JP2014533770A - Modification of polyoxymethylene with imidized acrylic resin - Google Patents

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Abstract

(a)数平均分子量65,000〜250,000g/モルのポリオキシメチレン92〜99重量%;(b)アクリルポリマーをモノアルキルアミンで処理することによって得られるイミド化アクリル樹脂1〜8重量%;を含む組成物であって、aおよびbの重量%はそれらの合計重量に対する%であり、かつモノアルキル基が炭素原子1〜5個を有し、イミド化度が20%〜100%であり、かつ酸レベルがイミド化アクリル樹脂に対して0〜約2重量%である組成物が本明細書に記載される。この組成物は、純粋なポリオキシメチレンよりも著しく高い加熱撓み温度を有する。(a)と(b)をブレンドすることによって、本明細書に記載のPOM組成物の加熱撓み温度を増加する方法であって、得られる溶融混合組成物が、(b)を欠く同一溶融混合組成物と比較して、クリープひずみ5%までの時間の200%以上の増加を有する、方法。(A) 92 to 99% by weight of polyoxymethylene having a number average molecular weight of 65,000 to 250,000 g / mol; (b) 1 to 8% by weight of an imidized acrylic resin obtained by treating an acrylic polymer with a monoalkylamine. Wherein the weight percentages of a and b are percentages of their total weight, and the monoalkyl group has 1 to 5 carbon atoms and the degree of imidization is 20% to 100%. Described herein are compositions having an acid level of 0 to about 2% by weight relative to the imidized acrylic resin. This composition has a significantly higher heat deflection temperature than pure polyoxymethylene. A method for increasing the heat deflection temperature of a POM composition described herein by blending (a) and (b), wherein the resulting melt blend composition is the same melt blend lacking (b) A method having a 200% or greater increase in time to 5% creep strain compared to the composition.

Description

本発明は、その高温特性を向上させる、ポリオキシメチレンの改質剤としてのイミド化アクリル樹脂の使用に関する。   The present invention relates to the use of imidized acrylic resins as polyoxymethylene modifiers that improve their high temperature properties.

ポリオキシメチレン[POM]組成物は、ホルムアルデヒドのホモポリマーまたはトリオキサンなどのホルムアルデヒドの環状オリゴマー、および/またはホルムアルデヒドのコポリマーまたはホルムアルデヒドの環状オリゴマーを含む。POMホモポリマーは、エステル化またはエーテル化によって末端キャップされた末端基を有する。POMコポリマーにおいて、オキシアルキレン基は、主鎖に少なくとも2つの隣接する炭素原子を有し、その末端基は、エステル化またはエーテル化によって末端化または末端キャップ化されたヒドロキシルであり得る。コモノマーの割合は20重量%までであり得る。   Polyoxymethylene [POM] compositions comprise formaldehyde homopolymers or cyclic oligomers of formaldehyde such as trioxane, and / or copolymers of formaldehyde or cyclic oligomers of formaldehyde. POM homopolymers have end groups that are end-capped by esterification or etherification. In the POM copolymer, the oxyalkylene group has at least two adjacent carbon atoms in the backbone, and the end group can be hydroxyl terminated or end-capped by esterification or etherification. The proportion of comonomer can be up to 20% by weight.

比較的高い分子量、つまり50,000〜100,000のPOMを有するPOM組成物を使用して、熱可塑性材料で一般に使用される技術のいずれか、例えば圧縮成形、射出成形、押出し成形、吹込み成形、溶融紡糸、打抜きおよび熱成形によって物品を製造することができる。このような比較的高い分子量のPOM組成物から製造される物品は、剛性、強度、靱性、寸法安定性および耐溶剤性など、望ましい物理的性質を有する。   Using a POM composition having a relatively high molecular weight, i.e. a POM of 50,000-100,000, any of the techniques commonly used in thermoplastic materials, such as compression molding, injection molding, extrusion molding, blowing Articles can be produced by molding, melt spinning, stamping and thermoforming. Articles made from such relatively high molecular weight POM compositions have desirable physical properties such as stiffness, strength, toughness, dimensional stability and solvent resistance.

POM組成物は、商品名Delrin(登録商標)でDuPontから市販されており、自動車、工業製品、電子製品、および消費財産業において使用されている。   POM compositions are commercially available from DuPont under the trade name Delrin® and are used in the automotive, industrial, electronic and consumer goods industries.

未改質POMは、約97℃〜100℃の加熱撓み温度[HDT]および約3000メガパスカル[MPa]の曲げモジュラスを有する。多くの工業的用途では、これらの2つの特性の高さは十分ではない。POMの剛性およびHDTを高める従来の方法は、ガラス繊維を添加する方法であった。HDTは高くなるが、ガラス繊維を添加すると重量が増え、外観の低下、成形の難しさ、および収縮などの異方性が促進され、靱性が低下する。   Unmodified POM has a heat deflection temperature [HDT] of about 97 ° C. to 100 ° C. and a bending modulus of about 3000 megapascals [MPa]. For many industrial applications, the height of these two properties is not sufficient. The conventional method for increasing the rigidity and HDT of POM has been to add glass fibers. Although HDT is increased, the addition of glass fiber increases the weight, promotes anisotropy such as deterioration in appearance, difficulty in molding, and shrinkage, and decreases toughness.

米国特許第2,146,209号明細書;米国特許第3,284,425号明細書;米国特許第4,169,924号明細書および米国特許第4,246,374号明細書には、イミド化アクリルポリマーまたはポリアクリル酸のイミドとしても知られる、ポリグルタルイミドが開示されている。米国特許第4,246,374号明細書および米国特許第4,217,424号明細書には、イミド化アクリルポリマーと、耐衝撃性改良剤、顔料、繊維、安定剤、潤滑剤等の他の材料との組み合わせが記述されている。米国特許第4,255,322号明細書;米国特許第4,595,727号明細書および米国特許第5,502,111号明細書には、加熱撓み温度が向上した、ポリグルタルイミドとPVCとのブレンドが開示されている。   US Pat. No. 2,146,209; US Pat. No. 3,284,425; US Pat. No. 4,169,924 and US Pat. No. 4,246,374 include: Polyglutarimides, also known as imidized acrylic polymers or imides of polyacrylic acid, are disclosed. U.S. Pat. No. 4,246,374 and U.S. Pat. No. 4,217,424 include imidized acrylic polymers, impact modifiers, pigments, fibers, stabilizers, lubricants, etc. Combinations with materials are described. U.S. Pat. No. 4,255,322; U.S. Pat. No. 4,595,727 and U.S. Pat. No. 5,502,111 include polyglutarimide and PVC with improved heat deflection temperature. And blends are disclosed.

イミド化アクリル樹脂は、ポリアミドを改質してそのメルトフロー、溶融強度、引張り強さ、およびモジュラスを改善するために使用されている。ポリアミドとイミド化アクリル樹脂との相溶性ポリマーブレンドは、純粋なイミド化アクリル樹脂と比較して、向上した耐衝撃性および延性を有する。高い使用温度のイミド化アクリル樹脂を低い使用温度のナイロンに添加すると、ナイロンの使用温度が向上する。イミド化アクリル樹脂と、ナイロンおよび従来の耐衝撃性改良剤との相溶性ポリマーブレンドは、等量の従来の耐衝撃性改良剤で改質されたイミド化アクリル樹脂と比べて向上した衝撃応答を示す(米国特許第4,415,706号明細書および米国特許第4,874,817号明細書参照)。   Imidized acrylic resins have been used to modify polyamides to improve their melt flow, melt strength, tensile strength, and modulus. The compatible polymer blend of polyamide and imidized acrylic resin has improved impact resistance and ductility compared to pure imidized acrylic resin. When a high service temperature imidized acrylic resin is added to a low service temperature nylon, the service temperature of the nylon is improved. A compatible polymer blend of an imidized acrylic resin with nylon and a conventional impact modifier has improved impact response compared to an imidized acrylic resin modified with an equivalent amount of a conventional impact modifier. (See U.S. Pat. No. 4,415,706 and U.S. Pat. No. 4,874,817).

イミド化アクリル酸樹脂は、POMと熱可塑性ポリウレタンを含む組成物とブレンドされて、成形縮みが改善されると同時に、剛性、伸び、および靱性などの特性の有用なバランスが維持される(米国特許第5,318,813号明細書および欧州特許第0424755号明細書参照)。米国特許第4,727,117号明細書;米国特許第4,954,574号明細書;米国特許第5,004,777号明細書;および米国特許第5,264,483号明細書には、POMとイミド化アクリル酸樹脂との50/50ブレンドが開示されている。日本特許出願公開番号第1990−015585号公報には、ポリグルタルイミドの熱変形温度を維持しながら、耐衝撃性および流動性を提供する、ポリグルタルイミドとポリアセタールとのブレンドが開示されている。独国特許出願第4132638号明細書には、POMとイミド化アクリル樹脂とのブレンドが開示されている。   The imidized acrylic resin is blended with a composition comprising POM and thermoplastic polyurethane to improve molding shrinkage while maintaining a useful balance of properties such as stiffness, elongation, and toughness (US Patent) No. 5,318,813 and EP 0424755). US Pat. No. 4,727,117; US Pat. No. 4,954,574; US Pat. No. 5,004,777; and US Pat. No. 5,264,483 A 50/50 blend of POM and imidized acrylic resin is disclosed. Japanese Patent Application Publication No. 1990-015585 discloses a blend of polyglutarimide and polyacetal that provides impact resistance and fluidity while maintaining the thermal deformation temperature of polyglutarimide. German Patent Application No. 4132638 discloses a blend of POM and imidized acrylic resin.

加熱撓み温度の増加、室温およびポリオキシメチレンの融点未満の高温での剛性/モジュラスの増加、所定の剛性での上限使用温度の増加および高温での長期クリープの低減を有するポリオキシメチレン組成物の開発が望まれる。向上した耐熱性、高温での耐分解性を有するこれらの特性を有する組成物の開発もまた望まれている。   Polyoxymethylene compositions having increased heat deflection temperature, increased stiffness / modulus at room temperature and higher temperatures below the melting point of polyoxymethylene, increased upper working temperature at a given stiffness and reduced long term creep at elevated temperatures. Development is desired. It is also desirable to develop compositions having these properties with improved heat resistance and resistance to decomposition at high temperatures.

(a)(a)と(b)の合計重量に基づいて、数平均分子量20,000〜250,000g/モルを有するポリオキシメチレン約92〜約99重量%;
(b)(a)と(b)の合計重量に基づいて、アクリルポリマーをモノアルキルアミンで処理することによって得られるイミド化アクリル樹脂約1〜約8重量%;
含む、から本質的になる、またはから製造される熱可塑性組成物であって、モノアルキル基が炭素原子1〜5個を有し、イミド化度が20%〜100%であり、かつ酸のレベルがイミド化アクリル樹脂の0〜約2重量%である、熱可塑性組成物が本明細書に記載される。注目すべきことには、この組成物は熱可塑性ポリウレタンを実質的に含有しない。好ましくは、イミド化アクリル樹脂は、ポリメチルメタクリレートをメチルアミンで処理することによって得られる。好ましくは、イミド化アクリル樹脂は、約1〜約5重量%の量で組成物中に存在する。
(A) about 92 to about 99% by weight of polyoxymethylene having a number average molecular weight of 20,000 to 250,000 g / mol, based on the total weight of (a) and (b);
(B) from about 1 to about 8% by weight of an imidized acrylic resin obtained by treating the acrylic polymer with a monoalkylamine, based on the total weight of (a) and (b);
A thermoplastic composition comprising, consisting essentially of or produced from, wherein the monoalkyl group has 1 to 5 carbon atoms, the degree of imidization is 20% to 100%, and the acid Described herein are thermoplastic compositions whose levels are from 0 to about 2% by weight of the imidized acrylic resin. Of note, the composition is substantially free of thermoplastic polyurethane. Preferably, the imidized acrylic resin is obtained by treating polymethyl methacrylate with methylamine. Preferably, the imidized acrylic resin is present in the composition in an amount of about 1 to about 5% by weight.

本明細書に記載の組成物を含む物品もまた、本明細書で記述される。この物品は、ASTM D−648に準拠して決定される加熱撓み温度を有し、この温度は、比較標準物品の該加熱撓み温度を超えており、その成形物品および比較標準物品は、比較標準物品がイミド化アクリル樹脂を含有しないポリオキシメチレン組成物から製造されていることを除いては、同じ形状および構造を有する。   Articles comprising the compositions described herein are also described herein. The article has a heat deflection temperature determined in accordance with ASTM D-648, which exceeds the heat deflection temperature of a comparative standard article, and the molded article and comparative standard article are comparative standards. It has the same shape and structure except that the article is made from a polyoxymethylene composition that does not contain an imidized acrylic resin.

(1)第1ポリオキシメチレン組成物をイミド化アクリル樹脂と溶融ブレンドして、上述の溶融熱可塑性組成物を提供する工程であって、第1ポリオキシメチレン樹脂が上記の成分(a)で記述されるとおりであり、イミド化アクリル樹脂が上記の成分(b)で記述されるとおりである、工程;
(2)溶融組成物を目的の形状へと形成する工程;
(3)溶融組成物を冷却して、成形物品が得られる工程;
を含む、組成物を含む成形物品を製造する方法であって、成形物品が、ASTMD−648に準拠して決定される加熱撓み温度を有し、この温度は比較標準物品の該加熱撓み温度を超えており、その成形物品および比較標準物品は、比較標準物品がイミド化アクリル樹脂を含有しない第1ポリオキシメチレン組成物から製造されていることを除いては、同じ形状および構造を有する、方法も本明細書において記述される。
(1) A step of melt blending a first polyoxymethylene composition with an imidized acrylic resin to provide the above-mentioned molten thermoplastic composition, wherein the first polyoxymethylene resin is the component (a) A process as described, wherein the imidized acrylic resin is as described in component (b) above;
(2) forming a molten composition into a desired shape;
(3) a step of cooling the molten composition to obtain a molded article;
A molded article comprising a composition, wherein the molded article has a heat deflection temperature determined in accordance with ASTM D-648, which is the temperature of the comparative standard article. The molded article and the comparative standard article have the same shape and structure, except that the comparative standard article is made from a first polyoxymethylene composition that does not contain an imidized acrylic resin. Are also described herein.

