N-苯基来酰亚胺化合物以及使用该化合物而获得的共聚体组合物

申请号 CN201280004921.4 申请日 2012-03-19 公开(公告)号 CN103298845A 公开(公告)日 2013-09-11
申请人 株式会社日本触媒; 发明人 高木浩之;
摘要 本 发明 提供一种N-苯基 马 来酰亚胺化合物,其通过将含有特定量以下杂质的N-苯基马来酰亚胺用作共聚 单体 的至少一种成分,来提高所获得的共聚体的品质。本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物含有0.1重量%以下的N-(2,5-二 氧 -1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)以及/或者0.3重量%以下的N-苯基富马酰胺酸(PFA)。
权利要求

1.一种N-苯基来酰亚胺化合物,其含有0.1重量%以下的N-(2,5-二-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)以及/或者0.3重量%以下的N-苯基富马酰胺酸(PFA)。
2.如权利要求1所述的N-苯基马来酰亚胺化合物,其中,进一步含有N-苯基马来酰胺酸(PMA)以及2-苯胺基-N-苯基琥珀酰亚胺(APSI),该PMA、APSI、PPMA以及PFA的总含量在0.5重量%以下。
3.一种共聚体组合物,其将权利要求1或2所述的N-苯基马来酰亚胺化合物以及能够与该N-苯基马来酰亚胺化合物共聚的一种以上的其他单体树脂共聚而获得。
4.如权利要求3所述的共聚体组合物,其中,含有0.05重量%以下的N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)。
5.如权利要求3或4所述的共聚体组合物,其中,含有0.15重量%以下的N-苯基富马酰胺酸(PFA)。
6.如权利要求3~5中任意一项所述的共聚体组合物,其中,丙烯腈-丁二烯共聚体(AB树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚体(ABS树脂)或丙烯腈-苯乙烯共聚体(AS树脂)是通过该共聚而获得。

说明书全文

N-苯基来酰亚胺化合物以及使用该化合物而获得的共

聚体组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种N-苯基马来酰亚胺化合物以及使用该化合物而获得的共聚体组合物。更具体地说,涉及一种在制造马来酰亚胺化合物时必然产生的化合物的含量较少的N-苯基马来酰亚胺化合物,以及将该N-苯基马来酰亚胺化合物用作单体的至少一种成分且通过共聚而获得的共聚体组合物。

背景技术

[0002] 马来酰亚胺化合物作为树脂原料、医药农药等原料,是一种有用的化合物,特别是,为了提高ABS树脂、AS树脂、AB树脂、ACS树脂、AES树脂、AAS树脂等的苯乙烯系树脂、以及、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、树脂等的耐热性,大多作为共聚成分之一而被使用。其中,由于N-苯基马来酰亚胺(以下也称为PMI)在反应性及耐热性方面优异,因此被特别地广泛使用。
[0003] 有关马来酰亚胺化合物的制造方法,从现有技术中已知有许多方法,例如:通过使马来酸酐与伯胺类以一个步骤进行脱反应来制得的方法(例如,专利文献1、2);由马来酸酐与伯胺生成马来酰胺酸类,并通过该马来酰胺酸类的脱水闭环酰亚胺化反应来制得的方法(例如,专利文献3~6);通过对应的马来酰胺酸单酯类的闭环酰亚胺化反应来制得的方法(例如,专利文献7~9)等。这些方法中,在由马来酸酐与伯胺类以一个步骤来制得的方法中,由于产率依然较低而存在生产性差的问题,并且,在由马来酰胺酸单酯类来制得的方法中,通过闭环酰亚胺化反应所产生的醇会有残留混入至制品中的问题,因此工业上通常以马来酰胺酸类的脱水闭环酰亚胺化反应来制得的方法而进行。再者,制造N-苯基马来酰亚胺时的伯胺类为苯胺,而马来酰胺酸类为N-苯基马来酰胺酸。
[0004] 另外,当根据上述方法制造N-苯基马来酰亚胺时,虽然会经历作为中间体的N-苯基马来酰胺酸(以下也称为PMA)的生成,但如果该PMA受到加水分解则生成苯胺和马来酸。我们知道,生成的(或来自原料的)苯胺与目的产物即PMI反应而生成2-苯胺基-N-苯基琥珀酰亚胺(以下也称为APSI),该APSI进一步与马来酸酐反应,生成N-(2,5-二-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(以下也称为PPMA),该PPMA进一步分解而生成PMI。
另外我们还知道,上述PMA通过异构化而生成N-苯基富马酰胺酸(以下也称为PFA)。作为用于获得如上所述的树脂产品的共聚成分之一,当采用以这些中间体、副产物作为杂质存在的PMI时,则会有得到的共聚体会颜色不均、变色,或由于纹、白点等现象的产生而造成的共聚体的品质(耐热性、强度)降低等的问题。
[0005] 为了解决这样的问题,例如在专利文献3中公开有这样的方法:使闭环酰亚胺化后的反应混合物分离为含有马来酰亚胺类的有机溶剂层和催化剂层,在70℃以上的温度下对该含有马来酰亚胺类的有机溶剂层进行水洗处理后,使有机溶剂层与水层分离,从而降低马来酰亚胺类中的酸成分(PMA、马来酸酐以及富马酸)。另外,例如在专利文献10中公开有这样的方法:在固相载体承载了融点150℃以上且对N-取代马来酰亚胺不溶性的有机膦酸而成的承载催化剂的存在下,在能与水共沸馏出的有机溶剂中加入伯胺类和马来酸酐,并在100~140℃下进行脱水闭环反应,从而制得纯度95重量%以上的N-取代马来酰亚胺。
[0006] 进而,在例如专利文献11中公开了,在使马来酰亚胺化合物中的伯胺和2-胺基-N-取代琥珀酰亚胺化合物的含量为特定量以下来防止变色的储存稳定化方法中,作为2-胺基-N-取代琥珀酰亚胺化合物量的调整方法,通过控制反应时的马来酸酐和伯胺的摩尔比,或者通过在反应后半部分添加马来酸酐使2-胺基-N-取代琥珀酰亚胺化合物,从而能抑制2-胺基-N-取代琥珀酰亚胺化合物的生成。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本特开平5-25129号公报
[0010] 专利文献2:美国专利申请公开第2005/182260号说明书
[0011] 专利文献3:日本特开平3-56463号公报
[0012] 专利文献4:日本特开平4-243864号公报
[0013] 专利文献5:日本特开平4-295462号公报
[0014] 专利文献6:日本特开平5-140095号公报
[0015] 专利文献7:日本特开平4-221365号公报
[0016] 专利文献8:日本特开平4-290868号公报
[0017] 专利文献9:日本特开平6-184105号公报
[0018] 专利文献10:日本特开2009-126866号公报
[0019] 专利文献11:日本特开平6-135931号公报

发明内容

[0020] 发明要解决的问题
[0021] 但是,即使是使用这些方法得到的N-苯基马来酰亚胺,多数情况下也不足以解决上述的树脂产品中的问题。
[0022] 如上所述,即把N-苯基马来酰亚胺作为共聚单体的至少一种成分而使用的共聚体,在品质提高方面,其现状不一定能达到要求。作为其原因,推测是源自N-苯基马来酰亚胺中含有的杂质,因此必须把它们的含量降低到要求的程度。
