JP2008516024A - ハロゲン不含の難燃剤を有する、流動性熱可塑性樹脂 - Google Patents

ハロゲン不含の難燃剤を有する、流動性熱可塑性樹脂 Download PDF

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Abstract

A)少なくとも1つの熱可塑性ポリマー10〜98質量%、
B)0.01〜50質量%の
B1)OH価1〜600mg KOH/gポリカーボナート(DIN53240、第二部による)を有する、高分枝したか又は超分枝したポリカーボナート少なくとも1つ、
又は
B2)タイプAxy(xは少なくとも1.1、及びyは少なくとも2.1)の高分枝したか又は超分枝したポリエステル少なくとも1つ
又はこれらの混合物
C)リン含有又は窒素含有化合物又はP−N縮合体又はこれらの混合物のグループから選択される、ハロゲン不含の難燃剤1〜40質量%
D)更なる添加剤0〜60質量%
を含有し、成分A)〜D)の質量パーセントの合計が、100%である熱可塑性成形材料。

Description

発明の詳細な説明
本発明は、
A)少なくとも1つの熱可塑性ポリマー10〜98質量%、
B)0.01〜50質量%の
B1)OH価1〜600mg KOH/gポリカーボナート(DIN53240、第二部による)を有する、高分枝したか又は超分枝したポリカーボナート少なくとも1つ、又は
B2)タイプAxy(xは少なくとも1.1、及びyは少なくとも2.1)の高分枝したか又は超分枝したポリエステル少なくとも1つ、
又はこれらの混合物、
C)リン含有又は窒素含有化合物又はP−N縮合体又はこれらの混合物のグループから選択される、ハロゲン不含の難燃剤1〜40質量%、
D)更なる添加剤0〜60質量%
を含有し、成分A)〜D)の質量パーセントの合計が100%である、熱可塑性成形材料に関する。
更に、本発明は、繊維、シート及び成形体を製造するための本発明による成形材料の使用並びにその際に得られる全ての種類の成形体に関する。
ハロゲン不含の難燃化ポリエステルに関して、増大する市場の関心がある。難燃剤に関する重要な要求は以下の通りである:淡い固有色、熱可塑性樹脂中への混和のための十分な温度安定性、並びに強化ポリマー又は非強化ポリマー中でのこの有効性(いわゆる、ガラスファイバーの際の吸上作用)。
この際、この燃焼試験は、非強化ポリエステルに関しては、UL94により、V−Oでもって合格することが望ましい。強化ポリエステルに関しては、少なくともクラスV2及び/又はグローワイヤ試験に合格することが望ましい。
JP-A 08/269 306及びJP-A 09/157 503からは、メラミンシアヌラート(MC)、リン酸エステル及び離型剤からなるポリエステル難燃組み合わせ物が公知であり、これは10質量%よりも少ないガラス繊維を含有してよい。係る成形材料の機械的特性及び難燃特性は、改善に値する。
JP-A 06/157 880及びWO 97/0 57 05からは、繊維強化したポリエステル成形材料が公知であり、これはMC又は架橋したビスフェノールを難燃剤として含有する。この成形材料での欠点は、高いフェノール値(添加剤のマイグレーション)並びに加工の際の型付着物(Formbelag)及び褐変である。
流動性の改善のために、通常は熱可塑性樹脂に低分子添加剤が添加される。係る添加剤の作用はしかしながら、極めて制限されていて、というのも、例えば前記添加剤の添加量の増加の際の機械的特性の減少はもはや寛容できるものではなく、かつこの難燃化の効果もまた、大抵は減少するからである。
WO-97/45474からは熱可塑性樹脂組成物が公知であり、これはデンドリマー状ポリエステルをAB2分子としてポリエステル中に含有する。この際、コア分子である多官能性アルコールが、AB2分子であるジメチルプロピオン酸と反応して、デンドリマー状ポリエステルになる。これは、この鎖の末端にOH官能性のみを含む。この混合物の欠点は、前記デンドリマー状ポリエステルの高いガラス温度、この比較的面倒な製造、特に、前記デンドリマーの前記ポリエステルマトリックス中での劣悪な溶解性である。
DE-A 101 32 928の教示によれば、配合及び固相における後縮合を用いた係る分枝剤の混和は、力学特性の改善(分子量増成)を生じる。この記載された方法の変形の欠点は、長い製造時間並びに既に上記した、不利な特性である。
DE 102004 005652.8及びDE 102004 005657.9には、ポリエステルのための流動性改善のための既に新規の添加剤が提案される。
本発明に基づく課題は従って、良好な流動能及び同時に良好な機械的特性並びに難燃性特性を有する、熱可塑性の、難燃化ポリマー成形材料を提供することにある。特に、この添加剤は、ブルーミング又は型付着する傾向にないことが望ましい。
原則的に、本発明による成形材料の有利な作用は、全ての種類の熱可塑性樹脂で示される。適した熱可塑性樹脂の列挙は、例えばKunststoff-Taschenbuch (Hrsg. Saechtling), 1989版に見出され、ここでは入手先も挙げられている。係る熱可塑性プラスチックの製造方法は、当業者に自体公知である。
有利な熱可塑性樹脂は、ポリアミド、ビニル芳香族系ポリマー、ASA−、ABS−、SANポリマー、POM、PPE、ポリアリーレンエーテルスルホンからなるグループから選択され、その際ポリエステル及びポリカーボナートが有利である。
成分(A)として、本発明による成形材料は、少なくとも1つの熱可塑性ポリマー、有利にはポリエステル/ポリカーボナート10〜98質量%、有利には30〜97.99質量%、特に30〜95質量%を含有する。
一般的に、芳香族ジカルボン酸及び脂肪族又は芳香族ジヒドロキシ化合物ベースのポリエステルA)が使用される。
有利なポリエステルの第一のグループは、ポリアルキレンテレフタラート、特に、2〜10つのC原子をアルコール部分に有するポリアルキレンテレフタラートである。
係るポリアルキレンテレフタラートは自体公知であり、かつ前記文献中に記載されている。前記ポリアルキレンテレフタラートは、芳香族環をこの主鎖中に含み、前記環は芳香族ジカルボン酸に由来するものである。前記芳香族環は置換されていてもよく、例えばハロゲン、例えば塩素及び臭素により、又はC1〜C4−アルキル基、例えばメチル−、エチル−、i−又はn−プロピル−及びn−、i−又はt−ブチル基により置換されていてもよい。
係るポリアルキレンテレフタラートは、芳香族ジカルボン酸、このエステル又は他のエステル形成誘導体と、脂肪族ジヒドロキシ化合物との反応により、自体公知の方法で製造されてよい。
有利なジカルボン酸として、2,6−ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸及びイソフタル酸又はこれらの混合物が挙げられてよい。30mol%までの、有利には10mol%以下の前記芳香族ジカルボン酸は、脂肪族又は脂環式ジカルボン酸、例えばアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸及びシクロヘキサンジカルボン酸により代替されてよい。
脂肪族ジヒドロキシ化合物のうち、2〜6つの炭素原子を有するジオール、特に1,2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール及びネオペンチルグリコール又はこれらの混合物が有利である。
特に有利なポリエステル(A)として、2〜6つのC原子を有するアルカンジオールから誘導されるポリアルキレンテレフタラートが挙げられる。このうち、特にポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレンテレフタラート及びポリブチレンテレフタラート又はこれらの混合物が有利である。更に有利には、PET及び/又はPBTであり、これは1質量%までの、有利には0.75質量%までの、1,6−ヘキサンジオール及び/又は2−メチル−1,5−ペンタンジオールを更なるモノマー単位として含有する。
前記ポリエステル(A)の粘度数は、一般的に、ISO1628により、フェノール/o−ジクロロベンゼン混合物(質量割合1:1、25℃で)中の0.5質量%溶液中で測定して、50〜220、有利には80〜160の範囲にある。
特に有利には、カルボキシル末端基含有量、〜100mval/kg、有利には〜50mval/kg、特に〜40mval/kgポリエステルを有するポリエステルである。係るポリエステルは、例えばDE−A 44 01 055の方法により製造されてよい。このカルボキシル末端基含有量は、通常は、滴定方法(電位差滴定)により決定される。
特に有利な成形材料は、成分A)として、PBTとは相違するポリエステル、例えばポリエチレンテレフタラート(PET)からなる混合物を含有する。割合、例えば前記ポリエチレンテレフタラートの割合は、有利には前記混合物中で、A)100質量%に対して、〜50質量%まで、特に10〜35質量%である。
更に、PETリサイクル材料(スクラップPETとも呼ばれる)を場合によっては、ポリアルキレンテレフタラート、例えばPBTと混合して使用することが有利である。
リサイクル材料とは、一般的に以下が理解される:
1)いわゆる脱工業リサイクル材料:この際前記材料は、重縮合の際又は加工の際の製造廃棄物、例えば射出成形加工の際のスプルー、射出成形加工又は押出成形の際の始動屑、又は押出されたプレート又はシートの周辺切れ端である。
2)脱消費者リサイクル材料:この際前記材料は、終消費者による利用後収集され、再生されたプラスチック物品である。量の程度ではるかに支配的な物品は、ミネラルウォーター、ソフトドリンク及びジュースのためのブロー成形されたPETボトルである。
双方の種類のリサイクル材料は、粉砕材料として又は顆粒の形状にあってよい。後者の場合には、粗リサイクル材料は分離及び洗浄後、押出機中で溶融及び顆粒化される。これによって大抵の場合、ハンドリング、更なる加工工程のための流動性及び配量性が容易になる。
顆粒化されたリサイクル材料と同様に粉砕材料として存在するリサイクル材料も使用してよく、その際この最大の辺の長さは10mm、有利には8mmよりも小さいことが望ましい。
加工の際のポリエステルの加水分解による分解(痕跡量の湿分による)のために、前記リサイクル材料を前乾燥することが推奨される。乾燥後の残湿分含有量は有利には<0.2%、特に<0.05%である。
更なるグループとして芳香族ポリエステルを挙げることができ、これは芳香族ジカルボン酸及び芳香族ジヒドロキシ化合物から誘導される。
芳香族ジカルボン酸として、ポリアルキレンテレフタラートの際に既に記載した化合物が適する。有利には、イソフタル酸5〜100mol%とテレフタル酸0〜95mol%とからなる混合物、特にテレフタル酸約80%とイソフタル酸20%との混合物が、前記2つの酸がほぼ等量の混合物となるまで使用される。
芳香族ジヒドロキシ化合物は、有利には、一般式
Figure 2008516024
[前記式中、Zは、8つまでのC原子を有するアルキレン基又はシクロアルキレン基、12つまでのC原子を有するアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、又は1つの化学結合を表し、mは、0〜2の値を有する]を有する。この化合物は、フェニレン基にC1〜C6−アルキル−又はアルコキシ基及びフッ素、塩素又は臭素を置換基として有することができる。
これらの化合物の代表物として、例えば次のもの
ジヒドロキシジフェニル、
ジ−(ヒドロキシフェニル)アルカン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルフィド、
ジ−(ヒドロキシフェニル)エーテル、
ジ−(ヒドロキシフェニル)ケトン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルホキシド、
α,α′−ジ−(ヒドロキシフェニル)−ジアルキルベンゼン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルホン、ジ−(ヒドロキシベンゾイル)ベンゼン、
レゾルシン及び
ヒドロキノン、並びにこれらの核アルキル化したか又は核ハロゲン化した誘導体が挙げられる。
その中でも、
4,4′−ジヒドロキシジフェニル、
2,4−ジ−(4′−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、
α,α′−ジ−(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、
2,2−ジ−(3′−メチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロパン及び
2,2−ジ−(3′−クロロ−4′−ヒドロキシフェニル)プロパン、
並びに、特に
2,2−ジ−(4′−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ジ−(3′,5−ジクロロジヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ジ−(4′−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
3,4′−ジヒドロキシベンゾフェノン、
4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン及び
2,2−ジ−(3′,5−ジメチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロパン、
又はこれらの混合物が有利である。
無論、ポリアルキレンテレフタラートと完全芳香族ポリエステルとの混合物を使用してもよい。前記混合物は、一般的にポリアルキレンテレフタラート20〜98質量%及び完全芳香族ポリエステル2〜80質量%を含有する。
無論、ポリエステルブロックコポリマー、例えばコポリエーテルエステルを使用してもよい。この種の生成物は自体公知であり、文献、例えばUS-A 3 651 014に記載されている。また、相応する製品は市販されていて、例えばHytrel(登録商標)(DuPont)である。
