CN112204059B - 嵌段共聚物的氢化物、树脂组合物和它们的各种用途 - Google Patents
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Abstract
嵌段共聚物,其为具有聚合物嵌段(A)和聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物,所述聚合物嵌段(A)含有超过70摩尔%的源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(B)含有30摩尔%以上的源自共轭二烯化合物的结构单元,所述嵌段共聚物还满足下述条件。条件(1):嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)的含量为1~70质量%。条件(2):按照JIS K7244‑10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为‑70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的tanδ达到1.0以上的一系列温度区域的最大幅度小于16℃。条件(3):条件(2)的tanδ的峰值位置处的温度为0℃~+50℃。条件(4):表示聚合物嵌段(B)的运动性的运动性参数M为0.01~0.25秒。
Description
技术领域
本发明涉及嵌段共聚物的氢化物和含有其的树脂组合物。进一步,本发明涉及前述嵌段共聚物的氢化物和前述树脂组合物的各种用途。
背景技术
在具有含有源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段和含有源自共轭二烯化合物的结构单元的聚合物嵌段的嵌段共聚物、特别是其氢化物中,源自共轭二烯化合物的结构单元具有乙烯基键单元(例如1,2-键合单元和3,4-键合单元)的物质有时被用作抗振材料,通常已知根据JIS K7244-10而测得的损耗角正切(tanδ)成为抗振性的指标。
迄今为止,为了提供机械强度、耐热性、耐油性等优异的抗振材料,作为在树脂组合物中含有的成分,已知配合规定量的(a)在分子链中具有特定极性基团的热塑性树脂;规定量的(b)由嵌段(A)和嵌段(B)构成的规定数均分子量的嵌段共聚物或其氢化物,所述嵌段(A)包含至少1个乙烯基芳香族单体且为规定的数均分子量,所述嵌段(B)包含异戊二烯、丁二烯或异戊二烯-丁二烯,乙烯基键量(1,2-键合单元和3,4-键合单元的含量)为30%以上,且为规定的数均分子量(参照专利文献1)。专利文献1中记载了嵌段共聚物的乙烯基键含量少于30%时,在通常的使用温度区域得不到充分的抗振性能,故不优选。
此外,为了提供高温部的抗振性优异且高流动性和成形性优异的嵌段共聚物,已知如下的嵌段共聚物,其由聚合物嵌段A和聚合物嵌段B构成,所述聚合物嵌段A包含芳香族乙烯基单体且为规定的数均分子量,所述聚合物嵌段B包含异戊二烯与苯乙烯的混合物且为规定的数均分子量,异戊二烯单元的乙烯基键量为全部异戊二烯单元的30~60%,前述聚合物嵌段A与B的形态用A-(B-A)n或(A-B)n表示,所述嵌段共聚物具有规定的数均分子量,且在30℃以上具有tanδ的主分散峰(参照专利文献2)。专利文献2中,作为形成聚合物嵌段B的单体成分,组合使用异戊二烯和苯乙烯,并且,使异戊二烯单元的3,4-键合单元和1,2-键合单元的含量在全部异戊二烯单元的30%~60%的范围内,由此能够使tanδ的主分散峰为30℃以上,能够改善室温至高温部的抗振性能。此外,专利文献2中记载了:从在高温下保持抗振性能的观点出发,聚合物嵌段B中的异戊二烯单元的3,4-键合单元和1,2-键合单元的含量需要在全部异戊二烯单元的30%~60%的范围内。
进而,专利文献3中记载了由包含树脂组合物的层叠体形成的液体包装容器,所述树脂组合物含有热塑性弹性体(2),该热塑性弹性体(2)是将具有聚合物嵌段(A)和聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物进行氢化而成的热塑性弹性体,所述聚合物嵌段(A)以源自芳香族乙烯基化合物的结构单元作为主体,所述聚合物嵌段(B)以源自共轭二烯化合物的结构单元作为主体,且乙烯基键结构单元的含量为50摩尔%以上,前述聚合物嵌段(B)所具有的碳-碳双键的80摩尔%以上被氢化,但并未详细记载何种热塑性弹性体能够表现出高抗振性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平05-202287号公报
专利文献2:日本特开2002-284830号公报
专利文献3:国际公开第2015/156334号。
发明内容
发明所要解决的问题
抗振材料存在在基材与限制板之间配置有抗振材料的“限制型”、以及仅在基材的一面粘贴有抗振材料的“非限制型”。前者由于抗振材料的两面被固定,因此,通过利用由基于施振应力的变形产生的相关偏移(剪切应变)来吸收施振能量。后者通过利用由基于基材的施振应力的变化产生的抗振材料的伸缩来吸收施振能量。一般而言,仅通过粘贴于部件就有效的非限制型抗振材料与需要使用限制板的限制型抗振材料相比更容易处理,得以广泛使用。
图1是具备抗振材料的层叠体的示意性截面图。图1的(A)表示作为限制型抗振材料的层叠体100,图1的(B)表示作为非限制型抗振材料的层叠体200。如图1的(A)所示那样,层叠体100在限制板11与基材12之间配置有抗振材料13。如图1的(B)所示那样,层叠体200在基材22的一面配置有抗振材料23。如图1的(A)所示那样,对于限制型的抗振材料,基于两个部件发生变形时的偏移而对平面方向施加剪切应力,与此相对,非限制型的抗振材料难以产生这种应力,通过与基材的变形相伴的伸缩来吸收振动能量。像这样,限制型的抗振材料与非限制型的抗振材料的吸收振动的机理互不相同,因此,原本赋予与各自相符的性能较为恰当。
然而,对于以用作抗振材料为目的的以往的芳香族乙烯基系弹性体而言,实际情况是尚未充分进行着眼于这两种形式的研究。例如,即使是能够显示出作为限制型抗振材料而必须的抗振性的苯乙烯系弹性体,在用于非限制型的抗振材料的情况下,有时也无法充分发挥出抗振性。
因而,本发明的课题在于,对于具有包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段(A)和包含源自共轭二烯化合物的结构单元的聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物而言,提供作为非限制型的抗振材料在宽阔的温度范围显示高抗振性的嵌段共聚物和树脂组合物。
用于解决问题的方案
本发明人等发现:使用在表示tanδ相对于温度的变化的特性曲线中的tanδ达到1.0以上的温度区域比较狭窄的嵌段共聚物得到的具有特定构成的嵌段共聚物在用作非限制型的抗振材料时显示高抗振性,能够解决上述课题,从而完成了本发明。
本发明涉及下述[1]~[15]。
[1] 嵌段共聚物,其为具有聚合物嵌段(A)和聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物,所述聚合物嵌段(A)含有超过70摩尔%的源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(B)含有30摩尔%以上的源自共轭二烯化合物的结构单元,所述嵌段共聚物还满足下述条件。
条件(1):前述嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)的含量为1~70质量%。
条件(2):按照JIS K7244-10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为-70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的tanδ达到1.0以上的一系列温度区域的最大幅度小于16℃。
条件(3):前述条件(2)的tanδ的峰值位置处的温度为0℃~+50℃。
条件(4):对于使用脉冲NMR装置而测得的用缓和强度y相对于缓和时间x表示的缓和曲线进行下述式[I]的拟合,使用由此决定的系数A1~A3和各成分的自旋-自旋缓和时间τ1~τ3并利用下述式[II]求出的表示前述聚合物嵌段(B)的运动性的运动性参数M为0.01~0.25秒。
y=A1*exp(-0.5*(x/τ1)2)+A2*exp(-0.5*(x/τ2)2)+A3*exp(-x/τ3) [I]
M=(τ2*A2+τ3*A3)/(A2+A3) [II]。
[2] 根据[1]所述的嵌段共聚物,其中,前述嵌段共聚物为氢化物,前述聚合物嵌段(B)的氢化率为60摩尔%以上。
[3] 根据[1]或[2]所述的嵌段共聚物,其中,前述源自共轭二烯化合物的结构单元中,1,2-键合单元的含量和3,4-键合单元的含量的合计为60摩尔%以上。
[4] 根据[1]~[3]中任一项所述的嵌段共聚物,其中,前述共轭二烯化合物含有异戊二烯。
[5] 根据[1]~[4]中任一项所述的嵌段共聚物,其中,前述聚合物嵌段(B)不含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元。
[6] 根据[1]~[5]中任一项所述的嵌段共聚物,其中,前述源自芳香族乙烯基化合物的嵌段的含量为15~65质量%。
[7] 根据[1]~[6]中任一项所述的嵌段共聚物,其按照JIS K7244-10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为-70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的10℃或30℃的损耗弹性模量G’’为7.0×106Pa以上。
[8] 树脂组合物,其含有:(L)[1]~[7]中任一项所述的嵌段共聚物;以及(M)聚烯烃系树脂、苯乙烯系树脂、聚苯醚、异丁烯-异戊二烯共聚橡胶、聚氨基甲酸酯系热塑性弹性体、聚碳酸酯和聚酰胺中的任一种以上,
前述(L)成分与前述(M)成分的含有比例〔(L)/(M)〕以质量比计为1/99~99/1。
[9] 成形体,其是将[1]~[7]中任一项所述的嵌段共聚物或[8]所述的树脂组合物成形而成的。
[10] 抗振材料,其是含有[1]~[7]中任一项所述的嵌段共聚物或[8]所述的树脂组合物而成的。
[11] 隔音材料,其是含有[1]~[7]中任一项所述的嵌段共聚物或[8]所述的树脂组合物而成的。
[12] 鞋底材料,其是含有[1]~[7]中任一项所述的嵌段共聚物或[8]所述的树脂组合物而成的。
[13] 地板材料,其是含有[1]~[7]中任一项所述的嵌段共聚物或[8]所述的树脂组合物而成的。
[14] 粘接剂或粘合剂,其是含有[1]~[7]中任一项所述的嵌段共聚物或[8]所述的树脂组合物而成的。
[15] 层叠体,其具有:含有[1]~[7]中任一项所述的嵌段共聚物或[8]所述的树脂组合物而成的X层、以及在该X层的一面层叠的Y层。
发明效果
根据本发明,对于具有包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段(A)和包含源自共轭二烯化合物的结构单元的聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物而言,可提供作为非限制型的抗振材料而以宽阔的温度范围显示高抗振性的嵌段共聚物和树脂组合物。
附图说明
图1是具备抗振材料的接合体的示意性截面图。图1的(A)表示具备限制型抗振材料的层叠体,图1的(B)表示具备非限制型抗振材料的层叠体。
图2是表示实施例1~3和比较例1~4中得到的嵌段共聚物的tanδ的温度特性峰的图。
图3是表示实施例1~3和比较例1~4中得到的嵌段共聚物的损耗弹性模量G’’的温度特性的图。
图4是表示非限制型时的损耗系数与损耗弹性模量G’’的相关关系的图。图4的(A)表示20℃下的非限制型时的损耗系数与10℃下的损耗弹性模量G’’的相关关系,图4的(B)表示40℃下的非限制型时的损耗系数与30℃下的损耗弹性模量G’’的相关关系。
具体实施方式
以下,针对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,将本说明书中的记载事项任意选择而得的方式或任意组合而得的方式也包括在本发明中。
[嵌段共聚物]
本发明所述的嵌段共聚物是具有聚合物嵌段(A)和聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物,所述聚合物嵌段(A)含有超过70摩尔%的源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(B)含有30摩尔%以上的源自共轭二烯化合物的结构单元,所述嵌段共聚物还满足下述条件。
条件(1):前述嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)的含量为1~70质量%。
条件(2):按照JIS K7244-10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为-70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的tanδ达到1.0以上的一系列温度区域的最大幅度小于16℃。
条件(3):前述条件(2)的tanδ的峰值位置处的温度为0℃~+50℃。
条件(4):对于使用脉冲NMR装置而测得的用缓和强度y相对于缓和时间x表示的缓和曲线使用下述式[I]进行拟合,由此决定系数A1~A3和各成分的自旋-自旋缓和时间τ1~τ3,利用下述式[II]求出的表示前述聚合物嵌段(B)的运动性的运动性参数M为0.01~0.25秒。
y=A1*exp(-0.5*(x/τ1)2)+A2*exp(-0.5*(x/τ2)2)+A3*exp(-x/τ3) [I]
M=(τ2*A2+τ3*A3)/(A2+A3) [II]。
一般来说,若抗振材料的tanδ在使用温度下为1.0以上,则抗振材料的抗振性良好。与此相对,本发明的嵌段共聚物通过使表示tanδ相对于温度的变化的特性曲线(以下称为tanδ的温度特性曲线)中的tanδ的峰存在于较高的温度区域,且满足上述条件(2),从而提高材料选择的自由度,能够选择出与用于非限制型抗振材料的抗振材料相符的嵌段聚合物。换言之,特意使用tanδ的温度特性曲线中的tanδ为1以上的一系列温度区域小而认为其或许不适合确保宽泛温度范围内的抗振性的材质。例如,通过增大嵌段共聚物中的具有源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段的含量,从而使tanδ的温度特性曲线整体向下方偏移,减小tanδ≥1的一系列温度范围。
