JPH11279397A - 粘着付与樹脂と低分子量ポリフェニレンエ―テルのブレンドの製造方法 - Google Patents
粘着付与樹脂と低分子量ポリフェニレンエ―テルのブレンドの製造方法Info
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Abstract
テル樹脂のブレンドを調製する改善された方法。 【解決手段】ポリフェニレンエーテル樹脂とテルペンベ
ースのエステル、テルペンエーテル、又はこれらの混合
物である粘着付与性樹脂を有機溶媒中で混合後、それか
ら有機溶媒を脱揮発成分処理、蒸発、噴霧乾燥、ストリ
ッピング、あるいはこれらの組合せによって除去し、粘
着付与性のポリフェニレンエーテル樹脂混合物を単離す
る。
Description
テル樹脂、好ましくは低分子量のポリフェニレンエーテ
ル樹脂とのブレンドを製造する方法において、これら両
成分を添加剤として伴う熱可塑性エラストマー調合物の
製造の間における処理温度および処理工程の数の低減に
おいて利点を提供する方法に係わる。 2.関連技術の簡単な記述 ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)は比較的に高い
分子量を有しそして高い溶融粘度および軟化点を有す
る、即ちTgは150−210℃に等しく粘度は200
℃で約40×104 ポイズより大きい、高性能エンジニ
アリング熱可塑性樹脂のポリマーである。ポリフェニレ
ンエーテル樹脂の性質は他の樹脂との配合によって実質
的に変えることができることが当業界では知られてい
る。比較的に分子量の低い樹脂を含有する接着剤のほう
がより高い使用温度を有することが知られているので、
或る用途においては市販されている比較高い分子量の樹
脂より低分子量のポリフェニレンエーテルのほうがずっ
と好ましい。
ー、PPEおよび粘着付与剤を含み、ブレンド中に追加
の成分を含むか含まない、ブレンドに係わっている。例
えば、Hansonの米国特許4,104,323 では、PPE樹脂、
スチレン−ジエンブロックコポリマーおよび粘着付与性
樹脂を、溶媒を使用せずにそしてこのブロックコポリマ
ーに損傷をもたらさない温度で、溶融配合することによ
って接着剤組成物が調製されている。この米国特許はス
チレン−ジエンブロックコポリマーと組み合わせる前
に、PPEと粘着付与性樹脂を溶融配合することを教示
している。更に、混合に制限があるため、非常に高いP
PE量は好ましくないと教示されている。
されたブロックコポリマーと超高分子量の高密度ポリエ
チレンとの組成物は、ポリフェニレンエーテル樹脂およ
びオイルと組み合わされると、耐油性および100℃で
の圧縮永久歪みに優れるゴム様組成物を与えると開示し
ている。Vermeireの米国特許5,278,220 はブロックコポ
リマー、熱可塑性エンジニアリングポリマーおよび特定
のタイプのポリ(アルキレン)可塑剤を含有するポリマ
ー組成物を開示している。これらの組成物は、熱および
/または光に曝された際の時効の間に、引張強さ、色安
定性および低揮発性の保持を含めた改善された物理的特
性を示している。
願 WO 97 11,997 はポリフェニレンエーテルとA−B−
AブロックコポリマーのB−ブロックに相容性の樹脂と
のプレブレンドを、これらの物質を含む接着剤調合物中
へより多くのポリフェニレンエーテルを送り込む手段と
して、使用することを開示している。上記の参考文献は
多くの目的に使用される多くのポリマー組成物を教示し
ている。上記の参考文献の組成物に関する主な問題はこ
のポリマー組成物を製造するのに費やされるエネルギー
の使用が増大しているために従来の慣用的な処理技術は
本発明のように効率的でなくそしてより費用がかかるこ
とである。従来の加工技術は樹脂の両者を一緒に組み合
わせる前に脱揮発成分処理、蒸発、析出および/または
ストリッピングによって各樹脂を溶媒から単離すること
からなっている。これらの2つの樹脂の混合物を得るた
めには、高温の熱の助けを必要とする。これらの成分を
溶融配合するのに要する温度は樹脂の劣化および架橋に
も導く。それ故に、得られるポリマー組成物の一体性を
保護する方法によってより効率的な速度でそしてより少
ないエネルギーでこれらの組成物を処理すれば有利であ
ろう。
