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Polyalkylpiperidinverbindungen, ihre Herstellung und Verwendung
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Die Erfindung betrifft neue Polyalkylpiperidinverbindungen, Verfahren
zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Lichtschutzmittel für organische Polymere.
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Die erfindungsgem:iBen Verbindungen entsprechen der allgemeinen Formel
(I),
in welcher R1 Wasserstoff, Sauerstoff oder C1- bis C12-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff
oder C1 bis C4-Alkyl und insbesondere Wasserstoff ist, R2 und R3 entweder gleich
sind und Wasserstoff oder eine C1 bis C5-Alkylgruppe, vorzugsweise Wasserstoff oder
eine Methylgruppe und insbesondere Wasserstoff bedeuten, wobei dann R4 eine Methylgruppe
ist, oder auch Wasserstoff oder C1- bis C5-Alkyl ist und dann
R3
und R4 zusammen mit den Kohlenstoffatomen, an die sie gebunden sind, eine C oder
C6-Cycloalkylgruppe oder eine3 Gruppe der Formel
darstellen, die Substituenten X und Y verschieden sind und die Bedeutung eines Wasserstoffatom
oder einer Gruppe -OZ' haben, und Z' entweder ein Wasserstoffatom oder gleich Z
ist, und Z eine Gruppe dar Formel -COR5 oder eine Gruppe der Formel -C()NHR darstellt,
wobei R5 für einen Alkylr4est mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, oder für einen Cycloalkylrest
mit 4 bis 12, vorzugsweise 5 bis 7 C-Atomen, oder für einen Phenyl- oder Naphthylrest,
der durch eine Aminogruppe, durch ein oder zwei Chloratome, odar durch eine Alkylgruppe
mit bis zu vier Kohlenstoffatomen substituiert sein kann, oder für einen Phenylalkylenrest
mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen steht und R6 die Bedeutung von Resten R5, ausgenommen
solchen, die Aminosubstituenten tragen, hat, sowie deren Salze mit nicht oxidierenden
Mineralsäuren, mit aliphatischen Sulfon- oder Phosphonsäuren mit 1 bis 3D, vorzugswaise
1
bis 18 C-Atomen, mit aromatischen Sulfon- oder Phosphonsäuren mit 6 bis 25, vorzugsweise
6 bis 18 C-Atomen, die durch 1 bis 3 Alkylgruppen mit 1 bis 16 C-Atomen substituiert
sein können, mit aliphatischen, geradkettigen oder verzweigten Mono- oder Dicarbonsauren
mit 2 bis 34, vorzugsweise 2 bis 18 C-Atomen, mit aliphatischen Polycarbonsäuren
mit bis zu 4 Carboxylgruppen und insgesamt bis zu 16 C-Atomen, oder auch mit aromatischen
Mono- oder Dicarbonsäuren mit 7 bis 25, vorzugsweise 7 bis 19 C-Atomen, die auch
durch 1 bis 3 Alkylgruppen mit bis zu 4 C-Atomen substituiert sein können.
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Repräsentative Vertreter der neuen Polyalkylpiperidinverbindungen
sind bispielsweise: 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidylacetat, 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidylbenzoat,
2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidyloenanthsäurDester, 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidyllaurat,
2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidylst:earat, 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidyl-(o-amino-benzoat),
2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-dibutyrat, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-dicapronat,
2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-dicaprylat, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-dilaurat,
2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-distearat, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-dibenzoat,
2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-tert.-butylcarbamoyloxypiperidin, 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-octadecylcarbamoyloxypipEridin,
2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-cyclohexylcarbamoyloxypiperidin, 2,2,6,6-Tstramsthyl-3-hydroxy-4-phenylcarbamoyloxypiperidin,
2,2,6,6-Tetramsthyl-3-hydroxy-4-p-chlorphenylcarbamoyloxypiperidin, 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dipropylcarbamoylexypiperidin,
2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dibutylcarbamoyloxypiperidin, 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dioctadecylcarbamoyloxypiperidin,
2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dicyclohexylcarbamoyloxypiperidin, 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-diphenylcarbamoyloxypiperidin,
2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-di-p-chlorphenylcarbamoyloxypiperidin, 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-di-p-tolylcarbamoyloxypiperidin,
2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dim-tolylcarbamoyloxypiperidin.
