DE2908636C2 - Phenolacetale und ihre Verwendung als Wärmestabilisatoren für Olefinpolymerisate - Google Patents

Phenolacetale und ihre Verwendung als Wärmestabilisatoren für Olefinpolymerisate

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Description

CH2CH2CH[SR2I2
in denen R und R' Cj-e-Alkylreste bedeuten und R2 ein Alkylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen ist.
2. Verbindungen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste R und R' tert.-Butyl-
OH
ÖD
gruppen sind.
3. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 und 2 als Wärmestabilisatoren für Olefinpolymerisate.
Die Erfindung betrifft Phenolacetale und ihre Verwendung als Wärmestabilisatoren fürOlefinpolymerisate.
Polymermassen unterliegen im allgemeinen während ihrer Herstellung, Lagerung, Verarbeitung und Anwendung der Gefahr einer Verschlechterung ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften. Es sind daher verschiedene Additive entwickelt worden, um die Polymermaterialien gegenüber Umwelteinflüssen zu stabilisieren. Diese Additive sind zwar für den beabsichtigten Zweck tauglich, weisen jedoch auch verschiedene Nachteile auf.
Formmassen auf der Basis von Olefinpolymerisaten unterliegen dem oxidativen Abbau bei den relativ hohen Temperaturen, die für ihre Verarbeitung erforderlich sind, z. B. beim Walzen, Spritzgießen und Extrudieren. Die Polymeroxidation übt einen schädlichen Einfluß vor allem auf die Rheologie, Morphologie, Farbe, Klarheit, Glastemperatur und andere physikalische Eigenschaften des Polymerisats aus. Die Schlagzähigkeit kann sich vermindern und auf der Oberfläche der Formteile können sich Risse und Sprünge bilden. Selbst die Dunkelfärbung kann das Aussehen so beeinträchtigen, daß das Polymermaterial für den beabsichtigten Zweck nicht verwendet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bestimmte Phenolacetale zu entwickeln, die sich als Wärmestabilisatoren für Olefinpolymerisate eignen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Die Erfindung betrifft somit den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Spezielle Beispiele für Alkylreste mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen sind die tert.-Butyl-, 2,2-Dimethylpropyl-, 2,2-Dimethylbutyl-, 2,2-Dimethylamyl- und 2,2,3-Trimethylbutylgruppe. Sekundäre und primäre Alkylreste, wie die η-Butyl-, sek.-Amyl-, n-Hexyl- und 2,3,3-Trimethylbutylgruppe, können jedoch ebenfalls vorliegen. Bevorzugt sind tertiäre Alkylreste.
Spezielle Beispiele für Alkylreste mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen sind die Octyl-, Isooctyl-, Decyl-, Dodecyl-, Tetradecyl- oder Octadecylgruppe. Die Dodecylgruppe ist bevorzugt.
Die Phenolacetale der allgemeinen Formel I oder Il eignen sich insbesondere zur Verbesserung der thermischen Stabilität von Olefinpolymerisaten. Olefinpolymerisate, die einen geringen Anteil derartiger Acetale enthalten, sind widerstandsfähiger gegenüber thermischem Abbau, der normalerweise bei erhöhten Temperaturen auftritt.
Die Phenolacetale können in an sich bekannter Weise dadurch hergestellt werden, daß man den entsprechenden Alkohol oder das entsprechende Mercaptan mit einem 3-(3,5-Dialkyl-4-hydroxyphenyl)-propionaldehyd umsetzt.
Die Reaktion wird durch sauer reagierende Verbindungen, z. B. Mineralsäuren oder saure Salze, katalysiert. Ein besonders geeigneter Katalysator ist p-Toluolsulfonsäure. Die Reaktanten werden in annähernd stöchiometrischen Mengen eingesetzt, d. h. 1 Mol Phenolaldehyd pro 2 Mol Alkohol oder Mercaptan. Üblicherweise werden die Reaktanten und der Katalysator unter Rühren kurz erhitzt, worauf man das Produktgemisch gegebenenfalls durch Auswaschen mit einem Lösungsmittel oder Kristallisation aus einem Lösungsmittel, wie Heptan, reinigt. Die Reaktion kann gegebenenfalls auch in einem Lösungsmittel durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäß zu stabilisierenden Olefinpolymerisate sind entweder Homopolymere oder Copolymere, wobei die letzteren vorzugsweise mindestens etwa 90% Olefineinheiten enthalten. Geeignete Polymerisate sind z. B. Polyäthylen (niedriger Dichte oder hoher Dichte), Polypropylen, Polyisobutylen, EPDM-Polymerisate, Äthylen-Propylen-Copolymerisate, Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate, Propylen-Vinylacetat-Copolymerisate, Copolymerisate aus, Äthylen oder Propylen mit bis 10% eines höheren (C4-C6) Monoolefins und Äthylen- Propylen-Terpolymerisate. Polymere von Äthylen und Propylen sind bevorzugt, wobei Polypropylen besonders bevorzugt ist.
