JPH04300928A - 熱安定剤 - Google Patents

熱安定剤

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JPH04300928A
JPH04300928A JP3316211A JP31621191A JPH04300928A JP H04300928 A JPH04300928 A JP H04300928A JP 3316211 A JP3316211 A JP 3316211A JP 31621191 A JP31621191 A JP 31621191A JP H04300928 A JPH04300928 A JP H04300928A
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sulfide
polymer
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スーザン・マリー・リワク
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は安定剤組成物、安定化された重
合体添加物及びこれらの安定化された重合体添加物を含
む生産物に関する。本発明は特に、ブタジエン共重合体
、アクリル系及びメタアクリル系共重合体用安定剤組成
物並びにこれらの安定化された共重合体を含む重合体生
産物に関する。
【0002】
【発明の背景】メタアクリレート−ブタジエン−スチレ
ン(MBS)モノマーから調製されるような重合体並び
にアクリル系及びメタアクリル系“(メタ)アクリル系
”−エーテルモノマーを主体とする重合体は、耐衝撃性
の改良された生産物を提供するために、重合体マトリッ
クス(polymeric matrices)への添
加物として通常採用されている。しかしMBS重合体は
温度を上げると熱劣化及び酸化劣化を起こし勝ちである
。メタアクリル系重合体(ここではアクリル系耐衝撃性
改良剤(AIMS)と称する)はMBSよりも程度は小
さいが、また熱劣化及び酸化劣化を起こし勝ちである。 MBS及びAIMS重合体の昇温時に劣化する傾向があ
るために、アクリル系樹脂、ポリアミド及びその他のエ
ンジニヤリング樹脂の重合体マトリックス、並びに比較
的高い加工温度を要求するブレンド品への耐衝撃性付与
に対するこれら重合体の能力を低下させる。
【0003】重合体マトリックスへの添加物として用い
られるMBS及びAIMS重合体は通常、これらの重合
体を熱劣化及び酸化劣化に対して保護する安定剤で処理
される。しかしながら、これらの安定剤は重合体の耐衝
撃性を減殺し、また酸化防止剤の作用の副生物として重
合体マトリックス中に発色した不純物を発生せしめる原
因にもなり得る。
【0004】従って、MBS及びAIMSのような重合
体のための安定剤を改良し、且つこれらの改良された安
定剤を配合した重合体を用いる重合体生産物を改良する
必要がある。
【0005】
【発明の要約】本発明は安定剤組成物、安定化された重
合体添加物及びこれらの添加物を含む重合体生産物を指
向するものである。
【0006】この本発明の安定剤組成物は種々の重合体
に用いることができ、これらの重合体としては例えばM
BS、アリレート−ブタジエン−スチレン、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−ブタジエン
−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−
スチンブロック共重合体、MBS及びAIMS共重合体
AIMS重合体、例えばコア及びシェルが主として(メ
タ)アクリル重合体又は共重合体を含有しているコア−
シェル構造の重合体並びにこれに類するものがあり熱劣
化及び酸化抵抗性に驚くべき改善を示す重合物添加剤を
提供するものである。本発明の安定剤は、(1)  次
式で示されるスルフィド基: −CH2−S−CH2−R (ここにRは炭素原子1〜20個の低級アルキル又は式
−(CH2)nCOO(C1〜C20)アルキル(nは
0から2までの整数を表す)を有するアルキルアルカノ
エートであり又はRは2,4−ビス(n−オクチルチオ
ール)−6−(4′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t
−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジンを表す)
を1つ又はそれ以上有するスルフィド、(2)  次式
(I)で示される立体障害を受けたフェノール基:
【化5】 (ここにR1は分岐鎖アルキルを表す)を1つ又はそれ
以上有する立体障害を受けたフェノール、及び(3) 
 次式(II)で示される立体障害を受けたフェノール
基:
【化6】 (ここにR3は水素又は低級アルキルを表し;R4は分
岐鎖アルキルを表す)を1つ又はそれ以上を有する、立
体障害をより少なく受けたフェノールとから成る。なお
式(I)及び(II)のフェノール基を貫いている直線
(すなわち“−”)はもう1つ別の基がベンゼン核に結
合されることを示している。
【0007】好ましい安定剤組成物は(1) 次式で示
されるスルフィド基、−CH2−S−CH2−R(ここ
にRは7〜11個の炭素原子を有するアルキルを表す)
を1つ又はそれ以上有するアルキルスルフィド、(2)
 次式(III)で示される立体障害を受けたフェノー
ル、
【化7】 (ここにR1は分岐鎖アルキルを表し;R2は少なくと
も4個の炭素原子を有するアルキルを表す)、及び(3
)  次式(IV)で示される、立体障害をより少なく
受けたフェノール、
【化8】 (ここにnは1〜10までの整数を表し;R3及びR5
は水素又は低級アルキルを表し;そしてR4及びR6は
分岐鎖アルキルを表す)から成っている。
【0008】本発明の安定剤は重合体添加物を作るため
に重合体に配合することができる。これらの重合体添加
物は、物理的及び機械的特性が改良された重合体生産物
を提供するために、重合体マトリックス中用いることが
できる。重合体生産物は添加物を重合体マトリックス中
に混和し、そして次に改良された重合体生産物を提供す
るために重合体マトリックスを成型することによって製
