説明

塩素含有樹脂の液状安定剤

【課題】溶解性の著しく低いトルイル酸金属塩を主成分として含有する塩素含有樹脂の液状安定剤組成を見出す。
【解決手段】トルイル酸亜鉛塩と、トルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩から選ばれる少なくとも1種に、下式(I)(R、Rは、それぞれ炭素数6〜16までのアルキル基を示す)で示されるアルキルハイドロゲンホスファイトとメタクリル酸エステルのコポリマーを配合させることにより、溶解性の著しく低いトルイル酸金属塩を主成分として含有する塩素含有樹脂の液状安定剤の調製を可能にした。
【化1】

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トルイル酸を含有する塩素含有樹脂の液状安定剤に関するものである。
【背景技術】
【0002】
塩化ビニル樹脂を代表とする塩素含有樹脂は、可塑剤などの配合により、硬質から軟質まで種々の特性を有し、強度、透明性に優れた成型品を安価に製造できるため、土木・建材から電気・機械、日用雑貨、容器・包装、農業用などに用いられるバイプ、シート、フィルム、ホースなどで多量に使用されている。
【0003】
ところが、塩素含有樹脂は、成型加工時や成型後に加熱されると、脱塩化水素反応による熱分解を起こし、強度低下など機械的な性質の劣化、着色、あるいは、成型不良などが発生することが知られており、これらを防止するために、塩ビ安定剤と称する熱安定剤が添加されている。その主成分は、カルシウム、亜鉛、バリウム、マグネシウムなどのステアリン酸塩、ラウリル酸塩、オレイン酸塩などの脂肪族カルボン酸塩、または、前記金属の安息香酸、トルイル酸、p−tert−ブチル安息香酸など芳香族カルボン酸塩、または、有機すず化合物であり、これらと併用して、有機リン酸エステル、有機亜リン酸エステルなどの有機リン酸エステル系化合物、エポキシ化合物、β−ジケトン化合物、ポリオール化合物などが安定化助剤として加えられており、主安定剤、安定化助剤それぞれ数種類組み合わせて使用することで相乗効果を発揮し、効果を高めている。
【0004】
塩ビ安定剤の性状は、液状、粉末のどちらも一般的であるが、液状安定剤を考えた場合、塩化ビニルと上手く相溶させ優れた安定化効果を発揮させることは勿論重要ではあるが、その前に、液状安定剤として供するために、主安定剤のカルボン金属塩と有機リン酸エステル系化合物、エポキシ系化合物など安定化助剤とを溶剤で均一に溶解させることが要求される。比較的溶解性の高いステアリン酸、p−tert−ブチル安息香酸の金属塩では、容易に溶解組成が見出され、安定剤処方を組むことができる。例えば、2級有機亜リン酸エステルおよび1級アルコールを溶剤とした液状安定剤(例えば、特許文献1参照)や、有機亜リン酸エステルと、フェノール化合物およびフェノール性反応生成物を溶剤とした液状安定剤(例えば、特許文献2参照)が提案されている。一方で、安価なトルイル酸金属塩を使用した液状安定剤も提案されている。例えば、有機亜リン酸エステルと炭化水素類およびアルコール類を溶剤とした液状安定剤(例えば、特許文献3参照)や、炭化水素およびアルコール系を溶剤とした液状安定剤(例えば、特許文献4参照)が提案されている。
【特許文献1】特開平10−81800号公報
【特許文献2】特許3372550号公報
【特許文献3】特公昭51−8664号公報
【特許文献4】特開平11−189668号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、トルイル酸金属塩は溶解性が著しく低く、特に、ワンパック安定剤として一般的に用いられるトルイル酸バリウム塩/亜鉛塩の混合系を考えた場合、トルイル酸バリウム塩/トルイル酸亜鉛塩の溶解量が極めて低く、適当な溶解組成はほとんど得られていなかった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、このような課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、トルイル酸亜鉛塩と、トルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩から選ばれる少なくとも1種に、下式(I)(R、Rは、それぞれ炭素数6〜16までのアルキル基を示す)で示されるアルキルホスファイトとメタクリル酸エステルのコポリマーを配合させることで、溶解性が著しく低いトルイル酸金属塩を溶解を持続させることが可能になり、トルイル酸金属塩を含有する塩素含有樹脂の液状安定剤組成を見出すに至った。
【0007】
【化1】

