DE69920492T2

DE69920492T2 - Staubarme antioxidans-pellets von ausgewogener härte und prozess zur produktion selbiger

Info

Publication number: DE69920492T2
Application number: DE69920492T
Authority: DE
Inventors: John Semen
Original assignee: Albemarle Corp
Current assignee: Albemarle Corp
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: DE69920492D1; EP1115784A1; US6056898A; CA2345029A1; JP2002526584A; WO2000017267A1; JP4338315B2; EP1115784B1; US20050006627A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft staubarme Pellets aus einem sterisch gehinderten Phenolantioxidans mit ausgewogener Härte und ein Verfahren zur Herstellung solcher Pellets mit ausgewogener Härte.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Organische Polymere (Kunststoffe) und insbesondere Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen erfordern die Zugabe verschiedener Additivsysteme dazu, sowohl um verarbeitet werden zu können als auch um Langzeitstabilität zu behalten, um die gewünschten Gebrauchseigenschaften beizubehalten. Neben dem schädigenden Einfluss von Licht und Wärme sind auch Rückstände des zur Produktion dieser Kunststoffe verwendeten Katalysatorsystems schädlich. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten sind viele unterschiedliche Substanzen in der Technik zur Verwendung als Additive und Stabilisatoren bekannt. In vielen Fällen wird eine Mischung dieser Additive verwendet.
Ein üblicherweise verwendetes Additivsystem ist dasjenige, das ein sterisch gehindertes Phenolantioxidans umfasst, das entweder allein oder in Kombination mit einem organischen Phosphit und/oder einem Säureneutralisierungsmittel verwendet wird. Da diese Antioxidantien in Pulverform vorliegen, führt dies wegen des Problems der Staubbildung sowie ihrer Neigung zur Abscheidung und ihrer schwierigen Dosierbarkeit zu einem Nachteil bei der Verwendung derselben in einem Additivsystem. Es besteht somit ein Bedarf an einer kommerziellen Form von Antioxidans-additiven, die diese Nachteile nicht hat.
Obwohl es viele Ansätze gegeben hat, die Herstellung eines staubarmen Additivsystems zu erreichen, haben solche Verfahren im Allgemeinen Systeme verwendet, die in das Additivpaket eine weitere Komponente einbringen, wie Calciumstearat, Wasser oder andere Bindemittel. Ein solches System ist in der US-A-5 597 857 offenbart, worin mindestens 10 Gew.-% Calciumstearat als Bindemittel zur Bildung von Additivkörnern verwendet werden.
Die EP-A-0 403 431 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Körnern aus niedrig schmelzenden Alkylestern, die gehinderte Hydroxyphenylgruppen enthalten, bei dem eine Schmelze des Esters in eine kalte bewegte wässrige Lösung eines organischen wassermischbaren Lösungsmittels eingebracht wird und dann die resultierenden Körner isoliert werden.
Die WO 97/09376 offenbart ein Stabilisierungssystem für Polymere, wobei das System in Form von Pellets vorliegt, die aus einer homogenen Mischung eines gehinderten Phenolstabilisators und eines Bindemittels in Form einer Verbindung gebildet sind, um Schmelzen des Stabilisators während der Pelletbildung zu verhindern, wobei der Stabilisator 50 bis 98 Gew.-% der Mischung ausmacht. Die das Schmelzen verhindernde Verbindung ist ein Polyolefin, Calciumstearat, ein Fettalkohol oder eine Fettsäure.
Andere Systeme des Standes der Technik, die Mischverfahren oder Kompaktieren unter Verwendung einer Pelletpresse einsetzen, sind bekannt, die resultierenden kommerziellen Formen haben jedoch keine adäquaten mechanischen Eigenschaften.
Zusätzlich zu einem Additivpaket oder Pellet mit adäquater mechanischer Festigkeit oder Härte, damit es ausreichende Abriebbeständigkeit hat, um Staubbildung auszuschließen, muss ein solches Pellet auch eine ausgewogene Härte haben, die sei ne leichte Verarbeitung in den Systemen ermöglicht, in denen das Additivpaket in den Wirtkunststoff dispergiert wird.
Es bleibt somit ein Bedarf an einem Antioxidansadditivsystem mit ausgewogener Festigkeit, das adäquate mechanische Festigkeit besitzt, um mechanischen Abrieb und Staubbildung zu vermeiden, während es gleichzeitig eine ausgewogene Härte aufweist, die sein leichtes Dispergieren in dem Wirtkunststoff zulässt, während gleichzeitig die Einbringung unerwünschter Komponenten vermieden wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Hersellung eines neuen Pellets aus einem sterisch gehinderten Phenolantioxidans zu liefern, das die Einbringung unerwünschter Komponenten in das Additivsystem vermeidet.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen, sterisch gehinderten Phenolantioxidanssystems in Pelletform, das eine ausgewogene Härte hat, um so adäquate Abriebbeständigkeit zu liefern, aber dennoch leicht in einem Wirtkunststoff dispergiert wird.
