説明

流動能を有するポリエステル成形材料

A)少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、B)KOH 1〜600mg/ポリカーボネート gのOH価(DIN 53240、第2部の記載による)を有する超分枝化されたポリカーボネート0.01〜50質量%、C)他の添加剤0〜60質量%を含有する熱可塑性成形材料であって、この場合成分A)〜C)の質量%の総和は、100%である、熱可塑性成形材料。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、
A)少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、
B)KOH 1〜600mg/ポリカーボネート gのOH価(DIN 53240、第2部の記載による)を有する、高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネート0.01〜50質量%、
C)他の添加剤0〜60質量%を含有する熱可塑性成形材料に関し、この場合成分A)〜C)の総和は、100%である。
【0002】
更に、本発明は、全ての種類の繊維、フィルムおよび成形体を製造するための本発明による成形材料の使用ならびにその際に得られる成形体に関する。
【0003】
ポリカーボネートは、通常、アルコールとホスゲンとの反応から得ることができるかまたはアルコールまたはフェノールとジアルキルカーボネートまたはジアリールカーボネートとのエステル交換から得ることができる。例えば、ビスフェノールから製造される芳香族ポリカーボネートは、工業的に重要であり、脂肪族ポリカーボネートは、市場的価値から見てこれまでそれほど重要でない役を演じている。それについては、Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch 第3/1巻, Polycarbonate Polyacerale, Polyester, Celluloseester, Carl-Hanser-Verlag, Munchen 1992, 第118〜119頁参照。
【0004】
記載された脂肪族ポリカーボネートは、一般に直鎖状に形成されているかまたは僅かな枝分かれ度で形成されている。即ち、米国特許第3305605号明細書には、ポリビニルポリマーのための可塑剤としての15000Daを上廻る分子量を有する固体の直鎖状ポリカーボネートの使用が記載されている。
【0005】
流動能を改善するために、通常、熱可塑性樹脂には、低分子量の添加剤が添加される。しかし、この種の添加剤の作用は、著しく制限されている。それというのも、例えば添加剤の添加量を上昇させた場合の機械的性質の減退は、もはや許容することができないからである。
【0006】
完全な対称構造を有する樹枝状ポリマー、所謂デンドリマーは、中心分子から出発してそれぞれ2個またはそれ以上の二価または多価のモノマーと全ての既に結合されたモノマーとの制御された段階的な結合によって製造することができる。この場合には、全ての結合工程でモノマー末端基の数(ひいては、結合数)は、指数的に増加し、樹木状の構造を有するポリマーを得ることができ、枝がそれぞれ正確にモノマー単位と同一の数を有する、樹木状の構造、理想的な場合に球状の構造を有するポリマーを得ることができる。前記の完全な構造のために、ポリマー特性は好ましいものであり、例えば意外なことに、球表面上の官能基の高い数のために、僅かな粘度および高い反応性が観察される。しかし、全ての結合工程で保護基が導入され、再び除去されなければならないので、製造は、複雑化され、デンドリマーは、通常、実験室規模でのみ製造されるので、精製操作が必要とされる。
【0007】
しかしながら、大工業的方法では、高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリマーを製造することができる。このポリマーは、完全な樹枝状構造と共に、線状のポリマー鎖および不均一なポリマー枝を有するが、しかし、このことは、完全なデンドリマーのポリマー特性と比較してポリマー特性をあまり劣化させるものではない。超分枝化されたポリマーは、2つの合成方法により製造することができ、この場合これらの合成方法は、AB2およびAx+Byとして公知である。その中で、AxおよびByは、種々のモノマーを表わし、指数xおよびyは、AまたはB中に含まれている官能基の数、即ちAまたはBの官能価を表わす。AB2法の場合、三官能価のモノマーは、1個の反応基Aおよび2個の反応基Bと反応され、高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリマーに変わる。A2+B3合成の例で示されるAx+By合成の場合、二官能価のモノマーA2は、三官能価のモノマーB3と反応される。この場合には、最初に平均で1個の官能基Aおよび2個の官能基Bを有するAとBとからなる1:1付加物が生成され、次に、この付加物は、同様に反応して高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリマーに変わることができる。
【0008】
定義されたように形成された多官能価のポリカーボネートは、少し前から公知である。
【0009】
S.P. RannardおよびN.J. Davis, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11729には、ホスゲン類似の化合物としてのカルボニルビスイミダゾールとビスヒドロキシエチルアミノ−2−プロパノールとの反応によって完全に分枝化された樹枝状ポリカーボネートを製造することが記載されている。完全なデンドリマーへの合成は、多工程であり、したがって多額の費用がかかり、工業的規模での転用には、むしろ不向きである。
【0010】
D.H. BoltonおよびK.L.Wooley, Macromolecules 1997, 30, 1890には、1,1,1−トリス(4′−ヒドロキシ)フェニルエタンとカルボニルビスイミダゾールとの反応によって極めて剛性の超分枝化された高分子量の芳香族ポリカーボネートの製造が記載されている。
【0011】
高度に分枝化されたポリカーボネートは、WO 98/50453の記載により製造されてもよい。このWO 98/50453に記載された方法によれば、トリオールは、再びカルボニルビスイミダゾールと反応される。最初にイミダゾリドが生成され、次に、このイミダゾリドは、分子間でさらに反応してポリカーボネートに変わる。記載された方法により、ポリカーボネートは、無色または淡黄色のゴム状の生成物として生じる。
【0012】
高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネートへの記載された合成は、次の欠点を有する:
a)超分枝化された生成物は、高融点を有するかまたはゴム状であり、それによって後の加工可能性は、明らかに制限されていること。
【0013】
b)反応中に遊離されるイミダゾールは、費用をかけて反応混合物から除去されなければならないこと。
【0014】
c)反応生成物は、常に末端にイミダゾリド基を含有する。前記の基は、不安定であり、連続工程により、例えばヒドロキシル基に変換されなければならないこと。
【0015】
d)カルボニルイミダゾールは、比較的に高価な化学薬品であり、この化学薬品は、使用物質費用を著しく上昇させること。
【0016】
従って、本発明は、良好な流動能および同時に良好な機械的性質を有する熱可塑性ポリエステル成形材料を提供するという課題に基づく。
【0017】
意外なことに、工業的に簡単で安価な方法により得ることができる、高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネートは、重要な流れ改良剤として熱可塑性樹脂中で適している。更に、前記のポリカーボネートの構造は、簡単に熱可塑性樹脂中での使用の要件に適合させることができ、このポリカーボネートの定義された構造に基づいて好ましい性質、例えば高い官能価、高い反応性、僅かな粘度および良好な溶解性は、一つになる。
【0018】
それによれば、冒頭に定義された成形材料が見出された。好ましい実施態様は、従属請求項の記載から認めることができる。
【0019】
本発明による成形材料は、少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、有利に30〜99.5質量%、殊に30〜99.3質量%を成分(A)として含有する。
【0020】
一般に、芳香族ジカルボン酸および脂肪族または芳香族ジヒドロキシ化合物をベースとするポリエステルA)が使用される。
【0021】
好ましいポリエステルの第1の群は、ポリアルキレンテレフタレート、殊にアルコール部分に2〜10個のC原子を有するポリアルキレンテレフタレートである。
【0022】
この種のポリアルキレンテレフタレートは、自体公知であり、刊行物中に記載されている。前記のポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸に由来する、主鎖中の芳香環を含有する。この芳香環は、例えばハロゲン、例えば塩素および臭素によって置換されていてもよいし、C1〜C4−アルキル基、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基またはn−プロピル基およびn−ブチル基、イソブチル基または第三ブチル基によって置換されていてもよい。
【0023】
このポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸、そのエステルまたは別のエステル形成誘導体を脂肪族ジヒドロキシ化合物と反応させることによって自体公知の方法で製造されてよい。
【0024】
好ましいジカルボン酸としては、2,6−ナフタリンジカルボン酸、テレフタル酸およびイソフタル酸またはこれらの混合物を挙げることができる。30モル%まで、特に10モル%以下の芳香族ジカルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸または脂環式ジカルボン酸、例えばアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸およびシクロヘキサンジカルボン酸によって代替されていてもよい。
【0025】
脂肪族ジヒドロキシ化合物の中、2〜6個の炭素原子を有するジオール、殊に1,2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよびネオペンチルグリコールまたはこれらの混合物が有利である。
【0026】
特に好ましいポリエステル(A)として、2〜6個のC原子を有するアルカンジオールに由来するポリアルキレンテレフタレートを挙げることができる。前記のポリアルキレンテレフタレートの中、殊にポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートまたはこれらの混合物が好ましい。更に、1,6−ヘキサンジオールおよび/または2−メチル−1,5−ペンタンジオール1質量%まで、特に0.75質量%までを他のモノマー単位として含有するPETおよび/またはPBTは、好ましい。
【0027】
ポリエステル(A)の粘度数は、一般に50〜220、特に80〜160の範囲内にある(ISO 1628によりフェノール/o−ジクロロベンゼン混合物(25℃で質量比1:1)中の0.5質量%の溶液中で測定した)。
【0028】
カルボキシル末端基含量が100ミリ当量/kgまで、有利に50ミリ当量/kgまで、殊に40ミリ当量/kgまでであるポリエステルは、特に好ましい。この種のポリエステルは、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第4401055号明細書に記載の方法により製造されてよい。カルボキシル末端基含量は、通常、滴定法(例えば、電位差滴定)によって測定される。
【0029】
殊に好ましい成形材料は、PBTとは異なるポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)からの混合物を成分A)として含有する。例えば、ポリエチレンテレフタレートの含量は、特に混合物中でA)100質量%に対して50質量%まで、殊に10〜35質量%である。
【0030】
更に、好ましくはリサイクルされたPET材料(スクラップPETとも呼称される)は、場合によってはポリアルキレンテレフタレート、例えばPBTとの混合物で使用することができる。
【0031】
リサイクルされた材料は、一般に次のものである:
1)所謂工業化リサイクル材料:重縮合の際または加工の際の生産廃棄物、例えば射出成形加工の際のスプルー、射出成形加工または押出の際の開始材料、または押し出された板またはフィルムの縁部のばりが重要である。
【0032】
2)消費者のリサイクル材料:これは、最終消費者によって捕集され、処理されるプラスチック製品である。量的に広範囲に優勢である製品は、ミネラルウォーター、ソフトドリンクおよびジュースのための吹込成形されたペットボトルである。
【0033】
2つの種類のリサイクル材料は、粉砕材料として存在していてもよいし、ペレットの形で存在していてもよい。後者のペレットの形の場合には、管状のリサイクル材料は、分離後および清浄化後に押出機中で溶融され、造粒される。それによって、多くの場合には、取り扱い、易流動性および後加工工程のための配量可能性は、簡易化される。
【0034】
造粒されたリサイクル材料ならびに粉砕材料として存在するリサイクル材料は、使用することができ、この場合最大の一辺の長さは、10mm、特に8mm未満である。
【0035】
ポリエステルは、加工の際に加水分解により分解する(液体の痕跡による)ので、リサイクル材料を予め乾燥させることが推奨される。乾燥後の残留湿分含量は、特に0.2%未満、殊に0.05%未満である。
【0036】
他の基としては、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する完全芳香族ポリエステルを挙げることができる。
【0037】
芳香族ジカルボン酸としては、既にポリアルキレンテレフタレートの際に記載された化合物が適している。好ましくは、イソフタル酸5〜100モル%とテレフタル酸0〜95モル%とからなる混合物、殊にテレフタル酸約80%とイソフタル酸20%との混合物、これら2つの酸のほぼ等量になるまでに生じる混合物が使用される。
【0038】
芳香族ジヒドロキシ化合物は、特に一般式
【化1】

