JPH0539325A - エチレン性不飽和環式オルトエステルの重合体 - Google Patents

エチレン性不飽和環式オルトエステルの重合体

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JPH0539325A
JPH0539325A JP4031305A JP3130592A JPH0539325A JP H0539325 A JPH0539325 A JP H0539325A JP 4031305 A JP4031305 A JP 4031305A JP 3130592 A JP3130592 A JP 3130592A JP H0539325 A JPH0539325 A JP H0539325A
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    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
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    • C08F20/10Esters
    • C08F20/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • C08F255/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
    • C08F255/06Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms on to ethene-propene-diene terpolymers

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】置換基としてきわめて高い反応性をもつ環式オ
ルトエステル基を有する重合体または共重合体を提供す
る。 【構成】ヒドロキシ置換環式オルトエステル、たとえば
4−ヒドロキシメチル−2−メトキシ−2−メチル−
1,3−ジオキソランをアクリロイルクロライド、メタ
クリロイルクロライド、ビニルベンジルクロライド等と
反応させることによってエチレン性不飽和環式オルトエ
ステルを製造する。これらのオルトエステルは重合体、
特にスチレンとのランダム共重合体及びEPDMグラフ
ト共重合体を形成する。 【効果】EPDMグラフト共重合体はポリエステル、ポ
リアミド等との共重合体含有組成物の製造に有用であ
る。この共重合体含有組成物は優れた物理的性質をも
ち、同じ重合体類の配合物の相溶化のために使用し得
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエチレン性不飽和単量体
の重合体、特に環式オルトエステル官能基を含む重合体
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、通常は不相溶性の重合体類を含有
する重合体組成物の開発に多大の関心がもたれるように
なってきた。かゝる組成物の例はポリ(エチレンテレフ
タレート)及びポリ(ブチレンテレフタレート)のよう
な線状ポリエステルをオレフィン及びオレフィン−ジエ
ン重合体とともに含んでなる組成物である。
【0003】線状ポリエステルの種々の性質、たとえば
引張強さ、引張伸び及び衝撃強さをオレフィン又はオレ
フィン−ジエン重合体の添加によって改良し得るであろ
うことは予測可能であった。しかしながら、得られる重
合体配合物は物理的性質が改善されるという利点より
も、むしろ著しい相分離及びしばしば崩壊によって認め
られるごとき不相溶性を示すという欠点をもつ。
【0004】通常は不相溶性である重合体配合物を相溶
化させるための一方法は該配合物中にこれら不相溶性重
合体の共重合体、典型的にはブロック共重合体を配合す
ることである。この型の共重合体は一方の重合体中に他
方の重合体と化学的に反応し得る構造単位を結合するこ
とによって形成し得る。したがって、たとえば、末端カ
ルボン酸基をもつ線状ポリエステル又はポリアミドは重
合体鎖上の置換基として又はグラフト化単位としてエポ
キシ基を含むオレフィン重合体又はオレフィン−ジエン
共重合体と反応し得る。この点については、たとえば米
国特許第4,965,111号明細書を参照されたい。
同様に、アミン末端ポリアミドは一体化又はグラフト化
無水マレイン酸分子部分を含むオレフィン重合体又はオ
レフィン−ジエン重合体と反応し得る。得られるブロッ
ク共重合体は単なる配合物の場合に認められるごとき不
相溶性を示さない。さらに、かゝるブロック共重合体は
通常不相溶性である二種の重合体の配合物のための相溶
化剤としてしばしば有用である。
【0005】エポキシ基及び無水物基のような反応性の
置換基又はグラフト化単位を含む重合体は既知のもので
あるが、それらの多くは広範囲の商業的な適格性に合致
しないものであった。その考え得る理由の一つはかゝる
重合体が化学的に比較的不活性であり、そのために共重
合体形成反応を実質的な程度に促進することは困難であ
るということである。
【0006】
