CN112888732B - 氯乙烯树脂用增塑剂、氯乙烯树脂组合物、电线和车辆内装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供氯乙烯树脂用增塑剂,其与氯乙烯树脂的相容性良好,并且进一步其可用于提供能够形成耐寒性和耐热性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。本发明涉及氯乙烯树脂用增塑剂,其包括A1)酯类化合物,其通过a1)选自由二价至四价芳族羧酸、以及其烷基酯和酸酐组成的组中的至少一种化合物,与a2)含有2‑丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的醇类混合物的反应而生成。
Description
技术领域
本发明涉及氯乙烯树脂用增塑剂,其与氯乙烯树脂的相容性良好,并且进一步其可用于提供能够形成耐寒性和耐热性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。本发明还涉及包含该氯乙烯树脂用增塑剂的氯乙烯树脂组合物、由该氯乙烯树脂组合物形成的电线和由该氯乙烯树脂组合物形成的车辆内装材料。
背景技术
为了不仅赋予如柔软性等各种性能,而且还降低如挤出、压延等各种成形加工中的加工温度由此而使成形加工容易,氯乙烯树脂经常作为添加有增塑剂的氯乙烯树脂组合物来使用。
期望的是,这样的氯乙烯树脂组合物中所使用的增塑剂具有有利的性能,诸如与氯乙烯树脂的相容性优异、允许得到由氯乙烯树脂组合物形成的制品具有优异的耐热性和耐寒性(参见,例如WO 2017/030000)。
氯乙烯树脂组合物中所使用的增塑剂的典型实例包括例如邻苯二甲酸酯、己二酸酯、偏苯三酸酯等多元酸的烷基酯,其可单独或以两种以上的组合使用。在现有技术中,如耐热性和耐寒性等性能之间的平衡优异的通用的邻苯二甲酸酯,如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP),经常用于电线(例如,车辆用线束)、车辆内装材料(例如,车辆内饰皮革)和类似的用途中所使用的氯乙烯树脂组合物中。然而,近年来,对耐寒性或耐热性的需求变得越来越强,并且上述增塑剂目前无法满足这样的需求。
通常已知的是,碳数大于上述增塑剂的C10以上的醇尤其是直链醇可以用于改善耐寒性或耐热性。
发明内容
发明要解决的问题
然而,由于与氯乙烯树脂的相容性降低,因此使用C10以上的直链醇不能提供期望的性能,例如耐寒性或耐热性。因此,目前需要开发用于柔软性、相容性、耐热性和耐寒性优异的氯乙烯树脂的增塑剂。
本发明的目的是提供一种氯乙烯树脂用增塑剂,其与氯乙烯树脂的相容性良好,并且进一步其可以用于提供能够形成耐寒性和耐热性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。本发明的另一个目的是提供包含该氯乙烯树脂组合物的电线(例如线束)和车辆内装材料(例如车辆内饰皮革)。
用于解决问题的方案
作为广泛研究的结果,发明人发现:由特定的醇类混合物生成的酯类化合物可以用作氯乙烯树脂用增塑剂;包含酯类化合物和氯乙烯树脂的组合物可用于形成具有耐热性和耐寒性,即甚至在暴露于高温或低温环境时也可保持可塑性的制品;该酯类化合物与氯乙烯树脂的相容性良好,并且甚至在长期暴露于高温或低温环境时也可使氯乙烯树脂保持其可塑性;所述组合物可以优选地用于形成用于提供车辆内装材料(例如车辆内饰皮革)或电线(例如线束)涂层的材料;等等。该发现导致本发明的完成。
具体地,本发明涉及一种氯乙烯树脂用增塑剂,其包括:
A1)酯类化合物,其通过a1)选自由二价至四价芳族羧酸、以及其烷基酯和酸酐组成的组中的至少一种化合物,与a2)含有2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的醇类混合物的反应而生成。
所述化合物a1)优选为选自由邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸及它们的烷基酯、和邻苯二甲酸酐组成的组中的至少之一。
所述醇类混合物a2)优选包含基于100mol%所述混合物为20~70mol%的2-丙基庚醇、10~60mol%的正癸醇和20~70mol%的正十二烷醇。
所述醇类混合物a2)优选包含基于100mol%所述混合物为20~50mol%的2-丙基庚醇、10~60mol%的正癸醇和20~50mol%的正十二烷醇。
所述醇类混合物a2)的平均碳数优选为10.4~11.4,更优选10.4~11.0。
所述醇类混合物a2)的平均直链度优选为50~95%,更优选60~85%。
本发明还涉及一种氯乙烯树脂组合物,其包括:X)所述氯乙烯树脂用增塑剂;和Y)氯乙烯树脂。
所述氯乙烯树脂用增塑剂X)优选以基于每100质量份所述氯乙烯树脂Y)为10~100质量份的量存在。
本发明还涉及一种电线,其包括用所述氯乙烯树脂组合物涂覆的导线。
本发明还涉及一种车辆内装材料,其由所述氯乙烯树脂组合物形成。
发明的效果
本发明的氯乙烯树脂用增塑剂与氯乙烯树脂的相容性良好,并且可用于提供甚至在暴露于高温或低温环境时也可保持可塑性的氯乙烯树脂组合物。此外,本发明的氯乙烯树脂组合物可以用于例如电线涂覆材料、汽车部件、皮革、靴子、垫片、软管等各种用途。本发明的氯乙烯树脂组合物特别适于电线涂覆材料、尤其是用于生产线束的,以及用于生产如车辆内饰皮革等车辆内装材料的成形材料。
具体实施方式
