JPH04226564A - 安定化ポリアリールエーテルケトン成形材料 - Google Patents

安定化ポリアリールエーテルケトン成形材料

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JPH04226564A
JPH04226564A JP3167894A JP16789491A JPH04226564A JP H04226564 A JPH04226564 A JP H04226564A JP 3167894 A JP3167894 A JP 3167894A JP 16789491 A JP16789491 A JP 16789491A JP H04226564 A JPH04226564 A JP H04226564A
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atoms
phenylene
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molding material
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JP3167894A
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Juergen Koch
コッホ ユルゲン
Gregor Schuermann
シュールマン グレゴール
Gerhard Heinz
ゲルハルト ハインツ
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BASF SE
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BASF SE
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】ポリアリールエーテルケトン成形
材料は、殊に高い耐熱性、高い引張強さ、著しく良好な
機械的性質及び常用の溶剤に対する抵抗性を示す、高い
価値を有する熱可塑性樹脂である。
【0002】
【従来の技術】ポリアリールエーテルケトンは、2つの
異なる、自体公知の方法によって得ることができる。い
わゆる求核性重縮合方法の場合には、例えば芳香族ジヒ
ドロキシ化合物が塩基触媒下でジフルオロケトンと反応
することによって酸素橋が形成される。このような方法
は、例えば欧州特許出願公開第1879号明細書に記載
されている。
【0003】ポリアリールエーテルケトンを得るための
第2の可能性は、求電子性(フリーデル−クラフツ)共
縮合である。この場合にはカルボニル橋の形成のために
芳香族ジカルボン酸ジクロリド若しくはホスゲンが、求
電子性置換によって交換可能である水素原子2個を有す
る芳香族物質と反応するか又は、塩クロリド基も置換水
素原子も有する芳香族カルボン酸クロリドがそれ自体同
士で重縮合される。
【0004】フリーデル−クラフツ反応は通常、触媒と
してのルイス酸の存在下で溶液中で、例えば米国特許第
3 441 538号、同第3 442 857号、同
第3 953 400号明細書、ドイツ連邦共和国特許
出願公開第3 241 444号、同第34 16 4
45号、同第34 16 446号明細書に記載されて
いる通りに実施される。ルイス塩基の存在下での反応は
同様に可能であり、かつ例えば欧州特許出願公開第12
4 276号明細書に記載されている。
【0005】求電子性重縮合によって得られたポリエー
テルケトンは適当な溶剤で抽出することによって、存在
する酸から十分に精製することができるが、しかしなが
ら酸の痕跡がポリマー中に残留する。
【0006】ポリアリールエーテルケトン成形材料の熱
可塑性加工を行なう際には溶融液中で温度400℃、む
しろ温度約450℃が短時間に達成される。この著しく
高い温度の場合に溶融粘度の上昇が生じ、かつ成形材料
の増大する変色が生じる。この挙動は、加工を本質的に
困難にする可能性があり、かつ成形部材の使用性質を損
なう可能性がある。
【0007】粘度の上昇及び変色を減少させるために、
英国特許第1 446 962号明細書には単核の燐化
合物の使用が記載されている。ドイツ連邦共和国特許出
願公開第34 19 976号明細書において、ポリマ
ーに三価燐化合物を添加することが提案されている。燐
化合物を高い温度の場合の安定性の改善に使用すること
