JP2009520858A - ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)の新規な使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)の新規な使用に関する。
正確に言えば、ポリ(アリールエーテルケトン)は、技術的性質、すなわち高融点、優れた熱安定性、高い剛性および強度、良好な靱性、ならびに優れた耐環境応力破壊性を含めた真に優れた耐薬品性を、格段のバランスで提供する。しかしながら、それらの物質のガラス転移点がいくぶん低いために、使用温度が170℃を超えるようなある特殊な用途の場合にはその使用に限界があるが、その理由は主として、ガラス転移が移行する(the glass transition is traversed)につれてモジュラスの損失が起きるからである。
ポリ(アリールエーテルケトン)組成物よりも低コストであるが、前記ポリ(アリールエーテルケトン)組成物によって得られるものと少なくとも実質的に同等の耐薬品性を有するポリマー組成物に対する大きな必要性が依然として存在している。
その課題は、特に米国特許第4,804,724号明細書の教示(以下において説明する)を見ると、本出願人には難しいものと思える。
前記ポリマー組成物(C1)が、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)ならびに、場合によってはさらに、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)およびポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)以外の1種または複数の成分(A)からなり、
前記ポリマー組成物(C1)の耐薬品性が、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)に対してよりもポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)に対して一層攻撃的な化学的環境(E)において、少なくとも実質的に維持され、
前記方法が、有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)によってポリ(アリールエーテルケトン)(P1)を希釈する、
ことを含んでいる。
ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)を希釈した後に得られるポリマー組成物を(C2)で表示し、それとは対照的に、希釈前のポリマー組成物を(C1)で表示することとする。
ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)
有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)、および
場合によってはさらにポリ(アリールエーテルケトン)(P1)およびポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)以外の1種または複数の成分(A)からなり、
ここで、ポリマー組成物(C2)に含まれるポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)が、質量対質量で、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)によって完全に置き換えられていることを除いては、ポリマー組成物(C2)と同一であるポリマー組成物(C1)の耐薬品性と比較したときに、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)に対してよりもポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)に対して一層攻撃的な化学的環境(E)における前記ポリマー組成物(C2)の耐薬品性が、少なくとも実質的に維持される。
(100−ε)pbwの量のポリ(アリールエーテルケトン)(P1)(εについては以下において定義される)、
有効量(εpbw)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)、および
場合によってはさらにポリ(アリールエーテルケトン)(P1)およびポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)以外の1種または複数の成分(A)、
下記の工程、すなわち、
ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)を準備する工程;
ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)を準備する工程;
必要であれば、成分(A)を準備する工程;
有効量、すなわちεpbwのポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)を、(100−ε)pbwのポリ(アリールエーテルケトン)(P1)と、場合によっては成分(A)とを接触、好ましくは混合する工程、
を含む方法によって調製して、ポリマー組成物(C2)を得ることが可能である。
本発明のある種の実施態様においては、有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)は、先に定義されたように、好ましくは60pbw未満であり;
本発明のある種の他の実施態様においては、εは好ましくは50pbw未満であり;
さらに別なある種の実施態様においては、εは好ましくは40pbw未満であり;さらに別なある種の実施態様においては、εは好ましくは35pbw未満であり;さらに別なある種の実施態様においては、εは好ましくは30pbw未満であり;さらに別なある種の実施態様においては、εは好ましくは25pbw未満であり;さらに別なある種の実施態様においては、εは好ましくは20pbw未満であり;さらに別なある種の実施態様においては、εは好ましくは15pbw未満である。
当業者ならば、主として、先に示したパラメーターのすべてに依存して、自分にとって最も都合の良いεの値を容易に決めることができる。
