JP3199744B2 - マレイン酸イミド−α−オレフィン−共重合体および有機材料用の光安定剤および安定剤としての使用 - Google Patents
マレイン酸イミド−α−オレフィン−共重合体および有機材料用の光安定剤および安定剤としての使用Info
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Description
−共重合物、その製造方法、その有機材料、殊にはプラ
スチックおよび塗料用の光安定剤および安定剤としての
使用、ならびにこの共重合体を用いて安定化された有機
材料に関する。
急速に、なかでも光の作用により分解することで知られ
ている。この分解は、通常、材料の黄変、変色、亀裂発
生または脆化として現れる。従って、光安定剤および安
定剤を用いて、光、酸素および熱による有機材料の分解
に対して充分な保護が達成される。
5号明細書(1)は、置換されていてもよいエチレン単
位0〜90モル%および67〜95%が4−アミン−2,2,6,6
−テトラメチルピペリジンによりイミド化されている無
水マレイン酸単位10〜100モル%から成るカチオン性無
水マレイン酸重合体に関するものである。この重合体
は、光−および熱分解に対するプラスチックの安定化に
適する。置換されているエチレン単位としては、なかで
もC1〜C20−アルキル基を有するものを用いることがで
き、すなわち相応するモノマー成分としては、C3〜C22
−α−オレフィンが該当する。記載されている共重合体
は、無水マレイン酸単位およびエチレン単位を有利には
1:1の比率で含み、また有利には分子量1000〜2000000を
有する。
−ポリアルキルピペリジニル置換マレイン酸イミド、例
えばN−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニ
ル)マレイン酸イミド、およびC3〜C20−α−オレフィ
ンから成る共重合体に関するものである。この共重合体
は、プラスチックの光安定剤として適する。α−オレフ
ィンとしては、例えば1−ドデセンおよび1−オクタデ
センが挙げられている。記載されている共重合体は、数
平均分子量1000〜50000、有利には1000〜5000を有す
る。
明細書(3)は、ポリアルキルピペリジンを含むマレイ
ン酸誘導体、例えばN−(2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジニル)マレイン酸イミドを第一の成分とし、
置換されていてもよいエチレン単位、例えばC3〜C20−
α−オレフィンを第二の成分とし、マレイン酸、無水マ
レイン酸、マレイン酸アミドまたはマレイン酸イミドを
第三の成分とし、その際、第三の成分の化合物はさらに
O−またはN−アルキル−、アラルキル−または−フェ
ニルで置換されていでもよいものから成る三元−、多元
−またはグラフト共重合体を用いる光および酸化に対す
るポリマー安定化のための方法に関するものである。記
載されている重合体は、相対分子質量800〜150000、有
利には800〜12000を有する。
スチックとの低い相容性、保護作用の短い有効期間、物
質の固有色、揮発性の傾向、および高温で混和する場合
の安定剤の熱分解性がなお不十分である。
い保護作用をそれ自体で有する光安定剤ならびに安定剤
を提供することであった。
〜C6−アルカノイル、C1〜C12−アルコキシ、C5〜C6−
シクロアルコキシ、シアノメチル、2−ヒドロキシエチ
ル、ベンジルまたは式:−CR4=CH−CO−OR5の基を表
し、その際 R4は水素、C1〜C6−アルキルまたは式:−CO−OR5を表
し、かつ R5はC1〜C18−アルキル、C5〜C8−シクロアルキル、C7
〜C18−アラルキル、フェニルまたはトルイルを表す)
のテトラメチルピペリジニル基であり、その際 R1は、IIに対して8モル%以下の量で、水素、C1〜C22
−アルキルまたはC5〜C8−シクロアルキルを表してもよ
く、かつ R2は、C14〜C28−アルキル基から成る混合物を表し、そ
の際炭素原子2個を越えて異なっていてはならないこれ
らのアルキル基2個がそれぞれこの混合物の少なくとも
30%を構成している] の構成単位から構成されており、平均分子量1000〜5000
0を有するマレイン酸イミド−α−オレフィン−共重合
体が見出された。
0を有するマレイン酸イミド−α−オレフィン−共重合
体である。分子量の記載は、数平均による平均分子量で
ある。
アルキル基、殊にはC18〜C22−アルキル基の混合物を表
し、従って共重合体は、C16〜C30−α−オレフィン、有
利にはC18〜C26−α−オレフィン、殊にはC20〜C24−α
−オレフィンを構成単位とする。R2は、有利には線状ア
ルキル基である。
べての共重合体分子の総数の統計的平均において、炭素
原子2個を越えて異なっていてはならない2個の特定の
アルキル基が、この混合物のそれぞれ少なくとも30%、
有利にはそれぞれ少なくとも40%であると理解される。
殊には、3種の特定のアルキル基、例えばオクタデシ
ル、エイコシルおよびドコシル基の混合物であって、そ