は、欧州特許出願公開第308 803号明細書にも記
載されている。しかしながらこの化合物は全て、該化合
物がポリアリールエーテルケトンに常用の加工温度で該
化合物の蒸気圧のために溶融液からガスを発生するとい
う欠点を有し、このことによって臭気の問題が生じる可
能性があり、かつ射出成形の際に金型表面上に固着層が
生じる可能性がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題は
、上記欠点を有していないポリアリールエーテルケトン
成形材料を提供することであった。
【0009】
【課題を解決するための手段】直接の本発明の対象は、
本質的な成分としてA:少なくとも50モル%までが一
般式I:
【0010】
【化5】
【0011】〔式中、s及びtはそれぞれ0、1、2又
は3の値を表し、T及びT′は−O−又は−CO−を表
す〕で示される単位又はこの単位の核置換されたC1〜
C8−アルキル誘導体、C6〜C20−アリール誘導体
若しくはハロゲン化誘導体からなる、求電子性重縮合に
よって得られたポリアリールエーテルケトンA50〜9
9.99重量%B:  一般式IIa:
【0012】
【化6】
【0013】又は一般式IIb:
【0014】
【化7】
【0015】〔上記式中、置換基及びインデックスは次
の意味を有し:Vは酸素原子又は硫黄原子を表し、Q1
はC1〜C25−アルキル基又はC原子6〜25個を有
するアリール基を表し、この場合、芳香環はC原子1〜
4個を有するアルキル基によって1〜3回置換されてい
てもよく、Q2及びQ3は相互に無関係にC1〜C20
−アルキル基、C1〜C20−アルコキシ基、炭素原子
6〜20個を有するアリール基若しくはアリールオキシ
基を表し、この場合、上記炭化水素基はヘテロ原子、例
えば窒素原子、酸素原子又は硫黄原子1〜3個によって
中断されていてもよく、Ar1はメタ−フェニレン、パ
ラ−フェニレン又は、メタ位若しくはパラ位で化学結合
、酸素原子、硫黄原子、(−CO−)基、(−SO2−
)基又は(−C(CH3)2−)基によって相互に結合
されている2〜6個の芳香環を表し、この場合、それぞ
れの芳香環は1〜3回、C原子1〜4個を有するアルキ
ル基によって置換されていてもよく、Ar2は1〜3回
C1〜C10−アルキル基、C1〜C10−アルコキシ
基、C6〜C20−アリール基、C6〜C20−アリー
ルオキシ基又はハロゲン原子によって置換されていても
よいメタ−フェニレン若しくはパラ−フェニレンを表し
、Xは−O−、−CO−、−S−、(−SO2−)基、
(−C(CH3)2−)基又は化学結合を表し、u、v
及びwは0〜1を表し、xは0、1又は2を表す〕で示
される単位を有する燐化合物B0.01〜4重量%C:
  A)と異なる、別の熱可塑性樹脂50重量%まで、
D:  繊維状充填剤若しくは粒子状充填剤又はその混
合物45重量%までを含有する安定化ポリアリールエー
テルケトン成形材料である。
【0016】
【作用】成分A)として使用されるポリアリールエーテ
ルケトンは、少なくとも50モル%までが一般式I:

0017】
【化8】
【0018】〔式中、s及びtはそれぞれ0、1、2又
は3の値を表し、T及びT′は酸素原子又はカルボニル
基を表す〕で示される単位からなる。原理的にポリアリ
ールエーテルケトンIの芳香族単位はC1〜C8−アル
キル基、C6〜C20−アリール基又はハロゲン原子で
置換されていてもよい。しかしながら通常は、置換され
ていない誘導体が有利とされる。一般式Iの特に有利な
単位の例は次の通りである:
【0019】
【化9】
【0020】及び殊に
【0021】
【化10】
【0022】置換基T及びT′並びにパラメータs及び
tついては上記例は次の通り記載される:成分Aは、成
形材料の全重量に対して50〜99.99重量%、特に
60〜99.99重量%、殊に70〜99.99重量%
の量で使用される。
【0023】ポリアリールエーテルケトンは求電子性重
縮合によって得られ;該縮合は当業者に公知の通常の処
理条件で作業が行なわれる。出発物質として芳香族ジカ
ルボン酸ジクロリド及び、置換可能な水素原子2個を有
する芳香族物質が使用される場合に、例えばテレフタル
酸ジクロリド又は4,4′−ジフェニルジカルボン酸ジ
クロリド並びにジフェニルエーテル、1,4−ジフェノ
キシベンゼン又は4,4′−ジフェノキシベンゾフェノ
ンを挙げることができる。自己縮合可能なモノマーとし
