JP2014094999A - Method of manufacturing polyacetal copolymer - Google Patents
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Abstract
【課題】ポリアセタール共重合体を製造するにあたり、触媒の失活が簡易かつ効率的にし、洗浄工程も不要な設備及び運転技術としてもシンプルなプロセスで、高い重合収率かつ高い品質を実現する。
【解決手段】本発明は、トリオキサンを主モノマー(a)とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び/又は環状ホルマールをコモノマー(b)とする、ポリアセタール共重合体の製造方法である。この方法は、重合触媒(c)に所定のヘテロポリ酸を使用して共重合を行い、反応生成物に所定のグアニジン化合物(d)を添加し、溶融混練処理して、重合触媒(c)を失活させる。上記ヘテロポリ酸は、リンモリブデン酸、リンタングステン酸等から選択されることが好ましく、上記グアニジン化合物は、1−(o−トリル)ビグアニド、フェニルビグアニド、1,3−ジフェニルグアニジン、2−アミノベンゾイミダゾール等から選択されることが好ましい。
【選択図】なしIn producing a polyacetal copolymer, the deactivation of a catalyst is simplified and efficient, and a high process yield and high quality are realized by a simple process as equipment and operation technique that does not require a washing step.
The present invention relates to a method for producing a polyacetal copolymer comprising trioxane as a main monomer (a) and a cyclic ether having at least one carbon-carbon bond and / or a cyclic formal as a comonomer (b). . In this method, a polymerization catalyst (c) is copolymerized using a predetermined heteropolyacid, a predetermined guanidine compound (d) is added to the reaction product, and melt-kneading treatment is carried out to obtain a polymerization catalyst (c). Deactivate. The heteropolyacid is preferably selected from phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid and the like, and the guanidine compound is 1- (o-tolyl) biguanide, phenylbiguanide, 1,3-diphenylguanidine, 2-aminobenzimidazole. Etc. are preferably selected.
[Selection figure] None
Description
本発明はポリアセタール共重合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polyacetal copolymer.
従来、ポリアセタール共重合体の製造法として、トリオキサンを主モノマーとし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び/又は環状ホルマールをコモノマーとするカチオン共重合が知られている。これら共重合に用いるカチオン活性触媒としては、ルイス酸、殊にホウ素、スズ、チタン、リン、ヒ素及びアンチモンのハロゲン化物、例えば三フッ化ホウ素、四塩化スズ、四塩化チタン、五塩化リン、五フッ化リン、五フッ化ヒ素及び五フッ化アンチモン、及びその錯化合物又は塩の如き化合物;プロトン酸、例えば、パークロル酸;プロトン酸のエステル、殊にパークロル酸と低級脂肪族アルコールとのエステル、例えばパークロル酸−3級ブチルエステル;プロトン酸の無水物、特にパークロル酸と低級脂肪族カルボン酸との混合無水物、例えばアセチルパークロラート、或いは又トリメチルオキソニウムヘキサフルオルホスファート、トリフェニル−メチルヘキサフルオルアルゼナート、アセチルテトラフルオルボラート、アセチルヘキサフルオルホスファート及びアセチルヘキサフルオルアルゼナート等が提案されている。中でも三フッ化ホウ素、或いは三フッ化ホウ素と有機化合物、例えばエーテル類との配位化合物は、トリオキサンを主モノマーとする重合触媒として最も一般的であり、工業的にも広く用いられている。 Conventionally, as a method for producing a polyacetal copolymer, cationic copolymerization using trioxane as a main monomer and a cyclic ether having at least one carbon-carbon bond and / or a cyclic formal as a comonomer is known. Cationic active catalysts used in these copolymers include Lewis acids, especially boron, tin, titanium, phosphorus, arsenic and antimony halides such as boron trifluoride, tin tetrachloride, titanium tetrachloride, phosphorus pentachloride, pentachloride. Compounds such as phosphorus fluoride, arsenic pentafluoride and antimony pentafluoride, and complex compounds or salts thereof; protic acids such as perchloric acid; esters of protic acids, especially esters of perchloric acid and lower aliphatic alcohols; For example perchloric acid-tertiary butyl ester; anhydrides of protonic acids, especially mixed anhydrides of perchloric acid and lower aliphatic carboxylic acids, such as acetyl perchlorate, or also trimethyloxonium hexafluorophosphate, triphenyl- Methyl hexafluoroarsenate, acetyl tetrafluoroborate, acetyl Kisa fluor phosphate and acetyl hexafluoroacetylacetone ARUZE diisocyanate and the like have been proposed. Among them, boron trifluoride or a coordination compound of boron trifluoride and an organic compound such as ether is the most common as a polymerization catalyst having trioxane as a main monomer and is widely used industrially.
しかしながら、三フッ化ホウ素系化合物等の一般に使用される重合触媒では、重合に比較的多量(例えば全モノマーに対し40ppm又はそれ以上)の触媒を必要とする。このため、重合後の触媒失活処理を十分に行い難く、また、失活化させたとしても触媒に由来する物質が共重合体中に残存し、共重合体の分解が促進される等の問題が生じる場合がある。また、触媒の失活工程はトリエチルアミン等の塩基性化合物を含む多量の水溶液中で行うのが一般的であり、触媒失活後に共重合体を処理液と分離し乾燥すること、処理液中に溶解した未反応モノマーを回収すること等、煩雑な工程を必要とするものであり、経済的にも課題を含むものであった。 However, generally used polymerization catalysts such as boron trifluoride compounds require a relatively large amount of catalyst (for example, 40 ppm or more based on the total monomers) for polymerization. For this reason, it is difficult to sufficiently perform the catalyst deactivation treatment after polymerization, and even if the catalyst is deactivated, the substance derived from the catalyst remains in the copolymer, and the decomposition of the copolymer is promoted. Problems may arise. The catalyst deactivation step is generally performed in a large amount of an aqueous solution containing a basic compound such as triethylamine. After deactivation of the catalyst, the copolymer is separated from the treatment liquid and dried. This requires a complicated process such as recovering the dissolved unreacted monomer, and has a problem economically.
このような触媒の失活処理に伴う煩雑さを省くため、生成共重合体に三価のリン化合物を添加する方法(例えば、特許文献1等を参照)やヒンダードアミン化合物を添加する方法(特許文献2等を参照)の提案もなされているが、期待されるほどの効果は得られていない。 In order to eliminate the complication associated with the deactivation treatment of the catalyst, a method of adding a trivalent phosphorus compound to the resulting copolymer (see, for example, Patent Document 1) or a method of adding a hindered amine compound (Patent Document) 2) has also been proposed, but not as much as expected.
