JP2024055767A - Polyoxymethylene resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリオキシメチレン樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a polyoxymethylene resin composition.
ポリオキシメチレン樹脂組成物は、優れた機械特性、成形加工性、摺動性を有することから、電気・電子材料分野、自動車分野、各種工業材料分野など幅広い分野で用いられているエンジニアリングプラスチックである。
ポリオキシメチレン樹脂組成物は、射出成型等の熱加工過程で分解、発泡を起こし臭気や外観性に悪影響を及ぼすことが知られており、これを解決するために共重合による安定構造の導入や重合後の末端安定化が施される。
Polyoxymethylene resin compositions are engineering plastics that have excellent mechanical properties, moldability, and sliding properties and are therefore used in a wide range of fields, such as the fields of electric and electronic materials, automobiles, and various industrial materials.
It is known that polyoxymethylene resin compositions undergo decomposition and foaming during thermal processing such as injection molding, which can have a negative effect on odor and appearance. To solve this problem, stable structures are introduced by copolymerization or terminal stabilization is performed after polymerization.
一方、近年では、ポリオキシメチレン樹脂は粉末射出成型のためのバインダーとしても用いられる。
このような用途では、成形加工後に熱分解によってポリオキシメチレン樹脂組成物を除去する工程を含むが、先述のとおり末端安定化されたポリオキシメチレン樹脂組成物の分解には、高温に加熱することが必要となる。
On the other hand, in recent years, polyoxymethylene resins are also used as binders for powder injection molding.
In such applications, a process is included in which the polyoxymethylene resin composition is removed by thermal decomposition after molding and, as described above, the decomposition of the terminal-stabilized polyoxymethylene resin composition requires heating to a high temperature.
上述のように、ポリオキシメチレン樹脂組成物は、粉末射出成型のバインダーとして用いられた後、加熱分解除去されるが、この際に高温に加熱することが必要である。
従来の加熱分解工程では、ポリオキシメチレン樹脂組成物が完全に除去されるまでに時間を要するため、生産性の観点から、より低温での分解や分解速度の向上が求められていた。
また、このような加熱分解工程は、エネルギー使用量が多く、昨今求められている温室効果ガス排出量削減の観点からも、より低温で分解できることが望まれていた。
As described above, the polyoxymethylene resin composition is used as a binder in powder injection molding and then removed by thermal decomposition, which requires heating to a high temperature.
In conventional thermal decomposition processes, it takes time for the polyoxymethylene resin composition to be completely removed, and therefore, from the viewpoint of productivity, there has been a demand for decomposition at lower temperatures or for an improved decomposition rate.
Furthermore, such a thermal decomposition process requires a large amount of energy, and from the standpoint of the recent need to reduce greenhouse gas emissions, it has been desirable to be able to perform decomposition at lower temperatures.
そこで本発明は、成形加工時の熱安定性と成形加工後の熱分解性のバランスとを兼ね備えたポリオキシメチレン樹脂組成物を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a polyoxymethylene resin composition that has a good balance between thermal stability during molding and thermal decomposition after molding.
本発明者は、上記課題を解決するために検討を重ねた結果、フッ化アリールホウ素化合物及び/又はその誘導体を含み、一定量以上のメトキシ末端構造を持つポリオキシメチレン重合体からなる樹脂組成物において、フッ化アリールホウ素化合物及び/又はその誘導体の質量割合を特定の範囲とすることにより、成形加工時の熱安定性と成形加工後の熱分解性のバランスとを高いレベルで両立できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into solving the above problems, the present inventors discovered that in a resin composition comprising a polyoxymethylene polymer containing a fluoroaryl boron compound and/or a derivative thereof and having a certain amount or more of a methoxy terminal structure, by setting the mass ratio of the fluoroaryl boron compound and/or a derivative thereof within a specific range, it is possible to achieve a high level of balance between thermal stability during molding and thermal decomposition after molding, and thus completed the present invention.
すなわち本発明は以下の通りである。
[1](a)ポリオキシメチレン重合体と、(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)と、を含み、
前記(a)ポリオキシメチレン重合体のメトキシ末端量が、ポリオキシメチレン重合体1gあたり0.5×10-6mol以上であり、
前記(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)の含有量が、ポリオキシメチレン樹脂組成物全体の質量に対して、10ppm以上1000ppm以下であることを特徴とする、ポリオキシメチレン樹脂組成物。
[2]前記(a)ポリオキシメチレン重合体のメトキシ末端量が、ポリオキシメチレン重合体1gあたり0.75×10-6mol以上、10×10-6mol以下である、[1]に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
[3]前記(b)フッ化アリールホウ素化合物の含有量が、ポリオキシメチレン樹脂組成物全体の質量に対して、100ppm以上1000ppm以下であることを特徴とする、[1]又は[2]に記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
[4]前記フッ化アリールホウ素化合物が、式(1)、式(2)又は式(3)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種類の化合物であることを特徴とする、[1]~[3]のいずれかに記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
[5]前記フッ化アリールホウ素化合物が、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、ビス(ペンタフルオロフェニル)フルオロボラン及びペンタフルオロフェニルジフルオロボランからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする、[1]~[3]のいずれかに記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
及び
[6]前記フッ化アリールホウ素化合物が、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを少なくとも含むことを特徴とする、[1]~[3]のいずれかに記載のポリオキシメチレン樹脂組成物。
That is, the present invention is as follows.
[1] A composition comprising: (a) a polyoxymethylene polymer; and (b) a fluoroaryl boron compound (derivative),
(a) the amount of methoxy terminals in the polyoxymethylene polymer is 0.5×10 −6 mol or more per 1 g of the polyoxymethylene polymer;
A polyoxymethylene resin composition, characterized in that the content of the (b) fluoroaryl boron compound (derivative) is 10 ppm or more and 1000 ppm or less based on the total mass of the polyoxymethylene resin composition.
[2] The polyoxymethylene resin composition according to [1], wherein the amount of methoxy terminals in the polyoxymethylene polymer (a) is 0.75×10 −6 mol or more and 10×10 −6 mol or less per 1 g of the polyoxymethylene polymer.
[3] The polyoxymethylene resin composition according to [1] or [2], characterized in that the content of the (b) fluoroaryl boron compound is 100 ppm or more and 1000 ppm or less based on the total mass of the polyoxymethylene resin composition.
[4] The polyoxymethylene resin composition according to any one of [1] to [3], characterized in that the fluoroaryl boron compound is at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by formula (1), formula (2), or formula (3).
