JP2010280884A - 粒子状樹脂組成物および成形品 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
【解決手段】粒子状樹脂組成物は、熱可塑性ポリウレタン樹脂と、アクリル変性オルガノポリシロキサンとを、熱可塑性ポリウレタン樹脂100質量部に対してアクリル変性オルガノポリシロキサン0.1〜10質量部の割合で、含有する。アクリル変性オルガノポリシロキサンは、好ましくは、末端にラジカル重合性基を有するオルガノポリシロキサンと、(メタ)アクリル酸エステルとを共重合させることにより得られる。
【選択図】なし
Description
上記一般式(1)中、R1、R2およびR3で示される炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアルキル基、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチルなどのアリール基、例えば、ベンジルなどのアラルキル基などが挙げられる。
nは、好ましくは、下記式(3)を満たす正の整数である。
また、上記一般式(1)中、−(Si(R1)(R2)O)m−および−(Si(R3)(Y)O)n−で示されるシロキサン鎖は、直鎖であってもよく、あるいは、分岐していてもよい。
(分散安定剤の製造)
アジペート系ポリエステルポリオール(商品名U−2610、三井化学社製)2000質量部、無水マレイン酸98質量部を、撹拌機付の3つ口フラスコに入れ、窒素気流下、徐々に昇温した後、150℃で20時間撹拌した。さらに、窒素バブリングしながら、2.66kPaの減圧下、170℃まで徐々に温度を上げて、同温度にて5時間撹拌した結果、不飽和結合を含有する不飽和結合含有ポリオールを得た。
(1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,4−H6XDI)の製造)
13C−NMR測定によるトランス/シス比が93/7の1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン(三菱ガス化学社製)を原料として、冷熱2段ホスゲン化法を常圧下で実施した。
窒素導入管、温度計、冷却管および撹拌装置を装備した反応容器に、高分子量ポリオールとしてタケラックU−2024(商品名、アジペート系ポリエステルポリオール、数平均分子量2000、三井化学社製)81.74質量部、モノオールとして2−エチルヘキシルアルコール(和光純薬工業社製)0.33質量部、酸化防止剤としてイルガノックス245(商品名、チバ・スペシャリティケミカルズ社製)0.50質量部を装入し、よく撹拌しながら80〜85℃に昇温させた。
<アクリル変性オルガノポリシロキサンの配合>
冷却後、アクリル変性オルガノポリシロキサンとしてシャリーヌR−170S(商品名、粒子状、平均粒子径30μm、揮発分1質量%以下)0.50質量部を熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘプタン分散液に装入して、攪拌した。
<顔料の配合>
得られた粒子状樹脂組成物100質量部、顔料として、0.6質量部のカーボンブラック/炭酸カルシウム分散体(商品名:PV−817、住化カラー社製)および0.4質量部のカーボンブラック/炭酸カルシウム分散体(商品名:PV−801、住化カラー社製)を、ヘンシェルミキサーに投入し、回転速度700min−1で1分間攪拌した。次いで、48メッシュのふるいを通過させて、粒子状樹脂組成物を着色した。
表1に示す組成および配合割合とした以外は、実施例1と同様の方法により、粒子状樹脂組成物を製造し、着色させた。
窒素導入管、温度計、冷却管および撹拌装置を装備した反応容器に、高分子量ポリオールとしてタケラックU−2024(商品名、アジペート系ポリエステルポリオール、数平均分子量2000、三井化学社製)82.36質量部、酸化防止剤としてイルガノックス245(商品名、チバ・スペシャリティケミカルズ社製)0.50質量部、イソシアネートとして製造例2の1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,4−H6XDI)14.40質量部を装入し、よく撹拌しながら80〜85℃に昇温させた。
<アクリル変性オルガノポリシロキサンの配合>
冷却後、アクリル変性オルガノポリシロキサンとしてシャリーヌR−170S(商品名、粒子状、平均粒子径30μm、揮発分1質量%以下、日信化学社製)0.50質量部を熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘプタン分散液に装入して、攪拌した。
<顔料の配合>
