JP3523889B2 - アミドアミン - Google Patents

アミドアミン

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JP3523889B2
JP3523889B2 JP15021193A JP15021193A JP3523889B2 JP 3523889 B2 JP3523889 B2 JP 3523889B2 JP 15021193 A JP15021193 A JP 15021193A JP 15021193 A JP15021193 A JP 15021193A JP 3523889 B2 JP3523889 B2 JP 3523889B2
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ハンツマン・ペトロケミカル・コーポレーシヨン
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/028Polyamidoamines

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  • Polyamides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アミド共重合体に関
し、さらに詳細には、本発明のひとつの特徴として、エ
ーテル結合を含有するアミド共重合体に関する。このポ
リマーは、一般のポリエーテルアミドセグメントを有す
るブロック共重合体よりも低いモジュラスと高い使用温
度を有する。
【0002】
【従来の技術】合成熱可塑性高分子量ポリアミドはよく
知られ、米国特許第2,071,250号明細書、同第
2,071,253号明細書および同第2,130,9
48号明細書に示されているように、アミノカルボン酸
の縮合により、またはジアミンと二塩基酸とを加熱する
ことによって製造される。これらの最終製品は、繊維、
フィルム、剛毛、フェルト、接着剤、成形工業製品など
を製造するのに用いられている。
【0003】ナイロン5、ナイロン6、ナイロン8およ
びナイロン12のようなポリアミドが、対応するラクタ
ムの開環重合によって製造されていることは、よく知ら
れている。ポリカプロラクタムともいわれるナイロン6
は、1940年にI.G. Farbenindustrie社によって最初
に作られた。ひとつの合成技術では、ε−カプロラクタ
ム(ε−アミノカプロラクタムまたは単にカプロラクタ
ムとしても知られている)の重合は、開環のために水を
加え、ついで線状ポリマーが形成したときに、高温で再
び水を除去することによって実施される。カプロラクタ
ムはまた、イオン性連鎖機構によって重合させてもよ
い。
【0004】ナイロン6は、ナイロン6,6と同様の性
質を有するが、より低い結晶融点を有し、そしていくら
か柔らかくて、堅くない。該ポリマーの主要な用途は、
タイヤコードである。ポリカプロラクタムは、米国にお
けるナイロンの消費の約25%と報告されている。
【0005】これらのポリマーの改良を追及する努力は
絶え間なく続いている。たとえば、ヘキサメチレンジア
ミンとアジピン酸とからナイロン6,6を作る発明の数
年後には、米国特許第2,359,867号明細書およ
びイギリス特許第562,370号公報に示されるよう
に、ヘキサメチレンジアミンの一部分をトリエチレング
リコールジアミンで置換して、より良好な染料受容性と
大きな吸水性をもつポリアミドを与えることが見出され
た。ナイロン6型のポリアミドにして快適さと感触を加
えることができる方法の優れた一例が、R.A. Lofquist
らの“改良された服装の快適さのための親水性ナイロ
ン”(Textile Reseach Journal (1985, 6月) 325〜33
3)に記載されている。これらの著者らは、カプロラクタ
ムをポリオキシエチレンジアミンおよびテレフタル酸の
ような二塩基酸と共重合させた。快適さに関する試験
は、このような繊維から作られた織物が、ポリエステル
およびポリアミドから作られたものよりも優れているこ
とを明らかにした。これらの技術による繊維の吸水性マ
ットに関する記載について、米国特許第4,919,9
97号明細書も参照されたい。この特許の繊維から溶融
ブローされた吸水性マットは、ポリエーテルおよびポリ
アミドセグメントを有するブロック共重合体を含む。Je
ffamine(登録商標)EDシリーズのアミン類は、Lofqui