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Die neuen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) werden aus Polyalkylpiperidindiolen
der Formel (II), welche nach den Angaben der DE-OS 28 38 364 zugänglich sind, durch
Umsetzen mit Carbonsäureestern, Carbonsäurechloriden, Carbonsäuren oder Isocyanaten
erhalten. Der Reaktionsablauf wird durch das folgende Schema veranschaulicht:
In den Formeln (II) und (III) des Reaktionsschemas sind X und
Y verschieden und haben die Bedeutung von Wasserstoff oder einer Hydroxylgruppe.
R' bedsutet Methyl oder Ethyl. R1, R2 R3 R4 R und R haben die oben angegebenen Bedeutungen.
In den Formeln (I) sind X und Y verschieden und stellen Wasserstoff dar, wenn X
oder Y in den Formeln (II) bzw. (III) Wasserstoff waren, sowie die Gruppe
Formel (Ia)
rmel (Ib).
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Besonders überraschend ist bei dieser Reaktion die Tatsache, daß auch
solche Uerbindungen nach Formel (II), in denen R1 Wasserstoff ist, in der angegebenen
Weise mit Isocyanaten und den genannten Carbonsäurederivaten reagieren und nicht
am Aminstickstoff des Piperidinringes.
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Zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), in denen Z eine Gruppe
der Formel -CONHR6 bedeutet, geht man bei der Umsetzung folgendermaßen vor: Das
Polyalkylpiperidindiol (II) wird in einem inerten organischen Lösungsmittel vorgelegt,
gegebenenfalls eine katalytische Menge einer starken Base (bis zu ca. 5 Gew.-%,
bezogen auf Diol) wie z. B. 1,4-Diazabicyclooctan zugesetzt, und die äquimolare
Menge des Isocyanates, wenn man die Verbindungen mit Z' = Wasserstoff herstellen
will, oder die doppelte molare Menge des Isocyanates, wenn man die Verbindungen
mit Z' = Z herstellen will, gegebenenfalls in demselben Lösungsmittel gelöst, zugetropft.
Man läßt bei 20 bis 180, vorzugsweise 20 bis 140 und insbesondere 50 bis 120 T unter
Rühren 1 bis 20 Stunden reagieren.
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An Isocyanaten seien beispielsweise genannt: Ethylisocyanat, Propylisocyanat,
Butylisocyanat, tert.-Butylisocyanat, Octadecylisocyanat, Cyclohexylisocyanat, Phenylisocyanat,
3-Chlorphenylisocyanat, 4-Chlorphenylisocyanat, Tolylisocyanat, Naphthylisocyanat.
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Geeignete inerte organische Lösungsmittel sind z. B. Heptan, aliphatische
Kohlenwasserstoffschnitte mit Siedebereichan bis
180 T, Toluol,
Xylol, Diethylether, Dioxan, Halogenkohlenwasserstoffe wie Chloroform, Tetrachlorkohlsnstoff
und Chlorbenzol. Bevorzugt ist Toluol.
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Schwer lösliche Reaktionsprodukte werden durch Filtration abgetrennt,
gelöst bleibende reinigt man nach dem Abdampfen des Lösungsmittels durch Umkristallisation.
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Verbindungen der Formel (I), in denen Z eine Gruppe der Formel -COR
bedeutet, werden durch Umestern von Polyalkylpiperidindiolen (II) mit Carbensäure-Niedrigalkylestern,
insbesondere Carbonsäuremethyl- oder Carbonsäureethylestern erhalten.
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Hierzu werden die Edukte, wenn Verbindungen der Formel (I) mit Z'
= Wasserstoff synthetisiert werden sollen, in äquimolaren Mengen, wenn Verbindungen
der Formel (I) mit Z' = Z dargestellt werden sollen, im Verhältnis Polyalkylpiperidindiol
(II) zu Carbonsäureester wie 1 zu 2 bis 1 zu 10, gegebenenfalls in einem inerten
organischen Lösungsmittel mit einem Siedepunkt zwischen 80 und 250, vorzugsweise
von 80 bis 180 und insbesondere von 110 bis 150 , in Gegenwart von 0,1 bis 5, vorzugsweise
0,5 bis 2 Gew.-% basischer Umesterungskatalysatoren wie z. B. Alkalimetallalkoholaten,
-hydriden oder -amiden, vorzugsweise Lithiumamid, erhitzt, und dabei der Reaktionsalkohol
kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert.
