JPH0641510B2 - ポリエステルエラストマ - Google Patents

ポリエステルエラストマ

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JPH0641510B2
JPH0641510B2 JP58095808A JP9580883A JPH0641510B2 JP H0641510 B2 JPH0641510 B2 JP H0641510B2 JP 58095808 A JP58095808 A JP 58095808A JP 9580883 A JP9580883 A JP 9580883A JP H0641510 B2 JPH0641510 B2 JP H0641510B2
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善行 山本
博光 石井
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なポリエステルエラストマに関するもので
ある。
ポリブチレンテレフタレートを主たるハードセグメント
とし、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールをソ
フトセグメントとするポリエーテルエステルブロツク共
重合体やポリブチレンテレフタレートを主たるハードセ
グメントとし、ポリ−εーカプロラクトンをソフトセグ
メントとするポリエステルエステルブロツク共重合体
は、柔軟性、弾性的特性、機械的強度などに優れるとと
もに熱可塑性であるためプラスチツクの加工技術と同様
に成形される利点が生かされて自動車部品、電気・電子
部品、一般機器部品、雑貨用品などのゴムやプラスチツ
ク用途に広く使用されている。
しかしながら前記ポリエーテルエステルブロツク共重合
体では、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールが
共重合されるため、ポリマ自体に粘着性を有し又結晶性
化速度が遅く、射出成形時に金型からの離形性が悪く又
金型内での固化速度も遅いため成形サイクルが長いとい
う欠点を有している。
一方前記ポリエステルエステルブロツク共重合体は、ハ
ードセグメントを構成するポリブチレンテレフタレート
とポリ−ε−カプロラクトンが溶融時にエステル交換反
応によりランダム化するため、融点、結晶化温度、ブロ
ツク性が変動し、一定品質のポリマが得られないという
欠点を有している。
そこで本発明者らは上記の欠点を改良し、成形性、熱的
性質、ゴム弾性に均衡して優れたポリエステルエラスト
マを得るべく鋭意検討した結果本発明に到達した。
すなわち本発明は (1)主としてテレフタル酸からなる分子量300以下の
芳香族ジカルボン酸〔(1)成分〕 (2)炭素数2〜12の脂肪族ジオール〔(2)成分〕 (3)下記一般式(I)で表わされる化合物〔(3)成分〕 の3者を共重合してなるポリエステル共重合体であり、
かつ前記(1)、(2)成分からなるポリエステル成分100
重量部に対して前記(3)成分が5〜200重量部の割合
で共重合されてなる対数粘度が0.2〜1.2のポリエ
ステルエラストマを提供するものである。
式中Rは炭素数2〜8のアルキレン基を、n、p、qは
整数を示す。
以下具体的に本発明のポリエステルエラストマの製法及
び特徴を詳述する。
本発明で使用する主としてテレフタル酸からなる分子量
300以下の芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸
以外にイソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−2,6−ジ
カルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、ジフエ
ニル−4,4′−ジカルボン酸、ジフエノキシエタンジカ
ルボン酸、3−スルホイソフタル酸ナトリウム等のごと
き芳香族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボ
ン酸のごとき脂環族ジカルボン酸、コハク酸、シユウ
酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー
酸のごとき脂肪族ジカルボン酸等を挙げることができ
る。もちろんジカルボン酸のエステル形成性誘導体たと
えば低級アルキルエステル、アリールエステル、炭酸エ
ステルさらには酸ハロゲン化物なども同時に用いうる。
ここで主としてとはテレフタル酸を70モル%以上ジカ
ルボン酸として含むことを意味する。炭素数2〜12の
脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタ
ンジオール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレン
グリコールなどの脂肪族ジオールが挙げられ、さらに3
0モル%以下の少量共重合成分として1,1−シクロヘキ
サンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノー
ル、トリシクロデカンジメタノールのごとき脂肪族ジオ
ール、キシリレングリコール、ビス(p−ヒドロキシ)
ジフエニル、ビス(p−ヒドロキシフエニル)プロパ
ン、2,2−ビス〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フエ
ニル〕プロパン、ビス〔4−(2−ヒドロキシ)フエニ
ル〕スルホン、1,1−ビス〔4−(2−ヒドロキシエト
キシ)フエニル〕シクロヘキサンなどの芳香族基を含む
ジオールなどが挙げられる。かかるジオールもエステル
形成性誘導体たとえばアセチル体、アルカリ金属塩など
の形でも用いうる。特にエチレングリコール、1,4−ブ
タンジオールが好適である。
前記一般式(I)で表わされる化合物の脂肪族ポリエーテ
ルエステルは (Rは炭素数2〜8のアルキレン基を、nは2〜100
の整数を示す。) で表わされるポリ(アルキレンオキシド)グリコールに
ε−カプロラクトンを開環重付加させた化合物である。
一般式(II)のポリ(アルキレンオキシド)グリコールと
してはポリエチレングリコール、ポリ(1,2−および1,3
−プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチ
レンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピ
レンオキシドの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒ
ドロフランの共重合体などのポリ(アルキレンオキシ
ド)グリコールが挙げられ、これらのうちで特に高い耐
熱性や耐加水分解性、弾性特性で要求される用途にはポ
リ(テトラメチレンオキシド)グリコールが好適であ
る。
ポリ(アルキレンオキシド)グリコールルの数平均分子
量は300〜6.000、より好ましくは500〜4.500であ
り、分子量が大きすぎるとポリ(アルキレンオキシド)
グリコール単位自体が結晶性を持つようになつて、弾性
機能を失わせることになり、また相溶性も悪くなる。
このポリ(アルキレンオキシド)グリコールにε−カプ
ロラクトンを開環重付加させた一般式(I)の脂肪族ポリ
エーテルエステル中のε−カプロラクトン成分とポリ
(アルキレンオキシド)グリコール成分との割合はε−
カプロラクトン成分が70重量%以下が好ましい。70
重量%をこえると得られるポリエステルエラストマの結
晶性が低下したり、融点変動など物性の変化が大きく好
ましくない。
ポリエーテルエステルエステル中すなわちポリエステル
エラストマ中一般式(I)で表わされる脂肪族ポリエーテ
ルエステルセグメント対ポリエステルハードセグメント
の占める割合は5/100〜200/100になるよう
にする必要がある。
200/100以上ではポリマのハードセグメントの性
質がほとんど消滅してしまつて優れた機械的、熱的性質
を与えない。また5/100以下では低Tg成分であるポ
リ(アルキレンオキシド)グリコール単位が少ないため
に通常使用条件下や低温においてはゴム弾性が低下して
しまうため好ましくない。
前記各成分よりなる本発明のポリエーテルエステルエス
テルブロツク共重合体は公知の方法で製造されうる。た
とえばジカルボン酸の低級アルコールジエステル、過剰
量の低分子量グリコールおよび一般式(I)で表わされる
脂肪族ポリエーテルエステルを触媒の存在下エステル交
換反応せしめ、得られる反応生成物を重縮合する方法、
あるいはジカルボン酸とグリコールおよび一般式(I)で
表わされる脂肪族ポリエーテルエステルを触媒の存在下
エステル化反応せしめ、得られる生成物を重縮合する方
法また予めポリブチレンテレフタレートを作つておき、
これに他のジカルボン酸やジオールもしくは一般式(I)
で表わされる脂肪族ポリエーテルエステルを加えたり、
もしくは他の共重合ポリエステルを添加してエステル交
換によりランダム化せしめる方法などいずれの方法をと
つてもよい。エステル交換反応またはエステル化反応と
重縮合反応に共通の触媒として、チタン触媒が良好な結
果を与える。特にテトラブチルチタネート、テトラ−イ
ソプロピルチタネートなどのごときテトラアルキルチタ
ネート、シユウ酸チタンカリのごときシユウ酸チタン金
属塩等が好ましい。またその他の触媒としてはジブチル
スズオキサイド、ジブチルスズラウレートのごときスズ
化合物、酢酸鉛のごとき鉛化合物があげられる。
また、ジカルボン酸やグリコールの一部としてポリカル
ボン酸や多官能ヒドロキシ化合物、オキシ酸などが共重
