Additivzusammensetzung sowie deren Verwendung, Kondensationspolymer- zusammensetzung, Formmasse und hieraus hergestellte Formmassen und
Formteile und deren Verwendung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Additivzusammensetzung mit anorgani- schen Sulfiten, organischen Derivaten der schwefligen Säure und/oder Thiosul- faten sowie organischen Phosphorverbindungen, die in der Lage ist, bei Einar- beitung in ein thermoplastisches Kondensationspolymer dessen hydrolytischen Abbau bei Gebrauch zu beschleunigen. Zudem betrifft die vorliegende Erfin- düng eine Kondensationpolymer-Zusammensetzung, die mit einer erfindungs- gemäßen Additivzusammensetzung additiviert ist. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum hydrolytischen Abbau eines thermoplastischen Kondensati- onspolymers, Verwendungen der erfindungsgemäßen Additivzusammenset- zung sowie der thermoplastischen Kondensationpolymer-Zusammensetzung.
Kondensationspolymere wie Polyester wie z.B. PET und Polyamide wie z.B. PA- 6 sind wichtige Kunststoffe für Verpackungen und technische Anwendungen, die häufig auch für langjährige Einsatzzwecke vorgesehen sind. Weiterhin wer- den heute Polymere auf Polyesterbasis aus nachwachsenden Rohstoffen wie PLA (Polylactid) oder PBS (Polybutylensuccinat) als möglicher Ersatzstoff für öl- basierte Kunststoffe vor allem in der Verpackungsindustrie und für Agraran-
Wendungen angesehen. Diese Anwendungen z.B. in Form von Folien weisen je- doch eher eine kurzzeitige Nutzungsdauer auf. Unabhängig von der Nutzungs- dauer ist es jedoch erforderlich, dass Kondensationspolymere bei der Verarbei- tung, d.h. bei der Herstellung von Teilen oder bei der Compoundierung keine (Vor-)Schädigungen erfahren, um nicht vorzeitig einen Eigenschaftsverlust wie z.B. bei den mechanischen Eigenschaften zu erleiden. Hierzu werden den Poly- meren häufig Additive wie z.B. Stabilisatoren und/oder Antioxidantien zugege- ben.
Für einen beschleunigten Abbau von Polykondensationspolymeren insbeson- dere von Polymilchsäure sind eine Reihe von Möglichkeiten beschrieben wor- den. Beispielsweise kann der Abbau durch besondere Umgebungsbedingungen z.B. durch den Einsatz von ausgewählten Mikroorganismen (W. Pattanasut- tichonlakul et al., International Biodeterioration and Biodegradation 2018, 132, 74-83) oder von Enzymen (WO 2005/063037) beschleunigt werden.
Andere Möglichkeiten sind der Zusatz von abbaufördernden Additiven um ei- nen photokatalytischen Abbau zu erhalten wie z.B. TiO2 Nanopartikel (Y. Luo et al. J. Appl. Pol. Sei. 2018, 46509, 1-8) oder Silica Nanopartikel (P. Georgiopoulus et al. Journal of Biomaterials Applications 2014, 29, 662-674) oder oxidations- fördernde Zusätze wie z.B. Manganstearat (CN 103408827).
Weiterhin sind Methoden bekannt, die durch den Zusatz von anorganischen Stoffen wie z.B. MgO oder ZnO (US 20140360728) oder organischen Füllstoffen wie beispielsweise Chitosan oder Keratin (M. A. Elsawy et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2017, 79, 1346-1352) den Abbau von PLA beein- flussen.
Darüber hinaus wurden PLA-Blends in Kombination mit schneller abbaubaren Polymeren beschrieben wie z.B. PLA Blends mit Polybutylensuccinat (Y. Wang et al. Polym. Bull. 2016, 73, 1067-1083).
Die bisher bekannten Methoden zum beschleunigten Abbau sind entweder erst nach der Herstellung von Kunststoffteilen (Mikroorganismen, Enzyme) einzu- setzen oder verändern grundsätzlich die Abbaucharakteristiken (photoche-
misch, oxidativ) oder die Eigenschaften des Materials (Füllstoffe, Blends). Wei- terhin ist bekannt, dass der Abbau besonders bei niedrigen oder hohen pH- Werten stattfindet (säure- bzw. basenkatalysierte Esterspaltung, A. Göpferich, Biomaterials 1996, 17, 103-114), eine saure oder basische Umgebung bei der Verarbeitung ist jedoch kontraproduktiv, da dadurch bereits eine starke Schä- digung des Polymers stattfindet.
Anorganische Sulfite werden z.B. in Form von Calciumsulfit oder Bleisulfit als Stabilisatoren für halogenhaltige Polymere wie PVC (z.B. EP 0 313 113, US 3,542,725, US 2003/0104954) und für Polyvinylpyrrolidon (US 2,872,433, DE 10 2005 005 974) vorgeschlagen, sind bisher jedoch nicht zum hydrolytischen Ab- bau von thermoplastischen Polykondensationspolymeren wie Polyestern oder Polyamiden bei der Verarbeitung oder Herstellung von Formteilen beschrieben.
Organische Ester der schwefligen Säure sind für die Stabilisierung von Polyme- ren allgemein bekannt (z.B. DD 2479 13, US 3,542,725).
Die Verwendung von schwefelhaltigen Katalysatoren der Oxidationsstufe + 6 zur Herstellung von Polymilchsäure (PLA) über eine Festphasenkondensation (JP 2011-201946) und der Zusatz von verschiedenen Stabilisatorklassen, die auch Schwefelverbindungen in unterschiedlichen Oxidationsstufen enthalten können ist ebenfalls beschrieben. Ziel ist u.a. ein hydrolysestabiles Polymer zu erhalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher eine Additivzusammenset- zung zu entwickeln, die einerseits eine Verarbeitung der Polykondensationspo- lymeren ohne oder nur mit geringer (Vor-)Schädigung ermöglicht, d.h. bei der thermoplastischen Verarbeitung des Polymeren stabilisierend wirkt, anderer- seits, einen hydrolytischen Abbau in der Umwelt beschleunigt oder kontrolliert.
Diese Aufgabe wird bezüglich einer Additivzusammensetzung zur Beschleuni- gung des hydrolytischen Abbaus von thermoplastischen Kondensationspolyme- ren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, bezüglich einer Kondensations- polymer-Zusammensetzung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11, be- züglich einer Formmasse oder einem Formteil mit den Merkmalen des An-
spruchs 20, bezüglich eines Verfahren zum hydrolytischen Abbau von Konden- sationspolymeren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 21, bezüglich einer Verwendung einer Additivzusammensetzung mit den Merkmalen des Pa- tentanspruchs 22 sowie bezüglich Verwendungen der Kondensationspolymer- Zusammensetzungen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 23 gelöst. Die jeweils abhängigen Patentansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildun- gen dar.
Die Erfindung betrifft somit in einem ersten Aspekt eine Additivzusammenset- zung, enthaltend oder bestehend aus a) mindestens einem anorganischen Sulfit, mindestens einem organischen Derivat der schwefligen Säure und/oder mindestens einem Thiosulfat und b) mindestens einer organischen Phosphorverbindung.
Überraschenderweise konnte gefunden werden, dass die erfindungsgemäße Additivzusammensetzung die Herstellung von Kondensationspolymer-Zusam- mensetzungen mit beschleunigtem hydrolytischen Abbau in der Umwelt ohne verfrühten Eigenschaftsverlust bei der Verarbeitung erlaubt.
Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Additivzusammensetzung während der thermischen Verarbeitung der Kondensationspolymere in die Kondensati- onspolymer-Zusammensetzung eingearbeitet werden, insbesondere durch Zu- gabe, Additivierung oder Einarbeitung zum bzw. in das thermoplastische Kon- densationspolymere.
Eine beispielhafte thermische Verarbeitung der Kondensationspolymere kann beispielsweise die Verarbeitung im thermoplastischen Zustand darstellen, wo- bei das Kondensationspolymer in der Regel aufgeschmolzen wird, vorzugsweise durch Mischer, Kneter oder Extruder. Als Verarbeitungsmaschinen bevorzugt sind Extruder wie z.B. Einschneckenextruder, Zweischneckenextruder, Planet- walzenextruder, Ringextruder, Co-Kneter, die vorzugsweise mit einer Vaku- umentgasung ausgestattet sind. Die Verarbeitung kann dabei unter Luft oder ggf. unter Inertgasbedingungen erfolgen. Hierbei kann die Zugabe oder Einar- beitung der Additivzusammensetzung während der Verarbeitung stattfinden.
Ebenso ist es möglich, die Additivzusammensetzung vor der thermischen Ver- arbeitung mit den thermoplastischen Kondensationspolymeren, die beispiels- weise als Chips, Pulver, Perlen oder Granulat vorliegen können, zu mischen, und das Gemisch anschließend im thermoplastischen Zustand zu verarbeiten.
Vorzugsweise erfolgt die thermische Verarbeitung unter aprotischen Bedingun- gen. Unter aprotischen Bedingungen versteht man, dass Verbindungen abwe- send sind, die leicht ein Proton abgeben können, z.B. Säuren oder auch Wasser. Insbesondere sind aprotische Bedingungen dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Kondensationspolymer einen Wassergehaltvon bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 0,05 Gew.-%, aufweist. Der Wassergehalt kann da- bei durch bekannte Methoden z.B. genäß ISO 15512:2019 bestimmt werden.
Bei den anorganischen Sulfiten kann es sich um Sulfite, Disulfite oder Hydro- gensulfite handeln. Bevorzugte Salze der schwefligen Säure (Sulfite) sind Salze von ein, zwei, drei oder vierwertigen Metallen, bevorzugt sind Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und Aluminum oder Zink, wie z.B. Natriumsulfit, Kaliumsulfit, Lithiumsulfit, Calciumsulfit, Magnesiumsulfit, Aluminiumsulfit oder Zinksulfit.
Beispielhafte Disulfite sind Kaliumdisulfit oder Natriumdisulfit.
Ein beispielhaftes Thiosulfat ist z.B. Natriumthiosulfat.
Ganz besonders bevorzugt sind die kristallwasserfreien Formen der aufgeführ- ten Salze. Als kristallwasserfrei sind hier Salze zu bezeichnen, die unter den je- weiligen Verarbeitungsbedingungen höchstens 10 Gew.-% Kristallwasser ver- lieren. Dies schließt auch insbesondere Salze mit ein, die durch übliche Trock- nungsmethoden in diesen Zustand überführt werden können.
Weiterhin sind die eingesetzten Sulfite, Disulfite oderThiosulfate so auszuwäh- len, dass bei den Verarbeitungstemperaturen der jeweiligen Polymeren eine ausreichende thermische Stabilität vorhanden ist. Entsprechende Zersetzungs- temperaturen sind dem Fachmann bekannt oder können beispielsweise durch thermogravimetrische Analyse (TGA) ermittelt werden.
Das organische Derivat der schwefligen Säure, ein organischer Ester der schwe- feligen Säure oder der Sulfinsäure, ist bevorzugt ein linearer oder verzweigter aliphatischer oder aromatischer Ester.
Die organische Phosphorverbindung ist vorzugsweise hydrolysierbar und ent- hält damit mindestens eine Estergruppe, bevorzugt zwei, besonders bevorzugt 3 Estergruppen. Die Hydrolysestabilität von Estern der phosphorigen Säure hängt von Struktur des jeweiligen Alkohols ab. Aromatische Polyeste, d.h. Phe- nolderivate und sterisch gehinderte Strukturen weisen eine höhere hydrolyti- sche Beständigkeit auf als aliphatische Strukturen, d.h. Alkoholderivate. Bevor- zugt weist die organische Phosphorverbindung mindestens 1, besonders bevor- zugt mindestens 2, ganz besonders bevorzugt 3 aliphatische Estergruppierun- gen pro P-Atom auf. Weiterhin sind insbesondere lineare Estergruppierungen, d.h. mit geringer sterischer Hinderung bevorzugt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die organische Phos- phorverbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Phosphiten mit einer, zwei oder 3 linearen oder verzweigten Alkoxygruppen
Phosphiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
wobei R1 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus linearen oder verzweigten Alkylresten mit 1 bis 36 Kohlenstoffatomen und Arylresten,
Verbindungen der Formel P(OR1)3, wobei R1 ausgewählt ist aus der Gruppe be- stehend aus linearen oder verzweigen Alkylresten mit 4 bis 32 Kohlenstoffato- men, insbesondere Trilaurylphosphit, Triisodecylphosphit, Tridecylphosphit, Trihexadecylphosphit, Trioctadecylphosphit, Tribehenylphosphit, Triarach- idylphosphit, Tricerylphosphit, Trioleylphosphit sowie Trioleylphosphit, Tris(2- ethylhexyl)phosphit,
Diphosphiten, und höhermolekulare Homologe
teilweise veresterten Phosphonsäure Verbindungen , wie z.B. Monostearylp- hosphit (oder deren tautomere Form Monostearylphosphonat) oder Distea- rylphosphit (Distearyphosphonat), sowie deren Alkali, Erdalkalisalze, Alumi- nium oder Zinksalze.
Beispiele für ein Diphosphit sind Tetraethyldiphosphit oder Tetrapropyldiphos- phit. Ein Beispiel für ein Triphosphit ist der P,P'-bis(2-hydroxyethyl) ester der Triphosphorigensäure. Oligophosphite und Polyphosphite (oligomere und po- lymere Phosphite) sind bspw. In WO 2011102861, WO 201420519 oder WO 2020123986 beschrieben. Die dort genannten Verbindungen sind ebenso von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Weiterhin umfasst sind Posphate, Diphosphate, Metaphosphate und Polyphos- phate, die von den zuvor genannten Phosphiten abgeleitet sind.
Bei den zuvor genannten Phosphaten, Diphosphaten, Metaphosphaten und Po- lyphosphaten die von den zuvor genannten Phosphiten abgeleitet sind, liegt das Phosphoratom in der Oxidationsstufe +V- anstelle von +111 wie in den Phos- phiten - vor.
Ganz besonders bevorzugt ist, dass die organische Phosphorverbindung ein Phosphit ist und ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den nachfolgenden Verbindungen:
wobei n von 3 bis 100 beträgt
Ein bevorzugtes, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung einsetzbares, Phos- phonit ist die nachfolgende Verbindung:
Vorteilhafte Phosphate sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trial- kylphosphaten, wie z.B. Trilaurylphosphat, Triisodecylphosphat, Tridecylphos- phat, Trihexadecylphosphat, Trioctadecylphosphat, Tribehenylphosphat, Tria- rachidylphosphat, Tricerylphosphat, Tricetylphosphat, Trioleylphosphat oder Tris(2-ethylhexyl)phosphat, Diphosphaten, Polyphosphaten sowie teilweise veresterten Phosphorsäureverbindungen, wie z.B. Monostearylphosphat oder Distearylphosphat sowie Gemischen aus mindestens zwei Phosphaten beste- hend aus der Gruppe aus Monoalkylphosphaten, Dialkylphosphaten und Trial- kylphosphaten.
Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform liegt in der Additivzusam- mensetzung die Gesamtheit des mindestens einen Sulfits, des mindestens ei- nen organischen Derivats der schwefligen Säure und/oder des mindestens ei- nen Thiosulfats und die Gesamtheit der mindestens einen organischen Phos- phorverbindung in einem Gewichtsverhältnis 20:1 bis 1:20, bevorzugt 10:1 bis 1:10, besonders bevorzugt 5:1 bis 1:5 vor.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Konden- sationspolymer-Zusammensetzung enthaltend oder bestehend aus
(A) mindestens einem Kondensationspolymer, sowie
(B) einer Additivzusammensetzung nach einem der vorhergehenden An- sprüche.
Gemäß einer weiteren bevorzugte Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kondensationspolymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Polyestern aus aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren und Diolen o- der aus Hydroxycarbonsäuren wie z.B. Polymilchsäure (PLA), Polybutylensuc- cinat (PBS), Polybutylensuccinat-co-adipat (PBSA)), Poly(butylenadipat) (PBA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polypropylen- terephthalat (PPT), Polyethylenfuranoat (Poly(ethylen-2,5-furandicarboxylat)) (PEF), Polyethylennaphthylat, Poly-1,4-dimethylolcyclohexanterephthalat, Po- lyhydroxybenzoat, Polyhydroxynaphthalat, Polycaprolacton (PCL), Poly-3-hyd- roxybutyrat (PHB), Poly-4-hydroxybutyrat, Poly-3-hydroxyvalerat (PHV), Poly- (hexamethylensuccinat), sowie Copolymeren und Mischungen oder Blends aus zwei oder mehr der zuvor genannten Polymere;
Polyamiden wie z.B. PA 6, PA 6.6, PA 6.10, PA 4.6, PA 4.10, PA 6.12, PA 10.10, PA 10.12, PA 12.12, PA 11, PA 12; teilaromatischen Polyamiden wie z.B. Polyphthalamiden, z.B. hergestellt aus Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure und aliphatischen Diaminen oder aus aliphatischen Dicarbonsäuren wie z.B. Adipinsäure oder Sebazinsäure und aromatischen Diaminen wie z.B. 1 ,4- oder 1,3- Diaminobenzol;
Polycarbonaten oder Polyestercarbonaten; sowie Mischungen, Kombinationen oder Blends aus zwei oder mehr der zuvor genannten Polymere.
Insbesondere ist das Kondensationspolymer ausgewählt aus der Gruppe beste- hend vorzugsweise aus aliphatischen Polyestern wie PLA, PBA und Copolyme- ren hiervon. PLA und die PLA-Copolymeren werden vorzugsweise durch ring- öffnende Polymerisation von D-Lactid und/oder L-Lactid ggf. mit Comonome- ren ausgewählt aus Hydroxycarbonsäuren, insbesondere Glycolsäure, 4-Hydro- xybuttersäure, 3-Hydroxybuttersäure, 3-Hydroxyvaleriansäure oder Mandel- säure synthetisert. Weitere aliphatische Polyester werden aus aliphatischen Di- olen wie z.B. Ethylenglycol, 1,3-Propandiol, 1,2-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1.5- Pentandiol, Neopentylglycol, 1.6-Hexandiol und aliphatischen Dicarbonsäuren wie z.B. Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure,
Suberinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Brassylsäure, Fumarsäure oder Ita- consäure.
Neben aliphatischen Strukturen können in untergeordnetem Maße bis 20 mol % auch aromatische Strukturen vorliegen, bevorzugt kleiner 10 mol%, ganz be- sonders bevorzugt kleiner 1 mol%. Geeignete aromatische Strukturen sind bei Diolen Hydrochinon, Resorcin, 2,6-Naphthalindiol, 1,8-Naphthalindiol, Bi- sphenol-A, bei Dicarbonsäuren Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin- 2,6-dicarbonsäure, Beispiel für eine heterocyclische aromatische Dicarbon- säure ist 2,5-Furandicarbonsäure.
In der erfindungsgemäßen Kondensationspolymer-Zusammensetzung ist be- vorzugt bezogen auf die gesamte Kondensationspolymer-Zusammensetzung die Additivzusammensetzung von 0,01 bis 10,00 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 5,00 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,10 bis 2,00 Gew.-% enthalten.
Die erfindungsgemäße Kondensationspolymer-Zusammensetzung kann zudem mindestens einen Zusatzstoff, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus pri- mären Antioxidantien, sekundären Antioxidantien, UV-Absorbern, Lichtstabi- lisatoren, Metalldesaktivatoren, Füllstoffdesaktivatoren, Antiozonantien, Nuk- leierungsmitteln, Antinukleierungsmitteln, Schlagzähigkeitsverbesserern, Gleitmitteln, Rheologiemodifikatoren, Thixotropiemitteln, Kettenverlängerern, Verarbeitungshilfsmitteln, Entformungshilfsmitteln, Flammschutzmitteln, Pig- menten, Farbstoffen, optischen Aufhellern, antimikrobiellen Wirkstoffen, Anti- statika, Slipmitteln, Antiblockmitteln, Kopplungsmitteln, Vernetzungsmitteln, Antivernetzungsmitteln, Hydrophilisierungsmitteln, Hydrophobierungsmitteln, Hydrolysestabilisatoren, Haftvermittlern, Dispergiermitteln, Kompatibilisato- ren, Sauerstofffängern, Säurefängern, Treibmitteln, Abbau-Additiven, Ent- schäumungshilfsmitteln, Geruchsfängern, Markierungsmitteln und Antifog- gingmitteln enthalten.
Hierbei ist von Vorteil, wenn der mindestens eine Zusatzstoff, bezogen auf die gesamte Kondensationspolymer-Zusammensetzung von 0,01 bis 5,00 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 3,00 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,10 bis 1,00 Gew.- % enthalten ist.
Weichmacher, Fasern wie Glasfasern und/oder Carbonfasern und Füllstoffe zählen nicht zu den Zusatzstoffen. Für den Fall, dass Weichmacher, Fasern und/oder Füllstoff in der Kondensationspolymer-Zusammensetzung enthalten sind, können diese Stoffe in ihrer Gesamtheit bis zu 80 Gew. -Teilen, bezogen auf 100 Gew. -Teile der oben beschriebenen Kondensationspolymer-Zusam- mensetzung enthalten sein.
In bevorzugter Ausführungsform enthalten die Zusammensetzungen insbeson- dere weitere Klassen von Nukleierungsmittel, Additive zum Molekulargewichts- aufbau (Kettenverlängerer) oder Füllstoffe.
Bevorzugte Nukleierungsmittel sind Talkum, Alkali- oder Erdalkalisalze von mono- und polyfunktionellen Carbonsäuren wie z. B. Benzoesäure, Bernstein- säure, Adipinsäure, z.B. Natriumbenzoat, Zinkglycerolat, Aluminiumhydroxy- bis(4-tert-butyl)benzoat, 2,2'-Methylen-bis-(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphat, sowie Trisamide und Diamide wie z.B. Trimesinsäuretricyclohexylamid, Trime- sinsäuretri(4-methylcyclohexylamid), Trimesinsäure tri(tert.butylamid), N,N',N"-1,3,5-Benzoltriyltris(2,2-dimethyl-propanamid) oder 2,6-Naphthalin- dicarbosäuredicyclohexylamid oder Orotsäure.
