JP4907868B2 - ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物 - Google Patents
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Description
ーテル系樹脂の欠点は金属に較べて剛性が低いことであり、剛性を上げるために無機質充填剤を配合する手法が一般に用いられる。ポリフェニレンエーテル系樹脂に無機質充填剤を添加した場合、剛性あるいは機械的強度は向上するが、耐衝撃性および表面平滑性の低下が伴う。ポリフェニレンエーテル系樹脂は非晶性樹脂であるため表面平滑性および耐衝撃性の低下度合いがナイロン樹脂やポリエステル樹脂等の結晶性樹脂に較べて極端に大きいために特に問題である。
本発明者らは、ポリフェニレンエーテル系樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマーとよりなる樹脂組成物が本来持つ耐衝撃性や表面平滑性を殆ど損なうことなく剛性を賦与することを目的に鋭意検討を重ねた。その結果、ポリフェニレンエーテル系樹脂にイミダゾリジノン化合物で変性されたスチレン系熱可塑性エラストマーおよびシラン化合物で表面処理した無機質充填剤を配合することで耐衝撃性および剛性が向上し、無機質充填剤の添加によって通常生ずる表面平滑性の低下が大幅に抑えられ、IZOD衝撃値や破断伸びは無機質充填剤を配合してないものと比較してむしろ向上することを発見して目的を達成した。
−トリメチルフェノール及びo−クレゾールとの共重合体等、ポリフェニレンエーテル構造を主体としてなるポリフェニレンエーテル共重合体を包含する。
また、ポリフェニレンエーテル樹脂の主鎖中にジフェノキノン等が少量結合されていてもよい。
スチレン系化合物とは、一般式(2)で表される化合物を意味する。
本発明の成分(b)を構成するスチレン系熱可塑性エラストマーとは、ポリスチレンブロックとゴム中間ブロックとを有するブロック共重合体であり、ゴム中間ブロックとしてはポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ(エチレン・ブチレン)、ポリ(エチレン・プロピレン)、ビニル−ポリイソプレン等が挙げられる。ゴム中間ブロックはこれらの組み合わせであっても良い。配列様式はリニアタイプでもラジアルタイプでも良い。またポリスチレンブロックとゴム中間ブロックにより構成されるブロック構造は二型、三型、四型
の何れであっても良い。本発明の目的のために特に好適なのはポリスチレン−ポリ(エチレン・ブチレン)−ポリスチレン構造で構成される三型のリニアタイプのブロック共重合体であるが、ゴム中間ブロック中に30重量%を超えない範囲でブタジエン単位が含まれたものであっても良い。
無機質充填剤の形状は特に限定されるものではなく、繊維状、鱗片状、針状、粒状のいずれであっても良いが、表面平滑性の観点からは非繊維状のものが好ましい。無機質充填剤は要求する物性バランスを満足するために二種以上を併用することもできる。
本発明において、成分(b)が1,3−ジメチル−2―イミダゾリノン化合物で変性されたスチレン系熱可塑性エラストマーであり、成分(c)がメルカプトシラン化合物で表面処理されたクレーである場合に最も優れた物性バランスを持つポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を得ることができる。
キシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、ジキシレニルフェニルホスフェート、ヒドロキシノンビスフェノール、レゾルシノールビスホスフェート、ビスフェノールAビスホスフェート等のトリフェニル置換タイプの燐酸エステル類が好適に用いられる。これらは単独でも二種以上組み合わせて用いても良い。
本発明において、成分(c)のシラン化合物で表面処理された無機質充填剤の添加量は5〜60重量%の範囲より選ばれる。樹脂組成物の剛性および機械的強度の観点から5重量%以上が好ましく、耐衝撃性および表面平滑性の観点から60重量%以下が好ましい。
本発明の樹脂組成物には必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の安定剤類や可塑剤、帯電防止剤、着色剤、離型剤等も添加することができる。
本発明の組成物の調整方法は特に限定されるものではないが、組成物を大量に安定して製造するには押出機が好適に用いられ、特に少なくとも2ヶ所の供給口を備えた二軸押出機が好適に用いられる。
本発明の樹脂組成物は1回の溶融混練で得られることが好ましい。前述の特許文献2(特開平8−53624号)で開示されるような方法(予め成分(b)と成分(c)を溶融混練してペレットを得た後にさらに樹脂と溶融混練する)は、場合によっては成分(b)が熱劣化することがあり、好ましくない。
実施例および比較例に示す各物性は組成物をペレット化して射出成形して得た試験片に付き、以下の測定法により測定したものである。
50mm×90mm×2.5mm(厚さ)の平板を用い、東洋精機(株)製の落錘グラフィックインパクトテスターにより23℃における破壊時の全吸収エネルギーを測定。
(2)ノッチ付IZOD衝撃値(耐衝撃性)
ASTM D256に基づき23℃にて測定。
(3)曲げ弾性率(剛性)
ASTM D790に基づき23℃にて測定。
(4)破断伸び
ASTM D638に基づき23℃にて測定。
(5)グロス(表面平滑性)
50mm×90mm×2.5mm(厚さ)の平板を用い、(株)村上色彩技術研究所製のグロスメーターGM−26Dにより平板中央のグロスを測定。
(a)ポリフェニレンエーテル系樹脂、スチレン系樹脂
(a−1):固有粘度(クロロホルム溶媒で30℃にて測定)が0.43dl/gのポリマー片末端鎖がフェノール性水酸基を有するポリ(2,6−ジメチルー1,4−フェニレン)エーテル。
(a−2):PSジャパン(株)製ゴム強化ポリスチレンH9302
(b)スチレン系熱可塑性エラストマー
(b−1):官能基を有しないスチレン系熱可塑性エラストマー
旭化成(株)製タフテックH1041
(b−2):カルボニル基を有するスチレン系熱可塑性エラストマー
