JP2016222851A - ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、接着性が高く、有機酸ガスの発生を抑制することができるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を提供することを目的とする。【解決手段】式(1)で表される平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂を含む、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。(1)[式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、置換されていてもよいアミノ基、または置換されていてもよいアミノアルキル基を示す。x及びyは、それぞれ独立に、1〜5の整数を示す。]【選択図】なし

Description

本発明は、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物に関する。
ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下、PPS樹脂)は、耐熱性、耐薬品性、寸法安定性、電気特性、難燃性などに優れた特性を示し、いわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂の一種である。PPS樹脂を含むコンパウンドは、これらの優れた特性を生かし、電気・電子機器材、自動車機器部材、住宅設備部品及びOA機器部材等に幅広く使用されている。近年、軽量化等により金属から樹脂への置き換えが盛んになってきたこともあり、市場は拡大し続けている。
これらPPS樹脂は利用用途が広く、将来性も高いものであるが、一般的に金属やエポキシ樹脂等の他素材との接着性が低い。また、結晶化が比較的遅い為に、成形時にバリが発生しやすいなどの課題も存在する。
PPS樹脂と、他素材との接着性を向上する手法としては、大きくは2つの方法が知られている。第1の方法は、PPS樹脂に不飽和カルボン酸や酸無水物等の極性化合物を添加して溶融混錬する方法であり、例えば、特許文献1には、PPSと無水マレイン酸を溶融混錬する方法が記載されている。第2の方法は、PPS樹脂の主鎖に官能基を導入する方法であり、例えば、特許文献2には、PPS樹脂の製造工程において、反応中に極性官能基含有ジハロ置換芳香族化合物を一定量添加することで、PPS樹脂の主鎖に極性官能基を導入している。
その他、他素材に対する接着性を向上させる手法として、特許文献3には、PPS樹脂を酸素含有雰囲気下で活性水素含有化合物を使用して熱酸化架橋させる方法が記載されている。
特開平01−213360号公報 特開平08−198966号公報 特開平11−080356号公報
特許文献1に記載の方法では、接着性の向上効果が充分でなかった。また、特許文献2に記載の方法では、エポキシ樹脂との接着性を向上させているものの、金属に対する接着性の向上については充分でなかった。
また、特許文献3に記載の方法では、ガラス繊維や金属表面等の他素材との接着性の向上効果が得られている。しかしながら、特許文献3に記載の方法で得られるPPS樹脂は、架橋型PPS樹脂であるために、一般的にリニア型PPS樹脂の方が良好とされる靭性、耐衝撃性、耐湿性に課題がある。また、リニア型PPS樹脂の利用が適している繊維、フィルム材などとの接着性が求められた場合には、接着性が充分でなかった。
さらに、PPS樹脂は、溶融時の熱が原因で分解したり、金属等の他素材と接着後に、他素材との導電性の差などが原因で分解する。分解時には、構造中にS原子を含むため、HS、SO、COS、CSなどの有機酸ガスが発生する。これらの有機酸ガスは、接着相手となる金属等も腐食する原因となり、成形品の劣化を促進するという課題があった。
本発明の目的は、接着性が高く、有機酸ガスの発生を抑制することができるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を提供することである。
本発明者らは、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物について、鋭意検討を重ねた。その結果、置換基を導入した平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂を含む、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を用いることによって、エポキシ樹脂や金属等の他素材との接着性を向上することができることを見出した。さらに本発明者らは、本発明にかかるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を用いることによって、有機酸ガスの発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
項1.式(1)で表される平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂を含む、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
Figure 2016222851
(1)
[式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよいアミノ基、または置換されていてもよいアミノアルキル基を示す。x及びyは、それぞれ独立に、1〜5の整数を示す。]
項2.式(1)において、R及びRが、同一であって、いずれも置換されていてもよいアミノ基である項1記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
項3.式(1)で表されるポリフェニレンスルフィド樹脂の含有量が、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物に対して5質量%〜30質量%である項1または2記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
項4.式(1)で表される平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂。

Figure 2016222851
(1)
