DE3511924A1 - 2,2,6,6-tetraalkylpiperidin-stabilisatoren - Google Patents
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Description
- 7 - Case 153-4895
2,2,6,6-TETRAALKYLPIPERIDIN-STABILISATOREn
Die vorliegende E findung bezieht sich auf wässrige Dispersionen von
2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen, die insbesondere zur Stabilisierung, vor allem gegen den Abbau durch UV-Strahlung, von Lacken eingesetzt
werden.
Die 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen und ihre Verwendung als UV-Stabilisatoren
für Kunststoffe sind an sich bekannt. Diese Verbindungen
wurden jedoch bisher nur in festem Zustand oder in Form organischer Lösungen eingesetzt.
Um den Verlust organischer Lösungsmittel und die damit verbundene Verschmutzung,
bzw. Vergiftung der Umwelt auf ein Mindestmass zu beschränken,
werden in zunehmendem Masse Lacke in Form von wässrigen Dispersionen verwendet, wodurch der Gebrauch von organischen Lösungsmitteln entscheidend
eingeschränkt wird.
Wässrige Lackdispersionen für Aussenanstriche, insbesondere Autolackierungen
müssen auch die nötigen Lack-Stabilisatoren, insbesondere solche
gegen die zerstörenden Einflüsse der UV-Strahlung enthalten. Dabei ist es von wesentlicher Bedeutung, dass die Dispersionen über längere Zeit
stabil sind (Lagerungsstabilität). Es darf sich keine der Lackkomponenten
etwa durch Koagulieren, Ausflocken, absondern und damit der Qualität der herzustellenden Lackschicht in Frage stellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit vor allem wässrige Dispersionen
mit einer oder mehreren 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen der Formel I oder II
- 8 - Case 153-4895
II
R1 CH.
"ft
A V(CH2-CH-J1-C-A-R
CH3 R, R8 O
worin R Wasserstoff, C1 O-Alkyl oder eine Gruppe der Formel
-CH2CN oder -CO-R3,
alle R, unabhängig voneinander Methyl oder eine Gruppe der
«8 R- C, g-Alkyl, Phenyl oder eine Gruppe der Formel
-C0-0(C1-4-AUyI) oder -NR5R5,
R4 Phenyl, C5-3-CyCl oal kyl, Mono- oder Di-(C1-4-alkyl)-
-Cr_,--cycloalkyl, gegebenenfalls einmal durch Phenyl
oder Naphthyl substituiertes oder durch Sauerstoff oder C, 4-Alkylimin unterbrochenes C, -^-Alkyl oder C2-12-Alkenyl, oder gegebenenfalls durch Sauerstoff oder
C. 4-Alkylimin unterbrochenes C2-On-Alkyl oder C0-Q-Alkenyl, das eine oder zwei Gruppen der Formel a
351192A
- 9 - Case 153-4895
(a)
trägt,
Wasserstoff, C^^-Alkyl, U5_6~Cycloalkyl, Phenyl oder
C1_12~Alkylphenyl
oder Rc und R1. zusammen mit dem an sie gebundenen Stickstof ίο ο
atom ein 5-, 6- oder 7-gliedriges Ringsystem, das auch
ein Sauerstoffatom enthalten kann, R- Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel b 1
(bl)
ρ 0 oder 1,
oder Benzyl
oder R- Wasserstoff oder C, .-Alkyl und R,Q Phenyl, C, .-Alkylphenyl,
Chlorphenyl oder 4-Hydroxy-3,5-ditertiärbutylphenyl oder Naphthyl
oder R- und R,Q, zusammen mit dem an sie gebundenen Kohlenstoffatom
einen C^, -jc-Cycloalkylidenring, der durch
C, .-Alkyl substituiert sein kann, oder eine Gruppe der Formel b
- 10 - Case 153-4895
(b)
?4H
?4H9 C,Hg(tert.)
c
<
Vh
4,lg(tert.)
und η Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeuten,
wobei die Verbindungen der Formel I und II ein Molekulargewicht bis 2000 und einen Schmelzpunkt über 1000C haben.
Die genannten Phenylkerne sind vorzugsweise unsubstituiert, können jedoch
bis zu drei Substituenten, darunter bis zu drei Halogenatome, C, g-Alkylgruppen
oder eine Hydroxylgruppe tragen.
Alle Alkyl-, Alkenyl- und Alkoxygruppen können linear oder verzweigt
sein (sofern keine speziellen Angaben gemacht werden). Unter Halogen ist vorzugsweise Chlor oder Brom, insbesondere Chlor zu verstehen.
