JP5760756B2 - Polyarylene sulfide and process for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素含有量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたポリアリーレンスルフィドを効率よく製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for efficiently producing a polyarylene sulfide having a high melt fluidity and a small amount of volatile components and a small chlorine content, and having high reactivity and excellent mechanical strength.
ポリフェニレンスルフィド(以下PPSと略す)に代表されるポリアリーレンスルフィド(以下PASと略す)は、優れた耐熱性、バリア性、耐薬品性、電気絶縁性、耐湿熱性などエンジニアリングプラスチックとしては好適な性質を有しており、射出成形、押出成形用途を中心として各種電気・電子部品、機械部品および自動車部品、フィルム、繊維などに使用されている。特に溶融流動性の高いPASは、成形品の小型化、軽量化に伴う複雑形状の成形に対応できることや、該PASを用いた樹脂組成物では無機充填材を多く充填することができ耐熱性、寸法安定性などが向上できる利点を有しており、近年は該PASのニーズが非常に高い。しかしながら、溶融流動性の高いPASには概して低分子量成分が多く含まれているため、溶融時の揮発性成分量が多く、金型ベント詰まりを引き起こし生産効率が悪化するという問題を引き起こす傾向にある。また、元来からPASは無機充填材との接着性、密着性が低く機械強度にも課題があった。そのため、高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたPASが強く求められていた。 Polyarylene sulfide (hereinafter abbreviated as PAS) typified by polyphenylene sulfide (hereinafter abbreviated as PPS) has excellent properties as engineering plastics such as excellent heat resistance, barrier properties, chemical resistance, electrical insulation properties, and heat and humidity resistance. It is used for various electric / electronic parts, machine parts and automobile parts, films, fibers, etc. mainly for injection molding and extrusion molding. In particular, PAS with high melt flowability can cope with molding of a complicated shape accompanying reduction in size and weight of a molded product, and a resin composition using the PAS can be filled with a large amount of inorganic filler, and has heat resistance. It has the advantage that dimensional stability and the like can be improved, and in recent years, the needs for the PAS are very high. However, since PAS with high melt flowability generally contains a large amount of low molecular weight components, the amount of volatile components at the time of melting tends to be high, which tends to cause a problem that mold vent clogging and production efficiency deteriorate. . In addition, PAS originally has low adhesiveness and adhesion to inorganic fillers and has a problem in mechanical strength. For this reason, there has been a strong demand for a PAS that has high melt fluidity and a small amount of volatile components, yet has high reactivity and excellent mechanical strength.
また、電気電子部品分野では、環境に対する取り組みとして低ハロゲン化への動きが活発化しており、ハロゲン系難燃剤なしでも十分な難燃性が得られるPASが注目されている。しかしながら、一般的なPAS製造方法であるジハロゲン化芳香族化合物を原料とする場合には、ジハロゲン化芳香族化合物に由来するハロゲンが任意の割合で分子鎖末端に存在するため、高いハロゲン含有量を有しており、ジハロゲン化芳香族化合物にジクロロベンゼンを用いる場合は塩素含有量が高くなる。特に、上述した溶融流動性の高いPASは概して分子量が低いため、分子量の高いPASに比べて分子鎖末端が多く存在し、塩素含有量が自ずと増加する傾向にある。そのため、高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素含有量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたPASが、環境負荷低減と良好な物性を満足できる画期的なPASとして特に強く望まれており、本発明はその製造方法を見出したものである。 In the field of electrical and electronic parts, the trend toward reducing the halogen content has become active as an environmental measure, and PAS that can obtain sufficient flame retardancy without a halogen-based flame retardant has been attracting attention. However, when a dihalogenated aromatic compound, which is a general PAS production method, is used as a raw material, the halogen derived from the dihalogenated aromatic compound is present at an arbitrary ratio at the molecular chain end, so that a high halogen content is obtained. In the case of using dichlorobenzene as the dihalogenated aromatic compound, the chlorine content becomes high. In particular, the above-described PAS having high melt fluidity generally has a low molecular weight, and therefore, there are more molecular chain ends than PAS having a high molecular weight, and the chlorine content tends to increase. Therefore, PAS that has a low volatile component amount and a low chlorine content while having a high melt fluidity, and that is highly reactive and excellent in mechanical strength, is an epoch-making that can satisfy environmental impact reduction and good physical properties. It is particularly strongly desired as PAS, and the present invention has found a production method thereof.
PASの代表的な製造方法としては、N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略す)などの有機極性溶媒中で硫化ナトリウムなどのスルフィド化剤とp−ジクロロベンゼンなどのジハロゲン化芳香族化合物とを反応させる方法が知られている。PASを溶融させた時に発生する揮発性成分量を低減する方法としては、反応後に得られたPASスラリーをアセトンやNMPなどの有機溶媒で洗浄する方法が一般に知られているが、本方法では揮発性成分の主成分である低分子量物が洗浄除去されるとともにオリゴマーも除去されるため、PASを溶融させたときの流動性は低下する傾向にある。そのため、オリゴマーを特定量含み、高い溶融流動性を確保した状態で揮発性成分量を低減する検討が行われている。例えば、特許文献1では極性有機溶媒中でポリハロゲン芳香族化合物とスルフィド化剤とを反応させた後フラッシュ法で回収し、得られたポリマーをpH=2〜8、80〜200℃で酸処理し、得られたPPSを酸素濃度2体積%以上の雰囲気下、160〜270℃で0.2〜50時間加熱処理する方法が開示されている。特許文献1では加熱処理条件を特定の条件に制御することで、高い溶融流動性と少ない揮発性成分量を両立しているが、塩素を分子鎖末端とするオリゴマーを特定量含んでいるため、得られるPASの塩素含有量は高いという問題があった。また、特許文献2では重合時の温度および時間を制御することで高い溶融流動性と少ない揮発性成分量を両立したPASを得る方法が開示されているが、特許文献1と同様、塩素を分子鎖末端とするオリゴマーを特定量含んでいるため、得られるPASの塩素含有量は高いという問題があった。 As a typical production method of PAS, a sulfidizing agent such as sodium sulfide and a dihalogenated aromatic compound such as p-dichlorobenzene in an organic polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) A method of reacting is known. As a method for reducing the amount of volatile components generated when PAS is melted, a method of washing the PAS slurry obtained after the reaction with an organic solvent such as acetone or NMP is generally known. Since the low molecular weight substance which is the main component of the sex component is removed by washing and the oligomer is also removed, the fluidity when PAS is melted tends to be lowered. Therefore, studies have been made to reduce the amount of volatile components in a state where a specific amount of oligomer is included and high melt fluidity is ensured. For example, in Patent Document 1, a polyhalogen aromatic compound and a sulfidizing agent are reacted in a polar organic solvent and then recovered by a flash method, and the resulting polymer is acid-treated at pH = 2-8 and 80-200 ° C. In addition, a method is disclosed in which the obtained PPS is heat-treated at 160 to 270 ° C. for 0.2 to 50 hours in an atmosphere having an oxygen concentration of 2% by volume or more. In Patent Document 1, by controlling the heat treatment condition to a specific condition, both high melt fluidity and a small amount of volatile components are compatible, but since a specific amount of oligomer having chlorine as a molecular chain end is included, There was a problem that the chlorine content of the obtained PAS was high. Patent Document 2 discloses a method for obtaining PAS that achieves both high melt fluidity and a small amount of volatile components by controlling the temperature and time during polymerization. Since a specific amount of the oligomer at the chain end is included, there is a problem that the chlorine content of the obtained PAS is high.
高い溶融流動性、少ない揮発性成分量、少ない塩素量を兼ね備えたPASとして、特許文献3ではジハロゲン化芳香族化合物とモノハロゲン化化合物を特定量使用し、さらには特定の洗浄方法や熱処理などを施す方法が開示されているが、特定の洗浄方法や熱処理などの煩雑な操作を行っていると共に、本文献では官能基を積極的に導入しておらず反応性の低いPASしか得ることができない。 Patent Document 3 uses specific amounts of dihalogenated aromatic compounds and monohalogenated compounds as a PAS that combines high melt flowability, a small amount of volatile components, and a small amount of chlorine. However, in this document, functional groups are not actively introduced and only a low-reactivity PAS can be obtained. .
官能基を積極的に導入し反応性を向上させたPASとして、特許文献4〜6では反応性官能基を有するジハロゲン化芳香族化合物または反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を重合時に添加する方法が開示されている。確かに、反応性を有する官能基がPPSに導入されているが、いずれも重合温度250℃以上で2時間以上と高温で長時間重合を行っているため、PASに導入された反応性官能基が熱分解し、PASの反応性および機械強度は不十分と予測できるが、重合温度や時間などの重合条件が、PASに導入された官能基に与える影響は何ら開示されていない。また、高温で長時間重合により、揮発性成分の増大や、熱によるPASの主鎖分解それに伴う機械強度の低下が予想される。 As PASs in which functional groups are actively introduced to improve the reactivity, Patent Documents 4 to 6 disclose dihalogenated aromatic compounds having reactive functional groups or monohalogenated aromatic compounds having reactive functional groups during polymerization. A method of adding is disclosed. Certainly, functional groups having reactivity have been introduced into PPS, but all have been polymerized for a long time at a polymerization temperature of 250 ° C. or higher for 2 hours or longer, so that reactive functional groups introduced into PAS have been introduced. Can be predicted that the reactivity and mechanical strength of PAS are insufficient, but the influence of polymerization conditions such as polymerization temperature and time on the functional groups introduced into PAS is not disclosed. In addition, due to polymerization at a high temperature for a long time, an increase in volatile components and a decrease in mechanical strength associated with the main chain decomposition of PAS due to heat are expected.
本発明は、高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素含有量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたPASを効率よく得ることを課題として検討した結果達成されたものである。 The present invention has been achieved as a result of studying as an object to efficiently obtain a PAS having both a high volatile component amount and a low chlorine content while having a high melt flowability, and having high reactivity and excellent mechanical strength. Is.
本発明は、かかる課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、有機極性溶媒中でスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物と反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を反応させてPASを得る際、特定の温度条件下で特定時間反応させることで、PASの主鎖分解およびPASに導入された反応性官能基の熱分解が抑制され高い反応性が発現すると共に、高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素量含有量を兼ね備えたPASが得られることを見出し、本発明に至った。 In the present invention, as a result of intensive studies to solve such problems, PAS is obtained by reacting a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group in an organic polar solvent. When obtained, by reacting for a specific time under specific temperature conditions, the main chain decomposition of PAS and the thermal decomposition of the reactive functional group introduced into PAS are suppressed, and high reactivity is exhibited and high melt fluidity is achieved. It has been found that a PAS having a small amount of volatile components and a small amount of chlorine can be obtained while having it, and has led to the present invention.
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
(1)有機極性溶媒中、200℃以上280℃未満の温度範囲内でスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物および下記式(A)で表される反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物をアルカリ金属水酸化物の存在下で反応させるポリアリーレンスルフィドの製造方法において、少なくとも下記の工程1及び2を行うことを特徴とするポリアリーレンスルフィドの製造方法。
工程1:230℃以上245℃未満の温度範囲において、昇降温時間を含めた重合時間(T1a)が30分以上3.5時間未満であり、工程終了時点でのジハロゲン化芳香族化合物の転化率が70〜98モル%になるように反応させてポリアリーレンスルフィドのプレポリマーを生成させる工程
工程2:245℃以上280℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T2)が5分以上1時間未満で反応させてポリアリーレンスルフィドを得る工程。
That is, the present invention is as follows.
(1) A monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group represented by a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound and the following formula (A) within a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C. in an organic polar solvent In the method for producing polyarylene sulfide in which is reacted in the presence of an alkali metal hydroxide, at least the following steps 1 and 2 are performed.
Step 1: In a temperature range of 230 ° C. or higher and lower than 245 ° C., the polymerization time (T1a) including the temperature rise / fall time is 30 minutes or longer and less than 3.5 hours, and the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound at the end of the step Is a process in which a polyarylene sulfide prepolymer is produced by reacting so as to be 70 to 98 mol%. In a temperature range of 245 ° C. or more and less than 280 ° C., a polymerization time (T2) including a temperature increase / decrease time is A step of reacting in 5 minutes or more and less than 1 hour to obtain polyarylene sulfide.
(Xはハロゲン基。R1〜R9のうち少なくとも1つがアミノ基、アミド基、アセトアミド基、スルホンアミド基、スルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、シアノ基、イソシアネート基、アルデヒド基、アセチル基、無水物基、エポキシ基、シラノール基、アルコキシシラン基、もしくはそれらの誘導体から選ばれる官能基であり、これら官能基を2つ以上含有する場合は同一でも異なってもよい。Yは硫黄、酸素、カルボニル、アミド、エステル、スルホニル、スルホキシドから選ばれる結合基。nは0〜10の整数。)
(2)前記工程1の230℃以上245℃未満の重合時間(T1a)と工程2の重合時間(T2)の比(T1a/T2)が0.5以上であることを特徴とする(1)記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(3)前記工程1を含む200℃以上245℃未満の温度範囲での昇降温時間を含めた重合時間(T1)が1.5時間以上4時間未満であることを特徴とする(1)または(2)記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(4)前記200℃以上245℃未満の重合時間(T1)と工程2の重合時間(T2)の比(T1/T2)が1.2以上であることを特徴とする(3)記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(5)スルフィド化剤100モルに対し、反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の反応量が0.1モル以上20モル未満であることを特徴とする(1)〜(4)いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(6)スルフィド化剤100モルに対し、反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の反応量が0.1モル以上6モル未満であることを特徴とする(1)〜(4)いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(7)ジハロゲン化芳香族化合物が、反応性官能基を有するジハロゲン化芳香族化合物を含むことを特徴とする(1)〜(6)いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(8)ポリアリーレンスルフィドをフラッシュ法で回収することを特徴とする(1)〜(7)いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(9)真空下320℃×2時間加熱溶融した際に揮発する揮発性成分量が1.0重量%以下、溶融粘度(温度300℃、剪断速度1216sec−1で測定)が2Pa・s以上100Pa・s未満、塩素含有量が3500ppm未満、さらにはポリアリーレンスルフィド100重量部に対してエポキシシランカップリング剤0.5重量部添加し、315℃の試験管にて5分間溶融撹拌して反応させ、得られた20gを300℃に設定したシリンダーに投入し、5分保持した後、剪断速度1216sec −1 で測定したときの、エポキシシランカップリング剤との反応前の溶融粘度(MV1)に対するエポキシシランカップリング剤反応後の溶融粘度(MV2)の比(MV2/MV1)が3.5以上25未満であることを特徴とするポリアリーレンスルフィド。
(10)クロロホルム抽出量が1.0重量%以上であることを特徴とする(9)記載のポリアリーレンスルフィド。
(X is a halogen group. At least one of R1 to R9 is amino group, amide group, acetamide group, sulfonamide group, sulfonic acid group, carboxyl group, hydroxyl group, thiol group, cyano group, isocyanate group, aldehyde group, acetyl group. A functional group selected from a group, an anhydride group, an epoxy group, a silanol group, an alkoxysilane group, or a derivative thereof, and when two or more of these functional groups are contained, they may be the same or different. A linking group selected from oxygen, carbonyl, amide, ester, sulfonyl and sulfoxide, n is an integer of 0 to 10.)
(2) The ratio (T1a / T2) of the polymerization time (T1a) from 230 ° C. to less than 245 ° C. in the step 1 and the polymerization time (T2) in the step 2 is 0.5 or more (1) A process for producing the polyarylene sulfide as described.
(3) The polymerization time (T1) including the temperature increasing / decreasing time in the temperature range of 200 ° C. or more and less than 245 ° C. including the step 1 is 1.5 hours or more and less than 4 hours (1) or (2) The method for producing a polyarylene sulfide according to (2).
(4) The ratio (T1 / T2) of the polymerization time (T1) between 200 ° C. and less than 245 ° C. and the polymerization time (T2) in step 2 is 1.2 or more, A process for producing arylene sulfide.
(5) The reaction amount of the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group with respect to 100 mol of the sulfidizing agent is 0.1 mol or more and less than 20 mol, any of (1) to (4) A process for producing a polyarylene sulfide as described above.
(6) The reaction amount of the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group with respect to 100 mol of the sulfidizing agent is 0.1 mol or more and less than 6 mol, any of (1) to (4) A process for producing a polyarylene sulfide as described above.
(7) The method for producing polyarylene sulfide according to any one of (1) to (6), wherein the dihalogenated aromatic compound includes a dihalogenated aromatic compound having a reactive functional group.
(8) The method for producing polyarylene sulfide according to any one of (1) to (7), wherein the polyarylene sulfide is recovered by a flash method.
