JPH06322108A - ポリアミドの製造方法及び該ポリアミドよりなる物品 - Google Patents

ポリアミドの製造方法及び該ポリアミドよりなる物品

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JPH06322108A
JPH06322108A JP3119794A JP3119794A JPH06322108A JP H06322108 A JPH06322108 A JP H06322108A JP 3119794 A JP3119794 A JP 3119794A JP 3119794 A JP3119794 A JP 3119794A JP H06322108 A JPH06322108 A JP H06322108A
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JP
Japan
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polyamide
lactam
producing
polyisocyanate
catalyst
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JP3119794A
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English (en)
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Marcel Dion Marie Mertens
ディオン マリー メルテンス マルセル
Arnoldus Maria Kerssemakers
マリア ケルセマーケルス アルノルドゥス
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DSM BV
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DSM NV
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14—Lactams
    • C08G69/16—Preparatory processes
    • C08G69/18—Anionic polymerisation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新規のポリアミドの製造方法を提供する。 【構成】 該ポリアミドの製造方法は、ラクタムを、触
媒、実質的に少なくとも1種のポリイソシアネートの環
式トリマーからなる活性剤、及び場合により別の共重合
性成分の存在下に活性化したアニオン性重合を実施する
ことよりなる。 【効果】 本発明で使用するポリイソシアネートの環式
トリマーは、室温で液状であるので、それらの計量供給
が容易である。更に、これらの物質は、低い蒸気圧を有
し、一方ポリアミド製造において使用される触媒のため
の良好な活性剤である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも1種のラク
タムを、触媒、活性剤としてのポリイソシアネートの環
式トリマー、及び場合により別の共重合性成分の存在下
に活性化したアニオン性重合を実施することよりなる、
活性剤から揮発性イソシアネート分解生成物を発生させ
ることなくポリアミドを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】特許明細書によれば、ポリアミドは、ラ
クタムを触媒及び活性剤、及び場合により別の共重合性
成分の存在下にアニオン性活性化重合させることにより
製造され、その際活性剤としては、N−アルキルラクタ
ム0〜70重量部(ビウレットポリイソシアネート10
0重量部に対して)と混合され、かつ動的粘度最高1
2,000mPa.sを有する、非芳香族ジイソシアネ
ートをベースとするビウレットポリイソシアネートが使
用される。この方法は、ヨーロッパ特許第167907
号明細書に記載されている。
【0003】しかしながら、前記方法は、苛酷に制限さ
れる環境及び健康上の点で問題がある。ビウレット基を
含有しかつ非芳香族ジイソシアネートをベースとするポ
リイソシアネートは、揮発性イソシアネートに分解す
る。該イソシアネート分解生成物は、毒性でありかつ好
ましくない健康及び環境上のリスクを提起する。毒性イ
ソシアネート分解生成物の放出を回避するか又は少なく
とも著しく軽減するラクタムのためのアニオン触媒重合
法を提供すれば、当該技術において著しく有利であると
見なされる。
【0004】
【発明の構成】本発明者は、従来技術の特徴的欠点はラ
クタムをポリアミドに重合させる際に活性剤としてポリ
イソシアネートの環式トリマーを使用することにより排
除することができることを発見した。