(a)酸レベルと
イミド化度を有し、かつ
モノアルキル基を有するモノアルキルアミンでアクリルポリマーを処理することによって得られる、イミド化アクリル樹脂1〜8重量%;
(b)数平均分子量50,000〜250,000g/モルを有するポリオキシメチレン92〜99重量%;
(c)任意選択で、1種または複数種の他の添加剤;
を溶融混合して、溶融混合組成物が形成される工程を含む、加熱撓み温度を増加する方法であって、
(a)および(b)の重量%がそれぞれ、(a)と(b)の合計重量を基準とし、
モノアルキル基が炭素原子1〜5個を有し、
イミド化度が20%〜100%であり、
酸レベルが、イミド化アクリル樹脂の0〜約2重量%であり;かつ
ISO899−1によって決定される、溶融混合組成物のクリープひずみ5%までの時間が、(a)を欠く同じ組成物と比較して200%以上長い、方法も本明細書において記述される。
(A) 1-8% by weight of an imidized acrylic resin obtained by treating an acrylic polymer with a monoalkylamine having an acid level and a degree of imidization and having a monoalkyl group;
(B) 92-99% by weight of polyoxymethylene having a number average molecular weight of 50,000-250,000 g / mol;
(C) optionally one or more other additives;
A method of increasing the heat deflection temperature comprising the steps of melt mixing and forming a melt mixed composition comprising:
The weight percentages of (a) and (b) are based on the total weight of (a) and (b), respectively,
The monoalkyl group has 1 to 5 carbon atoms,
The degree of imidization is 20% to 100%,
The acid level is from 0 to about 2% by weight of the imidized acrylic resin; and the time to creep strain of the molten blend composition as determined by ISO 899-1 up to 5% of the same composition lacking (a) Methods are also described herein that are over 200% longer in comparison.

定義および略語
以下の定義および略語は、明細書および特許請求の範囲に記載の用語の意味を解釈するために使用される。
Definitions and Abbreviations The following definitions and abbreviations are used to interpret the meaning of the terms set forth in the specification and claims.

本明細書で使用される、「1つ」とは、1つおよび1つ超を示し、その対象名詞を単数に必ずしも限定しない。   As used herein, “one” refers to one and more than one and does not necessarily limit the subject noun to the singular.

本明細書で使用される、「約」および「にて(at)または約」という用語は、問題の量/値が、指定される値、またはほぼもしくはおよそ同じである他の値であり得ることを意味する。この用語は、同様な値が、特許請求の範囲に記載の等しい結果または効果を促進することを意味することが意図される。   As used herein, the terms “about” and “at” or “about” can be the value or the other value at which the amount / value in question is the specified value, or approximately or approximately the same. Means that. The term is intended to mean that a similar value facilitates an equivalent result or effect as recited in the claims.

本明細書で使用される、「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」、「含有する」、「含有している」、「有する(has)」、「有している(having)」、「から本質的になる」、および「からなる」、またはこれらの他のいずれかのバリエーションは、非排他的包含または排他的包含のいずれかを意味し得る。これらの用語が非排他的包含を意味する場合、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置は、リストの要素に限定されないが、特に挙げられていない、または固有であり得る他の要素も含み得る。さらに、それと反対に特に指定がない限り、「または」は、排他的ではなく包含的なまたは、を意味する。例えば、条件AまたはBは、以下の:Aは真であり(または存在する)かつBは偽である(または存在しない)、Aは偽であり(または存在しない)かつBは真である(または存在する)、AとBのどちらも真である(または存在する)のいずれか1つによって満たされる。   As used herein, “comprises”, “comprising”, “contains”, “contains”, “has”, “having” ) ”,“ Consisting essentially of ”, and“ consisting of ”or any other variation thereof may mean either non-exclusive inclusion or exclusive inclusion. Where these terms mean non-exclusive inclusion, a process, method, article, or device that includes a list of elements is not limited to elements of the list, but other elements that may not be specifically mentioned or may be specific May also be included. Furthermore, unless otherwise specified, “or” means inclusive, rather than exclusive, unless otherwise specified. For example, condition A or B is as follows: A is true (or present) and B is false (or does not exist), A is false (or does not exist) and B is true ( Or both) are satisfied by either one of A and B being true (or present).

これらの用語がより排他的な包含を意味する場合、これらの用語は、記載の本発明の新規な要素に実質的に影響する、記載の材料および工程に、請求の範囲を限定する。   When these terms mean more exclusive inclusion, these terms limit the scope of the claimed materials and processes to substantially affect the novel elements of the described invention.

これらの用語が完全に排他的な包含を意味する場合には、これらの用語は請求項に特に記載されていない要素、工程または成分を除外する。   Where these terms mean completely exclusive inclusion, these terms exclude elements, steps or ingredients not specifically recited in a claim.

本明細書において使用される「物品」という用語は、未完成または完成品、物、物体、あるいは未完成または完成品、物または物体の要素または特徴を意味する。物品が未完成品である場合に、本明細書において使用される「物品」という用語は、完成品に含まれる、かつ/または完成品にするために更なる加工を受ける、品物、物、物体、要素、デバイス等を意味し得る。物品が未完成品である場合に、本明細書で使用される「物品」という用語は、特定の用途/目的に適するように、加工を受けて完成している、品物、物、物体、要素、デバイス等を意味する。   As used herein, the term “article” means an unfinished or finished product, object, object, or an element or feature of an unfinished or finished product, object or object. When an article is an unfinished product, the term “article” as used herein refers to an article, thing, or object that is included in the finished product and / or undergoes further processing to become a finished product. , Element, device, and the like. When an article is an unfinished product, the term “article” as used herein refers to an article, thing, object, element that has been processed and completed to suit a particular application / purpose. Means a device, etc.

物品は、部分的に完成しており、かつ更なる加工を待つ1つまたは複数の要素またはアセンブリ、あるいは完成品を共に含む他の要素/アセンブリを有するアセンブリを含み得る。さらに、本明細書で使用される、「物品」という用語は、物品のシステムまたは構成を意味し得る。   The article may include an assembly having one or more elements or assemblies that are partially completed and awaiting further processing, or other elements / assemblies that together contain the finished product. Further, as used herein, the term “article” may refer to a system or configuration of articles.

本明細書で使用される、分子またはポリマーを説明する用語は、2009年9月7日のIUPAC Compendium of Chemical Terminology version 2.15(International Union of Pure and Applied Chemistry)における専門用語に従う。   As used herein, terms describing a molecule or polymer follow the terminology in the September 7, 2009 IUPAC Compendium of Chemical Termination version 2.15 (International Union of Pure and Applied Chemistry).

本明細書で使用される、「添加剤」という用語は、本明細書に記載のポリオキシメチレン組成物に添加される追加の成分であって、本明細書に記載のイミド化アクリル樹脂と異なる成分を意味する。   As used herein, the term “additive” is an additional component added to the polyoxymethylene composition described herein and is different from the imidized acrylic resin described herein. Means ingredients.

特に指定がない限り、すべてのパーセンテージ、部、比、および量などは重量によって定義される。   Unless otherwise specified, all percentages, parts, ratios, amounts, etc. are defined by weight.

本明細書で使用される、「当業者に公知の」、「従来の」という表現または同義語または同義のフレーズは、材料、方法、および装置類が従来どおりの慣例であるか、または公知であること、あるいは当業者が、本出願を出願する時点で公知であると認識していることを表す説明を意味する。   As used herein, the expressions “known to those skilled in the art”, “conventional” or synonyms or synonymous phrases are used in the conventional or known manner of materials, methods, and apparatus. It means an explanation that represents something that is known or known to those skilled in the art at the time of filing this application.

本明細書で使用される、「ポリマー」という用語は、オリゴマー、ホモポリマー、またはコポリマーなど、反復単位の数のみ異なる、高分子または高分子の集合を意味する。   As used herein, the term “polymer” means a polymer or collection of polymers that differ by the number of repeating units, such as oligomers, homopolymers, or copolymers.

本明細書で使用される、「コポリマー」という用語は、複数のコモノマーの共重合から得られる共重合単位を含むポリマーを意味する。例えば「エチレンと、アクリル酸18重量%と、を含むコポリマー」等、その構成コモノマーによって、またはその構成コモノマーの量によって、コポリマーは本明細書において記述され得る。コポリマーのかかる記述は、そのコポリマーが、指定のコモノマーの共重合単位を(指定される場合に指定量で)含有することを示す。「ターポリマー」という用語は、3種のモノマーから本質的になるポリマーを意味する。   As used herein, the term “copolymer” refers to a polymer comprising copolymerized units resulting from the copolymerization of a plurality of comonomers. A copolymer may be described herein by its constituent comonomer, such as “a copolymer comprising ethylene and 18% by weight acrylic acid” or by the amount of its constituent comonomer. Such a description of the copolymer indicates that the copolymer contains (in the specified amount, if specified) copolymerized units of the specified comonomer. The term “terpolymer” means a polymer consisting essentially of three monomers.

本明細書で使用される、POMと略される「ポリオキシメチレン」、「ポリオキシメチレンポリマー」および「ポリアセタールポリマー」という用語は、反復単位−CHO−を有する、1種または複数種のホモポリマー、コポリマー、およびこれらの混合物を意味する。水またはアルコールなどの開始、末端、または連鎖移動基によって、あるいはアセテート、アセチル、メチルおよびメトキシ基などのエステルまたはエーテル基が生じるような化学反応によって、これらのポリマーの末端基が誘導される。 As used herein, the terms “polyoxymethylene”, “polyoxymethylene polymer” and “polyacetal polymer”, abbreviated as POM, refer to one or more of the repeating units —CH 2 O—. By homopolymer, copolymer and mixtures thereof are meant. The end groups of these polymers are derived by initiating, terminal, or chain transfer groups such as water or alcohols, or by chemical reactions that result in ester or ether groups such as acetate, acetyl, methyl and methoxy groups.

本明細書で使用される、「アクリル樹脂」という用語は、アクリル酸エステル(アルキルアクリレート)、またはメタクリル酸エステル(アルキルメタクリレート)のポリマー、またはこれらの組み合わせを意味する。   As used herein, the term “acrylic resin” means a polymer of an acrylate ester (alkyl acrylate) or a methacrylate ester (alkyl methacrylate), or a combination thereof.

本明細書で使用される、「イミド化アクリルポリマー」、「イミド化アクリル」および「ポリグルタルイミド」という用語は区別なく使用され、以下の化学構造を意味する:   As used herein, the terms “imidized acrylic polymer”, “imidized acrylic” and “polyglutarimide” are used interchangeably and refer to the following chemical structure:

構造I:イミド化アクリレートまたはメタクリレートポリマー: Structure I: Imidized acrylate or methacrylate polymer:

Figure 2014533770
Figure 2014533770

式中、RはC〜Cアルキルであり、
はHまたはCHである。
In which R 1 is C 1 -C 5 alkyl;
R 2 is H or CH 3 .

構造II:イミド化メタクリレートポリマー Structure II: Imidized methacrylate polymer

Figure 2014533770
Figure 2014533770

式中、RはC〜Cアルキルである。 In the formula, R 1 is C 1 -C 5 alkyl.

本明細書で使用される、「高酸イミド化アクリル[IA]」という用語は、5重量%以上の酸を有するIAを意味する。   As used herein, the term “highly acid imidized acrylic [IA]” means an IA having 5% by weight or more of acid.

本明細書で使用される、「低酸IA」という用語は、4重量%以下、好ましくは1重量%未満の酸を有するIAを意味する。   As used herein, the term “low acid IA” means an IA having no more than 4% by weight, preferably less than 1% by weight of acid.

本明細書で使用される、「重量平均分子量」という用語は、MまたはMwと略記される。本明細書で使用される、「数平均分子量」という用語は、MまたはMnと略記される。 As used herein, the term "weight average molecular weight" is abbreviated as M w or Mw. As used herein, the term “number average molecular weight” is abbreviated as M n or Mn.

本明細書で使用される、「MFR」または「MFI」と略記される「ポリマーメルト質量流量」、「メルトフローレート」または「メルトフローインデックス」という用語は、ポリマー組成物の溶融物を含む熱可塑性ポリマー溶融物の流れの容易さの尺度を意味する。予め指定された選択的温度にて、予め指定された選択的重量(gravimetric weight)を介してかけられた圧力によって、特定の直径および長さのキャピラリーを10分間で流れるポリマーの質量(グラム)として定義される。この方法は、標準ASTM D1238−04cに記載されている。ポリマーメルト質量流量は、別段の指定がない限り、10分当たりのグラム単位で報告され、190℃/2.16kgの条件で行われる。   As used herein, the terms “polymer melt mass flow rate”, “melt flow rate” or “melt flow index”, abbreviated as “MFR” or “MFI”, refer to the heat containing the melt of the polymer composition. It means a measure of the ease of flow of the plastic polymer melt. As the mass (grams) of polymer flowing in a capillary of a specific diameter and length in 10 minutes, with a pressure applied through a preselected selective weight at a predesignated selective temperature. Defined. This method is described in standard ASTM D1238-04c. Polymer melt mass flow rates are reported in grams per 10 minutes unless otherwise specified and are conducted at 190 ° C./2.16 kg.

メルトフローレートは、分子量の間接的な尺度であり、高いメルトフローレートは低分子量に相当する。同時に、メルトフローレートは、圧力下での溶融材料の流れる能力の尺度である。メルトフローレートは、試験条件で溶融物の粘度に反比例するが、かかる材料の粘度は、かけられる力に応じて異なることを念頭に置いておくべきである。異なる重量での1種類の材料に関する2つのメルトフローレート値の比が、分子量分布の広さの尺度として使用されることが多い。   Melt flow rate is an indirect measure of molecular weight, with a high melt flow rate corresponding to a low molecular weight. At the same time, melt flow rate is a measure of the ability of molten material to flow under pressure. It should be borne in mind that although the melt flow rate is inversely proportional to the melt viscosity at the test conditions, the viscosity of such materials will vary depending on the force applied. The ratio of two melt flow rate values for a single material at different weights is often used as a measure of the breadth of the molecular weight distribution.