(9) The amount of volatile components that volatilize when heated and melted under vacuum at 320 ° C. for 2 hours is 1.0 wt% or less, and the melt viscosity (measured at a temperature of 300 ° C. and a shear rate of 1216 sec −1 ) is 2 Pa · s to 100 Pa. -Less than s, chlorine content is less than 3500ppm, and 0.5 parts by weight of epoxy silane coupling agent is added to 100 parts by weight of polyarylene sulfide , and the mixture is melted and stirred for 5 minutes in a test tube at 315 ° C. was charged into a cylinder set at 300 ° C. the 20g obtained after keeping 5 minutes, when measured at a shear rate of 1216 sec -1, epoxy for melt viscosity prior to reaction with the epoxy silane coupling agent (MV1) polyarylene the ratio of melt viscosity after the silane coupling agent reaction (MV2) (MV2 / MV1) is equal to or less than 25 3.5 or higher Nsurufido.
(10) The polyarylene sulfide according to (9), wherein the amount of chloroform extracted is 1.0% by weight or more.
本発明によれば、高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素含有量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたPASを効率よく得ることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently obtain a PAS having both a low volatile component amount and a low chlorine content while having a high melt fluidity and a high reactivity and an excellent mechanical strength.
本発明におけるPASとは、式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有するホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては下記の式(B)〜式(L)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(B)が特に好ましい。 The PAS in the present invention is a homopolymer or copolymer having a repeating unit of the formula, — (Ar—S) —, as a main constituent unit, and preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. Ar includes units represented by the following formulas (B) to (L), among which the formula (B) is particularly preferable.
(R1,R2は水素、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基から選ばれた置換基であり、R1とR2は同一でも異なっていてもよい)。 (R1 and R2 are substituents selected from hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, and a halogen group, and R1 and R2 may be the same or different).
この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記の式(M)〜式(O)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。 As long as this repeating unit is a main structural unit, it can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the following formulas (M) to (O). The amount of copolymerization of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units.
また、本発明におけるPASは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。 The PAS in the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit.
これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいPASとしては、ポリマーの主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位 Typical examples of these include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred PASs include p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.
を80モル%以上、特に90モル%以上含有するポリフェニレンスルフィドが挙げられる。 Is polyphenylene sulfide containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more.
本発明の、有機極性溶媒中でスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物および反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を用いてPASを得る反応では、反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物のハロゲン基がPASの末端と反応することで、得られるPASの分子鎖末端はハロゲン基を有さず反応性官能基を有する構造が形成される。塩素含有量が低くかつ反応性の高いPASを得るうえで、ハロゲン基を有さず反応性官能基を有する末端構造は、PASの全分子鎖末端に対し10〜100%有していることが好ましい。 In the reaction of obtaining PAS using a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound and a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group in an organic polar solvent of the present invention, the monohalogenated aromatic having a reactive functional group is used. When the halogen group of the group compound reacts with the end of PAS, the molecular chain end of the obtained PAS does not have a halogen group but has a structure having a reactive functional group. In order to obtain a PAS having a low chlorine content and a high reactivity, the terminal structure having a reactive functional group and not having a halogen group should have 10 to 100% of all molecular chain terminals of PAS. preferable.
本発明でのPASの製造方法について、以下、スルフィド化剤、有機極性溶媒、ジハロゲン化芳香族化合物、反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物、重合助剤、分岐・架橋剤、重合安定剤、前工程、重合反応工程、ポリマー回収、その他の後処理、生成PAS、及び用途の順に詳述する。 Regarding the method for producing PAS in the present invention, sulfidizing agent, organic polar solvent, dihalogenated aromatic compound, monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group, polymerization aid, branching / crosslinking agent, polymerization stability The agent, the pre-process, the polymerization reaction process, the polymer recovery, other post-treatments, the produced PAS, and the use will be described in detail in this order.
(1)スルフィド化剤
本発明で用いられるスルフィド化剤としては、アルカリ金属硫化物、アルカリ金属水硫化物、および硫化水素が挙げられる。
(1) Sulfiding agent Examples of the sulfiding agent used in the present invention include alkali metal sulfides, alkali metal hydrosulfides, and hydrogen sulfide.
アルカリ金属硫化物の具体例としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。 Specific examples of the alkali metal sulfide include lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide and a mixture of two or more of these, and sodium sulfide is preferably used. These alkali metal sulfides can be used as hydrates or aqueous mixtures or in the form of anhydrides.
アルカリ金属水硫化物の具体例としては、例えば水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化リチウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも水硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属水硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。 Specific examples of the alkali metal hydrosulfide include, for example, sodium hydrosulfide, potassium hydrosulfide, lithium hydrosulfide, rubidium hydrosulfide, cesium hydrosulfide and a mixture of two or more of these. Preferably used. These alkali metal hydrosulfides can be used as hydrates or aqueous mixtures or in the form of anhydrides.
また、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで調製されるスルフィド化剤も用いることができる。また、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物からスルフィド化剤を調製し、これを重合槽に移して用いることができる。 A sulfidizing agent prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide can also be used. Further, a sulfidizing agent can be prepared from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide, and transferred to a polymerization tank for use.
あるいは、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素から反応系においてin situで調製されるスルフィド化剤も用いることができる。また、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素からスルフィド化剤を調製し、これを重合槽に移して用いることができる。 Alternatively, a sulfidizing agent prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydroxide such as lithium hydroxide or sodium hydroxide and hydrogen sulfide can also be used. Further, a sulfidizing agent can be prepared from an alkali metal hydroxide such as lithium hydroxide or sodium hydroxide and hydrogen sulfide, and transferred to a polymerization tank for use.
本発明において、スルフィド化剤の量とは、脱水操作などにより重合反応開始前にスルフィド化剤の一部損失が生じる場合には、実際の仕込み量から当該損失分を差し引いた残存量を意味するものとする。 In the present invention, the amount of the sulfidizing agent means a residual amount obtained by subtracting the loss from the actual charge when there is a partial loss of the sulfidizing agent before the start of the polymerization reaction due to dehydration operation or the like. Shall.
なお、スルフィド化剤と共に、アルカリ金属水酸化物および/またはアルカリ土類金属水酸化物を併用することも可能である。アルカリ金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を好ましいものとして挙げることができ、アルカリ土類金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどが挙げられ、なかでも水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。 An alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide can be used in combination with the sulfidizing agent. Specific examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and a mixture of two or more thereof. Specific examples of the metal hydroxide include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, and the like. Among them, sodium hydroxide is preferably used.
スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましく、この使用量はアルカリ金属水硫化物100モルに対し90モル以上120モル未満、好ましくは95モル以上115モル未満、更に好ましくは95モル以上110モル未満の範囲が例示できる。この範囲にすることで、分解を引き起こすことなく、また重合副生物量の少ないPASを得ることができる。 When an alkali metal hydrosulfide is used as the sulfiding agent, it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time, and the amount used is 90 mol or more and less than 120 mol with respect to 100 mol of the alkali metal hydrosulfide, The range is preferably 95 mol or more and less than 115 mol, more preferably 95 mol or more and less than 110 mol. By setting it within this range, PAS having a small amount of polymerization by-products can be obtained without causing decomposition.
(2)有機極性溶媒
本発明では重合溶媒として有機極性溶媒を用いる。具体例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドンなどのN−アルキルピロリドン類、N−メチル−ε−カプロラクタムなどのカプロラクタム類、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホキシドなどに代表されるアプロチック有機溶媒、およびこれらの混合物などが反応の安定性が高いために好ましく使用される。これらのなかでも、特にN−メチル−2−ピロリドン(NMP)が好ましく用いられる。
(2) Organic polar solvent In this invention, an organic polar solvent is used as a polymerization solvent. Specific examples include N-alkylpyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-2-pyrrolidone, caprolactams such as N-methyl-ε-caprolactam, and 1,3-dimethyl-2-imidazolide. Non-, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfoxide, and other aprotic organic solvents, and mixtures thereof have high reaction stability. Are preferably used. Of these, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is particularly preferably used.
本発明においてPASの重合溶媒として用いる有機極性溶媒の使用量に特に制限はないが、安定した反応性および経済性の観点から、スルフィド化剤100モル当たり250モル以上550モル未満、好ましくは250モル以上500モル未満、より好ましくは250モル以上450モル未満の範囲が選択される。 In the present invention, the amount of the organic polar solvent used as the polymerization solvent for PAS is not particularly limited, but from the viewpoint of stable reactivity and economy, 250 mol or more and less than 550 mol, preferably 250 mol, per 100 mol of the sulfidizing agent. A range of not less than 500 mol and more preferably not less than 250 mol and less than 450 mol is selected.
(3)ジハロゲン化芳香族化合物
本発明で用いるジハロゲン化芳香族化合物は、p−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p−ジブロモベンゼンなどのジハロゲン化ベンゼン、2,3−ジクロロ安息香酸、2,4−ジクロロ安息香酸、2,5−ジクロロ安息香酸、2,6−ジクロロ安息香酸、3,4−ジクロロ安息香酸、3,5−ジクロロ安息香酸およびそれらの塩や、2,3−ジクロロフェノール、2,4−ジクロロフェノール、2,5−ジクロロフェノール、2,6−ジクロロフェノール、3,4−ジクロロフェノール、3,5−ジクロロフェノールおよびそれらの塩や、2,3−ジクロロアニリン、2,4−ジクロロアニリン、2,5−ジクロロアニリン、2,6−ジクロロアニリン、3,4−ジクロロアニリン、3,5−ジクロロアニリンや、4−アミノ−2,5−ジクロロ安息香酸およびその塩などの反応性官能基を有するジハロゲン化ベンゼンなどを挙げることができ、PAS共重合体を製造するために異なる2種以上のジハロゲン化芳香族化合物を組み合わせて用いることも可能である。なかでも、p−ジクロロベンゼンに代表されるp−ジハロゲン化ベンゼンを主成分にするジハロゲン化芳香族化合物が好ましい。
(3) Dihalogenated aromatic compound The dihalogenated aromatic compound used in the present invention is dihalogenated benzene such as p-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, or 2,3-dichlorobenzoic acid. Acid, 2,4-dichlorobenzoic acid, 2,5-dichlorobenzoic acid, 2,6-dichlorobenzoic acid, 3,4-dichlorobenzoic acid, 3,5-dichlorobenzoic acid and salts thereof, and 2,3 -Dichlorophenol, 2,4-dichlorophenol, 2,5-dichlorophenol, 2,6-dichlorophenol, 3,4-dichlorophenol, 3,5-dichlorophenol and their salts, 2,3-dichloroaniline 2,4-dichloroaniline, 2,5-dichloroaniline, 2,6-dichloroaniline, 3,4-dichloro In order to produce a PAS copolymer, aniline, 3,5-dichloroaniline, dihalogenated benzene having a reactive functional group such as 4-amino-2,5-dichlorobenzoic acid and its salt, and the like can be mentioned. It is also possible to use two or more different dihalogenated aromatic compounds in combination. Especially, the dihalogenated aromatic compound which has p-dihalogenated benzene represented by p-dichlorobenzene as a main component is preferable.
本発明は高温での重合時間が短く、反応性官能基の熱分解が抑制されるため、高い反応性を有するPASを得ることができる。そのため、共重合成分として反応性官能基を有するジハロゲン化芳香族化合物を用いた共重合PASの製造に好適である。 In the present invention, the polymerization time at high temperature is short, and the thermal decomposition of the reactive functional group is suppressed, so that a highly reactive PAS can be obtained. Therefore, it is suitable for production of copolymer PAS using a dihalogenated aromatic compound having a reactive functional group as a copolymer component.
本発明では、少ない塩素量を兼ね備えたPASを得ることを目的としており、塩素源であるジハロゲン化芳香族化合物を大過剰で使用することは塩素量の増大を引き起こすため好ましくない。また、ジハロゲン化芳香族化合物が少なすぎると反応系内がイオウ源リッチな状態となり分解反応を引き起こす。そのため、ジハロゲン化芳香族化合物の使用量は、スルフィド化剤100モル当たり95モル以上105モル未満必要であり、好ましくは96モル以上104モル未満、特に好ましくは97モル以上103モル未満の範囲が例示できる。 The purpose of the present invention is to obtain a PAS having a small amount of chlorine, and it is not preferable to use a dihalogenated aromatic compound as a chlorine source in a large excess because the amount of chlorine is increased. On the other hand, when the amount of the dihalogenated aromatic compound is too small, the reaction system becomes rich in a sulfur source and causes a decomposition reaction. For this reason, the amount of the dihalogenated aromatic compound needs to be 95 to 105 moles per 100 moles of the sulfidizing agent, preferably 96 to 104 moles, particularly preferably 97 to 103 moles. it can.
(4)反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物
本発明の反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の反応性官能基とは、アミノシランカップリング剤、エポキシシランカップリング剤、イソシアネートシランカップリング剤などの反応性を有するカップリング剤やグリシジル基を有する樹脂など、溶融混練時に反応性を有する添加剤と反応する官能基のことである。本発明である、特定の重合条件下で該反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を用いて得られたPASは、例えばカップリング剤と共に溶融混練させて得た樹脂組成物の機械強度が大幅に向上したり、射出成形でのバリ低減に有効である。
(4) Monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group The reactive functional group of the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group of the present invention is an aminosilane coupling agent, an epoxysilane coupling agent, or an isocyanate. It is a functional group that reacts with an additive having reactivity during melt-kneading, such as a reactive coupling agent such as a silane coupling agent or a resin having a glycidyl group. The PAS obtained by using the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group under specific polymerization conditions according to the present invention is, for example, mechanical strength of a resin composition obtained by melt-kneading with a coupling agent. Is significantly improved, and is effective in reducing burrs in injection molding.
本発明で必要な反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物は、下記式(P)で表される。 The monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group necessary in the present invention is represented by the following formula (P).
(Xはハロゲン基。R1〜R9のうち少なくとも1つがアミノ基、アミド基、アセトアミド基、スルホンアミド基、スルホン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール基、シアノ基、イソシアネート基、アルデヒド基、アセチル基、無水物基、エポキシ基、シラノール基、アルコキシシラン基、もしくはそれらの誘導体から選ばれる官能基であり、これら官能基を2つ以上含有する場合は同一でも異なってもよい。Yは硫黄、酸素、カルボニル、アミド、エステル、スルホニル、スルホキシドから選ばれる結合基。nは0〜10の整数。) (X is a halogen group. At least one of R1 to R9 is amino group, amide group, acetamide group, sulfonamide group, sulfonic acid group, carboxyl group, hydroxyl group, thiol group, cyano group, isocyanate group, aldehyde group, acetyl group. A functional group selected from a group, an anhydride group, an epoxy group, a silanol group, an alkoxysilane group, or a derivative thereof, and when two or more of these functional groups are contained, they may be the same or different. A linking group selected from oxygen, carbonyl, amide, ester, sulfonyl and sulfoxide, n is an integer of 0 to 10.)
具体的には、2−クロロアニリン、3−クロロアニリン、4−クロロアニリン、2−ブロモアニリン、3−ブロモアニリン、4−ブロモアニリン、2−クロロ安息香酸、3−クロロ安息香酸、4−クロロ安息香酸、2−ブロモ安息香酸、3−ブロモ安息香酸、4−ブロモ安息香酸、2−クロロフェノール、3−クロロフェノール、4−クロロフェノール、2−ブロモフェノール、3−ブロモフェノール、4−ブロモフェノール、4−クロロベンズアミド、4−クロロベンゼンアセトアミド、4−クロロベンゼンスルホンアミド、4−クロロベンゼンスルホン酸、4−クロロベンゼンチオール、4’−クロロベンゾフェノン−2−カルボン酸、2−アミノ−5−クロロベンゾフェノンなどのハロゲン以外の反応性官能基を1個含むモノハロゲン化芳香族化合物やその塩などを挙げることができる。また、3,5−ジアミノクロロベンゼン、4−クロロフタル酸、4−クロロ無水フタル酸、5−クロロイソフタル酸などの反応性官能基を2個以上含むモノハロゲン化芳香族化合物やその塩などを挙げることができる。なかでも、反応性および経済性の観点からすると4−クロロ安息香酸、4−クロロフタル酸もしくはその塩、4−クロロアニリンが好ましい。反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を異なる2種以上組み合わせて用いることも可能である。 Specifically, 2-chloroaniline, 3-chloroaniline, 4-chloroaniline, 2-bromoaniline, 3-bromoaniline, 4-bromoaniline, 2-chlorobenzoic acid, 3-chlorobenzoic acid, 4-chloro Benzoic acid, 2-bromobenzoic acid, 3-bromobenzoic acid, 4-bromobenzoic acid, 2-chlorophenol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, 2-bromophenol, 3-bromophenol, 4-bromophenol Halogen such as 4-chlorobenzamide, 4-chlorobenzeneacetamide, 4-chlorobenzenesulfonamide, 4-chlorobenzenesulfonic acid, 4-chlorobenzenethiol, 4'-chlorobenzophenone-2-carboxylic acid, 2-amino-5-chlorobenzophenone Monohalogen containing one reactive functional group other than And aromatic compounds and their salts. In addition, monohalogenated aromatic compounds containing two or more reactive functional groups such as 3,5-diaminochlorobenzene, 4-chlorophthalic acid, 4-chlorophthalic anhydride, and 5-chloroisophthalic acid, and salts thereof. Can do. Of these, 4-chlorobenzoic acid, 4-chlorophthalic acid or a salt thereof, and 4-chloroaniline are preferable from the viewpoint of reactivity and economy. It is also possible to use a combination of two or more different monohalogenated aromatic compounds having a reactive functional group.
