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CN106164164A - 含有非邻苯二甲酸系酯的氯乙烯类树脂用增塑剂和含有该增塑剂的氯乙烯类树脂组合物 - Google Patents

含有非邻苯二甲酸系酯的氯乙烯类树脂用增塑剂和含有该增塑剂的氯乙烯类树脂组合物 Download PDF

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CN106164164A
CN106164164A CN201580016854.1A CN201580016854A CN106164164A CN 106164164 A CN106164164 A CN 106164164A CN 201580016854 A CN201580016854 A CN 201580016854A CN 106164164 A CN106164164 A CN 106164164A
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vinyl chloride
ester
chloride resin
acid
weight
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宫崎谦
宫崎谦一
井上贵博
辻泰树
佐藤有华
岸本雅史
三木茂男
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New Japan Chemical Co Ltd
Original Assignee
New Japan Chemical Co Ltd
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Abstract

本发明的目的是提供一种氯乙烯类树脂用增塑剂,所述氯乙烯类树脂用增塑剂具有优异的耐寒性和耐挥发性、以及期望的柔性、防雾性、耐热变色性和耐候性,并且还提供一种含有所述增塑剂的氯乙烯类树脂组合物。通过以特定比例将特定的羧酸或其衍生物与C9饱和脂肪族醇反应而得到的酯具有优异的耐寒性和耐挥发性、以及期望的柔性、防雾性、耐热变色性和耐候性。因此,可以获得可应用于汽车部件、医用材料等的氯乙烯类树脂组合物、以及所述氯乙烯类树脂组合物的成型体。

Description

含有非邻苯二甲酸系酯的氯乙烯类树脂用增塑剂和含有该增 塑剂的氯乙烯类树脂组合物
技术领域
本发明涉及一种含有非邻苯二甲酸系酯的氯乙烯类树脂用增塑剂和含有所述增塑剂的氯乙烯类树脂组合物等。
背景技术
通常,经常通过将增塑剂添加到氯乙烯类树脂并对制得的氯乙烯类树脂组合物进行成型的步骤将氯乙烯类树脂形成为成型体。
对于通过对含有增塑剂的氯乙烯类树脂组合物进行成型而得到的这些成型体(成型产品),需要具有各种性能,例如柔性、耐寒性、耐热性和电气性能。氯乙烯类树脂用增塑剂的代表性实例包括氯乙烯用邻苯二甲酸酯系增塑剂如邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(下文中称“DOP”)和邻苯二甲酸二异壬酯(下文中称作“DINP”)。这些增塑剂已被广泛使用。
然而,近年来,化学物质的安全性已引起人们的注意,并且由于在啮齿动物在服用大量的邻苯二甲酸系酯时已经证实了邻苯二甲酸系酯的毒性,所以作为预防措施在日本和西方国家中现在主要对婴儿限制邻苯二甲酸系酯的使用。在增塑剂领域,市场上期望非邻苯二甲酸系酯增塑剂,更具体地,不含有邻苯二甲酸与具有8个以下碳原子的醇的酯的增塑剂、或含有少量这样的酯的增塑剂。例如,在欧洲,对树脂成型体中的邻苯二甲酸系酯的含量有严格限制(REACH法规(法规(EC)1907/2006号)),甚至在成型体中有非常少量的邻苯二甲酸酯成分都成为问题。
迄今为止,已经开发了乙酰柠檬酸三丁酯(下文中称作“ATBC”)、己二酸二-2-乙基己酯(下文中称作“DOA”)、偏苯三酸三-2-乙基己酯(下文中称作“TOTM”)等氯乙烯用增塑剂作为氯乙烯类树脂用非邻苯二甲酸系酯增塑剂(专利文献1~3)。在这些增塑剂中,ATBC和DOA与邻苯二甲酸酯系增塑剂相比具有耐热性明显不足的缺点。
相比之下,偏苯三酸酯增塑剂如TOTM或偏苯三酸三正辛酯(下文中称作“n-TOTM”)具有与邻苯二甲酸酯相当或更好的耐热性;因此,预期偏苯三酸酯增塑剂为具有足够的耐热性并且可以作为邻苯二甲酸酯的替代的增塑剂。
特别地,在偏苯三酸酯中,TOTM和n-TOTM在柔性、耐寒性、耐热性与耐挥发性之间的平衡方面是相对良好的;因此,TOTM和n-TOTM被认为是具有足够耐热性并且可以作为邻苯二甲酸酯的替代的增塑剂。
通常已知的是,目前市场上的偏苯三酸酯含有源自原料的邻苯二甲酸酯。特别地,已知目前使用的TOTM和n-TOTM含有邻苯二甲酸酯(DOP、邻苯二甲酸二正辛酯(下文中称作“n-DOP”)等)(专利文献4)。
因此,已经报道了降低包含在用作原料的偏苯三酸中的邻苯二甲酸化合物的量的方法;然而,实际上,极其难以完全除去邻苯二甲酸化合物。另外,在生产成本方面,因为邻苯二甲酸化合物的量的减少而使得偏苯三酸酯的生产变得更不切实际。
已知的另一种尝试是使用由具有9个以上碳原子的醇即具有更小危险性和更小挥发性质的烷基链长的醇得到的偏苯三酸三酯如偏苯三酸三异壬酯(下文中称作“TINTM”)或偏苯三酸三异癸酯(下文中称作“TIDTM”)作为增塑剂。
然而,由于TINTM和TIDTM在柔性等方面存在缺点,所以目前TINTM和TIDTM还不能像TOTM或n-TOTM一样使用。
在这样的情况下,考虑到降低危险性,要求开发如下的氯乙烯类树脂用增塑剂,其含有较少量的由邻苯二甲酸化合物或其衍生物与具有8个以下碳原子的烷基醇反应得到的酯,且具有优异的耐热性、优异的耐寒性和期望的柔性。
本发明中的“邻苯二甲酸化合物”是邻苯二羧酸的统称,不仅包括邻苯二甲酸(狭义的),还包括异构体如间苯二甲酸、对苯二甲酸等。
此外,近年来,作为氯乙烯类树脂用非邻苯二甲酸系酯增塑剂,脂环族二羧酸二酯如1,2-环己烷二羧酸二异壬酯(下文中称作“DINCH”)作为具有类似于邻苯二甲酸酯系增塑剂的柔性、耐热性和耐寒性的平衡的非邻苯二甲酸系增塑剂而受到了关注(专利文献5)。
然而,在用于电线护套、汽车部件等的用途方面对耐寒性和耐热性的要求不断增加。因此,DINCH等已不再满足对于耐热性的要求,且在某些情况下TOTM、n-TOTM等不再满足对于耐寒性的要求;因此,在某些应用中仍需要邻苯二甲酸酯系增塑剂。因此,非常期望代替邻苯二甲酸酯系增塑剂的增塑剂。
在这样的情况下,考虑到降低危险性,需要如下的氯乙烯类树脂用非邻苯二甲酸系酯增塑剂,其含有少量的邻苯二甲酸化合物与具有8个以下碳原子的烷基醇的酯,且具有优异的耐热性、优异的耐寒性和期望的柔性。
先前,本发明人已经报道,通过偏苯三酸或其酐与特定饱和脂肪族醇的酯化反应而得到的偏苯三酸三酯可有效用作具有明显优异的耐挥发性和相对期望的耐寒性和柔性的氯乙烯类树脂用增塑剂(专利文献6)。然而,对于在苛刻条件如极热天气下使用的汽车部件如内装材料,期望比上述偏苯三酸三酯具有更好的耐候性和耐热变色性的增塑剂。
为此,已知的是通过使增塑剂含有抗氧化剂而改善增塑剂的耐候性、耐热变色性等的方法。事实上,已经使用了抗氧化剂如4,4’-(丙烷-2,2-二基)二苯酚(下文中称作“双酚A”)、二丁基羟基甲苯(下文中称作“BHT”)等。
然而,不能认为这样的改善完全足以满足对耐候性和耐热变色性日益增长的要求。
此外,氯乙烯类树脂增塑剂的常用技术为通过同时含有其它成分如填料和氯乙烯类树脂而制造糊状溶胶(ペーストゾル)。通过糊料制造方法可以获得糊状溶胶的目标成型体,所述糊料制造方法为实施成型如涂布成型、喷涂成型、浸渍成型、旋转成型、搪塑成型、扩展成形(スプレッド成形)、压延成形、挤出成形、压制成型、注射成型或发泡成型,然后将成型体进行加热熔化。这样的糊料制造方法因为能够使得易于加工而被广泛使用。
糊状溶胶的性能要求大致分为两种性能,即,作为糊状溶胶的性能和作为通过对糊状溶胶进行加工而得到的成型体的性能。更具体地,所需的一种性能是优异的加工性,即,适当的粘度特性(低粘度)和作为糊状溶胶的储存稳定性,即优异的沉降性和优异的粘度稳定性。对于第二种性能,期望诸如耐热性、耐寒性和柔性的各种特性。
更具体地,糊状溶胶用增塑剂对糊状溶胶的性能有很大影响,包括糊状溶胶的流动性、粘度稳定性等,以及得到的成型体的基本特性如耐热性、耐寒性或柔性。因此,增塑剂的选择是非常重要的。
在过去,已广泛地将氯乙烯用邻苯二甲酸酯系增塑剂如DOP、DINP等用作糊状溶胶用增塑剂。此外,除了这样的邻苯二甲酸酯系增塑剂之外,还已经将例如TOTM(偏苯三酸酯增塑剂)等用于需要耐热性的应用(专利文献7)。另外,考虑到近期的环境问题,ATBC、己二酸二异壬酯(下文中称作“DINA”)、DINCH和类似的非邻苯二甲酸系酯增塑剂受到了关注(专利文献1、2和8~11)。特别地,脂环族二羧酸二酯增塑剂如DINCH也由于其溶胶特性(包括粘度)而受到了关注。
如上所述,要求糊状溶胶用增塑剂具有作为糊状溶胶的良好性能和作为通过对糊状溶胶进行加工而得到的成型体的良好性能两方面的性能。然而,至今尚未得到满足两种性能的糊状溶胶用增塑剂。
例如,近年来对用于汽车部件等的氯乙烯类树脂成型体的耐热性和耐寒性的要求变得更加严格。此外,对用于内装材料如墙纸、地板材料等的氯乙烯类树脂成型体,对低VOC(挥发性有机化合物)产品(其使得有机化合物如增塑剂的室内挥发更少)的要求也越来越高。
满足低VOC要求的增塑剂的实例包括聚酯增塑剂。然而,聚酯增塑剂具有高粘度,因此需要与己二酸酯增塑剂如DOA一起使用;因此,难以确保良好的耐挥发性。
此外,据报道,环己烯-1,2-二羧酸二-2-乙基己酯、环己烯-1,2-二羧酸二异壬酯和类似的脂环族二羧酸二酯可以用作具有低粘度和优异溶胶特性的糊状溶胶用增塑剂(专利文献12)。
然而,由于通过这些脂环族二羧酸二酯得到的成型体没有一种完全满足上述要求,所以需要进一步改进。
另外,作为改善溶胶特性的方法,即作为降低粘度的方法,已经广泛使用含有如下物质的方法:降粘剂例如烃类化合物如烷基苯、石油溶剂油或石蜡;阴离子表面活性剂;烷基酚聚氧乙烯醚;失水山梨糖醇脂肪酸酯;或甘油脂肪酸酯。
然而,由于这些降粘剂中的许多极易挥发,所以变得更加难以将其作为低VOC产品使用(专利文献13~16)。
由于氯乙烯类树脂组合物有期望的加工性并且耐化学性和耐久性优异,所以通过对氯乙烯类树脂组合物进行成型而制得的成型体已经被广泛用作医用材料。
另外,可以通过改变增塑剂的比例改变氯乙烯类树脂组合物的硬度。特别地,由于含有增塑剂的软的氯乙烯类树脂组合物比聚烯烃等的耐扭结性优异,所以已被广泛用作医用材料如包括导管的医疗管、或用作包括血袋和输液袋的医疗袋。
由于对这些软的氯乙烯类树脂组合物不仅要求期望的柔性,还要求有耐久性,包括经受热处理的优异的耐热性和经受在低温下的储存的优异的耐寒性,并且由于从安全性的观点来看还有必要降低添加剂的洗脱性和移动性,所以在软的氯乙烯类树脂组合物中具有最大含量的增塑剂的选择是极其重要的。
到现在为止,已广泛地将邻苯二甲酸酯系增塑剂如DOP或DINP用作上述增塑剂(专利文献17)。然而,由于邻苯二甲酸酯系增塑剂在上述热处理过程中的耐热性不足,并且还需要在包括溶出和移动性的安全性方面进行改善,所以已经考虑使用偏苯三酸酯增塑剂如TOTM或聚酯增塑剂(专利文献18~21)。
尽管偏苯三酸酯增塑剂和聚酯增塑剂在耐热性方面优异,但其在增塑效率和耐寒性方面差。因此,为了获得足够的柔性和耐寒性,有必要在树脂中含有大量增塑剂。含有大量增塑剂可能在安全性等方面造成问题。因此,目前,不存在单独能够满足所有上述特性的平衡的增塑剂。
在这样的情况下,期望能够确保改善的耐热性但不降低柔性和耐寒性的医用材料,并且希望开发能够制造这样的材料的增塑剂和氯乙烯类树脂组合物。
此外,从卫生的观点来看,医用材料在使用之前需要灭菌和消毒。作为灭菌和消毒的方法,已知的是如下方法:热处理如干热、煮沸或加压热水处理;施加紫外线或放射线;使用环氧乙烷气体等的化学处理。通常,经常使用热处理或施加紫外线或放射线的处理。
近年来,随着医院中医疗事故的增加,在医疗实践中的卫生管理变得更为严格;因此,上述的灭菌和消毒处理的条件也变得更严格。然而,随着对严格条件要求的增加,例如在热处理中,由于增塑剂的挥发等而造成的柔性下降可能会造成材料破裂。因此通过TOTM等可能无法满足要求的性能。此外,在施加紫外线或放射线的处理中,变色会导致识别内容物的能力降低,从而导致医疗事故。这是很严重的问题。众所周知通过含有大量稳定剂可以减轻变色(专利文献22~25);然而,含有大量稳定剂在安全性方面明显是有问题的,并且因此实际上是不可能的。因此,目前尚未发现有效的改善方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-226482号公报
专利文献2:日本特开2002-194159号公报
专利文献3:日本特开2013-147520号公报
专利文献4:日本特开2004-331585号公报
专利文献5:日本特表2001-526252号公报
专利文献6:日本特开2014-189688号公报
专利文献7:日本特开平5-279485号公报
专利文献8:日本特开2003-277561号公报
专利文献9:日本特开2006-063102号公报
专利文献10:日本特开2009-299010号公报
专利文献11:日本特表2013-543920号公报
专利文献12:日本特开2004-002695号公报
专利文献13:日本特开2005-232381号公报
专利文献14:日本特开2007-031664号公报
专利文献15:日本特开2010-536991号公报
专利文献16:日本特开2011-079935号公报
专利文献17:日本特开平10-176089号公报
专利文献18:日本特开2003-165881号公报
专利文献19:日本特开2006-239026号公报
专利文献20:日本特开2012-081247号公报
专利文献21:日本特开昭60-115640号公报
专利文献22:日本特开平08-024329号公报
专利文献23:日本特开平08-176383号公报
专利文献24:日本特开昭56-061448号公报
专利文献25:日本特开平02-222436号公报
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供氯乙烯类树脂用增塑剂,其在耐寒性、耐热性和柔性方面优异,且含有从安全性观点来看危险性低的非邻苯二甲酸系酯;并且提供含有所述增塑剂的氯乙烯类树脂组合物。
本发明的另一个目的是提供具有进一步改善的耐久性的氯乙烯类树脂用增塑剂,所述耐久性包括耐挥发性、防雾性(耐フォギング性)、耐热变色性和耐候性,以及期望的耐寒性和柔性;并且提供含有所述增塑剂的氯乙烯类树脂组合物。
本发明的另一个目的是提供新颖的氯乙烯基糊状溶胶组合物,其在溶胶特性方面优异并且具有期望的耐热性、耐寒性和柔性。
本发明的进一步目的是提供医用氯乙烯类树脂组合物,其较少遭受因使用紫外线或放射线的灭菌或消毒处理而造成的劣化如柔性的降低、变色等。
解决问题的方案
本发明的发明人鉴于这些当前状况而进行了深入研究并发现,通过将特定的羧酸或其衍生物与特定的饱和脂肪族醇反应而得到的酯具有优异的耐寒性和耐热性、以及期望的柔性;并且通过在氯乙烯类树脂中含有这样的酯作为增塑剂,可以得到具有优异的耐寒性和耐热性、以及期望的柔性的氯乙烯类树脂组合物。
因此,本发明的发明人进行了进一步的研究并发现,通过使用本发明的特定的氯乙烯类树脂用增塑剂可以解决上述问题,从而完成了本发明。
具体地,本发明提供氯乙烯类树脂用增塑剂、以及氯乙烯类树脂组合物和含有所述增塑剂的氯乙烯类树脂成型体,如下详细所述。
项1.一种氯乙烯类树脂用增塑剂,其含有通过将多元羧酸(A)与醇(B)反应而得到的非邻苯二甲酸系酯(C),
其中:
(ⅰ)所述多元羧酸(A)为选自由脂环族二羧酸、芳族三羧酸及它们的衍生物组成的组中的多元羧酸化合物;
(ii)所述醇(B)为含有C9饱和脂肪族醇作为主要成分的饱和脂肪族醇(B1);
(iii)所述饱和脂肪族醇(B1)含有60重量%以上的直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和40重量%以下的支链C9饱和脂肪族醇(B1-2);
(iv)所述醇(B1)的直链率为60%以上;且
(v)所述非邻苯二甲酸系酯(C)实质上不含有通过将邻苯二甲酸化合物或其衍生物与具有8个以下碳原子的烷基醇反应而得到的邻苯二甲酸系酯。
项2.项1所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述饱和脂肪族醇(B1)含有60重量%~95重量%的直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和5重量%~40重量%的支链C9饱和脂肪族醇(B1-2)。
项3.项2所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述饱和脂肪族醇(B1)含有70重量%~90重量%的直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和10重量%~30重量%的支链C9饱和脂肪族醇(B1-2)。
项4.项1~3中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述多元羧酸(A)为脂环族二羧酸或其衍生物。
项5.项4所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述多元羧酸(A)为1,2-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、4-环己烯-1,2-二羧酸或它们的衍生物。
项6.项1~3中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述多元羧酸(A)为芳族三羧酸或其衍生物。
项7.项6所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述多元羧酸(A)为偏苯三酸或其衍生物。
项8.项1~7中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述醇(B)为通过以下步骤制造的饱和脂肪族醇(B2):
(1)通过将1-辛烯、一氧化碳和氢气反应制造C9醛化合物;和
(2)将所述C9醛化合物还原。
项9.项1~5中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述非邻苯二甲酸系酯(C)为通过将芳族二羧酸或其衍生物与含有C9饱和脂肪族醇作为主要成分的饱和脂肪族醇(B1)反应,然后对得到的芳族二羧酸酯实施核氢化而得到的酯。
项10.项8所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述非邻苯二甲酸系酯(C)为通过将芳族二羧酸或其衍生物与项8中得到的饱和脂肪族醇(B2)反应,然后对得到的芳族二羧酸酯实施核氢化而得到的酯。
项11.项1~10中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其还含有酚类抗氧化剂。
项12.项11所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,
其中:
相对于100重量份的所述非邻苯二甲酸系酯(C),所述酚类抗氧化剂的量在0.1重量份~0.6重量份的范围内;
所述酚类抗氧化剂在相对于所述酚部分中的羟基的2-位、4-位和6-位中的至少两个位置处含有供电子基团且在相对于所述酚部分中的羟基的2-位或6-位处含有至少一个位阻取代基;
所述酚类抗氧化剂的分子量在300~3000的范围内;且
通过Fedors估算法计算的所述酚类抗氧化剂的SP值在8~15的范围内。
