JPH0625257B2 - Method for producing high-viscosity crosslinked polyamide - Google Patents

Method for producing high-viscosity crosslinked polyamide

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JPH0625257B2
JPH0625257B2 JP18166088A JP18166088A JPH0625257B2 JP H0625257 B2 JPH0625257 B2 JP H0625257B2 JP 18166088 A JP18166088 A JP 18166088A JP 18166088 A JP18166088 A JP 18166088A JP H0625257 B2 JPH0625257 B2 JP H0625257B2
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polyamide
amine
terminal
caprolactam
acid
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宏昌 峯松
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Description

【発明の詳細な説明】 <発明の技術分野> 本発明は高粘度架橋ポリアミドの製造方法に関し、更に
詳しくは、末端に一級アミンを有し、かつ主鎖中には二
級アミンを含有する特定のポリアミド(以下、アミン変
性ポリアミドと称する)に活性多官能カルボン酸誘導体
を添加反応せしめて、末端アミンによる主鎖伸長反応
と、主鎖中二級アミンによる分子鎖間の架橋反応を同時
に進行させることにより高粘度架橋ポリアミドを迅速に
製造する方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a high-viscosity crosslinked polyamide, and more specifically, a specific amine having a primary amine at the terminal and a secondary amine in the main chain. The active polyfunctional carboxylic acid derivative is added to the polyamide (hereinafter, referred to as amine-modified polyamide) to react, and the main chain extension reaction by the terminal amine and the cross-linking reaction between the molecular chains by the secondary amine in the main chain simultaneously proceed. The present invention thus relates to a method for rapidly producing a high-viscosity crosslinked polyamide.

<従来技術> ナイロン6やナイロン66に代表されるポリアミドは、優
れた溶融加工性を有し、また機械的性質も優れているこ
とからエンジニアリングプラスチックス,フイルム,繊
維等の用途に広く用いられている。そして近年、これら
製品に対する引張り強力,耐衝撃性,寸法安定性,耐摩
耗性と言った各種性能向上の要求はますます強くなって
来ている。プラスチックスの成形分野、中でも丸棒,パ
イプ,シート等の押し出し成形や、大型中空容器のブロ
ー成形においては、溶融体の形態保持性と同時に前述の
物性が要求される為、高粘度ポリアミドが必要となる。
<Prior Art> Polyamides represented by nylon 6 and nylon 66 have been widely used in engineering plastics, films, fibers, etc. because they have excellent melt processability and mechanical properties. There is. In recent years, demands for various performance improvements such as tensile strength, impact resistance, dimensional stability, and wear resistance for these products have become stronger and stronger. In the field of plastics molding, especially extrusion molding of round bars, pipes, sheets, etc., and blow molding of large hollow containers, the above-mentioned physical properties as well as the shape retention of the melt are required, so high viscosity polyamide is required. Becomes

高粘度ポリアミドを得る方法としては窒素雰囲気下ある
いは真空下長時間溶融重合する方法や、リン化合物等の
触媒を用いて固相重合する方法がよく知られているが、
いずれも反応に長時間を必要として生産性が低い。さら
に、これら方法で得られたポリアミドは、ペレット中に
含まれる微量の水分で成形時に加水分解を受け易く、低
重合度ポリマーになるという欠点がある。
As a method for obtaining a high-viscosity polyamide, a method of performing melt polymerization for a long time under a nitrogen atmosphere or a vacuum, and a method of solid-phase polymerization using a catalyst such as a phosphorus compound are well known,
All of them require a long time for the reaction and have low productivity. Furthermore, the polyamides obtained by these methods have a drawback that they are easily hydrolyzed at the time of molding by a small amount of water contained in the pellets and become low-polymerization degree polymers.

耐加水分解性を向上させる方法として、例えば特公昭62
−55532号公報には、ポリアミドに3官能アミンを添加
重縮合させることにより部分架橋(分岐)反応を起すこ
とが提案されている。この方法によれば、耐加水分解性
はある程度向上するものの、依然として重合に長時間を
要すること、それに伴う熱劣化により高品質化が困難な
こと、さらには攪拌等の機械的困難性、吐出及びペレッ
ト化の困難性といった問題が未解決のまま残っている。
As a method for improving the hydrolysis resistance, for example, Japanese Patent Publication Sho 62
JP-A-55532 proposes that a polyfunctional amine is added to a polyamide to cause polycondensation to cause a partial crosslinking (branching) reaction. According to this method, although the hydrolysis resistance is improved to some extent, it still takes a long time for the polymerization, and it is difficult to improve the quality due to the heat deterioration accompanying it. Furthermore, mechanical difficulty such as stirring, discharge and Problems such as the difficulty of pelletizing remain unsolved.

<発明の目的> 本発明の目的は、重合時の熱劣化の懸念がなく、また重
合時の攪拌等の機械的問題に配慮する必要のない、耐加
水分解性が著しく改善されたポリアミドを提供すること
にある。
<Purpose of the Invention> An object of the present invention is to provide a polyamide having significantly improved hydrolysis resistance without concern about thermal deterioration during polymerization and without having to consider mechanical problems such as stirring during polymerization. To do.

<発明の構成> 本発明者らは上記問題を解決せんとして鋭意検討した結
果、末端に一級アミンを有し、かつ主鎖中に二級アミン
を含有するポリアミドを活性多官能カルボン酸誘導体と
反応させるときは、末端アミノ基の反応により分子鎖が
伸長するのみでなく、主鎖中の二級アミンをも反応に関
与して分子間架橋が生起することを見出し、本発明に到
達したものである。
<Structure of Invention> As a result of intensive investigations aimed at solving the above problems, the inventors of the present invention reacted a polyamide having a primary amine at the terminal and a secondary amine in the main chain with an active polyfunctional carboxylic acid derivative. When the reaction is carried out, not only the molecular chain is elongated by the reaction of the terminal amino group, but also the secondary amine in the main chain is involved in the reaction and intermolecular crosslinking is found to occur, and the present invention has been achieved. is there.

