JP2527505B2 - Method for producing unsaturated polyester - Google Patents

Method for producing unsaturated polyester

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JP2527505B2
JP2527505B2 JP3106007A JP10600791A JP2527505B2 JP 2527505 B2 JP2527505 B2 JP 2527505B2 JP 3106007 A JP3106007 A JP 3106007A JP 10600791 A JP10600791 A JP 10600791A JP 2527505 B2 JP2527505 B2 JP 2527505B2
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unsaturated polyester
molecular weight
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polyester
acid
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栄一郎 滝山
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、分子量(数平均分
子量、以下同様)が5000以上である、高分子量不飽
和ポリエステルの製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a high molecular weight unsaturated polyester having a molecular weight (number average molecular weight, the same applies hereinafter) of 5000 or more.

【0002】[0002]

【従来の技術および課題】ポリエステル樹脂(不飽和ポ
リエステルをこれと共重合可能なモノマーに溶解したも
のをこう呼ぶことにする)は、汎用FRPのマトリック
ス樹脂として、浴槽、浄化槽、洗面化粧台等の住設機
器、ならびに漁船、レジャー関係の器具、設備、例えば
ボート、ヨット等の舟艇、さらには耐食性の機器、自動
車部品などに多量に用いられている他、樹脂自体の用途
として塗料、化粧板、注形関係、などにも活用されてい
る。例えば、ポリエステル樹脂にフィラー、ガラス繊
維、硬化剤、増粘剤を混合、熟成して、シートモールデ
ィング コンパウンド Sheet Molding Compaund(S
MC)とし、浴槽等の住設機器、または自動車の外板な
どに用いられている。しかしながら、用途の拡大につれ
て樹脂の物性がより高度のものが求められるようになっ
ており、例えば耐煮沸性、あるいは強度、弾性度などを
より一層レベルアップする必要に迫られてもいる。この
ような要求を充たすために、樹脂改良の方法は種々試み
られてはいるが、その分子量を高めることもその一つで
ある。すなわちポリエステル樹脂を構成する不飽和ポリ
エステルの分子量を高めることにより、傾向として熱変
形温度、強度のレベルアップがみられるようになる。し
かし、現在の不飽和ポリエステルの分子量は2000〜
2500程度のいわばプレポリマー的なものであって、
エステル化法に依存する限り、分子量をこれ以上高める
ことは、ゲル化の危険性の点から、甚だしく困難なもの
となる。すなわち、エステル化に続く脱グリコール反応
において、数平均分子量はほゞ一定値に達した段階から
大きく変化することがないのに反して、重量平均分子量
は反応時間と共に増加を続け、遂にはゲル化するに至
る。この点が熱可塑性ポリエステル(飽和ポリエステ
ル)とは根本的に異なる点である。
2. Description of the Related Art Polyester resin (unsaturated polyester dissolved in a copolymerizable monomer is referred to as below) is used as a general-purpose FRP matrix resin in baths, septic tanks, vanities, etc. Residential equipment, fishing boats, leisure-related equipment and facilities, such as boats, yachts and other boats, as well as corrosion-resistant equipment, automobile parts, etc. It is also used for cast relations. For example, a sheet molding compound, Sheet Molding Compound (S)
MC), and is used for housing equipment such as bathtubs or outer panels of automobiles. However, as the applications are expanded, the physical properties of the resin are required to be higher, and it is necessary to further improve the boiling resistance, the strength, the elasticity, etc., for example. In order to meet such requirements, various methods for improving resins have been tried, but one of them is to increase the molecular weight. That is, by increasing the molecular weight of the unsaturated polyester that constitutes the polyester resin, the heat distortion temperature and the strength tend to increase. However, the current molecular weight of unsaturated polyester is 2000-
It is a kind of prepolymer of about 2500,
As long as it depends on the esterification method, it is extremely difficult to further increase the molecular weight from the viewpoint of gelation risk. That is, in the deglycolization reaction following the esterification, the number average molecular weight does not change much from the stage where it reached a substantially constant value, while the weight average molecular weight continues to increase with the reaction time and finally gels. To reach. This point is fundamentally different from the thermoplastic polyester (saturated polyester).