stらによる改質されたナイロン6を作るのに、アミン末
端ポリオキシエチレングリコールとして用いられる。こ
れらのアミンは、一般式: H2 NANH2 (式中、Aは、窒素原子が結合した末端炭素原子を有す
る約200〜約4,000の分子量のポリオキシアルキ
レン鎖である)を有する高分子量(約200〜約4,0
00)のアルキレングリコールジアミンである。吸湿
は、高分子量を有するアミン類の最大の用途となること
が見出された。
【0006】米国特許第3,454,534号明細書
は、ナイロン6,6の親水性が、紡糸に先立って溶融ポ
リマーにポリアルキレングリコールジアミンを加えるこ
とによって増すことを示している。この方法は、溶融ポ
リヘキサメチレンアジパミドを形成するように、等モル
比のアジピン酸とヘキサメチレンジアミンをともに反応
させる、ポリヘキサメチレンアジパミドの製造を含んで
いる。改良は、ポリマーの形成に続いて、紡糸の前に約
0.3〜3.0重量%のポリアルキレングリコールジア
ミンを、溶融ポリマーに導入することを含む。
【0007】ポリ(オキサ−アミド)とポリアミドとの
ブロック共重合体は、米国特許第4,113,794号
明細書、同4,130,602号明細書および同4,1
36,133号明細書に記載されている。米国特許第
4,113,794号明細書は、ナイロン6のような溶
融紡糸可能なポリアミドに、カプロラクタムおよびアジ
ピン酸と4,7−ジオキサデカメチレンジアミンとの塩
の混合物から合成された共重合体のようなランダムポリ
(オキサ−アミド)を溶融混合することによる、新規な
共重合体について論じている。ナイロン6のような溶融
紡糸可能なポリアミドと、ポリ(4,7−ジオキサデカ
メチレンアジパミド)のようなポリ(オキサ−アミド)
とを溶融混合することによって形成されるブロック共重
合体が、米国特許第4,130,602号明細書に開示
されている。米国特許第4,136,133号明細書
は、ナイロン6のような溶融紡糸可能なポリアミドと、
ポリ(4−オキサヘプタメチレンアジパミド)のような
ポリ(オキサ−アミド)とを溶融混合することによって
形成されるブロック共重合体を教示している。該特許
は、例としてのみであるが、一般式:
【0008】
【化2】
【0009】(式中、R1 、R2 およびR3 は水素原
子、炭素数1〜10のアルキル基;または炭素数3〜1
0のイソアルキル基であり;R4 は炭素数0〜10のア
ルキレン基および炭素数3〜10のイソアルキレン基か
らなる群より選ばれ;tは4〜200の範囲である)を
有するポリ(オキサ−アミド)基を開示している。これ
らの物質はすべて、繊維としての有用性を有すると記さ
れている。
【0010】2件の特許、すなわち米国特許第3,97
2,961号明細書および米国特許第4,017,55
7号明細書は、カプロラクタムが1個の反応性アミン部
位を有する化合物と反応して得られた幹共重合体と、側
鎖ポリマーが付加されたグラフト共重合体に関してい
る。米国特許第3,972,961号明細書は、これら
の側鎖ポリマーを次のように記載している。
【0011】
【化3】
【0012】(式中、R5 は水素原子または炭素数1〜
18個のアルキル基であり;R6 は炭素数1〜18個の
アルキル基、アラルキル基、たとえばベンジル基、アリ
ール基、たとえばフェニル基であり;またはR5 とR6
は一緒になって5〜6員環を形成してもよく;rおよび
qは整数であり;rは好ましくは3〜11で、qは好ま
しくは4〜29である。)米国特許第4,017,55
7号明細書の側鎖ポリマーの構造は、より複雑である。
【0013】米国特許第3,972,961号明細書
は、少なくとも2個のモノマー、すなわち酸無水物残
基、たとえばマレイン酸残基、一対のビジナルなカルボ
ン酸残基、およびアルコキシ基が20個までの炭素原子
を含有するアルコキシカルボニル基に隣接したカルボキ
シル基からなる群より選ばれるアミン反応性部位を備え
た少なくとも1種のモノマー;アミン反応性部位を含有
しない少なくとも1種のモノマー;および側鎖あたり1
個の、第一級および第二級アミンからなる群より選ばれ
る活性アミノ部位を有し、残余の部分が該反応性部位に
対して実質的に非反応性である少なくとも1種の、たと
えばアミノ基で置換された幹共重合体のポリカプロラク
タム、ポリラウロラクタム、ポリエチレンオキシドなど
である側鎖ポリマーを、混合しながら約15秒〜60分
加熱することを含む熱可塑性グラフト共重合体の製造方
