JP2011102391A - 流動能を有するポリエステル成形材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な流動能および同時に良好な機械的性質を有する熱可塑性ポリエステル成形材料を提供する。
【解決手段】A)少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、B)型AxByの高度に分枝化されたポリエステルまたは超分枝化されたポリエステル0.01〜50質量%、但し、この場合xは、少なくとも1.1であり、yは、少なくとも2.1であるものとし、C)他の添加剤0〜60質量%を含有し、この場合、成分A)〜C)の質量%の総和は、100%となる熱可塑性成形材料。
【効果】個々の成分の加工(塊状化または焼き付きなしに)は、問題なしに短い作業周期で可能であり、したがって殊に薄壁状の構造部材が使用される。
【選択図】なし
【解決手段】A)少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、B)型AxByの高度に分枝化されたポリエステルまたは超分枝化されたポリエステル0.01〜50質量%、但し、この場合xは、少なくとも1.1であり、yは、少なくとも2.1であるものとし、C)他の添加剤0〜60質量%を含有し、この場合、成分A)〜C)の質量%の総和は、100%となる熱可塑性成形材料。
【効果】個々の成分の加工(塊状化または焼き付きなしに)は、問題なしに短い作業周期で可能であり、したがって殊に薄壁状の構造部材が使用される。
【選択図】なし
Description
本発明は、
A)少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、
B)型AxByの高度に分枝化されたポリエステルまたは超分枝化されたポリエステル0.01〜50質量%、但し、この場合xは、少なくとも1.1であり、yは、少なくとも2.1であるものとし、
C)他の添加剤0〜60質量%を含有し、
この場合、成分A)〜C)の質量%の総和は、100%となる、熱可塑性成形材料に関する。
A)少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、
B)型AxByの高度に分枝化されたポリエステルまたは超分枝化されたポリエステル0.01〜50質量%、但し、この場合xは、少なくとも1.1であり、yは、少なくとも2.1であるものとし、
C)他の添加剤0〜60質量%を含有し、
この場合、成分A)〜C)の質量%の総和は、100%となる、熱可塑性成形材料に関する。
更に、本発明は、全ての種類の繊維、フィルムおよ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ならびにその際に得られる成形体に関する。
流動能を改善するために、通常、部分結晶化すべき熱可塑性樹脂には、低分子量の添加剤が添加される。しかし、この種の添加剤の作用は、著しく制限されている。それというのも、例えば添加剤の一定の添加量以上での機械的性質の減退は、もはや許容することができないからである。
完全な対称構造を有する樹枝状ポリマー、所謂デンドリマーは、中心分子から出発してそれぞれ2個またはそれ以上の二価または多価のモノマーと全ての既に結合されたモノマーとの制御された段階的な結合によって製造することができる。この場合には、全ての結合工程でモノマー末端基の数(ひいては、結合数)は、指数的に増加し、樹木状の構造を有するポリマーを得ることができ、理想的な場合には、枝がそれぞれ正確にモノマー単位と同一の数を有する球状の構造を有するポリマーを得ることができる。前記の完全な構造のために、ポリマー特性は好ましいものであり、例えば意外なことに、球表面上の官能基の高い数のために、僅かな粘度および高い反応性が観察される。しかし、全ての結合工程で保護基が導入され、再び除去されなければならないので、製造は、複雑化され、デンドリマーは、通常、実験室規模でのみ製造されるので、精製操作が必要とされる。
しかしながら、大工業的方法では、高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリマーを製造することができる。このポリマーは、完全な樹枝状構造と共に、線状のポリマー鎖および不均一なポリマー枝を有するが、しかし、このことは、完全なデンドリマーのポリマー特性と比較してポリマー特性をあまり劣化させるものではない。超分枝化されたポリマーは、2つの合成方法により製造することができ、この場合これらの合成方法は、AB2およびAx+Byとして公知である。その中で、AxおよびByは、種々のモノマーを表わし、指数xおよびyは、AまたはB中に含まれている官能基の数、即ちAまたはBの官能価を表わす。AB2法の場合、三官能価のモノマーは、1個の反応基Aおよび2個の反応基Bと反応され、高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリマーに変わる。A2+B3合成の例で示されるAx+By合成の場合、二官能価のモノマーA2は、三官能価のモノマーB3と反応される。この場合には、最初に平均で1個の官能基Aおよび2個の官能基Bを有するAとBとからなる1:1付加物が生成され、次に、この付加物は、同様に反応して高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリマーに変わることができる。
WO 97/45474の記載から、樹枝状ポリエステルをAB2分子として含有する熱可塑性樹脂組成物は、公知である。この場合、核分子としての多官能価アルコールは、AB2分子としてのジメチロールプロピオン酸と反応し、樹枝状ポリエステルに変わる。この樹枝状ポリエステルは、鎖の末端部にOH官能基だけを含有する。この混合物の欠点は、樹枝状ポリエステルの高いガラス温度、比較的高価な製造およびなかんずくポリエステルマトリックス中でのデンドリマーの劣悪な溶解性にある。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第10132928号明細書の教示によれば、この種の分枝化剤の混入は、配合および固体相中での後縮合により機構の改善(分子量の増加)を生じる。記載された変法の欠点は、長い製造時間ならびに既に上記した不利な性質にある。
従って、本発明は、良好な流動能および同時に良好な機械的性質を有する熱可塑性ポリエステル成形材料を提供するという課題に基づく。
それによれば、冒頭に定義された成形材料が見出された。好ましい実施態様は、従属請求項の記載から認めることができる。
本発明による成形材料は、B)とは異なる少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、有利に30〜99.5質量%、殊に30〜99.3質量%を成分(A)として含有する。
一般に、芳香族ジカルボン酸および脂肪族または芳香族ジヒドロキシ化合物をベースとするポリエステルA)が使用される。
好ましいポリエステルの第1の群は、ポリアルキレンテレフタレート、殊にアルコール部分に2〜10個のC原子を有するポリアルキレンテレフタレートである。
この種のポリアルキレンテレフタレートは、自体公知であり、刊行物中に記載されている。前記のポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸に由来する、主鎖中の芳香環を含有する。この芳香環は、例えばハロゲン、例えば塩素および臭素によって置換されていてもよいし、C1〜C4−アルキル基、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基またはn−プロピル基およびn−ブチル基、イソブチル基または第三ブチル基によって置換されていてもよい。
このポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸、そのエステルまたは別のエステル形成誘導体を脂肪族ジヒドロキシ化合物と反応させることによって自体公知の方法で製造されてよい。
好ましいジカルボン酸としては、2,6−ナフタリンジカルボン酸、テレフタル酸およびイソフタル酸またはこれらの混合物を挙げることができる。30モル%まで、特に10モル%以下の芳香族ジカルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸また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、ドデカン二酸およびシクロヘキサンジカルボン酸によって代替されていてもよい。
脂肪族ジヒドロキシ化合物の中、2〜6個の炭素原子を有するジオール、殊に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およびネオペンチルグリコールまたはこれらの混合物が有利である。
特に好ましいポリエステル(A)として、2〜6個のC原子を有するアルカンジオールに由来するポリアルキレンテレフタレートを挙げることができる。前記のポリアルキレンテレフタレートの中、殊にポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートまたはこれらの混合物が好ましい。更に、1,6−ヘキサンジオールおよび/または2−メチル−1,5−ペンタンジオール1質量%まで、特に0.75質量%までを他のモノマー単位として含有するPETおよび/またはPBTは、好ましい。
ポリエステル(A)の粘度数は、一般に50〜220、特に80〜160の範囲内にある(ISO 1628によりフェノール/o−ジクロロベンゼン混合物(25℃で質量比1:1)中の0.5質量%の溶液中で測定した)。
カルボキシル末端基含量が100ミリ当量/kgまで、有利に50ミリ当量/kgまで、殊に40ミリ当量/kgまでであるポリエステルは、特に好ましい。この種のポリエステルは、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第4401055号明細書に記載の方法により製造されてよい。カルボキシル末端基含量は、通常、滴定法(例えば、電位差滴定)によって測定される。
殊に好ましい成形材料は、PBTとは異なるポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)からの混合物を成分A)として含有する。例えば、ポリエチレンテレフタレートの含量は、特に混合物中でA)100質量%に対して50質量%まで、殊に10〜35質量%である。
更に、好ましくはリサイクルされたPET材料(スクラップPETとも呼ばれる)は、場合によってはポリアルキレンテレフタレート、例えばPBTとの混合物で使用することができる。
リサイクルされた材料は、一般に次のものである:
1)所謂工業化リサイクル材料:重縮合の際または加工の際の生産廃棄物、例えば射出成形加工の際のスプルー、射出成形加工または押出の際の開始材料、または押し出された板またはフィルムの縁部のばりが重要である。
2)消費者によって消費されたリサイクル材料:この場合には、利用後に最終消費者によって捕集され、処理されたプラスチック製品が重要である。量的にはるかに主要な製品は、ミネラルウォーター、ソフトドリンクおよびジュースのための吹込成形されたPETボトルである。
1)所謂工業化リサイクル材料:重縮合の際または加工の際の生産廃棄物、例えば射出成形加工の際のスプルー、射出成形加工または押出の際の開始材料、または押し出された板またはフィルムの縁部のばりが重要である。
2)消費者によって消費されたリサイクル材料:この場合には、利用後に最終消費者によって捕集され、処理されたプラスチック製品が重要である。量的にはるかに主要な製品は、ミネラルウォーター、ソフトドリンクおよびジュースのための吹込成形されたPETボトルである。
2つの種類のリサイクル材料は、粉砕材料として存在していてもよいし、ペレットの形で存在していてもよい。後者のペレットの形の場合には、管状のリサイクル材料は、分離後および清浄化後に押出機中で溶融され、造粒される。それによって、多くの場合には、取り扱い、易流動性および後加工工程のための配量可能性は、簡易化される。
造粒されたリサイクル材料ならびに粉砕材料として存在するリサイクル材料は、使用することができ、この場合最大の一辺の長さは、10mm、特に8mm未満である。
ポリエステルは、加工の際に加水分解により分解する(液体の痕跡による)ので、リサイクル材料を予め乾燥させることが推奨される。乾燥後の残留湿分含量は、特に0.2%未満、殊に0.05%未満である。
他の基としては、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する完全芳香族ポリエステルを挙げることができる。
芳香族ジカルボン酸としては、既にポリアルキレンテレフタレートの際に記載された化合物が適している。好ましくは、イソフタル酸5〜100モル%とテレフタル酸0〜95モル%とからなる混合物、殊にテレフタル酸約80%とイソフタル酸20%との混合物、これら2つの酸のほぼ等量になるまでに生じる混合物が使用される。
芳香族ジヒドロキシ化合物は、特に一般式を有し、
、上記式中、Zは、8個までのC原子を有するアルキレン基またはシクロアルキレン基、12個までの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、酸素原子または硫黄原子、または1個の化学結合を表わし、mは、0〜2の値を有する。この化合物は、フェニレン基上にC1〜C6−アルキル基またはC1〜C6アルコキシ基および弗素、塩素または臭素を置換基として有することができる。
前記化合物の親化合物としては、例えば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、
ジー(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、
レソルシノールおよびヒドロキノンならびに
これらの核アルキル化されたかまたは核ハロゲン化された誘導体が挙げられる。
ジ(ヒドロキシフェニル)アルカン、
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レソルシノールおよびヒドロキノンならびに
これらの核アルキル化されたかまたは核ハロゲン化された誘導体が挙げられる。
これらの中で、
4,4’−ジヒドロキシジフェニル、
2,4−ジー(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)プロパンおよび
2,2−ジ−(3’−クロロ−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン
ならびに殊に
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−ジー(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および
2,2−ジ−(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン
またはこれらの混合物が好ましい。
4,4’−ジヒドロキシジフェニル、
2,4−ジー(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)プロパンおよび
2,2−ジ−(3’−クロロ−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン
ならびに殊に
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−ジー(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および
2,2−ジ−(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン
またはこれらの混合物が好ましい。
勿論、ポリアルキレンテレフタレートと完全芳香族ポリエステルとの混合物が使用されてもよい。前記混合物は、一般にポリアルキレンテレフタレート20〜98質量%および完全芳香族ポリエステル2〜80質量%を含有する。
勿論、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が使用されてもよい。この種の生成物は、自体公知であり、刊行物中、例えば米国特許第3651014号明細書中に記載されている。また、相応する製品、例えばHytrel(登録商標)(DuPont)は、市場で入手可能である。
本発明によれば、ポリエステルとしては、ハロゲン不含のポリカーボネートであってもよい。適当なハロゲン不含のポリカーボネートは、例えば一般式
〔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−アリーレン基ならびに−O−、−S−または−SO2−を表わし、mは、0〜2の整数である〕で示されるジフェノールをベースとするポリカーボネートである。
ジフェノールは、フェニレン基上に置換基、例えばC1〜C6−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシを有していてもよい。
前記式の好ましいジフェノールは、例えばヒドロキノン、レソルシノール、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。2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンおよび1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサンならびに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は、特に有利である。
ホモポリカーボネートならびにコポリカーボネートは、成分Aとして適当であり、好ましいのは、ビルフェノールA−ホモポリマーと共に、ビスフェノールAのコポリカーボネートである。
適当なポリカーボネートは、公知方法で分枝化されていてよく、実際に有利に使用されるジフェノールの総和に対して0.05〜2.0モル%の少なくとも1つの三官能価化合物、例えば3個または3個より多いフェノール系OH基を有する化合物を導入することによって分枝化されていてよい。
1.10〜1.50、殊に1.25〜1.40の相対粘度ηrelを有するポリカーボネートは、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、自体公知であるかまたは公知方法により製造可能である。
ポリカーボネートの製造は、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またはジフェノールをホスゲンと均一相法(所謂ピリジン法)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ネートについては、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第3334782号明細書参照)。
適当な連鎖停止剤は、例えばフェノール、p−第三ブチルフェノール、他に長鎖状アルキルフェノール、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第2842005号明細書に記載の4−(1,3−テトラメチル−ブチル)−フェノールまたはドイツ連邦共和国特許出願公開第3506472号明細書に記載のアルキル置換基中に全部で8〜20個のC原子を有するモノアルキルフェノールまたはジアルキルフェノール、例えばp−ノニルフェニル、3,5−ジ−第三ブチルフェノール、p−第三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)−フェノールおよび4−(3,5−ジメチルヘプチル)−フェノールである。
本発明の範囲内のハロゲン不含のポリカーボネートは、ポリカーボネ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およ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てのポリカーボネートの製造から生じる鹸化可能な塩素の二次的ppm量の含量は、本発明の範囲内でハロゲン含有とは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ネートは、本発明の範囲内でハロゲン不含のポリカーボネートである。
更に、適当な成分A)としては、無定形のポリエステルカーボネートが挙げられ、この場合ホスゲンは、製造の際に芳香族ジカルボン酸単位、例えばイソフタル酸単位および/またはテレフタル酸単位に対して代替された。この状況の詳細については、欧州特許出願公開第711810号明細書に指摘されている。
更に、モノマー単位としてシクロアルキル基を有する適当なコポリカーボネートは、欧州特許出願公開第365916号明細書中に記載されている。
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いてよい。この種のポリカーボネートは、Bayer社の(登録商標)APEC HTで入手可能である。
本発明による成形材料は、型AxByの超分枝化されたポリエステル0.01〜50質量%、特に0.5〜20質量%、殊に0.7〜10質量%を成分B)として含有し、この場合xは、少なくとも1.1、特に少なくとも1.3、殊に少なくとも2であり、yは、少なくとも2.1、特に少なくとも2.5、殊に少なくとも3である。