て4−フェノキシベンゾイルクロリドは適当である。
【0024】成分Bとして使用される高分子燐化合物は
、一般式IIa:
【0025】
【化11】
【0026】で示される単位又は一般式IIb(下記参
照のこと)の単位を含有する。上記式中、Vは酸素原子
又は硫黄原子を表し、Q1はC1〜C25−アルキル基
、特にC1〜C20−アルキル基又はC原子6〜25個
を有するアリール基、特にフェニル基を表し、この場合
、芳香環はC原子1〜4個を有するアルキル基によって
、特にtert.−ブチル基によって1〜3回、特に1
〜2回置換されていてもよい。置換基Ar1は二価の、
場合によっては置換された、1〜6個の芳香環を有する
芳香族基を表し、この場合、各環はメタ位若しくはパラ
位で化学結合、酸素原子、硫黄原子、(−CO−)基、
(−SO2−)基又は(−C(CH3)2−)基によっ
て相互に結合されている。式中のAr1が、置換されて
いないパラ−フェニレン若しくは、メチル基によって2
回置換されたパラ−フェニレン、有利にパラ位で結合さ
れている2〜4個の置換されていない芳香環である一般
式IIaの単位が有利であり、この場合、2環の場合に
は化学結合、(−CO−)基、(−SO2−)基又は(
−C(CH3)2−)基による結合が特に適当であると
判明しており;3環での結合の場合にはそれぞれ(−C
(CH3)2−)基による2回の結合が特に有利であり
、4個の芳香環での結合の場合には形の対称構造を示す
ものが有利であり、この対称構造では、有利に記載され
た、芳香環2個を有する化合物にパラ位で(−O−C6
H4−)基がそれぞれ更に1個ずつ結合されている。式
IIaのインデックスu、v及びwは、0又は1の値を
表す。
【0027】
【0028】
【化12】
【0029】
【化13】
【0030】
【化14】
【0031】成分IIaは0.1、特に0.2〜0.8
より大きな固有粘度(N−メチルピロリドン中の1g/
100mlの溶液で25℃で測定した)を有する。
【0032】その上、成分Bとして一般式IIb:
【0
033】
【化15】
【0034】〔式中、Q2及びQ3はC1〜C20−ア
ルキル基、C1〜C20−アルコキシ基、C6〜C20
−アリール基又はC6〜C20−アリールオキシ基を表
し、この場合、該炭化水素基はヘテロ原子、例えば窒素
原子、酸素原子又は硫黄原子1〜3個によって中断され
ていてもよい〕で示される二核の燐化合物が使用される
。有利に、Q2及びQ3が同じ意味を有する化合物を挙
げることができる。Q2及びQ3がアルキル基若しくは
アルコキシ基を表す場合には、C3〜C12−化合物が
有利である。アリール基の中で特にフェニル基を挙げる
ことができ、アリールオキシ基の中で特にフェノキシ基
を挙げることができる。炭化水素基がヘテロ原子を有す
る場合には、アニシル基、ピリジニル基及びチエニル基
が適当である。
【0035】置換基Ar2は、C原子1〜10個を有す
るアルキル基若しくはアルコキシ基、C原子6〜20個
を有するアリール基若しくはアリールオキシ基又はハロ
ゲン原子によって1〜3回置換されていてもよいメタ−
若しくはパラ−フェニレンを表す。置換されていない基
、殊にパラ−フェニレンは有利である。
【0036】Xは酸素原子、硫黄原子、カルボキシル基
、(−SO2−)基、(−C(CH3)2−)基又は化
学結合を表し、特に(−SO2−)基、カルボニル基又
は化学結合を表す。
【0037】インデックスの場合にuは0又は1の値を
表し、この場合、1の値が有利であり、xは0、1又は
2、特に0又は1を表す。
【0038】一般式IIbの特に有利な二核の燐酸の例
は次の通りである:
【0039】
【化16】
【0040】置換基Q2、Q3、Ar1及びX並びにパ
ラメータu及びxについては上記の例は次の通りに記載
される:   成分Bは0.01〜4重量%、特に0.1〜1重量
%の量で使用される。
【0041】成分Bが使用される量は、成形材料の全重
量に対して0.01〜4重量%、特に0.1〜1重量%
である。
【0042】適当な高分子燐化合物IIaの製造は、例
えば米国特許第3993 623号明細書及びドイツ連
邦共和国特許出願公開第29 25 206号明細書に
記載されており、かつアナカッティ(K.S. Ann
akutty)、キショーア(K. Kishore)
著、Polymer、29、756〜761(1988
)、キショーア、アナカッティ、マリック(I.M. 