【発明の概要】本発明の目的はエチレン性不飽和単量体
の広範囲の重合体、特に共重合体を提供するにある。こ
れらの重合体は置換基としてきわめて高い反応性をもつ
環式オルトエステル基を含む。この環式オルトエステル
基は多くの他の重合体と反応して優れた性質をもつ共重
合体含有組成物を形成し得る。
【0007】したがって、本発明は、式:
【0008】
【化3】 (式中、R1 はC1-10第1級又は第2級アルキル又はア
ラルキル基又はC6-10芳香族基であり、そしてR2 はC
1-10第1級又は第2級アルキル又はアラルキル基又はC
6-10芳香族基であり;あるいはR1 及びR2 は一緒にそ
れらを連結している原子とともに5員,6員又は7員環
を形成し;R3 は水素又はC1-4 第1級又は第2級アル
キル基であり;R4 は非置換又は置換C1-6 アルキレン
基又はC6-10アリーレン基であり;R5 は水素又はメチ
ル基であり;R6 は水素、C1-6 芳香族基であり;Xは
実質的に不活性な連結基であり;mは0又は1であり;
nは1ないし2−mであり;そしてpは0又は1であ
る)の構造単位を含んでなる重合体を包含する。
【0009】本発明の重合体の必須の特徴は環式オルト
エステル分子部分が存在することである。式(I)中の
1 基はC1-4 第1級又は第2級アルキル基、たとえば
メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブ
チル、イソブチル又は第2級ブチル基又は前記定義され
るごときアラルキル基又は芳香族基であり得る。すべて
の置換基は本発明の条件下で非反応性であるべきであ
る。かゝる置換基の例はハロ、ニトロ及びアルコキシ基
である。非置換第1級基、特にメチル基が一般に好まし
い。
【0010】基R2 はR1 について前記定義したごとき
1-4 第1級又は第2級アルキル基、アラルキル基又は
芳香族基であり得る。またR1 及びR2 は一緒にそれら
を連結している原子とともに5員,6員又は7員環を形
成することもできる。したがって、本発明はたとえばあ
る種のスピロオルトエステル化合物から製造された組成
物を包含する。
【0011】基R3 は水素又はR1 及びR2 と同様のア
ルキル基であり得る。基R3 は好ましくは水素である。
【0012】基R4 は非置換又は置換C1-6 アルキレン
基であり、その場合存在し得るすべての置換基はオルト
エステルの形成及び塩化アリールとの反応に不活性な
基、たとえばアルコキシ基である。R4 は好ましくはメ
チレン基である。
【0013】基R6 はさきに定義したごとく水素、アル
キル又はアリール基であり得る。R6 は好ましくは水素
である。
【0014】基Xは本発明の環式オルトエステルの形成
及び重合反応の条件下及びそれらの重合体からの共重合
体の形成反応の条件下で実質的に不活性である任意の連
結基であり得る。広範囲の基がこの条件に合致すること
は当業者には明らかであり、したがって本発明はこの点
で何等限定されるものではない。適当なX基は非置換及
び置換二価脂肪族、脂環族及び芳香族基及びそれらの組
合せを包含し、その場合、存在し得る置換基は前記した
型のものである。該基は他の二価基、たとえばカルボニ
ル、スルホン、カルバモイル、ジ置換珪素、アルキルホ
スホリル及びアリールホスホリル基に結合し得る。好ま
しいX基は式: 及び
【0015】
【化4】 を有する基である。
【0016】本発明の重合体はXが式(II)であるアク
リル酸及びメタクリル酸のエステル及びXが式(III )
であるビニルベンジルエーテルから製造され得る型の重
合体を包含する。ビニル型(R5 が水素である場合)及
びイソプロペニル型(R5 がメチル基である場合)重合
体の両者、たとえばアクリル酸エステル及びメタクリル
酸エステルの重合体が包含される。多くの場合、Xが式
(III )の基である場合にはR5は水素であることが好
ましい。
【0017】m及びnの値は環式オルトエステル分子部
分が5員環であるか6員環であるかによって決まる。一
般に、5員環、すなわちmが0でnが1である場合が好
ましい。しかしながら、本発明は6員環が存在する場
合、すなわちm及びnがともに1であるか又はmが0で
nが2である場合、の重合体も包含する。
【0018】pが0である重合体、すなわちR4 基を含
まない化合物も包含される。多くの場合、オルトエステ
ル環が6員環である場合にはpは0であろう。
【0019】本発明の重合体に転化され得るエチレン性
不飽和環式オルトエステルの多くのものは本出願人自身
の1991年1月24日付米国特許出願第645,17
9号明細書に記載されている。この型のエステルは式:
【0020】
【化5】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4,m,n及びpは前記
の意義を有する)のヒドロキシ置換オルトエステルとア
クリロイルクロライド、メタクリロイルクロライド又は
ビニルベンジルクロライドのような適当な試薬との反応
によって製造し得る。アクリロイルクロライド又はメタ
クリロイルクロライドの場合には、反応は典型的には酸
受容体としての第3級アミンの存在下かつ比較的非極性