ポリエステルとしては、本発明により、ハロゲン不含のポリカーボナートをも理解されたい。適したハロゲン不含のポリカーボナートは、例えば一般式
Figure 2008516024
[前記式中、Qは、単結合、C1〜C8−アルキレン基、C2〜C3−アルキリデン基、C3〜C6−シクロアルキリデン基、C6〜C12−アリーレン基並びに−O−、−S−又は−SO2−を表し、mは、0〜2の整数である]のジフェノール系のポリカーボナートである。
ジフェノールは、フェニレン基に置換基、例えばC1〜C6−アルキル又はC1〜C6−アルコキシを有していてもよい。
前記式の有利なジフェノールは、例えばヒドロキノン、レゾルシン、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、2,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサンである。特に有利には、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン及び1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサン並びに1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンである。
ホモポリカーボナート並びにコポリカーボナートは成分Aとして適していて、有利には、ビスフェノールA−ホモポリマーの他に、ビスフェノールAのコポリカーボナートである。
適したポリカーボナートは、公知方法で分枝化されていてよく、つまり有利には、使用されるジフェノールの合計に対して0.05〜2.0mol%の少なくとも三官能性化合物、例えば3つ以上のフェノール性OH基を有する化合物を導入することによって分枝化してよい。
1.10〜1.50、特に1.25〜1.40の相対粘度ηrelを有するポリカーボナートは、特に好適であることが証明された。これは、10000〜200000g/mol、特に20000〜80000g/molの平均分子量Mw(質量平均値)に相当する。
前記一般式のジフェノールは、自体公知であるか又は公知方法により製造可能である。
ポリカーボナートの製造は、例えばジフェノールをホスゲンと相界面法により反応させるか又はジフェノールをホスゲンと均一相法(いわゆるピリジン法)により反応させることによって行なうことができ、この場合それぞれ調節すべき分子量は、公知の方法で、相応する量の公知の連鎖停止剤によって達成される。(ポリジオルガノシロキサン含有ポリカーボナートについては、例えばDE-OS 33 34 782参照)。
適した連鎖停止剤は、例えばフェノール、p−t−ブチルフェノール、他に長鎖状アルキルフェノール、例えば4−(1,3−テトラメチル−ブチル)−フェノール(DE-OS 2842005による)又はアルキル置換基中に全部で8〜20つのC原子を有するモノアルキルフェノール又はジアルキルフェノール(DE-OS 3506472による)、例えばp−ノニルフェニル、3,5−ジ−t−ブチルフェノール、p−t−オクチルフェノール、p−ドデシルフェノール、2−(3,5−ジメチル−ヘプチル)−フェノール及び4−(3,5−ジメチルヘプチル)−フェノールである。
本発明の意味合いにおけるハロゲン不含のポリカーボナートは、ポリカーボナートが、ハロゲン不含のジフェノール、ハロゲン不含の連鎖停止剤及び場合によってはハロゲン不含の分枝化剤から形成されていることを意味し、この場合例えば相界面法によるホスゲンを用いたポリカーボナートの製造から生じる鹸化可能な塩素のppm下位量の含量は、意味合いにおいてハロゲン含有と見なすべきではない。鹸化可能な塩素のppm含量を有するこの種のポリカーボナートは、意味合いにおいてハロゲン不含のポリカーボナートである。
更なる適した成分A)としては、無定形ポリエステルカーボナートが挙げられ、この場合ホスゲンは、芳香族ジカルボン酸単位、例えばイソフタル酸単位及び/又はテレフタル酸単位に対して製造の際に代替されている。この詳細については、EP-A711810のこの箇所に指摘されている。
モノマー単位としてシクロアルキル基を有する更なる適したコポリカーボナートは、EP−A365916に記載されている。
更に、ビスフェノールAは、ビスフェノールTMCによって代替されてよい。この種のポリカーボナートは、Bayer社の登録商標APEC HT(R)で入手可能である。
成分B)として本発明による成形材料は、B1)、OH価1〜600mg KOH/gポリカーボナート、有利には10〜550mg KOH/gポリカーボナート、特に50〜550mg KOH/gポリカーボナート(DIN 53240、第二部による)を有する、高分枝したか又は超分枝したポリカーボナート少なくとも1つを、又は成分B2)として超分枝したポリエステル少なくとも1つ又はこれらの混合物を、0.01〜50質量%、特に0.5〜20質量%、特に0.7〜10質量%含有し、これは例えば以下に記載されるとおりである。
超分枝したポリカーボナートB1)とは、本発明の範囲内で、構造的並びに分子的に均一でない、ヒドロキシル基及びカーボナート基を有する架橋されていない高分子が理解される。前記の超分枝したポリカーボナートは、一方ではデンドリマーと同様に中心分子から出発して、但し枝の均一でない鎖長でもって形成されていてよい。前記の超分枝したポリカーボナートは、他方では線状に、官能性の側基でもって構成されていてもよいが、この両極端の組合せとして、線状であってかつ分枝した分子部分を有していてもよい。デンドリマー及び超分枝したポリマーの定義に関してbは、P.J. Flory, J.Am.Chem.Soc. 1952, 74, 2718及びH. Frey et al., Chem. Eur. J. 2000, 6, No.14, 2499も参照されたい。
"超分枝した"とは、本発明に関連して、この枝分かれ度(Degree of Branching、DB)、即ち一分子当たりの樹枝状結合部の平均数及び末端基の平均数が、10〜99.9%、有利には20〜99%、特に有利には20〜95%であることが理解される。
"デンドリマー"とは、本発明に関連して、この枝分かれ度が99.9〜100%であることが理解される。"Degree of Branching"の定義に関しては、H. Frey et al., Acta Polym. 1997, 48, 30を参照されたい。
有利には、成分B1)は、100〜15000g/mol、有利には200〜12000g/mol、特に500〜10000g/molの数平均分子量Mnを有する(GPC、標準PMMA)。
ガラス転移温度Tgは、有利には−80℃〜+140℃、有利には−60℃〜120℃である(DSC、DIN 53765による)。
特に、23℃での粘度(mPas)(DIN53019による)は、50〜200000、特に100〜150000、特に有利に200〜100000である。
成分B1)は、有利には少なくとも次の工程を含む方法によって得ることができる:
a)一般式RO[(CO)]nORの少なくとも1つの有機カーボナート(A)を、少なくとも3つのOH基を有する少なくとも1つの脂肪族、脂肪族/芳香族又は芳香族のアルコール(B)と、アルコールROHの除去下に反応させ、1つ以上の縮合生成物(K)に変え、この場合Rは、それぞれ互いに無関係に1〜20つのC原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族、芳香族/脂肪族又は芳香族の炭化水素基であり、及び基Rは、環の形成下に互いに結合されていてもよく、かつnは、1〜5の整数を表わすか、又は
ab)ホスゲン、ジホスゲン又はトリホスゲンを上記アルコール(B)と、塩化水素の除去下に反応させ、
b)縮合生成物(K)を分子間反応させ、高官能性の、高分枝したか又は超分枝したポリカーボナートに変え、
この場合反応混合物中でのOH基とカーボナートとの量比は、縮合生成物(K)が平均で1つのカーボナート基及び1つより多いOH基を有するか又は1つのOH基及び1つより多いカーボナート基を有するように選択される。
出発材料として、ホスゲン、ジホスゲン又はトリホスゲンが使用されてよく、この場合有機カーボナートが有利である。
出発材料として使用される、一般式RO(CO)ORの有機カーボナート(A)の基Rは、それぞれ互いに無関係に、1〜20つのC原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族、芳香族/脂肪族又は芳香族の炭化水素基である。両方の基Rは、環の形成下に互いに結合されていてもよい。有利には、前記基は、脂肪族炭化水素基であり、特に有利には、1〜5つのC原子を有する直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基、又は置換又は非置換のフェニル基である。
特に、式RO(CO)ORの簡単なカーボナートが使用され、nは、特に1〜3、特に1である。
ジアルキルカーボナート又はジアリールカーボナートは、例えば脂肪族、芳香脂肪族又は芳香族のアルコール、有利にはモノアルコールとホスゲンとの反応から製造されてよい。更に、前記カーボナートは、アルコール又はフェノールをCOにより貴金属、酸素又はNOxの存在下で酸化カルボニル化することにより製造されてもよい。ジアリールカーボナート又はジアルキルカーボナートの製造法のために、"Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", 第6版, 2000 Electronic Release, Verlag Wiley-VCHも参照されたい。
適したカーボナートの例は、脂肪族、芳香族/脂肪族又は芳香族のカーボナート、例えばエチレンカーボナート、1,2−プロピレンカーボナート又は1,3−プロピレンカーボナート、ジフェニルカーボナート、ジトリルカーボナート、ジキシリルカーボナート、ジナフチルカーボナート、エチルフェニルカーボナート、ジベンジルカーボナート、ジメチルカーボナート、ジエチルカーボナート、ジプロピルカーボナート、ジブチルカーボナート、ジイソブチルカーボナート、ジペンチルカーボナート、ジヘキシルカーボナート、ジシクロヘキシルカーボナート、ジヘプチルカーボナート、ジオクチルカーボナート、ジデシルカーボナート又はジドデシルカーボナートを含む。
nが1より大きいカーボナートの例は、ジアルキルジカーボナート、例えばジ(−t−ブチル)ジカーボナート又はジアルキルトリカーボナート、例えばジ(−t−ブチルトリカーボナート)を含む。
有利には、脂肪族カーボナート、特に基が1〜5つのC原子を含む脂肪族カーボナート、例えばジメチルカーボナート、ジエチルカーボナート、ジプロピルカーボナート、ジブチルカーボナート又はジイソブチルカーボナートが使用される。
前記有機カーボナートを、少なくとも3つのOH基を有する少なくとも1つの脂肪族アルコール(B)又は2つ以上の異なるアルコールの混合物と反応させる。
少なくとも3つのOH基を有する化合物の例は、グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミン、トリス(ヒドロキシエチル)アミン、トリス(ヒドロキシプロピル)アミン、ペンタエリトリット、ジグリセリン、トリグリセリン、ポリグリセリン、ビス(トリメチロールプロパン)、トリス(ヒドロキシメチル)イソシアヌラート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌラート、フロログルシノール(Phloroglucinol)、トリヒドロキシトルエン、トリヒドロキシジメチルベンゼン、フロログルシド(Phloroglucide)、ヘキサヒドロキシベンゼン、1,3,5−ベンゼントリメタノール、1,1,1−トリス(4′−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリス(4′−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(トリメチロールプロパン)又は糖、例えばグルコース、三官能性又は多官能性のアルコール及び酸化エチレン、酸化プロピレン又は酸化ブチレンをベースとする三官能性又は多官能性のポリエーテルオール、又はポリエステルオールを含む。この場合には、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオール、ペンタエリトリット、並びに、酸化エチレン又は酸化プロピレンをベースとするこれらのポリエーテルオールが特に有利である。
この多官能性アルコールは、二官能性アルコール(B′)と混合して使用されてもよく、但し、使用される全てのアルコールの平均OH官能性は合わせて2よりも大きいとの条件付きである。2つのOH基を有する、適した化合物の例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール及び1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール及び1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール及び1,5−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、1,1′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、レソルシノール、ヒドロキノン、4,4′−ジヒドロキシフェニル、ビスー(4−ビス(ヒドロキシフェニル))スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)トルエン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ジヒドロキシベンゾフェノン、酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン又はその混合物をベースとする二官能性ポリエーテルポリオール、ポリテトラヒドロフラン、ポリカプロラクトン又はジオール及びジカルボン酸をベースとするポリエステルオールを含む。