子量PPEとの配合を、これらの両成分を添加剤として
伴う熱可塑性エラストマー調合物の製造の間において、
低下された加工温度および低減された処理工程におい
て、可能にする新しい改善された方法が見いだされた。
レンエーテル樹脂とのブレンドを、溶媒からこれらの各
成分を単離する従来の製造工程なしに、製造する改善さ
れた方法を提供する。ポリフェニレンエーテル樹脂は好
ましくは低分子量のポリフェニレンエーテル樹脂であ
る。この方法は最初にそのままのニートの状態かあるい
は好ましくは主に樹脂と適当な溶媒とを含んでなる溶液
中の一つの樹脂を、主に他の樹脂と随意には適当な溶媒
とを含んでなる溶液と組み合わせることを含む。2つの
溶液が使用される場合には、両方の溶液に同じ溶媒を使
用することが、必要ではないが好ましい。一般に、溶媒
は芳香族溶媒である。この2つの樹脂は組み合わされる
と次いで混合されて良好な分散液が得られる。ニートの
樹脂が使用される場合には、樹脂を溶液中に溶解するた
めに十分な時間と温度が提供されねばならない。これら
の2つの樹脂と1種または2種の溶媒を主に含む得られ
た溶液は次いで溶媒除去装置に供給されて、そこで1種
以上の溶媒が脱揮発成分処理、蒸発および/またはスト
リッピングによって除去される。得られた混合物は冷却
されて固体に形成され、更に熱可塑性エラストマー調合
物中に利用して所望の形態に形作ることができる。
要性が削減又は除去され、これにより製造コスト、複雑
さおよびこれらの成分の熱履歴を減少する点である。加
えて、溶融混合で可能であるよりもより広い範囲のPP
Eと粘着付与性樹脂との比を利用できる。本発明の別の
利点は溶液から両樹脂を同時に単離するので樹脂ブレン
ドの均質性が保証される点である。
よれば高温での加工温度および処理時間の量を減少する
ことにより両成分の劣化的な反応の潜在性が最小となる
点である。本発明の好適な実施の態様についての以下の
記載を読めば本発明のこれらおよびその他の目的および
利点は当業者にとって自明となることは疑いなかろう。
いる方法の機構は、ポリフェニレンエーテル樹脂とテル
ペン樹脂を、それぞれの樹脂をニート状かあるいは好ま
しくは1つ以上の溶媒を使用した溶液として、配合する
ことを含む。この溶媒は一般には例えばトルエンのよう
な芳香族溶媒である。
したときに、約0.50デシリットル/グラム未満、好
ましくは約0.30デシリットル/グラム未満の固有粘
度を有する樹脂である。特に好ましい一実施の態様で
は、PPEはクロロホルム溶液中30℃で測定したとき
に、約0.25デシリットル/グラム未満の固有粘度を
有する低分子量樹脂である。別の特に好ましい実施の態
様では、低分子量PPEはクロロホルム溶液中30℃で
測定したときに、約0.20デシリットル/グラム未満
の固有粘度を有する低分子量樹脂である。
単位に対して、各Q1 は個々にハロゲン、第一または第
二低級アルキル(例えば7個までの炭素原子を含有する
アルキル)、フェニル、ハロアルキル、アミノアルキ
ル、炭化水素オキシあるいはハロ炭化水素オキシ(但
し、少なくとも2個の炭素原子がハロゲン原子と酸素原
子を分離している)であり、そして各Q2 は個々に水
素、ハロゲン、第一または第二低級アルキル、フェニ
ル、ハロアルキル、炭化水素オキシあるいはQ1 に対し
て定義したようなハロ炭化水素オキシである。好ましく
は、各Q1 はアルキルまたはフェニル、特にC1-4 アル
キルであり、そして各Q2 は水素である。
ポリマーのPPEの両者が含まれる。好ましいホモポリ
マーは2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル
単位を含有するものである。適当なコポリマーには例え
ばこのような単位を2,3,6−トリメチル−1,4−
フェニレンエーテル単位と組み合わせて含有するランダ
ムコポリマーが含まれる。同じく含まれるものには、ビ
ニルモノマーあるいはポリスチレンのようなポリマーを
グラフトして調製された分子部分を含有するPPE、並
びに低分子量ポリカーボネート、キノン類、複素環式類
およびホルマール類のようなカップリング剤を既知の方
法で2つのPPE鎖のヒドロキシ基と反応させてより高
分子量のポリマーとして生成されたカップリングされた
PPEがある。
が考えられているPPEは構造単位あるいは付随する化
