CN110248997A - 填料强化树脂结构体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种填料强化树脂结构体,该结构体为包含碳二亚胺基的含量为1~200mmol/100g的碳二亚胺改性聚烯烃(A)的结构体,或者为包含碳二亚胺基的含量为1~200mmol/100g的碳二亚胺改性聚烯烃(A)、聚丙烯系树脂和碳纤维、且相对于该结构体中的树脂成分100g包含碳二亚胺基0.0001~140mmol的结构体。
Description
技术领域
本发明涉及新型的填料强化树脂结构体。
背景技术
聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃可以通过各种方法成型,被用于多方面的用途。
聚烯烃、特别是聚丙烯根据用途而有时耐热性、刚性、强度不充分,在该情况下,例如可以用滑石、玻璃纤维等填料进行增强。然而,由于填料的分散不充分,或填料与聚丙烯的粘接性低等,大多情况下填料的增强效果不充分。
为了解决该问题,也有时在进行熔融混合时添加各种硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂,或者用高级脂肪酸等对填料的表面进行处理,但其效果不能说是充分的。
另外,进行了使碳纤维进一步分散以使增强效果提高的尝试。
例如,在专利文献1中公开了一种碳纤维树脂组合物,该碳纤维树脂组合物是通过用马来酸酐改性聚丙烯处理经上胶剂处理过的碳纤维而得到的。然而,该组合物虽然丙烯与碳纤维的亲合性提高,但由该组合物得到的成型体的强度仍然不足。
作为其改善策略,尝试了使用代替马来酸酐改性聚丙烯而含有用氨基或环氧基改性了的聚烯烃树脂的组合物(例如:专利文献2),但作为实用强度尚不充分。
另一方面,作为聚烯烃的改性剂,已知有含碳二亚胺基化合物。具体而言,在专利文献3中,作为含极性基聚合物与烯烃聚合物的相容剂使用,在专利文献4中,作为填料与烯烃聚合物的相容剂使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-277525号公报
专利文献2:日本特开2005-213479号公报
专利文献3:国际公开第2005/097840号
专利文献4:国际公开第2009/069649号
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献4公开了能够得到抗冲击性和弯曲强度等机械物性优异的成型品,但关于汽车部件或家电部件等所要求的拉伸疲劳和弯曲蠕变等耐久性没有任何公开。
本发明的一个实施方式提供拉伸疲劳和弯曲蠕变优异的填料强化树脂结构体。
用于解决技术问题的方法
本发明的发明人精心研究的结果发现:根据下述构成例,能够解决上述技术问题,从而完成了本发明。
即,本发明的一个实施方式涉及一种填料强化树脂结构体,
其为包含碳二亚胺基的含量为1~200mmol/100g的碳二亚胺改性聚烯烃(A)的填料强化树脂结构体,或者
为包含碳二亚胺基的含量为1~200mmol/100g的碳二亚胺改性聚烯烃(A)、聚丙烯系树脂和碳纤维的填料强化树脂结构体,相对于该结构体中的树脂成分100g,包含碳二亚胺基0.0001~140mmol。
也将这些填料强化树脂结构体总称为“本结构体”。
发明的效果
根据本发明的一个实施方式,能够使填料的增强性和分散性提高,能够容易得到拉伸疲劳和弯曲蠕变等耐久性优异的结构体。
因此,本发明的一个实施方式涉及的结构体能够适用于汽车部件、两轮机动车/自行车部件、住宅相关部件、医疗设备、机械臂部件、航空器部件、家电部件、电气电子部件、机械机构部件、电动工具部件、食品容器、体育用品、建材相关部件等的、特别是要求拉伸疲劳和弯曲蠕变等耐久性的部件等。
具体实施方式
《填料强化树脂结构体》
本发明的一个实施方式涉及的填料强化树脂结构体包含碳二亚胺基的含量为1~200mmol/100g的碳二亚胺改性聚烯烃(A)。
本结构体优选还包含未改性聚烯烃(B)、填料(C)等。
在本结构体包含未改性聚烯烃(B)和填料(C)的情况下,上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)的含量优选为0.01~50重量份,更优选为0.05~30重量份,特别优选为0.1~20重量份,未改性聚烯烃(B)的含量优选为20~99重量份,更优选为30~95重量份,特别优选为50~90重量份,填料(C)的含量优选为1~80重量份,更优选为5~70重量份,特别优选为10~50重量份(其中,将聚烯烃(B)与填料(C)的合计设为100重量份)。
通过(A)~(C)的含量在上述范围,填料的增强性和分散性提高,能够容易得到拉伸疲劳和弯曲蠕变优异的填料结构体。
在上述填料(C)为碳纤维的情况下,在其含量低于1重量份时,有时无法表现出由碳纤维带来的未改性聚烯烃(B)的增强效果,如果超过80重量份,则有时所得到的结构体的韧性会丧失。
另外,本结构体也为包含上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)、聚丙烯系树脂和碳纤维、且相对于该结构体中的树脂成分100g包含碳二亚胺基0.0001~140mmol的结构体。
这样的结构体的拉伸疲劳和弯曲蠕变更优异。
关于上述碳二亚胺基的含量,从能够容易得到拉伸疲劳和弯曲蠕变更优异的结构体等的观点出发,相对于本结构体中的树脂成分100g,优选为0.0005~100mmol,更加优选为0.001~60mmol。
此外,本结构体中的树脂成分的量能够通过使该树脂成分溶解并分离来测定。另外,上述碳二亚胺基的含量也能够由在制造本结构体时所使用的聚烯烃(A)的使用量、该聚烯烃(A)中的碳二亚胺基的量、和树脂的量算出。
本结构体的通过下述实施例记载的方法测得的23℃时的拉伸疲劳(通过20万次重复拉伸而断裂的拉伸强度)优选为46~100MPa,更优选为50~100MPa,80℃时的拉伸疲劳优选为20~80MPa,更优选为30~80MPa。
通过拉伸疲劳在上述范围,能够得到耐久性更加优异的结构体,该结构体能够适用于各种用途、特别是汽车的前端组件、汽车的空气滤清器部件、汽车的门部件、医疗设备和机械臂用夹板、机架。