Mallick)著、Polymer、29、762〜
764(1988)及びクリヒェルドルフ(H. Kr
icheldorf)、コツィール(H. Kozie
l)著、New Polymeric Materia
ls、1、143〜153(1988)に記載されてい
る。一般的な製造方法は、ハウベン−ウェイル(Hou
ben−Weyl)著、Methoden der o
rganischen Chemie, Phosph
orverbindungen、1963から公知であ
る。
【0043】二核の燐化合物IIbは、ハウベン−ウエ
イル著、Methoden der organisc
hen Chemie, Phosphorverbi
ndungen、第1部、1963に記載されている通
りに、発生する塩化水素の除去下で相応する燐化合物の
酸塩化物をジヒドロキシフェニレン化合物と反応させる
ことによって得ることができる。
【0044】付加的に、成分Aと異なる別の熱可塑性樹
脂Cを混合導入することができる。この場合にはポリア
リールエーテルスルホン或いはそのコポリマー、ポリエ
ーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族
ポリエステル、硫化ポリフェニレン、フルオロポリマー
及び脂肪族ポリアミド若しくは芳香族ポリアミドが特に
適当である。
【0045】相応する生成物は当業者に公知であり、か
つ購入することができる。
【0046】上記ポリマーは、0〜50重量%、特に5
〜30重量%の量で添加することができる。
【0047】さらに本発明による安定化ポリアリールエ
ーテルケトン成形材料は、成分Dとして繊維状充填剤若
しくは粒子状充填剤及びその混合物を0〜45重量%、
特に5〜40重量%の量で含有することができる。補強
作用を有する充填剤として、例えばアスベスト又はアラ
ミド、ガラス若しくは炭素からなる繊維が挙げられ、こ
れらの繊維は短繊維として使用することもできるし、フ
ィラメントとして使用することもできる。さらに顔料、
例えば二酸化チタン、硫化カドミウム若しくは硫化亜鉛
、硫酸バリウム及びカーボンブラックは混合添加するこ
とができる。別の添加剤及び助剤として、例えば防炎剤
、B)と異なる別の安定剤及び常用の加工助剤が考慮さ
れる。
【0048】本発明による安定化ポリアリールエーテル
ケトン成形材料を製造するために、成分A及びB並びに
場合によってはC及びDを混合装置、特に押出機中でケ
ーシング温度350〜450℃、特に390〜420℃
で反応させることができる。有利な実施様態の場合には
該反応混合物はストランドに押し出され、かつ粗砕され
る。
【0049】本発明による安定化ポリアリールエーテル
ケトン成形材料は、安定化されていない成形材料と比較
してより淡色であり、かつ本質的により良好な流動可能
性及び溶融液安定性を有しており;その上溶融液からの
ガス発生は全く観察されなかった。従って、安定化ポリ
アリールエーテルケトン成形材料は殊に繊維、フィルム
及び成形体の製造に適当である。
【0050】
【実施例】ポリアリールエーテルケトンの製造欧州特許
出願公開第124 276号明細書、例13に記載され
た方法により、構造式Ie:
【0051】
【化17】
【0052】で示される、固有粘度0.997(濃硫酸
中0.5g/100mlで25℃で測定した)を有する
ポリアリールエーテルケトンを製造した。
【0053】高分子燐化合物のIIaの製造式IIa、
6の酸化ホスフィンの製造 4,4′−ビス(フルオロ)トリフェニルホスフィンオ
キシド51.941g(0.15モル)、ビスフェノー
ルA34.244g(0.15モル)及び炭酸カリウム
22.805g(0.165モル)にN‐メチルピロリ
ドン200mlを注加し、かつう200℃で還流下で7
時間撹拌した。冷却後にこの高分子反応生成物を滴下に