本明細書で使用される、「熱可塑性ポリウレタンを実質的に含有しない」という表現は、組成物中の熱可塑性ポリウレタンが1重量%未満、好ましくは0.5重量%未満であることを意味する。   As used herein, the expression “substantially free of thermoplastic polyurethane” means that the thermoplastic polyurethane in the composition is less than 1% by weight, preferably less than 0.5% by weight. .

本明細書で使用される、HDTと略記される「加熱撓み温度」、「加熱変形温度」という用語は、指定の荷重下にてポリマーまたはプラスチック試料が変形する温度を意味する。   As used herein, the terms “heat deflection temperature”, “heat distortion temperature”, abbreviated as HDT, mean the temperature at which a polymer or plastic sample deforms under a specified load.

本明細書で使用される、本明細書に記載のイミド化アクリル樹脂の「イミド化度」という用語は、アミンと反応して環状イミド部位を形成する、エステル基のモル量を意味する。この用語は、得られたコポリマーにおける環状イミド基の重量%に関しても記述される。   As used herein, the term “degree of imidization” of the imidized acrylic resin described herein refers to the molar amount of ester groups that react with an amine to form a cyclic imide moiety. This term is also described with respect to the weight percent of cyclic imide groups in the resulting copolymer.

本明細書で使用される、「クリープ抵抗」、「クリープひずみ」および「クリープひずみX%までの時間」という用語は、クリープに耐える材料の能力の尺度である、同じ特性または等しい特性を意味する。具体的には、クリープは、応力の影響下にて固形材料がゆっくりと移動または永久的に変形する傾向であり、材料の降伏強さ未満である高いレベルの応力に長期間さらした結果として生じる。クリープは、常に温度と共に増加するため、長時間、融点に近い熱にさらされた材料でより激しい。したがって、「クリープひずみX%までの時間」という用語は、クリープひずみ5%または7%などのX%を材料が経験するまでにかかる期間の尺度であり、それ自体が二次的または定常状態クリープ段階でのクリープひずみ率の尺度である。   As used herein, the terms “creep resistance”, “creep strain” and “time to creep strain X%” mean the same or equivalent properties that are a measure of the ability of a material to withstand creep. . Specifically, creep occurs as a result of prolonged exposure to high levels of stress that is less than the yield strength of the material, where the solid material tends to move slowly or permanently deform under the influence of stress. . Since creep always increases with temperature, it is more severe with materials that have been exposed to heat close to the melting point for extended periods of time. Thus, the term “time to creep strain X%” is a measure of the time it takes for a material to experience X%, such as 5% or 7% creep strain, and is itself a secondary or steady state creep. It is a measure of the creep strain rate in stages.

本明細書で使用される、「貯蔵弾性率E」という用語は、粘性要素と対照的に、材料のモジュラスの弾性要素を意味する。   As used herein, the term “storage modulus E” refers to a modulus elastic element of a material, as opposed to a viscous element.

本明細書で使用される、「MPa」、「mPA」、「mPa」という用語は、圧力の尺度、メガパスカル(megapascalまたはMegapascal)を意味する。本明細書で使用される、「kPa」、「kPA」、「kPa」という用語は、キロパスカル(kilopascalまたはKilopascal)を意味する。   As used herein, the terms “MPa”, “mPA”, “mPa” mean a measure of pressure, megapascal or megapascal. As used herein, the terms “kPa”, “kPA”, “kPa” mean kilopascal (Kilopascal).

本明細書で使用される、「%」の記号はパーセントを意味する。   As used herein, the symbol “%” means percent.

本明細書で使用される、「in」、「m」、「cm」という用語はそれぞれ、インチ、メートル、およびセンチメートルを意味する。   As used herein, the terms “in”, “m”, and “cm” mean inches, meters, and centimeters, respectively.

本明細書で使用される、「hr」、「min」、「sec」という用語はそれぞれ、時、分および秒を意味する。   As used herein, the terms “hr”, “min”, and “sec” mean hours, minutes, and seconds, respectively.

本明細書で使用される、「lb」、「oz」、「gm」、「kg」という用語はそれぞれ、ポンド、オンス、グラムおよびキログラムを意味する。   As used herein, the terms “lb”, “oz”, “gm”, “kg” mean pounds, ounces, grams and kilograms, respectively.

本明細書で使用される、「Tg」という用語はガラス転移温度を意味する。   As used herein, the term “Tg” means glass transition temperature.

本明細書で使用される、「CHN分析器」という用語は、試料の元素組成を決定し、かつデバイスによって測定された3つの主要元素:炭素(C)、水素(H)および窒素(N)からその名前を誘導する装置を意味する。硫黄(S)および酸素(O)もまた測定され得る。   As used herein, the term “CHN analyzer” refers to the three major elements that determine the elemental composition of a sample and are measured by the device: carbon (C), hydrogen (H) and nitrogen (N). Means a device that derives its name from. Sulfur (S) and oxygen (O) can also be measured.

本明細書で使用される、「Std.Dev.」という用語は、標準偏差を意味する。   As used herein, the term “Std. Dev.” Means standard deviation.

範囲
明確に本明細書に記載される範囲は、特に明示されていない限り、その終点を含む。かかる対が本明細書に別々に開示されているかどうかにかかわらず、ある範囲としての、量、濃度、または他の値もしくはパラメーターの記載は具体的に、範囲の上限と範囲の下限の対から形成されるすべての範囲を開示する。本明細書に記載の方法および物品は、明細書におけるある範囲の定義で開示される特定の値に限定されない。
Ranges The ranges specifically described herein include their endpoints unless specifically stated otherwise. Regardless of whether such a pair is disclosed separately herein, the description of an amount, concentration, or other value or parameter as a range is specifically based on the upper limit of the range and the lower limit of the range. Disclose all ranges formed. The methods and articles described herein are not limited to the specific values disclosed in the scope definitions in the specification.

好ましい変形形態
本明細書に記載の方法、組成物および物品の好ましい変形形態として同定されていようと、そうでなかろうと、材料、方法、工程、値、および/または範囲等に関するいずれかの変形形態の本明細書における開示内容は特に、かかる材料、方法、工程、値、範囲等のいずれの組み合わせも含む方法および物品を開示することが意図される。特許請求の範囲に正確かつ十分な支援を提供する目的で、このように開示されるいずれの組み合わせも、本明細書に記載の方法、組成物、および物品の好ましい変形形態であることが特に意図される。
Preferred Variations Any variation relating to materials, methods, steps, values, and / or ranges, etc., whether or not identified as preferred variations of the methods, compositions and articles described herein. Are specifically intended to disclose methods and articles comprising any combination of such materials, methods, steps, values, ranges, and the like. For the purpose of providing precise and sufficient assistance to the claims, any combination so disclosed is specifically intended to be a preferred variation of the methods, compositions, and articles described herein. Is done.

概要
イミド化アクリルポリマー(IA)を含むPOM組成物が本明細書に記述される。低酸イミド化アリルポリマーを添加することによって、比較的高い分子量のPOM組成物、つまりMn50,000〜250,000を有するPOM組成物のクリープ抵抗を高める方法も記述される。
SUMMARY POM compositions comprising an imidized acrylic polymer (IA) are described herein. Also described is a method of increasing the creep resistance of relatively high molecular weight POM compositions, ie having a Mn of 50,000 to 250,000, by adding a low acid imidized allyl polymer.

これらの組成物および方法は、加熱撓み温度の増加、ビカー温度の増加、室温およびPOMの融点未満の高温での剛性/モジュラスの増加、所定の剛性での上限使用温度の増加など、向上した耐熱性を有する。IAはポリオキシメチレンよりもかなり高いガラス転移温度を有するため、IAとポリオキシメチレンのブレンドは、POM組成物の耐熱性および機械的性質、例えば引張り強さおよび熱可塑性加工性などを向上させる。意外なことに、加熱撓み温度の向上および剛性/モジュラスの増加の利点は、非常に低いレベルのIAを使用して達成される。   These compositions and methods have improved heat resistance, including increased heat deflection temperature, increased Vicat temperature, increased stiffness / modulus at room temperature and higher temperatures below the melting point of POM, and increased upper working temperature at a given stiffness. Have sex. Because IA has a much higher glass transition temperature than polyoxymethylene, blends of IA and polyoxymethylene improve the heat resistance and mechanical properties of the POM composition, such as tensile strength and thermoplastic processability. Surprisingly, the benefits of increased heat deflection temperature and increased stiffness / modulus are achieved using very low levels of IA.

ポリオキシメチレン[「POM」]
本明細書に記載の組成物中のポリオキシメチレンは、ホルムアルデヒドのホモポリマーまたはホルムアルデヒドの環状オリゴマーのホモポリマー(その末端基がエステル化またはエーテル化によって末端キャップされている)、およびホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒドの環状オリゴマーと、主鎖に少なくとも2つの隣接炭素原子を有するオキシアルキレン基を与える他のモノマーとのコポリマー(そのコポリマーの末端基は、ヒドロキシル末端化されるか、またはエステル化またはエーテル化によって末端キャップ化され得る)を含む。
Polyoxymethylene ["POM"]
The polyoxymethylene in the compositions described herein is a homopolymer of formaldehyde or a cyclic oligomer of formaldehyde whose end groups are end-capped by esterification or etherification, and formaldehyde or formaldehyde. Copolymers of cyclic oligomers and other monomers that give an oxyalkylene group having at least two adjacent carbon atoms in the main chain (the end groups of the copolymer are hydroxyl-terminated or end-capped by esterification or etherification) Can be included).

ポリオキシメチレンは分岐状または直鎖状であることができ、一般に範囲20,000〜250,000g/モルの数平均分子量(Mn)を有する。本明細書に記載の組成物に有用なPOMは、Mn50,000〜100,000、さらに好ましくは50,000〜80,000を有する。数平均分子量約65,000のポリオキシメチレンが特に好ましい。ブレンドで使用されるPOMの重量平均分子量(Mw)は、50,000〜約150,000g/モル、好ましくは100,000〜150,000g/モルであり得る。   The polyoxymethylene can be branched or linear and generally has a number average molecular weight (Mn) in the range of 20,000 to 250,000 g / mol. Useful POMs for the compositions described herein have a Mn of 50,000 to 100,000, more preferably 50,000 to 80,000. Polyoxymethylene having a number average molecular weight of about 65,000 is particularly preferred. The weight average molecular weight (Mw) of the POM used in the blend can be from 50,000 to about 150,000 g / mol, preferably from 100,000 to 150,000 g / mol.

分子量は好都合には、公称孔径60および1000オングストローム[Å]を有する二峰性カラムキットを使用して、160℃にてm−クレゾール中でゲル浸透クロマトグラフィーによって測定することができる。   The molecular weight can conveniently be measured by gel permeation chromatography in m-cresol at 160 ° C. using a bimodal column kit with a nominal pore size of 60 and 1000 Å [Å].

数平均分子量の代わりとして、メルトフローレートもまた、本明細書で使用されるPOMを特徴付ける。本明細書に記載の組成物において適しているポリオキシメチレンは、ASTM−D−1238手順Aに準拠して、重量2.16kgを用いて190℃にて測定される、0.1〜40グラム/10分のメルトフローレートを有する。好ましくは、本明細書に記載の組成物におけるPOMは、0.5〜35グラム/10分を有する。さらに好ましくは、本明細書で使用されるPOMは直鎖状であり、メルトフローレート約1〜20グラム/10分を有する。メルトフローレート約1〜5グラム/10分または約10〜20グラム/10分を有するPOMが特に好ましい。   As an alternative to number average molecular weight, melt flow rate also characterizes the POM used herein. Suitable polyoxymethylene in the compositions described herein is 0.1 to 40 grams measured at 190 ° C. using a weight of 2.16 kg according to ASTM-D-1238 Procedure A. It has a melt flow rate of / 10 minutes. Preferably, the POM in the compositions described herein has between 0.5 and 35 grams / 10 minutes. More preferably, the POM used herein is linear and has a melt flow rate of about 1 to 20 grams / 10 minutes. POM having a melt flow rate of about 1-5 grams / 10 minutes or about 10-20 grams / 10 minutes is particularly preferred.

本明細書に記載の組成物におけるPOMは、ホモポリマー、コポリマー、またはこれらの混合物であり得る。その剛性および強度から、POMホモポリマーが好ましい。好ましいポリオキシメチレンホモポリマーは、その末端ヒドロキシル基が化学反応によって末端キャップされており、エステルまたはエーテル基、好ましくはそれぞれアセテートまたはメトキシ基を形成するポリマーを含む。米国特許第2,998,409号明細書に、アセテート末端キャップ化POMホモポリマーの製造方法が記述されている。   The POM in the compositions described herein can be a homopolymer, a copolymer, or a mixture thereof. POM homopolymer is preferred because of its rigidity and strength. Preferred polyoxymethylene homopolymers include polymers whose terminal hydroxyl groups are end-capped by chemical reaction to form ester or ether groups, preferably acetate or methoxy groups, respectively. US Pat. No. 2,998,409 describes a process for preparing acetate end-capped POM homopolymers.

POMコポリマーは、POM組成物の製造で一般に使用される1種または複数種のコモノマーを含有する。より一般的に使用されるコモノマーとしては、炭素原子2〜12個のアルキレンオキシド、およびホルムアルデヒドとのその環状付加生成物が挙げられる。本明細書に記載の組成物におけるコモノマーの量は、20重量%以下、好ましくは15重量%以下、最も好ましくは約2重量%である。エチレンオキシドが最も好ましい。   The POM copolymer contains one or more comonomers commonly used in the manufacture of POM compositions. More commonly used comonomers include alkylene oxides of 2 to 12 carbon atoms and their cycloaddition products with formaldehyde. The amount of comonomer in the compositions described herein is no more than 20 wt%, preferably no more than 15 wt%, and most preferably about 2 wt%. Most preferred is ethylene oxide.

本明細書に記載のPOM組成物は、ポリオキシメチレンに添加されることが一般的に知られている、添加剤、成分、および改質剤、例えば安定剤および酸化防止剤を含有し得る。   The POM compositions described herein can contain additives, ingredients, and modifiers, such as stabilizers and antioxidants, commonly known to be added to polyoxymethylene.

イミド化アクリル樹脂
イミド化アクリルポリマーは以下の化学構造および式を有する:
構造I:イミド化アクリレートまたはメタクリレートポリマー
Imidized acrylic resin The imidized acrylic polymer has the following chemical structure and formula:
Structure I: imidized acrylate or methacrylate polymer

Figure 2014533770
Figure 2014533770

式中、RはC〜Cアルキルであり、
はHまたはCHである。
In which R 1 is C 1 -C 5 alkyl;
R 2 is H or CH 3 .

