JP6651383B2 - Method for producing liquid crystal polyester - Google Patents
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- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Description
本発明は、液晶ポリエステルの製造方法と、液晶ポリエステル製造時の重縮合用の触媒とに関する。 The present invention relates to a method for producing a liquid crystal polyester and a catalyst for polycondensation during the production of a liquid crystal polyester.
溶融時に液晶性を発現する液晶ポリエステル樹脂は、耐熱性及び加工性に優れることから、各種用途分野で使用されている。液晶ポリエステルは、例えば、対応するモノマーである芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸又はこれらのエステル化合物等の誘導体を重縮合させることで得られる。 Liquid crystal polyester resins that exhibit liquid crystallinity when melted are used in various application fields because of their excellent heat resistance and workability. The liquid crystal polyester is obtained, for example, by polycondensing a derivative of a corresponding monomer such as an aromatic hydroxycarboxylic acid, an aromatic diol, an aromatic dicarboxylic acid, or an ester compound thereof.
重縮合反応においては、モノマーが、ヒドロキシカルボン酸や、芳香族ジオールのように、反応基がフェノール性水酸基である化合物の場合、反応性が低く、反応転化率が上がりにくいことがある。そのため、このような化合物を出発物質(原料)とする場合には、反応性を上げるために、重縮合に先だって、これらの化合物のフェノール性水酸基と脂肪酸無水物とを反応させ、当該フェノール性水酸基をアシル化し、アシル化物を重縮合する製造方法が知られている。また、反応時間を短縮するために、触媒存在下で反応を行う検討がなされている(例えば、特許文献1及び2を参照)。 In the polycondensation reaction, when the monomer is a compound in which the reactive group is a phenolic hydroxyl group, such as hydroxycarboxylic acid or aromatic diol, the reactivity may be low and the reaction conversion may not easily increase. Therefore, when such a compound is used as a starting material (raw material), the phenolic hydroxyl group of these compounds is reacted with a fatty acid anhydride prior to polycondensation in order to increase the reactivity, and the phenolic hydroxyl group is reacted. , And a production method of polycondensing an acylated product is known. Further, in order to shorten the reaction time, studies have been made to carry out the reaction in the presence of a catalyst (for example, see Patent Documents 1 and 2).
液晶ポリエステルについての一般的な要求として、低価格がある。しかしながら、液晶ポリエステルの原材料は、目的とする物性に応じて通常決定されるため、原材料の変更による低コスト化は一般的に困難である。このような事情から、液晶ポリエステルを低価格化するためには、反応の低温化によるエネルギーコストの低減や、反応時間の短縮による単位時間当たりの生産量の増加等に頼るところが大きい。
また、加熱による着色が低減された白色度の高い液晶ポリエステル製品も求められている。
以上ような事情から、液晶ポリエステルの製造において、さらなる反応時間の短縮や反応温度の低温化が求められている。
A common requirement for liquid crystal polyesters is low cost. However, since the raw material of the liquid crystal polyester is usually determined according to the desired physical properties, it is generally difficult to reduce the cost by changing the raw material. Under such circumstances, in order to reduce the cost of the liquid crystal polyester, it is important to rely on a reduction in energy cost due to a lower reaction temperature and an increase in the production amount per unit time due to a reduction in the reaction time.
There is also a need for a liquid crystal polyester product having high whiteness and reduced coloring due to heating.
Under the circumstances described above, in the production of liquid crystal polyester, further reduction in reaction time and reduction in reaction temperature are required.
本発明は上記の課題に鑑みなされたものであって、反応時間を短縮したり、反応温度を低温化したりできる、液晶ポリエステルの製造方法と、液晶ポリエステルの当該製造方法おいて好適に使用される触媒とを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can be used in a method for producing a liquid crystal polyester and a method for producing a liquid crystal polyester, which can shorten the reaction time or lower the reaction temperature. It is intended to provide a catalyst.
本発明者らは、フェノール性水酸基を有するモノマーのアシル化物を含むモノマー混合物(A)を重縮合する際に、特定構造のイミダゾール化合物を存在させることにより上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。 The present inventors have found that the above problem can be solved by the presence of an imidazole compound having a specific structure when polycondensing a monomer mixture (A) containing an acylated product of a monomer having a phenolic hydroxyl group. Was completed. Specifically, the present invention provides the following.
本発明の第一の態様は、
フェノール性水酸基を有するモノマーのアシル化物を含むモノマー混合物(A)を重縮合する、液晶ポリエステルの製造方法であって、
前記重縮合を、下記式(1):
で表されるイミダゾール化合物の存在下で行う、液晶ポリエステルの製造方法である。
The first aspect of the present invention,
A method for producing a liquid crystal polyester, comprising polycondensing a monomer mixture (A) containing an acylated product of a monomer having a phenolic hydroxyl group,
The polycondensation is performed by the following formula (1):
This is a method for producing a liquid crystal polyester carried out in the presence of an imidazole compound represented by the following formula:
本発明の第二の態様は、下記式(1):
で表されるイミダゾール化合物を含む、液晶ポリエステル製造時の重縮合用の触媒である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a compound represented by the following formula (1):
It is a catalyst for polycondensation at the time of producing a liquid crystal polyester, containing the imidazole compound represented by
本発明によれば、反応時間を短縮したり、反応温度を低温化したりできる、液晶ポリエステルの製造方法と、液晶ポリエステルの当該製造方法おいて好適に使用される触媒とを提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a liquid crystal polyester, which can shorten the reaction time or lower the reaction temperature, and a catalyst suitably used in the method for producing a liquid crystal polyester.
≪液晶ポリエステルの製造方法≫
本明細書に記載の発明では、フェノール性水酸基を有するモノマーのアシル化物を含むモノマー混合物(A)を、以下に説明する特定の構造を有するイミダゾール化合物の存在下に重縮合して、液晶ポリエステルを製造する。
以下、イミダゾール化合物、モノマー混合物(A)や、液晶ポリエステルの製造工程について説明する。
製造 Production method of liquid crystal polyester ポ リ エ ス テ ル
In the invention described in this specification, a liquid crystal polyester is obtained by polycondensing a monomer mixture (A) containing an acylated product of a monomer having a phenolic hydroxyl group in the presence of an imidazole compound having a specific structure described below. To manufacture.
Hereinafter, the manufacturing process of the imidazole compound, the monomer mixture (A) and the liquid crystal polyester will be described.
<イミダゾール化合物>
液晶ポリエステルの製造方法において触媒として使用されるイミダゾール化合物について説明する。イミダゾール化合物は、下記式(1)で表される化合物である。以下、下記式(1)で表される化合物について、単に「イミダゾール化合物」とも記す。
<Imidazole compound>
The imidazole compound used as a catalyst in the method for producing a liquid crystal polyester will be described. The imidazole compound is a compound represented by the following formula (1). Hereinafter, the compound represented by the following formula (1) is also simply referred to as “imidazole compound”.
上記のイミダゾール化合物は、フェノール性水酸基を有するモノマーのアシル化物を含むモノマー混合物(A)におけるアシルオキシ基と、カルボキシ基との間で生じる酸の脱離によるエステル化を触媒する。
このため、上記のイミダゾール化合物を用いることで、液晶ポリマーを製造する際の重縮合を、低温化及び/又は短時間化しうる。
The imidazole compound catalyzes esterification by elimination of an acid generated between an acyloxy group and a carboxy group in a monomer mixture (A) containing an acylated product of a monomer having a phenolic hydroxyl group.
For this reason, by using the above-mentioned imidazole compound, the polycondensation at the time of producing the liquid crystal polymer can be reduced in temperature and / or time.
まず、重縮合が低温化及び/又は短時間化されれば、当然、燃料や電力等の消費量が低減され、エネルギー消費的に有利である。
また、液晶ポリエステルは、通常、バッチ式反応により製造される。重縮合反応が短時間化されると、1バッチの所要時間が短縮され、これにより単位時間あたりの反応バッチ数(例えば回/日)が増える。その結果、単位時間当たりの液晶ポリエステルの製造量が増加するとともに、液晶ポリエステルの製造コストを低減することができる。
First, if the polycondensation is carried out at a low temperature and / or for a short time, the consumption of fuel, electric power and the like is naturally reduced, which is advantageous in energy consumption.
The liquid crystal polyester is usually produced by a batch reaction. When the polycondensation reaction is shortened, the time required for one batch is reduced, thereby increasing the number of reaction batches per unit time (for example, times / day). As a result, the production amount of the liquid crystal polyester per unit time increases, and the production cost of the liquid crystal polyester can be reduced.
さらに、例えば、低温での溶融重縮合で固相重合に供されるプレポリマーを製造すれば、プレポリマーの着色は抑制される。かかる着色が抑制されたプレポリマーを用いて固相重合を行うことで、白色度の高い着色の少ない液晶ポリエステルを得ることができる。 Further, for example, if a prepolymer to be subjected to solid-state polymerization by melt polycondensation at a low temperature is produced, coloring of the prepolymer is suppressed. By performing solid-phase polymerization using such a prepolymer in which coloring is suppressed, a liquid crystal polyester having high whiteness and less coloring can be obtained.
式(1)中、R1は、水素原子又は1価の有機基である。1価の有機基としては、特に限定されず、例えば、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい芳香族基等であってもよい。R1がアルキル基である場合、当該アルキル基は鎖中にエステル結合等を有してもよい。 In the formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. The monovalent organic group is not particularly limited, and may be, for example, an alkyl group which may have a substituent, an aromatic group which may have a substituent, and the like. When R 1 is an alkyl group, the alkyl group may have an ester bond or the like in the chain.
アルキル基としては、例えば後述の式(1a)におけるR4等と同様であってよい。アルキル基の炭素原子数は1〜40が好ましく、1〜30がより好ましく、1〜20が特に好ましく、1〜10が最も好ましい。
当該アルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば後述の式(1a)におけるR5であるアルキレン基が有していてもよい置換基と同様であってよい。
The alkyl groups may be the same as R 4 or the like for example in the below equation (1a). The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 40, more preferably 1 to 30, particularly preferably 1 to 20, and most preferably 1 to 10.
The substituent that the alkyl group may have may be, for example, the same as the substituent that the alkylene group represented by R 5 in formula (1a) described below may have.