【発明の効果】
【0008】
本発明を用いれば、主成分としてトルイル酸を含有する塩素含有樹脂の液状安定剤の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明の液状安定剤成分の一つであるトルイル酸亜鉛塩は、o−、p−、m−のいずれの異性体も使用可能であるが、特に好ましいのはp−トルイル酸亜鉛塩、もしくは、m−トルイル酸亜鉛塩である。これらは、通常の方法で、例えば、トルイル酸のナトリウム塩、もしくは、トルイル酸カリウム塩などアルカリ金属塩の溶液に硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛などの亜鉛塩の水溶液を滴下することで製造することができる。
【0010】
トルイル酸亜鉛塩の含有量は、各液状安定剤の特性から一概には言えないが、液状安定剤中に2.0〜20重量%が好ましい。
【0011】
本発明の液状安定剤成分の一つであるトルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩は、o−、p−、m−のいずれの異性体も使用可能であるが、特に好ましいのはp−トルイル酸バリウム塩、p−トルイル酸カルシウム塩、p−トルイル酸マグネシウム塩およびp−トルイル酸ストロンチウム塩、もしくは、m−トルイル酸バリウム塩、m−トルイル酸カルシウム塩、m−トルイル酸マグネシウム塩およびm−トルイル酸ストロンチウム塩である。また、トルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩の中で特に好ましいのは、トルイル酸バリウム塩である。これらは、通常の方法で、例えば、トルイル酸のナトリウム塩、もしくは、カリウム塩などアルカリ金属塩の溶液に塩化バリウム、硝酸バリウムなどのバリウム塩の水溶液を滴下することで製造することができる。
【0012】
トルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩の含有量は、各液状安定剤の特性から一概には言えないが、液状安定剤中に2.0〜20重量%が好ましい。
【0013】
本発明の液状安定剤成分の一つである下式(I)(R、Rは、それぞれ炭素数6〜16までのアルキル基を示す)で示されるアルキルハイドロゲンホスファイトとしては、例えば、ジオクチルハイドロゲンホスファイト、ジノニルハイドロゲンホスファイト、ジデシルハイドロゲンホスファイト、ジモノデシルハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジ(トリデシル)ハイドロゲンホスファイトなどが挙げられるが、特に好ましいのは、ジラウリルハイドロゲンホスファイトである。
【0014】
【化2】

【0015】
これらのアルキルハイドロゲンホスファイトは市販品として入手可能であるが、ジフェニルモノデシルホスファイト、ジフェニルモノドデシルホスファイト、ビスフェノール−A−テトラC12-15アルキルジホスファイトなどのアリール基を有するトリアルキルホスファイトの加水分解、あるいは、ジフェニルハイドロゲンホスファイトとデカノール、モノデカノール、ドデカノールなどの脂肪族アルコールとのアルコール分解からの製造品、あるいは、その反応液も用いることができる。
【0016】
上記のアルキルハイドロゲンホスファイトの含有量は、トルイル酸亜鉛塩、トルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩などの含有量にも依存するが、液状安定剤中に10〜80重量%で効果を発揮する。
【0017】
本発明の液状安定剤成分の一つであるメタクリル酸エステルのコポリマーは、軽重質油、高粘度指数油の流動点を降下させる流動点降下剤として用いられるが、溶液中の結晶核成長を阻害させる効果を有しており、本発明において、トルイル酸金属塩の溶解を持続させる作用に応用することが可能になった。メタクリル酸エステルのコポリマーとして好ましいのは、炭素数12〜30のメタクリル酸エステルのコポリマーであり、具体的に知られているのは、「アクルーブ132」、「アクルーブ133」、「アクルーブ146」などの三洋化成製品「アクルーブ」シリーズである。メタクリル酸エステルのコポリマーの使用量は、ごく少量で効果を発揮するものであり、液状安定剤中に0.01〜2.0重量%程度で十分である。
【0018】
本液状安定剤には、トルイル酸亜鉛塩、トルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩、下式(I)(R、Rは、それぞれ炭素数6〜16までのアルキル基を示す)
【0019】
【化3】

