JPH06157769A - 熱可塑性樹脂のｒｉｍ成形用重合触媒 - Google Patents
熱可塑性樹脂のｒｉｍ成形用重合触媒Info
- Publication number
- JPH06157769A JPH06157769A JP31710992A JP31710992A JPH06157769A JP H06157769 A JPH06157769 A JP H06157769A JP 31710992 A JP31710992 A JP 31710992A JP 31710992 A JP31710992 A JP 31710992A JP H06157769 A JPH06157769 A JP H06157769A
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- thermoplastic resin
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】成形型への注入前の状態では重合反応の開始を
阻止するとともに、成形型へ注入後には敏速に反応が進
行する構成の触媒とする。 【構成】化学構造式（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｍ、（Ｒ2 ）4 Ｎ+-
（Ｒ3 ）（ここでＲ1 及びＲ2 はそれぞれアルキル基又
はアリール基、Ｒ3 はハロゲン基又は水酸基、Ｍはアル
カリ金属）で表され、それぞれ熱可塑性樹脂原料に対し
て不活性な２種類の化合物からなり、互いに接触するこ
とにより反応して化学構造式（Ｒ1 ）4 Ｂ -+Ｎ（Ｒ2 ）
4 で表される高活性なアニオン重合用触媒が生成する。
阻止するとともに、成形型へ注入後には敏速に反応が進
行する構成の触媒とする。 【構成】化学構造式（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｍ、（Ｒ2 ）4 Ｎ+-
（Ｒ3 ）（ここでＲ1 及びＲ2 はそれぞれアルキル基又
はアリール基、Ｒ3 はハロゲン基又は水酸基、Ｍはアル
カリ金属）で表され、それぞれ熱可塑性樹脂原料に対し
て不活性な２種類の化合物からなり、互いに接触するこ
とにより反応して化学構造式（Ｒ1 ）4 Ｂ -+Ｎ（Ｒ2 ）
4 で表される高活性なアニオン重合用触媒が生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリエステル，ポリカ
ーボネートなどの、熱可塑性樹脂のＲＩＭ（Reaction I
njection Molding）成形に用いられる重合用触媒に関す
る。
ーボネートなどの、熱可塑性樹脂のＲＩＭ（Reaction I
njection Molding）成形に用いられる重合用触媒に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】重合反応により熱可塑性樹脂となる熱可
塑性樹脂原料を重合用触媒と混合して成形型内に注入
し、成形型内で熱可塑性樹脂原料を重合させて熱可塑性
樹脂成形体を形成する熱可塑性樹脂のＲＩＭ成形法が知
られている。例えば特開昭５８−１２７７３３号公報に
は、ε−カプロラクタムなどの環状ラクタムと重合用触
媒とを混合したＡ成分と、環状ラクタムと重合促進剤及
びエポキシ成分を混合したＢ成分とを、それぞれ加熱溶
融した後混合し高温の金型内に注入して重合させるナイ
ロンのＲＩＭ成形法が開示されている。
塑性樹脂原料を重合用触媒と混合して成形型内に注入
し、成形型内で熱可塑性樹脂原料を重合させて熱可塑性
樹脂成形体を形成する熱可塑性樹脂のＲＩＭ成形法が知
られている。例えば特開昭５８−１２７７３３号公報に
は、ε−カプロラクタムなどの環状ラクタムと重合用触
媒とを混合したＡ成分と、環状ラクタムと重合促進剤及
びエポキシ成分を混合したＢ成分とを、それぞれ加熱溶
融した後混合し高温の金型内に注入して重合させるナイ
ロンのＲＩＭ成形法が開示されている。
【０００３】もう少し詳しく説明すると、Ａ成分中の重