よって水中に沈殿させ、濾過によって分離し、かつ沸騰
している水で数回抽出した。乾燥後に、固有粘度0.1
4(N−メチルピロリドン中1g/100mlで25℃
で測定した)を有する、式IIa、6のポリマーが得ら
れた。
【0054】式IIa、3の酸化ホスフィンの製造例2
に記載された条件下で4,4′−ビス(フルオロ)トリ
フェニルホスフィンオキシド31.427g(0.1モ
ル)、4,4′−ジヒドロキシビフェニル18.621
g(0.1モル)及び炭酸カリウム15.203g(0
.11モル)をN−メチルピロリドン200mlと反応
させ、かつ後処理した。固有粘度0.307を有する、
式IIa、3のポリマーが得られた。
【0055】式IIa、9のホスホン酸エステルの製造
ベンゼンホスホン酸ジクロリド19.499g(0.1
モル)及び4,4′−ジヒドロキシビフェニル18.6
21g(0.1モル)を乾燥1,2−ジクロロエタン2
00ml中に装入し、かつ10℃に冷却した。この混合
物に徐々にトリエチルアミン21.25g(0.21モ
ル)を滴加し、この場合、温度は約40℃に上昇した。 スラリ状の反応混合物を還流下で7時間撹拌した。冷却
後に沈殿したトリエチルアンモニウムクロリドを濾別し
、透明なポリマー溶液をメタノール中に滴下し、かつ該
ポリマーを沈殿させた。沈殿物を濾別し、かつ沸騰して
いるメタノールで数回抽出した。
【0056】乾燥後に、固有粘度0.365を有する、
式IIa、9のポリマーが得られた。
【0057】例  1〜3 安定化ポリアリールエーテルケトン成形材料の製造ポリ
アリールエーテルケトンに安定剤として高分子燐化合物
を0.5重量%ずつ注加し、強力に混合し、押出機でケ
ーシング温度400℃でストランドに押し出し、かつ粗
砕した。
【0058】比較試験  V1〜V3 V1:  ポリアリールエーテルケトンを安定剤の添加
なしで押し出し、かつ粗砕 した。
【0059】V2:  ポリアリールエーテルケトンに
安定剤としてトリフェニルホスフェート0.5重量%を
添加した。
【0060】V3:  ポリアリールエーテルケトンに
安定剤としてトリクレジルホスフェート0.5重量%を
添加した。
【0061】各粒状物から溶融液安定度を測定した。測
定は、メルトインデックス(MVI)をDIN 53 
735−MFI−Bによりゲットフェルト社(Goet
tfert)のMP−D型の装置を用いて400℃で荷
重10kgで測定することによって行なった。各試料を
用いて5分、30分及び60分の加熱を伴った3回の測
定を実施した。結果は表に総括されている。
【0062】表                          
            MVI[ccm/10分]例
     安定剤                 
   5分      30分    60分    
  注──────────────────────
─────────────  1   IIa、6 
                 70.3   6
6.2   59.6   (1)  2   IIa
、3                  87.3 
  82.8   74.3   (1)  3   
IIa、9                  60
.4   52.0   46.2   (1)V1 
  −                      
  51.8   42.8   32.1     
−V2   トリフェニルホスフェート  73.8 
  65.9   45.3   (2)V3   ト
リクレジルホスフェート  75.3   68.9 
  33.7   (3)(1):  加工の際に知覚
可能な臭気なし(2):  押出の際に臭気発生、ポリ
マーがMVI測定の際に軽度に起泡(3):  押出の
