JPS6045219B2 - ポリ塩化ビニル樹脂組成物 - Google Patents

ポリ塩化ビニル樹脂組成物

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JPS6045219B2
JPS6045219B2 JP10698077A JP10698077A JPS6045219B2 JP S6045219 B2 JPS6045219 B2 JP S6045219B2 JP 10698077 A JP10698077 A JP 10698077A JP 10698077 A JP10698077 A JP 10698077A JP S6045219 B2 JPS6045219 B2 JP S6045219B2
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源信 皆川
鉄雄 関口
有康 栗田
雄仁 菅原
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Adeka Corp
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Adeka Argus Chemical Co Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無毒あるいは低毒性のポリ塩化ビニル樹脂組成
物に関する。
更に詳しくは、本発明はポリ塩化ビニル樹脂に対し、(
a)有機モノカルボン酸の金属塩、及び(b)含金属燐
化合物を添加してなる安定化されたポリ塩化ビニル樹脂
組成物に関する。一般にポリ塩化ビニル樹脂は熱および
光に対する安定性に難があり、加熱成型加工を行う際に
、主として脱塩化水素に起因する熱分解を起しやすく、
このため加工製品の機械的性質の低下、色調の悪化を生
じ、著しい不利益をまねく欠点をもつている。
かかる不利益をさけるために、一種または数種の熱安定
剤を該合成樹脂に添加し加工工程における劣化を抑制す
る必要がある。かかる目的で多くの金属石けんが使用さ
れ、熱安定性の面では、ほぼ満足すべき結果が得られて
いる。しカルこれらの金属石けん、特にカドミウム石け
ん、鉛石けんを使用した場合は毒性上の問題が大きく、
これをさけるためにカドミウムあるいは鉛石けん以外の
石けんの組合せあるいは非金属安定剤とを組合せること
によつてある程度の熱安定性が得られて来たがカドミウ
ム石けんあるいは鉛石けんを使用した場合に比べ熱安定
性はまだ劣つていると同時にある種の欠点を有し安定剤
としての技術的課題を満足させるには充分とはいえない
例えばカルシウム、亜鉛、マグネシウムあるいはバリウ
ム等の金属石けんと多価アルコール、ジフェニルチオ尿
素あるいはトリスノニルフェニルホスファイトの組合せ
は安定化効果が不充分であり実用に耐え得るものではな
い。また上記金属石けんとエポキシ化大豆油との組合せ
はある程度の熱安定化効果をもたらすが、硬質配合時に
軟化点を低下させる欠点がある。さらにアミノクロトン
酸エステルはハロゲン含有樹脂との相溶性が非常に悪く
、特に懸濁重合によつて得られた塩化ビニル樹脂に対し
てはその効果は不充分なものであつた。他方、とくにそ
の加工製品を食品包装材として用いる場合、無毒安定剤
について種々の配合処方が考えられ得られた望ましい性
質により食品包装材として広い用途を得て来ているが未
だ充分ではなく利用出来ない分野もかなり多い現状であ
る。
とくに最近はポリ塩化ビニル樹脂の加工技術の進歩にと
もなつて食品包装材料、食品容器等が市場に多く現われ
て来ていると同時に高温における成型加工時の熱分解を
防ぐすぐれた無毒安定剤の要求が強く、諸成型加工全般
にわたる苛酷な作業条件に耐えるものが必要とされてい
る。これに応一するため毒性の少ないジオクチル錫系安
定剤が開発され実用化されるに至つているが成型加工に
おける長期作業性に問題が残されている。食品包装材成
型加工分野における無毒安定剤の持たねばならない性質