置換基を有してもよい芳香族基としては、後述の式(1a)におけるR2と同様であり、アリール基が好ましく、フェニル基がより好ましい。R1としての置換基を有してもよい芳香族基は、R2と同一であっても異なっていてもよい。
式(1)中、一方のR1は水素原子であることが好ましく、一方のR1が水素原子であり他方のR1が置換基を有してもよいアルキル基又は置換基を有してもよい芳香族基であることがより好ましい。
式(1)中、R1は他方のR1又はR2と結合して環状構造を形成していてもよい。例えば、少なくとも1つのR1が置換基を有してもよいアルキル基である場合、R1は他方のR1又はR2と結合して環状構造を形成していてもよい。
The aromatic group which may have a substituent group, is the same as R 2 in formula (1a) will be described later, the aryl group is preferably a phenyl group is more preferable. The aromatic group which may have a substituent as R 1 may be the same as or different from R 2 .
In the formula (1), one R 1 is preferably a hydrogen atom, and one R 1 is a hydrogen atom and the other R 1 has an alkyl group or a substituent which may have a substituent. More preferably, it is a good aromatic group.
In the formula (1), R 1 may combine with the other R 1 or R 2 to form a cyclic structure. For example, when at least one R 1 is an alkyl group which may have a substituent, R 1 may combine with the other R 1 or R 2 to form a cyclic structure.
イミダゾール化合物は、下記式(1a)で表される化合物であってもよい。 The imidazole compound may be a compound represented by the following formula (1a).
式(1a)中、R4は水素原子又はアルキル基である。R4がアルキル基である場合、当該アルキル基は、直鎖アルキル基であっても、分岐鎖アルキル基であってもよい。当該アルキル基の炭素原子数は特に限定されないが、1〜20が好ましく、1〜10が好ましく、1〜5がより好ましい。 In the formula (1a), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group. When R 4 is an alkyl group, the alkyl group may be a straight-chain alkyl group or a branched-chain alkyl group. The number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20, preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 5.
R4として好適なアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチル−n−ヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、及びn−イコシル基が挙げられる。 Specific examples of the alkyl group suitable as R 4 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, Isopentyl group, tert-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethyl-n-hexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl Group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, and n-icosyl group.
式(1a)中、R2は、置換基を有してもよい芳香族基である。置換基を有してもよい芳香族基は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基でもよく、置換基を有してもよい芳香族複素環基でもよい。 In the formula (1a), R 2 is an aromatic group which may have a substituent. The aromatic group which may have a substituent may be an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
芳香族炭化水素基の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。芳香族炭化水素基は、単環式の芳香族基であってもよく、2以上の芳香族炭化水素基が縮合して形成されたものであってもよく、2以上の芳香族炭化水素基が単結合により結合して形成されたものであってもよい。芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アンスリル基、フェナンスレニル基が好ましい。 The type of the aromatic hydrocarbon group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. The aromatic hydrocarbon group may be a monocyclic aromatic group, may be formed by condensing two or more aromatic hydrocarbon groups, or may be two or more aromatic hydrocarbon groups. May be formed by bonding with a single bond. As the aromatic hydrocarbon group, a phenyl group, a naphthyl group, a biphenylyl group, an anthryl group, and a phenanthrenyl group are preferable.
芳香族複素環基の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。芳香族複素環基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。芳香族複素環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、及びベンゾイミダゾリル基が好ましい。 The kind of the aromatic heterocyclic group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. The aromatic heterocyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. As the aromatic heterocyclic group, a pyridyl group, a furyl group, a thienyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, an oxazolyl group, a thiazolyl group, an isoxazolyl group, an isothiazolyl group, a benzoxazolyl group, a benzothiazolyl group, and a benzimidazolyl group are preferable.
フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、アミノ基、アンモニオ基、及び有機基が挙げられる。フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が複数の置換基を有する場合、当該複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。 Examples of the substituent which the phenyl group, polycyclic aromatic hydrocarbon group, or aromatic heterocyclic group may have include a halogen atom, a hydroxy group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, and a nitroso group. Group, a sulfino group, a sulfo group, a sulfonato group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphono group, a phosphonate group, an amino group, an ammonium group, and an organic group. When a phenyl group, a polycyclic aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group has a plurality of substituents, the plurality of substituents may be the same or different.
芳香族基が有する置換基が有機基である場合、当該有機基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、及びアラルキル基等が挙げられる。この有機基は、当該有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでいてもよい。また、この有機基は、直鎖状、分岐鎖状、環状、及びこれらの構造の組み合わせのいずれでもよい。この有機基は、通常は1価であるが、環状構造を形成する場合等には、2価以上の有機基となり得る。 When the substituent of the aromatic group is an organic group, examples of the organic group include an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group. This organic group may include a bond or a substituent other than a hydrocarbon group such as a hetero atom in the organic group. The organic group may be linear, branched, cyclic, or a combination of these structures. This organic group is usually monovalent, but may be a divalent or higher organic group when a cyclic structure is formed.
芳香族基が隣接する炭素原子上に置換基を有する場合、隣接する炭素原子上に結合する2つの置換基はそれが結合して環状構造を形成してもよい。環状構造としては、脂肪族炭化水素環や、ヘテロ原子を含む脂肪族環が挙げられる。 When an aromatic group has a substituent on an adjacent carbon atom, the two substituents attached on the adjacent carbon atom may combine to form a cyclic structure. Examples of the cyclic structure include an aliphatic hydrocarbon ring and an aliphatic ring containing a hetero atom.
芳香族基が有する置換基が有機基である場合に、当該有機基に含まれる結合は本発明の効果が損なわれない限り特に限定されず、有機基は、酸素原子、窒素原子、珪素原子等のヘテロ原子を含む結合を含んでいてもよい。ヘテロ原子を含む結合の具体例としては、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(−N=C(−R)−、−C(=NR)−:Rは水素原子又は有機基を示す)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合、アゾ結合等が挙げられる。 When the substituent of the aromatic group is an organic group, the bond contained in the organic group is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and the organic group may be an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, or the like. May be included. Specific examples of the bond containing a hetero atom include an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, an imino bond (-N = C (-R)-, -C (= NR)-: R represents a hydrogen atom or an organic group), a carbonate bond, a sulfonyl bond, a sulfinyl bond, an azo bond and the like.
有機基が有してもよいヘテロ原子を含む結合としては、式(1)又は式(1a)で表されるイミダゾール化合物の耐熱性の観点から、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、アミノ結合(−NR−:Rは水素原子又は1価の有機基を示す)ウレタン結合、イミノ結合(−N=C(−R)−、−C(=NR)−:Rは水素原子又は1価の有機基を示す)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合が好ましい。 As the bond containing a hetero atom that the organic group may have, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, and a thiocarbonyl bond from the viewpoint of the heat resistance of the imidazole compound represented by the formula (1) or (1a). , An ester bond, an amide bond, an amino bond (-NR-: R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), a urethane bond, an imino bond (-N = C (-R)-, -C (= NR)- : R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), a carbonate bond, a sulfonyl bond, and a sulfinyl bond.
有機基が炭化水素基以外の置換基である場合、炭化水素基以外の置換基の種類は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。炭化水素基以外の置換基の具体例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メルカプト基、スルフィド基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアルミ基、モノアリールアミノ基、ジアリールアミノ基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、ニトロ基、ニトロソ基、カルボキシラート基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィノ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、アルキルエーテル基、アルケニルエーテル基、アルキルチオエーテル基、アルケニルチオエーテル基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基等が挙げられる。上記置換基に含まれる水素原子は、炭化水素基によって置換されていてもよい。また、上記置換基に含まれる炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれでもよい。 When the organic group is a substituent other than a hydrocarbon group, the type of the substituent other than the hydrocarbon group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. Specific examples of the substituent other than a hydrocarbon group include a halogen atom, a hydroxy group, a mercapto group, a sulfide group, a cyano group, an isocyano group, a cyanato group, an isocyanato group, a thiocyanato group, an isothiocyanato group, a silyl group, a silanol group, and an alkoxy group. Group, alkoxycarbonyl group, amino group, monoalkylamino group, dialkylaluminum group, monoarylamino group, diarylamino group, carbamoyl group, thiocarbamoyl group, nitro group, nitroso group, carboxylate group, acyl group, acyloxy group, Examples thereof include a sulfino group, a sulfonato group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphonate group, an alkyl ether group, an alkenyl ether group, an alkylthio ether group, an alkenyl thioether group, an aryl ether group, and an aryl thioether group. The hydrogen atom contained in the above substituent may be substituted by a hydrocarbon group. Further, the hydrocarbon group contained in the substituent may be any of linear, branched, and cyclic.
フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が有する置換基としては、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のアリール基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のアリールオキシ基、炭素原子数1〜12のアリールアミノ基、及びハロゲン原子が好ましい。 Examples of the substituent of the phenyl group, the polycyclic aromatic hydrocarbon group, or the aromatic heterocyclic group include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 1 to 12 carbon atoms, and 1 to 12 carbon atoms. Are preferred, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 1 to 12 carbon atoms, an arylamino group having 1 to 12 carbon atoms, and a halogen atom.
R2としては、式(1)又は式(1a)で表されるイミダゾール化合物を安価且つ容易に合成でき、イミダゾール化合物の水や有機溶媒に対する溶解性が良好であることから、それぞれ置換基を有してもよいフェニル基、フリル基、チエニル基が好ましい。 As R 2 , an imidazole compound represented by the formula (1) or the formula (1a) can be easily synthesized at low cost and the solubility of the imidazole compound in water or an organic solvent is good. Preferred are a phenyl group, a furyl group and a thienyl group.
