JP5274025B2 - ポリオレフィン系樹脂用安定化剤及び安定化されたポリオレフィン系樹脂組成物 - Google Patents

ポリオレフィン系樹脂用安定化剤及び安定化されたポリオレフィン系樹脂組成物 Download PDF

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Description

本発明は熱可塑性樹脂用安定化剤及び安定化された樹脂組成物に関するものであり、より詳しくは主としてポリオレフィン樹脂、特にポリプロピレン系樹脂の改質の用に供され、該樹脂に添加されることにより、当該樹脂の耐熱安定化性を飛躍的に向上せしめるポリオレフィン系樹脂用安定化剤及び安定化された樹脂組成物に関するものである。
近年、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂及びポリ塩化ビニル系樹脂等の膨大な量のプラスチック製品が使用されており、これらの廃棄物処理が環境問題の1つとしてクローズアップされ、大きな社会問題となっている。中でもポリプロピレン系樹脂は軽量で剛性に富む性質から自動車用バンパー等に使用され、あらゆるプラスチック材料の中で最も大量に生産されている材料であり、その生産量は年々増加している。このため、ポリプロピレン系樹脂は数あるプラスチック材料の中でも最もリサイクル性を求められる材料の1つである。しかしながら、ポリプロピレン系樹脂は本質的に熱や光に対して不安定であり、プラスチック材料の中では、耐候性の悪い材料として位置付けられる。このため、耐光安定性、耐熱安定性を向上せしめる酸化防止剤やヒンダードアミン型光安定剤(HALS)等の検討が古くからなされていた。
例えば、特許文献1には、従来の問題点であったHALSの基材からのブリードアウト等による性能低下を抑制するため、高分子量型HALSを用いて耐熱安定性能を向上させる技術が提案されている。また、特許文献2では分子内に不飽和二重結合と光安定化機能を共に有する反応性HALSを高濃度に溶液重合することにより得られるポリマーを安定剤として活用する記述がある。いずれの技術も基材樹脂からの溶出は防止できるものの、極性の高いヒンダードアミン基を有するため、無極性高分子であるポリプロピレン樹脂中での拡散性能が十分得られず、高度化する安定性要求性能からみると不十分であった。
特開平10−338777号公報 特開2003−40937号公報
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、ポリプロピレン系樹脂(以下、PP樹脂)に高度な耐光安定性、耐熱安定性を付与できるポリオレフィン樹脂用安定化剤(以下、安定化剤)の提供及び安定化剤を添加された高度な安定性を有するPP樹脂組成物を提供することにある。
発明者らは、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を持つ単量体を特定の比率の範囲内で混合した単量体混合物を重合して得られる共重合体を含むものは、PP樹脂に対し所定量添加した場合、当該PP樹脂の安定性を飛躍的に向上させることを見出し、発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の安定化剤は、下記一般式(I)で表される、分子内にピペリジル基を持つエチレン性不飽和単量体(a)1〜50質量部と、イソブチルメタクリレート、アルキル基の炭素数が6〜13であるアルキル(メタ)アクリレート及び芳香族ビニル系単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体(b)50〜99質量部と、前記単量体(a)及び(b)以外のエチレン性不飽和単量体(c)0〜20質量部(ただし、(a)、(b)、(c)の合計は100質量部)からなる不飽和単量体混合物を重合することで得られる共重合体(A)を含有する安定化剤である。
(Rは水素原子または炭素数1〜2のアルキル基、Xは酸素原子またはイミノ基、Yは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシル基、Zは水素原子またはシアノ基を示す。)
本発明によれば、PP樹脂の安定性を飛躍的に向上せしめるPP樹脂用安定化剤及び高い安定性を有するPP樹脂を提供できる。
本発明の安定化剤は、上記一般式(I)で表される、分子内にピペリジル基を持つエチレン性不飽和単量体(a)1〜50質量部と、イソブチルメタクリレート、アルキル基の炭素数が6〜13であるアルキル(メタ)アクリレート及び芳香族ビニル系単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体(b)50〜99質量部と、前記単量体(a)及び(b)以外のエチレン性不飽和単量体(c)0〜20質量部(ただし、(a)、(b)、(c)の合計は100質量部)からなる不飽和単量体混合物を重合することで得られる共重合体(A)を含有する樹脂組成物である。
本発明の安定化剤は、当該安定化剤を添加するPP樹脂の安定性向上能の点から、重合時の全単量体量(単量体(a)、(b)、(c)の合計量、以下同じ)を100質量部とした時、一般式(I)で表される不飽和単量体(a)の含有量が1〜50質量部である必要がある。単量体(a)の含有量が1質量部以上であれば、被添加樹脂の特性のうち1つ以上を大幅に低下させない程度の添加量の範囲で十分な安定性を付与できる。また、単量体(a)の量が50質量部未満であれば、被添加樹脂との相溶性を確保でき、高い安定性を付与できる。単量体(a)の含有量として、6〜50質量部が好ましく、10〜50質量部が更に好ましく、10〜40質量部が最も好ましい。
