CN1522276A - 添加剂官能化的亲有机物纳米级填料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可以通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物(1):AD-L-RG 其中,AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,L是一个间隔基团,RG是一个反应活性基团,而且该纳米级填料可以具有未改性的或者亲有机物改性的特点。这些产物例如可作为稳定剂和/或增容剂用于有机材料,或作为光引发剂用于预聚的或预交联的制剂。

Description

添加剂官能化的亲有机物纳米级填料
本发明涉及组合物,该组合物含有一种易受氧化、热或光诱发的降解作用的有机材料,特别是合成聚合物,和至少一种可以通过纳米级填料与连接一个反应基团的添加剂反应得到的产物。本发明还涉及可以通过纳米级填料与连接一个反应基团的添加剂反应得到的新产物,这些产物在易于遭受氧化、热或光诱发的降解作用的纳米复合的有机材料、特别是在合成的纳米复合聚合物或涂料中作为非挥发性稳定剂或阻燃剂的应用,或是作为光引发剂在预聚的纳米复合材料或溶胶原位聚合形成纳米复合材料中的应用。本发明还涉及一种使易遭受氧化、热或光诱发的降解作用的纳米复合有机材料,特别是合成的纳米复合聚合物或涂料稳定或阻燃的方法,或是使预聚的聚合物纳米复合材料或溶胶在光引发下原位聚合形成纳米复合材料的方法。
向有机材料,尤其是聚合物中加入填料是已知的,例如在R.Gchter/H.Müller编著的Plastics Additives Handbook,第3版,525-591页,Hanser Publishers,Munich 1990中有说明。在聚合物中使用填料的好处是有可能改善例如聚合物的机械性能,尤其是密度、硬度、刚性或冲击强度。
使用极小的填料颗粒(<200nm),所谓纳米级填料,在比用通常的微米级填料颗粒的20-50%重量低得多的5-10%重量浓度下就能够改善聚合物的机械性能、长期稳定性或阻燃性质。含有纳米级填料的聚合物显示出表面质量改进,例如光泽度、加工时工具磨蚀较小和再循环的状况更好。含纳米级填料的涂料和薄膜的稳定性、阻燃性、气体屏蔽性和抗划伤性提高。
纳米级填料具有极大的表面和高表面能。因此,为了避免聚结和实现纳米级填料在聚合物中的充分分散,表面能的失活和纳米级填料与聚合物基质的相容比普通的微米级填料更为重要。诸如页硅酸盐等纳米级填料是利用离子交换法(例如用烷基铵盐)制成亲有机物。这种纳米级亲有机物的页硅酸盐溶胀得更好和更容易分散(剥落)到聚合物基质中[例如得自Nanocor的Nanomer或得自Southern Clay Products的Closite]。
在沉淀碳酸钙的情形,亲有机物化可以通过用亲有机物的羧酸处理来实现[例如Socal(得自Solvay),见M.Avella等,NanoLett., 1(4),2001]。
胶体二氧化硅可以象所谓溶胶一样,悬浮在中性的、反应活性的(交联的)或预聚的稀释剂或单体或其混合物中[例如Clariant的HighlinkOG或Klebosol,见C.Vu等,RadTech′2000,Baltimore]。
US 6,020,419公开了一种透明的涂料组合物,其中含有一种粘合剂和占树脂固体重量0.5-25%的一种材料,该材料由在该涂料组合物中喷射分散纳米级颗粒得到的纳米级颗粒构成。
WO-A-01/05897公开了用纳米级颗粒改性的粘合剂。
光引发剂可以共价偶合在硅胶上,以便引发例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或苯乙烯由硅胶表面开始聚合[例如见M.Koehler,J.Ohngemach,ACS Symp.Ser.1990,417(Radiat.Curing Polym.Mater.),106-24,“Coreactive Photoinitiators for surfacepolymerization”]。公开了p-取代的2-羟基-2-甲基苯基乙基酮光引发剂,该光引发剂通过该p-取代基团共价偶合在硅胶上;然后这种锚接的光引发剂被用来引发由硅胶表面开始的聚合。这种p-取代基团包括三乙氧基甲硅烷基、环氧基或叠氮基。引发剂被用来聚合丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯或N-乙烯基吡咯烷酮。检验了单体类型、单体浓度和引发剂类型对聚合物动力学的影响。
已经描述了含有聚硅氧烷基团的杂化型光引发剂被用于可辐射固化的抗划伤涂料。
现已发现,含有选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂或阻燃剂的一种添加剂的特殊改性(尤其是亲有机物)的纳米级填料,特别适合作为易遭受氧化、热或光诱发的降解作用的纳米复合有机材料的稳定剂或阻燃剂。含有光引发剂的改性的纳米级填料特别适合用于预聚合的纳米复合物或溶胶原位聚合形成纳米复合材料。
因此本发明涉及一种组合物,其中含有
a)一种易遭受氧化、热或光诱发的降解作用的有机材料,
b)至少一种可以通过纳米级填料与式1化合物反应得到的产物
            AD-L-RG                (1)
其中
AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,
L是一个直接键;-R1-O或 条件是,该氧原子是与AD相连;C1-C25亚烷基,被-O-,-S-,-SO-,-SO2-,亚苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基;或是一种嵌段-接枝共聚物,
RG是
Figure A0281300500153
Figure A0281300500154
Figure A0281300500155
Figure A0281300500156
其中
R1是C1-C18亚烷基,
R2是一个直接键或C1-C18亚烷基,
R3是氢或C1-C8烷基,
R4是氢或C1-C4烷基,
R5、R6和R7彼此独立地是氢、C1-C25烷基、苯基或C7-C25苯基烷基,
R8、R9和R10彼此独立地是羟基、
Figure A0281300500157
R11是氢或C1-C25烷基,
R12是氢或C1-C25烷基,被氧、硫或 间断的C3-C25烷基;或是C2-C24链烯基,
R13、R14和R15彼此独立地是卤素、氨基、C1-C25烷氧基或C1-C25烷基,条件是,R13、R14和R15中至少一个与C1-C25烷基不同,
R16、R17和R18彼此独立地是C1-C12烷氧基或C2-C25烷酰氧基,
R19、R20和R21彼此独立地是C1-C12烷氧基、C2-C25烷酰氧基或苯甲酰氧基,
R22、R23、R24和R25彼此独立地是氢、C1-C25烷基或羟基取代的C2-C24烷基,
M是一个r价的金属阳离子,
X-是氟、氯、溴、碘、亚硝酸根、硝酸根、氢氧根、乙酸根、硫酸氢根、硫酸根、甲基硫酸根或它们的混合物,和
r是1、2或3。
还涉及可以通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物,其中
AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,
L是一个直接键;-R1-O-,条件是,氧原子是与AD相连; C1-C25亚烷基,被-O-,-S-,-SO-,-SO2-, 亚苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基;或是马来酸酐接枝的聚丙烯;
RG是
Figure A0281300500171
Figure A0281300500172
Figure A0281300500173
Figure A0281300500174
其中
R1是C1-C18亚烷基,
R2是一个直接键或C1-C18亚烷基,
R3是氢或C1-C8烷基,
R4是氢或C1-C4烷基,
R5、R6和R7彼此独立地是氢、C1-C25烷基、苯基或C7-C25苯基烷基,
R8、R9和R10彼此独立地是羟基、
Figure A0281300500176
R11是氢或C1-C25烷基,
R12是氢或C1-C25烷基,被氧、硫或
Figure A0281300500177
间断的C3-C25烷基;或是C2-C24链烯基,
R13、R14和R15彼此独立地是卤素、氨基、C1-C25烷氧基或C1-C25烷基,条件是,R13、R14和R15中至少一个不是C1-C25烷基,
R16、R17和R18彼此独立地是C1-C12烷氧基或C2-C25烷酰氧基,
R19、R20和R21彼此独立地是C1-C12烷氧基、C2-C25烷酰氧基或苯甲酰氧基,
R22、R23、R24和R25彼此独立地是氢、C1-C25烷基或羟基取代的C2-C24烷基,
M是一个r价的金属阳离子,
X-是氟、氯、溴、碘、亚硝酸根、硝酸根、氢氧根、乙酸根、硫酸氢根、硫酸根、甲基硫酸根或它们的混合物,和
r是1、2或3。
C1-C25亚烷基是支链或无支链的基团,例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、1,7-亚庚基、1,8-亚辛基、1,10-亚癸基、1,12-亚十二烷基或1,18-亚十八烷基。L、R1和R2的一种优选的定义是C1-C12亚烷基,尤其是C1-C8亚烷基,例如C2-C8亚烷基。
被-O-,-S-,-SO-,-SO2-,
Figure A0281300500181
苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基是例如:
-CH2-O-CH2-,-CH2-S-CH2-,-CH2-N(CH3)-CH2-,-CH2-O-CH2CH2-,-CH2CH2-O-CH2CH2-,
-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-,-CH2CH2-(O-CH2CH2-)2O-CH2CH2-,
-CH2CH2-(O-CH2CH2-)3O-CH2CH2-,-CH2CH2-(O-CH2CH2-)4O-CH2CH2-
-CH2CH2-S-CH2CH2-,
含有最高达25个碳原子的烷基是支链或无支链的基团,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基丁基、正戊基、异戊基、1-甲基戊基、1,3-二甲基丁基、正己基、1-甲基己基、正庚基、异庚基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-甲基庚基、3-甲基庚基、正辛基、2-乙基己基、1,1,3-三甲基己基、1,1,3,3-四甲基戊基、壬基、癸基、十一烷基、1-甲基十一烷基、十二烷基、1,1,3,3,5,5-六甲基己基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、二十烷基或二十二烷基。
C7-C9苯基烷基是例如苄基、α-甲基苄基、α,α-二甲基苄基或2-苯基乙基。优选的是苄基和α,α-二甲基苄基。被氧、硫或被 间断的C3-C25烷基是例如:CH3-O-CH2CH2-,
CH3-S-CH2CH2-,CH3-N(CH3)-CH2CH2-,CH3-O-CH2CH2-O-CH2CH2-,
CH3-(O-CH2CH2-)2O-CH2CH2-,CH3-(O-CH2CH2-)3O-CH2CH2-或
CH3-(O-CH2CH2-)4O-CH2CH2-.
