JP2980795B2 - 芳香族ポリエステルの製造方法 - Google Patents

芳香族ポリエステルの製造方法

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JP2980795B2 JP5291835A JP29183593A JP2980795B2 JP 2980795 B2 JP2980795 B2 JP 2980795B2 JP 5291835 A JP5291835 A JP 5291835A JP 29183593 A JP29183593 A JP 29183593A JP 2980795 B2 JP2980795 B2 JP 2980795B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非晶性芳香族ポリエステ
ルの製造方法に関し、更に詳しくは、溶融成形性により
優れた耐熱性、機械特性、耐溶剤性を有する成形品を与
える非晶性芳香族ポリエステルの製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】芳香族ポリエステルは、その構成成分の
組み合わせあるいは組成により非晶性ポリマー、結晶性
ポリマーまたは液晶性ポリマーと種々の特性のものが得
られる。これらのうち、非晶性ポリマーは、寸法安定
性、透明性、機械特性、耐熱性に優れており、いわゆる
非晶性エンプラとして種々検討されている。特に酸成分
としてテレフタル酸とイソフタル酸を用い、ジオール成
分として2,2―ビス(4―ヒドロキシフェニル)プロ
パン(以下ビスフェノールAという)を用いたポリマー
は比較的バランスのとれた物性を有しており、これを生
かして開発が進められているが、このポリマーは通常の
非晶性ポリマーと同様、耐溶剤性が不十分であり、各種
有機溶剤に溶解ないし膨潤し易く、その用途が制限され
ている。
【0003】この耐溶剤性を改良する目的でジオール成
分としてハイドロキノンを一部使用したものが提案され
ている(特開昭52―78999号公報)。ハイドロキ
ノン成分の導入されたポリマーは、ジオール成分として
ビスフェノールAだけを用いたものに比べ確かに耐溶剤
性、耐ストレスクラック性は改良される。しかしなが
ら、その製造方法はハイドロキノン成分がきわめて酸化
を受け易いこと、あるいはポリマーの溶解性が不十分で
あること等のために、ビスフェノールA単独系の製造方
法として用いられている溶液重合法ないし界面重合法を
採用することはできない。
【0004】そこで上述の特開昭52―78999号公
報によれば、ハイドロキノン成分の導入されたポリマー
の製造方法として溶融重合法による製造が試みられてい
る。しかし、この方法は、その実施例に示されている如
く、溶融重合過程においてポリマーを固化ないし結晶化
せしめた後、引続きこれを固相重合せしめることによっ
て目的とする芳香族ポリエステルを製造している。これ
は320℃以下程度の比較的低い溶融重合温度ではポリ
マーの溶融粘度が高いため、十分な靱性を発現し得る高
重合度ポリマーを得ることが困難であること、さらにハ
イドロキノン成分により得られるポリマーが結晶化し得
る特性となるためと考えられる。しかしながら、この固
相重合を併用する方法は、製造プロセスが複雑となり、
かつ生産性が悪くコスト高であるという問題がある。
【0005】また、このような溶融重合法で、直接ジカ
ルボン酸とジオールからポリマーを得ると、着色が著し
くまた重合速度も小さいため、実用的ではない。そのた
め、実際にはあらかじめジカルボン酸成分のジアリール
エステルとジオールを反応させる方法(1)や、ジカル
ボン酸とジオールの低級脂肪族カルボン酸エステルを反
応させる方法(2)、方法(2)の別法としてジカルボ
ン酸とジオールを反応させる際に低級脂肪族カルボン酸
無水物を加える方法(3)が用いられている。しかし、
方法(1)(2)では原料をあらかじめエステル化せね
ばならず、コスト高の原因となっている。また、方法
(2)(3)では反応中に低級脂肪族カルボン酸が生じ
るため装置が腐食しやすく、また得られたポリマーも末
端COOH濃度が高いという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、耐熱性、機械特性、更に耐溶剤性、耐ストレスクラ
ック性に優れた非晶性ポリエステルを、固相重合を併用
することなく、またジカルボン酸やジオールをあらかじ
めエステル化することなく、直接ジカルボン酸とジオー
ルから溶融重合法により、工業的に安価に製造する方法
を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)イソフ
タル酸、(B)ハイドロキノン、(C)2,2―ビス
(4―ヒドロキシフェニル)プロパン、および(D)ジ
アリールカーボネートを下記式(I)、(II)および
(III )
【0008】
【数2】 0.5≦(B)/{(B)+(C)}≦0.8 (I) 0.95≦{(B)+(C)}/(A)≦1.2 (II) 1.8≦(D)/(A)≦2.3 (III) を同時に満足するモル割合で、触媒(ただし、下記式
【化2】 (ここでR 12 、R 13 は各々独立に水素原子、炭素数1〜
