Композиция на основе полимера, включающая циклический карбодиимид

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к композиции на основе полимера, включающей сложный полиэфир и циклический карбодиимид. Предложена композиция на основе полимера для формованных изделий, включающая сложный полиэфир (компонент А), концевая группа которого модифицирована, и соединение, включающее циклическую структуру только с одной карбодиимидной группой, первый атом азота и второй атом азота которой связаны вместе с помощью связующей группы в циклической структуре (компонент В). Предложены также способ получения указанной композиции и формованное изделие из нее. Технический результат - предложенная композиция лишена запаха, возникающего за счет свободного изоцианата. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 пр.

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиции на основе полимера, включающей сложный полиэфир и циклический карбодиимид.

Предпосылки создания изобретения

Уже было предложено использование карбодиимида в качестве концевого блокирующего агента для полимера, имеющего концевую кислотную группу, такую как карбоксильная группа, для того чтобы подавлять гидролиз полимера (патентные документы 1 и 2). Карбодиимид, используемый в соответствии с этим предложением, представляет собой линейный карбодиимид.

Когда линейный карбодимид используют в качестве концевого блокирующего агента для полимера, то за счет реакции связывания линейного карбодиимида с концевой группой сложного полиэфира высвобождается имеющее изоцианатную группу соединение, вызывающее появление запаха, свойственного исключительно изоцианату, оказывая, таким образом, портящее окружающую среду воздействие.

В патентном документе 3 раскрывается макроциклический карбодиимид. Так как это соединение получают в виде высокоразбавленного раствора, концентрация макроциклического карбодиимида является низкой, вследствие чего ему требуется много дней для его взаимодействия с полимером и, следовательно, эффективность макроциклического карбодиимида в качестве концевого блокирующего агента для полимера является низкой. Далее, в патентный документ 3 не включено рассмотрение уменьшения изоцианатного запаха, продуцируемого за счет блокировки концевой группы полимера. Этот макроциклический карбодиимид обладает длинной цепью, легко разлагается при высокой температуре и поэтому непригоден для использования в качестве концевого блокирующего агента для полимеров, имеющих высокую температуру плавления, таких как сложные полиэфиры.

Патентный документ 1): заявка на патент Японии 2008-050584

Патентный документ 2): заявка на патент Японии 2005-2174

Патентный документ 3): заявка на патент США 2008/0161554

Раскрытие изобретения

Объектом настоящего изобретения является композиция на основе полимера, включающая сложный полиэфир и лишенная запаха, продуцируемого свободным изоцианатом.

Авторами настоящего изобретения проведены интенсивные исследования в отношении карбодиимида, который не высвобождает изоцианата, даже когда он реагирует с концевой группой сложного полиэфира.

В результате, авторами настоящего изобретения найдено, что соединение, имеющее только одну карбодиимидную группу в циклической структуре, не высвобождает изоцианата, даже когда оно реагирует с концевой группой сложного полиэфира. Настоящее изобретение выполнено на основе этого обнаружения.

А именно, настоящее изобретение относится к композиции на основе полимера, включающей сложный полиэфир (компонент А) и соединение, включающее циклическую структуру, имеющую одну карбодиимидную группу, первый атом азота и второй атом азота которой связаны друг с другом через связующую группу (компонент В). Настоящее изобретение также относится к формованному изделию из этой композиции. Настоящее изобретение, далее, относится к способу получения полимерной композиции, включающему перемешивание расплава сложного полиэфира (компонент А) с соединением, включающим циклическую структуру, имеющую одну карбодиимидную группу, первый атом азота и второй атом азота которой связаны друг с другом через связующую группу (компонент В).

Наилучший вариант осуществления настоящего изобретения

Циклический карбодиимид (компонент В)

Согласно настоящему изобретению, циклический карбодиимид (компонент В) имеет циклическую структуру. Циклический карбодиимид может иметь множество циклических структур.

Циклическая структура имеет одну карбодиимидную группу (-N=C=N-), первый атом азота и второй атом азота которой связаны друг с другом через связующую группу. Одна циклическая структура имеет только одну карбодиимидную группу. Количество атомов, содержащееся в циклической структуре, составляет, предпочтительно, 8-50, более предпочтительно, 10-30, гораздо более предпочтительно, 10-20, особенно предпочтительно, 10-15.

