DD229653A3 - Plastwerkstoff zur herstellung von profilen - Google Patents

Abstract

Plastwerkstoff zur Herstellung von Profilen, insbesondere von Jalousie-, Rolladen-, Fenster- und Trennwandprofilen bestehend aus Thermoplasten, Stabilisatoren, Costabilisatoren, Gleitmitteln, Fuellstoffen, Modifiziermitteln und Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischungsverhaeltnis von90 bis 94Gew.-TeilenSuspensions-PVC mit einem K-Wert 65 bis 756 bis 10Gew.-Teilenchloriertes HD-PE mit einem Chlorgehalt von 36 bis 40%2,4Gew.-Teilenfestes Ba/Cd-Carboxylat1,0Gew.-Teilenfluessiger Ba/Cd-Stabilisator1,0Gew.-Teilenepoxydiertes Sojaoel0,5Gew.-TeilenAntioxydans0,3Gew.-Teilen2-(2-Hydroxyphenyl)-benztriazol0,4Gew.-TeilenLD-Polyaethylen mit einem Gewichtsmittel von 5 000 bis 7 0000,2Gew.-TeilenCalciumstearat8,0Gew.-Teilengefaellte Kreide3,0Gew.-TeilenTiO2 (stabilisierte Rutiltype)angewandt wird.Po/Ho

Description

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VEB Chemiekombinat Schwerin, den 10.2.83

Bitterfeld 2032

PLastwerkstoff zur Herstellung von ProfiLen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Plastwerkstoff zur Herstellung von Profilen, inabeaondere JaLouaie-, Rolladen-, Fenster- und Trennwandprofilen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, PLastwerkstoffe auf der Baaia von Thermoplasten zur Herstellung von Profilen und anderen Normteilen zu verwenden. An derartige Plastwerkatoffe sowie an die daraus gefertigten Profile werden besonders bei einer vorgesehenen Außenanwendung hohe, sich zum Teil widersprechende Anforderungen gestellt, di's sich im wesentlichen auf eine sichere Verarbeitung, eine sehr gute Licht- und WitterungsstabiLität, hohe Schlagzähigkeitawerte, gute Bearbeitbarkeit und hohen b'konomiachen Nutzeffekt beziehen. Als thermoplastisches Material zur Heratellung von ProfiLen wird vorwiegend PVC verwendet, dem verachiedenartige Mischungskomponenten, wie z.B. ModifiziermitteL, StabiLisa-

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toren, Gleitmitte L, Füllstoffe und Pigmente, zwecks Verbesserung des Gebrauchswertes und der Verarbeitung hinzugefügt werden.

Aus der DE-OS 1769 895 ist ein Hart-Polyvinylchloridgemisch mit einem Schüttgewicht von etwa 0,65 bis 0,80 g/cnr bekannt, das bezogen auf das Gesamtgewicht des Pulvergemisches 62 bis 89,2 Gevs.-$ eines in Binzelteilchen vorliegenden Polyvinylchloridharzes enthalt. Bezogen auf das Gewicht dieses Harzes wurden diesem Gemisch noch 1 bis 7 % eines Wärmestabilisators, 5 bis etwa 20 % eines harzartigen, die Schlagfestigkeit modifizierenden Zusatzes, 5 bis etwa 10 % eines Füllstoffes und/oder Pigmentes, 1 bis 8 $ eines Gleitmittels und 0 bis etwa 5 % eines harzartigen, die Verarbeitung'erleichternden Mittels zugesetzt· Dieses Hart-Polyvinylchloridgemisch ist zur Fertigung von e^trudierten Profilen geeignet. AIa Schlagfestigkeitsmodifikator können unter anderem auch chlorierte Polyäthylene eingesetzt werden, zur Zeit stellen jedoch die Terpolymere aus Acrylnitril, Butadien und Styrol die bevorzugten Modifikatoren dar. ALs Gleitmittel können ζ·Β. einbasische Fettsäuren mit 12 bis 18 C-Atomen je Molekül, E:ipo.xy-Gruppen enthaltende organische Flüssigkeiten, Wachse, MineralöLe oder Glycerin eingesetzt werden· Als Verarbeitungshilfe sind beispielsweise chlorierte PoLyäthylene mit niedrigem Molekulargewicht, Terpolymere aus Acrylnitril, Butadien und Styrol oder aus Methylmethacrylat, Butadien und Styrol, jeweils mit hohem StyroLanteil, sowie verschiedene Copolymere aus ALkylestern von Acryl- und Methacryl-Säuren einsetzbar· Der entsprechende Mengenanteil der jeweiligen Verarbeitungshilfe richtet sich nach den Eigenschaften, die für die heiße Schmelze des Gemisches gewünscht werden. Zur Verbesserung· der Wärmebeständigkeit und/oder Lichtstabilitat, werden je nach Art des Gemisches ein oder mehrere Stabilisatoren, wie z.B. Metallseifen, ALkylzinnsaLze, organische Zinnverbindungen, organische Ester von

