JP2014500377A - 熱可塑性エラストマー組成物及びその製造方法 - Google Patents

熱可塑性エラストマー組成物及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

a)5質量%〜99質量%の、ビニル芳香族モノマーから作られた硬ブロックA並びにジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマー材料の1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBから構築されたブロックコポリマー、b)1質量%〜95質量%の、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤、c)0質量%〜50質量%のポリオレフィン、及びd)0質量%〜60質量%の添加剤を含有する熱可塑性エラストマー組成物は、加工性に関して有利な特性を有する。

Description

説明
本発明は、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA並びにジエン類及びビニル芳香族モノマーから形成された非水素化又は水素化ブロックコポリマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBを含むブロックコポリマー、並びにホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤を含む熱可塑性エラストマー組成物に関し、そしてまた可撓性かつ弾性の成形品を製造するための成形組成物の使用、及びそれらから製造された成形品に関する。
水素化又は非水素化スチレン−ブタジエン又はスチレン−イソプレンブロックコポリマー(S−TPE)及び場合によりポリオレフィンに基づく熱可塑性エラストマー組成物が、例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3又は特許文献4から公知である。補助剤及び混合比の選択により、広い範囲内で、弾性、硬度、引張強度又は接着性のような物理的特性を調整することが可能である。使用される可塑剤は、典型的には低芳香族パラフィン系オイル、ナフテン油又はオリゴマーポリブタジエン類である。
1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックB/Sを含むスチレン及びブタジエンのブロックコポリマーに基づく熱可塑性エラストマー(TPE)又はエラストマー組成物は、特許文献5、特許文献6及び特許文献7から公知である。純粋なブタジエンブロックを含む軟質相を有する熱可塑性エラストマーと比較して、これらはより良好な加工特性、より良好な耐候性、より良好な熱融解安定性、並びにより良好な印刷適正及び例えば塗料での塗装適正(paintability)を特徴とし、そして二成分射出成形で他のスチレンポリマーと組み合わされ得る。
特許文献8は、ブロックコポリマーa)がビニル芳香族モノマーの硬ブロックS並びにジエン類及びビニル芳香族モノマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックB/Sから合成される熱可塑性エラストマー組成物を開示する。これらの熱可塑性エラストマー組成物は、ヒマワリ油のような不飽和植物油が使用された場合にそれらの耐老化性及び加工安定性に関して求められることが残っている。さらに、フタル酸ジイソオクチルより低い極性でかつ例えばアジピン酸ジノニルより極性である脂肪族エステル、例えばアジピン酸ジオクチルを含むオイル混合物は、ポリスチレン硬相の急激な減少をもたらし、そしてそれ故、より低い熱変形抵抗性及び相当なクリープ傾向をもたらす。PVCの可塑化に特に良好な効果がある、クエン酸と比較的短いアルコールのエステルのような他のエステルも同様に、記載される不利な効果をもたらす。
軟ブロックB/Sの比較的高い極性を考慮して、これらのブロックコポリマーは、従来のS−TPEのための可塑剤として典型的に使用されるホワイトオイルと限られた適合性しか有していない。
今までに知られている熱可塑性エラストマー又はエラストマー組成物は、それらが印刷可能でなく、かつ/若しくは他のスチレンポリマーと適合性でないため、又はそれらが低いショア硬度と低い熱変形抵抗性及び/若しくは臭気抵抗性及び老化抵抗性の問題とを兼ね備えているために、求められることが残っている。
EP−A583228 EP−A623651 EP−A712892 EP−A845498 WO1995/35335 WO1996/20248 WO1998/12240 WO2000/66662
従って本発明は、目的として、上で特定された不利な点を改善することに基づく。
従って、
a) 5質量%〜99質量%の、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA並びにジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBから合成されたブロックコポリマー、
b) 1質量%〜95質量%の、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤、
c) 0質量%〜50質量%のポリオレフィン、及び
d) 0質量%〜60質量%の添加剤
を含み(又はからなり)、
成分a)〜d)の合計が100質量%である、改善された熱可塑性エラストマー組成物が見出された。
本発明はまた、
a) 10質量%〜97質量%の、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA並びにジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBから合成されたブロックコポリマー、
b) 3質量%〜90質量%の、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤
c) 0質量%〜50質量%のポリオレフィン、及び
d) 0質量%〜40質量%の添加剤
を含み(又はからなり)、
成分a)〜d)の合計が100質量%である、エラストマー組成物に関する。
本発明はまた、
a) 49質量%〜94質量%の、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA並びにジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBから合成されたブロックコポリマー、
b) 4質量%〜49質量%の、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤、
c) 1質量%〜50質量%のポリオレフィン、並びに
d) 0質量%〜40質量%の添加剤
を含む(又はからなる)エラストマー組成物に関する。
別の対象は、
a) 49質量%〜94質量%の、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA並びにジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBから合成されたブロックコポリマー、
b) 4質量%〜49質量%の、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤、
c) 1質量%〜50質量%のポリオレフィン、並びに
d) 1質量%〜40質量%の添加剤
を含む、熱可塑性エラストマー組成物である。
本発明はまた、熱可塑性エラストマー組成物を製造する方法に関し、ここで2〜50g/10分のメルトフローレートを有するブロックコポリマーが、押出機中に連続的に導入され、次いでホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤及び場合によりさらなる成分が測り入れられる。
本発明はまた、押出機の長さ対押出機スクリューのスクリュー直径の比が10:1及び80:1である、熱可塑性エラストマー組成物を製造する方法に関する。本発明はまた、上記の熱可塑性エラストマー組成物を使用する、弾性かつ可撓性の成形品を製造する方法に関する。
本発明はまた、弾性かつ可撓性の成形品を製造するための、熱可塑性エラストマー組成物の使用に関する。
本発明はまた、可撓性成分として(記載されるとおりの)熱可塑性エラストマー組成物を使用し、かつ剛性成分として耐衝撃性改質若しくは非改質スチレンホモポリマー若しくはコポリマー、ポリエステル又はポリカーボネートを使用する、剛性領域及び可撓性領域を有する成形品を二成分射出成形により製造する方法に関する。
別の対象は、剛性領域及び可撓性領域を有する成形品を製造するための、熱可塑性エラストマー組成物の使用である。本発明はまた、本明細書に従う方法により得ることができる、剛性領域及び可撓性領域を有する成形品に関する。
本発明はまた、上記の方法により得ることができる、弾性かつ可撓性の成形品に関する。
本発明はまた、上記の方法により得ることができる、玩具、玩具の部品、例えば人形及び人形の頭部、アクションフィギュア、かみ輪、模型製作構成部品、レジャー及び水上競技におけるもの、スポーツ及びフィットネスの器具におけるもの、マッサージ棒及びマッサージ取付具(massage attachments)、ソフトタッチ適用、例えばハンドル又は滑り止め仕上げ、機械用及び家庭用適用のための滑り止めマット及び滑り止め底部(nonslip feet)、バスタブ及びシャワートレイインサートとして、車室内及びトランクにおけるもの、シール、スイッチ、シールリップを備えた筐体、押しボタン、フレキソ印刷版、履物の靴底、ホース、プロファイル(profiles)、医療物品、例えば注入機器、透析ユニット、及び呼吸マスク、衛生物品、例えば歯ブラシ、ケーブル構成物、絶縁組成物、及び被覆組成物、騒音防止要素、蛇腹、ロール又はロールカバー、糸くず防止(antilint)ロール、カーペット裏地、床仕上げ材、より詳細にはリノリウム類似品、伸長付着(stretch and cling)フィルム、伸縮カバー、雨天用衣類に関する。
成分a)
熱可塑性エラストマー組成物は、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA、並びに1つ又はそれ以上、一般的には1〜20、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜5、すなわち1、2、3、4又は5、より特に1〜3、すなわち1、2又は3の、ジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマーのランダム軟ブロックBから合成されたブロックコポリマーを5質量%〜99質量%、好ましくは10質量%〜97質量%、より好ましくは49質量%〜94質量%含む。
硬ブロックAの質量割合(質量パーセント=質量%)は、ブロックコポリマーの総量に基づいて、一般的には5質量%〜95質量%、好ましくは10%〜50%、より好ましくは20%〜40%、そしてより特に28%〜34%である。軟ブロックBの質量割合は、ブロックコポリマーの総量、すなわち硬ブロックA+軟ブロックBの合計に基づいて、一般的には5%〜95%、好ましくは50%〜90%、より好ましくは60%〜80%、そしてより特に66%〜72%である。
適切なビニル芳香族モノマーとしては、硬ブロックA及びランダム軟ブロックBの両方について、場合により1,1−ジフェニルエチレンと組み合わされた、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、tert−ブチルスチレン、ビニルナフタレン又はそれらの混合物が挙げられ、好ましくはスチレンである。ビニル芳香族モノマーは、硬ブロックAと軟ブロックBとで異なっていてもよく;好ましくは、ビニル芳香族モノマーは硬ブロックAと軟ブロックBとで同じものである。同様に、軟ブロックBにおけるスチレンと、硬ブロックAにおける場合により1,1−ジフェニルエチレンと組み合わせたα−メチルスチレン、ビニルトルエン、tert−ブチルスチレン、ビニルナフタレン又はそれらの混合物との組み合わせが好ましい。硬ブロックAにおける全てのモノマーの合計に対する1,1−ジフェニルエチレンのモル比は、一般的には0.01:1〜1:1であり、好ましくは0.1:1〜1:1、より好ましくは0.3:1〜1:1、より特に0.35:1〜0.9:1である。
軟ブロックBのビニル芳香族含量は、ジエン類に基づいて、一般的には10質量%〜60質量%、好ましくは20質量%〜50質量%、より好ましくは30質量%〜45質量%である。軟ブロックBは、異なる分子量及び/又は異なるモノマー組成を有する複数のランダムサブブロックに細分され得る。
適切な共役ジエン類としては、ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、1−フェニルブタジエン、又はそれらの混合物が挙げられ、好ましくはブタジエン及びイソプレン並びにそれらの混合物、より好ましくはブタジエンである。
ブロックAの分子量は、一般的には1000〜200000、好ましくは5000〜50000、より好ましくは15000〜25000[g/mol]である。ブロックコポリマーは、同じ分子量を有すブロックAから構成されても、異なる分子量を有するブロックAから構成されてもよい。
軟ブロックBの分子量は、典型的には2000〜250000、好ましくは20000〜150000、より好ましくは60000〜120000[g/mol]である。ブロックコポリマーは同じ分子量を有すブロックBから構成されても、異なる分子量を有するブロックBから構成されてもよい。
ブロックコポリマーは安定剤を用いずに使用され得るが、好ましくは安定剤を加えて使用され得る。ブロックコポリマーに対する安定剤の量比は、一般的には0質量%〜10質量%、好ましくは0.001質量%〜5質量%、より好ましくは0.01質量%〜3質量%、より特に0.05質量%〜1質量%の安定剤である。適切な安定剤の例としては、立体的に嵩高いフェノール類、例えば好ましくはSumilizer(R) GM若しくはSumilizer(R)GS(Sumitomo Chemical Co.、Tokyoより)、又はα−トコフェロール(ビタミンE)、又はホスファイト類、例えばIrgaphos(R)168(BASF SEより)又はトリスノニルフェニルホスファイトと組み合わせたIrganox(R)1010又はIrganox(R)1076 (BASF SEより)が挙げられる。
適切な熱可塑性エラストマーとしては、ジブロックコポリマー、非対称若しくは対称のトリブロックコポリマー、テトラブロックコポリマー、ペンタブロックコポリマー、マルチブロックコポリマー又は星型ブロックコポリマーが挙げられ、好ましくは、外部ブロックA及び1つ又はそれ以上、一般的には1〜10、好ましくは1〜5、すなわち、1、2、3、4又は5、より好ましくは1〜3、すなわち、1、2又は3、より特に1又は2、非常に好ましくは1つの、それらの間に位置するブロックBを有する対称トリブロックコポリマー又は星型ブロックコポリマー、そしてまた、上で特定される異なるブロクコポリマーの混合物である。
硬ブロックAのガラス転移温度は、一般的には25〜220℃、好ましくは少なくとも40℃、すなわち、40〜200℃、より好ましくは少なくとも50℃、すなわち、50〜180℃である。軟ブロックBのランダムな構成の結果として、ガラス転移温度は一般的には(−80)〜+25℃、好ましくは(−70)〜+5℃、より好ましくは(−60)〜(−15)℃、より好ましくは(−55)〜(−25)℃である。