これに対し、ヘテロポリ酸を触媒に使用したポリアセタール共重合体の製造方法が提案されている(例えば、特許文献3等を参照)。また、ヘテロポリ酸を触媒とした共重合により粗ポリアセタール共重合体の調製を行った後、反応生成物にアミノ基又は置換アミノ基を有するトリアジン環含有化合物及びポリアミドから選ばれた少なくとも一種である固体塩基性化合物を添加し、溶融混練処理して触媒の失活化を行うポリアセタール共重合体の製造方法が提案されている(例えば、特許文献4等を参照)。この方法によれば、ヘテロポリ酸が高活性であることから極めて少量の触媒量によって重合が可能となり、高品質のポリアセタール共重合体を提供できる。また、実質的に溶液を使用せず、溶融混練処理によって触媒の失活化を行うため、前記のような煩雑な工程を必要とせず、経済性にも優れる。 On the other hand, a method for producing a polyacetal copolymer using a heteropolyacid as a catalyst has been proposed (see, for example, Patent Document 3). In addition, after preparing a crude polyacetal copolymer by copolymerization using a heteropolyacid as a catalyst, the reaction product is a solid that is at least one selected from a triazine ring-containing compound having an amino group or a substituted amino group and a polyamide A method for producing a polyacetal copolymer in which a basic compound is added and a catalyst is deactivated by melt kneading has been proposed (see, for example, Patent Document 4). According to this method, since the heteropolyacid is highly active, polymerization is possible with a very small amount of catalyst, and a high-quality polyacetal copolymer can be provided. In addition, since the catalyst is deactivated by melt kneading without substantially using a solution, the complicated steps as described above are not required and the economy is excellent.
近年、特に優れた熱安定性を有し、ホルムアルデヒド発生量が極めて少ない高品質のポリアセタール共重合体が求められているが、特許文献1〜4に記載の方法では、その要求に応えることが厳しい状況になってきている。この要求に応えるためには、触媒のより効率的な失活化、そして、触媒失活後の粗ポリアセタール共重合体の不安定末端部のより完全な分解処理による安定化等の更なる改善が求められている。 In recent years, there has been a demand for a high-quality polyacetal copolymer having particularly excellent thermal stability and an extremely small amount of formaldehyde generated. However, the methods described in Patent Documents 1 to 4 are difficult to meet the requirements. The situation is starting. In order to meet this requirement, further improvements such as more efficient deactivation of the catalyst and stabilization by more complete decomposition treatment of the unstable terminal portion of the crude polyacetal copolymer after deactivation of the catalyst are required. It has been demanded.
本発明の目的は、触媒、触媒失活剤、不安定末端処理剤の選択或いはそれらの選択的な組合せによって、触媒の失活が簡易かつ効率的であり、洗浄工程も不要な設備及び運転技術としてもシンプルなプロセスで、重合収率も高く、さらに不安定末端部が極めて少なく、熱的にも極めて安定で、ホルムアルデヒド放出量の極めて少ない、安定化ポリアセタール共重合体を製造する方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a facility and operating technique that can easily and efficiently deactivate a catalyst by a selection of a catalyst, a catalyst deactivator, an unstable terminal treating agent, or a selective combination thereof, and does not require a washing step. Provides a method for producing a stabilized polyacetal copolymer with a simple process, high polymerization yield, very little unstable terminal portion, extremely thermally stable, and extremely low formaldehyde emission That is.
本発明者は、上記課題を達成すべく触媒の種類とこれに対応した触媒失活法及び不安定末端処理法について鋭意検討の結果、触媒として下記一般式(1)で示されるヘテロポリ酸を用いると共に、触媒失活及び不安定末端処理のために下記一般式(2)で示されるグアニジン化合物を用いて溶融混練処理することにより、触媒の重合活性が高いにもかかわらず、確実に触媒の失活及び不安定末端の低減・安定化させることが可能であり、さらに、設備及び運転技術も容易で上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。 As a result of intensive studies on the type of catalyst and the corresponding catalyst deactivation method and unstable terminal treatment method in order to achieve the above-mentioned problems, the present inventor uses a heteropolyacid represented by the following general formula (1) as a catalyst. At the same time, a melt-kneading treatment using a guanidine compound represented by the following general formula (2) for catalyst deactivation and unstable terminal treatment ensures that the catalyst is lost even though the polymerization activity of the catalyst is high. It has been found that the active and unstable ends can be reduced and stabilized, and further, the equipment and operation technique can be easily achieved to achieve the above object, and the present invention has been completed. More specifically, the present invention provides the following.
(1)本発明は、トリオキサンを主モノマー(a)とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び/又は環状ホルマールをコモノマー(b)として、ポリアセタール共重合体を製造するにあたり、重合触媒(c)に下記一般式(1)で示されるヘテロポリ酸を使用して共重合を行い、反応生成物に下記一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)を添加し、溶融混練処理して、重合触媒(c)を失活させる、ポリアセタール共重合体の製造方法である。
(2)また、本発明は、前記コモノマー(b)が1,3−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、1,4−ブタンジオールホルマール、1,3−ジオキサン又はエチレンオキサイドから選択される少なくとも一種である、(1)記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。 (2) Further, in the present invention, the comonomer (b) is at least one selected from 1,3-dioxolane, diethylene glycol formal, 1,4-butanediol formal, 1,3-dioxane, or ethylene oxide. 1) A process for producing a polyacetal copolymer according to 1).
(3)また、本発明は、前記ヘテロポリ酸がリンモリブデン酸、リンタングステン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、リンタングストバナジン酸、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸、ケイモリブドタングステン酸又はケイモリブドタングストバナジン酸から選択される少なくとも一種である、(1)又は(2)に記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。 (3) Further, in the present invention, the heteropolyacid may be phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid, phosphomolybdotungstic acid, phosphomolybdovanadic acid, phosphomolybdotungstovanadic acid, phosphotungstovanadic acid, silicotungstic acid, silica The method for producing a polyacetal copolymer according to (1) or (2), wherein the polyacetal copolymer is at least one selected from molybdic acid, silicoribed tungstic acid, or silicoribed tungstovanadic acid.
(4)また、本発明は、前記グアニジン化合物が1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、シアノグアニジン、フェニルビグアニド、1−o−トリルビグアニド、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、グリコシアミン、2−アミノピリミジン、アセチルアセトングアニジン又は2−アミノベンゾイミダゾールから選択される少なくとも一種である、(1)から(3)のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。 (4) In the present invention, the guanidine compound may be 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, cyanoguanidine, phenylbiguanide, At least one selected from -o-tolylbiguanide, 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene, glycosiamine, 2-aminopyrimidine, acetylacetoneguanidine or 2-aminobenzimidazole A method for producing a polyacetal copolymer according to any one of (1) to (3).
(5)また、本発明は、前記主モノマー(a)、前記コモノマー(b)及び前記重合触媒(c)の溶液を、あらかじめ液相状態で混合させた後、重合装置に供給する、(1)から(4)のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。 (5) Further, in the present invention, a solution of the main monomer (a), the comonomer (b), and the polymerization catalyst (c) is mixed in advance in a liquid phase state, and then supplied to the polymerization apparatus. ) To (4). The method for producing a polyacetal copolymer according to any one of (4) to (4).
(6)また、本発明は、溶融混練処理による前記重合触媒(c)の失活を酸化防止剤の存在下で行う、(1)から(5)のいずれかに記載のポリアセタール共重合体の製造方法である。 (6) Moreover, this invention performs the deactivation of the said polymerization catalyst (c) by melt-kneading process in presence of antioxidant, (1) to the polyacetal copolymer in any one of (5) It is a manufacturing method.
本発明によれば、熱安定性に優れ、ホルムアルデヒド発生量の極めて少ない高品質のポリアセタール共重合体を、簡易な製造工程により、経済的に製造することができる。 According to the present invention, it is possible to economically produce a high-quality polyacetal copolymer having excellent thermal stability and a very small amount of formaldehyde generated by a simple production process.