構造II:イミド化メタクリレートポリマー Structure II: Imidized methacrylate polymer

Figure 2014533770
Figure 2014533770

はC〜Cアルキルである。例えば、米国特許第3,284,425号明細書:米国特許第4,246,374号明細書;米国特許第4,518,717号明細書;米国特許第4,727,117号明細書および米国特許第5,110号明細書を参照のこと。 R 1 is C 1 -C 5 alkyl. For example, U.S. Pat. No. 3,284,425: U.S. Pat. No. 4,246,374; U.S. Pat. No. 4,518,717; U.S. Pat. No. 4,727,117 and See U.S. Pat. No. 5,110.

注目すべきことには、イミド化アクリル樹脂は、環状イミド単位を含む。イミド化アクリルポリマーは、アンモニアまたは第1級アミンをアクリレートまたはメタクリレートエステル、例えばポリ(メチルメタクリレート)と反応させて、アクリルポリマーの隣接する2つのエステル基とのアミンの縮合から環状イミド基が形成されることによって製造される。アミンと反応して環状イミド部位を形成するエステル基のモル量は、イミド化度と呼ばれ、得られるコポリマーの環状イミド基の重量%で示すこともできる。   Of note, imidized acrylic resins contain cyclic imide units. Imidized acrylic polymers react with ammonia or primary amines with acrylate or methacrylate esters such as poly (methyl methacrylate) to form cyclic imide groups from the condensation of amines with two adjacent ester groups of the acrylic polymer. Manufactured by. The molar amount of ester groups that react with an amine to form a cyclic imide moiety is called the degree of imidization and can also be expressed as the weight percent of the cyclic imide group of the resulting copolymer.

上記のイミド化反応においてアクリルポリマーの処理に使用される、好ましい第1級アミンはメチルアミンであるが、より高級な脂肪族アミンを使用してもよい。他のアミンとしては、例えば、エチルアミン、イソプロピルアミン、およびブチルアミンが挙げられる。   The preferred primary amine used for the acrylic polymer treatment in the imidation reaction described above is methylamine, but higher aliphatic amines may be used. Other amines include, for example, ethylamine, isopropylamine, and butylamine.

アクリルポリマーは、ポリ(メチルメタクリレート)またはポリ(メチルアクリレート)、好ましくはポリ(メチルメタクリレート)であり得る。ポリ(メチルメタクリレート)の代わりに、他のポリメタクリレートまたはポリアクリレートコポリマーを使用してもよいが、そのガラス転移温度[Tg]が低いため望ましくない。メタクリレートまたはアクリレートモノマーの他に、これらのポリマーは、それらと共重合される、少量の追加のエチレン性不飽和コモノマーを有し得る。かかる追加のモノマーは、例えばスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレン、ブタジエンおよびメチルビニルエーテルであり得る。イミド化アクリレートを製造するために使用する場合、メチルメタクリレートまたはメチルアクリレートと、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレン、ブタジエンまたはメチルビニルエーテルから選択される少なくとも1種類の更なるコモノマーとのコポリマーは好ましくは、メタクリレートまたはアクリレート単位を少なくとも約40重量%、好ましくは少なくとも60重量%、さらに好ましくは少なくとも80重量%含有する。   The acrylic polymer can be poly (methyl methacrylate) or poly (methyl acrylate), preferably poly (methyl methacrylate). Other polymethacrylates or polyacrylate copolymers may be used in place of poly (methyl methacrylate), but this is undesirable because of its low glass transition temperature [Tg]. In addition to methacrylate or acrylate monomers, these polymers can have small amounts of additional ethylenically unsaturated comonomers that are copolymerized therewith. Such additional monomers can be, for example, styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, butadiene and methyl vinyl ether. When used to produce imidized acrylates, copolymers of methyl methacrylate or methyl acrylate with at least one further comonomer selected from styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, butadiene or methyl vinyl ether are preferably It contains at least about 40%, preferably at least 60%, more preferably at least 80% by weight of methacrylate or acrylate units.

適切なイミド化ポリマーとしては、イミド化ポリ(メチルメタクリレート)またはポリ(メチルアクリレート)、メチルメタクリレートまたはメチルアクリレートと上記のようなコモノマーとのイミド化コポリマーが挙げられ、好ましくはポリ(メチルメタクリレート)はメチルアミンと反応する。米国特許第4,255,322号明細書のPVCブレンドにおけるイミド化アクリル樹脂の、一般に100,000〜200,000の分子量および20〜60%のイミド化度と異なり、本明細書に記載の組成物は、20,000〜200,000の好ましい分子量、および20〜100%、好ましくは60〜100%、さらに好ましくは80〜100%、最も好ましくは90〜100%のイミド化度を有するイミド化アクリル樹脂を有する。   Suitable imidized polymers include imidized poly (methyl methacrylate) or poly (methyl acrylate), methyl methacrylate or an imidized copolymer of methyl acrylate and a comonomer as described above, preferably poly (methyl methacrylate) is Reacts with methylamine. The composition described herein, unlike the imidized acrylic resin in the PVC blend of US Pat. No. 4,255,322, generally has a molecular weight of 100,000 to 200,000 and a degree of imidization of 20 to 60%. The product is an imidization having a preferred molecular weight of 20,000 to 200,000 and a degree of imidization of 20 to 100%, preferably 60 to 100%, more preferably 80 to 100%, most preferably 90 to 100%. Has acrylic resin.

本明細書に記載のイミド化アクリルポリマーは、開始ポリマーのイミド化度に応じて、未転化エステル基、カルボン酸基、および末端キャップ化カルボン酸基を含有し得る。無水物基および酸基は、アンモニアまたは第1級アミンとの反応によって(メタ)アクリルポリマーの副生成物としてポリマー鎖上に形成され、イミド単位の形成における中間体であると報告される。イミド化度が95%を超え、かつ100%に近づくと、得られるイミド化生成物上に存在する酸および無水物単位の量が減少する。本明細書に記載のイミド化アクリルポリマーのイミド化度が95%以下である場合、反応の一般的な結果として、ポリマー鎖に存在する酸および無水物官能基の量は、ポリイミドの特性に対するその一般的な有害作用のために望ましくない。例えば、明細書に記載のイミド化アクリルポリマーの酸および無水物官能基は、他の熱可塑性ポリマーとのそのポリマーの混和性を変化させ得る。   The imidized acrylic polymers described herein can contain unconverted ester groups, carboxylic acid groups, and end-capped carboxylic acid groups, depending on the degree of imidization of the starting polymer. Anhydride groups and acid groups are formed on the polymer chain as a by-product of (meth) acrylic polymers by reaction with ammonia or primary amines and are reported to be intermediates in the formation of imide units. As the degree of imidization exceeds 95% and approaches 100%, the amount of acid and anhydride units present on the resulting imidized product decreases. If the degree of imidization of the imidized acrylic polymer described herein is 95% or less, as a general result of the reaction, the amount of acid and anhydride functional groups present in the polymer chain will vary depending on the properties of the polyimide. Undesirable due to general adverse effects. For example, the acid and anhydride functional groups of the imidized acrylic polymer described herein can change the miscibility of the polymer with other thermoplastic polymers.

イミド化アクリルポリマー上の酸基および無水物基の数の低減は公知であり、例えば米国特許第4,727,117号明細書;米国特許第4,954,574号明細書;米国特許第5,004,777号明細書;米国特許第5,110,877号明細書;米国特許第5,264,483号明細書;および米国特許第5,548,033号明細書および米国特許出願公開第2007/0055017号明細書で論述されている。米国特許第4,727,117号明細書には、残留する酸基および無水物基を、それを非酸基または非無水物基へと転化することができ、イミド単位と反応することができない試剤で処理する、方法が開示されている。これらの試剤としては、アルキル化剤およびエステル化剤、例えばオルトギ酸トリアルキルまたはカルボン酸ジメチルが挙げられる。ポリマー中に存在する酸基(メタクリル酸単位など)の重量%によって示される酸レベルは、0〜10重量%、好ましくは0〜2重量%である。   Reduction of the number of acid groups and anhydride groups on the imidized acrylic polymer is known, eg, US Pat. No. 4,727,117; US Pat. No. 4,954,574; US Pat. U.S. Pat. No. 5,110,877; U.S. Pat. No. 5,264,483; and U.S. Pat. No. 5,548,033 and U.S. Published Application. 2007/0055017. U.S. Pat. No. 4,727,117 discloses that residual acid and anhydride groups can be converted to non-acid or non-anhydride groups and cannot react with imide units. A method of treating with a reagent is disclosed. These reagents include alkylating and esterifying agents such as trialkyl orthoformate or dimethyl carboxylate. The acid level, indicated by the weight percent of acid groups (such as methacrylic acid units) present in the polymer, is 0 to 10 weight percent, preferably 0 to 2 weight percent.

Rohm and Haas Company(Philadelphia,PA)によって、PVCとブレンドされるPARALOID(登録商標)HT−510グレード、および他のエンジニアリング樹脂とブレンドされる、PARALOID(登録商標)EXL−4000グレード、より高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂のファミリーなど、数種類のイミド化アクリル樹脂が予め提供された。開始アクリルポリマーのイミド化度に応じて、イミド化アクリル樹脂のTgは変化し、イミド化度が増加するに従って増加する。PARALOID(登録商標)HT−510はかなり低いTg、約130℃を有する。PARALOID(登録商標)EXL−4000ファミリーは、140℃〜170℃のTgを有すると報告されている。PARALOID(登録商標)樹脂は、ナイロン6、ポリカーボネート、アクリロニトリル/スチレン/ブタジエンおよびスチレン/アクリロニトリル樹脂、およびポリ(エチレンテレフタレート)とブレンドされて、得られた組成物の耐熱性または溶融強度を高め、光学的性質を改善し、または顔料および他の添加剤の担体としての役割を果たしている。   PARALOID® HT-510 grade blended with PVC and PARALOID® EXL-4000 grade blended with other engineering resins by Rohm and Haas Company (Philadelphia, PA), higher glass transition Several types of imidized acrylic resins have been provided in advance, such as a family of resins having a temperature (Tg). Depending on the degree of imidization of the starting acrylic polymer, the Tg of the imidized acrylic resin changes and increases as the degree of imidization increases. PARALOID® HT-510 has a fairly low Tg, about 130 ° C. The PARALOID® EXL-4000 family is reported to have a Tg of 140 ° C to 170 ° C. PARALOID® resin is blended with nylon 6, polycarbonate, acrylonitrile / styrene / butadiene and styrene / acrylonitrile resins, and poly (ethylene terephthalate) to increase the heat resistance or melt strength of the resulting composition and optical It improves the mechanical properties or serves as a carrier for pigments and other additives.

PARALOID(登録商標)EXL−4000グレード樹脂は、カルボン酸基1%未満〜約10%を有し;一部は、少量の無水物基も含有し得る。上述のように、カルボン酸基は明らかに、イミド化反応中に形成され、おそらく避けることができない。しかしながら、これらの樹脂の一部のグレードは、おそらくエステル化によってキャップ化されたカルボン酸基を有する。   PARALOID® EXL-4000 grade resin has less than 1% to about 10% carboxylic acid groups; some may also contain minor amounts of anhydride groups. As mentioned above, carboxylic acid groups are clearly formed during the imidization reaction and are probably inevitable. However, some grades of these resins probably have carboxylic acid groups capped by esterification.

添加剤
本明細書に記載の組成物は、POMおよびイミド化アクリルポリマーに加えて、他の添加剤、改質剤、および安定剤および補助安定剤など、一般にポリマー分野で使用される成分、米国特許第3,960,984号明細書;米国特許第4,098,843号明細書;米国特許第4,766,168号明細書;米国特許第4,814,397号明細書;米国特許第5,011,890号明細書;および米国特許第5,063,263号明細書に開示される成分など、酸化防止剤、顔料、着色剤、紫外線安定剤、強化剤、核剤、ガラス、鉱物、潤滑剤、繊維、補強剤、および充填剤を含んでもよい。一部の顔料および着色剤は、ポリオキシメチレン組成物の安定性に悪影響を及ぼし得るが、その物理的性質にはほとんど影響しない。好ましい熱安定剤は、米国特許第5,011,890号明細書に記載されており、ポリアクリルアミドが最も好ましい。
Additives In addition to POM and imidized acrylic polymers, the compositions described herein include ingredients commonly used in the polymer field, such as other additives, modifiers, and stabilizers and co-stabilizers. U.S. Pat. No. 3,960,984; U.S. Pat. No. 4,098,843; U.S. Pat. No. 4,766,168; U.S. Pat. No. 4,814,397; U.S. Pat. Antioxidants, pigments, colorants, UV stabilizers, tougheners, nucleating agents, glass, minerals, such as the components disclosed in US Pat. No. 5,011,890; and US Pat. No. 5,063,263. , Lubricants, fibers, reinforcing agents, and fillers. Some pigments and colorants can adversely affect the stability of the polyoxymethylene composition, but have little effect on its physical properties. Preferred heat stabilizers are described in US Pat. No. 5,011,890, with polyacrylamide being most preferred.

加熱撓み温度を高める方法
クリープ抵抗の増加は、ポリオキシメチレンの加熱撓み温度の増加を示す。クリープ抵抗の増加は、低酸IAの添加に応じて異なる。したがって、低酸IAを添加すると、クリープ抵抗が向上し、かつ、加熱撓み温度が高くなる。
Method of Increasing Heat Deflection Temperature An increase in creep resistance indicates an increase in the heat distortion temperature of polyoxymethylene. The increase in creep resistance varies with the addition of low acid IA. Therefore, when the low acid IA is added, the creep resistance is improved and the heat deflection temperature is increased.

