JP2014532779A - ポリエーテルイミドとその製造方法、および同材料からなる物品 - Google Patents

ポリエーテルイミドとその製造方法、および同材料からなる物品 Download PDF

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Abstract

ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩と、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、を含むビス(ハロフタルイミド)組成物と、の反応により製造されたポリエーテルイミドを含むポリエーテルイミド組成物が開示される。【化1】【化2】【化3】【選択図】図1

Description

本開示は、ポリエーテルイミドとそれを含む組成物、その製造方法および同組成物で形成される物品に関する。
ポリエーテルイミド(「PEI」)は、ガラス転移温度(「Tg」)が180℃超の非晶質、透明および高性能なポリマーである。さらに、PEIは、高強度、高耐熱性、高弾性率および広い耐薬品性を有しており、従って、自動車、遠隔通信、航空宇宙、電気/電子、輸送およびヘルスケアなどの多様な分野で広範に使用されている。
ポリエーテルイミドは、商業的には、「ハロ置換プロセス」で製造できる。図1に示すように、ハロゲン置換無水物をジアミンと反応させてビスハロフタルイミドを形成する。その後、ビスハロフタルイミドをジヒドロキシ化合物の金属塩と反応させる。ハロ置換プロセスで製造されたポリエーテルイミドの製造に関する広範な研究にも拘らず、さらなる改善が依然として求められている。例えば、一部のポリエーテルイミドは現在、その比が95:5の無水ハロフタル酸の4−異性体と3−異性体を用いて製造されており、これによって、優れた延性を有する生成物が得られる。3−異性体の相対比を上げることによって、ポリエーテルイミドの流動性とTgを向上させられるが、50%を超えると、単環型副生成物が非検出から1.5〜15質量%へと飛躍的に増える。低分子量の環式構造物は可塑剤として作用する可能性がありTgを低下させるために、こうした高濃度は弊害となり得る。また、低分子量の環式副生成物は、積極的な成形条件では成形部品から拡散する可能性があり、外広がりやその他の問題が生じる。
従って、向上した特性を有するポリエーテルイミドの、特に、Tgと流動性が向上し、ハロゲン化副生成物や環式副生成物を含む副生成物の濃度が低下したポリエーテルイミドの製造方法が当分野では依然として求められている。こうした向上が、ポリエーテルイミドの他の望ましい特性、例えば、熱変形温度、ビカット温度および高引張降伏点強度などの内の1つ以上に著しく悪影響を与えることなく達成されれば、さらに有利であろう。
ある実施形態では、ポリマー組成物は、下式の構造のポリエーテルイミドを含む:
式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され;Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Xは独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基であり;Rは上記に定義したものである)で構成される。
さらに別の実施形態では、ポリエーテルイミド組成物は、
下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
MO−Z−OM
(式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である)を、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物[式中、Rは、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基、C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)から選択され;Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基である]と反応させて製造されるポリエーテルイミドであって、下式の構造
(式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有するポリエーテルイミドを含む。
別の実施形態では、ポリマー組成物は、下式の構造のポリエーテルイミドを含む:
式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され:Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあり;−O−Z−O−基の二価結合は、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Rは上記に定義したものである)で構成される。
また、下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
MO−Z−OM
[式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、下式の構造の二価のラジカル
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]と、ビス(クロロフタルイミド)組成物の質量に対して、少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
を含むビス(クロロフタルイミド)組成物[式中、Rは、下式の構造の二価基
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、C2y(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]との反応により製造されるポリエーテルイミドであって、下式の構造
(式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有するポリエーテルイミドを含むポリエーテルイミド組成物も開示される。
あるいは、ポリマー組成物は、
下式の構造のポリエーテルイミドを含む:
式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基、C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され;Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基であり、Rは上記に定義したものである)で構成される。
また、下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
MO−Z−OM
(式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である)と、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物[式中、Rはそれぞれ、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−20アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)から選択され;Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基である]との反応により製造されるポリエーテルイミドであって、下式の構造
(式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく、−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあり、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基である)を有するポリエーテルイミドを含むポリエーテルイミド組成物も開示される。
上記のポリエーテルイミドの製造方法は、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩をビス(ハロフタルイミド)組成物と反応させるステップを備える。
別の実施形態では、ポリエーテルイミドは下式の構造を有する:
式中、ポリエーテルイミド中の−O−Z−O−基の合計質量%に対して、少なくとも15mol%の−O−Z−O−基は3,3’位置にあり、17mol%超〜85質量%未満の−O−Z−O−基は3,4’および4’,3位置にあり、0超〜27mol%未満の−O−Z−O−基は4,4’位置にあり;nは1より大きく;Rはそれぞれ独立に、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基、C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]であり;Zは、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である。
さらに別の実施形態では、ポリエーテルイミドは下式の構造を有する:
式中、ポリエーテルイミド中の−O−Z−O−基の合計質量%に対して、少なくとも15mol%の−O−Z−O−基は3,3’位置にあり、10mol%超の−O−Z−O−基は3,4’および4,3’位置にあり、27mol%未満の−O−Z−O−基は4,4’位置にあり;nは1より大きく;Rはそれぞれ独立に、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基、C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]であり;Zは、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である。
上記のポリエーテルイミドを含む組成物が開示される。
上記の組成物の製造方法は、上記のポリエーテルイミドの組成物を溶融混合するステップを備える。
上記の組成物を含む物品も開示される。ある実施形態では、物品は、反射板、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤、具体的には金属をポリ(テトラフルオロエチレン)などのフッ素ポリマーに接着する接着剤から選択される。別の実施形態では、物品は、(i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、(ii)第2の表面を有する金属基材と、(iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された、請求項1のポリマー組成物と、を含む。
上記の物品の形成方法は、上記の組成物を、成形し、押出し、ブロー成形し、あるいは射出成形して、上記の物品を成形するステップを備える。
添付図、詳細な説明および実施例によって、本発明をさらに例証する。
ポリエーテルイミドを製造する塩素置換プロセスの反応スキームを示す。
重合反応における固形分の質量%が単環型副生成物に与える影響を示すグラフである。
アルカリ金属塩の遂次添加が単環型、二環型および三環型副生成物の濃度に与える影響を示すグラフである。
本発明者らは、ハロ置換プロセスによるポリエーテルイミドの調製で使用されるビス(ハロフタルイミド)位置異性体を正確に制御することによって、残留物と副生成物の含量、特に、単環型(n=1)副生成物の含量が低下したポリエーテルイミドが得られることを見出した。さらに、該ポリエーテルイミドは、高ガラス転移温度、高熱変形温度、高ビカット温度および向上した高引張降伏点強度の内の1つ以上を含む向上した化学的および物理的物性を有し得る。また、該組成物の溶融流動性も、広範囲の物品の製造に容認できるものである。
作用例を除き、あるいは別途明示がある場合を除き、明細書および請求項で用いられている成分量や反応条件等を表す数字や表現は、すべての場合について「約」という用語で修飾されるものと理解されたい。本特許出願においては種々の数値範囲が開示される。これらの範囲は連続的であり、最小値と最大値間のすべての数値を含む。別途明示がある場合を除き、本出願の種々の数値範囲は近似である。同じ成分あるいは特性に係る範囲はすべて終点を含むものであり、該終点は互いに独立に組み合わせ可能である。
別途明示がある場合やポリスチレン標準に言及される場合を除き、本出願中のこうした分子量はすべて質量平均分子量を指す。こうした分子量はすべてamu単位で表される。
単数表現は量の限定を示すものではなく、参照されたアイテムが少なくとも1つ存在することを示すものである。本明細書での「その組み合わせ」とは、参照された要素の1つまたは複数と、選択的には参照されていない類似の要素と、を含むものである。明細書全体に亘る「一実施形態」、「別の実施形態」、「ある実施形態」、「一部の実施形態」などは、該実施形態に関連して記載された特定の要素(例えば、特徴、構造、特性およびまたは特質)が記載の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味し、他の実施形態には含まれていてもいなくてもよい。また、記載された要素(類)は、種々の実施形態において任意の好適な方法で組み合わせられ得るものと理解されるべきである。
化合物は標準命名法を用いて記載される。例えば、表記のいかなる基によっても置換されていない位置は、その価電子帯が表示された結合または水素原子によって満たされているものと理解されるべきである。2つの文字または記号間以外のダッシュ(「−」)は、置換基の結合点を示す。例えば、−CHOは、カルボニル基の炭素を経由して結合される。
「アルキル」は、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、s−ペンチル、n−およびs−ヘキシル、n−およびs−ヘプチルおよびn−およびs−オクチルなどの、特定の数の炭素原子を有するC1−30分枝鎖および直鎖の不飽和脂肪族炭化水素基を含む。「アルケニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖の一価炭化水素基(例えばエテニル(HC=CH))を意味する。「アルコキシ」は、例えば、メトキシ基、エトキシ基およびsec−ブチルオキシ基などの、酸素経由で結合したアルキル基(すなわち、アルキル−O−)を意味する。
「アリール」は、フェニル、トロポン、インダニルまたはナフチルなどの、特定の数の炭素原子を含む芳香族部分を意味する。「アルキレン」は,直鎖または分枝鎖の飽和二価脂肪族炭化水素基(例えば、メチレン基(−CH−)あるいはプロピレン(−(CH−))を意味する。
「シクロアルキレン」は,二価の環式アルキレン基(−C2n−x−(X:環化で置換された水素数))を意味する。「シクロアルケニル」は、1つ以上の炭素−炭素二重結合を有する環(環員がすべて炭素である)を1つ以上有する一価の基(例えば、シクロペンチルおよびシクロヘキシル)を意味する。
接頭辞「ハロ」は、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨードおよびアスタチン置換基を1つ以上含む基または化合物を意味する。異なるハロ基(例えば、ブロモとフルオロ)の組み合わせも存在できる。ある実施形態では、クロロ基だけが存在する。
接頭辞「ヘテロ」は、化合物または基が、少なくとも1つのヘテロ原子環(例えば、1個、2個または3個のヘテロ原子(それぞれ独立に、N、O、S、SiまたはP))を含むことを意味する。
「置換」は、置換される原子の正常な原子価を超過しないことを条件に、水素に代わって、C1−9アルコキシ、C1−9ハロアルコキシ、ニトロ(−NO)、シアノ(−CN)、C1−6アルキルスルホニル(−S(=O)−アルキル)、C6−12アリールスルホニル(−S(=O)−アリール)、チオール(−SH)、チオシアノ(−SCN)、トシル(CHSO−)、C−C12シクロアルキル、C−C12アルケニル、C−C12シクロアルケニル、C−C12アリール、C−C13アリールアルキレン、C−C12ヘテロシクロアルキル、C−C12ヘテロアリールから独立に選択された少なくとも1個(例えば1個、2個、3個あるいは4個)の置換基で、化合物または基が置換されることを意味する。
別途明示される場合を除き、すべてのASTM試験は、ASTM標準2003年版に基づくものである。
該ポリエーテルイミドは、式(1)の構造を有する:
式中、nは1より大きく、例えば10〜1,000以上であり、より具体的には10〜500である。
式中、R基は、C6−20芳香族炭化水素基またはこれらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−20アルキレン基またはこれらのハロゲン化誘導体、C3−8シクロアルキレン基またはこれらのハロゲン化誘導体、あるいは式(2)の二価基などの置換または未置換の二価有機基である:
式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−および−C2y−(y:1〜5の整数)とそのハロゲン化誘導体(パーフルオロアルキレン基を含む)である。特定の実施形態では、Rは、m−フェニレンまたはp−フェニレンである。
式(1)のZ基も置換または未置換の二価有機基であり、Zの原子価を超過しない条件で、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換されたC6−24単環式または多環式芳香族部分であり得る。典型的なZ基は、式(3)の構造のジヒドロキシ化合物から誘導された基を含む:
式中、RとRはそれぞれ、ハロゲン原子または一価の炭化水素基を表し、同じであっても異なっていてもよく;pとqはそれぞれ独立に0〜4の整数であり;cは0〜4であり;Xは、2つのヒドロキシ置換芳香族基を結合する架橋基であり、各Cアリーレン基の架橋基とヒドロキシ置換基は、Cアリーレン基上で互いにオルト、メタまたはパラ(特定的にはパラ)に配置されている。架橋基Xは、単結合、−O−、−S−、−S(O)−、−S(O)−、−C(O)−、あるいはC1−18有機基であり得る。前記C1−18有機架橋基は、環式または非環式であり、芳香族または非芳香族であり、ハロゲン類、酸素、窒素、硫黄、シリコンまたはリンなどのヘテロ原子をさらに含み得る。該C1−18有機基は、これに結合するCアリーレン基が互いに共通のアルキリデン炭素かまたはC1−18有機架橋基の異なる炭素に結合されるように配置され得る。特定の例では、Z基は式(3a)の構造の二価基である:
式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−および−C2y−(y:1〜5の整数)とそのハロゲン化誘導体(パーフルオロアルキレン基を含む)である。特定の実施形態では、Zは、Qが2,2−イソプロピリデンであるビスフェノールAから誘導される。
別の特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドは、Rが式(2)の二価基(Q:−C2y−(y:1〜5の整数)またはそのハロゲン化誘導体、Z:式(3)の基)である式(1)の構造単位を1超、具体的には10〜1,000個、より具体的には10〜500個含む。特定の実施形態では、Rは、m−フェニレン、p−アリーレンジフェニルスルホンまたはこれらの組み合わせであり、Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンである。例えば、ポリエーテルイミドスルホンは、式(1)の構造単位であって、そのR基の少なくとも50モル%が式(2)(Q:−SO−)の構造を有し、残りのR基は独立して、前述のものを少なくとも1つ含むp−フェニレン、m−フェニレンまたはこれらの組み合わせであり;Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンである構造単位を含む。
該ポリエーテルイミドはコポリマーであってもよく、また、ポリエーテルイミドの組み合わせも使用できる。ある実施形態では、該ポリエーテルイミドは任意に、追加のイミド構造単位、例えば式(4)のイミド単位を含む:
式中、Rは式(1)で説明したものであり、Wは式(5)のリンカーである。
これらの追加のイミド構造単位の量は、合計の単位数に対して0〜10モル%であり得、具体的には0〜5モル%であり得、より具体的には0〜2モル%であり得る。一実施形態では、該ポリエーテルイミド中には、追加のイミド単位は存在しない。
該ポリエーテルイミドは、所謂「ハロ置換」法または「塩素置換」法で調製される。この方法では、Xがハロゲンである式(6)
の無水ハロフタル酸が、式(7)
N−R−NH (7)
の有機ジアミン(Rは式(1)で説明したもの)で縮合されて、式(8)
のビス(ハロフタルイミド)が形成される。
ある実施形態では、Xはハロゲンであり、具体的にはフルオロ、クロロ、ブロモまたはヨードであり、より具体的にはクロロである。異なるハロゲンの組み合わせも使用できる。
