JP2006056997A - ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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Abstract
難燃性や、電気的特性、機械的性質を維持しつつ、耐加水分解性、離型性及び熱老化安定性が改善され、総合的に良好な特性を有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を提供する。
【解決手段】
(A)末端カルボキシル基量が30eq/t以下であるポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して
(B)臭素系難燃剤 3〜50重量部
(C)酸化アンチモン系化合物 1〜30重量部
(D)α−オレフィンとα、β−不飽和酸のグリシジルエステルからなるグリシジル基含有共重合体 0.1〜30重量部
(E)粘度平均分子量1万〜100万のポリオレフィン樹脂 0〜30重量部
を含有することを特徴とする難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物、及び該組成物を成形してなる成形品。
【選択図】 なし
Description
この特許文献1の実施例によると、成形サイクル35秒と65秒の違いで、大半の実施例において、180℃における熱老化での引張強度の半減時間が◎(400時間以上)から○(300〜400時間)に低下しており、熱老化安定性を更に改善する必要がある。
また、特許文献1においては、PBT樹脂の製造条件の詳細な記載がないため、広範囲に及ぶ末端カルボキシル基量が想定され、末端カルボキシル基が特定量以下のPBT樹脂(A)を使用することにより、PBT樹脂組成物の熱老化安定性が改善されることは示唆されていない。更に、グリシジル基含有共重合体(D)を使用すると、電気特性(CTI特性)自体や機械的性質自体が向上し、更には耐加水分解性や離型性も向上するという知見についても開示されておらず、これら全ての特性が総合的に良好な樹脂組成物が必要とされていた。
(A)末端カルボキシル基量が30eq/t以下であるポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して
(B)臭素系難燃剤 3〜50重量部
(C)酸化アンチモン系化合物1〜30重量部
(D)α−オレフィンとα、β−不飽和酸のグリシジルエステルからなるグリシジル基含有共重合体 0.1〜30重量部
(E)粘度平均分子量1万〜100万のポリオレフィン樹脂 0〜30重量部
を含有することを特徴とする難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物、及び該組成物を成形してなる成形品に存する。
(F)無機充填材の配合量は、PBT樹脂100重量部に対して0〜200重量部であり、要求される剛性や寸法安定性のレベルに応じて配合量を決定すればよい。柔軟性を目的とする場合など無機充填材を配合しない場合もあるが、配合する際には、通常、5〜120重量部、さらに好ましくは10〜100重量部である。200重量部を超えると、機械的強度が低下する。
*(A)ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂
PBTの特性の評価は次の方法にて行った。
ポリブチレンテレフタレート0.1gをベンジルアルコール3mlに溶解し、 水酸化ナトリウムの0.1モル/lベンジルアルコール溶液を用いて滴定した。
示差走査熱量計[パーキンエルマー社、型式1B]を用い、昇温速度20℃/分で室温から300℃まで昇温したのち、降温速度20℃/分で80℃まで降温し、発熱ピークの温度を測定し、降温結晶化温度とした。
ポリブチレンテレフタレートをフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒に溶解し、ウベローデ型粘度計を用い、30℃において、PBT濃度1.0g/dl、0.6g/dl及び0.3g/dlの溶液粘度を測定し、粘度数を濃度0に外挿して算出した。
三菱化学製 固有粘度 1.10dl/g、降温結晶化温度178℃、末端カルボキシル基量24eq/t。
〔製造法〕 テレフタル酸1.0モルに対して1,4−ブタンジオール1.8モルの割合で両原料をスラリー調製槽に供給し、攪拌装置で混合して調製したスラリー2,976重量部(テレフタル酸9.06モル部、1,4−ブタンジオール16.31モル部)を、連続的にギヤポンプにより、温度230℃、圧力101kPaに調整した第一エステル化反応槽に移送するとともに、テトラブチルチタネート1.0重量部を供給し、滞留時間2時間で、攪拌下にエステル化反応させてオリゴマーを得た。
第一エステル化反応槽から、オリゴマーを、温度240℃、圧力101kPaに調整した第二エステル化反応槽に移送し、滞留時間1時間で、撹拌下にエステル化反応をさらに進めた。
第二エステル化反応槽から、オリゴマーを、温度250℃、圧力6.67kPaに調整した第一重縮合反応槽に移送し、滞留時間2時間で、攪拌下に重縮合反応させ、プレポリマーを得た。