有2-24个碳原子的链烯基是支链和无支链的基团,例如,乙烯基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、异丁烯基、正-2,4-戊二烯、3-甲基-2-丁烯基、正-2-辛烯基、正-2-十二碳烯基、异十二碳烯基、油烯基、正-2-十八碳烯基或正-4-十八碳烯基。优选有3至18个碳原子、尤其是3至12个碳原子、例如3至6个、特别是3至4个碳原子的链烯基。
卤素是例如氟、氯、溴或碘。优选氯和溴。
有最多达25个碳原子的烷氧基是支链的和无支链的基团,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、戊氧基、异戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、癸氧基、十四烷氧基、十六烷氧基或十八烷氧基。优选有1-12个,尤其是1-8个,例如1-6个碳原子的烷氧基。
有最多达25个碳原子的烷酰氧基是支链或无支链基团,例如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、己酰氧基、庚酰氧基、辛酰氧基、壬酰氧基、癸酰氧基、十一烷酰氧基、十二烷酰氧基、十三烷酰氧基、十四烷酰氧基、十五烷酰氧基、十六烷酰氧基、十七烷酰氧基、十八烷酰氧基、二十烷酰氧基或二十二烷酰氧基。优选有2至18个,尤其是2至12个,例如2至6个碳原子的烷酰氧基。
羟基取代的C2-C24烷基是优选含1至3个、特别是1或2个羟基的支链或无支链基团,例如,羟乙基、3-羟基丙基、2-羟基丙基、4-羟基丁基、3-羟基丁基、2-羟基丁基、5-羟基戊基、4-羟基戊基、3-羟基戊基、2-羟基戊基、6-羟基己基、5-羟基己基、4-羟基己基、3-羟基己基、2-羟基己基、7-羟基庚基、6-羟基庚基、5-羟基庚基、4-羟基庚基、3-羟基庚基、2-羟基庚基、8-羟基辛基、7-羟基辛基、6-羟基辛基、5-羟基辛基、4-羟基辛基、3-羟基辛基、2-羟基辛基、9-羟基壬基、10-羟基癸基、11-羟基十一烷基、12-羟基十二烷基、13-羟基十三烷基、14-羟基十四烷基、15-羟基十五烷基、16-羟基十六烷基、17-羟基十七烷基、18-羟基十八烷基、20-羟基二十烷基或22-羟基二十二烷基。R22、R23、R24和R25的一个优选定义是羟基取代的C2-C12烷基,尤其是羟基取代的C4-C8烷基。
一价、二价或三价的金属阳离子优选是碱金属阳离子,碱土金属阳离子或铝阳离子,例如Na+、K+、Mg++、Ca++或Al+++
嵌段-接枝共聚物是例如马来酸酐接枝的聚丙烯(PP-g-MA)、衣康酸接枝的聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯或聚氧乙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(PEO-b1-PS)。最好是,嵌段-接枝共聚物的分子量Mn为1000-10000,对于马来酸酐改性的聚丙烯低聚物(PP-g-MA),马来酸酐含量为1-10%[例如EpoleneE43,MA含量2.9%重量,Mn 8800(Eastmann);HostaprimeHC5,MA含量4.2%重量,Mn 4000]。
纳米级填料的粒子大小低于200nm,优选在100nm以下,更优选小于50nm。
特别有意义的纳米级填料是用气相法或溶胶法-凝胶法制成的纳米级氧化物,例如,SiO2[例如Degussa的Aerosil,Dupont的Ludox,Nissan Chemical的Snowtex,Bayer的Levasil,或Fuji SilysiaChemical的Sylysia],TiO2[例如Nanophase的NanoTek],ZrO2,SnO2,MgO,ZnO[例如Elementis的ActivoxB或DurhanTZO],CeO2,Al2O3,In2O3或混合氧化物,包括胶体二氧化硅[例如Klebosol],或有机溶胶[例如Clariant的Hilink];或多面体状低聚的倍半硅氧烷[例如Hybrid Plastics的Poss],具有增容的或反应活性的有机改性物如烃链、硅烷链或硅氧烷链,有或没有诸如羟基、氨基、巯基、环氧基或烯基等官基;或天然或改性的半合成或合成的页硅酸盐[例如CO-OPCbemicals的Somasif],亲有机物的沉淀碳酸钙[例如Solvay的Socal]或阴离子交换的水滑石[例如Ciba Specialty Chemicals的Hycite713]。
优选的填料是亲有机物改性的天然或合成的页硅酸盐或这类页硅酸盐的混合物。特别优选的填料是亲有机物改性的蒙脱石[例如Nanocor的Nanomer或Suedchemie的Nanofil],膨润土[例如Southern ClayProducts的Cloisite],贝得石,锂蒙脱石,滑石粉,囊脱石,锌蒙脱石,蛭石,伊利石,麦羟硅钠石,水羟硅钠石或斯皂石。
特别重要的是可以通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物,其中AD是一种添加剂,选自酚类抗氧化剂、苯并呋喃-2-酮、空间位阻胺、胺类抗氧化剂、2-(2′-羟苯基)苯并三唑、2-羟基二苯酮、2-(2-羟基苯基)-1,3,5-三嗪,亚磷酸酯,亚膦酸酯,硫醚,二苯酮,α-活化的乙酰基,二酰基氧化膦(BAPO),一酰基氧化膦(MAPO),烷氧基胺,噻吨酮,苯偶姻,偶苯酰缩酮,苯偶姻醚,α-羟基烷基苯酮或α-氨基烷基苯酮。
非常有意义的是可以通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物,其中AD是:
Figure A0281300500211
Figure A0281300500221
Figure A0281300500222
其中
R26是氢或甲基,
R27是氢或甲基,
R28是氢或
Figure A0281300500224
R29是C1-C4亚烷基,
R30和R31彼此独立地是氢、C1-C18烷基、C7-C9苯基烷基、苯基或C5-C8环烷基,
R32和R33彼此独立地是氢、C1-C18烷基、C7-C9苯基烷基、苯基或C5-C8环烷基,
R34和R35彼此独立地是氢、卤素、C1-C4烷基、-CN、三氟甲基或C1-C4烷氧基,
R36是一个直接键或-O-,
R37是氢,-O,C1-C25烷基、C2-C20链烯基、C2-C20炔基、C1-C20烷氧基、C5-C12环烷氧基、C7-C25芳烷氧基、C6-C12芳氧基、C7-C9苯基烷基、C5-C12环烷基、苯基、萘基、羟乙基、C2-C25烷酰基、苯甲酰基、萘甲酰基或C2-C20烷氧基烷酰基,
R38是氢或有机基团,
R39和R40彼此独立地是氢,C1-C18烷基,C7-C9苯基烷基或苯基,
R41是氢,卤素或C1-C18烷基,
R42是氢,C1-C18烷基或C7-C9苯基烷基,
R43和R44彼此独立地是氢、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基、二(C1-C4烷基)氨基、羟基或
Figure A0281300500231
R45是氢、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基或
R46和R47彼此独立地是氢、羟基、C1-C18烷基、苯基、C1-C18烷氧基或C7-C9苯基烷基,
R48是一个直接键或氧,
R49和R50彼此独立地是C1-C18烷基、C7-C9苯基烷基、环己基、苯基或被1至3个有1-18个碳原子的烷基取代的苯基,
R51、R52和R53彼此独立地是氢、卤素、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基,
R54是C1-C20烷基、C5-C8环烷基、C7-C9苯基烷基或苯基,
R55是C1-C25烷基,
R56是亚甲基或亚乙基,
R57是亚甲基或亚乙基,
R62是氢或C1-C18烷基,
R63和R64彼此独立地是氢、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基、C1-C4烷硫基、吗啉基、C7-C9苯基烷基或苯基,
R65和R66彼此独立地是C1-C18烷基,
R67是C2-C4亚烷基,
R68是氢或C1-C18烷基,
R69是C3-C7亚烷基,
R70和R71彼此独立地是C1-C8烷基或C7-C9苯基烷基,
R72和R73彼此独立地是C1-C8烷基或者R72和R73合起来是-CH2CH2-O-CH2CH2-,从而与它们连接的氮原子形成一个吗啉基环,
R74是氢、C1-C18烷基或C7-C9苯基烷基,和
X是1、2或3。
特别优选的式I化合物是:
Figure A0281300500251
Figure A0281300500261
Figure A0281300500291
Figure A0281300500301
Figure A0281300500311
Figure A0281300500321
Figure A0281300500331
Figure A0281300500341
很多式I化合物是文献中已知的,例如上述的化合物(108)至(148)。新的式I化合物可以按照与制备已知化合物(108)至(148)相类似的方法制备。
通过式I化合物与未经改性的或亲有机物改性后的纳米级填料反应来制备组分(b),优选在合适的质子溶剂或非质子溶剂(例如水、乙醇或二甲苯)中的充分搅拌的悬浮液或溶液内进行。
pH优选调节在pH 11和pH 3的范围内,特别是在pH 9和4之间。
反应优选在20-150℃的温度下进行,特别是在50-150℃,例如50-100℃下进行。
在反应期间,优选以超过要和纳米级填料共价键合、络合配位或吸附于其上的计算量的用量,例如在页硅酸盐或水滑石的情形分别以超过阳离子或阴离子交换容量的摩尔量,使用式I化合物。
在反应之后,优选将产物分离,例如用过滤或离心方法,特别优选利用另加的洗涤步骤将未反应的多余的式I化合物萃取掉。
共价键合、络合配位或吸附的式I化合物的数量优选通过减去萃取的数量间接计算。在纳米级填于中性、反应活性或预聚合的稀释剂或单体或其混合物中的胶体悬浮液的情形,式I化合物优选直接加入并反应,然后再使用这种官能化的胶体悬浮液或溶胶。式I化合物与纳米级填米的特别优选的摩尔比是1.05∶1至1.5∶1。
式I化合物也可以在填料的亲有机物改性期间与纳米级填料反应[例如见P.Reichert等,Macromol.Mat.Eng.275,8-17(2000)]。
若式I化合物具有改性的嵌段-接枝共聚物的特性,例如一种官能化的马来酸酐改性的聚丙烯低聚物(例如EpoleneE4或HostaprimeHC5)增容剂,它也可以在纳米复合的聚合物材料(熔体)加工期间加入。
可以通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物适合用于使易遭受氧化、热或光诱发的降解作用的纳米复合有机材料,特别是合成的纳米复合聚合物或涂料稳定或阻燃,或用于使预聚的纳米复合物或溶胶光引发,以便原位聚合形成纳米复合材料。
这些材料的实例是:
1.单烯烃和双烯径的聚合物,例如聚丙烯、聚异丁烯、聚丁-1-烯、聚-4-甲基戊-1-烯、聚乙烯基环己烷、聚异戊二烯或聚丁二烯,以及环烯烃(例如环戊烯或降冰片烯)的聚合物,聚乙烯(可任选地被交联),例如高密度聚乙烯(HDPE)、高密度和高分子量聚乙烯(HDPE-HMW)、高密度和超高分子量聚乙烯(HDPE-UHMW)、中等密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低聚度聚乙烯(LLDPE)、(VLDPE)和(ULDPE)。
聚烯烃,即,上一段中列举的单烯烃的聚合物,优选聚乙烯和聚丙烯,可以用不同的方法,尤其是用以下方法制备:
a)辐射聚合(通常在高压和高温下)。
b)利用通常含一种或多种周期表中IVb、Vb、VIb或VIII族金属的催化剂进行催化聚合。这些金属一般有一个或多个配体,通常是氧化物、卤化物、醇化物、酯、醚、胺、烷基、链烯基和/或芳基,它们可以是π配位或σ配位。这些金属络合物可以是游离形式或是固定在载体上,通常是在活化的氯化镁、氯化钛(III)、氧化铝或二氧化硅上。这些催化剂可以在聚合介质中溶解或不溶解。在聚合反应中可以使用催化剂本身,或是还使用活化剂,通常是金属烷基化物、金属氢化物、金属烷基卤化物、金属烷基氧化物或金属烷基环氧化物,所述金属是周期表的Ia、IIa和/或IIIa族的元素。活化剂可以方便地用其它的酯、醚、胺或甲硅烷基醚基团改性。这些催化剂体系通常称作Phillips,Standard Oillndiana,Ziegler(-Natta),TNZ(Dupont),金属茂或单点催化剂(SSC)。