合用触媒としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属
の水素化物，アルキルハライド，ヒドロキシド，有機金
属化合物などが例示されている。またＢ成分中の重合促
進剤としてはテレフタロイルビスカプロラクタムなどが
例示されている。そしてＡ成分及びＢ成分をそれぞれ７
０〜１００℃に加熱溶融し、混合して１００〜２００℃
に加熱された金型内へ注入している。
合用触媒としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属
の水素化物，アルキルハライド，ヒドロキシド，有機金
属化合物などが例示されている。またＢ成分中の重合促
進剤としてはテレフタロイルビスカプロラクタムなどが
例示されている。そしてＡ成分及びＢ成分をそれぞれ７
０〜１００℃に加熱溶融し、混合して１００〜２００℃
に加熱された金型内へ注入している。
【０００４】またＵＳ Patent 4,853,459, 4,778,875,
ＳＡＭＰＥ Journal,Vol.27,No.1,1991 には環状カーボ
ネート及び環状エステルに対して、金属酸化物や有機金
属化合物などの重合用触媒を混合し、それを加熱溶融し
高温の金型内に注入して開環付加重合させるポリエステ
ル又はポリカーボネートのＲＩＭ成形法が開示されてい
る。
ＳＡＭＰＥ Journal,Vol.27,No.1,1991 には環状カーボ
ネート及び環状エステルに対して、金属酸化物や有機金
属化合物などの重合用触媒を混合し、それを加熱溶融し
高温の金型内に注入して開環付加重合させるポリエステ
ル又はポリカーボネートのＲＩＭ成形法が開示されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記公報に開
示された成形法では、金型に注入される前の段階で熱可
塑性樹脂原料の反応が進行する場合がある。例えば特開
昭５８−１２７７３３号公報に開示された方法では、Ａ
成分中に環状ラクタムと高活性な重合用触媒とが共存し
ているため、加熱溶融時に重合反応が開始されてしま
う。またＵＳ Patent 4,853,459, 4,778,875, ＳＡＭＰ
Ｅ Journal,Vol.27,No.1,1991 に開示された方法におい
ても、環状原料と重合用触媒とが共存しているので、同
様に加熱溶融時に重合反応が開始される。
示された成形法では、金型に注入される前の段階で熱可
塑性樹脂原料の反応が進行する場合がある。例えば特開
昭５８−１２７７３３号公報に開示された方法では、Ａ
成分中に環状ラクタムと高活性な重合用触媒とが共存し
ているため、加熱溶融時に重合反応が開始されてしま
う。またＵＳ Patent 4,853,459, 4,778,875, ＳＡＭＰ
Ｅ Journal,Vol.27,No.1,1991 に開示された方法におい
ても、環状原料と重合用触媒とが共存しているので、同
様に加熱溶融時に重合反応が開始される。
【０００６】このように金型に注入される前に重合反応
が開始されると、注入時の粘度が上昇し、金型内での流
動状態が悪化して成形不良となる恐れがある。また最悪
の場合には、金型へ注入前に樹脂化してしまう場合もあ
る。さらに、金型内に強化繊維を配置しその繊維に樹脂
を含浸させてＦＲＰを成形する場合には、粘度の上昇に
より繊維への含浸状態が悪化し、充分な強度が得られな
いという不具合が生じる。
が開始されると、注入時の粘度が上昇し、金型内での流
動状態が悪化して成形不良となる恐れがある。また最悪
の場合には、金型へ注入前に樹脂化してしまう場合もあ
る。さらに、金型内に強化繊維を配置しその繊維に樹脂
を含浸させてＦＲＰを成形する場合には、粘度の上昇に
より繊維への含浸状態が悪化し、充分な強度が得られな
いという不具合が生じる。
【０００７】このような不具合を防止するために、活性
の低い重合用触媒を用いるなど、重合速度を遅くする方
法が考えられる。この場合は低粘度状態を長く維持で
き、金型内での流動特性や繊維への含浸特性は改善され
るが、金型内での重合反応まで遅くなり成形時間が長く
なるという問題がある。本発明はこのような事情に鑑み
