JP2018035230A - Polyarylene sulfide resin composition, molded article of the same and method for producing them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、その成形品およびそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a polyarylene sulfide resin composition, a molded product thereof, and a production method thereof.
ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下「PPS樹脂」と略すことがある。)に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂(以下「PAS樹脂」と略すことがある。)は、耐熱性、耐薬品性等に優れ、電気電子部品、自動車部品、給湯機部品、繊維、フィルム用途等に幅広く利用されている。 A polyarylene sulfide resin (hereinafter sometimes abbreviated as “PAS resin”) typified by a polyphenylene sulfide resin (hereinafter sometimes abbreviated as “PPS resin”) is excellent in heat resistance, chemical resistance, etc. Widely used in electronic parts, automobile parts, water heater parts, textiles, film applications, etc.
従来、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、例えば、p−ジクロロベンゼンと、硫化ナトリウム又は水硫化ナトリウムと、水酸化ナトリウムとを原料として、有機極性溶媒中で重合反応させる溶液重合により製造されている(例えば、特許文献1参照)。現在市販されているポリフェニレンスルフィド樹脂は、一般にこの方法により生産されている。 Conventionally, a polyphenylene sulfide resin has been produced by solution polymerization in which, for example, p-dichlorobenzene, sodium sulfide or sodium hydrosulfide, and sodium hydroxide are used as raw materials in a polymerization reaction in an organic polar solvent (for example, patents). Reference 1). Currently commercially available polyphenylene sulfide resins are generally produced by this method.
しかしながら、当該方法は、モノマーにジクロロベンゼンを用いることから、合成後の樹脂中に残存するハロゲン濃度が高くなる傾向にあった。また、高温高圧・強アルカリという過酷な環境下で重合反応を行う必要があるため、接液部に高価・難加工性のチタン、クロム又はジルコニウムを用いた重合容器を使用する必要があった。 However, since the method uses dichlorobenzene as a monomer, the halogen concentration remaining in the synthesized resin tends to be high. Further, since it is necessary to carry out the polymerization reaction under a harsh environment of high temperature, high pressure and strong alkali, it was necessary to use a polymerization vessel using expensive, difficult-to-work titanium, chromium or zirconium in the wetted part.
そこで、重合モノマーにジクロロベンゼンを用いることなく、かつ、温和な重合条件で、ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法が知られている。例えば、特許文献2には、ポリアリーレンスルフィド樹脂を合成する前駆体として溶媒可溶性のポリ(アリーレンスルホニウム塩)が開示されている。ポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、メチルフェニルスルホキシドのようなスルフィニル基を1つ有するスルホキシド(以下、「1官能性スルホキシド」ということがある。)を酸存在下で単独重合させる方法により製造される(例えば、特許文献2、非特許文献1参照)。
Therefore, a method for producing a polyarylene sulfide resin without using dichlorobenzene as a polymerization monomer and under mild polymerization conditions is known. For example,
上記のポリフェニレンスルフィド樹脂は、その高い耐熱性及び結晶性に基づく寸法安定性から、主に自動車のエンジン廻り部品として使用されている。しかし、近年部品の小型化に伴い、更に高度な寸法安定性が要求されるようになりつつあり、ポリフェニレンスルフィド樹脂を超える耐熱性及び寸法安定性を有する成形品の開発が望まれている。 The polyphenylene sulfide resin is mainly used as a part around an engine of an automobile because of its high heat resistance and dimensional stability based on crystallinity. However, with the recent miniaturization of parts, higher dimensional stability is being demanded, and the development of molded products having heat resistance and dimensional stability that exceed those of polyphenylene sulfide resins is desired.
また、非特許文献1にて示す重合反応において、トリフルオロメタンスルホン酸を溶媒として用いることが一般的だが、上記の酸は強い腐食性があるため、安全面及び工業的な観点から、重合溶液中の酸性度を下げる製法が希求されている。
Further, in the polymerization reaction shown in
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ポリフェニレンスルフィド樹脂を超える耐熱性及び寸法安定性を有する成形品、当該成形品を提供するための樹脂組成物及びそれらの製造方法を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a molded article having heat resistance and dimensional stability exceeding those of polyphenylene sulfide resin, a resin composition for providing the molded article, and a method for producing them. .
本発明者らは種々の検討を行った結果、ビフェニル骨格を有するポリアリーレンスルフィド樹脂を用いることにより、結晶性で高度な耐熱性を有する成形品、当該成形品を提供するための樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of various studies, the present inventors have found that by using a polyarylene sulfide resin having a biphenyl skeleton, a molded product having crystallinity and high heat resistance, and a resin composition for providing the molded product are provided. As a result, the present invention was completed.
すなわち、本発明は、 ポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分と、を含有するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物であって、
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有しており、当該ポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されないことを特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂組成物に関する。
That is, the present invention is selected from the group consisting of a polyarylene sulfide resin, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and a crosslinkable resin having two or more crosslinkable functional groups, A polyarylene sulfide resin composition containing one other component,
The polyarylene sulfide resin has a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1.1), and in the infrared absorption spectrum of the polyarylene sulfide resin, S═O stretching of the sulfonyl group The present invention relates to a polyarylene sulfide resin composition characterized in that an absorption peak derived from vibration is not observed.
また、本発明は、前記記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を成形して得られる成形品に関する。 The present invention also relates to a molded article obtained by molding the polyarylene sulfide resin composition described above.
また、本発明は、ポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分と、を配合して溶融混練するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法であって、
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有しており、当該ポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されないことを特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法に関する。
Further, the present invention is selected from the group consisting of a polyarylene sulfide resin, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and a crosslinkable resin having two or more crosslinkable functional groups, A method for producing a polyarylene sulfide resin composition in which one other component is blended and melt-kneaded,
The polyarylene sulfide resin has a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1.1), and in the infrared absorption spectrum of the polyarylene sulfide resin, S═O stretching of the sulfonyl group The present invention relates to a method for producing a polyarylene sulfide resin composition, wherein an absorption peak derived from vibration is not observed.
また、本発明は、前記記載の製造方法により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を成形することを特徴とする成形品の製造方法に関する。 The present invention also relates to a method for producing a molded product, characterized in that the polyarylene sulfide resin composition obtained by the production method described above is molded.
すなわち、本発明は、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を成形して得られる成形品、に関する。 That is, the present invention relates to a molded product obtained by molding the polyarylene sulfide resin composition.
本発明によれば、ポリフェニレンスルフィド樹脂を超える耐熱性及び寸法安定性を有する成形品、当該成形品を提供するための樹脂組成物及びそれらの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resin composition for providing the molded article which has the heat resistance and dimensional stability exceeding polyphenylene sulfide resin, the said molded article, and those manufacturing methods can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、
ポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分と、を含有するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物であって、
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有しており、当該ポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されないことを特徴とする。
The polyarylene sulfide resin composition of the present invention comprises:
At least one other component selected from the group consisting of a polyarylene sulfide resin, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and a crosslinkable resin having two or more crosslinkable functional groups. And a polyarylene sulfide resin composition containing,
The polyarylene sulfide resin has a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1.1), and in the infrared absorption spectrum of the polyarylene sulfide resin, S═O stretching of the sulfonyl group An absorption peak derived from vibration is not observed.
一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂は、下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリマーである。ポリアリーレンスルフィド樹脂の主鎖は、実質的に、一般式(1.1)で表される構成単位のみから構成されていてもよい。より具体的には、ポリアリーレンスルフィド樹脂の主鎖のうち、一般式(1.1)で表される構成単位の割合が95〜100質量%の範囲、又は98〜100質量%の範囲であってもよい。 The polyarylene sulfide resin according to an embodiment is a polymer having a main chain including a structural unit represented by the following general formula (1.1). The main chain of the polyarylene sulfide resin may be substantially composed only of the structural unit represented by the general formula (1.1). More specifically, the proportion of the structural unit represented by the general formula (1.1) in the main chain of the polyarylene sulfide resin is in the range of 95 to 100% by mass, or in the range of 98 to 100% by mass. May be.
式中、Ar1及びAr2bはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、2つのAr1は同一でも異なってもよい。 In the formula, Ar 1 and Ar 2b each independently represent an arylene group which may have a substituent, and two Ar 1 may be the same or different.
Ar1及びAr2bの結合の態様は特に制限されるものではないが、Ar1及びAr2bは、アリーレン基中の遠い位置でS及びAr1と結合することが好ましい。例えば、Ar1及びAr2bがフェニレン基である場合、Ar1及びAr2bは、パラ位で結合する単位(1,4−フェニレン基)、又はメタ位で結合する単位(1,3−フェニレン基)であることが好ましく、パラ位で結合する単位であることがより好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂の耐熱性及び結晶性の面で、Ar1及びAr2bは、パラ位で結合する単位で構成されることが好ましい。 Aspects of binding of Ar 1 and Ar 2b is not particularly limited, Ar 1 and Ar 2b is preferably combined with S and Ar 1 at a distant position in the arylene group. For example, when Ar 1 and Ar 2b are phenylene groups, Ar 1 and Ar 2b are units bonded at the para position (1,4-phenylene group) or units bonded at the meta position (1,3-phenylene group). ), And more preferably a unit bonded at the para position. In terms of heat resistance and crystallinity of the polyarylene sulfide resin, Ar 1 and Ar 2b are preferably composed of units bonded at the para position.
Ar1又はAr2bで表されるアリーレン基が有し得る置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、メルカプト基、エステル基、及びカルボキシ基が挙げられる。 Examples of the substituent that the arylene group represented by Ar 1 or Ar 2b may have include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. Examples thereof include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a group, a hydroxy group, an amino group, a mercapto group, an ester group, and a carboxy group.
一般に、このような主鎖を有するポリアリーレンスルフィド樹脂中には、後述のスルホキシド化合物に由来すると考えられる少量のスルホニル基が残存していることがあるが、本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂は、スルホニル基を実質的に含まない。本発明者らの知見によれば、スルホニル基を実質的に無くすことで、高い融点を有するポリアリーレンスルフィド樹脂が得られる。これは、残存するスルホニル基に起因する非晶部分の割合が小さくなるためであると推察される。 In general, in the polyarylene sulfide resin having such a main chain, a small amount of a sulfonyl group which is considered to be derived from a sulfoxide compound described later may remain, but the polyarylene sulfide resin of the present invention is a sulfonyl group. Substantially free of groups. According to the knowledge of the present inventors, a polyarylene sulfide resin having a high melting point can be obtained by substantially eliminating the sulfonyl group. This is presumably because the proportion of the amorphous part due to the remaining sulfonyl group is reduced.
ポリアリーレンスルフィド樹脂がスルホニル基を実質的に含まないことを反映して、このポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されない。スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークは、通常、波数1170〜1140cm−1の範囲の領域に観測される。本明細書において、「スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されない」とは、波数1170〜1140cm−1の範囲の領域に、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収のピークトップが観測されないことを意味する。ここで、波数1170〜1140cm−1の範囲の領域において、極小値又は平坦部に挟まれている極大値がある場合であっても、その極小値又は平坦部からの極大値の高さと、波数1200〜1170cm−1の範囲に観測される吸収ピークの極小値からの極大値の高さとの比が0.1以下のものはピークとはみなさない。赤外吸収スペクトルの測定は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂を400℃のホットプレートで加熱して溶融させ、急冷する方法により作製した非晶フィルムを測定サンプルとして用いて測定される。 Reflecting that the polyarylene sulfide resin does not substantially contain a sulfonyl group, an absorption peak derived from the S═O stretching vibration of the sulfonyl group is not observed in the infrared absorption spectrum of the polyarylene sulfide resin. An absorption peak derived from S═O stretching vibration of a sulfonyl group is usually observed in a region in the range of wave numbers 1170 to 1140 cm −1 . In this specification, “absorption peak derived from S═O stretching vibration of sulfonyl group is not observed” means that absorption derived from S═O stretching vibration of sulfonyl group is in a region in the range of wave numbers from 1170 to 1140 cm −1. This means that the peak top of is not observed. Here, even when there is a local minimum value or a local maximum value sandwiched between flat portions in the region of wave numbers 1170 to 1140 cm −1 , the height of the local minimum value or the local maximum value from the flat portion and the wave number A peak whose ratio from the minimum value to the maximum value of the absorption peak observed in the range of 1200 to 1170 cm −1 is 0.1 or less is not regarded as a peak. The infrared absorption spectrum is measured using, for example, an amorphous film prepared by a method in which a polyarylene sulfide resin is heated and melted on a 400 ° C. hot plate and rapidly cooled, as a measurement sample.
一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の質量平均分子量は、8,000以上であることが好ましく、10,000以上であることがより好ましい。重量平均分子量がこのような範囲にあることにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂がより優れた耐熱性及び機械特性を発揮し得る。本明細書において、「質量平均分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定される値(標準ポリスチレンによる換算値)を意味する。ゲル浸透クロマトグラフィーの測定条件は、質量平均分子量の測定値に実質的な影響を及ぼさない範囲で、適宜設定できる。 The mass average molecular weight of the polyarylene sulfide resin according to one embodiment is preferably 8,000 or more, and more preferably 10,000 or more. When the weight average molecular weight is in such a range, the polyarylene sulfide resin can exhibit more excellent heat resistance and mechanical properties. In this specification, “mass average molecular weight” means a value (converted value by standard polystyrene) measured by gel permeation chromatography. The measurement conditions for gel permeation chromatography can be appropriately set within a range that does not substantially affect the measurement value of the mass average molecular weight.
一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂のガラス転移温度は、70〜200℃の範囲であることが好ましく、80〜180℃の範囲であることがより好ましく、120〜180℃の範囲であることが更に好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)によって決定することができる。 The glass transition temperature of the polyarylene sulfide resin according to one embodiment is preferably in the range of 70 to 200 ° C, more preferably in the range of 80 to 180 ° C, and in the range of 120 to 180 ° C. Further preferred. The glass transition temperature of the polyarylene sulfide resin can be determined by differential scanning calorimetry (DSC).
一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の融点は、100〜450℃の範囲であることが好ましく、180〜420℃の範囲であることがより好ましく、280〜400℃の範囲であることが更に好ましく、330〜380℃の範囲であることが更に好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂の融点は、示差走査熱量測定(DSC)によって決定することができる。 The melting point of the polyarylene sulfide resin according to one embodiment is preferably in the range of 100 to 450 ° C, more preferably in the range of 180 to 420 ° C, and still more preferably in the range of 280 to 400 ° C. More preferably, it is in the range of 330 to 380 ° C. The melting point of the polyarylene sulfide resin can be determined by differential scanning calorimetry (DSC).