式(7)のアミン化合物の例としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,18−オクタデカンジアミン、3−メチルヘプタメチレンジアミン、4,4−ジメチルヘプタメチレンジアミン、4−メチルノナメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘプタメチレンジアミン、2,2−ジメチルプロピレンジアミン、N−メチル−ビス(3−アミノプロピル)アミン、3−メトキシヘキサメチレンジアミン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシ)エタン、ビス(3−アミノプロピル)スルフィド、1,4−シクロヘキサンジアミン、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、m−キシレンジアミン、p−キシレンジアミン、2−メチル−4,6−ジエチル−1,3−フェニレン−ジアミン、5−メチル−4,6−ジエチル−1,3−フェニレン−ジアミン、ベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、1,5−ジアミノナフタレン、ビス(4−アミノフェニル)メタン、ビス(2−クロロ−4−アミノ−3,5−ジエチルフェニル)メタン、ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,4−ビス(b−アミノ−t−ブチル)トルエン、ビス(p−b−アミノ−t−ブチルフェニル)エーテル、ビス(p−b−メチル−o−アミノフェニル)ベンゼン、ビス(p−b−メチル−o−アミノペンチル)ベンゼン、1,3−ジアミノ−4−イソプロピルベンゼン、ビス(4−アミノフェニル)エーテルおよび1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンが挙げられる。これらのアミン類の組み合わせも使用できる。スルホン基を含む式(7)のアミン化合物の例としては、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)およびビス(アミノフェノキシフェニル)スルホン(BAPS)が挙げられる。これらのアミン類のいずれかを含む組み合わせも使用できる。
特定の実施形態では、ジアミン(7)は、m−フェニレンジアミン(7a)またはp−フェニレンジアミン(7b)である:
式中、RとRはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、C−C20脂肪族基、C−C40芳香族基であり、aとbはそれぞれ独立に0〜4である。特定の例としては、m−フェニレンジアミン(mDA)、p−フェニレンジアミン(pDA)、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、2−メチル−4,6−ジエチル−1,3−フェニレンジアミン、5−メチル−4,6−ジエチル−1,3−フェニレンジアミンあるいは1,3−ジアミノ−4−イソプロピルベンゼンが挙げられる。これらのアミン類のいずれかを含む組み合わせも使用できる。
無水ハロフタル酸(6)およびアミン(7)の縮合(イミド化)は、触媒の有無にかかわらず行える。イミド化のための典型的な相間移動触媒としては、ナトリウムフェニルホスフィネート(SPP)、酢酸、ヘキサエチルグアニジニウムクロリド、安息香酸、フタル酸あるいはこれらの置換誘導体が挙げられる。ある実施形態では、ナトリウムフェニルホスフィネートがイミド化触媒として使用される。該触媒が使用される場合、その量は、反応を有効に加速できる量であり、例えば、ジアミンの質量に対して約0.1〜0.3質量%である。
この反応は一般に、沸点が好適には約100℃超の、具体的には約150℃超の比較的非極性の溶媒、例えば、o−ジクロロベンゼン、ジクロロトルエン、1,2,4−トリクロロベンゼン、ジフェニルスルホンあるいは、アニソール、ベラトロール、ジフェニルエーテルまたはフェネトールなどのモノアルコキシベンゼンの存在下で行われる。特に、o−ジクロロベンゼンとアニソールを挙げることができる。
ビス(ハロフタルイミド)(8)は、一般に少なくとも110℃で、具体的には150℃〜275℃で、より具体的には175℃〜225℃で調製される。110℃より低い温度では、反応速度が経済的な運転としては小さくなりすぎる可能性がある。蒸発による溶媒の逸失なく高温を使用するためには、大気圧あるいは最高5大気圧までの超大気圧が使用できる。
溶媒、ジアミン(7)および無水ハロフタル酸(6)は、ビス(ハロフタルイミド)(8)を形成する反応中の合計の固形分含量が約40質量%、25質量%あるいは約17質量%を超えない量で混合できる。「合計の固形分含量」は、反応のいずれの時間においても、その中に存在する液体を含む合計の質量に対する反応物の割合を表す。
無水ハロフタル酸(6)とジアミン(7)とのモル比は1.98:1〜2.04:1であり、具体的には2:1である。他の比率を用いることもできるが、無水物またはジアミンの量は少し過剰であることが望ましいものであり得る。無水ハロフタル酸(6)とジアミン(7)間の化学量論的バランスを適切に維持して、ポリマーの分子量を制限し得る望ましくない副生成物の生成を防止し、およびあるいはアミン末端基を有するポリマーを生成する。従って、ある実施形態では、イミド化は、ジアミン(7)を無水ハロフタル酸(6)と溶媒との混合物に添加して、無水ハロフタル酸とジアミンとの目標とする初期モル比を有する反応混合物を形成するステップと、前記反応混合物を少なくとも100℃に加熱する(任意にイミド化触媒の存在下で)ステップと、前記加熱した反応混合物のモル比を分析して、無水ハロフタル酸(6)とジアミン(7)の実際の初期モル比を求めるステップと、必要に応じて、無水ハロフタル酸(6)またはジアミン(7)を前記分析した反応混合物に添加して、無水ハロフタル酸(6)とジアミン(7)のモル比を2.01〜2.3に調節するステップと、により進行する。
イミド化後、ビス(ハロフタルイミド)(8)
のハロゲン基Xを、式(9)
MO−Z−OM (9)
のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩(式中、Mはアルカリ金属、Zは、式(1)で説明したもの)との反応により置換して、式(1)
のポリエーテルイミドを得る:式中、n、RおよびZは上記に定義したものである。
アルカリ金属Mはいずれのアルカリ金属であってもよく、典型的にはカリウムまたはナトリウムである。アルカリ金属塩は、該金属と、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式ジヒドロキシ化合物、例えば式(3)の化合物、より具体的には式(3a)の基の1つに対応するジヒドロキシ化合物、さらにより具体的には式(10)
のビスフェノール化合物と、の反応により得られる:
式中、R、RおよびXは式(3)で説明したものである。例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニルプロパン(「ビスフェノールA」または「BPA」)が使用できる。
ビス(ハロフタルイミド)(8)とアルカリ金属塩(9)との反応による重合は、使用する反応条件下、特に温度下で実質的に安定である相間移動触媒の有無にかかわらず行える。重合用の相間移動触媒の典型的なものとしては、ヘキサアルキルグアニジニウムおよびα,ω−ビス(ペンタアルキルグアニジニウム)アルカン塩が挙げられる。以下、両方のタイプの塩類を「グアニジニウム塩」とも呼ぶ。
重合は一般に、沸点が好適には約100℃超の、具体的には約150℃超の比較的非極性の溶媒、例えば、o−ジクロロベンゼン、ジクロロトルエン、1,2,4−トリクロロベンゼン、ジフェニルスルホンあるいは、アニソール、ベラトロール、ジフェニルエーテルまたはフェネトールなどのモノアルコキシベンゼンの存在下で行われる。特に、o−ジクロロベンゼンとアニソールを挙げることができる。あるいは、極性非プロトン性溶媒が使用でき、その例としては、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)およびN−メチルピロリジノン(NMP)が挙げられる。これらの溶剤の少なくとも1つを含む組み合わせも使用できる。
重合は少なくとも110℃の温度で、具体的には150℃〜275℃の温度で、より具体的には175℃〜225℃の温度で行える。110℃より低い温度では、反応速度が経済的な運転としては小さくなりすぎる可能性がある。蒸発による溶媒の逸出なく高温を使用するためには、大気圧あるいは最高5大気圧までの超大気圧が使用できる。
ある実施形態では、アルカリ金属塩(9)を有機溶媒に添加し、水は、例えば共沸混合物として混合物から取り除く。その後、ビス(ハロフタルイミド)(8)を添加し、水は、例えば共沸混合物として混合物から取り除いて、有機溶媒中で予め乾燥させた溶液に触媒を添加する。系からの水の除去は、1つまたは複数のリアクターと連動した蒸留塔などの当分野では既知の手段を用い、バッチプロセスあるいは半連続または連続プロセスのいずれかで実施できる。ある実施形態では、リアクターから蒸留する水および非極性有機液体の混合物は蒸留塔に送られ、ここで、水はオーバーヘッドから取り出され、溶媒は、所要の固形分濃度を維持あるいは上昇させる割合で、リアクター内に再循環される。水分を除去する他の方法としては、水を化学的または物理的に吸着する乾燥床に濃縮した蒸留液を通す方法が挙げられる。
ビス(ハロフタルイミド)(8)とアルカリ金属塩(9)のモル比は約1.0:0.9〜0.9:1.0であってもよい。重合でのビス(ハロフタルイミド)(8)の固形分含量は、重合混合物の合計質量に対して15〜60質量%であってもよい。
従って、ビス(ハロフタルイミド)組成物からのポリエーテルイミドの製造方法は、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、アルカリ金属塩(9)をビス(ハロフタルイミド)(8)と反応させるステップを備える。これに関して、ポリエーテルイミドの望ましい特性は、その製造に用いるビス(ハロフタルイミド)(8)の位置異性体を注意深く選択することによって得られることが本発明者らによって見出された。特に、ビス(ハロフタルイミド)(8)は3−ハロフタル酸無水物(6a)およびまたは4−ハロフタル酸無水物(6b)
から形成されて、3,3’−ビス(ハロフタルイミド)(8a)、3,4’−ビス(ハロフタルイミド)(8b)およびまたは4,4’−ビス(ハロフタルイミド)(8c)が得られる。
式(8b)からわかるように、Rが対称形である場合(例えば1,3−フェニレンあるいは1,4−フェニレン)、3,4’−と4,3’−異性体は同じになるが、Rが対称形でない場合(例えば1−メチル−2,3−フェニレン)、3,4’−と4,3’−位置異性体は同じではない。本明細書および特許請求の範囲において、3,4’異性体への言及は具体的には、Rが対称形であるか否かには拘わらず、4,3’異性体を含んでいる。特定の実施形態では、3−クロロフタル酸無水物(3−CIPA)と4−クロロフタル酸無水物(4−CIPA)とジアミン(7)(例えば図示のm−フェニレンジアミン)との組み合わせを反応させて、3,3’−ビス(クロロフタルイミド)(3,3−ClPAMI)(図1の1,3−ビス[N−(3−クロロフタルイミド)]ベンゼン)、3,4’−ビス(クロロフタルイミド)(3,4’−ClPAMI)(図1の1,3−ビス[N−(3−クロロフタルイミド、4−クロロフタルイミド)]ベンゼン)および4,4’−ビス(クロロフタルイミド)(4,4’−ClPAMI)(図1の1,3−ビス[N−(4−クロロフタルイミド)]ベンゼン)の混合物としてのビス(クロロフタルイミド)(CIPAMI)組成物を生成する。
理論に拘束されることなく、3,4’−ビス(ハロフタルイミド)(8b)(例えば3,4−ClPAMI異性体)の溶解度は、3,3−ビス(ハロフタルイミド)および4,4’−ビス(ハロフタルイミド)(3,3’−および4,4’−ClPAMI異性体を含む)より約10倍大きいと考えられる。3,4’−ビス(ハロフタルイミド)(8b)の濃度が上昇することによって、反応の固形分質量%は、30質量%から60質量%に上昇する。図2に示すように、固形分の質量%が30質量%から45質量%に上昇すると、単環型副生成物は1.5質量%から0.75質量%に減少する。ポリエーテルイミド生成物中の3,4’−ビス(ハロフタルイミド)(8b)の量が増えると、ポリエーテルイミド生成物の弾性率と延性に悪影響を及ぼす可能性があるが、これは、次にポリマーの分子量を増加させることによって改善できる。ポリマーの分子量が増加すると、通常はプロセス上の問題が生じ得るが、しかし、ここでは、ポリマー生成物の流動性が向上しているので、そうした問題は回避される。
従って、ビス(ハロフタルイミド)組成物から、具体的には3,3’−ビス(ハロフタルイミド)(8a)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物から、さらに具体的には、ビス(ハロフタルイミド)組成物の合計質量に対して少なくとも15質量%の、より具体的には15〜85質量%未満の、さらにより具体的には17〜80質量%未満の、あるいは19〜75質量%の3,3’−CIPAMIを含むビス(クロロフタルイミド)組成物から、該ポリエーテルイミドが製造される。別の実施形態では、該ビス(ハロフタルイミド)組成物は、その質量に対して、15〜53質量%未満の、具体的には17〜51質量%の、より具体的には19〜49質量%の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)(8a)を、具体的には3,3’−CIPAMIを含む。
ビス(ハロフタルイミド)組成物、具体的にはビス(クロロフタルイミド)組成物はさらに、4,3’−ビス(ハロフタルイミド)(8b)を、具体的には、ビス(ハロフタルイミド)組成物の合計質量に対して、3,4’−CIPAMIを10質量%超、より具体的には10質量%超〜85質量%未満、あるいは17質量%超〜85質量%未満、あるいは18〜84質量%、あるいは19〜82質量%、あるいは25〜80質量%、あるいは30〜78質量%含む。あるいは、ビス(ハロフタルイミド)組成物は、その合計質量に対して、50〜85質量%の、あるいは68〜85質量%の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)(8b)を、具体的には3,4’−ClPAMIを含む。別の実施形態では、ビス(ハロフタルイミド)組成物は、その質量に対して、47超〜85質量%未満の、あるいは49〜80質量%の、あるいは51〜75質量%の式(8b)の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を、具体的には3,4’−CIPAMIを含む。
また、ビス(ハロフタルイミド)組成物、具体的にはビス(クロロフタルイミド)組成物は、4,4’−ビス(ハロフタルイミド)(8c)を、具体的には、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、4,4’−ClPAMIを0超〜27質量%未満、具体的には1〜26質量%、あるいは2〜24質量%、あるいは3〜20質量%含む。
図3に示すように、最初に低分子量を目標とし、次に、アルカリ金属塩(例えばNaBPA)の「修正」を少なくとも1回、少なくとも2回あるいは少なくとも3回行うことによって、単環型副生成物はさらに低下して、より高分子量のポリマー生成物が得られる。反応が固形分38%で行われた場合、単環型副生成物は約1%である。アルカリ金属塩を2回添加して所望の分子量に調整すると、単環型副生成物量は0.6%までさらに低下するが、二環型(n=2)および三環型(n=3)副生成物の量は低下しない。理論に拘束されることなく、3,3−ビス(ハロフタルイミド)異性体(8a)の濃度が高い場合、単環型副生成物は重合の初期に形成される動的生成物であるため、その量が低下するが、3,3−ビス(ハロフタルイミド)異性体(8a)の濃度がポリエーテルイミド骨格形成反応によって低下するに伴って、単環型副生成物は、3,3’−異性体への可逆反応により、その後、反応してポリエーテルイミドの骨格内に取り込まれると考えられる。
従って、ポリエーテルイミドの製造方法では、ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する。別の実施形態では、ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第3の部分が第2のポリエーテルイミドに添加されて、第2の分子量より高い第3の分子量を有する第3のポリエーテルイミドを形成する。さらに別の実施形態では、ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第4の部分が第3のポリエーテルイミドに添加されて、第3の分子量より高い第4の分子量を有する第4のポリエーテルイミドを形成する。単環型副生成物の濃度を最小化するには、反応物と反応条件、特に、3,3’−CIPAMI、3,4’−CIPAMIおよび4,4’−CIPAMIのそれぞれの濃度26質量%、50質量%および24質量%および塩とCIPAMIとの比0.94〜0.95が、分子量(Mw)が25,000〜35,000amuのポリマー生成物を最初に生成するために選択される。Mwが50,000〜60,000amuのポリマーを生成するために、その後、この生成物を含む反応混合物に対して、追加のアルカリ金属塩の添加による修正を1〜5回、具体的には1〜3回あるいは1〜2回を行う。
上記のようなビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造されたポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し成形サンプルで測定して、少なくとも218℃であり得、具体的には少なくとも22335℃であり得、より具体的には230℃であり得る。
また、該ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高くなり得、具体的には少なくとも12℃高くなり得、より具体的には少なくとも14℃高くなり得る。特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、具体的には少なくとも12℃高く、より具体的には少なくとも14℃高い。別の実施形態では、該ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)をと含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、具体的には少なくとも12℃高く、より具体的には少なくとも14℃高い。
さらに、該ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析(DMA)により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高くなり得、具体的には少なくとも15%高くなり得、より具体的には少なくとも20%高くなり得る。特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドの剛性は、DMAにより、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高くなり得、具体的には少なくとも15%高くなり得、より具体的には少なくとも20%高くなり得る。別の特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドの剛性は、DMAにより、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高くなり得、具体的には少なくとも15%高くなり得、より具体的には少なくとも20%高くなり得る。
また、該ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高くなり得、具体的には少なくとも35%高くなり得、より具体的には少なくとも40%高くなり得る。特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高くなり得、具体的には少なくとも35%高くなり得、より具体的には少なくとも40%高くなり得る。別の特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高くなり得、具体的には少なくとも35%高くなり得、より具体的には少なくとも40%高くなり得る。
上記のビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造されたポリエーテルイミドの−O−Z−O基は、ポリエーテルイミド中の3,3’、3,4’,4,3’および4,4’位置にあり、その比は、ビス(ハロフタルイミド)組成物における比と同じかあるいは実質的に同じである。ある実施形態では、前記ポリエーテルイミドは、式(1)の構造を有する:
式中、n、RおよびZは上記に定義したものである。また、ポリエーテルイミドは、その−O−Z−O−基の合計モル%に対して、0超〜15モル%未満の−O−Z−O−基を3,3’位置に有し、17超〜85モル%未満の−O−Z−O−基を3,4’および4’,3位置に有し、具体的には47質量%超〜85質量%未満の−O−Z−O−基を3,4’および4’,3位置に有し、0超〜27モル%未満の−O−Z−O−基の二価結合を4,4’位置に有する。ある実施形態では、該ポリエーテルイミドは、15〜85モル%未満の−O−Z−O−基を3,3’位置に有し、47超〜85モル%未満の−O−Z−O−基を4,3’および3,4’位置に有し、0超〜27モル%未満の−O−Z−O−基を4,4’位置に有する。別の実施形態では、ポリエーテルイミドは、その−O−Z−O−基の合計モル%に対して、少なくとも15モル%の−O−Z−O−基の二価結合を3,3’位置に有し、10モル%超の−O−Z−O−基を3,4’および4’,3位置に有し、27モル%未満の−O−Z−O−基を4,4’位置に有する。
ここに開示したビス(ハロフタルイミド)組成物中の質量%を反映した他のモル%であってもよい。もちろん、これらのポリエーテルイミドは、ここに開示した特性および特徴の内のいずれか1つまたは複数を有し得る。
上記に開示したビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造されたポリエーテルイミドは、その質量部に対して、それぞれ100ppm未満の、具体的には80ppm未満の、より具体的には60ppm未満の、3,3’−ビス(ハロフタルイミド)、4,3’−ビス(ハロフタルイミド)および4,4’−ビス(ハロフタルイミド)を含み得る。また、該ポリエーテルイミドは、その質量部に対して、100ppm未満の、具体的には80ppm未満の、より具体的には60ppm未満の下式の構造のハロ(ビスフタルイミド)を含み得る:
また、該ポリエーテルイミドは、その質量部に対して、100ppm未満の、具体的には80ppm未満の、より具体的には60ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドを含み得る:
また、該ポリエーテルイミドは、その質量部に対して、合計量が200ppm未満の、具体的には180ppm未満の、より具体的には160ppm未満の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、ハロ(ビスフタルイミド)と、を含み得る。
さらに有利な特長として、該ポリエーテルイミドでは、アルカリ金属塩(9)とビス(ハロフタルイミド)(8)との分子内反応で生じる単環型副生成物の濃度が低下する。ある実施形態では、上記のように製造されたポリエーテルイミドは、その質量部に対して、1.5質量%未満の、具体的には1.1質量%未満の、より具体的には0.6質量%未満の、アルカリ金属塩(9)とビス(ハロフタルイミド)(8)の単環型付加物を、具体的には3,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含む。XがClである特定の実施形態では、該ポリエーテルイミドは、その質量部に対して、1.5質量%未満の、具体的には1.1質量%未満の、より具体的には0.6質量%未満の、アルカリ金属塩(9)とビス(クロロフタルイミド)(8)の単環型付加物を含む。
該ポリエーテルイミドの質量平均分子量(Mw)は、ゲル透過クロマトグラフィ(GPC)で測定して、5,000〜100,000g/モルであり得る。一部の実施形態では、Mwは10,000〜80,000であり得る。ここで使用する分子量は、ポリスチレン標準質量分子量(Mw)を指す。
該ポリエーテルイミドの固有粘度は、温度25℃のm−クレゾール中で測定して0.2dl/g以上であり得る。この範囲内で、固有粘度は、温度25℃のm−クレゾール中で測定して0.35〜1.0dl/gであり得る。
該ポリエーテルイミドのガラス転移温度は、ASTM試験D3418に準拠し、示差走査熱量測定法(DSC)により測定して180℃より高くなり得、具体的には200℃〜315℃であり得る。ある実施形態では、該ポリエーテルイミドのガラス転移温度は220〜240℃である。
該ポリエーテルイミドのメルトインデックスは、ASTM D1238に準拠し、温度320℃〜370℃、具体的には337℃、荷重6.1kgで測定して0.1〜10g/10minであり得る。
組成物は任意に、例えば、平坦状、プレート状およびまたは繊維状の充填材などの補強充填材をさらに含み得る。典型的には、該平坦状、プレート状充填材の厚みは1〜1000μmであり、長さと幅は厚みの少なくとも10倍を超える。このタイプの典型的な補強充填材としては、ガラスフレーク、雲母、フレーク化炭化ケイ素、二ホウ化アルミニウム、アルミニウムフレークおよび鋼フレーク;表面処理珪灰石を含む珪灰石;胡粉、石灰石、大理石および合成の沈降炭酸カルシウムなどを含む、一般に微粉砕粒子の形態の炭酸カルシウム;繊維状タルク、モジュラータルク、針状タルクおよび層状タルクを含むタルク;硬質カオリン、軟質カオリン、焼成カオリンなどのカオリンおよび、ポリマーマトリックス樹脂との相溶性を促進するために当分野で既知の種々のコーティングを含むカオリン;雲母;および長石が挙げられる。
また、典型的な補強充填材としては、無機短繊維、天然鉱物繊維状充填材、単結晶繊維、ガラス繊維、セラミック繊維および有機強化繊維状充填材などの繊維状充填材が挙げられる。無機短繊維としては、ホウケイ酸ガラス、炭素繊維および、珪酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび硫酸カルシウム半水和物の少なくとも1つを含む混合物から誘導されるものが挙げられる。単結晶繊維あるいは「ウィスカー」としては、炭化ケイ素、アルミナ、炭化ホウ素、鉄、ニッケルおよび銅単結晶繊維が挙げられる。Eガラス、ECRガラス、Sガラス、NEガラスなどのガラス繊維および石英繊維なども使用できる。
こうした補強充填材は、モノフィラメント繊維またはマルチフィラメント繊維の形態で提供され、単独であるいは、例えば、共織、コア/シース、隣接、オレンジタイプあるいはマトリックスおよび小繊維構造などによって、あるいは繊維製造分野の当業者に既知の他の手段によって、他のタイプの繊維と組み合わせて用いられてもよい。典型的な共織構造としては、ガラス繊維−炭素繊維、炭素繊維−芳香族ポリイミド(アラミド)繊維および芳香族ポリイミド繊維−ガラス繊維などが挙げられる。繊維状充填材は、例えば、ロービング、0/90度繊維などの織布補強材、コンティニュアスストランドマット、チョップドストランドマット、ティッシュ、ペーパおよびフェルトなどの不織布補強材、三次元織布補強材、performs、ひもなどの形態で供給され得る。
補強繊維の直径は5〜25μmであり、具体的には9〜15μmである。成形用組成物の調製時には、長さが3mm〜15mmのチョップドストランドの形態のガラス繊維などの補強繊維を使用するのが便利である。一方、これらの組成物で成形された物品では、混合中に相当な破砕が起こり得るため、繊維の長さは、典型的には短くなっているであろう。剛性の繊維状補強材と平坦なプレート状繊維とを組み合わせて、例えば、成形品の反りを低減できる。
一部の用途では、充填材の表面を化学カップリング剤で処理して、組成物中の熱可塑性樹脂への接着を向上させることが望ましいものであり得る。有用なカップリング剤の例としては、アルコキシシランおよびアルコキシジルコネートが挙げられる。アミノ、エポキシ、アミドあるいはチオ官能性アルコキシシランは特に有用である。組成物を成形部品に形成するために必要な高い溶融温度での処理中に発泡またはガス生成を生じる可能性があるコーティングの分解を防ぐには、熱安定性の高い繊維コーティングが望ましい。
該ポリエーテルイミド組成物に使用される補強充填材の量は大きく変わる可能性があり、その量は、所望の物性と難燃性とを効果的に提供できる量である。一部の例では、補強充填材の量は、組成物の合計質量に対して10超〜60質量%であり、具体的には15〜40質量%であり、より具体的には20〜35質量%である。
該ポリエーテルイミド組成物は任意に、1種または複数種の他のタイプの粒子状充填材をさらに含んでいてもよい。典型的な微粒子充填材としては、溶融シリカや結晶シリカなどのシリカ粉末;窒化ホウ素粉末およびホウケイ酸粉末;アルミナおよび酸化マグネシウム(すなわちマグネシア);ケイ酸塩球;煙塵;セノスフェア;アルミノケイ酸塩(アーモスフェア(armosphere));天然ケイ砂;石英;珪岩;パーライト;トリポリ;珪藻土;合成シリカ;およびこれらの組み合わせが挙げられる。これらの充填材はすべて、ポリマーマトリックス樹脂との接着性および分散性向上のために、シランで表面処理され得る。追加の粒子状充填材が使用される場合、ポリエーテルイミド組成物中のその量は大きく変わる可能性があり、その量は、所望の物性と難燃性とを効果的に提供できる量である。一部の例では、粒子状充填材の量は、組成物の合計質量に対して1〜80質量%であり、具体的には5〜30質量%であり、より具体的には5〜20質量%である。
該ポリエーテルイミド組成物は、その所望の特性に著しく悪影響を及ぼさないように選択されることを条件として、この種のポリマー組成物に通常組込まれる種々の添加剤を含み得る。典型的な添加剤としては、触媒(例えば、耐衝撃性改良剤とポリエステル間の反応促進用のもの)、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線(UV)吸収剤、失活剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、染料、顔料および光効果剤などの視覚効果剤、難燃剤、防滴剤および放射線安定剤が挙げられる。添加剤の組み合わせも使用できる。これらの添加剤(充填材はいずれも除く)の量は一般に、該組成物の合計質量に対して0.005〜20質量%であり、具体的には0.01〜10質量%である。
好適な酸化防止剤は、ホスファイト、ホスホナイト、ヒンダードフェノールまたはこれらの混合物などの化合物であり得る。トリアリールホスファイトとアリールホスホネートとを含むリン含有安定剤は有用な添加剤である。二官能性リン含有化合物も見過ごされ(unseeded)得る。好適な安定剤の分子量は300以上であり得る。典型的な化合物の一部としては、Ciba Chemical社からIRGAPHOS168として販売されているトリス−ジ−tert−ブチルフェニルホスファイトと、Dover Chemical社からDOVERPHOS S−9228として販売されているビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが挙げられる。
ホスファイトとホスホナイトの例としては、トリフェニルホスファイト、ジフェニルアルキルホスファイト、フェニルジアルキルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)−ペンタエリスリトールジホスファイト、ジイソデシルオキシペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリス(tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリステアリルソルビトールトリ−ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチル−フェニル)4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)メチルホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)エチルホスファイト、2,2’,2’’−ニトリロ[トリエチルトリス(3,3’.5.5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニル2,2’−ジイル)ホスファイト]、2−エチルヘキシル(3,3’,5,5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスファイトおよび5−ブチル−5−エチル−2−(2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノキシ)−1,3,2−ジオキサホスフィランが挙げられる。
2つ以上の有機リン化合物を含む組み合わせも考慮される。有機リン化合物が組み合わせで使用される場合、それらは同じタイプであっても異なるタイプであってもよい。組み合わせとしては、例えば、2つのホスファイトであってもよく、あるいはホスファイトとホスホナイトであってもよい。一部の実施形態では、分子量が300以上のリン含有安定剤が有用である。例えばアリールホスファイトなどのリン含有安定剤の組成物中の量は、組成物の合計質量に対して0.005〜3質量%であり、具体的には0.01〜1.0質量%であってもよい。
例えば、アルキル化モノフェノールおよびアルキル化ビスフェノールまたはポリフェノールなどのヒンダードフェノールも酸化防止剤として使用できる。典型的なアルキル化モノフェノールとしては、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール;2−tert−ブチル−4,6−ジメチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−n−ブチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−イソブチルフェノール;2,6−ジシクロペンチル−4−メチルフェノール;2−(α−メチルシクロヘキシル)−4,6−ジメチルフェノール;2,6−ジオクタデシル−4−メチルフェノール;2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−メトキシメチルフェノール;例えば2,6−ジ−ノニル−4−メチルフェノールなどの側鎖が直鎖または分枝鎖のノニルフェノール;2,4−ジメチル−6−(1’−メチルウンデカ−1’−イル)フェノール;2,4−ジメチル−6−(1’−メチルヘプタデカ−1’−イル)フェノール;2,4−ジメチル−6−(1’−メチルトリデカ−1’−イル)フェノールおよびこれらの混合物が挙げられる。典型的なアルキリデンビスフェノールとしては、2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−エチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[4−メチル−6−(α−メチルシクロヘキシル)−フェノール]、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−メチレンビス(6−ノニル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(6−tert−ブチル−4−イソブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[6−(α−メチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、2,2’−メチレンビス[6−α,α−ジメチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、4,4’−メチレンビス−(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(6−tert−ブチル−2−メチルフェノール)、1,1−ビス(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、2,6−ビス(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール、1,1,3−トリス(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチル−フェニル)−3−n−ドデシルメルカプトブタン、エチレングリコールビス[3,3−ビス(3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)ブチレート]、ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル−フェニル)ジシクロペンタジエン、ビス[2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルベンジル)−6−tert−ブチル−4−メチルフェニル]テレフタレート、1,1−ビス−(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ2−メチルフェニル)−4−n−ドデシルメルカプトブタン、1,1,5,5−テトラ−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ペンタンおよびこれらの混合物が挙げられる。
ヒンダードフェノール化合物の分子量は300g/モル以上であり得る。高分子量であることによって、例えば300℃以上の高温の処理温度で溶融するポリマー中で、ヒンダードフェノール部分が保持され易くなり得る。ヒンダードフェノール安定剤の組成物中の量は通常、組成物の合計質量に対して0.005〜2質量%であり、具体的には0.01〜1.0質量%である。
離型剤の例としては、例えば、ステアリン酸、ベヘン酸、ペンタエリスリトールテトラステアレート、グリセリントリステアレートおよびエチレングリコールジステアレートなどの脂肪族および芳香族カルボン酸と、これらのアルキルエステルが挙げられる。高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンなどのポリオレフィンと、同様のポリオレフィンホモポリマーおよびコポリマーも離型剤として使用できる。組成物中の離型剤の量は典型的には、組成物の合計質量に対して0.05〜10質量%であり、具体的には0.1〜5質量%である。溶融プロセス中の溶融ポリマー混合物からの離型剤の逸出を防ぐために、好適な離型剤の分子量は典型的には300超であろう。
特に、組成物の耐薬品性および離型性を改良するために、任意のポリオレフィンを添加できる。ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブテンなどのホモポリマーは、単独で、あるいは組み合わせて使用できる。ポリエチレンは、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)あるいは分枝鎖ポリエチレンとして添加できる。ポリオレフィンも、マレイン酸、クエン酸あるいはそれらの無水物などのカルボン酸ラジカルを含む化合物との、また、アクリル酸エステルなどのアクリル酸ラジカルを含む酸性化合物との、さらに、これらのものを少なくとも1つ含む組み合わせとのコポリマーの形態で使用できる。ポリオレフィン、特にHDPEが存在する場合、その量は、組成物の合計質量に対して0超〜10質量%であり、具体的には0.1〜8質量%であり、より具体的には0.5〜5質量%である。
一部の実施形態では、該組成物はさらに、少なくとも1つの追加のポリマーを含み得る。こうした追加のポリマーの例としては、これに限定されないが、PPSU(ポリフェニレンスルホン)、ポリエーテルイミド、PSU(ポリスルホン)、PPET(ポリフェニレンエーテル)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、MFA(TFE(テトラフルオロエチレン)とPFVE(パーフルオロ化ビニルエーテル)とのコポリマー)、FEP(フッ素化エチレンプロピレンポリマー)、PPS(ポリ(フェニレンスルフィド)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PA(ポリアミド)、PBI(ポリベンズイミダゾール)およびPAI(ポリ(アミド−イミド))、ポリ(エーテルスルホン)、ポリ(アリールスルホン)、ポリフェニレン、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズチアゾールおよびこれらの混合物とコポリマーが挙げられる。該ポリマーが存在する場合、その量は、組成物の合計質量に対して0超〜20質量%であり、具体的には0.1〜15質量%であり、より具体的には0.5〜10質量%である。ある実施形態では、該組成物は、ここに記載したポリエーテルイミド以外のポリマーは含まない。