の有機溶剤の溶液中で行なわれる。ヒドロキシ置換オル
トエステル及びアクリロイル又はメタクリロイルクロラ
イドはほゞ等モル割合で使用することができ、あるいは
アクリロイル又はメタクリロイルクロライドを幾分過剰
に使用することができる。アミンは一般に形成される酸
性副生物の全量を確実に中和するために過剰に存在させ
る。
【0021】ヒドロキシ置換オルトエステルとビニルベ
ンジルクロライドとの反応も慣用の条件下で典型的には
水酸化ナトリウムのようなアルカリ性試薬の存在下で、
行なわれる。この場合にも、ヒドロキシ置換オルトエス
テル及びビニルベンジルクロライドはほゞ等モル割合で
使用することができ、あるいはこの場合にはオルトエス
テルの過剰を使用し得る。塩基のモル割合は一般にオル
トエステルのモル割合とほゞ同一である。溶剤は通常不
必要であるが、所望ならば溶剤を使用し得る。
【0022】エチレン性不飽和環式オルトエステルの製
造をつぎの実施例によって説明する。実施例1−4にお
ける全生成物の分子構造はプロトン及び13C核磁気共鳴
スペクトル分析によって確認された。実施例1 機械的撹拌機、均圧式添加ロート及び窒素導入口を備え
た容量5lの三つ首フラスコに4−ヒドロキシメチル−
2−メトキシ−2−メチル−1,3−ジオキソラン30
1g(2.03モル)、トリエチルアミン514g
(5.08モル)及び塩化メチレン2lを裝入した。こ
のフラスコを氷水浴中に浸漬しそして窒素雰囲気下に攪
拌しつつアクリロイルクロライド193.1g(2.1
3モル)を5分間かかって添加した。この混合物を室温
で一晩攪拌しそして濾液を水2lで2回洗滌し、硫酸マ
グネシウム上で乾燥し、濾過しそして真空ストリッピン
グした。この残渣に、3−t−ブチル−4−ヒドロキシ
−5−メチルフェニルスルフイドを遊離基抑制剤として
200ppm の割合で添加し、ついで真空下で蒸留した。
所望の4−アクリロイルメチル−2−メトキシ−2−メ
チル−1,3−ジオキソランが80−85℃/0.5−
1.0トルで留出した。実施例2 4−ヒドロキシメチル−2−メトキシ−2−メチル−
1,3−ジオキソラン281g(1.9モル)、トリエ
チルアミン481g(4.76モル)及びメタクリロイ
ルクロライド199g(1.9モル)を用いて実施例1
の方法を反復した。生成物、4−メタクリロイルオキシ
メチル−2−メトキシ−2−メチル−1,3−ジオキソ
ラン、を80℃/0.4トルで補集した。実施例3 4−ヒドロキシメチル−2−メトキシ−2−フェニル−
1,3−ジオキソラン21g(100ミリモル)、トリ
エチルアミン25.3g(250ミリモル)、アクリロ
イルクロライド9.5g(105ミリモル)及び塩化メ
チレン150mlを用いて実施例1の方法を反復した。粗
生成物を塩基性アルミナ上で、ヘキサン中の15容量%
酢酸エチルを溶離剤として用いるカラムクロマトグラフ
ィーによって精製して所望の4−アクリロイルオキシメ
チル−2−メトキシ−2−フェニル−1,3−ジオキソ
ランを得た。実施例4 機械的撹拌機、均圧式添加ロート、冷却器及び温度計を
備えた容量250mlの4つ首丸底フラスコに4−ヒドロ
キシメチル−2−メトキシ−2−メチル−1,3−ジオ
キソラン51.9g(350ミリモル)及び粉末状水酸
化ナトリウム14.01g(350ミリモル)を裝入し
た。このスラリーを窒素雰囲気下で15分間攪拌し、そ
の後にビニルベンジルクロライド(異性体混合物)4
1.1g(270ミリモル)を10分間かかって滴加し
た。混合物を80℃まで加熱すると発熱反応が生起して
温度が140℃まで上昇した。この混合物を窒素雰囲気
下で一晩攪拌し、塩化メチレン400ml及びトリエチル
アミン5mlで稀釈しそして塩化ナトリウム水溶液250
mlで2回洗滌した。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥
し、濾過しそして真空ストリッピングして得られた残渣
を塩基性アルミナ上で、ヘキサン及び塩化メチレンの
2:1(容量)混合物を溶離剤として用いるカラムクロ
マトグラフィーによって精製した。かくして所望の4−
(2−メトキシ−2−メチル−1,3−ジオキソラニ
ル)メチルビニルベンジルエーテルの異性体混合物を得
た。
【0023】本発明の重合体はエチレン性不飽和環式オ
ルトエステルを単独で又は他の単量体の存在下で、遊離
基条件下で重合することによって製造し得る。本明細書
において、用語“重合体”は単独付加重合体及び特に一
又はそれ以上の他の単量体との共重合体を包含する。
【0024】遊離基法による重合は一種又はそれ以上の
単量体を稀釈剤の存在又は不存在で約0℃−200℃の
温度で重合開始剤と接触させることによって塊状、溶
液、懸濁又は乳化重合方式で行なうことができる。適当
な重合開始剤は過酸化ベンゾイル、過酸化水素、アゾビ
スイソブチロニトリル、過硫酸塩−亜硫酸水素塩、過硫
酸塩−ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、
塩素酸塩−亜硫酸塩等を包含する。別法によれば、重合
は照射技術によって、たとえば紫外線、電子ビーム又は
プラズマ照射によって行なうことができる。
【0025】広範囲の種類の重合性化合物を用いて本発