本结构体的通过下述实施例记载的方法测得的23℃时的弯曲蠕变优选为0.1~1%,更优选为0.1~0.9%,80℃时的弯曲蠕变优选为0.5~5%,更优选为0.5~4%。
通过弯曲蠕变在上述范围,能够得到耐久性更加优异的结构体,该结构体能够适用于各种用途、特别是汽车的前端组件、汽车的空气滤清器部件、汽车的门部件、医疗设备和机械臂用夹板、机架。
本结构体的形状没有特别限制,根据所希望的用途适当选择即可。根据本发明的一个实施方式,能够容易地形成各种形状的结构体。
本结构体能够在从家庭用品至工业用品的广泛用途中使用。例如可以用于汽车部件(例如:前端、风扇罩、冷却风扇、发动机下盖、发动机盖、散热器箱、侧门、后门内侧件、后门外侧件、外板、上边梁、门把手、行李箱、轮毂装饰罩、手柄、冷却组件、空气滤清器、扰流板、燃料箱、平台(platform)和侧梁(side member))、两轮机动车/自行车部件(例如:行李箱、把手和车轮)、住宅相关部件(例如:温水冲洗座便部件、浴室部件、椅子的腿、阀类和仪表箱)、医疗设备、机械臂部件(例如:机械臂用夹板、机架)以及其他的部件(例如:航空器部件、家电部件、电气电子部件、机械机构部件、食品容器、体育用品、电动工具部件、建材相关部件、割草机手柄、软管接头、树脂螺栓和混凝土模板),特别可以列举要求刚性和耐久性的汽车部件(前端组件(包括风扇罩、风扇和冷却组件)、空气滤清器和门部件)、阀类、医疗设备、机械臂用夹板、机架和IC托盘等。
<碳二亚胺改性聚烯烃(A)>
上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)是碳二亚胺基的含量为1~200mmol/100g的树脂。
该聚烯烃(A)作为填料强化树脂用助剂发挥作用,能够提高填料的增强性和分散性。
本结构体中所含的碳二亚胺改性聚烯烃(A)可以为1种,也可以为2种以上。
上述碳二亚胺基的含量为相对于碳二亚胺改性聚烯烃(A)100克的碳二亚胺基的含量,优选为5~150mmol/100g,更优选为10~100mmol/100g。
如果碳二亚胺基的含量在上述范围,则能够使填料的增强性和分散性进一步提高,能够容易而且经济地制造所希望的结构体。
如果碳二亚胺基的含量过少,则无法表现填料的增强性和分散性,另外,如果过多,则成型加工性降低,或者填料的增强性和分散性的提高效果不会提高那么多,不经济。
在本发明中,碳二亚胺基的含量既可以由聚烯烃(A)的原料的加料量算出,也可以利用13C-NMR、IR、滴定法等测定。能够作为碳二亚胺当量来掌握。
利用13C-NMR时,能够在130~142ppm观察到峰,利用IR时,能够在2130~2140cm-1观察到峰。
13C-NMR测定例如能够如下进行。
即,将试样0.35g加热溶解于六氯丁二烯2.0ml中。将所得到的溶液用玻璃过滤器(G2)过滤后,在滤液中加入氘代苯0.5ml,装入内径10mm的NMR管中。然后使用日本电子株式会社制GX-500型NMR测定装置,在120℃进行13C-NMR测定。累计次数设为10,000次以上。
IR测定例如能够如下进行。
即,通过将试样在250℃热压3分钟,制作片后,使用该片和红外分光光度计(日本分光株式会社制、FT-IR 410型),利用透射法,测定红外吸收光谱。测定条件设为:分辨率2cm-1、累计次数32次。
上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)优选为在190℃或230℃时流动性优异的树脂。
上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)的190℃或230℃、2.16kg负荷时的熔体流动速率(MFR)通常为0.01~400g/10min,优选为0.1~300g/10min,特别优选为1~200g/10min。
如果MFR在上述范围,则碳二亚胺改性聚烯烃(A)的填料的增强性和分散性更加优异,因此优选。
上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)只要为对聚烯烃进行碳二亚胺改性而得到的树脂,就没有特别限制,但优选为具有与碳二亚胺基反应的基团的聚烯烃系树脂(a1)(以下也称为“反应性烯烃树脂(a1)”。)与含碳二亚胺基化合物(a2)的反应产物。
具体而言,优选如熔融改性等,通过将上述反应性烯烃树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)熔融混炼而得到,但不限于该方法。
上述反应中使用的反应性烯烃树脂(a1)可以为1种,也可以为2种以上。另外,上述反应中使用的含碳二亚胺基化合物(a2)可以为1种,也可以为2种以上。
作为上述熔融混炼中的混炼方法,没有特别限定,可以列举将上述反应性烯烃树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)同时或依次地装入例如亨舍尔混合机、V型掺混机、滚筒式掺混机、螺带式掺混机等进行混炼后,利用单螺杆挤出机、多螺杆挤出机、捏和机、班伯里混炼机等进行熔融混炼的方法等。
这些之中,如果使用多螺杆挤出机、捏和机、班伯里混炼机等混炼性能优异的装置,则能够得到各成分更均匀地分散且反应而成的树脂,因此优选。
还可以采用下述任一种方法:将上述反应性烯烃树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)预先混合后,从料斗供给的方法;将一部分成分从料斗供给,从设置在料斗部附近至挤出机前端之间的任意部分的供给口供给其他成分的方法。
上述熔融混炼的温度优选为所混合的各成分的熔点中的最高熔点以上,具体而言为150~300℃,优选为200~280℃,特别优选为230~270℃。
关于使上述反应性烯烃树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)反应时的它们的摩尔比(树脂(a1)的摩尔:化合物(a2)的摩尔),从能够得到反应效率高、且流动性更加优异的碳二亚胺改性聚烯烃(A)等的观点出发,优选为1:0.2~3.2,更优选为1:0.4~2.6,特别优选为1:0.7~2.2。
另外,上述含碳二亚胺基化合物(a2)的使用量优选为使所得到的碳二亚胺改性聚烯烃(A)中的碳二亚胺基的含量达到上述范围的量。