项13.项11或12所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述酚类抗氧化剂的分子量在300~2500的范围内。
项14.项11~13中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述酚类抗氧化剂的SP值在8.5~14的范围内。
项15.项11~14中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中所述酚类抗氧化剂为选自由如下物质组成的组中的至少一种化合物:3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷;1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷;四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基丙酸酯)]甲烷;2,6-双(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚;3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯;或1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯。
项16.项11~15中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中相对于100重量份的所述氯乙烯类树脂用增塑剂,所述酚类抗氧化剂的含量为0.2重量份~0.5重量份。
项17.一种氯乙烯类树脂组合物,所述氯乙烯类树脂组合物含有项1~16中任一项的氯乙烯类树脂用增塑剂和氯乙烯类树脂。
项18.项17所述的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中相对于100重量份的氯乙烯类树脂,所述氯乙烯类树脂用增塑剂的量为5重量份~200重量份。
项19.项17或18所述的氯乙烯类树脂组合物,其还含有环氧化植物油。
项20.项19所述的氯乙烯类树脂组合物,其中相对于100重量份的氯乙烯类树脂,所述环氧化植物油的量为1重量份~50重量份。
项21.项17~20中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物,其还含有选自由脂肪酸钙盐和脂肪酸锌盐组成的组中的至少一种脂肪酸金属盐。
项22.项21所述的氯乙烯类树脂组合物,其中相对于100重量份的氯乙烯类树脂,所述脂肪酸金属盐的量为0.1重量份~10重量份。
项23.项17~22中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物,其中将所述氯乙烯类树脂组合物为医用组合物。
项24.项17~23中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物,其中所述氯乙烯类树脂组合物为汽车部件用组合物。
项25.一种氯乙烯基糊状溶胶组合物,其含有项1~16中任一项的氯乙烯类树脂用增塑剂和糊料用氯乙烯类树脂。
项26.一种通过对项17~24中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物或项25的所述氯乙烯基糊状溶胶组合物进行成型而得到的氯乙烯类树脂成型体。
项27.一种由项17~24中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物或项25所述的氯乙烯基糊状溶胶组合物形成的医用材料。
项28.项27所述的医用材料,其中所述医用材料对消毒或灭菌处理有耐受性。
项29.一种由项17~22和24中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物或项25所述的氯乙烯基糊状溶胶组合物形成的汽车部件用材料。
项30.一种通过在氯乙烯类树脂中含有项1~16中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂而改善氯乙烯类树脂的耐紫外线性和耐放射线性的方法。
项31.一种通过在氯乙烯类树脂中含有项1~16中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂而改善氯乙烯类树脂的消毒处理耐受性或灭菌处理耐受性的方法。
项32.项1~16中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂的用途,将所述氯乙烯类树脂用增塑剂用于改善氯乙烯类树脂的耐紫外线性和耐放射线性。
项33.项1~16中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂的用途,将所述氯乙烯类树脂用增塑剂用于改善氯乙烯类树脂的消毒处理耐受性或灭菌处理耐受性。
发明的有益效果
通过在氯乙烯类树脂中含有本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂,可以提供具有优异的耐寒性、优异的耐热性和期望的柔性的氯乙烯类树脂组合物。
另外,通过在氯乙烯类树脂中含有本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂,可以提供在防雾性、耐热变色性和耐候性方面优异的氯乙烯类树脂组合物。
此外,通过在氯乙烯类树脂中含有本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂,可以提供在耐寒性和耐挥发性方面优异、并且在柔性、防雾性、耐热变色性和耐候性方面期望的氯乙烯类树脂组合物。这样的氯乙烯类树脂组合物特别适用于室外使用的要求耐久性的汽车部件等。
本发明的氯乙烯基糊状溶胶组合物具有优异的溶胶特性和足够的耐热性、耐寒性和柔性。
由于本发明的氯乙烯基糊状溶胶组合物具有大幅改善的成型加工性,所以通过对组合物进行成型,可以容易地得到在耐热性、耐寒性和柔性方面优异的成型体。
本发明的医用氯乙烯类树脂组合物具有优异的耐寒性、优异的耐热性和期望的柔性,并且在使用紫外线或放射线进行灭菌或消毒处理后不会遭受变色。因此,本发明的医用氯乙烯类树脂组合物在耐紫外线性和耐放射线性方面优异。
通过对本发明的氯乙烯类树脂组合物进行成型而得到的医用材料在耐寒性和耐热性方面优异,并具有期望的柔性,且在使用紫外线或放射线进行灭菌或消毒处理后不会遭受变色。因此,本发明的医用材料在耐紫外线性和耐放射线性方面优异,从而可安全使用。
具体实施方式
1.氯乙烯类树脂用增塑剂
本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂为含有通过将多元羧酸(A)(下文中也可称作“酸成分”或“成分A”)与醇(B)(下文中也可称作“醇成分”或“成分B”)反应而得到的非邻苯二甲酸系酯(C)的氯乙烯类树脂用增塑剂,
其中:
(ⅰ)所述多元羧酸(A)为选自由脂环族二羧酸、芳族三羧酸及它们的衍生物组成的组中的多元羧酸化合物;
(ii)所述醇(B)为含有C9饱和脂肪族醇作为主要成分的饱和脂肪族醇(B1);
(iii)所述饱和脂肪族醇(B1)含有60重量%以上的直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和40重量%以下的支链C9饱和脂肪族醇(B1-2);
(iv)所述醇(B1)的直链率为60%以上;且
(v)所述非邻苯二甲酸系酯(C)实质上不含有通过将邻苯二甲酸化合物或其衍生物与具有8个以下碳原子的烷基醇反应而得到的邻苯二甲酸系酯。
1-1.多元羧酸(A)
多元羧酸(A)为选自由脂环族二羧酸、芳族三羧酸及它们的衍生物组成的组中的羧酸化合物。
所述脂环族二羧酸(下文中也可称作“A1”)没有特别限制,且实例包括环己烷二羧酸、环己烯二羧酸、纳迪克酸、氢化纳迪克酸、甲基纳迪克酸、氢化甲基纳迪克酸等。脂环族二羧酸含有立体异构体(光学异构体)、几何异构体等。
环己烷二羧酸的实例包括环己烷-1,2-二羧酸、环己烷-1,3-二羧酸、环己烷-1,4-二羧酸和3-甲基-环己烷-1,2-二羧酸。
环己烯二羧酸的实例包括4-环己烯-1,2-二羧酸、4-环己烯-1,3-二羧酸、2-环己烯-1,4-二羧酸、4-甲基-4-环己烯-1,2-二羧酸、1-环己烯-1,2-二羧酸、2-环己烯-1,2-二羧酸、3-环己烯-1,2-二羧酸、1-环己烯-1,3-二羧酸、3-环己烯-1,3-二羧酸和1-环己烯-1,4-二羧酸。
脂环族二羧酸衍生物的实例包括上述脂环族二羧酸的酸酐和上述脂环族二羧酸的烷基酯。所述烷基酯的实例包括直链或支链C1-6烷基酯如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、异戊基、正己基和异己基的酯。
其中,优选将1,2-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、4-环己烯-1,2-二羧酸或它们的衍生物用作所述脂环族二羧酸。
这些脂环族二羧酸或它们的衍生物可以由市售获得,或可以根据标准方法制造。
脂环族二羧酸可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
芳族三羧酸(下文中也可称作“A2”)的实例包括偏苯三酸、苯连三酸和均苯三酸。
芳族三羧酸衍生物的实例包括芳族三羧酸的酸酐、芳族三羧酸的酯等。该烷基酯的实例包括直链或支链C1-6烷基酯如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、异戊基、正己基、和异己基的酯。
其中,优选将偏苯三酸或其衍生物用作芳族三羧酸。
这些芳族三羧酸或它们的衍生物可以由市售获得,或可以根据标准方法制造。
芳族三羧酸可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
1-2.醇(B)
本发明中使用的醇(B)为含有C9饱和脂肪族醇作为主要成分的饱和脂肪族醇(B1)(下文中称作“饱和脂肪族醇(B1)”、“醇(B1)”或“B1”)。
作为主要成分的C9饱和脂肪族醇在醇(B1)中的含量通常为60重量%以上(60重量%~100重量%),优选为65重量%以上(65重量%~100重量%),更优选为70重量%以上(70重量%~100重量%),特别优选80重量%以上(80~100重量%)。
所述醇(B1)含有60重量%以上的直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和40重量%以下的支链C9饱和脂肪族醇(B1-2)。
所述直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)(1-壬醇)在醇(B1)中的含量优选为60重量%~95重量%,更优选为70重量%~90重量%。
支链C9饱和脂肪族醇(B1-2)(例如2-甲基辛醇等)在醇(B1)中的含量优选为5重量%~40重量%,更优选为10重量%~30重量%。
醇(B1)的直链率通常为60重量%以上(60重量%~100重量%),优选为60重量%~95重量%,更优选为70重量%~90重量%。
在用于本发明的醇(B1)的更优选实施方案中,醇(B1)含有在60重量%~95重量%的范围内的直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和在5重量%~40重量%的范围内的支链C9饱和脂肪族醇(B1-2)。在进一步优选的实施方案中,醇(B1)含有在70重量%~90重量%的范围内的直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和在10重量%~30重量%的范围内的支链C9饱和脂肪族醇(B1-2)。
醇(B1)的直链率通常为60%以上。通过还规定直链C9饱和脂肪族醇的含量为60重量%以上,可以在不降低柔性、耐寒性等的情况下充分实现作为本发明目的的耐热性的改善。相比之下,当醇(B1)的直链率小于60%,或直链C9饱和脂肪族醇的含量小于60重量%时,作为本发明目的的耐热性的改善将不足,且柔性、耐寒性等将下降。
此外,尽管只要醇(B1)的直链率和直链C9饱和脂肪族醇的含量在上述范围内就可以确保作为本发明目的的包括柔性、耐寒性、耐热性等的足够性能,但是通过进一步规定醇(B1)的直链率在60%~95%的范围内并且规定C9直链饱和醇的含量在60重量%~95重量%的范围内,则与氯乙烯类树脂的混合变得更容易。结果,可以扩大在成型步骤中的工艺窗口,从而不仅简化成型,还有效地抑制在成型步骤中产生有缺陷的产品。
在本说明书和权利要求中,醇(B1)的直链率为直链饱和脂肪族醇在饱和脂肪族醇(B1)中比例(重量比),即,直链醇在C7-11醇中的比例。具体地,醇的直链率可以通过使用气相色谱法的分析方法求出,如稍后详细所述。
本发明中使用的醇(B)可以由市售获得。此外,例如,也可以通过实施如下步骤制造醇(B):(1)通过将1-辛烯、一氧化碳和氢气反应而制造C9醛化合物的步骤(下文中也可称作“步骤(1)”);和(2)将所述C9醛化合物还原的步骤(下文中也可称作“步骤2”)。
步骤(1)
步骤(1)为通过将1-辛烯、一氧化碳和氢气反应而制造C9醛的步骤(加氢甲酰基化步骤)。步骤(1)可以在例如过渡金属羰基化合物的存在下进行。
过渡金属没有特别限制。过渡金属的实例包括周期表3~12族的过渡金属,如周期表第3族的金属(例如Sc)、周期表第4族的金属(例如Ti)、周期表第5族的金属(例如V)、周期表第6族的金属(例如Cr、Mo、W)、周期表第7族的金属(例如Mn、Tc、Re)、周期表第8族的金属(例如Fe、Ru、Os)、周期表第9族的金属(例如Co、Rh、Ir)、周期表第10族的金属(例如Ni、Pd、Pt)、周期表第11族的金属(例如Cu、Ag)或周期表第12族的金属(例如Zn)。其中,优选周期表第9族的过渡金属,且更优选Co和Rh。所述金属的化合价没有特别限制,且为约1~约8,优选为约1~约6(更优选为1~4)。这些金属可以单独或以两种以上组合的方式使用。
过渡金属羰基化合物可以进一步用配体进行改性。所述配体没有特别限制,且实例包括:氢原子;羟基(OH);烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基);酰基(例如乙酰基、丙酰基);烷氧羰基(例如甲氧羰基(acetato)、乙氧羰基);乙酰丙酮;卤素原子(例如氟、氯、溴、碘);拟卤素基团(例如CN、硫氰酸根(SCN)、硒氰酸根(SeCN);碲氰酸根(TeCN);SCSN3;OCN、ONC、叠氮化物(N3))、氧原子;H2O;磷化合物(例如膦(三芳基膦如三苯基膦、三烷基膦如三辛基膦)、亚膦酸根、膦酸根、亚磷酸根、氧化膦)和含氮化合物(例如NH3(氨)、NO、NO2(硝基)、NO3(硝酸根)、三乙胺、乙二胺、二乙撑三胺、吡啶、吲哚、菲咯啉)。
过渡金属的量没有特别限制。例如当使用Co基催化剂进行加氢甲酰基化步骤时,基于Co原子的Co浓度通常为0.01重量%~20重量%,优选为0.02重量%~15重量%,更优选为0.05重量%~10重量%。
反应温度没有特别限制。例如所述反应温度为50℃~250℃,优选为60℃~200℃,更优选为80℃~180℃。
反应压力没有特别限制。例如反应压力为10kg/cm2G~350kg/cm2G,优选为25kg/cm2G~325kg/cm2G,更优选为50kg/cm2G~300kg/cm2G。
在步骤(1)中使用的氢气与一氧化碳之比(体积比)没有特别限制。例如所述比率为0.1~10,优选为0.3~5,更优选为0.5~4。
尽管在步骤(1)中通常不需要溶剂,但可以使用对反应呈惰性的有机溶剂。
溶剂的实例包括:芳族烃类溶剂如苯、甲苯、二甲苯或乙苯;烷烃类溶剂如戊烷、己烷或庚烷;醚类溶剂如乙醚、二烷、四氢呋喃、乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚;酮类溶剂如丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基异丙基酮或乙基-正丁基酮;和醇类溶剂如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇或正链烷醇。此外,作为溶剂,可以使用与反应过程中生成的液体醛相同的液体醛、碳数目与所述液体醛不同的液体醛、在反应期间生成的液体醛缩合产物或具有不同碳数目的醛的缩合产物。此外,作为溶剂,可以使用过量的作为起始原料的烯烃化合物。作为在此使用的溶剂,可以使用单种溶剂或两种以上溶剂的组合。
步骤(2)
步骤(2)为将C9醛化合物还原的步骤(下文中也可称作“还原步骤”)。
在步骤(2)中的还原步骤没有特别限制。例如,所述还原步骤可以通过对C9醛化合物进行氢化来实施。氢化方法的实例包括在氢化催化剂的存在下用加压氢气对所述C9醛进行氢化的方法。
所述氢化催化剂没有特别限制,且实例包括周期表第10族的过渡金属催化剂(Ni、Pd、Pt等)、含有氧化铜和氧化锌的固体还原催化剂、铜-铬基催化剂和铜-铬-锰-钡基催化剂。氢化催化剂的量没有特别限制。
反应温度没有特别限制。反应温度例如为25℃~250℃,优选为50℃~225℃,更优选为100℃~200℃。
反应压力没有特别限制。反应压力例如为1个标准大气压~350个标准大气压,优选为20个标准大气压~325个标准大气压,更优选为30个标准大气压~300个标准大气压。
可以通过使用精馏塔精馏进一步提纯得到的粗醇。使用具有0.1mmHg~760mmHg塔顶压力和50℃~220℃塔顶温度的理论塔板数为3~50的蒸馏塔对粗醇进行蒸馏提纯。如果需要,也可以例如通过在进行蒸馏提纯时调节所得馏出物的量,或通过分别收集馏出物并适当混合馏出物的单独馏分来调节醇组成。
在上述步骤(2)中得到的含有C9饱和脂肪族醇作为主要成分的饱和脂肪族醇(B2)的具体实例(市售产品)包括Linevol 9(产品名,壳牌化学公司),其为70重量%以上的直链壬醇与30重量%以下的支链壬醇的混合物。Linevol 9也是上述醇(B1)的实例。
1-3.非邻苯二甲酸系酯(C)的制造方法
通过如上所述的将多元羧酸(A)与醇(B)反应(非邻苯二甲酸系酯的制造法I)而得到本发明的非邻苯二甲酸系酯(C)。只要通过多元羧酸(A)与醇(B)的酯化反应、或多元羧酸酯的酯部分的酯交换反应可以实施制造,则对非邻苯二甲酸系酯(C)的制造方法没有特别限制。可以使用各种已知的酯化反应和酯交换反应。
酯化反应
当多元羧酸(A)为脂环族二羧酸或其衍生物时,相对于1摩尔脂环族二羧酸或其衍生物,醇(B)的量例如通常为2摩尔~5摩尔,优选在2.01摩尔~4摩尔的范围内,更优选在2.02摩尔~3摩尔的范围内,特别优选在2.03摩尔~2.5摩尔的范围内。
当多元羧酸(A)为芳族三羧酸或其衍生物时,相对于1摩尔芳族三羧酸或其衍生物,醇(B)的量通常为3摩尔~5摩尔,优选在3.01摩尔~4摩尔的范围内,更优选在3.02摩尔~3.8摩尔的范围内,特别优选在3.03摩尔~3.6摩尔的范围内。
催化剂可以用于酯化反应中。酯化催化剂的实例包括无机酸、有机酸和路易斯酸。更具体地,无机酸的实例包括硫酸、盐酸和磷酸。有机酸的实例包括对甲苯磺酸和甲烷磺酸。路易斯酸的实例包括铝衍生物、锡衍生物、钛衍生物、铅衍生物和锌衍生物。上述催化剂可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
在这些催化剂中,特别优选作为催化剂的是:对甲苯磺酸等有机酸、C3-8四烷基钛酸酯;二氧化钛;氢氧化钛;C3-12脂肪酸锡;氧化锡;氢氧化锡;氧化锌;氢氧化锌;氧化铅;氢氧化铅;氧化铝;氢氧化铝等路易斯酸。
催化剂的量没有特别限制。例如,基于作为酯化反应的原料的酸成分和和醇成分的总重量,所述催化剂的量优选为0.01重量%~5.0重量%,更优选为0.02重量%~4重量%,特别优选为0.03重量%~3重量%。
