JP2017128685A - 熱可塑性樹脂組成物、成形体及び車両 - Google Patents
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Abstract
Description
更に、本発明は、前記成形体を含む車両に関する。
本発明の成形体は、耐熱性、難燃性、機械特性、外観に優れ、車両に好適である。
共重合体(A)は、メチルメタクリレート由来の繰り返し単位(A1)(以下、単に「単位(A1)」ということがある。)及び(メタ)アクリル酸由来の繰り返し単位(A2)(以下、単に「単位(A2)」ということがある。)を含む。
尚、(メタ)アクリルは、アクリル、メタクリル又はその両者をいう。
(メタ)アクリル酸(a2)の中でも、成形体の耐熱性、難燃性に優れることから、メタクリル酸が好ましい。
単位(A2)も同様、成形体の耐熱性、難燃性に優れることから、メタクリル酸由来の繰り返し単位が好ましい。
懸濁重合の場合の単量体組成物の重合温度は、10℃〜95℃が好ましく、30℃〜90℃がより好ましい。懸濁重合の場合の単量体組成物の重合温度が10℃以上であると、共重合体(A)の生産性に優れる。また、懸濁重合の場合の単量体組成物の重合温度が95℃以下であると、共重合体(A)の機械特性、耐熱分解性に優れる。
重合開始剤は、反応性ラジカルを発生するものであれば特に限定されず、例えば、tert−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ヘキシルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ヘキシルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエ−ト、tert−ヘキシルパーオキシネオデカノエ−ト、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1,1−ビス(tert−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、ベンゾイルパーオキシド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物;2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ化合物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩化合物等が挙げられる。これらの重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの重合開始剤の中でも、単量体組成物の重合安定性に優れることから、有機過酸化物、アゾ化合物が好ましく、アゾ化合物がより好ましい。
連鎖移動剤としては、例えば、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、エチレングリコールビスチオプロピオネート、ブタンジオールビスチオグリコレート、ブタンジオールビスチオプロピオネート、ヘキサンジオールビスチオグリコレート、ヘキサンジオールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス−(β−チオプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート等のメルカプタン化合物;α−メチルスチレンダイマー;テルピノレン等が挙げられる。これらの連鎖移動剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの連鎖移動剤の中でも、共重合体(A)の質量平均分子量の調整が容易で、共重合体(A)の生産性に優れることから、メルカプタン化合物が好ましく、単官能アルキルメルカプタン化合物がより好ましい。
尚、質量平均分子量は、標準試料として標準ポリスチレンを用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した値とする。
尚、ビカット軟化温度は、ISO306のB50法に準拠して測定した値とする。
ホスホン酸エステル難燃剤(B)は、ホスホン酸エステル化合物を50質量%以上含む難燃剤である。
ホスホン酸エステル難燃剤(B)は、熱可塑性樹脂組成物の生産安定性に優れることから、23℃において固体であることが好ましい。
共重合体(A)の含有率は、共重合体(A)とホスホン酸エステル難燃剤(B)との合計100質量%中、85質量%〜99質量%が好ましく、87質量%〜98質量%がより好ましい。共重合体(A)の含有率が85質量%以上であると、成形体の耐熱性、機械特性、外観に優れる。また、共重合体(A)の含有率が99質量%以下であると、成形体の難燃性に優れる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、共重合体(A)、ホスホン酸エステル難燃剤(B)以外に、他の添加剤を含んでもよい。
他の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、光拡散剤、艶消剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、顔料等の着色剤等が挙げられる。これらの他の添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
日光等の紫外線による共重合体(A)の劣化を抑制することから、熱可塑性樹脂組成物中に紫外線吸収剤を含むことが好ましい。
溶融混練や溶融成形の際に共重合体(A)の熱劣化を抑制することから、熱可塑性樹脂組成物中に酸化防止剤を含むことが好ましい。
共重合体(A)、ホスホン酸エステル難燃剤(B)、必要に応じて、他の添加剤を混合する方法としては、例えば、二軸押出機等の装置を用いて溶融混練する方法等が挙げられる。