単量体(a)としては、ラジカル捕捉機能を有するものを使用することができ、例えば、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。これらは必要に応じて1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。
また、本発明の安定化剤は、当該安定化剤を添加するPP樹脂の安定性向上能の点から、単量体(a)の共重合成分として、イソブチルメタクリレート、アルキル基の炭素数が6〜13であるアルキル(メタ)アクリレート及び芳香族ビニル系単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体(b)を選択し、重合時の全単量体量を100質量部とした時、その含有量を50〜99質量部の範囲とする必要がある。単量体(b)として上記単量体の中から1種以上を選択し、共重合体(A)中の含有量を50質量部以上とすれば、PP樹脂との相溶性が確保でき、十分な安定性向上能を付与できる。単量体(b)の量が99質量部を超える場合には、相対的に単量体(a)の量が減少し好ましくない。単量体(b)の含有量として、50〜94質量部が好ましく、50〜90質量部が更に好ましく、60〜90質量部が最も好ましい。
単量体(b)としては、例えば、イソブチル(メタ)アクリレート、ノルマルヘキシル(メタ)アクリレート、ノルマルオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、p−ターシャリーブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)クリレートナドノ等のアルキル(メタ)アクリレート及びスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−クロルステレン等の芳香族ビニル系単量体が挙げられる。これらの単量体の中でも分岐アルキル基を有する(メタ)アクリレート類がPP樹脂との相溶性の点で好ましく、イソブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、p−ターシャリーブチルシクロヘキシルアクリレートの中から選ばれる単量体を用いることが特に好ましい。
上記単量体(b)は1種を単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用しても良い。
また、本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)は、必要に応じて単量体(a)、(b)以外の単量体(c)を共重合成分として用いても良いが、重合時の全単量体量を100質量部とした時、その含有量は20質量部以下であることが必要である。単量体(c)の含有量が20質量部以下であれば、安定性向上能に与えるPP樹脂との相溶性の低下レベルは軽微である。単量体(c)として15質量部以下がより好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。
単量体(c)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ノルマルプロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、メチル(エタ)アクリレート、エチル(エタ)アクリレート、ノルマルブチル(メタ)アクリレート、ターシャリーブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−(3−)ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルアルコール、ビニルイミダゾール、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、酢酸ビニル、ビニルエーテル、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノプロピル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジプロピル、イタコン酸ジブチル、イタコン酸モノブチル、フマル酸、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノプロピル、フマル酸モノブチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、フマル酸ジブチル、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノプロピル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、マレイン酸ジブチル、エチレン、プロピレンなどが挙げられる。上記単量体(c)は1種を単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用しても良い。
