JP4421862B2 - 安定化された塩素化塩化ビニル樹脂組成物 - Google Patents
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Description
三リン酸塩と有機錫系安定剤とを含有し、熱安定性が相乗的に向上し、配合樹脂の加工性
、物性が改善され、金型腐食傾向も軽減され、給湯管、継ぎ手、地中線用ケーブル防護管
等に利用される塩素化塩化ビニル樹脂組成物に関する。
び光に曝されるとその分子鎖内で脱塩化水素を生じ、分解、変色、物性の低下等が生じる
。この変色や物性低下の原因はポリエン構造の形成によることも知られている。この熱分
解に対して塩素化塩化ビニル樹脂組成物を安定化するために、従来種々の安定剤或いは安
定剤組成物が提案され、広く使用されている。
れており、また有機錫系安定剤と他の無機系安定剤との組み合わせを用いることもよく知
られている。
併用添加することにより、加工性と耐熱性のすぐれた後塩素化塩化ビニル樹脂組成物が記
載されている(特許文献1)。
成物も記載されている(特許文献2)。
金属の酸化物もしくは水酸化物の組み合わせを添加することからなる後塩素化ポリ塩化ビ
ニルが記載されている(特許文献3)。
ニル系樹脂の軟化点を低下させる傾向があり、また配合塩素化塩化ビニル系樹脂の成形に
用いる金型を腐食する傾向がある。
一方、有機錫安定剤の使用は、臭気の発生、硫化汚染、コストの増大等をもたらすもの
であり、従って配合量の低減が望まれているが、有機錫安定剤の配合量を低減させると、
初期着色が増大し、また熱安定性も低下するという欠点が認められる。
立っているが、熱安定性の向上には未だ限度があると共に、有機錫系安定剤の減配にも限
度があり、一層の改善が望まれている。
化塩化ビニル樹脂組成物の熱安定性を相乗的に向上させうることに成功し、本発明を完成
させるに至った。
0.1乃至10重量部と、(B)有機錫系安定剤0.01乃至10重量部を含有すること
からなる安定化された塩素化塩化ビニル樹脂組成物が提供される。
1.(A)第三リン酸塩が第三リン酸カルシウムであること、
2.(B)有機錫系安定剤(B)がアルキルメルカプト錫系安定剤であること、
3.(C)マグネシウム・アルミニウム複合酸化物、ドーソナイト、及びゼオライトから選ばれる少なくとも1種を更に含有すること、
4.(C)マグネシウム・アルミニウム複合酸化物、ドーソナイト、及びゼオライトが塩素化塩化ビニル樹脂100重量部当たり0.1乃至10重量部の量で存在すること、
5.マグネシウム・アルミニウム複合酸化物がハイドロタルサイト類化合物であること、
が好ましい。
より、塩素化塩化ビニル樹脂組成物の熱安定性を相乗的に向上させることができた。
上記の第三リン酸塩を有機錫系安定剤と併用することにより、有機錫系安定剤を減配で
きるだけでなく、熱安定性を有機錫単独配合した場合よりも向上させることができた。
また、有機錫系安定剤の減配により、配合樹脂の加工性、物性が改善され、金型腐食傾
向も軽減された。
ることにより、塩素化塩化ビニル樹脂組成物の熱安定性を顕著に向上させることができる
。
塩素化塩化ビニル樹脂組成物100重量部当たり有機錫系安定剤(B)2重量部を配合
した樹脂組成物について、185℃でのギアオーブン耐熱試験の結果によると、黒化時間
が45分のオーダーである(比較例2)のに対して、有機錫系安定剤(B)の1重量部を
第三リン酸カルシウム(A)で置換した場合には、黒化時間が80分に向上する(実施例
2)のであって、本発明によれば、有機錫系安定剤(B)の配合量を減らし且つ熱安定性
を顕著に向上させうることが分かる。
化点は116.4℃(比較例2)であるのに対して、樹脂組成物(本発明)の軟化点は1
19.3℃(実施例2)であり、有機錫系安定剤による軟化点低下という欠点も改善され
ていることも明らかである。
有機錫系安定剤(B)2重量部の内1重量部を第一リン酸カルシウム(Ca(H2PO4))で置換した場合には、黒化時間が30分であり(比較例4)、第二リン酸カルシウム
(CaHPO4)で置換した場合で、黒化時間が55分しか向上しない(比較例5)のと
比べても、第三リン酸カルシウム(Ca3(PO4)2)を用いることがより耐熱性を向上させることに優れていることが分かる。
0.1乃至10重量部と、(B)有機錫系安定剤0.01乃至10重量部を含有すること
が好ましい。第三リン酸塩の配合部数が少ないと、耐熱性が十分に向上せず、また、軟化
点も改善されない。一方、上記の配合部数よりも多いと初期着色が強くなるので好ましく
ない。
本発明に用いる第三リン酸塩としては、第三リン酸カルシウム、第三リン酸ナトリウム
、第三リン酸アンモニウム、第三リン酸カリウム、第三リン酸バリウム等が挙げられる。
中でも、第三リン酸カルシウムが、性能等の点で好ましい。
有機錫系安定剤としては、アルキルメルカプト錫系安定剤が使用され、錫原子にアルキ