ジオールは、ポリカーボナートの特性を細かく調節するために使用される。二官能性アルコールを使用する場合には、二官能性アルコールB′)と少なくとも三官能性のアルコール(B)との比は、当業者によってポリカーボナートの望ましい特性に応じて定められる。一般的に、1つ又は複数のアルコール(B′)の量は、全てのアルコール(B)と(B′)とが一緒になった全体量に関連して0〜39.9mol%である。有利には、この量は、0〜35mol%、特に有利には0〜25mol%、特にとりわけ有利には0〜10mol%である。
ホスゲン、ジホスゲン又はトリホスゲンとアルコール又はアルコール混合物との反応は、通常は、塩化水素を除去しながら行なわれ、本発明による多官能性の高分枝したポリカーボナートへのカーボナートとアルコール又はアルコール混合物との反応は、一官能性アルコール又はフェノールをカーボナート分子から除去しながら行なわれる。
本発明による方法により形成された多官能性の高分枝したポリカーボナートは、この反応後に、即ち更なる修飾なしに、ヒドロキシル基及び/又はカルボナート基で末端を形成している。このポリカーボナートは、様々な溶媒中、例えば水、アルコール、例えばメタノール、エタノール、ブタノール、アルコール/水混合物、アセトン、2−ブタノン、酢酸エステル、ブチルアセタート、メトキシプロピルアセタート、メトキシエチルアセタート、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、エチレンカーボナート又はプロピレンカーボナート中で良好に溶解する。
多官能性ポリカーボナートとは、本発明の範囲内で、ポリマー骨格を形成するカーボナート基の他に、末位又は側位に更に少なくとも3つ、有利には少なくとも6つ、更に有利には少なくとも10つの官能基を有する生成物が理解される。官能基は、カーボナート基及び/又はOH基である。末位又は側位の官能基の数は、原理的に上端は制限されていないが、極めて多数の官能基を有する生成物は、望ましくない特性、例えば高い粘度又は劣悪な溶解性を示す可能性がある。本発明の多官能性ポリカーボナートは、多くの場合に末位又は側位の官能基500つ以下、有利に末位又は側位の官能基100つ以下を有する。
多官能性ポリカーボナートB1)を製造する場合には、OH基含有化合物とホスゲン又はカーボナートとの比を、生じる最も簡単な縮合生成物(以下縮合生成物(K)と呼ばれる)が平均で1つのカーボナート基又はカルバモイル基及び1つより多いOH基、又は1つのOH基及び1つより多いカーボナート基又はカルバモイル基を含有するように調節することが必要とされる。この場合、カーボナート(A)とジアルコール又はポリアルコール(B)とからなる縮合生成物(K)の最も簡単な構造は、配置XYn又はYnXを生じ、この場合Xは、カーボナート基を表し、Yは、ヒドロキシル基を表し、nは、一般的に1〜6、特に1〜4、特に有利に1〜3の数を表わす。この場合個々の基として生じる反応基は、以下、一般的に"フォーカス基(fokale Gruppe)"と呼称される。
例えば、カーボナートと二価アルコールとからなる最も簡単な縮合生成物(K)を製造する場合には、この反応比は、1:1であり、こうしてタイプXYの分子が平均で1つ生じ、これは一般式1によって具体的に示される。
Figure 2008516024
カーボナートと三価アルコールとから縮合生成物(K)を製造する場合には、1:1の反応比でタイプXY2の分子が平均で1つ生じ、これは一般式2によって具体的に示される。この場合、フォーカス基は、カーボナート基である。
Figure 2008516024
カーボナートと四価アルコールとから縮合生成物(K)を製造する場合には、同様に、1:1の反応比でタイプXY3の分子が平均で1つ生じ、これは一般式3によって具体的に示される。この場合、フォーカス基は、カーボナート基である。
Figure 2008516024
式1〜3において、Rは、冒頭に定義された意味を有し、R1は、脂肪族基又は芳香族基を表わす。
更に、縮合生成物(K)の製造は、例えばカーボナートと三価アルコールとから、一般式4によって具体的に示されているように行われてよく、この場合反応比は、2:1のモル比である。この場合には、タイプX2Yの分子が平均で1つ生じ、この場合、フォーカス基はOH基である。式4において、R及びR1は、式1〜3の場合と同じ意味を有する。
Figure 2008516024
前記成分に付加的に二官能性化合物、例えばジカーボナート又はジオールを添加した場合には、その結果これは、例えば一般式5で具体的に示されているように、鎖の延長を生じる。再び、タイプXY2の分子が平均で1つ生じ、フォーカス基は、カーボナート基である。
Figure 2008516024
式5中で、R2は、有機の、有利には脂肪族の基を表し、R及びR1は、前記の記載と同様に定義されている。
合成のために複数の縮合生成物(K)が使用されてもよい。この場合には、一方では複数のアルコール又は複数のカーボナートが使用されてよい。更に、使用されたアルコールとカーボナート又はホスゲンとの比を選択することによって、異なる構造の種々の縮合生成物の混合物が得られる。これは、カーボナートと三価アルコールとの反応の例で例示的に説明される。(II)で示されているように比1:1で出発生成物を使用する場合には、分子XY2が得られる。(IV)で示されているように比2:1で出発生成物を使用する場合には、分子X2Yが得られる。比1:1〜2:1の場合には、分子XY2及びX2Yの混合物が得られる。
例示的に式1〜5に記載された簡単な縮合生成物(K)は、本発明によれば、有利には分子間で多官能性重縮合生成物−以下重縮合生成物(P)と呼ぶ−の形成下で反応する。縮合生成物(K)及び縮合生成物(P)への反応は、通常、0〜250℃の温度、有利に60〜160℃で物質中又は溶液中で行なわれる。この場合には、一般的にはそれぞれのエダクトに対して不活性である全ての溶媒が使用されてよい。有利には、有機溶媒、例えばデカン、ドデカン、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、キシレン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド又はソルベントナフサが使用される。
有利な一実施態様において、縮合反応は物質中で実施される。反応の際に遊離する一官能性アルコールROH又はフェノールは、反応を促進させるために、蒸留により、場合によっては減圧下で反応平衡から除去されてよい。
留去が設けられている場合には、反応の際に140℃未満の沸点を有するアルコールROHを遊離するようなカーボナートを使用することが定期的に推奨される。
反応を促進させるために、触媒又は触媒混合物が添加されてもよい。適した触媒は、エステル化反応又はエステル交換反応を触媒する化合物、例えばアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、有利にはナトリウム、カリウム又はセシウムの水酸化物又は塩、炭酸塩、炭酸水素塩、第三級アミン、グアニジン、アンモニウム化合物、ホスホニウム化合物、アルミニウム−、スズ−、亜鉛−、チタン−、ジルコニウム−又ビスマス有機化合物、更にいわゆる複合金属シアン化物(DMC)触媒であり、これは例えばDE10138216又はDE10147712に記載されている。
有利には、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、ジアザビシクロオクタン(DABCO)、ジアザビシクロノネン(DBN)、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、イミダゾール、例えばイミダゾール、1−メチルイミダゾール又は1,2−ジメチルイミダゾール、チタンテトラブチラート、チタンテトライソプロピラート、ジブチルスズオキシド、ジブチルスズジラウラート、ジオクタン酸スズ、ジルコニウムアセチルアセトネート又はこれらの混合物が使用される。
触媒の添加は、一般的には使用されたアルコール又はアルコール混合物の量に対して50〜10000質量ppm、有利に100〜5000質量ppmの量で行なわれる。
更に、適した触媒の添加並びに適した温度の選択によって分子間重縮合反応を制御することも可能である。更に、出発成分の組成及び滞留時間により、ポリマー(P)の平均分子量が調節される。
高められた温度で製造された縮合生成物(K)又は重縮合生成物(P)は、室温で通常は、より長い時間にわたり安定である。
縮合生成物(K)の状態のために、縮合反応から異なる構造を有する重縮合生成物(P)を生じうることが可能であり、この場合この重縮合生成物は分枝鎖を有するが、架橋を有しない。更に、重縮合生成物(P)は、理想的な場合にフォーカス基としてのカーボナート基及び2つより多いOH基を有するか又はフォーカス基としてのOH基及び2つより多いカーボナート基を有する。この場合、反応基の数は、使用された縮合生成物(K)の状態及び重縮合度から生じる。
例えば、一般式2による縮合生成物(K)は、3回の分子間縮合によって反応することができ、一般式6及び7で記載される2つの異なる重縮合生成物に変わる。
Figure 2008516024
式6及び7において、R及びR1は、前記と同様に定義されている。
分子間重縮合反応の中断のために様々な手段が存在する。例えば温度を、この反応が停止状態に達し、かつこの生成物(A)又は重縮合生成物(P)が貯蔵安定性である範囲に低下させてよい。
更に、触媒を、塩基性の場合には、例えばルイス酸又はプロトン酸の添加によって失活させてよい。
更なる一実施態様において、縮合生成物(K)の分子間反応のために、望ましい重縮合度を有する重縮合生成物(P)が存在すると同時に、反応を中断させるために、生成物(P)に(P)のフォーカス基に対して反応性の基を有する生成物を添加してよい。従って、フォーカス基としてのカーボナート基の場合には、例えばモノアミン、ジアミン又はポリアミンが添加されてよい。フォーカス基としてのヒドロキシル基の場合には、生成物(P)に例えばモノイソシアネート、ジイソシアネート又はポリイソシアネート、エポキシド基を含有する化合物又はOH基と反応性の酸誘導体が添加されてよい。
本発明による多官能性ポリカーボナートは、多くの場合に0.1mbar〜20barの圧力範囲、有利に1mbar〜5barで反応器中又は反応器カスケード中で製造され、この場合これらの反応器又は反応器カスケードは、バッチ式運転でか、半連続的にか又は連続的に運転される。
反応条件を前記のように調節し、かつ場合によっては適した溶媒を選択することによって、本発明による生成物は、製造後に更なる精製なしに後加工されることができる。
更なる有利な一実施態様において、この生成物はストリッピングされ、即ち低分子量の揮発性化合物が除去される。このために、望ましい変換度の達成後に、触媒は場合によっては失活され、かつ低分子量の揮発性成分、例えばモノアルコール、フェノール、カーボナート、塩化水素又は易揮発性のオリゴマー化合物又は環式化合物は蒸留により、場合によってはガス、有利には窒素、二酸化炭素又は空気の導入下に、場合によっては減圧下で除去される。
更なる有利な一実施態様において、本発明によるポリカーボナートは、既に反応によって得られる官能基の他に、更なる官能基を得ることができる。この場合、官能化は、分子量の増成中にか又は事後に、即ち本来の重縮合の終結後に行なうことができる。
分子量の増成前又は分子量の増成中に、ヒドロキシル基又はカーボナート基の他に、更なる官能基又は官能性要素を有する成分を添加する場合には、ランダムに分布された、カーボナート基又はヒドロキシル基とは異なる官能性を有するポリカーボナート−ポリマーを得る。
この種の効果は、例えばヒドロキシル基、カーボナート基又はカルバモイル基の他に、更なる官能基又は官能性要素、例えばメルカプト基、第一級アミノ基、第二級アミノ基又は第三級アミノ基、エーテル基、カルボン酸の誘導体、スルホン酸の誘導体、ホスホン酸の誘導体、シラン基、シロキサン基、アリール基又は長鎖アルキル基を有する化合物の重縮合中の添加によって達成される。カルバメート基を用いての修飾のために、例えばエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、2−(ブチルアミン)エタノール、2−(シクロヘキシルアミノ)エタノール、2−アミノ−1−ブタノール、2−(2′−アミノエトキシ)エタノール又はこのアンモニアを高アルコキシル化した生成物、4−ヒドロキシピペリジン、1−ヒドロキシエチルピペラジン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、トリス(ヒドロキシエチル)アミノメタン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン又はイソホロンジアミンが使用される。
メルカプト基での修飾のために、例えばメルカプトエタノールが使用される。第三級アミノ基は、例えばN−メチルジエタノールアミン、N−メチルジプロパノールアミン又はN,N−ジメチルエタノールアミンを組み入れることによって製造される。エーテル基は例えば、二官能性ポリエーテルオール又は多官能性ポリエーテルオールを縮合導入することによって発生させることができる。長鎖状のアルキル基は、長鎖状のアルカンジオールとの反応によって導入され、アルキルジイソシアネート又はアリールジイソシアネートとの反応は、アルキル−、アリール−及びウレタン基又は尿素基を有するポリカーボナートを発生させる。
エステル基は、ジカルボン酸、トリカルボン酸、例えばテレフタル酸ジメチルエステル又はトリカルボン酸エステルを添加することによって形成される。
事後の官能化は、得られた多官能性の、高分枝したか又は超分枝したポリカーボナートを付加的な処理工程(工程c)で、ポリカーボナートのOH基及び/又はカーボナート基又はカルバモイル基と反応することができる、適した官能化試薬と反応させることにより得ることができる。
ヒドロキシル基を含有する多官能性の、高分枝したか又は超分枝したポリカーボナートは例えば、酸基又はイソシアネート基を含有する分子の添加によって修飾されてよい。例えば、酸基を含有するポリカーボナートは、無水物基を含有する化合物との反応によって得られる。
更に、ヒドロキシル基を含有する多官能性ポリカーボナートは、アルキレンオキシド、例えば酸化エチレン、酸化プロピレン又は酸化ブチレンとの反応によって多官能性ポリカーボナート−ポリエーテルポリオールに変換されてもよい。
