JP2004149791A - 熱可塑性樹脂組成物及びその成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)数平均分子量10000〜20000のポリアミド樹脂79.5〜20重量部と、(B)特定のゴム状重合体に芳香族ビニル系及びシアン化ビニル系の単量体をグラフトしてなる重合体20〜79.5重量部と、(C)不飽和カルボン酸、芳香族ビニル系及びシアン化ビニル系の単量体を共重合してなる不飽和カルボン酸変性共重合体0.5〜60重量部と、(D)芳香族ビニル系及びシアン化ビニル系の単量体を共重合してなる共重合体0〜50重量部(但し、上記(A)、(B)、(C)及び(D)の合計を100重量部とする。)とからなる熱可塑性樹脂100重量部、並びに(E)無機充填材0.05〜150重量部からなることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
そこで、これらの樹脂の相互の欠点を補うために、ポリアミド樹脂とABS樹脂のブレンドが提案されている(特許文献1参照)。しかし、ポリアミド樹脂とABS樹脂とは相溶性が乏しいので、不飽和カルボン酸をスチレンやアクリロニトリルと共重合してなる不飽和カルボン酸変性共重合体をポリアミド樹脂とABS樹脂に相溶化剤として配合することが提案されており(特許文献2参照)、このような相溶性の改善に伴って、耐衝撃性についても、ある程度の改善が得られている。
そこで、相溶化剤として、限られた範囲の還元粘度を有する不飽和カルボン酸変性共重合体を用いることによって、耐衝撃性と流動性のバランスを図ることが提案されているが、未だ、十分とはいえない(特許文献3参照)。
(A)数平均分子量10000〜20000のポリアミド樹脂79.5〜20重量部と、
(B)膨潤度10〜80、重量平均粒子径100〜600nmからなるゴム状重合体40〜80重量%の存在下に芳香族ビニル系単量体90〜50重量%、シアン化ビニル系単量体10〜50重量%及び上記単量体に共重合性を有するその他のビニル単量体0〜30重量%からなる単量体混合物60〜20重量%をグラフト重合してなり、アセトン可溶分の数平均分子量が20000〜200000のグラフト重合体20〜79.5重量部と、
(C)不飽和カルボン酸単量体0.05〜20重量%、芳香族ビニル系単量体89.95〜50重量%及びシアン化ビニル系単量体10〜49.95重量%を共重合してなる数平均分子量22000〜60000の不飽和カルボン酸変性共重合体0.5〜60重量部と、
(D)芳香族ビニル系単量体90〜50重量%、シアン化ビニル系単量体10〜50重量%及び上記単量体と共重合性を有するその他のビニル単量体0〜60重量%を共重合してなる共重合体0〜50重量部(但し、上記(A)、(B)、(C)及び(D)の合計を100重量部とする。)とからなる熱可塑性樹脂100重量部、並びに
(E)無機充填材0.05〜150重量部からなることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物が提供される。
したがって、本発明の熱可塑性樹脂組成物からなる成形体は、電気・電子部品、機械部品や自動車用機能部品、自動車用内装部品、自動車用外装部品等の自動車部品として用いることができ、特に自動車外装部品に好適に用いられる。
膨潤度={(膨潤したポリマー重量)―(乾燥ポリマー重量)}/(乾燥ポリマー重量)
膨潤度が10未満あるいは80を超えると、耐衝撃性の低下が著しい。
これら無機充填材のなかで、耐熱性を向上させるために好ましく用いられるのは炭素繊維、ガラス繊維等の繊維状充填材である。
繊維状充填材としては、繊維径が0.01〜20μm、好ましくは0.03〜15μmであり、繊維カット長は0.5〜10mm、好ましくは0.7〜6mmである。
層状珪酸塩の使用量は、前記熱可塑性樹脂100重量部に対して0.05〜30重量部、特に0.1〜10重量部が好ましい。層状珪酸塩の割合が0.05重量部未満のときには、機械的強度及び耐熱性の向上効果が小さく、30重量部を超えると流動性が極端に低下し、成形性が低下するので好ましくない。
層状フィロ珪酸塩の具体例としては、モンモリロナイト、サポナイト、パイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト、スティプンサイト等のスメクタイト系粘土鉱物やバーミキュライト、ハロサイトなどを挙げることができる。これらは天然物でも、合成物でもよい。これらのなかでもモンモリロナイトが好ましい。
層状珪酸塩が均一に分散された状態とは、一辺の長さが0.002〜1μmで、厚さが6〜20Åの層状珪酸塩が樹脂中に分散させた際、それぞれが平均20Å以上の層間距離を保ち、均一に分散されていることである。ここで層間距離とは層状珪酸塩の平板の重心間距離を言い、均一に分散するとは、層状珪酸塩の平板が、平均的に5層以下で重なった多層物が平行に、またはランダムに、もしくは平行とランダムに混在した状態で、その50重量%以上が、好ましくは70重量%以上が局所的な塊を形成することなく分散する状態を言う。