2.1)中所述聚合物的混合物,例如聚丙烯与聚异丁烯、聚丙烯与聚乙烯的混合物(例如PP/HDPE,PP/LDPE),以及不同类型聚乙烯的混合物(例如LDPE/HDPE)。
3.单烯烃和二烯烃彼此间或与其它乙烯基单体的共聚物,例如乙烯/丙烯共聚物,线性低密度聚乙烯(LLDPE)及其与低密度聚乙烯(LDPE)的混合物,丙烯/丁-1-烯共聚物,丙烯/异丁烯共聚物,乙烯/丁-1-烯共聚物,乙烯/己烯共聚物,乙烯/甲基戊烯共聚物,乙烯/庚烯共聚物,乙烯/辛烯共聚物,乙烯/乙烯基环己烷共聚物,乙烯/环烯烃共聚物(例如乙烯/降冰片烯如COC),乙烯/1-烯烃共聚物(其中1-烯烃是原位生成的),丙烯/丁二烯共聚物,异丁烯/异戊二烯共聚物,乙烯/乙烯基环己烯共聚物,乙烯/丙烯酸烷基酯共聚物,乙烯/甲基丙烯酸烷基酯共聚物,乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或乙烯/丙烯酸共聚物及它们的盐(离聚物),以及乙烯和丙烯及一种二烯例如己二烯、二环戊二烯或亚乙基降冰片烯的三元共聚物;这些共聚物彼此间和与以上1)中所述的聚合物的混合物,例如,聚丙烯/乙烯-丙烯共聚物,LDPE/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA),LDPE/乙烯-丙烯酸共聚物(EAA),LLDPE/EVA,LLDPE/EAA,以及交替的或无规的聚烯烃/一氧化碳共聚物及其与其它聚合物(如聚酰胺)的混合物。
4.烃树脂(例如C5-C9),包括其氢化改性物(例如增粘剂)和聚烯烃与淀粉的混合物。
从1)至4)的均聚物和共聚物可以具有任何立体结构,包括间同、全同、半全同或无规立构构型,其中优选无规立构聚合物。还包括立构规正嵌段聚合物。
5.聚苯乙烯,聚(对甲基苯乙烯),聚(α-甲基苯乙烯)。
6.由乙烯基芳族单体衍生的芳族均聚物和共聚物,这些单体包括苯乙烯,α-甲基苯乙烯;乙烯基甲苯的所有异构体,尤其是对乙烯基甲苯;乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、乙烯基联苯、乙烯基萘和乙烯基蒽的各种异构体及其混合物。均聚物和共聚物可以具有任何立体结构,包括间同、全同、半全同或无规立构构型,优选无规立构聚合物。还包括立构规正嵌段聚合物。
6a.包含上述乙烯基芳族单体和选自乙烯、丙烯、二烯、腈、酸、马来酸酐、马来酰亚胺、乙酸乙烯酯和氯乙烯或丙烯酸衍生物及其混合物的共聚单体的共聚物,例如苯乙烯/丁二烯、苯乙烯/丙烯腈、苯乙烯/乙烯(共聚体)、苯乙烯/甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯/丁二烯/丙烯酸烷基酯、苯乙烯/丁二烯/甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯/马来酸酐、苯乙烯/丙烯腈/丙烯酸甲酯;高抗冲苯乙烯共聚物与另一聚合物(例如聚丙烯酸酯、二烯聚合物或乙烯/丙烯/二烯三元共聚物)的混合物;以及苯乙烯的嵌段共聚物,例如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯,苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯,苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯或苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯。
6b.由6)中所述的聚合物氢化衍生的氢化的芳族聚合物,特别包括由无规立构的聚苯乙烯氢化制得的聚环己基乙烯(PCHE),通常称为聚乙烯基环己烷(PVCH)。
6c.由6a)中所述聚合物氢化衍生的氢化的芳族聚合物。
均聚物和共聚物可以具有任何立体结构,包括间同、全同、半全同或无规立构构型,优选无规立构聚合物。也包括立构规正嵌段聚合物。
7.乙烯基芳族单体(例如苯乙烯或α-甲基苯乙烯)的接枝共聚物,例如,苯乙烯在聚丁二烯上,苯乙烯在聚丁二烯/苯乙烯或聚丁二烯/丙烯腈共聚物上;苯乙烯和丙烯腈(或甲基丙烯腈)在聚丁二烯上;苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯在聚丁二烯上;苯乙烯和马来酸酐在聚丁二烯上;苯乙烯、丙烯腈和马来酸酐或马来酰亚胺在聚丁二烯上;苯乙烯和马来酰亚胺在聚丁二烯上;苯乙烯和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯在聚丁二烯上;苯乙烯和丙烯腈在乙烯/丙烯/二烯三元共聚物上;苯乙烯和丙烯腈在聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯上;苯乙烯和丙烯腈在丙烯酸酯/丁二烯共聚物上;以及它们与6)中列出的共聚物的混合物,例如称作ABS、MBS、ASA或AES聚合物的共聚混合物。
8.含卤聚合物,例如聚氯丁二烯,氯化橡胶,异丁烯、异戊二烯的氯化或溴化共聚物(卤丁橡胶),氯化或氯磺化的聚乙烯,乙烯和氯化乙烯的共聚物,表氯醇均聚物和共聚物,尤其是含卤素的乙烯基化合物的聚合物,例如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯,以及它们的共聚物,例如氯乙烯/1,1-二氯乙烯、氯乙烯/乙酸乙烯酯或1,1-二氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。
9.由α,β-不饱和酸及其衍生物衍生的聚合物,例如聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯;用丙烯酸丁酯进行抗冲击改性的聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯酰胺和聚丙烯腈。
10.9)中所述单体彼此间或与其它不饱和单体形成的共聚物,例如丙烯腈/丁二烯共聚物,丙烯腈/丙烯酸烷基酯共聚物,丙烯腈/烷氧基烷基丙烯酸酯或丙烯腈/乙烯基卤化物共聚物,或丙烯腈/甲基丙烯酸烷基酯/丁二烯三元聚合物。
11.由不饱和醇和胺或其酰基衍生物或缩醛衍生的聚合物,例如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚硬脂酸乙烯酯、聚苯甲酸乙烯酯、聚马来酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯二甲酸烯丙酯或聚烯丙基三聚氰胺,以及它们与以上1)中所述烯烃的共聚物。
12.环醚的均聚物和共聚物,例如聚亚烷基二醇、聚氧乙烯、聚氧丙烯或它们与二缩水甘油醚的共聚物。
13.聚缩醛,例如聚甲醛及含有环氧乙烷作为共聚单体的聚甲醛;用热塑性的聚氨酯、丙烯酸酯或MBS改性的聚缩醛。
14.聚苯醚和聚苯硫醚,以及聚苯醚与苯乙烯聚合物或聚酰胺的混合物。
15.以羟基结尾的聚醚、聚酯或聚丁二烯为一方,脂族或芳族聚异氰酸酯为另一方,衍生形成的聚氨酯及其前体。
16.聚酰胺和由二胺和二羧酸及/或由氨基羧酸或其相应的内酰胺衍生形成的聚酰胺和共聚酰胺,例如聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺6/6,6/10,6/9,6/12,4/6,12/12,聚酰胺11,聚酰胺12,由间二甲苯二胺和己二酸出发形成的芳族聚酰胺;由六亚甲基二胺和间苯二甲酸或/和对苯二甲酸以及有或没有作为改性剂的弹性体制备的聚酰胺,例如聚-2,4,4-三甲基六亚甲基对苯二甲酰胺或聚间苯二甲酰间苯二胺;以及上述聚酰胺与聚烯烃、烯烃共聚物、离聚物或者化学键合或接枝的弹性体的嵌段共聚物;或者与聚醚,例如与聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇的嵌段共聚物;以及用EPDM或ABS改性的聚酰胺或共聚酰胺;在加工期间缩聚形成的聚酰胺(RIM聚酰胺体系)。
17.聚脲、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚乙内酰脲和聚苯并咪唑。
18.由二羧酸和二元醇及/或由羟基羧酸或相应的内酯衍生的聚酯,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯,聚-1,4-二羟甲基环己烷对苯二甲酸酯,聚亚烷基萘二甲酸酯(PAN)和聚羟基苯甲酸酯,以及由羟基结尾的聚醚衍生的嵌段共聚醚酯,和用聚碳酸酯或MBS改性的聚酯。
19.聚碳酸酯和聚酯碳酸酯。
20.聚酮。
21.聚砜,聚醚砜和聚醚酮。
22.由醛为一方,酚、脲和三聚氰胺为另一方,衍生形成的交联聚合物,例如酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂。
23.干性和非干性的醇酸树酯。
24.由饱和和不饱和的二羧酸与多元醇及作为交联剂的乙烯基化合物衍生的不饱和聚酯树脂,以及其可燃性低的含卤改性物。
25.由取代的丙烯酸酯(例如环氧基丙烯酸酯、氨基甲酸乙酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯)衍生的可交联的丙烯酸树脂。
26.与三聚氨胺树脂、脲树脂、异氰酸酯、异氰脲酸酯、聚异氰酸酯或环氧树脂交联的醇酸树脂、聚酯树脂和丙烯酸酯树脂。
27.由脂族、脂环族、杂环或芳族缩水甘油基化合物,例如双酚A和双酚F的二缩水甘油醚产物,衍生形成的交联的环氧树脂,它们是用常用的固化剂例如酸酐或胺交联,有或没有加速剂。
28.天然聚合物,例如纤维素、橡胶、明胶及其化学改性的同系衍生物,例如乙酸纤维素、丙酸纤维素和丁酸纤维素,或者纤维素醚,例如甲基纤维素;以及松香及其衍生物。
29.上述聚合物的共混物(高分子共混物),例如PP/EPDM、聚酰胺/EPDM或ABS,PVC/EVA,PVC/ABS,PVC/MBS,PC/ABS,PBTP/ABS,PC/ASA,PC/PBT,PVC/CPE,PVC/丙烯酸酯,POM/热塑性PVR,PC/热塑性PVR,POM/丙烯酸酯,POM/BMS,PPO/HIPS,PPO/PA 6.6和共聚物,PA/HDPE,PA/PP,PA/PPO,PBT/PC/ABS或PBT/PET/PC。
30.天然存在的和合成的有机材料,它们是纯的单体化合物或这些化合物的混合物,例如矿物油、动物和植物脂肪、油和蜡,或是基于合成酯的油、脂肪和蜡(例如苯二甲酸酯、己二酸酯、磷酸酯或偏苯三酸酯),以及合成酯与矿物油以任何重量比的混合物,通常是用作纺丝组合物的混合物,还有这些材料的含水乳状液。
31.天然或合成橡胶的水基乳液,例如天然胶乳或羧基化的苯乙烯/丁二烯共聚物的胶乳。
32.上述聚合物或共混物的预聚的单体或低聚物。
33.作为胶体纳米粒子在稀释剂、反性活性(例如交联的)稀释剂中或者可聚合或可交联的单体中,或在其混合物中的稳定的悬浮液的溶胶,尤其是有机溶胶。
优选的有机材料是聚合物,例如用于纳米复合材料的一种预聚物,特别是合成聚合物,例如热塑性聚合物。特别优选的是聚酰胺和聚烯烃。优选的聚烯烃的实例是聚丙烯或聚乙烯。
最好是,按照相当于要稳定、增容、阻燃和/或聚合调节的有机材料重量的0.01-10%,特别是0.01-2%,例如0.1-2%,向其中加入组分(b)。
本发明的组合物除了组分(a)和(b)以外,还可以含有另外的添加剂,例如下面列出的添加剂:
1.抗氧化剂
1.1.烷基化一元酚,例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,2-叔丁基-4,6-二甲基苯酚,2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚,2,6-二叔丁基-4-正丁基苯酚,2,6-二叔丁基-4-异丁基苯酚,2,6-二环戊基-4-甲基苯酚,2-(α-甲基环己基)-4,6-二甲基苯酚,2,6-双十八烷基-4-甲基苯酚,2,4,6-三环己基苯酚,2,6-二叔丁基-4-甲氧基甲基苯酚;侧链为直链或支链的壬基酚,例如2,6-二壬基-4-甲基苯酚;2,4-二甲基-6-(1′-甲基十一烷-1′-基)苯酚,2,4-二甲基-6-(1′-甲基十七烷-1′-基)苯酚,2,4-二甲基-6-(1′-甲基十三烷-1′-基)苯酚及它们的混合物。