てなされたものであり、成形型への注入前の状態では重
合反応の開始を阻止するとともに、成形型へ注入後には
敏速に反応が進行する構成とすることを目的とする。
の低い重合用触媒を用いるなど、重合速度を遅くする方
法が考えられる。この場合は低粘度状態を長く維持で
き、金型内での流動特性や繊維への含浸特性は改善され
るが、金型内での重合反応まで遅くなり成形時間が長く
なるという問題がある。本発明はこのような事情に鑑み
てなされたものであり、成形型への注入前の状態では重
合反応の開始を阻止するとともに、成形型へ注入後には
敏速に反応が進行する構成とすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の熱可塑性樹脂のＲＩＭ成形用重合触媒は、熱可塑性
樹脂原料に対して単独では不活性であり両者を混合する
ことにより初めて高活性なアニオン重合用触媒を生成す
る２種の化合物Ａと化合物Ｂを、それぞれ熱可塑性樹脂
原料と別々に混合して別な容器に入れ、両者を混合して
型内に注入する熱可塑性樹脂のＲＩＭ成形法に用いる重
合用触媒の組合せであって、前記アニオン重合用触媒は
（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｎ（Ｒ2 ）4 であり、前記化合物Ａ及び
前記化合物Ｂはそれぞれ化学構造式（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｍ、
（Ｒ2 ）4 Ｎ+-（Ｒ 3 ）（ここでＲ1 及びＲ2 はそれぞ
れアルキル基又はアリール基、Ｒ3 はハロゲン基又は水
酸基、Ｍはアルカリ金属を表す）で表されることを特徴
とする。
明の熱可塑性樹脂のＲＩＭ成形用重合触媒は、熱可塑性
樹脂原料に対して単独では不活性であり両者を混合する
ことにより初めて高活性なアニオン重合用触媒を生成す
る２種の化合物Ａと化合物Ｂを、それぞれ熱可塑性樹脂
原料と別々に混合して別な容器に入れ、両者を混合して
型内に注入する熱可塑性樹脂のＲＩＭ成形法に用いる重
合用触媒の組合せであって、前記アニオン重合用触媒は
（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｎ（Ｒ2 ）4 であり、前記化合物Ａ及び
前記化合物Ｂはそれぞれ化学構造式（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｍ、
（Ｒ2 ）4 Ｎ+-（Ｒ 3 ）（ここでＲ1 及びＲ2 はそれぞ
れアルキル基又はアリール基、Ｒ3 はハロゲン基又は水
酸基、Ｍはアルカリ金属を表す）で表されることを特徴
とする。
【０００９】熱可塑性樹脂原料としてはアニオン付加重
合可能な化合物が用いられ、そのような化合物としては
例えば環状ラクタム、環状ラクトン、環状カーボネート
などが例示される。アニオン重合用触媒は、（Ｒ1 ）4
Ｂ-+Ｎ（Ｒ2 ）4 で表される４配位のホウ素化合物であ
る。このアニオン重合用触媒は、（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｍで表
されホウ素化合物である化合物Ａと、（Ｒ2 ）4 Ｎ
+-（Ｒ3 ）で表されアンモニウム塩である化合物Ｂとの
反応により生成される。
合可能な化合物が用いられ、そのような化合物としては
例えば環状ラクタム、環状ラクトン、環状カーボネート
などが例示される。アニオン重合用触媒は、（Ｒ1 ）4
Ｂ-+Ｎ（Ｒ2 ）4 で表される４配位のホウ素化合物であ
る。このアニオン重合用触媒は、（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｍで表
されホウ素化合物である化合物Ａと、（Ｒ2 ）4 Ｎ
+-（Ｒ3 ）で表されアンモニウム塩である化合物Ｂとの
反応により生成される。
【００１０】ここでＲ1 はアルキル基又はアリール基で
あり、フェニル基，メチル基，エチル基，プロピル基，
イソプロピル基，ブチル基などが好適である。Ｒ2 もア
ルキル基又はアリール基であり、フェニル基，メチル