[5] The polyoxymethylene resin composition according to any one of [1] to [3], characterized in that the fluoroaryl boron compound is at least one selected from the group consisting of tris(pentafluorophenyl)borane, bis(pentafluorophenyl)fluoroborane, and pentafluorophenyl difluoroborane.
and [6] the polyoxymethylene resin composition according to any one of [1] to [3], characterized in that the fluoroaryl boron compound contains at least tris(pentafluorophenyl)borane.
本発明のポリオキシメチレン樹脂組成物は、成形加工時の熱安定性と成形加工後の熱分解性とのバランスに優れる。 The polyoxymethylene resin composition of the present invention has an excellent balance between thermal stability during molding and thermal decomposition after molding.
本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について、以下詳細に説明する。
なお、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as the present embodiment) will be described in detail below.
It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiment, and can be practiced in various modified forms within the scope of the invention.
<ポリオキシメチレン樹脂組成物>
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物は、(a)ポリオキシメチレン重合体と、(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)を含む。
そして、前記(a)ポリオキシメチレン重合体のメトキシ末端量が、ポリオキシメチレン重合体1gあたり0.5×10-6mol以上であり、
前記(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)の含有量が、ポリオキシメチレン樹脂組成物全体の質量に対して、10ppm以上1000ppm以下である。
<Polyoxymethylene resin composition>
The polyoxymethylene resin composition of the present embodiment contains (a) a polyoxymethylene polymer and (b) a fluoroaryl boron compound (derivative).
and (a) the amount of methoxy terminals in the polyoxymethylene polymer is 0.5×10 −6 mol or more per 1 g of the polyoxymethylene polymer;
The content of the (b) fluoroaryl boron compound (derivative) is 10 ppm or more and 1000 ppm or less based on the total mass of the polyoxymethylene resin composition.
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物は、(a)ポリオキシメチレン重合体及び(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)のみからなっていてもよいし、(a)ポリオキシメチレン重合体及び(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)に加えて、他の成分(例えば、後述の添加剤)を含んでいてもよい。 The polyoxymethylene resin composition of this embodiment may consist of only (a) a polyoxymethylene polymer and (b) a fluoroaryl boron compound (derivative), or may contain other components (e.g., additives described below) in addition to (a) a polyoxymethylene polymer and (b) a fluoroaryl boron compound (derivative).
なお、本明細書において、(a)ポリオキシメチレン重合体を、単に「(a)」と称する場合がある。また、(b)フッ化アリールホウ素化合物を、単に「(b)」と称する場合がある。 In this specification, (a) polyoxymethylene polymer may be simply referred to as "(a)." Also, (b) fluoroaryl boron compound may be simply referred to as "(b)."
((a)ポリオキシメチレン重合体)
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物における(a)ポリオキシメチレン重合体は、(-CH2O-)で示されるオキシメチレン単位(アセタール構造)の繰り返しを主たる構成単位とするものであり、公知のものを用いてよい。
本実施形態における(a)ポリオキシメチレン重合体は、このオキシメチレン単位のみからなるポリオキシメチレンホモポリマー(以下、単に「ホモポリマー」と称する場合がある)であってもよく、オキシメチレン単位以外の構成単位を含むポリオキシメチレンコポリマーやターポリマー、多元共重合体(以下、単に「コポリマー」と称する場合がある)であってもよい。
((a) Polyoxymethylene Polymer)
The polyoxymethylene polymer (a) in the polyoxymethylene resin composition of the present embodiment has repeating oxymethylene units (acetal structure) represented by ( --CH.sub.2O-- ) as its main constituent units, and any known polyoxymethylene polymer may be used.
The (a) polyoxymethylene polymer in this embodiment may be a polyoxymethylene homopolymer (hereinafter may be simply referred to as a "homopolymer") consisting of only oxymethylene units, or may be a polyoxymethylene copolymer, terpolymer, or multicomponent copolymer (hereinafter may be simply referred to as a "copolymer") containing structural units other than oxymethylene units.
また、前記コポリマーにおいては、そのモノマー配列は制限されるものではなく、ランダム、ブロック、グラジエント等の任意の配列を有すものであってもよい。
本実施形態における(a)ポリオキシメチレン重合体は、線状構造のみならず環状、分岐、架橋構造を有すものであってもよい。
Furthermore, in the copolymer, the monomer sequence is not limited, and it may have any sequence such as random, block, gradient, etc.
The polyoxymethylene polymer (a) in this embodiment may have not only a linear structure but also a cyclic, branched or crosslinked structure.
本実施形態における(a)ポリオキシメチレン重合体のメトキシ末端の量は、ポリオキシメチレン重合体1gあたり0.5×10-6mol以上であり、0.75×10-6mol以上であることが好ましく、1×10-6mol以上であることがより好ましい。
上記範囲であることにより、(b)の分散性が高まり、ポリオキシメチレン樹脂組成物を用いた成形体の加熱分解速度が向上する。
The amount of methoxy terminals in the (a) polyoxymethylene polymer in this embodiment is 0.5×10 −6 mol or more, preferably 0.75×10 −6 mol or more, and more preferably 1×10 −6 mol or more, per 1 g of polyoxymethylene polymer.
Within the above range, the dispersibility of (b) is improved, and the thermal decomposition rate of a molded article using the polyoxymethylene resin composition is improved.
なお、前記メトキシ末端の量は、メチラールなどのメトキシエーテルを連鎖移動剤として重合工程中で導入する方法や、重合後にウィリアムソンエーテル合成法などにより高分子反応で導入する方法等により制御することができる。
また、メトキシ末端量の多い重合体と少ない重合体を混ぜ合わせることで上記の量としてもよい。
The amount of the methoxy terminal can be controlled by a method of introducing a methoxy ether such as methylal as a chain transfer agent during the polymerization process, or by a method of introducing the methoxy terminal in a polymer reaction after polymerization by the Williamson ether synthesis method, or the like.
Alternatively, the above amount may be achieved by mixing a polymer having a large amount of methoxy terminal groups with a polymer having a small amount of methoxy terminal groups.
前記(a)ポリオキシメチレン重合体は、1種類を単独用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The polyoxymethylene polymer (a) may be used alone or in combination of two or more.
((b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体))
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物における(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)は、フッ化アリールホウ素化合物であってもよく、フッ化アリールホウ素化合物誘導体であってもよく、両者の混合物であってもよい。
(b) Fluoroarylboron compounds (derivatives)
The (b) fluoroaryl boron compound (derivative) in the polyoxymethylene resin composition of the present embodiment may be a fluoroaryl boron compound, a fluoroaryl boron compound derivative, or a mixture of both.
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物では、前記(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)の含有量が、ポリオキシメチレン樹脂組成物全体の質量に対して、10ppm以上であり、25ppm以上であることが好ましく、50ppm以上であることがより好ましい。
上記範囲であることにより、ポリオキシメチレン樹脂組成物の加熱分解速度が向上する。
In the polyoxymethylene resin composition of this embodiment, the content of the (b) fluoroaryl boron compound (derivative) is 10 ppm or more, preferably 25 ppm or more, and more preferably 50 ppm or more, based on the total mass of the polyoxymethylene resin composition.
