JPH0125491B2 - - Google Patents
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- JPH0125491B2 JPH0125491B2 JP58082794A JP8279483A JPH0125491B2 JP H0125491 B2 JPH0125491 B2 JP H0125491B2 JP 58082794 A JP58082794 A JP 58082794A JP 8279483 A JP8279483 A JP 8279483A JP H0125491 B2 JPH0125491 B2 JP H0125491B2
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Description
本発明はセグメントポリエーテルエステルアミ
ドを基本骨格とするポリアミドエラストマの製造
方法に関する。
ポリエーテルエステルやポリエーテルアミド同
様、優れた耐衝撃性やゴム弾性を有する熱可塑性
エラストマとして、ポリエーテルエステルアミド
が知られている(米国特許4207410や4230838号明
細書)が、実際上市されているのはポリドデカン
アミド/ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコ
ールを主成分とするポリアミドエラストマのみで
ある。このポリマはポリエステルエラストマに匹
敵する物理的諸性質と成形加工性を有し、より柔
軟な共重合組成まで作りうる長所を持つている
が、高温特性や耐油、耐薬品性が十分でないとい
う欠点がある。特に100℃以上の高温領域では弾
性率や強度の低下が著しく、120℃以上では実質
的に全く使用できないというのが実情である。
またポリカプロアミド(ナイロン6)をハード
セグメントに用いると、比較的融点の高いポリエ
ーテルエステルアミドが得られることが知られて
いるが、このポリマはナイロン6成分が多くて硬
いポリマ領域では優れた高温特性を示すものの、
ポリ(アルキレンオキシド)グリコール成分が多
い柔軟なポリマ領域では急激な融点低下を引き起
こし、柔軟性と高温特性の両者を兼備するポリマ
設計ができない。この共重合ポリマ系は重縮合時
ラクタムの系外留去という工業的製造の困難さも
伴う。またポリヘキサメチレンアジパミド(ナイ
ロン66)をハードセグメントに用いた場合にはポ
リ(テトラメチレンオキシド)グリコールのよう
なポリエーテル成分との親和性が極端に低く、ほ
とんど全共重合組成範囲にわたつて粗大な相分離
系を形成するため優れたゴム特性を示す熱可塑性
エラストマとすることが不可能である。
本発明者らはかかる従来のポリアミドエラスト
マの欠点に鑑み、低温での柔軟性や耐衝撃性、優
れた成形性などはそのまま維持し、特に100℃以
上という高温領域においても優れた機械強度とゴ
ム的性質を示す熱可塑性エラストマを製造するこ
とを目的として鋭意検討し、ここに本発明に到達
したものである。
すなわち、本発明は
(a) ヘキサメチレンジアンモニウムセバケートも
しくはヘキサメチレンジアンモニウムドデカノ
エート、
(b) 炭素数/酸素数の比が2.3以上でかつ数平均
分子量が300〜3000のポリ(アルキレンオキシ
ド)グリコールおよび
(c) 上記ポリ(アルキレンオキシド)グリコール
と実質的に等モルの炭素数4〜20のジカルボン
酸を(a)/〔(b)+(c)〕=50〜10/50〜90(重量%)
の割合で反応系に同時一括供給し、150〜280℃
に加熱撹拌して均質化したのち、高真空下に
220〜300℃で溶融重合することを特徴とする融
点160℃以上のポリアミドエラストマの製造方
法を提供するものである。
本発明において得られるポリアミドエラストマ
の基本骨格を構成するポリエーテルエステルアミ
ドのポリアミドハードセグメントはヘキサメチレ
ンジアミンとセバシン酸もしくはドデカンジ酸お
よびそれらの誘導体が形成されるポリヘキサメチ
レンセバカミド(ナイロン610)もしくはポリヘ
キサメチレンドデカンアミド(ナイロン612)を
主成分とするポリアミド単位であるが、少量の共
重合成分としてヘプタメチレンジアミン、オクタ
メチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウン
デカメチレンジアミン、ビス(p−アミノシクロ
ヘキシル)メタン、キシリレンジアミンなどのジ
アミンや、アジピン酸、アゼライン酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸、シクロヘキサン−1,4−
ジカルボン酸などのジカルボン酸単位が含まれて
いてもよい。
本発明のポリエーテルエステルアミドのポリエ
ーテルエステルソフトセグメントを構成するポリ
エーテル成分としては、炭素/炭素数比が2.3以
上で、かつ数平均分子量が300〜3000のポリ(ア
ルキレンオキシド)グリコールを用いる。炭素/
酸素数比が2.3以上のポリ(アルキレンオキシド)
グリコールとしては、ポリ(1,2−および1,
3−プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テ
トラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキ
サメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキ
シドとプロピレンオキシドのブロツク又はランダ
ム共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフ
ランのブロツク又はランダム共重合体などが挙げ
られ、とりわけ耐熱性、耐水性、機械的強度、弾
性回復性など、優れたポリエーテルエステルアミ
ドの物理的性質からポリ(テトラメチレンオキシ
ド)グリコールが好ましく用いられる。ポリ(ア
ルキレンオキシド)グリコールの数平均分子量は
300〜3000の範囲で用いうるが、重合時に粗大な
相分離を起こさず、高温〜低温特性や機械的性質
が優れる分子量領域が選択され、この最適分子量
領域はポリ(アルキレンオキシド)グリコールの
種類によつて異なる。例えばポリ(プロピレンオ
キシド)グリコールの場合300〜2000特に好まし
くは600〜1200が、またポリ(テトラメチレンオ
キシド)グリコールの場合500〜2500、特に好ま
しくは500〜1500の分子量領域のものが好ましく
用いられる。
本発明のポリエーテルエステルアミドのエーテ
ルエステルソフトセグメント単位を構成する他の
一成分である炭素数4〜20のジカルボン酸として
は、ポリアミドハードセグメント構成成分に用い
られるジカルボン酸と同じもの、すなわちセバシ
ン酸かドデカンジ酸を用いることが好ましいが必
ずしも一致していなくてもよく、コハク酸、グル
タル酸、アジピン酸、アゼライン酸などの脂肪族
ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フ
タル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナ
フタレン−2,7−ジカルボン酸、ジフエニル−
4,4′−ジカルボン酸、ジフエノキシエタンジカ
ルボン酸、5−スルホイソフタル酸ナトリウムの
ごとき芳香族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキ
サンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカ
ルボン酸、ジシクロヘキシル−4,4′−ジカルボ
ン酸のごとき脂環族ジカルボン酸を挙げることが
できる。この中でも特にテレフタル酸の使用が好
ましく重合反応性や色調、ポリマ物性(特に高温
での機械強度)において良好な結果を与える。テ
レフタル酸、セバシン酸、ドデカンジ酸以外のジ
カルボン酸の使用は高温特性を損なうことがある
