JP2003531235A - 樹枝状ポリマーを含む高流動性ポリフェニレンエーテル組成物 - Google Patents
樹枝状ポリマーを含む高流動性ポリフェニレンエーテル組成物Info
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- C08L71/123—Polyphenylene oxides not modified by chemical after-treatment
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Abstract
Description
れたポリフェニレンエーテル組成物に関する。
定性、強靱性、耐熱性及び誘電特性のゆえに極めて有用な一群の高性能エンジニ
アリングプラスチックである。PPEは、高いガラス転移温度(典型的には15
0〜210℃)及び良好な機械的性能も呈する。この比類のない組合せの特性の
ため、ポリフェニレンエーテル系組成物は広範囲の用途に適しており、そうした
用途は当技術分野で周知である。一例は、高温用途に用いられる射出成形品であ
る。ポリフェニレンエーテルポリマーは通例比較的高い分子量を有するとともに
、高い溶融粘度を有しており、その固有粘度は25℃のクロロホルム中で測定し
て通例約0.4dl/gを上回る。
つまり押出や成形などの様々な加工段階において高温で自由に流動し得る能力で
ある。溶融流動性に劣ると、その組成物から製造できる部品の大きさと種類に影
響があり、組成物の加工装置の種類にも影響が出かねない。米国特許第4154
712号(G.Lee Jr.)には、ポリフェニレンエーテルポリマーの分子
量を低減することによって加工性を改良できると教示されているが、分子量が低
いと衝撃強さのような他の特性に悪影響を及ぼすことがある。加工を補助すべく
、ポリフェニレンエーテル樹脂は、粘度を低下させて得られる組成物に高い流動
性を付与するためのポリスチレンや飽和多脂環式樹脂やテルペンフェノールなど
の流動促進剤を用いて製造されることが多い。ポリスチレン、テルペンフェノー
ルその他の流動促進剤は生成物の加熱撓み温度(HDT)を下げ、通例UL94
標準プロトコルで測定されるPPE樹脂の燃焼性を増大させる。
流動特性を改良する努力がなされている。例えば、米国特許第5081185号
(Haaf他)には2種類以上のポリフェニレンエーテル樹脂のブレンドからな
る組成物が記載されており、一方の樹脂は約3.8dl/g以上の高い固有粘度
値を有し、他方は0.33dl/g以下の低い固有粘度値を有する。この2種類
のPPE樹脂のブレンドは、ブレンドの固有粘度が高い方のPPE樹脂と比較し
て、高い溶融流動性を呈するものの、加熱撓み温度(HDT)は実質的に低下し
ない。また、米国特許第5376724号(Bailey他)には、HDT値と
衝撃強さが僅かに低下するだけで流動性を改良する樹脂状添加剤を含有するポリ
フェニレンエーテル組成物が開示されている。この樹脂状添加剤はスチレン単量
体のようなビニル芳香族単量体又は35重量%以上の芳香族単位を含む炭化水素
化合物からなるとされている。
剤の配合量を低減して高い流動特性を有するPPE樹脂組成物を提供することが
望ましい。
る。従来の流動性改良用添加剤に比して、少量の樹枝状ポリマーで、ポリフェニ
レンエーテル樹脂含有組成物の流動特性を実質的に同程度改良できるという知見
を得た。ポリフェニレンエーテル樹脂は、好ましくは25℃のクロロホルム中で
測定して約0.35dl/g以上の固有粘度を有し、大抵は約0.4〜0.6d
l/gの固有粘度を有する。このポリフェニレンエーテル樹脂は1種類又はそれ
以上の異なるポリフェニレンエーテルポリマーからなるものでもよい。樹枝状ポ
リマーは好ましくは温度110℃及び剪断速度30秒-1で1〜250Paの溶融
粘度を有する。樹枝状ポリマーは好ましくはポリエステル系又はポリオレフィン
系のものである。本発明の組成物は好ましくは樹枝状ポリマーを最高15重量%
含有する。ポリフェニレンエーテル樹脂と樹枝状ポリマーとの重量比は好ましく
は4:1を上回る。
ルポリマーは、複数のアリールオキシ繰返し単位、好ましくは次の式Iの繰返し
単位を50以上含んでなる公知のポリマーである。
数7以下の第一又は第二低級アルキル)、アリール(好ましくはフェニル)、式
Iのフェニル核とハロゲン原子との間に2以上の炭素原子を有するハロ炭化水素
基(好ましくはハロアルキル)、アミノアルキル、炭化水素オキシ、又はハロゲ
ン原子と酸素原子とが2以上の炭素原子で隔てられかつ式Iのフェニル核とハロ
ゲン原子とが2以上の炭素原子を隔てられたハロ炭化水素オキシである。
一又は第二低級アルキル)、アリール(好ましくはフェニル)、式Iのフェニル
核とハロゲン原子との間に2以上の炭素原子を有するハロ炭化水素基(好ましく
はハロアルキル)、炭化水素オキシ、又はハロゲン原子と酸素原子とが2以上の
炭素原子で隔てられかつ式Iのフェニル核とハロゲン原子とが2以上の炭素原子
を隔てられたハロ炭化水素オキシである。Q1及びQ2は好適には各々炭素原子数
約12以下のものであり、大抵は、各Q1はアルキル又はフェニル、特にC1〜C4 アルキルであり、各Q2は水素である。
用語には、非置換ポリフェニレンエーテルポリマー、芳香族環が置換された置換
ポリフェニレンエーテルポリマー、ポリフェニレンエーテル共重合体及びこれら