ブロックコポリマーは、一般的に、ブロックコポリマーの総量(すなわち、使用されるモノマーの全ての合計)に基づいて、60質量%以下でかつ20質量%以上、しばしば20質量%〜50質量%、好ましくは30質量%〜50質量%、より好ましくは33質量%〜45質量%のジエン含量を有する。
成分b)
熱可塑性エラストマー組成物は、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤を、1質量%〜95質量%、好ましくは3質量%〜90質量%、より好ましくは4質量%〜49質量%、より特に10質量%〜30質量%含む。
適切な可塑剤(plasticizers)(本明細書以下では可塑剤(plasticizing agents)とも呼ぶ)の例としては、少なくとも20個のC原子、換言すると一般に20〜60個のC原子、好ましくは25〜50個のC原子、より好ましくは30〜40個のC原子を有し、かつ>11、しばしば12〜30、好ましくは14〜25、より好ましくは16〜20の、脂肪族C原子[脂肪族C原子はカルボン酸成分とアルコール成分の合計である]対エステル基の比を有する脂肪族エステルが挙げられる。分子中に1つ又はそれ以上のエステル基、換言すると、例えば1〜10、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10、好ましくは1〜6、例えば1、2、3、4、5又は6、より好ましくは1〜3、例えば1、2、又は3、より特に1又は2、非常に好ましくは1つのエステル基が存在することは可能であり、そして一般に、ジオール又は多価アルコールのいずれかがモノカルボン酸と組み合わされ、又はジカルボン酸若しくはオリゴカルボン酸が一価アルコールと組み合わされる。
脂肪族C原子は分枝を伴って、直線的に又は環状に連結され得る。例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、n−オクチル、イソオクチル、n−デシル、イソデシル、n−ドデシル、イソドデシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、及びシクロオクチルの形態での1つ又はそれ以上の分枝が好ましい。
適切な可塑剤の例としては以下が挙げられる:
− シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸(brassylic acid)(トリデカン二酸)、テトラデカン二酸、タプシン酸(thapsic acid)、ヘキサデカン二酸の、20個までのC原子を有する比較的長い鎖の非分枝及び分枝アルコールとのジエステル。より特に適しているものは、シュウ酸ジドデシル、マロン酸ジドデシル、コハク酸ジウンデシル、グルタル酸ジウンデシル、アジピン酸ジデシル、ピメリン酸ジデシル、スベリン酸ジノニル、アゼライン酸ジノニル、シュウ酸ジイソドデシル、マロン酸ジイソドデシル、コハク酸ジイソウンデシル、グルタル酸ジイソウンデシル、アジピン酸ジイソデシル、ピメリン酸ジイソデシル、スベリン酸ジイソノニル、アゼライン酸ジイソノニル、シュウ酸ジトリデシル、マロン酸ジトリデシル、コハク酸ジドデシル、グルタル酸ジドデシル、アジピン酸ジウンデシル、ピメリン酸ジウンデシル、スベリン酸ジデシル、アゼライン酸ジデシル、シュウ酸ジイソトリデシル、マロン酸ジイソトリデシル、コハク酸ジイソドデシル、グルタル酸ジイソドデシル、アジピン酸ジイソウンデシル、ピメリン酸ジイソウンデシル、スベリン酸ジイソデシル、アゼライン酸ジイソデシル、シュウ酸ジテトラデシル、マロン酸ジテトラデシル、コハク酸ジトリデシル、グルタル酸ジトリデシル、アジピン酸ジドデシル、ピメリン酸ジドデシル、スベリン酸ジウンデシル、アゼライン酸ジウンデシル、シュウ酸ジイソテトラデシル、マロン酸ジイソテトラデシル、コハク酸ジイソトリデシル、グルタル酸ジイソトリデシル、アジピン酸ジイソドデシル、ピメリン酸ジイソドデシル、スベリン酸ジイソウンデシル、アゼライン酸ジイソウンデシル、シュウ酸ジペンタデシル、マロン酸ジペンタデシル、コハク酸ジテトラデシル、グルタル酸ジテトラデシル、アジピン酸ジトリデシル、ピメリン酸ジトリデシル、スベリン酸ジドデシル、アゼライン酸ジドデシル、シュウ酸ジイソペンタデシル、マロン酸ジイソペンタデシル、コハク酸ジイソテトラデシル、グルタル酸ジイソテトラデシル、アジピン酸ジイソトリデシル、ピメリン酸ジイソトリデシル、スベリン酸ジイソドデシル、アゼライン酸ジイソドデシル、シュウ酸ジヘキサデシル、マロン酸ジヘキサデシル、コハク酸ジペンタデシル、グルタル酸ジペンタデシル、アジピン酸ジテトラデシル、ピメリン酸ジテトラデシル、スベリン酸ジトリデシル、アゼライン酸ジトリデシル、シュウ酸ジイソヘキサデシル、マロン酸ジイソヘキサデシル、コハク酸ジイソペンタデシル、グルタル酸ジイソペンタデシル、アジピン酸ジイソテトラデシル、ピメリン酸ジイソテトラデシル、スベリン酸ジイソトリデシル、アゼライン酸ジイソトリデシル、シュウ酸ジヘプタデシル、マロン酸ジヘプタデシル、コハク酸ジヘキサデシル、グルタル酸ジヘキサデシル、アジピン酸ジペンタデシル、ピメリン酸ジペンタデシル、スベリン酸ジテトラデシル、アゼライン酸ジテトラデシル、シュウ酸ジイソヘプタデシル、マロン酸ジイソヘプタデシル、コハク酸ジイソヘキサデシル、グルタル酸ジイソヘキサデシル、アジピン酸ジイソペンタデシル、ピメリン酸ジイソペンタデシル、スベリン酸ジイソテトラデシル、アゼライン酸ジイソテトラデシル、シュウ酸ジオクタデシル、マロン酸ジオクタデシル、コハク酸ジヘプタデシル、グルタル酸ジヘプタデシル、アジピン酸ジヘキサデシル、ピメリン酸ジヘキサデシル、スベリン酸ジペンタデシル、アゼライン酸ジペンタデシル、シュウ酸ジイソオクタデシル、マロン酸ジイソオクタデシル、コハク酸ジイソヘプタデシル、グルタル酸ジイソヘプタデシル、アジピン酸ジイソヘキサデシル、ピメリン酸ジイソヘキサデシル、スベリン酸ジイソペンタデシル、アゼライン酸ジイソペンタデシル、シュウ酸ジエイコサニル、マロン酸ジエイコサニル、コハク酸ジオクタデシル、グルタル酸ジオクタデシル、アジピン酸ジヘプタデシル、ピメリン酸ジヘプタデシル、スベリン酸ジヘキサデシル、アゼライン酸ジヘキサデシル、シュウ酸ジイソエイコサニル、マロン酸ジイソエイコサニル、コハク酸ジイソオクタデシル、グルタル酸ジイソオクタデシル、アジピン酸ジイソヘプタデシル、ピメリン酸ジイソヘプタデシル、スベリン酸ジイソヘキサデシル、アゼライン酸ジイソヘキサデシル、シュウ酸ジドコサニル、マロン酸ジドコサニル、コハク酸ジエイコサニル、グルタル酸ジエイコサニル、アジピン酸ジオクタデシル、ピメリン酸ジオクタデシル、スベリン酸ジヘプタデシル、アゼライン酸ジヘプタデシル、シュウ酸ジイソドコサニル、マロン酸ジイソドコサニル、コハク酸ジイソエイコサニル、グルタル酸ジイソエイコサニル、アジピン酸ジイソオクタデシル、ピメリン酸ジイソオクタデシル、スベリン酸ジイソヘプタデシル、アゼライン酸ジイソヘプタデシル、コハク酸ジドコサニル、グルタル酸ジドコサニル、アジピン酸ジエイコサニル、ピメリン酸ジエイコサニル、スベリン酸ジオクタデシル、アゼライン酸ジオクタデシル、コハク酸ジイソドコサニル、グルタル酸ジイソドコサニル、アジピン酸ジイソエイコサニル、ピメリン酸ジイソエイコサニル、スベリン酸ジイソオクタデシル、アゼライン酸ジイソオクタデシル、アジピン酸ジドコサニル、ピメリン酸ジドコサニル、スベリン酸ジエイコサニル、アゼライン酸ジエイコサニル、アジピン酸ジイソドコサニル、ピメリン酸ジイソドコサニル、スベリン酸ジイソエイコサニル、アゼライン酸ジイソエイコサニル、スベリン酸ジドコサニル、アゼライン酸ジドコサニル、スベリン酸ジイソドコサニル及びアゼライン酸ジイソドコサニル、
− 環状ジカルボン酸、例えばシクロプロパン−、1,2−及び1,3−シクロブタン−、1,2−及び1,3−シクロペンタン−、1,2−、1,3−、及び1,4−シクロヘキサン−、並びに2,3−、2,4−、2,5−、3,4−、2,7−、2,8−、2,9−、2,10−、3,7−、3,8−、及び3,9−デカリンジカルボン酸のジエステル、
− メチル−、ジメチル−、トリメチル−、テトラメチル、エチル−、ジエチル−、トリエチル−、テトラエチル−、イソプロピル−、ジイソプロピル−、ブチル−、tert−ブチル−、ジ−tert−ブチル−、メトキシ−、エトキシ−、プロポキシ−、ブトキシ−、及びtert−ブトキシシクロヘキサンジカルボン酸のような、アルキル−及びアルコキシ−置換環状ジカルボン酸のジエステル、より詳細には:
シクロプロパンジカルボン酸ジウンデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソウンデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジドデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソドデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジトリデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソトリデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジテトラデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソテトラデシル、シクロプロパンジカルボン酸ペンタデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソペンタデシル、シクロプロパンジカルボン酸ヘキサデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソヘキサデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジヘプタデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソヘプタデシル、シクロプロパンジカルボン酸ジステアリル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソステアリル、シクロプロパンジカルボン酸ジエイコシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソエイコシル、シクロプロパンジカルボン酸ドコシル、シクロプロパンジカルボン酸ジイソドコシル、シクロブタンジカルボン酸ジデシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソデシル、シクロブタンジカルボン酸ジウンデシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソウンデシル、シクロブタンジカルボン酸ジドデシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソドデシル、シクロブタンジカルボン酸ジトリデシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソトリデシル、シクロブタンジカルボン酸ジテトラデシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソテトラデシル、シクロブタンジカルボン酸ジペンタデシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソペンタデシル、シクロブタンジカルボン酸ジヘキサデシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソヘキサデシル、シクロブタンジカルボン酸ジヘプタデシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソヘプタデシル、シクロブタンジカルボン酸ジステアリル、シクロブタンジカルボン酸ジイソステアリル、シクロブタンジカルボン酸ジエイコシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソエイコシル、シクロブタンジカルボン酸ジドコシル、シクロブタンジカルボン酸ジイソドコシル、シクロペンタンジカルボン酸ジデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジウンデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソウンデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジドデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソドデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジトリデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソトリデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジテトラデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソテトラデシル、シクロペンタンジカルボン酸ペンタデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソペンタデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジヘキサデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソヘキサデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジヘプタデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソヘプタデシル、シクロペンタンジカルボン酸ジステアリル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソステアリル、シクロペンタンジカルボン酸ジエイコシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソエイコシル、シクロペンタンジカルボン酸ジドコシル、シクロペンタンジカルボン酸ジイソドコシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジノニル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル、シクロヘキサンジカルボン酸ジデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジウンデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソウンデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジドデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソドデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジトリデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソトリデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジテトラデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソテトラデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジペンタデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソペンタデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジヘキサデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソヘキサデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジヘプタデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソヘプタデシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジステアリル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソステアリル、シクロヘキサンジカルボン酸ジエイコシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソエイコシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジドコシル、シクロヘキサンジカルボン酸ジイソドコシル、デカリンジカルボン酸ジヘプチル、デカリンジカルボン酸ジイソヘプチル、デカリンジカルボン酸ジオクチル、デカリンジカルボン酸ジイソオクチル、デカリンジカルボン酸ジノニル、デカリンジカルボン酸ジイソノニル、デカリンジカルボン酸ジデシル、デカリンジカルボン酸ジイソデシル、デカリンジカルボン酸ジウンデシル、デカリンジカルボン酸ジイソウンデシル、デカリンジカルボン酸ジドデシル、デカリンジカルボン酸ジイソドデシル、デカリンジカルボン酸ジトリデシル、デカリンジカルボン酸ジイソトリデシル、デカリンジカルボン酸テトラデシル、デカリンジカルボン酸ジイソテトラデシル、デカリンジカルボン酸ジペンタデシル、デカリンジカルボン酸ジイソペンタデシル、デカリンジカルボン酸ジヘキサデシル、デカリンジカルボン酸ジイソヘキサデシル、デカリンジカルボン酸ジヘプタデシル、デカリンジカルボン酸ジイソヘプタデシル、デカリンジカルボン酸ジステアリル、デカリンジカルボン酸ジイソステアリル、デカリンジカルボン酸ジエイコシル、デカリンジカルボン酸ジイソエイコシル、デカリンジカルボン酸ジドコシル、デカリンジカルボン酸ジイソドコシル;
− 非分枝及び分枝のC8〜C20カルボン酸の、エチレングリコール、1,2−及び1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−、1,4−、及び2,3−ブタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、ドデカンジオール、並びにより長い鎖のジオール類、並びにネオペンチルグリコールのような分枝ジオールのようなジオール類との、比較的長い鎖のカルボン酸エステル。より特に適したものは、ジドデカン酸エチレングリコール、ジトリデカン酸エチレングリコール、ジテトラデカン酸エチレングリコール、ジペンタデカン酸エチレングリコール、ジヘキサデカン酸エチレングリコール、ジオクタデカン酸エチレングリコール、ジエイコサン酸エチレングリコール、ジドコサン酸エチレングリコール、ジドデカン酸プロピレングリコール、ジトリデカン酸プロピレングリコール、ジテトラデカン酸プロピレングリコール、ジペンタデカン酸プロピレングリコール、ジヘキサデカン酸プロピレングリコール、ジオクタデカン酸プロピレングリコール、ジエイコサン酸プロピレングリコール、ジドコサン酸プロピレングリコール、ジウンデカン酸ブタンジオール、ジドデカン酸ブタンジオール、ジトリデカン酸ブタンジオール、ジテトラデカン酸ブタンジオール、ジペンタデカン酸ブタンジオール、ジヘキサデカン酸ブタンジオール、ジオクタデカン酸ブタンジオール、ジエイコサン酸ブタンジオール、ジドコサン酸ブタンジオール、ジウンデカン酸ペンタンジオール、ジドデカン酸ペンタンジオール、ジトリデカン酸ペンタンジオール、ジテトラデカン酸ペンタンジオール、ジペンタデカン酸ペンタンジオール、ジヘキサデカン酸ペンタンジオール、ジオクタデカン酸ペンタンジオール、ジエイコサン酸ペンタンジオール、ジドコサン酸ペンタンジオール、ジデカン酸ヘキサンジオール、ジウンデカン酸ヘキサンジオール、ジドデカン酸ヘキサンジオール、ジトリデカン酸ヘキサンジオール、ジテトラデカン酸ヘキサンジオール、ジペンタデカン酸ヘキサンジオール、ジヘキサデカン酸ヘキサンジオール、ジオクタデカン酸ヘキサンジオール、ジエイコサン酸ヘキサンジオール、ジドコサン酸ヘキサンジオール、ジデカン酸オクタンジオール、ジウンデカン酸オクタンジオール、ジドデカン酸オクタンジオール、ジトリデカン酸オクタンジオール、ジテトラデカン酸オクタンジオール、ジペンタデカン酸オクタンジオール、ジヘキサデカン酸オクタンジオール、ジオクタデカン酸オクタンジオール、ジエイコサン酸オクタンジオール、ジドコサン酸オクタンジオール、ジノナン酸デカンジオール、ジデカン酸デカンジオール、ジウンデカン酸デカンジオール、ジドデカン酸デカンジオール、ジトリデカン酸デカンジオール、ジテトラデカン酸デカンジオール、ジペンタデカン酸デカンジオール、ジヘキサデカン酸デカンジオール、ジオクタデカン酸デカンジオール、ジエイコサン酸デカンジオール、ジドコサン酸デカンジオール、ジオクタン酸ドデカンジオール、ジノナン酸ドデカンジオール、ジデカン酸ドデカンジオール、ジウンデカン酸ドデカンジオール、ジドデカン酸ドデカンジオール、ジトリデカン酸ドデカンジオール、ジテトラデカン酸ドデカンジオール、ジペンタデカン酸ドデカンジオール、ジヘキサデカン酸ドデカンジオール、ジオクタデカン酸ドデカンジオール、ジエイコサン酸ドデカンジオール、ジドコサン酸ドデカンジオール、ジドデカン酸ネオペンチルグリコール、ジトリデカン酸ネオペンチルグリコール、ジテトラデカン酸ネオペンチルグリコール、ジペンタデカン酸ネオペンチルグリコール、ジヘキサデカン酸ネオペンチルグリコール、ジオクタデカン酸ネオペンチルグリコール、ジエイコサン酸ネオペンチルグリコール、及びジドコサン酸ネオペンチルグリコール、
− グリセロール、1,2,3−及び1,2,4−ブタントリオール、及びトリメチロールプロパン(2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール)のようなトリオールのエステル。より詳細には、これらはトリドデカン酸グリセロール、トリトリデカン酸グリセロール、トリテトラデカン酸グリセロール、トリペンタデカン酸グリセロール、トリヘキサデカン酸グリセロール、トリオクタデカン酸グリセロール、トリエイコサン酸グリセロール、トリドコサン酸グリセロール、トリウンデカン酸トリメチロールプロパン、トリドデカン酸トリメチロールプロパン、トリトリデカン酸トリメチロールプロパン、トリテトラデカン酸トリメチロールプロパン、トリペンタデカン酸トリメチロールプロパン、トリヘキサデカン酸トリメチロールプロパン、トリオクタデカン酸トリメチロールプロパン、トリエイコサン酸トリメチロールプロパン、トリドコサン酸トリメチロールプロパン、トリドデカン酸ブタントリオール、トリトリデカン酸ブタントリオール、トリテトラデカン酸ブタントリオール、トリペンタデカン酸ブタントリオール、トリヘキサデカン酸ブタントリオール、トリオクタデカン酸ブタントリオール、トリエイコサン酸ブタントリオール、及びトリドコサン酸ブタントリオールである。
− ペンタエリスリトールのようなオリゴアルコールのエステル、及び糖アルコール(アルジトール)、例えば、マンニトール、イソマルト(isomalt)、ラクチトール、ソルビトール(又はグルシトール)、キシリトール、グリトール(gullitol)、トレイトール、エリスリトール、及びアラビトールのエステル、より詳細には、テトラドデカン酸ペンタエリスリトール、テトラトリデカン酸ペンタエリスリトール、テトラテトラデカン酸ペンタエリスリトール、テトラペンタデカン酸ペンタエリスリトール、テトラヘキサデカン酸ペンタエリスリトール、テトラオクタデカン酸ペンタエリスリトール、テトラエイコサン酸ペンタエリスリトール、及びテトラドコサン酸ペンタエリスリトール、並びに例えばヘキサ(ドデカン酸)ソルビトールのようなアルジトールの類縁エステル、
− ヒドロキシル基が好ましくはモノカルボン酸で完全にエステル化されており、かつカルボキシル基が好ましくはモノアルコールで完全にエステル化されているヒドロキシカルボン酸のエステル、例は、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸のようなヒドロキシカルボン酸、及び糖誘導酸、例えばグルコン酸であり、より詳細には、クエン酸アセチルトリドデシル、クエン酸アセチルトリイソドデシル、クエン酸アセチルトリトリデシル、クエン酸アセチルトリイソトリデシル、クエン酸アセチルトリテトラデシル、クエン酸アセチルトリイソテトラデシル、クエン酸アセチルトリペンタデシル、クエン酸アセチルトリイソペンタデシル、クエン酸アセチルトリヘキサデシル、クエン酸アセチルトリイソヘキサデシル、クエン酸アセチルトリヘプタデシル、クエン酸アセチルトリイソヘプタデシル、クエン酸アセチルトリオクタデシル、クエン酸アセチルトリイソオクタデシル、クエン酸アセチルトリエイコサニル、クエン酸アセチルトリイソエイコサニル、クエン酸アセチルトリドコサニル、クエン酸アセチルトリイソドコサニル、クエン酸n−ブチリルトリドデシル、クエン酸n−ブチリルトリイソドデシル、クエン酸n−ブチリルトリトリデシル、クエン酸n−ブチリルトリイソトリデシル、クエン酸n−ブチリルトリテトラデシル、クエン酸n−ブチリルトリイソテトラデシル、クエン酸n−ブチリルトリペンタデシル、クエン酸n−ブチリルトリイソペンタデシル、クエン酸n−ブチリルトリヘキサデシル、クエン酸n−ブチリルトリイソヘキサデシル、クエン酸n−ブチリルトリヘプタデシル、クエン酸n−ブチリルトリイソヘプタデシル、クエン酸n−ブチリルトリオクタデシル、クエン酸n−ブチリルトリイソオクタデシル、クエン酸n−ブチリルトリエイコサニル、クエン酸n−ブチリルトリイソエイコサニル、クエン酸n−ブチリルトリドコサニル、クエン酸n−ブチリルトリイソドコサニル、クエン酸n−ヘキサノイルウンデシル、クエン酸n−ヘキサノイルイソウンデシル、クエン酸n−ヘキサノイルドデシル、クエン酸n−ヘキサノイルイソドデシル、クエン酸n−ヘキサノイルトリデシル、クエン酸n−ヘキサノイルイソトリデシル、クエン酸n−ヘキサノイルテトラデシル、クエン酸n−ヘキサノイルイソテトラデシル、クエン酸n−ヘキサノイルペンタデシル、クエン酸n−ヘキサノイルイソペンタデシル、クエン酸n−ヘキサノイルヘキサデシル、クエン酸n−ヘキサノイルイソヘキサデシル、クエン酸n−ヘキサノイルヘプタデシル、クエン酸n−ヘキサノイルイソヘプタデシル、クエン酸n−ヘキサノイルオクタデシル、クエン酸n−ヘキサノイルイソオクタデシル、クエン酸n−ヘキサノイルエイコサニル、クエン酸n−ヘキサノイルイソエイコサニル、クエン酸n−ヘキサノイルドコサニル、クエン酸n−ヘキサノイルイソドコサニル、クエン酸n−オクタノイルウンデシル、クエン酸n−オクタノイルイソウンデシル、クエン酸n−オクタノイルドデシル、クエン酸n−オクタノイルイソドデシル、クエン酸n−オクタノイルトリデシル、クエン酸n−オクタノイルイソトリデシル、クエン酸n−オクタノイルテトラデシル、クエン酸n−オクタノイルイソテトラデシル、クエン酸n−オクタノイルペンタデシル、クエン酸n−オクタノイルイソペンタデシル、クエン酸n−オクタノイルヘキサデシル、クエン酸n−オクタノイルイソヘキサデシル、クエン酸n−オクタノイルヘプタデシル、クエン酸n−オクタノイルイソヘプタデシル、クエン酸n−オクタノイルオクタデシル、クエン酸n−オクタノイルイソオクタデシル、クエン酸n−オクタノイルエイコサニル、クエン酸n−オクタノイルイソエイコサニル、クエン酸n−オクタノイルドコサニル、クエン酸n−オクタノイルイソドコサニル、クエン酸n−パルミチルデシル、クエン酸n−パルミチルイソデシル、クエン酸n−パルミチルウンデシル、クエン酸n−パルミチルイソウンデシル、クエン酸n−パルミチルドデシル、クエン酸n−パルミチルイソドデシル、クエン酸n−パルミチルトリデシル、クエン酸n−パルミチルイソトリデシル、クエン酸n−パルミチルテトラデシル、クエン酸n−パルミチルイソテトラデシル、クエン酸n−パルミチルペンタデシル、クエン酸n−パルミチルイソペンタデシル、クエン酸n−パルミチルヘキサデシル、クエン酸n−パルミチルイソヘキサデシル、クエン酸n−パルミチルヘプタデシル、クエン酸n−パルミチルイソヘプタデシル、クエン酸n−パルミチルオクタデシル、クエン酸n−パルミチルイソオクタデシル、クエン酸n−パルミチルエイコサニル、クエン酸n−パルミチルイソエイコサニル、クエン酸n−パルミチルドコサニル、クエン酸n−パルミチルイソドコサニル、
− 好ましくは1つ又はそれ以上の非隣接メチレン基(−CH2−)が酸素(−O−)で置き換えられて、エーテル連結C−O−Cを生じたカルボン酸及びエステル、好ましくは比較的長鎖のモノ−及びジエトキシ化及びプロポキシ化アルコールのエステル、オキシラン又はプロピレンオキシドのアルコールへの塩基触媒付加により製造される種類のもの、並びに例えば非イオン性界面活性剤の成分として使用されるもの、例えばアジピン酸ジエトキシラウリル及びシクロヘキサンジカルボン酸ジエトキシラウリル、並びに
−ジオール成分としてジエチレングリコール、ジプロピレングリコール又はイソソルビトールのようなエーテルジオール、例えばジドデカン酸イソソルビトール。
一般に、異なるエステルの混合物を使用することも可能である。さらに、ジカルボン酸又はオリゴカルボン酸に基づくエステルにおいて、異なるアルコールを同じ分子において使用することが可能である。同様に、ジアルコール又はオリゴアルコールに基づくエステルにおいて、同じ分子において異なるカルボン酸を使用してもよい。
オイルが滲出しない脂肪族C原子対エステル基の最大比は、ランダムスチレン−ブタジエン軟質相のスチレン含量及びオイル含量に依存する。例えば、成分a)が68質量%の軟質相率及びスチレン総含量65%を有する場合(軟質相が47.4%のスチレンを含有することを意味する)、極性基を含まない流動パラフィン(医療用ホワイトオイル)を10%まで入れることができる。10%より多いオイル含量の場合、その他は脂肪族C原子で構成された分子中の1つ又はそれ以上のエステル基の存在が、オイルの滲出を防ぐために必要である。20%までのオイル含量では、脂肪族C原子対エステル基の比は、好ましくは約45であり、30%オイル含量では32であり、40%オイル含量では29であり、そして50%オイル含量では26である。示された比率の場合、オイル滲出の防止と併せて、硬相の最少のガラス転移温度低下の組み合わせが達成される。
この手順は、熱変形抵抗性、引張強度、及びクリープ抵抗性が大部分保持される、すなわち完成したポリマー混合物の最良の物理的特性が達成されるという利点を有する。