ル基が結合した有機錫メルカプタイド類、有機錫メルカプタイド・サルファイド類、有機
錫メルカプトカルボキシレート類が包含される。
使用できるし、また他の有機錫系安定剤、例えば、有機錫カルボキシレート類、モノ又は
ジメチル錫、モノ又はジブチル錫、モノ又はジオクチル錫あるいはモノ又はビス(ブトキ
シカルボニルエチル)錫のオクトエート、ラウレート、ミリステート、パルミテート、ス
テレート、イソステアレート等の脂肪族一価のカルボキシレート類:マレートポリマー、
ブチルマレート、ベンジルマレート、オレイルマレート、ステアリルマレート等のマレー
ト類;及びこれらを混合塩あるいは塩基性塩と組み合わせで使用することもできる。
マグネシウム・アルミニウム複合酸化物としては、ハイドロタルサイト類化合物が挙げ
られる。ハイドロタルサイトは、炭酸アルミニウムマグネシウム水酸化物に属する合成鉱
物である。炭酸アルミニウムマグネシウム水酸化物の一般的な化学組成は、下記式(2)
、
M2 x M3 y (OH)2x+3y−2z(A2−)z ・aH2 O ‥(2)
式中、M2 はMg等の2価金属イオンであり、M3 はAl等の3価金属
イオンであり、A2−はCO3 等の2価アニオンであり、
x,y及びzは8≧x/y ≧1/4 およびz/x+y >1/20を満足する
正数であり、
aは0.25≦a/x+y ≦1.0 を満足する数である。
を有する複合金属水酸化物が使用される。
Mg6 Al2 (OH)16(CO3 )・4H2 O ‥(3)
で表わされる化合物は、ハイドロタルサイトとして知られる天然鉱物であり、この鉱物及
び同族類は、協和化学工業株式会社の出願に係る特公昭47−32198号、特公昭48
−29477号及び特公昭48−29478号公報記載の方法等により合成されるもので
ある。
Mg4.5 Al2 (OH)13(CO3 )・3H2 O ‥(4)
で示される化合物が塩素イオンの捕捉性能に優れていることも既に知られており、このも
のを用いることもできる。
されるという特性、即ち炭酸イオンが他のアニオンでイオン交換されるという性質を利用
して、過ハロゲン酸素酸イオンを導入したものを用いることもできる。
ドーソナイトとしては、下記式(1):
mAl2 O3 ・(n/p)M2/p O・X・kH2 O ‥‥(1)
式中、Xは、炭酸根を主体とする無機または有機のアニオンであり、
Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属であり、
mは0.3乃至1の数であり、
nは0.3乃至2の数であり、
kは0.5乃至4の数であり、
pは金属Mの価数である、
で表される組成を有することが好ましく、特に前記式(1)において、Mがナトリウムで
あり、Xが炭酸根であることが最も好ましい。
炭酸塩鉱物であり、その合成法も、特公昭47−38318号公報、特公昭54−177
18号公報、特開昭56−22628号公報、特公昭57−44604号公報、特開昭5
7−61625号公報、特開昭59−83933号公報、特開昭63−100017号公
報、特公平1−24731号公報、特公平2−58205号公報、特開平3−27111
6号公報等に記載されている。
ゼオライトとしては、天然、合成に限定されず、例えば、A型、X型、Y型、Pc型、
L型ゼオライト等や、アナルサイム、チャバサイト、モルデナイト、エリオナイト、クリ
ノプチロライトが使用され、当然Ca、Zn、Mg、Sn、Ti、Pb等のイオンでイオン交換された
ものも使用できる。また、平均粒径が0.1〜20μmで、好ましくは1〜10μm、且つ50〜
650meq/100gのカチオン交換容量を有するものが好ましいが、特に4Aゼオライトが好ま
しい。
方に従って、配合することができる。例えば、本発明の組成物には、金属石鹸系熱安定剤
、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、充填剤、耐候安定剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収
剤、帯電防止剤、強化剤、改質用樹脂乃至ゴム、塩基性無機化合物、過塩素酸、過塩素酸
塩、エポキシ化合物、脂肪酸塩、脂肪酸エステル、多価アルコール乃至そのエステル、有
機亜リン酸エステル等の公知の安定剤等、衝撃強化剤、抗菌剤、キレート化剤、難燃剤、
電気絶縁性向上剤、着色防止剤等の公知の樹脂配合剤が挙げられる。
滑剤としては、(イ)流動、天然または合成パラフィン、マイクロワックス、ポリエチ
レンワックス、塩素化ポリエチレンワックス等の炭化水素系のもの、(ロ)ステアリン酸
、ラウリン酸等の脂肪酸系のもの、(ハ)ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オ
