JP2004535504A - ポリアミド用酸化防止剤 - Google Patents

Abstract

本発明は、唯一の１次酸化防止剤として式Ｉ（式中ｎ＝１〜５の整数を表す）の立体障害されたフェノールを含有する、ポリアミド用酸化防止剤に関する。更に、本発明はポリアミド及び唯一の１次酸化防止剤としての式（Ｉ）の化合物を含有する組成物に関する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアミド用酸化防止剤としての立体障害されたフェノール（ein sterisch gehindertes Phenol)並びにポリアミド及び立体障害されたフェノールを含有する組成物に関する。
【０００２】
押出し及び射出成形等による熱可塑性ポリアミドの半製品及び最終生成物の加工及び製造の際には、プラスチックがその際に現れる分解過程により黄色化されるか又はその機械的特性、例えば衝撃強度、脆化抵抗、引裂き強度等に関して害されることを阻止するために、プラスチックに老化防止剤を添加しなければならない。最終生成物の貯蔵及び使用のためにも同じことが当てはまる。
【０００３】
分解メカニズムは、なお最終的に解明されてはいないが、エネルギー供給及び酸素により、ラジカル、殊に、ペルオキシドラジカルが形成され、これが連鎖伝送及び連鎖分岐の相当するメカニズムを介してラジカル分解及び酸化を司ると仮定される。
【０００４】
このことを阻止するために、酸化防止剤が添加され、この際、これは原則的に２つの群に分けられる。特にラジカル捕捉剤、特に立体障害されたフェノールが重要であり、これは一方で、水素ラジカルの移動下にラジカルを捕捉し、これにより、このフェノールから安定化されたフェノールラジカルが生じ、他方で、こうして形成され、安定化されたフェノールラジカルの第２のラジカルへの付加により、これを付加的に捕捉する。この群は１次酸化防止剤と称される。
【０００５】
更に、還元下に直接ヒドロペルオキシド基を分解するいわゆる２次酸化防止剤が使用され、この際には、新たなラジカルは生じない。典型的な代表として、ホスファイト及び有機スルフィド、殊にチオエステルがこの群に属する（Taschenbuch der Kunststoff-Additive,３．Ausgabe(1989)）。
【０００６】
一般に、相乗効果の目的のために種々の安定剤からの系が使用されるが、この際、これは強制的ではない。ポリアミド用に現在最も使用されている着色されていない酸化防止剤は、チバのイルガノックス１０９８、次式：
【０００７】
【化１】

を有するジマーフェノールである。
【０００８】
もう一つの公知のポリアミド用酸化防止剤は、イルガノックス２５４：
【０００９】
【化２】

である。
【００１０】
種々の酸化防止剤に関する概観は、例えばGaechter/Mueller "Kunststoffadditive" 3.Aufl. 1990, Hanser Verlag Muenchen Wien.に存在する。
【００１１】
式I：
【００１２】
【化３】

の立体障害されたフェノールをスチレンのコ−及びターポリマー用の老化防止剤としてのチオエステル及びホスファイトと組み合わせて使用することが、DE１９７５０７４７に記載されている。
【００１３】
EP６６９３７６A１から、ポリアミド及びコポリアミドにも使用可能であるべき２種の立体障害されたフェノールからの安定剤混合物が公知である。この唯一の例は、
【００１４】
【化４】

からの混合物を用いるアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−ターポリマーの安定化に関する。
【００１５】
ポリアミド用の多数の酸化防止剤は既に公知であるが、更に、改良された、特別に有効かつ価格的に好適な安定剤への需要が存在する。本発明の課題は、改良された作用物質を見つけることである。
【００１６】
ところで、意外にも、ポリアミド用の唯一の１次酸化防止剤としての式I：
【００１７】
【化５】

