苯二甲胺組合物和聚醯胺樹脂的製造方法與流程
2023-12-02 04:24:36 1
本發明涉及苯二甲胺組合物和聚醯胺樹脂的製造方法。
背景技術：
苯二甲胺是作為聚醯胺樹脂的原料、環氧樹脂固化劑、以及異氰酸酯化合物等的原料而有用的化合物。使用苯二甲胺作為主要二胺成分的聚醯胺樹脂的強度、彈性模量等機械特性優異，因此作為各種成型材料是有用的。另外，氧氣、二氧化碳氣體等阻氣性優異，因此上述聚醯胺樹脂作為包裝材料也是有用的。將聚醯胺樹脂用於成型材料等時，為了提高聚醯胺樹脂的成型加工性等，已知在聚醯胺樹脂中添加結晶成核劑來提高結晶速率(專利文獻1)。另外，為了提高聚醯胺樹脂的耐化學藥品性、強度等，還已知有在聚醯胺樹脂中添加結晶成核劑、結晶性高的樹脂成分等來提高結晶度的方法。然而，在聚醯胺樹脂中添加結晶成核劑等時，另行需要在成型加工前在聚醯胺樹脂中混合結晶成核劑等的工序。進而，聚醯胺樹脂中的結晶成核劑等的分散狀態變得不均勻時，存在由包含聚醯胺樹脂的組合物形成的成型品的機械特性、透明性會降低的擔心。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平11-158370號公報
技術實現要素：
發明要解決的問題本發明的課題在於，提供能夠用作聚醯胺樹脂的原料、環氧樹脂固化劑和異氰酸酯化合物等的原料、特別是用作聚醯胺樹脂的原料時可以得到聚醯胺樹脂的結晶速率和結晶度提高、能夠容易生產具有高透明性的成型品的聚醯胺樹脂的苯二甲胺組合物。另外，本發明的課題在於，提供製造使用苯二甲胺作為二胺成分的聚醯胺樹脂時，不降低聚醯胺樹脂的物性、提高結晶速率和結晶度、且能夠容易生產具有高透明性的成型品的製造聚醯胺樹脂的方法。用於解決問題的方案本發明人等發現：通過在苯二甲胺中含有規定量的特定化合物、以及在特定的條件下使包含苯二甲胺的二胺與二羧酸反應，從而可以解決上述課題。即，本發明提供：[1]一種苯二甲胺組合物，其含有苯二甲胺和具有至少1個包含氨基的取代基的吡啶化合物(A)，該吡啶化合物(A)的含量相對於苯二甲胺100質量份為0.001～0.1質量份；和[2]一種聚醯胺樹脂的製造方法，其具備將具有至少1個包含氨基的取代基的吡啶化合物(A)、包含苯二甲胺的二胺(其中，不包括相當於前述吡啶化合物(A)的二胺)和二羧酸導入到反應體系中，進行縮聚反應的工序，該吡啶化合物(A)的導入量相對於苯二甲胺100質量份為0.001～0.1質量份。發明的效果本發明的苯二甲胺組合物用作聚醯胺樹脂的原料時，可以得到保持高透明性、且結晶速率快、且結晶度高的聚醯胺樹脂。另外，本發明的苯二甲胺組合物也適宜作為環氧樹脂固化劑等各種用途或異氰酸酯化合物的原料。進而，根據本發明，基於以往的聚醯胺樹脂的製造條件製造聚醯胺樹脂時，也可以不降低聚醯胺樹脂的物性來製造結晶速率快、且結晶度高的聚醯胺樹脂。伴隨著聚醯胺樹脂的結晶速率的提高，成型加工性提高，伴隨著結晶度變高，聚醯胺樹脂的耐化學藥品性、強度等提高。另外，使用該聚醯胺樹脂時可以製作具有高透明性的成型品，因此，可以適宜作為包裝用薄膜、中空容器、各種成型材料、纖維等材料使用。具體實施方式[苯二甲胺組合物]本發明的苯二甲胺組合物(以下，也簡單稱為「本發明的組合物」或「組合物」)的特徵在於，含有苯二甲胺和具有至少1個包含氨基的取代基的吡啶化合物(A)，該吡啶化合物(A)的含量相對於苯二甲胺100質量份為0.001～0.1質量份。＜苯二甲胺＞作為本發明的組合物中使用的苯二甲胺，優選間苯二甲胺、對苯二甲胺或它們的混合物，從所得聚醯胺樹脂的阻氣性的觀點出發，更優選為間苯二甲胺。另外，從製成注射成型用材料時成型周期快、成型品的強度和外觀性提高這樣的觀點出發，更優選為間苯二甲胺與對苯二甲胺的混合物。