式(1a)中、R5は、置換基を有してもよいアルキレン基である。アルキレン基が有していてもよい置換基は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。アルキレン基が有していてもよい置換基の具体例としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、及びハロゲン原子等が挙げられる。アルキレン基は、直鎖アルキレン基であっても、分岐鎖アルキレン基であってもよく、直鎖アルキレン基が好ましい。アルキレン基の炭素原子数は特に限定されず、1〜20が好ましく、1〜10がより好ましく、1〜5が特に好ましい。なお、アルキレン基の炭素原子数には、アルキレン基に結合する置換基の炭素原子を含まない。 In the formula (1a), R 5 is an alkylene group which may have a substituent. The substituent that the alkylene group may have is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. Specific examples of the substituent which the alkylene group may have include a hydroxy group, an alkoxy group, an amino group, a cyano group, and a halogen atom. The alkylene group may be a straight-chain alkylene group or a branched-chain alkylene group, and is preferably a straight-chain alkylene group. The number of carbon atoms of the alkylene group is not particularly limited, preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and particularly preferably 1 to 5. Note that the number of carbon atoms of the alkylene group does not include the carbon atoms of the substituents bonded to the alkylene group.
アルキレン基に結合する置換基としてのアルコキシ基は、直鎖アルコキシ基であっても、分岐鎖アルコキシ基であってもよい。置換基としてのアルコキシ基の炭素原子数は特に限定されず、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい。 The alkoxy group as a substituent bonded to the alkylene group may be a straight-chain alkoxy group or a branched-chain alkoxy group. The number of carbon atoms of the alkoxy group as a substituent is not particularly limited, and is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3.
アルキレン基に結合する置換基としてのアミノ基は、モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基であってもよい。モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基に含まれるアルキル基は、直鎖アルキル基であっても分岐鎖アルキル基であってもよい。モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基に含まれるアルキル基の炭素原子数は特に限定されず、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい。 The amino group as a substituent bonded to the alkylene group may be a monoalkylamino group or a dialkylamino group. The alkyl group contained in the monoalkylamino group or the dialkylamino group may be a linear alkyl group or a branched alkyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group contained in the monoalkylamino group or the dialkylamino group is not particularly limited, and is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3.
R5として好適なアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エタン−1,2−ジイル基、n−プロパン−1,3−ジイル基、n−プロパン−2,2−ジイル基、n−ブタン−1,4−ジイル基、n−ペンタン−1,5−ジイル基、n−ヘキサン−1,6−ジイル基、n−ヘプタン−1,7−ジイル基、n−オクタン−1,8−ジイル基、n−ノナン−1,9−ジイル基、n−デカン−1,10−ジイル基、n−ウンデカン−1,11−ジイル基、n−ドデカン−1,12−ジイル基、n−トリデカン−1,13−ジイル基、n−テトラデカン−1,14−ジイル基、n−ペンタデカン−1,15−ジイル基、n−ヘキサデカン−1,16−ジイル基、n−ヘプタデカン−1,17−ジイル基、n−オクタデカン−1,18−ジイル基、n−ノナデカン−1,19−ジイル基、及びn−イコサン−1,20−ジイル基が挙げられる。 Specific examples of suitable alkylene groups as R 5 are methylene, ethane-1,2-diyl group, n- propane-1,3-diyl group, n- propane-2,2-diyl group, n- butane -1,4-diyl group, n-pentane-1,5-diyl group, n-hexane-1,6-diyl group, n-heptane-1,7-diyl group, n-octane-1,8-diyl Group, n-nonane-1,9-diyl group, n-decane-1,10-diyl group, n-undecane-1,11-diyl group, n-dodecane-1,12-diyl group, n-tridecane- 1,13-diyl group, n-tetradecane-1,14-diyl group, n-pentadecane-1,15-diyl group, n-hexadecane-1,16-diyl group, n-heptadecane-1,17-diyl group N-octadecane-1,18-diyl group, n -Nonadecane-l, 19-diyl group and n-icosane-l, 20-diyl group.
R3は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0〜3の整数である。nが2〜3の整数である場合、複数のR3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 R 3 is a halogen atom, a hydroxy group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, a nitroso group, a sulfonato group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphonat group, or an organic group; It is an integer of 3. When n is an integer of 2 to 3, a plurality of R 3 may be the same or different.
R3が有機基である場合、当該有機基は、R2について、芳香族基が置換基として有していてもよい有機基と同様である。 When R 3 is an organic group, the organic group is the same as R 2 for the organic group which the aromatic group may have as a substituent.
R3が有機基である場合、有機基としては、アルキル基、芳香族炭化水素基、及び芳香族複素環基が好ましい。アルキル基としては、炭素原子数1〜8の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びイソプロピル基がより好ましい。芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アンスリル基、及びフェナンスレニル基が好ましく、フェニル基、及びナフチル基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。芳香族複素環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、及びベンゾイミダゾリル基が好ましく、フリル基、及びチエニル基がより好ましい。 When R 3 is an organic group, the organic group is preferably an alkyl group, an aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group. As the alkyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group are more preferable. As the aromatic hydrocarbon group, a phenyl group, a naphthyl group, a biphenylyl group, an anthryl group, and a phenanthrenyl group are preferable, a phenyl group and a naphthyl group are more preferable, and a phenyl group is particularly preferable. As the aromatic heterocyclic group, a pyridyl group, a furyl group, a thienyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, an oxazolyl group, a thiazolyl group, an isoxazolyl group, an isothiazolyl group, a benzoxazolyl group, a benzothiazolyl group, and a benzimidazolyl group are preferable. A furyl group and a thienyl group are more preferred.
R3がアルキル基である場合、アルキル基のイミダゾール環上での結合位置は、2位、4位、5位のいずれも好ましく、2位がより好ましい。R3が芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基である場合、これらの基のイミダゾール上での結合位置は、2位が好ましい。 When R 3 is an alkyl group, the bonding position of the alkyl group on the imidazole ring is preferably any of 2-position, 4-position, and 5-position, and more preferably 2-position. When R 3 is an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, the bonding position of these groups on imidazole is preferably the 2-position.
上記式(1)で表されるイミダゾール化合物の中では、安価且つ容易に合成可能である点から、下記式(1−1a)で表される化合物が好ましい。 Among the imidazole compounds represented by the above formula (1), compounds represented by the following formula (1-1a) are preferable because they can be easily synthesized at low cost.
R6、R7、R8、R9、及びR10は、後述の式(1−1)と同じである。式(1−1a)中、R1はR8と結合して環状構造を形成していてもよく、例えば、R1が置換基を有してもよいアルキル基である場合、R1はR8と結合して環状構造を形成していてもよい。 R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , and R 10 are the same as in the formula (1-1) described later. In the formula (1-1a), R 1 may be bonded to R 8 to form a cyclic structure. For example, when R 1 is an alkyl group which may have a substituent, R 1 is R 1 It may combine with 8 to form a cyclic structure.
上記式(1a)又は式(1−1a)で表されるイミダゾール化合物の中では、安価且つ容易に合成可能であり、水や有機溶媒に対する溶解性に優れる点から、下記式(1−1)で表される化合物が好ましく、式(1−1)で表され、R3がメチレン基である化合物がより好ましい。 Among the imidazole compounds represented by the above formula (1a) or formula (1-1a), the following formula (1-1) can be easily synthesized at low cost and has excellent solubility in water and organic solvents. Is preferable, and a compound represented by the formula (1-1), wherein R 3 is a methylene group, is more preferable.
R6、R7、R8、R89、及びR10が有機基である場合、当該有機基は、式(1a)におけるR2が置換基として有する有機基と同様である。R6、R7、R8、及びR9は、イミダゾール化合物の溶媒に対する溶解性の点から水素原子であるのが好ましい。 When R 6 , R 7 , R 8 , R 89 , and R 10 are organic groups, the organic groups are the same as the organic groups that R 2 in Formula (1a) has as a substituent. R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of solubility of the imidazole compound in the solvent.
中でも、R6、R7、R8、R9、及びR10のうち少なくとも1つは、下記置換基であることが好ましく、R10が下記置換基であるのが特に好ましい。R10が下記置換基である場合、R6、R67、R8、及びR9は水素原子であるのが好ましい。
−O−R11
(R11は水素原子又は有機基である。)
Among them, at least one of R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , and R 10 is preferably the following substituent, and R 10 is particularly preferably the following substituent. When R 10 is the following substituent, R 6 , R 67 , R 8 , and R 9 are preferably a hydrogen atom.
-OR 11
(R 11 is a hydrogen atom or an organic group.)
R11が有機基である場合、当該有機基は、式(1a)におけるR2が置換基として有する有機基と同様である。R11としては、アルキル基が好ましく、炭素原子数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1〜3のアルキル基が特に好ましく、メチル基が最も好ましい。 When R 11 is an organic group, the organic group is the same as the organic group that R 2 in Formula (1a) has as a substituent. R 11 is preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
上記式(1−1)で表される化合物の中では、下記式(1−1−1)で表される化合物が好ましい。
式(1−1−1)で表される化合物の中でも、R12、R13、R14、R15、及びR16のうち少なくとも1つが、前述の−O−R11で表される基であることが好ましく、R16が−O−R11で表される基であるのが特に好ましい。R16が−O−R11で表される基である場合、R12、R13、R14、及びR15は水素原子であるのが好ましい。 Among the compounds represented by the formula (1-1-1), at least one of R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , and R 16 is a group represented by the above-described —O—R 11. It is particularly preferred that R 16 is a group represented by —O—R 11 . When R 16 is a group represented by —O—R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , and R 15 are preferably a hydrogen atom.
上記式(1)で表されるイミダゾール化合物の合成方法は特に限定されない。例えば、R2CR1(Hal)R1(R1及びR2は、式(1)と同じであり、Halはハロゲン原子である。)で表されるハロゲン化物と、後述の式(II)で表されるイミダゾール化合物とを、常法に従って反応させてイミダゾリル化を行うことによって、上記式(1)で表されるイミダゾール化合物を合成することができる。 The method for synthesizing the imidazole compound represented by the above formula (1) is not particularly limited. For example, a halide represented by R 2 CR 1 (Hal) R 1 (R 1 and R 2 are the same as in the formula (1), and Hal is a halogen atom); The imidazole compound represented by the above formula (1) can be synthesized by reacting the imidazole compound represented by the formula (1) with imidazolylation by a conventional method.
上記式(1a)で表されるイミダゾール化合物の合成方法は特に限定されない。例えば、下記式(I)で表されるハロゲン含有カルボン酸誘導体と、下記式(II)で表されるイミダゾール化合物とを、常法に従って反応させてイミダゾリル化を行うことによって、上記式(1a)で表されるイミダゾール化合物を合成することができる。 The method for synthesizing the imidazole compound represented by the above formula (1a) is not particularly limited. For example, by reacting a halogen-containing carboxylic acid derivative represented by the following formula (I) with an imidazole compound represented by the following formula (II) according to a conventional method to perform imidazolylation, the above-mentioned formula (1a) Can be synthesized.
