JP7114608B2 - ナフタル酸無水物末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホン - Google Patents

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Description

本発明は、無水物末端基を有するポリアリーレンエーテルスルホンに関する。
ポリアリーレンエーテルは、高性能熱可塑性樹脂と分類される。ポリアリーレンエーテルは、その製造方法に応じて、例えばヒドロキシ末端基、ハロゲン末端基、アミノ末端基、エポキシ末端基または無水物末端基を有し得る。欧州特許出願公開第840758号明細書(EP 840758 A)には、フタル酸無水物末端基を有するポリアリーレンエーテルが開示されている。これは、フッ化カリウムの存在下で、ヒドロキシ末端基含有ポリアリーレンエーテルをハロゲン置換フタル酸無水物と反応させることによって得られる。欧州特許出願公開第840758号明細書(EP 840758 A)にはさらに、そのようにして得られたポリアリーレンエーテルが、ポリアミドを含む成形用組成物に有用であることが開示されている。
本開示によって対処される課題は、新規なポリアリーレンエーテルスルホン、および該ポリアリーレンエーテルスルホンを含む組成物を提示することである。さらに本開示は、該ポリアリーレンエーテルスルホンと他のポリマーとのブレンドまたはアロイを示すことであった。さらに該ポリアリーレンエーテルスルホンは、ポリアリーレンエーテルスルホンとポリアミドとを含む混合物をベースとする、高温耐久性を示し、良好な耐薬品性および良好な電流トラッキング指数(CTI)を有するフィルム、繊維および造形品の製造を支援することが望ましい。さらに、前述の新規なポリアリーレンエーテルスルホンの製造方法が提供されることが望ましい。
以下に、式I
Figure 0007114608000001
の末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンが開示される。
さらに、式Iの末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンの製造方法であって、フェノラート末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンを4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物と反応させることを含む方法が開示される。さらに、式Iの末端基を含むポリアリーレンスルホンを得る方法であって、ポリアリーレンエーテルスルホン形成性モノマーを4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物と反応させることを含む方法が包含される。また本明細書には、組成物を製造するための、前記ポリアリーレンエーテルスルホンまたはそのようにして得られたポリアリーレンエーテルスルホンの使用も開示される。本開示はまた、前記ポリアリーレンエーテルスルホンまたはそのようにして得られたポリアリーレンエーテルスルホンを含む組成物にも関する。さらに本開示は、繊維、フィルムまたは造形品を製造するための該組成物の使用、ならびに該組成物を使用して製造された繊維、フィルムまたは造形品を包含する。
以下で、「少なくとも1つ」とは、総じて、1つまたは2つまたはそれを上回る、例えば3つ、4つまたは5つまたはそれを上回ることを意味することができ、ここで、それを上回る、とは、複数であるかまたは数えられないことを意味し得る。例えば、それは、1つであるか、または2つもしくはそれを上回るものの混合物を意味し得る。化合物に関連して使用される場合、「少なくとも1つ」とは、それらの化学構造、すなわち化学的性質が異なる1つまたは2つまたはそれを上回る化合物が記載されることを意味する。
以下で「ポリマー」とは、ホモポリマーもしくはコポリマーまたはそれらの混合物を意味し得る。いずれのポリマーも、実質的にホモポリマーであってもコポリマーであってもよいが、典型的には、鎖長、分岐度または末端基の性質などのその構成が異なるポリマー個体の混合物であると、当業者には理解される。したがって、以下で、ポリマーの接頭辞としての「少なくとも1つ」とは、様々なポリマーが包含されることができ、それによって各々の種類が上記で言及された構成の相違を有し得ることを意味する。
本発明において、ゴムとは総じて、架橋性ポリマーであるか、または室温でエラストマー特性を有する可撓性の低Tgポリマーのいずれかである。
以下で、式Iの末端基を含むポリアリールエーテルは、「PNA」とも呼ばれる。
ポリアリーレンエーテルスルホンは、当業者に知られている種類のポリマーである。原則として、ポリアリーレンエーテルスルホンが式Iの末端基を含むことを条件として、あらゆる構造のポリアリーレンエーテルスルホンが本開示に包含される。
PNAが、一般式II
Figure 0007114608000002
の単位から構成されることが好ましい場合があり、ここで、記号t、q、Q、T、Y、ArおよびArの定義は、以下の通りである。
t、qは、互いに独立して、0、または1、または2、または3であり、
Q、T、Yは、いずれの場合にも互いに独立して、化学結合であるか、または-O-、-S-、-SO-、S=O、C=O、-N=N-および-CR-から選択される基であり、ここで、RおよびRは、互いに独立して、いずれの場合にも、水素原子であるか、またはC~C12-アルキル基、C~C12-アルコキシ基、C~C12-シクロアルキル基もしくはC~C18-アリール基であり、Q、TおよびYのうちの少なくとも1つは、-SO-であり、
ArおよびArは、互いに独立して、6~18個の炭素原子を有するアリーレン基である。
上記の前提条件の範囲内で、Q、TまたはYが化学結合である場合、これは、左側の隣接基と右側の隣接基とが、化学結合を介して互いに直接結合して存在することを意味する。
式IIにおけるQ、TおよびYが、互いに独立して-O-および-SO-から選択されることが好ましい場合があるが、ただし、Q、TおよびYからなる群のうちの少なくとも1つが-SO-であることを条件とする。
Q、TまたはYが-CR-である場合、RおよびRは、互いに独立して、いずれの場合にも、水素原子であるか、またはC~C12-アルキル基、C~C12-アルコキシ基、もしくはC~C18-アリール基である。
~C12-アルキルが、1~12個の炭素原子を有する直鎖状および分岐状の飽和アルキル基を含むことが好ましい場合がある。特に、以下の部分を挙げることができる。C~C-アルキル部分、例えばメチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、s-ブチル、2-または3-メチルペンチル、およびより長鎖の部分、例えば非分岐状のヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ラウリルおよびそれらの単分岐または多分岐類似体。
上記のC~C12-アルコキシ基において使用することができるアルキル部分は、例えば、1~12個の炭素原子を有する上記で定義されたアルキル部分である。
~C12-シクロアルキルは、特にC~C-シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロプロピルメチル、シクロプロピルエチル、シクロプロピルプロピル、シクロブチルメチル、シクロブチルエチル、シクロペンチルエチル、-プロピル、-ブチル、-ペンチル、-ヘキシル、シクロヘキシルメチル、-ジメチルおよび-トリメチルを含み得る。
ArおよびArは、互いに独立してC~C18-アリーレン基である。Arは、求電子攻撃を非常に受けやすい電子に富む芳香族物質から誘導されることが好ましい場合があり、それは、好ましくはヒドロキノン、レゾルシノール、ジヒドロキシナフタレンであってよく、特に、2,7-ジヒドロキシナフタレンまたは4,4’-ビスフェノールであり得る。Arは、好ましくは非置換のC-またはC12-アリーレン基であり得る。
~C18-アリーレン基ArおよびArがフェニレン基であって、互いに独立して、例えば1,2-、1,3-、および1,4-フェニレン、ナフチレン基、例えば1,6-、1,7-、2,6-、もしくは2,7-ナフチレンであるか、またはさらにはアントラセン、フェナントレンもしくはナフタセンから誘導されるアリーレン基であることが特に好ましい場合がある。
ArおよびArが、互いに独立して、1,4-フェニレン、1,3-フェニレン、ナフチレン、特に2,7-ジヒドロキシナフチレンまたは4,4’-ビスフェニレンであることが好ましい場合がある。
PNAが、以下の繰返し単位IIa~IIoのうちの少なくとも1つを含むことが好ましい場合がある。
Figure 0007114608000003
Figure 0007114608000004
好ましく存在し得る単位IIa~IIoに加えて、他の繰返し単位は、ヒドロキノンから誘導される1つまたはそれを上回る1,4-フェニレン単位が、レゾルシノールから誘導される1,3-フェニレン単位か、またはジヒドロキシナフタレンから誘導されるナフチレン単位によって置き換えられたものである。
