DE112019001954T5

DE112019001954T5 - Harzzusammensetzung, Formprodukt und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE112019001954T5
Application number: DE112019001954.6T
Authority: DE
Inventors: Norio Ozawa; Tomoya Hosoda; Takashi Sato
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2021-01-21
Also published as: JPWO2019198771A1; JP7405074B2; CN111954697B; CN111954697A; WO2019198771A1; US20200369878A1; US11739211B2

Abstract

Es sollen ein Formprodukt, das eine hervorragende Schlagfestigkeit, Flexibilität und Biegefestigkeit aufweist, ohne dass die Eigenschaften (Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, usw.) eines Polyaryletherketons beeinträchtigt sind, und nur geringe Fehler bezüglich des Aussehens aufweist, und eine Harzzusammensetzung bereitgestellt werden, durch die ein solches Formprodukt erhalten werden kann. Diese Harzzusammensetzung umfasst ein Polyaryletherketon und ein fluoriertes Elastomer. Das Verhältnis (MFRA/MFRB) des Schmelzdurchflusses MFRAdes Polyaryletherketons bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N zu dem Schmelzdurchfluss MFRBdes fluorierten Elastomers bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N beträgt von 0,2 bis 5,0 und der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons an dem Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers beträgt von 60 bis 97 Vol.-%.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung, ein Formprodukt und dessen Verwendung.
STAND DER TECHNIK
Ein Polyaryletherketon (Polyetheretherketon, Polyetherketon, Polyetherketonketon, usw.) wird in verschiedenen Gebieten verbreitet als Material für Formprodukte, wie z.B. Gleitelemente, verwendet, da es bezüglich der Wärmebeständigkeit, der mechanischen Eigenschaften, usw., hervorragend ist.
Das Formprodukt aus Polyaryletherketon weist jedoch bei Raumtemperatur oder einer niedrigen Temperatur eine geringe Schlagfestigkeit auf. Ferner weist das Formprodukt aus Polyaryletherketon abhängig von der Anwendung eine unzureichende Flexibilität auf.
Als Harzzusammensetzung, mit der ein Formprodukt mit verbesserter Schlagfestigkeit erhalten werden kann, ohne die Eigenschaften von Polyaryletherketon zu beeinträchtigen, wurde Folgendes vorgeschlagen.
Eine Harzzusammensetzung, die ein Polyaryletherketon und ein fluoriertes Elastomer umfasst, wobei das fluorierte Elastomer in dem Polyaryletherketon dispergiert ist, das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers von 1 bis 300 µm beträgt, das Volumenverhältnis des Polyaryletherketons zu dem fluorierten Elastomer von 97:3 bis 55:45 beträgt und die Harzzusammensetzung einen Biegeelastizitätsmodul von 1000 bis 3700 MPa aufweist (Patentdokument 1).
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: WO 2017/188280
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In letzter Zeit wurde ein Polyaryletherketon nicht nur als Spritzgussprodukt verwendet, sondern auch als Extrusionsformprodukt, wie z.B. eine Folie, ein Schlauch, eine Faser, usw. Die Harzzusammensetzung, die im Patentdokument 1 beschrieben ist, weist ein unzureichendes Formvermögen beim Extrusionsformen auf. Daher treten die folgenden Probleme auf.

· Das Aussehen des extrudierten Produkts ist aufgrund einer Unebenheit, die auf der Oberfläche ausgebildet ist, nicht gut.
· In dem Fall einer dünnen Folie oder eines Schlauchs ist es wahrscheinlich, dass während des Formvorgangs ein Reißen und interne Fehler auftreten und die mechanischen Eigenschaften und die Biegefestigkeit des extrudiertes Produkts unzureichend werden.
· In dem Fall des Formens von feinen Fasern ist es wahrscheinlich, dass ein Faserbruch auftritt.

Die vorliegende Erfindung soll ein Formprodukt, das bezüglich der Schlagfestigkeit, der Flexibilität und der Biegefestigkeit hervorragend ist, ohne die Eigenschaften (Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, usw.) eines Polyaryletherketons zu beeinträchtigen, eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist und geringe Fehler bezüglich des Aussehens (Defekte) aufweist, und eine Harzzusammensetzung, mit der ein solches Formprodukt erhalten werden kann, bereitstellen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Die vorliegende Erfindung weist die folgenden Ausführungsformen auf.

<1> Harzzusammensetzung, die ein Polyaryletherketon und ein fluoriertes Elastomer umfasst, wobei das Verhältnis (MFR_A/MFR_B) des Schmelzdurchflusses MFR_A des Polyaryletherketons bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N zu dem Schmelzdurchfluss MFR_B des fluorierten Elastomers bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N von 0,2 bis 5,0 beträgt und der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons an dem Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers von 60 bis 97 Vol.-% beträgt.
<2> Harzzusammensetzung nach <1>, wobei das fluorierte Elastomer in dem Polyaryletherketon dispergiert ist und das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des dispergierten fluorierten Elastomers von 0,5 bis 5 µm beträgt.
<3> Harzzusammensetzung nach <1> oder <2>, wobei das fluorierte Elastomer ein fluoriertes elastisches Copolymer mit Einheiten auf der Basis von mindestens einer Art von Monomer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen, Vinylidenfluorid und Chlortrifluorethylen, ist.
<4> Harzzusammensetzung nach <3>, wobei das fluorierte Elastomer ein fluoriertes elastisches Copolymer ist, das ferner Einheiten auf der Basis eines Monomers, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylen, Propylen, einem Perfluor(alkylvinylether), Vinylfluorid, 1,2-Difluorethylen, 1,1,2-Trifluorethylen, 3,3,3-Trifluor-1-propylen, 1,3,3,3-Tetrafluorpropylen und 2,3,3,3-Tetrafluorpropylen, aufweist.
<5> Harzzusammensetzung nach einem von <1> bis <4>, wobei das fluorierte Elastomer aus der Gruppe, bestehend aus einem Copolymer mit Einheiten auf der Basis von Tetrafluorethylen und Einheiten auf der Basis von Propylen, einem Copolymer mit Einheiten auf der Basis von Hexafluorpropylen und Einheiten auf der Basis von Vinylidenfluorid, und einem Copolymer mit Einheiten auf der Basis von Tetrafluorethylen und Einheiten auf der Basis einer Verbindung, die durch die folgende Formel I dargestellt ist, ausgewählt ist: CF₂=CF(OR^F) Formel I wobei R^F eine unverzweigte oder verzweigte C_1-8-Perfluoralkylgruppe ist.
<6> Harzzusammensetzung nach einem von <1> bis <5>, wobei das Polyaryletherketon aus der Gruppe, bestehend aus Polyetherketon, Polyetheretherketon und Polyetherketonketon, ausgewählt ist.
<7> Formprodukt, das durch Formen der Harzzusammensetzung, wie sie in einem von <1 > bis <6> festgelegt ist, erhalten worden ist.
<8> Formprodukt nach <7>, das eine Folie, ein Schlauch oder eine Faser ist.
<9> Formprodukt nach <7>, das eine Folie mit einer Dicke von 1 bis 100 µm ist.
<10> Lautsprechermembran, die eine Folie umfasst, die durch Formen der Harzzusammensetzung, wie sie in einem von <1> bis <6> festgelegt ist, gebildet worden ist.
<11> Medizinischer Katheter, der einen Schlauch umfasst, der durch Formen der Harzzusammensetzung, wie sie in einem von <1> bis <6> festgelegt ist, gebildet worden ist.

VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ein Formprodukt erhalten werden, das bezüglich der Schlagfestigkeit, der Flexibilität und der Biegefestigkeit hervorragend ist, ohne die Eigenschaften (Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, usw.) eines Polyaryletherketons zu beeinträchtigen, eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist und geringe Fehler bezüglich des Aussehens (Defekte) aufweist.
Das Formprodukt der vorliegenden Erfindung ist bezüglich der Schlagfestigkeit, der Flexibilität und der Biegefestigkeit hervorragend, ohne die Eigenschaften (Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, usw.) eines Polyaryletherketons zu beeinträchtigen, und weist geringe Fehler bezüglich des Aussehens (Defekte) auf.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Bedeutungen und Definitionen in dieser Beschreibung sind wie folgt.
Der „Schmelzdurchfluss“ ist ein Schmelzdurchfluss (MFR), der gemäß ASTM D3307 gemessen wird, und ist die Masse (g) des Polyaryletherketons oder des fluorierten Elastomers, die aus einer Düse mit einem Durchmesser von 2 mm und einer Länge von 8 mm in 10 Minuten bei Bedingungen einer Temperatur von 372 °C und einer Belastung von 49 N herausfließt.
Das „Volumen“ des Polyaryletherketons oder des fluorierten Elastomers ist ein Wert, der durch Dividieren der Masse (g) des Polyaryletherketons oder des fluorierten Elastomers durch dessen Dichte (g/cm³) berechnet wird.
Die „Dichte“ des Polyaryletherketons oder des fluorierten Elastomers ist ein Wert, der bei 23 °C durch ein Unterwasserverdrängung (-suspension)-Verfahren gemessen wird.
Das „Zahlenmittel des Teilchendurchmessers“ des fluorierten Elastomers in der Harzzusammensetzung ist ein Wert, der durch Messen der maximalen Durchmesser von 100 Teilchen, die durch Untersuchen eines Formprodukts der Harzzusammensetzung durch ein Rasterelektronenmikroskop zufällig ausgewählt werden, und Bilden des arithmetischen Durchschnitts derselben erhalten wird.
Das „Zahlenmittel des Teilchendurchmessers“ des fluorierten Elastomers vor dem Schmelzkneten ist ein Wert, der durch Messen der maximalen Durchmesser von 100 Teilchen, die durch Untersuchen des fluorierten Elastomers durch ein optisches Mikroskop zufällig ausgewählt werden, und Bilden des arithmetischen Durchschnitts derselben erhalten wird.
Der „Biegemodul“ des Formprodukts ist ein Wert, der gemäß ASTM D790 gemessen wird.
Der „Schmelzpunkt“ des Polyaryletherketons ist eine Temperatur, die dem maximalen Wert des Schmelzpeaks entspricht, der durch ein Differentialscanningkalorimetrie (DSC)-Verfahren gemessen wird.
Der „Fluorgehalt“ in dem fluorierten Elastomer gibt das Verhältnis der Masse von Fluoratomen zur Gesamtmasse aller Atome an, die das fluorierte Elastomer bilden. Der Fluorgehalt ist ein Wert, der aus den molaren Verhältnissen der jeweiligen Einheiten in dem fluorierten elastischen Copolymer, die durch eine Schmelze-NMR-Messung und eine Messung des Fluor-Gesamtgehalts erhalten worden sind, berechnet wird.
Die „Mooney-Viskosität (ML₁₊₁₀, 121 °C)“ des fluorierten Elastomers ist ein Wert, der gemäß JIS K6300-1: 2000 (entsprechend dem internationalen Standard ISO 289-1: 2005, ISO 289-2: 1994) gemessen wird.
Eine „Einheit auf der Basis eines Monomers“ ist ein generischer Begriff für eine Atomgruppe, die direkt durch eine Polymerisation eines Moleküls des Monomers gebildet wird, und eine Atomgruppe, die durch chemisches Umwandeln eines Teils der Atomgruppe erhältlich ist. In der vorliegenden Beschreibung wird eine Einheit auf der Basis eines Monomers auch einfach als Monomereinheit bezeichnet. Beispielsweise wird eine Einheit auf der Basis von TFE auch als TFE-Einheit bezeichnet.
Ein „Monomer“ steht für eine Verbindung, die eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweist.
<Harzzusammensetzung>
Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Polyaryletherketon und ein fluoriertes Elastomer.
Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann gegebenenfalls Komponenten (nachstehend als „weitere Komponenten“ bezeichnet), die von dem Polyaryletherketon und dem fluorierten Elastomer verschieden sind, innerhalb eines Bereichs enthalten, der die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt.
Der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons an dem Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers beträgt von 60 bis 97 Vol.-%, vorzugsweise von 60 bis 95 Vol.-%, mehr bevorzugt von 60 bis 93 Vol.-%, noch mehr bevorzugt von 65 bis 90 Vol.-%. Wenn der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, kann ein Formprodukt mit einer hervorragenden Wärmebeständigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften erhalten werden. Wenn der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, kann ein Formprodukt mit hervorragender Flexibilität und Schlagfestigkeit erhalten werden.
Der Anteil des Volumens des fluorierten Elastomers an dem Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers beträgt von 3 bis 40 Vol.-%, vorzugsweise von 5 bis 40 Vol.-%, mehr bevorzugt von 7 bis 40 Vol.-%, noch mehr bevorzugt von 10 bis 35 Vol.-%. Wenn der Anteil des Volumens des fluorierten Elastomers mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, kann ein Formprodukt mit hervorragender Flexibilität und Schlagfestigkeit erhalten werden. Wenn der Anteil des Volumens des fluorierten Elastomers höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, kann ein Formprodukt mit einer hervorragenden Wärmebeständigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften erhalten werden.
In dem Volumen der Harzzusammensetzung beträgt der Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers vorzugsweise von 50 bis 100 Vol.-%, mehr bevorzugt von 60 bis 100 Vol.-%, noch mehr bevorzugt von 70 bis 100 Vol.-%. Wenn der Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, kann das Formprodukt eine Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, eine Flexibilität und eine Schlagfestigkeit aufweisen, die ausreichend sind. In einem Fall, bei dem die Harzzusammensetzung weitere Komponenten enthält, können dann, wenn der Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers höchstens 99 Vol.-% beträgt, dem Formprodukt neue Eigenschaften verliehen werden, die von den weiteren Komponenten stammen.
Der Gesamtwert von Volumina der weiteren Komponenten in dem Volumen der Harzzusammensetzung beträgt vorzugsweise von 0 bis 50 Vol.-%, mehr bevorzugt von 0 bis 40 Vol.-%, noch mehr bevorzugt von 0 bis 30 Vol.-%.
Das Verhältnis (MFR_A/MFR_B) des Schmelzdurchflusses MFR_A des Polyaryletherketons bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N zu dem Schmelzdurchfluss MFR_B des fluorierten Elastomers bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N beträgt von 0,2 bis 5,0, vorzugsweise von 0,3 bis 5,0, mehr bevorzugt von 0,5 bis 5,0, besonders bevorzugt von 1,0 bis 5,0, noch mehr bevorzugt von 1,7 bis 5,0, insbesondere von 2,0 bis 5,0. Wenn MFR_A/MFR_B innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers klein und das fluorierte Elastomer neigt dazu, einheitlich in der Harzzusammensetzung dispergiert zu werden. Als Ergebnis besteht, da die Formverarbeitungsfähigkeit der Harzzusammensetzung verbessert wird, eine Tendenz dahingehend, dass Fehler bezüglich des Aussehens (Defekte) des Formprodukts gering sind, und ein Formprodukt mit einer hervorragenden Biegefestigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften kann erhalten werden.
Um MFR_A/MFR_B innerhalb des vorstehend genannten Bereichs zu bringen, beträgt MFR_A vorzugsweise von 1 bis 100 g/10 Minuten und MFR_B beträgt vorzugsweise von 5 bis 20 g/10 Minuten, und es ist mehr bevorzugt, dass MFR_A von 1,5 bis 100 g/10 Minuten beträgt und MFR_B von 5 bis 20 g/10 Minuten beträgt. Das Polyaryletherketon mit einem MFR_A innerhalb des vorstehend genannten Bereichs kann z.B. Vestakeep L4000G, Vestakeep 3300G und Vestakeep 2000G, hergestellt von Daicel-Evonik Ltd., sein. Das fluorierte Elastomer mit einem MFR_B innerhalb des vorstehend genannten Bereichs kann z.B. AFLAS (eingetragene Marke) 150FC, hergestellt von AGC Inc., sein.
In der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist es im Hinblick auf die Verbesserung des Formvermögens der Harzzusammensetzung bevorzugt, dass das fluorierte Elastomer in dem Polyaryletherketon dispergiert ist.
Das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des dispergierten fluorierten Elastomers beträgt vorzugsweise von 0,5 bis 5 µm, mehr bevorzugt von 1 bis 5 µm. Wenn das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, kann die Flexibilität des fluorierten Elastomers in der Harzzusammensetzung ausreichend sichergestellt werden. Wenn das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird das fluorierte Elastomer einheitlich in dem Polyaryletherketon dispergiert. Als Ergebnis besteht, da das Formvermögen der Harzzusammensetzung verbessert wird, eine Tendenz dahingehend, dass Fehler bezüglich des Aussehens (Defekte) des Formprodukts gering sind, und ein Formprodukt mit einer hervorragenden Biegefestigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften kann erhalten werden.
Als Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, ist, wenn diese zu einem Prüfkörper mit einer Dicke von 3,2 mm ausgebildet ist, eine solche mit einem Biegemodul von 1 bis 3,7 GPa, mehr bevorzugt von 1,3 bis 3,5 GPa, noch mehr bevorzugt von 1,5 bis 3,4 GPa, besonders bevorzugt von 1,7 bis 3,3 GPa bevorzugt. Ein Biegemodul von höchstens 3,7 GPa gibt an, dass das fluorierte Elastomer in der Harzzusammensetzung nicht vernetzt ist oder im Wesentlichen nicht vernetzt ist. Wenn der Biegemodul mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Schlagfestigkeit des Formprodukts weiter verbessert, während die Eigenschaften des Polyaryletherketons aufrechterhalten werden. Wenn der Biegemodul höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Flexibilität des Formprodukts noch besser sein und als Ergebnis wird die Schlagfestigkeit des Formprodukts weiter verbessert.