作される。
【0009】〔発明の詳細な説明〕
【0010】本発明の安定剤は立体障害を受けた2つの
フェノールとアルキルスルフィドのと三成分系でできて
いる。この安定剤は;(1)2つの第3級分岐鎖アルキ
ル基を有する3,5−ジ−置換フェノールのような、立
体障害を受けた1つ又はそれ以上のフェノール、(2)
1つの第3級分岐鎖アルキル基、及び水素、メチル又は
低級アルキル基を有する、3,5−ジ−置換フェノール
のような、立体障害をより少なく受けた1つ又はそれ以
上のフェノール、及び(3)スルフィドから成っている
。立体障害を受けたフェノールは、安定剤の約5〜40
%、好ましくは約8〜33%からなり立体障害をより少
なく受けたフェノールは、安定剤の約10〜約70%、
好ましくは約15〜33%からなり、そしてスルフィド
は、安定剤の約15〜約80%、好ましくは約33〜7
3%からなる。
【0011】本発明における立体障害を受けたフェノー
ル類は、下記の式(I)で示される基を1つ又はそれ以
上有している:
【化9】 ここにR1は分岐鎖アルキル、特に4〜12個の炭素原
子を有する分岐鎖低級アルキル、例えばt−ブチル、2
,2−ジメチルプロピル、1−メチルプロピル、sec
−プロピル、1,2,2−トリ−メチルプロピル、2−
メチルプロピル、1,2−ジメチル−2−エチルブチル
、及びこれらに類するものである。これらのフェノール
類について例示すれば下記のようなものがある:オクタ
デシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロ
シンナメート、2,2−ビス〔〔3−〔3,5−ビス(
1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル〕
−1−オキソプロポキシ〕メチル〕−1,3−プロパン
ジイル−3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4
−ヒドロキシベンゼンプロパノエート、1,3,5−ト
リス(4′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチル
ベンゼン)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(
1H,3H,5H)トリオン、1,3,5−トリス(2
−ヒドロキシエチル)−5−トリアジン−2,4,6(
1H,3H,5H)−トリオンの3,5−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシヒドロ桂皮酸トリエステル、2,2
−ビス〔4−(2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシシンナモイルオキシ))エトキシフェニル〕プ
ロパン、ヘキサメチレンビス−(3,5−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)、チオジエチ
レンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒ
ドロシンナメート、N,N′−ヘキサメチレンビス(3
,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナム
アミド、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、及びこれらに類するもの。これらのフェノー
ル類は既知の技法、例えばKirk−Othmer, 
“Encyclopedia of Chemical
Technology”, Vol. 2, 3rd 
Ed.,page 65〜66に示されているように、
それぞれのフェノールの酸−又は金属触媒によるアルキ
ル化もしくは加熱アルキル化によって製造できよう。
【0012】本発明における立体障害をより少なく受け
たフェノール類は下記の式(II)で示される基を1つ
又はそれ以上有している:
【化10】 ここにR4は分岐鎖アルキル(R1については既に定義
された通り)であり、R3は水素又は1〜4個の炭素原
子を有する直鎖低級アルキルである。これらのフェノー
ル類について例示すれば下記のようなものがある:エチ
レンビス(オキシエチレン)ビス(3−t−ブチル−4
−ヒドロキシ−5−メチルヒドロシンナメート)、2,
2′−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェ
ノール)、オクタデシル3−メチル、5−t−ブチル−
4−ヒドロキシヒドロシンナメート、4,4′−チオビ
ス−(6−t−ブチル−o−クレゾール)。上記のフェ
ノール類は既知の技法、例えばKirk−Othmer
, “Encyclopedia of Chemic
al Technology”, Vol. 2, 3
rd Ed., page 65〜66に示されている
ように、酸−又は金属触媒によるアルキル化又は加熱ア
ルキル化によって製造できよう。
【0013】本発明におけるスルフィドは下式に示され
るスルフィド基: −CH2−S−CH2−R を1つ又はそれ以上有する有機アルキルである。ここに
Rはアルキル、例えば1〜20個、好ましくは7〜11
個の炭素原子を有する低級アルキルを表すか、又は式(
CH)nCOO(C1〜C20)アルキルで表されるア
ルキルアルカノエート好ましくは式(CH2)nCOO
(C12〜C18)アルキル(nは0から2からまでの
整数)、又は2,4−ビス(n−オクチルチオル)−6
−(4′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルア
ニリノ)−1,3,5−トリアジンである。アルキルは
1から20個の炭素原子(すなわちC1〜C20)を有
する低級アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、
ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノ
ニル、デシル、ウンデシル、ペンタデシル、アイコシル
、及びこれに類するもの;及び3から20個の炭素原子
(すなわちC3〜C20)を有する分岐鎖アルキル、例
