JP2002146193A - 有機樹脂用添加剤および有機樹脂組成物 - Google Patents
有機樹脂用添加剤および有機樹脂組成物Info
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Abstract
することができる有機樹脂用添加剤、および優れた撥水
性と表面潤滑性を有する有機樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 (A)ケイ素原子結合水素原子の含有量が
0.001重量%以上であり、ジメチルシロキサンの繰
り返し単位が50以上である液状オルガノポリシロキサ
ン、および(B)無機粉体からなり、粉状であることを特
徴とする有機樹脂用添加剤。(I)有機樹脂、および(II)
前記の有機樹脂用添加剤からなることを特徴とする有機
樹脂組成物。
Description
および有機樹脂組成物に関し、詳しくは、有機樹脂に優
れた撥水性と表面潤滑性を付与することができる有機樹
脂用添加剤、および優れた撥水性と表面潤滑性を有する
有機樹脂組成物に関する。
るため、液状オルガノポリシロキサンを配合することは
公知であり、その配合性を向上させるため、前記オルガ
ノポリシロキサンと無機粉体からなる粉状物を配合する
ことも公知である(特開平3−54236号公報、特開
平3−134050号公報、および特開平10−330
617号公報参照)。
は、一般にジメチルポリシロキサンが用いられている
が、有機樹脂に十分な撥水性や表面潤滑性を付与するこ
とができなかったり、有機樹脂を成形した場合に、その
外観が不良となるという問題があった。特に、特開平3
−134050号公報や特開平10−330617号公
報には、ケイ素原子結合水素原子を有する液状オルガノ
ポリシロキサンが記載されているが、如何なる液状オル
ガノポリシロキサンによれば、上記の課題を解消できる
かは示唆されていなかった。
課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明の目的は、有機樹脂に優れた撥水
性と表面潤滑性を付与することができる有機樹脂用添加
剤、および優れた撥水性と表面潤滑性を有する有機樹脂
組成物を提供することにある。
係る発明は、(A)ケイ素原子結合水素原子の含有量が
0.001重量%以上であり、ジメチルシロキサンの繰
り返し単位数が50以上である液状オルガノポリシロキ
サン、および(B)無機粉体からなり、粉状であることを
特徴とする有機樹脂用添加剤に関する。また、本願の請
求項6乃至8に係る発明は、(I)有機樹脂、および(II)
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の有機樹脂用添加
剤からなることを特徴とする有機樹脂組成物に関する。
に係る発明の有機樹脂用添加剤を詳細に説明する。(A)
成分は、有機樹脂に撥水性および表面潤滑性を付与する
ための液状オルガノポリシロキサンであり、ケイ素原子
結合水素原子の含有量が0.001重量%以上であり、
好ましくは0.005重量%以上であることを特徴とす
る。これは、ケイ素原子結合水素原子の含有量が上記下
限未満であると、有機樹脂組成物の成形性が低下する恐
れがあるからである。また、(A)成分中のケイ素原子結
合水素原子の含有量の上限は特に限定されないが、1.