ので、共重合組成や使用目的によつてはその使用
が制限される。すなわち本発明における最も好ま
しい共重合組成としてはナイロン6・10かナイロ
ン6・12、就中ナイロン6・12をハードセグメン
トとし、数平均分子量500〜2500のポリ(テトラ
メチレンオキシド)グリコールとセバシン酸(ハ
ードセグメントがナイロン6・10の場合)、ドデ
カンジ酸(ハードセグメントがナイロン6・12場
合)もしくはテレフタル酸、就中テレフタル酸と
からのポリエーテルエステルをソフトセグメント
として含有するポリエーテルエステルアミドブロ
ツク共重合体である。
本発明はこれらポリアミドハードセグメントと
ポリエーテルエステルソフトセグメントからなる
コポリエーテルエステルアミドの製造方法である
が、ポリアミド単位とポリエーテルエステル単位
の共重合比は(10〜50)/(90〜50)(重量比)
の範囲になるように、かつ次の物性値をもつよう
に共重合されることが好ましい。特にポリエーテ
ルエステルソフトセグメントが55
The present invention relates to a method for producing a polyamide elastomer having a basic skeleton of segmented polyether ester amide. Like polyether ester and polyether amide, polyether ester amide is known as a thermoplastic elastomer with excellent impact resistance and rubber elasticity (U.S. Pat. Nos. 4,207,410 and 4,230,838), but it is not actually on the market. The only polyamide elastomer whose main component is polydodecanamide/poly(tetramethylene oxide) glycol. This polymer has physical properties and moldability comparable to polyester elastomers, and has the advantage of being able to create more flexible copolymer compositions, but has the disadvantages of insufficient high-temperature properties, oil resistance, and chemical resistance. be. In particular, the elastic modulus and strength drop significantly in the high temperature range of 100°C or higher, and the reality is that it is virtually unusable at temperatures of 120°C or higher. It is also known that when polycaproamide (nylon 6) is used in the hard segment, a polyether ester amide with a relatively high melting point can be obtained, but this polymer has a high nylon 6 component and is excellent in the hard polymer region. Although it exhibits high temperature characteristics,
A flexible polymer region containing a large amount of poly(alkylene oxide) glycol component causes a rapid drop in melting point, making it impossible to design a polymer that has both flexibility and high-temperature properties. This copolymer system is also difficult to manufacture industrially, as lactam is distilled off from the system during polycondensation. Furthermore, when polyhexamethylene adipamide (nylon 66) is used for the hard segment, it has extremely low affinity with polyether components such as poly(tetramethylene oxide) glycol, and it is used over almost the entire copolymer composition range. As a result, a coarse phase-separated system is formed, making it impossible to produce a thermoplastic elastomer exhibiting excellent rubber properties. In view of the shortcomings of conventional polyamide elastomers, the present inventors have developed a polyamide elastomer that maintains its flexibility, impact resistance, and excellent moldability at low temperatures, and has excellent mechanical strength and rubber even in the high temperature range of 100°C or higher. The present invention has been arrived at through extensive research aimed at producing a thermoplastic elastomer exhibiting these properties. That is, the present invention provides (a) hexamethylene diammonium sebacate or hexamethylene diammonium dodecanoate, (b) poly(alkylene oxide) having a carbon number/oxygen number ratio of 2.3 or more and a number average molecular weight of 300 to 3000. ) glycol and (c) dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms in substantially equimolar amount to the above poly(alkylene oxide) glycol (a)/[(b)+(c)]=50-10/50-90 (weight%)
150 to 280℃.
After heating and stirring to homogenize, place under high vacuum.