另一方面,本发明人等发现:对于仅在基材的一面粘贴有抗振材料的非限制型抗振材料而言,与嵌段共聚物的tanδ相比,损耗弹性模量G’’与抗振性的相关性更强。如上所述,例如,若嵌段共聚物中的具有源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段的含量变大,则存在嵌段共聚物的损耗弹性模量G’’变高的倾向。因而,例如,通过增大嵌段共聚物中的具有源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段的含量,能够在比较宽泛的温度范围内大幅保持损耗弹性模量G’’,且通过满足条件(3)和条件(4),即使温度较高,其作为非限制型的抗振材料也能够确保充分的抗振性。
从即使温度较高也大幅保持损耗弹性模量G’’、作为非限制型的抗振材料而表现出充分抗振性的观点出发,本发明的嵌段共聚物满足条件(1)~(4)。本发明的嵌段共聚物适合于在具备图1的(B)所代表的构成的非限制型层叠体中使用的抗振材料。条件(1)~(4)的详情如下所述。
接着,针对本发明的嵌段共聚物的构成要素、嵌段共聚物的物性、嵌段共聚物的制造方法等进行详述。
本发明的嵌段共聚物是具有前述聚合物嵌段(A)和前述聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物,优选为嵌段共聚物的氢化物。本说明书中,有时也将嵌段共聚物的氢化物称为加氢嵌段共聚物。
(聚合物嵌段(A))
聚合物嵌段(A)含有超过70摩尔%的源自芳香族乙烯基化合物的结构单元(以下有时简称为“芳香族乙烯基化合物单元”),从机械物性的观点出发,优选为80摩尔%以上、更优选为85摩尔%以上、进一步优选为90摩尔%以上、特别优选为95摩尔%以上,实质上可以为100摩尔%。
作为前述芳香族乙烯基化合物,可列举出例如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、2,6-二甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、α-甲基-邻甲基苯乙烯、α-甲基-间甲基苯乙烯、α-甲基-对甲基苯乙烯、β-甲基-邻甲基苯乙烯、β-甲基-间甲基苯乙烯、β-甲基-对甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、α-甲基-2,6-二甲基苯乙烯、α-甲基-2,4-二甲基苯乙烯、β-甲基-2,6-二甲基苯乙烯、β-甲基-2,4-二甲基苯乙烯、邻氯苯乙烯、间氯苯乙烯、对氯苯乙烯、2,6-二氯苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯、α-氯-邻氯苯乙烯、α-氯-间氯苯乙烯、α-氯-对氯苯乙烯、β-氯-邻氯苯乙烯、β-氯-间氯苯乙烯、β-氯-对氯苯乙烯、2,4,6-三氯苯乙烯、α-氯-2,6-二氯苯乙烯、α-氯-2,4-二氯苯乙烯、β-氯-2,6-二氯苯乙烯、β-氯-2,4-二氯苯乙烯、邻叔丁基苯乙烯、间叔丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、邻甲氧基苯乙烯、间甲氧基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、邻氯甲基苯乙烯、间氯甲基苯乙烯、对氯甲基苯乙烯、邻溴甲基苯乙烯、间溴甲基苯乙烯、对溴甲基苯乙烯、被甲硅烷基取代的苯乙烯衍生物、茚、乙烯基萘等。这些芳香族乙烯基化合物可以单独使用1种,也可以使用2种以上。其中,从制造成本与物性平衡的观点出发,优选为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯和它们的混合物,更优选为苯乙烯。
其中,只要不妨碍本发明的目的和效果,则聚合物嵌段(A)可以以小于30摩尔%的比例含有源自除芳香族乙烯基化合物之外的其它不饱和单体的结构单元(以下有时简称为“其它不饱和单体单元”)。作为该其它不饱和单体,可列举出例如选自丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、异丁烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基乙烯基醚、N-乙烯基咔唑、β-蒎烯、8,9-对薄荷烯、二戊烯、亚甲基降冰片烯、2-亚甲基四氢呋喃等中的至少1种。聚合物嵌段(A)含有该其它不饱和单体单元时的键合形态没有特别限定,可以为无规、递变状中的任一者。
聚合物嵌段(A)中的源自前述其它不饱和单体的结构单元的含量优选为10摩尔%以下、更优选为5摩尔%以下、进一步优选为0摩尔%。
嵌段共聚物只要具有至少1个前述聚合物嵌段(A)即可。嵌段共聚物具有2个以上的聚合物嵌段(A)时,这些聚合物嵌段(A)可以相同也可以不同。需要说明的是,本说明书中,“聚合物嵌段不同”是指:构成聚合物嵌段的单体单元、重均分子量、立构规整性和具有多种单体单元时的各单体单元的比率和共聚形态(无规、梯度、嵌段)之中的至少一者不同。
本发明中,嵌段共聚物优选具有两个前述聚合物嵌段(A)。
嵌段共聚物所具有的前述聚合物嵌段(A)的重均分子量(Mw)没有特别限定,在嵌段共聚物所具有的前述聚合物嵌段(A)之中,至少1个聚合物嵌段(A)的重均分子量优选为3,000~60,000、更优选为4,000~50,000。通过使嵌段共聚物具有至少1个重均分子量在前述范围内的聚合物嵌段(A),从而机械强度进一步提高,膜成形性也优异。从使压缩永久形变良好的观点出发,嵌段共聚物所具有的前述聚合物嵌段(A)之中,至少1个聚合物嵌段(A)的重均分子量优选为20,000~50,000,更优选为30,000~50,000,特别优选为40,000~50,000。
需要说明的是,本说明书和权利要求书中记载的“重均分子量”均是通过凝胶渗透色谱(GPC)测定而求出的标准聚苯乙烯换算的重均分子量,详细的测定方法可以依照实施例中记载的方法。嵌段共聚物所具有的各聚合物嵌段(A)的重均分子量可通过在制造工序中每次结束各聚合物嵌段的聚合时对取样液体进行测定来求出。此外,在具有例如A1-B-A2结构的三嵌段共聚物的情况下,通过上述方法求出最初的聚合物嵌段A1和聚合物嵌段B的重均分子量,并从嵌段共聚物的重均分子量中减去它们,由此能够求出第二个聚合物嵌段A2的重均分子量。此外,作为其它方法,在具有A1-B-A2结构的三嵌段共聚物的情况下,聚合物嵌段(A)的总重均分子量由嵌段共聚物的重均分子量和通过1H-NMR测定而确认的聚合物嵌段(A)的总含量算出,通过GPC测定而算出已失活的最初的聚合物嵌段A1的重均分子量,并将其减去,由此也能够求出第二个聚合物嵌段A2的重均分子量。
如上所述,本发明的嵌段共聚物满足下述条件(1)。
<条件(1)>
条件(1):前述嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)的含量(具有多种聚合物嵌段(A)时是它们的总含量)为1~70质量%。
若聚合物嵌段(A)的含量小于1质量%,则难以形成氢化嵌段共聚物的粒料。另一方面,若超过70质量%,则缺乏柔软性和成形性。此外,聚合物嵌段(A)的含量越多,则越容易使后述嵌段聚合物的损耗弹性模量G’’在宽阔的温度范围内增大,作为非限制型的抗振材料而容易具备良好的特性。从这种观点出发,聚合物嵌段(A)的含量优选为10~70质量%、更优选为15~65质量%、进一步优选为16~65质量%、进一步优选为20~60质量%、特别优选为25~55质量%。
需要说明的是,嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)的含量是通过1H-NMR测定而求出的值,更详细而言,是按照实施例中记载的方法而测得的值。
(聚合物嵌段(B))
聚合物嵌段(B)是含有30摩尔%以上、优选为50摩尔%以上、更优选为65摩尔%以上、进一步优选为80摩尔%以上的源自共轭二烯化合物的结构单元的聚合物嵌段。
共轭二烯化合物优选含有异戊二烯,特别是,更优选含有20质量%以上的异戊二烯,进一步优选含有40质量%以上,进而,可以含有70质量%以上,也可以含有90质量%以上。
聚合物嵌段(B)可以含有30摩尔%以上的单独源自异戊二烯的结构单元,也可以含有30摩尔%以上的源自两种以上共轭二烯化合物的结构单元。
作为前述共轭二烯化合物,除了异戊二烯之外,可列举出丁二烯、己二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、香叶烯等。作为前述共轭二烯化合物,优选为异戊二烯、异戊二烯与丁二烯的混合物,更优选为异戊二烯。
前述共轭二烯化合物为丁二烯与异戊二烯的混合物时,它们的混合比率[异戊二烯/丁二烯](质量比)没有特别限定,优选为5/95~95/5、更优选为10/90~90/10、进一步优选为40/60~70/30、特别优选为45/55~65/35。需要说明的是,若用摩尔比来表示该混合比率[异戊二烯/丁二烯],则优选为5/95~95/5、更优选为10/90~90/10、进一步优选为40/60~70/30、特别优选为45/55~55/45。
此外,前述共轭二烯化合物为丁二烯与异戊二烯的混合物时,从抗振性的观点出发,通过13C-NMR而测得的化学位移值处于24~25ppm的峰的面积相对于化学位移值处于5~50ppm的峰的面积的比率优选为4%以下、更优选为2%以下、进一步优选为1%以下、最优选为0.5%以下。通过13C-NMR而测得的化学位移值处于5~50ppm的峰对应于聚合物嵌段(B)中的全部结构单元,化学位移值处于24~25ppm的峰对应于源自异戊二烯的结构单元通过1,4-键而连续的部位。
换言之,聚合物嵌段(B)还优选含有30摩尔%以上的源自异戊二烯的结构单元(以下有时简称为“异戊二烯单元”),还优选含有30摩尔%以上的源自异戊二烯与丁二烯的混合物的结构单元(以下有时简称为“异戊二烯与丁二烯的混合物单元”)。
需要说明的是,聚合物嵌段(B)具有2种以上的结构单元时,它们的键合形态可以包括无规、递变、完全交替、部分嵌段状、嵌段、或者它们的2种以上的组合。
(聚合物嵌段(B)的乙烯基键量)
构成聚合物嵌段(B)的结构单元为异戊二烯单元、异戊二烯与丁二烯的混合物单元中的任一者时,作为异戊二烯和丁二烯各自的键合形态,在丁二烯的情况下可以呈现1,2-键合、1,4-键合,在异戊二烯的情况下可以呈现1,2-键合、3,4-键合、1,4-键合。
关于该乙烯基键量,关于聚合物嵌段(B),本发明的嵌段共聚物优选满足下述条件(5)。
<条件(5)>
条件(5):在嵌段共聚物中,聚合物嵌段(B)中的3,4-键合单元与1,2-键合单元的含量(换言之,乙烯基键量)的合计为60摩尔%以上。
该乙烯基键量优选为65摩尔%以上、更优选为67摩尔%以上、进一步优选为70摩尔%以上、更进一步优选为72摩尔%以上、特别优选为75摩尔%以上、最优选为78摩尔%以上。此外,虽然没有特别限定,但聚合物嵌段(B)中的乙烯基键量的上限值可以为95摩尔%,也可以为92摩尔%,还可以为90摩尔%。此处,乙烯基键量是按照实施例中记载的方法,通过1H-NMR测定而算出的值。
此外,从抗振性等观点出发,嵌段共聚物所具有的前述聚合物嵌段(B)的总重均分子量在氢化前的状态下优选为15,000~800,000、更优选为20,000~400,000、进一步优选为20,000~300,000、特别优选为30,000~300,000、最优选为40,000~300,000。从使压缩永久形变良好的观点出发,嵌段共聚物所具有的前述聚合物嵌段(B)的总重均分子量在氢化前的状态下优选为100,000~300,000、更优选为150,000~300,000、特别优选为200,000~300,000。
需要说明的是,只要不妨碍本发明的目的和效果,则聚合物嵌段(B)可以含有源自除前述共轭二烯化合物之外的其它聚合性单体的结构单元。此时,在聚合物嵌段(B)中,源自除前述共轭二烯化合物之外的其它聚合性单体的结构单元的含量优选为70摩尔%以下、更优选为50摩尔%以下、进一步优选为35摩尔%以下、特别优选为20摩尔%以下。源自除共轭二烯化合物之外的其它聚合性单体的结构单元的含量的下限值没有特别限定,可以为0摩尔%,也可以为5摩尔%,还可以为10摩尔%。
作为该其它聚合性单体,可优选列举出例如选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、乙烯基萘和乙烯基蒽等芳香族乙烯基化合物;以及甲基丙烯酸甲酯、甲基乙烯基醚、N-乙烯基咔唑、β-蒎烯、8,9-对薄荷烯、二戊烯、亚甲基降冰片烯、2-亚甲基四氢呋喃、1,3-环戊二烯、1,3-环己二烯、1,3-环庚二烯、1,3-环辛二烯等中的至少1种化合物。其中,优选为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯,更优选为苯乙烯。
聚合物嵌段(B)含有源自除共轭二烯化合物之外的其它聚合性单体的结构单元时,作为其具体组合,优选为异戊二烯和苯乙烯。
聚合物嵌段(B)含有源自除共轭二烯化合物之外的其它聚合性单体的结构单元时,其键合形态没有特别限定,可以为无规、递变状中的任一者,优选为无规。
嵌段共聚物只要具有至少1个上述聚合物嵌段(B)即可。嵌段共聚物具有2个以上的聚合物嵌段(B)时,这些聚合物嵌段(B)可以相同也可以不同。
本发明中,嵌段共聚物优选仅具有1个上述聚合物嵌段(B)。
需要说明的是,在本发明中,期望聚合物嵌段(B)不含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元。若聚合物嵌段(B)包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,则有时损耗弹性模量G’’的峰强度降低,用作非限制型抗振材料时的抗振性降低。
(聚合物嵌段(A)与聚合物嵌段(B)的键合方式)