酯化反应的反应温度例如为100℃~230℃。酯化反应通常在3~30小时内完成。
用作酯化反应的原料的多元羧酸的类型没有特别限制,并且可以由市售获得。另外,从酯化反应的观点来看,最推荐使用上述脂环族二羧酸的酸酐或芳族三羧酸的酸酐。
在酯化反应中,可以使用带水剂如苯、甲苯、二甲苯或环己烷,从而促进由反应产生的水的蒸馏。
此外,如果当在实施酯化反应时因原料、产生的酯以及有机溶剂(带水剂)的氧化降解而产生氧化物、过氧化物、羰基化合物等含氧有机化合物,将不利地影响耐热性、耐候性等。因此,酯化反应优选在大气压或减压下在氮气等惰性气体气氛或惰性气流的系统中实施。在酯化反应完成后,推荐在减压或大气压下蒸馏除去过量原料。
随后根据需要通常通过碱处理(例如中和处理)、水洗处理、液-液萃取、蒸馏(例如减压或脱水处理)、吸附(例如硅胶色谱法)等对在上述酯化反应中得到的非邻苯二甲酸系酯进行提纯。
用于碱处理的碱没有特别限制,只要其为碱性化合物即可。所述碱的实例包括氢氧化钠和碳酸钠。
用于吸附提纯的吸附剂没有特别限制,且实例包括活性炭、活性粘土、活性氧化铝、水滑石、硅胶、二氧化硅-氧化铝(シリカアルミナ)、沸石、氧化镁、氧化钙和硅藻土。这些吸附剂可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
上述处理可以在常温下或在约40℃~约90℃的加热下实施。
酯交换反应
多元羧酸酯的酯部分的酯交换反应是指例如醇(B1)成分与酸成分的酯交换反应,所述酸成分即脂环族二羧酸的低级烷基酯(对应于脂环族二羧酸的衍生物)或芳族三羧酸的低级烷基酯(对应于芳族三羧酸的衍生物)。
在脂环族二羧酸的低级烷基酯的情况下,相对于1摩尔脂环族二羧酸的低级烷基酯,醇(B1)成分的量例如优选为2摩尔~5摩尔,更优选为2.01摩尔~3摩尔,特别优选为2.02摩尔~2.50摩尔。
在芳族三羧酸的低级烷基酯的情况下,相对于1摩尔芳族三羧酸的低级烷基酯,醇(B1)成分的量例如优选为3摩尔~5摩尔,优选为3.01~4摩尔,更优选为3.02~3.8摩尔。
当将催化剂用于酯交换反应中时,催化剂的实例包括路易斯酸、碱金属等。更具体地,路易斯酸的实例包括:铝衍生物、锡衍生物、钛衍生物、铅衍生物和锌衍生物;且碱金属的实例包括醇钠、醇钾、氢氧化钠和氢氧化钾。这些催化剂可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
其中,C3-8四烷基钛酸酯、二氧化钛、氢氧化钛、C1-4醇钠、氢氧化钠、C3-12脂肪酸锡、氧化锡、氢氧化锡、氧化锌、氢氧化锌、氧化铅、氢氧化铅、氧化铝、氢氧化铝是优选的。基于作为酯合成原料的酸成分和醇成分的总重量,催化剂的量例如优选为0.0001重量%~5重量%,更优选为0.0002重量%~4重量%,特别优选为0.0003~3重量%。
酯交换反应的温度例如为100℃~230℃。酯交换反应通常在3小时~30小时内完成。
作为上述酯交换反应的原料的酸成分优选为环己烷二羧酸二甲酯;然而,酸成分没有特别限制,只要与醇成分进行酯交换反应即可。例如,也可以使用C2-4的低级烷基酯。
在酯交换反应中,可以使用夹带剂或夹带试剂如苯、甲苯、二甲苯或环己烷,从而促进因反应而产生的水或诸如甲醇的低级醇的蒸馏。
如果当在实施酯交换反应时因原料、产生的酯以及有机溶剂(带水剂)的氧化降解而产生氧化物、过氧化物、羰基化合物等含氧有机化合物,将不利地影响耐热性、耐候性等。因此,为了抑制这样的不利影响,酯交换反应优选在大气压或减压下在氮气等惰性气体气氛或惰性气流的系统中实施。在酯交换反应完成后,通常在减压或大气压下蒸馏除去过量原料。
通常对在酯交换反应中得到的非邻苯二甲酸系酯(C)随后进行后处理以进行提纯。例如,使用单种方法或通过组合两种以上的方法,通过相关技术领域中使用的处理方法如催化剂失活处理(中和处理、碱处理、酸处理等)、水洗处理、液-液萃取、蒸馏(减压或脱水处理)或吸附提纯,可以对非邻苯二甲酸系酯(C)进行提纯。
用于碱处理的碱没有特别限制,只要其为碱性化合物即可。实例包括氢氧化钠和碳酸钠。
用于吸附提纯的吸附剂的实例包括活性炭、活性粘土、活性氧化铝、水滑石、硅胶、二氧化硅-氧化铝、沸石、氧化镁、氧化钙和硅藻土。这些吸附剂可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
上述处理可以在常温或在约40℃~约95℃的加热下实施。
此外,在非邻苯二甲酸系酯(C)中,脂环族二羧酸酯可以通过将芳族二羧酸或其衍生物与含有C9饱和脂肪族醇作为主要成分的饱和脂肪族醇(B1)反应,然后对得到的芳族二羧酸酯实施核氢化(核氢化反应)的方法得到(非邻苯二甲酸系酯制造方法II)。
此外,脂环族二羧酸酯也可以通过将芳族二羧酸或其衍生物与饱和脂肪族醇(B2)反应,然后对得到的芳族二羧酸酯实施核氢化的方法得到(非邻苯二甲酸系酯制造方法III)。
非邻苯二甲酸系酯制造方法II或II是指醇成分与作为酸成分的芳族二羧酸或其衍生物的酯化反应或酯交换反应。在酯化反应或酯交换反应中,相对于1摩尔芳族二羧酸或其衍生物,醇成分的量例如优选为2摩尔~5摩尔,更优选为2.01摩尔~3摩尔,特别优选为2.02摩尔~2.50摩尔。
当将催化剂用于酯化反应中时,催化剂的实例包括上面列出的酯化催化剂。酯化催化剂的量与上述酯化催化剂的量相同。
酯化反应的反应温度例如为100℃~230℃。酯化反应通常在3小时~30小时内完成。
芳族二羧酸或其衍生物没有特别限制。实例包括邻苯二甲酸或其酸酐、间苯二甲酸或其酸酐、和对苯二甲酸或其酸酐。它们可以通过已知方法制造,或者可以作为市售产品、试剂等得到。
芳族二羧酸衍生物的实例不仅包括芳族二羧酸的酸酐,还包括芳族二羧酸的低级烷基酯等。低级烷基的实例包括C1-6烷基。
酯交换反应
本发明的酯交换反应是指醇(B1)成分与作为酸成分的芳族二羧酸的低级烷基酯(对应于芳族二羧酸的衍生物)的酯交换反应。在酯交换反应中,相对于1摩尔芳族二羧酸的低级烷基酯,醇成分的量例如优选为2摩尔~5摩尔,更优选为2.01摩尔~3摩尔,特别优选为2.02摩尔~2.50摩尔。
当将催化剂用于酯交换反应中时,催化剂的实例包括路易斯酸、碱金属等。更具体地,路易斯酸的实例包括铝衍生物、锡衍生物、钛衍生物、铅衍生物和锌衍生物;且碱金属的实例包括醇钠、醇钾、氢氧化钠和氢氧化钾。这些催化剂可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
其中,C3-8四烷基钛酸酯、氧化钛、氢氧化钛、C1-4醇钠、氢氧化钠、C3-12脂肪酸锡、氧化锡、氢氧化锡、氧化锌、氢氧化锌、氧化铅、氢氧化铅、氧化铝、氢氧化铝是优选的。
基于作为酯合成原料的酸成分和醇成分的总重量,催化剂的量例如优选为0.0001重量%~5重量%,更优选为0.0002重量%~4重量%,特别优选为0.0003重量%~3重量%。
酯交换反应的温度例如为100℃~230℃。酯交换反应通常在3小时~30小时内完成。
作为上述酯交换反应的原料的酸成分优选为二甲基苯基二羧酸酯;然而,酸成分没有特别限制,只要与醇成分进行酯交换反应即可。例如,还可以使用C2-4低级烷基酯。
在酯化反应或酯交换反应中,可以使用夹带剂或夹带试剂如苯、甲苯、二甲苯或环己烷,从而促进因反应而产生的水或诸如甲醇的低级醇的蒸馏。
如果当在实施酯化反应或酯交换反应时因原料、产生的酯以及有机溶剂(带水剂)的氧化劣化而产生氧化物、过氧化物、羰基化合物等含氧有机化合物,将不利地影响耐热性、耐候性等。因此,为了抑制这样的不利影响,所述反应优选在大气压或减压下在氮气等惰性气体气氛或惰性气流的系统中实施。在酯化反应或酯交换反应完成后,通常在减压或大气压下蒸馏除去过量原料。
通常对在酯化反应或酯交换反应中得到的苯二羧酸二酯随后进行后处理以进行提纯。例如,使用单种方法或通过组合两种以上的方法,通过相关技术领域中使用的处理方法如催化剂失活处理(中和处理、碱处理、酸处理等)、水洗处理、液-液萃取、蒸馏(减压或脱水处理)或吸附提纯,可以对苯二羧酸二酯进行提纯。
用于碱处理的碱没有特别限制,只要其为碱性化合物即可。实例包括氢氧化钠和碳酸钠。
用于吸附提纯的吸附剂的实例包括活性炭、活性粘土、活性氧化铝、水滑石、硅胶、硅铝、沸石、氧化镁、氧化钙和硅藻土。这些吸附剂可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
上述处理可以在常温或在约40℃~约95℃的加热下实施。
核氢化反应
核氢化反应是指在通过酯化反应或酯交换反应得到的苯二羧酸二酯中的苯环的氢化反应。氢化反应的方法没有特别限制,只要其使得能够进行核氢化即可。考虑到选择性等,例如推荐使用贵金属基氢化催化剂的氢化反应。
核氢化催化剂的实例包括Ni、Pd、Pt、Ru和Rh。这些催化剂可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。在这些催化剂中,考虑到降低通过所述反应得到的芳族二羧酸二酯的生产成本,Ru是特别优选的。
通常,将其中金属由载体负载的催化剂用作上述催化剂。载体的实例包括活性炭、氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化镁、三氧化二铬、硅藻土和沸石。这些载体可以单独或以两种以上组合的方式使用。其中,活性炭和氧化铝是特别优选的。
核氢化催化剂的实例包括Ru/氧化铝、Ru/二氧化硅、Ru/活性炭、Ru/硅藻土、Rh/氧化铝、Rh/二氧化硅、Rh/活性炭、Rh/硅藻土、Pd/氧化铝、Pd/二氧化硅、Pd/活性炭、Pd/硅藻土、Pt/氧化铝、Pt/二氧化硅、Pt/活性炭、Pt/硅藻土、Ni/氧化铝、Ni/二氧化硅、Ni/活性炭和Ni/硅藻土。其中,Pd/活性炭、Pd/氧化铝、Ru/活性炭和Ru/氧化铝是特别优选的。基于用作原料的邻苯二甲酸二酯的重量,核氢化催化剂的量例如为0.005重量%~20重量%,优选为0.01重量%~10重量%。
将粉末催化剂用于使用悬浮床的核氢化反应,并将成型催化剂用于使用固定床的核氢化反应。对于粉末催化剂,金属的含量优选为1~20重量%(相对于载体)。对于成型催化剂,金属的含量优选为0.01重量%~1重量%(相对于载体)。
用于核氢化的条件为例如在“各种反应类型的实用催化剂(反応別実用触媒)”(由多罗间公雄主编,化学工业出版社)等中公开的条件。
具体地,例如,反应温度为室温~250℃,反应压力为大气压力~20MPa,且反应时间为30分钟~10小时。所述条件没有特别限制并且可以根据用于反应的催化剂而变化。然而,优选地,推荐反应温度为80℃~200℃,反应压力为5MPa~15MPa,且反应时间为1小时~8小时。
关于氢化的反应形式,可以使用固定床连续式反应器、固定床间歇式反应器或悬浮床间歇式反应器。另外,可以使用气相反应、液相反应或气-液相反应。
在核氢化反应中,可以将目标酯或对应于构成所述酯的醇部分的醇用作反应溶剂。
得到的环己烷二羧酸二酯包括顺式异构体和反式异构体。这些异构体中的任一种都可以用于氯乙烯类树脂组合物的用途。
在通过核氢化得到的环己烷二羧酸二酯中,在制造步骤中含有少量各种杂质。因此,优选通过用于相关技术领域中的处理方法如蒸馏(减压或脱醇处理)、吸附提纯处理等对环己烷二羧酸二酯进行提纯。这些处理方法可以单独或以适当组合的方式实施。
用于吸附提纯的吸附剂的实例包括活性炭、活性粘土、活性氧化铝、水滑石、硅胶、硅铝、沸石、氧化镁、氧化钙和硅藻土。这些吸附剂可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
上述处理可以在常温或在约40℃~约95℃的加热下实施。
1-4.酚类抗氧剂
除了非邻苯二甲酸系酯(C)之外,本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂可以还含有酚类抗氧化剂。
酚类抗氧化剂没有特别限制,只要其是已知的抗氧化剂即可。
当使用酚类抗氧化剂时,在抗氧化剂性、耐热变色性和耐候性方面,优选使用在相对于酚部分中的羟基的2-位、4-位或6-位处具有供电子基团并且在2-位或6-位处具有位阻取代基的酚类抗氧化剂。此外,在耐挥发性方面,优选使用具有300以上、优选350以上、更优选400以上的分子量的酚类抗氧化剂。另外,在增塑剂与氯乙烯类树脂的相容性方面,优选使用具有在8~15的范围内、优选在8.5~14的范围内、更优选在9~13.5的范围内的SP值并具有3000以下、优选2500以下、更优选2000以下的分子量的酚类抗氧化剂,所述SP值通过Fedors估算法计算得到。
满足上述条件的通常使用的塑料用酚类抗氧化剂可以单独或以两种以上组合的方式使用。
本发明的SP值为根据由希尔德布兰德(Hildebrand)引入的正规溶液理论定义的溶解度参数。SP值由溶剂(或溶质)的内聚能密度的平方根表示。SP值提供了双组份溶液的溶解度的指标。用于计算SP值的方法的实例包括基于汽化热的计算方法、基于化学组成的计算方法,以及基于与SP值已知的物质的相容性的测定方法。本发明的SP值为基于原子或原子团的汽化热和摩尔体积根据Fedors公式计算的值,如“涂料基础与工程”(コーティングの基礎と工学)(53页,原崎勇次著,由加工技术研究会出版)中公开的。
酚类抗氧化剂的实例包括2,6-二苯基-4-十八硅氧基苯酚、4,4’-亚甲基双(2,6-二-叔丁基苯酚)、丙烯酸2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基酯、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯、四[亚甲基-3-(3’、5’-二叔丁基-4’-羟苯基)丙酸酯]甲烷、乙二醇双[3,3-双-(3’-叔丁基-4’-羟基苯基)丁酸]酯、2,6-双(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚、对苯二甲酸双[2-叔丁基-4-甲基-6-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯基]酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、α-生育三烯酚、β-生育三烯酚、γ-生育三烯酚、没食子酸十二烷基酯、没食子酸十六烷基酯、没食子酸硬脂酸酯、丙酸3-(4-羟基-3,5-二异丙基苯基)辛基酯、2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、去甲二氢愈创木酸、2,2’-亚甲基双[4-甲基-6-壬基苯酚]、2,2’-亚甲基双[6-(1-甲基环己基)-4-甲基苯酚]、2,2’-[(2-羟基-5-甲基苯-1,3-二基)二甲烷二基]双(4-甲基-6-壬基苯酚)、2,2’-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、4,4’-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)、2-羟基-4-正辛氧基苯甲酮、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、丙烯酸2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基酯、N,N’-(1,6-己二基)双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰胺]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯、2,2’-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚乙基双(4-仲丁基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-三[(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基乙基]异氰脲酸酯和姜黄素。
更优选的实例包括酚类抗氧化剂如2,6-二苯基-4-十八硅氧基苯酚、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、丙烯酸2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基酯、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯、四[亚甲基-3-(3’、5’-二叔丁基-4’-羟基苯基丙酸酯)]甲烷、乙二醇双[3,3-双-(3’-叔丁基-4’-羟基苯基)丁酸]酯、2,6-双(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚、对苯二甲酸双[2-叔丁基-4-甲基-6-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯基]酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、α-生育酚、α-生育三烯酚、丙酸3-(4-羟基-3,5-二异丙基苯基)辛基酯、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双[4-甲基-6-壬基苯酚]、2,2’-亚甲基双[6-(1-甲基环己基)-4-甲基苯酚]、2,2’-[(2-羟基-5-甲基苯-1,3-二基)二甲烷二基]双(4-甲基-6-壬基苯酚)、2,2’-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、4,4’-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)、丙烯酸2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基酯、N,N’-(1,6-己二基)双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯、2,2’-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚乙基双(4-仲丁基-6-叔丁基苯酚)或1,3,5-三[(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基乙基]异氰脲酸酯。最优选的实例包括酚类抗氧化剂如3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷、四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基丙酸酯)]甲烷、2,6-双(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯或1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯。
相对于100重量份的非苯二甲酸酯(C),酚类抗氧化剂的含量通常在0.1重量份~0.6重量份,优选0.2重量份~0.5重量份,更优选0.3重量份~0.4重量份的范围内。
可以使用任何方法以将酚类抗氧化剂与本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂进行混合,只要可以发挥本发明的效果即可。例如,通过将酚类抗氧化剂与增塑剂(非邻苯二甲酸系酯)成分共混,混合并将其溶解在增塑剂中,可以得到透明溶液。更具体地,所述方法的实例包括:将酚类抗氧化剂添加到增塑剂,然后对制得的组合物进行加热、搅拌并且混合的方法;以及对增塑剂进行加热,添加酚类抗氧化剂,然后通过搅拌和混合将抗氧化剂溶解的方法。当将酚类抗氧化剂与增塑剂混合时,优选以增塑剂不会过度劣化或变色的方式设定合适的温度和时间。所述温度没有特别限制,例如为常温(例如25℃)~120℃。所述时间没有特别限制,例如为1秒~1小时。特别地,通过在加热和搅拌的同时将酚类抗氧化剂与增塑剂混合,可以均匀地将酚类抗氧化剂溶解在增塑剂(非邻苯二甲酸系酯)中。由于通过均匀地将酚类抗氧化剂溶解在增塑剂中更容易发挥组合使用增塑剂和酚类抗氧化剂的效果,所以优选预先将抗氧化剂混合并溶解在增塑剂中。
