Granuläre Stabilisatorzusammensetzungen für halogenhaltige Polymere und deren Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft granuläre Stabilisatorzusammensetzungen für halogenhaltige Polymere, insbesondere Polyvinylchlorid (PVC) sowie ein Verfahren zu deren Herstellung bei dem nichtschmelzbare Stabilisatorbestandteile erhitzt und anschließend mit einer niedriger schmelzenden Granulierkomponente versetzt und granuliert werden. Bekanntermaßen neigen halogenhaltige Kunststoffe bei thermischer Belastung während der Verarbeitung oder im Langzeitgebrauch zu unerwünschten Zer- setzungs- und Abbaureaktionen. Bei dem Abbau halogenierter Polymerer, insbesondere beim Abbau von PVC, entsteht Salzsäure, die aus dem Polymerstrang eliminiert wird woraus ein verfarbter, ungesättigter Kunststoff mit farb- gebenden Polyensequenzen resultiert.
Besonders problematisch wirkt sich dabei aus, dass halogenhaltige Polymere erst bei einer relativ hohen Verarbeitungstemperatur die zur Verarbeitung notwendigen Theologischen Rahmenbedingungen aufweisen. Bei derartigen Tem- peraturen setzt jedoch bei unstabilisierten Polymeren bereits eine merkliche Zersetzung des Polymeren ein, die sowohl zu der oben beschriebenen unerwünschten Farbänderung als auch zu einer Änderung der Materialeigenschaften führt. Darüber hinaus kann die aus nicht stabilisierten, halogenhaltigen Polymeren bei einer derartigen Verarbeitungstemperatur freigesetzte Salzsäure zu einer merklichen Korrosion der Verarbeitungsanlagen fuhren. Dieser Vorgang spielt insbesondere dann eine Rolle, wenn es bei der Verarbeitung derartiger halogenierter Polymerer zu Formkörpern, beispielsweise durch Extrusion, zu Produktionsunterbrechungen kommt und die Polymermasse für eine längere Zeitdauer im Extruder verweilt. Während dieser Zeit kann es zu den obenge-
nannten Zersetzungsreaktionen kommen, wodurch die im Extruder befindliche Charge unbrauchbar wird und der Extruder gegebenenfalls geschädigt wird.
Weiterhin neigen Polymere, die einer derartigen Zersetzung unterworfen sind dazu, Anhaftungen an den Verarbeitungsanlagen zu bilden, die nur schwierig wieder zu entfernen sind.
Um dies zu vermeiden, werden halogenhaltigen Polymeren zur Verarbeitung üblicherweise als sogenannte Stabilisatoren Verbindungen zugesetzt, welche die obengenannten Zersetzungsreaktionen möglichst weitgehend verhindern sollen. In der Regel handelt es sich bei derartigen Stabilisatoren um Feststoffe, welche dem zu verarbeitenden Polymeren vor seiner Verarbeitung zugegeben werden.
Entsprechende Stabilisatoren enthaltende Zusammensetzungen werden üblicherweise in Pulverform in die Kunststoffe eingemischt, die beispielsweise ebenfalls in Pulverform oder als sehr feinkörniges Granulat vorliegen.
Pulverformige Stabilisatorzusammensetzungen weisen jedoch eine Reihe von gravierenden Nachteilen auf. Stabilisatorzusammensetzungen enthalten teilweise gesundheitsschädliche Bestandteile, die nicht eingeatmet werden sollten. Daher muss bei der Verarbeitung derartiger pulverförmiger Stabilisatorzusammensetzungen in vielen Ländern für besondere Arbeitsschutzmaßnahmen gesorgt werden. Oft werden aus diesem Grund bei der Verarbeitung pulver- formiger Stabilisatorzusammensetzungen vollständig verkapselte Anlagen eingesetzt, die eine weitgehend staubfreie Verarbeitung der pulverformigen Stabilisatorzusammensetzung von der Anlieferung bis zum fertigen Gemisch aus Kunststoff und Stabilisatorzusarnmensetzung und darüber hinaus ermöglicht. Die Anlagen sind allerdings sowohl hinsichtlich der Anschaffungskosten als
auch hinsichtlich der laufenden Wartung sehr aufwändig, was sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit von mit entsprechenden Stabilisatoren ausgestatteten Kunststoffen auswirkt. Aus diesen Gründen wird im Stand der Technik verschiedentlich vorgeschlagen Stabilisatorzusammensetzungen durch Granulierung zu konfektionieren, um die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Die WO87/00543 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Additiven für Kunststoffe sowie ein daraus resultierendes Additiv in Granulatform. Gemäß der Druckschrift wird ein Wachs in geschmolzenem Zustand in mehreren Stufen den übrigen Bestandteilen der Stabilisatorzusammensetzung in einem Hochgeschwindigkeitsmischer zugegeben. Bei der Zugabe der ersten Fraktion des Wachses erhalten die einzelnen Pulverpartikel eine dünne Beschichtung mit dem Wachs. Bei der Zugabe der weiteren Fraktionen des Wachses findet eine Aggregation der mit Wachs beschichteten Teilchen statt. Die erhaltenen Granulate bestehen daher vollständig aus dem genannten Wachs, z. B. Glyce- rin-Monostearat, in welchem die anderen Partikel wie in einer Matrix eingebettet sind. Daher ist es bei der Herstellung dieser Granulate erforderlich, dass das Bindemittel im geschmolzenem Zustand, also bei einer Temperatur von mehr als der Schmelztemperatur, zugegeben wird.
Die DE OS 2031445 beschreibt ein Verfahren zur Granulierung von Hilfsstoffen für die Stabilisierung von halogenhaltigen Vinylpolymerisaten. Zur Her- Stellung der Granulate wird geschmolzenes Bindemittel zu den übrigen Komponenten zugegeben.
Die WO 00/63284 betrifft staubfreie Stabilisatorzusammensetzungen für Kunststoffe und Verfahren zu deren Herstellung. Die beschriebene Stabilisa-
torzusammensetzung besteht aus Granulatkörnern, wobei jedes Granulatkorn aus mehreren Partikeln der Stabilisatorzusammensetzung besteht und von einem Bindemittel umhüllt ist, das die am niedrigsten schmelzende Komponente der Stabilisatorzusammensetzung enthält. Zur Herstellung der beschriebenen Stabilisatorzusammensetzungen wird ein Gemisch aus allen in der Stabilisatorzusammensetzung vorgesehenen Verbindungen in einem geeigneten Mischer solange aufgeheizt, bis eine Agglomerierung des Gemischs erfolgt. Die erhaltenen Agglomerate sind jedoch nach Aussage der Druckschrift aufgrund ihres großen Energiegehalts und der damit verbundenen statischen Aufladung oft klebrig.
Die DE 100 51 739 AI betrifft granuläre Stabilisatorzusammensetzungen deren Agglomeratkörner aus mehreren Partikeln der Stabilisatorzusammensetzung bestehen und vollständig von einer Schicht eines Bindemittels umhüllt sind. Das Bindemittel enthält die am niedrigsten schmelzende Komponente der Stabilisatorzusammensetzung. Das Innere des Agglomeratkorns ist jedoch frei von diesem Bindemittel und enthält die oben genannten Partikel in fließfähiger Form.
Problematisch wirkt sich bei den oben genannten Verfahren oft die Tatsache aus, dass der Energieverbrauch für die beschriebenen Verfahren oft größer ist, als zur Erzielung des eigentlichen Zwecks, nämlich der Herstellung der Granulate, notwendig. Darüber hinaus sind die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren oft mit Problemen hinsichtlich der Granulatausbeute behaftet. Auf- grund des hohen Energieeintrags lässt sich die Granulatgröße nur unbefriedigend regulieren, was zu einer hohen Anzahl an zu großen Granulatkörnern fuhren kann. Diese Granulatkörner, die einen Durchmesser von bis zu mehreren cm erreichen können, müssen anschließend, d.h., nach der eigentlichen Granulierung, durch geeignete Vorrichtungen wieder zerkleinert werden. Dabei ent-
stehen in der Regel wiederum Feinteile, die abgetrennt und wieder in den Gra- nulierungsprozess eingespeist werden müssen. Darüber hinaus neigen die Granulate aufgrund des hohen Energiegehalts noch lange nach dem Granuliervorgang zum Verbacken.
Insbesondere führen die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren jedoch oft zu Granulatkörnern, die eine ungleichmäßige Verteilung der Inhaltsstoffe aufweisen. Derartige Granulatkörner können jedoch beim Einsatz zur Stabilisierung von halogenhaltigen Kunststoffen zu lokalen Problemen auf- grund ungleichmäßiger Stabilisatorverteilung führen. Besonders hervorzuheben sind dabei lokal auftretende Verfärbungen, die aufgrund unterschiedlicher Verteilung der Inhaltsstoffe des Stabilisators beispielsweise sofort nach der Verarbeitung, jedoch gegebenenfalls erst nach längerer thermischer Beanspruchung oder Bewitterung eines aus einem derartigen Kunststoff hergestellten Formkörpers auftreten. Dabei ist nicht nur die homogene Verteilung derjenigen Stoffe von Bedeutung, die zu einer direkten Stabilisierung gegen die Einwirkung von Hitze oder energiereicher Strahlung beiträgt. Ebenso von Bedeutung ist die Verteilung von Inhaltsstoffen die beispielsweise bestimmte Eigenschaften (etwa die Rheologie) während der Verarbeitung beeinflussen. Schwanken diese Eigenschaften beispielsweise bei der Verarbeitung von halogenhaltigen Kunststoffen in einem Extruder, so können trotz einer ausreichenden Menge an gegen die Einwirkung von Wärme oder energiereicher Strahlung stabilisierenden Verbindungen Verfärbungen auftreten, die beispielsweise aufgrund von Schwankungen der Rheologie des zu verarbeitenden Kunststoffs auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine granuläre Stabilisatorzusammensetzung für halogenhaltige Kunststoffe, insbesondere für PVC, zur Verfugung zu stellen, welche die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Stabilisatorzusammensetzungen nicht aufweist. Beispiels-
weise soll eine granuläre Stabilisatorzusammensetzung für Kunststoffe, insbesondere für halogenhaltige Kunststoffe wie PVC, zur Verfugung gestellt werden, die eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Inhaltsstoffe aufweist. Weiterhin soll eine granuläre Stabilisatorzusammensetzung zur Verfügung gestellt werden, die insbesondere eine möglichst gleichmäßige Korngrößenverteilung ohne oder weitgehend ohne Nachvermahlung der Granulate ermöglicht. Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Herstellung von Granulaten zur Verfügung gestellt werden, das eine schnelle Granulierung ermöglicht und vorzugsweise einen geringeren Anteil an verklumptem Material aufweist.
Die oben genannten Aufgaben werden durch Stabilisatorzusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung gelöst, wie sie im Rahmen des nachfolgenden Textes näher beschrieben werden.