[式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよいアミノ基、または置換されていてもよいアミノアルキル基を示す。x及びyは、それぞれ独立に、1〜5の整数を示す。]
本発明によれば、接着性が高いポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を提供することができる。さらに、本発明によれば、有機酸ガスの発生を抑制することができるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を提供することができる。
本発明は、式(1)で表される平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂を含む、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物である。
Figure 2016222851
(1)
式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよいアミノ基、または置換されていてもよいアミノアルキル基を示す。x及びyは、それぞれ独立に、1〜5の整数を示す。
式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよいアミノ基、または置換されていてもよいアミノアルキル基を示す。
前記R及びRで表される置換されていてもよいアミノ基としては、無置換のアミノ基、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−n−プロピルアミノ基、N−i−プロピルアミノ基、N−n−ブチルアミノ基、N−i−ブチルアミノ基、N−t−ブチルアミノ基、N−フェニルアミノ基、N−ベンジルアミノ基、N、N’−ジメチルアミノ基、N、N’−ジエチルアミノ基、N、N’−ジn−プロピルアミノ基、N、N’−ジ−i−プロピルアミノ基、N、N’−ジ−n−ブチルアミノ基、N、N’−ジ−i−ブチルアミノ基、N、N’−ジ−t−ブチルアミノ基、N、N’−ジフェニルアミノ基、N、N’−ジベンジルアミノ基、N、N’−メチルエチルアミノ基、N、N’−メチルフェニルアミノ基等が挙げられ、これらのなかでも、接着性の向上、有機酸ガスの発生抑制の観点から、無置換のアミノ基、1級アミノ基、2級アミノ基が好ましく、無置換のアミノ基、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−フェニルアミノ基がより好ましい。
前記R及びRで表される置換されていてもよいアミノアルキル基としては、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、1−アミノ−n−プロピル基、2−アミノ−n−プロピル基、3−アミノ−n−プロピル基、1−アミノ−i−プロピル基、2−アミノ−i−プロピル基、1−アミノ−n−ブチル基、2−アミノ−n−ブチル基、3−アミノ−n−ブチル基、4−アミノ−n−ブチル基、1−アミノ−s−ブチル基、2−アミノ−s−ブチル基、3−アミノ−s−ブチル基、N−メチルアミノメチル基、N−エチルアミノメチル基、N−フェニルアミノメチル基、1−(N−メチルアミノ)エチル基、2−(N−メチルアミノ)エチル基、1−(N−フェニルアミノ)エチル基、2−(N−フェニルアミノ)エチル基、N、N’−ジメチルアミノメチル基、1−(N、N’−ジメチルアミノ)エチル基、2−(N、N’−ジメチルアミノ)エチル基等が挙げられ、これらのなかでも、成形後の物理的強度の低下を防止する等の観点から、アミノ基が置換されていないアミノアルキル基が好ましく、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、1−アミノ−n−プロピル基、2−アミノ−n−プロピル基、3−アミノ−n−プロピル基、1−アミノ−i−プロピル基、2−アミノ−i−プロピル基がより好ましい。
前記R及びRとしては、原料入手および合成の容易性等の観点から、置換されていてもよいアミノ基が好ましい。
式(1)中、x及びyは、それぞれ独立に、1〜5の整数であり、好ましくは1〜3の整数である。なお、式(1)中、x及びyが2以上であるときは、x個のR及びy個のRは、それぞれ独立に、異なっていてもよく、同一であってもよいが、同一である方が好ましい。また、R及びRは、ベンゼン環状のS−Ph結合位置に対していずれの位置に結合していてもよいが、メタ位、パラ位が好ましい。
本発明にかかる式(1)で表されるポリフェニレンスルフィド樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明において、式(1)で表されるポリフェニレンスルフィド樹脂は、平均分子量が1000〜5000である。これらのなかでも、成形後の物理的強度の低下を防止する等の観点から、平均分子量の好ましい下限は2000、より好ましい下限は2500であり、平均分子量の好ましい上限は4000、より好ましい上限は3000である。平均分子量が1000以上であると、成形後の物理的強度が向上する。平均分子量が5000以下であると、アミノ基の含有率が相対的に多くなり、有機酸ガスの発生を抑制する効果がより向上する。
本発明にかかる式(1)で表されるポリフェニレンスルフィド樹脂の含有量は、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物と他素材との接着性の向上の観点、および有機酸ガスの発生を抑制する効果の観点から、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物に対して、式(1)で表されるポリフェニレンスルフィド樹脂が5質量%〜30質量%であることが好ましい。より好ましくは、10質量%〜20質量%である。5質量%未満の場合、均一に分散されなかったり、均一に分散させるために混錬工程が長時間になるおそれがある。また、30質量%を超える場合、成形後の物理的強度が低下するおそれがある。
本発明にかかる式(1)で表されるポリフェニレンスルフィド樹脂の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、極性溶媒中で、アルカリ金属硫化物(a)とジハロ芳香族化合物(b)とを反応させる過程において、アミノ基を有するジスルフィド化合物またはその塩(c)を添加する方法で製造できる。前記製造方法において、アミノ基を有するジスルフィド化合物またはその塩(c)を添加する際には、平均分子量を1000〜5000に制御する観点から、該ジハロ芳香族化合物(b)の反応率が0〜25%で添加すること好ましく、5〜20%の時点がより好ましく、10〜15%の時点に添加することがさらに好ましい。なお、「該ジハロ芳香族化合物(b)の反応率」とは、該ジハロ芳香族化合物(b)の仕込み量に対する減少割合であり、該ジハロ芳香族化合物(b)の残存率より判断できる。
