説明

固体アルキルアリールホスファイト組成物及びそれを製造するための方法

本発明は、ポリマー中に二次抗酸化剤として使用するのに理想的には適当である様々なアルキルアリールホスファイト組成物を対象とする。一態様において、ホスファイト組成物は、51〜95重量パーセントの量のトリス(モノアルキルアリール)ホスファイト、並びにビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト及びトリス(ジアルキルアリール)ホスファイトの少なくとも1つを含む。本発明のホスファイト組成物は周囲条件で固体である。本発明は、アルキレート組成物、並びにこうしたアルキレート組成物及びこうしたホスファイト組成物を形成するための方法にも関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2009年7月31日に出願された米国仮出願第61/230,649号の利益を主張するものであり、この開示内容を参照により本明細書に組み込む。
本発明は、例えばポリマーを安定化させることに有用である、新規なホスファイト抗酸化剤に関する。特に、本発明は、新規な固体アルキルアリールホスファイト組成物、こうした組成物を調製する方法、及びこれらのホスファイト組成物を含む安定化ポリマー性組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
固体有機ホスファイト安定剤は、ポリマー組成物における二次抗酸化剤として広く使用されている。1つの市販抗酸化剤は、Alkanox(商標)240、Irgafos(商標)168及びDoverphos(商標)S−480として一般に知られている固体抗酸化剤である、下記に示されているトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトである。その全体を参照により本明細書に組み込む米国特許第5,254,709号は、触媒の存在下で2,4−ジ−t−ブチルフェノールを三塩化リンと反応させることによるトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトの合成を記載している。該単離ホスファイトは、180〜185℃の間で溶融する白色結晶性固体として記載されている。
【化1】

【0003】
トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトは、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ABS及びポリエステルを含めた多くのポリマーに関する過酸化物誘導酸化分解を有効に低減することが実証されている。該トリアルキルアリールホスファイトは、熱可塑性ポリマーを加工するため一般に必要な高温での使用を可能にする低揮発性を有する。しかしその固体形態及び同時加工制限により、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトは全てのポリマーの安定化に十分に適しておらず、いくつかのプラスチック、特に低融点プラスチックの加工中、及び加工機械表面上における堆積の形成中にプレートアウトすることが実証されている。
【0004】
米国特許第5,254,709号は、固体トリ(2,4−ジ−t−アミルフェニル)ホスファイト、並びに2,4−ジ−t−アミルフェノール及び2,4−ジ−t−ブチル−フェノールから誘導された固体混合物も記載している。
【0005】
ロシア特許第RU 2 140 938号は、3種の(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトを含む相乗剤の組成物及び他のホスファイトとの組合せを開示している。組合せとして、トリ(2−t−ブチルフェニル)ホスファイト、トリ−(4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ジ(4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ジ−(4−t−ブチルフェニル)(2,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト及びジ(3−t−ブチルフェニル)(2,4,6−トリ−t−ブチルフェニル)ホスファイトが挙げられる。
【0006】
ポリマーにおける有効な二次抗酸化剤である新規な固体ホスファイト組成物、及び特に、良好な加工特性を有する有効な固体ホスファイト組成物の必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、周囲条件で固体であり、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトよりも低い溶融範囲を有し、ポリマー組成物を安定化させるための二次抗酸化剤として非常に有用である、容易に加工されるホスファイト組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
該ホスファイト組成物は、(a)51〜95重量パーセント、例えば61〜86重量パーセント又は68〜78重量パーセントの量のトリス(モノアルキルアリール)ホスファイト(例えば、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスファイト又はトリス(4−t−アミルフェニル)ホスファイト)、並びに(b)ビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、(c)ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト及び(d)トリス(ジアルキルアリール)ホスファイトの少なくとも1つ、を含み、ここで組成物は、成分(b)、(c)及び(d)を組み合わせて、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて5〜49重量パーセントの量で含む。一般に、該組成物は、成分(a)及び(b)を組み合わせて、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて60重量パーセントを超える量、例えば75重量パーセントを超える量で含む。特定の実施形態において、ホスファイト組成物におけるアルキル基は、ブチル及びアミル、例えばt−ブチル及びt−アミルから選択される。
【0009】
いくつかの実施形態において、ホスファイト組成物は、5重量パーセントから33重量パーセント、例えば14重量パーセントから32重量パーセントの量のビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、10重量パーセント未満、例えば6重量パーセント未満の量のビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト、及び1重量パーセント未満の量のトリス(ジアルキルアリール)ホスファイトを含む。
【0010】
該ホスファイト組成物は一置換アリール部分に富む。例えば、いくつかのアリール部分は一置換されており、いくつかのアリール部分は二置換されており、一置換アリール部分対二置換アリール部分の重量比は、3:1から32:1、例えば3.5:1から19:1又は4:1から12:1である。例えば、アリール部分の少なくとも75重量パーセントはパラ位においてアルキル基で一置換されていてよく、アリール部分の25重量パーセント未満はオルト位及びパラ位においてアルキル基で二置換されている。
【0011】
したがって、該固体ホスファイト組成物は、モノアルキルアリール基対ジアルキルアリール基の重量比を特徴とすることができる。この態様において、固体ホスファイト組成物は2種以上のホスファイト化合物を含み、各ホスファイト化合物はアルキルアリール基を含み、ここで、アルキルアリール基の第一部分はモノアルキルアリール基であり、アルキルアリール基の第二部分はジアルキルアリール基であり、及びモノアルキルアリール基対ジアルキルアリール基の重量比は3:1から32:1、例えば3.5:1から19:1又は4:1から12:1である。第一部分及び第二部分は、同一若しくは異なるホスファイト化合物上、又は同一及び異なる両方のホスファイト化合物上であってよい。典型的には、アルキルアリール基の第一部分及びアルキルアリール基の第二部分は、全アルキルアリール基の少なくとも95重量%を構成する。この実施形態において、上記の通り、2種以上のホスファイト化合物として好ましくは、(a)トリス(モノアルキルアリール)ホスファイト(例えば、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスファイト又はトリス(4−t−アミルフェニル)ホスファイト)及び(b)ビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイトが挙げられ、ここで組成物は、成分(a)及び(b)を組み合わせて、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて60重量パーセントを超える量、例えば75重量パーセントを超える又は88重量パーセントを超える量で含む。トリス(モノアルキルアリール)ホスファイトは、51重量パーセントから95重量パーセントの範囲、例えば61〜86重量パーセント又は68〜78重量パーセントの範囲である量でしばしば存在する。該ホスファイト組成物は、(c)ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト及び/又は(d)トリス(ジアルキルアリール)ホスファイトの一方又は両方をさらに含むことができる。一般にジアルキル基及びモノアルキル基は、ブチル及びアミルの少なくとも1つ、例えばt−ブチル又はt−アミルの少なくとも1つである。
【0012】
上記実施形態のそれぞれに関して、ホスファイト組成物は周囲条件で固体であるが、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトより低い溶融範囲を有するので安定化させるポリマーにおいて加工を容易にし、溶解性を向上させる。好ましくは、該組成物は、30℃を超える、50℃を超える又は60℃を超える、より低い制限の範囲で溶融する。
【0013】
該ホスファイト組成物は、低濃度の遊離フェノール、即ちホスファイトの合成由来の未反応フェノールも有し、例えば組成物の総重量に基づいて2.0重量パーセント未満、例えば0.5重量パーセント未満の遊離フェノール、又は0.1重量パーセント未満の遊離フェノールを含有してよい。
【0014】
本発明は、ポリマー、及び上記固体ホスファイト組成物のいずれかを含む安定化ポリマー性組成物、並びに上記固体ホスファイト組成物の有効量を含む組成物をポリマーに加えることによってポリマー性組成物を安定化させるための方法も提供する。一実施形態において、ポリマー性組成物は、食品関連用途における使用に適当である。
【0015】
別の実施形態において、本発明は、ハロゲン化リンを、ホスファイトの所望の組合せを生成するために必要なアルキル化フェノールの混合物を含有するアルキル化フェノール組成物と反応させることを含む、固体ホスファイト組成物を形成するための方法に関する。例えばハロゲン化リンをアルキル化フェノール組成物と反応させることで2種以上のホスファイト化合物を含む固体ホスファイト組成物を生成し、各ホスファイト化合物がアルキルアリール基を含み、ここで、アルキルアリール基の第一部分はモノアルキルアリール基であり、アルキルアリール基の第二部分はジアルキルアリール基であり、モノアルキルアリール基対ジアルキルアリール基の重量比は3:1から32:1、例えば3.5:1から19:1又は4:1から12:1である。
【0016】
上記の固体ホスファイト組成物合成方法において、アルキル化フェノール組成物対ハロゲン化リンのモル比は、好ましくは3.1:1から3.7:1である。
【0017】
場合により、該方法は、未反応のアルキル化フェノール(遊離フェノール)を粗ホスファイト組成物から除去することにより、固体ホスファイト組成物を形成するステップをさらに含む。
【0018】
アルキル化フェノール組成物は、典型的には、モノアルキルフェノール及びジアルキルフェノールを含み、例えば、アルキル化フェノール組成物は、アルキル化フェノール組成物における全てのアルキル化フェノールの総重量に基づいて、70〜97重量パーセント、例えば75〜95重量パーセント又は80〜92重量パーセントの範囲である量のモノアルキルフェノール、及び3〜30重量パーセント、例えば5〜25重量パーセント、又は8〜20重量パーセントの範囲である量のジアルキルフェノールを含む。
【0019】
本発明の一実施形態は、本明細書においてアルキレート組成物と称するこれらのアルキル化ヒドロキシアリール組成物に関する。モノアルキルフェノール及びジアルキルフェノールにおけるアルキル部分は、ブチル及びアミル、例えばt−ブチル及びt−アミルからしばしば選択される。例えば、場合により、アルキレート組成物におけるアルキル部分の少なくとも50重量パーセント又は少なくとも80重量パーセントは、t−ブチル又はt−アミルである。一実施形態において、モノアルキルフェノールは好ましくは4−tert−アルキルフェノールであり、ジアルキルフェノールは2,4−ジ−tert−アルキルフェノールである。多くの実施形態において、例えばsec−アルキル、イソ−アルキルなどの他の異性体の存在は有益であり、より少ない量のこれらの物質は、アルキレート及び生じるホスファイト組成物の両方にしばしば存在する。
【0020】
本発明は、例えば1種又は複数のオレフィンとフェノールとを、触媒の存在下、及びアルキレート組成物を形成するために有効な条件下で接触させることによってこうしたアルキレート組成物を形成するための方法も対象とする。1種又は複数のオレフィン対フェノールのモル比は、例えば1.0:1から1.5:1、例えば1.0:1から1.3:1である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
本発明は、添付の非限定的な図Iを参照してよりよく理解される。その図は、アルキルアリールホスファイト組成物の粘度をモノアルキルアリール部分含有量及びジアルキルアリール部分含有量の関数として概算されたプロットを提示している。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明は、周囲条件で固体であるホスファイト組成物を対象とする。ホスファイト組成物は、アルキル化アリール部分を含む2種以上のホスファイト化合物を含み、その大部分がモノアルキル化されている。モノアルキルアリール基対ジアルキルアリール基の重量比は、3:1から32:1、例えば3.5:1から19:1又は4:1から12:1の範囲である。本発明は、上述されている組成物を形成するための方法、こうした組成物を作製するためのアルキル化ヒドロキシアリール中間体、及びこうしたアルキル化ヒドロキシアリール中間体を形成するための方法も対象とする。