えば、t−ブチル、2,2−ジメチルプロピル、1−メ
チルプロピル、sec−プロピル、1,2,2−トリ−
メチルプロピル、2−メチルプロピル、1,2−ジメチ
ル−2−エチルブチル、及びこれに類するものである。 スルフィドの例としては、ジラウリルチオジプロピオネ
ートに限定されることなく、他にペンタエリスリトール
テトラキス(オクチルチオプロピオネート)、ジステア
リルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピ
オネート、ペンタエリスリトールテトラキス(β−ラウ
リルチオプロピオネート)、2,4−ビス(n−オクチ
ルチオ)−6−(4′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−
t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、トリ
メチロールプロパントリス(オクチルチオプロピオネー
ト)、トリメチロールトリス(オクチルチオプロピオネ
ート)、エチレングリコールビス(ラウリルチオプロピ
オネート)、及びジドデシルモノスルフィド、並びにこ
れらに類するものがある。
【0014】この安定剤をエマルジョンとするために、
界面活性剤を安定剤に配合してもよい。本発明の安定剤
として使用に適する界面活性剤の例は、200〜350
℃以上で熱的安定性を有するものである。最も好ましく
は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが界面活性
剤として用いられる。界面活性剤の使用量は典型的には
活性剤の個々の特性に応じて安定剤エマルジョンの5な
いし25重量%である。
【0015】本発明におけるもう1つの具体例としては
、下記の式(III)で示される立体障害を受けたフェ
ノール類が含まれる:
【化11】 ここにR1は分岐鎖アルキル、特に4から12個の炭素
原子を有する分岐鎖低級アルキル、例えばt−ブチル;
2,2−ジメチル−プロピル;1−メチルプロピル;s
ec−プロピル;1,2,2−トリ−メチル−プロピル
;2−メチルプロピル、1,2−ジメチル−2−エチル
ブチル、及びこれらに類するもの、またR2は少なくと
も4個の炭素原子を有するアルキル例えばC4〜C30
のアルキルで、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル
、オクチル、ノニル、デシル、アイコシル、トリアコン
チル、及びこれらに類するものがあり、とりわけC16
〜C20のアルキルが好ましい。これらのフェノール類
を例示すればオクタデシル3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシヒドロシンナメートがある。このようなフ
ェノール類は既知の技法、例えばKirk−Othme
r, “Encyclopedia of Chemi
cal Technology”,Vol. 2, 3
rd, Ed. page 65〜66に示されている
ように、それぞれのフェノールの酸−又は金属−触媒に
よるアルキル化もしくは加熱アルキル化によって製造で
きよう。
【0016】本発明における立体障害をより少なく受け
たフェノールは下記の式(IV)で示される:
【化12
】 ここにR4及びR6は分岐鎖アルキル(R1については
記述した通り)であり、R3及びR5は水素又は1ない
し4個の炭素原子を有する低級アルキルである。これら
のフェノール類はエチレンビス(オキシエチレン)ビス
(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルヒドロ
シンナメート)に例示される。このようなフェノール類
は既知の技法、例えばKirk−Othmer, “E
ncyclopedia of Chemical T
echnology”, Vol. 2, 3rd, 
Ed. page 65〜66に示されているように、
酸−又は金属触媒によるアルキル化又は加熱アルキル化
によって製造できよう。
【0017】本発明におけるスルフィドの具体例として
次式で示されるスルフィド基を1つ又はそれ以上有する
アルキルスルフィドが好ましい。
【0018】−CH2−S−CH2−RここにRはアル
キル例えば1ないし11個の炭素原子を有する低級アル
キル、好ましくは7ないし11個の炭素原子を有する低
級アルキルであり、例えばヘプチル、オクチル、ノニル
、デシル及びウンデシル;及び3ないし11個の炭素原
子を有する分岐鎖低級アルキル、例えばt−ブチル、2
,2−ジメチルプロピル、1−メチルプロピル、sec
−プロピル、1,2,2−トリメチルプロピル、2−メ
チルプロピル、1,2−ジメチル−2−エチルブチル、
及びこれらに類するものがある。スルフィドの一例には
ペンタエリスリトールテトラキス(β−ラウリルチオプ
ロピオネート)がある。
【0019】この安定剤のエマルジョンを提供するため
に、界面活性剤を安定剤に配合してもよい。本発明の安
定剤との使用に適する活性剤の例は、200〜350℃
以上で熱的に安定な活性剤である。ドデシルベンゼンス
ルホン酸ナトリウムは界面活性剤として最も好ましく用
いられる。活性剤の典型的な添加量は、活性剤の特性に
もよるが、安定剤エマルジョンに対して5ないし25重
量%である。
【0020】本文において用いられる用語“重合体添加
物”は他の重合体組成物への添加物として有用である重
合体組成物を意味する。本発明における重合体添加物は
、種々な方法、例えば前記の式(I)又は(III)で
示される立体障害を受けたフェノール(類);前記の式
(II)又は(IV)で示される立体障害をより少なく
受けたフェノール(類)及びスルフィドからなる安定剤
混合物を形成し、そして安定化された重合体添加物を提
供するためこの安定剤混合物を重合体に加えることによ
って調製される。
【0021】重合体添加物を提供するために種々の重合
体が、本発明の安定剤と共に処理することができる。例
えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン重合体
、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、
