DE69609759T2

DE69609759T2 - Polyarylensulfidharzzusammensetzung

Info

Publication number: DE69609759T2
Application number: DE69609759T
Authority: DE
Inventors: Tomoyoshi Murakami; Yasuhiro Osako
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2016-04-20
Also published as: JP3578288B2; EP0739936B1; JPH08302189A; DE69609759D1; EP0739936A1; US5733962A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung und genauer betrifft sie eine Hochqualitäts-Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung, die nützlich ist als Material für elektrische oder elektronische Hochpräzisionsteile.

Beschreibung des Stands der Technik

Die Verstärkung von Polyarylensulfid (PAS)-Harz-Zusammensetzungen mit Kohlefasern ist bekannt, um solche Eigenschaften der Harz-Zusammensetzungen, wie ihre mechanische Festigkeit, ihre Gleiteigenschaften und ihre Leitfähigkeit zu verbessern. Zusätzlich sind verschiedene Techniken Dir die Verringerung der Anisotropie-Eigenschaften und die Verbesserung der Dimensionsgenauigkeit dieser Harz-Zusammensetzungen offenbart worden, wie eine Zusammensetzung, die PAS und Kohlefasern mit kurzer Faserlänge umfaßt (japanische Patentveröffentlichung Nr. 63590/1988) und eine Zusammensetzung von PAS, die Mika als Füllstoff enthält, (japanische Patentveröffentlichung Nr. 3230/1989).
Es ist jedoch schwierig, eine Zusammensetzung mit ausgewogener mechanischer Festigkeit, Dimensionsgenauigkeit und Leitfähigkeit nur durch die Verwendung von kurzen Kohlefasern zu erhalten, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 63590/1988 offenbart ist. Zusätzlich verbessern kurze Kohlefasern diese Eigenschaften nicht nur in sehr eingeschränktem Maße, insbesondere die Leitfähigkeit, sondern sie erhöhen auch unerwünscht die Produktionskosten. Daher müssen andere Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von PAS-Harzen in Betracht gezogen werden, wenn die PAS-Harz-Zusammensetzung für verschiedene Teile als Alternative zu Metallen wie Aluminium verwendet wird.
Die EP-A-0 328 964 offenbart eine elektrisch leitfähige Polyphenylen-Sulfid- Harz-Zusammensetzung, die aus 20 bis 92 Gew.-% eines Polyphenylen-Sulfid-Harzes, bevorzugt PPS, 4 bis 60 Gew.-% leitfähigem Ruß und 4 bis 60 Gew.-% Graphit besteht, und dass die Zusammensetzung weiter Füllstoffe wie Mika enthalten kann. Granulate, die durch Formen einer solchen Polyphenylen-Harz-Zusammensetzung erhalten werden, zeigen einen guten elektrischen Leitfähigkeitswert ebenso wie gute mechanische Eigenschaften.
Das Verfahren der einfachen Mischung von PAS und Mika, das durch die japanische Patentveröffentlichung Nr. 3230/1989 offenbart ist, erzeugt auf der anderen Seite eine Zusammensetzung mit extrem unzureichender Festigkeit und Leitfähigkeit. Es ist sehr schwierig eine Ausgewogenheit zwischen der Dimensionsgenauigkeit und der Leitfähigkeit sicherzustellen. Bei einem Versuch diese Nachteile zu eliminieren, wurde ein Verfahren zur Behandlung von Mika mit einem leitfähigen Material oder ein Verfahren der Zugabe von Kohlefasern oder leitfähigem Ruß vorgeschlagen. Mika, dessen Oberfläche mit Metall behandelt ist, beschleunigt jedoch die Zersetzung des Harzes und kann Probleme hinsichtlich der Produktqualität und der äußeren Erscheinung der Produkte verursachen. Zusätzlich ist die Wirkung der Verbesserung der Leitfähigkeit, die durch die Oberflächenbehandlung erbracht wird, eingeschränkt. Auf der anderen Seite kann das Verfahren der Zugabe der Kohlefasern oder des leitfähigen Rußes eine stabile Leitfähigkeit bereitstellen, aber eine hohe Dimensionsgenauigkeit in der Größenordnung von 1/1000 ist aufgrund des großen Anteils der langen Fasern schwierig zu erreichen. Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 3230/1989 offenbart lediglich Mika vom Phlogopith-Typ-Mika (Gold-Mika, Suzolith-Mika). Es ist daher sehr natürlich, daß Zusammensetzungen, die diese Mikas enthalten, hinsichtlich der Festigkeit, Elastizität, Säurebeständigkeit und ähnlichem verschlechtert sind. Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Situation entwickelt und besitzt die Aufgabe eine Polyarylensulfid-Harz- Zusammensetzung bereitzustellen, aus denen verschiedene Teile mit stabiler Leitfähigkeit und hoher Dimensionsgenauigkeit durch eine Formoperation hergestellt werden können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann somit gelöst werden durch die Bereitstellung einer Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung, die umfaßt:
(A) 100 Gewichtsteile eines Polyarylensulfid-Harzes;
(B) 200 - 30 Gewichtsteile Mika;
(C) 150 - 30 Gewichtsteile Kohlefasern; und
(D) 30 - 0,5 Gewichtsteile leitfähiger Ruß,
worin der Gehalt der Kohlefasern mit einem Seitenverhältnis (das Verhältnis von l/d, worin 1 die durchschnittliche Faserlänge ist und d der durchschnittliche Faserdurchmesser ist) von 10 oder weniger in der Gesamtmenge der Kohlefasern (C) 60 Gew.-% oder mehr beträgt, und der Gehalt der Kohlefasern mit einem Seitenverhältnis von mehr als 10 in der Gesamtmenge der Kohlefasern (C) 25 Gew.-% oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge des Mikas (B) und der Kohlefasern (C) beträgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt der Mika (B) eine massenmittlere Partikelgröße von 10-500 um.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt von SiO&sub2; plus Al&sub2;O&sub3; in der Gesamtmenge des Mikas (B) 75 Gew.-% oder mehr und die massenmittlere Partikelgröße des Mikas (B) beträgt 80-250 um.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die gesamte Menge der Kohlefasern (C) aus leichten Kohlefasern mit einem Seitenverhältnis von 6 oder weniger.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die gesamte Menge der Kohlefasern (C) aus leichten Kohlefasern mit einem Kohlefaserdurchmesser von 18 - 30 um.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung leicht ersichtlich.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert erläutert.