5重量%以下であることが好ましく、さらには、1.0
重量%以下であることが好ましく、特には、0.5重量
%以下であることが好ましい。これは、ケイ素原子結合
水素原子の含有量が上記上限を超えると、有機樹脂組成
物に十分な撥水性や表面潤滑性を付与できなくなる恐れ
があるからである。また、(A)成分は、ジメチルシロキ
サンの繰り返し単位数が50以上であり、好ましくは1
00以上であり、特に好ましくは200以上であること
を特徴とする。これは、ジメチルシロキサン[(CH3)2
SiO]の繰り返し単位数が上記下限未満であると、有機
樹脂組成物に十分な撥水性や表面潤滑性を付与できなく
なる恐れがあるからである。(A)成分中のジメチルシロ
キサンの繰り返し単位以外のシロキサンの繰り返し単位
としては、メチルフェニルシロキサン[(CH3)C6H5
SiO]、ジフェニルシロキサン[(C6H5)2SiO]、メ
チルハイドロジェンシロキサン[(CH3)HSiO]、メ
チルシロキサン(CH3SiO)、フェニルシロキサン
(C6H5SiO)が例示される。また、(A)成分の25
℃における粘度は限定されないが、好ましくは40〜1
00,000,000mPa・sであり、さらに好ましくは5
0〜1,000,000mPa・sであり、特に好ましくは1
00〜1,000,000mPa・sである。これは、25℃
における粘度が上記範囲の下限未満であると、有機樹脂
組成物に十分な撥水性や表面潤滑性を付与できなくなる
恐れがあるからであり、一方、上記範囲の上限を超える
と、(B)成分との配合性が低下する傾向があるからであ
る。
えば、直鎖状、分岐鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環
状、樹脂状が挙げられる。このような(A)成分として
は、一般式:
上式中、R1は一価炭化水素基または水素原子であり、
R2はメチル基を除く一価炭化水素基または水素原子で
あり、分子中のR1およびR2の少なくとも1つは水素原
子である。R1の一価炭化水素基としては、メチル基、
エチル基、プロピル基等のアルキル基;フェニル基、ト
リル基等のアリール基;ビニル基、アリル基等のアルケ
ニル基が例示される。また、R2の一価炭化水素基とし
ては、エチル基、プロピル基等のアルキル基;フェニル
基、トリル基等のアリール基;ビニル基、アリル基等の
アルケニル基が例示される。また、R3は一価炭化水素
基であり、R1と同様の基が例示される。また、上式中
のmは50以上の整数である。また、上式中のnは0以
上の整数であり、分子中のR1が全て一価炭化水素基で
ある場合には、nは1以上の整数である。
ノポリシロキサンが例示される。なお、式中のmは前記
と同じであり、pは1以上の整数であり、qは1以上の
整数である。
ルミナ、マグネシア、酸化鉄、チタニア、酸化亜鉛等の
金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ
ム、ハイドロタルサイト、カルシウムアルミネート水和
物、水酸化バリウム、ハードクレー等の金属水酸化物;
その他、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、タルク、マイカ、クレイ、窒化ホウ素、砂鉄、ガラ
スビーズ、ガラスフレーク、ガラスバルーン、けいそう
土、あるいは金属からなる粉体が例示され、特に、金属
酸化物粉体が好ましい。これらの金属酸化物粉体の中で
も、特にシリカ粉体が好ましい。このシリカ粉体として
は、乾式法シリカ(フュームドシリカ)粉体、湿式法シリ
カ(沈降シリカ)粉体、溶融シリカ粉体、結晶性シリカ粉
体が例示される。(B)成分の平均粒子径は限定されない
が、好ましくは100μm以下であり、特に好ましくは
10μm以下である。特に、シリカ粉体である場合に
は、そのBET比表面積が20m2/g以上であること
が好ましく、さらには、50m2 /g以上であることが
好ましく、特には、100m2/g以上であることが好
ましい。
(B)成分の含有量は限定されないが、前記(A)成分10
0重量部に対して50〜250重量部であることが好ま
しく、さらには、50〜200重量部であることが好ま
しく、特には、75〜150重量部であることが好まし
い。これは、(B)成分の含有量が上記範囲の下限未満で
あると、有機樹脂組成物に十分な撥水性と表面潤滑性を
付与できなくなる恐れがあるからであり、一方、上記範
囲の上限を超えると、有機樹脂用添加剤として粉状化す
ることが困難となるからである。
分と前記(B)成分を混合して粉状とすることにより調製
