JPS6226663B2 - - Google Patents

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JPS6226663B2
JPS6226663B2 JP5682083A JP5682083A JPS6226663B2 JP S6226663 B2 JPS6226663 B2 JP S6226663B2 JP 5682083 A JP5682083 A JP 5682083A JP 5682083 A JP5682083 A JP 5682083A JP S6226663 B2 JPS6226663 B2 JP S6226663B2
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JP
Japan
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polyolefin
butyl
parts
antioxidant
discoloration
Prior art date
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Application number
JP5682083A
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Japanese (ja)
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JPS58213036A (en
Inventor
Korodochin Uiriamu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ethyl Corp
Original Assignee
Ethyl Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Ethyl Corp filed Critical Ethyl Corp
Publication of JPS58213036A publication Critical patent/JPS58213036A/en
Publication of JPS6226663B2 publication Critical patent/JPS6226663B2/ja
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸化防止剤によつて保護されたポリ
オレフインの変色の防止及び(又は)抑制、なら
びにそのための物質及び方法に関する。 種々のポリオレフインが市販され、多くの用途
に利用されている。種々の商用製品に最も普通に
用いられるポリオレフインはポリプロピレン、高
密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低
密度ポリエチレン、及びポリブチレンである。こ
のようなポリオレフインを原料とする製品は押出
成形、射出成形、吹込成形、フイルム押出し及び
他の樹脂加工法によつて製造される。このような
加工の過程において、ポリオレフインは高められ
た温度にさらされる。ここで云う高められた温度
とは、ポリオレフインの剛性に影響を与える程度
に高温であるが、一般にポリマーの分解点よりは
低い温度である。 商用ポリオレフインの例をいくつかあげると次
のとおりである: 1 ポリプロピン、例えばプロフアツクス
(Prpfax)6501〔商標、ハーキユレス・パウダ
ー社(Hercules Powder、Inc.)〕、デイプロ
(Dypro)〔商標、アルコ・ケミカル社(ARCO
Chemical Co.)〕; 2 高密度ポリエチレン、例えばマーレツクス
(Marlex)〔商標、フイリツプス・ケミカル社
(Phillips Chemical Co.)〕; 3 低密度ポリエチレン、例えばノルケム
(Norchem)NPE420〔商標、ノーザン・ペト
ロケミカルズ社(Northern Petrochemicals
Co.)〕; 4 線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、例えば
ダウレツクス(Dowlex)2252〔商標、ダウ・
ケミカル社(Dow Chemical Co.)〕、LPX―2
及びLPX―7〔商標、エクソン社(Exxon
Corp.)〕ならびにユニオン・カーバイド社
(Union Carbide)のUCC―1055(商標); 5 ウイトコ・ケミカル社(Witco Chemical
Co.)のポリブチレン。 上記のポリオレフインは軟質及び硬質のプラス
チツク製品、例えば玩具、事務用品、容器、家庭
用品、ケーブル被覆、フイルム、繊維及び他の工
業用品を製造するのに用いられる。 上記のポリオレフインは、空気及び高められた
温度にさらされた際に起こる分子分解又は他の劣
化を避けるため、通常酸化防止剤による保護を必
要とする。例えば、安定剤を加えないプロフアツ
クス6501ポリプロピレンは、150℃のオーブン老
化試験においてわずか約3〜4時間後に「破壊」
を起こす。しかしながら、商業的に用いられてい
る公知の任意の酸化防止剤をプロフアツクス6501
ポリプロピレンに加えると、このポリオレフイン
の寿命が著るしく延びる。例えばエシル・コーポ
レーシヨン(Ethy Corporation)から商標エ
タノツクス(Ethanox)330酸化防止剤として
市販されている1,3,5―トリメチル―2,
4,6―トリス(3′,5′―ジ―t―ブチル―4′―
ヒドロキシベンジル)ベンゼンとポリプロピレン
とを組合せることにより、150℃でのオーブン老
化試験の寿命が1000時間よりも長くなる。 ポリオレフイン製造の歴史には、触媒系及び塊
状ポリオレフインの純度に影響するポスト重合回
収技術の進歩が包含されている。1960年代から
1970年代にかけて、例えばフイリツプス・ペトロ
リウム社(Phillips Petroleum Co.)によつて開
発されたようなスラリー法が用いられた。このス
ラリー法では触媒分離工程が必要とされた。この
工程は今の方法よりも触媒回収に有効ではある
が、取扱い、触媒損失及び分離に要する溶剤費用
の点できわめて経費がかさむ。Chemical