[0023] 即,本发明鉴于上述情况而完成,其目的在于,鉴别对得到的共聚体的品质产生影响的N-苯基马来酰亚胺化合物所含有的杂质的种类以及含量。
[0024] 本发明的其它目的在于,提供含有特定量以下的特定杂质的N-苯基马来酰亚胺化合物。
[0025] 本发明的进一步的其它目的在于,提供通过把含有特定量以下杂质的N-苯基马来酰亚胺化合物用作共聚单体的至少一种成分,从而提高了所得到的共聚体的品质而成的共聚体组合物。
[0026] 解决问题的方法
[0027] 为了解决上述问题,本发明人对充当共聚单体的至少一种成分的N-苯基马来酰亚胺化合物中的杂质的影响进行了潜心研究。其结果发现,通过使特定的杂质、具体而言使N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)的含量为0.1重量%以下,以及/或者N-苯基富马酰胺酸(PFA)的含量为0.3重量%以下,从而能改善用该N-苯基马来酰亚胺化合物而得到的共聚体的品质,从而完成了本发明。
[0028] 即,上述各目的可通过N-苯基马来酰亚胺化合物而实现,所述N-苯基马来酰亚胺化合物是含有0.1重量%以下的N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)、以及/或者0.3重量%以下的N-苯基富马酰胺酸(PFA)的N-苯基马来酰亚胺化合物。
[0029] 上述各目的可通过共聚体组合物来实现,所述共聚体组合物是上述N-苯基马来酰亚胺化合物、与能和该N-苯基马来酰亚胺化合物共聚的一种以上的其他单体或树脂发生共聚而得到的共聚体组合物。
[0030] 发明的效果
[0031] 根据本发明,能得到降低了杂质含量的N-苯基马来酰亚胺化合物。如果采用这样的N-苯基马来酰亚胺化合物,则能减少所得到的共聚体的颜色不均、银纹、白点等的现象,提高该共聚体的品质(例如外观、耐热性、强度)。根据本发明得到的共聚体组合物,由于外观、耐热性、强度优良,从而作为耐热性树脂能适用于各种领域的多个方面。进而,特别作为AB树脂、ABS树脂或AS树脂的改性耐热性树脂适用于以汽车领域或家电领域为代表的使用耐热性树脂的各种用途。

具体实施方式

[0032] 本发明的第一方案涉及含有0.1重量%以下的N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)、以及/或者0.3重量%以下的N-苯基富马酰胺酸(PFA)的N-苯基马来酰亚胺化合物(以下也简称为N-苯基马来酰亚胺或PMI)。工业制造N-苯基马来酰亚胺时,得到完全不含有其他物质的“完全纯净的”N-苯基马来酰亚胺是非常困难的,通常得到的是混有各种物质作为杂质的成品。因此,在本发明中,首次对混在N-苯基马来酰亚胺中的物质中的、尤其对在各种用途中使用N-苯基马来酰亚胺时成为产生问题的原因的物质以及其量(临界量)作了确定。
[0033] 且,在本说明书中,“N-苯基马来酰亚胺化合物”指的是实际上由N-苯基马来酰亚胺构成的物质。具体而言,本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物是指N-苯基马来酰亚胺的纯度为96重量%以上的物质。本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物优选N-苯基马来酰亚胺的纯度为97重量%以上,进一步优选为98重量%以上,特别优选为99重量%以上。由此,本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物包含纯度96重量%以上的N-苯基马来酰亚胺制品、N-苯基马来酰亚胺粗制物、N-苯基马来酰亚胺提纯品、N-苯基马来酰亚胺原材料、N-苯基马来酰亚胺原料、N-苯基马来酰亚胺材料等各种形态。且,在本申请的说明书中,“质量”和“重量”、“质量%”和“重量%”、以及“质量份”和“重量份”分别为同义词。
[0034] 以下对本发明进行详细说明。
[0035] 作为制造以N-苯基马来酰亚胺为代表的N-取代马来酰亚胺化合物类的方法,可根据上述的现有技术文献等所记载的方法来制造,并没有特别的限定。具体而言有(a)以一个步骤使马来酸酐和伯胺类发生脱水反应而制得的方法;(b)由马来酸酐和伯胺类生成马来酰胺酸类,再由该马来酰胺酸类经脱水闭环酰亚胺化反应而制得的方法;(c)由对应的马来酰胺酸单酯类经闭环酰亚胺化反应而制得的方法等。在这些方法中,优选(b)的方法,即例如作为制造N-苯基马来酰亚胺的方法,特别优选以马来酸酐和苯胺为原料进行反应,生成N-苯基马来酰胺酸(PMA),再使该N-苯基马来酰胺酸进行脱水闭环酰亚胺化反应的方法。
[0036] 当根据上述(b)的方法制造N-苯基马来酰亚胺时,通过作为中间体的N-苯基马来酰胺酸(PMA)的加水分解,生成苯胺和马来酸。该生成的苯胺或来源于原料的苯胺与作为目的产物的N-苯基马来酰亚胺反应,生成2-苯胺基-N-苯基琥珀酰亚胺(APSI)。另外,该APSI进一步与来源于原料的马来酸酐反应,生成N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)。进一步通过N-苯基马来酰胺酸(PMA)的异构化而生成N-苯基富马酰胺酸(PFA)(参照下述反应式)。
[0037]
[0038] 此处,本发明所述的N-苯基马来酰亚胺(PMI)指的是具有下式所示的化学结构的化合物。
[0039]
[0040] 另外,本发明所述的N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)指的是具有下式所示的化学结构的化合物。
[0041]
[0042] 另外,本发明所述的N-苯基富马酰胺酸(PFA)指的是具有下式所示的化学结构的化合物。
[0043]
[0044] 另外,本发明所述的N-苯基马来酰胺酸(PMA)指的是具有下式所示的化学结构的化合物。
[0045]
[0046] 另外,本发明所述的2-苯胺基-N-苯基琥珀酰亚胺(APSI)指的是具有下式所示的化学结构的化合物。
[0047]
[0048] 如上所述,虽然中间体PMA经过脱水闭环酰亚胺化反应而得到目的产物PMI,或者,通过加水分解反应而生成苯胺和马来酸或通过异构化而副产出PFA,但并不是其总量都进行其中的任意一种反应而完全转化,而是在PMI中存在着杂质。另外,PMI和苯胺反应而生成的APSI由于在制造过程中分解而难以再次变为PMI,因此通常多采用通过在反应系统中进一步导入过量的马来酸酐,而暂时性地得到比APSI容易分解反应为PMI的PPMA,进而经此得到PMI的方法。但是,这里的从APSI到PPMA的反应、以及从PPMA到PMI的分解反应,由于并非是其总量发生完全转化,因此,这些APSI以及PPMA也会作为杂质而存在于PMI中。另外,通过该PMA的异构化,虽然也生成了N-苯基富马酰胺酸(PFA),但该PFA在制造过程中其总量也依然不容易都进行再异构化而恢复为PMI,因此其会作为杂质而存在于PMI中。
[0049] 因此,在本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物(PMI)中作为杂质而含有PPMA、PFA、PMA以及APSI。如果将含有这些杂质的PMI作为共聚单体的一种成分使用,则正如上述那样,会有外观、耐热性、强度等品质降低的问题,因此有尽可能降低它们的含量的要求。