When the content is within the above range, the thermal decomposition rate of the polyoxymethylene resin composition is improved.
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物における前記(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)は、ポリオキシメチレン樹脂組成物全体の質量に対して、1000ppm以下であり、500ppm以下であることが好ましく、250ppm以下であることがより好ましい。上記範囲であることにより、成形加工時の熱安定性が向上する。 The (b) fluoroaryl boron compound (derivative) in the polyoxymethylene resin composition of this embodiment is 1000 ppm or less, preferably 500 ppm or less, and more preferably 250 ppm or less, based on the total mass of the polyoxymethylene resin composition. By being in the above range, the thermal stability during molding processing is improved.
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物における前記(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)は、重合触媒の残渣として含まれてもよく、ポリオキシメチレン重合体の末端安定化工程やペレタイズ工程において添加してもよい。
また、ポリオキシメチレン重合体に含まれた状態で例えば無水酢酸などで洗浄することで上記の含有量としてもよい。
The (b) fluoroaryl boron compound (derivative) in the polyoxymethylene resin composition of the present embodiment may be contained as a residue of a polymerization catalyst, or may be added in the terminal stabilization step or pelletization step of a polyoxymethylene polymer.
Alternatively, the content may be adjusted to the above range by washing the polyoxymethylene polymer with, for example, acetic anhydride.
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物におけるフッ化アリールホウ素化合物の種類については、特に限定されない。
例えば、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、ビス(ペンタフルオロフェニル)フルオロボラン、ペンタフルオロフェニルジフルオロボラン、トリス(2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)ボラン、ビス(2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)フルオロボラン、2,3,5,6-テトラフルオロフェニルジフルオロボラン、トリス(2,3,5-トリフルオロフェニル)ボラン、ビス(2,3,5-トリフルオロフェニル)フルオロボラン、2,3,5-トリフルオロフェニルジフルオロボラン、トリス(2,4,6-トリフルオロフェニル)ボラン、ビス(2,4,6-トリフルオロフェニル)フルオロボラン、2,4,6-トリフルオロフェニルジフルオロボラン、トリス(3,5-ジフルオロフェニル)ボラン、ビス(3,5-ジフルオロフェニル)フルオロボラン、3,5-ジフルオロフェニルジフルオロボラン、トリス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メチルフェニル)ボラン、ビス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メチルフェニル)フルオロボラン、2,3,5,6-テトラフルオロ-4-メチルフェニルジフルオロボラン、トリス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-トリフルオロメチルフェニル)ボラン、ビス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-トリフルオロメチルフェニル)フルオロボラン、2,3,5,6-テトラフルオロ-4-トリフルオロメチルフェニルジフルオロボラン、トリス(2,6-ジフルオロ-4-トリフェニルメチルフェニル)ボラン、ビス(2,6-ジフルオロ-4-トリフェニルメチルフェニル)フルオロボラン、2,6-ジフルオロ-4-トリフェニルメチルフェニルジフルオロボラン、トリス(4-メトキシ-2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)ボラン、ビス(4-メトキシ-2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)フルオロボラン、4-メトキシ-2,3,5,6-テトラフルオロフェニルジフルオロボラン等が挙げられる。
The type of fluoroaryl boron compound in the polyoxymethylene resin composition of the present embodiment is not particularly limited.
For example, tris(pentafluorophenyl)borane, bis(pentafluorophenyl)fluoroborane, pentafluorophenyl difluoroborane, tris(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)borane, bis(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)fluoroborane, 2,3,5,6-tetrafluorophenyl difluoroborane, tris(2,3,5-trifluorophenyl)borane, bis(2,3,5-trifluorophenyl)fluoroborane, 2,3,5-trifluorophenyl difluoroborane, tris(2,4,6-trifluorophenyl)borane, bis(2,4,6-trifluorophenyl)fluoroborane, 2,4,6-trifluorophenyl difluoroborane, tris(3,5-difluorophenyl)borane, bis(3,5-difluorophenyl)fluoroborane, 3,5-difluorophenyl difluoroborane, tris(2,3,5,6-tetrafluoro-4-methylphenyl)borane, Bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4-methylphenyl)fluoroborane, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methylphenyldifluoroborane, tris(2,3,5,6-tetrafluoro-4-trifluoromethylphenyl)borane, bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4-trifluoromethylphenyl)fluoroborane, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-trifluoromethylphenyldifluoroborane, tris(2,6-difluoro-4-triphenylmethylphenyl)borane, bis(2,6-difluoro-4-triphenylmethylphenyl)fluoroborane, 2,6-difluoro-4-triphenylmethylphenyldifluoroborane, tris(4-methoxy-2,3,5,6-tetrafluorophenyl)borane, bis(4-methoxy-2,3,5,6-tetrafluorophenyl)fluoroborane, 4-methoxy-2,3,5,6-tetrafluorophenyldifluoroborane, and the like.
上述した中でも、前記フッ化アリールホウ素化合物は、式(1)、式(2)、又は式(3)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種類の化合物が好ましい。
上記のような化合物を用いることでポリオキシメチレン樹脂組成物の加熱分解効率が更に向上する。
Among the above, the fluoroarylborane compound is preferably at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by formula (1), formula (2), or formula (3).
By using such a compound, the efficiency of thermal decomposition of the polyoxymethylene resin composition is further improved.
同様の観点から、前記フッ化アリールホウ素化合物は、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、ビス(ペンタフルオロフェニル)フルオロボラン及びペンタフルオロフェニルジフルオロボランからなる群より選択される少なくとも1種であること及びがより好ましく、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを少なくとも含むことが、さらに好ましい。 From the same viewpoint, the fluoroarylboron compound is more preferably at least one selected from the group consisting of tris(pentafluorophenyl)borane, bis(pentafluorophenyl)fluoroborane, and pentafluorophenyldifluoroborane, and further preferably contains at least tris(pentafluorophenyl)borane.
本実施形態におけるフッ化アリールホウ素化合物誘導体は、特に限定されるものではないが、例えば、フッ化アリールホウ素化合物の水素付加体、フッ化アリールホウ素化合物と水、アルコール、エーテル、エステル、アミンとの錯体などが挙げられる。 The fluoroaryl boron compound derivative in this embodiment is not particularly limited, but examples include hydrogen adducts of fluoroaryl boron compounds, complexes of fluoroaryl boron compounds with water, alcohols, ethers, esters, and amines, etc.
