JPS6111967B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6111967B2
JPS6111967B2 JP1062177A JP1062177A JPS6111967B2 JP S6111967 B2 JPS6111967 B2 JP S6111967B2 JP 1062177 A JP1062177 A JP 1062177A JP 1062177 A JP1062177 A JP 1062177A JP S6111967 B2 JPS6111967 B2 JP S6111967B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bis
hydroxyphenyl
polyester
ethane
polyesters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP1062177A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5294398A (en
Inventor
Deisoozu Deiikusu Oribaa
Uein Waisu Baajiru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Monsanto Co
Original Assignee
Monsanto Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/709,469 external-priority patent/US4102864A/en
Application filed by Monsanto Co filed Critical Monsanto Co
Publication of JPS5294398A publication Critical patent/JPS5294398A/en
Publication of JPS6111967B2 publication Critical patent/JPS6111967B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/19Hydroxy compounds containing aromatic rings
    • C08G63/193Hydroxy compounds containing aromatic rings containing two or more aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/66Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G63/668Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/672Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/688Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing sulfur
    • C08G63/6884Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing sulfur derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/6886Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、1・2−ビス(ヒドロキシフエニ
ル)エタンから導かれた反復単位を包含する改善
された火災安全性能の結晶性で取扱い容易な新規
な群の線状芳香族ポリエステルおよびそれから導
かれる成型用粉末および成形物品に関する。 ウインフイールドおよびデクソン両氏によるか
かる重合体の最初の実際的開発以来、成型用樹脂
および工業用熱可塑物としての使用に対して多く
のポリエステルが提案されてきた。そのようなポ
リエステルおよびコポリエステルの数種はフイル
ムおよび繊維製品として商業的成功を納めてはい
るけれども、成型用樹脂および工業用熱可塑物と
してはほとんどのものは不成功であつた。比較的
成功したものである2種のもの、すなわち脂肪族
ジオールおよびテレフタル酸から製造されたポリ
エチレンテレフタレートおよびポリテトラメチレ
ンテレフタレートは工業用熱可塑物としてはある
種の欠陥を有している。それらは共に非常に可燃
性であり、そして比較的低温度に対してのみにそ
の有用性を限定するやや低いガラス転移温度を有
している。 米国特許第3160602号明細書は、溶媒中で270℃
またはそれ以上の温度でジフエノールと芳香族カ
ルボキシルジハライドとを反応させることによる
ポリエステルの製造方法を開示している。好まし
いポリエステルは、ヒドロキノンとイソフタル
酸、およびレゾルシノールとテレフタル酸、およ
びヒドロキノンまたはレゾルシノールの一部が他
の二価フエノールで置換されそしてイソフタル酸
またはテレフタル酸の一部が他のジカルボン酸で
置換されている共縮合体から導かれる。この米国
特許は、その方法を芳香族カルボキシルジハライ
ドと一般式 の極めて広範囲な群の二価フエノールとの反応に
使用しうることを示唆している。 しかしながら、ハロゲン化水素の存在下におけ
るそのような高い反応温度でのアルキレン架橋さ
れたジフエノールの不安定性は充分な分子量のそ
して許容しうる色のポリエステル形成を阻害する
であろうし、そして事実そのような厳しい反応条
件下でのかかるポリエステルの分解がベルギー特
許第766806号明細書中で確認されている。 米国特許第2595343号明細書は、ジフエノール
のジアセテートをジカルボン酸と反応させること
による一層満足すべきフエノールからのポリエス
テルの製造方法を教示している。 ジフエノールおよび芳香族ジカルボン酸から製
造されたポリエステルは、それらのより高い軟化
温度の故に一層高温において一般に有用である。
しかしながら、それらが窒素、硫黄、燐またはハ
ロゲンを含有する有毒排ガスを生成するような難
燃剤を含有していない限りは、それらはまたそし
て特にそれらが薄いシートまたはフイラメントの
形態の場合にはかなり易燃性である。そのような
ポリエステルとしては、ビスフエノールA〔2・
2′−ビス(4−ヒドロキシフエニル)プロパン〕
および1・1−ビス(4−ヒドロキシフエニル)
エタンのポリエステルがあげられる。更に、多く
のポリエステル例えばヒドロキノン、4・4′−ジ
ヒドロキシジフエニル、ビス(4−ヒドロキシフ
エニル)メタンその他のポリエステルは往々にし
て400℃以上の極めて高い軟化点を有しており、
そして従つて溶融物中では熱的に不安定であり、
そして通常の加工温度では取扱いにくいために通
常の加工のためには非実用的である。 フランス特許第2006477号明細書は、新規な
1・4−ジカルボキシ−1・4−ジアルキルシク
ロヘキサンおよびそれから製造された重合体を開
示している。その重合体の中には、1.2−ビス
(4−ヒドロキシフエニル)エタンおよび脂環式
酸である1・4−ジメチルシクロヘキサン−1・
4−ジカルボン酸から製造された可燃性ポリエス
テルがある。コレスニコフ氏等は、1・2−ビス
(4−ヒドロキシフエニル)エタンのポリカーボ
ネートおよび混合ポリカーボネートを開示してい
る〔Polymer Science.A.USSR .764〜773
(1976)参照〕が、しかしその難燃性の有無に関
しては何等の開示もない。 従つて、当業界においては、有毒な難燃剤元素
例えばハロゲンおよび燐を添加することなくして
難燃性であり、そして約100℃以上の温度でそれ
を有用ならしめるような比較的高いガラス転移温
度を有する工業用熱可塑性ポリエステルに対する
必要性が存在している。 Industrial and Engineering Chemistry第51巻
第147頁(1959)におけるメチレン架橋ジフエノ
ールポリエステルの総説において、アンドレ・コ
ニツクス氏は29種のジフエノールポリエステルを
報告している。2種〔ビスフエノールAテレフタ
レートおよびビスフエノールA/ベンゾフエノン
−4・4−ジカルボン酸〕のみが結晶性であるこ
と、そして第三の無晶形のもの(ビスフエノール
Aイソフタレート)は溶液成形技術によつて半結
晶性状態で溶液から得られることが見出された。
コニツクス氏は物理的性質例えば結晶性に及ぼす
化学構造の影響はかなり複雑でありそして容易に
は予見できないということを認めている。 米国特許第3448077号明細書においてコニツク
ス氏は、芳香族ジカルボン酸およびジフエノール
から得られるポリエステルは無晶形であるがしか
し熱処理によつて結晶化できるということを教示
している。 従つて、高温強度を提供するために比較的高融
点であるがしかし取扱い困難となつたりまたは溶
融分解する程には高くはなく、そして迅速に結晶
化してその結果迅速な成型サイクルで通常の成型
装置上で成型できるポリエステル工業用熱可塑物
に対する必要性が存在している。 更に、高度の結晶性、溶媒および試薬抵抗性お
よび成型および成形物品の寸法安定性を有するポ
リエステル工業用熱可塑物に対する必要性が存在
している。 更に、有毒難燃剤元素例えば窒素、硫黄、燐ま
たはハロゲンを添加することなしに改善された熱
安定性能を有する迅速結晶化可能な結晶性ポリエ
ステル工業用熱可塑物に対する需要が存在してい
る。 強度、加工性、高温性能、改善された火災安全
性能および結晶性の組合せを有する芳香族ジフエ
ノールから誘導されたポリエステルおよびコポリ
エステルが発見された。この好ましい群の化合物
は、速やかな結晶化速度および溶媒抵抗性を有し
ておりそしてそれから製造される成型または成形
物品に寸法安定性を付与する。こうした性質の組
合せは、芳香族ジカルボン酸とヒドロキシルが3
位または4位にある1・2−ビス(ヒドロキシフ
エニル)エタンまたはその混合物とのポリエステ
ル縮合物を使用して達成される。この成分酸およ
びジフエノールは、ポリエステルの融点が約350
℃以下となるようにそして好ましくはそのガラス
転移温度が約100℃以上となるように選ばれる。 結晶性ポリエステルの成分酸はイソフタル酸、
テレフタル酸、3・3′−、3・4′−および4・
4′−ビ安息香酸、1・3−、1・4−、1・5
−、1・6−、1・7−、1・8−、2・6−お
よび3・7−ナフタレンジカルボン酸および式 (式中カルボキシル基は3位または4位にありそ
してXはO、S、SO2、C=O、CH2または
CH2CH2である)により表わされる酸より成る群
から選ばれた少くとも1種の酸を包含する。ジフ
エノールは1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)
エタンおよび場合によりレゾルシノール、ヒドロ
キノン、3・3′−、3・4′−および4・4′−ジフ
エノール、1・3−、1・4−、1・5−、1・
6−、1・7−、1・8−、2・6−および2・
7−ジヒドロキシナフタレンおよび式 〔式中ヒドロキシル基は3位または4位にありそ
してYはO、S、SO2、C=O、CH2または
(CH23である〕により表わされるジフエノール
より成る群から選ばれた少くとも1種のジフエノ
ールを包含する。 このポリエステルを粉砕して成型用粉末を製造
することができ、そしてこれは望ましい性質特に
改善された火災安全性能を有する有用な物品に容
易に成型または押出しされる。 迅速に結晶化する1・2−ビス(ヒドロキシフ
エニル)エタンの結晶性芳香族ポリエステルを選
択することによつてそれらを速やかな成型サイク
ルで通常の成型装置上で成型させそしてそれから
製造された成型または成形物品に溶媒抵抗性およ
び寸法安定性を付与することができることは本発
明の特徴である。従つて、改善された火災安全性
能および結晶性を有するポリエステルを得るに充
分な1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタン
を含有する芳香族ジカルボン酸とジフエノールと
の組合せを選択することは本発明の特徴である。
このジカルボン酸−ジフエノールの組合せの選択
は、分解を生ずることなしに容易な加工性を可能
ならしめるためにポリエステルの融点が約350℃
以下となり、かつ毛管レオメーターによつて100
-1の剪断速度において350℃で測定された溶融
粘度が105ポアズ以下となるように、そして高い
使用温度を与えるためにそのガラス転移温度が好
ましくは約100℃以上となるようになされる。 本発明のポリエステルは、任意の便利な方法例
えば望ましい火災安全性能および加工性を与える
ように選ばれた芳香族ジカルボン酸とジフエノー
ルジエステルとの混合物の溶融縮合または溶液縮
合によつて製造することができる。それらは芳香
族ジカルボン酸のフエノールエステルおよびジフ
エノールの選ばれた混合物の溶融または溶液重合
によるかまたはジフエノールの塩と芳香族ジカル
ボン酸ジハライドとの界面重合によつて製造する
ことができる。すなわち、この組合せ物は形式的
にはジ酸とジフエノールとの縮合物であるが、実
際にはその反応成分はジ酸およびジフエノールエ
ステル、またはジ酸のフエニルエステルとジフエ
ノール、またはジフエノールの塩とジ酸ハライド
である。好ましい製造法は、芳香族ジカルボン酸
とジフエノールジエステル混合物の溶融縮合であ
る。 ポリエステルの製造に適した方法は、溶融物相
でそして場合によりそのような酸分解に一般に使
用される任意の触媒例えばアルカリ金属水酸化
物、燐酸塩、炭酸塩またはアルカノエート、二酸
化チタン、オルトチタン酸塩および有機錫化合物
の存在下に、ジフエノールのC1〜C7脂肪族モノ
カルボン酸ジエステルの混合物を少くとも1種の
芳香族ジカルボン酸と反応させることからなる。
一般にアルカリ金属塩が好ましい触媒である。こ
の触媒は反応成分の0.5〜5.0モル%の種々の量で
使用することができる。しかしながら好ましくは
使用される触媒の量は反応成分の1.0〜2.5モル
%、そしてより頻繁には約2モル%である。この
反応は実質的に酸素を含有しない不活性雰囲気中
で、そして反応の間に生成する炭素原子数1〜7
個の脂肪族モノカルボン酸が蒸留によつて反応混
合物から分離されるような温度および圧力条件下
に行われる。この溶融縮合法に有用なジフエノー
ルジエステルとしては、比較的低沸点の炭素原子
数1〜7個のモノカルボン酸例えば酢酸、プロピ
オン酸、ブチル酸、ペンタン酸、ヘキサン酸また
はヘプタン酸またはそれらの混合物があげられ
る。最も好ましいものは酢酸である。 より詳細には、好ましい重縮合方法は、便利に
は、ジフエノールのC1〜C7脂肪族カルボン酸エ
ステル混合物を反応成分がジエステルまたはジ酸
の10モル%過剰までの実質的に化学量論的割合と
なるようにそして触媒の存在下に芳香族ジカルボ
ン酸混合物に接触させることを包含する。反応温
度は通常240℃〜350℃であり、そして圧力は大気
圧またはそれ以下である。一般にこの反応は不活
性雰囲気中で、そして初期相において大気圧で実
施され、そして次いで実質的にすべてのC1〜C7
脂肪族カルボン酸が蒸留により除去されそしてポ
リエステル生成物が高い分子量となるまで、実質
的により高温でそして一層低い圧力または一連の
より低い圧力で行われる。ポリエステル中で適当
な強度であるためにはこのポリエステルの分子量
は60重量部のフエノールおよび40重量部のシン−
テトラクロロエタンを含有する混合溶媒中で溶液
100ml当り0.5g濃度で30℃で測定した場合に少く
とも約0.3、好ましくは少くとも約0.5のインヘレ
ント粘度を与えるに充分なものであるのが好まし
い。 1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタン
は、ヒドロキシル基の位置によつて数種の異性体
例えば4・4′−3・4′−および3・3′−異性体の
形で存在しうる。本発明の目的に対しては、25%
またはそれ以上までの3・4′−および3・3′−異
性体を含有する4・4′−異性体混合物または配合
物が本発明の範囲内の非常に有用なポリエステル
組成物を提供することができる。しかしながら
3・4′−および3・3′−異性体の量を約10モル%
に限定することが好ましくそして実質的に純粋な
4・4′−異性体が往々にして使用される。 重合体の火災安全性能は、火焔抵抗性または発
火または火焔拡大抵抗性、燃焼における煙発生お
よび燃焼における有毒ガス発生を含む数種の方法
で示される。改善された火災安全性能を有する重
合体とは、発火が困難であり、容易に火焔が拡大
せず、燃焼においてほとんど煙を発生せずそして
非常に往々にして通常の難燃剤物質の燃焼生成物
である、窒素、硫黄、燐またはハロゲンを含有す
るより有毒なガスをほとんど発生しないものであ
る。火焔抵抗性は便利には、1974年2月1日制定
のアンダーライターズ・ラボラトリース「プラス
チツク材料の可燃性試験法」UL−94により測定
される。この規定の寸法限度に一致する試験試料
を発火させ、そのあとで点火火焔を取り除き、そ
して火焔燃焼およびすべてのそれに続く無焔燃焼
の両者が消失するに必要な時間を測定する。試料
は火焔燃焼または無焔燃焼の時間、および試料か
らの溶融滴下物が試料の下に置かれた木綿繊維を
発火させるかどうかによつて燃焼性減少の順序に
したがつて−、−または−0に分類さ
れる。−という評価は、5回の試みに基づい
て、点火火焔除去後平均25秒以内にその固体重合
体が自己消火性であるということのみを示す。燃
焼試料から滴下した溶融物は、試料の下12インチ
(30cm)に置かれた未処理木綿繊維を発火させて
もかまわない。−の品質の試料は点火火焔除
去後25秒の平均時間内に自己消火性であり、かつ
試料の下30cmに置かれた木綿を発火させるような
燃焼溶融物を滴下しない。すべての局所的火焔は
試験火焔の第二の除去後60秒以内に消火し、支持
クランプまでは移行せず、そして外科用綿を発火
させえないものでなくてはならない。その他の
−要件が満足された場合すなわち火焔が発火後
平均5秒以内に消火し、火焔粒子が存在せずそし
て試験火焔の第二の除去後30秒以内に火焔が消火
した場合には、その試料は−0に評価される。
UL−94試験法に対して使用される評価系のより
完全な説明に対しては、アンダーライターズ・ラ
ボラトリーズの出版物を参照されたい。しかしこ
れら数字による火焔伝播の評価は、実際の火災条
件下にそのような物質により与えられる危険性を
反映すべく意図されたものではない。試験試料は
約0.32cm、0.16cmおよび0.08cmの3種類の厚さの
15cm×1.3cmのものであり、そしてこれらは試験
の間垂直位置に保持されている。−0または
−評価に対する最低試料厚さは試験で決定され
る。 重合体の火焔抵抗性評価に使用されているその
他の試験としてはASTMD−2863−70に従つて測
定される酸素指数試験および種々のフラツクス試
験があげられる。この場合には、0.16cm厚さの試
料を種々の時間種々の熱フラツクスの点火源にさ
らしそして火焔消火に対する時間を記載する。煙
発生はASTM Special Technical Publication
422(1969)に記載の最高比光学濃度法により
0.08cm厚さの試料を使用してアミンコNBSスモー
クキヤンバーを使用して測定される。予期せざる
ことに、何ら通常の難燃添加剤をも含有しない
1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)エタン
のポリイソフタレートは0.08cmまたはそれ以下の
厚さの試料についての試験において、V−Oの燃
焼性評価を与える。それに対して、ガラス充填剤
添加したポリ(1・4−ブチレンテレフタレー
ト)は0.30cm厚さで−評価を満足せず、そし
て2・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)プロ
パンのポリイソフタレートは0.19またはそれ以下
の厚さでは−評価を満足しない。一般に重合
体は、より厚い場合により高い評価を示す。1・
2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)エタンと
2・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)プロパ
ンとの組合せ物は両方のホモ重合体に対する両端
の値の中間である。優れた燃焼抵抗性の他に、
1・2−(ヒドロキシフエニル)エタンは燃焼時
により少ない煙を発生し、そして窒素、硫黄、燐
またはハロゲンを含有する有毒排ガスを発生しな
い芳香族ポリエステルを生成しうる。すなわち、
1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンの芳
香族ポリエステルは通常の難燃剤の添加なしで、
予期せざる優れた火災安全性能を有している。そ
して1.2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタン
を、芳香族ジカルボン酸とジフエノールとのポリ
エステル縮合物中に導入することは、一つまたは
それ以上の観点で、ポリエステル縮合物の火災安
全性能を改善する。ポリエステル縮合物中への少
量の1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタン
は火災安全性能の改善を与えることができるけれ
ども、ポリエステル反復単位の少なくとも60モル
%そして更により好ましくは少なくとも75モル%
を1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンか
ら導いたものにして、より有意の火災安全性能の
改善を達成することが好ましい。 改善された火災安全性能を提供することの他
に、芳香族ジカルボン酸と1・2−ビス(ヒドロ
キシフエニル)エタンを含めてジフエノールとの
