DE1794307C3 - Verwendung von Derivaten der phosphorigen Säure zur Stabilisierung von PoIyolefinmassen. Ausscheidung aus: 1543689 - Google Patents
Verwendung von Derivaten der phosphorigen Säure zur Stabilisierung von PoIyolefinmassen. Ausscheidung aus: 1543689Info
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Description
R"
worin R einen 2-Hydroxybenzophenonrest, weleher andere Substituenten in den Ringen aufweisen
kann, R' und R" Aryl- bzw. Alkylgruppen mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen, X dieselben oder
verschiedene Alkylen- bzw. Alkylenoxygruppen bedeuten und n, n' und n" ganze Zahlen mit dem
Wert von 0 bzw. 1 sind, die gegebenenfalls zusätzlich übliche Antioxidantien bzw. Hitzestabilisatoren
enthalten, zur Stabilisierung von Polyolefinformmassen gegen Abbau bzw. Zersetzung durch
Einwirkung von Hitze und UV-Licht.
2. Verwendung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man 0,2 bis 2.0 Gewichtsprozent
des Stabilisators verwendet.
Triarylphosphite mit durch ein Sauerstoffatom an die Phosphoratome gebundenen aromatischen Kohlenwasserstoffresten
sind als Weichmacher und als Stabilisatoren gegen die Abbau- bzw. Zersetzungswirkungen von Hitze oder Hitze und Sauerstoff bekannt.
In der belgischen Patentschrift 622 997 wird bereits vorgeschlagen, Gemische aus Trialkylphosphiten,
2-Hydroxy-4-(2-hydroxyathoxy)-benzophenon und mono- bzw. difunktionellen Phenolen als Stabilisierungsmittel
für Polyolefine zu verwenden. Durch noch zu beschreibende Vergleichsversuche wurde
jedoch festgestellt, daß eine bessere Stabilisierung von Polyolefinformmassen gegen Abbau bzw. Zersetzung
durch Einwirkung von Hitze und UV-Licht bei Verwendung von Derivaten der phosphorigen Säure der
angegebenen Formel erzielt wird.
Die Erfindung betrifft also die Verwendung von Derivaten der phosphorigen Säure der Struktur
35
.je
45
so
60
worin R einen 2-Hydroxybenzophcnonrcst, welcher andere Substituenten in den Ringen aufweisen kann,
R' und R" Aryl- bzw. Alkylgruppen mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen, X dieselben oder verschiedene
Alkylen- bzw. Alkylenoxygruppen bedeuten und n, ri und n" ganze Zahlen mit dem Wert von 0 bzw. 1 sind, die gegebenenfalls zusÄtsriicbübliche Aimox..
danxien bzw. Hitzestabilisatoren enthalten, zur Stabilisierung von Polyoleftnmassen gegen Abbau bzw. Zersetzung durch Einwirkung von Hitze und UV-Licht
Die Arylgruppe bzw. Arylgruppen (R und R ) kann bzw, können substituierte bzw. nichtsubstituierte
muao- oder polycyclische Gruppen bedeuten, und für
die beste Stabilisierwirkung soll die Gruppe R' bzw. R" als Ganzes eine ihr selbst innewohnende Stabilisierwirkung, beispielsweise eine Antioxidationsfunktion bzw. Hitzestabilisierfunktion, besitzen. Ein Beispiel für eine besondere aromatische Gruppe mit
einer ihr selbst innewohnenden Stabilisierwirkung ist eine gehinderte Phenolgruppe bzw. phenolische
Gruppe.
Die" Alkylgruppe bzw. Alkylgruppen (R' und R") enthalten mindestens 6 Kohlenstoffatome, und eine
Funktion einer solchen Gruppe bzw von solchen Gruppen besteht darin, daß das Derivat der phosphorigen
Säure in der Polyolefinformmasse löslich bzw.
mit ihr verträglich ist. Für den besten Schulz von
Polyolefinen mit Hilfe der Verbindungen nach der Erfindung wird vorgezogen, daß in der Verbindung
mindestens eine Alkylgruppe (sie kann eine der Gruppen R' bzw. R" cder ein Substiluem in der Benzophenongruppe
bzw. in einer der Arylgruppen sein) ' mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen entweder in
einer geraden oder in einer verzweigten Kette zugegen ist.
Desgleichen kann die Gruppe X bzw. können die Gruppen X geradkettige bzw. verzweigte Alkylen-
oder Alkylenoxygruppen mit bis zu etwa 20 Kohlenstoffatomen sein, wobei die längeren Ketten etwas
Einfluß auf die Löslichkeit der Verbindungen in Olefinpolymcren
haben.