Economics Handbook、SRI International、
Plastics and Resins、580.1342A(1981年8月
号)に、この種の方法が掲載され、新しい方法と
の比較がなされている。また、The
Encyclopedia of Polymer Technology巻
(1981年版)の282頁に、フイリツプスのスラリー
法と(比較的)新規なチーグラー法との比較が記
載されている。605頁にはプロピレンのポスト重
合精製が論じられている。その中でポリマー生成
物内に金属残渣が残留すると述べられている。 フイリツプスのスラリー法の別の例は、ホーゲ
ン(Hogen)らの米国特許第2825721号(1958
年)である。また、ステデフイーダー
(Stedefeder)らによるフイリツプスの米国特許
第3502634号明細書(1970年)には、三塩化チタ
ン触媒1.25部に対して5000部のメタノール洗液を
用いるスラリー法が開示されている。 フイリツプスの米国特許第3922249号明細書
(1975年)には、帯電防止剤として用いたN,N
―ビス(ヒドロキシアルキル)―N―アルキルア
ミンがスラリー法で製造されたポリオレフインの
変色を起こすということが開示されている。これ
らのアミンには、例えばアーマー・インダストリ
アル・ケミカル社(Armour Industrial
Chemical Co.)のアーモスタツト(Armostat)
310という名のN,N―ビス(2―ヒドロキシエ
チル)―N―オクタデシルアミンが包含される。 列挙されたアミンによる変色は公知であつて、
米国特許第3922249号明細書に記載の方法は、帯
電防止剤によつて惹起される変色防止に、ある種
のホスフアイトを用いることに関するものであ
る。 高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線
状低密度ポリエチレン、ポリブチレン、ポリプロ
ピレン等を包含する大抵の量産ポリオレフイン
は、現在金属含有触媒を用いて製造され、この方
法では微量の触媒金属が回収されないでポリマー
内に残留する。 ポリオレフインは種々の金属含有触媒系を包含
する方法で製造される。従つて、これらのポリオ
レフインには有意量の種々の金属が含まれてい
る。これらの金属は、変色を惹起するか、又は変
色を許容するようなある種の機構により、ポリオ
レフイン基体又はフエノール系酸化防止剤のうち
のいずれかに影響を与えることが見いだされた。
従つて、本発明の着色抑制剤は、キレート化剤の
ように金属夾雑物と結合しうるものであると理論
づけられる。3種類のポリオレフイン試料につい
ての金属分析結果を表Aに示す。一方、ポリオレ
フイン基体が夾雑物をほとんど含まない場合に
は、フエノール系酸化防止剤による変色は少な
く、また本発明の変色防止剤添加の効果も金属夾
雑物が多い場合ほどではないし、長く続くことも
ない。実際のところ、長期のオーブン老化を行つ
た後の変色状態は、防止剤を加えないときよりも
加えたときの方が悪いこともある。 【表】 含有量1ppm未満の他の金属の例はCr、Zn、
Cu、Co、Cd、Mn、Mo、Na、Ni、Feである。触
媒ベース及び重合後の回収技術のいかんによつて
は、これらの金属又は他の金属がさらに多量含ま
れている場合もある。 ポリマー中に含まれる触媒の微量金属の作用の
すべてが知られているわけではないが、現在生産
されている大抵のポリマー、特に汎用グレードの
比較的「汚れた(dirty)」量産ポリマーは、種種
のタイプの酸化防止剤の有効量を加えることによ
つて着色しやすい。酸化防止剤を加えなければ、
もちろんポリマー製品の寿命が極端に短くなる。 着色は、ポリオレフインと酸化防止剤との組合
せにとつて重要な問題である。この問題を単に美
的の問題として考えるかも知れないが、そんなも
のではなく、きわめて重要な問題なのである。酸
化防止剤で保護されたポリオレフインを原料にし
て製造した製品が商品として適したものであるた
めには、多くの場合において最初白色又は透明で
あり、そのような色を保ち続けなくてはならな
い。 最終製品の製造に、及び(又は)他の色に変え
る前には、標準の白色が必要とされる容器その他
の製品にとつては、変色の問題は特別重要な意味
をもつ。 ポリオレフインと酸化防止剤との組合せには、
変色の程度が他の組合せよりも甚いものが若干あ
る。また、初期の変色及び時間の経過に伴う変色
の程度は、酸化防止剤の量のみでなく、使用され
るポリオレフインの特定のタイプ、押出処理の回
数、加工処理の苛酷さ及び夾雑物の含有量によつ
ても変わる。 本発明は、大割合のポリオレフインと該ポリオ
レフインを保護する小割合の酸化防止剤とを含む
組成物に関するものであり、ポリオレフインに
は、該ポリオレフインに含まれるフエノール系酸
化防止剤と組合されて変色の原因となる少量の触
媒金属夾雑物と、(a)ペンタエリトリトールと約
500のヒドロキシ価を有するプロピレンオキサイ
ドとのポリオール反応生成物、及び(b)構造: (式中、R及びR′はH又はアルキルであり、
xは0よりも大きく、そしてyは0〜2である)
を有するポリヒドロキシ炭化水素からなる群から
選ばれた化合物とが含まれ、該化合物は酸化防止
剤で保護されたポリオレフインの変色を抑制及び
(又は)防止するのに有効な量で含まれるものと
する。これらの抑制剤化合物の中には、ポリマー
が実質的に純粋な状態で残る方法で製造されたポ
リオレフインの黄変その他の変色を起こすことが
公知のものと同一の化合物も若干あることを考え
ると、本発明の成果はまつたく予想外である。 また本発明は、フエノール系酸化防止剤約1.0
重量部、及びペンタエリトリトールと約500のヒ
ドロキシル価を有するプロピレンオキサイドとの
ポリオール反応生成物、又は構造を有するポリ
ヒドロキシ炭化水素0.025〜1.0重量部を含む組成
物にも関する。 また本発明は、触媒で汚染された、酸化防止剤
で保護されたポリオレフインの変色を防止及び
(又は)抑制する方法であつて、酸化防止剤で保
護されたポリオレフインの変色を抑制及び(又
は)防止するのに有効な量の、ペンタエリトリト
ールと約500のヒドロキシル価を有するプロピレ
ンオキサイドとのポリオール反応生成物、又は構
造を有するポリヒドロキシ炭化水素と前記ポリ
オレフインとを混合する方法にも関する。 また本発明の範囲には、本発明の組成物ないし
