JPS5989336A - ジアザビシクロアルカン類を含有するポリマ−組成物 - Google Patents

ジアザビシクロアルカン類を含有するポリマ−組成物

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JPS5989336A
JPS5989336A JP58178385A JP17838583A JPS5989336A JP S5989336 A JPS5989336 A JP S5989336A JP 58178385 A JP58178385 A JP 58178385A JP 17838583 A JP17838583 A JP 17838583A JP S5989336 A JPS5989336 A JP S5989336A
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antioxidant
alkyl
organic material
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JP58178385A
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ジヨン・タ−ユアン・レイ
ロバ−ト・ウエスレイ・レイヤ−
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    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
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    • C08K5/3442Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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】 技術分野 この発明はジアザビシクロアルカン類を含有するポリマ
ー組成物に関する。
発明の背景 ポリマー組成物の物性の漸進的な変化は、エージングに
際して、熱、元、酸素及びオゾンの総合的な作用の結果
として起る。e素及びオゾンは、そのようなポリマー組
成物の劣化に主として適応する剤でアシ、そのような劣
化は一般に熱酸化と呼ばれる。熱酸化に付された未硬化
ポリマーは、まず軟化されるけれども、酸化の程度が増
加するにつれて、脆い材料が最後に形成されるまで徐々
に硬くなるということが知られている。未硬化ポリマー
の後の方の段階で見られるようなニーソングが進むにつ
れて硬化する傾向は、硬化ポリマーのエージングの間に
おいて観察され、これはモジ−ラスの漸進的な上昇によ
シ明らかである。
7Jヒリマーに対する酸化の劣化作用を最小限にするた
めに酸化防止剤が用いられている。多くの酸化防止剤の
ポリマー組成物中における細見性及び比較的難溶性のた
めに、ポリマーの系に添加された酸化防止剤の1部だけ
が最終的なポリマー中にとどまる。従って、ポリマーに
高度の安定性を与えるような高度に効率的で、比較的堅
牢な酸化防止剤を提供することが望、まれている。
1980年5月5日出願の@PolymericCom
positions Containing Anti
oxidants”と題するLai他の米国特許出願で
あって、現在では米国特許第4,309.336号であ
る特許及びLai他の米国特許第4,190,571号
には、種々のポリマー組成物中の酸化防止剤としてジア
ザシクロアルカン化合物が開示されている。さらに詳し
く述べるならばLai他の米国特許第4 、309.3
36号は架橋部分がP 、 P’−キシリデンであるよ
うなビス−1,4−ジアザビシクロアルカン化合物を開
示している。
発明の概要 この発明は、酸素の攻撃を受は易い有機材料と、1.4
−及び1.5−ノアデビシクロアルカン類のビス化合物
(以下r DZCJと記す)、そのよりなりZC化合物
の混合物及びDZC化合物と他の酸化防止剤との相乗混
合物から選ばれる酸化防止剤の有効量とを含む組成物に
関する。
ジアザビシクロアルカン(DZC)化合物は酸素の攻撃
を受は易い有核材料の酸化保護を与えるのに有効である
。そのような有機材料は脂肪油、脂、ワックス、トリグ
