JPH08259656A - ポリエステル−エステルウレタン - Google Patents

ポリエステル−エステルウレタン

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JPH08259656A
JPH08259656A JP7083489A JP8348995A JPH08259656A JP H08259656 A JPH08259656 A JP H08259656A JP 7083489 A JP7083489 A JP 7083489A JP 8348995 A JP8348995 A JP 8348995A JP H08259656 A JPH08259656 A JP H08259656A
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polyester
ester
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melting point
weight
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JP7083489A
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Franciscus J Huntjens
ヨハネス フンチエンス フランシスクス
Anton H J Brouwer
ヘンドリクス ヨハネス ブロウワー アントン
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Akzo NV
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 【化1】 で示される低分子量構成単位に結合しているポリエステ
ル−エステル単位で構成され、連結エステル単位および
二官能性ポリエステルまたはポリエステルアミドを形成
する他の連結エステル単位はポリエステル−エステルウ
レタンの融点が少なくとも169℃であるような量で存
在し、低融点ポリエステルのエステル単位のブロックが
エステル単位総数の50重量%未満の部分を形成してい
るときにはそのガラス転移領域[Tg(e)]の上限は
+13℃を越えず、低融点ポリエステルのエステル単位
の前記ブロックがエステル単位総数の50重量%または
それ以上の部分を形成しているときにはガラス転移領域
[Tg(e)]の上限は−5℃を越えないポリエステル
−エステルウレタン。 【効果】 好ましいブロック配列を有するものであり、
射出成形または押出成形に好適な熱可塑性エラストマ
ー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、式
【0002】
【化8】 (式中、R1 は炭素原子数30以下の多官能性有機基を
表わし、pは2または3である。)で示される低分子量
構成単位に結合しているポリエステル−エステル単位で
構成され、前記のポリエステル単位は次式
【0003】
【化9】 のエステル単位の多数からなるブロックと融点が100
℃を越えない多官能性ポリエステルまたはポリエステル
アミドを形成してもよいエステル単位の多数からなるブ
ロックとから構成され、2種のポリエステル単位は互に
エステル結合によって結合しているが、後者の式中のG
基の少なくとも80モル%はテトラメチレン基であり、
その残余は分子量が250を越えない低分子量ジオール
から水酸基を除去した後に存在する二価の基であり、R
2 基の少なくとも80モル%は1,4−フェニレン基で
あり、その残余は分子量が300を越えない低分子量ジ
カルボン酸からカルボキシ基を除去した後に残存する二
価の基であり、テトラメチレン基でないG基の百分率と
1,4−フェニレン基でないR2 基の百分率の総計は2
0を越えず、かつ次式
【0004】
【化10】 で示されるエステル単位はポリエステル単位の20〜9
0重量%を形成することを条件とするポリエステル−エ
ステルウレタンに関するものである。
【0005】
【従来の技術】前記の型のポリエステル−エステルウレ
タンの調製は米国特許第4186257号明細書に記載
されている。公知の方法では、低分子量のポリイソシア
ネートをイソシアネート反応性水素原子を含むブロック
コポリマーと反応させている。ブロックコポリマーとし
て、例えばコポリエーテルエステルおよびコポリエステ
ルエステルが用いられている。
【0006】コポリエーテルエステルの調製は、多数の
文献の中でも、とりわけ米国特許第3023192号お
よび同第3849515号明細書に記載されている。前
記の米国特許第4186257号明細書に述べられてい
る例によれば、ポリエステル−エステルの調製は高度の
エステル交換を伴ない、その結果融点が著しく低下し、
かつ低融点ポリエステルセグメントのガラス転位領域
[Tg(e)]の上限が大きく増大したポリウレタンが
得られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は性質の著しく
改善されたポリエステル−エステルウレタンの製造方法
を提供するものである。
【0008】本発明によって得られるポリエステル−エ
ステルウレタンは、次式
【0009】
【化11】 で示される連結エステル単位および二官能性ポリエステ
ルまたはポリエステルアミドを形成する他の連結エステ
ル単位が、ポリエステル−エステルウレタンの融点が少
なくとも150℃であるような量で存在し、低融点ポリ
エステルのエステル単位のブロックがエステル単位の総
数の50重量%未満の部分を形成しているときにはその
ガラス転移領域[Tg(e)]の上限は+20℃を越え
ず、低融点ポリエステルのエステル単位の前記ブロック
がエステル単位の総数の50重量%を越える部分を形成
しているときにはガラス転移領域[Tg(e)]の上限
は−5℃を越えないことからなる。
【0010】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、式
【0011】
【化12】 (式中、R1は炭素原子数30以下の多官能性有機基を
表わし、pは2または3である。)で示される低分子量
構成単位に結合しているポリエステル−エステル単位で