には少量の安定剤で充分な安定化効果を発揮すると共に
樹脂との相溶性が非常に良く且つ移行性が少ないこと等
が要求される。
又、例をカレンダーロール法にとると、カレンダーロー
ル表面にプレートアウト現象が起り、成型品の表面の形
状を害し、加工能率を著しく低下ノさせる。
かかるプレートアウトなる現象はカレンダーロール法以
外の加工工程においても大同小異認められ、金属石けん
類を用いてポリ塩化ビニル樹脂を安定化する場合の欠点
となつている。このためカドミウム、鉛以外の金属石け
んを用いて、従来の安定剤に附随するかかる欠点を解決
するため本発明者らは研究を重ねた結果、光および熱に
よる劣化に対してすぐれた安定性を有し、しかも毒性が
非常に少い安定剤を開発することに成功した。すなわち
、本発明はポリ塩化ビニル樹脂に(a)有機モノカルボ
ン酸の?塩、Ca塩、M就臥Sr塩及びZmgからなる
群から選択された金属塩の少くとも1種、及び(b)次
の一般式〔1〕又は〔■〕で示される含金属燐化合物を
添加することを特徴とする安定化されたポリ塩化ビニル
樹脂組成物を提供するものてある。
(式中、Rはアルキルまたはアリールアルキル基を示し
、R1はアルキル、アリールアルキル、アリールまたは
アルキルアリール基を示す。
MはJBa,Ca,Mg,SrまたはZn金属原子を示
す。)以下、上記特徴を以てなる本発明の組成物につい
て詳述する。本発明において使用する有機モノカルボン
酸の金属塩を構成するカルボン酸としては、カプロンィ
酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、2−エチルヘキシル酸
、ミリスチン酸、パルミチン酸、ウンデシレン酸、リシ
ノール酸、リノール酸、リノレイン酸、ネオ酸、オレイ
ン酸、ステアリン酸、イソデカン酸、イソスデアリン酸
、12−ヒドロキシステアリン酸、12−ケトステアリ
ン酸、クロロステアリン酸、フェニルステアリン酸、ア
ラキン酸、ベヘン酸、エルカ酸、プランジン酸及び類似
酸並びに獣脂脂肪酸、やし油脂肪酸、桐油脂肪酸、大豆
油脂肪酸及び綿実油脂肪酸の如き天然に産出する上記の
酸の混合物、安息香酸、クロル安息香酸、トルイル酸、
サリチル酸、p−t−ブチル安息香酸、5−t−オクチ
ルサリチル酸、ナフテン酸、キシリル酸、エチル安息香
酸、イソプロピル安息香酸、ジーt−ブチル安息香酸、
ブロモ安息香酸、モノブチルマレート、モノデシルフタ
レート、シクロヘキサンカルボン酸、などがあげられる
金属成分は、亜鉛、バリウム、カルシウム、マグネシウ
ム及びストロンチウムである。
これら金属塩の添加量は樹脂100重量部に対して0.
01〜1哩量部、好ましくは0.1〜3重量部である。
また、前記一般式〔1〕又は〔■〕で示される含金属燐
化合物を構成するアルキル基の例としては、メチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、
第2ブチル、第3ブチル、アミル、ネオペンチル、イソ
アミル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、オクチル
、イソオクチル、2−エチルヘキシル、デシル、イソデ
シル、ラウリル、トリデシル、Cl2〜15混合アルキ
ル、ステアリル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シ
クロオクチル、シクロドデシル、4−メチルシクロヘキ
シル等を挙げることができる。アリール基の例としては
フェニル、ナフチル等を挙げることができる。
アリールアルキル基の例としてはベンジル、β−フェニ
ルエチル、γ−フエニルプロピル、β−フェニルプロピ
ルなどを挙げることができる。アルキルアリール基の例
としてはトリル、キシリル、エチルフェニル、ブチルフ
ェニル、第3ブチルフェニル、オクチルフェニル、イソ
オクチルフェニル、第3オクチルフェニル、ノニルフェ
ニル、2,4−ジ・第3ブチルフェニル等があげられる
前記一般式〔1〕又は〔■〕で示される代表的な化合物