一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の5%熱分解温度(T5%d)は、200〜800℃の範囲であることが好ましく、300〜650℃の範囲であることがより好ましく、350〜600℃の範囲であることが更に好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂の5%熱分解温度は、熱重量・示差熱分析(TG−DTA)により測定される値のことを示す。 The 5% thermal decomposition temperature (T 5% d ) of the polyarylene sulfide resin according to an embodiment is preferably in the range of 200 to 800 ° C, more preferably in the range of 300 to 650 ° C, and 350 to More preferably, it is in the range of 600 ° C. The 5% thermal decomposition temperature of the polyarylene sulfide resin indicates a value measured by thermogravimetry / differential thermal analysis (TG-DTA).
<ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法>
以上のようなポリアリーレンスルフィド樹脂は、例えば、
下記一般式(3.1):
<Method for producing polyarylene sulfide resin>
The polyarylene sulfide resin as described above is, for example,
The following general formula (3.1):
で表されるスルホキシド化合物を酸の存在下で重合して、下記一般式(2.1):
Is polymerized in the presence of an acid, and the following general formula (2.1):
で表される構成単位を含む主鎖を有するポリ(アリーレンスルホニウム塩)を生成させる工程と、
ポリ(アリーレンスルホニウム塩)を脱アルキル化又は脱アリール化して、上記式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリアリーレンスルフィド樹脂を生成させる工程と、を含む方法により、製造することができる。式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を得る方法に関しては後述される。
Producing a poly (arylenesulfonium salt) having a main chain containing a structural unit represented by:
A step of dealkylating or dearylating poly (arylenesulfonium salt) to produce a polyarylene sulfide resin having a main chain containing the structural unit represented by the above formula (1.1). Can be manufactured. A method for obtaining the sulfoxide compound represented by the formula (3.1) will be described later.
これら式中のAr1及びAr2bは、式(1.1)中のAr1及びAr2bと同様に定義される。R1は、炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、X−は、アニオンを表す。Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、これは式(1.1)中のAr2bに対応するアリール基である。Ar2aで表されるアリール基が有し得る置換基は、Ar2bと同様である。 Ar 1 and Ar 2b in these formulas are defined as Ar 1 and Ar 2b in formula (1.1). R 1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group optionally having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms as a substituent, and X − represents an anion. . Ar 2a represents an aryl group which may have a substituent, and this is an aryl group corresponding to Ar 2b in formula (1.1). The substituent that the aryl group represented by Ar 2a may have is the same as Ar 2b .
R1としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、並びに、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の構造を有するアリール基が挙げられる。当該アリール基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を、芳香環に結合した置換基として1〜4個の範囲で有していてもよい。 The R 1, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, an alkyl group having from 1 to 10 carbon atoms such as a decyl group, In addition, aryl groups having a structure such as phenyl, naphthyl, biphenyl and the like can be mentioned. The aryl group is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, or a decyl group. You may have in the range of 1-4 as a substituent couple | bonded with the ring.
X−のアニオンとしては、例えば、スルホネート、カルボキシレート、リン酸イオン、過塩素酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、及びハロゲンイオン等が挙げられる。 Examples of the anion of X − include sulfonate, carboxylate, phosphate ion, perchlorate ion, hexafluorophosphate ion, and halogen ion.
式(3.1)で表されるスルホキシド化合物の重合反応は、酸を含む反応液中で行うことができる。酸は、有機酸、又は無機酸のいずれであってもよい。酸としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、青酸、テトラフルオロほう酸等の非酸素酸;硫酸、リン酸、過塩素酸、臭素酸、硝酸、炭酸、ホウ酸、モリブデン酸、イソポリ酸、ヘテロポリ酸等の無機オキソ酸;硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、プロトン残留ヘテロポリ酸塩、モノメチル硫酸、トリフルオロメタン硫酸等の硫酸の部分塩若しくは部分エステル;蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、コハク酸、安息香酸、フタル酸等の1価若しくは多価のカルボン酸;モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、モノフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸等のハロゲン置換カルボン酸;メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸等の1価若しくは多価のスルホン酸;ベンゼンジスルホン酸ナトリウム等の多価のスルホン酸の部分金属塩;五塩化アンチモン、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、四塩化チタン、四塩化スズ、塩化亜鉛、塩化銅、塩化鉄等のルイス酸等を挙げることができる。これらの酸のうち、反応性の観点から、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸の使用が好ましく、スルホニル基を含まないポリアリーレン樹脂が得られ易いという観点から、メタンスルホン酸がより好ましい。酸としてトリフルオロメタンスルホン酸を用いる際は、後述する溶媒と共に用いることが好ましい。これらの酸は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The polymerization reaction of the sulfoxide compound represented by the formula (3.1) can be performed in a reaction solution containing an acid. The acid may be an organic acid or an inorganic acid. Examples of the acid include non-oxygen acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydrocyanic acid, tetrafluoroboric acid; sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid, bromic acid, nitric acid, carbonic acid, boric acid, molybdic acid, isopolyacid, and heteropolyacid. Inorganic oxo acids such as acids; sodium hydrogen sulfate, sodium dihydrogen phosphate, proton residual heteropolyacid salts, partial salts or partial esters of sulfuric acid such as monomethyl sulfate, trifluoromethane sulfate, etc .; formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, succinic acid Monovalent or polyvalent carboxylic acids such as acid, benzoic acid and phthalic acid; halogen-substituted carboxylic acids such as monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, monofluoroacetic acid, difluoroacetic acid and trifluoroacetic acid; methanesulfonic acid and ethanesulfone Acid, propanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, benzenedisulfur Monovalent or polyvalent sulfonic acid such as acid; Partial metal salt of polyvalent sulfonic acid such as sodium benzenedisulfonate; Antimony pentachloride, aluminum chloride, aluminum bromide, titanium tetrachloride, tin tetrachloride, zinc chloride And Lewis acids such as copper chloride and iron chloride. Of these acids, trifluoromethanesulfonic acid and methanesulfonic acid are preferably used from the viewpoint of reactivity, and methanesulfonic acid is more preferable from the viewpoint of easily obtaining a polyarylene resin containing no sulfonyl group. When using trifluoromethanesulfonic acid as an acid, it is preferable to use it with the solvent mentioned later. These acids may be used alone or in combination of two or more.
重合反応に用いられる酸の量は、式(3.1)で表されるスルホキシド化合物100質量部に対して、好ましくは100〜2000質量部の範囲、より好ましくは200〜1000質量部の範囲である。 The amount of the acid used for the polymerization reaction is preferably in the range of 100 to 2000 parts by mass, more preferably in the range of 200 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the sulfoxide compound represented by the formula (3.1). is there.
式(3.1)で表されるスルホキシド化合物の重合反応は、酸と共に脱水剤の存在下で行ってもよい。脱水剤の使用も、スルホニル基を含まないポリアリーレンスルフィド樹脂の生成に寄与し得る。脱水剤としては、例えば、酸化リン、五酸化二リン等のリン酸無水物;ベンゼンスルホン酸無水物、メタンスルホン酸無水物、トリフルオロメタンスルホン酸無水物、パラトルエンスルホン酸無水物等のスルホン酸無水物;無水酢酸、無水フルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸等のカルボン酸無水物;無水硫酸マグネシウム、ゼオライト、シリカゲル、塩化カルシウム等を挙げることができる。これらの脱水剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。スルホニル基を含まないポリアリーレンスルフィド樹脂を得るために、メタンスルホン酸及び五酸化二リンの組み合わせが特に好ましい。 The polymerization reaction of the sulfoxide compound represented by the formula (3.1) may be performed in the presence of a dehydrating agent together with an acid. The use of a dehydrating agent can also contribute to the production of a polyarylene sulfide resin that does not contain a sulfonyl group. Examples of the dehydrating agent include phosphoric anhydrides such as phosphorus oxide and diphosphorus pentoxide; sulfonic acids such as benzenesulfonic anhydride, methanesulfonic anhydride, trifluoromethanesulfonic anhydride, and paratoluenesulfonic anhydride. Examples of the anhydrides include: carboxylic acid anhydrides such as acetic anhydride, fluoroacetic anhydride, and trifluoroacetic anhydride; anhydrous magnesium sulfate, zeolite, silica gel, calcium chloride, and the like. These dehydrating agents may be used alone or in combination of two or more. In order to obtain a polyarylene sulfide resin containing no sulfonyl group, a combination of methanesulfonic acid and diphosphorus pentoxide is particularly preferred.
重合反応に用いられる脱水剤の量は、式(3.1)で表されるスルホキシド化合物100質量部に対して、好ましくは5〜150質量部の範囲、より好ましくは30〜100質量部の範囲である。 The amount of the dehydrating agent used in the polymerization reaction is preferably in the range of 5 to 150 parts by mass, more preferably in the range of 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the sulfoxide compound represented by the formula (3.1). It is.
重合反応の反応液は、溶媒を含むことができる。酸と溶媒の併用も、スルホニル基を含まないポリアリーレンスルフィド樹脂の生成に寄与し得る。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;アセトニトリル等のニトリル系溶媒;ジクロロメタン(塩化メチレン)、クロロホルム等の含ハロゲン系溶媒;ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルヘプタン、シクロヘプタン等の飽和炭化水素系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒;スルホラン、DMSO等の含硫黄系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。トリフルオロメタンスルホン酸を使用する場合には、スルホニル基を含まないポリアリーレンスルフィド樹脂を得るために、トリフルオロメタンスルホン酸と、ジクロロメタン又はアセトニトリルとの組み合わせが好ましい。 The reaction solution for the polymerization reaction may contain a solvent. The combined use of an acid and a solvent can also contribute to the production of a polyarylene sulfide resin containing no sulfonyl group. Examples of the solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, and isopropyl alcohol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; nitrile solvents such as acetonitrile; dichloromethane (methylene chloride), and chloroform. Halogen solvents; saturated hydrocarbon solvents such as normal hexane, cyclohexane, normal heptane, cycloheptane; amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone; sulfur-containing solvents such as sulfolane and DMSO An ether solvent such as tetrahydrofuran and dioxane. These solvents may be used alone or in combination of two or more. When trifluoromethanesulfonic acid is used, a combination of trifluoromethanesulfonic acid and dichloromethane or acetonitrile is preferred in order to obtain a polyarylene sulfide resin not containing a sulfonyl group.
重合反応において酸と溶媒を併用する際の溶媒の量は、酸100質量部に対して、50〜5000質量部の範囲が好ましく、100〜1000質量部の範囲がより好ましい。溶媒の量が上記範囲内であれば、重合反応中の酸性度が低くなり、生成されるポリアリーレンスルフィド樹脂にスルホニル基がより含まれ難いものとなる。 The amount of the solvent when the acid and the solvent are used in combination in the polymerization reaction is preferably in the range of 50 to 5000 parts by mass and more preferably in the range of 100 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid. If the amount of the solvent is within the above range, the acidity during the polymerization reaction is lowered, and the resulting polyarylene sulfide resin is less likely to contain a sulfonyl group.
重合反応の反応温度は、好ましくは−30〜150℃の範囲、より好ましくは0〜100℃の範囲である。 The reaction temperature of the polymerization reaction is preferably in the range of -30 to 150 ° C, more preferably in the range of 0 to 100 ° C.
重合反応により生成したポリ(アリーレンスルホニウム塩)を脱アルキル化又は脱アリール化する反応は、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤を含む反応液中で効率的に進行させることができる。脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の例は、求核剤及び還元剤を含む。求核剤としては、含窒素芳香族化合物、アミン化合物、及びアミド化合物等が挙げられる。還元剤としては、金属カリウム、金属ナトリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、及びヒドラジン等が挙げられる。これらの化合物は、1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の量は、反応が適切に進行するように設定すればよいが、通常、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)100質量部に対して、100〜50,000質量部の範囲で設定される。 The reaction of dealkylating or dearylating the poly (arylenesulfonium salt) produced by the polymerization reaction can proceed efficiently in a reaction solution containing a dealkylating agent or a dearylating agent. Examples of dealkylating or dearylating agents include nucleophiles and reducing agents. Examples of the nucleophile include nitrogen-containing aromatic compounds, amine compounds, and amide compounds. Examples of the reducing agent include metal potassium, metal sodium, potassium chloride, sodium chloride, and hydrazine. These compounds may be used alone or in combination of two or more. The amount of the dealkylating agent or dearylating agent may be set so that the reaction proceeds appropriately. Usually, it is 100 to 50,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of poly (arylenesulfonium salt). Set by range.
含窒素芳香族化合物としては、ピリジン、キノリン、及びアニリン等が挙げられる。これらの化合物のうち、汎用化合物であるピリジンが好ましい。 Examples of the nitrogen-containing aromatic compound include pyridine, quinoline, and aniline. Of these compounds, pyridine which is a general-purpose compound is preferable.
アミン化合物としては、トリアルキルアミン、及びアンモニア等が挙げられる。 Examples of the amine compound include trialkylamine and ammonia.
アミド化合物は、芳香族アミド化合物、又は脂肪族アミド化合物であることができる。
脂肪族アミド化合物は、例えば、下記一般式(9)で表される。
The amide compound can be an aromatic amide compound or an aliphatic amide compound.
The aliphatic amide compound is represented, for example, by the following general formula (9).
一般式(9)中、R11、R12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を表し、R11とR13は結合して環状構造を形成していてもよい。炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、及びデシル基が挙げられる。 In the general formula (9), R 11 , R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 11 and R 13 are bonded to form a cyclic structure. It may be formed. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.
脂肪族アミド化合物は、芳香族アミド化合物に比べ水への混和性が高く、反応混合物の水洗によって容易に除去可能である。このため、脂肪族アミド化合物を用いた場合、芳香族アミド化合物を用いた場合に比べ、ポリアリーレンスルフィド樹脂中の脂肪族アミド化合物の残存量をより低減することができる。 Aliphatic amide compounds are more miscible in water than aromatic amide compounds and can be easily removed by washing the reaction mixture with water. For this reason, when the aliphatic amide compound is used, the residual amount of the aliphatic amide compound in the polyarylene sulfide resin can be further reduced as compared with the case where the aromatic amide compound is used.
