JPH04283231A - 芳香族ポリエーテルケトン共重合体およびその製造方法 - Google Patents

芳香族ポリエーテルケトン共重合体およびその製造方法

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JPH04283231A
JPH04283231A JP4635291A JP4635291A JPH04283231A JP H04283231 A JPH04283231 A JP H04283231A JP 4635291 A JP4635291 A JP 4635291A JP 4635291 A JP4635291 A JP 4635291A JP H04283231 A JPH04283231 A JP H04283231A
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JP
Japan
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benzoic acid
chemical formula
aromatic
acid
alkoxyphenoxy
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JP4635291A
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English (en)
Inventor
Shinichiro Mori
慎一郎 森
Shiro Miyata
志郎 宮田
Nobuyuki Yonezawa
宣行 米澤
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高いガラス転移温度と
優れた耐熱性を有し、かつ無機材料との接着性に優れた
芳香族ポリエーテルケトン共重合体及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、芳香族ポリエーテルケトンとして
は、ハロゲン化ベンゾフェノンとヒドロキノンの2つの
モノマーを用いた求核芳香族置換型溶液重縮合反応(特
公昭60−32642号公報等)により製造される1つ
の繰り返し単位中に、2つのエーテル基と1つのケトン
基を持つポリエーテルエーテルケトンがよく知られてい
る。
【0003】また、1つの分子中に求核攻撃をする部位
とそれを受ける部位を持ったモノマーの求核芳香族置換
型溶液重縮合反応を利用して、1つの繰り返し単位中に
エーテル基、ケトン基を1つずつ持つポリエーテルケト
ンを合成している例(特公昭47−617号公報等)も
ある。
【0004】さらに、芳香族ポリエーテルケトンを合成
するためには、上述の求核芳香族置換型溶液重縮合反応
の他に、親電子芳香族置換反応を利用することもよく知
られている。
【0005】例えば、フッ化水素/三フッ化ホウ素を用
いる方法によるポリエーテルケトンケトン(特公昭46
−3392、47−31440号公報等)、ルイス酸を
用いる方法によるポリエーテルケトンケトン(特開昭5
9−159826号公報等)、ポリリン酸を用いる方法
によるポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン(高分子、17、130(1968))、トリフルオ
ロアルカンスホン酸を用いる方法によるポリエーテルケ
トンケトン(特開昭58−208320号公報、Pol
ymer、29、1902(1988))、五酸化二り
んとメタンスルホン酸の混合物を用いる方法によるポリ
エーテルエーテルケトン(特開昭59−135224号
公報)、またその混合物中で4−(4−フェノキシフェ
ノキシ)安息香酸あるいは4−(2−メトキシフェノキ
シ)安息香酸を自己縮合モノマーとして合成するポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン(Poly
mer Journal,21, 673(1989)
)、トリフルオロメタンスルホン酸を用いる方法による
ポリエーテルエーテルケトン(特開昭58−20832
0号公報)がある。
【0006】上述したポリエーテルエーテルケトンある
いはポリエーテルケトン等は、主に部分結晶性のポリマ
ーであり、そのガラス転移温度は140℃〜150℃程
度で、結晶融点は300℃以上で、熱可塑性樹脂のなか
では非常に高いものである。
【0007】これらの芳香族ポリエーテルケトンは、そ
の優れた耐熱性、強靱性、耐薬品性、耐放射線性を生か
し、ケーブルワイヤ被覆分野、成形品分野、フィルム分
野、ファイバーフィラメント分野など様々な分野におけ