すなわち、本発明は、下記一般式(A)で表わされるポ
リアルキレンポリアミンが共重合され、末端に一級アミ
ンを有し、かつ主鎖中には二級アミンを含有する実質的
に線状で溶融可能なポリアミドを、下記一般式(a)で
表わされる活性多官能カルボン酸誘導体と溶融反応させ
ることを特徴とする高粘度架橋ポリアミドの製造方法で
ある。
That is, according to the present invention, a polyalkylene polyamine represented by the following general formula (A) is copolymerized, has a primary amine at the terminal, and contains a secondary amine in the main chain, and melts in a substantially linear form. A method for producing a high-viscosity crosslinked polyamide, which comprises melt-reacting a possible polyamide with an active polyfunctional carboxylic acid derivative represented by the following general formula (a).

一般式(A) H2N[(CH2NH(CH2NH]xH (ただし、m,nは2〜12の正の整数であり、かつm=
n、あるいはm≠nである。またxは1〜10の整数を示
す) 一般式(a) [式中のAはアルキル基あるいは芳香族基を、 Bは (Rはアルキル基)、 −O−Ar(Arは芳香族基)、またはハロゲン原子、
nは2以上の整数を表わす] 本発明に用いられるアミン変性ポリアミドは、ポリアミ
ドの種類には限定されないが、末端に一級アミンを有す
ると同時に主鎖中には二級アミンを有することが必須条
件となる。ポリアミドの種類としては、ナイロン6,ナ
イロン11,ナイロン12,ナイロン66,ナイロン46,ナイ
ロン610,ナイロン612,ナイロンMXD6(ポリメタキ
シリレンアジパミド,ナイロン6/66共重合体,ナイロ
ン6/6T共重合体,ナイロン66/6T共重合体,ナイ
ロン66/6T/6I共重合体,ナイロン6T/6I共重
合体等、実質的に線状で溶融可能なポリアミドである限
り、特に制約はない。
Formula (A) H 2 N [( CH 2) m NH (CH 2) n NH] xH ( although, m, n is 2 to 12 a positive integer, and m =
n, or m ≠ n. X is an integer of 1 to 10) General formula (a) [Wherein A is an alkyl group or an aromatic group, and B is (R is an alkyl group), -O-Ar (Ar is an aromatic group), or a halogen atom,
n represents an integer of 2 or more] The amine-modified polyamide used in the present invention is not limited to the type of polyamide, but it is essential that it has a primary amine at the terminal and a secondary amine in the main chain at the same time. Becomes The types of polyamide include nylon 6, nylon 11, nylon 12, nylon 66, nylon 46, nylon 610, nylon 612, nylon MXD6 (polymeta-xylylene adipamide, nylon 6/66 copolymer, nylon 6 / 6T There is no particular limitation as long as it is a substantially linear and meltable polyamide such as a polymer, a nylon 66 / 6T copolymer, a nylon 66 / 6T / 6I copolymer, or a nylon 6T / 6I copolymer.

ポリアミドは、通常末端にアミノ基(一級アミン)とカ
ルボキシル基を有するが、本発明で必須条件となる二級
アミンを主鎖中に有するアミン変性ポリアミドを得るに
は、一般式(A)…… H2N[(CH2)mNH(CH2)nNH]xH(ただし、
m,nは2〜12の正の整数であり、かつm=n、あるい
はm≠nである。またxは1〜10の整数を示す)で表わ
されるポリアルキレンポリアミンをポリアミド重縮合反
応に添加し、ポリアミド分子鎖に結合(共重合)させる
方法が挙げられる。ポリアルキレンポリアミンの具体例
としては、ジエチレントリアミントリエチレンテト
ラミンテトラエチレンペンタミンペンタエチレンヘ
キサミンヘキサエチレンヘプタミンヘプタエチレン
オクタミンビス(トリメチレン)トリアミン(トリ
メチレン)テトラミンジエチレン(ヘキサメチレン)
テトラミンジエチレン(ジヘキサメチレン)ペンタミ
ントリエチレン−ビス(ヘキサメチレン)ヘキサミン
ジエチレン(デカメチレン)テトラミン等が挙げられ
る。これらの中でも〜に示したポリエチレンポリア
ミン化合物は工業薬品として市販されており、特に有利
に使用出来る。
Polyamides usually have an amino group (primary amine) and a carboxyl group at the terminal, but in order to obtain an amine-modified polyamide having a secondary amine in the main chain, which is an essential condition in the present invention, the general formula (A) ... H 2 N [(CH 2 ) mNH (CH 2 ) nNH] xH (however,
m and n are positive integers of 2 to 12, and m = n or m ≠ n. Further, a polyalkylene polyamine represented by the formula (x is an integer of 1 to 10) is added to the polyamide polycondensation reaction to bond (copolymerize) to the polyamide molecular chain. Specific examples of the polyalkylene polyamine include diethylene triamine triethylene tetramine tetraethylene pentamine pentaethylene hexamine hexaethylene heptamine heptaethylene octamine bis (trimethylene) triamine (trimethylene) tetramine diethylene (hexamethylene)
Tetramine diethylene (dihexamethylene) pentamine triethylene-bis (hexamethylene) hexamine diethylene (decamethylene) tetramine and the like. Among these, the polyethylene polyamine compounds indicated by are commercially available as industrial chemicals and can be used particularly advantageously.

