JPH0340054B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は本質的成分としてジシクロペンタジエ
ンと特定触媒を含有するポリエステルの製造に有
効な組成物に関する。

本発明の組成物を用いることによりポリエステ
ル類を容易に製造でき、またそのポリエステル類
は比較的安価であり加工し易い粘度をもちまた標
準化試験法で測定した場合よい難燃性を示しこの
試験中発煙が比較的少ない。

（従来の技術） ポリエステル類は充填剤および強化材料と共に
およびそれらを用いず広い用途をもつ。この多く
の最終用途には難燃性は一つの重要な性質であ
る。これは従来ポリエステル製造に使用する添加
剤として又は成分としてポリエステル配合に無機
塩類又はハロゲン化有機物質を入れることによつ
てなされていたのである。

ハロゲン含有脂肪族ポリオール類を使つて製造
されたポリエステル類は比較的低温における脱ハ
ロゲン化水素作用からおこる不安定性のため一般
に使われていないのである。

ポリオールとしてジブロモネオペンチルグリコ
ールを用いるポリエステル製造によるこの不安定
性問題を解決するため種々の試みがなされて来
た。このポリエステルはよい安定性をもちまた標
準化試験において、難燃性を示している。しかし
これらは高価、高粘度であり更に発煙が著しい欠
点をもつ。その触媒組成物にも問題があり、ポリ
エステルが着色しやすい。

（発明の開示） 本発明はジブロモネオペンチルグリコール中に
１重量％以下の触媒量のアリールスルホン酸を含
む固溶体より成ることを特徴とするポリカルボン
酸と反応された場合ポリエステルを生成する組成
物である。

具体的にはジブロモネオペンチルグリコールを
溶融しそれにアリールスルホン酸溶媒をとかす。
溶融したままで酸を対応するエステルに転化して
混合物を中和するため酸消去剤（スカベンジヤ
ー）を加えることができる。このとけた又は分散
したエステル類はグリコールとポリエステル形成
性ジカルボン酸又は無水物がエステル化反応をす
るに有用である。操作中触媒酸消去剤エステルは
分解して酸を生じそれが触媒として働らく。樹脂
固体のスチレン化反応前に樹脂を消去剤で処理し
て強非カルボン酸類を除去する。

またアリールスルホン酸と上記グリコールを混
合して物理的混合物とすることができる。これは
グレコール−カルボン酸エステル類製造用予混合
物として有用である。

本発明の組成物を用いるポリエステルの製造に
適するジカルボン取成分は不飽和ジカルボン酸ま
たはその無水物である。これらはポリエステル技
術分野において知られたものである。好ましい例
はマレイン酸又はフマル酸および無水マレイン酸
および（又は）無水フタル酸があるが、ある場合
シトラコン酸、クロロマレイン酸その他も有用で
ある。不飽和酸の一部、約25モル％までを飽和ジ
カルボン酸、例えばオルト−フタル酸、イソフタ
ル酸、こはく酸、アジピン酸、セバチン酸および
メチルこはく酸で置換できる。不飽和酸はポリエ
ステル樹脂を硬化するための不飽和を与える。し
たがつて実際の不飽和酸対飽和酸比率は硬化製品
に必要な交叉結合度によつて定められる。この交
叉結合度はポリエステル技術分野において標準と
なつている簡単な予備実験によつて決定できる。

本発明は、組成物中のジブロモネオペンチルグ
リコールはポリエステル形成性グリコールとして
作用するがグリコール成分の全量をジブロモネオ
ペンチルグリコールを使用すれば必要以上に高い
臭素含量を与える。したがつてグリコールの一部
を１又は２以上のポリオールで代替できる。この
非ハロゲン化ポリオールの代表的例はエチレング
リコール、１，２−プロパンジオール、ジエチレ
ングリコール、ジ−プロピレングリコール、ブタ
ンジオール−１，３およびその他ポリエステル分
野でよく知られたものがある。ポリエステルに必
要な臭素の全量がわかつている場合ペンタエリス
リトール２臭化物の使用しようとする非ハロゲン
化ポリオールに対する比率を決定する計算は容易
である。

