JP3247235B2 - 重縮合体への安定剤の混入方法 - Google Patents
重縮合体への安定剤の混入方法Info
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- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
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Description
安定剤を均質混入する方法に関する。
使用される。加工及び使用の際に該重縮合体は空気及び
光線の作用に暴露されている。この場合には該重縮合体
は変色し、かつ同時に該重縮合体の機械的性質が悪化す
る。この作用は、温度が高いほど強く現われる。上記欠
点を回避するために、重縮合体は安定化されなければな
らない。
ー粒状物−安定剤混合物から始められる。混合物は、混
練機又は押出機中で溶融されかつ均質化される。さらに
溶融物は、有孔板を押し通され、ストランドは水中で冷
却され、かつ該ストランドは粒状化される。しかしなが
ら、この方法は出費が多い、それというのも、供給装置
を備えた特別な混練機及び押出機が必要であり、かつモ
ノマーから安定化ポリマーまで通常2回の粒状化工程及
び2回の乾燥工程が行なわれるからである。
つ安定剤の存在下で重縮合を実施することも公知であ
る。この場合には欠点は、熱に敏感な安定剤が長い滞留
時間及び高い温度で分解することである。安定剤は部分
的にポリマーとも反応する可能性があり、この場合、安
定剤分子の一部が重合鎖に結合される。このことによっ
ても安定剤の作用は消失する。
249号明細書には、熱時の安定剤の滞留時間の短縮に
よって改善されたポリアミドが得られることが記載され
ている。この場合には安定剤は270℃を下回る温度で
の重縮合後にポリアミド溶融物中に撹拌導入される。し
かしながら、この不連続的な方法は生産規模では満足で
きるものではなく、それというのも、安定剤が、ポリア
ミド溶融物が撹拌可能である220〜270℃の温度範
囲で、5〜8時間の溶融物搬出段階(Schmelzaustragsph
ase)の際に、均質性、色及び老化安定性に関する明らか
な品質損害をもたらす分解反応、アミド交換反応及びエ
ステル交換反応を受けるからである。
528号明細書には、ポリアルケナマーの存在下での混
入の別の形が記載されている。この場合には液状の助剤
及び添加剤が最高で70℃で混入される。しかしながら
記載された方法は、ポリアルケナマー不含ポリマーに使
用することはできない。
な条件下でポリマー中への安定剤の均質な分布が達成さ
れる、混練機もしくは押出機を使用しない種々の混入方
法を提供することであった。
れば、安定剤を微細な固体重縮合体に塗布し、次にこの
混合物を少なくとも80℃の温度で固相でかき混ぜるこ
とによって解決される。
酸化防止剤及び紫外線吸収剤が考慮の対象となる。酸化
防止剤は、特に立体障害フェノールもしくは立体障害ア
ミンの群に含まれる。紫外線吸収剤のうちでベンゾトリ
アゾールの誘導体が特に適当である。
る: − 2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール − 3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)−プロピオン酸オクタデシルエステル − 4,4′−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−
t−ブチルフェノール) − N,N′−ヘキサメチレン−ビス−(3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロキシ−桂皮酸アミド) − ペンタエリトリチル−テトラキス−[3−(3,5
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピ
オネート] − 2,4−ジ−n−オクチルチオ−6−(4−ヒドロ
キシ−3,5−ジ−t−ブチルアミノ)−1,3,5−
トリアジン − トリス−2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−ホス
フィット − β−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチル−
フェニル)−プロピオン酸メチルエステル − 2,2′−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t
−ブチルフェノール) − 1,3,5−トリス−(4−t−ブチル−3−ヒド
ロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−ト
リアジン−2,4,6(1H,3H,5H)トリオン − 4,4′−ビス−(α,α−ジメチルベンジル)−
ジフェニルアミン − N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル
−p−フェニレン−ジアミン − 1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス−
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)
−ベンゾール − イルガフォス(IRGAFOS(登録商標)) P-EPQ(チバ−
ガイギー社) − イルガフォス(IRGAFOS(登録商標)) 126(チバ−ガ
イギー社)。
る: − 2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフ
ェニル)−ベンゾトリアゾール − 2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−アミルフ
ェニル)−ベンゾトリアゾール − 2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−ベ
ンゾトリアゾール − ビス−[4−(2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジル]−セバケート。
のとおりである: − ペンタエリトリチル−テトラキス−[3−(3,5
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピ
オネート] − N,N′−ヘキサメチレン−ビス−(3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロ桂皮酸アミド) − 2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフ
ェニル)−ベンゾトリアゾール − 2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−アミルフ
ェニル)−ベンゾトリアゾール。
い。しかしながら通常の安定剤濃度に調整される。該濃
度は、重縮合体に対して、特に2重量パーセント未満、
殊に0.1〜1.0重量パーセントである。
内で溶融する。安定剤は、単独で使用することもできる
し、混合物の形で使用することもできる。
コポリアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリエー
テルアミド及びポリエーテルエステルが考慮の対象とな
る。
6、ポリアミド66、ポリアミド69、ポリアミド61
2、ポリアミド1012、ポリアミド1212、ポリア
ミド11、ポリアミド12並びに、テトラフタル酸とト
リメチルヘキサメチレンジアミンからのポリアミドは、
使用することができる。有利に本発明による方法は、ポ
リアミド6、ポリアミド612、ポリアミド1012、
ポリアミド11及びポリアミド12に適当である。
格に相応する(H. Domininghaus、Die Kunststoffe und
ihre Eigenschaften、VDI-Verlag、272頁、(1976))。
では重要ではなく、かつ各当業者には十分に公知であ
る。該ホモポリアミドは、例えばKunststoff-Handbuc
h、第VI巻、C.-Hanser-Verlag(1966)、ドイツ連邦共和
国特許第2152194号明細書及びドイツ連邦共和国
特許出願公開第2503308号明細書に記載されてい
る。該ホモポリアミドは、結晶質であってもよいし、非
晶質であってもよい。該ホモポリアミドは次の有利な範
囲を有している:
もできるし、混合物の形で使用することもできる。
ポリアミドが得られる基礎モノマーを含有しているコポ
リアミドが適当である。成分として、例えばラウリンラ
クタム、11−アミノウンデカン酸、カプロラクタム、
アジピン酸/ヘキサメチレンジアミン、ドデカンジ酸/
ヘキサメチレンジアミン、ドデカンジ酸/メチルペンタ
ンジアミン、ドデカンジ酸/デカメチレンジアミン及び
ドデカンジ酸/イソホロンジアミンが考慮の対象とな
る。しかし、コモノマー含量は、コポリマーの結晶溶融
温度が100℃(DSC測定による)を下回らない程度
の高さのみであるように注意すべきである。
の範囲内の結晶溶融点を有する、ラウリンラクタム/カ
プロラクタム、ラウリンラクタム/カプロラクタム/ア
ジピン酸+ヘキサメチレンジアミン、ラウリンラクタム
/ドデカンジ酸+デカメチレンジアミン及びラウリンラ
クタム/カプロラクタム/11−アミノウンデカン酸か
らなる。
邦共和国特許出願公開第3921164号明細書、同第
2324160号明細書、同第1939758号明細書
及び同第3248776号明細書に記載されている。
の形で使用される。
リエーテルアミドは、本発明による方法に適当である。
この種の有利なポリマーは、PA−12−ブロック及び
ポリオキシテトラメチレン−ブロックから構成されてい
る。該ポリマーは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第2
712987号明細書(=米国特許第4207410号
明細書)、ドイツ連邦共和国特許出願公開第25239
91号明細書、欧州特許第0471960号明細書及び
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3428404号明細