これらポリアルキレンポリアミンは線状分子の両末端に
夫々一級アミンを、分子内に数個の二級アミンを有して
おり、重縮合反応系に添加した場合末端一級アミンはカ
ルボキシル基との反応に関与するが、二級アミンの反応
性は低く、通常の重合温度ではカルボキシル基と反応し
ない。従って、本発明に用いる実質的に線状で、主鎖中
に二級アミンを有した溶融可能なポリアミドが得られる
訳てある。所で、本発明では、ポリアミド分子鎖導子を
末端アミノ基と活性多官能カルボン酸誘導体の反応によ
り伸長させる為ポリアミド末端には一級アミン(末端ア
ミノ基)の存在が必要である。ポリアミドは当然、末端
アミノ基と末端カルボキシル基を有するが、本発明に用
いるポリアミドは、特に末端アミノ基量が末端カルボキ
シル基より多いことが好ましい。ここに、ポリアルキレ
ンポリアミンの添加は、主鎖中に二級アミンを導入する
ばかりでなく、上記要求をも同時満足するものである。
These polyalkylene polyamines each have a primary amine at both ends of the linear molecule and several secondary amines in the molecule, and when added to the polycondensation reaction system, the primary amine at the end will react with the carboxyl group. Although involved, the reactivity of the secondary amine is low and it does not react with the carboxyl group at normal polymerization temperature. Therefore, it is possible to obtain a substantially linear, meltable polyamide having a secondary amine in the main chain used in the present invention. By the way, in the present invention, the presence of a primary amine (terminal amino group) is required at the terminal of the polyamide in order to extend the polyamide molecular chain conductor by the reaction of the terminal amino group and the active polyfunctional carboxylic acid derivative. Of course, the polyamide has a terminal amino group and a terminal carboxyl group, but the polyamide used in the present invention preferably has more terminal amino groups than the terminal carboxyl groups. The addition of the polyalkylene polyamine not only introduces a secondary amine into the main chain but also satisfies the above requirements at the same time.

ポリアルキレンアミンは単独で用いてもよく、またアジ
ピン酸,セバシン酸等のジカルボン酸と併用することも
できる。単独で用いた場合、得られる分子量との関係
上、余り多量に添加出来ないが、ジカルボン酸と併用す
る場合は特に限定されない。このとき、ポリアルキレン
ポリアミンのジカルボン酸に対するモル比は1.0以上と
し、得られるポリアミドの末端アミノ基量を末端カルボ
キシル基より多くすることが望ましい。
The polyalkylene amine may be used alone or in combination with a dicarboxylic acid such as adipic acid or sebacic acid. When used alone, it cannot be added in a very large amount in view of the obtained molecular weight, but it is not particularly limited when used in combination with a dicarboxylic acid. At this time, it is preferable that the molar ratio of the polyalkylene polyamine to the dicarboxylic acid is 1.0 or more, and the amount of terminal amino groups of the obtained polyamide is larger than that of terminal carboxyl groups.

このように、ジカルボン酸とポリアルキレンポリアミン
を併用することは添加量,添加モル比により主鎖中に二
級アミン量と末端アミノ基量を独立にコントロールする
ことが可能となり、活性多官能カルボン酸誘導体との反
応で最終的に得られるポリアミドの物性コントロールも
可能となる。
Thus, the combined use of dicarboxylic acid and polyalkylene polyamine makes it possible to independently control the amount of secondary amine and the amount of terminal amino group in the main chain by adjusting the addition amount and the addition molar ratio. By controlling the reaction with the derivative, it becomes possible to control the physical properties of the finally obtained polyamide.

ポリアルキレンポリアミンを単独で使用する場合の添加
量は、モノマーに対して0.05〜2.0モル%、好ましくは
0.10〜1.0モル%である。
When the polyalkylene polyamine is used alone, the addition amount is 0.05 to 2.0 mol% with respect to the monomer, preferably
It is 0.10 to 1.0 mol%.

0.05モル%未満では高粘度化効果が少なく、また2.0モ
ル%を越えると、ベースポリアミドの分子量が低く、ペ
レット化等の取り扱いがむずかしくなるので好ましくな
い。他方、ジカルボン酸と併用する場合ポリアルキレン
ポリアミンの添加量は特に限定されないが、余り多く添
加すると耐熱性の面での物性が低下する為、0.05〜5.0
モル%の範囲に保持することが望ましい。
If it is less than 0.05 mol%, the effect of increasing the viscosity is small, and if it exceeds 2.0 mol%, the base polyamide has a low molecular weight and is difficult to handle such as pelletization, which is not preferable. On the other hand, when used in combination with a dicarboxylic acid, the addition amount of the polyalkylene polyamine is not particularly limited, but if added too much, the physical properties in terms of heat resistance decrease, so 0.05 to 5.0
It is desirable to keep it in the range of mol%.

本発明に用いられる活性多官能カルボン酸誘導体は次の
一般式(a)で表わされ、式中Bの種類により、3つのタ
イプに大別出来る。
The active polyfunctional carboxylic acid derivative used in the present invention is represented by the following general formula (a), and can be roughly classified into three types according to the type of B in the formula.