また、2−クロロピロール、2−クロロイミダゾール、2−クロロ−4,6−ジメルカプトトリアジン、2−クロロ−4,6−ジアミノトトリアジン、2−クロロ−4,6−ジメルカプトトリアジンなどの反応性官能基を有するモノハロゲン化複素環式化合物や、反応性官能基を有するモノハロゲン化ナフタレン、反応性官能基を有するモノハロゲン化アントラセンなどを用いることも可能である。 Reactions of 2-chloropyrrole, 2-chloroimidazole, 2-chloro-4,6-dimercaptotriazine, 2-chloro-4,6-diaminototriazine, 2-chloro-4,6-dimercaptotriazine, etc. It is also possible to use a monohalogenated heterocyclic compound having a reactive functional group, a monohalogenated naphthalene having a reactive functional group, a monohalogenated anthracene having a reactive functional group, or the like.
これら反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物は、PASの末端に任意に導入することができるため、分子量調整剤としても使用でき、使用量が増加するにつれ分子量は低くなり溶融流動性が向上する傾向にあるが、過剰に使用すると分子量が低くなりすぎ、加工性が低下するとともに揮発性成分量も増大する。また、過剰使用は経済性の観点からも好ましくない。本発明では、加工に適した高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素含有量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたPASを得ることを目的としており、反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の使用量は、スルフィド化剤100モル当たり0.01モル以上15モル未満が必要であり、好ましくは0.1モル以上10モル未満、より好ましくは0.5モル以上5モル未満、特に好ましくは1.0モル以上5モル未満の範囲である。 Since these monohalogenated aromatic compounds having reactive functional groups can be introduced arbitrarily at the end of PAS, they can also be used as molecular weight regulators. As the amount used increases, the molecular weight decreases and the melt fluidity decreases. Although it tends to improve, when used excessively, the molecular weight becomes too low, the processability is lowered and the amount of volatile components is also increased. Moreover, excessive use is not preferable from the viewpoint of economy. The object of the present invention is to obtain a PAS having both a low volatile component amount and a low chlorine content while having a high melt fluidity suitable for processing, and having a high reactivity and excellent mechanical strength. The amount of the monohalogenated aromatic compound having a functional group is required to be 0.01 mol or more and less than 15 mol, preferably 0.1 mol or more and less than 10 mol, more preferably 0.1 mol, per 100 mol of the sulfidizing agent. The range is 5 mol or more and less than 5 mol, particularly preferably 1.0 mol or more and less than 5 mol.
また、前述したように、ジハロゲン化芳香族化合物および反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物は、使用量が多すぎても少なすぎても、本発明の高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素量を兼ね備えたPASを得る上で好ましくない。そのためジハロゲン化芳香族化合物や反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物などのハロゲン化化合物の合計量を特定の範囲にすることが好ましく、スルフィド化剤100モルに対してハロゲン化化合物の合計量を98モル以上108モル未満にすることが好ましく、100モル以上105モル未満がより好ましく、101モル以上103モル未満が一層好ましい。なお、ハロゲン化化合物としては、上述のジハロゲン化芳香族化合物や反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物のみならず、後述の分岐・架橋剤で使用するトリハロゲン化以上のポリハロゲン化化合物も含む。 In addition, as described above, the dihalogenated aromatic compound and the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group can be used in an amount of too much or too little, while having the high melt fluidity of the present invention. It is not preferable for obtaining a PAS having both a small amount of volatile components and a small amount of chlorine. Therefore, the total amount of halogenated compounds such as dihalogenated aromatic compounds and monohalogenated aromatic compounds having a reactive functional group is preferably within a specific range, and the total amount of halogenated compounds with respect to 100 mol of the sulfidizing agent. The amount is preferably 98 mol or more and less than 108 mol, more preferably 100 mol or more and less than 105 mol, and even more preferably 101 mol or more and less than 103 mol. The halogenated compounds include not only the above-mentioned dihalogenated aromatic compounds and monohalogenated aromatic compounds having a reactive functional group, but also polyhalogenated compounds of trihalogenated or higher used in the branching / crosslinking agent described later. Including.
反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の添加時期には特に制限はなく、後述する前工程時、重合開始時、重合途中のいずれの時点で添加してもよく、また複数回に分けて添加してもよいが、前工程時に添加すると、前工程時に反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物が揮散しないような還流装置が必要であることや、重合途中(加圧状態)で添加するには圧入装置が必要である。簡便な操作で反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を添加するには、重合開始時または重合途中に添加するのが好ましい。 There is no particular limitation on the addition timing of the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group, and it may be added at any time during the previous step, at the start of polymerization, or during polymerization, which will be described later, or divided into multiple times. However, if it is added during the previous step, a reflux device is required so that the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group does not volatilize during the previous step, or during polymerization (pressurized state) A press-fitting device is required to add in the above. In order to add a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group by a simple operation, it is preferably added at the start of polymerization or during polymerization.
なお、分子量を調整する目的で、クロロベンゼン、1−クロロナフタレンなどの反応性官能基を有さないモノハロゲン化芳香族化合物も使用することも可能である。 For the purpose of adjusting the molecular weight, it is also possible to use a monohalogenated aromatic compound having no reactive functional group such as chlorobenzene and 1-chloronaphthalene.
(5)重合助剤
本発明においては、重合助剤を用いることも好ましい態様の一つである。重合助剤を用いる一つの目的はPASを所望の溶融粘度に調整するためであるが、他の目的としては揮発性成分量を低減するためである。このような重合助剤の具体例としては、例えば有機カルボン酸金属塩、水、アルカリ金属塩化物(但し、塩化ナトリウムは除く)、有機スルホン酸金属塩、硫酸アルカリ金属塩、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属リン酸塩およびアルカリ土類金属リン酸塩などが挙げられる。これらは単独で用いても2種以上同時に用いても差し障りない。なかでも、有機カルボン酸金属塩および/または水が好ましく用いられる。
(5) Polymerization aid In the present invention, it is one of preferred embodiments to use a polymerization aid. One purpose of using the polymerization aid is to adjust the PAS to a desired melt viscosity, but another purpose is to reduce the amount of volatile components. Specific examples of such polymerization aids include, for example, organic carboxylic acid metal salts, water, alkali metal chlorides (excluding sodium chloride), organic sulfonic acid metal salts, alkali metal sulfates, alkaline earth metal oxidations. Products, alkali metal phosphates and alkaline earth metal phosphates. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, organic carboxylic acid metal salts and / or water are preferably used.
有機カルボン酸金属塩とは、一般式R(COOM)n(式中、Rは、炭素数1〜20を有するアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基である。Mは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムから選ばれるアルカリ金属である。nは1〜3の整数である。)で表される化合物を好ましい例として挙げることができる。有機カルボン酸金属塩は、水和物、無水物または水溶液としても用いることができる。有機カルボン酸金属塩の具体例としては、例えば、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、プロピオン酸ナトリウム、吉草酸リチウム、安息香酸ナトリウム、フェニル酢酸ナトリウム、p−トルイル酸カリウム、およびそれらの混合物などを挙げることができる。有機カルボン酸金属塩は、有機酸と、水酸化アルカリ金属、炭酸アルカリ金属塩および重炭酸アルカリ金属塩よりなる群から選ばれる一種以上の化合物とを、ほぼ等化学当量ずつ添加して反応させることにより形成させてもよい。上記有機カルボン酸金属塩の中で、リチウム塩は反応系への溶解性が高く助剤効果が大きいが高価であり、カリウム、ルビジウムおよびセシウム塩は反応系への溶解性が不十分であると推定しており、安価でかつ反応系への適度な溶解性を有する酢酸ナトリウムが好ましく用いられる。 The organic carboxylic acid metal salt is a general formula R (COOM) n (wherein R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylaryl group, or an arylalkyl group. Is an alkali metal selected from lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium, and n is an integer of 1 to 3). The organic carboxylic acid metal salt can also be used as a hydrate, an anhydride or an aqueous solution. Specific examples of the organic carboxylic acid metal salt include, for example, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, magnesium acetate, calcium acetate, sodium propionate, lithium valerate, sodium benzoate, sodium phenylacetate, potassium p-toluate, And a mixture thereof. The organic carboxylic acid metal salt is obtained by adding an organic acid and one or more compounds selected from the group consisting of an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and an alkali metal bicarbonate, and adding them to each other at approximately equal chemical equivalents. You may form by. Among the above organic carboxylic acid metal salts, lithium salts are highly soluble in the reaction system and have a large auxiliary effect, but are expensive, and potassium, rubidium and cesium salts are insufficiently soluble in the reaction system. Sodium acetate, which has been estimated and is inexpensive and has adequate solubility in the reaction system, is preferably used.
重合助剤として上記有機カルボン酸金属塩を用いる場合の使用量は、仕込みスルフィド化剤100モルに対し、1モル以上70モル未満の範囲が好ましく、2モル以上60モル未満の範囲がより好ましく、2モル以上55モル未満の範囲がいっそう好ましい。 The amount used in the case of using the above organic carboxylic acid metal salt as a polymerization aid is preferably in the range of 1 mol or more and less than 70 mol, more preferably in the range of 2 mol or more and less than 60 mol, relative to 100 mol of the charged sulfidizing agent. The range of 2 mol or more and less than 55 mol is more preferable.
重合助剤として有機カルボン酸金属塩を使用する場合、その添加時期には特に制限はなく、後述する前工程時、重合開始時、重合途中のいずれの時点で添加してもよく、また複数回に分けて添加してもよいが、添加の容易性からすると、前工程開始時或いは重合開始時に同時に添加することが好ましい。 When using an organic carboxylic acid metal salt as a polymerization aid, the addition timing is not particularly limited, and it may be added at any time during the previous step, at the start of polymerization, or during polymerization, which will be described later, or multiple times. However, from the viewpoint of ease of addition, it is preferable to add them at the start of the previous step or at the start of polymerization.
重合助剤として水を用いる場合、水単独で用いることも可能であるが、有機カルボン酸金属塩を同時に用いることが好ましく、これにより重合助剤としての効果をより高めることができ、より少ない重合助剤の使用量でも短時間で所望の溶融粘度のPASを得ることができる傾向にある。この場合の重合系内の好ましい水分量の範囲は、スルフィド化剤100モルに対し80モル以上300モル未満であり、85モル以上180モル未満がより好ましい。水分量が多すぎると反応器内圧の上昇が大きく、高い耐圧性能を有した反応器が必要となるため、経済的にも安全性の面でも好ましくない傾向にある。重合系内の水分量を前記範囲にする段階のジハロゲン化芳香族化合物の転化率は、後述するように60モル%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上であることが好ましい。なお、重合時に副生した水も重合助剤となり得る。 When water is used as a polymerization aid, it is possible to use water alone, but it is preferable to use an organic carboxylic acid metal salt at the same time, which can further enhance the effect as a polymerization aid and reduce polymerization. There is a tendency that a PAS having a desired melt viscosity can be obtained in a short time even with the use amount of the auxiliary agent. In this case, the preferable range of the amount of water in the polymerization system is 80 to 300 mol, and more preferably 85 to 180 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent. If the amount of water is too large, the internal pressure of the reactor is greatly increased, and a reactor having high pressure resistance is required, which tends to be unfavorable in terms of economy and safety. The conversion rate of the dihalogenated aromatic compound at the stage of setting the water content in the polymerization system to the above range is 60 mol% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 90%, as described later. The above is preferable. Water produced as a by-product during polymerization can also serve as a polymerization aid.
また、重合後に水を添加することも好ましい様態の一つである。重合後に水を添加した後の重合系内の水分量の好ましい範囲は、スルフィド化剤100モルに対して100〜1500モルであり、150〜1000モルがより好ましい。 In addition, it is one of preferable modes to add water after polymerization. The preferable range of the water content in the polymerization system after adding water after the polymerization is 100 to 1500 mol, more preferably 150 to 1000 mol, relative to 100 mol of the sulfidizing agent.
(6)分岐・架橋剤
本発明では、高い溶融流動性を有する実質的に直鎖状PASの塩素含有量が低減され、かつ揮発性成分量が低減されたPASを得ることができるが、分岐または架橋重合体を形成させ所望の溶融粘度に調整するために、トリハロゲン化以上のポリハロゲン化合物(必ずしも芳香族化合物でなくともよい)、活性水素含有ハロゲン化芳香族化合物及びハロゲン化芳香族ニトロ化合物などの分岐・架橋剤を併用することも可能である。ポリハロゲン化合物としては通常に用いられる化合物を用いることができるが、中でもポリハロゲン化芳香族化合物が好ましく、具体例としては、1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、1,2,4,5−テトラクロロベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、1,4,6−トリクロロナフタレン等を挙げることができ、中でも1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンが好ましい。前記、活性水素含有ハロゲン化芳香族化合物としては、例えばアミノ基、メルカプト基及びヒドロキシル基などの官能基を有するハロゲン化芳香族化合物を挙げることができる。具体例としては2,5−ジクロロアニリン、2,4−ジクロロアニリン、2,3−ジクロロアニリン、2,4,6−トリクロロアニリン、2,2’−ジアミノ−4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、2,4’−ジアミノ−2’,4−ジクロロジフェニルエーテルなどを挙げることができる。前記、ハロゲン化芳香族ニトロ化合物としては、例えば2,4−ジニトロクロロベンゼン、2,5−ジクロロニトロベンゼン、2−ニトロ−4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、3,3’−ジニトロ−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、2,5−ジクロロ−2−ニトロピリジン、2−クロロ−3,5−ジニトロピリジンなどを挙げることができる。
(6) Branching / crosslinking agent In the present invention, it is possible to obtain a PAS in which the chlorine content of the substantially linear PAS having high melt flowability is reduced and the amount of volatile components is reduced. Alternatively, in order to form a crosslinked polymer and adjust the melt viscosity to a desired value, a polyhalogen compound that is trihalogenated or higher (not necessarily an aromatic compound), an active hydrogen-containing halogenated aromatic compound, and a halogenated aromatic nitro compound. It is also possible to use a branching / crosslinking agent such as a compound in combination. As the polyhalogen compound, a commonly used compound can be used. Among them, polyhalogenated aromatic compounds are preferable, and specific examples include 1,3,5-trichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, Examples include 1,2,4,5-tetrachlorobenzene, hexachlorobenzene, 1,4,6-trichloronaphthalene, and among them, 1,3,5-trichlorobenzene and 1,2,4-trichlorobenzene are preferable. Examples of the active hydrogen-containing halogenated aromatic compound include halogenated aromatic compounds having functional groups such as amino group, mercapto group, and hydroxyl group. Specific examples include 2,5-dichloroaniline, 2,4-dichloroaniline, 2,3-dichloroaniline, 2,4,6-trichloroaniline, 2,2′-diamino-4,4′-dichlorodiphenyl ether, 2 , 4′-diamino-2 ′, 4-dichlorodiphenyl ether, and the like. Examples of the halogenated aromatic nitro compound include 2,4-dinitrochlorobenzene, 2,5-dichloronitrobenzene, 2-nitro-4,4′-dichlorodiphenyl ether, and 3,3′-dinitro-4,4′-. Examples include dichlorodiphenyl sulfone, 2,5-dichloro-2-nitropyridine, 2-chloro-3,5-dinitropyridine, and the like.
(7)重合安定剤
本発明のPASの製造においては、重合反応系を安定化し、副反応を防止するために、重合安定剤を用いることもできる。重合安定剤は、重合反応系の安定化に寄与し、望ましくない副反応を抑制する。副反応の一つの目安としては、チオフェノールの生成が挙げられ、重合安定剤の添加によりチオフェノールの生成を抑えることができる。重合安定剤の具体例としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物、およびアルカリ土類金属炭酸塩などの化合物が挙げられる。そのなかでも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物が好ましい。前述した有機カルボン酸金属塩も重合安定剤として作用するので、本発明で使用する重合安定剤の一つに入る。また、スルフィド化剤としてアルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましいことを前述したが、ここでスルフィド化剤に対して過剰となるアルカリ金属水酸化物も重合安定剤となり得る。
(7) Polymerization stabilizer In the production of the PAS of the present invention, a polymerization stabilizer can also be used in order to stabilize the polymerization reaction system and prevent side reactions. The polymerization stabilizer contributes to stabilization of the polymerization reaction system and suppresses undesirable side reactions. One measure of the side reaction is the generation of thiophenol, and the addition of a polymerization stabilizer can suppress the generation of thiophenol. Specific examples of the polymerization stabilizer include compounds such as alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, alkaline earth metal hydroxides, and alkaline earth metal carbonates. Among these, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide are preferable. Since the aforementioned organic carboxylic acid metal salt also acts as a polymerization stabilizer, it is one of the polymerization stabilizers used in the present invention. In addition, when an alkali metal hydrosulfide is used as a sulfidizing agent, it has been described above that it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time. Oxides can also be polymerization stabilizers.