また、本発明によれば、従来のウェット式の失活方法と比較してドライ式方法にしたことで、失活工程の簡略化及び洗浄工程が省略されている極めて合理化された工程で、重合触媒の速やかで完全な失活についで不安定末端部の安定化も行うことができる。その結果、触媒に由来する分解、変質等の支障がなく、熱的に安定で、かつ不安定末端部及びホルムアデヒド放出量の極めて少ない優れた品質のポリアセタール共重合体を経済的に製造することができる。 In addition, according to the present invention, by using a dry method as compared with a conventional wet type deactivation method, the deactivation step is simplified and the cleaning step is omitted, and the polymerization process is extremely streamlined. The unstable end can also be stabilized following rapid and complete deactivation of the catalyst. As a result, it is possible to economically produce an excellent quality polyacetal copolymer that is free from decomposition and alteration caused by the catalyst, is thermally stable, and has a very low unstable terminal portion and formaldehyde release amount. it can.
以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. can do.
<ポリアセタール共重合体の製造方法>
本発明では、ホルムアルデヒドの環状三量体であるトリオキサンを主モノマー(a)とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び/又は環状ホルマールをコモノマー(b)として、ポリアセタール共重合体を製造するにあたり、重合触媒(c)に所定のヘテロポリ酸を使用して共重合を行い、反応生成物に所定のグアニジン化合物(d)を添加し、溶融混練処理して、重合触媒(c)を失活させる。
<Method for producing polyacetal copolymer>
In the present invention, a polyacetal copolymer is produced using trioxane which is a cyclic trimer of formaldehyde as a main monomer (a) and a cyclic ether having at least one carbon-carbon bond and / or a cyclic formal as a comonomer (b). In carrying out the copolymerization, the polymerization catalyst (c) is copolymerized using a predetermined heteropolyacid, the predetermined guanidine compound (d) is added to the reaction product, the mixture is melt-kneaded, and the polymerization catalyst (c) is lost. Make it live.
[コモノマー(b)]
コモノマー(b)として、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテル及び環状ホルマールから選ばれる化合物が使用される。コモノマー(b)として使用する化合物の代表的な例として、例えば、1,3−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、1,4−ブタンジオールホルマール、1,3−ジオキサン、エチレンオキサイド、プロピレンオキシド、エピクロルヒドリン等が挙げられる。中でも、重合の安定性から考慮して、1,3−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、1,4−ブタンジオールホルマール、1,3−ジオキサン、エチレンオキシド等が好ましい。さらに、環状エステル、例えばβ−プロピオラクトンや、ビニル化合物、例えばスチロール等も使用できる。また、コモノマーとして、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテルの如き、置換基単位を有する単官能の環状エーテルや環状ホルマールを用いることも可能である。さらに、コモノマーとして、アルキレングリコールのジグリシジルエーテルやジホルマールの如き2個の重合性環状エーテル基又は環状ホルマール基を有する化合物、例えば、ブタンジオールジメチリデングリセリルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル等や、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等の如き3個以上の重合性環状エーテル基又は環状ホルマール基を有する化合物を用いることもできる。また、分岐構造や架橋構造が形成されたポリアセタール共重合体も本発明の範囲に含まれる。
[Comonomer (b)]
As the comonomer (b), a compound selected from cyclic ether having at least one carbon-carbon bond and cyclic formal is used. Representative examples of the compound used as the comonomer (b) include, for example, 1,3-dioxolane, diethylene glycol formal, 1,4-butanediol formal, 1,3-dioxane, ethylene oxide, propylene oxide, epichlorohydrin and the like. It is done. Among these, in view of polymerization stability, 1,3-dioxolane, diethylene glycol formal, 1,4-butanediol formal, 1,3-dioxane, ethylene oxide and the like are preferable. Further, cyclic esters such as β-propiolactone and vinyl compounds such as styrene can be used. Moreover, it is also possible to use a monofunctional cyclic ether or cyclic formal having a substituent unit such as butyl glycidyl ether or 2-ethylhexyl glycidyl ether as a comonomer. Further, as a comonomer, a compound having two polymerizable cyclic ether groups or cyclic formal groups such as diglycidyl ether or diformal of alkylene glycol, for example, butanediol dimethylidene glyceryl ether, butanediol diglycidyl ether, A compound having three or more polymerizable cyclic ether groups or cyclic formal groups such as glycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, and pentaerythritol tetraglycidyl ether can also be used. Further, a polyacetal copolymer in which a branched structure or a crosslinked structure is formed is also included in the scope of the present invention.
本発明において、コモノマーとして用いる環状エーテル及び環状ホルマールから選ばれる化合物(b)の量は、全モノマー(主モノマーとコモノマーの合計量)中の割合として0.1〜20モル%であり、好ましくは0.2〜10モル%である。0.1モル%未満では、重合によって生成する粗ポリアセタール共重合体の不安定末端部が増加して安定性が悪くなり、またコモノマー量が過大になると生成共重合体が軟質となり融点の低下を生じて好ましくない。 In the present invention, the amount of the compound (b) selected from cyclic ether and cyclic formal used as a comonomer is 0.1 to 20 mol% as a ratio in the total monomer (total amount of main monomer and comonomer), preferably 0.2 to 10 mol%. If it is less than 0.1 mol%, the unstable terminal part of the crude polyacetal copolymer produced by the polymerization will increase and the stability will deteriorate, and if the amount of comonomer is excessive, the produced copolymer will become soft and the melting point will decrease. It is not desirable to occur.
[重合触媒(c)]
本発明は、上記のようなポリアセタール共重合体の製造において、重合触媒(c)としてヘテロポリ酸を使用することを特徴の1つとする。
[Polymerization catalyst (c)]
One feature of the present invention is that a heteropolyacid is used as the polymerization catalyst (c) in the production of the polyacetal copolymer as described above.
本発明において、重合触媒(c)として使用するヘテロポリ酸とは、異種の酸素酸が脱水縮合して生成するポリ酸の総称をいい、中心に特定の異種元素が存在し、酸素原子を共有して縮合酸基が縮合してできる単核又は複核の錯イオンを有している。このような異核縮合酸は、下記一般式(1)で表すことができる。
式(1)中、M1はP及びSiより選ばれた一種又は二種の元素から成る中心元素を示す。M2はW、Mo及びVより選ばれた一種以上の配位元素を示す。xは1以上10以下の整数を示し、yは6以上40以下の整数を示し、zは10以上100以下の整数を示し、mは1以上の整数を示し、nは0以上50以下の整数を示す。 In Formula (1), M 1 represents a central element composed of one or two elements selected from P and Si. M 2 represents one or more coordination elements selected from W, Mo and V. x represents an integer of 1 to 10; y represents an integer of 6 to 40; z represents an integer of 10 to 100; m represents an integer of 1; and n represents an integer of 0 to 50 Indicates.
上記へテロポリ酸の具体例として、リンモリブデン酸、リンタングステン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、リンタングストバナジン酸、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸、ケイモリブドタングステン酸、ケイモリブドタングステントバナジン酸等が挙げられる。中でも、重合の安定性、ヘテロポリ酸自体の安定性から考慮して、へテロポリ酸は、ケイモリブデン酸、ケイタングステン酸、リンモリブデン酸又はリンタングステン酸のいずれか1以上であることが好ましい。 Specific examples of the heteropolyacids include phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid, phosphomolybdotungstic acid, phosphomolybdovanadic acid, phosphomolybdotungstovanadic acid, phosphotungstovanadic acid, silicotungstic acid, silicomolybdic acid, Examples thereof include molybdotungstic acid and silicomolybdotungstovanadate. Among these, in view of the stability of polymerization and the stability of the heteropolyacid itself, the heteropolyacid is preferably at least one of silicomolybdic acid, silicotungstic acid, phosphomolybdic acid or phosphotungstic acid.