Der Begriff Agglomerat wird dabei im Rahmen des vorliegenden Textes synonym mit dem Begriff Granulat verwendet. Dem entsprechend sind auch die Begriffe Agglomeration und Granulierung Synonyme, ebenso die Begriffe Ag- glomerator und Granulator.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine granuläre Stabilisatorzusammensetzung für halogenhaltige Kunststoffe, erhältlich durch Erhitzen mindestens einer ersten Stäbilisatorkomponente in einem Reaktor auf eine erste Verfahrenstemperatur unterhalb des Schmelzpunks der mindestens einen ersten Stäbilisatorkomponente und anschließend Zugabe mindestens einer Granulier- komponente, wobei die Granulierkomponente einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt unterhalb der ersten Verfahrenstemperatur aufweist, und anschließend das Gemisch unter ständiger Bewegung unter Erhalt eines Granulats granuliert wird.
Unter einer "Stabilisatorzusammensetzung" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung verstanden, die zur Stabilisierung halogen- haltiger Polymerer eingesetzt werden kann. Zur Erzielung dieses Stabilisierungseffekts wird eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung in der Regel mit einem zur Stabilisierung vorgesehenen, halogenhaltigen Polymeren vermischt und anschließend verarbeitet. Es ist jedoch ebenso möglich eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung dem zu stabilisierenden, halogenhaltigen Polymeren während der Verarbeitung beizumischen.
Einen erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzungen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch das gezielte Vermischen von mindestens zwei unterschiedlichen Verbindungen unter geeigneten Bedingungen erhältlich. Dabei wird im Rahmen des vorliegenden Textes mindestens eine Komponente als „Stäbilisatorkomponente" bezeichnet, während mindestens eine zweite Kom- ponente als „Granulierkomponente" bezeichnet wird. Es sei dabei jedoch betont, dass dies nicht notwendigerweise bedeutet, dass die "Stäbilisatorkomponente" ausschließlich oder teilweise stabilisierend wirkt oder die "Granulierkomponente" keine stabilisierende Wirkung aufweist. Der Begriff "Stäbilisatorkomponente" wird vielmehr im Rahmen des vorliegenden Textes zur Be- Zeichnung derjenigen Bestandteile der Stabilisatorzusammensetzung verwendet, welche bei der im Rahmen der Zugabe der "Granulierkomponente" gewählten Temperatur nicht schmelzen. Entsprechend wird der Begriff "Granulierkomponente" zur Bezeichnung derjenigen Bestandteile der Stabilisatorzusammensetzungen verwendet, welche bei der im Rahmen der Zugabe der "Granulierkomponente" gewählten Temperatur schmelzen. Sowohl die "Stäbilisatorkomponente" als auch die "Granulierkomponente" kann daher Bestandteile enthalten, die einer Stabilisierung eines entsprechenden Kunststoffs, insbesondere eines halogenhaltigen Kunststoffs, dienen. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die "Stäbilisatorkomponente" oder die "Granulierkomponente"
gemäß dem vorliegenden Text keine solche Bestandteile enthalten. Insgesamt enthält die Stabilisatorzusammensetzung natürlich, um eine Stabilisierungswirkung zu erzielen, insgesamt mindestens einen Bestandteil, welcher der Stabilisierung von Kunststoffen, insbesondere von halogenhaltigen Kunststoffen, dient.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine erfindungsgemäße granuläre Stabilisatorzusammensetzung für halogenhaltige Kunststoffe durch Erhitzen mindestens einer ersten Stäbilisatorkomponente in einem Reaktor auf eine ers- te Verfahrenstemperatur unterhalb des Schmelzpunks der mindestens einen Stäbilisatorkomponente und anschließend Zugabe mindestens einer Granulierkomponente, wobei die Granulierkomponente einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt unterhalb der ersten Verfahrenstemperatur aufweist, und anschließend das Gemisch unter ständiger Bewegung unter Erhalt eines Granu- lats granuliert wird, erhältlich.
Unter einem „Erweichungspunkt" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Temperatur verstanden, bei der die Granulierungskomponente in einem Zustand vorliegt, der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Herstellung eines erfindungsgemäßen Granulats erlaubt.
Als erste Stäbilisatorkomponente wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung mindestens eine Verbindung eingesetzt, deren Schmelzpunkt oberhalb von etwa 60 °C, vorzugsweise jedoch oberhalb von mindestens etwa 70, 80, 90 oder 100 °C liegt. Es kann erfindungsgemäß ebenso vorgesehen seien als erste Stäbilisatorkomponente eine Verbindung einzusetzen, deren Schmelzpunkt o- berhalb von etwa 110, 120 oder beispielsweise oberhalb von etwa 130 oder 140 °C oder darüber liegt. Wenn als erste Stäbilisatorkomponente beispielsweise eine grundsätzlich schmelzbare organische Verbindung eingesetzt wird,
so wird der Schmelzpunkt dieser Verbindung in der Regel oberhalb von etwa 80 °C liegen. Wenn als erste Stäbilisatorkomponente eine anorganische Verbindung eingesetzt wird, so wird deren Schmelzpunkt in der Regel deutlich oberhalb des für die organische Komponente genannten Schmelzpunkts liegen.
Grundsätzlich ist es erfindungsgemäß möglich, dass als Stäbilisatorkomponente nur eine Verbindung eingesetzt wird. Es ist jedoch erfindungsgemäß ebenso vorgesehen, dass als Stäbilisatorkomponente ein Gemisch aus zwei oder mehr Verbindungen eingesetzt wird. Es kann sich dabei um ein Gemisch von aus- schließlich anorganischen Verbindungen oder um ein Gemisch aus ausschließlich organischen Verbindungen handeln. Es ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich und im Hinblick auf Stabilisierungswirkungen gegebenenfalls sogar vorteilhaft, wenn als Stäbilisatorkomponente ein Gemisch aus organischen Verbindungen und anorganischen Verbindungen eingesetzt wird. Die Zahl der einzelnen Verbindungen in einem derartigen Gemisch kann zwischen zwei und einer im Wesentlichen beliebigen hohen Zahl, beispielsweise etwa 100, liegen. Oft bewegt sich die Zahl der in der Stäbilisatorkomponente vorliegenden Verbindungen zwischen etwa 3 und etwa 15, beispielsweise etwa 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 oder 14.
Die Stäbilisatorkomponente kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich in beliebiger Form eingesetzt werden. Es ist jedoch zur Erzielung eines möglichst homogenen Granulats vorteilhaft, wenn die Stäbilisatorkomponente in Pulverform eingesetzt wird. Dabei können grundsätzlich Pulver mit einer im wesentlichen beliebigen Teilchengröße und einer im wesentlichen beliebigen Teilchengrößenverteilung eingesetzt werden. Es hat sich jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft herausgestellt, wenn als Bestandteil der Stäbilisatorkomponente Verbindungen eingesetzt werden, deren mittlere Teilchengröße d50 in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1000
μm, insbesondere etwa 0,5 bis etwa 800 μm oder etwa 1 bis etwa 50 μm eingesetzt werden.
Die Bestimmung der Teilchengröße und die Verteilung der Teilchengrößen kann dabei nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. Geeignet sind beispielsweise Siebverfahren, Lichtmikroskopie, Elektronenmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Lichtstreuung, Laserbeugung, Röntgendiffrak- tometrie und dergleichen. Vorzugsweise werden Teilchengrößen, wie sie im Rahmen des vorliegenden Textes angegeben sind, durch Siebverfahren oder durch Laserbeugungsverfahren bestimmt.
Als Granulierungskomponente wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mindestens eine Verbindung eingesetzt, deren Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunkts der Stäbilisatorkomponente liegt. Vorzugsweise wird dabei mindestens eine Verbindung eingesetzt, deren Schmelzpunkt unterhalb von etwa 130 °C, insbesondere unterhalb von etwa 120 °C oder unterhalb von etwa 110 °C liegt. Besonders geeignete Granulierungskomponenten weisen beispielsweise einen Schmelzpunkt von mindestens etwa 40 bis mindestens etwa 120 °C, beispielsweise etwa 50 bis etwa 110 °C auf.
Grundsätzlich ist es erfindungsgemäß möglich, dass als Granulierungskomponente nur eine Verbindung eingesetzt wird. Es ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso vorgesehen, dass als Granulierungskomponente ein Gemisch aus zwei oder mehr Verbindungen eingesetzt wird. Die Zahl der einzelnen Verbindungen in einem derartigen Gemisch kann zwischen 1 und einer im Wesentlichen beliebig hohen Zahl, beispielsweise etwa 100, liegen. Oft bewegt sich die Zahl der in der Granulierungskomponente vorliegenden Verbindungen zwischen 1 und etwa 10, beispielsweise etwa 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9.
Wenn als Granulierungskomponente ein Gemisch aus zwei oder mehr Verbindungen eingesetzt wird, so kann eine oder können mehrere dieser Verbindungen beispielsweise einen Schmelzpunkt aufweisen, der oberhalb der obengenannten Temperaturen für die Bestandteile der Granulierungskomponente liegt. In solchen Fällen ist es vorteilhaft, wenn ein derartiger Bestandteil, insbesondere ein Bestandteil, dessen Schmelzpunkt oberhalb derjenigen Temperatur liegt, bei welcher die Zugabe der Granulierungskomponente zur Stäbilisatorkomponente erfolgt, zusammen mit den weiteren in der Granulierungskomponente vorliegenden Bestandteile einen Schmelzpunkt aufweist, der unterhalb des Schmelzpunkts der entsprechenden reinen Verbindung liegt. In Ausnahmefällen kann es möglich sein, dass eine Granulierungskomponente eine Verbindung enthält, die bei der bei Zugabe der Granulierungskomponente zur Stäbilisatorkomponente herrschenden Temperatur nicht schmilzt. In solchen Fällen ist es jedoch vorteilhaft, wenn dieser Verbindung einer besonders feine und gleichmäßige Verteilung innerhalb der Granulierungskomponente aufweist.
Die Vermischung von Stäbilisatorkomponente und Granulierungskomponente kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen. Zur Erzielung des erfindungsgemäßen Vorteils ist es jedoch zweckmäßig, wenn die Vermischung in einer Apparaturen durchgeführt wird, welche eine gute Durchmischung von Stäbilisatorkomponente und Granulierungskomponente gewährleistet.
Geeignet sind dabei beispielsweise dem Fachmann bekannte Mischer wie vertikale Heiz-Kühlmischer. Unter einem "Heiz-Kühlmischer" ist dabei ein Mi- scher zu verstehen, bei dem ein Teil beheizt und ein anderer Teil gekühlt werden kann. Vorteilhaft können dabei Mischer mit wandgängigen Abstreifern oder Mischer mit Bodenräumern oder Mischer mit einer Kombination aus beiden Werkzeugen sein.
Besonders geeignete sind im vorliegenden Fall beispielsweise so genannte Draismischer. Dabei handelt es sich um einen Pflugschar-Mischer, der eine hydraulisch betriebene, waagerecht eingebaute Welle aufweist. Der Mischer ist vorzugsweise über einen Mantel heiz- und kühlbar.
