WO2002014419A1 - Alterungsschutzmittel auf basis von phenolischen salzen - Google Patents

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WO2002014419A1
WO2002014419A1 PCT/EP2001/008996 EP0108996W WO0214419A1 WO 2002014419 A1 WO2002014419 A1 WO 2002014419A1 EP 0108996 W EP0108996 W EP 0108996W WO 0214419 A1 WO0214419 A1 WO 0214419A1
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phenolic
salts
aging
phenolic compounds
radical
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PCT/EP2001/008996
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Eric Arnoldi
Heinz-Peter Billigen
Jörg Hagemann
Hans-Rafael Winkelbach
Ezio Campomizzi
Harald Bender
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Bayer Aktiengesellschaft
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13—Phenols; Phenolates
    • C08K5/138—Phenolates

Definitions

  • Anti-aging agent based on phenolic salts
  • the invention relates to anti-aging agents for organic polymers based on salts of sterically hindered phenolic compounds with at least two phenolic OH groups.
  • anti-aging agents which are practically divided into three different classes of compounds: the mono- or oligofunctional secondary aromatic amines, the mono- or oligofunctional substituted ones Phenols or the heterocyclic
  • the known anti-aging agents are still in need of improvement, particularly as far as their anti-aging effect is concerned, particularly in the case of polymers which are highly temperature-stressing, in particular in the rubber vulcanizates. It should be noted that the known anti-aging agents have a clear effect decrease when the polymers to be protected are exposed to higher temperatures. In addition, it is desirable that the anti-aging agents to be used, for example when used in rubber vulcanizates, are not discoloring and can be used in rubber mixtures together with peroxide or sulfur crosslinkers.
  • anti-aging agents based on salts of sterically hindered phenolic compounds with at least two phenolic OH groups bring about a significant increase in the aging resistance of organic polymers, in particular rubber elastomers, without discoloring the polymers to be protected or with peroxide or sulfur crosslinkers react noticeably.
  • the present invention therefore relates to anti-aging agents for organic polymers based on salts of sterically hindered phenolic
  • the basic salts are used in substoichiometric amounts, based on the phenolic compounds.
  • the basic metal salts are reacted with the phenolic compounds in such an amount that 5 to 95%, preferably 10 to 90%, particularly preferably 30 to 70%, in particular 40 to 60% of the phenolic OH groups are reacted.
  • Basic metal salts which may be considered are, for example: the oxides, hydroxides, alcoholates, carbonates, bicarbonates and / or hydrides of the metals of Ia-, Ha-, Illa-
  • Metals from the alkali and / or alkaline earth metals are: zinc, sodium, potassium, magnesium and calcium, preferably sodium, potassium and calcium.
  • suitable sterically hindered phenolic compounds with at least two phenolic OH groups are those phenolic compounds which are capable of forming electronically stabilized salt structures with the phenolic body during salt formation, i.e. to ensure an even distribution of the negative charge over resonance structures.
  • sterically hindered phenolic compounds of the general formulas listed below can be used for salt formation:
  • R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and
  • R 1 , R 2 represent a C j -C ⁇ alkyl radical or C5-C 8 cycloalkyl radical, which may optionally be substituted by C 1 -C 2 -alkyl groups
  • R 3 represents hydrogen or a C 1 -C 6 -alkyl radical or C5-C6-cycloalkyl radical, such as
  • R 4 and R 5 have the meaning of the radical R 1 of the formula (I),
  • Li stands for a C 2 -C 2 alkylene radical which passes through or with
  • - C— N-, - O - or - S- can be interrupted or terminally substituted
  • n stands for 2, 3 or 4.
  • salts are obtained in the reaction of the phenolic compounds mentioned, which still have a corresponding proportion of free hydrogen from the phenolic OH groups.
  • the reaction of the basic metal salts mentioned with the phenolic compounds mentioned is usually carried out by dissolving the phenol in an organic solvent, for example an alcohol, such as methanol or ethanol, and stirring the basic metal salts or a solution thereof in the above
  • the temperatures during the reaction are in the range from -20 to 100 ° C, preferably 0 to 80 ° C and particularly preferably from 20 to 60 ° C.
