DE1694258C - Polyphenylene oxides stabilized against the effects of light and heat - Google Patents
Polyphenylene oxides stabilized against the effects of light and heatInfo
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Description
Pie Erfindung betrifft Polyphenylenoxyde, die durch organische Phosphite, Hydrazine, Uenzoesäureanhydrid und deren Gemische gegen Einwirkung von Licht und Wärme stabilisiert sind.Pie invention relates to polyphenylene oxides, which by organic phosphites, hydrazines, uenzoic anhydride and their mixtures are stabilized against the effects of light and heat.
Aus der belgischen Patentschrift 635 350 sind Polyphenylenoxyde als neue KunstsiolTamilie bekannt. Sie zeichnen sich durch die Kombination hervorragender mechanischer, chemischer und elektrischer Eigenschaften in einem großen Temperaturbereich aus. Ferner zeigen die Polyphenylenoxyde gute Bestaiuligkeit gegen gebräuchliche aggressive organische Lösungsmittel. Auf Grund dieser Eigenschaften eignen sich die Polyphenylenoxyde für eine große Zahl technischer AnwendungenFrom the Belgian patent specification 635 350, polyphenylene oxides are known as a new KunstsiolTamil. They are characterized by the combination of excellent mechanical, chemical and electrical Properties in a wide temperature range. The polyphenylene oxides also show good stability against common aggressive organic solvents. Due to these properties are suitable the polyphenylene oxides for a large number of technical applications
Demgegenüber haben die Polyphenylenoxyde nur eine mäßige Licht- und Wärmebeständigkeit. Wenn sie längere Zeit dem direkten Sonnenlicht oder hohen 1 eniperaluren ausgesetzt werden, linden \erschiedene chemische Reaktionen statt, die eine Verfärbung und Yersprödung des Polymeren zur Folge haben. Die ^o Anwendung dieser Kunststoffe ist daher insofern iiHa.s beschrankt, al·, sie nicht für Zwecke geeignet sind, bei denen hohe Temperaturen auftreten oder der Einsatz im Freien erforderlich ist.In contrast, the polyphenylene oxides have only moderate resistance to light and heat. When They are exposed to direct sunlight or high levels of eniperaluric acid for a long period of time chemical reactions take place which result in discoloration and embrittlement of the polymer. The ^ o The use of these plastics is therefore limited to the extent that they are unsuitable for purposes where high temperatures occur or outdoor use is required.
Gegenstand der Erfindung sind gegen Einwirkung ;> MMi Licht und Wanne stabilisierte Polyphenylenoxyde. die dadurch gekennzeichnet sind, da!< sie in Dispersion D. 1 bis ρ Gewichtsprozent organische Phosphite oder I hiophosphite. Hydrazine und oder Ben/oes.mreanhydnd als Stabilisatoren enthalten «3The subject of the invention are against action;> MMi light and tub stabilized polyphenylene oxides. which are characterized in that they are in dispersion D. 1 to ρ percent by weight organic Phosphites or hiophosphites. Hydrazines and or Ben / oes.mreanhydnd contained as stabilizers «3
Diese Verbindungen sind als Stabilisatoren für verschiedene Polymere bekannt Beispielsweise wird Kiranharzen zur Beschleunigung der Aushärtung und <ίιι" Erhöhung der chemischen Widerstandsfähigkeit I uphenylphosphit zugesetzt, das icdoch erst in Men- ■> gen von über 11'Gewichtsprozent wirksam i>t. Es ist ferner bekannt, den durch l.'mset/img von 2.2-Bisi4-hydro\ypheny!»-propan und Enichlorhydrin mit Vttnumhydroxyd gebildeten Polyethern zur Stabilisierung l'noriunopho>phite zuzusetzen In der Regel ze men die tür andere Kunststoffe bekannten Stabilisatoren bei Poly pheny lenoxyden nur geringe Ver-K'-xv.'! ungen. v<ohingegen gewisse Stabilisatoren und sei'M'hiedene Kombinationen wn Stabilisatoren bei (V ν pheny lenoxyden äuLkrrst wirksam >ind. \llgciito 11 IaLU -.ich nicht voraussagen, we'che chemischen \ erbindungen /ur Stabilisierung eines neuen PoN-pvien andeier Süuklur geeignet -.jnil. Durch die citindupgst:ema(i verwendeten Stabilisatoren werden somit Kui'->lsU!|Te auf Ba>i> von Polvphenylciioxvden ^u sei tilgbar die neben Jen mechanischen, eheivschen und elek'.nschcp I 1 Jen schatten .tuch cmc £ute lieh' und Wjrmeix^.'.indigkeit /eigenThese compounds are known as stabilizers for various polymers. For example, phenylphosphite is added to accelerate curing and increase chemical resistance, but it is only effective in amounts of over 11% by weight. It is also effective known to add l'noriunophophite to the polyethers formed by 2.2-bisi4-hydro \ ypheny! " lenoxyden little Ver-K 'xv.'! Ungen. v <ohingegen certain stabilizers and sei'M'hiedene combinations wn stabilizers in (V ν phenyl lenoxyden äuLkrrst effective> ind. \ llgciito 11 IALU -.ich not predict we Chemical bonds / for the stabilization of a new PoN-pvien andeier Süuklur -.jnil. The citindupgst: ema (i used stabilizers thus Kui '-> lsU! | Te on Ba>i> from Polv phenylciioxvden ^ u are redeemable besides Jen mechanical, eheivschen and elek'.nschcp I 1 Jen schatten .tuch cmc £ ute borrowed 'and Wjrmeix ^.'. indigkeit / Eigen
Die t itmcktn .■ umiaiii msrx'soiKiere Stjhihsjtorenjtvniiscbe !in W nhenvlen-.'wdc. die Jur.ii d'C lol- ;-, sende /us.iiiiiuen^t/ung Hn ' iewichtsteileni gekennzeichnet ->ind:The t itmcktn. ■ umiaiii msrx'soiKiere Stjhihsjtorenjtvniiscbe! In W nhenvlen -. 'Wdc. die Jur.ii d'C lol-; -, send /us.iiiiiuen^t/ung Hn 'iewichtstteilei marked -> ind:
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I eileI hurry
leileleile
1 l.il1 l.il
I nlaury ;phosphit.