また、イミダゾール化合物が、式(1a)で表され、且つR5がメチレン基である化合物である場合、すなわち、イミダゾール化合物が下記式(1−2)で表される化合物である場合、以下に説明するMichael付加反応による方法によっても、イミダゾール化合物を合成することができる。 In addition, when the imidazole compound is a compound represented by the formula (1a) and R 5 is a methylene group, that is, when the imidazole compound is a compound represented by the following formula (1-2), An imidazole compound can also be synthesized by the method based on the Michael addition reaction described.
具体的には、例えば、下記式(III)で表される3−置換アクリル酸誘導体と、上記式(II)で表されるイミダゾール化合物とを溶媒中で混合してMichael付加反応を生じさせることによって、上記式(1−2)で表されるイミダゾール化合物が得られる。 Specifically, for example, mixing a 3-substituted acrylic acid derivative represented by the following formula (III) and an imidazole compound represented by the above formula (II) in a solvent to cause a Michael addition reaction. As a result, an imidazole compound represented by the above formula (1-2) is obtained.
また、下記式(IV)で表される、イミダゾリル基を含む3−置換アクリル酸誘導体を、水を含む溶媒中に加えることによって、下記式(1−3)で表されるイミダゾール化合物が得られる。 Further, an imidazole compound represented by the following formula (1-3) is obtained by adding a 3-substituted acrylic acid derivative containing an imidazolyl group represented by the following formula (IV) to a solvent containing water. .
この場合、上記式(IV)で表される3−置換アクリル酸誘導体の加水分解により、上記式(II)で表されるイミダゾール化合物と、下記式(V)で表される3−置換アクリル酸とが生成する。そして、下記式(V)で表される3−置換アクリル酸と、上記式(II)で表されるイミダゾール化合物との間でMichael付加反応が生じ、上記式(1−3)で表されるイミダゾール化合物が生成する。 In this case, the imidazole compound represented by the above formula (II) and the 3-substituted acrylic acid represented by the following formula (V) are obtained by hydrolysis of the 3-substituted acrylic acid derivative represented by the above formula (IV). And generate. Then, a Michael addition reaction occurs between the 3-substituted acrylic acid represented by the following formula (V) and the imidazole compound represented by the above formula (II), and is represented by the above formula (1-3) An imidazole compound is formed.
式(1)又は式(1a)で表されるイミダゾール化合物の好適な具体例としては、以下のものが挙げられる。
イミダゾール化合物の使用量は特に限定されない、イミダゾール化合物の使用量は、モノマー混合物(A)100質量部に対し、0.001質量部以上1質量部以下が好ましい。イミダゾール化合物の使用量の下限は、モノマー混合物(A)100質量部に対し、0.002質量部以上がより好ましい。イミダゾール化合物の使用量の上限は、モノマー混合物(A)100質量部に対し、0.8質量部以下がより好ましい。すなわち、0.002質量部以上0.8質量部以下がより好ましい。 The amount of the imidazole compound used is not particularly limited. The amount of the imidazole compound used is preferably from 0.001 part by mass to 1 part by mass based on 100 parts by mass of the monomer mixture (A). The lower limit of the amount of the imidazole compound used is more preferably 0.002 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the monomer mixture (A). The upper limit of the amount of the imidazole compound used is more preferably 0.8 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the monomer mixture (A). That is, the content is more preferably 0.002 parts by mass or more and 0.8 parts by mass or less.
イミダゾール化合物の使用量が過少であると、触媒の使用による所望する効果を得にくいばあいがある。イミダゾール化合物の使用量が過多であると、得られる液晶ポリエステルに着色が見られたり、溶融重縮合の反応速度が速すぎて重合の制御が困難になったりする場合がある。 If the amount of the imidazole compound is too small, it may be difficult to obtain a desired effect by using a catalyst. If the amount of the imidazole compound is too large, the resulting liquid crystal polyester may be colored, or the reaction rate of the melt polycondensation may be too fast to control the polymerization.
重縮合は、イミダゾール化合物の他に、他の触媒の存在下で行ってもよい。他の触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、1−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられる。
他の触媒の使用量は、モノマー混合物(A)の量100質量部に対し、0.1質量部以下が好ましい。
The polycondensation may be performed in the presence of another catalyst in addition to the imidazole compound. Examples of other catalysts include magnesium acetate, stannous acetate, tetrabutyl titanate, lead acetate, sodium acetate, potassium acetate, metal compounds such as antimony trioxide, and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as 1-methylimidazole Is mentioned.
The amount of the other catalyst used is preferably 0.1 part by mass or less based on 100 parts by mass of the monomer mixture (A).
<モノマー混合物(A)>
モノマー混合物(A)は、フェノール性水酸基を有するモノマーのアシル化物を含むモノマーの混合物である。モノマー混合物(A)は、テレフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸等のフェノール性水酸基を持たないモノマーを含んでいてもよい。
<Monomer mixture (A)>
The monomer mixture (A) is a mixture of monomers including an acylated monomer having a phenolic hydroxyl group. The monomer mixture (A) may contain a monomer having no phenolic hydroxyl group, such as an aromatic dicarboxylic acid represented by terephthalic acid.
例えば、p−アセトキシ安息香酸や、ハイドロキノンジアセテート等のフェノール性水酸基がアシル化されたモノマーを前もって調製した後、フェノール性水酸基がアシル化されたモノマーを、他のモノマーとともに混合して、フェノール性水酸基を有するモノマーのアシル化物を含むモノマー混合物(A)を準備することができる。 For example, p-acetoxybenzoic acid or a phenolic hydroxyl group-acylated monomer such as hydroquinone diacetate is prepared in advance, and then the phenolic hydroxyl group-acylated monomer is mixed with another monomer to form a phenolic hydroxyl group. A monomer mixture (A) containing an acylated product of a monomer having a hydroxyl group can be prepared.
しかし、コストや製造時間の点で、フェノール性水酸基を有するモノマーを含むモノマー混合物(B)をアシル化して、フェノール性水酸基を有するモノマーのアシル化物を含むモノマー混合物(A)を得る方法のほうが、上記方法よりも極めて有利である。 However, in terms of cost and production time, the method of acylating the monomer mixture (B) containing a monomer having a phenolic hydroxyl group to obtain a monomer mixture (A) containing an acylated product of a monomer having a phenolic hydroxyl group is more preferable. It is extremely advantageous over the above method.
液晶ポリエステルを構成する繰返し単位としては、芳香族オキシカルボニル繰返し単位、芳香族ジカルボニル繰返し単位、芳香族ジオキシ繰返し単位、芳香族アミノオキシ繰返し単位、芳香族ジアミノ繰返し単位、芳香族アミノカルボニル繰返し単位、芳香族オキシジカルボニル繰返し単位、及び脂肪族ジオキシ繰返し単位等が挙げられる。
なお、本明細書において、液晶ポリエステルは、エステル結合に加えて、アミド結合やチオエステル結合を含む液晶性のポリマーを含む。
As the repeating unit constituting the liquid crystal polyester, an aromatic oxycarbonyl repeating unit, an aromatic dicarbonyl repeating unit, an aromatic dioxy repeating unit, an aromatic aminooxy repeating unit, an aromatic diamino repeating unit, an aromatic aminocarbonyl repeating unit, Examples thereof include an aromatic oxydicarbonyl repeating unit and an aliphatic dioxy repeating unit.
In this specification, the liquid crystal polyester includes a liquid crystal polymer including an amide bond and a thioester bond in addition to the ester bond.
芳香族オキシカルボニル繰返し単位を与える単量体は、芳香族ヒドロキシカルボン酸である。
芳香族ヒドロキシカルボン酸の好適な具体例としては、p−ヒドロキシ安息香酸、m−ヒドロキシ安息香酸、o−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、5−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、4’−ヒドロキシフェニル−4−安息香酸、3’−ヒドロキシフェニル−4−安息香酸、4’−ヒドロキシフェニル−3−安息香酸、これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体が挙げられる。
芳香ヒドロキシカルボン酸のエステル誘導体、酸ハロゲン化物等のエステル形成性誘導体も液晶ポリエステル製造用のモノマーとして好適に使用できる。
これらの中ではp−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸が得られる液晶ポリエステルの特性や融点を調整しやすいという点から好ましい。
Monomers that provide aromatic oxycarbonyl repeat units are aromatic hydroxycarboxylic acids.
Preferred specific examples of the aromatic hydroxycarboxylic acid include p-hydroxybenzoic acid, m-hydroxybenzoic acid, o-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, 5-hydroxy-2-naphthoic acid, -Hydroxy-2-naphthoic acid, 4'-hydroxyphenyl-4-benzoic acid, 3'-hydroxyphenyl-4-benzoic acid, 4'-hydroxyphenyl-3-benzoic acid, alkyl, alkoxy or halogen-substituted products thereof Is mentioned.
Ester-forming derivatives such as ester derivatives of aromatic hydroxycarboxylic acids and acid halides can also be suitably used as monomers for producing liquid crystal polyesters.
Among them, p-hydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid are preferable because the properties and melting point of the liquid crystal polyester obtained can be easily adjusted.
芳香族ジカルボニル繰返し単位を与える単量体は、芳香族ジカルボン酸である。
芳香族ジカルボン酸の好適な具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、及び4,4’−ジカルボキシビフェニル等の芳香族ジカルボン酸、これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸のエステル誘導体、酸ハロゲン化物等のエステル形成性誘導体も液晶ポリエステル製造用のモノマーとして好適に使用できる。
これらの中ではテレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸が、得られる液晶ポリエステルの機械物性、耐熱性、融点温度、成形性を適度なレベルに調整しやすいことから好ましい。
The monomer that provides the aromatic dicarbonyl repeat unit is an aromatic dicarboxylic acid.
Preferred specific examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, And aromatic dicarboxylic acids such as 4,4'-dicarboxybiphenyl, and alkyl, alkoxy or halogen substituted products thereof.