のブレンドが包含される。また、米国特許第5089566号(S.Bruce
Brown)に記載されているようにビニル単量体又はポリスチレンやエラス
トマーのようなポリマーなどの物質をポリフェニレンエーテルに公知の方法でグ
ラフトして得られる部分を有するポリフェニレンエーテルポリマーも包含される
。さらに、低分子量ポリカーボネートやキノンや複素環式化合物やホルマールの
ようなカップリング剤を公知の方法で2本のポリフェニレンエーテル鎖のヒドロ
キシ基と反応させてさらに高分子量のポリマーとしたカップリング化ポリフェニ
レンエーテルも包含される。
末端基や4−ヒドロキシビフェニル末端基のような各種の末端基を有していても
よく、これらは典型的には酸化カップリング反応による合成時に導入される。ポ
リマーにさらに反応性を追加したり、場合によってはアロイやブレンドの製造に
ポリフェニレンエーテルポリマーと併用できる他のポリマー系との相溶性を高め
る末端基でポリフェニレンエーテルポリマーを官能化又は「封鎖」してもよい。
ポリフェニレンエーテルポリマーはエポキシ末端基、ホスフェート末端基又はオ
ルトエステル末端基で官能化することができ、例えば2−クロロ−4−(2−ジ
エチルホスファトエポキシ)−6−(2,4,6−トリメチル−フェノキシ)−
1,3,5−トリゼンのような官能化剤をポリフェニレンエーテルポリマーの末
端基の1つ、すなわち末端ヒドロキシ基の1つと反応させればよい。
フェニレンエーテルポリマーには、構造単位の変化とは無関係に、現在公知のす
べてのものが包含される。
ないが、 ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,3,6−トリメチル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,6−ジエチル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2−メチル−6−プロピル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,6−ジプロピル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2−エチル−6−プロピル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,6−ジラウリル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,6−ジフェニル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,6−ジメトキシ−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,6−ジエトキシ−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2−メトキシ−6−エトキシ−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2−エチル−6−ステアリルオキシ−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2−エトキシ−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2−クロロ−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(2,6−ジブロモ−1,4−フェニレンエーテル)、 ポリ(3−ブロモ−2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、 これらの混合物などが挙げられる。
2,3,6−トリメチル−1,4−フェニレンエーテル単位とを含むランダム共
重合体がある。
ホルム中で測定して約0.2dl/gを超える固有粘度を有し、一般に、ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィーで測定して約3000〜40000の数平均
分子量及び20000〜80000の重量平均分子量を有する。
はその反応性誘導体から当技術分野で公知の数多くの方法のいずれかによって製
造し得る。ポリフェニレンエーテルは通例2,6−キシレノールや2,3,6−
トリメチルフェノールなどの1種類以上のモノヒドロキシ芳香族化合物の酸化カ
ップリングによって製造される。一般に触媒系がカップリングに用いられ、銅、
マンガン又はコバルト化合物のような1種類以上の重金属化合物を通常はその他
様々な物質と共に含んでいる。銅化合物を含む触媒系は通常第一銅又は第二銅イ
オンとハロゲン(例えば塩素、臭素、ヨウ素)イオンと1種以上のアミンとの組
合せであり、例えば塩化第一銅−トリエチルアミンがある。マンガン化合物を含
む触媒系は概して二価マンガンをハロゲン、アルコキシド又はフェノキシドなど
のアニオンと組合せたアルカリ性の系である。大抵は、マンガンは、ジアルキル
アミン、アルキレンジアミン、o−ヒドロキシ芳香族アルデヒド、o−ヒドロキ
シアゾ化合物、o−ヒドロキシアリールオキシムのような1種類以上の錯化剤及
び/又はキレート剤との錯体として存在する。含マンガン触媒の具体例には、塩
化マンガン−及び塩化マンガン−ナトリウムメチラートがある。含コバルト触媒
系も有用である。
