JP2008007742A - 耐熱性樹脂組成物、その製造方法、耐熱性樹脂成形物、及び表面実装用電子部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)、テレフタル酸アミドを必須の構造単位とする芳香族ポリアミド(B)を前者/後者の質量比が70/30〜95/5なる割合で含有し、かつ、前記耐熱性樹脂組成物からなる成形物の破断面を有機溶剤でエッチング処理した後、該破断面を走査型電子顕微鏡(2500倍)にて観察した際、該エッチング処理によって形成された空孔の体積平均径が0.1〜1.0μmとなるようにする。
【選択図】なし
Description
即ち、エッチング処理後の破断面の空孔は、前記PAS樹脂(A)をマトリックスとして分散する芳香族ポリアミド(B)の粒子をエッチング処理によって除去して出現する孔状の空隙部であり、その径は芳香族ポリアミド(B)の粒子径に一致する。そこで、本発明では、該エッチング処理によって形成された空孔の径を前記粒子の粒子径と見なしてその平均を求めることにより、前記芳香族ポリアミド(B)の粒子の平均径を算出したものである。
で表される構造部位を、前記構造式(1)で表される構造部位との合計の30モル%以下で含んでいてもよい。特に本発明では上記構造式(4)〜(7)で表される構造部位は10モル%以下であることが、PAS樹脂(A)の耐熱性、機械的強度の点から好ましい。前記PAS樹脂(A)中に、上記構造式(4)〜(7)で表される構造部位を含む場合、それらの結合様式としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体の何れであってもよい。
(1)N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤やスルホラン等のスルホン系溶媒中で硫化ナトリウムとp−ジクロルベンゼンを反応させる方法、
(2)p−ジクロルベンゼンを硫黄と炭酸ソーダの存在下で重合させる方法、
(3)p−クロルチオフェノールの自己縮合による方法
で表される構造部位が挙げられる。前記構造式a中、Rは炭素原子数2〜12アルキレン基を表す。かかるテレフタル酸アミド構造は、具体的には、テレフタル酸、又はテレフタル酸ジハライドと、炭素原子数2〜12の脂肪族ジアミンとの反応によって形成されるものである。ここで用いる炭素原子数2〜12の脂肪族ジアミンは、具体的には、エチレンジアミン、プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン等の直鎖状脂肪族アルキレンジアミン;1−ブチル−1,2−エタンジアミン、1,1−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1−エチル−1,4−ブタンジアミン、1,2−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1,3−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1,4−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、2,3−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,5−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、3,3−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,2−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4−ジエチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,2−ジメチル−1,7−ヘプタンジアミン、2,3−ジメチル−1,7−ヘプタンジアミン、2,4−ジメチル−1,7−ヘプタンジアミン、2,5−ジメチル−1,7−ヘプタンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、3−メチル−1,8−オクタンジアミン、4−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,3−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、1,4−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、2,4−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、3,4−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、4,5−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、2,2−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、3,3−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、4,4−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン等の分岐鎖状脂肪族アルキレンジアミン;シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジメチルアミン、トリシクロデカンジメチルアミン等の脂環族ジアミン類が挙げられる。