Andere Aspekte, Aufgaben und die etlichen Vorteile dieser Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen hervor.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung habe ich gefunden, dass ein Pellet aus sterisch gehindertem Phenolantioxidans mit einer ausgewogenen Härte, um so adäquate Abriebbeständigkeit zu liefern, während es in dem Wirtkunststoff leicht dispergierbar ist, nach einem Verfahren hergestellt werden kann, das umfasst:

a) Mischen einer Menge eines Additivsystems, das sterisch gehindertes Phenolantioxidans umfasst, mit einer Menge Fluid, um eine Paste zu bilden, wobei das Fluid im Wesentlichen aus mindestens einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkanol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül, Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Aceton, Methylethylketon, Xylol, Cyclohexan, Styrol, Methylcyclohexan und Hexan besteht, wobei, wenn das Alkanol verwendet wird, das Fluid höchstens 80 Gew.-% des Alkanols enthält,
b) Extrudieren der resultierenden Paste unter Bildung von Strängen daraus,
c) Schneiden der resultierenden Stränge unter Bildung von Pellets,
d) Trocknen der resultierenden Pellets, um getrocknete Pellets zu bilden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung habe ich gefunden, dass die Ausgewogenheit der Härteeigenschaften des pelletierten, sterisch gehinderten Phenolantioxidans geeignet modifiziert werden kann, indem in das Lösungsmittelsystem, das für die Produktion der Pellets aus sterisch gehindertem Phenolantioxidans wie oben beschrieben verwendet wird, 0 bis 80 Gew.-% eines Alkohols mit der Formel ROH eingeschlossen wird, wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist.
Somit wird ferner ein Verfahren zur Herstellung von Pellets aus sterisch gehindertem Phenolantioxidans mit einer ausgewogenen Härte geliefert, das umfasst:

a) Mischen einer Menge eines Additivsystems, das sterisch gehindertes Phenolantioxidans umfasst, mit einer Menge Fluid, um eine Paste zu bilden, wobei das Fluid im Wesentlichen aus mindestens einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Aceton, Methylethylketon, Xylol, Cyclohexan, Styrol, Methylcyclohexan, Hexan und einer Menge von bis zu etwa 80 Gew.-% Alkanol mit der Formel ROH besteht, wobei R eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen ist, wobei die Menge so kontrolliert wird, dass Pellets mit einer gewünschten ausgewogenen Härte erreicht werden,
b) Extrudieren der resultierenden Paste unter Bildung von Strängen daraus,
c) Schneiden der resultierenden Stränge unter Bildung von Pellets,
d) Trocknen der resultierenden Pellets, um getrocknete Pellets zu bilden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Fund, dass Pellets aus sterisch gehindertem Phenolantioxidans, die eine ausgewogene Härte zeigen, so dass die Pellets das Problem von Staub und Abrieb vermeiden, während sie in einem Wirtkunststoff leicht dispergierbar sind, hergestellt werden können, wenn eine Menge Fluid zur Bildung einer Paste mit dem sterisch gehinderten Phenolantioxidans verwendet wird, wobei das Fluid im Wesentlichen aus mindestens einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkanol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül, Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Aceton, Methylethylketon, Xylol, Cyclohexan, Styrol, Methylcyclohexan und Hexan besteht, wobei, wenn das Alkanol verwendet wird, das Fluid höchstens 80 Gew.-% des Alkanols enthält.
Die resultierende Paste wird dann extrudiert und das resultierende Extrudat geschnitten, um Pellets zu bilden, die dann getrocknet werden.
Das Lösungsmittel ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methylchlorid, Chloroform, Toluol, Aceton, Methylethylketon, Xylol, Cyclohexan, Styrol, Methylcyclohexan und Hexan. Die momentan bevorzugten Lösungsmittel sind Aceton und Methylethylketon.
Die Antioxidantien vom Typ sterisch gehindertes Phenol sind für organische Materialien wohl bekannt und werden oft zur Stabilisierung von Polymeren verwendet.
Geeignete Antioxidantien vom Typ sterisch gehindertes Phenol, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, sind diejenigen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus alkylierten Monophenolen, Alkylthiomethylphenolen, Hydrochinanen, alkylierten Hydrochinonen, Tocophenolen, hydroxylierten Thiophenylethern, Alkylidenbisphenolen, o-, s- und s-Benzylverbindungen, hydroxybenzylierten Malonaten, Hydroxybenzylaromaten, Triazinen, Benzylphosphonaten, Acylaminophenolen, Estern von β-(5-tert.-Butyl-4-hydroxy-3-methylphe-nyl)propionsäure, Estern von β-(3,5-Dicyclohexyl-4-hydroxyphe-nyl)propionsäure, Ester von 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphe-nylessigsäure und Amiden von β-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxy-phenyl)propionsäure.
Zur Zeit bevorzugte sterisch gehinderte Phenolantioxidantien zur Durchführung der vorliegenden Erfindung sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Octadecyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat,
Tetrakis[methylen(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxylhydrocinnat)]-methan,
1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hdroxybenzyl)-benzol,
1,3,5-Tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat,
1,3,5-Tris(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-(1H,3H,5H)trion,
Thiodiethylenbis(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat und
1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol.