特許第3306874号、同第3306875号、同第3914266号及び同
第4028341号(Hay)、米国特許第3257357号及び同第3257
358号(Stamatoff)、米国特許第4935472号及び同第480
6297号(S.B.Brown他)並びに米国特許第4806602号(Dw
ayne M,White他)に記載されている。
媒量の制御によって調節できる。反応時間が長いほど、平均繰返し単位数が増し
、固有粘度が高くなる。ある時点で所望の分子量(固有粘度)が得られ、反応を
慣用手段で止める。例えば、錯金属触媒を利用した反応系の場合、重合反応は塩
酸や硫酸などの酸又は水酸化カリウムなどの塩基の添加によって終了させること
ができ、Hayの米国特許第3306875号に教示されている通り、濾過、沈
殿その他適当な手段で触媒から生成物を分離すればよい。
リマー及び高度枝分れポリマーをいう。本発明での使用に適したデンドリマー及
び高度枝分れポリマーは中心コアから放射状に広がる構造のはっきりした高度枝
分れ巨大分子であり、枝分れ反応を段階的に繰り返して合成される。本発明で好
ましいのは、多官能性コアと該コアから伸びた放射状枝分れ単位とを有する星形
の樹枝状ポリマーである。枝分れの繰返しは通例各世代で完全なシェルを保証し
、得られるポリマーは通例単分散である。樹枝状ポリマー製造のための合成手順
は、サイズ、形状、表面/内部化学、自由度及びトポロジーをほぼ完全に制御で
きることが多い。本発明では、枝分れが完全で対称的な樹脂状ポリマーと枝分れ
が不完全で非対称な樹枝状ポリマーの使用が包含される。好適な合成法の一例は
、エチレンジアミンのような多官能性化合物をコア構成ブロックとして用いるこ
とである。この多官能性コアをまずアクリロニトリルと反応させて4個のニトリ
ル基を有する構造を得る。これらのニトリル基をアミン単位に還元して第一サイ
クルを完結する。以降の反応サイクルで、第一アミノ基を順次8、16、32、
64、128と増やした樹枝状ポリマーを製造する。これらの枝分れ単位の末端
基は、所望に応じて、樹枝状ポリマーに慣用されるヒドロキシ基、エポキシ基、
エーテル基などの官能性単位で官能化してもよい。
グラフィーで測定して、約1000〜約21000とし得るが、好ましくは約1
500〜約12000である。流動性の増加を企てるとき、最も好ましい値は上
記分子量範囲の低い側、すなわち約1500〜約5000である。好ましくは、
ポリマーは約1.3〜約1.5の狭い多分散度を有するとともに、温度110℃
及び剪断速度30秒-1で1〜250Paの溶融粘度を有する。本発明で用いる樹
枝状ポリマーは、任意には、コア又は枝分れ単位の周囲で官能化し得る。ポリフ
ェニレンエーテル組成物の性状によっては、所望により極性基及び非極性基を樹
枝状ポリマーの周囲に結合させてもよい。好ましくは、ヒドロキシ基及び/又は
エポキシ基を本発明で用いる樹枝状ポリマーの末端に結合させる。
を有する。かかる分子には、アンモニア、メタノール、ポリメチレンジアミン、
ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、
線状及び枝分れポリエチレンイミン、メチルアミン、ヒドロキシエチルアミン、
オクタデシルアミン、ポリアミノアルキルアレーン、複素環式アミン(イミダゾ
リン類及びピペリジン類、モルホリン、ピペラジンなど)、ペンタエリトリトー
ル、ソルビトール、マンニトール、ポリアルキレンポリオール(ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコールなど)、グリコール(エチレングリコール
など)、ポリアルキレンポリメルカプタン、ホスフィン、グリシン、チオフェノ
ール、フェノール類、メラミン及びその誘導体(メラミントリス(ヘキサメチレ
ンジアミンなど)がある。
類の異なる官能基を有する単位から誘導される。こうした簡単なポリマーの具体
例には、ポリエステル、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリチオエーテル、ポ
リアミド、ポリエーテルケトン、ポリアルキレンイミン、ポリアミドアミン、ポ
リエーテルアミド、ポリアリーレン、ポリアルキレン、芳香族ポリアルキレン、
ポリアリールアセチレン及びこれらの組合せがある。好適な樹枝状ポリマーの例
は米国特許第5530092号(Meijer他)、同第5998565号(D
ebrabander−Bandenberg他)、同第5418301号(H
ult他)及び同第5663247号(Sorensen他)に記載されている
。
Perstorp Specialty Chemicals社(スウェーデン
、パーストープ)からBOLTORN(登録商標)という商品名で市販されてい
る樹枝状ポリマーである。このシリーズの中で、周囲をヒドロキシ基で官能化し
いたBOLTORN H20及びBOLTORN H30という樹枝状ポリマー
が好ましく、約1000〜約4000の重量平均分子量を有する。
芳香族ジオール、トリオール、テトラオール、ソルビトール、マンニトール、ジ
ペンタエリトリトール、単官能性アルコール及び分子量2000未満のアルコキ
シレートポリマーがある。好適なジオールの具体例には、1,3−プロパンジオ
ール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−エタンジ