自動車用内装部品としては、レジスターブレード、ウオッシャーレバー、ウインドレギュレーターハンドル、ウインドレギュレーターハンドルのノブ、パッシングライトレバー、サンバイザーブラケット、シフトノブ、ドアトリム、アームレスト、インストルメントパネル、コンソールボックス、ステアリングホイール、バックミラーハウジング、ドアーインナーパネル、エアーダクトパネル、ウィンドモールファスナー、スピードケーブルライナー、ベルトロックイストライカー、ヘッドレストロッドホルダーなどの内装部品が挙げられる。
自動車外装部品としては、フロントカウル、リアカウル、サイドカバー等の二輪自動車用部品や、バンパー、バンパーコーナー、バンパースカートラジエーターグリル、フォグランプリフレクイター、フード、フェンダー、ドアパネル、サイドミラーハウジング、センターピラー、エアーアウトレットルーバー、ホイール、ホイールキャップ、エンブレム、外装用トリム・モール、スライドルーフ、テールランプリムなどの四輪自動車用部品が挙げられる。
なお、実施例および比較例における成形品の物性測定は次のように行った。
(流動性)
ASTM D−1238に準じ、250℃、荷重5kgfの条件でメルトフローレート(MFR)を測定した。単位はg/10minである。
(曲げ弾性率)
ASTM D−790に準拠。形状:厚み=1/8インチ
(耐衝撃性)
ASTM D−256に準じ、Izod衝撃強度を測定した。厚み=1/4インチ、温度=23℃
(耐熱性)
ASTM D−648に準拠。厚み=1/4インチ、荷重4.6MPa及び18.2MPaでの熱変形温度を測定した。
(A)ポリアミド樹脂
A−1:ポリアミド6(宇部興産(株)製1011FB:数平均分子量11000)
A−2:ポリアミド6(宇部興産(株)製1013B:数平均分子量13000)
A−3:ポリアミド6(宇部興産(株)製1015B:数平均分子量15000)
A−4:ポリアミド6(宇部興産(株)製1022B:数平均分子量22000)
A−5:ポリアミド6(宇部興産(株)製1015C2:数平均分子量15000、ポリアミド樹脂100重量部に対してモンモリロナイト2.0重量部含有)
このポリアミド樹脂A−5は、層状珪酸塩の一単位の厚みが平均的に9.5Åで一辺の平均長さが約0.1μmのモンモリロナイトを膨潤化剤として12−アミノドデカン酸を用いて予め層間を拡げて層間にモノマーを取り込みやすくした後、ε−カプロラクタムを重合することにより、ポリアミド中にモンモリロナイトを均一に分散させて製造した。なお、この材料をX線回折により層間距離を測定したところ、100Å以上であった。
B−1:膨潤度36、重量平均粒子径320nmのゴム状重合体を65%含有、スチレン/アクリロニトリル重量比70/30、アセトン可溶分の数平均分子量22000
(C)メタクリル酸変性共重合体
C−1:メタクリル酸含有量5.0%、数平均分子量46000
(D)共重合体
D−1:アクリロニトリル/スチレン重量比24/76、重量平均分子量60000
(E)無機充填材
E−1:カーボン繊維(繊維長=6mm、繊維径=7μm)
E−2:ガラス繊維(繊維長=3mm、繊維径=10μm)
E−3:モンモリロナイト(厚み9.5Å、一辺の長さ0.1μm)
耐圧容器に1,3−ブタジエン100部、t−ドデシルメルカプタン0.3部、過硫酸カリウム0.25部、オレイン酸カリウム2.5部、水酸化カリウム0.1部及び純水170部を仕込み、65℃に昇温した後、重合を開始した。重合を20時間で終了させて得られたジエン系ゴムラテックス(b−1′)は、固形分37%、重量平均粒子径65nm、膨潤度20であった。
膨潤度は、ラテックスを乾燥させてフィルムを調製し、約0.5gを秤量した後、トルエンに30℃で48時間浸漬した後、不溶分を100メッシュ金網で濾別した直後の重量と乾燥した後の重量差とから求めた。
(ゴム状重合体の凝集、肥大化)
上記ジエン系ゴムラテックス(b−1′)を機械凝集して、重量平均粒子径300nm、膨潤度は36のゴム状重合体を含む肥大化ジエン系ゴムラテックス(b−1)を得た。
ステンレス容器に上記肥大化ジエン系ゴムラテックス(b−1)65部(固形分)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5部及び過硫酸カリウム0.3部を仕込み、65℃に昇温した後、スチレン24.5部及びアクリロニトリル10.5部からなる単量体混合物を5時間にわたって連続的に加えて、グラフト重合体ラテックスを得た。このグラフト重合体ラテックス100重量部(固形分)当たりにフェノール系酸化防止剤1部とホスファイト系酸化防止剤2部を加えた後、硫酸マグネシウムを用いて凝固、脱水、乾燥して、グラフト重合体(B−1)を得た。このグラフト重合体(B−1)におけるゴム状重合体の膨潤度は36、重量平均粒子径は320nm、ゴム状重合体の含量は65%、アセトン可溶分の数平均分子量は22000であった。
