JPH11322940A - オリゴマ―安定剤混合物 - Google Patents
オリゴマ―安定剤混合物Info
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Abstract
しそして非常に良好な安定化作用を示す安定剤混合物の
提供。 【解決手段】この課題は、PCl3 と2,2’−ジメチ
ル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブチル
ジフェニル−スルフィドとを部分縮合することによって
製造される、燐含有量が2〜4重量%でありそして2,
2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−
ジ第三ブチルジフェニル−スルフィドの含有量が0.5
〜50重量%である安定剤混合物によって解決される。
Description
進される、有機物質、特に有機ポリマーの分解−および
劣化を著しく遅くする新規の安定剤混合物に関する。
ンおよび金属含有化合物と色々な形で接触している。こ
の種の接触は、特に合成樹脂を製造するために使用され
る金属触媒が残留する場合に避けることが不可能であ
る。有機ポリマーを加工する間にも該ポリマーが金属表
面と接触する沢山の形態がある。更に種々の金属含有化
合物は特別な効果を達成するために合成樹脂に意図的に
混入される。それらの例には金属含有安定剤、顔料およ
びフィラーがある。更に有機ポリマーは、ケーブル用被
覆材料、パイプおよび電子部品の場合に一般的である様
に、最終的用途において金属と直接的に非常にたびたび
接触している。
に劣化する。機能的性質に損傷を及ぼしそして最終的に
は有機物質の分解をも伴うこの劣化の過程は促進剤によ
って促進される恐れがありそして安定剤によって遅延さ
せることができる。金属および金属含有化合物が一般に
この種の分解および劣化過程を促進させることは公知で
ある(R.Gaechter, H.Mueller, Taschenbuch der Kunst
stoff-Additive( プラスチック用添加剤ハンドブック)
、Carl Hanser Verlag Munich 、Vienna; 第3版、198
9; 第2章、第 109頁以降参照) 。
4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブチルジフ
ェニル−スルフィド(2)とから製造される縮合生成物
を他の化学品との混合物状態で使用することはドイツ特
許出願公開(A)第1,153,894号明細書に記載
されている。しかしながらこの生成物自体の安定化効果
に関しては指摘がない。この縮合生成物はこの文献にお
いてはノニルフェノールとアセトンとから製造される縮
合生成物と組合せておよびジラウリル−チオジプロピオ
ナートと組み合わせてしか使用されていない(比較例
5)。ドイツ特許出願公開(A)第1,153,894
号明細書には、銅で汚染されたポリプロピレンへの熱お
よび酸素の有害な作用に対して上記混合物の安定化作用
が説明されている。
だけの能力および有機物質に対する安定剤としてのその
用途はドイツ特許出願公開(A)第3,029,176
号明細書まで開示されなかった。そこに記載された化合
物は全ての有機溶剤に不溶性である三次元架橋したポリ
マーであり、4.9%の燐含有量を有している(ドイツ
特 許出願公開(A)第3,029,176号明細書、
第2頁第17行;第5頁、実施3)。この文献は50〜
500の重合度を有する高分子量の不溶性縮合生成物の
対重合体安定化作用を説明している(第3頁第45
行)。酸素および熱の有害な作用に対する安定化が説明
されている。そこで使用される原料(1)および(2)
は縮合生成物を製造するために少量のジメチルホルムア
ミドの存在下にキシレン中でたった50℃で15分の
間、一緒に導入され、1時間(50℃で)攪拌した後に
135℃に加熱しそして塩化水素を除きながらこの温度
で1時間縮合されている。
に不溶性でありそして満足な安定化作用を示さない。
は更に良好な溶解性を有しそして更に高性能である生成
物を提供することである。
は、反応を適切に行なうことが化合物(1)および
(2)から有機溶剤中への優れた溶解性を示しそしてポ
リマーに溶解し、かつ優れた安定化作用を示す安定剤混
合物が製造できることを見出した。
メチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブ
チルジフェニル−スルフィドとの部分縮合によって得る
ことのできる、燐含有量が2〜4重量%でありそして未
反応の2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−
5,5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィドの含有
量が0.5〜50重量%である安定剤混合物に関する。
この場合、塩化水素が放出され、燐−酸素結合がフェノ
