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JP3324171B2 - エステルアミド共重合体の製造方法 - Google Patents

エステルアミド共重合体の製造方法

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JP3324171B2
JP3324171B2 JP00205693A JP205693A JP3324171B2 JP 3324171 B2 JP3324171 B2 JP 3324171B2 JP 00205693 A JP00205693 A JP 00205693A JP 205693 A JP205693 A JP 205693A JP 3324171 B2 JP3324171 B2 JP 3324171B2
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JP
Japan
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ester amide
aromatic
amide copolymer
glycol
copolymer
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勇 桐木平
浩 山川
雄二 久保
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Tosoh Corp
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Tosoh Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性エラストマー
としての性質を有し、耐熱性,耐寒性及び成形性に優れ
たエステルアミド共重合体の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】6ナイロン及び6,6ナイロン等のよう
な脂肪族アミノカルボン酸がハードセグメントを構成
し、ポリテトラメチレングリコールやポリカプロラクト
ンがソフトセグメントを構成するエステルアミドタイプ
のブロック共重合体は、耐熱性及び機械特性に優れた熱
可塑性エラストマーとして自動車部品,電気・電子部
品,機械部品などに使用されている。
【0003】しかしながら、このようなエステルアミド
ブロック共重合体は、脂肪族アミノカルボン酸と脂肪族
グリコールから構成されているため成形加工性には優れ
るが、耐熱性が十分でなく、高硬度でゴム弾性に欠ける
ものである。
【0004】そこで、耐熱性の改良のため、芳香族ジア
ミン、芳香族ジカルボン酸、芳香族アミノカルボン酸の
中から選ばれた組み合わせからなる芳香族アミド単位が
ハードセグメントを構成するポリ(エステルアミド)が
提案されている(特開平4−293923号公報)。し
かし、このポリ(エステルアミド)は溶液重合により得
られているため、芳香族アミド単位が揃っておらず、成
形加工性に劣っている。一般に、耐熱性を向上させると
成形加工性が低下する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
を解決するためになされたものであり、その目的とする
ところは耐熱性,耐寒性及び加工性に優れたエステルア
ミド共重合体の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を行なった結果、新規なエステ
ルアミド共重合体の製造方法を見出だし、本発明を完成
するに至った。すなわち本発明は、ポリ(アルキレンオ
キシド)グリコールの末端を芳香族アミノカルボン酸化
合物で置換した後、これを有機溶媒中で芳香族ジカルボ
ン酸ジクロライドと反応させることを特徴とする下記一
般式(I)
【0007】
【化2】
【0008】(ただし、R1,R2は各々炭素数が6〜3
0個の二価の芳香族基を示す。)で示される芳香族オリ
ゴアミド鎖10〜90重量%と数平均分子量500〜1
0000のポリアルキレンオキシド鎖90〜10重量%
とからなる数平均分子量5000〜500000のエス
テルアミド共重合体の製造方法である。
【0009】本発明の方法において用いられる芳香族ア
ミノカルボン酸化合物としては、例えば4−アミノ安息
香酸,3−アミノ安息香酸等のアミノ安息香酸類、4−
アミノ−4´−カルボキシビフェニル,4−アミノ−4
´−カルボキシビフェニルエーテル,4−アミノ−4´
−カルボキシビフェニルサルファイド,4−アミノ−4
´−カルボキシビフェニルスルホン等のビフェニルアミ
ノカルボン酸類、3−アミノ−3´−カルボキシベンゾ
フェノン,4−アミノ−4´−カルボキシベンゾフェノ
ン等のアミノカルボキシフェノン類、1−アミノ−4−
カルボキシナフタレン,2−アミノ−6−カルボキシナ
フタレン等のアミノカルボキシナフタレン類のメチル,
エチル,プロピル及びブチルエステル等が挙げられる。
【0010】また、本発明の方法おいて用いられるポリ