の際炭素原子2個分異なるこれらの2個の基が40%以
上、第三の基は混合物の3〜18%を構成する。これによ
り、約18個未満または22個を越える炭素原子を有する別
のアルキル基は、少量、通常は混合物中で2%以下しか
存在できない。
し)およびC1〜C22−アルキル基(R1に対し)と記載し
たアルキル基としては、分枝状および殊には直鎖状のも
のが該当し、すなわち、なかでもメチル、エチル、n−
プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、イソ−プチ
ル、sec−ブチル、t−ブチル、n−アミル、イソ−ア
ミル、sec−アミル、t−アミル、ネオペンチル、n−
ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘ
キシル、n−ノニル、イソ−ノニル、n−デシル、n−
ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、イソ−ト
リデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−
ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、
n−ノナデシル、n−エイコシルおよびn−ドコシルで
ある。
としては、なかでもアセチルであり、その他にもプロピ
オニル、ブチリル、イソ−ブチリル、ペンタノイルおよ
びヘキサノイルが該当する。
基としては、なかでもC6〜C8−アルコキシ基、例えばn
−ヘキソキシ、イソ−ヘキソキシ、n−オクトキシ、2
−エチルヘキソキシおよびイソ−オクトキシであり、そ
の他にもメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソ−
プロポキシ、n−ブトキシ、イソ−ブトキシ、sec−ブ
トキシ、t−ブトキシ、n−ペントキシ、n−ノノキ
シ、n−デコキシ、n−ウンデコキシおよびn−ドデコ
キシが該当する。
かでもシクロペントキシおよびシクロヘキソキシであ
る。
は、なかでもシクロペンチルおよびシクロヘキシルであ
り、その他にもシプロヘプチル、シクロオクチル、メチ
ルシクロペンチル、ジメチルシクロペンチル、メチルシ
クロヘキシル、エチルシクロヘキシルおよびジメチルシ
クロヘキシルが該当する。
ナフチルメチル、ジフェニルメチルまたはメチルベンジ
ル、殊にはC7〜C18−フェニルアルキル、例えば1−フ
ェニルエチル、2−フェニルエチル、1−フェニルプロ
ピル、2−フェニルプロピル、3−フェニルプロピル、
2−フェニルプロポ−2−イル、4−フェニルブチル、
2,2−ジメチル−2−フェニルエチル、5−フェニルア
ミル、10−フェニルデシル、12−フェニルドデシルまた
はなかでもベンジルが該当する。
もp−トルイルが該当する。
水素、C1〜C6−アルキル、殊にはメチル、または式−CH
=CH−CO−OR6(式中、R6はC1〜C6−アルキル、殊には
メチルまたはエチルを表す)を表す]が有利である。
アルキルまたはC5〜C8−シクロアルキルのIIに対して8
モル%以下、殊には5モル%以下の存在は、存在するす
べての構造単位Iを有する共重合分子の総数の統計的平
均において、テトラメチルピペリジニル基IIおよび他の
置換基R1から成るこの混合物が存在していてもよいと解
される。テトラメチルピペリジニル置換の種々の基R1の
少量の組み込みは、本発明によるマレイン酸イミド−α
−オレフィン−共重合体の性質に僅かの変化を与えるに
過ぎない。
ィン−共重合体を、一般式IV: の4−アミノ−テトラメチルピペリジンおよび所望の場
合には、IVに対して8モル%まで、殊には5モル%まで
アンモニア、C1〜C22−アルキルアミンまたはC5〜C8−
シクロアルキルアミンと、有機溶剤中で100〜220℃で反
応させることを特徴とする本発明によるマレイン酸イミ
ド−α−オレフィン−共重合体の製造方法である。その
際、III中の無水物基対第一級アミンIVのモル比率は、
1:1またはほぼ1:1が有利である。
トルエン、キシレンたはメジチレンおよびハロゲン−ま
たはニトロ炭化水素、例えばクロロベンゼン、ジクロロ
ベンゼンまたはニトロベンゼンが好適である。殊には、
これらの芳香族の混合物が重要である。その他にも、芳
香族を含まない炭化水素混合物も、相応する高い沸点範
囲を有するならば使用できる。
の範囲を選択するのが望ましい。反応により生成する水
は、共沸蒸留により留去すると有利である。反応は通常
常圧で実施し、通例1〜5時間後に完了する。
レイン酸−α−オレフィン−共重合体は、公知の製造方
法に従って、無水マレイン酸と相応するα−オレフィン
混合物との重合から得られ、例えばホウベン−バイル
(Houben−Weyl,Methoden der Organischen Chemie、第
E20/2巻、1237−1248頁(1987))に準拠する。
α−オレフィン−共重合体も、出発物質として使用する
構造単位IIIを有する無水マレイン酸−α−オレフィン
−共重合体も、あらゆる場合に、マレイン酸誘導体およ
びオレフィンから交互に構成された1:1共重合体であ
る。