これら重合安定剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。重合安定剤は、重合反応開始前の反応系内のスルフィド化剤100モルに対して、通常1〜20モル、好ましくは3〜10モルの割合で使用することが望ましい。この割合が多すぎると経済的に不利益であったり、ポリマー収率が低下したりする傾向にある。なお、反応時にアルカリ金属硫化物の一部が分解して、硫化水素が発生する場合には、その結果生成したアルカリ金属水酸化物も重合安定剤となり得る。 These polymerization stabilizers can be used alone or in combination of two or more. The polymerization stabilizer is desirably used in a proportion of usually 1 to 20 mol, preferably 3 to 10 mol, per 100 mol of the sulfidizing agent in the reaction system before the start of the polymerization reaction. If this ratio is too large, it tends to be economically disadvantageous and the polymer yield tends to decrease. In addition, when a part of alkali metal sulfide decomposes | disassembles at the time of reaction and hydrogen sulfide generate | occur | produces, the alkali metal hydroxide produced | generated as a result can also become a polymerization stabilizer.
重合安定剤の添加時期には特に指定はなく、後述する前工程時、重合開始時、重合途中のいずれの時点で添加してもよく、また複数回に分けて添加してもよい。 The addition timing of the polymerization stabilizer is not particularly specified. The polymerization stabilizer may be added at any time during the previous step, the start of polymerization, or during the polymerization described later, or may be added in a plurality of times.
(8)前工程
本発明のPASの製造方法において、スルフィド化剤は通常水和物の形で使用されるが、ジハロゲン化芳香族化合物や反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を添加する前に、有機極性溶媒とスルフィド化剤を含む混合物を昇温し、過剰量の水を系外に除去することが好ましい。なお、この操作により水を除去し過ぎた場合には、不足分の水を添加して補充することが好ましい。
(8) Pre-process In the PAS production method of the present invention, the sulfiding agent is usually used in the form of a hydrate, but a dihalogenated aromatic compound or a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group is added. It is preferable to raise the temperature of the mixture containing the organic polar solvent and the sulfidizing agent before removing the excess water out of the system. In addition, when water is removed excessively by this operation, it is preferable to add and replenish the deficient water.
また、上述したように、スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで、あるいは重合槽とは別の槽で調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。この方法には特に制限はないが、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜150℃、好ましくは常温〜100℃の温度範囲で、有機極性溶媒にアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を加え、常圧または減圧下、少なくとも150℃以上、好ましくは180℃〜260℃まで昇温し、水分を留去させる方法が挙げられる。この段階で重合助剤を加えてもよい。また、水分の留去を促進するために、トルエンなどを加えて反応を行ってもよい。 Further, as described above, an alkali metal sulfide prepared from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in situ in the reaction system or in a tank different from the polymerization tank is also used as the sulfidizing agent. be able to. Although there is no particular limitation on this method, desirably, an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide are added to the organic polar solvent in an inert gas atmosphere at a temperature ranging from room temperature to 150 ° C., preferably from room temperature to 100 ° C. In addition, a method of raising the temperature to at least 150 ° C. or more, preferably 180 ° C. to 260 ° C. under normal pressure or reduced pressure, and distilling off the water can be mentioned. A polymerization aid may be added at this stage. Moreover, in order to accelerate | stimulate distillation of a water | moisture content, you may react by adding toluene etc.
前工程が終了した段階での系内の水分量は、仕込みスルフィド化剤100モル当たり90〜110モルであることが好ましい。ここで系内の水分量とは前工程で仕込まれた水分量から系外に除去された水分量を差し引いた量である。また、仕込まれる水は、水、水溶液、結晶水などのいずれの形態であってもよい。 The amount of water in the system at the stage where the pre-process is completed is preferably 90 to 110 mol per 100 mol of the charged sulfidizing agent. Here, the amount of water in the system is an amount obtained by subtracting the amount of water removed from the system from the amount of water charged in the previous step. In addition, the water to be charged may be in any form such as water, an aqueous solution, and crystal water.
前工程が終了した後、有機極性溶媒中で、前工程で調製した反応物とジハロゲン化芳香族化合物および反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を接触させて重合反応を行うが、前工程と同じ反応器で後述の重合反応工程を行っても良いし、前工程と異なる反応容器に前工程で調製した反応物を移送した後に重合反応工程を行ってもよい。 After completion of the previous step, the reaction product prepared in the previous step is brought into contact with the dihalogenated aromatic compound and the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group in an organic polar solvent. The polymerization reaction step described later may be performed in the same reactor as the step, or the polymerization reaction step may be performed after the reactant prepared in the previous step is transferred to a reaction vessel different from the previous step.
(9)重合反応工程
本発明である、高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素含有量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたPASを得るためには、特定の重合工程を経る必要がある。かかる重合工程とは、有機極性溶媒中で、スルフィド化剤と所定量のジハロゲン化芳香族化合物および反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を200℃以上280℃未満の温度範囲内で反応させてPASを得る際、
<工程1>230℃以上245℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T1a)が30分以上3.5時間未満であり、工程終了時点でのジハロゲン化芳香族化合物の転化率が70〜98モル%になるように反応させてPASのプレポリマーを生成させる工程、及び
<工程2>245℃以上280℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T2)が5分以上1時間未満で反応させてPASを得る工程、
のことである。該工程を経ることにより、本発明のPASを短時間で効率よく得ることができる。
(9) Polymerization reaction step In order to obtain a PAS having a high melt fluidity and a low volatile component amount and a low chlorine content, and having a high reactivity and excellent mechanical strength, It is necessary to go through the polymerization step. The polymerization step is a reaction of a sulfidizing agent with a predetermined amount of a dihalogenated aromatic compound and a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group in an organic polar solvent within a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C. Let's get a PAS
<Step 1> Within a temperature range of 230 ° C. or more and less than 245 ° C., the polymerization time (T1a) including the temperature rising / falling time is 30 minutes or more and less than 3.5 hours, and the dihalogenated aromatic compound at the end of the step A step of producing a prepolymer of PAS by reacting such that the conversion is 70 to 98 mol%, and <Step 2> in a temperature range from 245 ° C. to less than 280 ° C. A step of reacting T2) for 5 minutes to less than 1 hour to obtain PAS;
That is. By passing through this step, the PAS of the present invention can be efficiently obtained in a short time.
以下に工程1及び工程2について詳述する。 Hereinafter, Step 1 and Step 2 will be described in detail.
<工程1>本発明では、有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物および官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を200℃以上280℃未満の温度範囲で重合を行う際、230℃以上245℃未満の温度範囲内において昇降温時間を含めた重合時間(T1a)が30分以上3.5時間未満である工程1を行うことが必要である。本発明である溶融時の揮発性成分量の少ないPASを得るには、低い温度でジハロゲン化芳香族化合物の転化率を十分上げた後に工程2を行うことが好ましいが、重合温度230℃未満の反応では反応速度が遅いためジハロゲン化芳香族化合物の転化率が上がりにくく、工程2を経て得たPASの溶融粘度は低すぎ、射出成形に好適な溶融流動性が得られない傾向にある。また、230℃未満のみの反応でジハロゲン化芳香族化合物の転化率を上げるには長時間の反応を要し、生産効率上好ましくない。そのため、比較的反応速度が高い230℃以上245℃未満の温度範囲で30分以上3.5時間未満、好ましくは40分以上3.5時間未満、より好ましくは1時間以上3時間未満、更に好ましくは1.5時間以上3時間未満反応を行うのがよい。本発明では比較的反応速度が高い230℃以上245℃未満の温度範囲でジハロゲン化芳香族化合物の転化率を上げるため、230℃未満の温度範囲での重合時間を短時間にする方が生産効率上好ましく、200℃以上230℃未満の温度範囲での重合時間は2時間以内が好ましく、1時間以内がより好ましい時間として例示できる。更に、工程1を含む200℃以上245℃未満の温度範囲内での昇降温時間を含めた重合時間(T1)は1.5時間以上4時間未満であることが好ましく、1.5時間以上3.5時間未満がより好ましく、2時間以上3.5時間以内が更に好ましい。T1が1.5時間未満の場合、後記のジハロゲン化芳香族化合物の転化率が低すぎるため、工程2において未反応のスルフィド化剤がプレポリマーの分解を引き起こし、得られたPASを加熱溶融させたときの揮発性成分が増大する傾向にある。また、T1が4時間を超えると生産効率の低下につながる。 <Step 1> In the present invention, in an organic polar solvent, when a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound and a monohalogenated aromatic compound having a functional group are polymerized in a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C., It is necessary to perform step 1 in which the polymerization time (T1a) including the temperature raising and lowering time is 30 minutes or more and less than 3.5 hours within a temperature range of 230 ° C. or more and less than 245 ° C. In order to obtain a PAS having a small amount of volatile components at the time of melting according to the present invention, it is preferable to carry out step 2 after sufficiently increasing the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound at a low temperature, but the polymerization temperature is less than 230 ° C. In the reaction, since the reaction rate is slow, the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound is hardly increased, and the melt viscosity of PAS obtained through Step 2 is too low, and the melt fluidity suitable for injection molding tends not to be obtained. In addition, a long reaction time is required to increase the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound by a reaction of less than 230 ° C., which is not preferable in terms of production efficiency. Therefore, in a temperature range of 230 ° C. or higher and lower than 245 ° C. where the reaction rate is relatively high, it is 30 minutes or longer and shorter than 3.5 hours, preferably 40 minutes or longer and shorter than 3.5 hours, more preferably 1 hour or longer and shorter than 3 hours, even more preferable. It is preferable to carry out the reaction for 1.5 hours or more and less than 3 hours. In the present invention, since the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound is increased in a temperature range of 230 ° C. or higher and lower than 245 ° C., which has a relatively high reaction rate, the production efficiency is reduced by shortening the polymerization time in the temperature range of less than 230 ° C. The polymerization time in the temperature range of 200 ° C. or more and less than 230 ° C. is preferably within 2 hours, and more preferably within 1 hour can be exemplified. Furthermore, the polymerization time (T1) including the temperature increase / decrease time within the temperature range of 200 ° C. or more and less than 245 ° C. including Step 1 is preferably 1.5 hours or more and less than 4 hours, and 1.5 hours or more and 3 Less than 5 hours is more preferable, and 2 hours or more and 3.5 hours or less is more preferable. When T1 is less than 1.5 hours, the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound described later is too low, so that the unreacted sulfiding agent causes decomposition of the prepolymer in Step 2, and the obtained PAS is heated and melted. Volatile components tend to increase. Moreover, when T1 exceeds 4 hours, it will lead to a reduction in production efficiency.
かかる重合温度範囲内での平均昇温速度は0.1℃/分以上で行うことが望ましい。なお、前記の平均昇温速度とは、ある一定の温度t2(℃)からある一定の温度t1(℃)までの温度区間(但しt2<t1とする)を昇温するのに要した時間m(分)から、下記式
平均昇温速度(℃/分)=[t1(℃)−t2(℃)]/m(分)
で計算される平均速度である。従って、前述した平均昇温速度の範囲内であれば、必ずしも一定速度である必要はなく、定温区間があってもよいし、多段で昇温を行っても差し障り無く、本発明の本質を損なわない限りは一時的に負の昇温速度となる区間があっても良い。
The average rate of temperature increase within the polymerization temperature range is preferably 0.1 ° C./min or more. The average rate of temperature increase is the time m required to raise the temperature section (provided that t2 <t1) from a certain temperature t2 (° C.) to a certain temperature t1 (° C.). From (minutes), the following average heating rate (° C./minute)=[t1 (° C.) − T2 (° C.)] / M (minutes)
Is the average speed calculated by Therefore, if it is within the range of the above average heating rate, it is not always necessary to have a constant rate, there may be a constant temperature section, and there is no problem even if the temperature is raised in multiple stages, and the essence of the present invention is impaired. As long as there is not, there may be a section which becomes a negative temperature rising rate temporarily.
なお、前記平均昇温速度は2.0℃/分以下が好ましく1.5℃/分以下がより好ましい。平均昇温速度が高すぎると反応の制御が困難になる場合があり、また昇温するために、より大きなエネルギーが必要になる傾向がある。反応初期に激しい反応が起こる場合には240℃以下である程度反応を行った後に240℃を越える温度に昇温する方法で反応を行う方が好ましい傾向にある。 The average temperature rising rate is preferably 2.0 ° C./min or less, and more preferably 1.5 ° C./min or less. If the average heating rate is too high, it may be difficult to control the reaction, and more energy tends to be required to raise the temperature. When a vigorous reaction occurs at the initial stage of the reaction, it is preferable to carry out the reaction by a method in which the reaction is carried out to some extent at 240 ° C. or lower and then heated to a temperature exceeding 240 ° C.
本発明では、工程1終了時のジハロゲン化芳香族化合物の転化率が70〜98モル%になるように反応させてPASのプレポリマーを生成させることが必要であり、好ましくは75モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上になるように反応させることが望ましい。かかる転化率が低い状態で工程2に移行すると、未反応のスルフィド化剤がプレポリマーの分解を引き起こし、得られたPASを加熱溶融させたときの揮発性成分量が増大する傾向にある。また、工程1での転化率が98モル%を超えるまで反応を行うと、長い重合時間が必要となるため生産効率の低下につながると同時に、本発明である溶融流動性の高いPASが得られない。なお、ジハロゲン化芳香族化合物(以下DHAと略す)の転化率は、以下の式で算出した値である。DHA残存量は、通常、ガスクロマトグラフ法によって求めることができる。
(a)ジハロゲン化芳香族化合物をスルフィド化剤に対しモル比で過剰に添加した場合
転化率=[〔DHA仕込み量(モル)−DHA残存量(モル)〕/〔DHA仕込み量(モル)−DHA過剰量(モル)〕]×100%
(b)上記(a)以外の場合
転化率=[〔DHA仕込み量(モル)−DHA残存量(モル)〕/〔DHA仕込み量(モル)〕]×100%。
In the present invention, it is necessary to react so that the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound at the end of Step 1 is 70 to 98 mol% to form a PAS prepolymer, preferably 75 mol% or more, The reaction is more preferably performed at 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more. When the process proceeds to step 2 with such a low conversion rate, the unreacted sulfidizing agent causes decomposition of the prepolymer, and the amount of volatile components tends to increase when the obtained PAS is heated and melted. In addition, if the reaction is carried out until the conversion rate in Step 1 exceeds 98 mol%, a long polymerization time is required, leading to a decrease in production efficiency, and at the same time, a PAS having a high melt fluidity according to the present invention can be obtained. Absent. The conversion rate of the dihalogenated aromatic compound (hereinafter abbreviated as DHA) is a value calculated by the following formula. The remaining amount of DHA can be usually determined by gas chromatography.
(A) When dihalogenated aromatic compound is added excessively in a molar ratio with respect to the sulfidizing agent, conversion rate = [[DHA charge (mol) -DHA remaining amount (mol)] / [DHA charge (mol)- DHA excess (mole)]] × 100%
(B) In cases other than (a) above, conversion rate = [[DHA charge (mol) −DHA remaining amount (mol)] / [DHA charge (mol)]] × 100%.