組合せはポリエステル縮合物の形態にも影響を与
えるように選択することができる。「無晶形」な
る表現は重合体が比較的低い程度の分子秩序を有
しそして一般に等方性でありそして光学的に透明
であることを意味する通常の意味で使用されてい
る。それに対して「結晶性」なる表現はその重合
体が比較的高度の分子秩序を有しそして窒素雰囲
気中で10mg溶融試料を20℃/分の速度でパーキ
ン・エルマー示差走査熱量計型式DSC6−1B上で
冷却した場合に結晶化熱に相当するシヤープなピ
ークを示すことを意味している。多くのポリエス
テル組合せ物は実際には結晶性でありうるがしか
し結晶化させることは困難であり、そして常温か
らそれらのガラス転移温度またはそれ以上までの
範囲の温度において準安定な無晶形状態にこれを
保持することができる。この重合体はそれらが
350℃またはそれ以下の温度で軟化または溶融し
そして流れる場合には取扱い容易であると考えら
れる。取扱い容易さまたは加工性の判定基準は
100秒-1の剪断速度で毛管レオメーター上で測定
される溶融粘度である。充分な加工性のために
は、芳香族ジカルボン酸またはその混合物と1・
2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンまたはそ
の混合物とのポリエステル組合せは350℃で約105
ポアズ以下の溶融粘度を与えるようにそして好ま
しくは200゜〜320℃の温度範囲で約102〜105ポア
ズ範囲の溶融粘度を与えるように選択されるべき
である。この組合せはまたポリエステルに対して
高い使用可能温度を与えるためには、好ましくは
約100℃以上そしてより好ましくは約140℃以上の
ガラス転移温度を与えるように選ばれる。 本発明の新規な1・2−ビス(ヒドロキシフエ
ニル)エタンポリエステルおよびコポリエステル
は多くの形で有用であり、そして多くの方法で成
形して有用な目的物を製造することとができる。
それらを溶融物からまたは適当な溶媒例えばフエ
ノールとテトラクロロエタンとの混合物中の溶液
から高い強度のフイルムに成形することができ
る。応力下に配向させることのできるものは、良
好な強度の繊維に溶融紡糸および延伸させること
ができる。それらは成型物品の製造のための成型
用樹脂として非常に有用である。この新規なポリ
エステルを粉砕して粉末とするかまたは押出およ
びペレツト化し、そしてその粉末またはペレツト
を押出しによつて成型してバーまたはロツド形態
にすることができる。それらは通常の成型装置ま
たは機械を使用して任意の所望の形状に射出成型
することができる。 この新規な1・2−ビス(ヒドロキシフエニ
ル)エタンポリエステルに対し適当な射出成型操
作は、スクリユー給送される射出成型機であり、
この場合ストツクは成型に適当な溶融粘度を与え
るような適当な温度に保持されそしてモールドは
ガラス転移温度より約10〜30℃低い範囲の温度
に、そして好ましくはガラス転移温度より約20℃
低い温度に保たれる。同様に任意のその他の便利
な射出成型および押出装置および操作を、前記
1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンポリ
エステルおよびコポリエステルに関して使用する
ことができる。 成型用樹脂としての使用のためには、この新規
なポリエステルに成型樹脂に関して一般に使用さ
れるワツクス、潤滑剤、染料、顔料、難燃剤、光
沢変性剤その他を含めて慣用の添加剤の任意のも
のを混合することができるしまたはこれを含有さ
せることができる。多くのそのような添加剤が成
型樹脂技術では既知である。1・2−ビス(ヒド
ロキシフエニル)エタンポリエステル成型用樹脂
との組合せにおけるそれらの使用は有利な結果を
与えうる。例えば熱安定化剤は高温分解を最小な
らしめそしてこのポリエステルをそのような高温
においてより長期間加工することを可能ならしめ
る。 成型適用においては、ポリエステルを好ましく
は迅速に結晶化させてそれらの迅速な成型サイク
ルでの通常の成型装置上で成型することができる
ようにする。従つて、本発明の好ましい態様にお
いては、ビス(4−ヒドロキシフエニル)エタン
またはその混合物および芳香族ジカルボン酸また
はその混合物は所望のすなわち迅速結晶化特性を
与えるように選ばれる。 本発明のポリエステルは、1・2−ビス(ヒド
ロキシフエニル)エタンまたは1・2−ビス(ヒ
ドロキシフエニル)エタンを含有するジフエノー
ル混合物との縮合の際に約350℃以下の温度で溶
融する結晶性ポリエステルを生成させるような、
適当な芳香族ジカルボン酸または酸混合物から製
造される。好ましい酸は、イソフタル酸、テレフ
タル酸、3・31−、4・41−および4・4′−ビ安
息香酸、1・3−、1・4−、1・5−、1・6
−、1・7−、1・8−、2・6−および2・7
−ナフタレンジカルボン酸および式 (式中カルボキシル基は3位または4位にありそ
してXはO、S、SO2、C=O、CH2または
CH2CH2である)により表わされる酸より成る群
から選ばれた少なくとも1種の酸を包含する。好
ましい酸としては、イソフタル酸、テレフタル
酸、ビス(4−カルボキシフエニル)エーテル、
ビス(4−カルボキシフエニル)サルフアイド、
ビス(4−カルボキシフエニル)スルホン、ビス
(4−カルボキシフエニル)メタン、1・2−ビ
ス(4−カルボキシフエニル)エタンおよび2・
2−ビス(4−カルボキシフエニル)プロパンが
あげられる。その理由はこれらの酸および酸混合
物は容易にジフエノール混合物と組合せて、所望
の融点、ガラス転移温度(Tg)および結晶化速
度を有するポリエステルを生成させることができ
るからである。特に好ましい芳香族ジカルボン酸
はイソフタル酸およびその混合物である。これら
ジ酸の1種またはそれ以上と少量、一般には約25
モル%以下のC2〜C20脂肪族ジ酸そしてより好ま
しくは約10モル%以下のC7〜C12脂肪族ジ酸との
混合物を使用することができる。一般に脂肪族ジ
酸の量は、得られるポリエステルのTgおよび融
点に有意の損失を与えることなしに改善された加
工性を提供するように選ばれる。好ましくはこの
量は10℃を越えないTg損失に限定される。 このポリエステルは前記ジカルボン酸、および
場合により適当な任意のジフエノールと混合した
1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンから
約350℃以下の温度で溶融しそして冷却した場合
に速やかに結晶化するポリエステルを生成させる
ようにして製造される。好ましい任意成分たるジ
フエノールは、レゾルシノール、ヒドロキノン、
3・31−、3・4′−および4・4′−ジフエノー
ル、1・3−、1・4−、1・5−、1・6−、
1・7−、1・8−、2・6−および2・7−ジ
ヒドロキシナフタレンおよび式 (式中ヒドロキシル基は3位または4位にありそ
してYはO、S、SO2、C=O、CH2またはC
(CH32である)により表わされるジフエノール
より成る群から選ばれた少なくとも1種のジフエ
ノールを包含する。好ましいジフエノールとして
は、ビス(4−ヒドロキシフエニル)メタン、
2・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)プロパ
ン、ビス(4−ヒドロキシフエニル)エーテル、
ビス(4−ヒドロキシフエニル)サルフアイドお
よびビス(4−ヒドロキシフエニル)スルホンが
あげられる。 芳香族ジカルボン酸とジフエノールのより好ま
しい迅速結晶性の組合せは、酸部分の主モル成分
としてイソフタル酸を含有している。更に、好ま
しい組合せにおいてはジフエノール部分の少なく
とも75モル%は1・2−ビス(4−ヒドロキシフ
エニル)エタンであり、そして更により好ましく
はこれは少なくとも90モル%であり、そして更に
好ましくはこれは95〜100モル%である。好まし
い理由は酸の入手容易性およびコスト、および得
られるポリエステルの望ましいガラス転移温度お
よび溶融点にある。結論として、より好ましい組
合せの一つは、追加成分なしのイソフタル酸およ
び1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)エタ
ンから得られる。しかし他の芳香族ジ酸のイソフ
タル酸との混合物が使用される場合には、そのよ
うな他のジ酸は、33モル%までは結晶化速度にほ
とんど影響を与えない。しかしガラス転移温度お
よび融点はいくらかの変化が生ずる。同様に、
1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)エタン
と他のジフエノールとの混合物をイソフタル酸と
組合せる場合には、そのような他のジフエノール
は10モル%までは結晶化速度にほとんど影響を与
えない。しかしガラス転移温度および融点にはい
くらかの変化が生ずる。 成型サイクルは迅速なことが好ましいから、結
晶性ポリエステルは重合体がモールド中で冷却さ
れている短時間の間に結晶化することが望まし
い。すなわち、高温寸法安定性が重要な用途のた
めの成型材料は速やかな結晶化速度を有している
ことが必要である。結晶化速度は示差走査熱量計
によつて測定することができ、そして本明細書全
体にわたつて結晶化速度が与えられている場合に
はこの技術により測定された速度が使用されてい
る。これは試料を毎分20℃の速度で冷却させた場
合には観察される結晶化熱の半分に対して必要な
時間の逆数として表わされる。結晶化速度測定に
使用される装置はDSC−1Bサーマル・アナライ
ザー(パーキン・エルマー社製)であり、そして
この装置の使用法は「Instructions Differential
Scanning Calorimeter」(パーキン・エルマー社
1966年11月発行)第7〜9頁に記載されている。 結晶速度の測定においては、次の方法が使用さ
れる。 装置およびレコーダーをオンにしそしてスタン
ド・バイの位置にセツトしそして約半時間始動
(ウオーミングアツプ)せしめる。次いでこの装
置を示差温度および平均温度に関して、パーキ
ン・エルマー社指示書(インストラクシヨン・マ
ニユアル)に示されているようにして完全に較正
する。約5〜10mgの重合体試料を、底が確実に平
らになるようにして封入用具で非密封性パンおよ
びふたの中に把持させる。空の非密封性パンおよ
びふたを同一様式で把持させる。試料および参照
をDSC−1Bの右側および左側センサーに入れ
る。試料カバーを安位置に置きそして窒素流れを
約0.05SCFH(1.42/時)に調整する。DSC−
1Bの範囲は4mcal/秒にセツトされ、走査速度
は10℃/分に、そしてレコーダーのチヤート速度
は2.54cm/分にセツトされる。機械のゼロ点は、
レコーダーのペンがキヤート上の適当な位置にく
るように調整される。レコーダーを次いでオンの
位置とし、そしてベースラインを室温で記録す
る。機械の緑色の指示ランプは温度制御を示して
おりそして記録されているベースラインは試料と
機械との間に熱的平衡が到達した場合に水平とな
る。プログラムトグルスイツチを次いで上昇位に
置き、そして試料を10℃/分の一定の速度で、吸
熱溶融ピークより約10℃上まで上方に走査させ
る。次いでトグルスイツチをニユートラルの位置
に置き、そして2分間放置する。試料を2分間等
温に保つている間、走査速度ダイヤルを20℃/分
に再セツトし、そしてレコーダー速度を毎分5.08
cmにセツトする。プログラムトグルスイツチを低
減位置におき、そして試料を毎分20℃の一定速度
で冷却させる。機械の緑色の指示ランプは温度が
制御されていることを示す。発熱結晶化ピークは
走査時間内に結晶化が生じた場合にはレコーダー
のサーモグラム上にみることができる。この走査
をピークを過ぎるまで続けてベースラインを再び
確立させそしてサーモグラムを完成させる。典型
的発熱結晶化ピークが第1図に示されている。 サーモグラムのベースラインを結晶化ピークの
両側に内挿させる。ベースラインは装置に基因し
て曲線を示しうる。その場合には適当なフレンチ
波形を使用して内挿しなくてはならない。ベース
ラインが最初にそれてピークを形成する点〔S〕
を決定し、そしてまたピーク(最終ピーク)が終
つてベースラインに再び一致する点〔E〕をも決
定する。前者は出発点を示し、他方後者は結晶化
過程の終点を示す。点〔S〕および点〔E〕から
垂線をおろすとそれぞれTSおよびTEでサーモグ
ラムの温度軸を切る。ピークの下の〔S〕および
〔E〕により定義される全面積〔A〕を面積計に
より測定する。面積〔A〕は試料の結晶熱に比例
する。結晶化に要する全時間は T−T/冷却速度(分)=T−T/20
(分) により与えられる。 その全面積〔A〕を測定したピークを、ピーク
上の異つた点〔Bi〕から垂線をおろして内挿され
たベースラインを〔Ci〕においてそして4℃間
隔〔Tci他〕でサーモグラムの温度軸を切断させ
ることによつて数個のセグメントに切る。各セグ
メント〔SB1C1、SB2C2〕の面積〔A′〕を面積計
により求めそして相当する結晶時間を計数する。 T−Tci/冷却速度(分)=T−Tci/2
0(分)他 各セグメントの面積をピークの全面積〔A〕で
除しそしてその結果を%で表わす。結晶化ピーク
面積の%を結晶時間に対してプロツトする。半分
時間すなわちその点での〔A′〕が〔A〕の50%
となる時間をグラフから確立する。試料の結晶化
速度はこの「半分時間」の逆数である。例えば半
分時間が5分の場合、その逆数は0.2分-1であ
る。 従つて、本明細書に使用されている場合の「結
晶化速度」は異つた冷却速度が記載されていない
限りは20℃/分の冷却速度を使用して前記のよう
にしてDSC−1Bサーマルアナライザー上で測定
された速度であると理解される。この方法で測定
した場合の約0.2分-1またはそれ以上の結晶化速
度は重合体の射出成型において満足すべきもので
ある。その理由は、成型操作における冷却速度は
一般に結晶化速度測定に使用される冷却速度より
もはるかにより迅速なものだからである。しかし
約0.5分-1またはそれ以上の結晶化速度がより好
ましく、そして速やかな成型サイクルに対しては
約1分-1またはそれ以上の結晶化速度が更により
好ましい。 迅速結晶性のポリエステルおよび約350℃以下
の融点を与えるに充分な1・2−ビス(ヒドロキ
シフエニル)エタンを含有する芳香族ジカルボン
酸およびジフエノール組合せの選択の他に、好ま
しくはこの組合せを、約100℃そして好ましくは
少なくとも約140℃以上のガラス転移温度を与え
るように選んで、そのポリエステルが短期および
長期の両方の応力に対して充分な抵抗性を示し、
そして約100℃以上の温度そして好ましくは140℃
以上の温度で寸法安定性を示すようにする。融点
は約350℃以下であるべきではあるけれども、200
℃およびそれ以上の温度で良好な強度を有する充
填剤含有ポリエステルを製造する機会を与えるた
めには、それは好ましくは約200゜〜320℃の範囲
である。より好ましくは溶融物中に過剰の熱分解
を生ぜしめることなしに、高温強度のためにはそ
の融点は約250℃〜300℃の範囲にあるべきであ
る。 ポリエステルのガラス転移温度および融点はパ
ーキン・エルマー示差走査熱量計型式DSC−1B
を使用して測定される。この機械には目盛がつけ
られてあり、試料および参照試料は調製されそし
て結晶化速度測定に対して記載されたと同様に窒
素流速がセツトされる。この装置は20℃/分の速
度で加熱するようにプログラムされている。サー
モグラムの第一の不連続点の中心点をガラス転移
温度〔Tg〕としてとる。サーモグラムは結晶化
発熱を示しうる。そしてガラス転移温度より約
150℃上では溶融吸熱が観察される。吸熱の主ピ
ークを融点(Tm)としてとる。 改善された火災安全性能の他に、本発明の結晶
性1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンポ
リエステルは数種の特別の点で顕著なものであ
る。例えば、最も好ましいポリ〔1・2−ビス
(ヒドロキシフエニル)エタンイソフタレート〕
の結晶化速度はナイロン6、(ポリイプシロンカ
プロラクタム)およびポリテトラメチレンテレフ
タレートのそれよりも速いものでありうる。 1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンが
ジフエノール部分の約90〜100モル%範囲である
ポリエステルおよびコポリエステルは通常は250
〜320℃範囲の融点および約110〜180℃範囲の高
いガラス転移温度すなわちTgを有している。こ
れらの性質が高い熱変形温度およびこれらポリエ
ステルから成型される種々の形状についてのクリ
ープ抵抗を与えている。このポリエステルはまた
450℃以上の温度まで認めうる重量損失を生じな
いという熱重量分析結果により示されるような高
い熱安定性をも有している。 本発明の結晶性ポリエステルは化学試薬の攻撃
に対して優れた抵抗性を有していることが発見さ
れている。それらは長期間無極性媒体および極性
溶媒例えばヘキサン、トリクロロエタン、アセト
ンおよびメチルエチルケトンに露出させた後で無
視しうる重量損失しか示さない。それらは酸、塩
基および水の攻撃にも抵抗する。同様に、それら
は、成型試料としてこれらの溶媒に露出させた場
合にも環境的ストレス・ひび割れを示さない。
1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンの水
分吸収は一般に低い。例えばポリ〔1・2−ビス
(ヒドロキシフエニル)エタンイソフタレート〕
の水分吸収は低分子量試料に対してでさえも約
0.2〜0.3重量%である。 本発明を更に実施例により説明するが、本発明
をこれらにより限定されるものではない。ここに
単量体の比はモル比であり、そして他のすべての
部および%は特に記載されていない限りは重量基
準である。 実施例は本発明の1・2−ビス(ヒドロキシフ
エニル)エタンポリエステルの製造およびその予
期せざる性質を説明している。すべてのインヘレ
ント粘度は、30℃で60重量部のフエノールを含有
するフエノール/シン(対称)テトラクロロエタ
ン混合溶媒系中で、100ml当り0.5gの濃度で測定
されている。重合体の形態および火災安全性能は
前記の方法により測定されている。 このポリエステルの応力ひび割れ性は特別に考
案された試験法で測定されている。この場合0.8
mm厚さの重合体フイルムから6mm×24mmの寸法の
試料片を切りとる。この片を二つ折りにしそして
その端を一緒にステーブルで留めて、中心部分が
弱い応力下にあるようにする。この二重折りにし
そしてステーブル留めした片を秤量し、そして試
験溶媒に浸しそして試料の状態を直ちに観察し、
そしてその後3日まで24時間ごとに観察する。吸
収される溶媒の量は、1日、4日および16日間隔
で試料を秤量することにより測定される。極端な
場合には、試料は応力ひび割れ抵抗性を有してお
らずそして直ちに破壊する。そのような試験は
「不合格」として報告されている。あまり極端で
ない場合には、不合格は何日かの後に起り、そし
てこれはそのまま第3表に記載されている。あま
りはげしくない場合には、ひびが観察されるがし
かしそれ以上の変化は生じない。そのような試験
結果は「ひび入り」として報告されている。しか
しある試料は試験完了後に破損もひびも示さな
い。そしてそのようなものは「合格」として示さ
れている。これらは本発明の結晶性ポリエステル
である。 実施例 1 ポリ〔1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニ
ル)エタンイソフタレート〕の製造 イソフタル酸8.2部および1・2−ビス(4−
アセトキシフエニル)エタン14.8部からなる充填
物を撹拌機、冷却器および受け器を備えた反応容
器に仕込む。前記容器を排気し窒素パージを3回
行なう。前記反応器中に窒素ブランケツトを保持
して約3時間250℃に加熱し、この加熱時間中酢
酸約3.5〜4.0部が留出する。その際、前記容器を
約125mmの圧力に排気し、275℃における加熱を1/
2時間継続するとその間にさらに酢酸1〜1.5部が
留出する。次に真空度を増大して圧を約0.1〜0.2
mmに低下させ、温度をさらに1時間290℃に上昇
させる。この時点において、反応混合物はさらに
撹拌することが困難な程度に粘稠になる。加熱を
中止し、反応混合物を再度窒素ブランケツト内に
おき、放冷する。生成重合体は淡黄色結晶性であ
り、フエノール/テトラクロロエタン溶媒中イン
ヘレント粘度0.57を示す。 実施例 2 ポリ〔1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニ
ル)エタンイソフタレート〕の製造 実施例1と同一の反応条件下において同一の反
応成分および同一の装置を用いて同様の反応を行
なうが、ただし最初の3時間の反応時間後、温度
を275℃に上昇させ、圧力を30分間125mmに低下さ
せる。その後、前記0.1〜0.2mmの高真空における
最終反応時間中、温度を290℃に上昇させる。生
成重合体はインヘレント粘度0.83を示し、結晶性
かつ透明な淡黄色である。 実施例 3〜16 実施施3〜16はジフエノールジアセテートおよ
びイソフタル酸の混合物を前記実施例1の方法に
より、温度および加熱サイクルを特定のポリエス
テルのレオロジーおよび形態学に適するように調
整して実施される。ポリエステルの組成および物
理的性質は後記の表1に示されるが、表中ビス
(4−ヒドロキシフエニル)メタン、2・2−ビ
ス(4−ヒドロキシフエニル)プロパンおよび
1・3−ビス(4−ヒドロキシフエニル)プロパ
ンのポリエステルは比較のために記載されたもの
である。溶融粘度は長さ対直径比が25:1の毛管
を使用し、316℃においてシーグラフ・マツケル
ヴエイ・レオメーター(Sieglaff−McKelvey
Rheometer)により100秒-1の剪断速度において
測定される。