構成され、前記のポリエステル単位は式
【0012】
【化13】 のエステル単位の多数からなるブロックと融点が100
℃を越えない二官能性ポリエステルまたはポリエステル
アミドを形成してもよいエステル単位の多数からなるブ
ロックとから構成され、2種のポリエステル単位は互い
にエステル結合によって結合しているが、上記式中のG
基の少なくとも80モル%はテトラメチレン基であり、
その残余は分子量が250を越えない低分子量ジオール
から水酸基を除去した後に残存する二価の基であり、R
2基の少なくとも80モル%は1,4−フェニレン基で
あり、その残余は分子量が300を越えない低分子量ジ
カルボン酸からカルボキシル基を除去した後に残存する
二価の基であり、テトラメチレン基でないG基の百分率
と1,4−フェニレン基でないR2基の百分率の総計は2
0を越えず、かつ式
【0013】
【化14】 のエステル単位はポリエステル−エステルの20〜90
重量%を形成することを条件とするポリエステル−エス
テルウレタンであって、式
【0014】
【化15】 で示される連結エステル単位および二官能性ポリエステ
ルまたはポリエステルアミドを形成する他の連結エステ
ル単位はポリエステル−エステルウレタンの融点が少な
くとも169℃であるような量で存在し、低融点ポリエ
ステルのエステル単位のブロックがエステル単位総数の
50重量%未満の部分を形成しているときにはそのガラ
ス転移領域[Tg(e)]の上限は+13℃を越えず、
低融点ポリエステルのエステル単位の前記ブロックがエ
ステル単位総数の50重量%またはそれ以上の部分を形
成しているときにはガラス転移領域[Tg(e)]の上
限は−5℃を越えないことを特徴とするポリエステル−
エステルウレタンである。
【0015】満足な性質を備えたポリエステル−エステ
ルウレタンは、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシ
アネート(MDI)として計算され、かつポリエステル
−エステルウレタンに基づく次式
【0016】
【化16】 で示される低分子量構成単位の割合が0.5〜25重量
%の範囲であるときに一般に得られることが見出され
た。好ましいのは低分子量構成単位の割合が1〜15重
量%の範囲にあるポリエステル−エステルウレタンであ
る。
【0017】次式
【0018】
【化17】 のエステル単位が誘導される低分子量ジオールの少なく
とも80モル%および低分子量ジカルボン酸の少なくと
も80モル%は各々1,4−ブタンジオールとテレフタ
ル酸とから形成される。
【0019】分子量が250を越えない適当なジオール
類(1,4−ブタンジオール以外のもの)には脂肪族お
よび脂環族および芳香族ジヒドロキシ化合物がある。好
ましいのは炭素原子数2〜15、特に5〜10のジオー
ル類、例えばエチレン、プロピレン、イソブチレン、ペ
ンタメチレン、2,2−ジメチルトリメチレン、ヘキサ
メチレン、およびデカメチレングリコール、ジヒドロキ
シシクロヘキサン、ジメタノールシクロヘキサン、レゾ
ルシノール、ヒドロキノンおよび1,5−ジヒドロキシ
ナフタレンである。
【0020】特に好ましいのは炭素原子数2〜8の脂肪
族ジオールである。
【0021】使用することができるビス−フェノールに
はビス(p−ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p−ヒド
ロキシフェニル)メタンおよびビス(p−ヒドロキシフ
ェニル)プロパンが含まれる。
【0022】分子量が300を越えない適当なジカルボ
ン酸類(テレフタル酸以外のもの)は脂肪族、脂環族ま
たは芳香族ジカルボン酸である。
【0023】本発明の記載に用いられる脂肪族ジカルボ
ン酸の用語は2個のカルボキシル基が各々飽和炭素原子
に結合しているカルボン酸を表わすものである。カルボ
キシル基が結合している炭素原子が飽和していて環中に
ある場合にはその酸は脂環族である。共役不飽和結合を
有する脂肪族または脂環族酸は単独重合する理由から用
いられない場合が多い。しかしながら、マレイン酸のよ
うな若干の不飽和酸は用いられ得る。
【0024】芳香族ジカルボン酸は、本明細書での用語
としては孤立しているかまたは結合しているベンゼン環
中の炭素原子に結合している2個のカルボキシル基を有
するジカルボン酸である。両方のカルボキシル基は同一
の芳香族環に結合している必要はなく、環が1以上であ
る場合には−O−または−SO2 −のような脂肪族また
は芳香族の二価の基を介して結合していてもよい。
【0025】本発明で使用することのできる代表的な脂
肪族および脂環族の酸はセバシン酸、1,3−シクロヘ
キサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボ
ン酸、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、炭酸、シュ
ウ酸、アゼライン酸、ジエチル−マロン酸、アリル−マ
ロン酸、4−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、
2−エチルスベリン酸、α,α′,β,β′−テトラメ
チルコハク酸、シクロペンタンジカルボン酸、デカヒド
ロ−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ビシ
クロヘキシルジカルボン酸、デカヒドロ−2,6−ナフ
タレンジカルボン酸、4,4′−メチレン−ビス−(シ
クロヘキサンカルボン酸)、3,4−フランジカルボン
酸および1,1−シクロブタンジカルボン酸である。好
ましい脂肪族および脂環族の酸はシクロヘキサン−ジカ
ルボン酸およびアジピン酸である。
【0026】使用することのできる代表的な芳香族ジカ
ルボン酸にはフタル酸およびイソフタル酸類、ビ安息酸
類、2個のベンゼン核を有する置換ジカルボキシ化合物
例えばビス(p−カルボキシフェニル)メタン、p−オ
キシ(p−カルボキシフェニル)安息香酸、エチレン−
ビス(p−オキシ安息香酸)、1,5−ナフタレンジカ
ルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−
ナフタレンジカルボン酸、フェナントレンジカルボン
