JP2005344024A - Star-shape branched polyamide resin composition and method for producing the same - Google Patents

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Masayoshi Nakano
征孝 中野
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M & S Kenkyu Kaihatsu Kk
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M & S Kenkyu Kaihatsu Kk
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for obtaining a star-shaped branched polyamide resin composition having good impact resistance by using a polyester resin as a raw material. <P>SOLUTION: The star-shaped branched polyamide resin composition having the good impact resistance is obtained as follows. (1) A powdery straight-chain polyester resin composed of a dicarboxylic acid component and a bivalent OH component and having ≥0.2 dl/g intrinsic viscosity is subjected to an ester-amide exchange reaction with amine compounds composed of (2)-1 a diamine compound and (2)-2 an amine compound composed of at least a trifunctional or higher polyfunctional amino compound at a temperature not lower than the higher melting point of both the amine compounds and not higher than the melting point of the polyester resin. Thereby, each bivalent OH component (ester group) of the polyester resin is substituted with the amine compound (amide group). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、星型分岐ポリアミド系樹脂組成物とその製造法に係り、特に、ポリエステル樹脂を原料にして、耐衝撃性の良好な星型分岐ポリアミド系樹脂組成物とその製造法に関するものである。   The present invention relates to a star-shaped branched polyamide resin composition and a method for producing the same, and more particularly to a star-branched polyamide resin composition having good impact resistance using a polyester resin as a raw material and a method for producing the same. .

特表平11−511771号にアミノ基を有する多官能性の核から形成されるところ延性破壊挙動を示す星型分岐ポリアミド樹脂の記載がある。又、特表2002−544307号には多官能性アミノーカルボン酸基含有のモノマーを利用して作られた多分岐ポリアミド樹脂の記載がある。それらは原料としてモノマー(少なくとも2種の異なる官能基を有するモノマー、例えば、α,ω―アミノ酸やラクタム等)を用い既存の重縮合法で星型又は分岐ポリアミド樹脂を調整するものである。   JP-A-11-511771 describes a star-shaped branched polyamide resin that exhibits ductile fracture behavior when formed from a polyfunctional nucleus having an amino group. JP-T-2002-544307 describes a multi-branched polyamide resin made by using a monomer containing a polyfunctional amino-carboxylic acid group. They use monomers (monomers having at least two different functional groups such as α, ω-amino acids and lactams) as raw materials to adjust star-shaped or branched polyamide resins by the existing polycondensation method.

本発明者は、先に、特許第027545号、特開平11−106504号、特開2001−11175号において、従来の重縮合法とは全く異なる、ポリエステル樹脂を介してエステル・アミド交換反応により、ポリアミド樹脂及びポリエステルアミド樹脂を得るポリマーからポリマーを合成する新規な製造方法を提案した。特に、特開2001−11175号においては、ポリエステル樹脂を無溶媒、特定条件下でジアミン化合物と反応させれば効率良く高分子量のポリアミド樹脂及びポリエステルアミド樹脂が得られることを提案した。この方法は、無溶媒化により製造コストが大幅に低下するため極めて魅力的なポリアミド樹脂及びポリエステルアミド樹脂の製造方法である。   The present inventor previously performed an ester-amide exchange reaction via a polyester resin, which is completely different from the conventional polycondensation method in Japanese Patent No. 027545, Japanese Patent Laid-Open No. 11-106504, and Japanese Patent Laid-Open No. 2001-11175. A novel production method for synthesizing a polymer from a polymer for obtaining a polyamide resin and a polyesteramide resin was proposed. In particular, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-11175 proposed that a high-molecular weight polyamide resin and a polyesteramide resin can be obtained efficiently by reacting a polyester resin with a diamine compound under a specific condition without a solvent. This method is a very attractive method for producing a polyamide resin and a polyesteramide resin because the production cost is greatly reduced due to the absence of solvent.

特表平11−511771号公報Japanese National Patent Publication No. 11-511771 特表2002−544307号公報Special Table 2002-544307 特許第027545号公報Japanese Patent No. 027545 特開平11−106504号公報JP-A-11-106504 特開2001−11175号公報JP 2001-11175 A

しかしながら、かかる方法で得たポリアミド樹脂及びポリエステルアミド樹脂は同様の構造を有するジカルボン酸化合物とジアミン化合物から既存の重縮合法で得た材料に較べ耐衝撃性が低いと言う問題点を内在していた。   However, the polyamide resin and the polyesteramide resin obtained by such a method have a problem that the impact resistance is lower than materials obtained by the existing polycondensation method from a dicarboxylic acid compound and a diamine compound having the same structure. It was.

