JPS63112650A - 安定化オキシメチレンポリマー組成物 - Google Patents

安定化オキシメチレンポリマー組成物

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JPS63112650A
JPS63112650A JP62267594A JP26759487A JPS63112650A JP S63112650 A JPS63112650 A JP S63112650A JP 62267594 A JP62267594 A JP 62267594A JP 26759487 A JP26759487 A JP 26759487A JP S63112650 A JPS63112650 A JP S63112650A
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アンドリュー・アウアーバッハ
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はオキシメチレンポリマー組成物に関する。より
具体的には、本発明は、+alpK約7以上の少なくと
も1種のアミジン化合物と山)少なくとも1種のスーパ
ーポリアミド化合物とを安定化に有効な量で含有する、
酸性介在物の触媒作用により引き起こされるポリマ一連
鎖開裂に対して改善された耐性を有し、熱安定性に優れ
、抽出性ホルムアルデヒド量が低下したオキシメチレン
ポリマー組成物に関する。
(従来の技術) 本質的に−CH,0−反復単位からなるオキシメチレン
ポリマー、すなわちオキシメチレンホモポリマー、およ
びオキシメチレンコポリマー、すなわち−CH2O−反
復単位の間に炭素−炭素単結合が介在しているオキシメ
チレンポリマーは、以前より知られている。
本発明の成形用組成物(成形材料)に使用するのに特に
適したオキシメチレンコポリマーは、米国特許第3,0
27,352号に記載のように、例えば、トリオキサン
を少なくとも2個の隣接炭素原子を有する各種環式エー
テル(例、エチレンオキシド、ジオキソランなど)のい
ずれかと共重合させることにより製造されたものである
成形材料におけるオキシエチレンコリマーの有用性につ
いても従来より公知である。たとえば、米国特許第3,
275,604号は、オキシメチレン基およびオキシエ
チレン基よりなる成形可能なオキシメチレンコポリマー
を開示しており、このオキシエチレン基はそれから分岐
した一ClhOR−基を有し、このコポリマーはトリオ
キサンのようなオキシメチレン単位供給源をグリシジル
エーテル類と共に重合させることにより製造できる。
米国特許第3,313.767号は、オキシメチレンポ
リマー組成物用の熱安定剤パッケージとして、1種もし
くは2種以上のアミジン化合物(例、シアノグアニジン
およびメラミン)を使用することを開示している。
米国特許第3,480,694号は、ポリオキシメチレ
ン、スーパーポリアミド、およびメラミンとトリトリル
シアヌレートのいずれか一方を含有する組成物を開示し
ている。
米国特許第3,444,625号は、オキシメチレン−
オキシエチレンコポリマー、ナイロン6.67−3−イ
ロン6、10/ナイロン6のインターポリマーのような
線状ポリアミド、ならびにジフヱニルアミンーアセトン
の固体融解性縮合生成物からなる組成物を開示している
米国特許第3,524,832号には、安定化ポリアセ
クール組成物が記載されている。この組成物に使用され
た安定剤系は、(8)ある種のアルキルジフェニルアミ
ン0.1〜5重量%、および(b17種類の化合物およ
びその混合物よりなる群から選ばれた窒素含有化合物0
.01〜20m1%からなる。使用しうる窒素含有化合
物には、スーパーポリアミドおよびシアノグアニジンが
包含される。
米国特許第4,506,053号は、(^)アセタール
樹脂、CB)ある種のシアン酸エステル、(C)アミン
置換トリアジンおよび/もしくはシアノグアニジン化合
物、ならびに(D)ある種の充填材からなる安定化アセ
タール樹脂組成物を開示している。
次の米国特許にもポリアミドもしくはシアノグアニジン
によるオキシメチレンポリマーの安定化が開示されてい
る:米国特許第3,626,024号;第3.969.
292号;第4.088,629号。オキシメチレン系
樹脂の安定化について広範に説明している他の文献に、
米国特許第3,314,918号;第3,316,20
7号;第3,960,984号;第3,971.757
号;および第4.386.178号がある。
(発明が解決しようとする問題点) ある種の周知の顔料、低摩耗性改良剤、鉱物、ガラス類
、および耐衝撃性改良剤などの酸性添加剤をオキシメチ
レンポリマー組成物に添加すると、酸が触媒作用をする
ためにポリマ一連鎖が開裂し、ポリマーの安定性に問題
を生じる。しばしば[アンシツピング(unzippi
ng) Jと呼ばれるこの連鎖開裂は、オキシメチレン
コポリマーを230℃といった高温に加熱した場合にも
起こる。1掲の特許文献の多くが、オキシメチレンポリ
マーのアンジンピング傾向に伴う安定性の問題を解決す
ることを目的としている(例、米国特許第3.444,
265号参照ン。
例えばポリマ一連鎖開裂に耐える安定なオキシメチレン
ポリマー組成物は引き続き探求されており、したがって
、このような安定化組成物を見出すことは当該技術分野
に著しい利益をもたらすものである。
よって、本発明の目的は、酸の触媒作用によるポリマ一
連M開裂に対する耐性を含む優れた安定性を示すオキシ
メチレンポリマー組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、高温に加熱されても安定なオキシ
メチレンポリマー組成物を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、酸性添加剤を含有する安定
なオキシメチレンポリマー組成物を提供することである
本発明のさらに別の目的は、酸性触媒の存在下ニ熱エー
ジング/熱水条件下で安定なオキシメチレンポリマー安