書から公知である。
を有している。
クコポリマーは本発明による方法に使用可能である。こ
の種の生成物は、例えばChimia 28(9)、544〜55頁、(19
74)及びRubber Chemistry and Technology 50、688〜70
3頁、(1977)に記載されている。該ブロックコポリマー
は、芳香族ジカルボン酸及び脂肪族もしくは脂環式ジオ
ールの他に、600〜2500の範囲内の分子量を有す
るポリ(オキシアルキレン)ジオールを含有している。
有利なポリ(オキシアルキレン)ジオールは、ポリ(オ
キシエチレン)ジオール、ポリ(オキシプロピレン)ジ
オール及びポリ(オキシテトラメチレン)ジオールであ
る。特に、ポリ(オキシテトラメチレン)ジオール4〜
60重量パーセント(コポリエステルに対する)を含有
するブロックコポリエステルは、本発明による方法に適
当である。
0〜360の範囲内の粘度数を有している。
は混合物の形で使用される。
リマーが存在する場合には、ポリマー融点(DSCによ
る)を10℃下回るまでの温度で有利に行なわれる。非
晶質ポリマーの場合には温度範囲は有利にガラス温度を
10℃下回っている。殊に90〜180℃の温度範囲に
調整される。
固体の形で容器中に導入される。粒度が0.5〜10m
mの範囲内にある場合には、本発明による方法の範囲内
ではポリマーは微細である。この場合には粒度2.5〜
6mmが有利である。タンブル乾燥機、カイ形乾燥機及
び流動床乾燥機は、好適な容器であることが示されてい
る。有利に混入は、タンブル乾燥機又はカイ形乾燥機中
で実施される。該方法の実際の実施の場合には、有利に
先ず粒状物と安定剤が均質に混合される。さらに混合物
は上記の本発明による温度に加熱され、かつ、安定剤が
粒状物中に拡散導入されるまでの間、かき混ぜられる。
混入時間は通常、30分間ないし8時間である。有利に
不活性ガス雰囲気(例えばN2)下で作業が行なわれ
る。
ことは、原理的に問題はない。混入を別個に行なうので
はなく、さらにまた必要でもあるポリマーの後処理(例
えば乾燥、固相再凝縮等)の間に実施することも可能で
ある。乾燥機のジャケット温度は、焼付けを回避するた
めに、最大でポリマーの融点を10℃下回る温度が選択
されるべきである。通常、安定剤は室温で粉末状であ
り、かつ混入温度では液状である。一定のポリマー、例
えばポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミド
及びポリエーテルエステルが使用される場合には、混入
は、安定剤がまだ溶融しない温度で行なうことができ
る。
も必要ない。該方法の場合には、ポリマー中の均質な分
布が得られる経済的かつ入念な混入が可能である。重縮
合体の色及び老化安定性は、改善されている。
おり、本発明によらない方法は符号で示されている。
解され、かつHClO4溶液で滴定される COOH末端基測定:ポリアミドがベンジルアルコール
中で溶解され、かつKOH溶液で滴定される ASTM D 4019に従った含水量測定 DIN 53 505に従ったショアー硬度測定 三元ポンプシステムPV 5、フィルター型光度計検出器
(波長269nm)、カラム:Li-クロスファー(Li-Chr
osfher) 100 RP-8(5μm)を備えたヒューレットパッ
カード(Hewlett Packard)社の装置(1090 L型)を用い
たHPLC分析。
度:COOH140m当量/kg及びNH28m当量/
kg;DSCによるTm:216℃)及び156〜16
1℃の融点範囲を有するN,N′−ヘキサメチレン−ビ
ス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒド
ロ桂皮酸アミド)35kg(安定剤1)を20m3のタ
ンブル乾燥機中で回転数10rpmで2時間均質化す
る。引き続き、空気を窒素によって追い出す。さらに乾
燥機を窒素(20m3/時)の導入下で180℃に加熱
する。粒状物温度が170℃に達した際に、既に安定剤
の全体量は粒状物によって吸収されていた。引き続き、
乾燥機内容物を冷却する。粘度数122を有する無色の
粒状物が得られる。HPLC分析によって、理論値に相
応する、安定剤1 0.5重量パーセントの含量が得ら
れる。
細書による、例1との比較として)ヘキサメチレンジア
ミン及びドデカンジ酸から出発することによって、スク
リュー撹拌機を備えた20 l の容器中で、次の分析値
を有する無色のPA−612溶融物7kgが得られる: 粘度数:116 (−COOH):148m当量/kg (−NH2): 5m当量/kg 含水量:0.20重量%。
溶融物にN2雰囲気下で安定剤135gを1時間で40
rpmで撹拌混入する。その後に該溶融物を搬出し、か
つ粒状化し、この場合、生成物バッチ量のシミュレーシ
ョンのために1時間ごとに溶融物約1kgのみを搬出す
る。得られた粒状物試料については、第1表に記載され
た分析値が確認される:
ポリマーと反応することは明らかである。色に関しては
満足しない不均質なポリマーが得られ、この場合には、
