JP2008214415A - スラッシュ成形用樹脂粉末組成物及び成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末、好ましくは熱可塑性ポリウレタンエラストマー粉末を主体とし、テトラメチルキシリレンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミドであって、好ましくは数平均分子量が500〜30,000で末端基がアルコキシ基であるもの、を含有することを特徴とするスラッシュ成形用樹脂粉末組成物。
【選択図】なし
Description
すなわち本発明は、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B)を主体とし、テトラメチルキシリレンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミド(A)を含有することを特徴とするスラッシュ成形用樹脂粉末組成物;及び該樹脂粉末組成物をスラッシュ成形してなる樹脂成形品である。
本発明のスラッシュ成形用樹脂粉末組成物から成形された樹脂成形品は、スラッシュ成形時の裏面溶融性が向上する。
本発明のスラッシュ成形用樹脂粉末組成物から成形された樹脂成形品は、色褪せ・グロスの変化が少なく、耐熱性が向上する。
TMXDIとは下記の一般式(1)で示されるジイソシアネートであり、これには位置異性体としてm−TMXDI、p−TMXDI等がある。このうち、m−TMXDIが好ましい。
(1)ウレタン結合およびウレア結合を有し、水および分散安定剤存在下で、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーとブロックされた鎖伸長剤(例えばケチミン化合物)とを反応させる方法で製造されるもの。具体的には、例えば、特開平8−120041号公
報等に記載されたものを使用することができる。
(2)ウレタン結合およびウレア結合を有するウレタンプレポリマーを、該ウレタンプレポリマーが溶解しない有機溶剤および分散安定剤存在下で、鎖伸長剤(例えばジアミンおよび/またはジオール)と反応させる方法で製造されるもの。具体的には、例えば、特開平4−202331号公報等に記載されたものを使用することができる。
(3)ジイソシアネートと高分子ジオールと必要に応じて鎖伸長剤(低分子ジオール、低分子ジアミン)とを反応させることで熱可塑性ポリウレタン樹脂の塊状物を得る。ついで粉末化(例えば冷凍粉砕、溶融状態下に細孔を通し切断する方法)する方法で製造されるもの。
(1)ポリウレタン樹脂を合成する際、ポリカルボジイミド(A)を高分子ジオール及びジイソシアネートの少なくとも一方と混合させる。
(2)ウレタンプレポリマーに(A)を混ぜ合わせる。
(3)必要に応じて添加される可塑剤、顔料、安定剤等と混合させる。
(4)上記3つの方法を併用する。
これらのなかで、(2)の方法が好ましい。
ポリカルボジイミド(A)は、固体粉末状、又は溶液状等で添加することができるが、溶液状で添加することが好ましい。
プレポリマー溶液の製造
温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に、数平均分子量(以下Mnと記す。)が1000のポリブチレンアジペート(497.9部)、Mnが900のポリヘキサメチレンイソフタレート(124.5部)、ペンタエリスリトール テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート][チバスペシャリティーケミカルズ(株)社製;イルガノックス1010](1.12部)、体積平均粒径9.2μmのカオリン(90.7部)を仕込み、窒素置換した後、撹拌しながら110℃に加熱して溶融させ、60℃まで冷却した。続いて、1−オクタノール(9.7部)、ヘキサメチレンジイソシアネート(153.4部)テトラヒドロフラン(125部)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール[チバスペシャリティーケミカルズ(株)社製;チヌビン571](2.22部)、TMXDI(TMXDIはm体で純度98%)のポリカルボジイミド(A−1)[Mn15,000、末端基:メトキシ基、性状:70%メチルエチルケトン(以下、MEK)溶液、日清紡績(株)社製;Carbodilite V−09M](2.15部)を投入し、85℃で6時間反応させプレポリマー溶液(C−1)を得た。(C−1)のNCO含量は、2.05%であった。
ジアミンのMEKケチミン化物の製造
ヘキサメチレンジアミンと過剰のMEK(ジアミンに対して4倍モル量)を80℃で24時間還流させながら生成水を系外に除去した。その後減圧にて未反応のMEKを除去してMEKケチミン化物を得た。
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末の製造
反応容器に、製造例1で得たプレポリマー溶液(C−1)(100部)と製造例2で得たMEKケチミン化合物(5.6部)を投入し、そこにジイソブチレンとマレイン酸との共重合体のNa塩を含む分散剤(三洋化成工業(株)製サンスパールPS−8)(1.3重量部)を溶解した水溶液340重量部を加え、ヤマト科学(株)製ウルトラディスパーサーを用いて9000rpmの回転数で1分間混合した。この混合物を温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に移し、窒素置換した後、撹拌しながら50℃で10時間反応させた。反応終了後、濾別及び乾燥を行い、熱可塑性ポリウレタンエラストマー粉末である熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−1)を製造した。(B−1)のMnは2.5万、体積平均粒径は155μmであった。