【0023】
本発明のアルキルアリールホスファイト組成物をポリマー性組成物に組み込むことで、生じるポリマー性組成物の特性及び/又は性質を望ましく改善する。一例として、ポリマー性組成物のメルトフローインデックス及び/又は酸素誘導時間が、黄色度指数(YI)によって測定される色と同様に有意に増加し得る。本発明のホスファイト組成物における複数のホスファイト化合物の存在は、中央のリン原子周辺に異なる立体環境をもたらし、より有効な安定化を提供する範囲のヒドロペルオキシド掃去速度を可能にする。
【0024】
それらの安定化性能に加えて、本発明のホスファイト組成物は非常に望ましい加工特性を有し、様々なポリマーに容易に組み込むことができる。例えば、固体ホスファイト組成物は比較的低い融点を有し、低温で液化することができる。それらの組成多様性により、さらに、固体ホスファイト組成物は、特にトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトなどの純粋なトリス(2,4−ジ−アルキルアリール)ホスファイトと比較した場合、様々なポリマーにおいて高い溶解性を有し、プレートアウトを低減する。本発明の固体ホスファイト組成物は、多くの純粋なアルキルアリールホスファイト化合物よりも容易に、異なる形態及びブレンドにも加工される。
【0025】
アルキルアリールホスファイト組成物
本発明のアルキルアリールホスファイト組成物は周囲条件で固体である。周囲条件とは、25℃及び1大気圧を意味する。
【0026】
一実施形態において、本発明は、(a)51〜95重量パーセント、例えば61〜86重量パーセント又は68〜78重量パーセントの量のトリス(モノアルキルアリール)ホスファイト、並びに(b)ビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、(c)ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト及び(d)トリス(ジアルキルアリール)ホスファイトの少なくとも1つ、を含むホスファイト組成物に関する。該組成物は、成分(b)、(c)及び(d)を組み合わせて、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて5〜49重量パーセント、例えば14〜39重量パーセント又は22〜32重量パーセントの量で含む。該組成物は、好ましくは、成分(a)及び(b)を組み合わせて、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて60重量パーセントを超える量、例えば75重量パーセントを超える又は88重量パーセントを超える量で含む。
【0027】
上記に示した通り、ホスファイト組成物における大部分のホスファイト化合物中のアリール部分は、例えば、C〜C18、例えばC〜C10又はC〜Cのアルキル基などの1個又は複数のアルキル基で置換されている。この態様において、アリール部分上のアルキル置換基(単数又は複数)は、直鎖又は分枝のC〜C18アルキル、例えばC〜C10アルキル、C〜Cアルキル、C〜C10アルキル、C〜Cアルキル、C〜Cアルキル、Cアルキル又はCアルキルから選択される。1個又は複数のアルキル置換基として、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル(特にsec−ブチル、イソ−ブチル及び/又はt−ブチル)、アミル(特にsec−アミル、イソ−アミル、ネオ−アミル、t−アミル、1−メチルブチル及び/又は1,2−ジメチルプロピル)、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル(あまり好まれないが)、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、及びそれらの異性体が挙げられる。例えば、アルキル置換基は、C基、即ち、n−ブチル、sec−ブチル、イソ−ブチル及び/若しくはt−ブチル、並びに/又はC基、即ちn−アミル、sec−アミル、イソ−アミル、ネオ−アミル、tert−アミル、1−メチルブチル及び/若しくは1,2−ジメチルプロピルである。特定の実施形態において、アルキル基は分枝又は高分枝、例えばt−ブチル及びtert−アミルである。
【0028】
一実施形態において、本発明は、一置換されているアリール部分を有するホスファイトを主に含む固体ホスファイト組成物に関する。この実施形態において、ホスファイト組成物は、(a)51〜95重量パーセント、例えば61〜86重量パーセント又は68〜78重量パーセントの量のトリス(モノアルキルアリール)ホスファイト及び(b)ビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイトを含み、ここで組成物は、成分(a)及び(b)を組み合わせて、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて60重量パーセントを超える量、例えば75重量パーセントを超える又は88重量パーセントを超える量で含む。上記実施形態と同様に、この実施形態において、ホスファイト組成物は、(c)ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト及び/又は(d)トリス(ジアルキルアリール)ホスファイトを、好ましくは少量だけであるがさらに含むことができる。
【0029】
本発明のホスファイト組成物中に含有されるホスファイト化合物の関連する種類及び量は、ホスファイト組成物が周囲条件で固体である限り多少変動してよい。例えば、ホスファイト組成物は、
(a)好ましくは51〜95重量パーセント、例えば61〜86重量パーセント又は68〜78重量パーセントの量の、トリス(モノアルキルアリール)ホスファイト(場合によりトリス(4−t−ブチルフェニル)ホスファイト又はトリス(4−t−アミルフェニル)ホスファイト)、
(b)好ましくは5〜33重量パーセント、例えば14〜32重量パーセント又は20〜28重量パーセントの量のビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト(場合によりビス(4−t−ブチルフェニル)−2,4−ジブチルフェニルホスファイト又はビス(4−t−アミルフェニル)−2,4−ジ−t−アミルフェニルホスファイト)、
(c)場合により、10重量パーセント未満、例えば6重量パーセント未満、又は1〜4重量パーセントの量のビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト(場合により、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4−t−ブチルフェニルホスファイト又はビス(2,4−ジ−t−アミルフェニル)−4−t−アミルフェニルホスファイト)、及び
(d)場合により、好ましくは3重量パーセント未満、2重量パーセント未満又は1重量パーセント未満の量の、トリス(ジアルキルアリール)ホスファイト(場合により、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト又はトリス(2,4−ジ−t−アミルフェニル)ホスファイト)
を含む。
【0030】
特に提示のない限り、これらの成分の重量パーセントは、固体ホスファイト組成物における全てのアルキルアリールホスファイト化合物の総重量に基づいて決定される。
【0031】
上で示した通り、本発明の固体ホスファイト組成物は、一置換(例えば、アリール部分がフェノールである4−置換)されているパーセントのアリール部分の点から特徴づけることもできる。例えば、アリール部分の少なくとも70重量パーセント、例えば少なくとも75重量パーセント又は少なくとも80重量パーセントは、アリール部分がフェノールである場合ほとんどパラ位で一置換されており、例えば、アリール部分の70〜97重量パーセント、例えば75〜95重量パーセント又は80〜92重量パーセントは、一置換(例えば、アリール部分がフェノールである場合には4−二置換)されている。逆に、アリール部分の30重量パーセント未満、例えば25重量パーセント未満又は20重量パーセント未満は、二置換(例えば、アリール部分がフェノールである場合には2(オルト)位及び4(パラ)位で二置換)されている。例えば、アリール部分の3〜30重量パーセント、例えば5〜25重量パーセント又は8〜20重量パーセントは、二置換(例えば、アリール部分がフェノールの場合には2位及び4位で二置換)されている。比率の点から、いくつかのアリール部分は一置換されており、いくつかのアリール部分は二置換されており、一置換アリール部分対二置換アリール部分の重量比は、3:1から32:1、例えば35:1から19:1又は4:1から12:1である。
【0032】
今回、本明細書に記載されている高いモノアルキルアリール部分含有量で、高度に加工に適した固体ホスファイト組成物を形成することができることが判明した。図1は、ジアルキルアリールアリール部分含有量及びモノアルキルアリール部分含有量(例えば、ジアルキルアリール部分対モノアルキルアリール部分の比)の関数としてアルキルアリールホスファイト組成物の粘度を概算されたプロットを提示している。示されている通り、様々なアルキルアリールホスファイト組成物の粘度及び物理的状態は、ジアルキルアリール部分含有量及びモノアルキルアリール部分含有量に高く依存している。図1の右側に、非常に高いジアルキルアリール部分含有量及び低いモノアルキルアリール部分含有量で、ホスファイト組成物が「固体域B」によって示されているように周囲条件で固体であることが、認められる。モノアルキルアリール部分含有量がジアルキルアリール部分含有量に対して増加するにつれて、ホスファイト組成物は「液体域」によって示されている通りの形態の液体になる。液体域の左右サイズ上の領域が高粘性の準安定液体を形成する傾向があるので、液体域の狭領域だけが凍結/解凍サイクルの反復に耐え得る移動安定な液体組成物であることに留意するべきである。モノアルキルアリール部分含有量がジアルキルアリール部分含有量に対して増加し続けると、固体ホスファイト組成物は、「固体域A」によって示されるように形成され得る。固体域Aは、本発明のホスファイト組成物を表す領域である。
【0033】
該ホスファイト組成物における主な種は、典型的には、ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト及びトリス(ジアルキルアリール)ホスファイト化合物よりむしろトリス(モノアルキルアリール)ホスファイト及びビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト化合物であり、これは、後者の化合物が、ジアルキル化されているアリール部分を主に含むからである。したがって、ホスファイト組成物は一般に、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて60重量パーセントを超える量、例えば75重量パーセントを超える又は88重量パーセントを超える量のトリス(モノアルキルアリール)ホスファイト、例えばトリス(t−ブチルフェニル)ホスファイト又はトリス(t−アミルフェニル)ホスファイト、及びビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、例えばビス(t−ブチルフェニル)ジ−t−ブチルフェニルホスファイト又はビス(t−アミルフェニル)ジ−t−アミルフェニルホスファイトを含む。一態様において、ホスファイト組成物における主な成分は、トリス(モノアルキルアリール)ホスファイト(例えば、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスファイト又はトリス(4−t−アミルフェニル)ホスファイト)である。別の態様において、ホスファイト組成物における主な成分は、ビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト(例えば、ビス(4−t−ブチルフェニル)−2,4−ジ−t−ブチルフェニルホスファイト又はビス(4−t−アミルフェニル)−2,4−ジ−t−アミルフェニルホスファイト)である。
【0034】
好ましい態様において、アリール部分はフェニルであり、アリール部分の少なくとも70重量パーセント、例えば少なくとも75重量パーセント又は少なくとも80重量パーセントが、4(パラ)位において例えばブチル基、例えばt−ブチル、又はアミル基、例えばt−アミルで一置換されている。さらに、アリール部分の好ましくは少なくとも3重量パーセント、少なくとも5重量パーセント又は少なくとも8重量パーセントが、2位及び4位(オルト位及びパラ位)において好ましくはブチル基、例えばt−ブチル、又はアミル基、例えばt−アミルで二置換されている。
【0035】
本発明のホスファイト組成物は、その融点を特徴とすることもできる。上に示した通り、本発明のホスファイト組成物は周囲条件で固体である。「固体」とは、ホスファイト組成物が25℃を超える融点、例えば30℃を超える、40℃を超える、50℃を超える、60℃を超える又は70℃を超える融点を有することを意味する。実際、該組成物は混合物であるので、これに関する「融点」は、定義した下限、例えば30℃を超えて始まる溶融範囲である。該ホスファイト組成物は加工中に溶融して、安定化させるポリマー中に組み込むことができる。
【0036】
ホスファイト組成物は一般に、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトが溶融する温度、即ち約180〜185℃より低い温度範囲で溶融物を有する。例えば、本発明のホスファイト組成物は、180℃未満の温度、例えば175℃未満、170℃未満又は165℃未満の温度で溶融になる。例えば、範囲、ホスファイト組成物は、40℃から185℃、例えば60℃から175℃、60℃から120℃若しくは100℃から180℃、又は140℃から180℃などのより高い範囲の融点範囲を有する。ホスファイト組成物が加工中に容易に液化し、安定化させるポリマー中により均一に分散することができるように、より低い融点がしばしば好ましい。故に、該ホスファイト組成物は、しばしば、安定化させるポリマー中において、より高溶解性であり、純粋なトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトよりも、安定化させるポリマー中において理想的により溶解性であり、その結果として、プレートアウト及びブルーミングに関連する問題を低減する。向上した溶解性はさらに、(i)ポリマー加工プラントにおける固体物質の蓄積を低減し、(ii)ポリマーフィルム表面上の光沢を向上させ、(iii)ポリマーのフィルム及び物品上に印刷するためのインク付着を向上させ、(iv)プラスチックのフィルム及び物品のシール性を向上させる。