(添加剤)
また、本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物には、必要に応じて従来公知の添加剤を配合することも可能である。前記添加剤としては、例えば、脂肪酸金属塩等のエージング性改良剤、摺動剤、耐候剤、耐光剤、離型剤、核剤、着色剤、有機・無機強化剤、各種熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。
前記添加剤の含有量は、特に限定はされないが、前記ポリオキシメチレン樹脂組成物100質量%に対して、40質量%以下であることが好ましい。
(Additive)
The polyoxymethylene resin composition of the present embodiment may contain conventionally known additives as necessary, such as aging improvers such as fatty acid metal salts, sliding agents, weather resistance agents, light resistance agents, release agents, nucleating agents, colorants, organic and inorganic reinforcing agents, and various thermoplastic elastomers.
The content of the additive is not particularly limited, but is preferably 40% by mass or less with respect to 100% by mass of the polyoxymethylene resin composition.
<ポリオキシメチレン樹脂組成物の調製方法>
本実施形態のポリオキシメチレン樹脂組成物の調製方法は、特に限定されるものではなく、公知の溶融混錬方法によって製造することができる。
例えば、(a)ポリオキシメチレン重合体と(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)、必要に応じてその他の添加剤とをヘンシェル混合機等の撹拌機で混合し、単軸、若しくは二軸の溶融混錬装置(押出機)に供給して溶融混錬してもよい。また、単軸、若しくは二軸の押出機の上流から(a)ポリオキシメチレン重合体を供給し溶融状態にした後、下流で(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)、必要に応じてその他の添加剤を供給し溶融混錬してもよい。
<Method for preparing polyoxymethylene resin composition>
The method for preparing the polyoxymethylene resin composition of the present embodiment is not particularly limited, and the composition can be produced by a known melt-kneading method.
For example, (a) a polyoxymethylene polymer, (b) a fluoroaryl boron compound (derivative), and other additives as required may be mixed in a stirrer such as a Henschel mixer, and then fed to a single-screw or twin-screw melt kneading device (extruder) for melt kneading. Alternatively, (a) a polyoxymethylene polymer may be fed from the upstream of a single-screw or twin-screw extruder to be in a molten state, and then (b) a fluoroaryl boron compound (derivative), and other additives as required may be fed downstream and melt kneaded.
また、本実施形態の(a)ポリオキシメチレン重合体の調製方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法によって製造することができる。例えば、重合工程で粗ポリオキシメチレン重合体を調製し、粗ポリオキシメチレン重合体を洗浄、末端安定化することで(a)ポリオキシメチレン重合体を調製することができる。 The method for preparing the polyoxymethylene polymer (a) of this embodiment is not particularly limited, and the polymer can be produced by a known method. For example, the polyoxymethylene polymer (a) can be prepared by preparing a crude polyoxymethylene polymer in a polymerization step, washing the crude polyoxymethylene polymer, and stabilizing the terminals.
前記重合工程は、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。例えば、アニオン重合やカチオン重合などがあげられる。 The polymerization process is not particularly limited, and any known method can be used. For example, anionic polymerization or cationic polymerization can be used.
ここで、前記粗ポリオキシメチレン重合体をアニオン重合で得る方法について、以下に例を述べる。
例えば、ホルムアルデヒドガスを用いたスラリー法で重合することができる。モノマーであるホルムアルデヒド、連鎖移動剤(分子量調節剤)及び重合触媒を、重合溶媒を添加した重合反応器にフィードし、重合することができる。
ホルムアルデヒドガスは、通常、水、メタノール、ギ酸などの連鎖移動可能な成分(不純物)を含む。これら連鎖移動可能な成分が含まれていると、所望の分子量のポリオキシメチレン重合体が得られない場合がある。そのため、これら連鎖移動可能な成分(不純物)を、重合開始までに一定濃度まで精製除去することが好ましい。中でも水については、ホルムアルデヒドガス100質量%に対して、100質量ppm以下にすることが好ましく、さらには50質量ppm以下であることが好ましい。
Here, an example of a method for obtaining the crude polyoxymethylene polymer by anionic polymerization will be described below.
For example, the polymerization can be carried out by a slurry method using formaldehyde gas, in which formaldehyde as a monomer, a chain transfer agent (molecular weight regulator), and a polymerization catalyst are fed into a polymerization reactor to which a polymerization solvent has been added, and polymerization can be carried out.
Formaldehyde gas usually contains chain-transferable components (impurities) such as water, methanol, and formic acid. If these chain-transferable components are contained, a polyoxymethylene polymer having a desired molecular weight may not be obtained. Therefore, it is preferable to purify and remove these chain-transferable components (impurities) to a certain concentration before the start of polymerization. In particular, the water content is preferably 100 mass ppm or less, more preferably 50 mass ppm or less, relative to 100 mass% of formaldehyde gas.
前記アニオン重合による粗ポリオキシメチレン重合体の調製では、場合により、分子量制御の目的で連鎖移動剤を用いることができる。
前記連鎖移動剤は、特に限定されないが、例えば、無水カルボン酸やカルボン酸、アルコール等を用いることができる。中でも無水プロピオン酸、無水酢酸、メタノールが好ましい。
これら連鎖移動剤は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
In the preparation of the crude polyoxymethylene polymer by the anionic polymerization, a chain transfer agent may be used, if necessary, for the purpose of controlling the molecular weight.
The chain transfer agent is not particularly limited, and examples thereof include carboxylic acid anhydrides, carboxylic acids, alcohols, etc. Among these, propionic acid anhydride, acetic acid anhydride, and methanol are preferred.
These chain transfer agents may be used alone or in combination of two or more.
前記重合触媒は、アニオン重合を起こす化合物であれば、特に限定されないが、例えば、オキソニウム塩やアンモニウム塩などのオニウム塩系重合触媒を用いることができる。また、上記オニウム塩系重合触媒の対アニオン構造は、特に限定されないが、例えば、アセテート、ハライドなどがあげられる。
これら重合触媒は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
The polymerization catalyst is not particularly limited as long as it is a compound that causes anionic polymerization, but for example, an onium salt-based polymerization catalyst such as an oxonium salt or an ammonium salt can be used. The counter anion structure of the onium salt-based polymerization catalyst is not particularly limited, but examples thereof include acetate and halide.
These polymerization catalysts may be used alone or in combination of two or more.
前記オニウム塩系重合触媒は、テトラエチルホスホニウムイオダイド、トリブチルエチルホスホニウムイオダイドのような第4級ホスホニウム塩系化合物や、テトラメチルアンモニウムブロマイド、ジメチルジステアリルアンモニウムアセテートのような第4級アンモニウム塩系化合物が好ましい。 The onium salt polymerization catalyst is preferably a quaternary phosphonium salt compound such as tetraethylphosphonium iodide or tributylethylphosphonium iodide, or a quaternary ammonium salt compound such as tetramethylammonium bromide or dimethyldistearylammonium acetate.