を例示すると次の第1表通りである。
第1表上記の如き本発明における含金属燐化合物は例え
ば、アルキルホスホン酸(アリールアルキルホスホン酸
)、アルキルホスホン酸モノエステル(アリールアルキ
ルホスホン酸モノエステル)とCa,Mg,Ba,Zn
またはSrの酸化物または水酸化物との反応によつて、
または上述の酸のアルカリ金属塩とCa,Mg,Ba,
ZnまたはSrのハロゲン化物または脂肪酸塩との反応
によつて、あるいは、アルキルホスホン酸ジエステル(
アリールアルキルホスホン酸ジエステル)とCa,Mg
,Ba,ZnまたはSrの脂肪酸塩を反応させることに
よつても容易に製造することができる。
次に合成例を挙げる。
合成例1C13H27一仙≦−Baの合成反応フラスコ
にトリデシルホスホン酸ジナトリウム123f(0.4
m01)、蒸留水500m11及びエタノール30m1
を仕込み、室温にて攪拌しながら溶解させた。
次いでこの溶液の中へ20%塩化バリウム水溶液416
y(0.4m0りを滴下し、滴下終了後、室温にて1時
間反応を行なつた。目的の化合物は沈澱として析出する
ので、これを■別し、塩化ナトリウムが完全に除去でき
るまで、水洗を繰返した後、乾燥を行ない白色粉末の生
成物154fを得た。収率96%、Ba%34.21(
理論値34.34)P%7.68(理論値7.77)合
成例2c,。
H。7一仙/″\Z。
の合成反応フラスコにステアリルホスホン酸ジナトリウ
ム189f(0.5rn0り、蒸留水500m1及びエ
タノール30m1を仕込み、室温にて攪拌しながら溶解
させた。次いで、この溶液の中へ50%塩化亜鉛水溶液
136f1(0.5n10りを滴下し、滴下終了後室温
にて1時間反応を行なつた。目的の化合物は、沈澱とし
て析出するのでこれを枦別し塩化ナトリウムが完全に除
去できるまで水洗を繰返した後、乾燥を行ない白色粉末
の生成物193yを得た。収率97%Zn%16.25
(理論値16.37)P%7.73(理論値7.81)
合成例3c13H27−cm0Ba1人 の合成反応フ
ラスコにトリデシルホスホン酸モノトリデシル178y
(0.4m01)、水酸化バリウム・8水塩63f(0
.2n101)、蒸留水500mt及びエタノール30
m1を仕込み、50℃で攪拌しながら2時間反応を行な
つた。
目的の化合物は沈澱として生成するので、これを炉別し
乾燥を行ない白色粉末の生成物1999を得た。収率9
7%Ba%13.15(理論値13.33)P%5.9
8(理論値6.04)合成例4 (●Σ−CH2−!
−0−Sr,/.の合成反応フラスコにベンジルホスホ
ン酸ジブチル227y(0.8n101)と2−エチル
ヘキシル酸ストロンチウム塩150y(0.4m01)
を仕込み、150℃で攪拌しながら5時間反応を行ない
淡黄色透明液体を得た。
次いでこの溶液の中へ多量のアセトンを注ぎ入れ、析出
した沈澱を枦別し、この沈澱を更にアセトンで洗浄した
後、乾燥を行ない白色粉末の生成物213yを得た。収
率部%Sr%16.16(理論値16.24)P%11
.35(理論値11.44)これら含金属燐化合物の添
加量は樹脂10鍾量部に対して0.01〜3重量部、好
ましくは0.1〜1.5重量部である。本発明組成物に
更にエポキシ化合物及び/または有機ホスファイト化合
物を併用することによりすぐれた相剰効果を示す。
本発明で使用しうるエポキシ化合物は、少なくとも1個
のエポキシ基を含有する有機化合物であり、任意のエポ
キシ化合物を使用することができる。
かかる化合物は脂肪族性、芳香族性または脂環族性のも
のも包含しうるので、芳香族基、複素環状基および脂環
基を有するものも存在し得る。
代表的なエポキシ化合物はエポキシステアリン酸のよう
なエポキシカルボン酸、トリグリシジルグリセリン、ジ
エチレングリコールのジグリシジルエーテル、グリシジ
ルエポキシステアリルエーテル、1,4−ビス(2,3
−エポキシプロポオキシ)ベンゼン、4,4″−ビス(
2,3−エポキシプロポオキシ)ジフェニルエーテル、
1,8−ビス(2,3−エポキシプロポオキシ)オクタ