【0037】
一実施形態において、ホスファイト組成物は、以下の構造
【化2】


(式中、R、R及びRは、独立して選択されるアルキル化アリール基である。)を有する化合物を含む。一実施形態において、本発明のホスファイト中に存在するアリール部分、例えばR、R又はRは、6〜18個の炭素原子の芳香族部分、例えば、フェニル、ナフチル、フェナントリル、アントラシル、ビフェニル、テルフェニル、o−クレシル、m−クレシル、p−クレシル及びキシレノール(単数又は複数)などであり、典型的にはフェニルである。
【0038】
芳香族部分は、オルト位、メタ位及び/又はパラ位の1つ又は複数、典型的にはオルト位及び/又はパラ位の1つ又は複数において、アルキル基で一置換、二置換又は三置換されていてよいが、ただし芳香族部分の多数又は多重量が一置換好ましくは芳香族部分がフェノールである4位において一置換されている。上に示した通り、ホスファイト組成物は、トリス(モノアルキルアリール)ホスファイト及び/又はビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイトの一方又は両方を含むべきである。一般に、ホスファイト組成物は、ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト及び/又はトリス(ジアルキルアリール)ホスファイトの一方又は両方をさらに含むが、こうした化合物は、あるとしても少量(50重量%未満)で存在するのが理想的である。
【0039】
いくつかの実施形態において、ホスファイト組成物は、C置換基及び/又はC置換基でアルキル化されているホスファイト化合物を含み、いくつかの特定の実施形態は、他の置換基で置換されているアリール部分を含有するホスファイトを含有しない。いくつかの実施形態において、ホスファイト組成物は、成分a、b、c及びd以外のホスファイト化合物を含むが、低量である。
【0040】
好ましい実施形態において、ホスファイト組成物は、C〜C10アルキル置換基が実質的にない。好ましい実施形態において、ホスファイト組成物は、ノニルアリールホスファイト化合物が実質的になく、ホスファイト組成物は、(あるとしても)100wppm未満、例えば50wppm未満又は20wppm未満の、少なくとも1種のノニルアリール部分を有するホスファイト化合物として本明細書において定義されているノニルアリールホスファイト化合物を含むことを意味する。「wppm」という用語は、ホスファイト組成物の総重量に基づいて百万分の一を指す。
【0041】
一実施形態において、ホスファイト組成物中のホスファイト化合物の実質的に全て、例えば、ホスファイト組成物中のホスファイト化合物の少なくとも90重量%、少なくとも95重量%又は少なくとも99重量%は、アルキルアリールホスファイト化合物である。このように、ホスファイト(単数又は複数)のアリール部分は、アルキル置換アリール基、例えば、C〜C−アルキルアリール基である。例えば、アリール部分の少なくとも95重量パーセント、少なくとも98重量パーセント又は少なくとも99重量パーセントは、1個又は複数のt−ブチル又はt−アミル基で置換されている。同様に、好ましい実施形態において、アルキル置換基の少なくとも95重量パーセント、例えば少なくとも98重量パーセント又は少なくとも99重量パーセントは、t−ブチル又はt−アミル置換基である。
【0042】
構造(II)のホスファイトに関して、一実施形態において、アルキルアリール部分、例えば、R、R、及びRは、構造(III)
【化3】


(式中、R、R及びRは、水素及びC〜Cアルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、及びそれらの異性体、例えばブチル及びアミルの少なくとも1つ、例えばt−ブチル及び/又はt−アミル、からなる群から独立して選択される。)の独立して選択されるアルキル化フェニル基である。好ましくは、ホスファイト組成物中のアリール基の大部分の数又は大部分の重量は一置換されており、好ましくは、パラ位においてアルキル基を含有し、例えばここで、Rはアルキル基であり、R及びRは水素である。好ましい実施形態において、R及びRはアルキル基であり、Rは、ホスファイト組成物中のアリール基の少なくとも一部(しかし好ましくは少数)が水素である。いくつかの実施形態において、アルキル基はα水素原子を有せず、例えば、アルキル基はtert−アルキル基である。
【0043】
別の実施形態において、構造(II)のR、R及びRは、以下の構造
【化4】


(式中、R、R及びRは上記で定義されており、Rは水素又はメチルであるが、R、R、R及びRの1つがメチルであり、R、R、R及びRの少なくとも2つが水素ではないという前提である。)の独立して選択されるアルキル化アリール基である。上に示した通り、多くのアルキルアリール基は一置換されている。例えば、ホスファイトは、例えば、1種又は複数のアルキル化(例えば、アミル化された又はブチル化された)クレゾール化合物の、PClとの反応によって形成することができる。この実施形態において、モノアルキル及び一置換という用語は、クレシルメチル基以外の単一のアルキル基を指す。
【0044】
上に示した通り、本発明のホスファイト組成物は、同一の分子上であっても異なる分子上であってもモノアルキル化及びジアルキル化されているアリール部分を有するホスファイト化合物を含む。いくつかの実施形態において、アリール部分は、あるとしてもごくわずかしか三置換されていない。例えば、いくつかの実施形態において、アリール部分の2重量%未満、例えば1重量%未満又は0.5重量%未満が三置換されている。別の実施形態において、ホスファイト組成物は、三置換アリール部分が全くなく、三置換アリール部分が検出可能でないことを意味する。
【0045】
同様に、アリール部分は、あるとしてもごくわずかしかオルト位において一置換されていない。いくつかの場合において、こうしたアリールは有益であり得るが、一般に該アリール部分は、3重量%未満、例えば2重量%未満又は1重量%未満の量でオルト位において一置換されている。
【0046】
好ましくは、ホスファイト組成物は、ホスファイト組成物中に含有される場合、本明細書において「遊離フェノール(free phenolics)」又は「遊離フェノール(free phenols)」と称されるアルキル化されている又はされていないに関わらないフェノール(例えば、フェノール、クレゾール又はキシレノール)が低濃度であるか、又は実質的になく、即ち全ホスファイト組成物に基づいて0〜5重量%である。本発明のこれらの遊離フェノールは、一般に、ホスファイト化合物を形成し、ホスファイトのアルキル化アリール基の構造を反映させるための、三ハロゲン化リンとの反応からの未反応のフェノールである。量に関して、ホスファイト組成物は、好ましくは、ホスファイト組成物の総重量に基づいて5重量%未満、例えば3重量%未満又は1重量%未満の遊離フェノールを含む。望まれない遊離フェノールは、例えば蒸留によって除去することができる。
【0047】
遊離フェノールの極端に低い濃度は、例えば、ワイプ膜分子(Short−Path)蒸留器、ワイプ膜蒸発器(WFE)、薄膜蒸発器、又は同様の装置を用いることにより達成され得る。量に関して、ホスファイト組成物は、ホスファイト組成物の総重量に基づいて0.5重量%未満、例えば0.2重量%未満又は0.1重量%未満の遊離フェノールを含むことができる。こうした低い遊離フェノール濃度は、揮発性有機の損失又は発散を低減するために、高温加工−例えばポリプロピレン加工に典型的には要求される−における使用に特に望ましいことがある。例えば、その全体を参照により本明細書に組み込む米国特許第5,531,401号を参照されたい。
【0048】
ホスファイトは、特定のヒンダードフェノール一次抗酸化剤と組み合わせてしばしば使用され、本ホスファイト組成物は、こうした一次抗酸化剤と組み合わせて使用することもできる。
【0049】
該ホスファイト組成物は、好ましくは、非置換アリール部分を有するホスファイト化合物、例えばトリフェニルホスファイト、ビス(フェニル)アルキルフェニルホスファイト又はビス(アルキルフェニル)フェニルホスファイトが実質的にない。しばしば、ホスファイト組成物の総重量に基づいて3重量%以下、例えば2重量%未満、例えば1重量%未満又は0.5重量%未満の、少なくとも1種の非置換のアリール部分を有するホスファイト化合物を含むホスファイト組成物が、一部ではあるが一般に存在する。
【0050】
他の実施形態において、ホスファイト組成物は、α位において水素原子を有するアルキル基で置換されているアリール基を有するホスファイト化合物が実質的にない。いくつかの実施形態において、アリール部分の少なくとも95%、少なくとも98%又は少なくとも99%は、第3級α炭素、例えばt−ブチル及びt−アミルを有するアルキル基で置換されているが、多くの実施形態において、sec−ブチル、n−ブチル、イソブチル、n−アミル、sec−アミルネオ−アミルなどの他の異性体が存在する。
【0051】
いくつかの実施形態において、ホスファイト組成物は、少なくとも5.0モル%、例えば少なくとも5.5モル%、少なくとも6.0モル%又は少なくとも6.3モル%であるリン含有量を有する。範囲に関して、ホスファイト組成物の全体のリン含有量は典型的には、ホスファイト組成物における全てのリン含有化合物の5.0〜6.6モル%、例えば5.3〜6.5モル%又は5.5〜6.5モル%の範囲である。ブチルアリールホスファイト化合物に関して、ホスファイト組成物は、好ましくは全体のホスファイト含有量が6.1〜6.4モル%の範囲であり、アミルアリールホスファイト化合物に関して、ホスファイト組成物は、好ましくは全体のホスファイト含有量が5.5〜5.9モル%である。
【0052】
いくつかの好ましい実施形態において、ホスファイト組成物は、1種又は複数の加水分解安定剤を含む。好ましい安定剤として、以下の構造
【化5】


(式中、xは、1、2又は3、好ましくは1又は2であり、Rは、水素及び直鎖又は分枝のC〜Cアルキルからなる群から選択され、Rは、直鎖又は分枝のC〜C30アルキルからなる群から選択される。)のアミンが挙げられる。好ましくはRは、直鎖又は分枝のC〜Cアルキル、例えばメチル又はエチル、からなる群から選択される。好ましくはRは、直鎖又は分枝のC〜C20アルキル、例えば、直鎖若しくは分枝のC10〜C20アルキル又は直鎖若しくは分枝のC12〜C18アルキル、からなる群から選択される。一実施形態において、xは1であり、Rは直鎖又は分枝のC〜C20アルキル、例えばC12〜C19アルキルである。一実施形態において、xは2であり、Rは直鎖又は分枝のC10〜C20アルキル、例えばC12〜C18アルキルである。
【0053】
一態様において、アミンは、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、及びテトライソプロパノールエチレンジアミンからなる群から選択される。
【0054】
別の態様において、アミンは、オクチル−ビス(2−エタノール)アミン、ノニル−ビス(2−エタノール)アミン、デシル−ビス(2−エタノール)アミン、ウンデシル−ビス(2−エタノール)アミン、ドデシル−ビス(2−エタノール)アミン、トリデシル−ビス(2−エタノール)アミン、テトラデシル−ビス(2−エタノール)アミン、ペンタデシル−ビス(2−エタノール)アミン、ヘキサデシル−ビス(2−エタノール)アミン、ヘプタデシル−ビス(2−エタノール)アミン、オクタデシル−ビス(2−エタノール)アミン、オクチル−ビス(2−プロパノール)アミン、ノニル−ビス(2−プロパノール)アミン、デシル−ビス(2−プロパノール)アミン、ウンデシル−ビス(2−プロパノール)アミン、ドデシル−ビス(2−プロパノール)アミン、トリデシル−ビス(2−プロパノール)アミン、テトラデシル−ビス(2−プロパノール)アミン、ペンタデシルビス(2−プロパノール)アミン、ヘキサデシル−ビス(2−プロパノール)アミン、ヘプタデシル−ビス(2−プロパノール)アミン、オクタデシルビス(2−プロパノール)アミン、及びそれらの異性体からなる群から選択される。市販のアミンとして、Armostat(商標)300及びArmostat1800が挙げられる。
【0055】
アミンは、ホスファイト組成物の総重量に基づいて0.01〜5重量%、例えば0.1〜1.5重量%又は0.2〜0.8重量%の量で存在することができる。
【0056】
追加の加水分解安定剤として、Drapex(商標)39、Drapex392、Drapex4.4及びDrapex6.8として市販されているエポキシ化大豆油(ESBO)、又はStabaxol(商標)Pとして市販されているポリカルボジイミドなどのエポキシが挙げられる。
【0057】
ホスファイト組成物を作製するための方法
本発明は、上述されている固体ホスファイト組成物を作製するための方法、及びこうした方法に有用な新規アルキレート組成物にも関する。こうしたアルキレート組成物は、少なくとも2種の異なるアルキル化ヒドロキシアリール化合物を含む。
【0058】
該固体ホスファイト組成物は、三ハロゲン化リン、例えば三塩化リン、及び2種以上のアルキル化ヒドロキシアリール化合物を個々に又は2種以上のアルキル化ヒドロキシアリール化合物の混合物を含有する「アルキレート組成物」としてのいずれかで直接反応させることで作製され得る。ヒドロキシアリール化合物は、例えばフェノール、クレゾール、キシレノール、及びそれらの混合物を含めて、少なくとも1個のヒドロキシル基を有する任意の芳香族化合物であってよい。
【0059】
一実施形態において、アルキレート組成物は、モノアルキルフェノール、例えば4−t−ブチルフェノール又は4−t−アミルフェノールなどの4−アルキルフェノール、及びジアルキルフェノール、例えば2,4−ジ−t−ブチルフェノール又は2,4−ジ−t−アミルフェノールなどの2,4−ジ−アルキルフェノールを含む。例えば、モノアルキルフェノール、例えば4−t−アルキルフェノールは、好ましくは、アルキレート組成物の総重量に基づいて70〜97重量%、例えば75〜95重量%又は80〜92重量%の範囲である量で存在し、即ち、モノアルキルフェノール、例えば4−t−アルキルフェノールは、70重量%を超える量、例えば75重量%を超える又は80重量%を超える量で存在する。範囲に関して、ジアルキルフェノール、例えば2,4−ジ−t−アルキルフェノールは、好ましくは、アルキレート組成物の総重量に基づいて3〜30重量%、例えば5〜25重量%、8〜20重量%の範囲である量で存在する。モノアルキルフェノール対ジアルキルフェノールの重量比は、典型的には、3:1から32:1、例えば3.5:1から19:1又は4:1から12:1である。アルキレート組成物は、これらに限定されないが、場合により、2−アルキルフェノール及び/又は非アルキル化フェノールなど少量の他のアルキルフェノールを含有してよい。