本方法の大きな利点は、経済性にある。縮合生成物(K)又は重縮合生成物(P)への変換並びに別の官能基又は要素を有するポリカーボナートへの(K)又は(P)の反応は反応装置中で行なうことができ、このことは工業的及び経済的に有利である。
成分B2)として、本発明による成形材料は、タイプAxyの超分枝したポリエステル少なくとも1つを含有してよく、その際
xは少なくとも1.1、有利には少なくとも1.3、特に少なくとも2、
yは少なくとも2.1、有利には少なくとも2.5、特に少なくとも3である。
無論、単位A又はBとして混合物が使用されてもよい。
タイプAxyのポリエステルとは、x官能性分子A及びy官能性分子Bから形成されている縮合物が理解される。例えば、分子A(x=2)としてのアジピン酸と分子B(y=3)としてのグリセリンとからなるポリエステルが挙げられる。
超分枝したポリエステルB2)とは、本発明の範囲内で、構造的並びに分子的に均一でない、ヒドロキシル基及びカーボナート基を有する架橋されていない高分子が理解される。この超分枝したポリエステルは、一方ではデンドリマーと同様に中心分子から出発して、但し枝の均一でない鎖長でもって形成されていてよい。前記の超分枝したポリエステルは、他方では線状に、官能性の側基でもって構成されていてもよいし、又はこの両極端の組合せとして、線状であってかつ分枝した分子部分を有していてもよい。デンドリマー及び超分枝したポリマーを定義するために、P.J. Flory, J.Am.Chem.Soc. 1952, 74, 2718及びH. Frey et al., Chem. Eur. J. 2000, 6, No.14, 2499も参照されたい。
"超分枝した"とは、本発明に関連して、この枝分かれ度(Degree of Branching、DB)、即ち一分子当たりの樹枝状結合部の平均数及び末端基の平均数が、10〜99.9%、有利には20〜99%、特に有利には20〜95%であることが理解される。"デンドリマー"とは、本発明に関連して、この枝分かれ度が99.9〜100%であることが理解される。"枝分かれ度"の定義は、H. Frey et al., Acta Polym. 1997, 48, 30を参照されたい。
成分B2)は有利には、GPC、標準PMMA、溶離剤ジメチルアセトアミドにより測定して、300〜30000g/mol、特に400〜25000g/mol、特に有利に500〜20000g/molのMnを有する。
有利には、B2)は、DIN 53240による、OH価、0〜600mg KOH/g ポリエステル、有利には1〜500mg KOH/g ポリエステル、特に20〜500mg KOH/g ポリエステルを有し、並びに有利には、COOH価、0〜600mg KOH/g ポリエステル、有利には1〜500mg KOH/g ポリエステル、特に2〜500mg KOH/g ポリエステルを有する。
gは、有利には−50℃〜140℃、特に−50℃〜100℃である(DSCを用いて、DIN 53765による)。
少なくとも1つのOH価又はCOOH価が0より大きく、有利には0.1より大きく、特に0.5より大きい成分B2)は、特に有利である。
本発明による成分B)2は、特に次に記載された方法によって、即ち
(a)1つ以上のジカルボン酸又は1つ以上のこの誘導体を1つ以上の少なくとも三官能性のアルコールと、又は
(b)1つ以上のトリカルボン酸又は高級ポリカルボン酸、又は1つ以上のこの誘導体を1つ以上のジオールと、
溶媒の存在下及び場合によっては無機、金属有機又は低分子量の有機の触媒又は酵素の存在下に反応させることにより得られる。溶媒中の反応は、有利な製造法である。
本発明の意味合いにおける多官能性の超分枝したポリエステルB2)は、分子的及び構造的に均一でない。この多官能性の超分枝したポリエステルは、デンドリマーの分子的な非均一性とは区別され、従って著しくより少ない費用で製造することができる。
変法(a)により変換可能なジカルボン酸には、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン−α,ω−ジカルボン酸、ドデカン−α,ω−ジカルボン酸、cis−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸及びtrans−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、cis−シクロヘキサン−1,3−ジカルボン酸及びtrans−シクロヘキサン−1,3−ジカルボン酸、cis−シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸及びtrans−シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸、cis−シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸及びtrans−シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸並びにcis−シクロペンタン−1,3−ジカルボン酸及びtrans−シクロペンタン−1,3−ジカルボン酸が属し、この場合上記に挙げたジカルボン酸は、以下から選択される1つ以上の基で置換されていてよい:
1〜C10−アルキル基、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、sec−ペンチル、ネオペンチル、1,2−ジメチルプロピル、イソアミル、n−ヘキシル、イソヘキシル、sec−ヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル又はn−デシル、
3〜C12−シクロアルキル基、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル及びシクロドデシル;有利には、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチル;
アルキレン基、例えばメチレン又はエチリデン、又は
6〜C14−アリール基、例えばフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、1−フェナントリル、2−フェナントリル、3−フェナントリル、4−フェナントリル及び9−フェナントリル、有利にはフェニル、1−ナフチル及び2−ナフチル、特に有利にはフェニル。
置換されたジカルボン酸の例示的な代表例としては、次のものが挙げられる:2−メチルマロン酸、2−エチルマロン酸、2−フェニルマロン酸、2−メチルコハク酸、2−エチルコハク酸、2−フェニルコハク酸、イタコン酸、3,3−ジメチルグルタル酸。
更に、変法(a)により変換可能なジカルボン酸には、エチレン性不飽和酸、例えばマレイン酸及びフマル酸並びに芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸又はテレフタル酸が属する。
更に、2つ以上の前記代表例の混合物が使用される。
ジカルボン酸は、自体として又は誘導体の形で使用される。
誘導体とは、有利に以下のものが理解される:
−モノマーの形又はポリマーの形の当該無水物、
−モノアルキルエステル又はジアルキルエステル、有利にはモノメチルエステル又はジメチルエステル、又は相応するモノエチルエステル又はジエチルエステル、また高級アルコール、例えばn−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノールから誘導されたモノアルキルエステル及びジアルキルエステル、
−更にモノビニルエステル及びジビニルエステル並びに
−混合されたエステル、有利にはメチルエチルエステル。
有利な製造の範囲内で、ジカルボン酸と1つ以上のこの誘導体とからなる混合物を使用することも可能である。同様に、1つ以上のジカルボン酸の複数の異なる誘導体の混合物を使用することも可能である。
特に有利には、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸又はこれらのモノメチルエステル又はジメチルエステルが使用される。特にとりわけ有利には、アジピン酸が使用される。
少なくとも三官能性のアルコールとしては、例えば次のものを反応させる:グリセリン、ブタン−1,2,4−トリオール、n−ペンタン−1,2,5−トリオール、n−ペンタン−1,3,5−トリオール、n−ヘキサン−1,2,6−トリオール、n−ヘキサン−1,2,5−トリオール、n−ヘキサン−1,3,6−トリオール、トリメチロールブタン、トリメチロールプロパン又はジ−トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリット又はジペンタエリトリット;糖アルコール、例えばメソエリトリット、トレイトール、ソルビット、マンニット又は前記の少なくとも三官能性のアルコールの混合物。有利には、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン及びペンタエリトリットが使用される。
変法(b)により変換可能なトリカルボン酸又はポリカルボン酸は、例えば1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸並びにメリット酸である。
トリカルボン酸又はポリカルボン酸は、本発明による反応において自体として又は誘導体の形で使用される。
誘導体とは、有利に以下のものが理解される:
−モノマーの形又はポリマーの形の当該無水物、
−モノアルキルエステル、ジアルキルエステル又はトリアルキルエステル、有利にはモノメチルエステル、ジメチルエステル又はトリメチルエステル、又は相応するモノエチルエステル、ジエチルエステル又はトリエチルエステル、また高級アルコール、例えばn−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノールから誘導されたモノエステル、ジエステル及びトリエステル、更にモノビニルエステル、ジビニルエステル又はトリビニルエステル、
−並びに混合したメチルエチルエステル。
本発明の範囲内で、トリカルボン酸又はポリカルボン酸と1つ以上のこの誘導体とからなる混合物を使用することも可能である。同様に、本発明の範囲内で、1つ以上のトリカルボン酸又はポリカルボン酸の複数の異なる誘導体の混合物を、成分B2)を得るために使用することも可能である。
本発明の変法(b)のためのジオールとしては、例えばエチレングリコール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,2−ジオール、ブタン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ブタン−2,3−ジオール、ペンタン−1,2−ジオール、ペンタン−1,3−ジオール、ペンタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ペンタン−2,3−ジオール、ペンタン−2,4−ジオール、ヘキサン−1,2−ジオール、ヘキサン−1,3−ジオール、ヘキサン−1,4−ジオール、ヘキサン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、ヘキサン−2,5−ジオール、ヘプタン−1,2−ジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−デカンジオール、1,12−デカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,5−ヘキサンジエン−3,4−ジオール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、イノシトール及び誘導体、(2)−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ピナコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールHO(CH2CH2O)n−H又はポリプロピレングリコールHO(CH[CH3]CH2O)n−H又は前記化合物の2つ以上の代表例の混合物が使用され、この場合nは整数であり、n=4〜25である。この場合、1つの又は両方のヒドロキシル基は、前記ジオール中でSH基によって置換されていてもよい。有利には、エチレングリコール、プロパン−1,2−ジオール並びにジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコールである。
変法(a)及び(b)の場合のAxy−ポリエステル中の分子A対分子Bのモル比は、4:1〜1:4、特に2:1〜1:2である。
前記方法の変法(a)により変換された少なくとも三官能性のアルコールは、それぞれ同じ反応性のヒドロキシル基を有することができる。この場合には、OH基が最初に同じ反応性である少なくとも三官能性のアルコールも有利であるが、少なくとも1つの酸基との反応によって、立体的又は電子的な影響により条件付けられた反応性の減少が残りのOH基で引き起こされる。これは、例えばトリメチロールプロパン又はペンタエリトリットを使用する場合である。
しかし、変法(a)により変換された少なくとも三官能性のアルコールは、少なくとも2つの、化学的に異なる反応性を有するヒドロキシル基を有していてもよい。
この場合、官能基の異なる反応性は、化学的原因(例えば、第一級OH基/第二級OH基/第三級OH基)又は立体的原因に基づきうる。
例えば、トリオールは、第一級ヒドロキシル基及び第二級ヒドロキシル基を有するトリオールであってよく、有利な例はグリセリンである。
変形(a)による本発明による反応の実施の際に、有利にはジオール及び単官能性アルコールの非存在下で作業する。
変形(b)による本発明による反応の実施の際に、有利にはモノカルボン酸又はジカルボン酸の非存在下で作業する。