得られた粒子状樹脂組成物を、実施例1と同様に処理して、着色した。
窒素導入管、温度計、冷却管および撹拌装置を装備した反応容器に、高分子量ポリオールとしてタケラックU−2024(商品名、アジペート系ポリエステルポリオール、数平均分子量2000、三井化学社製)81.74質量部、モノオールとして2−エチルヘキシルアルコール(和光純薬工業社製)0.33質量部、酸化防止剤としてイルガノックス245(商品名、チバ・スペシャリティケミカルズ社製)0.50質量部を装入し、よく撹拌しながら80〜85℃に昇温させた。
<ビニルモノマー重合体の配合>
別途、スチレン5.88質量部およびメタクリル酸メチル3.92質量部からなる混合液を調製し、これに、ラジカル重合開始剤としてV−59(商品名、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、和光純薬工業社製)0.20質量部を添加して、モノマー混合液を調製した。
<アクリル変性オルガノポリシロキサンの配合>
冷却後、アクリル変性オルガノポリシロキサンとしてシャリーヌR−170S(商品名、粒子状、平均粒子径30μm、揮発分1質量%以下、日信化学社製)2.00質量部を装入して、攪拌した。
<顔料の配合>
得られた粒子状樹脂組成物を、実施例1と同様に処理して、着色した。
窒素導入管、温度計、冷却管および攪拌装置を具備した反応容器に、高分子量ポリオールとして、タケラックU−2024(商品名、アジペート系ポリエステルポリオール、数平均分子量2000、三井化学社製)57.56質量部、タケラックU−2710(商品名、アジペート系ポリエステルポリオール、数平均分子量1000、三井化学社製)16.83質量部、1,4−ブタンジオール(和光純薬工業社製)0.31質量部、酸化防止剤としてイルガノックス245(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)0.50質量部、イソシアネートとして4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(商品名:デスモジュールW、H12MDI、住化バイエルウレタン社製)21.35質量部を装入し、よく攪拌しながら80〜85℃に昇温させた。
<ビニルモノマー重合体の配合>
別途、スチレン12.00質量部、メタクリル酸メチル8.00質量部からなる混合液を調製し、これに、ラジカル重合開始剤としてV−59(商品名、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、和光純薬工業社製)0.28質量部を添加して、モノマー混合液を調製した。
<熱架橋性モノマーおよび重合防止剤の配合>
その後、熱可塑性ポリウレタン樹脂100質量部に対して、熱架橋性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(商品名:カヤラッドDPHA、日本化薬社製)6.33質量部、重合防止剤としてp−メトキシフェノールを、熱可塑性ポリウレタン樹脂100質量部に対して1質量部(熱架橋性モノマー100質量部に対して0.20質量部)となるように、熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘプタン分散液に装入し、30分間混合した。その後、熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘプタン分散液を30℃以下に冷却した。
<アクリル変性オルガノポリシロキサンの配合>
続いて、アクリル変性オルガノポリシロキサンとしてシャリーヌR−170S(商品名、粒子状、平均粒子径30μm、揮発分1質量%以下、日信化学社製)0.50質量部を装入した。
<顔料の配合>
得られた粒子状樹脂組成物を、実施例1と同様に処理して、着色した。
窒素導入管、温度計、冷却管および撹拌装置を装備した反応容器に、高分子量ポリオールとして、PTG2000(商品名、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量2000、保土ヶ谷化学社製)43.47質量部、および、PTG1000(商品名、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量1000、保土ヶ谷化学社製)26.74質量部と、低分子量ポリオールとしてエチレングリコール0.65質量部と、モノオールとして2−エチルヘキシルアルコール0.74質量部とを投入し、80℃で1時間攪拌混合した。この混合液に、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(商品名:デスモジュールW、H12MDI、住化バイエルウレタン社製)25.51質量部を加え、さらに、80℃で2時間攪拌混合した。そして、この混合液に、さらにスタノクト(商品名、オクチル酸錫、APIコーポレーション社製)0.003質量部を加え、90℃以下の温度で2時間攪拌混合を継続した。その後、イソシアネート基含有量が3.07質量%まで低下していることを確認した後、冷却し、イソシアネート基末端プレポリマーを得た。