際に著しく強度の臭気例  4〜8 燐化合物IIb使用下での安定化ポリアリールエーテル
ケトン成形材料の製造ポリアリールエーテルケトンに安
定剤を0.5重量%ずつ注加し、強力に混合し、押出機
でケーシング温度400℃でストランドに押し出し、か
つ粗砕し;さらに前記の通りに評価した。結果は表に記
載されている。
【0063】表

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  本質的な成分としてA:  少なくと
    も50モル%までが一般式I: 【化1】 〔式中、s及びtはそれぞれ0、1、2又は3の値を表
    し、T及びT′は−O−又は−CO−を表す〕で示され
    る単位又はこの単位の核置換されたC1〜C8−アルキ
    ル誘導体、C6〜C20−アリール誘導体若しくはハロ
    ゲン化誘導体からなる、求電子性重縮合によって得られ
    たポリアリールエーテルケトンA50〜99.99重量
    %B:  一般式IIa: 【化2】 又は一般式IIb: 【化3】 〔上記式中、置換基及びインデックスは次の意味を有し
    :Vは酸素原子又は硫黄原子を表し、Q1はC1〜C2
    5−アルキル基又はC原子6〜25個を有するアリール
    基を表し、この場合、芳香環はC原子1〜4個を有する
    アルキル基によって1〜3回置換されていてもよく、Q
    2及びQ3は相互に無関係にC1〜C20−アルキル基
    、C1〜C20−アルコキシ基、炭素原子6〜20個を
    有するアリール基若しくはアリールオキシ基を表し、こ
    の場合、上記炭化水素基はヘテロ原子、例えば窒素原子
    、酸素原子又は硫黄原子1〜3個によって中断されてい
    てもよく、Ar1はメタ−フェニレン、パラ−フェニレ
    ン又は、メタ位若しくはパラ位で化学結合、酸素原子、
    硫黄原子、(−CO−)基、(−SO2−)基又は(−
    C(CH3)2−)基によって相互に結合されている2
    〜6個の芳香環を表し、この場合、それぞれの芳香環は
    1〜3回、C原子1〜4個を有するアルキル基によって
    置換されていてもよく、Ar2は1〜3回C1〜C10
    −アルキル基、C1〜C10−アルコキシ基、C6〜C
    20−アリール基、C6〜C20−アリールオキシ基又
    はハロゲン原子によって置換されていてもよいメタ−フ
    ェニレン若しくはパラ−フェニレンを表し、Xは−O−
    、−CO−、−S−、(−SO2−)基、(−C(CH
    3)2−)基又は化学結合を表し、u、v及びwは0〜
    1を表し、xは0、1又は2を表す〕で示される単位を
    有する燐化合物B0.01〜4重量%C:  A)と異
    なる、別の熱可塑性樹脂50重量%まで、D:  繊維
    状充填剤若しくは粒子状充填剤又はその混合物45重量
    %までを含有する安定化ポリアリールエーテルケトン成
    形材料。
  2. 【請求項2】  成分B)を0.1〜1重量%の量で含
    有する、請求項1記載の成形材料。
  3. 【請求項3】  成分B)が0.1より大きな固有粘度
    (N−メチルピロリドン中の1g/100mlで25℃
    で測定した)を有する、請求項1又は2記載の成形材料
  4. 【請求項4】  成分Aの本質的な成分として単位Ie
    :【化4】 で示されるポリアリールエーテルケトンを含有する、請
    求項1から3までのいずれか1項に記載の成形材料。
JP3167894A 1990-07-12 1991-07-09 安定化ポリアリールエーテルケトン成形材料 Pending JPH04226564A (ja)

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