〔式中、Zは、8個までのC原子を有するアルキレン基またはシクロアルキレン基、12個までのC原子を有するアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子または硫黄原子、または1個の化学結合を表わし、mは、0〜2の値を有する。この化合物は、フェニレン基上にC1〜C6−アルキル基またはC1〜C6アルコキシ基および弗素、塩素または臭素を置換基として有することができる〕を有する。
【0039】
前記化合物の親化合物としては、例えば
ジヒドロキシジフェニル、
ジ(ヒドロキシフェニル)アルカン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルフィド、
ジ(ヒドロキシフェニル)エーテル、
ジ−(ヒドロキシフェニル)ケトン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルホキシド、
α,α’−ジ−(ヒドロキシフェニル)−ジアルキルベンゼン、
ジ−(ヒドロキシフェニル)スルホン、
ジ−(ヒドロキシベンゾイル)ベンゼン、
レソルシノールおよび
ヒドロキノンならびにこれらの核アルキル化されたかまたは核ハロゲン化された誘導体が挙げられる。
【0040】
これらの中で、
4,4’−ジヒドロキシジフェニル、
2,4−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、
α,α’−ジ−(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、
2,2−ジ−(3’−メチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパンおよび
2,2−ジ−(3’−クロロ−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン
ならびに殊に
2,2−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ジ−(3’,5−ジクロロジヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ジ−(4’−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
3,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンおよび
2,2−ジ−(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン
またはこれらの混合物が好ましい。
【0041】
勿論、ポリアルキレンテレフタレートと完全芳香族ポリエステルとの混合物が使用されてもよい。前記混合物は、一般にポリアルキレンテレフタレート20〜98質量%および完全芳香族ポリエステル2〜80質量%を含有する。
【0042】
勿論、ポリエステルブロックコポリマー、例えばコポリエーテルエステルが使用されてもよい。この種の生成物は、自体公知であり、刊行物中、例えば米国特許第3651014号明細書中に記載されている。また、相応する製品、例えばHytrel(登録商標)(DuPont)は、市場で入手可能である。
【0043】
本発明によれば、ポリエステルとしては、ハロゲン不含のポリカーボネートであってもよい。適当なハロゲン不含のポリカーボネートは、例えば一般式
【化2】

〔式中、Qは、単結合、C1〜C8−アルキレン基、C2〜C3−アルキリデン基、C3〜C6−シクロアルキリデン基、C6〜C12−アリーレン基ならびに−O−、−S−または−SO2−を表わし、mは、0〜2の整数である〕で示されるジフェノールをベースとするポリカーボネートである。
【0044】
ジフェノールは、フェニレン基上に置換基、例えばC1〜C6−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシを有していてもよい。
【0045】
前記式の好ましいジフェノールは、例えばヒドロキノン、レソルシノール、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、2,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサンである。2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンおよび1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサンならびに1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンは、特に有利である。
【0046】
ホモポリカーボネートならびにコポリカーボネートは、成分Aとして適当であり、好ましいのは、ビルフェノールA−ホモポリマーと共に、ビスフェノールAのコポリカーボネートである。
【0047】
適当なポリカーボネートは、公知方法で分枝化されていてよく、実際に有利に使用されるジフェノールの総和に対して0.05〜2.0モル%の少なくとも1つの三官能価化合物、例えば3個または3個より多いフェノール系OH基を有する化合物を導入することによって分枝化されていてよい。
【0048】
1.10〜1.50、殊に1.25〜1.40の相対粘度ηrelを有するポリカーボネートは、特に好適であることが証明された。これは、10000〜200000g/mol、特に20000〜80000g/molの平均分子量Mw(質量平均値)に相当する。
【0049】
前記一般式のジフェノールは、自体公知であるかまたは公知方法により製造可能である。
【0050】
ポリカーボネートの製造は、例えばジフェノールをホスゲンと相界面法により反応させるかまたはジフェノールをホスゲンと均一相法(所謂ピリジン法)により反応させることによって行なうことができ、この場合それぞれ調節すべき分子量は、公知方法で相応する量の公知の連鎖停止剤によって達成される。(ポリジオルガノシロキサン含有ポリカーボネートについては、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第3334782号明細書参照)。
【0051】
適当な連鎖停止剤は、例えばフェノール、p−第三ブチルフェノール、他に長鎖アルキルフェノール、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第2842005号明細書に記載の4−(1,3−テトラメチル−ブチル)−フェノールまたはドイツ連邦共和国特許出願公開第3506472号明細書に記載のアルキル置換基中に全部で8〜20個のC原子を有するモノアルキルフェノールまたはジアルキルフェノール、例えばp−ノニルフェニル、3,5−ジ−第三ブチルフェノール、p−第三オクチルフェノール、p−ドデシルフェノール、2−(3,5−ジメチル−ヘプチル)−フェノールおよび4−(3,5−ジメチルヘプチル)−フェノールである。
【0052】
本発明の範囲内のハロゲン不含のポリカーボネートは、ポリカーボネートがハロゲン不含のジフェノール、ハロゲン不含の連鎖停止剤および場合によってはハロゲン不含の分枝化剤から形成されていることを意味し、この場合例えば相界面法によるホスゲンを用いてのポリカーボネートの製造から生じる鹸化可能な塩素の二次的ppm量の含量は、本発明の範囲内でハロゲン含有とは見なすべきではない。鹸化可能な塩素のppm含量を有するこの種のポリカーボネートは、本発明の範囲内でハロゲン不含のポリカーボネートである。
【0053】
更に、適当な成分A)としては、無定形のポリエステルカーボネートが挙げられ、この場合ホスゲンは、製造の際に芳香族ジカルボン酸単位、例えばイソフタル酸単位および/またはテレフタル酸単位に対して代替された。この状況の詳細については、欧州特許出願公開第711810号明細書に指摘されている。
【0054】
更に、モノマー単位としてシクロアルキル基を有する適当なコポリカーボネートは、欧州特許出願公開第365916号明細書中に記載されている。
【0055】
更に、ビスフェノールAは、ビスフェノールTMCによって代替されていてよい。この種のポリカーボネートは、Bayer社の(登録商標)APEC HTで入手可能である。
【0056】
本発明による成形材料は、KOH1〜600mg、特に10〜550mg、殊に50〜550mg/ポリカーボネートgの(DIN 53240、第2部による)OH価を有する、高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネート0.01〜50質量%、特に0.5〜20質量%、殊に0.7〜10質量%を成分B)として含有する。
【0057】
超分枝化されたポリカーボネートB1)は、本発明の範囲内で構造的ならびに分子的に単一でない、ヒドロキシル基およびカーボネート基を有する架橋されていない高分子である。この超分枝化されたポリエステルは、片側でデンドリマーと同様に中心分子から出発して形成されていてよいが、しかし、枝の単一でない鎖長で形成されていてよい。前記の超分枝化されたポリエステルは、別の側で線状で官能性の側基で形成されていてもよいし、2つの極値の組合せとして線状の分子部分および分枝された分子部分を有していてもよい。樹枝状ポリマーおよび超分枝化されたポリマーを定義するために、P.J. Flory, J.Am.Chem.Soc. 1952, 74, 2718およびH. Frey et al., Chem. Eur. J. 2000, 6, No.14, 2499も参照せよ。
【0058】
"超分枝化された"とは、本発明に関連して、枝分かれ度(枝分かれの程度、DB)、即ち樹枝状結合部の平均数および1分子当たりの末端基の平均数が10〜99.9%、有利に20〜99%、特に有利に20〜95%であることである。
【0059】
"樹枝状"とは、本発明に関連して、枝分かれ度が99.9〜100%であることである。"枝分かれ度"を定義するために、H. Frey et al., Acta Polym. 1997, 48, 30が参照され、次式のように定義されている。
【0060】
【数1】

