CN107236279A - 聚苯醚系树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供聚苯醚系树脂组合物,其轻质性优异,制成薄成型体的情况下的导电性、阻燃性以及机械强度优异。本发明的聚苯醚系树脂组合物的特征在于,其含有聚苯醚(A)50质量%~85质量%、苯乙烯系树脂(B)0质量%~16质量%、碳纤维(C)5质量%~9质量%、芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)5质量%~25质量%,比重为1.10~1.17,制成长150mm、宽150mm、厚2mm的成型板时的体积电阻率为10Ω·cm~1000Ω·cm,制成长127mm、宽13mm、厚1mm的成型板时依据UL94测定的阻燃等级为V‑1或V‑0,制成长80mm、宽10mm、厚4mm的成型板时依据ISO178于23℃测定的弯曲强度为120MPa以上。
Description
技术领域
本发明涉及聚苯醚系树脂组合物。更详细地说,本发明涉及轻质性优异、制成薄成型体的情况下的导电性、阻燃性以及机械强度也优异的聚苯醚系树脂组合物。
背景技术
在ATM(Auto Teller Machine,自动取款机)、CD(Cash Dispenser,现金售货机)之类的金融自动设备的内部导电框架、内部底盘、纸币收纳部件等内部部件中,以往使用了板金材料。但是近年来,出于可期待低比重所带来的轻量化的原因,进行了由板金材料更换为树脂的研究。
然而,在这样的用途中,在将纸币高速传送时,由于纸币与内部部件接触、摩擦而产生的静电滞留在装置内部,从而成为纸币堵塞或电子电路误动作的原因,因而要求充分的导电性以迅速除去静电。另外,由于在纸币传送时进行驱动的电机放热而在装置内部充满热,往往会变成高温,因而有起火的危险。因此,为了使得在起火时即使纸币等着火也不会扩大燃烧,对树脂材料要求高耐热性和阻燃性的情况也不少。
近年来,伴随着成型体进一步薄壁化、轻量化的要求,对于比重低的树脂材料的需求有增高的倾向,所述树脂材料即使在制成薄壁成型体时阻燃性也优异,进而出于防止装配时和使用时的破裂的对策可保持充分的机械强度,并且能够得到兼具充分的导电性能的成型体。
另外,聚苯醚系树脂组合物是在聚苯醚中根据所需要的耐热性、成型流动性等的水平而以任意的比例混配苯乙烯系树脂、弹性体成分、阻燃剂、热稳定剂等添加剂成分而制成的树脂组合物。
通常,可以通过在聚苯醚系树脂中混配碳纤维来赋予导电性和机械强度,但在少量混配的情况下,在成型品中难以均匀地得到充分的导电性能,机械强度也不充分。在大量混配的情况下,阻燃化具有明显变得困难的倾向,并且材料的比重也为高比重,效果未必充分。
已经公开了下述的技术:在聚苯醚系树脂中混配碳纤维同时混配石墨或烷基磺酸金属盐,改良导电性并同时改良韧性、阻燃性(例如参见专利文献1)。
还公开了通过在热塑性树脂组合物中混配碳纳米管和芳香族聚酯树脂来改善成型品导电性能的波动的技术(例如参见专利文献2)。另外,还公开了关于与纸等的滑动性良好的持续性抗静电树脂组合物的技术,该树脂组合物中混配了具有特定中空结构的碳纤维(例如参见专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-277313号公报
专利文献2:日本特开2009-1740号公报
专利文献3:日本特开平11-181301号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中记载了一种导电性树脂组合物,其外观、耐热性与成型流动性的平衡、耐冲击性、拉伸伸长率优异,显示出稳定的导电性能,也容易阻燃化。但是,其中对于近年来在ATM、CD等金融自动设备等领域中所要求的轻量化的研究或者制成薄壁成型体时的物性并未进行研究。
另外,对于在专利文献2、3中所使用的具有碳纳米管、中空结构的碳纤维,与通常的碳纤维相比,它们的处理性非常困难,在树脂中的分散性也差,需要使用像母料那样预先在树脂中施加充分的剪切应力使其充分地预分散后的物质。因此也伴随着工序的繁杂化、材料设计自由度的限制等,出于这些原因,它们在ATM、CD等金融自动设备等的用途的应对中未必充分。
因此,本发明的目的在于提供一种聚苯醚系树脂组合物以及使用其得到的成型体,该组合物的轻质性优异,在制成薄成型体的情况下的导电性、阻燃性以及机械强度优异。
解决课题的手段
本发明人反复进行了深入研究,结果发现,通过使聚苯醚、碳纤维、芳香族磷酸酯系阻燃剂以及作为可选成分的苯乙烯系树脂的混合量处于特定范围,使比重、体积电阻率、阻燃性、弯曲强度处于特定范围,可得到适于金融自动设备等的内部部件的聚苯醚系树脂组合物,所述金融自动设备在使用中长期无故障、持续具有稳定的性能。
即,本发明包括下述方案。
[1]
一种聚苯醚系树脂组合物,其特征在于,
其含有聚苯醚(A)50质量%~85质量%、苯乙烯系树脂(B)0质量%~16质量%、碳纤维(C)5质量%~9质量%、芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)5质量%~25质量%,
比重为1.10~1.17,
制成长150mm、宽150mm、厚2mm的成型板时体积电阻率为10Ω·cm~1000Ω·cm,
制成长127mm、宽13mm、厚1mm的成型板时依据UL94测定的阻燃等级为V-1或V-0,
制成长80mm、宽10mm、厚4mm的成型板时依据ISO178于23℃测定的弯曲强度为120MPa以上。
[2]
如[1]中所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,相对于上述(A)成分、上述(B)成分、上述(C)成分以及上述(D)成分的合计100质量份,进一步含有热塑性弹性体(E)0.5质量份~5质量份。
[3]
如[1]或[2]中所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,相对于上述(A)成分、上述(B)成分、上述(C)成分以及上述(D)成分的合计100质量份,进一步含有烷基苯磺酸金属盐(F)0.05质量份~3质量份。
[4]
如[1]~[3]中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,相对于上述(A)成分、上述(B)成分、上述(C)成分以及上述(D)成分的合计100质量份,进一步含有脂肪酰胺(G)0.005质量份~0.5质量份。
[5]
如[1]~[4]中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,在上述(B)成分(100质量%)中至少包含5质量%的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
[6]
如[5]中所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,上述苯乙烯-丙烯腈共聚物是丙烯腈共聚量为15质量%~40质量%的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