本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)を得るための重合法は、特に規定されず、乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法等の公知の重合法を用いて重合すれば良いが、共重合体(A)の回収の容易性、重合物の低臭気性、ハンドリング性、耐ブロッキング性及び経済性等の観点から水を媒体とする乳化重合法、懸濁重合法等の重合法が好ましい。また、乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、滴下懸濁重合法などの粒子構造体を得ることができる重合法を用いて重合する場合、その粒子構造は単層構造であっても多層構造であっても良いが、多層構造粒子の場合、経済性の点から3層構造以下であることが好ましい。本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)を乳化重合にて重合する際の乳化剤としては、従来知られる各種のアニオン性、又はノニオン性の乳化剤、高分子乳化剤、更に分子内にラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する反応性乳化剤等が挙げられる。乳化剤としては、日本乳化剤社製商品名「ニューコール560SF」、「同562SF」、「同707SF」、「同707SN」、「同714SF」、「同723SF」、「同740SF」、「同2308SF」、「同2320SN」、「同1305SN」、「同271A」、「同271NH」、「同210」、「同220」、「同RA331」、「同RA332」、花王社製商品名「ラテムルB−118E」、「レベノールWZ」、「ネオペレックスG15」、第一工業製薬社製商品名「ハイテノールN08」などの如きアニオン性乳化剤、例えば三洋化成工業社製商品名「ノニポール200」、「ニューポールPE−68」などの如きノニオン性乳化剤等が挙げられる。
高分子乳化剤としては、例えばポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。反応性乳化剤としては、例えば日本乳化剤社製商品名「Antox MS−60」、「同MS−2N」、三洋化成工業社製商品名「エレミノールJS−2」、花王社製「ラテムルS−120」、「同S−180」、「同S−180A」、「同PD−104」、(株)ADEKA製商品名「アデカリアソープSR−10」、「同SE−10」、第一工業製薬社製商品名「アクアロンKH−05」、「同KH−10」、「同HS−10」等の反応性アニオン乳化剤、例えば(株)ADEKA製商品名「アデカリアソープNE−10」、「同ER−10」、「同NE−20」、「同ER−20」、「同NE−30」、「同ER−30」、「同NE−40」、「同ER−40」、第一工業製薬社製商品名「アクアロンRN−10」、「同RN−20」、「同RN−30」、「同RN−50」等の反応性ノニオン性乳化剤などが挙げられる。これらは必要に応じて1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。なお、本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)の重合時における不飽和単量体には、反応性乳化剤は含まないものとする。
また、本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)を溶液重合法にて重合する際の溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、その他の芳香族系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート等のエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒等、公知の有機溶剤を使用すれば良い。これらは1種のみを使用しても2種以上を混合して使用しても良い。
また、本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)を懸濁重合法にて重合する際の分散安定剤としては、例えば、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、澱粉末シリカ等の水難溶性無機化合物、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、セルロース誘導体等のノニオン系高分子化合物、ポリアクリル酸及びその塩、ポリメタクリル酸及びその塩、メタクリル酸エステルとメタクリル酸及びその塩との共重合体等のアニオン系高分子化合物などが使用できる。その中でも、アニオン系高分子化合物は、極少量で分散安定性を保持でき、懸濁重合の分散剤として非常に優れている。これらの分散安定剤は1種を単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
各種重合法によって重合された本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)は、各々の重合法に適した方法で固形分回収すれば良い。例えば、乳化重合にて重合せしめた場合は、スプレードライ法、塩析凝固法、遠心分離法、凍結乾燥法等の方法で樹脂分を回収すれば良い。スプレードライ法による固形分回収法としては、乳化重合して得られた乳化分散体をスプレードライヤーにて、入り口温度:120〜220℃、出口温度:40〜90℃にて噴霧乾燥し、粉末回収することができる。出口温度として40〜80℃が回収2次粒子の1次粒子への解砕性の点で好ましく、40〜70℃が特に好ましい。また、凝固法による回収法としては、乳化分散体を30〜60℃で凝析剤に接触させ、攪拌しながら凝析させてスラリーとし、脱水乾燥して粉末回収できる。塩析凝固法における凝析剤としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸等の無機酸類、蟻酸、酢酸等の有機酸類、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、酢酸カルシウム、硫酸カルシウム等の有機塩類等を挙げることができるが、酸によるヒンダードアミン基の失活の危険性があるため、塩酸などの酸類による凝固を行った場合は、粉体回収後にアンモニア水等の塩基性水溶液で洗浄することが好ましい。また、溶液重合にて重合せしめた場合においては、再沈殿法、溶媒揮発除去法等の方法で回収すればよい。懸濁重合にて重合せしめた場合は、ろ過回収が最も簡便である。
