用于改进透明含卤聚合物组合物老化性能的潜硫醇稳定剂制造技术

公开了一种用于保护制造室外会天候老化产品用的透明聚氯乙烯和其它透明含卤聚合物组合物，防止热、紫外光和天候老化产生的变色和降解的稳定剂组合物，它包括在聚合物组合物升温加工时会释放出游离硫醇的潜硫醇和协合量的游离水杨酸苯酯。潜硫醇可以是稳定剂组合物中唯一的热稳定剂，但是在加工过程中释放的游离硫醇还可与有机基或金属基热稳定剂协合。还公开了含这些化合物的透明聚氯乙烯和其它透明含卤聚合物组合物。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够稳定透明含卤聚合物组合物防止热、光和天候老化的分解作用的稳定剂组合物。这种稳定剂组合物含有潜硫醇和少量的水杨酸苯酯化合物，在升温下的加工过程中，所述潜硫醇能变成相应的含游离硫醇的降解产物。本专利技术还涉及容易热和紫外光引发分解的透明的含卤聚合物组合物，它含有含卤聚合物，在升温下加工该聚合物组合物过程中存在的潜硫醇的降解产物和游离的水杨酸苯酯化合物，所述降解产物包括游离的硫醇。本专利技术还涉及另外还含有少量金属基稳定剂、路易斯酸、有机基稳定剂、水滑石基稳定剂或其它稳定剂协合剂的稳定剂和聚合物组合物。已知在聚合物加工过程中和将聚合物成型制品置于某些环境中会使各种有机聚合物的物理性能下降和变色。在加工过程中容易分解的聚合物的主要例子是含卤聚合物，如卤原子直接与碳原子相连的乙烯基和亚乙烯基聚合物。用作自粘型透明食品包装的聚氯乙烯(即PVC)、氯乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物和聚偏氯乙烯是最熟悉的聚合物，在制成管、窗框、侧壁、瓶、壁覆盖层、包装膜等的过程中，要求它们具有稳定性以保持性能。当在升温下加工这些聚合物时，在最初5-10分钟以及在后面的加工阶段常会发生不合需求的变色。当需要透明产品时，有时与变色一起发生的雾化尤其不合需求。向这些聚合物中加入热稳定剂对这种广泛使用的聚合物的实用性绝对是必须的。对开发各种有效的热稳定剂作出大量工作以后，发现两类主要的稳定剂有机锡化合物和混合的金属组合物。有机锡基热稳定剂是刚性PVC最有效的并且广泛使用的稳定剂。在挤出过程中硫醇烷基锡和游离硫醇的协合组合物是刚性PVC特别有效的热稳定剂。但是，由于硫醇协合剂部分的缘故以及不能用于挠性PVC，它们还不能完全令人满意。即使在室温许多硫醇也会释放出讨厌的气味，并且在PVC的加工温度该气味尤其强烈。通常硫醇的氧化稳定性很差。游离硫醇的氧化削弱了协合作用。因此，在PVC工业中需要具有增强的协合作用的混合物。同样，由于聚合物制品的最终用途的缘故，要求许多聚合物组合物含有杀生物剂和热稳定剂，但是由于游离硫醇会分解杀生物剂OBPA(如常用的10，10’-氧联双吩噁砒)，常会限制在这种聚合物中使用硫醇有机锡/硫醇混合物。这种含硫醇的热稳定剂的另一个缺点是它们不能保护聚合物组合物免遭紫外光和天候老化的分解作用。在环境光线和室外天候老化条件下长期放置后，如此稳定的聚合物制得的产品容易褪色和分解，伴随着物理性能(如撕裂强度、挠性和抗冲击性)的下降，从而缩短了这种制品的使用寿命。随着将含卤聚合物广泛地制成产品用于耐天候老化的表面用途(如聚乙烯房屋侧壁、窗框、窗架、波纹屋顶、门封条等)，迫切需要开发一种稳定剂，它不仅能保护聚合物免遭加工制造过程中的热量的影响，而且还能保护聚合物免遭环境光和室外天候老化的长期影响。对于光稳定性和耐天候老化性很差的透明产品，特别需要这种稳定剂，因为这种产品一般不含能抑制光渗透从而降低聚合物降解速率的不透明填料和颜料(如二氧化钛)。在美国专利3,660,331中，Ludwig报道了四氢吡喃的某些硫醚和硫代酯对卤乙烯树脂的稳定作用。但是，仍需要更好的热稳定剂组合物。更需要能改进含卤聚合物组合物，尤其是透明聚合物的紫外光稳定性和耐天候老化性的热稳定剂。本专利技术硫醚/少量水杨酸苯酯稳定剂混合物满足了这种要求。因此，本专利技术一个目的是提供一种热稳定剂组合物，它具有最佳的硫醇协合作用以及改进的紫外光稳定性和耐天候老化性。本专利技术另一个目的是提供一种热稳定剂组合物，它具有最佳的硫醇协合作用以及改进的氧化稳定性。本专利技术另一个目的是提供一种热稳定剂组合物，它基本无通常与硫醇有关的讨厌气味。