JP2009298923A - Thermoplastic polyester elastomer - Google Patents

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Kazuteru Kono
一輝 河野
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Teijin Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester elastomer having excellent heat resistance in addition to elastic characteristics. <P>SOLUTION: A polyester elastomer wherein its hard segment comprises a dicarboxylic acid component and a 2-10C glycol component, 5-100 mol% of the dicarboxylic acid component is a 6, 6'-(alkylenedioxy)di-2-naphthoic acid component, its soft segment is a poly(alkylene oxide) glycol component of a number-average molecular weight of 500-5,000, and the weight ratio between the hard segment component and the soft segment component is 20/80-80/20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は弾性特性に加え優れた耐熱性を有するポリエステルエラストマーに関する。   The present invention relates to a polyester elastomer having excellent heat resistance in addition to elastic properties.

熱可塑性ポリエステルエラストマーとしては、従来よりポリブチレンテレフタレート(PBT)単位をハードセグメント、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)をソフトセグメントとするポリエーテルエステルエラストマー(特許文献1,特許文献2)、PBT単位をハードセグメント、ポリカプロラクトン(PCL)単位をソフトセグメントとするポリエステルエステルエラストマー(特許文献3、特許文献4、特許文献5)、及びPBT単位をハードセグメント、二量体脂肪酸をソフトセグメントとするポリエステルエステルエラストマー(特許文献6)等が知られ実用化されている。しかしながら、ハードセグメントにPBTを用いる場合、PBTの融点が230℃以下なのでエラストマーとしての融点は230℃以上になることはない。   As thermoplastic polyester elastomers, polyether ester elastomers (patent document 1, patent document 2) having polybutylene terephthalate (PBT) units as hard segments and polytetramethylene glycol (PTMG) as soft segments have been used. Polyester ester elastomers with segments, polycaprolactone (PCL) units as soft segments (Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5), and polyester ester elastomers with PBT units as hard segments and dimer fatty acids as soft segments ( Patent document 6) etc. are known and put into practical use. However, when PBT is used for the hard segment, since the melting point of PBT is 230 ° C. or less, the melting point as an elastomer does not exceed 230 ° C.

近時、熱可塑性ポリエステルエラストマーの成形品を、例えば、自動車のエンジンルームのような極めて高温の雰囲気下で使用される部品に適用しようとする試みがなされている。よって、熱可塑性ポリエステルエラストマーの成形品には一層の耐熱性が要求されている。前記従来から提案されている熱可塑性エラストマーよりも更に高融点のハードセグメントの割合を増加することにより、融点が240℃を越える熱可塑性ポリエステルエラストマーを得ることは可能である。しかしながら、前記のように、ハードセグメントの割合を増加させると、エラスマー本来の弾性が得られにくくなってしまう。また、ある程度の弾性を示すものであっても、熱劣化による弾性の低下が大きく、その成形品は高温雰囲気下で適正な伸縮性を示さなくなり、使用を継続していると、成形品に亀裂が生ずるといった問題点を発生する。   Recently, attempts have been made to apply molded articles of thermoplastic polyester elastomers to parts that are used in very hot atmospheres, such as, for example, automotive engine rooms. Therefore, further heat resistance is required for the molded article of the thermoplastic polyester elastomer. It is possible to obtain a thermoplastic polyester elastomer having a melting point exceeding 240 ° C. by increasing the ratio of the hard segment having a higher melting point than that of the conventionally proposed thermoplastic elastomer. However, as described above, when the ratio of the hard segment is increased, it becomes difficult to obtain the elasticity inherent to the elastomer. In addition, even if it exhibits a certain degree of elasticity, there is a large decrease in elasticity due to thermal degradation, and the molded product does not show proper stretchability in a high-temperature atmosphere. This causes problems such as

こうした点を改善する目的でポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートなどの高融点(290℃)を有するハードセグメントを使用することが特許文献7に記述されている。しかしこのエラストマーにおいてもハードセグメントが40wt%を入れても融点が220℃と低く、未だ耐熱性に問題があった。   Patent Document 7 describes the use of a hard segment having a high melting point (290 ° C.) such as polycyclohexanedimethylene terephthalate for the purpose of improving these points. However, even in this elastomer, even when the hard segment contained 40 wt%, the melting point was as low as 220 ° C., and there was still a problem in heat resistance.

さらにこれらの熱可塑性ポリエステルエラストマーの成形品は、弾性回復率を良くするためにソフトセグメントであるポリアルキレングリコール成分を増やした場合、ポリマーの融点が低いために汎用成形機を用いて加工することが困難であった。従来のハードセグメントにPBTを用いて十分な強さの物理的架橋を形成させるには40wt%ものPBTが必要である。さらに柔軟性・ゴムらしさには劣る。かかるポリエステルエラストマーの問題点を解決する手段として、ハードセグメントの結晶性を高めることによって弾性特性を改善する方法が提案されている。   Furthermore, these thermoplastic polyester elastomer molded products can be processed using a general-purpose molding machine because the melting point of the polymer is low when the polyalkylene glycol component, which is a soft segment, is increased in order to improve the elastic recovery rate. It was difficult. In order to form a sufficiently strong physical crosslink using PBT in a conventional hard segment, as much as 40 wt% PBT is required. Furthermore, it is inferior in flexibility and rubberiness. As a means for solving the problems of the polyester elastomer, a method for improving the elastic properties by increasing the crystallinity of the hard segment has been proposed.

