JP3101766B2 - ポリオキシメチレン共重合体組成物 - Google Patents
ポリオキシメチレン共重合体組成物Info
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Description
る。さらに詳しくは、本発明は限定された末端基組成を
有する安定性に優れたポリオキシメチレン共重合体組成
物に関するものである。
ド、またはトリオキサンと環状エーテルとを共重合する
ことによって得られる。米国特許第3,027,352号明細書
には、トリオキサンとエチレンオキシド、1,3−ジオキ
ソランとをカチオン共重合して得られる共重合体の記述
がある。
サンの重合時に、分子量調節剤としてメチラールを使用
することが開示されている。メチラールを分子量調節剤
として使用すると得られた重合体の末端基はメトキシ基
となる。
いた重合時にはハイドライドシフト(水素引き抜き反
応)が起こり、重合体の主鎖が切断され、高分子量の重
合体を得ることができない。しかも切断された末端は、
メトキシ基とホルメート基となることが知られている。
ンオキサイドとの共重合時には、水、メタノール、蟻酸
等の水酸基を有する化合物が存在すると、それらが連鎖
移動剤として機能し、不安定な末端構造を形成する。通
常重合後の後処理によって、これらの不安定な末端構造
を分解し、末端基をヒドロキシエトキシ基として安定化
せしめる方法が採用されているが、蟻酸の場合には、さ
らに末端ホルメート基が同時に形成される。重合体中の
末端ホルメート基の量が多いと、安定性に優れた重合体
を得ることができない。
レン共重合体は、重合時トリオキサン中の不純物である
蟻酸による連鎖移動反応、及びカチオン触媒による副反
応であるハイドライドシフト反応によって末端ホルメー
ト基が形成され末端ホルメート基を低減することが困難
であった。
共重合体組成物に関するものである。更に詳しくは、特
に長期の耐熱性及び耐熱水性に優れたポリオキシメチレ
ン共重合体組成物に関するものである。
鋭意研究の結果、ポリオキシメチレン共重合体の末端ホ
ルメート基量を、ある範囲以下にすることによって、極
めて優れた安定性、特に優れた長期の耐熱性及び耐熱水
性のポリオキシメチレン共重合体が得られることを見い
だし本発明を開発するに至った。
在下、ホルムアルデヒドもしくはトリオキサンと、環状
エーテルもしくは環状ホルマールとの共重合によって得
られる分子量が10,000〜200,000であるオキシメチレン
単位(−CH2O−)と、オキシアルキレン単位 (R0,R0′:同一又は、異なって水素、アルキル基、ア
リール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合する
R0、異なる炭素原子に結合するR0′もそれぞれ同一又
は、異なって水素、アルキル基、アリール基より選ばれ
る。nは1以上の整数、m=2〜6)からなるポリオキ
シメチレン共重合体であって、重合体の赤外線分光測定
において、末端基ホルメートに起因する吸光度
(D1710)が、メチレン基に起因する吸光度(D1470)に
対してD1710/D1470≦0.025好ましくは0.02で示される範
囲にあるポリオキシメチレン共重合体100重部に対し、 a.アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、3価
及び4価元素の酸化物より選ばれる少なくとも2種の酸
化物を主成分とするイオン吸着体。
とも1種の2価金属を示し、M2は3価金属を示し、An-
はn価のアニオンを示す。またxは0<x≦0.5であ
り、mは正の数である。) で表されるイオン吸着体 より選ばれる少なくとも1種を0.01〜5.0重量部含むこ
とを特徴とする安定性に優れたポリオキシメチレン共重
合体組成物に関するものである。
デヒドもしくはトリオキサンと、一般式 (R0,R0′:同一又は、異なって水素、アルキル基、ア
リール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合する
R0、異なる炭素原子に結合するR0′もそれぞれ同一又
は、異なって水素、アルキル基、アリール基より選ばれ
