JPH08113672A - 安定剤組成物 - Google Patents
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Abstract
I世代またはそれ以上の世代の触媒の存在下で製造され
る特定のポリポレフィンを安定化するための高性能安定
剤組成物を提供する。 【解決手段】 特定のホスファイト、モノ−及びジホス
ホナイト化合物から選択される少なくとも1種の加工安
定剤と、特定のステアリン酸金属塩、アルカリ土類金属
のハイドロタルク石、酸化物、及び水酸化物からなる群
から選択される少なくとも1種の酸捕獲剤と、少なくと
も1つの2,2,6,6−テトラアルキルピペリジニル
基を含む化合物から選択される少なくとも1種のUV安
定剤と、必要によっては少なくとも1種の立体障害フェ
ノール系抗酸化剤とを含む安定剤組成物、前記安定剤組
成物を含む固体マスターバッチまたは液体濃厚物、ポリ
マー材料に安定化量の前記安定化組成物を添加すること
からなる、特定のポリオレフィンからなる群から選択さ
れるポリマー材料を安定化する方法、前記安定化組成物
及び上記ポリマー材料を含む安定化されたポリマー材料
を提供する。
Description
ト、モノホスホナイト及びジホスホナイト化合物からな
る群から選択される少なくとも1種の加工安定剤と、特
定のステアリン酸金属塩、アルカリ土類金属のハイドロ
タルク石、酸化物、及び水酸化物からなる群から選択さ
れる少なくとも1種の酸捕獲剤と、少なくとも1つの
2,2,6,6−テトラアルキルピペリジニル基を含む
化合物から選択される少なくとも1種のUV安定剤と、
必要によっては少なくとも1種の立体障害フェノール系
抗酸化剤とを含む安定剤組成物に係わる。本発明は更
に、前記安定剤組成物を含む固体マスターバッチ組成物
または液体濃厚物にも係わる。本発明は更に、特定のポ
リオレフィンからなる群から選択されるポリマー材料を
安定化する方法であって、該ポリマー材料に安定化量の
前記安定剤組成物を添加することからなる方法にも係わ
る。本発明は更に、前記安定化組成物と前記ポリマー材
料とを含む安定化したポリマー材料にも係わる。
特に担持型触媒及びメタロセンの開発の急激な進歩によ
り、「初期の」プラスチックとは特性が著しく異なる種
々のポリマーが入手可能となっている。プラスチック製
品の加工中及び有効寿命が満了するまでかかる優れた特
性を維持する問題は、重合反応終了後もポリマーから除
去されない第II〜V世代触媒系によって生成されたポ
リオレフィンにおいては特に深刻である。このような触
媒は水蒸気、脂肪族アルコール、エーテルまたはケトン
といった触媒毒によって失活化し得るが、ある程度は残
留活性が残り得る。これらは最終使用時にポリマーを攻
撃して時期尚早の破損の原因となり得るし、更にこのよ
うな残留触媒は、プラスチック材料の保全性を保護する
と期待されている添加剤に影響を及ぼし得る。
特に典型的なオレフィン重合用触媒である第3d、4d
及び5d系列の遷移金属イオンが、ホスファイト及びホ
スホナイトの分解、特にかかる典型的な加工安定剤の加
水分解を触媒し、最終的に酸性の特性を有し、所望され
ない遊離フェノールを含む生成物をもたらし得ることが
良く知られている。かかる分解生成物はそのままで更に
多くの不都合な二次作用を引き起こす可能性があり、例
えば他の添加剤、特にヒンダードアミンUV安定剤また
はフェノール系抗酸化剤との不利な相互作用を起こし、
ついには含まれる添加剤系の全体的バランスを乱すこと
になり得る。その結果種々の問題が顕在化する可能性が
あり、早くもポリマーの溶融加工時に、例えばゲル粒
子、種々の付着物または黒汚点等の形態で問題となった
り、有効寿命の間には、ポリマーが日光などの気象作用
に暴露されている間に機械的特性の低下、表面のひび割
れまたは時期尚早の脆弱化などの問題が顕在化し得る。
作用の多くは、当初から存在したかまたはポリマーの耐
用期間中にあとから形成されたある程度の酸性から生じ
ることが判っている。従って、十分な量の酸捕獲剤、例
えばステアリン酸金属塩または金属酸化物を添加すると
上記問題は解消される。最も広範に使用されている酸捕
獲剤はステアリン酸カルシウムであり、典型的には0.