酸、アントラセンジカルボン酸、4,4′−スルホニル
ジ安息香酸、およびそれらのC1 〜C12アルキルおよび
/または環置換誘導体例えばハロ、アルコキシおよびア
リール誘導体がある。芳香族ジカルボン酸も存在してい
るならばp(β−ヒドロキシエトキシ)安息香酸のよう
なヒドロキシル酸も使用することができる。
【0027】芳香族ジカルボン酸は式
【0028】
【化18】 のエステル単位を製造するための一つの好ましいクラス
である。芳香族酸の中では、炭素原子数8〜16のも
の、特にフェニレンジカルボン酸、すなわちフタル酸類
およびイソフタル酸類が好ましい。
【0029】ポリエステル−エステルウレタンの融点お
よび比較的高い結晶化または硬化速度の点から、式
【0030】
【化19】 のエステル単位はブチレンテレフタレート単位が好まし
い。低融点ポリエステルまたはポリエステルアミドの調
製方法はそれ自体知られたものであり、高融点ポリエス
テルの調製法に類似のものである。例えば多官能性、好
ましくは二官能性アルコール、アミノアルコール、ヒド
ロキシカルボン酸、ラクトン、アミノカルボン酸、環状
カーボネートまたはポリカルボン酸類のポリ縮合によっ
て得ることができる。前記の成分の混合比を適当に選択
することによって任意の分子量、末端基の数および種類
のものを得ることができる。
【0031】例としては、アジピン酸とエチレングリコ
ール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジ
オールまたはエチレングリコールとプロピレングリコー
ルとの混合物とからのポリエステルが挙げられる。1,
3−あるいは1,4−シクロヘキサンジオールまたは
1,3−あるいは1,4−ビス(ヒドロキシメチル)−
シクロヘキサンのようなその他のグリコール類、アミノ
エタノールまたはアミノプロパノールのようなアミノア
ルコール類も低融点成分として含有させることができ
る。
【0032】低融点成分は全部または一部が置換もしく
は未置換のカプロラクタンまたはブチロラクタンで構成
されていてもよい。
【0033】場合によっては、最終生成物の溶融粘度を
増加させるために多官能性化合物を少量含有させるとよ
い。そのような化合物の例としては、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパンまたはヘキサントリオー
ルが挙げられる。低融点二官能性成分は以下の酸からも
導くことができる。グルタル酸、ピメリン酸、スベリン
酸、イソセバシン酸またはリシノール酸、ヘテロ原子を
有する脂肪族ジカルボン酸、例えばチオジプロピオン酸
の低融点二官能性化合物中で用いられる。更に、1,3
−あるいは1,4−シクロヘキサンジカルボン酸のよう
な環状脂肪族ジカルボン酸およびテレフタル酸およびイ
ソフタル酸も挙げられる。
【0034】加水分解に対する耐性が実質的に良好であ
るためには、各成分が少なくとも炭素原子数5からなる
ポリエステルが好ましい。
【0035】例としてはアジピン酸および2,2−ジメ
チルプロパンジオール或いは1,6−ヘキサンジオール
と2,2−ジメチルプロパンジオールまたは2−メチル
−1,6−ヘキサンジオールとの混合物が挙げられる。
低融点ポリエステルまたはポリエステルアミドに加え
て、その他の低融点二官能性化合物を一定の範囲で本発
明による熱可塑性エラストマーセグメントに導入するこ
とができる。例としては水との反応によって得られる末
端に水酸基を有するポリアルキレングリコールエーテ
ル、ジアミン、ジ−あるいはトリ官能性アルコールまた
はアミノアルコール類が挙げられる。ここで特筆される
のは酸触媒の存在下でテトラヒドロフランを重合させる
ことによって得られるポリテトラヒドロフランまたはテ
トラヒドロフランと少量のエチレンオキサイドおよび/
またはプロピレンオキサイドとのコポリマーである。
【0036】UV光線に対する耐性等が極めてよいこと
等の本発明の本質的な利点はポリエステルおよび/また
はポリエステルアミドをそれのみで用いたときにのみ現
れ、従ってそのような使用が好ましい。例えばポリエチ
レンオキサイドグリコールを一定の率で用いると、オイ
ル巾での膨潤のような物理的特性が改善される。
【0037】容易に得ることができる点で、また最終的
なエラストマーのその他の性質の点で、融点が100℃
を越えない二官能性ポリエステルまたはポリエステルア
ミドを形成していてもよいエステル単位が完全にまたは
実質的にポリブチレンアジペートから誘導されるポリエ
ステル−エステルウレタンが好ましい。
【0038】極めて良好な性質を有するポリエステル−
エステルウレタンは、融点が100℃を越えない二官能
性ポリエステルまたはポリエステルアミドを形成しても
よいエステル単位が完全にまたは実質的にポリカプロラ
クトンから誘導されるときにも得られる。本発明により
使用される式
【0039】
【化20】 の低分子量カップリング剤構成単位はジーおよびトリイ
ソシアネート類から導かれる。このジソシアネート類は
一般式OCNRNCO(式中、Rは二価の脂肪族、脂環
族または芳香族の基を表わす。)で表わされる。
【0040】脂肪族型の適当なジイソシアネートの例
は:ヘキサメチレンジイソシアネート、ジメチルヘキサ
メチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレン
ジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、
パラキシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイ
ソシアネートである。
【0041】Rが芳香族基を表わす場合には、例えばハ
ロゲン、低級アルキルまたは低級アルコキシ基で置換さ
れていてもよい。これらのジイソシアネートの例には以
下のものが挙げられる。1−クロロ−2,4−フェニレ
ンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネー
ト、2,4−トルエンジイソシアネートと1,6−トル
エンジイソシアネートとの混合物、テトラメチルフェニ
レンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−
ジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、
パラフェニレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5
−ジイソシアネート、ジフェニル−4,4′−ジイソシ
アネート、ビフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネ
ート、ビフェニルジチルメタン−4,4′−ジイソシア
ネート、ベンゾフェノン−4,4′−ジイソシアネー
ト、ビフェニルエーテルジイソシアネートおよびビフェ
ニルスルファイドジイソシアネート、3,3′−ジメチ
ルジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、3,3−
ジメトキシジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、
3,3′−ジクロロジフェニル−4,4′−ジイソシア
ネート、3,3′−ジクロロジフェニル−4,4′−ジ
イソシアネート、ベンゾフラン−2,7−ジイソシアネ
ート。
【0042】脂環族基を有するジイソシアネートの例に
は、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネートおよび1,4−シクロヘキサンジ
イソシアネートがある。
【0043】ジイソシアネートの−NCO基の数のポリ
エステル−エステルブロックの官能基の数に対する比が
1.1〜1.5の範囲にある場合に通常最適の性質が得
られることが見出された。
【0044】最終生成物の性質および調製の容易さの両
方の点から、本発明によればヒドロキシル末端基を有す
るポリエステル−エステルが好ましい。
【0045】本発明は、また次式
【0046】
【化21】 の連結エステル単位の数および二官能性ポリエステルま
たはポリエステルアミドを形成する他の連結エステル単
位の数が、ポリエステル−エステルウレタンの融点が少
なくとも150℃であり、低融点ポリエステルセグメン
トのガラス転移領域[Tg(e)]の上限が、式
【0047】
【化22】 のエステル単位が50重量%未満の場合には+20℃を
越えず、式
【0048】
【化23】 のエステル単位が50重量%またはそれ以上の場合には
−5℃以下であるような、冒頭に記載した公知の型のポ
リエステル−エステルウレタンの製造方法にも関する。
【0049】前述の米国特許第4186257号により
公知の型のこれらの方法の1つは、少なくとも分子量が
1000で次式
【0050】
【化24】 (式中、GおよびR2 は共に前記と同じ意味を表わ
す。)のエステル単位で構成される二官能性ポリエステ
ルを、溶融状態で少なくとも分子量が1000で融点が
100℃を越えない二官能性ポリエステルまたはポリエ
ステルアミドと反応させ、次いで得られたポリエステル
−エステルを次式R1 (NCO)p (式中、R1 および
pは前記と同じ意味を表わす。)の低分子量カップリン
グ剤と、−NCO基の数とポリエステル−エステルの官
能基の数の比が少なくとも1.0から5以下までとなる
量で反応させる方法であって、ポリエステル−エステル
の調製前および/または調製中に、ポリエステルまたは
ポリエステルアミドの一方または双方に存在するエステ
ル交換触媒が完全にまたは部分的に不活性化されている
ことを特徴とするものである。水酸基の数が40以上の
ポリエステルまたはポリエステルアミドの混合物を用い
る場合には、本発明によればエステル交換触媒はポリエ
ステル−エステルウレタンを得るためには殆ど完全に不
活性化される必要がある。
【0051】一方、水酸基数がより少ないポリエステル
またはポリエステルアミドの混合物から製造を開始する
場合、特に比較的分子量が高い原料を用いる場合には、
部分的な不活性化で特定の時間内にエステル交換が最善
のブロックポリエステル−エステルが得られる。特定の
分子量(水酸基数)を有するポリエステルを一定の重量
比にして、最適の性質を有するコポリエステル−エステ
ルウレタンに導く最も好ましい条件を選択することは当
業者にとって困難なことではないであろう。
【0052】このプロセスは、分子量が1500〜25
00の低融点二官能性ポリエステルまたはポリエステル
アミドおよび分子量が10000〜25000の範囲の
次式
【0053】
【化25】 の高融点ポリエステルから出発することが必要である。
このとき分子量が15000〜19000の範囲のポリ
ブチレンテレフタレートで完全に、または実質的に構成
される高融点ポリエステルを使用するのが好ましい。
【0054】ポリエステルの調製時にエステル交換を行
う目的には、通常チタン触媒またはカルシウム塩、マン
ガン塩および/または亜鉛塩が用いられる。これらに塩
類は沈殿剤または錯形成剤によって不活性化される。不
活性化はまた熱処理によっても行うことができる。例え
ば、使用する触媒が酢酸亜鉛の場合には、少なくとも2
00℃の温度に加熱することによって不活性化されるこ
とが見出された。好ましい結果は、特にポリエステル中
に安定剤として使用するのにも適している錯形成リン化
合物を用いるときに得られることが見出された。
【0055】これに関連して米国特許第3039993
号明細書中に記載されている亜リン酸塩、およびチオ亜
リン酸塩、および下記の構造式
【0056】
【化26】 で示されるリン酸塩、ホスホン酸塩、ホスホン酸および
ホスフィン酸が挙げられる。
【0057】上記の式中、R、R1 、R2 およびR3
同一でも異なってもよく、各々水素原子又は置換もしく
は非置換の有機基である。適当な置換基の例は、低級ア
ルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロア
ルコキシ基、水酸基および/またはハロゲン原子であ
る。R、R1 、R2 およびR3 が有機基を表わす場合、
それらの基は通常炭素原子数が30以上ではなく、好ま
しくは18以上ではない。例としてはアルキル、シクロ
アルキル、カルボアルコキシアルキル、アリール、アラ
ルキルおよびアロキシアルキルが挙げられる。
【0058】この目的に使用するのに特に適当なリン化