The present invention is directed to a novel family of crystalline, easy-to-handle, linear aromatic polyesters of improved fire safety performance comprising repeating units derived from 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane and derivatives derived therefrom. Concerning molding powders and molded articles. Since the first practical development of such polymers by Messrs. Winfield and Dexon, many polyesters have been proposed for use as molding resins and industrial thermoplastics. Although some such polyesters and copolyesters have had commercial success as films and textile products, most have been unsuccessful as molding resins and industrial thermoplastics. Two relatively successful classes, polyethylene terephthalate and polytetramethylene terephthalate prepared from aliphatic diols and terephthalic acid, have certain deficiencies as industrial thermoplastics. They are both highly flammable and have rather low glass transition temperatures that limit their usefulness only to relatively low temperatures. U.S. Pat.
Discloses a method for producing polyester by reacting diphenol with an aromatic carboxyl dihalide at a temperature of 1.5 or higher. Preferred polyesters are hydroquinone and isophthalic acid, and resorcinol and terephthalic acid, and in which a portion of the hydroquinone or resorcinol is replaced with another dihydric phenol and a portion of the isophthalic acid or terephthalic acid is replaced with another dicarboxylic acid. derived from a cocondensate. This U.S. patent describes the process as an aromatic carboxyl dihalide with the general formula This suggests that it can be used to react with a very wide group of dihydric phenols. However, the instability of alkylene-bridged diphenols at such high reaction temperatures in the presence of hydrogen halides would inhibit the formation of polyesters of sufficient molecular weight and acceptable color, and indeed such The decomposition of such polyesters under harsh reaction conditions has been confirmed in Belgian Patent No. 766806. U.S. Pat. No. 2,595,343 teaches a more satisfactory process for making polyesters from phenols by reacting diacetates of diphenols with dicarboxylic acids. Polyesters made from diphenols and aromatic dicarboxylic acids are generally useful at higher temperatures because of their higher softening temperatures.
However, as long as they do not contain flame retardants that produce toxic exhaust gases containing nitrogen, sulfur, phosphorus or halogens, they are also quite easy to use, especially if they are in the form of thin sheets or filaments. It is flammable. Such polyesters include bisphenol A [2.
2'-bis(4-hydroxyphenyl)propane]
and 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)
Examples include polyester of ethane. Furthermore, many polyesters such as hydroquinone, 4,4'-dihydroxydiphenyl, bis(4-hydroxyphenyl)methane, and other polyesters have extremely high softening points, often above 400°C.
and is therefore thermally unstable in the melt,
Moreover, it is difficult to handle at normal processing temperatures, making it impractical for normal processing. FR 2006477 discloses new 1,4-dicarboxy-1,4-dialkylcyclohexanes and polymers prepared therefrom. Among the polymers are 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane and the cycloaliphatic acid 1,4-dimethylcyclohexane-1.
There are flammable polyesters made from 4-dicarboxylic acids. Kolesnikov et al. disclose polycarbonates and mixed polycarbonates of 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane [Polymer Science.A.USSR 9 . 764~773
(1976)], but there is no disclosure regarding whether or not it has flame retardancy. Therefore, there is a need in the art for a relatively high glass transition temperature that is flame retardant without the addition of toxic flame retardant elements such as halogens and phosphorus, and that makes it useful at temperatures above about 100°C. There is a need for industrial thermoplastic polyesters having a In a review of methylene-crosslinked diphenol polyesters in Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 51, p. 147 (1959), Mr. Andre Koniks reports 29 types of diphenol polyesters. Only two types [bisphenol A terephthalate and bisphenol A/benzophenone-4,4-dicarboxylic acid] are crystalline, and the third amorphous form (bisphenol A isophthalate) is produced by solution forming technology. It has been found that it can be obtained from solution in a semi-crystalline state.
Mr. Koniks acknowledges that the influence of chemical structure on physical properties such as crystallinity is quite complex and not easily predictable. In US Pat. No. 3,448,077, Koniks teaches that polyesters obtained from aromatic dicarboxylic acids and diphenols are amorphous but can be crystallized by heat treatment. Therefore, it has a relatively high melting point to provide high temperature strength, but not so high that it becomes difficult to handle or melt and decompose, and crystallizes quickly so that normal molding can be achieved with rapid molding cycles. There is a need for polyester industrial thermoplastics that can be molded on equipment. Additionally, there is a need for polyester industrial thermoplastics that have a high degree of crystallinity, solvent and reagent resistance, and dimensional stability for molding and molded articles. Additionally, there is a need for rapidly crystallizable crystalline polyester technical thermoplastics with improved thermal stability performance without the addition of toxic flame retardant elements such as nitrogen, sulfur, phosphorus or halogens. Polyesters and copolyesters derived from aromatic diphenols have been discovered that have a combination of strength, processability, high temperature performance, improved fire safety performance and crystallinity. This preferred group of compounds has rapid crystallization rates and solvent resistance and imparts dimensional stability to molded or molded articles made therefrom. This combination of properties is due to the fact that the aromatic dicarboxylic acid and the hydroxyl
This is accomplished using a polyester condensate with 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane or mixtures thereof in the position or 4 position. This component acid and diphenol have a polyester melting point of approximately 350
℃ or less, and preferably so that its glass transition temperature is about 100℃ or higher. The component acids of crystalline polyester are isophthalic acid,
Terephthalic acid, 3·3′-, 3·4′- and 4·
4'-Bibenzoic acid, 1, 3-, 1, 4-, 1, 5
-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,6- and 3,7-naphthalene dicarboxylic acids and formulas (where the carboxyl group is in the 3rd or 4th position and X is O, S, SO 2 , C=O, CH 2 or
CH 2 CH 2 ). Diphenol is 1,2-bis(hydroxyphenyl)
Ethane and optionally resorcinol, hydroquinone, 3.3'-, 3.4'- and 4.4'-diphenols, 1.3-, 1.4-, 1.5-, 1.
6-, 1.7-, 1.8-, 2.6- and 2.
7-dihydroxynaphthalene and formula Diphenols selected from the group consisting of diphenols represented by: in which the hydroxyl group is in the 3 or 4 position and Y is O, S, SO 2 , C=O, CH 2 or (CH 2 ) 3 Both include one type of diphenol. This polyester can be ground to produce a molding powder, which is easily molded or extruded into useful articles having desirable properties, particularly improved fire safety performance. By selecting crystalline aromatic polyesters of 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane that crystallize quickly, they can be molded on conventional molding equipment with rapid molding cycles and molds made therefrom. Alternatively, it is a feature of the present invention that solvent resistance and dimensional stability can be imparted to molded articles. Therefore, it is an object of the present invention to select a combination of aromatic dicarboxylic acid and diphenol containing sufficient 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane to obtain a polyester with improved fire safety performance and crystallinity. It is a characteristic of
The choice of this dicarboxylic acid-diphenol combination was such that the melting point of the polyester was approximately 350°C to allow for easy processability without decomposition.
and 100 by capillary rheometer.
The melt viscosity measured at 350°C at a shear rate of sec -1 is less than 10 5 poise and its glass transition temperature is preferably about 100°C or higher to provide high service temperatures. . The polyesters of the present invention may be prepared in any convenient manner, such as by melt condensation or solution condensation of mixtures of aromatic dicarboxylic acids and diphenolic diesters selected to provide desirable fire safety performance and processability. can. They can be prepared by melt or solution polymerization of phenolic esters of aromatic dicarboxylic acids and selected mixtures of diphenols or by interfacial polymerization of salts of diphenols and aromatic dicarboxylic acid dihalides. That is, although this combination is formally a condensation product of a diacid and a diphenol, in reality the reaction components are a diacid and a diphenol ester, or a phenyl ester of a diacid and a diphenol, or a salt of a diphenol. and diacid halide. A preferred method of production is the melt condensation of an aromatic dicarboxylic acid and a diphenol diester mixture. A suitable process for the production of polyesters is carried out in the melt phase and optionally using any catalyst commonly used for such acid decompositions, such as alkali metal hydroxides, phosphates, carbonates or alkanoates, titanium dioxide, orthotitanic acid. It consists of reacting a mixture of C1 - C7 aliphatic monocarboxylic acid diesters of diphenols with at least one aromatic dicarboxylic acid in the presence of a salt and an organotin compound.
