JPH1171466A - 樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
樹脂組成物の製造方法Info
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Abstract
合体を用い、マトリックスがポリプロピレン系樹脂、分
散相がポリフェニレンエーテル系樹脂で、耐熱クリープ
性に優れた樹脂組成物を製造する方法の提供。 【解決手段】 少なくとも2個のポリスチレンブロック
Aと、全ビニル結合量40〜80%のイソプレン主体の
ブロックBを有するイソプレン系水添ブロック共重合体
、ポリプロピレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル
系樹脂を含む樹脂組成物を二軸押出機を用いて製造す
るに際し、例えば、を前段のバレル設定温度310
℃、とを後段のバレル設定温度270℃で供給し、
L1/D1=5、L2/D1=4.5で行う。但し、L
1およびL2は各々、前段および後段ニーディングセク
ションの有効長であり、D1はスクリュー外径である。
Description
自動車分野、その他の各種工業材料分野で利用できる耐
油性、耐薬品性、耐熱性、耐衝撃性、制振性、剛性に優
れた樹脂組成物の製造方法に関し、さらには、耐熱材料
としての耐久性(耐熱クリープ)に優れた樹脂組成物の
製造方法に関するものである。
性、電気特性、耐熱性、低温特性、吸水性が低くかつ寸
法安定性に優れるものの、成形加工性や耐衝撃性に劣る
という欠点を有するため、ポリスチレン、ハイインパク
トポリスチレンとブレンドすることによりこれらの問題
点を改良し、例えば電気・電子部品、事務機器ハウジン
グ、自動車部品、精密部品、各種工業部品などの樹脂組
成物として広く利用されている。
ルとハイインパクトポリスチレンからなる古典的なポリ
フェニレンエーテル樹脂組成物(米国特許第33834
35号明細書に開示されている)は、耐衝撃性が改善さ
れるものの、耐薬品性に劣るという欠点を有している。
このため、例えば、米国特許第3361851号明細書
では、ポリフェニレンエーテルをポリオレフィンとブレ
ンドすることにより、耐溶剤性、耐衝撃性を改良する提
案がなされ、米国特許第3994856号明細書には、
ポリフェニレンエーテルまたはポリフェニレンエーテル
およびスチレン系樹脂を水添ブロック共重合体とブレン
ドすることによる耐衝撃性、耐溶剤性の改良に関する記
載があり、米国特許第4145377号明細書には、ポ
リフェニレンエーテルまたはポリフェニレンエーテルお
よびスチレン系樹脂をポリオレフィン/水添ブロック共
重合体=20〜80重量部/80〜20重量部からなる
予備混合物および水添ブロック共重合体とブレンドする
ことによる耐衝撃性、耐溶剤性の改良に関する記載があ
り、さらに米国特許第4166055号明細書および米
国特許第4239673号明細書には、ポリフェニレン
エーテルを水添ブロック共重合体およびポリオレフィン
とブレンドすることによる耐衝撃性の改良が記載されて
いる。そして、米国特許第4383082号明細書およ
びヨーロッパ公開特許第115712号明細書には、ポ
リフェニレンエーテルをポリオレフィンおよび水添ブロ
ック共重合体とブレンドすることにより耐衝撃性を改良
するという記載がなされている。
特開昭63−225642号公報、米国特許第4863
997号明細書および特開平3−72512号公報、特
開平4−183748号公報、特開平5−320471
号公報には、ポリオレフィン樹脂とポリフェニレンエー
テル樹脂からなる樹脂組成物の改質に特定の水添ブロッ
ク共重合体を配合し、耐薬品性、加工性に優れた樹脂組
成物が提案されている。
3号公報、特開平3−185058号公報、特開平5−
70679号公報、特開平5−295184号公報、特
開平6−9828号公報、特開平6−16924号公
報、特開平6−57130号公報、特開平6−1362
02号公報において、ポリフェニレンエーテルとポリオ
レフィンおよび特定の水添ブロック共重合体からなる相
溶性、剛性と耐熱性に優れ、耐溶剤性に優れた樹脂組成
物を提案した。
平4−28740号公報には、ポリフェニレンエーテル
とポリオレフィンおよび水添ブロック共重合体またはゴ
ム状重合体からなる、機械的物性、特に衝撃強度と剛性
のバランスに優れた樹脂組成物の製造方法が提案されて
いる。また、特開平7−166026号公報には、ポリ
フェニレンエーテル系樹脂とポリオレフィン系の相溶性
が良好で、優れた機械特性、特に耐衝撃性を有する樹脂
組成物の製造方法が提案されている。
ック共重合体は、本来、混ざらないポリオレフィン系樹
脂とポリフェニレンエーテル系樹脂の混和剤(乳化分散
剤)としての役割を果たし、通常、二軸押出機などを用
いて250℃以上の高温下でこれらの成分を溶融混練
し、ポリオレフィン系樹脂がマトリックスを形成し、ポ
リフェニレンエーテル系樹脂が分散相を形成した樹脂組
成物が得られることが知られている。
合体は、水素添加する前のブロック共重合体がポリスチ
レン−ポリブタジエン−ポリスチレンの構造であった