そこで、本発明者はかかる問題点を解決すべく鋭意検討をとり進めた結果、本発明に至った。即ち、本発明において、(1)ジカルボン酸成分と2価のOH成分とからなる極限粘度が0.2dl/g以上の直鎖ポリエステル樹脂と、(2)−1 ジアミン化合物、(2)−2 少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物からなるアミン化合物からエステル・アミド置換反応を介して得た星型分岐ポリアミド系樹脂組成物は良好な耐衝撃性を有することを見出した。
そして、それら樹脂組成物は、(1)ジカルボン酸成分と2価のOH成分とからなる極限粘度が0.2dl/g以上の粉末状の直鎖ポリエステル樹脂を、(2)−1 ジアミン化合物、(2)−2 少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物からなるアミン化合物と、両該アミン化合物の高いほうの融点以上、ポリエステル樹脂の融点以下の温度にてエステル・アミド交換反応することにより該ポリエステル樹脂の有する2価のOH成分(エステル基)を該アミン化合物(アミド基)に置換することにより得られることを見出した。
そして、更に、前記エステル・アミド交換反応生成物を溶融混練することより、より耐衝撃性の高いポリアミド系樹脂組成物を得ることも見出した。
又、該ポリエステル樹脂が熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート樹脂であること、熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート樹脂がポリエチレンテレフタレート樹脂であることが望ましいことも見出した。
Therefore, as a result of intensive investigations to solve such problems, the present inventor has reached the present invention. That is, in the present invention, (1) a linear polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.2 dl / g or more comprising a dicarboxylic acid component and a divalent OH component, (2) -1 a diamine compound, (2) -2 It has been found that a star-shaped branched polyamide resin composition obtained from an amine compound composed of a polyfunctional amino compound having at least three functionalities through an ester / amide substitution reaction has good impact resistance.
And these resin compositions are (1) a diamine compound, a powdery linear polyester resin having an intrinsic viscosity of 0.2 dl / g or more comprising a dicarboxylic acid component and a divalent OH component, (2) -2 By performing an ester-amide exchange reaction with an amine compound composed of at least a trifunctional or higher polyfunctional amino compound and a temperature higher than the higher melting point of the both amine compounds and lower than the melting point of the polyester resin. It has been found that the polyester resin can be obtained by substituting the divalent OH component (ester group) of the polyester resin with the amine compound (amide group).
Furthermore, it has also been found that a polyamide-based resin composition having higher impact resistance can be obtained by melt-kneading the ester-amide exchange reaction product.
It has also been found that the polyester resin is a thermoplastic polyalkylene terephthalate resin and that the thermoplastic polyalkylene terephthalate resin is preferably a polyethylene terephthalate resin.

表の結果から、本発明の方法に従えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂から衝撃強度の改良された星型分岐ポリエチレンテレフタルアミド樹脂組成物が得られることが理解される。   From the results of the table, it is understood that according to the method of the present invention, a star-shaped branched polyethylene terephthalamide resin composition having improved impact strength can be obtained from a polyethylene terephthalate resin.

以下に、本発明について詳細に説明する。
先ず、本発明において用いられる原料としての粉末状直鎖ポリエステル樹脂とは、一般には、有機ジカルボン酸又はその誘導体からなるジカルボン酸成分と2価アルコール化合物又は2価フェノール化合物からなる2価のOH成分とから重縮合反応によって得られるものである。かかる有機ジカルボン酸又はその誘導体とは、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジクロライド、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸及びその誘導体や、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸及びその誘導体等である。また、2価アルコール化合物とは、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、テトラメチレングリコール等のアルキレングリコール化合物、シクロヘキサンジオール等である。更に、2価フェノール化合物とは、ビスフェノール−A等である。尚、これらジカルボン酸成分や2価のOH成分は、各々、上例したもの単独若しくは2種以上の化合物を含んでいても何等問題はない。
The present invention is described in detail below.
First, the powdered linear polyester resin as a raw material used in the present invention is generally a dicarboxylic acid component composed of an organic dicarboxylic acid or a derivative thereof and a divalent OH component composed of a dihydric alcohol compound or a dihydric phenol compound. And obtained by a polycondensation reaction. Such organic dicarboxylic acids or derivatives thereof include, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, dimethyl terephthalate, terephthalic acid dichloride, diphenyldicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid and other derivatives thereof, oxalic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid and their derivatives. Examples of the dihydric alcohol compound include ethylene glycol, propylene glycol, butane-1,3-diol, butane-1,4-diol, alkylene glycol compounds such as tetramethylene glycol, cyclohexanediol, and the like. Furthermore, the dihydric phenol compound is bisphenol-A or the like. These dicarboxylic acid components and divalent OH components may be used alone or in combination of two or more compounds without any problem.

そして、そのような直鎖状ポリエステル樹脂の中でも、ジカルボン酸として主としてテレフタル酸を用い、また、2価アルコールとして主としてエチレングリコールやブタン−1,4−ジオール等のアルキレングリコールを用いて得られる熱可塑性のポリアルキレンテレフタレート樹脂が好ましい。中でも、特に好ましいものは、ポリエチレンテレフタレート樹脂である。尚、直鎖状ポリエステル樹脂として、2種以上のものが混合されて用いられても良く、また、ポリエステル樹脂に、他の有機重合体や無機化合物が混合されていても何等支障はない。   Among such linear polyester resins, thermoplastics obtained mainly using terephthalic acid as the dicarboxylic acid and mainly using alkylene glycol such as ethylene glycol and butane-1,4-diol as the dihydric alcohol. The polyalkylene terephthalate resin is preferred. Among these, polyethylene terephthalate resin is particularly preferable. Two or more kinds of linear polyester resins may be mixed and used, and there is no problem even if other organic polymers or inorganic compounds are mixed in the polyester resin.

