JPS60208325A - ポリエステルの製造方法 - Google Patents

ポリエステルの製造方法

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JPS60208325A
JPS60208325A JP6532184A JP6532184A JPS60208325A JP S60208325 A JPS60208325 A JP S60208325A JP 6532184 A JP6532184 A JP 6532184A JP 6532184 A JP6532184 A JP 6532184A JP S60208325 A JPS60208325 A JP S60208325A
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/87Non-metals or inter-compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5393Phosphonous compounds, e.g. R—P(OR')2

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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】 たは大部分が線状の熱可塑性ポリエステルを製造するに
際し、新規なリン系化合物を使用することにより、重縮
合反応に於ける分解安定性を向上せしめた、改良された
ポリエステルの製造方法に関するものである。
ポリエステル、例えば線状の熱可塑性ポリエステルであ
るポリテトラメチレンテレフタレートは、その製造中、
或いは製造後の加工及び使用の際に、熱、酸素(空気)
及び光等の影響により、分子が分解したり、着色を生じ
たりする。
特に、溶融重縮合反応過程においては、熱分解のために
希望する重合度を達成することができないという不具合
がある。その上、斯かる熱分解によって低分子量物が生
成し、これが重合装置内に蓄積し、後の該装置の運転に
重大な支障をきたす原因となることがある。そのため従
来から、ポリエステルを製造するに際しては、フェノー
ル系の抗酸化剤、アミン化合物、リン酸、リン酸エステ
ル、亜リン酸、亜リン酸エステルなどが安定剤として使
用されてきた。しかし、これらのものは、その効力とい
う点では不満足なものであり、また特にアミン化合物は
、熱及び光の影響により、安定化されたポリエステルを
著しく着色させるという欠点を有していた。
そこで本発明者らは、ポリエステルの製造中または製造
後の、熱、酸素(空気)及び光等の作用による分解が少
なく、しかも着色しないポリエステルを得るため、鋭意
検討を行ってきた。
その結果、ポリエステルの主な構成単位として、ジカル
ボン酸残基とジヒドロキシ化合物残基とからなるポリエ
ステルを製造する際に、下記の一般式(■)、即ち、 (但し、R’、R2、P及びでは、それぞれ同一であっ
ても異なっていてもよい炭素数1〜25のアルキル基、
置換アルキル基、了り−ル基、置換アリール基を示し、
虻は炭素数4〜33のアルキル基、置換アルキル基、了
り−ル基、置換アリール基を示す。) で示されるホスホナイト化合物を添加することにより、
前記の問題点を解決しうろことを見いだし、本発明に到
達したものである。
本発明の方法で製造されるポリエステルは、ホモポリエ
ステルでもコポリエステルであってもよい。ポリエステ
ルを構成する構成単位であるジカルボン酸残基の原料モ
ノマーの例を示せば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナ
フタレン−2,6−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボ
ン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、アジピン酸、
セバシン酸等の公知のジカルボン酸残基及びその低級脂
肪酸エステルをあげることができる。
一方、エステルを構成する他の構成単位であるジヒドロ
キシ化合物残基の原料モノマーの例を示せば、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、
ネオペンチルグリコール、メチルプロパンジオール、シ
クロヘキサンジメタツール、キシリレンジオール、ハイ
ドロキノン、ビスフェノールA等のジヒドロキシ化合物
である。更に、本発明のポリエステルは、ポリエステル
の改質を目的とする少量の化合物の残基を含んでいても
よい。そのような化合物の残基の例を示せば、P−ヒド
ロキシ安息香酸、3.5−ジカルボキシベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム、テトラブロムビスフェノールAのジ(
ヒドロキシエチル)エーテル、ポリエチレングリコール
、ポリプロピレングリコール、ポリブチレンゲリコール
、オリゴアミド、オリゴカーボネートなどの化合物の残
基、トリメリット酸、ピロメリット酸、トリメチロール
プロパン、グリセリン、ペンタユリスリトール等の多官
能性化合物の残基がある。
本発明で製造されるポリエステルは、主鎖の全部または
大部分が線状の熱可塑性ポリエステルであり、エステル
交換反応またはエステル化反応等の過程においてポリエ
ステル前駆体を合成し、次いで重縮合反応過程で常法に
より重合体が製造される。触媒としては公知のものが用
いられ、それらの例を示せば、カルシウム、マグネシウ
