DE2501315A1 - POLYESTER - Google Patents
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- DE2501315A1 DE2501315A1 DE19752501315 DE2501315A DE2501315A1 DE 2501315 A1 DE2501315 A1 DE 2501315A1 DE 19752501315 DE19752501315 DE 19752501315 DE 2501315 A DE2501315 A DE 2501315A DE 2501315 A1 DE2501315 A1 DE 2501315A1
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Description
Me Erfindung "betrifft neue Weichmacher für thermoplastische Polymere, wie Polyvinylchlorid, insbes. Weichmacher, die von Alkohol-endabgesättigten Polyestern mit einem Lacton als Co-Reaktant abgeleitet sind.Me invention "relates to new plasticizers for thermoplastic polymers, such as polyvinyl chloride, especially plasticizers, those of alcohol-end-saturated polyesters are derived with a lactone as a co-reactant.
Im GB Patent 1,289,516 ist ein Verfahren zur Herstellung von linearen oder verzweigten Polyestern beansprucht, die im Wesentlichen Primär-Hydroxy-terminiert sind, einen maximalen wahren Schmelzpunkt von 3o° C haben und 25$- lofo ( Gewicht) der Epsilon-Oxycaproyl-Einheit -b( CHp) j--C=OI- enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Material, das die Epsilon-Oxycaproyl-Einheit liefert, mit mindestens einer Dicarbonsäure oder einem entsprechenden Anhydrid und mindestens 2 geradkettigen Glycolen der Formel HO(CH9) OH mit η gleich einer ganzenIn GB patent 1,289,516 a process for the production of linear or branched polyesters is claimed which are essentially primary-hydroxy-terminated, have a maximum true melting point of 30 ° C and $ 25 - lofo (weight) of the epsilon oxycaproyl unit - b (CHp) j - C = OI-, characterized in that a material which provides the epsilon-oxycaproyl unit is mixed with at least one dicarboxylic acid or a corresponding anhydride and at least 2 straight-chain glycols of the formula HO (CH 9 ) OH with η equal to a whole
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Zahl von 2-5 umsetzt, wobei das Verhältnis der Reaktanten so ist, daß der erhaltene:. Polyester den nötigen Gehalt an Epsilon-Oxyoaproyl-Einheiten hat. Die Polyester, die so naoh Acylierung erhalten sind, sollen als Weichmacher für Vinylharze geeignet sein.Number of 2-5 converts, the ratio of the reactants so is that the received :. Polyester has the necessary content of epsilon-oxyoaproyl units. The polyester, the acylation obtained in this way are said to act as plasticizers be suitable for vinyl resins.
Im GB Patent 1,137,882 wird ein Verfahren zur Herstellung von Polyestern beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung folgender Komponenten umsetzt:In GB patent 1,137,882 a process for the production of polyesters is claimed, characterized in that that one converts a mixture of the following components:
(a) Io - 65 Mol $> E-Caprolacton,(a) Io - 65 mol $> E-caprolactone,
(b) 45 - 17.5 Mol ia einer aliphatischen Di-hydroxy-Verbindung, oder einer Mischung von 2 oder mehr solcher Verbindungen, und(b) 45-17.5 mol generally of an aliphatic di-hydroxy compound, or a mixture of 2 or more such compounds, and
(c) 45 - 17.5 Mol io einer aliphatischen !»!carbonsäure(c) 45 - 17.5 mole io an aliphatic "carboxylic acid!
oder einer Mischung von 2 oder mehrerer solcher Säuren, oder eine Mischung einer oder mehrerer solcher Säuren mit bis zu Io Mol io der Gesamtsäuren einer aromatischen Dicarbonsäure, wobei die Anteile der Komponenten (a), (b) und (c) der Reaktionsmischung weiterhin in obigen Grenzen gemäß der Natur der Einzelverbindungen der Komponenten (b) und (c) so gewählt werden, daß das Gesamtverhältnis von Kohlenstoff zu Sauerstoff in dem erhaltenen Polyester, unter Ausschluß des Sauerstoffs in den Endgruppen, mindestens 4,5 .: 2 ist, wobei, wenn die Komponente (b) aus einer einzigen aliphatischen <*,u> -Dihydroxy-Verbindung bestehtor a mixture of 2 or more of such acids, or a mixture of one or more of such acids with up to Io mole io of total acids of an aromatic dicarboxylic acid, wherein the proportions of components (a), (b) and (c) the reaction mixture still in above limits according to the nature of the individual compounds of components (b) and (c) are chosen so that the total ratio of carbon to oxygen in the polyester obtained, excluding the oxygen in the end groups, is at least 4.5: 2, wherein when component (b) consists of a single aliphatic <*, u> -dihydroxy compound
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und Komponente (c) aus einer einzigen aliphatischen 0^w -Diearbonsäure besteht, mindestens eine der Komponenten (b) und (c) eine Verbindung ist, in der die Hauptketten-C-Atome ein oder mehrere Substituenten tragen, die Niederalkyl mit 1-4 C-Atomen sind. Diese so hergestellten Polyester sollen als Weichmacher für Vinyl-chlorid-Harze geeignet sein.and component (c) consists of a single aliphatic 0 ^ w -diacid, at least one of components (b) and (c) is a compound in which the main chain carbon atoms carry one or more substituents which are lower alkyl with 1- 4 carbon atoms are. These polyesters produced in this way are said to be suitable as plasticizers for vinyl chloride resins.
