DE3725926A1 - Gemisch zum stabilisieren von polyurethanen - Google Patents
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Description
Polyurethane werden bekanntermaßen sehr rasch durch Lichteinwirkung zerstört.
Diese Zerstörung zeigt sich üblicherweise in einer Vergilbung bzw.
Verfärbung sowie in einer Versprödung des polymeren Materials. In der
Patentliteratur sind für Polyurethane bereits eine Reihe von Lichtschutzmitteln
beschrieben worden, die aus den Verbindungsklassen der sterisch
gehinderten Amine, der UV-Absorber und der Antioxidantien stammen. Jedoch
konnte mit den beschriebenen Verbindungen in Polyurethanen kein zufriedenstellender
Schutz gegen die Zerstörung durch Lichteinwirkung erzielt
werden. Durch Verwendung von Gemischen aus Verbindungen der genannten
Klassen wurden zwar Verbesserungen in der Lichtstabilisierung erreicht,
jedoch führten die zu einem wirksamen Schutz notwendigen hohen Konzentrationen
an Additiven oft zu unerwünschten Veränderungen in den Eigenschaften
der Polymeren und zu Problemen hinsichtlich der Verträglichkeit
(z. B. Ausschwitzen, Kreiden, Belagbildung, farbliche Veränderungen).
Aufgabe dieser Erfindung war es, Stabilisatormischungen bereitzustellen,
die Polyurethane wirkungsvoll gegen Licht ohne die unerwünschten Nebenerscheinungen
schützen.
Es wurde überraschend gefunden, daß Mischungen,
- a) die mindestens ein sterisch gehindertes Amin der Formel (I)
in der
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Phenyl bedeuten, und eine weitere Komponente aus den Gruppen - b) der UV-Absorber und/oder
- c) der Antioxidantien aus den Klassen der sterisch gehinderten Phenole, der Phosphite oder des Vitamins E und seiner Derivate enthalten,
Polyurethane
in ausgezeichneter Weise gegen die Einwirkung von Licht und
Sauerstoff stabilisieren. In dieser Hinsicht sind die Gemische gemäß
der vorliegenden Erfindung den Gemischen des Standes der Technik deutlich
überlegen.
Die erfindungsgemäßen Stabilisatormischungen zeichnen sich durch eine gute
Lichtschutzwirkung für Polyurethane, durch keine oder geringe Nebenwirkungen
auf die Polymereigenschaften und durch ein synergistisches Zusammenwirken
der einzelnen Komponenten aus.
Die sterisch gehinderten Amine (I) sind in der EP-A-2 13 570 beschrieben.
Für die Gemische gemäß der Erfindung ist für (a) das Amin (I) mit
R¹=R²=H bevorzugt.
Komponente (a) kann neben dem sterisch gehinderten Amin (I) auch noch
andere sterisch gehinderte Amine in untergeordneten Mengen enthalten.
Als sterisch gehinderte Amine, die zusätzlich in der Komponente (a)
enthalten sein können, kommen z. B. in Betracht:
Bis-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)-ester, wie Bis-(2,2,6,6-tetramethyl
piperidyl)-sebacat, Bis-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)-sebacat, das
Kondensationsprodukt aus 1-Hydroxyethyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxy
piperidin und Bernsteinsäure, das Kondensationsproukt aus
N,N′-(2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl)-hexamethylendiamin und 4-tert.-Octyl
amino-2,6-dichlor-1,3,5-s-triazin, Tris-(2,2,6,6-Tetramethylpiperidyl)-
nitrilotriacetat, Tetrakis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)1,2,3,4-bu
tantetracarbonsäureester und 1,1′-(1,2-Ethandiyl)-bis-(3,3,5,5-tetra
methylpiperazinon).
Für die Komponente (b) der UV-Absorber kommen z. B. solche aus den Klassen
der Benzotriazole und des N-Cyanoethylen-indolins in Betracht.
Im einzelnen sind z. B. zu nennen das 5′-Methyl-, 3′,5′-Di-tert.-butyl-,
5′-tert.-Butyl-, 5′-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)-, 5-Chlor-3′,5′-di-
tert.-butyl-, 5-Chlor-3′-tert.-butyl-5′-methyl-, 3′-sec.-Butyl-5′-butyl-,
4′-Octoxy-, 3′,5′-Di-tert.-amyl-, 3′,5′-Bis(α,α-dimethylbenzyl)-Derivat
des 2-(2′-Hydroxyphenyl)-benztriazols.