本發明的組合物以苯二甲胺作為主要成分，該組合物中的苯二甲胺的含量優選為99.5質量％以上、更優選為99.9質量％以上。需要說明的是，組合物中的苯二甲胺的含量例如可以通過氣相色譜(GC)分析等來測定。作為本發明的組合物中使用的苯二甲胺，可以適宜地使用工業上能夠獲得的苯二甲胺。這樣的苯二甲胺有時含有微量的雜質，但在本發明中沒有特別的不良情況。工業上能夠獲得的苯二甲胺可以使用公知的方法來製造。例如，苯二甲胺為間苯二甲胺時，作為其製造方法，可列舉出：在催化劑存在下利用連續反應或間歇反應使間二甲苯、氨和含氧氣體反應，將所生成的間苯二甲腈氫化的方法等。＜吡啶化合物(A)＞本發明的組合物含有規定量的具有至少1個包含氨基的取代基的吡啶化合物(A)(以下也簡單稱為「吡啶化合物(A)」)。由此，使用本發明的苯二甲胺組合物作為聚醯胺樹脂的原料時，所得聚醯胺樹脂保持高的透明性、且結晶速率快、結晶度也高。伴隨著聚醯胺樹脂的結晶速率提高，成型加工性提高，因此可以縮短成型時的結晶化工序時間，可以提高成型品的生產率。另外，使用本發明的組合物時，所得聚醯胺樹脂的結晶度變高，耐化學藥品性、強度等提高。根據本發明，從可以得到上述效果的方面出發，可以避免為了提高聚醯胺樹脂的成型加工性、耐化學藥品性等而添加結晶成核劑所引起的、機械物性、透明性的降低等問題。本發明中使用的吡啶化合物(A)為具有吡啶環、且該吡啶環具有至少1個包含氨基的取代基的化合物。本發明中，「包含氨基的取代基」是指，也包含氨基本身的概念。氨基優選為伯氨基，作為包含該氨基的取代基，可以舉出氨基和下述式(I)所示的取代基作為優選例。NH2-Z-(I)(式(I)中，Z表示選自碳數1～6的亞烷基、亞烯基和烷叉基中的二價基團。)式(I)中，Z優選為碳數1～6的亞烷基，更優選為碳數1～3的亞烷基，進一步優選為亞甲基。即式(I)所示的取代基優選為碳數1～6的氨基烷基、更優選為碳數1～3的氨基烷基、進一步優選為氨基甲基。包含氨基的取代基中，優選選自氨基和碳數1～6的氨基烷基中的至少1種，優選選自氨基和碳數1～3的氨基烷基中的至少1種，進一步優選選自氨基和氨基甲基中的至少1種。上述吡啶化合物(A)可以僅具有1個包含氨基的取代基，也可以具有2個以上，優選具有2個包含氨基的取代基。作為上述吡啶化合物(A)的優選的具體例，可以舉出下述通式(1)所示的化合物。(通式(1)中，R1表示氫原子、碳數1～6的烷基或碳數1～6的羥基烷基。n、m分別獨立地表示0～6的整數。)R1優選為氫原子或碳數1～4的烷基，更優選為氫原子或甲基。n、m優選為0～3的整數，更優選為0～2的整數，進一步優選為0或1。通式(1)所示的化合物中，從得到前述效果的觀點出發，更優選選自下述式(a)所示的雙(氨基甲基)吡啶和下述式(b)所示的二氨基吡啶中的至少1種，進一步優選式(a)所示的雙(氨基甲基)吡啶。組合物中的吡啶化合物(A)的含量相對於苯二甲胺100質量份為0.001～0.1質量份，優選為0.001～0.05質量份，更優選為0.002～0.01質量份。特別是如果為0.002～0.01質量份的範圍，則可以抑制聚醯胺樹脂的著色，且得到結晶速率快、結晶度也高的聚醯胺樹脂。另外，組合物中的吡啶化合物(A)的含量相對於苯二甲胺100質量份小於0.001質量份時，使用該組合物作為原料的情況下，所得聚醯胺樹脂的結晶速率降低，其結果，聚醯胺樹脂的成型加工性變低。進而，聚醯胺樹脂的結晶度也變低。另一方面，組合物中的吡啶化合物(A)的含量相對於苯二甲胺100質量份超過0.1質量份時，使用該組合物作為原料的情況下，所得聚醯胺樹脂的結晶度變低，而且YI值增加。