学的特徴の変動に拘わらず現在知られているもの全てを
包含することが当業者には明らかであろう。一般に、本
発明に使用されるPPEはここに参考例として掲げる米
国特許3,306,874および3,257,375に十分記載されている
手順に従って調製することができる。PPEは典型的に
は錯形成剤あるいは錯金属例えば銅触媒の存在下でフェ
ノール類を反応させることによって製造される単環式の
1価フェノール類の自己縮合生成物である。通常、その
分子量は反応時間によって制御され、反応時間が長いほ
どより大きな平均数の反復構造単位が与えられる。比較
的低分子量のPPEを得るためには、0.35デシリッ
トル/グラムの固有粘度が得られる前の或る目標点にお
いて、反応を終結する。明らかなように、比較的高分子
量のPPEを得るためには、所望されるより高い分子量
が達成されるまで反応を継続する。反応の終結は反応混
合物への酸素の流れを停止したり、あるいは連鎖キャッ
ピング剤を使用したりする慣用の手段によってもたらす
ことができる。同様にして、錯金属触媒を利用する反応
系の場合には、塩酸または硫酸などの酸あるいは石灰、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基を添加する
ことにより、あるいは生成物を濾過、析出あるいはその
他の適当な手段によって触媒から分離して、重合反応を
終結できる。
較的高分子量のポリマーを製造し次いで適当なフェノー
ルとの再分配化学を介して分子量を低下することにより
得ることができる。ここに使用される用語「テルペン」
はテレビンまたは柑橘類の抽出物に伴って通常見られる
かあるいはこれらから誘導される一般式C10H16または
C15H24の炭化水素類の混合物を意味する。
付与剤は、この組成物と相容性であり、この組成物を例
えばアルミニウム、ナイロン、ガラス、亜鉛メッキ鋼、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルあるいはポリアクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレンの基材にホットメルト
型接着剤として塗布したときに組成物に実質的な接着剤
性能の利益を付与するいかなる粘着付与剤を包含する。
ここに使用される用語「粘着付与剤」は例えばロジンお
よびその誘導体類、テルペン樹脂類、芳香族炭化水素樹
脂類および脂肪族炭化水素樹脂類のような樹脂を意味す
る。
180℃の環球法軟化点を有する。これらの粘着付与剤
およびその調製方法は当業界に周知である。ここに相容
性とは実質的に粘着付与剤とコポリマーとからのみ成る
融解混合物が相分離を受けず、放置しても粘度の顕著な
増減を示さないことを意味する。ここに使用される用語
「粘着」とは清浄に分離するにはかなりの力を要するよ
うな軽い圧力下で表面に接着する接着剤の性質を意味す
る(Dahlquist,AdhesionFundamentals and Practice, C
hem.and Ind., Chapter 5, 1966, pp.143-151を参照さ
れたい)。粘着付与剤は接着剤に添加されると粘着性を
増大する化合物または組成物である。
組成物はエラストマー性のポリマー樹脂のベースを粘着
付与剤のテルペン−ベースのエステルと配合することに
より調製される。本発明の接着剤組成物を調製する際に
使用される粘着付与剤の量は粘着を付与するのに効果的
な量である。接着剤ベースに対するこの量はベースの材
料により変動する。
ルペン−ベースのエステル、テルペンエーテルまたはこ
れらの混合物のいずれでもよい。本発明の組成物に粘着
付与剤として使用されるテルペン−ベースのエステルは
最初にテルペンジエンまたはトリエンのアクリル酸、メ
タクリル酸又は他のα−β不飽和酸とのディールス−ア
ルダー付加物を形成し次いでこの付加物を多価アルコー
ルと反応することにより調製することができる。これら
はまたテルペンジエンまたはトリエンと予め形成された
アクリレート−ポリオールエステルとのディールス−ア
ルダー反応によっても調製できる。後者の場合に起こる
反応は次の図式によって説明しうる。
ン、(III )はブタンジオールジアクリレートそして(IV)
はエステルジ付加物であり、波線はビシクロ[2.2.