ム、亜鉛、カドミウム等のl−a、b族金属、チタン、
ゲルマニウム、錫、鉛、アンチモン、マンガン等のTV
−a、b族或いはv−b族金171の無機酸塩、有機酸
塩、水酸化物、酸化物、アルコキシドなどがある。
本発明に使用される前記の一般式(1)で示される新規
なホスホナイト化合物の式中、R1、R2、P及びrは
前述の如く炭素数1〜25のアルキル基、置換アルキル
基、アリール基又は置換了り−ル基であり、それぞれ同
一であっても、異なっていても良い。これらの例を示せ
ば、メチル、エチル、ブチル、オクチル、デシル、ラウ
リル、トリデシル、ステアリル、フェニル、アルキル及
び/又はアルコキシ置換フェニルなどである。また、虻
は炭素数4〜33のアルキル基、置換アルキル基、アリ
ール基又は置換アリール基を示しており、その例を示せ
ば、ブチレン、オクチレン、フェニレン、ナフチレン、
ジシ基、スルフォニル基、カルボニル基、メチレン基、
エチリデン基、ブチリデン基、イソプロピル基、ジアゾ
基など)等である。特に好ましいホスホナイト化合物と
しては、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル
)4,4°−ジフェニレンホスホナイトがあげられる。
これらのホスホナイト化合物は、1種または2種以−1
−を混合して使用することが可能である。
このようなホスホナイト化合物は、原料モノマー調合以
後、任意の時期に添加することが出来るが、エステル交
換反応または直接エステル化反応等の前、或いは初期に
添加すると、その初期反応を遅延することがある。従っ
て、次の過程である重縮合反応過程で添加するのが好ま
しい。例えば、ポリエステルとしてポリテトラメチレン
テレフタレートを製造する場合の例を示せば、ジメチル
テレフタル酸とブタン−1,4−ジオールとのエステル
交換反応またはテレフタル酸とブタン−1,4−ジオー
ルとのエステル化反応の過程でポリエステル前駆体を合
成し、しかるのち重縮合反応過程に移る前又はその間の
粘度が上昇し始める前に、前記のホスホナイト化合物を
添加して重合体を製造する。特に、ホスホナイト化合物
を重縮合反応の間の出来るだけ初期に添加する方が、重
縮合反応時の分解を抑え、より高度の重合度を取得する
上で有効となる。
尤も、本願の特徴とするホスホナイト化合物は、ポリエ
ステルの重合完了以降、押出ベレット化や成形の時に添
加してもその成形品の安定性を保つ上で有効であること
は勿論である。
上記の如きホスホナイト化合物は、得られるポリエステ
ルに対し0.002重量%〜1.0重量%含有せしめら
れるよう添加される。 1.0@量%以」−の添加では
重合速度が遅くなり、所望とする効果を得ることが出来
ない。好ましい添加量は、0.01重量%〜0.5重量
%であり、特に好ましくは、0.03重量%〜0.3重
量%である。
また、本発明のホスホナイト化合物を添加して重縮合を
行う際には、公知の添加物、例えば酸化チタン、カーボ
ンブランクなどの顔料、或いはその他の安定剤、可塑剤
、充填剤、核剤、滑剤、難燃剤等、及びガラス繊維等の
強化剤などを目的に応じて添加することが可能である。
本発明によれば、ポリエステルの製造に際して熱分解を
抑制する効果が大きいため、従来の溶融重合法では到達
し得なかった高い重合度が容易に得られる上、従来法に
比較して、目的とする重合度を得るに要する時間が短縮
されるという効果がある。また、製造後の加工及び使用
時においても、熱劣化、酸化劣化、及び着色が少ないと
いう効果をも同時に有している。
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものでないこと
は当然である。
実施例及び比較例に使用した測定法及び条件は以下に示
す通りである。
・固有粘度(IV)の測定法 0−クロロフェノールを溶媒として、25℃において常
法に準じ測定した。
・変色度へEの計算法 試験片を空気雰囲気下の恒温槽(185’C)中に24
時間放置し、処理前後におけるll、a、bを色差計に
て測定し、次式に従いΔEを1算した。八Eが大きい程
、変色の傾向が強いことを示す。
ΔB−(L−Lo)2+(a−ao)2+ (b−bo
)2(Lo、 ao、 bo−処理前の色 り、a、b・・・処理後の色) 0 」を側土 テレフタル酸ジメチル5820g、ブタン−II4−ジ
オール3240g及び触媒としてテトラ−n−プチルチ
タネー) 4.66gを反応缶に仕込み、195℃でエ
ステル交換反応を行った後に、この温度で150Tor
rの減圧下に20分間保持してポリエステル前駆体を合
成した。次いでテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフ
ェニル) 4.4’ −ジフェニレンホスホナイト3.
49gをブタン−1,4−ジオールと共に添加し、その
後徐々に減圧しながら250℃に昇温した。しかる後I
 Torr以下の減圧度とし、250℃に到達してから
3時間30分重縮合反応を行った。これによって得られ
たポリマーのTVは1.10であった。
さらに耐熱性を評価するためポリマーペレットを185
℃の恒温槽中、空気雰囲気下で24時間処理した後の固
有粘度の低下度Δrvは0.16であった。また、同一
条件での変色度へEは8.7であった。
止救拠上 テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)414
°−ジフェニレンホスホナイトを同量のトリデシルホス
ファイトに変更した以外は全〈実施例1と同様にしてポ
リエステルを製造した。得られたポリマーのIVは0.