<ビニルモノマー重合体の重合>
別途、スチレン11.94質量部、メタクリル酸メチル7.96質量部からなる混合液を調製し、これに、α−メチルスチレンダイマー0.10質量部(モノマー総量100質量部に対して0.5質量部)を添加し、さらに、25質量%アクアロンHS−1025水溶液(商品名、反応性乳化剤、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム、第一工業製薬社製)0.48質量部、2質量%炭酸水素ナトリウム水溶液1.0質量部、脱イオン水11.12質量部を添加して、均一に混合してモノマー乳化液を調製した。
<熱架橋性モノマーおよび重合防止剤の配合>
熱可塑性ポリウレタン樹脂の水分散液の固形分(つまり、熱可塑性ポリウレタン樹脂およびビニルモノマー重合体)100質量部に対して、カヤラッドDPHA(商品名、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタリスリトールペンタアクリレートの混合物、日本化薬社製)6.00質量部、p−メトキシフェノール0.06質量部(つまり、熱架橋性モノマー100質量部に対して1.00質量部)、イルガノックス245(商品名、耐熱安定剤、チバ・スペシャリティケミカルズ社製)1.00質量部、サンノールTD−3130(アルキルエーテル硫酸エステル塩)0.19質量部、脱イオン水5.75質量部を配合して、熱架橋性モノマーおよび重合防止剤の水分散液を調製した。
<アクリル変性オルガノポリシロキサンの配合>
得られた粒子をヘンシェルミキサーに投入し、さらに、熱可塑性ポリウレタン樹脂100質量部に対し、シャリーヌR−170S(商品名、粒子状、平均粒子径30μm、揮発分1質量%以下、日信化学社製)0.5質量部を添加した後、回転速度700min−1で1分間攪拌することにより、粒子状樹脂組成物を得た。
<顔料の配合>
得られた粒子状樹脂組成物を、実施例1と同様に処理して、着色した。
<熱架橋性モノマー、重合防止剤およびアクリル変性オルガノポリシロキサンの配合>
カヤラッドDPHA(商品名 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタリスリトールペンタアクリレートの混合物 日本化薬社製)6.00質量部、p−メトキシフェノール0.06質量部(つまり、熱架橋性モノマー100質量部に対して1質量部)、イルガノックス245(商品名、耐熱安定剤、チバ・スペシャリティケミカルズ社製)1.00質量部、サンノールTD−3130(アルキルエーテル硫酸エステル塩)0.19質量部、脱イオン水5.75質量部を配合して、熱架橋性モノマーおよび重合防止剤の水分散液を調製した。
<顔料の配合>
得られた粒子状樹脂組成物を、実施例1と同様に処理して、着色した。
表3に示す組成および配合割合とした以外は、実施例1と同様の方法により、粒子状樹脂組成物を製造し、着色した。
実施例1の<アクリル変性オルガノポリシロキサンの配合>において、シャリーヌR−170S(商品名、粒子状、平均粒子径30μm、揮発分1質量%以下)0.50質量部に代えて、離型剤としてTSF4450(ジメチルシリコーン、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)0.50質量部を用いた以外は、実施例1と同様に処理(実施例1と同様のタイミングで、TSF4450を装入)して、粒子状樹脂組成物を得て、これを着色した。
窒素導入管、温度計、冷却管および攪拌装置を具備した反応容器に、ポリオールとして、タケラックU−2024(商品名、アジペート系ポリエステルポリオール、数平均分子量2000、三井化学社製)75.2質量部、酸化防止剤としてイルガノックス245(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)0.05質量部、イソシアネートとして4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(商品名:デスモジュールW、H12MDI、住化バイエルウレタン社製)21.6質量部を装入し、よく攪拌しながら80〜85℃に昇温させた。
<ビニルモノマー重合体の配合>