\eetvlphenylhydraz.in.
1 nlaurvlphosphit.
Aeetylpheny!hydrazin,
wasserfreies Hydrazin.
I rilaurvlphosphit.
tk'ri/wsa'ireanhydrid.
wasserfreies HviJra/»;:.
l'nlitijrylphospltit.I nlaury; phosphite.
\ eetvlphenylhydraz.in.
1 nlaurvl phosphite.
Aeetylpheny! Hydrazine,
anhydrous hydrazine.
I rilaurvlphosphite.
tk'ri / wsa'ir anhydride.
anhydrous HviJra / »;:.
l'nlitijrylphospltit.
ftofto
7. I7. I.
1 TeilPart 1
2 Teile2 parts
1 TeilPart 1
2 Teile2 parts
3 Teile
2 Teile
oder3 parts
2 parts
or
Teil
2 Teilepart
2 parts
Acetylphenylhydrazin,Acetylphenylhydrazine,
wasserfreies Hydrazin,anhydrous hydrazine,
Ν,Ν'-Diacetylhydrazin,Ν, Ν'-diacetylhydrazine,
Trilaurylphosphit,Trilauryl phosphite,
Benzoesäureanhydrid,Benzoic anhydride,
TrilaurylphosphitTrilauryl phosphite
Trilaurylphosphit,
Benzoesäureanhydrid.Trilauryl phosphite,
Benzoic anhydride.
Die in den Rahmen der Erfindung fallenden Poly phenylenoxyde haben die folgende allgemeine FormeThe poly phenylene oxides falling within the scope of the invention have the following general form
R steht für Wasserstoff, einen von tertiären «-C-Ato men freien einwertigen Kohlenwasserstoff- oder Koh lenwassersiolToxyrest, einen von tertiären »i-C-Ato men freien einwertigen Halogenkohlenwasserstoff oder Halogenkohlenwasserstoffoxyrest mit mindesten 2 C-Atomen zwischen dem Halogenatom und den Phenolkem, R' hat die gleiche Bedeutung wie R ode ist ein Halogen, und η ist eine Zahl größer als KK)R stands for hydrogen, a monovalent hydrocarbon or hydrocarbon oxy radical free of tertiary "C" atoms, a monovalent halogenated hydrocarbon or halohydrocarbonoxy radical free of tertiary "C atoms and with at least 2 carbon atoms between the halogen atom and the phenol nucleus, R ' has the same meaning as R ode is a halogen, and η is a number greater than KK)
Typische Beispiele für die einwertigen Kohlen wasserstoffreste, die durch R und R' in der vorstehen den Formel dargestellt werden, sind Alkylreste. wu Methyl. Äthyl. 'Propyl. Cyclobutyl. Hcxyl. Cycln hexyl und Octadecyl. Alkenylreste, wie Vinyl. Allyl Cyclobutcnyl und Linolyl. Alkinylreste. wie Propar gyl, Arylreste. wie Phenyl. Tolvl. Athylphenyl unc Naphthyl. AralkyIreste. wie Benzyl und Phenyläthvl Die einwertigen Halogenkohlenwasscrstoffrcstc kön nen die gleichen Reste sein wie die vorgehend gcnann ten Kohlenwasserstoffreste mit Ausnahme von Methv und 'i-Halogenres;en. wobei ein oder mehrere Wasser stotTatome durch Halogen ersetzt sind und Halogen kohlenwasserstoffreste mit wenigstens 2 C'-Alnmcr /Wischer dem Halogen und der freien Valenz gcbil det werden. Beispiele hierfür sind 2-Chloräth>l 2-Bromäthyl. 2-Fluoriithyl und 2.2-Dichloräthvl.Typical examples of the monovalent hydrocarbon radicals that protrude through R and R 'in the represented by the formula are alkyl radicals. wu Methyl. Ethyl. 'Propyl. Cyclobutyl. Hcxyl. Cycln hexyl and octadecyl. Alkenyl radicals such as vinyl. Allyl Cyclobutynyl and linolyl. Alkynyl radicals. like Propar gyl, aryl radicals. like phenyl. Tolvl. Ethylphenyl unc Naphthyl. Aralky residues. like benzyl and phenyl ether The monovalent halogenated hydrocarbons can can be the same residues as the previous one th hydrocarbon radicals with the exception of meth and i-halo res; en. being one or more water stot atoms are replaced by halogen and halogen hydrocarbon radicals with at least 2 C'-Alnmcr / Wiper the halogen and the free valence gcbil be det. Examples are 2-chloroeth> l 2-bromoethyl. 2-Fluoriithyl and 2.2-Dichloräthvl.
!"ypischc Beispiele für einwertige ()xykohlen··>. .isser Stoffreste sind Methoxy. Atnoxy. Propoxy. i^opropoxy. Butoxy. Vinoxy urJ Phenyloty. Die ein'-er tigirn Halogenoxykohlen'.vas.-ierstofTreste können du gleichen Rote scm wie die vorstehend genannten CxvkohlcnwasscrsiotTreste mit Ausnahme von M.'h ox'. und >i-H..iloiienalkoi>resten, '.vnbei ein '~>de; mehrere WasserstotTatome durch ein Halogen ersetz ^md und Haloüervx'.knhlenwasserstiiffreste mr '*enii: >tens 2 C-Atomen /wischen dem Halogen und der freien Valenz, gebildet werden. Als typische Beispiele seien genannt: 2-Chloräthoxy.2-Bromäthoxy. 2-Fluor athoxv und 2.2-Dichloräthoxy! "ypischc Examples of monovalent () xy charcoals ··>. .isser Substance residues are methoxy. Atnoxy. Propoxy. i ^ opropoxy. Butoxy. Vinoxy urJ Phenyloty. The one'-er tigirn Halogenoxykohlen'.vas.-ierstoffReste you can same red scm as the above Cabbage residues with the exception of M.'h ox '. and> i-H..iloiienalkoi> resten, '.vnbei ein' ~> de; Replace several hydrogen atoms with a halogen ^ md and Haloüervx'.Kohlwasserstiiffreste mr '* enii: > at least 2 carbon atoms / between the halogen and the free valence. Typical examples are: 2-chloroethoxy. 2-bromoethoxy. 2-fluoro athoxv and 2,2-dichloroethoxy
Unter den hier gebrauchten Begriff »Polyphenylenoxvd« fallen die substituierten und die unsubstitmor ten PolymerenThe term "polyphenylene oxide" used here the substituted and the unsubstitmor fall th polymers
Bei der Erprobung der als Stabilisatoren fur PoN-phenyleno.xyde zu verwendenden Verbindungen wurde festgestellt, daß organische Phosphite. Hydrazine und bi'TMuesuureunhydnd die Polyphenylenoxyde sow-oh in bezug auf Farbe al.s juc'h physikalische Eigenschaften stabilisieren. Darüber hinaus werden beson dere nute Eraebnis;< erhalten, wenn KombinationenWhen testing the stabilizers for PoN-phenyleno.xyde Compounds to be used have been found to be organic phosphites. Hydrazines and bi'TMuesuureunhydnd the polyphenylene oxides sow-oh in relation to color al.s juc'h physical properties stabilize. In addition, special Eraebnis; < if received combinations
dieser Materialien verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden somit ein organisches Phosphit, Benzoesäureanhydrid und ein Hydrazin als Stabilisatoren für Polyphenylenoxide gebraucht.these materials are used. In a preferred embodiment of the invention are thus an organic phosphite, benzoic anhydride and a hydrazine as stabilizers for polyphenylene oxides second hand.