明の共重合体を製造し得る。かゝる重合性化合物の例は
つぎのものを包含する。
【0026】(1)不飽和アルコール及びそのエステ
ル:アリル、メタリル、クロチル、1−クロルアリル、
2−クロルアリル、シンナミル、ビニル、メチルビニ
ル、1−フェナリル及びブテニルアルコール及びかゝる
アルコールと飽和酸、たとえば酢酸、フェニル酢酸、プ
ロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸及びステアリン
酸とのエステル;かゝるアルコールと不飽和酸、たとえ
ばアクリル酸、α−置換アクリル酸(アルキルアクリル
酸、たとえばメタクリル酸、エチルアクリル酸、プロピ
ルアクリル酸等及びアリールアクリル酸、たとえばフェ
ニルアクリル酸を包含する)、クロトン酸、オレイン
酸、リノレン酸及びリノール酸とのエステル;かゝるア
ルコールと多塩基酸、たとえばシュウ酸、マロン酸、コ
ハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸、アゼライン酸及びセバシン酸とのエステル;かゝ
るアルコールと不飽和多塩基酸、たとえばマレイン酸、
フマル酸シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、メチ
レンマロン酸、アセチレンジカルボン酸及びアコニチン
酸とのエステル;及びかゝるアルコールと芳香族酸、た
とえば安息香酸、フタル酸、テレフタル酸及びベンゾイ
ルフタル酸とのエステル; (2)不飽和酸(その例は前記したごときものである)
及びかゝる酸と低級飽和アルコール、たとえばメチル、
エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチ
ル、第2級ブチル、第3級ブチル、2−エチルヘキシル
及びシクロヘキシルアルコールとのエステル;及びかゝ
る酸と飽和低級多価アルコール、たとえばエチレングリ
コール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール及びトリメチロールプロ
パンとのエステル; (3)不飽和低級多価アルコール、たとえばブテンジオ
ール、及びかゝるアルコールと飽和及び不飽和脂肪族及
び芳香族−塩基酸及び多塩基酸(それらの例は前記した
ごときものである)とのエステル; (4)前記した不飽和酸、特にアクリル酸及びメタクリ
ル酸とより高分子量のモノヒドロキシ及びポリヒドロキ
シ化合物、たとえばデシルアルコール、イソデシルアル
コール、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、
エポキシ樹脂及びポリブタジエンから誘導されたポリオ
ールとのエステル; (5)ビニル環式化合物、たとえばスチレン、0−,m
−,p−クロルスチレン、ブロムスチレン、フルオルス
チレン、メチルスチレン、エチルスチレン及びシアノス
チレン;ジ−、トリ−及びテトラ−クロルスチレン、ブ
ロムスチレン、フルオルスチレン、メチルスチレン、エ
チルスチレン、シアノスチレン;ビニルナフタリン、ビ
ニルシクロヘキサン、ジビニルベンゼン、トリビニルベ
ンゼン、アリルベンゼン;及びビニルフラン、ビニルピ
リジン、ビニルベンゾフラン、N−ビニルカルバゾー
ル、N−ビニルピロリドン及びN=ビニルオキサゾリド
ンのようなビニル複素環化合物; (6)不飽和エーテル、たとえばメチルビニルエーテ
ル、エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエー
テル、オクチルビニルエーテル、ジアリルエーテル、エ
チルメタリルエーテル及びアリルエチルエーテル; (7)不飽和ケトン、たとえばメチルビニルケトン及び
エチルビニルケトン; (8)不飽和アミド、たとえばアクリルアミド、メタク
リルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−アリル
アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−
アリルカプロラクタム及びジアセトンアクリルアミド; (9)不飽和脂肪族炭化水素、たとえばエチレン、プロ
ピレン、ブテン、ブタジエン、イソプレン、2−クロル
ブタジエン及び一般的にα−オレフィン; (10)不飽和アルキルハライド、たとえばフッ化ビニ
ル、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビ
ニリデン、塩化アリル及び臭化アリル; (11)不飽和酸無水物、たとえば無水マレイン酸、無
水シトラコン酸、無水イタコン酸、ビス−4−シクロヘ
キセン−1,2−ジカルボン酸無水物及びビシクロ
(2,2,1)−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸
無水物; (12)不飽和ニトリル、たとえばアクリロニトリル、
メタクリロニトリル及びその他の置換アクリロニトリ
ル。
【0027】ランダム付加共重合体は本発明の範囲内で
あり、スチレンのようなビニル芳香族化合物との共重合
体が好ましい。予め形成された重合体上にエチレン性不