又、そのような原料として用いられる直鎖状ポリエステル樹脂の極限粘度は、ヘキサフロロイソプロパノールを溶媒として用いた、30℃の温度下における測定にて、0.2dl/g以上、好ましくは0.3dl/g以上である必要がある。0.2dl/g未満の極限粘度では、本発明によって得られる反応生成物の極限粘度が小さくなり、工業的に有用な高分子量のポリアミド系樹脂組成物が得られないからである。更に、ここで用いられるポリエステル樹脂は、平均粒径が3mm以下、好ましくは1mm以下の粉末状の形態を有することが重要である。平均粒径が3mmを超えると、エステル・アミド交換反応に必要以上の時間を要することになる。又、その含水率は、500ppm以下、好ましくは100ppm以下である。   Further, the intrinsic viscosity of the linear polyester resin used as such a raw material is 0.2 dl / g or more, preferably 0.3 dl, as measured at a temperature of 30 ° C. using hexafluoroisopropanol as a solvent. / G or more. When the intrinsic viscosity is less than 0.2 dl / g, the intrinsic viscosity of the reaction product obtained by the present invention becomes small, and an industrially useful high molecular weight polyamide resin composition cannot be obtained. Furthermore, it is important that the polyester resin used here has a powdery form with an average particle size of 3 mm or less, preferably 1 mm or less. If the average particle size exceeds 3 mm, it takes more time than necessary for the ester-amide exchange reaction. The water content is 500 ppm or less, preferably 100 ppm or less.

一方、上記のポリエステル樹脂と反応するジアミン化合物とは、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリメチレン−1,6−ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン化合物;p−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、m−トルイレンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、4,4′−ジアミノビフェニール、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノビフェニール、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノビフェニール、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルプロパン、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニルスルファイド、4,4′−ジアミノベンズアニリド、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,3′−ジエチル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノアントラキノン、3,3′−ジメトキシベンチジン、α,α′−ビス(4−アミノフェニル)−p−イソプロピルベンゼン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン等の芳香族ジアミン化合物;1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、イソホロンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチルジシクロヘキシルメタン、α,α′−ビス(4−アミノシクロヘキシル)−p−ジイソプロピルベンゼン、α,α′−ビス(4−アミノシクロヘキシル)−m−ジイソプロピルベンゼン、メンタンジアミン等の脂環式ジアミン化合物等である。また、両末端アミノポリオルガノシロキサンやポリアルキレンエーテル等のポリマー等である。尚、これらジアミン化合物は、単独で使用される以外に、2種以上のものを混合して使用することも出来る。   On the other hand, the diamine compound that reacts with the polyester resin includes ethylene diamine, trimethylene diamine, tetramethylene diamine, pentamethylene diamine, hexamethylene diamine, octamethylene diamine, dodecamethylene diamine, trimethylene-1,6-hexamethylene diamine, and the like. An aliphatic diamine compound: p-phenylenediamine, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, m-toluylenediamine, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine, 4,4'-diaminobiphenyl, 3,3 '-Dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiph Nylsulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane 4,4'-diaminoanthraquinone, 3,3'-dimethoxybenzidine, α, α'-bis (4-aminophenyl) -p-isopropylbenzene, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, etc. 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, isophoronediamine, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, bis (4-aminocyclohexyl) Methane, bis (4-aminocyclohexyl) propane, 4, '-Diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, α, α'-bis (4-aminocyclohexyl) -p-diisopropylbenzene, α, α'-bis (4-aminocyclohexyl) -m-diisopropylbenzene, menthane An alicyclic diamine compound such as diamine. Moreover, it is a polymer such as aminopolyorganosiloxane at both ends or polyalkylene ether. In addition, these diamine compounds can be used by mixing two or more kinds in addition to being used alone.

