DE1794302B1 - Verfahren zum Stabilisieren von Homo- oder Mischpolymerisaten von Olefinen durch Benzophenonverbindungen - Google Patents

Verfahren zum Stabilisieren von Homo- oder Mischpolymerisaten von Olefinen durch Benzophenonverbindungen

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DE1794302B1 DE19591794302D DE1794302DA DE1794302B1 DE 1794302 B1 DE1794302 B1 DE 1794302B1 DE 19591794302 D DE19591794302 D DE 19591794302D DE 1794302D A DE1794302D A DE 1794302DA DE 1794302 B1 DE1794302 B1 DE 1794302B1
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Rolf Dessauer
Armitage B John
Hyson Archibald M
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Description

Die Erfindung betrifft die Stabilisierung von Polyolefinen gegen UV-Licht.
Aus der deutschen Patentschrift 1 012 610 ist die Verwendung von Dioxydialkoxybenzophenonen als Absorptionsmittel für ultraviolettes Licht in plastischen Folien aus bestimmten Harzen, Pflanzengummi oder Wachsen bekannt.
Auch kann man, wie aus der USA.-Patentschrift 2 843 563 und aus Chem. Products ehem. News, 21 (1958), Nr. 5, S. 173/174, bekannt ist, bestimmte Benzophenonverbindungen zur Stabilisierung von Polyäthylen einsetzen; diese Verbindungen entsprechen jedoch nicht in jeder Hinsicht den zu stellenden Anforderungen.
Es ist weiter aus der britischen Patentschrift 726 392
bekannt, 4-Methoxy- und 4-Äthoxy-2-hydroxybenzophenon als UV-Licht-Stabilisatoren für polymere Materialien zu verwenden, wobei unter den Beispielen für polymere Materialien auch Polyäthylen genannt ist.
Es wurde nun ein Verfahren zum Stabilisieren von
Homo- oder Mischpolymerisaten von Olefinen durch Benzophenonverbindungen gefunden, bei welchem man 0,0005 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, einer Verbindung der allgemeinen Formel
OH
wobei R einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 23 Kohlenstoffatomen bedeutet, verwendet.
Vorzugsweise enthält die gegen UV-Licht stabilisierende Verbindung Alkyl- oder Arylreste mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen. .
Die erfindungsgemäß verwendeten Benzophenonverbindungen können in die Polyolefine in Mengen bis zu etwa 1 Gewichtsprozent der Polyolefine eingearbeitet werden, ohne daß selbst nach längeren Einsatzzeiten ein Ausschwitzen eintritt.
Allgemeine Verfahren zur Herstellung der Hydroxybenzophenonäther sind bekannt und z. B. in der USA.-Patentschrift 2 773 903 beschrieben. 2-Hydroxy-4-n-octyloxybenzophenon (F. 45 bis 46° C) kann man aus 2,4-Dihydroxybenzophenon und 1-Bromoctan, 2 - Hydroxy - 4 - η - dodecyloxybenzophenon (F. 49 bis 500C) aus 2,4 - Dihydroxybenzophenon und 1-Bromdodecan in Aceton in Gegenwart von Kaliumcarbonat herstellen. Im allgemeinen sind die erfindungsgemäß verwendeten Hydroxybenzophenone mit längeren Kohlenwasserstoffketten verträglicher als diejenigen mit kürzeren Ketten.
Zu den erfindungsgemäß verwendbaren Polyolefinen gehören die üblichen, normalerweise festen, verzweigten Polyäthylene, die linearen Polyäthylene, wie sie z. B. nach den Verfahren der USA.-Pafentschriften 2 816 883 und 2 762 791 hergestellt werden. die Polyolefine der Alkene höheren Molekulargewichtes als Äthylen, wie Propen, Buten und Penten, die Mischpolymerisate der obigen Olefine sowie die Mischpolymerisate der obigen Olefine mit anderen polymerisierbaren organischen Verbindungen.
Das beanspruchte Verfahren kann in beliebiger geeigneter Weise vorgenommen werden, z. B. durch Verarbeiten der Polyolefine und Zusätze auf einer Kautschukwalze bei einer Temperatur von 140 bis 1700C, Auflösen der Zusatzstoffe in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Aceton, Hexan oder Benzol, und Sprühen der Lösung in einen das Polyolefin enthaltenden Mischer der Bauart Banbury oder durch beliebige andere geeignete Verfahren, wie sie zur Zugabe kleiner Mengen eines Hilfsmittels zu einem Polyolefin bekannt sind, z. B. durch die Verfahren nach der USA.-Patentschrift 2 434 662.