本发明的氯乙烯树脂用增塑剂包括A1)酯类化合物,其通过a1)选自由二价至四价芳族羧酸、以及其烷基酯和酸酐组成的组中的至少一种化合物,与a2)含有2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的醇类混合物的反应而生成。
由醇类混合物a2)生成的酯类化合物A1)是酯类化合物的混合物。
二价芳族羧酸(芳族二羧酸)、芳族二羧酸的烷基酯和芳族二羧酸酐的实例包括邻苯二甲酸、4-甲基邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸及它们的烷基酯,以及邻苯二甲酸或4-甲基邻苯二甲酸的酸酐。其中优选的是选自由邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸及它们的烷基酯、和邻苯二甲酸酐组成的组中的一种以上的化合物,其中邻苯二甲酸酐或间苯二甲酸的烷基酯是更优选的,因为它们有助于提供优异的与氯乙烯树脂的相容性,并获得能够形成耐热性和耐寒性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。芳族二羧酸、芳族二羧酸的烷基酯和芳族二羧酸酐可以单独或以两种以上的组合使用。
三价芳族羧酸(芳族三羧酸)、芳族三羧酸的烷基酯和芳族三羧酸酐的实例包括1,3,5-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,2,3-苯三甲酸、3-甲基-1,2,4-苯三甲酸、3,5-二甲基-1,2,4-苯三甲酸、3,5,6-三甲基-1,2,4-苯三甲酸,及其烷基酯和酸酐。其中优选的是选自由1,2,4-苯三甲酸及其烷基酯和酸酐组成的组中的一种以上的化合物,因为它们有助于提供优异的与氯乙烯树脂的相容性并获得能够形成耐热性和耐寒性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。芳族三羧酸、芳族三羧酸的烷基酯和芳族三羧酸酐可以单独或以两种以上的组合使用。
四价芳族羧酸(芳族四羧酸)、芳族四羧酸的烷基酯和芳族四羧酸酐的实例包括1,2,4,5-苯四甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸、1,2,3,4-苯四甲酸、3-甲基-1,2,4,5-苯四甲酸和3,6-二甲基-1,2,4,5-苯四甲酸。其中优选的是选自由1,2,4,5-苯四甲酸及其烷基酯和酸酐组成的组中的一种以上的化合物,因为它们有助于提供优异的与氯乙烯树脂的相容性并获得能够形成耐热性和耐寒性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。芳族四羧酸、芳族四羧酸的烷基酯和芳族四羧酸酐可以单独或以两种以上的组合使用。
前述化合物a1)可以单独或以两种以上的组合使用。化合物a1)中优选的是二价芳族羧酸(芳族二羧酸)、芳族二羧酸的烷基酯和芳族二羧酸酐,因为它们有助于提供优异的与氯乙烯树脂的相容性并获得能够形成耐热性和耐寒性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。
醇类混合物a2)包含2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇。
2-丙基庚醇的量基于100mol%醇类混合物a2)优选为20mol%以上,更优选30mol%以上,还更优选40mol%以上,但是优选为70mol%以下,更优选60mol%以下,还更优选50mol%以下。当在上述范围内时,可以获得更适宜的效果。
正癸醇的量基于100mol%醇类混合物a2)优选为10mol%以上,但是优选为60mol%以下,更优选40mol%以下,还更优选20mol%以下。当在上述范围内时,可以获得更适宜的效果。
正十二烷醇的量基于100mol%醇类混合物a2)优选为20mol%以上,更优选30mol%以上,还更优选40mol%以上,但是优选为70mol%以下,更优选60mol%以下,还更优选50mol%以下。当在上述范围内时,可以获得更适宜的效果。
2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的总量基于100mol%醇类混合物a2)优选为80mol%以上,更优选90mol%以上,还更优选95mol%以上,特别优选98mol%以上,最优选100mol%。当在上述范围内时,可以获得更适宜的效果。
醇类混合物a2)的平均碳数优选为10.4以上,更优选10.6以上,还更优选10.8以上,但是优选为11.4以下,更优选11.2以下,还更优选11.0以下。当在上述范围内时,可以获得更适宜的效果。
本文中使用的醇类混合物a2)的平均碳数为摩尔基准。
醇类混合物a2)的平均直链度(average linearity)优选为50%以上,更优选55%以上,还更优选60%以上,但是优选为95%以下,更优选90%以下,还更优选85%以下,特别优选80%以下,最优选75%以下,甚至最优选70%以下,进一步最优选65%以下。当在上述范围内时,可以获得更适宜的效果。
本文中使用的醇类混合物a2)的平均直链度为摩尔基准。
a1)选自由二价至四价芳族羧酸、以及其烷基酯和酸酐组成的组中的至少一种化合物,与a2)含有2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的醇类混合物的反应可以通过任意的方法来进行。