そして、この使用されるジアミン化合物の量は、目的とするポリアミド系樹脂組成物が有利に得られるように適宜に設定されることとなるが、一般に、直鎖状ポリエステル樹脂の繰り返し単位の1モルに対して、0.001〜1.5モル、好ましくは0.005〜1.3モル、更に好ましくは0.01〜1.2モルである。ジアミン化合物の使用量が0.001モル未満では、反応生成物が原料ポリエステル樹脂と変わらず、又1.5モルを越えると得られる反応生成物の分子量が小さくなる等の問題がある。また、かかるジアミン化合物の含水量は500ppm以下、好ましくは100ppm以下である。
次に、ジアミン化合物と同様に上記のポリエステル樹脂と反応する少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物とは、2,2′,2″−トリアミノトリエチルアミン、3,3′,3″−トリアミノトリプロピルアミン、N,N−ビス(2−アミノエチル)−N′,N′−ビス[2−[ビス(2−アミノエチル)アミノ]エチル] −1,2−エチレンジアミン等のポリエチレンイミン誘導体、4−アミノメチル−1,8−オクタンジアミン等の脂肪族トリアミン化合物、3,4,4′―トリアミノジフェニルエーテル等の芳香族トリアミン化合物、メラミン等の複素環式トリアミン化合物、3,3′−ジアミノベンジチン等の芳香族テトラミン化合物等である。中でも好ましいのは2,2′,2″−トリアミノトリエチルアミンと4−アミノメチル−1,8−オクタンジアミンである。尚、これら多官能アミン化合物は、単独で使用される以外に、2種以上のものを混合して、使用することも出来る。また、かかる多官能性アミン化合物の含水量は500ppm以下、好ましくは100ppm以下である。
The amount of the diamine compound used is appropriately set so that the desired polyamide resin composition can be advantageously obtained. Generally, 1 mol of the repeating unit of the linear polyester resin is used. The amount is 0.001 to 1.5 mol, preferably 0.005 to 1.3 mol, and more preferably 0.01 to 1.2 mol. When the amount of the diamine compound used is less than 0.001 mol, the reaction product is not different from the raw material polyester resin, and when it exceeds 1.5 mol, the molecular weight of the reaction product obtained is reduced. Further, the water content of the diamine compound is 500 ppm or less, preferably 100 ppm or less.
Next, the polyfunctional amino compound having at least three functionalities that reacts with the above polyester resin as well as the diamine compound includes 2,2 ′, 2 ″ -triaminotriethylamine, 3,3 ′, 3 ″ -trimethylamine. Polyethyleneimine derivatives such as aminotripropylamine, N, N-bis (2-aminoethyl) -N ′, N′-bis [2- [bis (2-aminoethyl) amino] ethyl] -1,2-ethylenediamine Aliphatic triamine compounds such as 4-aminomethyl-1,8-octanediamine, aromatic triamine compounds such as 3,4,4'-triaminodiphenyl ether, heterocyclic triamine compounds such as melamine, 3,3'- And aromatic tetramine compounds such as diaminobenzidine. Among these, 2,2 ′, 2 ″ -triaminotriethylamine and 4-aminomethyl-1,8-octanediamine are preferable. These polyfunctional amine compounds are used alone or in combination of two or more. In addition, the water content of the polyfunctional amine compound is 500 ppm or less, preferably 100 ppm or less.

これら多官能性アミノ化合物の量は、目的とするポリアミド系樹脂組成物が有利に得られるように適宜に設定されることとなるが、一般に、(2)−1、ジアミン化合物/(2)−2、少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物のモル比が、(5〜200)×n(nは少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物の官能基数)、好ましくは(10〜150)×n、更に好ましくは(15〜100)×nである。モル比が5n未満では、反応生成物がゲル化し易く、200nを超えると反応生成物に分岐の効果が現れない。かかる多官能アミン化合物の含水量は500ppm以下、好ましくは100ppm以下である。   The amount of these polyfunctional amino compounds is appropriately set so that the desired polyamide resin composition can be advantageously obtained. Generally, (2) -1, diamine compound / (2)- 2, The molar ratio of at least trifunctional or higher polyfunctional amino compound is (5-200) × n (n is the number of functional groups of at least trifunctional or higher polyfunctional amino compound), preferably (10 to 150). ) × n, more preferably (15-100) × n. When the molar ratio is less than 5n, the reaction product is easily gelled, and when it exceeds 200n, the branching effect does not appear in the reaction product. The water content of such a polyfunctional amine compound is 500 ppm or less, preferably 100 ppm or less.

そして、目的とするポリアミド系樹脂組成物を得るために、上記反応原料としての直鎖ポリエステル樹脂とジアミン化合物、少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物を特定の条件で反応させ、該直鎖状ポリエステル樹脂の有する全ての2価のOH成分(エステル基)を該ジアミン化合物と該少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物(アミド基)に交換した場合は星型分岐ポリアミド樹脂と直鎖状ポリアミド樹脂の樹脂組成物が、一部のみが交換された場合は星型分岐ポリエステルアミド樹脂と直鎖状ポリエステルアミド樹脂の樹脂組成物が得られることになる。   And in order to obtain the target polyamide-type resin composition, the linear polyester resin as said reaction raw material, a diamine compound, the polyfunctional amino compound more than trifunctional at least is made to react on specific conditions, and this linear When all divalent OH components (ester groups) of the polyester resin are replaced with the diamine compound and the polyfunctional amino compound (amide group) having at least three functionalities, a star-shaped branched polyamide resin and a straight chain When only a part of the resin composition of the linear polyamide resin is exchanged, a resin composition of a star-shaped branched polyesteramide resin and a linear polyesteramide resin is obtained.