Количество атомов, содержащееся в циклической структуре, представляет собой количество атомов, непосредственно составляющее циклическую структуру. Например, в случае 8-членного цикла количество атомов составляет 8, в случае 50-членного цикла количество атомов составляет 50. Когда количество атомов, содержащееся в циклической структуре, составляет менее чем 8, стабильность циклического карбодиимида ухудшается, в связи с чем становится затруднительным хранение и использование циклического карбодиимида. Не существует конкретного верхнего предела в отношении количества членов цикла с точки зрения реакционной способности, однако, является затруднительным синтез циклического карбодиимида, имеющего более чем 50 атомов, и его стоимость может резко возрастать. С этой точки зрения, количество атомов, содержащееся в циклической структуре, составляет, предпочтительно, 10-30, более предпочтительно, 10-20, особенно предпочтительно, 10-15.

Молекулярная масса циклического карбодиимида предпочтительно составляет от 100 до 1000. Когда молекулярная масса составляет менее чем 100, структурная стабильность и летучесть циклического карбодиимида могут становиться проблематичными. Когда молекулярная масса составляет более чем 1000, для получения циклического карбодиимида требуется синтез в разбавленной системе или получают низкие выхода, что вызывает проблему в отношении стоимости. С этой точки зрения, молекулярная масса циклического карбодиимида составляет, предпочтительно, 100-750, гораздо более предпочтительно, 250-750.

Циклическая структура предпочтительно представлена нижеследующей формулой (1):

В вышеприведенной формуле, Q представляет собой от двухвалентной до четырехвалентной связующую группу, которую выбирают из алифатической группы, алициклической группы, ароматической группы или их комбинации, и которая может содержать гетероатом или заместитель. Две из валентностей этой связующей группы используются для образования циклической структуры. Когда Q означает трехвалентную или четырехвалетную связующую группу, она связывается с полимером или другой циклической структурой посредством одинарной связи, двойной связи, атома или атомной группы.

Связующая группа предпочтительно является от двухвалентной до четырехвалентной алифатической группой с 1-20 атомами углерода, от двухвалентной до четырехвалентной алициклической группой с 3-20 атомами углерода, от двухвалентной до четырехвалентной ароматической группой с 5-15 атомами углерода или их комбинацией. В качестве связующей группы выбирают связующую группу, имеющую количество атомов углерода, требующееся для образования циклической структуры. Примером комбинации является алкилен-ариленовая группа, в которой алкиленовая группа и ариленовая группа связаны друг с другом.

Алифатическая группа, алициклическая группа и ароматическая группа, образующие связующую группу, могут содержать гетероатом или заместитель. Понятие «гетероатом» относится к О, N, S и P. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу.

Согласно настоящему изобретению, примеры атома галогена включают атом хлора, атом брома и атом иода.

Связующая группа (Q) предпочтительно является от двухвалентной до четырехвалентной связующей группой, представленной нижеследующей формулой (1-1), (1-2) или (1-3):

В вышеприведенных формулах, Ar1 и Ar2, каждый, независимо, означают от двухвалентной до четырехвалентной ароматическую группу с 5-15 атомами углерода и могут содержать гетероатом или заместитель.

Примеры ароматической группы включают ариленовую группу с 5-15 атомами углерода, арентриильную группу с 5-15 атомами углерода и арентетраильную группу с 5-15 атомами углерода. Примеры ариленовой группы (двухвалентная) включают фениленовую группу и нафталиндиильную группу. Примеры арентриильной группы (трехвалентная) включают бензолтриильную группу и нафталинтриильную группу. Примеры арентетраильной группы (четырехвалентная) включают бензолтетраильную группу и нафталинтетраильную группу.

Эти ароматические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти ароматические группы могут содержать гетероатом для образования гетероциклической структуры. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

R1 и R2, каждый, независимо, означают от двухвалентной до четырехвалентной алифатическую группу с 1-20 атомами углерода, от двухвалентной до четырехвалентной алициклическую группу с 3-20 атомами углерода, их комбинацию или комбинацию вышеуказанной алифатической группы, вышеуказанной алициклической группы и от двухвалентной до четырехвалентной ароматической группы с 5-15 атомами углерода и могут содержать гетероатом или заместитель.