Die verwendete Stabilisatormenge liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 0,1 und 6 Gewichtsprozent. Höhere Konzentrationen verdünnen das Polymere und pflegen seine physikalischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Wenn organische Phosphite allein verwendet werden, genügt eine Menge bis zu 2 Gewichtsprozent. Es ist nicht erforderlich, die Menge des organischen Phosphits von 2 Gewichtsprozent zu überschreiten, da bei höheren Mengen keine weiteren Verbesserungen festzustellen sind.The amount of stabilizer used is generally in the range between 0.1 and 6 percent by weight. Higher concentrations dilute the polymer and maintain its physical properties to affect. When organic phosphites are used alone, an amount will suffice up to 2 percent by weight. It is not necessary that the amount of organic phosphite be 2 percent by weight to be exceeded, since no further improvements can be found with higher amounts.
Wenn Benzoesäureanhydrid allein verwendet wird. ♦ erden verbesserte Ergebnisse mit Mengen bis zu 5 Gewichtsprozent erzielt. Bei Hydrazinen genügen Mengen bis zu 2 Gewichtsprozent.When benzoic anhydride is used alone. ♦ Ground improved results with amounts up to 5 percent by weight achieved. In the case of hydrazines, amounts of up to 2 percent by weight are sufficient.
Bei Verwendung der verschiedenen Kombinationen 1 on Stabilisatoren sollte die Gesamtmenge der Stabilisatoren zwischen 0,1 und 6 Gewichtsprozent liegen, tin typisches Stabilisatorengemisrh besteht beispielsweise aus 1% eines Phosphits. 1 bis 2 Gewichtsprozent Iknzoesäureanhydrid und 1 bis 3 Gewichtsprozent eines Hydrazins.When using the various combinations of stabilizers, the total amount of stabilizers should be between 0.1 and 6 percent by weight; a typical stabilizer mixture consists, for example, of 1% of a phosphite. 1 to 2 percent by weight of icnzoic anhydride and 1 to 3 percent by weight of a hydrazine.
Typische Beispiele von Phosphinen, die als Stabilisatoren für Polyphenylenoxide verwendet werden können, sind Phcnyldoda-ylphtv.phit. Trichloräthylphosphit. Tridecylphosphit. Dilaurylphosphit. Tril.iurylphosphit. Trilauryltrithiophcvphit und Triocta- «ljcylphosphit. Typische Beispiele geeigneter Hydrazine sind Diacctylhydrazin. Dibcnzoylhydrazin. Acelylphenylhydrazin. Phenylhydrazin. Diphenylhydra-/ίιι. N.N-Benzylphenylhydrazin. 1-Methyl-l-phenyl- ^ hydrazin. N.N-DilaurylhyJrazin. 1.1-Dimet hy !hydrazin und Hydrazin (wasserfrei).Typical examples of phosphines that can be used as stabilizers for polyphenylene oxides are Phcnyldoda-ylphtv.phit. Trichloroethyl phosphite. Tridecyl phosphite. Dilauryl phosphite. Tril.iuryl phosphite. Trilauryltrithiophosphite and triocta- «lycylphosphite. Typical examples of suitable hydrazines are diacctyl hydrazine. Discoyl hydrazine. Acelylphenylhydrazine. Phenylhydrazine. Diphenylhydra- / ίιι. NN-benzylphenylhydrazine. 1-methyl-1-phenyl- ^ hydrazine. NN-dilaurylhyrazine. 1.1-Dimet hy! Hydrazine and hydrazine (anhydrous).
Die vorstehend genannten organischen Phosphite Und Hydrazine sind typische Beispiele von Verbindungen, die Polyphcnylenoxyde licht- und wärmebeständiger machen, jedoch wurde festgestellt, daß besonders gute Ergebnisse erhalten werden, wenn Trikiurylpho>phit. Trioctadccylphosphit. Diacctvlhytlra/in. Acetylphenylhydrazin und fI>dra/.in (wasserfrei) verwendet werden. Darüber hinaus werden mit 4s Uenzocsüurciinhydrid ausgezeichnete Ergebnisse erhalten. Demgemäß stellt die Verwendung der vorstehend genannten Stabilisatoren entweder allein oder in !Kombination eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.The aforementioned organic phosphites and hydrazines are typical examples of compounds make the polyphenylene oxides more resistant to light and heat, but it has been found that particularly good results are obtained when Trikiurylpho> phit. Trioctadccyl phosphite. Diacctvlhytlra / in. Acetylphenylhydrazine and fI> dra / .in (anhydrous) be used. In addition, excellent results are obtained with 4s uenzocsuricin hydride. Accordingly, the use of the aforementioned stabilizers either alone or in ! Combination represents a preferred embodiment of the invention.