1. Komponenten

(1) Polyarylensulfid

Das Polyarylensulfid (PAS), das als Komponente (A) in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Polymer, das 70 Mol-% oder mehr von durch durch Ar-Sdargestellten Wiederholungseinheiten, enthält, worin Ar eine Arylengruppe ist. Ein typisches Polyarylensulfid ist ein Polyphenylensulfid, das 70 Mol-% oder mehr der durch die folgende Formel (I) dargestellten Wiederholungseinheiten enthält,
worin R¹ eine Gruppe ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Alkylgruppen mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen, Alkoxygruppen mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen, einer Phenylgruppe, einer Carbonsäuregruppe oder Metallsalzen davon, einer Cyanogruppe, einer Aminogruppe, einer Nitrogruppe, und Halogenatomen wie Fluor, Chlor oder Brom; m eine ganze Zahl von 0 - 4 ist; und n den durchschnittlichen Polymerisationsgrad bezeichnet und aus einem Bereich von 1,3 - 30 ausgewählt wird. Insbesondere ist eine α-Chlornaphthalinlösung (Konzentration: 0,4 g/dl) mit einer logarithmischen Viskosität bei 206ºC im Bereich von 0,1 - 0,5 dl/g, bevorzugt 0,13 - 0,4 dl/g und noch bevorzugter 0,15 - 0,35 geeignet.
Ein Polyarylensulfid mit einem in einem gewissen Ausmaß niedrigen Molekulargewicht, das die mechanische Festigkeit der Zusammensetzung nicht ungebührlich beeinträchtigt, wird in der vorliegenden Erfindung verwendet. Ein solches Molekulargewicht beträgt, ausgedrückt als Schmelzviskosität (η app) im Bereich der obigen logarithmischen Viskosität, bevorzugt 50 bis 4000 Poise, und noch bevorzugter 0,8 bis 20 Pa.s (80 bis 2000 Poise).
Hier ist die Schmelzviskosität (η app) die scheinbare Viskosität, die durch einen Mikroröhrenviskosimeter bei einer Harztemperatur von 300ºC und einer Scherrate von 200 sek&supmin;¹ gemessen wird.
Es gibt, abhängig von ihrem Herstellungsverfahren; zwei Typen von Polyarylensulfiden, einer ist ein Polyarylensulfid mit einer im wesentlichen linearen Struktur ohne Verzweigungen oder Vernetzungen, und der andere ist ein Polyarylensulfid mit einer verzweigten oder vernetzten Struktur. Beide Typen von Polyarylensulfiden können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein bevorzugtes Polyarylensulfid in der Erfindung ist ein Homopolymer oder Copolymer, das 70 Mol-% oder mehr, bevorzugt 80 Mol-% oder mehr einer para-Phenylensulfideinheit als Wiederholungseinheit umfaßt (ein solches Homopolymer oder Copolymer wird im folgenden PPS genannt). Wenn der Anteil dieser Wiederholungseinheit weniger als 70 Mol-% beträgt, wird die Kristallinität, die einem kristallinen Polymer inhärent besitzt, unzureichend, und es ist schwierig angemessene mechanische Eigenschaften sicherzustellen. Als Copolymerisationseinheit für PPS können eine m-Phenylensulfideinheit, eine o-Phenylensulfideinheit, eine p,p'-Diphenylenketonsulfideinheit, eine p,p'-Diphenylensulfonsulfideinheit, eine p,p'-Biphenylensulfideinheit, eine p,p'-Diphenylenethersulfideinheit, eine p,p'-Diphenylenmethylensulfideinheit, eine p,p'-Diphenylencumenylsulfideinheit, eine Naphthylsulfideinheit und ähnliche als Beispiele gegeben werden. Zusätzlich zu den oben erwähnten, im wesentlichen linearen Polymeren können verzweigte oder vernetzte Polyarylensulfide verwendet werden, die durch Polymerisation einer Monomermischung, die eine geringe Menge von Monomeren mit drei oder mehr funktionellen Gruppen enthält, erhalten werden. Eine Mischung der genannten linearen Polyarylensulfide und dieser verzweigten oder vernetzten Polyarylensulfide wird ebenfalls bevorzugt verwendet. Ein Polymer mit verbesserten Formverarbeitungseigenschaften, das durch Erhöhen der Schmelzviskosität durch oxidatives Vernetzen oder thermisches Vernetzen eines linearen Polymers mit einem vergleichsweise niedrigen Molekulargewicht erhalten wird, wird ebenfalls bevorzugt als Komponente (A) in der vorliegenden Erfindung verwendet.