として定義されている。
(この場合、Tは、末端のモノマー単位の平均数を意味し、Zは、分枝化されたモノマー単位の平均数を意味し、Lは、それぞれの物質の巨大分子中の線状モノマー単位の平均数を意味する。)
特に、成分B1)は、100〜15000g/mol、特に200〜12000g/mol、殊に500〜10000g/molの分子量の平均値を有する(GPC、標準PMMA)。
【0061】
ガラス転移温度Tgは、殊に−80℃〜+140℃、特に−60℃〜120℃である(DSC、DIN 53765による)。
【0062】
殊に、23℃での粘度(mPas)(DIN53019による)は、50〜200000、殊に100〜150000、殊に有利に200〜100000である。
【0063】
成分B1)は、特に少なくとも次の工程:
a)一般式RO[(CO)]nORの少なくとも1つの有機カーボネート(A)を、少なくとも3個のOH基を有する少なくとも1つの脂肪族、脂肪族/芳香族または芳香族のアルコール(B)と、アルコールROHの除去下に反応させ、1つ以上の縮合生成物(K)に変え、この場合Rは、それぞれ互いに無関係に1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝鎖状の脂肪族、芳香族/脂肪族または芳香族の炭化水素基であり、および基Rは、環の形成下に互いに結合されていてよく、nは、1〜5の整数を表わす工程または
ab)ホスゲン、ジホスゲンまたはトルホスゲンを上記アルコール(B)と、塩化水素の除去下に反応させる工程、ならびに
b)縮合生成物(K)を分子間反応させ、高官能価の高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネートに変え、
この場合反応混合物中でのOH基とカーボネートとの量比は、縮合生成物(K)が平均で1個のカーボネート基および1個より多いOH基を有するかまたは1個のOH基および1個より多いカーボネート基を有するように選択される工程を含む方法によって得ることができる。
【0064】
出発材料として、ホスゲン、ジホスゲンまたはトリホスゲンが使用されてよく、この場合有機カーボネートが好ましい。
【0065】
出発材料として使用される、一般式RO(CO)nORの有機カーボネート(A)の基Rは、それぞれ互いに無関係に1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝鎖状の脂肪族、芳香族/脂肪族または芳香族の炭化水素基である。2個の基Rは、環の形成下に互いに結合されていてもよい。有利には、脂肪族炭化水素基が重要であり、特に有利には、1〜5個のC原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル基が重要であるかまたは置換または非置換のフェニル基が重要である。
【0066】
殊に、式RO(CO)nORの簡単なカーボネートが使用され、nは、特に1〜3、殊に1である。
【0067】
ジアルキルカーボネートまたはジアリールカーボネートは、例えば脂肪族、芳香脂肪族または芳香族のアルコール、特にモノアルコールとホスゲンとの反応から製造されてよい。更に、前記カーボネートは、アルコールまたはフェノールをCOにより貴金属、酸素またはNOxの存在下で酸化カルボニル化することにより製造されてもよい。ジアリールカーボネートまたはジアルキルカーボネートの製造法のために、"Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", 第6版, 2000 Electronic Release, Verlag Wiley-VCHも参照のこと。
【0068】
適当なカーボネートの例は、脂肪族、芳香族/脂肪族または芳香族のカーボネート、例えばエチレンカーボネート、1,2−プロピレンカーボネートまたは1,3−プロピレンカーボネート、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、ジキシリルカーボネート、ジナフチルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、ジベンジルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジイソブチルカーボネート、ジペンチルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート、ジヘプチルカーボネート、ジオクチルカーボネート、ジデシルカーボネートまたはジドデシルカーボネートを含む。
【0069】
nが1より大きいカーボネートの例は、ジアルキルジカーボネート、例えばジ(第三ブチル)ジカーボネートまたはジアルキルトリカーボネート、例えばジ(第三ブチルトリカーボネート)を含む。
【0070】
好ましくは、脂肪族カーボネート、殊に基が1〜5個のC原子を含む脂肪族カーボネート、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネートまたはジイソブチルカーボネートが使用される。
【0071】
有機カーボネートは、少なくとも3個のOH基を有する少なくとも1つの脂肪族アルコール(B)または2つ以上の異なるアルコールの混合物と反応される。
【0072】
少なくとも3個のOH基を有する化合物の例は、グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミン、トリス(ヒドロキシエタン)アミン、トリス(ヒドロキシプロピル)アミン、ペンタエリトリット、ジグリセリン、トリグリセリン、ポリグリセリン、ビス(トリメチロールプロパン)、トリス(ヒドロキシメチル)イソシアヌレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、フロログルシノール(Phloroglucinol)、トリヒドロキシトルオール、トリヒドロキシジメチルベンゼン、フロログルシド(Phloroglucide)、ヘキサヒドロキシベンゼン、1,3,5−ベンゼントリメタノール、1,1,1−トリス(4′−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリス(4′−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(トリメチロールプロパン)または糖、例えばグルコース、三官能価または多官能価のアルコールおよび酸化エチレン、酸化プロピレンまたは酸化ブチレンをベースとする三官能価または多官能価のポリエーテロール、またはポリエステロールを含む。この場合には、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオール、ペンタエリトリット、ならびにこれらとの、酸化エチレンまたは酸化プロピレンをベースとするポリエーテロールが特に好ましい。
【0073】
この多官能価アルコールは、二官能価アルコール(B′)との混合物で使用されてもよく、この場合には、使用される全てのアルコールの平均OH官能価は、2よりも大きい。2個のOH基を有する適当な化合物の例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオールおよび1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオールおよび1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオールおよび1,5−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、1,1′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、レソルシノール、ヒドロキノン、4,4′−ジヒドロキシフェニル、ビス−(4−ビス(ヒドロキシフェニル))スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)トルエン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ジヒドロキシベンゾフェノン、酸化エチレン、酸化プロピ酸、酸化ブチレンまたはその混合物をベースとする二官能性ポリエーテルポリオール、ポリテトラヒドロフラン、ポリカプロラクトンまたはジオールおよびジカルボン酸をベースとするポリエステロールを含む。
【0074】
ジオールは、ポリカーボネートの性質を細かく調節するために使用される。二官能価アルコールを使用する場合には、二官能価アルコールB′)と少なくとも三官能価のアルコール(B)との比は、当業者によってポリカーボネートの望ましい性質に応じて確定される。一般に、単数のアルコール(B′)または複数のアルコール(B′)の量は、全てのアルコール(B)と(B′)とが一緒になった全体量に関連して0〜50モル%である。好ましくは、この量は、0〜45モル%、特に有利に0〜35モル%、殊に有利に0〜30モル%である。
【0075】
ホスゲン、ジホスゲンまたはトルホスゲンとアルコールまたはアルコール混合物との反応は、一般に塩化水素を除去しながら行なわれ、本発明による多官能価の高度に分枝化されたポリカーボネートへのカーボネートとアルコールまたはアルコール混合物との反応は、一官能価アルコールまたはフェノールをカーボネート分子から除去しながら行なわれる。
【0076】
本発明による方法により形成された多官能価の高度に分枝化されたポリカーボネートは、ヒドロキシル基および/またはカーボネート基との反応後に、即ちさらに変性することなく末端を形成している。このポリカーボネートは、種々の溶剤中、例えば水、アルコール、例えばメタノール、エタノール、ブタノール、アルコール/水混合物、アセトン、2−ブタノン、酢酸エステル、ブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、メトキシエチルアセテート、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネート中で良好に溶解する。
【0077】
多官能価のポリカーボネートは、本発明の範囲内で、ポリマー骨格を形成するカーボネート基と共に、末位または側位にさらに少なくとも3個、有利に少なくとも6個、さらに好ましくは少なくとも10個の官能基を有する生成物である。官能基は、カーボネート基および/またはOH基である。末位または側位の官能基の数は、原理的に上向きには制限されていないが、しかし、極めて大きな数の巻の基を有する生成物は、望ましくない性質、例えば高い粘度または劣悪な溶解性を有する。本発明の多官能価のポリカーボネートは、多くの場合に末位または側位の官能基500個以下、有利に末位または側位の官能基100個以下を有する。
【0078】
多官能価のポリカーボネートB1)を製造する場合には、OH基含有化合物とホスゲンまたはカーボネートとの比を、生じる最も簡単な縮合生成物(他の縮合生成物において(K)と呼称される)が平均で1個のカーボネート基またはカルバモイル基および1個以上のOH基または1個のOH基および1個以上のカーボネート基またはカルバモイル基を含有するように調節することが必要とされる。この場合、カーボネート(A)とジアルコールまたはポリアルコール(B)とからなる縮合生成物(K)の最も簡単な構造は、配置XYnまたはYnXを生じ、この場合Xは、カーボネート基を表わし、Yは、ヒドロキシル基を表わし、nは、一般に1〜6、特に1〜4、特に有利に1〜3の数を表わす。この場合、個々の基として生じる反応性基は、以下、"フォーカス基(fokale Gruppe)"と呼称される。
【0079】
例えば、カーボネートと二価アルコールとからなる最も簡単な縮合生成物(K)を製造する場合には、反応比は、1:1であり、こうして平均で型XYの分子が生じ、一般式1によって具体的に示される。
【0080】
【化3】