また、本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)は、単量体(a)、(b)および(c)を用い、ラジカル性重合開始剤を用いて重合することができる。重合開始剤としては、一般的にラジカル重合に使用されるものが使用可能であり、その具体例としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類;アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等の油溶性アゾ化合物類;2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシエチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]およびその塩類、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]およびその塩類、2,2’−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]およびその塩類、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}およびその塩類、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)およびその塩類2,2’−アゾビス(2−メチルプロピンアミジン)およびその塩類、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]およびその塩類等の水溶性アゾ化合物;過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート等の有機過酸化物類等が挙げられる。これらの開始剤は単独でも使用できるほか、2種類以上の混合物としても使用できる。また、乳化重合法にて重合を行う場合には、例えば、重亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄、アスコルビン酸塩等の還元剤をラジカル重合触媒と組み合わせて用いると有利である。
本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)の重量平均分子量(以下、Mw)は特に規定されないが、5,000〜200,000の範囲であることが好ましい。Mwが5,000以上であれば塗膜からの溶出性に問題がなく長期に亘る耐候性向上能を発現する。一方、Mwが200,000以下であれば、弱溶剤への良好な溶解性が確保できる。Mwの範囲として、5,000〜100,000がより好ましく、5,000〜50,000が特に好ましい。Mwを調整する方法は特に規定しないが、開始剤量の調整による方法の他、連鎖移動剤を用いるのも有効な手段である。
連鎖移動剤としては、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン等のメルカプタン類;四塩化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化合物;α−メチルスチレンダイマー等の公知の連鎖移動剤を用いればよい。連鎖移動剤の使用量は、使用する連鎖移動剤の種類や不飽和単量体の構成比に応じて変化させれば良い。上記連鎖移動剤は、単独、もしくは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、本発明の安定化剤を構成する共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は規定しないが、ハンドリング性の点で、50℃以上であることが好ましい。特に乳化重合法を用いて多層構造粒子を形成させる場合は、最外層にTgが50℃以上の共重合体層を形成することが好ましい。なお、上記TgとしてはFoxの計算式により求められる計算ガラス転移温度を使用する。Foxの式とは、以下に示すような、共重合体のガラス転移温度(℃)と、共重合単量体のそれぞれを単独重合したホモポリマーのガラス転移温度(℃)との関係式である。
1/(273+Tg)=Σ(Wi/(273+Tgi))
[式中、Wiはモノマーiの質量分率、TgiはモノマーiのホモポリマーのTg(℃)を示す。]
なお、ホモポリマーのTgとしては、具体的には、「Polymer Handbook 3rd Edition」(A WILEY−INTERSCIENCE PUBLICATION、1989年)に記載された値を使用することができる。
本発明の安定化剤は、同一組成の共重合体(A)を単独で使用しても、組成の異なる共重合体(A)を2種以上組み合わせて使用しても良い。また、本発明の安定化剤はPP樹脂に直接配合して使用しても良いし、一旦PP樹脂に高濃度に配合した、所謂マスターバッチを調製した後に、PP樹脂に配合しても良い。