Diese Polyarylensulfid-Harze können durch ein Verfahren hergestellt werden, das im Stand der Technik als solches bekannt ist, wie z. B. eine Polykondensationsreaktion von aromatischen Dihalogen-Verbindungen und einer Schwefelquelle in einer organischen Lösungsmittel.
Als Beispiele der aromatischen Dihalogen-Verbindungen können Dihalogenbenzolverbindungen, Alkyl-substituierte Dihalogenbenzolverbindungen, Cycloalkylsubstituierte Dihalogenbenzolverbindungen, Aryl-substituierte Dihalogenbenzolverbindungen, Dihalogen-biphenylverbindungen und Dihalogennaphthalinverbindungen genannt werden.
Die beiden Halogenatome, die in diesen aromatischen Dihalogen-Verbindungen enthalten sind, können entweder gleich oder verschieden voneinander sein und werden aus Fluor, Chlor und Brom ausgewählt.
Als Beispiele der Schwefelquelle können erwähnt werden Alkalimetallsulfide, wie Lithiumsulfid und Natriumsulfid, Erdalkalimetallsulfide wie Calciumsulfid und Bariumsulfid, und ähnliche. Diese Alkalimetallsulfide und Erdalkalimetallsulfide können diejenigen sein, die durch die Reaktion von Alkalimetallhydrogensulfiden, wie Lithiumhydrogensulfid und Natriumhydrogensulfid oder Erdalkalimetallhydrogensulfide, wie Calciumhydrogensulfid und Bariumhydrogensulfid und eine Base wie ein Alkalimetallhydroxid erhalten werden.
Als Beispiele organischer polarer Lösungsmittel können organische Lösungsmittel wie Amidverbindungen, Lactamverbindungen, Harnstoffverbindungen, cyclische organische Phosphorverbindungen und Schwefelverbindungen gegeben werden. Unter diesen sind bevorzugte Verbindungen N-Alkyllactame, insbesondere N-Alkylpyrrolidone und Sulfolan.
In der vorliegenden Erfindung können Polyarylensulfid-Harze verwendet werden, die durch Polykondensationsreaktion in Gegenwart eines Verzweigungsmittels wie aromatischer Halogen-Verbindungen, die aktiven Wasserstoff enthalten, Polyhalogenverbindungen, die drei oder mehr Halogenatome pro Molekül enthalten oder Halogenaromatische Nitroverbindungen, oder einem Molekulargewichts-Einstellungsmittel wie einer aromatischen Monohalogenverbindung erhalten werden. Die Verwendung dieser Verzweigungsmittel oder Molekulargewichts-Modifizierungsmittel kann den Verzweigungsgrad oder das Molekulargewicht erhöhen, oder sie kann die Menge der zurückbleibenden Salze in den resultierenden Polyarylensulfiden verringern, wodurch verschiedene Eigenschaften der Polyarylensulfide verbessert werden.
Polyphenylensulfid-Harze der folgenden Formel (II) können als bevorzugte Beispiele der Polyarylensulfid-Harze gegeben werden
Dieses Harz wird hergestellt durch Phillips Petroleum Company und ist kommerziell erhältlich unter der Marke "Liton". Das Verfahren für die Herstellung dieses Produktes wird durch das US-Patent 3.354.129 und die japanische Patentveröffentlichung Nr. 3368/1970 offenbart, das dem US-Patent 3.354.129 entspricht, und umfaßt die Umsetzung von p-Dichlorbenzol und Natriumsulfid (Na&sub2; S H&sub2;O) in einem Lösungsmittel aus N-Methylpyrrolidon, wobei unter Druck auf 160 - 150ºC erhitzt wird. Es ist möglich, Polyphenylensulfide mit einem erhöhten Polymerisationsgrad unter Verwendung eines Katalysators wie Lithiumacetat oder Lithiumchlorid herzustellen, wie es durch die japanischen Patentveröffentlichungen mit den Nrn. 12240/1977, 25588/1978 und 25589/1978 offenbart wird.

