JPH10501834A - α−トコフェロールで安定化されたスチレン−ブタジエンブロック共重合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】

Description

【発明の詳細な説明】 α−トコフェロールで安定化された スチレン−ブタジエンブロック共重合体 多くのポリマー作用物質は、製造、貯蔵、加工もしくは使用中に望ましくない 形で作用しかつかなり広い意味で酸化に原因が求められる老化現象を免れない。 ジエンの重合によって形成されたオレフィン性不飽和ポリマー、例えば天然−も しくは合成ゴム、又はこのようなポリマーで靭性改質された熱可塑性樹脂は、特 に敏感である。 ポリマーは、酸化によって該ポリマーの外部の表現型を変化させ（透明性損失 、黄変、亀裂形成等）、かつこれに並行して該ポリマーの良好な機械的性質（耐 衝撃性、引裂時の伸び、引張強さ）を多少とも失う。極端な場合には、実用品が まったく使いものにならない。 種々の可能な安定化方法のうちで、酸化防止剤の添加は、通常一般のかつ最も 広く普及した方法である。酸化防止剤は、酸化及びこれにより生じるポリマーの 老化現象を遅延することができる化合物であり、この場合、酸化防止剤は、通常 それ自体変化される。酸化防止剤は、通常、既に僅かな量で有効であり、かつ有 利にポリマーにできるだけ早い段階で添加される（R. Gaechter及びH．Mueller、Taschenbuch der Kunststoff-Additive、第２版、１ ９８３、２頁、Carl Hanser Verlag Muenchen）。 ポリオレフィンの他では、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体 （ＡＢＳ）及び耐衝撃性ポリスチレン（ＳＢ）は、酸化防止剤の使用における最 大の割合を有している。 酸化防止剤の場合には、その作用メカニズムに基づいて一次酸化防止剤と二次 酸化防止剤に区別される。最も重要な一次酸化防止剤は、いわゆる立体障害フェ ノール、並びに第二芳香族アミンである。第二芳香族アミンは、熱可塑性樹脂の 場合には特に、第二芳香族アミンのもつ生成物を変色させる傾向のために、大し たことのない役割のみを果たしている。 一次酸化防止剤は、ラジカル捕捉剤として作用し、一方、二次酸化防止剤（ホ スファイト、チオエーテル）は、ヒドロペルオキシドを分解する。実際にはしば しば、一次酸化防止剤と二次酸化防止剤からなる、共同作用をする、即ち作用を 補完する混合物が使用される。 市販の立体障害フェノールは、次の幅広い構造的な多様性を示す： チオビス フェノール、アルキリデン−ビスフェノール、アルキルフェノール、ヒドロキシ ベンジル化合物、アクリルアミノフェノール、ヒドロキシフェニルプロピオネー ト（R．Gaechter及びH．Mu eller、Taschenbuch der Kunststoff-Additive、第２版、１９８３、９頁以降、 Carl Hanser Verlag Muenchen）。 食品と接触するポリマーの安定化のために、健康上問題のない安定剤、最善と しては自然食品中にも存在する安定剤が使用されなければならない。 立体障害フェノールに属するビタミンＥ（α−トコフェロール）は、有効な安 定剤として既に記載されてきた。欧州特許出願公開第３８４４７２号明細書には 、ポリスチレンからなる充填材料のためのビタミンＥの使用が、光安定剤との化 合物の形で記載されている。 欧州特許出願公開第４０８６９３号明細書には、ビタミンＥとモノグリセリド ／ジグリセリド／トリグリセリドとからなる、スチレン重合体のための安定剤混 合物が記載されている。 円筒状形態及びラメラ状形態は、殊に、例えばスチレンとブタジエンからなる ブロック共重合体の場合に存在する。球形から誘導される形態／セル状粒子−、 カプセル状粒子−、液滴状粒子−もしくはフィラメント状粒子形態； 所望の耐 衝撃性ポリスチレンもしくはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン重合体の 場合）と異なり、ブロック共重合体の場合にはゴム相は、加工の際に本質的によ り高い負荷にさらされる。硬質相との直接の化学的な結合によってゴム相中の 応力は、ますます不利に縮小され、ひいては熱酸化による障害が著しく容易にな る。 この種のブロック共重合体は、アニオン重合によって容易に得ることができ、 かつ以前より公知である（例えばM．