また、本発明の安定化剤を添加されたPP樹脂組成物は、更なる安定性向上、特に耐光安定性向上のため、本発明の安定化剤以外のヒンダードアミン型光安定化剤を少量併用することが好ましい。ヒンダードアミン型光安定化剤として使用できるヒンダードアミンの骨格については特に規定されず、「N−Hタイプ」、「N−Rタイプ」、「N−O−Rタイプ」などの既知のヒンダードアミン型光安定化剤を用いればよいが、塗装皮膜の耐候性向上の点で、「N−O−Rタイプ」のヒンダードアミン型光安定化剤が特に好ましい。「N−Hタイプ」のヒンダードアミン型光安定化剤としては、例えば、チバ・ジャパン社製商品名、「チヌビン770」、ADEKA社製商品名「アデカスタブ LA−57」、「同LA−63P」、「同LA−68P」などが挙げられ、「N−Rタイプ」のヒンダードアミン型光安定化剤としては、チバ・ジャパン社製商品名、「チヌビン292」、「同144」、「同765」、「キマソーブ119FL」、ADEKA社製商品名「アデカスタブ LA−52」、「同LA−62」、「同LA−67」等が挙げられ、「N−O−Rタイプ」のヒンダードアミン型光安定化剤としては、チバ・ジャパン社製商品名、「チヌビン123」、「同494AR」、「同NOR371FF」、「フレームスタブ NOR116FF」等が挙げられる。これらのヒンダードアミン型光安定化剤は単独で使用できる他、2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのヒンダードアミン型光安定化剤の添加量については特に規定されないが、PP樹脂、本発明の安定化剤およびヒンダードアミン型光安定化剤の合計を100質慮部とした時、0.01〜1質量部範囲で添加されることが好ましい。ヒンダードアミン型光安定化剤の添加量が0.01質量部未満の場合、十分な安定性向上能を発現しない場合がある。また、ヒンダードアミン型光安定化剤の添加量が1質量部以下であれば、PP樹脂の特性値の1つ以上を低下させない。ヒンダードアミン型光安定化剤の添加量として、0.01〜0.8質量部であることが好ましい。
本発明の安定剤は被添加樹脂と共に、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法、インフレーション成形法、溶融押出紡糸法等の公知の各種成形方法にて成型できる。本発明の安定剤の添加量については特に規定されないが、安定剤と被添加樹脂の和を100質量部とした時、0.1〜20質量部範囲で添加されることが好ましい。本発明の安定剤の添加量が0.1質量部未満の場合、十分な安定性向上能を発現しない場合がある。また、添加量が20質量部以下であれば、被添加樹脂の特性のうち1つ以上を大幅に低下させない。また、本発明の安定剤およびそれを含むPP樹脂に高度な性能を発現させるために、必要に応じて、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、紫外線吸収剤、加工助剤、滑剤、可塑剤、防霧剤、防曇剤、親水性付与剤、無機熱安定剤、粘着防止剤、充填剤、衝撃強度改質剤、顔料、染料、難燃剤、離型剤、防腐剤、抗菌剤、発泡剤、つや消し剤、帯電防止剤、遮熱剤、反射剤等と共に使用できる。
上記添加剤のうち、ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、API社製商品名「ヨシノックス BHT」、「同BB」、「同2246G」、「同425」、「同250」、「同930」、「トミノックス SS」、「同TT」、「同917」、「同314」、チバ・ジャパン社製商品名「イルガノックス1010」、「同1010FF」、「同1035」、「同1035FF」、「同1076」、「同1076FD」、「同1076DWJ」、「同1098」、「同135」、「同1330」、「同1425WL」、「同1520L」、「同1520SE」、「同1726」、「同245」、「同245FF」、「同245DWJ」、「同259」、「同3114」、「同3790」、「同5057」、「同565」、「同565DD」、ADEKA社製商品名「アデカスタブ AO−20」、「同AO−30」、「同AO−40」、「同AO−50」、「AO−50F」、「同AO−60」、「同AO−60G」、「同AO−70」、「同AO−80」、「同AO−330」、「同A−611」、「同A−611RG」、「同A−612」、「同A−612RG」、「同A−613」、「同A−613RG」、「同AO−51」、「同AO−15」、「同AO−18」、「同328」、「同AO−37」等が挙げられる。これらのヒンダードフェノール型酸化防止剤は単独で使用できる他、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
また、リン系酸化防止剤としては、例えばチバ・ジャパン社製商品名「IRGAFOS 168」、「同168FF」、「同12」、「同38」、「同P−EPQ」、「同P−EPQ FD」、ADEKA社製商品名「アデカスタブPEP−4C」、「同PEP−8」、「同PEP−8W」、「同PEP−24G」、「同PEP−36」、「同PEP−36Z」、「同HP−10」、「同2112」、「同2112RG」、「同260」、「同522A」、「同1178」、「同1500」、「同C」、「同135A」、「同3010」、「同TPP」等が挙げられる。これらのリン系酸化防止剤は単独で使用できる他、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
また、イオウ系酸化防止剤としては、例えば、チバ・ジャパン社製商品名「イルガノクス PS 800 FD」、「同PS 802 FD」、ADEKA社製商品名「アデカスタブAO−412S」、「同AO−503」等が挙げられる。これらのイオウ系酸化防止剤は単独で使用できる他、2種以上を組合わせて使用しても良い。