Das GB Patent 859,642 beschreibt einen Polyester, der aus Lactonen abgeleitet ist, welcher mindestens eine terminale Hydroxygruppe aufweist, und der als Weichmacher für Vinylhalid und andere Harze nützlich ist. Die Polymerisation wird durch Verbindungen v/ie primäre Alkohole mit 2-lo C-Atomen und Dicarbonsäuren wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure eingeleitet. Es wird auch berichtet, daß, wenn die Polyester als Weichmacher verwendet werden sollen, das Molekulargewicht von etwa 15oo - 9ooo beträgt und daß das Optimum für Weichmacher bei Polyestern mit einem Molekulargewicht von etwa 2ooo 4ooo liegt.GB Patent 859,642 describes a polyester derived from lactones, which at least one terminal hydroxyl group, and the plasticizer is useful for vinyl halide and other resins. The polymerization is carried out by compounds v / ie primary alcohols with 2-lo carbon atoms and dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. It will also reports that when the polyesters are to be used as plasticizers, the molecular weight of about 15oo - 9ooo and that the optimum for plasticizers in polyesters with a molecular weight of about 2,000,000 lies.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß eine Gruppe von Alkohol-terminierten Polyestern mit einem Molekulargewicht von 5oo - 14oo enthaltend ein Lacton als Co-Reaktant mit einer aromatischen oder einer teilweise oder ganz hydrierten aromatischen Diearbonsäure und einem ali-Surprisingly, it has now been found that a group of alcohol-terminated polyesters with a molecular weight from 5oo - 14oo containing a lactone as a co-reactant with an aromatic or a partial or completely hydrogenated aromatic diacid and an ali-
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phatischen Diol wertvolle Weichmacher für Polyvinylchlorid ist. Sie sind v/irksamer als Weichmacher aus ähnlichen Reaktanten mit höherem Molekulargewicht gemaß G-B Patent 859*642. Sie sind leichter zu verarbeiten und zeigen weitere wertvolle Eigenschaften verglichen mit anderen handelsüblichen Polyester-Weichmachern. Das Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Polyester wird durch 2 Faktoren bestimmt:phatic diol valuable plasticizer for polyvinyl chloride is. They are more effective than plasticizers made from similar higher molecular weight reactants G-B patent 859 * 642. They are easier to work with and show other valuable properties compared to other commercially available polyester plasticizers. The molecular weight of the polyesters according to the invention is by 2 factors determine:
1) das Verhältnis Anzahl MoIb Alkohol-Reaktant _ -n1) the ratio of number of MoIb alcohol to reactant _ -n
Anzahl Mole Diol-ReaktantNumber of moles of diol reactant
2) Mol io verwendetes Lacton = C2) Moles of lactone used = C
Abnehmendes R bei gegebenem C erhöht das Molekular gewicht und vice versa.Decreasing R for a given C increases the molecular weight and vice versa.
Zunehmendes C bei gegebenem R erhöht das Molekulargewicht und vice versa.Increasing C for a given R increases the molecular weight and vice versa.
Die Erfindung betrifft daher Verbindungen der Formel ·'"'·&The invention therefore relates to compounds of the formula · '"' · &
A(P)a(D)b(L)cA I .A (P) a (D) b (L) c AI.
worin A ein Rest einer oder mehrerer gesättigter geradkettiger oder verzweigter einwertiger Alkohole mit 1 - 2o C-Atomen ist, P ein Rest einer oder mehrerer gesättigter geradkettiger oder verzweigter aliphatischer Diole mit 2-6 C-Atomen ist, D ein Rest einer oder mehrerer unsubstituierter oder substituierter aromatischer Dicarbonsäuren ist , die teilweise oder ganz hydriert seinwherein A is a radical of one or more saturated straight-chain or branched monohydric alcohols with 1 - 20 carbon atoms, P is a radical of one or more saturated straight-chain or branched aliphatic Diols with 2-6 carbon atoms, D is a radical of one or more unsubstituted or substituted aromatic dicarboxylic acids is that may be partially or wholly hydrogenated
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können und 8-16 C-Atome haben, L ein Rest einer oder mehrerer gesättigter Hydroxy-Säuren mit 4-12 C-Atomen ist, wobei jeder der Reste duroh Esterbindungen verknüpft ist und P, D und L beliebig über das Molekül verteilt sind, und a, b und c je größer als O sind, die Menge an Hydroxy-Säurerest Io - 9ο Mol fo bezogen auf die G-esamtmolzahl der Reaktanten beträgt, und das Verhältnis von Molzahl Alkohol zu Molzahl Mol 2.2 - o.93 ist, sodaß das mittlere Molekulargewicht 5oo - 14oo ist.can and have 8-16 carbon atoms, L is a residue of one or more saturated hydroxy acids with 4-12 carbon atoms, each of the residues is linked by ester bonds and P, D and L are randomly distributed over the molecule, and a, b and c are each greater than O, the amount of hydroxy acid residue is Io - 9ο mol fo based on the total number of moles of the reactants, and the ratio of the number of moles of alcohol to the number of moles of moles is 2.2 - o.93, so that the average molecular weight is 500-1400.
Flüssige Polyester sind bevorzugt, da sie in der Praxis leichter zu handhaben und. zu verarbeiten sind als feste Polyester.Liquid polyesters are preferred because they are easier to handle and in practice. to process are as solid polyester.
Das mittlere Molekulargewicht ist bevorzugt 6oo - looo. Der Rest einer Hydroxy-Säure ist insbes. abgeleitet von dem entsprechenden Lacton, kann aber auch von der Hydroxy-Säure selbst abgeleitet sein.The average molecular weight is preferably 600-100. The remainder of a hydroxy acid is esp. derived from the corresponding lactone, but can also be derived from the hydroxy acid itself.