Alkali metal salts are generally the preferred catalysts. This catalyst can be used in varying amounts from 0.5 to 5.0 mole percent of the reactants. Preferably, however, the amount of catalyst used is from 1.0 to 2.5 mole % of the reactants, and more often about 2 mole %. The reaction takes place in an inert atmosphere that is substantially free of oxygen and has between 1 and 7 carbon atoms formed during the reaction.
The process is carried out under temperature and pressure conditions such that the aliphatic monocarboxylic acids are separated from the reaction mixture by distillation. Diphenol diesters useful in this melt condensation process include relatively low boiling monocarboxylic acids having 1 to 7 carbon atoms, such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid or heptanoic acid, or mixtures thereof. can be given. Most preferred is acetic acid. More particularly, the preferred polycondensation process conveniently comprises a C1 - C7 aliphatic carboxylic acid ester mixture of diphenols in which the reactants are substantially stoichiometric with up to a 10 mole percent excess of diester or diacid. contacting the aromatic dicarboxylic acid mixture in proportion and in the presence of a catalyst. The reaction temperature is usually between 240°C and 350°C, and the pressure is at or below atmospheric pressure. Generally the reaction is carried out in an inert atmosphere and at atmospheric pressure in the initial phase, and then substantially all of the C1 - C7
This is carried out at a substantially higher temperature and at a lower pressure or a series of lower pressures until the aliphatic carboxylic acid is removed by distillation and the polyester product is of high molecular weight. For adequate strength in polyester, the molecular weight of this polyester must be 60 parts by weight of phenol and 40 parts by weight of synthetic.
Solution in a mixed solvent containing tetrachloroethane
It is preferably sufficient to give an inherent viscosity of at least about 0.3, preferably at least about 0.5, when measured at 30°C at a concentration of 0.5 g per 100 ml. 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane can exist in several isomeric forms, such as the 4,4'-3,4'- and 3,3'-isomers, depending on the position of the hydroxyl group. . 25% for the purposes of this invention
4,4'-isomer mixtures or blends containing up to 3,4'- and 3,3'-isomers provide highly useful polyester compositions within the scope of this invention. I can do it. However, the amount of 3,4'- and 3,3'-isomers is approximately 10 mol%.
is preferred and substantially pure 4,4'-isomer is often used. The fire safety performance of polymers is demonstrated in several ways, including flame resistance or resistance to ignition or flame spread, smoke production on combustion, and toxic gas production on combustion. Polymers with improved fire safety performance are those that are difficult to ignite, do not easily spread flames, produce little smoke on combustion, and are very often free from combustion products of common flame retardant materials. , which emit less toxic gases than those containing nitrogen, sulfur, phosphorus, or halogens. Flame resistance is conveniently measured by Underwriters Laboratories, ``Test Method for Flammability of Plastic Materials,'' UL-94, published February 1, 1974. A test sample conforming to the specified dimensional limits is ignited, after which the ignition flame is removed and the time required for both the flame combustion and any subsequent flameless combustion to be extinguished is measured. The samples were tested in an order of decreasing flammability depending on the time of flame or flameless combustion and whether molten drips from the sample ignited cotton fibers placed below the sample. Classified as 0. A rating of - only indicates that the solid polymer is self-extinguishing within an average of 25 seconds after removal of the ignition flame, based on 5 trials. Melt dripping from the burning sample may ignite untreated cotton fibers placed 12 inches (30 cm) below the sample. Samples of - quality are self-extinguishing within an average time of 25 seconds after removal of the ignition flame and do not drip burning melt that could ignite cotton placed 30 cm below the sample. All localized flames must be extinguished within 60 seconds after removal of the second test flame, must not migrate to the support clamps, and must not ignite the surgical cotton. Other - If the requirements are met, i.e. the flame is extinguished within an average of 5 seconds after ignition, no flame particles are present and the flame is extinguished within 30 seconds after the second removal of the test flame. The sample is rated -0.
For a more complete description of the evaluation system used for the UL-94 test method, please refer to Underwriters Laboratories publications. However, these numerical flame spread ratings are not intended to reflect the risk posed by such materials under actual fire conditions. The test samples were of three thicknesses approximately 0.32cm, 0.16cm and 0.08cm.
15 cm x 1.3 cm, and these are held in a vertical position during the test. The minimum sample thickness for a -0 or - rating is determined by testing. Other tests used to evaluate the flame resistance of polymers include the oxygen index test measured according to ASTM D-2863-70 and various flux tests. In this case, 0.16 cm thick samples are exposed to ignition sources of various heat fluxes for various times and the time to flame extinguishment is noted. Smoke generation is ASTM Special Technical Publication
422 (1969) using the maximum specific optical density method.
Measured using Aminco NBS smoke camber using 0.08 cm thick samples. Unexpectedly, polyisophthalate of 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, which does not contain any conventional flame retardant additives, in tests on samples 0.08 cm or less thick, Gives a flammability rating for V-O. In contrast, glass-filled poly(1,4-butylene terephthalate) did not satisfy the evaluation at a thickness of 0.30 cm, and polyisophthalate of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane Thicknesses of 0.19 or less do not satisfy the - rating. Polymers generally rate higher when they are thicker. 1・
The combination of 2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane and 2.2-bis(4-hydroxyphenyl)propane is intermediate between the extreme values for both homopolymers. In addition to its excellent flame resistance,
1,2-(Hydroxyphenyl)ethane can produce aromatic polyesters that produce less smoke when burned and do not produce toxic exhaust gases containing nitrogen, sulfur, phosphorus or halogens. That is,
Aromatic polyester of 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane can be used without the addition of usual flame retardants.
It has unexpectedly excellent fire safety performance. And the introduction of 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane into the polyester condensate of aromatic dicarboxylic acid and diphenol improves the fire safety performance of the polyester condensate in one or more aspects. Although small amounts of 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane into the polyester condensate can provide improved fire safety performance, at least 60 mole % and even more preferably at least 75 mole % of the polyester repeat units.
is preferably derived from 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane to achieve a more significant improvement in fire safety performance. Besides providing improved fire safety performance, the combination of aromatic dicarboxylic acids and diphenols, including 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane, also affects the morphology of polyester condensates. You can choose. The expression "amorphous" is used in its conventional sense to mean that the polymer has a relatively low degree of molecular order and is generally isotropic and optically transparent. In contrast, the expression "crystalline" means that the polymer has a relatively high degree of molecular order and that a 10 mg sample was molten in a nitrogen atmosphere at a rate of 20°C/min using a Perkin-Elmer differential scanning calorimeter model DSC6-1B. This means that when cooled, it shows a sharp peak corresponding to the heat of crystallization. Many polyester combinations may be crystalline in nature, but are difficult to crystallize, and this converts to a metastable amorphous state at temperatures ranging from room temperature to their glass transition temperature or above. can be retained. This polymer is
It is considered easy to handle if it softens or melts and flows at temperatures of 350°C or less. The criteria for determining ease of handling or processability are
Melt viscosity measured on a capillary rheometer at a shear rate of 100 s . For sufficient processability, aromatic dicarboxylic acids or mixtures thereof and 1.
The polyester combination with 2-bis(hydroxyphenyl)ethane or mixtures thereof has a temperature of about 10 5 at 350°C.
It should be selected to provide a melt viscosity of less than 100 poise and preferably in the range of about 10 2 to 10 5 poise at a temperature range of 200° to 320°C. The combination is also selected to provide a high usable temperature for the polyester, preferably a glass transition temperature of about 100°C or higher and more preferably about 140°C or higher. The novel 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane polyesters and copolyesters of this invention are useful in many forms and can be shaped in many ways to produce useful objects.