ビニル芳香族含有軟質相を可塑化する別の好ましい方法は、パラフィン系又はナフテン系ホワイトオイルと、少なくとも20個の炭素原子及び>11、すなわち、12:1〜50:1、好ましくは12:1〜20:1、より好ましくは12:1〜16:1の脂肪族C原子対エステル基の比を有する脂肪族エステルとの混合物にあり、カルボン酸成分の脂肪族C原子とアルコール成分の脂肪族C原子とは一緒に合計される。ホワイトオイル対脂肪族エステルの比は、1:99〜99:1、好ましくは20:80〜80:20、より好ましくは30:70〜70:30である。適切なパラフィン系オイル又はナフテン系オイルとしては、特に、医療等級まで精製され、かつ医療用の承認又は食品法下での承認を有するホワイトオイルが挙げられる。(室温で)50〜100センチストークの粘度を有するホワイトオイルが好ましい。
経済の理由で特に好ましい1つの系は、例えばシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニル(商品名DINCH)とホワイトオイルとの混合物であり、ホワイトオイル対オイル/ポリマー混合物の20%オイル含量を有するDINCHの混合比は、好ましくは70:30、30%オイル含量については好ましくは50:50、40%オイル含量については好ましくは42:58、そして50%オイル含量については好ましくは36:64である。
1つの好ましい実施態様において、本発明の組成物中で、シクロヘキサン1,2−ジカルボン酸C8〜C10ジアルキルエステルは可塑剤として使用され、例は:
シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ−(2−エチルヘキシル)、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソオクチル、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニル、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ−(2−プロピルヘプチル)又はシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソデシルである。
本発明に従ってこれらのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ−C8〜C10ジアルキルエステルの混合物、又はC8〜C10アルコールの混合物から製造された混合シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸エステルを使用することも可能である。本発明の組成物において、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルを可塑剤として使用することが好ましく、例は、市販製品のHexamoll(R) DINCH(CAS番号欧州及びアジア:166412−78−8;CAS番号USA:474919−59−0;BASF SEより)である。
挙げられたシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸C8〜C10ジアルキルエステルは、経済的に有利な方法で、対応するフタル酸エステルの芳香環の水素化により製造され得る。一連の方法及び触媒がこの目的のため当業者に利用可能であり、例はWO99/032427の環水素添加方法であり、この方法は、50〜250℃で20〜300barの圧力下で、元素周期表の第VIII族の少なくとも1つの遷移金属、例えば白金、ロジウム、パラジウム、コバルト、ニッケル若しくはルテニウム、好ましくはルテニウムを、単独で若しくは周期表の第I族又は第VII族の少なくとも1つの遷移金属、例えば銅若しくはレニウムと共に含む、メソ多孔性酸化アルミニウム支持体材料上に二峰性(bimodal)孔分布で担持させた触媒を使用する、フタレートの環水素添加、又はWO 2002/100536(支持体としての非晶質二酸化ケイ素上のルテニウム触媒の使用)、EP−A1266882(珪藻土上のニッケル/酸化マグネシウム触媒の使用)、WO2003/029181(酸化ケイ素上のニッケル/亜鉛触媒の使用)、WO2003/029168(アルミナ上のパラジウム/ZnO触媒及びα−Al23上のルテニウム/ZnO触媒の使用)、若しくはWO2004/09526(二酸化チタン上のルテニウム触媒の使用)の環水素添加方法を含む。
これらの水素添加プロセスにおいて生じる、水素添加条件に依存して異なるcis及びtrans異性体の割合を有する各シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸エステルのcis/trans異性体混合物は、本発明の組成物において可塑剤として使用され得、120℃より高い水素添加温度では熱力学的により安定なtrans異性体が一般的に比較的増加した程度で形成されるが、速度論的に好ましいcis異性体は一般的に120℃より低い温度にて比較的増加した程度で形成される。
本発明に従って使用され得るシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジアルキルエステルを、環水素添加の経路を経て製造するために役立つフタル酸エステルは、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry、6th Edition、Volume 26、pp.512−516、Wiley−VCH、Weinheim 2003において説明される方法に従って、フタル酸無水物と各可塑剤アルコールとの触媒の存在下での反応により、当業者によく知られたやり方で製造され得る。この目的のために、ブレンステッド酸だけでなく、好ましくは硫酸、又は両性触媒、例えばオルトチタン酸テトライソプロピル及び/又はオルトチタン酸テトラ−n−ブチルを使用することが可能である。エステル化は一般的には120〜250℃の温度範囲で行われ、アルコールはフタル酸無水物に対して化学量論的に過剰に使用され、そしてさらにエステル化の過程で形成される水の共沸蒸溜による除去のための添加溶剤として役立つ。両性エステル化触媒が使用される場合、それらはアルコールと一緒にエステル化反応に供給され得る;有利には、これらの両性触媒を温度が160℃又はそれより高くなるまで反応系に加えず(換言すると、アルコールのフタル酸無水物への非触媒付加の結果として各フタル酸モノエステルが形成した後)、そしてその後反応の水を共沸除去し、そして水から分離されたアルコールをエステル化反応に再利用しながら、一般に200〜250℃の温度まで温度が上昇するその終点まで、フタル酸無水物のジエステルへの変換が実質的に完了するまで反応を続ける。
このような方法で、エステル化の間のチタンアルコキシドの加水分解による触媒損失を最少にすることが可能である。一般的には蒸留により過剰のアルコールを除去した後、粗製フタル酸ジエステルを塩基水溶液、好ましくはアルカリ金属水酸化物及び/又はアルカリ土類金属水酸化物水溶液を用いて中和し、そして中性触媒を加水分解し、この手順で沈殿する固形物をろ過により除去し、そして生成物を例えば過熱蒸気で除去(stripping)することにより乾燥及び精製する。本発明に従う使用のための、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジアルキルエステルを製造するために役立つフタル酸ジアルキルエステルを製造するために使用され得る種類の有利な実施態様は、例えばWO1994/17028、WO1998/052901、EP−A1186593、EP−A1300388、DE−A1945359、及びDE−A2330435に記載される。
対応するフタル酸ジアルキルエステルの環水素添加方法の代わりに、本発明に従う使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸C8−C10ジアルキルエステルがDiels−Alder経路で、例えばWO2002/066412に従って、1,3−ブタジエンとマレイン酸無水物とを40〜250℃でDiels−Alder反応において、ラジカル重合阻害剤(例えばフェノチアジン)の存在下で有利に環化させて、シクロヘキサ−4−エン−1,2−ジカルボン酸無水物を得、続いて例えば支持材料(例えば活性炭、Al23又はSiO2 -)上に担持された、元素周期表の第VIII族からの遷移金属(例えばニッケル、コバルト、白金、パラジウム、ロジウム及び/又はルテニウム)を含む触媒を用いて、シクロヘキセン環中の二重結合を接触水素化し、そして得られたシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物を所望の可塑剤アルコールと、使用され得るエステル化触媒(ブレンステッド酸、好ましくは硫酸、又は両性触媒(例えばチタン(IV)アルコキシド、例はオルトチタン酸テトラ−n−ブチルを含む)を用いてエステル化する。
フタル酸無水物をエステル化して対応するフタル酸ジエステルを得、そしてそれらを水素添加する経路、及びシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物をエステル化する経路の両方で、本発明に従う使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸C8〜C10ジアルキルエステルを製造するためのC8〜C10アルコール成分として、例えば、2−エチルヘキサノール、イソオクタノール、イソノナノール、2−プロピルヘプタノール、及びイソデカノールを利用することが可能である。2−エチルヘキサノール、イソノナノール、2−プロピルヘプタノール、及びイソデカノールはアルコール成分として好ましく役立ち、より好ましくはイソノナノールである。
長年最も大量に製造された可塑剤アルコールであった2−エチルヘキサノールは、n−ブチルアルデヒドのアルドール縮合を経て2−エチルヘキサナールを形成し、そしてその後に後者を水素添加して2−エチルヘキサノールを得ることにより得ることができる(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry;5th Edition、Volume A 10、pp.137−140、VCH Verlagsgesellschaft mbH、Weinheim 1987を参照のこと)。
アルコールイソオクタノールは、2−エチルヘキサノールとは異なり、その製造様式のために、単一の化学化合物ではなく、製造条件及び使用された製造方法に依存してイソオクタノール中に異なる比率で存在し得る異なる分枝のC8アルコール(例えば2,3−ジメチル−1−ヘキサノール、3,5−ジメチル−1−ヘキサノール、4,5−ジメチル−1−ヘキサノール、3−メチル−1−ヘプタノール、及び5−メチル−1−ヘプタノール)の異性体混合物である。
イソオクタノールは、典型的には、プロペンのブテン類、好ましくはn−ブテン類との共二量化(codimerization)、及びその後の得られたヘプテン異性体の混合物のヒドロホルミル化により製造される。ヒドロホルミル化において得られるオクタナール異性体混合物を続いて従来の方法で水素添加してイソオクタノールとすることができる。
異性体ヘプテン類を形成するためのプロペンのブテン類との共二量化は、均一系触媒Dimersol(R)プロセスを用いて有利に起こり得(Chauvin et al;Chem.Ind.;May 1974、pp.375−378)、ここでは可溶性ニッケル−ホスフィン錯体は、エチルアルミニウム塩素化合物、例えば二塩化エチルアルミニウムの存在下で触媒として役立つ。ニッケル錯体触媒のために使用され得るホスフィンリガンドとしては、例えば、トリブチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン及び/又はトリベンジルホスフィンが挙げられる。この反応は、液体反応混合物中でオレフィン類が溶液状態にある圧力の設定を用いて、0〜80℃の温度で有利に起こる(Cornils;Hermann: Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds;2nd Edition;Vol.1;pp.254−259、Wiley−VCH、Weinheim 2002)。
反応媒体中に均一に溶解されたニッケル触媒を用いて操作されるDimersol(R)プロセスの代わりに、プロペンのブテン類との共二量化もまた支持体上に担持された不均一系NiO触媒を用いて行われ得、この場合、均一系触媒プロセスと類似したヘプテン異性体分布が得られる。この種の触媒は、例えばOctol(R)プロセス(Hydrocarbon Processing、February 1986、pp.31−33)において使用され;オレフィン二量化及び共二量化に高度に適した不均一系ニッケル触媒が例えばWO1995/14647において開示される。
ニッケルに基づく触媒の代わりに、ブレンステッド酸不均一系触媒をプロペンのブテン類との共二量化に使用することも可能であり、この場合、一般的に、得られるヘプテン類はニッケル触媒プロセスにおけるものよりも高度に分枝している。この目的に適した触媒の例は、固形リン酸触媒、例えば、オレフィン二量化又はオリゴマー化のためにPolyGas(R)プロセスにおいて利用される種類のリン酸含浸珪藻土(kieselguhr)又は珪藻土(diatomaceous earth)(Chitnis et al;Hydrocarbon Engineering 10、No.6−June 2005)である。ヘプテン類を形成するためのプロペンのブテン類との共二量化のために非常に適したブレンステッド酸触媒はゼオライトであり、これはPolyGas(R)プロセスを基礎として以後に開発されたものであるEMOGAS(R)プロセスに役立つ。
得られたヘプテン異性体混合物は、公知の方法により、コバルト又はロジウム触媒を用いて、好ましくはコバルト触媒を用いてヒドロホルミル化される。
例えば、Falbe、New Syntheses with Carbon Monoxide、Springer、Berlin、1980、162−168頁において説明される工業的に確立された方法、例えばRuhrchemieプロセス、BASFプロセス、Kuhlmannプロセス又はShellプロセスは、ヘプテン異性体混合物のコバルト触媒ヒドロホルミル化に対する適合性を有する。Ruhrchemie、BASF、及びKuhlmannプロセスは、触媒として非リガンド修飾コバルトカルボニル化合物を用いて行われてオクタナール混合物を生じるが、Shellプロセス(DE−A1593368)はホスフィン又はホスフェートリガンド修飾コバルトカルボニル化合物を触媒として使用し、これはそれらのさらなる高い水素添加活性のために、直接オクタノール混合物を生じる。非リガンド修飾コバルトカルボニル錯体を用いるヒドロホルミル化を実行するための有利な実施態様は、DE−A2139630、DE−A2244373、DE−A2404855、及びWO2001/014297において詳細に記載される。