合物の例としては以下のものが挙げられる。トリフェニ
ルホスフェート、トリフェニルホスファイト、トリエチ
ルホスファイト、トリシクロヘキシルホスファイト、ト
リ−2−エチルヘキシルトリチオホスファイト、トリエ
イコシルホスファイト、トリ−o−クロロフェニルホス
ファイト、2−カルボメトキシエチルジメチルホスホネ
ート、ヒドロキシメチルホスホン酸、ジフェニルホスフ
ィン酸、カルボキシメチルホスホン酸、カルベトキシメ
チルホスホン酸、カルボキシエチルホスホン酸、トリル
(トリエチレングリコールホスフェートおよびとりわけ
カルベトキシメチルジエチルホスホネートおよびトリ−
p−tert−ブチルフェニルホスファイト。
【0059】好ましい結果は、次式
【0060】
【化27】 [式中、R1 およびR2 は同一でも異なってもよく、水
素原子または炭素原子数が各々20以下のアルキル、シ
クロアルキル、アラルキルまたはアリール基、またはO
3 基(R3 は金属またはアンモニウムまたはR1 の意
味にかかわらずR1 と同一の基または同一の原子を表わ
す。)を表す。]のリン化合物を用いることによっても
得られる。
【0061】適当なリン化合物の例には、オルトリン
酸、亜リン酸または次亜リン酸のような無機酸、メチル
ホスフィン酸、エチルホスフィン酸、イソブチルホスフ
ィン酸、ベンジルホスフィン酸、フェニルホスフィン
酸、シクロヘキシルホスフィン酸または4−メチルフェ
ニルホスフィン酸のようなホスフィン酸;メチルホスフ
ィン酸、エチルホスホン酸、イソプロピルホスホン酸、
イソブチルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、フェニル
ホスホン酸、シクロヘキシルホスホン酸または4−メチ
ルフェニルホスホン酸のようなホスホン酸;前記の酸類
の部分エステル、更に詳しく言えばC1-20アルキル、シ
クロアルキル、アリールまたはアラルキルエステル例え
ばメチル、エチル、プロピル、シクロヘキシル、フェニ
ルまたはベンジルエステル;これらの酸類の部分金属
塩、特に周期律表のIおよびII族の金属塩例えばナトリ
ウム、カリウム、カルシウムまたはマグネシウム塩;お
よびこれらの酸類の部分アンモニウム塩がある。
【0062】エステル交換触媒としてカルシウム、マン
ガンおよび/または亜鉛を使用する場合には、酸化アン
チモンをポリ縮合触媒として用いない注意が必要であ
る。その場合には塩類をエステル交換反応前および/ま
たは交換反応中に殆んど不活性化することはできない。
【0063】不活性化するために用いるリン化合物はエ
ステル交換触媒の金属原子あたり少なくとも0.5のリ
ン原子に相当するものであることが通常望ましい。
【0064】好ましい結果は、一般に不活性化に用いる
リン化合物の量が金属原子あたり1〜15のリン原子に
相当するときに得られ、金属原子あたり1〜5のリン原
子を用いることが好ましい。
【0065】本発明によれば、触媒量のチタン触媒の存
在下で調製したポリエステルおよび/またはポリエステ
ルアミドを使用することが好ましい。チタン触媒の利点
は高く反応性ばかりでなく、特に容易に不活性できるこ
とにある。
【0066】適当なチタン触媒の例には、チタン酸およ
びその中和生成物、マグネシウムの水素化ヘキサ−アル
コキシチタネート、チタニルオキサレート、ハロゲン化
チタン、ハロゲン化チタンの加水分解生成物、水酸化チ
タンおよび酸化チタン水和物およびカリウムチタニウム
フルオライド(K2 TiF6 )がある。好ましいのは、
テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テ
トラプロピルチタネートまたはテトラブチルチタネート
のようなアルキルチタネート、それらの中和生成物、水
素化マグネシウムヘキサブトキシチタネートMg(HT
i[OC4962 のような水素化マグネシウムヘ
キサ−アルコキシチタネート、チタニルオキサレート、
カルシウムチタニルオキサレート、四塩化チタン、四塩
化チタンとヘキサンジオールとの反応生成物および四塩
化チタンと水との反応混合物である。前記のチタン触媒
は単独で用いられるか、または酢酸マグネシウムまたは
酢酸カルシウムと組合わせて用いられる。ランタニウム
チタネートのような無機チタン酸塩、カルシウムアセテ
ート/三酸化アンチモン混合物およびリチウムアルコキ
サイドおよびマグネシウムアルコキサイドは他の適当な
触媒の例である。それらの含有量は一般に、反応に関与
する成分に対して0.005〜0.3重量%の範囲であ
る。当業者には、あるシステムで用いられる触媒の量を
決定することは困難ではないであろう。
【0067】本発明により使用される低融点ポリエステ
ルまたはポリエステルアミドの多くは商業上入手可能で
ある。出願人は、それらのポリエステルまたはポリエス
テルアミドはエステル交換促進触媒を含まないか、また
は殆ど含まないことを認めた。従って一般にこれらの低
融点成分を不活性化する必要はない。しかし高融点成分
は一般にエステル交換促進触媒の存在下で調製される。
不活性化化合物がリン化合物の場合には、リン化合物を
反応工程に先立って高融点ポリエステルに含有させ、混
合物を溶融状態に少なくとも5分間保つと、得られる結
果は通常満足なものとなる。リン化合物を含む高融点ポ
リエステルが溶融状態に30〜60分間あるとき満足な
結果が一般に得られることが見出された。
【0068】このプロセスにより調製されるエラストマ
ーの加水分解耐性は状況によっては満足なものでないこ
とが見出された。本発明によれば、この情況にポリカル
ボジイミドの安定化量を、好ましくは用意された生成物
中に取り込むことによって解決される。取込まれる量は
ポリエチレンテレフタレートの安定化に対するオランダ
特許出願第6907958号に記載されている条件に完
全に一致する。
【0069】加水分解に対する耐性を改善する他の適当
な解決法は高分子量エラストマーに対して、−OH、−
NH2 および/または−COOH末端基を有するシリコ
ン化合物を0.5〜5重量%含有させることである。
【0070】本発明のプロセスによって得られる熱可塑
性エラストマーは射出成型または押出し成型に特に適し
ている。このエラストマーは酸化による劣化およびUV
線に対する耐性が極めて高いという大きな利点がある。