脂肪族アミド化合物を脱アルキル化剤又は脱アリール化剤として用いることは、樹脂加工する際等のガス発生を抑制し、ポリアリーレンスルフィド樹脂成形品の品質向上及び作業環境の改善、更には金型のメンテナンス性をより向上させることができるため好ましい。脂肪族アミド化合物は有機化合物の溶解性にも優れることから、当該脂肪族アミド化合物の使用は、反応混合物からポリアリーレンスルフィドのオリゴマー成分を容易に除去することも可能にする。その結果、ガス発生の一因にもなり得る当該オリゴマー成分を、当該脂肪族アミド化合物により除去することで、得られるポリアリーレンスルフィド樹脂の品質を相乗的に向上させることができる。 Use of an aliphatic amide compound as a dealkylating agent or dearylating agent suppresses gas generation during resin processing, improves the quality of the polyarylene sulfide resin molded product, improves the working environment, and further molds This is preferable because the maintainability can be further improved. Since the aliphatic amide compound is excellent in the solubility of the organic compound, the use of the aliphatic amide compound also makes it possible to easily remove the oligomer component of polyarylene sulfide from the reaction mixture. As a result, the quality of the polyarylene sulfide resin obtained can be synergistically improved by removing the oligomer component that may contribute to gas generation with the aliphatic amide compound.
脂肪族アミド化合物は、例えば、ホルムアミド等の1級アミド化合物、β−ラクタム等の2級アミド化合物、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素等の3級アミド化合物から選択することができる。脂肪族アミド化合物は、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の溶解性及び水への溶解性の観点から、R12及びR13が脂肪族基である脂肪族3級アミド化合物を含むことが好ましい。3級アミド化合物の中でもN−メチル−2−ピロリドンが好ましい。 Aliphatic amide compounds include, for example, primary amide compounds such as formamide, secondary amide compounds such as β-lactam, tertiary amide compounds such as N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, and tetramethylurea. It can be selected from amide compounds. The aliphatic amide compound preferably includes an aliphatic tertiary amide compound in which R 12 and R 13 are aliphatic groups from the viewpoint of the solubility of poly (arylenesulfonium salt) and the solubility in water. Of the tertiary amide compounds, N-methyl-2-pyrrolidone is preferred.
脂肪族アミド化合物は、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤として機能するほか、溶解性に優れることから反応溶媒として用いることもできる。反応溶媒として脂肪族アミド化合物のみを用いてもよいし、これとトルエン等の他の溶媒を併用してもよい。 In addition to functioning as a dealkylating agent or dearylating agent, the aliphatic amide compound can also be used as a reaction solvent because of its excellent solubility. Only an aliphatic amide compound may be used as the reaction solvent, or another solvent such as toluene may be used in combination.
ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の脱アルキル化又は脱アリール化の反応温度は、反
応が適切に進行するように適宜調整することができるが、例えば、50〜250℃の範囲、又は80〜230℃の範囲であってもよい。
The reaction temperature of dealkylation or dearylation of poly (arylenesulfonium salt) can be appropriately adjusted so that the reaction proceeds appropriately. For example, the reaction temperature is in the range of 50 to 250 ° C or 80 to 230 ° C. It may be a range.
ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法は、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の脱アルキル化又は脱アリール化によって生成したポリアリーレンスルフィド樹脂を、水、水溶性溶媒又はこれらの混合溶媒で洗浄する工程を更に含んでもよい。この洗浄工程により、ポリアリーレンスルフィド樹脂に含まれる脱アルキル化剤又は脱アリール化剤等の残存量をより確実に低減することができる。この傾向は、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤が脂肪族アミド化合物であるときに特に顕著である。 The method for producing a polyarylene sulfide resin further includes a step of washing the polyarylene sulfide resin produced by dealkylation or dearylation of poly (arylenesulfonium salt) with water, a water-soluble solvent or a mixed solvent thereof. But you can. By this washing step, the remaining amount of the dealkylating agent or dearylating agent contained in the polyarylene sulfide resin can be more reliably reduced. This tendency is particularly remarkable when the dealkylating agent or dearylating agent is an aliphatic amide compound.
ポリアリーレンスルフィド樹脂中の脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の残存量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂と脱アルキル化剤又は脱アリール化剤等の他の成分とを含む樹脂全体の質量を基準として、好ましくは1000ppm以下、より好ましくは700ppm以下、更に好ましくは100ppm以下である。樹脂中の脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の残存量が1000ppm以下であると、ポリアリーレンスルフィド樹脂の品質に対する実質的な影響をより低減できる。 The residual amount of the dealkylating agent or dearylating agent in the polyarylene sulfide resin is based on the total mass of the resin including the polyarylene sulfide resin and other components such as the dealkylating agent or the dearylating agent. Preferably it is 1000 ppm or less, More preferably, it is 700 ppm or less, More preferably, it is 100 ppm or less. When the residual amount of the dealkylating agent or dearylating agent in the resin is 1000 ppm or less, the substantial influence on the quality of the polyarylene sulfide resin can be further reduced.
洗浄工程において使用する溶媒は、特に制限されるものではないが、未反応物を溶解させるものであることが好ましい。溶媒としては、例えば、水、塩酸、酢酸水溶液、シュウ酸水溶液、硝酸水溶液等の酸性水溶液;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;アセトニトリル等のニトリル系溶媒等;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム等の含ハロゲン溶剤等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの溶媒のうち、反応試薬の除去及び樹脂のオリゴマー成分の除去の観点から、水又はN−メチル−2−ピロリドンが好ましい。 The solvent used in the washing step is not particularly limited, but is preferably a solvent that dissolves unreacted substances. Examples of the solvent include acidic aqueous solutions such as water, hydrochloric acid, acetic acid aqueous solution, oxalic acid aqueous solution and nitric acid aqueous solution; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; alcoholic solvents such as methanol, ethanol, propanol and isopropyl alcohol; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; Nitrile solvents such as acetonitrile; Ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; Amide solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone; Dichloromethane, chloroform and the like And halogen-containing solvents. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Of these solvents, water or N-methyl-2-pyrrolidone is preferable from the viewpoint of removing the reaction reagent and the oligomer component of the resin.
反応生成物としてのポリアリーレンスルフィド樹脂を、必要により、塩基性化合物を含む水溶液との接触により塩基処理してもよい。塩基処理によって、ポリアリーレンスルフィド樹脂の分子構造中に存在するヒドロキシ基又はカルボキシ基を金属塩に変換することができる。 If necessary, the polyarylene sulfide resin as the reaction product may be subjected to a base treatment by contact with an aqueous solution containing a basic compound. By the base treatment, a hydroxy group or a carboxy group present in the molecular structure of the polyarylene sulfide resin can be converted into a metal salt.
塩基処理に用いる塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化物;炭酸ナトリウム;炭酸カリウム;リン酸ナトリウムが挙げられる。 Examples of the basic compound used for the base treatment include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide; sodium carbonate Potassium carbonate; sodium phosphate.
<式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を製造する方法>
(方法1)
式(3.1)で表されるスルホキシド化合物は、例えば、
下記一般式(5.1):
<Method for Producing Sulphoxide Compound Represented by Formula (3.1)>
(Method 1)
The sulfoxide compound represented by the formula (3.1) is, for example,
The following general formula (5.1):
で表されるジアリールジスルフィドと下記一般式(6.1):
And a diaryl disulfide represented by the following general formula (6.1):
で表されるスルフィド化合物との反応によって、下記一般式(4.1):
By the reaction with the sulfide compound represented by the following general formula (4.1):
で表されるスルフィド化合物を生成させる工程と、
式(4.1)で表されるスルフィド化合物を酸化して式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を生成させる工程と、を含む方法により得ることができる。
A step of producing a sulfide compound represented by:
And oxidizing the sulfide compound represented by the formula (4.1) to produce a sulfoxide compound represented by the formula (3.1).
(方法2)
あるいは、式(3.1)で表されるスルホキシド化合物は、
下記一般式(6.1):
(Method 2)
Alternatively, the sulfoxide compound represented by the formula (3.1) is
The following general formula (6.1):
で表されるスルフィド化合物を酸化して下記一般式(8.1):
The sulfide compound represented by the following general formula (8.1):
で表されるスルホキシド化合物を生成させる工程と、
式(8.1)で表されるスルホキシド化合物と下記一般式(5.1):
A step of producing a sulfoxide compound represented by:
The sulfoxide compound represented by the formula (8.1) and the following general formula (5.1):
で表されるジアリールジスルフィドとの反応によって式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を生成させる工程と、を含む方法により得ることもできる。
And a step of producing a sulfoxide compound represented by the formula (3.1) by reaction with a diaryl disulfide represented by formula (3.1).
これら式中、Ar1、Ar2a、及びR1は式(3.1)と同様に定義される。式(5.1)中の2つのAr2aは同一でも異なっていてもよい。Y1はハロゲン原子を表す。
Y1は、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子であってもよく、臭素原子であることが好ましい。
In these formulas, Ar 1 , Ar 2a , and R 1 are defined in the same manner as in formula (3.1). Two Ar 2a in the formula (5.1) may be the same or different. Y 1 represents a halogen atom.
Y 1 may be a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and is preferably a bromine atom.
方法1において式(5.1)で表されるジアリールジスルフィドと式(6.1)で表されるスルフィド化合物との反応は、適当な溶媒中で行うことができる。この反応に用いる溶媒は、上述したものから適宜選択することができる。反応温度は、例えば−100〜100℃の範囲、又は−78〜10℃の範囲あってもよい。
In
式(5.1)で表されるジアリールジスルフィドの具体例としては、ジフェニルジスルフィド、ジナフチルジスルフィド等の無置換ジアリールジスルフィド;ビス(2−ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、ビス(2−アミノフェニル) ジスルフィド、ビス(2−カルボキシフェニル)ジスルフィド等の置換基を有するジアリールジスルフィド;2,2’−ジベンゾチアゾリルジスルフィド等の複素環を有するジアリールジスルフィド等を挙げることができる。 Specific examples of the diaryl disulfide represented by the formula (5.1) include unsubstituted diaryl disulfides such as diphenyl disulfide and dinaphthyl disulfide; bis (2-hydroxyphenyl) disulfide, bis (2-aminophenyl) disulfide, bis Examples include diaryl disulfides having a substituent such as (2-carboxyphenyl) disulfide; diaryl disulfides having a heterocyclic ring such as 2,2′-dibenzothiazolyl disulfide, and the like.
式(6.1)で表されるスルフィド化合物は、例えば、下記一般式(7.1): The sulfide compound represented by the formula (6.1) is, for example, the following general formula (7.1):
で表される芳香族化合物と、式:R1Y2で表されるハロゲン化炭化水素とを、硫黄の存在下で反応させることで得ることができる。R1としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、並びに、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の構造を有するアリール基が挙げられる。当該アリール基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を、芳香環に結合した置換基として1〜4個の範囲で有していてもよい。またY2としては塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子であってもよく、R1とY2の組み合わせは上記記載の中から適宜選択できる。式(7.1)中、Ar1は式(6.1)のAr1と同様に定義される。Y1及びY2は、ハロゲン原子を表し、Y1とY2は互いに同一でも異なっていてもよい。
Can be obtained by reacting a halogenated hydrocarbon represented by the formula: R 1 Y 2 in the presence of sulfur. The R 1, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, an alkyl group having from 1 to 10 carbon atoms such as a decyl group, In addition, aryl groups having a structure such as phenyl, naphthyl, biphenyl and the like can be mentioned. The aryl group is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, or a decyl group. You may have in the range of 1-4 as a substituent couple | bonded with the ring. Y 2 may be a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and the combination of R 1 and Y 2 can be appropriately selected from the above description. Wherein (7.1), Ar 1 is defined as in Ar 1 of formula (6.1). Y 1 and Y 2 represent a halogen atom, and Y 1 and Y 2 may be the same as or different from each other.
式(7.1)で表される芳香族化合物としては、例えば、4−ブロモ−4’−ヨードビフェニル、4,4’−ジブロモビフェニル、4,4’−ジブロモビナフチル、10,10’−ジブロモ−9,9’−ビアントラセン等の無置換芳香族化合物;4,4’−ジブロモ−2−ビフェニルアミン、4,4’−ジブロモ−2,2’−ビフェニルジアミン等の置換基を有する芳香族化合物、等を挙げることができる。 Examples of the aromatic compound represented by the formula (7.1) include 4-bromo-4′-iodobiphenyl, 4,4′-dibromobiphenyl, 4,4′-dibromobinaphthyl, and 10,10′-dibromo. Unsubstituted aromatic compounds such as -9,9'-bianthracene; aromatics having substituents such as 4,4'-dibromo-2-biphenylamine and 4,4'-dibromo-2,2'-biphenyldiamine Compound, etc. can be mentioned.
式(6.1)で表されるスルフィド化合物とハロゲン化炭化水素との反応は、上述した溶媒から選択される溶媒を含む反応液中で行うことができる。 The reaction of the sulfide compound represented by the formula (6.1) and the halogenated hydrocarbon can be performed in a reaction solution containing a solvent selected from the solvents described above.
式(4.1)で表されるスルフィド化合物は、酸化剤を含む反応液中で酸化することができる。酸化剤は、特に制限されないが、例えば、過マンガン酸カリウム、酸素、オゾン、有機ペルオキシド、過酸化水素、硝酸、m−クロロペルオキシ安息香酸、オキソン(登録商標)、及び四酸化オスミニウムから選択することができる。この反応は、適宜選択される溶媒中で行うことができる。反応温度は、適宜設定すればよいが、例えば−20〜100℃の範囲、又は0〜70℃の範囲であってもよい。 The sulfide compound represented by the formula (4.1) can be oxidized in a reaction solution containing an oxidizing agent. The oxidizing agent is not particularly limited, but is selected from, for example, potassium permanganate, oxygen, ozone, organic peroxide, hydrogen peroxide, nitric acid, m-chloroperoxybenzoic acid, oxone (registered trademark), and osmium tetroxide. Can do. This reaction can be performed in an appropriately selected solvent. What is necessary is just to set reaction temperature suitably, For example, the range of -20-100 degreeC or the range of 0-70 degreeC may be sufficient.
