DE60317038T2 - Schlagzähigkeitsverbessererzusammensetzungen für steife pvc-zusammensetzungen aus kohlenwasserstoffkautschuken und chloriertem polyethylen - Google Patents

Schlagzähigkeitsverbessererzusammensetzungen für steife pvc-zusammensetzungen aus kohlenwasserstoffkautschuken und chloriertem polyethylen Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft schlagzähigkeitsverbesserte Vinylchloridpolymerzusammensetzungen. Genauer betrifft diese Erfindung Polyvinylchlorid-Schlagmodifizierzusammensetzungen, aufweisend Gemische aus Kohlenwasserstoffkautschuk und chloriniertem Polyethylen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Polyvinylchlorid (PVC) ist sowohl in seiner steifen als auch in seiner flexiblen Form weit verwendet in derartigen Anwendungen wie Folien, Zugeschnittenem, Flächenmaterialien, Röhren und Schläuchen. Da steifes PVC ein hartes, brüchiges thermoplastisches Polymer ist, wird es oftmals mit einem Modifizierer gemischt, um eine Zusammensetzung zu bilden, die weniger fehleranfällig gegen Schläge ist. Bekannte PVC-Modifizierer umfassen polyacrylische Harze, Butadien enthaltende Polymere wie etwa Methacrylatbutadienstyrolterpolymer (MBS), und chlorinierte Polyethylen (CPE) Harze. Zum Beispiel ist in den US Patenten 3,006,889 und 3,209,055 der Gebrauch eines weiten Bereichs von chlorinierten und chlorosulfonierten Polyethylenen in Gemischen mit PVC offenbart. Diese Modifizierer bilden kleine kautschukartige Mikrodomänen, wenn sie in PVC Zusammensetzungen gemischt sind, die die Schlagzähigkeit dieser Zusammensetzungen verbessern.
  • Kohlenwasserstoffkautschuke wie Ethylen/Alpha-Olefin Copolymere haben gegenüber den zuvor erwähnten Modifizierern die Vorteile darin, daß sie eine geringe Dichte haben, ausgezeichnete Stabilität bei PVC Verarbeitungstemperaturen (z. B. 170–210°C) aufweisen und UV widerstandsfähig sind. Zum Beispiel ist in US Patent 5,925,703 Betso et al. der Gebrauch von linearen Ethylen/Alpha-Olefinen gelehrt, um die Schlagleistungsfähigkeit gefüllter thermoplastischer Zusammensetzungen, einschließlich Polyvinylchloriden, zu verbessern. Der Gebrauch dieser Kohlenwasserstoffkautschuke als Schlagmodifizierer für steife PVC Anwendungen ist durch die Tatsache gestört, daß die kleinen kautschukartigen Mikrodomänen nicht in dem Größenbereich gebildet worden sind, der für Schlagmodifizierung wirksam ist, wenn die Kohlenwasserstoffkautschuke in PVC Verbindungen gemischt werden.
  • Neuerdings sind Schlagmodifizierer offenbart worden, die Mischungen sind, welche chlorinierte Polyethylene und weitere Polymere enthalten. Als ein Beispiel offenbaren Aono et al. in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 7-11085 den Gebrauch einer Mischung eines chlorinierten Polyethylens, das aus einem Polyethylen mit Molekulargewicht von 50.000 bis 400.000 vorbereitet wurde, und AES Harz (Acrylonitril-EPDM-Styrol), optional in Kombination mit weiteren Polymeren, als ein Schlagmodifizierer für PVC. Weiter lehren in US Patent 6,124,406 Cinadr et al., daß blockartige chlorinierte Polyethylene verwendet werden können, um Kohlenwasserstoffkautschuke und PVC kompatibel zu machen, um eine PVC Zusammensetzung mit verbesserter Schlagzähigkeit zu ergeben. Das Cinadr Patent lehrt ebenfalls, daß zufällig chlorinierte Polyethylene, wie etwa Tyrin® chloriniertes Polyethylen zur Kompatibelmachung nicht wirksam sind, aufgrund der geringen zwischenflächigen Adhäsion zwischen dem PVC und dem Kohlenwasserstoffkautschuk. Das Cinadr Patent lehrt PVC Zusammensetzungen enthaltend 0,5–10 Gewichtsteile des blockartigen chlorinierten Polyethylens und 1–10 Gewichtsteile eines Polyolefinelastomers pro 100 Gewichtsteile PVC. In ähnlicher Weise offenbart Mitsubishi Kasei Vinyl KK in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 2-45543 Vinylchloridharzzusammensetzung enthaltend 1–10 Gewichtsteile eines chlorinierten Polyethylens und 1–10 Gewichtsteile eines Ethylen/Alpha-Olefin Copolymers pro 100 Teile des Vinylchloridharzes.