03〜0.15%の濃度で使用される。
剤の存在下であっても、酸性の形成とは直接に関連し得
ない数種の他の所望されない作用もポリマーマトリック
ス中に認められている。このような反応または機構の詳
細は完全には理解されていないが、その作用による結果
は明らかに肉眼的に確認できる。例えばプラスチック添
加剤のある種の組合せでは、個々の添加剤を同じポリマ
ーに単独で適用した場合の個々の効果と比較して負の相
互作用が見られ、その多くは添加剤としての全体的な性
能の低下として現われる。
る種の加工安定剤、例えばSandostab(登録商
標)P−EPQまたはIrgafos(登録商標)12
をヒンダードアミン(HALS)と同時にUV安定化ポ
リオレフィン中に使用することがある。両タイプの添加
剤はそれぞれ技術的見地から工業的に重要な生成物であ
り、高性能プラスチックにおける使用は不可欠である。
リン化合物が溶融加工時のポリマーの保全性を非常に保
護することは公知であり、HALS化合物は、UV光の
有害作用からポリオレフィンを保護する最新の安定剤で
ある。しかしながら、これらの2種類の添加剤は拮抗的
に相互作用することが公知であり、いかような組合せで
も使用しないことがはっきりと勧告されている(“Pl
astics News”,1989年4月,pp36
−45のDr.W.O.Drake,Ciba−Gei
gy,Baselの文献参照)。特にHALSのUV安
定剤としての効能はこのようなケースでは激減すると言
われており、かかる組合せでの工業的使用は著しく制限
されている。
オレフィン、特に重合反応後にポリマーから除去されな
い第II〜V世代(及びそれ以上の世代)の触媒系によ
って生成されるポリオレフィンを安定化するための高性
能安定剤組成物を提供することである。
題は下記の安定剤組成物によって解決される。
たは1であり、各R10及び各R11は独立に、任意に(例
えば直鎖または分枝鎖脂肪族基またはアルカリール置換
基によって)更に置換されたC1-24炭素原子の脂肪族、
脂環式または芳香族基であるか(以降はそれぞれ一価の
R10またはR11と称する)、或いは、両方のR10及び/
または両方のR11基は単一リン原子と一緒に環式基を形
成しており(以降は二価のR10またはR11と称する)、
Yは−O−、−S−、−CH(R15)−または−C6H4
−である(ここでR15は水素、C1-8アルキルまたはC
OOR6であり、R6はC1-8アルキルである)〕のホス
ファイト、モノホスホナイト及びジホスホナイト化合物
からなる群から選択される少なくとも1種の加工安定剤
と、 b)ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸亜鉛;任意で5〜50%のステアリン
酸金属塩で被覆されたマグネシウムハイドロタルク石ま
たはマグネシウム/亜鉛ハイドロタルク石;酸化亜鉛、
水酸化亜鉛、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化
マグネシウム、水酸化マグネシウムからなる群から選択
される少なくとも1種の酸捕獲剤と、 c)少なくとも1つの2,2,6,6−テトラアルキル
ピペリジニル基を含む化合物から選択される少なくとも
1種のUV安定剤と、 d)必要によっては、オクタデシル−3−(3’,5’
−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート、テトラキス[メチレン−3−(3’,
5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート]メタン、1,3,5−トリメチル
−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル
−4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,3,5−ト
リス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ
フェニル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−
(1H,3H,5H)トリオン及びトリス[3,5−ジ
−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル]イソシ
アヌレートからなる群から選択される少なくとも1種の
立体障害フェノール系抗酸化剤とを含む安定剤組成物。
即ち、含まれる添加剤の個々の効果を犠牲にすることな
く、極めて有効な加工安定剤とヒンダードアミンUV安
定剤とが併用されるポリオレフィン用安定剤組成物が提
供される。特定の酸捕獲剤により、加工安定剤とHAL
S化合物の負の相互作用が補償され得る。場合によって
は、かかる加工安定剤を含みながら負の相互作用を示さ
ない類似の組成物と比較して、HALS化合物の効能が
更に優れて発揮されることさえある。
一価のR10及びR11は独立に、好ましくはC1-12アルキ
ルまたはアラルキル基で1〜5重に置換された、線状、
分枝状または環状C1-24脂肪族基または芳香族基、例え
ばフェニルであり、例えばR10=R11=2,4−ジ−t
ert−フェニルである。
の重量比は好ましくは3:1〜1:7、より好ましくは
2:1〜1:2である。
5:1、好ましくは1:3〜3:1である。成分a)と
b)とd)の和に対する成分c)の量は1:100〜1
00:1、好ましくは1:20〜20:1で変えること
ができる。
添加剤パッケージは、好ましくは0.05〜2%、より
好ましくは0.1〜1%の濃度でポリマーに使用され
る。
(c)の化合物の和を100%として、 i)50〜80重量%の式(a):
ジ−tert−ブチルフェニルである〕の混合物である
のが好ましい。
チルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト)のジホス
ホナイト; ii)10〜15部の式(1b):
ェニル)ビフェニレンモノホスホナイト)のモノホスホ
ナイト; iii)10〜15部の式(1c):
フェニル)ホスファイト)のホスファイト; iv)最高3.5部の2,4−ジ−tert−ブチルフ
ェノール、 v)最高1%の無機塩化物; vi)最高0.5%の揮発性物質; vii)最高5%の式:
T International,LTD,スイスか
ら、Sandostab(登録商標)P−EPQとして
市販されている。
2”−ニトリロ[トリエチル−トリス(3,3’,5,
5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニ
ル−2,2’−ジイル)ホスファイト]と表わされる式
IIの化合物は、それぞれ米国特許第4,318,84
5号明細書の実施例4及び米国特許第4,374,21
9号明細書の実施例4に与えられた方法によって得られ
る融解温度範囲121〜134℃の形態として、または
米国特許第5,276,076号明細書に従う融解温度
範囲105〜110℃の非晶質固体形態として、米国特
許第5,326,802号明細書に従う融解温度範囲2
00〜207℃の三斜晶系β−変性体として、米国特許
第5,331,031号明細書に従う融解温度範囲17
8〜185℃のγ−変性体として、米国特許5,33
4,739号明細書に従う融解温度範囲145〜165
℃の単斜晶系α−変性体として、或いは、これらの混合
物、融解物または溶液として適用し得る。