顔料およびまたは染料添加剤などの着色剤も任意に使用できる。有用な顔料としては、例えば、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物および混合金属酸化物などの無機顔料;硫化亜鉛などの硫化物;アルミン酸塩;スルホケイ酸ナトリウム、硫酸塩、クロム酸塩など;カーボンブラック;亜鉛フェライト;群青;アゾ、ジアゾ、キナクリドン、ペリレン、ナフタレンテトラカルボン酸、フラバントロン、イソインドリノン、テトラクロロイソインドリノン、アントラキノン、アントロン、ジオキサジン、フタロシアニンおよびアゾレーキなどの有機顔料;ピグメントレッド101、ピグメントレッド122、ピグメントレッド149、ピグメントレッド177、ピグメントレッド179、、ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット29、ピグメントブルー15、ピグメントブルー60、ピグメントグリーン7、ピグメントイエロー119、ピグメントイエロー147、ピグメントイエロー150およびピグメントブラウン24;あるいはこれらの顔料の少なくとも1つを含む組み合わせが挙げられる。顔料の量は一般に、組成物の合計質量に対して0〜10質量%であり、具体的には0〜5質量%である。耐衝撃性が向上していることが望ましい場合は、二酸化チタンなどの顔料の平均粒径は5μm未満であろう。
また、該組成物は、樹脂組成物に防滴やその他の有益な特性の付与に有効な量のフッ素ポリマーも任意に含み得る。一例では、フッ素ポリマーの量は組成物の0.01〜5.0質量%である。好適なフッ素ポリマーとその製造方法の例が、例えば、米国特許第3,671,487号、同3,723,373号および同3,383,092号に記載されている。好適なフッ素ポリマーとしては、例えば、CF=CF、CHF=CF、CH=CF、CH=CHFなどのフッ素化α‐オレフィンモノマーおよび、例えば、CFCF=CF、CFCF=CHF、CFCH=CF、CFCH=CH、CFCF=CHF、CHFCH=CHFおよびCFCF=CHなどのフルオロプロピレンの内の1つまたは複数から誘導された構造単位を含むホモポリマーとコポリマーが挙げられる。
例えばポリ(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン)などの、2つ以上のフッ素化α‐オレフィンモノマーから誘導された構造単位を含むコポリマーや、ポリ(テトラフルオロエチレン−エチレン−プロピレン)コポリマーなどの、1つ以上のフッ素化モノマーと、該フッ素化モノマーと共重合可能な1つ以上の非フッ素化モノエチレン性不飽和モノマーとから誘導された構造単位を含むコポリマーも使用できる。好適な非フッ素化モノエチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテンなどのα‐オレフィンモノマーと、メチルメタクリレート、ブチルアクリレートなどのアクリレートモノマーと、が挙げられ、ポリ(テトラフルオロエチレン)ホモポリマー(PTFE)も好適である。
フッ素ポリマーは、ある方法で、芳香族ポリカーボネートまたはポリエーテルイミド樹脂などのポリマーと予混合できる。例えば米国特許第5,521,230号に開示されているように、例えば、フッ素ポリマーとポリカーボネート樹脂との水分散液を蒸気沈殿させて、熱可塑性樹脂組成物中で防滴剤として使用されるフッ素ポリマー濃縮物を形成できる。あるいは、フッ素ポリマーはカプセル化できる。
一部の例では、本質的に臭素と塩素を含まないポリエーテルイミド組成物を有することが望ましい。臭素と塩素を「本質的に含まない」とは、該組成物が、その質量に対して、臭素と塩素を3質量%未満有すること、また他の実施形態では、それらを1質量%未満有することを意味する。他の実施形態では、該組成物はハロゲンフリーである。「ハロゲンフリー」とは、ハロゲン含量(フッ素、臭素、塩素およびヨウ素の合計量)が、組成物合計質量に対して1000質量ppm以下であると定義される。ハロゲン量は、原子吸光法などの通常の化学分析で求められる。
該ポリエーテルイミド組成物は、緊密混合を形成する条件下で成分を混合することにより調製できる。こうした条件には、多くの場合、単軸または二軸スクリュー押出機、ミキシングボウル、あるいは成分にせん断を印加できる同様の混合装置内での溶融混合が含まれる。二軸スクリュー押出機は、単軸スクリュー押出機より混合能力および自己拭き取り能力が高いことから、好適であることが多い。組成物中の揮発性不純物を除去するために、押出機の少なくとも1つのベント口を通して混合物を減圧することが好都合であることが多い。ポリエーテルイミドポリマーを乾燥後に溶融することが好都合であることが多い。溶融処理は、過剰なポリマー分解を避けるために290℃〜370℃で行われることが多いが、それでも十分に溶融させることによって、未溶融成分のない緊密ポリマー混合物が得られる。また、不適当な黒斑あるいは他の異質の混入物質を取り除くために、40〜100μmのキャンドルフィルターあるいはスクリーンフィルターを用いて、ポリマーブレンドを溶融ろ過してもよい。
典型的なプロセスでは、種々の成分を押出混合器に投入して連続したストランドを製造し、これを冷却後ペレット状に裁断する。別の手順では、該成分を乾式混合によって混合後、ミル内で溶融・粉砕するか、あるいは押出して裁断する。該組成物およびいずれの任意成分も混合され、例えば射出成形法またはトランスファー成形法で直接成形され得る。これらの成分はすべて、できるだけ水分を含まないことが好ましい。また、機械内での滞留時間の短縮、温度の注意深い制御、摩擦熱の利用、成分間の緊密混合が確実に得られるように混合を行う。
該組成物はその後、シリンダ温度が従来の320℃〜420℃、型温度が従来の100℃〜170℃としたNewburyまたはvan Dornタイプの射出成型機などの、熱可塑性組成物用に従来使用されてきたいずれかの装置内で成形される。
ポリエーテルイミド組成物の物性は、所望の性能特性を実現するために変えられる。一部の実施形態では、ポリエーテルイミド組成物が任意に、その質量の100質量ppm未満のアリールホスフィネートナトリウム塩を有する場合、この組成物を蒸気・圧力下で温度110℃に10日間暴露時の組成物のメルトフローレートの上昇は、暴露しない時のそれの100%未満である。溶融流動性は、ASTM D1238に準拠し、温度337℃、荷重6.7kgで測定される。
別の実施形態では、該ポリエーテルイミド組成物が任意に、その質量の100質量ppm未満のアリールホスフィネートナトリウム塩を有する場合、110℃蒸気に20日間暴露後の該組成物の引張降伏点強度は、初期の強度の少なくとも60%を保持する。該組成物の初期引張降伏点強度は0〜120MPaであり得る。
該組成物の物性は、所望の性能特性を実現するために変えられる。一部の実施形態では、該ポリエーテルイミド組成物の溶融粘度は、ASTM D3835に準拠し、せん断速度100〜10,000/secとしたキャピラリレオメータを用い、温度380℃で測定して50〜20,000Pa・Sであり、具体的には100〜15,000Pa・Sであり、より具体的には50〜10,000Pa・Sである。
別の実施形態では、該ポリエーテルイミド組成物の熱変形温度(HDT)は、ASTM D648に準拠し、応力0.46MPa(66psi)、3.2mmの棒で測定して190℃以上であり得、具体的には200℃〜230℃であり得る。
該組成物の引張強度は、ASTM D648に準拠して測定して100MPa以上であり、具体的には100〜120MPaであり得る。
該ポリエーテルイミド組成物のメルトフローレート(MFR)は、ASTM D1238に準拠し、295℃、荷重6.7kgで測定して、337℃で10g/10分超であり得る。
該ビス(ハロフタルイミド)組成物が少なくとも15質量%の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、17質量%超〜85質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、0超〜27質量%未満の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、を含む特定の実施形態では、該組成物から製造されたポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり、熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455MPa、厚みが3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く、高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータにより測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い。さらなる実施形態では、各ハロ基はクロロ基である。
さらに、該ビス(ハロフタルイミド)組成物が47質量%超〜85質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含む場合、該ポリエーテルイミドは、その部に対して、それぞれ100ppm未満の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のモノハロ(ビスフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造の不飽和ビスフタルイミドと、
を含み、ここで、3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、モノハロ(ビスフタルイミド)と、の合計は200ppm未満である。さらなる実施形態では、各ハロ基はクロロ基である。Xがハロゲン化物、より具体的には塩化物であるさらなる実施形態では、該ポリエーテルイミドは、2000ppm未満のハロゲン化物(具体的には塩化物)イオンと、1.5質量%未満の前記ジヒドロキシ芳香族化合物と前記ビス(ハロフタルイミド)との環式付加物と、を含む。
該ビス(ハロフタルイミド)組成物が、少なくとも15質量%の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、0超〜27質量%未満の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、を含む特定の実施形態では、前記ポリエーテルイミドは、その部に対して、それぞれ100ppm未満の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,4’−ビス(ハロフタルイミド)ポリエーテルイミドと、
100ppm未満の下式の構造のハロ(ビスフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
2000ppm未満のハロゲン化物イオンと、4.7未満、あるいは4質量%未満の前記ジヒドロキシ芳香族化合物と前記ビス(クロロフタルイミド)との環式付加物と、を含む。さらなる実施形態では、各ハロ基はクロロ基である。
また、上記のポリエーテルイミド組成物を含む物品も開示される。該物品は、シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品あるいは繊維であってもよい。また、該物品は、厚みが0.1〜100mm、具体的には1〜10mm、より具体的には1〜5mmの成形部品であってもよい。
該ポリエーテルイミド組成物は、例えば、成形、押出(異型押出を含む)、熱成形、あるいは、射出成形、圧縮成形、ガスアシスト成形、構造用発泡成形およびブロー成形を含む型成形など、任意の数の方法を用いて物品に成形され得る。一実施形態では、該物品の形成方法は、前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形し、あるいは射出成形して前記物品を形成するステップを備える。該ポリエーテルイミド組成物は、例えば、溶融キャスティング、ブローフィルム押出およびカレンダなどのフィルムおよびシート押出などの熱可塑性プラスチックプロセスを用いて物品に成形され得る。共押出および積層プロセスを用いて複合多層フィルムまたはシートを形成できる。
応用分野としては、フードサービス、医療、照明、レンズ、点検窓、窓、筐体、安全シールドなどが挙げられる。高溶融流動性によって、該組成物は、複雑な形状およびまたは厚みが薄い部分や流動長さが長いなどの複雑な部品に成形できる。その他の物品の例としては、これに限定されないが、調理器具、医療用具、トレー、プレート、ハンドル、ヘルメット、動物の檻、電気コネクタ、電気機器の筐体、エンジン部品、自動車エンジン部品、照明ソケットと反射板、電動機部品、配電装置、通信設備、コンピュータなど、およびスナップフィットコネクタに成形されたデバイスなどが挙げられる。また、該ポリエーテルイミド組成物は、フィルム、シートおよび積層系の複合物にも形成される。他の物品としては、例えば、繊維、シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、押出異型品、被覆部品および発砲体:窓、荷物棚、壁パネル、椅子部品、照明パネル、ディフューザ、シェード、バーティション、レンズ、天窓、照明装置、反射板、配管、電線導板、管渠、パイプ、結束バンド、電線被覆、電気コネクタ、空気取扱装置、ベンチレータ、ルーバー、絶縁体、ビン、貯蔵容器、ドア、ヒンジ、ハンドル、シンク、ミラーハウジング、鏡、便座、ハンガ、コートフック、棚、梯子、手すり、階段、カート、トレー、調理器具、食品業務装置、通信設備および計器板などが挙げられる。
該組成物は、例えば自動車反射板などの反射板、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤などの物品に特に有用である。
該組成物が接着剤として使用される場合、該物品は、第1の表面を有する第1の基材と、第2の表面を有する第2の基材と、前記第1の表面と第2の表面間に配置された、該ポリエーテルイミドを含む接着性組成物の層と、を含む。該接着剤は、例えば、2つのポリマー基材、2つの金属基材あるいは金属基材とポリマー基材の接着に使用できる。基材中の金属またはポリマーに関しては特別な制限はない。ある実施形態では、該接着剤は、金属基材とフッ素ポリマー基材(例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)など)を有する物品および、金属基材の表面とフッ素ポリマー基材の表面間に配置された該ポリ(エーテルイミド)を含む接着性組成物には特に有用である。特定の実施形態では、物品は、(i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、(ii)第2の表面を有する金属基材と、(iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された、請求項1のポリマー組成物と、を含む。該ポリマー組成物を含む接着層は、被接着面の表面に直接接触していてもよく、あるいは、例えばプライマーなどの追加の層が存在していてもよい。
本明細書では、以下の実施形態について具体的に考慮する。
実施形態1は、
下式の構造のポリエーテルイミドを含むポリマー組成物である:
式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され;Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;
−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基であり、Rは上記に定義したものである)で構成されている。
実施形態2は、実施形態1に記載のポリエーテルイミド組成物の製造方法であって、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、
下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
MO−Z−OM
(式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である)を、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を、含むビス(ハロフタルイミド)組成物[式中、Rはそれぞれ、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)から選択され;Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基である]と反応させるステップを備え、さらに、前記ポリエーテルイミドは、下式の構造
(式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有する方法である。
実施形態3は、実施形態2に記載の方法であって、前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が前記第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する。
実施形態4は、実施形態1または実施形態2のいずれかまたは両方に記載の組成物を含む物品である。
実施形態5は、シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品および繊維から選択される、実施形態4に記載の物品である。
実施形態6は、厚みが1〜5mmの成形部品である、実施形態4または実施形態5のいずれかまたは両方に記載の物品である。
実施形態7は、リフレクタ、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤から選択される、実施形態4乃至実施形態6のいずれか1つまたは複数に記載の物品である。
実施形態8は、(i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、(ii)第2の表面を有する金属基材と、(iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された前記ポリマー組成物と、を含む、実施形態4乃至実施形態7のいずれか1つまたは複数に記載の物品である。
実施形態9は、前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形し、あるいは型成形して前記物品を形成するステップを備える、実施形態4乃至実施形態8のいずれか1つまたは複数に記載の物品の形成方法である。
実施形態10は、実施形態1乃至実施形態9のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり、熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455MPa、厚みが3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く、高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータにより測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い。
実施形態11は、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物が47質量%超〜85質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含む、実施形態1乃至実施形態10のいずれか1つまたは複数に記載の組成物である。
実施形態12は、実施形態11に記載の組成物であって、前記ポリエーテルイミドは、その部に対して、それぞれ100ppm未満の前記3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のハロ(ビスフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
を含み、ここで、前記3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記ハロ(ビスフタルイミド)と、の合計は200ppm未満である。
実施形態13は、実施形態11または実施形態12のいずれかまたは両方に記載の組成物であって、前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり、前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く、前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い。
実施形態14は、実施形態1乃至実施形態13のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物は、15〜85質量%未満の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、47質量%超〜85質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、0超〜27質量%未満の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、を含み;
Rは、下式の構造を有する二価ラジカル
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]であり;
Zは、下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]である。
