JP2003192860A - 安定化されたハロゲン含有ポリマー組成物 - Google Patents
安定化されたハロゲン含有ポリマー組成物Info
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Abstract
の加工中に通常、熱による劣化を受けやすいポリマー組
成物の熱安定化方法の提供。 【解決手段】ハロゲン含有ポリマー、潜在性メルカプタ
ン、別異の遊離メルカプタン;および亜鉛塩を含むポリ
マー組成物。
Description
組成物の高温での加工中に通常、熱による劣化を受けや
すいポリマー組成物の熱安定化されたものに関する。本
発明はさらに、かかる熱安定化ポリマー組成物から製造
される製品に関する。
マー製品がある環境に暴露される間に、様々な有機ポリ
マーの物理的性質が劣化し、変色が起こることはよく知
られている。かかるポリマーの主な例としては、ハロゲ
ン含有ポリマーが挙げられ、これは通常自己酸化により
熱劣化を受けやすい。かかるポリマーを高温で加工する
場合、はじめの5〜10分以内、ならびに後の加工段階
中に望ましくない変色が起こることが多い。くもりは、
着色を伴う場合もあり、これは透明な製品が必要とされ
る場合に特に望ましくない。熱安定剤をかかるポリマー
に添加することはポリマーの広範囲におよぶ有用性に絶
対的に不可欠である。2種の主な種類の熱安定剤、すな
わち、有機スズ化合物および混合金属の組み合わせが当
業界において知られている。有機スズ系熱安定剤は最も
有効で、広く用いられている硬質PVCの安定剤であ
る。アルキルスズメルカプチドと遊離メルカプタンの相
乗組み合わせが押出成形中の硬質PVCの特に有効な熱
安定剤であることが米国特許第4360619号におい
てKugeleにより示唆されている。しかしながら、
遊離メルカプタンの酸化安定性は非常に不十分であるこ
とが多い。遊離メルカプタンの酸化は相乗作用を低下さ
せる。
idatively stablelatent me
rcaptan)が、かかる他の化合物の不在下でPV
Cおよび他のハロゲン含有ポリマーの予想外に活性な熱
安定剤として記載されている。潜在性メルカプタンのコ
ストは不都合である。
御するための安定剤の相乗組み合わせを含むあまり費用
のかからない熱安定剤組成物を提供することが本発明の
目的の一つである。
乗作用を有する熱安定剤組成物を含むハロゲン含有ポリ
マー組成物を提供することである。
らおよび他の目的および利点は、ハロゲン含有ポリマ
ー、 式1:
1であり;y=1〜4であり;y=1である場合、zは
1〜4であり;yが1より大きい場合、zは1であり;
R1は1〜22個の炭素原子を有するアルキル、アルキ
レニル、シクロアルキル、シクロアルキレニル、アリー
ル、アルカリール、アルアルキル、アルアルキレニル、
ヒドロキシアルキル、ジヒドロキシアルキル、ヒドロキ
シ(ポリアルコキシ)アルキル、アルコキシアルキル、
ヒドロキシアルコキシアルキル、アルコキシ(ヒドロキ
シアルキル)、アルコキシ(アシルオキシアルキル)、
アルコキシ(ポリアルコキシ)アルキル、アルコキシ
(ポリアルコキシ)カルボニルアルキル、カルボキシア
ルキル、アシルオキシアルキル、アシルオキシ(ヒドロ
キシアルキル)、アシルオキシアルコキシアルキル、ア
シルオキシ(ポリアルコキシ)アルキル、ベンゾイルオ
キシ(ポリアルコキシ)アルキル、アルキレンビス(ア
シルオキシアルキル)、アルコキシカルボニルアルキ
ル、アルコキシカルボニルアルキレニル、ヒドロキシア
ルコキシカルボニルアルキル、ヒドロキシ(ポリアルコ
キシ)カルボニルアルキル、メルカプトアルキル、メル
カプトアルキレニル、メルカプトアルコキシカルボニル
アルキル、メルカプトアルコキシカルボニルアルキレニ
ル、アルコキシカルボニル(アミド)アルキル、アルキ
ルカルボニルオキシ(ポリアルコキシ)カルボニルアル
キル、テトラヒドロピラニルオキシ(ポリアルコキシ)
カルボニルアルキル、テトラヒドロピラニルオキシアル
キル、ヒドロキシアリール、メルカプトアリールまたは
カルボキシアリールラジカルであり;R2、R3、
R4、R5、R6、およびR7は独立して、水素、ヒド
ロキシ、メルカプト、1〜22個の炭素原子を有するア
シル、アルキル、アルキレニル、アリール、ハロアリー
ル、アルカリール、アルアルキル、ヒドロキシアルキ
ル、メルカプトアルキル、ヒドロキシアリール、アルコ
キシアリール、アルコキシヒドロキシアリール、メルカ
プトアリール基であり;Xはアリール、ハロアリール、
アルカリール、アルアルカリール、ヒドロキシアリー
ル、ジヒドロキシアリール、アリールシクロアルキル、
またはヘテロ原子であり、aが1であり、mが1である
場合、R6およびR7は窒素であるXと結合して複素環
部分を形成し、さらにa=1であり、m=0である場
合、R1、R3、およびR5のうちの一つはR7および
Xと結合し、Xが酸素および硫黄からなる群から選択さ