Während die erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen grundsätzlich mit Hilfe einer derartigen Mischapparatur erhältlich sind, hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Granulat noch während oder direkt nach der Granulierung, gegebenenfalls noch im warmen Zustand, einer ersten Vermahlung 2 ιgeführt werden kann. Hierzu hat sich beispielsweise das Integrieren von Zerkleinerungselementen, beispielsweise Mahlelementen, insbesondere von Messermühlen, in die Mischapparatur als vorteilhaft erwiesen. Im Rahmen einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung weist eine zur Herstellung der erfindungsge- mäßen Stabilisatorzusammensetzungen eingesetzte Mischapparatur daher eine oder mehrere Zerkleinerungsvorrichtungen, beispielsweise Messermühlen, auf. Vorzugsweise befinden sich diese Zerkleinerungsvorrichtungen im Bereich der Entnahme des Granulats.
Es hat sich darüber hinaus weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn das noch warme, granulierte und gegebenenfalls zusätzlich zerkleinerte Material in einem separaten Reaktor, vorzugsweise unter Bewegung des Granulats, abgekühlt wird. Hierzu eignen sich insbesondere vertikale oder vorzugsweise horizontale Kühlmischer, beispielsweise Pflugscharmischer, die gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Kühlwasser auf geeignete Weise Wärme aus dem Granulat abführen.
Nachdem das Granulat auf eine geeignete Temperaturen abgekühlt wurde, kann sich gegebenenfalls, sofern dies notwendig ist, eine weitere Zerkleinerungsstufe anschließen. Zur entsprechenden Zerkleinerung des Granulats auf
einer geeignete Größe können übliche Brecher und Mühlen eingesetzt werden. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich, bei der Zerkleinerung entstehende Feinanteile wieder in das Verfahren rückzufuhren, sofern solche Feinanteile überhaupt entstehen. Hierzu kann beispielsweise eine Bearbeitungsstufe in das Verfahren emgeführt werden, bei welcher die Feinanteile durch geeignete Verfahren, beispielsweise durch eine Siebbehandlung, abgetrennt werden. Die Rückführung der Feinanteile in das Verfahren kann entweder im Rahmen der Stäbilisatorkomponente oder im Rahmen der Granulierkomponente erfolgen. Dabei ist jeweils darauf zu achten, dass die Feinan- teile in der Stäbilisatorkomponente nicht zu einer nachteiligen Veränderung des Granulierungsverhaltens, insbesondere nicht zu einem vorzeitigen Verbacken der pulverformigen Stäbilisatorkomponente führt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäß beschriebenen Verfahrens wird zu- nächst die aus einer oder mehreren Verbindungen zusammengesetzte Stäbilisatorkomponente in Pulverform in einen geeigneten beheizbaren Mischer überführt. Der Mischer kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung bereits vorgeheizt sein. Es ist jedoch ebenso möglich, dass der Mischer erst während oder nach der Zugabe der Stäbilisatorkomponente erhitzt wird. Die Stabilisator- komponente wird anschließend auf eine geeignete Temperatur erhitzt. Grundsätzlich eignet sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede Temperatur als "geeignete Temperatur", sofern die Granulierkomponente bei dieser Temperatur nach Zugabe derart ihren Aggregatzustand ändert, dass ein Granulat mit den erfindungsgemäß verbesserten Eigenschaften entsteht. Es hat sich je- doch als besonders praktikabel erwiesen, wenn die Stäbilisatorkomponente auf eine Temperatur von mindestens etwa 50, vorzugsweise jedoch mindestens etwa 60 °C erhitzt wird.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Stäbilisatorkomponente auf einer Temperatur erhitzt, die etwa der Erweichungs- oder Schmelztemperatur der Granulierkomponente entspricht. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich, die Stäbilisatorkomponente derart zu erhitzen, dass die Temperatur der Stäbilisatorkomponente vor der Zugabe der Granulierkomponente innerhalb eines Temperaturkorridors liegt, der sich von etwa 30 °C unterhalb der oder Schmelztemperatur des am niedrigsten schmelzenden Bestandteils der Granulierkomponente bis etwa 20 °C oberhalb der Schmelztemperatur des am niedrigsten schmelzenden Bestandteils der Granu- lierkomponente erstreckt. Sofern die Bestandteile der Granulierkomponente ein Eutektikum bilden, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die jeweiligen Schmelzpunkte der Bestandteile der Granulierkomponente, so gilt vorzugsweise, dass die Stäbilisatorkomponente derart erhitzt wird, dass die Temperatur der Stäbilisatorkomponente vor der Zugabe der Granulierkompo- nente innerhalb eines Temperaturkorridors liegt, der sich von etwa 30 °C unterhalb der Schmelztemperatur des Eutektikums bis etwa 20 °C oberhalb der Schmelztemperatur des Eutektikums erstreckt.
Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt erforderlich, dass die Granulierkomponente einer Temperatur ausgesetzt wird, bei der sie im schmelzflüssigen Zustand vorliegt. Es kann ebenfalls ausreichend sein, dass die Granulierkomponente in einem plastisch erweichten Zustand vorliegt, der ausreicht, die Stäbilisatorkomponente gemäß dem Ziel der Erfindung zu granulieren. Diese Form der erfindungsgemäßen Granulierung kann insbesondere dann zum Erfolg fuhren, wenn als Granulierkomponente eine Zusammensetzung ohne scharf definierten Schmelzpunkt eingesetzt wird. Derartige Zusammensetzungen entstehen beispielsweise dann, wenn als Bestandteil der Granulierkomponente Wachse eingesetzt werden, die aus mehreren unterschiedlichen Verbindungen mit unterschiedlichen Molekulargewichten bestehen. Derartige
Wachse weisen häufig keinen scharf definierten Schmelzpunkt auf. Das Verhalten solcher Wachse beim Erhitzen verläuft häufig über eine Erweichungsphase in eine Schmelzphase hinein, wobei sich bereits während der Erweichungsphase Viskositäten einstellen können, die für eine Granulierung gemäß der vorliegenden Erfindung ausreichend sind.
Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Granulierungsverfahrens, welches zu den erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen führt, wird mindestens eine Stäbilisatorkomponente in einen entsprechend geeigneten Mischer gegeben und, vorzugsweise unter Bewegung, auf eine geeignete Temperatur, wie sie oben angegeben wurde, erwärmt. Wenn eine erfindungsgemäße Stäbilisatorkomponente aus zwei oder mehr Verbindungen besteht, so kann die Zugabe der einzelnen Verbindungen gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. Gegebenenfalls kann es von Vorteil sein, bestimmte Bestandteile eines die Stabi- lisatorkomponente bildenden Gemischs bereits vor der Zugabe zum Mischer entsprechend durch Vermischung zu konfektionieren. In den meisten Fällen ist es jedoch ausreichend, die Bestandteile der Stäbilisatorkomponente gleichzeitig oder nacheinander dem Mischer zuzuführen.
Das Erwärmen der Stäbilisatorkomponente im Mischer kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen. Vorteilhafterweise findet jedoch eine Wärmeübertragung von der Wand des Mischers auf die Stäbilisatorkomponente statt. Entsprechend eignen sich zur Durchführung des erfindungsgemäß beschriebenen Verfahrens Mischer, die auch bei relativ niedrigen Drehzahlen, beispielsweise bei einer Drehzahl von etwa 30 bis etwa 150, insbesondere bei etwa 50 bis etwa 100 Upm eine ausreichend gute Durchmischung des Mischgutes gewährleisten.
Die Zugabe der Granulierkomponente kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung im wesentlichen auf beliebige Weise erfolgen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Granulierkomponente der Stäbilisatorkomponente im Mischer in zerkleinertem, insbesondere in pulveriSraiigem Zustand zugeführt wird. Die Teilchengröße kann dabei innerhalb breiter Grenzen schwanken. Geeignet sind beispielsweise Teilchen mit einer Größe von etwa 10 bis etwa 10.000 μm, insbesondere mit einer mittleren Teilchengröße d50 von etwa 20 bis etwa 5000 oder etwa 30 bis etwa 3000 μm.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn nach der Zugabe der Granulierkomponente die äußere Wärmezufuhr zum Mischer abgestellt wird. Im Rahmen einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird daher die Beheizung der Mischapparatur vor der Zugabe der Granulierkomponente oder während der Zugabe der Granulierkomponente abgeschaltet. Es ist darüber hinaus ebenso möglich, das Mischaggregat vor oder während der Zugabe der Granulierkomponente leicht zu kühlen, so dass keine Wärmeübertragung mehr von der Wand des Mischers auf das Gemisch aus Stäbilisatorkomponente und Granulierkomponente stattfindet, die zu einer Erwärmung des Gemischs über die bereits erreichte Temperatur hinaus führt.
In der Regel beginnt die Granulierung des Gemischs innerhalb kurzer Zeit nach Zugabe der Granulierkomponente, beispielsweise innerhalb eines Zeitraums von etwa 1 bis etwa 60 min. Oft ist die Granulierung mit einer Volumenreduzierung des Gemischs verbunden.
Die Granulierung wird nun solange fortgeführt, bis ein in Aussehen und Granulatgröße erwünschtes Granulat erhalten ist. Gegebenenfalls, beispielsweise wenn das Granulat aufgrund ungünstiger Eigenschaften der Granulierkomponente eine außerhalb des gewünschten Bereichs liegende durchschnittliche
Teilchengröße aufweist, kann während der Granulierung eine Zerkleinerung des Granulats durch im Mischer vorhandene Messermühlen erfolgen. Eine entsprechende Zerkleinerung kann jedoch auch beispielsweise erst während oder nach der Entnahme des Granulats aus dem Mischer erfolgen.
Die Abkühlung des Granulats auf eine gewünschte Temperatur kann im Mischer selbst nach der Abschaltung der äußeren Wärmezufuhr erfolgen. Es ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls vorgesehen und hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Granulat dem Mischer noch warm entnommen und in einen Kühlmischer überführt wird, das Granulat nach der Granulierung also außerhalb des Reaktors unter Bewegung gekühlt wird. Im Rahmen dieser Überführung kann beispielsweise eine Zerkleinerung, sofern dies gewünscht ist, stattfinden. Die Abkühlung des Granulats auf eine gewünschte Temperatur erfolgt anschließend in einem entsprechenden Kühlmi- scher.
Nach Abkühlung des Granulats kann beispielsweise direkt oder nach einer entsprechenden Zwischenlagerung eine Abfüllung in übliche Behälter, insbesondere in so genannte Big Bags, erfolgen. Gegebenenfalls kann vor einer solchen Verfüllung, sofern das Material dies erforderlich macht, noch eine weitere Größenkonfektionierung des Materials erfolgen, wobei das Granulat auf die gewünschte Größe zerkleinert wird.
Der Anteil an Stäbilisatorkomponente und an Granulierkomponente in einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen kann jeweils in weiten Grenzen variieren und hängt von den gewünschten Eigenschaften der Stäbilisa- torzusammensetzungen ab. Vorzugsweise hat die Granulierkomponente einen Anteil von 0,1 bis 70 Gew.-%, beispielsweise von 0,5 bis etwa 60 oder von 1
bis etwa 50 oder von etwa 2 bis etwa 40 Gew.-% an der Stabilisatorzusammensetzung.