第一重縮合反応槽から、プレポリマーを、温度250℃、圧力133Paに調整した第二重縮合反応槽に移送し、滞留時間6時間で、攪拌下に重縮合反応をさらに進めて、ポリマーを得た。このポリマーを第二重縮合槽から抜き出してダイに移送し、ストランド状に引き出して、ペレタイザーで切断することにより、ベレット状のポリブチレンテレフタレート樹脂を得た。
得られたポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量は24eq/tであり、降温結晶化温度は178℃であり、固有粘度は1.10dl/gであり、溶融粘度は70Pa・sec(270℃、せん断速度1000/sec)であった。
三菱化学製 固有粘度 1.10dl/g、降温結晶化温度169℃、 末端カルボキシル基量23eq/t。
〔製造法〕 テレフタル酸ジメチル1.0モルに対して、1,4−ブタンジオール1.8モルの割合で、合計3230重量部をエステル交換反応槽に供給し、テトラブチルチタネート1.0重量部を添加し、温度210℃、圧力101kPaで、3時間エステル交換反応させて、オリゴマーを得た。
引き続いて、このオリゴマーを、重縮合反応槽に移送し、攪拌下に、温度250℃、圧力133Paで、4時間重縮合反応を進めてのポリマーを得た。次いで、窒素圧をかけてストランド状に抜き出し、ペレタイザーで切断することにより、ペレット状の固有粘度0.9dl/g、末端カルボキシル基39eq/tポリブチレンテレフタレート樹脂を得た。これを200℃、0.4mmHg,4時間固相重合し、固有粘度1.1dl/g,末端カルボキシル基23eq/t、溶融粘度70Pa・sec(270℃、せん断速度1000/sec)のポリブチレンテレフタレートを得た。
三菱化学製 固有粘度1.10dl/g、降温結晶化温度169℃、 末端カルボキシル基量45eq/t。
〔製造法〕 テレフタル酸ジメチル1.0モルに対して、1,4−ブタンジオール1.8モルの割合で、合計3230重量部をエステル交換反応槽に供給し、テトラブチルチタネート1.0重量部を添加し、温度210℃、圧力101kPaで、3時間エステル交換反応させて、オリゴマーを得た。
引き続いて、このオリゴマーを、重縮合反応槽に移送し、攪拌下に、温度250℃、圧力133Paで、6時間重縮合反応を進めてポリマーを得た。次いで、窒素圧をかけてストランド状に抜き出し、ペレタイザーで切断することにより、ペレット状のポリブチレンテレフタレート樹脂を得た。
得られたポリブチレンテレフタレートの末端カルボキシル基量は45eq/tであり、降温結晶化温度は169℃であり、固有粘度は1.10dl/gであり、溶融粘度は70Pa・sec(270℃、せん断速度1000/sec)であった。
(B−1)ポリペンタブロモベンジルアクリレート
(ブロモケム・ファーイースト社製、PBBPA−FR1025)
(B−2)テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル・コポリマー(臭素化エポキシ樹脂)
(阪本薬品工業社製、SR−T5000)
(B−3)臭素化ポリカーボネートオリゴマー
(三菱エンジニアリングプラスチックス製、FR−53)
*(C)酸化アンチモン化合物
(C−1)三酸化アンチモン(森六製)
(C−2)酸化ナトリウムと五酸化アンチモンの複塩(n=1)
(日産化学社製、サンエポックNA1070L)
*(D)グリシジル基含有共重合体(エチレン系)
(D−1)エチレンとグリシジルメタクリレート(6wt%)とアクリル酸メチル(30wt%)の共重合体(住友化学工業(株)製ボンドファースト7M(BF−7M))
(D−2)エチレンとグリシジルメタクリレート(6wt%)の共重合体(住友化学工業(株)製ボンドファースト2C(BF−2C))
*(E)ポリオレフィン樹脂
(E−1)直鎖状ポリエチレン(日本ポリケム(株)製ノバテックHD,HJ490、密度0.958g/cc、ASTM D2857法による粘度平均分子量3.6万、溶融粘度90Pa・sec(270℃、せん断速度1000/sec))
(1)難燃性試験
試験片(厚み1/32インチ)について、アンダーライターズ・ラボラトリーズ(Underwriter's Laboratories Inc.)のUL−94規格垂直燃焼試験により実施した。難燃性レベルはV−0>V−1>V−2>HBの順に低下する。
(2)比較トラッキング指数(Comparative Tracking Index)試験(略称:CTIランク試験)
試験片(厚み3mm)について、IEC 112に定める試験法によりCTIランクを決定した。このランクは、固体電気絶縁材料の表面に電界が加わった状態で湿潤汚染されたときにおけるトラッキングに対する対抗性を示すものであり、50滴に耐えるボルトで示した最大電圧の数値である。但し、試験電圧とそのCTIの値は25で割り切れることが必要である。
(3)引張試験(引張強度、引張伸度:ISO527に準拠して測定した。
(4)曲げ試験(曲げ強度、曲げ弾性率:ISO178に準拠して測定した。
