DE2540066C3 - Synergistische Stabilisatorkombination und diese enthaltende Polymerisatmassen auf Vinylhalogenidbasis - Google Patents
Synergistische Stabilisatorkombination und diese enthaltende Polymerisatmassen auf VinylhalogenidbasisInfo
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Description
wobei RlJ ein linearer oder verzweigter Q _2o-Alkylenrest
ist, R13 eine aromatische oder C3-36-aliphatische
Gruppe mit einer freien Valenz ist, die ν entspricht,
M Wasserstoff, Calcium, Barium, Zinn, Cadmium oder Blei ist, Q eine gesättigte oder ungesättigte
aliphatische Gruppe, eine cycloaliphatische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist und eine
freie Valenz besitzt, die (w+ ^entspricht, K eine gesättigte
oder ungesättigte aliphatische Gruppe, eine cycloaliphatische Gruppe oder eine aromatische
Gruppe ist und eine freie Valenz besitzt, die (h+j)
entspricht, y= 1 bis 4, v= 1 bis 6, w= 1 bis 8, u=0 bis
7, h= 1 bis 4 und j= 0 bis 3 sind, wobei w :■ u= 1 bis 8
und h+j= 1 bis 4 betragen.
3. Stabilisatorkombination nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gewichtsverhältnis von
Organozinnborat zu organischer Thiolverbindung von 1 :4 bis 4 : 1, vorzugsweise 1 :1 bis 7 :3.
4. Stabilisatorkombination nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch l,3-Bis-(4,4,6-trimethyl-l,3,2-dioxaborinyl-2-oxy)-tetramethyIdistannoxan
als Organozinnborat.
5. Stabilisatorkombination nach Anspruch 3, gekennzeichnet
durch l,3-Bis-(4,4,6-trimethyl-l,3,2-dioxaborinyl-2-oxy)-tetrabutyldistannoxan
als Organozinnborat
6. Polymerisatmasse auf der Basis von Vinylhalogenidhomo-
oder -copolymeren oder solche enthaltenden Mischungen mit verbesserter Verfärbungsbeständigkeit bei der Verarbeitung, gekennzeichnet
durch einen Gehalt an 0,01—5 Gew.-% einer Stabilisatorkombination
nach einem der vorangehenden Ansprüche.
ich,)
O- C
R""
bedeutet, wobei R5 und R7 Wasserstoffatome oder
Ci-4-Alkyl-Gruppen, R6 und R8 Ci-4-Alkyl-Gruppen
darsteilen und /?=0 oder 1 oder 2 ist.
2. Stabilisatorkombination nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine organische Thiolverbindung
einer der folgenden allgemeinen Formeln:
HS R1
R" (SH)1
Uli
IcI
HS R;
Die Erfindung bezieht sich auf eine synergistische Stabilisatorkombination zur Wärmestabilisierung von
Vinylhalogenidhomo- oder -mischpolymerisaten, die gegebenenfalls die üblichen Füllstoffe, Pigmente,
Weichmacher, Farbstoffe, Gleitmittel und UV-Stabilisatoren enthalten, die eine organische Thiolverbindung
mit einem Molekulargewicht von 40 bis 400 je Thiolgruppe und einem Siedepunkt von mindestens
180°C bei einer Atmosphäre Druck und eine Organozii:
!verbindung umfaßt.
In der KunstJtofftechnik ist es bekannt, organische
Polymermaterialien, insbesondere thermoplastische Materialien, bei erhöhten Temperaturen zu Zwischen-
und Endprodukten des Handels zu verarbeiten. Derartige Verfahren, wie Spritzgießen, Extrudieren, Walzen
und Blasen, werden üblicherweise zur Herstellung von brauchbaren thermoplastischen Produkten wie von
Rohren, Flaschen und Körben angewandt. Vinylhalogenidhomo· und »copolymere und solche enthaltende
Polyblends (wie z. B. Polyvinylchlorid) werden zweckmäßigerweise nach diesen bekannten Methoden verarbeitet.
Bei der Verarbeitung solcher Materialien bei höheren Temperaturen kann allerdings der Kunststoff
einen Abbau erieiden, was zu Verfärbungen der Materialien Anlaß gibt, die insbesondere bei Materialien, die
keine Stabilisatoren enthalten, beobachtet wird. Kin
solcher Abbau unter Verfärbung ist speziell bei hellen
oder leichtgefärbten Kunststoffen unerwünscht, und man ist daher bestrebt, eine solche Verfärbung des
Materials bei der Verarbeitung möglichst zu verhindern.
Es ist bekannt, solche Materialien auf Vinylhalogenidbasis mit Zusätzen wie organischen Thiolen, sterisch gehinderten Phenolen, Zinncarboxylaten, Organozinncarboxylaten, Organozinnmercaptiden und dergleichen
zu versehen. Auch Stabilisatorkombinationen, die zum
Teil synergistisch wirken, sind bekannt So wird in der US-PS 30 63 963 eine Stabilisatorkombination aus einer
Organozinncarboxylatverbindung und einer Mercaptoverbindung, wie einer Mercaptocarbonsäure oder einem
Mercaptoaücohol, beschrieben. Aus der US-PS
30 67 166 ist eine Kombination aus Mercaptosäureester
und Zink- oder Zinnverbindungen, speziell -salzen von Fettsäuren, bekannt In der DE-PS 15 69222 werden
schließlich Mercaptocarbylzinnborate angegeben, die als Stabilisatoren für die genannten Massen wirken
sollen.