また、紫外線吸収剤としては、例えばチバ・ジャパン社製商品名「チヌビンP」、「同P FL」、「同234」、「同326」、「同326FL」、「同329」、「同329FL」、「同360」、「同213」、「同571」、「同1577FF」、「同120」、「キマソーブ81」、「同81FL」、ADEKA社製商品名「アデカスタブ LA−32」、「同LA−36」、「同LA−36RG」、「同LA−31」、「同LA−31RG」、「同1413」、「同LA−51」等が挙げられる。これらの紫外線吸収剤は単独で使用できる他、2種以上を組み合わせて使用できる。
また、加工助剤としては、例えば、三菱レイヨン社製商品名「メタブレンA−3000」、「同P−700」、「同P−551」、「同L−1000」、鐘淵化学工業社製商品名、「カネエース PA−20」、「同PA−100」、AEDKA社製商品名「マークLS−3」、「同LS−5」等が挙げられる。これらの加工助剤は単独で使用できる他、2種以上を組み合わせて使用できる。
また、可塑剤としては、例えば、東京化成工業社製商品名「Plasticizer B2714」、「同B2714」、「同P0288」、「同B2715」、「同P0279」、「同P0304」、「同P0291」、「同P0292」、「同P0293」、「同P0296」、「同P0298」、「同P0299」、「同P0300」、「同P0301」、「同P0302」、「同P0303」、「同P0305」、「同P0306」、「同P0307」、「同D3248」、「同E0164」、「同I0157」、「同P0657」、「同P1344」、「同P0468」、「P1021」、「同P0265」、「同P1331」、「同P2069」、「同P0266」、「同P0273」、「同P0270」、「同P0271」、「同P0272」、「同P0683」、「同P0268」、「同P1022」、「同B0881」、「同A1308」、「同S0027」、「同O0054」、「同O0143」、「同F0116」、「同M0009」、「同O0055」、「同A1386」、「同A0931」、「同A1388」、「同B2716」、「同A0163」、「同A0653」、「同A1473」、「同F0117」、「同M0011」、「同S0025」、「同S0028」、「同A0655」、「同S0023」、「同A0162」、「同M0010」、「同S0024」、「同S0103」、「同A0706」、「同A0164」、「同A1387」、「同A0654」、「同A0166」、「同A1308」、「同M0027」、「同O0054」、「同O0143」、「同F0116」、「同M0009」、「同O0055」、「同D1230」、「同D1522」、「同B0828」、「同B0489」、「同B0498」、「同G0082」、「同T0364」、「同G0086」、「同T0923」、「同B0496」、「同B0737」、「同C0602」、「同C0601」、「同E0164」、「同A0086」、「同A0879」、「同C0366」、「同A0822」、「同C0367」、「同C0368」等が挙げられる。これらの可塑剤は単独で使用できる他、2種以上を組合わせて使用できる。
また、難燃剤としては、例えば、ADEKA社製商品名「アデカスタブPFR」、「同FP−600」、「同FP−700」、「同FP−2000」、「同FP−2200」、味の素ファインテクノ社製商品名「レオフォス35」、「同65」、「同95」、「同110」、「同TPP」、「同RDP」、「同BAPP」、「同CDP」、「同クロニテックスTCP」、「同TXP」、「レオモールTIBP」、「同TOP」、「KP−140」、「レオルーブHYD−110」、「エンパラ40」、「同70」、「同K−43」、「同K−45」、「同K−47」、「同K−50」、「同AR−500」、「ポリセーフ100」、「同100−T」、「同100−NDT」、「同FCP−5」、「同FCP−6」、「同NS−80A」、「同NS−80B」、「同NH−12」、「同MG−23X」、チバ・ジャパン社製商品名「FLAMESTAB NOR 116FF」、「MELAPUR MC 25」、「同200/70」等が挙げられる。これらの難燃剤は単独で使用できる他、2種以上を組合わせて使用できる。
また、親水性付与剤としては、チバ・ジャパン社製商品名「イルガサーフ HL 560」等が挙げられる。
また、帯電防止剤としては、例えば、チバ・ジャパン社製商品名「IRGASTAT P16」、「同P18」、「同P20」、「同P22」等が挙げられる。これらの帯電防止剤は単独で使用ききる他、2種以上を組み合わせ使用できる。
また、抗菌剤としては、例えば、チバ・ジャパン社製商品名「IRGUARD B1000」、「同B5000」、「同B5120」、「同B6000」、「同B7000」、「同B7250」、「同B7620」、「同B7920」等が挙げられる。これらの抗菌剤は単独で使用できる他、2種以上を組合わせて使用できる。
また、滑剤としては、例えば、チバ・ジャパン社製商品名「ATMER SA 1750」、「同SA 1753」、「同SA 1753FD」、「同SA1756」、「同1759」、「同SA 1759FD」等が挙げられる。これらの滑剤は単独で使用きる他、2種以上を組合わせて使用できる。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、以下の記載において「部」は質量基準である。
<耐熱試験片の作成>
PP樹脂「MA−03」(商品名、日本ポリプロ(株)製)に、表−1記載の割合にて安定剤をそれぞれ添加し、ラボプラトストミル((株)東洋精機製作所製)を用いて、混練温度:200℃、混練時間:5分、回転数:100rpmの条件で混練し、樹脂混合物を得た。得られた樹脂混合物を「Mini Max Molder CS-183」(商品名、Custom Scientific Instrument社製)を用いて成型温度185℃にて、幅20mm、長さ100mm、厚さ2mmに成型し、耐熱試験片を得た。