此外,在上述反应中,优选控制上述反应性烯烃树脂(a1)中的与碳二亚胺基反应的基团与上述含碳二亚胺基化合物(a2)中的碳二亚胺基的反应,该反应的进行程度例如能够通过利用以下的方法算出反应率来确认。
由上述反应性烯烃树脂(a1)、以及上述反应性烯烃树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)的反应产物分别制作热压片后,使用红外吸收分析装置,测定各个片的红外线吸收。
由所得到的图表,比较反应前后的由与碳二亚胺基反应的基团的峰强度引起的吸收带(使用马来酸酐的情况下,1790cm-1)的吸光度,使用下述式,可以计算反应率。
反应率(%)=X/Y×100
〔X:与碳二亚胺基反应的基团的吸光度的差(反应前-反应后)、Y:反应前的与碳二亚胺基反应的基团的吸光度〕
由上述方法求出的反应率优选为40~100%,更优选为60~100%,特别优选为80~100%。
关于上述碳二亚胺改性聚烯烃(A),在上述反应性烯烃树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)的反应的过程中,一定程度的碳二亚胺基被消耗,与聚烯烃以同一分子链的形式相连的碳二亚胺基的残基与填料相互作用,可以认为有利于增强性和分散性。
该碳二亚胺残基量能够由IR测定中处于2130~2140cm-1的N=C=N基的伸缩振动引起的峰的大小来判断。
上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)可以包含未反应的反应性烯烃树脂(a1),也可以包含未反应的含碳二亚胺基化合物(a2)。这些未反应物可以分别含有2种以上。
另外,上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)可以在不损害本发明的目的的范围内包含公知的操作稳定剂、耐热稳定剂、耐热老化剂等。
[具有与碳二亚胺基反应的基团的聚烯烃系树脂(a1)]
上述反应性烯烃树脂(a1)具有与碳二亚胺基反应的基团。该基团可以为1种,也可以为2种以上。
作为上述与碳二亚胺基反应的基团,可以列举含有具有与碳二亚胺基的反应性的活性氢的基团等,具体而言,可以列举羧基、氨基、羟基、巯基、和源自这些基团的基团(例如:酸酐基)等。
另外,作为上述与碳二亚胺基反应的基团,除了含有活性氢的基团以外,还优选通过水等而能够容易地转变成含有活性氢的基团的基团,具体可以列举环氧基、缩水甘油基等。
上述反应性烯烃树脂(a1)的根据ASTM D1238得到的负荷2.16kg、190℃或230℃时的MFR通常为0.01~500g/10min,优选为0.05~300g/10min。
如果MFR在上述范围,则能够容易得到填料的增强性和分散性的提高效果更加优异的碳二亚胺改性聚烯烃(A)。
上述反应性烯烃树脂(a1)的密度通常为0.8~1.1g/cm3,优选为0.8~1.05g/cm3,更优选为0.8~1.0g/cm3。
上述反应性烯烃树脂(a1)的利用凝胶渗透色谱(GPC)测得的数均分子量(Mn)优选为5,000~500,000,更优选为10,000~100,000。
如果Mn在该范围,则该树脂的操作性更加优异。
上述反应性烯烃树脂(a1)没有特别限制,能够通过使具有与碳二亚胺基反应的基团的化合物(x)(以下,也称为“反应性化合物(x)”。)与烯烃或聚烯烃反应来得到。
该反应中使用的反应性化合物(x)可以为1种,也可以为2种以上。另外,该反应中使用的烯烃和聚烯烃也可以为1种,还可以为2种以上。
作为上述反应性化合物(x)与烯烃或聚烯烃的反应方法,能够采用公知的方法,例如可以列举在聚烯烃上接枝共聚上述反应性化合物(x)的方法、使烯烃与上述反应性化合物(x)进行自由基共聚的方法。
作为接枝共聚的方法,没有特别限制,例如可以列举在作为接枝的主链的上述聚烯烃上,将上述反应性化合物(x)、以及根据需要的其他烯属不饱和单体等在自由基引发剂的存在下接枝共聚的方法。
更具体而言,能够采用溶液法、熔融混炼法等现有公知的接枝聚合法。
关于使烯烃与上述反应性化合物(x)共聚的方法没有特别限定,能够采用现有公知的自由基共聚法。
·具有与碳二亚胺基反应的基团的化合物(x)
作为上述反应性化合物(x)中的与碳二亚胺基反应的基团,可以列举与在上述反应性烯烃树脂(a1)的栏中例示的基团同样的基团等。
作为上述反应性化合物(x),适合使用具有羧基或源自羧基的基团的化合物,其中,特别优选不饱和羧酸和/或其衍生物。
作为上述反应性化合物(x),使用不饱和羧酸和/或其衍生物的情况下,能够列举具有1个以上羧基的不饱和化合物、具有1个以上羧酸酐基的不饱和化合物、以及它们的衍生物,作为不饱和基团,可以列举乙烯基、亚乙烯基、不饱和环状烃基等。
作为上述不饱和羧酸及其衍生物的具体例,可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、四氢邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸、巴豆酸、异巴豆酸、降冰片烯二羧酸、双环[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸等不饱和羧酸、它们的酸酐、它们的衍生物(例如:酰卤、酰胺、酰亚胺、酯)。
作为该酸酐和衍生物的具体例,可以列举马来酰氯、马来酰亚胺、马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、双环[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸酐、马来酸二甲酯、马来酸单甲酯、马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二甲酯、柠康酸二乙酯、四氢邻苯二甲酸二甲酯、双环[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸二甲酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸氨基乙酯和甲基丙烯酸氨基丙酯。