法を記載している。該方法は、幹共重合体にグラフトす
る側鎖ポリマーの種類と長さの調節を提供する。可塑性
のグラフト共重合体は、ただ1種の側鎖ポリマーが存在
する場合、該側鎖ポリマーはただ1個の窒素原子を含有
し、該窒素原子が活性アミノ部位に見出されるという条
件で、とくに1種またはそれ以上の種類の側鎖ポリマー
を含有するようなものを包含する。
【0014】米国特許第4,017,557号明細書
は、第一級アミノ末端基および約5〜60の重合度を有
するナイロン6およびナイロン12が、酸無水物残基、
ビシナルなカルボキシル基、またはアルコキシカルボニ
ル基に隣接するカルボキシル基を有するエラストマー性
の幹ポリマーに、該ナイロンと該幹ポリマーとの混合物
を、好ましくは高いせん断力の条件下で約1秒またはそ
れ以下から30分またはそれ以上、ナイロンの融点を越
える温度に加熱することによって、グラフトできること
を教示している。その結果として得られるエラストマー
性のグラフト共重合体は、たとえば電線包被材、ホー
ス、ベルト、シール材、ガスケットおよび低圧タイヤの
ような各種の物品に加工するのに好適である。
【0015】米国特許第5,030,710号明細書
は、新規な改質ナイロン6が、1種またはそれ以上のジ
カルボン酸とトリエチレングリコールジアミンまたはテ
トラエチレングリコールジアミンとの組合せを用いるこ
とによって製造できることに言及している。ジカルボン
酸ポリエチレングリコールジアミン塩は、ε−カプロラ
クタムと反応して、改質ナイロン6を与える。該ジアミ
ンは、一般式NH2(CH2 CH2 O)x−CH2 CH2
2(式中、xは2〜3の範囲である)を有する。驚くべ
きことに、好適なジアミンは、トリエチレングリコール
ジアミン(x=2;Jeffamine(登録商標)EDR-148 Amin
e)およびテトラエチレングリコールジアミン(x=3;
Jeffamine EDR-192 Amine)を包含するが、ビスアミノエ
チルエーテル(x=1;BAEE)は近い関係にはな
い。予期しないことに、BAEEは、Jeffamine EDR-14
8 Aminとは1個の−(CH2 CH2 O)−基が違うだけ
であるが、満足すべき生成物を与えず、その繊維はあま
りにも弱い。この発明の結果として得られた改質ナイロ
ン6ポリマーは、それによる繊維もともに、改良された
吸水特性と大きな柔軟性を有している。広い範囲の吸水
性をもつポリアミド生成物を、アミドの量を調節するこ
とによって得ることができる。
【0016】ナイロン6は次第に改良されたとはいえ、
より低いモジュラスを有するが、当初のポリアミド材
料、この場合はナイロン6の、利益の多い性質を保持す
る新しいポリアミドの必要性は残っている。とくに、現
在入手できるポリエーテルアミドセグメントのブロック
共重合体に比べて、より高い使用温度を保持することが
望まれている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、より低いモジュラスを有するが、エーテルセグ
メントをもたないポリアミドに比べて、ほぼ同じ結晶融
点をもつアミドアミンを提供することである。
【0018】本発明の他の目的は、現在入手できるエー
テルアミドセグメントのブロック共重合体に比べて、よ
り高い使用温度を保持するアミドアミンを提供すること
である。
【0019】本発明の他の目的は、容易に製造できるア
ミドアミンを提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式:
【化4】 (式中、Rは独立して水素原子であるか、炭素原子数1
〜4の低級アルキルであり;R´は、kが1のときアル
キル基であり、またはkが1より多いときアルキレン基
(ここではkの数に応じて、基中にエーテル酸素原子を
含んでいてもよいアルカンポリイル基を包含する)であ
り、ここでR´は2〜18個の炭素原子を有し;R″は
独立して炭素原子数1〜4の低級アルキレン基(ここで
はアルカントリイル基を意味する)であり;Qは独立し
て炭素原子数2〜6の直鎖状または分岐状の低級アルキ
レン基であり;xは独立して1〜200であり;yは独
立して1〜300であり;zは独立して0〜200であ
り;pは独立して2〜11であり;そしてkは1〜8で
あり;xとzの各基はブロック的にでもランダムにも分
布していてよい)で示されるアミドアミンを提供する。
【0021】好ましくは、kが1または2である。他の
実施態様では、kは少なくとも3である。