1-5.其它成分
除了非邻苯二甲酸系酯(C)和酚类抗氧化剂,本发明的氯乙烯基树脂用增塑剂还可以含有其它成分。其它成分的实例包括:添加剂,例如阻燃剂、稳定剂、稳定助剂、着色剂、加工助剂、填料、本发明的酚类抗氧化剂之外的抗氧化剂(抗老化剂)、光稳定剂如紫外线吸收剂或位阻胺、润滑剂、抗静电剂或硅烷化合物类耐放射线物质;以及本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂之外的已知增塑剂。只要不损害本发明的效果,就可以添加这些成分。
这些添加剂(其它成分)可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。后面将对各种这些添加剂进行说明。
2.氯乙烯类树脂组合物
本发明的氯乙烯类树脂组合物含有上述本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂和氯乙烯类树脂。
2-1.氯乙烯类树脂
本发明中使用的氯乙烯类树脂为氯乙烯均聚物、偏二氯乙烯均聚物、或氯乙烯和偏二氯乙烯的共聚物。氯乙烯类树脂的制造方法没有特别限制,可以使用已知的聚合方法。所述方法的实例包括:对于通用氯乙烯类树脂,在油溶性聚合催化剂的存在下实施悬浮聚合的方法;以及,对于氯乙烯糊状树脂,在水溶性聚合催化剂的存在下在水性介质中实施乳液聚合的方法。
这些氯乙烯类树脂的聚合度通常为300~5000,优选为400~3500,进一步优选为700~3000。
氯乙烯和偏二氯乙烯的共聚物的实例包括:C2-30α-烯烃如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯或1-十四碳烯;乙烯基化合物如丙烯酸及其酯、甲基丙烯酸及其酯、马来酸及其酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、或烷基乙烯基醚;多官能单体如邻苯二甲酸二烯丙酯及其混合物与氯乙烯单体的共聚物;乙烯-丙烯酸酯共聚物如乙烯-丙烯酸乙酯共聚物;乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA);氯化聚乙烯;丁基橡胶;交联的丙烯酸橡胶;聚氨酯;丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MBS);丁二烯-丙烯腈-(α-甲基)苯乙烯共聚物(ABS);苯乙烯-丁二烯共聚物;聚乙烯;和通过对聚甲基丙烯酸甲酯及其混合物与氯乙烯单体进行接枝而得到的接枝共聚物。
相对于100重量份的氯乙烯类树脂,氯乙烯类树脂用增塑剂的含量可以根据目标用途进行适当选择,并且通常为1重量份~200重量份,优选为5重量份~200重量份,更优选为5重量份~100重量份。然而,当将填料等添加到氯乙烯类树脂组合物时,可以以大于上述范围的量含有增塑剂,因为填料吸收油。例如,当相对于100重量份的氯乙烯类树脂含有100重量份作为填料的碳酸钙时,可以含有约1重量份~约500重量份的增塑剂。
2-2.环氧化植物油
作为本发明的环氧化植物油,可以使用已知的环氧化植物油如环氧化大豆油、环氧化亚麻子油等。因为通过含有环氧化植物油可以抑制在用紫外线或放射线照射进行消毒期间的变色,所以优选含有环氧化植物油。当含有环氧化植物油时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,环氧化植物油的量通常为约1重量份~约50重量份,优选约2重量份~约40重量份。
2-3.其它成分
如果需要,所述氯乙烯类树脂组合物还可以含有通常用于塑料的已知添加剂如阻燃剂、稳定剂、稳定助剂、着色剂、加工助剂、填料、抗氧化剂(抗老化剂)、光稳定剂如紫外线吸收剂或位阻胺、润滑剂、抗静电剂或硅烷化合物类耐放射线物质。只要不损害本发明的效果,就可以添加这些添加剂。即使当本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂含有酚类抗氧化剂时,氯乙烯类树脂组合物仍还可以含有抗氧化剂如酚类抗氧化剂。
这些添加剂(其它成分)可以单独或以两种以上合适组合的方式使用,并且可以与本发明的增塑剂同时含有。
可以与本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂的增塑成分一起使用的已知增塑剂没有特别限制。已知增塑剂的实例包括:苯甲酸酯如二乙二醇二苯甲酸酯;脂肪族二元酸酯如己二酸二-2-乙基己酯(DOA)、己二酸二异壬酯(DINA)、己二酸二异癸酯(DIDA)、癸二酸二-2-乙基己酯(DOS)或癸二酸二异壬酯(DINS);均苯四酸酯如均苯四酸四-2-乙基己酯(TOPM);磷酸酯如磷酸三-2-乙基己酯(TOP)或磷酸三甲苯酯(TCP);多元醇如季戊四醇的烷基酯;通过诸如己二酸的二元酸与二元醇的酯化而合成的具有800~4000分子量的聚酯;环氧化酯如4,5-环氧-1,2-环己烷二羧酸二-2-乙基己酯;脂环族二元酸酯如六氢邻苯二甲酸二异壬酯(DINCH);脂肪酸二元醇酯如1,4-丁二醇二癸酸酯、乙酰基柠檬酸三丁酯(ATBC)、异山梨醇二酯、石蜡、通过对石蜡进行氯化而得到的氯化石蜡;氯化脂肪酸酯如氯化硬脂酸酯;和高级脂肪酸酯如油酸丁酯。除上述增塑剂之外,可以与本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂一起使用的已知增塑剂的实例还包括:邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸双十一烷酯(DUP)、邻苯二甲酸双十三烷酯(DTDP)、对苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DOTP)、间苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DOIP)等邻苯二甲酸酯。只要不损害本发明的效果,就可以使用这些增塑剂。
当含有可以与本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂一起使用的上述增塑剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐增塑剂的量为约1重量份~约100重量份。
阻燃剂没有特别限制,且实例包括:无机化合物如氢氧化铝、三氧化锑、氢氧化镁或硼酸锌;磷类化合物如磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸三氯乙酯、磷酸三氯丙酯或磷酸三二氯丙酯;和卤素化合物如氯化石蜡。当含有阻燃剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐阻燃剂的量为约0.1重量份~约20重量份。
稳定剂没有特别限制,且实例包括:含有金属的有机酸化合物如硬脂酸锂、硬脂酸镁、月桂酸镁、蓖麻酸钙、硬脂酸钙、月桂酸钡、蓖麻酸钡、硬脂酸钡、辛酸锌、月桂酸锌、蓖麻酸锌或硬脂酸锌;金属皂化合物如含有复合金属的有机酸化合物如硬脂酸钡-锌、月桂酸钡-锌、蓖麻酸钡-锌、辛酸钡-锌、硬脂酸钙-锌、月桂酸钙-锌、蓖麻酸钙-锌或辛酸钙-锌;有机锡类化合物如双-2-乙基己基巯基乙酸二甲基锡、马来酸二丁基锡、二丁基马来酸二丁基锡或二月桂酸二丁基锡;和锑的硫醇化合物。当含有稳定剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐稳定剂的量为约0.1重量份~约20重量份。
稳定助剂没有特别限制,且实例包括:亚磷酸酯类化合物如亚磷酸三苯酯、亚磷酸单辛基二苯基酯或亚磷酸十三烷酯;β-二酮化合物如乙酰丙酮或苯甲酰丙酮;多元醇化合物如甘油、山梨醇、季戊四醇或聚乙二醇;高氯酸盐化合物如高氯酸钡或高氯酸钠;水滑石类化合物;和沸石。当含有稳定助剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐稳定助剂的量为约0.1重量份~约20重量份。
着色剂没有特别限制,且实例包括炭黑、硫化铅、白炭黑、钛白、锌钡白、铁丹、硫化锑、铬黄、铬绿、钴蓝和钼橙。当含有着色剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐着色剂的量为约1重量份~约100重量份。
加工助剂没有特别限制,且实例包括液体石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯和硬脂酸钙。当含有加工助剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐加工助剂的量为约0.1重量份~约20重量份。
填料的实例包括:金属氧化物如碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、粘土、滑石、硅藻土或铁素体;玻璃、碳、金属等的纤维和粉末;玻璃珠、石墨、氢氧化铝、硫酸钡、氧化镁、碳酸镁、硅酸镁和硅酸钙。当含有填料时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐填料的量为约1重量份~约150重量份。
除了上述1~4中公开的酚类抗氧化剂之外,还可以使用所述酚类抗氧化剂之外的抗氧化剂。其它抗氧化剂的实例包括:硫类化合物如烷基二硫化物、硫代二丙酸酯或苯并噻唑;磷酸酯类化合物如亚磷酸三壬基苯酯、亚磷酸二苯基异癸酯、亚磷酸三苯酯或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯;和有机金属化合物如二烷基二硫代磷酸锌或二芳基二硫代磷酸锌。当含有酚类抗氧化剂之外的抗氧化剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐所述抗氧化剂的量为约0.1重量份~约20重量份。
紫外线吸收剂没有特别限制,且实例包括:水杨酸酯类化合物如水杨酸苯酯或水杨酸对叔丁基苯酯;苯甲酮类化合物如2-羟基-4-正辛氧基苯甲酮或2-羟基-4-甲氧基苯甲酮;苯并三唑类化合物如5-甲基-1H-苯并三唑或1-二辛基氨基甲基苯并三唑;和氰基丙烯酸酯类化合物。当含有紫外线吸收剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐紫外线吸收剂的量为约0.1重量份~约10重量份。
位阻胺类光稳定剂没有特别限制,且实例包括:癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸甲基-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯(混合物)、丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁酯、癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯、和1,1-二甲基乙基过氧化氢与辛烷的反应产物;4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇与高级脂肪酸的酯混合物、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、丁二酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的缩聚产物、聚[{(6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基){(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}}、二丁基胺·1,3,5-三嗪·N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与N-(2,2,6,6-四甲基4-哌啶基)丁胺的缩聚产物、和N,N’,N”,N”’-四-(4,6-双-(丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)氨基)-三嗪-2-基)-4,7-二氮杂癸烷-1,10-二胺。此外,当含有光稳定剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐光稳定剂的量为约0.1重量份~约10重量份。
润滑剂没有特别限制,且实例包括:聚硅氧烷;液体石蜡;石蜡;脂肪酸金属盐如金属硬脂酸盐或金属月桂酸盐;脂肪酸酰胺;脂肪酸蜡;和高级脂肪酸蜡。当含有润滑剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐润滑剂的量为约0.1重量份~约10重量份。
抗静电剂没有特别限制,且实例包括:阴离子抗静电剂如烷基磺酸盐抗静电剂、烷基醚羧酸抗静电剂或二烷基磺基琥珀酸盐抗静电剂;非离子抗静电剂如聚乙二醇衍生物、山梨聚糖衍生物或二乙醇胺衍生物;季铵盐如烷基酰胺胺抗静电剂或烷基二甲基苄基抗静电剂;阳离子抗静电剂如烷基吡啶有机酸盐或盐酸盐;和两性抗静电剂如烷基甜菜碱或烷基咪唑啉抗静电剂。当含有抗静电剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐抗静电剂的量为约0.1重量份~约10重量份。
硅烷化合物(耐放射线物质)没有特别限制,且实例包括烷氧基硅烷化合物、氯硅烷化合物、乙酰氧基硅烷化合物和有机硅烷化合物。烷氧基硅烷化合物的实例包括:单烷氧基硅烷化合物如三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷或三乙基乙氧基硅烷;二烷氧基硅烷化合物如二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基氨基乙氧基丙基二烷氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷;三烷氧基硅烷化合物如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(苯基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-(聚乙烯氨基)丙基三甲氧基硅烷、γ-酰脲丙基三乙氧基硅烷、十七氟代癸基三甲氧基硅烷、十三氟代辛基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷;和四烷氧基硅烷化合物如四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。乙酰氧基硅烷化合物的实例包括乙烯基三乙酰氧基硅烷。氯硅烷化合物的实例包括三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷和γ-氯丙基甲基二氯硅烷。有机硅烷化合物的实例包括其中烷基、乙烯基、(甲基)丙烯酸基、烯丙基、乙酸甲酯基等直接连接到上述烷氧基硅烷化合物、乙酰氧基硅烷化合物或氯代硅烷化合物以外的硅原子的硅烷化合物,如三异丙基硅烷、三异丙基丙烯酸甲硅烷酯、烯丙基三甲基硅烷或乙酸三甲基甲硅烷基甲酯。当含有硅烷化合物时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐硅烷化合物的量为约0.1重量份~约10重量份。
稀释剂没有特别限制,且实例包括2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯、和具有低沸点的脂肪族或芳族烃。当含有稀释剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐稀释剂的量为约1重量份~约50重量份。
降粘剂没有特别限制,且实例包括各种非离子表面活性剂、磺基琥珀酸盐类阴离子表面活性剂、聚硅氧烷类表面活性剂、大豆油卵磷脂、一元醇、乙二醇醚和聚乙二醇。当含有降粘剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐降粘剂的量为约0.1重量份~约20重量份。
增稠剂没有特别限制,且实例包括合成的微粉二氧化硅类增稠剂、膨润土类增稠剂、超细沉淀碳酸钙、金属皂类增稠剂、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、聚环氧乙烷类增稠剂、植物油类增稠剂、硫酸盐类表面活性剂和非离子表面活性剂。当含有增稠剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐增稠剂的量为约1重量份~约50重量份。
发泡剂没有特别限制,且实例包括:有机发泡剂如偶氮二碳酰胺或氧代双苯磺酰肼;和无机发泡剂如碳酸氢钠。当含有发泡剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐发泡剂的量为约0.1重量份~约30重量份。
胶粘剂没有特别限制,且实例包括市售胶粘剂如聚氨酯类胶粘剂、丙烯酸酯类胶粘剂、酰亚胺类胶粘剂、酰胺类胶粘剂、环氧类胶粘剂或聚硅氧烷类胶粘剂。当含有胶粘剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐胶粘剂的量为约0.05重量份~约50重量份。
着色剂没有特别限制,且实例包括炭黑、硫化铅、白炭黑、钛白、锌钡白、铁丹、硫化锑、铬黄、铬绿、酞菁绿、钴蓝、酞菁蓝和钼橙。当含有着色剂时,相对于100重量份的氯乙烯类树脂,通常推荐着色剂的量为约1重量份~约100重量份。
通过使用例如如下设备对本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂、氯乙烯类树脂以及所需要的已知增塑剂和上述各种添加剂进行搅拌混合或熔融混合,可以将本发明的氯乙烯类树脂组合物形成为粉末、丸状或糊状氯乙烯类树脂组合物:搅拌混合器如立式搅拌机、蝶形混合器、行星式混合器、溶解器(ディゾルバ)、双轴搅拌机、三辊滚轧机(三本ロールミル)、砂浆搅拌机、亨舍尔(Henschel)混合器、班伯里(Banbury)混合器或带式搅拌机;锥形双螺杆挤出机;平行双螺杆挤出机;单螺杆挤出机;或捏合机如共捏合机(コニーダー型混練機)或辊式混炼机。
3.氯乙烯糊状溶胶组合物
在氯乙烯基糊状溶胶组合物中的本发明的非邻苯二甲酸系酯(C)的含量可根据用途适当选择;然而,相对于100重量份的糊状氯乙烯类树脂,其含量通常为1重量份~300重量份,优选为5重量份~200重量份。例如,当100重量份的糊状氯乙烯类树脂含有100重量份的作为填料的碳酸钙时,可以含有约1重量份~约500重量份的本发明的非邻苯二甲酸系酯。
对于氯乙烯基糊状溶胶组合物,上述已知增塑剂可以与本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂一起使用。此外,只要不损害本发明的效果,则可以根据需要添加例如以下添加剂:阻燃剂、稳定剂、稳定助剂、着色剂、加工助剂、填料、抗氧化剂(抗老化剂)、光稳定剂如紫外线吸收剂或位阻胺、润滑剂、抗静电剂、稀释剂、降粘剂、增稠剂、发泡剂、发泡剂、胶粘剂或耐放射线物质如硅烷化合物;和本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂之外的已知增塑剂。
这些添加剂(其它成分)可以单独或以两种以上合适组合的方式使用。
4.氯乙烯类树脂成型体
可以使用如下的已知方法将本发明的氯乙烯类树脂组合物或氯乙烯基糊状溶胶组合物形成为期望形状:真空成型、压缩成型、挤出成型、注射成型、压延成型、压制成型、吹塑成型、粉末成型、刷涂、浸涂、喷涂、纸流延(紙キャスティング)、挤压涂布、凹版印刷、丝网印刷、搪塑成型、旋转成型、浇铸成型或者浸渍成型。