这些之中,优选马来酸酐、(甲基)丙烯酸、衣康酸酐、柠康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、双环[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸酐、(甲基)丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸氨基丙酯。
另外,特别优选马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、双环[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸酐等二羧酸酐。
上述反应性化合物(x)与烯烃或聚烯烃的反应中的反应性化合物(x)的使用量,相对于烯烃和聚烯烃的使用量100重量份,通常为0.1~10重量份,优选为0.1~3.0重量份,更优选为0.1~2.0重量份。
如果上述反应性化合物(x)的使用量超过上述范围而变得过剩,则反应性化合物(x)过剩地残存,该化合物(x)与上述含碳二亚胺基化合物(a2)发生反应而被交联,有时难以制造上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)。另外,如果低于上述范围的下限,虽然能够制造上述碳二亚胺改性聚烯烃(A),但是由于上述含碳二亚胺基化合物(a2)与反应性烯烃树脂(a1)的结合部分变少,因此所得到的碳二亚胺改性聚烯烃(A)有时不会充分地具有填料的增强能力和分散能力。
为了防止上述交联,优选上述反应性烯烃树脂(a1)的Mn低,另外,优选上述反应性化合物(x)与烯烃或聚烯烃的反应中使用的原料的摩尔比(反应性化合物(x)的摩尔数/烯烃和聚烯烃的摩尔数)小。
这意味着:即,在反应性烯烃树脂(a1)的分子链上,源自反应性化合物(x)的结构不是以复数而是以接近单数的状态存在的情况下,能够抑制含碳二亚胺基化合物(a2)的碳二亚胺基(N=C=N)与和碳二亚胺基反应的基团反应时会发生的交联、凝胶化等而进行反应。
通过控制上述反应性烯烃树脂(a1)的Mn和该树脂(a1)中的源自反应性化合物(x)的结构的含量,能够抑制在碳二亚胺改性聚烯烃(A)的制造中发生交联而制造稳定性降低的现象,利用这样交联被抑制的碳二亚胺改性聚烯烃(A),能够充分增强填料,且能够使其充分分散。
从以上的内容考虑,上述反应性烯烃树脂(a1)优选满足下述式(1)。
0.1<Mn/{(100-M)×f/M}<6 (1)
[f:所使用的反应性化合物(x)的分子量(g/mol)
M:上述反应性烯烃树脂(a1)中的源自反应性化合物(x)的结构的含量(wt%)
Mn:上述反应性烯烃树脂(a1)的数均分子量]
另外,从更难以发生交联、制造稳定性更加优异等的观点出发,更优选满足下述式(2),特别优选满足下述式(3)。
0.3<Mn/{(100-M)×f/M}<4 (2)
0.5<Mn/{(100-M)×f/M}<2.5 (3)
[这些式中的f、M和Mn的意义与上述式(1)相同。]
·烯烃和聚烯烃
作为成为上述烯烃和聚烯烃的原料的烯烃,可以列举碳原子数2~20的脂肪族α-烯烃、环状烯烃、非共轭二烯、芳香族烯烃等,优选列举碳原子数2~10的α-烯烃,更优选列举碳原子数2~8的α-烯烃。
作为聚烯烃的原料使用的烯烃可以为1种,也可以为2种以上。
上述聚烯烃可以为作为主成分的烯烃与作为共聚单体的烯烃的共聚物,此时,该共聚单体的使用量通常低于50摩尔%,优选为40摩尔%以下,更优选为30摩尔%以下。
此外,上述聚烯烃可以使用烯烃以外的共聚单体,作为该共聚单体,可以列举苯乙烯、乙酸乙烯酯等。
作为上述聚烯烃,能够优选使用乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、四环十二碳烯、降冰片烯、苯乙烯的均聚物或共聚物。
上述聚烯烃如果为线性低密度聚乙烯等乙烯含量多的树脂,则与乙烯-丁烯共聚物等乙烯含量少的树脂相比较,具有在制造碳二亚胺改性聚烯烃(A)时容易交联的倾向。
因此,为了使用乙烯含量多的树脂且抑制交联来制造碳二亚胺改性聚烯烃(A),优选调整为源自反应性化合物(x)的结构在反应性烯烃树脂(a1)的接枝主链(上述烯烃的聚合产物或聚烯烃)上以接近单数的数量存在。
另外,在上述聚烯烃为聚丙烯那样的容易由热分解而低分子量化的树脂的情况下,不易发生由交联引起的高粘度化的现象。
因此,在使用容易热分解的树脂作为接枝主链的情况下,源自反应性化合物(x)的结构即使在成为接枝主链的反应性烯烃树脂(a1)的分子链上以复数存在,有时也能够不发生高粘度化地制造碳二亚胺改性聚烯烃(A)。
上述聚烯烃的密度通常为0.8~1.1g/cm3,优选为0.8~1.05g/cm3,更优选为0.8~1.0g/cm3,根据ASTM D1238的190℃或230℃、2.16kg负荷下的MFR通常为0.01~500g/10min,优选为0.05~300g/10min,更加优选为0.1~100g/10min。
如果密度和MFR在该范围,则所得到的反应性烯烃树脂(a1)的密度、MFR也达到相同程度,因此容易操作。
上述聚烯烃的结晶度通常为2%以上,优选为5%以上,更优选为10%以上。
如果结晶度在该范围,则所得到的反应性烯烃树脂(a1)的操作性更加优异。
上述聚烯烃的由GPC测得的Mn优选为5,000~500,000,更优选为10,000~100,000。
如果Mn在该范围,则所得到的反应性烯烃树脂(a1)的操作性更加优异。
此外,在乙烯系聚烯烃中,如果共聚单体量为10摩尔%以下则能够由聚乙烯换算求出Mn,如果共聚单体量为10摩尔%以上则能够由乙烯-丙烯换算(以乙烯含量70摩尔%为基准)求出Mn。
另外,在丙烯系聚烯烃中,如果共聚单体量为10摩尔%以下则能够由聚丙烯换算求出Mn,如果共聚单体量为10摩尔%以上则能够由丙烯-乙烯换算(以丙烯含量70摩尔%为基准)求出Mn。
上述聚烯烃的制造即使利用现有公知的任意方法也能够进行,例如能够使用钛系催化剂、钒系催化剂、茂金属催化剂等进行聚合。
上述聚烯烃可以为树脂和弹性体的任意形态,全同立构结构、间规立构结构这两者均能够使用,关于立构有规性也没有特别限制。
也可以直接利用市售的树脂。
[含碳二亚胺基化合物(a2)]
作为上述含碳二亚胺基化合物(a2)没有特别限制,优选为具有下述式(4)所示的重复单元的聚碳二亚胺。
-N=C=N-R1- (4)