【0022】好ましいものは、zが0のアミドアミンで
ある。そこで、次のものが好ましい。
【0023】a)一般式:
【化5】 (式中、Rは独立して水素原子であるか、炭素原子数1
〜4の低級アルキルであり;R´は炭素原子数2〜18
のアルキル基であり;R″は独立して炭素原子数1〜4
の低級アルキレン基であり;xは独立して1〜200で
あり;yは独立して1〜150であり;そしてpは独立
して5〜11である。)で示されるアミドアミン;
【0024】b)一般式:
【化6】 (式中、Rは独立して水素原子であるか、炭素原子数1
〜4の低級アルキルであり;R´は炭素原子数2〜18
個のアルキレン基であり;R″は独立して炭素原子数1
〜4の低級アルキレン基であり;xは独立して1〜20
0であり;yは独立して1〜150であり;そしてpは
独立して5〜11である)で示されるアミドアミン;お
よび
【0025】c)一般式:
【化7】 (式中、Rは独立して水素原子であるか、炭素原子数1
〜4の低級アルキルであり;R´は炭素原子数2〜18
個のアルキレン基であり;R″は独立して炭素原子数1
〜4の低級アルキレン基であり;xは独立して1〜20
0であり;yは独立して1〜150であり;そしてpは
独立して5〜11であり;そしてkは1〜6である)で
示されるアミドアミン。
【0026】R´は好ましくは炭素原子数2〜10のア
ルキル基またはアルキレン基であり;xは好ましくは1
〜120であり;yは好ましくは1〜125であり、k
は好ましくは1〜4である。
【0027】有用で並はずれた性質を有するアミドアミ
ンが、ポリエーテル部分を有する環状ラクタムを反応さ
せて作りうることが見出された。たとえば、該アミドア
ミンは、その結晶融点を保持しながら、従来のエーテル
結合を挿入されたポリアミドに比べて、より低いモジュ
ラスを有する。これらの物質を、さらにジカルボン酸ま
たはジイソシアナートと反応させて、熱硬化性ポリマー
を得ることが期待される。このさらなる重合は、本発明
に用いられる多官能性アミンとは対称的に、一官能性ア
ミンから作られた物質とでは達成されない。
【0028】下記の式は、三官能性アミンを用いた本発
明の反応のひとつの特徴を例示する。
【0029】
【化8】
【0030】ここで、カプロラクタムの約90%だけが
ポリアミンに付加するので、全y部分の合計はカプロラ
クタムのモル量の約90%である。Rは水素または炭素
原子数1〜4の低級アルキルとして定義され;R´は炭
素原子2〜18のアルキレン基であり;すべてのx部分
は独立して1〜200である。
【0031】本発明において、三−、四−および五官能
性アミンが環状ラクタムと反応したときは、架橋はして
いない。広範囲にわたる分子量の第一級アミンを作るこ
とができ、すなわち、アミンは数モルから1,000モ
ルまでの結合したカプロラクタムを有することができ
る。このようにして、この技術を用いて、液状生成物ま
たは高分子量のエンジニヤリングプラスチックを作るこ
とができる。
【0032】本発明に用いるのに好適な環状ラクタム
は、カプロラクタムおよびラウロラクタムを包含する。
それらは、次の一般式の構造を有していてよい。
【0033】
【化9】
【0034】(式中、pは2〜約11の範囲であり、好
ましくは約5〜約11である)望むならば、1種を越え
る環状ラクタムを用いてもよい。エーテルアミンは、次
の構造を有していてもよい。
【0035】
【化10】
【0036】(式中、xは独立して1〜200であり;
zは独立して0〜200で、好ましくは15〜150で
あり;kは1〜8で、好ましくは1〜4であり;Rは独
立して水素または原子数1〜4の低級アルキル基であ
り、R´はポリエーテルアミン鎖の数kに適合する官能
性を有する炭素原子数2〜約18のアルキル基またはア
ルキレン基であり;R″は独立して炭素原子数1〜4の
低級アルキレン基であり、Qは独立して直鎖状または分
岐状の炭素数2〜6の低級アルキレン基である)x群は
オキシエチレン、オキシプロピレンおよびオキシブチレ
ン部分のランダムまたはブロック群であってもよい。z
群はエチレン、プロピレンおよびブチレン部分のランダ
ムまたはブロック群であってもよい。オキシアルキレン
基からなるx群とアルキレン基からなるz群とは、ラン
ダムにまたはブロック状に混ざっていてもよく、上記の
式にもかかわらず、xまたはzのいずれが第一級アミノ
基に最も近いかは重要でなく、ここでは両方の可能性が
包含される。これらのエーテルアミンは、好適なポリオ