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、以前から
試みられたことのない、少なくとも公表されたことのな
い方法として、不飽和ポリエステルの製造に、ポリエチ
レンテレフタレートの製造にみられる脱グリコール反応
を適用し、ほゞ次の条件が満足されるならば、分子量5
000以上の高分子量ポリエステルが合成可能なことを
明らかにした(特願平1-292354)。すなわち、 (i) エステル化後の酸価は15以下、望ましくは10
以下とし、 (ii) 5mmHg以下の減圧、望ましくは1mmHg以下の減圧
状態で、 (iii) 脱グリコール反応の触媒として、テトラアルキ
ルチタン化合物を使用する。本発明は、前記のテトラア
ルキルチタンに代わる脱グリコール反応の触媒に関する
ものである。すなわち本発明は、α,β-不飽和多塩基酸
(またはその酸無水物)を、任意の飽和または不飽和の
多塩基酸(またはその酸無水物)で変性しまたはせず
に、多価アルコールでエステル化し、次いで脱グリコー
ル反応を行って、不飽和ポリエステルを製造する方法に
おいて、生成不飽和ポリエステル100重量部に対して
0.01〜3重量部の有機アンチモン化合物を、該エス
テル化または脱グリコール反応の段階で添加することを
特徴とする、不飽和ポリエステルの製造方法を提供する
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have proposed, as a previously untried, at least unpublished method, the deglycolization found in the production of unsaturated polyesters and in the production of polyethylene terephthalate. A molecular weight of 5 is applied if the reaction is applied and the following conditions are met:
It was clarified that a high molecular weight polyester of 000 or more can be synthesized (Japanese Patent Application No. 1-292354). That is, (i) the acid value after esterification is 15 or less, preferably 10
In the following, (ii) a reduced pressure of 5 mmHg or less, preferably a reduced pressure of 1 mmHg or less, (iii) a tetraalkyl titanium compound is used as a catalyst for the deglycolization reaction. The present invention relates to a catalyst for a deglycolization reaction which replaces the above tetraalkyl titanium. That is, the present invention provides a polycarboxylic acid having or without modifying an α, β-unsaturated polybasic acid (or an acid anhydride thereof) with or without any saturated or unsaturated polybasic acid (or an acid anhydride thereof). In a method for producing an unsaturated polyester by esterifying with an alcohol and then performing a deglycolization reaction, 0.01 to 3 parts by weight of an organic antimony compound is esterified or deestered with respect to 100 parts by weight of the produced unsaturated polyester. The present invention provides a method for producing an unsaturated polyester, which is characterized in that it is added at the stage of glycol reaction.

【0004】以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明において有機アンチモン化合物を用いる理由は、
生成する不飽和ポリエステルの数平均分子量を増大させ
ながら、重量平均分子量の増加を極力抑制し、合成反応
をゲル化させることなく、安全に行うことにある。本発
明は、上述の有機アンチモン化合物が、数平均分子量の
上昇には有効に作用しながら、一般の有機金属化合物を
用いた場合よりも重量平均分子量を増大させる傾向は少
ないことを見出した点に基づいている。アンチモン化合
物は、ポリエチレンテレフタレート合成の際には、触媒
としてごく一般的に用いられているが、不飽和ポリエス
テルの製造には用いられていない。その理由として、従
来の低分子量の不飽和ポリエステルの製造には、脱グリ
コール反応は必要ではなく、ゲル化の危険を承知で脱グ
リコール反応を行って不飽和ポリエステルを合成した例
は、少なくとも公表された段階では見られない。従っ
て、脱グリコール反応の触媒に有機アンチモン化合物を
用いる例も見られない。本発明による脱グリコール反応
の触媒に有機アンチモン化合物を用いる理由は、第1
に、生成高分子量の色相を改良すること、第2に、数平
均分子量と重量平均分子量とのバランスを保ち、反応の
安全な遂行を可能にすることである。すなわち、不飽和
ポリエステルの合成の際に、数平均分子量を増大させな
がら、しかも重量平均分子量の増加を極力抑制し、ゲル
化させることなく安全に反応を行えることである。ま
た、エステル化に続く脱グリコール反応において、数平
均分子量は、ほぼ一定値に達した段階から大きく変化す
ることがないのに反して、重量平均分子量は、反応時間
とともに増加を続け、ついにはゲル化に至る。この点が
熱可塑性ポリエステル(飽和ポリエステル)とは根本的
に異なる点であり、飽和ポリエステル合成の知見では、
不飽和ポリエステル製造の条件を知ることのできない理
由でもある。本発明で使用できる有機アンチモン化合物
は、各種のものを使用できるが、例えば、トリノルマル
ブトキシアンチモン、トリイソプロピルアンチモン、ト
リブチルアンチモン等を挙げることができる。これらの
有機アンチモン化合物は、市販されており、また合成す
るのにも容易な点で好ましい。上記の有機アンチモン化
合物の使用量は、生成不飽和ポリエステル100重量部
に対して0.01〜3重量部、好ましくは0.05〜1重
量部である。
The present invention will be described in more detail below.
The reason for using the organic antimony compound in the present invention is
It is to suppress the increase of the weight average molecular weight as much as possible while increasing the number average molecular weight of the resulting unsaturated polyester, and to safely perform the synthesis reaction without gelling. The present invention, the above-mentioned organic antimony compound, while effectively acting to increase the number average molecular weight, it has been found that the tendency to increase the weight average molecular weight is less than when using a general organometallic compound Is based. Antimony compounds are very commonly used as catalysts in the synthesis of polyethylene terephthalate, but not in the production of unsaturated polyesters. The reason is that the conventional production of low molecular weight unsaturated polyester does not require a deglycolization reaction, and at least an example of synthesizing an unsaturated polyester by carrying out a deglycolization reaction at the risk of gelation has been published. You can't see it at the stage. Therefore, there is no example of using an organic antimony compound as a catalyst for the deglycolization reaction. The reason why the organic antimony compound is used as the catalyst for the deglycolization reaction according to the present invention is the first.
First, it is to improve the hue of the produced high molecular weight, and secondly, to maintain the balance between the number average molecular weight and the weight average molecular weight, and to allow the safe execution of the reaction. That is, during the synthesis of the unsaturated polyester, the number average molecular weight is increased, the increase in the weight average molecular weight is suppressed as much as possible, and the reaction can be safely performed without gelation. Further, in the deglycolization reaction following the esterification, the number average molecular weight does not change significantly from the stage where it reached an almost constant value, while the weight average molecular weight continues to increase with the reaction time and finally reaches the gel. Leading to This point is a point that is fundamentally different from thermoplastic polyester (saturated polyester).
It is also the reason why the conditions for producing unsaturated polyester cannot be known. Various kinds of organic antimony compounds can be used in the present invention, and examples thereof include trinormal butoxy antimony, triisopropyl antimony, and tributyl antimony. these
Organic antimony compounds are commercially available and preferred because they are easy to synthesize. The amount of the above-mentioned organic antimony compound used is 0.01 to 3 parts by weight, preferably 0.05 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the unsaturated polyester produced.