特に好ましい可能性がある一般式IIの単位は、単位IIa、IIgおよび/またはIIkである。PNAが実質的に1種類の一般式IIの単位から構成されることも特に好ましく、その際、1種類は、特にIIa、IIgおよびIIkから選択され得る。
PNAは、特に好ましくは、Arが1,4-フェニレンであり、tが1であり、qが0であり、Tが化学結合であり、かつYがSOである繰返し単位から構成され得る。このポリアリーレンエーテルスルホンは、ポリフェニレンスルホン(PPSU-NA)とも呼ばれる(式IIg)。
PNAは、特に好ましくは、Arが1,4-フェニレンであり、tが1であり、qが0であり、TがC(CHであり、かつYがSOである繰返し単位から構成され得る。このポリアリーレンエーテルスルホンは、ポリスルホン(PSU-NA)とも呼ばれる(式IIa)。
PNAは、特に好ましくは、Arが1,4-フェニレンであり、tが1であり、qが0であり、TおよびYがSOである繰返し単位から構成され得る。このポリアリーレンエーテルスルホンは、ポリエーテルスルホン(PESU-NA)とも呼ばれる(式IIk)。
本開示において、PPSU、PESUおよびPSUなどの略称は、DIN EN ISO 1043-1:2001に準拠している。
ポリアリーレンエーテルスルホンは、式I
Figure 0007114608000005
の末端基を含む。
PNAが分岐しており、個々のポリマー鎖1つあたり1つより多い末端基を有することが可能であり得る。典型的には、PNAは直鎖状であり、かつ個々のポリマー鎖1つあたり2つの末端基を有する。
式Iの末端基の量は、少ないか非常に少ない場合があり、すなわち少数の末端基のみが式Iの末端基である場合がある。100%またはほぼ100%の末端基、すなわちすべてまたはほぼすべての末端基が式Iの末端基である場合がある。ポリアリールエーテルスルホンが式Iの末端基を少なくとも10%含むこと、換言すれば、100個の末端基のうち少なくとも10個が式Iの末端基であることが好ましい場合がある。PNAが直鎖状である場合には、数学的には、個々のポリマー鎖が少なくとも5つあたり1つの式Iの末端基を有するか、または個々のポリマー鎖が少なくとも10個あたり2つの式Iの末端基を有する。当業者であれば、実際には他の分布であっても要件を満たすことを理解するであろう。少なくとも25%、すなわち100個の末端基のうちの少なくとも25個が式Iの末端基であることが好ましい場合がある。10%~100%のいずれの割合の末端基が式Iの末端基であってもよく、例えば、30%、40%、50%、60%、70%、80%または90%の末端基が式Iの末端基であってよく、また10%~100%のいずれの不均一なパーセンテージの末端基が式Iの末端基であってもよい。10%~90%の末端基が式Iの末端基であることが好ましい場合がある。15~90%、例えば25%~80%の末端基、例えば30%~70%の末端基が式Iの末端基であることがより好ましい場合がある。
式Iの末端基ではない末端基の性質は、特に限定されない。総じて、それは式Iの末端基の他に反応性または非反応性の末端基が望ましいか否かに依存し得る。反応性末端基は、例えばPNAと少なくとも1つのさらなるモノマーまたはポリマーとを重合させてコポリマーまたはポリマーネットワークを生成することを予定している場合に好ましい場合がある。式Iの末端基ではない使用可能な末端基は、フェノール性OH末端基またはフェノラート末端基、フェノール性アルコキシ末端基(そのうち-OCH末端基が好ましい場合がある)、アミノ末端基(そのうち-NHが好ましい場合がある)、ハロゲン末端基(これは特に、-Fまたは-Clであり得る)である。ハロゲン末端基の中では、Clが最も好ましい場合がある。式Iの末端基ではない末端基がフェノール酸無水物末端基であることも可能である。式Iの末端基ではない末端基は、1種類である場合もあるし、互いに異なる場合もある。総じて、式Iのもの以外の末端基が、Cl-、OH-およびOCHであることが好ましい場合がある。
例えば、表1に挙げたPNAが特に好ましい場合がある。
表1
Figure 0007114608000006
80℃で運転される4本のカラム(プレカラム、ポリエステルコポリマーをベースとする3つの分離カラム)を使用して、標準物質としての分布の狭いポリメチルメタクリレート(800~1820000g/モルでの較正)に対して、溶媒としてのジメチルアセトアミド中でゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した場合に、PNAの重量平均分子量Mは、好ましくは10000~150000g/モルであってよく、特に15000~120000g/モルであってよく、特に好ましくは18000~100000g/モルであってよい。流量を1ml/分に設定し、注入量は100μlであった。RI検出器を用いて検出を行った。
ポリマーの分子量分布(MWD)は、2.0~6であり、好ましくは2.2~4.5である。
PNAの350℃/1150s-1での見かけの溶融粘度は、好ましくは50~500Pa・sであってよく、150~275Pa・sが好ましい場合もある。溶融粘度に基づいて流動性を評価することができる。溶融粘度は、キャピラリーレオメーターによって測定される。350℃での見かけ粘度は、ここでは、長さ30mm、半径0.5mm、ノズル入口角度180°、溶融物貯蔵容器の直径12mmおよび予熱時間5分間の円形キャピラリーを使用した毛細管粘度計(Goettfert Rheograph 2003毛細管粘度計)における剪断速度の関数として求められる。記載された値は、1150s-1で求めたものである。
式Iの末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンは、フェノラート末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンと4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物との反応を含むプロセスによって製造可能である。したがって、フェノラート末端基である末端基の量は、総じて式Iの末端基の所望の量に依存することになる。したがって、この量は、少ないかまたは非常に少ない場合があり、すなわち少数の末端基のみがフェノラート末端基である場合がある。100%またはほぼ100%の末端基、すなわちすべてまたはほぼすべての末端基がフェノラート末端基である場合がある。したがって、少なくとも25%、すなわち100個の末端基のうちの少なくとも25個がフェノラート末端基であることが好ましい場合がある。10%~100%のいずれの割合の末端基がフェノラート末端基であってもよく、例えば、30%、40%、50%、60%、70%、80%または90%の末端基がフェノラート末端基であってよく、また10%~100%のいずれの不均一なパーセンテージの末端基がフェノラート末端基であってもよい。10%~90%の末端基がフェノラート末端基であることが好ましい場合がある。末端基の25~90%、例えば30%~70%がフェノラート末端基であることがより好ましい場合がある。OH/O末端基の含分は、中和および溶媒としてのDMF中のNHOHを用いた沈殿の後にポリマーの電位差滴定を行うことによって求めることができる。
フェノラート末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンは、任意の適切な方法によって製造可能である。そのような方法は、当業者に知られているか、または当業者が自身の常識を適用することによって得ることができる。ポリアリーレンエーテルスルホンを生成する製造方法は、例えばHerman F.Mark,“Encyclopedia of Polymer Science and Technology”,third edition,volume 4,2003,chapter “Polysulfones” p.2-8、およびさらにHans R.Kricheldorf,“Aromatic Polyethers”: Handbook of Polymer Synthesis,second edition,2005,p.427-443に記載されている。OH末端ポリアリーレンエーテルスルホンの合成に関するさらなる詳細は、例えばR.Viswanathan,B.C.Johnson,J.E.McGrath,Polymer 25 (1984) 1827に記載されている。