7-22アラルキルから独立に選択され、p=0〜4、好ま
しくは1〜3である〕であるのが好ましい。
ルピペリジニル基は式α):
アルキル;−O−C1-24アルキル;−O−CO−C1-24
アルキル;−O−CO−フェニルまたは−COR5であ
るが、但しここで、R5は−C(R3)=CH2、C1-6ア
ルキル、フェニル、CO−C1-24アルキル、−CO−フ
ェニル、−NR7R8、−CH2−C6H5、−CO−OC
1-12アルキルまたは−COOHであり;R3は水素また
はC1-4アルキルであり;R7は水素、C1-12アルキル、
C5-6シクロアルキル、フェニル、フェニル−C1-4アル
キルまたはC1-12アルキルフェニルであり;R8はC
1-12アルキルまたは水素であり;各R1は独立に−CH3
もしくは−CH2(C1-4アルキル)であるか、または両
R1基は基−(CH2)5−を形成しており;各R2は独立
に−CH3もしくは−CH2(C1-4アルキル)である
か、または両R2基は基−(CH2)5−を形成してい
る〕のものである。
ドアミン光安定剤(HALS)中の有効基として公知で
ある。
アルキル、O−C1-12アルキルまたは−CO−C1-8ア
ルキルである〕の基を含む化合物である。
18から選択されるのが好ましい:
C12H25及びC14H29の混合物)である〕
て、RはR’(ここでR’は水素、酸素、OH、C1-12
アルキル、O−C1-12アルキルまたは−CO−C1-18ア
ルキルである)であり;n’は3〜20の数である。
2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケー
ト;ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピ
ペリジニル)(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒ
ドロキシベンジル)ブチルプロパンジオエート;ビス
(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニ
ル)セバケート;8−アセチル−3−ドデシル−7,
7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピ
ロ(4,5)デカン−2,4−ジオン;コハク酸,ビス
(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)
エステル;テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル
−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカ
ルボキシレート;(2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジル)/β,β,β’,β’−テトラメチル−
3,9−(2,4,8,10−テトラオキサスピロ
(5’,5)ウンデカン)ジエチル)−1,2,3,4
−ブタンテトラカルボキシレート;7−オキサ−3,2
0−ジアザジスピロ(5.1.11.2)ヘンエイコサ
ン−20−プロパン酸,2,2,4,4−テトラメチル
−21−オキソ,ドデシルエステル(“Hostavi
n”N 24);オクタデセン−(N−(2,2,6,
6−テトラメチルピペリジニル−4)−N−マレインイ
ミド−シュウ酸ジアミドコポリマー;N−(2,2,
6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−N’−ア
ミノ−オキサミド;OO−t−アミル−O−(1,2,
2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)モノペ
ルオキシカーボネート;β−アラニン−N−(2,2,
6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ドデシル
エステル;エタンジアミド,N−(1−アセチル−2,
2,6,6−テトラメチルピペリジニル)−N’−ドデ
シル;3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメ
チル−4−ピペリジニル)−ピロリジン−2,5−ジオ
ン;3−ドデシル−1−(1,2,2,6,6−ペンタ
メチル−4−ピペリジニル)−ピロリジン−2,5−ジ
オン;3−ドデシル−1−(1−アセチル−2,2,
6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ピロリジ
ン−2,5−ジオン(“Sanduvor(登録商
標)”3058);4−ベンゾイルオキシ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン;1−[2−(3,5
−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロ
ピオニルオキシ)エチル]−4−(3,5−ジ−ter
t−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニル−プロピオニル
オキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン;
2−メチル−2−(2”,2”,6”,6”−テトラメ
チル−4”−ピペリジニルアミノ)−N−(2’,
2’,6’,6’−テトラメチル−4’−ピペリジニ
ル)プロピオニルアミド;1,2−ビス(3,3,5,
5−テトラメチル−2−オキソ−ピペラジニル)エタン
−1−イソプロピル−3,3,5,5−テトラメチル−
2−ピペラジノン;テトラキス(2,2,6,6−テト
ラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタン
テトラカルボキシレート;4−オレオイルオキシ−2,
2,6,6−テトラメチルピペリジン;ポリ−[(6−
モルホリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル)
[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニ
ル)イミノ]ヘキサメチレン−[(2,2,6,6−テ
トラメチル−4−ピペリジニル)イミノ)];ポリ−
[6−[1,1,3,3−テトラメチル−ブチル)イミ
ノ]−s−トリアジン−2,4−ジイル)[2−(2,
2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)イミ
ノ]ヘキサメチレン−[4−(2,2,6,6−テトラ
メチル−4−ピペリジニル)イミノ)];1,3,5−
トリアジン−2,4,6−トリアミン−N’,N”−
[エタンジイル−ビス[[[4,6−ビス[ブチル
(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニ
ル)アミン]−1,3,5−トリアジン−2−イル]イ
ミノ]プロパン−ジイル]]ビス[N’,N”−ジブチ
ル−N’,N”−ビス−(1,2,2,6,6−ペンタ
メチル−4−ピペリジニル)];コハク酸,4−ヒドロ
キシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン
−エタノールとのポリマー;2,2,4,4−テトラメ
チル−7−オキサ−3,20−ジアザ−ジスピロ[5.