れる複素原子である複素環部分を形成する;ただし、X
がアルアルカリールであり、R6およびR7がヒドロキ
シルであり、aが1であり、mが1である場合、zは1
または2であり、さらにR6がヒドロキシルまたはメル
カプトである場合、zは1である)を有する潜在性メル
カプタン;別異の遊離メルカプタン;および亜鉛塩を含
む組成物により達成される。
メルカプタン(blocked mercaptan」
および「潜在性メルカプタン(latent merc
aptan)」は、交換可能に用いられ、組成物の高温
での加工中に分解して、遊離メルカプタンを放出するチ
オエーテルを意味する。また、別異の遊離メルカプタン
は、潜在性メルカプタンと別に添加され、本発明のハロ
ゲン含有ポリマーの加工中の潜在性メルカプタンの分解
生成物ではない。
は、いくつかの基が電子不足を共有する分子構造により
安定化されるブロッキング部分のカルボカチオンを含む
と考えられる。共鳴安定化および隣接基安定化は、カル
ボカチオンを安定化できる二つの可能なメカニズムであ
る。カルボカチオンはハロゲン含有ポリマーの熱加工の
初期における安定な化合物の形成において中間体として
作用する。かかるメカニズムおよび結果として得られる
カルボカチオンは遊離メルカプタンの放出を促進すると
考えられるが、本発明は、本発明の仕組みを説明するた
めの前記試みにより制限されない。当業者らは、下記の
構造のブロックされたメルカプタンにおいて共鳴安定化
および隣接基安定化が可能であることを理解し;これら
の構造により表される他のブロックされたメルカプタン
においては、かかるブロックされたメルカプタンを含む
ポリマー組成物の加工中の熱および/または化学的劣化
により遊離メルカプタンを放出する他のメカニズムが作
用するであろう。本発明の潜在性メルカプタンにおける
メルカプタン基をブロックするために用いられる化合物
は、電子不足がいくつかの基により共有される分子構造
を有する安定化されたカルボカチオンを有することがで
きるものであるのが好ましい。共鳴安定化および隣接基
安定化は、カルボカチオンが安定化される二通りの可能
なメカニズムである。
含有ポリマー組成物なる用語は、ハロゲンが炭素原子に
直接結合しているハロゲン含有ポリマーを含む組成物を
意味する。ポリ(塩化ビニル)、塩化ビニルと酢酸ビニ
ルのコポリマー、およびポリ(塩化ビニリデン)は最も
よく知られたポリマーであり、パイプ、窓枠、サイディ
ング、ボトル、壁紙、および包装用フィルムはどへの製
造中にこれらを残存させるための安定化を必要とする。
のである。半硬質組成物はハロゲン含有ポリマー100
重量部あたり1〜25部の可塑剤を含むものである。軟
質組成物はハロゲン含有ポリマー100重量部あたり2
5〜100部の可塑剤を含む。
個の炭素原子を含み、3個までのエチレン性二重結合を
含むことができ;ヒドロキシアルキル、メルカプトアル
キル、およびアルコキシアルキルラジカルのヒドロカル
ビル部分なども同様である。本発明において用いる場
合、アルキレニルなる用語は、二価、三価、および四価
直鎖または分枝炭化水素ラジカルを表し;オキシアルキ
レニルなる用語は、ポリアルキレンエーテル分子の二価
のラジカルを表す。
合:アシルオキシアルキルラジカルはアルキルアルコー
ルのカルボン酸エステルから生じ;したがって、メルカ
プトプロパノールのステアリン酸エステルにおいて、式
1のR1ラジカルはステアロイルオキシプロピルラジカ
ルであり、同様に、メルカプトプロパノールのオレイン
酸エステルのR1ラジカルはオレイルオキシプロピルラ
ジカルである。一方、メルカプトカルボン酸とアルカノ
ールのエステルのR1ラジカルはアルコキシカルボニル
アルキルラジカルである。すなわち、ラウリル−3−メ
ルカプトプロピオネートのR1ラジカルはドデシルオキ
シカルボニルエチルである。
本明細書においては「phr」と略記される。さらに、
本発明の目的について用いられる場合、実質的にとは、
完全でなくても非常に近接しているので相違が顕著では
ないことを意味する。
潜在性メルカプタンまたは別異の遊離メルカプタンのい
ずれかを別々に使用した場合と比較して、硬質および軟
質PVC樹脂の両者および他のハロゲン含有ポリマーに
ついて良好な初期着色ならびに熱および紫外線光の劣化
効果に対する長期安定性の両方を賦与するために特に適
している。これらは、均質混合物を製造する任意の都合
よい方法、例えば、容器中で振とうまたは撹拌すること
によってブレンドすることにより調製することができ
る。同様に、本発明の安定剤組成物は、安定剤組成物お
よびポリマー組成物の成分を適当なミルまたはミキサー
中で混合するか、またはポリマー組成物全体にわたって
安定剤を均一に分散させる他の一般的な方法によりハロ
ゲン含有ポリマー中に組み入れることができる。
に変換することができるメルカプタン含有有機化合物は
周知の化合物であり、アルキルメルカプタン、メルカプ
トエステル、メルカプトアルコール、およびメルカプト
