GTS PVC Pool

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PVC Rezepturen

Einleitung
PVC kann grundsätzlich nur in Verbindung mit Stabilisatoren, Gleitmitteln (GM) und sonstigen Hilfsmitteln verarbeitet werden. Zusätzlich werden Farb- und Füllstoffe, Weichmacher in Polymerer und in kurzkettiger Form sowie sonstige Additive eingesetzt. Additive, insbesondere die Stabilisatoren und Gleitmittel, haben häufig ein synergistisches Verhalten. Alle Rezepturkomponenten werden auf 100 pph PVC bezogen.
Für die Rohr- und Profilextrusion, für Weich-PVC, für den PVC-Spritzguss und für das Kalandrieren unterscheiden sich die Rezepturkomponenten grundsätzlich. Insbesondere die ‘Umweltdiskussion’ hat in den Jahren 1988 bis 1993 sehr stark dazu beigetragen, dass das Cd beinah vollständig aus den heutigen Rezepturen verschwunden ist.
Entsprechende Rezepturen werden vorgestellt, diskutiert und bei Bedarf nachgereicht.
PVC – grundsätzliche Rezepturkomponenten
Bleisulfat: Thermostabilisator, ist drehmoment-neutral
Bleiphosphit: Thermo- u. Lichtstabilisator, drehmoment-erhöhend

3 PbO + PbSO4 + H2O > Bleisulfat, 3-basisch 3 PbO + Pb-Sulfat + H2O
4 PbO + PbSO4 + H2O > Bleisulfat, 4-basisch 4 PbO + Pb-Sulfat + H2O
4-5 PbO + PbSO4 + H2O >Bleisulfat, polybasisch 4-5 PbO + Pb-Sulfat + H2O

Thermostabilität steigt mit steigendem Pb-Gehalt
3 PbO ist üblich, 4 PbO ist besser, aber teurer
• Bleistearat 28%ig ist üblich, hat Gleitwirkung
• Bleistearat 51%ig, höhere Thermostabilität, aber drehmomenterhöhend

Gleitmittel
innere GM:

• Paraffinwachse – niedriger Schmelzpunkt 55 – 60°C
• Paraffinwachse – hoher Schmelzpunkt 90 – 110°C

äußere GM:

•  Stearinsäure
•  monobasische Esterwachse
• 3-basische Esterwachse
• PE-Wachse

-> Bleistearat und Stearinsäure haben deutlich synergistische Wirkung
-> PE-Wachse sehr vorsichtig dosieren, reduzieren die Sichtbarkeit der Schneckenspitze
Es gibt für Blei zwei grundsätzliche Stabilisierungsphilosophien:
1. Pb-Salze + Gleitmittel + Stearate: ist üblich und anzuraten
2. Pb-Stearate + Gleitmittel: ist billig, jedoch Nachteile bei kalter Witterung und bei Regenerierung (Absolutwert vom Blei zu klein, bei Temperaturwechseln wandern Stabilisator und GM)

Tests für ausreichende Stabilität
1. Wiederholungs-Test: viermal extrudieren / regenerieren, ist das Rohr danach okay, ist auch der Stabilisator in Ordnung.
2. Reststabilität gemessen nach der Extrusion bei 200 °C mit Lackmuspapier
– Rohrmischung min. 10 – 15°
– Fenstermischung min. 15 – 30°

PVC-Rohrezepturen
Druckrohre: K-Wert 65-68
Anteil: 3,5 – 4,5 pph Stabicompound
Anteile im Stabicompound:
• 40 – 50% Pb-Sulfat
• 10 – 20% Pb Phosphit
• 10 – 15% Pb-Stearat (28%ig / 51%ig = 5:1)
• 10 – 15% Stearinsäure
• 10 – 20% Paraffinwachse
• 10- 15% Ca-Stearat
• 4 – 8% PE-Wachse (oder hochschmelzende Paraffin)

Bei Druckrohren können wegen Sulfatasche-Test nur geringe Anteile (ca. 1%) CaCO3 zugegeben werden.

Treten Thermostabilitätsprobleme wegen zu dicker Wandstärke auf, so wird ausschließlich Pb-Sulfat erhöht.