<耐熱安定性試験>
排気式加熱オーブン内に、上記方法で作成した試験片を入れ、120℃で30日間連続加熱試験後の黄色度変化率(以下、ΔYI値)を耐熱安定性の指標とし、以下の基準にて判定した。尚、YI値測定はサカタインクス社製 マクベス CE−7000を用いて、光源視野JIS−C 2度、色差計算式JIS K7103の条件にて実施した。
1:ΔYI値が「5」未満
2:YI値が「5」以上「12」未満
3:YI値が「12」以上「22」未満
4:YI値が「22」以上
<耐光安定性試験>
上記で作成した試験片を、評価装置「ダイプラ・メタルウェザー」KU−R4−W型(商品名、ダイプラ・ウィンテス(株)製)に入れ、試験サイクル:照射4時間/結露4時間、UV強度:80mW/cm2、ブラックパネル温度:照射時63℃/結露時30℃、湿度:照射時50%RH/結露時96%RHの条件で、150時間経過後のΔYI値を耐候性の指標とし、以下の基準で判定した。尚、YI値測定はサカタインクス社製 マクベス CE−7000を用いて、光源視野JIS−C 2度、色差計算式JIS K7103の条件にて実施した。
1:ΔYI値が「2」未満
2:ΔYI値が「2」以上「4」未満
3:ΔYI値が「4」以上「6」未満
4:ΔYI値が「6」以上
<重量平均分子量(Mw)>
実施例1〜7、比較例1〜2について、各0.1gをサンプル瓶に採取し、テトラヒドロフラン(THF)10gを添加して室温で一晩放置する。調製した試料溶液を東ソー(株)製HLC-8120を用いて以下の条件にて測定し、標準ポリスチレン換算した重量平均分子量(Mw)を得た。
カラム:TSK-gel TSL-gel SuperHM-M×4本(6.0mmI.D.×15cmL)
溶離液:THF
流量:0.6ml/min
注入量:20μl
カラム温度:40℃
検出器:RI
<懸濁重合用分散剤(a)の合成>
メタクリル酸2−スルホエチルナトリウム165g、メタクリル酸カリウム25g、メタクリル酸メチル30g、脱イオン水2250gを内容積3000mlのコンデンサーを備えたセパラブルフラスコ中で窒素雰囲気下に攪拌しながら50℃に昇温した後、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.25gを添加して60℃に昇温した。一方、重合開始剤の添加と同時に、メタクリル酸メチルを0.4g/分の速度で75分間連続的に滴下した。60℃で6時間攪拌を続けたところ、1000mPa・sの粘度を有する透明な重合体溶液が得られた。これを脱イオン水で固形分10%に調整し、懸濁重合時に使用する分散剤Aとした。
<実施例>
(実施例1)
攪拌機、還流冷却管、温度制御装置、滴下ポンプ及び窒素導入管を備えたフラスコに、脱イオン水45部、続いて28%アンモニア水溶液0.2部と表−1に示す割合で配合された乳化物の5部を反応容器内に仕込み、反応容器内部を窒素で置換しながら75℃まで昇温した後、過硫酸アンモニウム(重合開始剤)0.1部を5部の水に溶解した開始剤溶液を加えシード粒子を形成した。溶液の温度を温度計にて計測し、発熱ピークを確認した後、乳化物の残りを内温75℃で4時間かけて滴下し、更に内温75℃のまま2時間熟成することで乳化重合を行い、乳化分散体を形成した。得られた乳化分散体を室温に冷却した後、スプレードライヤー(大川原化工機(株)製、L−8型)を用いて、入り口温度170℃、出口温度60℃、アトマイザー回転数25000rpmにて噴霧乾燥し、共重合体(A)として固体回収した。次いで、表−1記載の割合にて樹脂組成物を調製後、前記した方法にて試験板を作成し、促進耐光性試験および耐熱性試験に供した。試験結果を表−1に示す。
(実施例2〜4、比較例1,2)
実施例1と同様な方法で、表−1に示された組成の乳化重合を行い、得られた乳化分散体を、実施例1と同様のスプレードライ法にて固体回収した。実施例1と同様の方法で表−1記載の割合にて樹脂組成物を調製後、試験片を作成し、促進耐光性試験および耐熱性試験に供した。試験結果を表−1に示す。
(実施例5)
撹拌機及び温度計を備えた反応容器に、脱イオン水145質量部、分散剤A0.5質量部、硫酸ナトリウム0.1質量部、28%アンモニア水溶液0.1質量部を仕込み、次いで表−1に示された組成の単量体混合物と重合開始剤として過酸化ラウロイル0.6質量部を添加した。内容物を攪拌しながら40℃から90℃まで1時間25分間で昇温し、内容物の温度を90℃に到達させた。90℃到達後さらに1時間30分攪拌した後、冷却し、重合体粒子の懸濁液を得た。得られた懸濁液を目開き45μmのナイロン製ろ過布でろ過し、脱イオン水で十分に洗浄後、50℃で24時間乾燥して共重合体(A)を得た。次いで、表−1記載の割合にて樹脂組成物を調製後、前記した方法にて試験板を作成し、促進耐光性試験および耐熱性試験に供した。試験結果を表−1に示す。
(実施例6〜8、比較例3)
実施例5と同様な方法で、表−1に示された組成の懸濁重合を行い、得られた懸濁液を、実施例5と同様の方法にて固体回収した。実施例5と同様の方法で表−1記載の割合にて樹脂組成物を調製後、試験片を作成し、促進耐光性試験および耐熱性試験に供した。試験結果を表−1に示す。
(実施例9)
実施例1と同様な方法で、表−1に示された組成の乳化重合を行い、得られた乳化分散体を、実施例1と同様のスプレードライ法にて固体回収した。固体回収した共重合体(A)に加え、ヒンダードアミン型光安定化剤として、「チヌビン−123」(商品名、チバ・ジャパン社製)を表−1記載の割合にて実施例1と同様の方法で樹脂組成物を調製後、試験片を作成し、促進耐光性試験および耐熱性試験に供した。試験結果を表−1に示す。