成型体的形状没有特别限制,且实例包括杆状、片状、膜状、板状、圆筒状、圆形形状、椭圆形状;和玩具、挂件等的特殊形状(例如星形形状或多边形形状)。
从而得到的成型体作为汽车部件特别有用,所述汽车部件例如为车门饰件、仪表板、仪表盘、控制台、车门板、自动变速器档位选择器、扶手、地毯(アンダーカーペット)、后备箱板(トランクシート)、线束、遮阳板、把手(例如变速杆把手、侧杆把手等)、各种成型、框格、密封材料、密封条(サッシ)、垫圈、或底涂层材料。此外,本发明的成型体适用于要求高的耐热性和耐久性的宽范围用途,包括:电绝缘体;防锈涂层;氯乙烯钢板;标记膜;帆布;可剥离涂料;罐头涂料;罐密封;涂封物;密封带;管道如水管;管接头;排水管如雨水管道;窗框边框(窓枠サイディング);平板;波纹板;皮革;装饰板;农用薄膜;食品包装膜;电线护套;各种发泡制品;软管;医用管如胸管、透析管、人工呼吸管、气管插管、呼吸设备管、营养管、或延伸管;导管如导尿管、抽吸导管、静脉注射导管或消化道导管;电路设备部件如血液成分分离器、血液透析电路、腹膜透析电路或人工心脏-肺电路;袋如血袋、输液袋、药物液体袋或漏袋(ドレインバッグ);医用材料如输液器、输血器、静脉注射器、心肺旁路、手术手套、药品包装材料、医用膜、卫生材料或呼吸面具;食品管;冰箱密封垫;包装;壁纸;床材;缓冲层(クッションフロア);方块地毯(タイルカーペット);靴子;窗帘;鞋底;手套;花边;食品样品;橡皮擦;人工饵料;浮子;离型纸;止水板;玩具;化妆板;血袋;输液袋;篷布;垫;遮水板;土木工程板;屋面;防水卷材(防水シート);绝缘板;工业胶带;和玻璃膜。
实施例
下面显示实施例以更具体地说明本发明。本发明不限于这些实施例。下面显示在实施例和比较例中的化合物的缩写和特性测定的详情。
(1)醇(B1)的直链率
通过气相色谱法(下文中缩写为“GC”)对醇(B1)的直链率进行测定,所述醇(B1)为用于本发明的实施例和比较例中的原料。按照如下通过GC对醇(B1)的直链率进行测定。
GC测定条件
设备:气相色谱仪GC-17A(岛津制作所(Shimadzu Corporation))
检测器:FID
柱:毛细管柱DB-1 30米
柱温度:从60℃升高到290℃。升温速率:13℃/分钟
载气:氦气
样品:50%丙酮溶液
注射体积:1μL
定量测定方法:使用1-己醇作为内标物进行定量测定。
在选择内标物时,预先确认了原料醇中的1-己醇不超过GC检测限。
(2)原料的酸成分中的邻苯二甲酸的含量
通过GC测定邻苯二甲酸在用于本发明的实施例和比较例的增塑剂的原料的酸成分中的含量。按照如下通过GC对邻苯二甲酸进行测定。
预处理
当原料的酸成分为偏苯三酸酐时,将0.1g偏苯三酸酐溶于0.7g丙酮中;随后,将0.2g溶于二乙醚的重氮甲烷(5%)添加到制得的溶液进行甲酯化,从而制备GC样品。
GC测定条件
设备:气相色谱仪GC-17A(岛津制作所)
检测器:FID
柱:毛细管柱DB-1 30米
柱温度:从60℃升高到290℃。升温速率:13℃/分钟
载气:氦气
样品:10%丙酮/二乙醚溶液
注射体积:1μL
定量测定:使用苯甲酸正丙酯作为内标物进行定量测定。
在选择内标物时,预先确认了原料的酸成分中的苯甲酸正丙酯不超过GC检测限。
(3)具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在偏苯三酸酯中的含量
通过GC测定具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在用于本发明的实施例和比较例的偏苯三酸酯中的含量。将与上述“(1)原料中的醇(B1)的直链率”中相同的GC测定条件用于该GC测定。
(4)酯的物理性质的评价
通过如下方法对在下述制造例中得到的酯进行分析。
酯值:根据JISK-0070(1992)对酯值进行测定。
酸值:根据JISK-0070(1992)对酸值进行测定。
色相:通过根据在JISK-0071(1998)中所定义的色标试验方法(色数試験方法)(哈森)查找哈森单位色标对色相进行测定。
(5)氯乙烯糊状溶胶组合物的溶胶粘度
将60重量份的增塑剂添加到100重量份的糊料用氯乙烯类树脂(聚合度:1050,产品名:Zest P22,日本新第一聚氯乙烯股份公司),并且手工混合直至混合均匀,从而得到氯乙烯基糊状溶胶组合物。将得到的糊状溶胶组合物在25℃的温度和60%的湿度下熟化,并且使用Brookfield粘度计(4号转子,5转每分钟,1分钟后的值)在预定时间下对溶胶粘度进行测定。
“初始粘度”是指在将糊料用氯乙烯类树脂与增塑剂混合之后立即测定的粘度。此外,粘度增加值是通过从7天后的溶胶粘度减去初始粘度而得到的值。粘度增加值越小,粘度稳定性越优异。
(6)成型加工性
将通过将10g增塑剂与2g氯乙烯类树脂(直链,聚合度:1050,产品名:Zest 1000Z,日本新第一聚氯乙烯股份公司)混合而得到的约0.01g样品滴加到载玻片,并且将盖玻片放置在其上。将玻璃放置在微量熔点测定仪中(设备:显微熔点测定仪(Micro Melting PointApparatus),株式会社柳本制作所)。以5℃/分钟的速度升高温度,并且对氯乙烯类树脂的树脂粒子因温度升高而造成的状况变化进行观察。将氯乙烯类树脂的粒子开始熔化的温度和所述粒子变得透明的温度分别定义为凝胶化起始温度和凝胶化终止温度。将这些温度的平均值定义为凝胶化温度。凝胶化温度越低,增塑剂的吸收速率越高且加工性越优异。
(7-1)氯乙烯片的制造方法1(下文中称作“制造方法1”)
在100重量份的氯乙烯类树脂(直链,聚合度:1050,产品名:Zest1000Z,日本新第一聚氯乙烯股份公司)中分别含有0.3重量份和0.2重量份的硬脂酸钙(Nacalai Tesque株式会社)和硬脂酸锌(Nacalai Tesque株式会社)作为稳定剂,并且利用砂浆搅拌机(设备:砂浆搅拌机,株式会社丸东制作所)通过搅拌对混合物进行混合。其后,添加50重量份的增塑剂并且手工混合直至混合均匀,从而得到氯乙烯类树脂组合物。使用5×12英寸的双辊在160℃~166℃下将所述树脂组合物熔融混炼4分钟,从而得到轧制片。随后,在162℃~168℃下进行10分钟的压制成型,从而制造具有约1mm厚度的压制片。
(7-2)氯乙烯片的制造方法2(下文中称作“制造方法2”)
在100重量份的氯乙烯类树脂(直链,聚合度:1050,产品名:Zest1000Z,日本新第一聚氯乙烯股份公司)中分别含有0.3重量份和0.2重量份的硬脂酸钙(Nacalai Tesque株式会社)和硬脂酸锌(Nacalai Tesque株式会社)作为稳定剂,并且利用砂浆搅拌机通过搅拌对混合物进行混合。其后,添加50重量份的增塑剂和5重量份的环氧化大豆油(SANSOCIZER E-2000H,新日本理化株式会社)并且手工混合直至混合均匀,从而得到氯乙烯类树脂组合物。使用5×12英寸的双辊在160℃~166℃下将所述树脂组合物熔融混炼4分钟,从而得到轧制片。随后,在162℃~168℃下进行10分钟的压制成型,从而制造具有约1mm厚度的压制片。为了明确增塑剂效果的差别,通过制备具有不含所述环氧化大豆油的配方的压制片形式的试验样品,实施紫外线照射试验。
(7-3)制造氯乙烯糊状溶胶和得自所述氯乙烯糊状溶胶的片的制造方法3(下文中称作“制造方法3”)
在100重量份的糊料用氯乙烯类树脂(聚合度:1050,产品名:ZestP22,日本新第一聚氯乙烯股份公司)中分别含有0.9重量份和0.6重量份的硬脂酸钙(Nacalai Tesque株式会社)和硬脂酸锌(Nacalai Tesque株式会社)作为稳定剂,并且利用砂浆搅拌机通过搅拌对混合物进行混合。其后,添加60重量份的增塑剂并且手工混合直至混合均匀,从而得到氯乙烯类树脂糊状溶胶组合物。以约1mm的厚度将制备的糊状溶胶组合物涂布到不锈钢板上,并且通过在185℃下的烘箱中加热15分钟将涂布的溶胶组合物凝胶化。在冷却之后,使用得到的片实施测定。
氯乙烯树脂成型体的物理性能的评价
(8)拉伸特性
为了评价拉伸特性,根据JIS K-6723(1995)对压制片的100%模量、断裂强度和断裂伸长进行测定。100%模量越小,柔性越理想。断裂强度和断裂伸长是材料的实际强度的指示。通常,这些值越大,实际强度越优异。
(9)耐寒性
使用克拉希-伯格(Clash-Berg)试验机根据JISK-6773(1999)对耐寒性进行测定。软化温度(℃)越低,耐寒性越优异。在此软化温度是指在上述测定中获得预定扭转刚性模量(ねじれ剛性率)(3.17×103kg/cm2)的低温极限的温度。
(10)耐热性
基于下述挥发减量和片变色对耐热性进行评价。
a)挥发减量:将上述轧制片在170℃下的齿轮烘箱中进行加热并且持续表中指定的时间,并且测定重量的变化;然后,计算挥发减量(重量减少率)(重量%)。所述值越小,耐热性越高。
挥发减量(重量%)=((试验前的重量-试验后的重量)/试验前的重量)×100
b)片变色:将上述轧制片在170℃下的齿轮烘箱中进行加热并且持续表中指定的时间;其后,通过目视观察对各个轧制片的变色强度在六个等级上进行评价。
◎:没有观察到变色。
○:观察到轻微变色。
○△:观察到不明显的变色。
△:观察到变色。
×:观察到严重变色。
××:观察到显著变色。
(11)防雾性
将4g压制片置于玻璃样品瓶中,并且将所述瓶放置在调节至100℃或120℃的雾化试验机中。此外,将玻璃板盖置于样品瓶上,并且将用冷却水流调节至20℃的冷却板放置在其上,并且在100℃下进行8小时的热处理,或在120℃下进行3小时的热处理。在热处理之后,使用雾度计(Haze Guard II:东洋精机工业株式会社)对玻璃板的雾化程度(雾度)(%)进行测定。
雾度值越小,防雾性越优异。
(12)耐热老化性
为了评价耐热老化性,根据JISK-6723(1995)在120℃下加热120小时之后实施拉伸试验。将结果显示为相比于正常状态的压制片的100%模量残存率(モジュラス残率)(%)和断裂伸长残存率(%)。所述值越大,耐热老化性越高。
100%模量残存率(%)=(1-(加热之后的100%模量-加热之前的100%模量)/加热之前的100%模量)×100
伸长残存率(%)=(加热之后的断裂伸长/加热之前的断裂伸长)×100
(13)紫外线照射试验
使用金属气候超加速耐候性试验机(メタルウェザー超促進耐候性試験機)(Daipla Wintes株式会社)在预定测定条件(照射能量:100mW/m2,照射条件:黑板温度53℃/湿度50%/4小时,结露条件:黑板温度30℃/湿度98%/2小时,淋浴(シャワー)条件:在结露之前和之后10秒)下实施紫外线照射试验。在5个循环的试验之后,通过目视观察对压制片的变色强度在四个等级上进行评价。
◎:没有观察到变色。
○:观察到轻微变色。
△:观察到变色。
×:观察到严重变色。
(A)含有1,2-环己烷二羧酸二酯的氯乙烯类树脂用增塑剂
制造例A1
将77.0g(0.5摩尔)1,2-环己烷二羧酸酐、含有87.2重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的173g(1.2摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.1g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的2L四颈烧瓶中,并且在200℃的反应温度下实施8小时的酯化反应。在减压下,在回流醇并将所产生的水移出至系统外的同时持续进行反应,直至反应溶液的酸值变为0.5mg KOH/g。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和、水洗和脱水,从而得到了186g目标产物1,2-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯A1”)。
制得的酯A1具有260mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及20的色数(色数)。
制造例A2
除了添加116g(0.80摩尔)正壬醇和58g(0.40摩尔)异壬醇代替173g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例A1中类似的方法,从而得到了168g 1,2-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯A2”)。
制得的酯A2具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例A3
除了添加154g(1.07摩尔)正壬醇和19g(0.13摩尔)异壬醇代替173g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例A1中类似的方法,从而得到了170g 1,2-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯A3”)。
制得的酯A3具有260mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例A4
除了添加156g 2-乙基己醇代替173g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例A1中类似的方法,从而得到了134g1,2-环己烷二羧酸二(2-乙基己基)酯(下文中称作“酯A4”)。
制得的酯A4具有283mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及15的色数。
制造例A5
除了添加173g异壬醇代替173g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例A1中类似的方法,从而得到了175g 1,2-环己烷二羧酸二异壬酯(下文中称作“酯A5”)。
制得的酯A5具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及15的色数。
制造例A6
除了添加190g异癸醇代替173g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例A1中类似的方法,从而得到了159g 1,2-环己烷二羧酸二异癸酯(下文中称作“酯A6”)。
制得的酯A6具有244mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例A7
除了添加87g(0.6摩尔)正壬醇和87g(0.6摩尔)异壬醇代替173g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例A1中类似的方法,从而得到了170g 1,2-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯A7”)。
制得的酯A7具有258mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
实施例A-1
对在制造例1中得到的制得的1,2-环己烷二羧酸二酯(酯A1)的成型加工性(凝胶化温度)进行了测定。表1显示结果。
随后,根据制造方法1使用酯A1制备了氯乙烯类树脂组合物。随后,使用制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。表1显示结果。
实施例A-2
除了使用酯A2代替酯A1之外,实施了与实施例A-1中类似的方法,并且对成型加工性进行了测定。随后,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表1中。
实施例A-3
除了使用酯A3代替酯A1之外,实施了与实施例A-1中类似的方法,并且对成型加工性进行了测定。随后,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表1中。
比较例A-1
除了使用酯A4代替酯A1之外,实施了与实施例A-1中类似的方法,并且对成型加工性进行了测定。随后,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表1中。
比较例A-2
除了使用酯A5代替酯A1之外,实施了与实施例A-1中类似的方法,并且对成型加工性进行了测定。随后,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表1中。
比较例A-3
除了使用酯A6代替酯A1之外,实施了与实施例A-1中类似的方法,并且对成型加工性进行了测定。随后,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表1中。
比较例A-4
除了使用酯A7代替酯A1之外,实施了与实施例A-1中类似的方法,并且对成型加工性进行了测定。随后,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表1中。
评价结果
表1的结果表明,与含有先前已知的增塑剂的树脂组合物(比较例1和2)相比,含有本发明的1,2-环己烷二羧酸二酯的氯乙烯类树脂组合物(实施例A-1~A-3)在耐寒性和耐热性方面明显优异得多。此外,表1的结果还表明,与含有本发明的范围之外的1,2-环己烷二羧酸二酯作为增塑剂的树脂组合物(比较例A-3和A-4)相比,本发明的氯乙烯类树脂组合物(实施例1~3)不仅在耐寒性和耐热性方面优异,而且在与树脂的均匀混合(相容性)和成型加工性的性质方面也优异。
(B)含有4-环己烯-1,2-二羧酸二酯的氯乙烯类树脂用增塑剂
制造例B1
将182.6g(1.2摩尔)4-环己烯-1,2-二羧酸酐(RIKACID TH:新日本理化株式会社)、含有85.1重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的416g(2.9摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.24g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的2L四颈烧瓶中,并且在200℃的反应温度下实施酯化反应。在减压下,在回流醇并将所产生的水移出至系统外的同时持续进行反应,直至反应溶液的酸值变为0.5mgKOH/g。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和、水洗和脱水,从而得到了449g目标产物4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯B1”)。
制得的酯B1具有254mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及15的色数。
制造例B2
除了添加416g正壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例B1中类似的方法,从而得到了360g 4-环己烯-1,2-二羧酸二(正壬基)酯(下文中称作“酯B2”)。
制得的酯B2具有257mg KOH/g的酯值、0.06mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例B3
除了添加292g(2.0摩尔)正壬醇和124g(0.9摩尔)异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例B1中类似的方法,从而得到了370g 4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯B3”)。