Примеры алифатической группы включают алкиленовую группу с 1-20 атомами углерода, алкантриильную группу с 1-20 атомами углерода и алкантетраильную группу с 1-20 атомами углерода. Примеры алкиленовой группы включают метиленовую группу, этиленовую группу, пропиленовую группу, бутиленовую группу, пентиленовую группу, гексиленовую группу, гептиленовую группу, октиленовую группу, нониленовую группу, дециленовую группу, додециленовую группу и гексадециленовую группу. Примеры алкантриильной группы включают метантриильную группу, этантриильную группу, пропантриильную группу, бутантриильную группу, пентантриильную группу, гексантриильную группу, гептантриильную группу, октантриильную группу, нонантриильную группу, декантриильную группу, додекантриильную группу и гексадекантриильную группу. Примеры алкантетраильной группы включают метантетраильную группу, этантетраильную группу, пропантетраильную группу, бутантетраильную группу, пентантетраильную группу, гексантетраильную группу, гептантетраильную группу, октантетраильную группу, нонантетраильную группу, декантетраильную группу, додекантетраильную группу и гексадекантетраильную группу.

Эти алифатические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти алифатические группы могут содержать гетероатом. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

Примеры алициклической группы включают циклоалкиленовую группу с 3-20 атомами углерода, циклоалкантриильную группу с 3-20 атомами углерода и циклоалкантетраильную группу с 3-20 атомами углерода. Примеры циклоалкиленовой группы включают циклопропиленовую группу, циклобутиленовую группу, циклопентиленовую группу, циклогексиленовую группу, циклогептиленовую группу, циклооктиленовую группу, циклонониленовую группу, циклодециленовую группу, циклододециленовую группу и циклогексадециленовую группу. Примеры циклоалкантриильной группы включают циклопропантриильную группу, циклобутантриильную группу, циклопентантриильную группу, циклогексантриильную группу, циклогептантриильную группу, циклооктантриильную группу, циклононантриильную группу, циклодекантриильную группу, циклододекантриильную группу и циклогексадекантриильную группу. Примеры циклоалкантетраильной группы включают циклопропантетраильную группу, циклобутантетраильную группу, циклопентантетраильную группу, циклогексантетраильную группу, циклогептантетраильную группу, циклооктантетраильную группу, циклононантетраильную группу, циклодекантетраильную группу, циклододекантетраильную группу и циклогексадекантетраильную группу.

Эти алициклические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти алифатические группы могут содержать гетероатом для образования гетероциклической структуры. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

Примеры ароматической группы включают ариленовую группу с 5-15 атомами углерода, арентриильную группу с 5-15 атомами углерода и арентетраильную группу с 5-15 атомами углерода. Примеры ариленовой группы включают фениленовую группу и нафталиндиильную группу. Примеры арентриильной группы (трехвалентная) включают бензолтриильную группу и нафталинтриильную группу. Примеры арентетраильной группы (четырехвалентная) включают бензолтетраильную группу и нафталинтетраильную группу.

Эти ароматические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу.

Эти ароматические группы могут содержать гетероатом для образования гетероциклической структуры. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

Х1 и Х2, каждый, независимо, означают от двухвалентной до четырехвалентной алифатическую группу с 1-20 атомами углерода, от двухвалентной до четырехвалентной алициклическую группу с 3-20 атомами углерода, от двухвалентной до четырехвалентной ароматическую группу с 5-15 атомами углерода или их комбинацию и могут содержать гетероатом или заместитель.

Примеры алифатической группы включают алкиленовую группу с 1-20 атомами углерода, алкантриильную группу с 1-20 атомами углерода и алкантетраильную группу с 1-20 атомами углерода. Примеры алкиленовой группы включают метиленовую группу, этиленовую группу, пропиленовую группу, бутиленовую группу, пентиленовую группу, гексиленовую группу, гептиленовую группу, октиленовую группу, нониленовую группу, дециленовую группу, додециленовую группу и гексадециленовую группу. Примеры алкантриильной группы включают метантриильную группу, этантриильную группу, пропантриильную группу, бутантриильную группу, пентантриильную группу, гексантриильную группу, гептантриильную группу, октантриильную группу, нонантриильную группу, декантриильную группу, додекантриильную группу и гексадекантриильную группу. Примеры алкантетраильной группы включают метантетраильную группу, этантетраильную группу, пропантетраильную группу, бутантетраильную группу, пентантетраильную группу, гексантетраильную группу, гептантетраильную группу, октантетраильную группу, нонантетраильную группу, декантетраильную группу, додекантетраильную группу и гексадекантетраильную группу.