6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基ま
たは炭素数6〜12のアリール基もしくはアラルキル基
を示す。また、R 12 とR 13 の間に結合があってもかまわ
ない。R 14 は水素原子あるいは炭素数1〜6のアルキル
基を示す。nは1〜4の整数を示す。)は除く)の存在
下、加熱溶融反応せしめることを特徴とする、0.3以
上の固有粘度(フェノール/1,1,2,2―テトラク
ロロエタン混合溶媒(重量比60/40)中、35℃)
を有する非晶性全芳香族ポリエステルの製造方法であ
る。
【0009】成分(B)と成分(C)の使用割合はモル
比(B/C)で50/50〜80/20とする。成分
(B)のモル分率が50%より小さいと本発明の目的と
する耐溶剤性、耐ストレスクラック性が未だ不十分とな
り、また80モル%より大きいと得られるポリマーが結
晶性となる傾向となり、透明性が不十分となる。成分
(B)と成分(C)のモル比(B/C)は好ましくは5
5/45〜75/25、より好ましくは60/40〜7
0/30である。本発明の芳香族ポリエステルの製造方
法においては、成分(A)に対し、成分(B)と成分
(C)の合計量が95〜120モル%の範囲とする。成
分(A)に対する成分(B)と成分(C)の合計量は9
7〜110モル%の範囲が好ましく、99〜105モル
%の範囲とすることが特に好ましい。また、成分(B)
と成分(C)は、始めから反応系に加えていてもよく、
成分(A)と成分(D)を適当に反応させた後、系に加
えても良い。
【0010】成分(D)のジアリールカーボネートとし
ては、例えばジフェニルカーボネート、ジ―p―トリル
カーボネート、ジナフチルカーボネート、ジ―p―クロ
ロフェニルカーボネート、フェニル―p―トリルカーボ
ネート等が挙げられるが、これらのうちジフェニルカー
ボネートが特に好ましい。ジアリールカーボネートは単
独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0011】成分(A)に対する成分(D)の使用割合
のモル比(D/A)は1.8〜2.3とする。1.8よ
り小さいときや2.3より大きいときは重合速度が小さ
くなり、好ましくない。成分(A)に対する成分(D)
の使用割合のモル比(D/A)は、好ましくは1.9〜
2.3であり、特に2.0〜2.3が好ましい。
【0012】本発明では上述の各成分を触媒の存在下に
加熱溶融重合せしめる。ここで用いる触媒としては上記
式で表わされる化合物を除いて特に制限がなく、ポリエ
ステルの製造時に用いられる従来公知のものが使用でき
るが、例えば、ナトリウム、カリウム、錫、アンチモ
ン、ストロンチウム、亜鉛、コバルト、ニッケル、チタ
ン、ゲルマニウム等といった金属の単体、酸化物、水酸
化物、ハロゲン化物、無機および有機酸塩類、錯塩等が
挙げられる。特にアンチモン化合物、錫化合物、チタン
化合物が好ましい。また該触媒の使用量は特に制限はな
いが、上記成分(A)に対して0.1モル%以下程度の
量とすることが好ましい。
【0013】加熱重縮合する際の重合温度は340〜4
00℃とすることが必要である。ここで重合温度とは重
合後期あるいはその終了時における温度を意味する。重
合温度が340℃よりも低いとポリマーの溶融粘度が高
くなるため高重合度のポリマーを得ることはできず、ま
た400℃よりも高いとポリマーの劣化等が生じ易くな
り、好ましくない。
【0014】本発明の製造方法では重合反応温度の初期
は比較的低温とし、これを徐々に昇温して最終的に上記
重合温度にすることが好ましい。この際の初期重合反応
の反応温度は、好ましくは150〜280℃、より好ま
しくは180〜250℃である。この重合反応は常圧
下、または減圧下で実施されるが、初期重合反応時は常
圧下とし、徐々に減圧とすることが好ましい。また常圧
時には、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下とする
ことが好ましい。重縮合反応時間は特に制限はないがだ
いたい1〜10時間程度である。
【0015】本発明により得られるポリエステルは、フ
ェノール/1,1,2,2―テトラクロロエタン混合溶
媒(重量比60/40)中、35℃にて測定した固有粘
度が0.3以上となることが必要である。固有粘度が
0.3より低いと得られるポリマーの耐熱性、靱性が不
十分であり、好ましくない。固有粘度は0.4〜2.0
が好ましく、0.5〜1.5が特に好ましい。
【0016】本発明により得られる芳香族ポリエステル
は、非晶性ポリマーであり、これを例えば射出成形等の
溶融成形法により透明な成形品を得ることができる。ま
た本発明のポリマーが非晶性であることは、例えばDS
Cによりその融点が得られないことなどから確認するこ
とができる。
【0017】本発明の芳香族ポリエステルはその製造
時、必要に応じて酸化安定剤、着色防止剤などの各種安
定剤、着色剤、顔料、滑剤等の各種添加剤を添加しても
差し支えない。
【0018】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、耐熱性、靱
性、耐溶剤性、および耐ストレスクラック性の良好な非