Line Festlegung auf eine Theorie ist nicht beabsichtigt, jedoch wird angenommen, daß es /ur Stabilisierung von Polyphenylcnoxydcn notwendig ist. «.laß fin Antioxydans, ein Mittel zur Stabilisierung der llndgruppen und ein zusätzliche« Material, das mit unerwünschten Verunreinigungen im Polymeren reagiert und diese neutralisiert, vorhanden sein müssen. Die folgende Formel stellt die letzten beiden Einheiten einer Polymerkette eines Polyphenylcnoxyds dar und entspricht der vorstehenden Formel I '*Line setting on a theory is not intended however, it is believed that it is necessary to stabilize polyphenylene oxide. ".let fin antioxidant, a means to stabilize the terminal groups and an additional material that works with undesired impurities reacts in the polymer and neutralizes them, must be present. The following formula represents the last two units of a polymer chain of a polyphenylene oxide and corresponds to the above formula I '*
-o~-o ~
(II)(II)
Ί RΊ R.
In der vorstehenden Formel haben R und R' die gleiche Bedeutung wie in Formel I. Bezüglich der Formel II wird angenommen, daß eine Oxydation bei höheren Temperaturen über einen längeren Zeitraum an beliebigen Resten R oder R' oder ein Abbau durch die Neigung der Ätherbindungen zur Bildung von Peroxyd stattfinden kann. Es wird daher angenommen, daß ein Antioxydans zugesetzt werden muß, um diese Form der Oxydation zu verhindern. Es wurde jedoch gefunden, daß nur gewisse Antioxydantien wirksam sind.In the above formula, R and R 'have the same meaning as in formula I. With regard to the Formula II is believed to cause oxidation at higher temperatures over a longer period of time at any radicals R or R 'or a degradation due to the tendency of the ether bonds to form of peroxide can take place. It is therefore believed that an antioxidant must be added to prevent this form of oxidation. However, it has been found that only certain antioxidants are effective.
Die phenolischen Antioxydantien beispielsweise sind unwirksam.The phenolic antioxidants, for example are ineffective.
Darüber hinaus ist die Hydroxylgruppe am Ende der Polymerkette reaktionsfähig. Es ist daher zweckmäßig, eine Verbindung zuzusetzen, die mit der Hydroxylgruppe zu reagieren vermag, um sie nicht reaktionsfähig zu machen.In addition, the hydroxyl group at the end of the polymer chain is reactive. It is therefore advisable to to add a compound that is able to react with the hydroxyl group in order not to prevent it to make responsive.
Bei der Überführung der vorstehenden Theorie in die Praxis wurde festgestellt, daß eine Anzahl der bekannten Antioxydantien ungeeignet war. Beispielsweise sind die phenolischen Antioxydantien, wx 2-Naphthol. 2 - Aceto - 1 - naphthol und Diacelylp-aminophenol. keine wirksamen Stabilisatoren für Polyphenylenoxide. Sie verursachen außerdem eine gewisse Verfärbung des Polymeren. Ebenso erwiesen sich Antioxydantien auf Esterbasis, wie Dilaurylthiodipropionat und /i-Naphthy Ibenzoat. als unwirksam. Unter diesen Umständen war es sehr überraschend, daß die organischen Phosphite wirksame Stabilisatoren für Polyphcnylenoxyde sind.In putting the above theory into practice, it was found that a number of the known antioxidants were unsuitable. For example, the phenolic antioxidants, wx are 2-naphthol. 2 - Aceto - 1 - naphthol and diacelylp-aminophenol. no effective stabilizers for polyphenylene oxides. They also cause some discoloration of the polymer. Ester-based antioxidants such as dilauryl thiodipropionate and / i-naphthy ibenzoate have also been found. as ineffective. Under these circumstances it was very surprising that the organic phosphites are effective stabilizers for polyphenylene oxides.
Wie bereits erwähnt, ist Benzoesäureanhydrid ein Stabilisator für die Polyphenylenoxide. Es wird angenommen, daß es unerwünschte Reaktionen der phenolischen Hydroxylgruppe verhindert und diese dadurch schützt.As already mentioned, benzoic anhydride is a stabilizer for the polyphenylene oxides. It will believed that it prevents undesirable reactions of the phenolic hydroxyl group and these thereby protects.
Es wird angenommen, daß die Hydrazine, die ebenfalls Polyphcnylenoxyde stabilisieren, als Antioxydantien wirken und mit unerwünschten Verunreinigungen reagieren, die im Polymeren enthalten sind.It is believed that the hydrazines that also stabilize polyphenylene oxides, act as antioxidants and with undesirable impurities react contained in the polymer.
Es ist unwesentlich, wie der Stabilisator den Polymeren zugesetzt wird. Beliebige bekannte Methoden zur Einarbeitung von Zusatzstoffen in Polymere können angewendet werden Wenn beispielsweise der gewünschte Stabilisator in einem Lösungsmittel löslich ist. in dem auch das Polymere löslich ist. können «Jas Polymere und der Stabilisator im Lösungsmittel gelöst werden, worauf das Lösungsmittel abgedampft wird. Wenn der Stabilisator nicht in einem Lösungsmittel löslich ist. kann er in Pulverform dem ptilverförmigcn Polymeren durch Mischen der beiden Bestandteile nach bekannten Methoden zugesetzt werden. Ls ist auch möglich, den Stabilisator während der Polymerisation des Monomeren zuzusetzen. Hierbei wird ein löslicher Stabilisu'?; dem gelösten Monomeren zugesetzt, worauf die Polymerisation folgt.It is immaterial how the stabilizer affects the polymers is added. Any known methods for incorporating additives into polymers can Can be applied when, for example, the desired stabilizer is soluble in a solvent is. in which the polymer is also soluble. can «Jas polymers and the stabilizer in the solvent are dissolved, whereupon the solvent is evaporated. If the stabilizer is not in a solvent is soluble. it can be in powder form to powder form Polymers can be added by mixing the two ingredients according to known methods. It is also possible to add the stabilizer during the polymerization of the monomer. Here becomes a soluble stabilizer; the dissolved monomer added, followed by polymerization.