(Polyaryletherketon)
Als Polyaryletherketon ist im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften und die Wärmebeständigkeit ein Polyetherketon (nachstehend auch als „PEK“ bezeichnet), Polyetheretherketon (nachstehend auch als „PEEK“ bezeichnet) oder Polyetherketonketon (nachstehend auch als „PEKK“ bezeichnet) bevorzugt und PEEK ist besonders bevorzugt.
Als das Polyaryletherketon können zwei oder mehr Arten in einer Kombination verwendet werden, jedoch ist es bevorzugt, eine Art allein zu verwenden.
Der Schmelzpunkt des Polyaryletherketons beträgt vorzugsweise von 200 bis 430 °C, mehr bevorzugt von 250 bis 400 °C, noch mehr bevorzugt von 280 bis 380 °C. Wenn der Schmelzpunkt des Polyaryletherketons mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Wärmebeständigkeit des Formprodukts noch besser sein. Wenn der Schmelzpunkt des Polyaryletherketons höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, kann eine Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften aufgrund einer thermischen Zersetzung des fluorierten Elastomers beim Schmelzkneten unterdrückt werden, und die Eigenschaften (Flexibilität, Schlagfestigkeit, chemische Beständigkeit, usw.) des fluorierten Elastomers können aufrechterhalten werden.
Das Polyaryletherketon kann eines sein, das handelsüblich ist, oder es kann eines sein, das aus verschiedenen Ausgangsmaterialien mit einem bekannten Verfahren hergestellt worden ist.
(Fluoriertes Elastomer)
Das fluorierte Elastomer ist vorzugsweise ein fluoriertes elastisches Copolymer mit Einheiten auf der Basis von mindestens einer Art von Monomer (nachstehend auch als „Monomer m1“ bezeichnet), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetrafluorethylen (nachstehend auch als „TFE“ bezeichnet), Hexafluorpropylen (nachstehend auch als „HFP“ bezeichnet), Vinylidenfluorid (nachstehend auch als „VdF“ bezeichnet) und Chlortrifluorethylen (nachstehend auch als „CTFE“ bezeichnet).
Das fluorierte Elastomer ist ein elastisches Copolymer ohne Schmelzpunkt und mit einem Speicherelastizitätsmodul G' von mindestens 80 bei 100 °C und 50 cpm, gemessen gemäß ASTM D6204, und unterscheidet sich von einem Fluorharz.
Als das fluorierte Elastomer können zwei oder mehr Arten in einer Kombination verwendet werden, jedoch ist es bevorzugt, eine Art allein zu verwenden.
Das fluorierte Elastomer kann ein fluoriertes elastisches Copolymer sein, das nur aus zwei oder drei Arten von Einheiten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus TFE-Einheiten, HFP-Einheiten, VdF-Einheiten und CTFE-Einheiten, zusammengesetzt ist, oder es kann ein fluoriertes elastisches Copolymer sein, das Einheiten auf der Basis des Monomers m1 und mindestens eine Art von Einheiten auf der Basis des folgenden Monomers m2, das mit dem Monomer m1 copolymerisierbar ist, umfasst.
Das Monomer m2 ist ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylen (nachstehend auch als „E“ bezeichnet), Propylen (nachstehend auch als „P“ bezeichnet), einem Perfluor(alkylvinylether) (nachstehend auch als „PAVE“ bezeichnet), Vinylfluorid (nachstehend auch als „VF“ bezeichnet), 1,2-Difluorethylen (nachstehend auch als „DiFE“ bezeichnet), 1,1,2-Trifluorethylen (nachstehend als „TrFE“ bezeichnet), 3,3,3-Trifluor-1-propylen (nachstehend auch als „TFP“ bezeichnet), 1,3,3,3-Tetrafluorpropylen und 2,3,3,3-Tetrafluorpropylen.
PAVE ist eine Verbindung, die durch die folgende Formel I dargestellt ist. CF₂=CF(OR^F) Formel I worin R^F eine unverzweigte oder verzweigte C_1-8-Perfluoralkylgruppe ist.
PAVE kann ein Perfluor(methylvinylether) (nachstehend auch als „PMVE“ bezeichnet), ein Perfluor(ethylvinylether) (nachstehend auch als „PEVE“ bezeichnet), ein Perfluor(propylvinylether) (nachstehend auch als „PPVE“ bezeichnet) oder ein Perfluor(butylvinylether) (nachstehend auch als „PBVE“ bezeichnet) sein.
Das fluorierte Elastomer kann auch mindestens eine Art von Einheiten auf der Basis eines Monomers (auch als „Monomer m3“ bezeichnet) aufweisen, das von dem Monomer m1 und dem Monomer m2 verschieden ist und das mit dem Monomer m1 copolymerisierbar ist, und bei dem das Copolymer mit dem Monomer m1 ein elastisches Copolymer wird.
Der Anteil von Einheiten auf der Basis des Monomers m3 beträgt in allen Einheiten, die das fluorierte Elastomer bilden, vorzugsweise von 0 bis 20 Mol-%, mehr bevorzugt von 0 bis 5 Mol-%, besonders bevorzugt 0 Mol-%.
In dem fluorierten Elastomer ist es bevorzugt, dass alle Einheiten, die das fluorierte Elastomer bilden, aus zwei oder drei Arten von Einheiten auf der Basis des Monomers m1 zusammengesetzt sind, oder aus mindestens einer Art von Einheiten auf der Basis des Monomers m1 und mindestens einer Art von Einheiten auf der Basis des Monomers m2 zusammengesetzt sind. Es kann jedoch Einheiten, die von diesen verschieden sind, als Verunreinigungen, usw., aufweisen, solange sie die Eigenschaften der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen.
Ein fluoriertes elastisches Copolymer, das aus zwei oder drei Arten von Einheiten auf der Basis des Monomers m1 zusammengesetzt ist, und ein fluoriertes elastisches Copolymer, das aus mindestens einer Art von Einheiten auf der Basis des Monomers m1 und mindestens einer Art von Einheiten auf der Basis des Monomers m2 zusammengesetzt ist, werden zur Flexibilität des Formprodukts beitragen.
Als das fluorierte Elastomer können die folgenden drei Arten von Copolymeren genannt werden. Der Gesamtanteil der jeweiligen Einheiten, die in den folgenden drei Arten von Copolymeren spezifisch gezeigt sind, beträgt in allen Einheiten, welche die Copolymere bilden, vorzugsweise mindestens 50 Mol-%.
Ein Copolymer mit TFE-Einheiten und P-Einheiten (nachstehend auch als „TFE/P-enthaltendes Copolymer“ bezeichnet),
ein Copolymer mit HFP-Einheiten und VdF-Einheiten (jedoch ausschließlich ein solches mit P-Einheiten) (nachstehend auch als „HFPNdF-enthaltendes Copolymer“ bezeichnet),
ein Copolymer mit TFE-Einheiten und PAVE-Einheiten (jedoch ausschließlich ein solches mit P-Einheiten oder VdF-Einheiten) (nachstehend auch als „TFE/PAVE-enthaltendes Copolymer“ bezeichnet).
Als das TFE/P-enthaltende Copolymer können die Folgenden genannt werden.
TFE/P (steht für ein Copolymer, das aus TFE-Einheiten und P-Einheiten zusammengesetzt ist; das Gleiche gilt für andere), TFE/P/VF, TFE/P/VdF, TFE/P/E, TFE/P/TFP, TFE/P/PAVE, TFE/P/1,3,3,3-Tetrafluorpropen, TFE/P/2,3,3,3-Tetrafluorpropen, TFE/P/TrFE, TFE/P/DiFE, TFE/P/VdF/TFP und TFE/P/VdF/PAVE, und von diesen ist TFE/P bevorzugt.
Das HFP/VdF-enthaltende Copolymer kann HFP/VdF, TFEA/dF/HFP, TFE/VdF/HFP/TFP, TFE/VdF/HFP/PAVE, VdF/HFP/TFP und VdF/HFP/PAVE sein. Von diesen ist HFP/VdF bevorzugt.
Das TFE/PAVE-enthaltende Copolymer kann TFE/PAVE sein und insbesondere sind TFE/PMVE und TFE/PMVE/PPVE bevorzugt, wobei PAVE PMVE oder PPVE ist, und von diesen ist TFE/PMVE besonders bevorzugt.
Weitere Beispiele des fluorierten Elastomers können TFE/VdF/2,3,3,3-Tetrafluorpropylen, VdF/PAVE, VdF/2,3,3,3-Tetrafluorpropylen und E/HFP sein.
Als das fluorierte Elastomer sind ein TFE/P-enthaltendes Copolymer, ein HFP/VdFenthaltendes Copolymer und ein TFE/PAVE-enthaltendes Copolymer bevorzugt, ein TFE/P-enthaltendes Copolymer ist mehr bevorzugt und TFE/P ist besonders bevorzugt. TFE/P weist eine gute Wärmestabilität beim Schmelzkneten und eine stabile Transportfähigkeit beim Schmelzkneten auf. Ferner werden eine Verfärbung und ein Schäumen des Formprodukts der vorliegenden Erfindung vermindert.
Das Verhältnis der jeweiligen Einheiten, die das fluorierte Elastomer bilden, liegt im Hinblick auf einen einfachen Beitrag zur Flexibilität des Formprodukts vorzugsweise im folgenden Bereich.
Das molare Verhältnis der jeweiligen Einheiten in TFE/P (TFE:P, das Gleiche gilt nachstehend) beträgt vorzugsweise 30 bis 80:70 bis 20, mehr bevorzugt 40 bis 70:60 bis 30, noch mehr bevorzugt 60 bis 50:40 bis 50.
In TFE/P/VF beträgt TFE:P:VF vorzugsweise 30 bis 60:60 bis 20:0,05 bis 40.
In TFE/P/VdF beträgt TFE:P:VdF vorzugsweise 30 bis 60:60 bis 20:0,05 bis 40.
In TFE/P/E beträgt TFE:P:E vorzugsweise 20 bis 60:70 bis 30:0,05 bis 40.
In TFE/P/TFP beträgt TFE:P:TFP vorzugsweise 30 bis 60:60 bis 30:0,05 bis 20.
In TFE/P/PAVE beträgt TFE:P:PAVE vorzugsweise 40 bis 70:60 bis 29.95:0,05 bis 20.
In TFE/P/1,3,3,3-Tetrafluorpropen beträgt TFE:P:1,3,3,3-Tetrafluorpropen vorzugsweise 30 bis 60:60 bis 20:0,05 bis 40.
In TFE/P/2,3,3,3-Tetrafluorpropen beträgt TFE:P:2,3,3,3-Tetrafluorpropen vorzugsweise 30 bis 60:60 bis 20:0,05 bis 40.
In TFE/P/TrFE beträgt TFE:P:TrFE vorzugsweise 30 bis 60:60 bis 20:0,05 bis 40.
In TFE/P/DiFE beträgt TFE:P:DiFE vorzugsweise 30 bis 60:60 bis 20:0,05 bis 40.
In TFE/ P/VdF/TFP beträgt TFE:P:VdF:TFP vorzugsweise 30 bis 60:60 bis 20:0,05 bis 40:0,05 bis 20.
In TFE/P/VdF/PAVE beträgt TFE:P:VdF:PAVE vorzugsweise 30 bis 70:60 bis 20:0,05 bis 40:0,05 bis 20.
In HFP/VdF beträgt HFP:VdF vorzugsweise 99 bis 5:1 bis 95.
In TFE/VdF/HFP beträgt TFE:VdF:HFP vorzugsweise 20 bis 60:1 bis 40:20 bis 60.
In TFE/VdF/HFP/TFP beträgt TFE:VdF:HFP:TFP vorzugsweise 30 bis 60:0,05 bis 40:60 bis 20:0,05 bis 20.
In TFE/VdF/HFP/PAVE beträgt TFE:VdF:HFP:PAVE vorzugsweise 30 bis 70:60 bis 20:0,05 bis 40:0,05 bis 20.
In VdF/HFP/TFP beträgt VdF:HFP:TFP vorzugsweise 1 bis 90:95 bis 5:0,05 bis 20.
In VdF/HFP/PAVE beträgt VdF:HFP:PAVE vorzugsweise 20 bis 90:9.95 bis 70:0,05 bis 20.
In TFE/PAVE beträgt TFE:PAVE vorzugsweise 40 bis 70:60 bis 30.
Wenn PAVE PMVE ist, beträgt TFE:PMVE vorzugsweise 40 bis 70:60 bis 30.
In TFE/PMVE/PPVE beträgt TFE:PMVE:PPVE vorzugsweise 40 bis 70:3 bis 57:3 bis 57.
In TFE/VdF/2,3,3,3-Tetrafluorpropylen beträgt TFE:VdF:2,3,3,3-Tetrafluorpropylen vorzugsweise 1 bis 30:30 bis 90:5 bis 60.
