JP2022506554A - 耐高温性、耐老化性ポリグリコライドコポリマーおよびその組成 - Google Patents
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Abstract
Description
Aは
本発明はコポリマーを提供する。上記コポリマーは一つ以上のC-(Ax-By)n-D繰り返し単位を含む。Aは
UV944、CAS#:70624-18-9、ポリ[[6-[(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ]-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル][(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)イミノ]-1,6-ヘキサンジイル[(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)イミノ]]、
UV770、CAS#52829-07-9、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)セバケート、
UV622、CAS#65447-77-0、コハク酸、ジメチルエステル、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジンエタノールのポリマー、
UV783、及びUV622とUV944との1:1混合物、
UV531、CAS#1843-05-6、2-ベンゾイル-5-(オクチルオキシ)フェノール、
UV326、CAS#3896-11-5、2-(2'-ヒドロキシ-3'-tert-ブチル-5'-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、
UV327、CAS#3864-99-1、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、
UV292、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)セバケート、CAS#41556-26-7(75-85%)と、メチル(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)セバケート、CAS#82919-37-7(15-25%)との混合物、及び
UV123 CAS#129757-67-1、ビス(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)セバケート。
開環重合触媒は、金属触媒であってもいいし、非金属触媒であってもいい。上記触媒は、希土類元素、希土類元素酸化物、金属マグネシウム化合物、アルカリ金属キレート(例えばスズ、アンチモン、またはチタン)、金属ルテニウム、及びその組み合わせから選んでもいい。触媒は、グリコリドの約0.01-5wt%、好ましくは約0.1-5wt%、より好ましくは約1-3wt%であってもいい。
1.ポリマー1
120℃で、グリコリドと、グリコリドに対し0.01重量部の開環重合触媒である塩化第一スズ二水和物とを予備タンク反応器の中で60分間均一に混合した。
グリコリドに対し、開環重合触媒である塩化第一スズ二水和物が0.05重量部使用された以外では、ポリマー1の製造方法によってポリマー2を製造した。
1.重量平均分子量及びその分布
5mmol/Lトリフルオロ酢酸ナトリウムのヘキサフルオロイソプロパノール溶液中にサンプルを溶け、0.05-0.3wt%(質量分率)の溶液を作製した。そして、0.4μmの孔径を有するポリテトラフルオロエチレンフィルターで、この溶液をろ過した。ろ過後の溶液20μLをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)インジェクターに添加し、サンプルの分子量を測定した。分子量の補正には、分子量の異なる5つのメタクリル酸メチルの標準分子量を用いた。
引張強度はGB/T1040 1-2006に基づいて測定し、引張速度は50mm/minであった。
コポリマーのメルトフローインデックス(MFR)は、以下の方法に基づき測定した:1)105℃で、コポリマーを真空乾燥機の中で乾燥させた;2)測定機械の測定温度を230℃に設定し、機械を予熱する;3)4gの乾燥コポリマーを漏斗でバレルに装填し、ピストンをバレルに挿入することで、乾燥コポリマーをロッドになるよう圧着した;4)2.16kgの重りがロッドの最上部に圧をかけた状態で、乾燥コポリマーをロッドの中で1分間保持した後、30sごとに一つの段を切り落とし、合計五つの段を得た;5)各サンプルの質量を量り、そのMFRを算出した。MFR=600W/t(g/10min)、Wは各段の平均質量であり、tは各段の切断時間間隔であった。
表面が滑らかで、かつ明らかな突起がないコポリマーを選んだ。製品の黄色度(YI)は、3nh社のNSシリーズ測色計を使用して測定した。ASTM E313に基づき、10度の観察角度、D65の観察光源、及び反射光測定の条件下で三回測定を行い、平均値を算出し、コポリマーの黄色度(YI)を確定した。
150℃のオーブンの中にコポリマーを72時間置いた後、以下の測定値を確定した:
(1)黄色度変化率ΔYI=(YI2-YI1)/YI1*100%、YI1は初期黄色度であり、YI2は老化後の黄色度であった、
(2)メルトフローインデックス変化率ΔMFR=MFR'-MFR、MFRは初期メルトフローインデックスであり、MFR'は老化後のメルトフローインデックスであった。
実施例1におけるポリマー1と、一つまたは複数の添加剤とを用いてポリグリコライド(PGA)とコポリマー1-6を製造し、そして実施例2における方法に基づいて特性評価を行った。これらのコポリマーの組成及び性質は表1に示される。
実施例1におけるポリマー2と、一つまたは複数の添加剤とを用いてPGAとコポリマー7-11を製造し、そして実施例2における方法に基づいて特性評価を行った。これらのコポリマーの組成及び性質は表2に示される。