本發明中「具有至少1個包含氨基的取代基的吡啶化合物(A)的含量」是指，相當於該吡啶化合物(A)的化合物的總含量，優選僅使用1種該吡啶化合物(A)。需要說明的是，本發明中，該吡啶化合物(A)的多個立體異構體視為1種化合物。對於使用本發明的組合物作為聚醯胺樹脂的原料時可以得到上述效果的理由，尚不清楚，但對於聚醯胺樹脂的結晶速率提高效果和結晶度提高效果，可以認為，上述吡啶化合物(A)在聚醯胺樹脂中促進晶核生成，或上述吡啶化合物(A)本身成為晶核生成的起點，由此發揮結晶成核劑那樣的效果。一般來說，在結晶性聚醯胺樹脂中導入不同的結構時，有結晶性降低的傾向，本發明人等發現：通過將上述特定的化合物導入到反應體系中，預料之外地聚醯胺樹脂的結晶度提高。另外，還發現有時苯二甲胺在保存時分子中的氨基劣化而產生微量的氨，由於上述吡啶化合物(A)存在，因此氨的產生量減少。由此，通過苯二甲胺組合物含有上述吡啶化合物(A)，還可以期待苯二甲胺的保存穩定性提高之類的效果。氨的產生量減少的理由尚未確定，可以推定，由於苯二甲胺和上述吡啶化合物(A)的某種相互作用，因此具有防止自由基的產生、其連鎖的效果。本發明的苯二甲胺組合物可以通過使用市售的苯二甲胺和上述吡啶化合物(A)，將上述吡啶化合物(A)相對於苯二甲胺的量調整為規定的範圍而得到。另外，苯二甲胺的製造中，只要能夠將使用的催化劑、製造條件設為特定的構成，同時進行生成規定量的上述吡啶化合物(A)那樣的反應，則可以舉出利用其等的方法。上述情況下，組合物中的上述吡啶化合物(A)的含量可以通過氣相色譜(GC)分析等來求出。例如可以舉出：進行含有上述吡啶化合物(A)的苯二甲胺組合物的GC測定，根據來自於苯二甲胺的峰值與來自於上述吡啶化合物(A)的峰值之比求出上述吡啶化合物(A)相對於苯二甲胺的量的方法等。本發明的苯二甲胺組合物可以適宜用於聚醯胺樹脂的原料、環氧樹脂固化劑和異氰酸酯化合物的原料等。特別是將本發明的苯二甲胺組合物用於聚醯胺樹脂的原料時，在能夠製造保持高透明性、且結晶速率快、且結晶度高的聚醯胺樹脂的方面優選。將本發明的苯二甲胺組合物用於環氧樹脂固化劑時，苯二甲胺的保存穩定性變高，因此長期保管性、操作性優異，且吡啶化合物(A)對環氧樹脂固化劑賦予適當的流動性，因此該固化劑變為低粘度，所得塗膜的外觀性也優異。進而，與苯二甲胺的鹼性不同的吡啶化合物(A)有加快環氧樹脂固化劑的固化速度的效果，因此在能夠改善作業效率的方面優選。將本發明的苯二甲胺組合物用於聚醯胺樹脂的原料時，例如，通過將包含本發明的苯二甲胺組合物的二胺成分和二羧酸成分導入到反應體系中，利用公知的方法進行縮聚反應，從而可以製造聚醯胺樹脂。將本發明的苯二甲胺組合物用於環氧樹脂固化劑時，可以將本發明的苯二甲胺組合物直接用作固化劑，也可以將使本發明的苯二甲胺組合物與羧酸或其衍生物等含羰基化合物通過公知的方法進行反應而成的反應物用作環氧樹脂固化劑。作為上述羧酸的衍生物，可以舉出羧酸酐和醯氯。需要說明的是，上述環氧樹脂固化劑的製造中也可以根據需要組合使用其他成分。另外，本發明的苯二甲胺組合物也適宜作為異氰酸酯化合物的原料。該異氰酸酯化合物可以用作聚氨酯樹脂、尿素樹脂的原料。[聚醯胺樹脂的製造方法]本發明的聚醯胺樹脂的製造方法的特徵在於，其具備將具有至少1個包含氨基的取代基的吡啶化合物(A)、包含苯二甲胺的二胺，(其中，不包括相當於所述吡啶化合物(A)的二胺)和二羧酸導入到反應體系中，進行縮聚反應的工序，該吡啶化合物(A)的導入量相對於苯二甲胺100質量份為0.001～0.1質量份。該吡啶化合物(A)和其優選的範圍與前述相同。通過具備上述工序，由本發明的製造方法得到的聚醯胺樹脂保持高透明性、且結晶速率快、結晶度也變高。伴隨著聚醯...