CN1527862A - 用于聚酰胺的抗氧化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于聚酰胺的抗氧化剂,它含式(I)的位阻酚作为唯一的主抗氧化剂,其中n是总数为1-5的混合物。此外本发明还涉及一种含聚酰胺和作为唯一的主抗氧化剂的式(I)的化合物的组合物。
Description
本发明涉及一种作为用于聚酰胺的抗氧化剂的位阻酚以及含聚酰胺和位阻酚的组合物。
通过挤压和注塑等加工和制备热塑性聚酰胺的半成品和成品时,必须在塑料中加入防老化剂,以阻滞塑料通过所出现的分解过程发黄或损害其机械特性如冲击韧性、抗脆变、撕裂强度等。这同样还适用于产品的贮存和使用。
虽然分解机理还不十分清楚,但是认为通过能量输入形成氧游离基,特别是过氧化物游离基,该游离基经相应的链增长和链支化机制再导致游离基分解和氧化。
为防止这类现象,采用抗氧化剂,其中该原理可分为两类。特别重要的是游离基捕获剂,优选为位阻酚,这一方面通过氢游离基转移捕获游离基,由此,由所述酚形成稳定的酚游离基,另一方面,通过如此形成的稳定的酚游离基在第二个游离基上的加成,再捕获第二个游离基。这类抗氧化剂被称为主抗氧化剂(primreAntioxidantien)。
此外,使用所谓的次抗氧化剂(sekundre Antioxidantien),它在还原下直接分解氢过氧化物基,而不再重新形成游离基。这类的典型代表是亚磷酸酯和有机硫化物,特别是硫酯(Tascheubuch derKunststaff-Additive,3.Ausgabe(1989))。
通常,为产生协同效应而采用由各种稳定剂组成的体系,但这不是必需的。对于聚酰胺现在最常采用的是不变色的抗氧化剂Irganox1098,Ciba公司,是具有下列结构的二聚酚:
另一种适合于聚酰胺的已知的抗氧化剂是Irganox 254:
关于各种抗氧化剂的概述参看例如Gchter/Müiller,
“Kunststoffadditive”3.Aufl.199 ,Hanser Verla München5 Wien。
在DE 19750747中描述了下式I的位阻酚与硫酯和亚磷酸酯组合用作苯乙烯的共聚物和三元共聚物的防老化剂的应用:
由EP 66937 A1中已知由两种位阻酚组成的稳定剂混合物,据称它也可用于聚酰胺和共聚酰胺。唯一的实例涉及用
和
(平均分子量600-700)
组成的混合物来稳定丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-三元共聚物。
虽然已知大量用于聚酰胺的抗氧化剂,但是还需要一种经改进的,特别是更有效的和更廉价的稳定剂。本发明的目的在于提供一种经改进的高效物质。
现已意外地发现,下式I的位阻酚:
其n=1-5,作为用于聚酰胺的唯一的主抗氧化剂与通常的抗氧化剂相比具有明显改进的抗氧化作用。
因此,本发明的技术方案在于一种用于聚酰胺的抗氧化剂,其含有上述式I的化合物作为唯一的主抗氧化剂,以及含有聚酰胺和作为唯一的主抗氧化剂的上述式I的化合物的组合物。
该化合物的用量按聚合物计总共为0.01-5重量%,优选为0.1-3重量%。
上述式I的化合物可从Rasching GmbH公司,Ludwigshafen以商品名RALOXLC得到。RALOXLC(CAS Nr.68610-51-5由对-甲酚和二环戊二烯得到的丁基化的反应产物)通过对-甲酚和三环-[5.2.1.0]癸二烯以摩尔比10∶1-1∶5进行弗瑞德-克来福特反应,并接着与异丁烯或叔丁醇或叔丁基氯反应来制备。
该产品是n=1-5的低聚物的混合物。
按原料的摩尔比和混合比“n”,该化合物的熔点为70-140℃,平均摩尔重量为600-80g/Mol。其特征为难挥发性、优良的相容性、小的迁移性和高的耐萃取性。
作为聚酰胺可考虑本发明的由二元胺和二羧酸或相应的内酰胺衍生的聚酰胺和共聚酰胺,如聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺6/6、聚酰胺6/10、聚酰胺6/8、聚酰胺6/12、聚酰胺4/6、聚酰胺11、聚酰胺12。此外是基于间-二甲苯、二元胺和己二酸的芳族聚酰胺;由六亚甲基二胺和间苯二酸和/或对苯二酸和需要时还有弹性体作为改性剂而制备的聚酰胺,如聚-2,4,4-三甲基六亚甲基对苯二甲酰胺、聚-间-亚苯基-间苯二甲酰胺、前述聚酰胺与聚烯烃、烯烃共聚物、离聚物或化学结合的或接枝的弹性体的嵌段共聚物、或与聚醚如聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇的嵌段共聚物,此外是用EPDM或ABS改性的聚酰胺或共聚酰胺以及加工时缩合的聚酰胺(“RIM”聚酰胺体系)。
本发明的上述热塑性塑料的抗变色以及抗分解和抗氧化分解稳定的物料可按如下制备:
在室温下,将塑料颗粒和酚类抗氧化剂例如在陀螺轮混合器中互相混合,并且在塑料的熔融温度下经同步双蜗杆捏合机挤压。经挤出后将该熔体在水浴中冷却、制粒和干燥。所得的半成品无需附加稳定化就可以通常的方法再加工。