[0050] 本发明首次发现了,在上述杂质中,特别是PPMA和PFA的含量会影响用N-苯基马来酰亚胺化合物而得到的共聚体的品质(例如、外观、耐热性、强度等),并且,对上述共聚体的品质造成影响的它们的含量上限。即,本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物的特征在于,相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量,PPMA为0.1重量%以下、或PFA为0.3重量%以下。且,N-苯基马来酰亚胺化合物中的上述PPMA或PFA的含量,只要满足至少一者的含量即可,但优选满足上述双方的含量。
[0051] 因此,在本发明中将N-苯基马来酰亚胺(PMI)作为共聚单体的至少一种成分来使用,所述N-苯基马来酰亚胺(PMI)是含有0.1重量%以下的N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)、以及/或者0.3重量%以下的N-苯基富马酰胺酸(PFA)的N-苯基马来酰亚胺(PMI)。
[0052] N-苯基马来酰亚胺化合物中的PPMA的含量相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量为0.1重量%以下。此处,如果采用上述的PPMA含量超过0.1重量%的N-苯基马来酰亚胺化合物作为共聚单体的一种成分,则制得的共聚体的外观、耐热性、强度等的品质会降低,因此不优选。N-苯基马来酰亚胺化合物中的PPMA的含量相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量优选为0.09重量%以下,更优选为0.08重量%以下,进一步优选为0.06重量%以下,再进一步优选为0.03重量%以下,特别优选为0.01重量%以下。且,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PPMA含量的下限虽然优选尽量小(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.005重量%以上。且,在本说明书中,PPMA的含量为由下述实施例所测定的值。
[0053] 另外,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PFA含量,相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量为0.3重量%以下。此处,如果把上述PFA含量超过0.3重量%的N-苯基马来酰亚胺化合物作为共聚单体的一种成分使用,则在制得的共聚体中外观、耐热性、强度等品质降低,因此不优选。相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PFA含量依次优选为0.25重量%以下、0.2重量%以下、0.15重量%以下、0.1重量%以下。且,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PFA含量下限虽然优选尽可能小(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.01重量%以上。且,在本说明书中,PFA的含量为下述实施例测定的值。
[0054] 除此之外,进而发现了,PMA和APSI也会对用N-苯基马来酰亚胺化合物而得到的共聚体的品质(例如、外观、耐热性、强度等)造成影响,并且,对上述共聚体的品质造成影响的它们的含量上限。即,本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物虽然含有PMA和APSI,但此时的N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA、APSI、PPMA以及PFA的总含量,相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量优选为0.5重量%以下。此处,如果把上述PMA、APSI、PPMA以及PFA的总含量超过0.5重量%的N-苯基马来酰亚胺化合物作为共聚单体的一种成分来使用,则在制得的共聚体中外观、耐热性、强度等的品质降低,因此不优选。相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA、APSI、PPMA以及PFA的总含量依次优选为0.4重量%以下、0.3重量%以下、0.25重量%以下、0.2重量%以下。且,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA、APSI、PPMA以及PFA的总含量的下限虽然优选尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.1重量%以上。
[0055] 且,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA、APSI和PPMA的总含量只要满足上述条件则无特别限定。具体而言,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA、APSI和PPMA的总含量依次优选为0.35重量%以下、0.3重量%以下、0.25重量%、0.2重量%以下、0.15重量%以下、0.1重量%以下、0.05重量%以下、0.03重量%以下。且,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA、APSI和PPMA的总含量的下限虽然优选尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.1重量%以上。
[0056] 此处,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA含量只要满足上述条件则无特别限定。具体而言,相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA含量优选为0.2重量%以下,更优选为0.1重量%以下,进一步优选为0.07重量%以下,再进一步优选为0.05重量%以下,特别优选为0.02重量%以下。且,N-苯基马来酰亚胺化合物中的PMA含量的下限虽然优选为尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过
0重量%,优选0.005重量%以上。且,在本说明书中,PMA的含量是下述实施例测定的值。
[0057] 另外,N-苯基马来酰亚胺化合物中的APSI含量也是只要满足上述条件就无特别限定。具体而言,相对于N-苯基马来酰亚胺化合物总量,N-苯基马来酰亚胺化合物中的APSI含量依次优选为0.2重量%以下、0.15重量%以下、0.1重量%以下、0.05重量%以下、0.03重量%以下、0.01重量%以下。且,N-苯基马来酰亚胺化合物中的APSI含量的下限虽然优选尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.02重量%以上。且,在本说明书中,APSI含量是下述实施例测定的值。