[7]
如[1]~[6]中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,上述(C)成分是集束根数为40000~80000根的短切原丝。
[8]
如[3]中所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,上述(F)成分为烷基苯磺酸钠。
[9]
如[4]中所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,上述(G)成分为乙撑双硬脂酰胺。
[10]
如[1]~[9]中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,上述体积电阻率为10Ω·cm~500Ω·cm。
[11]
一种成型体,其特征在于,其由[1]~[10]中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物形成。
[12]
如[11]中所述的成型体,其是金融自动设备的内部部件。
发明的效果
本发明的聚苯醚系树脂组合物的轻质性优异,制成薄成型体的情况下的导电性、阻燃性以及机械强度优异。因此,在ATM、CD等金融自动设备的内部导电框架、内部底盘、纸币收纳部件之类的与纸币等纸类高速连续接触的使用环境下能够长期无故障地有效使用。
附图说明
图1是示出实施例、比较例中测定体积电阻率时的测定位置的示意图(俯视图)。
符号的说明
1 测定位置1
2 测定位置2
3 测定位置3
4 测定位置4
5 测定位置5
6 针状浇口
具体实施方式
下面对实施本发明的方式(下文中称为“本实施方式”)进行详细说明。本发明并不限于以下的记载,可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。
[聚苯醚系树脂组合物]
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物含有聚苯醚(A)50质量%~85质量%、苯乙烯系树脂(B)0质量%~16质量%、碳纤维(C)5质量%~9质量%、芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)5质量%~25质量%。
(聚苯醚(A))
聚苯醚(A)优选为具有下述通式(1)和/或(2)的重复单元、结构单元由通式(1)或(2)构成的均聚物(homopolymer)、或者共聚物(copolymer)。
【化1】
【化2】
(上述通式(1)、(2)中,R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地为选自由碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的卤化烷基、碳原子数为1~4的羟基烷基、碳原子数为6~12的芳基、以及卤素和氢等一价基团组成的组中的基团。其中不包括R5和R6同时为氢的情况。)
上述烷基的优选碳原子数为1~3,上述芳基的优选碳原子数为6~8,上述一价基团优选为氢原子。
需要说明的是,上述通式(1)、(2)的重复单元数根据聚苯醚(A)的分子量分布而各异,因而没有特别限制。
聚苯醚(A)之中,作为均聚物,可以举出但不限于例如聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-正丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二正丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-正丁基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-异丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-氯乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-羟基乙基-1,4-亚苯基)醚和聚(2-甲基-6-氯乙基-1,4-亚苯基)醚等。从原料获得的容易性和加工性的方面出发,特别优选聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚。
聚苯醚(A)之中,作为共聚物,可以举出但不限于例如2,6-二甲基苯酚与2,3,6-三甲基苯酚的共聚物、2,6-二甲基苯酚与邻甲酚的共聚物、以及2,3,6-三甲基苯酚与邻甲酚的共聚物之类的以聚苯醚结构为主体的共聚物。
特别是从原料获得的容易性和加工性的方面出发,优选2,6-二甲基苯酚与2,3,6-三甲基苯酚的共聚物,从物性改良的方面出发,更优选90质量%~70质量%的2,6-二甲基苯酚与10质量%~30质量%的2,3,6-三甲基苯酚的共聚物。
上述的各种聚苯醚(A)可以单独使用一种,也可以合用2种以上。
只要是不会过分降低耐热性的程度,聚苯醚(A)也可以含有上述通式(1)、(2)以外的其他亚苯基醚单元作为部分结构。
作为上述通式(1)、(2)以外的其他亚苯基醚单元,可以举出但不限于例如日本特开平01-297428号公报和日本特开昭63-301222号公报中记载的2-(二烷基氨基甲基)-6-甲基亚苯基醚单元、2-(N-烷基-N-苯基氨基甲基)-6-甲基亚苯基醚单元等。
关于聚苯醚(A),在聚苯醚的主链中可以少量键合联苯醌等。
进一步地,聚苯醚(A)也可以具有通过使聚苯醚的一部分或全部与官能化剂发生反应(改性)而转换为官能化聚苯醚的构成,该官能化剂含有酰基官能团、以及选自由羧酸、酸酐、酰胺、酰亚胺、胺、原酸酯、羟基以及羧酸铵盐组成的组中的1种以上的官能团。
聚苯醚(A)的重均分子量Mw与数均分子量Mn之比(Mw/Mn值)优选为1.0~5.5、更优选为1.5~4.5、进而更优选为2.0~4.5。
从聚苯醚系树脂组合物的成型加工性的方面出发,上述Mw/Mn值优选为1.0以上,从聚苯醚系树脂组合物的机械物性的方面出发,上述Mw/Mn值优选为5.5以下。
此处,重均分子量Mw和数均分子量Mn由基于GPC(凝胶渗透色谱法)测定的聚苯乙烯换算分子量得到。
聚苯醚(A)的比浓粘度优选为0.25dL/g~0.65dL/g的范围。该比浓粘度更优选为0.30dL/g~0.55dL/g,进而更优选为0.33dL/g~0.42dL/g的范围。
关于聚苯醚(A)的比浓粘度,从充分的机械物性的方面出发优选为0.25dL/g以上,从成型加工性的方面出发优选为0.65dL/g以下。
需要说明的是,比浓粘度可以使用乌氏粘度计以氯仿溶剂、30℃、0.5g/dL溶液的条件进行测定。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量%,聚苯醚(A)的含量为50质量%~85质量%、优选为50质量%~75质量%、更优选为55质量%~75质量%。
关于聚苯醚(A)的含量,从赋予充分的耐热性、阻燃性的方面出发为50质量%以上,从成型加工性的方面出发为85质量%以下。