本発明によるポリエステル−エステルウレタンの硬度は
コポリエステルエステル中の高融点ポリエステルの百分
率を変えることによって変えることができる。より高い
硬度のポリマー組成物は、比較的軟らかい状態のポリエ
ステル−エステルウレタン原料を、より硬い型のポリエ
ステル−エステルウレタン、主としてポリブチレンテレ
フタレートを硬いセグメントとして含むより硬いコポリ
エステル、またはポリブチレンテレフタレートまたは主
としてポリブチレンテレフタレートを含むコポリエステ
ルと混合することによっても得ることができる。本発明
を以下の例により更に説明する。しかしそれらの例はい
かなる意味においても発明を制限するものではない。
【0071】これらの例に記載されている調製ポリマー
の性質の測定には、下記の方法が用いられた:デュポン
社の熱分析器が測定に用いられた:Tg=柔らかいゼグ
メントのガラス転移が起る温度範囲 Tg(e)=低融点ポリエステルセグメントのガラス転
移領域(Tg)の上限値であり、DSC−図の外挿した
傾斜部と基線との交点である;Tm=硬いセグメントが
溶融する温度範囲;Tmp =溶融ピーク(1または多
数)の温度。
【0072】測定した温度は℃表示である。
【0073】応力−ひずみ曲線は、巾6mm、厚さ1m
mの押出し棒について測定した。この棒は融点より15
℃上の温度で成型して得たものである。試料の毎分の伸
び率は公称標点距離nominal gauge le
ngth)に対して500%であった。このようにして
以下の値が求められた。
【0074】 −S100 =伸び100%における応力(MPa): −S300 =伸び300%における応力(MPa): −S500 =伸び500%における応力(MPa): −S300/100 =伸び300%および伸び100%におけ
る応力の比: −S500/100 =伸び500%および伸び100%におけ
る応力の比: −BS=破壊強さ(MPa): −BR=破壊時の伸び(%) −IS=固有強さ(=BS×(BR+100/10
0))[MPa] −SR100-1/2 =応力緩和(=伸び100%における1
/2時間の応力後の応力の減少[%]): −V100-1/2 =伸び100%における1/2時間の応力
後のセット(%): −V100-1/2-1/2 =伸び100%における1/2時間の
応力および材料を応力を除いた状態に1/2時間放置し
た後のセット(%):
【0075】
【実施例】
例1 米国特許第4186257号明細書の例13に示されて
いるのと同じ操作により、過剰の1,4−ブタンジオー
ルと触媒としてテトラブチルチタネート420ppmの
存在下でジメチルテレフタレートをエステル交換して分
子量1500のポリブチレンテレフタレート(PBT
P)を調製した。
【0076】このようにして調製したポリブチレンテレ
フタレートと分子量1850のポリブチレンアジペート
(PBA)の等量とを窒素雰囲気下240℃で1時間か
きまぜた。その結果ポリエステル混合物は1kgにつき
反応性末端基を1207m当量含有した。次にポリエス
テル−エステル100gあたりジフェニルメタン−4,
4′−ジイソシアネート(MDI)16.7gを加え
て、230℃で30分間攪拌を続けた。
【0077】本発明によりポリブチレンアジペートに結
合させるポリブチレンテレフタレートをジエチルカルベ
トキシメチルホスホネート(PEE)1300ppmの
存在下に245℃で30分間加熱して実験を繰返した。
不活性反応の終了時に、前記のようにして得られた生成
物をポリブチレンアジペートと混合してポリエステル−
エステルを形成させ、次いで再びポリエステル−エステ
ル100gにつきMDI 16.7gを加えた。反応終
了後2種のポリマー試料についてその性質を述べた。結
果を下記の表に示す。表中、Aは米国特許第41862
57号明細書に従って調製したポリマーであり、Bは本
発明によるポリマーである。
【0078】
【表1】 上記の表から、比較的分子量の低いポリブチレンテレフ
タレートのエステル交換触媒の不活性化の場合には、エ
ステル交換の程度はかなり高くなり、融点が極めて低い
ことに加えて、この組成物の生成物についてその他の性
質に関して欠陥のあるポリマーの得られることが明らか
である。従ってV100-1/2 、V100-1/2- 1/2 およびSR
100-1/2 の値はポリマーAがエラストマーとしての性質
に乏しいことを示している。 例2 この例の原料も分子量1850のポリブチレンアジペー
トである。用いた触媒がテトラブチルチタネート170
0ppmであり、かつポリ縮合反応を分子量が1600
0になるまで続けたこと以外は例1と同じ方法でポリブ
チレンテレフタレートを調製した。次にポリブチレンテ
レフタレート(PBTP)をジエチルカルボキシメチル
ホスホネート2500ppmの存在下で245℃にて3
0分間加熱した。これはP/Tiの比が2.4に相当す
る。次に溶融したポリマーにポリブチレンアジペート
(PBA)を等重量加えた。反応混合物が透明になった
後、ポリエステル100部あたりMD18.5部を加
え、次いで230℃にて30分間攪拌を続けた。種々の
ポリマー特性を測定した結果を下記の表に示す。
【0079】
【表2】 例3 ここで用いたPBAとPBTPは実施例2の場合と同一
の分子量のものである。PBA/PBTPの重量比は6
3/37であった。PBTPは触媒としてテトラブチル
チタネート420ppmを用いて調製した。PBTP中
に存在するエステル交換触媒を不活性化するためジエチ
ルカルベトキシメチルホスホネート(PEE)の量を代
えて5バッチ調製した。採用した方法は各バッチとも同
一とした。PEEをPBTPに添加した後、得られた混
合物を240℃に30分間加熱した。次に、PBAを加
えた後、混合物を240℃で1時間半加熱した。次いで
MDIを加え、230℃で30分間加熱を続けた。
【0080】このようにして調製したポリマーから試料
を取り、下記の表に示した性質を測定した。MDIの量
はポリエステル−エステル100部あたり9.3部にセ
ットした。
【0081】
【表3】 前述の反応条件下ではP/Ti比が1〜5で極めて特性
の良好なポリマーが得られることを上記の表は明瞭に示
している。ポリマーEおよびF(P/Ti比が各々4.