る用途開発が進んでいる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の芳香族ポリエーテルケトンは、無機材料との接着性が
劣るものであった。
【0009】そして、この欠点を克服できれば、高性能
高耐熱性ポリマーとして、金属材料のコーティング材等
にさらに利用用途が広がっていくものと期待されている
【0010】なお、ポリエーテルケトンに官能基を導入
している例もあるが、無機材料との接着性向上の目的で
はなく、しかもその場合は熱分解開始温度が400℃以
下になり、優れた耐熱性を有しているとはいえない(P
olymer Journal, 21, 673(1
989))。
【0011】本発明は、以上の問題点を解決し、高いガ
ラス転移温度と優れた耐熱性を有し、かつ無機材料との
接着性に優れた芳香族ポリエーテルケトン共重合体を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、芳香族ポ
リエーテルケトンが本来持つ高い熱安定性、機械的強度
に加え、無機材料との接着性に優れ、高温条件下で好適
に使用できる芳香族ポリエーテルケトンを開発するため
鋭意検討を重ね本発明を完成させた。
【0013】すなわち、本発明の芳香族ポリエーテルケ
トン共重合体は、一般式
【0014】
【化5】
【0015】(式中、Rは炭素数1〜4までのアルキル
基を表す)で示される構成単位20〜80モル%と、化
学式
【0016】
【化6】
【0017】で示される構成単位20〜80モル%から
なる芳香族ポリエーテルケトン共重合体。また、本発明
の芳香族ポリエーテルケトン共重合体の製造方法は、一
般式
【0018】
【化7】
【0019】(式中、Rは炭素数1〜4までのアルキル
基を表す)で表される4−(アルコキシフェノキシ)安
息香酸と、化学式
【0020】
【化8】
【0021】で表される4−(4−フェノキシフェノキ
シ)安息香酸を反応させ、上記芳香族ポリエーテルケト
ン共重合体を製造することを特徴として構成されている
【0022】本発明の原料単量体である一般式
【002
3】
【化9】
【0024】(式中、Rは炭素数1〜4までのアルキル
基を表す)で示される4−(アルコキシフェノキシ)安
息香酸は、公知の化合物であるが、アルコキシフェノー
ルとp−ハロゲン化ベンゾニトリルを炭酸カリウムの存
在下で反応させた後、加水分解をおこなえば容易に得る
ことができる。
【0025】この4−(アルコキシフェノキシ)安息香
酸としては、4−(2−アルコキシフェノキシ)安息香
酸、4−(3−アルコキシフェノキシ)安息香酸、4−
(4−アルコキシフェノキシ)安息香酸がある。そして
、アルコキシとしては、例えば、メトキシ基、エトキシ
基、1−プロポキシ基、2−プロポキシ基、2−メチル
−1−プロポキシ基、2−メチル−2−プロポキシ基、
1−ブトキシ基、2−ブトキシ基がある。これらの4−
(アルコキシフェノキシ)安息香酸は、いずれも用いる
ことができるが、高分子量の芳香族ポリエーテルケトン
共重合体を得るためには、アシルカチオンの親電子的な
攻撃に対する立体障害が少ない4−(2−アルコキシフ
ェノキシ)安息香酸が好ましい。
【0026】もう一方の原料単量体である化学式
【00
27】
【化10】
【0028】で示される4−(4−フェノキシフェノキ
シ)安息香酸も公知の化合物であるが、4−フェノキシ
フェノールとp−ハロゲン化ベンゾニトリルを炭酸カリ
ウムの存在下で反応させた後、加水分解を行なえば容易
に得ることができる。
【0029】以上のモノマーは、適当な溶媒での再結晶
等で精製した状態で用いるのが好ましい。
【0030】4−(アルコキシフェノキシ)安息香酸と
4−(4−フェノキシフェノキシ)安息香酸の仕込み比
は、4−(アルコキシフェノキシ)安息香酸20〜80
モル%に対し、4−(4−フェノキシフェノキシ)安息
香酸80〜20%の範囲が好ましい。4−(アルコキシ
フェノキシ)安息香酸の割合を20モル%より少なくす
ると無機材料との接着性が劣り、また4−(アルコキシ
フェノキシ)安息香酸の割合を80%モルより多くする
と熱分解開始温度が400℃以下となり好ましくない。
【0031】本発明の芳香族ポリエーテルケトン共重合
体を得るには、公知の親電子芳香族置換反応を利用する
ことができる。その方法としては、例えば、フッ化水素
/三フッ化ホウ素を用いる方法(特公昭46−3392
、47−31440号公報等)、ルイス酸を用いる方法
(特開昭59−159826号公報)、ポリリン酸を用
いる方法(高分子、17、130(1968))、トリ
フルオロアルカンスルホン酸を用いる方法(特開昭58
−208320号公報、Polymer、29、190