The present invention provides a method for producing a polyamide elastomer having a melting point of 160°C or higher, which is characterized by carrying out melt polymerization at 220 to 300°C. The polyamide hard segment of polyether ester amide constituting the basic skeleton of the polyamide elastomer obtained in the present invention is polyhexamethylene sebaamide (nylon 610) or It is a polyamide unit whose main component is polyhexamethylene dodecane amide (nylon 612), but small amounts of copolymerized components include heptamethylene diamine, octamethylene diamine, decamethylene diamine, undecamethylene diamine, and bis(p-aminocyclohexyl). Diamines such as methane and xylylene diamine, adipic acid, azelaic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and cyclohexane-1,4-
Dicarboxylic acid units such as dicarboxylic acid may be included. As the polyether component constituting the polyether ester soft segment of the polyether ester amide of the present invention, poly(alkylene oxide) glycol having a carbon/carbon number ratio of 2.3 or more and a number average molecular weight of 300 to 3000 is used. carbon/
Poly(alkylene oxide) with an oxygen number ratio of 2.3 or more
Glycols include poly(1,2- and 1,
Examples include 3-propylene oxide) glycol, poly(tetramethylene oxide) glycol, poly(hexamethylene oxide) glycol, block or random copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, block or random copolymers of ethylene oxide and tetrahydrofuran, etc. In particular, poly(tetramethylene oxide) glycol is preferably used because of the excellent physical properties of polyether ester amide, such as heat resistance, water resistance, mechanical strength, and elastic recovery. The number average molecular weight of poly(alkylene oxide) glycol is
It can be used in the range of 300 to 3000, but a molecular weight range that does not cause coarse phase separation during polymerization and has excellent high-temperature to low-temperature properties and mechanical properties is selected, and this optimum molecular weight range depends on the type of poly(alkylene oxide) glycol. It's different. For example, poly(propylene oxide) glycol preferably has a molecular weight of 300 to 2,000, particularly preferably 600 to 1,200, and poly(tetramethylene oxide) glycol preferably has a molecular weight of 500 to 2,500, particularly preferably 500 to 1,500. The dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms, which is another component constituting the ether ester soft segment unit of the polyether ester amide of the present invention, is the same as the dicarboxylic acid used for the polyamide hard segment component, that is, sebacic acid. Although it is preferable to use dodecanedioic acid, they do not necessarily have to match, and aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, naphthalene-2,6 -Dicarboxylic acid, naphthalene-2,7-dicarboxylic acid, diphenyl-
Aromatic dicarboxylic acids such as 4,4'-dicarboxylic acid, diphenoxyethane dicarboxylic acid, sodium 5-sulfoisophthalate, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, dicyclohexyl-4,4' - Alicyclic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acids may be mentioned. Among these, terephthalic acid is particularly preferred, as it gives good results in terms of polymerization reactivity, color tone, and polymer physical properties (particularly mechanical strength at high temperatures). The use of dicarboxylic acids other than terephthalic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid may impair high-temperature properties, so their use is limited depending on the