Bevorzugte Additive zum Molekulargewichtsaufbau (Kettenverlängerer) sind Diepoxide, Bis-Oxazoline, Bis-Oxazolone, Bis-Oxazine, Diisocyanate, Dianhyd- ride, Bis-Acyllactame, Bis-Maleimide, Dicyanate, Carbodiimide. Weitere geeig- nete Kettenverlängerer sind polymere Verbindungen wie z.B. Polystyrol-Poly- acrylat-Polyglycidyl(meth)acrylat- Copolymere, Polystyrol-Maleinsäureanhyd- rid-Copolymere und Polyethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere.
Bevorzugte Füllstoffe und/oder Verstärkungsstoffe sind Calciumcarbonat, Sili- kate, Talkum, Glimmer, Kaolin, Metalloxide und Metallhydroxide, Ruß, Graphit, Holzmehl oder Fasern von Naturprodukten wie z.B. Cellulose, Glasfasern, Koh- lenstofffasern, Polyaramidfasern und andere synthetische Polymerfasern. Wei- tere geeignete Füllstoffe sind Hydrotalcite oder Zeolithe oder Schichtsilikate wie z.B. Montmorillonit, Bentonit, Beidelit, Mica, Hectorit, Saponit, Vermiculit, Ledikit, Magadit, lllit, Kaolinit, Wollastonit, Attapulgit.
Beispiele für weitere Additive, die die erfindungsgemäßen Zusammensetzun- gen zusätzlich enthalten können sind primäre und sekundäre Antioxidantien:
Geeignete primäre Antioxidantien (A) sind phenolische Antioxidantien, Amine und Lactone.
Geeignete phenolische Antioxidantien sind beispielsweise:
Alkylierte Monophenole, wie z.B. 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, 2-tert- Butyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4- n-butylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4-isobutylphenol, 2,6-Dicyclopentyl-4-methyl- phenol, 2-(a-Methylcyclohexyl)-4,6-dimethylphenol, 2,6-Dioctadecyl-4-me- thylphenol, 2,4,6-Tricyclohexylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4-methoxymethyl- phenol, lineare oder verzweigte Nonylphenole, wie z.B. 2,6-Dinonyl-4-methyl- phenol, 2,4-Dimethyl-6-(1'-methylundec-1'-yl)phenol, 2,4-Dimethyl-6-(1'-me- thylheptadec-1'-yl)phenol, 2,4-Dimethyl-6-(1'-methyltridec-1'-yl)phenol und Mischungen hiervon;
Alkylthiomethylphenole, wie z.B. 2,4-Dioctylthiomethyl-6-tert-butylphenol, 2,4-Dioctylthiomethyl-6-methylphenol, 2,4-Dioctylthiomethyl-6-ethylphenol, 2,6-Didodecylthiomethyl-4-nonylphenol;
Hydrochinone und alkylierte Hydrochinone, wie z.B. 2,6-Di-tert-butyl-4-me- thyoxyphenol, 2,5-Di-tert-butylhydrochinon, 2,5-Di-tert-amylhydrochinon, 2,6- Diphenyl-4-octadecyloxyphenol, 2,6-Di-tert-butylhydrochinon, 2,5-Di-tert- butyl-4-hydroxyanisol, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyanisol, 3,5-Di-tert-butyl-4- hydroxyphenylstearat, Bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxylphenyl)adipat;
Tocopherole, wie z.B. α-, β-, γ-, δ-Tocopherol und Mischungen aus diesen (Vi- tamin E);
Hydroxylierte Thiodiphenylether, wie z.B. 2,2'-Thiobis(6-tert-butyl-4-methyl- phenol), 2,2'-Thiobis(4-octylphenol), 4,4'-Thiobis(6-tert-butyl-3-methyl- phenol), 4,4'-Thiobis(6-tert-butyl-2-methylphenol), 4,4'-Thiobis(3,6-di-sec- amylphenol), 4,4'-Bis(2,6-dimethyl-4-hydroxyphenyl)disulfid;
Alkylidenbisphenole, wie z.B. 2,2'Methylenbis(6-tert-butyl-4-methylphenol),
2,2'-Methylenbis(6-tert-butyl-4-ethylphenol), 2,2'-Methylenbis[4-methyl-6-(a- methylcyclohexyl)phenol], 2,2'-Methylenbis(4-methyl-6-cyclhexylphenol), 2,2'- Methylenbis(6-nonyl-4-methylphenol), 2,2'-Methylenbis(4,6-di-tert- butylphenol), 2,2'-Ethylidenbis(4,6-di-tert-butylphenol), 2,2'-Ethylidenbis(6- tert-butyl-4-isobutylphenol), 2,2'-Methylenbis[6-(a-methylbenzyl)-4-nonyl- phenol], 2,2'-Methylenbis[6-(α,α-dimethylbenzyl)-4-nonylphenol], 4,4'-Methy- lenbis(2,6-di-tert-butylphenol, 4,4'-Methylenbis(6-tert-butyl-2-methylphenol), 1,1-bis(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)butan, 2,6-Bis(3-tert-butyl-5- methyl-2-hydroxybenzyl)-4-methylphenol, 1,1,3-Tris(5-tert-butyl-4-hydroxy-2- methylphenyl)butan, 1,1-bis(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-3-n- dodecylmercaptobutan, Ethylenglycol-bis[3,3-bis(3'-tert-butyl-4'-hydroxyphe- nyl)butyrat], Bis(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)dicyclopentadien, Bis[2-(3'-tert-butyl-2'-hydroxy-5'-methylbenzyl)-6-tert-butyl-4-methylphe- nyl]terephthalat, 1,1-Bis-(3,5-dimethyl-2-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis(3,5-di- tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis-(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methyl- phenyl)-4-n-dodecylmercaptobutan, 1,1,5,5-Tetra(5-tert-butyl-4-hydroxy-2- methylphenyl)pentan;
O-, N- und S-Benzyl-Verbindungen, wie z.B. 3,5,3',5'-Tetra-tert-butyl-4,4'- dihydroxydibenzylether, Octadecyl-4-hydroxy-3,5-dimethylbenzylmercapto- acetat, Tridecyl-4-hydroxy-3,5-di-tert-butylbenzylmercaptoacetat, Tris(3,5-di- tert-butyl-4-hydroxybenzyl)amin, , Bis(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethyl- benzyl)dithioterephthalat, Bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)sulfid, lsooctyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylmercaptoacetat;
Hydroxybenzylierte Malonate, wie z.B. Dioctadecyl-2,2-bis(3,5-di-tert-butyl-2- hydroxybenzyl)malonat, Dioctadecyl-2-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methyl- benzyl)malonat, Didodecylmercaptoethyl-2,2-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy- benzyl)malonat, Bis[4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl]-2,2-bis(3,5-di-tert- butyl-4-hydroxybenzyl)malonat;
Aromatische Hydroxybenzylverbindungen, wie z.B. 1,3,5-T ris(3,5-di-tert-butyl- 4-hydroxybenzyl)-2,4,6-trimethylbenzol, 1,4-Bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy- benzyl)-2,3,5,6-tetramethylbenzol, 2,4,6-Tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy- benzyl)phenol;
Triazinverbindungen, wie z.B. 2,4-Bis(octylmercapto)-6-(3,5-di-tert-butyl-4- hydroxyanilino)-1,3,5-triazin, 2-Octylmercapto-4,6-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hyd- roxyanilino)-1,3,5 -t riazin, 2-Octylmercapto-4,6-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy- phenoxy)-1,3,5-triazin, 2,4,6-Tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenoxy)-1,2,3- triazin, 1,3,5-Tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat, 1,3,5-T ris(4- tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)isocyanurat, 2,4,6-Tris(3,5-di-tert- butyl-4-hydroxphenylethyl)-1,3,5-triazin, 1,3,5-Tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroy- phenylpropionyl)hexahydro-1,3,5-triazin, 1,3,5-Tris(3,5-dicyclohexyl-4-hydro- xybenzyl)isocyanurat;