は方法を用いて製造された製品も包含される。 最初に、本発明は1,3,5―トリメチル―
2,4,6―トリス(3′,5′―ジ―t―ブチル―
4′―ヒドロキシベンジル)ベンゼンの添加によつ
て、さもなくば変色しやすいポリオレフインの黄
変を防止又は抑制する方法であり、該方法は前記
ポリオレフインに対し、ペンタエリトリトールの
一部分及び(又は)ペンタエリトリトールと約
500のヒドロキシル価を有するプロピレンオキサ
イドとのポリオール反応生成物を、保護されたポ
リオレフインの初期、経時及び高められた温度又
は空気にさらされた時の各変色を防止又は抑制す
るに充分な量で加えることからなる。 本発明には、ポリオレフイン―酸化防止剤―添
加剤組成物、酸化防止剤―添加剤組成物、及び成
分混合とポリオレフイン保護の種々の発明方法が
包含される。本発明の酸化防止剤―添加剤組成物
は、ポリオレフインに酸化防止剤を分散又は混合
するのに当技術分野で知られているのと同じ方法
でポリオレフインに混合することができる。別法
として、酸化防止剤で保護されたポリオレフイン
と、本発明の変色防止剤化合物又はその混合物と
を一緒に再押出ししてもよい。 他の商用的に用いられている酸化防止剤及びポ
リオレフインも本発明の組成物と共に本発明の方
法に用いることができる。本発明の添加剤化合物
の変色防止又は抑制量を加えることにより、酸化
防止剤で保護されたポリオレフインの色は最初に
改良されるだけでなく、その後も良好に保たれ
る。 本発明に好適な種々の酸化防止剤は従来技術に
おいて公知であり、そして商用的に用いられてい
るものであつて、それらには2,6―ジ―t―ブ
チル―p―クレゾール、1,3,5―トリメチル
―2,4,6―トリス(3′,5′―ジ―t―ブチル
―4′―ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス
(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシベン
ジル)イソシアヌレート及びテトラキス〔メチレ
ン―3―(3′,5′―ジ―t―ブチル―4′―ヒドロ
キシフエニル)プロピオネート〕メタンが含まれ
る。これらはBHT(ブチル化ヒドロキシトルエ
ン―総称)として市場に出ており、エシル・コー
ポレーシヨンからは商標エタノツクス330、B.F.
グツドリツチ・ケミカル社(B.F.Goodrich
Chemical Co.)からはグツドライト
(Goodrite)3114(商標)、チバ・ガイギー社
(Ciba―Geigy Corp.)からは商標イルガノツク
ス(Irganox)1010としてそれぞれ販売されて
いる。他のフエノール系酸化防止剤には、チバ・
ガイギー社の商標イルガノツクス1076及びICI社
のトパノール(Topanol)CA(商標)が包含さ
れる。これらの酸化防止剤の製造法は従来技術に
おいて周知である。例えば2番目にあげた化合物
は、ロツクリン(Rocklin)の米国特許第3026264
号明細書又はシン(Shin)の米国特許第3025488
号明細書のいずれかに記載の方法で製造すること
ができる。 本発明に用いることのできる酸化防止剤は前掲
のフエノール系酸化防止剤ならびにポリオレフイ
ンを保護するのに適した他の酸化防止剤である。 ポリオレフインという用語の意味には、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン(高密度)、低密度ポリ
エチレン、線状低密度ポリエチレン(主モノマー
及び約5〜10%のコモノマーからしばしば製造さ
れる)、ポリブチレン、ポリブタジエン、シス―
ポリブタジエンゴム、エチレン―プロピレンコポ
リマー及びエチレン―プロピレン―ジエンコポリ
マー、例えばエチレン―プロピレン―シクロペン
タンジエン、エチレン―プロピレン―1,4―シ
クロオクタジエン等を包含するホモポリマー及び
コポリマーが含まれるものとする。 また本発明のポリオレフインは、本発明による
防止剤の添加により変色することなく、むしろ色
が改善されるようなポリオレフインである。従つ
て、本発明の範囲から除外されるポリマーには、
フイリツプスの米国特許第3922249号明細書の例
及びに記載のエチレン/1―ブテンコポリマ
ー(ポリエチレン)が包含される。これらのコポ
リマーはフイリツプスのスラリー、溶剤回収法で
製造されたものであることが明らかであり、該方
法によるときは、実質的にすべての触媒残渣が取
除かれる(若干経費はかさむが)。 本発明の好ましい態様は、前述したごとく触媒
残渣を含むポリオレフインであつて、酸化防止剤
によつて酸化に起因する長期の漸進的分解から保
護され、かつ、本発明の変色防止/抑制剤化合物
によつて変色又は白色度の喪失から保護されるポ
リオレフインである。変色は抑制剤とフエノール
系酸化防止剤との組合せの作用によつて惹き起こ
されるものであり、どちらかの一方によつて惹き
起こされるものでないという理論がなりたつ。し
かし、本発明者はこの理論に拘束されることを望
むものではない。 従つて、本発明のポリオレフインには、表Aの
最初の2欄に示したような、変色に影響を及ぼす
有意量の残存触媒金属が含まれている。すなわ
ち、この種のポリオレフインは、有意量の残存触
媒金属がポリオレフイン中に残される方法で製造
されたものであり、従つて夾雑物を含んでいる。
表Aの第3欄に示すようなポリオレフインや残存
触媒金属含有量が該ポリオレフインと同等又はそ
れ以下に少量であるものは、本発明の範囲から除
外される。 さらにまた、本発明のポリオレフインは、本発
明の薬剤を添加してオーブン老化させた際に、変
色度を高めることなく、変色から保護されるよう
なポリオレフインである。 下記の試験に用いた若干のポリオレフインに
は、ポリオレフインの製造中は製造直後に添加さ
れた小割合の他のフエノール系酸化防止剤が付加
的に含まれていることが測定された。一つのフエ
ノール系酸化防止剤は、商標イルガノツクス1076
としてチバ・ガイギー社から市販されているオク
タデシル―β―(3,5―ジ―t―ブチル―4―
ヒドロキシフエニル)プロピオネートであつた。 またポリオレフインには、すべて防止、粘着防
止、帯電防止等のための薬剤をきわめて小割合で
含ませることができる。 変色防止剤を加えることにより、種々のフエノ