ヘプテン異性体混合物のロジウム触媒ヒドロホルミル化については、US−A4148830の対象であるような、トリフェニルホスフィンリガンド修飾ロジウムカルボニル化合物を用いる工業的に確立された低圧ロジウムヒドロホルミル化プロセスを使用することが可能である。上で特定されたプロセスにより得られるヘプテン異性体混合物のような長鎖オレフィンのロジウム触媒ヒドロホルミル化については、非リガンド修飾ロジウムカルボニル化合物が触媒として役立つことが有利に可能であり、この場合、低圧プロセスとは対照的に、80〜400barの高圧に設定することが必要である。この種の高圧ロジウムヒドロホルミル化プロセスの実施は、例えばEP−A695734、EP−A880494、及びEP−A1047655に記載される。
ヘプテン異性体混合物のヒドロホルミル化により得られるイソオクタナール混合物に従来の接触水素化を行なってイソオクタノール混合物を形成する。この目的のために、それらの触媒活性成分が、元素周期表の第VI〜VIII族、及び第I族からの遷移金属及び/又は遷移金属酸化物、より詳細には、Al23、SiO2及び/又はTiO2のような支持体材料上に場合により担持された、クロム、モリブデン、マンガン、レニウム、鉄、コバルト、ニッケル及び/又は銅を含む不均一系触媒を使用することが好ましい。この種の触媒は、例えばDE−A3228881、DE−A2628987、及びDE−A2445303に記載される。特に有利に、イソオクタナールの水素添加は、イソオクタナールの水素添加に化学量論的に必要な水素の量よりも1.5%〜20%多い過剰の水素を用いて、50〜200℃の温度及び25〜350barの水素圧で、二次反応を防ぐために、DE−A2628987に従って、有利にはWO2001/087809の教示に従ってアルカリ金属水酸化物又はアルカリ金属炭酸塩の水溶液の形態の少量の水を水素添加供給に加えて行われる。
水素添加排出物の蒸留精製の後、上記のような得られたイソオクタノール混合物を、フタル酸又はフタル酸無水物でエステル化し、芳香環の水素添加の経路を経てシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソオクチルエステルを製造するための出発物質であるフタル酸ジイソオクチルを得ることができる。
シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルを、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ−C8〜C10アルキルエステルについて上で一般的に記載された方法、すなわちシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物(これは1,3−ブタジエン及びマレイン酸無水物からのDiels−Alder合成と、得られたシクロヘキセンジカルボン酸無水物中の二重結合のその後の水素添加により有利に得ることができる)のイソノナノールとのエステル化と類似した方法で、又は好ましくはフタル酸ジイソノニル(これらはPVC用の標準的な可塑剤として大量に市販されている)の環水素添加により製造される;この状況において、上述の環水素添加プロセス及び触媒が使用され得る。
これらのイソノニルエステルを合成するために必要なイソノナノールアルコール成分は、単一の化学化合物ではなく、異なる分枝の異性体C9アルコールの混合物であり、これはより詳細には使用される出発物質を含むそれらの製造の性質に従って異なる程度の分枝を有し得る。一般的に言えば、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry、5th Edition、Vol.A1、pp.291−292、VCH Verlagsgesellschaft、Weinheim 1995において説明されるように、イソノナノールはブテンを二量化してイソオクテン混合物を形成し、続いてイソオクテン混合物をヒドロホルミル化し、そして得られたイソノナール混合物を水素添加してイソノナノール混合物を形成することにより製造される。
イソノナノールを製造するための出発物質として、イソブテン、cis−及びtrans−2−ブテン及び1−ブテン、又はこれらのブタン異性体を使用することが可能である。主に液体ブレンステッド酸(例は硫酸又はリン酸である)、又は固形ブレンステッド酸(例はゼオライト又は支持体材料としての珪藻土、SiO2若しくはAl23に適用されたリン酸である)を用いて触媒される純粋なイソブテンの二量化は、主に高度に分枝した2,4,4−トリメチルペンテン(ジイソブチレンとも呼ばれる)を生じ、これは、ヒドロホルミル化及びそのアルデヒドの水素添加の後に高度に分枝したイソノナノールを生じる。
本発明に従う使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステル、及びそれらの製造のための出発物質として役立つジイソノニルエステルは、好ましくは比較的低い程度の分枝を有するイソノナノールから製造され、これはシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステル可塑剤に改善された可塑剤特性を付与する。低い程度の分枝を有するこの種のイソノナノール混合物は、直鎖ブテン、1−ブテン、cis−及び/又はtrans−2−ブテン(これらは比較的少量のイソブテンも場合により含有し得る)から、ブテン二量化、イソオクテンのヒドロホルミル化、及び得られたイソノナナール混合物の水素添加の上記の経路を経て製造される。1つの好ましい原材料はラフィネートIIとして知られるものであり、これは熱分解(cracker)、例えば水蒸気分解からのC4カットから、例えばアレン類、アセチレン類及びジエン類、より詳細には1,3−ブタジエンを、それらを部分水素添加して直鎖ブテンを形成するか、又はそれらを例えばN−メチルピロリドンを用いて抽出蒸留し、続いて、燃料添加剤のメチルtert−ブチルエーテル(MTBE)を形成するため若しくはイソブチルtert−ブチルエーテル(これは純粋なイソブテンを得るために使用される)を形成するための工業的に確立されたプロセスに従って、その中に存在するイソブテンを、メタノール若しくはイソブタノールとの反応によりブレンステッド酸触媒除去することより排除した後に得られる。
ラフィネートIIは、1−ブテン並びにcis−及びtrans−2−ブテンに加えて、n−ブタン及びイソブタンも含み、そして残りの量は5質量%までのイソブテンである。
直鎖ブテン又はラフィネートII中に存在するブテン混合物の二量化は、イソヘプテン混合物の生成に関連して上で説明された通常の工業的に実施されるプロセスを用いて、例えば、PolyGas(R)若しくはEMOGAS(R)プロセスにおいて使用される種類の不均一系のブレンステッド酸触媒を用いて、反応媒体中に均一に溶解されたニッケル錯体触媒を使用するDimersol(R)プロセスにより、又はOctol(R)プロセス若しくはWO1995/14647のプロセスにより不均一系の酸化ニッケル(II)含有触媒を用いて行われ得る。続いて、これらの場合に得られたイソオクテン混合物を、イソオクタナール混合物の製造に関連して上で説明されたプロセスに従って、ロジウム触媒又はコバルト触媒ヒドロホルミル化、好ましくはコバルト触媒ヒドロホルミル化によってイソノナナール混合物へと変換し、そしてこれらのイソノナノール混合物を、例えばイソオクタノールの製造に関連して上で特定された触媒の1つを用いて水素添加して、本発明に従う好ましい使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルを製造するために適したイソノナノール混合物を得る。
このようにして製造されたイソノナノール異性体混合物を、それらのイソ指標(iso index)により特徴づけることができ、これはイソノナノール混合物中の個々の異性体イソノナノール成分の分枝の程度から、イソノナノール混合物中のそれらのパーセンテージ比率を掛けて計算され得る。例えば、0の値を有するn−ノナノール、1の値を有するメチルオクタノール(1つの分枝)、及び2の値を有するジメチルヘプタノール(2つの分枝)はイソノナノール混合物のイソ指標に寄与する。直線性が高いほど、対象のイソノナノール混合物のイソ指標は低くなる。従って、イソノナノール混合物のイソ指標は、イソノナノール混合物のその個々の異性体へのガスクロマトグラフィー分離と、それに伴ってガスクロマトグラフィー分析の標準的な方法により決定される、イソノナノール混合物中のこれらの異性体のパーセンテージ比率の定量により確認され得る。揮発度を増加させ、かつ異性体ノナノールの異性体のガスクロマトグラフィー分離を改善するため、これらは例えばN−メチル−N−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミドとの反応のように、標準的な方法によりガスクロマトグラフィー分析の前に役立つようにトリメチルシリル化される。ガスクロマトグラフィー分析において個々の成分の分離を最大にするために、固定相としてポリジメチルシロキサンを用いたキャピラリーカラムを使用することが好ましい。このようなキャピラリーカラムは市販されており、そして当業者は、多様な商業的提供品から、この分離作業に最もよく適した製品を選択するためにほんの少しの慣用的な実験をするだけでよい。
本発明に従う使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルは、一般的には0.8〜2、好ましくは1.0〜1.8、そしてより好ましくは1.1〜1.5のイソ指標を有するイソノナノール使用してエステル化され、これは上で特定されたプロセスにより製造され得る。
イソノナノール混合物の可能な組成を単なる例として以下に示す。これらは 本発明に従う使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルの製造のために役立ち得る;この文脈において、イソノナノール混合物中の個々に列挙される異性体の割合は、出発物質(例えばラフィネートII)の組成(ブテン類に関してその組成は製造の理由で変動し得る)の関数として、かつ使用される製造条件における変動、例えば使用される触媒の寿命並びにこれに従って適合されるべき温度及び圧力条件の関数として、変化し得るということに留意すべきである。
例えば、WO1995/14647の触媒及びプロセスを用いて原材料としてラフィネートIIを使用して生成されたイソオクテン混合物からのコバルト触媒ヒドロホルミル化、そしてその後の水素添加により製造されたイソノナノール混合物は、以下の組成を有し得る:
− 1.73〜3.73質量%、好ましくは1.93〜3.53質量%、より好ましくは2.23〜3.23質量%の3−エチル−6−メチルヘキサノール;
− 0.38〜1.38質量%、好ましくは0.48〜1.28質量%、より好ましくは0.58〜1.18質量%の2,6−ジメチルヘプタノール;
− 2.78〜4.78質量%、好ましくは2.98〜4.58質量%、より好ましくは3.28〜4.28質量%の3,5−ジメチルヘプタノール;
− 6.30〜16.30質量%、好ましくは7.30〜15.30質量%、より好ましくは8.30〜14.30質量%の3,6−ジメチルヘプタノール;
− 5.74〜11.74質量%、好ましくは6.24〜11.24質量%、より好ましくは6.74〜10.74質量%の4,6−ジメチルヘプタノール;
− 1.64〜3.64質量%、好ましくは1.84〜3.44質量%、より好ましくは2.14〜3.14質量%の3,4,5−トリメチルヘキサノール;
− 1.47〜5.47質量%、好ましくは1.97〜4.97質量%、より好ましくは2.47〜4.47質量%の3,4,5−トリメチルヘキサノール、3−メチル−4−エチルヘキサノール及び3−エチル−4−メチルヘキサノール;
− 4.00〜10.00質量%、好ましくは4.50〜9.50質量%、より好ましくは5.00〜9.00質量%の3,4−ジメチルヘプタノール;
− 0.99〜2.99質量%、好ましくは1.19〜2.79質量%、より好ましくは1.49〜2.49質量%の4−エチル−5−メチルヘキサノール 及び 3−エチルヘプタノール;
− 2.45〜8.45質量%、好ましくは2.95〜7.95質量%、より好ましくは3.45〜7.45質量%の4,5−ジメチルヘプタノール及び3−メチルオクタノール;
− 1.21〜5.21質量%、好ましくは1.71〜4.71質量%、より好ましくは2.21〜4.21質量%の4,5−ジメチルヘプタノール;
− 1.55〜5.55質量%、好ましくは2.05〜5.05質量%、より好ましくは2.55〜4.55質量%の5,6−ジメチルヘプタノール;
− 1.63〜3.63質量%、好ましくは1.83〜3.43質量%、より好ましくは2.13〜3.13質量%の4−メチルオクタノール;
− 0.98〜2.98質量%、好ましくは1.18〜2.78質量%、より好ましくは1.48〜2.48質量%の5−メチルオクタノール;
− 0.70〜2.70質量%、好ましくは0.90〜2.50質量%、より好ましくは1.20〜2.20質量%の3,6,6−トリメチルヘキサノール;
− 1.96〜3.96質量%、好ましくは2.16〜3.76質量%、より好ましくは2.46〜3.46質量%の7−メチルオクタノール;
− 1.24〜3.24質量%、好ましくは1.44〜3.04質量%、より好ましくは1.74〜2.74質量%の6−メチルオクタノール;
− 0.1〜3質量%、好ましくは0.2〜2質量%、より好ましくは0.3〜1質量%のn−ノナノール;
− 25〜35質量%、好ましくは28〜33質量%、より好ましくは29〜32質量%の、9及び10個の炭素原子を有する他のアルコール;ただし、挙げられた成分の合計は100質量%である。
上記の所見に従って、原材料としてエチレン含有ブテン混合物を使用して、PolyGas(R)又はEMOGAS(R)プロセスにより生成されたイソオクテン混合物からのコバルト触媒ヒドロホルミル化及びその後の水素添加により製造されたイソノナノール混合物は、使用された原材料組成物及び反応条件の変動に依存して、以下の組成の範囲内で変化し得る:
− 6.0〜16.0質量%、好ましくは7.0〜15.0質量%、より好ましくは8.0〜14.0質量%のn−ノナノール;
− 12.8〜28.8質量%、好ましくは14.8〜26.8質量%、より好ましくは15.8〜25.8質量%の6−メチルオクタノール;
− 12.5〜28.8質量%、好ましくは14.5〜26.5質量%、より好ましくは15.5〜25.5質量%の4−メチルオクタノール;
− 3.3〜7.3質量%、好ましくは3.8〜6.8質量%、より好ましくは4.3〜6.3質量%の2−メチルオクタノール;
− 5.7〜11.7質量%、好ましくは6.3〜11.3質量%、より好ましくは6.7〜10.7質量%の3−エチルヘプタノール;
− 1.9〜3.9質量%、好ましくは2.1〜3.7質量%、より好ましくは2.4〜3.4質量%の2−エチルヘプタノール;
− 1.7〜3.7質量%、好ましくは1.9〜3.5質量%、より好ましくは2.2〜3.2質量%の2−プロピルヘキサノール;
− 3.2〜9.2質量%、好ましくは3.7〜8.7質量%、より好ましくは4.2〜8.2質量%の3,5−ジメチルヘプタノール;
− 6.0〜16.0質量%、好ましくは7.0〜15.0質量%、より好ましくは8.0〜14.0質量%の2,5−ジメチルヘプタノール;
− 1.8〜3.8質量%、好ましくは2.0〜3.6質量%、より好ましくは2.3〜3.3質量%の2,3−ジメチルヘプタノール;
− 0.6〜2.6質量%、好ましくは0.8〜2.4質量%、より好ましくは1.1〜2.1質量%の3−エチル−4−メチルヘキサノール;
− 2.0〜4.0質量%、好ましくは2.2〜3.8質量%、より好ましくは2.5〜3.5質量%の2−エチル−4−メチルヘキサノール;