They can be formed into high strength films from the melt or from solution in a suitable solvent such as a mixture of phenol and tetrachloroethane. Those that can be oriented under stress can be melt spun and drawn into fibers of good strength. They are very useful as molding resins for the manufacture of molded articles. The new polyester can be ground to a powder or extruded and pelletized, and the powder or pellets can be extruded into bar or rod form. They can be injection molded into any desired shape using conventional molding equipment or machines. A suitable injection molding operation for this new 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane polyester is a screw-fed injection molding machine;
In this case the stock is held at a suitable temperature to provide the appropriate melt viscosity for molding and the mold is maintained at a temperature in the range of about 10-30°C below the glass transition temperature, and preferably about 20°C below the glass transition temperature.
kept at a low temperature. Any other convenient injection molding and extrusion equipment and operations may be used with the 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane polyesters and copolyesters as well. For use as a molding resin, the new polyester may be supplemented with any of the conventional additives commonly used in conjunction with molding resins, including waxes, lubricants, dyes, pigments, flame retardants, gloss modifiers, and others. can be mixed or contained. Many such additives are known in the molding resin art. Their use in combination with 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane polyester molding resins can give advantageous results. For example, thermal stabilizers minimize high temperature decomposition and allow the polyester to be processed at such high temperatures for longer periods of time. In molding applications, polyesters are preferably rapidly crystallized so that they can be molded on conventional molding equipment with rapid molding cycles. Accordingly, in a preferred embodiment of the invention, the bis(4-hydroxyphenyl)ethane or mixture thereof and the aromatic dicarboxylic acid or mixture thereof are selected to provide the desired or rapid crystallization properties. The polyester of the present invention is crystalline and melts at temperatures below about 350°C upon condensation with 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane or a diphenol mixture containing 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane. such as producing polyester,
Prepared from suitable aromatic dicarboxylic acids or acid mixtures. Preferred acids are isophthalic acid, terephthalic acid, 3.3 1 -, 4.4 1 - and 4.4'-bibenzoic acid, 1.3-, 1.4-, 1.5-, 1.6
-, 1.7-, 1.8-, 2.6- and 2.7
- naphthalene dicarboxylic acid and formula (where the carboxyl group is in the 3rd or 4th position and X is O, S, SO 2 , C=O, CH 2 or
CH 2 CH 2 ). Preferred acids include isophthalic acid, terephthalic acid, bis(4-carboxyphenyl)ether,
bis(4-carboxyphenyl) sulfide,
Bis(4-carboxyphenyl)sulfone, bis(4-carboxyphenyl)methane, 1,2-bis(4-carboxyphenyl)ethane and 2.
2-bis(4-carboxyphenyl)propane is mentioned. This is because these acids and acid mixtures can be easily combined with diphenol mixtures to produce polyesters with desired melting points, glass transition temperatures (Tg), and crystallization rates. A particularly preferred aromatic dicarboxylic acid is isophthalic acid and mixtures thereof. one or more of these diacids and a small amount, generally about 25
Mixtures with up to about 10 mole percent of C2 to C20 aliphatic diacids and more preferably up to about 10 mole percent of C7 to C12 aliphatic diacids can be used. Generally, the amount of aliphatic diacid is chosen to provide improved processability without significant loss in the Tg and melting point of the resulting polyester. Preferably this amount is limited to a Tg loss of no more than 10°C. The polyester is a polyester which is melted from 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane mixed with the dicarboxylic acid and optionally any suitable diphenol at a temperature below about 350°C and crystallizes rapidly when cooled. It is manufactured in such a way that it produces Preferred optional diphenols include resorcinol, hydroquinone,
3.3 1- , 3.4′- and 4.4′-diphenol, 1.3-, 1.4-, 1.5-, 1.6-,
1,7-, 1,8-, 2,6- and 2,7-dihydroxynaphthalene and formula (wherein the hydroxyl group is in the 3rd or 4th position and Y is O, S, SO 2 , C=O, CH 2 or C
It includes at least one diphenol selected from the group consisting of diphenols represented by ( CH3 ) 2 ). Preferred diphenols include bis(4-hydroxyphenyl)methane,
2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, bis(4-hydroxyphenyl)ether,
Bis(4-hydroxyphenyl)sulfide and bis(4-hydroxyphenyl)sulfone are mentioned. A more preferred rapidly crystallizing combination of aromatic dicarboxylic acid and diphenol contains isophthalic acid as the major molar component of the acid moiety. Furthermore, in preferred combinations at least 75 mole% of the diphenol moiety is 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, and even more preferably it is at least 90 mole%, and even more preferably it is It is 95-100 mol%. The reasons for this preference are the availability and cost of the acid and the desirable glass transition temperature and melting point of the resulting polyester. In conclusion, one of the more preferred combinations is obtained from isophthalic acid and 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane without additional components. However, when mixtures of other aromatic diacids with isophthalic acid are used, such other diacids have little effect on the crystallization rate up to 33 mole percent. However, some changes in glass transition temperature and melting point occur. Similarly,
When mixtures of 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane and other diphenols are combined with isophthalic acid, such other diphenols have little effect on the crystallization rate up to 10 mol%. do not have. However, some changes in glass transition temperature and melting point occur. Because the molding cycle is preferably rapid, it is desirable for the crystalline polyester to crystallize during the short time that the polymer is cooling in the mold. That is, molding materials for applications where high temperature dimensional stability is important need to have a rapid crystallization rate. Crystallization rates can be measured by differential scanning calorimetry, and throughout this specification when crystallization rates are given, rates determined by this technique are used. It is expressed as the reciprocal of the time required for half the heat of crystallization observed when the sample is cooled at a rate of 20°C per minute. The equipment used for crystallization rate measurements is a DSC-1B Thermal Analyzer (manufactured by Perkin-Elmer), and the use of this equipment is described in "Instructions Differential
"Scanning Calorimeter" (Perkin-Elmer Company)
Published in November 1966), pages 7-9. In measuring the crystallization rate, the following method is used. The equipment and recorder are turned on and set in the stand-by position and allowed to warm up for approximately half an hour. The device is then fully calibrated for differential and average temperatures as indicated in the Perkin-Elmer Instruction Manual. Approximately 5-10 mg of polymer sample is grasped into a non-sealable pan and lid with an encapsulation tool, ensuring the bottom is flat. The empty non-sealable pan and lid are grasped in the same manner. Place the sample and reference into the right and left sensors of DSC-1B. Place the sample cover in position and adjust the nitrogen flow to approximately 0.05 SCFH (1.42/hr). DSC−
The 1B range was set to 4 mcal/sec, the scan rate was set to 10°C/min, and the recorder chart speed was set to 2.54 cm/min. The zero point of the machine is
The recorder pen is adjusted to the appropriate position on the cart. The recorder is then turned on and the baseline is recorded at room temperature. The green indicator light on the machine indicates temperature control and the recorded baseline will be level when thermal equilibrium is reached between the sample and the machine. The program toggle switch is then placed in the up position and the sample is scanned upward at a constant rate of 10°C/min to approximately 10°C above the endothermic melting peak. Then place the toggle switch in the neutral position and leave for 2 minutes. While keeping the sample isothermal for 2 minutes, reset the scan speed dial to 20°C/min and increase the recorder speed to 5.08/min.
Set to cm. Place the program toggle switch in the reduced position and allow the sample to cool at a constant rate of 20°C per minute. A green indicator light on the machine indicates that the temperature is under control. Exothermic crystallization peaks can be seen on the recorder thermogram if crystallization occurs within the scan time. Continue this scan until past the peak to reestablish the baseline and complete the thermogram. A typical exothermic crystallization peak is shown in FIG. Interpolate the baseline of the thermogram on either side of the crystallization peak. The baseline may exhibit a curve depending on the device. In that case, an appropriate French waveform must be used for interpolation. The point where the baseline first deviates and forms a peak [S]