ール系酸化防止剤の酸化防止効果がそこなわれな
いことが認められた。すなわち、150℃における
オーブン試験による酸化分解の結果によると、添
加剤を加えることによつて分子分解が増進するこ
とはない。 以下、例をあげて本発明を説明するが、これら
の例に用いた組成物及び方法は、現在のところ本
発明者にとつて最善であると思われるものについ
ての例示である。 例1及び2 エタノツクス330酸化防止剤0.02g及びペンタ
エリトリトール0.02gを試薬級アセトン20gに溶
解した。この溶液にエクソンLPX―2LLDPEを加
えてブレンドした。回転式蒸発器上でアセトンを
除去した。その後で、安定化したLLDPEをパサ
デナ(Pasadena)液圧プレス中300〓において圧
縮成形し、約0.15cmの厚さを有するいくつかの5
cm×10cmのプラツクを得た。PEP―450ポリオー
ル(P)と名付けられたBASFワイヤンドツテ
(Wyandotte)製のポリオールを用いた以外は同
じようにして、いくつかの別の0.15cmのプラツク
を製造した。 黄色度指数(YI)の測定をハンター比色計
(Hunter Colorimeter)D25D2を用いて行つた。
この比色計は供試ポリオレフインプラツクの黄色
度を光を用いて標準値に対して測定する計器であ
る。負及び零の値であれば、プラスチツク製品と
してきわめて良好であり、美的見地から合格であ
ると判断される。約5よりも大きい正の値を示し
たならば、白さ、透明度等が要求される多くの製
品としての性能が劣るものと判断すべきである。 空気循環式老化試験用オーブン内において70℃
及び90℃の両方で老化させ、その前後における
YIの測定を行つた。第1表及び第2表に、変色
防止剤を含ませた、酸化防止剤で保護された
LLDPEと、変色防止剤を用いないで同じように
製造したプラツクとのYIの比較を示す。 【表】 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the prevention and/or suppression of discoloration of polyolefins protected by antioxidants, and to materials and methods therefor. Various polyolefins are commercially available and are used for many purposes. The polyolefins most commonly used in various commercial products are polypropylene, high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, and polybutylene. Products based on such polyolefins are manufactured by extrusion molding, injection molding, blow molding, film extrusion, and other resin processing methods. During such processing, polyolefins are exposed to elevated temperatures. The elevated temperature here is a temperature high enough to affect the stiffness of the polyolefin, but generally below the decomposition point of the polymer. Some examples of commercial polyolefins include: 1 Polypropyne, such as Prpfax 6501 (Trademark, Hercules Powder, Inc.), Dypro (Trademark, Arco Chemical) company (ARCO)
Chemical Co.]; 2 High-density polyethylene, such as Marlex (trademark, Phillips Chemical Co.); 3 Low-density polyethylene, such as Norchem NPE420 (trademark, Northern Petrochemicals Co.) (Northern Petrochemicals
4 Linear low-density polyethylene (LLDPE), such as Dowlex 2252 [trademark, Dow
Dow Chemical Co., LPX-2
and LPX-7 [Trademark, Exxon
Corp.] and Union Carbide's UCC-1055 (trademark); 5 Witco Chemical
Co.) polybutylene. The polyolefins described above are used to make soft and hard plastic products such as toys, office supplies, containers, household products, cable coverings, films, textiles and other industrial products. The polyolefins described above usually require protection with antioxidants to avoid molecular degradation or other degradation that occurs when exposed to air and elevated temperatures. For example, PROFAX 6501 polypropylene without added stabilizers "breaks down" after only about 3 to 4 hours in a 150°C oven aging test.