実施形態15は、Zが2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rがm−フェニレン、p−フェニレン、ジアリールスルホン、あるいはこれらの組み合わせである、実施形態1乃至実施形態14のいずれか1つまたは複数に記載の組成物である。
実施形態16は、耐衝撃性改良剤、充填材、補強材、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、発泡剤、難燃剤、防滴剤、放射線安定剤およびこれらの組み合わせから選択された添加剤をさらに含む、実施形態1乃至実施形態15のいずれか1つまたは複数に記載の組成物である。
実施形態17は、酸化防止剤、紫外線吸収剤および離型剤を含む、実施形態16に記載の組成物である。
実施形態18では、ポリマー組成物は、下式の構造のポリエーテルイミドを含む:
式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され:Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Rは、上記に定義したものである)で構成される。
実施形態19では、実施形態18に記載のポリエーテルイミド組成物の製造方法は、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、
下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
MO−Z−OM
[式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、下式の構造を有する二価ラジカル
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]を、ビス(クロロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
を含むビス(クロロフタルイミド)組成物[式中、Rは、下式の構造の二価基
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、C2y(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]と反応させるステップを備え、さらに、前記ポリエーテルイミドは下式の構造
(式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有する方法である。
実施形態20は、実施形態21に記載の方法であって、前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が前記第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する。
実施形態21は、実施形態18乃至実施形態20のいずれか1つまたは複数に記載の組成物を含む物品である。
実施形態22は、シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品および繊維から選択される、実施形態21に記載の物品である。
実施形態23は、厚みが1〜5mmの成形部品である、実施形態21または実施形態22のいずれかまたは両方に記載の物品である。
実施形態24は、リフレクタ、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤から選択される、実施形態21乃至実施形態23のいずれか1つまたは複数に記載の物品である。
実施形態25は、(i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、(ii)第2の表面を有する金属基材と、(iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された前記ポリマー組成物と、を含む、実施形態21乃至実施形態24のいずれか1つまたは複数に記載の物品である。
実施形態26は、前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形し、あるいは型成形して前記物品を形成するステップを備える、実施形態21乃至実施形態25のいずれか1つまたは複数に記載の物品の形成方法である。
実施形態27は、実施形態18乃至実施形態26のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり、前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く、前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い。
実施形態28は、実施形態18乃至実施形態27のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であり、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、47質量%超〜85質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)を含み、前記ポリエーテルイミドは、その部に対して、それぞれが100ppm未満の3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のクロロ(ビスフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
を含み、
ここで、前記3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記クロロ(ビスフタルイミド)と、の合計は200ppm未満である。
実施形態29は、実施形態28に記載の組成物であり、前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり;前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く;前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く;前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い。
実施形態30は、実施形態18乃至実施形態29のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であり、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、15〜85質量%未満の前記3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、47〜85質量%未満の前記4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、0超〜27質量%未満の前記4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含んでおり;Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rは、m−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである。
実施形態31では、ポリマー組成物は、下式の構造のポリエーテルイミドを含む:
式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され;Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基であり、Rは上に定義したものである)で構成される。
実施形態32では、実施形態31に記載のポリエーテルイミド組成物の製造方法は、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、
下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物
MO−Z−OM
(式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である)を、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物[式中、Rはそれぞれ、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−20アルキレン基,C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)から選択され:、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基である]と反応させるステップを備え、さらに、前記ポリエーテルイミドは下式の構造
(式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあり;Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基である)を有する方法である。
実施形態33は、実施形態32に記載の方法であり、前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が前記第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する。
実施形態34は、実施形態31乃至実施形態33のいずれか1つまたは複数に記載の組成物を含む物品である。
実施形態35は、シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品および繊維から選択される、実施形態34に記載の物品である。
実施形態36は、厚みが1〜5mmの成形部品である、実施形態34または実施形態35のいずれかまたは両方に記載の物品である。
実施形態37は、リフレクタおよび光学レンズから選択される、実施形態34乃至実施形態36のいずれか1つまたは複数に記載の物品である。
実施形態38は、(i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、(ii)第2の表面を有する金属基材と、(iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された前記ポリマー組成物と、を含む、実施形態34乃至実施形態37のいずれか1つまたは複数に記載の物品である。
実施形態39では、実施形態34乃至実施形態38のいずれか1つまたは複数に記載の物品の形成方法は、前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形し、あるいは型成形して前記物品を形成するステップを備える。
実施形態40は、実施形態31乃至実施形態39のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ポリエーテルイミドは、その部に対して、それぞれ100ppm未満の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のハロ(ビスフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
2000ppm未満のハロゲン化物イオンと、4.7質量%未満の前記ジヒドロキシ芳香族化合物と前記ビス(クロロフタルイミド)との環式付加物と、を含む。
実施形態41は、実施形態31乃至実施形態40および実施形態51のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高い。
実施形態42は、実施形態31乃至実施形態41のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高い。
実施形態43は、実施形態31乃至実施形態42のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、
前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータにより測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い。
実施形態44は、実施形態31乃至実施形態43のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、Rは下式の構造を有する二価ラジカル
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]であり;
Zは下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]である。
実施形態45は、Zが2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rがm−フェニレン、p−フェニレン、ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである、実施形態31乃至実施形態44のいずれか1つまたは複数に記載の組成物である。
実施形態46は、実施形態31乃至実施形態45のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物は、15〜53質量%未満の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、47〜85質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、0超〜27質量%未満の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、を含む。
実施形態47は、耐衝撃性改良剤、充填材、補強材、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、発泡剤、難燃剤、防滴剤、放射線安定剤およびこれらの組み合わせから選択された添加剤をさらに含む、実施形態31乃至実施形態46のいずれか1つまたは複数に記載の組成物である。
実施形態48は、前記添加材が酸化防止剤、紫外線吸収剤および離型剤である、実施形態31乃至実施形態47のいずれか1つまたは複数に記載の組成物である。
実施形態49では、ポリマー組成物は、
下式の構造のポリエーテルイミドを含む:
式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され;、Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基であり、Rは上記に定義したものである)で構成される。
実施形態50では、実施形態51のポリエーテルイミド組成物の製造方法は、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、
下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
MO−Z−OM
[式中、Mはアルカリ金属であり、Zは、下式の構造を有する二価ラジカル
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]を、ビス(クロロフタルイミド)組成物の質量に対して、
少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
を含むビス(クロロフタルイミド)組成物[式中、Rはそれぞれ、下式の構造の二価基
(式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、C2y(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]と反応させるステップを備え、
さらに、前記ポリエーテルイミドは下式の構造
(式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有する方法である。
実施形態51は、実施形態50に記載の方法であって、前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が前記第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する。
実施形態52では、物品は、実施形態49乃至実施形態51のいずれか1つまたは複数に記載の組成物を含む。
実施形態53は、シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品および繊維から選択される、実施形態52に記載の物品である。
実施形態54は、厚みが1〜5mmの成形部品である、実施形態52または実施形態53のいずれかまたは両方に記載の物品である。
実施形態55は、リフレクタ、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤から選択される、実施形態52乃至実施形態54のいずれか1つまたは複数に記載の物品である。
実施形態56は、(i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、(ii)第2の表面を有する金属基材と、(iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された前記ポリマー組成物と、を含む、実施形態52乃至実施形態55のいずれか1つまたは複数に記載の物品である。
実施形態57では、実施形態52乃至実施形態56のいずれか1つまたは複数に記載の物品の形成方法は、前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形しあるいは型成形して前記物品を形成するステップを備える。
実施形態58は、実施形態49乃至実施形態57のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ポリエーテルイミドは、ポリエーテルイミドの部に対して、それぞれが100ppm未満の3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のクロロ(ビスフタルイミド)と、
100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
2000ppm未満の塩化物と、4.7質量%未満の前記ジヒドロキシ芳香族化合物と前記ビス(クロロフタルイミド)との環式付加物を含む。
実施形態59は、実施形態49乃至実施形態58のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高い。
実施形態60は、実施形態49乃至実施形態59のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高い。
実施形態61は、実施形態49乃至実施形態60のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータにより測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い。
実施形態62は、実施形態49乃至実施形態61のいずれか1つまたは複数に記載の組成物であって、前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、15〜53質量%未満の3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、47〜85質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、0超〜27質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含む。
実施形態63は、Zが2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rがm−フェニレン、p−フェニレン、ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである、実施形態49乃至実施形態62のいずれか1つまたは複数に記載の組成物である。
実施形態64では、
ポリエーテルイミドは下式の構造を有しており、
前記ポリエーテルイミド中の−O−Z−O−基の合計質量%に対して、0超〜15モル%未満の−O−Z−O−基は3,3’位置にあり、17超〜85モル%未満の−O−Z−O−基は3,4’および4’,3位置にあり、0超〜27モル%未満の−O−Z−O−基は4,4’位置にあり;nは1より大きく;Rはそれぞれ独立に、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基、C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]であり;Zはそれぞれ独立に、
1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である。