Unabhängig von den übrigen Substituenten bedeuten in den Formeln I und II
R vorzugsweise R' und dieses Wasserstoff, Methyl oder eine Gruppe der Formel -CO-R',
R, vorzugsweise Methyl,
R2 vorzugsweise RA und dieses Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel
- 11 - Case 153-4895
R. vorzugsweise R' und dieses C, g-Alkyl, Phenyl oder eine Gruppe der
Formel -CO-O-(C1_2-Alkyl) oder -NR5R5,
R4 vorzugsweise R\ und dieses C, „-Alkyl oder C5-6-CyCloalkyl, das
eine oder zwei C, .-Alkylgruppen tragen kann,
Rc vorzugsweise RA und dieses Wasserstoff C, g-Alkyl, C5_g-Cycloalkyl,
Phenyl oder C,_g-Alkylphenyl,
R6 vorzugsweise Rß und dieses Wasserstoff oder C-. _*-Alkyl oder R' und
R' zusammen mit dem an sie gebundenen Stickstoffatom einen Morpholin-0
oder Piperidinring,
R7 vorzugsweise R7 und dieses einen Rest der Formel b2
-CQ-(CH2CH2)P- X^-X (b2)
vorzugsweise Wasserstoff,
und R10 mit dem an s
eine Gruppierung der Formel
und R10 mit dem an s
eine Gruppierung der Formel
R9 und R10 mit dem an sie gebundenen Kohlenstoffatom vorzugsweise
wobei m eine ganze Zahl von 4 bis 14 und vorzugsweise m1 und dieses
eine ganze Zahl von 4 bis 11, insbesondere 11.
Für den erfindungsgemä'ssen Einsatz in dispergierter Form eignen sich besonders
die 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen der Formel I und
unter diesen sind diejenigen der Formel Ia bevorzugt
- 12 - Case 153-4895
(Ia),
C — N-R^
CH CH3 O
worin R1 Wasserstoff, Methyl oder eine Gruppe der Formel -CO-R',
R' Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -CH2CH2CO-OR',
R' C, g-Alkyl, Phenyl oder eine Gruppe der Formel -CO-O-(C, „-Alkyl)
oder -NR'R' ,
D D
Rl C, g-Alkyl oder C,- g-Cycloalkyl, das eine oder zwei c, .-Alkylgruppen
tragen kann,
Rr Wasserstoff, C1 C-Alkyl, Cc ,--Cycloalkyl, Phenyl oder C1 C-Alkylphenyl,
R' Wasserstoff oder C1 --Alkyl,
O 1-4
oder R' und Rl zusammen mit dem an sie gebundenen Stickstoffatom
einen Morpholin- oder Piperidinring
und m1 eine ganze Zahl von 4 bis 11, vorzugsweise 11, bedeuten.
Sehr wesentlich für die Stabilität der wässrigen Dispersionen sind geeignete
Dispergatoren. Es können hier ein oder mehrere nicht ionogene Dispergatoren aus der Gruppe der polyoxalkylierten und/oder carboxymethylierten
aliphatischen Alkohole, polyoxyalkylierten und/oder carboxymethylierten
Alkylphenole, polyoxalkylierten Fettsäuren oder polyoxalkylierten
und/oder carboxymethylierten Mono-, Di- oder Polyglykolether, ein oder mehrere anionische Dispergatoren aus der Gruppe der sulfonierten
(Di-)Tolyläther-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, der sulfonierten Naphthalin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte,
der oxalkylierten und sulfonierten, mindestens 7 Phenylkerne enthaltenden Novolak-Verbindungen und/
oder sulfonierten Lauryldiglykoläther und/oder ein kationischer Dispergator aus der Gruppe der oxalkylierten Verbindungen der Formel C?O-22~A^~
kyl-NH-CH2CH2CH2NH2 oder H2N-(C20_22-Alkyl)-NH2 oder sulfoniertes Di-
- 13 - Case 153-4895
methyl-C.. -alkyl-benzyl-ammoniumchlorid eingesetzt werden. Bevorzugt
sind Dispersionen mit einem nichtionogenen Dispergator aus der Gruppe der oxäthylierten Nonylphenole, iso-Octylphenole, Dioctylphenole oder
Alkyl-polyglykoläther, Dialkylphenol-polyglykoläther, oxalkylierten und
gegebenenfalls carboxymethylierten Dioctylphenole oder Tridecylpolyglykoläther,
der Dilaurylglykoläther und oxäthyliertes RicinusÖl, einem
anionischen Dispergator aus der Gruppe der sulfonierten Ditolyläther-Formaldehyd-Kondensationsprodukte
und sulfonierten Naphthalin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte und/oder einem kationischen Dispergator
aus der Gruppe c 20-22~Alkyl~NH-CH 2 CH2CH2NH2 ■10°-"110 Aethylenoxid und
2-Aminosulfonsäure-dimethyl(n-C,J-alkylbenzyl-ammoniumchlorid.