Benzylphosphonate, wie z.B. Dimethyl-2,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphos- phonat, Dietyhl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat, Dioctadecyl-
3.5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat, Dioctadecyl-5-tert-butyl-4-hyd- roxy-3-methylbenzylphosphonat, das Calciumsalz des Monoethylesters der
3.5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonsäure;
Acylaminophenole, wie z.B.4-Hydroxylauranilid, 4-Hydroxystearanilid, Octyl-N- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)carbamat;
Ester der β-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, z.B. Methanol, Ethanol, n-Octanol, i-Octanol, Octade- canol, 1,6-Hexandiol, 1,9-Nonandiol, Ethylenglycol, 1,2-Propandiol, Neopen- tylglycol, Thiodiethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Pentaerythri- tol, Tris(hydroxyethyl)isocyanurat, N,N'-Bis(hydroxyethyl)oxamid, 3-Thiaunde- canol, 3-Thiapentadecanol, Trimethylhexandiol, Trimethylolpropan, 4-Hydro- xymethyl-1-phospha-2,6,7-trioxabicyclo[2.2.2]octan;
Ester der β-(5-tert-Butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, z.B. Methanol, Ethanol, n-Octanol, i-Octanol, Octade- canol, 1,6-Hexandiol, 1,9-Nonandiol, Ethylenglycol, 1,2-Propandiol, Neopen- tylglycol, Thiodiethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Pentaerythri- tol, Tris(hydroxyethyl)isocyanurat, N,N'-bis(hydroxyethyl)oxamid, 3-Thiaunde- canol, 3-Thiapentadecanol, Trimethylhexandiol, Trimethylolpropan, 4-Hydro- xymethyl-1-phospha-2,6,7-trioxabicyclo[2.2.2]octan, 3,9-Bis[2-{3-(3-tert-butyl- 4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy}-1,1-dimethylethyl]-2,4,8,10-tetrao- xaspiro[5.5]undecan;
Ester der β-(3,5-Dicyclohexyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, z.B. Methanol, Ethanol, Octanol, Octadecanol, 1,6- Hexandiol, 1,9-Nonandiol, Ethylenglycol, 1,2-Propandiol, Neopentylglycol, Thiodiethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Pentaerythritol, Tris- (hydroxyethyl)isocyanurat, N,N'-bis(hydroxyethyl)oxamid, 3-Thiaundecanol, 3- Thiapentadecanol, Trimethylhexandiol, Trimethylolpropan, 4-Hydroxymethyl- 1-phospha-2,6,7-trioxabicyclo[2.2.2]octan;
Ester der (3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)essigsäure mit ein- oder mehrwer- tigen Alkoholen, z.B. Methanol, Ethanol, Octanol, Octadecanol, 1,6-Hexandiol, 1,9-Nonandiol, Ethylenglycol, 1,2-Propandiol, Neopentylglycol, Thiodiethylen- glycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Pentaerythritol, Tris(hydroxyethyl)iso- cyanurat, N,N'-bis(hydroxyethyl)oxamid, 3-Thiaundecanol, 3-Thiapentadeca- nol, Trimethylhexandiol, Trimethylolpropan, 4-Hydroxymethyl-l-phospha- 2,6,7-trioxabicyclo[2.2.2]octan;
Amide der β-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäure, wie z.B. N,N'- Bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)hexamethylendiamid, N,N'- Bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)hexamethylendiamid, N,N'- Bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)hexamethylendiamid, N,N'- Bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)hydrazid, N,N'-Bis[2-(3-[3,5-di- tert-butyl-4-hydroxyphenyl]propionyloxy)ethyl]oxamid (Naugard®XL-1, ver- trieben durch Uniroyal);
Ascorbinsäure (Vitamin C).
Besonders bevorzugte phenolische Antioxidantien sind die folgenden Struktu- ren:
Weitere besonders bevorzugte phenolische Antioxidantien basieren auf nach- wachsenden Rohstoffen wie z. B. Tocopherole (Vitamin E), Tocotrienole, Tocomonoenole, Carotenoide, Hydroxytyrosol, Flavonole wie z.B. Chrysin, Quercitin, Hesperidin, Neohesperidin, Naringin, Morin, Kaempferol, Fisetin, Anthocyane, wie z.B. Delphinidin und Malvidin, Curcumin, Carnosolsäure, Carnosol, Rosmarinsäure und Resveratrol.
Geeignete aminische Antioxidantien sind beispielsweise: N,N'-Di-isopropyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-sec-butyl-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1,4-dimethylpentyl)-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1-ethyl-3-methyl- pentyl)-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1--ethylheptyl)-p-phenylendiamin, N,N'- Dicyclohexyl-p-phenylendiamin, N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(2-
naphthyl)-p-phenylendiamin, N-lsopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N- (1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylen-diamin, N-(1-Methylheptyl)-N'-phe- nyl-p-phenylendiamin, N-Cyclohexyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, 4-(p-Tolu- olsulfamoyl)diphenylamin, N,N'-Dimethyl-N,N'-di-sec-butyl-p-phenylendiamin, Diphenylamin, N-Allyldiphenylamin, 4-lsopropoxydiphenylamin, N-Phenyl-1- naphthylamin, N-(4-tert-Octylphenyl)-1-naphthylamin, N-Phenyl-2-naphthyla- min, octyliertes Diphenylamin, z.B. p,p'-Di-tert-octyldiphenylamin, 4-n-Butyla- minophenol, 4-Butyrylaminophenol, 4-Nonanoylaminophenol, 4-Dodecanoyla- minophenol, 4-Octadecanoylamino-phenol, Bis(4-methoxyphenyl)amin, 2,6- Di-tert-butyl-4-dimethylaminomethyl-phenol, 2,4'-Diaminodiphenylmethan, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, N,N,N',N'-Tetra-methyl-4,4'-diaminodiphenyl- methan, 1,2-Bis[(2-methyl-phenyl)amino]ethan, 1,2-Bis(phenylamino)propan, (o-Tolyl)biguanid, Bis[4-(1',3'-dimethylbutyl)phenyl]amin, tert- octyliertes N- Phenyl-1-naphthylamin, ein Gemisch aus mono- und dialkylierten tert- Butyl/tert-Octyldiphenylaminen, ein Gemisch aus mono- und dialkylierten Nonyldiphenylaminen, ein Gemisch aus mono- und dialkylierten Dodecyldiphe- nylaminen, ein Gemisch aus mono- und dialkylierten Isopropyl/lsohexyl-diphe- nylaminen, ein Gemisch aus mono- und dialkylierten tert-Butyldiphenylaminen, 2,3-Dihydro-3,3-dimethyl-4H-1,4-benzothiazin, Phenothiazin, ein Gemisch aus mono- und dialkylierten tert-Butyl/tert-Octylphenothiazinen, ein Gemisch aus mono- und dialkylierten tert-Octylphenothiazinen, N-Allylphenothiazin, N,N,N',N'-Tetraphenyl-1,4-diaminobut-2-en sowie Mischungen oder Kombina- tionen hiervon.