Durch Verwendung der Stabilisatoren wird sowohl die Farbbeständigkeit als auch die thermische Stabilität der Polyphenylcnoxydc verbessert. Beispielsweise wurde mit Zusätzen von 0.1 bis 1% eines organischen Phosphits nach 5- bis fttägigcr Einwirkung hoher Temperaturen die thermische Stabilität je nach dem verwendeten Phosphit um 50 bis I(X)% verbessert. Darüber hinaus wurde nur sehr leichtes Nachdunkeln des Polymeren nach einer Einwirkungsdauer von hohen Temperaturen bis zu 7 Tagen festgestellt. Durch Zusatz von 0.5 bis 1% Hydrazin /U Polyphe-The use of stabilizers improves both color fastness and thermal stability the polyphenylene oxide improves. For example, with additions of 0.1 to 1% of an organic Phosphite after 5 to 5 days of exposure to high levels Temperatures improves the thermal stability by 50 to I (X)%, depending on the phosphite used. In addition, there was only a very slight darkening of the polymer after an exposure time of high temperatures up to 7 days. By adding 0.5 to 1% hydrazine / U polyphe-
nylenoxyd wird die thermische Stabilität um 100 bis 150% verbessert. Auch hier wurde nur leichtes Nachdunkeln nach einer Einwirkungsdauer von 6 bis 7 Tagen beobachtet. Kombinationen mit Phosphiten und Hydrazin ergeben bessere Farbstabilität, und die Wärmebeständigkdt wird um 200 bis 300% verbessert. Mit verschiedenen speziellen Kombinationen ist es möglich, die Farbstabilität und thermische Stabilität noch weiter zu verbessern.nylene oxide, the thermal stability is improved by 100 to 150%. Here, too, there was only a slight darkening observed after exposure for 6 to 7 days. Combinations with phosphites and hydrazine give better color stability, and the heat resistance is improved by 200 to 300%. With various special combinations it is possible to increase the color stability and thermal Improve stability even further.
IOIO
Dieses Beispiel veranschaulicht den Einfluß des Zusatzes eines organischen Phosphits zu einem PoIyphenylenoxyd. Zahlreiche organische Phosphite wurden in unterschiedlichen Mengen zugesetzt. In allen Fällen wurde die gewünschte Menge des organischen Phosphits in 1 I Heptan gelöst. Zu dieser Lösung wurden 250 g Polv-|2.6-dimethyl-1.4-phenylen)-oxyd einer Grenzviskosität von 0.60. geme.,:;en in Chloroform bei 30 C. zugesetzt und im Lösungsmittel gelöst. Die Lösung wurde dann in eine Schale gegossen und über Nacht stehengelassen, wobei das Lösungsmittel verdunstete. Das erhaltene trockene Polymere wurde pulverisiert und bei Temperaturen, die je nach dem viT.vcrdcler. Zusatz und der angewendeten Konzentration zwischen 271 und 316 C lagen, stranggepreßt. Der Strang wurde durch Zerhacken granuliert. Granulatproben von je 2 g wurden dann zwischen Mjtallplattcn bei einer Temperatur, die je nach dem verwendcten Zusatz und seiner Konzentration zwischen 249 und 288 C lag. zu Folien einer durchschnittlichen Dicke von 0.38 mm gepreßt. Die Preßfolien wurden dann längere Zeit erhöhten Temperaturen ausgesetzt, indem die Folienstreifen in einem Umluftofen gehalten wurden, der bei 150 C" gehalten wurde. Die Flexibilität d~r Folien wurde in Abständen von 24 Stunden ermittelt, bis die Proben spröde waren. Die Prüfung der Flexibilität erfolgte durch Knicken des Folienstreifens um 360 . bis er gebrochen war. Die Farbstabilisierung wurde durch visuellen Vergleich tier den Zusatzstoff enthaltenden Folien mit einer zusatzfreien Standardfolie ermittelt. Die crhal'encn Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle I genannt.This example illustrates the effect of adding an organic phosphite to a polyphenylene oxide. Numerous organic phosphites were added in varying amounts. In all The desired amount of the organic phosphite was dissolved in 1 l of heptane. To this solution 250 g of poly (2.6-dimethyl-1.4-phenylene) oxide with an intrinsic viscosity of 0.60 were obtained. mixed,:; en in chloroform added at 30 C. and dissolved in the solvent. The solution was then poured into a bowl and Left to stand overnight while the solvent evaporated. The dry polymer obtained was pulverized and at temperatures depending on the viT.vcrdcler. Addition and the concentration used between 271 and 316 C, extruded. The strand was granulated by chopping. Granulate samples of 2 g each were then placed between metal plates at a temperature which depends on the one used Additive and its concentration was between 249 and 288 C. to slides an average Pressed thickness of 0.38 mm. The press foils were then exposed to elevated temperatures for a long time, by keeping the foil strips in a convection oven which was kept at 150 ° C. The flexibility The foils were determined at intervals of 24 hours until the samples were brittle. The exam the flexibility was achieved by bending the film strip by 360. until it was broken. the Color stabilization was determined by visual comparison between the films containing the additive and a additive-free standard film determined. The crhal'encn Results are given in Table I below.
4545
l'ünfluß von organischem Phnsplnt als Stabilisator für Poly-12.6-di methyl-1.4-phen\len)-oxydThe flow of organic substances as a stabilizer for poly-12.6-dimethyl-1.4-phen \ len) oxide
Biegsamkeit (durchschnittliche Zahl von Knickungen bis zum Bruch)')Flexibility (average number of kinks to break) ')
/.usiil/. (iewichtspro/cnt/.usiil/. (weight pro / cnt
(I.Hler (IlT(I.Hler (IlT
Temperatur
von IMI Ctemperature
by IMI C
Ohne Zusatz.Without addition.
!Tage! Days
2.52.5
0.1 Trilaurylphcjphat . .0.1 trilauryl phosphate. .
Ί t)iirth« hnin fiir 5 hi:, f. ProbenΊ t) iirth «hnin for 5 hi :, for samples
Tage [TilgeDays [repay
0.5 00.5 0
0.50.5
ί Iί I
Farbänderung Color change
starkes
Nachdunkeln
leichtes
Nachdunkeln strong
Darken
easy
Darken
Zusatz, GewichtsprozentAddition, percent by weight
Einwirkungsdauer derDuration of action of the
Temperatur
von 150 Ctemperature
from 150 C
4
Tage4th
Days
0.5 Trilaurylphosphit ...0.5 trilauryl phosphite ...
1.0
2.0
3.0
0.51.0
2.0
3.0
0.5
0.1 1.00.1 1.0
0.25
3.00.25
3.0
0.5
0.50.5
0.5
Trilaurylphosphit ...