着実な温度の上昇を課しながら、長方形試験片に定荷重をかけることによって、熱可塑性材料の加熱撓み温度が測定される。屈曲下で荷重がかけられた杆(beam)のたわみがプリセット値に達した温度が、加熱撓み温度(HDT)と呼ばれる。これらの試験条件下で試料によって経験された実際のひずみは通常1%未満であり、本質的に曲げ(flexural)ひずみである。加熱撓み温度の増加は、組成物の温度に対する剛性保持の向上に一致する。   By applying a constant load to the rectangular specimen while imposing a steady temperature rise, the heat deflection temperature of the thermoplastic material is measured. The temperature at which the deflection of the beam loaded under bending reaches a preset value is called the heating deflection temperature (HDT). The actual strain experienced by the sample under these test conditions is usually less than 1% and is essentially a flexural strain. An increase in heat deflection temperature is consistent with an increase in stiffness retention with respect to the temperature of the composition.

POM組成物のクリープ抵抗を向上するには、剛性の向上も必要である。したがって、着実に上昇する温度にさらされる間、POM組成物の剛性が向上し、それによって加熱撓み温度の上昇およびクリープ抵抗の向上の両方が示される。   In order to improve the creep resistance of the POM composition, it is also necessary to improve the rigidity. Thus, the stiffness of the POM composition is improved during exposure to steadily increasing temperatures, thereby indicating both increased heat deflection temperature and improved creep resistance.

以下に示す引張クリープ測定は、高温および高い荷重、90℃および25MPaにて行った。これらの条件下での変形の低減は、加熱撓み温度の測定中に観察されるものと同様に、剛性がより良く保持されることに相当する。   The tensile creep measurement shown below was performed at high temperature and high load, 90 ° C. and 25 MPa. The reduction in deformation under these conditions corresponds to better retention of stiffness, similar to that observed during measurement of the heat deflection temperature.

しかしながら、HDT測定と対照的に、クリープ抵抗は、本明細書においてより厳しい引張りモードで測定され、試料の断面全体が同じ荷重にかけられた。さらに、合計累積ひずみが少なくとも7%に達するまで試験を行った。これは、HDT試験で一般に確認されるよりもかなり大きなひずみである。したがって、本明細書におけるクリープ抵抗の測定は、剛性保持のより厳しい試験を反映し、したがって、本明細書に記載の組成物についてのHDTの増加により強く影響する。   However, in contrast to HDT measurements, creep resistance was measured in the more stringent tensile mode herein and the entire cross section of the sample was subjected to the same load. In addition, testing was performed until the total cumulative strain reached at least 7%. This is a much larger strain than is generally confirmed in HDT tests. Thus, the measurement of creep resistance herein reflects a more stringent test of stiffness retention and therefore has a stronger impact on the increase in HDT for the compositions described herein.

本明細書に記載の加熱撓み温度を増加する方法は、
(a)酸レベル
イミド化度を有し、かつ
モノアルキル基を有するモノアルキルアミンでアクリルポリマーを処理することによって得られる、イミド化アクリル樹脂1〜8重量%;
(b)数平均分子量50,000〜250,000g/モルを有するポリオキシメチレン92〜99重量%;
(c)任意選択で、1種または複数種の他の添加剤;
を溶融混合して、溶融混合組成物が形成される工程を含み、
(a)および(b)の重量%がそれぞれ、(a)と(b)の合計重量を基準にし、
モノアルキル基が炭素原子1〜5個を有し、
酸レベルが、イミド化アクリル樹脂に基づいて0〜約2重量%であり;かつ
ISO899−1によって決定される、溶融混合組成物のクリープひずみ5%までの時間が、(a)を欠く同一組成物のそれと比較して200%以上長い。
The method for increasing the heat deflection temperature described herein includes:
(A) Acid level 1-8% by weight of an imidized acrylic resin obtained by treating an acrylic polymer with a monoalkylamine having a degree of imidization and having a monoalkyl group;
(B) 92-99% by weight of polyoxymethylene having a number average molecular weight of 50,000-250,000 g / mol;
(C) optionally one or more other additives;
Melt mixing to form a melt mixed composition,
% By weight of (a) and (b), respectively, based on the total weight of (a) and (b)
The monoalkyl group has 1 to 5 carbon atoms,
The acid level is from 0 to about 2% by weight, based on the imidized acrylic resin; and the same composition, as determined by ISO 899-1, up to 5% creep strain of the molten mixture composition lacking (a) It is 200% longer than that of the product.

上記のパラグラフに記載のクリープ5%までの時間を示すことに加えて、これらのプロセスは、(a)を欠く同一組成物と比較して、ISO−751/−2によって決定される、20%以上高い加熱撓み温度も示し得る。さらに、本明細書に記載の方法のいずれかにおいて、イミド化アクリル樹脂は、環状イミド単位を含み、かつ/または溶融混合組成物中に1〜5重量%の量で存在し得る。   In addition to showing the time to creep up to 5% as described in the paragraph above, these processes are 20% as determined by ISO-751 / -2 compared to the same composition lacking (a). Higher heat deflection temperatures can also be shown. Further, in any of the methods described herein, the imidized acrylic resin may contain cyclic imide units and / or be present in the melt mixed composition in an amount of 1-5% by weight.

さらに、本明細書に記載の方法のいずれかにおいて、イミド化アクリル樹脂は、ポリ(メチルメタクリレート);ポリ(メチルアクリレート);メチルアクリレートと、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレン、ブタジエンまたはメチルビニルエーテルから選択される少なくとも1種類の追加のコモノマーと、のコポリマー;メチルメタクリレートと、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレン、ブタジエンまたはメチルビニルエーテルから選択される少なくとも1種類の追加のコモノマーと、のコポリマーからなる群から選択されるアクリルポリマーをメチルアミンで処理することによって得られる。これらのプロセスにおいて、好ましいアクリルポリマーは、ポリ(メチルメタクリレート)であり、かつ/またはイミド化アクリル樹脂は、メチルアミンポリ(メチルメタクリレート)で処理することによって得ることができる。   Further, in any of the methods described herein, the imidized acrylic resin is from poly (methyl methacrylate); poly (methyl acrylate); methyl acrylate and styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, butadiene, or methyl vinyl ether. Copolymer of at least one additional comonomer selected; group consisting of copolymers of methyl methacrylate and at least one additional comonomer selected from styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, butadiene or methyl vinyl ether It is obtained by treating an acrylic polymer selected from In these processes, the preferred acrylic polymer is poly (methyl methacrylate) and / or the imidized acrylic resin can be obtained by treatment with methylamine poly (methyl methacrylate).

さらに、本明細書に記載の方法のいずれかにおいて、ポリオキシメチレンは数平均分子量50,000〜80,000g/モルを有し、かつホモポリマー、コポリマー、およびこれらの混合物からなる群から選択され得る。さらに本明細書に記載の方法のいずれかにおいて、イミド化度は、60%〜100%、好ましくは80〜100%、さらに好ましくは90〜100%の範囲であり得る。   Further, in any of the methods described herein, the polyoxymethylene has a number average molecular weight of 50,000 to 80,000 g / mol and is selected from the group consisting of homopolymers, copolymers, and mixtures thereof. obtain. Further, in any of the methods described herein, the degree of imidization can range from 60% to 100%, preferably from 80 to 100%, more preferably from 90 to 100%.

本明細書に記載のPOM組成物の製造
本明細書に記載のPOM組成物は、好ましくは個々の成分のペレットまたは同様な物を互いに混転または混合することによって製造される。どのように混合されるかにかかわらず、個々の成分は、ポリマーブレンド成分の軟化点を超え、かつ著しい劣化の発生ポイントを下回る温度範囲内で高せん断を生じさせることができる混合デバイスによって溶融ブレンドされるべきである。かかるデバイスの例としては、ラバーミル、「Banbury」および「Brabander」ミキサーなどの密閉式混合機、外部から、または摩擦によって加熱されるキャビティを有する単一または複数ブレードの密閉式混合機、「Ko−kneader」、マルチバレルミキサー、例えば「Farrell連続ミキサー」、射出成形機、および押出機(一軸および二軸両方、共回転または逆回転のいずれか)が挙げられる。これらのデバイスは、単独で、または静的ミキサー、混合トーピードおよび/または内部圧力および/または混合の強さを高めるための様々なデバイス、例えばこの目的のために設計されたバルブ、ゲート、またはスクリューと併せて使用することができる。
Production of the POM Compositions Described herein The POM compositions described herein are preferably produced by tumbling or mixing individual component pellets or the like with each other. Regardless of how they are mixed, the individual components are melt blended by a mixing device capable of producing high shear within a temperature range above the softening point of the polymer blend component and below the point of significant degradation. It should be. Examples of such devices include closed mixers such as rubber mills, “Banbury” and “Brabander” mixers, single or multiple blade closed mixers with cavities heated externally or by friction, “Ko- kneader ", multi-barrel mixers such as" Farrel continuous mixer ", injection molding machines, and extruders (both single and biaxial, either co-rotating or counter-rotating). These devices can be used alone or as a static mixer, mixing torpedo and / or various devices for increasing internal pressure and / or mixing strength, eg valves, gates or screws designed for this purpose Can be used together.

最大の効率、コンシステンシーおよび均一性と共に、ブレンド成分の密接混合を達成するために連続混合デバイスを使用することが好ましい。高い処理量、可能なモジュラー構造および組み立ての容易さ、多くの混合スクリューの選択肢、およびプロセス温度の制御およびメンテナンスの容易さのため、使用するのに押出機が最も簡便である。二軸スクリュー押出機、特に、逆ピッチ要素および混練要素など、高強度の混合セクションを組み込んだ押出機が特に好ましい。   It is preferred to use a continuous mixing device to achieve intimate mixing of the blend components with maximum efficiency, consistency and uniformity. Due to high throughput, possible modular construction and ease of assembly, many mixing screw options, and ease of process temperature control and maintenance, an extruder is the simplest to use. Particularly preferred are twin screw extruders, particularly extruders incorporating high strength mixing sections such as reverse pitch elements and kneading elements.

本明細書に記載のPOM組成物を含む物品
本明細書に記載のPOM組成物を含む成形物品は、圧縮成形、射出成形、押出し成形、吹込み成形、溶融紡糸、キャストフィルムまたはブロー成形フィルム技術などの皮膜形成、および熱成形など、いくつかの一般的な方法のいずれかによって製造することができる。成形物品の例としては、シート、異形材(profiles)、棒材、フィルム、フィラメント、繊維、ストラップ、テープ、管材料、パイプおよび複雑な形状の物品、例えば機械またはエンジン部品などが挙げられる。かかる成形物品は、それが最初に造形された後に、配向、延伸、コーティング、焼きなまし、塗装、ラミネートおよびめっきによって処理することができる。ブレンドは熱可塑性材料であるため、物品を粉砕し、再成形することができる。
Articles comprising the POM compositions described herein Molded articles comprising the POM compositions described herein are compression molded, injection molded, extruded, blow molded, melt spun, cast film or blow molded film technology. Can be produced by any of several common methods, such as film formation and thermoforming. Examples of molded articles include sheets, profiles, rods, films, filaments, fibers, straps, tapes, tubing, pipes and complex shaped articles such as machine or engine parts. Such molded article can be processed by orientation, stretching, coating, annealing, painting, laminating and plating after it is initially shaped. Since the blend is a thermoplastic material, the article can be crushed and reshaped.

本明細書に記載のPOM組成物は増加した上限使用温度を有し、純粋なPOMと比較して高い温度で垂れ下がりなくクリープに耐えることができることから、特に定期的により高い温度にさらされる自動車用途のギア、電子デバイスなどの部品を製造するために、かつ高い延性保持および良好な耐熱性が望まれる用途において使用することができる。他の特に有用な用途としては、食品、包装または未包装の食物摂取製品、栄養補助食品、薬剤等を取り扱うコンベヤシステムの部品が挙げられる。   The POM compositions described herein have an increased upper working temperature and can withstand creep without sagging at higher temperatures compared to pure POM, especially in automotive applications that are exposed to higher temperatures on a regular basis It can be used to manufacture parts such as gears and electronic devices, and in applications where high ductility retention and good heat resistance are desired. Other particularly useful applications include parts of conveyor systems that handle food, packaged or unpackaged food intake products, dietary supplements, pharmaceuticals, and the like.

以下の実施例ではさらに、本明細書に記述され、かつ特許請求の範囲に記載される組成物が例示される。   The following examples further illustrate the compositions described herein and set forth in the claims.

材料
POM−500:Mn約30,000および重量2.16kgを用いて、190℃で測定されたメルトフローレート15g/10分を有する、商品名DELRIN(登録商標)500PでDuPontから市販されている汎用非衝撃改良POM樹脂。
Material POM-500: commercially available from DuPont under the trade name DELRIN® 500P with a melt flow rate of 15 g / 10 min measured at 190 ° C., using approximately 30,000 Mn and a weight of 2.16 kg General purpose non-impact modified POM resin.

POM−100:Mn約65,000および重量2.16kgを用いて、190℃で測定されたメルトフローレート2.5g/10分を有する、商品名DELRIN(登録商標)100PでDuPontから市販されている汎用非衝撃改良POM樹脂。   POM-100: Commercially available from DuPont under the trade name DELRIN® 100P with a melt flow rate of 2.5 g / 10 min measured at 190 ° C. using about 65,000 Mn and a weight of 2.16 kg. General-purpose non-impact modified POM resin.

Plexiglas(登録商標)V920:重量3.8kgを用いて230℃でASTM D1238準拠して測定されたメルトフローレート8.0g/10分を有するPMMAアクリル樹脂。   Plexiglas® V920: PMMA acrylic resin having a melt flow rate of 8.0 g / 10 min measured according to ASTM D1238 at 230 ° C. using a weight of 3.8 kg.

Ultraform(登録商標)E3320:BASFから市販のターポリマーポリアセタール。   Ultraform® E3320: a terpolymer polyacetal commercially available from BASF.

Denka Boron Nitride SP−3:Denki Kagaku Kogyoから市販の微粒子窒化ホウ素。   Denka Boron Nitride SP-3: Fine particle boron nitride commercially available from Denki Kagaku Kogyo.

Irganox(登録商標)1098:Cibaから市販の分子量637g/モルを有する立体障害フェノール系酸化防止剤。   Irganox® 1098: a sterically hindered phenolic antioxidant with a molecular weight of 637 g / mol, commercially available from Ciba.

アラントイン:式Cを有し、International Specialty Products,Wayne NJから市販されている。 Allantoin: having the formula C 4 H 6 N 4 O 3 , International Specialty Products, available from Wayne NJ.