只要聚合物嵌段(A)与聚合物嵌段(B)进行了键合,嵌段共聚物的键合形式就没有限定,可以为直链状、分支状、放射状、或者这些中的两种以上组合而得的键合方式中的任一者。其中,聚合物嵌段(A)与聚合物嵌段(B)的键合形式优选为直链状,作为其例子,用A表示聚合物嵌段(A)且用B表示聚合物嵌段(B)时,可列举出A-B所示的二嵌段共聚物、A-B-A或B-A-B所示的三嵌段共聚物、A-B-A-B所示的四嵌段共聚物、A-B-A-B-A或B-A-B-A-B所示的五嵌段共聚物、(A-B)nX型共聚物(X表示偶联剂残基,n表示3以上的整数)等。其中,从柔软性、制造容易性等观点出发,优选为直链状的三嵌段共聚物或二嵌段共聚物,优选使用A-B-A型的三嵌段共聚物。
此处,在本说明书中,同种的聚合物嵌段通过二官能的偶联剂等而键合成直线状时,将所键合的聚合物嵌段整体作为一个聚合物嵌段来处理。按照这一点,还包括上述例示在内,原本严格来说应该表述为Y-X-Y(X表示偶联残基)的聚合物嵌段除了需要特别与单独的聚合物嵌段Y加以区分的情况之外,整体示作Y。本说明书中,如上那样地对包含偶联剂残基的这种聚合物嵌段进行处理,因此,例如包含偶联剂残基且严格来说应该表述为A-B-X-B-A(X表示偶联剂残基)的嵌段共聚物被表述为A-B-A,作为三嵌段共聚物的一例来处理。
本发明所述的嵌段共聚物优选为氢化物。并且,关于聚合物嵌段(B),本发明的嵌段共聚物优选满足下述条件(6)。
<条件(6)>
条件(6):聚合物嵌段(B)的氢化率为60摩尔%以上。换言之,聚合物嵌段(B)所具有的碳-碳双键的60摩尔%以上被氢化。
若聚合物嵌段(B)的氢化率高,则宽泛温度下的抗振性、耐热性和耐候性优异。从同样的观点出发,聚合物嵌段(B)的氢化率优选为70摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、进一步优选为85摩尔%以上、特别优选为88摩尔%以上、最优选为90摩尔%以上。需要说明的是,有时将该值称为氢化率(加氢率)。氢化率的上限值没有特别限定,上限值可以为99摩尔%,也可以为98摩尔%。
需要说明的是,上述氢化率是通过氢化后的1H-NMR测定求出聚合物嵌段(B)中的源自共轭二烯化合物的结构单元中的碳-碳双键的含量而得的值,更详细而言,是按照实施例中记载的方法而测得的值。
(氢化嵌段共聚物的重均分子量(Mw))
氢化嵌段共聚物的通过基于凝胶渗透色谱的标准聚苯乙烯换算而求出的重均分子量(Mw)优选为20,000~800,000、更优选为30,000~500,000、进一步优选为30,000~400,000、进一步优选为40,000~400,000、进一步优选为40,000~350,000、特别优选为50,000~350,000、最优选为50,000~300,000。如果嵌段共聚物的重均分子量为20,000以上,则耐热性变高,如果为800,000以下,则成形性变得良好。从使压缩永久形变良好的观点出发,嵌段共聚物的重均分子量优选为200,000~600,000、更优选为250,000~500,000、特别优选为300,000~450,000。
只要不损害本发明的目的和效果,本发明的嵌段共聚物就可以在分子链中和/或分子末端具有1种或2种以上的羧基、羟基、酸酐基、氨基、环氧基等官能团,此外,也可以不具有官能团。
(条件(2)~(4))
如上所述,本发明的嵌段共聚物满足下述条件(2)。
<条件(2)>
条件(2):按照JIS K7244-10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为-70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的tanδ达到1.0以上的一系列温度区域的最大幅度小于16℃。
此处,前述“tanδ达到1.0以上的一系列温度区域”是指tanδ达到1.0以上的连续的温度范围,换言之,在该温度范围内,tanδ一直为1.0以上。
测定前述tanδ时的试验片如下制作:通过利用加压成形装置“NF-50T”(株式会社神藤金属工业所制),在温度230℃、压力10MPa下加压3分钟,从而制作厚度1.0mm的片材,并将该片材切成直径8mm的圆板形状后作为试验片。
需要说明的是,本发明中,tanδ的测定装置没有特别限定,可以使用旋转式流变仪“ARES G2”(TAインスツルメント公司制)等,将前述试验片夹持于直径8mm的平板来进行试验。
通过满足条件(2),容易在宽泛的温度范围内增大损耗弹性模量G’’。其结果,在嵌段共聚物用作非限制型抗振材料的情况下,能够表现出优异的抗振性。
前述温度区域的最大幅度优选为15℃以下、更优选为14℃以下、进一步优选为13℃以下、特别优选为12℃以下。此外,该最大幅度可以为0℃、即在全部温度范围内tanδ小于1.0,不存在“tanδ达到1.0以上的一系列温度区域”。此外,存在“tanδ达到1.0以上的一系列温度区域”时,该温度区域的最大幅度的下限值可以为1℃,也可以为2℃,还可以为3℃。
为了满足条件(2),可列举出例如增加包含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段(A)的含量。
此外,如上所述,本发明的嵌段共聚物满足下述条件(3)。
<条件(3)>
条件(3):按照JIS K7244-10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为-70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的tanδ具有峰,其峰值位置处的温度为0℃~+50℃。
tanδ的峰值位置越处于高温侧,则嵌段共聚物在大致高温下的抗振性越优异,通过满足条件(3),容易在涵盖实际使用的温度区域的宽泛温度区域内提高抗振性。
针对测定tanδ时的试验片,与前述条件(2)中的说明同样地进行说明。
tanδ的峰值位置处的温度优选为0℃~+45℃、更优选为5℃~+45℃、进一步优选为+5℃~+40℃、特别优选为+10℃~+40℃。
为了满足条件(3),例如,作为用于构成源自共轭二烯化合物的结构单元的单体,可列举出使用异戊二烯。
此外,如上所述,本发明的嵌段共聚物满足下述条件(4)。
<条件(4)>
条件(4):对于使用脉冲NMR装置而测得的用缓和强度y相对于缓和时间x表示的缓和曲线进行下述式[I]的拟合,使用由此决定的系数A1~A3和各成分的自旋-自旋缓和时间τ1~τ3并利用下述式[II]求出的表示前述聚合物嵌段(B)的运动性的运动性参数M的值为0.01~0.25秒。
y=A1*exp(-0.5*(x/τ1)2)+A2*exp(-0.5*(x/τ2)2)+A3*exp(-x/τ3) [I]
M=(τ2*A2+τ3*A3)/(A2+A3) [II]。
上述缓和曲线是源自运动性较低的1种成分和运动性较高的2种成分的共计3种成分的缓和曲线相重叠而得的,通过使用式[I]并利用最小二乘法对上述缓和曲线进行拟合,能够获得源自各成分的3条缓和曲线。
式[I]的第一项源自运动性较低的成分的缓和,第二项和第三项源自运动性较高的成分的缓和。此外,A1对应于运动性较低的成分的比例,A2和A3运动性较快的成分的比例。运动参数M表示利用脉冲NMR来测定嵌段共聚物的行为时的源自聚合物嵌段(B)的缓和的斜率,是表示主要源自共轭二烯的运动性的指标。若使用脉冲NMR对嵌段共聚物施加规定频率的脉冲,则在缓和刚开始后产生源自运动性较低的成分、即聚合物嵌段(A)的缓和,其后,出现源自运动性较高的成分、即聚合物嵌段(B)的缓和。利用该现象,能够测定聚合物嵌段(B)的物性,通过按照上述步骤来求出运动性参数M,能够评价源自聚合物嵌段(B)的缓和的行为。
通过使运动性参数M采取适当的值,对于在实际使用的温度区域内的振动,有效地产生缓和,能够提高抗振性。
运动性参数M优选为0.015~0.23秒、更优选为0.02~0.20秒、进一步优选为0.025~0.18秒。
为了调整运动性参数M的值,可以调整例如乙烯基化剂的添加量。如果增加乙烯基化剂的量,则容易增大运动性参数M的值,如果减少乙烯基化剂的量,则容易减小运动性参数M的值。为了满足条件(4),作为例如用于构成源自共轭二烯化合物的结构单元的单体,可以使用异戊二烯。
(其它条件)
虽然没有特别限定,但从作为非限制型的抗振材料而显示更优异的抗振性的观点出发,本发明的嵌段共聚物优选还满足下述条件(7)。
<条件(7)>
条件(7):按照JIS K7244-10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为-70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的10℃或30℃的损耗弹性模量G’’为7.0×106Pa以上。
根据本发明人等的研究而明确:在非限制型时的抗振材料的损耗系数与损耗弹性模量G’’之间存在线性的相关,损耗弹性模量G’’越大,则非限制型时的损耗系数变得越大。特别是,本发明人等发现:10℃、1Hz下的损耗弹性模量G’’和30℃、1Hz下的非限制型时的损耗弹性模量G’’分别与20℃、1Hz下的损耗系数和40℃、1Hz下的损耗系数相关。并且发现:如果10℃、1Hz下的损耗弹性模量G’’和30℃、1Hz下的非限制型时的损耗弹性模量G’’之中的至少一者为7.0×106Pa以上,则作为非限制型的抗振材料能够发挥出更优异的抗振性。
利用上述条件而测得的10℃和30℃的损耗弹性模量G’’中的至少一者优选为8.0×106Pa以上、更优选为1.0×107Pa以上、进一步优选为2.0×107Pa以上。
为了满足条件(7),例如,作为用于构成源自共轭二烯化合物的结构单元的单体,使用异戊二烯是有效的。
虽然没有特别限定,但从作为非限制型的抗振材料而显示更优异的抗振性的观点出发,本发明的嵌段共聚物优选还满足下述条件(8)。
<条件(8)>
条件(8):在tanδ为0℃~+50℃的温度区域内,峰强度显示为0.1以上的值。
通过满足该条件,容易在较高的温度区域内确保良好的抗振性。tanδ峰强度优选为0.3以上、更优选为0.5以上、最优选为0.7以上。
为了满足条件(8),例如,作为用于构成源自共轭二烯化合物的结构单元的单体,使用异戊二烯是有效的。
(嵌段共聚物的制造方法)
本发明的嵌段共聚物可通过例如溶液聚合法、乳液聚合法或固相聚合法等来制造。其中,优选为溶液聚合法,可应用例如阴离子聚合、阳离子聚合等离子聚合法、自由基聚合法等公知方法。其中,优选为阴离子聚合法。在阴离子聚合法中,在溶剂、阴离子聚合引发剂和根据需要的路易斯碱的存在下,依次添加芳香族乙烯基化合物和选自共轭二烯化合物和异丁烯中的至少1种,得到嵌段共聚物,并根据需要添加偶联剂而使其反应。进而,通过将嵌段共聚物进行氢化而能够获得氢化嵌段共聚物。
作为嵌段共聚物的制造方法,为了满足条件(1)~(4),优选如后所述的在比较温和的条件下实施。
作为能够在上述方法中作为阴离子聚合的聚合引发剂而使用的有机锂化合物,可列举出例如甲基锂、乙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、戊基锂等。此外,作为可用作聚合引发剂的二锂化合物,可列举出例如萘二锂、二锂己基苯等。
作为前述偶联剂,可列举出例如二氯甲烷、二溴甲烷、二氯乙烷、二溴乙烷、二溴苯、苯甲酸苯酯等。
这些聚合引发剂和偶联剂的用量根据目标嵌段共聚物的期望重均分子量来适当决定。通常,烷基锂化合物、二锂化合物等引发剂优选以相对于聚合所使用的芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物等单体的合计100质量份为0.01~0.2质量份的比例来使用,使用偶联剂时,优选以相对于前述单体的合计100质量份为0.001~0.8质量份的比例来使用。
作为溶剂,只要不对阴离子聚合反应造成不良影响就没有特别限定,可列举出例如环己烷、甲基环己烷、正己烷、正戊烷等脂肪族烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。此外,聚合反应通常以0~100℃、优选以10~70℃的温度进行0.5~50小时、优选进行1~30小时。
此外,通过在聚合时添加路易斯碱来作为共催化剂(乙烯基化剂),能够提高聚合物嵌段(B)的3,4-键合和1,2-键合的含量(乙烯基键量),但本发明中,为了解决前述课题,作为该路易斯碱而优选使用2,2-二(2-四氢呋喃基)丙烷[DTHFP]。通过使用该DTHFP,从而既含有作为共轭二烯化合物的异戊二烯,又能够在温和条件下同时提高乙烯基键量和氢化率,容易获得机械物性优异的嵌段共聚物的氢化物。
以往,为了提高嵌段共聚物的氢化物的乙烯基键量,通常使用路易斯碱作为乙烯基化剂。作为该路易斯碱,可利用四氢呋喃(THF)等醚类、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMEDA)等胺类等(参照专利文献2第[0028]段)。
然而,在具有含有源自芳香族乙烯基化合物的结构单元的聚合物嵌段(A)和含有源自共轭二烯化合物的结构单元的聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物的氢化物中,例如,聚合物嵌段(B)仅包含丁二烯时,由于其立构位阻低,因此,即使是以往的方法也比较容易兼顾高乙烯基键量和高氢化率。
但是,从提高在实际使用的温度条件下的抗振性的观点出发,聚合物嵌段(B)含有异戊二烯是有效的,但含有异戊二烯时,由于其立构位阻高而难以提高乙烯基键量和氢化率这两者。
此外,例如现有文献3的制造例7那样地,也观察到乙烯基键量和氢化率这两者均高的例子,但该文献中使用TMEDA作为乙烯基化剂的结果,TMEDA会使氢化催化剂失活,因此,需要大量使用氢化催化剂,此时,虽然原因尚未确定,但即使乙烯基键量和氢化率的数值高,也难以在实际使用的温度条件下提高抗振性。
此外已明确:如上所述地大量使用氢化催化剂时会产生如下问题:发生聚合物嵌段(A)的苯环被氢化的核氢化,得不到作为抗振材料而寻求的机械物性。
本发明人等发现:通过使用DTHFP作为乙烯基化剂,即使是包含异戊二烯的嵌段共聚物,也能够在不大量使用氢化剂的温和条件下兼顾高的乙烯基键量和氢化率。通过在温和条件下兼顾高的乙烯基键量和氢化率,能够获得氢化率高且在实际使用的温度条件下的抗振性高的嵌段共聚物。
只要不损害本发明的效果,则可以将其它路易斯碱与前述DTHFP组合使用。作为其它的路易斯碱,可列举出例如二甲基醚、二乙基醚、四氢呋喃等醚类;乙二醇二甲基醚、二乙二醇二甲基醚等二醇醚类;三乙基胺、N,N,N’,N’-四亚甲基二胺、N-甲基吗啉等胺类等。