【0005】本発明の方法は、ラクタムを、活性剤とし
ての少なくとも1種のポリイソシアネートの環式トリマ
ーの存在下に実施することに関する。該方法は、触媒、
及び所望であれば別の共重合性成分の存在下に実施す
る。
【0006】一般に、本発明の方法においては、活性剤
は実質的に少なくとも2個のイソシアネート基を有し、
かつ4〜25個の炭素原子を有するポリイソシアネート
の環式トリマーからなる。脂肪族ジイソシアネートの環
式トリマーのうちでは、1,4−ブタンジイソシアネー
ト、1,5−ヘキサンジイソシアネート、1,6−ヘキ
サンジイソシアネートのようなジイソシアネートが有利
である。これらのうちでは、1,6−ヘキサンジイソシ
アネートノ環式トリマーが有利な活性剤である。芳香脂
肪族、脂環式及び芳香族イソシアネートの環式トリマー
も使用することができ、かつ例えばイソホロンジイソシ
アネート、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネ
ート、2,2−,2,4−及び4,4−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(MDI)の環式トリマーを包含す
る。ポリイソシアネートの混合物を使用することもでき
る。
【0007】環式トリマーは、脂肪族及び脂環式ジイソ
シアネートからなるジイソシアネート混合物のイソシア
ネート基の幾つかをイソシアネート基の三量体化を促進
する触媒の存在下に三量体化し、元来存在したイソシア
ネート基の約10〜約60%が三量体化された時点で三
量体化反応を停止することにより得ることができる。該
方法は、例えば第四水酸化アンモニウムによって触媒す
ることができる。存在する触媒は、反応混合物を触媒の
分解温度よりも高い温度に加熱するか、又は例えば反応
混合物に触媒毒を添加することにより失活させることが
でき、その後所望であれば、未反応の過剰のイソシアネ
ートは、例えば4:1〜1:4のモル比で生ずるヘキサ
メチレンジイソシアネートと1−イソシアネート−3,
3,5−トリメチル−5−イソシアネートメチル−シク
ロヘキサンの特別の混合物の薄層クロマトグラフィーの
ような公知技術により除去することができる。種々の適
当な方法が当業者には公知であり、かつ該方法には、ヨ
ーロッパ特許第047452号明細書に記載された方法
も包含される。それらのうちでは、1,6−ヘキサンジ
イソシアネートの環式トリマーが有利な活性剤である。
環式トリマーは、室温で液状であり、従って容易に計量
供給することができる、即ち添加量及び添加速度は、本
発明による方法では容易に制御される。環式トリマー
は、極めて低い蒸気圧を有する。これらの環式トリマー
は、分解して揮発性毒性イソシアネートを形成しない。
従って、環式トリマーはポリアミド調製で使用される触
媒のための良好な活性剤である。
【0008】本発明による活性剤は、ヨーロッパ特許第
167907号明細書に基づく活性剤の存在を意図する
ものでない。
【0009】ポリアミドを調製ための本発明による方法
は、触媒としてアルカリ金属ラクタメート及びアルカリ
土類金属ビスラクタメート、例えばナトリウムラクタメ
ート、カリウムラクタメート、又はマグネシウムビスラ
クタメート、又はラクタムマグネシウムハロゲニドを用
いて実施する。ナトリウムラクタメートを適用するのが
有利である。本発明による方法は、特に、5以上の環員
を有するラクタム、例えばα−ピロリドン、ε−カプロ
ラクタム、C−置換カプロラクタム、カプリルラクタ
ム、ラウリノラクタム、又はそれらの混合物の重合のた
めに好適である。ラクタムはカプロラクタムであるのが
有利である。
【0010】本発明による方法は、最初にラクタムを少
なくとも2つの部分に分割することにより実施すること
ができる。触媒はラクタムの一部に溶解させ、かつポリ
イソシアネートの環式トリマー又はポリイソシアネート
のラクタムブロックト環式トリマーはラクタムの他の部
分に溶解させる。2つの成分を組み合わせることによ
り、ポリアミドを得るために、周知の注型ナイロン法を
使用することができる。該活性剤は室温で液状である。
結果として、分離された、加熱されない貯蔵容器に貯蔵
し、かつポリアミド形成を生じる工程である注型中に触
媒を含有するラクタム流に計量供給することができる。
【0011】また、本発明による方法は、RIM法(R
IM=Reaction Injection Moulding)を介するナイロ
ンブロックコポリマーの調整のために好適である。ナイ
ロンブロックコポリマーは、一般式: (A−B)n [式中、Aはポリアミドセグメント及びBはエラストマ
ーセグメントを表す]で示されるポリマーを表す。
【0012】本発明による方法では、ポリオール又はヒ
ドロキシル基で変性されたエラストマーを、ヨーロッパ
特許公開第135233号明細書及び米国特許第4,5
40,516号明細書に記載された方法を採用すること
により、ポリイソシアネートのラクタムブロックト環式