実施形態65は、実施形態64に記載のポリエーテルイミドであり、47質量%超〜85質量%未満の−O−Z−O−基を3,4’および4’,3位置に含む。
実施形態66は、実施形態64または実施形態65のいずれかまたは両方に記載のポリエーテルイミドであり、15〜85モル%未満の−O−Z−O−基を3,3’位置に含み、47超〜85モル%未満の−O−Z−O−基を4,3’および3,4’位置に含み、0超〜27モル%未満の−O−Z−O−基を4,4’位置に含み;Rは、下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−あるいは−C2y−(y:は1〜5の整数)である]であり;Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rは、m−フェニレン、p−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである。
実施形態67では、
ポリエーテルイミドは下式の構造を有しており、
前記ポリエーテルイミド中の−O−Z−O−基の合計質量%に対して、少なくとも15モル%の−O−Z−O−基の二価結合は3,3’位置にあり、10モル%超の−O−Z−O−基は3,4’および4’,3位置にあり、27モル%未満の−O−Z−O−基は4,4’位置にあり;nは1より大きく;Rはそれぞれ独立に、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基、C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]であり;Zはそれぞれ独立に、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である。
実施形態68は、実施形態67に記載のポリエーテルイミドであり、17モル%超の−O−Z−O−基を4,3’および3,4’位置に含み、15モル%未満の−O−Z−O−基を4,4’位置に含む。
実施形態69は、実施形態67または実施形態68のいずれかまたは両方に記載のポリエーテルイミドであり、15〜53モル%未満の−O−Z−O−基を3,3’位置に含み、47超〜85モル%未満の−O−Z−O−基を4,3’および3,4’位置に含み、0超〜27モル%未満の−O−Z−O−基を4,4’位置に含み;
Rは、下式の構造の二価基
[式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−あるいは−C2y−(y:は1〜5の整数)である]であり;Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rは、m−フェニレン、p−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである。
当業者であれば、これ以上の説明なしに、本明細書の記載を用いて本発明を利用できるものと考えられる。以下の実施例は、当業者に対して追加のガイダンスを与えるためのものである。従って、これらの実施例は、いかなる方法においても、本発明を限定するものではない。
実施例
実施例で使用する材料を表1に示す。実施例で記載した量は、組成物の合計質量に対する質量%である。
技術と手順
GPC試験手順
GPCサンプルは、サンプルの5〜10mgをジクロロメタン10mLに溶解して調製した。ポリマー溶液の3〜5滴を酢酸(1〜2滴)と共に、ジクロロメタン溶液10mLに添加した。その後、サンプル溶液をろ過してGPCに流し、ポリマーピークをoDCBピークと比較しながら分析を行った。機器は、Waters2695 Separations moduleであり、これをAldrich chemistry社のポリスチレン標準で校正した。二環型および三環型構造物は、GPCトレースをスライスして分析し、単環型構造物は十分に良好に分解できたため、別々に積分できた。
3,3’−ClPAMI、3,4’−ClPAMIおよび4,4’−ClPAMIの混合物の調製手順
栓とガス弁を装備した250mL三口フラスに、mPD3.0g(0.0275モル)、4−ClPA5.052g(0.0275モル)、3−ClPA5.052g(0.0275モル)、SPP0.011g(0.1ミリモル)およびoDCB60gを加えた。その後、撹拌棒、軸受、窒素アダプターおよび上部に還流凝縮器を設けたDean Starkトラップレシーバをフラスコに装備した。容器のヘッドスペースに窒素を緩やかに流した。その後、反応を100℃に加熱した後、ゆっくり200℃に上げた。温度を150℃、180℃および200℃とした。混合物から約20gのoDCBを取り除いて、固形分濃度を20〜50質量%とした。ClPAをランダムに混合して、1:2:1の比率の3,3’−ClPAMI、3,4’−ClPAMIおよび4,4’−ClPAMを生成した。3,4’−ClPAMIの濃度が高いほど、固形分濃度20質量%の4,4’−ClPAMI反応より、固形分濃度が高くなった。これは3,4’−異性体の溶解度が他の2つの異性体より高いためである。実験室規模で、固形分濃度が50質量%ほどにも高い反応が実現できる。2〜3時間後、サンプルを取り出した。サンプル30mgをアセトニトリル20mL中で15分間超音波分解しろ過後、モノアミン(モノアミンは、MPDとして、ジアミンを有するハロ無水フタル酸のモノイミド)、4−ClPAおよびmPDに対して校正したHPLCで分析した。被分析物量がわかると、mPDまたは4−ClPAを用いて適切な修正を行った。3−モノアミン、4−モノアミン、3−ClPAおよび4−ClPAが反応の規格限界(0.2モル%)内になるまで、この修正を繰り返した。その後、静止窒素雰囲気下で反応を冷却し維持した。
同様な手順を用いて、別途ClPAMI異性体を調製できる。
重合手順
ポリエーテルイミドを以下のように製造した。3,3’−ClPAMI、3,4’−ClPAMIおよび4,4’−ClPAMI異性体の混合物を製造後、反応容器をドライボックス上に移し、NaBPA塩7.35g(0.0270モル)を添加した。その後、窒素を緩やかに流しながら、反応温度を200℃に上げ、混合物を乾燥させながらoDCBを一部取り除いた。混合物からさらにoDCBを取り除いて、固形分濃度を30〜50質量%とした(oDCB:約20〜40g)。オーバーヘッドをKarl Fischer分析によって乾燥させた後(50ppm未満)、溶液にHEGCl71mg(1モル%)加えた。溶液は30分以内に褐色を帯び、90分後、最終的に金色になった。2時間後に混合物をサンプリングしてMwを測定し、反応が安定状態(3サンプルが300amu以内)になるまで、毎時間Mw分析を行った。Mwが45,000amu未満の場合は、NaBPAによる修正を行った。その後、濃縮HPO(85%水溶液)134mg(ポリマーに対して1モル%)で反応を失活させた。酸を添加後、窒素パージを行って水分を除去した(5分間)。さらに1時間は反応温度を上げた。その後、反応温度を下げ、oDCB(約70mL)により10質量%まで希釈した。その後、Whatman1μmガラスフィルターディスクを用いたBuchner漏斗で混合物をろ過した。その後、等量の酸性水を用いて金色の溶液を1L分液漏斗に移し、激しく振った。金色のポリマー溶液が相分離後、等量のヘキサンでブレンダーに移して混合した。混合物をろ過し、減圧下、165℃×24時間乾燥させた。
特性テスト用のサンプル調製
溶融設定温度を約360〜380℃、型設定温度を150℃とした180トン射出成型機で、テストサンプルを射出成形した。強制循環オーブン内で、ペレットを120℃×3〜4時間乾燥させ、その後射出成形した。
試験手順
調製したサンプルを以下のように試験した。
ASTM方法D648に準拠し,サイズ:5×0.5×0.125インチ(127×12.7×3.2mm)の3本の棒について、熱変形温度(HDT)を測定した。
サンプル10mgを用い、加熱速度20℃/分でガラス転移温度(Tg)を測定した。
ASTM D1525標準に準拠して、ビカット温度を測定した。
DMAを以下の手順により行った。フィルムサンプルをグリップに取り付け、窒素雰囲気下、引張周期1Hz、加熱速度2℃/分の条件で試験した。貯蔵弾性率を温度の関数として記録した。
残留物試験手順
ポリマーの最低留分からのHPLC分析によって、ClPAMIとPAMIの残留物量を分析した。最低留分は、PEI1gを塩化メチレンに溶解させて調製した。その後、アセトニトリル5mLをPEI溶液に添加後、0.6μmのフィルターでろ過した。その後、ろ液を、PAMIとClPAMI異性体で校正したWaters2695Separations module HPLC計により液クロ分析した。
レオロジー試験手順
実施例4の粘度データは平行平板レオメータを用いて測定し、1rad/sでの粘度と100rad/sでの粘度の比は350℃で測定した。この粘度比によって、ずり流動化の程度すなわち流動特性の向上程度がわかる。粘度比が高いほど、ずり流動化が高くなり、従って流動性が向上する。
実施例1〜4
実施例1〜4の目的は、ポリエーテルイミド(PEI)製造において、25質量%超の3,4’−ClPAMIを含むCIPAMI異性体混合物の使用の効果を、25質量%未満の3,4’−クロロPAMIを含むCIPAMI混合物で製造したPEIと比較して評価することである。ClPAMI混合物はそれぞれ、少なくとも50%の3−ClPAを用いて製造した。
従って、実施例1〜4のPEIは、表2に示したClPAMI組成物を用い、上記の手順により調製した。
調製したポリマーは、質量平均分子量が55,000amuになるようにしたものである(校正にはポリスチレン標準を使用)。GPCで測定した実施例1〜4のPEIの分子量を表2に示す。
また、得られたPEIは、上記の方法を用いて、Tg、HDT、ビカット温度、剛性(貯蔵弾性率によって示す)および流動性(レオロジー比で示す)の1つ以上について試験した。結果を表2に示す。
表2からわかるように、4つの実施例の分子量は同様であった。3,3’−ClPAMI強化のポリマーの多分散指数(PDI)は、その高濃度のゆえに、単環型生成物(1つのBPAと3,3’−ClPAMIとの付加物)が比較的高濃度となって、比較実施例3より高くなった。
発明実施例1のPEIのTgは230℃、HDTは少なくとも222℃、ビカット温度は229℃であった。
発明実施例2のPEIのTgは少なくとも229℃、HDTは少なくとも218℃、ビカット温度は226℃であった。
比較実施例3のPEIのTgは少なくとも219℃、HDTは少なくとも207℃、ビカット温度は216℃であった。発明実施例1および2のPEIと比較して、実施例3のTgは少なくとも10℃低く、HDTは少なくとも11℃低く、ビカット温度は少なくとも10℃低い。従って、2質量%未満の3,3’−ClPAMIと10質量%未満の3,4’−ClPAMIとを含むClPAMI混合物から製造したPEIのTgは219℃より低く、HDTは218℃より低く、ビカット温度は216℃より低い。
比較実施例4のPEIのTgは232℃、HDTは少なくとも223℃、ビカット温度は231℃であった。従って、90質量%超の3,3’−ClPAMIと10質量%未満の3,4’−ClPAMIとを含むClPAMI混合物から製造したPEIのTgは232℃、HDTは少なくとも229℃、ビカット温度は少なくとも230℃であり得る。
これらの結果から、少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIと、少なくとも15質量%の3,4’−ClPAMIと、最高27質量%の4,4’−ClPAMIと、を含むClPAMI混合物からPEIを製造すると、そのTgは少なくとも230℃であり、HDTは少なくとも222℃であることがわかる。あるいは、少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIと15〜85質量%の3,4’−ClPAMIとを含むClPAMI混合物から製造したPEIのTgは少なくとも229℃であり、HDTは少なくとも218℃である。
これらの結果からさらに、発明実施例1および2それぞれの剛性は、30〜110℃の範囲において、比較実施例3より高いことがわかる。従って、少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIと、少なくとも15質量%の3,4’−ClPAMIと、最高27質量%の4,4’−ClPAMIと、を含むClPAMI混合物から製造したPEIの剛性は、30℃〜110℃の範囲において、10質量%未満の3,4’−クロロPAMIを有するClPAMI混合物から製造したサンプル、あるいは、10質量%未満の3,4’−ClPAMIと90質量%以上の4,4’−ClPAMIとを有するClPAMI混合物から製造したサンプルと比較して、少なくとも10%高い。
さらに、発明実施例1および2のPEIのレオロジー比(流動性)は3であったが、10質量%未満の3,4’−ClPAMIを有するClPAMI混合物から製造した比較実施例3のPEIのそれは2であった。従って、少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIと、17〜75質量%の3,4’−ClPAMIと、0超〜27質量%未満の4,4’−ClPAMIと、を含むClPAMI混合物から製造したPEIの流動性は、10質量%未満の3,4’−ClPAMIを含むClPAMI混合物から製造したPEI、あるいは、10質量%未満の3,4’−ClPAMIと90質量%以上の4,4’−ClPAMIとを含むClPAMI混合物から製造したPEIより少なくとも30%高い。
また、表2の結果から、少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIと17〜85質量%の3,4’−ClPAMIとから製造した発明実施例1および2のPEIでは、全残留クロロ−PAMIは400ppm未満であり、単環型は5質量%未満であることもわかる。少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIと47〜85質量%の3,4’−ClPAMIとから製造した発明実施例2のPEIでは、ポリマーの合計質量に対して、全残留クロロ−PAMIは200ppm未満であり、単環型副生成物は1.3質量%未満である。比較実施例4では、全残留ClPAMI濃度は少なくとも450ppmであり、残留単環型濃度は15.75質量%である。従って、発明実施例1および2のTg、HDT、ビカット温度およびレオロジーは比較実施例4に非常に似ているものの、発明実施例1および2の全残留クロロ−PAMIと単環型量は著しく低い。
要約すると、発明実施例1および2は、比較実施例3に対して、少なくとも218℃の向上したHDTを示し、少なくとも10%向上した剛性と向上した流動性を有していた。また、発明的実施例1および2では、比較実施例4と比較して、ClPAMIおよび単環型全体の残留物濃度は著しく低かった。
実施例5
実施例5の目的は、3,4’−ClPAMI比率の上昇がPEIの環式副生成物含量に与える影響について確認することであった。ClPAMI異性体の質量%は表3に示したものとし、mPDを用いて3−ClPAと4−ClPA(50:50比)を遂次的に添加した点を除いて、実施例1〜4の手順に従った。
得られたPEIは、上記の方法を用いて、Tg、残留ClPAMIおよび環式構造物およびレオロジー比について試験した。結果を表3に示す。
単環型は、3,3’−ClPAMIとBPA部分から生成される。処方で使用された3−ClPAの量に対して、3,3’−ClPAMI濃度を低下させること、あるいは3,4’−ClPAMI濃度を最大化することが望ましい。mPDを用いて、50:50比の3−および4−ClPAをワンポット反応に添加すると、3,3’−ClPAMIが25質量%という、統計上予測された結果がほぼ観察される。mPDを用いて、3−ClPAと4−ClPA(50:50比)による遂次添加を行うと、3,3’−ClPAMIの濃度は16質量%に低下(3,4’−ClPAMI濃度が上昇)し、3,4’−ClPAMI濃度が68質量%に、4,4’−ClPAMIの濃度が16質量%になり得る。表3に示すように、3,3’−ClPAMIの濃度が16質量%に低下することによって、単環型が実施例2では1.2質量%であるのに対して、0.9質量%の生成物が得られる。
この結果からさらに、47質量%超〜85質量%未満の3,4’−ClPAMIと少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIとを含む混合物でPEIを製造すると、そのTgは少なくとも229℃であり、レオロジー比(流動性)は3であることがわかる。
さらに、47質量%超〜85質量%未満の3,4’−ClPAMIと少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIとを含む混合物で製造したPEIでの、合計クロロ−PAMIは200ppm未満である。単環型副生成物は、実施例2と比較して、ポリマーの合計質量に対して1質量%未満である。これらの結果は、3,4’−ClPAMIの量が増えると環式副生成物の量が低下することを示唆している。
実施例6〜9
実施例6〜9の目的は、反応中の固形分割合が環式構造物含量に与える影響について確認することであった。ポリエーテルイミドは、表3に示すClPAMI組成物を用い、上記の手順に従って調製した。
得られたPEIは、上記の方法に従って、単環型、二環型および三環型と反応の固形分質量%との関係について試験した。これらの結果を、比較実施例4のデータと共に表4に示す。
ポリマー中の環式構造物濃度、特に単環型の濃度を低下させるために、重合反応における固形分の質量%を30質量%から50質量%に上げた。
実施例4では、固形分の最大量は、リアクターでの混合の非能率のために(反応媒体の粘度が高すぎるために)わずか28質量%だが、3,4’−ClPAMIの濃度が45質量%から70質量%に上昇する(実施例6〜9)と、反応の固形分質量%は50質量%までに上昇し得る。50:50比の4−および3−ClPAで製造したポリマーを固形分12質量%で流した結果、単環型の濃度は2.9質量%であり、二環型および三環型の濃度は2.1質量%であった。その一方で、50:50比の4−および3−ClPAを用いた反応を固形分38質量%で流した結果、単環型の濃度は1.01質量%であり、二環型および三環型の濃度は0.5質量%であった。
これらの結果から、47の質量%超〜85質量%未満の3,4’−ClPAMIと少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIとを含む混合物でPEIを製造すると、実施例3および4での固形分質量%が約30質量%であるのに対し、固形分濃度%がより高くなり得る(38質量%)ことがわかる。固形分質量%が38質量%に上昇することによって、単環型副生成物は、ポリマーの合計質量に対して1.52質量%から1.03質量%に低下する。さらに、得られたPEIのTg、HDT、ビカット温度、レオロジー比およびClPAMI残留物も、実施例2と同様に上昇する。
実施例10〜13
実施例10〜13の目的は、反応中の固形分割合が環式構造物含量に与える影響について確認することであった。
以下のClPAMI異性体の質量%を表5に示すものとした点を除いて、実施例1〜4の手順に従った。得られたPEIは、上記の方法に従って、単環型、二環型および三環型と反応の固形分質量%の関係について試験した。結果を表5に示す。
ポリマー中の環式構造物の濃度、特に単環型の濃度を低下させるために、重合反応の固形分の質量%を30質量%から40質量%に上げた。実施例4では、固形分の最大質量%は、リアクターでの混合の非能率のために(反応媒体の粘度が高すぎるために)わずか28質量%だが、3,4’−ClPAMIの濃度が18質量%に上昇する(実施例10〜13)と、固形分の最大質量%は38質量%までに上昇し得る。
25:75比の4−CIPAおよび3−ClPAで製造したPEIを固形分25質量%で流した結果、単環型の濃度は5.9質量%であり、二環型および三環型の濃度は1.5質量%であった。その一方で、25:75比の4−および3−ClPAで製造したPEIを固形分38質量%で流した結果、単環型の濃度は4.2質量%であり、二環型および三環型の濃度は0.98質量%であった。
これらの結果から、18質量%超〜85質量%未満の3,4’−ClPAMIと少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIとを含む混合物でPEIを製造すると、実施例3および4での固形分が最大約30質量%であるのに対し、固形分濃度%がより高くなり得る(38質量%)ことがわかる。固形分が上昇することによって、単環型副生成物は、ポリマーの合計質量に対して5.4質量%から4.2質量%に低下する。さらに、得られたPEIのTg、HDT、レオロジー比およびClPAMI残留物は、実施例1と同様に上昇する。
実施例14〜15
実施例14〜15の目的は、NaBPAの添加回数が重合反応に及ぼす影響について確認することであった。以下のClPAMI異性体の質量%を表6に示すものとした点を除いて、実施例2の手順に従った。