(苯乙烯系树脂(B))
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,苯乙烯系树脂(B)为将苯乙烯系化合物聚合或将其和能够与苯乙烯系化合物共聚的化合物在橡胶质聚合物存在下或非存在下进行无规共聚而得到的聚合物。
作为上述苯乙烯系化合物,可以举出但不限于例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、一氯苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯等。特别是从原材料的实用性的方面出发优选苯乙烯。
作为上述能够与苯乙烯系化合物无规共聚的化合物,可以举出但不限于例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等甲基丙烯酸酯类;丙烯腈、甲基丙烯腈等不饱和腈化合物类;马来酸酐等酸酐;等等。
作为苯乙烯系树脂(B),从成型品的机械物性和成型流动性的改良等方面出发,优选使用橡胶增强聚苯乙烯(HIPS)和通用聚苯乙烯(GPPS)、以及苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS)。
其中,从改良耐冲击性的方面出发,优选在苯乙烯系树脂(B)内的一部分或全部使用HIPS。混配在本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中的苯乙烯系树脂(B)(100质量%)中的HIPS的混合比例优选为10质量%~100质量%、更优选为30质量%~70质量%。
另外,从导电性、导电性的波动的改良、成型流动性、耐热性的改良、阻燃性的改良的方面出发,优选混配在本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中的苯乙烯系树脂(B)的一部分或全部使用苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS树脂),更优选在苯乙烯系树脂(B)(100质量%)中包含5质量%~100质量%的AS树脂。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,关于相对于苯乙烯系树脂(B)(100质量%)包含5质量%~100质量%的AS树脂时为何会改良成型体表面的导电性能波动等的详细理由尚不确定,也有推测是由于在树脂基体中以域的形式分散的AS树脂的分散形态对于碳纤维等导电性填料的导电通路形成带来了影响。苯乙烯系树脂(B)中的AS树脂的混合比例更优选为20质量%~70质量%。
关于混配于聚苯醚系树脂组合物的AS树脂中的丙烯腈(AN)共聚量,从充分的导电性、导电性能波动和阻燃性改良的方面出发,在AS树脂(100质量%)中优选为10质量%~50质量%、特别优选为15质量%~40质量%。
关于混配于聚苯醚系树脂组合物的AS树脂的MFR(依据JIS K7210测定,测定温度220℃、测定负荷3.8kg),从成型流动性和耐热性改良的方面出发,优选为1g/10min~150g/10min、更优选为5g/10min~120g/10min、进一步优选为8g/10min~100g/10min。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,苯乙烯系树脂(B)为可选成分,相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量%,苯乙烯系树脂(B)的含量为0质量%~16质量%、优选为1质量%~15质量%、更优选为3质量~12质量%。
从本实施方式聚苯醚系树脂组合物的成型流动性改良的方面出发优选添加苯乙烯系树脂(B),从赋予充分的阻燃性的方面考虑,优选混配16质量%以下的苯乙烯系树脂(B)。
(碳纤维(C))
碳纤维(C)在本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中是为了赋予导电性、提高耐热性、机械强度的目的而混配的。作为碳纤维(C),可以从公知的碳纤维中适当地选择,例如可以举出PAN系碳纤维、沥青系碳纤维、人造丝系碳纤维、气相生长碳纤维等。
作为碳纤维(C),例如使用将原丝利用环氧系等集束剂在10000根~90000根数的范围内进行集束的切段长度为2mm~7mm的短切原丝。
短切原丝的集束根数优选为12000根~90000根、更优选为20000根~80000根,另外,从聚苯醚系树脂组合物的导电性、耐热性、机械强度赋予的方面出发,更优选集束根数为40000~80000根范围内的短切原丝。关于为何集束根数为40000~80000根范围内的短切原丝的导电性、耐热性和机械强度特别优异的详细原因不明确,据推测是由于成型体中的纤维长分布和树脂中的纤维的分散状态对性能带来了影响。
对于本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中使用的碳纤维的短切原丝来说,从处理性的方面出发,优选为12000根以上的集束根数,从聚苯醚系树脂组合物中的开纤性的方面出发,优选为90000根以下的集束根数。
碳纤维(C)中含有的碳纤维的纤维径优选为0.5μm~15μm、更优选为5μm~10μm。
另外,碳纤维(C)中含有的碳纤维的纤维长优选为50μm~700μm、更优选为100μm~600μm、进一步优选为200μm~500μm、特别优选为250μm~450μm。从表现出充分的导电性的方面出发,上述纤维长优选为50μm以上,从成型品的外观保持、成型加工性和开纤性的方面出发,上述纤维长优选为700μm以下。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量%,碳纤维(C)的含量为5质量%~9质量%、优选为6质量%~9质量%、更优选为6质量%~8质量%。从表现出充分的导电性的方面出发,上述碳纤维(C)优选含有5质量%以上,从阻燃性赋予的方面、特别是薄壁成型体中的阻燃性的方面出发,上述碳纤维(C)优选含有9质量%以下。
(芳香族磷酸酯系阻燃剂(D))
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中使用的芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)是从尽量降低环境负荷、赋予热稳定性和阻燃性的方面考虑而进行混配的。