ール性水酸基の一部から生じる。未反応の2,2’−ジ
メチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブ
チルジフェニル−スルフィド(2)(下記化合物図1参
照)も新規の安定剤混合物の構成成分の1つとして残存
する。
2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,
5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィド(2)は二
官能性である。それ故に燐−酸素結合を形成する連結に
は非常に広範なやり方がある。
の安定剤混合物の形成
4.3の比において生じる。
は、飽和燐原子を中心成分として含有する分離したモノ
マー化合物が生じ得る(化学式図2)。1:2.5およ
び1:2.3のそれぞれの化合物(1):(2)−モル
比では、二つまたは三つの燐原子を分離した成分として
それぞれに有するモノマー化合物が生じ得る(化学式図
2)。1:2のモル比では、飽和燐原子が2,2’−ジ
メチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブ
チルジフェニル−スルフィド−フラグメントと交互にあ
る重合体鎖が生じ得る。1:1のモル比では高分子量の
二次元的シート様ネットワークが生じ得る(化合物図
2)。
の可能な架橋形態 化合物(1) :(2) の比 可能な架橋形態
じさせ得る。比較的に不安定なフェニル−S−フェニル
結合の分解が、部分縮合を経て新規な安定剤混合物に再
び組み入れ得る化合物(2)のフラグメントを生じさせ
得る。
2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,
5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィド(2)とを
燐−酸素結合の形成および同時に塩化水素の放出下に部
分縮合することによって製造される。新規の安定剤混合
物は、ドイツ特許出願公開(A)第3,029,176
号明細書に記載される化合物と反対に、純粋の縮合生成
物の他に一部の2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒド
ロキシ−5,5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィ
ドも含有しており、有機溶剤に非常に良好に溶解しそし
て2.0〜4.0重量%のP含有量を有している。
法にも関する。
るための優れた適性を有する安定剤混合物は、適当な雰
囲気で、好ましくは不活性ガス中で有機溶剤中に、好ま
しくは芳香族溶剤、特にトルエン、o−キシレン中に
2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,
5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィド(2)を最
初に導入し、20〜150℃、好ましくは100〜14
0℃、特に115〜130℃の温度で三塩化燐(1)と
反応させた場合に生じる。その際に(1):(2)のモ
ル比は1:2.1〜1:4.3としそして三塩化燐
(1)を0.5〜8時間、好ましくは3〜5時間の間ゆ
っくりかつ均一に添加しそしてその反応混合物を同じ温
度で3〜20時間、好ましくは8〜14時間攪拌しそし
て生成物から揮発性成分を2〜10時間、好ましくは4
〜8時間の間、190℃までの温度および30mbar
まで減圧されていてもよい圧力のもとで除く。
好ましくは5〜30重量%、特に好ましくは8〜35重
量%の2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−
5,5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィドを含有
しそしてドイツ特許出願公開(A)第3,029,17
6号明細書に掲載された架橋した高分子量の不溶性化合
物と反対に有機溶剤、例えばo−キシレンへの溶解性が
優れておりそして2.0〜4.0重量%、2.3〜3.
5重量%の燐含有量を有しそして重合体有機物質のため
の安定剤として優れた適性を有する安定剤混合物が得ら
れる。
ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三
ブチルジフェニル−スルフィド)のモル比でも化合物図
2に示した分離した分子が生じないことは驚くべきこと
である。反応式2に示した分離した分子は生じない。む
しろ、例えば1:3のモル比の場合には費用の掛かる後
続の後処理なしに直接的に経済的に新規混合物を得るこ
とができる。反応の誘導次第で新規混合物中の2,2’
−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第
三ブチルジフェニル−スルフィドの含有量は例えば0.