り、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンの構
造であることが知られている。しかしながら、ポリスチ
レン−ポリイソプレン−ポリスチレンの構造を持つブロ
ック共重合体のポリイソプレン部を水素添加した水添ブ
ロック共重合体(イソプレン系水添ブロック共重合体)
は、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンの構
造を持つブロック共重合体のポリブタジエン部を水素添
加した水添ブロック共重合体(ブタジエン系水添ブロッ
ク共重合体)と比べ、前者のイソプレン系水添ブロック
共重合体は耐熱性に劣り、加工時に250℃以上の熱履
歴を受けると分子鎖の切断が顕著に起こるのが実状であ
る。
水素添加されたポリイソプレン−ポリスチレンで代表さ
れるイソプレン系の水添ブロック共重合体を混和剤とし
て用い、ポリプロピレン系樹脂とポリフェニレンエーテ
ル系樹脂からなる樹脂組成物を二軸押出機を用いて製造
した場合、得られる樹脂組成物の分散相であるポリフェ
ニレンエーテル系樹脂の分散粒子が極度に大きくなった
り、正常では球形(電子顕微鏡写真では円形として確認
される)を示すものが異形に崩れたり、また物性面で
は、衝撃強度の低下や、耐熱クリープ性が極度に低下
し、実用に耐えないのが現状である。
スがポリプロピレン系樹脂、分散相がポリフェニレンエ
ーテル系樹脂、混和剤としてイソプレン系水添ブロック
共重合体を用い、耐熱クリープ性に優れた樹脂組成物を
製造する方法を提供することを目的とする。
を解決するため、イソプレン系の水添ブロック共重合体
をポリプロピレン系樹脂とポリフェニレンエーテル系樹
脂から成る樹脂組成物の混和剤として用いた二軸押出機
による加熱溶融混練の製造方法において、供するイソプ
レン系水添ブロック共重合体のミクロ構造(ビニル結合
量)、二軸押出機のスクリューパーツディメンジョン、
押出温度、各成分の供給方法等と、得られる樹脂組成物
の分散粒子の分散状況と耐熱クリープ性に関して鋭意検
討を重ねた結果、特定のビニル結合量を有するイソプレ
ン系の水添ブロック共重合体、ポリプロピレン系樹脂お
よびポリフェニレンエーテル系樹脂を二軸押出機を用い
て特定の方法で溶融混練することにより、ポリプロピレ
ン系樹脂中にポリフェニレンエーテル系樹脂が良好に分
散し、かつ耐熱クリープに優れた樹脂組成物が得られる
ことを見出し、本発明をなすに至った。
%、(b)ポリプロピレン系樹脂45〜95重量%、及
び、上記(a)、(b)成分の合計100重量部に対し
て、(c)少なくとも2個のポリスチレンブロックA
と、全ビニル結合量が40〜80%であるイソプレンを
主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからな
るブロック共重合体を水素添加してなる水添ブロック共
重合体5〜30重量部、を含む樹脂組成物を二軸押出機
を用いて製造する方法であって、下記の〜を満たす
ことを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
(b)成分の一部を二軸押出機の第1供給口より供給
し、前段のバレル設定温度が230℃〜340℃である
こと。 (b)成分と(c)成分、もしくは残りの(b)成分
と(c)成分を二軸押出機の第2供給口より供給し、後
段のバレル設定温度が230℃〜310℃であること。
る場合、前段バレル設定温度≧後段バ レル設定温度で
あること。 スクリュー外径がD1である二軸押出機の前段に、有
効長L1の前段ニーディングセクションを設け、L1/
D1=2〜15であること。 スクリュー外径がD1である二軸押出機の後段に、有
効長L2の後段ニーディングセクションを設け、L2/
D1=2〜15であること。
(b)成分の一部を二軸押出機の第1供給口より供給
し、前段ニーディングセクションにて溶融混練した後に
減圧脱揮部(3)を設けて真空ポンプにて減圧脱気し、
さらに(b)成分と(c)成分、もしくは残りの(b)
成分の一部と(c)成分を第2供給口より供給し、後段
ニーディングセクションにて溶融混練した後に、必要に
応じて減圧脱揮部(4)を設けて真空ポンプにて再度減
圧脱揮を行うことを特徴とする上記1記載の樹脂組成物
の製造方法。
分が、(a)成分と(b)成分の一部である場合、
(a)成分と(b)成分の一部の量比関係が、(b)/
(a)<1であることを特徴とする上記1又は2記載の
樹脂組成物の製造方法。 4)(a)成分が、ポリフェニレンエーテル100重量
部に対してポリスチレンまたはハイインパクトポリスチ
レンなどのスチレン系樹脂を400重量部を超えない範
囲で配合してなることを特徴とする上記1、2又は3記
載の樹脂組成物の製造方法。
(a)成分のポリフェニレンエーテル系樹脂(以下、単
にPPEと略記する)は、本発明における樹脂組成物に
耐熱性および難燃性を付与するうえで必須な成分であ
り、該PPEは、下記の結合単位を有し、還元粘度
(0.5g/dl、クロロホルム溶液、30℃測定)
が、0.15〜0.70の範囲、より好ましくは0.2
0〜0.60の範囲にあるホモ重合体および/または共