飽和環式オルトエステルをグラフト結合することによっ
て製造されたグラフト共重合体も好ましい。より好まし
くは、該グラフト共重合体はエチレン構造単位及びプロ
ピレン構造単位を含んでなる共重合体であり、さらによ
り好ましくはさらに少なくとも一種の非共役ジエンから
誘導される構造単位をも含む共重合体である。最後に述
べた共重合体を以下便宜上“EPDM共重合体”と表示
する。かゝるグラフト共重合体はEPDM共重合体上に
エチレン性不飽和オルトエステル及び遊離基重合触媒を
吸収させ、ついでしばしば約150−300℃の範囲の
温度で押出によって行なわれるグラフト化反応に供する
ことによって好都合に製造し得る。
【0028】本発明の共重合体の製造をつぎの実施例に
よって説明する。これらの実施例中に示される分子量は
重量平均分子量であり、ポリスチレンに対するゲル透過
クロマトグラフィーによって測定したものである。実施例5−9 種々のエチレン性不飽和オルトエステルを2,5−ジメ
チル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン1
gと予め混合しそして得られる混合物をエチレン単位約
83モル%及びノルボルネン単位約5.4モル%を含む
商業的に入手し得るEPDM共重合体1kgと混合した。
これらの配合物を20℃で約16時間貯蔵して該オルト
エステル及び重合開始剤をEPDM共重合体ペレットに
完全に吸収させ、ついで120℃−205℃の範囲の温
度にセットされた帯域をもつ二軸スクリュー押出機上で
押出処理した。押出体を水浴中で冷却し、ペレットに形
成しそして真空乾燥した。
【0029】EPDM共重合体上にグラフト結合された
エチレン性不飽和オルトエステルの割合を、該グラフト
共重合体の試料をキシレン中に約130℃で溶解し、得
られる溶液をアセトン中に注入し、濾過しそして精製さ
れた共重合体を乾燥し、ついでフーリエ変換赤外分光分
析によって分析するという方法で測定した。ゲル含量は
熱キシレンで48時間連続抽出し、ついで乾燥しそして
不溶性残渣を秤量することによって測定した。結果を表
1に示す。表中、すべての%表示は重量によるものであ
る。
【0030】
【表1】 表 I 実施例 5 6 7 8 9 オルトエステル: 実施例No. 1 1 1 2 3 EPDM重合体に基づく% 0.3 1.0 3.0 1.0 1.3 グラフト化割合% >90 >90 >90 50 − ゲル、% 0 40 40 0 −実施例10 還流冷却器及び窒素パージ手段、機械的撹拌機及び温度
計を備えた容量5lの三つ首フラスコにスチレン936
g(9モル)、メチルエチルケトン960ml、アゾビス
イソブチロニトリル960mg及び実施例1の生成物31
g(150ミリモル)を裝入した。この溶液を窒素で3
0分間パージした後、窒素雰囲気下で70℃に15時間
加熱した。メチルエチルケトンの別量600ml及びアゾ
ビスイソブチロニトリル500mgを添加しそして攪拌及
び加熱を70℃で4時間続けた。この溶液を室温まで冷
却しそしてその容量の2倍量のメタノール中に激しく攪
拌しつつ注入した。沈澱した生成物を濾過し、メタノー
ル中に数回スラリー化させかつ再濾過しそして60℃で
48時間真空乾燥した。この生成物は核磁気共鳴スペク
トル分析及びフーリエ変換赤外スペクトル分析の結果、
2.2モル%のオルトエステル基を含むスチレン及びオ
ルトエステルアクリレートの所望の共重合体であること
が認められた。その分子量は102,000であった。実施例11 実施例10の方法に従って、スチレン498g(4.7
9モル)及び実施例1の生成物21.8g(108ミリ
モル)をトルエン346ml中でアゾビスイソブチロニト
リル5.2gを使用して反応させることによってオルト
エステル基約2.5モル%を含む重合体を製造した。こ
の反応混合物をトルエンの別量500mlで稀釈した後、
所望の生成物を単離した。該生成物は約50,000の
分子量を有していた。実施例12 実施例11の方法に従って、スチレン359g(3.4
5モル)、実施例4の生成物20g(76ミリモル)、
トルエン252ml及びアゾビスイソブチロニトリル3.
79gを用いて反応を行ない、オルトエステル基1.6
モル%を含む生成物を製造した。この生成物の分子量は
58,000であった。
【0031】本発明のある特定の重合体は反応性基、特
に求核的に置換し得る基、たとえばアミン、ヒドロキ
シ、チオ及び、カルボキシ基及びそれらの官能性誘導体
基、を含む他の重合体と反応して共重合体含有組成物を
形成する。かゝる共重合体含有組成物の例はたとえば線
状ポリエステル及びポリアミドを包含するそれ自体では
EPDM共重合体と不相溶性である重合体との共重合体
含有組成物を包含する。
【0032】該組成物は共重合体の存在により相溶性で
あり、優れた物理的性質をもつ製品に成形し得る。これ
らの組成物はまた二種類の重合体の配合物をさらに相溶
化させて同様の優れた性質をもつ成形用組成物を製造す
るためにも有用である。
【0033】共重合体含有組成物の製造に適当なポリエ
ステルは式: (式中、R6 は二価脂肪族、脂環族又は芳香族炭化水素
基又はポリオキシアルキレン基であり;そしてA1 は二