前記オニウム塩系重合触媒の添加量は、ホルムアルデヒド1molに対して0.00001~0.01molであることが好ましく、より好ましくは0.00003~0.005molであり、さらに好ましくは0.00005~0.003molである。 The amount of the onium salt polymerization catalyst added is preferably 0.00001 to 0.01 mol per 1 mol of formaldehyde, more preferably 0.00003 to 0.005 mol, and even more preferably 0.00005 to 0.003 mol.
前記重合溶媒は、重合反応を阻害しない溶媒であれば、特に限定されないが、例えば、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、ベンゼンなどの溶媒が挙げられ、ヘキサンが特に好ましい。
これら重合溶媒は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
The polymerization solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the polymerization reaction. Examples of the polymerization solvent include pentane, isopentane, hexane, cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane, and benzene, and hexane is particularly preferred.
These polymerization solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記粗ポリオキシメチレン重合体をカチオン重合で得る方法について、以下に例を述べる。
例えば、ホルムアルデヒドの環状三量体であるトリオキサンを用いた塊状法で重合することができる。トリオキサンとコモノマー、連鎖移動剤、重合触媒を重合反応器に連続的にフィードすることで重合することができる。使用する重合反応機の形状(構造)としては、特に限定するものではないが、一般的には、ジャケットに熱媒を通すことのできる2軸のパドル式やスクリュー式の撹拌混合型重合反応機などを用いることができる。
An example of the method for obtaining the crude polyoxymethylene polymer by cationic polymerization will be described below.
For example, polymerization can be performed by a bulk method using trioxane, which is a cyclic trimer of formaldehyde. Polymerization can be performed by continuously feeding trioxane, a comonomer, a chain transfer agent, and a polymerization catalyst into a polymerization reactor. The shape (structure) of the polymerization reactor used is not particularly limited, but generally, a two-shaft paddle-type or screw-type stirring and mixing type polymerization reactor capable of passing a heat medium through the jacket can be used.
前記トリオキサンは、通常、水、ギ酸などの連鎖移動可能な成分(不純物)を含む。これら連鎖移動可能な成分が含まれていると、所望の分子量のポリオキシメチレン重合体が得られない場合がある。そのため、これら連鎖移動可能な成分(不純物)を、重合開始までに一定濃度まで精製除去することが好ましい。 The trioxane usually contains chain-transferable components (impurities) such as water and formic acid. If these chain-transferable components are present, a polyoxymethylene polymer of the desired molecular weight may not be obtained. Therefore, it is preferable to purify and remove these chain-transferable components (impurities) to a certain concentration before the start of polymerization.
また、前記カチオン重合による粗ポリオキシメチレン重合体の調製では、場合により、コモノマーを用いることができる。
コモノマーは、特に限定されないが、例えば、環状エーテルや環状ホルマールなどを用いることもできる。
In the preparation of the crude polyoxymethylene polymer by the cationic polymerization, a comonomer may be used, if necessary.
The comonomer is not particularly limited, but for example, a cyclic ether or a cyclic formal can be used.
前記環状エーテルとしては、オキシラン、オキセタン、オキサン、1,4―ジオキサン、テトラヒドロフラン、グリシジルエーテルなどが挙げられる。
前記環状ホルマールとしては、1,3-ジオキソラン、1,3-ジオキサン、1,3ジオキセパン、1,3-ジオキソカン、1,3ージオキソナン、1,3,6-トリオキソカンなどがあげられる。
これらコモノマーは、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらコモノマーは任意の量を用いることができ、トリオキサン1molに対して、例えば0.001~0.1molの範囲で使用することができる。
Examples of the cyclic ether include oxirane, oxetane, oxane, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, and glycidyl ether.
Examples of the cyclic formals include 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,3-dioxepane, 1,3-dioxocane, 1,3-dioxonane, and 1,3,6-trioxocane.
These comonomers may be used alone or in combination of two or more kinds. Any amount of these comonomers may be used, for example, in the range of 0.001 to 0.1 mol per 1 mol of trioxane.
前記カチオン重合による粗ポリオキシメチレン重合体の調製では、場合により、分子量制御及び末端構造制御の目的で連鎖移動剤を用いることができる。
連鎖移動剤は、特に限定されないが、例えば、低分子量アセタールやアルコールなどを用いることもできる。
In the preparation of the crude polyoxymethylene polymer by the cationic polymerization, a chain transfer agent can be used, if necessary, for the purpose of controlling the molecular weight and the terminal structure.
The chain transfer agent is not particularly limited, but for example, low molecular weight acetals and alcohols can be used.
前記低分子量アセタールとしては、下記一般式で示されるものを用いることもできる。
RO-(CH2-O)n-R
(式中、Rは、水素、分岐状又は直鎖状のアルキル基からなる群より選ばれるいずれか1つを表す。nは1以上20以下の整数を表す。)特に、上記式中、Rがメチル基であるアセタールを用いることにより、最終的に得られるポリオキシメチレン重合体のメトキシ末端量を好適な範囲に調整することができる。これらは1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
As the low molecular weight acetal, those represented by the following general formula can also be used.
RO-(CH 2 -O) n -R
(In the formula, R represents any one selected from the group consisting of hydrogen and branched or linear alkyl groups, and n represents an integer of 1 to 20.) In particular, by using an acetal in which R in the above formula is a methyl group, the amount of methoxy terminals in the finally obtained polyoxymethylene polymer can be adjusted to a suitable range. These may be used alone or in combination of two or more.
前記アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノールなどの低分子量アルコールなどがあげられる Examples of the alcohol include low molecular weight alcohols such as methanol, ethanol, and propanol.
前記連鎖移動剤の添加量は、目的とするポリオキシメチレンの分子量を好適な範囲に制御する観点から、トリオキサン、環状エーテル及び環状ホルマールをそれぞれmolで表した量の合計に対して、0.1×10-5~0.2×10-2molの範囲が好ましく、0.1×10-5~0.2×10-3molの範囲がより好ましく、0.1×10-5~0.1×10-3molの範囲がさらに好ましい。 From the viewpoint of controlling the molecular weight of the target polyoxymethylene within a suitable range, the amount of the chain transfer agent added is preferably in the range of 0.1×10 −5 to 0.2×10 −2 mol, more preferably in the range of 0.1×10 −5 to 0.2×10 −3 mol, and even more preferably in the range of 0.1×10 −5 to 0.1× 10 −3 mol, based on the total amount of trioxane , cyclic ether , and cyclic formal, each expressed in moles.
