JP4094433B2 - 有機過酸化物の熱安定剤 - Google Patents
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Description
本発明の別の対象は、貯蔵安定性および熱安定性に優れた有機過酸化物を含む組成物にある。
D. Griller,K. Ingold、Accounts of Chemical Research 、1976、9、13‐19 A. Forrester et al 「Organic Chemistry of Stable Free Radicals」, Academic Press、1968
この有機過酸化物の熱安定剤はニトロキシラジカルの窒素原子が環の一部を形成するN−複素環式化合物であるのが好ましい。
本発明の熱安定剤としては特に下記式(I)、(II)、(III)で表される化合物を挙げることができる:
‐OC(O)−(CRaRb)n‐C(O)O−、
‐NH−(CRaRb)nNH‐、
‐NHC(O)−(CRaRb)n‐C(O)NH‐、
‐S−、
‐O‐
(CRaおよびRbは水素原子または1〜10個の数の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖のアルキル基を表し、nは0〜20の整数を表す))
特に好ましい一般式(III)の化合物は下記式で表される化合物である:
PROXYL(登録商標)の名称で市販の2,2,5,5‐テトラメチル‐1‐ピペリジニルオキシ、1‐ピペリジニルオキシ‐2,2,6,6‐テトラメチル‐4‐[(1‐オキソオクタデシル)オキシ]、CXA5415(登録商標)の名称でCiba Specialty Chemical社から市販の1‐ピペリジニルオキシ‐4,4’‐((1,10‐デカンジイル)‐ビス(オキシ)ビス(2,2,6,6‐テトラメチル)ニトロキシド)、2,2,6,6‐テトラメチル‐4‐ヒドロキシピペリジン‐1‐オキシルモノフォスフェートまたは3‐カルボキシ‐2,2,5,5‐テトラメチル‐ピロリジニルオキシ(一般に3‐カルボキシプロキシルと呼ばれる)も好ましい。
一般式(VI)で表される非環状化合物も熱安定剤として適している:
ジアルキルペルオキシドの例として挙げられるのは2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(tert‐ブチルペルオキシ)へクス‐3‐イン、ジ(tert‐ブチル)ペルオキシド、ジ(tert‐アミル)ペルオキシド、tert‐ブチルクミルペルオキシド、ジ(tert‐ブチルペルオキシイソプロピル)-ベンゼン、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(tert‐ブチルペルオキシ)ヘキサン、ジクミルペルオキシドまたは3,6,9‐トリエチル‐3,6,9‐トリメチル‐1,4,7‐トリペロキソナンである。
ヒドロペルオキシド塩の例としては1,3および1,4‐ビス(2-ヒドロペルオキシドプロプ‐2-イル)ベンゼンのジナトリウム塩が挙げられる。
本発明の第2の対象である有機過酸化物を含む組成物は、従来の稀釈剤、例えば可塑剤、液体鈍感剤(phlegatizers)、有機溶剤、高分子担体または有機担体を含むことができる。この有機過酸化物組成物はさらに、単数または複数の添加剤、例えば凝結防止剤、酸化防止剤、顔料または染料およびDTPA(ジエチレントリアミンペンタ酢酸ナトリウム)またはEDTA(エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウム)等の金属イオン封鎖剤を含んでいてもよい。
本発明の第4の対象は、本発明の第2の対象である上記組成物を用いたポリマーの改質にある。例えばポリマー、特にポリプロピレンの分解、ポリマーのグラフト化、例えば無水マレイン酸を用いたポリプロピレンのグラフト化等が挙げられる。
下記化合物を使用した。
Luperox 101=2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(tert‐ブチルペルオキシ)ヘキサン
Luperox 802=1,4‐ビス(tert‐ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン
Luperox 331M50=1,1‐ジ(tert‐ブチルペルオキシ)
Luperox TBH70X *=tert‐ブチルヒドロペルオキシド
(* イソデカンの14%溶液)
AF845=1‐ピペリジニルオキシ‐2,2,6,6‐テトラメチル‐4‐[(1‐オキソ‐オクタデシル)オキシ]
CXA 5415=1‐ピペリジニルオキシ‐4,4’‐((1,10‐デカンジイル)‐ビス(オキシ)ビス(2,2,6,6‐テトラメチル)ニトロキシド)
[表1]には各種有機過酸化物の分解温度に対する安定剤(TEMPO、AF845およびCXA5415)の効果がまとめて示してある。
ポリプロピレン=MFIが3.3(230℃/2.16kg)のポリプロピレン
有機過酸化物=2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(tert‐ブチルペルオキシ)ヘキサン [Luperox 101(過酸化物含有量95%)]
安定剤:TEMPO
ポリプロピレンを同時回転するブラベンダー型の2軸スクリュー押出し機内で分解した。押出し機の4つの帯域Z1〜Z4の温度は200℃/220℃/220℃/180℃にした。帯域Z4の出口の押出し速度はスクリュー速度に依存し、一般には4.5〜5kg/毎である。冷却後にストランドを顆粒に切断し、MFI値(230℃、2.16kgの荷重下で測定)、弾性率(ISO 178規格に従って測定)およびシャルピー衝撃試験(ISO 179/1eA規格に従って23℃で測定)で特徴付けた。