ール開始剤に、オキシアルキレン化し、ついでアミノ化
して作ってもよい。後述のように、好適なポリエーテル
ポリアミンは、TexacoChemical 社で作られた製品であ
るJeffamine アミンの適切な一員である。
【0037】前述のように、ポリアミンに対する環状ラ
クタムのモル比は、僅かより非常に多くまで広げてもよ
い。ポリアミドポリエーテルアミンを合成する反応に適
する温度範囲は、約220〜約300℃であり、圧力は
3〜125MPa(0〜600psig)の範囲であってよい。
より好ましくは、温度は約240〜約260℃の範囲で
あり、圧力は3〜83MPa(0〜400psig)の範囲であ
る。不均一系または均一系の酸触媒を用いてもよい。好
適な触媒は、次亜リン酸、リン酸およびフェニルリン酸
が包含されるが、これらに限定する必要はない。
【0038】本発明の物質を製造する方法は水なしに行
ってもよいが、本発明のいくつかの実施態様では、カプ
ロラクタムの開環を助け、反応速度を増すために、若干
の水を用いることが好ましい。水の量は、そのうえ生成
物の分布に影響する。水は反応体全体に対して1%の少
量を用いてよい。一般に、多量の水を用いるほど、分子
量は小さい。
【0039】
【発明の効果】本発明によって得られたエーテルセグメ
ントを有する新規な線状またはスター型の(ポリ)アミ
ドアミンは、通常のポリアミドに比べて低いモジュラス
を有するにもかかわらず、その結晶融点、使用温度は、
上記ポリアミドとほぼ同等であって、エーテルセグメン
トを有する他の種類のブロック共重合体よりも高い。本
発明によって得られたポリマーは、耐熱性、低モジュラ
スのエンジニアリングプラスチックとして用いられる。
【0040】
【実施例】本発明を、図を伴う以下の実施例によって立
証する。
【0041】図1は、線状ブロック共重合体中に挿入さ
れたJeffamine D−2000ジアミンの比率(%)に対
する結晶融点Tm(℃)のプロットであり、かなりの量の
Jeffamine D−2000の付加が、融点を低下させない
ことを示している。
【0042】図2は、ナイロン6に挿入されるJeffamin
e EDR−148および二塩基酸の比率(%)に対する
m(℃)のプロットであり、ナイロン6中にポリエーテ
ルと二塩基酸の両方が含まれると、融点がかなり低下す
ることを示している。
【0043】図3は、スター型分岐状ポリマーのための
ナイロン6中に挿入されたJeffamine T−3000の割
合(%)に対するTm およびTc のプロットであり、本
発明のトリブロック共重合体のTm が、ポリエーテルア
ミンの量が増えても比較的一定を保つのに対して、セグ
メント化したブロック共重合体の結晶化温度Tc は、ポ
リエーテルアミンの量が増えるにつれて減少することを
立証している。
【0044】例1 カプロラクタム720g 、Irganox 1098 1.8g
、Jeffamine T−3000 80g および脱イオン水
300g 中の次亜リン酸4滴を、撹拌機を備えた2リッ
トルのステンレス鋼回分式反応器に仕込んだ。該反応器
は2個の不活性ガス導入口(頂部と底部)及び頂部の出
口を有し、真空系または捕集フラスコに連結できる。反
応器を精製窒素でパージし、密封して260℃に加熱
し、260℃に60分保った。加熱の過程で発生した圧
力を抜き、反応器を精製窒素の遮蔽下、260℃に3時
間保った。それから、ポリマーを345kPa(50psi)の
圧力下に、反応器底部のバルブより水浴中に押出した。
【0045】例2〜6 表Iに示す原料を用いた以外は例1と同様にしてブロッ
ク共重合体の合成を行った。三鎖スター型ブロック共重
合体を作った各例の結果を表Iにまとめた。
【0046】
【表1】
【0047】これらの結晶融点Tm および結晶化温度T
c の値を図3にプロットした。図3は明らかに、カプロ
ラクタムの比率が減少するにつれてTc が減少するけれ
ども、Tm はそうではないことを示している。この結果
は驚くべきことであり、予期しないことであった。
【0048】例7 代表的な回分式の他の例は例7である。カプロラクタム
720g 、Irganox 1098 1.8g 、Jeffamine D
−2000 180g および脱イオン水300g 中の次
亜リン酸4滴を、撹拌機を備えた2リットルのステンレ
ス鋼回分式反応器に仕込んだ。反応器を精製窒素で30
分パージし、密封して250℃に加熱した。反応器を2
50℃に60分保った。加熱の過程で発生した圧力を抜