前記ポリアミド系樹脂組成物を製造するために、前記各反応原料としての直鎖ポリエステル樹脂、ジアミン化合物、少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物を所定の含水率以下に乾燥し、それぞれの必要量を加圧、減圧及び攪拌機能を有する適当な反応容器に仕込み、反応容器内を不活性ガスで完全に置換し、加圧若しくは密閉状態と為した後、その使用する両アミン化合物の高いほうの融点以上且つ直鎖状ポリエステル樹脂の融点以下の温度に加熱、攪拌することにより、直鎖状ポリエステル樹脂と両アミン化合物を予備反応させることとなる。即ち、この予備反応によって、ポリエステル樹脂中の一部のエステル基が両アミノ化合物と反応する。反応の進行につれポリエステル樹脂の2価のOH成分がポリエステル鎖から外れ副生してくるので、それを反応系外に取り除くことが重要である。2価のOH成分の除去は反応が進行した適当な時期に反応器内を減圧するか不活性ガスを通せば容易に実行される。   In order to produce the polyamide-based resin composition, the linear polyester resin, the diamine compound, and the polyfunctional amino compound having at least three functionalities as the respective reaction raw materials are dried to a predetermined moisture content or less, and the respective requirements Charge the amount into a suitable reaction vessel with pressurization, decompression and stirring functions, completely replace the inside of the reaction vessel with an inert gas, pressurize or seal, and then use the higher of both amine compounds used. The linear polyester resin and both amine compounds are prereacted by heating and stirring to a temperature not lower than the melting point of the linear polyester resin and not higher than the melting point of the linear polyester resin. That is, by this preliminary reaction, some ester groups in the polyester resin react with both amino compounds. As the reaction proceeds, the divalent OH component of the polyester resin is released from the polyester chain and is by-produced, so it is important to remove it from the reaction system. Removal of the divalent OH component is easily carried out by reducing the pressure in the reactor or passing an inert gas at an appropriate time when the reaction has proceeded.

直鎖ポリエステル樹脂と両アミン化合物とを反応させるための反応温度は、用いる両アミン化合物の高いほうの融点以上、直鎖ポリエステル樹脂の融点以下の温度であるが、一般には、100〜250℃が採用される。一方、その反応時間は、前記直鎖ポリエステル樹脂の形状や大きさ(粉末状態)等に左右されるが、通常、0.5〜50時間、好ましくは1〜40時間、更に好ましくは2〜30時間である。   The reaction temperature for reacting the linear polyester resin and both amine compounds is a temperature not lower than the higher melting point of both amine compounds used and not higher than the melting point of the linear polyester resin. Adopted. On the other hand, the reaction time depends on the shape and size (powder state) of the linear polyester resin, but is usually 0.5 to 50 hours, preferably 1 to 40 hours, more preferably 2 to 30. It's time.

そして、そのようなエステル・アミド交換反応に使用される反応容器は、原料の投入口と反応生成物の排出口を有し、且つその内部を不活性ガスで置換、加圧、減圧、加熱及び攪拌し得るものであれば、公知の各種のものが使用される。例えば、縦型、横型、回転型等の金属製各種反応器や、粉体の混合機、乾燥機等である。   The reaction vessel used for such ester / amide exchange reaction has a raw material inlet and a reaction product outlet, and the inside thereof is replaced with an inert gas, pressurized, decompressed, heated and If it can stir, various well-known things are used. For example, there are various metal reactors such as a vertical type, a horizontal type, and a rotary type, a powder mixer, and a dryer.

本発明のエステル・アミド交換反応により生成する予備反応生成物としてのポリアミド系樹脂組成物の極限粘度は、通常、0.3〜2.0dl/g程度である。   The intrinsic viscosity of the polyamide resin composition as a preliminary reaction product produced by the ester / amide exchange reaction of the present invention is usually about 0.3 to 2.0 dl / g.

本発明にあっては、更に、前記エステル・アミド交換反応生成物(予備反応生成物)を、適当な混練装置に仕込み、溶融混練することにより、エステル・アミド交換反応を完全に進行させ、使用した両アミノ化合物を完全にポリエステル樹脂中の2価のOH成分と交換させ、高分子量のポリアミド系樹脂組成物を得る。尚、かかる溶融混練は、混練装置内を完全に不活性ガスで置換して行なうことが重要である。装置内に空気や水分が混在する状態で溶融混練すると、製品としてのポリアミド系樹脂が劣化又はゲル化する、又著しく着色する。   In the present invention, the ester / amide exchange reaction product (preliminary reaction product) is further charged into an appropriate kneading apparatus and melt-kneaded to completely advance the ester / amide exchange reaction. Both the amino compounds thus obtained are completely exchanged with the divalent OH component in the polyester resin to obtain a high molecular weight polyamide resin composition. It is important that such melt-kneading is performed by completely replacing the inside of the kneading apparatus with an inert gas. When melt-kneading in a state where air and moisture are mixed in the apparatus, the polyamide-based resin as a product deteriorates or gels, and is remarkably colored.