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Geeignete Carbonsäureester sind z. B. die Ester von Fettsäuren mit
1 bis 18 C-Atomen, aromatischen Carbonsäuren, Aminogruppentragenden aromatischen
Carbonsäuren und Alkylgruppen-enthaltenden aromatischen Carbonsäuren.
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Ausgefallene Reaktionsprodukte werden abgenutscht, gelöst bleibende
Feststoffe werden nach dem Abdampfen des Lösungsmittels durch Umkristallisation
gereinigt, Flüssigkeiten werden fraktioniert im Vakuum destilliert.
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Die Verbindungen, in denen R1 eine Alkylgruppe ist, werden aus den
Verbindungen mit R1 = H nach bekannten Methoden durch Umsetzen mit Alkylhalogeniden
erhalten, die N-Methylverbindung durch Reaktion mit Formaldehyd und Ameisensäure.
Zur Herstellung von Verbindungen mit R¹ = 0 setzt man Verbindungen mit R¹ = H mit
H202 in Gegenwart von Wolframat und Ethylendiamin-Tetraacetat um. Die Salze stellt
man z. B. in der Weise her, daß man äquivalente Mengen von in organischen Lösungsmitteln
gelöster Base und Säure miteinander vereinigt und das Lösungsmittel abdestilliert.
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Die neuen Polyalkylpiperidinverbindungen eignen sich hervorragend
zum Stabilisieren von synthetischen Polymeren gegen die zersotzenden Einwirkungen
von Licht, wobei unter "synthetischen Polymeren" in diesem Zusammenhang verstanden
werden: Halogenfreie und halogenhaltige Homo- und Copolymere, im einzelnen Homopolymerisate
von C2- bis C4-a-Olefinen, von Dienen und von Styrol, wie z. B. Polyethylen niedriger
und hoher Dichte, Polypropylen, Polystyrol, Polybutadien und Polyisopren, Copolymere
von Olefinen, Dienen und Styrol miteinander oder mit anderen olefinisch ungesättigten
Monomeren, wie Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Buten-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere, Homopolymere
von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid und Copolymere dieser Monomeren untereinander
und mit anderen olefinisch ungesättigten Monomeren. Des weiteren sollen auch Polyurethane,
Polyacetale, Polyester, Polyamide, Polyacrylate und Epoxyharze eingeschlossen sein.
Bevorzugt sind Poly-a-Olefine wie Polyethylene und insbesondere Polypropylene.
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Es war überraschend und nicht vorhersehbar, daß die neuen Verbindungen
sich als Lichtschutzmittel in hervorragender Weise eignen würden. Die zusätzliche
Einführung elektronenziehender Gruppen in 3-Stellung des Piperidinringes verursacht
nämlich eine erhebliche Änderung der elektronischen Eigenschaften des piperidinstickstoffes
im Vergleich zu den bekannten, nur in
4-Stellung substituierten
Piperidinstabilisatoren. Da die Basizität des Rjngstickstoffes bei der Wirksamkeit
als Lichtschutzmittel sicherlich eine bedeutende Rolle spielt, hätte man eher einen
Abfall der Wirksamkeit im Vergleich zu den bekannten Esterstabilisatoren der DE-PS
1 929 928 erwarten können. Daß die Verbindungen der Formel (I) nicht nur als Lichtschutzmittel
wirksam, sondern unerwarteterweise noch erheblich wirksamer sind als die bekannten
9erbindungen des Standes der Technik, muß somit selbst den Fachmann in Erstaunen
versetzen.
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Die neuen Stabilisatoren werden nach allgemein üblichen Methoden in
die Folymermassen eingearbeitet. Alternativ kann man auch eine Lösung, Suc.pension
oder Emulsion des Stabilisators mit dem Polymeren direkt oder nit einer Lösung,
Suspension oder Emulsion desselben vermischen und das Lösungsmittel anschließend
entfernen.