  • the basic metal salts are reacted with the phenolic compounds in such a way that the salt of the phenolic compound is obtained directly by a neutralization reaction of the basic metal salt with the acidic protons of the phenolic compound.
  • the salts of the sterically hindered phenolic compounds obtained are often sensitive to atmospheric oxygen, moisture and light, it is advisable to keep moisture and atmospheric oxygen or light away from the salts obtained by suitable measures, such as inertization under nitrogen.
  • phenolic salts Due to the sensitive handling of the phenolic salts according to the invention, it is also advisable to incorporate the phenolic salts into the polymers or elastomers to be protected immediately after their preparation or to prepare corresponding masterbatches which can then be incorporated as such into the organic polymers to be protected.
  • the concentration of the phenolic salts according to the invention in mixtures is usually 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05 to 5% by weight, based on the organic polymer content.
  • Another preparation consists in the direct reaction of the phenol with the surface of an insoluble metal salt under elevated pressure up to 200 bar and temperatures from 20 to 200 ° C.
  • the salts of the sterically hindered phenolic compounds thus obtained are insensitive to atmospheric oxygen, moisture and light and are therefore stable and processable for longer.
  • anti-aging agents based on the salts of sterically hindered phenolic compounds with other known anti-aging agents, if this is desired.
  • anti-aging agents come e.g. such as are considered in the lexicon of
  • the amount of known pollution control agents to be added can easily be determined by means of appropriate preliminary tests and is geared towards, among other things. according to the purpose of the organic polymers to be protected.
  • the anti-pollution agents according to the invention are particularly suitable for use in rubber vulcanizates, rubber based on
  • Acrylonitrile copolymers and ethylene propylene diene copolymers are preferred.
  • the anti-aging agents according to the invention e.g. when used in elastomers - used together with the known rubber auxiliaries and vulcanizing agents.
  • rubber auxiliaries and vulcanizing agents are: vulcanization accelerators and vulcanization retarders, metal oxides, sulfur, peroxidic compounds and fillers.
  • the anti-pollution agents were incorporated into appropriate rubber mixtures and thin films were cast therefrom for infrared measurements.
  • the mixture was subjected to an aging process in a hot air oven at temperatures of 150 ° C. and examined for the oxidation products formed by means of infrared spectroscopy. It was not individual oxidation products that were examined, but rather the absorption in the infrared at
  • Wavenumber 1714 cm “1 was used as representative for carbon-oxygen compounds.
  • the absorption was recorded at the above-mentioned wavenumber and normalized against a reference wavelength that is not influenced by oxidized products.
  • a reference wavelength that is not influenced by oxidized products.
  • Therban A3407 from Bayer AG from the trade was used. The mixture consists of: Therban A3407 100 phr p-methyl hydroperoxide 6.5 phr various anti-aging agents in constant proportions
  • Salts of the phenols significantly extended service life.
  • the slowdown of the old tion becomes particularly clear with long aging.
  • aging up to the oxidation ratio of 0.4 there is surprisingly a slowdown in aging by a factor of three.
  • the mixture that has been mixed with the phenol salt produced shows a significantly longer service life.
  • a polymer with a styrene content of 25% was selected for the experiments with vinyl-butadiene-styrene rubber.
  • Buna VSL 2525 from Bayer AG was used. The mixture consists of:
  • the mixture that has been mixed with the phenol salt produced shows a significantly longer service life.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Alterungsschutzmittel für organische Polymere auf Basis von Salzen sterisch gehinderter phenolischer Verbindungen mit mindestens zwei phenolischen OH-Gruppen. Die erfindungsgemässen Alterungsschutzmittel zeigen eine wesentlich bessere Alterungsschutzwirkung als die den Salzen zugrundeliegenden sterisch gehinderten phenolischen Verbindungen.

Description

Alterungssclmtzmittel auf Basis von phenolischen Salzen
Die Erfindung betrifft Alterungsschutzmittel für organische Polymere auf Basis von Salzen sterisch gehinderter phenolischer Verbindungen mit mindestens zwei phenolischen OH-Gruppen.