特許文献7には、ハードセグメントを構成する酸成分としてナフタレンジカルボン酸又はビフェニルジカルボン酸を用い、ハードセグメントを構成するジオール成分として1,3−プロパンジオールを用いたポリエステルエラストマーが開示されている。しかしながら、このエラストマーでは大伸長時の弾性特性は大きく改善することはできない。   Patent Document 7 discloses a polyester elastomer using naphthalenedicarboxylic acid or biphenyldicarboxylic acid as an acid component constituting a hard segment and 1,3-propanediol as a diol component constituting a hard segment. However, with this elastomer, the elastic properties at the time of large elongation cannot be greatly improved.

特許文献8及び特許文献9には、ポリエステルエラストマーに結晶核剤を配合された組成物が開示されている。しかしながら、このように結晶化度が高められた該ポリマー組成物は弾性体として使用するには依然として弾性回復性が不十分である。   Patent Documents 8 and 9 disclose a composition in which a crystal nucleating agent is blended with a polyester elastomer. However, the polymer composition having such a high degree of crystallinity still has insufficient elastic recovery properties for use as an elastic body.

特公昭49−48195号公報Japanese Patent Publication No.49-48195 特公昭49−31558号公報Japanese Patent Publication No.49-31558 特公昭48−4116号公報Japanese Patent Publication No. 48-4116 特開昭59−12926号公報JP 59-12926 A 特開昭59−15117号公報JP 59-15117 A 特開昭54−127955号公報JP 54-127955 A 特開平5−202176号公報JP-A-5-202176 特開平4−370219号公報JP-A-4-370219 特開昭59−45349号公報JP 59-45349 特開昭59−45350号公報JP 59-45350 A

本発明の課題は、良好な耐熱性、及び弾性に優れた性質を維持したポリエステルエラストマーを提供しようとするものである。   An object of the present invention is to provide a polyester elastomer that maintains good heat resistance and excellent elasticity.

本発明者らは、特定のポリエステル成分をハードセグメントとするポリエステルエラストマーにより上記の課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、ハードセグメントはジカルボン酸成分と炭素数2〜10のグリコール成分とからなり、ジカルボン酸成分の5〜100モル%が下記式(1)

Figure 2009298923
(Rは炭素数2から10のアルキレン基)
で表されるポリエステル成分であり、ソフトセグメントは数平均分子量が500〜5000のポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分であって、ハードセグメント成分とソフトセグメント成分の重量比が20/80〜80/20であるポリエステルエラストマーである。 The present inventors have found that the above problems can be solved by a polyester elastomer having a specific polyester component as a hard segment, and have reached the present invention. That is, in the present invention, the hard segment is composed of a dicarboxylic acid component and a glycol component having 2 to 10 carbon atoms, and 5 to 100 mol% of the dicarboxylic acid component is represented by the following formula (1).
Figure 2009298923
(R is an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms)
The soft segment is a poly (alkylene oxide) glycol component having a number average molecular weight of 500 to 5000, and the weight ratio of the hard segment component to the soft segment component is 20/80 to 80/20 It is a certain polyester elastomer.

本発明のポリエステルエラストマーは、弾性特性に加え優れた耐熱性を有する。本発明のポリエステルエラストマーにおいて、弾性回復率を上げる目的でポリテトラメチレングリコール等のソフトセグメント成分の量を多く用いても実用的な融点を有し、弾性回復性に優れ、かつ、加工性、さらには加工時の操業性に優れたポリエステルエラストマーが提供できる。   The polyester elastomer of the present invention has excellent heat resistance in addition to elastic properties. The polyester elastomer of the present invention has a practical melting point even if a large amount of a soft segment component such as polytetramethylene glycol is used for the purpose of increasing the elastic recovery rate, has excellent elastic recoverability, and is easy to process. Can provide polyester elastomers with excellent operability during processing.

本発明は、ハードセグメントはジカルボン酸成分と炭素数2〜10のグリコール成分からなり、ジカルボン酸成分の5〜100モル%が下記式(1)

Figure 2009298923
(Rは炭素数2から10のアルキレン基)
で表されることを特徴とするポリエステル成分であり、ソフトセグメントは数平均分子量が500〜5000のポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分であって、ハードセグメント成分とソフトセグメント成分の重量比が20/80〜80/20であるポリエステルエラストマーである。 In the present invention, the hard segment is composed of a dicarboxylic acid component and a glycol component having 2 to 10 carbon atoms, and 5 to 100 mol% of the dicarboxylic acid component is represented by the following formula (1).
Figure 2009298923
(R is an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms)
The soft segment is a poly (alkylene oxide) glycol component having a number average molecular weight of 500 to 5000, and the weight ratio of the hard segment component to the soft segment component is 20/80. A polyester elastomer that is ˜80 / 20.