本発明において、上記へテロポリ酸の使用量は、その種類によっても異なり、又、適当に変えて重合反応を調節することができるが、一般には重合されるべきモノマーの総量に対し0.05〜100ppm(以下重量/重量ppmを示す。)の範囲であり、好ましくは0.1〜50ppmである。又、リンモリブデン酸、リンタングステン酸等の如き非常に強く作用するヘテロポリ酸は、0.1〜10ppmの使用量で十分である。この様な少量の触媒でも共重合が可能なことは、触媒による重合体の主鎖分解、解重合等の好ましくない反応を僅少に留め、不安定なホルメート末端基(−O−CH=O)、ヘミアセタール末端基(−O−CH2−OH)等の生成を抑制するのに効果的であり、又、経済的にも有利である。 In the present invention, the amount of the heteropolyacid used varies depending on the type thereof, and can be appropriately changed to control the polymerization reaction. It is in the range of 100 ppm (hereinafter referred to as weight / weight ppm), preferably 0.1 to 50 ppm. Further, for heteropolyacids such as phosphomolybdic acid and phosphotungstic acid that act very strongly, a use amount of 0.1 to 10 ppm is sufficient. The fact that copolymerization is possible even with such a small amount of catalyst keeps undesired reactions such as main chain decomposition and depolymerization of the polymer by the catalyst slight, and unstable formate end groups (—O—CH═O). It is effective in suppressing the formation of hemiacetal end groups (—O—CH 2 —OH) and the like, and is also economically advantageous.
反応を均一に行うために、重合触媒は、重合に悪影響のない不活性な溶媒で希釈して、主モノマー及び/又はコモノマーに添加して使用することが望ましい。上記不活性な溶媒として、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸等の炭素数1〜10の低分子量カルボン酸と、メタノール、エタノール、1−プロバノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−へキサノール等の炭素数1〜10の低分子量のアルコールが縮合して得られるエステル;アセトン、2−ブタノン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−へキサノン、メチルイソブチルケトン、メチル−t−ブチルケトン等の炭素数1〜10の低分子量のケトン類が好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。工業的な入手しやすさ等も勘案すると、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン等が最も好適である。重合触媒は、上記不活性な溶媒に、好適には濃度1〜30重量/重量%で溶解されるが、これに限定されるものではない。また、前述した主モノマー、コモノマー、分子量調節剤等の何れか一種又は複数種の一部量又は全量に、上記重合触媒の所定量を予め混合し、この溶液を重合系に添加して重合を行う方法も好ましい。 In order to carry out the reaction uniformly, the polymerization catalyst is preferably diluted with an inert solvent that does not adversely influence the polymerization and added to the main monomer and / or comonomer. Examples of the inert solvent include low molecular weight carboxylic acids having 1 to 10 carbon atoms such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2 Obtained by condensation of low molecular weight alcohols having 1 to 10 carbon atoms such as methyl-1-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol, and 1-hexanol. Esters: Preferred are low molecular weight ketones having 1 to 10 carbon atoms such as acetone, 2-butanone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, 3-hexanone, methyl isobutyl ketone, and methyl-t-butyl ketone. However, it is not limited to these. Considering industrial availability, methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone and the like are most suitable. The polymerization catalyst is preferably dissolved in the inert solvent at a concentration of 1 to 30% by weight / weight, but is not limited thereto. In addition, a predetermined amount of the polymerization catalyst is mixed in advance with a part or all of one or more of the main monomer, comonomer, molecular weight regulator, etc. described above, and this solution is added to the polymerization system for polymerization. The method of performing is also preferred.
[共重合体の調製]
本発明において、重合による粗ポリアセタール共重合体の調製は、従来から公知のトリオキサンの共重合と同様の設備と方法で行うことができる。即ち、バッチ式、連続式、半連続式の何れも可能であり、液体モノマーを用い、重合の進行とともに固体粉塊状のポリマーを得る方法が一般的である。本発明に用いられる重合装置としては、バッチ式では一般に用いられる撹拌機付きの反応槽が使用でき、又、連続式としては、コニーダー、2軸スクリュー式連続押出混合機、2軸パドルタイプの連続混合機、その他、これまでに提案されているトリオキサン等の連続重合装置が使用可能であり、また2種以上のタイプの重合機を組み合わせて使用することもできる。
[Preparation of copolymer]
In the present invention, the preparation of the crude polyacetal copolymer by polymerization can be carried out by the same equipment and method as those of conventionally known trioxane copolymerization. That is, any of a batch type, a continuous type, and a semi-continuous type is possible, and a method of using a liquid monomer and obtaining a solid lump-like polymer with the progress of polymerization is common. As a polymerization apparatus used in the present invention, a reaction vessel with a stirrer that is generally used in a batch type can be used, and as a continuous type, a kneader, a twin screw type continuous extrusion mixer, a biaxial paddle type continuous type is used. A mixer or other continuous polymerization apparatus such as trioxane proposed so far can be used, and two or more types of polymerization machines can be used in combination.
重合方法は特に限定されるものではないが、先に提案されているように、トリオキサン、コモノマー及び重合触媒としてのヘテロポリ酸を、あらかじめ液相状態を保ちつつ十分に混合し、得られた反応原料混合液を重合装置に供給して共重合反応を行えば、必要触媒量の低減が可能となり、結果としてホルムアルデヒド放出量のより少ないポリアセタール共重合体を得るのに有利であり、より好適な重合方法である。重合温度は、60〜120℃の温度範囲で行なわれる。 The polymerization method is not particularly limited, but as previously proposed, trioxane, a comonomer, and a heteropolyacid as a polymerization catalyst are sufficiently mixed in advance while maintaining a liquid phase state, and a reaction raw material obtained is obtained. If the mixed solution is supplied to the polymerization apparatus to carry out the copolymerization reaction, the required amount of catalyst can be reduced, and as a result, it is advantageous to obtain a polyacetal copolymer with a smaller amount of formaldehyde emission, and a more suitable polymerization method It is. The polymerization temperature is performed in a temperature range of 60 to 120 ° C.
本発明において、上記の主モノマー(a)とコモノマー(b)とを重合してポリアセタール共重合体を調製するにあたり、重合度を調節するため公知の連鎖移動剤、例えばメチラールの如き低分子量の線状アセタール等を添加することも可能である。 In preparing the polyacetal copolymer by polymerizing the main monomer (a) and the comonomer (b) in the present invention, a low-molecular-weight line such as a known chain transfer agent such as methylal is used to adjust the degree of polymerization. Acetal or the like can also be added.