Ester-forming derivatives such as ester derivatives of aromatic dicarboxylic acids and acid halides can also be suitably used as monomers for producing liquid crystal polyesters.
Of these, terephthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid are preferred because the mechanical properties, heat resistance, melting point temperature and moldability of the resulting liquid crystal polyester can be easily adjusted to appropriate levels.
芳香族ジオキシ繰返し単位を与える単量体は、芳香族ジオールである。
芳香族ジオールの好適な具体例としては、ハイドロキノン、レゾルシン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニルエ−テル、これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体等が挙げられる。
これらの中ではハイドロキノン、レゾルシン、及び4,4’−ジヒドロキシビフェニルが、重縮合時の反応性、得られる液晶ポリエステルの特性等の点から好ましい。
Monomers that provide aromatic dioxy repeat units are aromatic diols.
Preferred specific examples of the aromatic diol include hydroquinone, resorcin, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxynaphthalene, and 4,4′-dihydroxybiphenyl. , 3,3'-dihydroxybiphenyl, 3,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxybiphenyl ether, and alkyl, alkoxy or halogen substituted products thereof.
Among these, hydroquinone, resorcin, and 4,4′-dihydroxybiphenyl are preferred from the viewpoint of reactivity at the time of polycondensation, properties of the obtained liquid crystal polyester, and the like.
芳香族アミノオキシ繰返し単位を与える単量体は、芳香族ヒドロキシアミンである。
芳香族ヒドロキシアミンの好適な具体例としては、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール、4−アミノ−1−ナフトール、5−アミノ−1−ナフトール、8−アミノ−2−ナフトール、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニル等の芳香族ヒドロキシアミン、これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体等が挙げられる。
The monomer that provides the aromatic aminooxy repeat unit is an aromatic hydroxyamine.
Preferred specific examples of the aromatic hydroxyamine include p-aminophenol, m-aminophenol, 4-amino-1-naphthol, 5-amino-1-naphthol, 8-amino-2-naphthol, and 4-amino-naphthol. Aromatic hydroxyamines such as 4'-hydroxybiphenyl, and alkyl, alkoxy or halogen-substituted products thereof are exemplified.
芳香族ジアミノ繰返し単位を与える単量体は、芳香族ジアミンである。
芳香族ジアミンの好適な具体例としては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン等の芳香族ジアミン、これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体が挙げられる。
The monomer that provides the aromatic diamino repeat unit is an aromatic diamine.
Preferred specific examples of the aromatic diamine include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, aromatic diamines such as 1,8-diaminonaphthalene, and alkyl, alkoxy or halogen-substituted products thereof. No.
芳香族アミノカルボニル繰返し単位を与える単量体は、芳香族網のカルボン酸である。
芳香族アミノカルボン酸の好適な具体例としては、p−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸、6−アミノ−2−ナフトエ酸等の芳香族アミノカルボン酸、これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体が挙げられる。
芳香族アミノカルボン酸のエステル誘導体、酸ハロゲン化物等のエステル形成性誘導体も液晶ポリエステル製造用のモノマーとして好適に使用できる。
Monomers that provide aromatic aminocarbonyl repeat units are aromatic network carboxylic acids.
Preferred specific examples of the aromatic aminocarboxylic acid include aromatic aminocarboxylic acids such as p-aminobenzoic acid, m-aminobenzoic acid and 6-amino-2-naphthoic acid, and alkyl, alkoxy or halogen-substituted products thereof. Is mentioned.
Ester derivatives of aromatic aminocarboxylic acids and ester-forming derivatives such as acid halides can also be suitably used as monomers for producing liquid crystal polyesters.
芳香族オキシジカルボニル繰返し単位を与える単量体はヒドロキシ芳香族ジカルボン酸である。
ヒドロキシ芳香族ジカルボン酸の好適な具体例としては、3−ヒドロキシ−2,7−ナフタレンジカルボン酸、4−ヒドロキシイソフタル酸、及び5−ヒドロキシイソフタル酸等のヒドロキシ芳香族ジカルボン酸、これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体が挙げられる。
ヒドロキシ芳香族ジカルボン酸のエステル誘導体、酸ハロゲン化物等のエステル形成性誘導体も液晶ポリエステル製造用のモノマーとして好適に使用できる。
The monomer that provides the aromatic oxydicarbonyl repeat unit is a hydroxyaromatic dicarboxylic acid.
Preferred specific examples of the hydroxyaromatic dicarboxylic acid include hydroxyaromatic dicarboxylic acids such as 3-hydroxy-2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 4-hydroxyisophthalic acid, and 5-hydroxyisophthalic acid; Or a halogen-substituted product.
Ester-forming derivatives such as ester derivatives of hydroxy aromatic dicarboxylic acids and acid halides can also be suitably used as monomers for producing liquid crystal polyesters.
脂肪族ジオキシ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、ならびにそれらのアシル化物が挙げられる。
また、ポリエチレンテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレート等の脂肪族ジオキシ繰返し単位を含有するポリマーを、前記の芳香族オキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、及びそれらのアシル化物、エステル誘導体、酸ハロゲン化物等と反応させることによっても、脂肪族ジオキシ繰返し単位を含む液晶ポリエステルを得ることができる。
Specific examples of the monomer giving the aliphatic dioxy repeating unit include, for example, aliphatic diols such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol, and acylated products thereof.
Further, polyethylene terephthalate or a polymer containing an aliphatic dioxy repeating unit such as polybutylene terephthalate, the aromatic oxycarboxylic acid, the aromatic dicarboxylic acid, the aromatic diol, and their acylated products, ester derivatives, acid halogens A liquid crystal polyester containing an aliphatic dioxy repeating unit can also be obtained by reacting with a compound.
液晶ポリエステルは、チオエステル結合を含むものであってもよい。このような結合を与える単量体としては、メルカプト芳香族カルボン酸、芳香族ジチオール、及びヒドロキシ芳香族チオール等が挙げられる。
これらの単量体の使用量は、芳香族オキシカルボニル繰返し単位、芳香族ジカルボニル繰返し単位、芳香族ジオキシ繰返し単位、芳香族アミノオキシ繰返し単位、芳香族ジアミノ繰返し単位、芳香族アミノカルボニル繰り返し単位、芳香族オキシジカルボニル繰返し単位、及び脂肪族ジオキシ繰返し単位を与える単量体の合計量に対して10モル%以下であるのが好ましい。
The liquid crystal polyester may include a thioester bond. Examples of monomers that provide such a bond include mercapto aromatic carboxylic acids, aromatic dithiols, and hydroxy aromatic thiols.
The amount of these monomers used is an aromatic oxycarbonyl repeating unit, an aromatic dicarbonyl repeating unit, an aromatic dioxy repeating unit, an aromatic aminooxy repeating unit, an aromatic diamino repeating unit, an aromatic aminocarbonyl repeating unit, It is preferably at most 10 mol% with respect to the total amount of the monomers providing the aromatic oxydicarbonyl repeating unit and the aliphatic dioxy repeating unit.
上記の繰り返し単位を組み合わせたポリエステルは、モノマーの構成や組成比、ポリエステル中での各繰り返し単位のシークエンス分布によっては、異方性溶融相を形成するものとしないものが存在するが、液晶ポリエステルは異方性溶融相を形成するものに限られる。 Polyesters in which the above repeating units are combined, depending on the monomer composition and composition ratio, depending on the sequence distribution of each repeating unit in the polyester, some may or may not form an anisotropic molten phase. Limited to those that form an anisotropic molten phase.
イミダゾール化合物の存在下に製造される液晶ポリエステルの好適な例としては、以下の1)〜25)が挙げられる。
1)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸共重合体
2)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
3)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/イソフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
4)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/イソフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン共重合体
5)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
6)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン共重合体
7)2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
8)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
9)2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
10)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
11)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
12)4−ヒドロキシ安息香酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
13)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
14)4−ヒドロキシ安息香酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
15)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
16)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体
17)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
18)2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
19)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
20)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/4−アミノフェノール共重合体
21)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/エチレングリコール共重合体
22)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/エチレングリコール共重合体
23)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/エチレングリコール共重合体
24)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル/エチレングリコール共重合体
25)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/4,4’−ジヒドロキシビフェニル共重合体。
Preferred examples of the liquid crystal polyester produced in the presence of the imidazole compound include the following 1) to 25).
1) 4-hydroxybenzoic acid / 2-hydroxy-6-naphthoic acid copolymer 2) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 4,4′-dihydroxybiphenyl copolymer 3) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / Isophthalic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl copolymer 4) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / isophthalic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl / hydroquinone copolymer 5) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / Hydroquinone copolymer 6) 4-Hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl / hydroquinone copolymer 7) 2-Hydroxy-6-naphthoic acid / terephthalic acid / hydroquinone copolymer 8) 4- Hydroxybenzoic acid / 2-hydroxy-6-naphthoic acid / terephthalic acid / 4,4 ' Dihydroxybiphenyl copolymer 9) 2-hydroxy-6-naphthoic acid / terephthalic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl copolymer 10) 4-hydroxybenzoic acid / 2-hydroxy-6-naphthoic acid / terephthalic acid / hydroquinone Copolymer 11) 4-hydroxybenzoic acid / 2-hydroxy-6-naphthoic acid / terephthalic acid / hydroquinone / 4,4′-dihydroxybiphenyl copolymer 12) 4-hydroxybenzoic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl copolymer 13) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / hydroquinone copolymer 14) 4-hydroxybenzoic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / Hydroquinone copolymer 15) 4-hydroxybenzoic acid / 2-h Droxy-6-naphthoic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / hydroquinone copolymer 16) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / hydroquinone / 4,4'-dihydroxybiphenyl copolymer 17) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 4-aminophenol copolymer 18) 2-hydroxy-6-naphthoic acid / terephthalic acid / 4-aminophenol copolymer 19) 4-hydroxybenzoic acid / 2-hydroxy -6-naphthoic acid / terephthalic acid / 4-aminophenol copolymer 20) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl / 4-aminophenol copolymer 21) 4-hydroxybenzoic acid / Terephthalic acid / ethylene glycol copolymer 22) 4-Hydroxybenzo Acid / terephthalic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl / ethylene glycol copolymer 23) 4-hydroxybenzoic acid / 2-hydroxy-6-naphthoic acid / terephthalic acid / ethylene glycol copolymer 24) 4-hydroxybenzoic acid / 2-hydroxy-6-naphthoic acid / terephthalic acid / 4,4'-dihydroxybiphenyl / ethylene glycol copolymer 25) 4-hydroxybenzoic acid / terephthalic acid / 2,6-naphthalenedicarboxylic acid / 4,4'- Dihydroxybiphenyl copolymer.
