DE2825472A1

DE2825472A1 - Zusammensetzungen auf der basis von antimonverbindungen

Info

Publication number: DE2825472A1
Application number: DE19782825472
Authority: DE
Inventors: Dale Jay Dieckmann
Original assignee: Dart Industries Inc
Current assignee: Dart Industries Inc
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1978-06-09
Publication date: 1978-12-21
Also published as: FR2393828A2; BE867990R; ES470671A2; JPS60144343A; NL7806318A; CA1108173A; GB1586335A; IT7824339A0; FR2393828B2; JPS5416428A; DE2825472C2; IT1158748B

Description

PATENTANWÄLTE ^* Λ Ο 4 / 2

Dipl.-lng. P. WlRTH · Dr. V. SCH MIED-KOWARZIK Dlpl.-lng. G. DANNENBERG ■ Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

335024 SIEGFRIFDSTRASSE 8 TELEFON: CO89)

335025 8000 MÖNCHEN 40

Case: RC-14O2~M167

DART INDUSTRIES, INC.

8480 Beverly Boulevard,

Los Angeles, CaI. 90048 / USA

Zusammensetzungen auf der Basis von Antimonverbindungen.

809851 /092

Antimonmercaptide wurden bereits als Stabilisatoren für Vinylhalogenidharze vorgeschlagen, um diese Harze während der Verformung und Verarbeitung zu Gegenständen vor Wärmezersetzung zu schützen. In den US-Patentschriften 2 680 726, 2 684 956, 3 340 285, 3 399 220, 3 466 261 und 3 530 158 werden solche, organischen Schwefel enthaltende Antimonverbindungen sowie ihre Brauchbarkeit als Stabilisatoren beschrieben. In der Praxis haben die Antimonmercaptide als Stabilisatoren Jedoch noch keine weite Verbreitung gefunden, da sie verschiedene Nachteile besitzen, z.B. eine Neigung zum Ausschwitzen au3 geformten oder verarbeiteten PVC-Kunststoffmassen, hohe Kosten und keine Vorzüge bei der Verwendung, die diese Nachteile aufwiegen könnten. Gemäss US-PS 3 887 508 kann die Brauchbarkeit von organischen Schwefel enthaltenden Antimonverbindungen verbessert werden, indem man sie mit Metallcarboxylaten kombiniert. Die hierdurch erzielte Verbesserung der Brauchbarkeit und Wirksamkeit von Antimonverbindungen besteht in einer unerwartet starken Wärmestabilisierung der Vinylhalogenidharze. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die normalerweise flüssigen Antimonverbindungen bei der Lagerung sich leicht zersetzen ■ oder instabil werden.

Durch US-PS 4 029 618 wurden die Systeme aus organischen Schwefel enthaltenden Antimonverbindungen zur Stabilisierung von Vinylhalogenidharzen weiter verbessert. Durch die dort beschriebene Erfindung wurden synergistische Wärmestabilisierungs-Zusammensetzungen geschaffen, die aus Antimonverbindungen als Stabilisator und aus zweiwertigen o-Phenolen bestanden. Ein weiteres wesentliches Ziel der Erfindung war die Schaffung von organischen Schwefel enthaltenden Antimonverbindungen, die flüssig sind und bei Umgebungstemperaturen eine gute Lagerbes^ändigkeit zeigten. Solche stabilen,

flüssigen Zusammensetzungen können einfach in Vinylhalogenidhars-Systeme eingearbeitet werden und liefern ein synergistisch wärmestabilisiertes Harzsystem mit verbesserter Widerstandsfähigkeit sowohl gegenüber frühzeitiger Verfärbung wie auch gegenüber einer langfristigen Wärmezersetzung des Kunststoff-Formteils. Es wurde gefunden, dass organischen Schwefel enthaltende Antimonverbindungen mit bestimmten zweiwertigen Phenolen lagerungsbeständig gemacht werden können.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf flüssige Antimonzusammensetzungen, die durch Zusatz einer phenolischen Verbindung gegenüber Lagerung und Verwendung bei Umgebungsbedingungen beständig gemacht werden. Flüssige, organischen Schwefel enthaltende Antimonverbindungen, einschliesslich der Antimonmercaptosäureester, neigen z.B. bei längerem Stehen zur Zersetzung. Diese Zersetzung ist an der Bildung und/oder Ausfällung von Feststoffen in den flüssigen Verbindungen erkennbar. Der genaue Grund für diese Zersetzung ist nicht bekannt. Durch die so entstandenen heterogenen Flüssigkeiten wird nicht nur das Abmessen und Mischen der Antimonverbindungen mit den zu stabilisierenden Vinylhalogenidharzen erschwert; die Heterogenität verleiht den Antimon-Stabilisatoren auch ein wenig ansprechendes Aussehen und beeinträchtigt ihre Absatzfähigkeit. Durch die vorliegende Erfindung sollen daher flüssige Antimonverbindungen geschaffen werden, die durch Zusatz einer phenolischen Komponenten, wie z.B. eines zweiwertigen o-Phenols, eine gute Lagerungsbeständigkeit bei Umgebungstemperatur zeigen.