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Wir haben herausgefunden, daß die Schlagzähigkeit von Vinylchloridharzzusammensetzungen durch den Gebrauch einer Schlagmodifizierzusammensetzung verbessert werden kann, die ein Ethylen/Alpha-Olefin Copolymer und ein chloriniertes Olefinpolymer bei spezifischen Konzentrationen und Anteilen des Modifizierers aufweist. Wir haben ebenfalls gefunden, daß es einen maximalen Nutzen gibt, wenn die Schlagmodifizierzusammensetzung 2–8 Teile pro 100 Teile des Vinylchloridpolymers hat. Die besten Ergebnisse sind gefunden worden, wenn das Verhältnis des Ethylen/Alpha-Olefin Copolymers zu der gesamten Modifizierzusammensetzung geringer als 25% ist. Wir haben ebenfalls herausgefunden, daß die Schlagzähigkeit mit dem Glanz oder der Glattheit der Oberfläche des PVC Artikels in Beziehung steht. Wenn der Glanz abnimmt, wird vermutet, daß die Oberflächenirregularitäten Bruchpunkte verursachen, die eine Abnahme der Schlagfestigkeit verursachen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine schlagzähe Zusammenstellung aufweisend ein Vinylchloridpolymer; und eine Schlagmodifizierzusammensetzung bereit, die aufweist:
    • a) wenigstens ein Ethylen-Alpha-Olefin Copolymer und
    • b) wenigstens ein choriniertes Polyolefin
    wobei die schlagzähe Zusammensetzung 2 bis 8 Teile der Schlagmodifizierzusammensetzung pro 100 Teile des Vinylchloridpolymers aufweist, und die Schlagmodifizierzusammensetzung wenigstens 25 Gew.-% des Ethylen/Alpha-Olefin Copolymer aufweist, basiert auf dem Gesamtgewicht des Schlagmodifizierers, und das die Schlagmodifiziersammensetzung weniger als 1 Teil pro 100 Teile des Vinylchloridpolymers aufweist.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die schlagzähen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen ein Vinylchloridpolymer und eine Schlagmodifizierzusammensetzung, welche wenigstens ein Ethylen/Alpha-Olefin Copolymer und ein chloriniertes Olefinpolymer aufweist.
  • Die Vinylchloridpolymerkomponente ist ein festes Polymer von hohem Molekulargewicht, das ein Polyvinylchloridhomopolymer oder ein Copolymer aus Vinylchlorid mit copolymerisierten Einheiten einer oder mehrerer zusätzlicher Comonomere aufweist. Wenn vorliegend, werden derartige Comonomere für bis zu 20% Gew.-% des Copolymers aufkommen, bevorzugt 1–5 Gew.-% des Copolymers. Beispiele geeigneter Comonomere umfassen C2-C6 Olefine, z. B. Ethylen und Propylen; Vinylester von geradekettigen oder verzweigten C2-C4 Carboxylsäuren, wie etwa Vinylacetat, Vinylpropionat, und Vinyl 2-Ethylhexanoat; Vinylhalide, z. B. Vinylfluorid, Vinylidenfluorid oder Vinylidenchlorid; Vinylether, wie etwa Vinylmethylether und Butylvinylether; Vinylpyridin; ungesättigte Säuren, z. B. maleische Säure, fumarische Säure, methacrylische Säure und deren Mono- oder Diester mit C1-C10 Mono- oder Dialkoholen; maleisches Anhydrid, maleische Säure-Imid wie auch die N-Substitutionsprodukte von maleischem Säure Imid mit aromatischen, cycloaliphatischen und wahlweise verzweigten aliphatischen Substitutenten; Acrylonitril und Styrol. Derartige Homopolymere und Propolymere sind kommerziell erhältlich von Borden Chemicals und Plastics und Shintech. Diese können ebenfalls durch jegliche geeignete Polymerisierungsverfahren hergestellt werden. Polymere, die unter Verwendung eines Suspensionsverfahrens hergestellt werden, werden bevorzugt.
  • Graftcopolymere aus Vinylchlorid sind ebenfalls zum Gebrauch in der Erfindung geeignet. Zum Beispiel Ethylencopolymere, wie etwa Ethylenphenylacetat, und Ethylencopolymerelastomere, wie etwa EPDM (Copolymere aufweisend copolimerisierte Einheiten von Ethylen, Propylen und Dienen) und EPR (Copolymere aufweisend copolymerisierte Einheiten von Ethylen und Propylen), die mit Vinylchlorid gegraftet sind, können ebenfalls als die Vinylchloridpolymerkomponente verwendet werden. Ein kommerziell erhältliches Beispiel eines derartigen Polymers ist Vinnol® 550, verfügbar von der Wacker Chemie GmbH.