copolymer composition and purpose of use. That is, the most preferred copolymer composition in the present invention is nylon 6.10 or nylon 6.12, especially nylon 6.12, as a hard segment, poly(tetramethylene oxide) glycol with a number average molecular weight of 500 to 2500, and sebacic acid ( A polyether ester amide block copolymer containing as a soft segment a polyether ester of dodecanedioic acid (when the hard segment is nylon 6/10), dodecanedioic acid (when the hard segment is nylon 6/12), or terephthalic acid, especially terephthalic acid. It is a combination. The present invention is a method for producing a copolyether ester amide comprising these polyamide hard segments and polyether ester soft segments, and the copolymerization ratio of polyamide units and polyether ester units is (10-50)/(90-50) ( weight ratio)
It is preferable that the copolymerization is carried out so that the following physical properties are obtained. Especially the polyether ester soft segment is 55
【表】
〜80重量%の範囲で共重合されていることが好ま
しく、この共重合体は常温付近で柔軟でゴム弾性
に優れるばかりでなく、低温から高温にわたる広
い温度範囲でエラストマとしての優れた物理的性
質と成形性を発揮する。ポリエーテルエステル成
分が90%を越えると得られるポリエーテルエステ
ルアミドのアミドハードセグメントの長さが短く
なりすぎて劣つた物理的性質のポリマとなつてし
まうので好ましくない。前記ポリマ物性項目のう
ち本発明の主目的である高温特性を規定する最も
重要な項目は融点であり、結晶化度や結晶形態、
結晶の完全性などにも左右されるが一般的に160
℃以上、好ましくは180℃以上の融点を示すよう
にポリマを設計すべきである。
かかる構造のポリエーテルエステルアミドの重
合方法は次の方法で本発明の目的に合致したポリ
エーテルエステルアミドを合成することが可能で
ある。(a)ヘキサメチレンジアンモニウムセバケー
ト(ナイロン610塩)もしくはヘキサメチレンジ
アンモニウムドデカノエート(ナイロン612塩);
(b)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールおよび
(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールと実質
的に等モルのジカルボン酸の3者を前記した共重
合比になるようにして反応系に供し、150〜280℃
に加熱撹拌して均質化した後、高真空下に220〜
300℃で溶融重合せしめる。出発原料はポリ(ア
ルキレンオキシド)グリコールが液体のこともあ
るが一般に固体であるので150〜280℃特に好まし
くは180〜260℃にて約10〜60分間常圧下に加熱撹
拌することによつて均質な液状混合物とすること
ができる。ここで「均質」という状態は必ずしも
分子オーダで混ざり合つているということではな
く、外観的に白濁状態であつても全体として層分
離等が生じていない状態をいう。次いで反応系を
真空系にもたらし、好ましくは昇温して約20〜90
分で高真空220〜300℃の重合条件とする。高真空
とは約15mmHg以下、好ましくは5mmHg以下、さ
らに好ましくは1mmHg以下という、通常のポリ
エステルの溶融重合に用いられる減圧度と同等の
領域を意味する。この方法によつて本発明のブロ
ツクポリエーテルエステルアミドを着色のない高
重合度ポリマとして工業的有利に合成することが
できるが、アミド形成単位を予め塩の形にせずに
上記反応系にもたらすこともできる。この場合ア
ミンが系外に留去しないよう溶解均質化過程の反
応条件を制御する必要がある。またアミド形成単
位成分とジカルボン酸成分から予めジカルボン酸
末端のポリアミドプレポリマの形にもたらし、こ
れにポリ(アルキレンオキシド)グリコールを反
応させる方法をとつてもよいが、これらの場合は
アミド単位を構成するジカルボン酸成分とポリエ
ーテルエステル単位を構成するジカルボン酸成分
は同一にするかテレフタル酸とすることが必要で
ある。さもなくばポリアミドハードセグメントが
ランダム共重合されることになり本発明の目的と
する高温特性に優れる柔軟エラストマを作りえな
い。
本発明のポリエーテルエステルアミドの重合反
応においてはテトルブチルチタネートのごときテ
トラアルキルチタネートやシユウ酸チタンカリの
ごときシユウ酸チタン金属塩のようなチタン系触
媒、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズラウ
レート、モノブチルスズオキサイドのようなスズ
系触媒、ジルコニウムテトラブトキサイド、ジル
コニウムイソプロポキサイドなどのジルコニウム
テトラアルコキサイド系触媒、ハフニウムテトラ
エトキサイドなどのハフニウムテトラアルコキサ
イド系触媒および酢酸鉛などの鉛系触媒が好まし
く用いられる。これらの化合物は重合触媒として
反応を促進し、本発明の物理的性質に優れた、着
色のない高重合度ポリマを容易に製造する上で有
利である。またゲル化しない範囲でトリメシン
酸、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの多
官能化合物を含ませることができる。
本発明のポリエーテルエステルアミドの重合度
は用途、目的、成形法に応じて異なるが、オルト
クロロフエノール中0.5%濃度、25℃の条件で測
定した溶液相対粘度(ηr)でみて1.5以上、特に
好ましくは1.7以上になるようにするべきである。
本発明のポリエーテルエステルアミドブロツク
共重合体には重合時もしくは重合後成形前に酸化
防止剤、熱分解防止剤、紫外線吸収剤などの耐熱
耐光性の安定剤を含有させることができる。耐熱
安定剤としては、たとえば4,4′−ビス(2,6
−ジ第3ブチルフエノール)、1,3,5−トリ
メチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ第3ブ
チル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テト
ラキス〔メチレン−3(3,5−ジ第3ブチル−
4−ヒドロキシフエニル)プロピオネート〕メタ
ン、N,N′−ヘキサメチレン−ビス(3,5−
ジ第3ブチル−4−ヒドロキシヒドロ桂皮酸アミ
ド)など各種ヒンダ−ドフエノール類、N,
N′−ビス(β−ナフチル)−p−フエニレンジア
ミンや4,4′−ビス(4−α,α−ジメチルベン
ジル)−ジフエニルアミンのごとき芳香族アミン
類、ジラウリルチオジプロピオネート等のごとき
イオウ化合物やリン化合物、アルカリ土類金属酸
化物、シツフ塩基のニツケル塩、ヨウ化第一銅お
よび/もしくはヨウ化カリなどを挙げることがで
きる。また耐光安定剤としては置換ベンゾフエノ
ン、ベンゾトリアゾール類や、ビス−(2,2,
6,6−テトラメチル−4−ピペリジン)セバケ
ートや4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−