(2) Mika (B)

Muskovit-Mika [K&sub2;Al&sub4;(AlSi&sub3;O&sub1;&sub0;)&sub2;(OH)&sub4;, weißer Mika], Phlogopit-Mika [K&sub2;Mg&sub6;(AlSi&sub3;O&sub1;&sub0;)&sub2;(OH)&sub4;, Gold-Mika] und ähnliche, die konventionell als Füllstoffe für Kunststoffe verwendet werden, können ohne irgend eine spezifische Einschränkung als Mika (B) in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Darunter ist Muskovit-Mika (weißer Mika) bevorzugter. Die Verwendung von Muskovit-Mika erzeugt resultierende Produkte mit hoher Festigkeit und hoher Righeit und verhindert die Deformation der Pro dukte während der Entfernung aus der Form, wodurch eine verbesserte Dimensionsgenauigkeit bei den Formartikeln sichergestellt wird.
Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Gesamtmenge der SiO&sub2;-Komponente und der Al&sub2;O&sub3;-Komponente in der Gesamtmenge des Mikas (B) 75 Gew.-% oder mehr beträgt. Wenn diese Menge weniger als 75 Gew.-% beträgt, wird der Mika (B) infolge der Eigenschaften der anderen Komponenten, die in dem Mika (B) in großen Anteilen enthalten sind, weich. Die resultierende Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung besitzt nicht nur eine unzureichende Festigkeit, ein unzureichendes Elastizitätsmodus und eine unzureichende Säurebeständigkeit, sondern zeigt auch eine geringe Dimensionsgenauigkeit, beim Formen.
Obwohl es keine besonderen Einschränkungen hinsichtlich der Form des verwendeten Mikas gibt, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird; wird Mika mit einer massenmittleren Partikelgröße von 10-500 um und einem massenmittleren Seitenverhältnis von 10-100 um bevorzugt verwendet. Mika mit einer massenmittleren Partikelgröße von 30-300 um und einem massenmittleren Seitenverhältnis von 20-80 ist bevorzugter, und solcher mit einer massenmittleren Partikelgröße von 80-250 um und einem massenmittleren Seitenverhältnis von 40-70 ist ideal. Wenn die massenmittlere Partikelgröße weniger als 10 um beträgt, ist die Wirkung auf die Verbesserung der mechanischen Festigkeit und die Dimensionsgenauigkeit unzureichend; während wenn sie mehr als 500 um beträgt, es schwierig ist, die Zusammensetzung zu kneten. Wenn das massenmittlere Seitenverhältnis weniger als 10 beträgt, ist die Wirkung auf die Verbesserung der mechanischen Festigkeit unzureichend; während wenn sie mehr als 100 um beträgt, ist die Partikelgröße des Mikas zu groß, um die Zusammensetzung leicht zu verkneten.
Es ist erwünscht, daß der Mika (B), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit einem Silankupplungsmittel oder ähnlichem oberflächenbehandelt wird. Weiterhin kann der Mika (B) durch irgend eine optische Behandlung verarbeitet werden, um die Leitfähigkeit zu verbessern.
Die Menge des Mika (B), die in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten ist, beträgt 150 - 30 Gewichtsteile, bevorzugt 150 - 50 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polyarylensulfid-Harzes (A). Wenn diese Menge weniger als 30 Gewichtsteile beträgt, ist die Wirkung auf die Verbesserung der Dimensionsgenauigkeit unzureichend; während wenn sie mehr als 150 Gewichtsteile beträgt, es nicht nur schwierig ist, die Zusammensetzung zu verkneten sondern auch das Fließvermögen der Zusammensetzung während der Formoperation beeinträchtigt wird.