  • Die chlorinierte Olefinpolymerkomponente der Zusammensetzungen der Erfindung ist ausgewählt von der Gruppe bestehend aus a) chlorinierten Polyethylenhomopolymeren und b) chlorinierten Copolymeren, die copolymerisierte Einheiten von i) Ethylen und ii) einem copolymerisierbaren Monomer enthalten. Das chlorinierte Olefinpolymer kann optional Chlorosulfonylgruppen enthalten. Das heißt, die Polymerkette wird anhängige Chloringruppen und Chlorosulfonylgruppen haben. Derartige Polymere sind als chlorosulfonierte Olefinpolymere bekannt.
  • Representative chlorinierte Olefinpolymere umfassen a) chlorinierte und chlorosulfonierte Homopolymere von Ethylen und b) chlorinierte und chlorosulfonierte Copolymere von Ethylen und wenigstens einem ethylenisch gesättigten Monomer ausgewählt von der Gruppe bestehend aus C3-C10 Alpha-Monoolefinen; C1-C12 Alkylestern von C3-C20 Monocarbocylsäuren; ungesättigte C3-C20 Mono- oder Dicarboxylsäuren; Anhydride von ungesättigten C4-C8 Dicarboxylsäuren; und Vinylestern von gesättigten C2-C18 Carboxylsäuren. Chlorinierte und chlorosulfonierte Graftcopolymere sind ebenfalls eingeschlossen. Spezielle Beispiele geeigneter Polymerer umfassen chloriniertes Polyethylen; chlorosulfoniertes Polyethylen; chlorinierte Ethylenvinylacetatcopolymere; chlorosulfonierte Ethylenvinylacetatcopolymere; chlorinierte Ethylenacrylsäurencopolymere; chlorosulfonierte Ethylenacrylsäurencopolymere; chlorinierte Ethylenmethacrylsäurencopolymere; chlorosulfonierte Ethylenmethacrylsäurencopolymere; chlorinierte Ethlyenmethylacrylatcopolymere; chlorinierte Ethylenmethylmethacrylatcopolymere; chlorinierte Ethylen n-Butylmethacrylatcopolymere; chlorinierte Ethylenglycidylmethacrylatcopolymere; chlorinierte Graftcopolymere von Ethylen und maleischem Säureanhydrid; chlorinierte Copolymere von Ethylen mit Propylen, Guten, 3-Methyl-1-Penten, oder Octen und chlorosulfonierte Copolymere von Ethylen mit Propylen, Guten, 3-Methyl-1-Penten oder Octen. Die Copolymere können Dipolymere, Terpolymere, oder Copolymere höherer Ordnung sein. Bevorzugte chlorinierte Olefinpolymere sind chlorinierte Polyethylen und chlorinierte Copolymere von Ethylenvinylacetat.
  • Die chlorinierten Olefinpolymere und chlorosulfonierten Olefinpolymere, die für den Gebrauch in den schlagzähen Zusammensetzungen der Erfindung geeignet sind, können aus Polyolefinharzen hergestellt werden, die verzweigt oder nicht verzweigt sind. Die Polyolefinbasisharze können durch freie Radikalverfahren, Ziegler-Natta Katalyse oder Katalyse mit Metallocenenkatalysesystemen vorbereitet werden, z. B. denjenigen, die in den US Patenten 5,272,236 und 5,278,272 offenbart sind. Chorinierung oder Chlorosulfonisierung der Basisharze kann in Suspension, Lösung, Festkörper oder Fließbett stattfinden. Freie Radikalsuspensionschlorinisierungsverfahren sind beschrieben und gelehrt in US Patent 3,454,544 , US Patent 4,767,823 und den darin genannten Referenzen. Derartige Verfahren involvieren die Vorbereitung einer aquaischen Suspension eines feingeteilten Ethylenpolymers, das dann chloriniert wird. Ein Beispiel eines freien Radikallösungschlorinierungsverfahren ist in US Patent 4,591,621 offenbart. Die Polymere können ebenfalls in den Schmelz- oder Fließbetten chloriniert werden, z. B. wie in US Patent 4,767,823 gelehrt. Chlorosulfonierverfahren werden generell in Lösung durchgeführt, aber Suspensions- und Nicht-Lösungsverfahren sind ebenfalls bekannt. Die Vorbereitung von chlorosulfonierten Olefincopolymeren ist in den US Patenten 2,586,363 ; 3,296,222 ; 3,299,014 ; und 5,242,987 beschrieben.
  • Kohlenwasserstoffkautschuke wie etwa Ethylen/Alpha-Olefin-Copolymere sind Copolymere von Ethylen mit wenigstens einem C3-C8 Alpha-Olefin (bevorzugt ein aliphatisches Alpha-Olefin) Comonomer, und wahlweise, einem Polyencomonomer, z. B. eine konjugierten Dien, einem nichtkonjugierten Dien, einem Trien. Beispiele für die C3-C8 Alpha-Olefine umfassen Propen, 1-Buten, 4-Methyl-1-Penten, 1-Hexen, und 1-Octen. Das Alpha-Olefin kann ebenfalls eine cyclische Struktur enthalten wie etwa Cyclohexan oder Cyclopentan, das zu einem Alpha-Olefin wie etwa 3-Cyclohexyl-1-Propen (Allyl-Cyclohexan) und Vinyl-Cyclohexan führt. Obwohl keine Alpha-Olefine im klassischen Sinn des Ausdrucks, sind für Zwecke dieser Erfindung gewisse zyklische Olefine, wie etwa Norbornen und verwandte Olefine, Alpha-Olefine und können anstelle von einigen oder allen der oben beschriebenen Alpha-Olefinen verwendet werden. In ähnlicher Weise sind Styrol und seine verwandten Olefine (z. B., Alpha-Methylstyrol) Alpha-Olefine für die Zwecke dieser Erfindung.
  • Polgene sind ungesättigte aliphatische oder alicyclische Verbindungen, die mehr als vier Kohlenstoffatome in einer Molekularkette enthalten und wenigstens zwei doppelte und/oder dreifache Bindungen aufweisen, z. B. konjugierte und nichtkonjugierte Diene und Triene. Beispiele von nichtkonjugierten Dienen umfassen aliphatische Diene wie etwa 1,4-Pentadien, 1,4-Hexadien, 1,5-Hexadien, 2-Methyl-1,5-Hexadien, 1,6-Heptadien, 6-Methyl-1,5-Heptadien, 1,6-Octadien, 1,7-Octadien, 7-Methyl-1,6-Octadien, 1,13-Tetradecadien, 1,19-Eicosadien; cyclische Diene wie 1,4-Cyclohexadien, Bicyclo[2.2.1]Hept-2,5-Dien, 5-Ethyliden-2-Norbornen, 5-Methylen-2-Norbornen, 5-Vinyl-2-Norbornen, Bicycio[2.2.2]Oct-2,5-Dien, 4-Vinylcyclohex-I-en, Bicyclo[2.2.2]Oct-2,6-Dien, 1,7,7-Trimethylbicyclo-[2.2.1]Hept-2,5-Dien, Dicyclopentadien, Methyltetrahydroinden, 5-Allylbidyclo[2.2.1]hept-2-en, 1,5-Cyclooctadien; aromatische Diene wie etwa 1,4-Diallylbenzen, 4-Allyl-1H-Inden; und Triene wie etwa 2,3-Diisopropenylidien-5-Norbornen, 2-Ethyliden-3-Isopropyliden-5-Norbornen, 2-Propenyl-2,5-Norbornadien, 1,3,7-Octadien, 1,4,9-Decatrien; mit 5-Ethyliden-2-Norbornen, 5-Vinyl-2-Norbornen und 7-Methyl-1,6-Octadien als bevorzugte nichtkonjugierte Diene.
  • Beispiele von konjugierten Dienen umfassen Butadien, Isopren, 2,3-Dimethylbutadien-1,3, 1,2-Diemethylbutadien-1,3, 1,4-Dimenthylbutadien-1,3, 1-Ethylbutadien-1,3, 2-Phenylbutadien-1,3, Hexadien-1,3, 4-Methylpentadien-1,3, 1,3-Pentadien (CH3CH=CH-CH=CH2; üblicherweise Piperylen genannt), 3-Methyl-1,3-Pentadien, 2,4-Dimethyl-1,3-Pentadien, 3-Ethyl-1,3-Pentadien; mit 1,3-Pentadien als bevorzugtes konjugiertes Dien.
