JP2018154830A - ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリアリーレンスルフィド、球状グラファイトを含むグラファイト、窒化ホウ素、ならびに硫化亜鉛、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも一つの無機充填剤を含むポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物及び該組成物を成形して得られる成形体。
【選択図】なし
Description
したがって、本発明の目的は、水平方向および垂直方向における優れた熱伝導性、ならびに、優れた機械的特性、例えば引張り強さおよび衝撃強さを有する、ポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物を提供することである。
ポリアリーレンスルフィド、
球状グラファイトを含むグラファイト、
窒化ホウ素、ならびに
硫化亜鉛、酸化マグネシウム、および酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種の無機充填剤、
を含む、ポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物を提供する。
本発明は、ポリアリーレンスルフィド;球状グラファイトを含むグラファイト;窒化ホウ素;ならびに、硫化亜鉛、酸化マグネシウム、および酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種の無機充填剤を含む、ポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物を提供する。
ポリアリーレンスルフィドは、回転円盤粘度計で、300℃で測定した場合、10〜50,000ポアズ、約100〜20,000ポアズ、約300〜10,000ポアズ、約600〜900ポアズ、または約600〜850ポアズの溶融粘度を有する。溶融粘度が上の範囲内にある場合、樹脂組成物の加工性を向上させることができ、樹脂組成物は、優れた機械的特性を有し得る。
窒化ホウ素は、その表面が有機コーティング処理されたものであり得る。例えば、窒化ホウ素は、その表面が、有機材料、例えばステアリン酸、有機チタネート、有機ジルコネート、またはポリジメチルシロキサンによりコーティングされたものであってもよい。その表面に有機コーティングを有する窒化ホウ素は、ポリアリーレンスルフィドとの接触面積、親和性、および相溶性を向上させ得る。
グラファイトは球状グラファイトを含む。さらに、グラファイトは、1〜1,000μmの平均粒径を有し得る。
無機充填剤は、硫化亜鉛、酸化マグネシウム、および酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種である。
樹脂組成物は、さらに、金属酸化物、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、充填剤、酸化防止剤、および相溶化剤からなる群から選択される少なくとも1種の添加剤を含み得る。具体的には、添加剤は、樹脂組成物の全重量に対して、0.1〜50重量%、1〜30重量%、1〜20重量%、または5〜15重量%の量で含まれ得る。
本発明は、上記のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物を成形することによって製造される成形品を提供する。
5,130gのp−ジヨードベンゼン(p−DIB)および450gの硫黄を、反応器内の温度を測定できる熱電対と、窒素パージおよび真空の適用ができる真空ラインとを装備した5リットルの反応器に投入した。次いで、反応器を180℃に加熱して、反応物を、完全に溶融、混合した。その後、220℃および350Torrの初期反応条件から、300℃の最終反応温度および0.6〜0.9Torrの最終反応圧力へと、4時間わたって徐々に、温度は上昇し、圧力は低下し、重合反応は、硫黄を、添加毎に19gの量で7回、添加しながら行った。
溶融粘度は、回転円盤粘度計により、Tm+20℃で測定した。周波数掃引法による測定において、角周波数は、0.6〜500rad/sで測定され、1.0rad/sでの粘度が、溶融粘度と定められた。
温度を、示差走査熱量計(DSC)で、10℃/分の速度で、30℃から320℃まで上げ、温度を30℃まで下げ、その後、再び、温度を、10℃/分の速度で、30℃から320℃まで上げて、融点を測定した。
PPS樹脂を、0.4重量%の濃度で、1−クロロナフタレンに、250℃で25分間攪拌して溶かし、試料を準備した。次いで、試料を、1ml/分の流量で、高温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(210℃で)に流し、カラムで、異なる分子量を有するポリフェニレンスルフィドに、順次、分離した。異なる分子量を有する分離されたポリフェニレンスルフィドの強度を、RI検出器で測定した。既知の分子量を有する標準試料(すなわち、ポリスチレン)を用いて、較正曲線を準備し、試料の相対的な数平均分子量(Mn)および分子量分布(PDI)を計算した。
主鎖の末端にアミン基を有するポリフェニレンスルフィド樹脂(以下では、「PPS−2樹脂」と呼ばれる)を、反応性基を有する化合物として4−ヨード安息香酸の代わりに4−ヨードアニリンを用いること以外は調製例1と同様にして、調製した。
主鎖の末端にヒドロキシル基を有するポリフェニレンスルフィド樹脂(以下では、「PPS−3樹脂」と呼ばれる)を、反応性基を有する化合物として4−ヨード安息香酸の代わりに4,4’−ジチオジフェノールを用いること以外は調製例1同様にして、調製した。
主鎖の末端に置換基を有さないポリフェニレンスルフィド樹脂(以下では、「PPS−4樹脂」と呼ばれる)を、4−ヨード安息香酸を使用しない以外は調製例1と同様にして、調製した。
255.9gの硫化ナトリウムおよび500mlのN−メチル−2−ピロリドン(以下では、NMPと呼ばれる)を、撹拌機および脱水浴を装備した1.7リットルの加圧反応器に投入し、次いで、それを窒素でパージした。加圧反応器に入った材料を、窒素流の下で、160℃に加熱し、1時間保ち、次いで、250℃に加熱して、水を除去した。その後、加圧反応器内の温度を、170℃に冷却し、脱水された材料に、300mlのNMPに溶かしたp−ジクロロベンゼンの溶液を加えた。加圧反応器を密封し、250℃に加熱して、反応を3時間行った。ここで、反応圧力は、5.0kgf/cm2に保った。
ポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物の調製
酸化防止剤、PPS樹脂、相溶化剤、および高密度ポリエチレン(HDPE)を、下の表1に示される組成に従って、スーパーミキサーで均一に混合して、1次組成物を得た。1次組成物を、自動秤量し、2軸押出機(40mmの押出機、L/D:40)のホッパーに供給した。