ン、1,4−ビス(2,3−エポキシプロポオキシ)シ
クロヘキサンおよび1,3−ビス(4,5エポキシベン
トオキシ)−5−クロルベンゼンのような多価アルコー
ルおよび多価フェノールのグリシジルエーテル、および
レゾルシノール、力テコー.ル、ヒドロキノン、メチル
レゾルシノールのような多価フェノールあるいは2,2
−ビス(4″−ヒドロオキシフェニル)プロパン〔ビス
フェノールA〕、2,2″−ビス(4″−ヒドロオキシ
フェニル)ブタン、4,4″−ジヒドロオキシベンゾフ
エ.ノンおよび1,5−ジヒドロオキシフタレンのよう
な多核フェノールと3−クロルー1,2−エポキシブタ
ン、3−クロルー1,2−エポキシオクタンおよびエピ
クロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシドまたは
ジハロヒドリンとの反応に・よつて得られる多価フェノ
ールのエポキシエーテルである。又、エギキシエステル
も本発明のエポキシ化合物として使用できるが、かかる
エポキシエステルはその分子のアルコール部分または酸
部分に当初に不飽和性があつて、この部分にエポキシ基
が生成して飽和されたものである。
代表的な不飽和酸にはアクリル酸、オレイン酸、リノー
ル酸、リノレン酸、ユーリシン酸、リシノール酸および
ブラシジン酸があり、これらの酸を有機一価または多価
アルコールでエステル化することができる。代表的な一
価アルコールにはブチルアルコール、2ニエチルヘキシ
ルアルコール、ラウリルアルコー)ル、オクチルアルコ
ール、イソオクチルアルコール、ステアリールアルコー
ルおよびオレイルアルコールがあるが、オクチルアルコ
ールがとくに好ましい。又、代表的な多価アルコールに
はペンタエリスリトール、グリセロール、エチレングリ
コ)−ル、1,2−プロピレングリコール、1,4ーブ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール、リシノレ
イルアルコール、エリスリトール、マニトールおよびソ
ルビトールがあり、グリセロールがとくに好ましい。こ
れらのアルコールの水酸基・の一部または全部がエポキ
シ化した酸とエステルをつくる。これらのエポキシ化エ
ステルの例にエポキシ化ジアクリル酸−1,4−ブチレ
ングリコール、エポキシ化テトラトール酸ペンタエリス
リトールがある。また天然産の油にある高級脂肪酸エス
テルのエポキシ化混合物、たとえばエポキシ化大豆油、
エポキシ化綿実油、エポキシ化トール油脂肪酸エステル
、エポキシ化ココナツト油およびエポキシ化牛脂油も使
用できる。これらのうちでエポキシ化大豆油が好ましい
。本発明で用いられるエポキシエステルはアルコールが
エポキシ基を含有することもでき、アルコールが長鎖ま
たは短鎖を持ちこれに相当して酸を短鎖↓たは長鎖とし
た、たとえば酢酸エポキシステアリル、ステアリン酸エ
ポキシステアリル、ステアリン酸グリシジルおよびメタ
アクリル酸グリシジルのようなエステルとすることがで
きる。
その他の本発明のエポキシ化合物としてトリス(エポキ
シプロピル)イソシアヌレート、エポキシ化ポリブタジ
エンなどがあげられる。これらエポキシ化合物の添加量
は樹脂10睡量部に対して0.01〜10重量部、好ま
しくは0.1〜5重量部である。
また本発明で使用しうる有機ホスファイト化合物として
は、ジフェニルデシルホスファイト、卜りフェニルホス
ファイト、トリス−ノニルフェニルホスファイト、トリ
デシルホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホ
スファイト、トリブチルホスファイト、ジラウリルアシ
ドホスフアイト、ジブチルアシドホスファイト、トリス
(ジノニルフエニル)ホスファイト、トリラウリルトリ
チオホスファイト、トリラウリルホスファイト、ビス(
ネオペンチルグリコール)−1,4−シクロヘキサンジ
メチルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトー
ルジホスフアイト、ジイソデシルペンタエリスリトール
ジホスフアイト、ジフェニルアシドホスファイト、トリ
ス(ラウリルー2−チオエチル)ホスファイト、テトラ
トリデシルー1,1,3−トリス(2″−メチルー5″
一第3ブチルー4″−オキシフェニル)ブタンジホスフ
アイト、テトラ(Cl2〜Cl5混合アルキル)4,4
″−イソプロピリデンジフエニルジホスフアイト、トリ
ス(4−オキシー2,5−ジー第3ブチルフェニル)ホ
スファイト、トリス(4−オキシー3,5−ジー第3ブ
チルフェニル)ホスファイト、2ーエチルヘキシルジフ
ェニルホスファイト、トリス(モノ、ジ混合ノニルフェ
ニル)ホスファイト、水素化−4,4″−イソプロピリ
デンジフエノールポリホスフアイト、ジフェニル・ビス
〔4,4″−n−ブチリデンビス(2一第3ブチルー5
一メチルフェノール)〕チオジエタノールジホスフアイ
ト、ビス(オクチルフェニル)●ビス(4,4″−n−
ブチリデンビス(2一第3ブチルー5−メチルフェノー
ル)〕−1,6ーヘキサンジオールジホスファイト、フ
ェニルー4,4″−イソプロピリデンジフエノール●ペ
ンタエリスリトールジホスフアイト、フェニルジイソデ
シルホスファイト、テトラトリデシルー4,4″−n−
ブチリデンビス(2一第3ブチルー5−メチルフェノー
ル)ジホスフアイト、トリス(2,4−ジー第3ブチル
フェニル)ホスファイトなどがあげられる。
これら有機ホスファイト化合物の添加量は樹脂10唾量
部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜
5重量部である。本発明を実施するにあたつて、ポリ塩
化ビニル樹脂を安定化するために用いるこれら安定剤(
上記(a)〜(b)成分)の添加総量は、樹脂100重
量部に対して0.1〜5重量部、好ましくは0.5〜3
重量部である。
本発明のポリ塩化ビニル組成物にはフタール酸エステル
系可塑剤もしくはその他のエステル系可塑剤、又はポリ
エステル系可塑剤、燐酸エステル系可塑剤、塩素系可塑
剤、その他の可塑剤などが用途に応じて適宜使用できる
本発明のポリ塩化ビニル組成物に酸化防止剤を添加する
ことは該ポリ塩化ビニル組成物の酸化劣化防止性を増大
させ得るので、使用目的に応じて適宜使用できる。
これら酸化防止剤には、フェノール系酸化防止剤、含硫
黄化合物などが含まれる。本発明のポリ塩化ビニル組成
物に紫外線吸収剤を添加するならば、光安定性を向上さ
せ得るので、使用目的に応じて適宜これらを選択して使
用することが可能である。
これらにはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、
サリシレート系、置換アクリロニトリル系、各種の金属
塩又は金属キレート、特にニッケル又はクロムの塩又は
キレート類、トリアジン系などが包含される。更に無毒
なポリ塩化ビニル樹脂を得るためには、前記の通常用い
られる金属石けんのうち、無毒なものを選んで用いれば
無毒且つ熱安定性の良好なポリ塩化ビニル樹脂組成物が
得られる。
その他必要に応じて、例えば有機キレーター、ケト酸化
合物、顔料、充填剤、発泡剤、帯電防止剤、防曇剤、プ
レートアウト防止剤、表面処理剤、滑剤、難燃剤、螢光
剤、防黴剤、殺菌剤、金属不活性化剤、光劣化剤、非金
属安定化剤、硼酸エステル、チオ尿素誘導体、加工助剤
、離型剤、)補強剤などを包含させることができる。本
発明で安定化されるポリ塩化ビニル樹脂としては、ポリ
塩化ビニル樹脂、及びポリ塩化ビニル゛樹脂とポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブデン、ポリー3−メチル
ブデンなどのα−オレフイ7ン重合体又はエチレンー酢
酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体など
のポリオレフィン及びこれらの共重合体、ポリスチレン
、アクリル樹脂、スチレンと他の単量体(例えば無水マ
レイン酸、ブタジエン、アクリロニトリルなど)との共