Bevorzugte aminische Antioxidantien sind: N,N'-Di-isopropyl-p-phenylendia- min, N,N'-Di-sec-butyl-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1,4-dimethylpentyl)-p-phe- nylendiamin, N,N'-Bis(1-ethyl-3-methylpentyl)-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1- methylheptyl)-p-phenylendiamin, N,N'-Dicyclohexyl-p-phenylendiamin, N,N'- Diphenyl-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(2-naphthyl)-p-phenylendiamin, N-Isop- ropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-pheny- len-diamin, N-(1-Methylh-ptyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N-Cyclohexyl-N'- phenyl-p-phenylendiamin
Weitere bevorzugte aminische Antioxidantien sind Hydroxylamine bzw. N- oxide (Nitrone), wie z.B. N,N-Dialkylhydroxylamine, N,N-Dibenzylhydroxylamin,
N,N-Dilaurylhydroxylamin, N,N-Distearylhydroxylamin, N-Benzyl-a-phenylnit- ron, N-Octadecyl-a-hexadecylnitron, sowie Genox EP (Addivant) gemäß der Formel:
Geeignete Lactone sind Benzofuranone und Indolinone wie z.B. 3-(4-(2-ace- toxyethoxy)phenyl]-5,7-di-tert-butyl-benzofuran-2-on, 5,7-di-tert-butyl-3-[4- (2-stearoyloxyethoxy)phenyl]benzofuran-2-on, 3,3'-bis[5,7-di-tert-butyl-3-(4- (2-hydroxyethoxy]phenyl )benzofuran-2-on), 5,7-di-tert-butyl-3-(4-ethoxyphe- nyl)benzofuran-2-on, 3-(4-acetoxy-3,5-dimethylphenyl)-5,7-di-tert-butyl-benz- ofuran-2-on, 3-(3,5-dimethyl-4-pivaloyloxyphenyl )-5,7-di-tert-butyl-benzof- uran-2-on, 3-(3,4-dimethylphenyl)-5,7-di-tert-butyl-benzofuran-2-on, 3-(2,3-di methylphenyl)-5,7-di-tert-butyl-benzofuran-2-on.
Geeignete sekundäre Antioxidantien sind Organo-Schwefelverbindungen wie z.B. Sulfide und Disulfide z.B. Distearylthiodipropionat, Dilaurylthiodipropionat; Ditridecyldithiopropionat, Ditetradecylthiodipropionat, 3-(Dodecylthio)-,1,1'- [2,2-bis[[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl]-1,3-propandiyl]propansäu- reester.
Geeignete Lichtstabilisatoren sind beispielsweise Verbindungen auf der Basis von 2-(2'-Hydroxyphenyl)benzotriazolen, 2-Hydroxybenzophenonen, Estern von Benzoesäuren, Acrylaten, Oxamiden und 2-(2-Hydroxyphenyl)-1,3,5-Triazi- nen.
Geeignete 2-(2'-Hydroxyphenyl)benzotriazole sind beispielsweise 2-(2'-Hyd- roxy-5'methylphenyl)benzotriazol, 2-(3',5'-Di-tert-butyl-2'-hydroxyphenyl)- benzotriazol, 2-(5'-tert-Butyl-2'-hydroxy-phenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'- (1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl)benzotriazol, 2-(3',5'-Di-tert-butyl-2'-hydro- xyphenyl)-5-chlorobenzotriazol, 2-(3'-tert-Butyl-2'-hydroxy-5'-methylphenyl-5- chlorobenzotriazol, 2-(3'-sec-Butyl-5'-tert-butyl-2'-hydroxy-phenyl)benzotria- zol, 2-(2'-Hydroxy-4'-octyloxyphenyl)benzotriazol, 2-(3',5'-Di-tert-amyl-2'-hyd-
roxyphenyl)benzotriazol, 2-(3',5'-Bis(α,α-dimethylbenzyl)-2'-hydroxyphe- nyl)benzotriazol, 2-(3'-tert-Butyl-2'-hydroxy-5'-(2-octyloxycarbonylethyl)phe- nyl)-5-chlorobenzotriazol, 2-(3'-tert-Butyl-5'-[2-(2-ethylhexyloxy)car- bonylethyl]-2'-hydroxyphenyl)-5-chlorobenzotriazol, 2-(3'-tert-Butyl-2'-hyd- roxy-5'-(2-methoxycarbonylethyl)phenyl)-5-chlorobenzotriazol, 2-(3 '-tert- Butyl-2'-hydroxy-5'-(2-methoxycarbonylethyl)phenyl)benzotriazol, 2-(3 '-tert- Butyl-2'-hydroxy-5'-(2-octyloxycarbonylethyl)phenyl)benzotriazol, 2-(3 '-tert- Butyl-5'-[2-(2-ethylhexyloxy)carbonylethyl]-2'-hydroxyphenyl)benzotriazol, 2- (3'-Dodecyl-2'-hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazol, 2-(3'-tert-Butyl-2'-hyd- roxy-5'-(2-isooctyloxycarbonylethyl)phenylbenzotriazol, 2,2'-Methylenbis[4- (l,l,3,3-tetramethylbutyl)-6-benzotriazol-2-ylphenol]; das Produkt der Umes- terung von 2-[3'-tert-Butyl-5'-(2-methoxycarbonylethyl)-2'-hydroxyphenyl]- 2H-benzotriazol mit Polyethylenglycol 300; [R— CH2CH2— COO— CH2CH2-]-2, wobei R = 3'-tert-Butyl-4'-hydroxy-5'-2H-benzotriazol-2-ylphenyl, 2-[2'-Hyd- roxy-3'-(α,α-dimethylbenzyl)-5'-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl]benzotria- zol, 2-[2'-hydroxy-3'-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-5'-(α,α-dimethylbenzyl)phe- nyl]benzotriazol.
Geeignete 2-Hydroxybenzophenone sind beispielsweise 4-Hydroxy-, 4-Me- thoxy-, 4-Octyloxy-, 4-Decyloxy- 4-Dodecyloxy, 4-Benzyloxy, 4,2',4'-Trihydroxy- und 2'-Hydroxy-4,4'-dimethyoxy-Derivate der 2-Hydroxybenzophenone.
Geeignete Acrylate sind beispielsweise Ethyl-a-cyano-β,β-diphenylacrylat, lsooctyl-a-cyano-β,β-diphenylacrylat, Methyl-a-carbomethoxycinnamat, Me- thyl-a-cyano-β-methyl-p-methoxycinnamat, Butyl-a-cyano-β-methyl-p-me- thoxycinnamat, Methyl-a-carbomethoxy-p-methoxycinnamat und N-(β-carbo- methoxy-β-cyanovinyl)-2-methylindolin.
Geeignete Ester von Benzoesäuren sind beispielsweise 4-tert-Butylphenylsa- licylat, Phenylsalicylat, Octylphenylsalicylat, Dibenzoylresorcinol, Bis(4-tert- butylbenzoyl)resorcinol, Benzoylresorcinol, 2,4-Di-tert-butylphenyl-3,5-di-tert- butyl-4-hydroxybenzoat, Hexadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoat, Octa- decyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoat, 2-Methyl-4,6-di-tert-butylphenyl- 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoat.