[0058] 通过把将这些杂质降低至上述范围的PMI作为共聚单体的一种成分来使用,从而能改善如上所述的共聚体即树脂产品的品质上的问题。且,含有这些上述杂质而成的PMI的纯度依次优选为96重量%以上、97重量%以上、98重量%以上、98.5重量%以上、99重量%以上、99.5重量%以上、超过99.5重量%、99.7重量%以上、99.8重量%以上。且,在本说明书中,PMI的纯度是下述实施例测定的值。
[0059] 作为制造以N-苯基马来酰亚胺为代表的N-取代马来酰亚胺化合物类的方法,如上所述地并无特别限定,可采用与上述的现有技术文献等中记载的方法等公知方法相同的、或进行适当修改的方法。具体而言有(a)以一个步骤使马来酸酐和伯胺类发生脱水反应而制得的方法;(b)由马来酸酐和伯胺类生成马来酰胺酸类,再通过该马来酰胺酸类的脱水闭环酰亚胺化反应而制得的方法;(c)通过对应的马来酰胺酸单酯类的闭环酰亚胺化反应而制得的方法等。在这些方法中,优选(b)的方法,即特别优选例如作为制造N-苯基马来酰亚胺的方法,将马来酸酐和苯胺作为原料进行反应而生成N-苯基马来酰胺酸(PMA),并使该N-苯基马来酰胺酸发生脱水闭环酰亚胺化反应的方法。以下对上述方法(b)的优选实施方式进行详细说明,但本发明并不限于下述实施方式。
[0060] 作为本发明的PMI的制造方法,首先,通过马来酸酐和苯胺制得N-苯基马来酰胺酸,并使其发生闭环酰亚胺化(脱水闭环酰亚胺化反应)来制造PMI。更具体而言,在马来酸酐中加入苯胺制得N-苯基马来酰胺酸。其次,在酸催化剂的存在下将得到的N-苯基马来酰胺酸在有机溶剂中加热,将生成水作为与有机溶剂的混合物而蒸馏出系统外的同时,通过闭环酰亚胺化反应而制得PMI。此时,相对于加入反应系统的苯胺总量,加入反应系统的马来酸酐总量的摩尔比为超过1但在2以下,优选为超过1但在1.3以下。
[0061] 另外,在通过上述马来酸酐和苯胺而获得N-苯基马来酰胺酸的工序中,虽然可以直接使用马来酸酐或苯胺,但优选以溶解于有机溶剂中形成溶液的形态进行使用。且,当以马来酸酐或苯胺溶解于有机溶剂中形成溶液的形态加以使用时,接下来的N-苯基马来酰胺酸的脱水闭环酰亚胺化反应可直接在溶液(有机溶剂)中进行。
[0062] 此处(制造PMI时)能使用的有机溶剂并无特别限定,但优选与水不溶性或不混和性的、且惰性(不参与反应)的溶剂。作为这样的溶剂例如有:苯、甲苯、沸点50~120℃的石油蒸馏物、二甲苯、乙苯、异丙基苯、异丙苯、1,3,5-三甲苯、叔丁基苯、1,2,4-三甲苯、三甲基己烷、辛烷、四氯乙烷、壬烷、氯苯、乙基环己烷、沸点120~170℃的石油蒸馏物、间二氯苯、仲丁基苯、对二氯苯、癸烷、对异丙基甲苯、邻二氯苯、丁基苯、十氢、四氢萘、十二烷、萘、环己基苯、沸点170~250℃的石油蒸馏物等。上述有机溶剂可单独使用,或在两种以上的混合物的形态下使用。
[0063] 上述有机溶剂的使用量并无特别限定,但从使反应顺利进行且满足经济条件的观点出发,相对于作为原料的马来酸酐和苯胺的总量,使用0.5~20倍量(重量),优选使用1~7倍量(重量)。另外,当考虑到PMI的溶解度、价格、可操作性等时,选择具有符合反应条件的沸点的有机溶剂。进而,如果考虑到反应结束后的PMI和溶剂的分离,有时使用低沸点的溶剂在加压下进行反应也较为有利。此处,马来酸酐以及苯胺可以溶解于相同的有机溶剂中、或溶解于不同的有机溶剂中,但优选溶解于相同的有机溶剂中。另外,在把马来酸酐或苯胺溶解于有机溶剂中而成的溶液的形态下使用时,马来酸酐或苯胺的浓度只要是马来酸酐或苯胺能溶解的浓度就没有特别限定。具体而言,相对于马来酸酐100g,有机溶剂优选为0~500g,更优选为10~200g,进行添加/溶解。另外,相对于苯胺100g,有机溶剂优选为0~500g,进一步优选为5~200g,进行添加/溶解。
[0064] 另外,对在马来酸酐中添加苯胺时的条件并无特别限定。例如添加温度优选为大约50~140℃。另外,添加时间优选为大约10~120分钟。
[0065] 按上述方法得到的N-苯基马来酰胺酸在有机溶剂中,优选在酸催化剂的存在下加热,将生成水作为与有机溶剂的混合物向系统外蒸馏出的同时,进行闭环酰亚胺化(脱水闭环酰亚胺化反应),制得想要的N-苯基马来酰亚胺(PMI)。
[0066] 此处,有机溶剂可使用与上述相同的有机溶剂。另外,在马来酸酐或苯胺溶解于有机溶剂中而成的溶液的形态下使用时,接下来的N-苯基马来酰胺酸的脱水闭环酰亚胺化反应可直接在溶液(有机溶剂)中进行。
[0067] 另外,作为酸催化剂可采用硫酸、正磷酸、偏磷酸、焦磷酸等的一元酸或多元酸,以及/或者采用由制造PMI时的原料即苯胺和该酸进行中和反应而获得的胺盐。相对于作为原料的马来酸酐以及/或者苯胺,这些催化剂的使用量为1~200摩尔%,优选10~100摩尔%的范围。另外,在作为催化剂的酸中,可由胺来中和一部分或者全部的酸。
[0068] 另外,这些催化剂可由固相载体承载。作为固相载体可采用:天然矿物类,例如高岭土类、粘土、滑石、白垩、石英、皂土、蒙脱石、藻土等;合成矿物,例如高度分散的硅酸、氧化、硅酸盐、活性石膏、三氧化二、氧化、氧化硅、氧化硅-氧化铝、氧化锆等;天然岩石,例如方解石、大理石、浮石、海泡石、白石等。这些无机载体以粒状物的形态,或以对其造粒、分级而得到的粒状物或蜂巢状等的形态进行使用。另外,也可使用有机性的载体,还可使用多氟、聚苯乙烯、酚醛树脂等的粒状载体。当载体为硅藻土、硅胶等的这样的多孔质时,尤其能得到良好的结果。例如作为市售品的例子,可以列举:作为硅藻土的Radiolite(商品名,昭和化学工业株式会社制),另外,作为硅胶的CARiACT(商品名,FUJI SILYSIACHEMICAL LTD.制)、Syloid(商品名,FUJI SILYSIACHEMICAL LTD.制)、Microbead Silica Gel(商品名,FUJI SILYSIACHEMICAL LTD.制)、Wakogel(商品名,和光纯药工业株式会社制)等。
[0069] 另外,根据情况可使含有金属的化合物或稳定剂共存于反应系统中并使其反应。作为此时使用的含有金属的化合物并无特别限定,但可举出从由锌、铬、钯、钴、镍、铁以及铝组成的群组中选出的至少一种的金属氧化物、乙酸盐、马来酸盐、琥珀酸盐、硝酸盐、磷酸盐、氯化物以及硫酸盐等。它们之中特别有效的是乙酸锌。相对于作为原料的马来酸酐以及/或者苯胺,它们的使用量,以金属计是0.005~0.5摩尔%,优选为0.01~0.1摩尔%。
[0070] 另外,作为稳定剂,可使用:甲氧基苯醌、对甲氧苯酚、吩噻嗪、氢醌、烷基化二苯基胺类、亚甲基蓝、叔丁基邻苯二酚、叔丁基氢醌、二甲基二硫代甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸、二丁基二硫代氨基甲酸铜、水杨酸铜、硫代二丙酸酯类、巯基苯并咪唑、亚磷酸三苯酯、烷基酚类、烷基双酚类等。这些稳定剂的效果在于:即使将由脱水闭环酰亚胺化反应而生成的PMI置于该酰亚胺化反应的高温下也不变质,而起到使其稳定存在的作用。其添加量并无特别的限定,但相对于作为原料的马来酸酐以及/或者苯胺,为0.001~0.5摩尔%。此处,如果是这样的添加量就能充分发挥上述的稳定化效果,另外也能避免混入制品中的问题。