Es ist bekannt, organische Polymere, insbesondere Kautschukvulkanisate, gegen schädigende äußere Einflüsse durch Alterungsschutzmittel bzw. Antidegradantien zu schützen. Die Alterung bei den organischen Polymeren bzw. Kautschukvulkanisaten kann sich auf sehr verschiedende Weise bemerkbar machen, beispielsweise durch Verhärten und Verspröden der Polymere, durch deren Erweichung, durch den Verlust der elastischen Eigenschaften und Festigkeitseigenschaften, durch Rissbildung, Veränderung der Oberfläche oder durch sonstige Eigenschaftsänderungen, wie der elektrischen Eigenschaften, oder das Auftreten von unangenehmen Gerüchen. Für die genannten Veränderungen sind verschiedene Alterungsvorgänge verantwortlich, die beispielsweise im Handbuch für die Gummi-Industrie, 2. völlig neu bearbeitete Ausgabe, 1991, Seite 423 ff (Herausgeber: Bayer AG, Geschäftsbereich Kautschuk, Anwendungstechnik) beschrieben sind.
Um die erwähnten Alterungsprozesse bei den Polymeren, insbesondere bei den Kautschukelastomere, zu verhindern, ist es bekannt - wie erwähnt - Alterungsschutzmittel zuzusetzen, die sich praktisch in drei verschiedene Verbindungsklassen gliedern: den mono- oder oligofunktionellen sekundären aromatischen Aminen, den mono- oder oligofunktionelle substituierten Phenolen oder den heterocyclischen
Mercapto(-SH)-Verbindungen.
Die bekannten Alterungsschutzmittel sind jedoch noch verbesserungswürdig, insbesondere was deren Alterungsschutzwirkung an betrifft, besonders bei hoch- temperaturbelastenden Polymeren, insbesondere bei den Kautschukvulkanisaten. Es ist festzustellen, dass die bekannten Alterungsschutzmittel in ihrer Wirkung deutlich nachlassen, wenn die zu schützenden Polymeren höheren Temperaturen ausgesetzt sind. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass die einzusetzenden Alterungsschutzmittel beispielsweise beim Einsatz in Kautschukvulkanisaten nicht verfärbend sind und in Kautschukmischungen zusammen mit Peroxid- oder Schwefelvemetzem verwendet werden können.
Es wurde nun gefunden, dass Alterungsschutzmittel auf Basis von Salzen von sterisch gehinderten phenolischen Verbindungen mit mindestens zwei phenolischen OH-Gruppen eine deutliche Steigerung der Alterungsbeständigkeit von organischen Polymeren, insbesondere von Kautschukelastomeren, bewirken, ohne das sie die zu schützenden Polymeren verfärben oder mit Peroxid- oder Schwefelvemetzem merkbar reagieren.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Alterungsschutzmittel für orga- nische Polymere auf Basis von Salzen von sterisch gehinderten phenolischen
Verbindungen mit mindestens zwei phenolischen OH-Gruppen, die durch Umsetzung von basischen Metallsalzen und den den phenolischen Salzen zugrundeliegenden phenolischen Verbindungen erhalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die basischen Salze in unterstöchiometrischen Mengen, bezogen auf die phenolischen Verbindungen, eingesetzt.
Es werden dabei die basischen Metallsalze mit den phenolischen Verbindungen in einer solchen Menge umgesetzt, dass 5 bis 95 %, bevorzugt 10 bis 90 %, besonders bevorzugt, 30 bis 70 %, insbesondere 40 bis 60 % der phenolischen OH-Gruppen umgesetzt werden.
Als basische Metallsalze kommen beispielsweise in Betracht: die Oxide, Hydroxide, Alkoholate, Carbonate, Bicarbonate und/oder Hydride der Metalle der Ia-, Ha-, Illa-
Gruppe des Periodensystems der Elemente (Mendelejew), bevorzugt jedoch die Metalle aus der Alkali- und/oder Erdalkaligmppe. Als Metalle sind beispielsweise zu nennen: Zink, Natrium, Kalium, Magnesium sowie Kalzium, bevorzugt Natrium, Kalium und Kalzium.
Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid,
Kalziumhydroxid, Kalziumhydrid, Natriummethanolat, Natriumethanolat, Natrium- carbonat und/oder Kaliumcarbonat als basische Metallverbindungen.