Trilaurylphosphit ...
Trilaurylphosphit ...
Trioctadecyl-Trilauryl phosphite ...
Trilauryl phosphite ...
Trilauryl phosphite ...
Trioctadecyl
phosphit phosphite
TriäthykndiphosphitTriethydiphosphite
Phenylneopentylphosphit Phenyl neopentyl phosphite
handelsüblichescommercially available
Alkarylphosphit Alkaryl phosphite
handelsüblichescommercially available
Alkarylphosphit Alkaryl phosphite
Tridecylphosphit ....
Phenyldidecylphosphit Tridecyl phosphite ....
Phenyldidecyl phosphite
TaeeTaee
3.5 0
3.5 23.5 0
3.5 2
~> Ι π ~> Ι π
TageDays
3.5
33.5
3
i 0 i 0 i 0 i 0
Farbänderung Color change
2 j 02 j 0
0 j 3.5! 00 y 3.5! 0
leichtes
Nachdunkeln easy
Darken
desgl.
desgl.
desgl.the same
the same
the same
desgl.
desgl.the same
the same
desgl.
desgl.the same
the same
desgl.
desül.the same
desul.
3.5' 0 desgl.3.5 '0 the same.
Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß Phosphite in einer Konzentration bis zu etwa 2% die Flexibilität der Polyphenylenoxide stark verbessern und gleichzeitig das Nachdunkeln des Polymeren verhindern. Mit 0,1 Gewichtsprozent Trilaurylphosphit rissen durchschnittlich 5 bis 6 Proben nach drei Knickungen, nachdem sie 5 Ta.se einer Temperatur von 150 C ausgesetzt waren. Ähnliche Proben ohne Zusatz von Trilaurylphosphit widerstanden nur durchschnittlich einer halben Knickung. Bei Zusatz von 3 Gewichtsprozent des alkylicrlcn Arylphosphits wurde die Polyphcnylcr;oxydprobe spröder als die Probe ohne Zusatz. Es wird angenommen, daß der Grund hierfür in der Verdünnung des Polymeren durch den hohen Anteil des zugesetzten Alkarylphosphits liegt.From the table above it can be seen that phosphites in a concentration of up to about 2% greatly improve the flexibility of the polyphenylene oxides and at the same time prevent the polymer from darkening. With 0.1 percent by weight trilauryl phosphite tore an average of 5 to 6 specimens after three kinks, after having reached 5 days of a temperature were exposed to 150 C. Similar samples withstood without the addition of trilauryl phosphite only an average of half a kink. With the addition of 3 percent by weight of the alkylicrlcn aryl phosphite the polyphenylene oxide sample became more brittle than the sample without addition. It is believed that the reason for this is the dilution of the polymer due to the high proportion of the added alkaryl phosphite located.
VcrglcichsbcispiclCompare
so Bekannte phenolische Antioxydantien wurden mit dem gleichen Poly-(2.6-dimethy'-l.4-phjnylen)-ox>il wie im Beispiel I genau auf die gleiche Weise gemischt. Die folgenden phenolischen Antioxydantien wurden verwendet: 2-Naphthol. 2-Aceto-l-ir.iphlhol.So well-known phenolic antioxidants were with the same poly- (2.6-dimethy'-l.4-phenylene) -ox> il mixed in exactly the same way as in Example I. The following phenolic antioxidants were used: 2-naphthol. 2-aceto-l-ir.iphlhol.
Diacctyl-p aminophenol. t-Butylcatechin. 2.2'-Methylen-!">is-(4-mctliyl)-6-t-butylpnenol und (2.2-Thiobis - (4 -1 - octylphenalal)) - η - butylamin - η ickcl( II). In allen Fällen wurde das Antioxydans in einer Menge von 2% oder weniger verwendet. Die untersuchten Antioxydantien waren in keinem Fall wirksam. Der Unterschied /wischen den Phcnylcnoxydcn. die die phenolischen Antioxydantien enthielten, und den zusatzfreien Polyphcnylcnoxydcn war nicht wesentlich. Die Unfähigkeit der phenolischen Antioxydantien. die Stabilität von Polyphcnylcnoxydcn zu verbessern, war überraschend, da erwartet wurde, daß sowohl die organischen Phosphite als auch die phenolischen Antioxidantien das Bleiche Verhalten Iw hmDiacctyl-p aminophenol. t-butylcatechol. 2.2'-methylene -! "> Is- (4-methyll) -6-t-butylpnenol and (2.2-thiobis - (4-1 - octylphenalal)) - η - butylamine - η ickcl (II). In in all cases the antioxidant was used in an amount of 2% or less. The examined Antioxidants were in no way effective. The difference between the nylon oxides. the the phenolic antioxidants, and the additive-free polyphenylene oxide was not essential. The inability of phenolic antioxidants. to improve the stability of polyphenylene oxide, was surprising as it was expected that both the organic phosphites and the phenolic Antioxidants the bleaching behavior Iw hm
würden, da sie bei anderen Kunststoffen. z. B. PoIvvinylchloridcn, die gleiche Wirkung haben. Dieses Beispiel veranschaulicht die nicht vorauszusagende Nalur von Stabilisatoren und die Schwierigkeil, für einen bestimmten Kunststoff einen geeigneten Stabilisator zu finden.as they would with other plastics. z. B. Polyvinyl chloride, have the same effect. This example illustrates the unpredictable Nalur of stabilizers and the difficulty of choosing a suitable stabilizer for a particular plastic to find.