リセライド等であってよいけれども、よシ典型的には約
1000〜約i o o o、oo。
又はそれ以上の分子量を有するオレフィンポリマーであ
る。これらのオレフィンポリマーは、ポリエステルポリ
ハロダン化ビニル1.flJビニルアルコール、ポリモ
ノオレフィンの如@ JI和、JP IJママ−はコポ
リマー、又はポリブタジェン、ポリイソプレン、スチレ
ンーブタゾエンポリマー、ブタジェン−アクリロニトリ
ルポリマーの如きジエンポリマー又はコポリマーであっ
てよい。或いは、オレフィンポリマーはエチレンープロ
ピレンージエンポリマ=(ジエンld1.4−ヘキサジ
エン、ジシクロペンタジェン、エチリデンノルボルネン
等でらってよい)の如きモ、ノー及びジ−オレフィン系
モノマーのコポリマーであってよい。
DZC化合物は、ポリモノオレフィンポリマー及びコポ
リマー、特にα−モノオレフィンのホモポリマー及びコ
ポリマーの酸化保護を与えるのに特に有用である。その
ようなポリマーの例は、エチレン、プロピレン、インブ
チレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4
−メチル−1−ペンテンの如きα−モノオレフィンモノ
マーのポリマーである。エチレン、ゾロピレン、インブ
チレン、1−ブテン、それらの混合物及びそれらとジエ
ンモノマーとの混合物のポリマーが最も普通である。そ
のようなポリマーは、典型的には、約3000〜約20
,000又はそれ以上の範囲の分子量を有する。
種々のポリマー、特にポリモノオレフィンに対して酸化
防止特性を与えるような有用なりZC化合物は、下記式
の化合物を含む。
上式中、ROは置換及び禾置換のアルキレン、アルケニ
レン、−CH2−R−C)I、、−及びオルンー及びメ
タ−キシリデン基(ここでアルキレン及びアルケニレン
基は2〜12個の炭素原子を含み、R5はシクロヘキシ
レン基から選ばれ、置換基は1〜12個の炭素原子を含
むアルキル、ヒドロキシアルキル及びシアノアルキル基
から選ばれる)から選ばれ、R1及びR2はそれぞれ1
〜12個の炭素原子を含むアルキル及びアルケニル基、
1〜12個の炭素原子を含むシアノアルキル及びアミノ
アルキル基、4〜14個の炭素原子を含むシクロアルキ
ル及ヒヒドロキシシクロアルキル基、6〜14個の炭素
原子を含むアリール及びアルアルキル基(これらは全て
ホスフィツト、エステル及びヒンダードフェノール基か
ら選ばれる置換基を含んでいてもよい)から選ばれ、或
いはR1及びR2は一緒になって4〜14個の炭素原子
(それらの少なくとも4個は環化されておp、ケト、エ
ステル、アミド、エーテル、チオ又はヒドロキシル基を
含む)を含む未置換及び置換シクロアルキル基及び脂環
式基を表し、R3はそれぞれ独立に水素、1〜12個の
炭素原子を含むアルキル及びヒドロキシアルキル基、1
〜12個の炭素原子を含むシアノアルキル及びアミノア
ルキル基、2〜14個の炭素原子を含むアルケニル基、
6〜14個の炭素原子を含むアリール及びアルアルキル
基から選ばれ R4はそれぞれ独立に水素、1〜12個
の炭素原子を含むアルキル及びノ・ロアルキル基、1〜
12個の炭素原子を含むシアノアルキル及びアミノアル
キル基、2〜12個の炭素原子を含むアルケニル基、及
び6〜14個の炭素原子を含むアリール及びアルアルキ
ル基から選ばれ、XはCH2基であるか又はジアザ環基
の隣接炭素原子間の一重結合であシ、そしてYはO又は
〈 である。
この発明の好ましい態様においては、Roは2〜8個の
炭素原子を有するアルキレン及びアルケニレン基、−C
H2−R5−CH2−(ここでR5はシクロへキシレン
基である)、及びm−キシリデン基(これらの基はいず
れも1〜3個の炭素原子を含むアルキル、ヒドロキシア
ルキル、アミノアルキル及びシアノアルキル基によジ置
換されていてもよい)    ゛から選ばれ、R1及び
R2はそれぞれ1〜8個の炭素原子を有するアルキル基
から選ばれ、或いはR1及びR2は4〜7個の炭素が環
化されているような脂環式又は′シクロアルキル基を形
成していてもよく、Rはそれぞれ水素、1〜3個の炭素
原子を育するアルキル及びヒドロキシアルキル基から選
ばれ、Rは水素であり、Xは隣接環炭素原子間の結合で
あり、Yは酸素である。
この発明の酸化防止剤は、反応容器に、トルエンの如キ