Szwarc："Carbanions，Living Polymers an d Electron Transfer Processes、John Wiley Publ.１９６８参照）。 上記ブロック共重合体には、本発明による、主としてスチレンを含有している 星状に枝分かれしたスチレン−ブタジエンブロック共重合体は属し、例えば、こ のようなスチレン−ブタジエンブロック共重合体は、米国特許第３６３９５１７ 号明細書（スチレン７０〜９５％、ブタジエン５〜３０％）、ドイツ国特許第２ ５５０２２７号明細書及びドイツ国特許出願公開第２５５０２２６号明細書（ス チレン６０〜９５％、ブタジエン５〜４０％）に記載されている。 殊に、二次酸化防止剤、即ちホスファイトとビタミンＥとの混合物が優れた安 定作用をスチレン−ブタジエンブロック共重合体中で示すことが、見いだされた 。 直接の本発明の対象は、本質的に、一般構造式： 〔式中、Ａはモル質量３０００〜２３００００［ｇ／モル］のポリスチレンブロ ック及びモル質量２０００〜３００００［ｇ／モル］のポリブタジエンブロック 少なくともそれぞれ１つからなるブロック共重合体セグメントを表わし、Ｂはモ ル質量２０００〜６００００［ｇ／モル］のポリスチレンブロック及びモル質量 ２０００〜３００００［ｇ／モル］のポリブタジエンブロック少なくともそれぞ れ１つからなるブロック共重合体セグメントを表わし、この場合、全体モル質量 Ａ： ５００００〜２５００００［ｇ／モル］でありかつＢの全体モル質量： ５０００〜７５０００［ｇ／モル］であり、ブロック移行部は明瞭もしくは不明 瞭であり、星状物の枝数ｍ＋ｎは合計で３〜１５であり、但し、ｍ≦ｎである〕 で示される、アニオン重合によって得られる非対称に星状に枝分かれしたスチレ ン−ブタジエンブロック共重合体及び／又は、スチレンブロック少なくとも２つ 及びポリブタジエンブロック少なくとも１つを有し、この場合、上記のモル質量 が有効である線状スチレン−ブタジエンブロック共重合体並びに、α−トコフェ ロール０．０１〜１重量％を有している成形コンパウンドである。 有利な実施態様の場合には、なお付加的にポリマーに対して有機ホスファイト ０．１〜２重量％は、含有されている。殊にこのような化合物は、トリス（ノニ ルフェニルホスファイト）、ＴＮＰＰである。 同様に、このようなブロック共重合体と他の熱可塑性加工可能なポリマーとの 混合物、例えばドイツ国特許第２６１００６８号明細書に記載されたポリスチレ ンとの混合物は、加工の際に、α−トコフェロールの添加によって有効に保護さ れる。 トコフェロールは、０．０１〜１重量％、特に０．１〜０．５重量％の濃度で 使用される。トコフェロールは、ポリマーにあらゆる公知ないしは常用の方法で 、例えば、加工の際に純粋な形で直接か、酸化防止剤と安定化されていないポリ マー粒状物との前混合によってか、溶液中での酸化防止剤とポリマーとの前混合 及び共通のガス抜きによってか又は濃厚物（マスターバッチ）の形で、添加する ことができる。 有機ホスファイトは、有利な実施態様の場合には０．１〜２重量％、特に０． ２〜１重量％の量で添加される。このような有機ホスファイトは、一般式（ＲＯ ）₃Ｐ〔式中、Ｒ＝アルキル基、アリール基、シクロアルキル基又はこれらから の組合せ物を表わす〕で示される化合物である。例えばトリス（ノニルフェニル ）ホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、ジデシルフェニルホスファイ ト、フェニル−ジ（２−エチルヘキシル）ホスファイト、メチルジフェニルホス ファイト、トリフェニルホスファイト、フェニルジシクロヘキシルホスファイト 、トリメチルホスファイト、ジイソプロピルフェニルホスファイト、ジエチルフ ェニルホスファイト、ジ（２−エチルシクロヘキシル）ｎ−ブチルホスファイト 、３−シクロペンチルプロピルジヘキシルホスファイトである。有利にトリス（ ノニルフェニル）ホスファイト（ＴＮＰＰ）は、使用される。 特に有利な実施態様の場合には有機ホスファイトは、有機ホスファイト１００ 重量％に対して０．１〜５重量％の量のアミン化合物、殊にトリイソプロパノー ルアミンで安定化されている。 本明細書の場合には、加工とは、例えば押出機、射出成形装置、混練機等を介 して、熱可塑性加工可能なポリマーが溶融されかつ変形される全ての常用の方法 と理解される。 加工安定性の試験は、円筒状形態及びラメラ形態を有するスチレン−ブタジエ ンブロック共重合体の場合には、例えばレオグラフ（Rheograph）２０００とし て知られるゲートフェルト（Goettfert）社、Buchen、の測定装置を用いて実施 することができる。