Die Zugabe der Granulierkomponente erfolgt im Rahmen der vorliegenden Er- findung bei einer Temperatur, welche die Ausbildung eines Granulats mit den gewünschten Eigenschaften erlaubt. Erfindungsgemäß sollte die Temperatur mindestens 60 °C betragen und etwa 140 °C nicht überschreiten. Besonders geeignet sind Temperaturen von etwa 65 bis etwa 130 oder etwa 70 bis etwa 125 oder etwa 75 bis etwa 120 oder etwa 80 bis etwa 115 oder etwa 85 bis et- wa 110 oder etwa 90 bis etwa 105 oder etwa 95 bis etwa 100 °C. Die Tempera- turangäben beziehen sich auf die Temperatur der Stabilisatorzusammensetzungen. Die Temperatur der Reaktorwand kann gegebenenfalls einen von der Temperatur der Stäbilisatorkomponente abweichenden Wert aufweisen.
Die Dauer während derer die Mischung aus Stäbilisatorkomponente und Granulierkomponente im Mischer bewegt wird, hängt in hohem Maße von den Eigenschaften der an den einzelnen Komponenten beteiligten Verbindungen ab. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass der Fachmann einen geeigneten Zeitpunkt zum Abbrechen des Granuliervorgangs bereits anhand des Aussehens des Granulats im Mischer erkennen kann. Üblicherweise wird nach Zugabe der Granulierkomponente für einen Zeitraum von etwa 5 Minuten bis etwa 2 Stunden, insbesondere für einen Zeitraum von etwa 10 Minuten bis etwa 1 Stunde granuliert.
Als Stäbilisatorkomponente eignen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle Verbindungen, welche in Stabilisatorzusammensetzun- gen zur Stabilisierung von Kunststoffen, insbesondere zur Stabilisierung von halogenhaltigen Kunststoffen eingesetzt werden können und im Rahmen des erfindungsgemäß beschriebenen Verfahrens erfolgreich als Bestandteil der
Stäbilisatorkomponente eingesetzt werden können. Hierzu zählen insbesondere Verbindungen, welche bei einer Temperatur, bei welcher die Zugabe der Granulierkomponente erfolgt, keine Eigenschaftsänderung zeigen, welche den er- findungsgemäß angestrebten Erfolg einer besonders gleichmäßigen Verteilung der Inhaltsstoffe und des Erhalts eines Granulats mit ausgezeichneten Stabilisierungseigenschaften negativ oder mehr als vermeidbar negativ beeinfiusst.
Das erfindungsgemäß beschriebene Verfahren zeigt dem Fachmann einen generell und grundsätzlich anwendbaren Weg um zu Granulaten zu gelangen, die eine besonders gleichmäßige Verteilung der Inhaltsstoffe aufweisen. Es liegt in der Natur der Sache, dass die Beschreibung eines solchen Verfahrens grundsätzlich nur eine begrenzte Anzahl an Verfahrensvarianten tatsächlich und ausführlich beschreiben kann. Die nachfolgende Aufzählung von Stoffen soll daher nur einen generellen Überblick über die Vielzahl von Bestandteilen geben, die als Inhaltsstoffe von Stäbilisatorkomponente bzw. Granulierkomponente eingesetzt werden können.
Grundsätzlich eignen sich die erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen zur Stabilisierung von beliebigen Kunststoffen, vorzugsweise werden sie jedoch zur Stabilisierung von Kunststoffen eingesetzt, die wenigstens anteilig halogenhaltige Kunststoffe enthalten. Besonders geeignet und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Granulate zur Stabilisierung von Kunststoffen, die einen Anteil an Polyvinylchlorid (PVC) enthalten. Dabei können die entsprechenden Granulate bei- spielsweise zrur Stabilisierung von Hart-PVC oder Weich-PVC, insbesondere zur Stabilisierung von Drahtummantelungen, Automobilbauteilen, beispielsweise Automobilbauteilen wie sie im Innenraum des Automobils, im Motorraum oder an den Außenflächen eingesetzt werden, Kabelisolierungen, Dekorationsfolien, Agrarfolien, Schläuchen, Dichtungsprofilen, Bürofolien, Hohl-
körpern (Flaschen), Verpackungsfolien (Tiefziehfolien), Blasfolien, Rohren, Schaumstoffen, Schwerprofilen (Fensterrahmen), Lichtwandprofüen, Bauprofilen, Sidings, Fittings, Platten, Schaumplatten, Dachrinnen, Coextrudaten mit recyceltem Kern oder Gehäusen für elektrische Apparaturen oder Maschinen, beispielsweise Computer oder Haushaltsgeräte.
Bereits aus dieser nur beispielhaften Aufzählung ergibt sich, dass ein zur Stabilisierung halogenhaltiger Kunststoffe einsetzbares, erfindungsgemäßes Granulat eine Vielzahl von Inhaltsstoffen enthalten kann, die je nach Einsatz der Sta- bilisatorzusammensetzung variieren können. Grundsätzlich kann dabei im Rahmen des erfindungsgemäß beschriebenen Verfahrens die Stäbilisatorkomponente jeden beliebigen zur Herstellung einer derartigen Stabilisatorzusammensetzung notwendigen Inhaltsstoff enthalten, sofern das erfindungsgemäße Verfahren zu dessen Herstellung dadurch nicht mehr als tolerierbar nachteilig beeüiflusst wird, d.h., sofern die erfindungsgemäßen Vorteile, insbesondere der Vorteil einer besonders gleichmäßigen Verteilung der Inhaltsstoffe, gewährleistet ist.
Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann beispielsweise mindestens eine Bleiverbindung enthalten.
Als Bleiverbindungen eignen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle organischen oder anorganischen Substanzen, die einen Gehalt an Blei in ionischer oder koordinierter oder metallischer Form aufweisen. Besonders geeignet sind beispielsweise basische Bleisalze von anorganischen Säuren wie dreibasisches Bleisulfat, vierbasisches Bleisulfat, zweibasisches Bleiphosphit oder zweibasisches Bleiphosphit-sulfit oder Bleicarbonat (Bleiweiß), Bleisalze von linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen oder aromatischen organischen Mono-
oder Polycarbonsäuren wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valerian- säure, Hexansäure, Önanthsäure, Octansäure, Neodecansäure, 2- Ethylhexansäure, Pelargonsäure, Decansäure, Undecansäure, Dodecansäure, Tridecansäure, Myristylsäure, Palmitinsäure, Laurylsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, 9,10-Dihydroxystearinsäure, Ölsäure, 3,6-Dioxaheptansäure, 3,6,9-Trioxadecansäure, Behensäure, Benzoesäure, p- tert-Butylbenzoesäure, Dimethylhydroxybenzoesävtre, 3,5-Di-tert-butyl-4- hydroxybenzoesäure, Tolylsäure, Dimethylbenzoesäure, Ethylbenzoesäure, n- Propylbenzoesäure, Salicylsäure, p-tert-Octylsalicylsäure, Sorbinsäure, diva- lente Carbonsäuren bzw. deren Monoester wie Oxalsäure, Malonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Weinsäure, Zimtsäure, Mandelsäure, Äpfelsäure, Gly- kolsäure, Oxalsäure, Salicylsäure, Polyglykoldicarbonsäuren mit einem Polymerisationsgrad von etwa 10 bis etwa 12, Phthalsäure, Isophthalsäure, Te- rephthalsäure oder Hydroxyphthalsäure, tri- oder tetravalente Carbonsäuren bzw. deren Mono-, Di- oder Triester wie Hemimellithsäure, Trimellithsäure, Pyromellithsäure oder Zitronensäure, oder dimerisierte oder trimerisierte Li- nolsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure sowie die im weiteren Verlauf dieses Textes erwähnten Mono- oder Polycarbonsäuren. Ebenfalls geeignet sind cyc- loaliphatischen Carbonsäuren wie Cyclohexancarbonsäure, Tetrahydrophthal- säure, 4-Methyltetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Endomethylen- tetrahydrophthalsäure oder 4-Methylhexahydrophthalsäure. Besonders geeignet sind dabei neutrales oder basisches Bleistearat, Bleiweiß, 3- oder 4- basisches Bleisulfat, 2-basisches Bleiphosphit, 2-basisches Bleiphthalat oder 4- basisches Bleifümarat.
Ebenfalls als Bleiverbindungen geeignet sind Bleiverbindungen wie sie durch Umsetzung von Bleioxid mit organischen Hydroxycarbonsäuren wie Dimethy- lolpropionsäure erhältlich sind. Derartige Verbindungen und ihre Herstellung werden beispielsweise in der EP 0 313 113 beschrieben, wobei die Offenba-
rang dieser Druckschrift hinsichtlich Bleiverbindungen, wie sie durch Umsetzung von Bleioxid mit organischen Hydroxycarbonsäuren erhältlich sind als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Texts angesehen werden. Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann beispielsweise nur eine Bleiverbindung enthalten. Es ist jedoch erfindungsgemäß ebenso möglich und vorgesehen, dass eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung ein Gemisch aus zwei oder mehr Bleiverbindungen enthält. Es ist aber beispielsweise möglich, dass eine oder mehrere Bleiverbindungen anorganischer und eine oder mehrere Bleiverbindungen organischer Natur sind. Es ist jedoch e- benfalls möglich, dass ausschließlich ein Gemisch von anorganischen Bleiverbindungen oder ein Gemisch von organischen Blei Verbindungen eingesetzt wird, n Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung ein Ge- misch aus zwei oder mehr, beispielsweise ein Gemisch aus 2, 3, 4 oder 5 unterschiedlichen Bleiverbindungen. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung ein Gemisch aus einer, zwei oder drei anorganischen Bleiverbindungen und einer, zwei oder drei organischen Bleiverbindungen. Im Rahmen einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung ein Gemisch aus Bleiphosphit oder Sulfat oder deren Gemisch und mindestens einer organischen Bleiverbindung, insbesondere einem Bleisalz einer organischen Carbonsäure.
Der Gehalt einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzxisammensetzung an Bleiverbindungen, immer bezogen auf die gesamte Stabilisatorzusammensetzung, kann beispielsweise mindestens etwa 5 Gew.-% betragen. Im Rahmen einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung an einer oder mehr
Bleiverbindungen beispielsweise etwa 10 bis etwa 95 Gew.-%. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann dabei beispielsweise auch innerhalb dieser Grenzen liegende Gehalte an Bleiverbindungen aufweisen, beispielsweise etwa 20 bis etwa 90 Gew.-% oder etwa 30 bis etwa 75 Gew.-% oder im we- sentlichen beliebige dazwischen liegende Werte, sofern entsprechende Bleigehalte eine ausreichende Stabilisierung bewirken.
Wenn eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung anorganische und organische Bleiverbindungen enthält, so beträgt dass Gewichtsverhältnis von anorganischen zu organischen Bleiverbindungen vorzugsweise etwa 100 : 1 bis etwa 1 : 100.
Neben einer Bleiverbindung oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Bleiverbindungen, wie sie beispielsweise oben beschrieben wurden, kann eine erfin- dungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung noch mindestens ein Salz einer halogenhaltigen Oxysäure oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Salzen einer halogenhaltigen Oxysäure oder Gemisch aus zwei oder mehr Salzen verschiedener halogenhaltiger Oxysäuren enthalten.