溶剤中の、デカヒドロキノフサリン−2−オン又はYが
く8であるようなその対応物及び水素化すl−IJウム
の如き塩基を添加し、反応容器の内容物を加熱して約1
05℃において還流することによシ製造することができ
る。水素の発生が終った後、溶剤中のα、α′−ジハロ
ーm−ギシレン又はジーロアルキレンを反応容器に添加
し、還流を窒素下に約15時間続ける。次に反応容器を
冷却し、水を添加して残留する塩基を溶解する。
これによシ2相系が生成される。これらの相を分離し、
溶解した塩基を含む下層を浴剤で抽出して、残留する酸
化防止剤化合物を回収し、この溶液を上相と一緒にし、
硫酸ナトリウムで戦慄し、濾過し、蒸発により濃縮する
。最後に、残留惣をトルエン−ヘキサン混合物の如き溶
剤と混合し、白色粉末をヂ過後に回収する。
ここに述べる酸化防止剤は単独で用いられてもよく、或
いは他の酸化防止剤と組み合せて用いられてもよい。単
独で用いられる場合、これらの酸化防止剤は、ポリマー
材料を熱酸化から保護する能力において公知の酸化防止
剤と同等であるか又はそれよシ優れている。公知の酸化
防止剤との組合せにおいては、これらの酸化防止剤は酸
化防止機能に関して相乗的な結果を与える。ここに述べ
るDZC酸化防止剤と共にフェノール系酸化防止剤のい
かなるものをも用いることができる。これらの酸化防止
剤は、又、カーボンブラックと共に、及び場合により−
tag紫外線吸収剤と共に用いられる。
最も有効な他のタイプの酸化防止剤は、ヒンダードフェ
ノール類、メチレンビス−11,1−エチレンビス−1
又はイソゾロビリデンビス−アルキルフェノール類及び
チオビスフェノール類又はチオビスアミン類でめる。ヒ
ンダードフェノール系酸化防止剤の例は、ジ−n−オク
タデシル−d−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロ
キシペンジル)マロネート、2,6−ノーt−ブチル−
p−クレゾール、4,4′−メチレ:/−ビス(3,5
−ジ−t−ブチルフェノール)、2,5−ジ−t−ブチ
ルヒドロキノン、4.4’−チオビス−(2−t−ブチ
ル−5−メチルフェノール)、1,1.3−トリス(3
,S−&メチルー4−ヒドロヤシフェニル)−ゾロノや
ン、1.4−ジ(3,5−ジ−t−ブチルヒドロキシベ
ンジル)−2,3,5,6−チトラメチルベンゼン、2
.4−ビス−(n−オクチルチオ)−5−(3,5−ジ
ーL−ブチル−4−ヒドロキシアニリン)−1,3,5
−ト1ノアノン、2.3−ビス−(3,5−ノーt−ブ
チル−4−ヒドロキシフェノキシ)−6−(n−オクチ
ルチオ)−1,3+5−トリアジン、n−男一りタデシ
ル−3−(3,5−−シーt−ブチル−4−ヒドロキシ
フェニル)−プロピオネート、シー□−オクタデシルー
3,5−ジーt−ブチル−4−ヒト頌キシベンノルホス
ホネート、ト1ノスー(3,5−ジ−t−ブチル−4−
ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、2.2’−メ
チレンビス〔6−(2−メfルシクロヘキシル)p−ク
レゾール〕、4.4′−エチリデン−)−〇−クレゾー
ル、4,4′−メチレンビス(2,6−ソーアルキルフ
ェノール)、及び2.6−ノーtert−ブチル−p−
クレゾールを含む。他の酸化防止剤の例はN 、 N’
−ジー2−ナフチル−p−フェニレン・シアミン、3゜
3′−チオジプロピオン酸の塩又はアミド、ビス(ジメ
チルチオカルバモイル)ジスルフィド、1.1′−チオ
ジー2−ナフトール、1.1′−チオビス[N−7エニ
ルー2−ナフチルアミン〕、N 、 N’−(イミノノ
エチレン)ビスオクタデカンアミド、並びにアミノアク
リル列のもの、例えば、アニリン及びナフチルアミン誘
導体並びにそれらの複累環式誌導体を含む。米国特許第
3998784号には種々の酸化防止剤が開示されてい
る。
有効量のDZC酸化防止剤は、熱酸化からの少なぐとも
部分的な保護を得るために、ポリマー材料と共に用いら
れる。この量は、用いられる2リマー材料のタイプ、選
ばれる個々のDZC酸化防止剤(−次的な酸化防止剤と
して用いられたか二次的なば化防止剤として用いられた
かにかかわらず)、用いられる一次的な酸化防止剤のタ
イプ及びその量、得られるポリマー材料の用途等により