前記製造方法において用いられるアルキル金属硫化物(a)としては、例えば、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム、ならびにこれらの水和物および混合物等が挙げられる。さらにこれらに対応する水硫化物も使用できるが、安価で入手が容易であるという観点から硫化ナトリウムが好ましい。
前記製造方法において用いられるジハロ芳香族化合物(b)としては、特に限定されないが、例えばo−ジフルオロベンゼン、m−ジフルオロベンゼン、p−ジフルオロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、o−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、p−ジブロモベンゼン、o−ジヨードベンゼン、m−ジヨードベンゼン、p−ジヨードベンゼン等が挙げられる。これらのなかでも、相溶性の観点等からパラ位が置換されたジハロ芳香族化合物が好ましく、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物とする際の相溶性の観点から、p−ジクロロベンゼンが好ましい。
前記製造方法において用いられるジハロ芳香族化合物(b)の使用量としては、アルキル金属硫化物(a)の1モルに対して、平均分子量を1000〜5000に制御する観点から0.90〜1.10モル用いることが好ましく、0.95〜1.05モル用いることがより好ましい。
前記製造方法において用いられるジスルフィド化合物またはその塩(c)としては、特に限定されない。具体的には、前記ジスルフィド化合物としては、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド、3,4’−ジアミノフェニルジスルフィド、3,4,3’,4’−テトラアミノフェニルジスルフィド、デカアミノフェニルジスルフィド、4,4’−ビス(N,N’−メチル)アミノフェニルジスルフィド、4,4’−ビス(N−メチル− N−フェニル)アミノフェニルジスルフィド、3−(N,N−ジエチル)−4’−(N’,N’−ジフェニル)アミノフェニルジスルフィド、4,4’−ジアミノメチルフェニルジスルフィド、3−(1−アミノエチル)−4’−アミノフェニルジスルフィド、3−{1−(N,N−ジメチルアミノ)エチル)}−4’−アミノフェニルジスルフィド等、およびその塩等が挙げられる。前記塩としては、リチウム、カリウム、ナトリウム、セシウム、ルビジウムなどのアルカリ金属塩等が挙げられる。
前記製造方法において用いられるジスルフィド化合物またはその塩(c)の使用量としては、アルキル金属硫化物(a)の1モルに対して、平均分子量を1000〜5000に制御する観点から、0.025〜1.5モルが好ましく、0.1〜1.0モルがより好ましい。
前記製造方法において用いられる極性溶媒としては、例えば有機アミド化合物、ラクタム化合物、尿素化合物、環状有機リン化合物などが挙げられる。具体的には、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジプロピルアセトアミド、N,N−ジメチル安息香酸アミド、カプロラクタム、N−メチルカプロラクタム、N−メチルピロリドン、N−メチルピペリドン、テトラメチル尿素、1−メチル−1−オキソスルホラン、1−フェニル−1−オキソスルホランなどが挙げられるが、特に限定されない。また、これらの極性溶媒はそれぞれ単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。なお、これらのなかでも有機アミド化合物、及びラクタム化合物が好ましく、N−メチルラクタム、N−メチルピロリドンがより好ましい。
前記溶媒は、使用するジハロ芳香族化合物(b)1モルに対し、好ましくは450〜600g、より好ましくは500〜560gが用いられる。
前記製造方法での反応温度としては、特に限定されないが、好ましくは200〜300℃、より好ましくは220〜280℃である。反応時間は、反応温度により異なるが、好ましくは、2〜8時間、より好ましくは3〜5時間である。
反応終了後は、ろ過によって単離し、温水による洗浄後に、酸処理を行い、さらに再度ろ過による単離、温水による洗浄をして乾燥する等の方法で得られる。
本発明は、式(1)で表される平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂を含む、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物である。本発明にかかる式(1)で表される平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂は、別のポリフェニレンスルフィド樹脂に少量混錬するだけで効果を発揮する。
本発明にかかる式(1)で表されるポリフェニレンスルフィド樹脂の含有量は、別のポリフェニレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましい下限が3質量部、好ましい上限が50質量部である。
本発明にかかるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を構成する別のポリフェニレンスルフィド樹脂としては、特に限定されないが、好ましくは平均分子量10000以上のポリフェニレンスルフィド樹脂が用いられる。
また、前記別のポリフェニレンスルフィド樹脂としては、その構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位を含むものが好ましく、より好ましくはp−フェニレンスルフィド単位を70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上含むものである。更に置換基を含む場合には、アミド基、アセチル基、アルコキシ基、スルホンアミド基、スルホキシ基を含むことが好ましい。