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Die erfindungsgemäßen Stabilisatoren sind für sich allein oder im
Gemisch mit einem oder mehreren der bei der Kunststoffverarbeitung üblichen Stabilisatoren,
wie z. B. Antioxidantien auf Phenol- und Sulfidbasis, UV-Absorbern und Lichtschutzmitteln,
Phosphitstabilisatoren, Metallverbindungen, Epoxystabilisatoren und mahrwertigen
Alkoholen einsetzbar. In den zu stabilisierenden Kunststoffmassen können ferner
Flammschutzmittel und Pigmente, Farbstoffe, Antistatika und Füllstoffe, wie z. B.
Glasfasern, anwesend sein.
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Beispiele für geeignete Antioxidantien sind solche vom Typ der sterisch
gehinderten Phenole wie 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol, 2,6-Dioctadecyl-p-kresol, 4,4'-Butyliden-bis-(2,6-di-tert.-butylphenol),
4,4'-Thio-bis-(2-tert.-butyl-5-methylphenol), phenolische Triazinverbindungen, Thiodipropionsäureester
von Fettalkoholen, Dioctadecylsulfid und -disulfid.
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Zu den UV-Absorbern und Lichtschutzmitteln gehören z. 8.
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2-(2'-Hydroxyphenyl)-benztriazole wie 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)-benztriazol,
2-Hydroxybenzophenone wie 2-Hydroxy-4-octoxy
-benzophenon, Stabilisatoren
aus der Gruppe der Salizylate wie Octylphenyl-salizylat, Nickelchelate, Oxalsäurediamide
und sterisch gehinderte Piperidinverbindungen.
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Als Phosphitstabilisatoren sind Trisnonylphenylphosphit, Trislaurylphosphit
oder auch Ester des Pentaerythritphosphits zu nennen.
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Unter als Stabilisatoren bekannten Metallverbindungen werden verstanden:
Calcium-, Barium-, Strontium-, Zink-, Cadmium-, Magnasium-, Aluminium- und Bleiseifen
aliphatischer Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren mit etwa 12 bis 32 C-Atomen, Salze
der genannten Metalle mit aromatischen Carbonsäuren wie Benzeate oder Salizylate
sowie (Alkyl)-Phenolate dieser Metalle, ferner Organozinnverbindungen, wie z. 8.
Dialkylzinnthioglykolate und Carboxylate.
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Bekannte Epoxystabilisatoren sind z. 8. epoxidierte höhere Fettsäuren
wie epoxidiertes Sojabohnenöl, Tallöl, Leinöl oder epoxidiertes Butyloleat wie Epoxide
langkettiger Olefine.
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Mehrwertige Alkohole können beispielsweise Pentaerythrit, Trimethylolpropan,
Sorbit oder Mannit sein, d. h. bevorzugt Alkohole mit 5 odar 6 C-Atomen und 3 bis
6 OH-Gruppen.
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Eine wirksame Stabilisatorkombination für Poly-a-Olefine, wie z. B.
Hoch-, Mittel- und Niederdruckpolymerisate von C2- bis C4-a-Olefinen, insbesondere
Polyethylen und Polypropylen oder von Copolymerisaten derartiger ar-0lefine, besteht,
bezogen auf 100 Gewichtsteile Polymer, beispielsweise aus 0,01 bis 5 Gewichtsteilen
einer der erfindungsgsmäß zu verwendenden Verbindungen, 0,05 bis 5 Gewichtsteilen
eines phenolischen Stabilisators, gegebenenfalls 0,01 bis 5 Gewichtsteilen eines
schwefelhaltigen Costabilisators sowie gegebenenfalls 0,01 bis 3 Gewichtsteilen
einer basischen oder neutralen Metallseife, wie z. B. Calciumstearat oder Zinkstearat
sowie gegebenenfalls 0,1 bis 5 Gewichtsteilen eines bekannten UV-Stabilisators aus
der Gruppe der
Alkoxyhydroxybenzophenone, Hydroxyphenylbenztriazole,
Benzylidenmalonsäuremononitrilester oder der sog. Quencher, wie z. B.
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Nickelchelate.
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Die folgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung.
Die Strukturen der Verbindungen wurden kernresonanzspektroskopisch ermittelt, die
Zusarr.-nensetzung wurde elementaranalytisch bestimmt.
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Beispiel 1 2,2,6,6-Tetrame 8,8 g 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-3,4-diol,
75 ml Essigsäureethylester und 0,2 g Lithiumamid wurden zusammengegeben und erhitzt.