スチレン−イソプレン−スチレン重合体、アクリレート
重合体、メタクリレート重合体、アクリレートとスチレ
ンの重合体、メタクリレートとスチレンの重合体、アク
リレートとスチレンの誘導体、メタクリレート又はマレ
エート又はフマレート又はマレエートとフマレートとス
チレンの誘導体、アクリレートとのオレフィン共重合体
、メタアクリレート又は無水物基を次いで機能化したマ
レイン酸無水物とオレフィンとの共重合体、その他これ
らに類するものは、重合体添加物を提供するために、本
発明の安定剤と共に処理することができる。殊にMBS
及びAIMS重合体は重合体添加物を提供するため、本
発明の安定剤と共に処理することができる。これらのM
BS及びAIMS重合体添加物は、アクリル樹脂やナイ
ロンのような重合体マトリックスに、驚く程改良された
物理的及び機械的特性を付与することが判った。
【0022】AIMS重合体(アクリル樹脂耐衝撃性改
質剤)は(メタ)アクリル重合体を意味する。MBS重
合体はメタクリレート/ブタジエン/スチレン重合体、
特にコア/シエル構造をもつものを意味する。本発明に
おいてMBSはまたブタジエン/アルキルアクリレート
/アルキルメタクリレート、ブタジエン/アルキルアク
リレート/アルキルメタクリレート/スチレン、スチレ
ン/共重合された酸、及びこれに類するものを意味する
。このような重合体の例としてはブタジエン/ブチルア
クリレート//メチルメタクリレート、ブタジエン/ブ
チルアクリレート/スチレン//スチレン//メチルメ
タクリレート、ブタジエン/エチルアクリレート//メ
チルメタクリレート/メタクリル酸、及びこれらに類す
るものがあげうる。
【0023】アクリル樹脂及びナイロンのような重合体
マトリックス中の重合体添加物として有用なMBS及び
AIMS重合体のタイプはコア/シエル型のものである
。コア/シエル型MBS重合体は、ブタジエンを少なく
とも50重量%含有する重合体のゴム状コアと、スチレ
ン性重合体、スチレン/メタクリレート重合体、又はア
ルキルメタクリレート重合体のいずれかからなる第2階
層のシエルと、そして場合によってはスチレン系重合体
、スチレン/メタクリレート重合体、又はアルキルメタ
クリレート重合体のいずれかからなる、第3階層のシエ
ルとを有しているが、第2及び第3階層のシエルの組成
は同一ではないというのが必要条件である。第2及び第
3階層のシエルは橋かけ結合していてもよい。コア/シ
エル型のAIMS重合体は、アルキルアクリレート、又
はメタクリレート重合体又は共重合体を少なくとも50
重量%含有する重合体のゴム状コア(core)と、(
メタ)アクリル系及び他のビニルモノマーよりなる重合
体又は共重合体の1つ又はそれ以上の階層(stage
s)のシエル(Shells)又は層(lagers)
とを有している。コアと外側のシエルとは橋かけ結合及
びグラフト結合されていてもよい。
【0024】ナイロンとして包括的に知られているアミ
ド重合体、例えばポリカプロラクタム及びポリ(ヘキサ
メチレンアジパミド)、及びこれに類するものの場合に
は、耐衝撃強度は、耐衝撃特性改質剤上の酸又は、酸無
水物官能基とポリアミド上の利用可能なアミノ基とを反
応させることによって改良できる。このような官能基を
有する改質剤には、米国特許3,668,274号に教
示されているように、アクリルゴム//メチルメタクリ
レート共重合−不飽和酸、コア−シエル構造の重合体が
ある。好適なのはエマルジョン中で調製されるコア−シ
エル構造の改質剤であり、例えばブタジエン//スチレ
ン/アクリロニトリル(ABS)及びブタジエン−スチ
レン//スチレン//メチルメタアクリレート(MBS
)、並びにブチルアクリレート//メチルメタクリレー
トがあり、そしてそれらの改質剤は反応性の酸性官能基
を有している。また有用なものとしては、アクリル系の
耐衝撃性改質剤の重合体であって、1)アルキルアクリ
レートのゴム状コア及びスチレン系重合体、スチレン−
(メタ)アクリレート共重合体又はアルキルメタアクリ
レート重合体のいずれかより成る1つ又はそれ以上のシ
エルを有するもの、又は2)アルキルメタクリレートの
非弾力性の固い第一階層及びスチレン系重合体、スチレ
ン−(メタ)アクリレート共重合体又はアルキル(メタ
)アクリレート重合体及び共重合体のいずれかより成る
1つ又はそれ以上のシエルを有するものである。これら
重合体及び共重合体の中は米国特許3,808,180
号及び同3,985,704号に例示されている。本発
明の好ましい具体例は、ナイロンの耐衝撃性を向上せし
めるために、このような添加物重合体を使用することで
ある。すなわち、例えば上述の酸官能性のコア−シエル
構造重合体を用いて行う、ポリカプロラクタム及びポリ
(ヘキサメチレンアジパミド)の耐衝撃性の改良に特に
有用であるが但しこれに限定されない。
【0025】衝撃特性改質剤は、欧州特許(EPA)8
7307578.2に記述されているような別の重合体
成分を含有することができ、これはアルキル基中1ない
し8個の炭素原子を有するアルキルアクリレート又はア
ルキルメタアクリレート約50から約95部と、共重合
可能な不飽和カルボン酸約5から50部とからなる共重
合体である。また、この改質剤はさらに共重合体したカ
ルボン酸を僅かしか又は全く有しないメチルメタクリレ
ートを主体として成る重合体を含有することもできる。 重合体添加物は、例えばアクリレート、メタアクリレー
ト、アクリレート含有スチレン、メタクリレート含有ス
チレン、アクリレート含有スチレン誘導体、メタクリレ
ート、マレエート、又はフマレートもしくはマレエート
とフマレートとを含有するスチレン誘導体、オレフィン
とアクリレートとの共重合体、オレフィンとメタクリレ
ート又は無水マレイン酸との共重合体のような重合体の
1つ又はそれ以上に安定剤を配合し、次いで酸無水物基
の官能性化によって調製される。
【0026】安定剤の全量はMBS又はAIMS重合体
の約1.0から約3.0重量%まで変化し得る。2重量
%の安定剤添加に対しては、オクタデシル3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート(以後
“P1”と呼称する)は約0.1から約0.8重量%ま