なお、前記別のポリフェニレンスルフィド樹脂は、公知の方法により製造したものを用いることができる。例えば、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)と、硫化ナトリウム(NaS)または水硫化ソーダ(NaSH)とを、極性溶媒中で重縮合させる方法、またはp−ジヨードベンゼンと硫黄とを重縮合させる方法等を挙げることができる。また、市販品を購入して用いることもできる。市販品としては、例えば、東レ株式会社製トレリナA900(平均分子量;14063)、東レ株式会社製A503−X05(平均分子量;41078)、東ソー株式会社製サスティールGS−20(平均分子量;25063)、DIC株式会社製FZ−2130(平均分子量;19055)等を用いることができる。
本発明にかかるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の製造方法としては、特に限定されないが、従来使用されている加熱溶融混練方法を用いることができる。例えば、単軸又は二軸押出機、ニーダー、ミル、ブラベンダー等による加熱溶融混練方法が挙げられ、特に混練能力に優れた二軸押出機による加熱溶融混練方法が好ましい。また、この際の温度は特に限定されるものではなく、通常280〜400℃が好ましい。また、本発明のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物は、射出成形機、押出成形機、トランスファー成形機、圧縮成形機等を用いて任意の形状に成形することができる。
本発明にかかるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物は、本発明の目的や効果を損なわない範囲で、必要に応じて一般的な樹脂組成物に配合されている充填材や他の樹脂等を配合してもよい。前記充填材としては、繊維状充填材および非繊維充填材が挙げられる。繊維状充填材としては、として、例えばガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、金属繊維等が挙げられる。これらのなかでも、特に機械的強度にさらに優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物となることから、ガラス繊維が好ましい。非繊維充填材としては、ゼオライト、カオリン、マイカ、ベントナイト、クレイ、タルク、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化チタン等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩が挙げられる。これらのなかでも特に寸法安定性に優れるポリフェニレンスルフィド樹脂組成物となることから、マイカ、クレイ、タルクが好ましい。これらは単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
前記他の樹脂としては、エポキシ系樹脂、極性基を有するポリエチレン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂等を配合することができる。
なお、前記充填材や他の樹脂等を配合する場合、その配合量は、成形後のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物が良好な機械的強度を有することから、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物100質量部に対して、好ましい下限が10質量部、好ましい上限が150質量部であり、より好ましい下限は20質量部、より好ましい上限は100質量部である。
さらに、本発明のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物は、本発明の目的や効果を損なわない範囲で、従来公知の熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、金型腐食防止剤、難燃剤、難燃助剤、着色剤、帯電防止剤等の添加剤を1種以上併用してもよい。
本発明のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物は、金属等との高い接着性を有することから、金属との複合体として用いることに適している。その際の複合体を構成する金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、ステンレスであることが好ましい。これら金属は、接着性を向上させる等の観点から微細な凸凹からなる粗化層を有していてもよい。ここで、粗化層とは、金属の被着体界面に設けられた、複数の凹部を有する領域をいう。
本発明のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物からなる樹脂と金属との複合体の製造方法としては、金属を射出成形機に装着されている金型内に装着し、該ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を溶融状態で射出を行い樹脂と金属との複合体とするインサート成形により製造することが好ましい。
以下に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明は実施例によりなんら制限されるものではない。
なお、得られたポリフェニレンスルフィド樹脂の平均分子量はGPC法で測定した。詳細な測定方法は以下のとおりである。
装置名:SSC−7100(株式会社センシュー科学製)
カラム名:GPC3506(株式会社センシュー科学製)
溶離液:1−クロロナフタレン
検出器:示差屈折率検出器
カラム温度:210℃ (検出器温度:210℃)
流量:1.0(ml/min)
(実施例1)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[A]の合成)
1.5Lオートクレーブに、硫化ナトリウム154gとN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMP)450gを仕込んだ。窒素雰囲気下で攪拌しながら209℃まで昇温し、水375gを留出させた。次に、オートクレーブを密閉して180℃まで冷却し、p−ジクロロベンゼン(以下p−PCB)177g、およびNMP180gを仕込んだ。再び昇温を開始し、240℃の時点で加圧注入機を用いて4,4’−ジアミノフェニルジスルフィドを74.5g(4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド/硫化ナトリウムのモル比=0.25/1)を添加した。この4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は15.9%であった。その後さらに260℃まで昇温し、3時間攪拌し、反応を進行させた。なお、反応終了時のp−DCBの反応率は99.0%であった。