Hydroxybenzophenone, die niedermolekulare Alkyl- oder Arylkohlenwasserstoffsubstituenten mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen aufweisen, wie MethykÄthyl- und Phenylsubstituenten, sind als UV-Stabilisatoren für Polyolefine ungeeignet und unwirksam. Die durch Methyl-, Äthylreste u. dgl. substituierten Ketone sind außerdem ziemlich flüchtig, während die mit mittleren Alkyl- und Phenylresten substituierten Abkömmlinge selbst bei Anwendung in so geringen Mengen wie 1% mit Polyolefinen unverträglich sind. Sobald jedoch höhermolekulare Substituenten mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen vorliegen, ergibt sich nicht nur eine Verträglichkeit der Hydroxybenzophenonverbindung mit dem Polyolefin, sondern auch eine wirksame UV-Stabilisierung des Polymeren. Diese letzteren Hydroxybenzophen on verbindungen sind nicht flüchtig und diffundieren nicht.
Besonders wirksam und mit Polyolefinen verträgliche UV-Stabilisatoren sind 2-Hydroxy-4-octyloxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-dodecyloxybenzophenon und 2-Hydroxy-4-octadecyloxybenzophenon.
Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem aus der britischen Patentschrift 726 392 bekannten Verfahren der Stabilisierung von Olefinpolymerisaten mit 4-Methoxy-2-hydroxybenzophenon zeigen die nachfolgenden Versuchsergebnisse.
Man vermischt Polyäthylen mit 0,5% des zu prüfenden Benzophenon-Stabilisators auf einem Walzwerk (40 Durchgänge; Mischzeit etwa 5 Minuten; nur die hintere Walze ist auf etwa 166" C erhitzt). Die so erhaltene Probe wird zwischen polierten Platten bei etwa 163:C heiß zu Folien von etwa 0,254 mm Dicke verpreßt. Für die Versuche werden kleine Stücke dieser Folien verwendet.
Durch die Einwirkung von UV-Licht durch eine UV-Lampe bildet sich Carbonyl. Die Carbonyl-Konzentration ist ein Maß für die oxydative Zerstörung des Polyäthylens unter der Einwirkung des UV-Lichtes.
Je länger es dauert, bis in einer Probe ein bestimmter CO-Gehalt erreicht worden ist, desto besser schützt der verwendete Stabilisator gegen oxydative Zerstörung. Die CO-Konzentration wird durch Messung der Absorption bei 5,8 Mikron in einem Infrarot-Spektrophotometer bestimmt.
Bei Bewitterung der Proben kann man die Stabilisatorwirkung auch durch die Bruchdehnung bestimmen, welche die Probe nach einer bestimmten Stundenzahl Bewitterung aufweist. Die nachstehende Aufstellung gibt die Ergebnisse der durchgeführten Versuche wieder.
Verbindung
UV-Lichteinwirkung [h]
bis zur Erreichung eines Carbonylwerts von 0,2%
Bruchdehnung der Probe [%] nach
80 Tagen Bewitterung
300 Tagen Bewitterung
Kontrolle
2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon .. 2-Hydroxy-4-octyloxybenzophenon .. I-Hydroxy^-dodecyloxybenzophenon.
375
450
1620
1450
70 806 876 796
51
51
780
525
Die Versuchsergebnisse zeigen die Überlegenheit, welche durch die erfindungsgemäße Stabilisierung gegenüber der Stabilisierung mit 2-Hydrpxy-4-methoxybenzophenon sowohl bei UV-Licht-Einwirkung als auch bei Tageslicht-Einwirkung in Außenluft erreicht wird.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Stabilisieren von Homo- oder Mischpolymerisaten von Olefinen durch Benzophenon verbindungen, dadurch gekenn-
    zeichnet, daß 0,0005 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, einer Verbindung der allgemeinen Formel
    OH
    OR
    wobei R einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 23 Kohlenstoffatomen bedeutet, verwendet werden.
DE19591794302D 1958-09-22 1959-09-22 Verfahren zum Stabilisieren von Homo- oder Mischpolymerisaten von Olefinen durch Benzophenonverbindungen Pending DE1794302B1 (de)

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