価芳香族基である)の構造単位を含んでなるポリエステ
ルを包含する。かゝるポリエステルは熱可塑性ポリエス
テル、たとえばポリ(アルキレンジカルボキシレー
ト)、エラストマー状ポリエステル、ポリアリーレート
及びポリエステル共重合体、たとえば共ポリエステルカ
ーボネートを包含する。オルトエステル基との間で生起
する主反応はポリエステルのカルボン酸基が関与するも
のであるので、該ポリエステルは比較的高いカルボン酸
末端基濃度をもつことがきわめて望ましい。約5−25
0マイクロ当量/gの範囲の濃度が一般に適当であり、
20−150マイクロ当量/gが好ましく、20−80
マイクロ当量/gが特に望ましい。
【0034】ポリエステルは式:
【0035】
【化6】 (式中、R6 は前記の意義を有し;R7 はポリオキシア
ルキレン基であり;そしてA2 は三価芳香族基である)
の構造単位を含み得る。式(V)中のA1 基は多くの場
合p−又はm−フェニレン基又はそれらの混合物であ
り、そして式(VI)中のA2 基は通常トリメリト酸から
誘導されかつつぎの構造:
【0036】
【化7】 をもつ基である。
【0037】基R6 はたとえばC2-10アルキレン基、C
6-10脂環族基、C6-20芳香族基又はアルキレン基中に約
2−6個、多くの場合4個の炭素原子を含むポリオキシ
アルキレン基であり得る。さきに述べたとおり、この一
群のポリエステルはポリ(アルキレンテレフタレート)
及びポリアリーレートを包含する。ポリ(アルキレンテ
レフタレート)がしばしば好ましく、ポリ(エチレンテ
レフタレート)及びポリ(ブチレンテレフタレート)が
もっとも好ましい。
【0038】好ましいポリエステルはフェノール60重
量%及び1,1,2,2−テトラクロルエタン40重量
%の混合物中で30℃で測定した固有粘度(IV)に基づ
いて計算して一般に約20,000−70,000の範
囲の数平均分子量をもつポリ(エチレンテレフタレー
ト)及びポリ(ブチレンテレフタレート)である。
【0039】ポリアミドもまた共重合体含有組成物の製
造のために使用し得る。かゝるポリアミドはアミノ基と
カルボン酸基との間に少なくとも2個の炭素原子をもつ
モノアミノ−モノカルボン酸又はそのラクタムの重合、
2つのアミノ基の間に少なくとも2個の炭素原子を含む
ジアミンとジカルボン酸との実質的に等モル割合での重
合、又は前記定義したごときモノアミノモノカルボン酸
又はそのラクタムと実質的に等モル割合のジアミン及び
ジカルボン酸との重合によって製造されたポリアミドを
包含する。こゝで用語“実質的に等モル”割合とは厳密
に等モルの割合及び得られるポリアミドの粘度の安定化
のための慣用の技術において生ずるような等モル割合か
ら若干はずれた割合をともに包含するものとする。ジカ
ルボン酸はその官能性誘導体、たとえばエステル又は酸
クロライドの形で使用することもできる。
【0040】ポリアミドの製造に有用な前述したモノア
ミノ−モノカルボン酸の例はアミノ基とカルボン酸基と
の間に2−16個の炭素原子を含む(ラクタムの場合に
は該炭素原子は−CO−NH−基を含む環を形成する)
かゝる化合物を包含する。モノアミノモノカルボン酸及
びそのラクタムの特定の例としては、ε−アミノカプロ
ン酸、ブチロラクタム、ピバロラクタム、ε−カプロラ
クタム、カプリルラクタム、エナントラクタム、ウンデ
カノラクタム、ドデカノラクタム及び3−及び4−アミ
ノ安息香酸をあげることができる。
【0041】ポリアミドの製造に使用するに適当なジア
ミンは直鎖状及び分枝鎖状アルキル、アリール及びアラ
ルキルジアミンを包含する。代表的なジアミンの例はト
リメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタ
メチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン(このジアミンがしばしば好ましい)、
トリメチルヘキサメチレンジアミン、m−フェニレンジ
アミン及びm−キシリレンジアミンを包含する。
【0042】ジカルボン酸は式: HOOC−Y−COOH (式中、Yは少なくとも2個の炭素原子を含む二価脂肪
族又は芳香族基である)によって表わすことができる。
脂肪族ジカルボン酸の例はセバシン酸、オクタデカンジ
カルボン酸、スベリン酸、グルタル酸、ピメリン酸及び
アジピン酸である。
【0043】結晶質及び非晶質ポリアミドの両者を使用
し得るが、結晶質ポリアミドが耐溶剤性であるという理
由でしばしば好ましい。ポリアミド、別名ナイロン、の
代表的な例はポリアミド−6(ポリカプロラクタム)、
66(ポリヘキサメチレンアジポアミド)、11,1
2,63,64,6/10及び6/12ならびにテレフ
タル酸及び/又はイソフタル酸とトリメチルヘキサメチ
レンジアミンとから誘導されたポリアミド;アジピン酸
とm−キシリレンジアミンとから誘導されたポリアミ
ド、アジピン酸、アゼライン酸及び2,2−ビス(p−
アミノフェニル)プロパン又は2,2−ビス−(p−ア
ミノシクロヘキシル)プロパンから誘導されたポリアミ
ド及びテレフタル酸と4,4′−ジアミノジシクロヘキ
シルメタンとから誘導されたポリアミドを包含する。前