定剤系を提供することである。
本発明の上記およびその他の目的、ならびにその範囲、
特徴および用途は、以下の説明から当業者には明らかと
なろう。
(問題点を解決するための手段) 本発明により、熱安定性およびポリマ一連鎖開裂に対す
る耐性が増大したオキシメチレンポリマー組成物が提供
される。この組成物は、オキシメチレンポリマーと、安
定化に有効な量の、fat p Kが約7以上の少なく
とも1種のアミジン化合物、および 山)少なくともL種のスーパーポリアミド化合物、から
なる安定剤系との均質混合物もしくはブレンドから構成
される。
好適a様において、本発明の安定化オキシメチレンポリ
マー組成物は、オキシメチレンポリマーと、pKが約7
以上の少なくとも1種のアミジン化合物および少なくと
も1種のスーパーポリアミド化合物からなる安定剤系と
を含有し、アミジン化合物ニス−パーポリアミド化合物
の当世重量比が約10=1〜約1:5の範囲内である。
別の好適態様において、本発明の安定化オキシメチレン
ポリマー組成物は、シアノグアニジンとナイロン6、ナ
イロン6.6およびナイロン6.10のターポリマーと
からなる安定剤系を安定化にを効な量で含有する。
また別の好適B様において、本発明の安定化オキシメチ
レンポリマー組成物は、シアノグアニジンとナイロン6
、ナイロン6.6およびナイロン6゜10のターポリマ
ーとからなる安定剤系を含有し、シアノグアニジン;タ
ーポリマーの当量重量比が約1:1である。
以下、本発明を好適B様について詳しく説明する。
オキシメチレンポリマー 本発明の組成物に使用するオキシメチレンポリマーは、
オキシメチレン単位を含有するホモポリマーもしくはコ
ポリマーでよい。オキシメチレンホモポリマーは、常法
により、例えばホルムアルデヒド七ツマ−またはトリオ
キサンを出発原料として製造することができる。オキシ
メチレンコポリマーの方が好ましい。
本発明の組成物に使用できる好適なオキシメチレンコポ
リマーは当該技術分野で公知のものであり、比較的高い
、すなわち約70〜80%のポリマー結晶度を有するも
のである。このようなオキシメチレンコポリマーは、本
質的に、fat  0CTo  Mと、この間に散在し
ている(b)一般式: −0−C−C−(R3)n R+  R+ (式中、各R,およびR2基は、水素、低級アルキルお
よびハロゲン置換低級アルキル基よりなる群から選ばれ
、各R5基はメチレン、オキシメチレン、低級アルキル
およびハロアルキル置換メチレン、ならびに低級アルキ
ルおよびハロアルキル置換オキシメチレン基よりなる群
から選ばれ、nは0〜3の整数である)で示される基と
からなる反復単位を有する。
各低級アルキル基は、炭素数1〜2のものが好ましい。
(a)の−0CHz−単位は、全反復単位の約85〜9
9.9重量%、好ましくは約98重量%を占める。
(blの単位は全反復単位の約2重量%を占めるのが好
ましく、この単位は、共重合反応工程において、隣接炭
素原子を有する環式エーテルの酸素−炭素結合の開裂に
よる開環によってコポリマー中に混入し、コポリマーを
形成することができる。
トリオキサンを、少なくとも2個の隣接炭素原子を有す
る環式エーテル約0.1〜15モル%と共に、好ましく
はルイス酸(例、BFs 、PF、など)もしくは他の
酸(例、HClO4,1χ1lzsO4など)のような
触媒の存在下に重合させることにより、所望構造のコポ
リマーを製造することができる。
一般に、好ましいオキシメチレンコポリマーの製造に使
用される環式エーテルは、次の一般式で示されるもので
ある。
t Rl −C−0 RI  C(Rs)n ffi 式中、各R1およびR3基は、水素、低級アルキルおよ
びハロゲン置換低級アルキル基よりなる群から選ばれ、
各RJはメチレン、オキシメチレン、低級アルキルおよ
びハロアルキル置換メチレン、ならびに低級アルキルお
よびハロアルキル置換オキシメチレン基よりなる群から
選ばれ、nはO〜3の整数である。各低級アルキル基は
炭素数1〜2のものが好ましい。
オキシメチレンコポリマーの製造に使用される好ましい
環式エーテルは、エチレンオキシドおよび1.3−ジオ
キソランであり、これらは次式で示すことができる。
CH2−0 CHz    (OCHz)n 式中、nはO〜2の整数である。使用できるその他の環
式エーテルは、1.3−ジオキサン、トリメチレンオキ
シド、1.2−プロピレンオキシド、1゜2−ブチレン
オキシド、1.3−ブチレンオキシド、および2,2−
ジー(クロロメチル)−1,3−プロピレンオキシドで
ある。
このオキシメチレンコポリマーの製造に使用する好まし
い触媒は、前述した米国特許第3,027,352号に
説明されているように、上記の三フフ化ホウ素である。
重合条件、触媒の使用量などについての詳細は、この米
国特許を参照されたい。
上述した好ましい環式エーテルから製造されるオキシメ
チレンコポリマーは、約6:1〜約1000:lの比の
オキシメチレン基とオキシエチレン基とから実質的にな
る構造を有している。
本発明の組成物に存在させるオキシメチレンコポリマー
は、融点が少なくとも150℃で、通常は約200℃の
温度で混練もしくは加工可能な熱可塑性材料である。そ
の数平均分子量は、少なくとも10.000である。好
ましいオキシメチレンコポリマーの対数粘度数は少なく
とも1.0である(2重置%のα−ピネンを含有するp
−クロロフェノール中0.1重量%溶液として60℃で
測定)。
本発明の組成物のオキシメチレンコポリマー成分は、実
質的程度まで予備的に安定化処理されたオキシメチレン
コポリマーであることが好ましい。
このような安定化処理は、ポリマ一連鎖の分子末端を、
比較的安定な炭素−炭素結合が各末端に存在するように
なるまで分解することによる安定化処理の形態をとるこ
とができる。たとえば、このような分解は、米国特許第
3,219,623号に開示のようl;力0水分解によ
り行うことができ、その詳細についてはこの米国特許を
参照されたい。
所望により、オキシメチレンコポリマーを、当業者に公
知の方法により末端封鎖してもよい、好ましい末端封鎖
