JP2623713B2 - ポリサルホン変性シアナト樹脂の製造法 - Google Patents

ポリサルホン変性シアナト樹脂の製造法

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高耐熱性の熱可塑性樹脂であるポリエーテ
ルサルホン或いはポリサルホンを均一に分散してなる変
性シアナト樹脂を溶剤を使用せずに製造する方法であ
り、本発明のポリサルホン変性シアナト樹脂は、加熱加
圧成形し、必要に応じて後硬化して、耐熱性に優れ、強
度、伸びなどに優れた成形品を提供することができるも
のである。
〔従来の方法およびその問題点〕
シアナト樹脂の伸びや強度を大きくする方法として低
結晶性乃至非結晶性ポリエステル樹脂を混練する方法
は、特開昭60−233175号などにおいて知られているが、
強度の上昇が不充分で、かつ、耐熱性の低下が大きい欠
点があった。
一方、特公昭63−8142号においてはポリエステルカー
ボネートとシアナト樹脂を溶剤溶液とし、ついで溶剤を
除去する方法によりポリエステルカーボネート変性シア
ナト樹脂を製造する方法が知られている。また、ポリエ
ステルカーボネート以外にポリサルホン、ポリエーテル
サルホン、ポリエーテルイミドなどの耐熱性樹脂とシア
ナト樹脂との組成物を同様に溶剤を使用して混合する方
法が知られている。
溶剤を使用して混合する理由は、シアナト樹脂(プレ
ポリマー)は、約70℃以下で液体となり、200℃以上で
は数百センチポイズ程度の非常に低粘度の液体となり、
更に、シアナト樹脂は触媒や硬化剤を加える事なく、加
熱により重合する性質を有するので多量のシアナト樹脂
を例えば300℃のような高温に加熱すると、重合反応が
起きて異常昇温し、次いで発煙を伴う分解が起きる。一
方、ポリエーテルサルホンなどの耐熱性樹脂は、流動化
可能な温度が260℃以上であり、260℃以下の温度におい
てシアナト樹脂と直接混合することは実質的に不可能で
あったことによる。
ところが、上記の溶剤溶液とする方法においては、こ
れら耐熱性樹脂を溶解するために特殊な高沸点溶剤を必
要とするために、溶剤の残存が避けられず、硬化物の特
性を低下させる欠点を有し、又、有機溶剤を使用するこ
とは工業的には極めて不利な困難な工程であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上記の欠点を解決し、工業的に容易で製材
的にも著しく有利な方法について鋭意検討した結果、溶
剤を使用しない方法を見出し、完成させたものである。
すなわち、本発明は、(a).ポリエーテルサルホン
或いはポリサルホンと(b).結晶融点190〜250℃の熱
可塑性ポリエステルエラストマーを混練して混練物(A
1)とし、該混練物(A1)と(c).低結晶性乃至非結
晶性の熱可塑性ポリエステルを混練して混練物(A2)と
し、この混練物(A2)とシアナト樹脂(B)とを混練し
てなることを特徴とするポリサルホン変性シアナト樹脂
の製造法である。
以下、本発明について説明する。
本発明の(a).ポリエーテルサルホンとは、英国IC
I社で開発された商品名「ビクトレックス」に代表され
る耐熱性熱可塑性樹脂であり、ベンゼン環をエーテル
(−O−)およびサルホン(−SO2−)の各グループに
よって連結したものであり、またポリサルホンは、米国
ユニオンカーバイド社で開発された「ユーデルポリサル
ホン」に代表される耐熱性熱可塑性樹脂であり、ベンゼ
ン環をイソプロピリデン(−C(CH3−)、エーテ
ル(−O−)およびサルホン(−SO2−)の各グループ
によって連結したものである。
本発明の(b).の結晶融点190〜250℃の熱可塑性ポ
リエステルエラストマーとは、結晶性芳香族ポリエステ
ル部分であるバードセグメントと長鎖脂肪族ポリエステ
ル或いは脂肪族ポリエーテルのソフトセグメント部分よ
りなる公知の熱可塑性のポリエステルエラストマーであ
り、例えば、東洋紡績(株)の商品名「ペルプレン」等
がある。
本発明の(c).の低結晶性乃至非結晶性の熱可塑性
ポリエステルとは、カルボン酸及びアルコール成分を選
択して結晶性を出来るだけ無くしてなるポリエステル樹
脂であり、通常軟化温度40〜120℃程度の範囲にあるホ