Die zu verwendenden Phosphorverbindungen können in geformte Gegenstände aus thermoplastischen
Polymerisaten, beispielsweise Fasern, Fäden. Filme bzw. Preßlinge der genannten Polymerisate, eingearbeitet
oder zur Behandlung von geformten Gegenständen von thermoplastischen Polymerisaten, beispielsweise
Fasern. Fäden, Filmen bzw. Preßlingen der genannten Polymerisate, verwendet werden.
Poly-a-olcline sind gegen den Abbau bzw. die
Zersetzung durch Einwirkung von Hitze und UV-Licht besonders empfindlich. Bei Verwendung der Derivate
der phosphorigen Säure, wie hier vorgeschlagen, wird die Stabilität von Poly-x-olefinen. insbesondere
sterisch regelmäßige Poly-n-olefwien, beispielsweise
is^taktischen Polymerisaten von Propylen bzw. 4-Methylenpenten-(l),
gegen einen oder mehrere solcher Einflüsse stark erhöht, und sie ist häufig nennenswert
höher als die durch eine Mischung der dem Derivat
der phosphorigen. Säure entsprechenden getrennten Veibindungsbcstandtcile verliehene Stabilität. Wenn
ferner die speziell verwendete Verbindung ein ausreichend großes Molekül hat und passende Substituenten
aufweist, ist die Beständigkeit des Stabilisators in den geformten Gegenständen gegenüber der
Reinigung bzw. dem Waschen und der Chemischreinigung sehr gut. Die Derivate der phosphorigen
Säure können in das Polymerisat in verschiedener Weise eingearbeitet werden, beispielsweise durch Vermischen
des gepulverten Polymerisats mit einer Lösung des Stabilisators in einem flüchtigen Lösungsmittel,
darauffolgendes Trocknen und Körnen der Mischung oder durch direktes Vermählen bzw. Vermischen
mit dem erweichten Polymerisat auf einer
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heißen Walze oder in einem Banbury-Mischer bzw.
Innenmischer.
Die verwendeten Derivate der phospborigen Süure
können eine Reibe von Stabilisierungsfunktionen in sich vereinigen. Die Stabilisierungswirkung kann in
manchen Fällen durch Zugabe von weiteren bekannten
Substanzen, beispielsweise von Hitzestabilisatoren, verstärkt werden. Dies ist besonders der Fall, wenn
Verbindungen mit 2-Hydroxybenzopbenonsubstituenten als einzige aktive Substituenten verwendet werden.
Im allgemeinen wird durch Zugabe von 0,2 bis 2,0 Gewichtsprozent des Derivats der phosphorigen Säure
eine ausreichende Stabilisierung erreicht, und bei Zugabe von^ zusätzlichen stabilisierenden Substanzen
ist gewöhnlich ein Gesamtstabilisatorgehalt von 0,5 bis 5,0% ausreichend.
Ein als Stabilisierungsmittel für Polypropylen geeignetes Produkt wurde wie folgt hergestellt. Für diese
Herstellungsverfahren und die noch zu beschreibenden
Verfahren sowie deren Produkte wird kein selbständiger .Schutz begehrt.
Eine Organophosphorverbindung mit einer UV-absorbierenden
Gruppe, einer löslichmachenden Gruppe und einer partiell gehinderten Phenolgruppe
bzw. phenolischen Gruppe der Strukturformel
C12H25-O-P-O-ZC \-0
OH
wurde durch Umsetzen von 14,5 Teilen Trilaurylphosphit
bzw. Tridodecylphosphit und 6.9 Teilen Phosphortrichlorid bei 500C unter Rühren 1 Stunde
lang und Zugabe eines Teiles dieses Produktes (5,7 Teile) zu einer Suspension 5,2 Teilen 2-Hydroxy-4-(2-hydroxyäthoxy)-benzophenon
und 4,4 Teilen 2,5-Di-(tert.-butyl)-hydrochinon in 45 Teilen Benzol hergestellt. Zur Erleichterung der Chlorwasserstoffentfernung
wurde trockenes Stickstoffgas durch die Reaktionsmischung durchgeleitet, wobei das Lösungsmittel
langsam abdestilliert wurde. Die Reaktionsmischung wurde 2'/2 Stunden lang auf 200° C erhitzt
und noch 20 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Nach dem Abkühlen wurde die Reaktionsmischung
mit Diäthyläther gewaschen.
Der auf diese Weise erhaltene unlösliche Rückstand, ein blaßgelbrötliches öl, wurde in isotaktisches
Polypropylen (1 Gewichtsprozent des Polymerisats) als einziger Stabilisator eingearbeitet, und ein Teil der
Polyolefinmischung wurde bei 285° C zu Fäden schmelzgesponnen. Die gesponnenen Fäden wurden
mit einem Verhältnis von 8: 1 gestreckt und durch Zwirnen zu einem fertigen Garn mit Fäden von
144,5 Denier und einer Zwirnung von 5 Windungen pro 2,54 cm gefacht.