法は、酢酸ナトリウム触媒の存在下での無水酢酸による
アセチル化により行われる。
特に好ましいオキシメチレンコポリマーがセラニーズ・
プラスチックス・アンド・スペシャルティーズ社からセ
ルコン(CELCON)アセタールコポリマーという商
品名で市販されている。
本発明の安定化オキシメチレンポリマー組成物において
、安定剤系の成分やその他の慣用の添加剤の量を表示し
た場合、オキシメチレンポリマーはその組成物の残部を
構成する。典型的には、オキシメチレンポリマーは、充
填材を含まない組成物の場合、組成物全体の約96〜9
9.5重量%、好ましくは約98〜99.3重量%、特
に好ましくは約98.5〜99.1重量%を占める。
1定形及 本発明で使用する安定剤系は、pK約7以上の少なくと
も1種のアミジン化合物と少な(とも1種のスーパーポ
リアミド化合物とからなる。
本発明のオキシメチレンポリマー組成物で使用しうるア
ミジン化合物、すなわち、一方の窒素原子に二重結合で
結合し、別の窒素原子に単結合で結合している炭素原子
を有する化合物は、pKが約7以上のものである。この
アミジン化合物がオキシメチレンポリマー組成物の加工
温度で分解するものである場合には、その分解生成物の
pKが約7以上であれば本発明の組成物に使用すること
ができる。
この要件を満たす多様なアミジン化合物があり、例示す
れば、ある種のグアニジン化合物、例えばグアニジン自
体(p K >13.5) 、ある種のトリアジン化合
物、例えば2,4.6− )リグアニジン1.3゜5−
トリアジン(p K −10,3) 、ある種の尿素化
合物、例えば0−メチル尿素(p K =9.72) 
、ならびにその他のアミジン化合物、例えば米国特許第
3.313,767号に開示のもので、それ自体もしく
はその分解生成物が上記pK値の要件を満たすもの、が
ある、なお、アミジン化合物に関しては米国特許第3,
313,767号を参照されたい。
好ましいアミジン化合物は、米国特許第3,313゜7
67号に開示されているシアノグアニジン類である。こ
れには、下記−船式で占め2価の1−シアノ−3,3−
グアニジノ基を含有する化合物が包含される。
NHlh 好適なシアノグアニジン類としては、グアニジン核の3
−窒素位置に1もしくは2個の適当な不活性基を有する
ものがある。例えば、上の一般式において、R1および
R2は、水素、アルキル、シクロアルキル、ヒドロキシ
アルキルもしくはアリール、ハロアルキル、ハロアリー
ル、およびその他の置換基を包含する、同一もしくは実
刑の不活性基である。好適な不活性基は、望ましくない
副反応を誘起しないものである。
シアノグアニジンの具体例には、シアノグアニジン、シ
アノ−3−メチルグアニジン、1−シアノ−3−エチル
グアニジン、1−シアノ−3−イソプロピルグアニジン
、1−シアノ−3,3−ビフェニルグアニジン、1−シ
アノ−3−ヒドロキシメチルグアニジン、および1−シ
アノ−3−(2−ヒドロキシエチル)グアニジンがある
。特に好ましいシアノグアニジンは、シアノグアニジン
自体であり、アメリカン・サイアナミド社よりCNGな
る商品名で市販されている。
本発明の組成物においてはスーパーポリアミドも多様な
ものを使用できる。このようなスーパーポリアミド化合
物には、従来のラクタム類、アミン/酸、またはその混
合物の縮合生成物が包含される。例えば、本発明の組成
物の安定剤系のスーパーポリアミド化合物は、ジカルボ
ン酸とジアミンとの縮合、またはε−アミノモノカルボ
ン酸の重合により形成されたスーパーポリアミドを包含
しうる。このようなスーパーポリアミドは約100〜2
00Cの範囲内の重合度を有する。スーパーポリアミド
化合物の融点は約220℃以下であるのが好ましく、よ
り好ましくはオキシメチレンコポリマーの融点、すなわ
ち150℃より低い0本発明により高分子量ホルムアル
デヒドポリマーの安定化のための安定剤系に使用するこ
とができるその他のスーパーポリアミドは、下記ジアミ
ンおよびジカルボン酸の縮合生成物である;ペンタメチ
レンジアミン/マロン酸、ペンタメチレンジアミン/ピ
メリン酸、ヘキサメチレンジアミン/アジピン酸、ヘキ
サメチレンジアミン/セバシン酸、N、N’−ヒドロキ
シメチルへキサメチレンジアミン/アジピン酸、N、N
’−メトキシメチルへキサメチレンジアミン/アジピン
酸、オクタメチレンジアミン/スペリン酸、1.1.6
.6−チトラメチレンへキサメチレンジアミン/セバシ
ン酸、デカメチレンジアミン/セバシン酸、ドデカメチ
レンジアミン/2.2.5,5−テトラメチルアジピン
酸、および2.5−ジメチルピペラジン/グルタル酸、
あるいは、本発明で使用する安定剤系は、6−アミノヘ
キサン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカ
ン酸などのε−アミノモノカルボン酸の重合により得ら
れた生成物からなるスーパーポリアミド、あるいはコポ
リマーもしくはターポリマーであるこれらのラクトマー
スーパーポリアミドを含有していてもよい。
好ましいスーパーポリアミドはオキシメチレンポリマー
の融点より低い融点もしくは軟化点を有する。このよう
なものには、ナイロン6とナイロン6.6のようなコポ
リマーとナイロン12のような長鎖ポリアミドとのター
ポリマーポリアミドがある。特に好ましいスーパーポリ
アミドは、ナイロン6、ナイロン616、およびナイロ
ン6.10のターポリマーであり、これはデュポン社よ
りエルバミド(Elvamide) 8063なる商品
名で市販されている。
その他のより高融点のスーパーポリアミドも使用できる
が、その使用にあたっては、組成物の加工温度を高くす
るか、スーパーポリアミドの予備分散を行うことが必要
となろう、予備分散法については、米国特許第4.09
8.843号および1984年lθ月25日出願の米国
特許出願第664.796号に説明されているので参照
されたい。
スーパーポリアミドは、ジ亜すン酸ナトリウム系熱安定
剤のような慣用の添加剤を含有していてもよいが、この