(a) (式中のAはアルキル基あるいは芳香族基を、nは2以
上の整数を表わす) タイプI (a)式中の (Rはアルキル基) タイプII (a)式中のB=−O−Ar (Arは芳香族基) タイプIII (a)式中のB=ハロゲン原子 タイプIはいわゆる多官能N−アシルラクタム,タイプ
IIは多官能芳香族エステル,タイプIIIは多官能アシル
ハライドであり、いずれも反応性が高められた活性カル
ボン酸誘導体で一級アミンのみでなく二級アミンとも容
易に反応する。
(a) (A in the formula represents an alkyl group or an aromatic group, and n represents an integer of 2 or more) Type I (a) (R is an alkyl group) Type II B = -O-Ar in the formula (a) (Ar is an aromatic group) Type III B = halogen atom in the formula (a) Type I is a so-called polyfunctional N-acyl lactam, type
II is a polyfunctional aromatic ester, and type III is a polyfunctional acyl halide, both of which are active carboxylic acid derivatives having enhanced reactivity and easily react with not only primary amines but also secondary amines.

タイプIの多官能N−アシルラクタムの具体例としては
N,N′−テレフタロイルビス−ε−カプロラクタム、
N,N′−イソフタロイルビス−ε−カプロラクタム、
N,N′−サクシニルビス−ε−カプロラクタム、N,
N′−グルタリルビス−ε−カプロラクタム、N,N′
−アジポイルビス−ε−カプロラクタム、N,N′−セ
バシルビス−ε−カプロラクタム、N,N′−アジポイ
ルビス−ε−バレロラクタム、N,N′−テレフタロイ
ルビスバレロラクタム、N,N′−テレフタロイルビス
ブチロラクタム、N,N′−イソフタロイルビスバレロ
ラクタム、N,N′−イソフタロイルビスブチロラクタ
ム等の二官能N−アシルラクタム、更にN,N′,N″
−トリメゾイルトリス−ε−カプロラクタム、N,
N′,N″−トリメゾイルトリスバレロラクタム、N,
N′,N″−トリメゾイルトリスブチロラクタム、1,4,
5,8−ナフタレンテトラカルボン酸テトラ−ε−カプロ
ラクタム、シクロヘキサノンテトラプロピオン酸テトラ
−ε−カプロラクタム、ジシクロヘキサノンオクタプロ
ピオン酸テトラ−ε−カプロラクタム、ポリアクリル酸
ポリ−ε−カプロラクタム等の3官能以上のN−アシル
ラクタムを挙げることが出来る。これら多官能N−アシ
ルラクタムは、相当するカルボン酸ハライドとラクタム
を三級アミン、あるいはNaOHやKOH等無機アルカ
リの存在下で反応させることにより容易に合成できる。
Specific examples of the polyfunctional N-acyl lactam of type I include N, N′-terephthaloylbis-ε-caprolactam,
N, N′-isophthaloylbis-ε-caprolactam,
N, N'-succinylbis-ε-caprolactam, N,
N′-glutarylbis-ε-caprolactam, N, N ′
-Adipoylbis-ε-caprolactam, N, N'-sebacylbis-ε-caprolactam, N, N'-adipoylbis-ε-valerolactam, N, N'-terephthaloylbisvalerolactam, N, N'-terephthalloy Rubisbutyrolactam, N, N'-isophthaloylbisvalerolactam, N, N'-isophthaloylbisbutyrolactam and other bifunctional N-acyllactams, and further N, N ', N "
-Trimezoyl tris-ε-caprolactam, N,
N ', N "-trimezoyl trisvalerolactam, N,
N ', N "-trimezoyl trisbutyrolactam, 1,4,
5,8-naphthalene tetracarboxylic acid tetra-ε-caprolactam, cyclohexanone tetrapropionic acid tetra-ε-caprolactam, dicyclohexanone octapropionic acid tetra-ε-caprolactam, polyacrylic acid poly-ε-caprolactam, etc. Mention may be made of acyllactams. These polyfunctional N-acyl lactams can be easily synthesized by reacting the corresponding carboxylic acid halide and lactam in the presence of a tertiary amine or an inorganic alkali such as NaOH or KOH.

タイプIIの多官能芳香族エステルの具体例としては、テ
レフタル酸ジフェニルエステル、イソフタル酸ジフェニ
ルエステル、コハク酸ジフェニルエステル、アジピン酸
ジフェニルエステル、ピメリン酸ジフェニルエステル、
スベリン酸ジフェニルエステル、アゼライン酸ジフェニ
ルエステル、セバシン酸ジフェニルエステル、トリメシ
ン酸トリフェニルエステル、1,2,4−ベンゼントリカル
ボン酸トリフェニルエステル、テレフタル酸ビス(p−
ニトロフェニル)エステル、テレフタル酸ビス(p−ク
ロルフェニル)エステル、ナフタレン−1,5−ジカルボ
ン酸ジフェニルエステル等が挙げられる。
Specific examples of the type II polyfunctional aromatic ester include terephthalic acid diphenyl ester, isophthalic acid diphenyl ester, succinic acid diphenyl ester, adipic acid diphenyl ester, pimelic acid diphenyl ester,
Suberic acid diphenyl ester, azelaic acid diphenyl ester, sebacic acid diphenyl ester, trimesic acid triphenyl ester, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid triphenyl ester, terephthalic acid bis (p-
Examples thereof include nitrophenyl ester, terephthalic acid bis (p-chlorophenyl) ester, and naphthalene-1,5-dicarboxylic acid diphenyl ester.