また、重合反応は活性水素を有する不純物、例えば水、メタノール、ギ酸等が実質的に存在しない状態、例えばこれらが夫々10ppm以下の状態で行うのが望ましく、このためには、これらの不純物成分を極力含まないように調製されたトリオキサン、環状エーテル及び/又は環状ホルマールを、主モノマーやコモノマーとして使用するのが望ましい。 The polymerization reaction is preferably carried out in a state in which impurities having active hydrogen, for example, water, methanol, formic acid and the like are substantially absent, for example, in a state where each of them is 10 ppm or less. It is desirable to use trioxane, cyclic ether and / or cyclic formal prepared so as not to contain as much as possible as the main monomer or comonomer.
[グアニジン化合物(d)]
本発明は、上記のように共重合して得られ、重合触媒を含有すると共に、その末端に不安定な部分を有するポリアセタール共重合体(粗共重合体)に、下記一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)を添加し、溶融混練して、重合触媒の失活を行うと共にポリアセタール共重合体(粗共重合体)が有する不安定末端基を低減して安定化することを特徴とする。かかる安定化処理は、共重合反応によって得られた粗ポリアセタール共重合体を、洗浄等を行うことなく、そのまま一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)を添加して処理することにより、より簡便かつ効率的に行うことができる。
The present invention provides a polyacetal copolymer (crude copolymer) obtained by copolymerization as described above, containing a polymerization catalyst and having an unstable portion at the terminal, by the following general formula (2). The guanidine compound (d) shown is added, melted and kneaded to deactivate the polymerization catalyst, and the unstable end groups of the polyacetal copolymer (crude copolymer) are reduced and stabilized. And Such stabilization treatment is performed by adding the guanidine compound (d) represented by the general formula (2) as it is without washing the crude polyacetal copolymer obtained by the copolymerization reaction, It can be performed more simply and efficiently.
式(2)中、R1は水素又はフェニル基を表し、R2、R3、R4及びR5は各々独立しており、水素、メチル基、フェニル基、トリル基、シアノ基、アルキレン基、アルケニル基(メチル基を有してもよい)、−C(=NH)NH2又は−CH2−C(=O)OHを表わす。R1とR5とが化学結合していてもよいし、していなくてもよい。R3とR4とが化学結合していてもよいし、していなくてもよい。又は、R4とR5が同一で、即ちNとの間に二重結合を形成して更にR1と化学結合していてもよいし、していなくてもよい。 In formula (2), R 1 represents hydrogen or a phenyl group, and R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independent, hydrogen, methyl group, phenyl group, tolyl group, cyano group, alkylene group , An alkenyl group (which may have a methyl group), —C (═NH) NH 2 or —CH 2 —C (═O) OH. R 1 and R 5 may or may not be chemically bonded. R 3 and R 4 may or may not be chemically bonded. Alternatively, R 4 and R 5 may be the same, that is, a double bond may be formed between N 4 and chemically bonded to R 1 or not.
上記グアニジン化合物(d)の具体例として、1−フェニルグアニジン、1,1’−ジフェニルグアニジン、1,3−ジフェニルグアニジン、1,2,3−トリフェニルグアニジン、1,1−ジメチル−2,3−ジフェニルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、ビグアニド、フェニルビグアニド、1−o−トリルビグアニド、1,1’−ジ−o−トリルグアニジン、1,3―ジ(o−トリル)グアニジン、シアノグアニジン、グリコシアミン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(「TBD」とも称される。)、2−アミノピリミジン、アセチルアセトングアニジン、2−アミノベンゾイミダゾール、5−アミノ−2−(4−アミノフェニル)−1H−ベンゾイミダゾール、2−グアニジノ−1H−ベンゾイミダゾール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。工業的な入手しやすさ等も勘案すると、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、シアノグアニジン、フェニルビグアニド、1−o−トリルビグアニド、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(「TBD」とも称される。)、グリコシアミン、2−アミノピリミジン、アセチルアセトングアニジン、2−アミノベンゾイミダゾール等が最も好適である。 Specific examples of the guanidine compound (d) include 1-phenylguanidine, 1,1′-diphenylguanidine, 1,3-diphenylguanidine, 1,2,3-triphenylguanidine, 1,1-dimethyl-2,3. -Diphenylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, biguanide, phenylbiguanide, 1-o-tolylbiguanide, 1,1'-di-o-tolylguanidine, 1,3-di (o-tolyl) Guanidine, cyanoguanidine, glycosamine, 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene (also referred to as “TBD”), 2-aminopyrimidine, acetylacetoneguanidine, 2-amino Benzimidazole, 5-amino-2- (4-aminophenyl) -1H-benzimidazole, 2-guanidino-1 - Although benzimidazole, and the like, but is not limited thereto. Considering industrial availability and the like, 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, cyanoguanidine, phenylbiguanide, 1- o-tolylbiguanide, 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene (also referred to as “TBD”), glycosylamine, 2-aminopyrimidine, acetylacetoneguanidine, 2-amino Benzimidazole and the like are most preferred.
本発明において、上記一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)は、一種類であってもよいし、複数を組み合わせて使用してもよい。 In the present invention, the guanidine compound (d) represented by the general formula (2) may be one kind or a combination of two or more.
上記グアニジン化合物(d)の含有量は、粗ポリアセタール共重合体1kgに対し、グアニジン骨格(R1〜R5は水素とした)に換算して、一般的には0.005〜3.5mmol、好ましくは0.01〜3.0mmol、特に好ましくは0.02〜2.5mmolであるが、触媒量(特に、ポリマー中に残存する触媒量)や、重合の諸条件によって生じる不安定末端基の種類や量に応じて適宜その添加量を変えるのが好ましく、使用するグアニジン化合物(d)の活性の程度や処理条件(温度、時間、接触速度等)によってもその添加量を調整するのが望ましい。なお、ビグアニドは二つのグアニジン骨格から構成されているものと見なした。 The content of the guanidine compound (d) is generally 0.005 to 3.5 mmol in terms of guanidine skeleton (R 1 to R 5 are hydrogen) with respect to 1 kg of the crude polyacetal copolymer. The amount is preferably 0.01 to 3.0 mmol, particularly preferably 0.02 to 2.5 mmol. However, the amount of the unstable end group generated by the catalyst amount (particularly, the amount of catalyst remaining in the polymer) and various polymerization conditions It is preferable to change the addition amount as appropriate according to the type and amount, and it is desirable to adjust the addition amount depending on the degree of activity of the guanidine compound (d) used and the processing conditions (temperature, time, contact speed, etc.). . The biguanide was considered to be composed of two guanidine skeletons.