Es gibt allgemein bevorzugte Gewichtsverhältnisse der organischen Schwefel enthaltenden Antimonverbindungen gegenüber einem bestimm-

809851/0924

ten Phenol, um diese Beständigkeit zu erreichen. Dies wird durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele erläutert. Es muss jedoch betont werden, dass die für einen bestimmten Verwendungszweck am meisten erwünschten Gewichtsverhältnisse jeder einzelnen wesentlichen Komponente der erfindungsgeniässen Zusammensetzung aufgrund der hier niedergelegten technischen Lehre leicht bestimmt v/erden kann. Die Erfindung int also nicht auf bestimmte Gewichtsverhältnisse der Komponenten beschränkt. Es wurde gefunden, dass die Konzentration eines bestimmten Phenols in einer bestimmten, organischen Schwefel enthaltenden Antimonverbindung, mit deren Hilfe optimale Stabilitäten unter den jeweils gegebenen Bedingungen erzielt werden kann, variieren kann. Im allgemeinen wird das Phenol in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Antimonverbindung, und vorzugsweise in den in US-PS 4 029 610 genannten Mengen von etwa 1 bis 10 Gew.-% zu der organischen Schwefel enthaltenden Antimonverbindung verwendet.

Organischen Schwefel enthaltende Antimonverbindungen

Die organischen Schwefel enthaltenden Antimonverbindungen, die erfindungsgemäss lagerungsbeständig gemacht werden können, sind im allgemeinen durch eine Gruppe oder Bindung Sb-S gekennzeichnet. Diese Antimonverbindungen können unter normalen Temperaturen oder Zimmertemperaturen und unter atmosphärischen Bedingungen Flüssigkeiten sein. Sie können jedoch auch bei normalen Temperaturen Feststoffe sein und unter erhöhten Temperaturen weich werden oder schmelzen. Flüssigkeitsstabilität unter Umgebungsbedingungen kann daher erzielt werden, wenn die Antimonverbindung entweder in normalerweise flüssiger Form, als heisse Schmelze

809851/0924

oder in einer Lösungsmittel enthaltenden Form bei Zimmer- oder Umgebungstemperatur und bei Drücken vorliegt, wobei normalerweise Zersetzung der Verbindungen unter Uin^ebungsbedin^ungen auftreten wurden. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Stabilisierung bei flüssigen Zusammensetzungen, die bei Zimmeroder Umgebungstemperatur lagerungsbeständig sind. Solche flüssigen Zusammensetzungen lassen sich leicht abmessen und mit anderen Zusammensetzungen mischen und eignen sich daher besonders für Formulierung, Handel und Verwendung.

Im allgemeinen leiten sich die meisten erfindungsgemäß geeigneten, organischen Schwefel enthaltenden Antimonverfindungen vom dreiwertigem Antimon ab; einschliesslich der Mercaptide, die durch folgende Formel dargestellt werden können.

(D Sb(SR)₃

In dieser Formel steht R für einen Kohlenwasserstoffrest oder einen substituierten Kohlenwasserstoffrest, wie z.B. eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe. Beispiele für Alkylgruppen sind Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Octyl-, Nonyl-, Lauryl- und Octadecylgruppen; Beispiele für Aryl- und Aralkylgruppen sind Phenyl-, Benzyl-, Naphthyl-, Xylyl- oder Phenyläthylgruppen und dgl. Die Gruppe SR der Formel I kann z.B. der Rest eines Mercaptans oder Mercaptoalkohols sein. Wie bereits ausgeführt, kann die Gruppe SR aus aliphatische oder aromatische Mercaptane gebildet werden. Im Falle von aliphatischen Mercaptanen werden solche mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, z.B. Decyl- bis Dodecylnercaptan, bevorzugt, da die niedrigeren Mercaptane sich wegen ihres unangenehmen Ge-