合されていてもよい。多官能成分は高粘度化成分として
有効に作用し、その共重合しうる範囲は3モル%以下で
ある。かかる多官能成分として用いることができるもの
にはトリメリツト酸、トリメシン酸、ピロメリツト酸、
ベンゾフエノンテトラカルボン酸、ブタンテトラカルボ
ン酸、グリセリン、ベンタエリスリトールおよびそれら
のエステル、酸無水物などを挙げることができる。本発
明による得られるポリエステルエラストマは、その対数
粘度が0.2〜1.2、特に0.35〜0.99の範囲にあることが好
ましく、対数粘度が0.2未満では弾性機能が失われ、ま
た1.2を越えると重合装置からの吐出が困難となるため
好ましくない。
本発明のポリエーテルエステルエステルブロツク共重合
体には重合時もしくは重合後成形前に酸化防止剤、熱分
解防止剤、紫外線吸収剤などの耐熱耐光性の安定剤を含
有させることができる。耐熱安定剤としては、たとえば
4,4′−ビス(2,6−ジ第3ブチルフエノール)、1、
3、5−トリメチル−2、4、6−トリス(3,5−ジ第
3ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラ
キス〔メチレン−3(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロ
キシフエニル)プロピオネート〕メタン、N,N′−ヘキ
サンメチレン−ビス(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロ
キシヒドロ桂皮酸アミド)など各種ヒンダードフエノー
ル類、N,N′−ビス(β−ナフチル)−p−フエニルレ
ンジアミンや4,4′−ビス(4−a,a−ジメチルベンジ
ル)ジフエニルアミンのごとき芳香族アミン類、ジラウ
リルチオジピロピオネート等のごときイオウ化合物やリ
ン化合物、アルカリ土類金属酸化物、シツフ塩基のニツ
ケル塩などを挙げることができる。また耐光安定剤とし
ては置換ベンゾフエノン、ベンゾトリアゾール類や、ビ
ス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジン)セバケ
ートや4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジンなどのピペリジン化合物を挙げること
ができる。
また本発明のポリエーテルエステルエステルブロツク共
重合体には耐加水分解改良剤、着色剤(顔料、染料)帯
電防止剤、導電剤、難燃剤、補強剤、充填剤、滑剤、核
剤、離型剤、可塑剤、接着助剤、粘着剤などを任意に含
有せしめることができる。
上記の方法によつて前記(1)、(2)および(3)成分がラン
ダムに共重合したポリエステル共重合体が得られる。こ
の共重合体は前記(1)成分と(2)成分とからなるポリエス
テル成分100重量部に換算して前記(3)成分が5〜2
00重量部の割合で共重合されているので従来公知のポ
リエーテルエステルブロツク共重合体やポリエステルエ
ステルブロツク共重合体に比して次のごとき特徴を有し
ている。
(1)成形性にすぐれている。
金型内での固化速度が速く、又金型からの離形性に優れ
ているため、成形サイクルが短かい。
(2)熱的性質がすぐれている。
ポリマの融点が高いため、高温まで形態を保持してい
る。
(3)ゴム弾性にすぐれている。
引張強度、引張弾性率など機械的性質のバランスがとれ
ており、ポリエステルをハードセグメント、脂肪族ポリ
エーテルエステルをソフトセグメントとするブロツク共
重合体であり、顕著なゴム弾性を示す。
以下実施例により本発明を詳述する なお実施例中「部」または「%」で表示したものは全て
重量比率で表わしたものである。また本文中および例中
に示す対数粘度はオルトクロロフエノール中30℃、0.
5%濃度の条件で測定した値である。
実施例1(脂肪族ポリエーテルエステルの合成) 脂肪族ポリエーテルエステルA 数平均分子量4000のポリ(エチレンオキシド)グリ
コール(PEG)4000部、ε−カプロラクトン500
部、テトラ−n−ブチルチタネート2.25部を窒素雰囲気
下200℃に加熱し、30分間反応させ、室温まで冷却
し、粉砕した。
脂肪族ポリエーテルエステルB〜E 脂肪族ポリエーテルエステルAと同時に、原料として種
々の数平均分子量のポリ(プロピレンオキシド)グリコ
ール(PPG)、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコ
ール(PTMG)とε−カプロラクトンから種々の脂肪族ポ
リエーテルエステルを合成した。
結果を第1表に示す。
実施例2、比較例1、2 ジメチルテレフタレート88部、1,4−ブタンジオール6
7.5部、テトラ−イソプロピルチタネート0.055部ととも
にヘリカルリボン型攪拌翼を備えた反応容器に仕込み、
210℃で2時間加熱して理論メタノール量の95%の