Ein weiterer Teil der Stabilisator/Polyolefin-Miscbung
wurde auch bei 175° C zu einem Film mit einer Stärke von 0,13 mm warm verpreßt.
Die Stabilität des Polypropylens gegen Abbau bzw.
Die Stabilität des Polypropylens gegen Abbau bzw.
Zersetzung durch Einwirkung von Hitze und UV-Licht wurde auf zwei verschiedene Weisen ermittelt, und
zwar a) durch die prozentuale Beibehaltung der anfänglichen Bruchfestigkeit des endlosen Garnes nach
Beanspruchung bzw. nach dem Aussetzen der Wir-
[o kungen in einer »Weather-O-Meter^-Vorrichtung
(Cassella Farbwerke Mainkur AG) während 500 Stunden und b) durch die Beanspruchungszeit, die verstreicht,
bis der Film brüchig wird, wenn er der Einwirkung in einer ^Xenotesta-Vorrichtung (Atlas Electrie
Devices Ltd.) ausgesetzt wird. Die Ergebnisse
von solchen Beanspruchungen sind a) beibehaltene Festigkeit = 53% und b) Zeit bis zum Brücbigwerden
= 920 Stunden.
Zum Vergleich ist festzusteller:, aa°i nicht stabilisiertes
Polypropylen nur 25% seiner anfänglichen Garnfestigkeit beibehält und schon nach 110 Stunden
brüchig wird. In einem weiteren Vergleich, bei welchem das mehrfunktionelle Derivat der phosphorigen Säure
durch entsprechende Anteile der getrennten Verbindungsbestandteile, nämlich Trilaurylphosphit, 2,5-Ditert.-butylphenol
und 2-Hydroxy-4-äthoxybenzophenon, ersetz*, wurde, wurde eine schlechtere Stabilisierung
erzielt.
Eine andere Organophosphorverbindung mit einer löslichmachenden Gruppe und zwei UV-absorbierenden
Gruppen der Strukturformel
OH
C12H25-O-P-O-,
wurde wie folgt hergestellt.
Es; v/urde ein Teil des durch Umsetzung von Trilaurylphosphit und Phosphortrichlorid wie oben angegeben
erhaltenen Zwischenproduktes (5,7 Teile) zu einer Suspension von 10,3 Teilen 2-Hydroxy-4-(2-hydrox.yäthoxy)-benzophenon
in 50 Teilen trockenem Benzol zugegeben. Es wurde trockenes Stickstoffgas zur Erleichterung der Chlorwasserstoflentfernung
durch die Mischung durchperlen gelassen, wobei das Lösungsmittel langsam abdestilliert wurde und die
Reaktionsmischung während 2 Stunden auf 200° C erhitzt wurde, aufweicher Temperatur sie noch 20 Minuten
gehalten wurde. Nach dem Abkühlen bildete sich ein dickes gelbes öl, welches beim Stehen fest
wurde. Spuren von restlichem öl wurden durch Waschen des festen Stoffes mit Diäthyläther entfernt.
Das so erhaltene Produkt (0,5 Gewichtsprozent des Polymers) wurde zusammen mit 0,1 Gewichtsprozent
einer Antioxidationsverbindung, bestehend aus dem Kondensationsprodukt von S-Methyl-o-tert-butylphenol
und Crotonaldehyd, in isotaktisches Polypropylen eingearbeitet.
Die Beibehaltung der Festigkeit und die Zeit bis zum Brüchigwerden bei einem wie oben angegeben
hergestellten und beanspruchten Garn bzw. Film betrugen 66% bzw. 750 Stunden.
Eine weitere Organophosphorverbindung mit zwei lösliehmacheRden Gruppen und einer UV-absorbjerenden
Gruppe der Strukturformel
0-C12H25
wurde hergestellt, und zwar durch Schütteln von 17,6 Teilen Trilaurylpbosphit und 2,1 Teilen Phosphortrjchlorid
bei Raumtemperatur über 48 Stunden, Zugabe eines Teiles dieses Produktes (6,5 Teile) zu
einer Suspension von 3,9 Teilen 2-Hydroxy-4-(2-hydroxyäthoxy)-benzophenon
in 50 Teilen trockenem Benzol unter Durchleiten von trockenem Stickstoffgas durch die Mischung, wobei diese 2 Stunden lang auf
2000C erhitzt und sie bei dieser Temperatur noch 20 Minuten gehalten wurde.
Das Produkt (1,0 Gewichtsprozent des Polymerisats) wurde zusammen mit 0,1 Gewichtsprozent der
C12H25-O-P-O-
wie oben verwendeten Antioxidationsverbindung in isotaktisches Polypropylen eingearbeitet.