wake up However, any known commercially used antioxidant may be added to Profax 6501.
When added to polypropylene, the life of this polyolefin is significantly extended. For example, 1,3,5-trimethyl-2, commercially available from Ethy Corporation under the trademark Ethanox 330 antioxidant,
4,6-tris(3',5'-di-t-butyl-4'-
The combination of hydroxybenzyl)benzene and polypropylene provides an oven aging test life of more than 1000 hours at 150°C. The history of polyolefin production includes advances in catalyst systems and post-polymerization recovery techniques that affect the purity of bulk polyolefins. since the 1960s
Through the 1970s, slurry processes, such as those developed by Phillips Petroleum Co., were used. This slurry method required a catalyst separation step. Although this process is more effective for catalyst recovery than current methods, it is extremely expensive in terms of handling, catalyst loss, and solvent costs for separation. Chemical
Economics Handbook, SRI International,
Plastics and Resins, 580.1342A (August 1981) describes this type of method and compares it with newer methods. Also, the
On page 282 of the Encyclopedia of Polymer Technology volume (1981 edition) a comparison is made between the Phillips slurry process and the (relatively) new Ziegler process. Post-polymerization purification of propylene is discussed on page 605. It is stated therein that metal residues remain within the polymer product. Another example of the Phillips slurry process is U.S. Pat. No. 2,825,721 (1958) by Hogen et al.
year). Further, Philips U.S. Pat. No. 3,502,634 (1970) by Stedefeder et al. discloses a slurry method using 5,000 parts of methanol washing solution for 1.25 parts of titanium trichloride catalyst. . Phillips U.S. Pat. No. 3,922,249 (1975) describes N, N, used as an antistatic agent.
It has been disclosed that -bis(hydroxyalkyl)-N-alkylamines cause discoloration of polyolefins produced by a slurry process. These amines are manufactured by, for example, Armor Industrial Chemical Co.
Armostat from Chemical Co.
N,N-bis(2-hydroxyethyl)-N-octadecylamine named 310 is included. Discoloration by the listed amines is known and
The method described in US Pat. No. 3,922,249 involves the use of certain phosphites to prevent discoloration caused by antistatic agents. Most mass-produced polyolefins, including high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, polybutylene, polypropylene, etc., are currently manufactured using metal-containing catalysts, and this process eliminates the trace amounts of catalytic metals being recovered and is incorporated into the polymer. remain in the Polyolefins are made by methods involving a variety of metal-containing catalyst systems. Therefore, these polyolefins contain significant amounts of various metals. These metals have been found to affect either the polyolefin substrate or the phenolic antioxidant by some mechanism, causing or permitting a color change.
Therefore, it is theorized that the coloring inhibitor of the present invention is capable of binding to metal contaminants like a chelating agent. The metal analysis results for the three polyolefin samples are shown in Table A. On the other hand, when the polyolefin base contains almost no impurities, the discoloration caused by the phenolic antioxidant is small, and the effect of adding the anti-discoloration agent of the present invention is not as strong or long-lasting as when it contains many metal impurities. do not have. In fact, the discoloration after long-term oven aging may be worse with the inhibitor added than without it. [Table] Examples of other metals with a content of less than 1 ppm are Cr, Zn,
These are Cu, Co, Cd, Mn, Mo, Na, Ni, and Fe. Depending on the catalyst base and the post-polymerization recovery technique, higher amounts of these or other metals may be present. Although not all of the effects of catalytic trace metals in polymers are known, most polymers currently produced, especially commodity grades and relatively "dirty" mass-produced polymers, are coloration by adding an effective amount of antioxidants of the type. Without adding antioxidants,
Of course, the lifespan of polymer products will be extremely shortened. Coloration is an important issue for polyolefin and antioxidant combinations. Although we may think of this problem as merely an aesthetic one, it is far from being such a problem; it is a very important one. In order for products made from antioxidant-protected polyolefins to be commercially viable, they often start out white or transparent and must remain that color. The problem of discoloration is of particular importance for containers and other products where a standard white color is required for the manufacture of the final product and/or before conversion to another color. The combination of polyolefin and antioxidant includes
There are some combinations in which the degree of discoloration is more severe than in other combinations. Additionally, the degree of initial discoloration and discoloration over time depends not only on the amount of antioxidant, but also on the specific type of polyolefin used, the number of extrusion cycles, the severity of the processing, and the content of contaminants. It also changes depending on. The present invention relates to a composition comprising a large proportion of a polyolefin and a small proportion of an antioxidant that protects the polyolefin, the polyolefin being combined with a phenolic antioxidant contained in the polyolefin to prevent discoloration. A small amount of catalytic metal impurities and (a) pentaerythritol and approx.