この場合にはポリマーは、押出機による加工もしくは射出成 形加工の場合と同様にして、溶融物としてノズルによって加圧される。 一定の溶融物温度及び一定の剪断速度でノズル中での押出圧力は、測定される 。測定時間の経過中に、ポリマーの熱酸化による損傷のためにゴム相の架橋が開 始される。このことによって溶融物粘度、ひいては押出圧力までもが上昇する。 安定剤の作用は、安定化されていない材料と比較して多少とも著しく遅延され た押出圧力の上昇において 確認することができる。押出開始から６分間のリードタイムの後に、２４分間の 測定時間中に押出圧力ｐは、測定される。加工安定性についての尺度として、測 定時間の開始と終了との圧力差、即ちいわゆる架橋圧力（Vernetzungsdruck）ｐ_v 、図１〜３参照、は、有効である。 実施例及び比較試験 ドイツ国特許第２５５０２２７号明細書、例１に従って星状に枝分かれしたス チレン−ブタジエンブロック共重合体を製造した。粘度数（ＶＺ）は、３８．５ ｍｌ／ｇであった。しかしながら、上記ドイツ国特許明細書の支持とは相違して 、ポリマーをメタノールを用いて沈殿させずに、先ず溶液の形で同じ大きさの３ つの部分に分け、この場合、窒素を覆いかぶせることによって空気を厳密に排除 することに注意を払った。 この３つの試料を、下記の表に相応して、酸化防止剤の添加によって安定させか つその後に、溶剤の入念なガス抜きを経てＺＳＫ２５型のウェルナー・アンド・ プライデラー（Werner & Pfleiderer）社の二軸押出機で２００℃で押し出し、 かつ粒状化させた。２−第三ブチル−６−（３−第三ブチル−２−ヒドロキシ− ５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレー 入手可能である。 例１ ポリマーに対して、α−トコフェロール ０．４重量％及び ポリマーに対して、ＴＮＰＰ ０．８５重量％ 例２ 上記の例の試料をゲートフェルト社の粘度測定装置（レオグラフ２０００）を 用いて、温度２９０℃及び剪断速度１．４４・１０¹ｓ¹で測定した。 剪断曲線の時間による経過は、図１〜３に示されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コンラート クノル ドイツ連邦共和国 Ｄ−67069 ルートヴ ィッヒスハーフェン ホルスト−ショルク −シュトラーセ 184 (72)発明者 ノルベルト ギュンターベルク ドイツ連邦共和国 Ｄ−67346 シュパイ アー ナハティガレンヴェーク 44 (72)発明者 パウル ネーゲレ ドイツ連邦共和国 Ｄ−67166 オッター シュタット ツァンダーシュトラーセ 43 (72)発明者 フーベルト トラウト ドイツ連邦共和国 Ｄ−67373 ドゥーデ ンホーフェン ミランシュトラーセ ６ (72)発明者 ユルゲン ポールト ドイツ連邦共和国 Ｄ−68259 マンハイ ム カロルス−フォッケ−リング 72

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一般構造式： 〔式中、Ａはモル質量３０００〜２３００００［ｇ／モル］のポリスチレンブ ロック及びモル質量２０００〜３００００［ｇ／モル］のポリブタジエンブロッ ク少なくともそれぞれ１つからなるブロック共重合体セグメントを表わし、Ｂは モル質量２０００〜６００００［ｇ／モル］のポリスチレンブロック及びモル質 量２０００〜３００００［ｇ／モル］のポリブタジエンブロック少なくともそれ ぞれ１つからなるブロック共重合体セグメントを表わし、この場合、Ａの全体モ ル質量は５００００〜２５００００［ｇ／モル］でありかつＢの全体モル質量は ５０００〜７５０００［ｇ／モル］であり、ブロック移行部は明瞭もしくは不明 瞭であり、星状物の枝数ｍ＋ｎは合計で３〜１５であり、但し、ｍ≦ｎである〕 で示される、アニオン重合によって得られる非対称に星状に枝分かれしたスチレ ン−ブタジエンブロック共重合体及び／又は、スチレンブロック少なくとも２つ 及びポリブタジエンブロック少なくとも１つを有し、この場合、上記のモル質量 が有効である線状スチレン−ブタジエンブロック共重合体並びに、ポリマーに対 してα−トコフェロール０．０１〜 １重量％を有している成形コンパウンド。 ２．さらに、ポリマーに対して有機ホスファイト０．１〜２重量％を含有してい る、請求項１記載の成形コンパウンド。 ３．有機ホスファイトとしてトリス（ノニルフェニルホスファイト）を含有して いる、請求項２記載の成形コンパウンド。