その後、冷却して得られたスラリー液をろ過して固形分を単離した。その後、温水による洗浄を3回繰り返した。さらに、固形分を50℃の水でスラリー液とし、酢酸を添加してpH5とし、酸処理を実施した。酸処理後に再び、ろ過、温水洗浄を2回行った。最後に得られた固形分を120℃で5時間乾燥し、白色粉末状のPPS樹脂[A]を得た。PPS樹脂[A]の平均分子量は1763であった。
(実施例2)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[B]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、3,4’−ジアミノフェニルジスルフィドを74.5g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[B]を取得した。なお、3,4’−ジアミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は13.4%、反応終了時のp−DCBの反応率は98.3%であった。得られたPPS樹脂[B]の平均分子量は1892であった。
(実施例3)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[C]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、3,4,3’,4’−テトラアミノフェニルジスルフィドを83.5g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[C]を取得した。なお、3,4,3’,4’−テトラアミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は23.2%、反応終了時のp−DCBの反応率は99.3%であった。得られたPPS樹脂[C]の平均分子量は2533であった。
(実施例4)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[D]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、デカアミノフェニルジスルフィドを111g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[D]を取得した。なお、デカアミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は16.4%、反応終了時のp−DCBの反応率は99.2%であった。得られたPPS樹脂[D]の平均分子量は2076であった。
(実施例5)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[E]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、4,4’−ビス(N,N’−メチル)アミノフェニルジスルフィドを82.9g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[E]を取得した。なお、4,4’−ビス(N,N’−メチル)アミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は18.3%、反応終了時のp−DCBの反応率は98.4%であった。得られたPPS樹脂[E]の平均分子量は4533であった。
(実施例6)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[F]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、4,4’−ビス(N−メチル−N−フェニル)アミノフェニルジスルフィドを129g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[F]を取得した。なお、4,4’−ビス(N−メチル−N−フェニル)アミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は11.4%、反応終了時のp−DCBの反応率は98.9%であった。得られたPPS樹脂[F]の平均分子量は1855であった。
(実施例7)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[G]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、3−(N,N−ジエチル)−4’−(N’,N’−ジフェニル)アミノフェニルジスルフィドを137g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[G]を取得した。なお、3−(N,N−ジエチル)−4’−(N’,N’−ジフェニル)アミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は15.4%、反応終了時のp−DCBの反応率は90.0%であった。得られたPPS樹脂[G]の平均分子量は2229であった。
(実施例8)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[H]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、4,4’−ジアミノメチルフェニルジスルフィドを82.9g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[H]を取得した。なお、4,4’−ジアミノメチルフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は8.5%、反応終了時のp−DCBの反応率は98.2%であった。得られたPPS樹脂[H]の平均分子量は2732であった。
(実施例9)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[I]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、3−(1−アミノエチル)−4’−アミノフェニルジスルフィドを82.9g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[I]を取得した。なお、3−(1−アミノエチル)−4’−アミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は12.4%、反応終了時のp−DCBの反応率は98.6%であった。得られたPPS樹脂[I]の平均分子量は1603であった。