本発明の成形体は、本発明の熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる。
成形体を得るための成形方法としては、例えば、射出成形、押出成形、加圧成形等が挙げられる。また、得られた成形体を、更に圧空成形や真空成形等の二次成形してもよい。
自動車の車両用部品としては、例えば、リアランプアウターカバー、リアランプ内部の光学部材、ヘッドライト用のインナーレンズ(プロジェクターレンズやPESレンズと称される場合がある)、メーターカバー、ドアミラーハウジング、ピラーカバー(サッシュカバー)、ライセンスガーニッシュ、フロントグリル、フォグガーニッシュ、エンブレム等が挙げられる。
製造例2〜4で得られた共重合体10mgを、10mlのテトラヒドロフランに溶解し、0.5μmメンブレンフィルターで濾過して、試料溶液を得た。得られた試料溶液について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(機種名「HLC−8320 GPC Eco SEC」、東ソー(株)製)を用い、質量平均分子量を測定した。分離カラムとして「TSKgel SuperHZM−H」(商品名、東ソー(株)製、内径4.6mm×長さ15cm)を2本直列にしたもの、溶媒としてテトラヒドロフラン、検出器として示差屈折計、標準試料として標準ポリスチレンを用い、流量0.6ml/分、測定温度40℃、注入量0.1mlの条件とした。
製造例2〜4で得られた共重合体を、小型射出成形機(機種名「IS−100」、東芝機械(株)製)を用い、成形温度250℃、成形時間360秒の条件で射出成形し、80mm×8mm×4mmの成形体を得た。得られた80mm×8mm×4mmの成形体を切断し、40mm×8mm×4mmの成形体を得た後、91℃で16時間アニールを行い、得られた成形体を耐熱性評価の試験片として用いた。
耐熱性評価として、HDT/VICAT試験機(機種名「No.148−HADHDPC−3ヒートデストーションテスター」、(株)安田精機製作所製)を用い、ビカット軟化温度試験を行い、ビカット軟化温度を測定した。
尚、各共重合体3回ビカット軟化温度試験を行い、その平均値をビカット軟化温度とした。
実施例・比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物を、小型射出成形機(機種名「PS−60E」、日精樹脂社(株)製)を用い、成形温度230℃、成形時間60秒の条件で射出成形し、150mm×10mm×4mmの成形体を得た。得られた成形体を温度23℃、湿度50%で48時間静置し、JIS K 6911−1979の耐燃性試験A法に準拠して燃焼性測定を行い、1回目の接炎での成形体の自消時間(秒)を測定した。
実施例・比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物を、小型射出成形機(機種名「PS−60E」、日精樹脂社(株)製)を用い、成形温度230℃、成形時間60秒の条件で射出成形し、150mm×10mm×4mmの成形体を得た。得られた成形体を、ノッチングツール(機種名「A−3」、(株)東洋精機製作所製)により、JIS K7111の1号試験片を得た。得られた試験片を温度23℃、湿度50%で48時間静置し、JIS K7111に準拠し、デジタル衝撃試験機(機種名「DG−UB」、(株)東洋精機製作所製)を用い、ノッチ無しシャルピー衝撃強度(kJ/m2)を測定した。
実施例・比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物を、小型射出成形機(機種名「EC20PN II」、東芝機械(株)製)を用い、成形温度230℃、成形時間65秒の条件で射出成形し、50mm×50mm×3mmの成形体を得た。得られた成形体について、目視にて以下のように評価した。
○:シルバーストリークが確認されなかった
×:シルバーストリークが確認された
実施例・比較例で用いた各原材料を、以下に示す。
共重合体(A−1):後述する製造例2で製造した共重合体(質量平均分子量80,000)
共重合体(A−2):後述する製造例3で製造した共重合体(質量平均分子量90,000)
共重合体(A−3):後述する製造例4で製造した共重合体(質量平均分子量80,000)
難燃剤(B−1):「ノンネン73」(商品名、丸菱油化工業(株)製、芳香族ホスホン酸エステル)
難燃剤(B−2):「CR570」(商品名、大八化学工業(株)製、含ハロゲン縮合リン酸エステル)
難燃剤(B−3):「アデカスタブPFR」(商品名、(株)ADEKA製、リン酸エステルとリン酸トリフェニルとの混合物)
脱イオン水900質量部、メタクリル酸2−スルホエチルナトリウム60質量部、メタクリル酸カリウム10質量部及びメチルメタクリレート12質量部を、撹拌機、温度計及び冷却管を備えたフラスコに供給し、窒素を放流しながら、フラスコの内温が50℃になるよう加熱した。その後、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩0.08質量部を供給し、フラスコの内温が60℃になるよう加熱した。その後、滴下ポンプを用いて、メチルメタクリレートを0.24質量部/分の速度で75分間滴下した。その後、6時間保持し、分散剤(固形分10質量%)を得た。
脱イオン水143質量部及び硫酸ナトリウム0.3質量部を、攪拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに供給し、320rpmの撹拌速度で15分間撹拌した。その後、メチルメタクリレート(商品名「アクリエステルM」、三菱レイヨン(株)製)94質量部、メタクリル酸5.0質量部、メチルアクリレート1.0質量部、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(重合開始剤、商品名「V−59」、和光純薬工業(株)製)0.2質量部及びn−オクチルメルカプタン(連鎖移動剤、東京化成工業(株)製)0.3質量部をセパラブルフラスコに供給し、5分間撹拌した。その後、製造例1で製造した分散剤0.5質量部(固形分換算)をセパラブルフラスコに供給し、撹拌し、窒素ガスを15分間放流した。