酸が挙げられる。例えば、米国特許第3503924号
および第3507827号参照。1〜200個の炭素原
子および1〜4個のメルカプト基を有するアルキルメル
カプタンが適している。R1を含むメルカプタン含有有
機化合物は以下の式により表される構造を有する:
(=O)−O、R16−OC(=O)、−OH、−S
H、アリール、C1〜C18アルキル、または−Hであ
り;R9は−H、アリール、またはC1〜C18アルキ
ルであり;R11はシクロアルキル、シクロアルケニル
またはフェニルであり;R12はR16C(=O)−
O、R16−OC(=O)、−SH、アリール、C 1〜
C18アルキル、−OHまたはHである(ただし、式
(MC2)において、R11がフェニルであり、R12
が−OHであり、i=0である場合、−SH基は隣接し
ない炭素上にあるとする);R13は−Hまたはハロゲ
ン、ヒドロキシ、メルカプトまたはアルキル置換基を含
む二価の基であり、R11がフェニルである場合、フェ
ニルと結合してナフタレン環を形成し;R14は
アリール、アルアルキル、アルカリール、シクロアルキ
ル、シクロアルキレニルであり;R17はアリーレン、
C1〜C8アルキレニル、
の整数であり;j=0、1、2または3であり;f=1
または2である)
て中間体として好ましメルカプタン含有有機化合物は、
式(MC1)の化合物(式中、R9は−Hであり、R
10はOH;R16C(=O)O、R16OC(=O)
であり;i=1である);式(MC2)の化合物(式
中、R11はフェニルであり、R9は−Hであり、R
12は−Hであり、R13は−Hであり、i=1であ
り、j=1である);式(MC3)の化合物(式中、R
9は−Hであり、R14は−OC(=O)CH=CHC
(=O)−Oであり、i=1である);式(MC4)の
化合物(式中、R9は−Hであり、i=1である)の化
合物;式(MC5)の化合物(式中、R15は−C2H
5または
式(MC6)の化合物(式中、R9は−Hであり、i=
1である)である。
の基が電子不足を共有する分子構造を有する安定化され
たカルボカチオンを有することができるものである。共
鳴安定化および隣接基安定化は、これによりカルボカチ
オンを安定化することができる二通りの可能なメカニズ
ムである。3,4−ジヒドロピラン、2−メトキシ−
3,4−ジヒドロピラン、スチレン、”∀−メチルスチ
レン、ビニルベンジルクロリド、インデン、2−ビニル
ピリジン、N−ビニルピロリドン、ビニルアセテート、
オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルジビニル
エーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、ア
リルフェニルエーテル、トランス−シンナムアルデヒ
ド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、N−ビニル
カプロラクタム、イソオイゲノール、および2−プロペ
ニルフェノールなどの極性不飽和化合物が適している。
他の適当な化合物としては、3,4−ジヒドロ−2−メ
トキシ−2H−ピラン;3,4−ジヒドロ−2−エトキ
シ−2H−ピラン;3,4−ジヒドロ−2−フェノキシ
−2H−ピラン;3,4−ジヒドロ−2−ホルミル−2
H−ピラン;および2,3−ジヒドロフランが挙げられ
る。3,4−ジヒドロ−2−ホルミル−2H−ピラン
は、アクロレインの高温高圧下でのディールス−アルダ
ー二量化(Diels−Alder dimeriza
tion)により製造される。3,4−ジヒドロ−2−
アルコキシ−2H−ピランおよび3,4−ジヒドロ−2
−フェノキシ−2H−ピランは、触媒量の亜鉛塩、例え
ば塩化亜鉛の存在下での対応するビニルエーテルのアク
ロレインとの反応により製造される。2位に置換基を有
するさまざまな3,4−ジヒドロ−2H−ピランを同様
の反応により製造することができる。1および2モルの
アクロレインとアルキレン−またはポリアルキレングリ
コールのジビニルエーテルとの反応により形成される生
成物もブロッキング剤である。ジ−(3,4−ジヒドロ
ピラニル)エーテルから調製される潜在性メルカプタン
も本発明のポリマー組成物においてキレート化剤である
可能性を有している。トリフェニルメチルクロリド、ベ
ンジルクロリド、およびビス(クロロメチル)ベンゼン
などの、メルカプタンとの縮合反応において塩化水素と
して分裂する不安定なハロゲン原子を有する化合物も適
している。メルカプタンもアルデヒド、例えば、ブチル
アルデヒドまたはベンジルアルコール、例えば、ベンゼ
ンジメタノールとの縮合によりブロックすることができ
る。好ましいブロッキング剤としては、3,4−ジヒド
ロピラン(DHP)が挙げられる。
カプタンの製造法は、別異の遊離メルカプタンのメルカ
プト基を極性不飽和化合物の二重結合に次のようにして
付加することを含む:窒素雰囲気下で、撹拌されたメル