【0081】
カーボネートと三価アルコールとから縮合生成物(K)を製造する場合には、1:1の反応比で平均で型XY2の分子が生じ、一般式2によって具体的に示される。この場合、フォーカス基は、カーボネート基である。
【0082】
【化4】

【0083】
同様に、カーボネートと四価アルコールとから縮合生成物(K)を製造する場合には、1:1の反応比で平均で型XY3の分子が生じ、一般式3によって具体的に示される。この場合、フォーカス基は、カーボネート基である。
【0084】
【化5】

【0085】
式1〜3において、Rは、冒頭に定義された意味を有し、R1は、脂肪族基または芳香族基を表わす。
【0086】
更に、縮合生成物(K)は、例えばカーボネートと三価アルコールとから、一般式4によって具体的に示されているように製造され、この場合反応比は、2:1のモル比である。この場合には、平均で型X2Yの分子が生じ、この場合、フォーカス基は、OH基である。式4において、RおよびR1は、式1〜3の場合と同じ意味を有する。
【0087】
【化6】

【0088】
前記成分に付加的に二官能価化合物、例えばジカーボネートまたはジオールを添加した場合には、その結果、例えば一般式5で具体的に示されているように、鎖の延長を生じる。再び、平均で型XY2の分子が生じ、この場合、フォーカス基は、カーボネート基である。
【0089】
【化7】

【0090】
式5中で、R2は、有機の、有利に脂肪族の基を表わし、RおよびR1は、前記の記載と同様に定義されている。
【0091】
合成のために数多くの縮合生成物(K)が使用されてもよい。この場合には、一面で多数のアルコールまたは多数のカーボネートが使用されてよい。更に、使用されたアルコールとカーボネートまたはホスゲンとの比を選択することによって、異なる構造の種々の縮合生成物の混合物を得ることができる。これは、カーボネートと三価アルコールとの反応の例につき例示的に詳説される。(II)で示されているように比1:1の出発生成物を使用する場合には、分子XY2を得ることができる。(IV)で示されているように比2:1の出発生成物を使用する場合には、分子XY2を得ることができる。比1:1〜2:1の場合には、分子XY2と分子X2Yの混合物を得ることができる。
【0092】
例示的に式1〜5に記載された簡単な縮合生成物(K)は、本発明によれば、有利に分子間で多官能価の重縮合生成物、以下、重縮合生成物(P)と呼ぶ、を形成させながら反応する。縮合生成物(K)および縮合生成物(P)への反応は、通常、0〜250℃の温度、有利に60〜160℃で物質中または溶液中で行なわれる。この場合には、一般にそれぞれのエダクトに対して不活性である全ての溶剤が使用されうる。好ましくは、有機溶剤、例えばデカン、ドデカン、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、キシレン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドまたはソルベントナフサが使用される。
【0093】
1つの好ましい実施態様において、縮合反応は、物質中で実施される。反応の際に遊離する一官能価アルコールROHまたはフェノールは、反応を促進させるために、蒸留により、場合によっては減圧下で反応平衡から除去されうる。
【0094】
留去が設けられている場合には、反応の際に140℃未満の沸点を有するアルコールROHを遊離するようなカーボネートを使用することが定期的に推奨される。
【0095】
反応を促進させるために、触媒または触媒混合物が添加されてもよい。適当な触媒は、エステル化反応またはエステル交換反応を促進する化合物、例えばアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、特にナトリウム、カリウムまたはセシウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、第三アミン、グアニジン、アンモニウム化合物、ホスホニウム化合物、アルミニウム化合物、錫化合物、亜鉛化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物または蒼鉛化合物、さらに例えばドイツ連邦共和国特許第10138216号明細書またはドイツ連邦共和国特許第10147712号明細書中に記載されたような所謂二重金属シアン化物(DMC)触媒である。
【0096】
特に、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、ジアザビシクロオクタン(DABCO)、ジアザビシクロノナン(DBN)、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、イミダゾール、例えばイミダゾール、1−メチルイミダゾールまたは1,2−ジメチルイミダゾール、チタンテトラブチラート、チタンテトライソプロピラート、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫ジラウレート、ジオクタン酸錫、ジルコニウムアセチルアセトネートまたはその混合物が使用される。
【0097】
触媒の添加は、一般に使用されたアルコールまたはアルコール混合物の量に対して50〜10000質量ppm、有利に100〜5000質量ppmの量で行なわれる。
【0098】
更に、適当な触媒の添加ならびに適当な温度の選択によって分子間重縮合反応を制御することも可能である。更に、出発成分の組成および滞留時間により、ポリマー(P)の平均分子量が生じる。
【0099】
高められた温度で製造された縮合生成物(K)または重縮合生成物(P)は、室温で通常よりいっそう長い事件に亘って安定である。
【0100】
縮合生成物(K)の状態のために、縮合反応から異なる構造を有する重縮合生成物(P)を生じうることが可能であり、この場合この重縮合生成物は、分枝鎖を有するが、しかし、架橋を有しない。更に、重縮合生成物(P)は、理想的な場合にフォーカス基としてのカーボネート基および2個以上のOH基を有するかまたはフォーカス基としてのOH基および2個以上のカーボネート基を有する。この場合、反応性基の数は、使用された縮合生成物(K)の状態および重縮合度から生じる。
【0101】
例えば、一般式2による縮合生成物(K)は、3回の分子間縮合によって反応することができ、一般式6および7で記載される2つの異なる重縮合生成物に変わる。
【0102】
【化8】