[触媒の失活処理]
本発明においては、重合後、触媒の失活処理を行うにあたり、未反応モノマーが少ない程好ましく、未反応モノマー(主モノマーとコモノマーとの合計を示す)は粗共重合体中に10重量%以下、さらに5重量%以下、特に好ましくは3重量%以下である。これにより、重合によって生成した粗ポリアセタール共重合体を、洗浄を行うことなく処理するという、本発明の特に望ましい態様を達成することができる。未反応モノマーを低減するには、一般には重合率を一定以上に上げればよく、これは本発明の場合、使用する触媒の量と重合時間(連続式においては滞留時間)を適宜調節することにより容易に達成され、活性が高いヘテロポリ酸触媒を使用するので少量の触媒でも比較的短時間に達成することができる。又、共重合反応後、一部の残存モノマーを蒸発、気化させて除去し、所定の残存モノマー量になるようにしてもよい。なお、共重合中又は共重合後、気体として回収された未反応トリオキサン及びコモノマーは液化したりして、そのまま原料モノマーの一部として再使用することも可能であり、この場合はより経済的である。
[Deactivation of catalyst]
In the present invention, it is preferable that the amount of unreacted monomer is smaller when the catalyst is deactivated after the polymerization. The unreacted monomer (representing the total of the main monomer and the comonomer) is 10% by weight or less in the crude copolymer. Further, it is 5% by weight or less, particularly preferably 3% by weight or less. As a result, a particularly desirable aspect of the present invention can be achieved in which the crude polyacetal copolymer produced by polymerization is treated without washing. In order to reduce unreacted monomers, it is generally sufficient to increase the polymerization rate above a certain level. In the case of the present invention, this is achieved by appropriately adjusting the amount of catalyst used and the polymerization time (residence time in the continuous system). Since a heteropolyacid catalyst that is easily achieved and has high activity is used, even a small amount of catalyst can be achieved in a relatively short time. Further, after the copolymerization reaction, a part of the residual monomer may be removed by evaporation and vaporization so that a predetermined residual monomer amount is obtained. In addition, during or after the copolymerization, the unreacted trioxane and comonomer recovered as a gas can be liquefied and reused as a part of the raw material monomer as it is. is there.
また、必要に応じて、従来公知の触媒失活剤や不安定末端の分解処理剤を上記グアニジン化合物(d)と併用することができる。 If necessary, a conventionally known catalyst deactivator or unstable terminal decomposition treatment agent can be used in combination with the guanidine compound (d).
本発明において、失活剤・安定化処理剤として機能する一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)の添加は、粗ポリアセタール共重合体の溶融前又は溶融後のいずれの段階で行ってもよく、その両方の段階で行ってもよい。また、一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)の添加方法としては分割し、多段で供給してもよい。 In the present invention, the addition of the guanidine compound (d) represented by the general formula (2) functioning as a quenching agent / stabilizing agent is performed at any stage before or after melting the crude polyacetal copolymer. It may be performed at both stages. Moreover, as a method for adding the guanidine compound (d) represented by the general formula (2), it may be divided and supplied in multiple stages.
なお、溶融前の粗共重合体に失活・安定化処理剤としての一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)を添加する方法としては、粗共重合体に対して所定量、できるだけ均一に添加した後に混合する。混合には、水平円筒型、V型、リボン型、パドル型、高速流動型等の一般的な混合機を用いることができる。なお、混合物はそのまま溶融処理しても、加熱、減圧等により溶媒を留去した後溶融処理してもよい。また、失活・安定化剤溶液を、押出機のフィード口及び/又は途中からインジェクション等により供給したりしてもよい。この際、失活・安定化剤溶液を、多段で分割供給してもよい。 In addition, as a method of adding the guanidine compound (d) represented by the general formula (2) as the deactivation / stabilizing agent to the crude copolymer before melting, a predetermined amount of the crude copolymer as much as possible is possible. Mix evenly after addition. For mixing, a general mixer such as a horizontal cylindrical type, a V type, a ribbon type, a paddle type, or a high-speed flow type can be used. The mixture may be melted as it is, or may be melted after the solvent is distilled off by heating, decompression or the like. Further, the deactivation / stabilizer solution may be supplied by injection or the like from the feed port of the extruder and / or midway. At this time, the deactivation / stabilizer solution may be divided and supplied in multiple stages.
粗共重合体を溶融させた後に、失活・安定化剤を溶融状態のポリアセタール樹脂に添加する方法としては、上記失活・安定化剤と溶媒を別々にもしくは溶液にしてフィード及び/又はインジェクションすることができる。 After melting the crude copolymer, the deactivation / stabilizer is added to the molten polyacetal resin by feeding and / or injecting the deactivation / stabilizer and the solvent separately or in solution. can do.
また、一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)を水に溶解させ、水溶液として粗共重合体に加えてスラリーとし、濾過、乾燥して粗共重合体に失活・安定化剤を付着させる方法で処理剤を添加することもできる。 Further, the guanidine compound (d) represented by the general formula (2) is dissolved in water, added to the crude copolymer as an aqueous solution to form a slurry, filtered and dried, and then the deactivation / stabilizer is added to the crude copolymer. A treating agent can also be added by the method of making it adhere.
また、失活・安定化処理剤として一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)を添加する場合に、粗共重合体が細かな粉粒体であることが好ましく、このためには反応機が塊状重合物を十分粉砕する機能を有するものが好ましいが、重合後の反応物を別に粉砕機を用いて粉砕してもよい。失活処理における粗共重合体の粒度は、少なくとも90重量%以上が10mm以下、好ましくは4mm以下、さらに好ましくは2mm以下である。 In addition, when the guanidine compound (d) represented by the general formula (2) is added as a deactivation / stabilization treatment agent, it is preferable that the crude copolymer is a fine granular material. Although it is preferable that the machine has a function of sufficiently pulverizing the block polymer, the reaction product after polymerization may be separately pulverized using a pulverizer. As for the particle size of the crude copolymer in the deactivation treatment, at least 90% by weight or more is 10 mm or less, preferably 4 mm or less, more preferably 2 mm or less.
溶融混練処理装置については特に限定されないが、溶融した共重合体を混練する機能を有し、好ましくはベント機能を有するものであり、例えば、少なくとも1つのベント孔を有する単軸又は多軸の連続押出し混練機、コニーダー等が挙げられる。本発明はこの溶融混練処理において、重合触媒の完全な失活及び不安定末端部の低減安定化が行なわれる。溶融混練処理は、共重合体の融点以上260℃までの温度範囲が好ましい。260℃より高いと重合体の分解劣化が生じ好ましくない。 The melt-kneading apparatus is not particularly limited, but has a function of kneading the melted copolymer, and preferably has a vent function, for example, a uniaxial or multiaxial continuous having at least one vent hole. Examples include an extrusion kneader and a kneader. In the melt-kneading process of the present invention, the polymerization catalyst is completely deactivated and unstable terminals are reduced and stabilized. The temperature range from the melting point of the copolymer to 260 ° C. is preferable for the melt-kneading treatment. When the temperature is higher than 260 ° C., the polymer is degraded and deteriorated.
本発明において、上記の溶融混練処理は酸化防止剤の存在下で行うことが好ましい。酸化防止剤としては、従来のポリアセタール樹脂の安定剤として公知の物質、例えば各種のヒンダードフェノール系酸化防止剤等が用いられる。例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−へキサンジオール−ビス−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシナマミド)、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、3,9−ビス〔2−{(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1’−ジメチルエチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]−ウンデカン等が例示される。尚、これらのヒンダードフェノール系酸化防止剤は、その一部又は全部を重合前の主モノマー又はコモノマー中に予め添加して重合させてもよく、これらのヒンダードフェノール系酸化防止剤は添加量が特に過大でない限り重合触媒の活性に悪影響はなく、好ましい実施態様の一つである。 In the present invention, the melt kneading treatment is preferably performed in the presence of an antioxidant. As the antioxidant, known substances such as various hindered phenol antioxidants are used as stabilizers for conventional polyacetal resins. For example, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, triethylene glycol-bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,6-hexane Diol-bis- [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, N, N′-hexamethylenebis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamide), 2-t-butyl-6- (3′-t-butyl-5′-methyl-2 ′) -Hydroxybenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 3,9-bis [2-{(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy} -1,1'-di Chiruechiru] -2,4,8,10-spiro [5,5] - undecane, and the like. These hindered phenolic antioxidants may be polymerized by adding a part or all of them in advance to the main monomer or comonomer before polymerization. Is not particularly excessive, there is no adverse effect on the activity of the polymerization catalyst, which is one of the preferred embodiments.