制得的酯B3具有257mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例B4
除了添加374g 2-乙基己醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例B1中类似的方法,从而得到了269g4-环己烯-1,2-二羧酸二(2-乙基己基)酯(下文中称作“酯B4”)。
制得的酯B4具有283mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例B5
除了添加415g异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例B1中类似的方法,从而得到了350g 4-环己烯-1,2-二羧酸二异壬酯(下文中称作“酯B5”)。
制得的酯B5具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及15的色数。
制造例B6
除了添加208g(1.4摩尔)正壬醇和208g(1.4摩尔)异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例B1中类似的方法,从而得到了432g 4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯B6”)。
制得的酯B6具有258mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例B7
除了添加456g异癸醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例B1中类似的方法,从而得到了460g 4-环己烯-1,2-二羧酸二异癸酯(下文中称作“酯B7”)。
制得的酯B7具有246mg KOH/g的酯值、0.06mg KOH/g的酸值以及15的色数。
实施例B-1
根据上述制造方法1使用在制造例B1中得到的4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(酯B1)制造了氯乙烯类树脂组合物。随后,使用制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。表2显示结果。
实施例B-2
除了使用酯B2代替酯B1之外,使用与实施例B-1中类似的方法,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表2中。
实施例B-3
除了使用酯B3代替酯B1之外,使用与实施例B-1中类似的方法,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表2中。
比较例B-1
除了使用酯B4代替酯B1之外,使用与实施例B-1中类似的方法,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表2中。
比较例B-2
除了使用酯B5代替酯B1之外,使用与实施例B-1中类似的方法,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表2中。
比较例B-3
除了使用酯B6代替酯B1之外,使用与实施例B-1中类似的方法,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表2中。
比较例B-4
除了使用酯B7代替酯B1之外,使用与实施例B-1中类似的方法,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表2中。
比较例B-5
除了使用邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(SANSO CIZER DOP,新日本理化株式会社)代替酯B1之外,使用与实施例B-1中类似的方法,制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表2中。
评价结果
表2的结果表明,与本发明的范围之外的4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(比较例B-1~B-4)相比,本发明的4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(实施例B-1~B-3)在柔性、耐寒性和耐热性方面明显优异。此外,与目前使用的通用邻苯二甲酸酯(比较例B-5)相比,本发明的氯乙烯类树脂组合物(实施例B-1~B-3)在耐寒性和耐热性方面有大幅改善;因此,本发明的氯乙烯类树脂组合物不仅仅只作为非邻苯二甲酸系酯增塑剂,而且在性能方面也是有用的。特别地,使用在制造例B1中得到的酯B1的实施例B-1的结果表明,在拉伸强度和拉伸伸长方面的性能也等于或高于已知的增塑剂,因此有用性是明显的。
(C)含有4-环己烯-1,2-二羧酸二酯的氯乙烯糊状溶胶组合物
制造例C1
将182.6g(1.2摩尔)4-环己烯-1,2-二羧酸酐(RIKACID TH:新日本理化株式会社)、含有85.1重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的416g(2.9摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.24g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的2L四颈烧瓶中,并且在200℃的反应温度下实施酯化反应。在减压下,在回流醇并将所产生的水移出至系统外的同时持续进行反应,直至反应溶液的酸值变为0.5mgKOH/g。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和、水洗和脱水,从而得到了449g目标产物4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯C1”)。
制得的酯C1具有260mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例C2
除了添加416g正壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例C1中类似的方法,从而得到了360g 4-环己烯-1,2-二羧酸二(正壬基)酯(下文中称作“酯C2”)。
制得的酯C2具有257mg KOH/g的酯值、0.06mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例C3
除了添加248g(1.7摩尔)正壬醇和124g(0.9摩尔)异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例C1中类似的方法,从而得到了370g 4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯C3”)。
制得的酯C3具有257mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例C4
除了添加374g 2-乙基己醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例C1中类似的方法,从而得到了269g4-环己烯-1,2-二羧酸二(2-乙基己基)酯(下文中称作“酯C4”)。
制得的酯C4具有283mgKOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例C5
除了添加415g异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例C1中类似的方法,从而得到了350g 4-环己烯-1,2-二羧酸二异壬酯(下文中称作“酯C5”)。
制得的酯C5具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例C6
除了添加208g(1.4摩尔)正壬醇和208g(1.4摩尔)异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例C1中类似的方法,从而得到了432g 4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯C6”)。
制得的酯C6具有258mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例C7
除了添加456g异癸醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例C1中类似的方法,从而得到了460g 4-环己烯-1,2-二羧酸二异癸酯(下文中称作“酯C7”)。
制得的酯C7具有246mg KOH/g的酯值、0.06mg KOH/g的酸值以及20的色数。
实施例C-1
使用在制造例C1中得到的4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(酯C1),根据上述“(5)氯乙烯糊状溶胶组合物的溶胶粘度”中的方法对溶胶粘度进行了测定。随后,根据制造方法3,制备了氯乙烯基糊状溶胶组合物;然后,由制得的氯乙烯糊状溶胶制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。表3显示结果。
实施例C-2
除了使用酯C2代替酯C1之外,使用与实施例C-1中类似的方法,对溶胶粘度进行了测定。随后,制造了氯乙烯基糊状溶胶组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表3中。
实施例C-3
除了使用酯C3代替酯C1之外,使用与实施例C-1中类似的方法,对溶胶粘度进行了测定。随后,制造了氯乙烯基糊状溶胶组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表3中。
比较例C-1
除了使用酯C4代替酯C1之外,使用与实施例C-1中类似的方法,对溶胶粘度进行了测定。随后,制造了氯乙烯基糊状溶胶组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表3中。
比较例C-2
除了使用酯C5代替酯15之外,使用与实施例C-1中类似的方法,对溶胶粘度进行了测定。随后,制造了氯乙烯基糊状溶胶组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表3中。
比较例C-3
除了使用酯C6代替酯C1之外,使用与实施例C-1中类似的方法,对溶胶粘度进行了测定。随后,制造了氯乙烯基糊状溶胶组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表3中。
比较例C-4
除了使用酯C7代替酯C1之外,使用与实施例C-1中类似的方法,对溶胶粘度进行了测定。随后,制造了氯乙烯基糊状溶胶组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表3中。
比较例C-5
除了使用邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(SANSO CIZER DOP,新日本理化株式会社)代替酯C1之外,使用与实施例C-1中类似的方法,对溶胶粘度进行了测定,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表3中。
评价结果
表3中所示的结果表明,与含有目前使用的通用邻苯二甲酸酯的糊状溶胶组合物(比较例C-5)相比,含有本发明的4-环己烯-1,2-二羧酸二酯的氯乙烯基糊状溶胶组合物(实施例C-1~C-3)具有低的粘度且粘度随时间的增加不明显,并且具有优异的加工性和储存稳定性。此外,结果还表明,与含有本发明的范围之外的4-环己烯-1,2-二羧酸二酯的糊状溶胶组合物(比较例C-1~C-4)相比,这些氯乙烯基糊状溶胶组合物具有期望的柔性和更优异的耐寒性和耐热性。
(D)含有4-环己烯-1,2-二羧酸二酯的医用氯乙烯类树脂组合物和医用材料
制造例D1
将182.6g(1.2摩尔)4-环己烯-1,2-二羧酸酐(RIKADID TH:新日本理化株式会社)、含有85.1重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的416g(2.9摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.24g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的1L四颈烧瓶中,并且在200℃的反应温度下实施酯化反应。在减压下,在回流醇并将所产生的水移出至系统外的同时持续进行反应,直至反应溶液的酸值变为0.5mgKOH/g。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和、水洗和脱水,从而得到了449g目标产物4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯D1”)。
制得的酯D1具有260mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例D2
除了添加416g正壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例D1中类似的方法,从而得到了360g 4-环己烯-1,2-二羧酸二(正壬基)酯(下文中称作“酯D2”)。
制得的酯D2具有257mg KOH/g的酯值、0.06mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例D3
除了添加248g(1.7摩尔)正壬醇和124g(0.9摩尔)异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例D1中类似的方法,从而得到了370g 4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯D3”)。
制得的酯D3具有257mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例D4
除了添加415g异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例D1中类似的方法,从而得到了350g 4-环己烯-1,2-二羧酸二异壬酯(下文中称作“酯D4”)。
制得的酯D4具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例D5
除了添加208g(1.4摩尔)正壬醇和208g(1.4摩尔)异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例D1中类似的方法,从而得到了432g 4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(下文中称作“酯D5”)。
制得的酯D5具有258mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例D6
除了添加178g(1.2摩尔)邻苯二甲酸二酸酐代替182.6g 4-环己烯-1,2-二羧酸酐之外,实施了与制造例D1中类似的方法,从而得到了442g邻苯二甲酸二异壬酯(下文中称作“酯D6”)。
制得的酯D6具有265mg KOH/g的酯值、0.03mg KOH/g的酸值以及10的色数。
实施例D-1
根据上述制造方法2使用在制造例D1中得到的4-环己烯-1,2-二羧酸二酯(酯D1)作为增塑剂,制备了本发明的医用氯乙烯类树脂组合物。随后,使用制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片(轧制片和压制片),并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。表4显示结果。
实施例D-2
除了使用酯D2代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了本发明的医用氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
实施例D-3
除了使用酯D3代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了本发明的医用氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
比较例D-1
除了使用酯D4代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
比较例D-2
除了使用酯D5代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
比较例D-3
除了使用市售1,2-环己烷二羧酸二异壬酯(hexamoll DINCH,巴斯夫公司)代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
比较例D-4
除了使用酯D6代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
比较例D-5
除了使用邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(SANSO DIZER DOP,新日本理化株式会社)代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
比较例D-6
除了使用对苯二甲酸二-2-乙基己酯(对苯二甲酸二辛脂(DOTP),Sigma-Aldrich)代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
比较例D-7
除了使用偏苯三酸三(2-乙基己基)酯(偏苯三酸三辛酯TOTM,Sigma-Aldrich)代替酯D1之外,使用与实施例D-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物,且由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验、耐热老化性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表4中。
评价结果
表4的结果清楚表明,与含有已知增塑剂的树脂组合物(比较例D-3~D-7)相比,含有本发明的4-环己烯-1,2-二羧酸二酯的医用氯乙烯类树脂组合物(实施例D-1~D-3)在紫外线照射试验之后的变色非常少。通常,由氯乙烯类树脂组合物得到的成型体的变色是因氯乙烯类树脂的脱氯化氢反应产生的共轭多烯而造成的。由于通过紫外线或放射线照射会加速所述变色,所以众所周知氯乙烯类树脂组合物在灭菌或消毒处理期间发生变色。上述结果表明,所述变色不仅因紫外线照射而发生,而且在使用推断因相同机理而造成变色的其它各种放射线进行灭菌或消毒处理期间也会发生。
与含有最通常使用的DOP的树脂组合物(比较例D-5)、或含有DINCH的树脂组合物(比较例D-3)相比,本发明的医用氯乙烯类树脂组合物(实施例D-1~D-3)具有低的挥发减量,所述DINCH近年来作为医用材料领域中的非邻苯二甲酸系酯增塑剂而受到了关注。因此,可以进一步减少关于诸如在高压釜中利用沸腾或加热进行灭菌或消毒处理期间因增塑剂的挥发而造成的柔性下降等的劣化的担忧,从而确保优异的使用性。