Die Beibehaltung der Festigkeit und die Zeit bis
Die Beibehaltung der Festigkeit und die Zeit bis
is zum Brüchigwerden bei wie oben angegeben hergestelltem
und beanspruchtem Garn bzw. Film betrugen 67% bzw. 750 Stunden.
Eine weitere Organophosphorverbindung mit einer löslichmachenden Gruppe, einer UV-absorbierenden
Gruppe und einer gehinderten Phenolgruppe bzw. phenolischen Gruppe, die vorwiegend der Strukturformel
CH3
H1C-C-CH3
O-
-O-<{ >OH
H3C-C-CH., CH
entsprach, wurde in folgender Weise hergestellt. Es wurden 4,1 Teile des wie oben angegeben durch
Umsetzung von Trilaurylphosphit und Phosphortrichlor.d erhaltenen Zwischenproduktes einer Suspension
von 3,9 Teilen 2-Hydroxy-4-(2-hydroxypropoxy)-benzophenon und 3,8 Teilen 2,6-Di-tert.-butyl-4-(2-hydroxyäthoxy)-phenol
in 15 Teilen trockenem Benzol zugesetzt. Trockenes Stickstoffgas wurde zur Erleichterung
der Chlorwasserstoffentfernung durch die Mischung durchperlen gelassen, wobei das Lösungsmittel
langsam abdestillierte, und die Reaktionsmischung wurde auf 150 bis 16O0C erhitzt und 3'/2 Stunden lang
bei dieser Temperatur gehalten. Das Produkt (0.5 Gcwichtsprozent des Polymerisats), ein blaßgelbes öl,
wurde zusammen mit einem Hitzestabilisator, nämlich Dilaurylthiodipropionat (0,5 Gewichtsprozent des
Polymers), in isetaktisches Polypropylen eingearbeitet.
Aus der Polypropylenmasse hergestelltes endloses Garn behielt 75% seiner anfänglichen Festigkeit bei,
wenn es 420 Stunden lang den Wirkungen in der »Xenotest«-Vorrichtung ausgesetzt bzw. in der »Xenotest«-Vorrichtung
beansprucht wurde und erforderte mehr als 8 Stunden in einem Heizofen bei 150° C, um
brüchig zu werden (nichtslabifoiertes Polypropylen wurde unter diesen Bedingungen in weniger als einer
Stunde brüchig).
Vergleichsversuch
Ein Polypropylenfilm wurde nach Beispiel 1 stabilisiert. Gleichzeitig wurde ein weiterer Polypropylenfilm
hergestellt, der eine übliche Stabilisierungsmittelmischung enthielt, und zwar bestehend aus 0,2%
2-Hydroxy-4-octyloxybenzophenon, 0,1% eines phenolischen Antioxidationsmittels, das gebildet wurde
durch Kondensation von 3-Methyl-6-tert.-butylphenol und Crotonaldehyd und 0,5% Dilaurylthiodipropionat.
Be: einem Vergleich der so stabilisierten Filn.c
ergab sich, daß gemäß Beispiel 1 der Beschreibung der stabilisierte Film in einer Xenotest-Maschine ersl
nach 920stündiger Belichtung brüchig wurde, während der mit dem anderen Stabilisierungsmittel stabilisierte
Film bereits nach 700 Stunden brüchig wurde. Die beiden Proben wurden gleichzeitig belichtet.
Claims (1)
- Patentansprüche:t I, Verwendung von Derivaten der phosphorigen Säure der StrukturR -(X)n-R"IO
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB866165A GB1066404A (en) | 1965-03-01 | 1965-03-01 | Phosphorous acid derivatives and their use as stabilisers |
GB866166 | 1966-02-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1794307A1 DE1794307A1 (de) | 1972-03-16 |
DE1794307B2 DE1794307B2 (de) | 1973-10-11 |
DE1794307C3 true DE1794307C3 (de) | 1974-06-12 |
Family
ID=26242327
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661794307 Expired DE1794307C3 (de) | 1965-03-01 | 1966-03-01 | Verwendung von Derivaten der phosphorigen Säure zur Stabilisierung von PoIyolefinmassen. Ausscheidung aus: 1543689 |
DE19661543689 Pending DE1543689A1 (de) | 1965-03-01 | 1966-03-01 | Stabilisator |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661543689 Pending DE1543689A1 (de) | 1965-03-01 | 1966-03-01 | Stabilisator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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1965
- 1965-03-01 GB GB866165A patent/GB1066404A/en not_active Expired
-
1966
- 1966-03-01 DE DE19661794307 patent/DE1794307C3/de not_active Expired
- 1966-03-01 DE DE19661543689 patent/DE1543689A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1543689A1 (de) | 1972-03-09 |
GB1066404A (en) | 1967-04-26 |
DE1794307B2 (de) | 1973-10-11 |
DE1794307A1 (de) | 1972-03-16 |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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