Als mindestens eine weitere Verbindung sind beispielsweise Salze der halogenhaltigen Oxysäuren, insbesondere die Perchlorate, geeignet. Beispiele für geeignete Perchlorate sind diejenigen der allgemeinen Formel M(Clθ4)n, wobei M für Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Zn, AI, La oder Ce steht. Der Index n steht entsprechend der Wertigkeit von M für die Zahl 1, 2 oder 3. Die genannten Perchloratsalze können mit Alkoholen (Polyolen, Cyclodextrinen) oder Ether- alkoholen beziehungsweise Esteralkoholen komplexiert sein. Zu den Esteralkoholen sind auch die Polyolpartialester zu zählen. Bei mehrwertigen Alkoholen oder Polyolen kommen auch deren Dimere, Trimere, Oligomere und Polymere in Frage, wie Di-, Tri-, Tetra- und Polyglykole, sowie Di-, Tri- und
Tetrapentaerythrit oder Polyvinylalkohol in verschiedenen Polymerisations- und Verseifungsgraden. Als Polyolpartialester sind Glycerinmonoether und Glycerinmonothioether bevorzugt. Ebenfalls geeignet sind Zuckeralkohole. Die Perchloratsalze können dabei in verschiedenen gängigen Darreichungsform eingesetzt werden, beispielsweise als Salz oder wässrigen Lösung aufgezogen auf ein geeignetes Trägermaterial wie PVC, Calciumsilikat, Zeolithe oder Hydrotalcite oder eingebunden durch chemische Reaktion in einen Hydrotalcit. Eine als Bestandteil der erfindungsgemäßen Stabilisatorzu- sammensetzung geeignete Kombinationen von Na-Perchlorat und Calciumsilikat kann beispielsweise durch Kombination einer wässrigen Lösung von Na- Perchlorat (Gehalt an Na-Perchlorat etwa 60% oder mehr) mit Calciumsilikat, beispielsweise einem synthetischen, amorphen Calciumsilikat, erfolgen. Geeignete Teilchengrößen für das einsetzbare Calciumsilikat liegen beispielswei- se bei etwa 0,1 bis etwa 50 , beispielsweise etwa 1 bis etwa 20 μm. Geeignete perchlorathaltige Darreichungsformen werden beispielsweise in der US-A 5,034,443 beschrieben, auf deren perchlorathaltige Darreichungsformen betreffende Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird und wobei diese Offenbarung als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Textes angesehen wird.
Weitere geeignete Darreichungsformen sind beispielsweise in der EP-A 394,547, der EP-A 457,471 und der WO 94/24200 genannt, auf deren geeignete Darreichungsformen betreffende Offenbarung ausdrücklich Bezug genom- men wird und wobei diese Offenbarung als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Textes angesehen wird.
Neben den oben beschriebenen anorganischen Salzen von halogenhaltigen O- xysäuren kann eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung auch or-
ganische Oniumsalze von halogenhaltigen Oxysäuren enthalten. Besonders geeignet sind dabei Oniumsalze von halogenhaltigen Oxysäuren, wie sie in der WO 03/082974 AI beschrieben werden. Auf die letztgenannte Druckschrift wird ausdrücklich verwiesen. Die Offenbarung der letztgenannten Druckschrift wird als Bestandteil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung betrachtet.
Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann darüber hinaus anorganische Basen enthalten. Bei den anorganischen Basen handelt es sich um feste Verbindungen wie die Hydroxide der Elemente der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems sowie die Hydroxide der Elemente der ersten Nebengruppe des Periodensystems. Besonders geeignet sind Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid oder Strontiumhydroxid.
Der Gehalt einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung an entsprechenden Verbindungen, sofern solche Verbindungen in einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung vorliegen, beträgt beispielsweise etwa 0,1 bis etwa 40 Gew.-%.
Als Bestandteile einer erfindungsgemäßen granulären Stabilisatorzusammen- Setzung eignen sich weiterhin Epoxyverbindungen. Beispiele für derartige E- poxyverbindungen sind epoxidiertes Sojaöl, epoxidiertes Olivenöl, epoxidier- tes Leinöl, epoxidiertes Rizinusöl, epoxidiertes Erdnussöl, epoxidiertes Maisöl, epoxidiertes Baumwollsamenöl sowie Glycidylverbindungen.
Glycidylverbindungen enthalten eine Glycidylgrappe, die direkt an ein Kohlenstoff-, Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom gebunden ist. Glycidyl- oder Methylglycidylester sind durch Umsetzung einer Verbindung mit mindestens einer Carboxylgruppe im Molekül und Epichlorhydrin bzw. Glyzerindi-
chlorhydrin bzw. Methyl-epichlorhydrin erhältlich. Die Umsetzung erfolgt zweckmäßigerweise in Gegenwart von Basen.
Besonders geeignete Epoxyverbindungen sind beispielsweise in der EP-A 1 046 668 auf den Seiten 3 bis 5 beschrieben, wobei auf die dort enthaltene Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird und diese als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Textes betrachtet wird.
Weiterhin als Bestandteile einer erfϊndungsgemäßen Zusammensetzung geeig- net sind 1,3-Dicarbonylverbindungen, insbesondere die ß-Diketone und ß- Ketoester. n Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet sind Dicarbonyl- verbindungen der allgemeinen Formel R C(0)CHR -C(O)R , wie sie beispielsweise auf S. 5 der EP- 1 046 668 beschrieben sind, auf die insbesondere im Hinblick auf die Reste R', R" und R'" ausdrücklich bezug genommen wird und deren Offenbarung als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Textes betrachtet wird.
Weiterhin als Bestandteile im Rahmen einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung geeignet sind Polyole. Geeignete Polyole sind beispielswei- se Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, Bistrimethylolpropan, Inosit, Polyvinylalkohol, Bistrimethylolethan, Trimethylolpropan, Sorbit, Maltit, Iso- maltit, Lactit, Lycasin, Mannit, Lactose, Leucrose, Tris- (hydroxymethyl)isocyanurat, Palatinit, Tetramethylolcyclohexanol, Tetra- methylolcyclopentanol, Tetramethylolcycloheptanol, Glyzerin, Diglycerin, Po- lyglyzerin, Thiodiglycerin oder α-D-Glycopyranosyl-D-mannit-dihydrat.
Die als Zusatzstoffe geeigneten Polyole können in einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung in einer Menge von bis zu etwa 30 Gew.-%, beispielsweise bis zu etwa 10 Gew.-% enthalten sein.
Ebenfalls als Bestandteile geeignet sind beispielsweise sterisch gehinderte A- mine wie sie in der EP-A 1 046 668 auf den Seiten 7 bis 27 genannt werden. Auf die dort offenbarten sterisch gehinderten Amine wird ausdrücklich Bezug genommen, die dort genannten Verbindungen werden als Bestandteil der Of- fenbarung des vorliegenden Textes betrachtet.
Die als Zusatzstoffe geeigneten sterisch gehinderten Amine können in einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung in einer Menge von bis zu etwa 30 Gew.-%, beispielsweise bis zu etwa 10 Gew.-% enthalten sein.
Beispielsweise können dabei heterocyclische Aminoalkohole eingesetzt werden, die mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3 Aminograppen im Ring aufweisen. Als zentraler Ringbestandteil der erfindungsgemäß einsetzbaren Aminoalkohole besonders geeignet sind hierbei die Trimerisierungsprodukte von Isocyanaten.
Besonders geeignet sind dabei hydroxylgrappenhaltige Isocyanurate der allgemeinen Formel I
CHYOH (CH2)m
worin die Gruppen Y und die Indices m jeweils gleich oder verschieden sind und m für eine ganze Zahl von 0 bis 20 und Y für ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgrappe mit 1 bis etwa 10 C-Atomen steht. Besonders bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden
Erfindung der Einsatz von Tris(hydroxymethyl)isocyanurat (THEIC) als Bestandteil der erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen.
Weiterhin als Bestandteile in den erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammen- Setzungen geeignet sind Hydrotalcite, Zeolithe und Alkalialumocarbonate. Geeignete Hydrotalcite, Zeolithe und Alkalialumocarbonate sind beispielsweise in der EP-A 1 046 668 auf den Seiten 27 bis 29, der EP-A 256 872 auf den Seiten 3, 5 und 7, der DE-C 41 06 411 auf Seite 2 und 3 oder der DE-C 41 06 404 auf Seite 2 und 3 beschrieben. Auf diese Druckschriften wird ausdrücklich be- zug genommen und deren Offenbarung an den angegebenen Stellen wird als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Textes betrachtet.
Die als Zusatzstoffe geeigneten Hydrotalcite, Zeolithe und Alkalialumocarbonate können in einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzung in einer Menge von bis zu etwa 50 Gew.-%, beispielsweise bis zu etwa 30 Gew.-% enthalten sein.
Ebenfalls im Rahmen der erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen als Bestandteile geeignet sind beispielsweise Hydrocalumite der allgemeinen Formel II
worin M für Calcium, Magnesium oder Zink oder Gemische aus zwei oder mehr davon, A für ein k-wertiges anorganisches oder organisches Säureanion, k für 1, 2 oder 3, B für ein von A verschiedenes anorganisches oder organisches Säureanion steht, n für eine ganze Zahl > 1 steht und, sofern n >1 ist, den Polymerisationsgrad des Säureanions angibt und 1 für 1, 2 3 oder 4 steht und die Wertigkeit des Säureanions angibt, wobei für n = 1 1 für 2, 3 oder 4 steht
und für n > 1 1 die Wertigkeit der einzelnen Monomereinheiten des Polyanions angibt und für 1, 2, 3 oder 4 steht und nl die Gesamtwertigkeit des Polyanions angibt und die folgenden Regeln für die Parameter x, y, a, b, n, z, und k gelten: 0 < x < 0,6, 0 < y< 0,4, wobei entweder x = 0 oder y = 0, 0 < a < 0,8/nund z = l + 2x + 3y-ka-n/b.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Zusatzstoffe Verbindungen der allgemeinen Formel II eingesetzt, worin M für Calcium steht, das gegebenenfalls im Gemisch mit Magnesium oder Zink oder Magnesium und Zink vorliegen kann.
In der allgemeinen Formel II steht A für ein k-wertiges anorgamsches oder or- ganisches Säureanion, wobei k für 1, 2 oder 3 steht. Beispiele für im Rahmen von erfindungsgemäß einsetzbaren Hydrocalumiten vorliegende Säureanionen sind Halogenidionen, SO3 2\ SO4 2\ S2O3 2", S2O4 2", HPO3 2_, P04 3", CO3 2", Alkyl- und Dialkylphosphate, Alkylmercaptide und Alkylsulfonate, worin die Al- kylgrappen gleich oder verschieden, geradkettig, verzweigt oder cyclisch sein können und vorzugsweise 1 bis etwa 20 C-Atome aufweisen. Ebenfalls als
Säureanionen A geeignet sind die Anionen gegebenenfalls funktionalisierter
Di-, Tri- oder Tetracarbonsäuren wie Maleat, Phthalat, Aconitat, Trimesinat,
Pyromellitat, Maleat, Tartrat, Citrat sowie Anionen der isomeren Formen der
Hydroxyphthalsäure oder der Hydroxymesinsäure. Im Rahmen einer bevorzug- ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht A für ein anorganisches
Säureanionen, insbesondere ein Halogenidion, beispielsweise F", Cl" oder Br", vorzugsweise für Cl".