Das derzeit zur Durchführung dieser Erfindung am meisten bevorzugte Antioxidans ist 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol. Dieses Antioxidans ist ein Produkt von Albemarle Corporation und unter dem Handelsnamen ETHANOX^® 330 erhältlich.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Lösungsmittelsystem auch 0 bis 80 Gew.-% eines Alkohols mit der Formel ROH enthalten, wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist. Durch die Zugabe des Alkohols zu dem Lösungsmittelsystem, das zur Bildung einer Paste des sterisch gehinderten Phenolantioxidans verwendet wird, wird eine kontinuierliche Modifizierung der Härte des resultierenden Pellets erreicht, so dass eine Abnahme des Härtewertes des Pellets bewirkt wird, wenn der prozentuale Gehalt des Alkohols zunimmt, wodurch die individuelle Bildung eines Antioxidanspellets mit einer festgelegten Härte möglich wird, so dass es eine Ausgewogenheit zwischen jener Härte, die zum Vermeiden von Abrieb und somit Staub erforderlich ist, und jener Härte gibt, die die leichte Dispersion des pelletierten Antioxidans in dem Wirtskunststoff für denselben zulässt. Die Wirkung des Alkohols in dem System ist somit umgekehrt proportional zu der Menge an Alkohol, die in dem Lösungsmittel/Alkoholsystem vorhanden ist.
Derzeit zur Verwendung bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung bevorzugte Alkohole sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol und Isopropanol. Der hier besonders bevorzugte Alkohol ist Methanol.
Der Begriff "Kunststoff" soll organische Polymere wie die Olefinpolymere von Ethylen und Propylen oder Mischungen derselben mit anderen Olefinmonomeren bedeuten.
Der Begriff "Pellet" soll, so wie er hier verwendet wird, einen kleinen, gerundeten oder kugelförmigen Körper aus einem sterisch gehinderten Phenolantioxidans bedeuten, der durch das Pelletieren desselben hergestellt worden ist, wie in einer Pelletmühle. Solche Pellets sind typischerweise zylindrisch mit einer Breitendimension im Bereich von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 1 bis 5 mm, und einer Länge, die 1 bis 5 Mal der Dimension der Breite entspricht. Solche Pellets haben dann ein Aspektverhältnis (l/w) im Bereich von 1 bis 5. Solche Materialien werden leicht durch eine weite Vielfalt von Pelletiervorrichtungen gebildet, die Fachleuten wohl bekannt sind, und der spezielle verwendete Pelletierer ist für die Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht entscheidend. Ein derartiger geeigneter Pelletierer ist die Kahl Pelletierpresse, erhältlich von LCI Corporation.
Der Begriff "Antioxidans" soll eine Antioxidansverbindung vom Typ sterisch gehindertes Phenol wie bereits genannt bedeuten.
Der Begriff "Lösung" bedeutet, so wie er in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die Mischung, die gebildet wird, indem mindestens 1 Gramm Antioxidans auf 100 ml Lösungsmittel in dem gewählten Lösungsmittel gelöst wird. Eine solche Lösung kann zudem 0 bis 80 Gew.-% eines Alkohols mit der Formel ROH aufweisen, wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist.
Der Begriff "ausgewogene Härte" soll jene Härte eines Pellets aus einem sterisch gehinderten Phenolantioxidans bedeuten, die erforderlich ist, um die Handhabung unter Vermeidung von Abrieb zu ermöglichen, während sich das Pellet gleichzeitig leicht in konventionellen Abgabesystemen verarbeiten lässt.
Durch die Durchführung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Produktion neuer Pellets bereitgestellt, die ein sterisch gehindertes Phenolantioxidans umfassen, eine kontrollierte Härte aufweisen und die Einbringung von Fremdmaterialien in die Additivformulierung vermeiden.
Durch die Zugabe kontrollierter Mengen des Alkohols zu dem Lösungsmittelsystem wird eine Steuerung der Brüchigkeit oder Härte des letztendlich produzierten Pellets erreicht.
Obwohl in einer zur Zeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein pelletiertes Produkt von ETHANOX^® 330 geliefert wird, das die ausgewogene Härte aufweist, um so Transport zu ermöglichen, während es beim Kompoundreren derselben in organischen Polymeren leicht dispergiert wird, ist zu erkennen, dass in ähnlicher Weise andere Antioxidantien entweder allein oder in Kombination mit anderen gewählten Bestandteilen oder Coadditiven bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden können. Somit können durch das erfindungsgemäße Verfahren individuelle Additivsysteme mit ausgewogener Härte produziert werden, die das gewählte sterisch gehinderte phenolische Anti oxidans entweder allein oder in Kombination mit anderen gewünschten Additiven zur Einbringung in das organische Wirtpolymer verwenden.
Die Menge des Antioxidans vom Typ sterisch gehindertes Phenol in den erfindungsgemäßen Pellets hängt von der vorgesehenen Verwendung des pelletierten Additivs ab. Die erfindungsgemäßen Pellets können somit aus 100 Gew.-% sterisch gehindertem Phenolantioxidans bestehen. Wenn sie jedoch gemischt mit anderen Komponenten eines gewünschten Additivsystems gebildet werden, sollten die Pellets mindestens etwa 20 Gew.-% des sterisch gehinderten Phenolantioxidans enthalten.