得られたPEIは、上記の方法に従って、単環型、二環型および三環型と反応の固形分質量%の関係について試験した。結果を表6に示す。
低分子量をターゲットとしNaBPAの少なくとも2回の修正(添加)を行なうことにより、単環型はさらに低下し得る。重合反応を固形分38質量%で行なうと、単環型は約1.1質量%であり、修正Mwに調整するために添加を3回行うと、二環型および三環型は低下しないが、単環型はさらに0.6質量%に低下する(GPCで測定して)。
これらの結果から、47質量%超〜85質量%未満の3,4’−ClPAMIと少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIとを含む混合物を用い、重合反応での固形分38質量%でPEIを製造する場合、すべてのNaBPAを一回で添加せずに、複数回で添加することにより、単環型濃度を低下できる。NaBPA添加回数が増えると、単環型副生成物は、ポリマーの合計質量に対して1.22質量%から0.55質量%に低下する。さらに、得られたPEIのTg、HDT、レオロジー比およびClPAMI残留物も実施例2と同様に上昇する。
実施例16〜18
実施例16〜18の目的は、重合反応でのNaPCPの使用の影響を確認することであった。以下のClPAMI異性体の質量%を表7に示すものとした点を除いて、実施例2の手順に従った。
得られたPEIは、上記の方法に従って、単環型および二環型・三環型と反応へのNaPCP添加方法との関係について試験した。また、得られたPEIは、上記の方法に従って、残留塩化物と反応へのNaPCPの添加方法との関係についても試験した。結果を表7に示す。
驚いたことに、重合反応(CIPAMI20g(0.0457モル)、NaBPA12.25g(0.0450モル))の前半でモノフェノキシド(0.419g(1.77mmol))を添加しても、単環型濃度(1.12)にはほとんど影響がなかったが、反応の後半に(反応が安定状態になって)モノフェノキシド(0.524g(2.21mmol))を添加すると、単環型濃度は0.55質量%になった。残留ClPAMIと塩化物含有量も、NaPCPを添加しない比較実施例および後半に添加した比較実施例に対しても、低下した。
これらの結果から、47質量%超〜85質量%未満の3,4’−ClPAMIと少なくとも15質量%の3,3’−ClPAMIとを含む混合物を用い、固形分38質量%で製造したPEIでは、重合反応の後半にNaPCPを添加することによって、単環型濃度の低下が実現されることがわかる。ポリマー中の全塩化物濃度も、NaPCPの使用により低下し、後半に添加することによりさらに低下する。
実施例19
75トンのSumitomo射出成形機を使用し、実施例2の特性を有するPEIで、投光器リフレクタ物品を成形する。温度設定は670〜710°Fとし、射出圧は14500psi〜17500psiの範囲とする。該物品のサイズは概略、高さ64mm×幅100mm×肉厚3〜4mmである。
物品の表面には射出成形中の外広がりやクラックはなく、定性的には良好な外観を有している。該物品はアルミニウムで直接金属化でき、その場合、反射率は少なくとも90%である。
実施例20
75トンのSumitomo射出成形機を使用し、実施例4の特性を有するPEIで、投光器リフレクタ物品を成形する。温度設定は670〜710°Fとし、射出圧は14500psi〜17500psiの範囲とする。該物品のサイズは概略、高さ64mm×幅100mm×肉厚3〜4mmである。
該物品の外観は定性的に劣っており、特に、表面に外開きが見られる。該物品をアルミニウムで金属化すると反射率特性が劣り、特に、90%未満になる。
本明細書で引用された特許および参考文献はすべて、参照によって本明細書に援用される。
例示の目的で典型的な実施形態について記載したが、これらの記述は本発明の範囲を限定するものであると考えられるべきでない。従って、当業者であれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、種々の変更、順応および代替案を考え得るであろう。

Claims (69)

  1. 下式の構造のポリエーテルイミドを含むことを特徴とするポリマー組成物:
    式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され;Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
    少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    を含む前記ビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基であり、Rは上記に定義したものである)で構成される。
  2. 請求項1に記載のポリエーテルイミド組成物の製造方法であって、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、
    下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
    MO−Z−OM
    (式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である)を、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
    少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    を含むビス(ハロフタルイミド)組成物[式中、Rはそれぞれ、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
    (式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)から選択され;Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基である]と反応させるステップを備え、さらに、前記ポリエーテルイミドは、下式の構造
    (式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有することを特徴とする方法。
  3. 前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が前記第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する請求項2に記載の方法。
  4. 請求項1または請求項2のいずれかまたは両方に記載の組成物を含むことを特徴とする物品。
  5. シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品および繊維から選択される請求項4に記載の物品。
  6. 厚みが1〜5mmの成形部品である請求項4または請求項5のいずれかまたは両方に記載の物品。
  7. リフレクタ、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤から選択される請求項4乃至請求項6のいずれか1つまたは複数に記載の物品。
  8. (i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、
    (ii)第2の表面を有する金属基材と、
    (iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された前記ポリマー組成物と、を含む請求項4乃至請求項7のいずれか1つまたは複数に記載の物品。
  9. 前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形し、あるいは型成形して前記物品を形成するステップを備える請求項4乃至請求項8のいずれか1つまたは複数に記載の物品の形成方法。
  10. 前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり、
    熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455MPa、厚みが3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、
    剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く、
    高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータにより測定して、10質量%超の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い請求項1乃至請求項9のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  11. 前記ビス(ハロフタルイミド)組成物は、47質量%超〜85質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)を含む請求項1乃至請求項10のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  12. 前記ポリエーテルイミドは、その部に対して、それぞれ100ppm未満の前記3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    100ppm未満の下式の構造のハロ(ビスフタルイミド)と、
    100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
    を含み、ここで、前記3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記ハロ(ビスフタルイミド)と、の合計は200ppm未満である請求項11に記載の組成物。
  13. 前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり、
    前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、
    前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く、
    前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)とを含むビス(ハロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い請求項11または請求項12のいずれかまたは両方に記載の組成物。
  14. 前記ビス(ハロフタルイミド)組成物は、
    15〜85質量%未満の前記3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    47質量%超〜85質量%未満の前記4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    0超〜27質量%未満の前記4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、を含み;
    Rは、下式の構造
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]を有する二価ラジカルであり;
    Zは、下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]である請求項1乃至請求項13のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  15. Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rは、m−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホン、あるいはこれらの組み合わせである請求項1乃至請求項14のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  16. 耐衝撃性改良剤、充填材、補強材、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、発泡剤、難燃剤、防滴剤、放射線安定剤およびこれらの組み合わせから選択された添加剤をさらに含む請求項1乃至請求項15のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  17. 前記添加剤は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤およびこれらの組み合わせを含む請求項16に記載の組成物。
  18. 下式の構造のポリエーテルイミドを含むことを特徴とするポリマー組成物:
    式中、nは1より大きく;
    Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され:
    Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;
    −O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
    少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Rは、上記に定義したものである)で構成される。
  19. 請求項18に記載のポリエーテルイミド組成物の製造方法であって、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、
    下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
    MO−Z−OM
    [式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、下式の構造の二価ラジカル
    (式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]を、
    前記ビス(クロロフタルイミド)組成物の質量に対して、
    少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    17質量%超〜85質量%未満の下式の構造の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    0超〜27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    を含むビス(クロロフタルイミド)組成物[式中、Rは、下式の構造の二価基
    (式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、C2y(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]と反応させるステップを備え、
    さらに、前記ポリエーテルイミドは下式の構造
    (式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有することを特徴とする方法。
  20. 前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が前記第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する請求項21に記載の方法。
  21. 請求項18乃至請求項20のいずれか1つまたは複数に記載の組成物を含むことを特徴とする物品。
  22. シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品および繊維から選択される請求項21に記載の物品。
  23. 厚みが1〜5mmの成形部品である請求項21または請求項22のいずれかまたは両方に記載の物品。
  24. リフレクタ、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤から選択される請求項21乃至請求項23のいずれか1つまたは複数に記載の物品。
  25. (i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、
    (ii)第2の表面を有する金属基材と、
    (iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された前記ポリマー組成物と、を含む請求項21乃至請求項24のいずれか1つまたは複数に記載の物品。
  26. 前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形し、あるいは型成形して前記物品を形成するステップを備える請求項21乃至請求項25のいずれか1つまたは複数に記載の物品の形成方法。
  27. 前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり、
    前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く、
    前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く、
    前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い請求項18乃至請求項26のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  28. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、47質量%超〜85質量%未満の前記4,3’−ビス(クロロフタルイミド)を含み、
    前記ポリエーテルイミドは、その部に対して、それぞれが100ppm未満の前記3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    100ppm未満の下式の構造のクロロ(ビスフタルイミド)と、
    100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
    を含み、ここで、前記3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記クロロ(ビスフタルイミド)と、の合計は200ppm未満である請求項18乃至請求項27のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  29. 前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し成形サンプルで測定して少なくとも218℃であり;
    前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高く;
    前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高く;
    前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と27質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い請求項28に記載の組成物。
  30. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、
    15〜85質量%未満の前記3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    47〜85質量%未満の前記4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    0超〜27質量%未満の前記4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含んでおり;
    Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rは、m−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである請求項18乃至請求項29のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  31. 下式の構造のポリエーテルイミドを含むことを特徴とするポリマー組成物:
    式中、nは1より大きく;
    Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され;
    Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;
    −O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