上記式(1)で表される6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分において、Rで表されるアルキレン基は直鎖の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、さらにはメチレン基の数は偶数であることが好ましい。より好ましくは、下記式(1)-1

Figure 2009298923
(nは1〜3)
で表される。さらに具体的には下記式(1)−2
Figure 2009298923
で表される6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分である事が好ましい。 In the 6,6 ′-(alkylenedioxy) di-2-naphthoic acid component represented by the above formula (1), the alkylene group represented by R is preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, Furthermore, the number of methylene groups is preferably an even number. More preferably, the following formula (1) -1
Figure 2009298923
(N is 1-3)
It is represented by More specifically, the following formula (1) -2
Figure 2009298923
It is preferable that it is a 6,6'- (ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid component represented by these.

ハードセグメントを構成するポリエステルは、260〜300℃の融点を有することが好ましい。このような高融点のポリエステルを用いると弾性回復率を上げる目的でポリテトラメチレングリコール等のソフトセグメント成分の量を多く用いても実用的な融点を有し、弾性回復性に優れ、かつ、加工性に優れたポリエステルエラストマーが得られるのである。特に6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸とエチレングリコールから重合されるポリ{エチレン6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトート}は融点が300℃であり、結晶性が良好でハードセグメントとして好適に用いる事ができる。   The polyester constituting the hard segment preferably has a melting point of 260 to 300 ° C. When using such a high melting point polyester, it has a practical melting point even if a large amount of soft segment components such as polytetramethylene glycol is used for the purpose of increasing the elastic recovery rate, has excellent elastic recovery properties, and is processed. A polyester elastomer having excellent properties can be obtained. In particular, poly {ethylene 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoate} polymerized from 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid and ethylene glycol has a melting point of 300 ° C. It has good crystallinity and can be suitably used as a hard segment.

一方、ハードセグメントに融点が300℃を超えるポリエステルを用いた場合、重合反応温度が高くなるため、ソフトセグメント成分のポリテトラメチレングリコールが反応中に熱分解するため好ましくない。   On the other hand, when a polyester having a melting point exceeding 300 ° C. is used for the hard segment, the polymerization reaction temperature becomes high, so that the polytetramethylene glycol as the soft segment component is thermally decomposed during the reaction, which is not preferable.

本発明におけるハードセグメントを構成するポリエステルには上記式(1)で表される6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分に加え芳香族ジカルボン酸、脂環族カルボン酸、脂肪族カルボン酸またはジオ−ルを主たる構成成分を、本発明の目的を損なわない範囲で共重合する事が可能である。   In addition to the 6,6 ′-(alkylenedioxy) di-2-naphthoic acid component represented by the above formula (1), the polyester constituting the hard segment in the present invention includes an aromatic dicarboxylic acid, an alicyclic carboxylic acid, It is possible to copolymerize the main constituents of aliphatic carboxylic acid or diol within a range that does not impair the object of the present invention.

上記式(1)で表される6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分はジカルボン酸成分の5〜100モル%であるが、好ましくは30〜100モル%であり、さらに好ましくは50〜100モル%である。   The 6,6 ′-(alkylenedioxy) di-2-naphthoic acid component represented by the above formula (1) is 5 to 100 mol% of the dicarboxylic acid component, preferably 30 to 100 mol%, More preferably, it is 50-100 mol%.

ポリエステル成分を構成する6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分以外のジカルボン酸成分は、芳香族ジカルボン酸成分として例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルジカルボン酸、3、3´−ジフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエ−テルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルスルホンジカルボン酸等を用いることができ、なかでも好ましくは、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸を用いることができる。脂環族ジカルボン酸成分としては、例えば、ヘキサヒドロテレフタル酸、1、3−アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等を用いることができる。脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、アジピン酸、コハク酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等を用いることができる。これらの酸成分は1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよく、さらには、ヒドロキシエトキシ安息香酸等のオキシ酸等を一部共重合してもよい。   The dicarboxylic acid component other than the 6,6 ′-(alkylenedioxy) di-2-naphthoic acid component constituting the polyester component is, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 1,4- Naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, benzophenone dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, 3,3'-diphenyldicarboxylic acid, 4,4'-diphenyl ether Terdicarboxylic acid, 4,4′-diphenylsulfone dicarboxylic acid and the like can be used, and among them, terephthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid can be preferably used. As the alicyclic dicarboxylic acid component, for example, hexahydroterephthalic acid, 1,3-adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane dicarboxylic acid, or the like can be used. As the aliphatic dicarboxylic acid component, for example, adipic acid, succinic acid, azelaic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and the like can be used. These acid components may be used alone or in combination of two or more, and further, a part of an oxyacid such as hydroxyethoxybenzoic acid may be copolymerized.