DTHFP的添加量通过将构成聚合物嵌段(B)的异戊二烯单元和/或丁二烯单元的乙烯基键量控制至何种程度来决定。因此,作为路易斯碱的添加量,从满足前述条件(3)的观点出发,优选的是:相对于用作聚合引发剂的烷基锂化合物或二锂化合物中含有的锂1克原子,通常在0.1~1,000摩尔、优选在0.3~100摩尔、最优选在0.5~10摩尔的范围内来使用。
通过上述方法进行聚合后,添加醇类、羧酸类、水等活性氢化合物来停止聚合反应。其后,通过在非活性有机溶剂中且在氢化催化剂的存在下进行氢化反应(加氢反应),能够获得经氢化的共聚物。氢化反应可通过使氢压力为0.1~20MPa、优选为0.5~15MPa、更优选为0.5~5MPa,且使反应温度为20~250℃、优选为50~180℃、更优选为70~180℃,使反应时间通常为0.1~100小时、优选为1~50小时来实施。
作为氢化催化剂,从在抑制前述芳香族乙烯基化合物的核氢化的同时进行聚合物嵌段(B)的氢化反应的观点出发,可列举出例如雷尼镍;包含过渡金属化合物与烷基铝化合物、烷基锂化合物等的组合的齐格勒系催化剂;茂金属系催化剂等。从与前述相同的观点出发,在其中优选为齐格勒系催化剂,更优选为包含过渡金属化合物与烷基铝化合物的组合的齐格勒系催化剂,进一步优选为包含镍化合物与烷基铝化合物的组合的齐格勒系催化剂(Al/Ni系齐格勒催化剂)。
如此操作而得到的氢化嵌段共聚物可如下获得:通过将聚合反应液注入甲醇等而使其凝固后,使其加热或减压干燥;或者,将聚合反应液与蒸汽一同注入至热水中,实施使溶剂共沸来去除的所谓气提后,进行加热干燥或减压干燥。
如此操作而得到的本发明的氢化嵌段共聚物没有特别限定,存在所使用的路易斯碱残留在聚合物内的倾向。换言之,本发明的氢化嵌段共聚物有时含有2,2-二(2-四氢呋喃基)丙烷[DTHFP],通常,存在含有5质量ppm以上的DTHFP的倾向,有时也含有10质量ppm以上的DTHFP。DTHFP的含量上限值通常为50质量ppm,可以为30质量ppm。
另一方面,若按照上述制造方法,则本发明的氢化嵌段共聚物存在如下倾向:不含除DTHFP之外的路易斯碱(乙烯基化剂),若具体列举,则不含二甲基醚、二乙基醚、四氢呋喃(THF)、乙二醇二甲基醚、二乙二醇二甲基醚、三乙基胺、N,N,N’,N’-四亚甲基二胺(TMEDA)和N-甲基吗啉中的任意者,或者它们的含量均达到1ppm以下。
氢化嵌段共聚物中的上述路易斯碱的含量没有特别限定,可通过气相色谱来求出。
本发明的嵌段共聚物和含有该嵌段共聚物的树脂组合物可适当制成粒料、珠、粉体等形状。
此外,还提供将本发明的嵌段共聚物和含有该嵌段共聚物的树脂组合物进行成形而成的成形体。
[用途]
本发明的嵌段共聚物和含有该嵌段共聚物的树脂组合物在用作非限制型的抗振材料时显示优异的抗振性。因此,本发明作为含有本发明的嵌段共聚物或树脂组合物而成的抗振材料、隔音材料、密封橡胶、鞋底材料、地板材料等是有用的。进而,也可以用于挡雨条、地垫等。
此外,还可以用于家电领域中的电视、蓝光播放器、HDD播放器等各种播放器类、投影仪、游戏机、数码相机、家庭录像机、天线、扬声器、电子词典、IC记录器、FAX、复印机、电话机、门电话、电饭锅、微波炉、烤箱、冰箱、洗碗机、餐具烘干机、IH烹调加热器、热板、吸尘器、洗衣机、充电器、缝纫机、熨斗、烘干机、电动自行车、空气净化器、净水器、电动牙刷、照明设备、空调、空调的室外机、除湿机、加湿器等各种电气制品中的粘接剂或粘合剂、密封材料、垫圈、O型环、皮带、隔音材料等。
[层叠体]
本发明还提供具有含有本发明的嵌段共聚物而成的X层以及在该X层的一面层叠的Y层的层叠体。本发明的层叠体配置有非限制型的抗振材料,抗振性优异。更具体而言,其是设置有非限制型抗振材料的层叠体,如上述图1的(B)所示那样,是在基材22(相当于后述Y层)的一面配置有抗振材料层23(相当于后述X层)的层叠体200。
〔X层〕
X层是含有本发明的嵌段共聚物而成的层,可以是仅含有本发明的嵌段共聚物而成的层,也可以是由含有除本发明的嵌段共聚物之外的成分的组合物形成的层。
例如,X层设置在玻璃基板上的情况下,作为除本发明的嵌段共聚物之外的成分,可列举出例如抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、隔热材料、抗粘连剂等,对它们没有特别限定。它们可单独使用1种或组合使用2种以上。
作为抗氧化剂,可列举出例如酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂等。
作为紫外线吸收剂,除了苯并三唑系紫外线吸收剂、受阻胺系紫外线吸收剂、苯甲酸酯系紫外线吸收剂等之外,还可以使用三嗪系化合物、二苯甲酮系化合物、丙二酸酯化合物、草酸苯胺化合物等。
作为光稳定剂,可列举出例如受阻胺系光稳定剂等。
作为隔热材料,可列举出例如使树脂或玻璃中含有具有热射线遮蔽功能的热射线遮蔽颗粒、具有热射线遮蔽功能的有机色素化合物而成的材料等。作为具有热射线遮蔽功能的颗粒,可列举出例如锡掺杂氧化铟、锑掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌、锡掺杂氧化锌、硅掺杂氧化锌等氧化物的颗粒、LaB6(六硼化镧)颗粒等具有热射线遮蔽功能的无机材料的颗粒等。此外,作为具有热射线遮蔽功能的有机色素化合物,可列举出例如二亚铵系色素、铝系色素、酞菁系色素、蒽醌系色素、聚次甲基系色素、苯二硫醇型铵系化合物、硫脲衍生物、硫醇金属络合物等。
作为抗粘连剂,可列举出无机颗粒、有机颗粒。作为无机颗粒,可列举出IA族、IIA族、IVA族、VIA族、VIIA族、VIIIA族、IB族、IIB族、IIIB族、IVB族元素的氧化物、氢氧化物、硫化物、氮化物、卤化物、碳酸盐、硫酸盐、乙酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、有机羧酸盐、硅酸盐、钛酸盐、硼酸盐和它们的含水化合物、以及以它们为中心的复合化合物和天然矿物颗粒。作为有机颗粒,可列举出氟树脂、三聚氰胺系树脂、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、丙烯酸系树脂硅酮和它们的交联体。
此外,例如,在X层用于隔音材料或抗振材料用途、特别是汽车的隔音材料或抗振材料用途的情况下,X层是含有本发明的嵌段共聚物而成的层,可以是仅含有本发明的嵌段共聚物而成的层,也可以是由含有除本发明的嵌段共聚物之外的成分的组合物形成的层。在X层用于隔音材料或抗振材料用途、特别是汽车的隔音材料或抗振材料用途的情况下,作为除本发明的嵌段共聚物之外的成分,可列举出例如抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、隔热材料、抗粘连剂、颜料、染料、软化剂、交联剂、交联助剂、交联促进剂等,对它们没有特别限定。它们可单独使用1种或组合使用2种以上。
针对抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、隔热材料、抗粘连剂,可列举出与前述的X层设置在玻璃基板上的情况的说明相同的物质。
作为颜料,可列举出有机系颜料、无机系颜料。作为有机系颜料,可列举出例如偶氮系颜料、喹吖酮系颜料、酞菁系颜料等。作为无机系颜料,可列举出例如氧化钛、氧化锌、硫化锌、炭黑、铅系颜料、镉系颜料、钴系颜料、铁系颜料、铬系颜料、群青、普鲁士蓝等。
作为染料,可列举出例如偶氮系、蒽醌系、酞菁系、喹吖酮系、苝系、二噁嗪系、蒽醌系、吲哚酮系、异吲哚酮系、醌亚胺系、三苯基甲烷系、噻唑系、硝基系、亚硝基系等的染料。
作为软化剂,可以使用例如链烷烃系、环烷烃系、芳香族系等的烃系油;花生油、松香等植物油;磷酸酯;低分子量聚乙二醇;液体石蜡;低分子量聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚低聚物、液状聚丁烯、液状聚异戊二烯或其氢化物、液状聚丁二烯或其氢化物等烃系合成油等公知的软化剂。它们可以单独使用1种或组合使用2种以上。
作为交联剂,可列举出例如自由基发生剂、硫和硫化合物等。
作为自由基发生剂,可列举出例如过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化叔丁基异丙苯等二烷基单过氧化物;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔-3、双(叔丁基二氧基异丙基)苯、1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、正丁基-4,4-双(叔丁基过氧基)戊酸酯等二过氧化物;过氧化苯甲酰、过氧化对氯苯甲酰、过氧化2,4-二氯苯甲酰等二酰基过氧化物;叔丁基过氧化苯甲酸酯等单酰基烷基过氧化物;过氧化异丙基碳酸叔丁酯等过碳酸;过氧化二乙酰、过氧化月桂酰等二酰基过氧化物等有机过氧化物。它们可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。其中,从反应性的观点出发,优选为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯。
作为硫化合物,可列举出例如一氯化硫、二氯化硫等。
作为交联剂,除此之外,也可以使用烷基酚树脂、溴代烷基酚树脂等酚系树脂;对醌二肟与二氧化铅、p,p’-二苯甲酰基醌二肟与四氧化三铅的组合等。
作为交联助剂,可以使用公知的交联助剂,可列举出例如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、偏苯三酸三烯丙酯、1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、甘油二甲基丙烯酸酯、2-羟基-3-丙烯酰氧基丙基甲基丙烯酸酯等多官能性单体;氯化亚锡、氯化铁、有机磺酸、聚氯丁二烯、氯磺化聚乙烯等。交联助剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为交联促进剂,可列举出例如N,N-二异丙基-2-苯并噻唑-亚磺酰胺、2-巯基苯并噻唑、2-(4-吗啉代二硫代)苯并噻唑等噻唑类;二苯基胍、三苯基胍等胍类;丁醛-苯胺反应物、六亚甲基四胺-乙醛反应物等醛-胺系反应物或醛-氨系反应物;2-巯基咪唑啉等咪唑啉类;硫代碳酰替苯胺、二乙基脲、二丁基硫脲、三甲基硫脲、二邻甲苯基硫脲等硫脲类;二苯并噻唑基二硫醚;四甲基秋兰姆单硫醚、四甲基秋兰姆二硫醚、五亚甲基秋兰姆四硫醚等秋兰姆单硫醚类或秋兰姆多硫醚类;二甲基二硫代氨基甲酸锌、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸钠、二甲基二硫代氨基甲酸硒、二乙基二硫代氨基甲酸碲等硫代氨基甲酸盐类;二丁基黄原酸锌等黄原酸盐类;锌白等。交联促进剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
此外,本发明的嵌段共聚物的用途没有特别限定,在不损害本发明效果的范围内,可以与结晶成核剂等添加剂;氢化香豆酮・茚树脂、氢化松香系树脂、氢化萜树脂、脂环族系氢化石油树脂等氢化系树脂;由烯烃和二烯烃聚合物形成的脂肪族系树脂等赋粘树脂;氢化聚异戊二烯、氢化聚丁二烯、丁基橡胶、聚异丁烯、聚丁烯等其它聚合物混合使用。
进而,本发明的嵌段共聚物的用途没有特别限制,可以与各种添加剂混合使用。作为所述添加剂,可列举出例如滑石、粘土、云母、硅酸钙、玻璃、玻璃中空球、玻璃纤维、碳酸钙、碳酸镁、碱式碳酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、硼酸锌、片钠铝石、聚磷酸铵、铝酸钙、水滑石、二氧化硅、硅藻土、氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化镁、氧化锡、氧化锑、钡铁氧体、锶铁氧体、炭黑、石墨、碳纤维、活性炭、碳中空球、钛酸钙、锆钛酸铅、碳化硅、云母等无机填料;木粉、淀粉等有机填料;有机颜料等。这些添加剂可以作为例如用于提高刚性的增强剂、用于增加容量而不使组合物的功能发生变化的填充剂并添加至组合物中。
此外,本发明的嵌段共聚物也可以根据需要与润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、发泡剂、拒水剂、防水剂、导电性赋予剂、导热性赋予剂、电磁波屏蔽性赋予剂、荧光剂、防菌剂等其它添加剂混合使用。
本发明还提供包含嵌段共聚物的树脂组合物。典型而言,可以制成如下的树脂组合物,其以嵌段共聚物作为(L)成分,且作为(M)成分而含有聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚氧亚甲基系树脂、ABS树脂、聚苯硫醚、聚苯醚、聚氨基甲酸酯系热塑性弹性体、聚碳酸酯、橡胶材料和弹性体材料中的任1种以上。
此时,前述(L)成分与前述(M)成分的含有比例〔(L)/(M)〕以质量比计优选为1/99~99/1、更优选为3/97~97/3、进一步优选为5/95~95/5。从力学物性的观点出发,进一步优选为5/95~50/50、特别优选为5/95~20/80。
作为前述聚烯烃系树脂,具体而言,可以与乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、聚烯烃系树脂、烯烃系聚合物、聚乙烯系树脂、动态交联型热塑性弹性体(TPV)等其它聚合物混合使用。
此处,作为构成前述聚烯烃系树脂的烯烃,可列举出例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、环己烯等。构成聚烯烃系树脂的烯烃可以是单独1种,也可以是2种以上。特别是,作为一种聚烯烃系树脂的聚丙烯系树脂,可列举出例如均聚丙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-丁烯无规共聚物、丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物、丙烯-戊烯无规共聚物、丙烯-己烯无规共聚物、丙烯-辛烯无规共聚物、丙烯-乙烯-戊烯无规共聚物、丙烯-乙烯-己烯无规共聚物等。此外,还可以使用在这些聚丙烯系树脂中接枝共聚丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不饱和单羧酸;马来酸、柠康酸、衣康酸等不饱和二羧酸;这些不饱和单羧酸或不饱和二羧酸的酯、酰胺或酰亚胺;马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐等不饱和二羧酸酐等改性剂而成的改性聚丙烯系树脂。