【0005】本発明に用いられる不飽和ポリエステルの
原料には、特に制限を加える必要はないが、分子量50
00以上とするためには、使用する多価アルコールの5
0モル(%)以上は、沸点(760mmHg)300℃以下
であることが好ましい。フマル酸,無水マレイン酸で代
表されるα,β-不飽和多塩基酸またはその酸無水物の使
用は必須であり、任意の飽和あるいは不飽和の多塩基酸
(またはその無水物)を併用して、樹脂物性に多様性を
持たせることは一般に行われている。本発明による不飽
和ポリエステルの合成は、一般のエステル化に引き続い
て、脱グリコール反応を実施するが、有機アンチモン化
合物の添加はエステル化の最初から加えてもよく、また
脱グリコール反応の開始時期でもよい。また、反応時の
ゲル化を防ぐために、重合防止剤を加えることは有利で
ある。本発明による不飽和ポリエステルは、共重合可能
なモノマー類に溶解してポリエステル樹脂として、各種
用途に活用されるが、その時必要に応じて、補強材、フ
ィラー、着色剤、離型剤、増粘剤、熱可塑性ポリマー、
硬化剤等を併用することのできることは勿論である。
The raw material of the unsaturated polyester used in the present invention is not particularly limited, but has a molecular weight of 50.
In order to make it more than 00, 5 of the polyhydric alcohol used
It is preferable that the boiling point (760 mmHg) of 300 ° C. or less is 0 mol (%) or more. Use of an α, β-unsaturated polybasic acid represented by fumaric acid or maleic anhydride or its acid anhydride is essential, and any saturated or unsaturated polybasic acid (or its anhydride) should be used in combination. In general, it is common practice to provide resin with various physical properties. In the synthesis of the unsaturated polyester according to the present invention, a general esterification is followed by a deglycolization reaction. However, the addition of the organic antimony compound may be added from the beginning of the esterification, or at the initiation time of the deglycolization reaction. Good. Also, it is advantageous to add a polymerization inhibitor in order to prevent gelation during the reaction. The unsaturated polyester according to the present invention is dissolved in a copolymerizable monomer and used as a polyester resin for various purposes. At that time, if necessary, a reinforcing material, a filler, a colorant, a release agent, and a thickening agent. Agent, thermoplastic polymer,
Of course, a curing agent or the like can be used in combination.

【0006】[0006]

【実施例】次に本発明の理解を助けるために、以下に実
施例を示す。
EXAMPLES In order to facilitate understanding of the present invention, examples will be shown below.