In diesem Fall wurde das gleiche Polyphenylenoxyd und das gleiche Verfahren wie im Beispiel I angewendet, jedoch wurden verschiedene Anhydride an Stelle der organischen Phosphite verwendet. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:In this case the same polyphenylene oxide and the same procedure as in Example I was used, however, various anhydrides have been used in place of the organic phosphites. The following Results were obtained:
Einfluß eines Anhydrids als Stabilisator
Tür Poly-(2,6-dimethyI-l.4-phenylen)-oxydInfluence of an anhydride as a stabilizer
Door poly (2,6-dimethyI-l.4-phenylene) oxide
Biegsamkeitflexibility
(durchschnittliche Zahl von Knickungen
bis zum Bruch)(average number of kinks
until break)
Ohne ZusatzWithout addition
1 Benzoesäureanhydrid ..1 Benzoic anhydride ..
Einwirkungsdauer derDuration of action of the
Temperatur
von 150 C temperature
from 150 C
Tage [Tage Days [ days
2.5 0.52.5 0.5
3.53.5
3 Benzoesäureanhydrid .. 7
5 Benzoesäureanhydrid .. |l53 Benzoic anhydride .. 7
5 benzoic anhydride .. | l5
VergleichsversucheComparative experiments
1 Phthalsäureanhydrid .. \ 0 j —1 phthalic anhydride .. \ 0 j -
5 Phthalsäureanhydrid ... ; 2 05 phthalic anhydride ...; 2 0
Essigsäureanhydrid ,2 , 0Acetic anhydride, 2 , 0
Laurinsäureanhydrid .... | 2 1Lauric anhydride .... | 2 1
TageDays
FarbändenineColorandine
starkes
Nachdunkeln strong
Darken
leichtes
Nachdunkeln desgl.
desgl.easy
Darken the same.
the same
starkes
Nachdunkeln desgl.
desgl.
desel.strong
Darken the same.
the same
desel.
Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß die Anhydride als Klasse keine wirksamen Stabilisatoren für Polyphenylenoxyde sind. Die einzige Ausnahme hiervon ist Benzoesäureanhydrid. Bei Verwendung dieses Anhydrids in Mengen bis zu 5°o wurde eine erhebliche Verbesserung der Flexibilität und der Farbstabilität erzielt. Der Grund, weshalb Benzoesäureanhydrid als Stabilisator wirksam ist. während andere Anhydride unwirksam sind, ist nicht geklärt, jedoch veranschaulicht dies weiterhin die Tatsache, daß der Einfluß von Stabilisatoren auf verschiedene Kunststoffe nicht vorauszusagen ist.From the table above it can be seen that the anhydrides as a class are not effective stabilizers are for polyphenylene oxides. The only exception to this is benzoic anhydride. Using this anhydride in amounts up to 5 ° o was a significant improvement in flexibility and the color stability achieved. The reason why Benzoic anhydride is effective as a stabilizer. while other anhydrides are ineffective, is not clarified, but this further illustrates the fact that the influence of stabilizers on various Plastics is unpredictable.
H c i s ρ i e I 3H c i s ρ i e I 3
Das gleiche Polyphenylenoxyd und die gleicheThe same polyphenylene oxide and the same
Arbeitsweise wie im Beispiel 1 wurden angewendet.The procedure as in Example 1 was used.
jedoch wurden verschiedene Hulra/inc an Stelle der organischen Phosphite verwendet. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:however, various hulra / inc were used in place of the organic phosphites. The following Results were obtained:
Einfluß von Hydrazinen als Stabilisator Tür Poly-(2,6-dimelhyl-1,4-phcnylen )-oxydInfluence of hydrazines as a stabilizer for poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) oxide
Biegsamkeitflexibility
(durchschnittliche Zahl von Knickungen '■s bis zum Bruch)(average number of bends' ■ s to break)
J Einwirkung da dJ action da d
Ohne ZusatzWithout addition
0,5 N.N'-Diacetylhydrazin0.5 N, N'-diacetyl hydrazine
Dibcnzoylhydrazin Discoyl hydrazine
Acetylphcnylhydrazin ....
Hydrazin (wasserfrei) ....Acetylphynylhydrazine ....
Hydrazine (anhydrous) ....
uer der Temperatur von l>0 ( above the temperature of l> 0 (
Tage TageDays days
2.51 0.52.51 0.5
I 0I 0
rarr>ändcrung rarr> change
starkes Nachdunkeln strong darkening
leichtes Nachdunkeln desgl. desgl. desgl.Slight darkening like the like the like
Aus der vorstehenden Tabelle ist deutlich zu erkennen, daß die Hydrazine eine gewisse Wirkung sowohl auf die Farbstabilität als auch die thermische Stabilität von Polyphenylenoxyden haben. Der Einfluß der Hydrazine ist jedoch betonter, wenn sie in Kombination mit anderen Stabilisatoren verwendet werden, wie im folgenden Beispiel veranschaulicht.The table above clearly shows that the hydrazines have some effect on both the color stability and the thermal Have stability of polyphenylene oxides. The influence of the hydrazines, however, is more pronounced when they are used in Combination with other stabilizers can be used as illustrated in the following example.
Aus zwei Komponenten bestehende Gemische von organischen Phosphiten, Hydrazinen und Benzoesäureanhydrid (sämtliche Verbindungen, die sie·:» als geeignete Stabilisatoren für Polyphenylenoxyde erwiesen) wurden mit dem im Beispiel 1 genannten Polyphenylenoxyd auf die dort beschriebene Weise gemischt. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 4 genannt.Two component mixtures of organic phosphites, hydrazines and benzoic anhydride (all connections that you ·: »as suitable stabilizers for polyphenylene oxides proved) were with that mentioned in Example 1 Polyphenylene oxide mixed in the manner described there. The results obtained are as follows mentioned in table 4.