Als sterisch gehinderte phenolische Verbindungen mit mindestens zwei phenolischen OH-Gruppen kommen erfindungsgemäß solche phenolischen Verbindungen in Betracht, die in der Lage sind, bei der Salzbildung elektronisch stabilisierte Salzstrukturen mit dem Phenolkörper auszubilden, d.h. eine gleichmäßige Verteilung der negativen Ladung über Resonanzstrukturen zu gewährleisten.
Beispielsweise können sterisch gehinderte phenolische Verbindungen der nachfolgend aufgelisteten allgemeinen Formeln zur Salzbildung eingesetzt werden:
(I), wobei
Figure imgf000004_0001
R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sein können und
R1, R2 für einen Cj-C^-Alkylrest oder C5-C8-Cycloalkylrest, der gegebenenfalls durch Cι-Ci2-Alkylgruppen substituiert sein kann, stehen
und
R3 für Wasserstoff oder einen Ci -Cg-Alkylrest oder C5-C6-Cycloalkylrest steht, sowie
(II), wobei
Figure imgf000005_0001
R4 und R5 die Bedeutung des Restes R1 der Formel (I) besitzen,
Li für einen C2-Ci2-Alkylenrest steht, der durch bzw. der mit
O O
II II H II
— O— C — , — c— o — -N— C —
ff H
— C— N- , — O — oder — S- unterbrochen bzw. endständig substituiert sein kann,
Xi für -C(H)4.n- oder im Falle von n = 2 auch für -O- oder -S- steht
und
n für 2, 3 oder 4 steht.
Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Phenole sind formelmäßig wie folgt wiedergegeben:
Figure imgf000005_0002
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0002
Figure imgf000006_0003
Figure imgf000006_0004
Figure imgf000006_0005
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0002
Figure imgf000007_0003
Gemisch aus Verbindungen mit n = 0, 1, 2, 3 und 4,
Figure imgf000007_0004
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0002
Figure imgf000008_0003
Figure imgf000008_0004
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0002
sowie
Figure imgf000010_0003
Besonders bevorzugt werden als phenolische Verbindungen eingesetzt:
2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-alkyl-phenole) sowie 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6- cycloalkyl-phenole). Insbesondere werden eingesetzt: 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6- tert.-butylphenol) sowie 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-cyclohexylphenol).
Durch den Einsatz von unterstöchiometrischen Mengen an basischen Salzen werden bei der Umsetzung der genannten phenolischen Verbindungen Salze erhalten, die noch über einen entsprechenden Anteil an freiem Wasserstoff aus den phenolischen OH-Gruppen verfügen. Die Umsetzung der genannten basischen Metallsalze mit den genannten phenolischen Verbindungen wird üblicherweise so durchgeführt, dass man das Phenol in einem organischen Lösungsmittel, z.B. einem Alkohol, wie Methanol oder Ethanol, löst und unter Rühren die basischen Metallsalze oder eine Lösung derselben in dem o.g.
Lösungsmittel langsam zugibt. Danach wird das Lösungsmittel im Vakuum unter leichter Erwärmung abdestilliert.
Die Temperaturen bei der Umsetzung liegen im Bereich von -20 bis 100°C, bevorzugt 0 bis 80°C und besonders bevorzugt von 20 bis 60°C.
Insbesondere werden die basischen Metallsalze mit den phenolischen Verbindungen so umgesetzt, dass man direkt das Salz der phenolischen Verbindung durch eine Neutralisationsreaktion des basischen Metallsalzes mit den sauren Protonen der Phenolverbindung erhält.
Da die erhaltenen Salze der sterisch gehinderten phenolischen Verbindungen häufig empfindlich gegen Luftsauerstoff, Feuchtigkeit sowie Licht sind, ist es empfehlenswert Feuchtigkeit sowie Luftsauerstoff bzw. Licht von den erhaltenen Salzen durch geeignete Maßnahmen, wie Inertisiemng unter Stickstoff, fernzuhalten.