Der Alkohol, der dem Rest A entspricht, ist z.B. Methanol, Äthanol, n-Butanol, Isobutyl-alkohol, n-Hexanol, Isooctyl-alkohol, Nonanol, Isodecyl-alkohol, gemischte C12- und ^3- normal Alkohole (Dobanol 23), Tridecanoljletradecanol, Octadecanol, Eieosol, oder eine Mischung davon. Bevorzugt enthält A 4 - 15.C-Atome, insbes. 7-11 C-Atome. Beispiele für letztere sind: Isooetyl-alkoholThe alcohol that corresponds to the residue A is, for example, methanol, ethanol, n-butanol, isobutyl alcohol, n-hexanol, isooctyl alcohol, nonanol, isodecyl alcohol, mixed C 12 and ^ 3 normal alcohols (Dobanol 23 ), Tridecanoljletradecanol, Octadecanol, Eieosol, or a mixture thereof. A preferably contains 4-15 carbon atoms, especially 7-11 carbon atoms. Examples of the latter are: isooetyl alcohol
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(eine handelsübliche Mischung enthaltend verzweigte primäre Alkohole mit 8 C-Atomen), "Alphanol" 79 (bestehend hauptsächlich aus geradkettigen und verzweigten primären Alkoholen mit 7-9 C-Atomen), 2-Äthylhexanol, Isodecyl-alkohol, Alfol 81o (ein Handelsprodukt, bestehend hauptsächlich aus n-Octanol und n-Decanol), Mischungen von überwiegend geradkettigen aliphatischen Alkoholen mit 7-9 C-Atomen, verkauft unter dem Handelsnamen "Linevol" 79, sowie die Mischungen von überwiegend geradkettigen aliphatischen Alkoholen mit 9 - H C-Atomen, verkauft unter dem Handelsnamen "Linevol" 911.(a commercial mixture containing branched primary alcohols with 8 carbon atoms), "Alphanol" 79 (consisting of mainly from straight-chain and branched primary alcohols with 7-9 carbon atoms), 2-ethylhexanol, Isodecyl alcohol, Alfol 81o (a commercial product, consisting mainly of n-octanol and n-decanol), Mixtures of predominantly straight-chain aliphatic alcohols with 7-9 carbon atoms, sold under the trade name "Linevol" 79, as well as the mixtures of predominantly straight-chain aliphatic alcohols with 9 - H C atoms, sold under the trade name "Linevol" 911.
Das Mol, das P entspricht, enthält insbes. 2-4 C-Atome.The mole corresponding to P contains esp. 2-4 carbon atoms.
Die Kette kann, wenn erwünscht, durch ein O-Atom unterbrochen sein, wie im Diäthylen-glycol. Beispiele dieser bevorzugten Diole sind Äthylen-glycol, Diäthylen-glycol, Propan-1, 2-diol, Butan-l,3-diol, 2,2-Ditnethylpropan-l,3-diol, Butan-l,4-diol, Pentan-1,5-diol, Hexan-l,6-diol und Di-propylen-glycol.The chain can, if desired, be interrupted by an O atom, as in diethylene glycol. Examples of these preferred diols are ethylene glycol, diethylene glycol, propane-1,2-diol, butane-1,3-diol, 2,2-diethylpropane-1,3-diol, butane-1,4-diol, pentane-1,5-diol, Hexane-1,6-diol and di-propylene glycol.
Die Dicarbonsäure oder das Anhydrid entsprechend D kann, wenn erwünscht, mit 1-4 Alkylgruppen · mit 1-4 C-Atomen oder mit 1-4 Halogen-atbmen, wie Chlor oder Brom substituiert sein.The dicarboxylic acid or the anhydride corresponding to D can, if desired, with 1-4 alkyl groups be substituted with 1-4 carbon atoms or with 1-4 halogen atoms, such as chlorine or bromine.
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Die Dicarbonsäure oder das Anhydrid enthalten insbes. 8 C-Atome und können sein: Isophthalsäure, i'etrachlor-ortho-phthalsäureanhydrid, jedoch sind o-Phthalsäure und Phthalsäureanhydrid "besonders "bevorzugt.The dicarboxylic acid or anhydride contain in particular 8 carbon atoms and can be: isophthalic acid, i'etrachloro-ortho-phthalic anhydride, however, o-phthalic acid and phthalic anhydride are "particularly" preferred.
Das Lacton, das L entspricht, enthält insbes. 6 Ring-C-Atome und kann, wenn erwünscht,durch eine oder mehrere Alkylgruppen mit bis zu 4 C-Atomen substituiert sein, z.B. Methyl, wobei die Gesamt - C - Zahl 12 nicht übersteigt. Beispiele für Lactone sind y-Butyrolacton, Zeta-Enantholacton, Eta-Caprylolactpn und Lambda-Laurolaeton-, jedoch ist B -Caprolacton selbst bevorzugt.The lactone corresponding to L contains in particular 6 ring carbon atoms and can, if desired, be substituted by one or more alkyl groups with up to 4 carbon atoms, for example methyl, the total carbon number not exceeding 12 . Examples of lactones are, however, y-butyrolactone, zeta-enantholactone, eta and lambda Caprylolactpn Laurolaeton- is B-caprolactone even preferred.
Ist das Lacton, das L- entspricht, Epsilon-Caprolacton und das Verhältnis Molzahl Alkohol zu Molzahl Diol 2.2o, so beträgt die Menge an £-Caprolacton. vorzugsweise 2o Mol $ - 7o Mol fo, wobei besonders wertvolle Polyester erhalten v/erden, wenn die Menge an E-Caprolacton 3o - 5o Mol $ beträgt. Eähert sich das Alkohol zu Diol Molverhältnis der unteren Grenze von 0.93, so beträgt die Menge an £-Caprolacton insbes. 3o - 5o Mol $>, If the lactone which corresponds to L- is epsilon-caprolactone and the ratio of the number of moles of alcohol to the number of moles of diol is 2.2o, the amount of ε-caprolactone is. preferably 20 mol $ - 70 mol $ , with particularly valuable polyesters being obtained when the amount of E-caprolactone is 30-5o mol $. If the alcohol to diol molar ratio approaches the lower limit of 0.93, the amount of ε-caprolactone is especially 3o - 5o mol $>,
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Polyester der Formel I, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Mischung der folgendenThe invention also relates to a process for the preparation of the polyesters of the formula I, which thereby is characterized by a mixture of the following
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Komponenten umsetzt:Components implements:
a) Io - 9o Mol i= eines Lactons oder einer Hydroxy-Säure mit 4 - IZ C-Atomen.a) Io - 90 mol i = of a lactone or a hydroxy acid with 4 - IZ carbon atoms.
b) 22-2 Mol $ einer Hydroxy 1-Komponente, die ein oder mehrere gesättigte geradkettige oder verzweigte aliphatische Diole mit 2-6 C-Atomen enthält,b) 22-2 mol $ of a hydroxy 1 component, which is one or contains several saturated straight-chain or branched aliphatic diols with 2-6 carbon atoms,
c) 33 - 12 Mol io einer Säure-Komponente, die eine oder mehrere aromatische oder teilweise oder ganz hydrierte aromatische Dicarbonsäuren oder Anhydride mit 8-16 C-Atomen enthält, undc) 33-12 mol io an acid component which contains one or more aromatic or partially or fully hydrogenated aromatic dicarboxylic acids or anhydrides with 8-16 C-atoms, and
d) einen oder mehrere gesättigte geradkettige oder verzweigte einwertige Alkohole mit 1 - 2o C-Atomen, wobei die Hydroxyl-Komponentenin stöchiometrischen Mengen oder bis zu 15$ Überschuß über die stöchiometrischen Mengen der Säure-Komponenten verv/endet werden.d) one or more saturated straight-chain or branched ones monohydric alcohols with 1 - 20 carbon atoms, the hydroxyl components in stoichiometric amounts or up to $ 15 excess over stoichiometric amounts the acid components are used up.