変わるであろう。ざらに詳しくビえば、用いられるDZ
C酸化防止剤の量はポリマー材料約100部当90.0
01部のごく少量から約10部までの範囲で変わる。好
ましい態様においては、これらの酸化防止剤の世はポリ
マー材料100部当シ約0.01から約5部まで、好丑
しくに約り部捷での範囲で変わる。これらのDZC酸化
防止剤と共に用いることのできる他のタイプの酸化防止
剤の蛍は乃511マ一材料100部当90.01〜5重
量部、好lしくけ0.05〜1部の範囲で変わる。
DZC化合物及び他の酸化防止剤は、ポリマーに添加剤
を配合するための公知の技法のいかなるものによっても
ポリマー材料中に配合することができる。例えば、酸化
防止剤及びポリマーは習閉式ミキザー中で混合されても
よい。或いは、酸化防止剤は、適当な溶剤又は分散媒、
例えば、メタノール、エタノール又はアセトンの如き不
活性M機溶剤中の溶液又はスラリーとしてポリマー粉末
に添加でれてもよく、そして全体をミキサー中で均一に
混合し、次いで溶剤を除去する。或いは、酸化防止剤を
ポリマーの製造の間に、例えばポリマー製造のラテック
ス段階において、ポリマーに添加して、予備安定化され
たポリマー材料を与えることもできる。
所望ならば、この発明の組成物は1種又はそれ以上の添
加剤、特に前述したようなフェノール又はアミンタイプ
の酸化防止剤、累外線吸収剤及び光保護剤、亜硫酸安定
剤、過酸化物分解剤、ポリアミド安定剤、塩基性補助安
定剤、成刻剤、可塑剤、滑剤、乳化剤、帯電防止剤、難
燃剤、ピグメント、カーデンブラック、アスベスト、ガ
ラス繊維、カオリン及びタルクの如きポリマー組成物中
に通常用いられるような添加剤を含んでいてもよい。
下記の例は本発明を説明するためのものであるが、これ
らの例の内容が本発明の範囲を限定するものと解きれて
はならない。
例1 この例は、下記式によって表されるような、約1轟量の
水素化すl−IJウムの存在において、1当量の3,3
−ペンタメチレンデカヒドロキノフサリン−2−オン(
DQ)を0.5当量の1.6−ジクロロへキサメチレン
と反応させることによるトランス−1,6−へキサメチ
レン−ビス−(3,3−ペンタメチレンデカヒドロキノ
フサリン−2−オン) (DZC)の製造を説明するも
のである。
(DZC) このDZC酸化防止剤の製造においては、0.024モ
ルの水素化ナトリウムを20Mのトルエンで一度洗浄し
、次いで410コの新たなトルエンを攪拌手段、コンデ
ンサー、温度計及び加熱マントルを備えたll−50′
Inlの反応容器に入れた。0.021モルのDQ全全
部容器に入れ、加熱して窒素下に約105℃で還流した
。合計で0.01モルのジクロロへキサメチレンを約3
0分間で少しずつ反応容器に添加し、反応混合物を窒素
下に約15時間還流した。反応混合物を冷却し、151
nlの水に攪拌下に添加した。渥過後、3.1gの白色
固体生成物を回収した。p過を25m1のトルエンで抽
出し、儂縮し、フィルターケーキを乾燥して、これによ
りさらに1.9gの生成物を得た。
例2 幾つかの酸化防止剤を単独で及び他の酸化防止剤、Go
od−rite3114 (GR−3114) (これ
はトリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベ
ンジル)イソシアヌレートである)と共に用いて評価し
た。酸化防止剤をProfax 65011ポリプロピ
レンに特定の濃度で配合することによシ、熱酸化テスト
を行った。安定化されたポリゾロピレンからブラック(
1“X 1” X O,01“)を造p1高温オーブン
中125℃及び150℃で、全体的に劣化されるまでニ
ーソングした。試験は各試料につき3回行った。試験の
結果を下記のWIに示す。表中、量はポリマー1009
当9の重量部であシ、”AO”なる記号は酸化防止剤を
示す。
我I ブランク           21 0.1 AO−A         27−     
30.25AO−A        104     
80、IAO−C2−!−a 0.25 AO−C6s−L 3    1O OlI AO−D         31    42
−0.125AO−A 上記の我に示した酸化防止剤を下記に特定する。
公と恭 CH2−(CH2) 4− CH2 11 AO−C 上記のデータよシこの発明の酸化防止剤は一次及び二次