Es wurde nun ein.» spezielle Kombination von Mercaptoverbindungen mit Organozinnboraten, insbesondere auch Organozinnboraten mit heterocyclischer Borgnippierung, gefunden, die überraschenderweise eine
günstige Stabilisatorwirkung entfaltet, obwohl der Organozinnboratanteil allein nur wenig oder kaum stabilisierend wirkt, so daß der Fachmann kaum versucht
sein konnte, Stabilisatoren für den genannten Zweck auf der Basis solcher Verbindungen zu entwickeln. Es hat
sich gezeigt, daß die nachfolgend definierten Organozinnborate hydrolysestabiler sind als die bekannten
Mercaptocarbylzinnl^rate nach der DE-PS 15 69 222. Letztere zeigen bereits nach 48 Stunden an der Luft
unter Umgebungsbedijigunger deutliche Veränderungen, wie IR-spektroskopisch nachgrwiesen werden
konnte, während die Organozinnborate der erfindungs gemäßen Kombination auch nach 72 Stunden unter vergleichbaren
Bedingungen noch keine Veränderungen zeigten, also wesentlicher lagerungsbeständiger sind.
Die synergistische Stabilisatorkombination der eingangs genannten Art ist gemäß der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß die Organozinnverbindung ein Organozinnborat folgender allgemeiner Formel ist:
Z—O—Sn —O—-Sn-Ο—Ζ
(a)
R4
R-'
R1
Z -O Sn R2
(b)
R1 Sn O
IV
C) Sn -R111J (c)
R" I , ,
schieden sind und Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl- oder C( -B-Alkyl-Gruppen
darstellen, x=0 oder 1 oder 2 ist und Z
R5 R6
\ /
O—C
O—C
ίο
— B
O—C
/ '
R7
(CH2).
R8
bedeutet, wobei R5 und R7 Wasserstoffatome oder
Ci-i-Alkyl-Gruppen, R6 und R8 Ci-4-Alkyl-Gruppen
darstellen und /J=O oder 1 oder 2 ist
Die organische Thiolverbindung der neuen Stabilisatorkombination
entspricht insbesondere einer der folgenden Formeln:
HS —R12 — C —Of3-M
R13—(SH)1.
O
R13—(SH)1.
O
HS — R12 — C — O
-Q EOH]1,
Ii
HS — R12 — O — C K
J * L
C-OHi
wobei R1. R2, R3, R4. R'. R10 und R11 gleich oder verwobei
R12 ein linearer oder verzweigter Cj_2o-Alkylenrest
ist, R13 eine aromatische oder C3-36-aliphatische Gruppe mit einer freien Valenz ist, die ν entspricht, M
Wasserstoff, Calcium, Barium, Zinn, Cadmium oder Blei ist, Q eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische
Gruppe, eine cycloaliphatische Gruppe oder eine aromatische Gruppe ist und eine freie Valenz besitzt, die
(w+u) entspricht, K. eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Gruppe, eine cycloaliphatische Gruppe
oder eine aromatische Gruppe ist und eine freie Valenz besitzt, die (h+j) entspricht, y= 1 bis 4, v= 1 bis 6, w= 1
bis 8, u=0 bis 7, Λ= 1 bi; 4 und j—0 bis 3 sind, wobei
w-t- u= 1 bis 8 und Λ+y= I bis 4 betragen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt die solche Stabilisatorkombinationen
enthaltenden Polymermaterialien auf der Basis von Vinylhalogenidhomo- oder -copolymeren
bzw. solche enthaltenden Polyblends. Dabei werden insbesondere Materialien in Betracht gezogen,
die auf der Basis von Vinylchlorid erhalten werden.
In der Praxis kann das Gewichtsverhältnis des Organozinnborats r.um organischen Thiol erfindungsgemäß
weitgehend variieren, jedoch wird ein Gewichtsverhältnis von Organozinnborat zum organischen Thiol
im Bereich von 1:4 bis 4:1 und insbesondere im Bereich von 1:1 bis 7 :3 bevorzugt. Der Gesamtgewichtsanteil
von Organozinnborat plus organischem Thiol in den Polymurmaterialien gemäß der Erfindung
kann weitgehend variieren; eine hauptsächliche Begrenzung besteht dnrin, daß mindestens eine stabilisierend
wirkende Gesamtmenge der genannten Kombination vorhanden ist. Höhere Mengen können selbstverständlich
vorgesehen werden, jedoch besteht keine Notwendigkeit dafür. In dex Praxis werden Vorzugs-
weise Gesamtgewichtskonzentrationen an Organozinnborat plus organischer Thiolverbindung von 0,01 bis
5 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf
die Kunststoffkomponente, angewendet, wobei als Kunststoffkomponente das Vinylhalogenidhomo- oder
-mischpolymere bzw. das diese enthaltende Polyblend verstanden wird.
Die Organozinnborate gemäß der Erfindung haben ein über ein Sauerstoffatom an Bor gebundenes Zinna
to ti ι, ein direkt an Kohlenstoff gebundenes Zinnatom
und ggf. eine Zinn-Sauerstoff-Zinnbindung wie aus den obigen Formeln ersichtlich ist
Beispiele für Organozinnborate, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind die im folgenden aufgezählten
Verbindungen.