Die Herstellung der wässrigen Dispersionen der Verbindungen I und II erfolgt
nach allgemein bekannten Methoden, z.B. durch Mahlen der 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen
in einer Sand- oder Kugelmühle (vorzugsweise mit Quarzitperlen) in Gegenwart von Wasser und, vorzugsweise,
einem der erwähnten Dispergatoren. Die Dispergatoren weisen vorzugsweise
einen HLB-Wert von mindestens 10, insbesondere zwischen 15 und 30, auf.
Die oben genannten Oxalkylierten Produkte enthalten vorzugsweise (falls nicht anders angegeben) 16 bis 60 Alkylenoxid-Einheiten, die Phenole
insbesondere 10 bis 30, die Polyglykolether insbesondere 6 bis 60. Die vor allem bevorzugten nichtionogenen Dispergatoren sind Nonylphenol.15
Aethylenoxid, iso-Octylphenol . 10-20 Aethylenoxid, Alkyl-polyglykoläther,
carboxymethyliertes Di-iso-octylphenol, zur Hälfte carboxymethylierter
Tridecyl-polyglykoläther (. 6Aethylenoxideinheiten),
Lauryldiglykoläther, Dioctylphenol . 30 Aethylenoxid und Ricinusöl .30
Aethylenoxid.
Die so hergestellten Dispersionen der 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen
enthalten im allgemeinen 5 bis 50, vorzugsweise 15 bis 40 Gewichtsprozente
Tetraalkylpiperidin und 2 bis 30, vorzugsweise 3 bis 20 Gewichtsprozent Dispergator. Diese Dispergatoren können auch noch andere
- 14 - Case 153-4895
Stabilisatoren, insbesondere UV-Absorber, z.B. Oxalanilide, 2-Hydroxybenzophenone,
2-Hydroxylbenztriazole, enthalten. Die Dispersionen werden den
wässrigen Lacksystemen einfach durch Mischen zugefügt.
Unter wässrigen Lacksystemen sind wässrige Dispersionen oder Emulsionen
von polymerem Material, z.B. auf Acryl- oderurethanpolymerbasis zu verstehen.
Diese Systeme werden seit langem für sogenannte Wasserlacke oder Dispersionsfarben verwendet. Diese Systeme sind z.B. im "Lehrbuch der
Lacke und Beschichtungen", Vol.4, Seiten 80-96 und 306-319, von H.Kittel
beschrieben, Wasserlacke werden auch in der Zeitschrift "Industrie-Lakkierbetrieb",
45, Nr. 2/1977, auf Seite 49, beschrieben. Im besonderen
eignen sich die erfindungsgemassen Dispersionen für die Anwendung in wäsrigen
Lacksystemen für Automobile. Diese Lacke enthalten einen oder mehrere polymere Binder, basierend auf hitzevernetzbaren Acryl-, Alkyd-,
Alkyd-Melamin-, Polyester und/oder Urethanharzen. Diese Lacke können
auch ein oder mehrere Farbstoffpigmente und/oder Metallpartikel (metallisierte
Lacke) enthalten. Angewendet werden diese Lacke in Ein- oder Mehrschichttechnik nach dem Einbrennverfahren, d.h. im allgemeinen erfolgt
die Lackaushärtung bei Temperaturen über 850C, nachdem die wässrige
Phase der Lacke z.B. luftgetrocknet wurde. Die Lackaushärtung kann auch auf dem Wege der Säurekatalysierung erfolgen.
In den wässrigen Lacksystemen sind die 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen
im allgemeinen in Mengen von 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,3 bis 2, insbesondere 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gewichtsmenge
der polymeren Verbindungen, vorhanden.
In den folgenden Beispielen sind die Teile Gewichtsteile und die Prozente
Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Case 153-4895
Beispiel 1
120 Teile der Verbindung der Formel
"K/
CH, CH, π
O C,
(CH9)
'2Ml
-NH
werden mit 10 Teilen des Additionsproduktes von 1 Mol iso-Octylphenol
und 10 Mol Aethylenoxid, 270 Teilen Wasser und 400 Teilen Quarzitperlen (mittlerer Durchmesser 1 bis 3 mm) gemischt und vier Stunden gemahlen.
