JPS59232131A - 有機ポリマ−材料の安定剤 - Google Patents

有機ポリマ−材料の安定剤

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JPS59232131A
JPS59232131A JP59103538A JP10353884A JPS59232131A JP S59232131 A JPS59232131 A JP S59232131A JP 59103538 A JP59103538 A JP 59103538A JP 10353884 A JP10353884 A JP 10353884A JP S59232131 A JPS59232131 A JP S59232131A
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stabilizer
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polymer
mixtures
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JP59103538A
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ウオルフガング・フオン・ゲンツコウ
ハンスヨアヒム・ヘンケル
ノルベルト・ミユラ−
マンフレ−ト・シユミ−デル
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔帝煮上の利用分野〕 本発明は、熱で促進される酸化による老化を阻tinす
るための遷移金属と接触しているか又は遷移金属を含む
有機ポリマー用安定剤に関する。
〔従来の技術〕
多くの有機ポリマー材料、特にポリオレフィン、更には
また例えばポリオキシメチレン、ポリアミド及び不飽和
ポリエステル樹脂(これらは電子工学分野で絶縁目的で
使用される)のようなポリマーは、遷移金属又は遷移金
属イオンの存在で促進される熱酸化による老化に曝され
る。この際その電気的及び機械的特性が劣化することか
ら、その使用期間は部分的に著しく減少される。
ポリオレフ・イン及び架橋されたポリオレフィンをケー
ブル及び導線絶縁材として使用するため、1     
  特に絶縁材料と導電材料である銅との直接接触に関
して、この金属の著しい老化促進作用の問題が研究され
ている。銅を非活性化するため多数の銅非活性化剤が提
案された。若干の生成゛!4a p−t 数年来工猶的
に使用されている。更に酸化防止剤並びに、金属非活性
化剤(銅に対する)と酸化防止剤とから成る安定剤組成
物を使用することも公知である(西ドイツ特許第270
3558号明細書及び西ドイツ特許出願公開第2823
846号明細書参照)。
多くの基礎実験から公知でちる銅の老1ヒ促進作用をは
るかに1廻る他の遷移金属の触媒作用は従来工業的にほ
とんど考慮されなかった。その老化促進作用に関して注
目すべき金属としては鉄及び、合金成分として鉄と共に
プラスチック加工に際して使用される機械及び工具中で
ポリマー材料と接触するすべての金属が挙げられる。は
とんどのポリオレフィン混合物の鉄分析結果値は> 1
 ppmを示す。混合過程を何回もうけるポリオレフィ
ン、特に充填剤及び有極性又は腐食性添加物を含むポリ
オレフィンは鉄濃度10 pplT]以下であることは
土れではない。
これらの金属の非活性化の可能性について従来はとんど
研究されなかった理由は、特に架橋されていt・−いポ
リマー材料の熱−酸化安定性に対する要求が一般になお
比較的少なかったことに帰因する。従って例えば架橋さ
れていないポリエチレンはその熱可塑性の変形可能性に
より連続作業で最高70℃までの温度に耐え得るにすぎ
ない。工業的に150℃までの温度で使用可能と考えら
れる架橋されたポリオレフィンの使用が増大する(二伴
い、熱酸化による老化に対する安定性を改良することが
必要となった。ラジカル的に架橋されたポリオレフ・イ
ンは容易に酸化する三級炭素原子の鍮が多くまた架橋に
際して生じる寿命の長いラジカルにより架橋されていな
いポリマーよりも酸化し易いことから、また酸化防止剤
のみを使用して改良された安定剤はその部分的な非活性
化により架橋に際して難点を生じることから、この比較
的低廉に入手することのできるプラスチックコンパウン
ドの耐熱性を高めるための鉄及び他の金属不純〔発明の
目的〕 本発明の目的は、有機ポリマーを熱酸化による崩壊に対
して安定化するために、通常の酸化防[F剤及び/又は
金属非活性化剤に対して付加的(−1鉄又は他の遷移金
属の触媒作用を減少させる安定化成分を加え、こうして
ポリマーの安定化を高め、これにより特に高い連続作業
温度でのその寿命を延ばすことにある。
〔発明の要旨〕。
この目的は本発明によれば、それぞれが粒径5゜μmま
で又は集塊粒径100μmまでの沈降又は高熱法による
高分散性無定形珪酸、又は高分散性珪酸と高分散性酸化
アルミニウムとから成る混合物を、通常の酸化防止剤及
び/又は金属非活性化剤と共に使用することによって達
成される。
〔発明の作用効果〕
驚くべきことには本発明において通常の酸化防止剤及び
/又は金属非活性化剤と共に使用する付るF−1°F!
