[发明专利]作为工艺稳定剂的亚膦酸酯化合物

说明书

本发明涉及包含一种或多种(共)聚合物和一种或多种含有腰果酚结构部分的亚膦酸酯化合物的组合物。此外，本发明还涉及亚膦酸酯化合物作为工艺稳定剂的用途，尤其涉及此类化合物用于稳定化和/或降低暴露于热和/或机械应力的(共)聚合物组合物的黄度指数的用途。

本发明涉及包含一种或多种(共)聚合物和一种或多种含有腰果酚(cardanol)结构部分的亚膦酸酯(phosphonite)化合物的组合物。此外，本发明还涉及亚膦酸酯化合物作为工艺稳定剂的用途，尤其涉及此类化合物用于稳定化和/或降低暴露于热和/或机械应力的(共)聚合物组合物的黄度指数的用途。换言之，本发明涉及新型液体亚膦酸酯组合物、制备此类组合物的方法和包含这些亚膦酸酯组合物的稳定化(共)聚合组合物。

(共)聚合物，尤其是热塑性(共)聚合物的加工，典型地涉及将所述(共)聚合物模塑料(molding mass)暴露于热和机械应力中。这通常会导致(共)聚合物模塑料出现不希望的泛黄和不稳定。不稳定可能导致(共)聚合物链的分裂和/或(共)聚合物链条的不希望的交联。

因此，希望减少这些副作用。目前使用了几类工艺稳定剂。尤其是使用含磷化合物如亚磷酸酯、膦酸酯和亚膦酸酯作为工艺稳定剂。这些稳定剂经由在加工过程中暴露于热或机械应力中来减少对(共)聚合物的损害。这些可以是液体或固体。

固体有机亚磷酸酯稳定剂广泛用作(共)聚合物组合物中的副抗氧化剂。一种市售抗氧化剂是亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，通常称为Alkanox^TM 240、Irgafos^TM 168或Doverphos^TM S-480。这种亚磷酸酯是一种白色结晶固体，熔点在180-185℃之间并具有低挥发性，以致允许其在加工热塑性(共)聚合物通常所需要的高温下使用。这种亚磷酸酯已被证明有效地减少过氧化物引起的许多(共)聚合物(包括聚烯烃、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚酯)的氧化降解。然而，这些化合物在某些(共)聚合物(如聚乙烯)中仍面临加工和相容性问题，其中液体工艺稳定剂通常更受欢迎。

亚磷酸酯的液体衍生物如亚磷酸三(壬基苯基)酯(TNPP)多年来一直用于稳定化聚乙烯类型(共)聚合物，以防氧化和颜色退化。TNPP是用于这种应用的标准亚磷酸酯。作为它们的固体形式等效物，这种类型的亚磷酸酯通过与氢过氧化物反应形成磷酸酯和相应的醇而用作(共)聚合物，特别是合成橡胶的稳定剂。所述过氧化物的减少减缓交联和颜色退化。

令人遗憾地，液体有机三亚磷酸酯也相当容易通过与水分反应形成二烷基或二芳基亚磷酸氢酯而水解。在降解过程中，这种物质会释放出分子，这些分子会迅速在(共)聚合物表面迁移，并从那里迁移到环境中。对于TNPP，主要的降解产物是壬基苯酚。

壬基苯酚(在本上下文中主要是：正壬基苯酚，尤其是4-正壬基苯酚)在水生环境中持续存在并且具有适度的生物累积性。它不易生物降解，并且在地表水、土壤和沉积物中降解可能需要数月或更长时间。非生物降解是可忽略不计的。水栖生物和鸟类中的生物蓄积性很显著，在某些动物的内脏器官中发现壬基苯酚的浓度比周围环境高10到1,000倍。壬基苯酚被认为通过与雌激素受体和雄激素受体相互作用而导致鱼类内分泌紊乱。壬基苯酚会导致水生生物雌性化，降低雄性生育能力，并降低幼鱼的存活率。由于壬基苯酚和壬基苯酚乙氧基化物对健康和环境的影响，欧盟禁止生产和使用壬基苯酚和壬基苯酚乙氧基化物。当局还将NP列入了《水框架指令》“Water Framework Directive”中地表水的优先危险物质目录。在2013年，壬基苯酚被注册在REACH补充目录上。

为了限制其分解为壬基苯酚，通过添加胺，例如三(异丙醇)胺(TiPA)，使TNPP变得更加水解稳定。然而，这是一种不令人满意的解决方案，因为胺添加剂仅在短时间内有效，并且不能用于某些目的，例如不能用于可能接触食品的聚氯乙烯(PVC)的稳定剂组合物中。

另一组合适的副抗氧化剂化合物(有时甚至表现出比亚磷酸酯更好的效率)是亚膦酸酯稳定剂。市售的亚膦酸酯抗氧化剂之一称为Hostanox^TM P-EPQ。