テトラメチルペピリジンなどのピペリジン化合物
を挙げることができる。
また本発明のポリエーテルエステルアミドブロ
ツク共重合体には耐加水分解改良剤、着色剤(顔
料、染料)、帯電防止剤、導電剤、難燃剤、補強
材、充填剤、滑剤、核剤、離型剤、可塑剤、接着
助剤、粘着剤などを任意に含有せしめることがで
きる。
以上のように本発明のポリアミドエラストマは
特定の共重合組成を有するので優れた耐油、耐薬
品性と、低温から高温にわたる広い温度範囲で優
れたゴム弾性と機械強度を示す。
以下実施例によつて本発明を説明する。なお実
施例中特にことわらない限り部数は重量部を意味
する。
実施例 1
ヘキサメチレンジアミンとドデカンジ酸とから
調製したヘキサメチレンジアミン−ドデカンジ酸
塩(ナイロン612塩)33.5部、数平均分子量が650
のポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール
53.9部およびドデカンジ酸19.1部をN,N′−ヘキ
サメチレン−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシヒドロ桂皮酸アミド)(酸化防止
剤;商品名“イルガノツクス”1098)0.20部およ
びテトラブチルチタネート触媒0.05部と共にヘリ
カルリボン撹拌翼を備えた反応容器に仕込み、
N2気流下に230℃で1時間加熱撹拌して均質溶液
とした後、昇温および減圧プログラムに従つて
270℃、0.5mmHg以下の重合条件にもたらした。
この条件で4時間10分間重合反応せしめると粘稠
な無色透明の溶融ポリマが得られた。このポリマ
をストランドとして水中に吐出すると柔軟で粘着
しないストランドが得られた。得られたポリエー
テルエステルアミド()はオルトクロロフエノ
ール中、25℃、0.5%濃度で測定した相対粘度
(ηr)が1.82であり、DSCによる結晶融点(Tm)
は193℃であつた。なお以下の実施例、比較例に
おいてもηr,Tmはこの方法によるものである。
プレス成形品から測定した機械的性質は表1に
示す通りであり、柔軟でゴム弾性を有しており、
高温においても優れた機械的強度を示した。
比較例 1
アミノドデカン酸38.2部、数平均分子量650の
ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール50.1
部およびドデカンジ酸17.7部を出発原料とし、実
施例1と同様の重合条件でポリエーテルエステル
アミド(′)を調製した。このポリエーテルエ
ステルアミドのηrは1.80、Tmは139℃であつた。
機械的性質は表1に示すように低温から常温では
本発明実施例1と同様に優れていたが、高温での
弾性率、強度低下が著しく、120℃ではほとんど
流動してしまつた。
比較例 2
ヘキサメチレンジアミン−アジピン酸塩(ナイ
ロン66塩)34.8部、数平均分子量650のポリ(テ
トラメチレンオキシド)グリコール59.9部および
アジピン酸13.5部を実施例1と同様の方法で重合
せしめたところ粗大相分離が生成し、ポリマは茶
褐色に濁つた。また重合度も低く、弾性回復率、
強度とも低いポリマしか得られなかつた。[Table] It is preferable that the copolymer is copolymerized in the range of ~80% by weight, and this copolymer is not only flexible and has excellent rubber elasticity at room temperature, but also has excellent properties as an elastomer in a wide temperature range from low to high temperatures. Demonstrates physical properties and formability. If the polyether ester component exceeds 90%, the length of the amide hard segment of the resulting polyether ester amide becomes too short, resulting in a polymer with poor physical properties, which is not preferred. Among the polymer physical property items mentioned above, the most important item that defines the high-temperature properties, which is the main objective of the present invention, is the melting point, and the crystallinity, crystal morphology,
It depends on the perfection of the crystal, but generally 160
The polymer should be designed to exhibit a melting point above 180°C, preferably above 180°C. As for the polymerization method of polyetheresteramide having such a structure, it is possible to synthesize a polyetheresteramide that meets the purpose of the present invention by the following method. (a) hexamethylene diammonium sebacate (nylon 610 salt) or hexamethylene diammonium dodecanoate (nylon 612 salt);
(b) poly(alkylene oxide) glycol and
(c) Poly(alkylene oxide) glycol and dicarboxylic acid in substantially equimolar amounts are subjected to a reaction system at the above-mentioned copolymerization ratio, and heated at 150 to 280°C.
After heating and stirring to homogenize, heat under high vacuum to 220~
Melt polymerize at 300℃. As the starting material, poly(alkylene oxide) glycol may be liquid, but generally it is solid, so it is homogenized by heating and stirring at 150 to 280°C, preferably 180 to 260°C, for about 10 to 60 minutes under normal pressure. It can be made into a liquid mixture. Here, the state of "homogeneous" does not necessarily mean that the materials are mixed on a molecular order, but rather refers to a state where no layer separation or the like has occurred as a whole, even if the material is cloudy in appearance. The reaction system is then brought into a vacuum system and preferably heated to about 20 to 90 °C.