[表2]は本発明の安定化組成物を用いたときの分解に対する結果をまとめたものである(実施例3、4では有機過酸化物とTEMPOの組成物を用い、実施例5ではポリプロピレン粉末上に過酸化物とTEMPOとを別々に散布した)。
Claims (12)
- 熱的に安定な有機過酸化物の組成物の製造方法であって、
有機過酸化物の組成物とN−複素環式化合物から成る熱安定剤とを混合し、上記N−複素環式化合物は少なくとも 1 つのニトロキシラジカルを含み、このニトロキシラジカルの窒素原子は上記N−複素環の一部を形成し、「上記熱安定剤を含んだ時の組成物の分解開始温度」>「上記安定剤を含まない時の組成物の分解開始温度」であることを特徴とする方法。 - 上記熱安定剤が下記式(I)、(II)、(III)の少なくとも1つで表される請求項1に記載の方法:
R1、R2、R3およびR4は水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐鎖または環状の飽和または不飽和の炭化水素基、ポリマー鎖または官能基を表し、互いに同一でも異なっていてもよく、
R5、R6、R7およびR8はR1、R2、R3およびR4について記載した基と同じ群の中から選択できる他、さらにヒドロキシ基‐OHまたは酸基でもよく、互いに同一でも異なっていてもよく、
式(III)のXは下記(a)または(b)を表す:
(a) メチレン‐CH2−、‐C(OR・)(OR')−、カーボニル‐C(O)−、オキシ‐O−および‐CHZ−(Zはシアノ基:‐CN、ヒドロキシ基:‐OH、アミノ基:‐NR・R'、アルコキシ基:‐OR・、イミノイル基:‐N=CR・R'、カルボキシレート基:OC(O)‐R・またはアミド基:‐NHR・‐C(O)R'の中から選択される1価の残基を表し、R・およびR'は水素原子、1〜20個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖のアルキル基またはベンジル基またはフェニル基を表し、互いに同一でも異なっていてもよい)の中から選択される2価の基、
(b) ホスホネート基:‐OP(O)R''R'''‐(R''とR'''はZと同じ意味を有する)] - 上記ハロゲン原子がフッ素、塩素、臭素またはヨウ素の中から選択される請求項2に記載の方法。
- 上記の分岐鎖または環状の飽和または不飽和の炭化水素基がアルキル基またはフェニル基である請求項2または3に記載の方法。
- R 1 、R 2 、R 3 およびR 4 の官能基がシアノ基‐CN、エステル基‐COOR、アミド基‐CON(R) 2 、アルコキシ基‐ORまたはホスホネート基‐PO(OR) 2 (ここで、Rは1〜9個の炭素原子を有する炭化水素鎖)である請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。
- R 5 、R 6 、R 7 およびR 8 の酸基が‐COOHまたは‐PO(OH) 2 またはSO 3 Hである請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 上記熱安定剤が2,2,6,6‐テトラメチル‐1‐ピペリジニルオキシ、4‐ヒドロキシ‐2,2,6,6‐テトラメチル‐1‐ピペリジニルオキシ、4‐メトキシ‐2,2,6,6‐テトラメチル‐1‐ピペリジニルオキシ、4‐オキソ‐2,2,6,6‐テトラメチル‐1‐ピペリジニルオキシ、2,2,5,5‐テトラメチル‐1‐ピペリジニルオキシ、ビス(1‐オキシル‐2,2,6,6‐テトラメチルピペリジン‐4‐イル)セバケート、2,2,6,6‐テトラメチル‐4‐ヒドロキシピペリジン‐1‐オキシルモノフォスフェートまたは3‐カルボキシ‐2,2,5,5‐テトラメチル‐ピロリジニルオキシの中から選択される請求項2〜7のいずれか一項に記載の方法:
- 貯蔵安定性および熱安定性に優れた有機過酸化物を含む組成物であって、
少なくとも1種の有機過酸化物と、少なくとも一つのN−複素環式化合物から成る熱安定剤とを含み、このN−複素環式化合物は少なくとも 1 つのニトロキシラジカルを含み、このニトロキシラジカルの窒素原子は上記N−複素環の一部を形成し、「上記熱安定剤を含んだ時の組成物の分解開始温度」>「上記熱安定剤を含まない時の組成物の分解開始温度」であることを特徴とする組成物。 - 上記有機過酸化物がジアルキルペルオキシド、ヒドロペルオキシドおよびその塩と、ペルオキシケタールおよびペルオキシエステルの中から選択される請求項9に記載の組成物。
- 上記有機過酸化物がジクミルペルオキシド、3,6,9‐トリエチル‐3,6,9‐トリメチル‐1,4,7‐トリペロキソナンまたは1,3‐および1,4‐ビス(2-ヒドロペルオキシドプロプ‐2-イル)ベンゼンジナトリウム塩の中から選択される請求項10に記載の組成物。
- 請求項9〜11のいずれか一項に記載の熱的に安定な有機過酸化物の組成物の製造方法であって、
上記有機過酸化物に、少なくとも 1 つのニトロキシラジカルを含む少なくとも一つのN−複素環式化合物から成る安定剤を添加し、上記ニトロキシラジカルの窒素原子は上記N−複素環の一部を形成し、「安定剤を含んだ時の組成物の分解開始温度」>「安定剤を含まない時の組成物の分解開始温度」であることを特徴とする方法。
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