Claims (38)
- 一つ以上のC-(Ax-By)n-D繰り返し単位と着色剤とを含むコポリマーであって、
Aは
BはG-R1-Wであり、
GとWはそれぞれ-CO-NH-、-CO-R2-CO-OH、-CO-、-(CH2)2NH-CO-、-CH2-CH(OH)-CH2-、及び-NHから選ばれ、
R1は脂肪族ポリマー、芳香族ポリマー、またはその組み合わせであり、
R2はアルキル基、アリール基、またはオレフィン基であり、
xは1-1500の間にあり、
yは1-1500の間にあり、
nは1-10000の間にあり、
CとDはそれぞれヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アルキル基、アリール基、エーテル基、アルケニル基、ハロアルキル基、及びその組み合わせから選ばれる末端基であり、かつ
AとBは違う構造をしている、コポリマー。 - 前記コポリマーは、さらに、E、F、及びその組み合わせから選ばれる添加剤を含み、
Eは一つ以上のi-R1-j単位であり、iとjはそれぞれイソシアネート基(-N=C=O)、塩化カルボニル基、オキサゾール基、オキサゾリン基、カルボン酸無水物、エポキシ基、アミノ基、及びその組み合わせから選ばれ、R1は脂肪族基、アリール基、またはその組み合わせであり、かつ、Fは抗酸化剤、金属不活性化剤、末端封止剤、核生成剤、除酸剤、熱安定剤、UV安定剤、潤滑可塑剤、架橋剤、及びその組み合わせから選ばれることを特徴とする、請求項1に記載のコポリマー。 - (a)溶融状態下でのグリコリドを開環重合させることで、ポリグリコライドを形成すること、及び
(b)ポリグリコライドと着色剤を圧出し造粒することにより、コポリマーを製造こと、を含むコポリマーの製造方法であって、前記コポリマーは、一つ以上のC-(Ax-By)n-D繰り返し単位と着色剤とを含み、
Aは
BはG-R1-Wであり、
GとWはそれぞれ-CO-NH-、-CO-R2-CO-OH、-CO-、-(CH2)2NH-CO-、-CH2-CH(OH)-CH2-、及び-NHから選ばれ、
R1は脂肪族ポリマー、芳香族ポリマー、またはその組み合わせであり、
R2はアルキル基、アリール基、またはオレフィン基であり、
xは1-1,500の間にあり、
yは1-1,500の間にあり、
nは1-10,000の間にあり、
CとDはそれぞれヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アルキル基、アリール基、エーテル基、アルケニル基、ハロアルキル基、及びその組み合わせから選ばれる末端基であり、
AとBは違う構造をしている、コポリマーの製造方法。 - 前記ポリグリコライドと前記着色剤を、E、F、またはその組み合わせから選ばれる添加剤と共に圧出、造粒し、
Eは一つ以上のi-R1-j単位、iとjはそれぞれイソシアネート基(-N=C=O)、塩化カルボニル基、オキサゾール基、オキサゾリン基、カルボン酸無水物、エポキシ基、アミノ基、及びその組み合わせから選ばれ、R1は脂肪族基、アリール基、またはその組み合わせであり、かつ
Fは抗酸化剤、金属不活性化剤、末端封止剤、核生成剤、除酸剤、熱安定剤、UV安定剤、潤滑可塑剤、架橋剤、及びその組み合わせから選ばれることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 前記方法は、さらに、ポリグリコライドを圧出機に添加すること、及び着色剤と添加剤を圧出機に添加すること、を含むことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 工程(a)は
(a)80-160℃で、グリコリドと開環重合触媒を120分間以下反応させることで、第1混合物を形成すること、
(b)120-280℃で、前記第1混合物を1分間-72時間保持することで、第2混合物を形成すること、
(c)160-280℃で、絶対圧力が5000Pa以下で、前記第2混合物を1分間-24時間保持することで、ポリグリコライドを形成すること、
を含む三段階反応であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 前記開環重合触媒は金属触媒であることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記開環重合触媒は非金属触媒であることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記開環重合触媒は、希土類元素、希土類元素酸化物、金属マグネシウム化合物、アルカリ金属キレート、金属ルテニウム、及びその組み合わせから選ばれることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記触媒は0.01-5wt%のグリコリドであることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記工程(a)は、さらに、グリコリドと開環重合触媒を均一に混合すること、を含むことを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記工程(a)は反応器の中で行われることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記工程(b)はプラグフロー反応器の中で行われることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記プラグフロー反応器は、静止型混合器、二軸スクリュー装置、及び水平型ディスクリアクターから選ばれることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記工程(c)は脱揮反応器の中で行われることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記工程(b)は二軸スクリュー圧出機の中で200-300℃で行われることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 請求項3-16の何れか一項に記載の方法によって製造される、コポリマー。