  • Beispiele von Trienen umfassen 1,3,5-Hexatrien, 2-Methyl-1,3,5-Hexatrien, 1,3,6-Heptatrien, 1,3,6-Cycloheptatrien, 5-Methyl-1,3,6-Heptatrien, 5-Methyl-1,4-6-Heptatrien, 1,3,5-Octatrien, 1,3,7-Octratrien, 1,5,7-Octatrien, 1,4,6-Octatrien, 5-Methyl-1,5,7-Octratrien, 6-Methyl-1,5,7-Octratrien, 7-Methyl-1,5,7-Octatrien, 1,4,9-Decatrien und 1,5,9-Cyclodecatrien.
  • Beispielhafte Copolymere umfassen Ethylen/Propylen, Ethylen/Buten, Ethylen-1-Octen, Ethylen/5-Ethyliden-2-Norbornen, Ethylen/5-Vinyl-2-Norbornen, Ethylen/-1,7-Octadien, Ethylen/7-Methyl-1,6-Octadien, Ethylen/Styrol und Ethylen/1,3,5-Hexatrien. Beispielhafte Terpolymere umfassen Ethylen/Propylen/I-Octen, Ethylen/Buten/I-Octen, Ethylen/Propylen/5-Ethyliden-2-Norbornen, Ethylen/Buten/5-Ethyliden-2-Norbornen, Ethylen/Buten-Styrol, Ethylen/1-Octen/5-Ethyliden-2-Norbornen, Ethylen/Propylen/1,3-Pentadien, Ethylen/Propylen/7-Methyl-1,6-Octadien, Ethylen/Buten/7-Methyl-1,6-Octadien, Ethylen/1-Octen/1,3-Pentadien und Ethylen/Propylen/1,3,5-Hexatrien. Beispielhafte Tetrapolymere umfassen Ethylen/Propylen/I-Octen/Dien (z. B. ENB), Ethylen/Buten/I-Octen/Dien und Ethylen/Propylen/gemischte Diene, z. B. Ethylen/Propylen/5-Ethyliden-2-Norboernen/-Piperylen. Zusätzlich können Gemischkomponenten geringe Mengen, z. B. 0,05–05 Gew.-% von Langkettenverzweigungsvergrößerern, wie etwa 2,5-Norbornadien (aka Bicyclo[2,2,1]Hepta-2,5-Dien), Diallylbenzol, 1,7-Octadien (H2C=CH(CH2)4CH=CH2), und 1,9 Decadien (H2C=CH(CH2)6CH=CH2), einschließen.
  • Die Ethylen-/Alpha-Olefinpolymerkomponenten dieser Erfindung können hergestellt werden, indem jegliche herkömmliche Ethylen/Alpha-Olefinpolymerisierungstechnologie, die in der Technik bekannt ist, verwendet wird. Zum Beispiel kann die Polymerisierung des Ethylen-Alpha-Olefinpolymers bei Bedingungen vollbracht werden, die in der Technik für Ziegler-Natta oder Kaminsky-Sinn Typ Polymerisierungsreaktionen gut bekannt sind. Die Ethylen-Alpha-Olefinpolymerkomponenten dieser Erfindung können ebenfalls hergestellt werden, indem ein Monomer-Bis-Cyclopentadienyl, Indenyl, oder Fluorenyl-Übergangsmetall (bevorzugt Gruppe 4) Katalysator oder gezwungener geometrischer Katalysator verwendet wird. Suspension, Lösungs-, Schlämmungs-Gasphasen, Festkörperpulverpolymerisierung oder weitere Verfahrensbedingungen können verwendet werden, wenn erwünscht. Ein Träger, wie etwa Silica, Alumina oder ein Polymer (wie etwa Polytetrafluoroethylen oder ein Polyolefin) können ebenfalls verwendet werden, wenn gewünscht.
  • Inerte Flüssigkeiten dienen als geeignete Lösungsmittel für die Polymerisierung. Beispiele umfassen gerad- oder verzweigtkettige Kohlenwasserstoffe wie etwa Isobutan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, und Mischungen davon; cyclische und alicyclische Kohlenwasserstoffe wie etwa Cyclohexan, Cycloheptan, Methylcyclohexan, Methylcycloheptan, und Mischungen davon; perfluorinierte Kohlenwasserstoffe wie etwa perfluorinierte C4-10 Alkane; und aromatische und Alkyl-substituierte aromatische Verbindungen wie etwa Benzol, Toluen, Xylen und Ethylbenzol. Geeignete Lösungsmittel umfassen ebenfalls flüssige Olefine, die als Monomere oder Comonomere umfassend Butadien, Cyclopenten, 1-Hexen, 4-Vinylcyclohexen, Vinylcyclohexan, 3-Methyl-1-Penten, 4-Methyl-1-Penten, 1-4-Hexadien, 1-Octen, 1-Decen, Styrol, Divinylbenzol, Allylbenzol, und Vinyltoluen (einschließlich aller Isomere allein oder in Zumischung) wirken können. Mischungen der vorangegangenen sind ebenfalls geeignet. Wenn erwünscht, können normalerweise gasförmige Olefine zu Flüssigkeiten gewandelt werden, durch Anwendung von Druck, und hierbei verwendet werden.