ような添加剤が本発明の組成物により達成される優れた
安定性に実質的に悪影響を及ぼさないことが必要である
。また、一般には、本発明で使用する安定剤系の各成分
はオキシメチレンポリマー組成物に色を付与しないもの
であることが望ましい。
本発明において、安定剤系、すなわち上記アミジン化合
物とスーパーポリアミド化合物とは、組成物に所望の安
定性の改善を付与するのに十分な世で存在させる。安定
剤系におけるアミジン化合物とスーパーポリアミド化合
物の量は、これらの当量重量比で特定することが好まし
い。ある化合物の「当量」とは、その化合物の分子量を
、その化合物内の有効な反応性サイトの数で除した商と
して算出される周知の物質量の尺度である9本発明の組
成物においては、アミジン化合物ニス−パーポリアミド
化合物の当量重量比、すなわちアミジン化合物の当量重
量とスーパーポリアミド化合物の当量重量との比が、約
10:1〜約1:5の範囲内であるのが好ましく、この
当量重量比は、より好ましくは約8=1〜約l:3、さ
らに好ましくは約6:1〜約1=2、より好ましくは約
2:1〜約1=2、特に好ましくは約1:1である。
この当量重量比の範囲内で、安定剤系のアミジン化合物
は約0.01〜1.0重量%、好ましくは約0,02〜
0.2重量%、特に好ましくは約0.04〜0.1重量
%の量で本発明の組成物に配合する。この場合の重量%
は、いずれも組成物の全重量に基づく重量%である。安
定剤系のスーパーポリアミド化合物は、約0.01〜2
重量%、好ましくは約0.05〜0.5重量%、特に好
ましくは約0.1〜0.4重量%の蛍で本発明の組成物
に配合する。
土二血色底公 本発明の成形用組成物は、さらに離型剤を含有しうる。
好適な離型剤には、アルキレンビスステアルアミド、長
鎖アミド、ワックス類、オイル類、およびポリエーテル
グリシド類がある。好ましい離型剤はアルキレンビスス
テアルアミドであり、これは、例えばグライコ・ケミカ
ル社よりアクラワックス(Acrawax) Cなる商
品名で市販されている。離型剤は、約0.1〜1重量%
の量で配合することができる。
本発明の成形用組成物は、オキシメチレンポリマー成形
材料に通常添加される少量の一般的なその他の添加剤を
、このような添加剤が本発明の組成物により達成される
優れた安定性に実質的に悪影響を及ぼさない限り、さら
に含有していてもよい、このような添加剤としては、高
表面積4電性カーボンのような充填材、着色剤、強化材
、および耐衝撃性改良剤がある。
本発明の予想外な効果として、オキシメチレンポリマー
の熱安定性の改善が酸性環境でも保持されることがある
0例えば、触媒残渣(例、Rh)、カーボンブラック、
ある種の耐衝撃性改良剤、鉱物、ガラス、カンプリング
剤、難燃剤、各種顔料、低摩耗用添加剤(例、Ho5t
) %および各種の静電防止剤とい9た酸性添加剤が、
酸の触媒作用に起因するオキシメチレンポリマーのアン
シツピング傾向により、安定性に問題を引き起こすこと
が認められている0本質的に、オキシメチレンポリマー
組成物中の酸性成分は、ある種の周知のpH/時間/温
度条件下でオキシメチレンポリマーの劣化(分解)に関
与する。この欠点は、本発明において、上述した安定化
に有効な量の少なくとも1種のアミジン化合物と少なく
とも1種のスーパーポリアミド化合物とからなる安定剤
系を使用することにより克服することができる。さらに
、オキシメチレンポリマー自体における触媒残渣もしく
はギ酸の濃度が高い場合、ポリマーが適当な加水分解処
理を受けたものでない場合、あるいはコモノマーの使用
量が少ない場合であっても、本発明の安定剤系によりポ
リマー自体に改善された安定性が付与される。
本 Hの成  組 物の ゛ 本発明の成形用組成物は、慣用手段を使用して所望量の
各成分を単に均質にブレンドないし混合することにより
製造することができる。本発明の成形用組成物の各添加
成分の配合量(重量%)の表示においては、前記オキシ
メチレンポリマーは組成物の残部を構成する量、すなわ
ち、重量%の合計が100%となる量で存在する。スー
パーポリアミド化合物の融点は220℃以下であるのが
好ましいが、この融点がオキシメチレンポリマーの融点
もしくは組成物の加工温度(一般に約140℃)より高
い場合には、十分な混合を確保するように予備分散処理
を行う必要がある。このような予備分散法は、米国特許
第4,098,843号および1984年10月25日
出願の米国特許出願第664 、796号に説明されて
いる。スーパーポリアミドの融点が約140℃以下でも
、予備分散処理を行うのが好ましい。
混合は、180〜220℃の温度に保たれた慣用の押出
装置により行うことができる。各配合成分は、成分の均
一かつ効果的な配合を行うのに最適なように考慮された
スクリュー設計などに応じて後方もしくは側面から供給
することができる。好ましい配合操作では、安定剤系の
各成分とその他の添加成分を乾式予備混合し、この予備
混合物を押出機の供給スロートでオキシメチレンコポリ
マーに導入する。
本発明の成形用組成物は、次いで機械的に細断して(例
、チッッピングもしくはグラインディングにより)、粒
状、チップ、フレークもしくは粉状とした後、熱可塑性
状態で、例えば射出成形もしくは押出により成形品(例
、バー、ロンド、プレート、シート、フィルム、リボン
およびチューブ)に加工する。
本発明の組成物の特に好適な製造方法は、シアノグアニ
ジン化合物とスーパーポリアミド化合物を、酸性添加剤
および任意の充填材と共にオキシメチレンポリマーと押
出もしくは混練し、次いで得られたベレットを最終製品
に成形することである。
(発明の効果) 本発明のオキシメチレンポリマー組成物、すなわち、オ
キシメチレンポリマーと、少なくとも1種の適当なアミ
ジン化合物およびスーパーポリアミド化合物からなる安
定剤系を有効量で含有するオキシメチレンポリマー組成
物は、アミジン化合物もしくはスーパーポリアミド化合
物の一方しか配合しなかったオキシメチレンポリマー組
成物に比べて、酸の触媒作用による劣化に対する耐性が
著しく改善され、さらに熱安定性、色安定性、および抽