<モノマー混合物(B)のアシル化>
前述の通り、コストや製造時間の点で、フェノール性水酸基を有するモノマーを含むモノマー混合物(B)をアシル化して、フェノール性水酸基を有するモノマーのアシル化物を含むモノマー混合物(A)を得る方法が有利である。
<Acylation of monomer mixture (B)>
As described above, the method of acylating the monomer mixture (B) containing a monomer having a phenolic hydroxyl group to obtain a monomer mixture (A) containing an acylated product of a monomer having a phenolic hydroxyl group in terms of cost and production time. It is advantageous.
モノマー混合物(B)のかかるアシル化は、重縮合に先だって、モノマー混合物(B)に含まれるフェノール性水酸基と、脂肪酸無水物とを反応させることにより行われるのが好ましい。 Such an acylation of the monomer mixture (B) is preferably carried out by reacting a phenolic hydroxyl group contained in the monomer mixture (B) with a fatty acid anhydride prior to the polycondensation.
脂肪酸無水物としては、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水吉草酸、無水ピバル酸、無水2−エチルヘキサン酸、無水モノクロル酢酸、無水ジクロル酢酸、無水トリクロル酢酸、無水モノブロモ酢酸、無水ジブロモ酢酸、無水トリブロモ酢酸、無水モノフルオロ酢酸、無水ジフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸及び無水β−ブロモプロピオン酸等が挙げられる。 Examples of the fatty acid anhydride include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutyric anhydride, valeric anhydride, pivalic anhydride, 2-ethylhexanoic anhydride, monochloroacetic anhydride, dichloroacetic anhydride, trichloroacetic anhydride, and trichloroacetic anhydride. Monobromoacetic acid, dibromoacetic anhydride, tribromoacetic anhydride, monofluoroacetic anhydride, difluoroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, β-bromopropionic anhydride and the like.
これらは2種類以上を混合して用いてもよい。価格と取り扱い性の観点から、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸が好ましく使用される。なかでも、無水酢酸がより好ましく使用される。 These may be used as a mixture of two or more. Acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, and isobutyric anhydride are preferably used from the viewpoint of price and handleability. Among them, acetic anhydride is more preferably used.
アシル化に用いる脂肪酸無水物の使用量は、モノマー混合物(B)に含まれるフェノール性水酸基の量に対して、1.0倍当量以上1.15倍当量以下が好ましく、1.03倍当量以上1.10倍当量以下がより好ましい。 The amount of the fatty acid anhydride used for the acylation is preferably from 1.0 equivalent to 1.15 equivalent, more preferably from 1.03 equivalent to the amount of the phenolic hydroxyl group contained in the monomer mixture (B). 1.10 equivalent or less is more preferable.
脂肪酸無水物の使用量が、前記フェノール性水酸基に対して1.0倍当量未満の場合には、未反応のフェノール性水酸基が残存することとなるため、重縮合での転化率が上がりにくい。また、重縮合により液晶ポリエステルを製造する際に、未反応の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸が昇華し、反応容器内の配管等を閉塞させる傾向がある。 If the amount of the fatty acid anhydride used is less than 1.0 equivalent of the phenolic hydroxyl group, the unreacted phenolic hydroxyl group remains, so that the conversion rate in polycondensation hardly increases. In addition, when a liquid crystal polyester is produced by polycondensation, unreacted aromatic diol, aromatic hydroxycarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acid tend to sublime and block pipes and the like in a reaction vessel.
また、脂肪酸無水物の使用量が、前記フェノール性水酸基に対して1.15倍当量を超
える場合には、得られる液晶ポリエステルの着色が著しくなる傾向がある。
When the amount of the fatty acid anhydride exceeds 1.15 equivalents to the phenolic hydroxyl group, the obtained liquid crystal polyester tends to be significantly colored.
アシル化工程におけるアシル化反応は、通常、130℃以上180℃以下の温度条件下、30分間以上20時間以下反応させることが好ましく、140℃以上160℃以下の温度条件下で、1時間以上5時間以下反応させることがより好ましい。 In the acylation reaction in the acylation step, it is usually preferable to carry out the reaction at a temperature of 130 ° C. or more and 180 ° C. or less for 30 minutes or more and 20 hours or less. More preferably, the reaction is performed for a period of time or less.
なお、モノマー混合物(B)と脂肪酸無水物との反応の際に、前述のイミダゾール化合物を存在させる場合、低温及び/又は短時間でのアシル化反応を実施しやすい。
この場合、アシル化反応は、70℃以上180℃以下、好ましくは80℃以上160℃以下、より好ましくは80℃以上120℃以下の温度で行うことができる。
この場合の、イミダゾール化合物の使用量は、重縮合時に用いるイミダゾール化合物の使用量と同様である。
When the above-mentioned imidazole compound is present during the reaction between the monomer mixture (B) and the fatty acid anhydride, the acylation reaction can be easily performed at a low temperature and / or in a short time.
In this case, the acylation reaction can be carried out at a temperature of 70 to 180 ° C, preferably 80 to 160 ° C, more preferably 80 to 120 ° C.
In this case, the amount of the imidazole compound used is the same as the amount of the imidazole compound used in the polycondensation.
モノマー混合物(B)のアシル化は、重縮合反応を行う反応容器と別の反応容器で行ってもよい。また、モノマー混合物(B)のアシル化を行った後、同一の反応溶液で引き続き重縮合反応を行ってもよい。 The acylation of the monomer mixture (B) may be performed in a separate reaction vessel from the reaction vessel for performing the polycondensation reaction. After the acylation of the monomer mixture (B), a polycondensation reaction may be continuously performed in the same reaction solution.
アシル化反応を行う反応容器の、反応液と接触する面の材質としては、チタン、ハステロイB等の耐腐食性を有する材料が好ましい。
また、液晶ポリエステルが高い色調(L値)を必要とする場合は、反応容器の内壁の材質がガラスであることが好ましい。反応混合物と接する反応容器の内壁がガラス製であるならば、反応容器全体がガラス製である必要はなく、例えば、グラスライニングされたSUS製等の反応容器等を使用することも可能である。例えば、大型の生産設備においては、グラスライニングされた反応容器を用いることが好ましい。
As the material of the surface of the reaction vessel for performing the acylation reaction, which is in contact with the reaction solution, a material having corrosion resistance such as titanium or Hastelloy B is preferable.
When the liquid crystal polyester requires a high color tone (L value), the material of the inner wall of the reaction vessel is preferably glass. If the inner wall of the reaction vessel in contact with the reaction mixture is made of glass, the entire reaction vessel does not need to be made of glass, and for example, a glass-lined SUS-made reaction vessel or the like can be used. For example, in a large-scale production facility, it is preferable to use a glass-lined reaction vessel.
<溶融重縮合>
溶融状態での重縮合の温度は、所望の重合度の液晶ポリエステルを製造できる限り特に限定されない。重縮合の温度は、所望する設定温度に達した後に、一定の温度に保持してもよく、変化させてもよい。
<Molten polycondensation>
The temperature of the polycondensation in the molten state is not particularly limited as long as a liquid crystal polyester having a desired degree of polymerization can be produced. The temperature of the polycondensation may be maintained at a constant temperature after reaching a desired set temperature, or may be changed.
溶融重縮合のみで液晶ポリエステルを製造する場合、溶融重縮合の温度は、150℃以上400℃以下が好ましく、250℃以上370℃以下が好ましい。
溶融重縮合と、後述する固相重合との二段階で液晶ポリエステルを製造する場合、溶融重縮合の温度は120℃以上350℃以下が好ましく、200℃以上300℃以下が好ましい。
When a liquid crystal polyester is produced only by melt polycondensation, the temperature of the melt polycondensation is preferably from 150 ° C. to 400 ° C., and more preferably from 250 ° C. to 370 ° C.
When a liquid crystal polyester is produced in two stages of melt polycondensation and solid-state polymerization described below, the temperature of the melt polycondensation is preferably from 120 ° C to 350 ° C, more preferably from 200 ° C to 300 ° C.
重縮合反応の時間は、反応を制御可能な温度条件、触媒量等の反応条件を選択した上
で、生産性の低下を抑制する観点から適宜設定することができる。例えば、上述の反応温
度において30分以上5時間以下が好ましい。
The time of the polycondensation reaction can be appropriately set from the viewpoint of suppressing a decrease in productivity after selecting reaction conditions such as a temperature condition capable of controlling the reaction and a catalyst amount. For example, the reaction temperature is preferably 30 minutes or more and 5 hours or less at the above-mentioned reaction temperature.
溶融重縮合は、不活性気体、例えば窒素雰囲気下で、常圧又は減圧の条件下で行うことができる。溶融重縮合は、バッチ式、連続式、又はそれ等の組み合わせを採用でき、バッチ式が好ましい。 Melt polycondensation can be carried out under an inert gas, for example, a nitrogen atmosphere, under normal pressure or reduced pressure. For the melt polycondensation, a batch system, a continuous system, or a combination thereof can be adopted, and a batch system is preferable.
重縮合反応に用いる反応容器の形状は特に限定されず、公知の反応容器の形状を採用できるも。撹拌翼は、縦型の反応容器の場合、多段のパドル翼、タービン翼、モンテ翼、ダブルヘリカルリボン翼が好ましい。横型の反応容器では、1軸又は2軸の撹拌軸に垂直に、種々の形状の翼、例えばレンズ翼、眼鏡翼、多円平板翼等が設置されているものが好ましい。また、翼にねじれを付けて、撹拌性能や送り機構を向上させたものも好ましい。 The shape of the reaction vessel used for the polycondensation reaction is not particularly limited, and a known shape of the reaction vessel can be adopted. In the case of a vertical reaction vessel, the stirring blade is preferably a multi-stage paddle blade, turbine blade, Monte blade, or double helical ribbon blade. In a horizontal reaction vessel, it is preferable that various shapes of blades, for example, a lens blade, a spectacle blade, a multi-circular plate blade, and the like are installed perpendicularly to one or two stirring axes. It is also preferable that the blades are twisted to improve the stirring performance and the feed mechanism.