レイン酸アミド、エシル酸アミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロ
アミド等の脂肪酸モノアミド系またはビスアミド系のもの、(ニ)ブチルステアレート、
硬化ヒマシ油、エチレングリコールモノステアレート等のエステル系のもの、(ホ)セチ
ルアルコール、ステアリルアルコール等のアルコール系のもの、(ヘ)ステアリン酸鉛、
ステアリン酸カルシウム等の金属石ケンおよび(ト)それらの混合系が一般に用いられる
。
本発明に用いる酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、ビスフェノール型酸化防止剤、立体障害性フェノー
ル系酸化防止剤が何れも使用される。例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビ
スフェノールF、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、ステアリル(
3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、ジステアリル(3
,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、1,6−ヘキサメチレン
ビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−
ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸
アミド〕、ビス〔3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−第三ブチルフェニル)ブチリック
アシッド〕グリコールエステル、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5
−第三ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキ
シ−4−第三ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三
ブチル−4−ヒドルキシベンジル)イソシアヌレート、トリエチレングリコールビス〔(
3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕などがあげら
れる。
これらのフェノール系酸化防止剤は、単独でも組み合わせでも使用することができ、更
にフェノール系以外の酸化防止剤と組み合わせて使用しても良い。
ジステアリル等のジアルキルチオジプロピオンネート類及びペンタエリスリト−ルテトラ
(β−ドデシルメルカプトプロピオネート)等のポリオールのβ−アルキルメルカプトプ
ロピオン酸エステル類があげられる。
)ホスファイト、トリス〔2−第三ブチル−4−(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5
−メチルフェニルチオ)−5−メチルフェニル〕ホスファイト、トリデシルホスファイト
、オクチルジフェニルホスファイト、ジ(デシル)モノフェニルホスファイト、ジ(トリ
デシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホ
スファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどがあげられ
る。
これらの酸化防止剤は、単独でも組み合わせでも使用することができ、更に他の酸化防
止剤と組み合わせて使用しても良い。
光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられ、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルステアレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルステアレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ドデシルコハク酸イミド、1−〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−ブチル−2−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン、テトラ(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラ(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{トリス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、1,5,8,12−テトラキス〔4,6−ビス{N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール/コハク酸ジメチル縮合物、2−第三オクチルアミノ−4,6−ジクロロ−s−トリアジン/N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン縮合物、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン/ジブロモエタン縮合物などが挙げられる。