その後、セパラブルフラスコの内温が75℃になるよう加熱し、重合発熱ピークが観測されるまでその温度を保持した。重合発熱ピークが観測された後、セパラブルフラスコの内温が90℃になるよう加熱し、60分間保持し、重合を完了させた。その後、セパラブルフラスコ内の混合物を濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、50℃で16時間乾燥し、共重合体(A−1)を得た。得られた共重合体(A−1)の質量平均分子量は、80,000であった。
脱イオン水143質量部及び硫酸ナトリウム0.3質量部を、攪拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに供給し、320rpmの撹拌速度で15分間撹拌した。その後、メチルメタクリレート(商品名「アクリエステルM」、三菱レイヨン(株)製)99.0質量部、メチルアクリレート1.0質量部、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(重合開始剤、商品名「V−59」、和光純薬工業(株)製)0.2質量部及びn−オクチルメルカプタン(連鎖移動剤、東京化成工業(株)製)0.3質量部をセパラブルフラスコに供給し、5分間撹拌した。その後、製造例1で製造した分散剤0.5質量部(固形分換算)をセパラブルフラスコに供給し、撹拌し、窒素ガスを15分間放流した。
その後、セパラブルフラスコの内温が75℃になるよう加熱し、重合発熱ピークが観測されるまでその温度を保持した。重合発熱ピークが観測された後、セパラブルフラスコの内温が90℃になるよう加熱し、60分間保持し、重合を完了させた。その後、セパラブルフラスコ内の混合物を濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、50℃で16時間乾燥し、共重合体(A−2)を得た。得られた共重合体(A−2)の質量平均分子量は、90,000であった。
脱イオン水143質量部及び硫酸ナトリウム0.3質量部を、攪拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに供給し、320rpmの撹拌速度で15分間撹拌した。その後、メチルメタクリレート(商品名「アクリエステルM」、三菱レイヨン(株)製)74.0質量部、メタクリル酸25.0質量部、メチルアクリレート1.0質量部、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(重合開始剤、商品名「V−59」、和光純薬工業(株)製)0.2質量部及びn−オクチルメルカプタン(連鎖移動剤、東京化成工業(株)製)0.3質量部をセパラブルフラスコに供給し、5分間撹拌した。その後、製造例1で製造した分散剤0.5質量部をセパラブルフラスコに供給し、撹拌し、窒素ガスを15分間放流した。
その後、セパラブルフラスコの内温が75℃になるよう加熱し、重合発熱ピークが観測されるまでその温度を保持した。重合発熱ピークが観測された後、セパラブルフラスコの内温が90℃になるよう加熱し、60分間保持し、重合を完了させた。その後、セパラブルフラスコ内の混合物を濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、50℃で16時間乾燥し、共重合体(A−3)を得た。得られた共重合体(A−3)の質量平均分子量は、80,000であった。
表1に記載の組み合わせで共重合体(A)90質量部及び難燃剤(B)10質量部をヘンシェルミキサー(機種名「FM20C/I」、日本コークス工業(株)製)で混合し、40粍混練押出機(機種名「VS40−32押出機」、田辺プラスチック機械(株)製、L/D=26)を用い、バレル温度230℃、スクリュー回転数60rpmで180秒溶融混練し、熱可塑性樹脂組成物を得た。評価結果を表1に示す。
一方、比較例1で得られた熱可塑性樹脂組成物は、成形体の耐熱性、難燃性に劣った。また、比較例2で得られた熱可塑性樹脂組成物は、成形体の機械特性、外観に劣った。更に、比較例3〜4で得られた熱可塑性樹脂組成物は、成形体の難燃性に劣った。
Claims (8)
- メチルメタクリレート由来の繰り返し単位(A1)90質量%〜99質量%及び(メタ)アクリル酸由来の繰り返し単位(A2)1質量%〜10質量%を含む共重合体(A)並びにホスホン酸エステル難燃剤(B)を含む熱可塑性樹脂組成物。
- 共重合体(A)とホスホン酸エステル難燃剤(B)との合計100質量%中、共重合体(A)の含有率が85質量%〜99質量%、ホスホン酸エステル難燃剤(B)の含有率が1質量%〜15質量%である、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 共重合体(A)の質量平均分子量が、50,000〜150,000である、請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 共重合体(A)のビカット軟化温度が、110℃以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ホスホン酸エステル難燃剤(B)が、ノンハロゲンである、請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ホスホン酸エステル難燃剤(B)が、23℃で固体である、請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を含む成形体。
- 請求項7に記載の成形体を含む車両。
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