き、反応器を精製窒素の遮蔽下、250℃に2時間保っ
た。それから、ポリマーを345kPa(50psi)の圧力下
に、反応器底部のバルブより水溶中に押出した。
【0049】例8〜12 例7以外に、二官能性ポリエーテルポリアミンを用いた
他の例を、表IIAに示す。例8はナイロン6のホモポリ
マーを与えるのにジアミンを用いない比較例である。T
m とTc の値は、本発明の線状ブロック共重合体の値と
まったく対称的に見える。これらの値はまた、図1にプ
ロットした。表IIBは、例10〜12がジアミンがエチ
レンオキシド(EO)とプロピレンオキシド(PO)の
異なる割合を有する、同様な線状ブロック共重合体を実
例として示すものである。
【0050】
【表2】
【0051】
【表3】
【0052】例13 例13は、例1の手順によって四鎖スター型ブロック共
重合体を形成するポリエーテルテトラミンの使用を示し
ている。該テトラミンは、次の式を有している。
【0053】
【化11】
【0054】合成とその結果を表III にまとめる。
【0055】
【表4】
【0056】上記の各表に用いられた25%またはそれ
未満のポリエーテルアミンを含有するすべての共重合体
は、強靭で延性のある、エラストマー性のポリマーを生
じた。25%を越えるポリエーテルアミンを含有するも
のは、一般に、反応器を出るやただちに、成形する前
に、重要な凝集力を欠くように見受けられた。
【0057】増加した量のポリエーテルアミンを導入す
ることによって、結果として得られる結晶融点は減少し
なかった。代表的には、セグメント化したブロック共重
合体は、ポリエーテルアミンの量が増えると共重合体の
結晶融点が減少するような共重合体を作る。トリブロッ
ク共重合体は、より高い結晶融点を保持するので、セグ
メント化したブロック共重合体よりも高い使用温度を有
するに違いない。この効果は、とくにエンジニアリング
用の高性能を要する用途において、ポリエーテルアミド
のセグメント化したブロック共重合体に対して、ポリア
ミド多官能性アミンブロック共重合体に固有の利点であ
る。
【0058】例14〜21 各種のポリエーテルポリアミドブロック共重合体もま
た、Jeffamine ポリエーテルジアミン(ET−300
0、ED−4000、ED−2001、EDR−148
など)を、各種の組成比でカプロラクタムと縮合するこ
とによって合成できた。トリエチレングリコールジアミ
ンおよびテトラエチレングリコールジアミンの製品は、
Texaco Chemical 社で作られ、それぞれ商品名Jeffamin
e EDR 148 Amine およびJeffamine EDR-192 Amine とし
て知られている。反応は各種の組成比で実施した。反応
は窒素中、水の存在下に250℃で、2リットルのステ
ンレス鋼オートクレーブ中で実施した。
【0059】個別に、反応体および水を仕込み、ついで
30分パージし、次に250℃に2時間加熱して、カプ
ロラクタムを水で開環させた。水を徐々に排出させた
後、反応体をさらに1時間この温度に保持して、反応を
完結させた。押出されたすべての生成物は白色で、当初
の粘性範囲を有する中間の強靭さのものであった。全生
成物について、水による抽出を行って、未反応の出発物
質を除去し、高真空で乾燥した。なお、共重合体の構造
を、分光分析で確認した。表IVに組成の百分率と各反応
の結果を示す。それぞれの実験で、表IVに示すほかに、
3滴の次亜リン酸、2.0グラムのIrganox 1098お
よび300g の脱イオン水を加えた。
【0060】
【表5】
【0061】EDR−148のような低分子量のジアミ
ンをかなりの量用いたときには、低分子量の生成物を得
た。生成物は室温で白色固体であり、滴下の結果、それ
らがジアミンであることが証明された。たとえば例19
の生成物は、0.01meq/g未満の酸含有量と、1.5m
eq/g のアミン含有量を有していた。
【0062】図2に見られるように、カプロラクタムと
反応する際のEDR−148とアジピン酸の双方の比率
が増えるにつれて、Tm は減少した。換言すれば、もし
ポリエーテルジアミンが二塩基酸とともにナイロン6に
加えられると、融点がかなり下る。このことは、ナイロ
ン6の結晶領域の対称性が阻害されるからである。二塩
基酸を用いない本発明の組合せでは、結晶領域は損なわ
れずに残る。
【0063】例22〜24 表Vにまとめられた例22〜24では、反応体と水を3
00mlのステンレス鋼オートクレーブに仕込み、15分