で変動でき、エチレンビス(オキシエチレン)ビス(3
−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルヒドロシン
ナメート)(以後“P2”と呼称する)は約0.2から
約1.4重量%まで変動でき、そしてペンエリスリトー
ルテトラキス(β−ラウリルチオ−プロピオネート)(
以後“S”と呼称する)は約0.3から1.6重量%ま
で変動し得る。但しこれらの%はすべてMBS又はAI
MS重合体の重量をベースとしている(表3参照)。
【0027】本発明の安定剤で処理されて造られた重合
体添加物は、広範囲の重合体マトリックスにたやすく用
いられて、熱的及び酸化的劣化に対する抵抗力を向上さ
せるなど、物理的及び機械的特性を改良した重合体生産
物を提供する。重合体添加物が添加できる重合体には、
ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)のようなナイロン重
合体と関連ポリアミド、ポリ(p−フェニレンスルフィ
ード)、ポリスルホン、ポリアリーレート、ポリスチレ
ン、ポリ(エーテルイミド)、ポリイミド、ポリ(グル
タルイミド)、ポリ(フェニレンエーテル)、ポリ(エ
チレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレー
ト)などの芳香族ポリエステル、ポリカーボネート及び
これらに類するもの又はそれらの混合物がある。特に好
ましいのはビスフェノールAのポリカーボネートである
。一般に、添加物は重合体マトリックスと混合され、次
いで成型されて物理的及び機械的特性を向上した重合体
生産品が形成される。
【0028】本発明におけるMBS及びAIMS重合体
添加物は、アクリル樹脂及びナイロンのマトリックスへ
の添加物と同様に、他の重合体マトリックス、例えばポ
リ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフ
タレート)及びこれらに類するもののような芳香族ポリ
エステル、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)及び関連
ポリアミドのようなナイロン重合体、ポリ(p−フェニ
レンスルフィード)、ポリスルホン、ポリアリーレート
、ポリスチレン、ポリ(エテルイミド)、ポリイミド、
ポリ(グルタルイミド)、ポリ(フェニレンエーテル)
、並びにこれらの種々の組合せ及び混合物に配合するこ
とができる。
【0029】重合体添加物、重合体マトリックス及びそ
れらの混合物は、他の成分を含むことができるが、これ
らの成分は当業界ではよく知られたものであり、例えば
トナー、潤滑剤、酸化防止剤、着色材、耐紫外線安定剤
、ヒンダードアミン光安定剤、耐衝撃性改質剤、顔料、
充填剤、線維、難燃剤、及びこれらに類するものである
。
【0030】本発明の重合体添加物と重合体マトリック
スを配合した重合体生産物は、様々な有用目的物及び商
品に射出成型又は押出し成型される、例えば輸送機及び
自動車部品、コンピューターハウジング、電気及び電子
部品、通信部品、産業機械部品、消費者用製品、電力工
具ハウジング、食品包装、電線・電力ケーブル被覆、フ
ィラメント、器具の取手とハウジング、強靭なフィルム
、及びこれらに類するものがある。
【0031】輸送機部品の例には、電気コネクター、電
線被覆、排気浄化函、風防掃除用軽負荷ギャー、速度計
、エンジンファン、ラジエーター分配主管、ブレーキと
動力舵取り装置用流体受槽、弁覆い、鏡の外被、及びフ
ェンダーエクステーションがあるがこれらに限定されな
い。電気及び電子部品の例には、プラッグ、コネクター
、コイルフォーム、配線装置、末端ブロック及びアンテ
ナ設置装置があるが、これらに限定されない。通信用部
品の例には、継電器、取付け部品、電流接触器があるが
、これに限定されない。産業機械部品の例には、ハンマ
ーの把手、運動機械部品、非潤滑歯車、ベアリング、耐
摩擦性部品、及び留金嵌合、移動(廻り、戻り)留め、
バネ装填が要求される各種の用途があるが、これらに限
定されない。食品及び線維加工装置、ポンプ、弁、計器
、農業及び印刷装置、事業及び販売機械、並びに多数の
その他の工業製品はすべてナイロンを利用している。消
費者製品の例には、スキー靴、アイス及びローラースケ
ート靴の土台、ラケットスポーツ用器具、及び自転車車
輪、台所用品、玩具、及び写真器具、並びに多様な他の
消費者の用途に供せられているようなものがあるがこれ
らに限定されない。食品包装フィルムの例には、肉及び
チーズ並びに冷却及び加熱用袋及びパウチがあるが、こ
れらに限定されない。フィラメントの例には刷毛の剛毛
、釣、縫糸及び濾過用スクリーンがあるが、これらに限
定されない。これらの重合体製品はまた瓶、燃料槽、自
動車のバンパー及びこれらに類するようなブロー成形品
を製造するのに有用である。これらの重合体製品用の他
の用途には、耐熱性及び耐溶剤性エンジニアリング熱可
塑性樹脂、医療機器及び電気絶縁材がある。これらは成
型又は共押出しされたシート、フィルム、棒体、輪郭に
、又は何等かの既知のプラスチック加工技術によって、
複雑な部品に成型することができ、そしてペンキ塗り、
染色、金属性加工、又は耐摩耗性塗料及びこれに類する
もので塗装することができる。
【0032】以上本発明を詳細に亘って記述し例示した
が本発明の精神と範囲から逸脱することなしに別途の実
施態様、実施例、変更及び改良がなしうることは明らか
であろう。
【0033】当業に習熟した人は前掲の記述を用いて本
発明を最大に利用することができるものと信じられる。 それ故に、以下に述べる特定な具体例は、単に例示に過
ぎず、いかなる方法での開示によっても限定されないも
のと解釈すべきである。以下に示す実施例においては、
別々に指示がない限り、温度はすべて摂氏温度にて、ま
た「部」及び百分率は重量にて表示されている。
【0034】実施例1:重合体添加物の調製ステップ1
A.ゴム状高分子ラテツクスの調製撹拌機と数個所の入
口を有するステンレス・スチール製オートクレーブに、
脱イオン水6700部中の酢酸3.4部;約70%のブ
タジエンと30%のスチレンの組成を有し、且つ70μ
mの粒子サイズをもつブタジエン/スチレン共重合体4