勿論、単位AまたはBとして混合物が使用されてもよい。
型AxByのポリエステルは、x官能価分子Aおよびy官能価分子Bから形成されている縮合物である。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。
超分枝化されたポリエステルは、本発明の範囲内で構造的ならびに分子的に単一でない、ヒドロキシル基およびカルボキシル基を有する架橋されていない高分子である。この超分枝化されたポリエステルは、片側でデンドリマーと同様に中心分子から出発して形成されていてよいが、しかし、枝の単一でない鎖長で形成されていてよい。前記の超分枝化されたポリエステルは、別の側で線状で官能性の側基で形成されていてもよいし、2つの極値の組合せとして線状の分子部分および分枝された分子部分を有していてもよい。樹枝状ポリマーおよび超分枝化されたポリマーを定義するために、P.J. Flory, J.Am.Chem.Soc. 1952, 74, 2718およびH. Frey et al., Chem. Eur. J. 2000, 6, No.14, 2499も参照せよ。
"超分枝化された"とは、本発明に関連して、枝分かれ度(枝分かれの程度、DB)、即ち樹枝状結合部の平均数および1分子当たりの末端基の平均数が10〜99.9%、有利に20〜99%、特に有利に20〜95%であることである。"樹枝状"とは、本発明に関連して、枝分かれ度が99.9〜100%であることである。"枝分かれ度"の定義は、H. Frey et al., Acta Polym. 1997, 48, 30を参照せよ。
当該物質の枝分かれ度DB(degree of branching)は、
(この場合、Tは、末端のモノマー単位の平均数を意味し、Zは、枝分かれされたモノマー単位の平均数を意味し、Lは、それぞれの物質の巨大分子中の線状モノマー単位の平均数を意味する。)として定義されている。
成分B)は、特にGPC、標準PMMA、流展剤ジメチルアセトアミドにより測定された、300〜30000g/mol、殊に400〜25000g/mol、特に有利に500〜20000g/molのMnを有する。
特に、B)は、DIN 53240に記載の0〜600mg KOH/g ポリエステル、特に1〜500mg KOH/g ポリエステル、殊に20〜500mg KOH/g ポリエステルのOH数を有し、ならびに好ましくは、0〜600mg KOH/g ポリエステル、特に1〜500mg KOH/g ポリエステル、殊に2〜500mg KOH/g ポリエステルのCOOH数を有する。
Tgは、特に−50℃〜140℃、殊に−50℃〜100℃である(DSCを用いる、DIN 53765による)。
少なくとも1つのOH数またはCOOH数が0より大きく、特に0.1より大きく、殊に0.5より大きい成分B)は、殊に有利である。
殊に、次に記載された方法によって、本発明による成分B)は、具体的には、
(a)1つ以上のジカルボン酸または該カルボン酸の1つ以上の誘導体と1つ以上の少なくとも三官能価のアルコールとを、または
(b)1つ以上のトリカルボン酸または高級ポリカルボン酸、または該カルボン酸の1つ以上の誘導体と1つ以上のジオールとを、溶剤の存在下に、および場合により無機触媒、金属有機触媒または低分子量の有機触媒、または酵素の存在下に反応させることにより、得ることができる。溶剤中の反応は、好ましい製造法である。
(a)1つ以上のジカルボン酸または該カルボン酸の1つ以上の誘導体と1つ以上の少なくとも三官能価のアルコールとを、または
(b)1つ以上のトリカルボン酸または高級ポリカルボン酸、または該カルボン酸の1つ以上の誘導体と1つ以上のジオールとを、溶剤の存在下に、および場合により無機触媒、金属有機触媒または低分子量の有機触媒、または酵素の存在下に反応させることにより、得ることができる。溶剤中の反応は、好ましい製造法である。
本発明の範囲内の高官能価の超枝分かれされたポリエステルは、分子的および構造的に単一でない。この高官能価の超枝分かれされたポリエステルは、デンドリマーの分子的な非単一性とは区別され、したがって著しく僅かな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、例えば蓚酸、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、シス−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸およびトランス−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、シス−シクロヘキサン−1,3−ジカルボン酸およびトランス−シクロヘキサン−1,3−ジカルボン酸、シス−シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸およびトランス−シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸、シス−シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸およびトランス−シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸ならびにシス−シクロペンタン−1,3−ジカルボン酸およびトランス−シクロペンタン−1,3−ジカルボン酸が属し、この場合上記のジカルボン酸は、C1〜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、第二ブチル、第三ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、第二ペンチル、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、第二ヘキシル、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−ノニルまたはn−デシル、C3〜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、シクロウンデシルおよびシクロドデシル;有利にシクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチル;アルキレン基、例えばメチレンまたはエチリデンまたはC6〜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−フェナントリルおよび9−フェナントリル、有利にフェニル、1−ナフチルおよび2−ナフチル、特に有利にフェニルから選択される1つ以上の基で置換されていてよい。
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、エチレン系不飽和酸、例えばマレイン酸およびフマル酸ならびに芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸またはテレフタル酸は、変法(a)により変換可能なジカルボン酸に属する。
更に、前記代表例の2つまたはそれ以上の混合物は、使用することができる。
ジカルボン酸は、それ自体としてかまたは誘導体の形で使用することができる。
誘導体とは、有利に
モノマーの形またはポリマーの形の当該無水物、
モノアルキルエステルまたはジアルキルエステル、有利にモノメチルエステルまたはジメチルエステル、または相応するモノエチルエステルまたはジエチルエステル、他に高級アルコール、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、第三ブタノール、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およびジアルキルエステル、
さらにモノビニルエステルおよびジビニルエステルならびに
混合されたエステル、有利にメチルエチルエステルである。
モノマーの形またはポリマーの形の当該無水物、
モノアルキルエステルまたはジアルキルエステル、有利にモノメチルエステルまたはジメチルエステル、または相応するモノエチルエステルまたはジエチルエステル、他に高級アルコール、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、第三ブタノール、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およびジアルキルエステル、
さらにモノビニルエステルおよびジビニルエステルならびに
混合されたエステル、有利にメチルエチルエステルである。
好ましい製造の範囲内で、ジカルボン酸とその1つ以上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多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、テレフタル酸またはこれらのモノメチルエステルまたはジメチルエステルが使用されてよい。殊に有利には、アジピン酸が使用される。
少なくとも三官能価のアルコールとしては、例えば次のものを反応させることができる: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またはジ−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また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、マンニットまたは前記の少なくとも三官能価のアルコールの混合物。好ましくは、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およ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また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ならびにメリット酸である。
トリカルボン酸またはポリカルボン酸は、本発明による反応においてそれ自体使用することができるかまたは誘導体の形で使用することができる。
誘導体とは、有利に
モノマーの形また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またはトリアルキルエステル、有利にモノメチルエステル、ジメチルエステルまたはトリメチルエステル、または相応するモノエチルエステル、ジエチルエステルまたはトリエチルエステル、他に高級アルコール、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、第三ブタノール、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、ジエステルおよびトリエステル、さらにモノビニルエステル、ジビニルエステルまたはトリビニルエステル