本专利技术另一个目的是提供一种热稳定剂组合物，它具有最佳的硫醇协合作用和改进的与杀生物剂的相容性。本专利技术再一个目的是提供一种热稳定剂组合物，它包括含潜硫醇的热稳定剂和协合量的游离水杨酸苯酯化合物。本专利技术一个相关的目的是提供一种透明的含卤聚合物组合物以及由其制得的基本透明的制品，通过向该制品中加入含潜硫醇的热稳定剂和协合量的游离水杨酸苯酯化合物，使之稳定，能耐热、光和天候老化。通过能稳定透明含卤聚合物组合物使之免遭热、光和天候老化的分解影响的稳定剂组合物，可达到本专利技术的这些和其它目的，所述目的可从下面描述而了解，所述稳定剂含有保护住了的(blocked)硫醇(在组合物升温加工过程中它会分解，释放出游离硫醇)和协合量的相对价廉的游离水杨酸苯酯化合物，当组合物长期置于环境光下，据信所述水杨酸苯酯化合物进行光致重排，释放出具有较高紫外光吸收活性的二苯酮化合物。本专利技术上述和其它目的还可通过下列方法达到向通常容易热和紫外光引发分解的包括含卤聚合物的透明聚合物组合物中，加入保护住了的硫醇和协合量的游离水杨酸苯酯化合物，随后在升温下加工该聚合物，此时潜硫醇分解，释放出游离硫醇。术语“潜硫醇”和“保护住了的硫醇”在本文中可互换使用。潜硫醇可以作为仅有的热稳定剂，但是还可与协合量的其它热稳定剂(如少量的有机基热稳定剂、金属基热稳定剂或路易斯酸等)一起使用。保护住了的硫醇的其它降解产物据信包括保护用的基团的碳阳离子，它通过数个基团共享电子空穴的分子结构而稳定。共振稳定和相邻基团稳定是该碳阳离子稳定的两种可能的机理。在含卤聚合物热加工的早期，在形成稳定化合物时该碳阳离子起中间体的作用。尽管相信这种机理和形成的碳阳离子是释放游离硫醇的动力，但是本专利技术不受本专利技术工作原理上述解释的限制。本领域的普通技术人员可以得知共振稳定和相邻基团稳定对下列保护住了的硫醇的结构是可能的；在加工含这类保护住了的硫醇的聚合物组合物时，在可用此类结构表示的同样能在热和/或化学降解中释放出活性游离硫醇的其它保护住了的硫醇中还可能有其它机理在起作用。另外，长时间暴露在环境光线下，水杨酸苯酯大部分光致重排成相应的二苯酮结构是这种稳定剂组合物获得很高的紫外光吸收活性的一种可能的机理。尽管相信这种机理和获得的产物是产生高活性UV吸收化合物的动力，但是本领域的普通技术人员可理解这种组合物也可通过其它机理来改进紫外光稳定性和耐天候老化性。因此本专利技术不受上面本专利技术工作原理的解释的限制。本专利技术聚合物组合物含有通常容易热引发和光引发的经由自氧化而变质的聚合物(如上述含卤聚合物)。本文中使用的术语“含卤聚合物”指卤素直接与碳原子相连的含卤聚合物或树脂。特别适合本专利技术的是透明的含卤聚合物组合物，尤其是工业上重要的透明聚氯乙烯组合物。在本文中术语“透明”指该含卤聚合物将使制得的制品基本是透明的。本领域的普通技术人员可理解，这种组合物基本不含不透明的颜料和填料。与本领域已知的稳定剂组合物相比，本专利技术稳定剂组合物特别适用于产生优良的稳定性能，防止热、紫外光和天候老化所致的变质现象。业已惊奇地发现向用于耐天候老化表面用途的透明含卤聚合物组合物中加入稳定有效量的稳定剂组合物，可有效地稳定该组合物，除了热以外，还能防止光和天候老化的降解作用，所述稳定剂组合物包括A)至少一种潜硫醇稳定剂和B)至少一种游离的水杨酸苯酯化合物；而在如此被稳定的含不透明颜料或填料的相应的含卤聚合物组合物中未观察到紫外光稳定性和耐天候老化性等有利效果。能被本专利技术稳定的含卤有机聚合物包括含14-75重量％(如27重量％)氯的氯化聚乙烯，氯化的天然和合成橡胶，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能稳定透明的含卤聚合物组合物防止热、光和天候老化变质作用的组合物，它包括：Ａ）一种潜硫醇，它在升温下的组合物加工过程中降解，释放出游离硫醇；和Ｂ）一种游离的水杨酸苯酯化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GM康罗伊，GK诺里斯，TC杜瓦尔，
申请(专利权)人：莫顿国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]