出性ホルムアルデヒド量に関しても非常に改善された結
果を示すことが予想外にも判明した。
具体的には、少なくとも1種のアミジン化合物と少なく
とも1種のスーパーポリアミド化合物との混合物は、こ
れらをそれぞれ単独添加した場合の添加剤の効果に比較
して、酸の触媒作用により起こるポリマ一連鎖開裂に対
してはるかに優れた耐性をオキシメチレンポリマーに付
与することが判明した。特定の科学的理論に拘束される
ことは望まないが、スーパーポリアミドが優先的にホル
ムアルデヒド掃去剤として作用するものと考えられる。
すなわち、スーパーポリアミド化合物は、ホルムアルデ
ヒド掃去剤として有効に機能し、酸掃去剤としては弱く
にしか機能しない、アミジン化合物は、酸掃去剤および
ホルムアルデヒド掃去剤の両方として有効に機能する。
アミジン化合物がホルムアルデヒドと反応すると、熱硬
化した付加物が生成し、アミジン化合物は酸掃去剤とし
てはもはや機能できない、明らかに、スーパーポリアミ
ド化合物がオキシメチレンポリマー組成物内で適当なア
ミジン化合物と共存する場合には、スーパーポリアミド
化合物が優先的にホルムアルデヒドを掃去し、残ったア
ミジン化合物は酸掃去剤として有効に機能することがで
きる。
さらに、予期しえないことに、必ずしも全てのアミジン
化合物が、本発明の安定剤系においてスーパーポリアミ
ド化合物と併用した場合に、オキシメチレンポリマー組
成物に改善された安定性を付与するという機能を適切に
果たすのではないということも判明した。すなわち、ア
ミジン化合物もしくはその分解生成物のpKが約7未満
である場合(例、メラミン)、このようなアミジン化合
物とスーパーポリアミドを含有するオキシメチレンポリ
マー組成物は、アミジン化合物ニス−パーポリアミド化
合物の当量重量比が約1:lであっても、本発明のオキ
シメチレンポリマー組成物に比べて劣った熱安定性しか
示さないことが見出された。特定の科学理論に拘束され
ることは望まないが、かかるアミジン化合物もしくはそ
の分解生成物は、本発明の安定剤系において酸掃去剤と
して有効に機能するには弱塩基すぎるのではないかと考
えられる。
以下の実施例は、本発明の具体例を例示するものである
。ただし、実施例は単に例示を目的とし、制限を意図し
たものではない、実施例を含めた明細書中において、部
および%は、特に指定のない限りすべて重量部および重
量%である。
去上阻上 本実施例で使用したオキシメチレンポリマーは、OCH
を−反復単位約98重量%とエチレンオキシドから誘導
された式−0CHiCHt−のコモノマー単位約2重量
%とを含有するトリオキサン−エチレンオキシドコポリ
マーであった。このオキシメチレンコポリマーは、前述
の如く、米国特許第3,027,352号に記載の方法
に従って調製され、ポリマ一連鎖の末端を加水分解処理
により予め安定化したものである。このオキシメチレン
コポリマーは、結晶化度が約75%、数平均分子量が約
35.000、対数粘度数(1,V、)が約1.3(2
重量%のα−ピネンを含有するp−クロロフェノール中
の0.1重量%濃度の溶液として60℃で測定)、融点
が約165℃、メルト・インデックスが437M [1
1238−57Tに従って測定して約9.0g/10 
ff1inであった。
このオキシメチレンコポリマーに、シアノグアニジンと
ナイロン6/ナイロン6.6/ナイロン6゜10のイン
ターポリマーを各種の量で配合して組成物を調製した。
このナイロンのインターポリマーは、デュポン社より[
!lvamide 8063という商品名で市販されて
いるもので、これはカプロラクタム、ヘキサメチレンジ
アミン、アジピン酸、およびセバシン酸から得られたタ
ーポリマーである。
本実施例で調製したオキシメチレンコボリマー成形用組
成物には、酸性の低摩耗用添加剤であるMo5zも配合
した0Mi成物の他の添加成分は常用量の下記−船釣添
加剤であった:1.6−へキサメチレンビス(3,5−
ジーt−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)
 〔チバ・ガイギー社からイルガノックス(Irgan
ox) 259なる商品名で市販〕;アルキレン・ビス
ステアルアミド〔グライコ・ケミカル社よりAcraw
ax C離型剤として市販〕;およびセラニーズ社から
010−11なる商品名で市販のターポリマー(ブタン
ジオールジグリシジルエーテル/エチレンオキシド/ト
リオキサンターポリマー、各成分をそれぞれ約0.5重
量%、2.0重量%および97.95重量%含有、他に
0.5%のIrganox 259と0.1%のリシノ
ール酸カルシウムを含有)。
下記のオキシメチレンコポリマー成形用組成物を、常法
により1.5インチ・ジョンソン押出機連続Na403
9T1を使用して140℃で混練し、常法により150
トンMAC04オンス・シンシナチ射出成形機連続Na
4QO/−21/79−36により成形した。
玉上人 1Llk      A    B    CD   
 ビオキシメチレン コポリマー  96.95 96.05 96.55 
96.80 96.75M o St     2.0
  2.0  2.0  2.0  2.OIrgan
ox259  0.50  0.50  0.50  
0.50  0.50AcrawaxCO,200,2
00,200,200,20UIO−110,250,
250,250,250,25EIva+wide 8
063     1.00  0.50  0.25 
 0.25テ シアノグアニジン: Elvamide 8063の当
量重量比−約1=1各組成物の耐熱酸化安定性(Kd)
を測定した。
Kdは、230℃に45分間加熱したときの組成物の1
分間当たりの減量率(%)である。
Kdの測定は、強制通風式オープンに加熱槽として直径
14in(36as) 、高さ4 in (10am)
の円筒形アルミニウムブロックを収容してなる装置を利
用した。このブロックには、直径2.25in (5,
7C!l)、深さ0.5 in (1,3a!1)の6