ハロゲン置換基を2つ有する少なくとも1つの芳香族化合物と、上記ハロゲン置換基に対して反応性の官能基を2つ有する少なくとも1つの芳香族化合物との反応が特に好ましい場合がある。前記少なくとも1つの芳香族化合物は、モノマーであっても、オリゴマーであっても、ポリマーであってもよい。例えば、ブロックコポリマーを得るために、少なくとも1つのポリマー芳香族化合物を少なくとも1つのモノマー芳香族化合物と反応させることが可能であり得る。典型的には、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホン、ジメチルアセトアミドもしくはN-メチルピロリドンまたはそれらの任意の組合せなどの少なくとも1つの非プロトン性極性溶媒中で反応を実施することが好ましい場合がある。1つの溶媒を使用することが好ましい場合がある。N-メチルピロリドン中で反応を実施することが最も好ましい場合がある。この反応は、水と共沸混合物を形成する補助溶媒、例えばトルエンまたはクロロベンゼンを使用して実施することができるが、そのような補助溶媒を使用しないことが典型的には好ましい。また、溶媒の不在下で重合を行うことも可能である。総じて、この反応は、少なくとも1つの塩基の存在下で実施することができる。この反応を、少なくとも1つの無水アルカリ金属炭酸塩の存在下で実施することが好ましい場合があり、特に炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウムまたはそれらの混合物が好ましい場合があり、炭酸カリウムが極めて特に好ましい場合がある。特に好適な組合せの一つは、溶媒としてのN-メチルピロリドンおよび塩基としての炭酸カリウムであり得る。反応を促進するかまたは高い転化率を達成するために、100μm未満、より好ましくは50μm未満の粒径(体積平均、光散乱により測定)の炭酸カリウムを使用することが有利であり得る。
A.Noshay,M.Matzner,C.N.Merriam,J.Polym.Sci.A-1 9(1971)3147に記載されているように、OH-モノマーとCl-モノマーとの間の化学量論比の所定の偏りを用いることによって、フェノラート末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンの分子量を調整することができる。通常は、後続の転化に向けてフェノラート末端基を有するようにするため、過剰のOH-モノマーが適用される。高い転化率が得られると(>95%)、これによって通常は、鎖1つあたり1.8~2個のフェノラート末端基を有するポリアリーレンエーテルスルホンが得られる。フェノラート末端ポリアリーレンエーテルスルホンの分子量を制御する他の方法は、反応中の粘度上昇をモニタリングすることによって可能である。このアプローチは、2個未満のフェノラート末端基を有する特定のMのポリアリーレンエーテルスルホンを製造する場合に使用することができる。
フェノラート末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンと4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物との反応は、好ましくは少なくとも1つの非プロトン性溶媒の存在下で実施することもでき、その際、上記のものが典型的に好ましい。総じて、この反応は少なくとも1つの塩基の存在下で実施することができ、その際、上記の塩基が典型的には好ましい。特に好適な組合せの一つは、溶媒としてのN-メチルピロリドンおよび塩基としての炭酸カリウムであり得る。
式Iの末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンがそれぞれのポリアリーレンエーテルスルホン形成性モノマーからワンポット合成で得られることがより好ましい場合がある。その際、得られた混合物を、ハロゲン基を有する少なくとも1つのモノマーと接触させる前に、まず、ヒドロキシ基を有する少なくとも1つの過剰のモノマーと少なくとも1つの塩基とを少なくとも1つの溶媒の存在下で反応させることによってフェノラートを形成させることが好ましい場合がある。ハロゲン基を有する少なくとも1つのモノマーを該混合物に添加することが好ましい場合がある。その際、ヒドロキシ基を2つ有するモノマーを、ハロゲン基を2つ有するモノマーと反応させることが好ましい場合があり、その際、2つの塩素基が好ましい場合がある。
前記少なくとも1つの塩基は、典型的には水酸化物、炭酸塩または重炭酸塩であり得る。したがって、該塩基は、少なくとも1つの水酸化物と少なくとも1つの炭酸塩との混合物であってもよいし、少なくとも1つの重炭酸塩と少なくとも1つの重炭酸塩との混合物であってもよい。その際、少なくとも1つの無水アルカリ金属炭酸塩が好ましい場合がある。1つの塩基を使用することが好ましい場合がある。1つの塩基が1つのアルカリ金属炭酸塩であることが好ましい場合がある。特に、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウムまたはそれらの混合物が好ましい場合があり、非常に具体的には、炭酸カリウムが塩基として使用されることが好ましい場合がある。モノマーヒドロキシ基に対して過剰の塩基を使用することが有利であり得る。前記過剰量は、例えば1~25モル%であり得る。
この反応が、少なくとも1つの非プロトン性極性溶媒中で行われることが好ましい場合があり、その際、1つが好ましい場合がある。典型的には、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホン、ジメチルアセトアミドもしくはN-メチルピロリドンまたはそれらの任意の組合せなどの少なくとも1つの非プロトン性極性溶媒中で反応を実施することが好ましく、その際、N-メチルピロリドンが好ましい溶媒であり得る。反応中に放出された水を分離するために、トルエンまたはクロロベンゼンのような、共沸混合物形成性の補助溶媒を使用することができる。典型的には、そのような共沸混合物形成性の補助溶媒を使用しないことが好ましい場合がある。加熱工程中に水を溶媒と一緒に分離することが、総じて好ましい。溶媒の損失は、例えば反応時に溶媒を添加することによって相殺可能である。
特に好適な組合せの一つは、溶媒としてのN-メチルピロリドンおよび塩基としての炭酸カリウムであり得る。その際、モノマーヒドロキシ基に対して1~25モル%過剰の炭酸カリウムを使用することが好ましい場合がある。
当業者であれば、製造すべき特定のポリアリーレンエーテルに反応の温度および時間を適合させることができるが、180~205℃の範囲の反応温度が適用可能であり、185~195℃の温度が好ましい場合がある。後者の温度では、反応に、3~12時間、例えば4~10時間を要し得る。
反応混合物を、総じてその後に4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物と接触させるが、その際、4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物を反応混合物に添加することが好ましい場合がある。4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物を少なくとも1つの溶媒中の溶液として添加することがより好ましい場合があり、その際、N-メチルピロリドンが典型的には好ましい。接触、好ましくは添加時の反応混合物の温度は、好ましくは150~205℃の範囲であり得る。
4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物の装入量は、バッチ中の利用可能なフェノラート単位の予想数に相当し得る。5~50モル%過剰の4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物を使用することがより好ましい場合がある。(4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物の量に対して)0~50モル%の少なくとも1つの塩基を加えることも有利である場合があり、その際、炭酸カリウムが好ましい場合がある。
反応が完了した後、少なくとも1つの溶媒をさらに添加して反応混合物を好ましくは約80℃の温度に冷却するが、該溶媒は、好ましくはN-メチルピロリドンであり得る。この温度で、典型的には分散液である反応混合物が、典型的には反応容器を含む反応ユニットから取り出され、そして分離ユニットに移される。前記分離ユニットは、反応中に形成された塩、例えば塩化カリウムを生成物から分離するためのろ過ユニットを含むことが好ましい場合がある。分散液の粘度に応じて、このプロセスには、数分または数時間、例えば30分間~24時間を要する場合がある。その間に、ろ液を周囲温度(23℃)まで冷却することも可能である。次いで、この生成物を、非溶媒の添加による沈殿などによって単離することができる。これは、例えば水と少なくとも1つの極性非プロトン性溶媒との混合物であり得る。水とN-メチルピロリドンとの混合物を使用することが好ましい場合があり、その際、水が、総じてN-メチルピロリドンを超える分量で使用される。水/NMP混合物(重量で80/20)中での沈殿が最も好ましい場合がある。得られた粉末は捕集され、典型的にはろ過され、次いで典型的には洗浄され、そして最終的に乾燥されるが、その際、真空中で120~150℃の温度を使用することができる。
したがって、全般的な反応スキームは、好ましくは
Figure 0007114608000007
であってよく、ここで、可変部は、上記で定義したとおりの意味を有し、nは、3~180、好ましくは5~150であってよく、その際、nが7~100であることが最も好ましい場合がある。