[0071] 上述脱水闭环酰亚胺化反应条件只要是能进行N-苯基马来酰胺酸的闭环酰亚胺化反应的条件则无特别限定。具体而言,脱水闭环酰亚胺化反应温度优选为150℃以下,更优选为20~140℃,特别优选为30~120℃。另外,脱水闭环酰亚胺化反应时间优选为10~200分钟,更优选为15~120分钟。只要是这样的反应条件就能高效地进行N-苯基马来酰胺酸的闭环酰亚胺化反应,并能高效地获得N-苯基马来酰亚胺(PMI)。
[0072] 另外,还可在上述脱水闭环酰亚胺化反应过程中追加一部分马来酸酐。通过追加马来酸酐,从而能降低得到的PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量。此处,马来酸酐的追加量并无特别限定,但相对于在初始反应(获得N-苯基马来酰胺酸)工序中使用的马来酸酐100g,优选为5~50g,更优选为10~30g。只要是这样的量就能有效地降低PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量。此时,马来酸酐可直接使用,但优选其溶解于有机溶剂中而成的溶液的形态。能用于后者情况的有机溶剂并无特别限定,但可使用与上述有机溶剂相同的溶剂。优选使用与在初始反应工序中溶解马来酸酐的溶剂相同的有机溶剂。
[0073] 在将追加的马来酸酐溶解于有机溶剂中而成的溶液的形态下使用时,马来酸酐的浓度只要是马来酸酐能溶解的浓度就没有特别限定。具体而言,相对于马来酸酐100g,有机溶剂优选为0~500g,进一步优选为10~200g,进行添加/溶解。只要是这样的量,则能有效地降低PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量。
[0074] 追加马来酸酐(或其溶液)的时机并无特别限定。具体而言,优选从将N-苯基马来酰胺酸与催化剂混合时(反应开始时)起,经过5~120分钟后,更优选为经过10~60分钟后。只要是这样的时机,就能有效地降低PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量。且,马来酸酐(或其溶液)的追加可以一次完成,也可以分成多次进行(例如2~5次),但优选一次完成。
[0075] 这样获得的PMI虽然可以直接用于本发明的共聚体的制造中,但通过进一步增加提纯工序能够获得本发明的高纯度的、且PPMA和PFA、以及APSI和PMA的含量少的PMI,因此优选。关于提纯方法,虽然可通过上述专利文献记载的方法等、一直以来公知的提纯方法来制得,但通过重复进行该提纯工序,进一步严格控制提纯条件,能长期稳定地、高效地制得,因此优选。
[0076] 以下对本发明的提纯方法的优选的实施方式进行说明。但,本发明并不限于下述方式。即优选,例如将含有如上所述制造的PMI的反应液与催化剂分离(分离工序)后,用50℃以上的水重复三次以上的洗涤工序(水洗工序)。在上述分离工序中,对含有PMI的反应液与催化剂的分离并无特别限定,但可采用例如静置分离、旋分离、离心分离或浓缩等公知方法中的任一种。
[0077] 在水洗工序中,水洗处理所用的水不限于污水、纯水、自来水,只要是弱性、弱酸性即可。使用的水量并无特别限定,可根据液体浓度等而有所不同。具体而言,相对于作为原料的苯胺,使用重量比为0.5倍以上的水,更优选使用1~5倍的水。通过使用这样的量的水,能充分降低PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量。
[0078] 另外,在水洗工序中,优选以50℃以上的水进行洗涤。此处,当水的温度不足50℃、或水洗水量不足(例如水洗次数为2次以下)时,反应中生成的不溶性的物质无法充分分解并溶于水,无法充分降低PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量。水的温度优选超过55℃但不足95℃,更优选57~93℃,特别优选60~90℃。且当含有除去催化剂后的PMI的反应液的温度和上述水的温度的差较大时,优选将含有除去催化剂后的PMI的反应液冷却至与添加的水的温度相同水平(优选水的温度的±5℃,更优选水的温度的±3℃)后,进行水洗工序。只要是这样的条件,就能充分降低PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量。
[0079] 水洗方法并无特别限定,但可优选使用在含有除去催化剂后的PMI的反应液中添加上述水并搅拌的方法。水洗处理可用分次式、连续式中的任一方法进行实施。
[0080] 添加了指定温度的水后,通过使含有PMI的层(有机层)与水层的混合物静置,从而液体分离为两层。从有机层中分离出水层。从在含有PMI的反应液中添加水开始到有机层与水层分离为止为水洗工序。在该水洗工序中,例如分次式情况下的水洗次数(总次数)并无特别限定,但优选3~6次,更优选4~5次。如果是这样的条件,则能充分降低PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量。
[0081] 在上述水洗工序后,从有机层蒸馏出有机溶剂。此处,优选适当调整蒸馏出有机溶剂前的有机层中的水含量。具体而言,相对于该有机层(反应液层)中含有的PMI(粗制PMI)含量,蒸馏出有机溶剂前的有机层中的水含量优选为不足1重量%,更优选为0.05~0.99重量%,进一步优选为0.5~0.98重量%。由此,按不同情况可获得进一步降低了PMI中的PPMA和PFA的含量、以及APSI和PMA的含量的N-苯基马来酰亚胺。且,在本说明书中,“在蒸馏出有机溶剂前的有机层中的水含量”指的是,作为相对于从反应液中蒸馏出溶剂后的残留量的水含量而算出的量。
[0082] 根据上述方法,能够得到N-苯基马来酰亚胺化合物,其含有0.1重量%以下的N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸(PPMA)、以及/或者0.3重量%以下的N-苯基富马酰胺酸(PFA)。另外,在该N-苯基马来酰亚胺化合物中,PPMA、PFA、N-苯基马来酰胺酸(PMA)以及2-苯胺基-N-苯基琥珀酰亚胺(APSI)的总含量可以是0.5重量%以下。如上所述,由于本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物的这些杂质的含量非常少,从而用该N-苯基马来酰亚胺化合物而获得的共聚体能提高外观、耐热性、强度等的品质。
[0083] 即,本发明的第二方案涉及共聚体组合物,其是由本发明的N-苯基马来酰亚胺化合物、与能和该N-苯基马来酰亚胺化合物共聚的一种以上的其他单体或树脂共聚而得到的共聚体组合物。
[0084] 本发明的共聚体组合物由于是用杂质(PPMA、PFA、以及PMA、APSI)的含量非常少的PMI而制得,因此这些杂质的含量也较低。
[0085] 具体而言,相对于共聚体组合物,本发明的共聚体组合物中的PPMA含量优选为0.05重量%以下,更优选为0.03重量%以下,进一步优选为0.02重量%以下,再进一步优选为不足0.02重量%。此处,只要是上述的PPMA含量,则获得的共聚体组合物能发挥出色的外观、耐热性、强度等的品质。且,共聚体组合物中的PPMA含量的下限虽然优选尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.001重量%以上,更优选