スチレン12.00質量部、メタクリル酸メチル8.00質量部、α−メチルスチレンダイマー0.10質量部(モノマー総量100質量部に対して0.5質量部)、ラジカル重合開始剤としてV−601(商品名、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、和光純薬工業社製)0.80質量部からなるモノマー混合液を、熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘプタン分散液に、反応温度30℃にて一括で装入した。その後、温度80℃で12時間反応を行った。これにより、ビニルモノマー重合体を合成した。
<熱架橋性モノマーおよび重合防止剤の配合>
その後、熱可塑性ポリウレタン樹脂100質量部に対して、紫外線吸収剤としてチヌビン213(ベンゾトリアゾール系、チバ・スペシャルティケミカルズ社製)0.5質量部、耐光安定剤としてチヌビン765(ヒンダードアミン系、チバ・スペシャルティケミカルズ社製)0.5質量部、熱架橋性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(商品名:カヤラッドDPHA、日本化薬社製)6.0質量部、重合防止剤としてp−メトキシフェノールを、熱可塑性ポリウレタン樹脂100質量部に対して1質量部(熱架橋性モノマー100質量部に対して0.20質量部)となるように、熱可塑性ポリウレタン樹脂の分散液に装入し、30分間混合した。その後、得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂のヘプタン分散液を30℃以下に冷却した。
<離型材の配合>
その後、乾燥機(ナウターミキサー型)に、採取した固体分100質量部、離型剤としてTSF−451−3000(商品名、ジメチルシリコーン、粘度3000mm2/s(25℃)、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)0.5質量部およびブロッキング防止剤(商品名:PM030S、組成:ポリメチルメタクリレート、平均粒子径27μm、アクリル微粒子、ガンツ化成社製)0.3質量部を装入し、減圧下で攪拌しながら40℃で3時間乾燥した。
<顔料の配合>
得られた粒子状樹脂組成物を、実施例1と同様に処理して、着色した。
実施例1の<アクリル変性オルガノポリシロキサンの配合>において、シャリーヌR−170S(商品名、粒子状、平均粒子径30μm、揮発分1質量%以下)0.50質量部に代えて、離型剤として、PM030S 0.50質量部を用いた以外は、実施例1と同様に処理(実施例1と同様のタイミングで、PM030Sを装入)して、粒子状樹脂組成物を得て、これを着色した。
各実施例および各比較例で得られた粒子状樹脂組成物(以下、各パウダーと略する。)の粉体特性(安息角)を以下の方法で測定した。
<粉体流動性(安息角)>
JIS R−9301−2に準拠した注入法により、パウダーの安息角(度)を測定した。
<スラッシュ成形>
シボつきの金型を240℃に加熱した後、各パウダー300gを水平に配置した金型上にふりまき、8秒間静置させた後、金型を垂直に配置して、溶融しなかった余分のパウダーを払い落とした。次いで、金型を250℃で60秒間静置した後、水冷して、厚さ約1mmのシートを成形した。
スラッシュ成形における水冷後、シートを金型から脱型(離型)する前に、シートに1インチ幅の切り目を入れ、脱型時の抵抗力をプッシュプルゲージにて測定した。
得られたシートの色移り性を、JIS L0849に準拠して評価した。
3点 うっすら着色あり
1点 明らかに着色あり
また、上記した摩擦試験後、シートの外観変化を目視で観察して、耐傷付き性を評価した。耐傷付き性の評価基準を以下に示す。
△ やや退色あり、あるいは、傷なし
× 傷発生
<ブリード>
得られたシートを10℃の条件下で静置した後、シートのシボ面側の汚染度合いを目視で観察して、ブリードを評価した。ブリードの評価基準を以下に示す。
× ブリード物あり
タケネート600:イソシアネート(組成:1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−H6XDI、三井化学社製)
1,4−H6XDI:1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(トランス/シス比=93/7)
デスモジュールW:イソシアネート(組成:4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、H12MDI、住化バイエルウレタン社製)
タケラックU−2024:ポリエステルポリオール(組成:1,4−ブタンジオール/1,6−ヘキサンジオール/アジピン酸、数平均分子量2000、三井化学社製)