Dabei wurden innerhalb von 8 Stunden ca. 60 ml Destillat (Essigsäureethylester und
Ethanol) aufgefangen. Bei der anschließenden fraktionierten Destillation wurden
8 g eines farblosen, flüssigen Produktes vom Kp 83 bis 85 α bei 0,01 mbar
erhalten.
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Beispiel 2 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidyloenanthsäureester
8,6 g (0,05 Mol) 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-3,4-diol, 7,8 g (0,05 Mol) Oenanthsäuremethylester,
75 ml absolutes Xylol und 0,2 g LiNH2 wurden vorgelegt und unter Rühren auf Rückflußtemperatur
erhitzt, wobei innerhalb von 2 Stunden ca. 1,6 g Methanol über eine Kolonne abdestillierten.
Anschließend wurde einrotiert, wobei ein Feststoff zurückblieb, der aus Hexan umkristallisiert,
bei 45 bis 49 S schmolz.
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Analog wurden aus molaren Mengen 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-3,4-diol
und Methylestern der Laurin-, Stearin-, Benzoe- und o-Aminobenzoesäure hergestellt:
2a) 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidyllaurat, Fp. 56 bis 60 T 2b) 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidylstearat,
Fp. 68 bis 72 α 2c) 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piepridylbenzoat, Fp.
105 α 2d) 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-piperidyl-o-aminobenzoat, Fp. 128
α Beispiel 3 6-Tetramethylpiperidyl-3,4-dibutyrat 5 g 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-3,4-diol,
30 g Buttersäuremethylester und 0,1 9 LiNH2 wurden auf 110 !; erhitzt, wobei innerhalb
von 2 Stunden das Reaktionsmethanol abdestillierte. Anschließende Vakuumdestillation
ergab eine wasserklare Flüssigkeit. Kp 112 bis 115 α/0,01 mbar.
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Analog wurden hergestellt: 3a) 2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-dicapronat,
Kp 145 Cc / 0,1 mbar. Salz mit Laurinsäure Fp 46 Cc 3b) 2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-dicaprylat,
Kp 172 α/ 0,1 mbar. Salz mit Stearinsäure Fp 58 Cc
Beispiel
4 2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-diluarat 8,6 9 (0,05 Mol) 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-3,4-diol,
25 g (0,01 Mol) Laurinsäuremethylester, 75 ml Xylol und U,i g LiNH2 wurden auf Rückflußtemperatur
erhitzt, wobei das Reaktion methanol innerhalb von 6 Stunden über eine Kolonne abdestilliert
uurde. Das Reaktionsgemisch wurde nach Abdestillieren des Xylols aus Potrolether
umkristallisiert. Fp 55 Cc Salz mit p-Toluolsulfonsäuren Fp 140 Cc Analog wurde
hergestellt: 4a) 2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl-3,4-distearat, Fp 73 α Beispiel
5 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-octadecylcarbamoyloxypiperidin 8,6 9 (0,05 Mol)
2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-3,4-diol wurden in 30 ml abs. Xylol vorgelegt. man
gab 0,1 9 1,4-Diazabicyclooctan zu und ließ sodann 14,3 g (0,05 Mol) Octadecylisocyanat
in 30 ml Xylol abs. gelöst bei 50 t Innentamperatur unter Rühren eintropfen. Es
wurde 15 Stunden auf 100 Cc erhitzt, filtriert und das Filtrat einrotiert. Wachsartiges
Produkt vom Fp. 65 bis 73 α Analog wurden hergestellt: 5a) 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-cyclohexylcarbamoyloxy
piperidin, Fp. 77 Cc. Salz mit Bernsteinsäure Fp. 110 Cc 5b) 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-tert.-butylcarbamoyloxy
piperidin, Fp. 155 Cc 5c) 2,2,6,6-Tetramethyl-3-hydroxy-4-phenylcarbamoyloxypiperidin,
das Produkt fiel aus der Reaktionslösung aus und wurde durch Filtration gewonnen,
Fp 175 α
Beispiel 6 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dibutylcarbamoyloxypiperidin
8,6 9 (0,05 Mol) 2,2,6,6-Tetramsthylpiperidin-3,4-diol, 60 ml abs. Xylol, 9,9 g
(0,1 Mol) Butylisocyanat und 0,1 9 1,4-Diazebicyclooctan wurden 15 Stunden bei 100
Cc garührt. Der nach dem Einrotieren verbliebene Rückstand wurde mit Petrolether
über schichtet und nach dem Kristallisieren abgenutscht. Fp 113 Cc Salz mit Sebazinsäure
Fp 90 Cc Analog wurden hergestellt: 6a) 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dipropylcartbamoyloxypiperidin,
Fp 135 Cc; Salz mit p.-tert.-Butylbenzoesäure Fp 147 Cc 6b) 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dioctadecylcarbamoyloxypiperidin,
diese Substanz blieb nach dem Einrotieren als wachsartiges Produkt zurück, Fp 85
cc 6c) 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-dicyelohexylcarbamoyloxypiperidin, Fp 150 α
6d) 2,2,6,6-Tetramethyl-3,4-diphenylcarbamoyloxypiperidin, Fp 160 α Beispiel
7 Dieses Beispiel zeigt die lichtstabilisierende Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen
beim Einsatz in einem Poly-a-Olefin.