[式中,R1表示2价的有机基团。]
聚碳二亚胺的合成法没有特别限定,例如能够通过在促进异氰酸酯基的碳二亚胺化反应的催化剂的存在下使有机多异氰酸酯反应,来合成聚碳二亚胺。
上述含碳二亚胺基化合物(a2)的利用GPC求出的聚苯乙烯换算的Mn通常为400~500,000,优选为1,000~10,000,特别优选为2,000~4,000。
如果Mn在该范围,则能够容易得到填料的增强性和分散性的提高效果优异的碳二亚胺改性聚烯烃(A),故而优选。
上述含碳二亚胺基化合物(a2)可以在聚碳二亚胺中包含单碳二亚胺。
此外,作为含碳二亚胺基化合物(a2),也可以直接使用市售的含碳二亚胺基化合物。作为市售的含碳二亚胺基化合物,可以列举Carbodilite HMV-8CA、CarbodiliteHMV-15CA或LA1(均为日清纺织株式会社制)等。
<未改性聚烯烃(B)>
上述未改性聚烯烃(B)根据用途、目的、填料的种类等适当选择即可。其中,“未改性”是指聚烯烃本身没有被改性,在未改性聚烯烃中配合了其他成分而得到的物质也称为未改性聚烯烃(B)。
上述未改性聚烯烃(B)从能够容易得到机械强度优异、拉伸疲劳和弯曲蠕变优异的结构体等的观点出发,优选为与碳二亚胺改性聚烯烃(A)中的聚烯烃部分同样的聚烯烃,即在碳二亚胺改性聚烯烃(A)为碳二亚胺改性聚丙烯的情况下,未改性聚烯烃(B)优选为未改性聚丙烯。
本结构体中能够含有的未改性聚烯烃(B)可以为1种,也可以为2种以上。
作为上述未改性聚烯烃(B),可以列举与能够作为上述反应性烯烃树脂(a1)的原料使用的聚烯烃同样的树脂等。
作为上述未改性聚烯烃(B),具体而言,可以列举低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-含极性基团的乙烯基共聚物、聚丁烯-1、聚-4-甲基-1-戊烯、聚-3-甲基-1-丁烯、环状聚烯烃(例如:乙烯-四环十二碳烯共聚物)等。
另外,上述聚合物也能够适合使用以下的聚合物,该聚合物使用了乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物橡胶(EPDM)、乙烯-丙烯-丁烯3元共聚物橡胶等,该乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物橡胶(EPDM)例如使用了5-亚乙基降冰片烯、5-甲基降冰片烯、5-乙烯基降冰片烯、二环戊二烯、1,4-戊二烯等非共轭二烯作为第3成分。
这些之中,在将本结构体在接近100℃的高温下使用的情况下,在用于与汽油或油等使聚烯烃膨润那样的物质直接接触的用途的情况下,希望使用聚丙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯等熔点和结晶性高的聚烯烃。
作为上述未改性聚烯烃(B)的制造方法,没有特别限制,即使利用现有公知的任意方法也能够进行,例如能够使用钛系催化剂、钒系催化剂、茂金属催化剂等进行聚合。
上述未改性聚烯烃(B)可以为树脂和弹性体的任意形态,全同立构结构、间规立构结构这两者均能够使用,关于立构有规性也没有特别限制。
另外,也可以直接利用市售的树脂。
作为上述未改性聚烯烃(B),优选为聚丙烯系树脂,更优选为丙烯均聚物、丙烯-α-烯烃共聚物,可以具有全同立构、间规立构等任意立体结构。
丙烯-α-烯烃共聚物中的α-烯烃含量超过0摩尔%,通常为30摩尔%以下,优选为20摩尔%以下,特别优选为10摩尔%以下。
<填料(C)>
作为上述填料(C),没有特别限制,可以为无机填料,也可以为有机填料。
本结构体中所含的填料(C)可以为1种,也可以为2种以上。
作为无机填料,可以列举二氧化硅、硅藻土、氧化铝、氧化钛、氧化镁、浮石粉、浮石空心球、氢氧化铝、氢氧化镁、碱性碳酸镁、白云石、硫酸钙、钛酸钙、硫酸钡、亚硫酸钙、滑石、粘土、云母、石棉、玻璃纤维、玻璃鳞片、玻璃珠、硅酸钙、蒙脱石、膨润土、硼纤维、碳纤维、炭黑、碳纳米纤维、铝粉、硫化钼等。
此外,还可以列举将有机物化学键合在上述列举的无机填料上而得到的填料。
作为有机填料,可以列举全芳香族聚酰胺纤维、脂肪族聚酰胺纤维、聚酯纤维、纤维素纤维等纤维、液晶聚酯、聚酰胺等的微分散体等。
此外,还可以列举将植物分解处理成纤维状或粉体状而得到的填料。
作为对未改性聚烯烃(B)的增强有效的填料,优选碳纤维。
如果填料(C)为碳纤维,则能够得到既具有与碳纤维强化工程塑料同等的强度、又能够轻量化的结构体,且具有结构体成型时的流动性好、适于结构体的薄壁化等等的优点。
作为上述碳纤维,能够使用现有公知的各种碳纤维。
具体而言,可以列举聚丙烯腈系、人造纤维系、沥青系、聚乙烯醇系、再生纤维素、由中间相沥青制造得到的沥青系等的碳纤维。
碳纤维的纤维直径优选为3~30μm,更优选为4~10μm。
如果纤维直径过小,则纤维容易破损,因此有时强化纤维束的生产率降低,另外,在连续制造粒料时,必须将多根纤维捆起来,需要连接纤维束的繁琐步骤,有时生产率降低。
在粒料长度确定的情况下,如果纤维直径过大,则纤维的长径比会降低,有时无法充分发挥由填料带来的增强效果。
碳纤维的平均长径比(纤维长度/纤维直径)通常为5~6000,优选为30~3000,更优选为100~2000。
如果长径比过小,则有时所得到的结构体的强度降低,如果过大,则将本结构体成型时的成型性可能降低。
碳纤维的长径比能够由平均纤维直径和平均纤维长度利用平均纤维长度/平均纤维直径求出。
上述碳纤维可以为碳长纤维。作为该碳长纤维的原料,可以使用连续状纤维束。
通常,其平均纤维直径为3~30μm,长丝集束根数为500~24,000根。优选平均纤维直径为4~10μm,长丝集束根数为6,000~15,000根。
另外,作为碳纤维,也可以使用短切纤维(chopped strand)。
作为该短切纤维,可以列举长度通常为1~20mm、纤维直径为3~30μm左右、优选为4~10μm的短切纤维。
作为碳纤维,优选以氧化蚀刻或包覆等进行了表面处理的纤维。
作为氧化蚀刻处理,可以列举空气氧化处理、氧处理、利用氧化性气体的处理、利用臭氧的处理、电晕放电处理、火焰处理、(大气压)等离子体处理、氧化性液体(硝酸、次氯酸碱金属盐的水溶液、重铬酸钾-硫酸、高锰酸钾-硫酸)处理等。
作为包覆碳纤维的物质,可以列举碳、碳化硅、二氧化硅、硅、等离子体单体、二茂铁、三氯化铁等。