タケラックU−2710:ポリエステルポリオール(組成:エチレングリコール/1,4−ブタンジオール/アジピン酸、数平均分子量1000、三井化学社製)
PTG2000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量2000、保土ヶ谷化学社製)
PTG1000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量1000、保土ヶ谷化学社製)
イルガノックス245:酸化防止剤/耐熱安定剤(トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、チバ・スペシャリティケミカルズ社製)
ラテムルPD−104:反応性乳化剤(ポリオキシエチレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム、20質量%水溶液、花王社製)
MMA:メタクリル酸メチル
MSD:α−メチルスチレンダイマー
V−59:ラジカル重合開始剤(2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、和光純薬工業社製)
V−601:ラジカル重合開始剤(ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、和光純薬工業社製)
アクアロンHS−1025(商品名、反応性乳化剤、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム、第一工業製薬社製)
DPHA:カヤラッドDPHA(商品名、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物、日本化薬社製)
サンノールTD−3130:乳化剤(アルキルエーテル硫酸エステル塩、ライオン社製)
MQ:p−メトキシフェノール
シャリーヌR−170S:アクリル変性オルガノポリシロキサン(平均粒子径30μm、揮発分1質量%以下、ヘプタン可溶分17%以下、日信化学社製)
シャリーヌR−170EM:アクリル変性オルガノポリシロキサン(エマルジョン、20℃における粘度500mPa・s以下、粒子径200nm、固形分濃度45質量%、固形分におけるヘプタン可溶分16%以下、日信化学社製)
TSF4450:離型剤(ジメチルシリコーン、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)
TSF−451−3000:離型剤(ジメチルシリコーン、粘度3000mm2/s(25℃)、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)
PM030S:アクリル微粒子(組成:ポリメチルメタクリレート、平均粒子径27μm、ガンツ化成社製)
PV−817:顔料(商品名、カーボンブラック/炭酸カルシウム分散体、住化カラー社製
PV−801:顔料(商品名、カーボンブラック/炭酸カルシウム分散体、住化カラー社製
Claims (8)
- 熱可塑性ポリウレタン樹脂と、アクリル変性オルガノポリシロキサンとを、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂100質量部に対して前記アクリル変性オルガノポリシロキサン0.1〜10質量部の割合で、含有していることを特徴とする、粒子状樹脂組成物。
- 前記アクリル変性オルガノポリシロキサンは、末端にラジカル重合性基を有するオルガノポリシロキサンと、(メタ)アクリル酸エステルとを共重合させることにより得られることを特徴とする、請求項1に記載の粒子状樹脂組成物。
- 前記アクリル変性オルガノポリシロキサンが、粒子状であることを特徴とする、請求項1または2に記載の粒子状樹脂組成物。
- 前記熱可塑性ポリウレタン樹脂は、非水系分散媒中で合成されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の粒子状樹脂組成物。
- 前記熱可塑性ポリウレタン樹脂は、水系分散媒中で合成されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の粒子状樹脂組成物。
- スラッシュ成形に用いられることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の粒子状樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれに記載の粒子状樹脂組成物を、スラッシュ成形することにより得られることを特徴とする、成形品。
- 自動車内装品であることを特徴とする、請求項7に記載の成形品。
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