［式中ｎ＝１〜５である］の立体障害されたフェノールが、慣用の酸化防止剤に比べて著しく改良された酸化防止作用を示すことを発見した。
【００１８】
従って、この課題の解決は、唯一の１次酸化防止剤として前記式Ｉの化合物を含有する、ポリアミド用酸化防止剤並びにポリアミド及び唯一の１次酸化防止剤としての式Ｉの化合物を含有する組成物にある。
【００１９】
全体として、ポリマーに対して０．０１〜５質量％、有利に０．１〜３質量％の化合物が使用される。
【００２０】
式Ｉの化合物は、Firma Rasching GmbH, Ludwigshafen社のラロックス（ＲＡＬＯＸ）^（Ｒ）ＬＣなる商品名で入手可能である。ラロックス^（Ｒ）ＬＣ（ＣＡＳ Ｎｏ．６８６１０−５１−５ ｐ−クレゾール及びジシクロペンタジエンからのブチル化された反応生成物）は、ｐ−クレゾールとトリシクロ−［５．２．１．０］−デカジエンの１０：１〜１：５のモル比でのフリーデル−クラフツ−反応及び引き続くイソブテン又はｔ−ブタノール又はｔ−ブチルクロリドとの反応により製造される。
【００２１】
この生成物は、ｎ＝１〜５のオリゴマーの混合物である。
【００２２】
出発物質のモル比及び”ｎ”の混合割合に応じて、この化合物は、７０〜１４０℃の融点及び６００〜８００ｇ／モルの平均分子量を有する。これは、難揮発性、良好な相容性、低いミグレーション及び高い抽出安定性により優れている。
【００２３】
ポリアミドとしては、本発明によれば、ジアミン及びジカルボン酸又は相応するラクタムから生じるポリアミド及びコポリアミド、例えばポリアミド４、ポリアミド６、ポリアミド６／６、ポリアミド６／１０、ポリアミド６／８、ポリアミド６／１２、ポリアミド４／６、ポリアミド１１、ポリアミド１２がこれに該当する。更に、ｍ−キシレン、ジアミン及びアジピン酸から出発した芳香族ポリアミド、ヘキサメチレンジアミン及びイソ−及び／又はテレフタル酸から、及び場合により変性剤としてのエラストマー、例えばポリ−２，４，４−トリメチルヘキサメチレンテレフタラミド、ポリ−ｍ−フェニレン−イソフタラミドから製造されたポリアミド、前記のポリアミドとポリオレフィン、オレフィンコポリマー、イオノマー又は化学的に結合された又はグラフトされたエラストマーとの又はポリエーテル、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリテトラメチレングリコールとのブロックコポリマー、更にＥＰＤＭ又はＡＢＳで変性されたポリアミド又はコポリアミド並びに加工の間に縮合されたポリアミド（”ＲＩＭ−ポリアミドシステム”）。
【００２４】
本発明による、変色並びに熱的及び酸化的分解に対して安定化された前記の熱可塑性プラスチックの組成物は、次のようにして製造することができる。
【００２５】
プラスチック顆粒及びフェノール系酸化防止剤を、室温で、相互に例えばフープミキサー中で混合し、かつ、平流の二軸ニーダーを通してプラスチックの融点で押出す。この押出しの後に融液を水浴中で冷却させ、造粒させ、かつ乾燥させる。こうして製造された半製品は、常法で、付加的な安定化なしに、更に加工することができる。
【００２６】
所望の場合には、なお他の慣用の添加剤、例えば２次酸化防止剤、ＵＶ−吸収剤及び遮光剤、金属失活剤、填料及び強化剤、可塑剤、内滑剤、乳化剤、顔料、光学明化剤、防炎剤、帯電防止剤及び／又は発泡剤を添加することもできる。
【００２７】
２次酸化防止剤としては、有利に次のものがこれに該当する：
１．１ アルキルチオメチルフェノール：
例えば
− ２，４−ジ−オクチルチオメチル−６−ｔ−ブチルフェノール
− ２，４−ジ−オクチルチオメチル−６−メチルフェノール
− ２，４−ジ−オクチルチオメチル−６−エチルフェノール
− ２，６−ジ−オクチルチオメチル−４−ノニルフェノール
１．２ ヒドロキシル化されたチオジフェニルエーテル
例えば
−２，２’−チオ−ビス−（６−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール）
−２，２’−チオ−ビス−（４−オクチルフェノール）
−４，４’−チオ−ビス−（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）
−４，４’−チオ−ビス−（６−ｔ−ブチル−２−メチルフェノール）
−４，４’−チオ−ビス−（３，６−ジ−ｓ−アミルフェノール）
−４，４’−ビス−（２，６−ジ−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−ジスルフィド
１．３ ホスファイト及びホスホナイト
例えば
−トリフェニルホスファイト
−ジフェニルアルキルホスファイト
−フェニルジアルキルホスファイト
−トリス−（ノニルフェニル）−ホスファイト
−トリラウリルホスファイト
−トリオクタデシルホスファイト
−ジステアリル−ペンタエリスリットジホスファイト
−トリス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−ホスファイト
−ジイソデシルペンタエリスリット−ジホスファイト
−ビス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−ペンタエリスリットジホスファイト
−ビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）−ペンタエリスリットジホスファイト
−ビス−イソデシルオキシ−ペンタエリスリットジホスファイト
−ビス−（２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−メチルフェニル）−ペンタエリスリットジホスファイト
−ビス−（２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェニル）−ペンタエリスリットジホスファイト
−トリステアリール−ソルビット−トリホスファイト
−テトラキス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレン−ジホスホナイト
−６−イソオクチルオキシ−２，４，８，１０−テトラ−ｔ−ブチル−１２Ｈ−ジベンズ［ｄ，ｇ］−１，３，２−ジオキサホスホシン
−６−フルオロ−２，４，８，１０−テトラ−ｔ−ブチル−１２−メチル−ジベンズ［ｄ，ｇ］−１，３，２−ジオキサホスホシン
−ビス−（２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−メチルフェニル）−メチルホスファイト
−ビス−（２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−メチルフェニル）−エチルホスファイト
１．４ ペルオキシド破壊性化合物
例えば
−β−チオ−ジプロピオン酸のエステル、例えばラウリル−、ステアリール−、ミリスチル−又はトリデシルエステル
−メルカプトベンズイミダゾール
−２−メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩
−亜鉛−ジブチル−ジチオカルバメート
−ジオクタデシルジスルフィド
−ペンタエリスリット−テトラキス−（β−ドデシルメルカプト）−プロピオネート
１．５ ポリアミド安定剤
例えば
−ヨージド及び／又は燐化合物及び２価のマンガンの塩と組み合わされた銅塩。
【００２８】
次の実施例で、技術水準から公知の薬剤に比べた本発明による酸化防止剤の優秀性を証明する。
【００２９】
例１
ポリアミド６の安定化
酸化防止作用を、動的ＤＳＣを用いる熱分析により測定した。この方法は、例えば、Widmann/Riesenの”Thermoanalyse”Huethig Buch Verlag Heidelberg,3.Aufl.1990、６３頁に記載されている。オートマチックタンジェント評価（atutomatischer Tangentenauswertung)を伴うＭｅｔｔｌｅｒ ＤＳＣを用いた。加熱速度は２０℃／ｍｉｎであり、各試料は、約１０ｍｇの重さを有した。結果が、第１表中に挙げられている。全ての百分率記載は、質量に対する。
【００３０】
【表１】

