel |
| io bis Zoo kg) ............................... 75 70 50 65 |
| Stoßfestigkeit mkg a. d. cm bei 21°, gekerbt ......
1,8 i,i i,g 1,3 |
| bei 21°, nicht gekerbt ........................ 13 6,5 io,8
6,5 |
| bei 18°, gekerbt .............................. 7,5 0,4 0,8
0,5 |
| bei i8°, nicht gekerbt ........................ 4,3 2,7 5,4
2,7 |
| Wasserabsorption, Zunahme nach 24stündigem Ein- |
| tauchen in Prozent ........................... o,g i,i 1,6
1,3 |
| Dielektrizitätskonstante i ooo Perioden- ....... 3,4
3,4 3,95 4,2 |
| i ooo ooo Perioden ....... 3,2 3,2 3,5 3,6 |
| Kraftfaktor in Prozent i ooo Perioden ....... 0,70 o,67
o,66 1,68 |
| i ooo ooo Perioden ..... . . i,ig i,8o 2,48 3,9o |
Es ist mithin ersichtlich, daß die Masse (A) nach dem Beispiel
I in jeder Hinsicht einer handelsüblichen Masse (B-D) überlegen ist, die für allgemeine
V erformungs- und Ausstoßzwecke bestimmt ist und daß sie gleichzeitig in bezug auf
entscheidende Eigenschaften den besonders für elektrische Isolierzwecke bestimmten
Massen (B) gleichwertig ist und auch den Massen (C), die bei tiefen Temperaturen
wirksam sein sollen. Nach Beispiel I erhält man geformte Massen, die niedrigere
Wasserabsorptionswerte aufweisen als irgendwelche Vergleichsmassen.
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Die neuen plastischen blassen bieten Vorteile nicht nur bezüglich
der Eigenschaften der Gegenstände, die daraus hergestellt werden sollen, wie der
vorhergehenden Tafel zu entnehmen, sondern auch bezüglich der Leichtigkeit, mit
der sie verarbeitet werden können. Dies ist darauf zurückzuführen, daß Ditertiäroctyldiphenyloxyd
in erheblichem Maße das Weichwerden verhindert und somit auch die Ausstoß- und Verformungstemperatur
der Äthylcellulosemassen herabsetzt, ohne daß damit untunliches Weichwerden des
fertiggestellten Gegenstandes eintritt. Diese Vereinigung von Eigenschaften ermöglicht
es z. B., die neuen Massen in Formen von unregelmäßigem Querschnitt auszustoßen,
ohne daß die Notwendigkeit besteht, daß eine verwickelte Einrichtung zur Unterstützung
und zum Tragen des Materials solange bis es abgekühlt ist, erforderlich ist, wenn
sich dieses Material weiter von der Ausstoßöffnung entfernt. Es werden hierdurch
auch kürzere als die üblichen Verformungszeiten möglich gemacht, weil die geformten
Gegenstände aus der Prägungsöffnung nach einer kürzeren Abkühlungszeit ausgestoßen
werden als die, die für viele Äthylcelluloseverformungsmassen erforderlich ist.
Es wird noch auf einen zusätzlichen Vorteil bei der Fabrikation hingewiesen, der
darin besteht, daß die neuen Massen keine Formablösungsmittel gebrauchen und daß
mit ihnen sehr glatte Gegenstände gebildet werden, Merkmale, die sonst bei aus Äthylcellulose
geformten Gegenständen selten sind.
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Das Plastiziermittel der Erfindung ist in allen üblichen Lacklösungsmitteln,
die bei Äthylcellulose gebraucht werden, löslich, und es kann gebraucht werden,
um Äthylcellulose, Äthylcellulosefilme und Lacküberzüge zu plastizieren. Derartige
Filme behalten in überraschender Weise hohe Festigkeitswerte, verglichen mit unmodifizierten
Filmen, aber sie haben sehr viel niedrigere Erweichungs- und Schmelzpunkte als der
nichtplastizierte Film. Gerade diese Kombination eines niedrigen Erweichungspunktes
und einer hohen Härte und Festigkeit macht die neuen Massen bei der Herstellung
von geformten und ausgestoßenen Gegenständen so brauchbar. Die folgende Tabelle
erläutert die Wirkung des Ditertiäroctyldiphenyloxyds auf die Festigkeit und den
Erweichungspunkt des Äthylcellulosefilms.
| a I b I c |
| Äthylcellulose |
| 46 °/a Äthoxyl, 5o cP 1) ...... ioo 87 71 |
| Ditertiäroctyldiphenyloxyd .... - 13 29 |
| Reißfestigkeit kg/cm2 ......... 611 572 5o6 |
| Elastizitätsgrenze kg/cm2 ..... 458 479 409 |
| Dehnung in Prozenten ........ 27 26 29 |
| Erweichungspunkt ° C . . . . . . . . 145 116 97 |
| Schmelzpunkt ° C . . . . . . . . . . . . 170 157 152 |
| 1) Die Viscosität der Äthylcellulose, ausgedrückt in Centi- |
| poisen wurde durch Bestimmung an einer 5gewichtsprozen- |
| tigen Lösung von Äthylcellulose in einer Mischung von |
| 70 : 3 0 Volumen Toluol und Äthylalkohol festgestellt. |
Die Erfindung ist auf Ditertiäroctyldiphenyloxyd als Modifizierungsmittel bei Massen
aus Äthylcellulöse beschränkt, weil das Monotertiäroctyldiphenyloxyd zu flüchtig
ist und die erwünschten Eigenschaften der Äthylcellulosemassen, die diesen Stoff
enthalten, nicht verbessert und weil Tritertiäroctyldiphenyloxyd bei allseitiger
Verwendbarkeit zu viscos ist, und weil diese Massen, wenn sie für spezielle Nutzanwendungen
brauchbar sind, doch nicht die allgemeine Anwendbarkeit aufweisen, die die Dioctylverbindung
hat.
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Die Erfindung ist auf Äthylcellulosemassen beschränkt, -weil das Ditertiäroctyldiphenyloxyd
unverträglich oder nahezu unverträglich ist mit folgenden Massen: Celluloseacetat,
Cellulosenitrat, Celluloseacetatbutyrat, Celluloseacetatpripionat, Polyvinylbutyrat,
Vinylchloridvinylacetatmischpolymere, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Mischpolymeren
des Vinylidenchlorids mit Vinylchlorid oder mit Acrylonitril.