(アルキレンオキシド)グリコールとしては、例えばポ
リ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレン
オキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシ
ド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリ
コール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重
合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランの共重合
体、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレン
オキシド付加重合体などが挙げられる。これらは1つあ
るいは2つ以上混合して用いてもよい。また、これらの
中で、得られるエステルアミド共重合体の機械的強度と
成形加工性の点から、特にポリ(テトラメチレンオキシ
ド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコー
ルのエチレンオキシド付加重合体を用いることが好まし
い。更に、用いるポリ(アルキレンオキシド)グリコー
ルの数平均分子量は、その化学構造によって最適値が異
なるが、通常500〜10000であることが好まし
く、更に好ましくは650〜4000である。この数平
均分子量が500より小さいと得られるエステルアミド
共重合体の耐熱性や成形加工性が劣り、数平均分子量が
10000より大きいと重合時にポリマーの相分離によ
り反応率が低下するおそれがある。
【0011】本発明の方法において用いられる芳香族ジ
カルボン酸ジクロライドとしては、テレフタル酸,イソ
フタル酸等のフタル酸類、4,4´−ジカルボキシビフ
ェニル, 4,4´−ジカルボキシビフェニルエーテ
ル, 4,4´−ジカルボキシビフェニルサルファイ
ド, 4,4´−ジカルボキシビフェニルスルホン等の
ビフェニルジカルボン酸類、3,3´−ジカルボキシベ
ンゾフェノン, 4,4´−ジカルボキシベンゾフェノ
ン, 1,2−ビス(4−カルボキシフェノキシ)エタ
ン等のジカルボキシフェノン類、1,4−ジカルボキシ
ナフタレン, 2,6−ジカルボキシナフタレン等のジ
カルボキシナフタレン類のジクロライド等を例示するこ
とができる。
【0012】本発明においては、上記したポリ(アルキ
レンオキシド)グリコールの末端を芳香族アミノカルボ
ン酸で置換するが、その具体的な方法としては、例えば
エステル交換触媒の存在下、ポリ(アルキレンオキシ
ド)グリコールに対して芳香族アミノカルボン酸エステ
ルを2倍モル以上用い、窒素気流中、常圧下、約150
〜240℃でエステル交換反応を行ないブタノールを流
出させ、更に5mmHg以下の減圧下、約150〜30
0℃で反応させる方法などが挙げられる。なお、ここで
用いられるエステル化触媒としては、テトラメトキシチ
タン,テトラエトキシチタン,テトラn−プロポキシチ
タン,テトライソプロポキシチタン,テトラブトキシチ
タン等のチタン化合物、ジ−n−ブチル錫ジラウレー
ト,ジ−n−ブチル錫オキサイド,ジ−n−ブチル錫ジ
アセテート等の錫化合物、マグネシウム,カルシウム,
亜鉛等の酢酸塩と酸化アンチモン及び酸化ゲルマニウム
等の酸化物との組合せ等が挙げられる。その中で良好な
触媒は有機チタン化合物である。
【0013】本発明は、このように末端を芳香族アミノ
カルボン酸で置換したポリ(アルキレンオキシド)グリ
コールに有機溶媒中で芳香族ジカルボン酸ジクロライド
を反応させることによりエステルアミド共重合体を得る
ものである。この反応は、温度−20℃以上で行なうこ
とが好ましく、更に好ましくは0〜100℃である。ま
た、このとき反応によって塩化水素が生成するので、そ
の補束剤を用いることが好ましい。
【0014】上記反応に用いる有機溶媒としては、例え
ば塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタ
ン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサ
ン、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、o−ジクロ
ロベンゼン等の溶媒も用いることができるが、特にN−
メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリド
ン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N´−ジメチ
ルホルムアミド、,N,N´−ジメチルアセトアミド、
N,N´−ジエチルアセトアミド、N,N´−ジメチル
プロピオン酸アミド、N,N´−ジエチルプロピオン酸
アミド、テトラメチル尿素、テトラエチル尿素、ヘキサ
メチルホスホルトリアミド、N−メチルカプロラクタム
等のアミド系溶媒を用いることが好ましい。
【0015】また、塩化水素の補束剤としてはN,N´