H.,C CH,
\ / C-O
R2
H3C CH3
O — C
B-O-Sn-Ο —Sn-Ο —Β CH,
C-O R4 R3 Ο —C
(al
H.,C
CH,
(a-1), worin R1, R2, R3 und R4 n-Butylgruppen sind,
(a-2) worin R1, R2, R3 und R4 Isobutylgruppen sind,
(a-3) worin R1, R2, R3 und R4 2-Äthylhexylgruppen sind,
(a-4) worin R1, R2, R1 und R4 Octyigruppen sind,
(a-5) worin Ri, R2, R3 und R4 Propylgruppen sind,
(a-6) worin Ri, R2, R3 und R4 Äthylgruppen sind,
(a-7) worin Ri, R2, R3 und R4 Methylgruppen sind,
(a-8) worin R1 und R4 Meth>gruppen und R2 und R3
Butylgruppen sind, (a-9) worin R1, i»2, R3 und R4 Phenylgruppen
sind, (a-10) worin R1, R2, R3 und R4 Benzylgruppen
sind, (a-11) worin R1, R2, R3 uM R" ToIyI-gruppen
sind, (a-12) worin R1 und R4 Phenylgruppen
u.;d R2 und R3 Benzylgruppen sind, und
F-1 El
C — O
Bu
B- O — Sn —O —Sn- O-- B
Bn
Et
El
OC
O -C
El
CIi
Et
(a-i:
worin Et eineÄthylgruppe und Bu eine n-Butylgruppe
ist:
R1
H, C CH,
O C
R1 Sn -O — B
O--C
CH,
CH,
in Ri, R2 und R3 Äthylgruppen sind, (c-3) worin Ri, R2
und R3 n-Butylgruppen sind, (c-4) worin R', R2 und R3
Isobutylgruppen sind, (c-5) worin R1, R2 und R3 2-Äthylhexylgruppen
sind, (c-6) worin R1, R2 und R3 Phenylgruppen
sind, (c-7) worin R1, R2 und R3 Benzylgruppen
sind, (c-8) worin R1, R2 und R3 Tolylgrippen sind, (c-9)
worin R1 und R2 Methylgruppen und R3 eine Butyigruppe
sind, (c-10) worin R1 und R2 Phenylgruppen und
R3 eine Benzylgruppe sind und
Bu
Bu
(b-1) worin Ri, R2 und R3 Methylgruppen sind, (b-2) R1,
R2 und R3 Äthylgruppen sind, (b-3) worin Ri, R2 und R3
n-Butylgruppen sind, (b-4) worin R1, R2 und R3 Isobutylgruppen
sind (b-5) worin R1, R2 und R3 2-Äthylhexylgruppen
sind, (b-6) worin R1, R2 und R3 Phenylgruppen
sind, (b-7) worin R1, R2 und R3 Benzylgruppen
sind, (b-8) worin R', R2 und R3 Tolylgruppen sind, (b-9)
worin R1 und R2 Methylgrupper und R3 eine Butylgruppe
sind und (b-10) worin R1 und R2 Phenylgruppen
und R3 eine Benzylgruppe sind;
O Sn R1
(c-1) worin R1, R2 und R3 Methylgruppen sind,(c-2) wor-
I ! I
Bu O Bu
Me-Sn- Me
Me
Me
worin Bu eine n-Butylgruppe und Me eine Methylgruppe
sind.
Es gibt eine Anzahl von Methoden für die Herstellung von Organozinnboraten, die erfindungsgomäß brauchbar
sind. Eine Methode besteht z. B. darin, daß man
einen Boratester eines Glykols mit einem Dialkylzinnoxid in einem Lösungsmittel unter Bildung eines
Azeotrops mit Wasser und Entfernung des Wassers durch azeotrope Destillation umsetzt Die Boratester,
die zur Herstellung von Organozinnboraten verwendet werden, die erfindungsgemäß brauchbar sind, können
durch Umsetzen von Borsäure mit einem Glykol hergestellt
werden. Zu geeigneten Glykolen gehören 2-Methyl-2,4-pentandiol, 2,4-Dimethyl-2,4-pentandiol, 2,3-Dimethyl-2,3-butandiol
und 2,5-Dimethyl-2,5-hexandiol. Zu typischen Dialkylzinnoxiden, die zur Herstellung von
Organozinnboraten brauchbar sind, gehören Dibutylzinnoxid, Dimethylzinnoxid, Dioctylzinnoxid, Ditolylzinnoxid,
Dibenzylzinnoxid, Dicyclohexylzinnoxid, Diphenylzinnoxid, Butylphenylzinnoxid, Butyloctylzinnoxid
und Butylbenzylzinnoxid.
Bei den organischen Thiolverbindungen. die erfindungsgemäß brauchbar sind, handelt es sich um organische
Thiolverbindungen, die im wesentlichen bei der Hochtemperaturverarbeitung des Kunststoffs geruchlos
sind, freie Thiolgruppen (-SH) besitzen, ein Molekulargewicht von 40 bis 400 je Thiolgruppe in der Verbindung
aufweisen und einen Siedepunkt von mindestens 1800C bei einem Druck von 1 Atmosphäre besitzen.