2(1988))、五酸化二りんとメタンスルホン酸の
混合物を用いる方法(特開昭58−208320号公報
、Polymer Journal,21,673(1
989))、トリフルオロメタンスルホン酸を用いる方
法(特開昭59−135224号公報)がある。
【0032】これらの中で好ましく用いられる方法は、
五酸化二りんとメタンスルホン酸の混合物を縮合剤とし
て用いる方法、トリフルオロメタンスルホン酸を縮合剤
として用いる方法である。
【0033】トリフルオロメタンスルホン酸は市販品を
そのまま用いることができる。五酸化二りんとメタンス
ルホン酸の混合物は市販品(東京化成製)を用いてもよ
いし、新たに調製したものを用いてもよい。調製する場
合、五酸化二りん1重量部に対しメタンスルホン酸8〜
20重量部の範囲で混合したものを用いることができる
が、好ましくは五酸化二りん1重量部に対しメタンスル
ホン酸9〜11重量部の範囲で混合したものである。メ
タンスルホン酸は市販品をそのまま用いることができる
が、脱水処理後減圧蒸留して精製したものを用いてもよ
い。縮合剤の量は原料を溶解しうる量であれば特に限定
されないが、通常原料1重量部に対し、縮合剤5〜20
重量部の範囲である。
【0034】そして、芳香族ポリエーテルケトン共重合
体を製造するには、上述した原料を縮合剤に溶解せしめ
、所定温度で所定時間反応を継続する。反応温度につい
ては原料により好ましい温度範囲は異なるが、通常0〜
140℃までの範囲で行われる。反応の途中で昇温、あ
るいは降温しても差しつかえない。反応時間は通常2〜
100時間の範囲で行なわれる。
【0035】所定時間反応を行なった後に内容物を水、
あるいは塩基性水溶液中に滴下することにより反応を停
止せしめる。内容物が粘稠な場合、適当な溶媒で内容物
を希釈してもよい。塩基性水溶液の種類は特に限定され
ないが炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリ
ウム、炭酸水素カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどを例示することができる。生成した重合物は
細かく粉砕した後、減圧下で数時間加熱乾燥することに
より目的の芳香族ポリエーテルケトン共重合体を得るこ
とができる。
【0036】ここで得られた芳香族ポリエーテルケトン
共重合体を公知の方法(特開昭63−317号公報など
)により末端の不安定な官能基を保護し、熱的性質を改
善せしめることも勿論可能である。
【0037】
【作用】本発明の芳香族ポリエーテルケトン共重合体は
、その構成する繰り返し単位により高い熱安定性が、構
成する繰り返し単位のアルコキシ基により無機材料との
優れた接着性が実現されている。
【0038】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
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。
【0039】なお、本発明におけるポリマーの分子量の
尺度として用いた対数粘度は、ポリマー30mgを96
%濃硫酸に溶解して10mlとしたものを試料溶液とし
、30.0℃の恒温水槽中、オストワルド型粘度計を用
いて次式に従って測定した。 ηinh=(1n(t/t0))/c ただし、t=試料溶液落下時間、t0=濃硫酸落下時間
、c=試料濃度(単位g/dL)
【0040】また、ガラス転移温度はセイコー電子製 
DSD−200により(窒素下、昇温速度10℃/mi
n)、熱分解開始温度はセイコー電子製 TG/DTA
−200により(窒素下、昇温速度10℃/min)、
赤外吸収スペクトル(IR)は日本分光製 FT−IR
 7000(KBr錠剤法)により、核磁気共鳴スペク
トル(NMR)は日本電子製 GX−270(測定溶媒
;重硫酸、内部標準試薬;トリメチルシリルプロピオン
酸ナトリウム−d4)により測定した。
【0041】また、接着性の評価としては、酸洗した圧
延板(炭素鋼)上にポリマーのフィルムを作成し、碁盤
目試験(JIS−K5400)により評価した。
【0042】実施例1 4−(2−メトキシフェノキシ)安息香酸0.0976
g(0.4mmol)と4−(4−フェノキシフェキシ
)安息香酸0.4896g(1.6mmol)を五酸化
二りんとメタンスルホン酸の混合物(重量比1:10)
3.6gに溶解し、80℃で24時間反応させた。反応
終了時3gのメタンスルホン酸で希釈した後、飽和炭酸
ナトリウム水溶液200ml中に滴下し、得られた重合
物を十分に粉砕後、300mlの飽和炭酸ナトリウム水