so_gü±/
ruchs nicht(zur Herstellung von und Verwendung in Stabilisatoren

809851/0924

eignen. Geeignete aromatische Mercaptane sind z.B. Thionaphthol, Thiobenzylalkohol, Phenoxyäthylmercaptan und dgl. Als geeignete Mercaptoalkohole können z.B. Monothioäthylenglykol, Monothiopropylenglykol, Thioglycerin, Thiodiäthylenglykol und dgl. erwähnt werden. Beispiele für Antimonmercaptide der Formel I sind Antimontrilaurylmercaptid, Antimontriphenylmercaptid und Antimontribenzylmercaptid. Beispiele für Verbindungen der Formel Sb(SR)ο bzw. eine ähnliche Formel sowie Definitionen der dadurch dargestellten Verbindungen können 2.3. den US-Patentschriften 2 684 956 und 3 466 261 entnommen werden, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich hingewiesen v/ird.

Andere, organischen Schwefel enthaltende Antimonverbindungen, die nicht unter die obige Formel I fallen, können ebenfalls verwendet werden. Diese Verbindungen werden z.B. im allgemeinen als Antimonmercaptosäureester bezeichnet und können durch die folgende Formel dargestellt werden:

(II) Sb(SRCOOR')₅

in der R für einen Alkylen-, Arylen oder Aralkylenrest steht und R' eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder gemischte Aryl-Alkyl-Gruppe ist. Der Rest R kann z.B. von Mer-. captoessigsäure, ß-Mercaptopropionsäure, Thioapfelsäure, Thiosalicylsäure und dgl. abgeleitet sein , der Rest R¹ von Decanolen, Glycerin, Glykol, Monoestern, Dihydroabietylalkohol, Phenoxyäthanol, Pentaerythrit oder dgl. Besonders geeignet sind die Ester von Mercaptoalkoholen, z.B. Thioglykolen, bei denen die Hydroxygruppen durch eine aliphatische, aromatische oder alicyclische gesättigte oder ungesättigte Monocarbonsäure verestert sind. Leicht

809851/0924

verfügbare Mercaptosäureester sind die Ester von Thioglykolsäure, wie Äthylthioglykolat, Isooctylthioglykolat, und im allgemeinen die Ester von ein- und zweibasischen, aliphatischen und aromatischen Mercaptosäuren, z.B. Ester von ß-Thiopropionsäure, Thiomilchsäure, Thiobuttersäure und Mercaptolaurinsäure. Beispiele für Antimonmercaptosäureester sind Antimon-tris-(isooctylthioglykolat) , Antimon-tris-iglykoldimercaptoacetat), Antimon-tris-(dodecylthioglykolat), Dodecylmercaptoantimon-bis-(isooctylthioglykolat) und Antimon-tris-(isooctyl-ß-mercaptopropionat). Die Formel II bezw. eine ähnliche Formel und entsprechende Definitionen der dargestellten Verbindungen sind in den US-Patentschriften 2 680 726 und 3 530 158 näher erläutert, auf deren Offenbarung hier verwiesen wird.

Organischen Schwefel enthaltende Antimorverbindungen mit der Gruppe Sb-S gemäss Fctmeln I und II v/erden auch von der nachstehenden breiteren Formel umfasst:

(III) R_nSbX₃__n

In dieser Formel steht R für eine Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Aryl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl- oder gemischte Aryl-Alkyl-Gruppe, die auch substituiert sein können, und X ist ein Sulfid (Schwofel) oder Mercaptid und η eine ganze Zahl von 0 bis 2. Selbstverständlich kann X auch für die Gruppen SR und SRCOOR' der Formeln I und II stehen. In diesem Falle steht der Rest R in der Gruppe SR für eine, gegebenenfalls substituierte Alkyl--, Aryl- oder gemischte Alkyl-Aryl-Gruppe; der Rest R der Gruppe SRCOOR¹ ist eine gegebenenfalls substituierte Alkylen-, Arylen- oder Aralkylengruppe, und der Rest R' in Gruppe SRCOOR¹ steht für eine gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Aryl- oder gemischte Aryl-Alkyl-