(3) Kohlefasern (C)

Kohlefasern aus verschiedenen Rohmaterialien wie Polyacrylnitril (PAN), Pech, Cellulose, aromatischen Verbindungen oder ähnliches werden als Komponente (C) der vorliegenden Erfindung ohne besondere Einschränkung verwendet. Es ist möglich, Kohlefasern zu verwenden, deren Oberfläche mit bekannten Oberflächenbehandlungsmitteln behandelt wurden, wie Epoxyverbindungen, Polyurethanverbindungen und Polyamidverbindungen.
Kohlefasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 30 um oder weniger werden bevorzugt verwendet, vorausgesetzt, daß der Gehalt der Kohlefasern mit einem Seitenverhältnis von 10 oder weniger, bevorzugt 60% oder mehr der Gesamtmenge der Kohlefasern beträgt, und weiterhin vorausgesetzt, daß der Gehalt der Kohlefasern mit einem Seitenverhältnis von mehr als 10, bevorzugt 25 Gew.-% oder weniger der Gesamtmenge des Mikas (B) und der Kohlefasern (B) beträgt. Es ist weiterhin bevorzugt, daß alle Kohlefasern (C) leichte bzw. weiche Kohlefasern mit einem Seitenverhältnis von 6 oder weniger sind. Weiterhin ist es, um Formprodukte mit einer guten äußeren Erscheinung und ausgezeichneter Leitfähigkeit ohne Beeinträchtigung der Dimensionsgenauigkeit herzustellen, bevorzugt, daß alle Kohlefasern (C) leichte Kohlefasern mit einem Kohlefaserdurchmesser von 18-30 um sind.
Die Menge der Kohlefasern (C), die in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten ist, beträgt 150 - 30 Gewichtsteile und noch bevorzugter 120 - 40 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Polyarylensulfid-Harzes (A). Wenn dies Menge weniger als 30 Gewichtsteile beträgt, ist nicht nur die Wirkung auf die Verstärkung unzureichend, sondern es kann auch keine geeignete Leitfähigkeit erhalten werden. Mehr als 150 Gewichtsteile machen es schwierig, die Zusammensetzung zu verkneten, was Anisotropien in den geformten Produkten erzeugt, die die Dimensionsgenauigkeit reduzieren und die Rohmaterialkosten erhöhen können.

(4) Leitfähiger Ruß (D)

Beispiele von leitfähigem Ruß (D), die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, schließt, ohne darauf beschränkt zu sein, Hochstrukturrußpartikel ein, wie Acetylen-Schwarz und Ölfeuerungsruß. Besonders bevorzugt sind Rußpartikel mit einer Partikelgröße (d&sub5;&sub0;) von 100 nm oder weniger, einer spezifischen Stickstoffoberfläche von 10-5000 m²/g, eine DBP-Ölabsorptionsrate von 50 cm³/100 g oder mehr und solche, die 2% oder weniger Desorptionsgas beim Erwärmen auf 950ºC bilden.
Die Menge des leitfähigen Rußes (D), die in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten ist, beträgt 0,5 - 30 Gewichtsteile und noch bevorzugter 1 - 20 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des Polyarylensulfid-Harzes (A). Wenn diese Menge weniger als 0,5 Gewichtsteile beträgt, wird die Leitfähigkeit unzureichend; wenn sie mehr als 30 Gewichtsteile beträgt, ist es nicht nur schwierig, die Zusammensetzung zu kneten, sondern die Zusammensetzung besitzt auch eine geringe Fluidität während der Formoperation.