In VdF/PAVE beträgt VdF:PAVE vorzugsweise 3 bis 95:97 bis 5.
In VdF/2,3,3,3-Tetrafluorpropylen beträgt VdF:2,3,3,3-Tetrafluorpropylen vorzugsweise 30 bis 95:70 bis 5.
In E/HFP beträgt E:HFP vorzugsweise 40 bis 60:60 bis 40.
Der Fluorgehalt in dem fluorierten Elastomer beträgt vorzugsweise von 50 bis 74 Massen-%, mehr bevorzugt von 55 bis 70 Massen-%. Der Fluorgehalt beträgt vorzugsweise von 57 bis 60 Massen-% in TFE/P, von 66 bis 71 Massen-% in HFP/VdF und von 66 bis 70 Massen-% in TFE/PMVE. Wenn der Fluorgehalt mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, werden die Wärmebeständigkeit und die chemische Beständigkeit des Formprodukts noch besser sein. Wenn der Fluorgehalt höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Flexibilität des Formprodukts noch besser sein.
Das Zahlenmittel des Molekulargewichts des fluorierten Elastomers beträgt vorzugsweise von 10000 bis 1500000, mehr bevorzugt von 20000 bis 1000000, noch mehr bevorzugt von 20000 bis 800000, besonders bevorzugt von 50000 bis 600000. Wenn das Zahlenmittel des Molekulargewichts des fluorierten Elastomers mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, werden die mechanischen Eigenschaften des Formprodukts noch besser sein. Wenn das Zahlenmittel des Molekulargewichts des fluorierten Elastomers höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Fließfähigkeit hoch sein, die Dispersion in dem Polyaryletherketon wird gut sein und die Flexibilität des Formprodukts wird noch besser sein.
Die Mooney-Viskosität (ML₁₊₁₀, 121 °C) des fluorierten Elastomers beträgt vorzugsweise von 20 bis 200, mehr bevorzugt von 30 bis 150, noch mehr bevorzugt von 40 bis 120. Die Mooney-Viskosität ist ein Maß für das Molekulargewicht. Je größer die Mooney-Viskosität ist, desto größer ist das Molekulargewicht, und je kleiner die Mooney-Viskosität ist, desto kleiner ist das Molekulargewicht. Wenn die Mooney-Viskosität innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird das Formvermögen der Harzzusammensetzung noch besser sein und die mechanischen Eigenschaften des Formkörpers werden noch besser sein.
Das fluorierte Elastomer kann durch Polymerisieren mindestens einer Art von Monomer m1 und gegebenenfalls mindestens einer Art von einem oder beiden des Monomers m2 und des Monomers m3 hergestellt werden.
Das Polymerisationsverfahren kann ein Emulsionspolymerisationsverfahren, ein Lösungspolymerisationsverfahren, ein Suspensionspolymerisationsverfahren, ein Massepolymerisationsverfahren, usw., sein. Ein Emulsionspolymerisationsverfahren, in dem Monomere in der Gegenwart eines wässrigen Mediums und eines Emulgators polymerisiert werden, ist bevorzugt, da die Einstellung des Zahlenmittels des Molekulargewichts des fluorierten elastischen Copolymers und der Copolymerzusammensetzung einfach sein wird und die Produktivität hervorragend sein wird.
In dem Emulsionspolymerisationsverfahren werden Monomere in der Gegenwart eines wässrigen Mediums, eines Emulgators und eines Radikalpolymerisationsinitiators zum Erhalten eines Elastomerlatex polymerisiert. Ein pH-Einstellmittel kann beim Polymerisieren der Monomere zugesetzt werden.
(Weitere Komponenten)
Weitere Komponenten können Zusätze, wie z.B. ein Füllstoff, ein Weichmacher, ein Flammschutzmittel, usw., sein.
Als weitere Komponenten kann eine Art allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten können in einer Kombination verwendet werden.
Der Füllstoff kann ein anorganischer Füllstoff, ein Polymerfüllstoff, usw., sein.
Als anorganischer Füllstoff können Calciumcarbonat, Siliziumoxid, Titanoxid, Bariumsulfat, Zinkoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Talk, Glimmer, Ruß, Quarzpulver, Ton, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, Glasfasern, Kohlefasern, usw., genannt werden.
Der Ruß kann ein Ruß sein, der üblicherweise als Füllstoff für einen Fluorkautschuk verwendet wird, und insbesondere können Ofenruß, Acetylenruß, Thermalruß, Kanalruß, Graphit, usw., genannt werden, wobei Ofenruß bevorzugt ist. Als Ofenruß können HAF-LS-Kohlenstoff, HAF-Kohlenstoff, HAF-HS-Kohlenstoff, FEF-Kohlenstoff, GPF-Kohlenstoff, APF-Kohlenstoff, SRF-LM-Kohlenstoff, SRF-HM-Kohlenstoff, MT-Kohlenstoff, usw., genannt werden und MT-Kohlenstoff ist bevorzugt.
Der Polymerfüllstoff kann Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyarylat, Polycaprolakton, ein Phenoxyharz, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 610, Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, Polytetrafluorethylen, ein AcrylnitrilButadien-Styrol-Copolymer (ABS-Harz), Polymethylmethacrylat, Polypropylen, Polyethylen, Polybutadien, ein Butadien-Styrol-Copolymer, ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), ein Styrol-Butadien-Blockcopolymer, ein Butadien-Acrylnitril-Copolymer, ein Acrylkautschuk, ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, ein Styrol-Phenylmaleimid-Copolymer, usw., sein.
In einem Fall, bei dem die Harzzusammensetzung Ruß enthält, beträgt der Gehalt des Rußes vorzugsweise von 1 bis 50 Massenteile, mehr bevorzugt von 3 bis 20 Massenteile bezogen auf 100 Massenteile des fluorierten Elastomers. Wenn der Gehalt des Rußes mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Festigkeit des Formprodukts noch besser sein und der Verstärkungseffekt aufgrund des Einbeziehens des Rußes wird ausreichend erhalten. Wenn der Gehalt des Rußes höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Dehnung des Formprodukts hervorragend sein. Wenn der Gehalt des Rußes innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird die Ausgewogenheit zwischen der Festigkeit und der Dehnung des Formprodukts gut.
In einem Fall, bei dem die Harzzusammensetzung einen Füllstoff enthält, der von Ruß verschieden ist, beträgt der Gehalt des Füllstoffs, der von Ruß verschieden ist, vorzugsweise von 5 bis 200 Massenteile, mehr bevorzugt von 10 bis 100 Massenteile bezogen auf 100 Massenteile des fluorierten Elastomers.
In einem Fall, bei dem die Harzzusammensetzung Ruß und einen Füllstoff, der von Ruß verschieden ist, enthält, beträgt der Gesamtgehalt des Füllstoffs vorzugsweise von 1 bis 100 Massenteile, mehr bevorzugt von 3 bis 50 Massenteile bezogen auf 100 Massenteile des fluorierten Elastomers.
Der Weichmacher kann ein Phthalsäureester, ein Adipinsäureester, usw., sein.
Das Flammschutzmittel kann Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat, Antimontrioxid, Natriumantimonat, Antimonpentoxid, eine Phosphazenverbindung, ein Phosphorsäureester (Triphenylphosphat, Trikresylphosphat, Trixylenylphosphat, Kresylphenylphosphat, 2-Ethylhexyldiphenylphosphat, usw.), Ammoniumpolyphosphat, Melamin/Melam/Melem-Polyphosphat, roter Phosphor, eine Molybdänverbindung, eine Borsäureverbindung, Polytetrafluorethylen, usw., sein.
(Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung)
Die Harzzusammensetzung wird durch Schmelzkneten des Polyaryletherketons, des fluorierten Elastomers und gegebenenfalls weiterer Komponenten hergestellt.
In einem Fall, bei dem weitere Komponenten in die Harzzusammensetzung einbezogen werden sollen, können solche weiteren Komponenten zum Zeitpunkt des Schmelzknetens des Polyaryletherketons und des fluorierten Elastomers zugesetzt werden oder können nach dem Schmelzkneten des Polyaryletherketons und des fluorierten Elastomers zugesetzt werden.
Das fluorierte Elastomer vor dem Schmelzkneten ist im Hinblick auf die Handhabungseffizienz während der Gemischherstellung vorzugsweise krümelförmig.
Das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers vor dem Schmelzkneten beträgt vorzugsweise höchstens 10 mm, mehr bevorzugt höchstens 8 mm, noch mehr bevorzugt höchstens 6 mm. Wenn das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers vor dem Schmelzkneten innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, wird die Transportfähigkeit durch eine Schnecke während des Schmelzknetens stabilisiert.
Das Volumenverhältnis des Polyaryletherketons zu dem fluorierten Elastomer beim Schmelzkneten ist mit dem Volumenverhältnis des Polyaryletherketons zu dem fluorierten Elastomer in der Harzzusammensetzung identisch. Wenn der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons und der Anteil des Volumens des fluorierten Elastomers innerhalb der vorstehend genannten Bereiche liegen, wird das Aussehen des Strangs, der beim Schmelzkneten erhalten wird, nicht rau, und als Ergebnis wird das erhältliche Granulat ein hervorragendes Schmelzformvermögen aufweisen. Wenn der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons und der Anteil des Volumens des fluorierten Elastomers innerhalb der vorstehend genannten Bereiche liegen, kann, wenn der Anteil des Volumens des enthaltenen Polyaryletherketons innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, ferner ein Formprodukt mit einer Wärmebeständigkeit, mechanischen physikalischen Eigenschaften, einer Flexibilität und einer Schlagfestigkeit, die hervorragend sind, erhalten werden.
Die Schmelzknetvorrichtung kann eine bekannte Vorrichtung mit einer Schmelzknetfunktion sein. Die Schmelzknetvorrichtung ist vorzugsweise ein Einschneckenextruder oder ein Doppelschneckenextruder, der mit einer Schnecke mit einem sehr guten Kneteffekt versehen werden kann, mehr bevorzugt ein Doppelschneckenextruder, besonders bevorzugt ein Doppelschneckenextruder, der mit einer Schnecke mit einem sehr guten Kneteffekt versehen ist. Als Schnecke mit einem sehr guten Kneteffekt kann eine Schnecke mit einem ausreichenden Kneteffekt in Bezug auf einen Gegenstand ausgewählt werden, der schmelzgeknetet werden soll, und die keine übermäßige Scherkraft ausübt. Als eine solche Schmelzknetvorrichtung kann ein Labo Plastomill-Kneter (hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) genannt werden.