ならびに混合されたメチルエチルエステルである。
モノマーの形また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またはトリアルキルエステル、有利にモノメチルエステル、ジメチルエステルまたはトリメチルエステル、または相応するモノエチルエステル、ジエチルエステルまたはトリエチルエステル、他に高級アルコール、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、第三ブタノール、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、ジエステルおよびトリエステル、さらにモノビニルエステル、ジビニルエステルまたはトリビニルエステル
ならびに混合されたメチルエチルエステルである。
本発明の範囲内で、トリカルボン酸またはポリカルボン酸とその1つ以上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またはポリカルボン酸の多数の異なる誘導体の混合物を使用することも可能であり、成分B)を得ることができる。
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、イノシトールおよび誘導体、(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またはポリプロピレングリコールHO(CH[CH3]CH2O)n−Hまたは前記化合物の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個のヒドロキシル基または2個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。好ましいのは、エチレングリコール、プロパン−1,2−ジオールなら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およびトリプロピレングリコールである。
変法(a)および(b)の場合のAxBy−ポリエステル中の分子A対分子Bのモル比は、4:1〜1:4、殊に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価のアルコールは、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価のアルコールも有利であるが、しかし、少なくとも1個の酸基との反応によって、立体的または電子的な影響により必然的に残りのOH基の場合に反応性の減退をまねきうる。これは、例えばトリメチロールプロパンまた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価のアルコールは、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、化学的理由(例えば、第1OH基/第2OH基/第3OH基)または立体的理由に基づきうる。
例えば、トリオールは、第1ヒドロキシル基および第2ヒドロキシル基を有するトリオールであることができ、好ましい例は、グリセリンである。
変法(a)による本発明による変換を実施する場合には、50モル%まで(ポリオール混合物に対して)二官能価のアルコールを含有することができるトリオールまたはトリオールの混合物を使用することができるが、しかし、好ましくはジオールおよび一官能価アルコールの不在下で作業される。
変法(b)による本発明による変換を実施する場合には、酸混合物に対して50モル%まで二官能価のカルボン酸を含有することができるトリカルボン酸またはその混合物を使用することができるが、しかし、好ましくはモノカルボン酸またはジカルボン酸の不在下で作業される。
本発明による方法は、特に溶剤の存在下で実施される。例えば、炭化水素、例えばパラフィンまたは芳香族化合物は、適している。特に好適なペラフィンは、n−ヘプタンおよびシクロヘキサンである。特に適当な芳香族化合物は、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、およびオルト−ジクロロベンゼンおよびメタ−ジクロロベンゼンである。更に、酸触媒の不在下での溶剤としては、特に次のものが適当である:エーテル、例えばジオキサンまたはテトラヒドロフランおよびケトン、例えばメチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン。
添加された溶剤の量は、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剤の過剰量、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する100倍を上廻る溶剤量は、好ましくはない。それというのも、反応成分の明らかに低い濃度は、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。
本発明による好ましい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、殊にモレキュラーシーブ4Å、MgSO4およびNa2SO4は、適している。また、反応中に他の脱水剤が添加されてもよいし、脱水剤は、新しい脱水剤によって代替されてもよい。また、反応中に形成される水またはアルコールは、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、酸触媒の不在下で実施されてよい。有利には、酸性無機触媒、金属有機触媒または有機触媒、または多数の酸性無機触媒、金属有機触媒または有機触媒からの混合物の存在下で作業される。
本発明の範囲内での酸性無機触媒としては、例えば硫酸、燐酸、ホスホン酸、次亜燐酸塩、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、殊にpH=5)およ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および一般式Ti(OR)4のチタン酸塩は、酸性無機触媒として使用可能であり、この場合基Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに無関係にC1〜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、第二ブチル、第三ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、第二ペンチル、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、第二ヘキシル、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−ノニルまたはn−デシル、C3〜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、シクロウンデシルおよびシクロドデシル;有利には、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチルから選択されている。
好ましくは、基Rは、Al(OR)3またはTi(OR)4中でそれぞれ等しく、イソプロピルまたは2−エチルヘキシルから選択される。
好ましい酸性の金属有機触媒は、例えばジアルキル錫オキシド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。酸金属有機触媒のための特に好ましい代表例は、所謂オキソ錫として商業的に入手可能であるジ−n−ブチル錫オキシドであるか、またはジ−n−ブチル錫ジラウレートである。
好ましい酸性有機触媒は、例えばホスフェート基、スルホン酸基、スルフェート基またはホスホン酸基を有する酸性有機化合物である。特に好ましいのは、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2モル%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または金属有機触媒または無機触媒を不動態化された形で使用することも可能である。
酸性無機触媒、酸性金属有機触媒または酸性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、即ち二酸化炭素、窒素または希ガスの下で実施され、この場合希ガスの中では、殊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℃、殊に150℃までの温度またはそれ以下の温度で作業される。最大温度は、特に好ましくは、145℃まで、殊に好ましくは、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10〜500ミリバールで作業することができる。本発明による方法は、500ミリバールを上廻る圧力で実施されてもよい。好ましいのは、簡単であることから、大気圧での反応であるが、しかし、僅かに高めた圧力、例えば1200ミリバールまでの圧力での実施も可能である。また、明らかに高められた圧力下、例えば10バールまでの圧力で作業することもできる。好ましいのは、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、高い官能価の超枝分かれされたポリエステルは、例えば触媒の濾別および蒸発濃縮によって簡単に単離することができ、この場合、蒸発濃縮は、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、水の添加後の沈殿および引続く洗浄および乾燥である。
更に、成分B)は、酵素または酵素の分解生成物の存在下で製造されてよい(ドイツ連邦共和国特許出願公開第10163163号明細書)。本発明により使用されるジカルボン酸は、本発明の範囲内で酸性の有機触媒には属さない。
好ましいのは、リパーゼまたはエステラーゼの使用である。良好に好適なリパーゼおよびエステラーゼは、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またはバシルス spp. Bacillus spp.およびバシルス テルモグルコシダシウスBacillus thermoglucosidasiusである。特に好ましいのは、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在から商業的に入手可能である。