作为芳香族磷酸酯系阻燃剂(D),适于但不限于使用例如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酚酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二甲苯基二苯酯、磷酸二(二甲苯基)苯酯、羟基壬烯酸双酚磷酸酯、间苯二酚双磷酸酯、双酚A双磷酸酯等三苯基取代型的芳香族磷酸酯类。其中更适于使用双酚A双磷酸酯。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量%,芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的含量为5质量%~25质量%、优选为7质量%~25质量%、更优选为10质量%~20质量%、进一步优选为12质量%~20质量%。从赋予充分的阻燃性的方面出发芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)优选含有5质量份以上,从保持聚苯醚系树脂组合物的充分耐热性的方面出发芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)优选含有25质量%以下。
(热塑性弹性体(E))
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,根据需要,出于进一步改良导电性的目的,可以含有苯乙烯系热塑性弹性体、烯烃系弹性体、聚烯烃等热塑性弹性体(E)。
需要说明的是,在本说明书中,作为热塑性弹性体(E)的苯乙烯系热塑性弹性体与苯乙烯系树脂(B)不同,是至少具有苯乙烯嵌段和共轭二烯化合物嵌段的嵌段共聚物。
在上述共轭二烯化合物嵌段中,从热稳定性的方面出发,源自共轭二烯化合物的不饱和键的氢化率优选为50%以上、更优选为80%以上、进而更优选为95%以上。需要说明的是,氢化率例如可通过核磁共振装置(NMR)求出。
作为上述共轭二烯化合物嵌段,可以举出但不限于例如聚丁二烯、聚异戊二烯、聚(乙烯-丁烯)、聚(乙烯-丙烯)、乙烯-聚异戊二烯等。上述共轭二烯化合物嵌段可以单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
构成作为热塑性弹性体(E)的嵌段共聚物的重复单元的排列样式可以为线型。另外,由苯乙烯嵌段和共轭二烯化合物嵌段构成的嵌段结构可以为二型、三型和四型中的任一种。其中,从能够充分发挥出本实施方式所期望的效果的方面出发,优选为由聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯结构构成的三型的线型嵌段共聚物。
将上述苯乙烯系热塑性弹性体与烯烃系弹性体和/或聚烯烃等热塑性弹性体合用的情况下,苯乙烯系热塑性弹性体中的结合苯乙烯量优选为20质量%~80质量%的范围、更优选为40质量%~70质量%、进一步优选为40质量%~65质量%。从在聚苯醚系树脂组合物中的混合性的方面出发,结合苯乙烯量优选为20质量%以上,从耐冲击性的方面出发,结合苯乙烯量优选为80质量%以下。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量份,热塑性弹性体(E)的含量优选为0.5质量份~5质量份、更优选为0.8质量份~4质量份、进一步优选为1质量份~3质量份。为何通过添加弹性体成分而具有改良导电性的倾向的详细原因不明确,但据推测,通过使弹性体成分在树脂中形成分散相(域),有助于碳纤维等导电性填料的导电通路的形成。从导电性改良的方面出发,热塑性弹性体(E)的含量优选为0.5质量份以上,从刚性和阻燃性保持的方面出发,热塑性弹性体(E)的含量优选5质量份以下。
(烷基苯磺酸金属盐(F))
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,根据需要,为了进一步改良导电性、耐热性和机械强度,可以含有烷基苯磺酸金属盐(F)。
从与树脂的混合性的方面出发,烷基苯磺酸金属盐(F)的烷基部分更优选碳原子数为7~16的范围的成分。
烷基苯磺酸金属盐(F)的金属盐部分具体地可以举出钠盐、锂盐、钾盐、铷盐、铯盐、铍盐、镁盐、钙盐、锶盐、钡盐。其中,从导电性表现和处理性的方面出发,优选钠盐。
作为烷基苯磺酸金属盐(F)的形状没有特别限定,从处理性的方面出发,优选平均粒径为1mm~10mm的粒料状或粒状,更优选平均粒径为2mm~5mm的粒料状或粒状。从防止吸湿所致的生产率降低的方面出发,上述平均粒径优选为1mm以上,从利用挤出机加料器顺畅地传送的方面出发,上述平均粒径优选为10mm以下。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量份,烷基苯磺酸金属盐(F)的含量优选为0.05质量份~3质量份、更优选为0.1质量份~3质量份、进一步优选为0.2质量份~2质量份、进而优选为0.3质量份~1.5质量份、特别优选为0.5质量份~1质量份。从充分的导电性和耐热性、机械强度改良的方面出发,烷基苯磺酸金属盐(F)的含量优选为0.1质量份以上,从树脂组合物的生产稳定性和成型品外观保持的方面出发,烷基苯磺酸金属盐(F)的含量优选为3质量份以下。
(脂肪酰胺(G))
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,根据需要,为了在成型品表面表现出波动小的均匀的导电性,可以含有脂肪酰胺(G)。
作为脂肪酰胺(G)的具体例,可以举出硬脂酰胺、芥酸酰胺、山嵛酰胺、油酰胺、亚甲基双硬脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺、羟甲基硬脂酰胺等。其中优选油酰胺和乙撑双硬脂酰胺,更优选乙撑双硬脂酰胺。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量份,脂肪酰胺(G)的含量优选为0.005质量份~0.5质量份、更优选为0.01质量份~0.5质量份、进一步优选为0.02质量份~0.3质量份、特别优选为0.03质量份~0.2质量份。从充分的导电性和滑动性改良的方面出发,脂肪酰胺(G)的含量优选为0.005质量份以上,从树脂组合物的生产稳定性和抑制成型时的MD产生的方面出发,脂肪酰胺(G)的含量优选为0.5质量份以下。
(其他材料)
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,可以在不降低本发明的效果、不降低耐热性、机械物性、阻燃性、成型品表面外观等的范围内,含有相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量份为0.001质量份~3质量份的抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等稳定剂类、着色剂、防粘剂等其他材料,该含量优选为0.001质量份~2质量份、更优选为0.1质量份~1质量份。
从充分表现出其他材料的添加效果的方面出发,上述含量优选为0.001质量份以上,从物性保持的方面出发,上述含量优选为3质量份以下。
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物中,可以在不降低本发明的效果、不降低比重、机械强度、阻燃性、成型品表面外观的范围内,进一步含有相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)和芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量100质量份为0.5质量份~5质量份的无机质填充剂,该无机质填充剂的含量优选为1质量份~5质量份、更优选为2质量份~4质量份。需要说明的是,作为无机质填充剂,可以举出但不限于例如石墨、玻璃纤维、云母、玻璃鳞片、滑石、磨碎玻璃纤维、绿泥石等。