される。前記(A)成分と前記(B)成分を混合する方法と
しては、前記(B)成分の攪拌下に、前記(A)成分を添加
して攪拌する方法が例示される。この際、用いる攪拌装
置は高速せん断が可能なミキサーであることが好まし
く、例えば、ヘンシェルミキサー、フロージェットミキ
サーが挙げられる。このようにして調製された有機樹脂
用添加剤は粉状であり、有機樹脂への配合が良好である
ことから、その平均粒径は0.1〜500μmであるこ
とが好ましい。
有機樹脂組成物を詳細に説明する。 (I)成分の有機樹脂としては、熱硬化性有機樹脂、熱可
塑性有機樹脂が例示される。熱硬化性有機樹脂として
は、フェノール樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、キシレン
樹脂、キシレン−ホルムアルデヒド樹脂、ケトン−ホル
ムアルデヒド樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、イミド樹
脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、アニリン樹脂、スルホン−アミド樹脂、シリコ
ーン樹脂、エポキシ樹脂、およびこれらの2種以上の混
合物が例示される。また、熱可塑性有機樹脂としては、
ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポ
リエチレン樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、エチレン−
(メタ)アクリル酸エステル共重合体樹脂、エチレン−酢
酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ポリメチ
ルメタアクリレート樹脂等のアクリル系ビニル樹脂;ポ
リスチレン樹脂、高衝撃性ポリスチレン樹脂、アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、アクリロ
ニトリル−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−ア
クリルゴム−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−
エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合樹脂等のスチ
レン系ビニル樹脂;ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニ
ル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコー
ル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のビニル系
樹脂;ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン
テレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂;ナイロン
6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン11、ナ
イロン12等のポリアミド樹脂;ポリアセタール等のポ
リオキシアルキレン樹脂;その他、ポリカーボネート樹
脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリ酢酸ビニル
樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹
脂、液晶ポリエステル樹脂、これらの熱可塑性樹脂エラ
ストマー、およびこれらの2種以上の混合物が例示され
る。撥水性や表面潤滑性を十分に付与することができ、
射出成形や押出成形が可能であることから、(I)成分と
しては、特に、ポリオレフィン樹脂、ポリアセタール樹
脂、ポリエスエル樹脂等のオレフィン系やエステル系の
熱可塑性樹脂エラストマーが好ましい。
機樹脂組成物に十分な撥水性や表面潤滑性を付与するた
めの成分であり、前記(A)成分と前記(B)成分からなる
粉状物である。前記(A)成分および前記(B)成分につい
ては前述のとおりである。また、本成分の調製方法につ
いても前述のとおりである。
I)成分の含有量は限定されないが、前記(I)成分100
重量部に対して0.01〜50重量部であることが好ま
しく、特には、0.1〜50重量部であることが好まし
い。これは、(II)成分の含有量が上記範囲の下限未満で