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Phosphorsäure, anorganische BLeiaaLze oder organische Ester bzw. Salze zugesetzt. Je nach Art des Produktes können auch noch weitere Ingredenzien, wie z.B. Füllstoffe (Calciumcarbonate, Weißpigmente, Kreide und TiO₂), zugegeben werden·

In dieser DE-OS wurde unter anderem auch darauf hingewiesen, daß die bestimmten innerhalb der angegebenen Mengenbereiche gewählten Zusatzmengen sich nach dem Endverwendungszweck: richten, für den die erfindungsgemäßen Gemische bestimmt sind»

In dem Fachbuch "Aufbereiten von Polyvinylchlorid", VDI-7erlag, Düsseldorf 1976, werden Hinweise über Zusatzstoffe, deren Einsatzmengen und ihre Eigenschaften gegeben. Als Schlagzähmodifikator eignet sich unter anderem auch chloriertes Polyäthylen, das dem PVC hohe Zähigkeit bei guter Witterungsstabilität verleiht und je nach dem angestrebten Zähigkeitsniveau in Mengen zwischen 5 und 15 % zugegeben wird. Hinsichtlich der WärmeStabilität können durch synergistische Kombinationen von Barium-Cadmium oder Barium, Zink-Verbindungen sehr gute Kompromisse erzielt werden, jedoch dürfen die Zink-Gehalte nicht zu hoch sein. Durch den Einsatz von epoxidiertem Sojaöl als Costabilisator (in Anteilen bis zu 3%)in PVC-hart kann die Lichtatabilität der Endprodukte erhöht werden. Als wichtigste Vertreter der UV-Stabilisatoren werden Benzophenone und Benztriazole genannt·

Was die Füllstoffe anbetrifft, so stehen dem Verarbeiter verschiedene zur Verfügung. Es gibt keine Universa!typen, Mahlfeinheit und Oberflächenbeschaffenheit sind die wichtigsten Kriterien. Von der Menge her ist Kreide das bedeutendste Produkt. Zusätze bis zu 8 oder 10 % beeinflussen die mechanischen Eigenschaften nicht negativ. Aus der o..a, DE-OS 1769 899 und dem Fachbuch "Aufbereiten von Polyvinylchlorid" läßt sich keine genaue Rezeptur für einen ganz speziellen Anwendungsfall ableiten.

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6.C a -·· :; .^ 4* - 4 - wp c oa L / 217 133

Die Mengenanteile für die einzelnen Mischungskomponenten sind in 30 weiten Grenzen angegeben, daß es seitens des Verarbeitera noch großer Mühen und Anstrengungen bedarf, um die für seinen konkreten Anwendungsfall benötigte PVC-hart-ZusammenSetzung zu ermitteIn.