カプタン、酸触媒、および任意にラジカル反応を抑制す
るための少量の酸化防止剤の混合物に、極性不飽和化合
物を、そのまままたは溶液のいずれかで、温度を10〜
70℃に維持しながら滴下する。混合物または溶液をそ
の後1〜6時間、35〜70℃で加熱し、生成物への転
化をガスクロマトグラフィーおよびSHについてのヨウ
素滴定によりモニターする。アルカリ洗浄により酸触媒
を除去し、結果として得られる生成物を硫酸マグネシウ
ムで乾燥し、濾過する。所望により溶剤を減圧下、50
℃未満で除去して、潜在性メルカプタンを得る。固相触
媒を用いることができ、その後反応混合物から濾過によ
り除去し、その後の合成において使用するために再生す
る。このようにして、洗浄工程が省略される。この一般
化法を以下、方法Aと呼ぶ。
ノールをN−ビニルカプロラクタムの二重結合に付加し
て、N−2−ヒドロキシエチルチオエチル−カプロラク
タムを得る。メルカプトエチルデカノエート(メルカプ
トエチルカプロエート)は該方法において3,4−ジヒ
ドロピランと反応して、2−S−(テトラヒドロピラニ
ル)チオエチルデカノエートが得られる。ビス(ヒドロ
キシエチル−チオエチル)シクロヘキシルエーテルはメ
ルカプトエタノールおよびシクロヘキシルジビニルエー
テルから調製される。同様にして、対応するカプレー
ト、オレエート、およびタレエートエステルは、対応す
るシクロヘキシルエーテルを形成する。さらに、メルカ
プトエタノールを付加することによりインデンは2H−
ジヒドロインデニルチオ−エタノールに転化される。遊
離メルカプタンを不安定ハロゲン含有化合物と縮合する
ための一般法は次の通りである:窒素雰囲気下のメルカ
プタンとハロゲン含有化合物の撹拌混合物に、温度を5
0℃より低く維持しながらナトリウムメトキシドのメタ
ノール中溶液を滴下する。任意に、塩基供給源を添加せ
ずに反応を進行させることができ、窒素ガススイープに
より遊離した塩化水素を除去し、外部酸スクラバーの使
用により中和する。次に、混合物または溶液を2〜24
時間、50〜70℃で加熱し、ガスクロマトグラフィー
および%SHのヨウ素滴定により生成物への転化をモニ
ターする。生成物を次に中和し、水で洗浄し、硫酸マグ
ネシウムで乾燥し、濾過する。所望により、溶剤を減圧
下、50℃未満で除去して、潜在性メルカプタンを得
る。この一般法を以下、方法Bと呼ぶ。
有化合物を縮合するための一般法はつぎのとおりであ
る:窒素雰囲気下のメルカプタン、酸触媒、および溶剤
の撹拌溶液に、ヒドロキシ含有化合物を、そのまままた
は溶液のいずれかで、温度を45℃未満に維持しながら
添加する。溶液をその後45〜75℃に1〜10時間加
熱し、生成物への転化をガスクロマトグラフィーおよび
%SHについてのヨウ素滴定によりモニターする。任意
に、還流温度で、典型的には60〜120℃で適当な手
段により反応水を除去するために共沸溶剤を選択する。
理論量の水が集められた後に反応の完了が達成される。
アルカリ洗浄により酸触媒を除去し、結果として得られ
る溶液を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過する。溶剤を
減圧下、55℃未満で除去して、潜在性メルカプタンを
得る。この方法を以下、方法Cと呼ぶ。
ルをメルカプトエタノールと方法Cに従って縮合して、
1−(2−ヒドロキシフェニル)−1−S−(2−ヒド
ロキシエチルチオ)メタンを形成する。
の反応の一般法は次の通りである:窒素雰囲気下のメル
カプタンと酸触媒の撹拌混合物に、グリシジルエーテル
をそのまままたは溶液で、温度を25〜60℃に維持し
ながら添加する。混合物または溶液をその後1〜6時間
50〜75℃に加熱し、生成物への転化をガスクロマト
グラフィーおよび%SHについてのヨウ素滴定によりモ
ニターする。酸触媒をアルカリ洗浄により除去し、結果
として得られる生成物を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾
過する。所望により、溶剤を減圧下、55℃未満で除去
して、潜在性メルカプタンを得る。例えば、メルカプト
エタノールとグリシジルネオデカノエート間の反応によ
り、C9H19C(=O)OCH2CH(OH)CH2
SCH 2CH2OHを得る。この方法を以下、方法Dと
呼ぶ。
般法は次の通りである:窒素雰囲気下のメルカプタン、
酸触媒、および共沸溶剤の撹拌溶液に、反応水を除去す
るために還流温度、典型的には65〜120℃に加熱し
ながら、アルデヒドを添加する。理論量の水が集められ
た後に反応が完了する。任意に、メルカプタン、アルデ
ヒド、およびエーテルの撹拌溶液にBF3−エーテラー
トを還流条件下で滴下する。溶液を1〜6時間還流し、
生成物への転化をガスクロマトグラフィーによりモニタ
ーする。酸触媒をアルカリ洗浄により除去し、溶液を硫
酸マグネシウムで乾燥し、濾過する。減圧下、65℃未
満で溶剤を除去して、潜在性メルカプタンを得る。この