fJ?及び、月酸と酸化アルミニウムとから成る混合物
は、ポリマー中に微宿配分すること(二より鉄及び池の
金鳴又は金属イオンの触媒活性化を著[7く減少するこ
とが判った。この場合この安定化成分は通常の特に糸目
込み可能又は組込まれた酸化防止剤との混合形で使用す
るのが特に有利である(西ドイツ特許出願公開第282
382n号明細書参照)。安定化すべき有機ポリマーが
銅と接触して存在する場合には、金属非活性化剤として
のliJ。
N′−ビス−サリチロイル−ヒドラジンと酸化防止剤と
してのオリゴマー2.2.4−トリメチル−]、2−9
ヒドロキノリンとから成る西ドイツ特許第270355
8号明細書から公知の安定剤組成物を使用するのが特に
有利である。
本発明(−よる安定化成分は、他の添加拘引1えばUV
吸収剤、耐光剤、過酸化物、過酸化物破壊化合物、架橋
補強化合物、核形成剤、可Qβ剤、可撓剤、加工助剤、
帯電防止剤、防火剤、カーボンブラック、ガラス繊維、
推進剤及び充填剤例えばカオリン及び白亜を使用する場
合にも、何らの欠点なしに使用することができる。更に
このF1加的な安定化成分の使用は、これが無色であり
、従って着色混合物にまた染料が存在する場合にも問題
なく使用できるという利点を有する。
本発明の適用に必要な付加的な安定化成分の濃度は、安
定化すべきポリマー、使用した酸化防止剤及び/又は金
属非活性化剤並びに他の添加物等に関連する。有利には
01〜5%の範囲の濃度を、好ましくは05〜2%の濃
度を使用する。
安定化成分としては高熱法及び/又は沈降法による珪酸
を使用するのが好ましい。一般に化学組成りiO,、×
H,Oを有する高熱法又は沈降法による珪酸は、有機安
定剤に比して工業的に極めて簡単(二製造することがで
き、従って市場で好ましい価格で入手することができる
。高分散性珪酸と高分散性珪酸アルミニウムとから成る
混合物としてはメタカオリナイト、すなわち脱水カオリ
ナイト(A120.2SiO2・2H20)を有利に使
用することができる。
本発明で使用される安定化成分の作用にとって、安定化
すべきポリマー材料中への良好な分散性が極めて重要で
ある。ケーブル及び導線絶縁のためポリマー例えばポリ
オレフィン\の配合処理は、最終濃度で直接配合するこ
とによってか又は予備濃縮物を製造しくマスターバッチ
法】、次いで他のポリマー材料に混入して所望の濃度の
絶縁混合物とすることにより行なうことができる。この
場合各混合成分を頃次に添加することが極めて重要であ
る。各分散処理は分散と湿潤とを交互に繰返すことから
、分散処理中充分な高剪断力を使用し、例えば適当な添
加物によって系に一定の極性をもたらす。従って特に有
利なのは、本発明による安定化成分を粘液化した、すな
わち加工し易くした形で混入し、選択すべき濃度を使用
する分散装置(二正確に同調させることである。
本発明による付加的な安定化成分は特に次のポは架橋さ
れたエラストマー及び架橋された熱可塑性樹脂、特に架
橋されたポリオレフィン、並びに反応樹脂例えばポリウ
レタン、エポキン樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂(U
 ’P樹脂)な安定化する際に使用される。熱可塑性ポ
リマーのうち、特にポリオレフィン、特にポリエチレン
、ポリプロピレン、エチレンコポリマー又はプロピレン
す目互のコポリマー及び他のコモノマー例えば酢酸ビニ
ル、アクリル酸エチル及びアクリル酸ブチルとのコポリ
マー、並びにポリエチレン又はポリプロピレン、更には
ポリオキンメチレン、ポリオキシフェニレン及びポリア
ミドをベースとするポリブレンドを安定化することがで
きる。架橋されたポリオレフィンとは特に架橋されたポ
リエチレン、有利には低密度のポリエチレンを挙げるこ
とができるが、その他に一般に架橋さ糺た熱可塑性樹脂
及び、ポリオレフィンをベースとする架橋されたエラス
トマー例工rtiエチレンー酢酸ビニル、エチレピレン
ージエンータポリマ・−並ヒにブチルゴム、天然ゴム及
びシリコンゴムも挙げられる。この場合ラジカル的に架
橋されているポリマー、すなわち架橋が過酸化物による
反応開始によってか又はイオン化線(β、γ又はX4−
i4)によって生じるポリマーを使用する。
本発明(二よる付加的な安定化成分は、比較的容易に酸