オール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール及びポリテトラヒドロフランがある。
ボン酸であり、例えば、α,α−ビス(ヒドロキシメチル)−プロピオン酸、α
,α−ビス(ヒドロキシメチル)−酪酸、α,α,α−トリス(ヒドロキシメチ
ル)−酢酸、α,α−ビス(ヒドロキシメチル)−ブラル酸、α,α−ビス(ヒ
ドロキシメチル)−プロピオン酸、α,β−ジヒドロキシプロピオン酸、ヘプタ
ン酸、クエン酸、d−酒石酸、l−酒石酸、又は3,5−ジヒドロキシ安息香酸
のようなα−フェニルカルボン酸である。
肪酸、単官能性不飽和カルボン酸、安息香酸のような芳香族単官能性カルボン酸
、及び二官能性もしくは多官能性カルボン酸、又はこれらの無水物がある。一例
はベヘン酸である。ポリエステル連鎖伸長剤中の末端ヒドロキシ基は、官能基を
有する連鎖停止剤とも官能基をもたない連鎖停止剤とも反応し得る。好適なポリ
エステル系樹枝状ポリマーは米国特許第5418301号及び同第566324
7号に記載されている。
能性飽和又は不飽和モノカルボン酸、環式脂肪族ジ−、トリ−又はポリ−ヒドロ
キシ官能性飽和又は不飽和モノカルボン酸、芳香族ジ−、トリ−又はポリ−ヒド
ロキシ官能性飽和又は不飽和モノカルボン酸、脂肪族モノヒドロキシ官能性飽和
又は不飽和ジ−、トリ−又はポリ−カルボン酸、環式脂肪族モノヒドロキシ官能
性飽和又は不飽和ジ−、トリ−又はポリ−ヒドロキシカルボン酸、及び芳香族モ
ノヒドロキシ官能性ジ−、トリ−又はポリ−カルボン酸がある。これらの酸のエ
ステルも適している。
の約0.1〜約15重量%の量で本発明の組成物に使用される。さらに好ましく
は、流動性を改良するため組成物全体の約1〜約10重量%の量の樹枝状ポリマ
ーが使用され、さらに一段と好ましくは、HDT値の損失を最小限に抑えつつ流
動性を改良するため組成物全体の約2〜約6重量%、最も好ましくは組成物全体
の約2〜約4重量%が使用される。好ましいわけではないが、本発明の組成物で
は樹枝状ポリマーを最大30重量%の量で使用できる。
の組成物は約5〜95重量%の量で使用し、残りを添加剤及び他の樹脂とする。
ただし、本発明には、ポリフェニレンエーテル樹脂と樹枝状ポリマーのみからな
る高流動性組成物も包含される。本発明の組成物に添加し得る他の成分には、従
来からPPE組成物に添加されている慣用添加剤及び樹脂がある。
第5859130号に開示されているようなポリアミド、米国特許第52908
81号に開示されているようなポリアリーレンスルフィド、米国特許第5916
970号に開示されているようなポリフタルアミド、米国特許第5231146
号に開示されているようなポリエーテルアミド、並びに米国特許第523700
5号に開示されているようなポリエステルを始めとする様々な樹脂を配合し得る
。
単位を約25重量%以上含むポリマーがある。 (Z)p−Ph−C(R3)=CH2 式中、Phはフェニルであり、R2は水素、低級アルキル又はハロゲンであり、
Zはビニル、ハロゲン又は低級アルキルであり、pは0〜5である。こうしたビ
ニル芳香族ポリマーには、ホモポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニル
トルエン、弾性ポリマーとのブレンド型とグラフト型を含めたゴム変性ポリスチ
レン(「HIPS」とも呼ばれる。)並びにこれらの混合物がある。スチレン−
アクリロニトリル共重合体(SAN)やスチレン−無水マレイン酸共重合体のよ
うなスチレン含有共重合体、ポリα−メチルスチレン、並びにエチルビニルベン
ゼン、ジビニルベンゼンの共重合体も適している。
知の方法で製造し得る。本発明の組成物中に存在するビニル芳香族樹脂の量は所
期の特性に依存するが、典型的には組成物全体の重量を基準にして約5〜90重
量%、好ましくは約15〜約60重量%である。
nic Polymer Chemistryの第三章(第2版,K.G.Sa
unders著,Chapman and Hall,1988)及び米国特許
第4816510号(John B.Yates,III)に記載されている。
の範囲的範囲に属する。大半の添加剤はその有効量及び添加法と併せて当技術分
野で周知である。かかる添加剤の例は耐衝撃性改良剤、難燃剤、可塑剤、酸化防
止剤、充填材、導電性充填材(例えば導電性カーボンブラック、炭素繊維、ステ
ンレス鋼繊維、金属フレーク及び金属粉)、補強材(例えばガラス繊維)、安定
剤(例えば酸化安定剤、熱安定剤及び紫外線安定剤)、帯電防止剤、滑剤、着色
剤、染料、顔料、ドリップ抑制剤、流動性改良剤及びその他の加工助剤である。
しい。好適な材料には天然及び合成弾性ポリマー、例えば天然ゴム、合成ゴム及
び熱可塑性エラストマーがある。これらは、通例、オレフィン(例えば、エチレ
ン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン)、アルケニル芳香族
単量体(例えば、スチレン及びα−メチルスチレン)、共役ジエン(例えば、ブ
タジエン、イソプレン及びクロロプレン)、ビニルカルボン酸及びその誘導体(
例えば、酢酸ビニル、アクリル酸、アルキルアクリル酸、アクリル酸エチル、メ
タクリル酸メチル、アクリロニトリル)のような単量体から誘導される。これら
は、上記の好適な各種単量体から誘導される単独重合体でも、ランダム型、ブロ
ック型、グラフト型及びコアシェル型を始めとする共重合体であってもよく、こ