述したポリアミド又はそれらの予備重合体の二種又はそ
れ以上の混合物及び/又は共重合体も本発明の範囲内で
ある。好ましいポリアミドはポリアミド6,46,6
6,11及び12であり、もっとも好ましくはポリアミ
ド66である。
【0044】共重合体含有組成物の製造のためには、均
質な配合物を形成し得る配合法を用いることが好まし
い。適当な配合法は溶液配合法を包含するが、かゝる方
法は多くのポリエステル及びポリアミドに対してその使
用が制限される。これはポリエステル及びポリアミドが
大部分の通常の溶剤に不溶性であるためである。この理
由で及び商業的規模の重合体加工工場では溶融配合装置
の利用で容易であるという理由で、溶融配合法が一般に
好ましい。慣用の溶融配合法及び装置を使用することが
でき、とりわけ押出法が比較的便利かつ特に適切である
という理由でしばしば好ましい。典型的な反応温度は約
175−350℃の範囲である。
【0045】樹脂質成分を、特に混練によって、均質に
配合し得る配合方法及び装置は当業者には明らかであろ
う。かゝる配合装置の例はディスクパックプロセッサー
及び種々の型の押出装置である。押出装置の例は連続式
ミキサー;一軸スクリュー混練式押出機;前進ねじ付き
コンパウンダー、円筒状プッシュ及び/又は左ねじスク
リュー要素を包含するスクリューをもつ逆回転式、非噛
合型二軸スクリュー押出機;同方向回転式噛合型二軸ス
クリュー押出機;及び少なくとも1セクション、好まし
くは少なくとも2セクションの混練ブロック要素を包含
するスクリューをもつ押出機である。
【0046】共重合体に加えて、共重合体含有組成物は
さらに未反応のポリエステル、ポリアミド等を含有し得
る。いずれにせよ、該共重合体含有組成物から製造され
た成形品は一般に延性であり、これらの成形品は単なる
配合物、すなわち不相溶性である配合物から製造された
しばしば脆性であり又は表層剥離を示す成形品よりも高
い衝撃強さ、引張強さ及び引張伸び有する。
【0047】共重合体含有組成物中にはさらに、慣用の
成分、たとえば充填剤、難燃化剤、顔料、染料、安定化
剤、帯電防止剤、結晶化助剤、離型剤等、ならびにさき
に述べた以外の樹脂質成分、たとえば補助的耐衝撃性改
良用重合体を存在せしめ得る。
【0048】オルトエステル重合体、他の重合体及び他
の樹脂質物質の割合は臨界的ではなく、これらの使用割
合は所望の性質をもつ組成物を提供するためには広範囲
に変動し得る。多くの場合、オルトエステル重合体は組
成物の約5−95重量%、好ましくは約5−65重量%
の範囲の量で使用される。
【0049】前述したごとく相溶化剤として作用する共
重合体含有組成物を形成するほかに、本発明の種々の共
重合体、特にスチレンとランダム共重合体は、配合する
ことによって互いに著しく異なる他の重合体の配合物を
相溶化し得る。
【0050】本発明の重合体からの共重合体含有組成物
の製造をつぎの実施例によって説明する。実施例中、す
べての%は重量による。実施例13−20 オルトエステルをグラフト結合したEPDM共重合体及
びポリ(ブチレンテレフタレート)を含有してなる乾燥
配合物を製造しそして250℃程度の温度で押出した。
押出体は所望の共重合体含有組成物であった。これをペ
レットに形成し、乾燥しそして試験片に成形して引張強
さ及び引張伸び(ASTM試験法D638)及びノッチ
付きアイゾット衝撃強さ(ASTM試験法D256)に
ついて試験した。
【0051】試験結果を5種類の対照試験の結果と比較
して表II及び表III に示す。5種類の対照試験は(A−
D)官能基をもたないEPDM共重合体から製造された
配合物及び(E)グリシジルメタクリレート3%を同様
にグラフト結合したEPDM共重合体から製造された配
合物を使用して行なった。
【0052】
【表2】 表 II 実施例 対照例 13 14 15 E ポリエステル、部 50 50 50 50 50 オルトエステル−グラフト化 EPDM: 実施例No. 5 6 8 − − 部 50 50 50 50 50 引張強さ、MPa 16.9 24.2 17.3 13.9 18.5 引張伸び、% 240 370 290 65 230
【0053】
【表3】 表 III 実施例 対照例 16 17 18 19 20 B C D ポリエステル、部 95 90 80 95 90 95 90 80 オルトエステル− グラフト化EPDM: 実施例No. 6 6 6 9 9 − − − 部 5 10 20 5 10 5 10 20 衝撃強さ、 64 641 849 264 844 27 32 53 ジュール/m 表IIから、本発明のEPDM共重合体から製造された共
重合体含有組成物は官能基をもたないEPDM共重合体
を使用した対照例よりも実質的に高い引張強さ及び引張
伸びをもつことが明らかに認められる。本発明のEPD
M共重合体から製造された共重合体含有組成物はまたグ
リシジルメタクリレートを実質的により高割合でグラフ
ト結合させたEPDM共重合体を用いた対照例の組成物
に匹敵するか又はより大きい引張強さ及び引張伸びを有
する。表III からは、本発明の重合体から製造された組
成物の各々は対照例の組成物よりも高い衝撃強さをも