2. Herstellung der Zusammensetzung

Es bestehen keine besonderen Einschränkungen hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung der Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Ein Verfahren des homogenen Dispergierens der Komponenten in dem Harz durch Kneten in der Schmelze auf konventionelle Weise kann als Beispiel genannt werden. Entweder kann ein Uniaxial-Kneter oder ein Biaxial-Kneter unter normalen Bedingungen für die Herstellung konventioneller Polyarylensulfide verwendet werden. Daher ist eine hohe Temperatur oberhalb von 360ºC oder eine extrem hohe Rotationsgeschwindigkeit unerwünscht. Eine geeignete Menge von Additiven wie Pigmente, thermische Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, Witterungsbeständigkeitsmittel, Keimbildungs- und Wachstumsmittel, Gleitmittel und Weichmacher kann der Harz-Zusammensetzung zugesetzt werden. Zusätzlich kann eine geeignete Menge anderer thermoplastischer Harze zugesetzt werden. Die Harz-Zusammensetzung in der Form von Pellets, die so erhalten wird, wird anschließend in eine gewünschte Form unter Verwendung einer Formmaschine für thermoplastische Harze geformt, wie eine Spritzgießmaschine, eine Preßformmaschine oder eine Einspritzdruckformmaschine.
Wie oben dargestellt, stellt die vorliegende Erfindung eine Polyarylensulfid-Harz- Zusammensetzung bereit, aus der verschiedene Teile mit stabiler Leitfähigkeit und hoher Dimensionsgenauigkeit in einer Formoperation hergestellt werden können, ohne daß irgendwelche Schritte wie Schneiden erforderlich sind.
Genauer können Formartikel mit einer Leitfähigkeit von 20 Ω cm oder weniger und einer Dimensionsgenauigkeit von ungefähr 1/1000, die zu elektrischen oder elektronischen Superpräzisionsteilen, die durch Schneiden aus Aluminium oder Aluminium- Legierungen erhalten werden, äquivalent sind, durch Formen der Polyarylensulfid-Harz- Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Zusätzlich besitzen die Formartikel eine ausgezeichnete äußere Erscheinung und eine glatte Oberfläche, was diesen Gegenständen dazu verhilft über ausgezeichnete Gleiteigenschaften zu verfügen. Weiterhin besitzen die Formartikel ein niedriges Gewicht und können mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
Andere Merkmale der Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen ersichtlich, die zur Illustration der Erfindung gegeben werden und nicht deren Einschränkung beabsichtigen.

BEISPIELE

Beispiel 1

2000 g Polyarylensulfid (hergestellt durch Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. η app = 5 Pa.s (500 Poise)); 1840 g Mika 1 (80-DTM, hergestellt durch Kuraray Co., Ltd., Komponenten: K&sub2;Al&sub4;(AlSi&sub3;O&sub1;&sub0;)&sub2;(OH)&sub4; (weißer Mika), massenmittlere Partikelgröße: 200 um, massenmittleres Seitenverhältnis: 60; ohne Oberflächenbehandlung), 1720 g Kohlefasern 1 (M-101TTM, leichte Kohlefasern, hergestellt durch Kureha Chemical Industry Co., Ltd., durchschnittliche Faserdurchmesser: 18 um, Seitenverhältnis: 6) und 160 g Ruß (Ketchen Black EC-600JDTM, hergestellt durch Lion Corp., d&sub5;&sub0; : 25 nm, spezifische Stickstoffoberfläche: 1000 m²/g, DBP Ölabsorption: 350 cm³/100 g, Desorptionsgas beim Erwärmen auf 950ºC: 0,8%) wurden trocken vermischt und unter Verwendung eines Biaxial-Kneters (TEM35TM, hergestellt durch Toshiba Machine Co., Ltd.) in der Schmelze bei einer Zylindertemperatur von 300-340ºC verknetet, um eine Harz-Zusammensetzung zu produzieren.

Beispiel 2

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge des Mikas 1 von 1840 g in 1600 g geändert wurde und die Menge der Kohlefasern 1 von 1720 in 1260 geändert wurde.