る。m=2〜6) で表される環状エーテル、 もしくは一般式 (R0,R0′:同一又は、異なって水素、アルキル基、ア
リール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合する
R0、異なる炭素原子に結合するR0′もそれぞれ同一又
は、異なって水素、アルキル基、アリール基より選ばれ
る。m=2〜6) で表される環状ホルマールとをカチオン触媒を用いて共
重合して、得ることが出来る。
としては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキ
シド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどが挙げ
られる。
ルホルマール(1,3−ジオキソラン)、ジエチレングリ
コールホルマール、1,3−プロパンジオールホルマー
ル、1,4−ブタンジオールホルマール、1,5−ペンタンジ
オールホルマール、1,6−ヘキサンジオールホルマール
などが挙げられる。特に好ましいコモノマーはエチレン
グリコールホルマール(1,3−ジオキソラン)である。
触媒としては、パーフルオロアルキルスルホン酸又はそ
の誘導体が適している。具体的には例えば、トリフルオ
ロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン
酸、及びこれら超強酸の無水物、あるいは超強酸のアル
キルエステルなどが挙げられる。また、触媒の濃度とし
ては、重合活性が充分であれば低い方が好ましい。触媒
濃度が高いとポリマー中に残存した触媒が解重合を起こ
すため熱安定性を低下させる。本発明においては触媒濃
度は、主モノマーに対し、1×10-6〜2×10-5mol%の
範囲が好ましい。
その誘導体をカチオン重合触媒として用いた場合に、通
常、トリオキサンの重合あるいは共重合に用いられてい
るカチオン重合触媒である3フッ化ホウ素等のルイス酸
触媒に比較し、特異的に、重合時に副反応であるハイド
ライドシフトが抑制されることを見いだした。
のために製造が困難であったより高い分子量のポリオキ
シメチレン重合体の製造が、容易になることを意味す
る。
起こすため、一般に触媒を失活するために、トリエチル
アミンなどの塩基性物質を含む水溶液、あるいは有機溶
媒と接触させるか、あるいは塩基性物質を添加溶融混合
することによって中和失活する。また、本発明者らは少
なくとも2種類以上の金属酸化物あるいは金属水酸化物
からなる結晶性の酸吸着剤を添加溶融混合することによ
って、失活する事が非常に効果的であることも見いだし
た。更に詳しくは、ポリオキシメチレン共重合体100重
量部に対し、 a.アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、3価
及び4価元素の酸化物より選ばれる少なくとも2種の酸
化物を主成分とするイオン吸着体。
とも1種の2価金属を示し、M2は3価金属を示し、An-
はn価のアニオンを示す。またxは0<x≦0.5であ
り、mは正の数である。) で表されるイオン吸着体 より選ばれる少なくとも1種を0.01〜5.0重量部更に好
ましくは0.01〜1重量部添加し溶融混合する。ここで、
アルカリ金属酸化物としては、例えばNa2O,K2O等が挙げ
られ、アルカリ土類金属酸化物としては、例えばMgO,Ca
O等が挙げられ、更に3価及び4価元素の酸化物として
は、例えばAl2O3,SiO2,TiO2等が挙げられる。これら酸
化物より選ばれる少なくとも2種の酸化物を主成分とす
るイオン吸着体として、具体的には2.5MgO・Al2O3・nH2
O、2MgO・6SiO2・nH2O、Al2O3・9SiO2・nH2O、Al2O3・N
a2O・2CO3・nH2O、Mg0.7Al0.3O1.15等が挙げられる。
また一般式M11-xM2x(OH)2An- x/n・mH2Oにおいて、M1
の例としては、Mg,Ca等、M2の例としては、B,Al,Ga,In,
Ti,Tl等、An-の例としてはCO3 2-,OH-,HCO3 -,H2PO4 -,NO3
-,I-,サルチル酸イオン−、クエン酸イオン−、酒石酸
イオン−等が挙げられる。特に好ましい例としてはCO3
2-,OH-が挙げられる。この種のイオン吸着体の具体例と