【0103】
式6および7において、RおよびR′は、前記と同様に定義されている。
【0104】
分子間重縮合反応を中断させるために、種々の方法が存在する。例えば、温度は、反応が停止し、生成物(K)または重縮合生成物(P)が貯蔵安定性であるような範囲に減少させることができる。
【0105】
更に、触媒を、塩基性の場合には、例えばルイス酸またはプロトン酸の添加によって失活させることができる。
【0106】
もう1つの実施態様において、縮合生成物(K)の分子間反応のために、望ましい重縮合度を有する重縮合生成物(P)が存在する場合には、直ちに反応を中断させるために、生成物(P)に(P)のフォーカス基に対して反応性の基を有する生成物を添加することができる。即ち、カーボネート基の場合には、フォーカス基として、例えばモノアミン、ジアミンまたはポリアミンが添加されてよい。フォーカス基としてのヒドロキシル基の場合には、生成物(P)に例えばモノイソシアネート、ジイソシアネートまたはポリイソシアネート、エポキシド基を含有する化合物またはOH基と反応性の酸誘導体を添加することができる。
【0107】
本発明による多官能価ポリカーボネートは、多くの場合に0.1ミリバール〜20バールの圧力範囲、有利に1ミリバール〜5バールで反応器中または反応器カスケード中で製造され、この場合これらの反応器または反応器カスケードは、バッチ式運転でか、半連続的にかまたは連続的に運転される。
【0108】
反応条件を前記のように調節し、場合によっては適当な溶剤を選択することによって、本発明による生成物は、製造後に後精製なしに後加工されることができる。
【0109】
もう1つの好ましい実施態様において、生成物は、ストリッピングされ、即ち生成物は、低分子量の揮発性化合物から遊離される。そのために、望ましい変換度の達成後に、触媒は、場合によっては失活され、低分子量の揮発性成分、例えばモノアルコール、フェノール、カーボネート、炭化水素または易揮発性のオリゴマー化合物または環式化合物は、蒸留により、場合によってはガス、特に窒素、二酸化炭素または空気の導入下に、場合によっては減圧下で除去される。
【0110】
更に好ましい実施態様において、本発明によるポリカーボネートは、既に反応によって得ることができた官能基と共に、他の官能基を得ることができる。この場合、官能化は、分子量の形成中にかまたは事後に、即ち固有の重縮合の終結後に行なうことができる。
【0111】
分子量の形成前または分子量の形成中に、ヒドロキシル基またはカーボネート基と共に、他の官能基または官能性要素を有する成分が生じた場合には、ランダムに分布された、カーボネート基またはヒドロキシル基とは異なる官能性を有するポリカーボネート−ポリマーを得ることができる。
【0112】
この種の効果は、例えばヒドロキシル基、カーボネート基またはカルバモイル基と共に、他の官能基または官能性要素、例えばメルカプト基、第一アミノ基、第二アミノ基または第三アミノ基、エーテル基、カルボン酸の誘導体、スルホン酸の誘導体、ホスホン酸の誘導体、シラン基、シロキサン基、アリール基または長鎖アルキル基を有する化合物の添加によって重縮合中に達成することができる。カルバメート基を用いての変性のために、例えばエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、2−(ブチルアミン)エタノール、2−(シクロヘキシルアミノ)エタノール、2−アミノ基−1−ブタノール、2−(2′−アミノエトキシ)エタノールまたはアンモニアの高級アルコキシル化生成物、4−ヒドロキシピペリジン、1−ヒドロキシエチルピペラジン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、トリス(ヒドロキシエチル)アミノメタン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンまたはイソホロンジアミンを使用することができる。
【0113】
メルカプト基での変性のために、例えばメルカプトエタノールが使用されうる。第三アミノ基は、例えばN−メチルジエタノールアミン、N−メチルジプロパノールアミンまたはN,N−ジメチルエタノールアミンを組み入れることによって製造することができる。エーテル基は、例えば二官能価ポリエーテロールまたは多官能価ポリエーテロールを縮合導入することによって発生させることができる。長鎖アルキル基は、長鎖アルカンジオールとの反応によって導入することができ、アルキルジイソシアネートまたはアリールジイソシアネートは、アルキル基、アリール基およびウレタン基または尿素基を有するポリカーボネートを発生させる。
【0114】
エステル基は、ジカルボン酸、トリカルボン酸、例えばテレフタル酸ジメチルエステルまたはトリカルボン酸エステルを添加することによって形成させることができる。
【0115】
事後の官能化は、得られた多官能価の高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネートを付加的な処理工程(工程c)で、ポリカーボネートのOH基および/またはカーボネート基またはカルバモイル基と反応することができる適当な官能化試薬と反応させることにより得ることができる。
【0116】
ヒドロキシル基を含有する多官能価の高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネートは、例えば酸基またはイソシアネート基を含有する分子の添加によって変性されてよい。例えば、酸基を含有するポリカーボネートは、無水物基を含有する化合物との反応によって得ることができる。
【0117】
更に、ヒドロキシル基を含有する多官能価のポリカーボネートは、アルキレンオキシド、例えば酸化エチレン、酸化プロピレンまたは酸化ブチレンとの反応によって多官能価のポリカーボネート−ポリエーテルポリオールに変換されてもよい。
【0118】
本方法の大きな利点は、経済性にある。縮合生成物(K)または重縮合生成物(P)への変換ならびに別の官能基または要素を有するポリカーボネートへの(K)または(P)の反応は、反応装置中で行なうことができ、このことは、工業的および経済的に好ましい。
【0119】
本発明による成形材料は、成分C)として、B)とは異なる、他の添加剤および加工助剤を0〜60質量%、殊に50質量%まで含有することができる。
【0120】
本発明による成形材料は、成分C)として、10〜40個、有利に16〜22個のC原子を有する飽和または不飽和脂肪族カルボン酸と2〜40個、有利に2〜6個のC原子を有する脂肪族飽和アルコールまたはアミンとの少なくとも1つのエステルまたはアミドを0〜5質量%、特に0.05〜3質量%、殊に0.1〜2質量%含有することができる。
【0121】
カルボン酸は、1価であってもよいし、2価であってもよい。例としては、ペラルゴン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、マルガリン酸、ドデカン二酸、ベヘン酸および特に有利にステアリン酸、カプリン酸ならびにモンタン酸(30〜40個のC原子を有する脂肪酸の混合物)が挙げられる。
【0122】
脂肪族アルコールは、1〜4価であることができる。アルコールの例は、n−ブタノール、n−オクタノール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリットであり、この場合には、グリセリンおよびペンタエリトリットが好ましい。
【0123】
脂肪族アミンは、1〜3価であることができる。このための例は、ステアリルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジ(6−アミノヘキシル)アミンであり、この場合には、エチレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミンが特に好ましい。好ましいエステルまたはアミドは、相応するグリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、エチレンジアミンジステアレート、グリセリンモノパルミトレート、グリセリントリラウレート、グリセリンモノベヘネートおよびペンタエリトリットテトラステアレートである。
【0124】
種々のエステルまたはアミドまたはエステルとアミドとの混合物も組合せで使用されてよく、この場合混合比は、任意である。
【0125】
更に、通常の添加剤C)は、例えば40質量%まで、特に30質量%までの量でのゴム弾性ポリマーである(しばしば、耐衝撃変性剤、エラストマーまたはゴムとも呼称される)。
【0126】
この場合には、一般に有利に次のモノマーの少なくとも2つから形成されているコポリマーが重要である:エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソブテン、イソプレン、クロロプレン、ビニルアセテート、スチレン、アクリルニトリルおよびアルコール成分中の1〜18個のC原子を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル。
【0127】
この種のポリマーは、例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 第14/1巻(Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961), 第392〜406頁およびC.B. Bucknallの論文,"Toughened Plactcs"(Applied Science Publishers, London, 1977)に記載されている。
【0128】
次に、若干の好ましい種類のかかるエラストマーを記載する。
【0129】
好ましい種類のかかるエラストマーは、所謂エチレン−プロピレン(EPM)またはエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ゴムである。
【0130】
EPMゴムは、一般に実際に二重結合を実際にもはや有さず、一方、EPDMゴムは、1〜20個の二重結合/100個のC原子を有することができる。
【0131】
EPDMゴムのためのジエン−モノマーとしては、例えば共役結合されたジエン、例えばイソプレンおよびブタジエン、5〜25個のC原子を有する共役結合されていないジエン、例えばペンター1,4−ジエン、ヘキサ−1,4−ジエン、ヘキサ−1,5−ジエン、2,5−ジメチルヘキサ−1,5−ジエンおよびオクタ−1,4−ジエン、環式ジエン、例えばシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエンおよびジシクロペンタジエンならびにアルケニルノルボルネン、例えば5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ブチリデン−2−ノルボルネン、2−メタリル−5−ノルボルネン、2−イソプロペニル−5−ノルボルネンおよびトリシクロジエン、例えば3−メチル−トリシクロ(5.2.1.0.2.6)−3,8−デカジエンまたはその混合物が挙げられる。好ましいのは、ヘキサ−1,5−ジエン、5−エチリデンノルボルネンおよびジシクロペンタジエンである。EPDMゴムのジエン含量は、ゴムの全質量に対して特に0.5〜50質量%、殊に1〜8質量%である。
【0132】
EPMゴムまたはEPDMゴムは、特に反応性カルボン酸またはその誘導体でグラフトされていてよい。この場合には、例えばアクリル酸、メタクリル酸およびその誘導体、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、ならびに無水マレイン酸が挙げられる。
【0133】
好ましいゴムのもう1つの群は、エチレンとアクリル酸および/またはメタクリル酸および/またはこれらの酸のエステルとのコポリマーである。付加的に、ゴムは、なおジカルボン酸、例えばマレイン酸およびフマル酸またはこれらの酸の誘導体、例えばエステルおよび無水物、および/またはエポキシ基含有モノマーを含有していてよい。前記のジカルボン酸誘導体またはエポキシ基含有モノマーは、特に一般式IまたはIIまたはIIIまたはIVのジカルボン酸基含有モノマーまたはエポキシ基含有モノマーをモノマー混合物に添加することによってゴム中に組み入れられる。
1C(COOR2)=C(COOR3)R4 (I)
【化9】

