JP2020180246A - ポリアセタール樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、文献2に開示された技術によれば、ホルムアルデヒド発生の抑制効果は発現されるものの、モールドデポジット抑制効果が不十分であり、安定的な成形技術ではなかった。
(A)ポリアセタール重合体100質量部、
(B)脂肪族カルボン酸ヒドラジド0.01〜0.50質量部、
(C)2つのヒドラジノカルボニルアルキル基を有するヒダントイン化合物0.001〜0.50質量部、
(D)脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩0.001〜0.30質量部、
とを含有してなり、
前記(B)と(C)の合計量が、(A)ポリアセタール重合体100質量部に対して0.03〜0.55質量部であるポリアセタール樹脂組成物の製造方法であって、
該(A)ポリアセタール重合体が、トリオキサンを主モノマー(a)とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテルおよび環状ホルマールから選択される一種以上をコモノマー(b)とし、重合触媒(c)に下記一般式(1)で示されるヘテロポリ酸を使用して共重合を行った反応生成物に、アルカリ金属元素若しくはアルカリ土類金属元素の炭酸塩、炭酸水素塩、カルボン酸塩若しくはその水和物、又はアルカリ金属元素若しくはアルカリ土類金属元素の水酸化物(d)を添加し、溶融混練処理して、該重合触媒(c)を失活させて得られたポリアセタール共重合体である、
ポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
Hm[M1 x・M2 yOZ]・nH2O ・・・・・・(1)
〔式(1)中、M1はP及びSiより選ばれた一種又は二種の元素から成る中心元素を示す。M2はW、Mo及びVより選ばれた一種以上の配位元素を示す。xは1以上10以下の整数を示し、yは6以上40以下の整数を示し、zは10以上100以下の整数を示し、mは1以上の整数を示し、nは0以上50以下の整数を示す。〕
3. 前記(D)脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩が、ステアリン酸カルシウムおよび12−ヒドロキシステアリン酸カルシウムから選択される少なくとも1種である前記1または2に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
4. 前記(C)2つのヒドラジノカルボニルアルキル基を有するヒダントイン化合物が、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5−イソプロピルヒダントインである前記1〜3いずれかに記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
<(A)ポリアセタール重合体>
本発明に使用される(A)ポリアセタール重合体は、ホルムアルデヒドの環状三量体であるトリオキサンを主モノマー(a)とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテルおよび環状ホルマールから選択される一種以上をコモノマー(b)とし、重合触媒(c)に所定のヘテロポリ酸を使用して共重合を行った反応生成物に、所定の(d)成分を添加し、溶融混練処理して、重合触媒(c)を失活させてポリアセタール重合体としたものである。
主モノマー(a)であるトリオキサンは、一般的には酸性触媒の存在下でホルムアルデヒド水溶液を反応させることにより得られ、これを蒸留などの方法で精製して使用される。重合に用いるトリオキサンは、水、メタノール、ギ酸などの不純物の含有量が極力少ないもの、例えばこれらがそれぞれ10ppm以下が好ましい。
コモノマー(b)としては、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテルおよび環状ホルマールから選ばれる一種以上の化合物が使用される。コモノマー(b)として使用する化合物の代表的な例としては、例えば、1,3−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、1,4−ブタンジオールホルマール、1,3−ジオキサン、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、エピクロルヒドリン等が挙げられる。
本発明は、上記のようなポリアセタール共重合体の製造において、重合触媒(c)としてヘテロポリ酸を使用することを特徴の1つとする。
Hm[M1 x・M2 yOZ]・nH2O ・・・・・・(1)
≪重合方法≫
≪粗ポリアセタール重合体の安定化処理:重合触媒(c)の失活処理を含む≫
かかる安定化処理は、共重合反応によって得られた粗ポリアセタール共重合体を、洗浄等を行うことなく、上記(d)成分をそのままを添加して処理することにより、より簡便かつ効率的に行うことができる。
[アルカリ金属元素若しくはアルカリ土類金属元素の炭酸塩、炭酸水素塩、カルボン酸塩若しくはその水和物:(d−1)成分]
[アルカリ金属元素若しくはアルカリ土類金属元素の水酸化物:(d−2成分)]
[触媒(c)の失活方法]
(イ)(d)成分の溶液を安定化処理済みのポリアセタール重合体のパウダーに含ませ、均一に分散させた後、分散後のパウダーを粗ポリアセタール重合体に添加する。
(ウ)(d)成分を固体の状態のまま安定化処理済みのポリアセタール重合体のパウダーに均一に分散させた後、分散後のパウダーを前記粗ポリアセタール重合体に添加する。
≪(A)ポリアセタール重合体の特性≫
本発明において使用する(B)脂肪族カルボン酸ヒドラジドとしては、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド、ステアリン酸ヒドラジド等が挙げられる。好ましくは、セバシン酸ジヒドラジドが挙げられ、ホルムアルデヒドを捕捉し、更に2つのヒドラジノカルボニルアルキル基を有するヒダントイン化合物と併用することで脂肪族カルボン酸ヒドラジドから発生するモールドデポジットを著しく抑えることができる。