重合体は、有機材料を光、酸素および熱の作用に対して
安定化するために特に適している。安定化すべき有機材
料に、有機材料に対して0.01〜5重量%、有利には0.02
〜1重量%の濃度で、その製造の前、途中またはその後
に添加される。
およびローション、医薬形状物、例えば錠剤および座
薬、写真記録材料、例えば写真用乳剤またはプラスチッ
クおよび塗料の中間製品、殊にはプラスチックおよび塗
料自体が考えられる。
共重合体を含有する、光、酸素および熱の作用に対して
安定化された有機材料、殊にはプラスチックおよび塗料
である。
させるためには、安定剤または他の添加剤をポリマー中
に混和させるためのすべての公知の装置および方法が使
用できる。
は、さらに他の添加剤、例えば酸化防止剤、光安定剤、
金属失活剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料および充填剤を
含んでいてもよい。
および光安定剤は、例えば立体障害フェノールを基とし
て化合物または硫黄またはリンを含む補助安定剤であ
る。
2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オ
クタデシル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロ
キシフェニル)−プロピオナート、1,1,3−トリス−
(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチル−フェ
ニル)−ブタン、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、1,3,5−トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌラート、1,3,5−
トリス−[β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキ
シフェニル)−プロピオニル−エチル]−イソシアヌラ
ート、1,3,5−トリスー(2,6−ジメチル−3−ヒドロキ
シ−4−t−ブチルベンジル)−イソシアヌラートおよ
びペンタエリトリット−テトラキス−[β−(3,5−ジ
−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオナ
ート]が挙げられる。
ニルフェニル)−ホスフィット、ジステアリルペンタエ
リトリットジホスフィット、トリス−(2,4−ジ−t−
ブチル−フェニル)−ホスフィット、トリス−(2−t
−ブチル−4−メチルフェニル)−ホスフィット、ビス
−(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−ペンタエリトリ
ットジホスフィットおよびテトラキス−(2,4−ジ−t
−ブチルフェニル)−4,4′−ビスフェニレンジホスフ
ィットが該当する。
ルチオジプロピオナート、ジミリスチルチオジプロピオ
ナート、ジステアリルチオジプロピオナート、ペンタエ
リトリットテトラキス−(β−ラウリルチオプロピオナ
ート)およびペンタエリトリットテトラキス−(β−ヘ
キシルチオプロピオナート)が挙げられる。
化防止剤および光安定剤は、例えば2−(2′−ヒドロ
キシフェニル)−ベンズトリアゾール、2−ヒドロキシ
ベンゾフェノン、ヒドロキシ安息香酸のアリールエステ
ル、α−シアノケイ皮酸誘導体、ベンツイミダゾールカ
ルボン酸アニリド、ニッケル化合物またはシュウ酸ジア
ニリドである。
クとしては、例えば下記である。
および高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、線状ポリ
ブテン−1、ポリイソプレン、ポリブタジエンならびに
モノ−またはジオレフィンの共重合体または上記のポリ
マーの混合物。
共重合体、例えばエチレン−アルキルアクリラート−コ
ポリマー、エチレン−アルキルメタクリラート−コポリ
マー、エチレン−酢酸ビニル−コポリマーまたはエチレ
ン−アクリル酸−コポリマー。
レンとジエンおよび/またはアクリル誘導体とのコポリ
マー、例えばスチレン−ブタジエン、スチレン−アクリ
ロニトリル(SAN)、スチレン−エチルメタクリラー
ト、スチレン−ブタジエン−エチルアクリラート、スチ
レン−アクリロニトリル−メタクリラート、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン(ABS)またはメチルメ
タクリラート−ブタジエン−スチレン(MBS)。
ポリ(フッ化ビニル)、ポリ(フッ化ビニデン)ならび
にこれらのコポリマー。
リマー、例えばポリアクリラート、ポリメタクリラー
ト、ポリアクリルアミドおよびポリアクリロニトリル。
リル誘導体またはアセタールから誘導されたポリマー、
例えばポリ(ビニルアルコール)ぽよびポリ(酢酸ビニ
ル)。
ル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホンおよびポリエーテルケトン。
工業用塗装を安定化できる。中でも、焼き付け塗装であ
って、その中には車両塗装、有利には二層塗装に特に卓