またポリエステル成分を構成する炭素数が2〜10のグリコール成分としては、例えば、クロルハイドロキノン、メチルハイドロキノン、4、4´−ジヒドロキシビフェニル、4、4´−ジヒドロキシジフェニルスルフォン、4、4´−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4、4´−ジヒドロキシベンゾフェノン、pーキシレングリコールなどの芳香族ジオール、エチレングリコ−ル、1,2−プロパンジオ−ル、1,3−プロパンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、1,3−ブタンジオ−ル、1,4−ブタンジオ−ル、1,5−ペンタンジオ−ル、1,6−ヘキサンジオ−ル、1,2−シクロヘキサンジメタノ−ル、1,3−シクロヘキサンジメタノ−ル、1,4−シクロヘキサンジメタノ−ル、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、ポリアルキレングリコ−ル、2,2'−ビス(4'−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン等を用いることができ、なかでも好ましくは、エチレングリコ−ル、1,4−ブタンジオ−ル、1,4−シクロヘキサンジメタノ−ル、ジエチレングリコ−ルを用いることができ、特に好ましくは、エチレングリコ−ル等を用いることができる。これらのジオ−ル成分は1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよい。また、本発明のポリエステルにはトリメリット酸、ピロメリット酸、グリセロ−ル、ペンタエリスリト−ル、2,4−ジオキシ安息香酸、ラウリルアルコ−ル、イソシアン酸フェニル等の多単官能化合物等の他化合物を、ポリマ−が実質的に線状である範囲内で共重合されていてもよい。グリコール成分以外に、pーヒドロキシ安息香酸、m−ヒドロキシ安息香酸、2、6−ヒドロキシナフトエ酸などの芳香族ヒドロキシカルボン酸およびp−アミノフェノール、p−アミノ安息香酸などを本発明の目的を損なわない程度の少量であればさらに共重合せしめることができる。   Examples of the glycol component having 2 to 10 carbon atoms constituting the polyester component include chlorohydroquinone, methylhydroquinone, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, and 4,4′-dihydroxydiphenyl. Aromatic diols such as sulfide, 4,4'-dihydroxybenzophenone and p-xylene glycol, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1 , 3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, triethylene glycol And the like, and 2,2′-bis (4′-β-hydroxyethoxyphenyl) propane and the like can be used. Among them, ethylene glycol, 1,4-butanedio- , 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, and particularly preferably ethylene glycol can be used. These diol components may be used alone or in combination of two or more. The polyester of the present invention includes a polymonofunctional compound such as trimellitic acid, pyromellitic acid, glycerol, pentaerythritol, 2,4-dioxybenzoic acid, lauryl alcohol, and phenyl isocyanate. Other compounds may be copolymerized as long as the polymer is substantially linear. In addition to the glycol component, p-hydroxybenzoic acid, m-hydroxybenzoic acid, aromatic hydroxycarboxylic acids such as 2,6-hydroxynaphthoic acid, p-aminophenol, p-aminobenzoic acid and the like are not impaired. If it is a small amount, it can be further copolymerized.

ポリエステルの構成成分には、エチレンテレフタレート単位を主成分とするポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリブチレンテレフタレート、エチレンナフタレート単位を主成分とするポリエステル、例えばポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステルをブレンドしても良い。この場合6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分の割合については特に制限は無いが、全ジカルボン酸成分に対する6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分の割合は5〜100モル%、好ましくは30〜100モル%であり、さらに好ましくは50〜100モル%である。   The polyester component includes polyesters mainly composed of ethylene terephthalate units, such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate, polyesters mainly composed of ethylene naphthalate units, such as polyesters such as polyethylene naphthalate (PEN). May be blended. In this case, the ratio of the 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid component is not particularly limited, but 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid relative to the total dicarboxylic acid component. The ratio of a component is 5-100 mol%, Preferably it is 30-100 mol%, More preferably, it is 50-100 mol%.

このようにハードセグメントを構成するポリエステルについて、各種の共重合成分を導入したり他のポリエステルとのブレンドとすることにより、多種多様な耐熱温度を有したエラストマー製造が可能になる。上記ポリエステルエラストマーのハードセグメントを構成する芳香族ポリエステル成分は、主として上記式(1)で表されるジカルボン酸成分とグリコール成分から構成されるが、他の繰り返し単位を50モル%以下、好ましくは40モル%以下、より好ましくは30モル%以下、さらにより好ましくは20モル%以下、特に好ましくは10モル%以下の割合で含んでいてもよい。   In this way, by introducing various copolymer components or blending with other polyesters for the polyester constituting the hard segment, it is possible to produce elastomers having various heat resistance temperatures. The aromatic polyester component constituting the hard segment of the polyester elastomer is mainly composed of a dicarboxylic acid component and a glycol component represented by the above formula (1), but other repeating units are 50 mol% or less, preferably 40 It may be contained in a proportion of not more than mol%, more preferably not more than 30 mol%, still more preferably not more than 20 mol%, particularly preferably not more than 10 mol%.