89であった。また、ポリマーペレットを実施例1と同
様にして処理した後の固有粘度の低下度Δnは0.21
であり、変色度ΔEは14.5であった。
実隻皿蛮 テレフタル酸ジメチル5820g、ブタン−1,4−ジ
オール3380g及び触媒としてテトラ−n−ブチルチ
タネート3.49gを反応缶に仕込み、195℃でエス
テル交換反応を行った後に、この温度で150Torr
の減圧下に20分間保持してポリエステル前駆体を合成
した。次いでテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェ
ニル)4.4°−ジフェニレンホスホナイト3.49g
をブタン−1,4−ジオールと共に添加し、その後徐々
に減圧しながら250℃に昇温した。しかる後I To
rr以下の減圧度とし、250℃に到達してから1時間
50分重縮合反応を1 行った。これによって得られたポリマーのIVは0.7
5であった。
さらに耐熱性を評価するためポリマーペレットを185
℃の恒温槽中、空気雰囲気下で24時間処理した後の固
有粘度の低下度ΔIνは−0,12であった。また、同
一条件での変色度ΔEは7.5であった。
止較拠I 実施例2と同様にしてポリエステル前駆体を合成し、ト
リス(トリデシル)ホスファイトを3.49g、ブタン
−1,4−ジオールと共に添加後、徐々に減圧しながら
250℃に昇温した。しかる後、I Torr以下の減
圧度とし、重縮合反応を行った。この場合、IVが0.
75のポリマーを得るためには250°Cに到達してか
ら2時間30分を必要とした。
また、ポリマーペレットを実施例2と同様にして処理し
た後の固有粘度の低下度ΔIVは0.06であり、変色
度へEは14.2であった。
去l側ユ 3 2 テレフタル酸ジメチル5820g、ブタン−1,4−ジ
オール3375g及び触媒としてテトラ−n−プチルチ
タネー) 9.75gを反応缶に仕込み、195℃でエ
ステル交換反応を行った後に、この温度で150Tor
rの減圧下に20分間保持してポリエステル前駆体を合
成した。次いでテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフ
ェニル)4.4°−ジフェニレンホスホナイト17.4
6gをブタン−1,4−ジオールと共に添加し、その後
徐々に減圧しながら245℃に昇温した。しかる後I 
Torr以下の減圧度とし、245℃に到達してから2
時間重縮合反応を行った。得られたポリマーのTVは0
.91であった。
また、ポリマーペレットを185℃の恒温槽中で空気雰
囲気下で24時間処理した後の固有粘度の低下度ΔtV
は−0,03であり、同一条件での変色度ΔEは7.3
であった。
、比較側1 実施例3と同様にしてポリエステル前駆体を合成し、ト
リフェニルホスファイト17.46gをブタン−1,4
−ジオールとともに添加した後、徐々4 に減圧しながら245℃に昇温した。しかる後、l T
orr以下の減圧度とし、245℃に到達してから2時
間重縮合反応を行った。得られたポリマーのIVは0.
85であった。
またポリマーペレットを185℃の恒温槽中、空気雰囲
気下で24時間熱処理した後の固有粘度の低下度ΔIν
は0.04であり、同一条件での変色度ΔEは21.5
であった。
実穏■↓ テレフタル酸4980g、ブタン−1,4−ジオール4
590g、及び触媒としてテトラ−n−ブチルチタネー
ト3.98gを反応缶に仕込み、220℃でエステル化
反応を行った後、この温度で150Torrの減圧下に
20分間保持してポリエステル前駆体を合成した。次い
でテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)4,
4°−ジフェニレンホスホナイト3.98gをブタン−
1,4−ジオールと共に添加し、その後徐々に減圧しな
がら250℃に昇温した。
しかる後、l Torr以下の減圧度とし、250℃に
到達してから2時間30分重縮合反応を行った。
5 得られたポリマーの■vは1.02であった。
また、ポリマーペレットを185℃の恒温槽中で空気雰
囲気下において24時間処理した後の固有粘度の低下度
ΔIνは−0,02であり、同一条件での変色度へEは
7.9であった。
出願人代理人 古 谷 馨 6 511Q−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1主たる構成単位としてジカルボン酸残基及びジヒドロ
    キシ化合物残基とを有するポリエステルを製造するに際
    し、下記の一般式で示されるホスホナイト化合物を1種
    又は2種以上、得られるポリエステルにO,QO2〜1
    .0重量%含有せられるように、原料モノマー添加段階
    から重合反応完結以後成形までの任意の時期に添加する
    ことを特徴とするポリエステルの製造方法。 (但し、R1、R2、妃及びでは、それぞれ同一であっ
    ても異なっていてもよい炭素数1〜25のアルキル基、
    置換アルキル基、アリール基、置換アリール基を示し、
    虻は炭素数4〜33のフルキル基、置換アルキル基、ア
    リール基、置換アリール基を示す。) 2ポリエステルは、その主たる構成単位シカフレボン酸
    残基がテレフタル酸残基であり、ジヒドロキシ化合物が
    ブタン−1,4−ジオール残基からなるポリテトラメチ
    レンテレフタレートである特許請求の範囲第1項記載の
    ポリエステルの製造方法。 3ホスホナイト化合物は、重縮合反応過程の初めに添加
    されることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項記載のポリエステルの製造方法。
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