1.2.烷基硫甲基苯酚,例如2,4-二辛基硫甲基-6-叔丁基苯酚,2,4-二辛基硫甲基-6-甲基苯酚,2,4-二辛基硫甲基-6-乙基苯酚,2,6-二(十二烷基)硫甲基-4-壬基酚。
1.3.氢醌和烷基化氢醌,例如2,6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚,2,5-二叔丁基氢醌,2,5-二叔戊基氢醌,2,6-二苯基-4-十八烷氧基苯酚,2,6-二叔丁基氢醌,2,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醚,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醚,3,5-二叔丁基-4-羟基苯基硬脂酸酯,二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)己二酸酯。
1.4.生育酚,例如α-生育粉,β-生育粉,γ-生育酚,δ生育酚及其混合物(维生素E)。
1.5羟基化的硫代二苯醚,例如2,2′-硫代二(6-叔丁基-4-甲基苯酚),2,2′-硫代二(4-辛基苯酚),4,4′-硫二(6-叔丁基-3-甲基苯酚),4,4′-硫代二(6-叔丁基-2-甲基苯酚),4,4′-硫代二(3,6-二仲戊基苯酚),4,4′-二(2,6-二甲基-4-羟基苯基)二硫醚。
1.6.亚烷基双酚,例如2,2′-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚),2,2′-亚甲基双(6-叔丁基-4-乙基苯酚),2,2′-亚甲基双[4-甲基-6-(α-甲基环己基)苯酚],2,2′-亚甲基双[4-甲基-6-环己基苯酚],2,2′-亚甲基双(6-壬基-4-甲基苯酚),2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯酚),2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯酚),2,2′-亚乙基双(6-叔丁基-4-异丁基苯酚),2,2′-亚乙基双[6-(α-甲基苄基)-4-壬基苯酚],2,2′-亚甲基双[6-(α,α-二甲基苄基)-4-壬基苯酚],4,4′-亚甲基双[2,6-二叔丁基苯酚],4,4′-亚甲基双(6-叔丁基-2-甲基苯酚),1,1-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷,2,6-双(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苄基)-4-甲基苯酚,1,1,3-三(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷,1,1-二(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)-3-正十二烷基巯基丁烷,乙二醇二[3,3-二(3′-叔丁基-4′-羟基苯基)丁酸酯],二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)二环戊二烯,二[2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-甲基苄基)-6-叔丁基-4-甲基苯基]对苯二甲酸酯,1,1-二(3,5-二甲基-2-羟基苯基)丁烷,2,2-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)-4-正十二烷基巯基丁烷,1,1,5,5-四(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)戊烷。
1.7.0-、N-和S-苄基化合物,例如3,5,3′,5′-四叔丁基-4,4′-二羟基二苄基醚,十八烷基-4-羟基-3,5-二甲基苄基巯基乙酸酯,十三烷基-4-羟基-3,5-二叔丁基苄基巯基乙酸酯,三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)胺,二(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)二硫代对苯二甲酸酯,二(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚,异辛基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基巯基乙酸酯。
1.8.羟基苄基化的丙二酸酯,例如双十八烷基-2,2-二(3,5-二叔丁基-2-羟基苄基)丙二酸酯,双十八烷基-2-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苄基)丙二酸酯,双十二烷基巯基乙基-2,2-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸酯,二[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]-2,2-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸酯。
1.9.芳族羟苄基化合物,例如1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)-2,4,6-三甲基苯,1,4-二(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)-2,3,5,6-四甲基苯,2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯酚。
1.10.三嗪化合物,例如2,4-二(辛基巯基)-6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯胺基)-1,3,5三嗪,2-辛基巯基-4,6-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯胺基)-1,3,5-三嗪,2-辛基巯基-4,6-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯氧基)-1,3,5-三嗪,2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯氧基)-1,3,5-三嗪,1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯,1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯,2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯乙基)-1,3,5-三嗪,1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)六氢-1,3,5-三嗪,1,3,5-三(3,5-二环己基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯。
1.11.苄基膦酸酯,例如二甲基-2,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯,二乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯,双十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯,双十八烷基-5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苄基膦酸酯,3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯的钙盐。
1.12.酰氨基苯酚,例如4-羟基月桂酰苯胺、4-羟基硬脂酰苯胺,N-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)氨基甲酸辛酯。
1.13.β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸与以下的一元或多元醇的 :例如甲醇,乙醇,辛醇,十八烷醇,1,6-己二醇,1,9-壬二醇,乙二醇,1,2-丙二醇,新戊二醇,硫代二乙二醇,二乙二醇,二缩三(乙二醇),季戊四醇,三(羟乙基)异氰脲酸酯,N,N′-二(羟乙基)草酰胺,3-硫代十一烷醇,3-硫代十五烷醇,三甲基己二醇,三羟甲基丙烷,4-羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷。
1.14.β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)丙酸与以下一元或多元醇 的酯,例如甲醇,乙醇,辛醇,十八烷醇,1,6-己二醇,1,9-壬二醇,乙二醇,1,2-丙二醇,新戊二醇,硫代二乙二醇,二乙二醇,二缩三(乙二醇),季戊四醇,三(羟乙基)异氰脲酸酯,N,N′-二(羟乙基)草酰胺,3-硫代十一烷醇,3-硫代十五烷醇,三甲基己二醇,三羟甲基丙烷,4-羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷,3,9-二[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷。
1.15.β-(3,5-二环己基-4-羟基苯基)丙酸与以下一元或多元醇的 ,例如甲醇,乙醇,辛醇,十八烷醇,1,6-己二醇,1,9-壬二醇,乙二醇,1,2-丙二醇,新戊二醇,硫代二乙二醇,二乙二醇,二缩三(乙二醇),季戊四醇,三(羟乙基)异氰脲酸酯,N,N′-二(羟乙基)草酰胺,3-硫代十一烷醇,3-硫代十五烷醇,三甲基己二醇,三羟甲基丙烷,4-羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷。
1.16. 3,5-二叔丁基-4-羟苯基乙酸与以下一元或多元醇的酯,例如甲醇,乙醇,辛醇,十八烷醇,1,6-己二醇,1,9-壬二醇,乙二醇,1,2-丙二醇,新戊二醇,硫代二乙二醇,二乙二醇,二缩三(乙二醇),季戊四醇,三(羟乙基)异氰脲酸酯,N,N′-二(羟乙基)草酰胺,3-硫代十一烷醇,3-硫代十五烷醇,三甲基己二醇,三羟甲基丙烷,4-羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷。
1.17.β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸的酰胺,例如N,N′-二(3,5-二叔丁基-4-羟苯基丙酰)六亚甲基二酰胺,N,N′-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰)三亚甲基二酰胺,N,N′-二(3,5-二叔丁基-4-羟苯基丙酰)肼,N,N′-二[2-(3-[3,5-二叔丁基-4-羟苯基]丙酰氧基)乙基]草酰胺(NaugardXL-l,Uniroyal的产品)。
1.18.抗坏血酸(维生素C)
1.19.胺类抗氧化剂,例如N,N′-二异丙基对苯二胺,N,N′-二仲丁基对苯二胺,N,N′-二(1,4-二甲基戊基)对苯二胺,N,N′-二(1-乙基-3-甲基戊基)对苯二胺,N,N′-二(1-甲基庚基)对苯二胺,N,N′-二环己基对苯二胺,N,N′-二苯基对苯二胺,N,N′-二(2-萘基)对苯二胺,N-异丙基-N′-苯基对苯二胺,N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺,N-(1-甲基庚基)-N′-苯基对苯二胺,N-环己基-N′-苯基对苯二胺,4-(对甲苯氨磺酰)二苯胺,N,N′-二甲基-N,N′-二仲丁基对苯二胺,二苯胺,N-烯丙基二苯胺,4-异丙氧基二苯胺,N-苯基-1-萘胺,N-(4-叔辛基苯基)-1-萘胺,N-苯基-2-萘胺,辛基化的二苯胺(例如P,P′-二叔辛二苯胺),二正丁基氨基苯酚,4-丁酰氨基苯酚,4-壬酰氨基苯酚,4-十二烷酰氨基苯酚,4-十八烷酰氨基苯酚,二(4-甲氧基苯基)胺,2,6-二叔丁基-4-二甲基氨基甲基苯酚,2,4′-二氨基二苯基甲烷,4,4′-二氨基二苯基甲烷,N,N,N′,N′-四甲基-4,4′-二氨基二苯基甲烷,1,2-二[(2-甲基苯基)氨基]乙烷,1,2-二(苯基氨基)丙烷,(邻甲苯基)双胍,二[4-(1′,3′-二甲基丁基)苯基]胺,叔辛基化的N-苯基-1-萘胺,一和二烷基化的叔丁基/叔辛基二苯胺混合物,一和二烷基化的壬基二苯胺的混合物,一和二烷基化的十二烷基二苯胺的混合物,一和二烷基化的异丙基/异己基二苯胺的混合物,一和二烷基化的叔丁基二苯胺的混合物,2,3-二氢-3,3-二甲基-4H-1,4-苯并噻嗪,吩噻嗪,一和二烷基化的叔丁基/叔辛基吩噻嗪的混合物,一和二烷基化的叔辛基吩噻嗪的混合物,N-烯丙基吩噻嗪,N,N,N′,N′-四苯基-1,4-二氨基丁-2-烯。