ソフトセグメントとして用いるポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分は平均分子量が500〜5,000のものとすることが必要であり、特に1,000〜3,000のものが好ましい。分子量が500未満のものでは十分な弾性特性が得られず、逆に5,000を超えるとハードセグメントとの相溶性が悪くなり弾性回復率が低下する。ハードセグメントとソフトセグメントの割合は、優れた弾性回復率と物性を保つためには、ハードセグメント/ソフトセグメントの重量比を20/80〜80/20の範囲にするのが好ましい。ソフトセグメントの量が20重量%未満では弾性性能や弾性回復率が低くなって好ましくなく、ソフトセグメントの量が80重量%を超えると融点が低くなりすぎるため、汎用成形機を用いて加工する際の操業性を悪化させるため好ましくない。該ポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分の好ましい例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールのポリ(アルキレンオキシド)グリコールを挙げることができる。さらに、ポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分は、上記成分の単独重合体のみならず、上記のうち2種以上の成分からなるランダム共重合体またはブロック共重合体であってもよく、さらには単独重合体または該共重合体の2種以上が混合された混合重合体でもよい。   The poly (alkylene oxide) glycol component used as the soft segment must have an average molecular weight of 500 to 5,000, particularly 1,000 to 3,000. When the molecular weight is less than 500, sufficient elastic properties cannot be obtained. Conversely, when the molecular weight exceeds 5,000, the compatibility with the hard segment deteriorates and the elastic recovery rate decreases. As for the ratio of the hard segment and the soft segment, the weight ratio of the hard segment / soft segment is preferably in the range of 20/80 to 80/20 in order to maintain an excellent elastic recovery rate and physical properties. When the amount of the soft segment is less than 20% by weight, the elastic performance and the elastic recovery rate are unfavorable, and when the amount of the soft segment exceeds 80% by weight, the melting point becomes too low. This is not preferable because it deteriorates the operability. Preferable examples of the poly (alkylene oxide) glycol component include poly (alkylene oxide) glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. Further, the poly (alkylene oxide) glycol component may be not only a homopolymer of the above component, but also a random copolymer or a block copolymer composed of two or more of the above components. It may be a polymer or a mixed polymer in which two or more of the copolymers are mixed.

本発明に用いられるポリエステルエラストマーは、上記数平均分子量500〜5000のポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分以外の成分、例えば脂肪族ポリエステル成分を、ソフトセグメントとして20重量%以下、好ましくは10重量%以下の割合で含んでいてもよい。   The polyester elastomer used in the present invention has a component other than the poly (alkylene oxide) glycol component having a number average molecular weight of 500 to 5000, for example, an aliphatic polyester component, as a soft segment, not more than 20% by weight, preferably not more than 10% by weight. It may be included in proportions.

本発明のポリエステルエラストマーは、融点の測定、元素分析、赤外吸収スペクトル(IR)、核磁気共鳴スペクトル(NMR)分析等によって同定することができる。   The polyester elastomer of the present invention can be identified by melting point measurement, elemental analysis, infrared absorption spectrum (IR), nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) analysis and the like.

本発明のポリエステルエラストマーの固有粘度(IV)(測定溶媒:P−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=4/6(重量比)、測定温度:35℃)は、1.0〜3.5であることが、優れた機械的特性(例えば強度、弾性回復率)を保持する上で好ましい。特に1.5〜3.0のものが好ましい。   The intrinsic viscosity (IV) of the polyester elastomer of the present invention (measurement solvent: P-chlorophenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane = 4/6 (weight ratio), measurement temperature: 35 ° C.) is 1.0. It is preferable that it is -3.5 when maintaining the outstanding mechanical characteristics (for example, intensity | strength, elastic recovery rate). The thing of 1.5-3.0 is especially preferable.

本発明のポリエステルエラストマーの製造方法としては、例えばハードセグメントを構成するポリエステル成分である芳香族ジカルボン酸エステル、または芳香族ジカルボンエステルのジオール誘導体と、ソフトセグメントを構成するための成分であるポリ(アルキレンオキシド)グリコールとを用いて、従来公知の溶融重合法により重合反応させる方法を好ましく採用することができる。また、ハードセグメントを構成するポリエステル成分は芳香族ジカルボン酸エステルのジオール誘導体と芳香族ジカルボンエステルのジオール誘導体とのエステル交換反応も採用することができる。   The polyester elastomer production method of the present invention includes, for example, an aromatic dicarboxylic acid ester which is a polyester component constituting a hard segment, or a diol derivative of an aromatic dicarboxylic ester and a poly (alkylene which is a component for constituting a soft segment. A method of performing a polymerization reaction by a conventionally known melt polymerization method using (oxide) glycol can be preferably employed. The polyester component constituting the hard segment can also employ a transesterification reaction between a diol derivative of an aromatic dicarboxylic acid ester and a diol derivative of an aromatic dicarboxylic ester.

さらに具体的には、上記の各原料を反応容器に入れ、触媒の存在下または不存在下でエステル交換反応あるいはエステル化反応を行い、さらに触媒の存在下高真空で重縮合を行って所望の重合度まで上げる方法を用いることができる。触媒としては、従来公知のエステル交換触媒や重縮合触媒を用いることができる。好ましくはチタン化合物、アンチモン化合物、スズ化合物、カルシウム化合物、マンガン化合物、ゲルマニウム化合物が使用され、これらの中で特に好ましいものはチタン化合物、アンチモン化合物である。また、その他各種安定剤、顔料等を必要に応じ任意に使用できる。   More specifically, each raw material described above is placed in a reaction vessel, subjected to a transesterification reaction or esterification reaction in the presence or absence of a catalyst, and further subjected to polycondensation in a high vacuum in the presence of a catalyst. A method of increasing the degree of polymerization can be used. A conventionally known transesterification catalyst or polycondensation catalyst can be used as the catalyst. Titanium compounds, antimony compounds, tin compounds, calcium compounds, manganese compounds, and germanium compounds are preferably used. Of these, titanium compounds and antimony compounds are particularly preferable. Further, other various stabilizers, pigments and the like can be arbitrarily used as necessary.

