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JP2635259B2 - ブロックポリエーテル―アミドの合成方法 - Google Patents

ブロックポリエーテル―アミドの合成方法

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JP2635259B2
JP2635259B2 JP4015478A JP1547892A JP2635259B2 JP 2635259 B2 JP2635259 B2 JP 2635259B2 JP 4015478 A JP4015478 A JP 4015478A JP 1547892 A JP1547892 A JP 1547892A JP 2635259 B2 JP2635259 B2 JP 2635259B2
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polyether
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Elf Atochem SA
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、ポリエーテルブロックおよびオ
リゴアミドブロックを含むブロックポリマーの合成方法
に関する。このポリマーをブロックポリエーテル−アミ
ドと称する。
【0002】ブロックポリエーテル−アミドに関して
は、文献で数多く言及されている。
【0003】本出願人によるフランス国特許第2,27
3,021号および同第2,401,947号には、
式:
【0004】
【化3】
【0005】[式中、Aはポリアミドブロックを表わ
し、Bは脂肪族ポリエーテルブロックを表わす。]のポ
リエーテル−アミドが記載されている。
【0006】このポリエーテル−アミドは、Mnが30
0〜15,000のジカルボン酸ポリアミドとMnが2
00〜6000のポリエーテルジオールとを、高真空
下、100〜400℃の温度で、触媒として式M(O
R)4 [式中、Mはチタン、ハフニウムまたはジルコニ
ウムを表わし、Rは炭素数1〜24の炭化水素基を表わ
す。]の一種以上の金属テトラアルコキシドの存在下、
溶融状態で反応させることにより得られる。
【0007】このブロックポリエーテル−アミドは、機
械的性質および化学的性質が良好である。
【0008】フランス国特許第2,384,810号に
は、ポーエーテル−エステル−アミドが記載されてお
り、これは、自然発生圧力下、230〜300℃の温度
で、一種以上のポリアミドモノマー、Mnが160〜3
000のα,ω−ジヒドロキシ(ポリテトラヒドロフラ
ン)またはPTMG、および少なくとも一種の二酸から
成る混合物を水の存在下で重合させた後、その反応混合
物から水を除去し、次いで、250〜280℃の温度で
標準圧または減圧に戻すことにより得られる。
【0009】その得られた物質もシーケンスまたはブロ
ックポリマーであり、低温衝撃強さが良好である。
【0010】しかし、これらの特許により得られるポリ
マーは、所与の硬度に対して、本発明のポリマーよりも
融点が低い。
【0011】米国特許第4,307,227号には、カ
プロラクタム由来の50〜80%の繰り返し単位ならび
にジカルボン酸、第一アミンおよびポリオキシアルキレ
ングリコールの混合物から成るホットメルト型の接着剤
が記載されているが、ここで使用される製造方法(触媒
を使用しないで、220〜250℃で成分の全てを反応
させる方法)では、Mnが1000より大きいポリエー
テルブロックを有する物質を合成することができない。
【0012】特開昭63−035622号および同63
−277239号は、一種以上のポリオキシアルキレン
ジオキシブロックを含むPA−6,6のオリゴアミドと
質量の小さいポリオキシアルキレングリコールまたはジ
オールとを、高真空下250℃より高温で、エステル化
触媒である金属テトラアルコキシドの存在下に反応させ
ることにより得られるブロックポリエーテル−アミドに
関する。
【0013】質量の小さいポリオキシアルキレングリコ