好ましくは、前記酵素は、不動態化された形で、例えばシリカゲルまたはLewatit(登録商標)上で使用される。酵素を不動態化する方法は、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。不動態化された酵素は、例えばNovozymes Biotech. Inc.社, Danemark在から商業的に入手可能である。
不動態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%、殊に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。好ましくは、100℃以下の温度で作業される。好ましいのは、80℃までの温度、特に好ましいのは、62〜75℃、なおいっそう好ましいのは、65〜75℃の温度である。
本発明による方法は、特に溶剤の存在下で実施される。例えば、炭化水素、例えばパラフィンまたは芳香族化合物は、適している。特に好適なペラフィンは、n−ヘプタンおよびシクロヘキサンである。特に適当な芳香族化合物は、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、およびオルト−ジクロロベンゼンおよびメタ−ジクロロベンゼンである。更に、特に次のものが適当である:エーテル、例えばジオキサンまたはテトラヒドロフランおよびケトン、例えばメチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン。
添加される溶剤の量は、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質量部を上廻る溶剤の量は、望ましくない。それというのも、濃度が明らかに低い場合には、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、500ミリバールを上廻る圧力で実施されてよい。好ましいのは、大気圧または簡単に高められた圧力下、例えば1200ミリバールまでの反応である。また、明らかに高められた圧力下、例えば10バールまでの圧力で作業することもできる。好ましいのは、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。
反応が終結された後に、高い官能価の超枝分かれされたポリエステルは、例えば酵素の濾別および蒸発濃縮によって単離することができ、この場合、蒸発濃縮は、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、水の添加後の沈殿および引続く洗浄および乾燥である。
更に、本発明の対象は、本発明による方法により得ることができる高官能価の超分枝化されたポリエステルである。このポリエステルは、着色および樹脂化の特に僅かな割合を示す。超分枝化されたポリマーを定義するために、P.J. Flory, J.Am.Chem.Soc. 1952, 74, 2718およびA. Sunder et al., Chem. Eur. J. 2000, 6, No.1, 108も参照せよ。しかし、"高官能価の超分枝化された"とは、本発明に関連して、枝分かれ度(Degree of branching)、即ち樹枝状結合部の平均数および1分子当たりの末端基の平均数が10〜99.9%、有利に20〜99%、特に有利に30〜90%であることである(H. Frey et al., Acta Polym. 1997, 48, 30参照)。
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1000〜1900g/molの分子量を有する。多分散度は、1.2〜50、有利に1.4〜40、特に有利に1.5〜30、殊に有利に1.5〜10である。このポリエステルは、通常、良好に可溶性である。即ち、テトラヒドロフラン(THF)、n−ブチルアセテート、エタノールおよび多数の別の溶剤中の本発明によるポリエスエル50質量%まで、若干の場合には、むしろ80質量%までを有する澄明な溶液を製出することができ、この場合には、裸眼でゲル粒子を検出することはない。
本発明による高官能価の超分枝化されたポリエステルは、カルボキシル基を末端に有し、カルボキシル基およびヒドロキシル基を末端に有し、特にヒドロキシル基を末端に有する。
本発明による成形材料は、成分C)として、B)とは異なる、他の添加剤および加工助剤を0〜60質量%、殊に50質量%まで含有することができる。
本発明による成形材料は、成分C)として、10〜40個、有利に16〜22個のC原子を有する飽和または不飽和脂肪族カルボン酸と2〜40個、有利に2〜6個のC原子を有する脂肪族飽和アルコールまたはアミンとの少なくとも1つのエステルまたはアミドを0〜5質量%、特に0.05〜3質量%、殊に0.1〜2質量%含有することができる。
カルボン酸は、1価であってもよいし、2価であってもよい。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、ベヘン酸および特に有利にステアリン酸、カプリン酸ならびにモンタン酸(30〜40個の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、1〜4価であることができる。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、グリセリンおよびペンタエリトリットが好ましい。
脂肪族アミンは、1〜3価であることができる。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、エチレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミンが特に好ましい。好ましいエステルまたはアミドは、相応するグリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、エチレンジアミンジステアレート、グリセリンモノパルミトレート、グリセリントリラウレート、グリセリンモノベヘネートおよびペンタエリトリットテトラステアレートである。
種々のエステルまたはアミドまたはエステルとアミドとの混合物も組合せで使用されてよく、この場合混合比は、任意である。
更に、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、耐衝撃変性剤、エラストマーまたはゴムとも呼称される)。
この場合には、一般に有利に次のモノマーの少なくとも2つから形成されているコポリマーが重要である: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、ビニルアセテート、スチレン、アクリルニトリルおよびアルコール成分中の1〜18個のC原子を有するアクリル酸エステルまた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頁およびC.B. Bucknallの論文,"Toughened Plactcs"(Applied Science Publishers, London, 1977)に記載されている。
次に、若干の好ましい種類のかかるエラストマーを記載する。
好ましい種類のかかるエラストマーは、所謂エチレン−プロピレン(EPM)またはエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ゴムである。
EPMゴムは、一般に実際に二重結合を実際にもはや有さず、一方、EPDMゴムは、1〜20個の二重結合/100個の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、例えば共役結合されたジエン、例えばイソプレンおよびブタジエン、5〜25個のC原子を有する共役結合されていないジエン、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−ジエンおよびオクタ−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およびジシクロペンタジエンなら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−ノルボルネンおよ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−デカジエンまたはその混合物が挙げられる。好ましいのは、ヘキサ−1,5−ジエン、5−エチリデンノルボルネンおよ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特に0.5〜50質量%、殊に1〜8質量%である。
EPMゴムまたはEPDMゴムは、特に反応性カルボン酸またはその誘導体でグラフトされていてよい。この場合には、例えばアクリル酸、メタクリル酸およびその誘導体、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、ならびに無水マレイン酸が挙げられる。
好ましいゴムのもう1つの群は、エチレンとアクリル酸および/またはメタクリル酸および/また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、なおジカルボン酸、例えばマレイン酸およびフマル酸またはこれらの酸の誘導体、例えばエステルおよび無水物、および/また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またはエポキシ基含有モノマーは、特に一般式IまたはIIまたはIIIまたはIV
R1C(COOR2)=C(COOR3)R4 (I)
R1C(COOR2)=C(COOR3)R4 (I)
特に、基R1〜R9は、水素を表わし、この場合mは、0または1を表わし、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およびビニルグリシジルエーテルである。
式I、IIおよびIVの好ましい化合物は、マレイン酸、無水マレイン酸およびアクリル酸および/また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レート、グリシジルメタクリレートおよび第三アルコールとのエステル、例えば第三ブチルアクリレートである。この最後のエステルは、実際に遊離カルボキシル基を有しないが、しかし、その挙動は、遊離酸に近く、したが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。
好ましくは、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および/またはメタクリル酸および/または酸無水物基含有モノマー0.1〜20質量%ならびに残量の(メタ)アクリル酸エステルからなる。