具体地,酯类化合物A1)可以通过任选地在酯化催化剂的存在下,例如在100℃~250℃的温度范围内使组分a1)和a2)的酯化反应进行2~25小时来制备。酯化反应的条件(例如温度、时间)没有特别限制,可以适当地选择。
酯化催化剂的实例包括钛类催化剂,例如钛酸四异丙酯和钛酸四丁酯;锡类催化剂,例如二丁基氧化锡;以及有机磺酸催化剂,例如对甲苯磺酸。
酯化催化剂的使用量可以适当地选择,且通常优选在基于每100质量份原料的总量为0.001~0.1质量份的范围内。
组分a2)相对于组分a1)的使用量优选为1.00~1.30mol,更优选为1.03~1.10mol,基于组分a1)的每摩尔羧基,以便提供优异的与氯乙烯树脂的相容性并获得能够形成耐热性和耐寒性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。更具体地,在组分a1)是选自由芳族二羧酸及其烷基酯和酸酐组成的组中的至少一种化合物的情况下,组分a2)相对于组分a1)的使用量优选为2.00~2.60mol,更优选2.06~2.20mol,基于每摩尔的组分a1)。在组分a1)是选自由芳族三羧酸及其烷基酯和酸酐组成的组中的至少一种化合物的情况下,组分a2)相对于组分a1)的使用量优选为3.00~3.90mol,更优选3.09~3.30mol,基于每摩尔的组分a1)。在组分a1)是选自由芳族四羧酸及其烷基酯和酸酐组成的组中的至少一种化合物的情况下,组分a2)相对于组分a1)的使用量优选为4.00~5.20mol,更优选4.12~4.40mol,基于每摩尔的组分a1)。
如上所述,本发明的氯乙烯树脂用增塑剂包含酯类化合物A1)。酯类化合物A1)基于本发明的氯乙烯树脂用增塑剂100质量%的量优选为10质量%以上,更优选30质量%以上,还更优选50质量%以上,特别优选70质量%以上,最优选80质量%以上,甚至最优选90质量%以上,进一步最优选95质量%以上,特别最优选100质量%,以便允许更容易地生产和实现本发明的有利效果(提供优异的与氯乙烯树脂的相容性并获得能够形成耐寒性和耐热性优异的制品的氯乙烯树脂组合物)。
本发明的氯乙烯树脂用增塑剂除酯类化合物A1)以外,还可以包含作为氯乙烯树脂用增塑剂的另外的化合物,只要不损害本发明的有利效果。这种另外的化合物的实例包括苯甲酸酯,例如二甘醇二苯甲酸酯;和邻苯二甲酸酯,例如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二-十一烷基酯(DUP)和邻苯二甲酸二-十三烷基酯(DTDP);对苯二甲酸酯,例如对苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DOTP);间苯二甲酸酯,例如间苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DOIP);脂肪族二元酸酯,例如己二酸二-2-乙基己酯(DOA)、己二酸二异壬酯(DINA)、己二酸二异癸酯(DIDA)、癸二酸二-2-乙基己酯(DOS)和癸二酸二异壬酯(DINS);偏苯三酸酯,例如偏苯三酸三-2-乙基己酯(TOTM)、偏苯三酸三异壬酯(TINTM)和偏苯三酸三异癸酯(TIDTM);均苯四酸酯,例如均苯四酸四-2-乙基己酯(TOPM);磷酸酯,例如磷酸三-2-乙基己酯(TOP)和磷酸三甲苯酯(TCP);如季戊四醇等多元醇的烷基酯;通过如己二酸等二元酸与二醇类的聚酯化而合成的分子量为800~4,000的聚酯;环氧化酯类,例如环氧化大豆油和环氧化亚麻籽油;脂环式二元酸类,例如六氢邻苯二甲酸二异壬酯;脂肪酸二醇酯类,例如二癸酸1,4-丁二醇酯;乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC);通过固体石蜡或正链烷烃氯化制得的氯化石蜡;氯化脂肪酸酯类,例如氯化硬脂酸酯;以及高级脂肪酸酯类,例如油酸丁酯。
本发明的氯乙烯树脂组合物包含:X)本发明的氯乙烯树脂用增塑剂;Y)氯乙烯树脂。
氯乙烯树脂Y)的实例包括氯乙烯的均聚物、偏二氯乙烯的均聚物、主要衍生自氯乙烯的共聚物和主要衍生自偏二氯乙烯的共聚物。氯乙烯树脂Y)可以通过各种已知方法来制备。这样的制备方法包括例如,在水系介质中,在油溶性聚合催化剂的存在下的悬浮聚合,或在水溶性聚合催化剂的存在下的乳液聚合。氯乙烯树脂Y)的聚合度通常为300~5,000,优选400~3,500。为了获得加工性优异并且能够形成耐热性高的制品的氯乙烯树脂组合物,700~3,000的聚合度是优选的。
前述氯乙烯树脂Y)当中的共聚物例如为:氯乙烯单体与如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯等C2-30的α-烯烃类,如丙烯酸及其酯类、甲基丙烯酸及其酯类、马来酸及其酯类、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、烷基乙烯基醚等乙烯基化合物,如邻苯二甲酸二烯丙酯等多官能单体,及它们的混合物的共聚物;如乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等乙烯-丙烯酸酯共聚物;乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA);通过将氯乙烯单体接枝到丁基橡胶、交联丙烯酸类橡胶、聚氨酯、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS)、丁二烯-丙烯腈-(α-甲基)苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及它们的混合物上而制得的接枝共聚物等。