Polyol reaction product with propylene oxide having a hydroxy value of 500, and (b) structure: (wherein R and R' are H or alkyl,
x is greater than 0 and y is between 0 and 2)
a compound selected from the group consisting of polyhydroxy hydrocarbons having do. Given that some of these inhibitor compounds are the same as those known to cause yellowing and other discoloration of polyolefins produced in a manner that leaves the polymer in a substantially pure state, , the results of the present invention are completely unexpected. In addition, the present invention uses a phenolic antioxidant of about 1.0
and 0.025 to 1.0 parts by weight of a polyol reaction product of pentaerythritol and propylene oxide having a hydroxyl number of about 500, or a polyhydroxy hydrocarbon having the structure. The present invention also provides a method for preventing and/or inhibiting discoloration of an antioxidant-protected polyolefin contaminated with a catalyst, the method comprising: inhibiting and/or inhibiting discoloration of an antioxidant-protected polyolefin. It also relates to a method of mixing the polyolefin with an amount of a polyol reaction product of pentaerythritol and propylene oxide having a hydroxyl number of about 500, or a polyhydroxy hydrocarbon having the structure. The scope of the invention also includes products made using the compositions or methods of the invention. Firstly, the present invention provides 1,3,5-trimethyl-
2,4,6-tris(3',5'-di-t-butyl-
4'-Hydroxybenzyl)benzene to prevent or suppress yellowing of polyolefins that are otherwise prone to discoloration, the method comprises adding a portion of pentaerythritol and/or pentaerythritol to said polyolefin. and about
A polyol reaction product with propylene oxide having a hydroxyl number of 500 is added in an amount sufficient to prevent or inhibit discoloration of the protected polyolefin initially, over time, and upon exposure to elevated temperatures or air. It consists of things. The present invention encompasses polyolefin-antioxidant-additive compositions, antioxidant-additive compositions, and various inventive methods of component mixing and polyolefin protection. The antioxidant-additive composition of the present invention can be mixed into a polyolefin in the same manner as is known in the art for dispersing or mixing antioxidants into polyolefins. Alternatively, the antioxidant-protected polyolefin and the anti-tarnish compound of the present invention or mixtures thereof may be re-extruded together. Other commercially used antioxidants and polyolefins can also be used in the methods of the invention along with the compositions of the invention. By adding anti-tarnish or inhibiting amounts of the additive compounds of the present invention, the color of the antioxidant-protected polyolefin is not only improved initially, but also maintained well thereafter. Various antioxidants suitable for the present invention are known in the art and are used commercially, including 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 1, 3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxybenzyl)benzene, tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) ) isocyanurate and tetrakis[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane. They are marketed as BHT (butylated hydroxytoluene - generic name) and are sold under the trademark Ethanox 330 by Esil Corporation, BF
BFGoodrich Chemical Company
It is sold by Ciba-Geigy Corp. under the trademark Goodrite 3114 (trademark) and by Ciba-Geigy Corp. under the trademark Irganox 1010. Other phenolic antioxidants include Ciba
Included are Geigy's Irganox 1076 trademark and ICI's Topanol CA™. Methods for making these antioxidants are well known in the art. For example, the second compound listed is Rocklin's US Patent No. 3,026,264.