Die Menge an einwertigem Alkohol beträgt vorzugsweise 93 - 22o Mol $ der ^enge an Diol-Komponente. The amount of monohydric alcohol is preferably 93-220 moles of the diol component.
Das Verfahren zur Herstellung der Polyester
der Formel I kann in für die Herstellung von Polyestern üblicher V/eise durchgeführt werden, die aus nur Dihydroxy-Verbindungen
und Dicarbonsäuren gewonnen werden. Z.B. kann die Reaktionsmischung geeignet auf loo0 C - 25o° C unter
solchen Bedingungen erhitzt werden, daß das Wasser, dasThe process of making the polyester
of the formula I can be carried out in the usual way for the production of polyesters which are obtained from only dihydroxy compounds and dicarboxylic acids. For example, the reaction mixture suitable to loo 0 C - 25o ° C under such conditions will be heated so that the water
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aus der Kondensationsreaktion stammt, abgeführt wird sowie es entsteht, z.B. indem, man einen Inertgasstrom durch die erhitzte Reaktionsmischung leitet, oder indem >. man die Reaktion in Gegenwart eines geignetsn inerten Lösungsmittels durchführt, v/ie Xylol, mit dem das Wasser azeotrop abdestilliert werden kann. Bevorzxjgt wird die Reaktion fortgesetzt, "bis der Anteil der Carboxy-Säure-Endgruppen in dem erhaltenen Polyester einer Säurezahl von nicht mehr als Io Milligramm, ins"bes. nicht mehr als 5 Milligramm, Kaliumhydroxid pro Gramm entspricht.originates from the condensation reaction, is removed as well as it arises, e.g. by passing a stream of inert gas through the heated reaction mixture, or by>. the reaction is carried out in the presence of a suitable inert solvent, v / ie xylene, with which the water can be distilled off azeotropically. The Reaction continued "until the fraction of carboxy acid end groups in the polyester obtained, an acid number of not more than 10 milligrams, especially not more than 5 milligrams, equivalent to potassium hydroxide per gram.
Falls erwünscht, kann ein üblicherweise bei der Herstellung benutzter Katalysator zu der Reaktionsmischung gegeben werden, z.B. starke Säuren, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, p-Toluolsulphonsäure, Lewis-Säuren, wie Zinnsäure, Zinkchlorid, Aluminiuni-ehlorid und Metallsalze und Metallderivate, wie Metall-alkoxide, z.B. Tetrabutyl-titanat, Zink-adipat, Antimon-oxid und Organo-Zinn-Verbindungen, insbes. Dibutylzinnoxid. Die Menge an Katalysator kann o.ool^ - 5$ (Gewicht) bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsniischung betragen. Falls erwünscht, können bis zu Vfo (Gewicht) Aktivkohle bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsmischung zugegeben werden, entweder zu der Reaktionsmischung oder bei der Filtration, um die Farbe des Produkts zu erhalten.If desired, a catalyst commonly used in the preparation can be added to the reaction mixture, for example strong acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, p-toluene sulphonic acid, Lewis acids such as stannic acid, zinc chloride, aluminum chloride and metal salts and metal derivatives such as metal alkoxides, for example tetrabutyl titanate, zinc adipate, antimony oxide and organotin compounds, especially dibutyltin oxide. The amount of catalyst can be o.ool ^ -5 $ (weight) based on the total weight of the reaction mixture. If desired, up to Vfo (weight) of activated carbon based on the total weight of the reaction mixture can be added either to the reaction mixture or during filtration to maintain the color of the product.
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Die erfindungsgemäßen Polyester können in Mengen "bis zu 6o?& ( Gewicht) der weioh.gemach.ten Mischung verwendet werden. Sie sind wirksame, leicht zu verarbeitende Weichmacher mit guter Extraktionsbeständigkeit. Sie zeigen eine verbesserte Langzeitwirkung in PVC, ohne Nachlassen der Y/irksamkeit, verglichen mit herkömmlichen, nicht polymeren Weichmachern. Die erfindungsgemäßen Polyester zeigen eine bemerkenswerte Kombination von Eigenschaften, wie sie herkömmliche, nicht migrierende Weichmacher nicht haben. Sie sind nicht nur Extraktionsstabil und migrieren nicht, sondern sie vermeiden den Hauptnachteil von Weichmachern dieser Art, indem sie leicht bei den Verarbeitungstemperaturen verwendet werden können, die üblich für monomere Weichmacher sind. Die erfindungsgemäßen Polyester können in die thermoplastischen Polymeren, wie in Polyvinyl-chlorid oder seine Copolymeren, in herkömmlicher Weise eingearbeitet werden. Wenn erwünscht, können andere herkömmliche Additive in der thermoplastischen Mischung vorhanden sein, wie Hitze- und Licht-Stabilisatoren, Antioxidantien, Füllstoffe, Pigmente, Gleitmittel, Verarbeitungshilfsmittel und andere Weichmacher.The polyesters according to the invention can be used in Quantities "up to 60? & (Weight) of the white.made. mixture be used. They are effective, easy to process plasticizers with good extraction resistance. They show an improved long-term effect in PVC without Decrease in effectiveness compared to conventional ones non-polymeric plasticizers. The polyesters according to the invention show a remarkable combination of properties as they do not have conventional, non-migrating plasticizers. Not only are they extraction stable and do not migrate, but they avoid the main disadvantage of plasticizers of this type, in that they are easy to use Processing temperatures can be used which are customary for monomeric plasticizers. The invention Polyesters can be incorporated into thermoplastic polymers, such as in polyvinyl chloride or its copolymers, in conventional Way to be incorporated. If desired, other conventional additives can be included in the thermoplastic Mixture present, such as heat and light stabilizers, antioxidants, fillers, pigments, lubricants, Processing aids and other plasticizers.