2.紫外吸收剂和光稳定剂
2.1.2-(2′-羟苯基)苯并三唑,例如2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑,2-(3′,5′-二叔丁基-2′-羟苯基)苯并三唑,2-(5′-叔丁基-2′-羟基苯基)苯并三唑,2-(2′-羟基-5′-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)苯并三唑,2-(3′,5′-二叔丁基-2′-羟苯基)-5-氯苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑,2-(3′-仲丁基-5′-叔丁基-2′-羟苯基)苯并三唑,2-(2′-羟基-4′-辛氧基苯基)苯并三唑,2-(3′,5′-二叔戊基-2′-羟苯基)苯并三唑,2-(3′,5′-二(α,α-二甲基苄基)-2′-羟苯基)苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-辛氧基羰基乙基)苯基)-5-氯苯并三唑,2-(3′-叔丁基-5′-[2-(2乙基己氧基]羰基乙基)-2′-羟基苯基)-5-氯苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧羰基乙基)苯基)-5-氯苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧羰基乙基)苯基)苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-辛氧基羰基乙基)苯基)苯并三唑,2-(3′-叔丁基-5′-[2-(2-乙基己氧基)羰基乙基]-2′-羟基苯基)苯并三唑,2-(3′-十二烷基-2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-异辛氧基羰基乙基)苯基苯并三唑,2,2′-亚甲基二[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-苯并三唑-2-基苯酚];2-[3′-叔丁基-5′-(2-甲氧羰基乙基)-2′-羟基苯基]-2H-苯并三唑与聚乙二醇300的酯交换产物;[R-CH2CH2-COO-CH2CH2]2,其中R=3′-叔丁基-4′-羟基-5′-2H-苯并三唑-2-基苯基;2-[2′-羟基-3′-(α,α-二甲基苄基)-5′-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]苯并三唑;2-[2′-羟基-3′-(1,1,3,3-四甲基丁基)-5′-(α,α-二甲基苄基)苯基]苯并三唑。
2.2.2-羟基二苯酮,例如4-羟基、4-甲氧基、4-辛氧基、4-癸氧基、4-十二烷氧基、4-苄氧基、4,2′,4′-三羟基和2′-羟基-4,4′-二甲氧基衍生物。
2.3.取代和未取代的苯甲酸的酯,例如水杨酸4-叔丁基苯基酯,水杨酸苯酯,水杨酸辛基苯基酯,二苯甲酰间苯二酚,二(4-叔丁基苯甲酰)间苯二酚,苯甲酰间苯二酚,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二叔丁基苯基酯,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二叔丁基苯基酯,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十八烷基酯,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸-2-甲基-4,6-二叔丁基苯基酯。
2.4.丙烯酸酯,例如α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸乙酯,α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸异辛酯,α-甲氧羰基肉桂酸甲酯,α-氰基-β-甲基对甲氧基肉桂酸甲酯,α-氰基-β-甲基对甲氧基肉桂酸丁酯,α-甲氧羰基对甲氧基肉桂酸甲酯和N-(β-甲氧羰基-β-氰乙烯基)-2-甲基二氢吲哚。
2.5.镍化合物,例如2,2′-硫代二[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]的镍络合物,例如1∶1或1∶2络合物,有或没有另外的配体,例如n-丁胺、三乙醇胺或N-环己基二乙醇胺;二丁基二硫代氨基甲酸镍,4-羟基-3,5-二叔丁基苄基膦酸的单烷基酯(例如单酯或乙酯)的镍盐,酮肟(例如2-羟基-4-甲基苯基十一烷基酮肟)的镍络合物,1-苯基-4-月桂酰-5-羟基吡唑在有或没有其它配体时的镍络合物。
2.6.空间位阻胺,例如二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,二(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)正丁基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基丙二酸酯,1-(2-羟乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶和癸二酸的缩合物,N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺和4-叔辛基氨基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的直链或环状缩合物,三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)次氮基三乙酸酯,四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯,1,1′-(1,2-乙二基)-二(3,3,5,5-四甲基哌嗪酮),4-苯甲酰-2,2,6,6-四甲基哌啶,4-硬脂酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶,二(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)-2-正丁基-2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苄基)丙二酸酯,3-正辛基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4,5]癸-2,4-二酮,二(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯,二(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯,N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺和4-吗啉基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的直链或环状缩合物,2-氯-4,6-二(4-正丁基氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)-1,3,5-三嗪和1,2-二(3-氨基丙氨基)乙烷的缩合物,α-氯-4,6-二(4-正丁基氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)-1,3,5-三嗪和1,2-二(3-氨基丙氨基)乙烷的缩合物,8-乙酰基-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4,5]癸-2,4-二酮,3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2,5-二酮,3-十二烷基-1-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2,5-二酮,4-十六烷氧基和4-十八烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶的混合物,N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺和4-环己基氨基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合物,1,2-二(3-氨基丙氨基)乙烷和2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪以及4-丁氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶的缩合物(CAS登记号[136504-96-6]);1,6-己二胺与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪以及N,N-二丁胺与4-丁氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶的缩合物(CAS登记号[192268-64-7]);N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-正十二烷基丁二酰亚胺,N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)正十二烷基丁二酰亚胺,2-十一烷基-7,7,9,9-四甲基-1-氧杂-3,8-二氮杂-4-氧代螺[4,5]癸烷,7,7,9,9-四甲基-2-环十一烷基-1-氧杂-3,8-二氮杂-4-氧代螺[4,5]癸烷和表氯醇的反应产物,1,1-二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶氧基羰基)-2-(4-甲氧基苯基)乙烯,N,N′-二甲酰-N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺,4-甲氧基亚甲基丙二酸与1,2,2,6,6-五甲基-4-羟基哌啶的二酯,聚[甲基丙基-3-氧-4-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)]硅氧烷,马来酸酐-α-烯烃共聚物与2,2,6,6-四甲基-4-氨基哌啶或1,2,2,6,6-五甲基-4-氨基哌啶的反应产物。
2.7.草酰胺,例如4,4′-二辛氧基草酰二苯胺、2,2′-二乙氧基草酰二苯胺,2,2′-二辛氧基-5,5′-二叔丁基草酰二苯胺,2,2′-二(十二烷氧基)-5,5′-二叔丁基草酰二苯胺,2-乙氧基-2′-乙基草酰二苯胺,N,N′-二(3-二甲基氨丙基)草酰胺,2-乙氧基-5-叔丁基-2′-乙基草酰二苯胺及其与2-乙氧基-2′-乙基-5,4′-二叔丁基草酰二苯胺的混合物,邻与对甲氧基双取代的草酰二苯胺的混合物和瓴与对乙氧基双取代的草酰二苯胺的混合物。