Unter einem
vnn nicht mphr
als 400 je Thiolgruppe wird folgendes verstanden; wenn >
das Molekulargewicht der organischen Thiolverbindung durch die Anzahl der Thiolgruppen in der Verbindung
geteilt wird, soll der resultierende Wert mindestens 40 betragen und nicht 400 überschreiten. So besitzt z. B. ein
organisches Thiol mit einem Molekulargewicht von 200 :
und zwei Thiolgruppen ein Molekulargewicht je Thiolgruppe von 100. Bei organischen Thiolverbindungen, die
bevorzugt erfindungsgemäß verwendet werden, handelt es sich um organische Thiole, die im wesentlichen beim
Hochtemperaturverarbeiten des Kunststoffs geruchfrei in
sind, ein Molekulargewicht je Thiolgruppe von 40 bis 400 aufweisen, einen Siedepunkt von mindestens 1800C
bei einem Druck von 1 Atmosphäre besitzen und bei denen es sich um Verbindungen einer der folgenden
allgemeinen Formeln handelt: r.
j HS Ri: (
Id)
ei
R" (SHi,
I O j
I O j
HS Ri: ---Γ Oj Q-H)Hl11 If)
IHS
C-OH
worin R12, R13, Q, K, y, v, w, u, h und j die vorstehend
angegebene Bedeutung besitzen.
Zu Beispielen für organische Thiolverbindungen, die erfindungsgemäß brauchbar sind, gehören:
Isooctylthioglykolat. ■
Octylthioglykolat,
2-ÄthylhexyIthioglykolat,
Isooctyl-3-mercaptopropionat,
Octyl-3-mercaptopropionat,
Dodecylthiol,
Butylthioglykolat,
Benzylthiogiykoiat,
Octadecylthioglykolat,
1-Octanthiol,
Toluolthiol,
Dodecylphenylthiol,
2-Thioäthyloctanoat,
3-Mercapto-l,2-propandiol,
Dioctylmercaptosuccinat,
Mercaptobernsteinsäure,
2,2' Thiodiäthanthiol,
p-Chlorbenzylmercaptan,
Pentaerythrittetra-(thioglykolat),
Dipentaerythrithexa-(3-mercaptopropionat),
Tripentaerythrithexa-(3-mercaptopropionat),
Pentaerythrittris-(thioglykolat),
Pentaerythritbis-(thioglykolat),
Trimethyloläthantris-(3-mercaptopropionat),
Trime thy lolpropanbis-(thiogly kola t),
/3-mercaptopropionsaures Calcium,
Mercaptoessigsaures Barium,
Bis-(2-mercaptoäthyl)-terephthalat und
Mnnn-i?-mprraptoäthyl)-adinat.
Die Thiole, die erfindungsgemäß brauchbar sind können nach einer Anzahl von Methoden hergestellt
werden, die in der Technik bekannt sind, z. B. durch Umsetzen eines Alkylhalogenids mit Natriumhydrosulfid,
durch Umsetzen einer olefinisch ungesättigten Verbindung mit einem Hydrogensulfid und durch pyrolytisches
Spalten eines organischen Sulfids. Ferner handelt es s;"h bei den Thiolen, die erfindungsgemäG
brauchbar sind, um solche Verbindungen, die nicht selbst die Zersetzung des Kunststoffs fördern oder beschleunigen.
Als Vinylhalogenidhomopolymere Vinylhalogenid
mischpolymere und Polymergemische mit Vinylhalogenidhomopolymeren oder Vinylhalogenidmischpolymeren,
die erfindungsgemäß brauchbar sind, könner z.B. verwendet werden: (1) Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Polyvinylbromid, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, (2) Mischpolymere von Vinylchloric
mit einem mischpolymerisierbaren äthylenisch unge sättigten Monomeren, wie Vinylidenchlorid, Vinyl
acetat, Vinylbutyrat, Vinylbenzoat, Diäthylfumarat, Di äthylmaleat, andere Alkylfumarale und -maleate, Vinylpropionat,
Methylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, butyl
acrylat, Äthylacrylat und andere Alkylacrylate, Methyl
methacrylan, Äthylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hydroxyäthylrnethacrylat und andere Alkylmethacrylate
Methyl-a-chloracrylat, Styrol, Vinyläther, wie Vinyl
äthyläther, Vinylchloräthyläther, Vinylphenyläther, Vi nylketone, wie Vinylmethylketon, Vinylphenylketon
1-Fluor, 1-Chloräthylen, Acrylnitril, Chloracrylnitril
Allylidendiacetat, Chlorallylidendiacetat, Äthylen ur !
Propylen und (3) Polymergemische, z. B. Gemische aus Polyvinylchlorid und Polyäthylen, Polyvinylchlorid
und chloriertem Polyäthylen, Polyvinylchlorid und PoIymethylmethacrylat,
Polyvinylchlorid und Polybutylmethacrylat, Polyvinylchlorid und Polystyrol, Polyvinylchlorid
und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymeren und Polyvinylchlorid und Polyäthylen und PoIymethylmethacrylat.
Zu typischen Vinylhalogenidmischpolymeren, die erfindungsgemäß brauchbar sind, gehören
Vinylchlorid-Vinylacetat (87 : i 3), Vinylchlorid-Vinylidenchlorid
(95 :5), Vinylchlorid-Diäthylfumarat (95 : S), Vinylchlorid-Trichloräthylen (95 : 5) und Vinylchlorid-2-äthylhexylacrylat
(80 :20). Die Polymergemische,
die erfindungsgemäß brauchbar sind, umfassen physikalische Gemische von mindestens zwei verschiedenen
Polymeren und enthalten 25 bis 95 Gew.-% eines Vinylhalogenidhomopolymeren oder eines Vinylhalo-
genidmischpolymeren. Die Vinylhalogenidmischpolymeren,
die erfindungsgemäß brauchbar sind, stellen Mischpolymere mit 25 bis 95 Mol-% Vinylhalogenideinheiten
dar.