例えば、式Iの末端基を含むPESUは、以下に図示されるとおりに得ることができる:
Figure 0007114608000008
成形用組成物が、
(A)式Iの末端基を含む少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンを5~95重量%と、
(B)少なくとも1つのポリアミドを5~95重量%と、
任意に少なくとも1つのさらなる成分と
を含むことが好ましい場合があり、ここで、該成形用組成物に対する全成分の重量割合の合計は、100%である。
成形用組成物が、(A)少なくとも1つのPNAを5~95重量%含むことが好ましい場合があり、その際、該成形用組成物が(A)少なくとも1つのPNAを7.5~50重量%、例えば10~30重量%含むことがより好ましい場合がある。成形用組成物が(A)少なくとも1つのPNAを12.5~25重量%含むことがさらにより好ましい場合がある。その際、該成形用組成物に対する全成分の割合の合計は、100重量%である。
成形用組成物中の成分Aとして使用される式Iの末端基を含む少なくとも1つのポリアリールエーテルスルホンは、その構造が好ましい場合があるものを含めて、上記で詳細に記載されている。したがって、繰返し単位、末端基の量および性質は上記のとおりであり、表1に挙げたPNAが特に好ましい場合がある。
成分B)として、成形用組成物は、好ましくは少なくとも1つのポリアミドを0~90重量%含むことができ、その際、これは、25~70重量%、例えば30~65重量%であることがより好ましい場合がある。成形用組成物は、さらにより好ましくは、(B)少なくとも1つのポリアミドを35~60重量%含む。その際、該成形用組成物に対する全成分の割合の合計は、100重量%である。
本明細書に開示された成形用組成物に含まれる少なくとも1つのポリアミドは、総じて90~350の粘度数を有し、これは好ましくは、DIN EN ISO 307(2013年8月)に準拠して25℃で96重量%硫酸中の0.5重量%溶液で測定した場合に110~240ml/gであってよい。
総じて、米国特許第2071250号明細書(US 2071250)、同第2071251号明細書(US 2071251)、同第2130523号明細書(US 2130523)、同第2130948号明細書(US 2130948)、同第2241322号明細書(US 2241322)、同第2312966号明細書(US 2312966)、同第2512606号明細書(US 2512606)および同第3393210号明細書(US 3393210)に記載されているように、(重量平均)分子量が少なくとも5000である少なくとも1つの半結晶質または非晶質樹脂が好ましい。
その例としては、ポリカプロラクタム、ポリカプリロラクタムおよびポリラウロラクタムのような7~13個の環員を有するラクタムから誘導されたポリアミド、さらには、少なくとも1つのジカルボン酸を少なくとも1つのジアミンと反応させることによって得られるポリアミドが挙げられるが、他のものも可能である。
少なくとも1つのジカルボン酸として使用可能であるのは、6~12個、特に6~10個の炭素原子を有するアルカンジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸である。ここでは、酸としてアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸およびテレフタル酸および/またはイソフタル酸のみが挙げられる。
適切な少なくとも1つのジアミンとしては特に、6~12個、殊に6~8個の炭素原子を有するアルカンジアミン、さらにはm-キシリレンジアミン(MXDA)(例えば1:1のモル比のMXDAおよびアジピン酸)、ジ-(4-アミノフェニル)メタン、ジ-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、2,2-ジ-(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ジ-(4-アミノシクロヘキシル)プロパンおよび/または1,5-ジアミノ-2-メチルペンタンが挙げられる。
好ましい場合がある少なくとも1つのポリアミドは、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミドもしくはポリカプロラクタムまたはそれらの混合物である。コポリアミド6/66も好ましい場合があり、特に5~95重量%のカプロラクタム単位の割合を有するコポリアミド6/66も好ましい場合がある。
さらに好適な少なくとも1つのポリアミドは、好ましくは、ω-アミノアルキルニトリル、例えばアミノカプロニトリル(PA 6)およびアジポジニトリルとヘキサメチレンジアミン(PA 66)とから、例えば独国特許出願公開第10313681号明細書(DE-A 10313681)、欧州特許出願公開第1198491号明細書(EP-A 1198491)および欧州特許出願公開第922065号明細書(EP 922065)に記載のように、水の存在下でいわゆる直接重合によって得ることができる。
また、有用な少なくとも1つのポリアミドは、典型的には、例えば1,4-ジアミノブタンとアジピン酸との高温での縮合によって得ることができる(ポリアミド-4,6)。この構造を有するポリアミドの製造方法は、例えば欧州特許出願公開第38094号明細書(EP-A 38094)、欧州特許出願公開第38582号明細書(EP-A 38582)および欧州特許出願公開第39524号明細書(EP-A 39524)に記載されている。
また、適切な少なくとも1つのポリアミドは、2つもしくはそれを上回る上述のモノマーまたは複数のポリアミドの任意の所望の混合比の混合物の共重合によって得ることができる場合がある。ポリアミド66と他のポリアミド、特にコポリアミド6/66との混合物が特に好ましい。
さらに、トリアミン含分が総じて0.5重量%未満、典型的には好ましくは0.3重量%未満であるPA 6/6TおよびPA 66/6Tのような少なくとも1つの半芳香族コポリアミドが特に有利であることがしばしば証明されている(欧州特許出願公開第299444号明細書(EP-A 299444)参照)。さらに、少なくとも1つのポリアミドは、欧州特許出願公開第1994075号明細書(EP-A 1994075)に開示されている少なくとも1つの高温耐久性ポリアミドであってもよい(PA 6T/6I/MXD6)。
少なくとも1つのポリアミドは、好ましくは、欧州特許出願公開第129195号明細書(EP-A 129195)および同第129196号明細書(EP-A 129196)に記載の方法により製造可能なトリアミン含分の低い少なくとも1つの半芳香族コポリアミドであってもよい。
成形体の成分(B)として使用することができる少なくとも1つのポリアミドは、以下の列挙から選択することができるが、この列挙は、すべてを網羅したものではない。この列挙には、上記で挙げられたポリアミド、そしてさらには追加のポリアミドが含まれている。
ABポリマー
PA 4 ピロリドン
PA 6 ε-カプロラクタム
PA 7 エタノラクタム
PA 8 カプリロラクタム
PA 9 9-アミノペラルゴン酸
PA 11 11-アミノウンデカン酸
PA 12 ラウロラクタム
AA/BBポリマー:
PA 46 テトラメチレンジアミン、アジピン酸
PA 66 ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸
PA 69 ヘキサメチレンジアミン、アゼライン酸
PA 610 ヘキサメチレンジアミン、セバシン酸
PA 612 ヘキサメチレンジアミン、デカンジカルボン酸
PA 613 ヘキサメチレンジアミン、ウンデカンジカルボン酸
PA 1212 1,12-ドデカンジアミン、デカンジカルボン酸
PA 1313 1,13-ジアミノトリデカン、ウンデカンジカルボン酸
PA 6T ヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸
PA 9T 1,9-ノナンジアミン、テレフタル酸
PA MXD6 m-キシリレンジアミン、アジピン酸
PA 6I ヘキサメチレンジアミン、イソフタル酸
PA 6-3-T トリメチルヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸
PA 6/6T (PA 6およびPA 6T参照)
PA 6/66 (PA 6およびPA 66参照)
PA 6/12 (PA 6およびPA 12参照)
PA 66/6/610 (PA 66、PA 6およびPA 610参照)
PA 6I/6T (PA 6IおよびPA 6T参照)
PA PACM 12 ジアミノジシクロヘキシルメタン、ラウロラクタム
PA 6I/6T/PACM PA 6I/6T+ジアミノジシクロヘキシルメタンとして
PA 12/MACMI ラウロラクタム、ジメチルジアミノジシクロヘキシルメタン、イソフタル酸
PA 12/MACMT ラウロラクタム、ジメチルジアミノジシクロヘキシルメタン、テレフタル酸
PA PDA-T フェニレンジアミン、テレフタル酸。