重合体である。
それぞれ、水素、ハロゲン、炭素数1〜7までの第一級
または第二級低級アルキル基、フェニル基、ハロアルキ
ル基、アミノアルキル基、炭化水素オキシ基または少な
くとも2個の炭素原子がハロゲン原子と酸素原子とを隔
てているハロ炭化水素オキシ基からなる群から選択され
るものであり、互いに同一でも異なっていてもよい。) このようなPPEの具体的な例としては、例えば、ポリ
(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、
ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレンエ
ーテル)、ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−
フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,
4−フェニレンエーテル)等が挙げられ、さらに2,6
−ジメチルフェノールと他のフェノール類(例えば、
2,3,6−トリメチルフェノールや2−メチル−6−
ブチルフェノール)との共重合体のごときポリフェニレ
ンエーテル共重合体も挙げられる。中でもポリ(2,6
−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、2,6−
ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノー
ルとの共重合体が好ましく、さらに、ポリ(2,6−ジ
メチル−1,4−フェニレンエーテル)が好ましい。
るものであれば特に限定されるものではなく、例えば、
米国特許第3306874号明細書記載のHayによる
第一銅塩とアミンのコンプレックスを触媒として用い、
例えば、2,6−キシレノールを酸化重合することによ
り容易に製造でき、そのほかにも米国特許第33068
75号、同第3257357号および同第325735
8号明細書、特公昭52−17880号公報および特開
昭50−51197号および同63−152628号公
報等に記載された方法で容易に製造できる。
PPEのほかに、該PPEとスチレン系モノマーおよび
/もしくはα,β−不飽和カルボン酸またはその誘導体
とを、ラジカル発生剤の存在下または非存在下で、溶融
状態、溶液状態、スラリー状態で80〜350℃の温度
下で反応させることによって得られる公知の変性(該ス
チレン系モノマーおよび/もしくはα,β−不飽和カル
ボン酸またはその誘導体が0.01〜10重量%グラフ
トまたは付加)PPEであってもよく、さらに上記した
PPEと該変性PPEの任意の割合の混合物であっても
かまわない。
PPEのほかに、これらPPE100重量部に対してポ
リスチレンまたはハイインパクトポリスチレンを400
重量部を超えない範囲で加えたものも好適に用いること
ができる。つぎに、本発明において、(b)成分として
用いるポリプロピレン系樹脂は、結晶性プロピレンホモ
ポリマー、および、重合の第一工程で得られる結晶性プ
ロピレンホモポリマー部分と重合の第二工程以降でプロ
ピレン、エチレンおよび/もしくは少なくとも1つの他
のα−オレフィン(例えば、ブテン−1、ヘキセン−1
等)を共重合して得られるプロピレン−エチレンランダ
ム共重合体部分を有する結晶性プロピレン−エチレンブ
ロック共重合体であり、さらにこれら結晶性プロピレン
ホモポリマーと結晶性プロピレン−エチレンブロック共
重合体の混合物であってもかまわない。
塩化チタン触媒または塩化マグネシウムなどの担体に担
持したハロゲン化チタン触媒等とアルキルアルミニウム
化合物の存在下に、重合温度0〜100℃の範囲で、重
合圧力3〜100気圧の範囲で重合して得られる。この
際、重合体の分子量を調整するために水素等の連鎖移動
剤を添加することも可能であり、また、重合方法として
バッチ式、連続式いずれの方法でも可能で、ブタン、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の溶媒下での
溶液重合、スラリー重合等の方法も選択でき、さらには
無溶媒下モノマー中での塊状重合、ガス状モノマー中で
の気相重合方法などが適用できる。
に、得られるポリプロピレンのアイソタクティシティお
よび重合活性を高めるため、第三成分として電子供与性
化合物を内部ドナー成分または外部ドナー成分として用
いることができる。これらの電子供与性化合物としては
公知のものが使用でき、例えば、ε−カプロラクトン、
メタクリル酸メチル、安息香酸エチル、トルイル酸メチ
ルなどのエステル化合物、亜リン酸トリフェニル、亜リ
ン酸トリブチルなどの亜リン酸エステル、ヘキサメチル
ホスホリックトリアミドなどのリン酸誘導体などや、ア
ルコキシエステル化合物、芳香族モノカルボン酸エステ
ルおよび/または芳香族アルキルアルコキシシラン、脂
肪族炭化水素アルコキシシラン、各種エーテル化合物、
各種アルコール類および/または各種フェノール類など
が挙げられる。
は、上記した方法で得られるものであればいかなる結晶
性や融点を有するものでもよく、単独で用いても併用し
