DE1161688B - Gegen Alterung stabilisierte Formmassen aus Polyolefinen - Google Patents

Gegen Alterung stabilisierte Formmassen aus Polyolefinen

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DE1161688B
DE1161688B DEF29113A DEF0029113A DE1161688B DE 1161688 B DE1161688 B DE 1161688B DE F29113 A DEF29113 A DE F29113A DE F0029113 A DEF0029113 A DE F0029113A DE 1161688 B DE1161688 B DE 1161688B
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against aging
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Dr Claus Heuck
Dr Otto Mauz
Dr Jakob Winter
Dr Felix Schuelde
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Hoechst AG
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: C08f
Deutsche Kl.: 39 b - 22/06
Nummer: 1161 688
Aktenzeichen: F 29113 IVc/39 b
Anmeldetag: 6. August 1959
Auslegetag: 23. Januar 1964
Es ist bereits ein Verfahren zur Stabilisierung von Polyolefinen zur Verbesserung der Alterungseigenschaften vorgeschlagen worden, bei dem eine Stabilisatormischung aus als Stabilisatoren für Polyolefine bekannten Phenolderivaten und Thioäthern der allgemeinen Formel R — S — R', wobei R und R' gleiche oder ungleiche Alkylreste mit 4 bis 25 C-Atomen darstellen, verwendet wird.
Es wurden nun gegen Alterung stabilisierte Formmassen aus Polyolefinen und organischen Schwefelverbindungen enthaltenden Stabilisatorgemischen gefunden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als Stabilisatoren 0,001 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, einer Mischung aus
a) einem Di-, Tri- oder Tetrasulfid der allgemeinen Formel R — Sn — R, wobei R einen Alkylrest mit 4 bis 25 Kohlenstoffatomen, einen Aralkyl- oder Arylrest und η eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeutet, und
b) einem als Polyolefinstabilisator bekannten Phenolderivat enthalten,
wobei das Verhältnis der beiden Stabilisatorkomponenten 5 : 1 bis 1: 5 Gewichtsteile beträgt.
Die in den erfindungsgemäßen Formmassen enthaltenen aliphatischen Polysulfide werden sehr einfach in bekannter Weise synthetisiert. So wurden die Dialkyldisulfide durch Oxydation von Mercaptanen her-
C6H5 — CH2Sn — CH2 — C6H5
CH2 — S» — CH2
Gegen Alterung stabilisierte Formmassen
aus Polyolefinen
Anmelder:
Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft
vormals Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.
Als Erfinder benannt:
Dr. Claus Heuck, Hofheim (Taunus),
Dr. Otto Mauz, Frankfurt/M.- Unterliederbachy
Dr. Jakob Winter, Kelkheim (Taunus),
Dr. Felix Schulde, Neuenhain (Taunus)
gestellt. Dialkyltri- und Dialkyltetrasulfide wurden aus Mercaptanen mit Monoschwefeldi- bzw. Dischwefeldichlorid oder aber durch Umsetzung der Alkylchloride mit Natriumpolysulfiden gewonnen. Außer den erwähnten Dialkylpolysulfiden der allgemeinen Formel R — Sn — R, wobei R einen Kohlenwasser-Stoffrest mit 4 bis 25 Kohlenstoffatomen und η — 2,3 oder 4 bedeutet, kann R jedoch auch einen Aralkyl- oder Arylrest bedeuten. So wurden unter anderem folgende Verbindungen hergestellt:
CH
Die erforderliche Gesamtmenge an Alterungsschutzmittel beträgt bei normal beanspruchten Formstücken 0,001 bis 5%, vorzugsweise 0,05 bis 1%. Das Verhältnis der beiden Komponenten soll 5:1 bis 1: 5 Gewichtsteile, vorzugsweise 1 : 1 betragen.
Der Zusatz von Ruß als schwachwirksames Antioxydans in Kombination mit Polysulfiden ist bereits aus den belgischen Patentschriften 561 944 und 562 623 bekannt, Um einen guten Stabilisierungseffekt zu erzielen, ist jedoch stets die Anwesenheit von Ruß erforderlich. Alle mit Hilfe dieser Stabilisatorkombination hergestellten Formstücke sind schwarz gefärbt und können somit nur in diesem Farbton zur Anwendung kommen.