作为烯烃系聚合物,是选自乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和聚乙烯系树脂中的至少1种烯烃系聚合物。
能够作为乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶的原料而使用的二烯可列举出1,4-己二烯、1,6-辛二烯、2-甲基-1,5-己二烯、6-甲基-1,6-庚二烯、7-甲基-1,6-辛二烯等链状非共轭二烯;环己二烯、二氯戊二烯、甲基四氢茚、5-乙烯基降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚甲基-2-降冰片烯、5-亚异丙基-2-降冰片烯、6-氯甲基-5-异丙烯基-2-降冰片烯等环状非共轭二烯;2,3-二亚异丙基-5-降冰片烯、2-亚乙基-3-亚异丙基-5-降冰片烯、2-丙烯基-2,2-降冰片二烯、1,3,7-辛三烯、1,4,9-癸三烯等三烯等。
作为聚乙烯系树脂,可列举出例如高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯等乙烯均聚物;乙烯/丁烯-1共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/庚烯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、乙烯/4-甲基戊烯-1共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等乙烯系共聚物。
作为聚酰胺,可列举出例如聚酰胺6、聚酰胺6・6、聚酰胺6・10、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6・12、聚对苯二甲酰六亚甲基二胺、聚邻苯二甲酰六亚甲基二胺、含有二甲苯基的聚酰胺等。作为聚酯系树脂,可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。作为丙烯酸系树脂,可列举出聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。作为聚氧亚甲基系树脂,可列举出聚氧亚甲基均聚物、聚氧亚甲基共聚物等。作为苯乙烯系树脂,可列举出例如苯乙烯均聚物、α-甲基苯乙烯均聚物、丙烯腈-苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂等。作为橡胶材料,可列举出异丁烯-异戊二烯共聚橡胶;乙烯-丙烯共聚物橡胶(EPM);苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯共聚物橡胶或其氢化物或其改性物;天然橡胶;合成异戊二烯橡胶、液状聚异戊二烯橡胶及其氢化物或改性物;氯丁二烯橡胶;丙烯酸类橡胶;丁基橡胶;丙烯腈-丁二烯橡胶;表氯醇橡胶;硅酮橡胶;氟橡胶;氯磺化聚乙烯;氨基甲酸酯橡胶等。作为弹性体材料,可列举出聚氨基甲酸酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、苯乙烯系弹性体、聚酯系弹性体等。
包含嵌段共聚物的树脂组合物可以含有上述增强剂、填充剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、发泡剂、拒水剂、防水剂、导电性赋予剂、导热性赋予剂、电磁波屏蔽性赋予剂、荧光剂、防菌剂等添加剂。
在密封橡胶、鞋底材料和地板材料等的情况下,也可以使用在含有本发明的嵌段共聚物的同时还含有其它材料而成的树脂组合物。可以含有用于密封橡胶、鞋底材料和地板材料的公知材料,没有特别限定。例如,可以是含有烯烃系聚合物、交联剂、交联助剂、交联促进剂、发泡剂、发泡助剂、加工助剂、各种树脂、各种添加剂等而成的树脂组合物。
包含嵌段共聚物的树脂组合物中的上述添加剂的含量没有特别限定,可根据该添加剂的种类、树脂组合物的用途等来适当调整。树脂组合物含有上述添加剂时,上述添加剂的含量相对于树脂组合物的总量100质量%可以为例如50质量%以下、45质量%以下、30质量%以下,此外,可以为0.01质量%以上、0.1质量%以上、1质量%以上。
该树脂组合物的制造方法没有特别限定,可以采用公知的方法。例如,可通过使用亨舍尔混合机、V型掺混机、带式掺混机、滚筒掺混机、锥形掺混机等混合机,将本发明的嵌段共聚物与其它材料进行混合来制造;或者,可通过在其混合后,利用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏合机等进行熔融混炼来制造。此外,在使其发泡的情况下,可通过例如将干混有发泡剂的树脂组合物在具备呈现期望形状的模腔的模具内进行注射发泡成形来获得。
X层是由含有除本发明的嵌段共聚物之外的成分的组合物形成的层时,该组合物中的本发明的嵌段共聚物的含量没有特别限定,从抗振性的观点出发,优选为50质量%以上、更优选为60质量%以上、进一步优选为80质量%以上、特别优选为90质量%以上、最优选为95质量%以上。
X层的厚度没有特别限定,优选为10~800μm、更优选为30~500μm、进一步优选为50~500μm、特别优选为70~350μm。特别是,X层可以为50~150μm,也可以为200~350μm。
〔Y层〕
本发明的层叠体中,虽然没有特别限定,但前述Y层优选为玻璃层。玻璃层的厚度(存在多个玻璃层时,是1层的厚度)优选为0.5~5mm、更优选为0.5~3.0mm、进一步优选为1.0~2.5mm、特别优选为1.2~1.8mm。从轻量化的观点出发,若使玻璃层的厚度为5mm以下,则成为比以往更薄的设定,因此,原本隔音性容易降低,但如果是使用了本发明的氢化嵌段共聚物的层叠体,则表现出充分的隔音性。如果玻璃层的厚度为0.5mm以上,则能够获得充分的隔音性。
玻璃层所使用的玻璃没有特别限定,可列举出例如浮法玻璃、抛光玻璃、模板玻璃、网状平板玻璃、吸热平板玻璃等无机玻璃;公知的有机玻璃等。玻璃可以是无色、有色、透明、半透明、非透明中的任一者。
本发明的层叠体中,前述Y层可以是含有与本发明的嵌段共聚物不同的热塑性树脂(i)而成的层(粘接辅助层或表面层),该热塑性树脂(i)的通过按照JIS K7244-10(2005年)在频率1Hz的条件下进行复剪切粘度试验而测得的温度25℃下的剪切储能模量(G’)优选为10MPa以上、更优选为15MPa以上、进一步优选为20MPa以上、特别优选为20~70MPa、最优选为35~55MPa。此时,可以增强X层的耐候性和强度或者调整与前述玻璃层的粘接性。
前述Y层是含有前述热塑性树脂(i)而成的层(粘接辅助层或表面层)时,从隔音性的观点出发,前述X层优选为该粘接辅助层的厚度的10%以上、更优选为20%以上、进一步优选为60%以上,上限值没有特别限定,优选为200%以下、更优选为160%以下、进一步优选为130%以下。
含有热塑性树脂(i)而成的层(粘接辅助层或表面层)可以在表面具有凹凸形状。
作为热塑性树脂(i),可列举出例如聚乙烯醇缩醛树脂、离聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氨基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂等。其中,从粘接性和透明性的观点出发,优选为聚乙烯醇缩醛树脂、离聚物。
(聚乙烯醇缩醛树脂)
聚乙烯醇缩醛树脂是具有下述式所示重复单元的树脂。
[化1]
上述式中,n表示用于缩醛化反应的醛的种类的数量。R1、R2、・・・、Rn表示用于缩醛化反应的醛的烷基残基或氢原子,k(1)、k(2)、・・・、k(n)分别表示用[ ]表示的结构单元的比例(摩尔比)。此外,l表示乙烯醇单元的比例(摩尔比),m表示乙酸乙烯酯单元的比例(摩尔比)。
其中,k(1)+k(2)+・・・+k(n)+l+m=1,k(1)、k(2)、・・・、k(n)、l和m中的任一者可以为零。
各重复单元不受上述排列顺序的特别限定,可以无规排列,也可以排列成嵌段状,还可以排列成递变状。
聚乙烯醇缩醛树脂的制造方法没有特别限定,可采用公知方法、例如国际公开第2012/026501号中记载的方法。
作为聚乙烯醇缩醛树脂,可以使用国际公开第2012/026501号中记载的聚乙烯醇缩醛树脂,其中,优选为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。
(离聚物)
作为离聚物,没有特别限定,可列举出具有源自乙烯的结构单元和源自α,β-不饱和羧酸的结构单元,且α,β-不饱和羧酸的至少一部分被金属离子中和的树脂。作为金属离子,可列举出例如钠离子。在成为基础聚合物的乙烯-α,β-不饱和羧酸共聚物中,α,β-不饱和羧酸的结构单元的含有比例没有特别限定,优选为2质量%以上、更优选为5质量%以上。此外,α,β-不饱和羧酸的结构单元的含有比例没有特别限定,优选为30质量%以下、更优选为20质量%以下。
作为构成离聚物的α,β-不饱和羧酸,可列举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸酐等。其中,优选为丙烯酸、甲基丙烯酸。
本发明中,从获取容易性的观点出发,优选为乙烯-丙烯酸共聚物的离聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物的离聚物,更优选为乙烯-丙烯酸共聚物的钠离聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物的钠离聚物。
Y层是含有前述热塑性树脂(i)而成的层时,可以是仅含有前述热塑性树脂(i)而成的层,也可以是由含有除前述热塑性树脂(i)之外的成分的组合物形成的层。
作为除热塑性树脂(i)之外的成分,可列举出例如粘接力调节剂、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗粘连剂、颜料、染料、隔热材料等,并不特别限定于它们。它们可单独使用1种或组合使用2种以上。
作为粘接力调节剂,可以使用国际公开第03/033583号中公开的调节剂。可列举出例如碱金属盐、碱土金属盐等,更具体而言,可列举出钾、钠、镁等盐。作为上述盐,可列举出例如辛酸、己酸、丁酸、乙酸、甲酸等羧酸等有机酸;盐酸、硝酸等无机酸的盐等。
作为增塑剂,没有特别限定,可以使用例如一元羧酸酯系、多元羧酸酯系等羧酸酯系增塑剂;磷酸酯系增塑剂;有机亚磷酸酯系增塑剂;羧酸聚酯系、碳酸聚酯系、以及聚亚烷基二醇系等高分子增塑剂;蓖麻油等羟基羧酸与多元醇的酯化合物;羟基羧酸与一元醇的酯化合物等羟基羧酸酯系增塑剂。
针对抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗粘连剂、颜料、染料和隔热材料,与前述X层中的它们的说明同样地进行说明。
Y层是由含有前述热塑性树脂(i)的组合物形成的层时,该组合物中的前述热塑性树脂(i)的含量没有特别限定,从粘接性等的观点出发,优选为50质量%以上、更优选为60质量%以上、进一步优选为80质量%以上、特别优选为90质量%以上、最优选为95质量%以上。
本发明的层叠体的制造方法没有特别限定,可列举出例如使用真空层压机的方法、使用真空袋的方法、使用真空环的方法、使用轧辊的方法等。
轧辊时的条件没有特别限定,可以使用挤出机,在180~230℃左右进行共挤出,将由此得到的成形物利用金属镜面辊等两个辊夹住并以规定的牵引速度进行牵引。此外,使用真空层压机时,热板温度优选为140~190℃,真空牵引时间优选为6~20分钟、加压压力优选为35~65MPa、加压时间优选为10~30分钟。
使用真空层压机装置时,可以在例如1×10-6~3×10-2MPa的减压下以100~200℃、特别以130~170℃进行层压。使用真空袋或真空环的方法如例如欧州专利第1235683号说明书中记载的那样,可以在例如约2×10-2MPa的压力下以130~145℃进行层压。
使用轧辊时,可列举出例如以离聚物和聚乙烯醇缩醛树脂等粘接辅助层的材料的流动开始温度以下的温度进行第一次临时压接后,进一步以接近流动开始温度的条件来进行临时压接的方法。
此外,基于高压釜的主压接还因模块的厚度和构成而异,优选例如在约1~15MPa的压力下以130~155℃实施约0.5~2小时。
实施例
以下,通过实施例更详细地说明本发明,但本发明完全不限定于这些实施例。
以下,示出各例中使用的嵌段共聚物的制造方法。
[实施例1~3、37~38和比较例1~4]
(嵌段共聚物的制造)
按照以下的步骤来制造嵌段共聚物TPE-1~TPE-9。
向经氮气置换并干燥的耐压容器中投入用分子筛A4进行了干燥的环己烷(溶剂)50kg、作为阴离子聚合引发剂的浓度10质量%的仲丁基锂的环己烷溶液0.25kg(仲丁基锂的实质添加量:40g)。
将耐压容器内升温至50℃后,添加苯乙烯(1)3.21kg并使其聚合30分钟后,降温至40℃,添加2,2-二(2-四氢呋喃基)丙烷[DTHFP]0.171kg后,耗费5小时添加异戊二烯8.24kg和丁二烯6.74kg,使其聚合1小时。其后,升温至50℃,添加苯乙烯(2)3.21kg并使其聚合30分钟,投入甲醇来停止反应,得到包含聚苯乙烯-聚异戊二烯・聚丁二烯-聚苯乙烯的三嵌段共聚物的反应液。
将该反应液升温至50℃后,加压至氢气压力为1MPa,随后在氢气气氛下添加由辛酸镍和三甲基铝形成的齐格勒系催化剂(氢化催化剂),利用反应热而升温至80℃,使其反应至氢的吸收消失为止。使该反应液放冷和释压后,通过水洗来去除上述齐格勒系催化剂,使其真空干燥,由此得到实施例1的聚苯乙烯-聚异戊二烯・聚丁二烯-聚苯乙烯的三嵌段共聚物的氢化物(TPE-1)。
此外,针对实施例2、3和比较例1~4的各氢化嵌段共聚物(TPE-2~TPE-7),也使原料及其用量如表1所示,除此之外,与实施例1同样操作来获得。
[表1]
只要没有特别记载,则用量的单位为kg。
*1:聚合物嵌段(B)的成分以混合物的形式使用。
*2:2,2-二(2-四氢呋喃基)丙烷。
(嵌段共聚物的评价)
针对实施例1~3、37~38和比较例1~4中得到的氢化嵌段共聚物,按照以下的测定方法进行各物性评价。将其结果示于表2。
<氢化嵌段共聚物的物性>