Neben dem sterisch gehinderten Phenolantioxidans können die erfindungsgemäßen Pellets auch ein sekundäres Phosphitantioxidans enthalten, wie Phosphite, Phosphonate und Fluorphosphonate. Die Menge dieses sekundären Phosphitantioxidans hängt von der vorgesehenen Verwendung des pelletierten Additivsystems ab. Die Pellets können somit 0 bis 80 Gew.-% dieser sekundären Phosphitantioxidantien enthalten. Beispiele für geeignete sekundäre Phosphitantioxidantien sind:
2,2'-Ethylidenbis(4,6-di-tert.-butylphenyl)fluorphosphonit,
2,2',2''-Nitro[triethyltris(3,3',5,5'-tetra-tert.-butyl-1,1'biphenyl-2,2'-diyl)]phosphit,
Tris(2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphit,
Bis(2,4-di-tert.-butylphenyl)pentaerythritoldiphosphit und
Tetrakis(2,4-di-tert.-butylphenyl)-4,4'-biphenylendiphosphonit.
Die verwendete Menge des sekundären Phosphitantioxidans hängt von der vorgesehenen Verwendung des Kunststoffadditivpakets ab. Solche Pellets können 0 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 70 Gew.-% sekundäres Phosphitantioxidans enthalten. Wenn zusätzlich zu dem sterisch gehinderten Phenolantioxidans ein sekundäres Phosphitantioxidans verwendet wird, liegt das Gewichtsverhältnis zwischen dem sterisch gehinderten Phenolantioxidans und dem sekundären Phosphonitantioxidans im Bereich von 20:1 bis 1:20 und vorzugsweise 2:1 bis 1:4.
Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Pellets eine Verbindung aus den Reihen bestehend aus den Hydrotalciten, Metallcarbonaten und Metalloxiden enthalten. Solche Verbindungen sind wohl bekannt, um Säureneutralisierung in einem Additivsystem zu erreichen. Wenn eine solche weitere Komponente derart in Kombination mit dem sterisch gehinderten Phenolantioxidans verwendet wird, kann sie in einer Menge im Bereich von 0 bis 80 Gew.-% vorhanden sein.
Hydrotalcite sind wohl bekannt und kommerziell von Kyowa Chemical Company, Japan, erhältlich.
Zur Zeit bevorzugte Metalloxide sind die Oxide zweiwertiger Metalle. Solche Verbindungen schließen die Oxide von Zink und Magnesium ein.
Zur Zeit bevorzugte Metallcarbonate sind die Carbonate zweiwertiger Metalle. Zu solchen Verbindungen gehört das Carbonat von Calcium.
Andere Verbindungen, die in das erfindungsgemäße Additivpelletsystem eingeschlossen werden können, schließen jene Kunststoffadditive ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallseifen, Antistatikmitteln, Antiblockingmitteln, Flammschutzmitteln, Thioestern, internen und externen Schmiermitteln, Pigmenten, W-Absorptionsmitteln und Lichtstabilisatoren ein.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das anfangs gewählte Lösungsmittel für das Antioxidans allein verwendet werden, oder ihm können bis zu 80 Gew.-% des gewähl ten niederen Alkylalkohols zugesetzt sein. Das anfängliche Auflösen von Antioxidans in dem gewählten Lösungsmittelsystem kann separat von der gesamten erfindungsgemäß zu pelletierenden Antioxidansmasse durchgeführt werden, oder das Lösungsmittelsystem kann dem Antioxidanspulver in einer Menge zugefügt werden, so dass mindestens 1 Gramm Antioxidans auf 100 ml Lösungsmittel in dem Lösungsmittel gelöst werden, und die resultierende Lösung wird in situ in Kontakt mit dem restlichen Antioxidanspulver gebracht, um so die Bildung einer Paste des Antioxidans zu bewirken, die zur Extrusion in einer Pelletmühle geeignet ist. Die Konzentration des Lösungsmittelverarbeitungshilfsmittels (d. h. gewähltes Lösungsmittel plus Alkohol, falls vorhanden), die erforderlich ist, um die Paste zu bilden, die für die Extrusion in einer Pelletmühle geeignet ist, liegt im Bereich von 3 Gewichtsteilen Lösungsmittelverarbeitungshilfsmittel auf 97 Gewichtsteile Additivpulver (d. h. phenolisches Antioxidans plus optionales sekundäres Phosphitantioxidans und Säureneutralisierungsmittel) bis zu 20 Gewichtsteilen Lösungsmittelverarbeitungshilfsmittel auf 80 Gewichtsteile Additivpulver.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung illustrieren und den Durchschnittsfachmann die Durchführung und Verwendung der Erfindung lehren. Diese Beispiele sollen die Erfindung in keinerlei Weise einschränken.