化する絶縁物質が遷移金属と接触しているか又は工業的
加工及び成形の結果として生じる金属不純物を含む分野
で、また厳しい使用条件、すなわち高い温度及び/又は
イオン化線下に、それ自体安定な絶縁材料の促進される
酸化老化が予想される分野で、又は使用した材料の著し
い特性劣化を生じることなしに一般に長時間の露出時間
に耐えられるような分野で使用することができる。
本発明による安定化成分を含むポリマーは特に強電流及
び情報工学分野でケーブル及び導線絶縁体としてまた成
形品に並びに建築及び機械絶縁材に使用することができ
る。中実通信ケーブルへの使用も可能である。それとい
うのもこの安定化成分はケーブル充填物質によって絶縁
層から抽出されることはなく、従ってその作用効果を維
持するからである。
〔実施例〕
次に本発明を実施例に基づき詳述する。
例  】 a)混合物の製造 第1表から明らかな質量のLDPE (高圧法ポリエチ
レン: d−0,9189/Cm3: ’ MF119
0/2−02)を、捏和機中で140°Cの温度で可塑
化する。
05重量係のTDC(オリゴマーの2. 2. 4−ト
リメチル−]、]2−ジヒドロキノリン及び第1表から
明らかな質量のBSH(N、N’−ビス−サリチロイル
−ヒドラジン)、KS300(比表面積300rrL2
/g  の高熱性珪酸)、TiO,(二酸化チタン)及
びFe)(e (n−\ブチル酸の鉄塩)を添加した後
、140〜150 ”Cの温度で窒素下に均一化する。
第1表: 混合物1〜8の組成 り)試料の製造 先に記載した方法で製造した混合物を顆粒化する。混合
物1〜4は180℃の温度で厚さQ、 l amの箔に
、また混合物5・〜8は厚さQ、 3 ratnの箔(
ニブレス加工する(プレス時間:1分)。予めプレス、
処理した厚さ0.3 amの2枚の箔とその間に配置さ
れた電解的に新たに精製した調布(全厚:0.25隨)
とから成るサンドヮイッチ構造体を180℃で一緒にプ
レスすることによって、全厚0.55mmのポリエチレ
ン/銅のサンドウィッチ箔を製造する(プレス時間=2
分)。厚さ0.1 tnmの箔及びサンドウィッチ箔を
線量250 kGy の電子ビームで室温で架橋する。
C)老化試験 混合物1〜4の試料を純粋な酸素中で135〜155℃
で老化させる。その際箔の酸素増装置を容量で追跡し、
自動酸化(酸素の増加が自然に発生し、急速に上昇しな
がら箔に拡がる)が始まるまでの時間をいわゆる誘導期
として調べる。それぞれ少なくとも5個の試料を同時に
老化させ、その際得られた値を平均化する。例1の試料
で容量により酸素増量を調べた平均誘導期を第2表に示
す。
第2表: 混合物1〜4の老化結果 混合物5・〜8の試料を循珍空気炉で150℃、165
°C又は180℃の温度で老化する。その際・サンドウ
ィッチ箔が着色し始めるまでの時間を調べろ。着色は一
投に数個所で同時に始まり、その際まず緑色のじみが現
われ、これは急速に褐色に変わる。最初の着色が生じた
後、試料は短時間で急速かつ完全に老化する。
第3表に混合物5〜8の試料で調べた誘導期(これは循
環空気炉中での老化に際して得られた)をまとめる。そ
れぞれ少なくとも5個の試料を同時に老化させ、その際
得られた値を平均化した。
第3表: 混合物5〜8の老化結果 ・列  2 a)混合物の製造 第4表から明らかな質量のLDPE(高圧法ポリエチレ
ン: d= 0.91897cm  、 、!■E丁1
90720.2)2才!和機中で140”Cの温度で可
塑化する。
T、BP〔+、4’−チオビス(3,6−ジ−3級ブチ
ルフェノール)〕03重阻%及び第4表から明らかな質
量のKS 300並びにKS380(比表面積300m
2/i;i’ 又は380m2/gの高熱性珪酸)及び
F e Heを添加した後、140〜150°Cの温度
で窒素下に均一化する。次いで過酸化物〔1,3−ビス
(3級ブチル−ペルオキシイソプロビル)−ペンゾール
〕1.2重購チを加え、引続き再度2分間均・−化する
第4表: 混合物9〜12の組成 り)試料の製造 先に記載した方法で得られた混合物を顆粒化し、例1に
応じて厚さ01隨の箔にプレスする。箔の架橋は180
℃の温度でプレス機により15分間加熱することによっ
て行なう。
第5表は135“C又は155℃の温度で容量による酸