0及び2.0)を用いるとエステル交換は最高であっ
た。ポリマーGではTi触媒は不活性化されなかったが
エステル交換はそこそこのものであり、融点が大きく減
少し、伸び100%における応力(S100 )の減少およ
びV100-1/ 2 の増加がみられた。以上に記した実施例お
よび後述する実施例により得られる本発明のポリエステ
ル−エステルウレタンは通常15000以上、一般的に
は15000から300000、より一般的には150
000〜300000の分子量を有するものである。 例4 この例では、低融点ポリエステルとして分子量2070
のポリカプロラクトン(PCL)およびテトラブチルチ
タネート触媒420ppmの存在下で調製した分子量1
6000のPBTPを使用した。低融点および高融点ポ
リエステルの重量比を変えて3バッチ調製した。
【0082】各ケースともNCO/OHの比は1.1で
あった。反応条件は例III の場合と全く同じとした。
【0083】得られたエラストマーについて測定した性
質を下記の表に示す。
【0084】
【表4】 上の表は組成物が各物理特性に及ぼす影響を明瞭に示し
ている。例えば、硬いセグメント(=PBTP)のパー
センテージが高くなると融点が高くなる。PBTPの重
量パーセントが増すと伸び100、300および500
%における応力値も高くなる。 例5 分子量1840のポリブチレンアジペートおよび分子量
16000のポリブチレンテレフタレート(テトラブチ
ルチタネート触媒420ppmの存在下で調製)から出
発して再び数種のポリエステル−エステルウレタンを調
製した。各バッチのNCO/OH比は1.1であった。
更に、PBA/PBTP重量比が変えられただけでなく
(2つの組成物についてはポリエステル−エステルの調
製時のエステル交換中にも低融点のポリエステル−エス
テルウレタンが得られている。)、各組成物の物理的性
質がいくつか著しく改善された。調製したエラストマー
の組成物およびその性質の測定値を下記の表に総括し
た。
【0085】
【表5】 ポリマーBおよびDは同一組成のポリマーAおよびCよ
り融点が低いが、前者(B、D)はエラストマーとして
の性質は良好であることが明瞭であり、特にV
100-1/2-1/2 の値が低くなっている。 例6 実施例5のポリマーDの性質を、比較的高い分子量(1
4000)を有するPBAから調製した同一組成物のポ
リエステル−エステルウレタンの性質を比較する。
【0086】調製中に高分子量(16000)を有する
PBTPを使用したときには触媒は不活性化されなかっ
た。測定した性質は大部分同じであったが、Tgは高分
子量PBAから導かれたポリマーについてはかなり低か
った。
【0087】
【表6】 例7 本発明による種々のプロセスによって調製した同一組成
の数種のポリエステル−エステルウレタンについて比較
する。ポリマーAは高分子量PBAおよび低分子量PB
TPから調製した。
【0088】各組成物についてNCO/OH比は1.1
であった。出発生成物の組成およびそれらから調製した
ポリエステル−エステルウレタンの性質を下記の表に示
す。各組成物について、PBA/PBTPの重量比は6
3/37であった。ポリマーCの調製では、エステル交
換時間はポリマーCの場合よりも長かった。
【0089】
【表7】 上記の表から、本発明によるポリエステルウレタンの性
質がエステル交換の程度と密接に関連していることが明
らかである。 例8 使用したPBTPの分子量が16500であること以外
は、実施例6(B)に記載したのと同じ操作によってポ
リエステル−エステルウレタンを調製した。PBA/P
BTP重量比は50/50であった。MDIの量は1.