1.11.2]ヘンエイコサン−21−オン;ビス(1
−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジニル)セバケート;ポリ(メチルプロピル−
3−オキシ−[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピ
ペリジニル]−シロキサン);1,3,5,7,9,1
1−ヘキサアザ−4,10−ジオン−トリシクロ[1
2.1.1.013,14]−テトラデカン−1,7−
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニ
ル)から選択される。
(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セ
バケート;ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−
4−ピペリジニル)セバケート;コハク酸,ビス(2,
2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)エステ
ル;ポリ−[(6−モルホリノ−s−トリアジン−2,
4−ジイル)[(2,2,6,6−テトラメチル−4−
ピペリジニル)イミノ]−ヘキサメチレン−[(2,
2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)イミ
ノ)];ポリ−[6−[1,1,3,3−テトラメチル
−ブチル)イミノ]−s−トリアジン−2,4−ジイ
ル)[2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペ
リジニル)イミノ]ヘキサメチレン−[4−(2,2,
6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)イミノ];
1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミン−
N’,N”−[エタンジイル−ビス[[[4,6−ビス
[ブチル(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピ
ペリジニル)アミン]−1,3,5−トリアジン−2−
イル]イミノ]プロパン−ジイル]]ビス[N’,N”
−ジブチル−N’,N”−ビス−(1,2,2,6,6
−ペンタメチル−4−ピペリジニル)];コハク酸,4
−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピ
ペリジン−エタノールとのポリマー;ビス(1−オクチ
ルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリ
ジニル)セバケート;ポリ(メチルプロピル−3−オキ
シ−[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニ
ル]−シロキサン)である。
V吸収剤と併用してもよい。
び必要によってはd)は、安定化すべきポリマー材料に
個々に添加してもよいし、ポリマー材料に添加する前に
混合して添加剤パッケージを形成してもよい。添加剤パ
ッケージは、成分a)〜c)及び必要によってはd)を
適当なミキサー内で混合して粉末ブレンドを得、好まし
くはこれを公知の方法によって非ダスチング顆粒に圧縮
することにより製造し得る。かかる添加剤パッケージを
製造し得る別の可能性として、成分a)〜c)及び必要
によってはd)の均一溶融物を昇温下で作製し、次いで
これを冷却し、公知の方法によってペレット化すること
ができる。
ては、抗酸化剤並びにUV吸収剤(例えば2−(2’−
ヒドロキシフェニル)ベンズトリアゾール、2−ヒドロ
キシ−ベンゾフェノン、1,3−ビス−(2’−ヒドロ
キシベンゾイル)ベンゼン、サリチレート、シンナメー
ト及びシュウ酸ジアミド)、UV消光剤(例えばベンゾ
エート及び置換ベンゾエート)、帯電防止剤、防炎加工
剤、潤滑剤、可塑剤、成核剤、金属失活剤、殺生剤、耐
衝撃性改良剤、充填剤、顔料及び抗菌剤が挙げられる。
剤として使用するための固体マスターバッチ組成物また
は液体濃厚物が提供される。前記マスターバッチ組成物
は10〜80重量%、好ましくは15〜40重量%の本
発明の安定剤組成物と、90〜20重量%、好ましくは
85〜60重量%の、安定化すべきポリマー材料と同一
または相容性のポリマー材料とを含む。
の安定剤組成物と、90〜20重量%の溶剤とを含む。
定化量の本発明の安定化組成物または固体マスターバッ
チまたは液体濃厚物を添加することからなる、ポリマー
材料を安定化する方法が提供される。この安定化量と
は、選択した添加方法に拘わらず、安定化すべきポリマ
ー材料に対して上述の通りである。
チ組成物は、安定化すべきポリマー中に公知の方法で配
合し得る。特に重要視されるのは、ポリマー材料とドラ
イブレンドすること、または、成形ポリマー粒子、例え
ばポリマー小球を、液体、溶液、または懸濁/分散液の
形態の本発明組成物で被覆することである。
チ組成物を、メルト状の安定化すべきポリマー材料と、
例えばメルトブレンダーにおいてまたは押出、射出成
形、吹込み成形、スピンニングもしくはワイヤ被覆によ
ってフィルム、チューブ、ファイバー及びフォームを含
む成型品の形成時に混合することは特に重要である。
(重合処理後に触媒除去ステップが行われない)所謂第
II世代またはそれ以上の世代の触媒の存在下で生成さ
れたホモポリオレフィン及びコポリオレフィン、並びに
これらのまたは他のポリマーとの混合物またはブレンド
からなる群から選択される。
コポリプロピレン、ホモポリエチレン、コポリエチレ
ン、及びこれらのまたは他のポリマーとの混合物または
ブレンドからなる群から選択されるのが好ましい。
は特に、第II〜第V世代触媒として公知である、触媒
除去ステップが行われない加工触媒を使用して製造され