【0020】
で示されるアルキルハイドロゲンホスファイト、および、メタクリル酸エステルのコポリマーの他に、2−エチルヘキシル酸、ラウリル酸、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪酸金属塩、もしくは、安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸などの芳香族カルボン酸金属塩を加えることも可能であり、また、パラフィン系やアルキルベンゼン系溶剤などの炭化水素系溶剤やオクタノール、ノニルアルコール、デカノール、モノデカノール、ドデカノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロリレングリコール、1,4−ブタンジオールなどのアルコール系溶剤を使用しても良い。更に、トリフェニルホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト、ジフェニルモノドデシルホスファイト、フェニルジデシルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリドデシルホスファイト、ビスフェノール−A−テトラC12-15アルキルジホスファイトなどのアルキルホスファイトを加えてもかまわない。
【0021】
本液状安定剤の調製は、トルイル酸亜鉛塩とトルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩をそれぞれ別々に溶剤に溶解させた後に両者を合わせても良いし、一緒に溶剤に溶解させても良い。また、前記の炭化水素系、あるいは、アルコール系溶剤、もしくは、それらの混合溶剤中にトルイル酸と亜鉛、もしくは、バリウム、カルシウム、マグネシウム、または、ストロンチウムの酸化物、あるいは、水酸化物を加え反応させトルイル酸塩を製造した後に、適当なアルキルハイドロゲンホスファイト、アルキルホスファイトを加え、溶解させることにより、調製することもできる。その際、溶解温度は80〜150℃が好ましく、より好ましくは、100〜150℃である。
【0022】
本液状安定剤を塩素含有樹脂の製造に用いる際の使用量は、塩素含有樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部が好ましい。また、この液状安定剤には必要に応じ他の安定化助剤、可塑剤、表面処理剤、滑剤、難燃剤、紫外線吸収剤、殺菌剤などを適宜添加することができる。
【実施例】
【0023】

[参考例1:p−トルイル酸バリウム塩の調製]
攪拌機、滴下漏斗を備えた1L容3つ口フラスコにp−トルイル酸40.86g、水酸化ナトリウム(純度95%)12.63g、および、水100mlを仕込み、60℃で溶解させた後、塩化バリウム2水和物36.9gを水150mlに溶かした水溶液を約40分かけて滴下した。その後、60℃で1時間撹拌、析出した結晶を濾過、水洗、乾燥を行い、無色結晶のp−トルイル酸バリウム塩44.0gを取得した。
【0024】
[参考例2:p−トルイル酸亜鉛塩の調製]
攪拌機、滴下漏斗を備えた1L容3つ口フラスコにp−トルイル酸27.2gおよびメタノール200mlを仕込み溶解させた後、水酸化ナトリウム(純度95%)8.42gを溶解させた水溶液50mlを室温で滴下し、そのまま1時間撹拌した。これに硫酸亜鉛7水和物28.76gを溶解させた水溶液150mlを室温で約40分かけて滴下し、さらに室温で2時間撹拌した。その後、析出した結晶を濾過、水洗、乾燥を行い、無色結晶のp−トルイル酸亜鉛塩30.5gを取得した。
【0025】
実施例1
攪拌機、冷却管を備えた100mL容3つ口フラスコに参考例1で調製したp−トルイル酸バリウム塩2.0g、ジオレイルハイドロゲンホスファイト(JP−212:城北化学)9.0gを精秤し、120℃で30分間撹拌させた結果、淡黄色透明油状のp−トルイル酸バリウム塩溶液を得た。
【0026】
実施例2
攪拌機、冷却管を備えた100mL容3つ口フラスコに参考例2で調製したp−トルイル酸亜鉛塩0.5g、ビスフェノールAテトラC12−15アルキルジホスファイト(1500:旭電化) 4.5g、モノデシルジフェニルホスファイト(JPM−311:城北化学)4.5g、エクソール D−40(エクソンモービル社製炭化水素溶剤)2.2g、JP−212 2.2gを精秤し、120℃で30分間撹拌させた後、透明油状のp−トルイル酸亜鉛塩溶液を得た。
【0027】
実施例3
実施例1で得たp−トルイル酸バリウム塩溶液をそのまま、実施例2で得たp−トルイル酸亜鉛塩溶液に120℃で加熱撹拌しているところに少しずつ滴下し、同じ120℃で30分間加熱撹拌した。更に、流動点降下剤「アクルーブ 133」(三洋化成)0.075gを加え、120℃で30分間加熱撹拌した。その結果、p−トルイル酸バリウム塩8.0重量%、p−トルイル酸亜鉛塩2.0重量%、「アクルーブ 133」0.3重量%を含有する透明油状の安定剤23.6gを得た。
【0028】
実施例4
「アクルーブ 133」の代わりに「アクルーブ 146」(三洋化成)0.081gを加えた以外は、実施例3と同様に操作を行った。その結果、p−トルイル酸バリウム塩8.0重量%、p−トルイル酸亜鉛塩2.0重量%、「アクルーブ 146」0.32重量%を含有する透明油状の安定剤23.5gを得た。
【0029】
比較例1
「アクルーブ 133」を加えなかった以外は、実施例3と同様に操作を行った。その結果、p−トルイル酸バリウム塩8.0重量%、p−トルイル酸亜鉛塩2.0重量%含有する透明油状の安定剤23.6gを得た。
【0030】
実施例5
実施例3〜4、および、比較例1で得た液状安定剤を室温下静置し、溶解状態を観察した。結果は表1のとおりである。
【0031】
【表1】