基，エチル基，イソプロピル基，ブチル基などが好適で
ある。Ｒ3 はハロゲン基又は水酸基であり、ハロゲン基
としては塩素基，臭素基，フッ素基が好適である。
あり、フェニル基，メチル基，エチル基，プロピル基，
イソプロピル基，ブチル基などが好適である。Ｒ2 もア
ルキル基又はアリール基であり、フェニル基，メチル
基，エチル基，イソプロピル基，ブチル基などが好適で
ある。Ｒ3 はハロゲン基又は水酸基であり、ハロゲン基
としては塩素基，臭素基，フッ素基が好適である。
【００１１】Ｍはアルカリ金属であり、リチウム，ナト
リウム，カリウム，セシウムなどが好適である。化合物
Ａと化合物Ｂは、それぞれ熱可塑性樹脂原料と別々に混
合され、例えば第１成分及び第２成分とされる。ここ
で、化合物Ａは第１成分中に０．０１〜１０モル％含ま
れるように混合される。０．１〜５モル％程度が特に望
ましい。また化合物Ｂも同様に、第２成分中に０．０１
〜１０モル％含まれるように混合される。０．１〜５モ
ル％程度が特に望ましい。化合物Ａ及び化合物Ｂの混合
量がこの範囲より少ないと、成形型内での重合反応速度
が遅くなり、この範囲より多く混合しても効果が飽和す
るばかりか、得られる樹脂の分子量が低下するため好ま
しくない。
リウム，カリウム，セシウムなどが好適である。化合物
Ａと化合物Ｂは、それぞれ熱可塑性樹脂原料と別々に混
合され、例えば第１成分及び第２成分とされる。ここ
で、化合物Ａは第１成分中に０．０１〜１０モル％含ま
れるように混合される。０．１〜５モル％程度が特に望
ましい。また化合物Ｂも同様に、第２成分中に０．０１
〜１０モル％含まれるように混合される。０．１〜５モ
ル％程度が特に望ましい。化合物Ａ及び化合物Ｂの混合
量がこの範囲より少ないと、成形型内での重合反応速度
が遅くなり、この範囲より多く混合しても効果が飽和す
るばかりか、得られる樹脂の分子量が低下するため好ま
しくない。
【００１２】第１成分と第２成分とは、化合物Ａと化合
物Ｂのモル比が１：１〜１：１．５の範囲となるように
混合されることが望ましい。１：１〜１：１．２の範囲
が特に望ましい。このモル比の値が１／１より大きくな
るとアニオン触媒の発生量（生成量）不足となり、１／
１．５より小さくなると化合物Ｂが不純物として残存す
る量が増加するため好ましくない。
物Ｂのモル比が１：１〜１：１．５の範囲となるように
混合されることが望ましい。１：１〜１：１．２の範囲
が特に望ましい。このモル比の値が１／１より大きくな
るとアニオン触媒の発生量（生成量）不足となり、１／
１．５より小さくなると化合物Ｂが不純物として残存す
る量が増加するため好ましくない。
【００１３】
【作用】本発明の熱可塑性樹脂のＲＩＭ成形用重合触媒
では、化合物Ａ及び化合物Ｂはそれぞれ単独では熱可塑
性樹脂原料に対して全く不活性である。すなわちそれぞ
れが熱可塑性原料と混合された第１成分及び第２成分
は、それぞれ安定な混合物であり、加熱溶融しても反応
が生じない。したがって混合されて反応が開始されるま
では低粘度の状態を維持するため、注入前に樹脂化する
ことがなく、ＦＲＰ成形時の繊維への含浸性も極めて良
好となる。
では、化合物Ａ及び化合物Ｂはそれぞれ単独では熱可塑
性樹脂原料に対して全く不活性である。すなわちそれぞ
れが熱可塑性原料と混合された第１成分及び第２成分
は、それぞれ安定な混合物であり、加熱溶融しても反応
が生じない。したがって混合されて反応が開始されるま
では低粘度の状態を維持するため、注入前に樹脂化する
ことがなく、ＦＲＰ成形時の繊維への含浸性も極めて良
好となる。
【００１４】そして第１成分と第２成分とが混合される
ことにより、化合物Ａと化合物Ｂが互いに接触して初め
て反応し、高活性なアニオン重合用触媒である４配位の
ホウ素化合物が生成する。そしてこのアニオン重合用触
媒により、成形型内では熱可塑性樹脂原料の重合反応が
急速に進行する。これにより熱可塑性樹脂成形体が形成
される。
ことにより、化合物Ａと化合物Ｂが互いに接触して初め
て反応し、高活性なアニオン重合用触媒である４配位の
ホウ素化合物が生成する。そしてこのアニオン重合用触