一般法を以下、方法Eと呼ぶ。
としては、次の式(それぞれ、式に関連する)を有する
化合物が挙げられる:
は窒素、R6およびR7は結合して−CH2−CH2−
CH2−C=(O)を形成し;R4は水素であり;R5
はメチルであり;R1はヒドロキシエチルである)
は窒素であり、R6はアセチルであり、R7はメチルで
あり、R5はメチルであり、R4は水素であり;R1は
ヒドロキシエチルである)
は酸素であり、R5およびR7は結合して−CH2−C
H2−CH2−CH2−を形成し;R4は水素であり;
R1はヒドロキシエチルである)
は酸素であり、R3およびR7は結合して−CH2−C
H2−CH2−を形成し;R3およびR5は水素であ
り;R1はヒドロキシエチルである)
は酸素であり、R5およびR7は結合して−CH2−C
H2−CH2−CH2−を形成し;R4は水素であり;
R1は2−テトラヒドロピラニルオキシエチルである)
は酸素であり、R5およびR7は結合して−CH2−C
H2−CH2−CH2−を形成し;R4は水素であり;
R1は3−テトラヒドロピラニルオキシエチルである)
は酸素であり、R3およびR7は結合して−CH2−C
H2−CH2−を形成し;R2、R4およびR5は水素
であり;R1は2−テトラヒドロピラニルオキシエチル
である)
は酸素であり、R3およびR7は結合して−CH2−C
H2−CH2−を形成し;R2、R4およびR5は水素
であり;R1は3−テトラヒドロピラニルオキシエチル
である)
はフェニルであり、R4はメチルであり、R5は水素で
あり、R1はヒドロキシエチルである)
はフェニルであり、R2、R3、R4およびR5は水素
であり、R1はヒドロキシエチルである)
はフェニルであり、R4およびR5は水素であり;R1
はヒドロキシエチルである)
はフェニルであり、R4およびR5は水素であり、R7
はo−ヒドロキシであり、R1はヒドロキシエチルであ
る)
はフェニルであり、R4およびR5は水素であり;R1
はメルカプトエトキシカルボニルメチルである)
は酸素であり、R2、R 4およびR5は水素であり、R
3はメチルであり、R7はフェニルであり;R1はヒド
ロキシエチルである)
は酸素であり、R7およびR1は結合してエチレニルラ
ジカルを形成し、R4は水素であり;R5はプロピルで
ある)
は酸素であり、R2、R 3、R6およびR4は水素であ
り、R5は2−メチレンオキシトリルであり、R 1はヒ
ドロキシエチルである)
は酸素であり、R2、R 3、R4およびR7は水素であ
り、R5はブトキシメチルであり、R1はヒドロキシエ
チルである)
はフェニルであり、R4は水素であり、R5はエチルで
あり、R7はo−ヒドロキシであり、R1はヒドロキシ
エチルである)
はフェニルであり、R3、R4およびR5は水素であ
り、R2はメチルであり、R7はo−ヒドロキシであ
り、R1はヒドロキシエチルである)
はフェニルであり、R4は水素であり、R5はエチルで
あり、R7はo−ヒドロキシであり、R1はヒドロキシ
エチルである)
はテトラクロロフェニルであり、R4およびR5は水素
であり、R1はヒドロキシエチルである)
はo,p−ジヒドロキシフェニルであり、R7はm−フ
ェニルカルボニルであり、R4は水素であり、R 5は−
CH2−CH3であり、R1はヒドロキシエチルであ
る)
は酸素であり、R6およびR7は結合して−CH2−C
H2−CH2−CH2−を形成し;R4は水素であり;
R1はデカノイルオキシエチルである)
このように記載された化合物の例としては、2−S−
(テトラヒドロピラニル)チオグリコール酸の、2−エ
チルヘキサノール、オクタノール、およびドデカノール
などのアルカノールエステル、ならびにそのフラニル同
族体が挙げられる。
ン(LM)および別異の遊離メルカプタン(AFM)の
混合物を含み、別異の遊離メルカプタンは混合物と亜鉛
塩の10〜50重量%またはそれ以上であり、LM/A
FM混合物の亜鉛塩との重量比は3〜250である。A
FMの割合はさらに高くてもよいが、安定剤の性能は低
下する。潜在性メルカプタンの前駆体として記載されて
いるメルカプタン含有化合物の1またはそれ以上は本発
明において別異の遊離メルカプタン(用語は前記定義の
とおり)としても用いることができる。
用される特定のハロゲン含有有機ポリマー、ポリマーが
供される温度、および他の可能な安定化化合物の存在を
包含するがこれに限定されないいくつかの要因に依存す
ることは、当業者には容易に明らかになるであろう。一
般に、ハロゲン含有有機ポリマーが供される条件が厳し
いほど、また劣化に対抗するために必要な期間が長いほ
ど、必要な安定剤組成物の量は多くなる。従って、本発
明のハロゲン含有ポリマー組成物中の安定剤の適当な量
は、0.1〜5phrのLM/AFM混合物および亜鉛
++イオンとして測定して0.001〜0.3phr
(重量)の亜鉛を供給するために十分な量である。前記
ポリマー組成物中のLM/AFMの好ましい量は、0.