前記構造式aで表されるテレフタル酸アミド構造を65〜95モル%、
前記構造式cで表される酸アミド構造を35〜5モル%で構成されるポリアミド(b1)、或いは、
前記構造式aで表されるテレフタル酸アミド構造を65〜75モル%、
前記構造式bで表されるイソフタル酸アミド構造を25〜10モル%、
前記構造式cで表される酸アミド構造を10〜15モル%、
で構成されるポリアミド(b2)が好ましい。
(1)テレフタル酸を含むジカルボン酸成分の酸ハライドと、炭素原子数2〜12の脂肪族ジアミンを含むジアミン成分とを、お互いに相溶しない二種の溶媒に溶解した後、アルカリおよび触媒量の第4級アンモニウム塩の存在下に2液を混合、撹拌して重縮合反応を行う界面重合法。
(2)テレフタル酸を含むジカルボン酸成分の酸ハライドと、炭素原子数2〜12の脂肪族ジアミンを含むジアミン成分とを第3級アミンなどの酸を受容するアルカリ性化合物の存在下、有機溶媒中で反応せしめる溶液重合法。
(3)テレフタル酸を含むジカルボン酸成分のジエステル化物と、芳香族ジアミンを原料として溶融状態でアミド交換反応する溶融重合法。
M2+ 1−xAlx(OH)2・(CO3)X/2mH2O 式1
(式1中、M2+はMg,Ca及びZnよりなる群から選ばれた二価金属イオンを示し、そしてx及びmは、0<x<0.5かつ0≦m≦2を満足する数値である。)
で表される化合物であることが好ましい。
Mg2+ 6Al2(OH)16・(CO3)・4H2O
で表される天然ハイドロタルサイトの他、
Mg0.7 Al0.3(OH)2 (CO3)0.15・0.54H2O、
Mg4.5 Al2(OH)13CO3・3.5H2O、
Mg4.3Al2(OH)12.6CO3・3.5H2O、
Mg4.2Al2(OH)12.4CO3、
Zn6Al2(OH)16CO3・4H2O、
Ca6Al2(OH)16CO3・4H2O等が挙げられる。
これらのなかでも特に本発明ではガス発生防止の点から下記式2
Mg2+ 1−xAlx(OH)2・(CO3)X/2mH2O 式2
(式2中、x及びmは、0<x<0.5かつ0≦m≦2を満足する数値である。)
で表されるMg−Al系ハイドロタルサイト様化合物であることが特に好ましい。
実施例1〜9及び比較例1〜5
表1及び表2に記載する配合比率に従い、ポリアリーレンスルフィド樹脂、芳香族ポリアミド及びその他配合材料(ガラス繊維チョップドストランドを除く)をタンブラーで均一に混合した。その後、東芝機械(株)製ベント付き2軸押出機「TEM−35B」に前記配合材料を投入し、また、サイドフィーダー(スクリュー全長に対する樹脂投入部から該サイドフィーダーまでの距離の比率:0.28)から繊維径10μm、長さ3mmのガラス繊維チョップドストランドを上記配合材料60質量部に対して40質量部の割合で供給しながら、樹脂成分吐出量25kg/hr、スクリュー回転数250rpm、樹脂成分の吐出量(kg/hr)とスクリュー回転数(rpm)との比率(吐出量/スクリュー回転数)=0.1(kg/hr/rpm)、最大トルク65(A)、設定樹脂温度330℃で溶融混練して樹脂組成物のペレットを得た。
次いで、このペレットを用いて以下の各種評価試験を行った。
樹脂組成物のペレットを、射出成形機を用いて成形し、幅12mm×長さ62.5mm×厚さ3mmの試験片を得た。これを−40℃に冷却した後、ASTM E−256に準拠してアイゾット衝撃試験を行い、該試験片を破断した。この破断された試験片の破断面をトリフロロ酢酸に20℃の温度条件下に浸漬し、超音波で処理して、該破断面に存在する微粒子状の芳香族ポリアミドを除去した。次いで、アセトンで前記破断面を洗浄し、その後、該破断面を30分間乾燥させた。
このようにしてエッチング処理された成形物の破断面の任意の2箇所につき、それぞれ2500倍の走査型電子顕微鏡写真を撮影し、これらをA3サイズに拡大し、拡大されたそれぞれの写真において2600μm2の範囲に観察される全ての空孔の直径をグラフテック(株)製グラフィックデジタイザー「KD4600」を用いて空孔の直径を計測し、2箇所分併せて平均を算出した。
その結果を表1及び表2に示す。
なお、実施例8の走査型電子顕微鏡写真を図2に、実施例9の走査型電子顕微鏡写真を図3に、比較例2の走査型電子顕微鏡写真を図4にそれぞれ示す。
樹脂組成物のペレットを射出成形機を用いて成形し、幅10mm×長さ50mm×厚さ1.6mmの試験片を得た。次いでこの試験片について、ASTM D790に準じてはんだリフロー加熱後の曲げ強度及び曲げ破断伸びを測定した。リフロー加熱は赤外線リフロー装置(アサヒエンジニアリング社製「TPF−2」)で行った。この際の加熱条件としては、それぞれ180℃で100秒間予備加熱した後、基体表面が280℃に到達するまで加熱保持を行った。つまり、200℃以上の領域で100秒間、220℃以上の領域で90秒間、240℃以上の領域で80秒間、260℃以上の領域で60秒間となるように温度プロファイル(温度曲線)をリフロー装置にて設定を行い、加熱保持を行った。
樹脂組成物のペレットを、射出成形機を用いて成形し、形状が縦70mm×横10mm×高さ8mm、0.8mm厚さの箱形コネクターを作成した。次いでこの箱形コネクターをプリント基板の上に載せて、前記〔はんだリフロー加熱後の曲げ強度及び曲げ破断伸び〕におけるリフロー条件で加熱した。外観評価は加熱後に箱形コネクターを目視観察し、下記の2段階の基準で評価した。
A:外観に変化なし。 B:ブリスタ又は融解が観察された。
〔耐ブリスタ性試験B〕