本発明による方法は、溶媒の存在下で実施される。例えば、炭化水素、例えばパラフィン又は芳香族化合物が適している。特に好適なペラフィンは、n−ヘプタン及びシクロヘキサンである。特に適した芳香族化合物は、トルエン、オルト−キシレン、メタ−キシレン、パラ−キシレン、異性体混合物としてのキシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、及びオルト−ジクロロベンゼン及びメタ−ジクロロベンゼンである。更に、酸性触媒の非存在下での溶媒として以下の溶媒が特に有利に適する:エーテル、例えばジオキサン又はテトラヒドロフラン及びケトン、例えばメチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン。
加された溶媒の量は、本発明によれば、使用された反応させるべき出発材料の質量に対して少なくとも0.1質量%、有利に少なくとも1質量%、特に有利に少なくとも10質量%である。また、使用された反応させるべき出発材料の質量に対して溶媒の過剰量、例えば1.01〜10倍量が使用されてもよい。使用された反応させるべき出発材料の質量に対して100倍を上廻る溶媒量は有利でない。というのも、反応パートナーの明らかにより低い濃度は反応速度を明らかに減少させ、このことは経済的でない長い反応時間をまねく。
本発明による有利な方法を実施するために、反応の開始時に添加される、添加剤としての脱水剤の存在下で作業することができる。例えば、モレキュラーシーブ、特にモレキュラーシーブ4Å、MgSO4及びNa2SO4は、適している。また、反応中に更なる脱水剤が添加されてもよいし、又は脱水剤は新しい脱水剤によって置き換えられてもよい。また、反応中に形成される水又はアルコールは留去されてもよく、例えば水分離器を使用することができる。
本方法は、酸性触媒の非在下で実施されてよい。有利には、酸性の無機触媒、金属有機触媒又は有機触媒、又は複数の酸性の無機触媒、金属有機触媒又は有機触媒からの混合物の存在下で作業される。
本発明の意味合いにおいて酸性の無機触媒としては、例えば硫酸、リン酸、ホスホン酸、次亜リン酸、硫酸アルミニウム水和物、ミョウバン、酸性シリカゲル(pH=6、特にpH=5)及び酸性酸化アルミニウムを挙げることができる。更に、例えば一般式Al(OR)3のアルミニウム化合物及び一般式Ti(OR)4のチタン酸塩は、酸性の無機触媒として使用可能であり、この場合基Rは、それぞれ同一又は異なっていてよく、かつ互いに無関係に以下から選択されている;
1〜C10−アルキル基、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、sec−ペンチル、ネオペンチル、1,2−ジメチルプロピル、イソアミル、n−ヘキシル、イソヘキシル、sec−ヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル又はn−デシル、
3〜C12−シクロアルキル基、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル及びシクロドデシル;有利には、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチル。
有利には、Al(OR)3又はTi(OR)4中の基Rはそれぞれ同一であり、イソプロピル又は2−エチルヘキシルから選択される。
有利な酸性の金属有機触媒は、例えばジアルキルスズオキシドR2SnOから選択され、この場合Rは、上記の記載と同様に定義されている。酸性の金属有機触媒のための特に有利な代表例は、いわゆるオキソスズとして市販されているジ−n−ブチルスズオキシド、又はジ−n−ブチルスズジラウラートである。
有利な酸性の有機触媒は、例えばホスファート基、スルホン酸基、スルファート基又はホスホン酸基を有する酸性の有機化合物である。特に有利には、スルホン酸、例えばパラ−トルエンスルホン酸である。また、酸性の有機触媒としての酸性イオン交換体、例えばジビニルベンゼン約2mol%で架橋されているスルホン酸基含有ポリスチレン樹脂が使用されてよい。
2つ以上の前記触媒の組合せ物が使用されてもよい。また、離散した分子の形で存在する有機触媒又は金属有機触媒又は無機触媒を、固定化した形で使用することも可能である。
酸性の無機触媒、酸性の金属有機触媒又は酸性の有機触媒を使用することが望ましい場合には、本発明によれば、触媒0.1〜10質量%、有利に0.2〜2質量%が使用される。
本発明による方法は、不活性ガス雰囲気下、即ち例えば二酸化炭素、窒素又は希ガスの下で実施され、このうち、特にアルゴンを挙げることができる。
本発明による方法は、60〜200℃の温度で実施される。有利には130〜180℃、特に150℃までの温度又はそれ以下の温度で作業される。最高温度は、特に有利には145℃まで、特にとりわけ有利には135℃までである。
本発明による方法の圧力条件は、それ自体重要ではない。明らかに減少された圧力、例えば10〜500mbarで作業することができる。本発明による方法は、500mbarを上廻る圧力で実施されてもよい。有利には、簡単であることから、大気圧での反応であるが、僅かに高めた圧力、例えば1200mbarまでの圧力での実施も可能である。また、著しく高めた圧力下、例えば10barまでの圧力で作業することもできる。有利には、大気圧での反応である。
本発明による方法の反応時間は、通常、10分間〜25時間、有利に30分間〜10時間、特に有利に8時間までである。
反応が終結された後に、高い官能性の超分枝したポリエステルは、例えば触媒の濾別及び濃縮によって簡単に単離され、この場合濃縮は、通常減圧下で実施される。更に、良好に好適な後処理方法は、水の添加による沈殿及び引続く洗浄及び乾燥である。
更に、成分B2)は、酵素又は酵素の分解生成物の存在下で製造されてよい(DE-A10163163による)。本発明により変換されるジカルボン酸は、本発明の意味合いにおいて酸性有機触媒には属さない。
有利には、リパーゼ又はエステラーゼの使用である。良好に好適なリパーゼ及びエステラーゼは、カンジダ シリンドラケアCandida cylindracea、カンジダ リポリティカCandida lipolytica、カンジダ ルゴサCandida rugosa、カンジダ アンタルクティカCandida antarctica、カンジダ ウティリスCandida utilis、クロモバクテリウム ヴィスコスムChromobacterium viscosum、ゲオルリクム ヴィスコスムGeolrichum viscosum、ゲオトリクム カンジドゥムGeotrichum candidum、ムコル ジャヴァニクスMucor javanicus、ムコル ミヘイMucor mihei、ブタの膵臓pig pancreas、シュードモナス spp. pseudomonas spp.、シュードモナス フルオレスケンスpseudomonas fluorescens、シュードモナス ケパキアpseudomonas cepacia、リゾプス アルヒズスRhizopus arrhizus、リゾプス デレマルRhizopus delemar、リゾプス ニヴェウスRhizopus niveus、リゾプス オリザエRhizopus oryzae、アスペルギルス ニゲルAspergillus niger、ペニシリウム ロクエフォルティイPenicillium roquefortii、ペニシリウム カメムベルティイPenicillium camembertii又はバシルス spp. Bacillus spp.のエステラーゼ及びバシルス テルモグルコシダシウスBacillus thermoglucosidasiusである。特に有利には、カンジダ アンタルクティカCandida antarctica リパーゼBである。記載された酵素は、例えばNovozymes Biotech. Inc.社, Danemark在から市販されている。
有利には、前記酵素は、固定化された形で、例えばシリカゲル又はLewatit(登録商標)上で使用される。酵素を固定化する方法は、自体公知であり、例えばKurt Faber, "Biotransformations in organic chemistry", 第3版 1997, Springer Verlag, 第3.2章"Immobilization"第345〜356頁の記載から公知である。固定化された酵素は、例えばNovozymes Biotech. Inc.社, Danemark在から市販されている。
固定化された使用される酵素の量は、全体で使用される変換されるべき出発材料の質量に対して0.1〜20質量%、特に10〜15質量%である。
本発明による方法は、60℃を上廻る温度で実施される。有利には、100℃以下の温度で作業される。有利には、80℃までの温度、特に有利には、62〜75℃、より一層有利には、65〜75℃の温度である。
本発明による方法は、溶媒の存在下で実施される。例えば、炭化水素、例えばパラフィン又は芳香族化合物が適している。特に好適なパラフィンは、n−ヘプタン及びシクロヘキサンである。特に適した芳香族化合物は、トルエン、オルト−キシレン、メタ−キシレン、パラ−キシレン、異性体混合物としてのキシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、及びオルト−ジクロロベンゼン及びメタ−ジクロロベンゼンである。更に、以下のものが特にとりわけ適する:エーテル、例えばジオキサン又はテトラヒドロフラン及びケトン、例えばメチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン。
添加される溶媒の量は、使用される変換されるべき出発材料の質量に対して少なくとも5質量部、有利に少なくとも50質量部、特に有利に少なくとも100質量部である。10000質量部を上廻る溶媒の量は望ましくない。というのも、濃度が明らかにより低い場合には、反応速度は明らかに減少し、このことは不経済的な長い反応時間をまねくからである。
本発明による方法は、500mbarを上廻る圧力で実施される。有利には、大気圧又はわずかに高められた圧力下、例えば1200mbarまでの圧力下での反応である。また、著しく高められた圧力下、例えば10barまでの圧力下で作業することもできる。有利には、大気圧での反応である。
本発明による方法の反応時間は、通常、4時間〜6日間、有利に5時間〜5日間、特に有利に8時間〜4日間である。
反応が終了した後に、多官能性の超分枝したポリエステルは、例えば酵素の濾別及び濃縮によって単離され、この場合濃縮は、通常、減圧下で実施される。更に、良好に好適な後処理方法は、水の添加による沈殿及び引続く洗浄及び乾燥である。
本発明の方法により得られる多官能性の超分枝したポリエステルは、変色物及び樹脂化物(Verharzung)の特に少ない割合により優れている。超分枝したポリマーの定義に関しては、以下も参照されたい;P.J. Flory, J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 2718及び A. Sunder et al., Chem. Eur. J. 2000, 6, No.1, 1-8。しかしながら、"多官能性の超分枝した"とは、本発明の関連においては、枝分かれ度(Degree of branching)が、即ち樹枝状結合部の平均数+末端基の平均数が1分子当たり、10〜99.9%、有利には20〜99%、特に有利には30〜90%であることが理解される(これに関しては、H. Frey et al. Acta Polym. 1997, 48, 30を参照)。
本発明によるポリエステルは、500〜50000g/mol、有利に1000〜20000g/mol、特に有利に1000〜19000g/molの分子量Mwを有する。多分散度は、1.2〜50、有利に1.4〜40、特に有利に1.5〜30、特にとりわけ有利に1.5〜10である。このポリエステルは、通常、良好に溶解性であり、即ち、テトラヒドロフラン(THF)、n−ブチルアセテート、エタノール及び種々の別の溶媒中に本発明によるポリエスエル50質量%まで、若干の場合には、80質量%までもを有する明澄な溶液を、裸眼でゲル粒子を検出することなしに製出することができる。
本発明による多官能性の超分枝したポリエステルは、カルボキシ基を末端基とし、カルボキシ基及びヒドロキシル基を末端基とし、有利にはヒドロキシル基を末端基とする。
成分B1)対B2)の比は、これらが混合して使用される場合には、有利には1:20〜20:1、特に1:15〜15:1、特に有利には1:5〜5:1である。
この使用される超分枝したポリカーボナートB1)/ポリエステルB2)は、20〜500nmの大きさを有する粒子である。このナノ粒子は、ポリマーブレンド中で微細に分割して存在し、前記粒子のコンパウンド中での大きさは、20〜500nm、有利には50〜300nmである。
係るコンパウンドは、例えばUltradur(登録商標) high speedとして市販されている。
成分C)として、本発明による成形材料は、窒素含有化合物又はリン含有化合物又はP−N縮合体又はこれらの混合物のグループから選択されるハロゲン不含の難燃剤1〜40質量%、有利には2〜30質量%、特に有利には5〜20質量%を含有する。
本発明により(成分C)有利に適するメラミンシアヌラートは、有利には等モル量のメラミン(式V)及びシアヌル酸又はイソシアヌル酸(式Va及びVb)からなる反応生成物である
Figure 2008516024
例えば、出発化合物の水溶液の90〜100℃での反応により前記反応生成物を得る。この市販の製品は、平均粒径d501.5〜7μmを有する白色粉体である。
更なる適した化合物(しばしば塩又はアダクトとも呼称される)は、メラミン、メラミンボラート、−オキサラート、−第一級ホスファート、−第二級ホスファート、及び−第二級ピロホスファート、ネオペンチルグリコールホウ酸メラミン並びにポリマー状メラミンホスファート(CAS-Nr 56386-64-2)である。
適したグアニジン塩は、
CAS−Nr.
G−カルボナート 593-85-1
G−第一級シアヌラート 70285-19-7
G−第一級ホスファート 5423-22-3
G−第二級ホスファート 5423-23-4
G−第一級スルファート 646-34-4
G−第二級スルファート 594-14-9
ペンタエリトリットホウ酸グアニジン N.A.
ネオペンチルグルコールホウ酸グアニジン N.A.