前記重合触媒は、トリオキサンを重合させることができる化合物であれば特に限定されないが、例えば、フッ化アリールホウ素化合物や、周期表の第3周期から第6周期かつ第3族から第16族の金属元素を有する金属ハロゲン化物、三フッ化ホウ素(ジアルキルエーテル錯体であってもよい)などのルイス酸や、リンタングステン酸などのヘテロポリ酸、硫酸やトリフルオロメタンスルホン酸などのプロトン酸を使用することができる。
これらの中でも、三フッ化ホウ素ジアルキルエーテル錯体がより好ましく、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、三フッ化ホウ素ジ-n-ブチルエーテル錯体が特に好ましい。
The polymerization catalyst is not particularly limited as long as it is a compound capable of polymerizing trioxane. For example, a fluoroarylboron compound, a metal halide having a metal element in Periods 3 to 6 and Groups 3 to 16 of the periodic table, a Lewis acid such as boron trifluoride (which may be a dialkyl ether complex), a heteropoly acid such as phosphotungstic acid, or a protonic acid such as sulfuric acid or trifluoromethanesulfonic acid can be used.
Among these, boron trifluoride dialkyl ether complexes are more preferable, and boron trifluoride diethyl ether complexes and boron trifluoride di-n-butyl ether complexes are particularly preferable.
これらの重合触媒は、不活性な溶媒で所望の濃度に希釈して使用することができる。
重合触媒をそのまま使用すると、トリオキサンとが接触した部分のみで重合が開始しポリマーが析出する場合が多い。そのような場合は、不活性な溶媒で希釈することで重合反応を均一に行うことができ、高い収率で重合をおこなうことが可能となる。また、モノマーと触媒を合わせる工程で激しく攪拌することで局所的なポリマーの析出を抑制することもできる。
ここでいう「不活性」とは、重合に用いるトリオキサン、コモノマーと反応することがなく、重合触媒を失活させないことを意味する。
These polymerization catalysts can be used by diluting them with an inert solvent to a desired concentration.
If the polymerization catalyst is used as is, polymerization often begins only in the area where it comes into contact with trioxane, resulting in the precipitation of the polymer. In such cases, diluting the catalyst with an inert solvent allows the polymerization reaction to proceed uniformly, making it possible to achieve a high polymerization yield. In addition, vigorously stirring the mixture when combining the monomer and catalyst can also prevent localized precipitation of the polymer.
The term "inactive" used herein means that it does not react with trioxane or comonomers used in the polymerization and does not deactivate the polymerization catalyst.
このような溶媒としては、水酸基を有しない化合物が好ましく、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物、n-ヘキサン、n-へプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素化合物、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、1,4-ジオキサン等のエーテル化合物等が挙げることができ、使用する重合触媒の溶解性等に応じて適宜選択することができる。 Such a solvent is preferably a compound that does not have a hydroxyl group, and examples of the solvent include aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene, and xylene, aliphatic hydrocarbon compounds such as n-hexane, n-heptane, and cyclohexane, and ether compounds such as diethyl ether, dibutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, and 1,4-dioxane. The solvent can be appropriately selected depending on the solubility of the polymerization catalyst used, etc.
前記重合工程の後に、得られた粗ポリオキシメチレン重合体から残モノマーの除去や触媒の除去、失活を目的に洗浄を行うこともできる。除去、失活には従来から提案されている方法を用いることができ、例えば、水のみ、あるいは触媒を効率よく失活する目的でアンモニア、トリエチルアミン、トリ-n-ブチルアミン等のアミン類、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、無機塩類、有機酸塩等の少なくとも1種以上の失活剤を含む水溶液に、重合反応機から排出された粗ポリオキシメチレン重合体を投入し、数分~数時間、室温~100℃以下の範囲で連続撹拌しながら、粗ポリオキシメチレン重合体中に残留したモノマー、触媒を除去失活することができる。触媒の洗浄除去効率を高める観点から、粗ポリオキシメチレン重合体が大きな塊状の場合、粗ポリオキシメチレン重合体を粉砕し、微細化することも好ましい。また、重合触媒として、フッ化アリールホウ素化合物を使用した場合には、最終的に得られるポリオキシメチレン樹脂組成物に含まれる(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)の量を調整することを目的に、上記洗浄条件を選択することができる。 After the polymerization step, the crude polyoxymethylene polymer obtained can be washed to remove residual monomers and to remove and deactivate the catalyst. Conventionally proposed methods can be used for removal and deactivation. For example, the crude polyoxymethylene polymer discharged from the polymerization reactor can be added to an aqueous solution containing only water or at least one deactivator such as amines such as ammonia, triethylamine, and tri-n-butylamine, hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals, inorganic salts, and organic acid salts for the purpose of efficiently deactivating the catalyst, and the monomers and catalyst remaining in the crude polyoxymethylene polymer can be removed and deactivated while continuously stirring at room temperature to 100°C or less for several minutes to several hours. From the viewpoint of increasing the efficiency of washing and removing the catalyst, if the crude polyoxymethylene polymer is in the form of large chunks, it is also preferable to pulverize the crude polyoxymethylene polymer to make it finer. In addition, when a fluoroaryl boron compound is used as the polymerization catalyst, the above washing conditions can be selected for the purpose of adjusting the amount of (b) fluoroaryl boron compound (derivative) contained in the final polyoxymethylene resin composition.
また、上述したような重合方法で得た粗ポリオキシメチレン重合体は、熱分解の起点となりやすいヒドロキシ基末端を有することが多く、そのような場合には、例えば有機酸無水物やアルコールとヒドロキシ基末端とを反応させて安定化したり、粗ポリオキシメチレン重合体を加熱して分解しやすい成分・部位を予め分解させておくことができる。 In addition, the crude polyoxymethylene polymer obtained by the polymerization method described above often has hydroxyl terminals that are prone to become the starting point of thermal decomposition. In such cases, for example, the hydroxyl terminals can be reacted with an organic acid anhydride or alcohol to stabilize the polymer, or the crude polyoxymethylene polymer can be heated to decompose the easily decomposed components and sites in advance.
例えば、有機酸無水物やアルコールとヒドロキシ末端とを反応させて安定化する場合を以下に示す。
有機酸無水物やアルコールは、ポリオキシメチレン重合体の不安定なヒドロキシ基末端と反応すれば、特に限定されない。例えば、具体的には、無水プロピオン酸、無水安息香酸、無水酢酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水フタル酸、メタノールなどが挙げられる。これらの中でも、メタノールを使用することで、最終的に得られる(a)ポリオキシメチレン重合体のメトキシ末端量を調整することもできる。
本実施形態ポリオキシメチレン樹脂組成物は、金属粉末やセラミック粉末と混ぜ合わせ、成形後に熱分解除去して用いることができる。
For example, the case where stabilization is achieved by reacting an organic acid anhydride or an alcohol with the hydroxyl end is shown below.