本发明的氯乙烯树脂组合物中氯乙烯树脂用增塑剂X)的量优选为10质量份以上,更优选40质量份以上,但是优选为100质量份以下,更优选80质量份以下,基于每100质量份氯乙烯树脂Y),以便提供优异的与氯乙烯树脂的相容性并获得能够形成耐热性和耐寒性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。
本发明的氯乙烯树脂组合物可以包含各种添加剂,只要不损害本发明的有利效果即可。这种添加剂的实例包括阻燃剂、稳定剂、稳定化助剂、着色剂、加工助剂、填充剂、抗氧化剂(防老剂)、紫外线吸收剂、光稳定剂、润滑剂、抗静电剂、交联活化剂等。
除酯类化合物A1)以外的另外的增塑剂、以及添加剂可以单独或以两种以上的组合使用。
阻燃剂的实例包括如氢氧化铝、三氧化锑、氢氧化镁、硼酸锌等无机化合物;如甲苯基二苯基磷酸酯、三氯乙基磷酸酯、三氯丙基磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯等磷系化合物;如氯化石蜡等卤化化合物等。当氯乙烯树脂组合物包含阻燃剂时,阻燃剂的量通常为0.1~20质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
稳定剂的实例包括如硬脂酸锂、硬脂酸镁、月桂酸镁、蓖麻油酸钙、硬脂酸钙、月桂酸钡、蓖麻油酸钡、硬脂酸钡、辛酸锌、月桂酸锌、蓖麻油酸锌、硬脂酸锌等金属皂化合物;如双-2-乙基己基巯基乙酸二甲基锡、马来酸二丁基锡、双丁基马来酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡等有机锡化合物;硫醇锑化合物等。当氯乙烯树脂组合物包含稳定剂时,稳定剂的量通常为0.1~20质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
稳定化助剂的实例包括如亚磷酸三苯酯、亚磷酸单辛酯二苯酯、亚磷酸三癸酯等亚磷酸酯系化合物;如乙酰丙酮、苯甲酰丙酮等β-二酮化合物;如甘油、山梨糖醇、季戊四醇、聚乙二醇等多元醇化合物;如高氯酸钡、高氯酸钠等高氯酸盐化合物;水滑石化合物;沸石等。当氯乙烯树脂组合物包含稳定化助剂时,稳定化助剂的量通常为0.1~20质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
着色剂的实例包括炭黑、硫化铅、白碳、钛白、锌钡白(lithopone)、铁丹(colcothar)、硫化锑、铬黄、铬绿、钴青、钼橙等。当氯乙烯树脂组合物包含着色剂时,着色剂的量通常为1~100质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
加工助剂的实例包括液体石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯、硬脂酸钙等。当氯乙烯树脂组合物包含加工助剂时,加工助剂的量通常为0.1~20质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
填充剂的实例包括如碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、粘土、滑石、硅藻土、铁素体等金属氧化物;玻璃、碳、金属或其他材料等纤维及粉末;玻璃球、石墨、氢氧化铝、硫酸钡、氧化镁、碳酸镁、硅酸镁、硅酸钙等。当氯乙烯树脂组合物包含填充剂时,填充剂的量通常为1~100质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
抗氧化剂的实例包括如2,6-二叔丁基苯酚、四[亚甲基-3-(3,5-叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯]甲烷、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮等苯酚系化合物;如烷基二硫化物、硫代二丙酸酯、苯并噻唑等硫系化合物;如亚磷酸三壬基苯酯、亚磷酸二苯酯异癸酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯等磷酸酯化合物;如二烷基二硫代磷酸锌、二芳基二硫代磷酸锌等有机金属化合物等。当氯乙烯树脂组合物包含抗氧化剂时,抗氧化剂的量通常为0.2~20质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
紫外线吸收剂的实例包括如水杨酸苯酯、水杨酸对叔丁基苯酯等水杨酸酯化合物;如2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;如5-甲基-1H-苯并三唑、1-二辛基氨基甲基苯并三唑等苯并三唑化合物;氰基丙烯酸酯化合物等。当氯乙烯树脂组合物包含紫外线吸收剂时,紫外线吸收剂的量通常为0.1~10质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