装置:
配合用の押出機:混合および溶融域を有し、直径0.187インチの2穴ストランドダイを備え、Coperion Corporation,Ramsey,NJ USAから市販されている30mm同時回転二軸スクリュー押出機
射出成形:Nissei Corporation,Japanから市販されている6オンスの往復スクリュー射出成形ユニット。
apparatus:
Compounding extruder: 30 mm co-rotating twin-screw extruder with mixing and melting zones, equipped with a 0.187 inch diameter two-hole strand die and commercially available from Coperion Corporation, Ramsey, NJ USA Injection molding: 6 ounce reciprocating screw injection molding unit commercially available from Nissei Corporation, Japan.

試験方法
イミド化アクリル[IA]ポリマーに関して
どちらも「実験室規模」で製造された2種類のIAポリマー:「高酸」IAおよび「低酸」IAを研究に使用した。本明細書で使用される、高酸IAは、5重量%以上の酸を有し、低酸IAは、4重量%以下、好ましくは1重量%未満の酸を有する。以下の手順を用いてIAを製造した:
Test Methods For Imidized Acrylic [IA] Polymers Two types of IA polymers, both “high scale” IA and “low acid” IA, both made on a “laboratory scale” were used in the study. As used herein, high acid IA has 5% or more by weight of acid, and low acid IA has 4% or less, preferably less than 1% by weight of acid. The IA was prepared using the following procedure:

直径25mmの一軸スクリュー押出機を使用して、開始樹脂を溶融し、長さ15メートル、直径12.5mmのステンレス鋼トランスファーライン管に計量しながら供給した。トランスファーライン末端のポリマーバルブを用いて、トランスファーラインの圧力を調節した。ストランドダイにポリマーをポンプ供給し、ストランドをペレットに切断する前に、余分なアミンおよび反応副生成物を除去するために使用される2つの真空孔ベントポートを備えた25mm二軸スクリュー押出機がポリマーバルブから下流にあった。トランスファーラインの最初でデュアルシリンジポンプシステムを使用して、アミン源をポリマーメルトに注入した。二軸スクリュー押出機においてIAが製造され、揮発性物質が除去された後、IA生成物は、イミド基に加えて、カルボン酸基、無水物基、および一部の未反応エステルを含有した。最初に製造されたIAは一般に、酸基を5重量%以上有する。IAの「低酸」バージョンは、最初に製造されたIAを2度目に押出機内に通し、炭酸ジメチルを添加して、ポリマー鎖の酸基をエステル化することによって製造される。   Using a 25 mm diameter single screw extruder, the starting resin was melted and metered into a 15 meter long, 12.5 mm diameter stainless steel transfer line tube. The pressure of the transfer line was adjusted using a polymer valve at the end of the transfer line. A 25 mm twin screw extruder with two vacuum hole vent ports used to pump polymer into the strand die and remove excess amine and reaction byproducts before cutting the strands into pellets. It was downstream from the polymer valve. The amine source was injected into the polymer melt using a dual syringe pump system at the beginning of the transfer line. After IA was produced in a twin screw extruder and volatiles were removed, the IA product contained carboxylic acid groups, anhydride groups, and some unreacted esters in addition to imide groups. The initially produced IA generally has at least 5% by weight of acid groups. The “low acid” version of IA is produced by passing the first produced IA through the extruder a second time and adding dimethyl carbonate to esterify the acid groups of the polymer chain.

IA試料は、PMMA樹脂供給速度97g/分およびモノメチルアミン注入速度43ml/分に相当すると推定される、毎分回転数50[rpm]の一軸スクリュー押出機のスクリュー回転数を用いて、Plexiglas(登録商標)V920をモノメチルアミンと反応させることによって製造された。トランスファーライン周囲のジャケットのオイル温度設定値は280℃であり、ポリマー溶融温度測定値は260℃であった。ポリマーバルブへの吐出圧力は800〜900psig(5.5〜6.2mPa)に制御された。メチルアミン注入圧力は900〜1200psig(6.2〜8.3mPa)と記録された。二軸スクリュー押出機において、ベントポートでの真空は17(Hg)または58kPaであると記録された。二軸スクリュー押出機のペレット化ダイで記録されたポリマーの溶融温度は245℃であった。DSCおよび窒素分析によって、Tgは163℃であり、窒素含有率は7.5重量%であると決定された。同じ公称条件下にて実施されたいくつかの小さなバッチを互いにブレンドして、IA−HA−1などの高酸IA’を生成した。   The IA sample is Plexiglas (registered) using the screw speed of a single screw extruder at a speed of 50 rpm, estimated to correspond to a PMMA resin feed rate of 97 g / min and a monomethylamine injection rate of 43 ml / min. Trademark: V920 was prepared by reacting with monomethylamine. The oil temperature setting value of the jacket around the transfer line was 280 ° C., and the measured polymer melting temperature was 260 ° C. The discharge pressure to the polymer valve was controlled at 800-900 psig (5.5-6.2 mPa). The methylamine injection pressure was recorded as 900-1200 psig (6.2-8.3 mPa). In the twin screw extruder, the vacuum at the vent port was recorded to be 17 (Hg) or 58 kPa. The polymer melting temperature recorded on the pelletizing die of the twin screw extruder was 245 ° C. By DSC and nitrogen analysis, the Tg was determined to be 163 ° C. and the nitrogen content was 7.5% by weight. Several small batches performed under the same nominal conditions were blended together to produce high acid IA's such as IA-HA-1.

低酸IA(IA−LA−1など)は、上述の公称条件下にて製造された乾燥高酸材料(吸着式ホッパー乾燥機)内で設定ポイント100℃で一晩乾燥させた)を再び押出しし、炭酸ジメチルで処理することによって製造された。一軸スクリュー押出機スクリュー回転数は74rpmであり、約140g/分の供給速度に相当すると推定される。シリンジポンプを炭酸ジメチルで満たし、トランスファーラインに速度14ml/分で注入して、ポリマーに存在する酸の量を減らした。トランスファーラインをジャケットするオイルを加熱するオイルヒーターの設定ポイントは280℃に設定された。トランスファーライン末端の放出圧力は、250〜440psig(1.7〜3mPa)に制御された。シリンジポンプの注入圧力は640〜880psig(4.4〜6mPa)であった。一軸スクリュー押出機とトランスファーラインの間のアダプターで記録された高酸ポリマーの溶融温度は270℃であった。二軸スクリュー押出機のペレット化ダイでの低酸IAの溶融温度は235〜265℃であった。DSCおよび窒素分析によって、低酸材料のTgは151℃であり、窒素含有率は7.5重量%であると決定された。いくつかの小さなバッチを互いに合わせて、低酸IAが得られた。   Low acid IA (such as IA-LA-1) was extruded again at a set point of 100 ° C. overnight in a dry high acid material (adsorption hopper dryer) manufactured under the nominal conditions described above) Prepared by treatment with dimethyl carbonate. The screw speed of the single screw extruder is 74 rpm, which is estimated to correspond to a feed rate of about 140 g / min. The syringe pump was filled with dimethyl carbonate and injected into the transfer line at a rate of 14 ml / min to reduce the amount of acid present in the polymer. The set point of the oil heater that heats the oil covering the transfer line was set at 280 ° C. The discharge pressure at the end of the transfer line was controlled at 250-440 psig (1.7-3 mPa). The injection pressure of the syringe pump was 640 to 880 psig (4.4 to 6 mPa). The melt temperature of the high acid polymer recorded with an adapter between the single screw extruder and the transfer line was 270 ° C. The melting temperature of the low acid IA in the pelletizing die of the twin screw extruder was 235-265 ° C. By DSC and nitrogen analysis, the Tg of the low acid material was determined to be 151 ° C. and the nitrogen content was 7.5% by weight. Several small batches were combined with each other to obtain a low acid IA.

イミド化アクリル材料の小さなバッチを合わせたブレンドを分析し、その結果を以下の表Aに示す。   A blend of small batches of imidized acrylic material was analyzed and the results are shown in Table A below.

IAポリマーの窒素の重量%としての窒素数は、CHN分析器、Carlo Erba Model 1108を使用して標準燃焼法によって決定した。ポリマーのイミド化パーセント(重量)は、窒素数をベースにして計算された。モノメチルアミンを使用して製造された100%イミド化PMMA樹脂の窒素数は8.4である。アミン源の分子量が上がるにしたがって、100%イミド化の窒素数は下がる。   The number of nitrogen as a weight percent of IA polymer nitrogen was determined by standard combustion using a CHN analyzer, Carlo Erba Model 1108. The percent imidization (by weight) of the polymer was calculated based on the number of nitrogens. The 100% imidized PMMA resin produced using monomethylamine has a nitrogen number of 8.4. As the molecular weight of the amine source increases, the 100% imidation nitrogen number decreases.

IAポリマーにおけるメタクリル酸の重量%は、滴定し、中和された酸のモル量からメタクリル酸の量を計算することによって決定された。エステル基の重量%は、イミド重量%および酸重量%を100から引くことによって計算することができる。IRによって無水物を検出することができなかったため、無水物の量は無視してよいと見なされた。   The weight percent of methacrylic acid in the IA polymer was determined by titrating and calculating the amount of methacrylic acid from the molar amount of neutralized acid. The weight percent of ester groups can be calculated by subtracting imide weight percent and acid weight percent from 100. Since the anhydride could not be detected by IR, the amount of anhydride was considered negligible.

IAポリマーのガラス転移温度[「Tg」]が、0℃で平衡化し、200℃に加熱し、0℃に冷却し、再び10℃/分で200℃に加熱して、ASTM D3418(0〜200℃)に準拠して示差走査熱量測定{「DSC」]によって決定され、2番目の加熱中にTgが記録された。   The glass transition temperature [“Tg”] of the IA polymer is equilibrated at 0 ° C., heated to 200 ° C., cooled to 0 ° C., and again heated to 200 ° C. at 10 ° C./min to ASTM D3418 (0-200 ° C) as determined by differential scanning calorimetry {"DSC"] and Tg was recorded during the second heating.

Figure 2014533770
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以下の様々な試料のすべての成分を最初に、必要な割合でドライブレンドし、次いで二軸スクリュー押出機に供給して、均一に溶融混合された試料が得られた。具体液には、18mm Coperion二軸スクリュー押出機において溶融ブレンドすることによって、POM−500またはPOM−100のいずれかにIA試料を別々に組み込んだ。2つの別個のフィーダを使用して、IAおよびPOM成分を押出機の後部に供給した。ブレンド前に、IAペレットを100℃で5時間乾燥させた。比較的強いスクリューデザインを用いて、目的の量のせん断および混合を行った。押出機ダイから出たら、現れたストランドを水浴で急冷し、次いで、従来のストランドカッターで長さ3mmのペレットに切断した。次いで、ペレットを80℃で一晩乾燥させ、1.5オンスのArburg射出成形機で射出成形して試験片を形成した。   All components of the following various samples were first dry blended in the required proportions and then fed to a twin screw extruder to obtain a uniformly melt mixed sample. Specifically, IA samples were separately incorporated into either POM-500 or POM-100 by melt blending in an 18 mm Coperion twin screw extruder. Two separate feeders were used to feed the IA and POM components to the back of the extruder. Prior to blending, the IA pellets were dried at 100 ° C. for 5 hours. A relatively strong screw design was used to achieve the desired amount of shear and mixing. Upon exiting the extruder die, the emerging strand was quenched in a water bath and then cut into 3 mm long pellets with a conventional strand cutter. The pellets were then dried overnight at 80 ° C. and injection molded on a 1.5 ounce Arburg injection molding machine to form test specimens.

純粋なIAポリマーから作製された試験片が非常に脆いことを除いては、配合および射出成形プロセスは苦労することなくスムーズに行われた。   The compounding and injection molding process went smoothly without difficulty except that specimens made from pure IA polymer were very brittle.

ASTM試験法を用いて、機械的および熱試験を行った。曲げモジュラスをASTM D−790に準拠して決定した。ノッチ付きアイゾッド衝撃強さをASTM D−256に準拠して決定した。シャルピー衝撃強さを23℃でISO179に準拠して決定した。温度上昇速度2.0℃/分、力10ニュートンおよび針入1mmで、ビカー温度をASTM D1525に準拠して決定した。ASTM D−648に準拠して、それぞれの場合において264psi(1.8MPa)にて加熱撓み温度(HDT)を決定した。動的機械分析(DMA)を行って、高温でのモジュラスの増加および一定剛性での上限使用温度の増加を評価した。   Mechanical and thermal tests were performed using the ASTM test method. The bending modulus was determined according to ASTM D-790. Notched Izod impact strength was determined according to ASTM D-256. Charpy impact strength was determined according to ISO 179 at 23 ° C. The Vicat temperature was determined according to ASTM D1525 with a temperature rise rate of 2.0 ° C./min, a force of 10 Newtons and a penetration of 1 mm. The heat deflection temperature (HDT) was determined at 264 psi (1.8 MPa) in each case according to ASTM D-648. Dynamic mechanical analysis (DMA) was performed to evaluate the increase in modulus at high temperature and the increase in upper working temperature at constant stiffness.

表1は、POM−500と、高酸IAおよび低酸IAとのブレンドの加熱撓み温度を示す。   Table 1 shows the heat deflection temperatures of blends of POM-500 with high acid IA and low acid IA.

Figure 2014533770
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POM−500(比較例C2)におけるIA−HA−1(高酸)5重量%にて、純粋なPOM−500と比較してHDTはいくらか低下した。低酸IA−LA−1の場合には、ごくわずかであるがHDTが増加した。   At 5% by weight of IA-HA-1 (high acid) in POM-500 (Comparative Example C2), HDT was somewhat reduced compared to pure POM-500. In the case of low acid IA-LA-1, HDT increased slightly.

表2は、種々のPOM−100ブレンドおよび種々のIAの加熱撓み温度を示す。IA−LA−1は非常に脆く、HDT試験の試験片を製造することができず、IA−LA−1のHDTはそのTgに基づいて推定された。   Table 2 shows the heat deflection temperatures for various POM-100 blends and various IAs. IA-LA-1 was very brittle and could not produce HDT test specimens, and the HDT of IA-LA-1 was estimated based on its Tg.