In den neuen Kunststoffzusammensetzungen gemäß -> der Erfindung können zusätzlich zur erfindungsgemäßen
Kombination von Organozinnborat und organisci.-jr
Thiolverbindung übliche Zusätze vorliegen, z.B. Füllstoffe, Pigmente, Weichmacher, Farbstoffe, Gleitmittel
und UV-Stabilisatoren, die in der Kunststoff- m technik bekannt sind. Als Füllstoffe werden beispielsweise
solche Materialien wie calcinierte Tonerde, CaI-ciumcarbonat
und Talk verwendet. Es können Pigmente, die in der Technik bekannt sind, verwendet werden,
wozu Materialien wie Titandioxid, Ruß und Eisen- ι > oxid gehören. Zu den bekannten Weichmachern, die
brauchbar sind, gehören Phthalate, Sebacate, Adipate, Phosphate und Fettester mit 16 bis 150 Kohlenstoffatomen,
iu Uleitmittein, die in der Technik bekannt
sind und die verwendet werden können, gehören Koh- :<>
lenwasserstoffwachse, Stearylstearat, Cetylpalmitat und andere Esterwachse. Es können Stabilisatoren, wie
die bekannten ortho-Hydroxybenzophenone, Hydroxybenzotriazole, Organozinncarboxylate, Organozinnsulfide
und Organozinnmercaptocarbonsäureester ver- _>ί
wendet werden. Zu Antioxidationsmitteln gehören Tricresylphosphit, 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-Dit-butyl-4-decy!oxyphenol
und 2-t-Butyl-4-octadecyloxyphenol.
Es können Methoden, die in der Technik zum Korn- ι» poundieren von Kunststoffzusammensetzungen für die
nachfolgende Verarbeitung nach Methoden, wie Spritzgießen und Extrudieren, zum Herstellen der Kunststoffzusammensetzungen
gemäß der Erfindung angewendet werden. Zu derartigen Methoden gehören das Trocken- s >
mischen mit üblichen Mischern, z. B. einem bekannten Henchel-Mischer, das Mischen auf einer Zwei- oder
Drei-Walzenmühle und das Mischen in einer Trommel. Die synergistischen Organozinnborat-Organothiolverbindung-Stabilisatorzusammensetzungen
gemäß der Erfindung können nach Mischtechniken hergestellt
das Trockenmischen bei niedriger Geschwindigkeit, das Mischen mit geringem Scheren und das Mischen in
Trommeln gehören. Die Kunststoffzusammensetzungen gemäß der Erfindung können dadurch hergestellt
werden, daß man zuerst das Organozinnborat und die organische Thiolverbindung zusammenmischt und danach
das resultierende Gemisch zum Vinylhalogenidhomopolymeren, Vinylhalogenidmischpolymeren oder
zum Polymergemisch zugibt, das ein Vinylhalogenidhomopolymeres
oder Vinylhalogenidmischpolymeres enthält. Alternativ können das Organozinnborat und
die organische Thiolverbindung jeweils separat zum Vinylhalogenidpolymeren, Vinylhalogenidmischpolymeren
oder zum Gemisch zugegeben werden, das ein Vinylhalogenidhomopolymeres oder -mischpolymeres
enthält. Die Reihenfolge der getrennten Zugabe des Organozinnborats und der organischen Thiolverbindung
kann variieren; es ist nicht kritisch, welches dieser eo Materialien zuerst und welches später zugegeben wird.
Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher beschrieben. In diesen folgenden Beispielen sind fö
alle Mengen. Verhältnisse und Prozentsätze auf Gewichtsbasis ausgedrückt, sofern nichts anderes angegeben
ist.
Herstellung von 1,3-Bis-(4,4,6-trimethyl-l,3,2-dioxaborinyl-2-oxy)-tetrabutyldistannoxan
(a-1)
Es wurden 0,10 Mol Dibutylzinnoxid und 0,10 Mol 4,4,6-Trimethyl-2-hydroxy-l,3,2-dioxaborinan in ein
Reaktionsgefäß zusammen mit 250 ml Benzol gegeben. Die Mischung wurde bei Rückflußtemperatur erhitzt,
bis 0,75 ml Wasser (83% der Theorie) durch azeotrope Destillation entfernt worden waren. Nach dem Abkühlen
auf Raumtemperatur wurde die Lösung filtriert, und danach wurde das Benzol durch Rotationsverdampfung
bei reduziertem Druck entfernt. Der Rucks'-<nd war eine schwachgelbe Flüssigkeit, die langsam Kristallisierte;
Fp. 52 bis 54° C (verschlossene Kapillare). Das IR-Spektrum der reinen Flüssigkeit zeigte eine schwache,
breite Absorption bei 3400cm-', eine B —O—Sn-Absorption
bei 1190 und 1170 cm-1 und eine Sn-O —Sn-Äbsorpiion bei 585 eiii :. Der Schmelzpunkt
und das IR-Spektrum stimmen mit den veröffentlichten Daten überein (S. K. M e h r ο t r a et al., J.
Organometallic Chem. 65, 367-376 [1974]). Bei der Organozinnverbindung, die in diesem Beispiel hergestellt
wurde, handelt es sich um dieselbe Organozinnboratverbindung, die vorstehend unter (a-1) angeführt
wurde.