る。本明細書において使用される「触媒除去ステップ」
なる用語は、重合後のポリオレフィン中に含まれる触媒
残留物を積極的に除去することを目的するステップ、即
ち該ポリオレフィンを、触媒残留物と反応してそれを不
活性化または可溶化し得る化合物、例えばアルコールま
たは水と反応させてから、不活性化または可溶化した触
媒残留物を例えば濾過、洗浄及び遠心といった物理的手
段によって除去するステップを意味する。懸濁重合の場
合、分散媒中に溶解している触媒は、得られたポリマー
を分散媒、例えば溶剤または液化モノマーから分離する
ステップによって除去され得るが、この分離ステップは
上述の「触媒残留物除去」ステップの定義には当てはま
らない。
ル、ケトン、エステル及び水のごとき触媒毒を少量添加
し、重合完了後も残留する触媒を不活性化させるステッ
プや、得られたポリマー懸濁液を空気または窒素といっ
た気体で処理して分散媒を除去するステップも、上述の
「触媒残留物除去」ステップの定義には当てはまらな
い。
は、チタンハロゲン化物触媒及び有機アルミニウム化合
物または有機アルミニウムハロゲン化物である。
は、有機マグネシウム化合物に担持された、または二酸
化ケイ素に担持された有機クロム化合物をベースとする
第I世代触媒である。
のは、ハロゲン含有マグネシウム化合物に担持されたチ
ーグラー型錯体触媒である。
は、シラン供与体を含む第III世代触媒である。
は、アルモキサン(alumoxane)に担持された
ビス−インデニル有機チタン化合物またはアルミニウム
アルキル化合物によって活性化されたビスシクロペンタ
ジエニルチタンハロゲン化物である。
α−オレフィンを製造するのに特に有効な上位世代たる
高度に特異的な触媒は、上記世代の担持型触媒系に属す
る。かかる高度立体規則性ポリオレフィンの微小構造の
例としては、シンジオタクチックポリプロピレン、アイ
ソタクチックステレオブロックポリマー、ポリマー鎖に
沿ってランダムに配置された立体規則性欠陥(stea
ric defects)を含むアイソタクチックポリ
プロピレン(所謂アンイソタクチックポリプロピレン)
または立体規則性ステレオブロックポリマーが挙げられ
る。メタロセンベースの触媒系の最近の開発についての
文献としては、W.N.Riss及びH.Ledwin
ka:Kunststoffe 83(1993)8,
pp577−583;R.Muelhaupt:Nac
hr.Chem.Tech.Labs 41(199
3)12,pp1341−1351;R.Leaver
such:Modern Plastics,1991
年10月,pp46−49及びW.Spaleck:H
oechst High Chem Magazine
14(1993),pp44−48がある。新世代の
触媒系の開発が急激に進んでいることから、新規の極め
て興味深い特性を有するかかるポリマーの工業的重要性
は高まりつつある。
21−23日にスイスのルツェルンで開催されたthe
Twelfth Annual Internati
onal Conference on Advanc
es in the stabilization a
nd Controlled Degradation
of PolymersにおけるRolf Muel
hauptによる論文“New Trends in
Polyolefin Catalystsand I
nfluence on Polymer Stabi
lity”のpp181〜196に記載されている。こ
の論文の内容、特に触媒の世代を掲載している184頁
の表Iは、参照により本明細書に包含されるものとす
る。
触媒の存在下で生成されるホモポリプロピレン、コポリ
プロピレン、ホモポリエチレン、コポリエチレン、及び
これらのまたは他のポリマーとの混合物またはブレンド
から選択される、ホモポリオレフィン及びコポリオレフ
ィンからなる群から選択されるポリマー材料を含む安定
化されたポリマー材料に係わる。
ころでは、範囲を規定する数字もその範囲に含まれる。
直鎖または分枝鎖であり得る任意の基は、特に記載のな
い限りは線状または分枝状である。
は第三級ブチル(−C(CH3)3)を意味する。
こでは全ての部及び%は特に記載のない限りは重量によ
るものである。
媒を用いて製造し、且つ触媒除去ステップを実施してい
ないポリマー材料によって実施した。試料は以下の方法
で製造した。
成物に応じた全ての添加剤とドライブレンドした。ブレ
ンドを実験用一軸スクリュー押出機において210〜2
20℃で溶融加工し、添加剤が均一に分布されたペレッ
ト状ポリマーを製造した。かかるペレットを使用し、圧
縮または吹込み成形によってポリマーフィルムを製造
し、また市販の加工装置においてファイバーを製造し
た。出来上がったプラスチック試験片のUV安定性をA
tlas Weatherometer WOM65
WRC(人工暴露試験機)によりブラックパネル温度6
3℃で、102分間乾燥/18分間湿潤のサイクルから
なるCAM7暴露条件、または、人工雨なしにXeアー
クを連続照射する乾燥暴露条件のいずれかを適用して試
験した。UVA暴露試験においては、UVCon装置を
使用した。試験対象によって、試料の破損基準を、未暴
露基準に対する機械的特性、例えば抗張力もしくは破断
点伸びの50%低下、及び/またはカルボニル指数(C
arbonyl Index)の値0.3の増加とし
た。
iba−Geigy(スイス)から市販されている立体
障害フェノールをベースとする抗酸化剤;Sanduv
or(登録商標)3944:CLARIANT Int
ernational(スイス)から市販されている高
分子量のオリゴマーHALS;Sandostab(登
録商標)P−EPQ:CLARIANT Intern
ational(スイス)から市販されている前述のご
とき成分(i)〜(vii)からなる混合物;Irga
fos(登録商標)12:2,2’,2”−ニトリロ
[トリエチル−トリス(3,3’,5,5’−テトラ−