方法2を構成する各反応も、方法1を構成する各素反応と同様に行うことができる。例えば、式(6.1)で表されるスルフィド化合物の酸化反応は、式(4.1)で表されるスルフィド化合物と同様の条件で、酸化剤の存在下で行うことができる。
Each
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂のハロゲン含有量は、900ppm以下であることが好ましく、500ppm以下であることがより好ましい。 The halogen content of the polyarylene sulfide resin of the present invention is preferably 900 ppm or less, and more preferably 500 ppm or less.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂のナトリウム含有量は、100ppm以下であることが好ましく、50ppm以下であることがより好ましい。ナトリウム含有量がこのような範囲にあるポリアリーレンスルフィド樹脂を用いることにより、耐薬品性に優れた成形品を作製することができる。 The sodium content of the polyarylene sulfide resin of the present invention is preferably 100 ppm or less, and more preferably 50 ppm or less. By using a polyarylene sulfide resin having a sodium content in such a range, a molded article having excellent chemical resistance can be produced.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂の加熱時のガス発生量は、0.2質量%以下の範囲とすることができ、好ましくは0.15質量%以下の範囲とすることができる。加熱時のガス発生量を抑制することができることにより、作業環境の改善等に寄与することができる。さらに、成形時に金型の汚れを抑えることができ、生産性が向上する。 The amount of gas generated during heating of the polyarylene sulfide resin of the present invention can be in the range of 0.2% by mass or less, and preferably in the range of 0.15% by mass or less. By suppressing the amount of gas generated during heating, it is possible to contribute to the improvement of the working environment. Furthermore, mold contamination can be suppressed during molding, and productivity is improved.
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、1種又は2種以上の無機質充填剤を含有することができる。無機充填剤を含有することにより、高剛性、高耐熱安定性の組成物が得られる。無機充填剤としては、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ及び酸化チタン等の粉末状充填剤、タルク及びマイカ等の板状充填剤、ガラスビーズ、シリカビーズ及びガラスバルーン等の粒状充填剤、ガラス繊維、炭素繊維及びウォラストナイト繊維等の繊維状充填剤、並びにガラスフレークが挙げられる。ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンブラック、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の無機質充填剤を含有することが特に好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition according to the present invention can contain the above-mentioned polyarylene sulfide resin and one or more inorganic fillers. By containing the inorganic filler, a composition having high rigidity and high heat stability can be obtained. Examples of inorganic fillers include powdery fillers such as carbon black, calcium carbonate, silica and titanium oxide, plate-like fillers such as talc and mica, granular fillers such as glass beads, silica beads and glass balloons, and glass fibers. And fibrous fillers such as carbon fiber and wollastonite fiber, and glass flakes. It is particularly preferable that the polyarylene sulfide resin composition contains at least one inorganic filler selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, carbon black, and calcium carbonate.
無機充填剤の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは5〜200質量部の範囲、更に好ましくは15〜150質量部の範囲である。無機質充填剤の含有量がこれらの範囲にあることにより、成形品の機械的強度保持の点でより優れた効果が得られる。 The content of the inorganic filler is preferably in the range of 1 to 300 parts by mass, more preferably in the range of 5 to 200 parts by mass, and still more preferably in the range of 15 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. It is. When the content of the inorganic filler is in these ranges, a more excellent effect can be obtained in terms of maintaining the mechanical strength of the molded product.
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、熱可塑性樹脂、エラストマー、及び架橋性樹脂から選ばれる、ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の樹脂とを含有することができる。これら樹脂は、無機質充填剤とともに樹脂組成物中に配合することもできる。 The polyarylene sulfide resin composition according to the present invention can contain the polyarylene sulfide resin described above and a resin other than the polyarylene sulfide resin selected from thermoplastic resins, elastomers, and crosslinkable resins. These resins can be blended in the resin composition together with the inorganic filler.
ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物に配合されうる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ四弗化エチレン、ポリ二弗化エチレン、ポリスチレン、ABS樹脂、シリコーン樹脂、及び液晶ポリマー(液晶ポリエステル等)が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin that can be blended in the polyarylene sulfide resin composition include polyester, polyamide, polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyphenylene ether, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherketone, and polyethylene. , Polypropylene, polytetrafluoroethylene, polydifluoroethylene, polystyrene, ABS resin, silicone resin, and liquid crystal polymer (liquid crystal polyester, etc.).
ポリアミドは、アミド結合(−NHCO−)を有するポリマーである。ポリアミド樹脂としては、例えば、(i)ジアミンとジカルボン酸の重縮合から得られるポリマー、(ii)アミノカルボン酸の重縮合から得られるポリマー、及び(iii)ラクタムの開環重合から得られるポリマー等が挙げられる。ポリアミドは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Polyamide is a polymer having an amide bond (—NHCO—). Examples of the polyamide resin include (i) a polymer obtained from polycondensation of diamine and dicarboxylic acid, (ii) a polymer obtained from polycondensation of aminocarboxylic acid, and (iii) a polymer obtained from ring-opening polymerization of lactam. Is mentioned. Polyamides can be used alone or in combination of two or more.
ポリアミドを得るためのジアミンの例としては、脂肪族系ジアミン、芳香族系ジアミン、及び脂環族系ジアミン類が挙げられる。脂肪族系ジアミンとしては、直鎖状又は側鎖を有する炭素原子数3〜18の範囲のジアミンが好ましい。好適な脂肪族系ジアミンの例としては、1,3−トリメチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,7−ヘプタメチレンジアミン、1,8−オクタメチレンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン、1,10−デカメチレンジアミン、1,11−ウンデカンメチレンジアミン、1,12−ドデカメチレンジアミン、1,13−トリデカメチレンジアミン、1,14−テトラデカメチレンジアミン、1,15−ペンタデカメチレンジアミン、1,16−ヘキサデカメチレンジアミン、1,17−ヘプタデカメチレンジアミン、1,18−オクタデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、及び2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミンが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of diamines for obtaining polyamides include aliphatic diamines, aromatic diamines, and alicyclic diamines. As the aliphatic diamine, a diamine having 3 to 18 carbon atoms having a straight chain or a side chain is preferable. Examples of suitable aliphatic diamines include 1,3-trimethylene diamine, 1,4-tetramethylene diamine, 1,5-pentamethylene diamine, 1,6-hexamethylene diamine, 1,7-heptamethylene diamine. 1,8-octamethylenediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine, 1,9-nonamethylenediamine, 1,10-decamethylenediamine, 1,11-undecanmethylenediamine, 1,12-dodecamethylene Diamine, 1,13-tridecamethylenediamine, 1,14-tetradecamethylenediamine, 1,15-pentadecamethylenediamine, 1,16-hexadecamethylenediamine, 1,17-heptadecamethylenediamine, 1,18 -Octadecamethylenediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine And 2,4,4-trimethyl hexamethylene diamine. These can be used alone or in combination of two or more.
芳香族系ジアミンとしては、フェニレン基を有する炭素原子数6〜27の範囲のジアミンが好ましい。好適な芳香族系ジアミンの例としては、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、3,4−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'−ジ(m−アミノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、4,4'−ジ(p−アミノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、ベンジジン、3,3'−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,5−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン、4,4'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジエチル−5,5'−ジメチルジフェニルメタン、4,4'−ジアミノ−3,3',5,5'−テトラメチルジフェニルメタン、2,4−ジアミノトルエン、及び2,2'−ジメチルベンジジンが挙げられる。
これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
As the aromatic diamine, a diamine having a phenylene group and having 6 to 27 carbon atoms is preferable. Examples of suitable aromatic diamines include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 3,4-diaminodiphenyl ether, 4,4′- Diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-di (m-aminophenoxy) Diphenylsulfone, 4,4′-di (p-aminophenoxy) diphenylsulfone, benzidine, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 1 , 5-Diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1, 3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 4,4′-diamino-3,3′-diethyl -5,5'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3 ', 5,5'-tetramethyldiphenylmethane, 2,4-diaminotoluene, and 2,2'-dimethylbenzidine.
These can be used alone or in combination of two or more.
脂環族系ジアミンとしては、シクロヘキシレン基を有する炭素原子数4〜15の範囲のジアミンが好ましい。好適な脂環族系ジアミンの例としては、4,4'−ジアミノ−ジシクロヘキシレンメタン、4,4'−ジアミノ−ジシクロヘキシレンプロパン、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジメチル−ジシクロヘキシレンメタン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、及びピペラジンが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 The alicyclic diamine is preferably a diamine having a cyclohexylene group and having 4 to 15 carbon atoms. Examples of suitable alicyclic diamines include 4,4'-diamino-dicyclohexylene methane, 4,4'-diamino-dicyclohexylene propane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyl- Examples include dicyclohexylenemethane, 1,4-diaminocyclohexane, and piperazine. These can be used alone or in combination of two or more.
ポリアミドを得るためのジカルボン酸としては、脂肪族系ジカルボン酸、芳香族系ジカルボン酸、及び脂環族系ジカルボン酸を挙げることができる。 Examples of the dicarboxylic acid for obtaining the polyamide include aliphatic dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, and alicyclic dicarboxylic acid.
脂肪族系ジカルボン酸としては、炭素原子数2〜18の範囲の飽和又は不飽和のジカルボン酸が好ましい。好適な脂肪族系ジカルボン酸の例としては、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、プラシリン酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸、マレイン酸、及びフマル酸が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the aliphatic dicarboxylic acid, a saturated or unsaturated dicarboxylic acid having 2 to 18 carbon atoms is preferable. Examples of suitable aliphatic dicarboxylic acids include succinic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, placillic acid, tetradecane Examples include diacids, pentadecanedioic acid, octadecanedioic acid, maleic acid, and fumaric acid. These can be used alone or in combination of two or more.
芳香族系ジカルボン酸としては、フェニレン基を有する炭素原子数8〜15の範囲のジカルボン酸が好ましい。好適な芳香族系ジカルボン酸の例としては、イソフタル酸、テレフタル酸、メチルテレフタル酸、ビフェニル−2,2'−ジカルボン酸、ビフェニル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルメタン−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルスルフォン−4,4'−ジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、及び1,4−ナフタレンジカルボン酸が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。更に、トリメリット酸、トリメシン酸、及びピロメリット酸等の多価カルボン酸を、溶融成形可能な範囲内で用いることもできる。 As the aromatic dicarboxylic acid, dicarboxylic acids having a phenylene group and having 8 to 15 carbon atoms are preferable. Examples of suitable aromatic dicarboxylic acids include isophthalic acid, terephthalic acid, methyl terephthalic acid, biphenyl-2,2′-dicarboxylic acid, biphenyl-4,4′-dicarboxylic acid, diphenylmethane-4,4′-dicarboxylic acid. Examples include acids, diphenyl ether-4,4′-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4′-dicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, and 1,4-naphthalenedicarboxylic acid. . These can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, polycarboxylic acids such as trimellitic acid, trimesic acid, and pyromellitic acid can be used within a range that can be melt-molded.
アミノカルボン酸としては、炭素原子数4〜18の範囲のアミノカルボン酸が好ましい。好適なアミノカルボン酸の例としては、4−アミノ酪酸、6−アミノヘキサン酸、7−アミノヘプタン酸、8−アミノオクタン酸、9−アミノノナン酸、10−アミノデカン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、14−アミノテトラデカン酸、16−アミノヘキサデカン酸、及び18−アミノオクタデカン酸が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the aminocarboxylic acid, an aminocarboxylic acid having 4 to 18 carbon atoms is preferable. Examples of suitable aminocarboxylic acids include 4-aminobutyric acid, 6-aminohexanoic acid, 7-aminoheptanoic acid, 8-aminooctanoic acid, 9-aminononanoic acid, 10-aminodecanoic acid, 11-aminoundecanoic acid, 12 -Aminododecanoic acid, 14-aminotetradecanoic acid, 16-aminohexadecanoic acid, and 18-aminooctadecanoic acid. These can be used alone or in combination of two or more.
ポリアミドを得るためのラクタムとしては、例えば、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム、ζ−エナントラクタム、及びη−カプリルラクタムが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the lactam for obtaining the polyamide include ε-caprolactam, ω-laurolactam, ζ-enantolactam, and η-capryllactam. These can be used alone or in combination of two or more.
好ましいポリアミドの原料の組み合わせとしては、ε−カプロラクタム(ナイロン6)、1,6−ヘキサメチレンジアミン/アジピン酸(ナイロン6,6)、1,4−テトラメチレンジアミン/アジピン酸(ナイロン4,6)、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/ε−カプロラクタム、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸、1,9−ノナメチレンジアミン/テレフタル酸、1,9−ノナメチレンジアミン/テレフタル酸/ε−カプロラクタム、1,9−ノナメチレンジアミン/1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸、及びm−キシリレンジアミン/アジピン酸が挙げられる。これらの中でも、1,4−テトラメチレンジアミン/アジピン酸(ナイロン4,6)、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/ε−カプロラクタム、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸、1,9−ノナメチレンジアミン/テレフタル酸、1,9−ノナメチレンジアミン/テレフタル酸/ε−カプロラクタム、又は1,9−ノナメチレンジアミン/1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸から得られるリアミド樹脂が更に好ましい。
Preferred combinations of polyamide raw materials include ε-caprolactam (nylon 6), 1,6-hexamethylenediamine / adipic acid (nylon 6,6), 1,4-tetramethylenediamine / adipic acid (
熱可塑性樹脂の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは3〜100質量部の範囲、更に好ましくは5〜45質量部の範囲である。ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量がこれらの範囲にあることにより、耐熱性、耐薬品性及び機械的物性の更なる向上という効果が得られる。 The content of the thermoplastic resin is preferably in the range of 1 to 300 parts by mass, more preferably in the range of 3 to 100 parts by mass, and still more preferably in the range of 5 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. It is. When the content of the thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin is within these ranges, the effect of further improving the heat resistance, chemical resistance and mechanical properties can be obtained.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物中に含有されうるエラストマーとしては、熱可塑性エラストマーが挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリオレフィン系エラストマー、弗素系エラストマー及びシリコーン系エラストマーが挙げられる。なお、本明細書において、熱可塑性エラストマーは、前記熱可塑性樹脂ではなくエラストマーに分類される。 Examples of the elastomer that can be contained in the polyarylene sulfide resin composition of the present invention include thermoplastic elastomers. Examples of the thermoplastic elastomer include polyolefin elastomers, fluorine elastomers, and silicone elastomers. In the present specification, the thermoplastic elastomer is classified not as the thermoplastic resin but as an elastomer.