ールまたはジオールを使用すると、本発明物質よりもか
なり融点の低い物質が得られる。
【0014】特開昭63−182343号は、ジアミン
末端を有するPA−6,6ブロックとジカルボキシル鎖
末端を有するポリエーテルブロックとを溶融状態で反応
させることにより得られるブロックポリエーテル−アミ
ドに関する。この出願により得られるポリマーは、23
0℃より高い融点を有し、これは、高い反応温度を必要
とし、従って、反応中に生成物が分解する恐れがある。
【0015】本発明のブロックポリエーテル−アミドは
熱可塑性エラストマーであり、種々のブロックのうち最
も可能な鎖は、式:
【0016】
【化4】
【0017】[式中、Dは、Mnが300〜3000、
好ましくは500〜2000の二酸オリゴアミド残基お
よび/または二酸制限剤残基(reste dulim
itateur diacide)を表わし;PEは、
Mnが200〜5000、好ましくは200〜3000
のポリエーテルジオール残基を表わし;Xは、炭素数4
〜20、好ましくは6〜15の直鎖または分枝鎖の(環
状)脂肪族または芳香族炭化水素鎖を表わし;nは1〜
4、好ましくは1であり;mは平均して2〜50、好ま
しくは5〜20である。]で表わすことができ、本発明
のブロックポリエーテル−アミドは、性質の異なるDお
よびPEブロックで構成されていてもよい。その例とし
て、オリゴアミドブロックの一方がPA−6オリゴマー
から成り、他方がPA−12オリゴマーから成るブロッ
クポリエーテル−アミドを挙げることができる。
【0018】使用する二酸オリゴアミドは、ラクタムお
よび/またはアミノ酸、場合により50重量%までの一
種以上の二酸および一種以上のジアミンおよび/または
それらの塩を、二酸連鎖制限剤の存在下で重合させるこ
とにより得ることができる。
【0019】好ましいオリゴアミドは、カプロラクタム
および/またはドデカラクタム由来のものである。
【0020】二酸連鎖制限剤としては、アジピン酸、テ
レフタル酸および好ましくはドデカン二酸が特に挙げら
れる。
【0021】ポリエーテルジオールの例としては、ポリ
エチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコ
ール(PPG)およびポリテトラメチレングリコール
(PTMG)、ならびに前記ポリエーテルジオールの少
なくとも2つの混合物が挙げられ、PEGおよびPTM
Gそれ自体が特に好ましい。
【0022】コポリエーテルジオールの例としては、エ
チレングリコールおよび/またはプロピレングリコール
および/またはブチレングリコールのランダムおよび/
またはブロック共重合体が挙げられる。
【0023】本発明のブロックポリエーテル−アミドの
固有粘度は、一般に0.6〜2.5dl/g、好ましくは
0.8〜2dl/g、有利には1〜1.8dl/gであり、
その測定は、m−クレゾール中、20℃で行い、初濃度
は、m−クレゾール100gに対してポリマー0.5g
とする。
【0024】それらのポリマーの数平均分子量は一般に
10,000〜50,000、好ましくは15,000
〜30,000である。
【0025】本発明のブロックポリエーテル−アミドは
2工程で製造することができる。
【0026】式:
【0027】
【化5】
【0028】の二酸多元ブロック物質(produit
s multisequencesdiacides)
は、二酸オリゴアミドとポリエーテルジオールとの重縮
合または、オリゴアミドモノマー、二酸連鎖制限剤およ
びポリエーテルジオールから作られ、これらの多元ブロ
ック物質の合成は、公知のどんな重縮合方法、例えば、
溶液重縮合または界面重縮合によって、好ましくは溶融
状態での重縮合によって行うことができる。
【0029】 ポリエーテルジオールnモルに対して、
一般に、(n+1)モルの二酸オリゴアミドまたは二酸
オリゴアミド連鎖制限剤を使用する。なお、nは先に定
義したとおりである。
【0030】溶融状態での重縮合は、一般に、230〜
280℃の温度で、大気圧下、または初めに水蒸気圧下
にした後、減圧して大気圧下にして行う。
【0031】次いで、本発明のブロックポリエーテル−
アミドを、上述の多元ブロック物質および式NH2 −X