− 0.5〜6.5質量%、好ましくは1.5〜6質量%、より好ましくは1.5〜5.5質量%の、9個の炭素原子を有する他のアルコール;
ただし、挙げられた成分の合計は100質量%である。
高い資本投資費用を伴う、挙げられたオレフィン及び/又は芳香族原材料から開始する上で概説した合成経路によるシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルの製造の代わりに、本発明に従う使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルは、例えばPalatinol(R)N(BASF SE;CAS番号28553−12−0)、Vestinol(R)9(Oxeno Olefinchemie GmbH;CAS番号28553−12−0)又はJayflex(R)DINP(Exxon Mobil Chemical;CAS番号08515−48−0)の商品名で市販されているフタル酸ジイソノニルエステルの、例えばシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸C8〜C10ジアルキルエステルの製造に関連して上で挙げられる触媒及びプロセスにより、有利にはEP−B 1042273の触媒及びプロセスを用いて、環水素添加により比較的低い資本投資費用で有利に製造され得る。
本発明の組成物に適したシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ−C10アルキルエステルの例は、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソデシル及びシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)である。
シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソデシルエステルは、上の記載と同様にして、例えば標準的な可塑剤として市販されているフタル酸ジイソデシル(例えば、ExxonMobil ChemicalからのJayflex(R)DIDP;CAS番号68515−49−1)の芳香環の、例えばEP−B 1042273のプロセスによる水素添加により、又は例えばWO 2003/029339のプロセスに従うイソデカノールでのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物のエステル化により製造され得る。これらの状況において使用され得るエステル化触媒としては、硫酸のようなブレンステッド酸だけでなく、両性触媒、例えばオルトチタン酸テトラ−n−ブチルも挙げられる。
シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物のエステル化のため、又はフタル酸無水物のエステル化によるフタル酸ジイソデシルエステルの製造のために使用されるイソデカノールは、単一の化学化合物ではなく、異なる分枝の異性体デカノールの複雑な混合物である。
これらの生成物は、一般的には例えば上で説明したPolyGas(R)プロセス又はEMOGAS(R)プロセスによるようなプロピレンのニッケル−又はブレンステッド酸−触媒三量化、均一系ロジウム又はコバルトカルボニル触媒による(好ましくはコバルトカルボニル触媒による)得られたイソノネン異性体混合物のその後のヒドロホルミル化、そして得られたイソデカナールの異性体混合物の、例えばそれぞれイソオクタノール及びイソノナノールの製造に関連して上で特定された触媒及びプロセス(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry;5th Edition、Volume A1、p.293、VCH Verlagsgesellschaft、Weinheim 1985)による水素添加によるものである。このようにして製造されたイソデカノールは一般的に高度に分枝している。
本発明に従って使用され得るシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)エステルは、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸と純粋な2−プロピルヘプタノールとのエステルであり得、又はシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸と、2−プロピルヘプタノールの工業的生産において一般的に形成され、かつ一般的に同様に2−プロピルヘプタノールと呼ばれる種類のプロピルヘプタノール異性体混合物とのエステルを含み得る。
シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)エステルは、上の説明と同様にして、例えば可塑剤として市販されているフタル酸ジ(2−プロピルヘプチル)(例えばPalatinol(R) 10−P(BASF SE;CAS番号53306−54−0))の芳香環を、例えばシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸C8〜C10ジアルキルエステルの製造に関連して上で特定されたプロセスにより、より詳細にはEP−B 1042273のプロセスにより水素添加することにより、又は例えばWO2002/066412若しくはWO 2003/029339のプロセスに従って、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物の2−プロピルヘプタノールでのエステル化により製造され得る。使用され得るエステル化触媒としては、硫酸のようなブレンステッド酸だけでなく、オルトチタン酸テトラ−n−ブチルのような両性触媒も挙げられる。
純粋な2−プロピルヘプタノールは、例えばUS2,921,089に従って、n−バレルアルデヒドのアルドール縮合、続いて得られた2−プロピルヘプテナールの水素添加により得ることができる。一般に、市販の2−プロピルヘプタノールは主成分の2−プロピルヘプタノール成分だけでなく、製造手順の結果として、2−プロピルヘプタノール異性体、2−プロピル−4−メチルヘキサノール、2−プロピル−5−メチルヘキサノール、2−イソプロピルヘプタノール、2−イソプロピル−4−メチルヘキサノール、2−イソプロピル−5−メチルヘキサノール及び/又は2−プロピル−4,4−ジメチルペンタノールの1つまたはそれ以上も含む。2−プロピルヘプタノール中の2−プロピルヘプタノールの他の異性体、例えば2−エチル−2,4−ジメチルヘキサノール、2−エチル−2−メチルヘプタノール及び/又は2−エチル−2,5−ジメチルヘキサノールの存在が可能である;アルドール縮合の過程でのこれらの異性体のアルデヒド前駆体の形成が定率であるため、それらはたとえ存在するとしても、2−プロピルヘプタノール中には痕跡量でしか存在せず、そしてこの種の2−プロピルヘプタノール異性体混合物から製造されたシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)の可塑剤特性に関して実質的に役割を果たさない。
シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)又はシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)の製造のための出発物質として役立つフタル酸ジ(2−プロピルヘプチル)を製造するために、2−プロピルヘプタノールと上述のプロピルヘプタノール異性体の1つ若しくはそれ以上との混合物を使用することが好ましい。シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)を製造するために適した2−プロピルヘプタノール組成物中の異性体組成は、これらの組成物が製造された方法によって、かつ使用された原材料の性質によって変動し得、そしてこれらの組成物中の個々の異性体の量に関してだけでなく、特定の異性体の存在に関しても変動し得る。
2−プロピルヘプタノールの製造のための出発物質として、様々な種類の炭化水素源を利用することが可能であり、例は、1−ブテン、2−ブテン、ラフィネートI(熱分解からのC4カットから、アレン類、アセチレン類、及びジエン類の除去後に得られるアルカン/アルケン混合物であり、そしてこれは1−及び2−ブテンに加えて、相当量のイソブテンも含む)、又はラフィネートII(これはラフィネートIからイソブテンの除去により得られ、そしてオレフィン成分として、1−及び2−ブテンに加えて、ごく少量のイソブテンを含む)である。当然のことながら、ラフィネートI及びラフィネートIIの混合物を2−プロピルヘプタノールの製造の原材料として使用することも可能である。これらのオレフィン類又はオレフィン混合物は、本質的に慣用の方法により、コバルト又はロジウム触媒を使用してヒドロホルミル化され得、1−ブテンはn−及びイソバレルアルデヒドの混合物を形成し(イソバレルアルデヒドとの表示は化合物2−メチルブタナールを示す)、そのn/イソ比は、使用される触媒及びヒドロホルミル化条件によって比較的広い範囲内で変化し得る。
例えば、トリフェニルホスフィンで修飾された均一系ロジウム触媒(Rh/TPP)を使用する場合、1−ブテンは、一般的に10:1〜20:1のn/イソ比でn−及びイソバレルアルデヒドを生じ、一方、例えばUS5288918若しくはWO 2005/028407に従ってホスファイトリガンドで修飾されたロジウムヒドロホルミル化触媒、又は例えばWO 2002/83695に従ってホスホアミダイト(phosphoamidite)で修飾されたロジウムヒドロホルミル化触媒を使用する場合、ほとんどn−バレルアルデヒドのみが生成される。Rh/TPP触媒系は2−ブテンをヒドロホルミル化において非常に遅くしか変換しないが(2−ブテンの主要な割合がヒドロホルミル化混合物から再び回収され得ることを意味する)、上述のホスファイトリガンド又はホスホラミダイトリガンド修飾ロジウム触媒を用いた2−ブテンのヒドロホルミル化は、主にn−バレルアルデヒドを生じるように達成される。対照的に、オレフィン原材料中に存在するイソブテンは、異なる比率ではあるが、実質的に全ての触媒系によりヒドロホルミル化されて、3−メチルブタナール及びより少ない程度で、触媒に依存して、ピバルアルデヒドを形成する。
使用される出発物質及び触媒によって得られるC5アルデヒド(すなわち、場合によりイソバレルアルデヒド、3−メチルブタナール及び/又はピバルアルデヒドとの混合物中のn−バレルアルデヒド)は、所望の場合、アルドール縮合の前に蒸留により個々の成分へと完全にまたは部分的に分離され得、従ってここで再び本発明のエステル混合物のC10アルコール成分の異性体組成に影響を及ぼしかつそれを制御する可能性がある。
5アルデヒド混合物を、個々の異性体を事前に除去することなくヒドロホルミル化において形成されたままでアルドール縮合に供給することも同様に可能である。アルドール縮合(例えばEP−A 366089、US4426524又はUS5434313に記載されるプロセスに従って、塩基性触媒、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの水溶液を用いて行われ得る)において、n−バレルアルデヒドを単一の縮合生成物として使用する場合の生成物は2−プロピルヘプテナールであるが、一方で、異性体C5アルデヒドの混合物を使用する場合、同一のアルデヒド分子のホモアルドール縮合の生成物及び異なるバレルアルデヒド異性体の交差アルドール縮合の生成物から構成される異性体混合物が形成される。
個々の異性体の制御された反応により、アルドール縮合は主に又は完全に、個々のアルドール縮合異性体を形成するような方法で制御され得る。対象のアルドール縮合生成物は、その後、典型的には反応混合物から事前に好ましくは蒸留で除去され、そして所望の場合は蒸留精製した後、従来の水素添加触媒(例はアルデヒドの水素添加について上で特定されるものである)を使用して水素添加されて、対応するアルコール又はアルコール混合物を生じ得、次いでこれはシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)の製造のための出発アルコールとして役立つ。
既に上で述べたように、本発明に従う使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)は、純粋な2−プロピルヘプタノールのみでエステル化され得る。しかし一般的に言えば、これらのエステルは2−プロピルヘプタノールと示されたプロピルヘプタノール異性体との混合物を使用して製造され、これらの混合物中の2−プロピルヘプタノールの量は少なくとも50質量%、好ましくは60〜98質量%、そしてより好ましくは80〜95質量%、より特に85〜95質量%である。
2−プロピルヘプタノールとプロピルヘプタノール異性体との適切な混合物は、例えば60〜98質量%の2−プロピルヘプタノール、1〜15質量%の2−プロピル−4−メチルヘキサノール、及び0.01〜20質量%の2−プロピル−5−メチルヘキサノール、並びに0.01〜24質量%の2−イソプロピルヘプタノールから構成されるものを含み、個々の構成成分の割合の合計は100質量%を超えない。個々の構成成分の割合の合計は好ましくは100質量%になる。
2−プロピルヘプタノールとプロピルヘプタノール異性体とのさらなる適切な混合物は、例えば75〜95質量%の2−プロピルヘプタノール、2〜15質量%の2−プロピル−4−メチルヘキサノール、1〜20質量%の2−プロピル−5−メチルヘキサノール、0.1〜4質量%の2−イソプロピルヘプタノール、0.1〜2質量%の2−イソプロピル−4−メチルヘキサノール、及び0.1〜2質量%の2−イソプロピル−5−メチルヘキサノールから構成されるものを含み、個々の構成成分の割合の合計は100質量%を超えない。個々の構成成分の割合の合計は好ましくは100質量%になる。
2−プロピルヘプタノールとプロピルヘプタノール異性体との好ましい混合物は、85〜95質量%の2−プロピルヘプタノール、5〜12質量%の2−プロピル−4−メチルヘキサノール、及び0.1〜2質量%の2−プロピル−5−メチルヘキサノール、並びに0.01〜1質量%の2−イソプロピルヘプタノールを含むものを含み、個々の構成成分の割合の合計は100質量%を超えない。個々の構成成分の割合の合計は好ましくは100質量%になる。
純粋な2−プロピルヘプタノールよりもむしろ示された2−プロピルヘプタノール異性体混合物が、本発明に従う使用のためのシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジ(2−プロピルヘプチル)の製造のために使用される場合、これらのエステルのアルキルエステル基の異性体組成は、実質的にはエステル化に使用されるプロピルヘプタノール異性体混合物の組成に対応する。
可塑剤の量により、熱可塑性エラストマー組成物の硬度及びフローレートを広い範囲内で調整することが可能である。
成分c)
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR;スチレン含量は1〜60%の間、好ましくは10〜50%、より好ましくは20〜40%であり得る)、天然ゴム、好ましくは狭い分子量分布を有するメタロセンポリオレフィン、例えばエチレンとブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、及び好ましくは高分子量の分枝オレフィンとのコポリマー、並びにイソタクチック又はシンジオタクチックポリプロピレンのような高い結晶融解温度を有するポリオレフィンを加えることにより改善され得る。