上記式中、R1〜R9は、水素または1〜6個のC原子を有するアルキル基を表わし、mは、0〜20の整数であり、gは、0〜10の整数であり、pは、0〜5の整数である。
【0134】
特に、基R1〜R9は、水素を表わし、この場合mは、0または1を表わし、gは、1を表わす。相応する化合物は、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、アリルグリシジルエーテルおよびビニルグリシジルエーテルである。
【0135】
式I、IIおよびIVの好ましい化合物は、マレイン酸、無水マレイン酸およびアクリル酸および/またはメタクリル酸のエポキシ基含有エステル、例えばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートおよび第三アルコールとのエステル、例えば第三ブチルアクリレートである。この最後のエステルは、実際に遊離カルボキシル基を有しないが、しかし、その挙動は、遊離酸に近く、したがって潜在性カルボキシル基を有するモノマーと呼称される。
【0136】
好ましくは、コポリマーは、エチレン50〜98質量%、エポキシ基含有モノマーおよび/またはメタクリル酸および/または酸無水物基含有モノマー0.1〜20質量%ならびに残量の(メタ)アクリル酸エステルからなる。
【0137】
特に好ましいのは、
エチレン50〜98質量%、殊に55〜95質量%、
グリシジルアクリレートおよび/またはグリシジルメタクリレート、(メタ)アクリル酸および/または無水マレイン酸0.1〜40質量%、殊に0.3〜20質量%およびn−ブチルアクリレートおよび/または2−エチルヘキシルアクリレート1〜45質量%、殊に10〜40質量%からなるコポリマーである。
【0138】
更に、アクリル酸および/またはメタクリル酸の好ましいエステルは、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステルおよびイソブチルエステルまたは第三ブチルエステルである。
【0139】
それと共に、ビニルエステルおよびビニルエーテルもコモノマーとして使用可能である。
【0140】
前記のエチレンコポリマーは、自体公知の方法により、特に高い圧力下および高められた温度でのランダム共重合によって製造されてよい。相応する方法は、一般に公知である。
【0141】
また、好ましいエラストマーは、乳化重合体であり、この乳化重合体の製造は、例えばBlackleyの論文"Emulsion Polymerization"中に記載されている。使用可能な乳化剤および触媒は、自体公知である。
【0142】
原則的に、均一に形成されたエラストマーが使用されてもよいし、殻構造を有するエラストマーが使用されてもよい。殻状の構造は、個々のモノマーの添加順序によって定められ;ポリマーの形態もこの添加順序によって影響を及ぼされる。
【0143】
この場合、エラストマーのゴム部分を製造するためのモノマーとしての代替物は、アクリレート、例えばn−ブチルアクリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレート、相応するメタクリレート、ブタジエンおよびイソプレンならびにこれらの混合物が挙げられる。前記モノマーは、他のモノマー、例えばスチレン、アクリルニトリル、ビニルエーテルおよび他のアクリレートまたはメタクリレート、例えばメチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレートおよびプロピルアクリレートと共重合されてよい。
【0144】
エラストマーの軟質相またはゴム相(0℃未満のガラス転移温度を有する)は、核、外殻または中間の殻(二殻を上廻る構造を有するエラストマーの場合)であることができ;多殻のエラストマーの場合には、多殻は、ゴム相から形成されていてもよい。
【0145】
ゴム相と共に、なお1つ以上の硬質成分(20℃を上廻るガラス転移温度を有する)がエラストマーの構造に関与する場合には、このエラストマーは、一般に主要モノマーとしてのスチレン、アクリルニトリル、メタクリルニトリル、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレートおよびメチルメタクリレートを重合させることによって製造される。
【0146】
それと共に、この場合には、僅かな含量の他のコモノマーが使用されてもよい。
【0147】
若干の場合には、表面に反応性基を有する乳化重合体を使用することは、好ましいことが判明した。この種の基は、例えばエポキシ基、カルボキシル基、潜在性カルボキシル基、アミノ基またはアミド基ならびに一般式
【化10】

〔式中、置換基は、次の意味を有することができる:
10は、水素またはC1〜C4−アルキル基を表わし、
11は、水素、C1〜C8−アルキル基またはアリール基、殊にフェニルを表わし、
12は、水素、C1〜C10−アルキル基、C6〜C12−アリール基または−OR13を表わし、
13は、C1〜C8−アルキル基またはC6〜C12−アリール基を表わし、これらの基は、場合によってはO含有基またはN含有基で置換されていてよく、
Xは、化学結合、C1〜C10−アルキレン基またはC6〜C12−アリーレン基または
【化11】

を表わし、
Yは、O−ZまたはNH−Zを表わし、
Zは、C1〜C10−アルキレンまたはC6〜C12−アリーレン基を表わす〕で示されるモノマーを共用することによって導入されてよい官能基である。
【0148】
また、欧州特許出願公開第208187号明細書中に記載されてグラフトモノマーは、表面上への反応性基の導入に適している。
【0149】
他の例としては、なおアクリルアミド、メタクリルアミドおよびアクリル酸またはメタクリル酸の置換されたエステル、例えば(N−第三ブチルアミノ)−エチルメタクリレート、(N,N−ジメチルアミノ)エチルアクリレート、(N,N−ジメチルアミノ)−メチルアクリレートおよび(N,N−ジエチルアミノ)エチルアクリレートが挙げられる。
【0150】
更に、ゴム相の粒子が架橋されてもよい。架橋剤として作用するモノマーは、例えばブタ−1,3−ジエン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレートおよびジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレートならびに欧州特許出願公開第50265号明細書中に記載の化合物である。
【0151】
更に、所謂グラフト架橋性モノマー(グラフト結合性モノマー)、即ち重合の際に異なる速度で反応する、2個以上の重合可能な二重結合を有するモノマーが使用されてもよい。特に、少なくとも1個の反応性基が残りのモノマーとほぼ同じ速度で重合し、一方で、別の反応性基(または複数の反応性基)が例えば明らかによりいっそう緩徐に重合するような化合物が使用される。異なる重合速度は、ゴム中に一定含量の不飽和二重結合を必然的に伴なう。引続き、このようなゴム上に他の相がグラフトされる場合には、ゴム中に存在する二重結合は、少なくとも部分的にグラフトモノマーと化学結合の形成下に反応し、即ちグラフトされた相は、少なくとも部分的に化学結合によりグラフト主鎖と結合している。
【0152】
このようなグラフト架橋性モノマーの例は、アルキル基含有モノマー、殊にエチレン系不飽和カルボン酸のアリルエステル、例えばアリルアクリレート、アリルメタクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート、ジアリルイタコネートまたは相応する前記ジカルボン酸のモノアリル化合物である。それと共に、多数の他の適当なグラフト架橋性モノマーが存在し;この場合、詳細については、例えば米国特許第4148846号明細書が指摘されてよい。
【0153】
一般に、耐衝撃変性ポリマーに対する前記架橋性モノマーの含量は、耐衝撃変性ポリマーに対して5質量%まで、特に3質量%以下である。
【0154】
次に、若干の好ましい乳化重合体を記載する。この場合には、最初に1つの核および少なくとも1つの外殻を有するグラフトポリマーを挙げることができ、このグラフトポリマーは、次の構造を有する:
【表1】