越している。他の応用分野は、例えば建物、その他の建
築物または工業装置の外面塗装のための塗料である。
に添加できる。その際塗料系へのその優れた溶解性が特
に有利である。
−およびSANポリマー、殊にはこれらから成る成形品お
よび塗料上塗りの安定化に使用すると有利である。
レン、ならびにポリプロピレンおよびポリアミド、例え
ばこれから成る繊維の安定化である。
による表面対体積の商が大きい対象物、ことにはシー
ト、テープおよび繊維の安定化に好適である。
れた相容性および通常の塗料系中への優れた溶解性およ
び優れた相容性により卓越している。これは通常、全く
または殆ど固有色がなく、通常のプラスチックおよび塗
料の加工温度では安定で揮発性がなく、なかでもこれで
処理した材料の保護期間が長い。
する本発明によるマレイン酸イミド−α−オレフィン−
共重合体(実施例参照)が、R2としてC16−アルキル基
を有する(2)から公知の同様のマレイン酸イミド−α
−オレフィン−共重合体(比較例A参照)に対して、作
用において明らかな利点を有するという意想外な結果
は、ポリプロピレン−射出成形部品における両方の共重
合の詳細な比較によって明白である。
0ml中の無水マレイン酸および次の組成: オクタデク−1−エン 1 重量% エイコス−1−エン 49 重量% ドコス−1−エン 42 重量% テトラコス−1−エン 8 重量% ヘキサコス−1−エン <0.1重量% のα−オレフィン混合物から成る交互1:1共重合体203g
の溶液に、20分間以内に還流しながら4−アミノ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン117gを滴下した。その
後、さらに180分間同じ温度で沸騰するまで加熱した。
水分離器で水が分離されなくなった後に、溶剤を真空中
で留去した。凝固した溶融物を粉砕すると、N−(2,2,
6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−マレイン酸
イミド−C20〜C24−α−オレフィン−共重合体250gが、
融点104〜111℃の淡黄色粉末の形で得られた。
タデク−1−エン−共重合体から、融点60〜69℃のN−
(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−マレ
イン酸イミド−オクタデク−1−エン−共重合体が製造
された。
ボレン(Novolen(R)1100)のタイプのポリプロピレン中
に、材料温度240℃で一回押出によりポリマー中に溶解
させ、生成した顆粒を厚さ2mmの試験体に240℃で射出成
形した。
の促進耐候試験装置中で耐光性および耐候性を試験し
た。ポリマーの光酸化分解の尺度は、暴露時間に対する
試験体の表面特性の関連性である。従って、最初の亀裂
発生までの時間を測定した。
では、すでに2500時間で亀裂が発生し、一方、実施例か
らの本発明による安定剤を含む試験体の場合には、3000
時間で始めて亀裂が発生した。
Claims (4)
- 【請求項1】式I: [式中、R1は、式II: (式中、R3は、水素、C1〜C6−アルキル、ホルミル、C2
〜C6−アルカノイル、C1〜C12−アルコキシ、C5〜C6−
シクロアルコキシ、シアノメチル、2−ヒドロキシエチ
ル、ベンジルまたは式:−CR4=CH−CO−OR5の基を表
し、その際 R4は水素、C1〜C6−アルキルまたは式:−CO−OR5を表
し、かつ R5はC1〜C18−アルキル、C5〜C8−シクロアルキル、C7
〜C18−アラルキル、フェニルまたはトルイルを表す)
のテトラメチルピペリジニル基であり、その際 R1は、IIに対して8モル%以下の量で、水素、C1〜C22
−アルキルまたはC5〜C8−シクロアルキルを表してもよ
く、かつ R2は、C14〜C28−アルキル基から成る混合物を表し、そ
の際炭素原子2個を越えて異なっていてはならない2個
のこれらのアルキル基がそれぞれこの混合物の少なくと
も30%を構成している] の構成単位から構成されており、平均分子量1000〜5000
0を有するマレイン酸イミド−α−オレフィン−共重合
体。 - 【請求項2】式III: の構造単位から成る無水マレイン酸−α−オレフィン−
共重合体を、一般式IV の4−アミノ−テトラメチルピペリジンおよび所望の場
合に、IVに対して8モル%以下のアンモニア、C1〜C22
−アルキルアミンまたはC5〜C8−シクロアルキルアミン
と、有機溶剤中で100〜220℃で反応させることを特徴と
する請求項1に記載のマレイン酸イミド−α−オレフィ
ン−共重合体の製造方法。 - 【請求項3】請求項1に記載の1種以上のマレイン酸イ
ミド−α−オレフィン−共重合体を有機材料の量に対し
て0.01〜5重量%含有する、光、酸素および熱の作用に
対して安定化された有機材料。 - 【請求項4】請求項1に記載のマレイン酸イミド−α−
オレフィン−共重合体を使用することを特徴とする光、
酸素および熱の作用に対して有機材料を安定化する方
法。
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