Geeignete Oxamide sind beispielsweise 4,4'-Dioctyloxyoxanilid, 2,2'-diethoxy- oxanilid, 2,2'-Dioctyloxy-5,5'-di-tert-butoxanilid, 2,2'-didodecyloxy-5,5'-di-tert- butoxanilid, 2-Ethoxy-2'-ethyloxanilid, N,N'-Bis(3-dimethylaminopropyl)oxa- mid, 2-Ethoxy-5-tert-butyl-2'-ethoxanilid und seine Mischungen mit 2-Ethoxy- 2'-ethyl-5,4'-di-tert-butoxanilid, Mischungen von o- und p-Methoxy-disubstitu- ierten Oxaniliden und Mischungen von o- und p-Ethoxy-disubstituierten Oxani- liden.
Geeignete 2-(2-Hydroxyphenyl)-1,3,5-Triazine sind beispielsweise 2,4,6-T ris(2- hydroxy-4-octyloxyphenyl)-1,3,5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-octyloxyphenyl)-4,6- bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-(2,4-Dihydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-di- methylphenyl)-1,3,5-triazin, 2,4-Bis(2-hydroxy-4-propyloxyphenyl)-6-(2,4-di- methylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-octyloxyphenyl)-4,6-bis(4-methyl- phenyl-1,3,5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-dodecyloxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethyl- phenyl)-1,3,5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-tridecyloxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethyl- phenyl)-1,3,5-triazin, 2-[2-Hydroxy-4-(2-hydroxy-3-butyloxypropoxy)-phenyl]- 4,6-bis(2,4-dimethyl)-1,3,5-triazin, 2-[2-Hydroxy-4-(2-hydroxy-3-octyloxypro- pyloxy)phenyl]-4,6-bis(2,4-dimethyl)-1,3,5-triazin, 2-[4-(Dodecyloxy/Tridecy- loxy-2-hydroxypropoxy)-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5- triazin, 2-[2-Hydroxy-4-(2-hydroxy-3-dodecyloxypropoxy)phenyl]-4,6-bis(2,4- dimethylphenyl-1,3,5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-hexyloxy)phenyl-4,6-diphenyl-
1.3.5-triazin, 2-(2-Hydroxy-4-methoxyphenyl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin, 2,4,6- Tris[2-hydroxy-4-(3-butoxy-2-hydroxypropoxy)phenyl]-1,3,5-triazin, 2-(2-Hyd- roxyphenyl)-4-(4-methoxyphenyl)-6-phenyl-1,3,5-triazin, 2-{2-Hydroxy-4-[3-(2- ethylhexyl-l-oxy)-2-hydroxypropyloxy]phenyl}-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl-
1.3.5-triazin.
Geeignete Metalldesaktivatoren sind beispielsweise N,N'-Diphenyloxamid, N- Salicylal-N'-salicyloylhydrazin, N,N'-Bis(salicyloyl)hydrazin, N,N'-Bis(3,5-di-tert- butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)hydrazin, 3-Salicyloylamino-1,2,4-triazol, Bis(benzyliden)oxalyldihydrazid, Oxanilid, Isophthaloyldihydrazid, Sebacoylbis- phenylhydrazid, N,N'-Diacetyladipoyldihydrazid, N,N'-Bis(salicyloyl)oxylyldi- hydrazid, N,N'-Bis(salicyloyl)thiopropionyldihydrazid.
Geeignete gehinderte Amine sind beispielsweise 1,1-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-
piperidyl)succinat, Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebazat, Bis(1-octy- loxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebazat, Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4- piperidyl)-n-butyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylmalonat, das Kondensati- onsprodukt aus 1-(2-Hydroxyethyl)-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidin und Succinsäure, lineare oder zyklische Kondensationsprodukte von N,N'-Bis(2 ,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl )hexamethylendiamin und 4-tert-Octylamino- 2,6-dichloro-1,3,5-triazin, Tris(2 ,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)nitrilotriacetat, Tetrakis(2 ,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,2,3,4-butantetracarboxylat, 1,1'- (l,2-Ethandiyl)-bis(3,3,5,5-tetramethylpiperazinon), 4-Benzoyl-2,2,6,6-tetra- methylpiperidin, 4-Stearyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, lineare oder zykli- sche Kondensationsprodukte aus N,N'-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)he- xamethylendiamin und 4-Morpholino-2,6-dichloro-1,3,5-triazin das Reaktions- produkt von 7,7,9,9-Tetramethyl-2-cycloundecyl-1--xa-3,8-diaza-4-oxospiro- [4,5]decan und Epichlorhydrin.
Bevorzugt sind oligomere und polymere gehinderte Amine derfolgenden Struk- turen:
Bei den zuvor genannten Verbindungen bedeutet n jeweils 3 bis 100. Geeignete Dispergiermittel sind beispielsweise:
Polyacrylate, z.B. Copolymere mit langkettigen Seitengruppen, Polyacrylat- Blockcopolymere, Alkylamide: z.B. N,N'-1,2-Ethandiylbisoctadecanamid Sorbi- tanester, z.B. Monostearylsorbitanester, Titanate und Zirconate, reaktive Co- polymere mit funktionellen Gruppen z.B. Polypropylen-co-Acrylsäure, Polypro- pylen-co-Maleinsäureanhydrid, Polyethylen-co-Glycidylmethacrylat, Polysty- rol-alt-Maleinsäureanhydrid-Polysiloxane: z.B. Dimethylsilandiol-Ethylenoxid Copolymer, Polyphenylsiloxan Copolymer, Amphiphile Copolymere: z.B. Poly-
ethylen-block-Polyethylenoxid, Dendrimere, z.B. hydroxylgruppenhaltige Den- drimere.
Geeignete Antinukleierungsmittel sind Azinfarbstoffe wie z.B. Nigrosin.
Geeignete Flammschutzmittel sind insbesondere anorganische Flammschutz- mittel wie z.B. AI(OH)3, Mg(OH)2, AIO(OH), MgCO3, Schichtsilikate wie z.B. Montmorillonit oder Sepiolit, nicht oder organisch modifiziert, Doppelsalze, wie z.B. Mg-Al-Silikate, POSS-(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane) Verbin- dungen, Huntit, Hydromagnesit oder Halloysit
Geeignete Pigmente können anorganischer oder organischer Natur sein. Anor- ganische Pigmente sind beispielsweise Titandioxid, Zinkoxid, Zinksulfid, Eisen- oxid, Ultramarin, Ruß, organische Pigmente sind beispielsweise Anthrachinone, Anthanthrone, Benzimidazolone, Chinacridone, Diketopyrrolopyrrole, Dio- xazine, Indanthrone, Isoindolinone, Azo-Verbindungen, Perylene, Phthalocya- nine oder Pyranthrone. Weitere geeignete Pigmente sind Effektpigmente auf Metallbasis oder Perlglanzpigmente auf Metalloxid-Basis.
Geeignete Optische Aufheller sind beispielsweise Bisbenzoxazole, Phenylcuma- rine oder Bis(styryl)biphenyle und insbesondere optische Aufheller der For- meln:
Geeignete Füllstoffdesaktivatoren sind beispielsweise Polysiloxane, Polyac- rylate insbesondere Blockcopolymere wie Polymethacrylsäure-polyalkylenoxid oder Polyglycidyl(meth)acrylate und deren Copolymere z.B. mit Styrol sowie Epoxide z.B. der folgenden Strukturen: 1
Geeignete Antistatika sind beispielsweise ethoxylierte Alkylamine, Fettsäurees- ter, Alkylsulfonate und Polymere wie z.B. Polyetheramide.
