JPH0791358B2

JPH0791358B2 - ポリアミドの製造方法

Info

Publication number: JPH0791358B2
Application number: JP61224739A
Authority: JP
Inventors: 光平岡本
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1986-09-25
Filing date: 1986-09-25
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPS6381129A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はポリアミドの製造方法に関し、詳しくは耐候性
および耐熱老化性にすぐれた成形品を与えるポリアミド
の製造方法に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

一般に、ラクタムをアニオン重合触媒の存在下で重合し
てポリアミドを製造することは知られている。また、耐
衝撃性にすぐれたポリアミドを得るために、ラクタムの
重合の際に分子鎖に水酸基またはカルボキシル基を有す
る液状ポリブタジエンを添加することも知られている。

しかし、この方法によって得られるポリアミドは、耐衝
撃強度等の物性にすぐれたものであるが、耐候性や耐熱
老化性に劣るという欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上述の従来法によって得られるポリアミド
の長所である耐衝撃強度等の物性を維持しつつ、その欠
点である耐候性や耐熱老化性の向上した新たなポリアミ
ドを開発すべく研究を重ねたところ、重合反応系に分子
鎖に水酸基またはカルボキシル基を有する液状ポリイソ
プレンの水素化物を添加することによって、目的を達成
できることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて
完成したものである。

すなわち本発明は、アニオン重合触媒の存在下にラクタ
ムを重合するにあたり、分子鎖に水酸基またはカルボキ
シル基を有する液状ポリイソプレンの水素化物とポリイ
ソシアネート化合物とを反応系に添加することを特徴と
するポリアミドの製造方法を提供するものである。

本発明において使用するラクタムは、アニオン重合触媒
の存在下で開環重合してポリアミドを形成するものであ
れば特に制限はなく、様々なものを挙げることができる
が、具体的にはカプロラクタム，ピロジノン，ピペリド
ン，バレロラクタム，カプリルラクタム，ラウリルラク
タムなどを挙げることができる。

また、アニオン重合触媒としては、従来からラクタムの
開環重合の際に用いられるものであればよく、アルカリ
金属の水素化物，アルカリ金属の水酸化物，アルカリ土
類金属の水素化物，アルカリ土類金属の水酸化物あるい
は有機金属ハライドなどがある。具体的には水素化ナト
リウム，水素化カリウム，水酸化ナトリウム，水酸化カ
リウム，水素化マグネシウム，水酸化マグネシウム，エ
チルマグネシウムブロマイドなどを挙げることができ
る。

次に、本発明ではラクタムを重合する際に、分子鎖に水
酸基またはカルボキシル基を有する液状ポリイソプレン
の水素化物を、重合反応系に添加することが必要であ
る。ここで分子鎖に水酸基またはカルボキシル基を有す
る液状ポリイソプレンとしては、分子鎖、即ち分子内お
よび／あるいは分子末端に水酸基またはカルボキシル基
を、通常0.1〜10meq/g,好ましくは0.3〜5meq/gの割合で
含有し、数平均分子量が200〜20000,好ましくは500〜10
000の液状ポリイソプレンが充当される。

このうち、分子鎖に水酸基を有する液状ポリイソプレン
は、例えばイソプロピルアルコールなどのアルコールを
反応媒体として、イソプレンを過酸化水素の存在下、通
常は温度70〜200℃，圧力２〜50kg/cm²，時間0.3〜30時
間の条件で加熱反応させることにより製造することがで
きる。また、分子鎖にカルボキシル基を有する液状ポリ
イソプレンは、例えば上記の如くして得た分子鎖に水酸
基を有する液状ポリイソプレンを原料にして、これに無
水マレイン酸等の不飽和カルボン酸を反応させることに
よって製造することができる。

本発明では、この液状ポリイソプレンの水素化物が用い
られるが、この水素化物は前述した水酸基またはカルボ
キシル基含有の液状ポリイソプレンを水素化処理するこ
とによって得られる。また、水酸基を有する液状ポリイ
ソプレンを水素化処理した後に、無水マレイン酸等の不
飽和カルボン酸を反応させて水酸基をカルボキシル基に
変換することも可能である。

ここで水素化処理の方法としては、特に制限はなく、通
常の方法で行なうことができる。具体的には、脂肪族炭
化水素，脂環式炭化水素，エーテル類，アルコール類な
どの溶媒中、ルテニウム，ニッケル，パラジウム，コバ
ルト，白金，ロジウム等を含有する触媒の存在下に上記
の液状ポリイソプレンを水素ガスで接触処理すればよ
い。この際の接触処理条件としては、通常は温度20〜30
0℃、好ましくは70〜200℃、水素圧０〜200kg/cm²Ｇ、
好ましくは10〜100cm²Ｇ、反応時間0.1〜20時間、好ま
しくは0.5〜10時間である。