Эти алифатические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти алифатические группы могут содержать гетероатом. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

Примеры алициклической группы включают циклоалкиленовую группу с 3-20 атомами углерода, циклоалкантриильную группу с 3-20 атомами углерода и циклоалкантетраильную группу с 3-20 атомами углерода. Примеры циклоалкиленовой группы включают циклопропиленовую группу, циклобутиленовую ггруппу, циклопентиленовую группу, циклогексиленовую группу, циклогептиленовую группу, циклооктиленовую группу, циклонониленовую группу, циклодециленовую группу, циклододециленовую группу и циклогексадециленовую группу. Примеры циклоалкантриильной группы включают циклопропантриильную группу, циклобутантриильную группу, циклопентантриильную группу, циклогексантриильную группу, циклогептантриильную группу, циклооктантриильную группу, циклононантриильную группу, циклодекантриильную группу, циклододекантриильную группу и циклогексадекантриильную группу. Примеры циклоалкантетраильной группы включают циклопропантетраильную группу, циклобутантетраильную группу, циклопентантетраильную группу, циклогексантетраильную группу, циклогептантетраильную группу, циклооктантетраильную группу, циклононантетраильную группу, циклодекантетраильную группу, циклододекантетраильную группу и циклогексадекантетраильную группу.

Эти алициклические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти алифатические группы могут содержать гетероатом для образования гетероциклической структуры. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

Примеры ароматической группы включают ариленовую группу с 5-15 атомами углерода, арентриильную группу с 5-15 атомами углерода и арентетраильную группу с 5-15 атомами углерода. Примеры ариленовой группы включают фениленовую группу и нафталиндиильную группу. Примеры арентриильной группы (трехвалентная) включают бензолтриильную группу и нафталинтриильную группу. Примеры арентетраильной группы (четырехвалентная) включают бензолтетраильную группу и нафталинтетраильную группу.

Эти ароматические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти ароматические группы могут содержать гетероатом для образования гетероциклической структуры. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

s и k, каждый, независимо, означают целое число от 0 до 10, предпочтительно, от 0 до 3, более предпочтительно, от 0 до 1. Когда s и k имеют большее значение чем 10, является затруднительным синтез циклического карбодиимида и может резко возрастать его стоимость. С этой точки зрения, целое число предпочтительно выбирают равным от 0 до 3. Когда s или k означает 2 или более, Х1 или Х2 в качестве повторяющейся структурной единицы может отличаться от другого Х1 или Х2 соответственно.

Х3 означает от двухвалентной до четырехвалентной алифатическую группу с 1-20 атомами углерода, от двухвалентной до четырехвалентной алициклическую группу с 3-20 атомами углерода и от двухвалентной до четырехвалентной ароматическую группу с 5-15 атомами углерода или их комбинацию и может содержать гетероатом или заместитель.

Примеры алифатической группы включают алкиленовую группу с 1-20 атомами углерода, алкантриильную группу с 1-20 атомами углерода и алкантетраильную группу с 1-20 атомами углерода. Примеры алкиленовой группы включают метиленовую группу, этиленовую группу, пропиленовую группу, бутиленовую группу, пентиленовую группу, гексиленовую группу, гептиленовую группу, октиленовую группу, нониленовую группу, дециленовую группу, додециленовую группу и гексадециленовую группу. Примеры алкантриильной группы включают метантриильную группу, этантриильную группу, пропантриильную группу, бутантриильную группу, пентантриильную группу, гексантриильную группу, гептантриильную группу, октантриильную группу, нонантриильную группу, декантриильную группу, додекантриильную группу и гексадекантриильную группу. Примеры алкантетраильной группы включают метантетраильную группу, этантетраильную группу, пропантетраильную группу, бутантетраильную группу, пентантетраильную группу, гексантетраильную группу, гептантетраильную группу, октантетраильную группу, нонантетраильную группу, декантетраильную группу, додекантетраильную группу и гексадекантетраильную группу.