  • Die schlagzähen Zusammensetzungen der Erfindung werden 2–8 Gewichtsteile der Schlagmodifizierzusammensetzung pro hundert Gewichtsteile des Vinylchloridpolymers umfassen. Die Schlagmodifizierzusammensetzung enthält weniger als 25% Ethylen/Alpha-Olefin Copolymer.
  • Die schlagzähigen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind physikalische Mischungen (blends) von Polymeren und erfordern kein Querverbinden (crosslinking) oder Vulkanisieren, um als kommerzielle Produkte nützlich zu sein. Die Zusammensetzungen können zusätzlich Füllstoffe enthalten. Insbesondere nützliche Füllstoffe umfassen Silica, Lehm, Titandioxid, Talk, Calciumcarbonat, und andere mineralische Füllstoffe. Calciumcarbonat wird bevorzugt. Die Zusammensetzungen können zusätzlich weitere Verbindungsingredienten wie etwa Stabilisatoren, Aufblasemittel, Schmierstoffe, Pigmente, Farbmittel, Verfahrenshilfen, Weichmacher, und Querverbindungsmittel enthalten. Der Gebrauch derartiger zusätzlicher Komponenten erlaubt es den Zusammensetzungen, zum Gebrauch in mannigfaltigen Anwendungen passend gemacht zu werden, z. B. für steife PVC Zuschnitte, Rohre und Profile wie etwa Fenster, Umzäunungen, Abdeckungen und elektrische Leitungen. Insbesondere nützliche Verbindungsingredienten umfassen Zinn, Blei und Calcium/Zinkstabilisatoren, Polymethylmethacrylatverfahrenshilfen, und Kohlenwaserstoff, Ester, oder Amidwachse. Wenn Verbindungsingredienten verwendet werden, werden sie wie im allgemeinen in Mengen von 0,1–30 Teile pro hundert Teile Vinylchloridharz verwendet, abhängig von dem Typ des Zusatzes.
  • Die schlagzähigen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere nützlich für die Herstellung von PVC Zuschnitten, Profilen, Flächenmaterialien und Rohren.
  • Die Erfindung wird weiter durch die folgenden Ausführungsformen dargestellt, worin alle Teile Gewichtsteile sind, solange nichts anderes angegeben ist.
  • BEISPIELE
  • Beispiel 1-1
  • Eine PVC Zusammensetzung wurde in einem Mitsui Mining Company Henschel Mixer gemäß dem folgenden Verfahren vorbereitet: 100 Teile Shin-Etsu Chemical TK-1000 PVC wurde zu dem Mischer zugegeben und die Inhalte wurden erwärmt, bis die Temperatur 45°C (113°F) erreichte. Dann wurde 0,5 Teile von STANNTM ONZ-100F Zinnstabilisierer zugegeben und mit der Herstellung des Elends fortgefahren. Wenn eine Temperatur von 60°C (140°F) erreicht wurde, wurden 0,5 Teile von Luwax®OA2 Pulver oxidiertes Polyethylenwachs, 0,5 Teile von Luwax®A Pulver Polyethylenwachs, 0,5 Teile von SAK-CS-P® Calciumstearat, und 0,5 Teile von Luwax®2191 Paraffinwachs zugegeben. Mit dem Mischen wurde dann fortgefahren, bis eine Temperatur von 65°C (149°F) erreicht wurde, wobei 1,8 Teile von Tyrin®3600P chloriniertes Polyethylen zugegeben wurde, gefolgt von der Zugabe von 0,2 Teilen von Engage®8842 Ethylen-Octen Copolymer. Mit dem Vermischen wurde weiter fortgefahren, bis eine Temperatur von 85°C (185°F) erreicht wurde. Die Geschwindigkeit des Mischers wurde dann auf das Minimum abgesenkt und der Mixer wurde extern gekühlt. Wenn die Temperatur des Mixers 50°C (122°F) erreichte, wurde die Zusammensetzung entfernt und es wurde approximativ 6000 g gesammelt.