1〜4phrである。0.2〜3phrのLM/AFM
混合物が前記組成物中に存在するのがさらに好ましい。
同様に、本発明の好ましいポリマー組成物は0.002
〜0.15phr、より好ましくは0.005〜0.0
9phrの亜鉛++イオンとしての亜鉛を含む。
鉛が本発明の安定剤組成物における使用に適している。
カルボン酸亜鉛中の炭素原子の数は、2〜22、好まし
くは8〜18である。カルボン酸塩の由来するカルボン
酸の例としては、脂肪族および芳香族酸、例えば、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、n−オクタン酸、2−エチル
ヘキサン酸、ドデカン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、
ステアリン酸、安息香酸、フェニル酢酸、および他の芳
香族酸が挙げられる。オクタン酸亜鉛、2−エチルヘキ
サン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、ラウリル酸亜鉛、オレ
イン酸亜鉛、およびステアリン酸亜鉛が、本発明のポリ
マー組成物において有用なカルボン酸塩の具体例であ
る。カルボン酸塩の混合物も有用である。
潜在性メルカプタンまたは別異の遊離メルカプタンのい
ずれかを別々に使用する場合と比較して、硬質および軟
質PVCの両方ならびに他のハロゲン含有ポリマーにつ
いて、良好な初期着色および熱および紫外線の劣化効果
に対して長期安定性の両方を賦与するために特に適して
いる。これらは、均質混合物を製造するその成分を任意
の都合よい方法、例えば、容器中で振とうまたは撹拌す
ることによりその成分をブレンドすることにより調製す
ることができる。同様に、本発明の安定剤組成物は、そ
の成分およびポリマーを適当なミルまたはミキサー中で
混合することにより、またはポリマー全体にわたって安
定剤を均一に分散させる任意の他の公知方法により、ハ
ロゲン含有ポリマー組成物中に組み入れることができ
る。
〜30%のエポキシ化合物を本発明の組成物において補
助安定剤(co−stabilizer)として用いる
ことができる。本発明の目的について適したエポキシ化
合物の例としては、エポキシ化植物油、例えば、大豆
油、ラード油、オリーブ油、アマニ油、および綿実油が
挙げられる。
ル、アルキル、アルアルキルおよびアルカリール基を任
意の組み合わせで含む有機ホスファイトも本発明の目的
についての補助安定剤として適している。有機ホスファ
イトは重量基準で0〜10%の量に置いて用いられる。
金属ベースの安定化剤は、ハロゲン含有樹脂の0〜4p
hr、好ましくは0.25〜2phrの量において用い
られる。
剤とは、亜鉛塩以外の金属塩および有機金属塩と定義さ
れる。金属塩としては、金属の酸化物、水酸化物、硫化
物、硫酸塩、塩化物、臭化物、フッ化物、ヨウ化物、リ
ン酸塩、フェナート、過塩素酸塩、カルボン酸塩、およ
び炭酸塩が挙げられる。金属は、例えば、バリウム、ス
トロンチウム、カルシウム、スズ、マグネシウム、コバ
ルト、ニッケル、チタン、アンチモン、およびアルミニ
ウムが例に挙げられる。Shepherd Chemi
cal Co.により商品名Versalateで販売
されているカルシウムジメチルヘキサノエートの溶液も
本発明の目的に関して有用である。
カルボン酸塩およびメルカプチド、例えば、米国特許第
3078290号および米国特許第2985617号に
記載されているものが挙げられる。メルカプトアルキル
カルボキシレートおよび/またはアルキルチオグリコレ
ートの有機スズメルカプチドのモノスルフィドおよび/
またはポリスルフィドも本発明の組成物において金属ベ
ースの安定剤として適している。スルフィドは、理論量
のカルボン酸のメルカプトアルキルエステルまたはアル
キルメルカプトカルボキシレートおよび、式R’
(4−z)SnHalz(式中、R’は1〜12個の炭
素原子を有するアルキル基であり、Halは、35〜1
27の原子量を有するハロゲン、好ましくは塩素であ
り、zは1〜3の任意の数である)を有する有機スズ塩
化物を、水および水酸化アンモニウム中で約30℃(8
6°F)まで加熱し、アルカリ金属モノまたはポリスル
フィドをゆっくりと添加し、反応混合物をさらに約45
℃まで加熱した後、前記混合物から生成物を分離するこ
とにより製造することができる。
の構造は非常に複雑であることは理解できるであろう。
反応は、いくつかの異なるが、関連する生成物からなる
平衡混合物を生じると考えられる。化学者らには理解さ
れるように、平衡混合物は本来、出発物質ならびにこれ
らの間の任意の反応の生成物を含む。
トに加えて、他の公知非金属安定剤も本発明のポリマー
組成物中に含めることができる。従って、0〜3phr
(重量)の窒素含有安定剤、例えば、ジシアンジアミ
ド、ヒンダードアミンメラミン、尿素、ドイツ公開特許
第19741778号(Ciba Specialty
Chemicals Holding Inc.)に記
載されている1,3−ジアルキル−6−アミノ−ウラシ
ル誘導体を含めることができる。ウラシルは、S.Se
ndaおよびK.Hirota、Chem.Phar
m.Bull.,22(7)、1459−1467(1
974)により記載されている方法、または対応するア
ミノウラシルをモル過剰のクロロアセトアルデヒドと酢
酸アンモニウムと水中、約65℃で沈殿が形成されるま
で反応させるか、またはモル過剰のアセトキシアセトン
および酢酸アンモニウムと水中、還流温度で12時間反
応させることにより調製することができる。公開オース