Jede dieser Mischungakomponenten weist je nach ihrem mengenmäßigen Anteil· eine ganz spezifische Wirkung auf. Diese unterschiedlichen Mischungakomponenten können sich innerhalb des Plastwerkstoffes gegenseitig in unvorhersehbarer Weise beeinflussen. Bei der Wahl der Mischungskomponenten ist man stets bestrebt, Qe nach den gegebenen Verarbeitung smet ho den und -bedingungen sowie der vorgesehenen Anwendung bestimmte Eigenschaften der Plastwerkstoffe besonders zu betonen. Jeweils andere wünschenswerte Eigenschaften werden vernachlässigt, weil das Vorurteil besteht, daß die Forderungen nach Realisierung bestimmter Eigenschaften so sehr gegeneinander stehen, daß sie gleichzeitig innerhalb eines Plastwerkstoffes nicht zu verwirklichen sind. Beispielsweise bei der Fertigung eines kostengünstigen Profils wird ein besonders hoher Füllstoffanteil eingesetzt, der jedoch zu einer Verminderung der Festigkeitseigenschaften führt, ^enn besondere Probleme bei der Vorarbeit barkeit des Plastwerkatoffes auftreten, wird ein PVC mit niedrigem Molekulargewicht verwendet und der Zusatz von Gleitmitteln und/oder Wärmestabilisatoren besonders betont bzw. verstärkt. Ein niedermolekulares PVC weist zwar günstigere Verarbeitungseigenschaften auf, aber die hieraus hergestellten Profile besitzen nur mäßige Featigkeitseigenschaften. Ein hoher Gleitmitte!zusatz hat den Nachteil, daß einmal die Verschweißbarkeit der Profile nieht gegeben ist, zum anderen Ausschwitzerscheinungen auf der Profiloberfläche auftreten können, die das Aussehen und die Oberflächenbeschaffenheit der Profile verschlechtern. Ein erhöhter Stabilisatoranteil erhöht die Kosten des Plastwerkstoffea stark. Außerdem verursachen bestimmte Stabilisatorgruppen, wie z.B. Ba/Cd-Verbindungen soge-

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nanntes· "plate out". Zur Gewährleistung einer stabilen Verarbeitung unter Praxisbedingungen werden deshaLb den Ba/Cd-Stabilisatoren häufig BLeistabilisatoren zugesetzt. Durch diese Maßnahme wird die ThermostabiLität von PVC ausreichend verbessert, allerdings sind solche stabilisierte Profile bei ihrer Anwendung außerordentlich empfindlich gegenüber Schwefelwasserstoff, in dem sie sich stark verfärben. Bei der Herstellung von Profilen mit hohen schlagzähen Eigenschaften werden die Mischungskomponenten so abgestimmt, daß ein größerer Zusatz an Modifiziermitteln erfolgt und auf die Verwendung von Füllstoffen verziehtet wird. Ein erhöhter Zusatz an Modifiziermitteln verbessert zwar das Schlagzähigkeitsverhalten, erniedrigt aber die Wärmeformbeständigkeit und erhöht gleichzeitig wesentlich die Kosten des Plastwerkstoffes·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Plastwerkstoff auf Basis von PVC zur Herstellung von Profilen zu schaffen, _:der vergleichbaren Plastwerkstoffen überlegen ist und der alle wesentlichen in der Praxis gestellten Forderungen erfüllt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, aus den allgemein bekannten Zusammensetzungen für PVC-hart, einen Plastwerkstoff zur Herstellung von Profilön in einem speziell für den Außeneinsatz geeignetem Mischungsverhältnis der Komponenten zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Mischungsverhältnis von

90 - 94 Gew.-Teilen Suspensions-PVC mit einem.K-Wert

von 65 bis 75

10 - 6 Gew.-Teilen chloriertes HD-Polyäthylen mit

einem Chlorwert von 36 - 40

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2,4 Gew.-Teilen festes Ba/Cd-Carboxylat

1,0 Gew.-Teilen flüssiger Ba-/Cd-Stabilisator

1,0 Gew.-Teilen epoxidiertes Sojaöl

0,5 Gew.-Te ilen Antioxidans

0,3 Gew.-Teilen 2-(2'-Hydroxyphenyl)-benztriazol

0,4 Gew.-Teilen LO-Polyäthylen mit einem. Gewichtemittel· von 5 000 bis 7 000

0,2 Gew.-Teilen Calciumstearat

8,0 Gew.-Teilen gefällte Kreide

3,0 Gew.-Teilen TiO₂ (stabilisierter Rutiltyp)

angewendet wird.