素増附を調べることにより得られた誘導期を示す。
第5表: 混合物9〜12の老化結果 例3 第6表から明らかな質量のEVA(エチレン−酢酸ビニ
ルコポリ? −: d = 0.932 g/cm3:
IVIF■−2,16:酢酸ビニル含量:約10190
/2 〜15%)及び第6表に示した質量のTDC、メを12
0−130℃の温度で例1に応じて混合する。この混合
物から例1に応じて130′″Cで5分間プ1/スする
ことによって厚さ0.1 mmの箔を製造し、室温で線
量20 Q kGy  の電子ビームで架橋する。例1
と同様にして135°Cでの酸素増附により調べた誘導
期を第6表にまとめる。
第6表: 混合物13〜18の組成及び老化結果例  
4 ジエチルエーテルで70時時間量抽出すること3 によって含有安定剤を除去した第7表から明らかな質潰
の市販ポリプロピレンPP (d−0,947g/Cm
3:lWF■19o/2−1)を約1oo〜2oo℃の
温度で例1(二応じて、第7表に示した容宿の酸化防止
剤0.T(ペンタエリトリチル−テトラキス−3(3,
5−ジー3級ブアルー4−ヒドロキシフェニル)−プロ
ピオネート)並びにKS 380及びFeHeと混合す
る。混合物から例Jに応じて200°Cで5分間プレス
することにより厚さ01關の箔を製造する。例1に応じ
て135 ”Cでの酸素増lによって調べた誘導期を第
7表にまとめる。
第7表: 混合物19〜21の組成及び老化結果第1頁
の続き @発、 間者  マンフレート・シュミーデルドイツ連
邦共和国グロースグリ ュントラツハ・フオルクアツヒ アーシュトラーセ26

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)熱で促進される酸化による老化を阻止するために通
    常の酸化防止剤及び/又は金属非活性化剤と共に使用さ
    れ、それぞれが粒径50μmまで又は集塊粒径が100
    μmまでの沈降又は高熱法による高分散性無定形珪酸又
    は高分散性珪酸と高分散性酸化アルミニウムとから成る
    混合物である、遷移金属と接触しているか又は遷移金属
    を含む有機ポリマー用の安定剤。 2)ポリマーに対して01〜5重量係の量で使用される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の安定剤。 3)ポリマー中に05〜2重潰チ含まれることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の安定剤。 は組込まれた酸化防止剤と共に使用されることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載
    の安定剤。 5)酸化防IL剤としてのオリゴマー2. 2. 4−
    トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンと、金属非活性
    化剤としてのN、N’−ビス−サリチロイル−ヒドラジ
    ンとから成る安定剤組成物と共に使用されることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記
    載の安定剤。 6)反応性樹脂、熱可塑性樹脂、エラストマー又は架橋
    化されたポリオレフィンを安定化するために使用される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項のい
    ずれかに記載の安定剤。 7)無(多充填剤及び/又は補強剤を含む有機ポリマー
    に使用されることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃
    至第6項のい−rれかに記載
JP59103538A 1983-05-25 1984-05-22 有機ポリマ−材料の安定剤 Pending JPS59232131A (ja)

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FI841155A (fi) 1984-11-26
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