溶液中で3時間加熱後、濾過し、十分に水で洗浄した。 洗浄後120℃で1torrの減圧下で1日乾燥した。 得られたポリマーの収率はほぼ100%であり、対数粘
度は1.02dL/g、ガラス転移温度は156.4℃
、熱分解開始温度は436.0℃であった。また、融点
は認められなかった。
【0043】このポリマーの赤外吸収スペクトルを図1
に、NMRスペクトルを図2に、元素分析値を表1に示
した。
【0044】
【表1】
【0045】図1の赤外吸収スペクトルより、1228
cm−1にエーテル結合に、1655cm−1にカルボ
ニル基に基づく吸収が認められた。また、NMRスペク
トルによる分析結果および元素分析値の一致も良好なこ
とより、得られたポリマーは一般式
【0046】
【化11】
【0047】で示される構成単位20モル%と、化学式
【0048】
【化12】
【0049】で示される構成単位80モル%からなる目
的の芳香族ポリエーテルケトン共重合体が得られたこと
を確認した。また、このポリマーの接着性に関する評価
は表4に示した。
【0050】実施例2〜3 実施例1において、4−(2−メトキシフェノキシ)安
息香酸と4−(4−フェノキシフェノキシ)安息香酸の
割合を変えた他は実施例1と同様に行なった。その結果
を表4に、元素分析値を表2、3に示す。なお、IRお
よびNMRスペクトルは実施例1とほぼ同様のものであ
った。
【0051】
【表2】
【0052】
【表3】
【0053】比較例1 実施例1において、4−(4−フェノキシフェノキシ)
安息香酸を用いず、4−(2−メトキシフェノキシ)安
息香酸だけを0.4880g(2.0mmol)用いた
他は、実施例1と同様に行なった。その結果を表4に示
す。
【0054】比較例2 実施例1において、4−(2−メトキシフェノキシ)安
息香酸を用いず、4−(4−フェノキシフェノキシ)安
息香酸だけを0.6120g(2.0mmol)用いた
他は、実施例1と同様に行なった。その結果を表4に示
す。
【0055】
【表4】
【0056】以上の結果より、4−(2−メトキシフェ
ノキシ)安息香酸の割合を80モル%より多くすると、
熱分解開始温度が400℃以下となり耐熱性を有してい
るとはいえず(比較例1)、また4−(2−メトキシフ
ェノキシ) 安息香酸の割合を20モル%より少なくす
ると無機材料との接着性が劣る(比較例2)ことがわか
った。
【0057】なお、本発明のポリマーは耐薬品性、耐放
射線性、機械的特性、電気的特性にも優れていた。
【0058】
【発明の効果】本発明の芳香族ポリエーテルケトン共重
合体は、無機材料との接着性において著しく優れ、かつ
高いガラス転移温度を示し優れた熱安定性を示す。した
がって、高温条件下で使用される成型品やフィルムなど
の他、金属材料のコーティング材等に利用できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  一般式、 【化1】 (式中、Rは炭素数1〜4までのアルキル基を表す)で
    示される構成単位20〜80モル%と、化学式【化2】 で示される構成単位20〜80モル%からなる芳香族ポ
    リエーテルケトン共重合体
  2. 【請求項2】  一般式、 【化3】 (式中、Rは炭素数1〜4までのアルキル基を表す)で
    表される4−(アルコキシフェノキシ)安息香酸と、化
    学式 【化4】 で表される4−(4−フェノキシフェノキシ)安息香酸
    を反応させ、請求項1に記載の芳香族ポリエーテルケト
    ン共重合体を製造することを特徴とする芳香族ポリエー
    テルケトン共重合体の製造方法
JP4635291A 1991-03-12 1991-03-12 芳香族ポリエーテルケトン共重合体およびその製造方法 Pending JPH04283231A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11118053B2 (en) 2018-03-09 2021-09-14 Ticona Llc Polyaryletherketone/polyarylene sulfide composition
US11352480B2 (en) 2016-03-18 2022-06-07 Ticona Llc Polyaryletherketone composition
JP2023005590A (ja) * 2021-06-29 2023-01-18 Dic株式会社 ポリアリーレンエーテルケトン樹脂及びその製造方法、並びに成形体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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