需要时还可加入其它通常的添加剂,如次抗氧化剂、UV-吸收剂和防光致老化剂、金属去活化剂、填料和增强剂、增塑剂、润滑剂、乳化剂、颜料、光学增亮剂、阻燃剂、抗静电剂和/或发泡剂。
作为次抗氧化剂优选考虑:
1.1
烷基硫基甲基酚类:
如:-2,4-二-辛基硫基甲基-6-叔丁基苯酚
-2,4-二-辛基硫基甲基-6-甲基苯酚
-2,4-二-辛基硫基甲基-6-乙基苯酚
-2,6-二-十二烷基硫基甲基-4-壬基苯酚
1.2
羟基化的硫代二苯基醚:
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′-硫代-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-双-仲戊基苯酚)
-4,4′-二-(2,6-二甲基-4-羟苯基)-二硫化物
1.3
亚磷酸酯类和亚膦酸酯类
如:-亚磷酸三苯基酯
-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
-亚磷酸三月桂基酯
-亚磷酸三-十八烷基酯
-二亚磷酸二硬脂基-季戊四醇酯
-亚磷酸三-(2,4-二-叔丁基苯基)酯
-二亚磷酸二异癸基-季戊四醇酯
-二亚磷酸二-(2,4-二-叔丁基苯基)-季戊四醇酯
-二亚磷酸二-(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)-季戊四醇酯
-二亚磷酸二-异癸氧基-季戊四醇酯
-二亚磷酸二-(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)-季戊四醇酯
-二亚磷酸二-(2,4,6-三-叔丁基苯基)-季戊四醇酯
-三亚磷酸三硬脂酸基-脱水山梨醇酯
-二亚膦酸四-(2,4-二-叔丁基苯基)-4,4′-亚联苯基酯
-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(dioxaphosphocin)
-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
-亚磷酸二-(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)-甲基酯
-亚磷酸二-(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)-乙基酯
1.4
分解过氧化物的化合物
如:-β-硫代-二丙酸的酯,如月桂基酯、硬脂基酯、肉豆蔻基酯
或十三烷基酯
-巯基苯并咪唑
-2-巯基苯并咪唑的锌盐
-二丁基-二硫代氨基甲酸锌
-二-十八烷基二硫化物
-季戊四醇-四-(β-十二烷基巯基)-丙酸酯
1.5
聚酰胺稳定剂
如:-与碘化物和/或磷化合物组合的铜盐和二价锰的盐。
在下面的实施例中将证实与现有技术的抗氧化剂相比的本发明的抗氧化剂的优势。
实施例1
聚酰胺6的稳定化
抗氧化作用借助动力学DSC通过热分析来测定。该方法描述于如Widmann/Riesen“Thermoanalyse”,Hüthig Buch Verlag Heidelberg3.Aufl.1990,第63页。应用具有自动正切求值的Mittler DSC 20,加热速率为每分钟20℃,每个样品重约10mg。结果列于表1。所有百分数均指重量%。
表1
从表1的测量数据表明,本发明的RaloxLC优于至今用于聚酰胺的抗氧化剂(Irganox 1098,Irganox 245…)
实施例2
在该测定系列中,将本发明的化合物的作用与EP 699367中已知的稳定剂相比较。因为纯的2-(1-甲基十五烷基)-4,6-二甲基苯酚不能由市售得到,所以使用由约80%苯酚和20%的2,6-二-叔丁基-4-丙酸十八烷基酯组成的商品名为Ciba公司的Irganox 1141的用于苯乙烯聚合物的混合物。
该实验按与实施例1相同的方法进行,结果列于表2
表2
可以看出,与EP 699367 A1中已知的组合(编号12)以及与Irganox 1141(编号11)相比,本发明的化合物(编号10)出乎意料地显示较好的抗氧化作用。与Irganox 1141相比,所述组合对聚酰胺甚至具有较差的抗氧化作用。这是特别意外的,因为在与稳定剂组合情况下常常出现协同效应。
Claims (5)
1.一种用于聚酰胺的抗氧化剂,其特征在于,应用下式I的位阻酚作为唯一的主抗氧化剂:
其中n=1-5。
2.权利要求1的抗氧化剂,其特征在于,其用量按聚酰胺的总物料计为0.01-5重量%。
3.权利要求1或2之一的抗氧化剂,其特征在于,其用量按聚合物的总物料量计为0.1-3重量%。
4.一种含聚酰胺和0.01-5重量%的权利要求1-3之一的抗氧化剂的组合物。
5.权利要求4的组合物,含0.1-3重量%的抗氧化剂。
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