光稳定剂的实例包括受阻胺系光稳定剂,其具体实例包括双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯(混合物)、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸酯、双(1-辛基氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、以及1,1-二甲基乙基过氧化氢与辛烷的反应产物、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇与高级脂肪酸的酯的混合物、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、琥珀酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的缩聚物、聚{(6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基){(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}}、二丁基胺-1,3,5-三嗪-N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-六亚甲基二胺与N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁基胺的缩聚物、N,N’,N”,N”’-四-(4,6-双-(丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)氨基)-三嗪-2-基)-4,7-二氮杂癸烷-1,10-二胺等。当氯乙烯树脂组合物包含光稳定剂时,光稳定剂的量通常为0.1~10质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
润滑剂的实例包括有机硅,液体石蜡,固体石蜡,如硬脂酸金属盐和月桂酸金属盐等脂肪酸金属盐,脂肪酸酰胺类,脂肪酸蜡,高级脂肪酸蜡等。当氯乙烯树脂组合物包含润滑剂时,润滑剂的量通常为0.1~10质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
抗静电剂的实例包括烷基磺酸酯型、烷基醚羧酸型、二烷基磺基琥珀酸酯型的阴离子性抗静电剂;如聚乙二醇衍生物、脱水山梨糖醇衍生物、二乙醇胺衍生物等非离子性抗静电剂;如烷基酰胺基胺型、烷基二甲基苄基型和其他季铵盐,烷基吡啶鎓型有机酸盐或盐酸盐等阳离子性抗静电剂;烷基甜菜碱型、烷基咪唑啉型和其他两性抗静电剂。当氯乙烯树脂组合物包含抗静电剂时,抗静电剂的量通常为0.1~10质量份,基于100质量份氯乙烯树脂Y)。
交联活化剂的实例包括如四乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三芳酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、三甲氧基乙氧基乙烯基硅烷等多官能单体,其可以在基于100质量份氯乙烯树脂Y)为0.5~30质量份的范围内使用。特别地,3~20质量份的量是最有效的。
本发明的氯乙烯树脂组合物可以通过将包含酯类化合物A1)的氯乙烯树脂用增塑剂X)和氯乙烯树脂Y)、及任选的各种添加剂利用例如灰浆搅拌机、亨舍尔混合机、班伯里混合机、或螺带式混合机等搅拌机进行搅拌和混合而制备成混合粉末。可选择地,氯乙烯树脂组合物可以通过将包含酯类化合物A1)的氯乙烯树脂用增塑剂X)和氯乙烯树脂Y)、及任选的各种添加剂利用例如锥形双螺杆挤出机、平行双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、共捏合机型混炼机、或辊混炼机等混炼机进行熔融成形而制备成丸粒形态。进而可选择地,氯乙烯树脂组合物可以通过将包含酯类化合物A1)的氯乙烯树脂用增塑剂X)和氯乙烯树脂Y)、尤其是以糊剂形态的,及任选的各种添加剂利用例如小混合器(pony mixer)、蝶形混合器、行星混合器、螺带式混合机、捏合机、溶解器、双轴混合器、高速混合器、或三辊磨等混炼机进行混合和混炼而制备成糊剂形态。
在本发明的氯乙烯树脂组合物为混合粉末或丸粒的形态的情况下,可以通过如真空成形、压缩成形、挤出、注射成形、压延、压制成形、吹塑成形、或粉体成形等本领域公知的方法来熔融成形为具有期望形状的制品。
同时,在本发明的氯乙烯树脂组合物为糊剂形态的情况下,可以通过如展布、浸渍、凹版加工、搪塑(slush molding)、丝网成形等本领域公知的方法来成形为具有期望形状的制品。
成形制品的形状没有特别限定,并且例如可以为杆状、片状、薄膜状、板状、圆筒状、圆形、或椭圆形,或特殊形状(例如星形、或多边形形状),以用于玩具、装饰品或其他用途。
如上成形得到的制品在如自来水管等管类、管用的接头类、如导雨水槽等导水槽类、窗框滑件、板件、波纹板、汽车下车身涂层、仪表板(dashboard)、仪器面板(instrumentpanel)、控制台、门板、地毯下产品(under carpet product)、行李箱板(trunk seat)、门饰板、车辆内饰皮革和其他车辆内装材料、各种皮革产品、装饰片、农业用膜、食品包装用膜、导线用涂层、各种发泡产品、软管、医疗用管、食品用管、冰箱用垫片、包装件、壁纸、地板材料、靴子、帘、鞋底、手套、止水板、玩具、装饰板(panel)、血袋、输液袋、防水布、垫类、阻水板(impervious sheet)、土木工程板、屋面材料、防水板、绝缘片、工业用带、玻璃膜、擦涂器、和其他用途中是有用的。
在其他制品当中,本发明的氯乙烯树脂组合物可以优选用于制造导线用涂层。此外,通过用本发明的氯乙烯树脂组合物涂覆导线而生产的电线优选为通过用本发明的氯乙烯树脂组合物涂覆导线而生产的线束。