Beispiel 3

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, ausgenommen, daß 1260 g Kohlefasern (CFM20-100TTM, leichte Kohlefasern, hergestellt durch Mitsui Mining Co., Ltd., durchschnittliche Faserdurchmesser: 20 um, Seitenverhältnis: 5) anstelle der Kohlefasern 1 verwendet wurden.

Beispiel 4

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, ausgenommen, daß 1260 g Kohlefasern 3 (CMF-40-N/STM, leichte Kohlefasern, hergestellt durch Toyo Rayon Co., Ltd., durchschnittlicher Faserdurchmesser: 7 um, Seitenverhältnis: 6) anstelle der Kohlefasern 1 verwendet wurde.

Beispiel 5

Eine Harz-Zusammensetzung wurde hergestellt in der gleichen Weise wie in Beispiel 4, ausgenommen, daß 1600 g Mika 2 (150 K1TM, hergestellt durch Kuraray Co., Ltd., Komponenten: K&sub2;Mg&sub6;(AlSi&sub3;O&sub1;&sub0;)&sub2;(OH)&sub4; (Gold-Mika), massenmittlere Partikelgröße: 200 um, massenmittleres Seitenverhältnis: 60, oberflächenbehandelt mit Silan) anstelle von Mika 1 verwendet wurde.

Beispiel 6

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge des Mikas 2 von 1600 g in 2540 g verändert wurde, die Menge der Kohlefasern 3 von 1260 g in 840 g verändert wurde, und die Menge des Rußes von 160 g auf 320 g geändert wurde.

Beispiel 7

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge des Mikas 2 von 1600 g in 780 g geändert wurde, die Menge der Kohlefasern 3 von 1260 g in 2000 g geändert wurde und die Menge des Rußes von 160 g in 80 g geändert wurde.

Beispiel 8

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß 1260 g Mika 3 (325-KITM, hergestellt durch Kuraray Co., Ltd., Komponenten: K&sub2;Mg&sub6;(AlSi&sub3;O&sub1;&sub0;)&sub2;(OH)&sub4; (Gold-Mika), massenmittlere Partikelgröße: 40 um, massenmittleres Seitenverhältnis: 30, oberflächenbehandelt mit Silan) anstelle von Mika 2 verwendet wurde.

Beispiel 9

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß (i) die Menge der Kohlefasern 3 von 1260 g in 800 g geändert wurde, (ii) 460 g Kohlefasern 4 (HTA-C6SRS TM, geschnittene Kohlefasern, hergestellt durch Toho Rayon Co., Ltd., durchschnittlicher Faserdurchmesser: 7 um, Seitenverhältnis: 850) zusätzlich verwendet wurden und (iii) die Menge des Rußes von 160 g in 80 g verändert wurde.

Beispiel 10

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, ausgenommen, daß 1600 g Mika 1 anstelle von Mika 2 verwendet wurde und 800 g Kohlefasern 1 anstelle der Kohlefasern 3 verwendet wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge des Mika 2 von 1600 g in 2000 g geändert wurde und die Kohlefasern 3 und der Ruß nicht zugesetzt wurden.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß kein Ruß hinzugegeben wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge der Kohlefasern 3 von 1260 g in 2260 g verändert wurde und Mika 2 und Ruß nicht zugesetzt wurden.

Vergleichsbeispiel 4

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß 1260 g Kohlefasern 4 anstelle von Kohlefasern 3 zugesetzt wurden und die Menge des Rußes von 160 g auf 80 g verändert wurde.

Vergleichsbeispiel 5

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt; ausgenommen, daß 560 g Kohlefasern 3 und 800 g Kohlefasern 4 anstelle von 1260 g Kohlefasern 3 zugesetzt wurden und die Menge des Rußes von 160 g in 80 g verändert wurde.

Vergleichsbeispiel 6

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge des Mikas 2 von 1600 g in 3200 g verändert wurde, die Menge der Kohlefasern 3 von 1260 g in 700 g geändert und die Menge des Rußes von 160 g in 320 g geändert wurde.

Vergleichsbeispiel 7

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge des Mikas 2 von 1600 in 800 g geändert wurde, die Menge der Kohlefaser 3 von 1260 g in 3400 g geändert wurde und die Menge des Rußes von 160 g auf 80 g geändert wurde.