0.002重量%以上。
[0086] 另外,相对于共聚体组合物,本发明的共聚体组合物中的PFA含量优选为0.15重量%以下,更优选为0.1重量%以下,进一步优选为0.07重量%,特别优选0.05重量%以下。此处,只要是上述的PFA含量,则得到的共聚体组合物能发挥出色的外观、耐热性、强度等的品质。且,共聚体组合物中的PFA含量的下限虽然优选尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.002重量%以上,更优选0.005重量%以上。
[0087] 相对于共聚体组合物,本发明的共聚体组合物中的PMA含量优选0.1重量%以下,更优选0.08重量%以下,进一步优选0.05重量%以下,特别优选0.01重量%以下。此处,只要是上述的PMA含量,则获得的共聚体组合物能发挥出色的外观、耐热性、强度等的品质。且,共聚体组合物中的PMA含量的下限虽然优选尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.002重量%以上,更优选0.005重量%以上。
[0088] 相对于共聚体组合物,本发明的共聚体组合物中的APSI含量优选为0.1重量%以下,更优选0.06重量%以下,进一步优选0.04重量%以下,再进一步优选0.025重量%以下。此处,只要是上述的APSI含量,则获得的共聚体组合物能发挥出色的外观、耐热性、强度等的品质。且,共聚体组合物中的APSI含量的下限虽然优选尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.002重量%以上,更优选0.005重量%以上。
[0089] 相对于共聚体组合物,本发明的共聚体组合物中的PMA、APSI、PPMA以及PFA的总含量优选0.25重量%以下,更优选0.2重量%以下,进一步优选0.15重量%以下,再进一步优选0.1重量%以下,特别优选0.05重量%以下。此处,只要是上述的PMA、APSI、PPMA以及PFA的总含量,则获得的共聚体组合物能发挥出色的外观、耐热性、强度等的品质。且,共聚体组合物中的PMA、APSI、PPMA以及PFA的总含量的下限虽然优选尽可能低(即,0重量%),但从工业上的观点出发通常为超过0重量%,优选0.005重量%以上。
[0090] 本发明的共聚体组合物可以由N-苯基马来酰亚胺化合物(PMI)、与能和该N-苯基马来酰亚胺化合物共聚的一种以上的其他单体或树脂共聚而得到。此处,充当制造原料的PMI以外的单体(其他单体)只要能与PMI共聚就没有特别限定。具体而言,作为其他单体能举出:马来酰亚胺化合物(N-苯基马来酰亚胺除外)、(甲基)丙烯酸酯类、芳香族乙烯类、不饱和腈类、烯烃类、二烯类、乙烯醚类、乙烯酯类、氟乙烯类、丙酸烯丙酯等的饱和脂肪酸羧酸的烯丙酯类或(甲基)丙烯酸酯类、多元(甲基)丙烯酸酯类、多元丙烯酸酯类、缩水甘油醚化合物、不饱和羧酸类等。在这些例示的化合物中,特别优选(甲基)丙烯酸酯类、芳香族乙烯类、不饱和腈类。且,上述其他单体既可单独使用,或也可在两种以上的混合物的形态下使用。
[0091] 作为马来酰亚胺化合物并无特别限定,但可举出例如:N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-己基马来酰亚胺、N-辛基马来酰亚胺、N-十二烷基马来酰亚胺等的N-烷基马来酰亚胺;N-苄基马来酰亚胺;N-环己基马来酰亚胺等的N-环烷基马来酰亚胺;N-硝基苯基马来酰亚胺、N-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-甲基苯基马来酰亚胺、N-羧基苯基马来酰亚胺、N-羟基苯基马来酰亚胺、N-氯基苯基马来酰亚胺、N-二甲基苯基马来酰亚胺、N-二氯基苯基马来酰亚胺、N-溴基苯基马来酰亚胺、N-二溴基苯基马来酰亚胺、N-三氯基苯基马来酰亚胺、N-三溴基苯基马来酰亚胺等的用硝基、烷氧基、烷基、羧基、羟基、卤原子等进行取代而成的N-取代苯基马来酰亚胺等。从取得的容易程度、得到的共聚体的物性等进行综合考虑,优选使用N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺。且,也可组合多种的这些马来酰亚胺化合物来进行使用。
[0092] 作为(甲基)丙烯酸酯类并无特别限定,但例如:优选具有碳数1~18的烷基、环烷基以及苄基中的任一者作为酯基的(甲基)丙烯酸酯。具体而言可举出,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。它们之中,优选甲基丙烯酸甲酯。且,也可组合多种的这些(甲基)丙烯酸酯来进行使用。
[0093] 作为芳香族乙烯类并无特别限定,但可举出例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、异丙基苯乙烯、乙烯甲苯、氯苯乙烯等。它们之中特别优选苯乙烯。作为不饱和腈类并无特别限定,但可举出例如:丙烯腈、甲基丙烯腈、苯基丙烯腈等。
[0094] 作为烯烃类并无特别限定,但可举出例如:乙烯、丙烯、异丁烯、二异丁烯等。作为二烯类并无特别限定,但可举出例如:丁二烯、异戊二烯等。作为乙烯醚类并无特别限定,但可举出例如:甲基乙烯醚、丁基乙烯醚等。
[0095] 作为乙烯酯类并无特别限定,但可举出例如:乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等。作为氟乙烯类并无特别限定,但可举出例如偏二氟乙烯等。作为多元(甲基)丙烯酸酯类并无特别限定,但可举出例如:二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二乙烯苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯、卤化双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯、三聚异氰酸酯的环氧乙烷或环氧丙烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯酸酯等。
[0096] 作为多元丙烯酸酯类并无特别限定,但可举出例如甲苯基异氰酸酯等。作为缩水甘油醚化合物并无特别限定,但可举出例如:缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯、烯丙基缩水甘油醚等。作为不饱和羧酸类并无特别限定,但可举出例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、或它们的半酯化物或酸酐。
[0097] 另外,相同地作为制造原料而使用的树脂,只要能与PMI共聚就没有特别限定。具体而言可举出:ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚体)、AS树脂(丙烯腈-苯乙烯共聚体)、AB树脂(丙烯腈-丁二烯共聚体)、ACS树脂(丙烯腈-氯化聚乙稀-苯乙烯共聚体)、AES树脂(丙烯腈-乙丙橡胶-苯乙烯共聚体)、AAS树脂(丙烯腈-丙烯酸酯橡胶-苯乙烯共聚体)、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛树脂、天然橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶等。它们之中优选AB树脂、ABS树脂、AS树脂、丁二烯橡胶。且,上述树脂可单独使用,或也可在两种以上的混合物的形态下使用。或者,上述一种以上的树脂可与上述一种以上的其他单体进行组合使用。