In den Beispielen wurden Verarbeitbarkeitstests oder Pellet-härtemessungen, um die Verarbeitbarkeitscharakteristika der Pellets zu bestimmen, d. h. Härte und Abriebbeständigkeit, durchgeführt, indem die Pellets manueller Manipulation unterzogen wurden, um so die Brüchigkeit des Pellets zu beurteilen.
BEISPIEL I
4000 g 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hy-droxybenzyl)benzol (ETHANOX^® 330 Antioxidans, erhalten von Albemarle Corporatian) und 444 g wasserfreies Aceton wurden in einem Kahl Modell KDHJ-20 Chargenkneter kombiniert und dann etwa 3 Minuten lang gemischt. Das resultierende pastige Pulvergemisch wurde dann in eine Polyethylentüte überführt, die Tüte wurde versiegelt und das Material etwa 15 Minuten lang gelagert. Das Gemisch wurde dann manuell in eine Kahl Modell 14–175 Pelletmühle eingeführt, die mit 100 UpM arbeitete und mit einer Düsenplatte mit Löchern mit 2 mm Durchmesser und einer Pressweglänge von 6 mm ausgestattet war. Das pelletierte Produkt wurde dann in einem Ofen mit 200°F etwa 2 Stunden lang getrocknet, um ein Produkt zu ergeben, das aus 94 % Pellets und 6 % Feinteilen (–20 mesh Teilchen) bestand. Die resultierenden Pellets waren relativ sehr hart in dem Sinne, dass erhebliche Kraft erforderlich war, um sie zu Pulver zu brechen, wenn sie manueller Kompression ausgesetzt wurden, und daher konnten sie mit typischen Fördergeräten mit minimalem Abrieb gehandhabt werden.
Zu Vergleichszwecken wurde unverdünntes ETHANOX^® 330 Antioxidanspulver auf einer Pelletmühle verarbeitet, die unter denselben Bedingungen wie oben beschrieben arbeitete, wobei jedoch kein Aceton eingebracht wurde. Die Produkte aus der Pelletmühle bestanden nahezu ausschließlich aus Pulver mit sehr wenigen weichen Pellets. Dieses Vergleichsbeispiel illustriert, dass die erfindungsgemäße Verarbeitungsflüssigkeit wie Aceton erforderlich ist, um den Pellets die gewünschte Härte zu verleihen.
BEISPIEL II
Vierzehn Chargen Einsatzmaterial wurden wie folgt hergestellt: 1,33 kg ETHANOX^® 330 Antioxidanspulver und 2,67 kg Irgafos 168 Pulver (erhalten von Ciba Specialty Products) wurden in einem Kahl Modell KDHJ-20 Chargenkneter kombiniert, danach 5 Minuten lang trocken gemischt. 571 g Aceton wurden zu dem Pulver in dem Kneter gegeben, und das Mischen wurde dann weitere 3 Minuten lang fortgesetzt. Das resultierende pastige feste Gemisch wurde aus dem Kneter in eine Polyethylentüte abgelassen, die dann versiegelt wurde. Die vierzehn Chargen Einsatzmaterial wurden dann manuell in eine Kahl Modell 33-390 Pelletmühle eingeführt, die mit 80 UpM Geschwindigkeit arbeitete und mit einer Düsenplatte mit Löchern mit 3 mm Durchmesser und einer Pressweglänge von 9 mm ausgestattet war. Das aus der Pelletmühle erhaltene Produkt wurde etwa zwei Stunden lang in einem Ofen bei 200°F getrocknet. Trockenes Sieben des getrockneten Produkts mit einem US-Standard-mesh-Sieb zeigte, dass das Produkt aus 95,8 % Pellets (+12 mesh) und 4,2 % Feinteilen (–12 mesh) bestand. Die getrockneten Pellets zeigten adäquate Härte und wurden somit als geeignet zur Handhabung mit konventionellen Fördergeräten ohne erheblichen Abrieb beurteilt.
BEISPIEL III
Eine pelletierte Gemischzusammensetzung, die aus ETHANOX^® 330 Antioxidans, gemischt mit Irgafos 168 sekundärem Phosphitanti-oxidans, Dihydrotalcit von Kyowa Chemical Company und Glycerin bestand, wurde wie folgt hergestellt: 2,63 kg ETHANOX^® 330 Antioxidans, 1,215 kg Irgafos 168 und 0,790 kg Dihydrotalcit wurden in einem Kahl Modell KDHJ-20 Chargenkneter kombiniert und 5 Minuten lang trocken gemischt. 0,263 kg Glycerin und 0,556 kg wasserfreies Aceton wurden in den Kneter gegeben und das Mischen wurde weitere 3 Minuten lang fortgesetzt. Die pastige Masse aus dem Kneter wurde in eine Polyethylentüte überführt und 15 Minuten lang gelagert. Die Masse wurden dann manuell in eine Kahl Modell 14-175 Pelletmühle eingeführt, die mit 100 UpM Geschwindigkeit arbeitete und mit einer Düsenplatte mit Löchern mit 3 mm Durchmesser und einer Pressweglänge von 9 mm ausgestattet war. Das aus der Pelletmühle erhaltene Produkt wurde aufgefangen und etwa zwei Stunden lang in einem Ofen bei 200°F getrocknet. Das getrocknete Produkt bestand aus 93,9 % Pellets und nur 6,1 % Feinteilen (d. h. Teilchen bis 12 mesh). Die getrockneten Pellets wurden manueller Charakterisierung unterzogen und mit sehr guter Härte beurteilt und hatten daher gute Beständigkeit gegen Teilchenabrieb während Pelletfördervorgängen.