成形用組成物は、任意に、成分C)その末端基に関して、そして場合によってはまたその構造に関しても少なくとも1つのPNAと異なる少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンを5~95重量%含むことができる。例えば、成形用組成物が(C)前記ポリアリーレンエーテルスルホンを9.5~57重量%含むことが好ましい場合があり、その際、該成形用組成物が(C)ポリアリーレンエーテルスルホンを14~49重量%、例えば15~26.5重量%含むことがより好ましい場合がある。成形用組成物が(C)ポリアリーレンエーテルスルホンを16~26重量%含むことがさらにより好ましい場合がある。その際、その割合は、成分(A)~(F)の合計100重量%に対するものである。
前記の差異は、式Iの末端基のパーセンテージにあってもよい。したがって、式Iの末端基のパーセンテージが高い少なくとも1つのPNAを成分(A)として使用することができるが、式Iの末端基のパーセンテージがより低いかまたは低い少なくとも1つのPNAを成分(C)として使用することもできる。成分(C)として使用される少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンが、式Iの末端基を有しないことが好ましい場合がある。成分(C)として使用される少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンは、末端基の量または性質を除いて、他の点では同一の構造的性質のものであってもよいし、異なる構造を有してもよい。例えば、成分(C)として使用される少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンは、異なる繰返し単位から構成されてもよいし、異なる繰返し単位分布を有してもよく、また分子量もしくは分子量分布が異なっていてもよい。通常は、成分(A)として使用される少なくとも1つのPNAと混和性であることを可能にする構造を有する少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンが好ましい場合がある。
総じて、成分Cとして使用されるポリアリールエーテルスルホンが、一般式IIの少なくとも1つの繰返し単位から構成されていることが好ましい。
ポリアリーレンエーテルスルホンが、繰返し単位IIa~IIoのうちの少なくとも1つを含むことが好ましい場合がある。単位IIa~IIoに加えて好ましく存在し得る他の単位は、ヒドロキノンから誘導される1つまたはそれを上回る1,4-フェニレン単位が、レゾルシノールから誘導される1,3-フェニレン単位、またはジヒドロキシナフタレンから誘導されるナフチレン単位によって置き換えられている単位である。
特に好ましい可能性がある一般式IIの単位は、単位IIa、IIgおよびIIkである。ポリアリーレンエーテルスルホンが実質的に1種類の一般式IIの単位から構成されることが特に好ましい場合もあり、その際、1種類は、特にIIa、IIgおよびIIkから選択され得る。
ポリアリーレンエーテルスルホンは、特に好ましくは、Arが1,4-フェニレンであり、tが1であり、qが0であり、Tが化学結合であり、かつYがSOである繰返し単位から構成されている。このポリアリーレンエーテルスルホンが式Iの末端基を有しない場合、これはポリフェニレンスルホン(PPSU)とも呼ばれる(式IIg)。
ポリアリーレンエーテルスルホンは、特に好ましくは、Arが1,4-フェニレンであり、tが1であり、qが0であり、TがC(CHであり、かつYがSOである繰返し単位から構成されている。このポリアリーレンエーテルスルホンが式Iの末端基を有しない場合、これはポリスルホン(PSU)とも呼ばれる(式IIa)。
ポリアリーレンエーテルスルホンは、特に好ましくは、Arが1,4-フェニレンであり、tが1であり、qが0であり、TおよびYがSOである繰返し単位から構成されている。このポリアリーレンエーテルスルホンが式Iの末端基を有しない場合、これはポリエーテルスルホン(PESU)とも呼ばれる(式IIk)。
成形用組成物は、任意に、成分(D)少なくとも1つの繊維状または粒状フィラーを0~70重量%含んでもよい。存在する場合、組成物が(D)を10~70重量%含むことが好ましい場合がある。組成物が(D)を10~62.5重量%、例えば10~50重量%含むことがより好ましい場合がある。成形用組成物が(D)を12.5~40重量%含むことがさらにより好ましい場合がある。その際、その割合は、成分(A)~(F)の合計100重量%に対するものである。
成形用組成物は、特に、少なくとも1つの粒状または繊維状フィラーを含むことができ、繊維状フィラーが特に好ましい場合がある。
典型的に好ましい少なくとも1つの繊維状フィラーは、炭素繊維、チタン酸カリウムウイスカー、アラミド繊維、そして総じて特に好ましくはガラス繊維である。少なくとも1つのガラス繊維が使用される場合、マトリックス材料との相容性を改善するために、該繊維は、サイジング剤、好ましくはポリウレタンサイジング剤およびカップリング剤を有していてもよい。使用される少なくとも1つの炭素繊維および/またはガラス繊維の直径は、総じて6~20μmの範囲にある。したがって、成分(D)は、総じて特に好ましくは少なくとも1つのガラス繊維から構成されている。
少なくとも1つのガラス繊維が組み込まれる形態は、短ガラス繊維の形態または連続フィラメント繊維(ロービング)の形態のいずれかであり得る。完成射出成形における少なくとも1つのガラス繊維の平均長さは、好ましくは0.08~2mmの範囲である。
少なくとも1つの炭素繊維および/またはガラス繊維は、テキスタイル、マットまたはガラス-シルクロービングの形態でも使用することができる。
適切な少なくとも1つの粒状フィラーは、非晶質シリカ、炭酸塩、例えば炭酸マグネシウムおよびチョーク、粉末石英、雲母、様々なケイ酸塩、例えばクレー、白雲母、黒雲母、スゾイト(suzoite)、錫マレタイト、タルク、亜塩素酸塩、金雲母、長石、ケイ酸カルシウム、例えば珪灰石またはケイ酸アルミニウム、例えばカオリン、特に焼成カオリンであり得る。
総じて好ましい少なくとも1つの粒状フィラーは、完成品について測定した場合に、該粒子の少なくとも95重量%、好ましくは少なくとも98重量%が、45μm未満、好ましくは40μm未満の直径(幾何学的中心を通る最大直径)を有するものであってよく、ここで、粒子のアスペクト比として知られている値は、完成品について測定した場合に、1~25の範囲、好ましくは2~20の範囲である。アスペクト比とは、粒子直径と厚さとの(それぞれ幾何学的中心を通る最大寸法と最小寸法との)比である。
この粒子径は、例えば、ここではポリマー混合物の薄層の電子顕微鏡写真を記録し、そして少なくとも25、好ましくは少なくとも50のフィラー粒子を評価することにより求めることができる。粒子径を、Transactions of ASAE,p.491 (1983)に記載のように沈降分析により求めることもできる。40μm未満の直径を有するフィラーの重量割合の測定に、篩分析を用いることもできる。
少なくとも1つの粒状フィラーは、特に好ましくは、タルク、カオリン、例えば焼成カオリンもしくは珪灰石、または前記フィラーのうちの2つもしくはすべての混合物を含み得る。これらの中で特に好ましいのは、典型的には、それぞれ完成品について測定した場合に、40μm未満の直径、1.5~25のアスペクト比を有する粒子を少なくとも95重量%の割合で有するタルクである。カオリンは、それぞれ完成品について測定した場合に、好ましくは20μm未満の直径を有する粒子を少なくとも95重量%の割合で有することができ、かつ好ましくは1.2~20のアスペクト比を有することができる。
成形用組成物は、所望であれば、成分(E)として少なくとも1つの耐衝撃性改良ゴムを含んでもよい。その割合は、0~30重量%であってよい。存在する場合、それは特に0~25重量%であってよく、その際、成形用組成物が(D)を0~20重量%、例えば5~15重量%含むことがより好ましい場合がある。成形用組成物が、(D)少なくとも1つの耐衝撃性改良ゴムを6~14重量%含むことがさらにより好ましい場合がある。その際、割合の合計は、成分(A)~(F)の合計100重量%に対するものである。
成形用組成物の靭性を増大させる好ましい少なくとも1つのゴムは、通常は2つの重要な特徴を有する。つまり該ゴムは、-10℃未満の、好ましくは-30℃未満のガラス転移温度を有するエラストマー部分を含み、かつ該ゴムは、ポリアミドまたはPNAまたはその双方と相互作用し得る官能基を少なくとも1つ含む。これがPNAと相互作用する場合、これは通常は、ポリエーテルスルホン成分Cとも相互作用する。適切な官能基の例は、カルボン酸基、カルボン酸無水物基、カルボン酸エステル基、カルボキサミド基、カルボキシイミド基、アミノ基、ヒドロキシル基、エポキシ基、ウレタン基およびオキサゾリン基である。
総じて好ましい少なくとも1つの官能化ゴムDは、以下の成分から構成される官能化ポリオレフィンゴムを含む:
d1)2~8個の炭素原子を有する少なくとも1つのα-オレフィン40~99重量%、
d2)ジエン0~50重量%、