<工程2>本発明では、有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物および反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を200℃以上280℃未満の温度範囲において重合を行う際、工程1に引き続き245℃以上280℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T2)が5分以上1時間未満で反応させてPASを得る工程2を行うことが必要である。工程2の最終温度は275℃以下であることが好ましく、270℃以下がより好ましい。工程2を経ることなく工程1のみで重合を終了させる、または工程2の重合時間が極端に短いと、PASの溶融粘度が低すぎ、成形品の強度が低下する傾向にあり、射出成形に好適な溶融流動性を有するPASを得ることが出来ないことや、反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の反応率が低くなることでPASの末端塩素量低減効果が小さく、PASの反応性も不十分となる。また、後記するポリマー回収工程においてフラッシュ法を用いる場合、重合物の温度が低いとフラッシュエネルギーが小さくなるため、重合溶媒の気化熱が減少し効率的にフラッシュ回収出来ないという問題も生じる。工程2の最終温度が280℃以上に達するとPASの溶融粘度が高くなりすぎるとともに、反応器内圧の上昇が大きくなる傾向にあり、高い耐圧性能を有した反応器が必要となる場合があるため、経済的にも安全性の面でも好ましくない。また、重合温度が高温になるほどPASに導入された反応性官能基が熱分解し、カップリング剤などとの反応性が低下する傾向にある。 <Step 2> In the present invention, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound and a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group are polymerized in an organic polar solvent in a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C. At the same time, it is necessary to carry out the step 2 of obtaining the PAS by reacting the polymerization time (T2) including the temperature rising / falling time within 5 minutes to less than 1 hour within the temperature range of 245 ° C. or more and less than 280 ° C. It is. The final temperature in step 2 is preferably 275 ° C. or lower, and more preferably 270 ° C. or lower. If the polymerization is terminated only in step 1 without passing through step 2, or if the polymerization time in step 2 is extremely short, the melt viscosity of PAS tends to be too low and the strength of the molded product tends to decrease, which is suitable for injection molding. PAS having high melt fluidity cannot be obtained, and the reaction rate of monohalogenated aromatic compounds having a reactive functional group is reduced, so the effect of reducing the amount of terminal chlorine in PAS is small, and the reactivity of PAS Will be insufficient. Further, when the flash method is used in the polymer recovery step described later, since the flash energy becomes small when the temperature of the polymer is low, there is a problem that the heat of vaporization of the polymerization solvent is reduced and the flash recovery cannot be efficiently performed. When the final temperature of Step 2 reaches 280 ° C. or higher, the melt viscosity of PAS becomes too high and the internal pressure of the reactor tends to increase, which may require a reactor with high pressure resistance. It is not preferable in terms of economy and safety. Further, as the polymerization temperature increases, the reactive functional group introduced into the PAS is thermally decomposed, and the reactivity with the coupling agent or the like tends to decrease.
本発明での工程2の重合時間(T2)は、5分以上1時間未満であることが必要であり、10分以上40分未満であることが好ましく、10分以上30分未満であることがいっそう好ましい。有機極性溶媒中でスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物および反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物をアルカリ金属水酸化物存在下で反応させると、NMPなどの有機極性溶媒とアルカリ金属水酸化物とが反応して生成するアルカリ金属アルキルアミノアルキルカルボキシレートが重合反応時に副反応として寄与するが、工程2での重合時間(T2)が1時間以上であると、かかる副反応の進行が著しく、得られたPASを溶融加熱したときに副反応物由来の揮発性成分量が増大する傾向にある。また、長い重合時間は生産効率の低下やPASの溶融粘度増大を引き起こすという問題も生じると同時に、PASに導入された反応性官能基が熱分解し、カップリング剤などとの反応性が低下する傾向にある。また、熱によるPASの主鎖分解、それに伴う機械強度の低下を引き起こす。 The polymerization time (T2) of step 2 in the present invention needs to be 5 minutes or more and less than 1 hour, preferably 10 minutes or more and less than 40 minutes, and preferably 10 minutes or more and less than 30 minutes. Even more preferable. When a sulfiding agent, a dihalogenated aromatic compound and a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group are reacted in the presence of an alkali metal hydroxide in an organic polar solvent, an organic polar solvent such as NMP and an alkali metal water are reacted. The alkali metal alkylaminoalkylcarboxylate produced by the reaction with the oxide contributes as a side reaction during the polymerization reaction. If the polymerization time (T2) in step 2 is 1 hour or longer, the side reaction proceeds. Remarkably, when the obtained PAS is melted and heated, the amount of volatile components derived from by-products tends to increase. In addition, a long polymerization time causes problems such as a decrease in production efficiency and an increase in the melt viscosity of PAS. At the same time, a reactive functional group introduced into PAS is thermally decomposed to reduce the reactivity with a coupling agent and the like. There is a tendency. In addition, the main chain of PAS is decomposed by heat, and the mechanical strength is reduced accordingly.
なお、工程2での反応は一定温度で行う一段反応、段階的に温度を上げていく多段階反応、あるいは連続的に温度を変化させていく形式の反応のいずれでもかまわない。 The reaction in step 2 may be a one-step reaction performed at a constant temperature, a multi-step reaction in which the temperature is raised stepwise, or a reaction in which the temperature is continuously changed.
本発明である、高い溶融流動性、少ない揮発性成分量、少ない塩素含有量、高い反応性を兼ね備えたPASを得るには、工程1の重合時間(T1a)と工程2の重合時間(T2)の比(T1a/T2)を0.5以上にすることが好ましい。かかる比が高いほど、工程1での重合時間を十分確保しジハロゲン化芳香族化合物や反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の転化率を高めることができると同時に工程2での重合時間を短時間に抑え、高い溶融流動性、少ない揮発性成分量、少ない塩素含有量を確保できる。また、工程2のような高温での反応を短時間に抑えることでPASに導入された反応性官能基の熱分解も抑制することができるため、高い反応性を発現することができる。そのため、T1a/T2は1以上がより好ましく、2以上が更に好ましく、5以上がいっそう好ましい。T1a/T2の上限は特に制限されるものではないが、好ましい溶融流動性を備えたPASを得るうえで、25以下が好ましく、20以下がより好ましい。 In order to obtain a PAS having a high melt fluidity, a small amount of volatile components, a small chlorine content, and a high reactivity according to the present invention, the polymerization time in step 1 (T1a) and the polymerization time in step 2 (T2) The ratio (T1a / T2) is preferably 0.5 or more. The higher the ratio, the more sufficient the polymerization time in Step 1 and the higher the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound and the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group. At the same time, the polymerization time in Step 2 In a short time, high melt fluidity, a small amount of volatile components, and a small chlorine content can be secured. Moreover, since thermal decomposition of the reactive functional group introduce | transduced into PAS can also be suppressed by suppressing reaction at high temperature like process 2 for a short time, high reactivity can be expressed. Therefore, T1a / T2 is more preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and even more preferably 5 or more. The upper limit of T1a / T2 is not particularly limited, but is preferably 25 or less, more preferably 20 or less, in order to obtain a PAS having preferable melt fluidity.
また、工程1を含む200℃以上245℃未満の温度範囲での重合時間(T1)と工程2の重合時間(T2)の比(T1/T2)を1.2以上にすることが好ましい。かかる比が高いほど、低い温度での重合時間を十分確保しジハロゲン化芳香族化合物や反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の転化率を高めることができると同時に工程2での重合時間を短時間に抑え、高い溶融流動性、少ない揮発性成分量、少ない塩素含有量、高い反応性を確保できる。そのため、T1/T2は3以上がより好ましく、5以上がいっそう好ましい。T1/T2の上限は特に制限されるものではないが、好ましい溶融流動性を備えたPASを得るうえで、30以下が好ましく、25以下がより好ましい。 In addition, it is preferable that the ratio (T1 / T2) of the polymerization time (T1) in the temperature range including Step 1 to 200 ° C. or more and less than 245 ° C. to the polymerization time (T2) in Step 2 is 1.2 or more. The higher the ratio, the more sufficient the polymerization time at a low temperature and the higher the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound or the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group, and at the same time, the polymerization time in step 2 In a short time, high melt fluidity, a small amount of volatile components, a small chlorine content, and high reactivity can be secured. Therefore, T1 / T2 is more preferably 3 or more, and even more preferably 5 or more. The upper limit of T1 / T2 is not particularly limited, but is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, in order to obtain a PAS having preferable melt fluidity.
さらに、本発明のPASを得るには、工程1開始から工程2終了までの全反応時間(T1+T2)を5時間未満にすることが好ましく、4時間未満にすることが更に好ましく、3.5時間未満にすることがいっそう好ましい。重合時間の長時間化は生産効率の低下につながるとともに、溶融時の揮発性成分量の増加や溶融流動性の悪化、反応性末端基の熱分解による反応性の低下を引き起こす傾向にある。 Furthermore, in order to obtain the PAS of the present invention, the total reaction time (T1 + T2) from the start of step 1 to the end of step 2 is preferably less than 5 hours, more preferably less than 4 hours, and 3.5 hours. It is more preferable to make it less than. Prolonging the polymerization time leads to a decrease in production efficiency, and also tends to cause an increase in the amount of volatile components at the time of melting, a deterioration in melt fluidity, and a decrease in reactivity due to thermal decomposition of reactive end groups.
本発明の重合には、バッチ方式、連続方式など公知の各重合方式を採用することができる。また、重合の際における雰囲気は非酸化性雰囲気下が望ましく、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、特に、経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素が好ましい。反応圧力については、使用した原料及び溶媒の種類や量、あるいは反応温度等に依存し一概に規定できないので、特に制限はない。 For the polymerization of the present invention, known polymerization methods such as a batch method and a continuous method can be employed. Further, the atmosphere during polymerization is preferably a non-oxidizing atmosphere, preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, and argon, and nitrogen is particularly preferred from the viewpoint of economy and ease of handling. . The reaction pressure is not particularly limited because it cannot be defined unconditionally depending on the type and amount of the raw material and solvent used, or the reaction temperature.
また、PASの揮発性成分量をより低減するには、全重合工程のうちの少なくとも一部を前述した重合助剤存在下で行うことが好ましい。重合助剤の添加時期に特に制限はないが、前工程の開始前、工程1開始時、工程1の途中、工程2の開始時、工程2の途中のいずれの時点で添加してもよく、また複数回に分けて添加してもよいが、少なくとも工程2を重合助剤存在下で行う様にするとPASの揮発性成分量をより減少することが可能である。重合助剤は、無水物、水和物、水溶液または有機極性溶媒との混合物などいかなる形態で添加してもかまわないが、添加する重合助剤が水を含む場合で、かつ、工程2開始時または工程2の途中で添加する場合は、重合助剤を添加し終えた段階における反応系内の水分量は、スルフィド化剤100モルに対し80モル〜300モルであり、85〜180モルがより好ましい。 In order to further reduce the amount of volatile components of PAS, it is preferable to perform at least a part of the entire polymerization step in the presence of the polymerization aid described above. There is no particular limitation on the timing of addition of the polymerization aid, but it may be added at any time before the start of the previous step, at the start of step 1, during the step 1, at the start of step 2, or during the step 2, Further, although it may be added in a plurality of times, it is possible to further reduce the amount of volatile components of PAS by performing at least step 2 in the presence of a polymerization aid. The polymerization aid may be added in any form, such as an anhydride, hydrate, aqueous solution or mixture with an organic polar solvent. However, when the polymerization aid to be added contains water and at the start of step 2 Or when adding in the middle of the process 2, the water content in the reaction system at the stage where the addition of the polymerization aid has been completed is 80 to 300 mol, more preferably 85 to 180 mol, relative to 100 mol of the sulfidizing agent. preferable.
重合反応工程を終えた段階での反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物のPASへの導入量は、例えば、固体NMRでの官能基直接分析、FT−IRでのベンゼン環由来の吸収と官能基由来の吸収の比較による相対評価、重合前または重合途中での反応性官能基含有モノハロゲン化芳香族化合物の仕込量から残存量を差し引いて算出した反応量などで評価することができる。 The amount of the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group introduced into the PAS at the stage of completing the polymerization reaction step is, for example, a functional group direct analysis in solid NMR, an absorption derived from a benzene ring in FT-IR. Can be evaluated by a relative amount by comparing absorption derived from the functional group and a reaction amount calculated by subtracting the residual amount from the charged amount of the reactive functional group-containing monohalogenated aromatic compound before or during the polymerization. .
反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物の反応量は、スルフィド化100モルに対し0.1モル以上20モル未満が好ましく、1.0モル以上6モル未満が更に好ましく、1.5モル以上5モル未満が一層好ましい。本発明での反応量とは、重合工程終了後にサンプリングしたサンプル中に残存する反応性官能基含有モノハロゲン化芳香族化合物量をガスクロマトグラフ(島津製作所製GC−14B)にて定量し、重合前または重合途中仕込量から残存量を差し引いて算出した値のことである。該反応量が多いほどPAS末端への反応性官能基の導入量が多く、高い反応性を有することを意味しているが、スルフィド化剤100モルに対し反応量が20モル以上となると、低分子量かつ高末端量のPASとなり、低分子量故の大幅な機械強度低下につながる。一方、反応量が0.1モル未満であるとPASの反応性が低く、機械強度の低下につながる。 The reaction amount of the monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group is preferably 0.1 mol or more and less than 20 mol, more preferably 1.0 mol or more and less than 6 mol, more preferably 1.5 mol per 100 mol of sulfidation. More preferably less than 5 mol. The reaction amount in the present invention is the amount of the reactive functional group-containing monohalogenated aromatic compound remaining in the sample sampled after the completion of the polymerization step, and quantitatively determined with a gas chromatograph (GC-14B, manufactured by Shimadzu Corporation). Or it is a value calculated by subtracting the remaining amount from the charged amount during polymerization. This means that the greater the reaction amount, the greater the amount of reactive functional groups introduced to the PAS end and the higher the reactivity. However, when the reaction amount is 20 moles or more per 100 moles of the sulfidizing agent, This results in a PAS having a high molecular weight and a high molecular weight, leading to a significant decrease in mechanical strength due to the low molecular weight. On the other hand, when the reaction amount is less than 0.1 mol, the reactivity of PAS is low, leading to a decrease in mechanical strength.
(10)ポリマー回収
本発明のPASの製造においては、重合工程終了後に、重合工程で得られたPAS成分および溶剤などを含む重合反応物からPASを回収する。回収方法としては、例えばフラッシュ法、すなわち重合反応物を高温高圧(通常250℃以上、0.8MPa以上)の状態から常圧もしくは減圧の雰囲気中へフラッシュさせ溶媒回収と同時に重合体を粉粒状にして回収する方法や、クエンチ法、すなわち重合反応物を高温高圧の状態から徐々に冷却して反応系内のPAS成分を析出させ、かつ70℃以上、好ましくは100℃以上の状態で濾別することでPAS成分を含む固体を回収する方法等が挙げられる。
(10) Polymer Recovery In the production of the PAS of the present invention, PAS is recovered from the polymerization reaction product containing the PAS component and solvent obtained in the polymerization step after the polymerization step is completed. As a recovery method, for example, a flash method, that is, a polymerization reaction product is flashed from a high-temperature and high-pressure (normally 250 ° C. or higher, 0.8 MPa or higher) state to an atmosphere of normal pressure or reduced pressure, and the polymer is powdered simultaneously with solvent recovery. Or the quenching method, that is, the polymerization reaction product is gradually cooled from a high temperature and high pressure state to precipitate the PAS component in the reaction system, and is filtered off at a temperature of 70 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher. Thus, a method of recovering a solid containing a PAS component can be used.
本発明である高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素含有量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたPASが得られればクエンチ法、フラッシュ法いずれかに限定されるものではないが、フラッシュ法は、溶媒回収と同時に固形物の回収が可能であること、回収時間が比較的短いこと、クエンチ法に比較して得られる回収物量が多いことなど、経済的に優れた回収方法であること、また、フラッシュ法にて得られたPASはクロロホルム抽出成分に代表されるようなオリゴマー成分を多く含むため、クエンチ法で得られたPASに比較して、溶融流動性の高いPASを簡便に得やすいことから、本発明における好ましい回収方法である。高い溶融流動性を得るのに好ましいクロロホルム抽出量としては1.0重量%以上が例示でき、より好ましくは2.0重量%以上である。 The present invention is limited to either the quench method or the flash method as long as it has a high melt fluidity and has a low volatile component amount and a low chlorine content, and a PAS having high reactivity and excellent mechanical strength can be obtained. Although it is not, the flash method is economical because it can recover solids at the same time as the solvent recovery, the recovery time is relatively short, and the amount of recovered material is large compared to the quench method. It is an excellent recovery method, and the PAS obtained by the flash method contains a large amount of oligomer components such as the chloroform extraction component, so it has a melt flowability compared to the PAS obtained by the quench method. This is a preferred recovery method in the present invention because it is easy to obtain a high PAS. A preferable amount of chloroform extracted for obtaining high melt fluidity is 1.0% by weight or more, and more preferably 2.0% by weight or more.