【0060】
好都合には、アルキレート組成物は、触媒の存在下及びアルキレート混合物を形成するために有効な条件下で、1種又は複数のヒドロキシアリール化合物、例えばフェノール又はクレゾールを、1種又は複数のオレフィン、例えばイソブチレン又はイソアミレンなどのブテン及び/又はアミレンと接触させることによって形成される。1種又は複数のオレフィンは、2〜18個の炭素、例えば2〜8個の炭素又は4〜6個の炭素を含有する。オレフィンアルキル化試薬の使用に代わるものとして、1種又は複数のアルキルハロゲン化物、アルコール、MTBE又はTAMEを用いることができる。用いられるアルキル化試薬は、C留分若しくはC留分からの石油化学ラフィネート流などアルカン及びアルケンを含む炭化水素流、又はアルカン、例えばイソブタン又はイソペンタンの脱水素反応生成物を含むか、又はこれらから誘導することができる。この態様において、アルカンはアルキル化方法を不変のまま通過し、生成物のアルキレート組成物から容易に分離することができる。
【0061】
ヒドロキシアリール化合物対オレフィンの比は、ハロゲン化リンと反応させる場合、生じるアルキレート組成物が所望のホスファイト組成物の変換に適当であるような比である。いくつかの例示的な実施形態において、1種又は複数のオレフィン−例えばイソブチレン又はイソアミレン−対ヒドロキシアリール化合物−例えばフェノール又はクレゾール−のモル比は、1.0:1から1.5:1、例えば1.0:1から1.3:1の範囲であるが、これらの比は、アルキル化方法に用いられる触媒、及び所望の組成物、及び形成される最終形成ホスファイト組成物の物性に依存して変動し得る。
【0062】
該アルキル化方法は広く変動することがあり、いくつかの好ましい実施形態において、フェノール及びオレフィンの反応は、不活性雰囲気中(例えば、窒素下)、60〜160℃の温度、例えば70〜145℃又は80〜140℃の温度にて、0.2〜10atmの圧力、例えば0.2〜5atm又は0.2〜4atmの圧力で生じ得る。バッチ反応において、反応時間は、1〜12時間、例えば2〜10時間又は3〜5時間続くことがある。連続反応において、滞留時間は、0.1〜5時間、例えば0.2〜4時間又は0.5〜1時間であり得る。
【0063】
アルキル化は通常、モノアルキル化ヒドロキシアリール化合物−例えば、4−t−ブチルフェノール又は4−t−アミルフェノールなどの4−アルキルフェノール−に富むアルキレート組成物を形成するのに適当な触媒の存在下で行われる。触媒は、例えば、酸性粘土触媒、カチオン性イオン交換樹脂、ブレンステッド酸−例えば硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸(トリフル酸)及びリンタングステン酸−、又はルイス酸−例えばBF3−、からなる群から選択することができる。適当な市販の酸性粘土触媒として、Fulcat(商標)22Bが挙げられる。本発明において有用なスルホン酸型カチオン交換樹脂触媒は、例えば、スルホン化スチレン−ジビニルベンゼンコポリマー、スルホン化架橋スチレンポリマー、フェノールホルムアルデヒド−スルホン酸樹脂、又は、例えば、Dowex(商標)50WX4、Dowex 50WX2、Dowex M−31、Dowex Monosphere M−31、Dowex DR−2030及びDowex Monosphere DR−2030触媒などのスチレン−ジビニルベンゼン型強酸性イオン交換樹脂などの市販のカチオン交換樹脂を含めたベンゼンホルムアルデヒド−スルホン酸樹脂、であってよい。他の適切な樹脂として、Amberlyst(商標)15、Amberlyst131、Amberlyst35、Amberlyst36、及びA21;Diaion(商標)WA30、Diaion SK104、Diaion SK1B、Diaion PK208、Diaion PK212及びDiaion PK216;Tulsion(商標)T−38、Tulsion T−62、Tulsion T−66、Tulsion T−3825及びTulsion T−3830;Lewatit(商標)K1131、Lewatit K1221、Lewatit K1261及びLewatit SC104;Indion(商標)180及びIndion225;並びにPurolite(商標)CT−175、Purolite(商標)CT−169及びPuroliteTm CT−275が挙げられる。
【0064】
一実施形態において、バッチアルキレート合成は、ポット型反応器で行われる。別の実施形態において、アルキレートの合成は、連続ベースにて連続型反応器で行われる。代替実施形態において、該反応は固定床反応器で行われる。
【0065】
該方法の一態様において、オレフィンと反応しない任意の遊離フェノール化合物は、反応生成物の混合物から蒸留を介して、例えば70〜160℃の温度及び1mbarから10mbarの圧力で除去することができる。
【0066】
いくつかの実施形態において、混合オレフィン(例えば、C及びC)及び/又は混合フェノールの供給原料を使用することで、より多様なホスファイト組成物を最終的に形成するのに所望され得る多様なアルキレート組成物を形成することできる。したがって、低級アルケンの混合物(例えば、ブチレンの混合物、アミレンの混合物、ブチレン及びアミレン、プロピレン及びアミレン、又はプロピレン及びブチレンの混合物などの2種以上のC〜Cオレフィン)は、並行して(オレフィンA及びBの供給原料を同時に)又は逐次的(即ちオレフィンAを最初に、続いてオレフィンB反応させる)のいずれかでフェノール化合物と反応することができる。
【0067】
一実施形態において、上述のアルキレート組成物合成方法から形成されるアルキレート組成物は、触媒の有無に関わらず三ハロゲン化リン−例えば三塩化リン又は三臭化リン−とさらに反応させることで、固体ホスファイト組成物を形成する。有用な触媒として、ピリジン、N,N−ジメチルドデシルアミン、ジラウリルメチルアミン、トリアルキルアミン、及びそれらの塩酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。アルキレート組成物(即ち、アルキル化フェノール化合物)対三ハロゲン化リンのモル比は、好ましくは、3:1から5:1、例えば3:1から4:1又は3.1から3.7:1である。
【0068】
アルキレート組成物の、三ハロゲン化リンとの反応は、不活性雰囲気(例えば窒素)下にて、5℃から70℃、例えば40℃から70℃又は50℃から70℃の温度で実施され得る。三ハロゲン化リンは反応器に充填することができ、アルキレート組成物はそこで加えることができる。この場合、好ましくは、三ハロゲン化リンをアルキレート組成物に加える間、温度を70℃以下に保持することで、三ハロゲン化リンを還流させることを防止する。三ハロゲン化リンの添加後、場合により、温度は、10分から12時間、例えば30分から10時間又は1時間から3時間保持される。該反応は、好ましくは、0.8〜4atm、例えば0.9〜3atm又は1〜2atmの圧力で実施される。場合により、アルキレート組成物を反応器に充填し、そこに三ハロゲン化リンを加えてもよい。次に、温度は、70℃から200℃、例えば80℃から150℃又は90℃から120℃の範囲である傾斜温度に増加することができる。好ましくは、反応は、傾斜温度で10分から12時間、例えば30分から10時間又は1時間から3時間保持される。反応は、好ましくは、0.01〜0.5atm、例えば0.03〜0.4atm又は0.04〜0.1atmの減圧で実施される。反応時間中、塩酸又は臭化水素酸のガスが発生し、圧力を約0.05atmに低減すること又は反応混合物上の窒素などの不活性ガスを一掃することによって除去することができる。一態様において、こうしたガスの除去は、反応混合物における総ハロゲン化物含有量が50wppm未満、例えば25wppm未満又は10wppm未満まで行ってもよい。
【0069】
該方法の一態様において、三ハロゲン化リンと反応しない任意の遊離フェノールは、真空中0.0001〜0.1atmの圧力で反応温度を最大275℃まで、例えば最大250℃まで又は最大225℃まで上昇させることによって遊離させることができる。一実施形態において、ワイプ膜分子(Short−Path)蒸留器、ワイプ膜蒸発器(WFE)、薄膜蒸発器、又は同様の装置を使用することで、遊離フェノールを上に示されている非常に低い濃度までさらに除去することができる。
【0070】
一実施形態において、ホスファイト組成物を形成するステップは、1種又は複数の中性溶媒で生じ得る。用いることができる典型的な溶媒として、トルエン、キシレン、塩化メチレン、ヘプタン、クロロホルム及びベンゼンが挙げられる。
【0071】
一実施形態において、本発明の固体ホスファイト組成物は直接化学反応において得られ、ここでは、様々なアルキル化ヒドロキシアリール化合物のモル比が調節されて、周囲条件で固体であるホスファイト組成物を生成する。こうしたホスファイト組成物を形成するために用いることができる1つの反応方法の図式は以下の通りである。
【化6】


(式中、Rは独立して、上で定義した通りのR、R及びRである。)好ましくは、アルキレート組成物は一置換ヒドロキシアリール化合物−、例えば4−t−ブチルフェノール又は4−t−アミルフェノール、を主に含むので、生じるホスファイト組成物中に形成される主な成分は、トリス(モノアルキルアリール)ホスファイト及びビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、例えば(4−アルキルフェニル)ホスファイト及びビス(4−アルキルフェニル)−2,4−ジアルキルフェニルホスファイト、である。少量の他のアルキル化ヒドロキシアリール化合物、例えばオルト置換モノアルキル化フェノール、が上記反応スキームにおける追加の反応物として含まれることがあり、追加の誘導体ホスファイトを形成すると思われるが、明確にするため、これらの追加の反応物及び生成物を反応物(VI)から除外したことに留意されたい。
【0072】
本発明の組成物は、様々な公知方法によって、例えば粉末、顆粒、ペレットなどの様々な生成物形態にさらに加工することができる。該組成物は、これらの製品形態又は他の多成分添加剤パッケージの製造において、下に詳細に記載されているもののいずれかなど1種又は複数の追加の添加剤、充填剤、一次抗酸化剤などと組み合わせることもできる。
【0073】
ホスファイト組成物の安定化
上で論じた通り、本発明のホスファイト組成物の安定化量又は有効量は、様々な型のポリマーのための二次抗酸化剤として使用することができる。本明細書で使用される場合、「安定化量」及び「有効量」とは、本発明のホスファイト組成物を含有するポリマー組成物が、本発明のホスファイト組成物を含めない類似のポリマー組成物に比べて、その物性又は色特性のいずれかにおいて向上した安定性を示す場合を意味する。向上した安定性の例として、例えば溶融加工、風化、並びに/又は空気熱、光及び/若しくは他の要素への長期野外暴露からの例えば分子量低下及び色劣化などに対する向上した安定化が挙げられる。一例において、向上した安定性は、安定添加剤のない組成物と比べた場合、黄変指数によって測定された通りのより低い初期の色、並びに例えば初期の黄色度指数(YI)、又は黄変及び色の変化に対する抵抗性によって測定される通りの溶融ポリマーの溶融流量若しくは風化に対する追加の抵抗性の1つ又は両方の形態で得られる。
【0074】
本明細書に記載されている添加剤及び安定剤は、好ましくは、組成物安定性を向上させるのに有効な量で存在する。前述のホスファイト組成物の1種を使用する場合、該組成物は、一般に、ホスファイト組成物及び任意の他の安定剤又は添加剤の重量を含めたポリマーの総重量に基づいて、約0.001〜約5重量%、例えば約0.0025〜約2重量%又は約0.005〜約1重量%の量で存在する。本発明のホスファイト組成物は、特に高温加工中の樹脂を安定させ、多重押出成形後さえメルトインデックス及び/又は色における変化が比較的少ない。
【0075】
本発明は、塩基ポリマー(例えばポリマー樹脂)及び前述の本発明のホスファイト組成物を含む安定化熱可塑性物にさらに関する。ポリマーはポリオレフィンであってよく、固体ホスファイト組成物は、共安定剤、例えばヒンダードフェノール、芳香族アミン、ヒドロキシルアミン、ラクトン及びチオエーテルとともに使用することができる。したがって、場合により、本発明のホスファイト組成物によって安定化した熱可塑性物は、フェノール系抗酸化剤、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)、紫外線吸収材、ホスファイト、ホスホナイト、脂肪酸のアルカリ金属塩、ハイドロタルサイト、金属酸化物、エポキシ化大豆油、ヒドロキシルアミン、3級アミンオキシド、ラクトン、3級アミンオキシドの熱反応生成物、及びチオ相乗剤、からなる群から選択される1種又は複数の追加の安定剤又は安定剤の混合物を含有することができる。
【0076】
一実施形態において、ポリマー又はポリマー性樹脂の総重量パーセントに基づいた、安定化混合物中の各成分量を表1に示す。
【表1】

【0077】
一次抗酸化剤として、例えば以下のものが挙げられる。
【0078】
(i)アルキル化モノフェノール:例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−t−ブチル−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−n−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−イソブチルフェノール、2,6−ジシクロペンチル−4−メチルフェノール、2,6−ビス(α−メチルベンジル)−4−メチルフェノール、2−(α−メチルシクロヘキシル)−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジオクタデシル−4−メチルフェノール、2,4,6−トリシクロヘキシフェノール及び2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシメチルフェノール。市販のアルキル化モノフェノールとして、Lowinox(商標)624及びNaugard(商標)431が挙げられる。他のフェノールは、BHEBとして市販されている。
【0079】