かかる溶融混練ための温度は、原料の種類や量、前記予備反応生成物の反応程度により異なるが、一般には、150〜400℃、好ましくは200〜350℃の範囲に設定される。反応温度が150℃未満では、前記予備反応生成物が溶融されない。一方、400℃を越える温度では、溶融混練により熱分解が激しく起こり、有用なポリアミド系樹脂組成物を得ることができない。   The temperature for such melt kneading varies depending on the kind and amount of the raw material and the reaction degree of the preliminary reaction product, but is generally set in the range of 150 to 400 ° C, preferably 200 to 350 ° C. When the reaction temperature is less than 150 ° C., the preliminary reaction product is not melted. On the other hand, when the temperature exceeds 400 ° C., thermal decomposition occurs vigorously by melt-kneading, and a useful polyamide-based resin composition cannot be obtained.

又、かかる溶融混練の時間は、温度と同様に多くの因子に左右されるが、通常、0.1〜10分とされる。溶融混練時間が0.1分未満では溶融が充分に進行せず、一方、10分を越える時間では得られるポリアミド系樹脂が劣化又はゲル化し易い。   The melt kneading time depends on many factors like the temperature, but is usually 0.1 to 10 minutes. When the melt kneading time is less than 0.1 minutes, the melting does not proceed sufficiently, while when the melt kneading time exceeds 10 minutes, the obtained polyamide resin tends to deteriorate or gel.

溶融混練装置としては、加熱条件下で高粘度のポリマーを混練することの出来るものであれば公知の各種装置が使用できる。例えば、ロール、押出機、ニーダ等である。中でも、高温下での混練が容易であると共に生成物の回収と副生成物の除去が容易なベント付き1軸又は多軸の押出機が望ましい。
溶融混練により得られるポリアミド系樹脂組成物は、その極限粘度が、0.6〜5.0dl/g程度と一段と分子量が向上して有用な樹脂組成物となる。
As the melt-kneading apparatus, various known apparatuses can be used as long as they can knead a highly viscous polymer under heating conditions. For example, rolls, extruders, kneaders and the like. Among these, a single-screw or multi-screw extruder with a vent that is easy to knead at a high temperature and easily collects a product and removes a by-product is desirable.
The polyamide-based resin composition obtained by melt-kneading has an intrinsic viscosity of about 0.6 to 5.0 dl / g, which further improves the molecular weight and becomes a useful resin composition.

又、本発明のエステル・アミド交換反応の各段階(予備反応段階と溶融混錬段階)において、必要に応じて、公知のカルボン酸活性剤(亜リン酸トリフェニル、リン酸トリフェニルのような亜リン酸エステル類、リン酸エステル類)、分子量調整剤(トリエチルアミン、トルイジン、ベンジルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノアミノ化合物、1,2−エポキシヘキサン、1,2−エポキシエチルベンゼン、1,2−エポキシシクロヘキサン等のモノエポキシ化合物、n―ブチルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネート等のモノイソシアネート化合物)を添加して、反応生成物の分子量(ゲル化防止)の調整をすることも本発明の範囲である。   In each stage of the ester / amide exchange reaction of the present invention (preliminary reaction stage and melt kneading stage), a known carboxylic acid activator (triphenyl phosphite, triphenyl phosphate, etc.) Phosphites, phosphates), molecular weight regulators (monoamino compounds such as triethylamine, toluidine, benzylamine, cyclohexylamine, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxyethylbenzene, 1,2-epoxycyclohexane It is also within the scope of the present invention to adjust the molecular weight (anti-gelling) of the reaction product by adding a monoepoxy compound such as n-butyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, or phenyl isocyanate.

更に、又、公知の熱安定剤、光安定剤、着色剤、滑剤、強化剤、充填剤等の各種配合剤が、目的により単独で或いは組み合わせて配合される。かかる手順を経て最終的に得られた本発明のポリアミド系樹脂組成物は、通常の溶融成形法、例えば圧縮成形、射出成形、押出成形等の公知の各種の手法によって所望の成形品に成形される。また、それら樹脂組成物を溶媒に溶解させて、キャスト法によりフィルムやコーティング層に形成される。
以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにするが、本発明がそのような実施例の記載によって何等の制約をも受けるものでないことは言うまでもない。又、本発明は、以下の実施例の他にも、更には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることは理解されるべきである。
Furthermore, various compounding agents such as known heat stabilizers, light stabilizers, colorants, lubricants, reinforcing agents, fillers and the like are blended alone or in combination depending on the purpose. The polyamide resin composition of the present invention finally obtained through such a procedure is molded into a desired molded article by various known methods such as ordinary melt molding methods such as compression molding, injection molding, and extrusion molding. The Moreover, these resin compositions are dissolved in a solvent and formed into a film or a coating layer by a casting method.
Hereinafter, some examples of the present invention will be shown and the present invention will be more specifically clarified, but it is needless to say that the present invention is not limited by the description of such examples. The present invention is not limited to the following examples, and other than the above-described specific description, various changes, modifications, and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that these can be added.