しては、Mg0.75Al0.25(OH)2CO3 0.125・0.5H2Oで示さ
れる天然ハイドロタルサイト、Mg4.5Al2(OH)13CO3・
3.5H2O等で示される合成ハイドロタルサイトがある。
く、特にメチラールなどのアルキルエーテルが最も好ま
しい。この他、水、蟻酸、蟻酸メチルなども分子量調節
剤として有効であるが、本発明においては、特に蟻酸、
蟻酸メチルでは末端フォルメート基を形成するため好ま
しくない。また、水も不安定な末端水酸基を形成するた
めに好ましくない。従って、モノマー中に不純物として
水、蟻酸あるいは蟻酸メチルが含まれる場合には、重合
に先立ち精製しこれらの不純物を極力低減させる必要が
ある。好ましい、モノマー中の水、蟻酸、蟻酸メチルの
量は、それぞれ40ppm以下である。
である。分子量が10,000以下では充分な機械物性を得る
ことが出来ない。また、分子量が200,000以上になる
と、成形、押し出し等の加工性が著しく低下し、実用的
でない。
成が極めて重要なポイントである。
(−OCH3)等のアルコキシ基、ヒドロキシアルコキシ基 (R0,R0′:同一又は、異なって水素、アルキル基、ア
リール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合する
R0、異なる炭素原子に結合するR0′もそれぞれ同一又
は、異なって水素、アルキル基、アリール基より選ばれ
る。m=2〜6)、ホルメート基である。これら以外の
末端基、例えば、オキシメチレンユニットに付加した水
酸基は、非常に不安定で、重合後の後処理、例えばアル
カリ性物質の存在下での加熱分野によって、分解除去
し、ヒドロキシアルコキシ基としなければならない。
が最も重要なポイントである。共重合体のホルメート末
端基の量は、重合体を熱プレスして得たフィルムの赤外
線分光スペクトルにより測定できる。末端ホルメートに
起因する吸収波数(ν)は1710cm-1であり、ポリオキシ
メチレン主鎖のメチレン基に起因する吸収波数(ν)は
1470cm-1である。共重合体の末端ホルメート基の量はこ
れら吸光度の比D1710/D1470で表すことができる。
D1470として0.025以下、更に好ましくは0.020以下でな
ければならない。D1710/D1470がこれ以上の場合には、
共重合体の耐熱エージング特性及び耐熱水性が低下す
る。
本発明が何等限定されるものではない。
μのフィルムを形成する。得られたフィルムの赤外線吸
収スペクトルを取り、ν=1710cm-1での吸光度とν=14
70cm-1の吸光度の比D1710/D1470を計算する。
mlの3N HCl水溶液に入れ密封容器中で、120℃×2時間
加熱し分解させる。冷却後水溶液中のアルキレングリコ
ール、ジアルキレングリコール、トリアルキレングリコ
ールの量をガスクロマトグラフィー(FID)にて測定
し、オキシアルキレンユニットの量を共重合体のオキシ
メチレンユニットに対するモル%で表す。
ブルグオールラウダー100、ウェスターン・トレーディ
ング(株)製)に樹脂を滞留させて12×120×3mmの成形
片を成形し成形片表面にシルバーストリークが発生する
時間(min)を求める。値が高いほどポリマーの熱安定
性が優れる。
片を、140℃ギアーオーブン(田葉井製作所製,GPS−222
型)に保持し評価した。測定項目は引張強度保持率であ
る。
120℃に調節した熱水中(流水式)に浸漬し評価した。
測定項目は引張強度保持率である。
5ppm,蟻酸≦5ppm)2000g、1,3−ジオキソラン(トリオ
キサンに対し5mol%)、およびメチラール(トリオキサ
ンに対し0.2mol%)を2枚のΣ羽根を有するジャケット
付きのニーダーに入れて70℃に昇温した。ついでトリフ
ルオロメタンスルホン酸のジオキサン溶液(0.002mol/
)をソリフルオロメタンスルホン酸がトリオキサンに
対し5×10-6mol%となるように加え重合を行った。反
応開始後、15min経過したところでジャケットに冷水を
入れ窒素雰囲気下冷却した。1時間後、ニーダーの内容
物を取り出し失活剤としてMg0.75Al0.25O1.125(キョ
ワードKW2300 協和化学)を得られたポリマーに対し0.