<填料强化树脂结构体的制造方法>
本结构体的制造方法只要是能够制造包含上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)的结构体,就没有特别限制。
可以列举如下方法等:优选将包含上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)的填料强化树脂组合物、更优选将包含上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)、未改性聚烯烃(B)、特别是聚丙烯系树脂、以及填料(C)、特别是碳纤维的填料强化树脂组合物直接或者与稀释剂干式掺混而进行成型的方法。
包含上述碳二亚胺改性聚烯烃(A)、未改性聚烯烃(B)、特别是聚丙烯系树脂、以及填料(C)、特别是碳纤维的填料强化树脂组合物能够使填料(C)在未改性聚烯烃(B)中非常良好地分散,且未改性聚烯烃(B)与填料(C)的界面的粘接性优异,因此由该组合物得到的结构体的抗冲击性、刚性、耐热性等机械物性平衡优异,并且拉伸疲劳、弯曲蠕变等耐久性也优异。
在上述填料强化树脂组合物包含碳二亚胺改性聚烯烃(A)、未改性聚烯烃(B)和填料(C)的情况下,其量优选为所得到的结构体中的它们的含量达到上述范围的量。
填料强化树脂组合物所含的碳二亚胺改性聚烯烃(A)可以为1种,也可以为2种以上。关于其他成分也同样。
另外,在上述填料强化树脂组合物中,在不损害本发明的目的的范围内,也可以添加公知的软化剂、增粘剂、抗老化剂、加工助剂、密合性赋予剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂、抗静电剂、着色剂、润滑剂、阻燃剂、防起雾剂等。
此外,在上述填料强化树脂组合物中,在不损害本发明的目的的范围内,也可以包含能够混合的其他树脂。
作为该其他树脂,可以列举乙烯基系树脂、聚苯乙烯、聚酰胺、丙烯酸树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚酯、聚砜、聚苯醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯系橡胶、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、环氧树脂等。
这些之中,优选苯乙烯系橡胶,具体可以列举苯乙烯-丁二烯-苯乙烯系的SBS橡胶、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯系的SBBS橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯系的SEBS橡胶等。
在上述填料强化树脂组合物包含2种以上的成分的情况下,该组合物具体而言能够通过熔融混炼而得到,但不限定于该方法。
关于熔融混炼的方法、条件等,可以列举与将上述反应性烯烃树脂(a1)和含碳二亚胺基化合物(a2)熔融混炼的方法、条件等同样的方法、条件等。
此外,在将碳二亚胺改性聚烯烃(A)、未改性聚烯烃(B)和填料(C)熔融混炼的情况下,可以将它们同时或者依次加入混炼。
这里使用的碳二亚胺改性聚烯烃(A)可以使用由上述的方法得到的碳二亚胺改性聚烯烃(A)本身,也可以预先形成下述助剂组合物后,使用该助剂组合物。
作为上述填料强化树脂组合物的其他制造方法,例如可以列举如下方法,但不限定于此。
1)将马来化聚丙烯和聚碳二亚胺、以及丙烯系树脂和填料(C)以规定量进行干式掺混、并混炼的方法(日本特开2005-213478号公报中记载的同时添加法);
2)预先用聚碳二亚胺对填料(C)进行含浸处理、或用聚碳二亚胺对填料(C)的表面进行涂敷处理后,将得到的处理后填料(C)、丙烯系树脂和马来化聚丙烯进行混炼的方法;
(作为用聚碳二亚胺进行含浸处理、或者对表面进行涂敷处理的方法,可以列举用熔融了的聚碳二亚胺包覆填料(C)表面、或者将填料浸入聚碳二亚胺溶液中、涂敷填料(C)表面的方法等。)
3)预先用碳二亚胺改性聚丙烯对填料(C)进行含浸处理、或者用碳二亚胺改性聚丙烯对填料(C)的表面进行涂敷处理后,将得到的处理后填料(C)与丙烯系树脂进行混炼的方法;
(作为用碳二亚胺改性聚丙烯进行含浸处理、或者对表面进行涂敷处理的方法,可以列举用熔融了的碳二亚胺改性聚丙烯包覆填料(C)表面、或者将填料(C)浸入溶解于良溶剂(例如:二甲苯)的碳二亚胺改性聚丙烯溶液中、涂敷填料表面的方法等。);
4)预先制造PP与碳二亚胺改性聚丙烯的组合物,用该组合物的熔融物包覆填料的方法。
·助剂组合物
上述助剂组合物能够通过使上述反应性烯烃树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)在未改性聚烯烃(B)的存在下反应、例如、熔融混炼而得到。
助剂组合物所含的反应性烯烃树脂(a1)可以为1种,也可以为2种以上。关于其他成分也同样。
关于熔融混炼的方法、条件等,可以列举与将上述反应性烯烃树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)熔融混炼的方法、条件等同样的方法、条件等。
上述助剂组合物中希望含有上述反应性烯烃树脂(a1)优选为10~99重量份、更优选为30~95重量份、特别优选为50~90重量份、含碳二亚胺基化合物(a2)优选为0.1~40重量份、更优选为0.5~25重量份、特别优选为1~15重量份、未改性聚烯烃(B)优选为1~90重量份、更优选为5~70重量份、特别优选为10~50重量份(其中,将树脂(a1)和聚烯烃(B)的合计设为100重量份)。
如果各成分的含量在上述范围,则能够稳定制造助剂组合物。
如果碳二亚胺基含量过少、或者未改性聚烯烃(B)含量过多,则有时无法表现出由助剂组合物带来的填料的增强效果和分散效果,另外,如果碳二亚胺基含量过多或者未改性聚烯烃(B)含量过少,有时成型加工性降低,有时由助剂组合物带来的填料的增强性和分散性的提高效果不会提高那么多,而变得不经济。
在助剂组合物中,在不损害本发明的目的的范围内,也可以添加公知的操作稳定剂、耐热稳定剂、耐热老化剂、填料等。
上述助剂组合物优选为在190℃或230℃的流动性优异的组合物。