(実施例1〜3、比較例1〜4)
市販の直鎖ポリエチレンテレフタレート樹脂、ノバペックス GS300(三菱化学株式会社製、極限粘度、0.65dl/g、ヘキサフロロイソプロパノール、30℃)を粉砕し、1000μm(1mm)の金網パス品を得た。次いで、この粉末状ポリエチレンテレフタレート樹脂を150℃で5時間乾燥して、含水率(三菱化学株式会社製水分測定器にて測定)を80ppmに調整した。
市販のヘキサメチレンジアミン、HMD(和光純薬工業株式会社製、試薬1級)を60℃でモレキュラシーブス4A 1/16(和光純薬工業株式会社製)と混合脱水後、窒素下で減圧蒸留をして精製した。又、エチレンジアミン、EDA(和光純薬工業株式会社製)と2,2′,2″−トリアミノトリエチルアミン、TATEA(和光純薬工業株式会社製)は室温でモレキュラシーブス4A 1/16と混合脱水後、窒素下で蒸留精製した。
上記各乾燥原料を表に示す割合で、内部に2条螺旋のリボン攪拌翼を有する10リットル反応器に窒素雰囲気下、水分の混入を避け投入した。反応器内を窒素ガスで加圧しつつ、10回転/分で攪拌、0.5MPa、150℃で5時間反応させた。その後内部を、200℃、5時間、50から1ミリバールに減圧させつつ反応させ、副生成物であるエチレングリコールを反応系外に除去し、白色の予備反応生成物を得た。除去エチレングリコールの量は凡そ理論量の90%前後であった。予備反応生成物のアミド化率と極限粘度を測定した。結果を表1に示す。尚、アミド化率は、赤外チャートの1720cm−1と1540cm−1の吸光度から次式に従って求めた。アミド化率=1540cm−1の吸光度/(1540cm−1の吸光度+1720cm−1の吸光度)。
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-4)
A commercially available linear polyethylene terephthalate resin, Novapex GS300 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, intrinsic viscosity, 0.65 dl / g, hexafluoroisopropanol, 30 ° C.) was pulverized to obtain a wire mesh pass product of 1000 μm (1 mm). Subsequently, this powdery polyethylene terephthalate resin was dried at 150 ° C. for 5 hours to adjust the water content (measured with a moisture meter manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) to 80 ppm.
Commercially available hexamethylenediamine, HMD (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade 1) was mixed with molecular sieves 4A 1/16 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) at 60 ° C. and dehydrated under reduced pressure under nitrogen. And purified. Ethylenediamine, EDA (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2,2 ', 2 "-triaminotriethylamine, and TATEA (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are mixed and dehydrated with molecular sieves 4A 1/16 at room temperature. And purified by distillation under nitrogen.
The above-mentioned dry raw materials were charged at a ratio shown in the table in a 10 liter reactor having a double spiral ribbon stirring blade inside, avoiding mixing of moisture under a nitrogen atmosphere. While pressurizing the inside of the reactor with nitrogen gas, the mixture was stirred at 10 rpm and reacted at 0.5 MPa and 150 ° C. for 5 hours. Thereafter, the inside was reacted while reducing the pressure to 200 to 1 mbar at 200 ° C. for 5 hours, and ethylene glycol as a by-product was removed from the reaction system to obtain a white preliminary reaction product. The amount of removed ethylene glycol was approximately 90% of the theoretical amount. The pre-reaction product amidation rate and intrinsic viscosity were measured. The results are shown in Table 1. Incidentally, amidation ratio was determined from the absorbance of 1720 cm -1 and 1540 cm -1 in the infrared chart according to the following equation. Amidation ratio = 1540 cm -1 absorbance / (Absorbance + 1720 cm absorbance -1 1540 cm -1).

次に、予備反応生成物を溶融混錬した。混錬装置としてベルストルフ社製3ベント付き40mm2軸押出機、ZE40AX40Dを使用した。混錬条件は、温度設定、ホッパー下からダイ方向に280〜300℃、50回転/分、樹脂供給量6Kg/時間で行なった。比較例4を除き他は、樹脂供給部(ホッパー)から押出機までを完全に外部から遮断、窒素ガスで置換した。ベントはホッパー下からダイ方向に200〜10ミリバールの範囲で減圧した。押出ストランドを冷却してペレット状に切断した。得られた溶融混錬品のアミド化率、極限粘度、射出成型した試験片の衝撃強度、着色状態を調べた。結果を表1に示す。   Next, the preliminary reaction product was melt kneaded. As a kneading apparatus, a 40 mm twin screw extruder, ZE40AX40D, manufactured by Belstolf, was used. The kneading conditions were temperature setting, 280 to 300 ° C. in the die direction from the bottom of the hopper, 50 rotations / minute, and a resin supply amount of 6 kg / hour. Except for Comparative Example 4, the rest from the resin supply section (hopper) to the extruder was completely shut off from the outside and replaced with nitrogen gas. The vent was depressurized in the range of 200 to 10 mbar from the bottom of the hopper to the die direction. The extruded strand was cooled and cut into pellets. The amidation rate, intrinsic viscosity, impact strength of the injection-molded test piece, and coloring state of the obtained melt-kneaded product were examined. The results are shown in Table 1.