The organic acid anhydride or alcohol is not particularly limited as long as it reacts with the unstable hydroxyl group terminal of the polyoxymethylene polymer.Specific examples include propionic anhydride, benzoic anhydride, acetic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, glutaric anhydride, phthalic anhydride, and methanol.Of these, by using methanol, the amount of methoxy terminal of the finally obtained polyoxymethylene polymer (a) can also be adjusted.
The polyoxymethylene resin composition of this embodiment can be used by mixing it with a metal powder or a ceramic powder, molding it, and then removing it by pyrolysis.
以下、実施例及び比較例にて、本発明を具体的に説明する。本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. The present invention is not limited in any way by these examples.
<実施例1~3、比較例1~3>
80℃に設定した同方向回転の2軸型パドル式連続重合反応機(株式会社栗本鐵工所社製、径2B、L/D=14.8)に、トリオキサンを3.5kg/h、コモノマーとして1,3-ジオキソランを120g/h、連鎖移動剤としてメチラール及び/又はメタノール、重合触媒としてあらかじめトルエンに溶解させたトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを、表1に示す量でフィードし、重合を行った。
重合反応機より排出された粗ポリオキシメチレン重合体を水中に投入し、室温で1時間撹拌することで未反応のトリオキサン等の除去を行った後、遠心分離機でろ過し、100℃で10時間乾燥させることでポリオキシメチレン重合体を得た。
上記のようにして得られたポリオキシメチレン重合体にイルガノックス245を0.35phr添加してヘンシェルミキサーで混ぜ、押出しすることで、ポリオキシメチレン樹脂組成物を得た。
<Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3>
To a unidirectional rotating twin-shaft paddle-type continuous polymerization reactor (manufactured by Kurimoto, Ltd., diameter 2B, L/D=14.8) set at 80° C., 3.5 kg/h of trioxane, 120 g/h of 1,3-dioxolane as a comonomer, methylal and/or methanol as a chain transfer agent, and tris(pentafluorophenyl)borane dissolved in advance in toluene as a polymerization catalyst were fed in the amounts shown in Table 1, and polymerization was carried out.
The crude polyoxymethylene polymer discharged from the polymerization reactor was put into water and stirred at room temperature for 1 hour to remove unreacted trioxane and the like. The resulting mixture was then filtered using a centrifuge and dried at 100°C for 10 hours to obtain a polyoxymethylene polymer.
To the polyoxymethylene polymer obtained as above, 0.35 phr of Irganox 245 was added, mixed in a Henschel mixer, and extruded to obtain a polyoxymethylene resin composition.
<実施例4>
実施例3で得られたポリオキシメチレン樹脂組成物に、トリスペンタフルオロフェニルボランを0.4phr、イルガノックス245を0.35phr、添加してヘンシェルミキサーで混ぜ、押出しすることで、ポリオキシメチレン樹脂組成物を得た。
Example 4
To the polyoxymethylene resin composition obtained in Example 3, 0.4 phr of trispentafluorophenylborane and 0.35 phr of Irganox 245 were added, mixed in a Henschel mixer, and extruded to obtain a polyoxymethylene resin composition.
<比較例4>
重合触媒として、トリフルオロホウ素ジブチルエーテル錯体を用いた以外は、実施例1と同様の条件でポリオキシメチレン樹脂組成物を得た。
<Comparative Example 4>
A polyoxymethylene resin composition was obtained under the same conditions as in Example 1, except that a trifluoroboron-dibutyl ether complex was used as the polymerization catalyst.
<評価>
各実施例及び各比較例で得られたポリオキシメチレン樹脂組成物について、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
<Evaluation>
The polyoxymethylene resin compositions obtained in the respective Examples and Comparative Examples were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 1.
(1)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)含有量
液体クロマトグラフィー/エレクトロスプレーイオン化質量分析(LC/MS(ESI-))により、最終的に得られる樹脂組成物中のフッ化アリールホウ素(誘導体)の含有量を定量した。具体的な方法は次の通りである。
ポリオキシメチレン樹脂組成物約3gを、205℃に加熱した熱プレス機を用いて、5MPaで5秒間プレスし、シート状に成形した。シート状のポリオキシメチレン樹脂組成物1gを約20mLの1,1,1,2,2,2ーヘキサフルオロー2-イソプロパノール(HFIP)に溶解した。溶け残りがある場合は50℃で1時間加熱した。それでも溶け残りがある場合は濾別し、ろ液を以下の操作に使用した。このように調製したHFIP溶液を約90mLのメタノール中に激しく撹拌しながら滴下し、得られた不溶分と可溶分を吸引ろ過により分別した。ろ液から、エバポレーターで溶媒を留去し、風乾したのち再度2mLのメタノールで希釈した。これをさらに2度、メタノールで10倍希釈し測定用試料とした。
上記の操作で得られた測定用試料を、液体クロマトグラフィー/エレクトロスプレーイオン化質量分析(LC/MS(ESI-))に供し、最終サンプル中のフッ化アリールホウ素化合物(誘導体)を定量した。液体クロマトグラフィー装置は、Waters製UPLCを使用した。また、カラムはImtakt Cadenza CXーC18HT(2mmI.D.×50mm,3μm)を40℃で使用した。また、移動相には10mmol/Lの酢酸アンモニウム水溶液とアセトニトリルを9:1に混合して使用した。流速は0.3mL/分で測定した。試料注入量は1μLとした。質量分析装置は、Waters製Synapt G2を使用した。
その結果、実施例1では、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランの水付加物(m/z 529)、フッ素付加物(m/z 531)、メタノール付加物(m/z 543)、HFIP付加物(m/z 679)が検出された。各付加物の感度は同等であると仮定し、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランの三水和物を標準試料として用いて作成した検量線で計算した。
定量の結果を、フッ化アリールホウ素化合物残渣量として表1に示す。
(1) Content of fluoroaryl boron compound (derivative) The content of fluoroaryl boron (derivative) in the final resin composition was quantified by liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometry (LC/MS (ESI-)). The specific method is as follows.
About 3 g of the polyoxymethylene resin composition was pressed at 5 MPa for 5 seconds using a heat press machine heated to 205°C to form a sheet. 1 g of the sheet-shaped polyoxymethylene resin composition was dissolved in about 20 mL of 1,1,1,2,2,2-hexafluoro-2-isopropanol (HFIP). If any residue remained, it was heated at 50°C for 1 hour. If any residue remained, it was filtered off, and the filtrate was used for the following operation. The HFIP solution thus prepared was dropped into about 90 mL of methanol while vigorously stirring, and the resulting insoluble and soluble components were separated by suction filtration. The solvent was removed from the filtrate using an evaporator, and the filtrate was air-dried and then diluted again with 2 mL of methanol. This was further diluted 10 times with methanol twice to prepare a measurement sample.