(実施例10)
実施例1と同様な方法で、表−1に示された組成の懸濁重合を行い、得られた懸濁液を、実施例1と同様の方法にて固体回収した。固体回収した共重合体(A)に加え、ヒンダードアミン型光安定化剤として、「チヌビン−770」(商品名、チバ・ジャパン社製)を表−1記載の割合にて実施例1と同様の方法で樹脂組成物を調製後、試験片を作成し、試験結果を表−1に示す。
(比較例4)
安定化剤としてポリ〔[6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル][(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルイミノ)〕を用い、表−1記載の割合にて試験片を作成し、促進耐光性試験および耐熱性試験に供した。試験結果を表−1に示す。
HALS1:4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン
HALS2:4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
n−OA:ノルマルオクチルアクリレート
i−BMA:イソブチルメタクリレート
2−EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
St:スチレン
t−BCHA:ターシャリーブチルシクロヘキシルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
n−BMA:ノルマルブチルメタクリレート
nDM:ノルマルドデシルメルカプタン
乳化剤1:「アデカリアソープSR−10」(商品名、(株)ADEKA製)
HALS3:ポリ〔[6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル][(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルイミノ)〕
HALS4:「チヌビン−123」(商品名、チバ・ジャパン社製)
HALS5:「チヌビン−770」(商品名、チバ・ジャパン社製)
表−1から分かるように、本発明の安定剤はPP樹脂に添加した場合、優れた耐光および耐熱安定性向上能を示す。一方、比較例1〜3記載の安定剤は、単量体(a)〜(c)の組成が、本発明に規定の範囲に入っていないものであり、十分な耐光、耐熱安定性が得られない。比較例4は、高分子量型の安定剤を使用しているが、安定剤の拡散性が不十分なため、耐熱性および耐光性のどちらか一方、あるいは両方が十分に向上しない。したがって、本発明の安定剤はPP樹脂の安定剤として極めて有用であることが分かる。
本発明の安定化剤を、自動車内外装用、建材用外装材、外装部材、電線被覆材、スポーツ用品、繊維製品、医療用品、食品容器、家電用部材、OA機器、家庭用品、家具、各種フィルム等に用いられるPP樹脂に添加することにより、高度な安定性を付与させることができ、工業上極めて有益なものである。

Claims (5)

  1. 下記一般式(I)で表される、分子内にピペリジル基を持つエチレン性不飽和単量体(a)1〜50質量部と、イソブチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、p−ターシャリーブチルシクロヘキシルアクリレートの中から選ばれる少なくとも1種の単量体(b)50〜99質量部と、前記単量体(a)及び(b)以外のエチレン性不飽和単量体(c)0〜20質量部(ただし、(a)、(b)、(c)の合計は100質量部)からなる不飽和単量体混合物を重合することで得られる共重合体(A)を含有するポリオレフィン系樹脂用安定化剤。
    (R1は水素原子又は炭素数1〜2のアルキル基、Xは酸素原子又はイミノ基、Yは水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基又はアルコキシル基、Zは水素原子又はシアノ基を示す。)
  2. 下記一般式(I)で表される、分子内にピペリジル基を持つエチレン性不飽和単量体(a)6〜50質量部と、イソブチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、p−ターシャリーブチルシクロヘキシルアクリレートの中から選ばれる少なくとも1種の単量体(b)50〜94質量部と、前記単量体(a)及び(b)以外のエチレン性不飽和単量体(c)0〜20質量部(ただし、(a)、(b)、(c)の合計は100質量部)からなる不飽和単量体混合物を重合することで得られる共重合体(A)を含有するポリオレフィン系樹脂用安定化剤。
    (R1は水素原子又は炭素数1〜2のアルキル基、Xは酸素原子又はイミノ基、Yは水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基又はアルコキシル基、Zは水素原子又はシアノ基を示す。)
  3. 単量体(b)がイソブチルメタクリレートであることを特徴とする請求項1記載のポリオレフィン系樹脂用安定化剤。
  4. 請求項1〜いずれか1項記載のポリオレフィン系樹脂用安定化剤を含むことを特徴と
    するポリオレフィン樹脂組成物。
  5. さらに、請求項1〜いずれか1項記載の安定化剤以外のヒンダードアミン系光安定化剤を含有することを特徴とする請求項記載の樹脂組成物。
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