樹脂組成物のペレットを射出成形機を用いて成形し、形状が縦50mm×横10mm×高さ8mm、0.8mm厚さの箱形コネクターを作成した。次いでこの箱形コネクターを赤外線加熱炉(山陽精工製、SMTスコープ)を用いて、図1に示す温度プロファイルに従ってリフロー処理を行った。評価は加熱後に箱形コネクターを目視観察し、下記の2段階の基準で評価した。
A:外観に変化なし。 B:ブリスタ又は融解が観察された。
PPS1:大日本インキ化学工業(株)製リニア型PPS「DSP LR−3G」(非ニュートン指数1.2)
PPS2:大日本インキ化学工業(株)製リニア型PPS「LR−100G」(非ニュートン指数1.1)と、大日本インキ化学工業(株)製分岐型PPS「LT−10G」(非ニュートン指数1.5)とを、前者/後者=80/20(質量比)で混合したポリフェニレンスルフィド樹脂(粘度;メルトフローレート 50g/10分、混合物の非ニュートン指数1.2)
PA6T:ソルベイ・アドバンスト・ポリマーズ(株)製「アモデルA−1004」テレフタル酸65〜70モル%、その他イソフタル酸及びヘキサメチレンジアミンを必須の単量体成分として反応させた芳香族ポリアミド(融点310℃、Tg120℃)
エポキシシラン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
ADE−1:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製
ヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス 1098」
ADE−2:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製
リン系加工熱安定剤「イルガフォス 168」
GF:ガラス繊維チョップドストランド(繊維径10μm、長さ3mm)
Claims (16)
- ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)、テレフタル酸アミドを必須の構造単位とする芳香族ポリアミド(B)を前者/後者の質量比が70/30〜95/5なる割合で含有し、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)をマトリックスとして前記芳香族ポリアミド(B)が粒子状に分散しており、かつ、前記芳香族ポリアミド(B)の粒子の平均径が0.1〜1.0μmの範囲となるものであることを特徴とする耐熱性樹脂組成物。
- 前記芳香族ポリアミド(B)の粒子の平均径が、前記耐熱性樹脂組成物からなる成形物の破断面を有機溶剤でエッチング処理した後、該破断面を走査型電子顕微鏡(2500倍)にて観察した際、該エッチング処理によって形成された空孔の平均径として算出されるものである請求項1記載の耐熱性樹脂組成物。
- 前記ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)およびテレフタル酸アミドを必須の構造単位とする芳香族ポリアミド(B)に加え、更に、エポキシ系シランカップリング剤(C)を含有する請求項1記載の耐熱性樹脂組成物。
- 前記(A)〜(C)の各成分に加え、更にハイドロタルサイト類化合物(D)を含有する請求項3記載の耐熱性樹脂組成物。
- 前記ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)が、リニア型ポリアリーレンスルフィド樹脂である請求項1記載の耐熱性樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物が、更に、繊維状強化材(E−1)又は無機質フィラー(E−2)を含有する請求項1記載の耐熱性樹脂組成物。
- ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)およびテレフタル酸アミドを必須の構造単位とする芳香族ポリアミド(B)を、二軸混練押出機に投入し、樹脂成分の吐出量(kg/hr)とスクリュー回転数(rpm)との比率(吐出量/スクリュー回転数)が0.02〜0.2(kg/hr/rpm)なる条件下に溶融混練することを特徴とする耐熱性樹脂組成物の製造方法。
- 前記(A)及び(B)成分と共に、エポキシ系シランカップリング剤(C)を溶融混練する請求項8記載の製造方法。
- 前記(A)〜(C)成分と共に、ハイドロタルサイト類化合物(D)を溶融混練する請求項9記載の製造方法。
- 押出機内の最大トルクが20〜100(A)である請求項8記載の製造方法。
- 前記ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)が、リニア型ポリアリーレンスルフィド樹脂である請求項8記載の製造方法。
- 更に、繊維状強化材(E−1)又は無機質フィラー(E−2)をサイドフィーダーから前記二軸混練押出機内に投入する請求項8〜13の何れか1つに記載の製造方法。
- ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)、テレフタル酸アミドを必須の構造単位とする芳香族ポリアミド(B)を前者/後者の質量比が70/30〜95/5なる割合で含有する耐熱性樹脂組成物からなる成形物であって、かつ、該成形物の破断面を有機溶剤でエッチング処理した後、該破断面を走査型電子顕微鏡(2500倍)にて観察した際、該エッチング処理によって形成された空孔の平均径が0.1〜1.0μmの範囲の範囲となるものであることを特徴とする耐熱性樹脂成形物。
- 請求項1〜7の何れか一つに記載の耐熱性樹脂組成物の成形物と、金属端子とを必須の構成要素とすることを特徴とする表面実装用電子部品。
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