化学的環境(E)を構成するかその一部となり得る化学物質(cE)の例を非限定的に挙げれば、カルボン酸エステル、カルボン酸、グリコールエーテル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素たとえばベンゼンおよびトルエン、モノスチレン、フェノール、エポキシ、エポキシ前駆体たとえばプロピレングリコールモノエーテルおよびエチレングリコールジグリシジルエーテル、ケトン、塩素化炭化水素、ならびに硝酸および硫酸などの無機酸の水溶液などがある。
環境(E)にケトンが含まれている場合にまた良好な結果が得られた。そのケトンは、少なくとも1個のケトン基を含むC3〜C12非環状化合物たとえば、メチルエチルケトンおよびアセトンなどであってよく、少なくとも1個のケトン基を含むホモ環状またはヘテロ環状化合物(その環に、4〜10個の原子、たとえば炭素または窒素原子が含まれているのが好ましい)、たとえばN−メチルピロリジノンであってもよい。
環境(E)におけるポリマー組成物(C1)および(C2)の耐薬品性は各種適切なパラメーターによって評価することができるが、前記パラメーターはそれ自体、各種適切な方法によって得ることができる。そのような適切なパラメーターの一例が、「保持率」であって、これは、ポリマー組成物(C1)および(C2)が一時的または恒久的に化学的環境(E)と接触するより前のそれらのある物理的または化学的性質の値の、ポリマー組成物(C1)および(C2)が、同一の化学的環境(E)と接触した後の、それらの同一の物理的または化学的性質の値に対する比率である。
本発明のある種の実施態様においては、ポリマー組成物(C1)および(C2)に応力がかかることはない。
本発明の他のある種の実施態様においては、ポリマー組成物(C1)および(C2)には応力がかかるが、事情によってはそれらに、一時的または恒久的のいずれかの応力がかかってもよい。
本発明の目的では、ポリ(ビフェニルエーテルスルホン)は、その繰り返し単位の50質量%を超えるものが、少なくとも1個のp−ビフェニレン基:
先にも述べたように、ポリマー組成物(C1)にはポリ(アリールエーテルケトン)(P1)が含まれている。
Arは独立して、フェニレン、ビフェニレンまたはナフチレンから選択される2価の芳香族ラジカルであり、
Xは独立して、O、C(=O)または単結合(direct bond)であり、
nは、0〜3の整数であり、
b、c、dおよびeは、0または1であり、
aは、1〜4の整数であり、そして
好ましくは、bが1の場合にはdが0である。]
ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)がPEEKホモポリマーである、すなわち、ポリマーの内で完全に全部ではなくても、実質的に全部で、その繰り返し単位が式(VII)であるような場合には、優れた結果が得られた。
当業者に周知の一つの方法には、少なくとも1種のビスフェノールと少なくとも1種のジハロベンゾイド化合物または少なくとも1種のハロフェノール化合物との実質的に等モルの混合物を反応させることが含まれる(カナダ国特許第847,963号明細書に記載あり)。このようなプロセスにおいて好適なビスフェノールは、ヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、および4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノンであり;このようなプロセスにおいて好適なジハロベンゾイド化合物は、4,4’−ジフルオロベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、および4−クロロ−4’−フルオロベンゾフェノンであり;このようなプロセスにおいて好適なハロフェノール化合物は、4−(4−クロロベンゾイル)フェノールおよび(4−フルオロベンゾイル)フェノールである。したがって、PEEKホモポリマーは主として、たとえば米国特許第4,176,222号明細書に記載されているような求核プロセスによって製造することができる(その内容のすべてを参考として引用し、本明細書に組み入れる)。
ポリマー組成物(C1)および(C2)には、ポリ(アリールエーテルケトン)組成物で慣用される成分がさらに含まれていてもよいが、そのようなものとしては、たとえば平滑剤、熱安定剤、静電防止剤、有機および/または無機顔料たとえばTiO2、カーボンブラック、酸捕捉剤たとえばMgO、安定剤すなわち、金属の酸化物および硫化物たとえば酸化亜鉛および硫化亜鉛、抗酸化剤、難燃化剤、発煙抑制剤、ならびに充填剤などが挙げられるが、これらをまとめて成分(A)と呼ぶ。
すべてのポリマー組成物は、バーストーフ(Berstorff)25mm2軸スクリュー押出機(8バレルセグメント、7加熱ゾーン、全長対直径比33:1)を使用して、表1に記載された成分を溶融コンパウンディングすることによって調製した。その押出機では、バレル6のところに真空ベントが設けられていて、すべてのコンパウンディング作業の間、真空に維持した。重量計量式フィーダーを使用して押出機のフィードスロートの中へ成分を計量することにより押出機に組成物をフィードしたが、それらのフィード速度を適切に調節して、それぞれの場合で所望のブレンド比が得られるようにした。コンパウンディング条件の詳細を表2に示す。コンパウンディングされた樹脂を、冷却および固化のための水槽の中でストランドとし、次いで切断してペレットとした。
各種の組成物の耐薬品性の評価は、成形したままの試験片、ならびに同一の試験片であるが、3種の異なった溶媒すなわち、メチルエチルケトン(MEK)、クロロホルムおよびN−メチルピロリジノン(NMP)の中に10日および30日の浸漬暴露させたものについて、室温(23℃)で曲げ特性の測定をすることにより、実施した。これらの溶媒がすべて、多くのプラスチックスに対して攻撃的な溶媒であることは周知である。NMPおよびクロロホルムは極めて攻撃性が強いので、実際にPPSUを溶解させることが可能であるが、MEKは、PPSUの弱い溶媒であるので、機械的な完全性にはやはり好ましくない。
MEKに浸漬させた後でのポリマー組成物の試験結果を表3に示す。
Claims (16)
- ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)および、場合によってはさらにポリ(アリールエーテルケトン)(P1)およびポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)以外の1種または複数の成分(A)からなるポリマー組成物(C1)中に含まれるポリ(アリールエーテルケトン)(P1)を希釈するための、有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)の使用であって、
ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)に対してよりもポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)に対しての攻撃性の方が強い化学的環境(E)における、ポリマー組成物(C1)の耐薬品性が、少なくとも実質的に維持される、使用。 - 有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)が50質量部(pbw)未満であり、
前記有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)が、ポリマー組成物(C1)中に100pbwの量で含まれるポリ(アリールエーテルケトン)(P1)を、前記ポリマー組成物(C1)の中で、εpbwのポリ(アリールエーテルケトン)(P1)をεpbwのポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)で置換することにより、希釈する、請求項1に記載の使用。 - 有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)が30pbw未満である、請求項2に記載の使用。
- ポリマー組成物(C1)の耐薬品性が少なくとも実質的に維持される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の使用。
- ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)が、その実質的に全部の繰り返し単位が少なくとも1個のアリーレン基、少なくとも1個のエーテル基(−O−)および少なくとも1個のケトン基[−C(=O)−]を含む1種または複数の式の繰り返し単位(R1)であるポリマーである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の使用。
- 前記化学的環境(E)が、カルボン酸エステル、カルボン酸、グリコールエーテル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、モノスチレン、フェノール、エポキシ、エポキシ前駆体、ケトン、塩素化炭化水素、ならびにたとえば硝酸および硫酸などの無機酸の水溶液から選択される化学物質(cE)を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の使用。
- ポリマー組成物(C1)が、成形物品の形態または成形物品の部品(S1)である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の使用。
- ポリマー組成物(C1)の耐薬品性をその必要に合わせて少なくとも実質的に維持しながらも、ポリマー組成物(C1)の中に含まれるポリ(アリールエーテルケトン)(P1)を希釈するための方法であって、
前記ポリマー組成物(C1)が、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)ならびに、場合によってはさらに、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)およびポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)以外の1種または複数の成分(A)からなり、
前記ポリマー組成物(C1)の耐薬品性が、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)に対してよりもポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)に対して一層攻撃的な化学的環境(E)において、少なくとも実質的に維持され、
前記方法が、有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)によってポリ(アリールエーテルケトン)(P1)を希釈することを含んでいる、方法。 - ポリマー組成物(C1)が、成形物品の形態または成形物品の部品(S1)である、請求項11に記載の方法。
- ポリマー組成物(C2)であって:
ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)
有効量(ε)のポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)、および
場合によってはさらにポリ(アリールエーテルケトン)(P1)およびポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)以外の1種または複数の成分(A)からなり、
ポリマー組成物(C2)に含まれるポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)が、質量対質量で、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)によって完全に置き換えられていることを除いては、ポリマー組成物(C2)と同一であるポリマー組成物(C1)の耐薬品性と比較したときに、ポリ(アリールエーテルケトン)(P1)に対してよりもポリ(ビフェニルエーテルスルホン)(P2)に対して一層攻撃的な化学的環境(E)における前記ポリマー組成物(C2)の耐薬品性が、少なくとも実質的に維持される、ポリマー組成物(C2)。 - 請求項13に記載のポリマー組成物(C2)からなる成形物品(S2)。
- 請求項13に記載のポリマー組成物(C2)からなる成形物品の部品(S2)。
- 請求項15に記載の部品を含む、物品の組立品。
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