−ジメチルアニリン、N,N´−ジエチルアニリン、
N,N´−ジメチルモルホリン、ピリジン等が用いら
れ、この補束剤はジカルボン酸ジクロライドに対して、
2〜3倍モル使用することが好ましい。
【0016】本発明では一般式(I)で示される芳香族
オリゴアミド鎖10〜90重量%と数平均分子量500
〜10000のポリアルキレンオキシド鎖90〜10重
量%とからなる数平均分子量5000〜500000の
エステルアミド共重合体を得るが、この共重合比あるい
は数平均分子量はポリ(アルキレンオキシド)グリコー
ルと芳香族ジカルボン酸ジクロライドの比率などにより
適宜調節することができる。なお、数平均分子量が50
00より小さいとエステルアミド共重合体は機械特性の
点で劣り、500000より大きいと加工性に問題が生
じる。また、エステルアミド共重合体の数平均分子量は
10000〜100000となるように製造することが
より好ましい。
【0017】本発明において、得られるエステルアミド
共重合体の耐熱性、特に熱変色性の向上のために重合時
あるいは重合後に安定剤を添加してもよい。これら安定
剤としては、リン酸,亜リン酸,次亜リン酸誘導体,フ
ェニルホスフィン酸,ポリホスホネート,ジアルキルペ
ンタエリスリトールジホスファイト,ジアルキルビスフ
ェノールAジホスファイト等のリン化合物、ヒンダード
フェノール化合物、チオエーテル系,ジチオ酸塩系,メ
ルカプトベンズイミダゾール系,チオカルバニリド系,
チオジプロピオン酸エステルなどのイオウ含有化合物、
スズマレート,ジブチルスズモノオキシドなどのスズ系
化合物等が用いられ、これらの安定剤の添加量は、エス
テルアミド共重合体100重量部に対して0.01〜
2.0重量部用いることが好ましい。
【0018】また、本発明で得られるエステルアミド共
重合体の成形性向上のため、カルシウム,バリウム,ア
ルミニウムなどのステアリン酸塩類、ステアリン酸エス
テル、シリコンオイル、ワックス類、エチレンビスステ
アリルアミドなどの滑剤を添加することができる。これ
らの添加量は、エステルアミド共重合体100重量部に
対して0.05〜5.0重量部の範囲が好ましい。
【0019】更に、本発明で得られるエステルアミド共
重合体に対し、染料、顔料、無機補強剤、可塑剤、ヒン
ダードアミン系光安定剤、紫外線吸収剤、発泡剤、難燃
剤、エポキシ化合物やイソシアネート化合物等の公知の
添加剤を加えることができる。
【0020】
【実施例】次に、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されない。なお、本発明で得
られるエステルアミド共重合体の分析に用いた測定機器
及び方法は下記の通りである。
【0021】(1)1H−NMRスペクトルは、日本電
子社製 JNM−GSX270型を用い、ヘキサフルオ
ロイソプロパノール中、45℃、積算回数400回の条
件で測定した。
【0022】(2)13C−NMRスペクトルは、日本電
子社製 JNM−GSX270型を用い、ヘキサフルオ
ロイソプロパノール中、45℃、積算回数18000回
の条件で測定した。
【0023】(3)動的粘弾性挙動は、レオロジー社製
DVE−V4 FTレオスペクトラーを用い、振動数
11Hz,−100〜300℃の範囲で測定した。
【0024】(4)ガラス転移温度(Tg)及び融点
(Tm)は、セイコー電子工業社製 DSC200を用
い、昇温速度10℃/分,−100〜300℃の範囲で
測定した。
【0025】(5)熱分解温度(Td)は、セイコー電
子工業社製 TG−DTA200を用い、昇温速度20
℃/分,50〜650℃の範囲で測定した。
【0026】(6)ポリマーの分子量は東ソー社製 S
C−8010、カラムにポリスチレンゲル GMHXL
及びG2500H8を連結したカラム系のGPCを用
い、流速1.0ml/分、溶離液にN−メチル−2−ピ
ロリドン/LiClを用い、カラム温度40℃で測定し
た。
【0027】(7)硬度は、高分子計器社製 マイクロ
ゴム硬度計により、厚さ1mmのプレスシートを用いて
測定した。
【0028】(8)機械特性(破断強度,破断伸び)
は、島津製作所社製 オートグラフDCS−100によ
り、厚さ1mmのプレスシートを用いて測定した。
【0029】実施例1 窒素導入管、温度センサー、マグネチック攪拌翼、留出
管を備えた500mlの4つ口セパラブルフラスコに、
数平均分子量(Mn)が1009であるポリテトラメチ
レングリコール(PTMG)50.48g(0.05モ
ル)とアミノ安息香酸ブチル(BuAB)19.35g
(0.10モル)を仕込み、十分に窒素置換を行なっ
た。次いで、これに触媒としてテトラブトキシチタン
0.08gを添加し、窒素気流下、室温から200℃ま
で1時間で昇温し、2時間で所定量のブタノールを流出
させ、更に230℃/1mmHgの減圧下で2時間反応
させた。その後、これにN−メチル−2−ピロリドン
(NMP)100mlを加え、氷温に保ち、テレフタル
酸クロリド(TPC)10.15g(0.05モル)を
NMP100mlに溶解させた液を滴下した。更に、こ
れに塩化水素の補束剤としてピリジン8.55g(0.