Figure 2014533770
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5重量%の高酸IA−HA−2で改質されたPOM−100のHDTは、ごく小さな改善を示した(比較例C3と比べて比較例C5)。しかしながら、例えば約5重量までの低酸IA−LA−1を使用すると、HDTは著しく増加した。POMとIAの合計量に基づいて約1〜約8重量%の低酸IA添加率で、そのHDTは、純粋なPOM組成物と比較して約5%から約35%に増加した。   HDT of POM-100 modified with 5% by weight of high acid IA-HA-2 showed very little improvement (Comparative Example C5 compared to Comparative Example C3). However, HDT was significantly increased using, for example, up to about 5 weights of low acid IA-LA-1. With a low acid IA loading of about 1 to about 8% by weight based on the total amount of POM and IA, the HDT increased from about 5% to about 35% compared to the pure POM composition.

表2に示されるように、低酸IAをわずか2.5重量%および5重量%でブレンドすることによって、対照試料の97.6℃から、それぞれ124℃および128℃へとHDTが増加した;つまり、それぞれ26℃および31℃の増加、または27%および31%の増加である。低酸IA約8重量%までの実施例は、更なる向上を示さなかった。   As shown in Table 2, blending the low acid IA at only 2.5% and 5% by weight increased the HDT from 97.6 ° C in the control sample to 124 ° C and 128 ° C, respectively; That is, an increase of 26 ° C. and 31 ° C., or an increase of 27% and 31%, respectively. Examples up to about 8% by weight of low acid IA showed no further improvement.

IA−LA−2を添加率5重量%で使用した場合には、HDTの同様な増加が認められた。IA−LA−3を使用した一連の試料から、IA添加率5〜10重量%でHDTの最大の増加が達成されることが分かった。10〜40重量%の量でIA−LA−3を有する試料のHDTは本質的に同じであった(比較例C6〜C10)。IA−LA−3におけるイミドの重量%は、そのTgと同様にIA−LA−1よりも低かった。特定の理論に束縛されることなく、IA−LA−3の添加レベル5重量%で確認される、より低いHDTは、これらの要因によって説明され得る。   When IA-LA-2 was used at an addition rate of 5% by weight, a similar increase in HDT was observed. From a series of samples using IA-LA-3, it was found that the greatest increase in HDT was achieved at an IA addition rate of 5-10 wt%. The HDT of the sample with IA-LA-3 in an amount of 10-40% by weight was essentially the same (Comparative Examples C6-C10). The weight percentage of imide in IA-LA-3 was lower than that of IA-LA-1 as well as its Tg. Without being bound to a particular theory, the lower HDT, confirmed at an IA-LA-3 addition level of 5% by weight, can be explained by these factors.

一般に、表2の結果から、ごく少量のIA、特に低酸IAを組み込んだことによる、本明細書に記載のPOM組成物の耐熱性の顕著かつ意外な向上が実証されている。IA添加率約1〜約40重量%でHDTは増加するが;その効果は、添加率1〜8重量%、特に約2〜約5重量%で最も明らかである。IA約8〜約40重量%を添加することによって達成されるHDTの増加は特に著しくはない。IAが約40重量%を超えると、特にIA50〜100重量%では、ブレンドにおける連続相が、POMからIAと変化する可能性があり、次にブレンドの主要な特性が変化する。具体的には、ブレンドのIAが多くなると、HDTは、純粋なIAのHDTまで再び増加する可能性がある。約2重量%を超える酸レベルのIA試料は、5重量%のレベルよりもかなり少ないHDT増加を示した。   In general, the results in Table 2 demonstrate a significant and surprising improvement in the heat resistance of the POM compositions described herein by incorporating very small amounts of IA, particularly low acid IA. HDT increases at an IA addition rate of about 1 to about 40% by weight; the effect is most apparent at an addition rate of 1-8% by weight, especially about 2 to about 5% by weight. The increase in HDT achieved by adding about 8 to about 40% by weight of IA is not particularly significant. When IA exceeds about 40% by weight, especially at IA 50-100% by weight, the continuous phase in the blend can change from POM to IA, and then the main properties of the blend change. Specifically, as the IA of the blend increases, the HDT may increase again to a pure IA HDT. IA samples with acid levels above about 2% by weight showed significantly less HDT increase than the 5% by weight level.

実施例1および5を比較すると、低分子量POM−500に低酸IAを添加しても、高分子量POM−100に同様な低酸IAを添加した場合ほどの著しい向上が得られなかったことが分かる。   Comparing Examples 1 and 5, it was found that even when low acid IA was added to low molecular weight POM-500, the remarkable improvement was not obtained as in the case where similar low acid IA was added to high molecular weight POM-100. I understand.

POM−100の剛性も、約1重量%〜約8重量%の添加率で増加した。表3および4から、IA範囲2.5〜7.5重量%の場合には、室温での曲げモジュラス(小さなひすみの下)および割線モジュラス(小さなひずみの下)の両方が約30%増加したことが分かる。IAが約8重量%を超え約40重量%までの場合、曲げモジュラスの更なる向上はほとんどなかった。   The stiffness of POM-100 also increased with an addition rate of about 1% to about 8% by weight. From Tables 3 and 4, in the IA range of 2.5-7.5% by weight, both the bending modulus at room temperature (under a small crease) and secant modulus (under a small strain) increase by about 30%. I understand that. When the IA was more than about 8% by weight and up to about 40% by weight, there was little further improvement in bending modulus.

Figure 2014533770
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IAの添加は引張り強さに悪影響を及ぼさなかった。それと反対に、表5は、IA5重量%までで、引張り強さがわずかに増加したことを示している。表5は、低いレベルの伸びの減少を示しているが、その結果から、最終用途の要求を満たす適度に良好な延性を試料がまだ維持していることが示されている。特に、IA20重量%以上の試料は、これらの引張り試験において降伏せず、破断ひずみが著しく低減された。   The addition of IA did not adversely affect the tensile strength. In contrast, Table 5 shows that the tensile strength increased slightly up to IA 5 wt%. Table 5 shows a low level of elongation reduction, but the results show that the sample still maintains reasonably good ductility to meet end use requirements. In particular, samples with IA of 20% by weight or more did not yield in these tensile tests, and the fracture strain was remarkably reduced.

Figure 2014533770
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動的機械分析(DMA)の結果から、貯蔵弾性率(剛性)の著しい向上が示された。貯蔵弾性率E’は、粘性要素とは対照的に、材料のモジュラスの弾性要素を表す。表6から、70℃、80℃、90℃、および100℃の温度範囲で、IA5重量%を有する実施例5が、同じ試験温度での対照の貯蔵弾性率の24〜34%の貯蔵弾性率の増加範囲を有したことが分かる。IA5〜8重量%の範囲を有する試料はわずかな更なる向上を示した。   Dynamic mechanical analysis (DMA) results showed a significant improvement in storage modulus (stiffness). The storage modulus E 'represents the elastic element of the modulus of the material as opposed to the viscous element. From Table 6, in the temperature range of 70 ° C., 80 ° C., 90 ° C., and 100 ° C., Example 5 having 5% by weight of IA has a storage modulus of 24-34% of the storage modulus of the control at the same test temperature. It can be seen that it has an increasing range. Samples with a range of IA 5-8% by weight showed a slight further improvement.

Figure 2014533770
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表7から、ガラス繊維強化POM−100(C11)と比較したIA改質ブレンドについて:(1)伸びパーセントは維持され;(2)シャルピー衝撃の減少は少なかったことが分かる。   From Table 7, it can be seen that for IA modified blends compared to glass fiber reinforced POM-100 (C11): (1) percent elongation was maintained; (2) there was less reduction in Charpy impact.

Figure 2014533770
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表8から、2MPaの力を用いて90℃にて60分間実施された長期間の高温クリープ試験において、IA2.5重量%および5重量%で改質されたPOM−100を含むPOM組成物は、未改質POMと比較して約20重量%のクリープの低減を示したことが分かる。   From Table 8, in a long term high temperature creep test conducted at 90 ° C. for 60 minutes with a force of 2 MPa, a POM composition comprising POM-100 modified with IA 2.5 wt% and 5 wt% is It can be seen that the creep reduction was about 20% by weight compared to the unmodified POM.

Figure 2014533770
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表9は、試験試料の熱重量分析[「TGA」]から、本明細書に記載のPOM組成物にIAを含有させることによって、その熱安定性が向上することが分かったことを表す。成形試料試験片を窒素雰囲気中で10℃/分にて30℃から230℃に加熱し、続いて230℃で60分間維持する。赤外分光法を用いて、昇温中に発生したガスを検出した。オフガス物質を収集し、全加熱時間のホルムアルデヒドの発生について分析した。TGAの結果から、純粋なPOMと比較して、試料の総重量損失が少なく、ホルムアルデヒドの発生が少ないことを表9に示す。   Table 9 shows that thermogravimetric analysis ["TGA"] of the test samples showed that inclusion of IA in the POM compositions described herein improved its thermal stability. Molded specimen specimens are heated from 30 ° C. to 230 ° C. at 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere and subsequently maintained at 230 ° C. for 60 minutes. Infrared spectroscopy was used to detect the gas generated during the temperature rise. Off-gas material was collected and analyzed for formaldehyde generation during the entire heating period. From the TGA results, it is shown in Table 9 that the total weight loss of the sample is small and the generation of formaldehyde is small compared to the pure POM.

Figure 2014533770
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表10は、本明細書に記載の更なるPOM組成物のクリープ抵抗の向上についての試験結果を示す。クリープ抵抗は、クリープひずみX%までの時間に等しい用語である。表10における試料のすべての成分を最初に、必要な割合でドライブレンドし、次いで二軸スクリュー押出機に供給して、均一に溶融混合された試料が得られた。バレル温度200〜210℃および150rpmでの処理量30ポンド/時を用いて組成物を配合した。得られた溶融押出し物を25℃の水浴で急冷し、長さ約0.25インチ[1cm]、直径0.125インチ[0.5cm]の円柱状ペレットにペレット化した。次いで、真空下にて80℃で4時間、ペレットを乾燥させた。   Table 10 shows test results for improved creep resistance for additional POM compositions described herein. Creep resistance is a term equivalent to the time to creep strain X%. All components of the sample in Table 10 were first dry blended in the required proportions and then fed to a twin screw extruder to obtain a uniformly melt mixed sample. The composition was formulated using a barrel temperature of 200-210 ° C. and a throughput of 30 pounds / hour at 150 rpm. The resulting melt extrudate was quenched in a 25 ° C. water bath and pelletized into cylindrical pellets having a length of about 0.25 inch [1 cm] and a diameter of 0.125 inch [0.5 cm]. The pellets were then dried under vacuum at 80 ° C. for 4 hours.

乾燥後に、ペレットを射出成形ユニットに供給し、そのバレルを200〜210℃に加熱した。金型を90℃に加熱した。ISO527−2/1Aで規定されている形状の挿入金型を使用した。試験前に、得られた試験片を23℃、相対湿度50%で48時間平衡化した。   After drying, the pellets were fed into an injection molding unit and the barrel was heated to 200-210 ° C. The mold was heated to 90 ° C. An insertion mold having a shape defined by ISO527-2 / 1A was used. Prior to testing, the resulting specimens were equilibrated at 23 ° C. and 50% relative humidity for 48 hours.

ISO899−1に準拠して、引張クリープ試験を行った。引張クリープ試験は90℃および初期応力25MPaで実施した。伸び計を使用して、試料の引張ひずみを測定した。すべての試料が引張ひずみ約10%まで変形した。   A tensile creep test was performed in accordance with ISO899-1. The tensile creep test was performed at 90 ° C. and an initial stress of 25 MPa. The tensile strain of the sample was measured using an extensometer. All samples were deformed to about 10% tensile strain.

表10において、C−12、C−13、およびC−14は比較例であり、Ex−8およびEx−9は本明細書に記載のPOM組成物の実施例である。表10から、低酸IA2.5重量%を有する実施例8は、高分子量POMを有するが、IAは含まず、窒化ホウ素SP−3 0.1重量%およびアラントイン0.05重量%を有するPOM組成物であるC−14と比較して、クリープひずみ5%までの時間として本明細書で報告される、クリープ抵抗の208%の増加を示したことが分かる。具体的な結果は:720秒(C−14)に対して2220秒(Ex−8)であった。低IA5重量%を有する実施例9は、C−14と比較して劇的なクリープ抵抗の300%の増加を示した。重要なことには、おそらく窒化ホウ素およびアラントインを添加したため、C−14は、試験された3つの比較例の中で最も高いクリープ抵抗を有する比較例であった。したがって、実施例Ex−8およびEx−9をC−14と比較すると、クリープ抵抗の最も小さな向上が例証される。   In Table 10, C-12, C-13, and C-14 are comparative examples, and Ex-8 and Ex-9 are examples of POM compositions described herein. From Table 10, Example 8 with 2.5% by weight of low acid IA has a high molecular weight POM but no IA, with 0.1% by weight boron nitride SP-3 and 0.05% by weight allantoin. It can be seen that it showed a 208% increase in creep resistance as reported herein as time to creep strain of 5% compared to the composition C-14. Specific results were: 720 seconds (C-14) versus 2220 seconds (Ex-8). Example 9 with a low IA of 5 wt% showed a dramatic 300% increase in creep resistance compared to C-14. Importantly, C-14 was the comparative example with the highest creep resistance of the three comparative examples tested, probably due to the addition of boron nitride and allantoin. Thus, comparing Examples Ex-8 and Ex-9 with C-14 demonstrates the smallest improvement in creep resistance.

適切には、C−12に対してEx−8のクリープひずみ5%までの時間を比較すると、1750%の増加、つまり120〜2220秒の増加が示される。C−12に対してEx−9は、クリープ5%までの時間の2450%の増加、つまり120〜3060秒の増加を示す。   Suitably, comparing the time to 5% Ex-8 creep strain versus C-12 shows an increase of 1750%, or 120-2220 seconds. Ex-9 versus C-12 shows a 2450% increase in time to 5% creep, ie an increase of 120-3060 seconds.