Als Verfahren zum Zuführen des Polyaryletherketons und des fluorierten Elastomers zu der Schmelzknetvorrichtung können das Polyaryletherketon und das fluorierte Elastomer im Vorhinein gemischt und der Schmelzknetvorrichtung zugeführt werden, oder das Polyaryletherketon und das fluorierte Elastomer können der Schmelzknetvorrichtung getrennt zugeführt werden.
In einem Fall, bei dem weitere Komponenten in die Harzzusammensetzung einbezogen werden sollen, können solche weiteren Komponenten im Vorhinein mit einem des Polyaryletherketons und des fluorierten Elastomers gemischt und der Schmelzknetvorrichtung zugeführt werden, oder sie können der Schmelzknetvorrichtung getrennt von dem Polyaryletherketon und dem fluorierten Elastomer zugeführt werden. Ferner können weitere Komponenten nach dem Schmelzkneten des Polyaryletherketons und des fluorierten Elastomers zugesetzt werden.
Die Schmelzknettemperatur wird vorzugsweise abhängig von dem Polyaryletherketon und dem fluorierten Elastomer eingestellt. Die Schmelzknettemperatur beträgt vorzugsweise von 220 bis 480 °C, mehr bevorzugt von 280 bis 450 °C, noch mehr bevorzugt von 290 bis 420 °C, besonders bevorzugt von 300 bis 400 °C.
Die Extrusionsschergeschwindigkeit beim Schmelzkneten wird vorzugsweise abhängig von der Schmelzviskosität des Gegenstands, der geknetet werden soll, bei der Schmelzknettemperatur eingestellt. Die Extrusionsschergeschwindigkeit beim Schmelzkneten beträgt vorzugsweise von 3 bis 2500 s^-1, mehr bevorzugt von 10 bis 2000 s^-1, noch mehr bevorzugt von 15 bis 1500 s^-1.
Die Verweilzeit des Gegenstands, der geknetet werden soll, in der Schmelzknetvorrichtung beträgt vorzugsweise von 10 bis 290 Sekunden, mehr bevorzugt von 20 bis 240 Sekunden, noch mehr bevorzugt von 30 bis 210 Sekunden.
Das Schmelzkneten wird vorzugsweise so durchgeführt, dass die Teilchen des fluorierten Elastomers mit einem Zahlenmittel des Teilchendurchmessers von 1 bis 5 µm in dem Polyaryletherketon dispergiert werden. Durch geeignetes Einstellen der Schmelzknettemperatur, der Extrusionsschergeschwindigkeit und der Verweilzeit des Gegenstands, der geknetet werden soll, in der Schmelzknetvorrichtung können die Teilchen des fluorierten Elastomers mit einem Zahlenmittel des Teilchendurchmessers von 1 bis 5 µm in dem Polyaryletherketon dispergiert werden.
Durch Erhöhen der Schmelzknettemperatur wird das fluorierte Elastomer einfach in dem Polyaryletherketon dispergiert und grobe Teilchen des fluorierten Elastomers verbleiben mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit. Durch Senken der Schmelzknettemperatur ist es weniger wahrscheinlich, dass eine thermische Zersetzung des fluorierten Elastomers gefördert wird, die Wärmebeständigkeit der Harzzusammensetzung wird noch besser sein und das fluorierte Elastomer wird nicht mit einer zu geringen Teilchengröße ausgebildet.
Durch Erhöhen der Extrusionsschergeschwindigkeit neigt das fluorierte Elastomer dazu, leicht in dem Polyaryletherketon dispergiert zu werden, und es ist weniger wahrscheinlich, dass grobe Teilchen des fluorierten Elastomers zurückbleiben. Durch Vermindern der Extrusionsschergeschwindigkeit wird die Teilchengröße des fluorierten Elastomers nicht zu klein gemacht.
Wenn die Verweilzeit des Gegenstands, der geknetet werden soll, in der Schmelzknetvorrichtung verlängert wird, wird das fluorierte Elastomer leicht in dem Polyaryletherketon dispergiert, und es ist weniger wahrscheinlich, dass grobe Teilchen des fluorierten Elastomers zurückbleiben. Wenn die Verweilzeit verkürzt wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass die thermische Zersetzung des fluorierten Elastomers gefördert wird.
Das Schmelzkneten wird vorzugsweise im Wesentlichen ohne ein Vernetzungsmittel und ein Vernetzungshilfsmittel durchgeführt. Das Durchführen des Schmelzknetens im Wesentlichen ohne ein Vernetzungsmittel und ein Vernetzungshilfsmittel bedeutet, dass das Schmelzkneten durchgeführt wird, ohne dass das fluorierte Elastomer in der Harzzusammensetzung im Wesentlichen vernetzen gelassen wird. Ob das fluorierte Elastomer in der Harzzusammensetzung im Wesentlichen vernetzt wird oder nicht, kann durch den Wert des Biegemoduls der Harzzusammensetzung bestätigt werden. Wenn das fluorierte Elastomer im Wesentlichen vernetzt wird, geht die Flexibilität des fluorierten Elastomers verloren, so dass der Biegemodul des Formkörpers 3,7 GPa übersteigt.
Durch Durchführen des Schmelzknetens im Wesentlichen ohne ein Vernetzungsmittel und ein Vernetzungshilfsmittel kann die Flexibilität des fluorierten Elastomers in der Harzzusammensetzung sichergestellt werden und die Schlagfestigkeit des Formprodukts kann verbessert werden.
Eine Harzzusammensetzung, die durch Schmelzkneten des Gegenstands, der geknetet werden soll, erhalten wird und die das Polyaryletherketon und das fluorierte Elastomer enthält, ist schmelzformbar und ist folglich als Material für ein Formprodukt geeignet.
Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann pulverisiert und als Beschichtungsmaterial verwendet werden. Verwendungen der beschichteten Gegenstände können derart sein, wie es in WO 2015/182702 beschrieben ist.
Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist auch als Zusatz für faserverstärkte Formprodukte oder als Matrixharz für Prepregs geeignet.
(Vorteilhafte Effekte)
In der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben ist, beträgt der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons an dem Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers von 60 bis 97 Vol.-%, wodurch ein Formprodukt mit hervorragender Schlagfestigkeit und Flexibilität erhalten werden kann, ohne dass die Eigenschaften (Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, usw.) des Polyaryletherketons beeinträchtigt werden.
Ferner wird in der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, da das Verhältnis (MFR_A/MFR_B) des Schmelzdurchflusses MFR_A des Polyaryletherketons bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N zu dem Schmelzdurchfluss MFR_B des fluorierten Elastomers bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N von 0,2 bis 5,0 beträgt, das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers, wenn es in dem Polyaryletherketon dispergiert ist, klein, so dass das fluorierte Elastomer einheitlich in der Harzzusammensetzung dispergiert werden kann. Als Ergebnis werden, da das Formvermögen der Harzzusammensetzung verbessert sein wird, die Fehler bezüglich des Aussehens (Defekte) des Formprodukts gering sein und es wird möglich, ein Formprodukt mit hervorragender Biegefestigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften zu erhalten.
<Formprodukt>
Das Formprodukt der vorliegenden Erfindung ist ein Formprodukt, das durch Formen der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
Die Form des Formprodukts der vorliegenden Erfindung wird abhängig von der Form, der Anwendung, usw., des Formprodukts in einer geeigneten Weise ausgewählt.
Die Form des Formprodukts der vorliegenden Erfindung kann ein Gleitelement, ein Abdichtungsmaterial, ein Zahnrad, ein Aktor, ein Kolben, ein Lager, ein Gehäuse, ein Flugzeuginnenmaterial, ein Kraftstoffschlauch, eine Buchse, ein Schlauch, eine Leitung, ein Tank, eine Dichtung, ein Draht, ein elektrischer Draht (ein Draht, ein Kabel, usw.), ein isolierendes Beschichtungsmaterial, eine Folie, eine Lage, eine Flasche, eine Faser, usw., sein.
Verwendungen des Schlauchs, der Leitung, des Tanks, der Dichtung und des Drahts können die Verwendungen sein, wie sie in WO 2015/182702 beschrieben sind. Darüber hinaus können Verwendungen des Schlauchs und der Leitung Schläuche zum Gewinnen von Energieressourcen, wie z.B. Öl, Erdgas, Schieferöl, usw., umfassen.
Die Verwendung des isolierenden Beschichtungsmaterials für elektrische Drähte kann ein Isoliermaterial für einen elektrischen Draht für eine Motorspule oder für einen rechteckigen Kupferdraht, insbesondere für einen rechteckigen Leiter in einem Antriebsmotor eines Hybridfahrzeugs (HEV) oder eines Elektrofahrzeugs (EV) sein. Als Form des isolierenden Beschichtungsmaterials für den rechteckigen Leiter ist eine Folie bevorzugt. Ferner kann als Verwendung des isolierenden Beschichtungsmaterials für elektrische Drähte ein isolierendes Beschichtungsmaterial für Bohrlochkabel zum Gewinnen von Energieressourcen (Erdöl, Erdgas, Schieferöl, usw.) genannt werden.
Die Verwendung der Folie und der Lage kann eine Lautsprechermembran, eine Platte für äußere Schäden/Brüche, ein Isolierpapier, wie z.B. ein Klebeband für verschiedene elektrische Isolierungen (Motorisolierpapier, usw.), ein Dichtband für Öl/Erdgasleitungen, usw., oder eine Trennfolie beim Formen von Verbundmaterialien mit wärmeaushärtenden Eigenschaften und thermoplastischen Eigenschaften sein.
Das Formprodukt der vorliegenden Erfindung kann so verwendet werden, dass es mit einem weiteren Material laminiert oder als Verbund ausgebildet ist. Das weitere Material kann ein Metall (Eisen, Kupfer, rostfreier Stahl, usw.), Glas, Harz, Kautschuk, usw., sein.
Spezifische Beispiele für das Harz umfassen diejenigen, die in WO 2015/182702 beschrieben sind, Flüssigkristallpolymere, Polyarylketone, Polyethersulfone, Polyphenylsulfone, Polyacetale, Polyurethane, usw. Polyamide umfassen Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 46, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 6/66-Copolymer, Polyamid 6/66/610-Copolymer, Polyamid MXD6, Polyamid 6T, Polyamid 9T, Polyamid 6/6T-Copolymer, usw.
Da die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ein gutes Formvermögen aufweist und zum Extrusionsformen geeignet ist, ist der Formgegenstand der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Extrusionsformprodukt, wie z.B. eine Folie, ein Schlauch oder eine Faser. Das extrudierte Produkt, das durch Extrudieren der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, weist die folgenden Vorteile auf.