かくして得られる水酸基またはカルボキシル基含有の液
状ポリイソプレンの水素化物は、数平均分子量200〜200
00、好ましくは500〜10000のものであり、また、水酸基
またはカルボキシル基の含有率0.1〜10meq/g,好ましく
は0.3〜5meq/gであり、さらに、その水素化率が50〜100
％、特に70％以上のものが好ましい。なお、上記水素化
率とは次式によって定義される。

水素化率（％）＝（１−水素化物１分子当たりの二重結
合数／液状ポリイソプレン１分子当たりの二重結合数）
×100 さらに、本発明の方法では、アニオン重合触媒の存在下
にラクタムを重合する反応系に、上述の液状ポリイソプ
レンの水素化物と共にポリイソシアネート化合物を添加
することが必要である。ここで用いるポリイソシアネー
ト化合物は、１分子中に２個もしくはそれ以上のイソシ
アネート基を有する有機化合物であって、前記液状ポリ
イソプレンの水酸基やカルボキシル基に対する反応性イ
ソシアネート基を有するものである。具体的には芳香
族，脂肪族および脂環族のものを挙げることができ、例
えばトリレンジイソシアネート，ヘキサメチレンジイソ
シアネート，ジフェニルメタンジイソシアネート（MD
I），液状変性ジフェニルメタンジイソシアネート，ポ
リメチレンポリフェニルイソシアネート，キシリレンジ
イソシアネート，シクロヘキシルジイソシアネート，シ
クロヘキサンフェニレンジイソシアネート，ナフタリン
−1,5−ジイソシアネート，イソプロピルベンゼン−2,4
−ジイソシアネート，ポリプロピレングリコールとトリ
レンジイソシアネートとの付加反応物などがあり、とり
わけMDI,液状変性ジフェニルメタンジイソシアネート，
トリレンジイソシアネート等が好ましい。

本発明の方法では、反応系に原料であるラクタム，アニ
オン重合触媒とともに、前述した分子鎖に水酸基または
カルボキシル基を有する液状ポリイソプレンの水素化物
を加え、さらにポリイソシアネート化合物を加えてラク
タムの重合反応を行なうが、この際の各成分の添加割合
は特に制限はなく、また用いる各成分の種類によりこと
なり一義的に定められない。しかし、通常はラクタム10
0重量部に対して、アニオン重合触媒0.05〜20重量部、
好ましくは0.1〜10重量部、前記液状ポリイソプレンの
水素化物１〜100重量部、好ましくは５〜50重量部と
し、さらにポリイソシアネート化合物を加える場合には
0.1〜20重量部、好ましくは0.5〜15重量部とすればよ
い。

また、この重合反応にあたっては、溶媒は特に必要とし
ない。反応温度は50〜300℃、好ましくは70〜250℃と
し、反応圧力は０〜200kg/cm²Ｇ、好ましくは０〜150kg
/cm²Ｇ、反応時間は0.05〜200分、好ましくは0.1〜100
分とすればよい。

本発明の方法によれば、ラクタムが開環重合してポリア
ミドが生成するが、この重合に際して上述の液状ポリイ
ソプレンの水素化物が反応系に存在しているため、この
ポリアミドは、ラクタムが開環重合したポリアミドと液
状ポリイソプレンの水素化物との組成物および／あるい
は該ポリアミドと液状ポリイソプレンの水素化物とのブ
ロック共重合体、さらにはこれらの他の反応生成物の混
合物等として得られる。

なお、本発明の方法では、反応系にポリイソシアネート
化合物を添加しているため、上記液状ポリイソプレンの
水素化物との間にウレタン結合が形成される。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

製造例１（１）分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレン
の調製１のステンレス製耐圧反応容器に、イソプレン200g,
濃度50重量％の過酸化水素水16gおよびｎ−ブチルアル
コール100gを仕込み、温度120℃，最大圧力8kg/cm²G,反
応時間２時間の条件で反応を行なった。反応終了後、分
液ロートに反応混合物を入れ、600gの水を添加して振と
うし、３時間静置した後油相を分取した。この油相から
溶媒，モノマー，低沸点成分を2mmHg,100℃,2時間の条
件で留去し、分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソ
プレン（収率68重量％）を得た。このものの数平均分子
量は2150,水酸基含有量は0.96meq/g,粘度は56ポイズ/30
℃であった。