The polymerization conditions are high vacuum 220-300℃ for 1 minute. High vacuum means a range of about 15 mmHg or less, preferably 5 mmHg or less, more preferably 1 mmHg or less, which is equivalent to the degree of vacuum used in ordinary melt polymerization of polyester. By this method, the block polyether ester amide of the present invention can be industrially advantageously synthesized as a colorless, highly polymerized polymer; however, it is necessary to bring the amide-forming unit into the reaction system without first converting it into a salt form. You can also do it. In this case, it is necessary to control the reaction conditions of the dissolution homogenization process so that the amine is not distilled out of the system. Alternatively, a method may be used in which the amide-forming unit component and the dicarboxylic acid component are brought into the form of a dicarboxylic acid-terminated polyamide prepolymer and then reacted with poly(alkylene oxide) glycol. The dicarboxylic acid component and the dicarboxylic acid component constituting the polyether ester unit need to be the same or terephthalic acid. Otherwise, the polyamide hard segments would be randomly copolymerized, making it impossible to produce a flexible elastomer with excellent high-temperature properties, which is the object of the present invention. In the polymerization reaction of the polyether ester amide of the present invention, a titanium catalyst such as a tetraalkyl titanate such as tetrabutyl titanate, a titanium metal salt of oxalate such as potassium titanium oxalate, a titanium catalyst such as dibutyltin oxide, dibutyltin laurate, monobutyltin oxide, etc. Preferably used are tin-based catalysts, zirconium tetraalkoxide-based catalysts such as zirconium tetrabutoxide and zirconium isopropoxide, hafnium tetraalkoxide-based catalysts such as hafnium tetraethoxide, and lead-based catalysts such as lead acetate. These compounds act as polymerization catalysts to promote the reaction, and are advantageous in easily producing the colorless, highly polymerized polymer of the present invention, which has excellent physical properties. Further, polyfunctional compounds such as trimesic acid, glycerin, and pentaerythritol can be included as long as they do not cause gelation. The degree of polymerization of the polyether ester amide of the present invention varies depending on the use, purpose, and molding method, but the relative solution viscosity (ηr) measured at 0.5% concentration in orthochlorophenol at 25°C is 1.5 or more, especially It should preferably be 1.7 or higher. The polyether ester amide block copolymer of the present invention can contain heat-resistant and light-resistant stabilizers such as antioxidants, thermal decomposition inhibitors, and ultraviolet absorbers during polymerization or after polymerization and before molding. Examples of heat-resistant stabilizers include 4,4'-bis(2,6
-ditert-butylphenol), 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-ditert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, tetrakis[methylene-3(3,5- di-tert-butyl-
4-Hydroxyphenyl)propionate]methane, N,N'-hexamethylene-bis(3,5-
Various hindered phenols such as di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamic acid amide), N,
Aromatic amines such as N'-bis(β-naphthyl)-p-phenylenediamine and 4,4'-bis(4-α,α-dimethylbenzyl)-diphenylamine, dilaurylthiodipropionate, etc. Examples include sulfur compounds, phosphorus compounds, alkaline earth metal oxides, nickel salts of Schiff's bases, cuprous iodide and/or potassium iodide. In addition, as light stabilizers, substituted benzophenones, benzotriazoles, bis-(2,2,
6,6-tetramethyl-4-piperidine) sebacate and 4-benzoyloxy-2,2,6,6-
Mention may be made of piperidine compounds such as tetramethylpepyridine. The polyether ester amide block copolymer of the present invention also contains hydrolysis resistance improvers, coloring agents (pigments, dyes), antistatic agents, conductive agents, flame retardants, reinforcing materials, fillers, lubricants, nucleating agents, release agents, etc. A molding agent, plasticizer, adhesion aid, adhesive, etc. can be optionally contained. As described above, since the polyamide elastomer of the present invention has a specific copolymer composition, it exhibits excellent oil and chemical resistance, as well as excellent rubber elasticity and mechanical strength in a wide temperature range from low to high temperatures. The present invention will be explained below with reference to Examples. In the examples, parts mean parts by weight unless otherwise specified. Example 1 33.5 parts of hexamethylenediamine-dodecanedioic acid salt (nylon 612 salt) prepared from hexamethylenediamine and dodecanedioic acid, number average molecular weight 650
poly(tetramethylene oxide) glycol
53.9 parts of dodecanedioic acid and 19.1 parts of N,N'-hexamethylene-bis(3,5-di-t-butyl-4
- Hydroxyhydrocinnamic acid amide) (antioxidant; trade name "Irganox" 1098) 0.20 part and tetrabutyl titanate catalyst 0.05 part into a reaction vessel equipped with a helical ribbon stirring blade,
After heating and stirring for 1 hour at 230°C under a N2 stream to obtain a homogeneous solution,
The polymerization conditions were brought to 270℃ and below 0.5mmHg.
When the polymerization reaction was carried out under these conditions for 4 hours and 10 minutes, a viscous, colorless and transparent molten polymer was obtained. When this polymer was discharged as a strand into water, a flexible, non-tacky strand was obtained. The obtained polyether ester amide () had a relative viscosity (ηr) of 1.82 measured in orthochlorophenol at 25°C at a concentration of 0.5%, and a crystal melting point (Tm) determined by DSC.
The temperature was 193℃. Note that in the following examples and comparative examples, ηr and Tm are also determined by this method. The mechanical properties measured from the press-formed product are shown in Table 1, and it is flexible and has rubber elasticity.
It showed excellent mechanical strength even at high temperatures. Comparative Example 1 38.2 parts of aminododecanoic acid, 50.1 parts of poly(tetramethylene oxide) glycol with a number average molecular weight of 650
Polyether ester amide (') was prepared under the same polymerization conditions as in Example 1 using 17.7 parts of dodecanedioic acid and 17.7 parts of dodecanedioic acid as starting materials. This polyether ester amide had a ηr of 1.80 and a Tm of 139°C.
As shown in Table 1, the mechanical properties were as good as those of Example 1 from low temperatures to room temperature, but the elastic modulus and strength decreased significantly at high temperatures, and at 120°C, it was almost fluid. Comparative Example 2 34.8 parts of hexamethylenediamine-adipate (nylon 66 salt), 59.9 parts of poly(tetramethylene oxide) glycol having a number average molecular weight of 650, and 13.5 parts of adipic acid were polymerized in the same manner as in Example 1. Coarse phase separation occurred and the polymer turned brown and cloudy. In addition, the degree of polymerization is low, and the elastic recovery rate is low.