Geeignete Antiozonantien sind die oben genannten Amine wie z.B. N,N'-Di-iso- propyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-sec-butyl-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1,4- dimethylpentyl)-p-phenylendiamin, N,N'-Dicyclohexyl-p-phenylendiamin, N- Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-
phenylen-diamin, N-(1-Methylheptyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N-Cyclo- hexyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin
Geeignete Entformungshilfsmittel sind beispielsweise Montanwachse.
Die Einarbeitung der erfindungsgemäßen Additivzusammensetzung und ggf. der zusätzlichen Additive in den Kunststoff erfolgt durch übliche Verarbeitungs- methoden, wobei das Polymere aufgeschmolzen und mit der erfindungsgemä- ßen Additivzusammensetzung und den ggf. weiteren Zusätzen gemischt wird, vorzugsweise durch Mischer, Kneter oder Extruder. Als Verarbeitungsmaschi- nen bevorzugt sind Extruder wie z.B. Einschneckenextruder, Zweischnecken- extruder, Planetwalzenextruder, Ringextruder, Co-Kneter, die vorzugsweise mit einer Vakuumentgasung ausgestattet sind. Die Verarbeitung kann dabei un- ter Luft oder ggf. unter Inertgasbedingungen erfolgen.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Additivzusammensetzungen in Form von sogenannten Masterbatchen oder Konzentraten, die beispielsweise 10-90 % der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einem Polymeren enthal- ten, hergestellt und eingebracht werden.
Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Formmasse oder ein For- mteil, herstellbar oder hergestellt aus der erfindungsgemäßen Kondensation- polymer-Zusammensetzung, insbesondere in Form von Folien (Filmen), insbe- sondere landwirtschaftlichen Folien wie Mulch-, Tunnel oder Lochfolien, Bän- dern, Hohlkörpern und Schäumen, Spritzgussteilen, Fasern, Profilen und ande- ren Extrudaten, Teile aus additiver bzw. generativer Fertigungsverfahren, wie Fused Layer Modeling (FLM), Layer Laminate Modeling (LLM), Selektives Laser- sintern (SLS) und anderer 3D-Druck-Verfahren, Verpackungen für Lebensmittel oder Kosmetikprodukte, Verkapselungen von Wirkstoffen und biologisch akti- ven Substanzen, Verbandsmaterialien, chirurgischem Nahtmaterial und/oder Hygieneprodukten, insbesondere als Bestandteil von Einwegwindeln, Binden und Tampons.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Ver- fahren zum hydrolytischen Abbau von Kondensationspolymeren indem zum
Kondensationspolymeren eine erfindungsgemäße, oben beschriebene Additiv- zusammensetzung additiviert wird und die additivierte Zusammensetzung ei- ner hydrolysierenden Bedingung ausgesetzt wird. Die Bedingungen der Hydro- lyse sind gegeben wenn die Kunststoffzusammensetzung in Kontakt mit Wasser kommt, z.B. aufgrund von Luftfeuchtigkeit, insbesondere hohe Luftfeuchtigkeit > 30 %, insbesondere auch in Abwasseranlagen, bei der Kompostierung von Ab- fallstoffen, und allgemein in der Umwelt z.B. in Flüssen und Meeren.
Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer erfindungsge- mäßen, oben beschriebenen Additivzusammensetzung zur Beschleunigung der Hydrolyse eines mit der Additivzusammensetzung additivierten Kondensations- polymeren bei Aussetzen des additivierten Kondensationspolymeren gegen- über hydrolysierenden Bedingungen, verglichen mit einem nicht mit der Addi- tivzusammensetzung additivierten Kondensationspolymeren.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die beschriebene Verwendung der erfin- dungsgemäßen Additivzusammensetzung gleichzeitig eine Verarbeitungsstabi- lisierung unter aprotischen Bedingungen der thermoplastischen Polymere, in die sie eingearbeitet wird, und gleichzeitig eine Beschleunigung des hydrolyti- schen Abbaus von der Kondensationspolymeren unter protischen Bedingungen im Anwendungsfall ermöglicht.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der Konden- sationspolymer-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
- für die Herstellung von Verpackungen, insbesondere Verpackungen für Lebensmittel oder Kosmetikprodukte;
- in der Pharmaindustrie, insbesondere zur Verkapselung von Wirkstoffen und biologisch aktiven Substanzen;
- in der Medizintechnik, insbesondere zur Herstellung von Verbandsma- terial und chirurgischem Nahtmaterial;
- in Hygieneprodukten, insbesondere als Bestandteil von Einwegwindeln, Binden und Tampons; und/oder
- in landwirtschaftlichen Anwendungen, z.B. für die Herstellung von land- wirtschaftlichen Folien wie Mulch-, Tunnel oder Lochfolien.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbei- spiele näher beschrieben, ohne die Erfindung auf die spezifischen Parameter zu beschränken.
Ausführungsbeispiele:
Als PLA wurde Luminy Luminy L 175 (≤ 0,5 % D-Milchsäure gemäß Zertifikat, MVR= 4,7 cm3/10 min gemessen bei 190 °C/2.16 kg Stempelgewicht) der Firma Corbion verwendet. Vor der Verarbeitung wurden die Polymeren für mindes- tens 16 h bei 80°C in einem Vakuumtrockenschrank getrocknet.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Beispiele und der Vergleichsbeispiele erfolgte durch Extrusion mit einem gleichläufigen Doppelschneckenextruder Process 11 der Firma Thermo Scientific, mit einem Schneckendurchmesser von 11 mm und einem Länge zu Durchmesser Verhältnis (L/D) von 40.
Die Additive wurden mit dem Matrix Polymer in einem Kunststoffbeutel manu- ell vermischt und volumetrisch dosiert. Das bei Raumtemperatur flüssige Phos- phat wurde in Ethylacetat verdünnt, mit dem bereits bei 80 °C für 16 h im Va- kuumofen getrockneten Polymer vermischt und anschließend bei 60 °Cfür min- destens 16 h im Vakuumofen getrocknet. Die Verarbeitung erfolgte bei einem Durchsatz von 1 kg/h und Schneckendrehzahl 200 U/min bei 200 °C.
Zur Prüfung der Hydrolysegeschwindigkeit wurde das Polymere als Granulat in entionisiertem Wasser bei 58 °C gelagert und nach verschiedenen Zeiten der MVR bestimmt.
Die Messung des MVR erfolgte an einem Schmelzeindex-Prüfgerät MI-2 der Firma Göttfert bei einer Prüftemperatur von 190 °C und einem Stempelgewicht von 2,16 kg. Vor der Messung wurden die Proben für mindestens 16 h im Va- kuumofen bei 80 °C getrocknet. Die Vorheizzeit betrug 4 Minuten. Angegeben ist der MVR in cm3/10 min.
Als Phosphit wurde Weston 618F (Hersteller: Sl Group) der folgenden Struktur eingesetzt:
Als Phosphat wurde Trioctylphosphat (Alfa Aesar) der folgenden Struktur ein- gesetzt:
Die Kombinationen aus Sulfit und Phosphit bzw. Sulfit und Phosphat (erfin- dungsgemäße Beispiele) zeigen eine gegenüber dem Vergleichsbeispiel sehr viel schnellere Hydrolyse, da ein höherer MVR in der gleichen Zeit der Wasser- lagerung erhalten wird. Durch eine maßgeschneiderte Additivrezeptur mit ein- gestelltem Verhältnis von Sulfit zu Phosphit bzw. Phosphat kann die Hydrolyse- beständigkeit des Polykondensationspolymeren gesteuert werden.