(ii)アルキル化ハイドロキノン、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシフェノール、2,5−ジ−t−ブチル−ハイドロキノン、2,5−ジ−t−アミル−ハイドロキノン及び2,6−ジフェニル−4オクタデシルオキシフェノール。市販のアルキル化ハイドロキノンとして、Lowinox AH25が挙げられる。
【0080】
(iii)ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、例えば、2,2’−チオ−ビス−(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−チオ−ビス−(4−オクチルフェノール)、4,4’−チオ−ビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)及び4,4’−チオビス−(6−t−ブチル−2−メチフェノール)。市販のヒドロキシル化チオジフェニルエーテルとして、Lowinox TBM6及びLowinox TBP6が挙げられる。
【0081】
(iv)アルキリデン−ビスフェノール、例えば、2,2’−メチレン−ビス−(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(6−t−ブチル−4−エチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−(α−メチルシクロヘキシル)フェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−メチレンビス−(6−ノニル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(6−ノニル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(6−(α−メチルフェニル)−4−ノニルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(6−(アルファ,アルファ−ジメチルベンジル)−4−ノニル−フェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデン−ビス−(6−t−ブチル−4−イソブチルフェノール)、4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−メチレン−ビス−(6−t−ブチル−2−メチルフェノール)、1,1−ビス−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェノール)ブタン、1,1−ビス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、2,2’−イソブチリデン−ビス(4,6−ジメチルフェノール)、2,6−ジ−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール、1,1,3−トリス−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−ドデシルメルカプトブタン、エチレングリコール−ビス−(3,3,−ビス−(3’−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−ブチレート)−ジ−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−ジシクロペンタジエン及びジ−(2−(3’−t−ブチル−2’ヒドロキシ−5’メチル−ベンジル)−6−t−ブチル−4−メチルフェニル)テレフタレート。市販のアルキリデン−ビスフェノールとして、Lowinox22M46、Lowinox WSP、Lowinox44B25、Naugard536、Naugawhite(商標)及びLowinox22IB46が挙げられる。
【0082】
(v)ベンジル化合物、例えば、1,3,5−トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、イソオクチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル−メルカプト−アセテート、ビス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)ジチオール−テレフタレート、1,3,5−トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス−(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン、ジオクタデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル−ホスホネート、モノエチル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネートのカルシウム塩、1,3,5−トリス−(3,5−ジシクロヘキシル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート。市販のベンジル化合物として、Anox(商標)IC−14、Anox330及びLowinox1790が挙げられる。
【0083】
(vi)アシルアミノフェノール、例えば、4−ヒドロキシラウリン酸アニリド、4−ヒドロキシ−ステアリン酸アミリド、2,4−ビス−オクチルメルカプト−6−(3,5−t−ブチル−4−ヒドロキシアニリノ)−s−トリアジン及びオクチル−N−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−カルバメート。
【0084】
(vii)ベータ−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)−プロピオン酸の、一価又は多価アルコール−例えばメタノール、ジエチレングリコール、オクタデカノール、トリエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレート、チオジエチレングリコール、ジヒドロキシエチルシュウ酸ジアミド−との、エステル。こうしたフェノールとして、テトラキス[メチレン{3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシシンナメート}]メタンも挙げられる。市販のエステルとして、Anox20、Anox1315、Lowinox GP45、Naugalube38、Naugalube531、Anox PP18、Naugard PS48及びNaugard XL−1が挙げられる。
【0085】
(viii)ベータ−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−プロピオン酸のチオエステル、一価又は多価アルコール−例えばメタノール、ジエチレングリコール、オクタデカノール、トリエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレート、チオジエチレングリコール、ジヒドロキシエチルシュウ酸ジアミド−、とのチオエステル。市販のチオエステルとして、Naugalube(商標)15及びAnox70が挙げられる。
【0086】
(ix)ベータ−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)−プロピオン酸のアミド、例えば、N,N’−ジ−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオニル)−ヘキサメチレン−ジアミン、N,N’−ジ−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオニル)トリメチレンジアミン、N,N’−ジ−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオニル)−ヒドラジン、N,N’−ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド及び1,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナモイル)ヒドラジン。市販のアミドとして、Lowinox HD98及びLowinox MD24が挙げられる。
【0087】
(x)他のフェノール系抗酸化剤として、以下のフェノールが挙げられる。Lowinox CPLとして市販されている、4−メチルフェノールのジシクロペンタジエン及びイソブチレンとの反応生成物などのポリマー性フェノール。1,3トリス(3−メチル−4−ヒドロキシル−5−t−ブチル−フェニル)−ブタン(Lowinox CA22)などのアルキリデン−ポリ−フェノール。2,6−ジ−t−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール(Irganox(商標)565)、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール(Irganox1520);4,6−ビス(ドデシルチオメチル)−o−クレゾール(Irganox1726)などのチオフェノール。エステルフェノールとして、ビス[3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)ブタン酸]グリコールエステル(Hostanox(商標)O3)が挙げられる。また他のフェノールとして、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート(Sumilizer GS)が挙げられる。
【0088】
(xi)ビス(オクタデシル)ヒドロキシルアミン(Irgastab(商標)FS042)などのヒドロキシルアミン。
【0089】
一実施形態において、安定化組成物は、テトラキスメチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシルヒドロシンナメート)メタン(Anox20)、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート(Anox IC−14)、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン(Lowinox1790)、オクチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(Anox PP18)、ビス(オクタデシル)ヒドロキシルアミン(Irgastab FS−042)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン(Anox330)、2,6−ビス(α−メチルベンジル)−4−メチルフェノール(Naugalube431)、3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ−ベンゼンプロパン酸(Anox1315)、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチル−フェノール(BHEB)、及びそれらの混合物、並びに本明細において定義されているホスファイト組成物、からなる群から選択される1種の一次抗酸化剤を含む。
【0090】
場合により、ホスファイト組成物及び/又は生じた安定化ポリマー性組成物は、以下のものなど1種又は複数のUV吸収剤及び/又は光安定剤も含む。
【0091】
(i)2−(2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、例えば、5’−メチル−、3’5’−ジ−t−ブチル−、3’5’−ジ−t−アミル−、5’−t−ブチル−、5’−t−アミル−、5’(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−、5−クロロ−3’,5’−ジ−t−ブチル−、5−クロロ−3’−t−ブチル−5’メチル−、3’−sec−ブチル−5’t−ブチル−、4’−オクトキシ、3’,5’−ジ−t−アミル−3’,5’−ビス−(α,α−ジメチルベンジル)−誘導体。市販の2−(2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾールとして、Lowilite(商標)26、Lowilite27、Lowilite28、Lowilite29、Lowilite35、Lowilite55及びLowilite234が挙げられる。
【0092】
(ii)2−ヒドロキシ−ベンゾフェノン、例えば、4−ヒドロキシ、4−メトキシ−、4−オクトキシ、4−デシルオキシ−、4−ドデシルオキシ−、4−ベンジルオキシ−、2,4−ジヒドロキシ−、4,2’,4’−トリヒドロキシ−及び2’−ヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−誘導体。例示的な2−ヒドロキシ−ベンゾフェノンとして、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−エトキシベンゾフェノン、2,4ジヒドロキシベンゾフェノン及び2−ヒドロキシ−4−プロポキシベンゾフェノンが挙げられる。市販の2−(2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾールとして、Lowilite20、Lowilite22、Lowilite20S及びLowilite24が挙げられる。
【0093】
(iii)置換及び非置換安息香酸のエステル、例えば、サリチル酸フェニル、4−t−ブチルフェニル−サリチレート、オクチルフェニルサリチレート、ジベンゾイルレゾルシノール、ビス−(4−t−ブチルベンゾイル)−レゾルシノール、ベンゾイルレゾルシノール、2,4−ジ−t−ブチル−フェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート及びヘキサデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート。
【0094】
(iv)UV吸収剤及び光安定剤は、アクリレート、例えば、アルファ−シアノ−ベータ、ベータ−ジフェニルアクリル酸−エチルエステル又はイソオクチルエステル、アルファ−カルボメトキシ−ケイ皮酸メチルエステル、アルファ−シアノ−ベータ−メチル−p−メトキシ−ケイ皮酸メチルエステル又はブチルエステル、アルファ−カルボメトキシ−p−メトキシ−ケイ皮酸メチルエステル、N−(ベータ−カルボメトキシ−ベータ−シアノ−ビニル)−2−メチル−インドリン、を含むこともできる。
【0095】