809851 /0924

Gruppe. Aus der oben bereits erwähnten US-PS 3 530 158 ist weiterhin ersichtlich, dass, wenn X zweiwertig ist, z.B. im Sulfid, die Verbindung auch RSbX sein kann, wie z.B. das nachstehend genannte n-Butylantimonsulfid, wobei η in R der Formel III dann 1 bedeutet und η in X*_n = 2 ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die obigen Formeln lediglich die Klasse von Antimonverbindungen wiedergeben sollen, die erfindungsgemäss behandelt werden können. Bei den erfindungsgemäss geeigneten Verbindungen der Formel III kann R für einen Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-,

Cycloalkenyl-, Alkinyl- oder Arylrest stehen, der gegebenenfalls durch inerte (η) Substituenten substituiert sein kann. Steht R für einen Alkylrest, so kann dieser Z.B. ein Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, n-Amyl-, n-Octyl-, 2-Äthylhexylrest sein oder auch ein substituierter Alkylrest, wie z.B. Phenyläthyl-, Benzylrest oder dgl. Typische Alkenylgruppen sind z.B. Vinyl-, 2-Propenyl- (d.h. Allyl-), 1-Propenyl-, l-Butenyl-, 2-Butenylgruppen und dgl. sowie durch inerte(n) Subfitituenten substituierte Alkenylgruppen, z.B. die 4-Phenyl-buten-1-yl-gruppe und dgl. Geeignete Cycloalkylgruppen sind z.B. Cyclohexyl-, Cycloheptyl-, Cyclooctylgruppen und durch inerte(n) Subatituenten substituierte Cycloalkylgruppen,

einschliesslich der 2-Methylcycloheptyl-, 3-Butylcyclohexyl-, 3-Methylcyclohexylgruppen und dgl. Beispiele für Alkinylgruppen sind Propin-1-yl-, Propin-2-yl-, Butin-1-yl-, Phenyläthinyl- und Äthinylgruppen etc. Als Arylgruppen eignen sich z.3. Phenyl-, Tolyl-, XyIyI-, Chlorphenyl-, Dimethylaniinophenylgruppen etc. Ist in Formel III mehr als ein Rest R oder X anwesend, so können diese Gruppen gleich oder unterschiedlich sein. Typische Mercaptide sind z.B./

Phenylmercaptid, Laurylmercaptid, Butylmercaptid oder Dimercaptide einschliesslich der aliphatischen, cycloaliphatisehen oder aromatischen Dimercaptane mit den oben definierten Gruppen R und dgl.

809851/0924

In den Verbindungen der oben angegebenen Formeln I, II und III enthalten die Substituenten R nach bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung insbesondere 1 bis 12 Kohlenstoffatome (gleichgültig, ob es sich um gesättigte od&r ungesättigte Substituenten handelt).

Beispiele für Verbindungen, bei denen η für 1 oder 2 steht, sind n-Butylantimondilaurylmercaptid, n-Butylantimonsulfid, Di-nbutylantimonlaurylmercaptid, Diphenylantimonlaurylmercaptid, Ditolylantiinon-n-amylmercaptid, Dibenzylantlmonbenzylmercaptid, Diallylantimoncyclohexylmercaptid, Diphenylantimonallylmercaptid, Dicyclohexylantimon-n-hexylmercaptid, Ditolylantimonphenylmercaptid, Diisopropylantimon-2-äthylhexylmercaptid, Di-p-chlorphenylantimon-n-butylmercaptid und Diphenylantimonäthylraercaptcacetat. Derartige Antimonverbindungen sind in den USA-Patentschriften 3 530 158 und 3 399 220 beschrieben. Ist die Gruppe R eine Aryloxy-, Alkyloxy-, Alkaryloxy-, Acyloxygruppe oder dgl., so kann sie z.B. von 2-Äthylhexanol, Phenol, Nonylphenol, Xylenol, 2-Äthylcapronsäure, Ölsäure, Laurinsäure, Benzoesäure und dgl. abgeleitet sein.