ットメルト接着剤用等として公知のポリエステルであ
り、例えば日本剛性化学(株)の商品名「ニチゴーポリ
エスター」、東洋紡績(株)の商品名「バイロン」等が
例示される。
本発明の(B)のシアナト樹脂とは下記一般式(1)
で表される多官能性シアン酸エステル或いは該シアン酸
エステルプレポリマー、又はこれらシアン酸エステルを
必須成分とする公知のシアナト樹脂である。
一般式:R(OCN) ……(1) (式中のmは2以上、通常5以下の整数であり、Rは芳
香族の有機基であって、上記シアナト基は該有機基の芳
香環に結合しているもの) 具体的に例示すれば、1,3−又は1,4−ジシアナトベン
ゼン、1,3,5−トリシアナトベンゼン、1,3−,1,4−,1,6
−,1,8−,2,6−又は2,7−ジシアナトナフタレン、1,3,6
−トリシアナトナフタレン、4,4′−ジシアナトビフェ
ニル、ビス(4−シアナトフェニル)メタン、2,2−ビ
ス(4−シアナトフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5
−ジクロロ−4−シアナトフェニル)プロパン、2,2−
ビス(3,5−ジブロモ−4−シアナトフェニル)プロパ
ン、ビス(4−シアナトフェニル)エーテル、ビス(4
−シアナトフェニル)チオエーテル、ビス(4−シアナ
トフェニル)スルホン、トリス(4−シアナトフェニ
ル)ホスファイト、トリス(4−シアナトフェニル)ホ
スフェート、および末端OH基含有ポリカーボネートオリ
ゴマーとハロゲン化シアンとの反応によりえられるシア
ン酸エステル(USP−4026913)、ノボラックとハロゲン
化シアンとの反応により得られるシアン酸エステル(US
P−4022755、USP−3448079)、及びヒドロキシベンザル
アルデヒド類とアルキル置換ピリジンとを反応させてな
るポリ−ヒドロキシ−スチリル−ピリジンとハロゲン化
シアンとを反応させて得られるスチリル−ピリジン−シ
アネート(USP−4578439)などである。これらのほかに
特公昭41−1928、同43−18468、同44−4791、同45−117
12、同46−41112、同47−26853、特開昭51−63149、USP
−3553244、3755402、3740348、3595900、3694410及び4
116946などに記載のシアン酸エステルも用いうる。
また、上述した多官能性シアン酸エステルは、前記の
多官能シアン酸エスエル化合物中のシアン基が三量化す
ることによって形成されるsym−トリアジン環と未反応
のシアナト基とを一般に有したプレポリマーの状態にお
いても好適に使用出来るものである。
本発明は上記した成分を上記の記載の如く混練して本
発明のポリサルホン変性シアナト樹脂を調製する。
まず、第1段階の(a).ポリエーテルサルホン或い
はポリサルホンと(b).結晶融点190〜250℃の熱可塑
性ポリエステルエラストマーを混練して混練物(A1)と
する条件は好適には温度240〜320℃において両成分を混
練して好適には240℃以下の温度において溶融混練可能
な混練物(A1)を調製するものである。ついで第2段階
の該混練物(A1)と(c).低結晶性乃至非結晶性の熱
可塑性ポリエステルを混練して混練物(A2)とするには
温度190〜240℃において両成分を混練して好適には140
℃以下の温度において溶融混練可能な混練物(A2)を調
製するものである。最終段階は上記で製造した混練物
(A2)とシアナト樹脂(B)とを好適には温度100〜140
℃で混練することによって本発明のポリサルホン変性シ
アナト樹脂を得る。ここに混練には、押出機、ニーダ
ー、ロールなどが適宜使用されるものである。
また、組成比としては、第1段階の(a).ポリエー
テルサルホン或いはポリサルホンと(b).結晶融点19
0〜250℃の熱可塑性ポリエステルエラストマー(a)/
(b)=9/1〜5/5、好適には8/2〜5/5であり、第2段階
の該混練物(A1)と(c).低結晶性乃至非結晶性の熱
可塑性ポリエステル(A1)/(c)=9/1〜5/5、好適に
は8/2〜5/5である。更に混練物(A2)とシアナト樹脂
(B) (A2)/(B)=5/95〜60/40、好適には10/90