(v)ニッケル化合物は、適当なUV吸収剤及び光安定剤でもある。例示的なニッケル化合物として、場合によりn−ブチルアミン、トリエタノールアミン又はN−シクロヘキシル−ジエタノールアミンなど追加のリガンドを有する、1:1又は1:2の錯体などの、ニッケルの2,2’−チオ−ビス(4−(1,1,1,3−テトラメチルブチル)−フェノール)錯体、ニッケルジブチルジチオカルバメート、メチル、エチル又はブチルエステルなどの4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルベンジルホスホン酸モノアルキルエステルのニッケル塩、2−ヒドロキシ−4−メチル−ペニルウンデシルケトキシムなどのケトオキシムのニッケル錯体、1−フェニル−4−ラウロイル−5−ヒドロキシ−ピラゾールのニッケル錯体が挙げられ、場合により、追加のリガンドを有する。市販のニッケル化合物として、Lowilite Q84(2,2’−チオビス(4−tert−オクチル−フェノレート))−N−ブチルアミン−ニッケル(II)が挙げられる。
【0096】
(vi)立体的ヒンダードアミンをUV吸収材及び光安定剤として使用することができる。立体的ヒンダードアミン、例えばビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジル)−セバケート、ビス−(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル)−セバケート、n−ブチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル)エステル、1−ヒドロキシエチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシ−ピペリジン及びコハク酸の縮合生成物、N,N’−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジル)−ヘキサメチレンジアミン及び4−tert−オクチルアミノ−2,6−ジクロロ−1,3,5−s−トリアジンの縮合生成物、トリス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジル)−ニトリロトリアセテート、テトラキス−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタン−テトラ−炭酸、1,1’(1,2−エタンジイル)−ビス−(3,3,5,5テトラメチルピペラジノン)。こうしたアミンとして、ジ(1−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート:1−ヒドロキシ2,2,6,6−テトラメチル−4−ベンゾキシピペリジン;1−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナモイルオキシ)−ピペリジン;及びN−(1−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−イル)−エプシロンカプロラクタムなど、ヒンダードアミンから誘導されるヒドロキシルアミンが挙げられる。市販のヒンダードアミンとして、Lowilite19、Lowilite62、Lowilite77、Lowilite92及びLowilite94が挙げられる。
【0097】
(vii)シュウ酸ジアミド、例えば、4,4’−ジオクチルオキシ−オキサニリド、2,2’−ジ−オクチルオキシ−5’,5’−ジ−t−ブチルオキサニリド、2,2’−ジ−ドデシルオキシ−5’,5’ジ−t−ブチル−オキサニリド、2−エトキシ−2’−エチル−オキサニリド、N,N’−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)−オキサルアミド、2−エトキシ−5−t−ブチル−2’−エチルオキサニリド及び2−エトキシ−2’エチル−5,4−ジ−t−ブチルオキサニリドとのその混合物、並びにo−及びp−メトキシ−同様にo−及びp−エトキシ−二置換オキサニリドの混合物。
【0098】
本発明のポリマー樹脂及びホスファイト混合物は、例えば以下のものの1つ又は複数を含む、1種又は複数の追加の添加剤を含むこともできる。
【0099】
(i)金属不活性化剤、例えば、N,N’−ジフェニルシュウ酸ジアミド、N−サリチラル−N’−サリチロイルヒドラジン、N,N’−ビス−サリチロイルヒドラジン、N,N’−ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロフェニルプロピオニル)−ヒドラジン、サリチロイルアミノ−1,2,4−トリアゾール、ビス−ベンジリデン−シュウ酸ジヒドラジド。
【0100】
(ii)追加のホスファイト及び/又はホスホナイトなどの追加の二次抗酸化剤、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルアルキルホスファイト、フェニルジアルキルホスファイト、トリス(ノニル−フェニル)ホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトトリステアリルソルビトールトリホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、及びテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンジホスホナイト。市販の二次抗酸化剤として、Naugalube TPP、Alkanox(商標)240、Ultranox(商標)626、Naugard P、Weston(商標)399、Weston TNPP、Weston430、Weston618F、Weston619F、Weston DPDP、Weston DPP、Weston PDDP、Weston PTP、Weston TDP、Weston TLP、Weston TPP及びWeston TLTTP(トリラウリルトリチオホスファイト);Doverphos(商標)4、Doverphos4−HR、Doverphos4−HR Plus、Doverphos HiPure4、及びDoverphos S−9228;及びHostanox PEPQが挙げられる。
【0101】
(iii)過酸化物スカベンジャー、例えば、ベータチオジプロピオン酸のエステル、例えばラウリル、ステアリル、ミリスチル又はトリデシルのエステル、メルカプトベンズイミダゾール又は2−メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩、亜鉛−ジブチルジチオカーバメート、ジオクタデシルジスルフィド、ペンタエリトリトールテトラキス−(ベータ−ドデシルメルカプト)−プロピオネート。
【0102】
(iv)ポリアミド安定剤、例えば、ヨウ化物及び/又はリン化合物と組み合わせた銅塩、並びに二価マンガンの塩も、ポリマー樹脂及び/又はホスファイト混合物に含むことができる。
【0103】
(v)塩基性共安定剤、例えば、メラミン、ポリビニルピロリドン、ジシアンジアミド、トリアリルシアヌレート、尿素誘導体、ヒドラジン誘導体、アミン、ポリアミド、ポリウレタン、ハイドロタルサイト、高級脂肪酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩、例えばステアリン酸カルシウム、ステアロイル乳酸カルシウム、乳酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、オクタン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、リシノール酸ナトリウム及びパルミチン酸カリウム、ピロカテコール酸アンチモン又はピロカテコール酸亜鉛。市販の共安定剤として、Mark(商標)6045、Mark6045ACM、Mark6055、Mark6055ACM、Mark6087ACM、Mark6102、Mark CE345、Mark CE350及びMark CE387;並びにDHT−4Ah(商標)が挙げられる。
【0104】
(vi)核形成剤及び清澄剤、例えば、4−tertブチル安息香酸、アジピン酸、ジフェニル酢酸、ソルビトール及びその誘導体、安息香酸ナトリウム及び安息香酸の金属塩。
【0105】
(vii)メチル−3−(N,N−ジベンジルアミノキシ)プロパノエート;エチル−3−(N,N−ジベンジルアミノキシ)プロパノエート;1,6−ヘキサメチレン−ビス(3−N,N−ジベンジルアミノキシ)プロパノエート);メチル−(2−(メチル)−3(N,N−ジベンジルアミノキシ)プロパノエート);オクタデシル−3−(N,N−ジベンジルアミノキシ)プロパン酸;テトラキス(N,N−ジベンジルアミノキシ)エチルカルボニルオキシメチ)メタン;オクタデシル−3−(N,N−ジエチルアミノキシ)−プロパノエート;3−(N,N−ジベンジルアミノキシ)プロパン酸カリウム塩;及び1,6−ヘキサメチレンビス(3−(N−アリル−N−ドデシルアミノキシ)プロパノエート)などのアミノキシプロパノエート誘導体。
【0106】
(viii)他の添加剤、例えば、可塑剤、潤滑剤、乳化剤、顔料、色素、光学的光沢剤、防炎剤、帯電防止剤、発泡薬剤、及びジラウリチオジプロピオネート又はジステアリルチオジプロピオネートなどのチオ相乗剤。
【0107】
場合により、ポリマー又はポリマー性樹脂は、5〜50重量%、例えば10〜40重量%又は15〜30重量%の充填剤及び強化剤、例えば炭酸カルシウム、シリケート、ガラス繊維、アスベスト、タルク、カオリン、マイカ、硫酸バリウム、金属の酸化物及び水酸化物、カーボンブラック、並びに黒鉛を含むことができる。
【0108】
本発明はさらに安定化ポリマーに関するものであり、ここで、1種の成分が本発明の固体ホスファイト組成物を含み、他の成分が、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニルなどのポリマー、又はポリマー性樹脂を含む。
【0109】
こうした固体ホスファイト組成物によって安定化したポリマーは、ポリオレフィンのホモポリマー及びコポリマー、熱可塑性物、ゴム、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアルキレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリイミド、ポリフェニレンエーテル、スチレンのポリマー及びコポリマー、ポリカーボネート、アクリルポリマー、ポリアミド、ポリアセタール、ハロゲン化物含有ポリマー及び生分解性ポリマーなどの当技術分野において知られている任意のポリマーであってよい。
【0110】
ポリフェニレンエーテル/スチレン樹脂ブレンドなどの異なるポリマーの混合物、メタクリロニトリル及びα−メチルスチレン含有ABSなどのポリ塩化ビニル/ABS又は他の衝撃改質ポリマー、並びにポリエステル/ABS又はポリカーボネート/ABS及びポリエステル+いくつかの他の衝撃改質剤を使用することもできる。こうしたポリマーは、市販されているか、又は当分野でよく知られている手段によって製作することができる。
【0111】
しかし、本発明の安定剤組成物は、熱可塑性ポリマーがしばしば加工及び/又は使用される時の極端な温度のため、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル及びスチレンポリマーなどの熱可塑性ポリマーにおいて特に有用である。
【0112】
本発明の固体ホスファイト組成物と組み合わせて使用されるポリマーは、Ziegler−Natta、シングルサイト、メタロセン又はPhillips型の触媒を含む様々な触媒を使用する、溶液、高圧、スラリー及び気相を含む様々な重合方法を使用して生成される。固体ホスファイト組成物に有用な非限定的なポリマーとして、線状低密度ポリエチレン、エラストマー、プラストマー、高密度ポリエチレン、実質的に線状の長鎖分枝ポリマー及び低密度ポリエチレンなどのエチレン系ポリマー;並びにアタクチック、アイソタクチック及びシンジオタクチックのポリプロピレンポリマーを含むポリプロピレンポリマー、及びプロピレンのランダム、ブロック又はインパクトのコポリマーなどのプロピレンコポリマーなどのプロピレン系ポリマーが挙げられる。
【0113】
該ポリマー、典型的にはエチレン系ポリマーは、0.86g/ccから0.97g/ccの範囲、好ましくは0.88g/ccから0.965g/ccの範囲、より好ましくは0.900g/ccから0.96g/ccの範囲、いっそう好ましくは0.905g/ccから0.95g/ccの範囲、さらにいっそう好ましくは0.910g/ccから0.940g/ccの範囲、最も好ましくは0.915g/ccを超える、好ましくは0.920g/ccを超える、最も好ましくは0.925g/ccを超える密度を有する。本発明の方法によって生成されるポリマーは、典型的には、1.5超から約15、特に2超から約10、より好ましくは約2.2超から約8未満、いっそう好ましくは約2.2から5未満、最も好ましくは2.5から4の分子量分布、重量平均分子量対数平均分子量(Mw/Mn)を有する。Mw/Mnの比は、当技術分野においてよく知られているゲル浸透クロマトグラフィー技術によって測定することができる。一実施形態における本発明のポリマーは、0.01dg/分から1000dg/分、より好ましくは約0.01dg/分から約100dg/分、いっそう好ましくは約0.1dg/分から約50dg/分、最も好ましくは約0.1dg/分から約10dg/分の範囲における、ASTM−D−1238−Eによって測定される場合のメルトインデックス(MI)又は(I2)を有する。一実施形態における本発明のポリマーは、10から25未満、より好ましくは約15から25未満のメルトインデックス比(I21/I2)(I21は、ASTM−D−1238−Fによって測定される)を有する。好ましい実施形態における本発明のポリマーは、好ましくは25を超える、より好ましくは30を超える、いっそう好ましくは40を超える、さらにいっそう好ましくは50を超える、最も好ましくは65を超えるメルトインデックス比(I21/I2)(I21は、ASTM−D−1238−Fによって測定される)を有する。
【0114】
本発明の固体ホスファイト組成物とともに使用されるポリマーは、フィルム、シート及び繊維の押出し及び共押出しなどの成形作業、並びにブロー成形、射出成形及び回転式成形に有用である。フィルムとして、食品接触及び非食品接触の適用における、収縮フィルム、クリングフィルム、ストレッチフィルム、シーリングフィルム、延伸フィルム、スナック包装材、重包装袋、雑貨袋、焼き食品及び冷凍食品の包装材、医薬包装材、工業用ライナー、膜などとして有用な、共押出し又は積層によって成形されるインフレートフィルム又はキャストフィルムが挙げられる。繊維として、フィルター、おむつ用布類、医療用衣類、地盤用シートなどを作製するために織物又は非織物の形態で使用するための、溶融紡糸、溶液紡糸及びメルトブローン繊維の操作が挙げられる。押出し物品として、医療用チューブ、ワイヤー及びケーブル被膜、ジオメンブレン並びに池ライナーが挙げられる。成形品として、ボトル、タンク、大きな中空物品、硬質食品容器及び玩具などの形態における単層及び多層の構成物が挙げられる。上記に加えて、固体ホスファイト組成物は、タイヤ及び障壁などの様々なゴム系製品に使用される。