さらに、この段階で必要に応じ、各種のポリアセタール樹脂の安定剤として公知の物質を添加しても何ら差し支えない。さらに、例えばガラス繊維の如き無機充填剤、結晶化促進剤(核剤)、離型剤、抗酸化剤等を添加してもよい。 Further, at this stage, if necessary, a known substance may be added as a stabilizer for various polyacetal resins. Further, for example, an inorganic filler such as glass fiber, a crystallization accelerator (nucleating agent), a release agent, an antioxidant and the like may be added.
上記のように、粗共重合体に失活・安定化処理剤として一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)を添加し、溶融混練処理した後、通常、分解して生じたホルムアルデヒドガス、未反応モノマー、オリゴマー、失活・安定化剤等が押出機のベント部より減圧下で除去され、ペレット等に成形されて樹脂加工用の製品となる。ペレットは必要に応じて乾燥される。乾燥する場合、例えば、135℃、4時間程度乾燥させる。 As described above, the guanidine compound (d) represented by the general formula (2) is added to the crude copolymer as a deactivation / stabilization treatment agent, melt-kneaded, and then usually decomposed to formaldehyde gas. Unreacted monomers, oligomers, deactivators / stabilizers and the like are removed from the vent portion of the extruder under reduced pressure and formed into pellets or the like to obtain products for resin processing. The pellets are dried as necessary. In the case of drying, for example, it is dried at 135 ° C. for about 4 hours.
以下、実施例及び比較例を示し具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and demonstrated concretely, this invention is not limited to these Examples.
<実施例1〜15>
[主モノマー(a)であるトリオキサンと、コモノマー(b)である環状エーテル及び/又は環状ホルマールとの共重合]
重合反応装置として連続式二軸重合機を用いた。この重合機は、外側に加熱用又は冷却用の媒体を通すためのジャケットが付いており、その内部には撹拌、推進用の多数のバドルを付した2本の回転軸が長手方向に設けられている。この二軸重合機のジャケットに80℃の温水を通し、2本の回転軸を一定の速度で回転させながら、その一端に、連鎖移動剤としてのメチラールを1200ppm含有する、主モノマー(a)としてのトリオキサン96.5重量%と、表1に示すコモノマー(b)3.5重量%とを含有する混合液を連続的に供給するとともに、上記混合液に、重合触媒(c)として、表1に示すヘテロポリ酸を0.3重量%含む蟻酸メチル溶液を、全モノマーに対して表1に示した量で連続添加して共重合を行った。表1において、重合触媒の添加量は全モノマーの合計に対する重量比率(単位:ppm)である。
<Examples 1-15>
[Copolymerization of trioxane as main monomer (a) with cyclic ether and / or cyclic formal as comonomer (b)]
A continuous biaxial polymerization machine was used as the polymerization reactor. This polymerization machine has a jacket for passing a heating or cooling medium on the outside, and two rotating shafts with a large number of paddles for stirring and propulsion are provided in the longitudinal direction in the inside. ing. As a main monomer (a) containing warm water of 80 ° C. through the jacket of this biaxial polymerization machine and rotating two rotating shafts at a constant speed and containing 1200 ppm of methylal as a chain transfer agent at one end thereof. A mixture containing 96.5% by weight of trioxane and 3.5% by weight of the comonomer (b) shown in Table 1 was continuously fed, and Table 1 was used as a polymerization catalyst (c). The methyl formate solution containing 0.3% by weight of the heteropolyacid shown in FIG. In Table 1, the addition amount of the polymerization catalyst is a weight ratio (unit: ppm) to the total of all monomers.
[重合触媒(c)の失活]
共重合による反応生成物は、重合機の他端に設けられた吐出口より排出し、触媒の失活のために表1に示した一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)を添加した。次いで、酸化防止剤としてとしてトリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェール)プロピオネート〕0.3重量%を添加し、ベント付き2軸押出機を用いて温度220℃、ベント部の真空度5mmHgで溶融混練して押し出し、実施例1〜15に係るポリアセタール共重合体のペレットを調製した。
[Deactivation of polymerization catalyst (c)]
The reaction product by copolymerization is discharged from a discharge port provided at the other end of the polymerization machine, and a guanidine compound (d) represented by the general formula (2) shown in Table 1 is added to deactivate the catalyst. did. Next, 0.3% by weight of triethylene glycol-bis [3- (3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyfehl) propionate] was added as an antioxidant, and a vented twin screw extruder was used. Then, the mixture was melt kneaded and extruded at a temperature of 220 ° C. and a degree of vacuum of 5 mmHg in the vent portion to prepare polyacetal copolymer pellets according to Examples 1-15.
<比較例1>
重合触媒として三フッ化ホウ素ブチルエーテラート0.5重量%のシクロヘキサン溶液を使用し、失活剤として、公知のトリフェニルホスフインを使用したこと以外は、実施例1と同じ方法にて、比較例1に係るポリアセタール共重合体のペレットを調製した。なお、重合触媒が三フッ化ホウ素ジブチルエーテラートである場合、重合触媒の添加量は三フッ化ホウ素(BF3)としての値である。
<Comparative Example 1>
In the same manner as in Example 1, except that a cyclohexane solution of boron trifluoride butyl etherate 0.5% by weight was used as a polymerization catalyst and a known triphenylphosphine was used as a deactivator. A pellet of polyacetal copolymer according to Example 1 was prepared. When the polymerization catalyst is boron trifluoride dibutyl etherate, the addition amount of the polymerization catalyst is a value as boron trifluoride (BF 3 ).
<比較例2>
重合触媒として三フッ化ホウ素ブチルエーテラート0.5重量%のシクロヘキサン溶液を用い、実施例1と同様に重合を行った。吐出口より排出された反応生成物をトリエチルアミン0.1重量%水溶液中に導入して反応生成物20重量%を含むスラリーを調製し、80℃で1時間撹拌して触媒の失活処理を行った後、ろ過し、100℃で1時間乾燥した。次いで酸化防止剤としてトリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−1−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕0.3重量%を添加することで、比較例2に係るポリアセタール共重合体のペレットを調製した。
<Comparative example 2>
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using a cyclohexane solution containing 0.5% by weight of boron trifluoride butyl etherate as a polymerization catalyst. The reaction product discharged from the discharge port is introduced into a 0.1% by weight aqueous solution of triethylamine to prepare a slurry containing 20% by weight of the reaction product, and stirred at 80 ° C. for 1 hour to deactivate the catalyst. Then, it filtered and dried at 100 degreeC for 1 hour. Subsequently, the polyacetal copolymer according to Comparative Example 2 was added by adding 0.3% by weight of triethylene glycol-bis [3- (3-t-butyl-5-methyl-1-hydroxyphenyl) propionate] as an antioxidant. Combined pellets were prepared.