【0007】実施例1 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付し
た1lセパラブルフラスコに、エチレングリコール75
g、ジプロピレングリコール150g、イソフタル酸1
66g、トリノルマルブトキシアンチモン(日本化学産
業社製)1.6gを仕込み、酸価が19.1となるまで、
190〜200℃でエステル化を進めた後、アジピン酸
102g、フマル酸35gを加え、さらに酸価を7.8
とした後(この時の数平均分子量は約2500)、温度
200〜290℃で、最終的に0.5mmHgの減圧下、8
時間脱グリコール反応を行った。溜出液は屈折率測定の
結果、ほゞエチレングリコール72%、ジプロピレング
リコール28%と推定された。得られた不飽和ポリエス
テル(C)の数平均分子量は9300であって、ほとん
ど無色であり、軟らかさが感じとれる固形であった。続
いて、不飽和ポリエステル(C)500gを0.1gの
ハイドロキノンを含むスチレン500gに溶解した。得
られたポリエステル樹脂(D)は、ハーゼン色数10
0、粘度3.9ポイズであった。ポリエステル樹脂
(D)100gに、メチルエチルケトンパーオキシド
1.5g、ナフテン酸コバルト0.5g、アセチルシクロ
ペンタノン0.2gを添加し、この混合物を2mm厚の型
に注型、ゲル化後、80℃で2時間、さらに120℃で
2時間硬化させた。硬化樹脂の引張強さは3.1kg/m
m2、伸び率は135〜140(%)であった。
Example 1 A 1 l separable flask equipped with a stirrer, a fractionating condenser, a thermometer, and a gas inlet tube was charged with ethylene glycol 75.
g, dipropylene glycol 150 g, isophthalic acid 1
66 g and 1.6 g of trinormal butoxyantimony (manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) were charged until the acid value reached 19.1.
After proceeding the esterification at 190 to 200 ° C., 102 g of adipic acid and 35 g of fumaric acid were added, and the acid value was adjusted to 7.8.
(At this time, the number average molecular weight is about 2500), the temperature is 200 to 290 ° C., and finally under a reduced pressure of 0.5 mmHg, 8
The glycol removal reaction was carried out for a period of time. As a result of measuring the refractive index, the distillate was estimated to be approximately 72% ethylene glycol and 28% dipropylene glycol. The unsaturated polyester (C) thus obtained had a number average molecular weight of 9,300, was almost colorless, and was a solid with a softness. Subsequently, 500 g of the unsaturated polyester (C) was dissolved in 500 g of styrene containing 0.1 g of hydroquinone. The polyester resin (D) thus obtained has a Hazen color number of 10
The viscosity was 0 and the viscosity was 3.9 poise. To 100 g of polyester resin (D), 1.5 g of methyl ethyl ketone peroxide, 0.5 g of cobalt naphthenate and 0.2 g of acetylcyclopentanone were added, and the mixture was cast into a 2 mm thick mold and gelled at 80 ° C. It was cured for 2 hours at 120 ° C. for 2 hours. The cured resin has a tensile strength of 3.1 kg / m
The m 2 and the elongation rate were 135 to 140 (%).

【0008】[0008]

【発明の効果】本発明は、上記のように構成したので、
ゲル化を起こすことなく脱グリコール反応を進めること
ができ、従来得られなかった高分子量の不飽和ポリエス
テルを製造することができ、家電、自動車、住宅設備等
の広範な分野に応用することのできる高性能のポリエス
テル樹脂を提供する。
Since the present invention is constructed as described above,
The deglycolization reaction can proceed without causing gelation, and it is possible to produce a high molecular weight unsaturated polyester that has not been obtained previously, and it can be applied to a wide range of fields such as home appliances, automobiles and housing equipment. We provide high-performance polyester resins.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によって得られた不飽和ポリエステルの
脱グリコール反応前および反応後の分子量分布を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a molecular weight distribution of an unsaturated polyester obtained by the present invention before and after a deglycolization reaction.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 α,β-不飽和多塩基酸(またはその酸無
水物)を、任意の飽和または不飽和の多塩基酸(または
その酸無水物)で変性しまたはせずに、多価アルコール
でエステル化し、次いで脱グリコール反応を行って、不
飽和ポリエステルを製造する方法において、生成不飽和
ポリエステル100重量部に対して0.01〜3重量部
有機アンチモン化合物を、該エステル化または脱グリ
コール反応の段階で添加することを特徴とする、不飽和
ポリエステルの製造方法。
1. An α, β-unsaturated polybasic acid (or its acid anhydride) is modified with or without any saturated or unsaturated polybasic acid (or its acid anhydride) to give a polyvalent polyhydric acid. In a method for producing an unsaturated polyester by esterifying with an alcohol and then performing a deglycolization reaction, 0.01 to 3 parts by weight of an organic antimony compound is esterified or deestered with respect to 100 parts by weight of the produced unsaturated polyester. A method for producing an unsaturated polyester, which comprises adding at the stage of glycol reaction.
JP3106007A 1991-05-10 1991-05-10 Method for producing unsaturated polyester Expired - Lifetime JP2527505B2 (en)

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