タイプIIIの多官能アシルハライドの具体例としては、
テレフタル酸ジクロライド、テレフタル酸ジブロマイ
ド、イソフタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジブロマ
イド、トリメシン酸トリクロライド、トリメシン酸トリ
ブロマイド、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸トリクロ
ライド、コハク酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライ
ド等が挙げられる。
Specific examples of the type III polyfunctional acyl halides include:
Terephthalic acid dichloride, terephthalic acid dibromide, isophthalic acid dichloride, isophthalic acid dibromide, trimesic acid trichloride, trimesic acid tribromide, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid trichloride, succinic acid dichloride, adipic acid dichloride, etc. To be

以上説明した3つのタイプの活性多官能カルボン酸誘導
体はアミンと反応し、いずれもアミド結合を形成する
が、この時、副生物としてタイプIを用いた場合ラクタ
ム類、タイプIIはフェノール類、タイプIIIはハロゲン
化水素が生成する。フェノール類、ハロゲン化水素は異
臭性,腐蝕性といった面で、最終ポリアミドの用途によ
っては若干その使用が制限される。タイプIはこれらの
懸念も全くなく、またラクタム類はポリアミドとの親和
性も高いことにより、本発明においては、特に有利に用
いられる。
The above-mentioned three types of active polyfunctional carboxylic acid derivatives react with amines to form amide bonds, and when type I is used as a by-product, lactams, type II are phenols, and type II are used. III produces hydrogen halide. Phenols and hydrogen halides are somewhat odorous and corrosive, so that their use is somewhat limited depending on the intended use of the final polyamide. Type I does not have these concerns at all, and lactams have a high affinity with polyamides, and are therefore particularly advantageously used in the present invention.

上記の活性多官能カルボン酸誘導体とアミン変性ポリア
ミドとを反応させるに当っては、ポリアミドの重合途中
又は重合終期に活性多官能カルボン酸誘導体を添加し、
重合反応器中で混合攪拌する方法、あるいは、プラスチ
ックのブロー成形、射出成形、押し出し成形、及び成
糸、製膜等の最終製品成形時に溶融練機(エクストルー
ダー)中で反応させる方法が採用される。前者の、重合
反応機中で反応させる方法は、攪拌,吐出カッティング
上、非常に高粘度のものは作り難いという制限がある。
従って、本発明では、後者の成形時に反応させる方法
が、特に有利に採用される。
In reacting the active polyfunctional carboxylic acid derivative with the amine-modified polyamide, an active polyfunctional carboxylic acid derivative is added during or after the polymerization of the polyamide,
A method of mixing and stirring in a polymerization reactor, or a method of reacting in a melt kneader (extruder) at the time of blow molding, injection molding, extrusion molding of plastic, and molding of final products such as yarn forming and film forming is adopted. It The former method of reacting in a polymerization reactor has a limitation that it is difficult to make a very viscous one because of stirring and discharge cutting.
Therefore, in the present invention, the latter method of reacting at the time of molding is particularly advantageously adopted.

エクストルーダー中で反応させるには、予めアミン変性
ポリアミドチップと活性多官能カルボン酸誘導体とをブ
レンドし、それを供給する方法、あるいは活性多官能カ
ルボン酸誘導体の高濃度マスターチップをポリアミドチ
ップに添加ブレンドする方法、あるいは活性多官能カル
ボン酸誘導体の溶液(剤が液体の場合はそれ自体)をエ
クスストルーダー入口又は途中に計量注入する方法等が
簡便である。
To react in an extruder, a method in which an amine-modified polyamide chip and an active polyfunctional carboxylic acid derivative are blended in advance and then supplied, or a high-concentration master chip of the active polyfunctional carboxylic acid derivative is added to the polyamide chip and blended Or a method in which a solution of the active polyfunctional carboxylic acid derivative (itself when the agent is a liquid) is metered in at the entrance of the extruder or in the middle is convenient.

活性多官能カルボン酸誘導体の種類は、成形性及び最終
製品の物性により任意に選ばれるが、一般に架橋度を特
に高めたい場合は3官能以上の化合物が、また分子鎖を
特に伸長させたい場合は2官能化合物が選ばれる。いず
れの場合においても、架橋と分子鎖伸長は同時に進行す
る。さらに、2官能と3官能以上の化合物を併用するこ
とも、勿論可能である。
The type of the active polyfunctional carboxylic acid derivative is arbitrarily selected according to the moldability and the physical properties of the final product. Generally, a compound having three or more functional groups is used to particularly increase the degree of crosslinking, and a compound having a particularly long molecular chain is used. A bifunctional compound is selected. In either case, crosslinking and molecular chain extension proceed simultaneously. Further, it is of course possible to use a bifunctional compound and a trifunctional or higher functional compound together.

これら多官能カルボン酸の添加量はポリアミドに対し、
0.1〜10.0重量%の範囲で任意に選ばれる。0.1重量%に
満たない量では本発明の目的とする効果が顕著でなく、
また10.0重量%を越える場合にはそれ以上の効果が期待
できない。特に好ましい添加量範囲は0.3〜5.0重量%で
ある。
The addition amount of these polyfunctional carboxylic acids is
It is arbitrarily selected within the range of 0.1 to 10.0% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the effect of the present invention is not remarkable,
If it exceeds 10.0% by weight, no further effect can be expected. A particularly preferable addition amount range is 0.3 to 5.0% by weight.

反応条件はポリアミドの融点より5〜150℃、好ましく
は20〜80℃高い温度で0.5〜20分、好ましくは1〜6分
混練するのがよい。
The reaction conditions are such that the temperature is higher than the melting point of the polyamide by 5 to 150 ° C., preferably 20 to 80 ° C., for 0.5 to 20 minutes, preferably 1 to 6 minutes.

<発明の効果> 本発明により、従来困難であった高粘度架橋ポリアミド
のペレット、繊維、フイルム、その他射出成形品、ブロ
ー成形品、押出成形品、圧縮成形品が容易に得られるよ
うになり、成形品の性能を向上させ、さらには新しい物
性を引き出すこともできるようになる。
<Effects of the Invention> According to the present invention, pellets, fibers, films, and other injection-molded products, blow-molded products, extrusion-molded products, and compression-molded products of high-viscosity crosslinked polyamide, which have been difficult in the past, can be easily obtained. It is possible to improve the performance of molded products and to bring out new physical properties.