2.8.2-(2-羟苯基)-1,3,5-三嗪,例如2,4,6-三(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2,4-二羟基苯基)-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2,4-二(2-羟基-4-丙氧基苯基)-6-(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-二(4-甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-十二烷氧基苯基)-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-十三烷氧基苯基)-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-丁氧丙氧基)苯基]-4,6-二(2,4-二甲基)-1,3,5-三嗪,2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-辛氧丙氧基)苯基]-4,6-二(2,4-二甲基)-1,3,5-三嗪,2-[4-(十二烷氧基/十三烷氧基-2-羟基丙氧基)-2-羟苯基]-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-十二烷氧基丙氧基)苯基]-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-己氧基)苯基-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪,2,4,6-三[2-羟基-4-(3-丁氧基-2-羟基丙氧基)苯基]-1,3,5-三嗪,2-(2-羟苯基)-4-(4-甲氧基苯基)-6-苄基-1,3,5-三嗪,2-{2-羟基-4-[3-(2-乙基己基-1-氧)-2-羟基丙氧基]苯基}-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪。
3.金属减活剂,例如N,N′-二苯基草酰胺,N-水杨醛-N′-水杨酰肼,N,N′-二(水杨酰)肼,N,N′-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰)肼,3-水杨酰氨基-1,2,4-三唑,二(亚苄基)草酰二肼,草酰二苯胺,间苯二甲酰二肼,癸二酰联苯酰肼,N,N′-二乙酰己二酰二肼,N,N′-二(水杨酰)草酰二肼,N,N′-二(水杨酰)硫代丙酰二肼。
4.亚磷酸酯和亚膦酸酯,例如亚磷酸三苯酯,亚磷酸二苯基烷基酯,亚磷酸苯基二烷基酯,亚磷酸三(壬基苯基)酯,亚磷酸三月桂酯,亚磷酸三(十八烷基)酯,三硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯,三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯,二(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,二异癸氧基季戊四醇二亚磷酸酯、二(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,二(2,4,6-三(叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,三硬脂基山梨醇三亚磷酸酯,四(2,4-二叔丁基苯基)4,4′-亚联苯基二亚膦酸酯,6-异辛氧基-2,4,8,10-四叔丁基-12H-二苯并[d,g]-1,3,2-二氧杂磷杂环辛烯,二(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)甲基亚磷酸酯,二(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)乙基亚磷酸酯,6-氟-2,4,8,10-四叔丁基-12-甲基二苯并[d,g]-1,3,2-二氧杂磷杂环辛烯,2,2′,2″-次氮基[三乙基三(3,3′,5,5′-四叔丁基-1,1′-联苯-2,2′-二基)亚磷酸酯,2-乙基己基(3,3′,5,5′-四叔丁基-1,1′-联苯-2,2′-二基)亚磷酸酯,5-丁基-5-乙基-2-(2,4,6-三叔丁基苯氧基)-1,3,2-二氧杂磷杂环丙烷。
5.羟胺,例如N,N-二苄基羟胺、N,N-二乙基羟胺,N,N-二辛基羟胺,N,N-双十二烷基羟胺,N,N-双十四烷基羟胺,N,N-双十六烷基羟胺,N,N-双十八烷基羟胺,N-十六烷基-N-十八烷基羟胺,N-十七烷基-N-十八烷基羟胺,由氢化的牛油脂肪胺衍生的N,N-二烷基羟胺。
6.硝酮,例如N-苄基-α-苯基硝酮、N-乙基-α-甲基硝酮、N-辛基-α-庚基硝酮、N-月桂基-α-十一烷基硝酮、N-十四烷基-α-十三烷基硝酮,N-十六烷基-α-十五烷基硝酮,N-十八烷基-α-十七烷基硝酮,N-十六烷基-α-十七烷基硝酮,N-十八烷基-α-十五烷基硝酮,N-十七烷基-α-十七烷基硝酮,N-十八烷基-α-十六烷基硝酮,由氢化的牛油脂肪胺衍生的N,N-二烷基羟胺得到的硝酮。
7.硫增效剂,例如硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸二硬脂酯。
8.过氧化物清除剂,例如β-硫代二丙酸的酯,如十二烷酯、十八烷酯、十四烷酯或十三烷酯;硫基苯并咪唑或2-巯基苯并咪唑的锌盐,二丁基二硫代氨基甲酸锌,二(十八烷基)二硫醚、季戊四醇四(β-十二烷基巯基)丙酸酯。
9.聚酰胺稳定剂,例如铜盐和与其组合的碘化物和/或磷化合物及二价锰盐。
10.碱性的共稳定剂,例如三聚氰胺、聚乙烯吡咯烷酮、双氰胺、氰脲酸三烯丙酯、脲衍生物、肼衍生物、胺、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、高级脂肪酸的碱金属盐和碱土金属盐(例如硬脂酸钙、硬脂酸锌、山萮酸镁、硬脂酸镁、蓖麻醇酸钠和棕榈酸钾)、邻苯二酚锑或邻苯二酚锌。
11.成核剂,例如无机物质,如,滑石,金属氧化物(例如二氧化钛或氧化镁),碱土金属(优选)的磷酸盐、碳酸盐或硫酸盐;有机化合物,例如一元或多元羧酸及其盐,如,4-叔丁基苯甲酸、己二酸、二苯基乙酸、琥珀酸钠或苯甲酸钠;聚合物,例如离子型共聚物(离聚物)。特别优选的是1,3:2,4-二(3′,4′-二甲基亚苄基)山醇梨,1,3:2,4-二(对甲基二亚苄基)山梨醇和1,3:2,4-二(亚苄基)山梨醇。
12.填料和增强剂,例如碳酸钙、硅酸盐、玻璃纤维、玻璃球、石棉、滑石、高岭土、云母、硫酸钡、金属氧化物和氢氧化物、碳黑、石墨、木粉及其它天然产物的粉或纤维、合成纤维。
13.其它添加剂,例如增塑剂、润滑剂、乳化剂、颜料、流变添加剂、催化剂、流动控制剂、萤光增白剂、阻燃剂、防静电剂和发泡剂。
14.苯并呋喃酮和吲哚满酮,例如在以下专利中公开的那些:US4,325,863,US 4,338,244,US 5,175,312,US 5,216,052,US 5,252,643,DE-A-4316611,DE-A-4316622,DE-A-4316876,EP-A-0589839或EP-A-0591102,或3-[4-(2-乙酰氧基乙氧基)苯基]-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮,5,7-二叔丁基-3-[4-(2-硬脂酰氧基乙氧基)苯基]苯并呋喃-2-酮,3,3′-二[5,7-二叔丁基-3-(4-[2-羟基乙氧基]苯基)苯并呋喃-2-酮],5,7-二叔丁基-3-(4-乙氧基苯基)苯并呋喃-2-酮,3-(4-乙酰氧基-3,5-二甲基苯基)-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮,3-(3,5-二甲基-4-新戊酰氧基苯基)-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮,3-(3,4-二甲基苯基)-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮,3-(2,3-二甲基苯基)-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮。
共稳定剂是以相对于要稳定和/或增容的材料总重量的0.01-10%的数量加入。
组分(b)以及需要时的其它添加剂向聚合的有机材料中掺混是用已知方法进行的,例如在模塑之前或之中掺入,或者通过向聚合物有机材料中施加溶解或分散的化合物实现掺混,需要时随后将溶剂缓慢蒸发。组分(b)也可以以含有例如5-50%重量组分(b)的母炼胶或胶体溶胶或有机溶胶的形式加到要稳定的材料中。
组分(b)也可以在聚合之前或之中或者在交联之前加入。
组分(b)可以以纯的形式或者包封在蜡、油或聚合物中的形式掺到要稳定的材料中。
组分(b)也可以喷雾在要被稳定、增容、阻燃和/或聚合的材料上。
按照上述处理过的材料可以以各种形式使用,例如薄膜,纤维、带、模制材料、型材、涂料或作为油漆、粘结剂或胶接剂中的粘合剂。
本发明还涉及可以通过纳米级填料与式I化合物反应得到的新产物
                 AD-L-RG        (1)
其中
AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,
L是一个直接键;-R1-O或
Figure A0281300500501
条件是,该氧原子是与AD相连;C1-C25亚烷基,被-O-,-S-,-SO-,-SO2-,
Figure A0281300500502
亚苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基;或是一种嵌段-接枝共聚物,
RG是
Figure A0281300500511
Figure A0281300500512
其中
R1是C1-C18亚烷基,
R2是一个直接键或C1-C18亚烷基,
R3是氢或C1-C8烷基,
R4是氢或C1-C4烷基,
R5、R6和R7彼此独立地是氢、C1-C25烷基、苯基或C7-C25苯基烷基,
R8、R9和R10彼此独立地是羟基、
Figure A0281300500513
Figure A0281300500514
R11是氢或C1-C25烷基,
R12是氢或C1-C25烷基,被氧、硫或 间断的C3-C25烷基;或是C2-C24链烯基,
R13、R14和R15彼此独立地是卤素、氨基、C1-C25烷氧基或C1-C25烷基,条件是,R13、R14和R15中至少一个与C1-C25烷基不同,
R16、R17和R18彼此独立地是C1-C12烷氧基或C2-C25烷酰氧基,
R19、R20和R21彼此独立地是C1-C12烷氧基、C2-C25烷酰氧基或苯甲酰氧基,
R22、R23、R24和R25彼此独立地是氢、C1-C25烷基或羟基取代的C2-C24烷基,
M是一个r价的金属阳离子,
X-是氟、氯、溴、碘、亚硝酸根、硝酸根、氢氧根、乙酸根、硫酸氢根、硫酸根、甲基硫酸根或它们的混合物,和
r是1、2或3。
可以通过纳米级填料与式I化合物反应得到的特别重要的新产物是这样的产物,其中
AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,
L是一个直接键;-R1-O-,条件是,氧原子是与AD相连; C1-C25亚烷基,被-O-,-S-,-SO-,-SO2-, 亚苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基;或是马来酸酐接枝的聚丙烯;
RG是
Figure A0281300500524
Figure A0281300500526
其中
R1是C1-C18亚烷基,
R2是一个直接键或C1-C18亚烷基,
R3是氢或C1-C8烷基,
R4是氢或C1-C4烷基,
R5、R6和R7彼此独立地是氢、C1-C25烷基、苯基或C7-C25苯基烷基,
R8、R9和R10彼此独立地是羟基、
R11是氢或C1-C25烷基,
R12是氢或C1-C25烷基,被氧、硫或
Figure A0281300500529
间断的C3-C25烷基;或是C2-C24链烯基,
R13、R14和R15彼此独立地是卤素、氨基、C1-C25烷氧基或C1-C25烷基,条件是,R13、R14和R15中至少一个不是C1-C25烷基,
R16、R17和R18彼此独立地是C1-C12烷氧基或C2-C25烷酰氧基,
R19、R20和R21彼此独立地是C1-C12烷氧基、C2-C25烷酰氧基或苯甲酰氧基,
R22、R23、R24和R25彼此独立地是氢、C1-C25烷基或羟基取代的C2-C24烷基,
M是一个r价的金属阳离子,
X-是氟、氯、溴、碘、亚硝酸根、硝酸根、氢氧根、乙酸根、硫酸氢根、硫酸根、甲基硫酸根或它们的混合物,和
r是1、2或3。
新产物的优选基团与以上对本发明组合物给出的相一致。