エラストマー(特に熱可塑性エラストマー)は、ヒドロキシ基又はアミノ基と反応し得る官能基を有することが好ましい。これにより、接着性及び耐衝撃性等の点で特に優れた樹脂組成物を得ることができる。係る官能基としては、エポキシ基、カルボキシ基、イソシアネート基、オキサゾリン基、及び、式:R(CO)O(CO)−又はR(CO)O−(式中、Rは炭素原子数1〜8の範囲のアルキル基を表す。)で表される基が挙げられる。係る官能基を有する熱可塑性エラストマーは、例えば、α−オレフィンと前記官能基を有するビニル重合性化合物との共重合により得ることができる。α−オレフィンは、例えば、エチレン、プロピレン及びブテン−1等の炭素原子数2〜8の範囲のα−オレフィン類が挙げられる。前記官能基を有するビニル重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステル等のα,β−不飽和カルボン酸及びそのアルキルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びその他の炭素原子数4〜10の範囲のα,β−不飽和ジカルボン酸及びその誘導体(モノ若しくはジエステル、及びその酸無水物等)、並びにグリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ基、カルボキシ基、及び、式:R(CO)O(CO)−又はR(CO)O−(式中、Rは炭素原子数1〜8の範囲のアルキル基を表す。)で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン−プロピレン共重合体及びエチレン−ブテン共重合体が、靭性及び耐衝撃性の向上の点から好ましい。 The elastomer (especially thermoplastic elastomer) preferably has a functional group capable of reacting with a hydroxy group or an amino group. Thereby, it is possible to obtain a resin composition that is particularly excellent in terms of adhesion and impact resistance. Such functional groups include epoxy groups, carboxy groups, isocyanate groups, oxazoline groups, and the formula: R (CO) O (CO)-or R (CO) O- (wherein R is from 1 to 8 carbon atoms). Represents an alkyl group in the range of 2). The thermoplastic elastomer having such a functional group can be obtained, for example, by copolymerization of an α-olefin and a vinyl polymerizable compound having the functional group. Examples of the α-olefin include α-olefins having 2 to 8 carbon atoms such as ethylene, propylene, and butene-1. Examples of the vinyl polymerizable compound having a functional group include α, β-unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid esters and alkyl esters thereof, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and the like. Other examples include α, β-unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 10 carbon atoms and derivatives thereof (mono- or diesters and acid anhydrides thereof), glycidyl (meth) acrylates, and the like. Among these, an epoxy group, a carboxy group, and a formula: R (CO) O (CO)-or R (CO) O- (wherein R represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms). The ethylene-propylene copolymer and the ethylene-butene copolymer having at least one functional group selected from the group consisting of groups represented by formula (1) are preferred from the viewpoint of improving toughness and impact resistance.
エラストマーの含有量は、その種類、用途により異なるため一概に規定することはできないが、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは3〜100質量部の範囲、更に好ましくは5〜45質量部の範囲である。エラストマーの含有量がこれらの範囲にあることにより、成形品の耐熱性、靭性の確保の点でより一層優れた効果が得られる。 Since the elastomer content varies depending on the type and application, it cannot be defined unconditionally. For example, it is preferably in the range of 1 to 300 parts by mass, more preferably 3 to 100 parts per 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. It is the range of a mass part, More preferably, it is the range of 5-45 mass part. When the content of the elastomer is within these ranges, a more excellent effect can be obtained in terms of ensuring the heat resistance and toughness of the molded product.
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物中に含有されうる架橋性樹脂としては、2以上の架橋性官能基を有するものが挙げられる。架橋性官能基としては、エポキシ基、フェノール性水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシ基、酸無水物基、及びイソシアネート基などが挙げられる。架橋性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びウレタン樹脂が挙げられる。 Examples of the crosslinkable resin that can be contained in the polyarylene sulfide resin composition according to the present invention include those having two or more crosslinkable functional groups. Examples of the crosslinkable functional group include an epoxy group, a phenolic hydroxyl group, an amino group, an amide group, a carboxy group, an acid anhydride group, and an isocyanate group. Examples of the crosslinkable resin include an epoxy resin, a phenol resin, and a urethane resin.
エポキシ樹脂としては、芳香族系エポキシ樹脂が好ましい。芳香族系エポキシ樹脂は、ハロゲン基又は水酸基等を有していてもよい。好適な芳香族系エポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂型エポキシ樹脂、及びビフェニルノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの芳香族系エポキシ樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これら芳香族系エポキシ樹脂の中でも特に、他の樹脂成分との相溶性に優れる点から、ノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。 As the epoxy resin, an aromatic epoxy resin is preferable. The aromatic epoxy resin may have a halogen group or a hydroxyl group. Examples of suitable aromatic epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, tetramethylbiphenyl type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolacs. Type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, tetraphenylethane type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol addition reaction type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin, naphthol aralkyl Type epoxy resin, naphthol-phenol co-condensed novolac type epoxy resin, naphthol-cresol co-condensed novolac type epoxy resin, aromatic hydrocarbon Le formaldehyde resin-modified phenol resin type epoxy resins, and biphenyl novolac-type epoxy resin. These aromatic epoxy resins can be used alone or in combination of two or more. Among these aromatic epoxy resins, a novolak type epoxy resin is preferable and a cresol novolak type epoxy resin is more preferable because it is excellent in compatibility with other resin components.
架橋性樹脂の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは3〜100質量部の範囲、更に好ましくは5〜30質量部の範囲である。架橋性樹脂の含有量がこれら範囲にあることにより、成形品の剛性及び耐熱性の向上という効果が特に顕著に得られる。 The content of the crosslinkable resin is preferably in the range of 1 to 300 parts by mass, more preferably in the range of 3 to 100 parts by mass, and still more preferably in the range of 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. It is. When the content of the crosslinkable resin is in these ranges, the effect of improving the rigidity and heat resistance of the molded product can be obtained particularly remarkably.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、ヒドロキシ基又はアミノ基と反応し得る官能基を有するシラン化合物とを含有することができる。係るシラン化合物としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention can contain the above-described polyarylene sulfide resin and a silane compound having a functional group capable of reacting with a hydroxy group or an amino group. Examples of the silane compound include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropylmethyl. Examples include silane coupling agents such as diethoxysilane and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane.
シラン化合物の含有量は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲であることが好ましく、さらに0.1〜5質量部の範囲であることがより好ましい。シラン化合物の含有量がこれらの範囲にあることにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂と前記他の成分との相溶性向上という効果が得られる。 The content of the silane compound is, for example, preferably in the range of 0.01 to 10 parts by mass, more preferably in the range of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. . When the content of the silane compound is within these ranges, an effect of improving the compatibility between the polyarylene sulfide resin and the other components can be obtained.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、離型剤、着色剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、発泡剤、防錆剤、難燃剤及び滑剤等のその他の添加剤を含有してもよい。添加剤の含有量は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、1〜10質量部の範囲であることが好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention may contain other additives such as a mold release agent, a colorant, a heat stabilizer, an ultraviolet stabilizer, a foaming agent, a rust inhibitor, a flame retardant, and a lubricant. For example, the content of the additive is preferably in the range of 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法は特に制限なく、ポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分とを、粉末、ペレット、細片など様々な形態でリボンブレンター、ヘンシェルミキサー、Vブレンダーなどに投入してドライブレンドした後、バンバリーミキサー、ミキシングロール、単軸または2軸の押出機およびニーダーなどの公知の溶融混練機に投入し、樹脂温度がポリアリーレンスルフィド樹脂の融点以上となる温度範囲、好ましくは該融点+10℃以上となる温度範囲、より好ましくは(該融点+10℃)〜(該融点+100℃)となる温度範囲、さらに好ましくは(該融点+20℃)〜(該融点+50℃)となる温度範囲で溶融混練する工程を経て製造することができる。溶融混練機への各成分の添加、混合は同時に行ってもよいし、分割して行っても良い。 The production method of the polyarylene sulfide resin composition of the present invention is not particularly limited, and has a polyarylene sulfide resin, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and two or more crosslinkable functional groups. After at least one other component selected from the group consisting of a crosslinkable resin is put into a ribbon blender, a Henschel mixer, a V blender, etc. in various forms such as powder, pellets, strips, etc., dry blended, A temperature range in which the resin temperature is equal to or higher than the melting point of the polyarylene sulfide resin, preferably a melting point + 10 ° C. or higher, is charged into a known melt kneader such as a Banbury mixer, a mixing roll, a single or twin screw extruder and a kneader. Temperature range, more preferably (the melting point + 10 ° C.) to (the melting point + 100 ° C.) Comprising temperature range, more preferably it can be produced through the steps of melt-kneading at a temperature range of between (melting point + 20 ° C.) ~ (melting point + 50 ° C.). Addition and mixing of each component to the melt kneader may be performed simultaneously or may be performed separately.
前記溶融混練機としては分散性や生産性の観点から二軸混練押出機が好ましく、例えば、樹脂成分の吐出量5〜500(kg/hr)の範囲と、スクリュー回転数50〜500(rpm)の範囲とを適宜調整しながら溶融混練することが好ましく、それらの比率(吐出量/スクリュー回転数)が0.02〜5(kg/hr/rpm)の範囲となる条件下に溶融混練することがさらに好ましい。また、例えば、繊維状の充填剤や添加剤を添加する場合は、前記二軸混練押出機のトップフィーダーに替えて、サイドフィーダーから該押出機内に投入することもでき、形状保持と分散性を向上させることもでき好ましい。かかるサイドフィーダーの位置は、前記二軸混練押出機のスクリュー全長に対する、該押出機樹脂投入部から該サイドフィーダーまでの距離の比率が、0.1〜0.9の範囲であることが好ましい。中でも0.3〜0.7の範囲であることが特に好ましい。 The melt kneader is preferably a biaxial kneader / extruder from the viewpoint of dispersibility and productivity. For example, the resin component discharge rate is in the range of 5 to 500 kg / hr, and the screw rotation speed is 50 to 500 (rpm). It is preferable to perform melt kneading while appropriately adjusting the range of the above, and melt kneading under the condition that the ratio (discharge amount / screw rotation number) is in the range of 0.02 to 5 (kg / hr / rpm). Is more preferable. In addition, for example, when adding a fibrous filler or additive, instead of the top feeder of the biaxial kneading extruder, it can also be fed into the extruder from a side feeder, and shape retention and dispersibility can be achieved. It is also possible to improve. The position of the side feeder is preferably such that the ratio of the distance from the extruder resin charging part to the side feeder with respect to the total screw length of the twin-screw kneading extruder is in the range of 0.1 to 0.9. In particular, a range of 0.3 to 0.7 is particularly preferable.
このようにして得られる本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、必須成分であるポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分とを前記含有量となるよう配合してなる溶融混練物であり、該溶融混練後に、公知の方法でペレット、チップ、顆粒、粉末等の形態に加工してから、必要に応じて100〜150℃の温度範囲で予備乾燥を施して、各種成形に供することが好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention thus obtained comprises the polyarylene sulfide resin as an essential component, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and two or more crosslinkable properties. It is a melt-kneaded product obtained by blending at least one other component selected from the group consisting of a crosslinkable resin having a functional group so as to have the above content, and after the melt-kneading, pellets are obtained by a known method, After processing into a form such as a chip, granule, powder, etc., it is preferably subjected to preliminary drying in a temperature range of 100 to 150 ° C., if necessary, and used for various moldings.
上記製造方法により製造される本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィド樹脂をマトリックス(海成分)とし、当該マトリックス中に、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分ないし、それらに由来する成分が島状に分散した海島構造を有するモルフォロジーを形成するものであることが好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention produced by the above production method has a polyarylene sulfide resin as a matrix (sea component), and in the matrix, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, At least one other component selected from the group consisting of an elastomer and a crosslinkable resin having two or more crosslinkable functional groups, or a morphology having a sea-island structure in which components derived therefrom are dispersed in an island shape is formed. It is preferable.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、射出成形、圧縮成形、コンポジット、シート、パイプなどの押出成形、引抜成形、ブロー成形、トランスファー成形など各種の溶融成形に供することが可能であるが、特に離型性にも優れるため射出成形用途に適している。射出成形にて成形する場合、各種成形条件は特に限定されるものではなく、一般的な方法により成形することができる。例えば、射出成形機内で、樹脂温度がポリアリーレンスルフィド樹脂の融点以上の温度範囲、好ましくは(該融点+10℃)以上の温度範囲、より好ましくは(該融点+10℃)〜(該融点+100℃)の温度範囲、さらに好ましくは(該融点+20℃)〜(該融点+50℃)の温度範囲で前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を溶融する工程を経た後、樹脂吐出口から金型内に注入して成形すればよい。その際、金型温度も公知の温度範囲、例えば、室温(23℃)〜300℃の温度範囲、好ましくは120〜200℃の温度範囲に設定すればよい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention can be used for various types of melt molding such as injection molding, compression molding, extrusion molding of composites, sheets, pipes, pultrusion molding, blow molding, transfer molding, etc. It is suitable for injection molding because of its excellent mold release properties. When molding by injection molding, various molding conditions are not particularly limited, and can be molded by a general method. For example, in an injection molding machine, the resin temperature is a temperature range above the melting point of the polyarylene sulfide resin, preferably (the melting point + 10 ° C.) or more, more preferably (the melting point + 10 ° C.) to (the melting point + 100 ° C.). After the step of melting the polyarylene sulfide resin composition in a temperature range of, preferably (the melting point + 20 ° C.) to (the melting point + 50 ° C.), it is injected into the mold from the resin discharge port. What is necessary is just to shape | mold. At that time, the mold temperature may be set to a known temperature range, for example, a temperature range of room temperature (23 ° C.) to 300 ° C., preferably a temperature range of 120 to 200 ° C.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ガソリンなどの石油類や、エンジンオイル、ATFオイルなどのオイルに対して優れた耐膨潤性を有する。本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の膨潤度は、好ましくは1.5%以下の範囲であり、さらに好ましくは1.0%以下の範囲である。ただし、膨潤度は、成形品を、薬剤(メタノール/イソオクタン/トルエン=15/42.5/42.5(体積比))に浸漬し、80℃で2000時間静置した際の重量を測定して、浸漬前の重量に対して、浸漬後の重量の増加率で評価するものとする。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention has excellent swelling resistance against petroleums such as gasoline, and oils such as engine oil and ATF oil. The degree of swelling of the polyarylene sulfide resin composition of the present invention is preferably in the range of 1.5% or less, and more preferably in the range of 1.0% or less. However, the degree of swelling was determined by measuring the weight of the molded product when immersed in a drug (methanol / isooctane / toluene = 15 / 42.5 / 42.5 (volume ratio)) and allowed to stand at 80 ° C. for 2000 hours. Thus, the weight increase rate after immersion is evaluated with respect to the weight before immersion.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ガソリンなどの石油類や種々のオイル、薬剤への膨潤を抑制することができ、薬剤の接する部品として寸法安定性や容器としての密閉性などを担保することができるため好ましい。その結果、数年レベルの長期的な使用が可能となり、また部品の交換頻度の低減や厚みの低減など、耐久寿命や小型化薄肉化の観点からも好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention can suppress swelling into petroleums such as gasoline, various oils, and drugs, and assures dimensional stability and sealability as a container as parts in contact with drugs. This is preferable. As a result, it can be used for a long period of several years, and it is also preferable from the viewpoint of durability life and miniaturization and thinning, such as reduction of parts replacement frequency and thickness.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の実施形態としては、単独で又は前記他の成分などの材料と組み合わせて、射出成形、押出成形、圧縮成形及びブロー成形のような各種溶融加工法により、耐熱性、成形加工性、寸法安定性等に優れた成形品に加工することができる。本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、加熱されたときのガス発生量が少ないことから、高品質の成形品の容易な製造を可能にする。 As an embodiment of the polyarylene sulfide resin composition of the present invention, it can be used alone or in combination with materials such as the above-mentioned other components by various melt processing methods such as injection molding, extrusion molding, compression molding and blow molding. Can be processed into a molded product having excellent properties, molding processability, dimensional stability, and the like. Since the polyarylene sulfide resin composition of the present invention generates a small amount of gas when heated, it enables easy production of a high-quality molded product.