Beispiele für Hitze- und Licht-Stabilisatoren sind:Examples of heat and light stabilizers are:
1) Salze von anorganischen oder organischen Säuren enthaltend Setalle, wie Aluminium, Barium, Wismut, Calcium,1) salts of inorganic or organic acids containing all such as aluminum, barium, bismuth, calcium,
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Cadmium, Kalium, Lithium, Magnesium, ITatrium, Blei, Antimon, Zinn, Strontium oder Zink·, oder ein Metall, das in Salzform auf PYC eine stabilisierende Wirkung ■ ausübt. Die Salze können einfache Salze oder Komplexe sein. .Cadmium, potassium, lithium, magnesium, ITodium, lead, Antimony, tin, strontium or zinc ·, or a metal that has a stabilizing effect on PYC in salt form ■ exercises. The salts can be simple salts or complexes. .
Beispiele für anorganische Salze sind basisches Bleicarbonat und tribasisches Bleisulphat.Examples of inorganic salts are basic lead carbonate and tribasic lead sulphate.
Organische Säuren, die verwendet werden können, sind:Organic acids that can be used are:
a) Aliphatisch^ Carbonsäuren, geradkettig oder verzweigt, ungesättigt oder gesättigt, und ggf. mit Hydroxy1-Substituenten oder Sauerstoff in Epoxy-Form. Beispiele sind Zink-2-äthyl-hexanoat, Barium-laurat und Zinn-II-octanoat.a) Aliphatic ^ carboxylic acids, straight-chain or branched, unsaturated or saturated, and optionally with hydroxyl substituents or oxygen in epoxy form. Examples are zinc 2-ethyl hexanoate, barium laurate and tin (II) octanoate.
b) Aromatische Mono- oder Di-Carbonsäuren mit jeder Art : von Substitution im aromatischen Teil und beliebiger Alkyl/ Aryl-Konfiguration. Beispiele sind Cadmium-p-tertiärbutyl-benzoat, Calcium-benzoat oder Bleisalicylat.b) Aromatic mono- or di-carboxylic acids of any kind: of substitution in the aromatic part and any alkyl / aryl configuration. Examples are cadmium p-tertiary butyl benzoate, Calcium benzoate or lead salicylate.
c) Als saure Stoffe" Phenole, die stabile Verbindungen (Phenate) mit Metallen bilden können, gleich ob in geeigneter Lösung oder nicht. Ein Beispiel dafür ist Barium-nonyl-phenat.c) As acidic substances "phenols, which can form stable compounds (phenates) with metals, regardless of whether they are suitable Solution or not. An example of this is barium nonyl phenate.
2) Organo-Metall-Verbindungen von folgenden Me2) Organo-metal compounds of the following Me
tallen: Aluminium, Barium, Wismut, Calcium, Cadmium,metals: aluminum, barium, bismuth, calcium, cadmium,
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Kalium, Lithium, Magnesium, Natrium, Blei, Antimon,Potassium, lithium, magnesium, sodium, lead, antimony,
Zink, Zinn oder Strontium.Zinc, tin or strontium.
Beispiele sind 3Dialkylzinnmeroapti.de und Dialkylzinncarboxylate. Examples are 3 dialkyltin meroapti.de and dialkyltin carboxylates.
3) Organische Verbindungen jeder Art, die den3) Organic compounds of any kind that cause the
Abbau von PVC verhindern.Prevent PVC from degrading.
Darunter sind oc-Phenyl-indol und Ester von Aminocrοtonsäure. These include oc-phenyl-indole and aminocrothonic acid esters.
Alle diese Verbindungen können allein oder als Mischungen untereinander verwendet werden, als Feststoffe oder als lösungen in einem geeigneten Lösungsmittel, das nicht notwendig ein· Stabilisator sein muß. Kombinationen die verwendet werden können, sind Calcium- und Zink-carboxylate oder ein Barium-phenat mit dem Cadmium-salz einer verzweigten Fettsäure oder Barium-, Cadmium- und Zinkcarboxylaten.All of these compounds can be used alone or as mixtures with one another, as solids or as solutions in a suitable solvent, which does not necessarily have to be a stabilizer. Combinations that can be used are calcium and zinc carboxylates or a barium phenate with the Cadmium salt of a branched fatty acid or barium, cadmium and zinc carboxylates.
Mit obigen Stabilisatoren können Stoffe verwendet
werden, die die Wirksamkeit der Stabilisatoren erhöhen, die aber selbst allein keine Stabilisatoren
für PVC sind. Diese sind Co-Stabilisatoren, nämlich
z.B.:
a) Epoxidierte Öle und Ester, wie epoxidiertesWith the above stabilizers, substances can be used which increase the effectiveness of the stabilizers, but which are not themselves stabilizers for PVC. These are co-stabilizers, viz
eg:
a) Epoxidized oils and esters, such as epoxidized
Sojabohnenöl oder epoxidiertes Octyl-oleat.Soybean oil or epoxidized octyl oleate.
50 98 3 0/086 550 98 3 0/086 5
b) Ester der phosphorigen Säure, wie Trialkyl-, Triaryl- oder Alkyl-Aryl-ester, z.B. Triphenylphosphit, Tris-(nonyl-phenyl)-phosph.it und Dipheny1-isodecylphosphit.b) esters of phosphorous acid, such as trialkyl, triaryl or alkyl aryl esters, e.g. triphenyl phosphite, Tris (nonyl phenyl) phosphite and diphenyl isodecyl phosphite.
c) Aliphatische hydrophile Verbindungen, wie Pentaery-thritol, Neopentyl-glycol, Sorbitol oder Halbester von Glycerol.c) Aliphatic hydrophilic compounds, such as Pentaery-thritol, neopentyl-glycol, sorbitol or half-esters of glycerol.
d) Phenolische Verbindungen, wie 2:6-Di-tertbutyl-4-methylphenol oder 2,2-Bis-(4'-hydroxyphenyl) -propan.d) Phenolic compounds such as 2: 6-di-tert-butyl-4-methylphenol or 2,2-bis (4'-hydroxyphenyl) propane.