尚、ポリアミドとN,N′ビスアシルラクタムとを溶融
状態で反応せしめてポリアミドを高粘度化することは特
公昭57−53169号公報で知られているが、ここには本発
明のようなアミン変性ポリアミドについては一切開示さ
れていない。
It is known in JP-B-57-53169 that a polyamide and a N, N 'bisacyl lactam are reacted in a molten state to increase the viscosity of the polyamide. There is no disclosure of modified polyamides.

以下実施例を挙げて説明するが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
Examples will be described below, but the present invention is not limited thereto.

尚、実施例中に[η]は、35℃,m−クレゾールにサン
プルを溶解して求めた。末端アミン[NH]及び2級
アミン[NH]は、試料をm−クレゾールに溶解し、0.
01Nのp−トルエンスルホン酸で滴定することにより
[NH],[NH]の合計量を求め、計算により各々
の値を算出した。末端カルボキシル基[COOH]は、
サンプルをベンジルアルコールに溶解し、0.1NのNa
OHで滴定して求めた。溶融粘度は孔径1mm,孔長10mm
のノズルをセットした島津製作所(株)製高化式フロー
テスターを用い、溶融温度を270℃,ずり速度=100se
c-1にて測定した。
In the examples, [η] was determined by dissolving the sample in m-cresol at 35 ° C. Terminal amine [NH 2 ] and secondary amine [NH] dissolve the sample in m-cresol and
The total amount of [NH 2 ] and [NH] was obtained by titrating with 01N p-toluenesulfonic acid, and each value was calculated. The terminal carboxyl group [COOH] is
Dissolve the sample in benzyl alcohol and add 0.1N Na.
It was determined by titration with OH. Melt viscosity is 1mm hole diameter, 10mm hole length
Using Shimadzu's high-performance flow tester with the nozzle set, the melting temperature is 270 ℃ and the shear rate is 100se.
It was measured at c -1 .

なお、本願は上記の説明からも明らかなように、以下の
態様を包含するものである。
Note that, as is clear from the above description, the present application includes the following aspects.

(a) ポリアミドが、脂肪族ポリアミド、またはジアミ
ン成分またはジカルボン酸成分の一方または双方が芳香
族成分であり、実質的に線状で溶融可能なものであるこ
と。
(a) The polyamide is an aliphatic polyamide, or one or both of a diamine component or a dicarboxylic acid component is an aromatic component, and is substantially linear and meltable.

(b) 変性ポリアミドが上記(a)項のポリアミドに以下の
式で示されるポリアルキレンポリアミンを単独で共重合
したものであること。
(b) The modified polyamide is a polyamide obtained by copolymerizing the polyamide of the above item (a) with a polyalkylene polyamine represented by the following formula.

H2N[(CH2)mNH(CH2)NH]xH (c) ポリアルキレンポリアミンの共重合割合(対モノ
マー比)が0.05〜2.0モル%であること。
H 2 N [(CH 2) mNH (CH 2) NH] xH (c) that the copolymerization ratio of the polyalkylene polyamine (to monomer ratio) is 0.05 to 2.0 mol%.

(d) 変性ポリアミドが上記(a)項のポリアミドに以下の
式で示されるポリアルキレンポリアミンをジカルボン酸
と併用して共重合したものであること。
(d) The modified polyamide is obtained by copolymerizing the polyamide of the above item (a) with a polyalkylene polyamine represented by the following formula in combination with a dicarboxylic acid.

H2N[(CH2)mNH(CH2)NH]xH (e) ポリアルキレンポリアミンのジカルボン酸に対す
るモル比が1.0以上であること。
H 2 N [(CH 2) mNH (CH 2) NH] xH (e) the molar ratio dicarboxylic acid polyalkylene polyamine is 1.0 or more.

(f) 活性多官能カルボン酸が、多官能N−アシルラク
タム,多官能芳香族エステル,または多官能アシルハラ
イドである。
(f) The active polyfunctional carboxylic acid is a polyfunctional N-acyl lactam, a polyfunctional aromatic ester, or a polyfunctional acyl halide.

(g) 変性ポリアミドに対する活性多官能カルボン酸の
添加量が0.1〜10.0重量%であること。
(g) The amount of the active polyfunctional carboxylic acid added to the modified polyamide is 0.1 to 10.0% by weight.

(h) 溶融反応条件が、ポリアミドの融点より5〜150高
い温度且つ0.5〜20分であること。
(h) The melting reaction condition is a temperature of 5 to 150 higher than the melting point of polyamide and 0.5 to 20 minutes.

実施例1 ε−カプロラクタム(ε−CL)250部及びジエチレン
トリアミン0.60部(0.26mol%対ε−CL)をオートク
レーブに仕込み、スチーム圧3.5kg/cm2,温度255℃に
て3時間攪拌反応後、圧力を常圧に戻して初期重縮合物
を得た。引続いて、窒素フローしながら3時間15分重縮
合反応をした後、吐出,カッティングし、熱水洗浄,高
温窒素乾燥させることにより水分率0.03%,[η]1.1
7,末端一級アミン[NH]80グラム当量/106g,二
級アミン[NH]26グラム当量/106g,末端カルボキ
シル基[COOH]28グラム当量/106gのベースチッ
プを得た。
Example 1 250 parts of ε-caprolactam (ε-CL) and 0.60 part of diethylenetriamine (0.26 mol% relative to ε-CL) were charged into an autoclave, and after a stirring reaction at a steam pressure of 3.5 kg / cm 2 and a temperature of 255 ° C. for 3 hours, The pressure was returned to normal pressure to obtain an initial polycondensate. Subsequently, polycondensation reaction was carried out for 3 hours and 15 minutes while flowing nitrogen, and then discharged, cut, washed with hot water, and dried at high temperature nitrogen to obtain a water content of 0.03%, [η] 1.1.
7, base amine of terminal primary amine [NH 2 ] 80 gram equivalent / 10 6 g, secondary amine [NH] 26 gram equivalent / 10 6 g, terminal carboxyl group [COOH] 28 gram equivalent / 10 6 g was obtained. .