and also determine the point [E] where the peak (final peak) ends and coincides with the baseline again. The former indicates the starting point, while the latter indicates the end point of the crystallization process. Dropping perpendicular lines from points [S] and [E] cuts the temperature axis of the thermogram at T S and T E , respectively. The total area [A] defined by [S] and [E] under the peak is measured with an area meter. Area [A] is proportional to the heat of crystallization of the sample. The total time required for crystallization is T S - T E /cooling rate (min) = T S - T E /20
(minutes) is given by. The peak whose total area [A] was measured is drawn from different points on the peak [Bi], and the interpolated baseline is set to [Ci], and the thermogram is plotted at 4°C intervals [T ci et al.]. Cut into several segments by cutting the temperature axis. The area [A′] of each segment [SB 1 C 1 , SB 2 C 2 ] is determined using an area meter, and the corresponding crystallization time is counted. T s −T ci /cooling rate (min)=T s −T ci /2
0 (min) etc. Divide the area of each segment by the total area of the peak [A] and express the result in %. The % crystallization peak area is plotted against crystallization time. half time, that is, [A′] at that point is 50% of [A]
Establish the time from the graph. The crystallization rate of the sample is the reciprocal of this "half time." For example, if the half time is 5 minutes, the reciprocal is 0.2 minutes -1 . Therefore, "crystallization rate" as used herein refers to the DSC-1B thermal as described above using a cooling rate of 20°C/min unless a different cooling rate is stated. It is understood to be the velocity measured on the analyzer. Crystallization rates of about 0.2 min @-1 or greater, as measured by this method, are satisfactory for injection molding of polymers. This is because the cooling rate in the molding operation is generally much more rapid than the cooling rate used for crystallization rate measurements. However, crystallization rates of about 0.5 min -1 or more are more preferred, and for rapid molding cycles, crystallization rates of about 1 min -1 or more are even more preferred. In addition to selecting a rapidly crystallizing polyester and an aromatic dicarboxylic acid and diphenol combination containing sufficient 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane to provide a melting point below about 350°C, this combination is preferably selected to provide a glass transition temperature of about 100° C. and preferably at least about 140° C. or higher so that the polyester exhibits sufficient resistance to both short-term and long-term stress;
and a temperature of about 100°C or above and preferably 140°C
It should exhibit dimensional stability at temperatures above. 200°C, although the melting point should be below about 350°C.
It is preferably in the range of about 200 DEG to 320 DEG C. in order to provide the opportunity to produce filled polyesters with good strength at temperatures of DEG C. and above. More preferably, the melting point should be in the range of about 250°C to 300°C for high temperature strength without causing excessive thermal decomposition in the melt. The glass transition temperature and melting point of polyester are measured using a Perkin-Elmer differential scanning calorimeter model DSC-1B.
Measured using The machine is calibrated, the sample and reference samples are prepared and the nitrogen flow rate is set as described for crystallization rate measurements. The device is programmed to heat at a rate of 20°C/min. The center point of the first discontinuous point in the thermogram is taken as the glass transition temperature [Tg]. The thermogram may show a crystallization exotherm. and from the glass transition temperature about
A melting endotherm is observed above 150°C. The main peak of the endotherm is taken as the melting point (Tm). In addition to improved fire safety performance, the crystalline 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane polyesters of the present invention are notable for several special features. For example, the most preferred poly[1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane isophthalate]
The crystallization rate of can be faster than that of nylon 6, (polyepsilon caprolactam) and polytetramethylene terephthalate. Polyesters and copolyesters in which 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane is in the range of about 90 to 100 mole percent of the diphenol moiety are typically 250
It has a melting point in the ~320°C range and a high glass transition temperature, or Tg, in the approximately 110-180°C range. These properties provide high heat distortion temperatures and creep resistance for the various shapes molded from these polyesters. This polyester is also
It also has high thermal stability as shown by thermogravimetric analysis without appreciable weight loss up to temperatures above 450°C. It has been discovered that the crystalline polyesters of the present invention have excellent resistance to attack by chemical reagents. They show negligible weight loss after long-term exposure to non-polar media and polar solvents such as hexane, trichloroethane, acetone and methyl ethyl ketone. They also resist acid, base and water attack. Similarly, they do not exhibit environmental stress cracking when exposed to these solvents as molded specimens.
The water absorption of 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane is generally low. For example, poly[1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane isophthalate]
Even for low molecular weight samples, the water uptake of
It is 0.2-0.3% by weight. The present invention will be further explained by examples, but the present invention is not limited thereto. The monomer ratios herein are molar ratios and all other parts and percentages are by weight unless otherwise specified. The examples illustrate the preparation of the 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane polyester of the present invention and its unexpected properties. All inherent viscosities are measured at 30° C. in a phenol/syn (symmetrical) tetrachloroethane mixed solvent system containing 60 parts by weight of phenol at a concentration of 0.5 g per 100 ml. Polymer morphology and fire safety performance have been determined by the methods described above. The stress cracking properties of this polyester are measured using a specially designed test method. In this case 0.8
A sample piece measuring 6 mm x 24 mm is cut from a mm thick polymer film. Fold this piece in half and stabilize the ends together so that the center is under mild stress. Weighing this double-folded and stabilized piece and immersing it in the test solvent and immediately observing the condition of the sample,
Then, observe them every 24 hours for the next 3 days. The amount of solvent absorbed is determined by weighing samples at 1, 4 and 16 day intervals. In extreme cases, the specimen has no stress cracking resistance and immediately fractures. Such tests are reported as "failed." In less extreme cases, failure occurs after a number of days and this is recorded as such in Table 3. In less severe cases, cracks are observed but no further changes occur. Such test results are reported as "cracked". However, some samples show no breakage or cracking after the test is completed. And such are indicated as "passed". These are the crystalline polyesters of the invention. Example 1 Production of poly[1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane isophthalate] 8.2 parts of isophthalic acid and 1,2-bis(4-
A charge consisting of 14.8 parts of acetoxyphenyl)ethane is charged to a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a receiver. The vessel is evacuated and purged with nitrogen three times. A nitrogen blanket is maintained in the reactor and heated to 250 DEG C. for about 3 hours, during which time about 3.5 to 4.0 parts of acetic acid are distilled out. At that time, the container was evacuated to a pressure of approximately 125 mm, and the heating at 275°C was reduced to 1/2.
If this continues for 2 hours, an additional 1 to 1.5 parts of acetic acid will be distilled out during that time. Next, increase the vacuum level to approximately 0.1 to 0.2
mm and the temperature is increased to 290° C. for an additional hour. At this point, the reaction mixture becomes so viscous that further stirring is difficult. Heating is discontinued and the reaction mixture is placed back into the nitrogen blanket and allowed to cool. The resulting polymer is pale yellow crystalline and exhibits an inherent viscosity of 0.57 in phenol/tetrachloroethane solvent. Example 2 Preparation of poly[1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane isophthalate] A similar reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1, using the same reaction components and the same equipment. , but after the first 3 hours of reaction time, the temperature is increased to 275° C. and the pressure is decreased to 125 mm for 30 minutes. The temperature is then increased to 290° C. during the final reaction time in a high vacuum of 0.1-0.2 mm. The resulting polymer has an inherent viscosity of 0.83, and is crystalline, transparent, and light yellow in color. Examples 3-16 Examples 3-16 were carried out using mixtures of diphenol diacetate and isophthalic acid according to the method of Example 1 above, adjusting the temperature and heating cycle to suit the rheology and morphology of the particular polyester. be done. The composition and physical properties of the polyester are shown in Table 1 below. -hydroxyphenyl)propane is mentioned for comparison. Melt viscosity was measured using a Sieglaff-McKelvey rheometer at 316°C using a capillary tube with a length-to-diameter ratio of 25:1.
Rheometer) at a shear rate of 100 s -1 .