(i)聚合物嵌段(A)的含量
将氢化嵌段共聚物溶解于CDCl3,进行1H-NMR测定[装置:“ADVANCE 400 Nano bay”(Bruker公司制)、测定温度:30℃],由源自苯乙烯的峰强度算出聚合物嵌段(A)的含量。
(ii)聚合物嵌段(B)的乙烯基键量
将氢化前的嵌段共聚物溶解于CDCl3,进行1H-NMR测定[装置:“ADVANCE 400 Nanobay”(Bruker公司制)、测定温度:30℃]。根据与异戊二烯结构单元中的3,4-键合单元和1,2-键合单元以及丁二烯结构单元中的1,2-键合单元对应的峰面积相对于源自异戊二烯和/或丁二烯的结构单元的总峰面积之比,算出乙烯基键量(3,4-键合单元与1,2-键合单元的总含量)。
(iii)聚合物嵌段(B)的氢化率
将氢化嵌段共聚物溶解于CDCl3,进行1H-NMR测定[装置:“ADVANCE 400 Nano bay”(Bruker公司制)、测定温度:30℃],由源自异戊二烯或丁二烯的残留烯烃的峰面积与源自乙烯、丙烯、丁烯、2-甲基丁烯和3-甲基丁烯的峰面积之比算出氢化率。
(iv)重均分子量(Mw)
通过下述条件的凝胶渗透色谱(GPC)测定,求出氢化嵌段共聚物的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)。
(GPC测定装置和测定条件)
・装置 :GPC装置“HLC-8020”(东曹株式会社制)
・分离柱 :将两根东曹株式会社制的“TSKgel G4000HX”串联连接。
・洗脱液 :四氢呋喃
・洗脱液流量 :0.7mL/min
・样品浓度 :5mg/10mL
・柱温度 :40℃
・检测器 :差示折射率(RI)检测器
・标准曲线 :使用标准聚苯乙烯来制作。
(v)tanδ(损耗角正切)、损耗弹性模量G’’
通过利用加压成形装置“NF-50T”(株式会社神藤金属工业所制),在温度230℃、压力10MPa下将所得嵌段共聚物加压3分钟,从而制作厚度1.0mm的片材,将该片材切成直径8mm的圆板形状而作为试验片。
作为测定装置,基于JIS K7244-10(2005年),使用畸变控制型动态粘弹性装置“ARES-G2”(TAインスツルメント公司制),利用直径8mm的两块平板夹持前述试验片,在应变量0.1%、频率1Hz下施加振动,以3℃/分钟从-70℃升温至100℃来进行试验。
通过上述试验,制作tanδ和损耗弹性模量G’’的温度特性曲线。将表示实施例1~3和比较例1~4中得到的嵌段共聚物的tanδ的温度特性的图示于图2。此外,将实施例1~3和比较例1~4的损耗弹性模量G’’的温度特性示于图3。需要说明的是,在图2、3中,虚线为实施例的特性,实线为比较例的特性。
<运动参数M的测定>
首先,通过脉冲NMR法,测定嵌段共聚物的缓和时间。具体而言,利用以下的步骤来测定。
・脉冲NMR装置:Bruker Biospin公司制的Minispec MQ20
・测定手法:Solid Echo法
・测定条件:通过利用加压成形装置“NF-50T”(株式会社神藤金属工业所制),在温度230℃、压力10MPa下将所得嵌段共聚物加压3分钟,从而制作厚度1.0mm的片材,将该片材切成长度10mm×宽度10mm而投入至试管中,作为样品。将该样品在60℃保持15分钟后,在脉冲宽度为7.2μsec、脉冲间隔为10μsec、累积次数为60次、自旋回声重复时间为1.0sec、空针为4次、测定温度为60℃的条件下进行测定,制作嵌段共聚物的自旋-自旋缓和中的缓和曲线(缓和强度y相对于缓和时间x)。
接着,对于通过上述脉冲NMR法而得到的缓和曲线,使用下述式[I]并利用最小二乘法进行拟合,决定系数A1~A3和各成分的自旋-自旋缓和时间τ1~τ3。此处,τ1<τ2。使用这些数值并基于下述式[II],算出表示嵌段共聚物的嵌段(B)的运动性的值、即运动性参数M。
y=A1*exp(-0.5*(x/τ1)2)+A2*exp(-0.5*(x/τ2)2)+A3*exp(-x/τ3) [I]
M=(τ2*A2+τ3*A3)/(A2+A3) [II]。
<非限制型时的损耗系数的测定>
利用加压成形装置“NF-50T”(株式会社神藤金属工业所制),在温度230℃、压力10MPa下将实施例1~3和比较例1~4中得到的嵌段共聚物加压3分钟,制作厚度1mm的片材。将该片材冲切成宽度10mm×长度250mm×厚度1mm,并使用氰基丙烯酸酯系粘接剂粘接于宽度10mm×长度250mm×厚度0.8mm的钢板(材质:SECC),制作非限制型的层叠体,作为测定用样品。
接着,将样品设置于损耗系数测量系统(ブリュエルケアー公司制、施振器为4809型;阻抗头为8001型;电荷转换器为2647A型)中。具体而言,将样品中央部的钢板侧固定在上述装置的施振器的阻抗头中内置的施振力检测器的前端部。并且,通过在频率0~8,000Hz的范围内对样品的中央部施加振动,从而利用中央施振法来进行测定用样品的抗振试验,检测上述中央部的施振力和表示加速度波形的加速度信号。针对各样品,在温度20℃和40℃下进行测定。
基于所得施振力和将加速度信号进行积分而得到的速度信号,求出施振点(施加了振动的层叠体的中央部)的机械阻抗。并且,制作将横轴设为频率且将纵轴设为上述机械阻抗而得到的阻抗曲线,根据从低频侧起数出的第二个峰(2nd mode)的半值全宽,求出作为测定用样品的层叠体在各个温度下作为非限制型抗振材料的损耗系数(以下也称为“非限制型时的损耗系数”)。图4是针对上述各实施例和比较例而示出非限制型时的损耗系数与损耗弹性模量G’’的相关关系的图。图4的(A)表示20℃下的非限制型时的损耗系数与10℃下的损耗弹性模量G’’的相关关系,图4的(B)表示40℃下的非限制型时的损耗系数与30℃下的损耗弹性模量G’’的相关关系。需要说明的是,在图4中,直线是基于最小二乘法的近似直线,R为相关系数。
[表2]
<表2中的简写的说明>
St:苯乙烯
Bd:丁二烯
Ip:异戊二烯。
[实施例4、5、比较例5~7]
将嵌段共聚物TPE-2~TPE-6分别以下述表3所示的质量比与聚丙烯(PP)进行配合,使用双螺杆挤出机以200℃进行熔融混炼,由此得到聚丙烯组合物。作为聚丙烯,使用了“プライムポリプロF327”(熔体流动速率(MFR)[230℃、载荷2.16kg(21N)]=7g/10分钟、プライムポリマー公司制)。
将所得聚丙烯组合物的粒料利用注射成型机(“EC75SX”、东芝机械株式会社制)进行注射成型,制作纵200mm×横40mm×厚2mm的片材。将该片材冲切成宽度10mm×长度200mm×厚度2mm来作为样品。
接着,将上述样品设置于损耗系数测量系统(ブリュエルケアー公司制、复弹性系数测量装置ME3930;电磁施振器MM0002;阻抗箱MH9123-D)。具体而言,将样品的一个末端固定在上述复弹性系数测量装置的上部。并且,在频率0~8,000Hz的范围对样品的另一末端施加振动,由此利用单悬臂法来进行测定用样品的抗振试验,检测上述末端的施振力和表示加速度波形的加速度信号。针对各样品,在温度40℃下进行测定。
基于所得施振力和将加速度信号进行积分而得到的速度信号,求出施振点(施加有振动的层叠体的中央部)的机械阻抗。并且,制作将横轴设为频率且将纵轴设为上述机械阻抗而得到的阻抗曲线,根据从低频侧起数出的第二个峰(2nd mode)的半值全宽,求出作为测定用样品的树脂组合物在40℃下的损耗系数。
[表3]
由表2的结果可以明确:实施例1~3的嵌段共聚物中,tanδ的峰处于0℃~+50℃的范围,tanδ达到1.0以上的一系列温度区域的最大幅度小于16℃,运动性参数M处于0.01~0.25秒的范围,作为非限制型的抗振材料而显示优异的抗振性。此外,实施例的嵌段共聚物在10℃、1Hz下的损耗弹性模量G’’以及在30℃、1Hz下的损耗弹性模量G’’均为7.0×106Pa以上,在广泛覆盖实际使用范围的温度区域内,显示出作为非限制型的抗振材料而具备优异的抗振性。此外,由表3的结果可以明确:添加有实施例2和3的嵌段共聚物的PP(实施例4、5)在40℃下的损耗系数与添加有比较例1~3的嵌段共聚物的PP(比较例5~7)相比更高。换言之可知:与后者相比,前者在较高温度下显示出高抗振性。
另一方面,比较例1~4的嵌段共聚物虽然tanδ达到1.0以上的一系列温度区域的最大幅度小于16℃,但tanδ的峰不在0℃~+50℃的范围内,此外,运动性参数M也偏离了0.01~0.25秒的范围,20℃和40℃下的损耗系数小,作为非限制型抗振材料的抗振性比实施例1~3差。此外,比较例1~4的嵌段共聚物在10℃、1Hz下的损耗弹性模量G’’和30℃、1Hz下的损耗弹性模量G’’均小于7.0×106Pa,表示广泛覆盖实际使用范围的温度区域内的作为非限制型抗振材料的抗振性比实施例差。特别是可知:比较例2的成为tanδ≥1的温度区域较宽,可期待在限制型时显示出一定的性能,但非限制型时的损耗系数小,实际上难以用作非限制型。
[实施例6、7、比较例8]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表4所示的质量比与聚丙烯-2(PP-2)进行配合,使用双螺杆挤出机以200℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为PP-2,使用了”Hypro-G PP-HP12”(均聚聚丙烯、MFR[230℃、载荷为2.16kg(21N)]=12g/10分钟、Entec Polymers公司制)。
针对所得组合物,按照JIS K 7244-4(1999年)来进行tanδ的测定。具体而言,将所得组合物利用注射成型机(“EC75SX”、东芝机械株式会社制)进行注射成型,制作纵50mm×横30mm×厚1mm的片材。将该片材冲切成宽度5mm×长度30mm×厚度1mm来作为样品。
并且,使用日立ハイテクサイエンス公司制的动态粘弹性测定装置,在测定温度为-80℃~100℃、频率为10Hz的条件下,针对该样品,测定0、20、40℃下的拉伸模式时的tanδ强度。
此外,按照JIS K 7161(2014年),测定各样品的拉伸强度[MPa]、拉伸断裂伸长率[%]和拉伸弹性模量[MPa]。具体而言,将所得聚丙烯组合物进行注射成型而制作JIS多目的试验片A1,使用インストロン公司制的万能材料试验机5566型,测定拉伸强度[MPa]、拉伸断裂伸长率[%]和拉伸弹性模量[MPa]。
进而,使用实施例6、7和比较例8中得到的树脂组合物,制作尺寸为30mm×25mm×厚度5mm的硬度测定用试验片,按照JIS K 6253(2012年),使用DUROMETER硬度计A型GS-619R-G(テクロック株式会社制),进行DUROMETER硬度试验,测定邵氏A硬度。
进而,使用实施例6、7和比较例8中得到的树脂组合物,按照JIS K 7210(2014年),测定MFR。
将测定结果示于以下的表4。需要说明的是,在表4中,为了参考,作为参考例1,还记载了仅存在PP-2时的测定数据。参考例1的MFR的数值与用作PP-2的制品的标称值略有不同,但可认为其是基于测定误差。
[表4]
如表4所示那样,使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例6、7的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例8的组合物、不含嵌段共聚物的参考例1的组合物相比,拉伸断裂伸长率、拉伸弹性模量、硬度高,此外,与比较例8的组合物相比,拉伸强度和MFR的值大。此外可知:实施例6、7的组合物在力学物性、熔融时的流动性优异的基础上,与比较例8、参考例1的组合物相比,在0℃~40℃的温度范围内,tanδ的值大,在从低温至较高温度为止的宽泛温度范围内显示出高抗振性。
[实施例8、9、比较例9]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7、赋粘树脂和氢化链烷烃系油以下述表5所示的质量比进行配合,使用双螺杆挤出机以200℃进行熔融混炼,由此得到氢化嵌段共聚物组合物(粘合粘接材料)。作为赋粘树脂,使用“アルコンP-125”(荒川化学工业株式会社制),作为氢化链烷烃系油,使用“ダイアナプロセスオイルPW-32”(40℃下的运动粘度:31mm2/s、出光兴产株式会社制)。
针对所得组合物,按照JIS K7244-10(2005年),进行tanδ的测定。具体而言,将所得树脂组合物利用注射成型机(“EC75SX”、东芝机械株式会社制)进行注射成型,制作纵50mm×横30mm×厚1mm的片材。将该片材切成直径8mm的圆板形状后作为样品,使用畸变控制型动态粘弹性装置“ARES-G2”(TAインスツルメント公司制),用直径8mm的平板夹持前述样品,在应变量0.1%、频率1Hz下施加振动,以3℃/分钟从-70℃升温至100℃,并利用剪切模式进行测定,由此测定0、20、40℃下的tanδ强度。
此外,将长度75mm×宽度25mm×厚度1mm的不锈钢(SUS)板与通过上述而制作的组合物的片材与厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯片材(PET)依次重叠,并配置在外部尺寸为200mm×200mm、内部尺寸为150mm×150mm、厚度为2mm的金属制间隔物的中央部。将该重叠片材与金属制间隔物用聚四氟乙烯制片材夹持,进而从外侧用金属板夹持,使用压缩成型机,在温度为160℃的条件下以20kgf/cm2的载荷进行3分钟的压缩成型,由此得到包含PET/嵌段共聚物组合物/SUS板的层叠体。
针对上述制作的层叠体,使用インストロン公司制的“インンストロン5566”,按照JIS K6854-2,在接触角度为180°、拉伸速度为100mm/min的条件下进行40℃下的剥离粘接强度试验,测定粘接强度(剥离强度)。
将测定结果示于以下的表5。
[表5]
由表5可以明确:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例8、9的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例9的组合物相比,在0~40℃显示出高tanδ,40℃下的剥离强度优异。实施例8、9的组合物可适合地用作在宽泛的温度范围内具备抗振性的粘合粘接剂。