Эти алифатические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти алифатические группы могут содержать гетероатом. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

Примеры алициклической группы включают циклоалкиленовую группу с 3-20 атомами углерода, циклоалкантриильную группу с 3-20 атомами углерода и циклоалкантетраильную группу с 3-20 атомами углерода. Примеры циклоалкиленовой группы включают циклопропиленовую группу, циклобутиленовую группу, циклопентиленовую группу, циклогексиленовую группу, циклогептиленовую группу, циклооктиленовую группу, циклонониленовую группу, циклодециленовую группу, циклододециленовую группу и циклогексадециленовую группу. Примеры циклоалкантриильной группы включают циклопропантриильную группу, циклобутантриильную группу, циклопентантриильную группу, циклогексантриильную группу, циклогептантриильную группу, циклооктантриильную группу, циклононантриильную группу, циклодекантриильную группу, циклододекантриильную группу и циклогексадекантриильную группу. Примеры циклоалкантетраильной группы включают циклопропантетраильную группу, циклобутантетраильную группу, циклопентантетраильную группу, циклогексантетраильную группу, циклогептантетраильную группу, циклооктантетраильную группу, циклононантетраильную группу, циклодекантетраильную группу, циклододекантетраильную группу и циклогексадекантетраильную группу.

Эти алициклические группы могут содержать заместитель. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, ариленовую группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти алициклические группы могут содержать гетероатом для образования гетероциклической структуры. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

Примеры ароматической группы включают ариленовую группу с 5-15 атомами углерода, арентриильную группу с 5-15 атомами углерода и арентетраильную группу с 5-15 атомами углерода. Примеры ариленовой группы включают фениленовую группу и нафталиндиильную группу. Примеры арентриильной группы (трехвалентная) включают бензолтриильную группу и нафталинтриильную группу. Примеры арентетраильной группы (четырехвалентная) включают бензолтетраильную группу и нафталинтетраильную группу.

Эти ароматические группы могут быть замещены. Примеры заместителя включают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, арильную группу с 6-15 атомами углерода, атом галогена, нитрогруппу, амидную группу, гидроксильную группу, сложноэфирную группу, простую эфирную группу и альдегидную группу. Эти ароматические группы могут содержать гетероатом для образования гетероциклической структуры. Примерами гетероатома являются O, N, S и P.

Как описано выше, Ar1, Ar2, R1, R2, X1, X2 и X3 могут содержать гетероатом.

Когда Q означает двухвалентную связующую группу, все из Ar1, Ar2, R1, R2, X1, X2 и X3 представляют собой двухвалентные группы. Когда Q означает трехвалентную связующую группу, один из Ar1, Ar2, R1, R2, X1, X2 и X3 является трехвалентной группой. Когда Q означает четырехвалентную связующую группу, один из Ar1, Ar2, R1, R2, X1, X2 и X3 является четырехвалентной группой, или два из них представляют собой трехвалентные группы.

Циклический карбодиимид (а)

Соединение, представленное следующей формулой (2) (в дальнейшем может быть упомянуто как «циклический карбодиимид (а)»), может быть определено как циклический карбодиимид, используемый согласно настоящему изобретению.

В вышеприведенной формуле, Qa означает двухвалентную связующую группу, которую выбирают из алифатической группы, алициклической группы, ароматической группы или их комбинации и которая может содержать гетероатом или заместитель.

Алифатическая группа, алициклическая группа и ароматическая группа имеют значения, как указанные в случае вышеприведенной формулы (1). В соединении формулы (2), все из алифатической группы, алициклической группы и ароматической группы являются двухвалентными. Qa предпочтительно означает двухвалентную связующую группу нижеследующей формулы (2-1), (2-2) или (2-3).

В вышеприведенных формулах, Ara1, Ara2, Ra1, Ra2, Xa1, Xa2, Xa3, s и k идентичны Ar1, Ar2, R1, R2, X1, X2 и X3, s и k, для определенных выше формул от (1-1) до (1-3) соответственно. Однако все из них являются двухвалентными.

Циклический карбодиимид (а) предпочтительно является соединением, представленным нижеследующей формулой (2-1-1):

В вышеприведенной формуле, Ха1 означает алкиленовую группу, имеющую, предпочтительно, 1-20 атомов углерода, более предпочтительно, 1-10 атомов углерода. Примеры алкиленовой группы включают метиленовую группу, этиленовую группу, триметиленовую группу и тетраметиленовую группу.