    少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基であり、Rは上に定義したものである)で構成される。
  32. 請求項31に記載のポリエーテルイミド組成物の製造方法であって、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、
    下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物
    MO−Z−OM
    (式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分である)を、
    前記ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
    少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    を含むビス(ハロフタルイミド)組成物
    [式中、Rはそれぞれ、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−20アルキレン基,C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
    (式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)から選択され:Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基である]と反応させるステップを備え、
    さらに、前記ポリエーテルイミドは、下式の構造
    (式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有することを特徴とする方法。
  33. 前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が前記第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する請求項32に記載の方法。
  34. 請求項31乃至請求項33のいずれか1つまたは複数に記載の組成物を含むことを特徴とする物品。
  35. シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品および繊維から選択される請求項34に記載に物品。
  36. 厚みが1〜5mmの成形部品である請求項34または請求項35のいずれかまたは両方に記載の物品。
  37. リフレクタ、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤から選択される請求項34乃至請求項36のいずれか1つまたは複数に記載の物品。
  38. (i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、
    (ii)第2の表面を有する金属基材と、
    (iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された前記ポリマー組成物と、を含む請求項34乃至請求項37のいずれか1つまたは複数に記載の物品。
  39. 前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形し、あるいは型成形して前記物品を形成するステップを備える請求項34乃至請求項38のいずれか1つまたは複数に記載の物品の形成方法。
  40. 前記ポリエーテルイミドは、その部に対して、それぞれ100ppm未満の前記3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    100ppm未満の下式の構造のハロ(ビスフタルイミド)と、
    100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
    2000ppm未満のハロゲン化物イオンと、
    4.7質量%未満の前記ジヒドロキシ芳香族化合物と前記ビス(クロロフタルイミド)との環式付加物と、を含む請求項31乃至請求項39のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  41. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、
    17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、
    前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高い請求項31乃至請求項40および請求項51のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  42. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、
    前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高い請求項31乃至請求項41のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  43. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、
    前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータにより測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い請求項31乃至請求項42のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  44. Rは下式の構造
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]を有する二価ラジカルであり;
    Zは下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]である請求項31乃至請求項43のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  45. Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rは、m−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである請求項31乃至請求項44のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  46. 前記ビス(ハロフタルイミド)組成物は、
    15〜53質量%未満の前記3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    47〜85質量%未満の前記4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    0超〜27質量%未満の前記4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、を含む請求項31乃至請求項45のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  47. 耐衝撃性改良剤、充填材、補強材、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、発泡剤、難燃剤、防滴剤、放射線安定剤およびこれらの組み合わせから選択された添加剤をさらに含む請求項31乃至請求項46のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  48. 前記添加剤は、酸化防止剤、紫外線吸収剤および離型剤である請求項31乃至請求項47のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  49. 下式の構造のポリエーテルイミドを含むことを特徴とするポリマー組成物:
    式中、nは1より大きく;
    Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基,C3−10シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]から選択され;
    Zはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく、1〜6個のC1−18アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であり;
    −O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にあって、前記ビス(ハロフタルイミド)組成物の質量に対して、
    少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(ハロフタルイミド)と、
    を含むビス(ハロフタルイミド)組成物(式中、Xはそれぞれ独立に、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基あるいはヨード基であり、Rは上記に定義したものである)で構成される。
  50. 請求項51に記載のポリエーテルイミド組成物の製造方法であって、触媒活性量の相間移動触媒の存在下、
    下式の構造のジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩
    MO−Z−OM
    [式中、Mはアルカリ金属であり;Zは、下式の構造を有する二価ラジカル
    (式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5の整数)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]を、
    前記ビス(クロロフタルイミド)組成物の質量に対して、
    少なくとも15質量%の下式の構造の3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    10質量%超の下式の構造の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    27質量%未満の下式の構造の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    を含むビス(クロロフタルイミド)組成物[式中、Rはそれぞれ、下式の構造の二価基
    (式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、C2y(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される)である]と反応させるステップを備え、
    さらに、前記ポリエーテルイミドは下式の構造
    (式中、nは1より大きく;Rはそれぞれ、同じであっても異なっていてもよく;Zはそれぞれ、上記に定義されたものであって同じであっても異なっていてもよく;−O−Z−O−基とフェニル置換基間の二価結合は、3,3’、3,4’、4,3’および4,4’位置にある)を有することを特徴とする方法。
  51. 前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第1の部分が前記ビス(ハロフタルイミド)組成物と反応して、第1の分子量を有する第1のポリエーテルイミドを形成し;前記ジヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金属塩の第2の部分が前記第1のポリエーテルイミドに添加されて、第1の分子量より高い第2の分子量を有する第2のポリエーテルイミドを形成する請求項50に記載のポリエーテルイミド組成物の製造方法。
  52. 請求項49乃至請求項51のいずれか1つまたは複数に記載の組成物を含むことを特徴とする物品。
  53. シート、フィルム、多層シート、多層フィルム、成形部品、異型押出品、被覆部品および繊維から選択される請求項52に記載の物品。
  54. 厚みが1〜5mmの成形部品である請求項52または請求項53のいずれかまたは両方に記載の物品。
  55. リフレクタ、光学レンズ、光ファイバーコネクタおよび接着剤から選択される請求項52乃至請求項54のいずれか1つまたは複数に記載の物品。
  56. (i)第1の表面を有するポリテトラフルオロエチレン基材と、
    (ii)第2の表面を有する金属基材と、
    (iii)前記ポリテトラフルオロエチレン基材と金属基材間に配置された前記ポリマー組成物と、を含む請求項52乃至請求項55のいずれか1つまたは複数に記載の物品。
  57. 前記組成物を成形し、押出し、ブロー成形しあるいは型成形して前記物品を形成するステップを備える請求項52乃至請求項56のいずれか1つまたは複数に記載の方法。
  58. 前記ポリエーテルイミドは、ポリエーテルイミドの部に対して、それぞれが100ppm未満の前記3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、前記4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    100ppm未満の下式の構造のクロロ(ビスフタルイミド)と、
    100ppm未満の下式の構造のビスフタルイミドと、
    2000ppm未満の塩化物と、
    4.7質量%未満の前記ジヒドロキシ芳香族化合物と前記ビス(クロロフタルイミド)との環式付加物を含む請求項49乃至請求項57のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  59. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、
    前記ポリエーテルイミドの熱変形温度は、ASTM648に準拠し、応力0.455mPa、厚み3.2mmの成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの熱変形温度より少なくとも10℃高い請求項49乃至請求項58のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  60. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、
    前記ポリエーテルイミドの剛性は、動的機械分析により、温度30℃〜210℃に亘って成形サンプルで測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)とを含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドの剛性より少なくとも10%高い請求項49乃至請求項59のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  61. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、17質量%超の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、15質量%未満の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含み、
    前記ポリエーテルイミドの高せん断速度粘度と低せん断速度粘度との比は、平行平板レオメータにより測定して、10質量%未満の4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と15質量%超の4,4’−ビス(クロロフタルイミド)を含むビス(クロロフタルイミド)組成物を使用して製造された同じポリエーテルイミドのその比より少なくとも30%高い請求項49乃至請求項60のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  62. 前記ビス(クロロフタルイミド)組成物は、
    15〜53質量%未満の前記3,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    47〜85質量%未満の前記4,3’−ビス(クロロフタルイミド)と、
    0超〜27質量%未満の前記4,4’−ビス(クロロフタルイミド)と、を含む請求項49乃至請求項61のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  63. Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;Rは、m−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである請求項49乃至請求項62のいずれか1つまたは複数に記載の組成物。
  64. ポリエーテルイミドは下式の構造を有しており、
    前記ポリエーテルイミド中の−O−Z−O−基の合計質量%に対して、
    0超〜15モル%未満の−O−Z−O−基は3,3’位置にあり、
    17超〜85モル%未満の−O−Z−O−基は3,4’および4’,3位置にあり、
    0超〜27モル%未満の−O−Z−O−基は4,4’位置にあり;
    nは1より大きく;
    Rはそれぞれ独立に、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基、C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]であり;
    Zはそれぞれ独立に、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であることを特徴とするポリエーテルイミド。
  65. 47質量%超〜85質量%未満の−O−Z−O−基を3,4’および4’,3位置に含む請求項64に記載のポリエーテルイミド。
  66. 15〜85モル%未満の−O−Z−O−基を3,3’位置に含み、
    47超〜85モル%未満の−O−Z−O−基を4,3’および3,4’位置に含み、
    0超〜27モル%未満の−O−Z−O−基を4,4’位置に含み;
    Rは、下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−あるいは−C2y−(y:は1〜5の整数)である]であり;
    Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;
    Rは、m−フェニレン、p−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである請求項64または請求項65のいずれかまたは両方に記載のポリエーテルイミド。
  67. ポリエーテルイミドは下式の構造を有しており、
    前記ポリエーテルイミド中の−O−Z−O−基の合計質量%に対して、少なくとも15モル%の−O−Z−O−基の二価結合は3,3’位置にあり、10モル%超の−O−Z−O−基は3,4’および4’,3位置にあり、27モル%未満の−O−Z−O−基は4,4’位置にあり;
    nは1より大きく;
    Rはそれぞれ独立に、C6−30芳香族炭化水素基、これらのハロゲン化誘導体、直鎖または分枝鎖のC2−10アルキレン基、C3−20シクロアルキレン基または下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−、−C2y−(y:1〜5)およびそのハロゲン化誘導体から選択される]であり;
    Zはそれぞれ独立に、1〜6個のC1−8アルキル基、1〜8個のハロゲン原子あるいはこれらの組み合わせで任意に置換された芳香族C6−24単環式または多環式部分であるポリエーテルイミド。
  68. 17モル%超の−O−Z−O−基を4,3’および3,4’位置に含み、
    15モル%未満の−O−Z−O−基を4,4’位置に含む請求項67に記載のポリエーテルイミド。
  69. 15〜53モル%未満の−O−Z−O−基を3,3’位置に含み、47超〜85モル%未満の−O−Z−O−基を4,3’および3,4’位置に含み、0超〜27モル%未満の−O−Z−O−基を4,4’位置に含み;
    Rは、下式の構造の二価基
    [式中、Qは、−O−、−S−、−C(O)−、−SO−、−SO−あるいは−C2y−(y:は1〜5の整数)である]であり;
    Zは、2,2−(4−フェニレン)イソプロピリデンであり;
    Rは、m−フェニレン、p−フェニレン、p−フェニレン ジアリールスルホンあるいはこれらの組み合わせである請求項67または請求項68のいずれかまたは両方に記載のポリエーテルイミド。
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