ポリエステル分野において一般にそうである様
に、成分の割合はジカルボン酸をエステル−生成
用成分に対し約当量となる様にする。ジブロモネ
オペンチルグリコールはポリエステル中の臭素が
35重量％以下となる様な量を使うことが好まし
い。その正しい使用のためには少なくとも2.5重
量％の臭素があるべきであり、濃縮物中に臭素が
10乃至35重量％となる様にするのがよい。ジシク
ロペンタジエンはジカルボン酸当量当り約0.05乃
至0.5当量を使う必要がある。

アリールスルホン酸及び存在しうる残存臭化水
素除去に添加しうる酸消去剤としては塩、エステ
ル、アミン塩の生成又は他の方法により酸触媒を
中和するどんな化合物でもよい。この酸消去剤の
代表例はエピクロロヒドリン、ポリオールのジグ
リシジエーテル、例えば脂肪族グリコールのジグ
リシジルエーテルおよび他のエポキシ化合物の様
な酸化エチレン化合物類、ビス−２，２−（ジブ
ロモメチル）オクセタンの様なオクセタン化合物
類、ジエタノールアミン又はトリエタノールアミ
ンの様なアミン類、酢酸ナトリウムの様な弱酸の
可溶性塩類である。

触媒はアリールスルホン酸又はこの酸のエステ
ルである。この酸の代表令はベンゼンスルホン酸
およびｐ−トルエンスネホン酸である。これらは
ジブロモネオペンチルグリコール中１重量％以下
の触媒量で存在するが、ポリエステル製造時の触
媒量としては反応体重量の約0.05乃至３重量％で
変えられる。好ましい量は0.1乃至0.4重量％であ
る。

ポリエステルは本明細書に記載した以外一般に
普通の方法で製造される。１実施態様において、
エステル化反応で生成した水を適当に除去する装
置をつけたエステル化反応に適した容器にジカネ
ボン酸アリールスルホン酸及び好ましくは酸消去
剤入りのジブロモネオペンチルグリコールを入れ
る。反応体を不活性雰囲気、好ましくは窒素ガス
のもので撹拌加熱して必要時間反応を行なわせ
る。反応温度は約100乃至200℃、好ましくは135
乃至165℃の範囲である。正確な時間は樹脂配合
物、触媒量、反応温度と圧力および不活性ガス流
速による。

参考例 １ 撹拌機、ステインレス鋼N₂吹込み管、ステイ
ンレス鋼熱源および水蒸気（100℃）加熱−部コ
ンデンサの後にデイーン−スターク管次に水冷コ
ンデンサーのついた２樹脂フラスコ中で実験操
作を行なつた。反応熱源は275ワツト赤外ランプ
２個を用い全樹脂フラスコを熱空気オーブン中に
入れた。

樹脂フラスコに市販ジブロモネオペンチルグリ
コール800ｇ（3.05モル）、無水マレイン酸170ｇ
（1.73モル）、無水フタル酸110ｇ（0.74モル）お
よび水80ｇ（444モル）を装入した。

反応器にN₂を吹込み（1190c.c.／分）反応開始
前に系内の空気を追出しまた反応開始後の水の除
去を助けた。（比較のため加熱時間は反応温度が
125℃に達した時から反応終了迄をサイクルの部
分と考えた。） 温度調整器135℃に設定し反応を開始した。反
応は約45分で125℃に達し55分で135℃となつた。
反応温度は酸価が29に達するまで135℃に保つた。
（ポリエステル製造の酸価は普通30±２である。）
加熱時間は22時間であつた。