另外,为了达成本发明的低比重、特定范围的弯曲强度,优选不含有石墨。
需要说明的是,在上述无机质填充剂中不包括碳纤维(C)。
(聚苯醚系树脂组合物的物性)
从轻质性等方面出发,本实施方式的聚苯醚系树脂组合物的比重为1.10~1.17、优选为1.11~1.16、更优选为1.12~1.16。
上述比重可以通过后述实施例中记载的方法来测定。
上述比重例如可以通过聚苯醚(A)等树脂成分、碳纤维(C)、芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)、石墨等无机填充剂的混配比例来进行调整。
对于本实施方式的聚苯醚系树脂组合物而言,从制成薄壁成型体时的导电性等方面出发,制成长150mm、宽150mm、厚2mm的成型板时的体积电阻率为10Ω·cm~1000Ω·cm、优选为10Ω·cm~500Ω·cm、更优选为100Ω·cm~500Ω·cm。
另外,对于本实施方式的聚苯醚系树脂组合物而言,从导电性的方面出发,在制成长150mm、宽150mm、厚2mm的成型板时,优选在图1所示的测定位置1~5测定的体积电阻率的波动小,例如,测定位置1~5的测定值的标准偏差更优选小于90、进一步优选为70以下。
上述体积电阻率可以通过后述实施例中记载的方法来测定。
上述体积电阻率例如可通过碳纤维(C)的含量、烷基苯磺酸金属盐(F)的含量等来进行调整。
另外,上述体积电阻率的波动例如可通过碳纤维(C)的含量、碳纤维(C)的种类、热塑性弹性体(E)的含量、烷基苯磺酸金属盐(F)的含量、脂肪酰胺(G)的含量、苯乙烯-丙烯腈共聚物的含量等来进行调整。
对于本实施方式的聚苯醚系树脂组合物而言,从阻燃性等方面出发,在制成长127mm、宽13mm、厚1mm的成型板时依据UL94测定的阻燃等级为V-1或V-0、优选为V-0。
上述阻燃等级可以通过后述实施例中记载的方法来测定。
上述阻燃等级例如可通过聚苯醚(A)的含量、碳纤维(C)的含量、芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的含量等来进行调整。
对于本实施方式的聚苯醚系树脂组合物而言,从制成薄壁成型体时的机械强度等方面出发,在制成长80mm、宽10mm、厚4mm的成型板时依据ISO178于23℃测定的弯曲强度为120MPa以上、优选为125MPa~170MPa、更优选为130MPa~160MPa。
上述弯曲强度可以通过后述实施例中记载的方法来测定。
上述弯曲强度例如可通过碳纤维(C)的含量、聚苯醚(A)的含量、热塑性弹性体(E)的含量、有无添加烷基苯磺酸金属盐(F)等来进行调整。
对于本实施方式的聚苯醚系树脂组合物而言,从耐热性的方面出发,在制成长80mm、宽10mm、厚4mm的成型板时依据ISO75利用flatwise法在1.82MPa测定的负荷变形温度优选为100℃~160℃、更优选为110℃~150℃。
上述负荷变形温度可以通过后述实施例中记载的方法来测定。
上述负荷变形温度例如可通过碳纤维(C)的含量、聚苯醚(A)的含量、芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的含量、无机填充剂的含量等来进行调整。
[聚苯醚系树脂组合物的制造方法]
本实施方式的聚苯醚系树脂组合物可以通过对聚苯醚(A)、碳纤维(C)、芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)以及必要时的苯乙烯系树脂(B)、热塑性弹性体(E)、烷基苯磺酸金属盐(F)、脂肪酰胺(G)、其他材料进行熔融混炼来制造。
关于用于制造本实施方式的聚苯醚系树脂组合物的条件,优选但不限于使用挤出机进行制造,特别是大量稳定地制造聚苯醚系树脂组合物时,从制造效率的方面出发适于使用双螺杆挤出机。
作为双螺杆挤出机的螺杆直径,优选为25mm~90mm、更优选为40mm~70mm。
作为使用双螺杆挤出机的制造方法,例如可以举出下述方法:使用ZSK 40MC双螺杆挤出机(德国Werner&Pfleiderer公司制造,机筒数13、螺杆直径40mm、L/D=50;具有2个捏和盘L、6个捏和盘R以及4个捏和盘N的螺杆模式),在料筒温度260℃~330℃、螺杆转速150rpm~450rpm、挤出速率40kg/h~250kg/h的条件下进行熔融混炼的方法;使用TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式),在料筒温度260℃~330℃、螺杆转速150rpm~500rpm、挤出速率200kg/h~700kg/h的条件下进行熔融混炼的方法等。
此处,上述“L”为挤出机的“螺杆机筒长度”,上述“D”为“螺杆机筒的直径”。
使用双螺杆挤出机制造本实施方式的聚苯醚系树脂组合物时,从耐热性和机械物性赋予的方面出发,优选将(C)成分以外的成分((A)成分、(B)成分、(D)成分等)从挤出机的最上游部的供给口(顶进料口)供给,将(C)成分从挤出机中部的供给口(侧进料口)分开供给。另外,(D)成分在常温(23℃)为液态的情况下,从稳定生产的方面出发,优选设置添液喷嘴从挤出机中部的机筒进行液体添加。
另外,由于(F)成分容易吸收大气中的水分而吸湿,因而优选在开封后迅速使用,或者在使用耗时的情况下,优选降低产品贮仓或进料斗中的湿度等使其尽量不会吸湿。
由于(G)成分为微量的混配,因而可以事先利用矿物油或石蜡油等附着油等使其附着在(B)成分等的粒料状的原材料成分上,从而与其他原材料进行熔融混炼。另外,也可以先利用挤出机熔融混炼其他原料,对挤出线料裁切,之后在所得到的粒料状的组合物中共混(G)成分,使其附着在产品粒料表面。
[成型体]
本实施方式的成型体由聚苯醚系树脂组合物形成。本实施方式的成型体优选为ATM或CD等金融自动设备的内部部件,特别是更优选为内部导电框架、内部底盘、纸币收纳部件。
作为本实施方式的成型体的厚度,例如优选为0.5mm~3.0mm、更优选为0.8mm~2.0mm。
本实施方式的成型体例如可通过对本实施方式的聚苯醚系树脂组合物进行成型而得到。
作为本实施方式的聚苯醚系树脂组合物的成型方法没有特别限定,例如可以适当地举出注射成型、挤出成型、真空成型和气压成型等方法,特别是从成型品的外观特性和大量生产性的方面出发,优选注射成型。
实施例
下面举出具体的实施例和比较例对本发明进行说明。本发明并不限于这些示例。
实施例和比较例中使用的物性的测定方法和原材料如下所示。
(1.比重)
使用Alfa Mirage公司制造的电子比重计SD-200L对实施例和比较例中制造的聚苯醚系树脂组合物的比重进行测定。
作为评价基准,比重越小,则评价为轻质性等越优异。
(2.体积电阻率)