トラリア特許出願第AU−A−48232/96(Ci
ba−Geigy)に記載されているピローロジアジン
ジオンなども本発明に置いて補助安定剤として用いるこ
とができる。
有ポリマーの0〜2phr(重量)の量において用いる
ことができる。かかる安定剤の例としては、グリセロー
ル、ソルビトール、ペンタエリトリトール、ポリ(ビニ
ルアルコール)、グリセリルモノオレエート、グリセリ
ルモノアセテート、およびグリセリルモノステアレート
が挙げられる。
ハロゲン含有ポリマー組成物は、可塑剤および公知添加
剤、例えば、顔料、フィラー、発泡剤、染料、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、強化剤(densifying a
gent)、殺生剤、および滑剤を含むことができる。
ルカプタンの調製法、本発明の安定剤組成物の調製法、
および前記ブロックされたメルカプタンおよび安定剤組
成物の利点をさらに説明する。
ら、42.0グラム(0.50モル)の3,4−ジヒド
ロピランを112.2グラム(0.50当量)のメルカ
プトエチルカプレート(14.7%SH)に酸触媒の存
在下で45分かけて添加し、次にこれを50℃に加熱
し、この温度を1.5時間保持することにより調製した
2−S−(デカノイルオキシエチルチオ)テトラヒドロ
ピランまたは2−S−(テトラヒドロピラニル)チオエ
チルカプレートの分子構造を決定するために、H−NM
R分光分析を用いた。溶液を冷却した後、これを200
mlの10%炭酸水素ナトリウム水中溶液で2回洗浄
し、続いて200mlの水で洗浄した。有機層をMgS
O4で乾燥して、0.100Nイソプロパノール中ヨウ
素溶液で滴定することにより測定したところ、0.5%
未満のSH含量を有する、淡黄色液体を得た。1H−N
MR(CDCl3 *)スペクトルは次の通りであった:
2.3(2H,t、−C(=O)−CH2−CH2)、
2.8(2H,m,−S−CH2−CH2−)、4.2
(2H,m,−S−CH2CH2−O−)、4.9(1
H,m,−O−CH(−S−CH2−)−CH2−CH
2−)。
ロ(2H)ピランを0.9グラムのメタンスルホン酸
(70%活性)を含有する472グラム(2.00当
量)の2−エチルヘキシルチオグリコレートに45分か
けて窒素ブランケット下、25〜35℃の間の温度で滴
下し、35〜40℃に2時間加熱することにより、2−
S−(テトラヒドロピラニル)−(2−エチルヘキシ
ル)チオグリコレートを調製する。反応混合物を冷却し
た後、カーボンブラックを通して真空濾過して、所望の
生成物を得る。
(LM)および2−エチルヘキシルチオグリコレート
(AFM)をCollinミル(標準水平二本ロールミ
ル)で、390EFで30F/40Rのロール速度で加
工し、1分間隔で、最大10分までチップを採取した。
前記量により、等量の硫黄(0.11phr)を得た。
Hunter Labs比色計を用いて白タイル基準に
対してチップの色特性を測定し、黄色指数(YI)およ
び白色指数(WI)を表IIおよびIIIにおいて比較
するために選択した。
(LM)、2−エチルヘキシルチオグリコレート(AF
M)、およびオクタン酸亜鉛を、Brabender
Plasticorder PL2000/PL210
0ミキサーで、374°F(190℃)、60rpmの
ミキサー速度で加工し、1分間隔で、最大6分までチッ
プを採取した。前記量により、等量の硫黄(0.11p
hr)を得た。Hunter Labs比色計を用いて
白タイル基準に対してチップの色特性を測定し、表Vに
おいて比較するためにdE値を選択した。
装用フィルム、チューブ、硬質パイプ、および窓枠は、
ポリマーを成型品にするための周知の技術により本発明
の安定化組成物から形成される。
Claims (10)
- 【請求項1】 ハロゲン含有ポリマー、構造式: 【化1】 (式中、aは0または1であり、mおよびnは0または
1であり;y=1〜4であり;y=1である場合、zは
1〜4であり;yが1より大きい場合、zは1であり;
R1は1〜22個の炭素原子を有するアルキル、アルキ
レニル、シクロアルキル、シクロアルキレニル、アリー
ル、アルカリール、アルアルキル、アルアルキレニル、
ヒドロキシアルキル、ジヒドロキシアルキル、ヒドロキ
シ(ポリアルコキシ)アルキル、アルコキシアルキル、
ヒドロキシアルコキシアルキル、アルコキシ(ヒドロキ
シアルキル)、アルコキシ(アシルオキシアルキル)、
アルコキシ(ポリアルコキシ)アルキル、アルコキシ
(ポリアルコキシ)カルボニルアルキル、カルボキシア
ルキル、アシルオキシアルキル、アシルオキシ(ヒドロ
キシアルキル)、アシルオキシアルコキシアルキル、ア
シルオキシ(ポリアルコキシ)アルキル、ベンゾイルオ
キシ(ポリアルコキシ)アルキル、アルキレンビス(ア
シルオキシアルキル)、アルコキシカルボニルアルキ
ル、アルコキシカルボニルアルキレニル、ヒドロキシア
ルコキシカルボニルアルキル、ヒドロキシ(ポリアルコ
キシ)カルボニルアルキル、メルカプトアルキル、メル
カプトアルキレニル、メルカプトアルコキシカルボニル
アルキル、メルカプトアルコキシカルボニルアルキレニ
ル、アルコキシカルボニル(アミド)アルキル、アルキ
ルカルボニルオキシ(ポリアルコキシ)カルボニルアル
キル、テトラヒドロピラニルオキシ(ポリアルコキシ)
カルボニルアルキル、テトラヒドロピラニルオキシアル
キル、ヒドロキシアリール、メルカプトアリールまたは
カルボキシアリールラジカルであり;R2、R3、
