[发明专利]多元醇作聚合物稳定剂的应用

说明书

本发明涉及用于稳定聚合物尤其是氯乙烯聚合物的多元醇的应用以及用多元醇稳定的聚合物。

由有机热塑性聚合物制备塑料制品需要高温(160℃以及更高)，这样的高温导致聚合物部分降解因而降低了机械性能并使制品脱色。这些问题对卤乙烯聚合物例如PVC尤其严重。通常使用稳定剂和辅助稳定剂以防止聚合物这样的热氧化降解。这些稳定剂也防止基于聚合物的成型制品免受由于热、氧气和/或紫外光的作用而引起的降解过程。合适的稳定剂不但应该防止聚合物的降解，而且必需与聚合物混合物的多种其它组分相容，以避免挥发性组分或其它组分的挥发或渗出从而产生不均相，这些挥发出的组分或渗出的组分可能限制聚合物的应用或对健康有害。

直到现在，所谓的PVC的主稳定剂经常是基于含重金属例如镉、钡、锡和铅的化合物。这些主稳定剂能够不可逆地同氯化氢结合。最近，发展了基于例如钙、锌、铝和镁的层状结构的无机稳定剂。但是，它们的性能还不足以完全取代重金属稳定剂。进一步的稳定作用可以通过无金属辅助稳定剂例如环氧化合物、有机亚磷酸盐、抗氧化剂和光稳定剂得到。业已知道，不但氯化氢而且某些金属氯化物例如氯化锌也催化PVC的降解。金属氯化物的这些不利影响可以通过与金属化合物例如硬脂酸钙的反应或例如通过与多元醇和/或有机亚磷酸盐或β-二酮化合物的络合而降低。多元醇例如山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、(二)季戊四醇和三(2-羟乙基)的异氰脲酸酯(THEIC)被建议用作有机聚合物的(辅助)稳定剂。

许多专利公开了多元醇作PVC稳定剂的应用。这些专利的实例是DE-A-2728865，该专利公开了甘露糖醇、山梨糖醇、或木糖醇同硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酰苯甲酰甲烷一起在稳定PVC中的应用。WO93/07208公开了由氧化锌和季戊四醇形成的PVC的稳定剂体系。麦芽糖醇和乳糖醇作为稳定剂的应用公开在EP-A-677549中。DE-A-3536936和DE-A-3643968分别公开了用多元醇例如多葡萄糖或山梨糖醇的长链脂肪酸的偏酯作PVC的稳定剂。苏联专利SU863602公开了脱水木糖醇在提高丁苯胶乳和相似胶乳的热稳定性和机械稳定性中的应用。

公知的稳定剂例如山梨糖醇、甘露糖醇和木糖醇表现的缺点在于，尽管它们具有好的热稳定性，但是它们对加工过程中聚合物的脱色具有负面影响。更有效的稳定剂例如THEIC却更昂贵。

业已发现，热塑性聚合物例如氯乙烯聚合物可以有效地通过加入某些天然环状多元醇稳定。这些环状多元醇增加了聚合物的热稳定性，同时基本上不产生脱色。这些环状多元醇特别是无毒、可与食品相容的碳水化合物。合适的碳水化合物包括非还原性的低糖和多糖类、还原性单元被还原了的二糖和低糖类、酸催化的糖醇的脱水产物。非还原的多糖类的链长优选小于100个单糖单元。环状多元醇的实例是多果糖例如菊粉和果聚糖，以及糖醇的环状单脱水产物，这样的糖醇包括木糖醇、阿糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇以及高级糖醇的类似物。己糖醇的单脱水产物通常是2-(1，2-二羟乙基)-3，4-二羟基-氧杂环戊烷或(不大经常)异构体2，5-二(羟甲基)-3，4-二羟基-氧杂环戊烷或2-羟甲基-3，4，5-三羟基-噁烷，对于戊糖醇，其单脱水产物通常是脱水2-羟甲基-3，4-二羟基-氧杂环戊烷。优选脱水戊糖醇。木糖醇、山梨糖醇和半乳糖醇的单脱水产物也分别公知为脱水木糖醇、脱水山梨糖醇和脱水半乳糖醇。后文中提到脱水多元醇或脱水山梨糖醇，这些术语也包括其它糖醇的脱水衍生物，特别是脱水半乳糖醇。脱水多元醇的混合物也可以被有利地使用，因为这些组分经常具有辅助的稳定作用。优选至少一种组分是脱水己糖醇。有用的混合物的实例是脱水山梨糖醇/脱水木糖醇、脱水山梨糖醇/脱水乳糖醇、脱水甘露糖醇/脱水半乳糖醇、脱水山梨糖醇/菊粉以及特别是例如以1∶3-3∶1的比例混合的脱水山梨糖醇和脱水半乳糖醇的混合物。