〜50/50の範囲から選択する。
本発明は上記の如きものであるが上記の方法を損なわ
ない範囲において、特に最終段階において、必要に応じ
て、熱硬化性のモノマーもしくはプレポリマー、樹脂成
分を配合した合成組成物としても使用することが出来る
し、更にその他の繊維質補強剤、充填材、染料、顔料、
増粘剤、滑剤、カップリング剤、難燃剤などの公知の各
種添加剤類を混合したものとしても当然に使用できる。
ここに熱硬化性のモノマーもしくはプレポリマーとし
ては、多官能性(メタ)アクリレート、アルキル(メ
タ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなど
のポリ(メタ)アクリレート類;ジアリルフタレート、
ジビニルベンゼン、ジアリルベンゼン、トリアルケニル
イソシアヌレートなどのポリアリル化合物及びそのプレ
ポリマー;ジシクロペンタジエン及びそのプレポリマ
ー;フェノール樹脂;キシレン樹脂;多官能性エポキシ
化合物;多官能性マレイミド化合物などの公知の樹脂類
が例示される。また、樹脂成分としては、ポリビニルホ
ルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラー
ルなどのポリビニルアセタール樹脂;フェノキシ樹脂;O
H基もしくはCOOH基をもったアクリル樹脂;シリコン樹
脂;アルキッド樹脂;熱可塑性ポリウレタン樹脂;ポリ
ブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、
ポリクロロプレン、ブタジエン−スチレン共重合体、ポ
リイソプレン、ブチルゴム、天然ゴムなどの無架橋(無
加硫)のゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブテン、ポリ−4−メチルペンテル−1、ポリ塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン、ポリビニルト
ルエン、ポリビニルフェノール、AS樹脂、ABS樹脂、MBS
樹脂、ポリ−4−フッ化エチレン、フッ化エチレン−プ
ロピレン共重合体、4−フッ化エチレン−6−フッ化エ
チレン共重合体、フッ化ビニリデンなどのビニル化合物
重合体類;ポリカーボネート、ポリエステルカーボネー
ト、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリアドイミド、ポリエステルイミド、ポリフェニ
レンサルファイドなどの樹脂類並びにこれらの熱可塑性
樹脂の低重合物である分子量が1万以下、通常、千〜数
千の低分子量重合体(プレポリマー)を挙げらことがで
きる。又、本発明においてはシアナト樹脂の公知の触媒
を必要に応じて併用できるものである。このような触媒
としては、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイ
ド、ジ−tert−ブチル−パーオキサイド、ジクミルパー
オキサイド、ジ−t−ブチルパーフタレートなどの有機
過酸化物;2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メ
チルイミダゾールなどのイミダゾール類;トリエチルア
ミン、N−メチルピペリジンなどの第三級アミン;フェ
ノール、クレゾールなどのフェノール類;ナフテン酸亜
鉛、ステアリン酸鉛、ナフテン酸鉛、オクチル酸亜鉛、
オレイン酸錫、オクチル酸錫、ジブチル錫マレート、ナ
フテン酸マンガン、テフテン酸コバルトなどの有機金属
塩類;アセチルアセトン鉄、アセチルアセトン銅、アセ
チルアセトンコバルトなどの金属キレート化合物;ジオ
ルガノ錫オキサイドなどの有機スズ化合物;無水トリメ
リット酸、無水フタル酸などの酸無水物などが挙げられ
る。
〔実施例〕
以下,実施例等により本発明を説明する。尚、実施例
等中の部、%は重量基準である。
実施例1 ポリエーテルサルホン(商品名:ビクトレックス 400
1G、英国ICI社製、以下「4001G」と記す)を140℃で4
時間乾燥したものとポリエステルエラストマー(商品
名;ペルプレンP−150B、東洋紡績(株)製、以下「P
−150B」と記す)を120℃で6時間乾燥したものとを用