No. 3,025,488 or Shin U.S. Pat. No. 3,025,488
It can be produced by the method described in any one of the specifications of the patent. Antioxidants that can be used in the present invention are the phenolic antioxidants mentioned above as well as other antioxidants suitable for protecting polyolefins. The meaning of the term polyolefin includes polypropylene, polyethylene (high density), low density polyethylene, linear low density polyethylene (often made from the main monomer and about 5-10% comonomer), polybutylene, polybutadiene, cis-
Homopolymers and copolymers including polybutadiene rubber, ethylene-propylene copolymers and ethylene-propylene-diene copolymers, such as ethylene-propylene-cyclopentandiene, ethylene-propylene-1,4-cyclooctadiene, and the like are included. Further, the polyolefin of the present invention is a polyolefin whose color is not changed by adding the inhibitor according to the present invention, but rather its color is improved. Polymers excluded from the scope of the invention therefore include:
Included are the ethylene/1-butene copolymers (polyethylene) described in and for example in Phillips US Pat. No. 3,922,249. It appears that these copolymers were made using the Phillips slurry, solvent recovery process, which removes virtually all catalyst residue (albeit at a slightly higher cost). A preferred embodiment of the present invention is a polyolefin containing catalyst residues as described above, which is protected from long-term gradual degradation due to oxidation by an antioxidant, and which is protected by the anti-tarnish/inhibitor compound of the present invention. It is therefore a polyolefin that is protected from discoloration or loss of whiteness. The theory is that the discoloration is caused by the combined action of the inhibitor and phenolic antioxidant, and not by either one. However, the inventors do not wish to be bound by this theory. Therefore, the polyolefins of the present invention contain significant amounts of residual catalytic metals, as shown in the first two columns of Table A, that affect discoloration. That is, this type of polyolefin is produced in a manner that leaves a significant amount of residual catalytic metal in the polyolefin, and therefore contains contaminants.
Polyolefins such as those shown in the third column of Table A and those whose residual catalytic metal content is equal to or less than that of the polyolefin are excluded from the scope of the present invention. Furthermore, the polyolefin of the present invention is one that is protected from discoloration without increasing the degree of discoloration when oven aged with the addition of the agent of the present invention. It was determined that some of the polyolefins used in the tests described below additionally contained small proportions of other phenolic antioxidants that were added during the manufacture of the polyolefins immediately after manufacture. One phenolic antioxidant is trademarked Irganox 1076
Octadecyl-β-(3,5-di-t-butyl-4-
It was hydroxyphenyl) propionate. In addition, the polyolefin can contain very small proportions of agents for preventing, adhesion, and antistatic properties. It was found that the addition of a discoloration inhibitor did not impair the antioxidant effects of various phenolic antioxidants. That is, according to the results of oxidative decomposition in an oven test at 150°C, the addition of additives does not promote molecular decomposition. The present invention will now be described by way of examples, the compositions and methods used in these examples being illustrative of what is presently considered best to the inventors. Examples 1 and 2 0.02 g of Ethanox 330 antioxidant and 0.02 g of pentaerythritol were dissolved in 20 g of reagent grade acetone. Exon LPX-2LLDPE was added to this solution and blended. Acetone was removed on a rotary evaporator. Thereafter, the stabilized LLDPE was compression molded in a Pasadena hydraulic press at 300 mm and several
A plaque measuring cm x 10 cm was obtained. Several other 0.15 cm plaques were made in the same manner except that a BASF Wyandotte polyol designated PEP-450 Polyol (P) was used. Yellowness Index (YI) measurements were performed using a Hunter Colorimeter D25D2.
This colorimeter is an instrument that uses light to measure the yellowness of a test polyolef implant against a standard value. Negative and zero values are considered to be very good plastic products and acceptable from an aesthetic point of view. If it shows a positive value greater than about 5, it should be judged that the performance of many products that require whiteness, transparency, etc. is poor. 70℃ in air circulation aging test oven
and aged at both 90℃ and before and after aging.
YI was measured. Tables 1 and 2 contain anti-tarnishing agent, antioxidant-protected