Das Phenolacetal wird den Olefinpolymerisaten vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,01 bis 1,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Olefip.pol>merisat einverleibt
Den Olefinpolymerisaten kann zusätzlich noch ein Dialkylthiodipropionat einverleibt werden, um eine optimale Wärmestabilisierung zu erzielen. Die Alkylreste des Dialkylthiodipropionats' enthalten 8 bis 20 Kohlenstoffatome, Distearylthiodipropionat ist bevorzugt Der Mengenanteil beträgt vorzugsweise etwa 0,05 bis 1,0 Gewichtsteile/l00 Gewichtsteile Olefinpolymerisat
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist. ι ·
Beispiel 1
Ein Gemisch aus 13,1 Teilen (0,05 Mol) 3-(3,5-Di-tertbutyI-4-hydroxyphenyl)-propiona!dehyd, 20,2 Teilen (0,1 Mol) Dodecylmercaptan, 85 Teilen Toluol und 0,1 Teil -1(i p-Toluol-sulfonsäure wird 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt und dann gestrippt. Hierbei erhält man 32 g eines im wesentlichen wasserfreien, viskosen, gelben Rückstands, dessen IR-Spektrum keine Carbonyl- und Mercaptogruppen zeigt
Beispiel 2
Ein Gemisch aus 52 Teilen (0,20 Mol) 3-(3,5-Di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionaldehyd, 110 Teilen (0,41 Mol)3-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propa- i> nol, 50 Teilen eines Molekularsiebs (Linde, 5 A) und 430 Toluol wird bei Raumtemperatur gerührt, wobei man 15 Minuten wasserfreien Chlorwasserstoff einleitet (pH 3). Das Rühren wird noch 90 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt, wobei man nach 16 Stunden weiteren trockenen Chlorwasserstoff einleitet, um den pH von 5 auf 3 zu bringen. Anschließend filtriert man das Molekularsieb ab und dampft das Filtrat ein. Hierbei werden 15,5 g eines viskosen, flüssigen Rückstands erhalten, dessen IR-Spektrum nur Spuren von Hydroxylgruppen und keine Carbonylgruppen zeigt.
Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Phenoiacetale geht aus Tabelle I hervor. Dort sind die Ergebnisse eines Wärmestabilitätstests gezeigt, bei dem Platten von 0,635 mm Dicke in einem Ofen bei 1500C gedreht werden, bis an der Oberfläche Sprünge auftreten. Die Platten werden durch Spritzgießen aus Material hergestellt, das vorher zu Pellets extrudiert worden ist Die Prüfplatten bestehen im wesentlichen aus 100 Teilen Polypropylen, 0,10 Teilen Calciumstearat und den angegebenen Mengen Phenoldiacetal sowie Distearyldithiopropionat (DSTDP). Die genannten Ergebnisse stellen den Mittelwert aus drei Tests dar.
Tabelle I
Phenolacetal Menge DSTDP* Bewertung
(Stunden bis zum
Auftreten von
Sprüngen)
Produkt 0 0,25 309
aus Beispiel 1 0 0,45 432
0,1 0,35 717
0,2 0,25 812
0,35 0,1 812
0,45 0 788
Produkt 0 0,2 120
aus Beispiel 2 0 0,3 168
0,2 0,25 305
In Tabelle II sind die Ergebnisse eines Farbalterungstests wiedergegeben. Drei der vorstehenden Platten mit einer Dicke von 0,625 mm werden in einem Ofen von 1500C eingebracht und nach 200,400 bzw. 600 Stunden entnommen. Die Färbung derdrei Platten und einer nicht erhitzten Platte wird nach Skala von 0 (schwarz) bis 100 (weiß) ausgewertet.
Tabellen
Phenolacetal
Stunden
0 100
200 300
Produkt aus Beispiel 1
82 78 77 77
Die Ergebnisse zeigen, daß die Testproben selbst nach 300stündigem Erhitzen au Γ 1500C ihre Farbe praktisch nicht verloren haben.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: 1. Phenolacetale der allgemeinen Formel I und II
    R'
    HO
    HO
    CH2CH1CH
    OCH2CH2CH2-<
DE2908636A 1978-03-06 1979-03-06 Phenolacetale und ihre Verwendung als Wärmestabilisatoren für Olefinpolymerisate Expired DE2908636C2 (de)

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