[0098] 上述其他单体和树脂的掺混量(其他单体和树脂的总掺混量)优选为50~95重量%,更优选为60~90重量%。如果不足50重量%,则得到的共聚体在熔融时的粘度变高,在成形加工性方面会有不利的倾向。另外,如果超过95重量%,则会有无法提高耐热性的倾向。即,当制造本发明的共聚体组合物时,在全部的共聚原料中所占的N-苯基马来酰亚胺化合物的掺混量优选为5~50重量%,更优选为10~40重量%。只要是这样的量则能充分提高N-苯基马来酰亚胺带来的耐热性。
[0099] 另外,作为能与这些单体共聚的单体,可举出例如:富马二腈、富马酸二异丙酯、苊烯等。这些可共聚的单体是任意添加成分,虽然在本发明中可作为制造原料使用,也可不作为原料使用,但如果使用,则可在其掺混量为0~30重量%的范围内进行使用。
[0100] 为了控制(共)聚物的分子量,可以使用链转移剂。此处,链转移剂并无特别限定,但可举出例如:丁基硫醇、辛基硫醇、叔十二烷基硫醇等的烷基硫醇或α-苯乙烯二聚物等。进而,根据得到的共聚体树脂的用途或要求性能,还可添加紫外线吸收剂或稳定剂等的各种添加剂。
[0101] 当本发明的PMI与一种以上的其他单体或树脂共聚时可使用聚合引发剂。这里所能使用的聚合引发剂并无特别限定,但能适当采用有机过氧化物系聚合引发剂或偶氮系聚合引发剂。作为有机过氧化物系聚合引发剂可举出:过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、甲基乙基过氧化物、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丙基单碳酸叔己酯、过氧化2-乙基己酸叔己酯、过氧化2-乙基己酸叔戊酯、异丙苯过氧化氢、过氧化环己酮、过氧化二异丙苯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、1,1双(叔己基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化月桂酰等。作为偶氮系聚合引发剂可举出:2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、1,1'-偶氮二(环己烷-1-碳腈)、2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈等。且,作为聚合引发剂优选半衰期温度(1小时半衰期温度)为60~140℃左右的引发剂,更优选80℃~120℃左右的引发剂。这些聚合引发剂可单独使用,也可组合多种进行使用。
[0102] 作为共聚反应的方法可采用,在以指定量预先添加原料单体(PMI、其他单体以及/或者树脂)、聚合引发剂、根据需要而添加的链转移剂和分散剂等的聚合助剂等的同时,根据需要添加二乙烯基联苯等的多官能性芳香族单体,进而悬浮、乳化、状等的分批聚合方法。或者也可采用,把在原料单体等中溶解了指定量的二乙烯基联苯等的多官能性芳香族单体而成的液体连续地投入到聚合系统中,并进行块状聚合、溶液聚合等的连续聚合方法。例如,采用块状的分批聚合,或者采用块状或溶液的连续聚合时仅在不使用聚合引发剂的热聚合的情况下,基于提高生产性的目的而优选130℃以上的聚合温度。但是,如果用这样的方法进行聚合,则会有副产出低聚物的问题,因此相对于原料,优选添加50~2000ppm的有机过氧化物系或偶氮系等的聚合引发剂,并优选降低聚合温度来进行聚合。
[0103] 此时的聚合温度并无特别限定,但优选比聚合引发剂的1小时半衰期温度(T1)高出5~20℃左右的温度即70~160℃左右,更优选80~140℃左右。如果聚合温度不足70℃,则会增大除去未反应单体或溶剂的脱挥工序的负荷,增加残存单体或残存溶剂,在品质上不优选。另外,如果超过160℃,则会无法控制聚合反应,或使色相变差,因此不优选。
在悬浮、乳化聚合的情况下,聚合温度优选70~90℃,特别优选75~85℃。此时,在使用乳化剂、表面活性剂的同时,还使用有机过氧化物系引发剂或偶氮系引发剂。有机过氧化物系引发剂、偶氮系引发剂、乳化剂、表面活性剂的种类并无特别限定。另外,聚合时间并无特别限定,但优选0.5~10小时左右,更优选1~5小时左右。且,聚合可以在单一的条件下进行,或者也可在不同条件下分成数次进行。后者情况下的聚合温度和聚合时间在各聚合操作中的条件优选为上述范围。
[0104] 或者也可以在上述聚合操作后,根据需要而将得到的共聚体组合物,通过水蒸汽蒸馏来进行脱溶剂,并在粉碎、干燥后,通过挤出器,将共聚体树脂作为微粒回收。
[0105] 按照上述方法得到的本发明的共聚体组合物虽然可以直接地、单独地用于实际使用,但如果将该共聚体进一步与ABS树脂、AES树脂、AAS树脂等橡胶改性接枝共聚体混合,则能形成耐热性和耐冲击性更加出色的树脂组合物,从而优选。
[0106] 如上述方法得到的共聚体组合物以用于如上所述的各种用途为目的,可进一步通过挤压成形或注塑成形等一直以来通常采用的成形方法,而形成为想要的形状。
[0107] 实施例
[0108] 以下用实施例进一步对本发明作详细说明,但本发明并不限于这些实施例。且,只要没有特别说明,“份”表示“重量份”,“%”表示“重量%”。
[0109] (PMI以及含有物质的分析方法)
[0110] PMI的纯度用高速液相层析仪(HPLC,株式会社岛津制作所制,型号LC-10A)进行测定,同时分离出各含有物质,并测定了它们的含量。条件如下。
[0111] 柱:ZORBAX C18(株式会社岛津GLC制)
[0112] 流动相:正磷酸二氢水溶液(0.0085mol/l)与甲醇的混合溶液(混合比2.4/1.0(wt/wt))(用正磷酸调整为pH3.7)
[0113] 柱温度:45℃
[0114] 流速:0.8ml/min
[0115] 且,共聚体组合物中的PPMA、PFA、PMA和APSI的含量,在下述条件下,通过气相色谱质谱法(GC-MS)得以测定。
[0116] 热分解条件
[0117] 装置:JCP-22Portable pyrolyzer(日本分析工业制)
[0118] 条件:500℃×10秒
[0119] GC-MS条件
[0120] 装置:MSroute600W(日本电子制)
[0121] 测定模式:EI法70eV
[0122] INLET PIPE、GC INTERFACE、离子源温度:250℃
[0123] 柱:DB-1 50m×0.32mm 0.5μm
[0124] 柱温度:50℃保持1分钟,以15℃/min的速度升温至270℃后保持14分钟[0125] INJ温度:250℃
[0126] 〔实施例1〕