有機亜リン酸エステルとしては、例えば、ジフェニルデシルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリス(2−エチルへキシル)ホスファイト、トリブチルホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリラウリルトリチオホスファイト、トリラウリルホスファイト、ビス(ネオペンチルグリコール)-1,4-シクロヘキサンジメチルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(ラウリル-2-チオエチル)ホスファイトなどが用いられる。
衝撃強化剤としては、例えば30〜40%の塩素を含有する塩素化ポリエチレン、アク
リル酸エステルを主体とする共重合ゴムにメチルメタクリレート、スチレン、アクリロニ
トリル等の単量体をグラフト重合した多成分系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・ス
チレン樹脂、メタルメタクリエート・ブタジエン・スチレン樹脂、酢酸ビニル・エチレン
共重合体樹脂などが挙げられる。
、塩基性炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、タルク、アルカ
リアルミニウム複合水酸化物塩、カルシウム−マグネシウム系固溶体、アルカリ土類金属
ケイ酸塩粒子等が挙げられる。
バリウム等があるが、アルカリ土類金属水酸化物粒子の表面に実質上アルカリ土類金属ケ
イ酸塩を有し、全体としてSiO2/MO(式中、Mはアルカリ土類金属である)のモル
比が0.01乃至0.90、好ましくは0.10乃至0.30の範囲にあるものが好適で
ある。また、アルカリ土類金属(M)としては、マグネシウム及びカルシウムの複合体が
良い。その場合のマグネシウムとカルシウムのモル比は、Mg:Ca=10:0乃至
6:4が好適である。
ミニウム、シリカ、チタンの酸化物、水酸化物、及び硫化物、硼酸亜鉛、スズ酸亜鉛、ヒ
ドロキシスズ酸亜鉛、これら亜鉛化合物の金属水酸化物表面処理品などが挙げられる。
酸アルミニウム、チタンホワイト、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム等を配合すること
ができる。
22の脂肪酸、たとえばカプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチ
ン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノ
ール酸、リノレン酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、あるいはこれらの混
合物などのナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム及びジルコニウ
ムが使用できる。
5重量部、好ましくは、0.1乃至1.0重量部配合することが好ましい。
コーン系表面処理剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオ
イル、メチル水素シリコーンオイル、環状ポリジメチルシロキサン、アルキル変性シリコ
ーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、シリコーンポリエーテル共重合体、拡散ポン
プ用オイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、フロロシリコーンオイル、樹脂改質用オイル
等が使用できる。特にジメチルシリコーンオイルを使用することが好ましい。
本発明で用いられる安定剤は、粉粒体の形で、即ち粉末の形で、或いは粒状物の形で、
ワンパックの安定剤として使用することができる。粒状物の製造には、押出成形造粒法、
噴霧造粒法、回転円盤造粒法、転動造粒法、圧縮造粒法等のそれ自体公知の造粒法を用い
ることができる。粉粒体の粒度は、粒度は目的に応じて任意に調節することができ、一般
に粒径が50μm乃至5mm特に70μm乃至2mmの範囲にあるのが好適である。
本発明で用いる塩素化塩化ビニル系樹脂に使用される塩素化前の塩化ビニル系樹脂と
しては、例えば、塩化ビニル単独重合体;塩化ビニルモノマーと、該塩化ビニルモノマー