В вышеприведенной формуле, Ara1 и Ara2, каждый, независимо, означают ариленовую группу с 5-15 атомами углерода, которая может быть замещена. Примеры ариленовой группы включают фениленовую группу и нафталиндиильную группу. Заместителем является алкильная группа с 1-20 атомами углерода, предпочтительно, с 1-6 атомами углерода. Примеры заместителя включают метильную группу, этильную группу и пропильную группу.

Циклический карбодиимид (а) предпочтительно является соединением, представленным нижеследующей формулой (2-1-1а):

В вышеприведенной формуле, Ха1 означает алкиленовую группу, имеющую, предпочтительно, 1-20 атомов углерода, более предпочтительно, 1-10 атомов углерода, гораздо более предпочтительно, 1-4 атома углерода. Примеры алкиленовой группы включают метиленовую группу, этиленовую группу, триметиленовую группу и тетраметиленовую группу.

В вышеприведенной формуле, Rq и Rr, каждый, независимо, означают алкильную группу, имеющую, предпочтительно, 1-20 атомов углерода, более предпочтительно, 1-6 атомов углерода, или атом водорода. Примеры алкильной группы включают метильную группу, этильную группу и пропильную группу.

Следующие соединения перечислены в качестве примеров циклического карбодиимида (а):

(n означает целое число от 1 до 6)

(n означает целое число от 1 до 6)

(m означает целое число от 0 до 3 и n означает целое число от 0 до 3)

(m означает целое число от 0 до 5 и n означает целое число от 0 до 5)

(n означает целое число от 0 до 5)

(n означает целое число от 5 до 20)

(m, n, p и q, каждый, означают целое число от 1 до 6)

(m, n, p и q, каждый, означают целое число от 1 до 6)

(n означает целое число от 1 до 6)

(m и n, каждый, означают целое число от 0 до 3)

(m и p, каждый, означают целое число от 1 до 5 и n означает целое число от 1 до 6)

(n означает целое число от 1 до 6)

(n означает целое число от 1 до 6)

Циклический карбодиимид (b)

Далее, соединение, представленное нижеследующей формулой (3) (в дальнейшем может быть упомянуто как «циклический карбодиимид (b)»), может быть определено как циклический карбодиимид, используемый согласно настоящему изобретению.

В вышеприведенной формуле, Qb означает трехвалентную связующую группу, которую выбирают из алифатической группы, алициклической группы, ароматической группы или их комбинации и которая может содержать гетероатом или заместитель. Y означает носитель, несущий циклическую структуру. Алифатическая группа, алициклическая группа и ароматическая группа имеют значения, как указанные в случае формулы (1). В соединении формулы (3), одна из групп, образующая Qb, является трехвалентной.

Qb предпочтительно означает трехвалентную связующую группу, представленную нижеследующей формулой (3-1), (3-2) или (3-3):

В вышеприведенных формулах, Arb1, Arb2, Rb1, Rb2, Xb1, Xb2, Xb3, s и k идентичны Ar1, Ar2, R1, R2, X1, X2 и X3, s и k для определенных выше формул от (1-1) до (1-3) соответственно. Однако один из них является трехвалентной группой.

Y предпочтительно означает одинарную связь, двойную связь, атом, атомную группу или полимер. Y представляет собой связующий элемент, и множество циклических структур связаны друг с другом посредством Y для образования структуры, представленной формулой (3).

Нижеследующие соединения перечислены в качестве примеров циклического карбодиимида (b):

(n означает повторяющуюся структурную единицу)

(m и n, каждый, означают целое число от 1 до 6)

(р, m и n, каждый, означает целое число от 1 до 6)

Циклический карбодиимид (с)

Соединение, представленное нижеследующей формулой (4) (в дальнейшем может быть упомянуто как «циклический карбодиимид (с)»), может быть определено как циклический карбодиимид, используемый согласно настоящему изобретению.

В вышеприведенной формуле, Qс означает четырехвалентную связующую группу, которую выбирают из алифатической группы, алициклической группы, ароматической группы или их комбинации и которая может содержать гетероатом или заместитель. Z1 и Z2, каждый, означают носитель, несущий циклическую структуру. Z1 и Z2 могут быть связаны друг с другом с образованием циклической структуры.

