JP2009516027A

JP2009516027A - 可塑化ポリ塩化ビニル組成物

Info

Publication number: JP2009516027A
Application number: JP2008540278A
Authority: JP
Inventors: カイタンハンス
Original assignee: アイエスピーインヴェストメンツエルエルシー
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2026-11-13
Also published as: BRPI0618587A2; US7411012B2; RU2008123605A; CN101331170A; RU2431647C2; EP1957562A4; WO2007059123A2; JP5107250B2; CN103146095A; US20070112104A1; BRPI0618587B1; EP1957562B1; EP1957562A2; WO2007059123A3

Abstract

ポリ塩化ビニルを可撓性状態に可塑化するに充分な５〜４００質量部の量で存在する炭素数４〜３０の鎖状、分岐状または環状アルキルピロリドンを含むポリ塩化ビニルポリマーの安定な可塑化組成物。

Description

本発明は可塑化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）組成物に関し、より詳しくは、ＰＶＣを可塑化し、ＰＶＣに可撓性、柔軟性、伸展性および低溶融温度を付与するに充分な量で存在する炭素数４〜３０のアルキルピロリドンを含む安定な可塑化ＰＶＣ組成物に関する。

従来、可塑剤と呼ばれる特定の有機化合物のＰＶＣへの添加は、ＰＶＣに可撓性、柔軟性、良好な触感と製造容易性、伸展性及び低溶融温度のような所望の特性を付与することが周知である（非特許文献１）。可塑剤はＰＶＣに溶解することにより機能し、ポリマー鎖間の凝集エネルギー密度を減じ、ＰＶＣ中に存在するハロゲン原子により付与された極性力を減ずる。ＰＶＣ用の効果的な可塑剤として機能するあらゆる有機化合物は、（ａ）非常に高いＰＶＣとの相溶性を有し、（ｂ）極性基を有し、また（ｃ）その有効寿命中にポリマーへ拡散し、またポリマーから移行する傾向が低い必要がある。さらに、可塑剤はＰＶＣを着色してはならず、無毒、無臭、低揮発性であって、ＰＶＣを可塑剤と混合および配合する温度で熱的に安定である必要がある。

種々の有機化合物がＰＶＣ用の有効な可塑剤として報告されている。これらは、炭素数４〜１５の脂肪族アルコール（鎖状／分岐状）と無水フタル酸とのエステル、エポキシ化大豆油、トリメリット酸のエステル、リン酸エステル、安息香酸およびクエン酸のエステル、ハロゲン化炭化水素を含む。ジオールとアジピン酸またはセバシン酸との縮合により調製された高分子量ポリエステル（８００〜６０００）も可塑剤として用いる。これらのうち、フタル酸塩系可塑剤は、ＰＶＣとの優れた相溶性、溶融容易性、および幅広く好適な特性を有することから、最も広く用いられている。

しかしながら、フタル酸エステルには欠点がある。フタル酸ジオクチルは、ねずみの肝臓がんを引き起こす発がん性物質と見做されている。低分子量により、ＰＶＣから速かに拡散し、ガラスおよび他の透明な表面上に「曇り」（濁った堆積物）をもたらす。また、これらは有機溶媒によって容易に抽出され、溶媒との接触を必要とする用途での使用には不適切である。

可塑剤分野の従来技術は、特許文献１〜５に代表される。

特許文献６には、農業化学品および農薬のような活性有機化合物に対し特に有効な界面活性を有する表面活性ラクタムが開示されている。静電防止、粘着防止及び潤滑特性を含む多くの他の興味深い特性が、かかるラクタムに帰属する。かかるラクタムに関する特定の有用性は、水不溶性農業化学品の安定エマルジョン濃縮物を形成する能力にあった。

「ポリ塩化ビニル百科事典（Encyclopedia of PVC）Ｖｏｌ．１−２、Ｌ．Ｉ．Ｎａｓｓ、１９７６年」米国特許第５，７７７，０１４号明細書米国特許第６，１１８，０１２号明細書米国特許第６，７０６，８１５号明細書米国特許出願公開第２００４／０００１９４８号明細書米国特許出願公開第２００４／０１９８９０９号明細書米国特許第５，２９４，６４４号明細書