個の凹みが設けてあり、この凹みにポリマー試料を入れ
たアルミニウム皿を置くようになっている。ブロックに
挿入した熱電対を、ブロック温度を200〜270℃の
範囲にわたって±0.25℃の範囲に保持することがで
きる記録−制御装置に接続した。
ブロック上に乗せた時に試料の上に1 in (2,5
(Jl)の空間ができるように配置した誘導式のフタが
、プーリーとケーブルを利用した手段により、オーブン
の扉を開けたときには持ち上がり、扉を閉めたときには
下降するようになっている。ブロックの上面から側面に
抜けるように穿孔された直径1/8 in (3,2w
)の孔が設けられ、これが分解生成物を空気と置換して
逃散させるガス抜き孔となる。すなわち、試料上には限
られた量の空気が接近可能である。このようにしてポリ
マー試料が曝される環境を、押出機または射出成形装置
のようなポリマー加工’AHのバレル内で最も普通に見
られる環境に近いものとした。
試料は、実験の前に100℃、真空度25 in Ng
で3時間真空乾燥した。試料(5g)を使い捨てアルミ
ニウム皿の中で精秤しく精度0.2■)、上記ブロック
の凹みに置いた。45分経過後、試料を取り出し、デシ
ケータに入れて室温に冷却し、秤量した。fJJie率
(%)を45分で除した商がKd値であり、これは23
0℃での1分光たりの平均減量率を表す。この方法で測
定したKd値の変動係数は4〜7%であった。結果を次
の第2表に示す。
第2表の結果から、本発明のオキシメチレン組成物、す
なわち組成物lは、対照組成物のA−Dに比べてKd値
が著しく小さいことがわかる。組成の相違は、対照組成
物Aではシアノグアニジンのみを0.10重量%の量で
含有し、対照組成物B−Dではスーパーポリアミドのみ
を各種の量で含有するのに対し、組成物1では対照組成
物りと同量のスーパーポリアミド化合物と対照組成物A
の半量のシアノグアニジンの両方を含有することだけで
ある。このわずかな相違にもかかわらず、組成物1が示
すKd値は、対照組成物Aと比べて4倍小さく、対照組
成物りと比べると18倍も小さい。対照組成物B−Dと
比べてこのようにKd値が急激に何倍も減少することに
より、本発明の組成物は、酸触媒作用により起こるポリ
マ一連鎖開裂に対して予想外に優れた安定性をもたらす
ことができる。
大施■1 実施例1と同様の混練により、下記第3表に示したオキ
シメチレンコポリマーを調製した。
得られた組成物を、その耐熱酸化安定性(Kd値)、メ
ルト・インデックス、および抽出性ホルムアルデヒド量
の測定により熱安定性について評価した。
メルト・インデックスはコポリマーの加工中の分子量低
下の尺度となる。コポリマーの分子量低下により溶融粘
度が低下し、メルト・インデックスにより測定される流
量は増大する。メルト・インデックスは押出ブラストメ
ータにより測定した。
試験操作は本質的にASTM D−1238−73と同
じであった。このブラストメータは、直径0.376 
in (9,551)のシリンダに2.160 gの死
荷重をかけたときに190℃で直径0.0825in 
(2,10m) 、長さ0.315in (8,001
m)のキャピラリから流出するオキシメチレンコポリマ
ー組成物の10分分光りの流量を測定するものである。
抽出性ホルムアルデヒド量は、組成物中の遊離ホルムア
ルデヒド量の尺度である。抽出性ホルムアルデヒド量(
抽出性e11□0)の測定は次のようにして行った。オ
キシメチレンコポリマー組成物の試料100gをlQQ
mの蒸留水に加え、60分間沸騰温度で還流加熱する。
試料溶液を0゜tON水酸化カリウム溶液で中和し、最
終pHを記録してお(。
中和した溶液に1.ON亜硫酸ナトリウム溶液50賊を
添加する。この最終溶液を次いで、前に記録した最初の
pH値に戻るまで0.1ON硫酸で滴定する。
抽出性ホルムアルデヒド量の値は次式により算出される
Tb−硫酸の滴定量(m)、  N−硫酸の規定濃度!
1表 E      98.55      白    0.
50  0.20  0.50  0.25    −
F     98.55     赤   (1,50
0,200,500,25、−098,55緑   0
.50  0.20  0.50  0.25   −
H98,55茶   0.50  0.20  0.5
0  0.25   −r     98.55   
   黄   0.50  0.20  0.50  
0.25   −2”     98.51     
  白    0.50  0.20  0.50  
0.25    0.043”    98.51  
    赤   0.50  0.20  0.50 
 0.25   0.044”    98.51  
   [0,500,200,500,250,045
″″   98.51      茶   0.50 
 0.20  0.50  0.25   0.04J
      9B、70       白    0.
50  0.20  0.50   −    0.1
0K     98.70      赤    0.
50  0.20  0.50  −    0.1O
L     98.70     緑   0.50 
 0.20  0.50  −   0.10M   
  98.70     茶   0.50  0.2
0  0.50  −   0.1ON     98
.70      黄   0.50  0.20  
0.50  −   0.10(庄)本組成物の桟部と
1=20の重量比で配合した通常の酸性濃厚顔料フレー
ク。
傘*シアノグアニジン: Elvamide 8063
との当量重量比は約1:1である。
工土人 E    O,02824,60,065F    O
,1249,40,041G    O,0089,0
0,023HO,0409,10,028 10,0179,70,046 20,0119,00,041 30,0338,50,042 40,0118,60,029 50,0118,90,024 60,0128,90,039 J    1.030    12.7     0.