  • Die Zusammensetzung wurde an einem labormaßstäblichen, gegendrehenden, konischen Zwillingsschraubenextruder (Toyoseiki 2D20C) verarbeitet. Die Schrauben waren 3 cm abgeschrägt auf 2 cm, ventiliert, und mit einem Längen/Durchmesserverhältnis von 20:1. Eine 15 cm flächige Form mit einer einstellbaren Lücke, die auf approximativ 1,5 mm gesetzt war, wurde verwendet, Zone 1 war der Einspeiseabschnitt des Extruders und wurde auf 170°C gesetzt. Die Zonen 2 und 3 waren die Mittel und Ende des Extruders, auf 180 bzw. 185°C gesetzt, die Zonen 1–3 waren zur Luftkühlung ausgelegt. Zone 4, die die Form war, wurde auf 195°C gesetzt. Die Umdrehungen pro Minute (RPM) des Extruders wurde auf 90 gesetzt.
  • Das Zusammensetzungspulver wurde über einen getrennten Einspeisehopper mit einer Einspeiseschraube eingeführt, die gesteuert war, 74/min Ausgabe zu ergeben, und das flächige Material wurde mit einer Aufnahmeeinheit nach unten gezogen, um ein flächiges Material mit einer endgültigen Breite von 15,5 bis 16 cm zu erhalten.
  • Die schlagzähigkeit des Flächenmaterials wurde bestimmt, indem ein BKY-Gardner USA, Inc. Gardner-SPI®modifizierter Dartschlagtester verwendet wurde. Zwanzig repräsentative Proben, bei –10°C Farbe annehmend, wurden durch ein fallendes Gewicht 3,36 kg (8-Ib) Stempel und Stempelträer einem Stoß ausgesetzt. Die Nase des Schlags war 1,27 cm im Durchmesser. Der Innendurchmesser des Stempels war 1,63 cm. Da feste Gewicht wurde aus verschiedenen Höhen fallengelassen und die Energie wurde gemessen, die ein Fehlverhalten von 50% der Proben verursachte. Die kalkulierte mittlere Fehlerenergie für Beispiel 1-1 betrug 152 kg cm.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine PVC Zusammensetzung wurde in einem Mitsui Mining Company Henschel Mixer gemäß dem folgenden Verfahren vorbereitet: 100 Teile Shin-Etsu Chemical TK-1000 PVC wurde zu dem Mischer zugegeben und die Inhalte wurden erwärmt, bis die Temperatur 45°C (113°F erreichte. Dann wurde 0,5 Teile von STANNTM ONZ-100F Zinnstabilisierer zugegeben und mit der Herstellung des Elends fortgefahren. Wenn eine Temperatur von 60°C (140°F) erreicht wurde, wurden 0,5 Teile von Luwax®OA2 Pulver oxidiertes Polyethylenwachs, 0,5 Teile von Luwax®A Pulver Polyethylenwachs, 0,5 Teile von SAK-CS-P® Calciumstearat, und 0,5 Teile von Luwax®2191 Paraffinwachs zugegeben. Mit dem Mischen wurde dann fortgefahren, bis eine Temperatur von 65°C (149°F) erreicht wurde, wobei 1,8 Teile von Tyrin®3600P chloriniertes Polyethylen zugegeben wurde. Mit dem Vermischen wurde weiter fortgefahren, bis eine Temperatur von 85°C (185°F) erreicht wurde. Die Geschwindigkeit des Mischers wurde dann auf das Minimum abgesenkt und der Mixer wurde extern gekühlt. Wenn die Temperatur des Mixers 50°C (122°F) erreichte, wurde die Zusammensetzung entfernt und es wurde approximativ 6000 g gesammelt.
  • Die PVC Zusammensetzung wurde in einer identischen Weise wie in der des Beispiels 1-1 verarbeitet und unter identischen Bedingungen wie bei Beispiel 1-1 für Gardner Schlagzähigkeit getestet. Die Schlagzähigkeit dieses Vergleichsbeispiels betrug 149 kg cm.
  • Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Zusammensetzungen von Beispiel 1-1 bis 1-5 haben zwei Teile Gesamtmodifizierer pro 100 Teile PVC. Ähnlich haben die Beispiele 2-1 bis 2-4 3 Teile Gesamtmodifizierer pro 100 Teile PVC, usw. Die Vergleichsbeispiel zeigen Modifizierzusammensetzungen mit nur chloriniertem Polyethylen.
  • Die Beispiele der Erfindung zeigen eine verbesserte Schlagzähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Beispielen. Weiter gibt es ein Maximum in der Schlagleistungsfähigkeit für Beispiele der Erfindung, bei denen das Verhältnis von dem Ethylen-Octencopolymer zu der Gesamtmodifizierzusammensetzung weniger als 25% beträgt.