【0115】
一実施形態において、固体ホスファイト組成物は、飲料、食品及び他の人の消耗品と接触して使用されるポリマー、好ましくはポリオレフィンにおける使用に適当及び/又は承認済みである。
【0116】
モノオレフィン及びジオレフィンのポリマー、例えばポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテン−1、ポリメチルペンテン−1、ポリイソプレン又はポリブタジエン、並びにシクロオレフィンのポリマー、例えばシクロペンテン又はノルボルネン、ポリエチレン(場合により架橋されていてよい)、例えば高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)及び線状低密度ポリエチレン(LLDPE)を使用することができる。これらのポリマーの混合物、例えばポリプロピレンとポリイソブチレンとの混合物、ポリプロピレンとポリエチレンとの混合物(例えばPP/HDPE、PP/LDPE)、及び異なる種類のポリエチレンの混合物(例えばLDPE/HDPE)を使用することもできる。さらに有用であるのは、モノオレフィン及びジオレフィンの互いのコポリマー又は他のビニルモノマーとのコポリマー、例えばエチレン/プロピレン、LLDPE及びLDPEとのその混合物、プロピレン/ブテン−1、エチレン/ヘキセン、エチレン/エチルペンテン、エチレン/ヘプテン、エチレン/オクテン、プロピレン/イソブチレン、エチレン/ブタン−1、プロピレン/ブタジエン、イソブチレン、イソプレン、エチレン/アクリル酸アルキル、エチレン/メタクリル酸アルキル、エチレン/酢酸ビニル(EVA)又はエチレン/アクリル酸コポリマー(EAA)及びそれらの塩(アイオノマー)など、並びにヘキサジエン、ジシクロペンタジエン又はエチリデン−ノルボルネンなどエチレンとプロピレン及びジエンとのターポリマー;並びにこうしたコポリマーの混合物、及び上で述べたポリマーとのそれらの混合物、例えばポリプロピレン/エチレンプロピレン−コポリマー、LDPE/EVA、LDPE/EAA、LLDPE/EVA及びLLDPE/EAAである。
【0117】
オレフィンポリマーは、例えば、チーグラー−ナッタ触媒の存在下、場合により例えばMgCl、クロミウム20塩及びそれらの錯体、シリカ、並びにシリカ−アルミナなどの担体上でのオレフィンの重合によって生成することができる。オレフィンポリマーは、クロミウム触媒又はシングルサイト触媒、例えばメタロセン触媒、例えばTi及びZrなどの金属のシクロペンタジエン錯体などを利用して生成することもできる。当業者が容易に認める通り、本明細書において使用されるポリエチレンポリマー、例えばLLDPEは、例えば1−ブテン、1−ヘキセン及び1−オクテンコモノマーなどの様々なコモノマーを含有することができる。
【0118】
該ポリマーとして、ポリスチレン、ポリ−(p−メチルスチレン)、5ポリ−(α−メチルスチレン)などのスチレンポリマー、スチレン又はα−メチルスチレンとジエン又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(SBR)、スチレン/アクリロニトリル、スチレン/メタクリル酸アルキル、スチレン/無水マレイン酸、スチレン/マレイミド、スチレン/ブタジエン/エチルアクリレート、スチレン/アクリロニトリル/メチルアクリレート、スチレンコポリマーからの高耐衝撃性混合物など、及び別のポリマー、例えばポリアクリレート、ジエンポリマー又はエチレン/プロピレン/ジエンターポリマーからなど;並びにスチレンのブロックコポリマー、例えば、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/エチレン/ブチレン/スチレン又はスチレン/エチレン/プロピレン/スチレンなどを挙げることもできる。
【0119】
スチレンポリマーとして、スチレン又はα−メチルスチレンのグラフトコポリマー、例えばポリブタジエン上のスチレン、ポリブタジエンスチレン又はポリブタジエン−アクリロニトリル上のスチレンなど;ポリブタジエン上のスチレン及びアクリロニトリル(又はメタクリロニトリル)、並びにそれらのコポリマー;ポリブタジエン上のスチレン及びマレイン酸無水物又はマレイミド;ポリブタジエン上のスチレン、アクリロニトリル及びマレイン酸無水物又はマレイミド;ポリブタジエン上のスチレン、アクリロニトリル及びメタクリル酸メチル、ポリブタジエン上のスチレン及びアクリル酸アルキル又はメタクリレート、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー上のスチレン及びアクリロニトリル、ポリアクリレート又はポリメタクリレート上のスチレン及びアクリロニトリル、アクリレート/ブタジエンコポリマー上のスチレン及びアクリロニトリル、並びに上に示したスチレンコポリマーとのそれらの混合物、を追加として又は代替として挙げることができる。
【0120】
適当なゴムとして、天然ゴム及び合成ゴムの両方、並びにそれらの組合せが挙げられる。合成ゴムとして、これらに限定されないが、例えば熱可塑性ゴム、エチレン/アルファ−オレフィン/非共役ポリエン(EPDM)ゴム、エチレン/アルファ−オレフィン(EPR)ゴム、スチレン/ブタジエンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン、アクリロニトリル/ブタジエン(NBR)ゴム、ポリクロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、イソブチレン−イソプレンコポリマーなどが挙げられる。熱可塑性ゴムとして、SIS、溶液及びエマルジョンSBSなどが挙げられる。
【0121】
ニトリルポリマーもまた、本発明のポリマー組成物に有用である。これらとして、ポリメタクリロニトリル、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル/ブタジエンポリマー、アクリロニトリル/アクリル酸アルキルポリマー、アクリロニトリル/メタクリル酸アルキル/ブタジエンポリマーなどアクリロニトリル及びその類似体のホモポリマー及びコポリマー、並びにスチレンに関して上述した通りの様々なABS組成物が挙げられる。
【0122】
アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル及びエタクリル酸、並びにそれらのエステルなどのアクリル酸に基づくポリマーも使用することができる。こうしたポリマーとして、ポリメチルメタクリレート、及びアクリロニトリル型モノマーの全て又は一部がアクリル酸エステル又はアクリル酸アミドに置き換えられたABS型グラフトコポリマーが挙げられる。アクロレイン、メタクロレイン、アクリルアミド及びメタクリルアミドなどの他のアクリル型モノマーを含むポリマーも使用することができる。
【0123】
ハロゲン含有ポリマーは、本発明のホスファイト混合物で安定化させることもできる。これらとして、ポリクロロプレン、エピクロロヒドリンのホモポリマー及びコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、フッ素化ポリビニリデン、臭素化ポリエチレン、塩素化ゴム、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−エチレンコポリマー、塩化ビニル−プロピレンコポリマー、塩化ビニルスチレンコポリマー、塩化ビニル−イソブチレンコポリマー、塩化ビニル−塩化ビニリデンコポリマー、塩化ビニル−スチレン−無水マレイン酸ターポリマー、塩化ビニル−スチレン−アクリロニトリルコポリマー、塩化ビニル−ブタジエンコポリマー、塩化ビニルイソプレンコポリマー、塩化ビニル−塩素化プロピレンコポリマー、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニルターポリマー、塩化ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、塩化ビニル−マレイン酸エステルコポリマー、塩化ビニル−メタクリル酸エステルコポリマー、塩化ビニル−アクリロニトリルコポリマー並びに内部可塑化ポリ塩化ビニルなどのポリマーが挙げられる。
【0124】
他の有用なポリマーとして、ポリアルキレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、又はビスグリシジルエーテルとのそれらのコポリマーなど、環状エーテルのホモポリマー及びコポリマー;ポリオキシメチレンなどのポリアセタール、及びコモノマーとしてエチレンオキシドを含有するそれらのポリオキシメチレン;熱可塑性のポリウレタン、アクリレート又はメタクリロニトリル含有ABSで改質されたポリアセタール;ポリフェニレンの酸化物及び硫化物、並びに酸化ポリフェニレンとポリスチレン又はポリアミドとの混合物;ポリカーボネート及びポリエステル−カーボネート;ポリスルホン、ポリエーテルスルホン及びポリエーテルケトン;並びに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、ポリ−1,4−ジメチロール−シクロヘキサンテレフタレート、ポリ−2−(2,2,4(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン)テレフタレート及びポリヒドロキシベンゾエート、並びにヒドロキシル末端基を有するポリエーテルから誘導されるブロックコポリエーテルエステルなど、ジカルボン酸及びジオール及び/又はヒドロキシカルボン酸若しくは対応するラクトンから誘導されるポリエステル、が挙げられる。
【0125】
ポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド6/6、6/10、6/9、6/12及び4/6、ポリアミド11、ポリアミド12、m−キシレンビスアミン及びアジピン酸の縮合によって得られる芳香族ポリアミドなど、ビスアミン及びジカルボン酸並びに/又はアミノカルボン酸若しくは対応するラクタムから誘導されるポリアミド及びコポリアミド;ヘキサメチレンビスアミン並びにイソフタル酸若しくは/及びテレフタル酸、並びに場合により改質剤としてエラストマー、例えばポリ−2,4,4トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド又はポリ−m−フェニレンイソフタルアミドから調製されるポリアミド、が有用であり得る。前述のポリアミドと、ポリオレフィン、オレフィンコポリマー、アイオノマー、又は化学的に結合若しくはグラフトしたエラストマー;或いは例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリテトラメチレングリコール、及びEPDM又はABSで改質されたポリアミド又はコポリアミドなどのポリエーテルとの、さらなるコポリマーを使用することができる。
【0126】
別の実施形態において、ポリマーは、生分解性ポリマー又は堆肥化可能なポリマーを含む。生分解性ポリマーは、細菌、真菌及び藻類などの自然発生の微生物の作用により分解がおこる。堆肥化可能なポリマーは、堆肥化中に生物学的過程による分解を受けて、他の堆肥化可能物質と一致する速度でCO、水、有機化合物及びバイオマスを生成する。典型的には、生分解性又は堆肥化可能なポリマーは、植物供給源から誘導され、合成的に生成される。生分解性又は堆肥化可能なポリマーの例として、ポリ(グリコール酸)(PGA)、ポリ(乳酸)(PLA)、及びそれらのコポリマーが挙げられる。生分解性又は堆肥化可能なポリマーは、植物のデンプン及び従来の石油系ポリマーのブレンドから誘導することもできる。例えば、生分解性ポリマーは、ポリオレフィンとブレンドすることができる。
【0127】
ポリオレフィン、ポリアルキレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル及びスチレンポリマー、並びにそれらの混合物がより好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテルのホモポリマー及びコポリマー、ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン、ポリカーボネート、及びABS型グラフトコポリマー、並びにそれらの混合物が特に好ましい。
【0128】
一実施形態において、固体ホスファイト組成物を加えることで、n−パラフィンワックス、クロロパラフィン、α−オレフィンワックス、微結晶ワックス、ポリエチレンワックス、アミドワックス、及びFisher−Tropschワックスなどの天然及び合成ワックスを安定化する。これらのワックスは、ろうそくを作るのに適当であり得る。
【0129】
インスタント安定剤は、従来技術によって、ポリマーの造形品の製造前の任意の好都合な段階でポリマー中に容易に組み込むことができる。例えば、該安定剤は乾燥粉末の形態でポリマーと混合することができるか、又は該安定剤の懸濁液若しくはエマルジョンは、ポリマーの溶液、懸濁液若しくはエマルジョンと混合することができる。場合により、本発明の安定化組成物は、前に記載されているものなどの様々な従来の添加剤又はそれらの混合物の約0.001〜約5重量%、例えば約0.0025〜約2重量%又は約0.05〜約0.25重量%を含有することもできる。
【0130】
本発明の安定剤は、有利には、ポリマーが多くの押出しを受けることがあるとしてもメルトインデックス及び/又は色の変化に対する、特に高温加工中のポリマー組成物の安定化を助ける。本発明の安定剤は、従来技術によって、ポリマーの造形品の製造前の任意の好都合な段階でポリマー組成物中に容易に組み込むことができる。例えば、該安定剤は、乾燥粉末の形態でポリマーと混合することができるか、又は安定剤の懸濁液若しくはエマルジョンは、ポリマーの溶液、懸濁液又はエマルジョンと混合することができる。
【0131】
本発明の組成物は、配合に望ましい任意の追加物質と成分との均質混和を伴うものなど様々な方法によって調製することができる。適当な手順として、溶液ブレンド及び溶融ブレンドが挙げられる。市販のポリマー加工設備における溶融ブレンド装置の入手可能性により、溶融加工手順が一般に好ましい。こうした溶融化合方法において使用される装置の例として、共回転及び逆回転押出機、一軸スクリュー押出機、ディスクパックプロセッサー、並びに様々な他の型の押出し装置が挙げられる。いくつかの例において、化合物質は、ダイの中の小さな出口穴を通って押出機から出て、溶融樹脂の生じた鎖は、該鎖を水浴に通すことによって冷却させる。冷却した鎖は、包装及びさらなる取扱いのため小さなペレットに細断することができる。