特に好ましいのは、エチレン50〜98質量%、殊に55〜95質量%、グリシジルアクリレートおよび/またはグリシジルメタクリレート、(メタ)アクリル酸および/または無水マレイン酸0.3〜20質量%およびn−ブチルアクリレートおよび/または2−エチルヘキシルアクリレート1〜45質量%、殊に10〜40質量%からなるコポリマーである。
更に、アクリル酸および/またはメタクリル酸の好ましいエステルは、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステルおよびイソブチルエステルまたは第三ブチルエステルである。
それと共に、ビニルエステルおよ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、特に高い圧力下およ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、一般に公知である。
また、好ましいエラストマーは、乳化重合体であり、この乳化重合体の製造は、例えばBlackleyの論文"Emulsion Polymerization"中に記載されている。使用可能な乳化剤および触媒は、自体公知である。
原則的に、均一に形成されたエラストマーが使用されてもよいし、殻構造を有するエラストマーが使用されてもよい。殻状の構造は、個々のモノマーの添加順序によって定められ、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は、アクリレート、例えばn−ブチルアクリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレート、相応するメタクリレート、ブタジエンおよびイソプレンならびにこれらの混合物が挙げられる。前記モノマーは、他のモノマー、例えばスチレン、アクリルニトリル、ビニルエーテルおよび他のアクリレートまたはメタクリレート、例えばメチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレートおよびプロピルアクリレートと共重合されてよい。
エラストマーの軟質相またはゴム相(0℃未満のガラス転移温度を有する)は、核、外被または中間の殻(二殻を上廻る構造を有するエラストマーの場合)であることができ;多殻のエラストマーの場合には、多殻は、ゴム相から形成されていてもよい。
ゴム相と共に、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、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およびメタクリル酸エステル、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレートおよびメチルメタクリレ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、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、表面に反応性基を有する乳化重合体を使用することは、好ましいことが判明した。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、アミノ基またはアミド基ならびに一般式
〔式中、置換基は、次の意味を有することができる:
R10は、水素またはC1〜C4−アルキル基を表わし、
R11は、水素、C1〜C8−アルキル基またはアリール基、殊にフェニルを表わし、
R12は、水素、C1〜C10−アルキル基、C6〜C12−アリール基または−OR13を表わし、
R13は、C1〜C8−アルキル基またはC6〜C12−アリール基を表わし、これらの基は、場合によってはO含有基またはN含有基で置換されていてよく、
Xは、化学結合、C1〜C10−アルキレン基またはC6〜C12−アリーレン基または
R10は、水素またはC1〜C4−アルキル基を表わし、
R11は、水素、C1〜C8−アルキル基またはアリール基、殊にフェニルを表わし、
R12は、水素、C1〜C10−アルキル基、C6〜C12−アリール基または−OR13を表わし、
R13は、C1〜C8−アルキル基またはC6〜C12−アリール基を表わし、これらの基は、場合によってはO含有基またはN含有基で置換されていてよく、
Xは、化学結合、C1〜C10−アルキレン基またはC6〜C12−アリーレン基または
Yは、O−ZまたはNH−Zを表わし、
Zは、C1〜C10−アルキレンまたはC6〜C12−アリーレン基を表わす〕
で示されるモノマーを共用することによって導入されてよい官能基である。
Zは、C1〜C10−アルキレンまたはC6〜C12−アリーレン基を表わす〕
で示されるモノマーを共用することによって導入されてよい官能基である。
また、欧州特許出願公開第208187号明細書中に記載されてグラフトモノマーは、表面上への反応性基の導入に適している。
他の例としては、なおアクリルアミド、メタクリルアミドおよびアクリル酸またはメタクリル酸の置換されたエステル、例えば(N−第三ブチルアミノ)−エチルメタクリレート、(N,N−ジメチルアミノ)エチルアクリレート、(N,N−ジメチルアミノ)−メチルアクリレートおよび(N,N−ジエチルアミノ)エチルアクリレートが挙げられる。
更に、ゴム相の粒子が架橋されてもよい。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、ジアリルフタレートおよびジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレートならびに欧州特許出願公開第50265号明細書中に記載の化合物である。
更に、所謂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個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。特に、少なくとも1個の反応性基が残りのモノマーとほぼ同じ速度で重合し、一方で、別の反応性基(または複数の反応性基)が例えば明らかによりいっそう緩徐に重合するような化合物が使用される。異なる重合速度は、ゴム中に一定含量の不飽和二重結合を必然的に伴なう。引続き、このようなゴム上に他の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、即ちグラフとされた相は、少なくとも部分的に化学結合により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、殊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レート、アリルメタクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート、ジアリルイタコネートまたは相応する前記ジカルボン酸のモノアリル化合物である。それと共に、多数の他の適当な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、例えば米国特許第4148846号明細書が指摘されてよい。
一般に、耐衝撃変性ポリマーに対する前記架橋性モノマーの含量は、耐衝撃変性ポリマーに対して5質量%まで、特に3質量%以下である。
このグラフトポリマー、殊にABSポリマーおよび/またはASAポリマーは、40質量%までの量で特にPBTの耐衝撃変性のために、場合によってはポリエチレンテレフタレート40質量%までとの混合物で使用される。相応する配合物製品は、Ultradur(登録商標)S(BASF AG社の以前のUltrablend(登録商標)S)で入手可能である。
多殻の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、イソプレンおよびn−ブチルアクリレートまたはこれらのコポリマーからなる均一な、即ち一殻のエラストマーが使用されてもよい。また、前記製品は、反応性基を有する架橋性モノマーまたは複数のモノマーを共用することによって製造されてよい。
好ましい乳化重合体の例は、n−ブチルアクリレート/(メタ)アクリル酸コポリマー、n−ブチルアクリレート/グリシジルアクリレートコポリマーまたはn−ブチルアクリレート/グリシジルメタクリレートコポリマー、n−ブチルアクリレートからなるかまたはブタジエンをベースとする内殻と、前記コポリマーおよびエチレンと反応性基を供給するコモノマーとのコポリマーからなる外被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。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3725576号明細書、欧州特許出願公開第235690号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第3800603号明細書および欧州特許出願公開第319290号明細書に記載されているようなシリコーンゴムは、同様に好ましい。
勿論、前記のゴム種の混合物が使用されてもよい。
繊維状または粒子状の充填剤C)としては、炭素繊維、ガラス繊維、ガラス玉、無定形珪酸、アスベスト、珪酸カルシウム、メタ珪酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、白亜、粉末状石英、雲母、硫酸バリウムおよび長石が挙げられ、これらは、50質量%まで、殊に40質量%までの量で使用される。
好ましい繊維状充填剤としては、炭素繊維、アラミド繊維およびチタン酸カリウム繊維が挙げられ、この場合ガラス繊維は、E−ガラスとして特に好ましい。このガラス繊維は、ロービングまたは切断ガラス(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、殊に好ましい。
繊維状充填剤は、熱可塑性樹脂とのよりいっそう良好な認容性のためのシラン化合物で表面的に前処理されていてよい。
適当なシラン化合物は、一般式
(X−(CH2)n)k−Si−(O−CmH2m+1)4-k
〔式中、置換基は、次の意味を有する:
Xは、NH2-、
HO−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〕で示されるかかるシラン化合物である。
(X−(CH2)n)k−Si−(O−CmH2m+1)4-k
〔式中、置換基は、次の意味を有する:
Xは、NH2-、
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〕で示されるかかるシラン化合物である。