この成分c)は、0〜50質量%、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜30質量%、より特に10〜25質量%の量で使用される。エラストマー組成物の媒体耐性(例えばオイル及び溶媒に関して)は改善される。結晶性ポリオレフィン、例えば非分枝又は分枝ポリエチレン、例えばHDPE(高密度ポリエチレン)、シンジオタクチック又はイソタクチックポリプロピレン、好ましくはイソタクチックポリプロピレンを、1〜50質量%、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは10〜25質量%の量で加えることにより、熱変形抵抗性を改善し、かつ圧縮永久歪みを減少させることが可能である。これは、結晶性ポリオレフィンの溶融粘度がブロックコポリマーの溶融粘度より有意に低い場合、及び例えば押出機中のような剪断条件下で結晶性(cristallizable)ポリオレフィンが連続層中に強制的に入れられる(これが冷却後に熱変形抵抗性の結晶性ネットワークを形成する)場合に達成され得る。
易流動性のポリプロピレン等級、例えば射出成形適用に推奨される、Purell(R)
HM671T(Lyondell−Basellからの60g/10分(230℃/2.16kg)のメルトフローレート(MFR)を有する高流動性メタロセン触媒ポリプロピレンホモポリマー)が特に適している。
成分d)
熱可塑性エラストマー組成物は、成分d)として、あらゆる種類の添加剤を、エラストマー組成物に基づいて0〜60質量%、好ましくは0〜40質量%、しばしば1〜40質量%の量で含み得る。
適切な添加剤の例としては、繊維状及び粉末状(powderous)のフィラー及び強化剤、安定剤、光安定剤、難燃剤、顔料、色素、加工補助剤(processing assistants)、例えば滑沢剤及び離型剤、好ましくは無機フィラー、例えばクレイ、木粉、コルク粉、タルク、炭酸塩、硫酸塩、多かれ少なかれ水和した酸化物、例えば二酸化チタン、珪酸Ca及び珪酸Mg、アエロジル、シリカゲル又は珪藻土のような珪酸塩、燐酸塩、例えばリン酸三カルシウム、又はカーボンブラックが挙げられる。より詳細にはアエロジル、リン酸三カルシウム及び/又はエルカミドのような脂肪酸アミドを用いて、例えば顆粒又は完成成形品の、例えば本発明の混合物の好ましくは水性分散に粉末を振りかけるかそれらと接触させることによる、表面のコーティングが特に重要である。
おおむね透明の混合物は、ナノコンポジットと呼ばれるものを添加することにより達成可能である。これらはモンモリロナイトのようなフィロ珪酸塩であり、好ましくは疎水化剤、例えばアミン類又は第四級化アミン類との塩を含浸されている。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、以下のように製造され得る:
スチレン−ブタジエンブロックコポリマーがフレークの形態で製造されているか(例えば有機重合溶媒の水蒸気蒸留によるような;好ましくは非常に低いメルトフローレートを有するポリマーの場合)、上述のフレークの圧縮による成形体(compacts)の形態で製造されているか、又は事前の押し出しによりペレットの形態で製造されているかに依存して、混合物のための異なる製造プロセスが好ましい。特に流動性の乏しいポリマーのフレーク及び成形体は、好ましくは最初に、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する本発明の可塑剤と混合され、そしてまた所望の場合はさらなるオイルと、好ましくはフレークをほとんど又は全く剪断に曝さない装置において混合される。これは回転ドラム、パドルミキサー又は低速運転コンパウンダー(compounder)であり得る。適切なコンパウンダー/ミキサーは、例えばKunststoff−Handbuch、Hanser Verlag、Munich、1975、Section 5.1.2.1、965〜975頁に記載される。
フレーク又は成形体の表面の性質に依存して、オイルは異なる速度でポリマー中に移動し、より大きな表面−体積比は取り込みを加速させる。好ましくは全てのオイルが結合されるまで混合を行う。接触時間は1分〜1日、好ましくは2分〜1時間になり得る。温度は好ましくは20と200℃との間、好ましくは25と100℃との間、より好ましくは30と50℃との間である。次いでポリマー/オイル混合物を好ましくは1軸スクリュー又は2軸スクリュー又は多軸スクリューのコンパウンダー又は押出機(例えば、Coperion(以前はWerner&Pfleiderer)からのZSK)、BUSSニーダー(Buss AG、Pratteln、Switzerland)又はLIST反応器(List AG、Arisdorf、Switzerland)に移し、そしてその中の温度を外部加熱及び/又は剪断により100℃より高い温度、好ましくは140℃より高く上げる。適切なコンパウンダー/押出機は、例えばKunststoff−Handbuch、Hanser Verlag、Munich、1975、in Section 5.1.3.3、pages 1029〜1091に記載される。コンパウンダーに、様々な時点でさらなるポリマー及び/又はフィラーを供給し得る。容易に流動するポリマーは、オイル含浸フレークと一緒に又は予め溶融され得る。低いメルトフローレートを有するポリマーは、好ましくはオイル含浸フレークと一緒に又はその後の時点で溶融物中に測り入れられる。フィラーは、好ましくはポリマー/オイル混合物と同時に、又はその後に測り入れられる。特に木粉が添加される場合、木材が受ける熱負荷を可能な限り少なくするために、可能な限り遅い添加(好ましくは最終添加として)が推奨される。
スチレン−ブタジエンブロックコポリマーが十分なメルトフローレートを有するペレットの形態である場合、それを単独で押出機中で溶融させてもよく、そしてオイルが後の時点で測り入れられ得る。オイル及びペレットを同時に測り入れること並びにいずれかのさらなるポリマー及びフィラーを同時に測り入れることも同様に好ましい。
次いで、予め均一にされた(ready−homogenized)混合物を好ましくは水中ペレット化(熱切断(hot chopping))により、若しくはストランドペレット化(冷切断(cold chopping))により後処理してもよいし溶融物をさらに射出成形機で処理してもよい。
さらなる適切な連続的又は不連続混合要素の例としては、ロールミル、Branburyニーダー、及び類似の要素が挙げられる。
本発明の可塑剤のスチレン−ブタジエンブロックポリマー中への組み込みのさらなる好ましい変形は、重合の後に例えばそれが存在する形態でポリマー溶液中に可塑剤を測り入れ、次いで所望の場合は好ましくは静的ミキサーでその液体を均一化し、そして続いて生成物から溶媒を取り除くことである。この変形は、好ましくは、可塑剤なしでは溶融加工には粘度が高すぎ、かつ可塑化の後に好ましくは1〜100g/10分(200℃/5kg)、より好ましくは3〜50、非常に好ましくは5〜20g/10分の溶融粘度(MFRとして表される)を有する高分子量ポリマーに使用される。
後処理は、好ましくは第一段階でのフラッシュ蒸発を含む多段階液化により達成され、蒸発の前の溶液を、熱交換器で150〜250℃、好ましくは180〜220℃まで、過圧下で加熱し、そして好ましくは100mbarと5barとの間、より好ましくは500mbar〜2barの圧力に向かって、溶媒、好ましくはシクロヘキサン又は例えばスチレン−ブタジエンブロックコポリマーを製造するためのアニオン重合に適した他の炭化水素と共にスロットルバルブに通して減圧し、ほとんどを蒸発させ、好ましくは1〜20%の残留量まで減らす。
溶融物を、好ましくは150と250℃との間の温度に再び加熱し、そして圧力管理弁を介して、運搬要素、好ましくは1軸スクリュー又は2軸スクリュー又は多軸スクリュー押出機中へと、好ましくは500mbarと2barとの間の圧力に向かって再び減圧させる。押出機の液化ドームを介して複数の段階で、好ましくは1〜100mbar、好ましくは5〜20mbarまで、ポリマー溶融物の温度を好ましくは120と280℃との間、好ましくは160と240℃との間で保持しながら、減圧することができる。次いで溶融物を、例えば水中ペレット化によりペレット形態へと変換し得る。
このようなブロックコポリマーの製造及び特性は、例えばWO1995/35335若しくはWO1997/40079に記載され、又は極性共溶媒又はカリウム塩を添加した非極性溶媒中でのアニオン重合により得ることができる。この種のポリマーは、例えばBASFにより、Styroflex(R) 2G 66の商品名で販売されている。同様に適したブロックコポリマーは、US−A2003/0176582において、制御された組成勾配を示すランダムスチレン−ブタジエン軟質相を有する「制御分布ポリマー」として記載される。
本発明のエラストマー組成物は、例えば以下のような好ましい変形で製造され得る:
2〜50g/10分(200℃/5kg)、好ましくは6〜20g/10分(200℃/5kg)の範囲のメルトフローレート(MFR)を有する例えばStyroflex(R) 2G 66(製造業者BASF)のようなブロックコポリマーを、好ましくはペレット、成形体又は粉末の形態で、例えばコンベヤばかり(belt weigher)のような秤量デバイスにより連続して測って押出機、好ましくは例えばZSKの名称でCoperionから入手可能な種類の二重反転(counterrotating)2軸スクリュー押出機の開口部に入れられる。成分c)として記載された種類のいずれかのさらなるポリマーは、好ましくは同じ開口部に測り入れられる。押出機スクリューの長さ対スクリュー直径の比は、10と80との間、好ましくは20と60との間、そしてより好ましくは30と50との間であり得;スクリュー直径は、所望の処理量に依存して、非常に広い範囲内で、例えば10と200mmとの間で変動し得る。
例えばエラストマー組成物2〜10kgの処理量に適したスクリュー直径は、18と35mmとの間、好ましくは25〜30mmであり、これらは名称ZSK 25又はZSK 30でCoperionから入手可能である。ブロックコポリマーのための計量開口部は、駆動部の後方シールに向かって駆動部側に位置する。スクリューは、好ましくは主に螺旋形運搬要素から構成され、そして好ましくは1つ又はそれ以上の非運搬ニーディング要素が存在し得る。ニーディング要素は、好ましくは運搬方向で計量開口部の後に位置する。好ましくは緊密にねじ込みされた(screwed−in)パイプを介する可塑剤オイル供給は、ペレット供給開口部及びオイル計量点がニーディング要素により互いに分離されるように、好ましくはニーディング要素の後に配置される。この手段はオイルが運搬開口部に戻るのを防ぐが、必須ではない。運搬方向でオイル計量点の後に、好ましくは1つ又はそれ以上のニーディング要素が配置され、これは運搬要素により分離され得る。スクリューバレルの温度プロフィールは、好ましくは以下のように設定される:ポリマー供給の領域では、バレルの温度(これは電気的に又は熱油で加熱され得る)は、好ましくは120と200℃との間、より好ましくは140と180℃との間である。
この温度範囲は、好ましくは可塑剤オイル供給の位置まで維持される。次のバレル要素を、特に15%より多くのポリマー混合物オイル含量で、好ましくは120〜160℃に加熱する。スクリュー速度は、好ましくは50〜250の毎分回転数、より好ましくは100〜200の毎分回転数の範囲である。好ましくは予め混合された可塑剤オイルを、通常は貯蔵容器又はタンクから、好ましくはギヤポンプを介して好ましくは金属パイプ又はホースを通して押出機へと運搬し、そしてさらに好ましくは流量計を数量制御のために運搬ラインに位置づける。
例えばGalaから入手可能な種類の水中ペレタイザー(熱切断機(hot chopper)とも呼ばれる)を好ましくは押出機の末端に配置する。水/ペレット混合物の滞留時間は、ペレットが接着する傾向を低下させるために、好ましくは10秒〜60分であり、より好ましくは2〜15分である。次いで水/ペレット混合物を、好ましくは水を循環させて熱交換器で冷却しながら、好ましくは篩で分離する。水は、個々のペレットが互いに接着することを防ぐために、ブロッキング防止剤、好ましくは脂肪酸アミド分散を好ましくは含む。循環水を、好ましくは40℃未満、より好ましくは20℃未満、非常に好ましくは10℃未満の温度に冷却する。続いて篩にかけたペレットを、好ましくは気流中で送風乾燥し(blown dry)、そして好ましくは例えばリン酸三カルシウム又はシリカのような粉末形態のさらなるブロッキング防止剤をまぶす。次いでこれをサイロに移動させても、袋若しくは他の包装手段中にパッケージングしてもよい。
本発明のエラストマー組成物は、弾性で、熱可塑的に加工可能であり、そして再溶融により容易に再利用可能である。顕著な加工特性、及びスチレン−ベースの熱可塑性プラスチック、例えばグラスクリア(glass−clear)ポリスチレン(GPPS)、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、例えばBASF SEからのStyrolux(R)又はK−Resin(R)(Phillips)、スチレン−アクリロニトリルポリマー(SAN)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマー(ABS)又はポリフェニレンエーテル(PPE)又はGPPS/PPE混合物との適合性のために、本発明のエラストマー組成物は、二成分{2C}射出成形に適している。
さらに、硬質成分と軟質成分としての本発明のエラストマー組成物との間の境界は透明である。従って2C射出成形を用いて、可撓性でかつ剛性部分を1つの成形手順で製造することが可能である。硬質成分として、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステルも適切であるが、また他のジオール成分、例えば1,3−プロパンジオールとのポリエステル、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、及び他の脂肪族二塩基酸(芳香族ジカルボン酸との組み合わせを含む)とのポリエステル、ポリカーボネート又はそれらの混合物、好ましくはビスフェノールAに基づくものもまた適切である。
本発明のエラストマー組成物は、コロナ処理をしなくても効率的に塗装及び印刷され得る。従ってこれらは、弾性かつ可撓性の成形品、例えば玩具、玩具の部品、例えば人形及び人形の頭部、アクションフィギュア、かみ輪、模型製作構成部品、レジャー及び水上競技におけるもの、スポーツ及びフィットネスの器具におけるもの、マッサージ棒及びマッサージ取付具(massage attachments)、ソフトタッチ適用、例えばハンドル又は滑り止め仕上げ、機械用及び家庭用適用のための滑り止めマット及び滑り止め底部(nonslip feet)、バスタブ及びシャワートレイインサートとして、車室内及びトランクにおけるもの、シール、スイッチ、シールリップを備えた筐体、押しボタン、フレキソ印刷版、履物の靴底、ホース、プロファイル(profiles)、医療物品、例えば注入機器、透析ユニット、及び呼吸マスク、衛生物品、例えば歯ブラシ、ケーブル構成物、絶縁組成物、及び被覆組成物、騒音防止要素、蛇腹、ロール又はロールカバー、糸くず防止(antilint)ロール、カーペット裏地、床仕上げ材、より詳細にはリノリウム類似品、伸長付着(stretch and cling)フィルム、伸縮カバー、雨天用衣類を製造するために適している。