−NH2 のジアミンを溶融状態で反応させることにより
合成する。
【0032】好ましいジアミンとしては、m−キシレン
ジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、
ヘキサメチレンジアミンおよび、とりわけドデカメチレ
ンジアミンが挙げられる。有利には二酸オリゴアミド1
モルに対して、0.8〜1.3モルのジアミン、好まし
くは0.9〜1.15モルのジアミンを使用する。
【0033】上記2工程に対しては、それぞれ、エステ
ル化触媒およびアミド化触媒を使用することができ、そ
れらの触媒は、最初からおよび/または合成中に添加す
ることができる。
【0034】エステル化触媒の例としては酢酸亜鉛が挙
げられ、アミド化触媒の例としては、亜リン酸(aci
de phosphoreux)H3 PO2 が挙げられ
る。
【0035】これらの工程も、減圧下で行うことができ
る。
【0036】本発明のブロックポリエーテル−アミド
は、そのままで使用してもよく、また、成形品および押
出品、フィルム、被覆物ならびに複合材料(例えば多層
フィルムなど)の製造に適する。また、それらのブロッ
クポリエーテル−アミドは、他のポリマー、特にポリア
ミドと混合してもよい。
【0037】本発明のブロックポリエーテル−アミドの
中には、特定の性質を有するものもある。
【0038】例えば、ポリエーテルブロックが主として
PEGから成るブロックポリエーテル−アミドそれ自体
または他のポリマー(例えばABS樹脂、ポリカーボネ
ート、ポリフェニレンエーテルまたはポリアミド)との
混合物として、優れた静電防止性および気体透過性を有
する。
【0039】静電防止性を有するブロックポリエーテル
−アミドのうち好ましいのは、オリゴアミドブロックが
PA−6由来のものである。気体透過性を有するブロッ
クポリエーテル−アミドのうち好ましいのは、オリゴア
ミドブロックがPA−12由来のものである。
【0040】
【実施例】次に、本発明を以下の実施例により説明する
が、本発明は以下の実施例により限定されるものではな
い。
【0041】本明細書中において、Mnは数平均分子量
である。ショア(Shore)硬さD(5s)は、IS
O標準R868に従って測定された。
【0042】三元ブロック物質の合 実施例1 Mnが2000のPTMGジオール350gおよび/M
nが1028で、アジピン酸により制限を受け、融点が
148℃のPA−12二酸オリゴアミド360gを、ア
ンカー型撹拌機を備えた4l容ステンレス鋼オートクレ
ーブに入れる。
【0043】窒素圧5バール下で4回パージした後、反
応器の中味を、大気圧において弱い窒素流下におき、1
00分かけて260℃まで加熱する。これらの条件下で
120分間反応を行うと、残留酸官能基を0.49 meq
/g含有する物質が回収されるが、これは、Mnが40
80で、融点が153℃の物質に相当する。
【0044】実施例2 実施例1と同様の条件下、Mnが2000のPTMGジ
オール604gと、Mnが1015で、ドデカン二酸に
よる制限を受け、融点が147℃のPA−12二酸オリ
ゴアミド613gとの反応を窒素流下、260℃で行
う。100分間で260℃まで加熱した後、この温度で
65分反応させると、残留酸官能基0.49 meq/gを
含有する三元ブロック物質が得られる。これは、Mnが
4080で、融点が155℃の物質に相当する。
【0045】実施例3 実施例1と同様の条件下、Mnが2000のPTMGジ
オール350gと、Mnが933で、テレフタル酸によ
る制限を受け、融点が155℃のPA−12二酸オリゴ
アミドとを反応させる。50分間で260℃まで加熱
し、この温度で窒素流下、反応を150分間行うと、残
留酸官能基0.54 meq/gを含有する物質が得られ
る。これは、Mnが3700で、融点が147℃の物質
に相当する。
【0046】実施例4 実施例1と同様の条件下、Mnが2000のPTMGジ
オール200gと、Mnが2000で融点が160℃の
PA−12二酸オリゴアミド400gとを反応させる。
45分間で260℃まで加熱し、この温度で300分間
反応を行うと、残留酸官能基0.335 meq/gを含有