[实施例10、11、比较例10]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7和氢化链烷烃系油以下述表6所示的质量比进行配合,使用双螺杆挤出机以200℃进行熔融混炼,由此得到氢化嵌段共聚物组合物。作为氢化链烷烃系油,使用“ダイアナプロセスオイルPW-32”(出光兴产株式会社制)。
针对所得组合物,利用与实施例8相同的步骤,在测定温度为-70℃~100℃、频率为1Hz的条件下进行0、20、40℃下的基于剪切模式的tanδ的测定。
将测定结果示于以下的表6。
[表6]
由表6明确可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例10、11的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例10的组合物相比,在0~40℃下显示出高tanδ,抗振性和冲击吸收性优异。因此,实施例10、11的组合物可适合地用于鞋底的缓冲材料等。
[实施例12、13、比较例11]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7、玻璃纤维、聚丙烯-3(PP-3)和聚丙烯-4(PP-4)以下述表7所示的质量比进行配合,使用双螺杆挤出机以200℃进行熔融混炼,由此得到含有玻璃纤维的树脂组合物。需要说明的是,玻璃纤维使用日本电气硝子株式会社制的“短切原丝T-480”,从双螺杆挤出机的中途进行侧进料。作为PP-3,使用嵌段聚丙烯“プライムポリプロJ705UG”(プライムポリマー株式会社制),作为PP-4,使用三井化学株式会社制的アドマーQE840。
将所得组合物利用注射成型机(“EC75SX”、东芝机械株式会社制)进行注射成型,制作纵200mm×横40mm×厚2mm的片材。将该片材冲切成宽度10mm×长度200mm×厚度2mm,使用以α-氰基丙烯酸酯作为主成分的粘接剂,在中央部粘接接触片,由此制成样品。
接着,将上述样品设置于损耗系数测量系统(ブリュエルケアー公司制、施振器为4809型;阻抗头为80001型)。将与上述样品的中央部粘接的接触片安装至内置于阻抗头的施振力检测器的前端部。在频率0~8,000Hz的范围对前述层叠体的中央部施加振动,检测该点的施振力和加速度波形,由此,利用中央施振法来进行抗振试验,检测上述中央部的施振力和表示加速度波形的加速度信号。针对各样品,在温度0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃下进行测定。
基于所得施振力和将加速度信号进行积分而得到的速度信号,求出施振点(施加有振动的样品的中央部)的机械阻抗。并且,制作将横轴设为频率且将纵轴设为上述机械阻抗而得到的阻抗曲线,根据从低频侧起数出的第二个峰(2nd mode)的半值全宽,求出各样品在各个温度下的损耗系数。需要说明的是,损耗系数的值越大,则表示抗振效果越高。
此外,针对实施例12、13和比较例11中得到的组合物,利用与实施例6相同的方法,测定拉伸强度[MPa]和拉伸断裂伸长率[%]。
进而,将各组合物利用注射成型机(“EC75SX”、东芝机械株式会社制)进行注射成型,制作JIS多目的试验片A1。使用其中央部(长度80mm×宽度10mm×厚度4mm),基于JIS K7171(ISO 178),使用万能试验机(インストロン公司制、5566型)进行弯曲强度试验,测定弯曲强度[MPa]和弯曲弹性模量[MPa]。
将结果示于表7。需要说明的是,在表7中,为了参考,作为参考例2,还示出不含氢化嵌段共聚物的情况(换言之,仅PP-3、PP-4和玻璃纤维的情况)的测定值。
[表7]
由表7可以明确:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例12、13的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例11的组合物、不含嵌段共聚物的参考例2的组合物相比,拉伸断裂伸长率大,此外,与比较例11的组合物相比,拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量的值大。并且可知:实施例12、13的组合物与比较例11、参考例2的组合物相比,在20℃~100℃的宽泛温度范围内的损耗系数的值大,在从常温起至高温为止的广泛温度范围内显示出高抗振性。尤其可知:实施例12的组合物与比较例11的组合物、参考例2的组合物相比,即使在0℃,其损耗系数的值也大,即使在低温下也显示出高抗振性。
[实施例14、15、比较例12]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表8所示的质量比与聚乙烯进行配合,使用双螺杆挤出机以200℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为聚乙烯,使用“Hypel PEHD 8”(高密度聚乙烯、MFR[190℃、载荷为2.16kg(21N)]6.6/10分钟、EntecPolymers公司制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例6相同的步骤,针对测定温度为-80℃~100℃、频率为10Hz的条件下的0、20、40℃下的基于拉伸模式的tanδ强度、拉伸强度[MPa]、拉伸断裂伸长率[%]和邵氏A硬度进行测定。此外,针对MFR,除了将温度变更为190℃之外,利用与实施例6相同的步骤进行测定。
将测定结果示于以下的表8。需要说明的是,在表8中,为了参考,作为参考例3,还记载了仅存在聚乙烯时的测定数据。
[表8]
由表8可以明确:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例14、15的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例12的组合物、不含嵌段共聚物的参考例3的组合物相比,拉伸强度、拉伸断裂伸长率、硬度的值大,此外,与比较例12的组合物相比,MFR的值大。并且可知:实施例14、15的组合物在0℃~40℃的温度范围内,与比较例12、参考例3的组合物相比,tanδ的值大,在从低温起至较高温度为止的宽泛温度区域内显示出高抗振性。
[实施例16~18、比较例13]
将嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、填充剂1、填充剂2和增塑剂分别以下述表9所示的质量比进行配合,使用捏合机,以120℃的温度进行熔融混合而得到母料。
在所得母料中,以下述表9所示的质量比添加交联剂和发泡剂,以110℃的辊温度进行辊混炼而得到树脂组合物。使用厚度10mm的模具,以164℃对所得组合物进行15分钟的加压处理,得到发泡成形体。
作为EPDM,使用了住友化学株式会社制的“エスプレン501A”。
作为EVA,使用了东曹株式会社制的“ウルトラセン640”。
作为交联剂,使用了过氧化物系交联剂(制品名为“パーカドックス14/40”、化药アクゾ株式会社制)(包含双(叔丁基二氧化异丙基)苯(40质量%)、碳酸钙(55.3质量%)、非晶二氧化硅稀释品(4.7质量%)的混合物)。
作为发泡剂,使用了偶氮二甲酰胺系复合发泡剂(制品名为“セルマイクCAP-500”、三协化成株式会社制)(分解温度:155℃、气体量:160mL/g)。
作为填充剂1,使用了碳酸钙。
作为填充剂2,使用了炭黑。
作为增塑剂,使用了出光兴产株式会社制的“ダイアナプロセスオイルPW-380”。
针对所得组合物,利用与上述实施例6相同的步骤,针对测定温度为-80℃~100℃、频率为10Hz的条件下的0、20、40℃下的基于拉伸模式的tanδ强度进行测定。
将测定结果示于以下的表9。需要说明的是,在表9中,为了参考,作为参考例4,还记载了仅使用EPDM、交联剂、发泡剂、填充剂1、填充剂2和增塑剂时的测定数据。
[表9]
由表9明确可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例16~18的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例13的组合物、不含嵌段共聚物的参考例4的组合物相比,在0℃~40℃的温度范围内的tanδ的值大,在从低温起至较高温度为止的宽泛温度范围内显示出高抗振性。
[实施例19、20、比较例14]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表10所示的质量比与烯烃系的交联型热塑性弹性体(TPV)进行配合,使用双螺杆挤出机以230℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为TPV,使用“サントプレン201-55”(MFR[230℃、载荷为2.16kg(21N)]3.1g/10分钟、エクソンモービル公司制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例6相同的步骤,针对测定温度为-80℃~100℃、频率为10Hz的条件下的0、20、40℃下的基于拉伸模式的tanδ强度、拉伸强度[MPa]和拉伸断裂伸长率[%]、邵氏A硬度和MFR进行测定。
将测定结果示于以下的表10。需要说明的是,在表10中,为了参考,作为参考例5,还记载了仅存在TPV时的测定数据。
[表10]
由表10可以明确:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例19、20的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例14的组合物、不含嵌段共聚物的参考例5的组合物相比,拉伸断裂伸长率和MFR的值大,此外,与比较例14的组合物相比,拉伸强度的值大。并且可知:实施例19、20的组合物与比较例14、参考例5的组合物相比,0℃~40℃的温度范围内的tanδ的值大,在从低温起至较高温度为止的宽泛温度区域内显示出高抗振性。
[实施例21、22、比较例15]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表11所示的质量比与ABS树脂进行配合,使用双螺杆挤出机以230℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为ABS树脂,使用“テクノABS 110N”(テクノUMG株式会社制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例12相同的步骤,针对测定温度为0℃、20℃、40℃的损耗系数进行测定。
将测定结果示于以下的表11。需要说明的是,在表11中,为了参考,作为参考例6,还记载了仅存在ABS树脂时的测定数据。
[表11]
由表11明确可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例21、22的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例15的组合物、不含嵌段共聚物的参考例6的组合物相比,在0℃~40℃的温度范围,损耗系数的值与比较例15、参考例6的组合物相比更大,在从低温起至较高温度为止的宽泛温度范围内显示出高抗振性。
[实施例23、24、比较例16]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表12所示的质量比与尼龙6进行配合,使用双螺杆挤出机以250℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为尼龙6,使用“UBE NYLON 1013B”(宇部兴产株式会社制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例12相同的步骤,针对测定温度为0℃、20℃、40℃的损耗系数进行测定。
将测定结果示于以下的表12。需要说明的是,在表12中,为了参考,作为参考例7,还记载了仅存在尼龙6时的测定数据。
[表12]
由表12明确可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例23、24的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例16的组合物、不含嵌段共聚物的参考例7的组合物相比,在0℃~40℃的温度范围内的损耗系数的值大,在从低温起至较高温度为止的宽泛温度范围内显示出高抗振性。
[实施例25、26、比较例17]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表13所示的质量比与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行配合,使用双螺杆挤出机以270℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为PBT,使用了“トレコン1401X31”(东丽株式会社制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例12相同的步骤,针对测定温度为0℃、20℃、40℃的损耗系数进行测定。
将测定结果示于以下的表13。需要说明的是,在表13中,为了参考,作为参考例8,还记载了仅存在PBT时的测定数据。
[表13]
由表13所示可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例25、26的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例17的组合物、不含嵌段共聚物的参考例8的组合物相比,20℃~40℃的温度范围内的损耗系数的值大,在从常温起至较高温度为止的温度范围内显示出高抗振性。特别可知:实施例25的组合物与比较例17的组合物、参考例8的组合物相比,在0℃下其损耗系数的值也大,即使在低温下也显示出高抗振性。
[实施例27、28、比较例18]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表14所示的质量比与聚碳酸酯进行配合,使用双螺杆挤出机以280℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为聚碳酸酯,使用“ユーピロンS3000”(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例12相同的步骤,针对测定温度为0℃、20℃、40℃的损耗系数进行测定。