1wt%添加し、ベント付きの2軸押し出し機を用いて、2
00℃で押し出した。更に、得られたポリマー100重量部
に対しトリエチルアミン1重量部、水5重量部、2,2−
メチレンビス−(4メチル−6−t−ブチルフェノー
ル)を0.2重量部添加し、ベント付き単軸押し出し機で
押し出した(押し出し温度200℃、ベント圧力200tor
r)。得られた共重合体の末端ホルメート,オキシアル
キレンユニット挿入量,MI,熱安定性,耐熱エージング,
耐熱水性を評価した。結果を表−1に示す。耐熱エージ
ング,耐熱水性共に、2000時間経過後の引張強度保持率
は80%以上であった。
ソランの量、メチラールの量、あるいはコモノマーの種
類などを変えて表−1に示す条件でポリオキシメチレン
共重合体を合成した。得られたポリマーを実施例−1と
同様の処理を行ない、同様の評価を行った。結果を表−
1に示す。いずれも実施例−1と同様、耐熱エージン
グ,耐熱水性共に優れており、2000時間経過後の引張強
度保持率は80%以上であった。
ロメタンスルホン酸に変えて、3フッ化ホウ素ジブチル
エーテレート(0.02mol/Lベンゼン溶液)を用い、触媒
濃度としてトリオキサンに対し5×10-3mol%を加えた
外は実施例−1と同様の方法で、コモノマー量、分子量
調節剤としてメチラールの量を種々変え、ポリオキシメ
チレン共重合体を重合し、実施例−1と同様に失活剤と
溶融混合した。得られたポリマーを実施例−1と同様の
処理を行ない、評価を行った。結果を表−1に示す。い
ずれも実施例に比べ、耐熱エージング,耐熱水性共に劣
っており、2000時間経過後の引張強度保持率は50%以下
であった。
合し、重合後の冷却をAir1vol%含む窒素雰囲気下で行
った外は、実施例−1と同様の方法でポリオキシメチレ
ン共重合体を得た。得られたポリマーを実施例−1と同
様の評価を行った。結果を表−1に示す。いずれも実施
例に比べ、耐熱エージング,耐熱水性共に劣っており、
2000時間経過後の引張強度保持率は50%以下であった。
重合し、重合後の失活剤として表−2に示す失活剤を用
い、実施例−3と同様の方法で、溶融混合した。得られ
たポリマーを実施例−3と同様の処理を行ない、同様の
評価を行った。結果を表−2に示す。いずれも実施例−
1と同様、耐熱エージング,耐熱水性共に優れており、
2000時間経過後の引張強度保持率は80%以上であった。
の外側に熱媒を通すことの出来るジャケット付きのバレ
ルと、その内側に互いにかみ合う多数のパドルの付いた
二本の回転軸からなる連続式混合反応機(KRC−ニーダ
ー 栗本鉄鋼所(株)製)を用い、ジャケット温度80
℃、回転数78rpmで、トリオキサン(2Kg/h)、1,3−ジ
オキソラン(トリオキサンに対し5mol%)、メチラール
(トリオキサンに対し0.3モmol%)、及びトリフルオロ
メタンスルホン酸のジオキサン溶液(0.002mol/)を
トリフルオロメタンスルホン酸がトリオキサンに対し5
×10-6mol%となるように連続的に供給し重合を行っ
た。重合機より出たポリマーを窒素雰囲気下で取り出
し、次いでポリマーに失活剤としてMg0.75Al0.25O
1.125(キョワードKW2300 協和化学)をポリマーに対
し0.1wt%添加し、ベント付きの2軸押し出し機を用い
て、200℃で押し出した。更に、得られたポリマー100重
量部に対しトリエチルアミン1重量部、水5重量部、2,
2−メチレンビス−(4メチル−6−t−ブチルフェノ
ール)を0.2重量部添加し、ベント付き単軸押し出し機
で押し出した(押し出し温度200℃、ベント圧力200tor
r)。得られた共重合体を実施例−1と同様に評価し
た。結果を表−2に示す。耐熱エージング,耐熱水性共
に、2000時間経過後の引張強度保持率は80%以上であっ
た。
トリフルオロメタンスルホン酸に変え3フッ化ホウ素ジ
ブチルエーテレート(0.02mol/Lベンゼン溶液)を用
い、触媒濃度としてトリオキサンに対し5×10-3mol%
で連続的に供給した外は実施例−23と同様の条件でポリ
オキシメチレン共重合体を重合した。重合機よりのポリ
マーは、直径5wt%のトリエチルアミン水溶液の中に取
り出し、重合触媒を失活した。得られたポリマーをろ過
し、窒素気流下で加熱(135℃)乾燥した。次いで実施
例−23と同様に、得られたポリマー100重量部に対しト
リエチルアミン1重量部、水5重量部、2,2−メチレン
ビス−(4メチル−6−t−ブチルフェノール)を0.2
重量部添加し、ベント付き単軸押し出し機で押し出した
(押し出し温度200℃、ベント圧力200torr)。得られた
共重合体を実施例−23と同様に評価した。結果を表−2
に示す。耐熱エージング,耐熱水性共に、2000時間経過
後の引張強度保持率は50%以下であった。
摩擦摩耗特性、熱安定性等に優れており、従来のポリオ
キシメチレン単独重合体及び共重合体が使用されてきた
用途、例えばカム、ギア、スイッチ、ハンドル、レバ
ー、リール、ハブ、軸受けなどの各種機構部品、ファス