本発明の(C)2つのヒドラジノカルボニルアルキル基を有するヒダントイン化合物(以下、ヒダントイン化合物と略すこともある)としては、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)ヒダントイン、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5−メチルヒダントイン、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5、5−ジメチルヒダントイン、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5−イソプロピルヒダントイン等が挙げられ、ヒダントインの5位には1又は2つの置換基(メチル基などの直鎖又は分岐鎖状炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基などの炭素数6〜10のアリール基など)を有していてもよく、5位の2つの置換基は5位の炭素原子とともに環を形成してもよい。好ましくは、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5−イソプロピルヒダントインが用いられる。
本発明の(D)脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩を構成する脂肪族カルボン酸は、飽和脂肪族カルボン酸であってもよく、不飽和脂肪族カルボン酸であってもよい。このような脂肪族カルボン酸としては、炭素数10以上の1価又は2価の脂肪族カルボン酸、例えば、炭素数10以上の1価の飽和脂肪族カルボン酸[カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、モンタン酸等の炭素数10〜34飽和脂肪族カルボン酸(好ましくは炭素数10〜30飽和脂肪族カルボン酸)等]、炭素数10以上の1価の不飽和脂肪族カルボン酸[オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、エルカ酸等の炭素数10〜34不飽和脂肪族カルボン酸(好ましくは炭素数10〜30不飽和脂肪族カルボン酸)等]、炭素数10以上の2価の脂肪族カルボン酸(二塩基性脂肪族カルボン酸)[セバシン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、タプシア酸等の2価の炭素数10−30飽和脂肪族カルボン酸(好ましくは2価の炭素数10〜20飽和脂肪族カルボン酸)等]、炭素数10以上の2価の不飽和脂肪族カルボン酸[デセン二酸、ドデセン二酸等の2価の炭素数10〜30不飽和脂肪族カルボン酸(好ましくは2価の炭素数10〜20不飽和脂肪族カルボン酸)等]が例示できる。
本発明において、特に好ましい脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩は、ステアリン酸カルシウム、12−ヒドロキシステアリン酸カルシウムである。
本発明においては、(E)ヒンダードフェノール系酸化防止剤を通常の酸化防止剤として使用することができる。一般的に使用される単環式ヒンダードフェノール化合物、炭化水素基又はイオウ原子を含む基で連結された多環式ヒンダードフェノール化合物、エステル基又はアミド基を有するヒンダードフェノール化合物などが挙げられ、具体的には、特開2009−286874号公報記載の化合物、IRGANOX1010、同1035、同1076、同1098、同1135、同1330、同1425、同245、同259、同565、同3114等(以上製品名、BASFジャパン社製)等、市販の化合物を使用することができる。
本発明のポリアセタール樹脂組成物には、さらに、熱安定性、長期熱安定性等を向上させるために、金属酸化物、金属水酸化物から選ばれた化合物を添加することが可能である。その添加量は、(A)ポリアセタール重合体100質量部に対し、0.01〜1質量部が好ましい。
本発明のポリアセタール樹脂組成物の製造方法は、樹脂組成物の調製法として従来から知られた各種の方法により調製することができる。例えば、(1)組成物を構成する全成分を混合し、これを押出機に供給して溶融混練し、ペレット状の組成物を得る方法、(2)組成物を構成する成分の一部を押出機の主フィード口から、残余成分をサイドフィード口から供給して溶融混練し、ペレット状の組成物を得る方法、(3)押出し等により一旦組成の異なるペレットを調製し、そのペレットを混合して所定の組成に調整する方法などが採用できる。
〔主モノマー(a)であるトリオキサンと、コモノマー(b)である環状エーテル又は環状ホルマールとの共重合〕
重合反応装置として連続式二軸重合機を用いた。この重合機は、外側に加熱用又は冷却用の媒体を通すためのジャケットが付いており、その内部には撹拌、推進用の多数のバドルを付した2本の回転軸が長手方向に設けられている。この二軸重合機のジャケットに80℃の温水を通し、2本の回転軸を一定の速度で回転させながら、その一端に、連鎖移動剤としてのメチラールを1000ppm含有する、主モノマー(a)としてのトリオキサン96.2質量%と、コモノマー(b)としての1,3−ジオキソラン3.8質量%とを含有する混合液を連続的に供給するとともに、上記混合液に、重合触媒(c)として、リンタングステン酸またはリンモリブデン酸を、全モノマーに対して3ppmの量で連続添加して共重合を行った。表1において、重合触媒の添加量は全モノマーの合計に対する質量比率(単位:ppm)である。
共重合による反応生成物(粗ポリアセタール重合体)を、重合機の他端に設けられた吐出口より排出するとともに、粗重合体の触媒失活のため、表に示した(d)成分としてステアリン酸ナトリウム20ppmを添加し、目的とする(A−1)ポリアセタール重合体を調製した。(A−1)、その他の実施例、比較例となる(A−2)〜(A−6)ポリアセタール重合体への(d)成分の添加は次のようにして行った。
〔(B)、(C)および(D)成分の溶融混練〕