れについては以下でさらに詳しく説明する。
、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリイソブチレンなどが挙げられるが、好
ましい単独重合体はポリエチレン、LLDPE(線状低密度ポリエチレン)、H
DPE(高密度ポリエチレン)及びMDPE(中密度ポリエチレン)及びアイソ
タクチックポリプロピレンである。こうした一般構造のポリオレフィン樹脂及び
その製造法は当技術分野で周知であり、例えば米国特許第2933480号、同
第3093621号、同第3211709号、同第3646168号、同第37
90519号、同第3884993号、同第3894999号、同第40596
54号、同第4166055号及び同第4584334号に記載されている。
重合体のようなポリオレフィン共重合体も使用できる。エチレンとC3〜C10モ
ノオレフィンと非共役ジエンとの共重合体(本明細書中ではEPDM共重合体と
いう。)も適している。EPDM共重合体に適したC3〜C10モノオレフィンの
具体例には、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテ
ン、1−ヘキセン、2−ヘキセン及び3−ヘキセンがある。好適なジエンには、
1,4−ヘキサジエン並びに単環式及び多環式ジエンがある。エチレンと他のC3 〜C10モノオレフィン単量体との比は95:5〜5:95であればよく、ジエ
ンは0.1〜10モル%の量で存在する。EDPM共重合体は、米国特許第52
58455号に開示されている通りポリフェニレンエーテルにグラフトするため
アシル基又は親電子性基で官能化できる。
%の量で存在する。ポリオレフィンがEPDMの場合、その量は一般に組成物の
0.25〜約3重量%である。
体がある。例としては、ポリブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合体、ブタ
ジエン−アクリレート共重合体、イソプレン−イソブテン共重合体、クロロブタ
ジエンポリマー、ブタジエンアクリロニトリルポリマー及びポリイソプレンがあ
る。これらの耐衝撃性改良剤は組成物全体の約1〜30重量%をなす。
型、(AB)m−R(ジブロック)型及びABA′(トリブロック)型ブロック
共重合体がある。ブロックA及びA′は通例アルケニル芳香族単位であり、ブロ
ックBは通例共役ジエン単位である。式(AB)m−Rのブロック共重合体につ
いては、整数mは2以上であり、Rは構造ABのブロックに対する多官能性カッ
プリング剤である。
有用である。特に適しているのは、スチレンブロックとブタジエンブロック、イ
ソプレンブロック又はエチレン−ブチレンブロックとを含むものである。好適な
共役ジエンブロックには上述の単独重合体及び共重合体があるが、これらは公知
の方法で部分的又は完全に水添されていてもよく、その場合エチレン−プロピレ
ンブロックなどと表すことができ、オレフィンブロック共重合体と似た特性を有
する。好適なアルケニル芳香族化合物には、スチレン、α−メチルスチレン、p
−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン及びビニルナフタレンがあ
る。ブロック共重合体は好ましくは約15〜50%のアルケニル芳香族単位を含
有する。このタイプのトリブロック共重合体の例はポリスチレン−ポリブタジエ
ン−ポリスチレン(SBS)、水添ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレ
ン(SEBS)、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン(SIS)、及
びポリ(α−メチルスチレン)−ポリイソプレン−ポリ(α−メチルスチレン)
である。市販トリブロック共重合体の具体例はShell Chemical社
のCARIFLEX(登録商標)、KRATON D(登録商標)及びKRAT
ON G(登録商標)シリーズである。
らなる耐衝撃性改良剤も包含される。このタイプの共重合体は概して約60〜9
5重量%の重合ビニル芳香族単量体と約40〜5重量%の重合共役ジエン単量体
からなる。この共重合体は放射状構造をなす3本以上のポリマー鎖を有する。各
鎖の末端は実質的に非弾性セグメントであり、これに弾性ポリマーセグメントが
結合している。こうしたブロック共重合体は、米国特許第4097550号に記
載のように「枝分れ」ポリマーと呼ばれることもあり、他の共役ジエン系耐衝撃
性改良剤と同様の量で用いられる。
,5−ジクロロフェニル)プロパンのようなハロ置換ジ芳香族化合物、米国特許
第5461096号に記載のリン化合物を始めとする当技術分野で公知の難燃剤
を用いて難燃性にすることもできる。ハロ置換ジ芳香族難燃剤の他の例には、臭
素化ベンゼン、塩素化ビフェニル、臭素化ポリスチレン、含塩素芳香族ポリカー
ボネート、2つのフェニル基が二価アルケニル基で隔てられた化合物で芳香族核
当たり2以上の塩素原子又は臭素原子を有するもの、及びこれらの混合物がある
。
うした好ましい化合物には、元素態リン、有機ホスホン酸、ホスホネート、ホス
フィネート、ホスフィナイト、トリフェニルホスフィンオキシドのようなホスフ
ィンオキシド、ホスフィン、ホスファイト及びホスフェートから選択されるリン
化合物がある。好ましいリン化合物の典型例は一般式O=P−(OZ)3のもの