tert−ブチル−1,1−ビフェニル−2,2’−ジ
イル)ホスファイト]であるCiba−Geigy市販
の化合物;Irgafos(登録商標)168:トリス
(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイ
トであるCiba−Geigy市販の化合物;Irga
nox(登録商標)3114:トリス[3,5−ジ−t
ert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル]イソシアヌ
レートであるCiba−Geigy市販の化合物;L−
55 R:Reheis Inc,Berkeley
Heights,NJ,USAから市販されている、1
8%ステアリン酸ナトリウムで被覆されたハイドロタル
ク石,水酸化マグネシウムアルミニウム炭酸塩水和物;
Hysafe 510:J.M.Huber Cor
p.,Havre deGrace,MD,USAから
市販されているマグネシウムハイドロタルク石;Ult
ranox 626:G.E.Speciality
Chemicalsの市販ホスファイト加工安定剤。
Q; WOM:耐候性試験機; COI:カルボニル指数; tf:(COIによる)破損時間; U 626:Ultranox 626; H−510:Hysafe 510; ZnO:酸化亜鉛; t50:元の抗張力が50%低下するまでの破損時間。
10分間を有するポリプロピレンホモポリマーを圧縮成
形することにより製造された厚さ100μmのフィルム
を製造した; UV暴露:Atlas WOM 65 WRCにおいて
CAM7条件; 試験基準:COI=0.3までの破損時間(“tf”で
示す); 組成物:全ての試料は、0.05%Irganox(登
録商標)1010及び0.15%Sanduvor(登
録商標)3944(HALS化合物)を用いて安定化さ
れており、更に下記の追加添加剤を含んでいた。
ピレンのUV安定化においてHALS化合物Sandu
vor(登録商標)3944に対して認められる効能を
Irgafos(登録商標)168よりもSandos
tab(登録商標)P−EPQのほうが低下させている
ことが判る。これによって、引用した科学文献の類似デ
ータが確証される。組成物A)及びB)に使用された酸
捕獲剤ステアリン酸カルシウムをステアリン酸ナトリウ
ムに置き換えた場合、新たな組成物D)は、HALSと
併用したSandostab(登録商標)P−EPQの
欠点を驚異的に解消することが判った。基準組成物A)
と比較してHALSの有効性が14%優れてさえいるこ
とが判る。比較組成物C)の結果から更に、ステアリン
酸ナトリウムを使用することの有益性は上述のごとくS
andostab(登録商標)P−EPQとHALSを
用いた場合にしか与えられず、Irgafos(登録商
標)168加工安定剤とではそれがないことが判る。
同一とした。しかしながら、暴露試験はUVCon U
VA暴露装置においてより苛酷な条件下で実施した。こ
れを実施例1と比較した場合、選択した試験条件の種類
に関係なく、同程度の安定化効果が示されるべきであ
る。
D)が基準組成物A)より優れていることが確認され、
実施例1のデータが証明された。ステアリン酸ナトリウ
ムの適用により、Sandostab(登録商標)P−
EPQとHALSの間に認められる負の相互作用が選択
的に中和される。
10分間を有し、厚さが、フィルム及びシート押出物に
典型的な100μmであるポリプロピレンホモポリマー
の圧縮成形フィルム; UV暴露:Atlas WOM 65 WRCにおいて
CAM7条件; 試験基準:COI=0.3までの破損時間(“tf”で
示す); 組成物:全ての試料が、0.05%Irganox(登
録商標)1010、0.10%Sanduvor(登録
商標)3944及び0.07%Sandostab(登
録商標)P−EPQを含むと共に、下記の追加添加剤を
含んでいた。
にSandostab(登録商標)P−EPQを含む組
成物においてステアリン酸カルシウムよりステアリン酸
ナトリウムが有効であることが判る(フェノール系抗酸
化剤Irganox(登録商標)1010の存在は任意
であり、UV安定性に対してそれほど重要ではない)。
スレアリン酸塩を全く使用しない場合、組成物D)の効
能はこのシリーズの基準組成物A)にさえも劣るように
なる。実施例1及び3のデータから、最もうまく平均し
てポリマーを安定化するのに好ましいステアリン酸ナト
リウム中和剤の濃度は、3/1〜1/7、最も好ましく
は2/1〜1/2のSandostab(登録商標)P
−EPQ/NaStの特定の比によって規定されること
が判る。
0分間を有する典型的な反応炉用ポリプロピレンを使用
して160/14dtexマルチフィラメントを製造し
た; UV暴露:Atlas WOM 65 WRCにおいて
乾燥条件; 試験基準:抗張力が50%低下するまでの破損時間; 組成物:全ての試料が、0.05%Irganox(登
録商標)3114及び0.20%Sanduvor(登
録商標)3944で安定化されており、更に下記の追加
添加剤を含んでいた。
ファイバーに使用される添加剤組成物に同等に適用され
得ることが判る。ステアリン酸カルシウムの存在は、
(代わりにIrganox(登録商標)168を含む類
似組成物には決して見られない(比較例4A参照))S
andostab(登録商標)P−EPQとHALS化
合物との負の相互作用を中和するのには適していない
が、ある種の他の酸捕獲剤も、本実験に適用してみてこ
の拮抗作用を解消し得ることが判った。この態様におい
ては、HALS化合物を使用することにより得られるポ
リマーの効果的なUV安定化を減損することなく、Sa
ndostab(登録商標)P−EPQ及び必要によっ
てはフェノール系抗酸化剤を使用することにより得られ
るポリマーの優れた融解安定性及び色安定性をも得るこ
とができる。上記組成物のなかではSandostab
(登録商標)P−EPQ及びL−55Rを含むNo.