並びに尿素ホスファートグリーン(Harnstoffphosphat gruen) 4861-19-2
尿素シアヌラート 57517-11-0
アンメリン 645-92-1
アンメリド 645-93-2
メレム 1502-47-2
メロン 32518-77-7。
本発明の意味合いにおける化合物とは、例えばベンゾグアナミン自体及びこのアダクト又は塩も、同様に、窒素で置換されたこの誘導体及びこのアダクト又は塩も理解されたい。
更に適するのは、アンモニウムポリホスファート(NH4PO3n(nは約200〜1000、有利には600〜800である)及び式VI
Figure 2008516024
のトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌラート(THEIC)又は芳香族カルボン酸Ar(COOH)mとの反応生成物であり、これは場合によっては、相互に混合して存在してよく、その際Arは、一核−、二核−、又は三核の芳香族六員環系を表し、かつmは2、3又は4である。
適したカルボン酸は、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,3,5−ベンゾトリカルボン酸、1,2,4−ベンゾトリカルボン酸、ピロメリット酸、メロファン酸、プレーニット(Prehnit)酸、1−ナフトエ酸、2−ナフトエ酸、ナフタレンジカルボン酸及びアントラセンカルボン酸である。
この製造は、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌラートと、酸、このアルキルエステル又はこのハロゲン化物との、EP-A 584 567による反応により行われる。
係る反応生成物は、モノマー状の及びオリゴマー状のエステルの混合物を製出し、これらは架橋していてもよい。このオリゴマー化度は、通常は2〜約100、有利には2〜20である。有利には、THEIC及び/又はこの反応生成物と、リン含有窒素化合物、特に(NH4PO3n又はメラミンピロホスファート又はポリマー状メラミンホスファートとの混合物が使用される。この混合比、例えば(NH4PO3n対THEICの混合比は、係る成分C)の混合物に対して、有利には90〜50:10〜50、特に80〜50:50〜20質量%である。
更に適するのは、式VII
Figure 2008516024
[前記式中、R、R′は、C原子1〜10つを有する直鎖の又は分枝したアルキル基、有利には水素を表す]のベンゾグアナミン化合物であり、特にリン酸、ホウ酸、及び/又はピロリン酸とのこのアダクトである。
有利には、更に、
式VIII
Figure 2008516024
[前記式中、R、R′は、式VII中で挙げた意味を有する]のアラントイン化合物、並びにリン酸、ホウ酸、及び/又はピロリン酸とのこの塩、並びに式IX
Figure 2008516024
[前記式中、Rは式VII中に挙げた意味を有する]のグリコルライル(Glycolurile)又は、前述の酸とのこの塩である。
適した生成物は市販されているか、又はDE-A 196 14 424により入手できる。
本発明により使用可能なシアングアニジン(式X)は、例えば、石灰窒素(カルシウムシアナミド)と炭酸との反応により得られ、その際この生じるシアナミドはpH9〜10でシアングアニジンへと二量体化する
Figure 2008516024
この市販の製品は、融点209〜211℃を有する白色粉体である。
リン含有無機化合物として、式(I)のホスフィン酸塩及び/又は式(II)のジホスフィン酸塩及び/又はこのポリマーが有利であり、
Figure 2008516024
その際この置換基は、以下の意味を有する:
1、R2は、水素、C1〜C6−アルキル、有利にはC1〜C4−アルキル(線状又は分枝状)、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル;フェニル;その際、有利には少なくとも1つの残基R1又はR2が、特にR1及びR2が、水素である;
3は、C1〜C10−アルキレン(線状又は分枝状)、例えばメチレン、エチレン、n−プロピレン、イソプロピレン、n−ブチレン、tert−ブチレン、n−ペンチレン、n−オクチレン、n−ドデシレン;
アリーレン、例えばフェニレン、ナフチレン;
アルキルアリーレン、例えばメチル−フェニレン、エチル−フェニレン、tert−ブチルフェニレン、メチル−ナフチレン、エチル−ナフチレン、tert−ブチルナフチレン;
アリールアルキレン、例えばフェニル−メチレン、フェニル−エチレン、フェニル−プロピレン、フェニル−ブチレン;
Mは、アルカリ土類金属、アルカリ金属、Al、Zn、Fe、ホウ素;
mは、1〜3の整数;
nは、1〜3の整数、及び
xは、1又は2。
特に有利には、式II[前記式中、R1及びR2は水素であり、Mは有利にはZn又はAlである]の化合物であり、特にとりわけ有利にはカルシウムホスフィナートある。
係る生成物は、例えばカルシウムホスフィナートとして市販されている。
式I又はII[前記式中、基R1又はR2は、水素を表す]の適した塩は、例えばフェニルホスフィン酸の塩であり、その際このNa−及び/又はCa塩が有利である。
成分C)のリン含有化合物とは、有利には、有機及び無機のリン含有化合物であり、この際このリンは、−3〜+5の原子価状態を有する。原子価状態とは、概念"酸化状態"を理解されたく、例えばこれは、教本Anorganischen Chemie、A.F. Hollemann及び E. Wiberg, Walter des Gruyter und Co. (1964, 57. 〜70.版), 166〜177頁に描出されている。原子価状態−3〜+5ののリン化合物は、ホスフィン(−3)、ジホスフィン(−2)、ホスフィンオキシド(−1)、リン原子(+0)、次亜リン酸(+1)、亜リン酸(+3)、次リン酸(hypodiphosphoric acid)(+4)及びリン酸(+5)から誘導される。
多数のリン含有化合物から、いくつかの例のみを言及する。
原子価状態−3を有するホスフィン分類のリン化合物のための例は、芳香族ホスフィン、例えばトリフェニルホスフィン、トリトリルホスフィン、トリノニルホスフィン、トリナフチルホスフィン及びトリノニルフェニルホスフィン等である。特に適するのは、トリフェニルホスフィンである。
原子価状態−2を有するジホスフィン分類のリン含有化合物のための例は、テトラフェニルジホスフィン、テトラナフチルジホスフィン等である。特に適するのは、テトラナフチルジホスフィンである。
原子価状態−1のリン化合物は、ホスフィンオキシドから誘導される。
適したホスフィンオキシドは、一般式III
Figure 2008516024
[R1、R2及びR3は、8〜40つのC原子を有する同一又は異なるアルキル−、アリール−、アルキルアリール−又はシクロアルキル基を表す]である。
ホスフィンオキシドのための例は、トリフェニルホスフィンオキシド、トリトリルホスフィンオキシド、トリノニルフェニルホスフィンオキシド、トリシクロヘキシルホスフィンオキシド、トリス−(n−ブチル)−ホスフィンオキシド、トリス−(n−ヘキシル)−ホスフィンオキシド、トリス−(n−オクチル)−ホスフィンオキシド、トリス−(シアノエチル)−ホスフィンオキシド、ベンジルビス−(シクロヘキシル)−ホスフィンオキシド、ベンジルビスフェニルホスフィンオキシド、フェニルビス−(n−ヘキシル)−ホスフィンオキシドである。有利には更に、ホスフィンとアルデヒドとからの、特にt−ブチルホスフィンとグリオキサールとからの酸化した反応生成物である。特に有利に使用されるのは、トリフェニル−ホスフィンオキシド、トリシクロヘキシルホスフィンオキシド、トリス−(n−オクチル)−ホスフィンオキシド及びトリス−(シアノエチル)ホスフィンオキシドである。
同様に適するのは、トリフェニル−ホスフィンスルフィド及びホスフィンオキシドの上記したようなこの誘導体である。
原子価状態+0のリンは、原子リンである。赤リン及び黒リンが考慮される。有利には、赤リンである。
"酸化状態"+1のリン化合物は、例えば純粋に有機の性質のハイポホスフィット(Hypophosphite)、例えば有機ハイポホスフィット、例えばセルロースハイポホスフィットエステル、次亜リン酸とジオール、例えば1,10−ドデシルジオールとのエステルである。置換されたホスフィン酸及びこの無水物、例えばジフェニルホスフィン酸もまた使用されてよい。更に、ジフェニルホスフィン、ジ−p−トリルホスフィン酸、ジクレシルホスフィン酸無水物が考慮される。しかしながら、化合物、例えばヒドロキノン−、エチレングリコール−、プロピレングリコール−ビス(ジフェニルホスフィン酸)−エステル等も考慮される。更に適するのは、アリール(アルキル)ホスフィン酸アミド、例えばジフェニルホスフィン酸−ジメチルアミド及びスルホンアミドアリール(アルキル)ホスフィン酸誘導体、例えばp−トリルスルホンアミドジフェニルホスフィン酸である。有利に使用されるのは、ヒドロキノン−及びエチレングリコール−ビス−(ジフェニルホスフィン酸)エステル及びヒドロキノンのビスジフェニルホスフィナートである。
酸化状態+3のリン化合物は、亜リン酸から誘導される。適するのは、環式ホスホナートであって、ペンタエリトリット、ネオペンチルグリコール又はブレンツカテヒンから誘導される環式ホスホナート、例えば
Figure 2008516024
[前記式中、Rは、C1〜C4アルキル基、有利にはメチル基を表し、x=0又は1を表す]である(Albright & Wilson社の(Amgard(登録商標) P 45)。
更に、原子価状態+3のリンは、トリアリール(アルキル)ホスフィット、例えばトリフェニルホスフィット、トリス(4−デシルフェニル)ホスフィット、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフィット又はフェニルジデシルホスフィット等中に含有される。またジホスフィット、例えばプロピレングリコール−1,2−ビス(ジホスフィット)又は環式ホスフィットが考慮され、前記化合物は、ペンタエリトリット、ネオペンチルグリコール又はブレンツカテヒンから誘導される。
特に有利には、メチルネオペンチルグリコールホスホナート及び−ホスフィット並びにジメチルペンタエリトリットジホスホナート及び−ホスフィットである。
酸化状態+4を有するリン化合物として、特にハイポジホスファート(Hypodiphosphat)、例えばテトラフェニルハイポジホスファート又はビスネオペンチルハイポホスファートが考慮される。
酸化状態+5を有するリン化合物として、特にアルキル−及びアリール置換したホスファートが考慮される。例は、フェニルビスドデシルホスファート、フェニル−エチルヒドロゲンホスファート、フェニル−ビス(3,5,5−トリメチルヘキシル)ホスファート、エチルジフェニル−ホスファート、2−エチルヘキシルジ(トリル)ホスファート、ジフェニルヒドロゲンホスファート、ビス(2−エチルヘキシル)−p−トリルホスファート、トリトリルホスファート、ビス(2−エチルヘキシル)フェニルホスファート、ジ(ノニル)フェニル−ホスファート、フェニルメチルヒドロゲンホスファート、ジ(ドデシル)−p−トリルホスファート、p−トリル−ビス(2,5,5−トリメチルヘキシル)ホスファート又は2−エチルヘキシルジフェニルホスファートである。特に適するのは、各基がアリールオキシ残基であるリン化合物である。特にとりわけ適するのは、トリフェニルホスファート及びレソルシノール−ビス−(ジフェニルホスファート)及び一般式Vのこの核置換した誘導体(RDP):
Figure 2008516024
[前記式中、置換基は以下の意味合いを有する:
4〜R7は、6〜20つのC原子を有する芳香族基、有利にはフェニル基であり、これは1〜4つのC原子を有するアルキル基、有利にはメチルで置換されていてよい、
8は、二価のフェノール基、有利には
Figure 2008516024
であり、
かつnは、0.1〜100、有利には0.5〜50、特に0.8〜10、特にとりわけ1〜5の平均の値である]である。
商標Fyroflex(登録商標)又はFyrol(登録商標)-RDP(Akzo)並びにCR 733-S (Daihachi)で市販されているRPD製品は、製造方法により条件付けられて、約2.5%のトリフェニルホスファート並びに約12.5%オリゴマーの割合を有する約85%のRDP(n=1)からなる混合物であり、この際、このオリゴマー化度は大抵10より小さい。
更に、環式ホスファートも使用されてよい。特に適するのはこの際、ジフェニルペンタエリトリットジホスファート及びフェニルネオペンチルホスファートである。
上記で挙げた低分子リン化合物の他に更に、オリゴマーの及びポリマーのリン化合物も考慮される。
ポリマー鎖中にリンを有する、係るポリマーの、ハロゲン不含の有機リン化合物は、例えば五環系の、不飽和のホスフィン二ハロゲン化物の製造の際に生じ、これは例えば、DE-A 20 36 173に記載されている。ジメチルホルムアミド中で蒸気圧浸透法により測定された、ポリホスホリンオキシド(Polyphosphokinoxide)の分子量は、500〜7000の範囲に、有利には700〜2000の範囲にあることが望ましい。
このリンは、この際酸加数−1を有する。
更に、アリール(アルキル)ホスフィン酸の無機の配位高分子、例えばポリ−β−ナトリウム(I)−メチルフェニルホスフィナートも使用されてよい。この製造はDE-A 31 40 520に挙げられている。このリンは、酸化数+1を有する。
更に、係るハロゲン不含のポリマーのリン化合物は、ホスホン酸塩化物、例えばフェニル−、メチル−、プロピル−、スチレン−、及びビニルホスホン酸ジクロリドと、二官能性フェノール、例えばヒドロキノン、レゾルシン、2,3,5−トリメチルヒドロキノン、ビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールAとの反応により生じてよい。
本発明による成形材料中に含有されていてよい更なるハロゲン不含のポリマーのリン化合物は、オキシ三塩化リン又はリン酸エステルジクロリドと、一−、二−、及び三官能性フェノール及びその他のヒドロキシル基を有する化合物からなる混合物との反応により製造される(参照、Houben-Weyl-Mueller, Thieme-Verlag Stuttgart, Organische Phosphorverbindungen 第二部(1963))。更に、ポリマーのホスホナートは、ホスホン酸エステルと二官能性フェノールとのエステル交換反応(参照、DE-A 29 25 208)により、又はホスホン酸エステルとジアミン又はジアミド又はヒドラジドとの反応(参照、US-PS 4 403 075)により製造されてよい。しかしながら、無機のポリ(アンモニウムホスファート)も考慮される。