Only a polymer with low strength could be obtained.
【表】
実施例 2−4
ナイロン6・12塩、数平均分子量650のポリ
(テトラメチレンオキシド)グリコール(PTMG
−650)およびテレフタル酸を出発原料として実
施例1と同様の重合条件により3種のポリエーテ
ルエステルアミド()、()、()を調製し
た。これらのポリマの物性値は表2に示す。[Table] Example 2-4 Nylon 6/12 salt, poly(tetramethylene oxide) glycol (PTMG) with a number average molecular weight of 650
-650) and terephthalic acid as starting materials under the same polymerization conditions as in Example 1 to prepare three types of polyether ester amides (), (), and (). The physical properties of these polymers are shown in Table 2.
【表】【table】
【表】
実施例 5
ナイロン6・12塩27.9部、数平均分子量1000の
ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール66.4
部およびテレフタル酸11.1部を用いた他は実施例
1と同様の条件でポリエーテルエステルアミド
()を重合した。3時55分の重合時間で所定ト
ルクまで高重合度化し、淡白色半透明のポリマが
得られた。このポリマのハード/ソフト比は25/
75であり、物性値は次の通りであつた。
ηr 1.90
Tm (℃) 198
機械的性質
23℃ シヨアD硬さ 30
引張弾性率(Kg/cm2)350
破断強度 ( 〃 )320
破断伸び ( % )1050
弾性回復率( % ) 88
80℃ 引張弾性率(Kg/cm2)280
破断強度 ( 〃 )170
破断伸び ( % )950
120℃ 引張弾性率(Kg/cm2)110
破断強度 ( 〃 )120
破断伸び ( % )950
比較例 3
実施例5におけるハード/ソフト比が60/40に
なるように重合したところポリマは乳白色に濁つ
て粗大相分離を形成した。重合容器からの吐出ポ
リマは大きなバラス効果を示しストランドとして
引取ることができなかつた。
比較例 4
ナイロン612塩27.9部、、数平均分子量3500のポ
リ(テトラメチレンオキシド)グリコール71.1部
およびドデカンジ酸4.7部を出発原料として実施
例5と同様のハード/ソフト比のポリエーテルエ
ステルアミドの合成を試みたが、ポリマはパール
状乳白色を呈し粗大相分離を形成した。このポリ
マもストランドとしての引取りが困難であつたが
ペレツト化し、プレスシートとして物性を測定し
たところ23℃では破断強度130Kg/cm2、破断伸度
340%を示したが80℃ではほとんど強度を示さな
いものであつた。
実施例 6
ナイロン612塩27.9部とテレフタル酸11.1部を
重合容器に仕込みN2気流下に230℃〜250℃で2
時間加熱撹拌し、反応混合液中に数平均分子量
100のポリ(テトラメチレンオキシド)グリコー
ル66.4部および、テトラブチルチタネート0.05部
および“イルガノツクス”1098 0.20部を加え、
その後実施例1と同様の重合条件にもたらしたと
ころ5時間30分後に所定トルクに到達した。この
ポリマの物性値は表3に示す。
比較例 5
実施例6においてナイロン612塩27.9部、アジ
ピン酸9.9部、数平均分子量1000のポリ(テトラ
メチレンオキシド)67.6部を出発原料とした。重
合時間8時間経過後も所定トルクに到達せずポリ
マの色調も褐色を帯びたので取出し評価に供し
た。このポリマの物性値は表3に示す通り融点が
低く高温特性に劣る。[Table] Example 5 27.9 parts of nylon 6/12 salt, 66.4 parts of poly(tetramethylene oxide) glycol with a number average molecular weight of 1000
Polyether ester amide () was polymerized under the same conditions as in Example 1, except that 11.1 parts of terephthalic acid and 11.1 parts of terephthalic acid were used. The degree of polymerization was increased to a predetermined torque in a polymerization time of 3:55 minutes, and a pale white translucent polymer was obtained. The hard/soft ratio of this polymer is 25/
75, and the physical property values were as follows. ηr 1.90 Tm (℃) 198 Mechanical properties 23℃ Shore D hardness 30 Tensile modulus (Kg/cm 2 )350 Breaking strength (〃 )320 Elongation at break (%) 1050 Elastic recovery rate (%) 88 80℃ Tensile elasticity Modulus (Kg/cm 2 )280 Breaking strength (〃 )170 Breaking elongation (%)950 120℃ Tensile modulus (Kg/cm 2 )110 Breaking strength (〃 )120 Breaking elongation (%)950 Comparative example 3 Example 5 When the polymer was polymerized so that the hard/soft ratio was 60/40, the polymer became milky white and coarse phase separation was formed. The polymer discharged from the polymerization vessel showed a large balancing effect and could not be taken off as a strand. Comparative Example 4 Synthesis of polyether ester amide with the same hard/soft ratio as in Example 5 using 27.9 parts of nylon 612 salt, 71.1 parts of poly(tetramethylene oxide) glycol with a number average molecular weight of 3500, and 4.7 parts of dodecanedioic acid as starting materials. However, the polymer exhibited a pearly, milky white color and coarse phase separation was formed. Although it was difficult to take this polymer into strands, it was made into pellets, and its physical properties were measured as a pressed sheet. At 23℃, the breaking strength was 130 kg/cm 2 and the breaking elongation was 130 kg/cm 2 .