<比較例3>
表1に示す種類及び量のヘテロポリ酸を使用し、実施例1と同様にして重合を行った。吐出口より排出された反応生成物は、比較例2と同様にしてスラリー状態で処理し、さら
に酸化防止剤を添加して押出を行った。これにより、比較例3に係るポリアセタール共重合体のペレットを調製した。
<Comparative Example 3>
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using the types and amounts of heteropolyacids shown in Table 1. The reaction product discharged from the discharge port was treated in a slurry state in the same manner as in Comparative Example 2, and further extruded by adding an antioxidant. Thereby, the pellet of the polyacetal copolymer which concerns on the comparative example 3 was prepared.
<評価>
実施例及び比較例に係るポリアセタール共重合体のペレットを135℃、4時間の条件で乾燥した後、メルトインデックス(MI)、アルカリ分解率及びホルムアルデヒド放出量を測定した。
<Evaluation>
The pellets of the polyacetal copolymer according to Examples and Comparative Examples were dried at 135 ° C. for 4 hours, and then measured for melt index (MI), alkali decomposition rate and formaldehyde emission.
[メルトインデックス(MI)の評価]
メルトインデックス測定装置:Melt Indexer L202型(タカラサーミスタ社製)を用いて荷重2.16kg、温度190℃、7分の条件で測定したときの値をメルトインデックス(g/10min)とした。結果を表2に示す。本実施例では、メルトインデックス(MI)を分子量に対応する特性値とした。すなわち、MIが低いほど分子量が高いと判断し、MIが高いほど分子量が低いと判断した。本実施例では、MIが10g/10min未満である場合は、重合触媒の失活が十分に行われていると判断し、MIが10g/10min以上である場合は、重合触媒の失活が十分に行われていないと判断した。
[Evaluation of Melt Index (MI)]
Melt index measuring device: Melt Index L202 type (manufactured by Takara Thermistor) was used as a melt index (g / 10 min) when measured under conditions of a load of 2.16 kg, a temperature of 190 ° C. and 7 minutes. The results are shown in Table 2. In this example, the melt index (MI) is a characteristic value corresponding to the molecular weight. That is, the lower the MI, the higher the molecular weight, and the higher the MI, the lower the molecular weight. In this example, when MI is less than 10 g / 10 min, it is determined that the polymerization catalyst has been sufficiently deactivated. When MI is 10 g / 10 min or more, the polymerization catalyst is sufficiently deactivated. It was judged that it was not done.
[アルカリ分解率(不安定部分の存在量)の評価]
実施例及び比較例における共重合体ペレットを粉砕し、その約1gを精秤し、0.5重量%の水酸化アンモニウムを含む50%メタノール水溶液100mLと共に密閉可能な容器に入れて密閉し、180℃で45分間加熱した後、液中に分解溶出したホルムアルデヒドの量を定量分析した。結果を表2に示す。アルカリ分解率は、共重合体ペレット100重量%に対する割合(単位:%)で示す。
[Evaluation of alkali decomposition rate (abundance of unstable part)]
The copolymer pellets in Examples and Comparative Examples were pulverized, and about 1 g thereof was precisely weighed and sealed in a sealable container together with 100 mL of 50% aqueous methanol solution containing 0.5% by weight of ammonium hydroxide. 180 After heating at ° C for 45 minutes, the amount of formaldehyde decomposed and eluted in the liquid was quantitatively analyzed. The results are shown in Table 2. The alkali decomposition rate is shown as a ratio (unit:%) to 100% by weight of the copolymer pellets.
[ホルムアルデヒド放出量の評価]
実施例及び比較例における試料を200℃に保ったシリンダーに充填して、5分間で溶融後、溶融物をシリンダーから密閉容器内に押出した。この密閉容器に窒素ガスを流し、出てきた窒素ガスに含まれるホルムアルデヒドを水に溶かして捕集し、水中のホルムアルデヒド濃度を測定することにより、溶融物から放出されたホルムアルデヒドの重量を求めた。このホルムアルデヒド重量を溶融物の重量で除してホルムアルデヒド放出量(単位ppm)とした。結果を表2に示す。
[Evaluation of formaldehyde emission]
Samples in Examples and Comparative Examples were filled in a cylinder maintained at 200 ° C., melted in 5 minutes, and then the melt was extruded from the cylinder into a sealed container. Nitrogen gas was allowed to flow through this sealed container, and formaldehyde contained in the nitrogen gas that had come out was dissolved and collected in water, and the formaldehyde concentration in the water was measured to determine the weight of formaldehyde released from the melt. The formaldehyde weight was divided by the weight of the melt to obtain formaldehyde emission (unit: ppm). The results are shown in Table 2.
本発明は、重合触媒が上記一般式(1)で示されるヘテロポリ酸であり、このヘテロポリ酸の失活剤が上記一般式(2)で示されるグアニジン化合物(d)であるため、極めて少量で高重合収率が得られ、しかも重合後、粗共重合体に上記グアニジン化合物を添加し、溶融混練するだけで簡単に、極めて高品質のポリアセタール共重合体を製品として提供できることが確認された(実施例1〜15)。 In the present invention, the polymerization catalyst is a heteropolyacid represented by the above general formula (1), and the deactivator for this heteropolyacid is the guanidine compound (d) represented by the above general formula (2). It was confirmed that a high polymerization yield was obtained, and after polymerization, the above-mentioned guanidine compound was added to the crude copolymer, and an extremely high-quality polyacetal copolymer could be provided as a product simply by melt-kneading ( Examples 1-15).
また、重合触媒が三フッ化ホウ素系である場合、触媒量が多いために失活を完了させるのに多数の工程を必要とするだけでなく、その失活処理後も触媒に由来する物質による分解等の有害な作用を避け難いことが確認された(比較例1及び2)。また、重合触媒の失活剤がトリエチルアミンである場合、実施例ほど十分に重合触媒を失活させることができないとともに、アルカリ分解率が高く、実施例に比べてポリアセタール共重合体の品質が劣ることが確認された(比較例2及び3)。また、重合触媒の失活剤がトリエチルアミンである場合、トリエチルアミン水溶液を多量に使うため、触媒失活後に共重合体を処理液と分離し乾燥すること、処理液中に溶解した未反応モノマーを回収すること等、煩雑な工程を必要とするものであり、経済的にも課題を残す。 In addition, when the polymerization catalyst is boron trifluoride, not only a large number of steps are required to complete the deactivation due to the large amount of the catalyst, but also the substance derived from the catalyst after the deactivation treatment. It was confirmed that harmful effects such as decomposition were difficult to avoid (Comparative Examples 1 and 2). In addition, when the deactivator of the polymerization catalyst is triethylamine, the polymerization catalyst cannot be sufficiently deactivated as in the examples, the alkali decomposition rate is high, and the quality of the polyacetal copolymer is inferior to the examples. Was confirmed (Comparative Examples 2 and 3). Also, when the polymerization catalyst deactivator is triethylamine, in order to use a large amount of triethylamine aqueous solution, after deactivation of the catalyst, the copolymer is separated from the treatment liquid and dried, and unreacted monomer dissolved in the treatment liquid is recovered. This requires a complicated process, such as to do, and remains a problem economically.
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| JP2018521358A (en) * | 2015-07-08 | 2018-08-02 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Photochromic article containing polyoxometalate and method of making and using the article |
| US12252460B2 (en) | 2019-07-12 | 2025-03-18 | Alzchem Trostberg Gmbh | Process for the preparation of a metastable crystal modification of n-(aminoiminomethyl)-2-aminoacetic acid (III) |
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