好ましいシラン化合物は、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ならびに置換基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、一般に表面被覆のために(Cに対して)0.05〜5質量%、特に0.5〜1.5質量%、殊に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当である。
針状の鉱物質の充填剤は、本発明の範囲内で著しく顕著な針状特性を有する鉱物質の充填剤である。例として、針状の珪灰石が挙げられる。特に、この鉱物は、8:1〜35:1、特に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。
更に、充填剤としては、カオリン、か焼されたカオリン、珪灰石、タルクおよ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C)として常用の加工助剤、例えば安定剤、酸化防止剤、熱分解に抗する薬剤、紫外線による分解に抗する薬剤、滑剤および離型剤、着色剤、例えば染料および顔料、芽晶形成剤、可塑剤等を含有することができる。
酸化遅延剤およ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および/またはホスファイト、ヒドロキノン、芳香族第2アミン、例えばジフェニルアミン、前記群の種々の置換された代表例およびこれらの混合物が挙げられる。
一般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、サリチレート、ベンゾトリアゾールおよ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、酸化鉄およびカーボンブラック、さらに有機顔料、例えばフタロシアニン、シナクリドン、ペリレンならびに着色剤、例えばニグロシンおよびアントラキノンは、着色剤として添加されてよい。
芽晶形成剤としては、ナトリウムフェニルホスファイト、酸化アルミニウム、二酸化珪素ならびに有利にタルクが使用されてよい。
更に、滑剤および離型剤は、通常、1質量%までの量で使用される。好ましいのは、長鎖状脂肪酸(例えば、ステアリン酸またはベヘン酸)、その塩(例えば、Ca塩またはZn塩)またはモンタンロウ(28〜32個のC原子を有する直鎖状の飽和カルボン酸からなる混合物)ならびにCaモンタネートまたはNaモンタネートならびに低分子量ポリエチレンロウまた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、なおフッ素含有エチレンポリマー0〜2質量%を含有することができる。この場合には、55〜76質量%、特に70〜76質量%のフッ素含量を有するエチレンのポリマーが重要である。
このための例は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、よりいっそう少ない含量(一般に50質量%まで)の共重合可能なエチレン系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また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頁および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、殊に0.1〜5μmの範囲内の粒度d50(数平均値)を有する。この僅かな粒度は、特に有利にフッ素含有エチレンポリマーの水性分散液の使用およ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入によって達成させることができる。
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、出発成分を通常の混合装置中、例えばスクリュー押出機、ブラベンダーミルまたはバンバリーミキサー中で混合し、引続き押出することにより、製造されることができる。押出後、押出物は、冷却されてよく、微粉砕されてよい。また、個々の成分は、前混合されてよく、次に残りの出発物質は、個々におよび/または同様に混合されて添加されてよい。混合温度は、一般に230〜290℃である。
更に、好ましい作業形式により、成分B)ならびに場合によってはC)は、ポリエステルプレポリマーと混合されてよく、調製されてよく、造粒されてよい。引続き、得られた顆粒は、固体相で不活性ガス下に連続的または非連続的に成分A)の融点未満の温度で望ましい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、良好な流動能および同時に良好な機構を示す。
殊に、個々の成分の加工(塊状化または焼き付きなしに)は、問題なしに短い作業周期で可能であり、したがって殊に薄壁状の構造部材が使用される。
この構造部材は、それぞれの種類の繊維、フィルムおよび成形体の製造、殊にリア部材(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、光導波路用外被としての使用に適している。
実施例
成分A/1:
130ml/gの粘度数VZおよび34mva/kgのカルボキシル基含量(BASF AG社のUltradur(登録商標)B 4520)(フェノール/o−ジクロロベンゼンからなる0.5質量%の溶液中で測定されたVZ)、25℃で1:1の混合物を有し、ペンタエリトリットテトラステアレート0.65質量%(A100質量%に対して成分C1)を含有するポリブチレンテレフタレート。
成分A/1:
130ml/gの粘度数VZおよび34mva/kgのカルボキシル基含量(BASF AG社のUltradur(登録商標)B 4520)(フェノール/o−ジクロロベンゼンからなる0.5質量%の溶液中で測定されたVZ)、25℃で1:1の混合物を有し、ペンタエリトリットテトラステアレート0.65質量%(A100質量%に対して成分C1)を含有するポリブチレンテレフタレート。
成分A/2:
74.5ml/gのVZを有するポリエチレンテレフタレートPET。
74.5ml/gのVZを有するポリエチレンテレフタレートPET。
成分A/3:
106ml/gのVZを有するポリトリメチレンテレフタレート。
106ml/gのVZを有するポリトリメチレンテレフタレート。
成分A/4:
ビスフェノールAをベースとするポリカーボネートおよび59ml/gのVZを有するジフェニルカーボネート。
ビスフェノールAをベースとするポリカーボネートおよび59ml/gのVZを有するジフェニルカーボネート。
成分A/5:
130ml/gのVZを有するが、しかし、成分C1なしのPBT。
130ml/gのVZを有するが、しかし、成分C1なしのPBT。
製造B/1:
アジピン酸1645g(11.27mol)およびグリセリン868g(9.43mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド2.5gを添加し、油浴を用いて140℃の内部温度に加熱した。250ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で4時間維持し、その後に100ミリバールに減少させ、さらに140℃で6時間維持した。8.5時間後、グリセリン383g(4.16mol)を添加した。その後に、20ミリバールに減少させ、140℃でさらに5時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル2409gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
アジピン酸1645g(11.27mol)およびグリセリン868g(9.43mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド2.5gを添加し、油浴を用いて140℃の内部温度に加熱した。250ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で4時間維持し、その後に100ミリバールに減少させ、さらに140℃で6時間維持した。8.5時間後、グリセリン383g(4.16mol)を添加した。その後に、20ミリバールに減少させ、140℃でさらに5時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル2409gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
製造B/2:
アジピン酸2016g(13.81mol)およびグリセリン1059g(11.51mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド3.04gを添加し、油浴を用いて125℃の内部温度に加熱した。100ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で11時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル2645gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
アジピン酸2016g(13.81mol)およびグリセリン1059g(11.51mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド3.04gを添加し、油浴を用いて125℃の内部温度に加熱した。100ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で11時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル2645gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
製造B/3:
アジピン酸2016g(13.81mol)およびグリセリン1059g(11.51mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド3.04gを添加し、油浴を用いて150℃の内部温度に加熱した。100ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で9.5時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル2511gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