Diese Co-Stabilisatoren können allein oder zusammen mit den Haupt-Stabilisatoren in beliebigem Verhältnis und Kombinationen verwendet v/erden. Sie können in ihrem natürlichen Zustand, allein oder als Mischung von Stabilisatoren verwendet werden, auch als Lösung, allein oder mit den Stabilisatoren, wobei geeignete Lösungsmittel verwendet werden, die selbst nicht notwendig PVC-Stabilisatoren sind.These co-stabilizers can be used alone or together with the main stabilizers in any ratio and combinations used. They can be in their natural state, alone, or as a mixture of stabilizers can be used, also as a solution, alone or with the stabilizers, using suitable solvents which themselves are not necessarily PVC stabilizers can be used.
Sie können auch in Mischung mit Gleitmitteln verwendet v/erden, wie Polyäthylen-Wachse, Ester-Wachse, Stearinsäure, Calcium-stearate, Blei-stearate, Füllstoffe, wie Calcium-carbonat-Mehl oder gefällte Tonerde.They can also be used in a mixture with lubricants, such as polyethylene waxes, ester waxes, Stearic acid, calcium stearate, lead stearate, fillers, like calcium carbonate flour or precipitated clay.
509830/0865509830/0865
Sie können, auuh mit Stoffen verwendeüThey can also be used with fabrics
werden, die UV-Licht absorbieren und das PVC stabiler gegenüber Licht machen, z.B. Benzophenone oder Benzotriazole. absorb UV light and make PVC more stable to light, e.g. benzophenones or benzotriazoles.
Sie können auch zusammen mit anderen bekannten Weichmachern verwendet werden, wie:They can also be used together with other known plasticizers, such as:
a) Flammenschutzmittel, wie Triarylphosphate, Alkyl-di-aryl-phosphate,a) flame retardants, such as triaryl phosphates, Alkyl-di-aryl-phosphates,
b) Phthalat-ester,b) phthalate esters,
c) Tief tempera tür-'Weichmacher, wie Adipat-Sebacat- und Azelat-Ester,c) Low tempera door softeners, such as adipate sebacate and azelate ester,
d) herkömmliche Polyester-Weichmacher, wie PoIy-(1:3 butylen-glycol-adipat) engabgesättigt mit einem Cß-Alkohol oder andere typische Vertreter dieser Klasse,d) conventional polyester plasticizers, such as poly (1: 3 butylene glycol adipate) closely saturated with a C ß alcohol or other typical representatives of this class,
e) Phenyl-ester von Alkan-sulphonsäuren,e) phenyl esters of alkane sulphonic acids,
f) Streckmittel, wie halogeniertes Paraffin oder aromatische Kohlenwasserstoffe.f) Extenders such as halogenated paraffin or aromatic hydrocarbons.
509830/0865509830/0865
Die folgenden Beispiele illustrieren die Erfindung.The following examples illustrate the invention.
Beispiele 1-6Examples 1-6
Ein 2-Liter 4-Hals-Rundkolben wird mit einem mit Glasmehl "behandelten Rührer, einem ο - 25o° C Kontakt-Thermometer in einer Thermometertasche und einem Stickstoffeinlaß versehen, sowie mit einer Yigreux-Säule mit Yakuum-Mantel, 15o cm lang, die oben einen Wasserabscheider mit wassergekühltem Kühler trägt. Das Anhydrid, Äthylen-glycol, Isooctyl-alkohol und £ -Caprolacton in Mengen gemäß Tabelle I wird zusammen mit Io - 15$ (Gewicht) auf die theoretische Ausbeute an Polyester Xylol und o.l$ (Gewicht) bezogen auf die theoretische Ausbeute an Polyester Dibutylzinnoxid in den Beispielen 1, 2, 3, 5 und 6 und 1.8 g Hydrochinon in Beispiel 4 in den Kolben gegeben. Zu der Reaktionsmischung gibt man 1$ (Gewicht) bezogen auf die theoretische Ausbeute an Ester Aktivkohle, um die Farbe des Produkts zu erhalten.A 2 liter 4 neck round bottom flask comes with a with glass flour "treated stirrer, an ο - 25o ° C contact thermometer in a thermometer pocket and a nitrogen inlet provided, as well as with a Yigreux column with Yakuum jacket, 15o cm long, the top a water separator with water-cooled radiator carries. The anhydride, ethylene glycol, isooctyl alcohol and ε-caprolactone in Quantities according to Table I together with Io - $ 15 (weight) based on the theoretical yield of polyester xylene and o.l $ (weight) based on the theoretical yield Polyester dibutyltin oxide in Examples 1, 2, 3, 5 and 6 and 1.8 g of hydroquinone in Example 4 were added to the flask. Add $ 1 (weight) to the reaction mixture based on the theoretical yield of ester activated carbon to preserve the color of the product.
Die Reaktanten werden dann auf etwa 2oo°C in 8 Stunden unter Rühren erhitzt und bei dieser Temperatur Io Stunden belassen. Während der Reaktion wird ein langsamer Stickstoffstrom in den Kolben geleitet. Reaktionswasser wird von dem Xylol in dem Wasserabscheider abgetrennt. Hat die Säurezahl der Reaktionsmischung die inThe reactants are then heated to about 200 ° C. in 8 hours with stirring and at that temperature Leave Io hours. A slow stream of nitrogen is introduced into the flask during the reaction. The water of reaction is separated from the xylene in the water separator. If the acid number of the reaction mixture is the same as in
509830/0865509830/0865
Tabelle I angegebenen Werte erreicht, wird das Lösungsmittel
entfernt, indem die Reaktionsmasse unter vermindertem Druck erhitzt wird. Die Mischung wird schließlich
bei 2oo C 1 Stunde bei 2o mm Hg gehalten. Das
Produkt wird in einem Druckfilter unter Stickstoff filtriert und wird als klare Flüssigkeit erhalten. Ausbeuten
und Eigenschaften dieser Polyester zeigt Tabelle I.When the values given in Table I are reached, the solvent is removed by heating the reaction mass under reduced pressure. The mixture is finally held at 20 mm Hg at 20 ° C. for 1 hour. That
Product is filtered in a pressure filter under nitrogen and is obtained as a clear liquid. Yields and properties of these polyesters are shown in Table I.