809851/0924

Phenole

V5 -

JiI

Unter "Phenolen" sind sowohl ein- wie auch mehrkernige Phenole zu verstehen, z.B. Benzol- oder Naphthalinringe und die substituierten Formen dieser Ringe. Wie aus US-PS 4 029 618 ersichtlich, wurde bereits gefunden, dass die zweiwertigen o-Phenole dieser ein- oder mehrkernigen Phenole flüssige Zusammensetzungen von Antimonverbindungen liefern, die bei Umgebungstemperatur lagerbeständig sind. Beispiele für solche zv/eiwertigen o-Phenole sind Brenzcatechin, tert.-Butylbrenzcatechin und 2,3-Dihydroxynaphtalin. Bs wurde nun gefunden, daß die lagerbeständigkeit der Antimonverbindungen auch durch andere, durch die folgenden Formel dargestellte Phenole erzielt v/erden kann:

OH

In dieser Formel stehen R , R , R , R und R jeweils für Wasserstoff, eine Alkyl-, Aryl-, Hydroxyl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Alkaryl- oder Aralkylgruppe, eine andere substituierte Alkyl- oder Arylgruppe, vorausgesetzt, dass nicht alle Reste Wasserstoff bedeuten, oder sie bilden Teile eines aromatischen oder alkylierten aromatischen Kerns, wie z.B. im Falle von Naphthalin. Alkylsubstituenten von ein- oder mehrkernigen Phenolen dieser Formel sind z.B. die gerad- oder verzweigtkettigen Gruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Dodecyl-, tert-Butyl-, Isopropylgruppen und dgl. Erfindungsgemäß bevorzugte Phenole sind die Brenzcatechinderi-

809851/0924

-Ή-

vate, da sie wirksam und im Handel erhältlich sind. Andere zwei- oder dreiwertige Phenole sowie andere funktionell substituierte ein-, zwei- oder mehrwertige Phenole können ebenfalls vorwendet werden, wie z.B. Mono-, Di-, Tri-isobutyl- oder -isooctylphenol; 2,4,5-Trihydroxybutyrophenon;butyliertes Hydroxyanisol, das eine Mischung aus o- und m-Butyl-p-hydroxyanisolen ist; Hydrochinon(techn. Resorcin; 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol; Resorcinmonobenzoat und p-Octylphenylsalicylat. Wie empirisch aus den nachfolgenden Beispielen ersichtlich,können mit bestimmten Phenolen gute Stabilisierungsergebnisse und weitere Vorteile erzielt werden.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung und die Verfahrensparameter werden durch die nachfolgenden Seispiele näher erlilutert, die Art und 'Menge' der erfindungsgemäß zur Stabilisierung von Antimonverbindungen verwendeten Materialien angeben.

Bei den in Tabellen I und II zusammengefassten Beispielen wurde eine Schwefel enthaltende Antimonverbindung mit unterschiedlichen Mengen an Phenol vermischt und zu flüssigen Zusammensetzungen verarbeitet. Die Menge der Komponenten ist in Gewichtsprozent angegeben. Wie aus den Tabellen ersichtlich, wurden die Phenole einem flüssigen Antimon-tris-isooctylthioglykolat (ATG) in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die Antimonverbindung, beigemischt. Die Stabilität der so erhaltenen Gemische aus ATG und tert-Butylbrenzcatechin (TBC), bzw.butyliertem Hydroxyanisol (BHA) wurde bei Zimmertemperatur und normalem Druck (20-25⁰C; atmosphärischer Druck) in offenen Flaschen bestimmt.

809851/0924

- «te -

	1 TaR	1 Woche	Tabelle I	3 Wochen	4 Wochen
TBC, Gew.-%	klar	klar	Zeit	trübe	trübe
O	klar	klar	2 Wochen	klar	klar
0,1	klar	klar	trübe	klar	klar
0,5	klar	klar	klar	klar	klar
1,0	klar	klar	klar	klar	klar
10,0	klar	klar	klar	klar	klar
20,0		klar
		klar

809851/0924

-P

Φ

Xi

W)

Fh

Φ

U

•Ρ

Φ

Fh

+-·

■Ρ

Φ

•Η

O

•Η

Cd

;Ω

cd

;Ο

CU

Ä Φ

Λ Φ

Λ ω

Φ

O

U

•Ρ

!—I

O

H

Fh OjO

Fh O ,O

O

N

^O

0

xi

AJ

■Η

'Fh

A!