Алифатическая группа, алициклическая группа и ароматическая группа имеют значения, как указанные в случае формулы (1). В соединении формулы (4), Qс является четырехвалентной группой. Следовательно, одна из этих групп является четырехвалентной или две из них являются трехвалентными.

Qс предпочтительно означает четырехвалентную связующую группу, представленную нижеследующей формулой (4-1), (4-2) или (4-3):

Arc1, Arc2, Rc1, Rc2, Xc1, Xc2, Xc3, s и k идентичны Ar1, Ar2, R1, R2, X1, X2 и X3, s и k для определенных выше формул от (1-1) до (1-3) соответственно. Однако один из Arc1, Arc2, Rc1, Rc2, Xc1, Xc2 и Xc3 является четырехвалентной группой или два из них являются трехвалентными группами.

Предпочтительно, Z1 и Z2, каждый, независимо, означают ординарную связь, двойную связь, атом, атомную группу или полимер. Z1 и Z2, каждый, означают связующий элемент, и множество циклических структур связаны друг с другом посредством Z1 и Z2 с образованием структуры, представленной формулой (4).

Циклический карбодиимид (с) предпочтительно является соединением, представленным нижеследующей формулой (4-1-1):

В вышеприведенной формуле, Хс1 означает алкантетраильную группу, имеющую, предпочтительно, 1-20 атомов углерода, более предпочтительно, 1-10 атомов углерода, гораздо более предпочтительно, 1-6 атомов углерода. Примеры алкантетраильной группы включают изобутантетраильную группу, изопентантетраильную группу и неопентантетраильную группу. Из них предпочтительна неопентантетраильная группа, представленная нижеследующей формулой:

В вышеприведенной формуле, Arc1, Arc2, Arc3 и Arc4, каждый, независимо, означают ариленовую группу с 5-15 атомами углерода, которая может быть замещена. Примеры ариленовой группы включают фениленовую группу и нафталиндиильную группу. Заместителем является алкильная группа с 1-20 атомами углерода, предпочтительно, с 1-6 атомами углерода. Примеры заместителя включают метильную группу, этильную группу и пропильную группу.

Циклический карбодиимид (с) предпочтительно является соединением, представленным нижеследующей формулой (2-1-1с):

В вышеприведенной формуле, Хс1 означает алкантетраильную группу, имеющую, предпочтительно, 1-20 атомов углерода, более предпочтительно, 1-10 атомов углерода, гораздо более предпочтительно, 1-6 атомов углерода. Примеры алкантетраильной группы включают изобутантетраильную группу, изопентантетраильную группу и неопентантетраильную группу. Из них предпочтительна неопентантетраильная группа, представленная нижеследующей формулой:

В вышеприведенной формуле, Rq, Rr, Rs и Rt, каждый, независимо, означают алкильную группу с 1-20 атомами углерода, предпочтительно, с 1-6 атомами углерода, или атом водорода. Примеры алкильной группы включают метильную группу, этильную группу и пропильную группу.

Нижеследующие соединения перечислены в качестве примеров циклического карбодиимида (с):

Способ получения циклического карбодиимида

В качестве способа получения циклического карбодиимида может быть использован способ получения циклического карбодиимида из амина через изоцианат, способ получения циклического карбодиимида из амина через изотиоцианат, способ получения циклического карбодиимида из амина через трифенилфосфин, способ получения циклического карбодиимида из амина через мочевину, способ получения циклического карбодиимида из амина через тиомочевину, способ получения циклического карбодиимида из карбоксилата через изоцианат или способ получения циклического карбодиимида через образование лактама.

Получение моноциклического карбодиимида (f)

Моноциклический карбодиимид (f), представленный нижеприводимой формулой (2-1-1), может быть получен посредством следующих стадий (1)-(4).

(В вышеприведенной формуле, Ara1 и Ara2, каждый, независимо, означают ариленовую группу с 5-15 атомами углерода, которая может быть замещена, и Ха1 означает алкиленовую группу с 1-20 атомами углерода.)

На стадии (1) получают нитросоединение (с). Стадия (1) включает стадию (1а) и стадию (1b