アジピン酸2016g(13.81mol)およびグリセリン1059g(11.51mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド3.04gを添加し、油浴を用いて150℃の内部温度に加熱した。100ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で9.5時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル2511gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
製造B/4:
テレフタル酸ジメチルエステル1589g(8.19mol)およびグリセリン628g(6.83mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド4.4gを添加し、油浴を用いて140℃の内部温度に加熱した。50ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で34時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル...gが澄明で極めて粘稠な液体または殆んど固体の液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
テレフタル酸ジメチルエステル1589g(8.19mol)およびグリセリン628g(6.83mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド4.4gを添加し、油浴を用いて140℃の内部温度に加熱した。50ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で34時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル...gが澄明で極めて粘稠な液体または殆んど固体の液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
製造B/5:
アジピン酸2000g(13.70mol)および1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)プロパン(TMP)1530g(11.42mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド3.53gを添加し、油浴を用いて135℃の内部温度に加熱した。500ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で3.5時間維持し、その後に300ミリバールに減少させ、さらに140℃で5.5時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル3093gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
アジピン酸2000g(13.70mol)および1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)プロパン(TMP)1530g(11.42mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド3.53gを添加し、油浴を用いて135℃の内部温度に加熱した。500ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で3.5時間維持し、その後に300ミリバールに減少させ、さらに140℃で5.5時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル3093gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
製造B/6:
アジピン酸2000g(13.70mol)およびTMP1530g(11.42mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド3.53gを添加し、油浴を用いて135℃の内部温度に加熱した。500ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で4時間維持し、その後に200ミリバールに減少させ、さらに140℃で5時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル3100gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
アジピン酸2000g(13.70mol)およびTMP1530g(11.42mol)を、攪拌機、内部温度計、ガス導入管、還流冷却器および冷却勾配を有する真空接続部を装備した5 lのフラスコ中に装入した。商業的にFascat(登録商標)4201として得ることができるジ−n−ブチル錫オキシド3.53gを添加し、油浴を用いて135℃の内部温度に加熱した。500ミリバールの減圧下に置き、反応時に形成された水を分離した。反応混合物を記載された温度および記載された圧力で4時間維持し、その後に200ミリバールに減少させ、さらに140℃で5時間維持した。引続き、室温に冷却した。超分枝化されたポリエステル3100gが澄明で粘稠な液体として得られた。分析データは、第1表中に記載されている。
成分B/1V(比較のため)
次のものを有するWO 97/45474に記載のジメチロールプロピオン酸からの超分枝化されたポリエステル:
Mn 1600
Mw 2100
Tg 40
COOH:KOH6.1mg/OH g;KOH 488mg/g
(Perstorp AB社、スエーデン国、のBoltorn(登録商標)H30)
成分C/2:
10μmの平均厚さを有する切断ガラス繊維。
次のものを有するWO 97/45474に記載のジメチロールプロピオン酸からの超分枝化されたポリエステル:
Mn 1600
Mw 2100
Tg 40
COOH:KOH6.1mg/OH g;KOH 488mg/g
(Perstorp AB社、スエーデン国、のBoltorn(登録商標)H30)
成分C/2:
10μmの平均厚さを有する切断ガラス繊維。
成形材料の製造:
成分A)〜C)を二軸押出機上で250〜260℃で混合し、水浴中に押し出す。造粒および乾燥の後、射出成形機上で試験体を射出し、試験した。
成分A)〜C)を二軸押出機上で250〜260℃で混合し、水浴中に押し出す。造粒および乾燥の後、射出成形機上で試験体を射出し、試験した。
MVRをISO 1133により測定し、E弾性率をISO 527−2により測定し、シャルピー衝撃強さをISO 179−2/1eUにより測定し、VZをDIN 52728またはISO 1628により測定した。
本発明による組成物および測定の結果は、表から確認することができる。
Claims (13)
- A)少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、
B)型AxByの高度に分枝化されたポリエステルまたは超分枝化されたポリエステル0.01〜50質量%、但し、この場合xは、少なくとも1.1であり、yは、少なくとも2.1であるものとし、
C)他の添加剤0〜60質量%を含有し、この場合、成分A)〜C)の質量%の総和は、100%となる熱可塑性成形材料。 - 成分B)は、300〜30000g/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。
- 成分B)は、−50℃〜140℃のガラス転移温度Tgを有する、請求項1または2記載の熱可塑性成形材料。
- 成分B)は、KOH 0〜600mg/ポリエステル gのOH価(DIN 53240による)を有する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 成分B)は、KOH 0〜600mg/ポリエステル gのCOOH価(DIN 53240による)を有する、請求項1から4までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 成分B)は、0を上廻る少なくとも1つのOH価またはCOOH価を有する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 成分B)は、
(a)1つ以上のジカルボン酸または該カルボン酸の1つ以上の誘導体と1つ以上の少なくとも三官能価のアルコールとを、
または
(b)1つ以上のトリカルボン酸または高級ポリカルボン酸、または該カルボン酸の1つ以上の誘導体と1つ以上のジオールとを、場合により溶剤の存在下に、および場合によっては酸性の無機触媒、金属有機触媒または有機触媒、または酵素の存在下に反応させることにより、得ることができる、請求項1から6までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。 - 成分B)は、請求項7の記載により得ることができ、この場合変法(a)において、少なくとも2つの化学的に異なる反応性のヒドロキシル基を有する少なくとも三官能価のアルコールを使用する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 成分B)は、請求項7の記載により得ることができ、この場合変法(a)において、それぞれ化学的に同じ反応性のヒドロキシル基を有する少なくとも三官能価のアルコールを使用する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 請求項7記載の変法(b)において、それぞれ化学的に同じ反応性のヒドロキシル基を有する少なくとも三官能価のアルコールを使用する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- 変法(b)に記載の成分B)は、請求項7の記載によれば、少なくとも2つの異なる反応性のカルボキシル基を有する少なくとも1つのトリカルボン酸またはポリカルボン酸を使用することにより得ることができる、請求項1から7までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
- それぞれの種類の繊維、フィルムおよび成形体を製造するための請求項1から11までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料の使用。
- 請求項1から11までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料から得ることができる、それぞれの種類の繊維、フィルムおよび成形体。
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