在其他制品当中,本发明的氯乙烯树脂组合物也可以优选用于制造汽车内装材料。汽车内装材料优选为由本发明的氯乙烯树脂组合物形成的车辆内饰皮革。
实施例
下面将参考具体实施例更详细地描述本发明。在实施例中,除非另有说明,否则“份”和“%”以质量计。此外,通过以下方法测量酸值、羟值和粘度。
<酸值的测量方法>
依据JIS K0070-1992来测量酸值。
<羟值的测量方法>
依据JIS K0070-1992来测量羟值。
<粘度的测量方法>
依据JIS K6901-1986来测量粘度。
实施例1(氯乙烯树脂用增塑剂)
在反应容器中,将148g(1.0mol)邻苯二甲酸酐、76g(0.48mol)2-丙基庚醇(由BASF制造)、179g(1.13mol)正癸醇(由Kao Corporation制造;KALCOL1098,直链度100mol%)、90g(0.48mol)正十二烷醇(由New Japan Chemical Co.,Ltd.制造;CONOL 20P,直链度100mol%)和0.20g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯投入至装配有温度计、搅拌器及回流冷凝器的内容积为1升的四颈烧瓶。将混合物在氮气气流下边搅拌边逐步加热至230℃,在230℃下持续加热,同时将生成的水持续去除,直到酸值达到2以下。反应后,将未反应的2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇在230~200℃下减压蒸馏掉,从而得到436g增塑剂A(酸值:0.02,羟值:0.03,25℃下的粘度:54mPa·s)。
2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的量分别为23mol%、54mol%和23mol%,基于100mol%醇类混合物a2)。此外,醇类混合物a2)的平均碳数为10.5且平均直链度为77%。
实施例2(与上述相同)
在反应容器中,将148g(1.0mol)邻苯二甲酸酐、100g(0.63mol)2-丙基庚醇(由BASF制造)、116g(0.74mol)正癸醇(由Kao Corporation制造;KALCOL1098,直链度100mol%)、137g(0.74mol)正十二烷醇(由New Japan Chemical Co.,Ltd.制造;CONOL20P,直链度100mol%)和0.20g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯投入至装配有温度计、搅拌器及回流冷凝器的内容积为1升的四颈烧瓶。将混合物在氮气气流下边搅拌边逐步加热至230℃,在230℃下持续加热,同时将生成的水持续去除,直到酸值达到2以下。反应后,将未反应的2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇在230~200℃下减压蒸馏掉,从而得到440g增塑剂B(酸值:0.03,羟值:0.04,25℃下的粘度:58mPa·s)。
2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的量分别为30mol%、35mol%和35mol%,基于100mol%醇类混合物a2)。此外,醇类混合物a2)的平均碳数为10.7且平均直链度为70%。
实施例3(与上述相同)
在反应容器中,将148g(1.0mol)邻苯二甲酸酐、133g(0.84mol)2-丙基庚醇(由BASF制造)、46g(0.29mol)正癸醇(由Kao Corporation制造;KALCOL1098,直链度100mol%)、180g(0.97mol)正十二烷醇(由New Japan Chemical Co.,Ltd.制造;CONOL20P,直链度100mol%)和0.20g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯投入至装配有温度计、搅拌器及回流冷凝器的内容积为1升的四颈烧瓶。将混合物在氮气气流下边搅拌边逐步加热至230℃,在230℃下持续加热,同时将生成的水持续去除,直到酸值达到2以下。反应后,将未反应的2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇在230~200℃下减压蒸馏掉,从而得到448g增塑剂C(酸值:0.01,羟值:0.04,25℃下的粘度:58mPa·s)。
2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的量分别为40mol%、14mol%和46mol%,基于100mol%醇类混合物a2)。此外,醇类混合物a2)的平均碳数为10.9且平均直链度为60%。
实施例4(与上述相同)
在反应容器中,将194g(1.0mol)间苯二甲酸二甲酯、76g(0.48mol)2-丙基庚醇(由BASF制造)、179g(1.13mol)正癸醇(由Kao Corporation制造;KALCOL 1098,直链度100mol%)、90g(0.48mol)正十二烷醇(由New Japan Chemical Co.,Ltd.制造;CONOL 20P,直链度100mol%)和0.20g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯投入至装配有温度计、搅拌器及回流冷凝器的内容积为1升的四颈烧瓶。将混合物在氮气气流下边搅拌边逐步加热至230℃,在230℃下持续加热一段时间,同时将生成的甲醇持续去除。反应后,将未反应的2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇在230~200℃下减压蒸馏掉,从而得到425g增塑剂D(酸值:0.05,羟值:0.08,25℃下的粘度:63mPa·s)。