R4、R5、R6、およびR7は独立して、水素、ヒド
ロキシ、メルカプト、1〜22個の炭素原子を有するア
シル、アルキル、アルキレニル、アリール、ハロアリー
ル、アルカリール、アルアルキル、ヒドロキシアルキ
ル、メルカプトアルキル、ヒドロキシアリール、アルコ
キシアリール、アルコキシヒドロキシアリール、メルカ
プトアリール基であり;Xはアリール、ハロアリール、
アルカリール、アルアルカリール、ヒドロキシアリー
ル、ジヒドロキシアリール、アリールシクロアルキル、
またはヘテロ原子であり、aが1であり、mが1である
場合、R6およびR7は窒素であるXと結合して複素環
部分を形成し、さらにa=1であり、m=0である場
合、R1、R3、およびR5のうちの一つはR7および
Xと結合して、Xが酸素および硫黄からなる群から選択
される複素原子である複素環部分を形成する;ただし、
Xがアルアルカリールであり、R6およびR7がヒドロ
キシルであり、aが1であり、mが1である場合、zは
1または2であり、さらにR6がヒドロキシルまたはメ
ルカプトである場合、zは1である)を有する潜在性メ
ルカプタン;別異の遊離メルカプタン;および亜鉛塩を
含む、通常、熱分解を受けやすいポリマー組成物。 - 【請求項2】 ブロックされたメルカプタン/別異の遊
離メルカプタン混合物の量がハロゲン含有ポリマーの
0.1〜5phr(重量)である請求項1記載の組成
物。 - 【請求項3】 ブロックされたメルカプタン/別異の遊
離メルカプタン混合物がハロゲン含有ポリマーの0.2
〜3phr(重量)である請求項1記載の組成物。 - 【請求項4】 亜鉛塩の量が、亜鉛++イオンとして測
定してハロゲン含有ポリマーの0.001〜0.3ph
r(重量)である請求項1記載の組成物。 - 【請求項5】 亜鉛塩の量がハロゲン含有ポリマーの
0.005〜0.09phr(重量)である請求項4記
載の組成物。 - 【請求項6】 亜鉛塩がカルボン酸亜鉛である請求項1
記載の組成物。 - 【請求項7】 R1がアルコキシカルボニルアルキルで
ある請求項1記載の組成物。 - 【請求項8】 a=1であり、m=0であり、R1、R
3、およびR5のうちの一つがR7およびXと結合し
て、酸素としてのXを有する複素環部分を形成する請求
項1記載の組成物。 - 【請求項9】 R1がアルコキシカルボニルアルキルで
ある請求項8記載の組成物。 - 【請求項10】 構造式: 【化2】 (式中、aは0または1であり、mおよびnは0または
1であり;y=1〜4であり;y=1である場合、zは
1〜4であり;yが1より大きい場合、zは1であり;
R1は1〜22個の炭素原子を有するアルキル、アルキ
レニル、シクロアルキル、シクロアルキレニル、アリー
ル、アルカリール、アルアルキル、アルアルキレニル、
ヒドロキシアルキル、ジヒドロキシアルキル、ヒドロキ
シ(ポリアルコキシ)アルキル、アルコキシアルキル、
ヒドロキシアルコキシアルキル、アルコキシ(ヒドロキ
シアルキル)、アルコキシ(アシルオキシアルキル)、
アルコキシ(ポリアルコキシ)アルキル、アルコキシ
(ポリアルコキシ)カルボニルアルキル、カルボキシア
ルキル、アシルオキシアルキル、アシルオキシ(ヒドロ
キシアルキル)、アシルオキシアルコキシアルキル、ア
シルオキシ(ポリアルコキシ)アルキル、ベンゾイルオ
キシ(ポリアルコキシ)アルキル、アルキレンビス(ア
シルオキシアルキル)、アルコキシカルボニルアルキ
ル、アルコキシカルボニルアルキレニル、ヒドロキシア
ルコキシカルボニルアルキル、ヒドロキシ(ポリアルコ
キシ)カルボニルアルキル、メルカプトアルキル、メル
カプトアルキレニル、メルカプトアルコキシカルボニル
アルキル、メルカプトアルコキシカルボニルアルキレニ
ル、アルコキシカルボニル(アミド)アルキル、アルキ
ルカルボニルオキシ(ポリアルコキシ)カルボニルアル
キル、テトラヒドロピラニルオキシ(ポリアルコキシ)
カルボニルアルキル、テトラヒドロピラニルオキシアル
キル、ヒドロキシアリール、メルカプトアリールまたは
カルボキシアリールラジカルであり;R2、R3、
R4、R5、R6、およびR7は独立して、水素、ヒド
ロキシ、メルカプト、1〜22個の炭素原子を有するア
シル、アルキル、アルキレニル、アリール、ハロアリー
ル、アルカリール、アルアルキル、ヒドロキシアルキ
ル、メルカプトアルキル、ヒドロキシアリール、アルコ
キシアリール、アルコキシヒドロキシアリール、メルカ
プトアリール基であり;Xはアリール、ハロアリール、
アルカリール、アルカリール、ヒドロキシアリール、ジ
ヒドロキシアリール、アルコキシアリール、アリールシ
クロアルキル、またはヘテロ原子であり、aが1であ
り、mが1である場合、R6およびR7は窒素であるX
と結合して複素環部分を形成し、さらにa=1であり、
m=0である場合、R1、R3、およびR5のうちの一
つはR7およびXと結合して、Xが酸素および硫黄から
なる群から選択される複素原子である複素環部分を形成
する;ただし、Xがアルアルカリールであり、R6およ
びR7がヒドロキシルであり、aが1であり、mが1で
ある場合、zは1または2であり、さらにR6がヒドロ
キシルまたはメルカプトである場合、zは1であるとす
る)を有する潜在性メルカプタン;潜在性メルカプタン
と別異の遊離メルカプタンの混合物の10〜50重量%
を構成する別異の遊離メルカプタン;亜鉛塩を含み、潜
在性メルカプタン/別異の遊離メルカプタン混合物と亜
鉛塩の重量比が3〜250である安定剤組成物。
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