トリマーと反応させられる。生じたプレポリマーは、ラ
クタムで及び前記触媒を用いてナイロンブロックコポリ
マーに転化することができる。
【0013】前記方法において、以下の一般式: R−(−OH)x [式中、xは2以上、有利には2〜4の数を表す]を有
するポリオールを、有効に使用することができる。式:
R−(−OH)x中のRは、炭化水素基(有利には10
0以上の分子量を有する)、ポリエーテル基又はポリシ
ロキサン基を表すことができる。炭化水素基の例はアル
キレン基であり、かつジオール、例えばエチレングリコ
ール、又は重合炭化水素、例えば2個以上のヒドロキシ
ル基を含有するポリブタジエンのセグメントを包含す
る。
【0014】本願明細書中の範囲内でポリマー又はポリ
マーセグメントの分子量に関して言及する場合には、ゲ
ル相クロマトグラフィーのような周知の技術により決定
できるような数平均分子量を意味すると解されるべきで
ある。
【0015】本願明細書中において、ポリシロキサン基
又はポリシロキサンセグメントは、以下の式:
【0016】
【化1】
【0017】を有する1種以上の単位50重量%を含有
する。
【0018】ポリシロキサン基又はポリシロキサンセグ
メントは、一般に、例えばエタン又はメタンのような低
級アルキルを有するエーテル基のような別の基を含有す
る。このようなエーテル基は、しばしば繰り返しシロキ
サン単位の鎖上の末端基である。これらのエーテル基は
ポリシロキサン基の50重量%まで代用できるが、但し
ポリシロキサン基の30重量%未満であるのが有利であ
る。
【0019】前記方法で使用することができるヒドロキ
シル基を含有する化合物の例は、ジオール、トリオール
及びテトラオール、例えばエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ポリ(オキシブチレン)グリコール、
ポリ(オキシエチレン)グリコール、ポリ(オキシプロ
ピレン)ジオール、ポリ(オキシプロピレン)トリオー
ル、ポリ(オキシプロピレン)テトラオール、ポリブタ
ジエンジオール、ヒドロキシル基を含有するポリジメチ
ルシロキサン、及びそれらの混合物、例えばヒドロキシ
ル基を含有するポリ(オキシエチレン)とポリ(オキシ
プロピレン)のブロックコポリマーである。しかしなが
ら、例えばエチレンアミン、グルコース、フルクトー
ス、サッカロース及び同種のもののエトキシル化及び/
又はプロポキシル化によって得られるポリオールを使用
することができる。
【0020】本明細書中に記載のポリオールは、実質的
にポリマーポリマーである。これらのポリオールの重量
平均分子量は、約500以上、一般的に約1000〜約
10000の範囲内にあるが、但し約2000〜約80
00の分子量が有利である。該ポリオールは最終的に製
造されるポリアミド中にエラストマーセグメントを提供
し、一方ラクタム重合はポリアミド中に硬質の結晶質セ
グメントを提供する。
【0021】また、ポリオールの代わりにポリアミン又
はポリアミンとポリオールの混合物を使用することも可
能である。本発明による方法で使用されるポリアミン
は、2個以上の第一アミン基を有するポリアミンであ
る。有利には、ポリアミンは、ポリオキシアルキレンポ
リアミン、ポリアルカジエンポリアミン、ポリアルキレ
ンポリアミン及びそれらの混合物からなる群から選択さ
れる。
【0022】ポリアミンは、約300〜約10000、
有利には1000〜8000の平均分子量を有する。該
ポリアミンは最終的製造されるポリアミド中にエラスト
マーセグメントを提供し、一方ラクタム重合はポリアミ
ド中に硬質の結晶質セグメントを提供する。エラストマ
ーセグメントは、それらがナイロンブロックコポリマー
中に配合されると直ちに、0℃未満、有利には−25℃
未満のガラス転移温度に貢献する。該ガラス転移温度
は、差動走査熱量計を用いて1分間当たり10〜20℃
の走査速度で窒素下に測定することができる。本発明に
よるナイロンブロックコポリマー中のエラストマーのセ
グメントの量は、最終的に所望される特性に基づき、約
10〜約90重量%の間で変動することができる。
【0023】適当なポリマーの炭化水素ポリアミンは、
特に、ポリブタジエンジアミン、ポリブタジエンポリア
ミン及びブタジエン−アクリロニトリルポリアミンを包
含する。適当なポリエーテルポリアミンは、特に、ポリ
(オキシブチレン)ジアミン、ポリ(オキシエチレン)
ジアミン、ポリ(オキシプロピレン)ジアミン、ポリ
(オキシプロピレン)トリアミン、ポリ(オキシプロピ
レン)テトラミン及びそれらの組み合わせ、例えば少な
くとも2個の官能性アミン基を有するポリ(オキシプロ
ピレン)とポリ(オキシエチレン)のブロックコポリマ
ーを包含する。最も有利なポリエーテルポリアミンは、
約2000〜7000の平均分子量を有するポリ(オキ
シプロピレン)トリアミンである。
【0024】ナイロン又はナイロンブロックコポリマー