5〜50重量%が可能である(例1および2、実験部分
参照)。生成物混合物中に残留する2,2’−ジメチル
−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブチルジ
フェニル−スルフィドの残留含有量に関する結果は二種
類の原料相互のモル比(1):(2)から引き出すこと
ができない。残留含有量は反応の誘導によって所望の通
り広い範囲で調整することができる。多くの場合には有
機溶剤への良好な溶解性および2.0〜4.0重量%の
P含有量を有する生成物混合物が得られる。
〜140℃、好ましくは105〜135℃である脆弱な
樹脂である。安定化すべき有機物質に重合の前、間また
は後で固体状態でまたは溶融した状態でまたは溶剤に溶
解してまたはマスターバッチとして添加することができ
る。新規の安定剤混合物は、固体状態で使用する場合に
は微細粉砕した状態が特に有利である。特に適するマス
ターバッチは新規の安定剤混合物を1〜80重量%、好
ましくは5〜30重量%の濃度で含有しており、このマ
スターバッチの残りの成分は安定化すべきポリマーと相
容性のあるポリマーである。溶解した状態での混入が特
に適しており、この場合溶液は例えば5〜80重量%の
濃度で新規の安定剤混合物を含有している。溶液または
マスターバッチは追加的に他の安定剤または活性物質、
例えば紫外線吸収剤、立体障害アミンをベースとする光
安定剤、失活剤、酸化防止剤、顔料、酸捕捉剤またはフ
ィラーを含有し得る。新規の安定剤混合物は、安定化す
べきポリマー中に単独でまたは他の添加物と組み合わせ
て0.001〜5重量%、好ましくは0.02〜2重量
%の濃度で存在する様に使用するのが有利である。有機
物質の例には合成樹脂、塗料、被覆剤および油の前駆
体、特に合成樹脂、塗料、被覆剤および油自身がある。
ープ状物、マルチフィラメント、織物、押出成形物、ブ
ロー成形物、射出成形物、熱成形物、粉末塗料、印刷イ
ンキ、トナーインキ、写真材料、顔料、ステイン、レザ
ー、建築用塗料、鉄鋼製品用保護ペイント、潤滑油、マ
シン油、ビチューメンまたはアスファルトを安定化する
のに特に適しており、特に安定化有機物質が金属または
金属化合物と接触するかまたは金属化合物を例えば触媒
残留物の状態で含有する用途分野に適している。
わせて有利に使用することもできる。その例には紫外線
吸収剤との、立体障害アミンをベースとする光安定剤と
の、失活剤との、酸化防止剤との、顔料との、酸捕捉剤
とのまたはフィラーとの組合せがある。これらの新規の
組合せから得られる混合物は、個々の成分のそれよりも
優れている性質像、例えば新規の安定化有機物質の劣化
過程での抑制作用において相乗効果を示す。
物を含有する、光、酸素および熱の作用に対して安定化
された有機物質、特に合成樹脂、塗料、被覆剤または油
にも関する。
719944.5号明細書第44〜50頁に記載されて
いる。このドイツ特許出願の内容をここに記載したもの
とする。
物との適当な組合せで安定化された有機物質は場合によ
っては他の添加物、例えば酸化防止剤、光安定剤、他の
金属奪活性化剤(metal deactivator) 、帯電防止剤、防
炎剤、滑剤、成核剤、酸捕捉剤(基本的補助安定剤)、
顔料およびフィラーを含有していてもよい。新規の化合
物または組合せ物に添加できる酸化防止剤および光安定
剤の例には立体障害アミン類または立体障害フェノール
類をベースとする化合物または硫黄または燐を含有する
補助安定剤がある。この種の化合物の例はドイツ特許出
願第19719944.5号明細書第51〜65頁のポ
イント1〜15に記載されている。この内容をここに記
載したものとする。
−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブチルジ
フェニル−スルフィド(2)との部分縮合による新規の
安定剤混合物の製法A 64.4g(180mmol)の化合物(2)を45m
Lのo−キシレン中に20℃で最初に導入する。ガス
(窒素)雰囲気で8.7g(63mmol)の化合物
(1)を0.5時間にわたって添加し、その際に反応混
合物の温度が60℃に上昇する。この混合物を120℃
で6時間攪拌し、160℃に加熱しそして攪拌下に15
0mbarの減圧状態で別の6時間の間に揮発性成分を
除く。約20℃に冷却した溶融物を液体窒素を使用して
小さい粒子に破砕する。この生成物は107〜109℃
の軟化点範囲、2.6重量%の燐含有量、50重量%の
2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,
5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィド(2)含有
量および23.5%の揮発成分割合(揮発成分の測定は
次の通り:最初に500mgを秤量する;120K/時
で加熱する;雰囲気は1分当り1Lの窒素;蒸発皿はP
t製で、3cm2 の面積を有する;300℃に加熱しそ
してこの温度を30分維持する;揮発成分は300℃で
30分後の損失重量である)を有している。
2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−
ジ第三ブチルジフェニル−スルフィド(2)との部分縮
合による新規の安定剤混合物の製法B 64.4g(180mmol)の化合物(2)を45m
Lのo−キシレン中にガス(窒素)雰囲気で120℃に
加熱する。8.7g(63mmol)の化合物(1)を
強い攪拌下に3時間にわたってゆっくり均一に添加す
る。この混合物を120℃で6時間攪拌し、185℃
で、150mbarの減圧状態で別の6時間の間に揮発
性成分を攪拌下に除く。6時間後に溶融物を約20℃に
冷却しそして液体窒素を使用して小さい粒子に破砕す
る。この生成物は118〜120℃の軟化点範囲、3.