Als Indolinverbindung kommt z. B.
in Betracht.
Als Komponente (c) der Antioxidantien kommen in Betracht:
- c1) Phenolische Antioxidantien:
- c1.1) alkylierte Monophenole, wie z. B. 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 2-tert.-Bu tyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-Di-tert.-butyl-4-ethylphenol, 2,6-Di-tert.-butyl-4-n-butylphenol, 2,6-Di-tert.-bu tyl-4-i-butylphenol, 2,6-Di-cyclopentyl-4-methylphenol, 2-(α-methylcyclohexyl)-4,6-dimethylphenol, 2,6-Di-octa decyl-4-methylphenol, 2,4,6,Tri-cyclohexylphenol, 2,6,Di-tert.-butyl-4-methoxymethylphenol.
- c1.2) alkylierte Hydrochinone, z. B. 2,6-Di-tert.-butyl-4-methoxyphenol, 2,5-Di-tert.-bu tyl-hydrochinon, 2,5-Di-tert.-amylhydrochinon, 2,6-Di- phenyl-4-octadecyloxyphenol.
- c1.3) hydroxylierte Thiodiphenylether, wie z. B. 2,2′-Thio-bis-(tert.-butyl-4-methylphenol), 2,2′-Thio-bis-(4-octylphenol), 4,4′-Thio-bis-(6-tert.-bu tyl-3-methylphenol), 4,4′-Thio-bis-(6-tert.-butyl-2-methyl phenol).
- c1.4) Alkyliden-Bisphenole, z. B.
2,2′-Methylen-bis-(6-tert.-butyl-4-methylphenol),
2,2′-Methylen-bis-(6-tert.-butyl-4-ethylphenol),
2,2′-Methylen-bis-[4-methyl-6-8(α-methylcyclohexyl)-phenol],
2,2′-Methylen-bis-(4-methyl-6-cyclohexyl-phenol),
2,2′-Methylen-bis-(6-nonyl-4-methylphenol),
2,2′-Methylen-bis-(4,6-di-tert.-butylphenol),
2,2′-Ethyliden-bis-(4,6-di-tert.-butylphenol),
2,2′-Ethyliden-bis-(6-tert.-butyl-4-isobutylphenol),
2,2′-Methylen-bis-[6(α-methylbenzyl)-4-nonylphenol],
2,2′-Methylen-bis-[6-(α,α-dimethylbenzyl)-4-nonylphenol],
4,4′-Methylen-bis-(2,6-di-tert.-butylphenol),
4,4′-Methylen-bis-(6-tert.-butyl-2-methylphenol),
1,1-bis-(5-tert.-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-butan,
2,6-Di-(3-tert.-butyl-5-methyl-2-hydroxybenzyl)-4-methyl phenol,
1,1,3-Tris(5-tert.-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-butan,
1,1-Bis-(5-tert.-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-3-n- dodecylmercaptobutan,
Ethylenglykol-bis[3,3-bis-(3′-tert.-butyl-4′-hydroxyphenyl)- butyrat],
Di-(3-tert.-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)-di-cyclopenta dien,
bis-[2-(3′-tert.-butyl-2′-hydroxy-5′methylbenzyl)-6-tert.- butyl-4-methylphenyl]-terephthalat. - c1.5) Benzylverbindungen, z. B.
1,3,5-Tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-2,4,6-tri methylbenzol,
Di-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-sulfid,
3,5-Di-tert.-butyl-hydroxy-benzyl-mercaptoessigsäure-iso octylester,
Bis-(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-dithiol- terephthalat,
1,3,5-Tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-isocyanurat,
1,3,5-Tris-(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-iso cyanurat,
3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl-phosphonsäuredioctadecyl ester,
3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl-phosphonsäure-monoethyl ester-Calcium-Salz. - c1.6) Acylaminphenole, wie z. B.