以上に説明したポリエステルエラストマーは、常法により溶融紡糸及び溶融成型加工できる。この際、一般の熱可塑性重合体の溶融紡糸法及び溶融成型加工法に準じて繊維、フィルム、その他の形状の成形品にすることができる。また、通常のポリエステルと同様に、成型加工条件を任意に設定できる。すなわち、上記ポリエステルエラストマーは、繊維、フィルム、成型品などに容易に加工、成形ができるため、種々の形状での利用が可能であり、その工業的意義は極めて大きい。   The polyester elastomer described above can be melt-spun and melt-molded by conventional methods. Under the present circumstances, it can be set as a molded article of a fiber, a film, and other shapes according to the melt spinning method and melt molding processing method of a general thermoplastic polymer. Moreover, like normal polyester, molding process conditions can be arbitrarily set. That is, the polyester elastomer can be easily processed and molded into a fiber, a film, a molded product, etc., so that it can be used in various shapes, and its industrial significance is extremely great.

本発明に用いられるポリエステルエラストマーには、必要に応じて、適宜他の熱可塑性ポリマー、熱安定剤、光安定剤、艶消剤、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、離型剤、核剤、充填剤、伸度向上剤、鎖延長剤等を添加することができる。
特に熱安定剤としては、ヒンダードフェノール系、アミン系、イオウ系、リン系、カルボジイミド系、イミド系、アミド等系が挙げられ、ヒンダードフェノール系、アミン系、イオウ系が好ましく用いられる。熱安定剤の添加量は、ポリエステルエラストマーに対し、5重量%以下、好ましくは0.01〜5重量%である。
For the polyester elastomer used in the present invention, other thermoplastic polymers, heat stabilizers, light stabilizers, matting agents, pigments, antioxidants, ultraviolet absorbers, plasticizers, lubricants, difficulty, and the like as necessary. A flame retardant, mold release agent, nucleating agent, filler, elongation improver, chain extender, and the like can be added.
In particular, examples of the heat stabilizer include hindered phenols, amines, sulfurs, phosphoruss, carbodiimides, imides, amides, and the like, and hindered phenols, amines, and sulfurs are preferably used. The addition amount of the heat stabilizer is 5% by weight or less, preferably 0.01 to 5% by weight with respect to the polyester elastomer.

また、上記ポリエステルエラストマーには、ポリエステル等の他の熱可塑性ポリマーを改質剤として少量、例えば20重量%以下、好ましくは10重量%以下の割合で、混合して用いることができる。他の熱可塑性ポリマーとしては、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレンを例示することができる。   The polyester elastomer may be used by mixing other thermoplastic polymers such as polyester as a modifier in a small amount, for example, 20 wt% or less, preferably 10 wt% or less. Examples of other thermoplastic polymers include polyester, polyamide, polycarbonate, and polystyrene.

本発明のポリエステルエラストマーの成形法としては、通常の射出成形法、溶融押出成形法、溶融紡糸法を採用することが可能である。   As a method for molding the polyester elastomer of the present invention, a normal injection molding method, melt extrusion molding method, or melt spinning method can be employed.

本発明のポリエステルエラストマーは、ハードセグメントに高融点の結晶性ポリエステルを用いているため、ソフトセグメントのポリテトラメチレングリコールを多量に共重合しても、ポリエステルエラストマーとしての融点が高いため汎用成形機で十分加工できる。   Since the polyester elastomer of the present invention uses a crystalline polyester having a high melting point for the hard segment, even if a large amount of the polytetramethylene glycol of the soft segment is copolymerized, the melting point as a polyester elastomer is high, so that it is a general-purpose molding machine. Can be processed sufficiently.

以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
ポリエステルエラストマーの固有粘度はP−クロロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン混合溶媒(重量比4/6)を用い、濃度12mg/ml、温度35℃で測定した。
融点は窒素下でDSCを用い、20℃/分の昇温速度で測定した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
The intrinsic viscosity of the polyester elastomer was measured using a P-chlorophenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane mixed solvent (weight ratio 4/6) at a concentration of 12 mg / ml and a temperature of 35 ° C.
The melting point was measured using a DSC under nitrogen at a heating rate of 20 ° C./min.