Überraschenderweise zeigte sich, daß bei diesem Mischungsverhältnis die vorgenannten, sich weitgehend widersprechenden Eigenschaften der einzelnen Komponenten nicht nachteilig wirksam werden. Dieser unerwartete Effekt tritt nur innerhalb dieses Miaehungsverhaltnissea ein, lediglich der Anteil an Polyvinylchlorid und chloriertem Polyäthylen kann in dem angegebenen engen Bereich variiert werden. Alle anderen Zusatzstoffe müssen in dem vorgeschriebenen Mengenanteil zugesetzt werden.

Der erfindungsgemäße Plastwerkstoff zeichnet sich durch eine hohe Kerbschlagbiege- und Schlagbiegefestigkeit, insbesondere bei tiefen Temperaturen, aus, Er zeigt außerdem ein ausgezeichnetes Schweißverhalten, so daß beim BeIastungatest ein Bruch außerhalb der Schweißnaht eingetreten ist.

Trotz Verwendung von Polyvinylchlorid mit relativ hohen Mo!massen weist der Plastwerkstoff aehr gute rheologiache Eigenschaften auf, so daß sich auch kompliziert gestaltete Profile gut herstellen lassen. Bei der Bewitterung im Xenotest traten auch nach mehr als 5 000 Stunden keine farblichen Veränderungen und keine Beeinträchtigung der sehr guten mechanischen Eigenschaftswerte auf. nachstehend werden noch einige physikalisch-mechanische Kennwerte angegeben, die an Profilen aus dem erfindungsgemäßen Plaatwerkstoff ermittelt wurden.

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'& 1 V 1 .15 '4 - 7 - WP C 08 L / 217

Schlagbiegefestigkeit nach TGL 14 068 bei -4O⁰C: ohne Bruch Kerbschlagbiegefestigkeit nach

TGL 14 068 bei O⁰C : mindestens 22 kp/om² Vicat nach TGL 17 274 : mindestens 82⁰G Schweißverhalten : Schweißfaktor 1 Licht- und Witterungs-

beständigkeit : keine Veränderung nach 5 000 h

Xenoteatbewitterung

Die Herstellung dieses Plastwerkstoffes wird nach den üblichen Mischtechniken durch homogenes Vermischen der einzelnen Mischungskomponenten durchgeführt· Die Verarbeitung zu Profilen erfolgt vorzugsweise im Extrusionsverfahren auf Ein- oder Doppelschneckenextrudern.

Der erfindungsgemäße Plastwerkstoff eignet sich zur Herstellung von Profilen verschiedener Gestaltung und Dimension, insbesondere von Jalousie-, Rolladen-, Fenster- und Trennwandprofilen, die auf Grund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften allen Anforderungen im Außeneinsatz gerecht werden.

Ausführungsbeispie1

Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen näher erläutert werden»

Beispiel^

Ein Plastwerkstoff im Mischungsverhältnis 94 Gew.-Teile Suspensions-PVC mit einem K-Wert 68 6 Gew.-Teile chloriertes HD-Polyäthylen mit einem

Chlorgehalt von 40 %

2,4 Gew.-Teile festes Ba/Cj-Carboxylat 1,0 Gew.-Teile flüssiger Ba-/Cd-Stabilisator 1,0 Gew.-Teile epoxidiertes Sojaöl 0,5 Gew.-Teile Antioxydans

0,3 Gew.-Teile 2-(2«-Hydroxyphenyl)-benztriazol

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0,4 Gew.-Teile LD-PoLyäthyLeu mit einem Gewichts-

mitteL von 6 200

0,2 Gew.-Teile Calciumstearat 8,0' Gew.-Teile gefällte Kreide

3,0 Gew.-Teile TiO₂ (stabilisierter Rutiltyp) wird in einem Fluidmischer homogen vermischt und auf einem Binsehneckenex truder mit einem Schneekendurchmesser von 63 mm und e'inem Kompressionsverhältnis von 2 : 1 kontinuierlich zu einem Jalousieprofil· extrudiert. Der Ausstoß beträgt bei einer Drehzahl von 25 U min" 0,7 kg/min. Das Jalousieprofil weist eine glatte glänzende Oberfläche auf.