本发明还涉及将易于遭受氧化、热或光诱发降解的有机材料稳定、阻燃和/或增容的一种方法,该方法包括向其中掺入或向其施加至少一种可通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物。
本发明还提供一种使预聚的纳米复合材料或溶胶光引发,从而原位聚合或固化成纳米复合材料的方法,该方法包括向其中掺入或向其施加至少一种可通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物。
本发明的另一实施方案是可通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物作为易遭受氧化、热或光诱降解的有机材料的稳定剂和/或阻燃剂和/或增容剂的应用。
本发明还提供可通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物作为光引发剂使预聚的纳米复合材料或溶胶原位聚合或固化形成纳米复合材料的应用。
对于本发明方法及应用,优选的产物和有机材料与用于本发明组合物的相同。
以下实施例更详细地说明本发明。份数或百分数是指重量。
实施例1
通过纳米级亲有机物的蒙脱石与式(101)化合物反应得到的产物。
a)式(101)化合物的制备。
Figure A0281300500541
35.3g(0.10mol)Tinuvin 1130(RTM,Ciba Specialty ChemicalsInc.)、21.5g(0.12mol)3-氨基丙基三甲氧基硅烷和0.50g(2.0mol)二丁基氧化钖混合并加热至130℃。在5小时反应期间蒸走形成的甲醇。利用真空旋转蒸发仪减压蒸走多余的3-氨基丙基三甲氧基硅烷。残余物为50g式(101)化合物,是透明的黄色粘稠油状物。1H-NMR(300MHz,CDCl3,ppm):1.49(s,9H,叔丁基);3.53(s,9H,Si(OCH3)3)。
b)通过纳米级亲有机物的蒙脱石与式(101)化合物反应得到的产物。
将120g纳米级亲有机物的蒙脱石[Nanomer1.42E]悬浮于2.4升乙醇(95%)中,在激烈搅拌下加热至75℃,然后在10分钟内逐滴加入4.2g按照实施例1a制备的式(101)化合物在50ml乙醇中的溶液,用乙酸(35ml)将pH调节至于5.3。将反应混合物回流24小时,冷却至室温,过滤分离产物。残留物用水和乙醇洗,然后真空干燥至恒重。将该浅黄色粉末(106g)在研钵中均化。它含有3.2%重量的(2′-羟基苯基)苯并三唑型UV吸收剂。
实施例2
通过纳米级亲有机物蒙脱石与式(107)化合物反应得到的产物。
a)式(107)化合物的制备
Figure A0281300500551
将29.3g(0.10mol)Metilox(RTM,Ciba Specialty Chemicals,Inc.)、21.5g(0.12mol)3-氨基丙基三甲氧基硅烷和0.5g(2.0mmol)二丁基氧化钖混合并加热至130℃。在2小时内蒸走形成的甲醇。多余的3-氨基丙基三甲氧基硅烷利用真空旋转蒸发仪减压蒸出。残留物为43g式(107)化合物,是浅黄色的粘稠油状物。1H-NMR(400MHz,CDCl3,ppm):1.43(s,18H,叔丁基);3.54(s,9H,Si(OCH3)3)。
b)通过纳米级亲有机物蒙脱石与式(107)化合物反应得到的产物。
将120g纳米级亲有机物蒙脱石[Nanomer 1.42E(RTM)]悬浮于2.4升乙醇(95%)中,在激烈搅拌下加热至75℃。然后在10分钟内逐滴加入4.2g按照实施例2a制备的式(107)化合物在50ml乙醇中的溶液。用乙酸(33ml)将pH调节至5.3,然后将悬浮液加热回流24小时。将反应混合物冷却至室温,放置20分钟后倒走乙醇。沉淀的产物用乙醇和水洗,然后过滤分离并在80℃的烘箱内干燥至恒重。将该浅黄色粉末(106g)在研钵中均化,其中含3.1%重量的酚类抗氧化剂。
实施例3
通过纳米级亲有机物蒙脱石与式(102)化合物反应得到的产物
a)式(102)化合物的制备
将116.2g(1.0mol)1,6-二氨基己烷溶于200ml甲苯。然后在5小时内加入58.4g(0.20mol)Metilox(RTM,Ciba Specialty ChemicalsInc.)在100ml甲苯中的溶液,同时在约160℃的内温下连续蒸出甲苯和产生的甲醇。将反应混合物在170℃的浴温下再加热14小时,同时蒸馏出甲醇和一部分1,6-二氨基己烷。然后在减压下蒸出多余的1,6-二氨基己烷。将残余物溶于200ml甲苯中并用水洗。将有机相用真空旋转蒸发仪在减压下浓缩。61g透明的粘稠油在硅胶上层析纯化,得到33g式(202)白色固体(44%产率),熔点102-104℃(另有5.1g双酚产物,为白色固体,熔点157-158℃)。分析,计算值:C 73.36;H 10.71;N 7.44%。
实验值:C 73.12;H 10.53;N 7.34%。
Figure A0281300500562
将3.8g(0.010mol)式(202)化合物加到7.1g(0.020mol)碳酸钠在14ml水中的溶液内。加入10g(0.070mol)甲基碘后,将反应混合物在45℃回流6小时。将反应混合物冷却,用真空旋转蒸发仪减压蒸走多余的甲基碘。残留物用二氯甲烷溶解。有机相用水洗,过滤,用真空旋转蒸发仪浓缩。残留物悬浮于50ml己烷中。过滤收集产物,在70℃下减压干燥,得到4.7g(85%)式(102)化合物,熔点123-130℃。
b)通过纳米级亲有机物蒙脱石与式(102)化合物反应得到的产物。
在激烈搅拌下向3.5g(0.0064mol)式(102)化合物在1200ml乙醇(95%)中的溶液加入120g纳米级亲有机物蒙脱石[Nanomer1.42E(RTM)]。将悬浮液加热回流2小时。将反应混合物冷却至室温,产物过滤分离。残余物用200ml乙醇洗2次,用200ml水洗2次,然后在90℃的烘箱中干燥24小时。在研钵中将该灰白色粉末(111.5g)均化,其中含2.3%重量的酚类抗氧化剂。
实施例4
聚酰胺的稳定
将2kg未经稳定的聚酰胺6.6颗粒[Zytel 101 L(RTM),DuPont]在80℃下真空干燥过夜。将纳米级填料在80℃干燥4小时。然后将102g(5%重量)的纳米级填料与聚酰胺6.6干混并在双螺杆挤出机(Berstorff型)中于最高300℃下混合,然后成粒。将得到的颗粒在一台注塑装置中于最高240℃下注射模塑成2mm厚的板片。将这些板片在鼓风烘箱中于150℃老化。按照ASTM D 1925-70测定这些板片的泛黄指数(YI)随烘箱老化时间的变化。低的YI值表示变色小,高的YI值表示板强烈变色。变色越小,添加的官能化纳米级填料越有效。结果列在表1中。
                                 表1
实施例 纳米级填料 在烘箱内于150℃老化(28天)后泛黄指数
  4aa)   100.0g Nanomer 1.42E(RTM)c)2.0g化合物Ad)         18.8
  4bb)   40.0g Nanomer 1.42E(RTM)c)62.0g实施例2b产物         15.6
  4cb)   3.0g Nanomer 1.42E(RTM)c)100.0g实施例3b产物         14.6
a)对照实施例
b)本发明实施例
c)Nanomer 1.42E(RTM)是一种纳米级亲有机物蒙脱石。
d)化合物A是一种抗氧化剂,它不具有RG(活性基团),因此不与纳米级填料反应。
必须指出,实施例4a、4b和4c中抗氧化剂的数量是相同的。在对照实施例4a中,将2g不具有活性基团的式A化合物加到100g纯的纳米级填料[Nanomer 1.42E(RTM)]中。在实施例4b和4c中,实施例2b和3b产物的用量使得抗氧化剂含量相当于在对照实施例3a中的抗氧化剂用量。
实施例A-D公开了可以作为制备本发明组分(b)的起始物使用的其它式(1)化合物的制备方法。
实施例A
式(105)化合物的制备
Figure A0281300500582
a)式(203)化合物的制备
Figure A0281300500583
将25.8g(0.3mol)γ-丁内酯和105g(0.9mol)1,6-二氨基己烷用45g四氢化萘稀释。将该悬浮液加热至200℃,然后将该透明的无色溶液于185-200℃下再加热回流24小时。减压蒸除四氢化萘和多余的1,6-二氨基己烷。在190℃减压(约0.05毫巴)馏出17g(31%)无色透明的油,得到式(203)化合物。
b)将14.6g(0.05mol)Metilox(RTM,Ciba Specialty ChemicalsInc.)、11.0g(0.06mol)式(203)化合物[按照实施例Aa制备]和0.25g二丁基氧化钖的混合物加热至130℃,并连续蒸除甲醇。在5小时内所有的Metilox都已反应。粗产物是黄色的透明熔体,将其在硅胶上层析纯化,得到14g(63%)式(105)化合物,为无色透明的高度粘稠的液体。分析结果,计算值:C 72.93;H 9.97;N 6.30%。实验值:C72.70;H 9.95;N 6.12%。
实施例B
式(104)化合物的制备
a)式(204)化合物的制备
向33.9g(0.3mol)6-己内酰胺和20.0g(0.33mol)乙二胺的悬浮液中于1.5小时内加入30g气体HCl。不用加热,温度从室温升到160℃。在加热至200℃15分钟后,停止加HCl。然后在230℃和稍微减压(约200毫巴)下分离出2.4g水(50%)。将粗产物冷却至100℃得到玻璃状体。加入30ml热水形成透明的溶液。冷却至10℃后,在10分钟内加入80g NaOH(45%溶液)。将含一些沉淀的透明溶液浓缩至干,形成的含一些白色固体颗粒的黄色油状物重新溶解/悬浮在200ml乙醇中并搅拌之,然后过滤,再浓缩,得到极粘的油。将粗产物蒸馏(约120℃/0.03毫巴),得到15.7g(34%)的式(204)化合物,白色固体,熔点78-80℃。分析结果,计算值:C 61.90;H 11.04;N 27.07%;N 27.07%。
实验值:C 61.77,H 10.87,N 26.74%。
b)将14.6g(50mmol)Metilox(RTM,Ciba Specialty ChemicalsInc.)、7.8g(50mmol)实施例Ba的产物和0.25g二丁基氧化钖的混合物在140℃加热并连续地蒸馏出甲醇。在4小时内所有的Metilox都已反应。粗产物是很粘的黄色油。在硅胶上用柱色谱法纯化得到作为主产物的13.4g(65%)式(104)化合物,为高度粘稠的浅黄色油。分析结果,计算值:C 72.07;H 10.16;N 10.09%。实验值:C 70.36;H 9.90;N 9.59%(根据1H-NMR谱,有一些甲醇存在)。
实施例C:
式(103)化合物的制备
向1.6g碳酸钠(15mmol)在10ml水中的溶液加入10.6g(75mmol)甲基碘和6.2g(15mmol)式(104)化合物[按照实施例Bb制备]。将反应混合物在回流温度(45℃)加热6小时,然后蒸除多余的甲基碘。残留物溶在50ml二氯甲烷中。此溶液用一些水洗,过滤并减压浓缩。将高度粘稠的黄色油状物自100ml己烷中结晶过夜,得到7.4g(86%)式(103)化合物,为浅黄色固体。分析结果,计算值:C 56.64;H 8.27;N 7.34;I 22.16%。实验值;C 56.36;H 8.12;N 6.95;I 21.35%。
实施例D
式(106)化合物的制备
Figure A0281300500602
向2.9g(10mmol)钛酸四异丙酯在5ml甲苯中的溶液加入2.8g(10mmol)“Metilox酸”(Metilox的相应的酸)。将悬浮液在40℃加热30分钟。加入2.9g硬脂酸,该透明溶液在60℃再加热1小时。将反应混合物减压浓缩,在80℃/0.05毫巴下干燥,得到7.0g(96%)式(106)化合物,为透明的橙色粘稠油。分析结果,计算值:C67.56;H 10.51;Ti 6.57%;实验值:C 67.45;H 9.96;Ti 7.41%。

Claims (18)

1.一种组合物,其中含有
a)一种易遭受氧化、热或光诱发的降解作用的有机材料,
b)至少一种可以通过纳米级填料与式1化合物反应得到的产物
              AD-L-RG             (1)
其中
AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,
L是一个直接键:-R1-O或
Figure A028130050002C1