99g;ナトリウム・ホルムアルデヒドスルホキシレー
ト24部の混合物を装入した。次いでオートクレーブを
減圧排気して、ブタジエン6,000部、アクリル酸ブ
チル2,000部、水1092部中のドデシルスルホン
酸ナトリウム132部、及びt−ブチルヒドロペルオキ
シド72部をオートクレーブに装入し、そして80〜8
5℃で8時間加熱した。反応期間の終期には、それ以上
の圧力低下は観測されなかった。残留圧力を排出し、ラ
テツクスを濾過してゴムを除去した。
【0035】ステップ1B.グラフト重合体の調製ステ
ップ1Aにおいて調製されたラテツクス11,813部
を80℃まで加熱した。ナトリウムホルムアルデヒドス
ルホキシレート4.1部を脱イオン水238部に溶解し
て温度80℃のラテツクスに加えた。温度を80℃に維
持しながら、メタクリル酸メチル1,326部、アクリ
ロキシプロピオン酸102部、アクリル酸ブチル68部
、脱イオン水1,486部中のドデシルスルホン酸ナト
リウム2.7部、及びt−ブチルヒドロペルオキシド6
.8部を添加して80℃に1時間保持した。反応を完結
させるために、追加分として脱イオン水102部中のナ
トリウムホルムアルデヒド2部、及びt−ブチルヒドロ
ペルオキシド3.4部を加えた。
【0036】ステップ2A.安定剤パッケージの調製オ
クタデシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒ
ドロシンナメート(以後P1と称する)10g、エチレ
ンビス(オキシエチレン)ビス(3−t−ブチル−4−
ヒドロキシ−5−メチルヒドロシンナメート(以後P2
と称する)10g、及びペンタエリスリトールテトラキ
ス(β−ラウリルチオプロピオネート)(以後Sと称す
る)30gを反応器に装入し、その間温度を70℃とし
た。混合物が溶融(55〜60℃)始めたとき、激しく
撹拌し均質な溶融物を得た。ドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム40.6gを、25%水溶液(25%ac
tive aqueous solution)として
添加した。エマルジョンを5分間撹拌して、脱イオン水
9.4gをこのエマルジョンに加えた。さらに20分間
混合した後、下記ステップ2Bに記したように、安定化
された重合体添加物を調製するために安定剤成分のエマ
ルジョンを使用した。
【0037】ステップ2B.安定化された重合体添加物
の調製 ステップ2Aにおいて生成された安定剤成分のエマルジ
ョン16gを、ステップ1で合成された、固形分40%
の重合体添加物ラテツクス1,000gに加えた。その
結果得られた安定化された重合体添加物を60℃で20
分間撹拌し、次いで40℃以下に冷却した。このエマル
ジョンを冷凍乾燥によって分離した。そしてまた塩凝固
又は噴霧乾燥により分離して安定剤を2%含有する重合
体添加物を提供することができる。
【0038】実施例2:重合体添加物中の正味の改質剤
としての安定剤パッケージの熱重量分析の比較
【表1】
【0039】重合体添加物C及びBの空気中550°F
における安定剤パッケージの重量熱分析(TGA)の比
較(重合体添加物A及びBにおける安定剤パッケージと
の対比)すると、P1とP2両者の添加によって生ずる
予期しない効果があることが認められる。
【0040】実施例3:安定化された重合体添加物の走
査型示差熱量(DSC)の測定値の比較この重合体生産
品は、アメリカンライストリッツ(American 
Leistritz)2軸押出機を用いて重合体マトリ
ックスに安定化された重合体添加物を配合することによ
って調製された。種々な寸法の他の押出機を使うことも
でき、そして類似な結果を与えるであろう(バレル温度
設定はゾーン2〜5に対してそれぞれ245、255、
260、265℃;ダイ温度は265℃、溶融温度は3
17〜326℃であった;ゲージ圧力(真空)は29イ
ンチ;アンペアは13〜17であった。またスクリュー
速度は毎分120回転であった)。
【0041】この重合体生産品をニューベリ(Newb
ury)射出成型機で成形した。種々な寸法の他の成型
機も使うことができ、そして類似な結果を与えるであろ
う。成型時、設定温度は投入原料に対して260℃、圧
縮に対して266℃、計量に対して268℃、そしてノ
ズルに対しては271℃であった。定置及び移動型枠温
度は107℃であった。射出時間は5秒;成型前進サイ
クル及び硬化サイクル時間は20秒であった。射出圧力
は500psi(平方インチ当たりポンド)、背圧は1
00psiであった。スクリュー速度は毎分100回転
であった。
【0042】3種の安定剤成分の比率は重合体添加物毎
に変えた。安定剤の添加量は2%に一定した。そしてD
SC曲線は、安定剤パッケージD中に存する成分比率の
変化に対して求めた(表2参照)。
【0043】
【表2】
【0044】安定剤添加量全量が2%の場合に成分比率
を変化して、Sを少なくとも0.67%用いると熱安定
性の向上が実証的に現れた。S使用量が0.67%を下
廻ると(例えば0.3、0.4)、熱安定性は急激に低
下した。
【0045】実施例4:高温成型 安定化添加物/ナイロンの配合物中の安定剤パッケージ
の有効性を、高温成型条件における加工安定性について
試験した。配合物はすべて標準条件(260−266−
268−271℃)下で成型した場合、アイゾット耐衝
撃性試験(Nothed Izod Impact T
est(ASTM D−256)で全く柔靭なものとし
て残った。しかしながら、321−327−332−3
38℃というより高い成型温度条件では、わずかに配合
物4、6及び9のみが100%柔靭性を留めている(表
3参照)。
【0046】
【表3】
【0047】実施例5:熱老化の安定化重合体へ及ぼす
効果 安定化された重合体添加物を含有する重合体生産品を加
熱老化の後、特性値の保持について評価した。アイゾッ
トバー及びプレイクを強制エアオーブンの回転コンベア
上に150℃で24時間放置した。試料は計画的時間間
隔で取出して耐衝撃強度を試験した。
【0048】
【表4】
【0049】実施例6:黄色化(黄変)指数加熱老化か
ら取り出したプレイクをyellow index(黄
変指数)(ASTM D−1925による)について評