上記の通り調製した(A)ポリアセタール重合体に、表に示す(B)脂肪族カルボン酸ヒドラジド、(C)ヒダントイン化合物および(D)脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩を、表に示す量で添加し、ベント付き2軸押出機を用いて温度220℃、ベント部の真空度5mmHgで溶融混練して押し出し、実施例及び比較例に係るポリアセタール重合体のペレット状の樹脂組成物を調製した。
なお、全ての試料において、溶融混錬の際に(A)ポリアセタール重合体成分100質量部に対して(E)ヒンダードフェノール系酸化防止剤 エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert―ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート](BASFジャパン社製 IRGANOX245)0.35質量部を添加した。
実施例及び比較例で使用した表に記載の各成分は以下のものである。
・(A)ポリアセタール重合体
表1に記載
・(b)コモノマー
DO:1,3−ジオキソラン
・(c)重合触媒
PWA:リンタングステン酸
PMA:リンモリブデン酸
・(B)脂肪族カルボン酸ヒドラジド
B−1:セバシン酸ジヒドラジド
B−2:アジピン酸ジヒドラジド
B−3:ドデカン二酸ジヒドラジド
・(C)ヒダントイン化合物
C−1:1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5−イソプロピルヒダントイン(味の素ファインテクノ社製 「アミキュア」VDH)
・(D)脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩
D−1:ステアリン酸カルシウム
D−2:12−ヒドロキシステアリン酸カルシウム
実施例及び比較例における特性評価項目及び評価方法は以下の通りである。
実施例及び比較例で調製したポリアセタール樹脂組成物を用い、下記条件で平板状試験片(100mm×40mm×2mmt)を成形した。この平板状試験片2枚を、10Lのポリフッ化ビニル製サンプリングバッグに封入し脱気して、4Lの窒素を入れ、65℃で2時間加熱した後、サンプリングバッグ内の窒素を0.5ml/minで3L抜き取り、発生したホルムアルデヒドをDNPH(2,4-ジニトロフェニルヒドラジン)捕集管(Waters社製 Sep―Pak DNPH―Silica)に吸着させた。
*成形条件:シリンダー温度(℃) ノズル−C1− C2− C3
190 190 180 160℃
射出圧力 60(MPa)
射出速度 1.0(m/min)
金型温度 80(℃)
実施例及び比較例で調製したポリアセタール樹脂組成物を用い、下記条件でモールドデポジット試験片(33mm×23mm×1mmt)を成形した。
[評価方法]
5000shot連続成形した後、金型内のキャビティ部表面を目視にて観察し、以下の基準に従って付着物量を目視で判定した。
◎:付着物は全く確認されない
○:付着物はほとんど確認されない
△:一部付着物が確認される
×:全体に付着物が確認される
××:全体に多量の付着物が確認される
*成形条件:シリンダー温度(℃) ノズル−C1−C2− C3
205 215 205 185℃
射出圧力 40(MPa)
射出速度 1.5(m/min)
金型温度 80(℃)
Claims (4)
- 少なくとも
(A)ポリアセタール重合体100質量部、
(B)脂肪族カルボン酸ヒドラジド0.01〜0.50質量部、
(C)2つのヒドラジノカルボニルアルキル基を有するヒダントイン化合物0.001〜0.50質量部、
(D)脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩0.001〜0.30質量部、
とを含有してなり、
前記(B)と(C)の合計量が、(A)ポリアセタール重合体100質量部に対して0.03〜0.55質量部であるポリアセタール樹脂組成物の製造方法であって、
該(A)ポリアセタール重合体が、トリオキサンを主モノマー(a)とし、少なくとも一つの炭素−炭素結合を有する環状エーテルおよび環状ホルマールから選択される一種以上をコモノマー(b)とし、重合触媒(c)に下記一般式(1)で示されるヘテロポリ酸を使用して共重合を行った反応生成物に、アルカリ金属元素若しくはアルカリ土類金属元素の炭酸塩、炭酸水素塩、カルボン酸塩若しくはその水和物、又はアルカリ金属元素若しくはアルカリ土類金属元素の水酸化物(d)を添加し、溶融混練処理して、該重合触媒(c)を失活させて得られたポリアセタール共重合体である、
ポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
Hm[M1 x・M2 yOZ]・nH2O ・・・・・・(1)
〔式(1)中、M1はP及びSiより選ばれた一種又は二種の元素から成る中心元素を示す。M2はW、Mo及びVより選ばれた一種以上の配位元素を示す。xは1以上10以下の整数を示し、yは6以上40以下の整数を示し、zは10以上100以下の整数を示し、mは1以上の整数を示し、nは0以上50以下の整数を示す。〕 - 前記(B)脂肪族カルボン酸ヒドラジドが、セバシン酸ジヒドラジドである請求項1に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記(D)脂肪族カルボン酸のアルカリ土類金属塩が、ステアリン酸カルシウムおよび12−ヒドロキシステアリン酸カルシウムから選択される少なくとも1種である請求項1または2に記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
- 前記(C)2つのヒドラジノカルボニルアルキル基を有するヒダントイン化合物が、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5−イソプロピルヒダントインである請求項1〜3いずれかに記載のポリアセタール樹脂組成物の製造方法。
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