[发明专利]固体亚磷酸烷基芳基酯组合物及其制备方法

说明书

本申请是申请日为2010年7月27日、申请号为201080021403.4、发明名称为“固体亚磷酸烷基芳基酯组合物及其制备方法”的中国专利申请(PCT/US2010/043305)的分案申请。

本申请要求2009年7月31日提交的美国临时申请号61/230,649的优先权，所述美国临时申请的公开内容通过引用结合在本文中。

发明领域

本发明涉及新的亚磷酸酯抗氧剂，其可用于例如使聚合物稳定。特别地，本发明涉及新的固体亚磷酸烷基芳基酯组合物，制备这样的组合物的方法，和包含这些亚磷酸酯组合物的稳定化的聚合物组合物。

发明背景

固体有机亚磷酸酯稳定剂被广泛用作聚合物组合物中的辅助抗氧剂。一种市售的抗氧剂是下面显示的亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯—一种通常被称为Alkanox^TM240，Irgafos^TM168和Doverphos^TMS-480的固体抗氧剂。美国专利号5,254,709(该专利的全部内容通过引用结合在本文中)描述了通过使2,4-二叔丁基苯酚与三氯化磷在催化剂存在下反应合成亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。分离的亚磷酸酯被描述成在180-185℃熔化的白色结晶性固体。

亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯

亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯已经被证明可以有效地减少包括聚烯烃、聚碳酸酯、ABS和聚酯在内的许多聚合物的过氧化物诱导的氧化降解。所述亚磷酸三烷基芳基酯具有低的挥发性，这允许其在加工热塑性聚合物所通常要求的高温下使用。然而，由于它的固体形式和伴随的加工限制，亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯不能很好地适用于所有聚合物的稳定化，并且已经被证明在某些塑料，特别是低熔点塑料的加工过程中渗出(plateout)，并且在加工机器表面上形成沉积物。

美国专利号5,254,709也描述了固体亚磷酸三(2,4-二叔戊基苯基)酯和衍生自2,4-二叔戊基苯酚和2,4-二叔丁基-苯酚的固体混合物。

俄罗斯专利号RU 2 140 938公开了一种包含三种亚磷酸(2,4-二叔丁基苯基)酯的协同剂组合物和其它亚磷酸酯的组合。所述组合包括亚磷酸三(2-叔丁基苯基)酯，亚磷酸三(4-叔丁基苯基)酯，亚磷酸二(4-叔丁基苯基)酯，亚磷酸二(4-叔丁基苯基)(2,6-二叔丁基苯基)酯和亚磷酸二(3-叔丁基苯基)(2,4,6-三叔丁基苯基)酯。

对在聚合物中是有效的辅助抗氧剂的新型固体亚磷酸酯组合物存在需要，特别是对具有好的加工特性的有效的固体亚磷酸酯组合物存在需要。

发明概述

本发明提供了容易加工的亚磷酸酯组合物，所述亚磷酸酯组合物在环境条件下是固体，具有比亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯低的熔程，并且非常适合用作用于稳定聚合物组合物的辅助抗氧剂。

所述亚磷酸酯组合物包含：(a)亚磷酸三(单烷基芳基)酯(例如亚磷酸三(4-叔丁基苯基)酯或亚磷酸三(4-叔戊基苯基)酯)，其量为51-95重量％，例如61-86重量％或68-78重量％；和以下物质中的至少一种：(b)亚磷酸双(单烷基芳基)二烷基芳基酯；(c)亚磷酸双(二烷基芳基)单烷基芳基酯；和(d)亚磷酸三(二烷基芳基)酯，其中所述组合物以总计5-49重量％的量包含组分(b)、(c)和(d)，基于所述组合物中所有亚磷酸酯的总重量计。一般地，所述组合物以总计大于60重量％，例如大于75重量％的量包含组分(a)和(b)，基于所述组合物中所有亚磷酸酯的总重量计。在某些实施方案中，所述亚磷酸酯组合物中的烷基基团选自丁基和戊基，例如叔丁基和叔戊基。

在某些实施方案中，所述亚磷酸酯组合物以5重量％-33重量％，例如14重量％-32重量％的量包含所述亚磷酸双(单烷基芳基)二烷基芳基酯，以小于10重量％，例如小于6重量％的量包含所述亚磷酸双(二烷基芳基)单烷基芳基酯，和以小于1重量％的量包含所述亚磷酸三(二烷基芳基)酯。

所述亚磷酸酯组合物富含单取代的芳基结构部分。例如，一些芳基结构部分是单取代的和一些芳基结构部分是二取代的，并且单取代的芳基结构部分与二取代的芳基结构部分的重量比为3:1-32:1，例如3.5:1-19:1或4:1-12:1。例如，至少75重量％的芳基结构部分可以被烷基基团在对位单取代，和小于25重量％的芳基结构部分被烷基基团在邻位和对位二取代。