、及びこれらのリン化合物の窒素類似体である。上記式中、各Zはアルキル、シ
クロアルキル、アリール、アルキル置換アリール、アリール置換アルキルなどの
炭化水素基、ハロゲン、水素、及びこれらの組合せを始めとする同一又は異なる
基を表す。ただし、前記Qの1以上はアリールである。さらに好ましくは、各Q
がアリールであるリン酸エステルである。他の好適なリン酸エステルには、次式
のジホスフェート及びポリホスフェートがある。
ニルであり、各R1は独立に炭化水素であり、R2、R6及びR7は独立に炭化水素
又は炭化水素オキシであり、各X1は水素、メチル、メトキシ又はハロゲンであ
り、mは1〜4の整数であり、nは約1〜30の整数である。好ましくは、各R1 は独立にフェニル又は炭素原子数1〜6の低級アルキルであり、R2、R6及び
R7は独立にフェニル、炭素原子数1〜6の低級アルキル、フェノキシ又は炭素
原子数1〜6の(低級)アルコキシである。
ニルビスネオペンチル、リン酸水素フェニルエチレン、リン酸フェニル−ビス−
3,5,5′−トリメチルヘキシル、リン酸エチルジフェニル、リン酸2−エチ
ルヘキシルジ(p−トリル)、リン酸水素ジフェニル、リン酸ビス(2−エチル
−ヘキシル)p−トリル、リン酸トリトリル、リン酸ビス(2−エチル−ヘキシ
ル)−フェニル、リン酸トリ(ノニルフェニル)、リン酸水素フェニル−メチル
、リン酸ジ(ドデシル)p−トリル、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェニル
、イソプロピル化トリフェニルホスフェート、ハロゲン化トリフェニルホスフェ
ート、リン酸ジブチルフェニル、リン酸2−クロロエチルジフェニル、リン酸p
−トリルビス(2,5,5′−トリメチルヘキシル)、リン酸2−エチルヘキシ
ルジフェニルなどがある。
はブチル化トリフェニルホスフェートのようなアルキル化トリフェニルホスフェ
ート、ビス−ネオペンチルピペリジニルジホスフェート、テトラフェニルビスフ
ェノール−Aジホスフェート、テトラフェニルレゾルシノールジホスフェート、
ヒドロキノンジホスフェート、ビスフェノール−Aジホスフェート、ビスフェノ
ール−Aポリホスフェート、これらの化合物の混合物及びこれらの化合物の誘導
体である。
アミド、リン酸アミド、ホスホン酸アミド及びホスフィン酸アミドがある。ピペ
ラジンとヒドロキシ芳香族化合物から誘導されるビス−ホスホルアミド物質が特
に有用である。
難燃剤の好ましい量は組成物の9〜17重量%である。実施形態によっては、ト
リフェニルホスフェートのようなリン系難燃剤を、ヘキサブロモベンゼンのよう
な他の難燃剤及び任意には酸化アンチモンと併用するのが好ましい。
当技術分野で周知である。一例として、かかる化合物は、ハロゲン化リン酸エス
テル化合物を様々な二価又は三価フェノール系化合物と所望の数のリン酸エステ
ル官能基が得られるまで反応させることで製造し得る。フェノール系化合物の例
はレゾルシノールやヒドロキノンのようなジヒドロキシ芳香族化合物である。
張強さを大幅に高めるガラス繊維などの繊維補強材を含んでいてもよい。概して
、比較的ソーダ分の少ないライム−アルミニウムホウケイ酸ガラス(Eガラス)
が好ましい。ガラスロービングも使用し得るが、カット繊維が好ましいことが多
い。かかる繊維の長さは普通約3mm以上であり、好ましい長さは約3〜約13
mmである。繊維の好ましい直径は約0.002〜約0.02mmの範囲にある
。ガラス繊維の使用量は組成物全体の0〜60重量%であり、好ましくは組成物
全体の重量を基準にして約3〜30重量%である。最終用途で高度の剛性及び強
度が必要とされる場合には使用量を増やす。さらに好ましくは、ガラス繊維の量
は約6〜25重量%である。炭素繊維、炭素フィブリル、Kevlar(登録商
標)繊維及びステンレス鋼繊維並びに金属コートグラファイト繊維も0〜60重
量%の量で使用でき、好ましくは3〜25重量%、さらに好ましくは7〜10重
量%の量で使用される。炭素繊維は通例3mm以上、好ましくは3〜13mmの
長さを有する。グラファイト繊維のコーティングに用いられる金属の例には、ニ
ッケル、銀、黄銅、銅及び金があるが、ニッケルが好ましい。60重量%以下の
量のアルミニウム、ニッケル、鉄及び青銅などの金属の繊維又は小板も適してい
る。
、グラファイト、アルミニウム水和物、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、硫
酸バリウム、タルク及びケイ酸カルシウム(ウォラストナイト)がある。有効量
は用いる個々の物質によって異なるが、組成物全体の重量を基準にして概して0
.25〜60重量%、典型的には1〜30重量%、好ましくは3〜12重量%で
ある。雲母の例には、白雲母、金雲母、黒雲母、フッ素金雲母及び合成雲母があ
る。雲母の量は好ましくは組成物全体の重量を基準にして0.25〜30重量%
である。粘土の好ましい量は組成物全体の重量を基準にして0.25〜30重量
%である。
のがある。好適な安定剤には、硫化亜鉛、酸化亜鉛及び酸化マグネシウムがある
。
っては慣用の流動促進剤や可塑剤が依然として望まれることもあると思われる。
好適な流動促進剤及び可塑剤の例には、リン酸エステル系可塑剤、例えばリン酸
クレジルジフェニル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、イソプロピル