重合体、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重
合体、アクリル酸エステルーブタジエンースチレン共重
合体、メタクリル酸エステルーブタジエンースチレン共
重合体とのブレンド品などを挙げることができる。
次に示す実施例は本発明によるポリ塩化ビニル樹脂組成
物の効果を示すものであるが、本発明はこれらの実施例
によつて限定されるものではない。
実施例1 本発明になる安定剤系の効果をみるために、次の配合に
より、混練ロールで厚さ1wLのシートを作成し、性能
試験を行つた。
その結果を次の第2表に示す。〈配合〉 PVC(CeOnlO3EP)10踵量部DOP48 エポキシ化大豆油2 ステアリン酸0.2 安定剤(第2表) 第2表 実施例2 Ba−Zn系において、次の配合により、種々Ba塩の
種類を変えて、実施例1と同様に性能試験を行つた。
その結果を次の第3表に示す。〈配合〉 PVC(GeOnlO3EP)1叩重量部DOP5O3 ステアリン酸0・3 エポキシ化大豆油2.0 トルイル酸ZnO.7 山塩(第3表) * * ノニルフェノールBa塩1.1重量部に金属含量を
合わせた。
実施例3 農ビフイルム配合で性能試験を行つた。
その結果を第4表に示す。〈配合〉 PVC(GeOnlO3EP)1叩重量部DOP45 トリキシリニルホスフェート5 エポキシ化大豆油3 ビスフェノールA●グリシジル エーテル(エピコート828) 2ステア
リン酸BaO.4ステアリン酸ZnO.8* ジフェニルイソオクチルホスファイト 0.5ソルビ
タンモノパルミテート 1.5含金属燐化物
(第4表) 0.8実施例4次の配合に
より、種々有機ホスファイト化合物の種類を変えて、実
施例1と同様に性能試験を行つた。
その結果を次の第5表に示す。〈配合〉 PVC(GeOnlO3EP) 10唾量部
・DOP5Oステアリン酸
0.3トルイル酸ZnO.7第1表−NO.lO.7 エポキシ化アマニ油 1.0有機ホス
ファイト化合物(第5表) 0.5実施例5本発明
組成物に他の安定化助剤を併用した際の効果を見るため
、次の配合により実施例1と同様に性能試験を行つた。
その結果を第6表に示す。〈配合〉PVC(GeOnl
O3EP) 10踵量部DOP48エポキシ
化大豆油 2.0オクチル酸ZnO
.2第1刻0.20.7 スデアリン酸 0.3安定化
助剤(第6表) 第6表実施例6PVC
−ABSポリマーブレンドにおける効果をみるために、
次の配合によりシートを作成し、190℃における熱安
定性、プレートアウト価及び透明性を測定した。
なお、プレートアウト価はウオツチングレツド法により
プレートアウトした色素のPpmで表わし、透明性は視
覚的に判定した。結果を第7表に示す。配合〉 PVC(GeOnlO3EP−8) 10唾量部
ABS(Blendexlll) 10
エポキシ化大豆油 3ステアリン
酸CaO.2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポリ塩化ビニル樹脂に、(a)有機モノカルボン酸
    のBa塩、Ca塩、Mg塩、Sr塩及びZn塩からなる
    群から選択された金属塩の少くとも1種、及び(b)次
    の一般式〔 I 〕又は〔II〕で示される含金属燐化合物
    の少くとも1種を添加して成る安定化されたポリ塩化ビ
    ニル樹脂組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕、▲数式、
    化学式、表等があります▼〔II〕(式中、Rはアルキル
    またはアリールアルキル基を示し、R_1はアルキル、
    アリールアルキル、アリールまたはアルキルアリール基
    を示す。 MはBa、Ca、Mg、SrまたはZn金属原子を示す
    。)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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