を製造する際に、ナイロン又はナイロンブロックコポリ
マーに一般に添加される1種以上の成分、例えば充填
剤、可塑剤、難燃剤、安定剤、及びカーボン繊維又はガ
ラス繊維のような強化材の存在下に重合を実施すること
は場合により必須である。
【0025】
【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する。
但し、以下の実施例は本発明を制限するものでない。
【0026】例1 カプロラクタム中の20%ナトリウムカプロラクタメー
ト溶液8.5g及びカプロラクタム106.75gをエ
ーレンマイヤーフラスコ中に装入し、油浴内で135℃
の加熱した。第2のエーレンマイヤーフラスコ中で、環
式ポリイソシアネートトリマー2.2gをカプロラクタ
ム106.75gと一緒に同様に135℃に加熱した。
これらの2つの溶液を混合した後に、形成された反応性
混合物を迅速に150℃に加熱したプレートプレスに移
した。10分間後に、プレスを解放した。乾燥条件下
で、得られた分子ナイロン6はヤング率(E)3200
MPa及びアイゾットノッチ付き衝撃値3.58kJ/
m2を有していた。
【0027】例2 カプロラクタム中の20%ナトリウムカプロラクタメー
ト溶液8.5g及びカプロラクタム106.75gをエ
ーレンマイヤーフラスコ中に装入し、油浴内で135℃
の加熱した。第2のエーレンマイヤーフラスコ中で、環
式ポリイソシアネートトリマーn−メチルピロリドンの
70%溶液3.15gをカプロラクタム106.75g
と一緒に同様に135℃に加熱した。これらの2つの溶
液を混合した後に、形成された反応性混合物を迅速に1
50℃に加熱したプレートプレスに移した。10分間後
に、プレスを解放した。乾燥条件下で、得られた生成物
はヤング率(E)3145MPa及びアイゾットノッチ
付き衝撃値3.45kJ/m2を有していた。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアミドを製造する方法において、少
    なくとも1種のラクタムを、触媒、実質的に少なくとも
    1種のポリイソシアネートの環式トリマーからなる活性
    剤、及び場合により別の共重合性成分の存在下に活性化
    したアニオン性重合を実施することを特徴とする、ポリ
    アミドの製造方法。
  2. 【請求項2】 活性剤が1,6−ヘキサンジイソシアネ
    ートの環式トリマーである、請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 触媒がアルカリ金属ラクタメートからな
    る、請求項1記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 触媒がナトリウムラクタメートである、
    請求項3記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 ラクタムがカプロラクタムである、請求
    項1記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1から5までのいずれか1項記載
    の製造方法により得られた物品。
JP3119794A 1993-03-01 1994-03-01 ポリアミドの製造方法及び該ポリアミドよりなる物品 Pending JPH06322108A (ja)

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BE9300187A BE1006896A3 (nl) 1993-03-01 1993-03-01 Lactampolymerisatie in aanwezigheid van cyclische polyisocyanaat-trimeren.
BE9300187 1993-03-01

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JP (1) JPH06322108A (ja)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090090286A (ko) * 2008-02-20 2009-08-25 라인 케미 라이나우 게엠베하 특수 활성화제를 이용한 주조용 폴리아미드의 제조방법
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JP2019014875A (ja) * 2017-07-03 2019-01-31 株式会社二幸技研 アルカリ重合法によるナイロン製造方法と成形ナイロン

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BE1006896A3 (nl) 1995-01-17

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