- 前記コポリマーは、コポリマーの総重量に基づき、0.01-5wt%の添加剤を含むことを特徴とする、請求項2に記載のコポリマー。
- 前記コポリマーの重量平均分子量は10,000-1,000,000であることを特徴とする、請求項1-3、17と18の何れか一項に記載のコポリマー。
- 前記コポリマーの重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)は1.0-4.0であることを特徴とする、請求項1-3、17と18の何れか一項に記載のコポリマー。
- 前記コポリマーのメルトフローインデックス(MFR)は0.1-1000g/10minであることを特徴とする、請求項1-3、17と18の何れか一項に記載のコポリマー。
- 前記メルトフローインデックス(MFR)は、以下の工程を含む方法により確定される:
(a)100-110℃で前記コポリマーを真空乾燥すること、
(b)工程(a)により得られた乾燥コポリマーをロッドになるよう圧着すること、
(c)220-240℃でロッドを0.5-1.5分間保持すること、
(d)工程(c)の後に、15-45秒ごとにロッドから一つの段を切り落とすこと、及び
(e)MFR=600W/t(g/10min)により各段のMFRを確定し、Wは各段の平均質量であり、tは各段の切断時間間隔である、
ことを特徴とする、請求項21に記載のコポリマー。 - 工程(b)は、さらに、3-5gの乾燥コポリマーをバレルに装填し、ピストンをバレルに挿入することで、乾燥コポリマーをロッドになるよう圧密し、そして2-3kgの重りをピストンの最上部に置くこと、を含むことを特徴とする、請求項22に記載のコポリマー。
- 前記コポリマーは0.001-30.000wt%の着色剤を含むことを特徴とする、請求項1-3、17と18の何れか一項に記載のコポリマー。
- 前記着色剤は、無機化合物、有機化合物、またはその組み合わせであることを特徴とする、請求項1に記載のコポリマー。
- 前記着色剤は、顔料、染料、またはその組み合わせであってもいいことを特徴とする、請求項1に記載のコポリマー。
- 前記顔料は、無機顔料、フタロシアニン顔料、複素環式及びアントラセン顔料、オキソニウムレーキ顔料、トリアリールメタン顔料、トリアリールメタンレーキ顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、イミン顔料、メチルイミン金属錯体顔料、蛍光顔料、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、ベンズイミダゾロン顔料、ビスアセチルアセトアセチルアミン顔料、イソポルフィリン顔料、キノキサリンジオン顔料、ジアミン顔料、キノンピリミジン顔料、酸化チタン、チタン塩、酸化鉄、鉄塩、酸化モリブデン、モリブデン塩、及びその組み合わせから選ばれることを特徴とする、請求項26に記載のコポリマー。
- 前記染料は、酸性染料、アゾ染料、カチオン染料、直接染料、分散染料、反応性染料、硫化染料、建染染料、溶剤染料、及びその組み合わせから選ばれることを特徴とする、請求項26に記載のコポリマー。
- 前記着色剤は黄色着色剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載のコポリマー。
- 前記黄色着色剤は、P.Y.129、C.I.ピグメントイエロー7、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー194、C.I.ピグメントイエロー194、C.I.ピグメントイエロー198、C.I.ピグメントイエロー213、C.I.ピグメントイエロー214、C.I.ピグメントイエロー217、ソルベントイエロー33、ソルベントイエロー43、ソルベントイエロー44、ソルベントイエロー85、ソルベントイエロー98、ソルベントイエロー104、ソルベントイエロー116、ソルベントイエロー131、ソルベントイエロー135、ソルベントイエロー145、ソルベントイエロー160:1、ソルベントイエロー172、C.I.クマリン6、P.Y.129、及びベーシックイエローから選ばれることを特徴とする、請求項29に記載のコポリマー。
- 前記着色剤は、さらに、赤色着色剤、緑色着色剤、オレンジ色着色剤、またはその組み合わせを含むことを特徴とする、請求項29に記載のコポリマー。
- コポリマーの圧縮成形及び結晶化によって得られたシートを用いて測定する場合、前記コポリマーの黄色度(YI)は40-90であることを特徴とする、請求項1に記載のコポリマー。
- 140-160℃で70-75時間貯蔵した後、前記コポリマーの黄色度変化率は、未満であることを特徴とする、請求項1に記載のコポリマー。
- 前記コポリマーは、コポリマーに対し1%以下の金属不活性化剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載のコポリマー。
- 前記金属不活性化剤は、シュウ酸エステル誘導体、アントラキノン化合物、サリチル酸誘導体、ベンゾトリアゾール化合物、及びアントラキノン化合物から選ばれることを特徴とする、請求項2または34に記載のコポリマー。
- ポリグリコライドコポリマーの黄色度変化率を低減する方法であって、ポリグリコライドコポリマーに有効量の黄色着色剤を添加することを含む、方法。
- 前記コポリマーの黄色度変化率は、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%または95%低減することを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- 前記ポリグリコライドコポリマーは、請求項1に記載のコポリマーであることを特徴とする、請求項35に記載の方法。
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