In der allgemeinen Formel II steht B für ein Säureanion, das von A verschieden ist. Für den Fall, dass in der allgemeinen Formel II n für die Zahl 1 steht, steht Buchstabe B für ein 1-wertiges, anorganisches oder organisches Säureanion, wobei 1 für die Zahl 2, 3 oder 4 steht. Beispiele für im Rahmen von erfin- dungsgemäß einsetzbaren Verbindungen der allgemeinen Formel II vorliegen- 9 9 9 9 1 9 de Säureanionen B sind beispielsweise O ", SO3 ", SO4 ", S2O3 ", S2θ ", HPO3 " , PO 3", CO3 2", Alkyl- und Dialkylphosphate, Alkylmercaptide und Alkylsulfo- nate, worin die Alkylgrappen, gleich oder verschieden, geradkettig oder verzweigt oder cyclisch sein können und vorzugsweise 1 bis etwa 20 C-Atome aufweisen. Ebenfalls als Säureanionen A geeignet sind die Anionen gegebenenfalls funktionalisierter Di-, Tri- oder Tetracarbonsäuren wie Maleat, Phtha- lat, Aconitat, Trimesinat, Pyromellitat, Maleat, Tartrat, Citrat sowie Anionen der isomeren Formen der Hydroxyphthalsäure oder der Hydroxymesinsäure. Vorzugsweise steht B im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Formel VII für ein Borat oder ein Anion einer gegebenenfalls funktionalisierte Di-, Trioder Tetracarbonsäure. Besonders bevorzugt sind dabei Carbonsäureanionen und Anionen von Hydroxycarbonsäuren mit mindestens zwei Carboxylgrap- pen, wobei Citrate ganz besonders bevorzugt sind.
Ebenfalls als Bestandteile der erfindungsgemäßen Stabilisatorzusa nmenset- zungen geeignet sind neben den bereits oben im Rahmen der anorganischen Basen beschriebenen Verbindungen weitere Metalloxide, Metallhydroxide und Metallseifen von gesättigten, ungesättigten, geradkettigen oder verzweigten, aromatischen, cycloaliphatischen oder aliphatischen Carbonsäuren oder Hydroxycarbonsäuren mit vorzugsweise etwa 2 bis etwa 22 C-Atomen.
Als Metallkationen weisen die als Zusatzstoffe geeigneten Metalloxide, Metallhydroxide oder Metallseifen vorzugsweise ein zweiwertiges Kation auf, be-
sonders geeignet sind die Kationen von Calcium oder Zink oder deren Gemische.
Beispiele für geeignete Carbonsäureanionen umfassen Anionen von monova- lenten Carbonsäuren wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Hexansäure, Önanthsäure, Octansäure, Neodecansäure, 2-Ethylhexansäure, Pelargonsäure, Decansäure, Undecansäure, Dodecansäure, Tridecansäure, My- ristylsäure, Palrnitinsäure, Laurylsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, 12- Hydroxystearinsäure, 9,10-Dihydroxystearinsäure, Ölsäure, 3,6-Dioxaheptan- säure, 3,6,9-Trioxadecansäure, Behensäure, Benzoesäure, p-tert- Butylbenzoesäure, Dimethylhydroxybenzoesäure, 3,5-Di-tert-butyl-4- hydroxybenzoesäure, Tolylsäure, Dimethylbenzoesäure, Ethylbenzoesäure, n- Propylbenzoesäure, Salicylsäure, p-tert-Octylsalicylsäure, Sorbinsäure, Anionen von divalenten Carbonsäuren bzw. deren Monoestern wie Oxalsäure, Ma- lonsäure, Maleinsäure, Weinsäure, Zimtsäure, Mandelsäure, Äpfelsäure, Gly- kolsäure, Oxalsäure, Salicylsäure, Polyglykoldicarbonsäuren mit einem Polymerisationsgrad von etwa 10 bis etwa 12, Phthalsäure, Isophthalsäure, Te- rephthalsäure oder Hydroxyphthalsäure, Anionen von tri- oder tetravalenten Carbonsäuren bzw. deren Mono-, Di- oder Triestern wie sie in Hemimel- lithsäure, Trimellithsäure, Pyromellithsäure oder Zitronensäure sowie ferner sogenannte überbasische Carboxylate wie sie beispielsweise in der DE-A 41 06 404 oder der DE-A 40 02 988 beschrieben werden, wobei die Offenbarung der letztgenannten Dokumente als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Textes betrachtet wird.
Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusarnmensetzung kann darüber hinaus weiterhin als Thermostabilisatorkomponente eine Organozinnverbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Organozinnverbindungen enthalten.
Darüber hinaus sind im Rahmen der erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen die in der EP-A 0 742 259 auf den Seiten bis 18 bis 29 genannten und in ihrer Herstellung beschriebenen Organozinnverbindungen einsetzbar. Auf die obengenannte Offenbarung wird ausdrücklich Bezug genommen, wobei die dort genannten Verbindungen und deren Herstellung als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Textes verstanden werden.
Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann die beschriebenen Organozinnverbindungen in einer Menge von bis zu etwa 20 Gew.-%, insbe- sondere bis etwa 10 Gew.-%, enthalten.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung organische Phosphitester mit 1 bis 3 identischen, paarweise identischen oder unterschiedlichen organi- sehen Resten enthalten.
Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann weiterhin Füllstoffe wie sie im "Handbook of PVC Formulating", E. J. Wickson, John Wiley & Sons, Inc., 1993, auf den Seiten 393-449 beschrieben sind oder Verstärkungs- mittel wie sie im "Taschenbuch der Kunststoffadditive", R. Gächter/H. Müller, Carl Hanser Verlag, 1990, Seiten 549-615 beschrieben sind, enthalten. Besonders geeignete Füllstoffe oder Verstärkungsmittel sind beispielsweise Calci- umearbonat (Kreide), Dolomit, Wollastonit, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Silikate, Glasfasern, Talk, Kaolin, Ruß oder Graphit, Holzmehl oder andere nachwachsende Rohstoffe. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungs- form der vorliegenden Erfindung enthält eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung Kreide.
Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann darüber hinaus noch Schlagzähmodifikatoren und Verarbeitungshilfen, Geliermittel, Antistati- ka, Biozide, Metalldesaktivatoren, optische Aufheller, Flammschutzmittel sowie Antifoggingverbindungen enthalten. Geeignete Verbindungen dieser Ver- bindungsklassen sind beispielsweise in "Kunststoff Additive", R. Keßler/H. Müller, Carl Hanser Verlag, 3. Auflage, 1989 sowie im "Handbook of PVC Formulating", EJ. Wilson, J. Wiley & Sons, 1993 beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann im Rahmen bevor- zugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine komplexe Zusammensetzung aufweisen. Grundsätzlich sind als Bestandteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen im wesentlichen die bereits im Rahmen dieses Textes genannten Verbindungen einsetzbar. Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann demnach beispielsweise ausschließlich Verbindun- gen enthalten, die im Hinblick auf die Anfangsfarbe oder die Farbstabilität wirksam sind. Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann jedoch darüber hinaus weitere der obengenannten Verbindungen, insbesondere Zusatzstoffe enthalten, welche die Verarbeitbarkeit von halogenhaltigen Kunststoffen oder die Eigenschaften von aus solchen Kunststoffen hergestell- ten Formkörpern beeinflussen.
Eine erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann als Granulierkomponente insbesondere beispielsweise Gleitmittel wie Montanwachs, Fettsäureester, gereinigte oder hydrierte natürliche oder synthetische Triglyceride oder Partialester, Polyethylenwachse, oxidierte Polyethylenwachse, Amidwachse, Chlorparaffme, Glyzerinester oder Erdalkaliseifen enthalten. Verwendbare Gleitmittel werden darüber hinaus auch in "Kunststoffadditive", R. Gächter/H. Müller, Carl Hanser Verlag, 3. Auflage, 1989, S. 478 - 488 beschrieben. Weiterhin als Gleitmittel in der Granulierkomponente geeignet sind beispielsweise
Fettketone wie sie in der DE 42 04 887 beschrieben werden sowie Gleitmittel auf Silikonbasis, wie sie beispielsweise die EP-A 0 259 783 nennt, oder Kombinationen davon, wie sie in der EP-A 0 259 783 genannt werden. Auf die genannten Dokumente wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen, deren Gleitmittel betreffende Offenbarung wird als Bestandteil der Offenbarung des vorliegenden Textes betrachtet.
Ebenfalls geeignet sind Granulierkomponenten aus der aus Fettsäuren mit 8 bis 24 C- Atomen, Fettalkoholen mit 12 bis 24 C- Atomen, Estern aus Fettsäuren mit 8 bis 24 C- Atomen und Fettalkoholen mit 6 bis 24 C- Atomen, Estern aus Fettsäuren mit 8 bis 24 C-Atomen und mehrwertigen Alkoholen mit 4 bis 6 Hydroxylgruppen und Hydroxystearinsäureestern bestehenden Gruppe enthält. Die genannten Verbindungen können sowohl einzeln als auch im Gemisch miteinander eingesetzt werden.
Als Fettsäuren mit 8 bis 24 C-Atomen kommen sowohl native als auch synthetische geradkettige gesättigte Verbindungen dieser Substanzklasse in Betracht. Werden Fettsäuregemische eingesetzt, so können diese untergeordnete Mengen ungesättigter Fettsäuren enthalten, unter der Voraussetzung, dass der Schmelz- punkt solcher Gemische in jedem Fall oberhalb von 25 °C liegt. Beispiele für Fettsäuren, die als erweichbare oder schmelzbare Komponente eingesetzt werden können, sind Capryl-, Caprin-, Laurin-, Tridecan-, Myristin-, Pentadecan-, Palmitin-, Margarin-, Stearin-, Behen- und Lignocerinsäure. Auch Hydroxylgruppen enthaltende Fettsäuren, wie 12-Hydroxystearinsäure kommen hier in Betracht.
Derartige Fettsäuren können aus natürlich vorkommenden Fetten und Ölen, beispielsweise über die Fettspaltung bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck und anschließende Trennung der erhaltenen Fettsäuregemische, gegebe-
nenfalls Hydrierung der vorhandenen Doppelbindungen, erhalten werden. Vorzugsweise werden hier technische Fettsäuren eingesetzt, die in der Regel Gemische verschiedener Fettsäuren eines bestimmten Kettenlängenbereichs mit einer Fettsäure als Hauptbestandteil darstellen. Bevorzugt werden hier Fettsäu- ren mit 12 bis 18 C-Atomen, insbesondere Stearinsäure, eingesetzt.