BEISPIEL IV
Das Verfahren von Beispiel III wurde wiederholt, wobei die Hälfte an Aceton-Verarbeitungslösungsmittel durch Isopropanol ersetzt wurde. Die resultierenden Pellets waren, wie ermittelt wurde, nicht so hart wie jene, die in Beispiel III erhalten wurden, die Härte gemäß manueller Charakterisierung wurde jedoch aus ausreichend beurteilt, um ausreichend Abriebbeständigkeit in dem Pelletfördervorgang zu verleihen, während das Antioxidanspellet ausreichende Weichheit zeigt, um die leichte Dispergierung desselben in ein Wirtpolymer zu ermöglichen.
BEISPIEL V
Das Verfahren von Beispiel III wurde wiederholt, wobei die 0,556 kg wasserfreies Aceton durch 0,319 kg Methylethylketon ersetzt wurden. Die getrockneten Pellets wurden manueller Cha rakterisierung unterzogen und mit sehr guter Härte und damit guter Beständigkeit gegen Teilchenabrieb während Pelletfördervorgängen beurteilt. Dieses Beispiel illustriert auch, dass Methylethylketon in dem erfindungsgemäßen Verfahren in relativ niedrigen Konzentrationen verwendet werden kann und daher hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der Durchführung des Verfahrens ein bevorzugtes Lösungsmittel ist.
Die hier offenbarten spezifischen Beispiele werden vorwiegend als veranschaulichend angesehen. Verschiedene Änderungen, die über die beschriebenen hinausgehen, ergeben sich Fachleuten von selbst, und solche Veränderungen werden als einen Teil dieser Erfindung bildend angesehen, da sie innerhalb des Geistes und Umfangs der angefügten Ansprüche liegen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Pellets aus einem sterisch gehinderten Phenol-antioxidans, wobei das Verfahren umfasst: (a) Mischen einer Menge eines Additivsystems, das sterisch gehindertes Phenolantioxidans umfasst, mit einer Menge Fluid, um eine Paste zu bilden, wobei das Fluid im Wesentlichen aus mindestens einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkanol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül, Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Aceton, Methylethylketon, Xylol, Cyclohexan, Styrol, Methylcyclohexan und Hexan besteht, wobei, wenn das Alkanol verwendet wird, das Fluid höchstens 80 Gew.-% des Alkanols enthält, (b) Extrudieren der resultierenden Paste unter Bildung von Strängen daraus, (c) Schneiden der resultierenden Stränge unter Bildung von Pellets, (d) Trocknen der resultierenden Pellets, um getrocknete Pellets zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das sterisch gehinderte Phenol mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkylierten Monophenolen, Alkylthiomethylphenolen, Hydrochinonen, alkylierten Hydrochinonen, Tocopherolen, hydroxylierten Thiodiphenylethern, Alkylidenbisphenolen, o-, s- und s-Benzylverbindungen, hydroxybenzylierten Malonaten, Hydroxybenzylaromaten, Triazinen, Benzylphosphonaten, Acylaminophenolen, Estern von β-(5-tert.-Butyl-4-hdroxy-3-methylphenyl)propionsäure, Estern von β-(3,5-Dicyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure, Estern von 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylessigsäure und Amiden von β-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das sterisch gehinderte Phenolantioxidans Octadecyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat, Tetrakis[methylen(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxylhydrocinnat)]methan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hdroxybenzyl)benzol, 1,3,5-Tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat, 1,3,5-Tris(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-(1H,3H,5H)trion oder Thiodiethylenbis(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das sterisch gehinderte Phenolantioxidans 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Fluid Aceton umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Fluid Methylethylketon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Additivsystem ein oder mehrere Additive ausgewählt aus Phosphitantioxidantien, Phosphonatantioxidantien, Fluorphosphonatantioxidantien, Hydrotalciten, Metallcarbonaten, Metalloxiden, Antistatikmitteln, Antiblockingmitteln, Flammschutzmitteln, Thioestern, internen Schmiermitteln, externen Schmiermitteln, Pigmenten, UV-Absorptionsmitteln und Lichtstabilisatoren enthält.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Paste etwa 3 Gewichtsteile Fluid pro etwa 97 Gewichtsteile des Additivsystems bis etwa 20 Gewichtsteile Fluid pro 80 Gewichtsteile des Additivsystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die getrockneten Pellets einen Durchmesser von etwa 1 bis 10 mm und ein Aspektverhätnis von etwa 1 bis etwa 5 aufweisen.