C)が明らかに最も好ましい組合せである。また組成物
D)及びE)も比較組成物A)及びB)より有意であ
る。更に、被覆態様のハイドロタルク石L−55Rの使
用が未被覆のH−510より好ましいことは認識される
べきであろう。両生成物は、ステアリン酸マグネシウム
とSandostab(登録商標)P−EPQの組合せ
より優れており、これらの組成物の好ましさを順位付け
すると、いずれも明らかに比較組成物A)及びB)より
優れてはいるものの、E)<D)<C)と順位付けし得
る。唯一、一般的に使用されるステアリン酸カルシウム
(組成物B)は適当でない(これもまた引用文献参
照)。ステアリン酸カルシウムは通常の酸捕獲剤として
は作用するが、Sandostab(登録商標)P−E
PQとHALSの拮抗作用に対する中和剤の意味での酸
捕獲剤としては作用しない。
℃,2.16kg)=1.0g/10分間を有する典型
的なLLDPEフィルム等級のエチレンとオクテンのコ
ポリマー; UV暴露:Atlas WOM 65 WRCおいてC
AM7条件; 試験基準:破断点伸び、即ちフィルムの最大弾性が50
%低下するまでの破損時間; 組成物:全ての試料が、0.07%Irganox(登
録商標)1076及び0.15%Sanduvor(登
録商標)3944を試験用ベース安定剤として含むと共
に、下記の追加添加剤も含んだ。
ンにも同等に有効であることが判る。実施例3に記載し
た結果が確証され、UV安定化プラスチック製品の完全
な添加剤パッケージに使用する場合、Sandosta
b(登録商標)P−EPQ対ステアリン酸ナトリウムの
比は好ましくは3/1〜1/7、最も好ましくは2/1
〜1/2であることが強調される。Sandostab
(登録商標)P−EPQに対する比較としてUltra
nox626を含む組成物E)は別の基準組成物として
記載した。この生成物は、上述のIrgafos(登録
商標)168のように、HALS UV安定化プラスチ
ックの有効性を低下させないことが判る(欧州特許出願
公開第0 553 498 A2号明細書及びW.O.
Drake,K.D.Cooper“Recent A
dvances in Processing Sta
bilization of Polyolefi
n”,特に図21参照)。No.B)及びC)のように
組成物を本発明のごとく、特別に設計した場合には、か
かる有利な結果を更に上回ることができる。
10分間、及びMFI(230℃,2.16kg)=
0.4g/10分間を有する高分子量ポリプロピレンを
圧縮成形することにより製造した厚さ100μmのフィ
ルム; UV暴露:UVCon UVA耐候性試験装置; 試験基準:COI=0.3までの破損時間(“tf”で
示す); 組成物:全ての試料は、0.05%Irganox(登
録商標)1010及び0.15%Sanduvor(登
録商標)3944で安定化されており、更に下記の追加
添加剤を含んでいた。
プラスチックのための添加剤組成物にIrgafos
(登録商標)12を使用することにも拡張し得ることが
判る。Irgafos(登録商用)12は、Irgaf
os(登録商用)168にも勝る優れた加水分解耐性を
示す(W.O.Drake及びK.D.Cooper,
いずれもCiba−Geigy:“Recent Ad
vances in Processing Stab
ilization of Polyolefin
s”,1993年2月21−24日,p419及び図2
3参照)が、HALSに対してSandostab(登
録商標)P−EPQと同様の負の相互作用を示す。しか
しながら、Irgafos(登録商標)12も前記拮抗
作用の中和剤と特異的に組合わせ、プラスチック添加剤
として本発明に従って処方すれば、UV安定化プラスチ
ックに使用することができる。Sandostab(登
録商標)P−EPQ及びIrgafos(登録商標)1
2をそれぞれ他の添加剤と一緒に含む本発明の組成物に
より、ポリマー製造者、配合業者または最終的なプラス
チック製品の製造業者は、広範囲の種々のUV保護ポリ
マーに使用するために、高性能加工安定剤の優れた効果
と他の添加剤等により制限されることのない最新式のH
ALS化合物の効果との両方の利点を享受し得る。
物D及びE)の結果から、UV安定化ポリエチレンにお
いて、Sandostab(登録商標)P−EPQ及び
Irgafos(登録商標)12を、それぞれ、好まし
くはZnO(例えばSaint Joe Compan
y,Monica,PA,USA,Seido Che
m.Ind.Co.,Osaka,Japanなどによ
って提供されるフレンチプロセス型の酸化亜鉛)と組合
わせることによる利点は明らかである。上記表に挙げ
た、本発明に従って処方された組成物F)及びG)の様
に、ZnO及びZnSt2(ポリオレフィン用の市販ス
テアリン酸亜鉛)とSandostab(登録商標)P
−EPQまたはIrgafos(登録商標)12とを組
合せた組成物は、UV安定化ポリエチレンにおいて、そ
れぞれの対応基準組成物であるA)及びB)に比較して
著しい改善が認められる。
Claims (11)
- 【請求項1】 安定剤組成物であって、 a)式IまたはII: 【化1】 〔式中、mは0または1であり、 nは0または1であり、 各R10及び各R11は独立に、任意に(例えば直鎖または
分枝鎖脂肪族基またはアルカリール置換基によって)更
に置換されたC1-24炭素原子の脂肪族、脂環式または芳
香族基であるか(以降はそれぞれ一価のR10またはR11
と称する)、 或いは、両方のR10及び/または両方のR11基は単一リ
ン原子を含む環式基を形成しており(以降は二価のR10
またはR11と称する)、 Yは−O−、−S−、−CH(R15)−または−C6H4
−である(ここでR15は水素、C1−8アルキルまた