Ebenfalls als Bestandteile der Granulierkomponenten geeignet sind die Metallsalze, beispielsweise die Alkali- oder Erdalkalimetallsalze der oben genannten Fettsäuren sowie Gemische aus zwei oder mehr davon. Besonders geeignet sind dabei die Ca-, Mg- oder Zink-Salze.
Bei den als Granulierkomponente geeigneten Fettalkoholen mit 12 bis 24 C- Atomen handelt es sich um geradkettige gesättigte Vertreter dieser Substanzklasse, die ohne Ausnahme einen Schmelzpunkt oberhalb von 25 °C besitzen. Entsprechende Fettalkohole können u. a. aus natürlich vorkommenden Fetten und Ölen über die Umesterung mit Methanol, anschließende katalytische Hydrierung der erhaltenen Methylester und fraktionierte Destillation erhalten werden. Daneben können auch synthetische Fettalkohole, wie sie beispielsweise über die Oxo- und Zieglersynthese erhalten werden, eingesetzt werden. Bei- spiele für solche Fettalkohole sind Lauryl-, Myristyl-, Cetyl-, Stearyl- und Be- henylalkohol. Diese Verbindungen können einzeln und im Gemisch miteinander eingesetzt werden. Bevorzugt werden technische Fettalkohole eingesetzt, die normalerweise Gemische aus verschiedenen Fettalkoholen eines begrenzten Kettenlängenbereichs darstellen, in denen jeweils ein Fettalkohol als Hauptbestandteil vorhanden ist. Vorzugsweise werden hier Fettalkohole mit 12 bis 18 C-Atomen eingesetzt.
Die oben genannten Ester aus Fettsäuren mit 8 bis 24 C-Atomen und Fettalkoholen mit 6 bis 24 C-Atomen sollten wiederum der Bedingung genügen, dass
ihr Schmelzpunkt oberhalb von 25 °C liegt. Als Ausgangsmaterial für die Herstellung solcher Fettalkohol-Fettsäureester kommen die oben b ereits ausführlich beschriebenen Fettsäuren und Fettalkohole in Betracht, wobei in solchen Estern zusätzlich auch Fettalkohole mit 6 bis 11 C-Atomen, also beispielsweise n-Hexanol, n-Octanol und n-Decanol, als Alkoholkomponente vorhanden sein können. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Ester sind Stearylcaprylat, Stearylcaprinat, Cetyllaurat, Cetylmyristrat, Cetylpalmitat, n-Hexanolstearat, n-Octylstearat, Laurylstearat, Stearylstearat, Stearylbehenat, Beh.enyllaurat und Behenylbehenat. Darüber hinaus sind Ester von Fettalkoholen und aromati- sehen Mono- oder Dicarbonsäuren geeignet, beispielsweise Distearylphthalat.
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der oben genannten Ester aus Fettsäuren mit 8 bis 24 C-Atomen und Alkoholen mit 4 bis 6 Hydroxylgruppen eignen sich wiederum die oben bereits beschriebenen Fettsäuren. Als Alkohol- komponente kommen vor allem aliphatische Polyole mit 4 bis 12 C-Atomen in Betracht, beispielsweise Erythrit, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Ditrimethy- lolpropan, Diglycerin, Triglycerin, Tetraglycerin, Mannit und Sorbit in Betracht. Bei diesen Polyolestern kann es sich um Vollester hancieln, in denen sämtliche Hydroxylgruppen des Polyols mit Fettsäure verestert sind. Es kom- men aber auch Polyolpartialester in Betracht, die im Molekül eiire oder mehrere freie Hydroxylgruppen aufweisen. Diese Fettsäurepolyolester können ebenfalls nach bekannten Verfahren der organischen Synthese durch. Veresterung der Polyole mit stöchiometrschen oder unterstöchiometrischen Ϊ engen freier Fettsäuren erhalten werden. Beispiele für solche Polyolfettsäureester sind die Stearinsäure- und Stearinsäure/Palmitinsäurevollester des Erythrits, Pentae- rythrits und Diglycerins, die Dilaurate des Dipentaerythrits, Ditrirnethylolpro- pans, Triglycerins, Mannits und Sorbits, die Distearate des Erythrits, Pentae- rythrits, Dipentaerythrits und Tetraglycerins sowie die so genannten Ses- quiester des Pentaerythrits, Dipentaerythrits, Mannits und Sorbits, zu deren
Herstellung man auf 1 Mol Polyol 1,5 Mol Fettsäure, insbesondere Palmitin- und/oder Stearinsäure, einsetzt. Die genannten Polyolfettsäureester stellen in der Regel, schon auf Grund der jeweils eingesetzten Ausgangsmaterialien, Stoffgemische dar.
Eine besondere Grappe von möglichen Bestandteilen der Granulierkomponente im Rahmen der Erfindung stellen die Ester der Hydroxystearinsäure dar, da hier sowohl Verbindungen in Betracht kommen, in denen die Hydroxystearin- säuren über ihre Carboxylgruppe mit einem ein- oder mehrwertigen Alkohol verestert sind, als auch solche, in denen sie mit ihrer Hydroxylgruppe mit Fettsäuren verestert sind. Vorzugsweise handelt es sich hier um Derivate der 12- Hydroxystearinsäure, die beispielsweise aus dem Fettsäureanteil des hydrierten Ricinusöls gewonnen werden kann. Zu den Derivaten der erstgenannten Art zählen 12-Hydroxystearinsäureester der weiter oben ausführlich beschriebenen Fettalkohole sowie 12-Hydroxystearinsäurevollester und -partialester mit Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen und 2 bis 12 C-Atomen, insbesondere solche, die sich von Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, den isomeren Butylenglykolen, 1,12-Dodecandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Erythrit, Pentaerythrit, Ditrimethylolpropan, Dipentaerythrit, Diglycerin, Triglycerin, Tetraglycerin, Mannit und Sorbit ableiten. Beispiele für solche Ester sind die 12-Hydroxystearinsäurevollester des Ethylenglykols, 1,3-Propylenglykols, E- rythrits und Pentaerythrits, die Di-12-Hydroxystearate des Pentaerythrits, Dipentaerythrits, Diglycerins, Tetraglycerins und Sorbits sowie die 12- Hydroxystearinsäuresesquiester des Pentaerythrits, Dipentaerythrits und Man- nits. Als Mitglied dieser Gruppe wird auch gehärtetes Ricinusöl aufgefasst, das bekanntlich ein Triglyceridgemisch mit einem hauptsächlich aus 12- Hydroxystearinsäure bestehenden Fettsäureanteil darstellt. Bei den 12- Hydroxystearinsäureestern der zweiten Art handelt es sich um Veresterungsprodukte aus 12-Hydroxystearinsäure und Fettsäuren mit 8 bis 24 C-
Atomen, welch letztere bereits weiter oben näher beschrieben sind. Aus dieser Gruppe von 12-Hydroxystearinsäurederivaten kommt dem Veresterungsprodukt aus 12-Hydroxystearinsäure und Behensäure besondere Bedeutung zu, da es die charakteristische Eigenschaft besitzt, die Stabilisatorzusammensetzung in Kunststoffschmelzen so gut zu dispergieren, dass bei seiner Verwendung die üblichen Einsatzmengen der übrigen Komponenten der Stabilisatorzusammensetzung erheblich reduziert werden können. Außerdem hat dieses Veresterungsprodukt mit 60 °C einen so günstigen Schmelzpunkt, dass die Herstellung der erfindungsgemäßen Agglomerate bei entsprechend niedrigen Temperaturen erfolgen kann. Auf der anderen Seite liegt der Schmelzpunkt hoch genug, um eine Lagerung der Agglomerate ohne Zusammenbacken oder Ausschwitzerscheinungen auch bei Sommertemperaturen zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen eignen sich zur Stabilisierung halogenhaltiger Polymerer.
Beispiele für derartige halogenhaltige Polymere sind Polymere des Vinylchlo- rids, Vinylharze die Vinylchlorideinheiten im Polymerrückgrat enthalten, Co- polymere von Vinylchlorid und Vinylestem aliphatischer Säuren, insbesondere Vinylacetat, Copolymere von Vinylchlorid mit Estern der Acryl- und Methac- rylsäure oder Acrylnitril oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, Copolymere des Vinylchlorids mit Dienverbindungen oder ungesättigten Dicarbon- säuren oder deren Anhydriden, beispielsweise Copolymere des Vinylchlorids mit Diethylmaleat, Diethylfumarat oder Maleinsäureanhydrid, nachchlorierte Polymere und Copolymere des Vinylchlorids, Copolymere des Vinylchlorids und Vinylidenchlorids mit ungesättigten Aldehyden, Ketonen und anderen Verbindungen wie Acrolein, Crotonaldehyd, Vinylmethylketon, Vinylmethyl- ether, Vinylisobutylether und dergleichen, Polymere und Copolymere des Vi-
nylidenchlorids mit Vinylchlorid und anderen polyrnerisierbaren Verbindungen, wie sie bereits oben genannt wurden, Polymere des Vinylchloracetats und Dichlordivinylethers, chlorierte Polymere des Vinylacetats, chlorierte polymere Ester der Acrylsäure und der α-substituierten Acrylsäuren, chlorierte Polystyrole, beispielsweise Polydichlorstyrol, chlorierte Polymere des Ethylens, Polymere und nachchlorierte Polymere von Chlorbutadien und deren Copolymere mit Vinylchlorid sowie Mischungen aus zwei oder mehr der genannten Polymeren oder Polymermischungen, die eines oder mehrere der obengenannten Polymere enthalten.
Ebenfalls zur Stabilisierung mit den erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen geeignet sind die Pfropfpolymerisate von PVC mit EVA, ABS oder MBS. Bevorzugte Substrate für derartige Propfcopolymere sind außerdem die vorstehend genannten Homo- und Copolymerisate, insbesondere Mischun- gen von Vinylchlorid-Homopolymerisaten mit anderen thermoplastischen oder elastomeren Polymeren, insbesondere Blends mit ABS, MBS, NBR, SAN, EVA, CPE; MBAS, PAA (Polyalkylacrylat), PAMA (Polyalkylmethacrylat), . EPDM, Polyamiden oder Polylactonen.
Ebenfalls zur Stabilisierung mit den erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen geeignet sind Gemische von halogenierten und nicht- halogenierten Polymeren, beispielsweise Gemische der obengenannten nicht- halogenierten Polymeren mit PVC, insbesondere Gemische von Polyurethanen und PVC.
Weiterhin können mit den erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammensetzungen auch Rezyklate chlorhaltiger Polymere stabilisiert werden, wobei grundsätzlich alle Rezyklate der obengenannten, halogenierten Polymeren hierzu geeignet
sind. Geeignet ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise PVC- Rezyklat.