4-Hydroxy-laurinsäureanilid,
4-Hydroxystearinsäureanilid,
2,4-Bis-octylmercapto-6-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyani lino)-s-triazin,
N-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-carbaminsäure-octyl ester. - c1.7) Ester der
β-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen,
z. B. mit Methanol, Octadecanol, 1,6-Hexandiol, Neopentyl glykol, Thiodiethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylen glykol, Pentaerythrit, Tris-hydroxyethyl-isocyanurat, Di-hydroxyethyl-oxalsäurediamid. - c1.8) Ester der
β-(5-tert.-Butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)-propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen,
z. B. mit Methanol, Octadecanol, 1,6-Hexandiol, Neopentyl glykol, Thiodiethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylen glykol, Pentaerythrit, Tris-hydroxyethyl-isocyanurat, Di-hydroxy-ethyl-oxalsäureamid. - c1.9) Amide der
β-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propion säure, z. B. N,N′-Di-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropio nyl)-hexame thylendiamin, N,N′-Di-(3,5-di-tert.-butyl-4-hy droxyphenylpropionyl)-trimet hylendiamin, N,N′-Di-(3,5-di- tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)-hydrazin.
- c2) Phosphorhaltige Antioxidationsmittel, z. B. Triphenylphosphit, Diphenylalkylphosphite, Phenyldialkylphos phite, Tri-(nonylphenyl)-phosphit, Trilaurylphosphit, Trioctadecyl phosphit, Distearyl-pentaerythritdiphosphit, Tris-(2,4-di-tert.-bu tyl-phenyl)-phosphit, Diisodecylpentaerythritdiphosphit, Di-(2,4-di-tert.-butylphenyl)-pentaerythritdiphosphit, Tristearyl-sor bit-triphosphit, Tetrakis-(2,4-di-tert.-butyl-phenyl)-4,4′-bi phenylen-diphosphonit, 3,9-Bis-(2,4-di-tert.-butylphenoxy-2,4,8,10- tetraoxy-3,9-diphosphaspiro[5,5]undecan.
- c3) Vitamin E und dessen Derivate, z. B. Derivate der 6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromans, wie α-Toco pherol, Stearinsäure-(6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-yl)- ethylester, Vitamin-E-acetat und -propionat.
Weiterhin können für (c) auch Mischungen gleichartiger und verschiedenartiger
Antioxidantien in den erfindungsgemäßen Gemischen verwendet
werden, z. B. Gemische aus α-Tocopherol und Tri-(nonylphenyl)-phosphit im
Verhältnis von 1 : 10 bis 10 : 1 Gewichtsteilen.
Für (b) sind UV-Absorber aus der Klasse der 2-(2′-Hydroxyphenyl)-benz
triazole und des N-Cyanoethylenindolins bevorzugt. Besonders bevorzugt
sind für (b) das 5′-Methyl-, das 3′,5′-Di-tert.-butyl-, das 5′-tert.-
Butyl-, das 3′,5′-Di-tert.-amyl, das 5-Chlor-3′,5′-di-tert.-butyl- und das
3′,5′-Bis(α,α-dimethylbenzyl)-Derivat des 2-(2′-Hydroxyphenyl)-benz
triazols, die Verbindung der Formel
sowie eine Mischung aus Verbindungen der Formeln
und
bei denen n so gewählt ist, daß das mittlere Molekulargewicht der Mischung
über 600 liegt.
Aus der Reihe der Antioxidantien sind
2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol,
2-tert.-Butyl-4,6-dimethylphenol, Triethylenglykol-bis-3-(3-tert.-butyl-
4-hydroxy-5-methylphenyl)-propionat, Pentaerythrit-tert.-3-(3-tert.-
butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)-propionat, a-Tocopherol, Stearinsäure-(6-
hydroxy-2,5,7,8-tetramethyl-chroman-2-yl)-ethylester, Tri-(nonylphenyl)-
phosphit sowie Tetra-bis-(2,4-di-tert.-butylphenyl)-4,4′-biphenylen-
diphosphonit bevorzugt.
Bevorzugt ist weiterhin eine Mischung aus α-Tocopherol und Tri-(nonyl
phenyl)-phosphit im Gewichtsverhältnis von 1 : 10 bis 10 : 1, insbesondere im
Verhältnis von 1 : 10 Gewichtsteilen.