Xi Ή d

Xi-rilp

•Η

&~

ο

■Ρ

-P

Φ

■Ρ

Φ Φ Fh

Φ

Ή

4-ί

H

(QH-P

(Q H -P

(Q H-P

H

CO

*

(Q

Γ<

φ

-ρ

φ

Xi

Wi

O

φ

jO

Fh

-P

Φ

Fh

Ä Φ

Xi

•rl

<~|

CO

ο,α

ο

4-5

Φ

"Fh

φ

O

ί3

H

Fh

•Η:ρ

ο

<-{

H

F-I

-P

(Q

•Η

AJ

cd

Φ Fh

is

O

"♦""

Φ

-P

H

ι—I

H

Φ

H-P

•Η

-P

H

AJ

η

ο-

³

(Q

φ

Xi

W)

O

Fh

O

•Η

Φ

γ{

■Ρ

φ

cd

O

Fh

•Ρ

Φ

/3

Φ

H

Fh

O

Xi

H

(Q

O

cd

JS

tJ

O

(L₁

•Η

H

•Η

Φ

■Ρ

•^

VO

(Q

H

r;

^r)

φ

(H

W)

O

Φ

Fh

•Ρ

φ

Fh

Γ]

O

•Η

,Q

η

cd

O

Fh

■Ρ

Φ

:3

Φ

O

;^J

H

Fh

^O

H

Fh

(Q

Ή

Fh

cd

-d

O

•Ρ

Φ

H

•Η

-P

ph;

AJ

*

·*

ΙΛ

³

CQ

Cj

Φ

O

Fh

•Η

Xi

cd

O

φ

Φ

H

Fh

H

O

,α

H

Φ

(Q

-P

Φ

ν{

cd

H

^:E

jQ

^

H

-P

O

ν{

AJ

*<{

,S3

Φ

"Fh

Ή

Fh

H

■Ρ

Φ

-P

H

•Ρ

H

ω

^

φ

O

α>

Fh

Cd

Xi

φ

•Η

cd

[1-1

O

Φ

H

Fh

H

(L)

(Q

*

cd

'Fh

■Ρ

H

•ρ

-P

*

AJ

*

¹^

el

■Ρ

φ

ο

Xi

Fh

φ

•Η

O

cd

ο

,α

Φ

•Η

H

Fh

U

Fh

ο

H

Φ

AJ

cd

"Fh

H

-ρ

-P

AJ

·*

■^

CM

Φ

•ρ

Fh

O

Fh

U

Xi

cd

O

υ

Φ

H

Fh

U

Fh

Q

•Η

Xl

CQ

H

cd

φ

H

'Fh

•^

A!

^Μ

τ-

•Ρ

Fh

Φ

Xi

cd

te

O

Φ

H

Fh

U

CO

(Q

AJ

A!

cd

Eh

Φ

■Ρ

H

d

H

Fh

A!

AJ

Ai

to,

■Ρ

cd

Fh

br

Fh

H

Fh

Ct

cd

Cd

AJ

A!

cd

H

AJ

A!

AJ

A!

τ~

ίπ Φ

οο ιη . 809851/0924

-■a* -

In diesen Tabellen bedeutet:

klar - homogene, transparente Flüssigkeit; sehr leicht trübe - geringer Gehalt an unlöslichen Teilchen; leicht trübe bezw. trübe - zunehmender Gehalt an unlöslichen

Teilchen; undurchsichtig - Verlust der Transparenz.

Wie aus beiden Tabellen ersichtlich, wird die nicht modifizierte flüssige Antimonverbindung bei Zimmertemperatur und atmosphärischem Druck allmählich trübe und schliesslich undurchsichtig, wenn man sie mehrere Wochen lagert. In Anwesenheit geringer Mengen

brenz/
an tert-Butylcatechin ist keine Zersetzung festzustellen (siehe Tabelle I). Die Stabilisierungswirkung von TBC scheint also bei steigenden Mengen linear zu verlaufen. Tabelle II zeigt jedoch, dass die Stabilisierungswirkung von butyliertem Hydroxyanisol (BHA) nicht vollständig linear verläuft. Mengen zwischen 0,1 und 5,0 Ge\r.-% führen zwar zu Verbesserungen, aber eine vollständige Klarheit innerhalb eines Zeitraumes von 8 Wochen ist nur mit . etwa 0,3 "bis 2 Gew.-% BHA zu erreichen.