Verfahren zur Herstellung von Pellets aus einem sterisch gehinderten Phenolantioxidans mit ausgeglichener Härte, das umfasst: (a) Mischen einer Menge eines Additivsystems, das sterisch gehindertes Phenolantioxidans umfasst, mit einer Menge Fluid, um eine Paste zu bilden, wobei das Fluid im Wesentlichen aus mindestens einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methy lenchlorid, Chloroform, Toluol, Aceton, Methylethylketon, Xylol, Cyclohexan, Styrol, Methylcyclohexan, Hexan und einer Menge von bis zu etwa 80 Gew.% eines Alkohols mit der Formel ROH, in der R eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen ist, besteht, wobei die Menge kontrolliert wird, um Pellets mit einer gewünschten ausgeglichenen Härte zu erhalten, (b) Extrudieren der resultierenden Paste unter Bildung von Strängen daraus, (c) Schneiden des resultierenden Stränge unter Bildung von Pellets, und (d) Trocknen der resultierenden Pellets, um getrocknete Pellets daraus zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das sterisch gehinderte Phenol mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkylierten Monophenolen, Alkylthiomethylphenolen, Hydrochinonen, alkylierten Hydrochinonen, Tocopherolen, hydroxylierten Thiodiphenylethern, Alkylidenbisphenolen, o-, s- und s-Benzylverbindungen, hydroxybenzylierten Malonaten, Hydroxybenzylaromaten, Triazinen, Benzylphosphonaten, Acylaminophenolen, Estern von β-(5-tert.-Butyl-4-hdroxy-3-methylphenyl)propionsäure, Estern von β-(3,5-Dicyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure, Estern von 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylessigsäure und Amiden von β-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das sterisch gehinderte Phenolantioxidans, Octadecyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat, Tetrakis[methylen(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxylhydrocinnat))methan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hdroxybenzyl)benzol, 1,3,5-Tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat, 1,3,5-Tris(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-(1H, 3H, 5H)trion oder Thiodiethylenbis(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das sterisch gehinderte Phenolantioxidans 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Alkohol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol und 2-Propanol.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Lösungsmittel im Wesentlichen aus einer Mischung von Aceton und Methanol besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Lösungsmittel im Wesentlichen aus einer Mischung von Methylethylketon und Methanol besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Additivsystem ein sekundäres Phosphitantioxidans umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Verhältnis des sterisch gehinderten Phenols zu dem sekundären Phosphitantioxidans etwa 1 : 20 bis etwa 20 : 1 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Additivsystem ein sekundäres Phosphitantioxidans umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Verhältnis des sterisch gehinderten Phenols zu dem sekundären Phosphitantioxidans etwa 1 : 20 bis etwa 20 : 1 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Additivsystem ferner einen Säureneutralisator umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Säureneutralisator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Metalloxid, einem Metallcarbonat und einem Hydrotalcit.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Säureneutralisator ein Hydrotalcit ist.
Pelletiertes sterisch gehindertes Phenolantioxidansprodukt, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 4.
Pelletiertes sterisch gehindertes Phenolantioxidansprodukt, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 10.
Mischung, die ein Additivsystem umfasst, das ein sterisch gehindertes Phenolantioxidans und ein Fluid umfasst, das im Wesentlichen aus mindestens einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkanol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül, Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Aceton, Methylethylketon, Xylol, Cyclohexan, Styrol, Methylcyclohexan und Hexan besteht, wobei, wenn das Alkanol verwendet wird, das Fluid höchstens 80 Gew.-% des Alkanols enthält, wobei die Mischung in Form einer Paste vorliegt.
Paste nach Anspruch 26, bei der das Verarbeitungslösungsmittel, das in der Paste vorhanden ist, Aceton oder Methylethylketon einschließt.
Paste nach einem der Ansprüche 26 oder 27, bei der das Verarbeitungslösungsmittel, das in der Paste vorhanden ist, das Alkanol einschließt.
Paste nach einem der Ansprüche 26, 27 oder 28, bei der Alkohol, der in der in der Paste vorhanden ist, Methanol, Ethanol, 2-Propanol oder eine Kombina-tion desselben ist.
Paste nach einem der Ansprüche 26, 27, 28 oder 29, bei der das Antioxidans ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus alkylierten Monophenolen, Alkylthiomethylphenolen, Hydrochinonen, alkylierten Hydrochinonen, Tocopherolen, hydroxylierten Thiodiphenylethern, Alkylidenbisphenolen, o-, s- und s-Benzylverbindungen, hydroxybenzylierten Malonaten, Hydroxybenzylaromaten, Triazinen, Benzylphosphonaten, Acylaminophenolen, Estern von β-(5-tert.-Butyl-4-hdroxy-3-methylphenyl)propionsäure, Estern von β-(3,5-Dicyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure, Estern von 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylessigsäure und Amiden von β-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxy-phenyl)propionsäure umfasst.
Paste nach einem der Ansprüche 26, 27, 28 oder 29, bei der das Antioxidans Octadecyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat, Tetrakis[methylen(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxylhydrocinnat)]methan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hdroxybenzyl)benzol, 1,3,5-Tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat, 1,3,5-Tris(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-(1H,3H,5H)trion oder Thiodiethylenbis(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat ist.