価した。ノッチ付きアイゾット試験をASTM D−2
56に従って実施した。24時間後に配合物9(Pac
kage D)はすべての試料中、最も少ない色変化量
を経験した。
【0050】
【表5】
【0051】実施例7:有効な安定剤水準の確定パッケ
ージD(P2/P1/S=0.4/0.4/1.2)が
最良の熱安定性を付与したことを確定した後に、安定剤
配合1%から3%に変えて、パッケージDにおける成分
比(P2/P1/S)を同じに保った。単一改質剤の走
査型示差熱量試験を行ったが、1.0%及び1.5%配
合では有意な熱安定性向上は見られず、一方2.0%の
配合は熱安定性を大いに向上せしめた。より大きな安定
性を2.5%及び3.0%配合で達成した(表6参照)
。
【0052】
【表6】 2%の安定剤配合が好ましく、そして最高のコスト効果
があることが分かった。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  (1)  次式で示されるスルフィド
    基:−CH2−S−CH2−R (ここにRは低級アルキル又はアルキルアルカノエート
    ;又は2,4−ビス(n−オクチルチオール)−6−(
    4′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルアニリ
    ノ)−1,3,5−トリアジンを表す)を1つ又はそれ
    以上有するスルフィド、(2) 次式(I)で示される
    立体障害を受けたフェノール基: 【化1】 (ここにR1は分岐鎖アルキルを表す)を1つ又はそれ
    以上有する立体障害を受けたフェノール、及び(3) 
     次式(II)で示される立体障害を受けたフェノール
    基:【化2】 (ここにR3は水素又は低級アルキルを表し;R4は分
    岐鎖アルキルを表す)を1つ又はそれ以上含む、立体障
    害をより少なく受けたフェノール、から成る安定剤組成
    物。
  2. 【請求項2】  立体障害を受けたフェノールが約5か
    ら約40重量%、立体障害をより少なく受けたフェノー
    ルが約10から約70重量%及びスルフィドが約15か
    ら約80重量%である、請求項1の組成物。
  3. 【請求項3】  立体障害を受けたフェノールが約8か
    ら約33重量%、立体障害をより少なく受けたフェノー
    ルが約15から約33重量%及びスルフィドが約33か
    ら約73重量%である、請求項1の組成物。
  4. 【請求項4】  立体障害を受けたフェノールのR1が
    t−ブチル;2,2−ジメチル−プロピル;1−メチル
    プロピル;sec−プロピル;1,2,2−トリメチル
    プロピル;2−メチルプロピル又は1,2−ジメチル−
    2−エチルブチルであり;立体障害をより少なく受けた
    フェノールのR4が分岐鎖アルキルであり;立体障害を
    より少なく受けたフェノールのR3が水素又は低級アル
    キルであり;そしてスルフィドがペンタエリスリトール
    テトラキス(β−ラウリルチオプロピオネート);ジラ
    ウリルチオジプロピオネート;ペンタエリスリトールテ
    トラキス(オクチルチオ−プロピオネート)、ジステア
    リルチオジプロピオネート;ジミリスチルチオ−ジプロ
    ピオネート、2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−
    (4′−ジヒドロキシ−3,5′−ジ−t−ブチルアニ
    リノ)−1,3,5−トリアジン、トリメチロールプロ
    パン−トリス(オクチルチオプロピオネート)、トリメ
    チロールエタントリス(オクチルチオ−プロピオネート
    )、エチレングリコールビス(ラウリルチオプロピオネ
    ート)、及びジドデシルモノスルフィードから選択され
    たものである、請求項1の組成物。
  5. 【請求項5】  (1) 次式で示されるスルフィド基
    、−CH2−S−CH2−R (ここにRは7〜11個の炭素原子を有するアルキルで
    ある)を1つ又はそれ以上有するアルキルスルフィド、
    (2) 次式(III)で示される立体障害を受けたフ
    ェノール、 【化3】 (ここにR1は分岐鎖アルキルであり;R2は少なくと
    も4個の炭素原子を有するアルキルである)、及び(3
    )  次式(IV)で示される、立体障害をより少なく
    受けたフェノール、 【化4】 (ここにnは1〜10の整数であり;R3及びR5は水
    素又は低級アルキルであり;R4及びR6は分岐鎖アル
    キルである)とから成る、請求項1の安定剤組成物。
  6. 【請求項6】  立体障害を受けたフェノールが約5か
    ら約40重量%であり、立体障害をより少なく受けたフ
    ェノールが約10から約70重量%であり、そしてアル
    キルスルフィドが約15から約80重量%である、請求
    項5の組成物。
  7. 【請求項7】  立体障害を受けたフェノールが約8か
    ら約33重量%であり、立体障害をより少なく受けたフ
    ェノールが約15から約33重量%及びアルキルスルフ
    ィドが約33から約73重量%である、請求項6の組成
    物。
  8. 【請求項8】  立体障害を受けたフェノールのR1が
    分岐した低級アルキルであり;立体障害を受けたフェノ
    ールのR2はC4〜C30のアルキルであり;立体障害
    をより少なく受けたフェノールのR4及びR6は分岐鎖
    アルキルであり;立体障害をより少なく受けたフェノー
    ルのR3及びR5は水素又は低級アルキルであり;そし
    てスルフィドはペンタエリスリトールテトラキス(β−
    ラウリル−チオプロピオネート)、ジラウリルチオジプ
    ロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス(オク
    チルチオプロピオネート)、ジステアリルチオジプロピ
    オネート、ジミリスチルチオプロピオネート、2,4−
    ビス(n−オクチルチオ)−6−(4′−ヒドロキシ−