反応容器の加熱は、熱媒体、気体、電気ヒーターにより行うことができる。均一加熱という目的で、反応容器だけでなく、撹拌軸、翼、邪魔板等の反応容器の内容物に接触する部材も加熱するのが好ましい。 The heating of the reaction vessel can be performed by a heating medium, a gas, or an electric heater. For the purpose of uniform heating, it is preferable to heat not only the reaction vessel but also members that come into contact with the contents of the reaction vessel, such as a stirring shaft, blades, and baffles.
<固相での重縮合>
モノマー混合物(A)を、溶融した状態で重縮合されて得られる液晶ポリエステルは、必要に応じて、さらに高分子量化するために、固化された状態(固相)で加熱して重縮合を進行させてもよい。
<Polycondensation in solid phase>
The liquid crystal polyester obtained by subjecting the monomer mixture (A) to polycondensation in a molten state is subjected to polycondensation by heating in a solidified state (solid phase), if necessary, to further increase the molecular weight. May be.
溶融重縮合後によりある程度高分子量化した重合体は、冷却すると固化する。従って、溶融重縮合により得られた重合体を、反応容器から抜出、冷却・固化させた後、固体状の重合体を、粉砕することにより、固相重合に供される重合体の粉体が得られる。
粉体の形状は、ある程度の流動性を有するものであれば特に限定されず、粉末状であっても、フレーク状であってもよい。
また、溶融重縮合を行った反応容器から、ストランド状に抜き出された重合体を、固化・切断してペレット化された重合体を固相重合に供してもよい。
The polymer having a higher molecular weight after the melt polycondensation solidifies when cooled. Therefore, after the polymer obtained by melt polycondensation is withdrawn from the reaction vessel, cooled and solidified, the solid polymer is pulverized to provide a polymer powder to be subjected to solid-state polymerization. Is obtained.
The shape of the powder is not particularly limited as long as it has a certain degree of fluidity, and may be a powder or a flake.
Alternatively, the polymer extracted in a strand form from the reaction vessel in which the melt polycondensation has been performed may be solidified and cut, and the pelletized polymer may be subjected to solid-state polymerization.
溶融重縮合のみより液晶ポリエステルの分子量を、所望する程度まで高める場合、高分子量化にともなって、液晶ポリエステルの高融点化も進行する。そうすると、液晶ポリエステルの融点の上昇の速度が、溶融重合装置の昇温速度を上回り、液晶ポリエステルの融点が、溶融重合装置の内温を超えてしまう場合がある。
この場合、溶融重合装置の内部で、液晶ポリエステルの固化が進行するので、反応容器からの重合体の取り出しが困難である。
When the molecular weight of the liquid crystal polyester is increased to a desired level only by melt polycondensation, the melting point of the liquid crystal polyester is increased with the increase in the molecular weight. Then, the rate of rise of the melting point of the liquid crystal polyester may exceed the rate of temperature rise of the melt polymerization apparatus, and the melting point of the liquid crystal polyester may exceed the internal temperature of the melt polymerization apparatus.
In this case, since the solidification of the liquid crystal polyester proceeds inside the melt polymerization apparatus, it is difficult to take out the polymer from the reaction vessel.
しかし、上述のように、溶融重縮合で取り出し可能な程度にまで高分子量化した後に、固相重合により所望の分子量にまで高分子量化することとすると、重合操作を行いやすく、また所望の分子量の液晶ポリエステルを製造しやすい。
つまり、重縮合を溶融重縮合と、固相での重縮合とに分けて二段階で行うことにより、耐熱性や強度、剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを容易に製造することができる。
However, as described above, if the molecular weight is increased to a level that can be taken out by melt polycondensation, and then the molecular weight is increased to a desired molecular weight by solid-state polymerization, the polymerization operation is easily performed, and the desired molecular weight is also increased. Easy to manufacture liquid crystal polyester.
In other words, by performing the polycondensation in two stages by dividing the polycondensation into a melt polycondensation and a polycondensation in a solid phase, it is possible to easily produce a high molecular weight liquid crystal polyester having high heat resistance, strength and rigidity.
固相重合は、一定温度域を保持して樹脂を加熱することにより行うことが好ましい。固相重合の温度条件としては、150℃以上350℃以下が好ましく、220℃以上300℃以下が好ましく、230℃以上290℃以下がより好ましい。 The solid-phase polymerization is preferably performed by heating the resin while maintaining a certain temperature range. The temperature condition of the solid phase polymerization is preferably from 150 ° C to 350 ° C, more preferably from 220 ° C to 300 ° C, and even more preferably from 230 ° C to 290 ° C.
固相重合の重合時間は特に限定されないが、固相重合温度や、目標となる液晶ポリエステルの重合度におうじて適宜決定される。典型的には、3時間以上20時間以下が好ましい。 Although the polymerization time of the solid phase polymerization is not particularly limited, it is appropriately determined according to the solid phase polymerization temperature and the target degree of polymerization of the liquid crystal polyester. Typically, the time is preferably from 3 hours to 20 hours.
以上のようにして、目的とする液晶ポリエステルを得ることができる。 As described above, the desired liquid crystal polyester can be obtained.
<ペレット化、充填剤、添加剤等>
以上の方法で製造された液晶ポリエステルは、通常、ペレットの形態の製品とされる。
液晶ポリエステルの粒子を造粒してペレットを製造する方法としては、一般に使用されている一軸又は二軸の押出機を用い溶融混練し、空冷又は必要に応じて水冷した後、ペレタイザー(ストランドカッター)でペレットに賦形する方法が挙げられる。
溶融均一化と賦形が目的のため、汎用の押出機が使用できるが、L/Dの大きい押出機を用いるのが溶融均一化の観点からは好ましい。溶融混練に際しては、押出機のシリンダー設定温度(ダイヘッド温度)は200℃以上450℃以下が好ましい。
<Pelletization, filler, additive, etc.>
The liquid crystal polyester produced by the above method is usually a product in the form of pellets.
As a method for producing pellets by granulating liquid crystal polyester particles, melt kneading is performed using a generally used single-screw or twin-screw extruder, and air-cooled or water-cooled as necessary, and then a pelletizer (strand cutter). And shaping into pellets.
A general-purpose extruder can be used for the purpose of melting uniformity and shaping, but it is preferable to use an extruder having a large L / D from the viewpoint of melting uniformity. At the time of melt-kneading, the cylinder set temperature (die head temperature) of the extruder is preferably from 200 ° C to 450 ° C.
以上説明した方法により得られる液晶ポリエステルには、必要に応じて、無機充填剤を添加することができる。このような無機充填剤としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、シリカ、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナ、モンモリロナイト、石膏、ガラスフレーク、ガラス繊維、ミルドガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、ホウ酸アルミニウムウィスカ、及びチタン酸カリウム繊維等が挙げられる。これらの無機充填剤の使用量は、液晶ポリエステルの用途に応じて適宜決定される。例えば、液晶ポリエステルを用いてフィルムを形成する場合には、フィルムの透明性や機械強度を著しく損なわない範囲で、無機充填剤の使用量の上限が定められる。 If necessary, an inorganic filler can be added to the liquid crystal polyester obtained by the method described above. Such inorganic fillers include calcium carbonate, talc, clay, silica, magnesium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, alumina, montmorillonite, gypsum, glass flake, glass fiber, milled glass fiber, carbon fiber, alumina fiber, silica fiber Examples include alumina fibers, aluminum borate whiskers, and potassium titanate fibers. The amount of the inorganic filler used is appropriately determined depending on the use of the liquid crystal polyester. For example, when a film is formed using liquid crystal polyester, the upper limit of the amount of the inorganic filler to be used is determined as long as the transparency and mechanical strength of the film are not significantly impaired.
以上説明した方法により得られる液晶ポリエステルには、必要に応じて、さらに、有機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、着色剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、蛍光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤、又はフッ素樹脂等の離型改良剤等の各種の添加剤を製造工程中あるいはその後の加工工程において添加することができる。 The liquid crystal polyester obtained by the method described above may further include, if necessary, an organic filler, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, a flame retardant, a lubricant, an antistatic agent, a coloring agent, and a rust inhibitor. Various additives such as a crosslinking agent, a foaming agent, a fluorescent agent, a surface smoothing agent, a surface gloss improving agent, and a mold release improving agent such as a fluororesin can be added during the manufacturing process or in the subsequent processing process.
<液晶ポリエステルの好適な用途>
以上説明した液晶ポリエステルの製造方法では、従来の重縮合反応温度よりも低い温度絵重縮合を進行させることができるので、着色が抑制された液晶ポリエステルを得やすい。着色が抑制された液晶ポリエステルを用いることで、色調に優れる成形体を得ることができる。
<Preferred applications of liquid crystal polyester>
In the method for producing a liquid crystal polyester described above, since the temperature polycondensation at a temperature lower than the conventional polycondensation reaction temperature can be advanced, it is easy to obtain a liquid crystal polyester with suppressed coloring. By using a liquid crystal polyester in which coloring is suppressed, a molded article having an excellent color tone can be obtained.
前述の通り、以上説明した方法で製造され液晶ポリエステルは着色が抑制されているので、チタンホワイト等の白色顔料を含む白色の液晶ポリエステル組成物の調製に好適に用いられる。
白色の液晶ポリエステル組成物は典型的には、反射板の成形に好適に使用される。白色の液晶ポリエステル組成物を用いることで、反射率の高い反射板を得やすい。
As described above, since the liquid crystal polyester produced by the above-described method has suppressed coloring, it is suitably used for preparing a white liquid crystal polyester composition containing a white pigment such as titanium white.
The white liquid crystal polyester composition is typically suitably used for forming a reflector. By using a white liquid crystal polyester composition, it is easy to obtain a reflector having a high reflectance.