また、本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、例えば、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤のうち、高熱伝導性を有するもの(以下、高熱伝導性無機質充填剤という)とを組合せることによって、熱伝導性に優れる成形品に加工することができる。高熱伝導性無機質充填剤としては、熱伝導率が20以上〔W/m・K〕の範囲のものが好ましいものとして挙げられ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、酸化亜鉛、硫化亜鉛等が挙げられ、これらを単独あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。その際、優れた熱伝導性を示すことから、高熱伝導性無機質充填剤の組成物中の割合は、成形品が高い熱伝導性を示すことから、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、10質量部以上の範囲であることが好ましく、かつ、成形性や成形品が高い機械的強度等を示すことから、300質量部以下の範囲であることが好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention combines, for example, the above-described polyarylene sulfide resin and an inorganic filler having high thermal conductivity (hereinafter referred to as high thermal conductivity inorganic filler). Therefore, it can be processed into a molded product having excellent thermal conductivity. Examples of the high thermal conductive inorganic filler include those having a thermal conductivity in the range of 20 or more [W / m · K], such as aluminum oxide, beryllium oxide, magnesium oxide, aluminum nitride or silicon nitride, Silicon carbide, boron nitride, zinc oxide, zinc sulfide and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more. At that time, since it exhibits excellent thermal conductivity, the proportion of the high thermal conductive inorganic filler in the composition is such that the molded product exhibits high thermal conductivity, so that 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin, It is preferably in the range of 10 parts by mass or more, and preferably in the range of 300 parts by mass or less because the moldability and the molded product exhibit high mechanical strength.
また、本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、例えば、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、上述した熱可塑性エラストマーとを組合せることによって、耐冷熱衝撃性に優れる流体用配管を含む水廻り用途の成形品に加工することができる。 In addition, the polyarylene sulfide resin composition of the present invention is suitable for use around water including, for example, a pipe for fluid having excellent cold-heat shock resistance by combining the above-described polyarylene sulfide resin and the above-described thermoplastic elastomer. It can be processed into a molded product.
なお、流体用配管としては、例えばパイプ、ライニング管、袋ナット類、管継ぎ手類(エルボー、ヘッダー、チーズ、レデューサ、ジョイント、カプラー、等)、各種バルブ、流量計、ガスケット(シール、パッキン類)、など流体を搬送する為の配管及び配管に付属する各種の部品(流体用配管)が挙げられる。また、その他に水廻り用途としては、トイレ関連部品、給湯器関連部品、ポンプ関連部品、風呂関連部品等の水廻り用途に適した材料である。特に弁、栓といった開閉部品は、一般に恒常的に高応力負荷が係り、酸性或いはアルカリ性の洗浄剤及び特に冬場における冷気と熱水との温度差によるダメージが大きく、その結果長期に亘る使用が困難なため、本発明の組成物は、特にこの開閉部品の分野において有用である。 Examples of fluid piping include pipes, lining pipes, cap nuts, pipe joints (elbow, header, cheese, reducer, joint, coupler, etc.), various valves, flow meters, gaskets (seal, packing) And various parts (fluid pipes) attached to the pipe for conveying the fluid. In addition, as water use, other materials suitable for water use such as toilet related parts, water heater related parts, pump related parts, bath related parts and the like. In particular, the opening and closing parts such as valves and plugs are generally subject to high stress loads, and are greatly damaged by acidic or alkaline cleaning agents and the temperature difference between cold air and hot water, especially in winter, which makes it difficult to use for a long time. Therefore, the composition of the present invention is particularly useful in the field of the opening / closing component.
さらに本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を電気自動車部品に用いると、加熱によるガス発生量を低減させることができるため、ガス成分である硫黄原子を含む低分子量化合物と銅などの金属材料(導電性材料)との接触を低減でき、その結果、高い電圧が繰り返し印加された場合であっても両者の反応を抑制でき、トリー(樹枝状の破壊痕跡)の発生や進展を抑制して、耐トラッキング性を向上させることも可能となる。その結果、コネクタ、プリント基板及び封止成形品等の電気・電子部品、ランプリフレクター及び各種電装品部品などの自動車に搭載する部品(以下、自動車部品という)などに用いることができるだけでなく、とりわけ高い安全性が要求される電気自動車分野、すなわち、リチウムイオン二次電池を備え、電気モーターを動力源とする、ハイブリッド車(HV)、プラグインハイブリッド車(PHV)、電気自動車(EV)、燃料電池車(FCV)等に、例えば、パワーモジュール、コンバータ、コンデンサ、インシュレーター、モーター端子台、バッテリー、電動コンプレッサー、バッテリー電流センサー、ジャンクションブロック等を収納するケースなど、特にDLIシステムのイグニッションコイル用ケースなどとして好適に用いられる。 Furthermore, when the polyarylene sulfide resin composition of the present invention is used for electric vehicle parts, the amount of gas generated by heating can be reduced. Therefore, a low molecular weight compound containing a sulfur atom as a gas component and a metal material such as copper (conductive) As a result, even when a high voltage is repeatedly applied, the reaction between the two can be suppressed, and the occurrence and progress of trees (dendritic destruction traces) can be suppressed. It is also possible to improve tracking performance. As a result, it can be used not only for parts mounted on automobiles (hereinafter referred to as automobile parts) such as electrical / electronic parts such as connectors, printed circuit boards and sealing molded products, lamp reflectors and various electrical equipment parts, etc. Electric vehicle field where high safety is required, that is, a hybrid vehicle (HV), a plug-in hybrid vehicle (PHV), an electric vehicle (EV), and a fuel having a lithium ion secondary battery and using an electric motor as a power source Cases for storing power modules, converters, capacitors, insulators, motor terminal blocks, batteries, electric compressors, battery current sensors, junction blocks, etc. in battery cars (FCV) etc., especially ignition coil cases for DLI systems, etc. Preferably used as That.
その他、本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィド樹脂が本来有する耐熱性、寸法安定性等の諸性能も具備しているので、例えば、リチウムイオン等の二次電池用ガスケット材料、各種建築物、航空機及び自動車などの内装用材料、OA機器部品、カメラ部品及び時計部品などの寸法安定性を求められる精密部品を、例えば射出成形、圧縮成形、インサート成形により得るために用いることができる。また、本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、コンポジット、シート及びパイプ等のための押出成形、引抜成形等の各種成形加工用の材料、並びに、繊維又はフィルム用の材料として幅広く有用である。 In addition, since the polyarylene sulfide resin composition of the present invention also has various performances such as heat resistance and dimensional stability inherent to the polyarylene sulfide resin, for example, a gasket material for a secondary battery such as lithium ion, Used to obtain precision parts that require dimensional stability, such as interior materials for various buildings, aircraft and automobiles, OA equipment parts, camera parts and watch parts, for example, by injection molding, compression molding, and insert molding. it can. In addition, the polyarylene sulfide resin composition according to this embodiment is widely useful as a material for various molding processes such as extrusion molding and pultrusion molding for composites, sheets and pipes, and a material for fibers or films. is there.
なお、本発明において、「1〜10」の範囲といった場合、1以上、かつ10以下の範囲を表すものとする。 In the present invention, a range of “1 to 10” represents a range of 1 or more and 10 or less.
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
〔ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造例〕 [Production example of polyarylene sulfide resin]
1.評価法
1−1.同定方法(NMR測定)
BRUKER製DPX−400の装置にて、化合物を各種重溶媒に溶解させて、各種NMRを測定した。
1. Evaluation method 1-1. Identification method (NMR measurement)
The compound was dissolved in various heavy solvents with a BRUKER DPX-400 apparatus, and various NMR was measured.
1−2.同定方法(質量分析)
JEOL製MS−700Tを用いて、化合物の分子量を測定した。
1-2. Identification method (mass spectrometry)
The molecular weight of the compound was measured using MS-700T manufactured by JEOL.
1−3.同定方法(元素分析)
Yanaco製MT−5を用いて、化合物を構成する元素の比率を測定した。
1-3. Identification method (elemental analysis)
The ratio of the elements constituting the compound was measured using MT-5 manufactured by Yanaco.
1−4.赤外吸収スペクトル
日本分光株式会社製「FT/IR−6100」を用いて、赤外吸収スペクトルを測定した。合成した樹脂を400℃のホットプレートで加熱して溶融させ、急冷することで作製した非晶フィルムを測定サンプルとして用いた。
1-4. Infrared absorption spectrum The infrared absorption spectrum was measured using "FT / IR-6100" manufactured by JASCO Corporation. An amorphous film produced by heating and melting the synthesized resin with a hot plate at 400 ° C. and rapidly cooling was used as a measurement sample.
1−5.ガラス転移温度(Tg)
パーキンエルマー製DSC装置 Pyris Diamondを用いて、50mL/minの窒素流下、20℃/minの昇温条件で40〜400℃の範囲まで測定を行い、ガラス転移温度を求めた。
1-5. Glass transition temperature (Tg)
Using a Perkin Elmer DSC device Pyris Diamond, the glass transition temperature was determined by measuring the temperature up to 40 to 400 ° C. under a nitrogen flow rate of 50 mL / min under a temperature rising condition of 20 ° C./min.
1−6.融点(Tm)
パーキンエルマー製DSC装置 Pyris Diamondを用いて、50mL/minの窒素流下、20℃/minの昇温条件で40〜400℃の範囲まで測定を行い、融点を求めた。
1-6. Melting point (Tm)
Using a Perkin Elmer DSC apparatus Pyris Diamond, measurement was performed in a nitrogen flow of 50 mL / min under a temperature rising condition of 20 ° C./min up to a range of 40 to 400 ° C. to obtain a melting point.
1−7.5%熱分解温度(T5%d)
TG−DTA装置(株式会社リガク TG−8120)を用いて、20mL/minの窒素流下、20℃/minの昇温速度で測定を行い、5%重量減少温度を測定した。
1-7.5% thermal decomposition temperature (T 5% d )
Using a TG-DTA apparatus (Rigaku TG-8120 Co., Ltd.), measurement was conducted at a rate of temperature increase of 20 ° C./min under a nitrogen flow of 20 mL / min to measure a 5% weight loss temperature.
1−8.質量平均分子量
センシュー科学製高温ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)SSC−7000を用いて、質量平均分子量を測定した。平均分子量は標準ポリスチレン換算で算出した。
溶媒:1−クロロナフタレン
投入口:250℃
温度:210℃
検出器:UV検出器(360nm)
サンプル濃度:1g/L
流速:0.7mL/min
1-8. Mass average molecular weight Mass average molecular weight was measured using a high temperature gel permeation chromatograph (GPC) SSC-7000 manufactured by Senshu Scientific. The average molecular weight was calculated in terms of standard polystyrene.