【００３１】
第１表中の測定値で、本発明によるラロックス^（Ｒ）ＬＣが、従来慣用のポリアミド用酸化防止剤（イルガノックス１０９８、イルガノックス２４５・・・）よりも優れていることが認められる。
【００３２】
例２
この測定系では、本発明による化合物の作用を、ＥＰ６９９３６７から公知の安定剤と比較した。純粋な２−（１−メチルペンタデシル）−４，６−ジメチルフェノールは、市場では得られないので、スチレンポリマー用のチバからイルガノックス１１４１なる名称で売られるフェノール約８０％と２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−プロピオン酸オクタデシルエステル２０％とからの混合物を使用した。
【００３３】
検査を例１におけると同様な方法で行った。結果を第２表中にまとめた。
【００３４】
【表２】

【００３５】
本発明による化合物（Ｎｏ．１０）は、意外にもＥＰ６９９３６７Ａ１から公知の組み合わせ（Ｎｏ．１２）に比べても、イルガノックス１１４１（Ｎｏ．１１）に比べても、良好な酸化防止作用を示すことが認められる。この組み合わせは、ポリアミドに関しては、むしろイルガノックス１１４１よりも劣悪な酸化防止作用を有する。このことは、安定剤の組み合わせの際に屡々相乗効果が現れるので、特に意想外である。

Claims (5)

1. 式Ｉ：
   

   

   ［式中、ｎ＝１〜５である］の立体障害されたフェノールが唯一の１次酸化防止剤として使用されていることを特徴とする、ポリアミド用酸化防止剤。
2. ポリアミドの合計質量に対して０．０１〜５質量％で使用されていることを特徴とする、請求項１に記載の酸化防止剤。
3. ポリマーの合計質量に対して０．１〜３質量％で使用されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の酸化防止剤。
4. ポリアミド及び請求項１から３までのいずれか１項に記載の酸化防止剤０．０１〜５質量％を含有する、組成物。
5. 酸化防止剤の０．１〜３質量％の含有率を有する、請求項４に記載の組成物。