てもよい。また、このポリプロピレン系樹脂のメルトフ
ローレート(MFR)(230℃、荷重2.16kg)
は、0.01〜300g/10分であり、好ましくは
0.1〜100g/10分、より好ましくは0.3〜5
0g/10分の範囲である。また、これらの範囲のMF
Rであれば、単独で用いても併用してもよい。
水添ブロック共重合体は、少なくとも2個のポリスチレ
ンブロックAと、全ビニル結合量が40〜80%である
イソプレンを主体とする少なくとも1個の重合体ブロッ
クBとからなるブロック共重合体を水素添加してなる水
添ブロック共重合体であり、、例えば、A−B−A、B
−A−B−A、(A−B−)4−Si、A−B−A−B
−A等の構造を有するブロック共重合体のブロックBに
基づく脂肪族系二重結合を水素添加反応せしめて得られ
る水添ブロック共重合体である。かかる脂肪族系二重結
合の水素添加率は少なくとも60%を超え、好ましくは
80%以上、より好ましくは耐熱安定性の観点より85
%以上である。そしてこの水素添加率は、通常、水添反
応の前後のヨウ素価滴定、赤外分光光度計やNMR等で
知ることができる。
分子量は、得られる樹脂組成物の耐熱クリープ性の観点
より15000以上であり、好ましくは18000以
上、より好ましくは19000以上である。そしてポリ
イソプレンを主体とする重合体ブロックBとは、イソプ
レン単独をホモ重合して得られるポリイソプレンや、イ
ソプレンを50重量%以上、より好ましくは65重量%
以上含み、残部がイソプレンと共重合(ランダム共重合
またはブロック共重合)可能な他の共役ジエン化合物
(ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチ
ルブタジエン等)、ビニル芳香族化合物(スチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−tert−ブ
チルスチレン、ジフェニルエチレン等)との共重合体で
ある。
イソプレン、ポリ(イソプレン/ブタジエン)共重合
体、ポリ(イソプレン−ブタジエン)ブロック共重合
体、ポリ(イソプレン/スチレン)ランダム共重合体、
ポリ(イソプレン/ブタジエン/スチレン)ランダム共
重合体等が挙げられる。また、このポリイソプレンを主
体とするブロックBのイソプレンまたはイソプレンとブ
タジエンの重合結合形態に基づく全ビニル結合量(1,
2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の合計量)
は、40〜80%、好ましくは48〜70%、より好ま
しくは48〜60%である。この全ビニル結合量が40
%未満では、本発明の如きイソプレン系水添ブロック共
重合体の分子鎖の切断が起こりにくい製造方法を用いて
も、ポリフェニレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂合の
混和性が低下し、得られる樹脂組成物の分散相を形成す
るポリフェニレンエーテル系樹脂の分散粒子径が大きく
なり、耐熱クリープ性が低下する傾向がある。また、全
ビニル結合量が80%を超えても、分散相のポリフェニ
レン系樹脂の分散粒子径に大きな変化は見られず、耐熱
クリープ性、衝撃強度の向上は顕著ではない。なお、こ
れらのビニル結合量は、通常、赤外分光光度計やNMR
等で知ることができる。
重合体の結合スチレン量は15〜80重量%、好ましく
は30〜60重量%、得られる樹脂組成物の剛性および
耐熱性の観点より、より好ましくは40〜60重量%で
ある。本発明で用いる(c)成分の水添ブロック共重合
体は、上記した構造を有するものであれば、1種のみな
らず2種以上を併用することができる。
ク共重合体は、上記した構造を有するものであればどの
ような製造方法で得られるものであってもかまわない。
公知の製造方法の例としては、例えば、特開昭47−1
1486号公報、特開昭49−66743号公報、特開
昭50−75651号公報、特開昭54−126255
号公報、特開昭56−10542号公報、特開昭56−
62847号公報、特開昭56−100840号公報、
特開平2−300218号公報、英国特許第11307
70号明細書、および米国特許第3281383号およ
び同第3639517号明細書に記載された方法や、英
国特許第1020720号明細書および米国特許第33
33024号および同第4501857号明細書等に記
載された方法が挙げられる。
た(a)、(b)、(c)成分を用いて下記に示す方法
で行う。すなわち、(a)成分、もしくは(a)成分と
(b)成分の一部を二軸押出機の第1供給口に供給し、
特定のニーディングセクションにて溶融混練した状態下
に、(b)成分と(c)成分、もしくは残りの(b)成
分と(c)成分を第2供給口より追加供給し、さらに特
定のニーディングセクションにて溶融混練する方法であ
る。ここで用いる二軸押出機としては、具体的に、WE
RNER&PFLEIDERER社製のZSKシリー
ズ、東芝機械(株)製のTEMシリーズ、日本製鋼所
(株)製のTEXシリーズなどが挙げられる。
二軸押出機のL/D(バレル有効長/バレル内径)が2