Solvent: 1-chloronaphthalene inlet: 250 ° C
Temperature: 210 ° C
Detector: UV detector (360 nm)
Sample concentration: 1 g / L
Flow rate: 0.7 mL / min
2.モノマーの合成
以下に示す実施例では、下記の試薬を使用した。
4−ブロモ−4’−ヨードビフェニル:東京化成工業株式会社、純度>98%
ヨードメタン:関東化学株式会社、特級
ヨウ化銅:関東化学株式会社、純度>99%
硫黄:関東化学株式会社
炭酸カリウム:ナカライテスク株式会社、ナカライ規格特級
N,N−ジメチルホルムアミド(脱水):関東化学株式会社、特級
水素化ホウ素ナトリウム:関東化学株式会社
セライト:和光純薬工業株式会社、No. 503
n−ブチルブロミド:東京化成工業株式会社、純度>98%
tert‐ブチルリチウム(n‐ペンタン溶液)1.6mol/L:関東化学株式会社
テトラヒドロフラン(脱水):関東化学株式会社
ジフェニルジスルフィド:関東化学株式会社、特級
塩化アンモニウム:ナカライテスク株式会社、ナカライ規格特級
硝酸(1.38):和光純薬工業(株)製、試薬特級、含量60〜61%の範囲、密度1.38g/mL
ジクロロメタン:関東化学株式会社、特級
メタンスルホン酸:和光純薬工業株式会社、和光特級
五酸化二リン:和光純薬工業株式会社、和光特級
2. Monomer Synthesis In the examples shown below, the following reagents were used.
4-Bromo-4'-iodobiphenyl: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity> 98%
Iodomethane: Kanto Chemical Co., Ltd., special grade copper iodide: Kanto Chemical Co., Inc., purity> 99%
Sulfur: Kanto Chemical Co., Ltd. Potassium carbonate: Nacalai Tesque Co., Ltd., Nacalai standard special grade N, N-dimethylformamide (dehydrated): Kanto Chemical Co., Ltd., special grade Sodium borohydride: Kanto Chemical Co., Ltd. Celite: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. , No. 503
n-Butyl bromide: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity> 98%
tert-Butyllithium (n-pentane solution) 1.6 mol / L: Kanto Chemical Co., Inc. Tetrahydrofuran (dehydration): Kanto Chemical Co., Ltd. Diphenyl disulfide: Kanto Chemical Co., Ltd., special grade Ammonium chloride: Nacalai Tesque Co., Ltd., Nacalai Standard Special Grade Nitric acid (1.38): Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade, content in the range of 60-61%, density 1.38 g / mL
Dichloromethane: Kanto Chemical Co., Ltd., special grade Methanesulfonic acid: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako special grade Diphosphorus pentoxide: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako special grade
(モノマー合成例1a)
4−ブロモ−4’−(メチルチオ)ビフェニルの合成
(Monomer Synthesis Example 1a)
Synthesis of 4-bromo-4 '-(methylthio) biphenyl
3つ口フラスコに、4−ブロモ−4’−ヨードビフェニル100質量部、ヨウ化銅10質量部、硫黄300質量部、炭酸カリウム1,700質量部を入れ、フラスコ内を窒素置換した。フラスコにN,N−ジメチルホルムアミド(脱水)を20,000質量部加えた後、100℃で17時間攪拌した。その後、0℃で水素化ホウ素ナトリウム400質量部を加え、50℃で6時間攪拌した。続いて0℃でヨードメタン900質量部を加え、25℃で20時間攪拌した。攪拌後10%塩酸に反応溶液を注いで反応を停止し、セライトろ過、ジクロロメタンによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。ヘキサンを展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離した。分離した目的生成物を含む溶液を回収し、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4−ブロモ−4’−(メチルチオ)ビフェニルを収率43%で得た。1H−NMR及び13C−NMRにより生成物を確認した。 In a three-necked flask, 100 parts by mass of 4-bromo-4′-iodobiphenyl, 10 parts by mass of copper iodide, 300 parts by mass of sulfur, and 1,700 parts by mass of potassium carbonate were placed, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. After adding 20,000 parts by mass of N, N-dimethylformamide (dehydrated) to the flask, the mixture was stirred at 100 ° C. for 17 hours. Then, 400 mass parts of sodium borohydride was added at 0 degreeC, and it stirred at 50 degreeC for 6 hours. Then, 900 mass parts of iodomethane was added at 0 degreeC, and it stirred at 25 degreeC for 20 hours. After stirring, the reaction solution was poured into 10% hydrochloric acid to stop the reaction. After filtration through celite, extraction with dichloromethane, and liquid separation, the organic layer was dehydrated over anhydrous magnesium sulfate. After filtration, the solvent was removed from the filtrate with a rotary evaporator and dried under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product was separated by column chromatography using hexane as a developing solvent. The solution containing the separated target product was collected, the solvent was removed with a rotary evaporator, and dried under reduced pressure to obtain 4-bromo-4 ′-(methylthio) biphenyl in 43% yield. The product was confirmed by 1 H-NMR and 13 C-NMR.
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.52、7.32、7.43、7.48、7.54[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):15.9、121.5、127.0、127.4、128.5、132.0、136.8、138.4、139.6[ppm]
1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.52, 7.32, 7.43, 7.48, 7.54 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 15.9, 121.5, 127.0, 127.4, 128.5, 132.0, 136.8, 138.4, 139.6 [ppm]
(モノマー合成例1b)
4−メチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニルの合成
(Monomer Synthesis Example 1b)
Synthesis of 4-methylthio-4 '-(phenylthio) biphenyl
窒素置換した3つ口フラスコに、4−ブロモ−4’−(メチルチオ)ビフェニル100質量部、テトラヒドロフラン(脱水)4000質量部を加えた。−78℃下で反応溶液にt−ブチルリチウム400質量部を加え、1時間攪拌した。続いて、反応溶液にジフェニルジスルフィド100質量部を加え、25℃で3時間攪拌した。その後、反応溶液を塩化アンモニウム水溶液に注いで反応を停止し、ジエチルエーテルによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターにて溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。ヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離し、目的生成物を含む溶液を回収し、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去することで4−メチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニルを収率73%で得た。1H−NMR、13C−NMR、EI−MS、元素分析により生成物を確認した。 4-Bromo-4 ′-(methylthio) biphenyl 100 parts by mass and tetrahydrofuran (dehydrated) 4000 parts by mass were added to a nitrogen-substituted three-necked flask. 400 mass parts of t-butyllithium was added to the reaction solution under -78 degreeC, and it stirred for 1 hour. Subsequently, 100 parts by mass of diphenyl disulfide was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into an aqueous ammonium chloride solution to stop the reaction. After extraction with diethyl ether and liquid separation, the organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. After filtration, the solvent was removed from the filtrate with a rotary evaporator and dried under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product is separated by column chromatography using hexane as a developing solvent, the solution containing the target product is recovered, and the solvent is removed by a rotary evaporator to obtain 4-methylthio-4 ′-(phenylthio) biphenyl in a yield of 73. %. The product was confirmed by 1 H-NMR, 13 C-NMR, EI-MS, and elemental analysis.
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.52、7.24−7.28、7.30−7.34、7.39、7.50[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):15.9、127.0、127.3、127.4、127.6、129.4、131.3、131.5、135.0、135.8、137.1、138.1、139.4[ppm]
EI−MS:m/z 308(M+)
元素分析(計算値):C 73.98(73.70)、H 5.23(5.23)
1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.52, 7.24-7.28, 7.30-7.34, 7.39, 7.50 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 15.9, 127.0, 127.3, 127.4, 127.6, 129.4, 131.3, 131.5, 135.0, 135.8, 137.1, 138.1, 139.4 [ppm]
EI-MS: m / z 308 (M + )
Elemental analysis (calculated value): C 73.98 (73.70), H 5.23 (5.23)
(モノマー合成例1c)
4−メチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニルの合成
(Monomer Synthesis Example 1c)
Synthesis of 4-methylsulfinyl-4 '-(phenylthio) biphenyl
ナスフラスコに、4−メチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニル100質量部、ジクロロメタン2000質量部を入れ、硝酸40質量部を加えた。反応溶液を25℃で3時間攪拌し、飽和炭酸カリウム水溶液にて中和し、反応を停止した。その後、ジクロロメタンによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。クロロホルムを展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離し、目的生成物を含む溶液を回収し、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4−メチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニルを収率72%で得た。1H−NMR、13C−NMR、EI−MS、元素分析により生成物を確認した。 In an eggplant flask, 100 parts by mass of 4-methylthio-4 ′-(phenylthio) biphenyl and 2000 parts by mass of dichloromethane were added, and 40 parts by mass of nitric acid was added. The reaction solution was stirred at 25 ° C. for 3 hours and neutralized with a saturated aqueous potassium carbonate solution to stop the reaction. Then, after extraction with dichloromethane and liquid separation, the organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. After filtration, the solvent was removed from the filtrate with a rotary evaporator and dried under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product is separated by column chromatography using chloroform as a developing solvent, the solution containing the target product is recovered, the solvent is removed with a rotary evaporator, and the residue is dried under reduced pressure to give 4-methylsulfinyl-4 ′-(phenylthio). ) Biphenyl was obtained in 72% yield. The product was confirmed by 1 H-NMR, 13 C-NMR, EI-MS, and elemental analysis.
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.77、7.30、7.35、7.39、7.43、7.52、7.71[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):44.1、124.3、127.7、128.0、128.0、129.5、130.9、132.0、135.0、136.9、143.4、144.8[ppm]
EI−MS:m/z 324(M+)
元素分析(計算値):C 70.33(70.19)、H 4.97(4.98)
1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.77, 7.30, 7.35, 7.39, 7.43, 7.52, 7.71 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 44.1, 124.3, 127.7, 128.0, 128.0, 129.5, 130.9, 132.0, 135.0, 136.9, 143.4, 144.8 [ppm]
EI-MS: m / z 324 (M <+> )
Elemental analysis (calculated value): C 70.33 (70.19), H 4.97 (4.98)
(モノマー合成例2a)
4−n−ブチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニルの合成
(Monomer Synthesis Example 2a)
Synthesis of 4-n-butylthio-4 ′-(phenylthio) biphenyl
ヨードメタンの代わりにn−ブチルブロミド700質量部用いたこと以外はモノマー合成例1aと同様の操作を行って4−ブロモ−4’−(n−ブチルチオ)ビフェニルを収率72%にて得た。その後、 窒素置換した3つ口フラスコに、4−ブロモ−4’−(n−ブチルチオ)ビフェニル100質量部、テトラヒドロフラン(脱水)4,000質量部を加えた。反応溶液を、−78℃下でt−ブチルリチウム400質量部を加え、1時間攪拌した。続いて反応溶液にジフェニルジスルフィド100質量部を加え、25℃で3時間攪拌した。その後、反応溶液を塩化アンモニウム水溶液に注いで反応を停止し、ジエチルエーテルによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて脱水した。脱水した反応溶液を、ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターにて溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。粗生成物を、ヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーにより分離し、目的生成物を含む溶液を回収した。ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4−n−ブチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニルを収率72%にて得た。1H−NMR、13C−NMR、EI−MS、元素分析により生成物を確認した。 4-Bromo-4 ′-(n-butylthio) biphenyl was obtained in a yield of 72% by performing the same operation as in Monomer Synthesis Example 1a except that 700 parts by mass of n-butyl bromide was used instead of iodomethane. Thereafter, 100 parts by mass of 4-bromo-4 ′-(n-butylthio) biphenyl and 4,000 parts by mass of tetrahydrofuran (dehydrated) were added to a nitrogen-substituted three-necked flask. To the reaction solution, 400 parts by mass of t-butyllithium was added at −78 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour. Subsequently, 100 parts by mass of diphenyl disulfide was added to the reaction solution, followed by stirring at 25 ° C. for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into an aqueous ammonium chloride solution to stop the reaction. After extraction with diethyl ether and liquid separation, the organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. After filtering the dehydrated reaction solution, the solvent was removed from the filtrate with a rotary evaporator, and the crude product was obtained by drying under reduced pressure. The crude product was separated by column chromatography using hexane as a developing solvent, and a solution containing the target product was recovered. The solvent was removed with a rotary evaporator and dried under reduced pressure to obtain 4-n-butylthio-4 ′-(phenylthio) biphenyl in a yield of 72%. The product was confirmed by 1 H-NMR, 13 C-NMR, EI-MS, and elemental analysis.
1H−NMR(溶媒CDCl3):0.94、1.47、1.67、2.96、7.24−7.28、7.31、7.34−7.40、7.49、7.51[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):13.8、22.1、31.3、33.2、127.3、127.4、127.7、129.0、129.4、131.3、131.4、135.7、136.7、137.6、139.3[ppm]
EI−MS:m/z 350(M+)
元素分析(計算値):C 75.21(75.38)、H 6.35(6.33)
1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 0.94, 1.47, 1.67, 2.96, 7.24-7.28, 7.31, 7.34-7.40, 7.49, 7.51 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 13.8, 22.1, 31.3, 33.2, 127.3, 127.4, 127.7, 129.0, 129.4, 131.3, 131.4, 135.7, 136.7, 137.6, 139.3 [ppm]
EI-MS: m / z 350 (M + )
Elemental analysis (calculated value): C 75.21 (75.38), H 6.35 (6.33)
(モノマー合成例2b)
4−n−ブチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニルの合成
(Monomer Synthesis Example 2b)
Synthesis of 4-n-butylsulfinyl-4 ′-(phenylthio) biphenyl
4−メチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニルの代わりに4−n−ブチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニルを用いたこと以外は、モノマー合成例1cと同様の操作を行って4−n−ブチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニルを収率85%にて得た。1H−NMR、13C−NMR、EI−MS、元素分析により生成物を確認した。 4-n-butyl was prepared in the same manner as in Monomer Synthesis Example 1c except that 4-n-butylthio-4 ′-(phenylthio) biphenyl was used instead of 4-methylthio-4 ′-(phenylthio) biphenyl. Sulfinyl-4 ′-(phenylthio) biphenyl was obtained in a yield of 85%. The product was confirmed by 1 H-NMR, 13 C-NMR, EI-MS, and elemental analysis.
1H−NMR(溶媒CDCl3):0.93、1.42−1.50、1.59−1.78、2.83、7.29−7.43、7.53、7.69[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):13.8、22.0、24.3、57.2、124.7、127.6、127.8、128.0、129.5、130.9、131.8、135.0、136.7、138.3、143.0、143.1[ppm]
EI−MS:m/z 366(M+)
元素分析(計算値):C 72.09(72.12)、H 6.05(6.10)
1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 0.93, 1.42-1.50, 1.59-1.78, 2.83, 7.29-7.43, 7.53, 7.69 [ ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 13.8, 22.0, 24.3, 57.2, 124.7, 127.6, 127.8, 128.0, 129.5, 130.9, 131.8, 135.0, 136.7, 138.3, 143.0, 143.1 [ppm]
EI-MS: m / z 366 (M <+> )
Elemental analysis (calculated values): C 72.09 (72.12), H 6.05 (6.10)
(ポリマー合成例1a)
ポリ{メタンスルホン酸メチル4−[4−(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}の合成
(Polymer synthesis example 1a)
Synthesis of poly {methyl methanesulfonate 4- [4- (phenylthio) phenyl] phenylsulfonium}
セパラブルフラスコに、4−メチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニル100質量部、五酸化二リン50質量部を加え、更にメタンスルホン酸500質量部を0℃で滴下した。反応溶液を25℃で20時間攪拌した後、アセトンに注いで反応を停止した。析出した固体をろ過で取り出し、アセトンで洗浄した。その後、洗浄した固体を減圧乾燥することで、ポリ{メタンスルホン酸メチル4−[4−(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を収率93%にて得た。1H−NMRにより生成物を確認した。 To a separable flask, 100 parts by mass of 4-methylsulfinyl-4 ′-(phenylthio) biphenyl and 50 parts by mass of diphosphorus pentoxide were added, and 500 parts by mass of methanesulfonic acid was added dropwise at 0 ° C. The reaction solution was stirred at 25 ° C. for 20 hours, and then poured into acetone to stop the reaction. The precipitated solid was removed by filtration and washed with acetone. Thereafter, the washed solid was dried under reduced pressure to obtain poly {methyl methanesulfonate 4- [4- (phenylthio) phenyl] phenylsulfonium} at a yield of 93%. The product was confirmed by 1 H-NMR.