はCOOR6であり、R6はC1-8アルキルである)〕の
ホスファイト、モノホスホナイト及びジホスホナイト化
合物からなる群から選択される少なくとも1種の加工安
定剤と、 b)ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸亜鉛;任意で5〜50%のステアリン
酸金属塩で被覆されたマグネシウムハイドロタルク石ま
たはマグネシウム/亜鉛ハイドロタルク石;酸化亜鉛、
水酸化亜鉛、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化
マグネシウム、水酸化マグネシウムからなる群から選択
される少なくとも1種の酸捕獲剤と、 c)少なくとも1つの2,2,6,6−テトラアルキル
ピペリジニル基を含む化合物から選択される少なくとも
1種のUV安定剤と、 d)必要によっては、オクタデシル−3−(3’,5’
−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート、テトラキス[メチレン−3−(3’,
5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート]メタン、1,3,5−トリメチル
−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル
−4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,3,5−ト
リス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ
フェニル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−
(1H,3H,5H)トリオン及びトリス[3,5−ジ
−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル]イソシ
アヌレートからなる群から選択される少なくとも1種の
立体障害フェノール系抗酸化剤とを含む安定剤組成物。 - 【請求項2】 前記成分a)とb)の重量比が3:1〜
1:7、好ましくは2:1〜1:2である請求項1に記
載の組成物。 - 【請求項3】 前記成分a)が、下記式(a)、(b)
及び(c)の化合物の和を100%として、 i)50〜80重量%の式(a): 【化2】 のジホスホナイト、 ii)5〜25重量%の式(b): 【化3】 のモノホスホナイト、 iii)5〜25重量%の式(c): 【化4】 のホスファイト〔式中、各R10は2,4−ジ−tert
−ブチルフェニルである〕の混合物である請求項1また
は2に記載の組成物。 - 【請求項4】 10〜80重量%、好ましくは15〜4
0重量%の請求項1から3のいずれか一項に記載の安定
剤組成物と、90〜20重量%、好ましくは85〜60
重量%の、安定化すべきポリマー材料と同一または相容
性のポリマー材料とを含む固体マスターバッチ組成物。 - 【請求項5】 10〜80重量%の請求項1から3のい
ずれか一項に記載の安定剤組成物と、90〜20重量%
の溶剤とを含む液体濃厚物。 - 【請求項6】 (重合処理後に触媒除去ステップの行わ
れない)所謂第II世代またはそれ以上の世代の触媒の
存在下で生成されたホモポリオレフィン及びコポリオレ
フィン、並びにこれらのポリマー同士の混合物もしくは
ブレンドまたはこれらのポリマーと他のポリマーとの混
合物もしくはブレンドからなる群から選択されるポリマ
ー材料における安定剤としての、請求項1に記載の安定
剤組成物、請求項4に記載の固体マスターバッチ組成物
または請求項5に記載の液体濃厚物の使用。 - 【請求項7】 前記ポリオレフィンが、ホモポリプロピ
レン、コポリプロピレン、ホモポリエチレン、コポリエ
チレン、及びこれらのポリマー同士の混合物もしくはブ
レンドまたはこれらのポリマーと他のポリマーとの混合
物もしくはブレンドからなる群から選択される請求項6
に記載の使用。 - 【請求項8】 (重合処理後に触媒除去ステップが行わ
れない)所謂第II世代またはそれ以上の世代の触媒の
存在下で生成されたホモポリオレフィン及びコポリオレ
フィン、並びにこれらのポリマー同士の混合物もしくは
ブレンドまたはこれらのポリマーと他のポリマーとの混
合物もしくはブレンドからなる群から選択されるポリマ
ー材料を安定化する方法であって、前記ポリマー材料
に、安定化量の請求項1から3のいずれか一項に記載の
安定化組成物を添加することからなる方法。 - 【請求項9】 前記ポリオレフィンが、ホモポリプロピ
レン、コポリプロピレン、ホモポリエチレン、コポリエ
チレン、及びこれらのポリマー同士の混合物もしくはブ
レンドまたはこれらのポリマーと他のポリマーとの混合
物もしくはブレンドからなる群から選択される請求項8
に記載の方法。 - 【請求項10】 a)請求項1から3のいずれか一項に
記載の安定化組成物、及び b)(重合処理後に触媒除去ステップが行われない)所
謂第II世代またはそれ以上の世代の触媒の存在下で生
成されたホモポリオレフィン及びコポリオレフィン、並
びにこれらのポリマー同士の混合物もしくはブレンドま
たはこれらのポリマーと他のポリマーとの混合物もしく
はブレンドからなる群から選択されるポリマー材料を含
む安定化されたポリマー材料。 - 【請求項11】 前記ポリオレフィンが、ホモポリプロ
ピレン、コポリプロピレン、ホモポリエチレン、コポリ
エチレン、及びこれらのポリマー同士の混合物もしくは
ブレンドまたはこれらのポリマーと他のポリマーとの混
合物もしくはブレンドからなる群から選択される請求項
10に記載の安定化されたポリマー材料。
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