EP-B 8 486によるオリゴマーのペンタエリトリットホスフィット、−ホスファート、及び−ホスホナート、例えばMobil Antiblaze(R)19 (Firma Mobil Oilの商標)が使用されてもよい。
更に有利には、一般式VI
Figure 2008516024
[前記式中、置換基は以下の意味合いを有する:
1〜R20は、相互に独立して、水素、6つまでのC原子の、線状又は分枝したアルキル基、
nは、0.5〜50の平均の値、及び、
Xは、単結合、C=O、S、SO2、C(CH32
のリン化合物である。
有利な化合物C)は、R1〜R20が、相互に独立して、水素及び/又はメチル基を表す化合物である。R1〜R20が相互に独立してメチル基を表す場合には、ホスファート基の酸素に対してオルト位にある基R1、R5、R6、R10、R11、R15、R16、R20が、少なくとも1つのメチル基である化合物C)が有利である。更に有利には、芳香族環当たり1つのメチル基が、有利にはオルト位に存在し、かつその他の基は水素を表す化合物C)である。
特に有利には、置換基としてSO2及びSであり、特にとりわけ有利には上記式(I)中のXのためのC(CH32である。
nは有利には、平均の値として0.5〜5、特に0.7〜2、特に≒1である。
平均の値としてのnの提示は上記した化合物の製造方法により生じ、この結果オリゴマー化度は大抵は10より小さく、かつトリフェニルホスファートに関する少ない割合(大抵は<5質量%)が含有されていて、その際これはバッチ毎に相違している。化合物C)は、Daihachi社のCR 741として市販されている。
更に、P−N縮合体が適し、特に、WO 2002/96976に記載されているP−N縮合体が適する。
特に有利な組み合わせ物C)は、リン含有化合物及び窒素含有化合物の混合物であり、その際、1:10〜10:1、有利には1:9〜9:1の混合比が有利である。
成分D)として、本発明による成形材料は、更なる添加剤及び加工助剤0〜60、特に〜50質量%までを含有してよい。
本発明による成形材料は、成分D)として、10〜40つ、有利に16〜22つのC原子を有する飽和又は不飽和脂肪族カルボン酸と2〜40つ、有利には2〜6つのC原子を有する脂肪族飽和アルコール又はアミンとの少なくとも1つのエステル又はアミドを0〜5質量%、有利には0.05〜3質量%、特に0.1〜2質量%含有することができる。
カルボン酸は、一価又は、二価であってよい。例としては、ペラルゴン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、マルガリン酸、ドデカン二酸、ベヘン酸、特に有利にステアリン酸、カプリン酸並びにモンタン酸(30〜40つのC原子を有する脂肪酸の混合物)が挙げられる。
脂肪族アルコールは、一〜四価であってよい。アルコールの例は、n−ブタノール、n−オクタノール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリットであり、この場合には、グリセリン及びペンタエリトリットが有利である。
脂肪族アミンは、一〜三価であってよい。このための例は、ステアリルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジ(6−アミノヘキシル)アミンであり、この場合には、エチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミンが特に有利である。有利なエステル又はアミドは、相応するグリセリンジステアラート、グリセリントリステアラート、エチレンジアミンジステアラート、グリセリンモノパルミトラート、グリセリントリラウラート、グリセリンモノベヘナート及びペンタエリトリットテトラステアラートである。
様々なエステル又はアミドの混合物又はエステルとアミドとを組合せて使用してよく、この場合混合比は、任意である。
更なる通常の添加剤C)は、例えば40質量%まで、特に30質量%までの量でのゴム弾性ポリマーである(しばしば、衝撃強さ改質剤、エラストマー又はゴムとも呼称される)。
この場合には、これは特に一般的に、有利には次のモノマー少なくとも2つから形成されているコポリマーである:エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソブテン、イソプレン、クロロプレン、ビニルアセタート、スチレン、アクリルニトリル及びアルコール成分中に1〜18つのC原子を有するアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル。
この種のポリマーは、例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 第14/1巻(Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961), 第392〜406頁及びC.B. Bucknallの論文,"Toughened Plactcs"(Applied Science Publishers, London, 1977)に記載されている。
次に、係るエラストマーの若干の有利な種類を記載する。
係るエラストマーの有利な種類は、いわゆるエチレン−プロピレン(EPM)又はエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ゴムである。
EPMゴムは、一般的に二重結合を実際にもはや有さず、一方、EPDMゴムは、1〜20つの二重結合/100つのC原子を有することができる。
EPDMゴムのためのジエン−モノマーとしては、例えば共役ジエン、例えばイソプレン及びブタジエン、5〜25つのC原子を有する非共役ジエン、例えばペンター1,4−ジエン、ヘキサ−1,4−ジエン、ヘキサ−1,5−ジエン、2,5−ジメチルヘキサ−1,5−ジエン及びオクタ−1,4−ジエン、環式ジエン、例えばシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン及びジシクロペンタジエン並びにアルケニルノルボルネン、例えば5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ブチリデン−2−ノルボルネン、2−メタリル−5−ノルボルネン、2−イソプロペニル−5−ノルボルネン及びトリシクロジエン、例えば3−メチル−トリシクロ(5.2.1.0.2.6)−3,8−デカジエン又はこの混合物が挙げられる。有利には、ヘキサ−1,5−ジエン、5−エチリデンノルボルネン及びジシクロペンタジエンである。EPDMゴムのジエン含量は、ゴムの全質量に対して有利には0.5〜50質量%、特に1〜8質量%である。
EPMゴム又はEPDMゴムは、有利には反応性カルボン酸又はこの誘導体でグラフトされていてもよい。この場合には、例えばアクリル酸、メタクリル酸及びこの誘導体、例えばグリシジル(メタ)アクリラート、並びに無水マレイン酸が挙げられる。
有利なゴムのもう1つのグループは、エチレンとアクリル酸及び/又はメタクリル酸及び/又はこれらの酸のエステルとのコポリマーである。付加的に、ゴムは、まだなおジカルボン酸、例えばマレイン酸及びフマル酸又はこれらの酸の誘導体、例えばエステル及び無水物、及び/又はエポキシ基含有モノマーを含有していてよい。前記のジカルボン酸誘導体又はエポキシ基含有モノマーは、有利には一般式I又はII又はIII又はIVのジカルボン酸基含有モノマー又はエポキシ基含有モノマーをモノマー混合物に添加することによってゴム中に組み入れられる
Figure 2008516024
[前記式中、R1〜R9は、水素又は1〜6つのC原子を有するアルキル基を表し、mは、0〜20の整数であり、gは、0〜10の整数であり、かつpは、0〜5の整数である]。
有利には、基R1〜R9は水素を表し、この場合mは、0又は1を表し、gは、1を表わす。相応する化合物は、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、アリルグリシジルエーテル及びビニルグリシジルエーテルである。
式I、II及びIVの有利な化合物は、マレイン酸、無水マレイン酸及びアクリル酸及び/又はメタクリル酸のエポキシ基含有エステル、例えばグリシジルアクリラート、グリシジルメタクリラート及び第三級アルコールとのエステル、例えば第三級ブチルアクリラートである。この最後のエステルは遊離カルボキシル基を有しないが、しかしその挙動は、この遊離酸に近く、従って潜在性カルボキシル基を有するモノマーと呼称される。
有利には、前記コポリマーは、エチレン50〜98質量%、エポキシ基含有モノマー及び/又はメタクリル酸及び/又は酸無水物基含有モノマー0.1〜20質量%並びに残量の(メタ)アクリル酸エステルからなる。
特に有利には、
エチレン50〜98質量%、特に55〜95質量%、
グリシジルアクリラート及び/又はグリシジルメタクリラート、(メタ)アクリル酸及び/又は無水マレイン酸0.1〜40質量%、特に0.3〜20質量%、及び
n−ブチルアクリラート及び/又は2−エチルヘキシルアクリラート1〜45質量%、特に10〜40質量%からなる共重合体である。
アクリル酸及び/又はメタクリル酸の更なる有利なエステルは、メチル−、エチル−、プロピル−及びi−又はt−ブチルエステルである。
この他に、ビニルエステル及びビニルエーテルもコモノマーとして使用可能である。
前記のエチレンコポリマーは、自体公知の方法により、有利には高圧下及び高められた温度でのランダム共重合によって製造されてよい。相応する方法は、一般的に公知である。
また、有利なエラストマーは乳化重合体であり、この製造は、例えばBlackleyの論文"Emulsion Polymerization"中に記載されている。使用可能な乳化剤及び触媒は、自体公知である。
原則的に、均質に形成されたエラストマーが使用されてもよいし、シェル構造を有するエラストマーが使用されてもよい。シェル状の構造は、個々のモノマーの添加順序によって定められ、このポリマーの形態もこの添加順序によって影響を及ぼされる。
この場合、エラストマーのゴム部分を製造するためのモノマーとしての代替物として、アクリラート、例えばn−ブチルアクリラート及び2−エチルヘキシルアクリラート、相応するメタクリラート、ブタジエン及びイソプレン並びにこれらの混合物が挙げられる。前記モノマーは、更なるモノマー、例えばスチレン、アクリルニトリル、ビニルエーテル及び更なるアクリラート又はメタクリラート、例えばメチルメタクリラート、メチルアクリラート、エチルアクリラート及びプロピルアクリラートと共重合されてよい。
エラストマーの軟質相又はゴム相(0℃未満のガラス転移温度を有する)は、コア、外側被覆又は中間のシェル(2つより多いシェル構造を有するエラストマーの場合)であることができ;多シェルエラストマーの場合には、複数のシェルがゴム相から形成されていてもよい。
ゴム相の他に、まだなお1つ以上の硬質成分(20℃を上廻るガラス転移温度を有する)がエラストマーの構造に関与する場合には、このエラストマーは一般的には、主要モノマーとしてのスチレン、アクリルニトリル、メタクリルニトリル、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、例えばメチルアクリラート、エチルアクリラート及びメチルメタクリラートを重合させることによって製造される。それと共に、この場合には、より僅かな含量の他のコモノマーが使用されてもよい。
若干の場合には、表面に反応基を有する乳化重合体を使用することが有利であることが判明した。この種の基は、例えばエポキシ基、カルボキシル基、潜在性カルボキシル基、アミノ基又はアミド基並びに、一般式
Figure 2008516024
[前記式中、置換基は、次の意味を有してよい:
10は、水素又はC1〜C4−アルキル基を表し、
11は、水素、C1〜C8−アルキル基又はアリール基、特にフェニルを表し、
12は、水素、C1〜C10−アルキル基、C6〜C12−アリール基又は−OR13を表し、
13は、C1〜C8−アルキル−又はC6〜C12−アリール基を表し、前記基は場合によっては、O−又はN−含有基により置換されていてよい、
Xは、化学結合、C1〜C10−アルキレン基又はC6〜C12−アリーレン基又は
Figure 2008516024
を表し、
Yは、O−Z又はNH−Zを表し、
Zは、C1〜C10−アルキレン−又はC6〜C12−アリーレン基を表す]
で示されるモノマーを併用することによって導入されてよい官能基である。
また、EP-A208187に記載されているグラフトモノマーは、表面上への反応基の導入に適している。
更なる例としては、更にアクリルアミド、メタクリルアミド及びアクリル酸又はメタクリル酸の置換されたエステル、例えば(N−t−ブチルアミノ)−エチルメタクリラート、(N,N−ジメチルアミノ)エチルアクリラート、(N,N−ジメチルアミノ)−メチルアクリラート及び(N,N−ジエチルアミノ)エチルアクリラートが挙げられる。
更に、ゴム相の粒子が架橋されていてもよい。架橋剤として作用するモノマーは、例えばブタ−1,3−ジエン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタラート及びジヒドロジシクロペンタジエニルアクリラート並びにEP-A50265に記載の化合物である。
更に、いわゆるグラフト架橋性モノマー(グラフト結合性モノマー)、即ち重合の際に異なる速度で反応する、2つ以上の重合可能な二重結合を有するモノマーが使用されてもよい。有利には、少なくとも1つの反応基が残りのモノマーとほぼ同じ速度で重合し、一方で、他の反応基(又は複数の反応基)が例えば明らかによりいっそうゆっくりと重合する化合物が使用される。異なる重合速度は、ゴム中に一定割合の不飽和二重結合を必然的に伴なう。引き続き、このようなゴム上に更なる相がグラフトされる場合には、ゴム中に存在する二重結合は、少なくとも部分的にグラフトモノマーと、化学結合の形成下に反応し、即ちグラフトされた相は、少なくとも部分的に化学結合を介してグラフト主鎖と結合している。
このようなグラフト架橋性モノマーの例は、アルキル基含有モノマー、特にエチレン系不飽和カルボン酸のアリルエステル、例えばアリルアクリラート、アリルメタクリラート、ジアリルマレアート、ジアリルフマラート、ジアリルイタコネート又は前記ジカルボン酸の相応するモノアリル化合物である。この他に、多数の更なる適したグラフト架橋性モノマーが存在し;この場合、詳細については、例えばUS−PS4148846が指摘されてよい。
一般的に、衝撃強さ改質性ポリマーの前記架橋性モノマーの割合は、衝撃強さ改質性ポリマーに対して5質量%まで、特に3質量%以下である。
次に、若干の有利な乳化重合体を記載する。この場合には、最初に1つのコア及び少なくとも1つの外側シェルを有するグラフトポリマーを挙げることができ、このグラフトポリマーは、次の構造を有する:
Figure 2008516024
このグラフトポリマー、特にABSポリマー及び/又はASAポリマーは、40質量%までの量で有利にはPBTの衝撃強さ改質のために、場合によってはポリエチレンテレフタラート40質量%までと混合して使用される。相応するブレンド製品は、商標Ultradur(登録商標)S(以前の、BASF AG社のUltrablend(登録商標)S)で入手可能である。
多シェル構造を有するグラフトポリマーの代わりに、ブタ−1,3−ジエン、イソプレン及びn−ブチルアクリラート又はこれらのコポリマーからなる均質な、即ち1つのシェルを有するエラストマーが使用されてもよい。また、前記生成物は、架橋性モノマー又は反応基を有するモノマーを併用することによって製造されてよい。
有利な乳化重合体の例は、n−ブチルアクリラート/(メタ)アクリル酸コポリマー、n−ブチルアクリラート/グリシジルアクリラートコポリマー又はn−ブチルアクリラート/グリシジルメタクリラートコポリマー、n−ブチルアクリラートからなるか又はブタジエンをベースとする内側のコアと、前記コポリマー及びエチレンと反応基を供給するコモノマーとのコポリマーからなる外側被覆とを有するグラフトポリマーである。
記載されたエラストマーは、別の常用の方法により、例えば懸濁重合によって製造されてもよい。
DE-A3725576、EP-A235690、DE-A3800603及びEP-A319290に記載されているようなシリコーンゴムは、同様に有利である。
無論、前記のゴムの種類の混合物が使用されてもよい。
繊維状又は粒子状の充填剤D)としては、炭素繊維、ガラス繊維、ガラス球、無定形ケイ酸、アスベスト、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、白亜、粉末状石英、雲母、硫酸バリウム及び長石が挙げられ、これらは、50質量%まで、特に40質量%までの量で使用される。
有利な繊維状充填剤としては、炭素繊維、アラミド繊維及びチタン酸カリウム繊維が挙げられ、この場合E−ガラスであるガラス繊維は、特に有利である。このガラス繊維は、ロービング又は切断ガラス(Schnittglas)として市販の形で使用されてよい。
1:100〜1:2、有利に1:10〜1:3の比でのガラス繊維D)と成分B)との混合物は、特に有利である。
繊維状充填剤は、熱可塑性樹脂とのより良好な相容性のためのシラン化合物で表面前処理されていてよい。
適したシラン化合物は、一般式
Figure 2008516024
で示されるシラン化合物であり、前記式中、置換基は、次の意味を有する:
Xは、
Figure 2008516024
であり、
nは、2〜10、有利に3〜4の整数であり、
mは、1〜5、有利に1〜2の整数であり、
kは、1〜3、有利に1の整数である。
有利なシラン化合物は、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン並びに置換基Xとしてグリシジル基を含有する相応するシランである。
シラン化合物は、一般的に表面コーティングのために(Dに対して)0.05〜5質量%、有利には0.5〜1.5質量%、特に0.8〜1質量%の量で使用される。
針状の鉱物質の充填剤も適している。
針状の鉱物質の充填剤は、本発明の意味合いにおいて著しく顕著な針状特性を有する鉱物質の充填剤が理解される。例として、針状の珪灰石が挙げられる。有利には、この鉱物は、8:1〜35:1、有利には8:1〜11:1のL/D(長さ直径)比を有する。鉱物質の充填剤は、場合によっては前記のシラン化合物で前処理されていてよいが;しかし前処理は、必ずしも必要ではない。
更なる充填剤としては、カオリン、か焼されたカオリン、珪灰石、タルク及び白亜が挙げられる。
本発明による熱可塑性成形材料は、成分D)として常用の加工助剤、例えば安定剤、酸化遅延剤、熱分解に抗する剤、紫外線による分解に抗する剤、滑剤及び離型剤、着色剤、例えば染料及び顔料、核形成剤、可塑剤等を含有してよい。
酸化遅延剤及び熱安定剤のための例としては、熱可塑性成形材料の質量に対して1質量%までの濃度での立体障害フェノール及び/又はホスフィット、ヒドロキノン、芳香族第二級アミン、例えばジフェニルアミン、前記グループの種々の置換された代表例及びこれらの混合物が挙げられる。
一般的に成形材料に対して2質量%までの量で使用されるUV安定剤としては、種々の置換されたレソルシノール、サリチラート、ベンゾトリアゾール及びベンゾフェノンが挙げられる。
無機顔料、例えば二酸化チタン、ウルトラマリンブルー、酸化鉄及びカーボンブラック、更に有機顔料、例えばフタロシアニン、キナクリドン、ペリレン並びに染料、例えばニグロシン及びアントラキノンは、着色剤として添加されてよい。
核形成剤としては、ナトリウムフェニルホスフィナート、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素並びに有利にタルクが使用されてよい。
更なる滑剤及び離型剤は、通常、1質量%までの量で使用される。有利には、長鎖脂肪酸(例えば、ステアリン酸又はベヘン酸)、この塩(例えば、Ca−又はZnステアラート)又はモンタンロウ(28〜32つのC原子の鎖長を有する直鎖状の飽和カルボン酸からなる混合物)並びにCa−又はNaモンタナート並びに低分子量ポリエチレンロウ又はポリプロピレンロウである。
可塑剤の例としては、フタル酸ジオクチルエステル、フタル酸ジベンジルエステル、フタル酸ブチルベンジルエステル、炭化水素、N−(n−ブチル)ベンゼンスルホンアミドが挙げられる。
本発明による成形材料は、まだなおフッ素含有エチレンポリマー0〜2質量%を含有してよい。この場合には、前記ポリマーは。55〜76質量%、有利には70〜76質量%のフッ素含量を有するエチレンのポリマーである。
このための例は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、より少ない割合(一般的に50質量%まで)の共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを有するテトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマー又はテトラフルオロエチレンコポリマーである。このフッ素含有エチレンポリマーは、例えばSchildknechtによって"Vinyl and Related Polymers", Wiley-Verlag, 1952, 第484〜494頁及びWallによって"Fluorpolymers"(Wiley Interscience, 1972)に記載されている。
このフッ素含有エチレンポリマーは、成形材料中に均一に分布して存在し、有利に0.05〜10μm、特に0.1〜5μmの範囲内の粒径d50(数平均値)を有する。この小さな粒径は、特に有利には、フッ素含有エチレンポリマーの水性分散液の使用及びポリエステル溶融液中へのフッ素含有エチレンポリマーの混和によって達成される。
本発明による熱可塑性成形材料は、自体公知の方法により製造されてよく、前記方法においては、出発成分は通常の混合装置、例えばスクリュー押出機、ブラベンダーミル又はバンバリーミル中で混合され、引き続き押出される。この押出後、この押出物は冷却され、かつ破砕されてよい。また、個々の成分は前混合されてもよく、次に残りの出発材料は、個々に及び/又は同様に混合されて添加されてよい。混合温度は、通常は230〜290℃である。
更なる有利な作業形式により、成分B)及びC)並びに場合によってはD)はプレポリマーと混合され、調製され(konfektionieren)、かつ造粒されてよい。得られた顆粒は、引き続き、固相で不活性ガス下で連続的又は非連続的に成分A)の融点未満の温度で所望の粘度になるまで縮合される。
本発明による熱可塑性成形材料は、良好な流動能及び同時に良好な力学特性及び難燃特性により優れている。
特に、個々の成分の加工(塊状化又はくっつき無しに)は、問題なしに短いサイクル時間で可能であり、従って特に薄壁状の構成部材が適用として考慮され、その際型付着物が極めて少ない。
透過型電子顕微鏡により、形態を選択したコンパウンドが検査される。ブレンド中で前記粒子の良好な分散が示される。20〜500nmの粒径が観察される。添加剤の典型的なブルームが最小限にされる。
この構成部材は、全ての種類の繊維、シート及び成形体の製造、特にリア部材(Hecker)、スイッチ、ケーシング部材、ケーシング蓋、ヘッドライト背景部(ベゼル)、噴射ノズル、装備品(Amaturen)、アイロン、回転型スイッチ、レンジ用スイッチボタン、電気フライ器の蓋、ドアのノブ、(バック)ミラーケーシング、(リア)ウィンドーのガラス用ワイパー、光波導通用外被としての使用に適している。
特に、電気領域及び電子領域における適用が有利であり、特にランプ部材、例えばランプソケット及び−ホルダー、プラグ及びコネクタ、コイルボデー、コンデンサー又はコンタクターのためのハウジング並びに安全スイッチ、リレーハウジング及びリフレクターが有利である。
実施例
成分A:
130ml/gの粘度数VZ及び34mval/kgのカルボキシル末端基含量を有するポリブチレンテレフタラート(BASF AG社のUltradur(登録商標)B 4520)(VZは、フェノール/o−ジクロロベンゼンからなる0.5質量%の溶液中で測定)、1:1の混合物、25℃で。
ポリカーボナートB1のための製造予備工程
一般的な作業規定:
攪拌機、還流冷却器及び内部温度計を備えた三口フラスコ中で第1表による多価アルコールを等モル量でジエチルカーボネートと混合し、触媒250ppm(アルコール量に対して)を添加した。引き続き、この混合物を攪拌下で100℃に加熱し、*で示された試験の場合には、140℃に加熱し、この温度で2時間攪拌した。この場合には、反応時間の経過と共に、反応混合物の温度が、遊離されたモノアルコールの開始させる沸騰冷却に依存して減少する。還流冷却器を降下型冷却器と交換すると、エタノールは留去され、反応混合物の温度は、徐々に160℃にまで上昇した。
留去されたエタノールを冷却された丸底フラスコ中で捕集し、秤量し、こうして理論的に可能な完全変換率に対して変換率を百分率で算出した(第1表参照)。
引き続き、反応生成物をゲル透過クロマトグラフィーにより分析し、この場合溶離剤は、ジメチルアセトアミドであり、標準としてポリメチルメタクリラート(PMMA)を使用した。
第1表:
Figure 2008516024
TMP=トリメチロールプロパン
PO=プロピレンオキシド
成分C/1:
メラミンシアヌラート
成分C/2
カルシウムホスフィナート
成分D
10μmの平均密度を有するガラス繊維(エポキシシラン化サイズ剤)。
成形材料の製造:
成分A)〜D)を二軸押出機上で250〜260℃で混合し、水浴中に押し出した。造粒及び乾燥の後、射出成形機上で試験体を射出し、試験した。
この顆粒を射出成形し、ISO527−2によるダンベル形ロッド(Schulterstaebe)にし、引張試験を実施した。更に、ISO179−2による衝撃強さ、粘度(DIN53728によるPBTのための溶液、フェノール/1,2−ジクロロベンゼン(1:1)ISO1628)、MVR(ISO1133)並びに流動挙動を試験し、難燃性をUL94により決定した。
本発明による組成物及び測定の結果は、表から確認することができる。
Figure 2008516024

Claims (12)

  1. A)少なくとも1つの熱可塑性ポリマー10〜98質量%、
    B)0.01〜50質量%の
    B1)OH価1〜600mg KOH/gポリカーボナート(DIN53240、第二部による)を有する、高分枝したか又は超分枝したポリカーボナート少なくとも1つ、
    又は
    B2)タイプAxy(xは少なくとも1.1、及びyは少なくとも2.1)の高分枝したか又は超分枝したポリエステル少なくとも1つ、
    又はこれらの混合物、
    C)リン含有又は窒素含有化合物又はP−N縮合体又はこれらの混合物のグループから選択される、ハロゲン不含の難燃剤1〜40質量%、
    D)更なる添加剤0〜60質量%、
    を含有し、成分A)〜D)の質量パーセントの合計が100%である、熱可塑性成形材料。
  2. 成分B1)が、100〜15000g/molの数平均分子量Mnを有する、請求項1記載の熱可塑性成形材料。
  3. 成分B1)が、−80℃〜140℃のガラス転移温度Tgを有する、請求項1又は2記載の熱可塑性成形材料。
  4. 成分B1)が、23℃で50〜200000の粘度(mPas)(DIN53019による)を有する、請求項1から3までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料。
  5. 成分B2)が、300〜30000g/molの数平均分子量Mnを有する、請求項1から4までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料。
  6. 成分B2)が、−50℃〜140℃のガラス転移温度Tgを有する、請求項1から5までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料。
  7. 成分B2)が、OH価(DIN 53240による)0〜600mg KOH/g ポリエステルを有する、請求項1から6までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料。
  8. 成分B2)が、COOH価(DIN 53240による)0〜600mg KOH/g ポリエステルを有する、請求項1から7までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料。
  9. 成分B2)が、0より大きい少なくとも1つのOH価又はCOOH価を有する、請求項1から8までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料。
  10. 成分B1):B2)の比が、1:20〜20:1である、請求項1から9までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料。
  11. 全ての種類の繊維、シート及び成形体を製造するための請求項1から10までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料の使用。
  12. 請求項1から10までのいずれか1項記載の熱可塑性成形材料から得られる、全ての種類の繊維、シート及び成形体。
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