する三元ブロック物質が得られる。これは、Mnが59
70(目標Mn:6000)で融点が169℃の物質に
相当する。
【0047】本発明のブロックポリ エーテル−アミドの
合成 実施例5 実施例1で得られた二酸三元ブロック物質30gおよび
ドデカメチレンジアミン1.53g(二酸三元ブロック
物質1モルに対してジアミン1.04モルに相当す
る。)を、ガラス製アンカー型撹拌機、窒素注入用配管
およびコンデンサーを備えた有効容量100cm3 のガラ
ス反応器に入れる。
【0048】反応器を窒素でパージした後、220℃の
油浴に浸す。反応試薬の混合物が溶融したら撹拌を開始
し、温度を40分かけて260℃に上げる。反応をこの
温度で3時間続けた後、反応混合物を漸次、真空下にお
き、残圧を約13.3Paにする。これらの条件下で2
時間経過後、反応混合物を窒素の注入によって漸次、大
気圧に戻した後、撹拌を停止し、反応器を恒温槽から取
出すことにより加熱を停止する。冷却後、固有粘度が
0.84dl/gで融点が153℃の熱可塑性エラストマ
ーが得られる。
【0049】実施例6 実施例5に記載した条件を使用して、実施例2で得られ
た二酸三元ブロック物質30gおよびドデカメチレンジ
アミン1.55gを反応させる。
【0050】大気圧において、窒素流下、220℃で1
5分間、240℃で30分間、260℃で50分間反応
させ、最後に約26.6Paの減圧下で3時間30分間
反応させると、融点が158℃で固有粘度が0.78dl
/gの熱可塑性エラストマーが得られる。
【0051】実施例7 実施例5に記載した条件を使用して、実施例3で得られ
た三元ブロック物質20gおよびドデカメチレンジアミ
ン1gを反応させる。反応器を約133Paの減圧下に
おき、次いで5分かけて200℃にする。撹拌を開始
し、まだ減圧下にある反応混合物を、約13.3Paに
減圧しながら15分間で260℃にする。
【0052】これらの条件下で60分反応させると、融
点が163℃で固有粘度が0.6dl/gの熱可塑性エラ
ストマーが採取される。
【0053】実施例8 実施例5に記載した条件を使用して、実施例1で得られ
た三元ブロックポリマー30g、ドデカメチレンジアミ
ン1.5gおよび次亜リン酸の50%水溶液6μl を反
応させる。窒素流下に保持した反応混合物を5分間で2
20℃にし、この温度で10分間保持した後、7分間で
240℃にし、この温度で63分間保持した。
【0054】最後に、反応混合物を7分間で260℃に
し、この温度で3時間保持し、こうして得られる熱可塑
性エラストマーの固有粘度は1dl/gであり、融点は1
56℃である。
【0055】実施例9 実施例5と同様にして、実施例1で得られた三元ブロッ
ク物質30g、ドデカメチレンジアミン1.5gおよび
次亜リン酸の50%水溶液0.06mlを反応させる。大
気圧において、窒素で洗い流しながら、260℃で10
5分間反応させると、固有粘度が1.15dl/gで融点
が154℃の熱可塑性エラストマーが得られる。
【0056】実施例10 実施例9と同様にして、実施例1で得られた三元ブロッ
ク物質34.2g、ドデカメチレンジアミン1.73g
および次亜リン酸の50%水溶液0.6mlを反応させ
る。
【0057】反応混合物を窒素流下、大気圧において、
3分間で240℃まで加熱し、この温度で10分間保持
した後、8分間で260℃にする。この温度で38分経
過後、固有粘度が1.08dl/gで、融点が146℃の
熱可塑性エラストマーが得られる。
【0058】実施例11(比較例) 特開昭63−035621号に記載された方法に従っ
て、実施例1で得られた三元ブロック物質30gおよび
Mnが1000のPTMG7.1gを実施例5と同様の
100cm3 容ガラス反応器に入れる。反応器を窒素でパ
ージした後、260℃に保った油浴に浸し、試薬混合物
が溶融したら撹拌を開始する。窒素流下、大気圧におい
て2時間反応を行った後、圧力を30分間で13.3P
aに下げる。10分後、0.1gのZr(OBu)4
加えると反応が激しくなる。20分後に撹拌を停止し、
反応混合物を窒素の循環によって大気圧に戻した後、配
管を油浴から取り出し、室温で冷却させる。融点が14