  • Die folgenden Materialien wurden in den Beispielen benutzt:
    TK-1000 Polyvinylchlorid ist verfügbar von Shinetu Chemical.
    Tyrin® 3600P chloriniertes Polyethylen und Engage® 8842 Ethylen-Octencopolymer sind verfügbar von DuPont Dow Elstomers L.L.C.
    STANNTMONZ-100F Zinnstabilisierer ist verfügbar von Sunkyoyuukigousei.
    Luwax®OA2 oxidiertes Polyethylenwachs und Luwax® A Pulver Polyethylenwachs sind jeweils verfügbar von BASF.
    SAK-CS-P Calciumstearat ist verfügbar von Sinagawakakou.
    Luvax®-2191 Paraffinwachs ist verfügbar von Nipponseiro. Tabelle 1 Schlagtestergebnisse für Beispiel 1-1 bis 7-2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7
    Beispiel Bildung Glanz [%/Gs60] Gardner Schlag [kg cm]
    PVC [Gew.-%] CPE [phr] EO [phr)
    Vergl. 1 100 2.0 0.0 60.7 149
    1-1 100 1.8 0.2 55.0 152
    1-2 100 1.6 0.4 53.3 145
    1-3 100 1.4 0.6 28.6 116
    1-4 100 1.2 0.8 15.6 < 18
    1-5* 100 1.0 1.0 16.4 < 18
    Vergl. 2 100 3.0 0.0 61.8 160
    2-1 100 2.7 0.3 60.6 171
    2-2 100 2.4 0.6 49.3 134
    2-3 100 2.1 0.9 12.7 < 18
    2-4* 100 1.8 1.2 9.8 < 18
    Vergl.3 100 4.0 0.0 65.1 163
    3-1 100 3.6 0.4 64.0 174
    3-2 100 3.2 0.8 55.2 196
    3-3* 100 2.8 1.2 39.1 163
    3-4* 100 2.4 1.6 20.8 118
    Vergl. 4 100 5.0 0.0 66.5 174
    4-1 100 4.5 0.5 63.0 221
    4-2* 100 4.0 1.0 55.6 223
    4-3* 100 3.5 1.5 45.2 172
    4-4* 100 3.0 2.0 19.9 109
    Vergl. 5 100 6.0 0.0 70.8 181
    5-1 100 5.4 0.6 62.4 232
    5-2* 100 4.8 1.2 53.8 214
    Vergl. 6 100 7.0 0.0 72.5 221
    6-1 100 6.3 0.7 67,8 261
    6-2* 100 5.6 1.4 46.7 213
    Vergl. 7 100 8.0 0.0 76.4 247
    7-1 100 7.2 0.8 51.3 263
    7-2* 100 6.4 1.6 18.1 221
    • PVC = TK-1000 Polyvinylchlorid
    • CPE = Tyrin® 3600P chloriniertes Polyethylen
    • EO = Engage® 8842 Ethylen-Octen Copolymer
    • * Diese Beispiele sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung.

Claims (6)

  1. Schlagzähne Zusammensetzung, aufweisend ein Vinylchloridpolymer; und eine Schlagmodifizierzusammensetzung, die aufweist: a) wenigstens ein Ethylen/Alpha-Olefin Copolymer und b) wenigstens ein chloriniertes Polyolefin wobei die schlagzähe Zusammensetzung 2 bis 8 Teile der Schlagmodifizierzusammensetzung pro 100 Teile des Vinylchloridpolymers aufweist, und die Schlagmodifizierzusammensetzung weniger als 25 Gew.-% des Ethylen/Alpha-Olefin Copolymers basierend auf dem Gesamtgewicht des Schlagmodifizierers aufweist, und die Schlagmodifizierzusammensetzung weniger als ein Teil des Ethylen/Alpha-Olefin-Copolymers pro 100 Teile des Vinylchloridpolymers aufweist.
  2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Alpha-Olefin ein C3-C8 Olefin ist.
  3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Ethylen/Alpha-Olefin Copolymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Propylen, Ethylen/Buten, Ethylen/-Hexen, Ethylen/Octen, Ethylen/Propylen/5-Ethyliden-2-Norbornen, und Ethylen/Buten/5-Ethyliden-2-Norbornen Copolymeren.
  4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das chlorinierte Polyolefin chloriniertes Polyethylen ist.
  5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das chlorinierte Polyolefin ein chloriniertes Copolymer von Ethylen und einem oder mehreren C3-C8 Alphaolefinen ist.
  6. Gegenstand, aufweisend ein Rohr, Profil, Flächenmaterial, oder eine Vinylverkleidung, die aus einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.
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