い、第1表に記載した組成で混練して混練物(A1−1)
を得た。なお、混練は2軸のL/D=10.2;D=25mmニーダ
ーを用い温度290℃で滞留時間10分間とした。
この混練物A1−1と非結晶性ポリエステル樹脂(商品
名;バイロン 300、東洋紡績(株)製、以下「B−30
0」と記す)とを上記と同じニーダーを用い温度220℃、
10分間の条件で混練して混練物(A2−1)を得た。
この混練物A2−1 250gに40gの2,2−ビス(4−シアナ
トフェニル)プロパン/ビス(4−マレイミドフェニ
ル)メタン=9/1(wt比)のプレポリマー(Mw=1,300,M
n=350、以下、「BT」と記す)を混合した後、2本ロー
ル(12cmφ、長さ30cm)で120℃,40分間混練した。
この混練物290gを取り出し、110℃に加熱した後、120
℃のリボン翼ニーダーに入れ、撹拌しつつ後、トリアジ
ンを少しづつ添加し50分間後に触媒としてオクチル酸亜
鉛0.1部を加えた後、10分間の混練を行い冷却した。
上記の混練後の混合物は室温で粘凋な半固形樹脂であ
った。
該樹脂を220℃で10時間加熱プレスして厚み3mmの平板
とした。
この硬化物の試験結果を第1表に示した。
尚、試験No.6のB−300とトリアジンとの組成物は2
本ロール120℃、40分の条件によるものである。
更に、ポリエーテルサルホンとトリアジンとの組成物
の調製をP−150B又はB−300を除いて試みたがいずれ
の方法でも均一な組成物とはならなかった。
実施例2 ポリサルホン(商品名:ユーデルポリサルホンP−17
00、米国ユニオンカーバイド社製、以下「P−1700」と
記す)を140℃で4時間乾燥したものとポリエステルエ
ラストマー(商品名;ペルプレンS3001、東洋紡績
(株)製、以下「S3001」と記す)を120℃で6時間乾燥
したものとを用い、第1表に記載した組成で混練して混
練物(A1−2)を得た。なお、混練は2軸のL/D=10.2;
D=25mmニーダーを用い温度250℃で滞留時間10分間とし
た。
この混練物A1−2と非結晶性ポリエステル樹脂(商品
名;ニチゴーポリエスターLP−035、日本合成化学工業
(株)製、以下「LP−035」と記す)とを上記と同じニ
ーダーを用い温度215℃、10分間の条件で混練して混練
物(A2−2)を得た。
この混練物A2−2 250gに40gの2,2−ビス(4−シアナ
トフェニル)プロパンプレポリマー(Mw=1400,Mn=40
0、以下「トリアジン」と記す)を混合した後、2本ロ
ール(12cmφ、長さ30cm)で120℃,40分間混練した。
この混練物290gを取り出し、110℃に加熱した後、120
℃のリボン翼ニーダーに入れ、撹拌しつつ後、トリアジ
ンを少しづつ添加して合計1時間の混練を行い冷却し
た。
上記の混練後の混合物は室温で粘凋な半固形樹脂であ
った。
該樹脂をプレスして厚み3mmの平板とし、240℃で24時
間加熱・硬化した。
この硬化物の試験結果を第2表に示した。
尚、試験No.6のLP−035とトリアジンとの組成物は2
本のロール120℃、40分の条件によるものである。
更に、ポリサルホンとトリアジンとの組成物の調製を
S3001又はLP−035を除いて試みたがいずれの方法でも均
一な組成物とはならなかった。
〔発明の作用および効果〕
以上の如く、本発明の製造法による組成物は強度の増
加が著しく、かつ有機溶剤を全く使用せずに通常市販の
ペレット等を使用して製造可能なものであることから、
工業的に良いに実施できるものである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a).ポリエーテルサルホン或いはポリ
    サルホンと(b).結晶融点190〜250℃の熱可塑性ポリ
    エステルエラストマーを混練して混練物(A1)とし、該
    混練物(A1)と(c).低結晶性乃至非結晶性の熱可塑
    性ポリエステルを混練して混練物(A2)とし、この混練
    物(A2)とシアナト樹脂(B)とを混練してなることを
    特徴とするポリサルホン変性シアナト樹脂の製造法.
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