0重量%の燐含有量、25重量%の2,2’−ジメチル
−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブチルジ
フェニル−スルフィド(2)含有量および16.9%の
揮発成分割合(揮発成分の測定は次の通り:最初に50
0mgを秤量する;120K/時で加熱する;雰囲気は
1分当り1Lの窒素;蒸発皿はPt製で、3cm2 の面
積を有する;300℃に加熱しそしてこの温度を30分
維持する;揮発成分は300℃で30分後の損失重量で
ある)を有している。
における新規の部分縮合した安定剤混合物の安定化作用 100部のポリプロピレン粉末を0.2部のステアリン
酸カルシウムおよび表1に記載した量の安定剤と一緒
に、長さ450mmおよびL/D比20の短い圧縮領域
のスクリュウー式押出機で200℃、230℃および2
30℃の3つの加熱領域を通してペレット化し、次いで
36mmのスクリュー直径および25のL/D比にて2
10℃、220℃、230℃および240℃の4つの加
熱領域を通してこのペレットから1mmの厚さのシート
状物に射出成形する。還元されたばかりの表面を有する
銅製薄板を二枚のシートの間に置き、二枚のポリエステ
ルフィルムの間で実験室用プレスにて、190℃で2分
加熱、2分の接触時間および10MN/m2 の圧縮圧で
2分圧縮して全面的に1mmの厚さとする。新たに還元
された銅表面は銅製薄板を赤熱するまで加熱しそしてメ
タノールで急冷することで得ることができる。得られる
試験体を、変色またはひび割れにより視覚的に分解が認
められるかまたは180°曲げた時に試験体が割れるま
で、温度制御された空気循環炉中で記載の温度で貯蔵す
る。空気循環炉で促進される劣化において脆化するまで
が大きい値は良好な安定性を実証している。
般に部分的に満たされたd−軌道を有する金属がポリマ
ー、特にポリオレフィン中に分解触媒として作用し得る
ことが判っている。銅性薄板を埋め込むことによってこ
の影響をシュミレーションする。表1の結果を比較すれ
ば判る通り、新規の部分縮合した安定剤混合物は金属イ
オンの有害な影響に対して優れた保護作用を発揮する。
合物の優れた安定化特性は、更に、酸化安定化効果を示
すフェノールも含有していてもよいドイツ特許出願公開
(A)第1153894号明細書、実施例3または実施
例5に記載の反応生成物よりも優れていることが判る。
新規の部分的に縮合された安定剤混合物で安定化したポ
リマーは別の添加物なしで長期間の加工性を有してい
る。
れた安定残混合物およびフェノール系酸化防止剤および
場合によっては硫黄系の補助安定剤から造られ、個々の
生成物自身よりも著しく優れた効果を示す。例えば慣用
のチオ系補助安定剤またはフェノール系酸化防止剤を使
用する場合の脆化時間は、2,2’−ジメチル−4,
4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブチルジフェニ
ル−スルフィドとPCl 3 との部分縮合生成物を使用す
る場合よりも短く、二〜三日の期間内である。反対にこ
れらの成分の混合物を使用すると、加工可能期間の増加
は予想できる増加量よりも遙かに多い。例6/7、8/
9および10/11の各対は相乗効果を実証している。
脆化するまでの予想された期間は13日(8+5)であ
るのに、実際には31日を達成している。
レフィンの安定化 100部のポリプロピレン粉末を0.1部のステアリン
酸カルシウムおよび表2に記載した量の安定剤と一緒
に、長さ450mmおよびL/D比が20の短い圧縮領
域のスクリュウー式押出機で200℃、230℃および
230℃の3つの加熱領域を通しペレット化する。次い
でこの組成物の溶融指数を測定する。加工条件のもとで
有害な影響に対する安定性を試験するために、ペレット
化過程を五度繰り返し、三度目と四度目の過程のペレッ
ト化段階の後で溶融指数を測定する。溶融指数の増加は
加工の間にポリマーが分解することを示している。常
に、低い値が望ましい。
5において優れた加工安定化特性を示しそして5回の加
工回数の後でさえポリマーの元の性質が実質的に変化し
ていないことを示している。例14は公知の安定剤組合
せ物を用いた比較例である。
ロピレン中での新規の部分縮合安定剤混合物の安定化作
用 100部のポリプロピレン粉末を0.1部のステアリン
酸カルシウムおよび表2に記載した量の安定剤と一緒