フラッシュ法の好ましい態様としては、重合工程で得られた高温高圧の重合反応物を常圧中の窒素または水蒸気などの雰囲気にノズルから噴出させる方法が例示できる。フラッシュ法では、高温高圧状態から常圧状態に重合反応物をフラッシュしたときの溶媒の気化熱を利用して効率よく溶媒回収することができるが、フラッシュさせるときの内温が低いと溶媒回収の効率が低下し生産性が悪化する。そのためフラッシュさせるときの重合系内の温度、つまり重合反応物の温度は250℃以上が好ましく255℃以上がより好ましい。常圧中にフラッシュさせるときの窒素または水蒸気などの雰囲気の温度は通常150〜250℃が選択され、重合反応物からの溶媒回収が不足する場合は、フラッシュ後に150〜250℃の窒素または水蒸気などの雰囲気下で加熱を継続しても良い。 As a preferred embodiment of the flash method, a method in which the high-temperature and high-pressure polymerization reaction product obtained in the polymerization step is ejected from a nozzle into an atmosphere such as nitrogen or water vapor at normal pressure. In the flash method, the solvent can be efficiently recovered by utilizing the heat of vaporization of the solvent when the polymerization reaction product is flushed from the high temperature and high pressure state to the normal pressure state. Efficiency decreases and productivity deteriorates. Therefore, the temperature in the polymerization system when flushing, that is, the temperature of the polymerization reaction product is preferably 250 ° C. or higher, and more preferably 255 ° C. or higher. The temperature of the atmosphere such as nitrogen or water vapor when flushing under normal pressure is usually selected from 150 to 250 ° C. If the solvent recovery from the polymerization reaction product is insufficient, nitrogen or water vapor at 150 to 250 ° C. after flushing, etc. Heating may be continued under the atmosphere of
かかるフラッシュ法で得られたPASには重合副生物であるアルカリ金属ハロゲン化物やアルカリ金属有機物などのイオン性不純物を含んでいるため、洗浄を行うことが通例である。洗浄条件としては、かかるイオン性不純物を除去するに足る条件であれば特に限定されるものではない。洗浄液としては例えば水や有機溶媒を用いて洗浄する方法が挙げられ、簡便かつ安価にPASを得る点、PAS中にオリゴマー成分を含有させて高い溶融流動性を持たせる点で、水を用いた洗浄が好ましい方法として例示できる。本発明である少ない揮発性成分と少ない塩素含有量を兼ね備えたPASを得るには、水の温度が80℃以上であることが好ましく、熱水、酸または酸の水溶液、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の水溶液のいずれかの液体に浸漬させる処理を1回以上行うことが好ましい。 Since the PAS obtained by such a flash method contains ionic impurities such as alkali metal halides and alkali metal organic substances, which are polymerization by-products, washing is usually performed. The cleaning conditions are not particularly limited as long as the conditions are sufficient to remove such ionic impurities. Examples of the cleaning liquid include a method of cleaning using water or an organic solvent, and water is used in terms of obtaining PAS simply and inexpensively, and by adding an oligomer component in PAS to provide high melt fluidity. Washing can be exemplified as a preferred method. In order to obtain a PAS having a low volatile component and a low chlorine content according to the present invention, the temperature of water is preferably 80 ° C. or higher, and hot water, an acid or acid aqueous solution, an alkali metal salt or an alkaline earth is preferred. The treatment of immersing in any liquid of an aqueous solution of a metal salt is preferably performed once or more.
更には、80℃以上の温度で、浸漬させる処理を2回以上行うことが好ましく、1回目に熱水、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の水溶液のいずれかの液体に浸漬させる処理を行うことが好ましい。もちろん、2回以上の浸漬させる処理を行う場合、各処理での洗浄温度が異なっていても良いし、異なる2種以上の液体に浸漬させる処理を組み合わせて用いることも可能であり、各処理の間にはポリマーと洗浄液を分離する濾過工程を経ることがより好ましい方法である。 Furthermore, it is preferable to perform the dipping treatment at a temperature of 80 ° C. or more twice or more, and the first dipping treatment is performed in any one of hot water, an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt solution. It is preferable. Of course, when performing the process of immersing twice or more, the cleaning temperature in each process may be different, and it is also possible to use a combination of processes immersed in two or more different liquids. It is more preferable to pass a filtration step for separating the polymer and the cleaning liquid between them.
酸または酸の水溶液にPASを浸漬させる処理は、処理後の液体のpHが2〜8であることが好ましい。酸または酸の水溶液とは、有機酸、無機酸または上記水に有機酸、無機酸等を添加して酸性にしたものである。使用する有機酸、無機酸としては、酢酸、プロピオン酸、塩酸、硫酸、リン酸、蟻酸等が例示でき、これらに限定されるものではないが、酢酸、塩酸が好ましい。 In the treatment of immersing PAS in an acid or an acid aqueous solution, the pH of the treated liquid is preferably 2 to 8. An acid or an aqueous solution of an acid is an acid obtained by adding an organic acid, an inorganic acid, or the like to an organic acid, an inorganic acid, or the above-described water. Examples of the organic acid and inorganic acid to be used include acetic acid, propionic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid and the like, but are not limited thereto, but acetic acid and hydrochloric acid are preferable.
アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の水溶液にPASを浸漬させる処理に使用する水溶液のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の量はPASに対し、0.01〜5重量%が好ましく、0.1〜0.7重量%が更に好ましい。アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の水溶液とは、上記水にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等を添加して溶解させたものである。使用するアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩としては、上記有機酸のカルシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩等が例示できるが、これらに限定されるものではない。 The amount of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt in the aqueous solution used for the treatment of immersing the PAS in the aqueous solution of the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is preferably 0.01 to 5% by weight relative to the PAS. 1 to 0.7% by weight is more preferable. An aqueous solution of an alkali metal salt or alkaline earth metal salt is obtained by adding an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, or the like to the water and dissolving it. Examples of the alkali metal salt and alkaline earth metal salt used include, but are not limited to, calcium salts, potassium salts, sodium salts and magnesium salts of the above organic acids.
液体でPASを洗浄する際の洗浄温度は80℃以上200℃以下が好ましく、イオン性不純物の少ないPASを得る点において150℃以上200℃以下がより好ましく、さらには180℃以上200℃以下がより好ましい。100℃以上の液体での処理の操作は、通常、所定量の液体に所定量のPASを投入し、常圧であるいは圧力容器内で加熱、攪拌することにより行われる。 The washing temperature when washing PAS with liquid is preferably 80 ° C. or more and 200 ° C. or less, more preferably 150 ° C. or more and 200 ° C. or less, and more preferably 180 ° C. or more and 200 ° C. or less in terms of obtaining PAS with less ionic impurities. preferable. The treatment operation with a liquid of 100 ° C. or higher is usually performed by charging a predetermined amount of PAS with a predetermined amount of liquid, and heating and stirring at normal pressure or in a pressure vessel.
熱水、酸の水溶液、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の水溶液に使用する水は蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましい。PASと液体の割合は、液体が多いほうが好ましく、通常、液体1リットルに対し、PAS10〜500gの浴比が好ましく選択され、50〜200gが更に好ましい。 The water used for the hot water, the acid aqueous solution, the alkali metal salt or alkaline earth metal salt aqueous solution is preferably distilled water or deionized water. The ratio of PAS and liquid is preferably higher in liquid, and usually a bath ratio of 10 to 500 g of PAS is preferably selected with respect to 1 liter of liquid, and more preferably 50 to 200 g.
本発明である溶融流動性に優れたPASが得られる限りいずれの洗浄添加剤を用いても差し支えないが、酸で処理するとより高い溶融流動性が得られると同時に、得られたPASを550℃で灰化させたときの灰分率が低く、電気絶縁性が求められる用途に優れた性能を発揮するという特徴が発現するため、好適な方法として例示できる。電気絶縁性の観点からすると、かかる灰分率は0.5重量%以下が好ましく、0.3重量%以下がより好ましい。 As long as a PAS excellent in melt fluidity according to the present invention can be obtained, any cleaning additive may be used. However, when treated with an acid, higher melt fluidity is obtained, and at the same time, the obtained PAS is converted to 550 ° C. Since the ash content when ashing is low and the characteristics of exhibiting excellent performance in applications requiring electrical insulation are exhibited, it can be exemplified as a suitable method. From the viewpoint of electrical insulation, the ash content is preferably 0.5% by weight or less, and more preferably 0.3% by weight or less.
洗浄添加剤は洗浄工程のいずれの段階で使用してもよいが、少量の添加剤で効率的に洗浄を行うには、フラッシュ法にて回収した固形物を80℃以上200℃以下の熱水に浸漬、濾過する処理を数回行った後、150℃以上の酸または酸の水溶液にPASを浸漬させて処理する方法が好ましい。 The cleaning additive may be used at any stage of the cleaning process. However, in order to efficiently perform the cleaning with a small amount of additive, the solid collected by the flash method is heated to 80 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. A method in which the PAS is immersed in an acid or an aqueous solution of acid at 150 ° C. or higher after the treatment of immersing and filtering several times is preferably performed.
(11)その他の後処理
かくして得られたPASは常圧下および/または減圧下に乾燥する。かかる乾燥温度としては、120〜280℃の範囲が好ましく、140〜250℃の範囲がより好ましい。乾燥雰囲気は、窒素、ヘリウム、減圧下などの不活性雰囲気でも、酸素、空気などの酸化性雰囲気、空気と窒素の混合雰囲気の何れでも良いが、溶融粘度の関係から不活性雰囲気が好ましい。乾燥時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜30時間が好ましく、1〜20時間がさらに好ましい。
(11) Other post-treatments The PAS thus obtained is dried under normal pressure and / or under reduced pressure. The drying temperature is preferably in the range of 120 to 280 ° C, more preferably in the range of 140 to 250 ° C. The drying atmosphere may be an inert atmosphere such as nitrogen, helium or reduced pressure, an oxidizing atmosphere such as oxygen or air, or a mixed atmosphere of air and nitrogen, but an inert atmosphere is preferred from the viewpoint of melt viscosity. The drying time is preferably 0.5 to 50 hours, preferably 1 to 30 hours, and more preferably 1 to 20 hours.
本発明において得られたPASを、揮発性成分を除去するために、或いは架橋高分子量化して好ましい溶融粘度に調整するために、酸素含有雰囲気下、130〜260℃の温度で処理することも可能である。 The PAS obtained in the present invention can be treated at a temperature of 130 to 260 ° C. in an oxygen-containing atmosphere in order to remove volatile components or to adjust to a preferred melt viscosity by increasing the cross-linking molecular weight. It is.
架橋高分子量化を抑制し、揮発性成分除去を目的として乾式熱処理を行う場合、熱処理は熱処理温度および熱処理時間を特定の範囲にすれば、高い酸素濃度雰囲気下でも低い酸素濃度雰囲気下でも差し支えない。 When dry heat treatment is performed for the purpose of suppressing cross-linking high molecular weight and removing volatile components, the heat treatment may be performed in a high oxygen concentration atmosphere or a low oxygen concentration atmosphere as long as the heat treatment temperature and heat treatment time are within a specific range. .
高い酸素濃度雰囲気の条件としては酸素濃度が2体積%以上であることが好ましく、熱処理温度は160〜270℃、熱処理時間は0.1〜20時間行うことが望ましい。ただ、酸素濃度が高い条件下では揮発性成分の低減速度が速いものの、同時に酸化架橋が急速に進行するため溶融流動性が低下しやすくなる。そのため概して低温・長時間または高温・短時間で熱処理を行うことが好ましい。低温・長時間熱処理する具体的な条件としては160℃以上210℃以下で1時間以上20時間以下が好ましく、170℃以上200℃以下で1時間以上10時間以下がより好ましい。熱処理温度が160℃を下回る温度で熱処理を行うと揮発性成分の低減効果が小さい。また、低温であっても酸素濃度2体積%以上の条件においては熱処理時間が20時間を越えると溶融流動性が低下しやすくなる。高温・短時間熱処理する具体的な条件としては210℃を超え270℃以下で0.1時間以上1時間未満が好ましく、220℃以上260℃以下で0.2〜0.8時間がより好ましい。熱処理温度が270℃を超えると酸化架橋が急激に進行し溶融流動性が低下しやすくなる。また、高温であっても酸素濃度2体積%以上の条件においては熱処理時間が0.1時間を下回ると揮発性成分の低減効果が小さい。 As conditions for a high oxygen concentration atmosphere, the oxygen concentration is preferably 2% by volume or more, the heat treatment temperature is preferably 160 to 270 ° C., and the heat treatment time is preferably 0.1 to 20 hours. However, although the reduction rate of the volatile component is fast under the condition where the oxygen concentration is high, the melt flowability tends to decrease because the oxidative crosslinking proceeds at the same time. Therefore, it is generally preferable to perform the heat treatment at a low temperature / long time or at a high temperature / short time. Specific conditions for the heat treatment at low temperature and long time are preferably 160 ° C. or higher and 210 ° C. or lower and 1 hour or longer and 20 hours or shorter, more preferably 170 ° C. or higher and 200 ° C. or lower and 1 hour or longer and 10 hours or shorter. When the heat treatment is performed at a temperature lower than 160 ° C., the effect of reducing volatile components is small. Even at low temperatures, when the heat treatment time exceeds 20 hours under conditions where the oxygen concentration is 2% by volume or more, the melt fluidity tends to decrease. Specific conditions for the high temperature and short time heat treatment are preferably higher than 210 ° C. and lower than 270 ° C. for 0.1 hour or longer and shorter than 1 hour, more preferably 220 ° C. or higher and 260 ° C. or lower for 0.2 to 0.8 hours. When the heat treatment temperature exceeds 270 ° C., the oxidative crosslinking proceeds rapidly and the melt fluidity tends to decrease. Moreover, even if the temperature is high, the effect of reducing volatile components is small when the heat treatment time is less than 0.1 hour under the condition where the oxygen concentration is 2% by volume or more.
低い酸素濃度雰囲気の条件としては酸素濃度が2体積%未満であることが好ましく、熱処理温度は210〜270℃、熱処理時間は0.2〜50時間行うことが望ましい。酸素濃度が低いと揮発性成分の低減効果が小さくなる傾向にあるため概して高温・長時間で熱処理を行うことが好ましく、220℃〜260℃の熱処理温度条件下2〜20時間行うことがより好ましい。熱処理時間が210℃を下回る場合は揮発性成分が低減しにくく、熱処理時間が50時間を上回ると生産性が低下する。 As conditions for the low oxygen concentration atmosphere, the oxygen concentration is preferably less than 2% by volume, the heat treatment temperature is preferably 210 to 270 ° C., and the heat treatment time is preferably 0.2 to 50 hours. Since the reduction effect of volatile components tends to decrease when the oxygen concentration is low, it is generally preferable to perform the heat treatment at a high temperature for a long time, and more preferably for 2 to 20 hours under a heat treatment temperature condition of 220 ° C. to 260 ° C. . When the heat treatment time is less than 210 ° C., volatile components are difficult to reduce, and when the heat treatment time exceeds 50 hours, the productivity is lowered.
架橋高分子量化して好ましい溶融粘度に調整することを目的として乾式熱処理する場合、その温度は160〜260℃が好ましく、170〜250℃の範囲がより好ましい。また酸素濃度2体積%以上、更には8体積%以上とすることが望ましい。処理時間は、1〜100時間が好ましく、2〜50時間がより好ましく、3〜25時間が更に好ましい。 When dry-type heat treatment is performed for the purpose of adjusting to a high melt viscosity by crosslinking, the temperature is preferably from 160 to 260 ° C, more preferably from 170 to 250 ° C. Further, it is desirable that the oxygen concentration is 2% by volume or more, more preferably 8% by volume or more. The treatment time is preferably 1 to 100 hours, more preferably 2 to 50 hours, and even more preferably 3 to 25 hours.
加熱処理の装置は通常の熱風乾燥機でもまた回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置であってもよいが、効率よく、しかもより均一に処理する場合は、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置を用いるのがより好ましい。 The heat treatment apparatus may be a normal hot air dryer or a heating apparatus with a rotary type or a stirring blade. However, for efficient and more uniform processing, a heating apparatus with a rotary type or a stirring blade is used. More preferably it is used.
本発明により得られたPASを後記する多種多用な用途に展開する上で、意匠性は重要な要素である。高い意匠性を提供するにはPASの白色度は高い方がよく、白色度の高さを示すL値は80以上が好ましく、83以上がより好ましい。通常、PASの後処理において加熱処理を行うと、熱履歴や酸化架橋により着色する傾向にあるため、後処理を行う場合はかかる白色度を維持できる範囲内で行うのが好ましい。 In developing the PAS obtained by the present invention into various uses described later, the design is an important factor. In order to provide high designability, the PAS should have a high whiteness, and the L value indicating the high whiteness is preferably 80 or more, more preferably 83 or more. Usually, when heat treatment is performed in the post-treatment of PAS, there is a tendency to color due to heat history or oxidative crosslinking. Therefore, when post-treatment is performed, it is preferably performed within a range in which such whiteness can be maintained.
(12)生成PAS
本発明によれば、高い溶融流動性を有しながら少ない揮発性成分量と少ない塩素含有量を兼ね備え、なおかつ反応性が高く機械強度に優れたPASが得られる。本発明のPASが得られることにより、生産効率の悪化につながる金型汚れや金型ベント詰まりが大幅に改善できるとともに、高い溶融流動性が求められる複雑形状化した射出成形品にも対応できる。また、無機充填材量を多くして耐熱性、寸法安定性を向上させた樹脂組成物でのPASと充填材との接着性、密着性が向上でき、なおかつ環境負荷低減につながる。つまり、従来では成し得なかった環境負荷低減と良好な物性の両立を達成することができる。
(12) Generated PAS
According to the present invention, it is possible to obtain a PAS which has a high melt fluidity and has a small amount of volatile components and a small chlorine content, and which has high reactivity and excellent mechanical strength. By obtaining the PAS of the present invention, it is possible to drastically improve mold contamination and mold vent clogging that lead to deterioration of production efficiency, and it is possible to cope with complicated shaped injection molded products that require high melt fluidity. Further, the adhesiveness and adhesion between the PAS and the filler in the resin composition in which the amount of the inorganic filler is increased to improve the heat resistance and dimensional stability can be improved, and the environmental load is reduced. That is, it is possible to achieve both a reduction in environmental load and good physical properties that could not be achieved in the past.