[0127] 在200cc的烧杯中添加正磷酸20g,然后加入粒状硅胶载体(CARiACT30,商品名,Fuji-Davison Chemical公司制)并使其承载正磷酸。在具有温度计、带水分离器的冷却管、加滴漏斗以及搅拌机的烧瓶中,加入把马来酸酐55g溶解于二甲苯50g而成的液体。然后,将烧瓶内部的温度调整为80℃,用30分钟时间逐渐加入把苯胺50g溶解在二甲苯400g中而成的溶液,合成N-苯基马来酰胺酸的二甲苯浆料。在得到的浆料中,添加0.1g预先在烧杯中调整后的催化剂和二丁基二硫代氨基甲酸铜,在140℃下反应3小时。反应结束后,从催化剂层分离出反应液。把分离出的反应液冷却至85~90℃,将87℃的纯水150g加入该反应液中并搅拌5分钟。然后,当使搅拌停止时,反应液层与水层迅速分离。另外,所述两层的界面非常清晰,两层分离容易。接着,再重复该操作三次。在该第三次的操作中,保持30分钟来作为反应液层与水层的分离的静置时间,油水分离后,得到的反应液层中的水含量为0.8g(相对于反应液层中的PMI,为0.87(=0.8/92)重量%)。从该反应液层蒸馏出二甲苯,得到92g的黄色结晶。其次,在3mmHg的减压下并以160℃对该结晶进行蒸馏,得到
85g的鲜艳的黄色结晶即N-苯基马来酰亚胺化合物。将得到的N-苯基马来酰亚胺化合物的含有成分的分析结果示于表1。
[0128] 〔比较例1〕
[0129] 除了将在实施例1中重复进行的分离操作变为只进行一次以外,均与实施例1相同地进行,制得N-苯基马来酰亚胺化合物。将得到的N-苯基马来酰亚胺化合物的分析结果示于表1。
[0130] 〔比较例2〕
[0131] 除了把在实施例1中的第3次分离后的静置时间变为保持5分钟以外,均与实施例1相同地进行,制得N-苯基马来酰亚胺化合物82g。且,此时,当反应液层与水层分离后,得到的反应液层中的水含量为1.3g(相对于反应液层中的PMI,为1.41(=1.3/92)重量%)。将得到的N-苯基马来酰亚胺化合物的含有成分的分析结果示于表1。
[0132] 〔实施例2〕
[0133] 除了在实施例1的反应结束后,从催化剂层分离出反应液,将分离出的反应液冷却为90~95℃,并在该反应液中加入95℃的纯水150g,并搅拌5分钟以外,均与实施例1相同地进行,制得N-苯基马来酰亚胺化合物84g。且,此时,反应液层与水层分离后,得到的反应液层中的水含量为0.9g(相对于反应液层中的PMI,为0.98(=0.9/92)重量%)。将得到的N-苯基马来酰亚胺化合物的含有成分的分析结果示于表1。
[0134] 〔实施例3〕
[0135] 除了在实施例1的反应结束后,从催化剂层分离出反应液,分离出的反应液冷却为55~60℃,在该反应液中加入55℃的纯水150g,并搅拌5分钟的操作以外,均与实施例1相同地进行,制得N-苯基马来酰亚胺化合物78g。且,此时,反应液层与水层分离后,得到的反应液层中的水含量为0.6g(相对于反应液层中的PMI,为0.65(=0.6/92)重量%)。
将得到的N-苯基马来酰亚胺化合物的含有成分的分析结果示于表1。
[0136] 〔实施例4〕
[0137] 除了在比较例1中,在N-苯基马来酰胺酸的二甲苯浆料中添加催化剂和二丁基二硫代氨基甲酸铜,并使其在140℃下反应时,从反应开始经过30分钟后,添加把马来酸酐10g溶解在二甲苯15g中而成的液体以外,均与比较例1相同地进行,制得N-苯基马来酰亚胺化合物。将其分析结果示于表1。
[0138] 〔实施例5〕
[0139] 除了在实施例1中,在N-苯基马来酰胺酸的二甲苯浆料中添加催化剂和二丁基二硫代氨基甲酸铜,并使其在140℃下反应,从反应开始经过30分钟后,添加把马来酸酐10g溶解于二甲苯15g中而成的液体以外,均与实施例1相同地进行,制得N-苯基马来酰亚胺化合物。将其分析结果示于表1。
[0140] 〔实施例6〕
[0141] 用氮气取代内容积30升的、具有带状翅片的聚合器的内部,在其中加入丁二烯橡胶(BR01,商品名,JSR株式会社制)20重量份、实施例1获得的N-苯基马来酰亚胺化合物20重量份、丙烯腈15重量份以及甲苯100重量份,在50℃下,搅拌至前述丁二烯橡胶以及N-苯基马来酰亚胺化合物完全溶解。然后,加入苯乙烯45重量份、叔十二烷基硫醇0.1重量份和过氧化苯甲酰0.4重量份后,升温至100℃聚合2.2小时,进一步升温至120℃聚合
2.2小时。聚合转化率为98%。聚合结束后,用水蒸汽蒸馏进行脱溶剂,并粉碎、干燥后,在
240℃的温度下通过40mmφ的挤出器,把共聚体树脂作为微粒回收。得到的共聚体树脂通过挤出机而熔融混合后,进行注塑成形而制成试片,并测定其物性。且,热变形温度以“ASTM D648”为基准进行测定,氏冲击强度以“ASTM D256”为基准进行测定。结合肉眼观察到的外观,将物性测定的结果示于表2。
[0142] 另外,测定了由上述聚合得到的共聚体树脂(共聚体组合物)中的PPMA、PFA、PMA和APSI的含量。将其结果示于表2。
[0143] 〔实施例7〕
[0144] 除了使用实施例2得到的N-苯基马来酰亚胺化合物以外,均与实施例6相同地进行聚合,从而制得共聚体树脂(共聚体组合物)。将物性测定的结果示于表2。
[0145] 另外,测定了由上述聚合得到的共聚体树脂中的PPMA、PFA、PMA和APSI的含量。将其结果示于表2。
[0146] 〔实施例8〕
[0147] 除了使用实施例3得到的N-苯基马来酰亚胺化合物以外,均与实施例6相同地进行聚合,从而制得共聚体树脂(共聚体组合物)。将物性测定的结果示于表2。
[0148] 另外,测定了由上述聚合得到的共聚体树脂中的PPMA、PFA、PMA和APSI的含量。将其结果示于表2。
[0149] 〔实施例9〕
[0150] 除了使用实施例4得到的N-苯基马来酰亚胺化合物以外,均与实施例6相同地进行聚合,从而制得共聚体树脂(共聚体组合物)。将物性测定的结果示于表2。
[0151] 另外,测定了由上述聚合得到的共聚体树脂中的PPMA、PFA、PMA和APSI的含量。将其结果示于表2。
[0152] 〔实施例10〕
[0153] 除了使用实施例5得到的N-苯基马来酰亚胺化合物以外,均与实施例6相同地进行聚合,从而制得共聚体树脂(共聚体组合物)。将物性测定的结果示于表2。
[0154] 另外,测定了由上述聚合得到的共聚体树脂中的PPMA、PFA、PMA和APSI的含量。将其结果示于表2。
[0155] 〔比较例3~4〕
[0156] 除了使用比较例1~2得到的N-苯基马来酰亚胺化合物以外,均与实施例6相同地进行聚合,从而制得共聚体树脂(共聚体组合物)。将物性测定的结果示于表2。
[0157] 另外,测定了由由上述聚合得到的共聚体树脂中的PPMA、PFA、PMA和APSI的含量。将其结果示于表2。
[0158] [表1]
[0159]
[0160] *PMI=N-苯基马来酰亚胺
[0161] PPMA=N-(2,5-二氧-1-苯基-3-吡咯烷基)-N-苯基马来酰胺酸
[0162] PFA=N-苯基富马酰胺酸
[0163] PMA=N-苯基马来酰胺酸
[0164] APSI=2-苯胺基-N-苯基琥珀酰亚胺
[0165] [表2]
[0166]
[0167] *1:◎:颜色不均、银纹、白点均没有
[0168] ○:有极少的颜色不均,且银斑、白点均没有
[0169] ×:有颜色不均、有银纹,没有白点
[0171] 根据本发明的方法,能高效地制造共聚体,所述共聚体是把N-苯基马来酰亚胺作为共聚单体的至少一种成分使用而得到的共聚体,且减少了颜色不均、银纹、白点等的现象,提高了品质(外观、耐热性、强度)。
[0172] 且,本申请以2011年3月24日申请的日本专利申请号2011-065547号为基础,参
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