2]オクテン分子部分の5(および5′)または6(お
よび6′)の位置における結合を表している。この反応
は化学量論的割合のテルペンとアクリレート−ポリオー
ルエステルとのディールス−アルダー反応により進行す
る。ディールス−アルダー反応は周知の合成法であり、
その詳細はBer.62,2081-2087(1929)に与えられている。
好ましくは100乃至170℃の温度で約1乃至36時
間行われる。しかし、温度条件は特定の望ましい特性を
有する粘着付与剤を得るように変動できる。例えば、低
温例えば約80℃で24時間加熱して、特定のブロック
エラストマーベース接着剤樹脂に対して「架橋性」基と
して有用なアクリレート基を保存する。このディールス
−アルダー反応は亜−大気圧、超−大気圧または周囲大
気圧の下で良く進行する。
への抽出、洗浄および溶媒のストリッピングのような慣
用的な技術によって所望のテルペン−ベースのエステル
を反応混合物から分離することができる。一般に、粗反
応混合物は過剰な反応物質および共−生成物を実質的な
割合で含有している。本発明の好適な実施の態様によれ
ば、この過剰な反応物質および共−および副−生成物は
後述されるように粘着付与剤として使用するために、所
望のテルペン−ベースのエステルと混合されて残存され
ていてもよい。粘着付与剤として使用するために比較的
に純粋の本発明のテルペン−ベースのエステルは要求さ
れない。
は約10−150℃、好ましくは約70−120℃の環
球法軟化点を有する。このような樹脂は一般にフリーデ
ル−クラフツ触媒の存在下において穏やかな低温におい
てテルペン炭化水素を重合することにより調製され、こ
のタイプの市販されている樹脂の例はReichhold Chemic
al Corp.により販売されているNirez樹脂、Hercules Ch
emical Corp.により販売されているPiccolyte S-10, S-
25, S-70, S-85, S-100, S-115, S-125, S-135およびAr
izona Chemical Co.によって販売されているZonatacシ
リーズの樹脂である。
そして周知の化合物である。テルペンエーテルは一般に
テルペン化合物と1価または多価アルコールとの反応に
よって得られる反応生成物である。このようなテルペン
エーテルの代表的なのは一般式(V) (V) (HO)n-m(R−O−T)n のものであり、上記式中、Tはテルペン基を表し、Rは
1つ以上のヒドロキシル基を除去した後のアルコールま
たはポリオールの残基を表し、そしてmおよびnは1−
8の整数であり、nはmより大きいか又はこれに等し
い。
テルは20未満の沃素価を有し、約270より大きく約
1000までの、好ましくは400より大きい、そして
最も好ましくは500より大きい分子量を有する。最も
好ましいのは後述する酸化的および熱的に安定なテルペ
ンエーテルである。式(V)のテルペンエーテルは上述
したように1価または多価アルコールとテルペンとの反
応生成物である。
ためにアルコールと反応されるテルペン化合物は例えば
ジペンテン、α−テルピネン、β−テルピネン、シルベ
ストレン、γ−テルピネン、α−フェランドレン、β−
フェランドレン、テルピノレン、リモネン、プシリモネ
ン(psilimonene) 、イソリモネン、1−メンテン、シス
−2−メンテン、トランス−2−メンテン、3−メンテ
ン、4,8−メンタンあるいはこれらの混合物のような
不飽和の単環式テルペン化合物でよく、あるいは例えば
α−ピネン、β−ピネン、カンフェン、カレン、トリシ
クレン、カジネン、カリオフィレンおよびボルニレンの
ような不飽和の複雑な環式テルペンでよく、あるいは例
えばアロオシメン、シトロネレン、プソイドシトロネレ
ン、オシメンおよびミルセンのような不飽和の線状テル
ペンでよい。これらのテルペン化合物は純粋な化合物の
形態である必要はなく、粗製の形態でも反応できる。従
って、幾つかの純粋なテルペン化合物の代わりに、例え
ばテレビン、パイン油等のようなテルペン化合物の粗製
の天然の混合物あるいはテルペンと石油またはその他の
飽和炭化水素との混合物を使用することができる。これ
らの混合物からの種々の留分もその純粋な状態に単離す
る必要なしに使用することができる。上記の式(V)の
テルペンエーテルを調製するために使用されるアルコー
ル反応物質は1価または多価のいずれでもよい。代表的
な多価アルコールは例えばエチレングリコール、1,3
−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5
−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール;ポリ
グリコール例えばジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリ
コール、トリメチレングリコール、イソブチレン−エチ
レングリコール、トリメチレングリコール;グリセロー
ルのモノエチル、モノプロピルまたはモノブチルエーテ
ル;ジシクロペンタジエニルジメタノール、ペンタエリ
トリット、ジペンタエリトリット、トリペンタエリトリ
ット、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ
ン、等;グリセロール、グリセロールモノアセテート、
マンニット、ソルビット、キシロース、等あるいはこれ
らの混合物である。1価のアルコールは例えばアビエチ
ルアルコール、ピマロール、水素添加されたアビエチル
アルコール、ヒドロピマロール、水素添加されたピロア
ビエチルアルコール、ピロアビエチルアルコール等ある
いはこれらの混合物である。
される場合には、両方の溶液に同じ溶媒を使用すること
が必要ではないが好ましい。2つの樹脂は組み合わされ
ると次いで混合されて良好な分散液が得られる。もしも
ニット状態の樹脂が使用される場合には、この樹脂を溶
液に溶解するために十分な時間及び温度を与えるべきで
ある。この2つの樹脂と1つ以上の芳香族溶媒から主に
なる得られた溶液は次に溶媒除去装置に送られてそこで
1つ以上の溶媒が脱揮発成分処理、蒸発、噴霧乾燥およ
び/またはストリッピングによって除去される。こうし
て得られた粘着付与性のポリフェニレンエーテル樹脂混
合物は冷却されて固体に形成され、当業界に知られた標
準の処理方法を使用して所望のエラストマーと更に加工
される。
般にはブロックコポリマーであるエラストマー樹脂を含
む。本発明の接着剤およびシーラント組成物に対してベ
ースポリマーを形成するブロックコポリマーは、一般に
はポリスチレンと、エラストマー、通常はポリブタジエ
ン、ポリ(エチレン−ブチレン)、ポリ(エチレン−プ
ロピレン)または水素添加されたポリブタジエンとの、
ブロックコポリマーである、熱可塑性エラストマーであ
る。このブロックコポリマーはジ−ブロック、トリ−ブ
ロック、あるいは種々のブロック構造および大きさをし
た混合物でよい。このブロックコポリマーはその構築が
ブロック状、テーパー状あるいはラジアル状、並びにこ
れらの構築の混合であってよい。
って例示する。実施例 1 I.V.0.15のポリフェニレンエーテル(PPO(登録
商標)樹脂612; ロット9401-951-2)およびArizona Che
micalから市販された軟化点約105℃を有するスチレ
ンの結合されたテルペン樹脂Zonatac(登録商標)105を使
用して粘着付与性のポリフェニレンエーテル樹脂混合物
を複数調製した。これらの実施例では、PPEおよびZo
natac(登録商標)105は65℃でトルエン中に溶解して樹
脂の30−50%(重量%)溶液を調製した。次いで、
相容性を評価するためこのPPEおよびテルペン樹脂溶
液を等量で配合した。全ての場合において、これらの両
方の樹脂を含有する溶液は透明で均質であった。これら
両方の樹脂を含有する各溶液はその調製原料である単一
樹脂溶液対の間の粘度をしていた。
脂20%およびトルエン60%を含有する溶液から溶媒
を真空下で除去してPPE:粘着付与性樹脂の重量比が
1:1のフイルムを注型した。このフイルムは透明で色
は明るかった。対照的に、重量比1:1のPPEと同じ
粘着付与性樹脂とを溶融配合によって調製したら、色は
暗かった。PPE/粘着付与性樹脂組成物の色は完全に
調合された組成物が調製される時に最終のエラストマー
に移送されるので重要である。非常に低く着色されたP
PE/粘着付与性樹脂組成物が大いに好ましい。
Claims (9)
- 【請求項1】 粘着付与性樹脂を含有するポリフェニレ
ンエーテル樹脂組成物を調製する方法において、ポリフ
ェニレンエーテル樹脂と粘着付与性樹脂を少なくとも1
つの有機溶媒中で混合して粘着付与性のポリフェニレン
エーテル樹脂混合物を生成し、それからこの有機溶媒を
除去することによってこの粘着付与性のポリフェニレン
エーテル樹脂混合物を単離することからなる方法。 - 【請求項2】 ポリフェニレンエーテル樹脂が約0.3
0デシリットル/グラム未満の固有粘度を有する請求項
1記載の方法。 - 【請求項3】 有機溶媒がトルエンを含む請求項1記載
の方法。 - 【請求項4】 粘着付与性樹脂がテルペンベースのエス
テル、テルペンエーテルまたはこれらの混合物である請
求項1記載の方法。 - 【請求項5】 粘着付与性樹脂がスチレンの結合された
テルペン樹脂である請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 粘着付与性樹脂が約70−120℃の軟
化点を有する請求項1記載の方法。 - 【請求項7】 少なくとも1つの溶媒が脱揮発成分処
理、蒸発、噴霧乾燥、ストリッピング、あるいはこれら
の組合せによって除去される請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 請求項1に記載の方法によって調製され
た粘着付与性のポリフェニレンエーテル樹脂混合物。 - 【請求項9】 (a)粘着付与性のポリフェニレンエー
テル樹脂混合物および(b)エラストマー性の樹脂を含
んでなり、前記粘着付与性のポリフェニレンエーテル樹
脂混合物がポリフェニレンエーテル樹脂と粘着付与性樹
脂を少なくとも1つの有機溶媒中で混合して粘着付与性
のポリフェニレンエーテル樹脂混合物を生成し、それか
らこの有機溶媒を除去することによってこの粘着付与性
のポリフェニレンエーテル樹脂混合物を単離することか
らなる方法によって調製されている、熱可塑性エラスト
マー組成物。
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