· Es ist weniger wahrscheinlich, dass Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des extrudierten Produkts gebildet werden, und das Aussehen ist gut.
· In dem Fall einer dünnen Folie oder eines Schlauchs ist es weniger wahrscheinlich, dass während des Formvorgangs ein Reißen oder interne Fehler auftreten und die mechanischen Eigenschaften und die Biegefestigkeit des extrudierten Produkts werden ausreichend sein.
· In dem Fall des Formens von feinen Fasern ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Faserbruch auftritt.

Die Dicke der Folie beträgt vorzugsweise von 1 bis 100 um, mehr bevorzugt von 2 bis 80 µm, noch mehr bevorzugt von 5 bis 50 µm. Wenn die Dicke der Folie mindestens der untere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass während des Formvorgangs ein Reißen oder interne Fehler auftreten, und die mechanischen Eigenschaften und die Biegefestigkeit des extrudierten Produkts werden noch besser sein. Wenn die Dicke der Folie höchstens der obere Grenzwert in dem vorstehend genannten Bereich ist, wird die Folie in dem nächsten Schritt eine hervorragende Handhabungseffizienz aufweisen.
Das extrudierte Produkt, das durch Extrudieren der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, weist eine hervorragende Schlagfestigkeit, Flexibilität und Biegefestigkeit auf, ohne die Eigenschaften (Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, usw.) des Polyaryletherketons zu beeinträchtigen, und weist geringe Fehler bezüglich des Aussehens (Defekte) auf und folglich wird es vorzugsweise für Anwendungen verwendet, in denen diese Eigenschaften erforderlich sind.
In einem Fall, bei dem das extrudierte Produkt eine Folie ist, ist deren Verwendung vorzugsweise eine Lautsprechermembran, die mit einer Folie versehen ist, eine Folie zum Bedecken von elektrischen Drähten, eine flexible Leiterplatte, eine wärmebeständige Walze für OA-Geräte oder eine Folie zum Folienimprägnieren anderer Faserverbundmaterialien.
In einem Fall, bei dem das extrudierte Produkt ein Schlauch ist, ist dessen Verwendung vorzugsweise ein medizinischer Katheter, der mit einem Schlauch versehen ist, eine Drahtbeschichtung oder eine Rohrleitung für ein analytisches Gerät.
In einem Fall, bei dem das extrudierte Produkt eine Faser ist, ist deren Verwendung vorzugsweise eine Schutzkleidung oder verschiedene Filter.
Das Verfahren zum Formen der Harzzusammensetzung kann ein Spritzgussverfahren, ein Extrusionsformverfahren, ein Coextrusionsformverfahren, ein Blasformverfahren, ein Formpressverfahren, ein Transferformverfahren, ein Kalanderformverfahren, usw., sein. Da die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ein gutes Formvermögen aufweist, ist das Extrusionsformverfahren als Verfahren zum Formen der Harzzusammensetzung bevorzugt.
In einem Fall, bei dem das Extrusionsformprodukt eine Folie ist, ist das Extrusionsformverfahren vorzugsweise ein T-Düsenverfahren oder ein Aufblasverfahren. In dem T-Düsenverfahren können die Flussrate des geschmolzenen Harzes und die Dicke der Folie durch Einstellen der Stauleiste und der Lippe in der T-Düse genau eingestellt werden. In dem Aufblasverfahren kann durch Einführen von Luft von einer Ringdüse in das extrudierte Produkt und Erweitern desselben zum Erhalten einer Folie die Dicke der Folie einheitlich gemacht werden.
In einem Fall, bei dem das Extrusionsformprodukt eine Faser ist, ist als das Extrusionsformverfahren ein Schmelzspinnverfahren bevorzugt.
Die Zylindertemperatur in dem Extruder beträgt vorzugsweise von 300 bis 420 °C, mehr bevorzugt von 330 bis 370 °C. Die Düsentemperatur beträgt vorzugsweise von 350 bis 420 °C, mehr bevorzugt von 350 bis 380 °C. Wenn die Temperaturen innerhalb der vorstehend genannten Bereiche liegen, wird die Reibungsbelastung zwischen dem geschmolzenen Harz und der Düse vermindert, wodurch das extrudierte Produkt eine hervorragende Oberflächenglätte aufweist. Ferner kann die Zersetzung des Harzes aufgrund der Wärmeeinwirkung während des Formens unterdrückt werden, wodurch das extrudierte Produkt eine hervorragende Oberflächenglätte aufweist.
Die Extrusionsschergeschwindigkeit in dem Extruder beträgt vorzugsweise von 3 bis 2500 s^-1, mehr bevorzugt von 10 bis 1000 s^-1, noch mehr bevorzugt von 10 bis 100 s^-1.
Die Verweilzeit der Harzzusammensetzung in dem Extruder beträgt vorzugsweise von 10 bis 1000 Sekunden, mehr bevorzugt von 60 bis 500 Sekunden.
<Prepreg>
Das Prepreg umfasst ein Matrixharz und Verstärkungsfasern. Insbesondere handelt es sich um ein lagenförmiges Material, das Verstärkungsfasern aufweist, die mit einem Matrixharz imprägniert sind, und es ist ein lagenförmiges Material, das Verstärkungsfasern aufweist, die in einem Matrixharz eingebettet sind.
Das Prepreg in der vorliegenden Erfindung ist ein Prepreg, bei dem die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung als Matrixharz verwendet wird.
Als Verstärkungsfasern sind im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften des faserverstärkten Formprodukts kontinuierliche lange Fasern mit einer Länge von mindestens 10 mm bevorzugt. Die Verstärkungsfasern müssen nicht über die gesamte Länge des Prepregs in der Längsrichtung oder über die gesamte Breite in der Breitenrichtung kontinuierlich sein und können in der Mitte geteilt sein.
Als Verarbeitungsform der Verstärkungsfasern sind solche, die in der Form einer Lage verarbeitet sind (nachstehend auch als „Verstärkungsfaserlage“ bezeichnet) im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften des faserverstärkten Formprodukts bevorzugt.
Die Verstärkungsfaserlage kann ein Verstärkungsfaserbündel, das aus einer Mehrzahl von Verstärkungsfasern zusammengesetzt ist, ein Gewebe, das durch Weben des Verstärkungsfaserbündels ausgebildet wird, ein unidirektionales Verstärkungsfaserbündel mit einer Mehrzahl von Verstärkungsfasern, die in einer Richtung ausgerichtet sind, ein unidirektionales Gewebe, das aus dem unidirektionalen Verstärkungsfaserbündel zusammengesetzt ist, eine, bei dem diese kombiniert sind, eine, bei der eine Mehrzahl von Verstärkungsfaserbündeln gestapelt ist, usw., sein.
Die Verstärkungsfasern können anorganische Fasern, Metallfasern, organische Fasern, usw., sein.
Die anorganischen Fasern können Kohlefasern, Graphitfasern, Glasfasern, Siliziumcarbidfasern, Siliziumnitridfasern, Aluminiumoxidfasern, Siliziumcarbidfasern, Borfasern, usw., sein.
Die Metallfasern können Aluminiumfasern, Messingfasern, rostfreie Fasern, usw., sein.
Die organischen Fasern können aromatische Polyamidfasern, Polyaramidfasern, Polyparaphenylenbenzoxazol (PBO)-Fasern, Polyphenylensulfidfasern, Polyesterfasern, Acrylfasern, Nylonfasern, Polyethylenfasern, usw., sein.
Die Verstärkungsfasern können solche sein, auf die eine Oberflächenbehandlung angewandt worden ist.
Als Verstärkungsfasern kann eine Art allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten können in einer Kombination verwendet werden.
Als Verstärkungsfasern sind Kohlefasern dahingehend bevorzugt, dass sie eine geringe Dichte, eine hohe Festigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen.
<Faserverstärktes Formprodukt>
Das faserverstärkte Formprodukt ist eines, das unter Verwendung des Prepregs hergestellt worden ist. Das faserverstärkte Formprodukt kann eines sein, das nur unter Verwendung des Prepregs der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, oder es kann ein Laminat sein, das unter Verwendung des Prepregs der vorliegenden Erfindung und eines weiteren Prepregs gebildet worden ist, oder es kann ein Laminat sein, das unter Verwendung des Prepregs der vorliegenden Erfindung und gegebenenfalls eines weiteren Prepregs und eines Elements, das von einem Prepreg verschieden ist, gebildet worden ist.
Das weitere Prepreg kann ein Prepreg sein, in dem das Matrixharz ein Polyaryletherketon enthält und kein fluoriertes Elastomer enthält, ein Prepreg, in dem das Matrixharz ein fluoriertes Elastomer und kein Polyaryletherketon enthält, ein Prepreg, in dem das Matrixharz ein Harz oder ein Elastomer ist, das von einem Polyaryletherketon und einem fluorierten Elastomer verschieden ist, usw.
Das Element, das von einem Prepreg verschieden ist, kann ein Metallelement, eine Folie, die ein Polyaryletherketon enthält, eine Folie, die ein fluoriertes Elastomer enthält, eine Folie, die ein Harz oder ein Elastomer enthält, das von dem Polyaryletherketon und dem fluorierten Elastomer verschieden ist, usw., sein.
Bei dem Metallelement kann es sich um eine Metallfolie, verschiedene Metallteile, usw., handeln. Das Metall kann Eisen, rostfreier Stahl, Aluminium, Kupfer, Messing, Nickel, Zink, usw., sein. Die Form des Metallelements kann gemäß dem faserverstärkten Formprodukt in einer geeigneten Weise ausgewählt werden.
Das faserverstärkte Formprodukt kann durch eine übliche Wärme- und Formpressbehandlung unter Verwendung des Prepregs erzeugt werden.
Verwendungen des faserverstärkten Formprodukts können Verwendungen sein, wie sie in WO 2015/182702 beschrieben sind, ein Gehäuse für ein Smartphone, ein Kernmaterial einer Hochspannungsleitung, ein Druckbehälter zum Lagern von Kraftstoff (Wasserstoff, Benzin, usw.) oder Öl, eine Reparatur- oder Verstärkungslage für Tunnel oder Straßen, usw. Verwendungen des faserverstärkten Formprodukts sind vorzugsweise Flugzeugkomponenten, Windturbinenschaufeln, Kraftfahrzeugaußenwandplatten, Gehäuse für elektronische Geräte bzw. Vorrichtungen, Schalen, Karosserien, Sportgeräte (Tennisschlägerrahmen, Schlaghölzer, Golfschäfte, Angelruten, Fahrradrahmen, Felgen, Räder, Kurbeln, usw.), usw.