Herstellung von l,3-Bis-(4,4,6-trimethyl-l,3,2-dioxaborinyl-2-oxy)-tetramethyldistannoxan
(a-7)
A. In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden 0,121 Mol Dimethylzinnoxid und 0,121 Mol 4,4,6-Trimethyl-2-hydroxy-l,3,2-dioxaborinan
in 250 ml Benzol unter Rückfluß umgesetzt, bis kein Wasser mehr durch azeotrope Destillation entfernt wurde. Die Reaktion
lieferte 0,95 ml Wasser (87% der Theorie). Nach dem Abkühlen wurde die Mischung filtriert, und die Benzollösung
wurde unter reduziertem Druck auf einem Rotationsverdampfer eingedampft. Das Reaktionsprodnkt
stellte einen weißen Schlamm dar, der nach dem Trocknen Z"^ o'·™**™ ru\rHc&n Prn"7#»llantp!lpr hp.i 13*5 his 1.500C
schmolz. Das rohe Produkt wurde in h-ißem Acetonitril
gelöst und fiel nach dem Abkühlen der Lösung aus. Der weiße Feststoff wurde isoliert, und es wurde
ein Schmelzpunkt von 171 bis 172° C ermittelt Eine
Elementaranalyse lieferte die folgenden Daten (die berechneten Werte für Ci6H36O7B2Sn2 stehen in Klammern):
% C = 33,03 (32,05), % H = 6,22 (6,05) % B - 3,52 (3,61), % Sn = 37,09 (39,60). Das IR-Spektrum
in einer KBr-Scheibe zeigte die folgenden Hauptbanden (cm-1): 2990(s), 2950(m), 1460 (Schulter), 1420(s)
1400(s), 1380(S), 1352(s), 1297(s), 1275(s), 1228(s), 121 l(s)
1198(s), 1177(s), 1100(w), 821(m), 795(m), 771(m), 680(m) 610(s), 596(s), 575(m), 500(w).
B. Nach der Arbeitsweise von S.K. Mehrotri
et al. (Zitat vorstehend) wurden 2,2'-Oxybis-(4,4,6-tri
methyl-13,2-dioxaborinan) und Dimethylzinnoxid ohne
Lösungsmittel bei 168 bis 1760C 4 Stunden lang erhitzt
Nach dem Abkühlen und Kristallisieren aus Cyclo hexan ergab sich ein weißer Feststoff mit einem Fp. vor
169 bis i71°C und mit dem gleichen IR-Spektrum wie das Produkt der Methode A.
Beispiel 3
Hersteilung von Tris-(tribulylzinn)-borat (c-3)
Hersteilung von Tris-(tribulylzinn)-borat (c-3)
Es wurden 0,06 Mol Tributylzinnoxid und 0,04 Mo Borsäure in ein Reaktionsgefäß mit 250 ml Benzol ge·
geben und bei Rückflußtemperatur erhitzt, bis 0,90 ml Wasser (83% der Theorie) durch azeotrope Destillation
entfernt worden waren. Die Reaktionsdauer betrug 4 Stunden; weiteres Erhitzen unter Rückfluß lieferte
kein weiteres Wasser. Nach dem Abkühlen wurde das Benzol durch Hotationsverdampfung bei reduziertem
Druck entfernt; der Rückstand stellte eine klare, schwachgelbe Flüssigkeit dar. Eine IR-Analyse der
schwachgelben Flüssigkeit zeigte die Abwesenheit einer Sn-O—Sn-Bande im Produkt bei 1280cm-'
(S. /C. Mehrotra et al., Journal of Organometallic
Chem., 65, 361 -366 [1974]). Das Gewicht des Produkts entsprach einer 98%igen Ausbeute. Bei der Organozinnverbindung
dieses Beispiels handelt es sich um das gleiche Organozinnborat, das vorstehend unter (c-3) angeführt
wurde.
Herstellung von 4,4,6-Trimethyl-2-hydroxy-1,3,2-dioxaborinan
Es wurden 1 Mol Borsäure und 1 Mol 2-Methyl-2,4-pentandiol
in einen Reaktionskolben mit 1000 ml Benzol gegeben; die Mischung wurde unter Rückfluß
gehalten, bis 2 Mol Wasser entfernt worden waren. Das Abdampfen des Benzols bei reduziertem Druck lieferte
eine Flüssigkeit, die langsam kristallisierte; man erhielt einen weißen Feststoff mit einem Fp. von 73 bis 75° C
(Literatur Fp. 69°-70°C, H. Steinberg and D. L. Hunter,Ind.& Eng. Chem. 49, 174-181 [1957]).
Herstellung von 2-(Tributylstannoxy)-4,4,6-trimethyl-l,3,2-dioxaborinan
(b-3)
Es wurden 0,05 Mol Tributylzinnoxid und 0,10 Mol 4,4,6-Trimethyl-2-hydroxy-13^-dioxaborinan i.i ein Reaktionsgefäß
mit 250 ml Benzol gegeben; die Mischung wurde unter Rückfluß gehalten, bis kein Wasser mehr
durch azeotrope Destillation entfernt wurde. Danach u/iirHp Has Rpnml durch Xntatinnsverdamnfung bei
reduziertem Druck entfernt; man erhielt eine Flüssigkeit; Kp. 150 bis 155°C bei 0,6 mm Hg, η23 1,4670 (Kp.
152 bis 1550C bei 1mm Hg, η 1,4612, S. K.
Mehrotra et al., J. Organometallic Chem., 47, 39-44 [1973]). Die Ausbeute betrug 87% der Theorie.
Bei der Organozinnverbindung dieses Beispiels handelt es sich um das gleiche Organozinnborat, das vorstehend
unter (b-3) angeführt wurde.