134K    O,53013,40,174L  
  O,88011,50,049M    O,80
015,50,129N    O,58014,90
,208本発明のオキシメチレンコポリマー組成物、す
なわち組成物2〜6を、安定剤としてスーパーポリアミ
ド化合物のみを含有させた対照組成物E〜■、または安
定剤としてシアノグアニジンのみを含有させた対照組成
物J−Nと比べると、本発明の組成物の優れた熱安定性
が明らかとなる。
例えば、組成物2〜6の全Kd値の算術平均は、対照組
成物E〜■のKd値の算術平均の1/2より小さく、ま
た対照組成物J−NのKd値の算術平均のほぼ1150
である。同じ顔料を含有する組成物で比較すると(対照
組成物EおよびJ、本発明組成物2)、本発明による平
均Kd値の改善(減少)は最高で対照組成物の1/10
になる0本発明の組成物が著しく低下したKd値を示す
ことは、熱安定性が改善されていることを意味する。対
照組成物においては、酸性顔料の存在によりポリマ一連
鎖の分解が始まり、これが対照組成物の熱不安定性を特
徴づけている。しかし、予想外にも、同じ酸性顔料を配
合しても、本発明の組成物では熱安定性への悪影響がa
められない。
メルト・インデックスの結果を見ると、本発明の組成物
に比べて対照組成物のメルト・インデックスの値が高い
ことから、酸性顔料は溶融体の粘度にも悪影響を及ぼす
ことがわかる。酸性添加剤は、さらに、連鎖分解により
組成物中に遊離ホルムアルデヒドを発生させる。このホ
ルムアルデヒドはギ酸に転化され、分解を加速する。 
Kd値やメルト・インデックスについて認められた改善
はど顕著ではないが、本発明の組成物により遊離ホルム
アルデヒド量の減少が達成されることは、対照組成物に
比べて安定性が改善されていることに寄与している。
叉施五主 下記第5表に示したオキシメチレンコポリマー組成物を
、実施例1と同様の混練により調製した。
得られた組成物の熱安定性を、空気中230℃で加熱し
た場合のその抽出性ホルムアルデヒド量および分解速度
の測定により評価した。試験結果を次の第6表に示す。
星旦表 圓成:重量%) 0    96.70   2.0  0.50  0
.20 0.50  −   −   0.10P  
   95.80   2.0  0.50  0.2
0  0.50  1.00   −   −Q”  
  96.50   2.0  0.50  0.20
 0.50  0.25   −   0.05R96
,552、OO,500,20o、so   0.25
  −   −5    96.70   2.0  
0.50  0.20 0.50  −  0.10 
  −0   0.231    105      
0.77     0.65P    O,27381
,955,05Q    O,24482,004,2
5RO,23782,175,01 S    O,2361050,710,30傘* :
 45分後の減量率−45分後の全減量値(%)745
分−* : 20分後の減量率−20分後の全減量値(
%)/20分第6表の結果かられかるように、オキシメ
チレンコポリマー/Mo5t/スーパーポリアミド組成
物(比較組成物P)の性能は、オキシメチレンコポリマ
ー/Mo5t/スーパーポリアミド/メラミン組成物(
比較組成物Q)の性能に比べた場合にはそれほど悪くな
い、しかし、オキシメチレンコポリマー/Mo5s/ス
ーパーポリアミド/シアノグアニジン組成物である本発
明の組成物(&ll成物7)は、比較組成物0〜Sのい
ずれに比べても予想外の優れた熱安定性を示す、すなわ
ち、スーパーポリアミドとシアノグアニジンからなる本
発明のオキシメチレンポリマー用安定剤系は、スーパー
ポリアミド/メラミン安定剤系に比べて予想外に優れて
いるだけでなく、スーパーポリアミド、メラミンもしく
はシアノグアニジンの単独安定剤系に比べても予期しえ
ない優れた熱安定性を示す。

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オキシメチレンポリマーに、 (a)pK約7以上の少なくとも1種のアミジン化合物
    、および (b)少なくとも1種のスーパーポリアミド化合物、か
    らなる安定剤系を安定化有効量で含有させた安定化オキ
    シメチレンポリマー組成物。
  2. (2)前記アミジン化合物が、シアノグアニジン類、グ
    アニジン類、トリアジン類および尿素類よりなる群から
    選ばれたものである、特許請求の範囲第1項記載の組成
    物。
  3. (3)前記アミジン化合物がシアノグアニジンである、
    特許請求の範囲第2項記載の組成物。
  4. (4)前記スーパーポリアミド化合物が、該オキシメチ
    レンポリマーより融点の低いターポリマーである、特許
    請求の範囲第1項記載の組成物。
  5. (5)前記ターポリマーが、ナイロン6、ナイロン6,
    6およびナイロン6,10のターポリマーである、特許
    請求の範囲第4項記載の組成物。
  6. (6)前記ターポリマーの融点が約150℃以下である
    、特許請求の範囲第4項記載の組成物。
  7. (7)前記アミジン化合物がシアノグアニジンであり、
    前記スーパーポリアミド化合物がナイロン6、ナイロン
    6,6およびナイロン6,10のターポリマーである、
    特許請求の範囲第1項記載の組成物。
  8. (8)(c)酸性添加剤をさらに含有する、特許請求の
    範囲第1項〜第7項のいずれかに記載の組成物。
  9. (9)前記酸性添加剤が、二硫化モリブデン、顔料、静
    電防止剤、鉱物、有機チタネート、カップリング剤、カ
    ーボンブラック、充填材、耐衝撃性改良剤、ガラス、サ
    イズ剤、難燃剤、低摩耗性向上剤、およびこれらの混合
    物よりなる群から選ばれたものである、特許請求の範囲
    第8項記載の組成物。
  10. (10)前記オキシメチレンポリマーが、−OCH_2
    −反復単位約98重量%とエチレンオキシドから誘導さ
    れた式−OCH_2CH_2−のコモノマー単位約2重
    量%とを含有するトリオキサン−エチレンオキシドコポ