【0155】
このグラフトポリマー、殊にABSポリマーおよび/またはASAポリマーは、40質量%までの量で特にPBTの耐衝撃変性のために、場合によってはポリエチレンテレフタレート40質量%までとの混合物で使用される。相応する配合物製品は、Ultradur(登録商標)S(BASF AG社の以前のUltrablend(登録商標)S)で入手可能である。
【0156】
多殻の構造を有するグラフトポリマーの代わりに、ブタ−1,3−ジエン、イソプレンおよびn−ブチルアクリレートまたはこれらのコポリマーからなる均一な、即ち一殻のエラストマーが使用されてもよい。また、前記製品は、反応性基を有する架橋性モノマーまたは複数のモノマーを共用することによって製造されてよい。
【0157】
好ましい乳化重合体の例は、n−ブチルアクリレート/(メタ)アクリル酸コポリマー、n−ブチルアクリレート/グリシジルアクリレートコポリマーまたはn−ブチルアクリレート/グリシジルメタクリレートコポリマー、n−ブチルアクリレートからなるかまたはブタジエンをベースとする内殻と、前記コポリマーおよびエチレンと反応性基を供給するコモノマーとのコポリマーからなる外殻とを有するグラフトポリマーである。
【0158】
記載されたエラストマーは、別の常用の方法により、例えば懸濁重合によって製造されてもよい。
【0159】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3725576号明細書、欧州特許出願公開第235690号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第3800603号明細書および欧州特許出願公開第319290号明細書に記載されているようなシリコーンゴムは、同様に好ましい。
【0160】
勿論、前記のゴム種の混合物が使用されてもよい。
【0161】
繊維状または粒子状の充填剤C)としては、炭素繊維、ガラス繊維、ガラス玉、無定形珪酸、アスベスト、珪酸カルシウム、メタ珪酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、白亜、粉末状石英、雲母、硫酸バリウムおよび長石が挙げられ、これらは、50質量%まで、殊に40質量%までの量で使用される。
【0162】
好ましい繊維状充填剤としては、炭素繊維、アラミド繊維およびチタン酸カリウム繊維が挙げられ、この場合ガラス繊維は、E−ガラスとして特に好ましい。このガラス繊維は、ロービングまたは切断ガラス(Schnittglas)として市販の形で使用されてよい。
【0163】
繊維状充填剤は、熱可塑性樹脂とのよりいっそう良好な認容性のためにシラン化合物で表面的に前処理されていてよい。
【0164】
適当なシラン化合物は、一般式
(X−(CH2)n)k−Si−(O−Cm2m+1)4-k
〔式中、置換基は、次の意味を有する:
Xは、NH2-、
【化12】

、HO−であり、
nは、2〜10、有利に3〜4の整数であり、mは、1〜5、有利に1〜2の整数であり、kは、1〜3、有利に1の整数である〕で示されるかかるシラン化合物である。
【0165】
好ましいシラン化合物は、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシランならびに置換基Xとしてグリシジル基を含有する相応するシランである。
【0166】
シラン化合物は、一般に表面被覆のために(Cに対して)0.05〜5質量%、特に0.5〜1.5質量%、殊に0.8〜1質量%の量で使用される。
【0167】
針状の鉱物質の充填剤も適当である。
【0168】
針状の鉱物質の充填剤は、本発明の範囲内で著しく顕著な針状特性を有する鉱物質の充填剤である。例として、針状の珪灰石が挙げられる。特に、この鉱物は、8:1〜35:1、特に8:1〜11:1のL/D(長さ直径)比を有する。鉱物質の充填剤は、場合によっては前記のシラン化合物で前処理されていてよいが;しかし、前処理は、必ずしも必要ではない。
【0169】
更に、充填剤としては、カオリン、か焼されたカオリン、珪灰石、タルクおよび白亜が挙げられる。
【0170】
本発明による熱可塑性成形材料は、成分C)として常用の加工助剤、例えば安定剤、酸化防止剤、熱分解に抗する薬剤、紫外線による分解に抗する薬剤、滑剤および離型剤、着色剤、例えば染料および顔料、芽晶形成剤、可塑剤等を含有することができる。
【0171】
酸化遅延剤および熱安定剤のための例としては、熱可塑性成形材料の質量に対して1質量%までの濃度での立体障害フェノールおよび/またはホスファイト、ヒドロキノン、芳香族第二アミン、例えばジフェニルアミン、前記群の種々の置換された代表例およびこれらの混合物が挙げられる。
【0172】
一般に成形材料に対して2質量%までの量で使用されるUV安定剤としては、種々の置換されたレソルシノール、サリチレート、ベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノンが挙げられる。
【0173】
無機顔料、例えば二酸化チタン、ウルトラマリンブルー、酸化鉄およびカーボンブラック、さらに有機顔料、例えばフタロシアニン、シナクリドン、ペリレンならびに着色剤、例えばニグロシンおよびアントラキノンは、着色剤として添加されてよい。
【0174】
芽晶形成剤としては、ナトリウムフェニルホスファイト、酸化アルミニウム、二酸化珪素ならびに有利にタルクが使用されてよい。
【0175】
更に、滑剤および離型剤は、通常、1質量%までの量で使用される。好ましいのは、長鎖脂肪酸(例えば、ステアリン酸またはベヘン酸)、その塩(例えば、Caステアリン酸塩またはZnステアリン酸塩)またはモンタンロウ(28〜32個のC原子を有する直鎖状の飽和カルボン酸からなる混合物)ならびにCaモンタネートまたはNaモンタネートならびに低分子量ポリエチレンロウまたはポリプロピレンロウである。
【0176】
可塑剤の例としては、フタル酸ジオクチルエステル、フタル酸ジベンジルエステル、フタル酸ブチルベンジルエステル、炭化水素、N−(n−ブチル)ベンゼンスルホンアミドが挙げられる。
【0177】
本発明による成形材料は、なおフッ素含有エチレンポリマー0〜2質量%を含有することができる。この場合には、55〜76質量%、特に70〜76質量%のフッ素含量を有するエチレンのポリマーが重要である。
【0178】
このための例は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、よりいっそう少ない含量(一般に50質量%まで)の共重合可能なエチレン系不飽和モノマーを有するテトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマーまたはテトラフルオロエチレンコポリマーである。このフッ素含有エチレンポリマーは、例えばSchildknechtによって"Vinyl and Related Polymers", Wiley-Verlag, 1952, 第484〜494頁およびWallによって"Fluorpolymers"(Wiley Interscience, 1972)に記載されている。
【0179】
このフッ素含有エチレンポリマーは、成形材料中に均一に分布して存在し、有利に0.05〜10μm、殊に0.1〜5μmの範囲内の粒度d50(数平均値)を有する。この僅かな粒度は、特に有利にフッ素含有エチレンポリマーの水性分散液の使用およびポリエステル溶融液中へのフッ素含有エチレンポリマーの混入によって達成させることができる。
【0180】
本発明による熱可塑性成形材料は、自体公知の方法により、出発成分を通常の混合装置中、例えばスクリュー押出機、ブラベンダーミルまたはバンバリーミキサー中で混合し、引続き押出することにより、製造されることができる。押出後、押出物は、冷却されてよく、微粉砕されてよい。また、個々の成分は、前混合されてよく、次に残りの出発物質は、個々におよび/または同様に混合されて添加されてよい。混合温度は、一般に230〜290℃である。
【0181】
更に、好ましい作業形式により、成分B)ならびに場合によってはC)は、ポリエステルプレポリマーと混合されてよく、調製されてよく、造粒されてよい。引続き、得られた顆粒は、固体相で不活性ガス下に連続的または非連続的に成分A)の融点未満の温度で望ましい粘度になるまで縮合される。
【0182】
本発明による熱可塑性成形材料は、良好な流動能および同時に良好な機構を示す。
【0183】
殊に、成形材料の加工は、(団塊化または焼き付きなしに)問題がなく、短い作業周期時間で可能であり、したがって薄肉の構造部材(ナノ成形部材)に適している。
【0184】
この構造部材は、それぞれの種類の繊維、フィルムおよび成形体の製造、殊にプラグ、スイッチ、ケーシング部材、ケーシング蓋、ヘッドライト背景部(ベゼル)、シャワーヘッド部、アイロン、回転型スイッチ、レンジ用スイッチボタン、電気フライ器の蓋、ドアのノブ、(バック)ミラーケーシング、(リア)ウィンドーのガラス用ワイパー、ならびに光導波路用外被(押出品)としての使用に適している。
【0185】