0以上60以下の範囲であり、好ましくは30以上50
以下の範囲である。二軸押出機の一例を図1に示す。図
1において、スクリュー外径はD1であり、原料の流れ
方向に対し上流側に第1供給口(1)、これより下流
に、減圧脱揮部である第1真空ベント口(3)、その下
流に第2供給口(2)を設け、さらにその下流に、減圧
脱揮部である第2真空ベント口(4)を設け、第1真空
ベント口(3)の上流に前段ニーディングセクション
(6)を設け、さらに第2供給口(2)と第2真空ベン
ト口(4)の間に後段ニーディングセクション(7)を
設けた構造である。
は、第1供給口(1)と第1真空ベント口(3)の間に
おいて1つのブロックとして連続して存在してもよく、
または2つ以上のブロックとして非連続で存在しても構
わない。ただし、前段ニーディングセクション(6)の
前段ニーディングセクション有効長(L1)が、L1/
D1=2〜15、好ましくは2〜10を満たさなければ
ならない。そして同様に、後段ニーディングセクション
(7)においても、後段ニーディングセクション有効長
(L2)が、L2/D1=2〜15、好ましくは2〜1
0を満たさなければならない。
D1の比率が2に満たない場合、得られる樹脂組成物に
分散する(a)成分のポリフェニレンエーテル系樹脂の
分散粒子系が極度に大きくなったり、(c)成分のイソ
プレン系水添ブロック共重合体が単独で(b)成分のポ
リプロピレン系樹脂のマトリックス中に分散し、得られ
る樹脂組成物の耐熱クリープ性が極度に悪化し好ましく
ない。また、このL1/D1、および/または、L2/
D1の比率が15を超える場合、(c)成分のイソプレ
ン系水添ブロック共重合体の分子鎖切断が顕著に進行
し、得られる(b)成分のポリプロピレン系樹脂のマト
リックス中に(c)成分のイソプレン系水添ブロック共
重合体が単独で分散する割合が極度に増加し、(a)成
分のポリフェニレンエーテル系樹脂の分散粒子系も極度
に大きくなったり、異形化し、得られる樹脂組成物の耐
熱クリープ性が極度に悪化し好ましくない。
び後段ニーディングセクションには、例えば図2に示す
ように、スクリューニーディングディスクがあり、その
1枚当たりの羽根の幅(L3)とスクリュー外径(D
1)の関係、即ち、L3/D1が0.05〜2.0であ
り、ねじれ角度が10〜75度のニーディングディスク
や、ねじれ角度が80〜110度のニーディングディス
ク、ねじれ角度が120〜160度のニーディングディ
スクが1組以上組み込まれ、さらにスクリューフライト
部が1リード中に5〜15箇所切りかかれたミキシング
スクリューや、逆フライトスクリューで組み合わせ構成
され、且つ上記ニーディングディスクのねじれ角度が8
0〜110度、ねじれ角度が120〜160度、または
逆フライトスクリュー、バリスターリングを1組以上組
み合わせたもの等で構成される。上記したように、前段
ニーディングセクション、後段ニーディングセクション
は、1箇所のみで無く、数箇所に分割しても良いが、上
記したL1/D1およびL2/D1の比率を満足しなけ
ればならない。
特に限定されるものでは無いが、二軸押出機第2供給口
は、開放口よりの単なる落下添加供給よりも、押出機サ
イド開放口から強制サイドフィーダーを用いて供給する
方が安定で好ましい。特に、粉体、フィラー等を併せて
供給する場合は、押出機サイドから供給する強制サイド
フィーダーの方がより好ましく、二軸押出機第2供給口
の上部開放口は同伴する空気を抜くため開放ベント
(5)とすることが好ましく、第2供給口上部開放部
は、樹脂のベントアップ、サイドフィーダーからの原料
の飛散を防ぐために、第2供給口の直上よりも上流側の
設けるほうが、より好ましい。
明における樹脂組成物を溶融混練するための押出機バレ
ル設定温度は、第1供給口から第2供給口までの前段ゾ
ーンは、230〜340℃、好ましくは260〜330
℃であり、第2供給口から押出機出口までの後段ゾーン
は、230〜310℃、好ましくは260〜310℃で
ある。前段ゾーンでは、(a)成分、もしくは(a)成
分と(b)成分の一部を充分に混練するため温度は23
0〜340℃の範囲が好ましく、(a)成分と(b)成
分の比率により任意に選ぶことができる。後段ゾーンで
は、(c)成分のイソプレン系水添ブロック共重合体が
存在するため温度は230〜310℃の範囲内が好まし
い。前段バレル設定温度が280℃を越える場合、前段
バレル設定温度≧後段バレル設定温度とすることが必要
である。
ロック共重合体を(a)成分のポリフェニレンエーテル
系樹脂とともに二軸押出機の第1供給口より供給する
と、高熱による熱履歴時間が長くなり、得られる樹脂組
成物に分散するポリフェニレンエーテル系樹脂の分散粒
子系が大きくなったり異形を示し、耐衝撃性、耐熱クリ
ープ性が低下する。また、(c)成分のイソプレン系水
添ブロック共重合体を(b)成分のポリプロピレン系樹
脂とともに二軸押出機の第2供給口より供給し、後段ゾ
ーンの設定温度が310℃を超える場合は(c)成分の
イソプレン系水添ブロック共重合体ブロックの二軸押出
機内における滞留時間は短くなるが高温下にさらされる
ため、得られる樹脂組成物に分散するポリフェニレンエ
