196837. lajstromszámú szabadalom • Stabilizátor keverék megnövelt hőállóságú (nagy stabilitású, atoxikus, ill. csökkent toxicitású) vinil-klorid alapú műanyag termékek előállítására és stabilizált vinil-klorid alapú polimer kompozíció
1 2 használjuk fel. A karbonsavak kalcium- és cinksói, a pentaeritrit és a szerkezetileg hasonló poliolok, valamint az l ,3-dikarbonil-vegyületek közismerten csekély toxicitásuk miatt, az egészségügyi hatóságok által engedélyezett olyan adalékanyagok, melyek élelmiszerek csomagolására szolgáló műanyagtermékek készítésére alkalmasak. (Az ilyen célra engedélyezett anyagok az úgy nevezett pozitív listákban szerepelnek.) A fémszappan-párt alifás vagy aromás karbonsavak kalcium- és cinksóiból alakítjuk ki. Alifás karbonsavként 8- 20 szénatomos, egyenes- vagy elágazóláncű, telített vagy telítetlen karbonsavakat pl. sztearinsavat, kaprinsavat, olajsavat, laurinsavat, mirisztinsavat, palmitinsavat használunk. Aromás savként benzoesav, helyettesített benzoesavak, mint pl. p-terc-butil-benzoesav és fenil-ecetsav is használható. A fémszappan-pár készülhet ugyanazon savval, de különböző savakkal is előállíthatjuk a megfelelő kalcium- és cink-szappanokat. A pentaeritrit felhasználása során arra a felismerésre jutottunk, hogy a jó homogenizálhatóság érdekében döntő jelentősége van annak, hogy magasabb olvadáspontú pentaeritritet olyan finom szemcsés formában kell alkalmazni, amely legalább 90 tömegszázalékban 63 jum-nél kisebb átmérőjű részecskékből áll, s ezek átlagos átmérője 2,5 ßm. Ennek a szelektálásnak eredményeképpen az említett megoldásokban közölt l 5 órai homogenizálással szemben, lényegesen kevesebb idő, már 0,1—2 óra is elegendő f művelet (elvégzéséhez , minthogy ez esetben a pentaeritrit, amely a feldolgozás hőfokán általában nem ömlik meg, a polimer ömledékében kellő homogenitást biztosítva diszpergálható. Még afról a meglepő eredményről is megbizonyosodtunk, hogy ha az ismert stabilizator keverékekben a kereskedelmi durva szemcsés — mintegy 82 t%-ban 63 /xm-nél nagyobb átmérőjű részecskéket tartalmazó pentaeritrit helyett az általunk használt finom szemcsés anyagot alkalmazzuk, úgy a legszámottevőbb hatásnövekedést az eredetileg gyengébb stabilitású keverékek esetében tapasztaljuk. Ez a hatás azt bizonyítja, hogy az "általánosan ismert azon tény mellett, hogy a szinergetikus hatású stabilizátor keverékekben többnyire a fémszappanok, illetve a komponensek közötti arányok változtatásának van a hatás szempontjából szerepe, a pentaeritrit szemcsemérete döntő befolyással van a kalcium-cink szappan-pentaeritrit - 1,3-dikarboniI rendszerekre. További kísérleteink azt mutatták, hogy a pentaeritritből vízlehasítással nyert dehidratált származékok, tekintettel alacsony olvadáspontjukra, könnyen homogenizálhatok az elegyben, mert a feldolgozás folyamán megömlenek. Azt is megállapítottuk munkánk folyamán, hogy a pentaerithez szerkezetileg közel álló di-trimetilol-propán ugyancsak alacsony olvadáspontja és stabilizáló hatása miatt e keverékben igen előnyösen felhasználható. Az 1,3-dikarbonil-vegyületek közül úgy találtuk,hogy főként az (I), illetve (11) általános képletű vegyületek - amely vegyületekben Rj és Rj azonosan vagy egymástól függetlenül 12-18 szénatomos alkil- vagy fenilcsoport, R3 jelentése hidrogénatom. R4 jelentése 2—5 szénatomszámú alkiléncsoport, Rs jelentése 1 -4 szénatomos alkilcsoport - a legelőnyösebbek. Az (1) általános képletű 1,3-dikarbonil-vegyületek legfontosabb képviselői a következők: benzoil-aceton-, dibenzoil-metán, palmitoil-sztaroil-metán, disztearoil-metán, diplamitoil-metán, sztearoil-benzoil-metán,palmitoiy^enzoil-metán, 1,3-ciklohexán-dion. A (II) általános képletű 1,3-dikarbonil-vegyületek közül alkalmasak például az a-acil-butirolaktonok, az a-acil-valeroiaktonok, valamint az o-acil-kaprolatonok, jellemző képviselőjük az a-acetil-y-butirolakton. A stabilizátor-rendszer az említett főkomponensek mellett más konvencionális adalékanyagot is tartalmazhatnak, így antioxidánst, fénystabilizátort, csúsztatót, vagy más ismert feldolgozási segédanyagokat. Munkánk során azt is felismertük, hogy a vinil-klorid alapú polimerekben az alkalmazott és az előzőekben említett stabilizátor-keverék hatását nem csupán a könnyen homogenizálható poliol, hanem a felhasznált fémszappan komponensek megfelelő arányai együttesen biztosítják és csak a kalcium-cink szappanok használatakor optimális. .összehasonlításként* vizsgáltunk olyan keverékeket, melyekben fémszappan-párként báriumból és kamiumból, illetve kalciumból és cinkből készített zsírsav-sókat használtunk a finom szemcsés pentaeritrit és 1,3-dikarbonil-vegyület mellett. Megállapítottuk, hogy míg a pentaeritrit részecskemérete csökkentésének stabilitást növelő hatása az ismert bárium-kadmium alapú rendszereknél minimális, legfeljebb 10%-os javulást okoz (6. táblázat), addig a kalcium-cink alapú stabilizátor-rendszerek hatékonyságát általában 14-30%-kal, illetve a találmány szerinti, optimális összetételek alkalmazása esetén 30 -50%kal növeli (7. táblázat). Kísérleteink folyamán megállapítottuk, hogy a stabilizátor keverékek hatásossága akkor a legkedvezőbb, ha a fémszappanok mennyiségét 55—77 t%, a pentaeritrit vagy dehidratízált pentaeritrit vagy di-trimetilolpropán mennyiségét 20—401%, az 1,3-dikarbonil-vegyület mennyiségét 1 -5 t% között yálasztjuk meg. A kalcium- és cinksó közötti tömegarány célszerűen 10,5-1,4. A stabilizátor-keverék. elkészítésénél a poliolt, például a kívánt finom szemcsés vagy dehidratált pentaeritritet vagy di-trimetilol-propánt megfelelő arányok alkalmazása mellett a fémszappan-párral, valalmint az 1,3-dikarbonil-vegyülettel ( és esetlég más adalékanyagokkal) keverjük homogénné. Az így nyert stabilizátor keverékből 100 rész vinil-klorid mono- vagy kopolimerhez 1 -3 részt kell adagolni. A keverék 0,1-1 órán, célszerűen 15-30 percen keresztül történő homogenizálásával kiváló tulajdonságokkal rendelkező vinihklorid alapú polimer-kompozícióhoz jutunk, amely alkalmas élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő műanyagtermékek (csomagolóanyagok, palackok, edények) előállítására. Lehetőség van arra is, hogy a stabilizátor keverék komponenseit a vinil-klorid mono- illetve kopolimerrel együtt keverjük össze homogén keverékké. A találmány szerinti eljárástés annak előnyeit a következő példák világítják meg. 96.837 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