スラッシュ成形用樹脂粉末組成物の製造
100Lのナウタミキサー内に、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−1)(100部)、芳香族縮合リン酸エステル[大八化学(株)社製;CR−741](13.6部)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート[三洋化成工業(株)社製;DA600](3.9部)、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート及びメチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルセバケート(混合物)[商品名:TINUVIN765、チバ社製](0.27部)を投入し80℃で2時間混合した。次いでジメチルポリシロキサン[日本ユニカー(株)製;ケイL45−1000](0.1部)、カルボキシル変性シリコン[信越化学工業(株)製;X−22−3710](0.1部)を投入し1時間混合した後室温まで冷却した。最後に、架橋ポリメチルメタクリレート[ガンツ化成(株);ガンツパールPM−030S](0.3部)を投入混合することでスラッシュ成形用樹脂粉末組成物(D−1)を得た。(D−1)の体積平均粒径は155μmであった。(D−1)に含まれるテトラメチルキシリレンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミド(A−1)の重量%は、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−1)の重量に対して1.0重量%であった。
製造例1において、(A−1)2.15部の代わりに(A−1)9.68部を使用する以外は製造例1と同様にしてプレポリマー溶液(C−2)を得た。(C−2)のNCO含量は、1.95%であった。続いて、製造例3と同様にして熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−2)を得、これを用いて実施例1と同様にしてスラッシュ成形用樹脂粉末組成物(D−2)を得た。(D−2)の体積平均粒径は155μmであった。(D−2)に含まれるテトラメチルキシリレンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミド(A−1)の重量%は、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−2)の重量に対して4.5重量%であった。
製造例1において、(A−1)2.15部の代わりにTMXDI(TMXDIはm体で純度98%)を重合してなるポリカルボジイミド(A−2)[Mn2,000、末端基:PEGモノメチルエーテル残基(エチレンオキシドの付加モル数10)、性状:液体、日清紡績(株)社製;Elastostab H01]1.51部を使用する以外は製造例1と同様にしてプレポリマー溶液(C−3)を得た。(C−3)のNCO含量は、2.08%であった。続いて、製造例3と同様にして熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−3)を得、これを用いて実施例1と同様にしてスラッシュ成形用樹脂粉末組成物(D−3)を得た。(D−3)の体積平均粒径は125μmであった。(D−2)に含まれるテトラメチルキシリレンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミド(A−2)の重量%は、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−3)の重量に対して1.0重量%であった。
製造例1において、(A−1)2.15部の代わりにTMXDI(TMXDIはm体で純度98%)を重合してなるポリカルボジイミド(A−3)[Mn800、末端基:イソシアネート基、性状:液体、日清紡績(株)社製;Carbodilite V−05]1.51部を使用する以外は製造例1と同様にしてプレポリマー溶液(C−4)を得た。(C−4)のNCO含量は、2.18%であった。続いて、製造例3と同様にして熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−4)を得、これを用いて実施例1と同様にしてスラッシュ成形用樹脂粉末組成物(D−4)を得た。(D−4)の体積平均粒径は152μmであった。(D―4)に含まれるテトラメチルキシリレンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミド(A−3)の重量%は、熱可塑性樹脂粉末(B−4)の重量に対して1.0重量%であった。