ーテル系樹脂の分散粒子系が大きくなったり異形を示
し、耐衝撃性、耐熱クリープ性が低下する。
特に限定されるものではないが、100〜1200rp
mの範囲から任意に選ぶことができる。この二軸押出機
に原料を供給するための原料供給装置(以下、原料フィ
ーダーと略する)は、特に限定はされないが、単軸スク
リューフィーダー、2軸スクリューフィーダー、テーブ
ルフィーダー、ロータリーフィーダーなどが使用でき
る。中でもロスインウエイトフィーダーが、原料供給の
変動誤差が少なく好ましい。
くは(a)成分と(b)成分の一部を二軸押出機前段部
分で溶融混練し、(b)成分と(c)成分、もしくは残
りの(b)成分と(c)成分を追加添加し、さらに二軸
押出機後段部分にて溶融混練するのが好ましい。すなわ
ち本発明では、まず二軸押出機の第1供給口より(a)
成分55〜5重量%を供給し前段ゾーンで溶融を行い、
第2供給口より(b)成分45〜95重量%と、
(a)、(b)成分の合計100重量部に対して、
(c)成分5〜30重量部を供給し、溶融状態の(a)
成分に加え、さらに後段ゾーンにて溶融混練を続けて行
う方法、もしくは二軸押出機の第1供給口より(a)成
分55〜5重量%と(b)成分の一部1〜30重量%、
好ましくは5〜20重量%、より好ましくは5〜15重
量%を供給し、前段ゾーンにて溶融混練状態の組成物
に、第2供給口より(b)成分の残り15〜94重量
%、好ましくは25〜90重量%、より好ましくは30
〜90重量%と(c)成分5〜30重量部を供給し、後
段ゾーンにて溶融混練を続けて行うことにより、成分
(a)のポリフェニレンエーテル系樹脂は(b)成分の
ポリプロピレン系樹脂マトリックス中に分散相を形成
し、該分散相の平均粒径は1.5μm以下に微分散す
る。
本発明の方法で得たペレットの切断面と平行方向の面を
ルテニウム酸染色法により染色し、ウルトラミクロトー
ム(ライヘルト社製;ウルトラカットE)により超薄切
片を作成、それを透過型電子顕微鏡(日本電子(株)
製;1200EX)により容易に観察出来る。具体的に
は、得られた透過型電子顕微鏡写真をもとに、画像解析
装置(旭化成工業(株)製;IP1000)を用いて分
散相の周囲長から円相当径を求め平均化することで、分
散粒径を求めることができる。この微分散化により、得
られる樹脂組成物は混和性が改良され、層剥離が改良さ
れる他に、耐熱クリープ性が大幅に改良される。
(c)成分を、(a)成分と一緒に第1供給口より供給
したり、(ロ)(a)成分と全量の(b)成分をと一緒
に第1供給口より供給する方法で得られる樹脂組成物
は、該(a)成分が(b)成分のポリプロピレン系樹脂
中に必ずしも十分には微分散されず、混和性に劣り、層
剥離が発現されたり、耐熱クリープ性に劣るものとな
る。
ば、(a)、(b)、(c)各成分を、第1供給口より
一括して供給する方法で得られる樹脂組成物も同様に、
混和性、及び耐熱クリープ性に劣るものとなる。本発明
では、上記した(a)〜(c)成分を用い、上記した製
造方法で樹脂組成物を製造するが、本発明の特徴及び効
果を損なわない範囲で、必要に応じて他の付加的成分、
例えば、酸化防止剤、金属不活性化剤、難燃剤(有機リ
ン酸エステル系化合物、無機リン系化合物、芳香族ハロ
ゲン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃
剤など)、フッ素系ポリマー、可塑剤(オイル、低分子
量ポリエチレン、エポキシ化大豆油、ポリエチレングリ
コール、脂肪酸エステル類等)、三酸化アンチモン等の
難燃助剤、耐候(光)性改良剤、ポリオレフィン用造核
剤、スリップ剤、無機または有機の充填材や強化材(ガ
ラス繊維、カーボン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、
ウィスカー、マイカ、タルク、カーボンブラック、硫酸
マグネシウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、チタン酸
カリウム、ワラストナイト、導電性金属繊維、導電性カ
ーボンブラック等)、各種着色剤、離型剤等を添加して
もかまわない。
る樹脂組成物は、従来より公知の種々の方法、例えば、
射出成形、押出成形、押出異形成形、中空成形により各
種部品の成形体として成形できる。これら各種部品とし
ては、例えば自動車部品が挙げられ、具体的には、バン
パー、フェンダー、ドアーパネル、各種モール、エンブ
レム、エンジンフード、ホイールキャップ、ルーフ、ス
ポイラー、各種エアロパーツ等の外装品や、インストゥ
ルメントパネル、コンソールボックス、トリム等の内装
部品等に適している。さらに、電気機器の内外装部品と
しても好適に使用でき、具体的には、各種コンピュータ
ーおよびその周辺機器、その他のOA機器、テレビ、ビ
デオ、各種ディスクプレーヤー等のシャーシー、キャビ
ネット、冷蔵庫等の部品用途や、二次電池電槽材料に適
している。
細に説明するが、これらの実施例により限定されるもの
ではない。なお、使用した原材料等は下記のとおりであ
る。 (a)成分のPPE 2,6−キシレノールを酸化重合して得た還元粘度0.