Einfluß verschiedener Kombinationen von Stabilisatoren auf Poly-(Z6-dimethyl-1.4-phenylen HoxydInfluence of various combinations of stabilizers on poly (Z6-dimethyl-1,4-phenylene oxide
Biegsamkeitflexibility
(durchschnittliche Zahi von Knickungen bis zum Bruch 1(average number of kinks to break 1
Einwirkungsdauer der Tempera; ur Zusatz. Gewichtsprozent j von 150 C :Duration of exposure to tempera; ur addition. Weight percent j of 150 C:
I 4 ! 5 6 - jTagejTage Tage Tage I 4! 5 6 - jdaysjdays days days
Ohne Zusatz i Z5 ! 0.5; 0 . —Without addition i Z5! 0.5 ; 0. -
Farbänderung Color change
starkes Nachdunkeln strong Darken
(0(0
f-'ort set/iincf-'ort set / iinc
Binwirkungsdaucr . der Temperatur K lrh-Duration of action. the temperature K lr h-
i 4 5 j Λ j 7 !Tage TagejTage Tagei 4 5 y Λ y 7! days daysjdays days
1.0 Trilaurvlphosphit 5.5 j 4 0 Φ.5 Acetylphem I- |1.0 Trilaurvlphosphite 5.5 j 4 0 Φ.5 Acetylphem I- |
hydrazin i hydrazine i
1.0 Ben/oesäure-1.0 Ben / oesäure-
anhydrid ί.Ο Trilaurylphosphitanhydride ί.Ο trilauryl phosphite
Φ.5 N.N-Diacetyl-Φ.5 N.N-diacetyl-
hydrazin 1.0 Trilaurylphosphithydrazine 1.0 trilauryl phosphite
).O Benzoesäureanhydrid ί.Ο Trilaurylphosphit) .O Benzoic anhydride ί.Ο trilauryl phosphite
1.0 Benzoesäureanhydrid Φ.Ι Trilaurylphosphit1.0 benzoic anhydride Φ.Ι trilauryl phosphite
3.5 ι 23.5 ι 2
4.5! 2 j 0 4.5 ! 2 j 0
3.53.5
I !OI! O
leichtes Nachdunkeln desgl. slight darkening of the same.
desgl. desgl. desgl.like. like. like.
'5'5
.1°.1 °
Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß »tarke Verbesserungen in der thermischen Stabilität Von Pr-Iyphenylenoxyden mit verschiedenen Kombinationen von organischem Phosphit. Hydrazin und benzoesäureanhydrid erzielt werden können.From the table above it can be seen that "Great Improvements in Thermal Stability of Pr-Iyphenylene Oxides with Various Combinations of Organic Phosphite. Hydrazine and benzoic anhydride can be achieved.
Verschiedene Kombinationen eines organischen Phosphits mit Benzoesäureanhydrid wurden mit einem Polyphenylenoxyd auf die im Beispiel I beschriebene Weise gemischt. Als Polyphenylenoxyd wurde ein Poly-(Z6-din?othyl-1.4-phenylen)-oxyd einer Grenz-Viskosität von 0.52 dl g (gemessen in Chloroform bei iO C) verwendet. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:Various combinations of an organic phosphite with benzoic anhydride have been used with a Polyphenylene oxide mixed in the manner described in Example I. A polyphenylene oxide was used Poly (Z6-dinothyl-1,4-phenylene) oxide with a limiting viscosity of 0.52 dl g (measured in chloroform at OK C) used. The following results were obtained:
von Stabilisatoren auf Poly-(Z6-dimethyl-1.4-phenylen)-oxydof stabilizers on poly (Z6-dimethyl-1,4-phenylene) oxide
(durchschnittliche Zahl von Knickungen bis zum Bruch)(average number of kinks to break)
4545
dauer derDuration of
Temperaturtemperature
ion I5O Cion I5O C
änderungmodification
T ige Tage (1 i 7
Days to go
Nach
dunkelnstrong
To
darken
Nach
dunkelneasy
To
darken
1.0 Benzoesäureanhydrid0.5 trilauni phosphite
1.0 benzoic anhydride
phosphit)-penta
erythrit
1.0 Benzoesäureanhvdrid0.5 tetranediphenyl
phosphite) penta
erythritol
1.0 Benzoic anhydride
0.0 Benzoesäureanhvdrid0.5 phenyldidecyl phosphite
0.0 benzoic anhydride
Aus den vorstehenden Werten ist ersichtlich, dall durch Zusatz eines Gemisches eines F'hosphits mil Bcn/ocsäurcanhydrid zu Polyphenylenoxyd dessen thermische Stabilität erheblich verbessert wird.From the above values it can be seen that by adding a mixture of a phosphite mil Acid anhydride to polyphenylene oxide thereof thermal stability is greatly improved.
Drei- und Vierkomponentengemische aus einem organischen Phosphit. einem Hydrazin und Benzoesäureanhydrid wurden mit einem Poly-(2.6-dimethyl-Three- and four-component mixtures of an organic phosphite. a hydrazine and benzoic anhydride were combined with a poly- (2,6-dimethyl- l,4-phenylen)-oxyd einer Grenzviskosität von 0,53 dl g. gemessen in Chloroform bei 30 C, auf die im Beispiel I beschriebene Weise gemischt. Die stabilisierten Proben wurden erneut auf 150 C erhitzt. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:1,4-phenylene oxide with an intrinsic viscosity of 0.53 dl g. measured in chloroform at 30.degree. C., mixed in the manner described in example I. The stabilized samples were reheated to 150 ° C. The following results were obtained:
von Stabilisatoren auf Poly-(2.6-dimethyl-I,4-phenylen)-oxydof stabilizers on poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) oxide
!durchschnittliche Zahl von Knickungen bis zum Bruch!! average number of kinks until the break!
. Gewichtsprozent. Weight percent
finwirkungsd.iuer derfinancial effect of the
Temperatur von 150 Ctemperature from 150 C
-τ-τ
1.0 Trilaurylphosphit 1,0 Acetylphenylhydrazin 2.0 Hydrazin (wasserfrei! 1.0 Trilaurylphosphit ZO Benzoesäureanhydrid 2.0 Hydrazin (wasserfrei) 1,0 Trilaurylphosphit 1.0 Benzoesäureanhydrid 1.0 Acetylphenylhydrazin 2.0 Hydrazin (wasserfrei)1.0 trilauryl phosphite 1.0 acetylphenyl hydrazine 2.0 hydrazine (anhydrous! 1.0 trilauryl phosphite ZO benzoic anhydride 2.0 hydrazine (anhydrous) 1.0 trilauryl phosphite 1.0 benzoic anhydride 1.0 acetylphenylhydrazine 2.0 hydrazine (anhydrous)
TageDays
l-arr> änderungl-arr> modification
starkes Nachdunkelnstrong Darken
leichtes Nachdunkeln desgl.easy Darken the same.
desgl.the same
Aus den vorstehenden Werten ist ersichtlich, daß eine noch größere thermische Stabilität mit gewissen
Drei- und Vierkomponentengemischen von Stabiliv
toren erzielbar ist.From the above values it can be seen that an even greater thermal stability is achieved with certain three- and four-component mixtures of Stabiliv
goals is achievable.
Claims (1)
Family
ID=
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