条件是,该氧原子是与AD相连;C1-C25亚烷基,被-O-,-S-,-SO-,-SO2-, 亚苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基;或是一种嵌段-接枝共聚物,
RG是
Figure A028130050002C3
Figure A028130050002C4
Figure A028130050002C5
其中
R1是C1-C18亚烷基,
R2是一个直接键或C1-C18亚烷基,
R3是氢或C1-C8烷基,
R4是氢或C1-C4烷基,
R5、R6和R7彼此独立地是氢、C1-C25烷基、苯基或C7-C25苯基烷基,
R8、R9和R10彼此独立地是羟基、
Figure A028130050003C2
R11是氢或C1-C25烷基,
R12是氢或C1-C25烷基,被氧、硫或
Figure A028130050003C3
间断的C3-C25烷基;或是C2-C24链烯基,
R13、R14和R15彼此独立地是卤素、氨基、C1-C25烷氧基或C1-C25烷基,条件是,R13、R14和R15中至少一个与C1-C25烷基不同,
R16、R17和R18彼此独立地是C1-C12烷氧基或C2-C25烷酰氧基,
R19、R20和R21彼此独立地是C1-C12烷氧基、C2-C25烷酰氧基或苯甲酰氧基,
R22、R23、R24和R25彼此独立地是氢、C1-C25烷基或羟基取代的C2-C24烷基,
M是一个r价的金属阳离子,
X-是氟、氯、溴、碘、亚硝酸根、硝酸根、氢氧根、乙酸根、硫酸氢根、硫酸根、甲基硫酸根或它们的混合物,和
r是1、2或3。
2.权利要求1的组合物,其中
AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,
L是一个直接键;-R1-O-,条件是,氧原子是与AD相连; C1-C25亚烷基,被-O-,-S-,-SO-,SO2-, 亚苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基;或是马来酸酐接枝的聚丙烯;
RG是
Figure A028130050004C1
Figure A028130050004C4
其中
R1是C1-C18亚烷基,
R2是一个直接键或C1-C18亚烷基,
R3是氢或C1-C8烷基,
R4是氢或C1-C4烷基,
R5、R6和R7彼此独立地是氢、C1-C25烷基、苯基或C7-C25苯基烷基,
R8、R9和R10彼此独立地是羟基、
Figure A028130050004C5
Figure A028130050004C6
R11是氢或C1-C25烷基,
R12是氢或C1-C25烷基,被氧、硫或
Figure A028130050004C7
间断的C3-C25烷基;或是C2-C24链烯基,
R13、R14和R15彼此独立地是卤素、氨基、C1-C25烷氧基或C1-C25烷基,条件是,R13、R14和R15中至少一个不是C1-C25烷基,
R16、R17和R18彼此独立地是C1-C12烷氧基或C2-C25烷酰氧基,
R19、R20和R21彼此独立地是C1-C12烷氧基、C2-C25烷酰氧基或苯甲酰氧基,
R22、R23、R24和R25彼此独立地是氢、C1-C25烷基或羟基取代的C2-C24烷基,
M是一个r价的金属阳离子,
X-是氟、氯、溴、碘、亚硝酸根、硝酸根、氢氧根、乙酸根、硫酸氢根、硫酸根、甲基硫酸根或它们的混合物,和
r是1、2或3。
3.权利要求1的组合物,其中组分(a)是用于纳米复合材料的一种预聚物。
4.权利要求1的组合物,其中组分(a)是一种合成的聚合物。
5.权利要求1的组合物,其中组分(a)是聚酰胺或聚烯烃。
6.权利要求1的组合物,其中填料是亲有机物改性的天然或合成的页硅酸盐或这些页硅酸盐的混合物。
7.权利要求1的组合物,其中填料是一种亲有机物改性的蒙脱石、膨润土、贝得石、锂蒙脱石、滑石粉、囊脱石、锌蒙脱石、蛭石、伊利石、麦羟硅钠石、水羟硅钠石或斯皂石。
8.权利要求1的组合物,其中AD是一种添加剂,选自:酚类抗氧化剂、苯并呋喃-2-酮、空间位阻胺、胺类抗氧化剂、2-(2′-羟基苯基)苯并三唑,2-羟基二苯酮、2-(2-羟苯基)-1,3,5-三嗪、亚磷酸酯、亚膦酸酯、硫醚、二苯酮、α-活化的乙酰苯、二酰基氧化膦(BAPO)、一酰基氧化膦(MAPO)、烷氧基胺、噻吨酮、苯偶姻、苯偶酰缩酮、苯偶姻醚、α-羟基烷基苯酮或α-氨基烷基苯酮。
9.权利要求1的组合物,其中AD是
Figure A028130050006C1
Figure A028130050007C2
Figure A028130050007C3
其中
R26是氢或甲基,
R27是氢或甲基,
R28是氢或
Figure A028130050008C1
R29是C1-C4亚烷基,
R30和R31彼此独立地是氢、C1-C18烷基、C7-C9苯基烷基、苯基或C5-C8环烷基,
R32和R33彼此独立地是氢、C1-C18烷基、C7-C9苯基烷基、苯基或C5-C8环烷基,
R34和R35彼此独立地是氢、卤素、C1-C4烷基、-CN、三氟甲基或C1-C4烷氧基,
R36是一个直接键或-O-,
R37是氢,-O,C1-C25烷基、C2-C20链烯基、C2-C20炔基、C1-C20烷氧基、C5-C12环烷氧基、C7-C25芳烷氧基、C6-C12芳氧基、C7-C9苯基烷基、C5-C12环烷基、苯基、萘基、羟乙基、C2-C25烷酰基、苯甲酰基、萘甲酰基或C2-C20烷氧基烷酰基,
R38是氢或有机基团,
R39和R40彼此独立地是氢,C1-C18烷基,C7-C9苯基烷基或苯基,
R41是氢,卤素或C1-C18烷基,
R42是氢,C1-C18烷基或C7-C9苯基烷基,
R43和R44彼此独立地是氢、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基、二(C1-C4烷基)氨基、羟基或
R45是氢、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基或
R46和R47彼此独立地是氢、羟基、C1-C18烷基、苯基、C1-C18烷氧基或C7-C9苯基烷基,
R48是一个直接键或氧,
R49和R50彼此独立地是C1-C18烷基、C7-C9苯基烷基、环己基、苯基或被1至3个有1-18个碳原子的烷基取代的苯基,
R51、R52和R53彼此独立地是氢、卤素、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基,
R54是C1-C20烷基、C5-C8环烷基、C7-C9苯基烷基或苯基,
R55是C1-C25烷基,
R56是亚甲基或亚乙基,
R57是亚甲基或亚乙基,
R62是氢或C1-C18烷基,
R63和R64彼此独立地是氢、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基、C1-C4烷硫基、吗啉基、C7-C9苯基烷基或苯基,
R65和R66彼此独立地是C1-C18烷基,
R67是C2-C4亚烷基,
R68是氢或C1-C18烷基,
R69是C3-C7亚烷基,
R70和R71彼此独立地是C1-C8烷基或C7-C9苯基烷基,
R72和R73彼此独立地是C1-C8烷基或者R72和R73合起来是-CH2CH2-O-CH2CH2-,从而与它们连接的氮原子形成一个吗啉基环,
R74是氢、C1-C18烷基或C7-C9苯基烷基,和
X是1、2或3。
10.权利要求1的组合物,其中组分(b)的用量为组分(a)总重量的0.01-10%。
11.权利要求1的组合物,其中在组分(a)和(b)之外还有另外的添加剂。
12.权利要求1的组合物,其中式I化合物以5-50%的含量存在于纳米级颗粒在中性、反应活性或预聚合的有机稀释剂或单体或其混合物中的胶体悬浮液内。
13.一种可通过纳米级填料与式I化合物反应得到的产物
                 AD-L-RG           (I)
其中
AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,
L是一个直接键;-R1-O或 条件是,该氧原子是与AD相连;
C1-C25亚烷基,被-O-,-S-,-SO-,-SO2-,
Figure A028130050010C1
亚苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基;或是一种嵌段-接枝共聚物,
RG是
Figure A028130050010C2
Figure A028130050010C3
Figure A028130050010C4
Figure A028130050010C5
其中
R1是C1-C18亚烷基,
R2是一个直接键或C1-C18亚烷基,
R3是氢或C1-C8烷基,
R4是氢或C1-C4烷基,
R5、R6和R7彼此独立地是氢、C1-C25烷基、苯基或C7-C25苯基烷基,
R8、R9和R10彼此独立地是羟基、
Figure A028130050010C6
R11是氢或C1-C25烷基,
R12是氢或C1-C25烷基,被氧、硫或
Figure A028130050010C8
间断的C3-C25烷基;或是C2-C24链烯基,
R13、R14和R15彼此独立地是卤素、氨基、C1-C25烷氧基或C1-C25烷基,条件是,R13、R14和R15中至少一个与C1-C25烷基不同,
R16、R17和R18彼此独立地是C1-C12烷氧基或C2-C25烷酰氧基,
R19、R20和R21彼此独立地是C1-C12烷氧基、C2-C25烷酰氧基或苯甲酰氧基,
R22、R23、R24和R25彼此独立地是氢、C1-C25烷基或羟基取代的C2-C24烷基,
M是一个r价的金属阳离子,
X-是氟、氯、溴、碘、亚硝酸根、硝酸根、氢氧根、乙酸根、硫酸氢根、硫酸根、甲基硫酸根或它们的混合物,和
r是1、2或3。
14.权利要求13的产物,其中
AD是选自自由基捕获剂、氢过氧化物分解剂、UV吸收剂、光稳定剂、阻燃剂或光引发剂的一种添加剂,
L是一个直接键;-R1-O-,条件是,氧原子是与AD相连;
Figure A028130050011C1
C1-C25亚烷基,被-O-,-S-,-SO-,-SO2-,
Figure A028130050011C2
亚苯基或C5-C8亚环烷基间断的C2-C25亚烷基;或是马来酸酐接枝的聚丙烯;
RG是
Figure A028130050011C3
Figure A028130050011C4
Figure A028130050011C5
Figure A028130050011C6
其中
R1是C1-C18亚烷基,
R2是一个直接键或C1-C18亚烷基,
R3是氢或C1-C8烷基,
R4是氢或C1-C4烷基,
R5、R6和R7彼此独立地是氢、C1-C25烷基、苯基或C7-C25苯基烷基,
R8、R9和R10彼此独立地是羟基、
Figure A028130050012C2
R11是氢或C1-C25烷基,
R12是氢或C1-C25烷基,被氧、硫或
Figure A028130050012C3
间断的C3-C25烷基;或是C2-C24链烯基,
R13、R14和R15彼此独立地是卤素、氨基、C1-C25烷氧基或C1-C25烷基,条件是,R13、R14和R15中至少一个不是C1-C25烷基,
R16、R17和R18彼此独立地是C1-C12烷氧基或C2-C25烷酰氧基,
R19、R20和R21彼此独立地是C1-C12烷氧基、C2-C25烷酰氧基或苯甲酰氧基,
R22、R23、R24和R25彼此独立地是氢、C1-C25烷基或羟基取代的C2-C24烷基,
M是一个r价的金属阳离子,
X-是氟、氯、溴、碘、亚硝酸根、硝酸根、氢氧根、乙酸根、硫酸氢根、硫酸根、甲基硫酸根或它们的混合物,和
r是1、2或3。
15.一种用于使易遭受氧化、热或光诱降解的有机材料稳定、阻燃和/或增容的方法,该方法包括向其中掺入或者向其施加至少一种权利要求1的组分(b)。
16.一种用于使预聚合的纳米复合材料或溶胶在光引发下原位聚合或固化形成纳米复合材料的方法,该方法包括向其掺入或者向其施加至少一种权利要求1的组分(b)。
17.权利要求1的组分(b)作为稳定剂和/或阻燃剂和/或增容剂对于易遭受氧化、热或光诱降解的有机材料的应用。
18.权利要求1的组分(b)作为光引发剂对于预聚合的纳米材料或溶胶原位聚合或固化形成纳米复合材料的应用。
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