将通过实施例和比较例制造的聚苯醚系树脂组合物的粒料在90℃的热风干燥机中干燥1小时。利用配置有尺寸150mm×150mm×2mm的点状浇口平板模具的注射成型机(IS-80EPN、东芝机械公司制造),设定为料筒温度320℃、模具温度120℃、注射压力(表压力70MPa)、注射速度(面板设定值)85%、注射时间/冷却时间=10sec/30sec,对干燥后的聚苯醚系树脂组合物进行成型,得到成型平板。将所得到的成型平板在温度23℃、湿度50%放置24小时后,使用电阻率计LORESTA-GP MCP-T610(Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd制造)对图1所示的成型平板的四角(1、2、3、4)和中央部(5)的位置的体积电阻率进行测定。
体积电阻率的值越小,导电性等越倾向于优异。体积电阻率大于1000Ω·cm的情况下,判断为NG,若在上述测定位置1~5中有1处位置被判断为NG,则评价为导电性等差,难以应用在ATM或CD等金融自动设备的内部部件用成型体中。另外,若测定位置1~5的体积电阻率均为1000Ω·cm以下的数值,则判断为导电性等良好,能够适宜地应用在ATM或CD等金融自动设备的内部部件用成型体中。
进而,若测定位置1~5的体积电阻率的数值均为1000Ω·cm以下的数值、且由测定位置所致的数值波动小、为均匀的数值,则判断为导电性等优异,判断为能够适宜地应用在ATM或CD等金融自动设备的内部部件用成型体中。
(3.阻燃等级)
将通过实施例和比较例制造的聚苯醚系树脂组合物的粒料在90℃的热风干燥机中干燥1小时。使用注射成型机(IS-80EPN、东芝机械公司制造),设定为料筒温度280℃、模具温度90℃、注射压力(表压力70MPa)、注射速度(面板设定值)80%、注射时间/冷却时间=10sec/30sec,将干燥后的聚苯醚系树脂组合物成型为127mm×13mm×1.0mm的长条状成型片。使用所得到的成型片,基于UL-94(美国Underwriters Laboratories标准),对于5片试验片各进行2次火焰接触,测定计10次的燃烧时间,判断阻燃等级。需要说明的是,将V-0、V-1、V-2中的任一阻燃等级均不符合的情况判断为NG。
(4.弯曲强度)
将通过实施例和比较例制造的聚苯醚系树脂组合物的粒料在90℃的热风干燥机中干燥1小时。利用配置有ISO物性试验片模具的注射成型机(IS-80EPN、东芝机械公司制造),设定为料筒温度280℃、模具温度90℃、注射压力50MPa(表压力)、注射速度(面板设定值)40%、注射时间/冷却时间=20sec/20sec,使用干燥后的聚苯醚系树脂组合物成型为ISO3167的多用途试验片A型哑铃形成型片。将所得到的多用途试验片A型哑铃形成型片切断,制成80mm×10mm×4mm的成型片。使用该试验片,依据ISO178于23℃测定弯曲强度(MPa)。弯曲强度的值越高,判断为机械强度等越优异。
(5.负荷变形温度)
将通过实施例和比较例制造的聚苯醚系树脂组合物的粒料在90℃的热风干燥机中干燥1小时。利用配置有ISO物性试验片模具的注射成型机(IS-80EPN、东芝机械公司制造),设定为料筒温度280℃、模具温度90℃、注射压力50MPa(表压力)、注射速度(面板设定值)40%、注射时间/冷却时间=20sec/20sec,使用干燥后的聚苯醚系树脂组合物成型为ISO3167的多用途试验片A型哑铃形成型片。将所得到的多用途试验片A型哑铃形成型片切断,制成80mm×10mm×4mm的成型片。使用该试验片,依据ISO75,利用flatwise法在1.82MPa测定负荷变形温度(DTUL)(℃)。
作为评价基准,DTUL值越高,判断为耐热性等越优异。
[原材料]
<聚苯醚(A)>
(PPE1)使用比浓粘度(使用氯仿溶剂在30℃测定)为0.40dL/g的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚。
(PPE2)使用比浓粘度(使用氯仿溶剂在30℃测定)为0.32dL/g的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚。
<苯乙烯系树脂(B)>
(HIPS)使用高抗冲聚苯乙烯(商品名:PS6200、美国Nova Chemicals公司制造)。
(GPPS)使用通用聚苯乙烯(商品名:Styron 660[注册商标]、美国Dow Chemical公司制造)。
(AS1)使用苯乙烯-丙烯腈共聚物(丙烯腈成分25%)。
(AS2)使用苯乙烯-丙烯腈共聚物(丙烯腈成分9%)。
<碳纤维(C)>
(CF1)使用PAN系碳纤维(利用环氧系集束剂集束、集束根数为14000根的短切原丝)。
(CF2)使用PAN系碳纤维(利用环氧系集束剂集束、集束根数为60000根的短切原丝)。
<芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)>
(FR)使用双酚A双(二苯基磷酸酯)(商品名:CR741、大八化学工业公司制造)。
<热塑性弹性体(E)>
(弹性体)使用苯乙烯系热塑性弹性体(商品名:Clayton G1651[注册商标]、Clayton Polymer公司制造)。
<烷基磺酸金属盐(F)>
(RSO3X)使用烷基苯磺酸钠(商品名:AKS-518-2、竹本油脂公司制造)。
<脂肪酰胺(G)>
(脂肪酰胺)使用乙撑双硬脂酰胺(商品名:KAO WAX EB-FF、花王公司制造)。
[比较例1]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)55质量份和(HIPS)12质量份、(GPPS)7质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)16质量份,由中途的机筒8侧进料(CF1)10质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
需要说明的是,表1中,树脂组合物中的聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)以及芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的含量以相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)以及芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量(100质量%)的比例表示。另外,热塑性弹性体(E)、烷基苯磺酸金属盐(F)、脂肪酰胺(G)的含量以相对于聚苯醚(A)、苯乙烯系树脂(B)、碳纤维(C)以及芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)的总量(100质量份)的比例表示。
[比较例2]