製造例1において、(A−1)0.8部の代わりに(A−1)を使用しない以外は製造例1と同様にしてプレポリマー溶液(C−5)を得た。(C−5)のNCO含量は、2.10%であった。続いて、製造例3と同様にして熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−5)を得、これを用いて実施例1と同様にしてスラッシュ成形用樹脂粉末組成物(D−5)を得た。(D−5)の体積平均粒径は155μmであった。(D−5)に含まれるテトラメチルキシリレンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミドの重量%は、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−5)の重量に対して0重量%であった。
製造例1において、(A−1)2.25部の代わりに4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミド(A−4)[Mn2,000、末端基メトキシ基、性状:50%トルエン溶液、日清紡績(株)社製;Carbodilite V−03]3.0部を使用する以外は製造例1と同様にしてプレポリマー溶液(C−6)を得た。(C−6)のNCO含量は、2.05%であった。続いて、製造例3と同様にして熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−6)を得、これを用いて実施例1と同様にしてスラッシュ成形用樹脂粉末組成物(D−6)を得た。(D−6)の体積平均粒径は150μmであった。(D−6)に含まれる4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミド(A−4)の重量%は、熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B−6)の重量に対して1.0重量%であった。
予め270℃に加熱されたしぼ模様の入ったNi電鋳型にスラッシュ成形用樹脂粉末組成物を充填し、10秒後余分な粉末樹脂粉末組成物を排出する。230℃で更に90秒加熱後、水冷して表皮(厚さ1mm)を作成した。この成形表皮の裏面溶融性を評価し、表皮を用いて、湿熱老化試験を行った。
上記の方法で作成した表皮をモールドにセットし、その上にウレタンフォーム形成成分[EOチップドポリプロピレントリオール(数平均分子量5,000)95部、トリエタノールアミン5部、水2.5部、トリエチルアミン1部、ポリメリックMDI61.5部からなる]を添加し発泡密着させ、各表皮層を有するフォーム成形体を得た。この成形体を用いて、耐熱試験を行った。
成形表皮を、恒温恒湿機中に、温度80℃湿度95%RHで400時間処理した。試験後、表皮の引裂強度を測定して、初期強度と比較した。
湿熱老化試験後の引裂強度保持率を以下の式(1)で算出した。
引裂強度保持率(%)=(湿熱老化試験後の引裂強度/湿熱老化試験前の引裂強度)×100 (1)
フォーム成形体を、循環乾燥機中に、110℃で1260時間処理した。試験後、表皮の色褪せ、グロスを確認した。
・裏面溶融性
成形品裏面中央部を、以下の判定基準で溶融性を評価した。
5:均一で光沢がある。
4:一部未溶融のパウダーが有るが、光沢がある。
3:裏面全面に凹凸があり、光沢はない。表面に貫通するピンホールはない。
2:裏面全面にパウダーの形状の凹凸があり、かつ表面に貫通するピンホールはない。
1:パウダーが溶融せず、成形品にならない。
・色褪せ
表皮サンプルを直接目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:変色無し
△:変色あり
×:著しく変色
・グロス
光沢計(ポータブルグロスメーターGMX−202:ムラカミカラーリサーチラボラトリー製)を用いて、グロス測定を実施した。グロス値が高いほど、艶がある。
・引裂強度
表皮サンプルからJIS K 6301(1995年)の引裂試験片ダンベルB号形を3枚打ち抜いた。板厚は曲がっている場所の近傍5カ所の最小値をとった。これをオートグラフに取り付け、200mm/minの速さで引っ張り、試験片が破断にいたる最大強度を算出した。
また、耐熱試験においては実施例1〜4は、比較例1、比較例2と比べ、色褪せ・グロスの変化が少ないことから、耐熱性が向上している。
また、実施例1〜4は、比較例1、比較例2と比較して、裏面溶融性が良く、好ましい。
Claims (6)
- 熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B)を主体とし、テトラメチルキシリレンジイソシアネートを重合してなるポリカルボジイミド(A)を含有することを特徴とするスラッシュ成形用樹脂粉末組成物。
- ポリカルボジイミド(A)の数平均分子量が、500〜30,000である請求項1に記載の樹脂粉末組成物。
- ポリカルボジイミド(A)の末端基がアルコキシル基である請求項1又は2に記載の樹脂粉末組成物。
- 熱可塑性ポリウレタン樹脂粉末(B)が、熱可塑性ポリウレタンエラストマー粉末(C)である請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂粉末組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂粉末組成物をスラッシュ成形してなる樹脂成形品。
- 自動車内装材である請求項5に記載の樹脂成形品。
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