パージし、ついで250℃に2時間加熱した。水を徐々
に排出させた後、反応体をこの温度にさらに1時間保持
した。なお、それぞれの実験で、表Vに示すほかに、
0.25g のIrganox 1098と50g の脱イオン水を
加えた。
【0064】
【表6】
【0065】例25 表VIに報告されている例25は、もうひとつのトリアミ
ン(スターブロック)の例である。表VIのように、同様
に低分子量のトリアミンが用いられたとき、低分子量の
生成物を得た。生成物は室温で白色固体であった。
【0066】
【表7】
【0067】例26 以下の実験では、八官能性アミンの合成を記載する。
【0068】スクロースのプロピレンオキシド8モル付
加物の合成 スクロース5ポンドを38リットル(10ガロン)反応
器に仕込み、ついで精製窒素でパージした。ついで反応
器を70°F に加熱し、トリエチルアミン82g を仕込
んだ。それから345kPa(50psi)、110〜115℃
でプロピレンオキシド9.2kg(20.3ポンド)を加
えた。プロピレンオキシドの付加に約11.5時間を要
した。ついで反応混合物を110〜115℃で3時間加
熱し、窒素で30分パージした。最終生成物の性質は、
次のとおりであった。
【0069】
【表8】
【0070】スクロースのプロピレンオキシド40モル
付加物の合成 開始剤であるスクロース−プロピレンオキシド8モル付
加物15ポンドと、45%水酸化カリウム水溶液30
2.4g とを38リットル(10ガロン)反応器に仕込
み、ついで精製窒素でパージした。ついで反応器を11
0〜115℃に加熱し、減圧と窒素の両方のストリップ
を用いて、開始剤の水分含有量が0.1%未満になるま
で乾燥した。それから345kPa(50psi)、110〜1
15℃でプロピレンオキシド16.4kg(36.3ポン
ド)を3.5時間かけて加えた。ついで反応混合物を平
衡圧に達するまで加熱し、窒素で30分パージした。ア
ルカリ性生成物に、Magnesol30/40吸収剤を水性ス
ラリーとして加え、95℃で2時間撹拌して中和した。
ついでジ−tert−ブチル−p−クレゾール11.6gを
加えて、ポリオールを安定化した。中和したポリオール
を、110℃で最小圧力になるまで減圧でストリップ
し、さらに窒素でストリップし、ろ過した。最終生成物
の性質は、下記のとおりであった。
【0071】
【表9】
【0072】このポリオールを、米国特許第3,65
4,370号明細書に記載された方法でアミノ化した。
結果として得られたアミンは、以下に示す性質を有して
いた。
【0073】
【表10】
【0074】2リットルのオートクレーブに、カプロラ
クタム280g 、八官能性アミン70g 、水50mlおよ
び次亜リン酸2滴を仕込んだ。内容物を260℃に2時
間加熱し、水を留去して、内容物をさらに260℃に2
時間加熱し、黄色の脆い生成物を得た。この生成物15
0g を、カプロラクタム300g 、水50mlおよび追加
の次亜リン酸2滴とともに、250℃で2時間加熱し
た。水蒸気を除去し、内容物をさらに250℃で1時間
加熱して、押出した。黄色の、非常に強靭なポリアミン
が得られた。
【0075】ラウロラクタムと八官能性アミンとの、重
量比85:15、90:10および92:8の3回の実
験では、黄色の脆い生成物が得られ、これは分子量が低
いことを示している。このことは、カプロラクタムにつ
いて記したようなプレポリマーを用いる技術が、官能性
の非常に高いアミン付加物については、最良の方法であ
ろうということを示唆している。
【0076】例27〜30 ナイロン6−Jeffamine モノアミンABジブロック共重
合体の合成 ナイロン6へのポリエーテルモノアミンの導入は、ナイ
ロンを他のポリマーと相溶性にするのに用いることがで
きる。これらの物質は、帯電防止性の応用もある。共重
合体の合成は、前述のスター型ブロックナイロン6物質
の合成と同様であった。結果を表VII に示す。なお、そ
れぞれの実験で、表VII に示すほかに、3滴の次亜リン
酸と1.5g のIrganox 1098を加えた。
【0077】
【表11】
【0078】使用材料リスト BASF Poly(THF1100):α,ω−ビス(3−アミノプロピ
ル)ポリ(テトラヒドロフラン);
【化12】
【0079】Irganox :Ciba-Geigy社より販売され、酸
化防止剤として用いられる複雑な高分子安定剤; Jeffamin D-2000 Amine :Texaco Chemical 社より販売