ち、特に実施例17−20の生成物は対照例のものより
も実質的に高い衝撃強さを有することが明らかに認めら
れる。実施例21 実施例14の方法に従って、たゞしポリ(ブチレンテレ
フタレート)の代りに1,4−ブタンジオール及びジメ
チルテレフタレートとトリメリト酸及び平均分子量約2
00をもつポリオキシプロピレンジアミンとのジイミド
−ジ酸反応生成物との0.91:1(重量比)混合物か
ら製造された共ポリエステルを用いて同様の配合物を製
造した。この配合物は10.5MPa の引張強さ及び43
5%の引張伸びを有していた。オルトエステル−グラフ
ト化EPDM共重合体の代りにグリシジルメタクリレー
ト3%をグラフト結合させたEPDM共重合体を用いた
対照試験例は7.7MPa の引張強さ及び505%の引張
伸びを有していた。この場合にも、本発明のグラフト共
重合体は同程度の性質をもつ製品を取得するために対応
するグリシジルメタクリレートグラフト共重合体よりも
実質的に低度の官能化度において使用し得ることが明ら
かに認められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ジエイムス・ホーレイ アメリカ合衆国、ニユーヨーク州、スケネ クタデイ、ナンバー572、ステイト・スト リート、225番 (72)発明者 テイモシー・ジヨン・シーア アメリカ合衆国、ニユーヨーク州、スケネ クタデイ、パーク・アベニユー、1023番 (72)発明者 ジヨン・ロバート・キヤンベル アメリカ合衆国、ニユーヨーク州、クリフ トン・パーク、ペツパー・ハロウ、41番

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 つぎの構造単位: A.式(I): 【化1】 (式中、R1 及びR2 はそれぞれ独立的にC1-10第1級
    又は第2級アルキル又はアラルキル基又はC6-10アリー
    ル基を表わすか、又はR1 及びR2 は連結して5員,6
    員又は7員環を形成し;R3 は水素又はC1-4 第1級又
    は第2級アルキル基を表わし;R4 は非置換又は置換C
    1-6 アルキレン基又はC6-10アリーレン基を表わし;R
    5 は水素又はメチル基を表わし;R6 は水素、C1-6
    ルキル基又はC6-10アリール基を表わし;Xは不活性連
    結基を表わし;m及びpは0又は1であり、そしてnは
    1ないし2−mである)の構造単位;及び随意に、 B.不飽和アルコール及びそれらのエステル、不飽和酸
    及びそれらのエステル、不飽和低級多価アルコール及び
    それらのエステル、不飽和エーテル、不飽和ケトン、不
    飽和アミド、不飽和脂肪族炭化水素、不飽和アルキルハ
    ライド、不飽和酸無水物、不飽和ニトリル及びビニル環
    式化合物から選んだ一種又はそれ以上の単量体から誘導
    された構造単位;からなる重合体。
  2. 【請求項2】 R1 及びR2 がともにアルキル基である
    請求項1記載の重合体。
  3. 【請求項3】 mが0でありそしてnが1である請求項
    2記載の重合体。
  4. 【請求項4】 R3 及びR6 がともに水素である請求項
    3記載の重合体。
  5. 【請求項5】 pが1である請求項4記載の重合体。
  6. 【請求項6】 ランダム付加重合体である請求項5記載
    の重合体。
  7. 【請求項7】 スチレンとの共重合体である請求項6記
    載の重合体。
  8. 【請求項8】 グラフト共重合体である請求項5記載の
    重合体。
  9. 【請求項9】 予め形成されたエチレンとプロピレンと
    の共重合体上のグラフト共重合体である請求項8記載の
    重合体。
  10. 【請求項10】 R2 がメチル基又はフェニル基である
    請求項9記載の重合体。
  11. 【請求項11】 R4 がメチレン基である請求項10記
    載の重合体。
  12. 【請求項12】 エチレン、プロピレン及び少なくとも
    一種の非共役ジエンから誘導された構造単位を含んでな
    る共重合体上のグラフト共重合体である請求項11記載
    の重合体。
  13. 【請求項13】 Xが式: の基である請求項12記載の重合体。
  14. 【請求項14】 R2 がメチル基である請求項13記載
    の重合体。
  15. 【請求項15】 R2 フェニル基である請求項13記載
    の重合体。
  16. 【請求項16】 R5 が水素である請求項13記載の重
    合体。
  17. 【請求項17】 R5 がメチル基である請求項13記載
    の重合体。
  18. 【請求項18】 Xが式: 【化2】 の基である請求項12記載の重合体。
  19. 【請求項19】 R2 がメチル基である請求項18記載
    の重合体。
  20. 【請求項20】 R2 がフェニル基である請求項18記
    載の重合体。
  21. 【請求項21】 R5 が水素である請求項18記載の重
    合体。
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