したがって、本発明の目的は、長期可塑化をＰＶＣに付与して可撓性、柔軟性、伸展性および／または低融点性をＰＶＣ組成物に与えることである。

本発明の他の目的は、かかる可塑化ＰＶＣ組成物をフィルム、サイディング、パイプおよびチューブ並びにカレンダーシート、プラスチゾル、フォームおよび分散体のような用途に提供することである。

ＰＶＣポリマーの安定な可塑化組成物は、前記ＰＶＣを可撓状態に可塑化するに充分な５〜４００質量部（ゴム１００質量部当たり）の量で存在する炭素数４〜３０の鎖状、分岐状または環状アルキルピロリドンを含有することを特徴とする。

前記組成物は、少なくとも５質量部、好ましくは５〜４００質量部、より好ましくは１０〜１００質量部の量で存在する炭素数６〜２０のアルキルピロリドンを含有するのが望ましい。室温で液体である炭素数８〜１２のアルキルピロリドンがここでの使用に好適である。

本発明の組成物は、１０を超え１００未満のショアＡ硬度（半剛性から極端に可撓性）で特徴付けられたＰＶＣ製品を提供する。

炭素数４〜３０のアルキルピロリドン可塑化組成物を単独で、または一つ以上の一次または二次可塑剤と組合わせて含む本発明のＰＶＣ製品は、好適にカレンダーシート、プラスチゾル、フィルム状のフォームまたは分散体、サイディング、パイプ、チューブ等の形態とすることができる。

ＰＶＣ組成物における可塑剤として用いるのに好適なアルキルピロリドンは、炭素数４〜３０の鎖状、分岐状または環状のアルキルピロリドン、好ましくはシクロヘキシルピロリドンを含む炭素数６〜２０のアルキルピロリドンであり、より好ましくは鎖状Ｎ−オクチルピロリドン（炭素数８、ＮＯＰ）および鎖状Ｎ−ドデシルピロリドン（炭素数１２、ＮＤＰ）のように室温で液体であり、これらはインターナショナル・スペシャリティ・プロダクト（ＩＳＰ）によりそれぞれＳｕｒｆａｄｏｎｅ（登録商標）ＬＰ−１００および３００として上市されている。これら炭素数８および１２のアルキルピロリドンは、ＰＶＣの少なくとも５質量部、好ましくは５〜４００質量部、より好ましくは１０〜１００質量部の量で効果的に機能する。この量は、ＰＶＣを可撓性状態に可塑化するに充分である。一つ以上の一次または二次可塑剤との混合物を用いることができる。かかる量の可塑剤は、ポリ塩化ビニルに可撓性、柔軟性、伸展性および低溶融温度をＰＶＣに付与するためにフィルム、サイディング、パイプまたはチューブの用途においてカレンダーシート、プラスチゾル、フォームおよび分散体のような種々の形態で有用な可塑化ＰＶＣを形成するのに適している。

［実施例１］
本発明に係る代表的なＰＶＣ配合物を下記表１に示す。

Ａ．表１の組成物を用いたカレンダーシートの作製
上述のＮＯＰおよびＮＤＰ配合物を有するカレンダーシートは、ＤＩＮＰよりも柔軟で、透明である。ＮＯＰを有するシートが最も可撓性で、ＤＩＮＰを有するシートよりも約２倍柔軟であった。また、ＤＩＮＰ／ＮＯＰ（３：１）の混合物およびＤＩＮＰ／ＮＤＰ（３：１）の混合物は、同一使用レベル（６０質量部）でＤＩＮＰ単独のものよりも可撓性に優れたシートを生成した。

Ｂ．プラスチゾル
ＮＯＰおよびＮＤＰの両者は、ゲル化の開始を示すプラスチゾルの粘度を上げ、ゲル化温度が下げ、ゲル化を増進した。高級アルキルピロリドンは、プラスチゾル用の長期開放時間を達成するのにより適していた。