Der große Vorteil der erfindungsgemäßen Formmassen liegt demgegenüber darin, daß man bei Anwendung der genannten organischen Di-, Tri- oder Tetrasulfide in Kombination mit phenolischen Stabilisatoren ungefärbte helle Polyolefine von einer hervorragenden Stabilität erhält, die verständlicherweise mit
309 780/296
jedem Farbstoff in jedem beliebigen Farbton angefärbt werden können.
Wenn der Fachmann hellfarbige stabilisierte Formmassen auf Polyolefinbasis herstellen wollte, so konnte er aufgrund des Standes der Technik nicht wissen, welche Stabilisatorgemische er von den an sich bekannten Stabilisatoren hierfür verwenden sollte, um eine gute Stabilisierung zu erreichen. So geht aus »J. Applied Polymer Science«, Vol. 1 (1959), S. 37 bis 49, hervor, daß sich Stabilisatoren, die für sich allein eine gute Stabilisatorwirkung hervorrufen, in unvorhersehbarer Weise beeinflussen, wenn sie zusammen als Stabilisatoren eingesetzt werden.
Demgegenüber war die hervorragende Stabilisatorwirkung der ausgewählten Mischung aus den Polysulfiden und den Phenolen nicht vorauszusehen. In den folgenden Tabellen sind die bei 140° C gemessenen Versprödungszeiten für Niederdruckpolypropylen, das jeweils 0,5 % der aufgeführten Stabilisatorkombination im Gewichtsverhältnis 1 : 1 enthält, aufgeführt. Als Versprödungszeit ist die Zeit in Tagen angegeben, nach der eine 1 mm dicke Polyolefinpreßfolie beim Knicken bricht.
Die Stabilisierung der Polyolefine kann so durchgeführt werden, daß den Polyolefinen die Stabilisierungskomponenten nach der Herstellung zugemischt werden. Besonders vorteilhaft können jedoch die Stabilisierungskomponenten den Polyolefinen schon im Aufarbeitungsvorgang der Polyolefine zugesetzt werden. Die angegebenen "/„-Zahlen beziehen sich auf das Gewicht des Polyolefins.
Tabelle
Stabilisatorkombination aus 0,25 % Polysulfiden und 0,25 % eines Kondensationsproduktes
aus Nonylphenol und Aceton = Ph. K. (Ph. K = Abkürzung für die phenolische Komponente)
0,25 °/o Polysulfid + 0,25 Ph. K. Gesamtkonzentration
Versprödungszeit
in Tagen bei 1400C
Farbe der
Preßplatte
nach der
Temperung
0,25 % Bis-(octadecyl)-disulfid + 0,25% Ph. K
0,25 % Bis-(octadecyl)-trisulfid + 0,25% Ph. K
0,25% Bis-(octadecyl)-tetrasulfid + 0,25% Ph. K. ..
0,25% Bis-(octadecyl)-monosulfid + 0,25% Ph. K. (Vergleichsversuch)
Kondensationsprodukt aus Nonylphenol und Aceton (ohne Zusatz von Sulfid bzw. Polysulfid) (Vergleichsversuch)
0,50
0,50
0,50
0,50
0,25
0,50
53
56
60
40
3
5
farblos farblos farblos
farblos
farblos farblos
Aus der Tabelle wird ersichtlich, daß eine Steigerung 40 resten fallen die Stabilitätswerte trotz des höheren des Schwefelgehaltes der Dialkylpolysulfide zu einer Schwefelgehaltes des Moleküls etwas ab, was auf die Erhöhung der Stabilitätswerte führt. Eine ähnliche geringe Verträglichkeit des Polysulfides mit kleineren Reihe ergibt sich, wenn statt des Octadecylrestes der Alkylresten im'Polyolefin zurückzuführen ist.
Dodecylrest eingebaut wird. Bei niedrigeren Alkyl-
Tabelle
Stabilisatorkombination aus 0,25 % Polysulfiden und 0,25 % isobornyliertem Kresol als Phenolkomponente
(Gesamtkonzentration der Stabilisatorkombination = 0,5 %)
Polysulfid + isobornyliertes Kresol (Ph. K.)
Gesamtkonzentration
Versprödungszeit
in Tagen bei 1400C
Farbe der
Preßplatte
nach der
Temperung
0,25% Bis-(octadecyl)-sulfid + 0,25% Ph. K. (Vergleichsversuch)
0,25% Bis-(octadecyl)-disulfid
+0,25% Ph. K
0,25 % Bis-CoctadecyO-trisulfid + 0,25% Ph. K
0,25% Bis-(octadecyl)-tetrasulfid + 0,25% Ph. K. ..