窒素ガスで置換した攪拌機付きリアクターのシクロヘキサン溶剤中で、n−ブチルリチウムを重合開始剤として用い、数平均分子量が40000、結合スチレン30重量%、ブタジエンの1,2−ビニル結合量が38%のポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンの構造で、ポリマー鎖末端がリビングリチウムイオン構造を示すブロック共重合体を重合した。重合終了後、使用したn−ブチルリチウム量から重合体溶液中に存在するリチウムイオンに対して1.5倍モルの1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを加え95℃にて10分間反応させた後、米国特許第4501857号明細書に記載された方法にて水素添加反応をポリブタジエン部分のエチレン製不飽和結合量が20%未満になるまで定量的に継続して実施し、水素添加率81.6%のポリマーを得た。この水添反応後のポリマー溶液に熱劣化安定剤として2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールをポリマー100gに対して0.3部添加し、溶剤であるシクロヘキサンを加熱除去し、ポリスチレン−水素添加されたポリブタジエン−ポリスチレンの構造を有し、該ポリスチレン鎖末端に2級アミンが付加したスチレン系熱可塑性エラストマーを得た。
(c−1):表面処理していない平均粒子径0.2μmのクレー
米国J.M.Huber社製ポリフィルHG90
(c−2):メルカプトシラン化合物で表面処理した平均粒子径0.2μmのクレー
米国J.M.Huber社製ニューキャップ290
(c−3):アミノシラン化合物で表面処理した平均粒子径0.2μmのクレー
米国J.M.Huber社製ニューロック390
(d)芳香族燐酸エステル系難燃剤
(d−1):ビスフェノールAビスジフェニルホスフェート 大八化学(株)製CR7
41
使用した押出機は下記のものである。
独国Werner&Pfleiderer社製ベントポート付きZSK25二軸押出機。
ポリフェニレンエーテル樹脂(a−1)、スチレン系熱可塑性エラストマー(b−3)、無機質充填剤(c−2)および2,6−ジ−t−ブチルー4−メチルフェノール(BHT)を二軸押出機の駆動側供給口より供給し、芳香族燐酸エステル系難燃剤(d−1)を押出機の側面の供給口より供給してシリンダー温度300℃、スクリュー回転数250rpmで溶融混練して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表1に示す。
[実施例2]
無機質充填剤を(c−3)に替えた以外は実施例1を繰り返して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表1に示す。
スチレン系熱可塑性エラストマーを(b−1)に替えた以外は実施例1を繰り返して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表1に示す。
[比較例2]
無機質充填剤を(c−1)に替えた以外は実施例1を繰り返して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表1に示す。
[比較例3]
スチレン系熱可塑性エラストマーを(b−2)に替えた以外は実施例2を繰り返して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表1に示す。
無機質充填剤(c−2)を添加せずに実施例1を繰り返して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表2に示す。
[実施例3]
ポリフェニレンエーテル樹脂(a−1)の内の一部を押出機の側面の供給口より供給した以外は実施例1を繰り返して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表2に示す。
ポリフェニレンエーテル樹脂(a−1)、スチレン系樹脂(a−2)、スチレン系熱可塑性エラストマー(b−3)、無機質充填剤(c−3)およびBHTを二軸押出機の駆動側供給口より供給してシリンダー温度300℃、スクリュー回転数250rpmで溶融混練して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表2に示す。
スチレン系熱可塑性エラストマーを(b−1)に替えた以外は実施例4を繰り返して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表2に示す。
[比較例6]
表2に示す組成に替えた以外は実施例4を繰り返して樹脂組成物を得た。該樹脂組成物の物性試験結果を表2に示す。尚、該組成物の成型品を引っ張り試験した後の破断面には層剥離が見られた。
。
本出願は、2002年8月13日出願の日本特許出願(特願2002−235553)、2003年2月26日出願の日本特許出願(特願2003−048752)、2003年3月3日出願の日本特許出願(特願2003−055139)、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Claims (4)
- (a)ポリフェニレンエーテル系樹脂、または該樹脂とスチレン系樹脂との混合物20〜93重量%、(b)イミダゾリジノン化合物で変性されたスチレン系熱可塑性エラストマー2〜20重量%および(c)シラン化合物で表面処理された無機質充填剤5〜60重量%からなるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- 成分(c)の無機質充填剤が、メルカプトシラン化合物で表面処理されたミネラルフィラーである請求項1に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- 成分(c)の無機質充填剤が、メルカプトシラン化合物で表面処理されたクレーである請求項1または2に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物100重量部および(d)芳香族燐酸エステル系難燃剤5〜30重量部からなるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
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