比較例3においては(2)−2の多官能アミン化合物が多いために予備反応段階でゲル化し、溶融混錬は不可能であった。また、比較例4は実施例2と同一原料配合、予備反応品であるが溶融混錬時に窒素ガス置換を実施しなかった。溶融混錬品は著しく着色した。   In Comparative Example 3, since there were many polyfunctional amine compounds of (2) -2, it gelled in the preliminary reaction stage and melt kneading was impossible. Further, Comparative Example 4 was the same raw material composition and preliminary reaction product as Example 2, but nitrogen gas substitution was not performed during melt kneading. The melt-kneaded product was markedly colored.

Figure 2005344024
Figure 2005344024

Claims (6)

(1)、ジカルボン酸成分と2価のOH成分とからなる、極限粘度が0.2dl/g以上の直鎖ポリエステル樹脂を、(2)−1、ジアミン化合物、(2)−2、少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物からなるアミン化合物とエステル・アミド交換反応により該ポリエステル樹脂の有する2価のOH成分(エステル基)を該アミン化合物(アミド基)に置換することにより得られる星型分岐ポリアミド系樹脂組成物。 (1) A linear polyester resin composed of a dicarboxylic acid component and a divalent OH component and having an intrinsic viscosity of 0.2 dl / g or more is converted into (2) -1, a diamine compound, (2) -2, at least 3 A star obtained by substituting the amine compound (amide group) of the polyester resin with an amine compound composed of a polyfunctional amino compound having higher functionality than the divalent OH component (ester group) of the polyester resin by an ester / amide exchange reaction Type branched polyamide resin composition. (1)、ジカルボン酸成分と2価のOH成分とからなる、極限粘度が0.2dl/g以上の粉末状直鎖ポリエステル樹脂を、(2)−1、ジアミン化合物、(2)−2、少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物からなるアミン化合物と、両アミン化合物の高いほうの融点以上、該ポリエステル樹脂の融点以下の温度にてエステル・アミド交換反応により該ポリエステル樹脂の有す2価のOH成分(エステル基)を該アミン化合物(アミド基)に置換することを特徴とする星型分岐ポリアミド系樹脂組成物の製造法。 (1) A powdered linear polyester resin composed of a dicarboxylic acid component and a divalent OH component and having an intrinsic viscosity of 0.2 dl / g or more is represented by (2) -1, a diamine compound, (2) -2, An amine compound composed of a polyfunctional amino compound having at least trifunctionality and a polyester resin having an ester-amide exchange reaction at a temperature not lower than the higher melting point of both amine compounds and not higher than the melting point of the polyester resin. A method for producing a star-shaped branched polyamide-based resin composition, comprising substituting the valence OH component (ester group) with the amine compound (amide group). 前記エステル・アミド交換反応において、両アミン化合物(2)−1/(2)−2のモル比が、(5〜200)×n(nは少なくとも3官能性以上の多官能性アミノ化合物の官能基数)で反応させることを特徴とする請求項2の星型分岐ポリアミド系樹脂組成物の製造法。 In the ester-amide exchange reaction, the molar ratio of both amine compounds (2) -1 / (2) -2 is (5-200) × n (n is a function of a polyfunctional amino compound having at least trifunctionality or more). The method for producing a star-branched polyamide-based resin composition according to claim 2, wherein the reaction is performed based on the number of groups. 前記エステル・アミド交換反応生成物を溶融混錬することにより更にエステル・アミド交換反応を進行させることを特徴とする請求項2〜3の星型分岐ポリアミド系樹脂組成物の製造法。 4. The method for producing a star-branched polyamide-based resin composition according to claim 2, wherein the ester-amide exchange reaction product is further melt-kneaded to further advance the ester-amide exchange reaction. 前記ポリエステル樹脂が、ポリアルキレンテレフタレート樹脂である請求項2〜請求項4の何れかに記載の星型分岐ポリアミド系樹脂組成物の製造法。 The said polyester resin is polyalkylene terephthalate resin, The manufacturing method of the star-shaped branched polyamide-type resin composition in any one of Claims 2-4. 前記ポリアルキレンテレフタレート樹脂が、ポリエチレンテレフタレート樹脂である請求項5に記載の星型分岐ポリアミド系樹脂組成物の製造法。
The method for producing a star-shaped branched polyamide resin composition according to claim 5, wherein the polyalkylene terephthalate resin is a polyethylene terephthalate resin.
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