全ての粒状物粒子が同じ安定剤含量を有しているわけで
はない。
COOH56m当量/kg及びNH29m当量/kg;
DSCによるTm:179℃;含水量:0.25重量
%)、156〜161℃の融点範囲を有する安定剤1
35kg及び融点154℃を有する2−(2−ヒドロキ
シ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−ベンゾトリア
ゾール35kg(安定剤2)を20m3のタンブル乾燥
機中で回転数10rpmで2時間均質化する。空気排出
後に窒素(20m3/時)の導入下でジャケット温度1
70℃で加熱する。粒状物温度が163℃に達した際
に、安定剤の全体量は粒状物によって吸収されている。
引き続き、乾燥機内容物を冷却する。粘度数180及び
含水量0.03重量パーセントを有する無色の粒状物が
得られる。HPLC分析によって、理論値に相応する安
定剤含量が得られる:安定剤1及び安定剤2 各0.5
重量パーセント。
及びポリオキシテトラメチレンジオール49重量部(M
n=1000)からのポリエーテルエステルアミド粒状
物7t(ショアーD硬度:40;粘度数:200;DS
CによるTm:150℃;含水量:0.8重量%)及び融
点154℃を有する安定剤2 70kgを20m3のタ
ンブル乾燥機中で回転数10rpmで2時間均質化す
る。引き続き、酸素を窒素によって追い出す。さらに乾
燥機を窒素(20m3/時)の導入下でジャケット温度
130℃で加熱する。粒状物温度が110℃に達した際
に、既に安定剤の全体量は粒状物によって吸収されてい
る。さらに2時間後に所望の含水量(<0.05重量
%)が達成される。その後に乾燥機内容物を冷却する。
色に関しては出発粒状物に相応する生成物が得られる。
HPLC分析によって、理論値に相応する安定剤2
1.0重量パーセントの含量が得られる。
びポリオキシテトラメチレンジオール41重量部(Mn
=1000)からのポリエーテルエステルアミド粒状物
7t(ショアーD硬度:47;粘度数:210;DSC
によるTm:159℃;含水量:1.0重量%)、融点範
囲110〜125℃を有するペンタエリトリチル−テト
ラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロ
キシフェニル)−プロピオネート]35kg(安定剤
3)及び融点154℃を有する安定剤2 35kgを2
0m3のタンブル乾燥機中で回転数10rpmで2時間
均質化する。引き続き、酸素を窒素によって追い出す。
さらに乾燥機をN2(20m3/時)の導入下でジャケッ
ト温度130℃で加熱する。粒状物温度が120℃に達
した際に、粉末状の安定剤を含有しない粒状物が得られ
る(含水量:0.045重量%及び粘度数:208)。
乾燥機内容物の冷却後に色に関しては出発粒状物に相応
する生成物が得られる。HPLC分析によって、理論値
BR>に相応する安定剤含量が得られる:安定剤3及び安
定剤2各0.5重量パーセント。
細書による、例4との比較として) ラウリンラクタム50重量部、ドデカンジ酸9重量部及
びポリオキシテトラメチレンジオール41重量部(Mn
=1000)から出発することによって、スクリュー撹
拌機を備えた20 l の容器中で、次の分析値を有する
薄い黄色を帯びたポリエーテルエステルアミド溶融物7
kgが得られる: 粘度数:114 ショアーD硬度:47 含水量:0.01重量%。
気下で安定剤3 35g及び安定剤2 35gを40r
pmで1時間で撹拌混入する。その後に溶融物を搬出
し、かつ粒状化し、この場合、生成物バッチ量のシミュ
レーションのために1時間ごとに溶融物約1kgのみを
搬出する。得られた粒状物試料については、第2表に記
載された分析値が確認される:
いしは分解することが明らかになり、この場合、重縮合
体の粘度数は減少している。色に関しては満足しない不
均質な重縮合体が得られ、この場合には、全ての粒状物
粒子が同じ安定剤含量を有しているわけではない。
Claims (5)
- 【請求項1】 重縮合体に安定剤を均質混入する方法に
おいて、安定剤を、ポリアミド、ポリエーテルアミド、
ポリエーテルエステルアミド又はポリエーテルエステル
から選択され、かつ0.5〜10mmの範囲内である粒
度を有する固体重縮合体に塗布し、次にこの混合物を少
なくとも80℃の温度で固相で、安定剤が粒状物中に拡
散導入されるまでかき混ぜることを特徴とする、重縮合
体への安定剤の混入方法。 - 【請求項2】 重縮合体の融点もしくは軟化点を10℃
下回るまでの温度でかき混ぜを行なう、請求項1記載の
方法。 - 【請求項3】 かき混ぜの際に90〜180℃の温度に
調整する、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 タンブル−もしくはカイ形乾燥機中でか
き混ぜる、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 室温で固体である酸化防止剤及び紫外線
吸収剤を混入する、請求項1記載の方法。
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