    3′,5′−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−
    トリアジン、トリメチロール−プロパントリス(オクチ
    ルチオプロピオネート)、トリメチロールエタントリス
    −(オクチルチオプロピオネート)、エチレングリコー
    ルビス(ラウリルチオ−プロピオネート)及びジドデシ
    ルモノスルフィドから選ばれたものである、請求項6の
    組成物。
  9. 【請求項9】  オクタデシル3,5−ジ−t−ブチル
    −4−ヒドロキシヒドロシンナメート、エチレンビス(
    オキシエチレン)ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキ
    シ−5−メチル−ヒドロシンナメート)及びペンタエリ
    スリトールテトラキス(β−ラウリルチオ−プロピオネ
    ート)から成る、請求項6の組成物。
  10. 【請求項10】  オクタデシル3,5−ジ−t−ブチ
    ル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート約8から約33
    重量%、エチレンビス(オキシエチレン)ビス(3−t
    −ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルヒドロシンナメ
    ート)約15から約33重量%及びペンタエリスリトー
    ルテトラキス(β−ラウリルチオ−プロピオネート)約
    33から73重量%から成る、請求項9の組成物。
  11. 【請求項11】  オクタデシル3,5−ジ−t−ブチ
    ル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート約20重量%、
    エチレンビス(オキシエチレン)ビス(3−t−ブチル
    −4−ヒドロキシ−5−メチルヒドロシンナメート)約
    20重量%及びペンタエリスリトールテトラキス(β−
    ラウリルチオプロピオネート)約60重量%から成る、
    請求項10の組成物。
  12. 【請求項12】  耐熱劣化性及び耐酸化劣化性の改良
    された重合体用添加物であって、重合体及び請求項1に
    記載の安定剤組成物から成る重合体添加物。
  13. 【請求項13】  重合体が、アクリレート、メタクリ
    レート、アクリレート含有スチレン、メタクリレート含
    有スチレン、アクリレート含有スチレン誘導体、メタク
    リレート又はマレエート又はフマレート又はマレエート
    とフマレート含有スチレン誘導体、アクリレートとのオ
    レフィン共重合体、メタクリレート又はマレイン酸無水
    物又は芳香族ポリエステルとのオレフィン共重合体、も
    しくはこれらの混合物のうちの1つ又はそれ以上から選
    ばれて成る、請求項12の重合体添加物。
  14. 【請求項14】  重合体がメタクリレート−ブタジエ
    ン−スチレン共重合体(MBS)であり、立体障害を受
    けたフェノールがオクタデシル3,5−ジ−t−ブチル
    −4−ヒドロキシ−ヒドロシンナメートであり、スルフ
    ィドがペンタエリスリトールテトラキス(β−ラウリル
    チオプロピオネート)であり、そして立体障害をより少
    なく受けたフェノールがエチレンビス(オキシエチレン
    )ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル
    ヒドロシンナメート)である、請求項13の重合体添加
    物。
  15. 【請求項15】  重合体がアクリル系対衝撃性改質剤
    (AIMS)であり、立体障害を受けたフェノールがオ
    クタデシル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒ
    ドロシンナメートであり、スルフィドがペンタエリスリ
    トールテトラキス(β−ラウリル−チオプロピオネート
    )であり、そして立体障害をより少なく受けたフェノー
    ルがエチレンビス(オキシエチレン)ビス(3−t−ブ
    チル−4−ヒドロキシ−5−メチルヒドロシンナメート
    )である、請求項13の重合体添加物。
  16. 【請求項16】  該安定剤組成物に対して、オクタデ
    シル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシ
    ンナメートが約5から約40%、スルフィドが約15か
    ら約80%、及び立体障害をより少なく受けたフェノー
    ルが約10から約70%である請求項14又は15の重
    合体添加物。
  17. 【請求項17】  安定剤組成物が重合体に対して約1
    .0から約3.0%である、請求項12の重合体添加物
    。
  18. 【請求項18】  安定剤組成物が重合体に対して約1
    .0から約3.0%である、請求項14又は15の重合
    体添加物。
  19. 【請求項19】  重合体マトリックスと請求項12の
    重合体添加物とから成る重合体生産物。
  20. 【請求項20】  該重合体マトリックスが芳香族ポリ
    エステル、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブ
    チレンテレフタレート)、ナイロン重合体、ポリ(ヘキ
    サメチレンアジパミド)、ポリ(p−フェニレンスルフ
    ィード)、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリスチレ
    ン、ポリ(エーテルイミド)、ポリイミド、ポリ(グル
    タルイミド)、ポリ(フェニレンエーテル)、ポリカー
    ボネート又はそれらの混合物である、請求項19の重合
    体生産物。
JP3316211A 1990-11-30 1991-11-29 熱安定剤 Expired - Lifetime JP3069177B2 (ja)

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