d3)アクリル酸もしくはメタクリル酸の少なくとも1つのC~C12-アルキルエステルまたはこの種のエステルの混合物0~45重量%、
d4)少なくとも1つのエチレン性不飽和C~C20-モノ-もしくはジカルボン酸またはこの種の酸の官能性誘導体0~40重量%、
d5)エポキシ基を含む少なくとも1つのモノマー1~40重量%、および
d6)少なくとも1つのラジカル重合性モノマー。
適切な少なくとも1つのα-オレフィン(d1)の例は、エチレン、プロピレン、1-ブチレン、1-ペンチレン、1-ヘキシレン、1-ヘプチレン、1-オクチレン、2-メチルプロピレン、3-メチル-1-ブチレンおよび3-エチル-1-ブチレンである。エチレンおよびプロピレンが好ましい場合がある。
適切な少なくとも1つのジエンモノマー(d2)の例は、4~8個の炭素原子を有する共役ジエン、例えばイソプレンおよびブタジエン、5~25個の炭素原子を有する非共役ジエン、例えば1,4-ペンタジエン、1,4-ヘキサジエン、1,5-ヘキサジエン、2,5-ジメチル-1,5-ヘキサジエンおよび1,4-オクタジエン、環状ジエン、例えばシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエンおよびジシクロペンタジエン、さらにはアルケニルノルボルネン、例えば5-エチリデン-2-ノルボルネン、5-ブチリデン-2-ノルボルネン、2-メタリル-5-ノルボルネンおよび2-イソプロペニル-5-ノルボルネン、ならびにトリシクロジエン、例えば3-メチルトリシクロ[5.2.1.02・6]-3,8-デカジエン、またはこれらの混合物である。1,5-ヘキサジエン、5-エチリデンノルボルネンおよびジシクロペンタジエンが好ましい。ジエン含有量は、総じて0~50重量%であってよく、その際、該含有量が0.5~50重量%であることが好ましい場合があり、その際、該含有量は、特に好ましくは、オレフィンポリマーの総重量に対して2~20重量%、より特に好ましくは3~15重量%であってよい。
適切な少なくとも1つのエステル(d3)の例は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレートおよびデシルアクリレート、ならびに対応するメタクリレートである。これらの中で、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレートおよび2-エチルヘキシルアクリレート、ならびにメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレートおよび2-エチルヘキシルメタクリレートが特に好ましい場合がある。
少なくとも1つのエステル(d3)に代えて、またはこれらに加えて、オレフィンポリマーは、少なくとも1つのエチレン性不飽和モノ-またはジカルボン酸(d4)の形態の酸官能性および/または潜在的酸官能性モノマーをも含み得る。
少なくとも1つのモノマー(d4)の例は、アクリル酸、メタクリル酸、これらの酸の第三級アルキルエステル、特にt-ブチルアクリレート、およびジカルボン酸、例えばマレイン酸およびフマル酸、ならびにこれらの酸の誘導体、そしてさらにはそれらの半エステルである。
本発明において、潜在的酸官能性モノマーとは、重合条件下または成形用組成物へのオレフィンポリマーの組込み時に遊離酸基を形成する化合物である。これらの例は、2~20個の炭素原子を有するジカルボン酸の無水物、特に無水マレイン酸、および上述の酸の第三級C~C12-アルキルエステル、特にt-ブチルアクリレートおよびt-ブチルメタクリレートである。エチレン性不飽和ジカルボン酸および無水物(D4)は、以下の式IIIおよびIV:
Figure 0007114608000009
[式中、
、R、RおよびRは、互いに独立して、HまたはC~C-アルキルである]を有する。
エポキシ基を含むモノマーd5は、以下の式VおよびVI
Figure 0007114608000010
[式中、
、R10、R11およびR12は、互いに独立して、HまたはC~C-アルキルであり、mは、0~20の整数であり、かつpは、0~10の整数である]を有する。
~R12は、好ましくは水素であってよく、mは、好ましくは0または1であってよく、かつpは、好ましくは1であってよい。
典型的に好ましい少なくとも1つの化合物(d4)および(d5)はそれぞれ、マレイン酸、フマル酸および無水マレイン酸、ならびにそれぞれアルケニルグリシジルエーテルおよびビニルグリシジルエーテルであり得る。
総じて特に好ましい式IIIおよびIVの化合物、ならびにそれぞれVおよびVIの化合物は、マレイン酸および無水マレイン酸、ならびにそれぞれエポキシ基を含むアクリレートおよび/またはメタクリレート、特にグリシジルアクリレートおよびグリシジルメタクリレートであり得る。
少なくとも1つのオレフィンポリマーは、49.9~98.9重量%で製造されるものであることが特に好ましく、その際、該ポリマーは特に、エチレン59.85~94.85重量%と、アクリル酸またはメタクリル酸のエステル1~50重量%、特に5~40重量%と、グリシジルアクリレートおよび/またはグリシジルメタクリレート、アクリル酸および/または無水マレイン酸0.1~20.0重量%、特に0.15~15重量%とから構成されていてよい。
特に好適な少なくとも1つの官能化ゴム(D)は、例えばエチレン-メチルメタクリレート-グリシジルメタクリレートポリマー、エチレン-メチルアクリレートグリシジルメタクリレートポリマー、エチレン-メチルアクリレート-グリシジルアクリレートポリマーもしくはエチレン-メチルメタクリレート-グリシジルアクリレートポリマー、またはこれらの混合物であってよい。
他の少なくとも1つのモノマー(d6)の例は、例えばビニルエステルおよびビニルエーテルおよびこれらの混合物である。
上記のポリマーは、自体公知であるかまたは常識を適用することによって当業者に利用可能な方法によって製造可能であり、例えば好ましくは高圧および高温でのランダム共重合によって製造可能である。
コポリマーのメルトインデックスは、総じて1~80g/分10分(190℃、負荷2.16kgで測定)であり得る。
また、エチレン-プロピレングラフト無水マレイン酸またはエチレン-1-ブテングラフト無水マレイン酸のような官能化エチレン-α-オレフィンコポリマーを耐衝撃性改良剤として使用することも可能である。
コア-シェルグラフトゴムは、総じて適切な少なくとも1つのゴム(D)のもう1つの群である。これらは、典型的にはエマルション状態で製造することができ、かつ少なくとも1つの硬質成分と1つの軟質成分とから構成されるグラフトゴムである。通常は、硬質成分は、少なくとも25℃のガラス転移温度を有する少なくとも1つのポリマーであり、通常は、軟質成分は、0℃以下のガラス転移温度を有する少なくとも1つのポリマーである。これらの生成物は総じて、コア(グラフトベース)と少なくとも1つのシェル(グラフト)とから生成された構造を有し、この構造は典型的には、モノマーの添加順序の結果である。軟質成分は、総じてブタジエン、イソプレン、少なくとも1つのアルキルアクリレート、少なくとも1つのアルキルメタクリレートまたは少なくとも1つのシロキサン、そして所望であれば少なくとも1つの他のコモノマーから誘導される。適切なシロキサンコアは、例えば環状オリゴマーオクタメチルテトラシロキサンまたはテトラビニルテトラメチルテトラシロキサンから出発して製造することができる。これらを、例えば開環カチオン重合において好ましくはスルホン酸の存在下でγ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシランと反応させることで、軟質シロキサンコアを生成することができる。少なくとも1つのシロキサンはまた、例えばハロまたはアルコキシなどの少なくとも1つの加水分解性基を有する少なくとも1つのシラン、例えばテトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシランまたはフェニルトリメトキシシランの存在下で重合を行うことによって架橋することもできる。これに適した少なくとも1つのコモノマーの例は、スチレン、アクリロニトリルおよび1つより多い重合性二重結合を有する架橋またはグラフトモノマー、例えばジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、ブタンジオールジアクリレートまたはトリアリル(イソ)シアヌレートである。硬質成分は総じて、スチレン、α-メチルスチレンまたはこれらのコポリマーから誘導され、ここで少なくとも1つのコモノマーがアクリロニトリル、メタクリロニトリルまたはメチルメタクリレートであることが好ましい場合がある。
少なくとも1つのコア-シェルグラフトゴムが、軟質コアと硬質シェル、または硬質コアと第1の軟質シェルと少なくとも1つのさらなる硬質シェルとを含むことが好ましい場合がある。ここで、カルボニル、カルボン酸、無水物、アミド、イミド、カルボン酸エステル、アミノ、ヒドロキシル、エポキシ、オキサゾリン、ウレタン、尿素、ラクタムまたはハロベンジルなどの少なくとも1つの官能基の組込みは、好ましくは最終シェルの重合中に少なくとも1つの適切に官能化されたモノマーを添加することによって行われ得る。