このベースチップに活性多官能カルボン酸誘導体として
N,N′−テレフタロイルビス−ε−カプロラクタムを
ブレンドし、2軸ルーダー中260℃にて3分間溶融混練
を行った後、押し出してカッティングし、高粘度架橋ポ
リマーを得た。このポリマーの溶融粘度及びm−クレゾ
ールへの溶解性(架橋の程度に深く関係)は表1に示し
た。
This base chip was blended with N, N′-terephthaloylbis-ε-caprolactam as an active polyfunctional carboxylic acid derivative, melt-kneaded in a biaxial ruder at 260 ° C. for 3 minutes, then extruded and cut, A highly viscous crosslinked polymer was obtained. The melt viscosity of this polymer and the solubility in m-cresol (which is closely related to the degree of crosslinking) are shown in Table 1.

実施例2〜5,比較例1 実施例1において、活性多官能カルボン酸誘導体の種類
及び添加量を変えてテストした結果を表1に示した。
Examples 2 to 5 and Comparative Example 1 Table 1 shows the results of the test conducted in Example 1 by changing the type and the addition amount of the active polyfunctional carboxylic acid derivative.

比較例2 ε−カプロラクタム250部及びm−キシリレンジアミン
1.0部(0.34mol%対ε−CL)をオートクレーブに仕込
み、実施例1と同様な操作をすることにより水分率0.03
%,[η]1.17,末端一級アミン[NH]85グラム当
量/106g,一級アミン[NH]0グラム当量/106g,
末端カルボキシル基20グラム当量/106gのベースチッ
プを得た。これにN,N′−テレフタロイルビス−ε−
カプロラクタムを表1に示す量添加し、実施例1と同条
件で二軸ルーダーを通した。得られたポリマーの溶融粘
度は高くなるが、m−クレゾールには完全に溶解し、架
橋は起こっていないことが確認された。
Comparative Example 2 250 parts of ε-caprolactam and m-xylylenediamine
1.0 part (0.34 mol% vs. ε-CL) was charged into an autoclave and the same operation as in Example 1 was performed to obtain a water content of 0.03.
%, [Η] 1.17, terminal primary amine [NH 2 ] 85 gram equivalent / 10 6 g, primary amine [NH] 0 gram equivalent / 10 6 g,
A base chip having 20 gram equivalents of terminal carboxyl groups / 10 6 g was obtained. In addition, N, N'-terephthaloylbis-ε-
The amount of caprolactam shown in Table 1 was added, and the mixture was passed through a biaxial ruder under the same conditions as in Example 1. Although the melt viscosity of the obtained polymer was high, it was confirmed that the polymer was completely dissolved in m-cresol and that crosslinking did not occur.

実施例6,7 ε−カプロラクタム250部,ジエチレントリアミン0.96
部(0.42mol%対ε−CL)及びアジピン酸0.68部(0.2
1mol対ε−CL)をオートクレーブに仕込み、実施例1
と同様な操作をすることにより水分率0.04%,[η]1.
13,末端一級アミン[NH]82グラム当量/106g,
二級アミン[NH]43グラム当量/106g,末端カルボ
キシル基[COOH]39グラム当量/106gのベースチ
ップを得た。このベースチップに表2に示す活性多官能
カルボン酸誘導体をブレンドし、実施例1と同条件にて
二軸ルーダーを通した結果、表2に示す高粘度架橋ポリ
マーが得られた。
Examples 6, 7 ε-caprolactam 250 parts, diethylenetriamine 0.96
Parts (0.42 mol% vs. ε-CL) and adipic acid 0.68 parts (0.2
1 mol vs. ε-CL) was charged into an autoclave and Example 1
By performing the same operation as above, the water content is 0.04%, [η] 1.
13, terminal primary amine [NH 2 ] 82 gram equivalent / 10 6 g,
A base chip having a secondary amine [NH] of 43 gram equivalent / 10 6 g and a terminal carboxyl group [COOH] of 39 gram equivalent / 10 6 g was obtained. The active polyfunctional carboxylic acid derivative shown in Table 2 was blended with this base chip and passed through a biaxial ruder under the same conditions as in Example 1, and as a result, the highly viscous crosslinked polymer shown in Table 2 was obtained.

実施例8 ε−カプロラクタム250部,トリエチレンテトラミン0.7
2部(0.25mol%対ε−CL)をオートクレーブに仕込
み、実施例1と同様な操作をすることにより水分率0.03
%,[η]1.19,末端一級アミン[NH]72グラム当
量/106g,二級アミン[NH]44グラム当量/106g,
末端カルボキシル基当量[COOH]28グラム当量/10
6gのベースチップを得た。このベースチップにN,
N′−テレフタロイルビス−ε−カプロラクタムを1.8w
t%添加ブレンドし、実施例1と同条件にて二軸ルーダ
ーを通し、カッティングしてペレットを得た。このペレ
ットの溶融粘度は108,300poiseでm−クレゾールには
一部不溶であった。
Example 8 250 parts of ε-caprolactam, 0.7 of triethylenetetramine
2 parts (0.25 mol% vs. ε-CL) were charged into an autoclave and the same operation as in Example 1 was performed to obtain a water content of 0.03.
%, [Η] 1.19, terminal primary amine [NH 2 ] 72 gram equivalent / 10 6 g, secondary amine [NH] 44 gram equivalent / 10 6 g,
Terminal carboxyl group equivalent [COOH] 28 grams equivalent / 10
6 g of base chip was obtained. N on this base chip
1.8 'N-terephthaloylbis-ε-caprolactam
The mixture was blended by adding t%, passed through a biaxial ruder under the same conditions as in Example 1, and cut to obtain pellets. The melt viscosity of these pellets was 108,300 poise and it was partially insoluble in m-cresol.