(5)衝撃強度:シャルピー式衝撃試験法によりISO179(ノッチ付)に準拠して測定した。
(6)耐加水分解性
ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物よりASTM1号ダンベル片を射出成形し、121℃、飽和水蒸気中、203kPaで50時間湿熱処理する。処理前後の引張強度を、ASTM D−638に従って測定し、次式に従って、強度保持率を求めた。
強度保持率(%)=(処理後の引張強度/処理前の引張強度)×100
(7)離型性
小型射出成形機[ファナック(株)、FANUC−50B]を用いて、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物より、外径10mm、長さ30mm、筒状部分の厚み1mmの薄肉筒状成形品を成形し、最低充填圧、冷却時間10秒、金型温度80℃の条件で、離型の可否と突き出しピンの跡のつき具合から、下記の基準により離型性を評価する。
○:離型可能で、ピン跡がない。
△:離型可能であるが、ピン跡がある。
×:離型できない。
表−1に示す配合にて、(A)PBT樹脂、(B)臭素系難燃剤、(C)酸化アンチモン化合物、(D)グリシジル基含有共重合体(E)ポリオレフィン樹脂を一括してスーパーミキサー(新栄機械社製SK−350型)で混合し、2軸押出機(日本製鋼所社製、TEX30HSST L/D=42)のホッパーに投入し、吐出量20kg/h、スクリュー回転数150rpm、バレル温度260℃の条件下押出してPBT樹脂組成物のペレットを得た。その樹脂組成物ペレットについて、射出成型機(住友重機械社製、型式SH-100)を使用して、シリンダ温度250℃、金型温度80℃の条件で各種試験片を成形した。試験片は、縦横10cm、厚さ3mm縦横10cm、の試験片(CTI試験用)と厚さ1/32インチであるUL−94規格規定の試験片と機械的強度測定用試験片である。結果を表−1に示す。
(1)表−1中の実施例2を比較例2と比べると、グリシジル基含有共重合体(D)を使用した場合には、電気特性(CTI特性)及び機械的性質(引張伸度、衝撃強度)自体が良好であり、更に耐加水分解性と離型性も改善されていることが分かる。
(2)表−1中の実施例2及び7を比較例1と比べると、末端カルボキシル基量が30eq/t以下のPBT樹脂を使用した場合には、耐加水分解性に優れることが分かる。更に、表−2中の実施例2を比較例1と比べると、末端カルボキシル基量が30eq/t以下のPBT樹脂を使用した場合には、当該量が30eq/tを超えるPBT樹脂よりも熱老化安定性に優れていることが分かる。
(3)表−1中の実施例3を実施例5及び6と比べると、臭素系難燃剤(B)のうち、ポリペンタブロモベンジルアクリレートが最も電気特性(CTI特性)、機械的性質(引張伸度、衝撃強度)が良好であり、耐加水分解性にも優れることが分かる。
(5)表−1中の実施例2を実施例7と比べると、降温結晶化温度が175℃以上のPBT樹脂を使用した場合には、離型性に優れることが分かる。
(6)表−1中の実施例3及び実施例4を他の実施例と比べると、(A)末端カルボキシル基量が30eq/t以下で、降温結晶化温度が175℃以上のPBT樹脂、(B)ポリペンタブロモベンジルアクリレート、(C)酸化アンチモン系化合物、(D)グリシジル基含有共重合体、オレフィン樹脂(E)からなる樹脂組成物は、難燃性や電気特性(CTI特性)、機械的性質、離型性を良好に維持しつつ、耐加水分解性を更に改善し、総合的に優れた特性を示すことが分かる。
Claims (5)
- (A)末端カルボキシル基量が30eq/t以下であるポリブチレンテレフタレート樹脂100重量部に対して
(B)臭素系難燃剤 3〜50重量部
(C)酸化アンチモン系化合物 1〜30重量部
(D)α−オレフィンとα、β−不飽和酸のグリシジルエステルからなるグリシジル基含有共重合体 0.1〜30重量部
(E)粘度平均分子量1万〜100万のポリオレフィン樹脂 0〜30重量部
を含有することを特徴とする難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。 - (A)ポリブチレンテレフタレート樹脂が、示差走査熱量計で降温速度20℃/minにて測定した降温結晶化温度が175℃以上のポリブチレンテレフタレートである請求項1に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- (B)臭素系難燃剤がポリハロゲン化ベンジル(メタ)アクリレートである請求項1又は2に記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- グリシジル基含有共重合体(D)とポリオレフィン樹脂(E)の配合量の比が、(D)/(E)=0.1〜3である請求項1〜3のいずれかに記載の難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を成形してなることを特徴とする成形品。
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