ステンレス容器に純水200部、過硫酸カリウム0.3部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2部を仕込み、攪拌下に65℃に昇温した。スチレン72部、アクリロニトリル23部、メタクリル酸5部及びt−ドデシルメルカプタン0.5部からなる単量体混合物を5時間にわたって連続的に加えた後、反応系の温度を70℃に昇温し、この温度で1時間熟成して重合を完結した。その後、塩化カルシウムを用いて塩析、脱水、乾燥して、不飽和カルボン酸変性共重合体(C−1)を得た。得られた不飽和カルボン酸、即ち、メタクリル酸変性共重合体(C−1)の数平均分子量は46000であった。
耐圧容器に純水200部及び過硫酸カリウム0.3部を仕込み、攪拌下に65℃に昇温した。スチレン70部、アクリロニトリル30部及びt−ドデシルメルカプタン1.2部からなる単量体混合物とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2部を含む乳化剤水溶液30部をそれぞれ5時間にわたって連続的に加えた後、反応系を70℃に昇温し、この温度で3時間熟成して重合を完結した。この後、塩化カルシウムを用いて、塩析、脱水、乾燥して、共重合体(D−1)を得た。得られた共重合体(D−1)の数平均分子量は60000であった。
ポリアミド樹脂A、グラフト共重合体B、不飽和カルボン酸変性共重合体C、共重合体D及び無機充填材Eを表1に示す割合で混合し、30mm二軸押出機を用いて250℃で溶融混合し、ペレットとした後、射出成形し、試験片としての熱可塑性樹脂組成物を調製して、それらの物性を評価した。結果を表1に示す。
Claims (12)
- (A)数平均分子量10000〜20000のポリアミド樹脂79.5〜20重量部と、
(B)膨潤度10〜80、重量平均粒子径100〜600nmからなるゴム状重合体40〜80重量%の存在下に芳香族ビニル系単量体90〜50重量%、シアン化ビニル系単量体10〜50重量%及び上記単量体に共重合性を有するその他のビニル単量体0〜30重量%からなる単量体混合物60〜20重量%をグラフト重合してなり、アセトン可溶分の数平均分子量が20000〜200000のグラフト重合体20〜79.5重量部と、
(C)不飽和カルボン酸単量体0.05〜20重量%、芳香族ビニル系単量体89.95〜50重量%及びシアン化ビニル系単量体10〜49.95重量%を共重合してなる数平均分子量22000〜60000の不飽和カルボン酸変性共重合体0.5〜60重量部と、
(D)芳香族ビニル系単量体90〜50重量%、シアン化ビニル系単量体10〜50重量%及び上記単量体と共重合性を有するその他のビニル単量体0〜60重量%を共重合してなる共重合体0〜50重量部(但し、上記(A)、(B)、(C)及び(D)の合計を100重量部とする。)とからなる熱可塑性樹脂100重量部、並びに
(E)無機充填材0.05〜150重量部からなることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。 - グラフト重合体がゴム状重合体の存在下にスチレンとアクリロニトリルとをグラフト重合してなるものである請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ゴム状重合体が共役ジエンゴム又は共役ジエン共重合体ゴムである請求項1又は2記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 不飽和カルボン酸変性共重合体における不飽和カルボン酸単量体の量が0.5〜10重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 不飽和カルボン酸変性共重合体における不飽和カルボン酸単量体の量が0.8〜7重量%である請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 不飽和カルボン酸変性共重合体における不飽和カルボン酸がメタクリル酸である請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 不飽和カルボン酸変性共重合体がメタクリル酸とスチレンとアクリロニトリルとを共重合してなるものである請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ゴム状重合体を8〜40重量%の範囲で含有する請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ゴム状重合体を10〜25重量%の範囲で含有する請求項1〜8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 無機充填剤が、一単位の一辺が0.002〜1μm、厚みが6〜20Åである層状珪酸塩である請求項1〜9のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形体。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる自動車部品。
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