される下記の構造のジアミン;
【化13】
【0080】Jeffamine ED-2001 Amine :下記の構造式
EDを有するポリアルキレングリコールジアミン;
【化14】 A=21,B=0.75; Jeffamine ED-4000 Amine :構造式EDのポリアルキレ
ングリコールジアミン、A=42,B=0.75; Jeffamine ED-6000 Amine :構造式EDのポリアルキレ
ングリコールジアミン、A=63,B=0.75; Jeffamine EDR-148 Amine :Texaco Chemical 社で製造
されるトリエチレングリコールジアミン;
【0081】Jeffamine ET-3000 Amine :下記の構造式
のポリアルキレングリコールトリアミン:
【化15】 (式中、x+y+z=58.2);
【0082】Jeffamine M-600 Amine :
【化16】
【0083】Jeffamine M-1000 Amine:
【化17】
【0084】Jeffamine M-2005 Amine:
【化18】 (式中、Rの5%がH、95%がCH3);
【0085】Jeffamine M-2070 Amine:
【化19】 (式中、Rの70%がH、30%がCH3);
【0086】Jeffamine T-3000 Amine:全アセチル化可
能分1.0meq/g 、全アミン含有量0.99meq/g およ
び第一級アミン含有量0.093meq/g の、下記の構造
式を有する部分アミノ化ポリオール:
【化20】 (式中、x+y+z=46.4);
【0087】Jeffamine T-403 Amine :分子量約400
の、Jeffamine T-3000 Amineの類似体。
【図面の簡単な説明】
【図1】二官能性線状ブロック共重合体中のJeffamine
D−2000の比率とTm との相関図である。
【図2】ナイロン6中のJeffamine EDR−148/ア
ジピン酸の比率とTm との相関図である。
【図3】ナイロン6とJeffamine T−3000より得ら
れたスター型ブロック共重合体中のJeffamine T−30
00の割合とTc およびTm との相関図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リシュール・テオドール・ハウエルトン アメリカ合衆国、テキサス 78729、オ ースチン、コッパー・クリーク・ナンバ ー207 9815 (72)発明者 ジョージ・フィリップ・スペランザ アメリカ合衆国、テキサス 78757、オ ースチン、シルバーリーフ・サークル 2800 (56)参考文献 特開 平4−91128(JP,A) 特開 昭60−99124(JP,A) 特開 昭60−53536(JP,A) 欧州特許471960(EP,B1) 米国特許4919997(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 69/00 - 69/50

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式: 【化1】 (式中、Rは独立して水素原子であるか、炭素原子数1
    〜4の低級アルキルであり;R′は、基中にエーテル酸
    素原子を含んでいてもよいアルカンポリイル基であり、
    ここでR′は2〜18個の炭素原子を有し;R″は独立
    して炭素原子数1〜4の低級アルカントリイル基であ
    り;Qは独立して炭素原子数2〜6の直鎖状または分岐
    状の低級アルキレン基であり;xは独立して1〜200
    であり;yは独立して1〜300であり;zは独立して
    0〜200であり;pは独立して2〜11であり;そし
    てkは3〜8であり;xとzの各基はブロック的にでも
    ランダムにも分布していてよい)で示されるアミドアミ
    ン。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のアミドアミンを、ジカル
    ボン酸またはジイソシアナートと反応させて合成される
    熱硬化性ポリマー。
  3. 【請求項3】 一般式: 【化2】 で示されるポリエーテルテトラミンを、カプロラクタム
    と反応させて合成される四鎖スター型ブロック共重合
    体。
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