媒により、成形型内では熱可塑性樹脂原料の重合反応が
急速に進行する。これにより熱可塑性樹脂成形体が形成
される。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 （実施例１）アルゴンガス雰囲気下において、熱可塑性
樹脂原料としての環状カーボネート２０ｇ（７８．６５
mmol）と、化合物Ａとしてのテトラフェニルホウ素化ナ
トリウム（（Ｐｈ）4 Ｂ-+Ｎａ）０．２７ｇ（０．７９
mmol）を密閉容器１に入れ、均一に混合して第１成分を
調製した。
樹脂原料としての環状カーボネート２０ｇ（７８．６５
mmol）と、化合物Ａとしてのテトラフェニルホウ素化ナ
トリウム（（Ｐｈ）4 Ｂ-+Ｎａ）０．２７ｇ（０．７９
mmol）を密閉容器１に入れ、均一に混合して第１成分を
調製した。
【００１６】また、アルゴンガス雰囲気下において、熱
可塑性樹脂原料としての環状カーボネート２０ｇ（７
８．６５mmol）と、化合物Ｂとしてのテトラブチルアン
モニウムクロライド（（Ｃ4 Ｈ9 ）4 ＮＣｌ）の濃度１
ＭのＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液０．７９mlを密
閉容器２に入れて均一に混合した後、ＴＨＦを真空除去
して第２成分を調製した。
可塑性樹脂原料としての環状カーボネート２０ｇ（７
８．６５mmol）と、化合物Ｂとしてのテトラブチルアン
モニウムクロライド（（Ｃ4 Ｈ9 ）4 ＮＣｌ）の濃度１
ＭのＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液０．７９mlを密
閉容器２に入れて均一に混合した後、ＴＨＦを真空除去
して第２成分を調製した。
【００１７】この第１成分と第２成分をそれぞれ別々に
２５０℃に加熱して溶融させ、２５０℃で２４時間保持
したが、内容物に変化はなく重合反応は生じなかった。
次に図１に示すように、それぞれの密閉容器１，２内を
アルゴンガスで充満し、２５０℃に加熱して溶融した状
態で、２５０℃に加熱された金型３のキャビティ３０に
同時に注入して混合したところ、混合１分後に重量平均
分子量56,000のポリカーボネートからなる成形体が得ら
れた。 （実施例２〜実施例７）化合物Ａ及び化合物Ｂの種類と
量を表１に示すように種々変更したこと以外は実施例１
と同様にして、それぞれの成形体を形成し、重合時間と
重量平均分子量（Ｍｗ）を測定した。結果を表１に示
す。
２５０℃に加熱して溶融させ、２５０℃で２４時間保持
したが、内容物に変化はなく重合反応は生じなかった。
次に図１に示すように、それぞれの密閉容器１，２内を
アルゴンガスで充満し、２５０℃に加熱して溶融した状
態で、２５０℃に加熱された金型３のキャビティ３０に
同時に注入して混合したところ、混合１分後に重量平均
分子量56,000のポリカーボネートからなる成形体が得ら
れた。 （実施例２〜実施例７）化合物Ａ及び化合物Ｂの種類と
量を表１に示すように種々変更したこと以外は実施例１
と同様にして、それぞれの成形体を形成し、重合時間と
重量平均分子量（Ｍｗ）を測定した。結果を表１に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】すなわち本発明の熱可塑性樹脂のＲＩＭ
成形用重合触媒によれば、化合物Ａ及び化合物Ｂは熱可
塑性樹脂原料に対して不活性であるため、原料が成形型
へ注入前に反応するのが阻止されている。したがって、
低粘度で成形型内に注入することができ、注入前に樹脂
化したり、成形型内での流動特性が低下したりすること
がない。またＦＲＰ成形時には、繊維への含浸特性に優
れているので、機械的特性に優れたＦＲＰ成形体を形成
することができる。
成形用重合触媒によれば、化合物Ａ及び化合物Ｂは熱可
塑性樹脂原料に対して不活性であるため、原料が成形型
へ注入前に反応するのが阻止されている。したがって、
低粘度で成形型内に注入することができ、注入前に樹脂
化したり、成形型内での流動特性が低下したりすること
がない。またＦＲＰ成形時には、繊維への含浸特性に優