少なくとも1つの適切な官能化モノマーの例は、マレイン酸、無水マレイン酸、半エステルもしくはジエステル、またはマレイン酸、t-ブチル(メタ)アクリレート、アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレートおよびビニルオキサゾリンである。官能基を有する少なくとも1つのモノマーの割合は、総じて0.1~25重量%であり、その際、該割合は、コア-シェルグラフトゴムの総重量に対して好ましくは0.25~15重量%であり得る。軟質成分と硬質成分との重量比は、総じて1:9~9:1であり、その際、該重量比は、好ましくは3:7~8:2であり得る。
この種のゴムは、自体公知であるかまたは常識を適用することによって当業者に利用可能であり、例えば欧州特許出願公開第208187号明細書(EP-A 208187)に記載されている。
熱可塑性ポリエステルエラストマーは、適切な少なくとも1つの耐衝撃性改良剤のもう1つの群である。本発明において、ポリエステルエラストマーは、典型的には総じてポリ(アルキレン)エーテルグリコールから誘導される長鎖セグメントと、典型的には低分子量ジオールおよびジカルボン酸から誘導され得る短鎖セグメントとを含み得るセグメント化コポリエーテル-エステルである。この種の生成物は、自体公知であるかまたは常識を適用することによって当業者に利用可能であり、例えば米国特許第3,651,014号明細書(US 3,651,014)に記載されている。対応する製品は、Hytrel(登録商標)(Du Pont)、Arnitel(登録商標)(Akzo)およびPelprene(登録商標)(Toyobo Co.Ltd.)として市販もされている。
成形用組成物は、0~40重量%の少なくとも1つの助剤の成分(F)を任意に含んでもよい。存在する場合、該組成物は、0.5~40重量%の(F)を含むことが好ましい場合がある。該組成物が10~40重量%、例えば1~20重量%の(F)を含むことがより好ましい場合がある。成形用組成物が1~15重量%の(F)を含むことがさらにより好ましい場合がある。その際、その割合は、成分(A)~(F)の合計100重量%に対するものである。
少なくとも1つの助剤は、特に少なくとも1つの加工助剤、顔料、安定剤、難燃剤または種々の添加剤の混合物であり得る。従来の添加剤の他の例は、少なくとも1つの酸化遅延剤、熱による分解および紫外線による分解の防止剤、滑剤および離型剤、染料および可塑剤であり、これらを、単独で使用してもよいし他のいずれかの助剤と組み合わせて使用してもよい。
少なくとも1つの顔料および/または少なくとも1つの染料から構成される量は、総じて0~6重量%であり、好ましくは該量は、成分(A)~(F)の重量%値の合計に対して0.05~5重量%であってよく、特に0.1~3重量%であってよい。
熱可塑性樹脂の着色用の顔料は周知であり、例えばR.GaechterおよびH.Mueller、Taschenbuch der Kunststoffadditive[Plastics additives handbook]、Carl Hanser Verlag、1983、p.494~510を参照のこと。挙げることができる顔料の第1の好ましい群は、酸化亜鉛、硫化亜鉛、白色鉛[2PbCO・Pb(OH)]、リトポン、アンチモンホワイトおよび二酸化チタンなどの白色顔料である。二酸化チタンの2つの最もよく知られている結晶形態(ルチルおよびアナターゼ)のうち、典型的には、開示された成形用組成物の白色着色に使用されるのは特にルチル型である。本発明により使用することができる黒色顔料は、酸化鉄ブラック(Fe)、スピネルブラック[Cu(Cr、Fe)]、マンガンブラック(二酸化マンガン、二酸化ケイ素および酸化鉄から構成される混合物)、コバルトブラックおよびアンチモンブラックであり、特に好ましくはカーボンブラックである場合があり、これは大抵、ファーネスブラック、またはガスブラックの形態で使用される。これに関しては、G.Benzing,Pigmente fuer Anstrichmittel[Pigments for paints],Expert-Verlag(1988),p.78ffを参照のこと。
特定の色合いは、例えば、酸化クロムグリーンなどの無機有色顔料、またはアゾ顔料もしくはフタロシアニンなどの有機有色顔料を使用することによって達成することができる。この種の顔料は、当業者に知られている。
成形用組成物に添加することができる少なくとも1つの酸化遅延剤および/または少なくとも1つの熱安定剤の例は、元素周期表の第I族の金属のハロゲン化物、例えばハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウムまたはハロゲン化リチウムであり、例えば、塩化物、臭化物またはヨウ化物が挙げられる。フッ化亜鉛および塩化亜鉛もさらに使用することができる。立体障害フェノール、ヒドロキノン、前記基の置換された代表物、第二級芳香族アミンを、適切であればリン含有酸と組み合わせて使用することもでき、またそれらの塩または前記化合物の混合物を使用することもでき、これらを好ましくは、成分(A)~(F)の重量%値の合計に対して1重量%以下の濃度で使用することができる。
少なくとも1つのUV安定剤の例は、様々な置換レゾルシノール、サリチレート、ベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノンであり、これらの一般的な使用量は、成分(A)~(F)の重量%値の合計に対して2重量%以下である。
少なくとも1つの滑剤および/または少なくとも1つの離型剤の添加量は、成分(A)~(F)の重量%値の合計に対して総じて1重量%以下であってよく、これらは例えば、ステアリルアルコール、ステアリン酸アルキルおよびステアラミド、ならびにペンタエリスリトールと長鎖脂肪酸とのエステルである。ジステアリルケトンなどのジアルキルケトンを使用することも可能である。
成形用組成物が、ステアリン酸および/またはステアリン酸エステルを(成分(A)~(F)の重量%値の合計に対して)0.1~2重量%含むことが好ましい場合があり、その際、これは、より好ましくは0.1~1.75重量%であってよく、特に好ましくはこれは、0.1~1.5重量%であってよく、特にこれは、0.1~0.9重量%であってよい。原則として、他のステアリン酸誘導体、例えばステアリン酸のエステルを使用することも可能である。
ステアリン酸は、脂肪の加水分解によって製造するのが好ましい。このようにして得られた生成物は、通常、ステアリン酸とパルミチン酸から構成される混合物である。したがって、これらの生成物は、該生成物の構成に依存して、例えば50~70℃のような広い軟化範囲を有する。20重量%を超える、特に好ましくは25重量%を超えるステアリン酸含分を有する生成物を使用することが好ましい場合がある。純粋なステアリン酸(98重量%超)を使用することも可能である。
成分(F)はさらに、ステアリン酸塩を含むこともできる。ステアリン酸塩は、対応するナトリウム塩と金属塩溶液(例えば、CaCl、MgCl、アルミニウム塩)との反応、または脂肪酸と金属水酸化物との直接反応のいずれかを介して製造することができる(例えば、Baerlocher Additives、2005参照)。典型的には、トリステアリン酸アルミニウムを使用するのが好ましい。
使用可能なさらなる少なくとも1つの添加剤は、核剤としても知られており、一例として、タルク粉末が挙げられる。
Figure 0007114608000011
成分(A)~(F)は、任意の順序で混合することができる。
成形用組成物は、当業者に公知であるかまたは常識により当業者に利用可能である、例えば押出成形のような方法により製造可能である。成形用組成物は、例えば、スクリューベースの押出機、好ましくは二軸スクリュ押出機、ブラベンダミキサもしくはバンバリミキサ、または混練機などの少なくとも1つの従来の混合装置で出発成分を混合し、次いでこれを押出成形することによって製造可能である。押出物は、典型的には冷却され、そして粉砕される。成分の混合の順序は可変であり、したがって2つ以上の成分を予め混合しておくことが可能であるが、すべての成分を一緒に混合することも可能である。
最大限の均質性を有する混合物を得るためには、集中的かつ徹底的な混合が総じて有利である。これに要する平均混合時間は、290~380℃の温度で総じて0.2~30分であり、好ましくは300~370℃であり得る。押出物は、総じて冷却され、そして造粒される。
熱可塑性成形用組成物は、繊維、フィルム、発泡体または造形品の製造に有利に使用することができる。電流トラッキング指数が良好であることから、成形用組成物は、総じて電気部品または電子部品の製造に特に適している。成形用組成物は、高温耐久性および良好な耐薬品性を有するため、特に、高温および/または化学薬品にさらされる電気部品または電子部品の製造に役立ち得る。総じて、成形用組成物から得ることができる製品は、車両分野、例えば自動車または航空機などの工業製品であり得る。同様に、該製品は、家電製品または食品と接触する物品などの家庭用品であり得る。さらに、電池ハウジング、配管用部品、エネルギー吸収性発泡体も、該成形用組成物を用いて製造することができる。