メタノールを系外に留出した。
反応混合物に“イルガノツクス”10100.22部、脂肪
族ポリエーテルエステルD70部を添加した後、245
℃に昇温し、次いで50分をかけて系内の圧力を0.2mmH
gの減圧とし、その条件下で2時間重合を行なわせたと
ころ透明な粘稠重合体が得られた。水中に約3mmφのガ
ツトとして吐出し引取機を経てカツテイングし、ペレツ
ト化した。このポリエーテルエステルエステル(A)の融
点は181℃、対数粘度は0.95であつた。ガツトとして
引取る際には全く問題なくスムーズに引取ることがで
き、水中ですぐ白化して粘着性もなかつた。
脂肪族ポリエーテルエステルDの代わりに数平均分子量
2000のポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール
を用い、その他は全く同一条件で重合を行なつた。この
場合には減圧を開始し、約30分後、50mmHg付近で既
に白濁を開始し、乳白色パール状の溶融体となつた。又
この重合体を重合缶下部から吐出する際バラス効果が大
きく、ガツトとして引取る際溶融張力がなく安定なガツ
トとならないばかりか粘着性があつた。この対照重合体
の融点は216℃、対数粘度は0.96であつた。同様に脂
肪族ポリエーテルエステルDの代わりに数平均分子量2
000のポリ−ε−カプロラクトンを用い、その他は同
一条件で重合を行なつた重合体では透明で粘稠であつた
がガツト状で吐出し水中での冷却過程ではなかなか白化
せず又カツテイングしたペレツトは若干粘着性があつ
た。この対照重合体の融点は142℃、対数粘度は0.96
であつた。
これらの重合体を、5ozの射出能力を有する射出成形機
を使用して射出温度240℃、金型温度60℃でASTM2
ダンベル引張試験片を成形した。この際成形性として
射出時間、冷却時間を記録した。
この試験片を使用してASTMD−638の条件で引張テス
トをした。
又ペレツトの融点、結晶化温度を差動走査熱量計(DSC)
を使用し、窒素雰囲気下40℃/minの昇降温速度で測
定した。
測定結果をまとめて第2表に示す。
第2表から本発明の共重合体は高い融点、及び優れた引
張物性、成形性を示すことが明らかである。
実施例3、4、5、6 実施例2の脂肪族ポリエーテルエステルDの代わりに脂
肪族ポリエーテルエステルA、B、C、Eを用い、その
他は同一条件でポリエーテルエステルエステルを試作し
た。
成形性、物性測定を実施例2と同様に行ない結果を第3
表に示す。
第3表から本発明の脂肪族ポリエーテルエステル共重合
体は、優れた融点、機械物性、成形性を示すことが明白
である。
実施例7、8、9、10、比較例3、4 実施例2において脂肪族ポリエーテルエステルDの量を
1部、10部、40部、80部、120部、450部と
変更し、その他は同一の条件でポリエーテルエステルエ
ステルを試作した。
成形性、物性測定を実施例2と同様に行ない結果を第4
表に示す。
実施例5 ジメチルテレフタレート100部、エチレングリコール
64部、テトラブチルチタネート0.055部とともにヘリ
カルリボン型攪拌翼を備えた反応容器に仕込み、190
℃で2時間加熱して240℃で1時間加熱して理論メタ
ノール量の99%のメタノールを系外に留出した。反応
混合物に“イルガノツクス”10100.2部、脂肪族ポ
リエーテルエステルA50部を添加した後280℃に昇
温し次いで70分をかけて系内の圧力を0.2mmHgに減圧
し、その条件で2時間反応させたところ透明な粘稠な重
合体となつた。
以下実施例2と同様に評価したところ、融点138℃、
結晶化温度196℃、引張強度230kg/cm2、引張弾
性率1750kg/cm2、成形サイクル(射出時間+冷却
時間)30秒で良好な成形性、物性を示した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1)主としてテレフタル酸からなる分子量
    300以下の芳香族ジカルボン酸[(1)成分]、 (2)炭素数2〜12の脂肪族ジオール[(2)成分]、およ
    び (3)下記一般式(I)で表される化合物[(3)成分] の3者を共重合してなるポリエステル共重合体であり、
    かつ前記(1)、(2)成分からなるポリエステル成分100
    重量部に対して前記(3)成分が5〜200重量部の割合
    で共重合されてなる対数粘度が0.2〜1.2のポリエ
    ステルエラストマ。 式中Rは炭素数2〜8のアルキレン基を、n、p、qは
    整数を示す。
JP58095808A 1983-06-01 1983-06-01 ポリエステルエラストマ Expired - Lifetime JPH0641510B2 (ja)

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