2℃で、固有粘度が1.53dl/gの熱可塑性エラスト
マーが得られる。
【0059】実施例12(比較例) 実施例11と同様にして、実施例1で得られた三元ブロ
ック物質20gおよび1,10−デカンジオール0.8
5gを260℃で反応させる。この温度で窒素流下、大
気圧において1時間保持した後、圧力を40分間で1
3.3Paに下げる。この温度で100分間反応を行っ
た後、0.3gのZr(OBu)4 を加え、この混合物
をこの圧力下で90分間保持する。固有粘度が1.14
dl/gで、融点が149℃の熱可塑性エラストマーが得
られる。
【0060】実施例13 ラウリルラクタム95kgおよびドデカン二酸28.4kg
を、タービン型撹拌機を備え予め窒素でパージした88
0l容ステンレス鋼オートクレーブ中、自然発生圧力
下、290℃で2時間反応させる。大気圧に戻した後、
Mnが2000のPTMG123.6kgを加え、その混
合物を窒素流下、大気圧において240℃で3時間反応
させる。自然発生圧力下、7.2kgのヘキサメチレンジ
アミンとともに240℃で1時間均一化を行った後、反
応混合物を大気圧に戻し、アンカー型撹拌機を備えた8
80l容ステンレス鋼反応器に入れる。リン酸の84%
水溶液240gを入れた後、混合物を5.3×103
aの減圧下におき、これらの条件下で6時間重縮合反応
を行うと、融点150℃、固有粘度1.12dl/gおよ
びショア硬さD28.9の熱可塑性エラストマーが得ら
れる。
【0061】実施例14(比較例) フランス国特許第2,384,810号に記載された方
法に従って、ラウリルラクタム11.545kg、ドデカ
ン二酸3.454kg、ヘキサメチレンジアミン0.87
kg、Mnが2000のPTMG15kgおよび水2lを、
アンカー型撹拌機を備えた100l容ステンレス鋼オー
トクレーブに入れる。窒素で数回パージした後、全体を
撹拌しながら、25バールの水蒸気圧下、270℃の温
度まで加熱し、これらの条件下で8時間保持する。
【0062】90分間大気圧に下げて、窒素で洗い流し
た後、リン酸の84%水溶液36.8gを加え、窒素流
下、大気圧において、270℃で9時間重縮合反応を続
ける。固有粘度1.58dl/g、融点147℃およびシ
ョア硬さD34.6の熱可塑性エラストマーが得られ
る。
【0063】実施例15(比較例) フランス国特許第2,401,947号に記載された方
法に従って、ラウリルラクタム11.544kg、ドデカ
ン二酸3.454kg、ヘキサメチレンジアミン0.87
kgおよび水2.9lを、アンカー型撹拌機を備えた10
0l容ステンレス鋼オートクレーブ中に入れる。窒素で
数回パージした後、混合物を32バールの自然発生圧力
下、270℃まで加熱し、これらの条件下で3時間保持
する。
【0064】圧力を大気圧に下げ、混合物を窒素流で洗
い流した後、Mnが2000のPTMG15kgを加え
る。窒素流下で250℃に保持した混合物を3時間撹拌
した後、圧力を漸次50ミリバールに下げ、温度を24
0℃に下げる。次いで、Zr(OBu)4 の80%ブタ
ノール溶液65cm3 を加える。10分後圧力を10ミリ
バールに下げる。これらの条件下で15分後、固有粘度
1.08dl/g、融点145℃およびショア硬さD3
4.3の白色の熱可塑性エラストマーが得られる。
【0065】実施例16 実施例13と同様の方法で、反応器を窒素で数回パージ
した後、ラウリルラクタム126kgおよびドデカン二酸
37.8kgを自然発生圧力下、290℃で2時間反応さ
せる。大気圧に戻した後、Mnが1000のPTMG8
2kgを加え、その混合物を窒素流下、大気圧において、
240℃で3時間反応させる。
【0066】自然発生圧力下、ヘキサメチレンジアミン
9.54kgとともに240℃で1時間均一化を行った
後、反応混合物を、アンカー型撹拌機を備えたステンレ
ス鋼反応器に移し、1時間で大気圧に下げる。リン酸の
84%水溶液240gをその反応混合物に入れ、それを
漸次、4×103 Paの減圧下におく。これらの条件下
で4時間重合を行うと、融点148℃、固有粘度1.2
6dl/gおよびショア硬さD42.7の熱可塑性エラス
トマーが得られる。