晶性全芳香族ポリエステルを、あらかじめジカルボン酸
成分やジオール成分をエステル化することなく、直接ジ
カルボン酸とジオールから、固相重合を併用することな
く安価な溶融重合プロセスにより製造することができ、
また、重合に際して低級脂肪族カルボン酸等の装置腐食
の原因となる化合物を加えることなく反応を行うことが
でき、得られるポリマーも末端COOH濃度が高いとい
う問題もない良好なポリマーであるという利点を有して
いる。
【0019】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を詳述するが、実
施例中「部」は「重量部」を意味する。固有粘度は、フ
ェノール/1,1,2,2―テトラクロロエタン混合溶
媒(重量比60/40)中、濃度1.2g/dl、温度
35℃にて測定した。ポリマーの熱特性はDSCを用
い、10℃/分の昇温速度にて測定した。比重はAST
M D1505に従って測定した。熱変形温度はAST
M D648に従って測定した。引張強度および破断伸
度はASTM D638に、また曲げ強度および曲げ弾
性率はASTM D790に従って測定した。衝撃強度
はASTM D256に従って測定した。耐薬品性は、
試料を24時間溶媒に浸した後に観測し、評価した。
【0020】[実施例1]イソフタル酸996部、ハイ
ドロキノン462部、ビスフェノールA410部、ジフ
ェニルカーボネート2632部、三酸化アンチモン0.
52部を攪拌装置および窒素導入口を備えた真空流出系
を有する反応容器に入れ、常圧下窒素気流中240℃で
反応を開始し、3時間かけて340℃まで昇温した、次
いで同温度にて徐々に減圧し、1時間後に約1mmHgとし
た。この間フェノールが発生留去した。同条件下にて約
3時間重合を行ない、ポリマーを得た。得られたポリマ
ーは淡茶褐色透明であり、固有粘度は0.66であっ
た。ガラス転移温度は174℃であった。
【0021】次にこのポリマーを射出成形機を用いてシ
リンダー温度340℃、金型温度100℃にて射出成形
した。得られた成形品の物性を表1に示す。
【0022】[実施例2]ジフェニルカーボネートを2
568部用いた他は実施例1と同様にして、340℃、
約1mmHgとした。この条件で6時間重合を行ない、ポリ
マーを得た。得られたポリマーは淡茶褐色透明であり、
固有粘度は0.68であった。ガラス転移温度は175
℃であった。
【0023】[実施例3]ジフェニルカーボネートを2
824部用いた他は実施例1と同様にして、340℃、
約1mmHgとした。この条件で5時間重合を行ない、ポリ
マーを得た。得られたポリマーは淡茶褐色透明であり、
固有粘度は0.64であった。ガラス転移温度は170
℃であった。
【0024】本発明により、表1に示すような優れた耐
熱性、機械特性、耐溶剤性を有する非晶性芳香族ポリエ
ステルを複雑な操作を必要とせずに製造することが可能
であることがわかる。
【0025】[実施例4]ジフェニルカーボネートを2
314部用いた他は実施例1と同様にして、340℃、
約1mmHgとした。この条件で4時間重合を行ない、ポリ
マーを得た。得られたポリマーは淡黄褐色透明であり、
固有粘度は0.59であった。ガラス転移温度は168
℃であった。
【0026】
【表1】
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−118372(JP,A) 特許2831543(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 63/00 - 63/91

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)イソフタル酸、(B)ハイドロキ
    ノン、(C)2,2―ビス(4―ヒドロキシフェニル)
    プロパン、および(D)ジアリールカーボネートを下記
    式(I)、(II)および(III) 【数1】 0.5≦(B)/{(B)+(C)}≦0.8 (I) 0.95≦{(B)+(C)}/(A)≦1.2 (II) 1.8≦(D)/(A)≦2.3 (III) を同時に満足するモル割合で、触媒(ただし、下記式 【化1】 (ここでR 12 、R 13 は各々独立に水素原子、炭素数1〜
    6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基ま
    たは炭素数6〜12のアリール基もしくはアラルキル基
    を示す。また、R 12 とR 13 の間に結合があってもかまわ
    ない。R 14 は水素原子あるいは炭素数1〜6のアルキル
    基を示す。nは1〜4の整数を示す。)は除く)の存在
    下、加熱溶融反応せしめることを特徴とする、0.3以
    上の固有粘度(フェノール/1,1,2,2―テトラク
    ロロエタン混合溶媒(重量比60/40)中、35℃)
    を有する非晶性全芳香族ポリエステルの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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