Aufgrund der empfindlichen Handhabung der erfindungsgemäßen phenolischen Salze ist es darüber hinaus empfehlenswert, die phenolischen Salze unmittelbar nach deren Herstellung in die zu schützenden Polymere bzw. Elastomere einzuarbeiten oder entsprechende Masterbatches herzustellen, die dann als solche in die zu schützenden organischen Polymere eingearbeitet werden können.
Üblicherweise beträgt die Konzentration der erfindungsgemäßen phenolischen Salzen in Mischungen 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den organischen Polymeranteil . Eine weitere Zubereitung besteht in der direkten Reaktion des Phenols mit der Oberfläche eines unlöslichen Metallsalzes unter erhöhtem Druck bis 200 bar und Temperaturen von 20 bis 200°C. Die dabei erhaltenen Salze der sterisch gehinderten, phenolischen Verbindungen zeigen sich unempfindlich gegen Luftsauerstoff, Feuch- tigkeit und Licht und sind damit länger stabil und verarbeitbar.
Selbstverständlich ist es möglich, die erfindungsgemäßen Alterungsschutzmittel auf Basis der Salze von sterisch gehinderten phenolischen Verbindungen mit anderen, bekannten Alterungsschutzmittel abzumischen, wenn dies gewünscht ist. Als Alterungsschutzmittel kommen dabei z.B. solche in Betracht, wie sie im Lexikon der
Kautschuk-Technik, 2. überarbeitete Auflage, Hüttig-Buch- Verlag, Heidelberg, beschrieben sind. Geeignet sind insbesondere p-Phenyldiamin-Derivate und Diphe- nylamine.
Die Menge der zuzusetzenden bekannten Altemngsschutzmittel kann leicht durch entsprechende Vorversuche ermittelt werden und richtet sich u.a. nach dem Einsatzzweck der zu schützenden organischen Polymere.
Die erfindungsgemäßen Altemngsschutzmittel eignen sich - wie erwähnt - insbe- sondere für den Einsatz bei Kautschukvulkanisaten, wobei Kautschuke auf Basis von
Acrylnitrilcopolymeren sowie Ethylenpropylendiencopolymeren bevorzugt sind. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Alterungsschutzmittel - z.B. bei der Verwendung in Elastomeren - zusammen mit den dafür bekannten Kautschuk- hilfs- und Vulkanisationsmittel eingesetzt werden. Als solche Kautschukhilfsmittel und Vulkanisationsmittel sind beispielsweise zu nennen: Vulkanisationsbeschleuni- ger und Vulkanisationsverzögerer, Metalloxide, Schwefel, peroxidische Verbindungen sowie Füllstoffe.
Es ist überraschend, dass eine deutliche Verbesserung der Alterungsbeständigkeit, beispielsweise bei Kautschukvulkanisaten zu beobachten war, wenn Salze von sterisch gehinderten, phenolischen Verbindungen eingesetzt wurden, die mindestens zwei phenolische OH-Gruppen besaßen. Darüber hinaus zeigten solche phenolische Verbindungen eine deutliche Steigerung der Alterungsbeständigkeit besonders bei Kautschukvulkanisaten, wenn die phenolischen Verbindungen in der Lage waren, die negative Ladung - wie erwähnt - über Resonanzstrukturen zu stabilisieren.
Beispiele
Herstellung des Natriumsalzes von Bis(3-tert.-butyl-2-hydroxy-5-methyl- phenyl)methylen (1)
300 g absolutes Methanol werden vorgelegt und durch Anlegen von Vakuum und Belüften mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. 170 g Bis(3-tert.-butyl-2-hydroxy-5- methylphenyl)methylen werden im Methanol gelöst. Bei RT werden innerhalb einer Stunde 90 g einer 30 %igen Natriummethylat-Lösung in Methanol zugetropft. Man lässt eine Stunde nachrühren und rotiert das Lösungsmittel bei max. 40°C vollständig ab. Es werden 180 g von (1) als gräulich beiger Feststoff erhalten.
Herstellung des Calciumsalzes von Bis(3-tert.-butyl-2-hydroxy-5-methyl- phenyl)methylen (2)
200 g absolutes Methanol werden vorgelegt und durch Anlegen von Vakuum und Belüften mit Stickstoff von Sauerstoff befreit. Es werden 10,5 g Calciumhydrid- Pulver zugegeben und für ca. 30 min zum Rückfluss erhitzt. Bei RT werden dann unter Rühren 85 g Bis(3-tert.-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl)methylen portions- weise zugegeben. Die Suspension wird eine Stunde nachgerührt und der Feststoff abfiltriert. Man erhält 93 g von (2) als grünlich beigen Feststoff.