(実施例10)
(平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[J]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、3−{1−(N,N−ジメチルアミノ)エチル)}−4’−アミノフェニルジスルフィドを91.3g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[J]を取得した。なお、3−{1−(N,N−ジメチルアミノ)エチル)}−4’−アミノフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は21.4%、反応終了時のp−DCBの反応率は98.6%であった。得られたPPS樹脂[J]の平均分子量は2997であった。
(製造例1)
(アミノ基を持たない平均分子量1000〜5000のPPS樹脂[K]の合成)
実施例1において、4,4’−ジアミノフェニルジスルフィド74.5gに代えて、ジフェニルジスルフィドを65.5g用いた以外は、同様の方法でPPS樹脂[K]を取得した。PPS樹脂[K]の平均分子量は1533であった。なお、ジフェニルジスルフィド添加時のp−DCBの反応率は17.4%、反応終了時のp−DCBの反応率は98.8%であった。
(実施例11〜50、比較例1〜5)
(ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の製造)
表1に記載した混錬量(1、5、15、30wt%)となるように、実施例1〜10、及び製造例1で得られた各PPS樹脂を、別のポリフェニレンスルフィド樹脂と混合し、2軸押出機を用いて設定樹脂温度330℃で溶融混錬してPPS樹脂組成物ペレットを得た。なお、別のポリフェニレンスルフィド樹脂としては、東レ株式会社製トレリナA900を用いた。
上記実施例11〜50及び比較例1〜5で得られた各ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物について、以下の評価を行った。
<評価>
(1)エポキシ樹脂との接着強度測定(引張破断強度測定法)
実施例11〜50、比較例1〜5で得られたPPS樹脂組成物ペレットをシリンダー温度320℃、金型温度130℃で射出成形し、ダンベル試験片を得た。
得られた各ダンベル片を中央から2等分し、エポキシ樹脂との接着面積が50mmとなるように作成したスペーサー(厚さ2mm、開口部5mm×10mm)を2等分したダンベル片2枚の間に挟み、クリップを用いて固定した後、開口部にエポキシ樹脂(ナガセケムテック社製2液型エポキシ樹脂:主剤;XNR5002、硬化剤;XNH5002、主剤/硬化剤=100/90)を注入し、135℃に設定した熱風循環乾燥機中で3時間加熱して、硬化、接着させた。最後に1日放置後、スペーサーを外して各試験片を得た。
各試験片を、歪み速度1mm/minで引張試験機(島津製作所製、商品名:AGS−X)を用いて引張破断強度を測定し、接着面積で除した値をエポキシ樹脂との接着強度とした。その結果を表1に示す。
(2)金属との接着強度測定(引張破断強度測定)
予め#200のサンドペーパーにより表面粗化を施し、その後エタノールに浸漬することにより、表面の洗浄を行った金属試験片(35mm×13mm、厚み2mm)を射出成形機金型内に装着し、実施例11〜50、比較例1〜5で得られたPPS樹脂組成物のペレットを310℃に加熱した射出成形機(住友重機械工業製、商品名:SE75)のホッパーに投入しインサート成形を行い、樹脂と金属との複合体をそれぞれ得た。
金属試験片としては、アルミニウム合金(A5052)、ステンレス板(SUS304)を使用した。
各試験片と金属との複合体について、万能試験機(島津製作所製、商品名:AGS−X)を用いて、試験速度5mm/minの条件で引張破断強度を測定した。その結果を表1に示す。
(3)有機酸ガス発生量の測定(有機酸ガス発生量測定法)
実施例11〜50、比較例1〜5で得られたPPS樹脂組成物のペレット2gを20ml密封バイアルにて密封させた後、ヘッドスペースを310℃で2時間加熱し、発生したガスを自動的にGC/MSに送った。次に、各成分をキャピラリカラムで分離し、ベンゾチアゾールを標準物質として試料内の各揮発性成分の含有量を内標法による定量分析して行った。
Figure 2016222851

Claims (4)

  1. 式(1)で表される平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂を含む、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
    Figure 2016222851
    (1)
    [式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよいアミノ基、または置換されていてもよいアミノアルキル基を示す。x及びyは、それぞれ独立に、1〜5の整数を示す。]
  2. 式(1)において、R及びRが、同一であって、いずれも置換されていてもよいアミノ基である請求項1記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
  3. 式(1)で表されるポリフェニレンスルフィド樹脂の含有量が、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物に対して5質量%〜30質量%である請求項1または2記載のポリフェニレンスルフィド樹脂組成物。
  4. 式(1)で表される平均分子量1000〜5000のポリフェニレンスルフィド樹脂。
    Figure 2016222851
    (1)
    [式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよいアミノ基、または置換されていてもよいアミノアルキル基を示す。x及びyは、それぞれ独立に、1〜5の整数を示す。]
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