JP6534259B2 - 熱可塑性組成物から調製した物品、およびそのような物品を調製する方法 - Google Patents
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Description
(11)
式中、xおよびyは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1である。圧力容器は、2bar以上の動作圧で流体を受理するように構成される。
ここで、熱可塑性組成物は式(11)の構造単位を有するシロキサンコポリマを含み
(11)
式中、xおよびyは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1である。圧力容器は、2bar以上の動作圧で流体を受理するように構成される。
(1)
式中、各Rは独立してC1−13一価有機基である。例えば、RはC1−C13アルキル、C1−C13アルコキシ、C2−C13アルケニル基、C2−C13アルケニルオキシ、C3−C6シクロアルキル、C3−C6シクロアルコキシ、C6−C14アリール、C6−C10アリールオキシ、C7−C13アリールアルキル、C7−C13アラルコキシ、C7−C13アルキルアリール、またはC7−C13アルキルアリールオキシとすることができる。前記基は、フッ素、塩素、臭素、もしくはヨウ素、またはそれらの組み合わせで完全にまたは部分的にハロゲン化することができる。一実施形態では、透明なポリシロキサン−ポリカーボネートが要求される場合、Rはハロゲンにより置換されない。前記R基の組み合わせは同じコポリマにおいて使用することができる。
(2)
式中、Eは上記で規定される通りであり、各Rは同じか、または異なるとすることができ、上記で規定される通りであり、ならびにAr同じか、または異なるとすることができ、置換または非置換C6−C30アリーレン基であり、ここで、結合は直接芳香族部分に連結される。式(2)におけるAr基は、C6−C30ジヒドロキシアリーレン化合物、例えば式(3)または(6)のジヒドロキシアリーレン化合物から誘導することができる。
(3)
式中、RaおよびRbは、それぞれ独立してハロゲンまたはC1−12アルキル基であり、ならびにpおよびqは、それぞれ独立して0から4の整数である。pが0である場合Raは水素であり、同様にqが0である場合Rbは水素であることが理解されるであろう。また、式(3)では、Xaは2つのヒドロキシ−置換芳香族基を連結する架橋基であり、ここで、架橋基および各C6アリーレン基のヒドロキシ置換基は、C6アリーレン基上で互いにオルト、メタ、またはパラ(特定的にはパラ)で配置される。一実施形態では、架橋基Xaは単結合、−O−、−S−、−S(O)−、−S(O)2−、−C(O)−、またはC1−18有機基である。C1−18有機架橋基は、環状または非環状、芳香族または非芳香族とすることができ、さらにヘテロ原子、例えばハロゲン類、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、またはリンを含むことができる。C1−18有機基は、これに連結されたC6アリーレン基がそれぞれ、共通のアルキリデン炭素に、またはC1−18有機架橋基の異なる炭素に連結されるように配置させることができる。一実施形態では、pおよびqはそれぞれ1であり、ならびにRaおよびRbはそれぞれ、各アリーレン基上のヒドロキシ基に対しメタで配置された、C1−3アルキル基、特定的にはメチルである。
(4)
式中、Ra’およびRb’は、それぞれ独立してC1−12アルキルであり、RgはC1−12アルキルまたはハロゲンであり、rおよびsは、それぞれ独立して1から4であり、ならびにtは0から10である。特定の実施形態では、Ra’およびRb’の各々の少なくとも1つは、シクロヘキシリデン架橋基に対してメタに配置される。置換基Ra’、Rb’、およびRgは、適切な数の炭素原子を含む場合、直鎖、環状、二環、分枝、飽和、または不飽和とすることができる。一実施形態では、Ra’およびRb’は、それぞれ独立してC1−4アルキルであり、RgはC1−4アルキルであり、rおよびsはそれぞれ、1であり、ならびにtは0から5である。別の特定の実施形態では、Ra’、Rb’およびRgはそれぞれ、メチルであり、rおよびsはそれぞれ、1であり、ならびにtは0または3である。シクロヘキシリデン架橋ビスフェノールは、2モルのo−クレゾールと1モルのシクロヘキサノンの反応生成物であり得る。別の例示的な実施形態では、シクロヘキシリデン架橋ビスフェノールは、2モルのクレゾールと1モルの水素化イソホロン(例えば、1,1,3−トリメチル−3−シクロヘキサン−5−オン)の反応生成物である。そのようなシクロヘキサン含有ビスフェノール類、例えば、2モルのフェノールと1モルの水素化イソホロンの反応生成物は、高いガラス転移温度および高い熱変形温度を有するポリカーボネートポリマ類を製造するのに有用である。
(5)