ナー、ボタン、クリップなどの各種雑貨部品、その他多
くの自動車、電気、電子部品などに用いることができ
る。また、本共重合体組成物の優れた特性を生かし、ポ
ンプインペラー、ポンプケーシング、シャワーノズル、
蛇口などの水回りの部品に用いることができる。その
他、押し出し棒、シート、ブローなどの加工も可能であ
る。また、従来公知の添加剤、例えば各種の酸化防止
剤、熱安定剤、顔料、核剤、帯電防止剤、耐候剤など、
各種の強化材料、例えばカーボンファイバー、ガラスフ
ァイバー、ガラスビーズ、タルク、マイカなどの添加、
配合ができる。そのほか、ポリウレタン、PMMA,PEなど
とのポリマーブレンド、ポリマーアロイが可能である。
Claims (2)
- 【請求項1】パーフルオロアルキルスルホン酸又はその
誘導体の存在下、ホルムアルデヒドもしくはトリオキサ
ンと、環状エーテルもしくは環状ホルマールとの共重合
によって得られる分子量が10,000〜200,000であるオキ
シメチレン単位(−CH2O−)と、オキシアルキレン単位 【化1】 (R0,R0′:同一又は、異なって水素、アルキル基、ア
リール基より選ばれ、更に異なる炭素原子に結合する
R0、異なる炭素原子に結合するR0′もそれぞれ同一又
は、異なって水素、アルキル基、アリール基より選ばれ
る。nは1以上の整数、m=2〜6)からなるポリオキ
シメチレン共重合体であって、重合体の赤外線分光測定
において、末端基ホルメートに起因する吸光度
(D1710)が、メチレン基に起因する吸光度(D1470)に
対してD1710/D1470≦0.025で示される範囲にあるポリオ
キシメチレン共重合体100重部に対し、 a.アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、3価
及び4価元素の酸化物より選ばれる少なくとも2種の酸
化物を主成分とするイオン吸着体。 又は b.一般式 M11-xM2x(OH)2An- x/n・mH2O (但し、式中M1はアルカリ土類金属より選ばれる少なく
とも1種の2価金属を示し、M2は3価金属を示し、An-
はn価のアニオンを示す。またxは0<x≦0.5であ
り、mは正の数である。) で表されるイオン吸着体 より選ばれる少なくとも1種を0.01〜5.0重量部含むこ
とを特徴とするポリオキシメチレン共重合体組成物。 - 【請求項2】前記ポリオキシメチレン共重合体の末端基
ホルメートに起因する吸光度(D1710)が、メチレン基
に起因する吸光度(D1470)に対してD1710/D1470≦0.02
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のポ
リオキシメチレン共重合体組成物。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP02266413A JP3101766B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | ポリオキシメチレン共重合体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02266413A JP3101766B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | ポリオキシメチレン共重合体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH04145115A JPH04145115A (ja) | 1992-05-19 |
| JP3101766B2 true JP3101766B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=17430591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02266413A Expired - Lifetime JP3101766B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | ポリオキシメチレン共重合体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| DE19936715A1 (de) * | 1999-08-06 | 2001-02-15 | Ticona Gmbh | Emissionsarme eingefärbte Polyoxymethylen-Formmassen |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP02266413A patent/JP3101766B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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