Paste nach Anspruch 30, bei der das Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Aceton, Methyl-ethylketon, Xylol, Cyclohexan, Styrol, Methylcyclohexan und Hexan.
Paste nach einem der Ansprüche 26, 27, 28, 29, 30, 31 oder 32, bei der der Alkohol Methanol umfasst.
Paste nach einem der Ansprüche 26 bis 33, bei der das Lösungsmittel Methyl-ethylketon ist.
Paste nach einem der Ansprüche 26 bis 34, bei der das mindestens eine sterisch gehinderte Phenolantioxidans einen Schmelzpunkt von etwa 50 °C oder höher aufweist.
Paste nach einem der Ansprüche 26 bis 35, bei der das mindestens eine sterisch gehinderte Phenolantioxidans einen Schmelzpunkt von etwa 95 °C oder höher aufweist.
Ein oder mehrere trockene Körner eines Additivsystems, das aus (i) mindestens 20 Gew.-% mindestens eines sterisch gehinderten Phenolantioxidans, das einen Schmelzpunkt von etwa 50 °C oder höher aufweist, und (ii) bis zu 80 Gew.-% eines oder mehrerer Additive ausgewählt aus Phosphitantioxidantien, Phosphonatantioxidans, Fluorphosphonatantioxidantien, Hydrotalciten, Metallcarbonaten, Metalloxiden, Metallseifen, Antistatikmitteln, Antiblockingmitteln, Flammschutzmitteln, Thioestern, internen Schmiermitteln, externen Schmiermitteln, Pigmenten, W-Absorptionsmitteln und Lichtstabilisatoren zusammengesetzt ist, wobei die Menge von (i) und (ii) in den Körnern im Wesentlichen 100 Gew.-% ist, wobei die Körner im Wesentlichen aus extrudierten trockenen Pellets bestehen und wobei die Pellets eine lose Schüttdichte von etwa 400 g/l oder größer, einen durchschnittlichen Durchmesser (x) von etwa 1 mm bis etwa 10 mm und ein Aspektverhältnis von etwa 1 bis etwa 5 aufweisen.
Ein oder mehrere Körner nach Anspruch 37, bei dem/denen das sterisch gehinderte Phenol einen Schmelzpunkt von etwa 95 °C oder höher aufweist.
Ein oder mehrere Körner nach Anspruch 37, bei dem/denen das sterisch gehinderte Phenolantioxidans Octadecyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat, Tetrakis[methylen(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxylhydrocinnat)]methan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hdroxybenzyl)benzol, 1,3,5-Tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat, 1,3,5-Tris(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-(1H,3H,5H)trion oder Thiodiethylenbis(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat ist.
Ein oder mehrere Körner nach Anspruch 37, bei dem/denen das sterisch gehinderte Phenolantioxidans 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol oder 1,3,5-Tris-(3,5,di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-isocyanurat ist.
Ein oder mehrere Körner nach Anspruch 37, bei dem/denen das sterisch gehinderte Phenolantioxidans 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol ist.
Ein oder mehrere Körner nach einem der Ansprüche 37 bis 41, bei dem/denen das eine oder mehrere Additive darin ein sekundäres Phosphitantioxidans umfasst/umfassen.
Ein oder mehrere Körner nach Anspruch 42, bei dem/denen das sekundäre Phosphitantioxidans Tris(2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphit ist.
Ein oder mehrere Körner nach einem der Ansprüche 37 bis 43, bei dem/denen das eine oder mehrere Additive darin ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Säureneutralisatoren, Antistatikmitteln, Antiblockingmitteln, Flammschutzmitteln, Thioestern, Pigmenten, W-Absorptionsmitteln und Lichtstabilisatoren einschließt/einschließen.
Ein oder mehrere Körner nach einem der Ansprüche 37 bis 43, bei dem/denen das eine oder die mehreren Additive darin ein Hydrotalcit einschließt/ein-schließen.
Ein oder mehrere Körner nach einem der Ansprüche 37 bis 45, bei dem/denen das eine oder die mehreren Additive darin ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem internen und einem externen Schmiermittel einschließt/einschließen.
Ein oder mehrere getrocknete Körner, das/die im Wesentlichen aus mindestens einem kristallinen sterisch gehinderten Phenolantioxidans mit einem Schmelzpunkt von 50 °C oder höher bestehen.
Körner nach Anspruch 47, bei denen das sterisch gehinderte Phenolantioxidans einen Schmelzpunkt von etwa 95 °C oder höher aufweist.
Körner nach Anspruch 47, bei denen das sterisch gehinderte Phenolantioxidans 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol ist.
Körner nach Anspruch 47, bei denen das sterisch gehinderte Phenolantioxidans 1,3,5-Tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat ist.
Körner nach Anspruch 47, bei denen das sterisch gehinderte Phenolantioxidans 1,3,5-Tris-(4-tert.-butyl-2-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazin-2,4,6-(1H,3H,5H)-trion ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem das Fluid ferner Glycerin umfasst.
Körner nach Anspruch 37, bei denen der durchschnittliche Durchmesser (x) der Pellets etwa 1 mm bis etwa 5 mm beträgt.