Herstellung von l,3-Bis-{4,4,6-trirnethyl-l,3,2-dioxaborinyl-2-oxy)-tetra-n-octyldistannoxan
(a-4)
Es wurden 0,10 Mol Dioctj lzinnoxid mit 0,10 Mol M,6-Triniethyl-2-hydroxy-l,3,2-dioxaborinan in 250 ml
Benzol unter Rückfluß umgesetzt, bis kein Wasser mehr durch azeotrope Destillation entfernt wurde. Die Umsetzung
lieferte 0,75 ml Wasser (83% der Theorie). Die Reaktionsmischung wurde danach filtriert; die Benzollösung
wurde auf einem Rotationsverdampfer unter ρΛ/liitinrfam T~\riif^L· U/%n-»ontrtA«>t P\ac DaoUtiAncnrA/Hnl^t
stellte eine schwachgelbe Flüssigkeit dar; η23-5 = 1,4763.
Das IR-Spektrum zeigte keine unumgesetzten = B—OH-Gruppen und Hauptabsorptionsbanden bei
den folgenden Frequenzen (cm-', NaCl-Platten):
297O(s), 2930(s), 2860(s), 1470(s), 1417(s), 1400(s), 1380(s),
1357(s), 1292(s), 1270(s), 1228(m), 1212(s), 1178(s), 680(s). Die Verbindung zeigte keine Veränderung des IR-Spektrums,
nachdem sie 72 Stunden lang an Luft ausgesetzt worden war.
Beispiele 7 bis 12
Es wurden Wärmestabilisatoren zu einem Gemisch aus 100 Teilen Polyvinylchlorid, 1,0 Teilen Titandioxid
(Titanox), 1,0 Teil Calciumstearat und 0,7 Teilen Wachs gegeben. Die Mischungen wurden 5 Minuten
lang bei starkem Scheren in einem Ronson-Mischer gemischt. Die gepulverte Mischung wurde auf eine
2-Walzen-Farrell-Mühle gegeben, deren Walzen eine
Temperatur von 1930C aufwiesen; in Abständen von 2 Minuten wurde die Farbe beobachtet. In der Tabelle I
sind die Ergebnisse der Vergleichsversuche z' 'sammengestellt.
bei denen Dimethvlzinnbis-iisooctylthioglykolat)
(DMTBOT) als Wärmestabilisator zum Vergleich verwendet wurde.
Vergleich von Organozinnboratverbindungen mit DMTBOT in einem dynamischen 2-Walzenmahltest bei 193° C
und Drehzahldifferenz entsprechend 30 vorn/40 hinten (Upm)*)
Beispiel | Organozinn- | Konzentration des | Farbe bei | angegebener | Zeit (Minuten) | 8' | 10' | 12' |
zusatz | Octy!thic!g!ykolats | grau | ||||||
0,5 Gew.-Teile | 2' | 4' | 6' | |||||
7 | DMTBOT | weiß- | _ | gelb | ||||
creme | — | hell | dunkel | |||||
farben | grau | grau | ||||||
8 | (Ia-I) | 033 Gew.-Teile | weiß | weiß | hell- | |||
je 100 Gew.-Teile | creme | hell | gelb | grau | ||||
Polymerisat | farben | gelb | braun | |||||
9 | (a-4) | 0,33 Gew.-Teile | weiß | weiß | creme | |||
je 100 Gew.-Teile | farben | grau | — | — | ||||
Polymerisat | ||||||||
10 | (a-7) | 0,33 Gew.-Teile | weiß | weiß | creme | |||
je 100 Gew.-Teile | farben | |||||||
Polymerisat | ||||||||
13 14
•orlsct/uim
Beispiel Organozinn- Konzentration des Farbe bei angegebener /.eil (Minuten)
zusatz Octylthiolglykola1..*.
0,5 Gew.-Teile 2' Ί h' 8' 10' !2'
11 (c-3) 0.33 Gew.-Teile hell- creme- braun — — grau
je 100 Gew.-Teile creme- farben
Polymerisat farben
12 nichts nichts rötlich- — — — —
braun ·) Ansatz:
100 Gew.-Teile Polyvinylchlorid. 1,0 Gew.-Teile TiOj, 1.0 Gew.-Teile Calcitimstearat. 0.7 Gew.-Teile Wachs und andere Zusätze
wie in der Tabelle angegeben. CMC 165-Wachs ein Kohlenwa-sersioffwachs auf Basis von Erdöl, das bei etwa 74°C schmilzt.
e's P'e e ls maß der Erfindung und verschiedener organischer
Unter Anwendung der Arbeitsweise des Beispiels 7 Thioiverbindungen gemäß der Erfindung beim StabilizuiTi
iviisciifπ und zur Frobcriiicrsicnürig wurde·.! vei- sici'ci'i von PVC im iiinbück auf eine frühzeitige Tarbschiedene
Polyvinylchloridmischungen (PVC) herge- :<> entwicklung beim Verarbeiten zu erläutern. Die Anstellt,
um den synergistischen Effekt der Organozinn- sätze, Arbeitsbedingungen und Ergebnisse sind in den
borat/Organothiolverbindung-Zusammensetzung ge- Tabellen I und III wiedergegeben.