PVC-Fensterrezepturen auf Bleibasis
K Wert 65 – 68
Anteil: 4,5 – 6 pph Stabicompound
Anteil an Stabicompound (100%)
• 55 – 65%Pb-Phosphit
• 8 – 15%Pb-Stearat (28%ig/51%ig = 3/1)
• 5 – 10%Ca-Stearat
• 5 – 10%G21 = inneres GM
• 5 – 10%G32 = äußeres GM
• 5 – 10%G60 = inneres GM
• 2% hochschmelzendes Paraffin (gibt mehr Glanz)
• 5 – 10% Fließhilfe K125 oder K175 oder K120

Für Länder mit heißem Klima und hohem UV-Anteil wird zusätzlich zum erhöhten Anteil an TiO2 (6 – 8 pph) Tinuvin 326 (o.ä.) eingesetzt. Üblich sind in gemäßigten Klimazonen 4 – 12 pph CaCO3 und 3 – 5 pph TiO2. Hier werden üblicherweise 5 – 8 pph Schlagzähigkeitsmodifizierer (R&H 334 o.ä.) eingesetzt. Ein alternativer Schlagzähigkeitsmodifizierer ist CPE (Dow). Er ist billiger, jedoch für ein engeres Verarbeitungsspektrum. Seit einigen Jahren wird in größeren Umfang unterschiedlicher Modifier gemischt, mit sehr guten Ergebnissen.
Da der Einsatz von Schlagzähigkeitsmodifizierern primär für die ‘Verarbeitung und Montage’ bei kalten Witterungsbedingungen erforderlich ist, und zusätzlich die Vicattemperatur abgesenkt wird, werden in heißen Klimazonen, im mediterranen Bereich sowie in Frankreich (Solvay) hauptsächlich Rezepturen ohne Schlagzähigkeitsmodifizierer eingesetzt.

Zinn Rezepturen für den Fensterbereich
In Nordamerika ist es üblich, Fensterprofile mit Zinn zu stabilisieren.
Die Zinnrezepturen sind meist schwefelfrei. PVC-Fensterrezepturen auf Zinnbasis sind wie folgt aufgebaut:

Anteil: 5 – 6 pph Stabicompound
Anteil an Stabicompound (100%)
• 40 – 50% Zinnmaleat
• 5 – 10% Ca-Stearat
• 25 – 35% Komplexester
• 8 – 15% UV-Absorber

Es werden übliche Mengen an CaCO3 eingesetzt, der Anteil an TiO2 beträgt meist 10 bis 12 pph.

PVC-Fensterrezepturen auf Calcium Zink (CaZn)-Basis
CaZn hat sich bei der Stabiliesierung von Fensterprofilen mehr und mehr durchgesetzt. Der Kostenunterschied zur Bleirezeptur wird immer günstiger.

Anteil 4 – 5,5 pph Stabicompound (auf CaZn-Basis)

Der Name CaZn wird vorgeschoben. Da Ca und Zn nur geringe stabilisierende Wirkung haben, wird eine große Anzahl von Co-Stabilisatoren eingesetzt. Komponenten der Rezeptur sind:
• Ca-Stearat
• Zn-Stearat
• Gleitmittel G21, G60, G32
• PE-Wachse oder hochschmelzende Paraffine
• Co-Stabilisator
• Antioxidationsmittel
• Organophosphit
• etc

PVC-Spritzgussrezepturen
Anteil 4 – 7 pph Stabicompound auf Bleibasis
Anteile an Stabicompound (100%)
•55-65% Bleisulfat
•20-25% Bleistearat (28%ig +51%ig=171)
•4-8% Ca-Stearat
•3-5% Glycerinimoniumstearat
•3-5% PE Wachs
•5-8% G 32 + G60

Es wird üblich 1 bis 2 ppm CaCO3 eingesetzt, wenig Stearinsäure, wenig niedrigschmelzende Stoffe. Für sogenannte „ Schnellspritzer“ wird häufig 0,05 bis 0,1 pph AC 316, ein hochmolekulares, oxidierendes PE eingesetzt, welches die Gelierung beschleunigt. Außerdem wird sehr häufig K175 eingesetzt.

Für extrem dickwandige Spritzgussteile wird Butylzinn (ca. 2,5 bis 3pph) eingesetzt.

PVC Kabelrezepturen
Es wird zwischen Ader- und Mantelmischung unterschieden sowie zwischen den „Einsatzparametern“

Mantelmischung Adermischung
100°C bis 70°C bis 50°C Einheit 50°C 70°C 105°C
2,0 1,6 1,2 pph Bleisulfat 1,75 2,5 10-12*
0,5 0,4 0,3 pph Bleiphosphit —– —– —–
0,5 0,5 0,5 pph Bleistearat 28% 0,5 0,5 0,5
0,5 0,5 0,5 pph Bleistearat 51% 0,5 0,5 0,5
0,5 0,5 0,4 pph Ca-Stearat
beschleunigt Gelierung 0,5 0,5 0,5
0,8 0,8 0,8 pph Stearinsäure/Paraffine 0,8 0,8 0,8
0,1 0,1 0,1 pph hochschmelzende Wachse( PE Wachse) 0,1 0,1 0,1
30-40 60-70 70-100 pph CaCO3 50-70 40-50 10
40-50 50-70 80-100 pph DOP( bei 70° und 105° Verschnitt von DIDP und DINP 50-70 40-50 **
* Pb Sulfat mit Pb Phthalat kombiniert (1:1)
** Trimetilitmaleinsäure (TOTM)Polyweichmacher (Condea, BASF,Höchst)