実施例9 ε−カプロラクタム250部,ジエチレントリアミン2.1部
(0.92mol%対ε−CL)及びアジピン酸2.2部(0.68mo
l%対ε−CL)をオートクレーブに仕込み、実施例1
と同様な操作をすることにより水分率0.02%,[η]1.
20,末端一級アミン[NH]83グラム当量/106g,
二級アミン[NH]92グラム当量/106gのベースチッ
プを得た。このベースチップにN,N′−テレフタロイ
ルビス−ε−カプロラクタムを2.5wt%添加ブレンド
し、実施例1と同条件にて二軸ルーダーを通し、カッテ
ィングしてペレットを得た。このペレットの溶融粘度は
450,000poiseでm−クレゾールには不溶であった。
Example 9 ε-caprolactam 250 parts, diethylenetriamine 2.1 parts (0.92 mol% vs ε-CL) and adipic acid 2.2 parts (0.68 mo)
1% to ε-CL) was charged in an autoclave, and Example 1 was used.
By performing the same operation as above, the water content is 0.02%, [η] 1.
20, terminal primary amine [NH 2 ] 83 g equivalent / 10 6 g,
A base chip of secondary amine [NH] 92 gram equivalent / 10 6 g was obtained. 2.5 wt% of N, N′-terephthaloylbis-ε-caprolactam was added to this base chip and blended, and the mixture was cut through a biaxial ruder under the same conditions as in Example 1 and cut to obtain pellets. The melt viscosity of this pellet is
It was insoluble in m-cresol at 45,000 poise.

実施例10,比較例3 実施例1で得たベースチップにN,N′−テレフタロイ
ルビス−ε−カプロラクタムを1.5wt%添加ブレンド
し、押出し成形機に供給して、樹脂温265℃にて直径55m
mの丸棒を成形した。この丸棒の切削加工性,物性評価
結果は表3に示すとおりであった。
Example 10 and Comparative Example 3 1.5 wt% of N, N'-terephthaloylbis-ε-caprolactam was added to the base chip obtained in Example 1 and blended, and the blended product was fed to an extrusion molding machine to a resin temperature of 265 ° C. Diameter 55m
A round bar of m was formed. The machinability and physical property evaluation results of this round bar are shown in Table 3.

尚、比較として(比較例3)、ε−カプロラクタム単独
を重縮合して得た[η]1.85,末端一級アミン[N
]32グラム当量/106g,末端カルボキシル基34グ
ラム当量/106g,水分率0.08%のナイロン6チップで
同様に丸棒を押出し成形し、評価した結果を併記する。
For comparison (Comparative Example 3), [η] 1.85 obtained by polycondensation of ε-caprolactam alone, primary amine at the terminal [N]
H 2 ] 32 gram equivalent / 10 6 g, terminal carboxyl group 34 gram equivalent / 10 6 g, and a nylon 6 chip having a moisture content of 0.08% were similarly extruded to form a round bar, and the evaluation results are also shown.

表3から明らかなように、本発明のポリマーを用いた場
合、熱変形温度,曲げ強さ,曲げ弾性率が大きく向上す
る。また、無給油で内ネジ切削加工が可能で、加工性も
著しく向上することが分った。
As is clear from Table 3, when the polymer of the present invention is used, the heat distortion temperature, bending strength and bending elastic modulus are greatly improved. Further, it has been found that it is possible to perform internal thread cutting without oil, and the workability is significantly improved.

以上実施例1〜10のデータをまとめると次のようにな
る。
The data of Examples 1 to 10 are summarized as follows.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記一般式(A)で表わされるポリアルキ
レンポリアミンが共重合され、末端に一級アミンを有
し、かつ主鎖中には二級アミンを含有する実質的に線状
で溶融可能なポリアミドを、下記一般式(a)で表わさ
れる活性多官能カルボン酸誘導体と溶融反応させること
を特徴とする高粘度架橋ポリアミドの製造方法。 一般式(A)… H2N[(CH2NH(CH2NH]xH (ただし、m,nは2〜12の正の整数であり、かつm=
n、あるいはm≠nである。またxは1〜10の整数を示
す) 一般式(a)… [式中のAはアルキル基あるいは芳香族基を、 Bは (Rはアルキル基)、 −O−Ar(Arは芳香族基)、またはハロゲン原子、
nは2以上の整数を表わす]
1. A polyalkylene polyamine represented by the following general formula (A) is copolymerized, has a primary amine at the terminal and contains a secondary amine in the main chain, and is meltable in a substantially linear form. A method for producing a high-viscosity crosslinked polyamide, characterized in that the polyamide is melt-reacted with an active polyfunctional carboxylic acid derivative represented by the following general formula (a). Formula (A) ... H 2 N [ (CH 2) m NH (CH 2) n NH] xH ( although, m, n is a positive integer of 2-12, and m =
n, or m ≠ n. X represents an integer of 1 to 10) General formula (a) ... [Wherein A is an alkyl group or an aromatic group, and B is (R is an alkyl group), -O-Ar (Ar is an aromatic group), or a halogen atom,
n represents an integer of 2 or more]
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