The measurement sample obtained by the above operation was subjected to liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometry (LC/MS (ESI-)) to quantify the fluoroaryl boron compound (derivative) in the final sample. The liquid chromatography device used was a Waters UPLC. The column used was an Imtakt Cadenza CX-C18HT (2 mm ID x 50 mm, 3 μm) at 40° C. The mobile phase used was a mixture of 10 mmol/L ammonium acetate aqueous solution and acetonitrile in a ratio of 9:1. The flow rate was 0.3 mL/min. The sample injection volume was 1 μL. The mass spectrometer used was a Waters Synapt G2.
As a result, a water adduct (m/z 529), a fluorine adduct (m/z 531), a methanol adduct (m/z 543), and an HFIP adduct (m/z 679) of tris(pentafluorophenyl)borane were detected in Example 1. Assuming that the sensitivity of each adduct was equivalent, calculations were performed using a calibration curve prepared using tris(pentafluorophenyl)borane trihydrate as the standard sample.
The results of the quantification are shown in Table 1 as the amount of fluoroarylborane compound residue.
(2)メトキシ末端量
プロトン核磁気共鳴(1H NMR)により、最終的に得られるポリオキシメチレン樹脂組成物中のメトキシ末端量を定量した。
ポリオキシメチレン樹脂組成物約3gを、205℃に加熱した熱プレス機を用いて5MPaで5秒間プレスし、シート状に成形した。シート状のポリオキシメチレン樹脂組成物約2mgを1mLのHFIP―d2に溶解し、得られた溶液を1H NMR測定に供した。
測定機器は、Bruker Biospin社製 AVANCE III 500HD Prodigyを使用した。2.5ppmのピークをメトキシ末端由来のピークとしてその物質量を定量し、サンプル重量で割り返すことで1gあたりのメトキシ末端量を定量した。定量の結果をメトキシ末端量として表1に示す。
(2) Amount of Methoxy Terminal Groups The amount of methoxy terminal groups in the final polyoxymethylene resin composition was determined by proton nuclear magnetic resonance ( 1 H NMR).
About 3 g of the polyoxymethylene resin composition was pressed at 5 MPa for 5 seconds using a heat press machine heated to 205° C. to form a sheet. About 2 mg of the sheet-like polyoxymethylene resin composition was dissolved in 1 mL of HFIP-d2, and the obtained solution was subjected to 1 H NMR measurement.
The measurement device used was AVANCE III 500HD Prodigy manufactured by Bruker Biospin. The amount of the substance was quantified by assuming the peak at 2.5 ppm to be the peak derived from the methoxy terminal, and the amount of the methoxy terminal per gram was quantified by dividing the amount by the sample weight. The quantitative results are shown in Table 1 as the amount of the methoxy terminal.
(3)熱分解性評価
熱重量分析(TGA)により、最終的に得られるポリオキシメチレン樹脂組成物の熱分解特性を評価した。
ポリオキシメチレン樹脂組成物10mgをそのまま評価分析に供した。
測定機器はリガク製のThermo plus EVO2を使用した。
測定は窒素雰囲気下で行った。200℃で30分間加熱した際の分解量により初期分解量を評価した。
評価については、初期分解量が20wt%未満であるものは「〇」、20wt%以上であるものは「×」として表1に示した。
また、5℃/minの速度で昇温した際、熱分解量が50wt%に達したときの温度を「Td50」として、表1に記載した。なお、比較例2は測定初期に全量分解したため、「Td50」を定義していない。
(3) Evaluation of Thermal Decomposition Property The thermal decomposition property of the finally obtained polyoxymethylene resin composition was evaluated by thermogravimetric analysis (TGA).
10 mg of the polyoxymethylene resin composition was directly subjected to evaluation analysis.
The measurement equipment used was Thermo plus EVO2 manufactured by Rigaku.
The measurement was carried out in a nitrogen atmosphere. The initial amount of decomposition was evaluated based on the amount of decomposition when heated at 200° C. for 30 minutes.
The evaluation was shown in Table 1 as "good" when the initial decomposition amount was less than 20 wt %, and as "poor" when it was 20 wt % or more.
In addition, when the temperature was raised at a rate of 5° C./min, the temperature at which the amount of thermal decomposition reached 50 wt % was taken as "Td50" and is shown in Table 1. In addition, in Comparative Example 2, the entire amount was decomposed at the beginning of the measurement, so "Td50" was not defined.
表1から、比較例1は、実施例3に比べTd50が低いことがわかる。これはメトキシ末端量が適切な量でないためフッ化アリールホウ素化合物の分散が悪いため熱分解効率が落ちたことが推定される。
また、比較例2は、初期分解量が多く、安定して成形加工するのが困難であった。
さらに、比較例3,4は、フッ化アリールホウ素化合物が含まれない、もしくは量が少ないため、分解速度が遅かった。
From Table 1, it can be seen that Comparative Example 1 has a lower Td50 than Example 3. This is presumably because the amount of methoxy terminals is not appropriate, so the dispersion of the fluoroaryl boron compound is poor, resulting in a decrease in the thermal decomposition efficiency.
In addition, in Comparative Example 2, the initial decomposition amount was large, and it was difficult to perform stable molding processing.
Furthermore, in Comparative Examples 3 and 4, since no fluoroaryl boron compound was contained or the amount was small, the decomposition rate was slow.
本発明によれば、成形加工時の熱安定性と成形加工後の熱分解性のバランスとを兼ね備えたポリオキシメチレン樹脂組成物を提供できる。 The present invention provides a polyoxymethylene resin composition that has a good balance between thermal stability during molding and thermal decomposition after molding.
Claims (6)
前記(a)ポリオキシメチレン重合体のメトキシ末端量が、ポリオキシメチレン重合体1gあたり0.5×10-6mol以上であり、
前記(b)フッ化アリールホウ素化合物(誘導体)の含有量が、ポリオキシメチレン樹脂組成物全体の質量に対して、10ppm以上1000ppm以下であることを特徴とする、ポリオキシメチレン樹脂組成物。 (a) a polyoxymethylene polymer; and (b) a fluoroaryl boron compound (derivative),
(a) the amount of methoxy terminals in the polyoxymethylene polymer is 0.5×10 −6 mol or more per 1 g of the polyoxymethylene polymer;
A polyoxymethylene resin composition, characterized in that the content of the (b) fluoroaryl boron compound (derivative) is 10 ppm or more and 1000 ppm or less based on the total mass of the polyoxymethylene resin composition.
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