此外,通过在4-环己烯-1,2-二羧酸二酯中选择本发明的特定4-环己烯-1,2-二羧酸二酯作为增塑剂,与比较例D-1和D-2相比,本发明的氯乙烯类树脂组合物(实施例D-1~D-3)具有低的挥发减量;因此,能够进一步减少关于诸如在高压釜中利用沸腾或加热进行灭菌或消毒处理期间因增塑剂的挥发而造成的柔性下降等的劣化的担忧,从而确保优异的使用性。
(E)含有1,4-环己烷二羧酸二酯的氯乙烯类树脂用增塑剂
制造例E1
将240g(1.2摩尔)1,4-二甲基环己烷二羧酸酯(产品名SKYCHDM,韩国鲜京化学株式会社)、含有85.1重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的416g(2.9摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.5g作为酯交换催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的1L四颈烧瓶中,并且在210℃的反应温度下进行酯交换反应。在减压下,在回流原料醇并将所产生的甲醇移出至系统外的同时实施反应,直至原料和中间体的峰在气相色谱分析的检测限以下。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和(碱处理)、水洗和脱水,从而得到了450g 1,4-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯E1”)。
制得的酯E1具有261mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例E2
除了使用374g 2-乙基己醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例E1中类似的方法,从而得到了435g1,4-环己烷二羧酸二-2-乙基己酯(下文中称作“酯E2”)。
制得的酯E2具有283mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例E3
除了使用416g异壬醇代替416g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例22中类似的方法,从而得到了476g 1,4-环己烷二羧酸二异壬酯(下文中称作“酯E3”)。
制得的酯E3具有265mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及15的色数。
实施例E-1
根据制造方法1使用在制造例E1中制造的酯E1制备了本发明的氯乙烯类树脂组合物。随后,使用制得的氯乙烯类树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。表5显示结果。
比较例E-1
除了使用在制造例E2中得到的酯E2代替酯E1之外,实施了与实施例E-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表5中。
比较例E-2
除了使用在制造例E3中得到的酯E3代替酯E1之外,实施了与实施例E-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表5中。
比较例E-3
除了使用市售1,2-环己烷二羧酸二异壬酯(hexamoll EINCH,巴斯夫公司)代替酯E1之外,实施了与实施例E-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表5中。
比较例E-4
除了使用市售邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(SANSO EIZER EOP,新日本理化株式会社)代替酯E1之外,实施了与实施例E-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表5中。
评价结果
表5的结果表明,不仅与先前使用的邻苯二甲酸系增塑剂DOP(比较例E-4)相比,而且与目前广泛使用的非邻苯二甲酸系增塑剂DINCH(比较例E-3)相比,本发明的1,4-环己烷二羧酸二酯(实施例E-1)在柔性方面明显优异且在耐寒性和耐热性方面有明显改善。此外,与比较例E-1和比较例E-2的具有不同链长度或直链率的1,4-环己烷二羧酸二酯相比,耐寒性与耐热性以及拉伸特性的平衡也明显优异。因此这些结果表明,本发明的范围内的酯基增塑剂是非常有用的增塑剂,其确保通过已知增塑剂不可能实现的高耐寒性和耐热性、以及与其它性质的优异平衡。
(F)含有环己烷二羧酸二酯的氯乙烯类树脂用增塑剂
制造例F1
将444g(3.0摩尔)邻苯二甲酸二酸酐、含有87.2重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的1045g(7.2摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.6g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的2L四颈烧瓶中,并且在185℃的反应温度下进行酯化反应。在减压下,在回流所述醇并将所产生的水移出至系统外的同时实施6小时的反应,直至反应溶液的酸值变为0.1mg KOH/g。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和、水洗和脱水,从而得到了1149g邻苯二甲酸二酯。
随后,将175g得到的邻苯二甲酸二酯放入高压釜中,并在3MPa氢压下于120℃下在2.6g钌催化剂(ER-50:N.E.Chemcat公司)存在下实施1.2小时的氢化,并将催化剂滤掉。将核氢化的酯添加到配备有搅拌棒、温度计、蒸汽吹入管(蒸気吹き込み管)和倾析器的500ml四颈烧瓶,并在170℃下向烧瓶中吹入蒸汽1小时,从而除去残留的醇。在蒸汽顶部(蒸気トッピング)处的真空度为60mmHg。在停止吹入蒸汽之后,在保持温度的同时在30分钟内逐渐降低压力,并对酯进行干燥。在减压下冷却至室温之后,将压力返回至大气压,并使用活性炭和活性氧化铝进行提纯,从而得到150.3g的目标产物1,2-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯F1”)。
制得的酯F1具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及5的色数。
制造例F2
除了使用2.6g镍催化剂(日本触媒化成株式会社,N103)代替2.6g钌催化剂(ER-50:N.E.Chemcat公司)之外,实施了与制造例F1中类似的方法,从而得到了142.5g目标产物1,2-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯F2”)。
制得的酯F2具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及5的色数。
制造例F3
除了使用707g(4.9摩尔)正壬醇和317g(2.2摩尔)异壬醇代替1045g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例F1中类似的方法,从而得到了144g目标产物1,2-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯F3”)。
制得的酯F3具有262mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例F4
将116g(0.6摩尔)对苯二甲酸二甲酯、作为原料醇的含有85.1重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的242g(1.7摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol9:壳牌化学公司)、以及0.24g作为酯交换催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的1L四颈烧瓶中,并在220℃的反应温度下实施酯交换反应。在减压下,在回流原料醇并将所产生的甲醇移出至系统外的同时实施反应,直至原料和中间体的峰在气相色谱分析的检测限以下。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和(碱处理)、水洗和脱水,从而得到了204g对苯二甲酸二酯。
随后,以与制造例F1中类似的方式对175g制得的对苯二甲酸二酯实施核氢化,从而得到了148g目标产物1,4-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯F4”)。
制得的酯F4具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
制造例F5
除了使用116g间苯二甲酸二甲酯代替116g对苯二甲酸二甲酯之外,实施了与制造例F1中类似的方法,从而得到了201g目标产物1,3-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯F5”)。
制得的酯F5具有283mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及15的色数。
制造例F6
除了添加483g(3.35摩尔)正壬醇和520g(3.6摩尔)异壬醇代替1045g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例F1中类似的方法,从而得到了146g目标产物1,2-环己烷二羧酸二酯(下文中称作“酯F7”)。
制得的酯F7具有261mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及10的色数。
实施例F-1
根据制造方法1使用在制造例F1中制造的酯F1制备了本发明的氯乙烯类树脂组合物。随后,使用制得的氯乙烯类树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。表4显示了结果。
实施例F-2
除了使用在制造例F2中得到的酯F2代替酯F1之外,实施了与实施例F-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表6中。
实施例F-3
除了使用在制造例F3中得到的酯F3代替酯F1之外,实施了与实施例F-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表6中。
实施例F-4
除了使用在制造例F4中得到的酯F4代替酯F1之外,实施了与实施例F-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表6中。
实施例F-6
除了使用在制造例F5中得到的酯F5代替酯F1之外,实施了与实施例F-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表6中。
比较例F-1
除了使用在制造例F7中得到的酯F7代替酯F1之外,实施了与实施例F-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表6中。
比较例F-2
除了使用市售1,2-环己烷二羧酸二异壬酯(hexamoll DINCH,巴斯夫公司)代替酯F1之外,实施了与实施例F-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表6中。
比较例F-3
除了使用市售邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(SANSO FIZFR FOP,新日本理化株式会社)代替酯F1之外,实施了与实施例F-1中类似的方法,从而制备了在本发明的范围之外的氯乙烯类树脂组合物。使用制得的树脂组合物制造了轧制片和压制片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验和耐热性试验。将结果总结于表6中。
评价结果
表6的结果表明,与含有先前已知的增塑剂的树脂组合物(比较例F-2和F-3)相比,含有本发明的环己烷二羧酸二酯作为增塑剂的氯乙烯类树脂组合物(实施例F-1~F-5)在耐寒性和耐热性方面明显优异得多。此外,表6的结果还表明,与含有在本发明的范围之外的环己烷二羧酸二酯作为增塑剂的树脂组合物(比较例F-1)相比,本发明的氯乙烯类树脂组合物在耐寒性和耐热性方面也优异。
(G)氯乙烯类树脂用非邻苯二甲酸系酯增塑剂和含有所述非邻苯二甲酸系酯增塑剂的氯乙烯类树脂组合物
制造例G1
将96.0g(0.5摩尔)在上述方法中得到的偏苯三酸酐(邻苯二甲酸含量:400ppm)、含有85.1重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的259g(1.8摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.13g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的2L四颈烧瓶中,并在185℃的反应温度下进行酯化反应。在减压下,在回流醇并将所产生的水移出至系统外的同时持续进行反应,直至反应溶液的酸值变为0.5mgKOH/g。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和、水洗和脱水,从而得到了245g目标产物偏苯三酸三酯(下文中称作酯G1)。
制得的酯G1具有285mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及15的色数。
此外,分析结果表明,具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在制得的酯G1中的含量不超过检测限。
制造例G2
除了添加259g正壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例G1中类似的方法,从而得到了244g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯G2”)。
制得的酯G2具有285mg KOH/g的酯值、0.03mg KOH/g的酸值以及17的色数。
此外,分析结果表明,具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在制得的酯G2中的含量不超过检测限。
制造例G3
除了添加181.3g(1.3摩尔)正壬醇和77.7g(0.5摩尔)异壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例G1中类似的方法,从而得到了243g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯G3”)。
制得的酯G3具有284mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及18的色数。
此外,分析结果表明,具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在制得的酯G3中的含量不超过检测限。
制造例G4
除了添加234g 2-乙基己醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例G1中类似的方法,从而得到了219g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯G4”)。
制得的酯G4具有309mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及20的色数。
此外,分析结果表明,具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在制得的酯G4中的含量为400ppm。
制造例G5
除了添加234g正壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例G1中类似的方法,从而得到了220g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯G5”)。
制得的酯G5具有309mg KOH/g的酯值、0.05mg KOH/g的酸值以及19的色数。
此外,分析结果表明,具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在制得的酯G5中的含量为390ppm。
制造例G6
除了添加259g异壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例G1中类似的方法,从而得到了238g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯G6”)。
制得的酯G6具有285mg KOH/g的酯值、0.06mg KOH/g的酸值以及21的色数。
此外,分析结果表明,具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在制得的酯G6中的含量不超过检测限。
制造例G7
除了添加284g异癸醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例G1中类似的方法,从而得到了252g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯G7”)。
制得的酯G7具有265mg KOH/g的酯值、0.05mg KOH/g的酸值以及20的色数。
此外,分析结果表明,具有8个以下碳原子的醇与邻苯二甲酸的酯在制得的酯G7中的含量不超过检测限。
实施例G-1
根据制造方法1使用在制造例G1中得到的偏苯三酸三酯(酯G1)制造了氯乙烯类树脂组合物。随后,使用制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和防雾性试验。表7显示结果。
通过目视观察对雾化试验之后的玻璃表面进行了观察,然而,确认了几乎未雾化。
实施例G-2
除了使用酯G2代替酯G1之外,使用与实施例G-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和防雾性试验。将结果总结于表7中。
通过目视观察对雾化试验之后的玻璃表面进行了观察;然而,确认了几乎未雾化。
实施例G-3
除了使用酯G3代替酯G1之外,使用与实施例G-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和防雾性试验。将结果总结于表7中。
通过目视观察对雾化试验之后的玻璃表面进行了观察;然而,确认了几乎未雾化。
比较例G-1
除了使用酯G4代替酯G1之外,使用与实施例G-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和防雾性试验。将结果总结于表7中。
通过目视观察对雾化试验之后的玻璃表面进行了观察,并观察到不明显的雾化。
比较例G-2
除了使用酯G5代替酯G1之外,使用与实施例G-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和防雾性试验。将结果总结于表5中。
通过目视观察对雾化试验之后的玻璃表面进行了观察,并观察到了轻微的雾化。
比较例G-3
除了使用酯G6代替酯G1之外,使用与实施例G-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和防雾性试验。将结果总结于表7中。
通过目视观察对雾化试验之后的玻璃表面进行了观察,并观察到了轻微的雾化。