本発明で得られるPASの揮発性成分量は真空下320℃×2時間加熱溶融した際に揮発する成分の量であり、好ましくは1.0重量%以下であり、さらに好ましくは0.1重量%以上0.9重量%以下である。PASの溶融流動性は高いほど好ましいが、高すぎる、つまり重合度が低すぎると機械物性の低下につながる。そのため、高い溶融流動性を有するPASは溶融粘度は2Pa・s以上100Pa・s未満であり、好ましくは3Pa・s以上60Pa・s未満であり、さらに好ましくは、4Pa・s以上20Pa・s未満、よりいっそう好ましくは4Pa・s以上8Pa・s未満である。2Pa・s未満のPASは機械物性の著しい低下につながる。本発明での好ましい塩素含有量は3500ppm以下であり、さらに好ましくは3300ppm以下である。本発明での好ましい反応性は、カップリング剤との反応前の溶融粘度(MV1)に対するカップリング剤反応後の溶融粘度(MV2)の比(MV2/MV1)が3.5以上25未満であり、好ましくは3.5以上10未満である。PASの反応性が低すぎると、カップリング剤などの反応性物質と反応させて得られた樹脂の機械強度が低下する一方、PASの反応性が高すぎると、反応後に得られた樹脂の溶融流動性が著しく低下し、例えば複雑形状の成形においてショートショットなどのトラブルが生じやすくなる。使用するカップリング剤はエポキシシランカップリング剤である。 The amount of the volatile component of the PAS obtained in the present invention is the amount of the component that volatilizes when heated and melted at 320 ° C. for 2 hours under vacuum, preferably 1.0% by weight or less, more preferably 0.1% by weight. % To 0.9% by weight. Higher melt fluidity of PAS is preferable, but too high, that is, too low polymerization degree leads to deterioration of mechanical properties. Therefore, PAS having high melt fluidity has a melt viscosity of 2 Pa · s or more and less than 100 Pa · s, preferably 3 Pa · s or more and less than 60 Pa · s, more preferably 4 Pa · s or more and less than 20 Pa · s, More preferably, it is 4 Pa · s or more and less than 8 Pa · s. PAS of less than 2 Pa · s leads to a significant decrease in mechanical properties. The preferable chlorine content in the present invention is 3500 ppm or less, and more preferably 3300 ppm or less. The preferable reactivity in the present invention is that the ratio (MV2 / MV1) of the melt viscosity (MV2) after the coupling agent reaction to the melt viscosity (MV1) before the reaction with the coupling agent is 3.5 or more and less than 25. , Preferably 3.5 or more and less than 10. If the PAS reactivity is too low, the mechanical strength of the resin obtained by reacting with a reactive substance such as a coupling agent will decrease, while if the PAS reactivity is too high, the resin obtained after the reaction will melt. The fluidity is remarkably lowered, and troubles such as short shots are likely to occur in molding of a complicated shape. Coupling agent used is Ru et Po silane coupling agent der.
なお、上記揮発性成分量とは、PASを真空下で加熱溶融した際に揮発する成分が冷却されて液化または固化した付着性成分の量を意味しており、PASを真空封入したガラスアンプルを管状炉で加熱することにより測定されるものである。ガラスアンプルの形状としては、腹部が100mm×25mm、首部が255mm×12mm、肉厚が1mmである。具体的な測定方法としては、PASを真空封入したガラスアンプルの胴部のみを320℃の管状炉に挿入して2時間加熱することにより、管状炉によって加熱されていないアンプルの首部で揮発性ガスが冷却されて付着する。この首部を切り出して秤量した後、付着した揮発性成分をクロロホルムに溶解して除去する。次いで、この首部を乾燥してから再び秤量する。揮発性成分を除去した前後のアンプル首部の重量差より揮発性成分量を求め、測定に使用したPASの重量に対する割合で算出したものである。 The amount of the volatile component means the amount of the adhering component in which the component that volatilizes when the PAS is heated and melted under vacuum is cooled and liquefied or solidified. It is measured by heating in a tubular furnace. As the shape of the glass ampule, the abdomen is 100 mm × 25 mm, the neck is 255 mm × 12 mm, and the wall thickness is 1 mm. As a specific measurement method, only the body of a glass ampoule in which PAS is vacuum-sealed is inserted into a 320 ° C. tubular furnace and heated for 2 hours, so that a volatile gas is generated at the neck of the ampoule not heated by the tubular furnace. Is cooled and adheres. After the neck is cut out and weighed, the attached volatile components are dissolved in chloroform and removed. The neck is then dried and weighed again. The amount of volatile components is determined from the weight difference between the ampoule necks before and after removing the volatile components, and is calculated as a percentage of the weight of PAS used for the measurement.
上記溶融粘度とは、特定温度で溶融させたPASに特定の剪断速度をかけた際に検出される溶融粘度を意味するものであり、具体的には、孔長10.00mm、孔直径0.50mmのダイスを設置したキャピラリレオメータを用い、300℃に設定したシリンダーにPASを投入し、5分保持した後、剪断速度1216sec−1で測定したときに検出される溶融粘度である。 The melt viscosity means a melt viscosity detected when a specific shear rate is applied to a PAS melted at a specific temperature. Specifically, the pore length is 10.00 mm, the hole diameter is 0.00. The melt viscosity is detected when a capillary rheometer equipped with a 50 mm die is used, PAS is put into a cylinder set at 300 ° C., held for 5 minutes, and then measured at a shear rate of 1216 sec −1 .
上記反応性とは、PAS100重量部に対してエポキシシランカップリング剤0.5重量部添加して反応させたときの、反応前の溶融粘度(MV1)に対するカップリング剤反応後の溶融粘度(MV2)の比(MV2/MV1)を算出したものであり、MV2/MV1が大きいほどカップリング剤との反応による増粘度が高く、高い反応性を有するPASであることを意味する。 The above-mentioned reactivity means the melt viscosity (MV2) after the coupling agent reaction with respect to the melt viscosity (MV1) before the reaction when 0.5 parts by weight of the epoxysilane coupling agent is added to 100 parts by weight of PAS and reacted. ) Ratio (MV2 / MV1), and a larger MV2 / MV1 means a higher viscosity due to the reaction with the coupling agent and a higher reactivity PAS.
(13)用途
本発明により得られたPASは、耐熱性、耐薬品性、難燃性、電気的性質並びに機械的性質に優れ、射出成形、射出圧縮成形、ブロー成形用途のみならず、押出成形により、シート、フィルム、繊維及びパイプなどの押出成形品に成形することができるが、特に射出成形用途に好適に適用される。その射出成形用途としては、例えばセンサー、LEDランプ、コネクター、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品などに代表される電気・電子部品;VTR部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ・コンパクトディスクなどの音声機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品などに代表される家庭、事務電気製品部品;オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライターなどに代表される機械関連部品:顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに代表される光学機器、精密機械関連部品;水道蛇口コマ、混合水栓、ポンプ部品、パイプジョイント、水量調節弁、逃がし弁、湯温センサー、水量センサー、水道メーターハウジングなどの水廻り部品;バルブオルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター,ICレギュレーター、ライトディマー用ポテンシオメーターベース、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、車速センサー、ケーブルライナー、エンジンコントロールユニットケース、エンジンドライバーユニットケース、コンデンサーケース、モーター絶縁材料、ハイブリッドカーの制御系部品ケースなどの自動車・車両関連部品、その他の各種用途が例示できる。
(13) Applications The PAS obtained according to the present invention is excellent in heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, electrical properties and mechanical properties, and is used not only for injection molding, injection compression molding and blow molding, but also for extrusion molding. Can be formed into extruded products such as sheets, films, fibers and pipes, but is particularly suitable for injection molding applications. As its injection molding applications, for example, sensors, LED lamps, connectors, sockets, resistors, relay cases, switches, coil bobbins, capacitors, variable capacitor cases, optical pickups, oscillators, various terminal boards, transformers, plugs, printed boards, Electric / electronic parts such as tuners, speakers, microphones, headphones, small motors, magnetic head bases, power modules, semiconductors, liquid crystals, FDD carriages, FDD chassis, motor brush holders, parabolic antennas, computer-related parts, VTR parts , TV parts, irons, hair dryers, rice cooker parts, microwave oven parts, acoustic parts, audio equipment parts such as audio / compact discs, lighting parts, refrigerator parts, air conditioner parts, typewriter parts Home, office electrical product parts represented by word processor parts, etc .; office computer-related parts, telephone-related parts, facsimile-related parts, copier-related parts, cleaning jigs, motor parts, lighters, typewriters, etc. Machine-related parts: Optical instruments such as microscopes, binoculars, cameras, watches, precision machine-related parts; water taps, mixing faucets, pump parts, pipe joints, water flow control valves, relief valves, hot water temperature sensors, water flow Water-related parts such as sensors and water meter housings; valve alternator terminals, alternator connectors, IC regulators, light dimmer potentiometer bases, various valves such as exhaust gas valves, fuel-related / exhaust / intake system pipes, air intake nozzles snorkel For intake manifold, fuel pump, engine coolant joint, carburetor main body, carburetor spacer, exhaust gas sensor, coolant sensor, oil temperature sensor, throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, for air conditioner Thermostat base, heating hot air flow control valve, brush holder for radiator motor, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch, starter relay, transmission wire harness, window washer nozzle, air conditioner panel switch Board, fuel-related electromagnetic valve coil, fuse connector, horn -Insulator, electrical component insulation plate, step motor rotor, lamp socket, lamp reflector, lamp housing, brake piston, solenoid bobbin, engine oil filter, ignition device case, vehicle speed sensor, cable liner, engine control unit case, engine driver unit case, Examples include condenser cases, motor insulating materials, automobile / vehicle-related parts such as hybrid car control system parts cases, and other various uses.
以下、本発明の方法を実施例及び比較例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、各種測定法は以下の通りである。 Hereinafter, the method of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Various measurement methods are as follows.
[溶融粘度]
東洋精機社製キャピログラフ1Cを用い、孔長10.00mm、孔直径0.50mmのダイスを用いた。300℃に設定したシリンダーにサンプル約20gを投入し、5分保持した後、剪断速度1216sec−1で溶融粘度(MV1)の測定を行った。
[Melt viscosity]
A capilograph 1C manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. was used, and a die having a hole length of 10.00 mm and a hole diameter of 0.50 mm was used. About 20 g of the sample was put into a cylinder set at 300 ° C. and held for 5 minutes, and then the melt viscosity (MV1) was measured at a shear rate of 1216 sec −1 .
[揮発性成分量]
腹部が100mm×25mm、首部が255mm×12mm、肉厚が1mmのガラスアンプルにサンプル3gを計り入れてから真空封入した。このガラスアンプルの胴部のみを、アサヒ理化製作所製のセラミックス電気管状炉ARF−30Kに挿入して320℃で2時間加熱した。アンプルを取り出した後、管状炉によって加熱されておらず揮発性成分の付着したアンプル首部をヤスリで切り出して秤量した。次いで付着ガスを5gのクロロホルムで溶解して除去した後、60℃のガラス乾燥機で1時間乾燥してから再度秤量した。揮発性成分を除去した前後のアンプル首部の重量差を揮発性成分量(ポリマーに対する重量%)とした。
[Amount of volatile components]
A sample 3 g was weighed into a glass ampoule having an abdomen of 100 mm × 25 mm, a neck of 255 mm × 12 mm, and a wall thickness of 1 mm, and then vacuum-sealed. Only the barrel of this glass ampoule was inserted into a ceramic electric tubular furnace ARF-30K manufactured by Asahi Rika Seisakusho and heated at 320 ° C. for 2 hours. After the ampoule was taken out, the ampoule neck which was not heated by the tubular furnace and was attached with volatile components was cut out with a file and weighed. Next, the adhering gas was dissolved and removed with 5 g of chloroform, dried for 1 hour in a glass dryer at 60 ° C., and then weighed again. The weight difference between the ampoule neck before and after the removal of the volatile component was defined as the amount of volatile component (% by weight based on the polymer).
[ポリマーの塩素含有量]
ダイアインスツルメンツ社製自動試料燃焼装置AQF−100を用い、ポリマー1〜2mgを最終温度1000℃で燃焼させ、発生したガス成分を希薄な酸化剤を含んだ10mLの水に吸収させ、吸収液を炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウム混合水溶液を移動相とするDIONEX社製イオンクロマトグラフィーシステムICS1500に供し、ポリマー中の全塩素含有量の測定を行った。
[Chlorine content of polymer]
Using an automatic sample combustor AQF-100 manufactured by Dia Instruments, 1 to 2 mg of polymer is burned at a final temperature of 1000 ° C., and the generated gas component is absorbed in 10 mL of water containing a dilute oxidant, and the absorbing solution is carbonated. The total chlorine content in the polymer was measured using an ion chromatography system ICS1500 manufactured by DIONEX with a sodium / sodium hydrogen carbonate mixed aqueous solution as a mobile phase.
[ポリマーの反応性]
ポリマー100重量部に対し、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(以下、「エポキシシラン」と略す)0.5重量部を添加し、十分にドライブレンドした。その後、ブレンド物を315℃の試験管にて5分間溶融撹拌して反応させ、得られた20gを前記溶融粘度測定と同条件で溶融粘度を測定した。ポリマーの反応性は、エポキシシランと反応させずに測定したポリマーの溶融粘度(MV1)に対するエポキシシランと反応後のポリマーの溶融粘度(MV2)の比率(MV2/MV1)により、ポリマーの反応性を評価した。この比率が大きいほど、ポリマーの反応性が高いことを示す。
[Reactivity of polymer]
0.5 parts by weight of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (hereinafter abbreviated as “epoxysilane”) was added to 100 parts by weight of the polymer, and was thoroughly dry blended. Then, the blend was melted and stirred for 5 minutes in a test tube at 315 ° C., and the obtained 20 g was measured for melt viscosity under the same conditions as for the melt viscosity measurement. The reactivity of the polymer is determined by the ratio (MV2 / MV1) of the melt viscosity (MV2) of the polymer after reaction with epoxysilane to the melt viscosity (MV1) of the polymer measured without reacting with epoxysilane (MV1). evaluated. Higher ratios indicate higher polymer reactivity.
[実施例1]
撹拌機および底栓弁付きの70リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8.26kg(70.00モル)、96%水酸化ナトリウム2.94kg(70.63モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11.45kg(115.50モル)、及びイオン交換水5.50kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら225℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水9.82kgおよびNMP0.28kgを留出した時点で加熱を終え冷却を開始した。この時点での仕込みアルカリ金属水硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.01モルであった。また、硫化水素の飛散量は1.4モルであったため、本脱水工程後の系内のスルフィド化剤は68.6モルであった。なお、硫化水素の飛散に伴い、系内には水酸化ナトリウムが新たに1.4モル生成している。
[Example 1]
In a 70 liter autoclave equipped with a stirrer and a bottom plug valve, 8.26 kg (70.00 mol) of 47.5% sodium hydrosulfide, 2.94 kg (70.63 mol) of 96% sodium hydroxide, N-methyl-2 -Charge 11.45 kg (115.50 mol) of pyrrolidone (NMP) and 5.50 kg of ion-exchanged water, gradually heat to 225 ° C. over about 3 hours while passing nitrogen at normal pressure, 9.82 kg of water and NMP0 When the 28 kg was distilled, the heating was finished and the cooling was started. The residual water content in the system per mole of the alkali metal hydrosulfide charged at this time was 1.01 moles including the water consumed for the hydrolysis of NMP. Moreover, since the amount of hydrogen sulfide scattered was 1.4 mol, the sulfiding agent in the system after this dehydration step was 68.6 mol. As the hydrogen sulfide is scattered, 1.4 mol of sodium hydroxide is newly generated in the system.
その後200℃まで冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)10.19kg(69.29モル)、4−クロロ安息香酸0.188kg(1.20モル)、NMP9.37kg(94.50モル)を加えた後に反応容器を窒素ガス下に密封し、240rpmで撹拌しながら以下の反応条件で工程1および工程2を行った。 Thereafter, the mixture was cooled to 200 ° C., p-dichlorobenzene (p-DCB) 10.19 kg (69.29 mol), 4-chlorobenzoic acid 0.188 kg (1.20 mol), NMP 9.37 kg (94.50 mol). After adding the reaction vessel, the reaction vessel was sealed under nitrogen gas, and Step 1 and Step 2 were performed under the following reaction conditions while stirring at 240 rpm.