11モル)を加え、一昼夜、室温で重合した。
【0030】重合後、得られた重合物をメタノールに沈
殿させ、濾過し、乾燥することによって良好なゴム弾性
を示すエステルアミド共重合体58.12g(収率85
%)が得られた。この共重合体の1H−NMRの測定結
果を図1に、13C−NMRの測定結果を図2に示す。ま
た、得られた共重合体の動的粘弾性挙動を図3に示す。
得られた共重合体は分子量(Mw)が37000、ガラ
ス転移温度(Tg)が−79℃、融点(Tm)が218
℃、熱分解温度(Td)が403℃であった。また、そ
の機械特性は、硬度(Hs)が91JIS−A、破断強
度(TB)が231kg/cm2、破断伸び(EB)が6
90%であった。
【0031】実施例2 窒素導入管、温度センサー、マグネチック攪拌翼、留出
管を備えた500mlの4つ口セパラブルフラスコに、
Mnが2014であるPTMG100.88g(0.0
5モル)とBuABを19.37g(0.10モル)仕
込み、十分に窒素置換を行なった後、触媒としてテトラ
ブトキシチタン0.08gを添加した。その後、窒素気
流下、室温から200℃まで1時間で昇温し、2時間で
所定量のブタノールを流出させ、更にこれを230℃/
1mmHgの減圧下で2時間反応させた。次いで、これ
にNMP200mlを加え、氷温に保ち、TPC10.
16g(0.05モル)をNMP100mlに溶解させ
た液を滴下し、塩化水素の補束剤としてピリジンを7.
95g(0.10モル)加え、一昼夜、室温で重合し
た。
【0032】重合後、得られた重合物をメタノールに沈
殿させ、濾過し、乾燥することによって、良好なゴム弾
性を示すエステルアミド共重合体105.03g(収率
88%)が得られた。この共重合体はMwが4100
0、Tgが−859℃、Tmが198℃、Tdが401
℃であった。また、機械特性はHsが78JIS−A、
Bが181kg/cm2、EBが890%であった。
【0033】
【発明の効果】本発明の方法によれば、熱可塑性エラス
トマーとしての性質を有し、芳香族オリゴアミド鎖をハ
ードセグメントにもつ、耐熱性,耐寒性及び加工性に優
れるエステルアミド共重合体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1により得られたエステルアミド共重
合体の1H−NMRの測定結果を示す図である。
【図2】 実施例1により得られたエステルアミド共重
合体の13C−NMRの測定結果を示す図である。
【図3】 実施例1により得られたエステルアミド共重
合体の動的粘弾性挙動を示す図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融反応によりポリ(アルキレンオキシ
    ド)グリコールの末端を芳香族アミノカルボン酸化合物
    で置換した後、これを有機溶媒中で芳香族ジカルボン酸
    ジクロライドと反応させることを特徴とする下記一般式
    (I) 【化1】 (ただし、R1,R2は各々炭素数が6〜30個の二価の
    芳香族基を示す。)で示される芳香族オリゴアミド鎖1
    0〜90重量%と数平均分子量500〜10000のポ
    リアルキレンオキシド鎖90〜10重量%とからなる数
    平均分子量5000〜500000のエステルアミド共
    重合体の製造方法。
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