Herstellung des Natriumsalzes von Bis(3-tert.-butyI-2-hydroxy-5-methyI- phenyl)methylen direkt auf Natrium Carbonat durch eine Feststoffreaktion unter erhöhtem Druck und Temperatur (3)
Für den Versuch wurde eine ASE (Accelerated Solvent Extraction) Einheit der Firma Dionex verwendet. In einer 11 ml Extraktionszelle wird 1 g Na-Carbonat (feinpulvrig gemahlen) gefüllt. Bis(3-tert.-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl)methylen wird in n- Hexan bis zur Sättigung gelöst (n-Hexan Lösung über Feststoff) und die Lösung abfiltriert. Die Zelle wird auf eine Temperatur von 150°C gebracht und 18 ml der oben erwähnten, gesättigten Lösung mit einem Überdruck von 50 bar für 10 min in die Zelle über das Na-Carbonat geleitet. Die Zelle wird mit Stickstoff freigespült und abgekühlt. Man erhält 1,2 g von (3) als beigen Feststoff.
Für die Beurteilung der erfindungsgemäßen Altemngsschutzmittel wurden diese in entsprechende Kautschukmischungen eingearbeitet und daraus dünne Filme für Infrarot Messungen gegossen. Im Heißluftofen wurde bei Temperaturen von 150°C die Mischung einem Alterungsprozess unterworfen und mittels Infrarot-Spektroskopie auf entstandene Oxidationsprodukte hin untersucht. Es wurden nicht ein- zelne Oxidationsprodukte untersucht, sondern die Absorption im Infraroten bei der
Wellenzahl 1714 cm"1 als repräsentativ für Kohlenstoff-Sauerstoff-Verbindungen herangezogen. Dazu wurde an der oben genannten Wellenzahl die Absorption aufgenommen und gegen eine Referenzwellenlänge, die keiner Beeinflussung durch oxi- dierte Produkte unterliegt, normalisiert. Für Styrol-Butadien Kautschuke wurde z.B. als Referenz die Absorption bei 1493 cm-1 herangezogen. Dieser normalisierte Wert wurde als Oxidationsgrad ausgewertet. Für die einzelnen Polymere wurden charakteristische Oxidationsgrade als Grenzen festgelegt und die Zeit im Heißluftofen bis zum Erreichen dieses Oxidationsgrades gemessen.
Für die vereinfachten Experimente im Heißluftofen unter Infrarot-Auswertung wurden vereinfachte Kautschukmischungen verwendet. Dabei wurde jeweils ein Grenzwert für die Oxidation als Verhältnis der Absorption der Oxidationsprodukte bei 1714 cm-1 zu dem internen Standard festgesetzt. Die eingesetzten Kautschukmischungen bestanden aus einer Mischung von Elastomer, einem Peroxid und dem zu untersuchenden Altemngsschutzmittel.
Für die Versuche mit hydriertem Acrylnitril-Butadien Kautschuk wurde ein Polymer mit einem Acrylnitril-Gehalt von 34 % gewählt. Es wurde Therban A3407 der Fa. Bayer AG aus dem Handel verwendet. Die Mischung besteht im einzelnen aus Therban A3407 100 phr p-Methylhydroperoxid 6,5 phr verschiedene Alterungsschutzmittel in konstanten Anteilen
Mit diesen Mischungen wurden Alterungen bis zum Oxidations-Verhältnis 0,2 geführt. Je länger die Mischungen bis zu diesem Zeitpunkt durchhalten, desto besser ist der Alterungsschutz.