Polyester werden in ähnlicher Weise wie in den Beispielen 1-6 beschrieben, mit Dibutylzinnoxid als Katalysator hergestellt, wobei die Mengen der Reaktanten wie in Tabelle I angegeben sind. Ausbeuten und Eigenschaften dieser Polyester zeigt Tabelle I.Polyesters are described in a manner similar to Examples 1-6 with dibutyltin oxide prepared as a catalyst, the amounts of the reactants being as given in Table I. Exploit and properties of these polyesters are shown in Table I.
50983 0/086 550983 0/086 5
TABEUeITABULOY
cncn ο , coο, co
u>u> O 'O '
O 00 O)O 00 O) cncn
3333
G)G)
Anhydrid
296133.3]Phthalic
anhydride
296133.3]
Anhydrid
296[25.9]Phthalr
anhydride
296 [25.9]
KOH/gmg
KOH / g
^xJJ.
rag
KOH/goxyl
^ xJJ.
rag
KOH / g
Centi-
stokes
25°Ccositafc
Centi-
stokes
25 ° C
Anhydrid .■
296[18.4]Phthalic
Anhydride. ■
296 [18.4]
[17.7]65.5
[17.7]
[10.1]69.I
[10.1]
21.01
21.0
Phthai-
AnhydridTL'ira-Ifyüro-
Phthalic
anhydride
[13.7]65.5
[13.7]
[219 wrt diol]303
[219 wrt diol]
[30.3]267
[30.3]
Anhydrid
143[21.O]Phthalic
anhydride
143 [21.O]
[9.77]65.5
[9.77]
[220 wrt diol]303
[220 wrt diol]
[50.3]622
[50.3]
Anhydrid.
296[28.5]Phthali-.
Anhydride.
296 [28.5]
[13.7]65.5
[13.7]
[220 wrt diol]303
[220 wrt diol]
[3Ο.3]267
[3Ο.3]
■2.20
■
Anhydrid
296131.6]Phthalic
anhydride
296131.6]
[14.9]44.0
[14.9]
[220 wrt diol]303
[220 wrt diol]
■1.00
■
3.0■
3.0
■A.
■
Anhydrid? ht! -al-
anhydride
[21.7]88.0
[21.7]
[100 wrt di.ol]92.3
[100 wrt di.ol]
VO OvVO Ov
KN CVIKN CVI
OJ ·—■OJ · - ■
rH COrH CO
rH CVIrH CVI
[93.5 wrt diol]I85
[93.5 wrt diol]
[30.0]217
[30.0]
[32.6]122
[32.6]
[35.7 wrt diol]83.2
[35.7 wrt diol]
[29.8]205
[29.8]
[1'11.0 wrt diol]35.7
[1 ' 1 1.0 wrt diol]
«ro«Ro cn Ocn O
coco
»cn 1»Cn 1
Die Viscositäten der Polyester in den Vergleichsbeispielen A und B sind so hoch, daß sie als Weichmacher schwierig zu handhaben sind.The viscosities of the polyesters in Comparative Examples A and B are so high that they can be used as plasticizers are difficult to use.
Beispiele 7-11Examples 7-11
Die Mischungen dieser Beispiele werden erhalten, indem man 35 Teile der Polyester der Beispiele 2, 3, 4, 5 und 6 jeweils in 65 Teile Polyvinyl-chlorid (Breon S 125/ 12), 4 Teile Weißbleipaste und 1 Teil Salcium-stearat einarbeitet. !Diese Vermischung wird in einer 2 - Walzen - Mühle bei 165 G 15 Minuten compoundiert und bei 18o C 5 Minuten preßgeformt. Die physikalischen Eigenschaften zeigt Tabelle 2.The blends of these examples are obtained by adding 35 parts of the polyesters of the examples 2, 3, 4, 5 and 6 each in 65 parts of polyvinyl chloride (Breon S 125/12), 4 parts of white lead paste and 1 part of calcium stearate are incorporated. ! This mixing is done in compounded in a 2-roll mill at 165 G for 15 minutes and compression molded at 18o C for 5 minutes. The physical properties are shown in Table 2.
VergleichsbeisOiele C und D Comparative Examples C and D
Die Mischungen dieser Beispiele werden erhalten, indem man 35 Teile des.Polyesters der Vergleichsbeispiele A und B jeweils in 65 Teile Polyvinyl-chlorid
(Breon S 125/ 12), 4 Teile Weißbleipaste und 1 Teil
Calcium-stearat einarbeitet. Die Vermischung wird in einer
2 - Walzen - Mühle bei 165° C 15 Minuten compoundiert
und bei 18o C 5 Minuten preßgeformt. Die physikalischen Eigenschaften zeigt Tabelle 2.The mixtures of these examples are obtained by mixing 35 parts of the polyester of comparative examples A and B in 65 parts of polyvinyl chloride
(Breon S 125/12), 4 parts of lead paste and 1 part
Calcium stearate is incorporated. The mixture is compounded in a 2-roll mill at 165 ° C. for 15 minutes
and compression molded at 18o C for 5 minutes. The physical properties are shown in Table 2.