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100 Gewichtsteila Polypropylen mit einem Schmelzindex i5 von ca.
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6 g/10 Min. (bestimmt nach ASTM D 1238-62 T) und einer Dichte von
0,90 wurden mit 0,1 Gew.-Teilen Pentaerythrityl-tetrakis-3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat,
0,2 Gew.-Teilen Calciumstearat und 0,1 Gew.-Teilen des zu prüfenden erfindungsgemäßen
Stabilisators
vermischt. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung
auf dem Polymerkorn zu erreichen, wurden die Stabilisatoren in einem Lösungsmittel
gelöst, und die Lösung wurde unter Rühren in das Polypropylenpulver eingetropft,
wobei durch gleichzeitige Bestrahlung mit einer IR-L2mpe der größte Teil des Lösemittels
wieder abdampfte. Nach ca. 20 Minuten wurde das Calciumstearat hinzugegeben und
noch weitere 10 Minuten gemischt. Lösemittelreste wurden durch Trocknen bei 50 α/120
Min. im Trockenschrank entfarnt.
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Aus dieser Mischung wurden auf einer Windsor-Spritzgußmaschine der
Type SP 50 bei 250 Cc GO x 60 x 1 mm-Platten verspritzt.
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Aus den Platten wurden sodann Prüfkörper nach DIN 53 455, Form 3,
verkleinert im Maßstab 1:3, ausgestanzt. Die als Vergleichsmuster benötigten Prüfkörper
wurden anlog, jedoch unter Fortlassen des zu testenden Stabilisators (Vergleich
2) bzw. unter Verwendung eines bekannten Lichtstabilisators (Vergleich 1) hergestellt.
Als weiterer Vergleich diente vellig unstabilisiertes Polypropylen (Vergleich 3).
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Dis Probekörper wurden zur Bestimmung der Lichtstabilität in einer
Xenotest-1200-Apparatur der Firma Original Hanau Quarzlampen GmbH der Bestrahlung
mit Wechsellicht unterworfen. Die Strahlungsintensität wurde durch UV-Filter (Spszialfilterglas
d = 1,7 mm) moduliert. Die Lichtbeständigkeit wurde nach DIN 53 387 (17 Minuten
befeuchten, 3 Minuten beregnen, Schwarztafeltemperatur 45 , Luftfeuchtigkeit 70
bis 75 %) geprüft. Gemessen wurde die Belichtungszeit in Stunden und die Reißdehnung
nach dieser Zeit. Die Reißdehnung wurde auf einer Zugprüfmaschine der Firma Instron
bei einer Abzugsgeschwindigkeit von S cm/min. ermittelt.
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Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.
| Stabilisator nach Belichtungszeit in ermittelte Reißdehnung |
| Beispiel Stunden in % vom Ausgangswert |
| 2 900 >50 |
| 2b 900 > 50 |
| 3b 900 > 50 |
| 4a 900 > 50 |
| 5a 900 >50 |
| 6b 900 > 50 |
| Vcrgleiche: |
| 1 bek. Stab, 900 10 |
| 2 ohne Stab. 320 <1 1 |
| 3 Polypropylen 260 1 |
| unstabilisiert |
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1) Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidyl-4)-sebecat