Vergleich des Wärmestabilisierungseffekts von Organozinnboratverbindungen bei einer dynamischen 2-Walzenmühle-Bewertung
bei 193° C und einer Drehzahldifferenz von 30 vorn/40 hinten (Upm)*)
Beispiel Organozinn- | zusatz | Konzentration des Oc'vlthioglvkolats | Ausgangsfarbe | - Zeit bis zum Auf |
0,5 Gew.-Teile | (2 Minuten) | treten einer deutlichen | ||
Färbung (eelbbraun | ||||
(a-1) | oder grau) in Min. | |||
13 | 0,33 Gew.-Teile je | weiß | 10 | |
(a-7) | 100 Gew.-Teile Polymerisat | |||
14 | 0,33 Gew.-Teile je | weiß | 8 | |
(c-3) | 100 Gew.-Teile Polymerisat | |||
15 | 0,33 Gew.-Teile je | hell-cremefarben | 6 | |
nichts | 100 Gew.-Teile Polymerisat | |||
16 | 0,50 Gew.-Teile je | hell-gelbbraun | 4 | |
/- IV | 100 Gew.-Teile Polymerisat | |||
1 -J | V" '/ | Il I | ||
(a-7) | Cl.IL/UI UUIl | i. | ||
18 | (c-3) | nichts | bräunlich-rot | 2 |
19 | nichts | gelbbraun | 2 |
*) Ansatz:
100 Gew.-Teile Polyvinylchlorid. 1.0 Gew.-Teile TiO. 1.0 Gew.-Teile Calciumstearat. 0.7 Gew.-Teile Wachs und andere Zusätze
wie in der Tabelle angegeben.
Bewertung verschiedener Thioiverbindungen in Kombination mit 1.3-Bis-(-4.4.6-trin-ieihyi-!.3_2-dioxaboririy!-2-oxv;·-
tetra-n-biityldistannoxan (mit (a-1) bezeichnet) in einem dynamischen Mahltest bei 1930C und bei einer Drehzahldifferenz
entsprechend 30 vorn/40 hinten (Upm)*)
(033 Gew.-Teile je 100 Teile Polymerisat)
Ausgangsfarbe | Zc-; bis zun: |
(2 min)" | Auftreten einer |
deutlichen | |
Färbung (gelb | |
braun oder grau) | |
in min | |
weiß | 10 |
weiß | 12 |
f.-eiß | 10 |
weiß | 14 |
hell-cremefarben | 10 |
20 Isooctylthioglykolat
21 Isooctyl-^-mercaptopropionat
22 Octadecylthiogiykoiat
23 n-Butylthioglykolat
24 Dodecylmercaptan
15 16
Beispiel Thiolkomponeme
(03^ Gew.-Teile je 100 Teile Polymerisat)
Ausgangsfarbe | Zeit bis zum |
(2 min) | Auftreten einer |
deutlichen | |
Färbung (gelb | |
braun oder grau) | |
in min | |
weiß | 12 |
weiß | 12 |
braun-rosa | 2 |
25 | Benzylthioglykolat |
26 | Octylmercaptan |
27 | nichts |
*) Ansas:
100 Teile Polyvinylchlorid, 0,5 Gew.-Teile 13-Bis-(4.4,6-trimethyl-1,3,2-dioxaborinyl-2-oxy)-tetra-n-butyldistannoxan (a-1), 1,0
Gew.-Teile T1O2, 1,0 Gew.-Teile Calciumstearat, 0,7 Gew.-Teile Wachs und andere Komponenten wie in der Tabelle angegeben.
Nach der Mischarbeitsweise, unter den 2-Walzenrviahibedingungen
und nach der Arbeitsweise zur Probenherstellung
des Beispiels 7 wurde die folgende Mischung hergestellt; es wurden die folgenden Ergebnisse
erhalten:
Polyvinylchlorid 100,0 Teile
TiO2 1,0 Teil deutlichen Färbung (braun)
Calciumstearat 1,0 Teil
Wachs | 0,7 Teile |
2-Hydroxy-4-octyloxybenzophenon | 1,0 Teil |
Triphenylphosphit | 0,5 Teile |
Dodecy !mercaptan | 033 Teile |
13-Bis-(4,4,6-trimethyl- | 0,5 Teile |
1,3,2-dioxaborinyl-2-oxy)- | |
tetra-n-butyldistannoxan | |
Ausgangsfarbe | cremefarben |
Zeit bis zum Auftreten einer | 12 Minuten |
909 641/3*
Claims (1)
1. Synergistische Stabilisatorkombination zur Wärmestabilisierung von Vinylhalogenidhomo-
oder Mischpolymerisaten, die gegegebenenfalls die üblichen Füllstoffe, Pigmente, Weichmacher, Farbstoffe,
Gleitmittel und UV-Stabilisatoren enthalten, die eine organische Thiolverbindung mit einem
Molekulargewicht von 40 bis 400 je Thiolgruppe und einem Siedepunkt von mindestens 1800C bei einer
Atmosphäre Druck und eine Organozinnverbindung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
die Organozinnverbindung ein Organozinnborat folgender allgemeiner Formel ist:
R1
R1
Z—O—Sn-O-Sn—Ο—Ζ
R4 R1
R4 R1
R1
Z—O—Sn-R2
Z—O—Sn-R2
RJ
(a)
(b)
R-
R1—Sn-O
R<
R9
Ο— Sn-R10
R11
R11
(C)
wobei R1, R2, R3, R4, R9, R10 und R" gleich oder verschieden
sind und Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl- oder
Ci-8-Alkyl-Gruppen darstellen, x=0 oder 1 oder 2
ist und Z
Q
HS—Ru—O—C-
HS—Ru—O—C-
K-
Il
C-OH
j ig)
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