式中、Rr、Rp、Rq、およびRtは、それぞれ独立して水素、ハロゲン、酸素、またはC1−12有機基であり、Iは直接結合、炭素、または二価酸素、硫黄、または−N(Z)−(ここで、Zは水素、ハロゲン、ヒドロキシ、C1−12アルキル、C1−12アルコキシ、またはC1−12アシルである)であり、hは0から2であり、jは1または2であり、iは0または1の整数であり、およびkは0から3の整数であり、ただし、Rr、Rp、Rq、およびRtの少なくとも2つは一緒になり、縮合脂環式、芳香族、またはヘテロ芳香族環となることを条件とする。縮合環が芳香族である場合、式(5)で示される環は、環が縮合された場合不飽和炭素−炭素結合を有することが理解されるであろう。kが1であり、iが0である場合、式(5)で示される環は4つの炭素原子を含み、kが2である場合、式(5)で示される環は5つの炭素原子を含み、kが3である場合、環は6つの炭素原子を含む。一実施形態では、2つの隣接する基は(例えば、RqおよびRtは一緒になり)芳香族基を形成し、別の実施形態では、RqおよびRtは一緒になり1つの芳香族基を形成し、かつRrおよびRpは一緒になり第2の芳香族基を形成する。RqおよびRtが一緒になり芳香族基を形成する場合、Rpは二重結合酸素原子、すなわち、ケトンとすることができる。
(6)
式中、各Rhは独立してハロゲン原子、C1−10ヒドロカルビル、例えばC1−10アルキル基、ハロゲン置換C1−10アルキル基、C6−10アリール基、またはハロゲン置換C6−10アリール基であり、およびnは0から4である。ハロゲンは通常臭素である。
(7)
式中、RおよびEは以上で記載される通りであり、ならびに各R5は独立して二価C1−C30有機基であり、ここで、重合されたポリシロキサン単位はその対応するジヒドロキシ化合物の反応残基である。特定の実施形態では、ポリシロキサンブロックは式(8)を有し:
(8)
式中、RおよびEは以上で規定された通りである。式(8)中のR6は二価C2−C8脂肪族基である。式(8)中の各Mは同じか、または異なるとすることができ、ハロゲン、シアノ、ニトロ、C1−C8アルキルチオ、C1−C8アルキル、C1−C8アルコキシ、C2−C8アルケニル、C2−C8アルケニルオキシ基、C3−C8シクロアルキル、C3−C8シクロアルコキシ、C6−C10アリール、C6−C10アリールオキシ、C7−C12アラルキル、C7−C12アラルコキシ、C7−C12アルキルアリール、またはC7−C12アルキルアリールオキシとすることができ、ここで、各nは独立して0、1、2、3、または4である。
(9)
式中、R、E、M、R6、およびnは以上で記載される通りである。そのようなジヒドロキシポリシロキサン類は、式(10)のシロキサンヒドリド、
(10)
(式中、RおよびEは前に規定した通りである)と脂肪族不飽和一価フェノールの間の白金触媒付加を実施することにより製造させることができる。例示的な脂肪族不飽和一価フェノール類としては下記が挙げられる:オイゲノール、2−アルキルフェノール、4−アリル−2−メチルフェノール、4−アリル−2−フェニルフェノール、4−アリル−2−ブロモフェノール、4−アリル−2−t−ブトキシフェノール、4−フェニル−2−フェニルフェノール、2−メチル−4−プロピルフェノール、2−アリル−4,6−ジメチルフェノール、2−アリル−4−ブロモ−6−メチルフェノール、2−アリル−6−メトキシ−4−メチルフェノールおよび2−アリル−4,6−ジメチルフェノール。前記の少なくとも1つを含む組み合わせもまた、使用することができる。
(11)
式中、xおよびyは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1である。
(12)
式中、x、y、およびzは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1である。上述のように、式(12)は、ポリカーボネート(PC)シロキサン樹脂LEXAN(商標)EXL1414Tの分子構造を提供する。LEXAN(商標)EXL1414Tポリカーボネート樹脂は、例えば、ペレットおよびシート形態で入手可能であり、射出成形、構造発泡成形および熱成形のために使用することができる。LEXAN(商標)EXL1414Tポリカーボネート(PC)シロキサンコポリマ樹脂は透明な射出成形グレードである。この樹脂は低温(例えば、−40℃)延性ならびに有効な流動特性および優れた加工性、標準ポリカーボネート(PC)と比較してより短い射出成形(IM)サイクル時間の機会を提供する。この特殊材料はそのポリマ鎖バックボーン内にポリ(ジメチルシロキサン)(PDMS)セグメントを有し、ならびに2206MPaのヤング率、150℃のガラス転移温度(Tg)、および6.6×10−6/℃の熱膨張係数を有する。これはまた、305℃の溶融温度および85℃の型温(mold temperature)を有する。