酸化防止特性を有するということが明らかである。さら
に、ここに開示した酸化防止剤は市販の酸化防止剤GR
−3114と同等か又はそれ以上の機能を示すことがで
きる。又、この発明の酸化防止剤と、GR−3114と
の相乗作用は、それぞれ0.125 phrのGR−3
114及びAO−Aを含むポリプロピレンサンプルによ
り示されておシ、これは125℃において184i日1
50℃において18−’日(7)エージングを示す。こ
れに比較して0.25 phrのGR−3114を含む
ポリプロピレンサンプルは125℃において173丁目
後にそして150℃において6丁目後に劣化した。又0
.25phrのAO−Aを含むポリプロピレンサンプル
は125℃において104日後に、そして150℃にお
いて8日後に劣化した。
例3 例2の操作を用いて、ここに述べた本発明の範囲内の他
の酸化防止剤の評価を行った。但しシラツクは厚さが0
.02”であった。これらのテストの結果を下記の表1
に示す。
以下余白 」町L ブランク           リ    10、I 
 GR311434−2 0,25GR311466−5 2□ス 0、I AO−E、(0,1)       26百 
   。
0.25 AO−E(0,25)       ) 7
0     60.1 AO−F          
 41   2L0.25 AO−F        
  )70     52   5L O・IAO−G          53τ    3
0.25AO−G           )70   
 100.125 AO−E+0.125 AO−3114)70    9 以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有効量の下記構造式で示される有機化合物が分散さ
    れた有機材料を含む、酸素による作用に耐性の組成物。 上式中、Roは置換及び未置換のアルキレン、アルケニ
    レン、−CH2−R”−CI(2−及びオルンー及びメ
    タルキシリデン基(ここでアルキレン及びアルケニレン
    基は2〜12個の炭素原子を含み、Rはシクロヘキシレ
    ン基から選ばれ、置換基は1〜12個の炭素原子を含む
    °アルキル、ヒドロキシアルキル及びシアノアルキル基
    から選ばれる)から選ばれ、R1及びRはそれぞれ1−
    12個の炭素原子を含むアルキル及びアルケニル基、1
    〜12個の炭素原子を含むシアノアルキル及びアミノア
    ルキル基、4〜14個の炭素原子を含むシクロアルキル
    及びヒドロキシシクロアルキル基、6〜14個の炭素原
    子を含むアリール及びアルアルキル基(これらは全てホ
    スフィツト、エステル及びヒンダードフェノール基から
    選ばえしる置換基を含んでいてもよい)から選ばれ、或
    いはR1及びR2は一緒になって4〜14個の炭素原子
    (それらの少なくとも4個は環化されておシ、クト、エ
    ステル、アミド、エーテル、チオ又はヒドロキシル基を
    含む)を含む未置換及び置換シクロアルキル基及び脂環
    式基を表し、R3はそれぞれ独立に水素、1〜12個の
    炭素原子を含むアルキル及びとドロキシアルキル基、1
    〜12個の炭素原子を含むシアノアルキル及びアミノア
    ルキル基、2〜14個の炭素原子を含むアルケニル基、
    6〜14個の炭素原子を含むアリール及びアルアルキル
    基から選ばれ、Rはそれぞれ独立に水素、1〜12個の
    炭素原子を含むアルキル及び−・ロアルキル基、1〜1
    21向の炭素原子を含むシアノアルキル及びアミノアル
    キル基、2〜12個の炭素原子を含むアルケニル基、及
    び6〜14個の炭素原子を含むアリール及びアルアルキ
    ル基から選ばれ、X1iCH2基であるか父はジアザ環
    基の隣接炭素原子間の一重結合であり、そしてYはO又
    は<、Hである。 2、前記有機化合物の量が前記有機材料100部当9O
    ,01〜10部であり、Rが置換及び未置換の、2〜8
    個の炭素原子を含むアルキレン及びアルケニレン基、−
    CH2−R5−CI(2−(ここでR5はシクロヘキシ