あると、有機樹脂組成物に十分な撥水性と表面潤滑性を
付与できなくなる恐れがあるからであり、一方、上記範
囲の上限を超えると、有機樹脂組成物の成形性が低下す
る恐れがあるからである。
性、表面潤滑性、あるいは離型性等を調整するために、
その他任意の成分として、炭酸カルシウム、マイカ、タ
ルク、ガラス繊維、炭素繊維等の無機充填剤;分子鎖両
末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサ
ン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルフェ
ニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ
基封鎖ジフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメ
チルシロキシ基封鎖メチル(3,3,3-トリフルオロプロ
ピルポリシロキサン、(CH3)3SiO1/2単位とSiO2単
位からなるオルガノポリシロキサンレジン、(CH3)3S
iO1/2単位と(CH3)2(CH2=CH)SiO1/ 2単位とSi
O2単位からなるオルガノポリシロキサンレジン、(CH
3)2SiO単位とCH3SiO3/2単位からなるオルガノポ
リシロキサンレジン、(CH3)2SiO単位とC6H5SiO
3/2単位からなるオルガノポリシロキサンレジン等のオ
ルガノポリシロキサン;その他、強度改良剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、耐熱安定剤、可塑剤、
発泡剤、結晶核剤、滑剤、帯電防止剤、導電性付与剤、
顔料、染料、相溶化剤、架橋剤、難燃剤、防カビ剤、低
収縮剤、増粘剤、離型剤、防曇剤、ブルーミィング剤、
シランカップリング剤等を配合することができる。
分、前記(II)成分、および必要に応じてその他の成分を
加熱混合することにより調製される。この加熱温度は前
記(I)成分の融点以上であることが必要である。例え
ば、前記(I)成分が非晶性の熱可塑性有機樹脂である場
合には、上記の加熱温度は該樹脂のガラス転移点より約
100℃以上高く、かつ、該樹脂の分解温度より低いこ
とが好ましく、前記(I)成分が結晶性の熱可塑性有機樹
脂である場合には、上記の加熱温度は該樹脂の融点より
約30℃以上高く、かつ、該樹脂の分解温度より低いこ
とが好ましい。このような加熱温度における混練時間
は、装置の種類や運転条件等によって異なるが、例え
ば、連続式の混練装置を用いた場合には、1〜5分程度
で十分である。このような加熱混練し得る装置として
は、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、熱2ロー
ルミル等の回分式あるいは単軸押出し機;2軸押出し機
等の連続式混合装置が例示され、混練作業性や混練効率
が高く、前記(I)成分中に前記(II)成分をより均一に分
散できることから、押出し機等の連続式混合装置を用い
ることが好ましく、特に、2軸押出し機を用いることが
好ましい。
グ、トランスファープレス、射出成形、押出成形、圧縮
成形等の方法によって成形することができる。射出成形
によって成形された成形品は、良好な撥水性や表面潤滑
性を有するため、例えば、自動車の内装、外装部品、家
電製品の外装部品等に好適である。この成形品は自動車
の内装、外装部品として好適であり、特に、ドアトリム
材、コンソールパネル、インスツルメンタルパネル等の
内装部品として好適である。また、押出成形によって成
形された成形品は、自動車の外装、内装部品に好適であ
り、特に、ウェザーストリップ等の自動車部品に好適で
ある。
成物を実施例により詳細に説明する。有機樹脂用添加剤
の粒度、有機樹脂組成物の成形時の成形品の外観と金型
表面の外観、および成形品の撥水性や表面潤滑性は次の
方法により測定した。 ○粒度の測定(200メシュパス%) 有機樹脂用添加剤9gを篩(200メッシュ)にかけ、メ
ッシュオンした重量から200メッシュパス%を求め
た。 ○有機樹脂組成物の成形時の成形品の外観および金型表
面の外観 株式会社山城精機製作所製の射出成形機を用いて、有機
樹脂組成物の円板状成形片を成形した。その際、成形品
の外観、および成形後の金型表面の外観を目視にて観察
した。 ○成形品の撥水性 株式会社山城精機製作所製の射出成形機を用いて有機樹
脂組成物の円板状成形片を成形した。温度20℃の条件
下で、この円板状成形片にマイクロシリンジを用いて直
径2mmの水滴を滴下し、1分間放置後、この円板状成形