将(HIPS)由12质量份减少至10质量份,将(FR)由16质量份增加至18质量份,除此以外,与比较例1同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例1]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)58质量份和(HIPS)10质量份、(GPPS)5质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)18质量份,由中途的机筒8侧进料(CF1)9质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例2]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)50质量份和(PPE2)25质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)16质量份,由中途的机筒8侧进料(CF1)9质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[比较例3]
将(GPPS)由5质量份增加至6质量份,将(CF1)由9质量份减少至8质量份,除此以外,与实施例1同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例3]
除了进一步由挤出机的最上游部供给Nippon Graphite Industries,Co.,Ltd.制造的平均粒径130μm的鳞片状石墨粉末(商品名:F#2[注册商标])2质量份以外,与比较例3同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[比较例4]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)55质量份、(HIPS)12质量份、(GPPS)12质量份和实施例3中使用的鳞片状石墨粉末5质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)16质量份,由中途的机筒8侧进料(CF1)5质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[比较例5]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)55质量份、(HIPS)10质量份、(GPPS)7质量份和实施例3中使用的鳞片状石墨粉末9质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)18质量份,由中途的机筒8侧进料(CF1)10质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例4]
除了进一步由挤出机的最上游部供给(弹性体)2质量份以外,与实施例1同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例5]
除了将实施例4的(CF1)变更为(CF2)以外,与实施例4同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例6]
除了将实施例4的(GPPS)变更为(AS1)以外,与实施例4同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例14]
除了将实施例4的(GPPS)变更为(AS2)以外,与实施例4同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例7]
将实施例6的(PPE1)58质量份增加至59质量份,将(CF1)由9质量份减少至8质量份,除此以外,与实施例6同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例8]
除了进一步由挤出机的最上游部供给(RSO3X)1质量份以外,与实施例4同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例9]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)64质量份、(HIPS)5质量份、(GPPS)5质量份、(弹性体)2质量份和(RSO3X)1质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)18质量份,由中途的机筒8侧进料(CF1)8质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例10]
除了进一步由挤出机的最上游部供给(脂肪酰胺)0.01质量份以外,与实施例9同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例11]
除了进一步由挤出机的最上游部供给(脂肪酰胺)0.05质量份以外,与实施例9同样地得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例12]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)64质量份、(HIPS)5质量份、(AS1)7质量份、(弹性体)2质量份、(RSO3X)1质量份和(脂肪酰胺)0.03质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)18质量份,由中途的机筒8侧进料(CF2)6质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[实施例13]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)51质量份、(PPE2)22质量份、(AS1)5质量份、(弹性体)2质量份、(RSO3X)1质量份和(脂肪酰胺)0.03质量份。使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)16质量份,由中途的机筒8侧进料(CF2)6质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[比较例6]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给奇美实业公司制造的聚碳酸酯(商品名:Wonderlite PC-110[注册商标])72质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)18质量份,由中途的机筒8侧进料(CF2)10质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
[比较例7]