【0067】実施例17(比較例) 実施例14と同様の方法で、ラウリルラクタム15.3
94kg、ドデカン二酸4.606kg、ヘキサメチレンジ
アミン1.162kg、Mnが1000のPTMG10kg
および水1lを、アンカー型撹拌機を備えた100l容
ステンレス鋼オートクレーブに入れる。窒素で数回パー
ジした後、全体を撹拌しながら、15バールの水蒸気圧
下、270℃の温度まで加熱し、これらの条件下で8時
間保持する。25分間で大気圧に下げて、窒素で洗い流
した後、リン酸の84%水溶液37.1gを加え、窒素
流下、大気圧において、270℃で4時間重縮合反応を
続ける。固有粘度1.58dl/g、融点146℃および
ショア硬さD47.3の熱可塑性エラストマーが得られ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・キユザン フランス国、78560・ポール・マルリー、 アレ・ドウ・ラベ・エミール・ボア、9 (56)参考文献 特公 昭47−24675(JP,B1)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式: 【化1】 [式中、Dは、Mnが300〜3000、好ましくは5
    00〜2000の二酸オリゴアミド残基および/または
    二酸鎖長制限剤残基を表わし、PEは、Mnが200〜
    5000、好ましくは200〜3000のポリエーテル
    ジオール残基を表わし、Xは炭素数4〜20、好ましく
    は6〜15の直鎖または分枝鎖の(環状)脂肪族または
    芳香族炭化水素鎖を表わし、nは1〜4、好ましくは1
    であり、mは平均して2〜50、好ましくは5〜20で
    ある。]によって表わされるブロックポリエーテル−ア
    ミドの2工程合成方法であって、 a) 二酸オリゴアミドおよびポリエーテルジオールを、
    または、オリゴアミドモノマー、二酸鎖長制限剤および
    ポリエーテルジオールを界面または溶液重縮合により、
    有利には溶融状態で重縮合することにより、式: 【化2】 の多元ブロック物質を製造し、並びに、 b) a)で得られた多元ブロック物質を溶融状態で、式
    NH2 −X−NH2 のジアミン、好ましくはm−キシレ
    ンジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタ
    ン、ヘキサメチレンジアミンおよび/またはドデカメチ
    レンジアミンと反応させる、 ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 二酸オリゴアミドを、二酸鎖長制限剤ま
    たはその塩の存在下、ラクタムおよび/またはアミノ
    酸、場合により50重量%までの一種以上の二酸および
    一種以上のジアミン、を重合することにより製造し、好
    ましくはカプロラクタムおよび/またはドデカラクタム
    から誘導することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 ポリエーテルジオールが、PEG、およ
    び/または、PPG、および/または、PTMG、およ
    び/または、エチレングリコールおよび/またはプロピ
    レングリコールおよび/またはブチレングリコールのラ
    ンダムおよび/またはブロック共重合体から選択される
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 ブロックポリエーテル−アミドの固有粘
    度が0.6〜2.5dl/g、好ましくは0.8〜2dl/
    g、有利には1〜1.8dl/gであることを特徴とする
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記工程a) およびb) の一方および/
    または他方の工程で触媒を使用することを特徴とする請
    求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
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