発明者らは、LEXAN(商標)LS2およびLEXAN(商標)134Rの成形された圧力サンプル(圧力容器サンプル)を生成させ、同じ製造および試験条件下のLEXAN(商標)EXLの成形サンプルとの対照比較を実施した。試験はサンプルを異なる圧力および温度に曝露する工程および観察された挙動の外挿を行う工程を含んだ。便宜的に、試験結果は、LEXAN(商標)EXLは、加圧適用、特に冷水圧力容器適用において、内圧に対しより良好な抵抗性を有し、予想外の材料挙動を示すことを証明した。
温度および圧力の関数としてのサンプルの強度特性は、故障までの時間により測定される上記試験の焦点であった。試験結果は、LEXAN(商標)EXLは他の試験した材料よりも著しく良好に機能したことを証明する。これは、上述のグラフにより証明され、ここで、LEXAN(商標)EXLに対する勾配線は他の試験した材料のものよりも水平であり、この材料が試験条件下で良好な挙動を表したことを示す。LEXAN(商標)EXLの証明された挙動は、絶対性能がより良好であっただけでなく(勾配線は、他の試験した材料よりも概して上にある)、より重要なことには、LEXAN(商標)EXLに対する勾配はずっと浅かった(より水平)という点において、加圧条件下では独特で、予想外のものであった。よって、より高い圧力では、より水平な線により、この材料に関するずっと強度/有害さが低い作用が証明された。
(11)
式中、xおよびyは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1であり、ならびに圧力容器は2bar以上の動作圧で流体を受理するように構成される、圧力容器。
(12)
式中、zは繰り返し単位の数を表す整数である、実施形態1−2のいずれかの圧力容器。
(11)
式中、xおよびyは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1である、ならびに、圧力容器は、2bar以上の動作圧で流体を受理するように構成される。
Claims (9)
- 熱可塑性組成物を含む円形コンテナの形状で形成された、3年以上の間、200キロパスカル以上の一定の動作圧で流体を受理するための圧力容器であって、前記熱可塑性組成物は式(11)の構造単位を有するシロキサンコポリマを含み、
(11)
式中、xおよびyは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1である、圧力容器。 - 熱可塑性組成物を含む円形コンテナの形状で形成された、3年以上の間、200キロパスカル以上の一定の動作圧で流体を受理するための圧力容器であって、前記熱可塑性組成物はコポリマを含み、これはポリシロキサンと、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド、ポリアミドおよびポリフェニレンエーテルのブレンド、ポリアミドおよびポリフェニレンオキシドのブレンド、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホンおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料とを含む、圧力容器。
- 前記熱可塑性組成物は式(12)のポリマを含み、
(12)
式中、zは繰り返し単位の数を表す整数である、請求項1または2に記載の圧力容器。 - 前記圧力容器の一部は透明である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧力容器。
- 前記圧力容器は、ISO 1167/ASTM D 1598標準に従い測定した場合、40℃以上での5年以上の動作中、25MPa以上の内圧および対応するフープ応力に対する抵抗性を有するためのものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧力容器。
- 前記圧力容器は組み立てられた構成要素を含み、前記組み立てられた構成要素の少なくとも1つは前記式(11)を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧力容器。
- 3年以上の間、200キロパスカル以上の一定の動作圧で流体を受理するための圧力容器の製造における熱可塑性組成物の使用であって、前記熱可塑性組成物は式(11)の構造単位を有するシロキサンコポリマを含み、
(11)
式中、xおよびyは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1である、使用。 - 熱可塑性組成物を射出成形して円形コンテナにする工程を含む、円形コンテナの形状で形成された、3年以上の間、200キロパスカル以上の一定の動作圧で流体を受理するための圧力容器を製造する方法であって、
前記熱可塑性組成物は式(11)の構造単位を有するシロキサンコポリマを含み、
(11)
式中、xおよびyは繰り返し単位の数を表す整数であり、ならびにxは少なくとも1である、方法。 - 前記熱可塑性組成物は式(12)のポリマを含み、
(12)
式中、zは繰り返し単位の数を表す整数である、請求項8に記載の方法。
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