Die physikalischen Eigenschaften der MischungenThe physical properties of the mixtures
509830/08 65509830/08 65
der Beispiele 7-11 und der Vergleiohsbeispiele G und D werden gemäß folgenden Methoden bestimmt:of Examples 7-11 and Comparative Examples G and D are determined according to the following methods:
a) International Rubber Hardness Degrees (IRHD) gemäß BS 9o3 Teil A 7 bei 23° C-a) International Rubber Hardness Degrees (IRHD) according to BS 9o3 Part A 7 at 23 ° C
b) Extraktionsbeständigkeit. $ Gewichtsverlust dünner Bahnen ( 7.6 cm χ 7.6 cm χ ο.οΐδ cm), die unter folgenden Bedingungen eingetaucht werden:b) Extraction resistance. $ Weight loss of thin strips (7.6 cm χ 7.6 cm χ ο.οΐδ cm), which are immersed under the following conditions:
Benzin: 75$ Iso-octan, 25$ Toluol, 1 StundeGasoline: $ 75 iso-octane, $ 25 toluene, 1 hour
bei 23° Cat 23 ° C
Seife: Vfo (Gewicht/Volumen) Lösung von Luxflocken in destilliertem V/asser, 24 StundenSoap: Vfo (weight / volume) solution of lux flakes in distilled water, 24 hours
bei 6o° C.at 6o ° C.
Nach Extraktion der Proben wird eine Stunde bei 82.5° C getrocknet, bevor erneut gewogen wird.After extracting the samples, one hour is at 82.5 ° C before being weighed again.
c) llüchtigkeitsverlust: $ Gewichtsverlust einer 8 cm χ 1 cm χ 0.125 cm Probe in 48 Stunden bei 82.5° C in einem CIBA-GEIGY Luftofen.c) Loss of fitness: $ weight loss one 8 cm 1 cm χ 0.125 cm sample in 48 hours at 82.5 ° C in a CIBA-GEIGY air oven.
d) Cold Plex (Clash & Berg): gemäß BS 2782 Methode Io4 B.d) Cold Plex (Clash & Berg): according to BS 2782 Method Io4 B.
e) Klarpunkt: Temperatur bei der einige Teilchen PVC in einem Überschuß an Weichmacher erhitzt werden und bei loofacher Vergrößerung im Mikroskop nicht langer erkennbar sind. Der Test zeigt die relative Verarbeitungsfähigkeite) Clear point: temperature at which some PVC particles are heated in an excess of plasticizer and are no longer visible at 10x magnification in the microscope. Of the Test shows relative workability
50983 0/086550983 0/0865
von Formulierungen mit verschiedener. We j choiaciiHrn. Allgemein: je tiefer der Klarpunkt, umso leichter ist die Verarbeitung der Formulierung.of formulations with different. We j choiaciiHrn. In general: the lower the clear point, the easier it is to process the formulation.
r-lCO
rl
(0C, ;Clear ρ
( 0 C,;
r-l O
rl
<Ö CO Nc *! Q)
<Ö CO
•Ηϋ
• Η
r-lrl
rl
- 20 -509830/086 - 20 - 509830/086
IiIi
. Die erfindungsgemäßen Polyester zeigen in den Mischungen der Beispiele 7 - 11 givte Eigenschaften als PVC - Weichmacher "bei annehmbarer Wirksamkeit, guter Extraktionsstabilität und niedrigem Flüchtigkeitsverlust. Im Gegensatz dazu zeigen die Polyester in den Mischungen der Vergleichsbeispiele C und D geringe Wirksamkeit als Weichmacher gemäß IHHD von 99.5 und 99.7. Diese Polyester sind nicht Gegenstand der Erfindung, da das Verhältnis ^ weniger als o.93 ist und in das GB Patent 859,642 fällt.. In the mixtures of Examples 7-11, the polyesters according to the invention show properties as PVC plasticizer "with acceptable effectiveness, good extraction stability and low volatility loss. In contrast, the polyesters in the blends of Comparative Examples C and D show little effectiveness as Plasticizers according to IHHD of 99.5 and 99.7. These polyesters are not the subject of the invention, as the ratio ^ is less than o.93 and falls within GB Patent 859,642.
Zudem hat der Polyester gemäß Vergleichsbeispiel D ein Molekulargewicht, das in den bevorzugten Bereich gemäß GB Patent 859,642 fällt und ist besonders wenig wirksam, da es nicht möglich war, dünne Bahnen ausreichender Flexibilität herzustellen, an denen die Extraktion, $ Flüchtigkeitsverlust und Clash & Berg getestet werden kann.In addition, the polyester according to Comparative Example D has a molecular weight which is in the preferred range according to GB patent 859,642 and is particularly ineffective as it has not been possible to make thin webs sufficiently Establish flexibility where extraction, volatility, and Clash & Berg are tested can.
VergleichsbeisOiel g Ξ, F und G Comparative example g Ξ, F and G
Die Klarpunkte des Polyesters von Beisx)iel 3 und von Polyestern, die im Handel unter dem Namen Plastolein 95o6 (TTnilever-Emery), Arbeflex 538 (Robinson Bros.) und Palamol 644 (BASF) erhältlich sind, werden bestimmt, siehe Tabelle 3.The clear points of the polyester from Beisx) iel 3 and of polyesters that are commercially available under the name Plastolein 95o6 (TTnilever-Emery), Arbeflex 538 (Robinson Bros.) and Palamol 644 (BASF) are determined, see Table 3.
509830/0865509830/0865
F
GE.
F.
G
Plastolein 9506
Arbeflex 538
Palamol 644Example 3
Plastolein 9506
Arbeflex 538
Palamol 644
144
159
155126
144
159
155
Der große Unterschied der Klarpunkte der
Weichmacher gemäß Tabelle 3 zeigt die überlegenen Verarbeitungseigenschaften
des erfindungsgemäßen Produkts. Der ungewöhnlich niedrige Wert von Beispiel 3 bedeutet,
daß mit diesem "»weichmacher PVC bei tieferer Temperatur und schneller compoundiert werden kann als mit herkömmlich
verwendeten, migrationsfesten V/eichmachern.The big difference in the clear points of the
Plasticizer according to Table 3 shows the superior processing properties of the product according to the invention. The unusually low value of Example 3 means that this plasticizer can be used to compound PVC at a lower temperature and faster than with conventionally used, migration-resistant calibration agents.
509830/0865509830/0865
Claims (1)
von einem Lacton mit 6 Ring-C-Atomen abgeleitet ist.10. A compound according to claims 1-9, wherein. L.
is derived from a lactone with 6 ring carbon atoms.
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