43のポリフェニレンエーテル。
3) ポリプロピレンのMFR(メルトフローレート)は、A
STM D1238に準拠し、230℃、2.16Kg
の荷重で測定した。 (c)成分の水添ブロック共重合体 (c1):ポリスチレン−水素添加されたポリイソプレ
ン−ポリスチレンの構造を有し、結合スチレン量60
%、数平均分子量85,000、分子量分布1.05、
水素添加前のポリイソプレンの全ビニル結合量(1,2
−ビニル結合および3,4−ビニル結合の合計量)が5
3%、水素添加率が85.9%の水添ブロック共重合体
を合成した。
ポリイソプレン−ポリスチレンの構造を有し、結合スチ
レン量48%、数平均分子量86,000、分子量分布
1.05、水素添加前のポリイソプレンの全ビニル結合
量(1,2−ビニル結合および3,4−ビニル結合の合
計量)が55%、水素添加率が84.8%水添ブロック
共重合体を合成した。
ポリ(イソプレン/ブタジエン=67wt%/33wt
%のランダム共重合体)−ポリスチレンの構造を有し、
結合スチレン量48%、数平均分子量82,000、分
子量分布1.04、水素添加前のポリブタジエンとポリ
イソプレンのランダム共重合体の全ビニル結合量(1,
2−ビニル結合および3,4−ビニル結合の合計量)が
50%、水素添加率が84.3%の水添ブロック共重合
体を合成した。
ポリイソプレン−ポリスチレンの構造を有し、結合スチ
レン量48%、数平均分子量91,000、分子量分布
1.06、水素添加前のポリイソプレンの全ビニル結合
量(1,2−ビニル結合および3,4−ビニル結合の合
計量)が44%、水素添加率が89.7%の水添ブロッ
ク共重合体を合成した。
ポリイソプレン−ポリスチレンの構造を有し、結合スチ
レン量48%、数平均分子量85,000、分子量分布
1.07、水素添加前のポリイソプレンの全ビニル結合
量(1,2−ビニル結合および3,4−ビニル結合の合
計量)が37%、水素添加率が87.3%の水添ブロッ
ク共重合体を合成した。
055 :ポリスチレン−水素添加された(イソプレン
/ブタジエン=55wt%/45wt%のイソプレンテ
ーパードブロック共重合体)−ポリスチレンの構造を有
し、結合スチレン量28%、数平均分子量170,00
0、分子量分布1.44、水素添加前のブタジエンとイ
ソプレンのテーパードブロック共重合体の全ビニル結合
量(1,2−ビニル結合および3,4−ビニル結合の合
計量)が12%の水添ブロック共重合体。
としてポリフェニレンエーテル、(b)成分としてポリ
プロピレン、(c)成分として混和剤であるイソプレン
系水添ブロック共重合体を表1、2に示した組成で配合
し、樹脂流れ方向に対し上流に第1供給口及び下流に第
2供給口を有し、第2供給口の上流及び第2供給口とダ
イとの間に真空ベント口を設けた二軸押出機ZSK−4
0(WERNER&PFLEIDERER社製)を用い
て、前段バレル設定温度290〜345℃、後段バレル
設定温度230〜320℃、前段ニーディングセクショ
ン有効長(L1)が、L1/D1=1.4〜15.7
(ここで、スクリュー外径D1は40.0mm)の範
囲、後段ニーディングセクション有効長(L2)が、L
2/D1=1.5〜15.5(ここで、スクリュー外径
D1は40.0mm)の範囲、スクリュー回転数295
rpm、吐出量60kg/時間の条件にて溶融混練しペ
レットとして得た。
の効果を確認するため、上記で得たペレットの断面を、
透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製;1200EX)
を用いて観察、写真撮影し、この写真をもとに画像解析
装置(旭化成工業(株)製;IP1000)を用いて、
樹脂組成物中に分散する(a)成分のポリフェニレンエ
ーテル系樹脂の平均粒径を測定した。
脂組成物の耐熱クリープ性を確認するため、上記製造条
件で得たペレットを260℃で熱プレスして1mm×1
mm×30mmの棒状サンプルとし、レオバイブロン
(オリエンテック株式会社製;DDV−01/25FP
型)を用いて、応力130kg/cm2f相当の荷重、
温度65℃の条件で、耐熱クリープテストを行い、破断
までの時間を測定した。以上の結果を併せて表1、2に
示した。
から(a)成分、もしくは(a)成分と(b)成分の一
部を供給し、この溶融混練状態の組成物中に、(b)成
分と(c)成分、もしくは残りの(b)成分と(c)を
第2供給口より加え、さらに溶融混練を行うことによ
り、ポリプロピレン系樹脂マトリックス中に、ポリフェ
ニレンエーテル系樹脂が、微小な分散相を形成し、混和
性が改良され、耐熱クリープ性に優れることが明らかに
なった。
用いたり、本発明に用いられる(c)成分を本発明の方
法以外の方法で添加したり、または(b)成分を第1供
給口に供給したり、本発明の製造方法以外の二軸押出機
の温度設定で溶融混練して得た樹脂組成物は、分散粒子
のポリフェニレンエーテル系樹脂が異形な分散粒子で存
在したり、大きな分散粒子で存在するため、耐熱クリー
プ性は著しく劣ることが明らかとなった。
料を用いた組成物でもその製造方法によりモルフォロジ
ーおよび物性が大きく異なることが明らかになった。
成分としてポリフェニレンエーテル及びポリスチレン
(GP685:旭化成工業(株)製)、(b)成分とし
てポリプロピレン、および(c)成分として混和剤であ
るイソプレン系水添ブロック共重合体を表3に示した組
成で配合し、樹脂流れ方向に対し上流に第1供給口及び
下流に第2供給口を有し、第2供給口の上流及び第2供
給口とダイとの間に真空ベント口を設けた二軸押出機Z
SK−40(WERNER&PFLEIDERER社
製)を用いて前段バレル設定温度230〜270℃、後
段バレル設定温度260℃、前段ニーディングセクショ
ン有効長(L1)が、L1/D1=5.0(ここで、ス
クリュー外径D1は40.0mm)、後段ニーディング
セクション有効長(L2)が、L2/D1=4.5(こ
こで、スクリュー外径D1は40.0mm)、スクリュ
ー回転数295rpm、吐出量60kg/時間の条件に
て溶融混練しペレットとして得た。
の効果を確認するため、上記で得たペレットの断面を、