PPS樹脂組成物を、成分およびそれらの量が下の表1〜3に示された通りであること以外は例1と同様にして、調製した。次の表1〜3における成分の量は、重量%で表されている。
例および比較例で調製された樹脂組成物は、下記の方法に従って、それらの物理的特性を評価するために分析され、測定結果は下の表5〜7に示される。
熱伝導率は、ASTM D1461の方法に従って、熱容量および熱拡散率を測定することによって、計算した。具体的には、例および比較例で得られた樹脂組成物試料の熱容量および熱拡散率は、NETZSCH(LFA 427)レーザーフラッシュ装置を用いて測定し、密度は、密度勾配管を用いて測定した。熱伝導率は、熱容量、熱拡散率、および密度を掛け合わせることによって計算した。
電気伝導率は、ASTM D257に従って、体積抵抗を測定することによって評価した。材料が1012Ω・cm以上の電気伝導率を有する場合、それは絶縁タイプと呼ばれる(すなわち、電気は流れない)。材料が106Ω・cm以下の電気伝導率を有する場合、それは導電タイプと呼ばれる(すなわち、電気は流れる)。
この式において、Aは電極の接触断面積(cm2)であり、tは測定対象の厚さ(cm)であり、Rmは測定された抵抗(Ω)である。
例および比較例で得られた樹脂組成物試料の引張り強さは、ASTM D 638の方法に従って測定した。
例および比較例で得られた樹脂組成物試料の衝撃強さは、ASTM D 256の方法に従って測定した。
例および比較例で得られた樹脂組成物試料の比重は、ASTM D 792の方法に従って測定した。
例および比較例で得られた樹脂組成物試料から、直径2.54mm、厚さ1mmの円形試験体、および、長さ150mm、幅150mm、厚さ3mmのプレート試験体を準備した。ホットプレスを100℃に設定し、プレート試験体の表面温度が80℃に達するまで、熱を加えた。室温で、プレート試験体の表面温度が50℃に下がるまでの時間を測定した。
例3の樹脂組成物を、射出成形機を用い、315〜350℃のシリンダー温度、および150℃の金型温度で、成形した。その後、成形品の前面を、一般的な無電解めっき法によってめっきした。無電解めっきは、表面エッチングの後で行った。
湿式無電解めっきの代わりに真空蒸着めっきを用いる以外は例13と同様にして、成形品を製造した。
成形品を、例12の樹脂組成物を用いる以外は例13と同様にして、製造した。
例13〜15で調製された成形品を、下記の方法に従って、それらの接着強さを評価するために試験し、測定結果を下の表8に示す。
Claims (18)
- ポリアリーレンスルフィド、
球状グラファイトを含むグラファイト、
窒化ホウ素、ならびに
硫化亜鉛、酸化マグネシウム、および酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種の無機充填剤、
を含む、ポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。 - 前記ポリアリーレンスルフィドが、回転円盤粘度計において300℃で測定した場合、10〜50,000ポアズの溶融粘度を有する、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記ポリアリーレンスルフィドが、5,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記グラファイトが、球状グラファイトおよび膨張性グラファイトを含む、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記グラファイトが、1〜1,000μmの平均粒径を有する請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記グラファイト、前記窒化ホウ素、および前記無機充填剤が、前記ポリアリーレンスルフィド中で、互いに表面接触して、構造上互いに接続している、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記窒化ホウ素が、その表面が有機コーティング処理されたものである、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記窒化ホウ素が、六方晶結晶構造を有し、平均粒径が5〜1,000μmおよびアスペクト比が50〜300のである、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記窒化ホウ素が、異なる平均粒径を有する2種以上の窒化ホウ素を含む、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 10〜80重量%の前記ポリアリーレンスルフィド、1〜50重量%の前記グラファイト、1〜50重量%の前記窒化ホウ素、および1〜50重量%の前記無機充填剤を含む、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 金属酸化物、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、充填剤、酸化防止剤、および相溶化剤からなる群から選択される少なくとも1種の添加剤をさらに含む、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記相溶化剤が、シラン化合物、無水マレイン酸、チタネート、ジルコネート、フマル酸、ホスフェート、ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、およびワックスからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項11に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記充填剤が、5〜15μmの平均粒径、および2〜6mmの長さを有するガラス繊維を含む、請求項11に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 前記添加剤が、前記樹脂組成物の全重量に対して、0.1〜50重量%の量で含まれる、請求項11に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物。
- 請求項1から14のいずれか1項に記載のポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物を成形することによって製造される成形品。
- フィルム、シート、または繊維の形態である、請求項15に記載の成形品。
- 自動車部品、電気部品、電子部品、または工業材料に使用される、請求項15に記載の成形品。
- 移動通信中継器のための部品である、請求項17に記載の成形品。
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