実施例:
以下の実施例は、本発明のさらなる説明を提供するが、本発明を限定するものではない。
成形用組成物の成分
成分A1
式Iの末端基を含むポリエーテルスルホン(PESU-NA)の製造を、以下の手順に従って行った。
撹拌機、ディーンスタークトラップ、窒素導入口および温度制御装置を備えた容器内で、278.27g(0.969モル)の4,4’-ジクロロジフェニルスルホン(DCDPS)、250.17g(1.00モル)の4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン(DHDPS)、および152.03g(1.10モル)の炭酸カリウム(粒径39.3μm)を、窒素雰囲気下で1000mlのNMP中に懸濁させた。撹拌しながら、この混合物を190℃まで加熱した。30 l/時間の窒素を混合物にパージし、この混合物を6時間にわたって190℃に保つ。その後、NMPに溶解させた(10%)15.34g(0.066モル)の4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物を190℃で加え、反応をさらに2時間続ける。その後、500mlのNMPを添加して、この混合物を冷却する。窒素下でこの混合物を60℃以下に冷却する。ろ過後、このポリマー溶液を水中で沈殿させる。沈殿した生成物を熱水で抽出し(85℃で20時間)、減圧下で120℃で24時間乾燥させる。
生成物のV.N.は、54.7ml/gであり、NA末端基の量は35%であった(H-NMRにより求めた)。
成分AV
国際公開第97/04018号(WO 97/04018)の実施例1に記載の方法に従って製造され、50.2ml/gのV.N.および0.65重量%の無水フタル酸末端基(PhA末端基37%に相当)を有する、ポリエーテルスルホン。
成分B
成分Bとして、粘度数120ml/g(25℃で濃HSO中で測定)のポリアミド9Tを使用した。
成分C
成分Cとして、49.0ml/gの粘度数を有するポリエーテルスルホン(PESU)を使用した。使用した生成物は、0.19重量%のCl末端基および0.23重量%のOCH末端基を有していた(H-NMR)。
成分D
ガラス繊維、直径10μmのチョップドストランド(長さ4.5mm)およびPUベースのサイジング剤。
成分E
ポリエチレン-co-1-ブテンをベースとし、マレイン酸/無水マレイン酸をグラフトし、MVR値(190℃/2.16kg)が0.97ml/10’である耐衝撃性改良剤。
成分F1
4,4’-ビス(α、α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、融点98~100℃。
成分F2
次亜リン酸ナトリウム。
成形用組成物の製造および試験
二軸スクリュ押出機(ZSK 30)を用いてコンパウンディングを行い、溶融温度が350℃未満に保たれるようにバレル温度を設定した。試験サンプルの成形を、溶融温度340℃、金型温度120℃で行った。DIN EN ISO 527-1(2012年6月)に準拠して引張試験を行った(弾性係数、強度、引張伸び)。
衝撃強さを、DIN EN ISO 179 1eU(2012年6月)に準拠して試験し、ノッチ付き衝撃強さを、DIN EN ISO 179 1eA(2012年6月)に準拠して試験した。溶融物の粘度を、MVR測定(DIN EN ISO 1133-1(2012年3月)、360℃/5kg)に準拠して試験した。
CTIを、厚さ4mmの試料についてIEC 60112(2003年1月)に準拠して測定した。
化合物の耐薬品性を評価するために、成形試料片(2g)を100mlのN-メチルピロリドン(NMP)中に23℃で48時間置いた。その後、不溶性物質をろ別し、さらに250mlのNMPで注意深く洗浄し、次いで真空中で24時間乾燥させて不溶性物質の部分を求めた。
PNAの溶液粘度(V.N.)を、25℃でN-メチルピロリドン中の0.01g/mlの溶液を用いて求めた(DIN EN ISO 1628-1(2012年10月))。
実験結果を表1に示す。
表1:
Figure 0007114608000012
本発明による組成物は、機械的性能の向上および驚異的に優れたCTI値を示す。

Claims (16)

  1. 式I
    Figure 0007114608000013
    の末端基を含む、ポリアリーレンエーテルスルホン。
  2. 式Iの末端基を少なくとも15%含む、請求項1記載のポリアリーレンエーテルスルホン。
  3. 式Iの末端基を25%~90%含む、請求項1または2記載のポリアリーレンエーテルスルホン。
  4. 一般式II
    Figure 0007114608000014
    [式中、
    記号t、q、Q、T、Y、ArおよびArの定義は、以下の通りである:
    t、qは、互いに独立して、0、または1、または2、または3であり、
    Q、T、Yは、いずれの場合にも互いに独立して、化学結合であるか、または-O-、-S-、-SO-、S=O、C=O、-N=N-および-CR-から選択される基であり、ここで、RおよびRは、互いに独立して、いずれの場合にも、水素原子であるか、またはC~C12-アルキル基、C~C12-アルコキシ基もしくはC~C18-アリール基であり、Q、TおよびYのうちの少なくとも1つは、-SO-であり、
    ArおよびArは、互いに独立して、6~18個の炭素原子を有するアリーレン基である]の繰返し単位を含む、請求項1から3までのいずれか1項記載のポリアリーレンエーテルスルホン。
  5. 繰返し単位
    Figure 0007114608000015
    Figure 0007114608000016
    のうちの少なくとも1つを含む、請求項1から4までのいずれか1項記載のポリアリーレンエーテルスルホン。
  6. 式I
    Figure 0007114608000017
    の末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンの製造方法であって、フェノラート末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンを4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物と反応させることを含む、方法。
  7. 式I
    Figure 0007114608000018
    の末端基を含むポリアリーレンエーテルスルホンの製造方法であって、ポリアリーレンエーテルスルホン形成性モノマーを4-クロロ-1,8-ナフタル酸無水物と反応させることを含む、方法。
  8. 請求項1から5までのいずれか1項記載の、または請求項6もしくは7記載の方法から得られたポリアリーレンエーテルスルホンの、成形用組成物を製造するための使用。
  9. (A)式I
    Figure 0007114608000019
    の末端基を含む、少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンと、
    (B)少なくとも1つのポリアミドと
    任意に少なくとも1つの更なる成分とを含む、成形用組成物。
  10. (A)式Iの末端基を含む少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンを5~95重量%と、
    (B)少なくとも1つのポリアミドを5~95重量%と、
    任意に少なくとも1つのさらなる成分と
    を含む請求項9記載の成形用組成物であって、ここで、前記形用組成物に対する全成分の重量割合の合計は、100%である、成形用組成物。
  11. (A)少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンを30~75重量%と、
    (B)少なくとも1つのポリアミドを25~70重量%と
    を含む、請求項10記載の成形用組成物。
  12. (B)ポリアミドPA 9T、PA 9T-co-8.1T、PA 6T6I、PA 6T66、PA 66Tまたはそれらの混合物
    を含む、請求項9から11までのいずれか1項記載の成形用組成物。
  13. さらに、(C)式Iの末端基を有しない少なくとも1つのポリアリーレンエーテルスルホンを9.5~57重量%含む、請求項から12までのいずれか1項記載の成形用組成物。
  14. さらに、(D)少なくとも1つの繊維状または粒状フィラーを10~62.5重量%含む、請求項から12までのいずれか1項記載の成形用組成物。
  15. 繊維、フィルム、発泡体または造形品を製造するための、請求項から13までのいずれか1項記載の成形用組成物の使用。
  16. 請求項から13までのいずれか1項記載の成形用組成物を使用して製造された、繊維、フィルムまたは造形品。
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