【0132】
該成分の全てを最初に加工系に加えるか、又は他に特定の添加剤を互いに、又はポリマー若しくはポリマー性樹脂の一部分と予備化合して、安定剤濃縮物を作製することができる。さらに、溶融物をベント(大気又は真空のいずれか)させる少なくとも1つのベント口を用いることも有利な場合がある。当業者は、ブレンドの回数及び温度、並びに成分の付加位置及び配列を、過度の追加の実験をしないで調節することができる。
【0133】
本発明の安定剤は、好都合にも、造形品に加工する前に従来技術によってポリマー中に組み入れることができる一方で、局所適用によってインスタント安定剤を完成物品に適用することも可能である。物品は、インスタント安定剤の化合物及びポリマーを含むことができ、例えばヘッドランプカバー、屋根板、電話カバー、飛行機インテリア、建物インテリア、コンピューター及び事務機器の覆い、自動車部品並びに家庭電化製品に作製することができる。物品は、押出し、射出成形、ロト成形、圧縮及び他の方法によって作製することができる。これは繊維の適用に特に有用である場合があり、ここでインスタント安定剤は、例えばスピン仕上げによって溶融紡糸プロセス中に繊維に局所的に適用される。
【0134】
他の適用
本発明のホスファイト混合物は、ポリマー安定化以外の利用があり得る。例えば、本発明の固体ホスファイト組成物は、難燃剤として使用することができる。
【0135】
別の実施形態において、ホスファイト混合物を反応させて、追加利用があり得る新たな誘導体生成物を形成することが望ましい場合がある。例えば、参照により本明細書に組み込むHechenbleiknerら、米国特許第号3,056,823に開示されているものなどのエステル交換方法も用いることができる。詳細には、Hechenbleiknerらによって記載されている方法は、モノヒドロキシ炭化水素を用いて、少量だが触媒有効量の金属アルコラート又は金属フェノラートの存在下でトリアリールホスファイトをエステル交換することを伴う。汚染を回避するため、エステル交換するための具体的なアルコールのアルコラートを用いる。事前形成されたアルコラートを用いる代わりに、該アルコラートは、トリアリールホスファイトを加える前に、金属、例えばナトリウム、カリウム又はリチウムをアルコールに加えることによって系中で形成することができる。モノアルコール及びトリアリールホスファイトは、アルコール3モル対トリアリールホスファイト1モルのモル比で反応する。
【0136】
さらに説明することなく、当業者は、本明細書の記載を使用して本発明を最大限に利用することができると考えられる。特許請求する発明を実践する際における追加のガイダンスを当業者に提供するため、以下の実施例を挙げる。提供される実施例は、本出願の教示に貢献する作業の単なる代表である。すなわち、これらの実施例は、添付の請求項において定義した通り、いかなる方法においても本発明を限定することを意図するものではない。本発明をここで、以下の非限定的な実施例によって記載する。
【実施例】
【0137】
(例1)
ジ−tert−ブチルフェノール含有量が低いブチル化フェノールアルキレートの調製
Dowex DR2030 15.4gを溶融フェノール50gで3回洗浄した。最終洗浄後、Dowex DR2030/フェノールスラリーを、予備加熱した(80℃)ジャケット容器に窒素下で充填した。追加の溶融フェノールを該容器に充填することで、使用したフェノールの総量を309.3g(3.28モル)とし、混合物を80℃に撹拌しながら加熱した。2−メチルプロパン251g(4.35モル)を4時間かけて均一速度及びフェノールの表面下で、焼結ガラスフリットを使用して加えた。添加が終了した時点で、反応を80℃で保持することでアルキル交換を可能にした。1時間後、反応混合物を沈降させ、ブチル化フェノールをDowex DR2030からデカントし、粗ブチル化フェノール507.5gを生成した。
【0138】
粗ブチル化フェノール428.6gを真空分留装置に充填した。非アルキル化フェノール及び残留水を蒸留によって除去し、水含有量が50ppm未満であり、フェノール含有量が0.5%未満である時、これが終了したと考えた。蒸留を続けて、0.3重量%のフェノール;1.3重量%の2−tert−ブチルフェノール;84.9重量%の4−tert−ブチルフェノール;13.1重量%の2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(0.4重量%のブチル化副生成物)を含む、ブチル化フェノールアルキレートの主留分(368g)を生成した。
【0139】
(例2)
ジ−tert−ブチルフェノール含有量が低いブチル化フェノールアルキレートから調製される固体ホスファイト
例1において調製された溶融ブチル化フェノールアルキレート339.3g(2.15モル)を、予備加熱した(100℃)ジャケット容器に窒素下で充填した。ブチル化フェノールを100℃に撹拌しながら加熱した。89.8g(0.65モル)の三塩化リンを均一速度にてブチル化フェノールの表面下で3時間の時間をかけて加えた。添加中、温度を100℃から150℃に傾斜させた。全ての三塩化リンを加えた時点で、反応塊を150℃で1時間保持した。反応塊を次いで150℃から200℃に1時間かけて加熱した。反応物が200℃の時点で、真空(圧力60〜80mbar)を適用することによって、総塩素含有量を50ppm未満まで脱気した。過剰のブチル化フェノールを1mbarの圧力下で最大250℃の内部温度(蒸気温度118℃)までの蒸留によって除去した。該反応で、ホスファイト293.8gを生成した。ホスファイト組成物を固化させて、溶融範囲が32〜70℃(DSCによって測定;10℃/分にて窒素下で加熱した試料20.4mg)である白色固体を得た。
【0140】
(例3)
ジ−tert−アミルフェノール含有量が低いアミル化フェノールアルキレートの調製
Dowex DR2030 10gを溶融フェノール50gで3回洗浄した。最終洗浄後、Dowex DR2030/フェノールスラリーを、予備加熱した(80℃)ジャケット容器に窒素下で充填した。追加の溶融フェノールを該容器に充填することで、使用したフェノールの総量を200g(2.12モル)とし、混合物を80℃に撹拌しながら加熱した。2−メチル−2−ブテン171g(2.44モル)を3時間かけて均一速度及びフェノールの表面下で加えた。添加が終了した時点で、反応を80℃で保持することでアルキル交換を可能にした。4時間後、反応混合物を沈降させ、アミル化フェノールをDowex DR2030からデカントして、粗アミル化フェノール301.2gを生成した。
【0141】
粗アミル化フェノール298gを真空分留装置に充填した。非アルキル化フェノール及び残留水を蒸留によって除去し、水含有量が50ppm未満であり、フェノール含有量が0.5%未満である時、これが終了したと考えた。生じたアミル化フェノールアルキレート(260g)は、0.1重量%のフェノール;0.9重量%の2−tert−アミルフェノール;74.9重量%の4−tert−アミルフェノール;22.6重量%の2,4−ジ−tert−アミルフェノール(1.5重量%のアミル化副生成物)を含んでいた。
【0142】
(例4)
ジ−tert−アミルフェノール含有量が低いアミル化フェノールアルキレートから調製される固体ホスファイト
例3において調製された溶融アミル化フェノールアルキレート250.2g(1.38モル)を、予備加熱した(90℃)ジャケット容器に窒素下で充填した。アミル化フェノールを90℃に撹拌しながら加熱した。57.7g(0.42モル)の三塩化リンを均一速度にてアミル化フェノールの表面下で3時間の時間をかけて加えた。添加中、温度を90℃から150℃に傾斜させた。全ての三塩化リンを加えた時点で、反応塊を150℃で1時間保持した。反応塊を次いで150℃から200℃に1時間かけて加熱した。反応物が200℃の時、真空(圧力60〜80mbar)を適用することによって、総塩素含有量を50ppm未満まで脱気した。過剰のアミル化フェノールを1mbarの圧力下で最大280℃の内部温度(蒸発温度118℃)までの蒸留によって除去した。該反応で、ホスファイト214.6gを生成した。ホスファイト組成物を固化させて、溶融範囲が28〜52℃(DSCによって測定;10℃/分にて窒素下で加熱した試料20.4mg)の白色固体を得た。
【0143】
本発明の基礎をなす原理から逸脱することなく行うことができる多くの変更及び修正に関して、本発明に与えられるべき保護の範囲を理解するため、添付の請求項を参照するべきである。
【図1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)51〜95重量パーセントの量のトリス(モノアルキルアリール)ホスファイト、並びに
(b)ビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、
(c)ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト、及び
(d)トリス(ジアルキルアリール)ホスファイト
の少なくとも1つ
を含むホスファイト組成物であって、
成分(b)、(c)及び(d)を組み合わせて、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて5〜49重量パーセントの量で含み、溶融範囲が25℃を超える、周囲条件で固体である
ホスファイト組成物。
【請求項2】
成分(a)及び(b)を組み合わせて、組成物における全てのホスファイトの総重量に基づいて60重量パーセントを超える量で含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
5重量パーセントから33重量パーセントの量のビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、
10重量未満の量のビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト、及び
1重量パーセント未満の量のトリス(ジアルキルアリール)ホスファイト
を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項4】
ホスファイトによって含まれるアリール部分の少なくとも70重量パーセントがオルト位及び/又はパラ位においてアルキル基で一置換されている、請求項1、2又は3に記載の組成物。
【請求項5】
トリス(モノアルキルアリール)ホスファイト、ビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、ビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト及びトリス(ジアルキルアリール)ホスファイトのアルキル基がブチル及びアミルの少なくとも1つである、請求項1から4までのいずれか一項に記載の組成物。
【請求項6】
トリス(モノアルキルアリール)ホスファイトがトリス(4−t−ブチルフェニル)ホスファイト又はトリス(4−ジ−t−アミルフェニル)ホスファイトである、請求項1から4までのいずれか一項に記載の組成物。
【請求項7】
組成物の総重量に基づいて0.5重量パーセント未満の遊離フェノールを含む、請求項1から6までのいずれか一項に記載の組成物。
【請求項8】
請求項1から7までのいずれか一項に記載のホスファイト組成物の有効量をポリマー性組成物に加えるステップを含む、ポリマー性組成物を安定化させるための方法。
【請求項9】
3:1から32:1の一置換アリール部分対二置換アリール部分の重量比の一置換アリール部分及び二置換アリール部分を含む2種以上のホスファイト化合物を含み、25℃を超える融点、好ましくは30℃を超える融点を有する固体ホスファイト組成物を調製するための方法であって、
ハロゲン化リンをアルキル化フェノール組成物とを反応させるステップを含む方法であり、
アルキル化フェノール組成物は、アルキル化フェノール組成物における全てのアルキル化フェノールの総重量に基づいて70〜97重量パーセントの量のモノアルキルフェノール、及び3〜30重量パーセントの量のジアルキルフェノールを含み、
好ましくはモノアルキルフェノール及びジアルキルフェノール中のアルキル部分がブチル及びアミルから選択される、
方法。
【請求項10】
固体ホスファイト組成物を形成するために未反応のアルキル化フェノールを粗ホスファイト組成物から除去するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記ホスファイト組成物が、
51〜95重量パーセントの量のトリス(モノアルキルアリール)ホスファイト、
5重量パーセントから33重量パーセントの量のビス(モノアルキルアリール)ジアルキルアリールホスファイト、
10重量未満の量のビス(ジアルキルアリール)モノアルキルアリールホスファイト、及び
1重量パーセント未満の量のトリス(ジアルキルアリール)ホスファイト
を含む、請求項9又は10に記載の方法。
【請求項12】
アルキル化フェノール組成物が、触媒の存在下及びアルキル化フェノールを形成するのに有効な条件下で1種又は複数のオレフィンをフェノールと接触させることによって調製される、請求項9、10又は11に記載の方法。
【請求項13】
1種又は複数のオレフィン対フェノールのモル比が1:1から1.5:1である、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
モノアルキルフェノール及びジアルキルフェノール中のアルキル部分がブチル及びアミルから選択される、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
アルキル化フェノール組成物におけるアルキル部分の少なくとも50重量パーセントがt−ブチルである、請求項13に記載の方法。
【請求項16】
アルキル化フェノール組成物におけるアルキル部分の少なくとも50重量パーセントがtert−アミルである、請求項13に記載の方法。
【請求項17】
(a)ポリマー、及び
(b)請求項1から7までのいずれか一項に記載のホスファイト組成物
を含む安定化ポリマー性組成物。

【公表番号】特表2012−530157(P2012−530157A)
【公表日】平成24年11月29日(2012.11.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−515232(P2012−515232)
【出願日】平成22年7月27日(2010.7.27)
【国際出願番号】PCT/US2010/043305
【国際公開番号】WO2011/014474
【国際公開日】平成23年2月3日(2011.2.3)
【出願人】(508201282)ケムチュア コーポレイション (69)
【Fターム(参考)】