化リン酸トリフェニルがある。塩素化ビフェノール類やミネラルオイルも適して
いる。可塑剤を用いる場合、組成物の重量を基準にして通例1〜15重量%の量
で使用される。
、アルキル化モノフェノールやポリフェノール)、ベンゾフラノン類(例えば、
3−アリールベンゾフラノン)、亜リン酸アルキル及び亜リン酸アリール(例え
ば、亜リン酸2,4−ジ−tert−ブチルフェノールや亜リン酸トリデシル)
、並びにヒンダードアミン(例えば、ジオクチルメチルアミンオキシドや他の第
三アミンオキシド)がある。かかる酸化防止剤は組成物の重量を基準にして好ま
しくは0.1〜1.5重量%の量で使用される。好適なUV安定剤には、4,6
−ジベンゾイルレゾルシノール、アルカノールアミンモルホレン及びベンゾトリ
アゾールがある。
ェニレンエーテル樹脂と樹枝状ポリマーとをドライブレンドし、混合物を押出機
のような公知の技術によってコンパウンディングしてブレンドを形成することで
ある。本組成物はポリフェニレンエーテル樹脂単独の場合よりも粘度が低下し、
流動性が増大するがHDT値はさほど低下しない。本組成物は他の成分とブレン
ドすることもできるし、押出し、急冷し、切断してペレットにすることもできる
。ペレットは、次いで溶融して所望の形状と大きさの物品に成形してもよいし、
再びコンパウンディングして他の成分とブレンドした後さらに加工処理して最終
物品を製造してもよい。
明細書中で引用した特許及び刊行物の開示内容はすべて援用によって本明細書の
内容の一部をなす。
F(288℃)及び速度約350rpmで操作した30mm Werner a
nd Pfeiderer同方向回転二軸押出機でコンパウンディングした。押
出し材料を水で急冷しペレット化した。ペレットを、Van Dorn Dem
ag120トン射出成形機(メルト温度560°F(290℃)、金型温度19
0°F(88℃))を用いて射出成形し、UL90消炎試験、HDT値及び各種
物理的性質の測定のための各種試験片/試験棒にした。ポリフェニレンエーテル
はGE Plastics社から市販のPPO(登録商標)樹脂(ポリ(2,6
−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル)であった。ポリスチレンはGE
Plastics社から市販のGEH1897ハイインパクトポリスチレンであ
り、ブタジエンゴムを含むものであった。耐衝撃性改良剤はShell Che
mical社から市販のKraton(登録商標)D1101スチレン−ブタジ
エン−スチレンブロック共重合体であった。Boltron(登録商標)H20
及びBoltron(登録商標)H30樹枝状ポリマーはPerstorp社(
スウェーデン、パーストープ)から入手したもので、ヒドロキシ末端基をもつポ
リエステル系樹枝状ポリマーからなる。比較例で用いたNirez(登録商標)
2150/7042流動性改良剤はArizona Chemical社から市
販のテルペンフェノールである。各組成物においてZnO及びZnSを安定剤と
して使用した。難燃性組成物はさらに以下の成分:Akzo Chemical
社及びNagase America社から市販のFR−RDPテトラフェニル
−レゾルシノールジホスフェート難燃剤、Millenium Petroch
emicals社から市販の線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、GE S
pecialty Chemicals社から市販のトリデシルジホスファイト
(TDP)安定剤、及びGE Plastics(オランダ)から市販のポリス
チレン−アクリロニトリルで被包したTeflonフィブリル充填材も含んでい
た。各組成物に使用した量を表1〜4に示す。
に従って決定した。ノッチ付アイゾットはASTM−D256標準法に従って決
定し、破壊に至るまでの「全エネルギー」はASTM−D3763標準法に従っ
て決定した。曲げ弾性率はASTM−D790標準法に従って決定し、引張強さ
はASTM−D638標準法に従って決定した。各組成物について試験棒5本を
試験し、その平均値を表に示す。ただし、曲げ弾性率は試験棒3本を試験して平
均したものである。また、燃焼性は試験棒10本を試験して大半の値について平
均したものである。剪断粘度はKayeness毛細管レオメーターを用いて測
定した。
、比較例A〜FではNirezテルペンフェノール流動性改良剤を用いた。
、実施例1〜6ではBOLTRON H20樹枝状ポリマーを流動性改良剤とし
て用いた。
枝状ポリマーを流動性改良剤として用いた。
組成物に樹枝状ポリマーを添加すると、Nirez 2150/7042テルペ
ンフェノール流動性改良剤と同程度の配合量でKayenessレオロジーが格
段に低下することが分かる。2重量%程度の少量の樹枝状ポリマーで、粘度を下
げ流動性を向上させるのに顕著な効果がある。配合量を大幅に増やす(10重量
%)まで加熱撓み温度は大して変化しない。データは、特に低濃度の樹枝状ポリ
マーで衝撃特性が低下するが、許容レベルであることも示している。
例11〜22ではBOLTRON H20又はBOLTRON H30の樹枝状
ポリマーを流動性改良剤として用いた。比較例G〜LではNirezテルペンフ
ェノールを耐衝撃性改良剤として用い、対照Q〜Rは流動性改良剤を含んでいな
い。
びに樹枝状ポリマーを添加しても、特に低配合量では燃焼性が許容レベルにある