成分A1/1:130ml/gの粘度数VZおよび34mval/kgのカルボキシル基含量(BASF AG社のUltradur(登録商標)B 4520)(フェノール/o−ジクロロベンゼンからなる0.5質量%の溶液中で測定されたVZ)、25℃で1:1の混合物を有し、ペンタエリトリットテトラステアレート0.65質量%(A100質量%に対して成分C1)を含有するポリブチレンテレフタレート。
【0186】
成分A/2:74.5ml/gのVZを有するポリエチレンテレフタレートPET。
【0187】
成分A/3:106ml/gのVZを有するポリトリメチレンテレフタレートPTT。
【0188】
成分A/4:ビスフェノールAをベースとするポリカーボネートおよび59ml/gのVZを有するジフェニルカーボネート。
【0189】
成分A/5:130ml/gのVZを有するが、しかし、成分C1なしのPBT。
【0190】
成分A/6
160ml/gの粘度数VZおよび28mval/kgのカルボキシル基含量(BASF AG社のUltradur(登録商標)OB 6550)(フェノール/o−ジクロロベンゼンからなる0.5質量%の溶液中で測定されたVZ)、25℃で1:1の混合物を有するポリブチレンテレフタレート。
【0191】
成分A/7
107ml/gの粘度数VZおよび31mval/kgのカルボキシル基含量(BASF AG社のUltradur(登録商標)OB 2550)(フェノール/o−ジクロロベンゼンからなる0.5質量%の溶液中で測定されたVZ)、25℃で1:1の混合物を有するポリブチレンテレフタレート。
【0192】
ポリカーボネートB)のための製造規定
一般的な作業規定:
攪拌機、還流冷却器および内部温度計を備えた三口フラスコ中で第1表の記載により多価アルコールを等モル量でジエチルカーボネートと混合し、触媒250ppm(アルコール量に対して)を添加した。引続き、この混合物を攪拌しながら100℃に加熱し、*で示された試験の場合には、140℃に加熱し、この温度で2時間攪拌した。
【0193】
この場合には、反応時間の経過と共に、反応混合物の温度は、遊離されたモノアルコールの使用される沸騰冷却に依存して減少する。更に、還流冷却器を降下型冷却器と交換すると、エタノールは、留去され、反応混合物の温度は、徐々に160℃にまで上昇した。
【0194】
留去されたエタノールを冷却された丸底フラスコ中で捕集し、計量し、こうして理論的に可能な完全変換率に対して変換率を百分率で測定した(第1表参照)。
【0195】
引続き、反応生成物をゲル透過クロマトグラフィーにより分析し、この場合流展剤は、ジメチルアセトアミドであり、標準としてポリメチルメタクリレート(PMMA)を使用した。
【0196】
【表2】

【0197】
成分C/2
細断ガラス繊維
成形材料の製造:
成分A)〜C)を二軸押出機上で250〜260℃で混合し、水浴中に押し出す。造粒および乾燥の後、射出成形機上で試験体を射出し、試験した。
【0198】
MVRをISO 1133の記載により測定し、E弾性率をISO 527ー2の記載により測定した、シャルピー衝撃強さをISO 179−2/1 eUにより測定した。
【0199】
VZ:ISO 1628 1:1のフェノール/ジクロロベンゼン中、25℃、ISO 527−2による展伸/破断時の伸び。
【0200】
本発明による組成物および測定の結果は、表から確認することができる。
【0201】
【表3】

【0202】
【表4】

【0203】
【表5】

【0204】
【表6】

【0205】
【表7】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
A)少なくとも1つの熱可塑性ポリエステル10〜99.99質量%、
B)KOH 1〜600mg/ポリカーボネート gのOH価(DIN 53240、第2部の記載による)を有する、高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネート0.01〜50質量%、
C)他の添加剤0〜60質量%を含有し、その際成分A)〜C)の質量%の総和が100%である、熱可塑性成形材料。
【請求項2】
成分B)は、100〜15000g/molの数平均分子量Mnを有する、請求項1記載の熱可塑性成形材料。
【請求項3】
成分B)は、−80℃〜140℃のガラス転移温度Tgを有する、請求項1または2記載の熱可塑性成形材料。
【請求項4】
成分B)が50〜200000の23℃での粘度(mPas)(DIN53019による)を有する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
【請求項5】
成分B)が少なくとも次の工程:
a)一般式RO[(CO)]nORの少なくとも1つの有機カーボネート(A)を、少なくとも3個のOH基を有する少なくとも1つの脂肪族、脂肪族/芳香族または芳香族のアルコール(B)と、アルコールROHの除去下に反応させ、1つ以上の縮合生成物(K)に変え、この場合Rは、それぞれ互いに無関係に1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝鎖状の脂肪族、芳香族/脂肪族または芳香族の炭化水素基であり、および基Rは、環の形成下に互いに結合されていてよく、nは、1〜5の整数を表わす工程または
ab)ホスゲン、ジホスゲンまたはトリホスゲンを上記アルコール(B)と塩化水素の除去下に反応させる工程ならびに
b)縮合生成物(K)を分子間反応させて多官能価の高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネートに変え、この場合OH基とカーボネートの量比は、反応混合物中で、縮合生成物(K)が平均で1個のカーボネート基および1個より多いOH基または1個のOH基および1個より多いカーボネート基を有するように選択される工程を含む方法によって得ることができる、請求項1から4までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
【請求項6】
成分Bが請求項5の記載により得ることができ、この場合反応混合物は、付加的に2個のOH基を有する少なくとも1つのアルコール(B’)を含み、但し、この場合使用される全てのアルコールの平均OH官能価は、合わせて2より大きい、請求項1から4までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
【請求項7】
成分B)が請求項5または6の記載により得ることができ、この場合得られた多官能価の高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネートは、付加的な処理工程(工程c))で、ポリカーボネートのOH基および/またはカーボネート基と反応することができる適当な官能化試薬と反応される、請求項1から4までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
【請求項8】
成分B)が請求項5または6または7の記載により得ることができ、この場合には、OH基またはカーボネート基と共になお他の官能基または官能性要素を有する付加的な化合物の存在で工程b)を実施することにより、多官能価の高度に分枝化されたかまたは超分枝化されたポリカーボネートは、変性される、請求項1から4までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料。
【請求項9】
それぞれの種類の繊維、フィルムおよび成形体を製造するための請求項1から8までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料の使用。
【請求項10】
請求項1から8までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形材料から得ることができる、それぞれの種類の繊維、フィルムおよび成形体。

【公表番号】特表2007−520608(P2007−520608A)
【公表日】平成19年7月26日(2007.7.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−551786(P2006−551786)
【出願日】平成17年2月2日(2005.2.2)
【国際出願番号】PCT/EP2005/001014
【国際公開番号】WO2005/075565
【国際公開日】平成17年8月18日(2005.8.18)
【出願人】(595123069)ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト (847)
【氏名又は名称原語表記】BASF Aktiengesellschaft
【住所又は居所原語表記】D−67056 Ludwigshafen, Germany
【Fターム(参考)】