    レン基である)及びメタキシリデン基(ここで置換基は
    1〜3個の炭素原子を含むアルキル、ヒドロキシアルキ
    ル、アミノアルキル及びシクロアルキル基から選ばれる
    )から選ばれ、R1及びRかそれぞれ独立に1〜8個の
    炭素原子を含むアルキル基から選ばれ、或いはR1及び
    R2がジアザ環基と一緒になって脂環式又はシクロアル
    キル基(ζこで4〜7個の炭素原子が環化されている)
    を形成していてもよく、R3がそれぞれ独立ニ水素、1
    〜3個原子を含むアルキル及びヒドロキシアルキル基か
    ら選ばれ、R4が水素である特許請求の範囲第1項記載
    の組成物。 3、  Xが隣接環炭素原子間の一重結合であシ、Yが
    酸素であシ、前記有機材料がポリモノオレフィン類及び
    ジエンポリマーから選ばれる特許請求の範囲第2項記載
    の組成物。 4、前記有機化合物の量がオレフィンポリマー及びコポ
    リマーから選ばれる前記有機材料100部当1.05〜
    5部であシ、Xが一重結合であシ、R1及びR2が一緒
    になってシクロヘキシル基を表し、R3及びR4が水素
    であシ、Roがm−キシリデン、第1項記載の組成物。 5、前記有機材料がα−モノオレフィン、そhらの混合
    物及びそれらとジエンモノ?−とom合物のホモポリマ
    ー及びコポリマーから選ばれ、XがCH2基であシ、Y
    が酸素であシ、R1及びR2がそれぞれ水素及びメチル
    基から選ばれ BS及びR4許請求の範囲第2項記載の
    組成物。 6、前記有機材料がエチレン、プロピレン、・1/フチ
    レン、1−7”テン 1− 被ンテン、1−ヘキセン、
    4−メチル−1−ペンテン、それらの混合物及びそれら
    とジエンモノマーとの混合物のホモポリマーから選ばれ
    る特許請求の範囲第5項記載の組成物。 7、前記酸化防止剤組成物が前記有機化合物及び少なく
    とも1sの他の酸化防止剤化合物を含み、前記有機化合
    物と前記化の酸化防止剤化合物との合計量が相乗的な酸
    化防止効果を与えるのに十分である特許請求の範囲第4
    項記載の組成物。 8、前記化の酸化防止剤化合物の量が前記有機材料10
    0部当り0.01〜5都であり、前記化の酸化防止剤が
    ヒンダードフェノール類から選ばれる特許請求の範囲第
    7項記載の組成物。 9、前記有機材料がα−モノオレフィン、それらの混合
    物及びそれらとジエンモノマーとのホモポリマー及びコ
    ポリマーから選ばれ、前記化の酸化防止剤が替ンダード
    フェノール類から選ばれる特許請求の範囲第7項記載の
    組成物。 10、Rが2〜8個の炭素原子を含むアルキレン基から
    選ばれ、R1及びR2がそれぞれ独立に1〜8個の炭素
    原子を含むアルキル基から選ばれ、或いはR1及びR2
    が項中に5〜7個の炭素原子を含む脂環式又はシクロア
    ルキル基を形成していてもよく、R3及びR4が水素で
    おシ、前記有機材料がポリエチレン、ポリプロピレン及
    びエチレン及びプロピレンのポリマーから選ばれる特許
    請求の範囲第2項記載の組成物。
JP58178385A 1982-09-29 1983-09-28 ジアザビシクロアルカン類を含有するポリマ−組成物 Pending JPS5989336A (ja)

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US4190571A (en) * 1977-09-21 1980-02-26 The B. F. Goodrich Company Substituted 2-keto-1,4-diazacycloalkanes and UV-light-stabilized compositions containing them
US4309336A (en) * 1980-05-15 1982-01-05 The B. F. Goodrich Company Polymeric compositions containing antioxidants

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