Weiterhin wurden beschleunigte Tests zur Bestimmung der Lagerbeständigkeit durchgeführt. Verwendet wurde eine Vorrichtung, mit der Luft durch flüssige Antimonproben mit unterschiedlichem Gehalt an Phenolen geleitet werden konnte. Über einen Durchflussmesser wurde die Luft durch einen Schlauch in einen 1000-ccmVakuumkolben geführt, der 750 ecm Wasser enthielt. Nachdem sie durch das Wasser geblasen worden war, wurde die Luft durch ein Glasrohr in ein 400-ccm-Becherglas geleitet, das 150 g,-auf 127°C erhitztes

809851/0924

Antimon-tris-isooctylthioglykolat enthielt, und durch diese Flüssigkeit geblasen. Bei den Versuchen wurde zuerst die Antimonflüssigkeit in das Becherglas gegeben und die gewünschte Menge an Phenol hinzugefügt. Die Flüssigkeit wurde bei einer Temperatur von 127°C gerührt, während 0,1133 ITm /h Luft durchgeblasen wurden. Es wurde aufgezeichnet, nach wieviel Minuten die Flüssigkeit vollkommen undurchsichtig war, d.h. wann das in der Mitte des Becherglases angeordnete Luftzuführungsrohr von der Seite her gesehen nicht mehr erkennbar war.

Tabelle III zeigt, wann bei diesen beschleunigten Versuchen mit unterschiedlichen Mengen an TBC völlige Undurchsichtigkeit erzielt wurde. Bei der Vergleichsprobe (0 Gew.-% TBC) war dies nach 22 Minuten der Fall.

	Tabelle III	Undurchsichtigkeit nach
TBC, Gew.-%	22 Minuten
0	44 Minuten
0,5	61 Minuten
1,25	68 Minuten
2,0	81 Minuten
2,5	112 Minuten
3,5	138 Minuten
5,0

809851/0924

Bei steigenden Mengen an TBC verläuft also die Stabilisierung von flüssigen Antimonverbindungen innerhalb eines gewissen Zeitraumes linear. Die bei beschleunigten Versuchen erzielten Werte der Tabelle III bestätigen somit das Ergebnis der Versuche mit TBC unter Umgebungsbedingungen, dass nämlich die Stabilität mit steigender Phenolmenge zunimmt.

Die oben beschriebenen beschleunigten Versuche wurden mit ΒΗΛ wiederholt; die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefasst.

	Tabelle IV	Undurchsichti?;keit nach
BHA, Gew.-56		22 Minuten
O		31 Minuten
0,5		28 Minuten
1,25		38 Minuten
2,0		43 Minuten
2,5		36 Minuten
3,0		23 Minuten
3,5		25 Minuten
4,25		26 Minuten
5,0

Auch die mit beschleunigten Versuchen erzielten Werte der Tabelle IV verlaufen parallel zu den Werten der Tabelle II; der beschleunigte Versuch gestattet also eine zuverlässige Vorhersage der langfristigen Lagerbeständigkeit einer flüssigen Antimonzusammensetzung.

809851 /0924

ja

Bei weiteren beschleunigten Versuchen mit 2,5 Gew.-% Phenol in ATG führten folgende Phenolkomponenten zu Stabilitätsverbesserungen von wenigstens etwa 20 Minuten: butyliertes Hydroxyanisol; p-Dihydroxybenzol; m-Dihydroxybenzol; 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol; Resorcinmonobenzoat; p-Octylphenylsalicylat; eine Mischung aus Di- und Trialkylphenolen, bei der der Alkylsubstituent in 2-, 3- und 5-Stellung eine Isobutyl- oder Isooctylgruppe ist, o-Dihydroxybenzol; und 2,4,5-Trihydroxybutyrophenon. Bei solchen Phenolen,wie butyliertem Hydroxyanisol, 2,2'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 4,4'-Butyliden-bis-(6-tert-butyl-m-cresol), 4,4'-Thio-bis-(6-tertbutyl-m-cresol) und 2,3-Dihydroxynaphthalin, konnten bei Mengen zwischen 0,5 und 5,0 Gew.-% Verbesserungen beobachtet werden; die optimale Menge hängt jedoch von dem Phenol und der jeweils verwendeten Antimonverbindung ab.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Beispielen wurden gernäss den Beispielen der US-PS 4 029 618 Versuche mit Kombinationen aus verschiedenen zweiwertigen o-Phenolen und flüssigem Antimon-tris-(isooctyl-ß-mercaptopropionat) durchgeführt. Jede dieser, 5 Gew.-?6 Phenol enthaltenden Zusammensetzungen war bei Umgebungstemperatur eine lagerungsbeständigkeit Flüssigkeit. Als zweiwertige o-Phenole wurden 4-tert-Buty!brenzcatechin, Brenzcatechin und 2,3-Dihydroxynaphthalin verwendet.