と共重合可能な不飽和結合を有する重合性モノマーとの共重合体;重合体に塩化ビニルを
グラフト共重合したグラフト共重合体が挙げられ、これらを単独で用いても2種以上が併
用されてもよい。
ば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のα−オレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル等のビニルエステル類;ブチルビニルエーテル、セチルビニルエーテル等のビニル
エーテル類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチルアクリ
レート、フェニルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;スチレン、α−メ
チルスチレン等の芳香族ビニル類;N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイ
ミド等のN−置換マレイミド類などが挙げられ、これらは単独で使用されても、二種以上
が併用されてもよい。
るものであれば特に限定されず、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体;エチレン−酢
酸ビニル−一酸化炭素共重合体;エチレン−エチルアクリレート共重合体;エチレン−ブ
チルアクリレート−一酸化炭素共重合体;エチレン−メチルメタクリレート共重合体;エ
チレン−プロピレン共重合体;アクリロニトリル−ブタジエン共重合体;ポリウレタン;
塩素化ポリエチレン;塩素化ポリプロピレン等が挙げられ、これらは単独で使用されても
、二種以上が併用されてもよい。
く、他の樹脂とブレンドで用いても良い。例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合体、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メチルメタクリレー
ト−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリル系樹脂等と、所定の割合でブレンドして用
いることもできる。
合あるいは混和したのち押出成形、射出成形、圧縮成形、インフレーション、カレンダー
加工、コーティングなど各種の成形方法により行うことができる。
下記混和組成物作成条件によって得られたシートを裁断し、185℃に加熱したギアオ
ーブンに入れ、シートが完全に黒化するまでの時間を測定した。
(混和組成物作成条件)
下記配合品Aを予備混合した後、8インチロールにて185℃で3分混練し、厚さ1
mmのシートを得た。
配合品A 重量部
CPVC(積水化学工業製HA-53K) 100 部
衝撃強化剤(呉羽化学工業製クレハBTA-751)5.0 部
滑剤(理研ビタミン製SL-02) 1.5 部
安定剤 表参照
上記混和組成物作成条件によって得られたシートを裁断し、190℃のプレスで予熱3
分、加圧10MPaで5分プレスし厚さ3mmのシートを作成した。(株)東洋精機製作
所製軟化温度測定装置(型式:S−3M)を用い、JIS.K-7206(ビカット軟化温度試験方法)
に準拠して下記条件にて測定した。
荷重:50N
昇温速度:50℃/hr
CPVC100重量部に対して、表1に示した配合部数を添加して、各評価を行った。結果を表1に示す。
CPVC100重量部に対して、表2に示した配合部数を添加して、各評価を行った。
結果を表2に示す。
Claims (6)
- 塩素化塩化ビニル樹脂100重量部に対し、(A)第三リン酸塩0.1乃至10重量部と、(B)有機錫系安定剤0.01乃至10重量部を含有することを特徴とする安定化された塩素化塩化ビニル樹脂組成物。
- (A)第三リン酸塩が第三リン酸カルシウムであることを特徴とする請求項1に記載の塩素化塩化ビニル樹脂組成物。
- (B)有機錫系安定剤がアルキルメルカプト錫系安定剤であることを特徴とする請求項1または2に記載の塩素化塩化ビニル樹脂組成物。
- (C)マグネシウム・アルミニウム複合酸化物、ドーソナイト、及びゼオライトから選ばれる少なくとも1種を更に含有することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の塩素化塩化ビニル樹脂組成物。
- (C)マグネシウム・アルミニウム複合酸化物、ドーソナイト、及びゼオライトが塩素化塩化ビニル樹脂100重量部に対し、0.1乃至10重量部の量で存在することを特徴とする請求項4に記載の塩素化塩化ビニル樹脂組成物。
- マグネシウム・アルミニウム複合酸化物がハイドロタルサイト類化合物であることを特徴とする請求項4に記載の塩素化塩化ビニル樹脂組成物。
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