ポリテトラフルオロエチレン被覆パン中に粗ア
ルキドを注入し冷却させた。

トルヒドロキノン0.02ｇを含むスチレン25ｇ中
にアルキド75ｇをとかして試験試料をつくつた。
スチレン化樹脂は次の性質をもつていた。： ガードナー色 8.7 SPIゲル時間 5.1分 SPIピーク時間 6.9分 SPI発熱ピーク 188℃ 鉄臭化物をとかして生じた着色を漂白するにこ
のスチレン化樹脂試料に１重量％のエピクロロヒ
ドリンを加えた。。漂白試料の性質は次のとおり
であつた。

ガードナー色 3.9 SPIゲル時間 6.1分 SPIピーク時間 8.1分 SPI発熱ピーク 213℃ 実施例 １ 上記方法を反復した。但し、他の装入と共に反
応器に2.1ｇ（0.011モル）のｐ−トルエンスルホ
ン酸を溶融上記ジグロモネオペンチルグリコール
に加えた固溶体を溶融して加えた。反応は酸価が
30となる迄に5.0時間を要した。参考例１におけ
るとおりスチレン化樹脂試料をつくり次の結果を
得た。

エピクロロヒドリン 添加 なし ガードナー色 2.4 2.4 SPIゲル時間 6.6分 1.6分 SPIピーク時間 8.8分 2.7分 SPI発熱ピーク 209℃ 133℃ 実施例 ２ 米国特許第3932541号に記載のとおり製造した
ジブロモネオペンチルグリコール1200ｇを溶融
（110℃）してエチレンオキサイドで中和する前そ
れにｐ−トルエンスルホン酸（TSA）3.6ｇを加
えた、この溶融液にエポキシ当量175〜205をもつ
市販のポリグリコールエポキシオキシド23ｇを加
えて液を中和しまた残留水素臭化物又はTSAが
あればそれを対応するエステル類に転化した。

次いで溶融混合物を固化させ粉砕した。

DBNPG−TSA混合物を参考例１の方法であ
るが但し、下記のとおりに不飽和ポリエステル樹
脂に転化した。

無水マレイン酸192ｇ（1.96モル）と無水フタ
ル酸295ｇ（1.99モル）との混合物を溶融し140℃
に加熱した。これに固体DBNPG−TSA1048ｇ
（4.0モル）をできる限り迅速に入れた。添加中に
反応器温度は75℃迄低下した。次いで、混合物を
急に160℃迄上げ酸価が約37となる迄保つた。反
応温度が160℃となつてから測つた反応時間は７
時間であつた。

粗アルキドをポリテトラフルオロエチレン被覆
パンに注入し冷却させた。

トルヒドロキノン0.02ｇを含むスチレン25ｇ中
にアルキド75ｇをとかして試験試料をつくつた。
スチレン化樹脂（スチレン25％）は次の性質をも
つていた。エピクロロヒドリン なし 添加 ガードナー色 ＞４ ４ ガードナー粘度 ＞２〜６ ２〜５1/2 SPIゲル時間(分) 2.2 4.1 SPI硬化時間(分) 3.3 5.6 SPI発熱ピーク(℃) 176 213

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ジブロモネオペンチルグリコール中に１重量
   ％以下の触媒量のアリールスルホン酸を含む固溶
   体より成ることを特徴とするポリカルボン酸と反
   応させて不飽和ポリエステルを製造するための組
   成物。 ２ アリールスルホン酸と残留臭化水素が酸消去
   剤で中和される特許請求の範囲第１項に記載の組
   成物。 ３ 上記酸消去剤がオキシラン化合物である特許
   請求の範囲第２項に記載の組成物。 ４ 上記オキシラン化合物がグリシジルエーテル
   である特許請求の範囲第３項に記載の組成物。 ５ 上記オキシラン化合物がエピクロロヒドリン
   である特許請求の範囲第３項に記載の組成物。 ６ 上記アリールスルホン酸がＰ−トルエンスル
   ホン酸である特許請求の範囲第１項に記載の組成
   物。