【表】【table】

【表】 実施例 17〜23 一連のポリエステルが前記実施例2の方法によ
り、反応温度および加熱サイクルを特定のポリエ
ステルのレオロジーおよび形態学に適するように
調整することによつて製造される。 ポリエステルの比較において、耐炎性は局限酸
素指数(Limiting Oxygen Index)により等級づ
けられる。後記の表2において局限酸素指数の値
を示し、ポリエチレンテレフタレート、BPAイ
ソフタレートおよびBPAオキシジベンゾエー
ト、ポリカーボネートおよびポリスルホンのよう
な別のポリエステルの局限酸素指数の値と比較す
る。表2中、局限酸素指数はいずれも14g/m2
量のガラス綿で強化された62.5ミル(1.56mm)の
平板および8ミル(0.2mm)のフイルム上で測定
される。表記のデータは数種の別のポリエステル
および工学的熱可塑性物質に比較した場合の
BHPEポリエステルのよりすぐれた耐炎性を証明
する。
Table of Contents Examples 17-23 A series of polyesters are prepared by the method of Example 2 above by adjusting the reaction temperature and heating cycle to suit the rheology and morphology of the particular polyester. In comparing polyesters, flame resistance is graded by the Limiting Oxygen Index. The local oxygen index values are shown in Table 2 below and compared to the local oxygen index values of other polyesters such as polyethylene terephthalate, BPA isophthalate and BPA oxydibenzoate, polycarbonate and polysulfone. In Table 2, the local oxygen index is measured on a 62.5 mil (1.56 mm) flat plate and an 8 mil (0.2 mm) film, both reinforced with 14 g/m 2 weight glass wool. The data presented are relative to several other polyesters and engineered thermoplastics.
Demonstrates superior flame resistance of BHPE polyester.

【表】 フレークポリエステル)
[Table] Flake polyester)

【表】 ポレイシヨン製)
後記の表3においてUL−94試験によつて得ら
れたデータを記載し、1・3−ビス(4−ヒドロ
キシフエニル)プロパン(実施例16)および実質
的割合のビスフエノールAを含有するポリエステ
ル(実施例9、10、11および14)と比較した場合
の、1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)エ
タンのポリエステルの特に薄い部分におけるすぐ
れた耐炎性を示す。表中のAFOT値および
AAGT値はUL規格94(アンダーライター実験室
規格)によるものである。簡単に述べると試料片
をバーナー焔(高さ127mm)の中の青色中心(高
さ38mm)の先端に垂直方向に対して20の角度で5
秒間保持し、5秒間焔外に出すという操作を5回
繰返し、5回目に焔外にとり出したときに燃焼の
焔が消える時間をAFOT(発煙時間Flame out
time)とし、無焔燃焼する時間をAAGT(アフ
ターグロー時間After glow time)とする。
[Front] Made by Poration)
Table 3 below lists the data obtained by the UL-94 test and shows that the polyester containing 1,3-bis(4-hydroxyphenyl)propane (Example 16) and a substantial proportion of bisphenol A Figure 2 shows the superior flame resistance of the polyester of 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, especially in thin sections, when compared to (Examples 9, 10, 11 and 14). AFOT values in the table and
AAGT values are according to UL Standard 94 (Underwriter Laboratory Standard). Briefly, the sample piece was placed at an angle of 20 to the vertical direction at the tip of the blue center (height 38mm) in the burner flame (height 127mm).
AFOT (Flame out time)
time) and the time for flameless combustion to be AAGT (after glow time).

【表】【table】

【表】 実施例 25〜28 1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)エタ
ンとイソフタル酸および5−第3級ブチル−イソ
フタル酸の混合物との一連のポリエステル組み合
わせが前記実施例2の方法によつて製造され、そ
して前述のUL−94試験により評価される。得ら
れたデータは厚さ約0.08cmのポリエステル試料に
よりV−0等級が得られることを示す。
[Table] Examples 25-28 A series of polyester combinations of 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane and a mixture of isophthalic acid and 5-tert-butyl-isophthalic acid were prepared using the method of Example 2 above. and evaluated by the UL-94 test described above. The data obtained shows that a V-0 rating is obtained with a polyester sample approximately 0.08 cm thick.

【表】 実施例 29〜41 さらにその他のポリエステル試料が前記実施例
2に記載の方法により、反応温度および加熱サイ
クルを特定のポリエステルに適するように調整す
ることによつて製造される。実施例31においては
二酸化チタン触媒0.5重量%が使用される。実施
例32〜35においては、ジ酸充填物質はテレフタル
酸、2・6−ナフタリンジカルボン酸およびビス
(4−カルボキシフエニル)エーテル(オキシジ
安息香酸)を包含する別のジ酸の表記のモル%量
をイソフタル酸との混合物として包含する。実施
例38においては1・2−ビス(4−ヒドロキシフ
エニル)エタン90モル%とビス(4−ヒドロキシ
フエニル)スルフイド10%との混合物のポリイソ
フタレートが製造される。後記の表5においてイ
ンヘレント粘度、物理的性状、ガラス転移温度お
よび融点を示す。表5のデータは、高水準の1・
2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンおよびイ
ソフタル酸のような酸を含有するポリエステル組
み合わせは不透明であつて300℃以下の結晶性融
点を示す(実施例29〜38、10、25、26参照)が、
これに対して、別のジフエノール(実施例9、
10、15、16、39〜41参照)の実質的量を含有する
ポリエステル組み合わせおよび5−第3級ブチル
−イソフタル酸のような置換された酸の実質的量
を含有するポリエステル組み合わせ(実施例27、
28参照)は無定形であるかあるいは取扱い困難で
あることを示す。
Table of Contents Examples 29-41 Still other polyester samples are made by the method described in Example 2 above by adjusting the reaction temperature and heating cycle to suit the particular polyester. In Example 31, 0.5% by weight of titanium dioxide catalyst is used. In Examples 32-35, the diacid filler is expressed in mole percent of another diacid including terephthalic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, and bis(4-carboxyphenyl)ether (oxydibenzoic acid). amount as a mixture with isophthalic acid. In Example 38, a polyisophthalate mixture of 90 mol% 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane and 10% bis(4-hydroxyphenyl)sulfide is produced. Table 5 below shows the inherent viscosity, physical properties, glass transition temperature, and melting point. The data in Table 5 shows a high level of 1.
Polyester combinations containing acids such as 2-bis(hydroxyphenyl)ethane and isophthalic acid are opaque and exhibit crystalline melting points below 300°C (see Examples 29-38, 10, 25, 26); ,
In contrast, another diphenol (Example 9,
Example 27 ,
28) indicates that it is amorphous or difficult to handle.

【表】【table】

【表】 1・2−ビス(ヒドロキシフエニル)エタンの
一連のポリエステルの結晶化速度はパーキン・エ
ルマーの示差走査熱量計DSC−1B型を使用して
前述の方法によつて測定される。得られたデータ
は後記の表6に示されるが、これらのデータによ
れば、ポリテトラメチレンテレフタレートおよび
ナイロン6よりもすぐれた結晶化速度を達成する
ことが可能であり、さらに1・2−ビス(4−ヒ
ドロキシフエニル)エタンと混合された少量のビ
ス(4−ヒドロキシフエニル)スルフイドのよう
なジフエノールはそれから製造されるポリエステ
ルの結晶化速度に対して評価し得る影響を与えな
いことが示される。
TABLE The crystallization rate of a series of polyesters of 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethane is determined by the method described above using a Perkin Elmer differential scanning calorimeter model DSC-1B. The data obtained are shown in Table 6 below, and show that it is possible to achieve a crystallization rate superior to that of polytetramethylene terephthalate and nylon 6, and that 1,2-bis It has been shown that small amounts of diphenols such as bis(4-hydroxyphenyl) sulfide mixed with (4-hydroxyphenyl)ethane have no appreciable effect on the crystallization rate of polyesters made therefrom. It can be done.