Beis£iel_2

Ein Plastwerkstoff im Mischungsverhältnis

90 Gew.-Teile Suspensions-PVC mit einem K-Wert 10 Gew.-Teile chloriertes PB-HD mit einem Chlorgehalt von 37 %

2,4 Gew.-Teile festes Ba/Cd-Carboxylat 1,0 Gen» »-Teile fLässiger Ba-/Cd-Stabilisator 0,5 Gew.-Teile Antioxydans

0,3 Gew.-Teile 2-(2'-Hydroxyphenyl)-benztriazol 0,4 Gew.-Teile LD-PB mit einem Gewichtsmittel

von 6 800

0,2 Gew.-Teile Calciumstearat 8,0 Gew.-Teile gefällte Kreide 3,0 Gew.-Teile TiO₂ (stabilisierter Rutiltyp) wird in einem Fluidmischer homogen vermischt und auf einem Doppelschneckenextruder zu einem Fensterhohlprofil extrüdiert. Bei einem Ausstoß von 4,5 m/min wird" eine einwandfreie Oberfläche erzielt. Die an herauagefrästen Proben durchgeführten physikalisch-mechanischen Prüfungen ergeben folgende Eigenschaftswerte:

Schlagbiegefestigkeit bei -40⁰C : ohne Bruch Kerbsehlagbiegefestigkeit bei 0 C: 25,5 kp/cm Yicat : 84°C

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Sehweißfaktor : 1

Bewitterungsverhalten : Material ist nach

5000 h Bewitterung im Xenotestgerät 1200 unverändert.

Zum Vergleich wird ein dem Stand der Technik gemäßer schLagzäh modifizierter Plastwerkstoff mit folgendem Mischungsverhältnis herangezogen:

100	Gew.-Teile	PVC K-69
6	Gew.-Teile	CPE
1	Gew.-Teil	Zinnstabilisator
1	Gew.-Teil	Fließhilfe
1	Gew.-Teil	WachsgLeitmittel
0,3	Gew.-Teile	Stearinsäure
12	Gew.-Teile	TiO2
0,75	Gew.-Teile	Calciumstearat
VJl	Gew.-Teile	Kreide

Dieser Plastwerkstoff wurde wie im Beispiel 2 auf einem Doppelschneckenextruder zu einem Fensterhohlprofil e^trudiert. Der Ausstoß betrug bei noch ausreichender Oberflächenqualität lediglich 3,8 m/min.

Die an herausgefrästen Proben durchgeführten physikalischmechanischen Prüfungen ergeben folgende Eigenschaf tsvver te;

Schlagbi-egefestigkeit bei - 4O⁰C : ohne Bruch

Kerbschlagbiegefestigkeit bei O⁰C : 14,8 kp/cm²

Vicat : 8O⁰C

Schweißfaktor : 0,5

Bev,dtterungsverhalten : nach 2 800 h

zeigt sich die erste leichte Braunfärbung, nach 3 700 h tritt eine Versprödung des Materials ein

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^ ~ -"? 3 Ti ^ - 10 - WP C 08 L / 217 133

Aus den vorstehend angeführten Prüfwerten zeigt sich eine deutLiohe Überlegenheit des erfindungsgemäßen Plastwerfcstoffea gegenüber dem Plastwerkstoff gemäß dem Stand der Technik.

Claims (1)

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   A si

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   Erfindungsanspruch

   Plastwerkstoff zur Herstellung von Profilen, insbesondere von Jalousie-, Rolladen-, Fenster- und Trennwandprofilen bestehend aus einem Gemisch von Polyvinylchlorid, Stabilisatoren, Costabilisatoren, Gleitmitteln, Füllstoffen, Modifiziermitteln und Pigmenten, gekennzeichnet dadurch, daß ein Mischungsverhältnis von

   90-94 Gew.-Teilen Suspensions-PVC mit einem

   K-Wert von 65 bis 75 chloriertes HD-PE mit einem Chlorgehalt von 36 bis 40 % festes Ba/Cd-Carboxylat fliissiter Ba-/Cd-Stabilisator epoxydiertes Sojaöl Antioxydans

   2-(2^fHydroxyphenyl)-benztriazol LD-Polyäthy1en mit einem Gewichtsmittel von 5000 bis 7000 Calciumstearat gefällte Kreide

   Gew.-Teilen TiO₂ (stabilisierte Rutiltype) angewandt wird.