2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的量分别为23mol%、54mol%和23mol%,基于100mol%醇类混合物a2)。此外,醇类混合物a2)的平均碳数为10.5且平均直链度为77%。
比较例1[比较用酯类化合物A')的合成]
在反应容器中,将148g(1.0mol)邻苯二甲酸酐、333g(2.10mol)2-丙基庚醇(由BASF制造)和0.20g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯投入至装配有温度计、搅拌器及回流冷凝器的内容积为1升的四颈烧瓶。将混合物在氮气气流下边搅拌边逐步加热至230℃,在230℃下持续加热,同时将生成的水持续去除,直到酸值达到2以下。反应后,将未反应的2-丙基庚醇在230~200℃下减压蒸馏掉,从而得到424g增塑剂E(酸值:0.04,羟值:0.05,25℃下的粘度:102mPa·s)。
比较例2(与上述相同)
在反应容器中,将148g(1.0mol)邻苯二甲酸酐、179g(1.13mol)2-丙基庚醇(由BASF制造)、181g(0.97mol)正十二烷醇(由New Japan Chemical Co.,Ltd.制造;CONOL20P,直链度100mol%)和0.20g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯投入至装配有温度计、搅拌器及回流冷凝器的内容积为1升的四颈烧瓶。将混合物在氮气气流下边搅拌边逐步加热至230℃,在230℃下持续加热,同时将生成的水持续去除,直到酸值达到2以下。反应后,将未反应的2-丙基庚醇和正十二烷醇在230~200℃下减压蒸馏掉,从而得到427g增塑剂F(酸值:0.02,羟值:0.03,25℃下的粘度:68mPa·s)。
比较例3(与上述相同)
在反应容器中,将148g(1.0mol)邻苯二甲酸酐、447g(2.4mol)正十二烷醇(由NewJapan Chemical Co.,Ltd.制造;CONOL 20P,直链度100mol%)和0.20g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯投入至装配有温度计、搅拌器及回流冷凝器的内容积为1升的四颈烧瓶。将混合物在氮气气流下边搅拌边逐步加热至230℃,在230℃下持续加热,同时将生成的水持续去除,直到酸值达到2以下。反应后,将未反应的正十二烷醇在230~200℃下减压蒸馏掉,从而得到456g增塑剂G(酸值:0.06,羟值:0.08,25℃下的粘度:58mPa·s)。
实施例5(氯乙烯树脂组合物)
将50份氯乙烯树脂用增塑剂(实施例1中制备的增塑剂A)、100份氯乙烯树脂[ZEST1000Z,由Shin Dai-Ichi Vinyl Corporation制造,聚合度:1,000]和4份填充剂(钙/锌系复合稳定剂(商品名:GLECK MP-677D),由NISSIN TRADING Co.,Ltd.制造)混合,从而制备本发明的氯乙烯树脂组合物1)。氯乙烯树脂组合物1)用于形成制品,然后评价氯乙烯树脂用增塑剂对氯乙烯树脂的增塑效果、耐热性、和耐寒性。另外,它们进行氯乙烯树脂用增塑剂与氯乙烯树脂之间的相容性的评价。以下示出评价中使用的制品的制备方法及其评价方法。评价结果也示于表1。
·氯乙烯树脂用增塑剂对氯乙烯树脂的增塑效果的评价
<制品的形成条件>
将氯乙烯树脂组合物1)在加热至170℃的双辊磨中混炼10分钟,并且将混炼的氯乙烯树脂组合物1)使用能够形成0.5mm厚度的制品的模具(0.5mm厚模具)在加热至170℃的压制机中成形为0.5mm厚的片材。
<评价方法>
增塑效果通过依据JIS K6251测量100%模量(伸长100%时的拉伸应力)及拉伸伸长率来评价。具体地,将0.5mm厚的片材在下述条件下进行拉伸试验,以测量100%模量和拉伸伸长率。拉伸伸长率(以百分率计)通过从由0.5mm厚的片材发生拉伸断裂时的卡盘间距离减去初始的卡盘间距离(20mm),并且将差值除以卡盘间距离(20mm)来确定。
测量装置:"TENSILON Universal Material Testing Instrument",由ORIENTECCORPORATION制造
样品形状:3号哑铃
卡盘间距离:20mm
拉伸速度:200mm/分钟
测量氛围:温度23℃、湿度50%
100%模量越低,对应于使氯乙烯树脂增塑的效果越高。另外,拉伸伸长率越高,对应于使氯乙烯树脂增塑的效果越高。
·由氯乙烯树脂组合物形成的制品的耐热性的评价
<制品的形成条件>
将氯乙烯树脂组合物1)在加热至170℃的双辊磨中混炼10分钟,并且将混炼的氯乙烯树脂组合物1)使用能够形成0.5mm厚度的制品的模具(0.5mm厚模具)在加热至170℃的压制机中成形为0.5mm厚的片材。3号哑铃(哑铃状样品)依据JIS K6251由0.5mm厚的片材制备成。
<评价方法>
依据JIS K6257进行热老化试验。试验条件包括120℃、168小时。测量热老化试验前后的哑铃状样品各自的质量,以计算热老化试验前后的质量差(减量)(以热老化试验前的质量为基准的百分率表示)。该值越小,表示即使在热老化试验后,氯乙烯树脂用增塑剂停留在制品内的趋势越好,因而能够期待氯乙烯树脂用增塑剂的耐热性的效果。