将测定结果示于以下的表14。需要说明的是,在表14中,为了参考,作为参考例,9,还记载了仅存在聚碳酸酯时的测定数据。
[表14]
由表14所示可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例27、28的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例18的组合物、不含嵌段共聚物的参考例9的组合物相比,0℃~40℃的温度范围内的损耗系数的值相同或更大,在从低温起至较高温度为止的宽泛温度范围内显示出高抗振性。
[实施例29、30、比较例19]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表15所示的质量比与聚缩醛(POM)进行配合,使用双螺杆挤出机以200℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为聚缩醛,使用了“ジュラコンM90-44”(ポリプラスチックス株式会社制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例12相同的步骤,针对测定温度为0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃的损耗系数进行测定。
将测定结果示于以下的表15。需要说明的是,在表15中,为了参考,作为参考例10,还记载了仅存在POM时的测定数据。
[表15]
由表15所示可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例29、30的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例19的组合物、不含嵌段共聚物的参考例10的组合物相比,在0℃~100℃的温度范围内,损耗系数的值为同等或更大,在从低温起至高温为止的宽泛温度范围内显示出高抗振性。
[实施例31、32、比较例20]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表16所示的质量比与聚苯醚(PPE)和聚苯乙烯进行配合,使用双螺杆挤出机以250℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为PPE,使用了“NORYL640”(SABIC公司制)。作为聚苯乙烯,使用了“トーヨースチロールG210C”(东洋スチレン株式会社制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例12相同的步骤,针对测定温度为0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃的损耗系数进行测定。
将测定结果示于以下的表16。需要说明的是,在表16中,为了参考,作为参考例11,还记载了仅存在PPE和聚苯乙烯时的测定数据。
[表16]
由表16明确可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例31、32的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例20的组合物、不含嵌段共聚物的参考例11的组合物相比,20℃~100℃的温度范围内的损耗系数的值大,在从常温起至高温为止的宽泛温度范围内显示出高抗振性。特别可知:实施例31的组合物与比较例20的组合物、参考例11的组合物相比,在0℃下其损耗系数的值也大,即使在低温下也显示出高抗振性。
[实施例33、34、比较例21]
将上述嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表17所示的质量比与尼龙6、PPE和马来酸酐进行配合,使用双螺杆挤出机以270℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为尼龙6,使用“UBE NYLON 1013B”(宇部兴产株式会社制)。作为PPE,使用“NORYL640”(SABIC公司制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例12相同的步骤,针对测定温度为0℃、20℃、40℃的损耗系数进行测定。
将测定结果示于以下的表17。需要说明的是,在表17中,为了参考,作为参考例12,还记载了仅使用尼龙6、PPE和马来酸酐而制作的组合物的测定数据。
[表17]
由表17明确可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例33、34的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例21的组合物、不含嵌段共聚物的参考例12的组合物相比,20℃~40℃的温度范围内的损耗系数的值大,在从常温起至较高温度为止的温度范围内显示出高抗振性。特别可知:实施例33的组合物与比较例21的组合物、参考例12的组合物相比,在0℃下其损耗系数的值也大,即使在低温下也显示出高抗振性。
[实施例35、36、比较例22]
将嵌段共聚物TPE-1、TPE-2、TPE-7分别以下述表18所示的质量比与聚苯硫醚(PPS)进行配合,使用双螺杆挤出机以300℃进行熔融混炼,由此得到树脂组合物。作为PPS,使用“トレリナA900”(东丽株式会社制)。
针对所得组合物,利用与上述实施例12相同的步骤,针对测定温度为0℃、20℃、40℃、60℃的损耗系数进行测定。
将测定结果示于以下的表18。需要说明的是,在表18中,为了参考,作为参考例13,还记载了仅存在PPS时的测定数据。
[表18]
由表18所示可知:使用实施例1、2的嵌段共聚物而制作的实施例35、36的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物而制作的比较例22的组合物、不含嵌段共聚物的参考例13的组合物相比,在0℃~60℃的温度范围内的损耗系数的值大,在从低温起至高温为止的宽泛温度范围内显示出高抗振性。
[实施例39~43、比较例23]
将嵌段共聚物TPE-7、TPE-8、TPE-9分别与氢化链烷烃系油和聚烯烃树脂以下述表19所示的质量比进行配合,使用双螺杆挤出机以200℃进行熔融混炼,由此得到氢化嵌段共聚物组合物。作为氢化链烷烃系油,使用“ダイアナプロセスオイルPW-32”(40℃下的运动粘度:31mm2/s、出光兴产株式会社制),作为聚烯烃树脂,使用“プライムポリプロF327”(熔体流动速率(MFR)[230℃、载荷为2.16kg(21N)]=7g/10分钟、プライムポリマー株式会社制)。
针对所得组合物,利用与实施例8相同的方法,测定0℃、20℃、40℃下的剪切模式的tanδ强度。进而,通过以下的方法测定70℃、100℃和120℃下的压缩永久形变。将所得组合物利用压缩成型机以200℃压缩成形3分钟,制作直径为13.0±0.5mm、厚度为6.3±0.3mm的圆柱状试验片后,使用该圆柱状试验片,按照JIS K 6262,在上述的各温度下,将25%压缩变形保持22小时后,测定压缩永久形变。该值越小则高温下的压缩永久形变越优异。将所得tanδ强度和压缩永久形变的测定结果示于以下的表19。
由表19可以明确:使用实施例37或38的嵌段共聚物(TPE-8和TPE-9)而制作的实施例39~43的组合物与使用比较例4的嵌段共聚物(TPE-7)而制作的比较例23的组合物相比,在0~40℃下显示出高tanδ。实施例39~43的组合物在70℃、100℃和120℃下的压缩永久形变值均为60%以下。此外,该压缩永久形变值优选在上述温度范围达到65%以下,更优选为60%以下、进一步优选为55%以下。由于压缩永久形变在优选范围内,因此可知:由实施例的组合物形成的成型体在高温下的压缩永久形变耐性优异。
[表19]
产业上的可利用性
本发明的嵌段共聚物和树脂组合物作为抗振材料、隔音材料、鞋底材料、地板材料、齿轮、齿轮箱、抗振涂料、粘接剂、汽车用直接分品连接粘接剂或粘合剂等是有用的。进而,作为汽车部件,可列举出例如恒温器壳体、散热器箱、散热器软管、出水口、水泵壳体、后接头等冷却部件;中冷器箱、中冷器盒、涡轮导管、EGR冷却器箱、谐振器、节气门体、进气歧管、尾管等进气排气系统部件;燃油输送管、汽油箱、快速接头、滤罐、泵组件、燃料配管、机油滤清器、锁紧螺母、密封材料等燃油系统部件;悬置支架、扭力杆、气缸盖罩等结构部件;轴承保持器、齿轮张紧器、前照灯致动器齿轮、HVAC齿轮、滑动门滚轮、离合器外围部件等驱动系统部件;空气制动管等制动系统部件;机舱内的线束连接器、电机部件、传感器、ABS线轴、组合开关、车载开关、电子控制单元(ECU)盒等车载电气部件;滑动门减震器、车边镜支架、车边镜托槽、后视镜支架、车顶纵梁、引擎悬置支架、空气滤清器的进气管、车门开度限位器、塑料链、徽标、夹子、断路器罩、杯架、安全气囊、翼子板、扰流板、散热器支架、散热器格栅、散热孔、进气口、引擎盖隆起、后门、燃油发送器组件、地垫、仪器面板、仪表板、仪表板绝缘子、密封橡胶、挡雨条、轮胎等内外装饰部件等。
此外,作为家电领域中的电视、蓝光播放器、HDD播放器等各种播放器类、投影仪、游戏机、数码相机、家庭录像机、天线、扬声器、电子词典、IC记录器、FAX、复印机、电话机、门电话、电饭锅、微波炉、烤箱、冰箱、洗碗机、餐具烘干机、IH烹调加热器、热板、吸尘器、洗衣机、充电器、缝纫机、熨斗、烘干机、电动自行车、空气净化器、净水器、电动牙刷、照明设备、空调、空调的室外机、除湿机、加湿器等各种电气制品中的粘接剂或粘合剂、密封材料、垫圈、O型环、皮带、隔音材料等也有用。
附图标记说明
11:限制板
12:基材
13:抗振材料
22:基材
23:抗振材料
100:作为限制型抗振材料的层叠体
200:作为非限制型抗振材料的层叠体。
Claims (15)
1.嵌段共聚物,其为具有聚合物嵌段(A)和聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物,所述聚合物嵌段(A)含有超过70摩尔%的源自芳香族乙烯基化合物的结构单元,所述聚合物嵌段(B)含有30摩尔%以上的源自共轭二烯化合物的结构单元,所述嵌段共聚物还满足下述条件,
条件(1):所述嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)的含量为1~70质量%;
条件(2):按照JIS K7244-10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为-70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的tanδ达到1.0以上的一系列温度区域的最大幅度小于16℃;
条件(3):所述条件(2)的tanδ的峰值位置处的温度为0℃~+50℃;
条件(4):对于使用脉冲NMR装置而测得的用松弛强度y相对于松弛时间x表示的松弛曲线进行下述式[I]的拟合,使用由此决定的系数A1~A3和各成分的自旋-自旋松弛时间τ1~τ3并利用下述式[II]求出的表示所述聚合物嵌段(B)的运动性的运动性参数M为0.01~0.25秒,
y=A1*exp(-0.5*(x/τ1)2)+A2*exp(-0.5*(x/τ2)2)+A3*exp(-x/τ3) [I]
M=(τ2*A2+τ3*A3)/(A2+A3) [II]。
2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物,其中,所述嵌段共聚物为氢化物,所述聚合物嵌段(B)的氢化率为60摩尔%以上。
3.根据权利要求1或2所述的嵌段共聚物,其中,所述源自共轭二烯化合物的结构单元中,1,2-键合单元的含量与3,4-键合单元的含量的合计为60摩尔%以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的嵌段共聚物,其中,所述共轭二烯化合物含有异戊二烯。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的嵌段共聚物,其中,所述聚合物嵌段(B)不含源自芳香族乙烯基化合物的结构单元。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的嵌段共聚物,其中,所述嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)的含量为15~65质量%。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的嵌段共聚物,其按照JIS K7244-10(2005年),在应变量为0.1%、频率为1Hz、测定温度为-70~100℃、升温速度为3℃/分钟的条件下测得的10℃或30℃的损耗弹性模量G’’为7.0×106Pa以上。
8.树脂组合物,其含有:(L)权利要求1~7中任一项所述的嵌段共聚物;以及(M)聚烯烃系树脂、苯乙烯系树脂、聚苯醚、异丁烯-异戊二烯共聚橡胶、聚氨基甲酸酯系热塑性弹性体、聚碳酸酯和聚酰胺中的任一种以上,
所述(L)成分与所述(M)成分的含有比例〔(L)/(M)〕以质量比计为1/99~99/1。
9.成形体,其是将权利要求1~7中任一项所述的嵌段共聚物或权利要求8所述的树脂组合物成形而成的。
10.抗振材料,其是含有权利要求1~7中任一项所述的嵌段共聚物或权利要求8所述的树脂组合物而成的。
11.隔音材料,其是含有权利要求1~7中任一项所述的嵌段共聚物或权利要求8所述的树脂组合物而成的。
12.鞋底材料,其是含有权利要求1~7中任一项所述的嵌段共聚物或权利要求8所述的树脂组合物而成的。
13.地板材料,其是含有权利要求1~7中任一项所述的嵌段共聚物或权利要求8所述的树脂组合物而成的。
14.粘接剂或粘合剂,其是含有权利要求1~7中任一项所述的嵌段共聚物或权利要求8所述的树脂组合物而成的。
15.层叠体,其具有:含有权利要求1~7中任一项所述的嵌段共聚物或权利要求8所述的树脂组合物而成的X层、以及在该X层的一面层叠的Y层。
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