（２）分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレン
の水素化物の調製上述の如くして得た分子鎖末端に水酸基を有する液状ポ
リイソプレン100g,ルテニウム含量５重量％のルテニウ
ム−カーボン触媒10gおよび溶媒としてシクロヘキサン1
00gを仕込み、50kg/cm²Ｇの水素圧下で140℃にて4.5時
間水素化反応を行なった。反応終了後、0.45μのメンブ
ランフィルターを通して反応溶液から触媒を分離除去し
た後、2mmHg,110℃,2時間の条件で溶媒を留去した。そ
の結果、分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレ
ンの水素化物が得られた。このものの数平均分子量は22
10,水酸基含有量は0.94meq/g,ヨウ素価は１以下，粘度
は383ポイズ/30℃であった。

製造例２（１）分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレン
の調製１のステンレス製耐圧反応容器にイソプレン200g,濃
度50重量％の過酸化水素水50gおよびsec−ブチルアルコ
ール300gを仕込み、温度115℃，最大圧力7kg/cm²G,反応
時間2.5時間の条件で反応を行なった。反応終了後、分
液ロートに反応混合物を入れ、600gの水を添加して振と
うし、３時間静置した後油相を分取した。この油相から
溶媒，モノマー，低沸点成分を2mmHg,100℃,2時間の条
件で留去した。その結果、分子鎖末端に水酸基を有する
液状ポリイソプレン（収率74重量％）を得た。このもの
は数平均分子量1380,水酸基含有量は1.39meq/gであっ
た。

（２）分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレン
の水素化物の調製上述の如くして得た分子鎖末端に水酸基を有する液状ポ
リイソプレン100gを用いたこと、および水素化反応の時
間を５時間としたこと以外は、製造例１（２）と同様に
して分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレンの
水素化物を得た。このものは、その数平均分子量が145
0,水酸基含有量が1.36meq/gであった。

製造例３（分子鎖末端にカルボキシル基を有する液状ポ
リイソプレンの水素化物の調製）１のステンレス製耐圧反応容器に、製造例１で得られ
た分子鎖末端に水酸基を有する液状ポリイソプレンの水
素化物100g,無水マレイン酸9.2g,p−ベンゾキノン0.5g
およびトルエン100gを仕込み、温度90℃で４時間反応を
行なった。反応後、真空ポンプを用いて2mmHgに減圧
し、100℃で２時間の条件で溶媒を留去し、分子鎖末端
にカルボキシル基を有する液状ポリイソプレンの水素化
物を得た。このものは、酸価が45mgKOH/g,粘度1560ポイ
ズ（30℃）であった。

実施例１〜３フラスコI,IIにそれぞれε−カプロラクタムを50重量部
ずつ採り、さらにフラスコIIには所定の液状ポリイソプ
レンの水素化物を15重量部添加し、両フラスコとも、温
度110℃，圧力2mmHg以下で30分間加熱し、さらに減圧脱
水した。

次いで、フラスコ内を窒素で置換し、フラスコＩにはア
ニオン重合触媒として水素化ナトリウムを1.1重量部加
え、フラスコIIには添加剤としてトリレンジイソシアネ
ートを２重量部加えて充分撹拌した後、フラスコI,IIの
配合物を混合して、予め150℃に加熱したモールドに注
入し、10分後に得られたポリアミドを取り出した。この
ものの物性を第１表に示す。

比較例1,2 実施例１〜３において、液状ポリイソプレンの水素化物
の代わりに、所定の液状ポリブタジエンを用いたこと以
外は、実施例１〜３と同様の操作を行なった。得られた
ポリアミドの物性を第１表に示す。

〔発明の効果〕このようにして得られるポリアミドは、従来のポリアミ
ドに比べて引張強度，曲げモジュラス，耐衝撃強度が同
等ないし僅かに向上すると共に、耐候性や耐熱老化性が
著しく改善される。

したがって、本発明の方法によって得られるポリアミド
は、自動車部品，電気機器のハウジングさらには他の成
形品の素材として有効に利用される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アニオン重合触媒の存在下にラクタムを重
合するにあたり、分子鎖に水酸基またはカルボキシル基
を有する液状ポリイソプレンの水素化物とポリイソシア
ネート化合物とを反応系に添加することを特徴とするポ
リアミドの製造方法。