ことを示している。
に記載した本発明の反応体及び/又は操作条件を用してこれらの実施例を繰り返
しても同様にうまくいくであろう。
ができ、本発明の技術的思想及び技術的範囲から逸脱せずに本発明に様々な変更
及び修正を施して様々な用途及び条件に適合させることができるはずである。
Claims (30)
- 【請求項1】 ポリフェニレンエーテル樹脂、及び 温度110℃及び剪断速度30秒-1で1〜250Paの溶融粘度を有する樹枝
状ポリマー を含んでなる組成物。 - 【請求項2】 前記ポリフェニレンエーテル樹脂が25℃のクロロホルム中
で測定して0.2dl/gを超える固有粘度を有し、当該組成物が30重量%以
下の樹枝状ポリマーを含有する、請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 前記樹枝状ポリマーが星形構造であり、コアに結合したポリ
エステル枝分れ単位を含む、請求項2記載の組成物。 - 【請求項4】 前記樹枝状ポリマーのポリエステル枝分れ単位が、樹枝状ポ
リマーの周囲にヒドロキシ基を与えるヒドロキシ官能基を末端に有する、請求項
3記載の組成物。 - 【請求項5】 さらにアルケニル芳香族樹脂を含む、請求項1記載の組成物
。 - 【請求項6】 前記樹枝状ポリマーのヒドロキシ基の一部が反応して連鎖末
端基又は官能基を与える、請求項4記載の組成物。 - 【請求項7】 前記樹枝状ポリマーがゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィーで測定して1000〜5000の重量平均分子量を有する、請求項1記載の
組成物。 - 【請求項8】 前記アルケニル芳香族樹脂がポリスチレン単独重合体、スチ
レン共重合体、ゴム変性ポリスチレン又はハイインパクトポリスチレンからなる
、請求項4記載の組成物。 - 【請求項9】 さらに耐衝撃性改良剤を含む、請求項4記載の組成物。
- 【請求項10】 前記ポリエチレン樹脂がポリ(2,6−ジメチル−1,4
−フェニレン)エーテル樹脂又は2,6−ジメチル−フェノールと2,4,6−
ジメチルフェノールとの共重合体である、請求項1記載の組成物。 - 【請求項11】 10重量%以下の樹枝状ポリマーを含む、請求項1記載の
組成物。 - 【請求項12】 6重量%以下の樹枝状ポリマーを含む、請求項1記載の組
成物。 - 【請求項13】 4重量%以下の樹枝状ポリマーを含む、請求項1記載の組
成物。 - 【請求項14】 2重量%以下の樹枝状ポリマーを含む、請求項1記載の組
成物。 - 【請求項15】 さらに、耐衝撃性改良剤、難燃剤、可塑剤、酸化防止剤、
充填材、補強材、安定剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、染料、顔料及び流動性改
良剤からなる群から選択される1種以上の添加剤を含む、請求項1記載の組成物
。 - 【請求項16】 ポリフェニレンエーテル樹脂、アルケニル芳香族樹脂、及
び温度110℃及び剪断速度30秒-1で1〜250Paの溶融粘度を有する樹枝
状ポリマーを含んでなる組成物。 - 【請求項17】 前記樹枝状ポリマーが星形構造を有しており、コアに結合
したポリエステル枝分れ単位を含む、請求項16記載の組成物。 - 【請求項18】 前記樹枝状ポリマーがヒドロキシ又はエポキシ停止末端基
を有する、請求項16記載の組成物。 - 【請求項19】 前記樹枝状ポリマーのヒドロキシ基の一部が反応して連鎖
末端基又は官能基を与える、請求項16記載の組成物。 - 【請求項20】 前記樹枝状ポリマーがゲルパーミエーションクロマトグラ
フィーで測定して1000〜5000の重量平均分子量を有する、請求項16記
載の組成物。 - 【請求項21】 前記樹枝状ポリマーのポリエステル枝分れ単位が、樹枝状
ポリマーの周囲にヒドロキシ基又はエポキシ基を与えるヒドロキシ官能基又はエ
ポキシ官能基を末端に有する、請求項16記載の組成物。 - 【請求項22】 前記ポリフェニレンエーテル樹脂が25℃のクロロホルム
中で測定して0.2dl/gを超える固有粘度を有し、当該組成物が30重量%
以下の樹枝状ポリマーを含有する、請求項16記載の組成物。 - 【請求項23】 さらにアルケニル芳香族樹脂を含む、請求項16記載の組
成物。 - 【請求項24】 前記アルケニル芳香族樹脂がポリスチレン単独重合体、ポ
リスチレン共重合体、ゴム変性ポリスチレン又はハイインパクトポリスチレンか
らなる、請求項16記載の組成物。 - 【請求項25】 さらに、耐衝撃性改良剤、難燃剤、可塑剤、酸化防止剤、
充填材、補強材、安定剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、染料、顔料及び流動性改
良剤からなる群から選択される1種以上の添加剤を含む、請求項16記載の組成
物。 - 【請求項26】 さらに耐衝撃性改良剤を含む、請求項16記載の組成物。
- 【請求項27】 10重量%以下の樹枝状ポリマーを含む、請求項16記載
の組成物。 - 【請求項28】 6重量%以下の樹枝状ポリマーを含む、請求項16記載の
組成物。 - 【請求項29】 4重量%以下の樹枝状ポリマーを含む、請求項16記載の
組成物。 - 【請求項30】 2重量%以下の樹枝状ポリマーを含む、請求項16記載の
組成物。
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