    リマーである、特許請求の範囲第1項〜第9項のいずれ
    かに記載の組成物。
  11. (11)前記アミジン化合物が、一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1およびR_2は、同一もしくは異別の不
    活性基を意味する)で示されるものである、特許請求の
    範囲第1項記載の組成物。
  12. (12)R_1およびR_2が、水素、アルキル、アリ
    ール、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、ハロアル
    キル、およびハロアリールよりなる群から選ばれた基で
    ある、特許請求の範囲第11項記載の組成物。
  13. (13)前記オキシメチレンポリマーがオキシメチレン
    ホモポリマーである、特許請求の範囲第1項〜第9項の
    いずれかに記載の組成物。
  14. (14)前記オキシメチレンポリマーがオキシメチレン
    コポリマーである、特許請求の範囲第1項〜第9項のい
    ずれかに記載の組成物。
  15. (15)前記アミジン化合物:前記スーパーポリアミド
    化合物の当量重量比が、約10:1〜約1:5の範囲内
    である、特許請求の範囲第1項〜第14項のいずれかに
    記載の組成物。
  16. (16)前記当量重量比が約8:1〜約1:3の範囲内
    である、特許請求の範囲第15項記載の組成物。
  17. (17)前記当量重量比が約6:1〜約1:2の範囲内
    である、特許請求の範囲第15項記載の組成物。
  18. (18)前記当量重量比が約2:1〜約1:2の範囲内
    である、特許請求の範囲第15項記載の組成物。
  19. (19)前記当量重量比が約1:1である、特許請求の
    範囲第15項記載の組成物。
  20. (20)前記オキシメチレンポリマーを約96〜99.
    5重量%の量で存在させた、特許請求の範囲第15項記
    載の組成物。
  21. (21)前記オキシメチレンポリマーを約98.5〜9
    9.1重量%の量で存在させた、特許請求の範囲第15
    項記載の組成物。
  22. (22)前記アミジン化合物を約0.01〜1重量%の
    量で存在させた、特許請求の範囲第15項記載の組成物
  23. (23)前記スーパーポリアミド化合物を約0.01〜
    1重量%の量で存在させた、特許請求の範囲第22項記
    載の組成物。
  24. (24)前記安定剤系が、前記アミジン化合物約0.0
    2〜0.2重量%と前記スーパーポリアミド化合物約0
    .05〜0.5重量%とからなる、特許請求の範囲第1
    5項記載の組成物。
  25. (25)前記安定剤系が、前記アミジン化合物約0.0
    4〜0.1重量%と前記スーパーポリアミド化合物約0
    .1〜0.4重量%とからなる、特許請求の範囲第15
    項記載の組成物。
  26. (26)さらに(c)酸性添加剤を含有する特許請求の
    範囲第15項記載の組成物。
  27. (27)前記アミジン化合物が、一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1およびR_2は、同一もしくは異別の不
    活性基を意味する)で示されるものである、特許請求の
    範囲第15項記載の組成物。
  28. (28)R_1およびR_2が、水素、アルキル、アリ
    ール、シクロアルキル、ヒドロキシアルキル、ハロアル
    キル、およびハロアリールよりなる群から選ばれた基で
    ある、特許請求の範囲第27項記載の組成物。
  29. (29)前記スーパーポリアミド化合物が、該オキシメ
    チレンポリマーより融点の低いターポリマーである、特
    許請求の範囲第15項記載の組成物。
  30. (30)前記ターポリマーが、ナイロン6、ナイロン6
    ,6およびナイロン6,10のターポリマーである、特
    許請求の範囲第29項記載の組成物。
  31. (31)前記ターポリマーの融点が約150℃以下であ
    る、特許請求の範囲第29項記載の組成物。
  32. (32)前記スーパーポリアミド化合物がナイロン6、
    ナイロン6,6およびナイロン6,10のターポリマー
    であり、前記アミジン化合物がシアノグアニジンである
    、特許請求の範囲第15項記載の組成物。
  33. (33)前記オキシメチレンポリマーが、−OCH_2
    −反復単位約98重量%とエチレンオキシドから誘導さ
    れた式−OCH_2CH_2−のコモノマー単位約2重
    量%とを含有するトリオキサン−エチレンオキシドコポ
    リマーである、特許請求の範囲第15項記載の組成物。
  34. (34)前記酸性添加剤が、二硫化モリブデン、顔料、
    静電防止剤、鉱物、有機チタネート、カップリング剤、
    カーボンブラック、充填材、耐衝撃性改良剤、ガラス、
    サイズ剤、難燃剤、低摩耗性向上剤、およびこれらの混
    合物よりなる群から選ばれたものである、特許請求の範
    囲第26項記載の組成物。
  35. (35)オキシメチレンコポリマー、ならびに安定化に
    有効な量のシアノグアニジンとナイロン6、ナイロン6
    ,6およびナイロン6,10のターポリマーとからなる
    安定剤系を含有する、特許請求の範囲第1項記載の安定
    化オキシメチレンポリマー組成物。
  36. (36)オキシメチレンコポリマー、ならびに安定化に
    有効な量のシアノグアニジンとナイロン6、ナイロン6
    ,6およびナイロン6,10のターポリマーとからなる
    安定剤系を含有し、シアノグアニジン:前記ターポリマ
    ーの当量重量比が約1:1である、特許請求の範囲第3
    5項記載の安定化オキシメチレンポリマー組成物。
JP62267594A 1986-10-23 1987-10-22 安定化オキシメチレンポリマー組成物 Pending JPS63112650A (ja)

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