由TEM58SS双螺杆挤出机(东芝机械公司制造,机筒数13、螺杆直径58mm、L/D=53;具有2个捏和盘L、14个捏和盘R以及2个捏和盘N的螺杆模式)的最上游部(顶进料口)供给(PPE1)55质量份、(GPPS)7质量份和Hyperion公司制造的含有15质量%碳纳米管的碳纳米管母料(商品名:MB6015-00[注册商标])20质量份,使用添液装置和添液喷嘴由中途的机筒4添液进料(FR)18质量份,在料筒温度300℃、螺杆转速400rpm、挤出速率400kg/hr、排气口真空度7.998kPa(60Torr)的条件下进行熔融混炼,得到树脂组合物。将所得到的树脂组合物的物性测定结果列于下表1。
如表1所示,若多加入碳纤维(10质量份),则导电性良好,但阻燃性降低(比较例1)。另外,即使在不会显著降低其他物性的范围增加阻燃剂的混合量,也未确认到阻燃性的改良效果(比较例2)。
通过适度地降低碳纤维的含量,将聚苯乙烯系树脂的一部分置换为聚苯醚,阻燃性得到改良(实施例1)。
进而,通过不使用苯乙烯系树脂而将苯乙烯系树脂成分的总量置换为聚苯醚,阻燃性得到显著改良(实施例2)。
若过分降低碳纤维的含量,则导电性降低(比较例3)。在不包含(AS1)(AS2)(RSO3X)(弹性体)等的情况下,在碳纤维(C)的含量8质量份时,未得到充分的导电性。
在比较例3中进一步混配石墨2质量份时,导电性提高(实施例3)。
通过在比较例1中将碳纤维10质量份中的5质量份置换为石墨、使用(GPPS)12质量份,阻燃性提高,但导电性和弯曲强度显著降低(比较例4)。
在比较例2中进一步混配石墨9质量份时,阻燃性提高,体积电阻率的波动小,导电性提高,但比重增加,轻质性差。另外,弯曲强度也降低,机械强度也不充分(比较例5)。
在实施例1的组成中进一步混配热塑性弹性体2质量份时,弯曲强度提高,机械强度更为优异,体积电阻率的波动小,导电性进一步提高。另外,负荷变形温度增高,耐热性也优异(实施例4)。
通过将实施例4的碳纤维由(CF1)置换为集束根数为60000根的(CF2),弯曲强度提高,机械强度增加,体积电阻值降低,导电性进一步提高。另外,负荷变形温度增高,耐热性进一步提高(实施例5)。
通过将实施例4的苯乙烯系树脂由(GPPS)置换为(AS1),体积电阻值降低,且体积电阻值的波动小,导电性进一步提高。另外,负荷变形温度增高,耐热性进一步提高(实施例6)。
另外,通过将实施例4的苯乙烯系树脂由(GPPS)置换为(AS2),观察到了负荷变形温度(HDT)、导电性、体积电阻值的波动得到改良的倾向(实施例14)。
另外,在实施例6中,即使碳纤维的含量减少至8质量份,聚苯醚增加至59质量份,体积电阻率的值、体积电阻率的波动也几乎没有变化,得到了优异的导电性的改良效果(实施例7)。
通过在实施例4中进一步添加烷基苯磺酸金属盐1质量份,体积电阻率降低、导电性显著提高,弯曲强度提高,机械强度显著提高。另外,负荷变形温度增高,耐热性进一步提高(实施例8)。另外,即使在实施例8中将碳性纤维的含量减少至8质量份,将聚苯醚增加至64质量份的情况下,也得到了导电性、机械强度的优异的改良效果,耐热性也优异(实施例8、9)。
通过在实施例9中进一步添加微量脂肪酰胺,体积电阻率的波动减小,导电性得到显著改良(实施例10、11)。另外,即使在作为碳纤维使用集束根数为60000根的碳纤维并将其混合量减小至6质量份的情况下,体积电阻率的波动也小,导电性优异,能够适宜地应用于ATM或CD等金融自动设备的内部部件用成型体中(实施例12、13)。
在聚碳酸酯中混配了阻燃剂、碳纤维时,在轻质性、导电性、阻燃性的方面差(比较例6)。
不混配碳纤维而混配了碳纳米管的母料时,在导电性、机械强度的方面差(比较例7)。
工业实用性
由本实施方式的聚苯醚系树脂组合物形成的成型体的轻质性优异,制成薄成型体的情况下兼具导电性、阻燃性以及机械强度,因而作为ATM、CD等金融自动设备内部部件用成型体、特别是内部导电框架、内部底盘、纸币收纳部件等能够有效地使用。
Claims (12)
1.一种聚苯醚系树脂组合物,其特征在于,
其含有聚苯醚(A)50质量%~85质量%、苯乙烯系树脂(B)0质量%~16质量%、碳纤维(C)5质量%~9质量%、芳香族磷酸酯系阻燃剂(D)5质量%~25质量%,
比重为1.10~1.17,
制成长150mm、宽150mm、厚2mm的成型板时体积电阻率为10Ω·cm~1000Ω·cm,
制成长127mm、宽13mm、厚1mm的成型板时依据UL94测定的阻燃等级为V-1或V-0,
制成长80mm、宽10mm、厚4mm的成型板时依据ISO178于23℃测定的弯曲强度为120MPa以上。
2.如权利要求1所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分、所述(B)成分、所述(C)成分以及所述(D)成分的合计100质量份,进一步含有热塑性弹性体(E)0.5质量份~5质量份。
3.如权利要求1或2所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分、所述(B)成分、所述(C)成分以及所述(D)成分的合计100质量份,进一步含有烷基苯磺酸金属盐(F)0.05质量份~3质量份。
4.如权利要求1~3中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分、所述(B)成分、所述(C)成分以及所述(D)成分的合计100质量份,进一步含有脂肪酰胺(G)0.005质量份~0.5质量份。
5.如权利要求1~4中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,在100质量%所述(B)成分中,至少包含5质量%的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
6.如权利要求5所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,所述苯乙烯-丙烯腈共聚物是丙烯腈共聚量为15质量%~40质量%的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
7.如权利要求1~6中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,所述(C)成分是集束根数为40000~80000根的短切原丝。
8.如权利要求3所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,所述(F)成分为烷基苯磺酸钠。
9.如权利要求4所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,所述(G)成分为乙撑双硬脂酰胺。
10.如权利要求1~9中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物,其中,所述体积电阻率为10Ω·cm~500Ω·cm。
11.一种成型体,其特征在于,其由权利要求1~10中任一项所述的聚苯醚系树脂组合物形成。
12.如权利要求11所述的成型体,其是金融自动设备的内部部件。
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