[参考例1]
10Lオートクレーブに6,6‘−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸400重量部、エチレングリコール6169重量部、テトラブトキシチタン0.067重量部を仕込み、窒素圧0.3MPaをかけ温度230℃で6h反応を行った。反応温度を室温まで低下させた後、反応物を取り出しろ過した。その後ろ過物にメタノール2375重量部を加え洗浄・ろ過した。この操作を3回繰り返し120℃の真空乾燥機で乾燥させた。融点240℃の白色固体ビス(β―ヒドロキシエチル)6,6’−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸を得た。
[Reference Example 1]
A 10 L autoclave was charged with 400 parts by weight of 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid, 6169 parts by weight of ethylene glycol, and 0.067 parts by weight of tetrabutoxy titanium, and a nitrogen pressure of 0.3 MPa was applied at a temperature of 230 ° C. For 6 h. After the reaction temperature was lowered to room temperature, the reaction product was taken out and filtered. Thereafter, 2375 parts by weight of methanol was added to the filtrate and washed and filtered. This operation was repeated three times and dried with a vacuum dryer at 120 ° C. White solid bis (β-hydroxyethyl) 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid having a melting point of 240 ° C. was obtained.

[実施例1]
反応器に参考例1で得られたビス(β―ヒドロキシエチル)6,6‘−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸150重量部及びポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学製、平均分子量2000)237重量部を仕込み、テトラブチルチタネート0.05重量部を触媒として加え、常圧下、280℃で1時間エステル交換反応を行った。得られた反応物を重合缶に移送し、320℃の温度で一旦完全に溶融させ、その後280℃まで温度を低下させ1.33×10−4MPa以下の減圧下で重縮合反応を行った。約1時間重縮合反応を行って、酸化防止剤としてSumilizer GA−80(住友化学製)0.6重量部、Sumilizer TP−D(住友化学製)1.4重量部を加え10分攪拌混合しポリエステルエラストマーを得た。得られたポリマーは極限粘度1.6、融点237℃であった。この樹脂を120℃で乾燥した。日精株式会社製(model:PS−20)にて成形温度230℃、金型温度40℃で成形体を得た。ポリマー物性の測定結果を表1に示す。
[Example 1]
In the reactor, 150 parts by weight of bis (β-hydroxyethyl) 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid obtained in Reference Example 1 and polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical, average molecular weight 2000) 237 parts by weight was charged, 0.05 part by weight of tetrabutyl titanate was added as a catalyst, and a transesterification reaction was performed at 280 ° C. for 1 hour under normal pressure. The obtained reaction product was transferred to a polymerization can and once completely melted at a temperature of 320 ° C., then the temperature was lowered to 280 ° C., and a polycondensation reaction was performed under a reduced pressure of 1.33 × 10 −4 MPa or less. . Perform polycondensation reaction for about 1 hour, add 0.6 parts by weight of Sumilizer GA-80 (manufactured by Sumitomo Chemical) and 1.4 parts by weight of Sumitizer TP-D (manufactured by Sumitomo Chemical) as antioxidants, and stir and mix for 10 minutes. A polyester elastomer was obtained. The obtained polymer had an intrinsic viscosity of 1.6 and a melting point of 237 ° C. The resin was dried at 120 ° C. A molded product was obtained at a molding temperature of 230 ° C. and a mold temperature of 40 ° C. by Nissei Corporation (model: PS-20). The measurement results of polymer properties are shown in Table 1.

[実施例2]
ビス(β―ヒドロキシエチル)6,6‘−(エチレンジオキシ)ジー2−ナフトエ酸およびポリテトラメチレングリコールの仕込み比を表1のように変えた他は実施例1と同様にポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。
ビス(β―ヒドロキシエチル)6,6‘−(エチレンジオキシ)ジー2−ナフトエ酸を150重量部とし、ポリテトラメチレングリコールを68重量部とした他は実施例1と同様にポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。
[Example 2]
A polyester elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the charging ratio of bis (β-hydroxyethyl) 6,6 ′-(ethylenedioxy) g-2-naphthoic acid and polytetramethylene glycol was changed as shown in Table 1. It was. The results are shown in Table 1.
A polyester elastomer was obtained in the same manner as in Example 1, except that 150 parts by weight of bis (β-hydroxyethyl) 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid and 68 parts by weight of polytetramethylene glycol were used. It was. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
触媒をテトラブチルチタネート0.05重量部から酸化アンチモン0.042重量部に変えた他は実施例1と同様にポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。
[Example 3]
A polyester elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed from 0.05 parts by weight of tetrabutyl titanate to 0.042 parts by weight of antimony oxide. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
参考例1で得られたビス(β―ヒドロキシエチル)6,6‘−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸を150重量部とし、ポリテトラメチレングリコールを102重量部とし、触媒をテトラブチルチタネート0.05重量部から酸化アンチモン0.042重量部に変えた他は実施例1と同様にポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。
[Example 4]
The bis (β-hydroxyethyl) 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid obtained in Reference Example 1 was 150 parts by weight, the polytetramethylene glycol was 102 parts by weight, and the catalyst was tetrabutyl. A polyester elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.05 parts by weight of titanate was changed to 0.042 parts by weight of antimony oxide. The results are shown in Table 1.