340%, but showed almost no strength at 80°C. Example 6 27.9 parts of nylon 612 salt and 11.1 parts of terephthalic acid were placed in a polymerization container and heated at 230°C to 250°C under a N2 stream.
Heat and stir for an hour, and add the number average molecular weight to the reaction mixture.
66.4 parts of poly(tetramethylene oxide) glycol 100 and 0.05 parts of tetrabutyl titanate and 0.20 parts of "Irganox" 1098 were added;
Thereafter, the polymerization conditions were brought to the same conditions as in Example 1, and the predetermined torque was reached after 5 hours and 30 minutes. The physical properties of this polymer are shown in Table 3. Comparative Example 5 In Example 6, 27.9 parts of nylon 612 salt, 9.9 parts of adipic acid, and 67.6 parts of poly(tetramethylene oxide) having a number average molecular weight of 1000 were used as starting materials. Even after 8 hours of polymerization, the predetermined torque was not reached and the color of the polymer was brownish, so it was taken out and subjected to evaluation. As shown in Table 3, this polymer has a low melting point and poor high temperature properties.
【表】【table】
【表】
実施例 7
ナイロン610塩28.2部、数平均分子量650のポリ
(テトラメチレンオキシド)グリコール62.5部お
よびテレフタル酸16.0部を出発原料とした以外は
実施例1と同様の重合条件でポリエーテルエステ
ルアミドを重合した。得られたポリマの物性値は
次の通りであつた。
ηr 1.86
Tm (℃) 208
機械的性質
23℃ シヨアD硬さ 34
引張弾性率(Kg/cm2) 380
破断強度 ( 〃 ) 240
破断伸び ( % ) 700
弾性回復率( % ) 76
80℃ 引張弾性率(Kg/cm2) 280
破断強度 ( 〃 ) 130
破断伸び ( % ) 850
120℃ 引張弾性率(Kg/cm2) 120
破断強度 ( 〃 ) 75
破断伸び ( % ) 550[Table] Example 7 Polyether ester was produced under the same polymerization conditions as in Example 1, except that 28.2 parts of nylon 610 salt, 62.5 parts of poly(tetramethylene oxide) glycol with a number average molecular weight of 650, and 16.0 parts of terephthalic acid were used as starting materials. The amide was polymerized. The physical properties of the obtained polymer were as follows. ηr 1.86 Tm (℃) 208 Mechanical properties 23℃ Shore D hardness 34 Tensile modulus (Kg/cm 2 ) 380 Breaking strength (〃 ) 240 Elongation at break (%) 700 Elastic recovery rate (%) 76 80℃ Tensile elasticity Modulus (Kg/cm 2 ) 280 Strength at break ( 〃 ) 130 Elongation at break (%) 850 120℃ Tensile modulus (Kg/cm 2 ) 120 Strength at break ( 〃 ) 75 Elongation at break (%) 550
Claims (1)
トもしくはヘキサメチレンジアンモニウムドデ
カノエート、 (b) 炭素数/酸素数の比が2.3以上でかつ数平均
分子量が300〜3000のポリ(アルキレンオキシ
ド)グリコールおよび (c) 上記ポリ(アルキレンオキシド)グリコール
と実質的に等モルの炭素数4〜20のジカルボン
酸を(a)/〔(b)+(c)〕=50〜10/50〜90(重量%)
の割合で反応系に同時一括供給し、150〜280℃
に加熱撹拌して均質化したのち、高真空下に
220〜300℃で溶融重合することを特徴とする融
点160℃以上のポリアミドエラストマの製造方
法。[Scope of Claims] 1 (a) hexamethylene diammonium sebacate or hexamethylene diammonium dodecanoate, (b) poly( (a)/[(b)+(c)]=50-10/50 ~90 (wt%)
150 to 280℃.
After heating and stirring to homogenize, place under high vacuum.
A method for producing a polyamide elastomer having a melting point of 160°C or higher, which comprises performing melt polymerization at 220 to 300°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8279483A JPS59207930A (en) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Polyamide elastomer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8279483A JPS59207930A (en) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Polyamide elastomer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59207930A JPS59207930A (en) | 1984-11-26 |
| JPH0125491B2 true JPH0125491B2 (en) | 1989-05-18 |
Family
ID=13784305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8279483A Granted JPS59207930A (en) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | Polyamide elastomer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59207930A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10201903A1 (en) | 2002-01-19 | 2003-07-31 | Degussa | Molding compound based on polyether amides |
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| DE10333005A1 (en) | 2003-07-18 | 2005-02-03 | Degussa Ag | Molding composition based on polyetheramides |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2273021B1 (en) * | 1974-05-31 | 1977-03-11 | Ato Chimie | |
| FR2418250A1 (en) * | 1978-02-24 | 1979-09-21 | Ato Chimie | ENVELOPE IN THERMOPLASTIC POLYMER MATERIAL FOR GOLF BALLS AND GOLF BALLS CONTAINING SUCH A WRAP |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8279483A patent/JPS59207930A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59207930A (en) | 1984-11-26 |
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