に、長さ450mmおよびL/D比が20の短い圧縮領
域のスクリュウー式押出機で200℃、230℃および
230℃の3つの加熱領域を通しペレット化し、次いで
このペレットから210℃、220℃、230℃および
240℃の4つの加熱領域を通し36mmのスクリュー
直径および25のL/D比にて1mmの厚さのシート状
物に射出成形する。
より視覚的に分解が認められるかまたは180°曲げた
時に試験体が割れるまで、温度制御された空気循環炉中
で記載の温度で貯蔵する。空気循環炉で促進される劣化
において脆化するまでの高い値は良好な安定性を実証し
ている。
性は例19の未安定化ポリマーに比較して明らかであ
る。
ール系酸化防止剤および硫黄系補助安定剤より成る相乗
安定剤混合物は個々のそれらの生成物よりも著しく優れ
た効果を示す。例20は硫黄系補助安定剤についてのこ
れの例を示している。
Claims (14)
- 【請求項1】 PCl3 と2,2’−ジメチル−4,
4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブチルジフェニ
ル−スルフィドとの部分縮合によって得ることのできる
こと、燐含有量が2〜4重量%でありそして2,2’−
ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三
ブチルジフェニル−スルフィドの含有量が0.5〜50
重量%であることを特徴とする安定剤混合物。 - 【請求項2】 燐含有量が2.3〜3.5重量%であり
そして2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−
5,5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィドの含有
量が8〜35重量%である、請求項1に記載の安定剤混
合物。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の安定剤混合物
を製造する方法において、PCl3 と2,2’−ジメチ
ル−4,4’−ジヒドロキシ−5,5’−ジ第三ブチル
ジフェニル−スルフィドとを1:2.1〜1:4.3の
モル比で部分縮合することを特徴とする、上記方法。 - 【請求項4】 反応を有機溶剤中で、好ましくは芳香族
有機溶剤中で行なう請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 反応をトルエンまたはキシレン中で行な
う請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 反応を20〜150℃、好ましくは10
0〜140℃、特に好ましくは115〜130℃で実施
する請求項3に記載の方法。 - 【請求項7】 最初の装入物が請求項4または5の溶剤
中の2,2’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシ−
5,5’−ジ第三ブチルジフェニル−スルフィドであり
そしてPCl3 は0.5〜8時間、好ましくは3〜5時
間にわたってゆっくり添加する請求項3〜6のいずれか
一つに記載の方法。 - 【請求項8】 30mbarまで減圧してもよい圧力の
もとで190℃までの温度で2〜10時間の間、生成物
から揮発性成分を除く請求項3に記載の方法。 - 【請求項9】 酸素、光および熱の有害な作用に対して
有機物質、特に合成樹脂を安定化するための請求項1ま
たは2に記載の安定剤混合物の用途。 - 【請求項10】 有機物質が金属または金属イオンと接
触している請求項9に記載の用途。 - 【請求項11】 請求項1の安定剤混合物を0.01〜
5重量%、好ましくは0.05〜2重量%の濃度で含有
する有機物質。 - 【請求項12】 ポリオレフィン、好ましくはポリエチ
レン、ポリプロピレンまたはポリエチレンまたはポリプ
ロピレンのコポリマー、特に架橋したポリオレフィンで
ある請求項11に記載の有機物質。 - 【請求項13】 チオ−補助安定剤、燐酸塩またはフェ
ノール系酸化防止剤も存在する請求項11または12に
記載の有機物質。 - 【請求項14】 マスターバッチである請求項12また
は13に記載の有機物質。
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