Man filtriert von den Quarzitperlen ab und wäscht diese mit 100 Teilen Wasser aus. Die maximale Grosse der 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-Teilchen ist etwa 1 um.
und 10 Mol Aethylenoxid, 270 Teilen Wasser und 400 Teilen Quarzitperlen (mittlerer Durchmesser 1 bis 3 mm) gemischt und vier Stunden gemahlen.
Man filtriert von den Quarzitperlen ab und wäscht diese mit 100 Teilen Wasser aus. Die maximale Grosse der 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-Teilchen ist etwa 1 um.
B e i s ρ i e 1__ 2
Man verfährt wie im Beispiel 1 angegeben, setzt jedoch an Stelle von
120 Teilen der Verbindung der Formel 1a 40 Teile dieser Verbindung und 80 Teile der Verbindung der Formel 2a
120 Teilen der Verbindung der Formel 1a 40 Teile dieser Verbindung und 80 Teile der Verbindung der Formel 2a
0 H
Il I
C-N
H5C2O
(2a)
Nach dem Verfahren der Beispiele I und 2 kann auch, an Stelle der Verbindung
der Formel la, die gleiche Menge der Verbindung der Formel
Case 153-4895
3 CH,
i/y
o-co
3 CH-
?4H9
C4H9(tert.) C4Hg(tert.)
oder eine andere 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindung, gemäss den vorhergehenden
Angaben, eingesetzt werden.
3,5 Teile einer Dispersion gemäss Beispiel 2 werden zu 100 Teilen einer
Acrylatharz-Dispersion (Neocryl A 622, Polyvinyl-Chemie) mit einem Trokkensubstanz-Anteil
von 32 % gegeben. Die Mischung wird als 100 IT dicker
Film auf eine plane Fläche aus PVC appliziert, 10 Minuten bei 80° und da
rauf 16 Stunden bei 50° behandelt. Der so erhaltene klare, transparente Film ist ausgezeichnet stabil und zeigt nach Langzeit-Bewetterung (UVCON
Bewetterungsapparat von Atlas) keinen Verlust an Glanz und wird auch
nicht spröde.
nicht spröde.
Claims (1)
- SANDOZ-PATENT-GMBH
L ö r r a c hCase 153-48952,2,6,6-Tetraalkylpi peri din-Stabi1i satorenPatentansprüche1. Wässrige Dispersionen einer oder mehrerer 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen.2. Wässrige Dispersionen gemäss Anspruch 1, mit einer oder mehreren 2,2,6,6-Tetraalkylp-iperidinverbindungen der Formel I oder II\ CH3 RR-NC — NCHII-(CH9-CH-] C—AC ι P ii—R.- 2 - Case 153-4895worin R Wasserstoff, C. -Alkyl oder eine Gruppe der Formel-CH2CN oder -CO-R3,
alle R. unabhängig voneinander Methyl oder eine Gruppe derFormel -CH2(C1R9 Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -CH9-CH-CO-OR-,R8Ro C, ,.-Alkyl, Phenyl oder eine Gruppe der Formel^ oder -NR5R5,
R4 Phenyl, C5-8-CyCl oal kyl, Mono- oder Di ~(C-j_4-al kyl )- -C5_fi-cycloalkyl, gegebenenfalls einmal durch Phenyl oder Naphthyl substituiertes oder durch Sauerstoff oder C-I4-Al kyl imi η unterbrochenes C,_,2-Alkyl oder C2-12 -Alkenyl, oder gegebenenfalls durch Sauerstoff oder C1-4-Alkylimin unterbrochenes C2-2Q-Alkyl oder C2-2Q-Alkenyl, das eine oder zwei Gruppen der Formel aCH-CH-C-O- trägt, 2. ιΛ3R5 Wasserstoff, C^^-Alkyl, C5-5-CyCloalkyl, Phenyl oderC1-1 ,,-Alkylphenyl,
R5 Wasserstoff oder C1-12-Alkyl,oder R1- und R^ zusammen mit dem an sie gebundenen Stickstoffbatom ein 5-, 6- oder 7-gliedriges Ringsystem, das auch ein Sauerstoffatom enthalten kann, R Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel b 1Case 3511924 153-4895 *- CH3 R7 is -C-(CH2-CH)p Xn^p O oder 1,Rg Wasserstoff oder MethylRq und R,„ unabhängig voneinander Wasserstoff, C, 3Q-Alkyloder Benzyloder Rg Wasserstoff oder C, ,-Alkyl und R,Q Phenyl, C^-Alkylphenyl, Chlorphenyl oder 4-Hydroxy-3,5-ditertiärbutylphenyl oder Naphthyloder RQ und R,«, zusammen mit dem an sie gebundenen Kohlenstoffatom einen C5_,5-Cycloalkylidenring, der durch C, «-Alkyl substituiert sein kann, oder eine Gruppe der Formel b(b)X Sauerstoff oder -NH-,A eine Gruppe der Formel -{CH«)- oderr- 4 - Case 153-4895und η Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeuten, wobei