反射板の成形方法は特に限定されないが、通常、射出成形法で反射板が製造される。射出成形法によれば、薄肉部を有する反射板や、複雑な形状の反射板を容易に形成でき、特に薄肉部の厚みが0.01mm以上3.0mm以下、好ましくは0.02mm以上2.0mm以下、より好ましくは0.05mm以上1.0mm以下である小型の反射板を得るには、射出成形法が適している。 The method for forming the reflection plate is not particularly limited, but usually, the reflection plate is manufactured by an injection molding method. According to the injection molding method, a reflector having a thin portion or a reflector having a complicated shape can be easily formed. In particular, the thickness of the thin portion is 0.01 mm or more and 3.0 mm or less, preferably 0.02 mm or more. The injection molding method is suitable for obtaining a small reflector of 0 mm or less, more preferably 0.05 mm or more and 1.0 mm or less.
以上説明した方法により得られる液晶ポリエステルに白色顔料を加えて得られる、白色の液晶ポリエスエル組成物は、白色度が高いため、電気、電子、自動車、機械等の分野で光反射、特に可視光反射のための反射部材の原料として好適に用いられる。例えば、ハロゲンランプ、HID等の光源装置のランプリフレクターや、LEDや有機EL等の発光素子を用いた発光装置や表示装置の反射板として好適に用いられる。特に、LEDを用いた発光装置の反射板用として好適に用いられる。 The white liquid crystal polyester composition obtained by adding a white pigment to the liquid crystal polyester obtained by the method described above has a high whiteness, so that it is light-reflective, particularly visible light-reflective, in the fields of electricity, electronics, automobiles, and machinery. Used as a raw material of a reflection member for the purpose. For example, it is suitably used as a lamp reflector of a light source device such as a halogen lamp or HID, a light emitting device using a light emitting element such as an LED or an organic EL, or a reflector of a display device. In particular, it is suitably used for a reflector of a light emitting device using an LED.
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例では、以下の方法に従って合成された化合物1を触媒として用いて、モノマーのアセチル化と、重縮合とを行った。
<化合物1>
<Compound 1>
1.化合物1の合成例
まず、下記式の構造の桂皮酸誘導体30gをメタノール200gに溶解させた後、メタノール中に水酸化カリウム7gを添加した。次いで、メタノール溶液を40℃で撹拌した。メタノールを留去し、残渣を水200gに懸濁させた。得られた懸濁液にテトラヒドロフラン200gを混合、撹拌し、水相を分液した。氷冷下、塩酸4gを添加、撹拌した後に酢酸エチル100gを混合、撹拌した。混合液を静置した後、油相を分取した。油相から目的物を晶析させ、析出物を回収して、上記構造のイミダゾール化合物(化合物1)を得た。
化合物1の1H−NMRの測定結果は以下の通りである。
1H−NMR(DMSO):11.724(s,1H),7.838(s,1H),7.340(d,2H,J=4.3Hz),7.321(d,1H,J=7.2Hz),6.893(d,2H,J=4.3Hz),6.876(d,1H,J=6.1Hz),5.695(dd,1H,J=4.3Hz,3.2Hz),3.720(s,3H),3.250(m,2H)
The 1 H-NMR measurement results of Compound 1 are as follows.
1 H-NMR (DMSO): 11.724 (s, 1H), 7.838 (s, 1H), 7.340 (d, 2H, J = 4.3Hz), 7.321 (d, 1H, J = 7.2 Hz), 6.893 (d, 2H, J = 4.3 Hz), 6.876 (d, 1H, J = 6.1 Hz), 5.695 (dd, 1H, J = 4.3 Hz, 3.2Hz), 3.720 (s, 3H), 3.250 (m, 2H)
〔実施例1〕
撹拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、994.5g(7.2mol)のp−ヒドロキシ安息香酸、446.9g(2.4mol)の4,4’−ジヒドロキシビフェニル、239.2g(1.44mol)のテレフタル酸、159.5g(0.96mol)のイソフタル酸、1298.6g(12.7mol)の無水酢酸、及び0.29g(1.2mmol)の化合物1を入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した。次いで、窒素ガス気流下、撹拌しながら、室温から90℃まで30分かけて昇温し、90℃で1時間還流させてアセチル化を行った。
[Example 1]
In a reactor equipped with a stirrer, a torque meter, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer and a reflux condenser, 994.5 g (7.2 mol) of p-hydroxybenzoic acid, 446.9 g (2.4 mol) of 4, 4'-dihydroxybiphenyl, 239.2 g (1.44 mol) terephthalic acid, 159.5 g (0.96 mol) isophthalic acid, 1298.6 g (12.7 mol) acetic anhydride, and 0.29 g (1.2 mmol) Compound 1) was charged, and the gas in the reactor was replaced with nitrogen gas. Next, the mixture was heated from room temperature to 90 ° C. over 30 minutes while stirring under a nitrogen gas stream, and refluxed at 90 ° C. for 1 hour to perform acetylation.
次いで、副生する酢酸及び未反応の無水酢酸を減圧下に留去しながら、90℃から130℃まで昇温速度1℃/分で昇温した。130℃で160分間保温して溶融重縮合を行った時点で、トルクメータでトルクの急激な上昇が認められたため、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。冷却して得られた重合体の固形物を粉砕することでプレポリマーの粉末を得た。
プレポリマーの粉末について、MCPD−1000(大塚電子製)の色度測定装置を用い色調を測定した。CIE L*a*b*で表されるL*値は、90以上であり、実施例1で得られたプレポリマー粉末の白色度は良好であった。
Next, the temperature was raised from 90 ° C. to 130 ° C. at a rate of 1 ° C./min while distilling off by-produced acetic acid and unreacted acetic anhydride under reduced pressure. At the time when the melt polycondensation was carried out while keeping the temperature at 130 ° C. for 160 minutes, a sharp increase in the torque was recognized with a torque meter. Therefore, the contents were taken out of the reactor and cooled to room temperature. The solid of the polymer obtained by cooling was pulverized to obtain a prepolymer powder.
The color tone of the prepolymer powder was measured using a chromaticity measuring device of MCPD-1000 (manufactured by Otsuka Electronics). The L * value represented by CIE L * a * b * was 90 or more, and the whiteness of the prepolymer powder obtained in Example 1 was good.
〔実施例2〕
モノマーのアセチル化を行った後に、1.47g(6.0mmol)の化合物1をさらに加えることの他は、実施例1と同様に溶融重縮合を行った。130℃での保持時間40分の時点で、トルクメータでトルクの急激な上昇が認められたため、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。冷却して得られた重合体の固形物を粉砕することでプレポリマーの粉末を得た。
[Example 2]
After acetylation of the monomer, melt polycondensation was carried out in the same manner as in Example 1, except that 1.47 g (6.0 mmol) of Compound 1 was further added. At the time when the holding time at 130 ° C. was 40 minutes, a sharp increase in torque was recognized on the torque meter, so the contents were taken out of the reactor and cooled to room temperature. The solid of the polymer obtained by cooling was pulverized to obtain a prepolymer powder.
〔比較例1〕
0.29g(1.2mmol)の化合物1を、0.146g(1.2mmol)の4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)に変えることと、アセチル化の反応温度を130℃から150℃に変えることの他は、実施例1と同様にモノマーのアセチル化を行った。
次いで、反応液を130℃まで冷却した後、副生する酢酸及び未反応の無水酢酸を減圧下に留去しながら、130℃に保持して溶融重縮合を行った。
しかし、比較例1では、130℃での保持時間が200分を大きく超えても、トルクメータでトルクの急激な上昇が生じなかった。
つまり、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)を触媒として用いる場合、130℃では、溶融重縮合の反応が殆ど進行しないか、溶融重縮合の反応速度がかなり遅いことが分かる。
実施例1及び2と、比較例1との比較から、式(1)で表されるイミダゾール化合物は、4−ジメチルアミノピリジンよりも高い触媒作用を示すことが分かる。
[Comparative Example 1]
Changing 0.29 g (1.2 mmol) of compound 1 to 0.146 g (1.2 mmol) of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and changing the reaction temperature of acetylation from 130 ° C. to 150 ° C. Otherwise, the monomer was acetylated in the same manner as in Example 1.
Next, the reaction solution was cooled to 130 ° C., and while maintaining the temperature at 130 ° C., melt polycondensation was performed while distilling off acetic acid produced as a by-product and unreacted acetic anhydride under reduced pressure.
However, in Comparative Example 1, even when the holding time at 130 ° C. greatly exceeded 200 minutes, no sharp increase in torque occurred in the torque meter.
That is, when 4-dimethylaminopyridine (DMAP) is used as a catalyst, at 130 ° C., the reaction of melt polycondensation hardly proceeds or the reaction rate of melt polycondensation is considerably slow.
Comparison between Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 shows that the imidazole compound represented by the formula (1) exhibits a higher catalytic action than 4-dimethylaminopyridine.
Claims (6)
前記重縮合を、下記式(1a):
で表されるイミダゾール化合物の存在下で行う、液晶ポリエステルの製造方法。 A method for producing a liquid crystal polyester, comprising polycondensing a monomer mixture (A) containing an acylated product of a monomer having a phenolic hydroxyl group,
The polycondensation is performed according to the following formula (1a) :
A method for producing a liquid crystal polyester, carried out in the presence of an imidazole compound represented by the formula:
溶融した状態での重縮合により得られた重合体を、反応容器から抜出し冷却・固化させることと、
固化した前記重合体を、粉砕、又はペレット化して、重合体粒子を得ることと、
前記重合体粒子を加熱し、固相で重縮合を進行させて前記重合体の重合度を高めることと、
を含む、請求項1に記載の液晶ポリエステルの製造方法。 Polycondensing the monomer mixture (A) in a molten state;
Withdrawing the polymer obtained by polycondensation in a molten state from the reaction vessel, cooling and solidifying,
The solidified polymer is pulverized or pelletized to obtain polymer particles,
Heating the polymer particles, to promote the polycondensation in the solid phase to increase the degree of polymerization of the polymer,
The method for producing a liquid crystal polyester according to claim 1, comprising:
で表されるイミダゾール化合物を含む、液晶ポリエステル製造時の重縮合用の触媒。 The following formula (1a) :
A catalyst for polycondensation at the time of producing a liquid crystal polyester, comprising an imidazole compound represented by the formula:
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