Die Komponenten (a), (b) und (c) der erfindungsgemäßen Stabilisatormischungen
können als solche einzeln oder als Mischung dem Polyurethan in
Mengen von jeweils 0,01 bis 5, vorzugsweise von jeweils 0,05 bis 2,5,
insbesondere von jeweils 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das zu stabilisierende
Material, zugemischt werden.
Üblicherweise erfolgt die Zugabe der Stabilisatormischung durch Lösen der
einzelnen Verbindungen oder des Gemisches aus (a), (b) und/oder (c) in der
Polyolkomponente des Polyurethans gegebenenfalls unter leichtem Erwärmen.
Das erfindungsgemäße Gemisch kann aber auch durch Einmischen der einzelnen
Verbindungen oder des fertigen Gemisches in die Schmelze nach der in der
Technik üblichen Methode vor oder während der Formgebung eingebracht
werden. Das Stabilisieren kann aber auch durch Aufbringen der gelösten
oder dispergierten Verbindungen (a), (b) und/oder (c) auf das Polymere
oder durch Einmischen in eine Lösung, Suspension oder Emulsion des
Polymeren, gegebenenfalls unter nachträglichem Verdunsten des Lösungsmittels,
erfolgen.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung zusätzlich erläutern und
verdeutlichen.
Eine Polyolkomponente, bestehend aus 41,9 Teilen eines Polyetherols
(OH-Zahl: 29,0; erhalten durch Addition von Propylenoxid und Ethylenoxid
an Propylenglykol und das ungefähr 84% primäre Hydroxylgruppen
besitzt) und 42,5 Teile eines Polyetherols (OH-Zahl; 27,0; erhalten
durch Addition von Propylenoxid und Ethylenoxid an Trimethylpropan,
das ungefähr 88% primäre Hydroxylgruppen besitzt), 8,1 Teilen
1,4-Butandiol, 1724 Teile einer 25%igen Lösung von Diazabicyclooctan
in 1,4-Butandiol und 0,016 Teile Dibutylzinndilaurat, 0,1 Teilen
Siliconstabilisator OS 710 (Bayer AG), 5,49 Teilen Frigen 11 und
0,17 Teilen Wasser wurde mit den angegebenen Stabilisatoren versetzt
und im Mischungsverhältnis 100 : 48,5 mit einem 23,0% Isocyanatgruppen
enthaltenden Präpolymeren bei 25°C Komponenten- und Werkzeugtemperatur
zu Prüfplatten verschäumt.
Das NCO-Präpolymer wurde hergestellt aus 87,17 Teilen 4,4′-Diphenyl
methandiisocyanat und 4,83 Teilen eines Polyetherols mit der OH-Zahl
von 250 (erhalten durch Addition von Propylenoxid an Propylenglykol)
und 8,0 Teilen Dipropylenglykol.
Die Proben werden im Xenotest® 450
belichtet und an den Proben der Yellowness Index nach ASTM D 1925
bestimmt.
Die verwendeten Gemische sowie die Ergebnisse der Belichtung sind in
der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Claims (3)
1. Gemisch zum Stabilisieren von Polyurethanen, enthaltend
- a) mindestens ein sterisch gehindertes Amin der Formel (I)
in der
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Phenyl bedeuten, und eine weitere Komponente aus den Gruppen - b) der UV-Absorber und/oder
- c) der Antioxidantien aus den Klassen der sterisch gehinderten Phenole, der Phosphite und/oder des Vitamin E und seiner Derivate.
2. Gemisch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (b) aus der
Klasse der Benztriazole stammt.
3. Stabilisiertes Polyurethan, enthaltend ein Stabilisatorgemisch gemäß
den Ansprüchen 1 oder 2.
Priority Applications (1)
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DE19873725926 DE3725926A1 (de) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Gemisch zum stabilisieren von polyurethanen |
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DE19873725926 DE3725926A1 (de) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Gemisch zum stabilisieren von polyurethanen |
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DE3725926A1 true DE3725926A1 (de) | 1989-02-16 |
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DE19873725926 Withdrawn DE3725926A1 (de) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Gemisch zum stabilisieren von polyurethanen |
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