die Verbindungen der Formel I und II ein Molekulargewicht unter 2000 und einen Schmelzpunkt über 1000C haben müssen.3. Wässrige Dispersionen gemäss Anspruch 2, mit einer 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindung der Formel I.4. Wässrige Dispersionen gemäss Anspruch 3, worin die 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindung der Formel I a entsprichtI TIa),worin R1 Wasserstoff, Methyl oder eine Gruppe der Formel -CU-R', R£ Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -CH2CH2CO-OR' R3 ci-6"A1ky1' Phe"yl 0<ter eine Gruppe der Formel -CO-O-Alkyl--C1 „ oder -NPiR'
R' C, g-Alkyl oder C5-6-CyCloalkyl, das eine oder zwei C1-4-Alkylgruppen tragen kann,
R' Wasserstoff, C^g-Alkyl, C5-5-CyCloalkyl, Phenyl oderC1-6-Alkylphenyl,
R' Wasserstoff oder C1-4-Alkyl,oder RA und Ri zusammen mit dem an sie gebundenen Stickstoffatomeinen Morpholin- oder Piperidinring und m1 eine ganze Zahl von 4 bis 11 bedeuten.- 5 - Case 153-4895Wässrige Dispersionen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem oder mehreren nicht ionogenen Dispergatoren aus der Gruppe der polyoxalkylierten und/oder carboxymethylierten aliphatischen Alkohole, polyoxyalkylierten und/oder carboxymethylierten Alkylphenole, polyoxalkylierten Fettsäuren oder polyoxalkylierten und/oder carboxymethylierten Mono-, Di- oder Polyglykolether,einem anionischen Dispergator aus der Gruppe der sulfonierten (Di-) Tolyläther-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, der sulfonierten Naphthalin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, der oxalkylierten und sulfonierten, mindestens 7 Phenyl kerne enthaltenden Novolak-Verbindungen und/oder sulfonierten Lauryldiglykolätherund/oder einem kationischen Dispergator aus der Gruppe der oxalkyli erten Verbindungen der Formel C20-22"Alkyl"NH"CH2CH2CH2NH2 oder H-N-(C20-22-Alkyl)-NhL oder sulfoniertes Dimethyl-C1^-alkyl-benzyl ammoniumchlorid.Wässrige Dispersionen gemäss Anspruch 5, mit einem nichtionogenen Dispergator aus der Gruppe der oxäthylierten Nonylphenole, iso-Octylphenole, Dioctylphenole oder Alkyl-polyglykoläther, Dialkylphenol-polyglykoläther, oxalkylierten und gegebenenfalls carboxymethylierten Dioctylphenole oder Tridecylpolyglykoläther, der Dilaurylglykoläther und oxäthyliertes Ricinusöl, einem anionischen Dispergator aus der Gruppe der sulfonierten Ditolyläther-Formaldehyd-Kondensationsprodukte und sulfonierten Naphthalin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte und/oder einem kationischen Dispergator aus der Gruppe C20-22-Alkyl-NH-CH2CH2CH2NH2.100-110 Aethylenoxid und 2-Aminosulfonsäure-dimethyl(n-C,-)-alkylbenzyl-ammoniumchlorid.- 6 - Case 153-48957. Wässrige Dispersionen gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen zusätzlichen UV-Absorber enthalten.8. Verwendung der wässrigen Dispersionen gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Herstellung von Lackmassen.9. Lackmassen, in Form einer wässrigen Dispersion, die einen oder mehrere 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinverbindungen, gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, einen oder mehrere Dispergatoren, gemäss einem der Ansprüche 5 oder 6, ein polymeres Lackbindemittel auf der Basis hitzevernetzbarer Acrylharze, Alkydharze, Alkyd-Melaminharze, Polyester- und/oder Polyurethanharze enthalten.10. Lackmassen, gemäss Anspruch 8, die zusätzlich ein oder mehrere Farbstoffpigmente und/oder Metal!partikel enthalten.3700/HW/HB
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
GB8409732 | 1984-04-13 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE19853511924 Withdrawn DE3511924A1 (de) | 1984-04-13 | 1985-04-01 | 2,2,6,6-tetraalkylpiperidin-stabilisatoren |
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