8%であった。調製中に不活性化を行わなかったこのポ
リマーについて下記の表に示す性質を測定した。
【0090】
【表8】 例9 PBA(分子量1850)およびPBTP(テトラブチ
ルチタネート420ppmの存在下で調製:分子量16
000)から、PBA/PBTP重量比を37/63と
してポリエステル−エステルウレタンを調製した。この
例で用いたポリイソシアネートはシクロヘキシルジイソ
シアネート(CHDI)[4重量%]である。
【0091】不活性化をPEE650ppmを用いて行
い、実施例3と同一の方法で調製した。ポリマーについ
て測定した性質を下記の表に示す。
【0092】
【表9】 例10 二官能性イソシアネート72重量%を用いたこと以外
は、実施例8と同じ操作を採用してポリエステル−エス
テルウレタンを調製した。使用した二官能性イソシアネ
ートは、MDIとMDIから形成されたカルボジイミド
との反応生成物であり、商品名Isonatel43L
としてアブジョン社から販売されているものである。ポ
リマーについて測定した性質を下記の表に示す。MDI
6.4重量%を用いたこと以外同じ方法で調製したポリ
エステル−エステルウレタンの性質と比較して示す。
【0093】
【表10】 例11 ポリエステル−エステルウレタンを、PBA(分子量1
840)およびPBTP(分子量16000)から、ま
たテレフタル酸の20%をイソフタル酸に代えたPBT
Pから調製した。PBAの高融点ポリエステルに対する
重量比は37/63であった。使用したポリイソシアネ
ートはMDI(6.1重量%)であった。調製したポリ
エステル−エステルウレタンについて測定した結果を下
記の表に示す。
【0094】
【表11】 例12 この例では、高融点ポリエステルおよびウレタン基と低
融点ポリエステルおよびウレタン基との重量比が実質的
に等しい、本発明によるポリエステル−エステルウレタ
ンの調製が種々のルートで実施しうることを示すもので
ある。
【0095】この例におけるポリエステル−エステルウ
レタンは全てポリブチレンアジペート37部とポリブチ
レンテレフタレート63部とから調製した。
【0096】ポリマーAの調製はPBTP(分子量16
000;PEE1500ppmにより不活性化)40
部、PBA37部およびMDI6.7重量%から出発し
た。得られたポリエステル−エステルウレタンを次にポ
リブチレンテレフタレート(分子量23000)23部
と反応させた。
【0097】ポリマーBの調製は実施例3に示したのと
同じ方法で行った。
【0098】採用したプロセスにおいて、PBTP(分
子量16000;PEEE1200ppmで不活性化)
63部、PBA37部およびMDI6.3重量%を互い
に反応させた。
【0099】ポリマーCの調製はPBTP(分子量16
000)40部、PBTP(分子量23000)23部
(これらは共にPEE1000ppmで不活性化した)
およびPBA37部並びにMDI6.15重量%から出
発した。
【0100】これらのポリマーについて測定した性質を
下記の表に示す。
【0101】
【表12】 例13 下記の表に実施例6Bに示したのと同じ方法で調製した
多数のポリエステル−エステルウレタンの性質を挙げ
る。出発生成物の分子量、それらの重量比およびポリエ
ステル混合物1kgあたりのm当量数を表に示す。
【0102】
【表13】 上記の表からポリエステル混合物1kgあたりの末端基
m当量数が700m当量/kg以上の場合にはポリマー
の性質は本出願による内容を満足しないことが明らかで
ある。例えば例XIV−CのポリマーのTgは10℃高す
ぎる。ポリマーXV−CおよびXVI−BとCのポリマー
については融点は許容できないほど低い。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式 【化1】 (式中、R1は炭素原子数30以下の多官能性有機基を
    表わし、pは2または3である。)で示される低分子量
    構成単位に結合しているポリエステル−エステル単位で
    構成され、前記のポリエステル単位は式 【化2】 のエステル単位の多数からなるブロックと融点が100
    ℃を越えない二官能性ポリエステルまたはポリエステル
    アミドを形成してもよいエステル単位の多数からなるブ
    ロックとから構成され、2種のポリエステル単位は互い
    にエステル結合によって結合しているが、上記式中のG
    基の少なくとも80モル%はテトラメチレン基であり、
    その残余は分子量が250を越えない低分子量ジオール
    から水酸基を除去した後に残存する二価の基であり、R
    2基の少なくとも80モル%は1,4−フェニレン基で
    あり、その残余は分子量が300を越えない低分子量ジ
    カルボン酸からカルボキシル基を除去した後に残存する
    二価の基であり、テトラメチレン基でないG基の百分率
    と1,4−フェニレン基でないR2基の百分率の総計は2
    0を越えず、かつ式 【化3】 のエステル単位はポリエステル−エステルの20〜90
    重量%を形成することを条件とするポリエステル−エス
    テルウレタンであって、式 【化4】 で示される連結エステル単位および二官能性ポリエステ
    ルまたはポリエステルアミドを形成する他の連結エステ
    ル単位はポリエステル−エステルウレタンの融点が少な
    くとも169℃であるような量で存在し、低融点ポリエ
    ステルのエステル単位のブロックがエステル単位総数の
    50重量%未満の部分を形成しているときにはそのガラ
    ス転移領域[Tg(e)]の上限は+13℃を越えず、
    低融点ポリエステルのエステル単位の前記ブロックがエ
    ステル単位総数の50重量%またはそれ以上の部分を形
    成しているときにはガラス転移領域[Tg(e)]の上
    限は−5℃を越えないことを特徴とするポリエステル−
    エステルウレタン。
  2. 【請求項2】 ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシ
    アネート(MDI)として計算され、かつポリエステル
    −エステルウレタンに基づく式 【化5】 で示される低分子量構成単位の割合が0.5〜25重量
    %の範囲である特許請求の範囲第1項に記載のポリエス
    テル−エステルウレタン。
  3. 【請求項3】 式 【化6】 で示される低分子量構成単位の割合が1〜15重量%の
    範囲である特許請求の範囲第2項に記載のポリエステル
    −エステルウレタン。
  4. 【請求項4】 式 【化7】 で示されるエステル単位がブチレンテレフタレート単位
    である特許請求の範囲第1項から第3項のいずれか1項
    に記載のポリエステル−エステルウレタン。
  5. 【請求項5】 融点が100℃を越えない二官能性ポリ
    エステルまたはポリエステルアミドを形成してもよいエ
    ステル単位が、完全にまたは実質的にポリブチレンアジ
    ペートから誘導される特許請求の範囲第1項から第4項
    のいずれか1項に記載のポリエステル−エステルウレタ
    ン。
  6. 【請求項6】 融点が100℃を越えない二官能性ポリ
    エステルまたはポリエステルアミドを形成してもよいエ
    ステル単位が、完全にまたは実質的にポリカプロラクト
    ンから誘導される特許請求の範囲第1項から第4項のい
    ずれか1項に記載のポリエステル−エステルウレタン。
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