1H−NMR(溶媒DMSO−d6):3.84、7.63、7.87、8.04、8.15[ppm] 1 H-NMR (solvent DMSO-d 6 ): 3.84, 7.63, 7.87, 8.04, 8.15 [ppm]
(ポリマー合成例1b)
ポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)の合成
(Polymer synthesis example 1b)
Synthesis of poly (p-phenylenethio-p, p'-biphenylylene sulfide)
得られたポリ{メタンスルホン酸メチル4−[4−(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}100質量部、N−メチル−2−ピロリドン2000質量部をフラスコに加えた。反応溶液を25℃で30分攪拌した後、120℃で20時間攪拌した。反応溶液を水に投入して反応を停止し、析出物をろ過にてろ別した。続いて、析出物をクロロホルム、NMP、水で洗浄し、得られた固体を減圧乾燥することで、ポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)を収率43%にて得た(以下、PAS−1と表記することがある)。 100 parts by mass of the obtained poly {methyl methanesulfonate 4- [4- (phenylthio) phenyl] phenylsulfonium} and 2000 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone were added to the flask. The reaction solution was stirred at 25 ° C. for 30 minutes and then stirred at 120 ° C. for 20 hours. The reaction solution was poured into water to stop the reaction, and the precipitate was filtered off. Subsequently, the precipitate was washed with chloroform, NMP, and water, and the resulting solid was dried under reduced pressure to obtain poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide) at a yield of 43%. (Hereinafter sometimes referred to as PAS-1).
得られたポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)が164℃、融点が347℃、5%熱分解温度(T5%d)が507℃であった。図1は、得られたポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルを示す。図1の赤外吸収スペクトルにおいて、波数1160cm−1の付近に、スルホニル基のS=Oの伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されなかった。このことは、得られたポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)が実質的にスルホニル基を有していないことを示す。 As a result of thermal analysis of the obtained poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide), the glass transition temperature (Tg) was 164 ° C., the melting point was 347 ° C., and the 5% thermal decomposition temperature (T 5 % D ) was 507 ° C. FIG. 1 shows an infrared absorption spectrum of the obtained poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide). In the infrared absorption spectrum of FIG. 1, no absorption peak derived from the S═O stretching vibration of the sulfonyl group was observed in the vicinity of the wave number of 1160 cm −1 . This indicates that the obtained poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide) has substantially no sulfonyl group.
(ポリマー合成例2)
ポリ{メタンスルホン酸n−ブチル4−[4−(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}、及びポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)の合成
(Polymer synthesis example 2)
Synthesis of poly {n-butyl methanesulfonate 4- [4- (phenylthio) phenyl] phenylsulfonium} and poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide)
4−メチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニルの代わりに4−n−ブチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニルを用いたこと以外はポリマー合成例1aと同様の操作を行って、ポリ{メタンスルホン酸n−ブチル4−[4−(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を収率95%にて得た。1H−NMRにより生成物を確認した。 The same procedure as in Polymer Synthesis Example 1a was performed, except that 4-n-butylsulfinyl-4 ′-(phenylthio) biphenyl was used instead of 4-methylsulfinyl-4 ′-(phenylthio) biphenyl. N-butyl 4- [4- (phenylthio) phenyl] phenylsulfonium sulfonate was obtained with a yield of 95%. The product was confirmed by 1 H-NMR.
1H−NMR(溶媒DMSO−d6):0.81、1.40、1.54、4.31、7.40、7.82、7.99、8.04、8.15[ppm] 1 H-NMR (solvent DMSO-d 6 ): 0.81, 1.40, 1.54, 4.31, 7.40, 7.82, 7.99, 8.04, 8.15 [ppm]
得られたポリ{メタンスルホン酸n−ブチル4−[4−(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を用いたこと以外はポリマー合成例1bと同様の操作を行うことで、ポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)を収率56%にて得た(以下、PAS−2と表記することがある)。 The same procedure as in Polymer Synthesis Example 1b was performed except that the obtained poly {n-butyl methanesulfonate 4- [4- (phenylthio) phenyl] phenylsulfonium} was used, so that poly (p-phenylenethio- p, p′-biphenylylene sulfide) was obtained in a yield of 56% (hereinafter sometimes referred to as PAS-2).
得られたポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)が159℃、融点が348℃、5%熱分解温度(T5%d)が507℃であった。図2は、得られたポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルを示す。図2の赤外吸収スペクトルにおいて、波数1160cm−1の付近に、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されなかった。 As a result of thermal analysis of the obtained poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide), the glass transition temperature (Tg) was 159 ° C., the melting point was 348 ° C., and the 5% thermal decomposition temperature (T 5 % D ) was 507 ° C. FIG. 2 shows an infrared absorption spectrum of the obtained poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide). In the infrared absorption spectrum of FIG. 2, an absorption peak derived from S═O stretching vibration of the sulfonyl group was not observed in the vicinity of the wave number of 1160 cm −1 .
〔比較合成例〕
圧力計、温度計、コンデンサ−、デカンタ−を連結した撹拌翼付きジルコニウムライニングの1リットルオートクレーブにp−ジクロロベンゼン(以下、「p−DCB」と略記する。)220.5g(1.5モル)、NMP29.7g(0.3モル)、47.43質量%NaSH水溶液177.29g(1.5モル)、及び48.71質量%NaOH水溶液123.18g(1.5モル)を仕込み、撹拌しながら窒素雰囲気下で173℃まで2時間掛けて昇温して、水177.98gを留出させた後、釜を密閉した。その際、共沸により留出したp−DCBはデカンタ−で分離して、随時釜内に戻した。脱水終了後、内温を160℃に冷却し、NMP267.65g(2.7モル)を仕込み、230℃まで昇温し、230℃で5時間撹拌した後、250℃まで40分で昇温し、250℃で1時間撹拌した。冷却後、得られたスラリーを3リットルの水に注いで80℃で1時間撹拌した後、濾過した。このケーキを再び3リットルの温水で1時間撹拌し、洗浄した後、濾過した。この操作を4回繰り返し、濾過後、熱風乾燥機を用いて120℃で一晩乾燥して白色の粉末状のPPS(表1においてPAS−3と表記) 154gを得た。
得られた固体について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)92℃、融点277℃であったことから、ポリフェニレンスルフィドが生成していることを確認した。
[Comparative synthesis example]
220.5 g (1.5 mol) of p-dichlorobenzene (hereinafter abbreviated as “p-DCB”) in a 1-liter autoclave of zirconium lining with stirring blades connected with a pressure gauge, a thermometer, a condenser, and a decanter. , 29.7 g (0.3 mol) of NMP, 177.29 g (1.5 mol) of 47.43 wt% aqueous NaOH solution, and 123.18 g (1.5 mol) of 48.71 wt% aqueous NaOH solution were stirred and stirred. Then, the temperature was raised to 173 ° C. over 2 hours under a nitrogen atmosphere to distill 177.98 g of water, and the kettle was sealed. At that time, p-DCB distilled by azeotropic distillation was separated by a decanter and returned to the inside of the kettle as needed. After completion of dehydration, the internal temperature was cooled to 160 ° C., 267.65 g (2.7 mol) of NMP was charged, the temperature was raised to 230 ° C., stirred at 230 ° C. for 5 hours, and then heated to 250 ° C. in 40 minutes. , And stirred at 250 ° C. for 1 hour. After cooling, the resulting slurry was poured into 3 liters of water, stirred at 80 ° C. for 1 hour, and then filtered. The cake was again stirred with 3 liters of warm water for 1 hour, washed and filtered. This operation was repeated 4 times, and after filtration, dried at 120 ° C. overnight using a hot air dryer to obtain 154 g of white powdery PPS (indicated as PAS-3 in Table 1).
As a result of thermal analysis of the obtained solid, it was confirmed that polyphenylene sulfide was formed since it had a glass transition temperature (Tg) of 92 ° C. and a melting point of 277 ° C.
実施例1〜4、比較例1
〔ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物(PASコンポジット)〕
<原料>
ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を調製するため、以下の材料を準備した。
Examples 1-4, Comparative Example 1
[Polyarylene sulfide resin composition (PAS composite)]
<Raw material>
In order to prepare the polyarylene sulfide resin composition, the following materials were prepared.
(充填剤・添加剤)
・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
・GF:ガラス繊維チョップドストランド(繊維径10μm、長さ3mm)
・エラストマー:住友化学製、ボンドファースト7L
・CF:ピッチ系炭素繊維、引張弾性率560GPa
・CaCO3(炭酸カルシウム):丸尾カルシウム株式会社製、「カルテックス5」(粉末状、平均粒径1.2μm)
(Filler / Additive)
・ Epoxysilane: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane ・ GF: Glass fiber chopped strand (fiber diameter 10 μm,
Elastomer: Sumitomo Chemical, Bond First 7L
CF: pitch-based carbon fiber, tensile elastic modulus 560 GPa
CaCO 3 (calcium carbonate): “Caltex 5” (powder, average particle size 1.2 μm), manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd.
<評価法>
[浸漬試験による膨潤特性]
・試験片…1mm(厚)×60mm(幅)×60mm(長)
・浸漬液:メタノール/イソオクタン/トルエン=15/42.5/42.5(体積比)
・浸漬条件:80℃×2000時間
・試験結果…浸漬前後の重量をn=3で量り、以下の式より重量増加率を算出し、その平均値を膨潤特性の試験結果とした。
(重量増加率)= ((浸漬後重量)−(浸漬前重量))/(浸漬前重量)×100
<Evaluation method>
[Swelling characteristics by immersion test]
-Test piece: 1 mm (thickness) x 60 mm (width) x 60 mm (long)
-Immersion solution: methanol / isooctane / toluene = 15 / 42.5 / 42.5 (volume ratio)
Immersion conditions: 80 ° C. × 2000 hours Test result: The weight before and after immersion was measured at n = 3, the weight increase rate was calculated from the following formula, and the average value was used as the test result of the swelling property.
(Weight increase rate) = ((weight after immersion) − (weight before immersion)) / (weight before immersion) × 100
[ガス発生量]
ガスクロマトグラフ質量分析装置(島津製作所製、GC-2010)を用いて、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の所定量のサンプルを325℃で15分間加熱し、そのときのガス発生量を質量%として定量した。
[Gas generation amount]
Using a gas chromatograph mass spectrometer (manufactured by Shimadzu Corporation, GC-2010), a predetermined amount of a sample of the polyarylene sulfide resin composition was heated at 325 ° C. for 15 minutes, and the amount of gas generated at that time was quantified as mass%. .
<コンパウンドの作製と評価>
表1に示す配合組成で各原料を、タンブラーを用いて均一に混合した後、2軸混練押出機(TEM−35B、東芝機械)を用いて6ゾーンの各バレル温度の範囲が370〜410℃の範囲になるように溶融混練して、ペレット状のコンパウンドを得た。得られたコンパウンドを、3ゾーンの各シリンダー温度を370〜410℃の範囲にし、金型温度:200℃の条件で射出成形し、曲げ特性、シャルピー衝撃強さ、耐酸性試験、耐アルカリ性試験又は耐熱水性試験に用いる試験片を作製し、各種評価を行った。また、PASコンパウンドについて、発生ガス量を測定した。評価結果を表1に示す。
<Production and evaluation of compound>
After each raw material is uniformly mixed using a tumbler with the composition shown in Table 1, each barrel temperature range of 6 zones is 370 to 410 ° C. using a twin-screw kneading extruder (TEM-35B, Toshiba Machine). The mixture was melt-kneaded so as to satisfy the above range to obtain a pellet-like compound. The obtained compound was injection-molded under the conditions of the mold temperature: 200 ° C. with each cylinder temperature in the three zones in the range of 370 to 410 ° C., bending properties, Charpy impact strength, acid resistance test, alkali resistance test or Test pieces used for the hot water resistance test were prepared and subjected to various evaluations. Further, the amount of generated gas was measured for the PAS compound. The evaluation results are shown in Table 1.
表1に示される結果から明らかなように、ポリマー合成例1、2のPAS樹脂を用いた実施例1〜4のものの膨潤度(浸漬前後の重量増加率)は、比較合成例のPAS樹脂を用いた比較例1のものよりも著しく小さく、耐膨潤性に優れることが明らかとなるだけでなく、かつ、発生ガス量も比較合成例のPAS樹脂を用いた比較例1に比して顕著に低減できることが明らかとなった。その理由は、確定した理論ではないものの、結晶性で、かつ高度な耐熱性を持つビフェニル骨格に由来するものと考えられる。 As is clear from the results shown in Table 1, the swelling degree (weight increase rate before and after immersion) of Examples 1 to 4 using the PAS resins of Polymer Synthesis Examples 1 and 2 is the same as that of the PAS resin of Comparative Synthesis Example. Not only is it significantly smaller than that of Comparative Example 1 used, and it is clear that the swelling resistance is excellent, and the amount of generated gas is significantly higher than that of Comparative Example 1 using the PAS resin of Comparative Synthesis Example. It became clear that it could be reduced. Although the reason is not a fixed theory, it is thought to be derived from a biphenyl skeleton having crystallinity and high heat resistance.
Claims (5)
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有しており、当該ポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されないことを特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
The polyarylene sulfide resin has a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1.1), and in the infrared absorption spectrum of the polyarylene sulfide resin, S═O stretching of the sulfonyl group A polyarylene sulfide resin composition characterized in that an absorption peak derived from vibration is not observed.
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有しており、当該ポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されないことを特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。
The polyarylene sulfide resin has a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1.1), and in the infrared absorption spectrum of the polyarylene sulfide resin, S═O stretching of the sulfonyl group A method for producing a polyarylene sulfide resin composition, wherein an absorption peak due to vibration is not observed.
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