比较例G-4
除了使用酯G7代替酯G1之外,使用与实施例G-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和防雾性试验。将结果总结于表7中。
通过目视观察对雾化试验之后的玻璃表面进行了观察;然而,确认了几乎未雾化。
比较例G-5
除了使用邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(SANSO CIZER DOP,新日本理化株式会社)代替酯G1之外,使用与实施例G-1中类似的方法制造了氯乙烯类树脂组合物和氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和防雾性试验。将结果总结于表7中。
通过目视观察对雾化试验之后的玻璃表面进行了观察,并清楚确认了妨碍视野程度的雾化。
评价结果
表7的结果清楚表明,本发明的偏苯三酸三酯(实施例G-1~G-3)实质上不含有邻苯二甲酸与具有8个以下碳原子的醇的酯,该酯的危险性高并且在某些应用的使用方面受到限制。结果还表明,本发明的偏苯三酸三酯具有与已知TOTM或n-TOTM H1相当或更好的柔性、耐寒性和诸如耐挥发性的耐热性,且在雾化性质方面也是优异的。因此表明,本发明的偏苯三酸三酯作为具有低危险和优异性能的增塑剂是非常有用的。
(H)具有优异耐久性的氯乙烯类树脂用增塑剂和含有所述增塑剂的氯乙烯类树脂组合物
制造例H1
将96.0g(0.5摩尔)偏苯三酸酐(市售工业产品)、作为原料醇的含有85.1重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的259g(1.8摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.13g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的2L四颈烧瓶中,并且在185℃的反应温度下进行了酯化反应。在减压下,在回流原料醇并将所产生的水移出至系统外的同时持续进行反应,直至反应溶液的酸值变为0.5mg KOH/g。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和、水洗和脱水,从而得到了245g目标产物偏苯三酸三酯(下文中称作“酯H1”)。
制得的酯H1具有285mg KOH/g的酯值、0.01mg KOH/g的酸值以及15的色数。
制造例H2
除了使用259g异壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例H1中类似的方法,从而得到了236g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯H2”)。
制得的酯H2具有285mg KOH/g的酯值、0.03mg KOH/g的酸值以及10的色数。
实施例H-1
在100重量份制造例H1中得到的偏苯三酸三酯(酯H1)中含有0.3重量份的四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基丙酸酯)]甲烷(下文中称作“抗氧化剂A”),并且将混合物在70℃下搅拌20分钟,从而得到透明的氯乙烯类树脂用增塑剂。随后,使用制得的增塑剂根据上述制造方法1制造了轧制片和压制片,并且测定了拉伸特性、耐寒性、耐热性和耐热老化性。将结果总结于表8中。制得的氯乙烯类树脂用增塑剂是透明的。此外,制得的压制片也具有期望的防雾性。
实施例H-2
除了使用1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷(抗氧化剂B)代替抗氧化剂A之外,使用与实施例H-1中类似的方法制造了轧制片和压制片,并且测定了拉伸特性、耐寒性、耐热性和耐热老化性。将结果总结于表8中。制得的氯乙烯类树脂用增塑剂是透明的。此外,制得的压制片也具有期望的防雾性。
实施例H-3
除了使用1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯(抗氧化剂C)代替抗氧化剂A之外,使用与实施例H-1中类似的方法制造了轧制片和压制片,并且测定了拉伸特性、耐寒性、耐热性和耐热老化性。将结果总结于表8中。制得的氯乙烯类树脂用增塑剂是透明的。此外,制得的压制片也具有期望的防雾性。
实施例H-4
除了使用在制造例H2中制造的酯H2代替酯H1之外,使用与实施例H-1中类似的方法制造了轧制片和压制片,并测定了拉伸特性、耐寒性、耐热性和耐热老化性。将结果总结于表8中。制得的氯乙烯类树脂用增塑剂是透明的。此外,制得的压制片也具有期望的防雾性。
参考例G-1
除了直接使用在制造例G1中制造的酯G1而不添加抗氧化剂之外,使用与实施例H-1中类似的方法制造了轧制片和压制片,并且测定了拉伸特性、耐寒性、耐热性和耐热老化性。将结果总结于表8中。
评价结果
表8的结果表明,与不含有抗氧化剂的酯G1(参考例G-1)相比,本发明的含有抗氧化剂的偏苯三酸三酯(实施例H-1~H-4)的耐热变色性和耐热老化性进一步有大幅改善。
(I)医用氯乙烯类树脂组合物和含有偏苯三酸三酯的医用材料
制造例I1
将96.0g(0.5摩尔)偏苯三酸酐(市售工业产品)、含有85.1重量%直链C9饱和脂肪族醇与11.7重量%支链C9饱和脂肪族醇的259g(1.8摩尔)的饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)、以及0.13g作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯添加到配备有温度计、倾析器、搅拌桨和回流冷凝管的1L四颈烧瓶中,并且在190℃的反应温度下进行酯化反应。在减压下,在回流原料醇并将所产生的水移出至系统外的同时持续进行反应,直至反应溶液的酸值变为0.5mg KOH/g。反应完成后,在减压下将未反应的醇蒸馏至系统外部,随后通过标准方法进行中和、水洗和脱水,从而得到了245g目标产物偏苯三酸三酯(下文中称作酯“I1”)。
制得的酯I1具有284mg KOH/g的酯值、0.02mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例I2
除了添加245g(1.7摩尔)正壬醇和14g(0.1摩尔)异壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例I1中类似的方法,从而得到了242g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯I2”)。
制得的酯I2具有283mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例I3
除了添加173g(1.2摩尔)正壬醇和87g(0.6摩尔)异壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例I1中类似的方法,从而得到了240g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯I3”)。
制得的酯I3具有282mg KOH/g的酯值、0.05mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例I4
除了添加259g异壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例I1中类似的方法,从而得到了238g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯I4”)。
制得的酯I4具有285mg KOH/g的酯值、0.06mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例I5
除了添加130g(0.9摩尔)正壬醇和130g(0.9摩尔)异壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例I1中类似的方法,从而得到了241g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯I5”)。
制得的酯I5具有283mg KOH/g的酯值、0.05mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例I6
除了添加234g 2-乙基己醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例I1中类似的方法,从而得到了219g偏苯三酸三酯(下文中称作“酯I6”)。
制得的酯I6具有309mg KOH/g的酯值、0.06mg KOH/g的酸值以及20的色数。
制造例I7
除了添加74g(0.5摩尔)邻苯二甲酸二酸酐代替96g偏苯三酸酐并且添加173g异壬醇代替259g饱和脂肪族醇(Linevol 9:壳牌化学公司)之外,实施了与制造例40中类似的方法,从而得到了168g邻苯二甲酸二异壬酯(下文中称作“酯I7”)。
制得的酯I7具有266mg KOH/g的酯值、0.04mg KOH/g的酸值以及10的色数。
实施例I-1
根据上述制造方法2使用在制造例I1中得到的偏苯三酸三酯(酯I1)作为增塑剂,制备了本发明的医用氯乙烯类树脂组合物。随后,使用制得的氯乙烯类树脂组合物制备了氯乙烯片(轧制片和压制片),并且对制得的氯乙烯片实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和紫外线照射试验。表9显示结果。
实施例I-2
除了使用酯I2代替酯I1之外,使用与制造例I-1中类似的方法制备了本发明的医用氯乙烯类树脂组合物。其后,由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表9中。
实施例I-3
除了使用酯I3代替酯I1之外,使用与制造例I-1中类似的方法制备了本发明的医用氯乙烯类树脂组合物。其后,由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表9中。
比较例I-1
除了使用酯I4代替酯I1之外,使用与制造例I-1中类似的方法制备了氯乙烯类树脂组合物。其后,由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表9中。
比较例I-2
除了使用酯I5代替酯I1之外,使用与制造例I-1中类似的方法制备了氯乙烯类树脂组合物。其后,由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表9中。
比较例I-3
除了使用酯I6代替酯I1之外,使用与制造例I-1中类似的方法制备了氯乙烯类树脂组合物。其后,由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表9中。
比较例I-4
除了使用酯I7代替酯I1之外,使用与制造例I-1中类似的方法制备了氯乙烯类树脂组合物。其后,由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表9中。
比较例I-5
除了使用邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(SANSO CIZER DOP,新日本理化株式会社)代替酯I1之外,使用与实施例I-1中类似的方法制备了氯乙烯类树脂组合物。其后,由制得的氯乙烯类树脂组合物制造了氯乙烯片,并且实施了拉伸试验、耐寒性试验、耐热性试验和紫外线照射试验。将结果总结于表9中。
评价结果
表9的结果表明,与含有目前最通用的增塑剂邻苯二甲酸酯增塑剂的树脂组合物(比较例I-4和I-5)相比,本发明的含有偏苯三酸三酯的医用氯乙烯类树脂组合物(实施例I-1~I-3)在紫外线照射试验之后发生非常少的变色。通常,由氯乙烯类树脂组合物得到的成型体的变色是因氯乙烯类树脂的脱氯化氢反应产生的共轭多烯而造成的。由于通过紫外线或放射线照射会加速所述变色,所以众所周知氯乙烯类树脂成型体在灭菌或消毒处理期间发生变色。这些结果表明,所述变色不仅因紫外线照射而发生,而且在使用推断因相同机理而造成变色的各种其它放射线进行灭菌或消毒处理期间也会发生。
此外,类似地,与含有目前最通用的增塑剂邻苯二甲酸酯增塑剂的树脂组合物(比较例I-4和I-5)相比,含有本发明的偏苯三酸三酯的医用氯乙烯类树脂组合物(实施例I-1~I-3)具有低的挥发减量。因此,可以进一步减少关于诸如在高压釜中利用沸腾或加热进行灭菌或消毒处理期间因增塑剂的挥发而造成的柔性下降等的劣化的担忧,从而确保优异的使用性。
此外,与在本发明的范围之外的偏苯三酸三酯(比较例I-1~I-3)的比较清楚显示,通过在偏苯三酸三酯中选择本发明的特定偏苯三酸三酯作为增塑剂,在使用时可以确保相当或更好的柔性或耐寒性;此外,可以降低挥发减量并可以进一步减少关于诸如在高压釜中利用沸腾或加热进行灭菌或消毒处理期间因增塑剂的挥发而造成的柔性下降等的劣化的担忧,从而确保优异的使用性。
产业实用性
本发明的氯乙烯类树脂用增塑剂可以用作具有优异的耐寒性和优异的耐挥发性、以及期望的柔性、期望的防雾性、期望的耐热变色性和期望的耐候性的氯乙烯类树脂用增塑剂。因此,由含有这样的氯乙烯类树脂用增塑剂的氯乙烯类树脂组合物得到的成型产品具有优异的耐寒性和优异的耐挥发性、以及期望的柔性、期望的防雾性、期望的耐热变色性和期望的耐候性。因此,所述成型产品可以用作汽车部件,例如没有如窗户雾化和内部污染的担忧的环境友好的窗户玻璃。此外,所述成型产品作为在苛刻条件下使用的建筑材料、医用材料等如膜、片、电线护套、壁纸或地板材料也是非常有用的。

Claims (24)

1.一种氯乙烯类树脂用增塑剂,其含有通过将多元羧酸(A)与醇(B)反应而得到的非邻苯二甲酸系酯(C),
其中:
(i)所述多元羧酸(A)为选自由脂环族二羧酸、芳族三羧酸及它们的衍生物组成的组中的多元羧酸化合物;
(ii)所述醇(B)为含有C9饱和脂肪族醇作为主要成分的饱和脂肪族醇(B1);
(iii)所述饱和脂肪族醇(B1)含有60重量%以上的直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和40重量%以下的支链C9饱和脂肪族醇(B1-2);
(iv)所述醇(B1)的直链率为60%以上;且
(v)所述非邻苯二甲酸系酯(C)实质上不含有通过将邻苯二甲酸化合物或其衍生物与具有8个以下碳原子的烷基醇反应而得到的邻苯二甲酸系酯。
2.根据权利要求1的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述饱和脂肪族醇(B1)含有60重量%~95重量%的所述直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和5重量%~40重量%的所述支链C9饱和脂肪族醇(B1-2)。
3.根据权利要求2的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述饱和脂肪族醇(B1)含有70重量%~90重量%的所述直链C9饱和脂肪族醇(B1-1)和10重量%~30重量%的所述支链C9饱和脂肪族醇(B1-2)。
4.根据权利要求1~3中任一项的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述多元羧酸(A)为脂环族二羧酸或其衍生物。
5.根据权利要求4的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述多元羧酸(A)为1,2-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、4-环己烯-1,2-二羧酸或它们的衍生物。
6.根据权利要求1~3中任一项的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述多元羧酸(A)为芳族三羧酸或其衍生物。
7.根据权利要求6的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述多元羧酸(A)为偏苯三酸或其衍生物。
8.根据权利要求1~7中任一项的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述醇(B)为通过以下步骤制造的饱和脂肪族醇(B2):
(1)通过将1-辛烯、一氧化碳和氢气反应制造C9醛化合物;和
(2)将所述C9醛化合物还原。
9.根据权利要求1~5中任一项的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述非邻苯二甲酸系酯(C)为通过将芳族二羧酸或其衍生物与含有C9饱和脂肪族醇作为主要成分的饱和脂肪族醇(B1)反应,然后对得到的芳族二羧酸酯实施核氢化而得到的酯。
10.根据权利要求8的氯乙烯类树脂用增塑剂,其中,
所述非邻苯二甲酸系酯(C)为通过将芳族二羧酸或其衍生物与权利要求8中得到的所述饱和脂肪族醇(B2)反应,然后对得到的芳族二羧酸酯实施核氢化而得到的酯。
11.根据权利要求1~10中任一项的氯乙烯类树脂用增塑剂,其还含有酚类抗氧化剂。
12.根据权利要求11的氯乙烯类树脂用增塑剂,
其中:
相对于100重量份的所述非邻苯二甲酸系酯(C),所述酚类抗氧化剂的量在0.1重量份~0.6重量份的范围内;
所述酚类抗氧化剂在相对于所述酚部分中的羟基的2-位、4-位和6-位中的至少两个位置处含有供电子基团且在相对于所述酚部分中的羟基的2-位或6-位处含有至少一个位阻取代基;
所述酚类抗氧化剂的分子量在300~3000的范围内;且
通过Fedors估算法计算的所述酚类抗氧化剂的SP值在8~15的范围内。
13.一种氯乙烯类树脂组合物,其含有权利要求1~12中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂和氯乙烯类树脂。
14.根据权利要求13的氯乙烯类树脂组合物,其中,
相对于100重量份的氯乙烯类树脂,所述氯乙烯类树脂用增塑剂的量为1重量份~200重量份。
15.根据权利要求13或14的氯乙烯类树脂组合物,其还含有环氧化植物油。
16.根据权利要求15的氯乙烯类树脂组合物,其中,
相对于100重量份的氯乙烯类树脂,所述环氧化植物油的量为1重量份~50重量份。
17.根据权利要求13~16中任一项的氯乙烯类树脂组合物,其还含有选自由脂肪酸钙盐和脂肪酸锌盐组成的组中的至少一种脂肪酸金属盐。
18.根据权利要求17的氯乙烯类树脂组合物,其中,
相对于100重量份的氯乙烯类树脂,所述脂肪酸金属盐的量为0.1重量份~10重量份。
19.根据权利要求13~18中任一项的氯乙烯类树脂组合物,其中,
所述氯乙烯类树脂组合物为医用组合物。
20.根据权利要求13~18中任一项的氯乙烯类树脂组合物,其中,
所述氯乙烯类树脂组合物为汽车部件用组合物。
21.一种氯乙烯基糊状溶胶组合物,其含有权利要求1~12中任一项所述的氯乙烯类树脂用增塑剂和糊料用氯乙烯类树脂。
22.一种通过对权利要求13~20中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物或权利要求21所述的氯乙烯基糊状溶胶组合物进行成型而得到的氯乙烯类树脂成型体。
23.一种由权利要求13~19中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物或权利要求21所述的氯乙烯基糊状溶胶组合物形成的医用材料。
24.一种由权利要求13~18和20中任一项所述的氯乙烯类树脂组合物或权利要求21所述的氯乙烯基糊状溶胶组合物形成的汽车部件用材料。
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