【表】 1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)エタ
ンの結晶性ポリイソフタレートおよび2・2−ビ
ス(4−ヒドロキシフエニル)プロパンの無定形
ポリイソフタレートの耐溶剤性および応力クラツ
キング抵抗性に関する比較データを次の表7およ
び表8に示す。
[Table] Solvent resistance and stress cracking resistance of crystalline polyisophthalate of 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane and amorphous polyisophthalate of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane Comparative data regarding gender are shown in Tables 7 and 8 below.

【表】【table】

【表】 なつた
37 〃 〃 〃 測定不能
42 ひび割れ 測定不能 測定不能 〃
前記の表7および表8に示されるデータによれ
ば、1・2−ビス(4−ヒドロキシフエニル)エ
タンの結晶性ポリエステルはポリ〔2・2−ビス
(4−ヒドロキシフエニル)プロパンイソフタレ
ート〕のような類似の無定形熱可塑性ポリエステ
ルよりもそれらが有機溶媒の存在下に使用される
条件下において十分に作用する上にはるかにより
すぐれていることが明らかであろう。 なお、本文中各実施例にインヘレント粘度を示
したが、これから計算されるポリマーの概略の分
子量を次に示す。 実施例中のポリマーの分子量計算値
[Table] Natsuta
37 〃 〃 〃 Unmeasurable
42 Cracks Unmeasurable Unmeasurable 〃
According to the data shown in Tables 7 and 8 above, the crystalline polyester of 1,2-bis(4-hydroxyphenyl)ethane is poly[2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane isophthalate. ] It will be clear that they perform well and are far better under the conditions used in the presence of organic solvents than similar amorphous thermoplastic polyesters such as . In addition, although the inherent viscosity is shown in each example in the text, the approximate molecular weight of the polymer calculated from this is shown below. Calculated molecular weights of polymers in examples

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は発熱結晶化ピークを示す曲線である。 FIG. 1 is a curve showing the exothermic crystallization peak.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 細管レオメーターにより剪断速度100秒-1
測定した溶融粘度が350℃において105ポイズ未満
であり、くり返し単位が式 〔式中Yは、−CH2CH2−、【式】および−S −のうちから選ばれる少なくとも一種の基であり
Yの90モル%以上は−CH2CH2−であり、Rは
【式】【式】 and【式】のうちから選ばれる少 なくとも一種の基である。〕であることを特徴と
する線状ポリエステル。 2 Rの少なくとも67モル%が【式】であ りYの100モル%が−CH2CH2−である特許請求
の範囲第1項に記載の線状ポリエステル。 3 Yの少なくとも90モル%が−CH2CH2−であ
りRの100モル%が【式】である特許請求 の範囲第1項に記載の線状ポリエステル。 4 Tgが約100℃以上であり、30℃で60重量部の
フエノールおよび40重量部のsym−テトラクロロ
エタンの溶媒を含有する溶液100ml当り0.5gポリ
エステル濃度で測定したインヘレント粘度が少な
くとも約0.3であり、そして結晶化速度が約0.2分
-1より大である前記第1項記載の線状ポリエステ
ル。 5 インヘレント粘度が少なくとも約0.5である
前記第4項記載の線状ポリエステル。 6 結晶化速度が約0.5分-1より大である前記第
5項記載の線状ポリエステル。 7 Yの100モル%が−CH2CH2−でありRの100
モル%が【式】である特許請求の範囲第1 項に記載の線状ポリエステル。 8 60/40重量比のフエノール−sym−テトラク
ロロエタン含有溶媒中で100ml当り0.5g濃度で30
℃で測定した場合のインヘレント粘度が少なくと
も約0.3であり、そして結晶化の速度が約0.2分-1
より大である前記第7項記載の線状ポリエステ
ル。 9 インヘレント粘度が少なくとも約0.5である
前記第8項記載の線状ポリエステル。 10 結晶化速度が約0.5分-1より大である前記
第9項記載の線状ポリエステル。
[Claims] 1. The melt viscosity measured by a capillary rheometer at a shear rate of 100 sec -1 is less than 10 5 poise at 350°C, and the repeating unit is of the formula [In the formula, Y is at least one group selected from -CH 2 CH 2 -, [Formula] and -S -, and 90 mol% or more of Y is -CH 2 CH 2 -, and R is [ formula] [formula] and is at least one group selected from [Formula]. ] Linear polyester. 2. The linear polyester according to claim 1, wherein at least 67 mol% of R is [Formula] and 100 mol% of Y is -CH 2 CH 2 -. 3. The linear polyester according to claim 1, wherein at least 90 mol% of Y is -CH 2 CH 2 - and 100 mol% of R is [Formula]. 4 has a Tg of at least about 100°C and an inherent viscosity of at least about 0.3 as measured at 30°C at a concentration of 0.5 g polyester per 100 ml of a solution containing a solvent of 60 parts by weight phenol and 40 parts by weight sym-tetrachloroethane; , and the crystallization rate is about 0.2 min
2. The linear polyester according to item 1 above, wherein the polyester is larger than -1 . 5. The linear polyester according to item 4 above, having an inherent viscosity of at least about 0.5. 6. The linear polyester of item 5 above, wherein the crystallization rate is greater than about 0.5 min -1 . 7 100 mol% of Y is -CH 2 CH 2 - and 100 mol% of R
The linear polyester according to claim 1, wherein the mole % is [Formula]. 8 30 at a concentration of 0.5 g per 100 ml in a solvent containing phenol-sym-tetrachloroethane in a 60/40 weight ratio.
the inherent viscosity when measured at °C is at least about 0.3, and the rate of crystallization is about 0.2 min -1
8. The linear polyester according to item 7 above. 9. The linear polyester of item 8 above, having an inherent viscosity of at least about 0.5. 10. The linear polyester of item 9 above, wherein the crystallization rate is greater than about 0.5 min -1 .
JP1062177A 1976-02-02 1977-02-01 Novel polyester compound Granted JPS5294398A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65412876A 1976-02-02 1976-02-02
US65412776A 1976-02-02 1976-02-02
US05/709,469 US4102864A (en) 1976-02-02 1976-07-28 Polyesters of 1,2-bis(hydroxyphenyl) ethanes and aromatic dicarboxylic acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5294398A JPS5294398A (en) 1977-08-08
JPS6111967B2 true JPS6111967B2 (en) 1986-04-05

Family

ID=27417916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1062177A Granted JPS5294398A (en) 1976-02-02 1977-02-01 Novel polyester compound

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS5294398A (en)
AR (1) AR217637A1 (en)
AU (1) AU509551B2 (en)
BR (1) BR7700627A (en)
CA (1) CA1077192A (en)
DE (1) DE2704088A1 (en)
FR (1) FR2339637A1 (en)
GB (1) GB1533094A (en)
IT (1) IT1085910B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190036374A1 (en) * 2016-03-16 2019-01-31 Autonetworks Technologies, Ltd. Vehicle power supply system and vehicle drive system

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5429789A (en) * 1977-08-06 1979-03-05 Seibu Polymer Kasei Kk Fish bank
US4477647A (en) * 1983-08-30 1984-10-16 General Electric Company Polyarylate resin of thiodiphenols and isophthalic acid or derivatives thereof
DE3502378A1 (en) * 1985-01-25 1986-07-31 Bayer Ag, 5090 Leverkusen THERMOTROPE AROMATIC POLYESTER WITH HIGH THERMAL STABILITY, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THEIR USE FOR THE PRODUCTION OF MOLDED BODIES, FILAMENTS, FIBERS AND FILMS
EP0263593A3 (en) * 1986-09-08 1988-07-27 Amoco Corporation Melt-processable polymeric materials based on 5-t-butalisophthalic acid

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2595343A (en) * 1946-05-20 1952-05-06 Celanese Corp Production of polyesters by reacting a dicarboxylic acid with a diphenol
GB897640A (en) * 1959-06-17 1962-05-30 Ici Ltd New copolyesters
US3133898A (en) * 1959-09-08 1964-05-19 Goodyear Tire & Rubber Diphenol terephthalate-diphenol isophthalate copolyesters
US3160602A (en) * 1960-06-01 1964-12-08 Gen Electric Process of producing aromatic polyesters

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190036374A1 (en) * 2016-03-16 2019-01-31 Autonetworks Technologies, Ltd. Vehicle power supply system and vehicle drive system

Also Published As

Publication number Publication date
FR2339637A1 (en) 1977-08-26
JPS5294398A (en) 1977-08-08
DE2704088C2 (en) 1989-07-06
GB1533094A (en) 1978-11-22
DE2704088A1 (en) 1977-08-04
BR7700627A (en) 1977-10-04
CA1077192A (en) 1980-05-06
AU509551B2 (en) 1980-05-15
AU2179577A (en) 1978-08-10
AR217637A1 (en) 1980-04-15
FR2339637B1 (en) 1980-02-08
IT1085910B (en) 1985-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4102864A (en) Polyesters of 1,2-bis(hydroxyphenyl) ethanes and aromatic dicarboxylic acids
JP3086231B2 (en) Polyester resin and resin composition showing anisotropy when melted
JP3773539B2 (en) Improved method for producing thermotropic liquid crystal polymers containing hydroquinone
JPS60156723A (en) Manufacture of colorless aromatic polyester and polyester carbonate
JPS62218418A (en) End blocking method for melt polymerization aromatic polyester for improving polymer stabilization
JPH0156089B2 (en)
JPS6111967B2 (en)
US4284757A (en) Thermotropic aromatic copolyesters and processes for their preparation
US4251429A (en) Polymer blends with improved flame retardance
US3399170A (en) Process for the preparation of linear thermoplastic polyesters with freezing temperatures above 100u deg. c.
US4101517A (en) Preparation of polyesters of 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethanes and aromatic dicarboxylic acids
US4866155A (en) Polester of bis(2-(hydroxyphenyl)-hexafluoroisopropyl)diphenyl ether
JPS6043368B2 (en) Manufacturing method of linear aromatic polyester
US3225003A (en) Linear copolyester of hydroquinone with a mixture of hexahydroisophthalic and hexahydroterephthalic acids
US3723388A (en) Phenoxyphthalate polyesters
JPS5845451B2 (en) Method for producing linear thermoplastic copolyester
JPH0231734B2 (en)
US5037938A (en) Thermotropic copolymers of 4,4'-biphenyldicarboxylic acid
US4115357A (en) Polyesters of 1,2-bis(hydroxyphenyl)ethanes and aromatic dicarboxylic acids
EP0390915A4 (en) Wholly aromatic polyesters of isophthalic acid, terephthalic acid, p-hydroxybenzoic acid, hydroquinone and an arylene diol
JPH0794540B2 (en) Method for producing polyarylate
EP0119731B1 (en) Copolyester of polyethylene terephthalate, process for making it and its use in producing molded articles
EP0000097B1 (en) Polyarylene esters moulding compositions, process for their preparation and shaped articles therefrom
JPS6142532A (en) Aromatic polyester
US4127557A (en) Reinforced polyarylene esters