Vergleichsbeispiel 8

Eine Harz-Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge des Rußes von 160 in 640 geändert wurde.
Um die Eigenschaften der Harz-Zusammensetzungen, hergestellt in den Beispielen und Vergleichsbeispielen zu bewerten, wurden die Zirkularität (um), der Volumenwiderstand (Ω cm), die äußere Erscheinung, die Biegefestigkeit (MPa), das Biegeelastizitätsmodul (GPa) gemessen. Die Ergebnisse der Messung ebenso wie der Anteil der Komponenten für die Beispiele 1-10 und Vergleichsbeispiele 1-8 sind in Tabelle 1 bzw. Tabelle 2 gezeigt. Diese Eigenschaften wurden entsprechend der folgenden Methoden gemessen.

< Messung der Zirkularität>

Zylinderförmige Trommeln (Durchmesser: 60 mm φ, Höhe: 15 mm) wurden unter Verwendung einer Spritzgießmaschine (J50E-P TM, hergestellt durch Japan Steel Works, Ltd.) bei einer Harztemperatur von 340ºC und einer Formdüsentemperatur von 135ºC geformt. Nachdem die geformten Zylinder für 24 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen wurden, wurde die Zirkularität gemessen durch eine Zirkularitätsmeßvorrichtung (RA-2 TM, hergestellt durch Sanpo Manufacturing, Co., Ltd.).

< Messung des spezifischen Volumenwiderstands>

Beide Enden der Biegetestblätter, die unten erwähnt sind, wurden geschnitten, um Platten mit einer Länge von 5 cm zu erhalten. Eine Silberpaste (DotiteTM, hergestellt durch Fujikura Chemical Co., Ltd.) wurde auf die beiden Abschnitte aufgetragen, um den Widerstand an den beiden Enden zu messen.

< Messung der allgemeinen mechanischen Festigkeit>

Teststücke wurden durch eine Spritzgießmaschine (J50E-PTM hergestellt durch The Japan Steel Works, Ltd.) hergestellt, und ein Biegetest gemäß ASTM D790 wurde durchgeführt. Die Bedingungen für das Formen der Teststücke waren bei einer Harztemperatur von 320ºC und einer Formdüsentemperatur von 135ºC.

< Beurteilung der äußeren Erscheinung>

Die äußere Erscheinung der verwendeten Zylinder für die Messung der Zirkularität wurden durch makroskopische Beobachtung gemäß dem folgenden Standard bewertet.
Bewertung Äußere Erscheinung
Ausgezeichnete glänzende äußere Erscheinung
O Glänzend, aber mit einigen Projektionen von Füllstoffen
Δ Kein Glanz. Füllstoffprojektionen deutlich
X Kein Glanz. Oberfläche ist angerauht Tabelle 1 Tabelle 2

Claims

1. Polyarylensulfid-Harzzusammensetzung, die umfaßt:

(A) 100 Gewichtsteile eines Polyarylensulfid-Harzes;

(B) 30-150 Gewichtsteile Mika;

(C) 30 - 150 Gewichtsteile Kohlefasern; und

(D) 30 - 0,5 Gewichtsteile leitfähiger Ruß,

worin ein Anteil von 60 Gew.-% oder mehr der Kohlefasern (C) ein Seitenverhältnis (das Verhältnis von 11d, worin 1 die durchschnittliche Faserlänge ist und d der durchschnittliche Faserdurchmesser ist) von 10 oder weniger aufweist und worin der Anteil der Kohlefasern (C) mit einem Seitenverhältnis von mehr als 1025 Gew.-% oder weniger bezogen auf die Gesamtmenge des erwähnten Mikas (B) und der Kohlefasern (C) beträgt.

2. Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Mika (B) eine massenmittlere Partikelgröße von 10-500 um hat.

3. Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Gehalt von SiO&sub2; plus Al&sub2;O&sub3; in der Gesamtmenge des Mikas (B) 75 Gew.-% oder mehr beträgt, und die massenmittlere Partikelgröße des Mikas (B) 80-250 um beträgt.

4. Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung nach irgend einem der Ansprüche 1-3, worin die Gesamtmenge der Kohlefasern (C) leichte Kohlefasern mit einem Seitenverhältnis von 6 oder weniger sind.

5. Polyarylensulfid-Harz-Zusammensetzung nach irgend einem der Ansprüche 1-4, worin die Gesamtmenge der Kohlefasern (C) leichte Kohlefasern mit einem Kohlefaserdurchmesser von 18-30 um sind.