れているので、機械的特性に優れたＦＲＰ成形体を形成
することができる。
【００２０】さらに化合物Ａと化合物Ｂとの反応により
生成するアニオン重合用触媒は極めて高活性であるた
め、成形型に注入後の反応時間は短く成形時間を大幅に
短縮することができる。また成形体を一層高分子量化す
ることができ、衝撃強度や耐熱性などの物性の大幅な向
上を図ることができる。
生成するアニオン重合用触媒は極めて高活性であるた
め、成形型に注入後の反応時間は短く成形時間を大幅に
短縮することができる。また成形体を一層高分子量化す
ることができ、衝撃強度や耐熱性などの物性の大幅な向
上を図ることができる。
【図１】本発明の重合用触媒を用いたＲＩＭ成形法の概
略説明図である。
略説明図である。
１：密閉容器 ２：密閉容器
３：金型
３：金型
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｇ 69/20 ＮＲＴ 9286−4Ｊ Ｃ０８Ｊ 3/20 ＣＦＤ Ｚ 9268−4Ｆ
Claims (1)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂原料に対して単独では不活
性であり両者を混合することにより初めて高活性なアニ
オン重合用触媒を生成する２種の化合物Ａと化合物Ｂ
を、それぞれ該熱可塑性樹脂原料と別々に混合して別な
容器に入れ、両者を混合して型内に注入する熱可塑性樹
脂のＲＩＭ成形法に用いる重合用触媒の組合せであっ
て、 前記アニオン重合用触媒は（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｎ（Ｒ2 ）4
であり、前記化合物Ａ及び前記化合物Ｂはそれぞれ化学
構造式（Ｒ1 ）4 Ｂ-+Ｍ、（Ｒ2 ）4 Ｎ+-（Ｒ 3 ）（こ
こでＲ1 及びＲ2 はそれぞれアルキル基又はアリール
基、Ｒ3 はハロゲン基又は水酸基、Ｍはアルカリ金属を
表す）で表されることを特徴とする熱可塑性樹脂のＲＩ
Ｍ成形用重合触媒。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31710992A JPH06157769A (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 熱可塑性樹脂のｒｉｍ成形用重合触媒 |
| US08/154,516 US5514322A (en) | 1992-11-20 | 1993-11-19 | Rim method of molding thermoplastic resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31710992A JPH06157769A (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 熱可塑性樹脂のｒｉｍ成形用重合触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06157769A true JPH06157769A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18084542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31710992A Pending JPH06157769A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-26 | 熱可塑性樹脂のｒｉｍ成形用重合触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06157769A (ja) |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP31710992A patent/JPH06157769A/ja active Pending
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