A comparison of YI between LLDPE and a similarly prepared plaque without anti-tarnish agent is shown. [Table] [Table]

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 フエノール系酸化防止剤の存在下において変
色の原因となりうる残存触媒金属爽雑物を含む大
割合のポリオレフインと、小割合のフエノール系
酸化防止剤とを含むポリオレフイン組成物におい
て、該組成物中に、(a)構造: (式中、R及びR′はH又はアルキルであり、
xは0より大きく、そしてyは0〜2である)を
有するポリヒドロキシ炭化水素、及び(b)約500の
ヒドロキシル価を有するプロピレンオキサイドと
ペンタエリトリトールとの反応で得られるポリオ
ール反応生成物からなる群から選ばれた化合物
が、酸化防止剤で保護された金属汚染ポリオレフ
インの変色を抑制及び(又は)防止するのに有効
な量で含まれていることを特徴とする前記組成
物。 2 前記酸化防止剤が1,3,5―トリメチル―
2,4,6―トリス(3′,5′―ジ―t―ブチル―
4′―ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス
(3,5―ジ―t―ブチル―4―ヒドロキシベン
ジル)イソシアヌレート及びテトラキス〔メチレ
ン―3―(3′,5′―ジ―t―ブチル―4′―ヒドロ
キシフエニル)プロピオネート〕メタンからなる
群から選ばれたものであることを特徴とする、特
許請求の範囲1の組成物。 3 前記のポリオール又は構造の化合物の前記
有効量が、前記ポリオレフインの0.005〜0.1重量
%からなることを特徴とする、特許請求の範囲1
の組成物。 4 変色を促進させうる量の残存触媒金属爽雑物
を含む線状低密度ポリエチレン100重量部、1,
3,5―トリメチル―2,4,6―トリス(3′,
5′ジ―t―ブチル―4′―ヒドロキシベンジル)ベ
ンゼン0.05〜0.2重量部、及び前記のポリオール
又は構造の化合物0.005〜0.1重量部を含むこと
を特徴とする、特許請求の範囲1の組成物。 5 フエノール系酸化防止剤約1.0重量部、及び
約500のヒドロキシル価を有するプロピレンオキ
サイドとペンタエリトリトールとのポリオール反
応生成物又は構造: (式中、R及びR′はH又はアルキルであり、
xは0より大きく、そしてyは0〜2である)を
有するポリヒドロキシ炭化水素0.025〜1.0重量部
を含むことを特徴とする酸化防止剤濃縮物。 6 フエノール系酸化防止剤によつて保護された
触媒金属汚染ポリオレフインの変色を防止及び
(又は)抑制するポリオレフインの製造方法にお
いて、該ポリオレフインと、変色を抑制及び(又
は)防止するのに有効な量の(a)構造: (式中、R及びR′はH又はアルキルであり、
xは0より大きく、そしてyは0〜2である)を
有するポリヒドロキシ炭化水素、又は(b)約500の
ヒドロキシル価を有するプロピレンオキサイドと
ペンタエリトリトールとのポリオール反応生成物
とを混合することを特徴とする前記方法。 7 前記ポリオレフイン100部当り、0.005〜0.2
部の前記ポリヒドロキシ炭化水素又は前記反応生
成物を混合することを特徴とする、特許請求の範
囲6の方法。 8 前記ポリオレフインに含まれるフエノール系
酸化防止剤100部当り、重量で1〜100部の前記ポ
リヒドロキシ炭化水素又は前記反応生成物を混合
することを特徴とする、特許請求の範囲6の方
法。 9 前記ポリオレフインを保護する酸化防止剤が
1,3,5―トリメチル―2,4,6―トリス
(3′,5′ジ―t―ブチル―4′―ヒドロキシベンジ
ル)ベンゼン、トリス(3,5―ジ―t―ブチル
―4―ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート及
びテトラキス〔メチレン―3―(3′,5′―ジ―t
―ブチル―4′―ヒドロキシフエニル)プロピオネ
ート〕メタンから選ばれることを特徴とする、特
許請求の範囲6の方法。
[Scope of Claims] 1. In a polyolefin composition containing a large proportion of polyolefin containing residual catalytic metal impurities that can cause discoloration in the presence of a phenolic antioxidant, and a small proportion of a phenolic antioxidant. , in the composition (a) structure: (wherein R and R' are H or alkyl,
(b) a polyol reaction product obtained from the reaction of propylene oxide with a hydroxyl number of about 500 and pentaerythritol. The composition comprises a compound selected from the group in an amount effective to inhibit and/or prevent discoloration of an antioxidant-protected metal-contaminated polyolefin. 2 The antioxidant is 1,3,5-trimethyl-
2,4,6-tris(3',5'-di-t-butyl-
4'-hydroxybenzyl)benzene, tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate and tetrakis[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-) 2. The composition of claim 1, wherein the composition is selected from the group consisting of hydroxyphenyl)propionate]methane. 3. Claim 1, characterized in that said effective amount of said polyol or compound of structure consists of 0.005 to 0.1% by weight of said polyolefin.
Composition of. 4 100 parts by weight of linear low-density polyethylene containing residual catalytic metal impurities in an amount capable of promoting discoloration, 1.
3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3',
Composition according to claim 1, characterized in that it contains from 0.05 to 0.2 parts by weight of 5'di-tert-butyl-4'-hydroxybenzyl)benzene and from 0.005 to 0.1 parts by weight of a polyol or a compound of the structure defined above. . 5 About 1.0 parts by weight of a phenolic antioxidant and a polyol reaction product or structure of propylene oxide and pentaerythritol having a hydroxyl value of about 500: (wherein R and R' are H or alkyl,
x is greater than 0 and y is from 0 to 2). 6. A method for producing a polyolefin that prevents and/or suppresses discoloration of a catalytic metal-contaminated polyolefin protected by a phenolic antioxidant, including the polyolefin and an amount effective to suppress and/or prevent discoloration. (a) Structure of: (wherein R and R' are H or alkyl,
(b) a polyol reaction product of propylene oxide and pentaerythritol having a hydroxyl number of about 500; The method characterized in above. 7 0.005 to 0.2 per 100 parts of the polyolefin
7. Process according to claim 6, characterized in that parts of said polyhydroxy hydrocarbon or said reaction product are mixed. 8. The method according to claim 6, characterized in that 1 to 100 parts by weight of the polyhydroxy hydrocarbon or the reaction product are mixed per 100 parts of the phenolic antioxidant contained in the polyolefin. 9 The antioxidant that protects the polyolefin is 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3',5'di-t-butyl-4'-hydroxybenzyl)benzene, tris(3,5 -di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate and tetrakis[methylene-3-(3',5'-di-t
-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane.
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