[実施例5]
参考例1で得られたビス(β―ヒドロキシエチル)6,6‘−(エチレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸を150重量部とジメチルテレフタル酸22重量部、1,4−ブタンジオールを21重量部、ポリテトラメチレングリコールを127重量部、酸化アンチモン0.042重量部として実施例1と同様にポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。
[Example 5]
150 parts by weight of bis (β-hydroxyethyl) 6,6 ′-(ethylenedioxy) di-2-naphthoic acid obtained in Reference Example 1, 22 parts by weight of dimethylterephthalic acid, and 21 of 1,4-butanediol A polyester elastomer was obtained in the same manner as in Example 1 with 127 parts by weight of polytetramethylene glycol and 0.042 parts by weight of antimony oxide. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
反応器にテレフタル酸ジメチル200重量部、1,4−ブタンジオール186重量部、及びポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学製、平均分子量2000)340重量部を仕込み、テトラブチルチタネート0.08重量部を触媒として加え、常圧下、210℃でエステル交換反応を行いメタノールを留出させた。所定量のメタノールが留出したのを確認後、240℃まで上昇させ1.33×10−4MPa以下の減圧下で重縮合反応を行った。約2時間重縮合反応を行って酸化防止剤としてSumilizer GA−80(住友化学製)1.14重量部、Sumilizer TP−D(住友化学製)2.27重量部を加え10分攪拌混合しポリエステルエラストマーを得た。得られたポリマーは極限粘度1.50、融点194℃であった。この樹脂を120℃で乾燥した。日精株式会社製(model:PS−20)にて成形温度230℃、金型温度40℃で成形体を得た。
ポリマー物性の測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
The reactor was charged with 200 parts by weight of dimethyl terephthalate, 186 parts by weight of 1,4-butanediol, and 340 parts by weight of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical, average molecular weight 2000), and 0.08 parts by weight of tetrabutyl titanate as a catalyst. In addition, methanol was distilled off by carrying out a transesterification reaction at 210 ° C. under normal pressure. After confirming that a predetermined amount of methanol was distilled off, the temperature was raised to 240 ° C., and a polycondensation reaction was performed under a reduced pressure of 1.33 × 10 −4 MPa or less. The polycondensation reaction is performed for about 2 hours, 1.14 parts by weight of Sumilizer GA-80 (manufactured by Sumitomo Chemical) and 2.27 parts by weight of Sumitizer TP-D (manufactured by Sumitomo Chemical) are added as an antioxidant, and the mixture is stirred and mixed for 10 minutes. An elastomer was obtained. The obtained polymer had an intrinsic viscosity of 1.50 and a melting point of 194 ° C. The resin was dried at 120 ° C. A molded product was obtained at a molding temperature of 230 ° C. and a mold temperature of 40 ° C. by Nissei Corporation (model: PS-20).
The measurement results of polymer properties are shown in Table 1.

[比較例2]
テレフタル酸ジメチル100重量部、1,4−ブタンジオール97重量部、及びポリテトラメチレングリコール170重量部とした他は比較例1と同様にポリエステルエラストマーを得た。ポリマー物性の測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
A polyester elastomer was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that 100 parts by weight of dimethyl terephthalate, 97 parts by weight of 1,4-butanediol, and 170 parts by weight of polytetramethylene glycol were used. The measurement results of polymer properties are shown in Table 1.

Figure 2009298923
PTMG:ポリテトラメチレングリコール成分
PBT:ポリブチレンテレフタレート成分
Figure 2009298923
PTMG: Polytetramethylene glycol component PBT: Polybutylene terephthalate component

Claims (4)

ハードセグメントはジカルボン酸成分と炭素数2〜10のグリコール成分とからなり、ジカルボン酸成分の5〜100モル%が下記式(1)
Figure 2009298923
(Rは炭素数2から10のアルキレン基)
で表されるポリエステル成分であり、ソフトセグメントは数平均分子量が500〜5000のポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分であって、ハードセグメント成分とソフトセグメント成分の重量比が20/80〜80/20であるポリエステルエラストマー。
The hard segment is composed of a dicarboxylic acid component and a glycol component having 2 to 10 carbon atoms, and 5 to 100 mol% of the dicarboxylic acid component is represented by the following formula (1).
Figure 2009298923
(R is an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms)
The soft segment is a poly (alkylene oxide) glycol component having a number average molecular weight of 500 to 5000, and the weight ratio of the hard segment component to the soft segment component is 20/80 to 80/20 Some polyester elastomers.
ポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分がポリテトラメチレングリコールである事を特徴とする請求項1のポリエステルエラストマー。   2. The polyester elastomer according to claim 1, wherein the poly (alkylene oxide) glycol component is polytetramethylene glycol. 200℃〜300℃の融点を有する事を特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のポリエステルエラストマー。   The polyester elastomer according to claim 1, which has a melting point of 200 ° C. to 300 ° C. 上記式(1)で表される6,6’−(アルキレンジオキシ)ジ−2−ナフトエ酸成分がジカルボン酸成分の50〜100モル%である請求項1〜3のいずれかに記載のポリエステルエラストマー。   The polyester according to any one of claims 1 to 3, wherein the 6,6 '-(alkylenedioxy) di-2-naphthoic acid component represented by the formula (1) is 50 to 100 mol% of the dicarboxylic acid component. Elastomer.
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