【0032】
実施例6
PVC樹脂100重量部に対し、ジオクチルフタレート50重量部、実施例3〜4で得た液状安定剤3.0重量部を配合、175℃、6分間ロール上で混練した後、180℃で5分間プレス加工し、厚さ1mmのシートを作成した。このシートを目視にて観察し、着色性を評価した。
【0033】
更に、このシートから試験片を作成し、190℃のギヤオーブン中で加熱し、黒化するまでの時間を測定し、耐熱性を評価した。
【0034】
結果は、表2のとおりである。
【0035】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明により、トルイル酸亜鉛塩と、トルイル酸バリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、または、ストロンチウム塩の少なくとも1種に、下式(I)(R、Rは、それぞれ炭素数6〜16までのアルキル基を示す)で示されるアルキルハイドロゲンホスファイトとメタクリル酸エステルのコポリマーを配合させることで、溶解性が著しく低いトルイル酸金属塩を溶解でき、トルイル酸金属塩を主成分として含有する塩素含有樹脂の液状安定剤の調製が可能になった。
【0037】
【化4】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)トルイル酸亜鉛塩と、(b)トルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩から選ばれる少なくとも1種と、(c)下式(I) (R、Rは、それぞれ炭素数6〜16までのアルキル基を示す)で示されるアルキルホスファイトと、(d)メタクリル酸エステルのコポリマーを含有することを特徴とする塩素含有樹脂の液状安定剤。
【化1】

【請求項2】
トルイル酸亜鉛塩とトルイル酸バリウム塩と下式(I)(R、Rは、それぞれ炭素数6〜16までのアルキル基を示す)で示されるアルキルホスファイトと、メタクリル酸エステルのコポリマーを含有することを特徴とする請求項1記載の塩素含有樹脂の液状安定剤。
【化2】

【請求項3】
トルイル酸がp−トルイル酸、または、m−トルイル酸であることを特徴とする請求項1または2記載の塩素含有樹脂の液状安定剤。
【請求項4】
アルキルハイドロゲンホスファイトがジラウリルハイドロゲンホスファイトであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の塩素含有樹脂の液状安定剤。
【請求項5】
トルイル酸亜鉛塩の含有量が液状安定剤中に2.0〜20重量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の塩素含有樹脂の液状安定剤。
【請求項6】
トルイル酸バリウム塩、トルイル酸カルシウム塩、トルイル酸マグネシウム塩およびトルイル酸ストロンチウム塩から選ばれた少なくとも1種の含有量が液状安定剤中に2.0〜20重量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の塩素含有樹脂の液状安定剤。

【公開番号】特開2006−36897(P2006−36897A)
【公開日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−217940(P2004−217940)
【出願日】平成16年7月26日(2004.7.26)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】