<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で128分反応を行った後、238℃〜245℃までを0.8℃/分で9分かけて昇温した。工程1の重合時間は(T1)は188分、(T1a)は150分であった。工程1終了時に反応物をサンプリングし、サンプル中に残存するp−DCB量をガスクロマトグラフにて定量した結果からp−DCBの消費率、つまり転化率を算出したところ、94.5%であった。 <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. After performing the reaction for 128 minutes at a constant temperature of 238 ° C., the temperature was raised from 238 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min for 9 minutes. The polymerization time in Step 1 was 188 minutes for (T1) and 150 minutes for (T1a). The reaction product was sampled at the end of Step 1, and the amount of p-DCB remaining in the sample was quantified with a gas chromatograph. The consumption rate of p-DCB, that is, the conversion rate, was calculated to be 94.5%. .
<工程2>工程1に引き続き、245℃から255℃までを0.8℃/分で12分かけて昇温した。工程2の重合時間(T2)は12分であった。工程2終了時に反応物をサンプリングし、サンプル中に残存する4−クロロ安息香酸量をガスクロマトグラフにて定量し、仕込量から残存量を差し引いて4−クロロ安息香酸の反応量を算出したところ、スルフィド化剤100モルに対し反応量は1.16モルであった。 <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 255 ° C. at 0.8 ° C./min over 12 minutes. The polymerization time (T2) in Step 2 was 12 minutes. When the reaction product was sampled at the end of step 2, the amount of 4-chlorobenzoic acid remaining in the sample was quantified with a gas chromatograph, and the reaction amount of 4-chlorobenzoic acid was calculated by subtracting the residual amount from the charged amount. The reaction amount was 1.16 mol per 100 mol of the sulfidizing agent.
工程2終了後、直ちにオートクレーブの底栓弁を開放し、内容物を撹拌機付き装置にフラッシュさせ、重合時に使用したNMPの95%以上が揮発除去されるまで230℃の撹拌機付き装置内で1.5時間乾固し、PPSと塩類を含む固形物を回収した。 Immediately after the end of step 2, the bottom valve of the autoclave is opened, the contents are flushed to a device with a stirrer, and in a device with a stirrer at 230 ° C. until 95% or more of NMP used during polymerization is volatilized and removed. The mixture was dried for 1.5 hours to recover a solid containing PPS and salts.
得られた回収物およびイオン交換水74リットルを攪拌機付きオートクレーブに入れ、75℃で15分洗浄した後、フィルターで濾過し、ケークを得た。得られたケークを75℃のイオン交換水で15分洗浄、濾過する操作を3回行った後、ケークおよびイオン交換水74リットル、酢酸0.4kgを攪拌機付きオートクレーブに入れ、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、195℃まで昇温した。その後、オートクレーブを冷却し、内容物を取り出した。内容物をフィルターで濾過し、ケークを得た。得られたケークを窒素気流下、120℃で乾燥することで、乾燥PPSを得た。 The obtained recovered product and 74 liters of ion-exchanged water were placed in an autoclave equipped with a stirrer, washed at 75 ° C. for 15 minutes, and then filtered through a filter to obtain a cake. The obtained cake was washed with ion exchange water at 75 ° C. for 15 minutes and filtered three times, and then 74 liters of cake and ion exchange water and 0.4 kg of acetic acid were placed in an autoclave equipped with a stirrer, and the inside of the autoclave was filled with nitrogen. After the replacement, the temperature was raised to 195 ° C. Thereafter, the autoclave was cooled and the contents were taken out. The contents were filtered through a filter to obtain a cake. The obtained cake was dried at 120 ° C. under a nitrogen stream to obtain dry PPS.
[実施例2]
重合時に使用する4−クロロ安息香酸を4−クロロフタル酸ナトリウム0.198kg(0.89モル)としたこと以外は実施例1と同様に重合および洗浄を行った。工程1終了時点でのp−DCBの転化率は94.5%、工程2終了時点での4−クロロフタル酸ナトリウムの反応量はスルフィド化剤100モルに対し1.15モルであった。
[Example 2]
Polymerization and washing were carried out in the same manner as in Example 1 except that 4-chlorobenzoic acid used in the polymerization was changed to 0.198 kg (0.89 mol) of sodium 4-chlorophthalate. The conversion rate of p-DCB at the end of Step 1 was 94.5%, and the reaction amount of sodium 4-chlorophthalate at the end of Step 2 was 1.15 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent.
[実施例3]
重合時に使用する4−クロロ安息香酸の量を0.177kg(1.13モル)とし、以下の反応条件で工程1と工程2を行ったこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
[Example 3]
The amount of 4-chlorobenzoic acid used in the polymerization was 0.177 kg (1.13 mol), and the same operation as in Example 1 was performed except that Steps 1 and 2 were performed under the following reaction conditions.
<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で89分反応を行った後、238℃から245℃までを0.8℃/分で9分かけて昇温した。T1は149分、T1aは111分であった。p−DCBの転化率は91%であった。 <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. The reaction was performed at a constant temperature of 238 ° C. for 89 minutes, and then the temperature was increased from 238 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min for 9 minutes. T1 was 149 minutes and T1a was 111 minutes. The conversion rate of p-DCB was 91%.
<工程2>工程1に引き続き、245℃から270℃までを0.8℃/分で31分かけて昇温した。T2は31分であった。4−安息香酸の反応量はスルフィド化剤100モルに対し1.15モルであった。 <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 270 ° C. at 0.8 ° C./min for 31 minutes. T2 was 31 minutes. The reaction amount of 4-benzoic acid was 1.15 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent.
[実施例4]
重合時に使用するp−DCB9.68kg(65.86モル)、4−クロロ安息香酸1.074kg(6.86モル)としたこと以外は実施例1と同様に重合および洗浄を行った。工程1終了時点でのp−DCBの転化率は89%、工程2終了時点での4−クロロ安息香酸の反応量はスルフィド化剤100モルに対し6.62モルであった。
[Example 4]
Polymerization and washing were carried out in the same manner as in Example 1 except that 9.68 kg (65.86 mol) of p-DCB used at the time of polymerization and 1.074 kg (6.86 mol) of 4-chlorobenzoic acid were used. The conversion rate of p-DCB at the end of Step 1 was 89%, and the reaction amount of 4-chlorobenzoic acid at the end of Step 2 was 6.62 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent.
[比較例1]
4−クロロ安息香酸を使用しなかったこと以外は実施例1と同様に重合および洗浄を行った。工程1終了時点でのp−DCBの転化率は94.5%であった。
[Comparative Example 1]
Polymerization and washing were carried out in the same manner as in Example 1 except that 4-chlorobenzoic acid was not used. The conversion rate of p-DCB at the time of completion of Step 1 was 94.5%.
[比較例2]
重合時に使用する4−クロロ安息香酸をクロロベンゼン0.270kg(2.40モル)としたこと以外は実施例1と同様に重合および洗浄を行った。工程1終了時点でのp−DCBの転化率は94.5%、工程2終了時点でのクロロベンゼンの反応量はスルフィド化剤100モルに対し1.11モルであった。
[Comparative Example 2]
Polymerization and washing were performed in the same manner as in Example 1 except that 4-chlorobenzoic acid used in the polymerization was changed to 0.270 kg (2.40 mol) of chlorobenzene. The conversion rate of p-DCB at the end of Step 1 was 94.5%, and the reaction amount of chlorobenzene at the end of Step 2 was 1.11 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent.
[比較例3]
以下の反応条件で工程1を行い、工程1終了後に工程2を行わずにフラッシュ操作を行ったこと以外は実施例1と同様の操作を行った。フラッシュ後、重合時に使用したNMPの95%以上が揮発除去されるまで230℃の撹拌機付き装置内で3時間乾固し、PPSと塩類を含む固形物を回収した。
[Comparative Example 3]
Step 1 was performed under the following reaction conditions, and the same operation as in Example 1 was performed except that the flash operation was performed without performing Step 2 after Step 1 was completed. After flushing, 95% or more of NMP used at the time of polymerization was evaporated and removed in an apparatus with a stirrer at 230 ° C. for 3 hours to recover a solid containing PPS and salts.
<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で149分反応を行った。T1は200分、T1aは162分であった。工程1終了時点でのp−DCBの転化率は95%、4−クロロ安息香酸の反応量はスルフィド化剤100モルに対し1.05モルであった。 <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. The reaction was carried out at a constant temperature of 238 ° C. for 149 minutes. T1 was 200 minutes and T1a was 162 minutes. The conversion rate of p-DCB at the end of Step 1 was 95%, and the reaction amount of 4-chlorobenzoic acid was 1.05 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent.
[比較例4]
以下の反応条件で工程1と工程2を行ったこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
[Comparative Example 4]
The same operation as in Example 1 was performed except that Step 1 and Step 2 were performed under the following reaction conditions.
<工程1>200℃から220℃までを0.8℃/分で25分かけて昇温した。220℃の定温状態で131分反応を行った後、220℃から245℃までを0.8℃/分で31分かけて昇温した。T1は188分、T1aは19分であった。p−DCBの転化率は90%であった。 <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C to 220 ° C at 0.8 ° C / min for 25 minutes. After 131 minutes of reaction at a constant temperature of 220 ° C., the temperature was raised from 220 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min for 31 minutes. T1 was 188 minutes and T1a was 19 minutes. The conversion rate of p-DCB was 90%.
<工程2>工程1に引き続き、245℃から255℃までを0.8℃/分で12分かけて昇温した。T2は12分であった。4−クロロ安息香酸の反応量はスルフィド化剤100モルに対し0.90モルであった。 <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 255 ° C. at 0.8 ° C./min over 12 minutes. T2 was 12 minutes. The reaction amount of 4-chlorobenzoic acid was 0.90 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent.
[比較例5]
重合時に使用する4−クロロ安息香酸の量を0.140kg(0.89モル)とし、以下の反応条件で工程1と工程2を行ったこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
[Comparative Example 5]
The amount of 4-chlorobenzoic acid used in the polymerization was 0.140 kg (0.89 mol), and the same operation as in Example 1 was performed except that Steps 1 and 2 were performed under the following reaction conditions.
<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から245℃までを0.6℃/分で25分かけて昇温した。T1は63分、T1aは25分であった。p−DCBの転化率は65%であった。 <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 245 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 25 minutes. T1 was 63 minutes and T1a was 25 minutes. The conversion rate of p-DCB was 65%.
<工程2>工程1に引き続き、245℃から276℃までを0.6℃/分で52分かけて昇温し、その後276℃の定温状態で65分反応を行った。T2は117分であった。4−クロロ安息香酸の反応量はスルフィド化剤100モルに対し1.17モルであった。 <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was increased from 245 ° C. to 276 ° C. at 0.6 ° C./min over 52 minutes, and then reacted at a constant temperature of 276 ° C. for 65 minutes. T2 was 117 minutes. The reaction amount of 4-chlorobenzoic acid was 1.17 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent.
[比較例6]
重合時に使用する4−クロロ安息香酸の量を0.136kg(0.87モル)とし、以下の反応条件で工程1と工程2を行ったこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
[Comparative Example 6]
The amount of 4-chlorobenzoic acid used in the polymerization was 0.136 kg (0.87 mol), and the same operation as in Example 1 was performed except that Steps 1 and 2 were performed under the following reaction conditions.
<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から235℃までを0.6℃/分で8分かけて昇温した。235℃の定温状態で60分反応を行った後、235℃から245℃までを0.8℃/分で13分かけて昇温した。T1は119分、T1aは81分であった。p−DCBの転化率は65%であった。 <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 235 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 8 minutes. After performing the reaction at a constant temperature of 235 ° C. for 60 minutes, the temperature was raised from 235 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min over 13 minutes. T1 was 119 minutes and T1a was 81 minutes. The conversion rate of p-DCB was 65%.
<工程2>工程1に引き続き、245℃から265℃までを0.6℃/分で25分かけて昇温し、その後265℃の定温状態で120分反応を行った。T2は145分であった。4−クロロ安息香酸の反応量はスルフィド化剤100モルに対し1.20モルであった。 <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 265 ° C. at 0.6 ° C./min over 25 minutes, and then reacted at a constant temperature of 265 ° C. for 120 minutes. T2 was 145 minutes. The reaction amount of 4-chlorobenzoic acid was 1.20 mol with respect to 100 mol of the sulfidizing agent.
得られたPASの溶融粘度、揮発性成分量、塩素含有量、ならびにポリマーの反応性測定結果を表1に示す。 Table 1 shows the melt viscosity, volatile component amount, chlorine content, and polymer reactivity measurement results of the obtained PAS.
実施例1および実施例3は、比較例5や比較例6比工程2での重合時間(T2)が大幅に短く、高温での重合時間が短いことで、副反応が抑制される。そのため、比較例5同等の溶融粘度維持しつつ低ガスしている。なおかつ、実施例1、実施例3、比較例5、比較例6は重合時に反応した4−クロロ安息香酸量がほぼ同等であるにもかかわらず、PASの反応性が実施例1および実施例3で大幅に向上しており、PASに導入された反応性官能基の熱分解が抑制されたためと考えることができる。また、実施例2では反応性官能基を2個含むモノハロゲン化芳香族化合物を用いることでポリマーの反応性が一層向上している。実施例4は反応した4−クロロ安息香酸量が多く、反応性が格段に向上している。一方、比較例1は反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を使用していないため、実施例1比PASの反応性が低く、塩素量が多い。比較例2は反応性官能基を有さないクロロベンゼンを用いているため、実施例1同等まで塩素量が低減しているもののPASの反応性が低い。比較例3は高温での重合である工程2を行っておらず、比較例4は工程1の230℃以上245℃未満の重合時間(T1a)での重合時間が短く、反応の進行が遅い200℃以上230℃未満での重合時間が長いため、いずれも重合が進行せず溶融粘度が大幅に低い。 In Example 1 and Example 3, the polymerization time (T2) in the comparative example 5 and the comparative example 6 comparison step 2 is significantly short, and the side reaction is suppressed by the short polymerization time at high temperature. Therefore, the gas is low while maintaining the melt viscosity equivalent to that of Comparative Example 5. In addition, although Examples 1, 3 and 5 and 6 have almost the same amount of 4-chlorobenzoic acid reacted at the time of polymerization, the reactivity of PAS is Example 1 and Example 3. It can be considered that the thermal decomposition of the reactive functional group introduced into the PAS was suppressed. In Example 2, the reactivity of the polymer is further improved by using a monohalogenated aromatic compound containing two reactive functional groups. In Example 4, the amount of reacted 4-chlorobenzoic acid is large, and the reactivity is remarkably improved. On the other hand, since Comparative Example 1 does not use a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group, the reactivity of PAS compared to Example 1 is low and the amount of chlorine is large. Since Comparative Example 2 uses chlorobenzene having no reactive functional group, although the amount of chlorine is reduced to the same level as in Example 1, the reactivity of PAS is low. Comparative Example 3 does not perform Step 2 which is polymerization at a high temperature, and Comparative Example 4 has a short polymerization time in the polymerization time (T1a) of 230 ° C. or more and less than 245 ° C. in Step 1, and the reaction proceeds slowly. Since the polymerization time at a temperature of not lower than 230 ° C. and longer than 230 ° C. is long, the polymerization does not proceed and the melt viscosity is significantly low.
以上より、特定の重合条件にて反応性官能基を有するモノハロゲン化芳香族化合物を反応させることで、高い溶融流動性、少ない揮発性成分量を有しながら、少ない塩素量と高い反応性を有するPASを得られることがわかる。 As described above, by reacting a monohalogenated aromatic compound having a reactive functional group under specific polymerization conditions, it has a low amount of chlorine and a high reactivity while having a high melt fluidity and a small amount of volatile components. It turns out that PAS which has can be obtained.
Claims (10)
工程1:230℃以上245℃未満の温度範囲において、昇降温時間を含めた重合時間(T1a)が30分以上3.5時間未満であり、工程終了時点でのジハロゲン化芳香族化合物の転化率が70〜98モル%になるように反応させてポリアリーレンスルフィドのプレポリマーを生成させる工程
工程2:245℃以上280℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T2)が5分以上1時間未満で反応させてポリアリーレンスルフィドを得る工程。
Step 1: In a temperature range of 230 ° C. or higher and lower than 245 ° C., the polymerization time (T1a) including the temperature rise / fall time is 30 minutes or longer and less than 3.5 hours, and the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound at the end of the step Is a process in which a polyarylene sulfide prepolymer is produced by reacting so as to be 70 to 98 mol%. In a temperature range of 245 ° C. or more and less than 280 ° C., a polymerization time (T2) including a temperature increase / decrease time is A step of reacting in 5 minutes or more and less than 1 hour to obtain polyarylene sulfide.
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