BEISPIELE
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele detailliert beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Die Bsp. 1 bis 9 sind Beispiele der vorliegenden Erfindung und die Bsp. 10 bis 15 sind Vergleichsbeispiele.
(Schmelzpunkt)
Unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters (hergestellt von Seiko Instruments Inc., DSC 7020) wurde der Schmelzpeak, wenn das Polyaryletherketon bei einer Rate von 10 °C/min erwärmt wurde, aufgezeichnet und die Temperatur, die dem maximalen Wert entspricht, wurde als der Schmelzpunkt verwendet.
(Schmelzdurchfluss)
Unter Verwendung eines Schmelzindexmessgeräts (X416, hergestellt von Takara Kogyo Co., Ltd.) wurde die Masse (g) des Polyaryletherketons oder des fluorierten Elastomers, das in 10 Minuten aus einer Düse mit einem Durchmesser von 2 mm und einer Länge von 8 mm bei den Bedingungen einer Temperatur von 372 °C und einer Belastung von 49 N herausfloss, gemäß ASTM D3307 gemessen.
(Herstellung eines spritzgegossenen Produkts zur Bewertung)
Die Harzzusammensetzung wurde durch Erwärmen bei 200 °C für 3 Stunden vorgetrocknet. Unter Verwendung einer Spritzgussmaschine (hergestellt von FANUC CORPORATION, AUTOSHOT C 30A) wurde die Harzzusammensetzung bei einer Zylindertemperatur von 350 °C und einer Formwerkzeugtemperatur von 170 °C spritzgegossen, so dass ein spritzgegossenes Produkt zur Bewertung mit einer Dicke von 3,2 mm erhalten wurde.
(Biegemodul)
Ein Prüfkörper mit einer Länge von 60 mm und einer Breite von 12,7 mm wurde aus dem spritzgegossenen Produkt zur Bewertung herausgeschnitten. Bezüglich des Prüfkörpers wurde der Biegemodul unter Verwendung eines TENSILON (UTM-5T, hergestellt von TOYO BALDWIN) bei einem Abstand zwischen Drehpunkten von 40 mm bei einer Geschwindigkeit von 1 mm/min gemäß ASTM D790 gemessen.
(Izod-Schlagfestigkeit)
Unter Verwendung einer Bandsäge (V-400, hergestellt von Amada Co., Ltd.) wurde das spritzgegossene Produkt zur Bewertung geschnitten, so dass eine Probe mit einer Höhe von 63 mm und einer Breite von 13 mm erhalten wurde. Eine Kerbe wurde bei einer Höhe von 32 mm der Probe eingebracht, so dass ein Prüfkörper erhalten wurde.
Bezüglich des Prüfkörpers wurde die Izod-Schlagfestigkeit unter Verwendung eines Izod-Testgeräts (hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) bei den Bedingungen einer Hammerenergie von 2,75 J, einer Hammerbelastung von 13,97 N und eines Abstands von der Wellenmitte zum Schwerpunkt von 10,54 cm, wobei der Abstand von der Wellenmitte zu dem Auftreffpunkt 33,5 cm beträgt, gemessen. Die Messungen wurden bei 23 °C und -40 °C durchgeführt.
(Zahlenmittel des Teilchendurchmessers)
Das spritzgegossene Produkt zur Bewertung wurde durch ein Rasterelektronenmikroskop (S-4800, hergestellt von Hitachi, Ltd.) untersucht und die maximalen Durchmesser von 100 zufällig ausgewählten Teilchen wurde gemessen und der arithmetische Durchschnitt davon wurde gebildet, so dass das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers in der Harzzusammensetzung erhalten wurde.
(Herstellung einer Folie zur Bewertung)
Die Harzzusammensetzung wurde durch Erwärmen bei 200 °C für 3 Stunden vorgetrocknet. Unter Verwendung eines Einschneckenextruders (VS-30, hergestellt von Tanabe Plastics Machinery Co., Ltd.) und einer T-Düse mit einer Breite von 150 mm wurde die Harzzusammensetzung bei einer eingestellten Harztemperatur von 365 °C, einer Drehzahl von 6 U/min und einer Aufnahmegeschwindigkeit von 1,0 m/min extrusionsgeformt, so dass eine Folie zur Bewertung mit einer Dicke von 30 µm erhalten wurde.
(Aussehen der Folie)
Die Folie zur Bewertung wurde visuell untersucht und das Aussehen der Folie wurde gemäß den folgenden Standards bewertet.
◯ (Gut): Keine Unebenheit wird auf der Oberfläche der Folie festgestellt.
× (Schlecht): Eine Unebenheit oder Löcher werden auf der Oberfläche der Folie festgestellt.
(Zugeigenschaften der Folie)
Bezüglich der Folie zur Bewertung wurde ein Zugtest bei einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min und einem Spannbackenabstand von 70 mm gemäß JIS K6251: 2010 durchgeführt, so dass die Reißdehnung gemessen wurde. Die Zugeigenschaften der Folie wurden gemäß den folgenden Standards bewertet.
(Biegefestigkeit)
Gemäß ASTM D2176 wurde die Harzzusammensetzung formgepresst, so dass eine Presslage mit einer Dicke von 0,23 mm erhalten wurde. Aus der Presslage wurde ein Prüfkörper mit einer Breite von 12,5 mm, einer Länge von 130 mm und einer Dicke von 0,23 mm herausgeschnitten. Unter Verwendung eines MIT-Biegetestgeräts (MIT-DA, hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) wurde der Prüfkörper bei den Bedingungen einer Temperatur von 23 °C, einer Feuchtigkeit von 50 % relative Feuchtigkeit, einer Belastung von 12,25 N, einem Biegewinkel von 135 Grad jeweils links und rechts und einer Anzahl der Biegevorgänge pro Minute von 175 gebogen, wodurch die Anzahl erhalten wurde, bis der Prüfkörper brach (MIT-Biegebeständigkeit). Je größer die Anzahl ist, desto besser ist die Biegefestigkeit.
(Dielektrizitätskonstante)
Unter Verwendung einer Schmelzwarmpressmaschine wurde die Harzzusammensetzung formgepresst, so dass eine Presslage mit einer Dicke von 0,24 mm erhalten wurde. Unter Bezugnahme auf ASTM D2520 wurden ein PNA-L-Netzwerkanalysegerät (N5230A, hergestellt von Agilent Technologies) und ein Hohlraumresonator (CP481, hergestellt von Kanto Electronics Application Development Co., Ltd.) verwendet und die Dielektrizitätskonstante der Presslage wurde bei der Bedingung einer Temperatur von 23 °C, einer Feuchtigkeit von 50 % relative Feuchtigkeit und einer Frequenz von 2,45 GHz gemessen. Die Dielektrizitätskonstante des Polyaryletherketons A-2, die unter diesen Bedingungen gemessen worden ist, beträgt 3,18.
(Durchbiegungstemperatur bei Belastung)
Von dem spritzgegossenen Produkt zur Bewertung wurde ein streifenförmiger Prüfkörper (Länge 127 mm × Breite 12,7 mm × Dicke 3,2 mm) herausgeschnitten und gemäß ASTM D648 wurde unter Verwendung eines HDT & VSPT TESTER, hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd., die Temperatur, bei der ein vorgegebenes Durchbiegungsausmaß (0,254 mm) erreicht wurde, bei einer Belastung von 1,82 MPa und einer Heizgeschwindigkeit von 2 °C/min gemessen. Die Durchbiegungstemperatur bei Belastung des Polyaryletherketons A-2, die unter diesen Bedingungen gemessen worden ist, beträgt 155 °C.
(Ausgangsmaterialien)
Polyaryletherketon A-1: PEEK (Schmelzpunkt: 340 °C, Schmelzdurchfluss: 12 g/10 Minuten, Dichte: 1,32, hergestellt von Daicel-Evonik Ltd., Vestakeep L4000G).
Polyaryletherketon A-2: PEEK (Schmelzpunkt: 340 °C, Schmelzdurchfluss: 22 g/10 Minuten, Dichte: 1,32, hergestellt von Daicel-Evonik Ltd., Vestakeep 3300G).
Polyaryletherketon A-3: PEEK (Schmelzpunkt: 340 °C, Schmelzdurchfluss: 53 g/10 Minuten,
Dichte: 1,32, hergestellt von Daicel-Evonik Ltd., Vestakeep 2000G).
Polyaryletherketon A-4: PEEK (Schmelzpunkt: 340 °C, Schmelzdurchfluss: 142 g/10 Minuten, Dichte: 1,32, hergestellt von Daicel-Evonik Ltd., Vestakeep 1000G).
Polyaryletherketon A-5: PEEK (Schmelzpunkt: 340 °C, Schmelzdurchfluss: 87 g/10 Minuten, VICTREX (eingetragene Marke) PEEK 150P, hergestellt von VICTREX).
Fluoriertes Elastomer B-1: Tetrafluorethylen-Propylen-Copolymer (Krümelform, Schmelzdurchfluss: 11 g/10 Minuten, Dichte: 1,55, Mooney-Viskosität (ML₁₊₁₀, 121 °C): 100, Speicherelastizitätsmodul G' (100 °C, 50 cpm): 390, hergestellt von AGC Inc., AFLAS (eingetragene Marke) 150FC).
(Bsp. 1 bis 3)
Das Polyaryletherketon A-1 und das fluorierte Elastomer B-1 wurden in einem Volumenverhältnis gemischt, wie es in der Tabelle 1 gezeigt ist, und dem Basisende der Schnecke eines Doppelschneckenextruders (KZW15TW-45HG 1100, hergestellt von Technovel Corporation, Schneckendurchmesser: 15 mmΦ), L/D: 45) mit einer Rate von 2,0 kg/Stunde mittels einer Zuführungseinrichtung zugeführt. Der Strang, der von der Düsenspitze bei den Bedingungen Schneckendrehzahl: 200 U/min, eingestellte Temperaturen des Zylinders, der Düse und des Kopfs: C1 = 340 °C, C2 = 350 °C, C3 = 360 °C, C4 = 370 °C, C5 = 370 °C, C6 = 370 °C, D = 350 °C, H = 350 °C extrudiert worden ist, wurde in einem Wassertank gekühlt und durch eine Granuliereinrichtung geschnitten, so dass ein Granulat der Harzzusammensetzung erhalten wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
(Bsp. 4 bis 6)
Harzzusammensetzungen wurden in der gleichen Weise wie in den Bsp. 1 bis 3 erhalten, mit der Ausnahme, dass das Polyaryletherketon A-2 anstelle des Polyaryletherketons A-1 verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.
(Bsp. 7 bis 9)
Harzzusammensetzungen wurden in der gleichen Weise wie in den Bsp. 1 bis 3 erhalten, mit der Ausnahme, dass das Polyaryletherketon A-3 anstelle des Polyaryletherketons A-1 verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
(Bsp. 10 bis 12)
Harzzusammensetzungen wurden in der gleichen Weise wie in den Bsp. 1 bis 3 erhalten, mit der Ausnahme, dass das Polyaryletherketon A-4 anstelle des Polyaryletherketons A-1 verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt.
(Bsp. 13 bis 15)