透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製;1200EX)
を用いて観察、写真撮影し、この写真をもとに画像解析
装置(旭化成工業(株)製;IP1000)を用いて、
樹脂組成物中に分散する(a)成分のポリフェニレンエ
ーテル系樹脂(ポリフェニレンエーテル及びポリスチレ
ンからなる)の平均粒径を測定した。
脂組成物の耐熱クリープ性を確認するため、上記製造条
件で得たペレットを260℃で熱プレスして1mm×1
mm×30mmの棒状サンプルとし、レオバイブロン
(オリエンテック株式会社製DDV−01/25FP
型)を用いて、応力130kg/cm2f相当の荷重、
温度65℃の条件で、耐熱クリープテストを行い、破断
までの時間を測定した。以上の結果を併せて表3に示し
た。
法により、第1供給口から(a)成分、もしくは(a)
成分と(b)成分の一部を供給し、この溶融混練状態の
組成物中に、(b)成分と(c)成分、もしくは残りの
(b)成分と(c)成分を第2供給口より加え、さらに
溶融混練を行うことにより、ポリプロピレン系樹脂マト
リックス中に、ポリフェニレンエーテル系樹脂が、微小
な分散相を形成し、混和性が改良され、耐熱クリープ性
に優れた樹脂組成物が得られることが明らかになった。
と(b)成分の量比関係が(b)/(a)<1を外れる
と、見かけ上、分散粒子径は小さいが耐熱クリープ性能
は低下することが判明した。
のポリフェニレンエーテル系樹脂、(b)成分のポリプ
ロピレン系樹脂、(c)成分の特定構造のイソプレン系
水添ブロック共重合体を、二軸押出機の特定する供給口
より供給し、二軸押出機の設定温度を特定の温度範囲と
し、さらに二軸押出機のスクリュー構成を特定の条件に
することにより、ポリプロピレン系樹脂中にポリフェニ
レンエーテル系樹脂が微分散し、得られた組成物の耐熱
クリープ性能が著しく改良される。
出機の概略図である。
機のスクリューニーディングディスクの一例であり、
(I)はその正面図、(II)はその側面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 (a)ポリフェニレンエーテル系樹脂5
5〜5重量%、(b)ポリプロピレン系樹脂45〜95
重量%、及び、上記(a)、(b)成分の合計100重
量部に対して、(c)少なくとも2個のポリスチレンブ
ロックAと、全ビニル結合量が40〜80%であるイソ
プレンを主体とする少なくとも1個の重合体ブロックB
とからなるブロック共重合体を水素添加してなる水添ブ
ロック共重合体5〜30重量部、を含む樹脂組成物を二
軸押出機を用いて製造する方法であって、下記の〜
を満たすことを特徴とする樹脂組成物の製造方法。 (a)成分、もしくは(a)成分と(b)成分の一部
を二軸押出機の第1供給口より供給し、前段のバレル設
定温度が230℃〜340℃であること。 (b)成分と(c)成分、もしくは残りの(b)成分
と(c)成分を二軸押出機の第2供給口より供給し、後
段のバレル設定温度が230℃〜310℃であること。 前段のバレル設定温度が280℃を超える場合、前段
バレル設定温度≧後段バ レル設定温度であること。 スクリュー外径がD1である二軸押出機の前段に、有
効長L1の前段ニーディングセクションを設け、L1/
D1=2〜15であること。 スクリュー外径がD1である二軸押出機の後段に、有
効長L2の後段ニーディングセクションを設け、L2/
D1=2〜15であること。 - 【請求項2】 (a)成分、もしくは、(a)成分と
(b)成分の一部を二軸押出機の第1供給口より供給
し、前段ニーディングセクションにて溶融混練した後に
減圧脱揮部(3)を設けて真空ポンプにて減圧脱気し、
さらに(b)成分と(c)成分、もしくは残りの(b)
成分の一部と(c)成分を第2供給口より供給し、後段
ニーディングセクションにて溶融混練した後に、必要に
応じて減圧脱揮部(4)を設けて真空ポンプにて再度減
圧脱揮を行うことを特徴とする請求項1記載の樹脂組成
物の製造方法。 - 【請求項3】 二軸押出機の第1供給口に供給する成分
が、(a)成分と(b)成分の一部である場合、(a)
成分と(b)成分の一部の量比関係が、(b)/(a)
<1であることを特徴とする請求項1又は2記載の樹脂
組成物の製造方法。 - 【請求項4】 (a)成分が、ポリフェニレンエーテル
100重量部に対してポリスチレンまたはハイインパク
トポリスチレンなどのスチレン系樹脂を400重量部を
超えない範囲で配合してなることを特徴とする請求項
1、2又は3記載の樹脂組成物の製造方法。
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---|---|---|---|
JP23277397A JP3860304B2 (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 樹脂組成物の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23277397A JP3860304B2 (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 樹脂組成物の製造方法 |
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JPH1171466A true JPH1171466A (ja) | 1999-03-16 |
JP3860304B2 JP3860304B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=16944520
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23277397A Expired - Lifetime JP3860304B2 (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 樹脂組成物の製造方法 |
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