Figure imgf000016_0001
Bei einer weiteren Alterung bis zum Oxidationsverhältnis von 0,4 ergeben sich folgende Resultate
Figure imgf000016_0002
A schnellsten altem wie erwartet die unstabilisierten Proben. An zweiter Stelle steht die Mischung mit der nach Stand der Technik ausgerüsteten Mischung mit dem handelsüblichen Altemngsschutzmittel BPH. Unerwartet zeigen die hergestellten
Salze der Phenole signifikant verlängerte Standzeiten. Die Verlangsamung der Alte- rung wird besonders deutlich bei längeren Alterungen. Hier im Falle der Alterung bis zum Oxidationsverhältnis von 0,4 ergibt sich überraschenderweise eine Verlangsamung der Alterung um einen Faktor drei.
Für die Versuche mit Acrylnitril-Butadien Kautschuk wurde ein Polymer mit einem
Acrylnitril-Gehalt von 18 % gewählt. Es wurde Perbunan NT 1845 der Fa. Bayer AG aus dem Handel verwendet. Die Mischung besteht im einzelnen aus
Perbunan NT 1845 100 phr p-Methylhydroperoxid 6,5 phr
Altemngsschutzmittel
Mit diesen Mischungen wurden Altemngen bis zum Oxidations-Verhältnis 1,0 geführt. Je länger die Mischungen bis zu diesem Zeitpunkt durchhalten, desto besser ist der Alterungsschutz.
Figure imgf000017_0001
Unerwartet zeigt die Mischung, die mit dem hergestellten Salz des Phenols versetzt wurde, eine signifikant verlängerte Standzeit.
Für die Versuche mit Vinyl-Butadien-Styrol Kautschuk wurde ein Polymer mit einem Styrol-Gehalt von 25% gewählt. Es wurde Buna VSL 2525 der Fa. Bayer AG verwendet. Die Mischung besteht im einzelnen aus
Buna VSL 2525 100 phr p-Methylhydroperoxid 6,5 phr Alterungsschutzmittel
Mit diesen Mischungen wurden Alterungen bis zum Oxidations-Verhältnis 0,9 geführt. Je länger die Mischungen bis zu diesem Zeitpunkt durchhalten, desto besser ist der Alterungsschutz.
Figure imgf000018_0001
Unerwartet zeigt die Mischung, die mit dem hergestellten Salz des Phenols versetzt wurde, eine signifikant verlängerte Standzeit.

Claims

Patentansprüche
1. Alterungsschutzmittel für organische Polymere auf Basis von Salzen von sterisch gehinderten phenolischen Verbindungen mit mindestens zwei phenolischen OH-Grappen, die durch Umsetzung von basischen Metallsalzen und den den phenolischen Salzen zugrundeliegenden phenolischen Verbindungen erhalten werden.
2. Alterungsschutzmittel nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass als basische Metallsalze die Oxide, Hydroxide, Carbonate, Bicarbonate,
Alkoholate und/oder Hydride der Metalle der Ia-, Ha-, IIIa-Grappe des Periodensystems der Elemente eingesetzt werden.
3. Altemngsschutzmittel nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass als phenolische Verbindungen solche der Formeln (I) und (II) eingesetzt werden:
(I), wobei
Figure imgf000019_0001
R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sein können und
R1, R2 für einen Cι-C12-Alkylrest oder C5-Cg-Cycloalkylrest, der gegebenenfalls durch Cι-Ci2-Alkylgrupρen substituiert sein kann, stehen
und
R3 für einen Wasserstoff oder einen Ci-Cg-Alkylrest oder C5-C6- Cycloalkylrest steht sowie
(II), wobei
Figure imgf000020_0001
R4 und R5 die Bedeutung des Restes R1 der Formel (I) besitzen,
für einen C2-Ci2-Alkylenrest steht, der durch bzw. der mit
O O II II -O— C- -c— o — " ff
-N— C-
O
II H -C— N — . — O — oder - unterbrochen bzw. endständig substituiert sein kann,
Xi für -C(H)4_n- oder im Falle von n = 2 auch für -O- oder -S- steht und n für 2, 3 oder 4 steht.
Alterungsschutzmittel nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass 5 bis 95 % der phenolischen OH-Grappen der eingesetzten phenolischen Verbindung mit den basischen Salzen umgesetzt worden sind.
PCT/EP2001/008996 2000-08-16 2001-08-03 Alterungsschutzmittel auf basis von phenolischen salzen WO2002014419A1 (de)

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