Wie bereits oben ausgeführt, kann die Antimonverbindung unter normalen Bedingungen, d.h. bei Zimmertemperatur uniatmosphärischem Druck, flüssig sein. Die Antimonverbindung kann auch durch Zusatz eines Lösungsmittels flüssig gemacht werden. Antimon-tris-(lauryl-

809851/0924

mercaptid) ist bei Umgebungstemperatur ein pastenartiger Feststoff. Es wurde eine Zusammensetzung aus 50 Gew.-% Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und 50 Gev.-% Antimon-tris-(laurylmercaptid) hergestellt, die bei Zimmertemperatur und atmosphärischem Druck eine klare Flüssigkeit war. Wurden Proben dieser Zusammensetzung den oben beschriebenen beschleunigten Stabilitätsversuchen ausgesetzt, so wurde die Vergleichsprobe ohne Phenol-Stabilisator innerhalb von etwa 35 Minuten undurchsichtig. Gab man jedoch

bren^
5 Gew.-^ 4-tert-Butylcatechin zu, so wurde die Phenol-Stabilisator enthaltende Zusammensetzung bei dem gleichen Versuch erst nach 70 Minuten undurchsichtig. Erfindungsgemäss können also sowohl die normalerweise flüssigen wie auch die durch Zusatz eines Lösungsmittels flüssig gemachten Antimonzusammensetzungen stabilisiert werden.

- Patentansprüche -

809851/0924

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssige, unter Umgebungsbedingungen stabile Zusammensetzung auf der Basis von Antimonverbindungen, im wesentlichen bestehend aus einer Flüssigkeit, die eine organischen Schwefel enthaltende Antimonverbindung der Formel:

^Rn^SbX5-n

in der R für eine gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Aryl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl- oder gemischte Aryl-Alkyl-Gruppe steht; X für Schwefel oder eine Gruppe SR bzw. SRCOOR' steht, wobei der Rest R in Gruppe SFi eine gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Aryl- oder gemischte Aryl-Alkylgruppe, der Rest R in Gruppe SRCOOR' eine gegebenenfalls substituierte Alkylen, Arylen oder Aralkylengruppe und der Rest R' in Gruppe SRCOOR' eine gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Aryl- oder gemischte Aryl-Alkyl-Gruppe ist; und η für Hull, 1 bzw. 2 steht;

sowie einer kleineren Lienge, bezogen auf das Gewicht der Antiraonverbindung, einer Phenolverbindung aus einer der folgenden Gruppen:

(a) einwertige Phenolverbindungen, deren Kern durch Alkyl-, Aryl-,

Alkoxy-, Aryloxy-, Alkaryl-, Aralkyl- oder substituierte Alkyl- oder Arylgruppen substituiert ist,

(b) gegebenenfalls substituierte zweiwertige m- und p-Phenole und

(c) gegebenenfalls substituierte dreiwertige Phenole.

809851/0924

INSPECTS}

I-

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass sie flüssig ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1-2 dadurch gekennzeichnet, dass die Antimonverbindung eine Verbindung aus der Gruppe von Antimon-tris-Cisooctylthioglykolat), Antimon-tris-Cisooctylmercaptopropionat), Dodecylmercaptoantimonbis-(isooctylthioglykolat), Antimon-tris-(glykoldimercaptoacetat) oder Mischungen dieser Verbindungen ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1-3

dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 0,1 inrsbo.oondore 1,0 bis etwa 20 Gew.-^ Phenolverbindung, bezogen auf das Gewicht der Antimonverbindung, enthält.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1-4

dadurch gekennzeichnet, daß als Phenolverbindung eine solche aus der Gruppe von butyliertem Hydroxyanisol, p-Dihydroxybenzol, m-Dihydroxybenzol, 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol, Resorcinmonobenzoat, p-Octylphenylsalicylat, Monoisobutylphenol, Diisobutylphenol , Triisobutylphenol, Monoisooctylphenol, Diisooctylphenol, Triisooctylphenol, 2,4,5-Trihydroxybutyrophenon, 2,2'-Bis-(4-hydro-xyphenyl) -propan, 4»4-Butyliden-bis- (6-tert-butyl-m-cresol) und 4,4'-Thio-bis-(6-tert-butyl-m-cresol) ausgewählt wird.

809851 / 0 92 A