另外,在前述热老化试验的前后,在JIS K6251的条件下进行拉伸试验,来确定热老化试验前后的哑铃状样品的伸长率。然后,计算哑铃状样品的相对于热老化试验前的伸长率(=100%)的热老化试验后的伸长率(伸长残留率)。伸长残留率越高,表示即使在热老化试验后也保持的增塑效果的趋势越好,认为氯乙烯树脂组合物的耐热性越高。
·由氯乙烯树脂组合物形成的制品的耐寒性的评价
<制品的形成条件>
将氯乙烯树脂组合物1)在加热至170℃的双辊磨中混炼10分钟,并且将混炼的氯乙烯树脂组合物1)使用能够形成1.0mm厚度的制品的模具(1.0mm厚模具)在加热至170℃的压制机中成形为1.0mm厚的片材。样品依据JIS K6745由1.0mm厚的片材制备成。
<评价方法>
耐寒性依据JIS K6745使用Clash-berg扭曲挠性试验机来评价。温度越低表示耐寒性越高。
·相容性的评价
<制品的形成条件>
将氯乙烯树脂组合物1)在加热至170℃的双辊磨中混炼10分钟,并且将混炼的氯乙烯树脂组合物1)使用能够形成1.0mm厚度的制品的模具(1.0mm厚模具)在加热至170℃的压制机中成形为1.0mm厚的片材。从该片材中切出两张尺寸为5cm×5cm的1.0mm厚的片材。
<评价方法>
将2张片材彼此重叠,在70℃、95%r.h.下放置30天。其后,基于下述的基准评价片材的外表面及片材的重叠面。
良好:当目视观察片材的外表面及片材的重叠面时,没有粉状、粘性状或其他异物(渗出),并且即使当通过手指触摸片材的外表面及片材的重叠面时也观察不到渗出。
差:当目视观察片材的外表面及片材的重叠面时,或者当通过手指触摸片材的外表面及片材的重叠面时,观察到渗出。
实施例6(与上述相同)
除了使用50份实施例2中制备的增塑剂B来代替50份实施例1中制备的增塑剂A以外,氯乙烯树脂组合物2)以与实施例5中相同的方式制备。该组合物以与实施例5相同的方式来评价,并且结果示于表1。
实施例7(与上述相同)
除了使用50份实施例3中制备的增塑剂C来代替50份实施例1中制备的增塑剂A以外,氯乙烯树脂组合物3)以与实施例5中相同的方式制备。该组合物以与实施例5相同的方式来评价,并且结果示于表1。
实施例8(与上述相同)
除了使用50份实施例4中制备的增塑剂D来代替50份实施例1中制备的增塑剂A以外,氯乙烯树脂组合物4)以与实施例5中相同的方式制备。该组合物以与实施例5相同的方式来评价,并且结果示于表1。
比较例4(比较用氯乙烯树脂组合物)
除了使用50份比较例1中制备的增塑剂E来代替50份实施例1中制备的增塑剂A以外,氯乙烯树脂组合物5)以与实施例5中相同的方式制备。该组合物以与实施例5相同的方式来评价,并且结果示于表2。
比较例5(与上述相同)
除了使用50份比较例2中制备的增塑剂F来代替50份实施例1中制备的增塑剂A以外,氯乙烯树脂组合物6)以与实施例5中相同的方式制备。该组合物以与实施例5相同的方式来评价,并且结果示于表2。
比较例6(与上述相同)
除了使用50份比较例3中制备的增塑剂G来代替50份实施例1中制备的增塑剂A以外,氯乙烯树脂组合物7)以与实施例5中相同的方式制备。该组合物以与实施例5相同的方式来评价,并且结果示于表2。
表1
表2
正如从表1和2中示出的结果可看出的,根据本发明的氯乙烯树脂用增塑剂与氯乙烯树脂的相容性优异,并且用于提供能够形成耐热性和耐寒性优异的制品的氯乙烯树脂组合物。因而,证实了本发明的氯乙烯树脂用增塑剂与氯乙烯树脂的相容性良好,并且可以用于提供即使当暴露于高温或低温环境时也可保持可塑性的氯乙烯树脂组合物。此外,本发明的氯乙烯树脂用增塑剂由便宜且容易可得的醇类制成,解决了原料的成本问题。
Claims (10)
1.一种氯乙烯树脂用增塑剂,其包括:
A1)酯类化合物,其通过a1)选自由二价至四价芳族羧酸、以及其烷基酯和酸酐组成的组中的至少一种化合物,与a2)含有2-丙基庚醇、正癸醇和正十二烷醇的醇类混合物的反应而生成,
基于100mol%所述醇类混合物a2),2-丙基庚醇的量为20~50mol%,正癸醇的量为10~60mol%,且正十二烷醇的量为20~50mol%。
2.根据权利要求1所述的氯乙烯树脂用增塑剂,其中所述化合物a1)为选自由邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸及它们的烷基酯、和邻苯二甲酸酐组成的组中的至少之一。
3.根据权利要求1或2所述的氯乙烯树脂用增塑剂,其中所述醇类混合物a2)的平均碳数为10.4~11.4。
4.根据权利要求1或2所述的氯乙烯树脂用增塑剂,其中所述醇类混合物a2)的平均碳数为10.4~11.0。
5.根据权利要求1或2所述的氯乙烯树脂用增塑剂,其中所述醇类混合物a2)的平均直链度为50~95%。
6.根据权利要求1或2所述的氯乙烯树脂用增塑剂,其中所述醇类混合物a2)的平均直链度为60~85%。
7.一种氯乙烯树脂组合物,其包括:X)根据权利要求1~6中任一项所述的氯乙烯树脂用增塑剂;和Y)氯乙烯树脂。
8.根据权利要求7所述的氯乙烯树脂组合物,其中所述氯乙烯树脂用增塑剂X)以基于每100质量份所述氯乙烯树脂Y)为10~100质量份的量存在。
9.一种电线,其包括用根据权利要求7或8所述的氯乙烯树脂组合物涂覆的导线。
10.一种车辆内装材料,其由根据权利要求7或8所述的氯乙烯树脂组合物形成。
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