该助剂组合物在190℃或230℃、2.16kg负荷时的MFR通常为0.01~400g/10min,优选为0.1~300g/10min,更优选为1~200g/10min。
如果MFR在这样的范围,则助剂组合物的填料的增强性和分散性的提高效果更加优异,因此优选。
·成型方法
将上述填料强化树脂组合物或其稀释物成型的方法没有特别限制,能够使用公知的所有方法。
具体而言,可以列举注射成型、吹塑成型、压制成型、压延成型、挤出成型、冲压压塑成型等,特别优选注射成型法、压制成型法。
在挤出成型中,能够成型片或膜(未拉伸)、管(pipe)、内胎(tube)、电线等。也能够将挤出片或挤出膜(未拉伸)通过例如拉幅法(纵横拉伸、横纵拉伸)、同时双轴拉伸法、单轴拉伸法等方法进行拉伸,由此制造拉伸膜。
例如能够通过使熔融了的填料强化树脂组合物通过喷丝头而挤出来制造长丝。
实施例
以下,列举实施例和比较例更具体地说明本发明,但本发明只要不超出其宗旨,就不受这些实施例任何限制。
(各种测定方法)
在本实施例等中,按照以下的方法实施测定。
[熔体流动速率(MFR)]
按照ASTM D1238,在2.16负荷下,在190℃或230℃测定MFR。
[数均分子量(Mn)]
利用GPC测定数均分子量(Mn)。
具体而言,使用Waters公司制凝胶渗透色谱Alliance GPC-2000型。
分离柱使用2根TSKgel GMH6-HT和2根TSKgel GMH6-HTL,柱尺寸均为直径7.5mm、长度300mm,柱温设为140℃,流动相使用含有0.025重量%的抗氧化剂(丁基羟基甲苯、武田药品工业株式会社制)的邻二氯苯(和光纯药工业株式会社制),以1.0ml/min流动,试样浓度设为15mg/10mL,试样注入量设为500微升,作为检测器使用差示折射计。
标准聚苯乙烯在分子量为Mw<1000和Mw>4×106的情况下使用东曹株式会社制的标准聚苯乙烯,在1000≤Mw≤4×106的情况下使用Pressure Chemical公司制的标准聚苯乙烯。
在为马来酸酐改性聚丙烯时,通过聚丙烯换算算出Mn。
[拉伸疲劳]
使用长度115mm、宽度19mm、厚度3mm的注射成型试验片(哑铃型试验片),在23℃和80℃的大气气氛中,在频率10Hz的条件下反复施加拉伸负荷,进行拉伸疲劳试验。试验以多个拉伸负荷进行,对各拉伸负荷记录试验片断裂为止的拉伸次数。此外,在本实施例、比较例中,将拉伸次数20万次时试验片断裂时的拉伸负荷作为拉伸疲劳性的指标。
[弯曲蠕变]
使用长度127mm、宽度12.7mm、厚度3mm的注射成型试验片,在23℃和80℃的大气气氛中进行3点弯曲蠕变试验。具体而言,将支点间距离设为48mm,对其中央施加32kgf的负荷后,测定1000小时后的试验片的形变。
(所使用的原料)
·PP1:聚丙烯(无规PP、商品名:F327、普瑞曼聚合物株式会社制、MFR(230℃):7g/10min)
·PP2:聚丙烯(均聚PP、商品名:J106G、普瑞曼聚合物株式会社制、MFR(230℃):15g/10min)
·CF:PAN系短切纤维(商品名:HTA-C6-S、Toho Tenax Co.,Ltd.制、纤维长度:6mm、纤维直径:6μm)
[实施例1]
<具有与碳二亚胺基反应的基团的聚烯烃系树脂的制造>
将100重量份的PP1、马来酸酐(MAH、和光纯药工业株式会社制)1重量份和2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己炔-3(商品名:Perhexyne 25B、日油株式会社制)0.25重量份混合,将该混合物利用双螺杆混炼机(TEX-30、株式会社日本制钢所制、L/D=40、使用真空排气口)以料筒温度220℃、螺杆转速200rpm、排出量80g/min的条件挤出,得到马来酸酐改性聚丙烯(以下简记为“MAH-PP1”。)。
将所得到的MAH-PP1溶解于二甲苯,然后,将所得到的二甲苯溶液注入丙酮中,由此使MAH-PP1再沉淀,进行纯化,用IR测定马来酸酐的接枝量,结果为0.7重量%。
MAH-PP1的Mn为28,000。
另外,关于MAH-PP1,Mn/{(100-M)×f/M}的值为2.0。
[f:马来酸酐的分子量98(g/mol)
M:MAH-PP1中的源自马来酸酐的结构的含量0.7(wt%)
Mn:MAH-PP1的数均分子量28,000]
<碳二亚胺改性聚烯烃的制造>
将100重量份的上述MAH-PP1和8.8重量份的含碳二亚胺基化合物(商品名:Carbodilite HMV-8CA、日清纺化学株式会社制、碳二亚胺基当量:278、Mn:2500)混合,将所得到的混合物利用双螺杆混炼机(TEX-30、株式会社日本制钢所制、L/D=40、使用真空排气口)以料筒温度250℃、螺杆转速200rpm、排出量80g/min的条件挤出,得到碳二亚胺改性聚烯烃(以下简记为“CDI-PP1”。)。
所得到的CDI-PP1的MFR(230℃、2.16kg负荷)为130g/10min。
此外,根据IR分析,马来酸峰消失了,因此反应率为100%,如果根据加料量来计算,则碳二亚胺基含量为27mmol/100g。
<填料强化树脂组合物的制造>
将上述CDI-PP1(1重量份)、PP2(90重量份)和CF(10重量份)混合,使用双螺杆混炼机(KZW-15、Technovel Corporation制、L/D=30),在料筒温度230℃、螺杆转速200rpm、排出量30g/min的条件下挤出,得到填料强化树脂组合物。
将用于制造填料强化树脂组合物的配方表示于表1。
<填料强化树脂结构体的制造>
将上述填料强化树脂组合物利用注射成型机(PS20E5ASE、日精树脂工业株式会社制),在料筒温度230℃、模具温度40℃的条件下注射成型为上述各试验的试验片的形状,由此得到结构体,实施所得到的结构体的拉伸疲劳试验和弯曲蠕变试验。将结果表示于表1。
[比较例1]
除了不使用CDI-PP1以外,与实施例1同样地进行组合物和结构体的制造,测定结构体的物性。将结果表示于表1。
此外,在80℃进行弯曲蠕变试验的情况下,由于从施加负荷起1个小时,结构体断裂,因此将即将断裂之前的形变表示于表1。
[比较例2]
除了代替CDI-PP1而使用MAH-PP1以外,与实施例1同样地进行组合物和结构体的制造,测定结构体的物性。将结果表示于表1。