同様に、C−13とEx−8およびEx−9のクリープひずみ5%までの時間の比較において、すばらしい結果が達成された。C−13は、105℃のHDTを有すると報告されているUltraform(登録商標)3320を2重量%含み、C−12と比較してそのクリープ抵抗を高めている可能性がある。Ex−8は、240〜2220秒の増加、825%の増加を有した。Ex−9は、240〜3060秒の増加、1175%の増加を有した。   Similarly, excellent results were achieved in comparing the time of C-13 to Ex-8 and Ex-9 up to 5% creep strain. C-13 contains 2% by weight of Ultraform® 3320, which is reported to have an HDT of 105 ° C., and may have increased creep resistance compared to C-12. Ex-8 had an increase of 240-2220 seconds, an increase of 825%. Ex-9 had an increase of 240-3060 seconds, an increase of 1175%.

クリープ抵抗は、クリープひずみ7%までの時間として測定することもができる。クリープ抵抗の測定値を用いる場合、C−12に対するEx−8およびEx−9の向上はそれぞれ、1463%および2000%である。C−13に対するEx−8およびEx−9のクリープひずみ7%までの時間の増加はそれぞれ、681%および950%である。C−14に対してEx−8およびEx−9のクリープひずみ7%までの時間の増加はそれぞれ、191%および291%である。   Creep resistance can also be measured as the time up to 7% creep strain. When using measurements of creep resistance, the improvement of Ex-8 and Ex-9 over C-12 is 1463% and 2000%, respectively. The increase in time to 7% for Ex-8 and Ex-9 for C-13 is 681% and 950%, respectively. The increase in time to 7% creep strain for Ex-8 and Ex-9 relative to C-14 is 191% and 291%, respectively.

Figure 2014533770
Figure 2014533770

Claims (15)

(a)酸レベルと、
イミド化度を有し、かつ
モノアルキル基を有するモノアルキルアミンでアクリルポリマーを処理することによって得られる、イミド化アクリル樹脂1〜8重量%;
(b)数平均分子量50,000〜250,000g/モルを有するポリオキシメチレン92〜99重量%;
(c)任意選択で、1種または複数種の他の添加剤;
を溶融混合して、溶融混合組成物が形成される工程を含む方法であって、
(a)および(b)の重量%がそれぞれ、(a)と(b)の合計重量を基準とし、
前記モノアルキル基が炭素原子1〜5個を有し、
前記イミド化度が20%〜100%であり、
前記酸レベルが、前記イミド化アクリル樹脂の0〜2重量%であり;かつ
ISO899−1によって決定される、前記溶融混合組成物のクリープひずみ5%までの時間が、(a)を欠く同一組成物のそれよりも200%以上長い、方法。
(A) acid level;
1 to 8% by weight of an imidized acrylic resin obtained by treating an acrylic polymer with a monoalkylamine having a degree of imidization and having a monoalkyl group;
(B) 92-99% by weight of polyoxymethylene having a number average molecular weight of 50,000-250,000 g / mol;
(C) optionally one or more other additives;
Comprising a step of melt mixing and forming a melt mixed composition comprising:
The weight percentages of (a) and (b) are based on the total weight of (a) and (b), respectively,
The monoalkyl group has 1 to 5 carbon atoms;
The imidization degree is 20% to 100%,
The acid level is 0-2% by weight of the imidized acrylic resin; and the same composition, as determined by ISO 899-1, up to 5% creep strain of the molten mixture composition lacking (a) A method that is more than 200% longer than that of the object.
ISO75−1/−2によって決定される加熱撓み温度の増加が、(a)を欠く同一組成物のそれよりも20%以上高い、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1 wherein the increase in heat deflection temperature as determined by ISO 75-1 / -2 is 20% or more higher than that of the same composition lacking (a). 前記イミド化アクリル樹脂が、環状イミド単位を含む、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the imidized acrylic resin includes a cyclic imide unit. 前記イミド化アクリル樹脂が、1〜5重量%の量で前記溶融混合組成物中に存在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the imidized acrylic resin is present in the melt-mixed composition in an amount of 1 to 5% by weight. 前記イミド化アクリル樹脂が、
ポリ(メチルメタクリレート);ポリ(メチルアクリレート);メチルアクリレートと、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレン、ブタジエンまたはメチルビニルエーテルから選択される少なくとも1つの追加のコモノマーとのコポリマー;並びに、メチルメタクリレートと、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレン、ブタジエンまたはメチルビニルエーテルから選択される少なくとも1つの追加のコモノマーとのコポリマー;からなる群から選択されるアクリルポリマーを、メチルアミンで処理することによって得られる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
The imidized acrylic resin is
Poly (methyl methacrylate); poly (methyl acrylate); copolymer of methyl acrylate and at least one additional comonomer selected from styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, butadiene or methyl vinyl ether; and methyl methacrylate and styrene A copolymer with at least one additional comonomer selected from: acrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, butadiene or methyl vinyl ether; obtained by treating with methylamine an acrylic polymer selected from the group consisting of: The method as described in any one of -4.
前記ポリオキシメチレンが、数平均分子量50,000〜80,000g/モルを有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the polyoxymethylene has a number average molecular weight of 50,000 to 80,000 g / mol. 前記ポリオキシメチレンが、ホモポリマー、コポリマー、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the polyoxymethylene is selected from the group consisting of homopolymers, copolymers, and mixtures thereof. 前記イミド化度が、60〜100%、好ましくは80〜100%、またはさらに好ましくは90〜100%である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the degree of imidization is 60 to 100%, preferably 80 to 100%, or more preferably 90 to 100%. (a)数平均分子量20,000〜250,000g/モルを有するポリオキシメチレンを(a)と(b)の合計重量に基づいて92〜99重量%;及び
(b)アクリルポリマーをモノアルキルアミンで処理することによって得られるイミド化アクリル樹脂を(a)と(b)の合計重量に基づいて約1〜約8重量%;
含む熱可塑性組成物であって、
前記モノアルキル基が炭素原子1〜5個を有し、前記イミド化度が20%〜100%であり、かつ前記酸レベルが前記イミド化アクリル樹脂の0〜2重量%である、熱可塑性組成物。
(A) 92-99% by weight of polyoxymethylene having a number average molecular weight of 20,000-250,000 g / mol based on the total weight of (a) and (b); and (b) an acrylic polymer with a monoalkylamine From about 1 to about 8 weight percent based on the total weight of (a) and (b) of the imidized acrylic resin obtained by treating with
A thermoplastic composition comprising:
Thermoplastic composition wherein the monoalkyl group has 1 to 5 carbon atoms, the imidization degree is 20% to 100%, and the acid level is 0 to 2% by weight of the imidized acrylic resin. object.
前記イミド化アクリル樹脂が、環状イミド単位を含む、請求項9に記載の組成物。   The composition according to claim 9, wherein the imidized acrylic resin contains a cyclic imide unit. 前記ポリオキシメチレンが、数平均分子量50,000〜100,000g/モル、好ましくは50,000〜80,000g/モルを有する、請求項9または10に記載の組成物。   The composition according to claim 9 or 10, wherein the polyoxymethylene has a number average molecular weight of 50,000 to 100,000 g / mol, preferably 50,000 to 80,000 g / mol. 前記イミド化アクリル樹脂が、アクリルポリマーをメチルアミンで処理することによって得られ、前記アクリルポリマーが、
ポリ(メチルメタクリレート);ポリ(メチルアクリレート);メチルアクリレートと、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレン、ブタジエンまたはメチルビニルエーテルから選択される少なくとも1つの追加のコモノマーとのコポリマー;及び、メチルメタクリレートと、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、エチレン、ブタジエンまたはメチルビニルエーテルから選択される少なくとも1つの追加のコモノマーとのコポリマー;からなる群から選択される、請求項9〜11のいずれか一項に記載の組成物。
The imidized acrylic resin is obtained by treating an acrylic polymer with methylamine, and the acrylic polymer is
Poly (methyl methacrylate); poly (methyl acrylate); copolymer of methyl acrylate and at least one additional comonomer selected from styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, butadiene or methyl vinyl ether; and methyl methacrylate and styrene 12. A composition according to any one of claims 9 to 11 selected from the group consisting of: a copolymer with at least one additional comonomer selected from acrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, butadiene or methyl vinyl ether.
前記イミド化度が、60%〜100%、好ましくは80%〜100%、さらに好ましくは90%〜100%である、請求項9〜12のいずれか一項に記載の組成物。   The composition according to any one of claims 9 to 12, wherein the degree of imidization is 60% to 100%, preferably 80% to 100%, more preferably 90% to 100%. 前記イミド化アクリル樹脂が、1〜5重量%の量で前記組成物中に存在する、請求項9〜13のいずれか一項に記載の組成物。   The composition according to any one of claims 9 to 13, wherein the imidized acrylic resin is present in the composition in an amount of 1 to 5% by weight. ASTM D−648に準拠して決定される加熱撓み温度が、比較標準物品の当該加熱撓み温度を超える物品であって、前記比較標準物品が、イミド化アクリル樹脂を含まないポリオキシメチレン組成物から製造されていることを除いては、成形物品および前記比較標準物品が同一形状および構造を有する、請求項9〜14のいずれか一項に記載の物品。   An article having a heating deflection temperature determined in accordance with ASTM D-648 that exceeds the heating deflection temperature of a comparative standard article, wherein the comparative standard article is from a polyoxymethylene composition that does not contain an imidized acrylic resin. 15. An article according to any one of claims 9 to 14, wherein the molded article and the comparative standard article have the same shape and structure except that they are manufactured.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10808067B2 (en) 2017-11-30 2020-10-20 Hyundai Motor Company Polyoxymethylene resin composition and molded article manufactured with the same
JP7527303B2 (en) 2019-03-13 2024-08-02 デュポン ポリマーズ インコーポレイテッド Polyoxymethylene Composition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6234943A (en) * 1985-08-06 1987-02-14 Mitsubishi Rayon Co Ltd Themoplastic resin composition
JP2007516312A (en) * 2003-05-13 2007-06-21 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Modified polyacetal for decorative applications
JP2011225760A (en) * 2010-04-22 2011-11-10 Kaneka Corp Method for production of imide resin improved in moldability

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2146209A (en) 1936-07-31 1939-02-07 Du Pont Preparation of resinous imides of substituted acrylic acids
US2998409A (en) 1954-04-16 1961-08-29 Du Pont Polyoxymethylene carboxylates of improved thermal stability
DE1088231B (en) 1958-03-22 1960-09-01 Roehm & Haas Gmbh Process for the preparation of nitrogen-containing derivatives of polymethacrylic acid
US3960984A (en) 1974-04-16 1976-06-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composition of oxymethylene polymer and amide oligomers
US4098843A (en) 1976-12-20 1978-07-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Stabilized polyoxymethylene molding compositions
US4169924A (en) 1977-06-09 1979-10-02 Gaf Corporation Preparation of linear cyclic polyimides from latices
US4246374A (en) 1979-04-23 1981-01-20 Rohm And Haas Company Imidized acrylic polymers
US4217424A (en) 1979-05-07 1980-08-12 Rohm And Haas Company Impact modification of polyglutarimides
US4255322A (en) 1980-02-19 1981-03-10 Rohm And Haas Company Blends of imide polymers and vinyl chloride polymers
US4874817A (en) 1982-05-07 1989-10-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Compositions of imidized acrylic polymers and polyamides
US4415706A (en) 1982-11-10 1983-11-15 Rohm And Haas Company Compatible blends of polyglutarimides and polyamides
US4518717A (en) 1983-11-07 1985-05-21 Long John V Low density, modified polyimide foams and methods of making same
US4595727A (en) 1985-05-02 1986-06-17 Doak Kenneth W Blends of a polyglutarimide with a rubber-modified vinyl chloride resin
US4954574A (en) 1985-08-27 1990-09-04 Rohm And Haas Company Imide polymers
US4727117A (en) 1985-08-27 1988-02-23 Rohm And Haas Company Imide polymers
US5004777A (en) 1985-08-27 1991-04-02 Rohm And Haas Company Imide polymers
US5264483A (en) 1985-08-27 1993-11-23 Rohm And Haas Company Imide polymers
US4766168A (en) 1986-04-15 1988-08-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Stabilized polyacetal compositions
US4814397A (en) 1986-04-15 1989-03-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Stabilized polyacetal compositions
JP2600816B2 (en) 1988-07-04 1997-04-16 富士通株式会社 IC socket
US5011890A (en) 1989-03-17 1991-04-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyacetal resins containing non-meltable polymer stabilizers
US5063263A (en) 1989-06-15 1991-11-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyacetal compositions containing a non-meltable polymer stabilizer improved with a minor amount of at least one meltable co-stabilizer and at least one primary antioxidant
RU2029773C1 (en) 1989-10-12 1995-02-27 Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани Polymeric composition and process for preparing thereof
DE4002904A1 (en) 1990-02-01 1991-08-08 Roehm Gmbh METHOD FOR IMIDATING A METHACRYL ESTER POLYMERISATE
US5502111A (en) 1991-03-06 1996-03-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making polyvinyl chloride compositions having high heat distortion temperatures
DE4132638A1 (en) 1991-10-01 1993-04-08 Basf Ag Polyoxymethylene-based materials with high thermal and UV stability - contain polyoxymethylene homo- or co-polymer, e.g. polymethacrylimide, and opt. impact modifier and or fillers
DE4402666A1 (en) 1994-01-29 1995-08-03 Roehm Gmbh Process for briefly treating a plastic melt with a liquid treatment agent and thermoplastic material produced in the process
DE10349144A1 (en) 2003-10-17 2005-05-12 Roehm Gmbh Polymer mixture for injection mouldings with a matt surface, e.g. exterior vehicle parts, comprises an acrylic matrix, a crosslinked acrylic impact modifier and plastic particles with a specified range of particle sizes
US8691917B2 (en) * 2010-10-08 2014-04-08 E I Du Pont De Nemours And Company Ionomers modified with imidized acrylic resins

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6234943A (en) * 1985-08-06 1987-02-14 Mitsubishi Rayon Co Ltd Themoplastic resin composition
JP2007516312A (en) * 2003-05-13 2007-06-21 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Modified polyacetal for decorative applications
JP2011225760A (en) * 2010-04-22 2011-11-10 Kaneka Corp Method for production of imide resin improved in moldability

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10808067B2 (en) 2017-11-30 2020-10-20 Hyundai Motor Company Polyoxymethylene resin composition and molded article manufactured with the same
JP7527303B2 (en) 2019-03-13 2024-08-02 デュポン ポリマーズ インコーポレイテッド Polyoxymethylene Composition

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