Die Erfindung betriff außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer Stabilisa- torzusammensetzung für Kunststoffe, insbesondere für PVC, wobei mindestens eine erste Stäbilisatorkomponente in einem Reaktor auf eine erste Verfahrenstemperatur unterhalb des Schmelzpunks der mindestens einen Stäbilisatorkomponente erhitzt und anschließend mindestens eine Granulierkomponente zugegeben wird, wobei die Granulierkomponente einen Schmelzpunkt unterhalb der ersten Verfahrenstemperatur aufweist, und anschließend das Gemisch unter ständiger Bewegung unter Erhalt eines Granulats granuliert wird. Einzelheiten zum erfindungsgemäßen Granulierverfahren wurden bereits oben im Rahmen des vorliegenden Texts erläutert.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Stabilisierung halo- genhaltiger Polymerer, bei dem ein halogenhaltiges Polymeres oder ein Gemisch aus zwei oder mehr halogenhaltige Polymeren oder ein Gemisch aus einem oder mehreren halogenhaltige Polymeren und einem oder mehreren halogenfreien Polymeren mit einer erfindungsgemäßen Stabilisatorzusammenset- zung vermischt wird.
Die Vermischung von Polymeren oder Polymeren und der erfindungsgemäße Stabilisatorzusammensetzung kann grundsätzlich zu jedem beliebigen Zeitpunkt vor oder während der Verarbeitung des Polymeren erfolgen. So kann die Stabilisatorzusammensetzung beispielsweise dem in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Polymeren vor der Verarbeitung zugemischt werden.
Eine erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung kann auf bekannte Weise in eine gewünschte Form gebracht werden. Geeignete Verfahren sind beispiels-
weise Kalandrieren, Extrudieren, Spritzgießen, Sintern, Extrasions-Blasen oder das Plastisol- Verfahren. Eine erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung kann beispielsweise auch zur Herstellung von Schaumstoffen verwendet werden. Grundsätzlich eignen sich die erfindungsgemäßen Polymerzusammenset- zungen zur Herstellung von hart- oder weich-PVC, wie oben bereits erwähnt.
Eine erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung kann zu Formkörpern verarbeitet werden. Der Begriff "Formkörper" umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle dreidimensionalen Gebilde, die aus einer er- findungsgemäße Polymerzusammensetzung herstellbar sind. Der Begriff "Formkörper" umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise Drahtummantelungen, Automobilbauteile, beispielsweise Automobilbauteile wie sie im Innenraum des Automobils, im Motorraum oder an den Außenflächen eingesetzt werden, Kabelisolierungen, Dekorationsfolien, Agrarfolien, Schläuche, Dichtungsprofile, Bürofolien, Hohlkörper (Flaschen), Verpackungsfolien (Tiefziehfolien), Blasfolien, Rohre, Schaumstoffe, Schwerprofile (Fensterrahmen), Lichtwandprofile, Bauprofile, Sidings, Fittings, Platten, Schaumplatten., Coextrudate mit recyceltem Kern oder Gehäuse für elektrische Apparaturen oder Maschinen, beispielsweise Computer oder Haushaltsgeräte. Weitere Beispiele für aus einer erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung herstellbare Formkörper sind Kunstleder, Bodenbeläge, Textilbeschichtungen, Tapeten, Coil-Coatings oder Unterbodenschutz für Kraftfahrzeuge.
Im folgenden werden erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sowie Ver- gleichsbeispiele im einzelnen beschrieben.
BEISPIELE l. Ziel Herstellung einer Rezeptur gemäß Stand der Technik (WO 00/63284), Beispiel 1, „Weich-PVC-Käbelrezeptur" als Aufbaugranulat und Herstellung einer Rezeptur gemäß Stand der Technik (WO 00/63284), Beispiel 3, Hart-PVC- Kanalrohrrezeptur gemäß dem im dort beschriebenen Verfahren. Weiterhin werden die Rezepturen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens granu- liert. Die erhaltenen Produkte werden analysiert.
2. Versuchsdurchführung
Die Versuche wurden auf einem heiz- und kühlbaren 150-1-Pflugscharmischer mit horizontal eingebautem Mischwerkzeug und einer Messermühle zur Zerkleinerung großer Klumpen hergestellt. Als Chargengröße wurde 75 kg gewählt, sofern nichts anderes angegeben ist.
2.1 Verfahren
2.1.1 Erfindungsgemäßes Verfahren
Die Drehzahl des Rührwerkzeugs wurde auf 96min"1 eingestellt. Die Einzelkomponenten wurden nacheinander in den Mischer gegeben. Ähnliche Einzel- komponenten wurden dabei zu Grappen (Vormischungen) zusammengefasst. Die nicht- bzw. hochschmelzenden Komponenten wurden in den Mischraum gegeben und aufgeheizt. Die Temperatur wurde produktspezifisch gewählt. Bei Erreichen der genannten Temperatur wurde der Dampf (die Beheizung) abgeschaltet ggf. wurde der Mantel kurz mit Kühlwasser gekühlt um keine weitere
Wärme einzutragen. Anschließend wurden die schmelzbaren Komponenten zugegeben.
Dadurch kühlte die Mischung ab. Eine weitere Abkühlung erfolgte durch das Schmelzen der Komponenten. Während dieses Prozesses fand die Granulierung statt. Gegebenenfalls wurden die Messermühlen eingeschaltet um eventuell zu große Agglomerate zu zerstören.
2.1.2 Verfahren gemäß Stand der Technik
Die Drehzahl des Rührwerkzeugs wurde auf 150min"1 eingestellt. Alle Komponenten wurden gemeinsam in den Mischer gegeben. Die Beheizung wurde auf eine Wandtemperatur von ca. 85°C eingestellt. Die Beheizung wurde kontinuierlich bis zum Ende der Granulierung durchgeführt. Die Rezeptur wurde granuliert und entsprechend dem Abbrachkriterium - wie es im Stand der Technik erwähnt ist - entleert.
3. Durchgeführte Versuche
3.1 Rezepturen
3.1.1 Rezeptur 1
3.1.1.1 Ergebnisse
a) Verfahren
Versuch VI, Vergleichs versuch Die Gesamtansatzmenge betrug 60kg. Beim ersten Versuch, die Rezeptur gemäß dem Stand der Technik herzustellen, wurde nach Aufgabe der nicht- und hochschmelzbaren Komponenten eine Temperatur von 75°C eingestellt. Bei Erreichen der Temperatur wurde als schmelzende Komponente das Paraffin (5,5%) hinzugegeben. Bei dieser Temperatur fand noch keine Granulierang statt.
Die Mischung wurde schrittweise aufgeheizt bis die Reaktortemperatur (Thermoelement) 95°C sowie die Pulvertemperatur ca. 90°C (Raytec Laserthermometer) betrag. Trotz einer Granulierdauer von gesamt etwa 1,5h fand nur eine geringfügige Granulierung statt.
Versuch V2
Beim Versuch V2 wurde die Reaktortemperatur 95°C und die Wandtemperatur auf etwa 85°C eingestellt. Alle Einzelkomponenten wurden aufgegeben und das Rührwerk gestartet. Beim Erreichen einer Pulvertemperatur von 63 °C fand eine Volumenreduzierung der Mischung statt. Es fand noch keine Granulierung statt. Während der nächsten 50 Minuten stieg die Pulvertemperatur kontinuierlich bis auf etwa 90°C an. Ab Erreichen dieser Temperatur begann die Stromstärke anzusteigen und die Mischung staubte nicht mehr. Bei einer Stromaufnahme von 14A wurde der Ansatz entleert. Die Dauer vom Beginn des Anstiegs der Stromaufhahme bis zur Entleerung betrag etwa 9 Minuten (= reine Granulierdauer). An der Reaktorwandung befinden sich Anbackungen.
Erfindungsgemäßes Verfahren
Versuch V3
Bei Versuch 3 wurde nach Aufgabe der nicht- und hochschmelzbaren Komponenten eine Pulvertemperatur von 95 °C und eine Reaktortemperatur von 105°C eingestellt. Bei Erreichen der Temperatur wurden als schmelzende Komponenten Bleistearat (5,6%) und Paraffinwachs (5,5%) hinzugegeben. Nach Zugabe des Bleistearats war der Reaktor zu 100% gefüllt. Nach Zugabe des Paraffinwachses fand eine Volumenreduzierung um ca. 50% statt. Anschließend begann die Stromstärke langsam anzusteigen. Etwa 50 Minuten nach Aufgabe der schmelzbaren Komponenten war die Mischung granuliert. Bei einer Stromstärke von 12A wurde der Reaktor entleert.
Es befanden sich keine nennenswerten Aribackungen an den Reaktorwandungen.
Produkte:
Um die gleichmäßige Verteilung der Inhaltsstoffe gemäß den einzelnen Verfahren zu überprüfen, wurden die Aschwerte einzelner Komfraktionen nach DIN 53568, Blatt 1 (Bestimmung des Glührückstandes) bestimmt:
3.1.2: Versuchsrezeptur 2
3.1.2.1 Ergebnisse Versuch 1
hn Rahmen des Versuchs V4 wurde die Reaktortemperatur auf 95 °C und die Wandtemperatur auf etwa 85°C eingestellt. Alle Einzelkomponenten wurden aufgegeben und das Rührwerk gestartet. Der Reaktor war zu ca. 90% gefüllt. Nach 20 Minuten begann die Stromstärke anzusteigen und die Mischung staubte nicht mehr. Das Produkt hatte eine Temperatur von 58°C. Innerhalb von 3 Minuten stieg die Stromstärke bis auf 23A an. Der Ansatz wurde entleert.
An der Reaktorwandung befanden sich starke, feste Anbackungen.
Versuch V5
Bei Versuch V5 wurde nach Aufgabe der nicht- und hochschmelzbaren Kom- ponenten eine Pulvertemperatur von 80°C bei einer Reaktortemperatur von 95°C eingestellt. Bei Erreichen der Temperatur wurden als schmelzende Komponenten Calciumstearat (17,5%) und Paraffinwachs (10%) hinzugegeben. Nach Zugabe des Parafrinwachses war der Reaktor zu 90% gefüllt.
8 Minuten nach Zugabe des Paraffinwachses war das Material granuliert. Sichtbar wurde dies an einem Anstieg der Stromstärke. Der Reaktor wurde so-
fort entleert, um ein Teigigwerden des Ansatzes zu vermeiden. Es gab keine Anbackungen an den Reaktorwänden.
Der Anteil von 27% schmelzbarer Verbindungen ist als relativ hoch anzusehen.
4. Vergleich / Diskussion der Ergebnisse
4.1 Produkt:
1.) Die Laborergebnisse zeigen, dass die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Granulate engere Fehlergrenzen und schmalere Verteilungen zeigen:
2.) Asche: Beim Test verschiedener, im Labor abgesiebter Fraktionen zeigt sich, dass die Verteilung der Aschewerte bei Produktion nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich enger ist und dadurch deutlich geringere Standardabweichungen und somit relative Fehler auftreten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist hier vorteilhaft.
4.3 Verfahren
1.) Beim Verfahren gemäß Stand der Technik zeigen sich bei beiden Versuchsprodukten Anbackungen im Reaktor.
2.) Beim Verfahren gemäß Stand der Technik treten - aufgrund der Ariba- ckungen - hohe mechanische Belastungen des Mischwerkzeugs und dadurch hohe Stromaufiiahmen auf, die gerade beim Scale-up zu teilweise erheblichen Problemen führen könnten.
3.) Beim erfindungsgemäßen Verfahren gibt es im Allgemeinen kaum Ariba- ckungen.