此外,在80℃进行弯曲蠕变试验的情况下,由于从施加负荷起20个小时,结构体断裂,因此将即将断裂之前的形变表示于表1。
[比较例3]
在MAH-PP1的制造中,将MAH的使用量变更为0.05重量份,将Perhexyne 25B的使用量变更为0.02重量份,将料筒温度变更为260℃,除此以外,与实施例1同样操作,得到马来酸酐改性聚丙烯(以下简记为“MAH-PP2”。)。
用IR测定所得到的MAH-PP2的马来酸酐的接枝量,结果为0.03重量%。
MAH-PP2的Mn为29,000。
另外,关于MAH-PP2,Mn/{(100-M)×f/M}的值为0.09。
(f:马来酸酐的分子量98(g/mol)
M:MAH-PP2中的源自马来酸酐的结构的含量为0.03(wt%)
Mn:MAH-PP2的数均分子量为29,000)
代替MAH-PP1而使用MAH-PP2,将含碳二亚胺基化合物的使用量变更为0.25重量份,除此以外,与实施例1同样操作,得到碳二亚胺改性聚烯烃(以下简记为“CDI-PP2”。)。
如果所得到的CDI-PP2根据加料量计算,则碳二亚胺基含量为0.09mmol/100g。
代替CDI-PP1而使用CDI-PP2,除此以外,与实施例1同样地进行组合物和结构体的制造,测定结构体的物性。将结果表示于表1。
[比较例4]
将100重量份的PP2、30重量份的MAH和5重量份的过氧化二异丙苯(商品名:Percumyl D、日油株式会社制)混合,在甲苯溶液中反应5小时,得到马来酸改性聚丙烯(以下简记为“MAH-PP3”。)。
用IR测定所得到的MAH-PP3的马来酸酐的接枝量,结果为5.0重量%。
MAH-PP3的Mn为18,000。
另外,关于MAH-PP3,Mn/{(100-M)×f/M}的值为10。
(f:马来酸酐的分子量98(g/mol)
M:MAH-PP3中的源自马来酸酐的结构的含量为5.0(wt%)
Mn:MAH-PP3的数均分子量为18,000)
代替MAH-PP1而使用MAH-PP3,将含碳二亚胺基化合物的使用量变更为150重量份,除此以外,与实施例1同样操作,得到碳二亚胺改性聚烯烃(以下简记为“CDI-PP3”。)。
此外,挤出的树脂的样子略微伴有凝胶化。
如果所得到的CDI-PP3根据加料量来计算,则碳二亚胺基含量为220mmol/100g。
代替CDI-PP1而使用CDI-PP3,除此以外,与实施例1同样地进行组合物和结构体的制造,测定结构体的物性。将结果表示于表1。
由表1的结果可知,使用了CDI-PP1的实施例1与比较例1相比较,拉伸疲劳和弯曲蠕变均提高。
此外可知,在使用了CDI-PP1的实施例1中,相对于使用了MAH-PP1的比较例2,拉伸疲劳、弯曲蠕变均提高。认为这是由于CDI-PP1与碳纤维的表面官能团反应,在碳纤维与聚丙烯之间形成了强的结合的缘故。
关于CDI-PP2,作为其原料的MAH-PP2的Mn/{(100-M)×f/M}的值低至0.09,对应于被接枝的MAH的含量而制得的CDI-PP2的碳二亚胺基含量低至0.09mmol/100g。可知使用该CDI-PP2得到的结构体的拉伸疲劳、弯曲蠕变均没有提高。
关于CDI-PP3,作为其原料的MAH-PP3的Mn/{(100-M)×f/M}的值高至10,为了尽量抑制凝胶化,调整含碳二亚胺基化合物进行制造,但略微伴有凝胶化等制造困难。
可知使用这样得到的CDI-PP3而形成的结构体的拉伸疲劳、弯曲蠕变均没有提高。
产业上的可利用性
根据本发明的一个实施方式,能够使填料强化树脂结构体中的填料的增强性和分散性提高,能够得到拉伸疲劳和弯曲蠕变优异的结构体。
本结构体能够适合用作需要拉伸疲劳和弯曲蠕变等耐久性的用途、例如汽车部件、两轮机动车/自行车部件、住宅相关部件、医疗设备、机械臂部件、航空器部件、家电部件、电气电子部件、机械机构部件、电动工具部件、食品容器、体育用品、建材相关部件等。
Claims (13)
1.一种填料强化树脂结构体,其特征在于:
包含碳二亚胺基的含量为1~200mmol/100g的碳二亚胺改性聚烯烃(A)。
2.如权利要求1所述的结构体,其特征在于:
所述碳二亚胺改性聚烯烃(A)为具有与碳二亚胺基反应的基团的聚烯烃系树脂(a1)与含碳二亚胺基化合物(a2)的反应产物。
3.如权利要求2所述的结构体,其特征在于:
所述聚烯烃系树脂(a1)为具有与碳二亚胺基反应的基团的化合物(x)与烯烃或聚烯烃的反应产物,且为满足下述式(1)的树脂,
0.1<Mn/{(100-M)×f/M}<6···(1)
f:具有与所述碳二亚胺基反应的基团的化合物(x)的分子量(g/mol),
M:所述聚烯烃系树脂(a1)中的源自具有与碳二亚胺基反应的基团的化合物(x)的结构的含量(wt%),
Mn:所述聚烯烃系树脂(a1)的数均分子量。
4.如权利要求2或3所述的结构体,其特征在于:
所述聚烯烃系树脂(a1)为具有马来酸基或马来酸酐基的聚烯烃系树脂。
5.如权利要求1~4中任一项所述的结构体,其特征在于:
相对于未改性聚烯烃(B)和填料(C)的合计100重量份,包含所述碳二亚胺改性聚烯烃(A)0.01~50重量份、未改性聚烯烃(B)20~99重量份、填料(C)1~80重量份。
6.如权利要求5所述的结构体,其特征在于:
所述未改性聚烯烃(B)为聚丙烯系树脂。
7.如权利要求5或6所述的结构体,其特征在于:
所述填料(C)为碳纤维。
8.一种填料强化树脂结构体,其特征在于:
该结构体包含碳二亚胺基的含量为1~200mmol/100g的碳二亚胺改性聚烯烃(A)、聚丙烯系树脂和碳纤维,相对于该结构体中的树脂成分100g,包含碳二亚胺基0.0001~140mmol。
9.如权利要求1~8中任一项所述的结构体,其特征在于:
该结构体为汽车的前端组件。
10.如权利要求1~8中任一项所述的结构体,其特征在于:
该结构体为汽车的空气滤清器部件。
11.如权利要求1~8中任一项所述的结构体,其特征在于:
该结构体为汽车的门部件。
12.如权利要求1~8中任一项所述的结构体,其特征在于:
该结构体为医疗设备。
13.如权利要求1~8中任一项所述的结构体,其特征在于:
该结构体为机械臂用夹板、机架。
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