以下の実施例及び特許請求の範囲は本発明を説明する。
本発明のシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルの製造
実施例1(ブテン二量化)
ブテン二量化を、中間冷却を備えた二成分反応器(長さ:各4m、直径:各80cm)からなる断熱反応器で、連続的に30barで行った。使用された原料は、その組成が以下のとおりであるラフィネートIIであった:
イソブタン: 2質量%
n−ブタン: 10質量%
イソブテン: 2質量%
ブタ−1−エン: 32質量%
trans−ブタ−2−エン: 37質量%
cis−ブタ−2−エン: 7質量%
使用した触媒は、WO 1995/14647に従って、50質量% NiO、12.5質量%TiO2、33.5質量%SiO2、及び4質量%Al23からなる5x5mmのタブレットの形態の材料であった。0.375kgラフィネートII/触媒のlx時間の処理量、C4/ラフィネートII再利用3回、第一成分の反応器において入口温度38℃、及び第二成分反応器において入口温度60℃で、反応を行った。ラフィネートII中に存在するブテンに基づく変換率は83.1%であり;所望のオクテンについての選択性は83.3%であった。反応器排出物の分別蒸留によりオクテン画分を未反応のラフィネートIIから分離し、そして高沸点物質から分離した。
実施例2(ヒドロホルミル化及びそれに続く水素添加)
実施例1で製造されたオクテン混合物750gを、0.13質量%のオクタカルボニル二コバルトCo2(CO)8を触媒として用いて水75gを加えて185℃で合成ガス圧280barにて、H2対COの混合比60/40で5時間、バッチ法でオートクレーブにて反応させた。オートクレーブ中の圧力低下から明らかな消費された合成ガスの量をさらに注入して補った。オートクレーブを減圧した後、反応排出物から、10質量%強度の酢酸を用いて、空気を導入することにより酸化的にコバルト触媒を除き、そして有機生成物相を、ラネーニッケルを125℃で280barの水素圧下で10時間水素添加した。イソノナノール画分をC8パラフィンから、そして反応排出物の分別蒸留により高沸点物質から分離した。N−メチル−N−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミドを用いたトリメチルシリル化の後、得られたイソノナノール混合物のサンプルを、ガスクロマトグラフィーによる分析にかけた。見出された組成は以下のとおりである:
Figure 2014500377
実施例3(エステル化)
実施例2で得られたイソノナノール画分865.74g(フタル酸無水物に対して20%過剰)を、フタル酸無水物370.30g及び触媒としてのイソプロピルブチルチタン酸0.42gと、2lオートクレーブ中でN2散布(sparging)(10l/時間)しながら500rpmの速度で撹拌しながら230℃の反応温度で反応させた。形成された反応の水を反応混合物からN2気流と共に連続的に除去した。反応時間は180分であった。続いて過剰のイソノナノールを50mbarの減圧下で留去した。粗製フタル酸ジイソノニル1000gを0.5%強度の水酸化ナトリウム水溶液150mlで、80℃で10分間撹拌することにより中和した。
上部の有機相と下部の水相との2相混合物が形成された(加水分解された触媒を含む廃液)。水相を分離し、そして有機相をH2O 200mlで洗浄した。さらなる精製のために、中和して洗浄したフタル酸ジイソノニルを、180℃の蒸気を用いて50mbarの減圧下で2時間蒸発させた。次いで精製したフタル酸ジイソノニルを150℃/50mbarでN2気流(2l/時間)をそれに通すことにより30分間乾燥し、その後、これを活性炭と共に5分間撹拌し、そしてSupra−Theorit 5フィルター補助剤を使用して(温度80℃)吸引フィルターで吸引してろ別した。
得られたフタル酸ジイソノニルは、0.973g/cm3の密度、73.0mPa*sの粘度、1.4853の屈折率nD 20、0.03mg KOH/gの酸価、0.03%の含水量、及びGCによる純度99.83%を有していた。
実施例4(水素添加)
実施例4a(水素添加触媒の製造)
4mm押出成形品の形態の、BET表面積238m2/g及び細孔容積0.45ml/g(総細孔容積の約33%の孔直径:50nm〜10000nm;総細孔容積の約67%の孔直径:2nm〜50nm)を有するメソ−/マクロ多孔性酸化アルミニウム支持体50gに、ニトロシル硝酸ルテニウム水溶液を以下のように含浸させた:
ニトロシル硝酸ルテニウム溶液2.51gを2つの等しい部分に分割し、これらをそれぞれ蒸留水を用いて16mlの体積まで蒸留した(ルテニウム硝酸ルテニウム溶液の濃度は0.8質量%であった)。
ニトロシル硝酸ルテニウム溶液の第一の部分を支持体に適用する。このようにして含浸された触媒支持体を120℃で16時間乾燥した。この手順に続いて、第二の含浸工程を行い、その後今度は触媒を120℃で16時間乾燥した。
乾燥した触媒を、回転管炉で200℃にて2時間水素で還元し、そして5%空気/N2混合物中で不動態化した(加熱時間:60分)。完了した触媒はRuとして計算して0.5質量%のルテニウム含量を有していた。
実施例4b)(水素添加)
順番に接続された2つの管反応器からなる連続操作プラント(主反応器160mL、内径=12mm、l=1400mm、及び二次反応器100mL、内径=12mm、l=1000mm)を、製造実施例において記載された触媒で充填した(主反応器71.5g、二次反応器45.2g)。主反応器を、循環しながら細流(trickle)モードで操作し(液体時間空間速度12m/時間)、第二反応器を直留(straight−run)液相モードで操作した。実施例3で製造されたフタル酸エステルを、主反応器において128℃の平均温度及び二次反応器において128℃の平均温度で200barの圧力下で純粋な水素と共に反応器カスケードに送った(送り込み66g/時間)。主反応器における触媒時間空間速度は0.6kgフタル酸エステル/L触媒×時間であった。ガスクロマトグラフィーによる反応排出物の分析は、フタル酸エステルが>99.9%の変換を受けたことを示していた。シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニルエステルは、99.1%の選択性で得られた。実施例3で製造されたフタル酸エステルを、排出物中に26ppmで検出した。検出された二次成分は、約0.9質量%の低沸点物質(シクロヘキサンジカルボン酸エステルの沸点よりも低い沸点を有する成分)を含んでいた。シクロヘキサンジカルボン酸エステルを、cis/trans比92:8のcis及びtrans異性体の混合物として得た。
実施例5
(本発明の熱可塑性エラストマー組成物の製造)
対称S−B/S−Sトリブロックコポリマーを、異なる量の原料を用いたこと以外はWO−A−97/40079からの実施例2と同じ方法で製造した。50リットルの反応器に乾燥シクロヘキサン22.8リットル及び乾燥スチレン1638グラムを入れ、そして40℃でsec−ブチルリチウム(シクロヘキサン中12質量%)87.3mmol及びカリウムtert−アミレート(amylate)(シクロヘキサン中5質量%)2.36mmolを用いて開始した。温度は68℃に上昇した。50℃まで冷却した後、ブタジエン1250g及び同時にスチレン1126gを加え、温度は74℃に上昇した。同じようにして、ブタジエン1250g及びスチレン1126gを再度それぞれ2回加え、そしてランダムスチレン−ブタジエン軟質ブロックの重合の終わりに、スチレン1638gを再び70℃で加えた。
80℃の最終温度に達した後、イソプロパノール200mmolを使用して終了させ、生成物を二酸化炭素/水を用いて酸性化し、そして0.15%のSumilizer(R)GS、0.25のIrganox(R)1010、及び0.3%のIrgaphos(R)168を用いて安定化し、そして溶液を液化押出機(CoperionからのZSK 25)で蒸発させ、そしてペレット化した。数平均分子量Mnは136000g/molであり、質量平均分子量Mw 163000g/mol(GPC、PS較正)であった。DSCにおいて、ガラス段階が各場合に(−25)と(−55)℃との間、及び60と100℃との間で見られた。対称S−B/S−Sトリブロックコポリマーは、10質量%までのホワイトオイルを吸収することができた。ホワイトオイルとシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニル(DINCH)を表1に示される比率で混合することにより、オイル滲出が観察されることなく、総オイル含量を50質量%より多くまで上昇させることができた。表1は安定性限界を示す。
Figure 2014500377
ZSK 25/2 2軸スクリュー押出機で、ブロックコポリマーを、予め混合したホワイトオイル/シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジイソノニル(DINCH)混合物と混合した(混合比33/67)。総オイル割合及び得られた熱可塑性エラストマー組成物の特性を表2にまとめる。使用したホワイトオイルはWintershallからの70センチストークの粘度を有する医療用ホワイトオイル(WINOG(R)70)であった。
DSC測定は、軟質相がオイル混合物により選択的に可塑化されることを示す。軟質相のガラス転移温度Tg(soft)は50%オイル割合で約(−40)から(−78)℃に低下し、一方で硬質相のガラス転移温度Tg(hard)は実質的に影響を受けず約60℃であった。
ショアA硬度は、オイル含量が上昇するにつれてほとんど直線的に減少した。10の領域におけるショアA硬度でさえ、機械的値はなお許容しうるレベルであった。破断点伸びは、40質量%の総オイル含量について最大1200%に達した。
Figure 2014500377

Claims (13)

  1. a) 5質量%〜99質量%の、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA、及びジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBから合成されたブロックコポリマー、
    b) 1質量%〜95質量%の、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤、
    c) 0質量%〜50質量%のポリオレフィン、並びに
    d) 0質量%〜60質量%の添加剤
    を含み、
    成分a)〜d)の合計が100質量%である、熱可塑性エラストマー組成物。
  2. a) 10質量%〜97質量%のブロックコポリマー、
    b) 3質量%〜90質量%の可塑剤
    を含む、請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
  3. a) 49質量%〜94質量%の、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA、及びジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBから合成されたブロックコポリマー、
    b) 4質量%〜49質量%の、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤、
    c) 1質量%〜50質量%のポリオレフィン、並びに
    d) 0質量%〜40質量%の添加剤
    を含む、請求項1又は2に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
  4. a) 49質量%〜94質量%の、ビニル芳香族モノマーの硬ブロックA、及びジエン類及びビニル芳香族モノマーの非水素化又は水素化ブロックコポリマーの1つ又はそれ以上のランダム軟ブロックBから合成されたブロックコポリマー、
    b) 4質量%〜49質量%の、ホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤、
    c) 1質量%〜50質量%のポリオレフィン、並びに
    d) 1質量%〜40質量%の添加剤
    を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物を製造する方法であって、ここで2〜50g/10分のメルトフローレートを有するブロックコポリマーが、押出機中に連続的に導入され、次いでホワイトオイルより高い極性でかつアジピン酸ジノニルより低い極性を有する可塑剤及び場合によりさらなる成分が測り入れられる、上記方法。
  6. 押出機の長さ対押出機スクリューのスクリュー直径の比が10:1及び80:1である、請求項5に記載の熱可塑性エラストマー組成物を製造する方法。
  7. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物を使用することを含む、弾性かつ可撓性の成形品を製造する方法。
  8. 弾性かつ可撓性の成形品を製造するための、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物の使用。
  9. 可撓性成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物、及び剛性成分として耐衝撃性改質若しくは非改質スチレンホモポリマー若しくはコポリマー、ポリエステル又はポリカーボネートを使用することを含む、剛性領域及び可撓性領域を有する成形品を二成分射出成形により製造する方法。
  10. 剛性領域及び可撓性領域を有する成形品を製造するための、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物の使用。
  11. 請求項5、6、7又は9のいずれか1項に記載の方法により得ることができる、剛性領域及び可撓性領域を有する成形品。
  12. 請求項5、6、7又は9のいずれか1項に記載の方法により得ることができる、弾性かつ可撓性の成形品。
  13. 請求項5、6、7又は9のいずれか1項に記載の方法により得ることができる、玩具、玩具の部品、例えば人形及び人形の頭部、アクションフィギュア、かみ輪、模型製作構成部品、レジャー及び水上競技におけるもの、スポーツ及びフィットネスの器具におけるもの、マッサージ棒及びマッサージ取付具、ソフトタッチ適用、例えばハンドル又は滑り止め仕上げ、機械用及び家庭用適用のための滑り止めマット及び滑り止め底部、バスタブ及びシャワートレイインサート、車両室内及びトランクにおけるもの、シール、スイッチ、シールリップを備えた筐体、押しボタン、フレキソ印刷版、履物の靴底、ホース、プロファイル、医療物品、例えば注入機器、透析ユニット、及び呼吸マスク、衛生物品、例えば歯ブラシ、ケーブル構成物、絶縁組成物、及び被覆組成物、騒音防止要素、蛇腹、ロール又はロールカバー、糸くず防止ロール、カーペット裏地、床仕上げ材、特にリノリウム類似品、伸長付着フィルム、伸縮カバー、雨天用衣類。
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