Ｃ．フォーム
下記表２に示す配合物を用いた。

かかる配合物の発泡を２００℃で実施した。フォーム密度（ｇ／ｃｍ³、ｙ軸）対発泡時間（ｓ、ｘ軸）の結果は、炭素数８もしくは炭素数１２のアルキルピロリドンの添加がＤＩＮＰよりも高いフォーム密度と優れた安定性のフォームを生成することを示す。組成物中にＮＯＰおよびＮＤＰをより多くの量で添加すると、より均一かつ平滑な表面を生じた。

Ｄ．分散体
水性ＰＶＣ分散体における２〜８％のＮＯＰまたはＮＤＰは、最低フィルム形成温度（ＭＦＴ）を１４℃から２℃に下げ、これは顕著な減少かつ望ましい結果を示した。

[実施例２]
Ｎ−ドデシル−２−ピロリドンの可塑化効率
下記表３に示す組成物を用いた。

これら組成物のカレンダーシートについて、ショアＡ硬度、引っ張り強度、破断点伸び、および１日および７日経過後の吸水度を測定した。

表４の結果は、４０質量部のＮＤＰを含む本発明の配合物が、６０質量部のＶｅｓｔｉｎｏｌ（登録商標）９（ＤＩＮＰ）と同等のショアＡ硬度値を付与することを示す。すなわち、所望の可撓性ＰＶＣを実現するのに、ＮＤＰはＤＩＮＰよりも実質的により効果的である。

[実施例３]
Ａ．ゲル化温度の低減
ＮＯＰおよびＮＤＰ可塑化ＰＶＣ組成物において、ＰＶＣのゲル化が４５℃もしくはそれ以下の温度で起こる。

Ｂ．ゲル化速度の上昇
可塑化とゲル化が、ＮＯＰおよびＮＤＰ可塑化ＰＶＣでより速く起こり、生成収率を増やす。

Ｃ．弾性
ＮＤＰは、他の可塑剤を用いるよりも非常に低い使用レベルで高弾性のＰＶＣを生成するのに極めて効率的である。ＰＶＣ（Ｋ７０）において１００質量部のＮＤＰを用いると、４０のショアＡ硬度を達成することができる。

本発明の組成物は、ワイヤーやケーブル用の絶縁体及び外被；プール、池、埋立地、灌漑溝用のライナー；ウォーターベット用の敷布；布被覆物；カーペット裏張り；ダッシュボード、ドアパネル、アームレスト等のような自動車部品；自動車体下部の被覆物；タイル；壁カバー；フローリングシート；包装フィルム；コンベアーベルト；防水シート；屋根膜；電気プラグおよび結線；膨張式シェルター；玩具；ガーデンハウス；パイプおよびチューブ；農業用フィルム；冷蔵庫および冷凍庫のガスケット；靴底および靴の甲、ブーツ；カレンダー、押し出し、プラスチゾル、フォーム、分散のような先端技術の１つを用いることによって製造したフィッシィングルアーのような用途に有効に用いることが可能である。
本発明は、これら特定の態様を特に参照して説明したが、当業者の技術範囲内で変更および修正されるかもしれないことが理解されよう。

Claims

ポリ塩化ビニルを可撓性状態に可塑化するに充分な５〜４００質量部の量で存在する炭素数４〜３０の鎖状、分岐状または環状アルキルピロリドンを含むことを特徴とするポリ塩化ビニルポリマーの安定な可塑化組成物。
前記量が少なくとも１０質量部である請求項１に記載の組成物。
前記量が１０〜１００質量部である請求項１に記載の組成物。
１００未満のショアＡ硬度で特徴付けられたポリ塩化ビニル製品を提供する請求項１に記載の組成物。
前記アルキルピロリドンが、炭素数６〜２０である請求項１に記載の組成物。
前記環状アルキルピロリドンが、炭素数６〜２０である請求項１に記載の組成物。
室温で液状であり、かつ所望により一つ以上の一次および／または二次可塑剤を含有する請求項１に記載の組成物。
前記アルキルピロリドンが、炭素数８の鎖状アルキルピロリドンである請求項１に記載の組成物。
前記アルキルピロリドンが、炭素数１２の鎖状アルキルピロリドンである請求項１に記載の組成物。
請求項１に記載の組成物を含み、カレンダーシート、プラスチゾル、フォーム、分散体、フィルム、サイディング、パイプまたはチューブの形態であることを特徴とするポリ塩化ビニル製品。