Isobornyliertes Kresol ohne Zusatz (Ph. K.) (Vergleichsversuch)
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
40
45
48
50
farblos
farblos farblos farblos
farblos
Auch hier zeigt sich — analog wie in Tabelle 1 — eine Steigerung der Stabilitätszeiten mit wachsendem Schwefelgehalt.
Tabelle 3
Stabilisatorkombination aus 0,25 % Polysulflden
und 0,25% eines Kondensationsproduktes aus Camphen und 1,2,4-Xylenol = Ph. K.
0,25% Polysulfid + 0,25% Kondensationsprodukt aus Camphen und 1,2,4-Xylenol (Ph. K.) Gesamtkonzentration
Versprödungszeit
in Tagen bei 1400C
Farbe der
Preßplatte
nach der
Temperung
0,25% Bis-(octadecyl)-sulfid + 0,25% Ph. K. (Vergleichsversuch)
0,25% Bis-Coctadecy^-disulfid + 0,25% Ph. K. .. 0,25% Bis-(octadecyl)-trisulfid + 0,25% Ph. K. .. 0,25% Bis-CoctadecyO-tetrasulfid + 0,25% Ph. K.
0,5 % Ph. K. allein (Vergleichsversuch)
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
17
29
30
farblos
farblos farblos farblos
leichter Gelbstich
Tabelle 4
Stabilisatorkombination aus 0,25% Dialkylpolysulfiden und 0,25 % 2,6 Di-tert.-butyl-p-kresol = Ph. K.
als Phenolkomponente
0,25% Polysulfid+ 0,25% 2,6-Di-tert. butyl-p-kresol (Ph. K.) Gesamtkonzentration
Versprödungszeit
in Tagen bei 1400C
Farbe der
Preßplatte
nach der
Temperung
0,25% Bis-(octadecyl)-sulfid + 0,25% Ph. K. (Vergleichsversuch)
0,25% Bis-(octadecyl)-disulfid + 0,25% Ph. K. .. 0,25% Bis-(octadecyl)-trisulfid + 0,25% Ph. K. .. 0,25% Bis-ioctadecylHetrasulfid + 0,25% Ph. K.
0,50% 2,6-Di-tert.butyl-p-kresol = Ph. K. (Vergleichsversuch)
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
13
18
24
farblos
farblos farblos farblos
farblos
Die Werte der Versprödungszeiten fallen bei den In der folgenden Tabelle 5 wird die bei 1200C geTabellen 3 und 4 gegenüber den Tabellen 1 und 2 messene Versprödungszeit für Niederdruckpolyäthylen, etwas ab. Doch zeigt sich auch hier sehr deutlich, daß das 0,25 % 4,4'-Diphenylolpropan und 0,25 % Bismit wachsendem Schwefelgehalt im Molekül der 45 (j5-naphthyl-methyl)-disulfid im Gewichtsverhältnis 1:1 Stabilisierungseffekt deutlich ansteigt. enthält, aufgeführt.
Tabelle
Stabilisator Gesamtkonzentration
Versprödungszeit
in Tagen bei 120° C
Farbe der
Preßplatte
nach der
Temperung
4,4'-Diphenylolpropan*)
Bis-(/3-naphthyl-methyl)-disulfid*)
4,4'-Diphenylolpropan + Bis-(-/?-naphthyl-methyl)-disulfid
*) Vergleichsversuch.
0,5
0,5
0,5
17
4
40
farblos farblos
farblos

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Gegen Alterung stabilisierte Formmassen aus Polyolefinen und organische Schwefelverbindungen enthaltenden Stabilisatorgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Stabilisatoren 0,001 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyolefin, einer Mischung aus
    a) einem Di-, Tri- oder Tetrasulfid der allgemeinen Formel R — Sn — R, wobei R einen
    7 8
    Alkylrest mit 4 bis 25 Kohlenstoffatomen, wobei das Verhältnis der beiden Stabilisatorkom-
    einen Aralkyl- oder Arylrest und η eine ganze ponenten 5 : 1 bis 1 : 5 Gewichtsteile beträgt.
    Zahl von 2 bis 4 bedeutet, und
    b) einem als Polyoleßnstabilisator bekannten In Betracht gezogene Druckschriften:
    Phenolderivat enthalten, 5 Belgische Patentschriften Nr. 561 944, 562 623.
    309 780/296 1.64 © Bundesdruckerei Berlin
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