Harzzusammensetzungen wurden in der gleichen Weise wie in den Bsp. 1 bis 3 erhalten, mit der Ausnahme, dass das Polyaryletherketon A-5 anstelle des Polyaryletherketons A-1 verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. [Tabelle 1]

		Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp. 3
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Polyaryletherketon A-1	90	80	70
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Fluoriertes Elastomer B-1	10	20	30
MFR_A/MFR_B		1,09	1,09	1,09
Biegemodul (GPa)		3,7	3,1	2,6
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) 23 °C		39	53	82
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) -40 °C		30	37	36
Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers B-1 in der Harzzusammensetzung (µm)		0,5	1	2
Aussehen der Folie		◯	◯	◯
Zugeigenschaften der Folie (%)		210	180	150
Biegefestigkeit (Anzahl bis zum Bruch)		1853	1923	2018

[Tabelle 2]

		Bsp. 4	Bsp. 5	Bsp. 6
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Polyaryletherketon A-2	90	80	70
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Fluoriertes Elastomer B-1	10	20	30
MFR_A/MFR_B		2	2	2
Biegemodul (GPa)		3,6	3	2,6
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) 23 °C		61	61	164
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) -40 °C		38	37	59
Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers B-1 in der Harzzusammensetzung (µm)		1	2	3
Aussehen der Folie		◯	◯	◯
Zugeigenschaften der Folie (%)		280	260	210
Biegefestigkeit (Anzahl bis zum Bruch)		2034	2233	2192
Dielektrizitätskonstante		3,08	2,9	2,86
Durchbiegungstemperatur bei Belastung (°C)		155	152	151

[Tabelle 3]

		Bsp. 7	Bsp. 8	Bsp. 9
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Polyaryletherketon A-3	90	80	70
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Fluoriertes Elastomer B-1	10	20	30
MFR_A/MFR_B		4,8	4,8	4,8
Biegemodul (GPa)		3,6	2,9	2,5
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) 23 °C		42	41	70
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) -40 °C		31	32	30
Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers B-1 in der Harzzusammensetzung (µm)		3	4	5
Aussehen der Folie		◯	◯	◯
Zugeigenschaften der Folie (%)		220	200	160
Biegefestigkeit (Anzahl bis zum Bruch)		291	197	508

[Tabelle 4]

		Bsp. 10	Bsp. 11	Bsp. 12
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Polyaryletherketon A-4	90	80	70
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Fluoriertes Elastomer B-1	10	20	30
MFR_A/MFR_B		12,9	12,9	12,9
Biegemodul (GPa)		3,6	2,8	2,3
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) 23 °C		44	43	43
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) -40 °C		27	26	28
Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers B-1 in der Harzzusammensetzung (µm)		6	8	10
Aussehen der Folie		◯	×	×
Zugeigenschaften der Folie (%)		89	68	33
Biegefestigkeit (Anzahl bis zum Bruch)		96	73	97

[Tabelle 5]

		Bsp. 13	Bsp. 14	Bsp. 15
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Polyaryletherketon A-5	90	80	70
Volumenverhältnis (Vol.-%)	Fluoriertes Elastomer B-1	10	20	30
MFR_A/MFR_B		7,9	7,9	7,9
Biegemodul (GPa)		3,3	2,7	2,4
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) 23 °C		39	42	44
Izod-Schlagfestigkeit (J/m) -40 °C		33	30	28
Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des fluorierten Elastomers B-1 in der Harzzusammensetzung (µm)		7	12	15
Aussehen der Folie		◯	×	×
Zugeigenschaften der Folie (%)		93	59	28
Biegefestigkeit (Anzahl bis zum Bruch)		92	97	97

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das Formprodukt der vorliegenden Erfindung ist bezüglich der Schlagfestigkeit, der Flexibilität und der Biegefestigkeit hervorragend, ohne die Eigenschaften (Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, usw.) von Polyaryletherketon zu beeinträchtigen, weist eine niedrige Dielektrizitätskonstante auf und weist geringe Fehler bezüglich des Aussehens (Defekte) auf und es wird folglich in Anwendungen verwendet, wo diese Eigenschaften erforderlich sind.
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-077652 , die am 13. April 2018 eingereicht worden ist, einschließlich die Beschreibung, die Ansprüche und die Zusammenfassung, sind in ihrer Gesamtheit unter Bezugnahme hierin einbezogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017/188280 [0004]
WO 2015/182702 [0058, 0061, 0062, 0077]
JP 2018077652 [0097]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 289-1: 2005 [0009]
ISO 289-2: 1994 [0009]

Claims

Harzzusammensetzung, die ein Polyaryletherketon und ein fluoriertes Elastomer umfasst, wobei das Verhältnis (MFR_A/MFR_B) des Schmelzdurchflusses MFR_A des Polyaryletherketons bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N zu dem Schmelzdurchfluss MFR_B des fluorierten Elastomers bei einer Temperatur von 372 °C bei einer Belastung von 49 N von 0,2 bis 5,0 beträgt und der Anteil des Volumens des Polyaryletherketons an dem Gesamtwert des Volumens des Polyaryletherketons und des Volumens des fluorierten Elastomers von 60 bis 97 Vol.-% beträgt.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das fluorierte Elastomer in dem Polyaryletherketon dispergiert ist und das Zahlenmittel des Teilchendurchmessers des dispergierten fluorierten Elastomers von 0,5 bis 5 µm beträgt.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das fluorierte Elastomer ein fluoriertes elastisches Copolymer mit Einheiten auf der Basis von mindestens einer Art von Monomer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen, Vinylidenfluorid und Chlortrifluorethylen, ist.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das fluorierte Elastomer ein fluoriertes elastisches Copolymer ist, das ferner Einheiten auf der Basis eines Monomers, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylen, Propylen, einem Perfluor(alkylvinylether), Vinylfluorid, 1,2-Difluorethylen, 1,1,2-Trifluorethylen, 3,3,3-Trifluor-1-propylen, 1,3,3,3-Tetrafluorpropylen und 2,3,3,3-Tetrafluorpropylen, aufweist.
Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das fluorierte Elastomer aus der Gruppe, bestehend aus einem Copolymer mit Einheiten auf der Basis von Tetrafluorethylen und Einheiten auf der Basis von Propylen, einem Copolymer mit Einheiten auf der Basis von Hexafluorpropylen und Einheiten auf der Basis von Vinylidenfluorid, und einem Copolymer mit Einheiten auf der Basis von Tetrafluorethylen und Einheiten auf der Basis einer Verbindung, die durch die folgende Formel I dargestellt ist, ausgewählt ist: CF₂=CF(OR^F) Formel I wobei R^F eine unverzweigte oder verzweigte C_1-8-Perfluoralkylgruppe ist.
Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polyaryletherketon aus der Gruppe, bestehend aus Polyetherketon, Polyetheretherketon und Polyetherketonketon, ausgewählt ist.
Formprodukt, das durch Formen der Harzzusammensetzung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 festgelegt ist, erhalten worden ist.
Formprodukt nach Anspruch 7, das eine Folie, ein Schlauch oder eine Faser ist.
Formprodukt nach Anspruch 7, das eine Folie mit einer Dicke von 1 bis 100 µm ist.
Lautsprechermembran, die eine Folie umfasst, die durch Formen der Harzzusammensetzung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 festgelegt ist, gebildet worden ist.
Medizinischer Katheter, der einen Schlauch umfasst, der durch Formen der Harzzusammensetzung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 festgelegt ist, gebildet worden ist.