片に対する水の接触角を協和界面化学株式会社製の接触
角計により測定した。 ○成形品の表面潤滑性 株式会社山城精機製作所製の射出成形機を用いて有機樹
脂組成物の円板状成形片および円筒状成形片を作成し
た。この円板状成形片と円筒状成形片の端面間の動摩擦
係数および限界PV値を株式会社東洋精機製作所製のス
ラスト摩擦磨耗試験機を用いて測定した。この際、摩擦
面積は2cm2であり、荷重は2kgfであった。
ノポリシロキサンを表1に記載した。式中のMeはメチル
基を示す。表中のSiH%はケイ素原子結合水素原子の含
有量を示し、粘度は25℃における値である。
ヘンシェルミキサーに乾式法非晶質シリカ粉末(表面の
シラノール基密度=4.2個/100Å2、一次平均粒子
径=20mμ、BET比表面積=200m2/g)1kgと
液状オルガノポリシロキサンA1〜A5のいずれか1kg
を加え、1350rpmで約10分間攪拌して、粉状の有
機樹脂用添加剤(D1〜D5)を調製した。これらの有機
樹脂用添加剤の特性を表2に記載した。
東洋精機製作所製のラボプラストミルにより、ポリプロ
ピレン樹脂(住友化学工業株式会社製のノーブレンY1
01)150gを210℃で100rpmにて加熱混練
し、溶融させた。次いで、これに、有機樹脂用添加剤D
1〜D5のいずれか5gを配合して、さらに210℃で
100rpmにて15分間加熱混合した。混合後、冷却し
て固体状有機樹脂組成物を取り出した。このようにして
得られた有機樹脂組成物を射出成形機を用いて成形し、
成形品の外観、および成形後の金型表面の外観を観察し
た。また、成形品の撥水性および表面潤滑性を測定し
た。これらの結果を表3に記載した。また、比較とし
て、有機樹脂用添加剤を配合しない以外は上記と同様に
して有機樹脂を射出成形機を用いて成形し、成形品の外
観、および成形後の金型表面の外観を観察した。また、
成形品の撥水性および表面潤滑性を測定した。これらの
結果を表3に記載した。
製作所製のラボプラストミルにより、オレフィン系熱可
塑性エラストマー(三井化学株式会社製のミラストマー
9070N)150gを210℃で100rpmにて加熱
混練し、溶融させた。次いで、これに、有機樹脂用添加
剤D2を5g配合して、さらに210℃で100rpmに
て15分間加熱混合した。混合後、冷却して固体状有機
樹脂組成物を取り出した。このようにして得られた有機
樹脂組成物を射出成形機を用いて成形し、成形品の外
観、および成形後の金型表面の外観を観察した。また、
成形品の撥水性および表面潤滑性を測定した。これらの
結果を表4に記載した。また、比較として、有機樹脂用
添加剤D2を配合しない以外は上記と同様にして有機樹
脂を射出成形機を用いて成形し、成形品の外観、および
成形後の金型表面の外観を観察した。また、成形品の撥
水性および表面潤滑性を測定した。これらの結果を表4
に記載した。
に優れた撥水性と表面潤滑性を付与することができると
いう特徴がある。また、本発明の有機樹脂組成物は、こ
のような有機樹脂用添加剤を含有しているので、優れた
撥水性と表面潤滑性を有するという特徴がある。
Claims (8)
- 【請求項1】 (A)ケイ素原子結合水素原子の含有量が
0.001重量%以上であり、ジメチルシロキサンの繰
り返し単位数が50以上である液状オルガノポリシロキ
サン、および(B)無機粉体からなり、粉状であることを
特徴とする有機樹脂用添加剤。 - 【請求項2】 (A)成分の25℃における粘度が40〜
100,000,000mPa・sであることを特徴とする、
請求項1記載の有機樹脂用添加剤。 - 【請求項3】 (B)成分が金属酸化物粉体であることを
特徴とする、請求項1記載の有機樹脂用添加剤。 - 【請求項4】 (B)成分がシリカ粉体であることを特徴
とする、請求項1記載の有機樹脂用添加剤。 - 【請求項5】 (B)成分の含有量が、(A)成分100重
量部に対して50〜250重量部であることを特徴とす
る、請求項1記載の有機樹脂用添加剤。 - 【請求項6】 (I)有機樹脂、および(II)請求項1乃至
5のいずれか1項に記載の有機樹脂用添加剤からなるこ
とを特徴とする有機樹脂組成物。 - 【請求項7】 (I)成分が熱可塑性有機樹脂であること
を特徴とする、請求項6記載の有機樹脂組成物。 - 【請求項8】 (II)成分の含有量が、(I)成分100重
量部に対して0.1〜20重量部であることを特徴とす
る、請求項6記載の有機樹脂組成物。
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