JP2018162406A - 樹脂組成物、樹脂組成物の製造方法、成形体及び車両用部品 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネートの成形体は、部品の薄肉化や細密化に伴い、より高性能化が求められている。その性能として、耐熱性と金型からの離型性が挙げられる。特に、テールランプやヘッドランプ等の車両用部品は、高温で金型成形された後、自動車等の車両が高温多湿下でも用いられるため、より優れた耐熱性と金型からの離型性が求められている。
(2)官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)の官能基が、カルボニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種である、前記の樹脂組成物。
(3)官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)の分子量が、100〜500である、前記の樹脂組成物。
(4)官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)が、ステアリン酸、パルチミン酸、ベヘニン酸、モンタン酸、ステアリルアルコール、ステラアマイド、流動パラフィンおよびワックスからなる群より選ばれる少なくとも1種である、前記の樹脂組成物。
(5)官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)の含有量が、共重合体(A)100質量部に対して、0.01〜1質量部である、前記の樹脂組成物。
(6)共重合体(A)が、更に、無水グルタル酸単位(A3)を含む、前記の樹脂組成物。
(7)共重合体(A)を構成する単位において、メチル(メタ)アクリレート単位(A1)が80mol%以上、(メタ)アクリル酸由来の繰り返し単位(A2)が1mol%〜15mol%、及び無水グルタル酸単位(A3)が5mol%以下である、前記の樹脂組成物。
(8)下記式(1’)で示すグルタル酸無水物単位(A3)への変換率が、0.1%〜30%である、前記の樹脂組成物。
グルタル酸無水物単位(A3)への変換率(%)={[共重合体中のグルタル酸無水物単位(A3)の割合(mol%)]/([共重合体中の(メタ)アクリル酸単位(A2)の割合(mol%)]+[共重合体中のグルタル酸無水物単位(A3)の割合(mol%)])}×100・・・(1’)
(10)重合方法が、懸濁重合である、前記の樹脂組成物の製造方法。
(11)官能基が1つ以下の離型剤(B)の含有量が、前駆体100質量部に対して、0.01〜1質量部である、前記の樹脂組成物の製造方法。
(12)溶融混練温度が、150℃〜270℃である、前記の樹脂組成物の製造方法。
(14)前記の成形体を含む車両用部品。
積分分子量分布より求めた250℃、1時間加熱後のlog[2Mw]以上の割合%/積分分子量分布より求めた加熱前のlog[2Mw]以上の割合%≦1.5・・・(2’)
また、本発明の樹脂組成物の製造方法は、得られる樹脂組成物の耐熱性、離型性、流動性に優れる。
更に、本発明の成形体は、耐熱性、離型性、流動性に優れる。
尚、本明細書において、共重合体中の各単位の含有率は、1H−NMR測定から算出した値とする。
離型剤(B)は官能基が1つ以下の有機物である。すなわち官能基が1つ及び官能基が無い有機物の内の少なくともいずれかである。中でも官能基が1つの有機物であることがより好ましい。官能基が1つ以下であると、溶融混練や溶融成形の際に共重合体(A)の反応性官能基との架橋反応による高分子量化が起こらず、流動性が低下しない。ここで言う官能基としては、特に限定されないが例えばカルボニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基などが挙げられる。
無水グルタル酸単位(A3)への変換率(%)={[共重合体中の無水グルタル酸単位(A3)の割合(mol%)]/([共重合体中の(メタ)アクリル酸単位(A2)の割合(mol%)]+[共重合体中の無水グルタル酸単位(A3)の割合(mol%)])}×100・・・(1’)
無水グルタル酸単位(A3)への変換率は、0.1%以上5%以下が好ましく、0.1%以上3%以下がより好ましい。無水グルタル酸単位(A3)への変換率が0.1%以上であると、共重合体の耐熱性に優れる。また、無水グルタル酸単位(A3)への変換率が5%以下であると、特に、外観の観点で、アクリル樹脂本来の性能を損なわない。
メチル(メタ)アクリレート(a1)の中でも、共重合体の外観、機械特性に優れることから、メチルメタクリレートが主成分であることが好ましい。また、共重合体の耐熱分解性を向上させる観点で、メチルアクリレートをメチルメタクリレートと共に用いることがより好ましい。
単位(A1)も同様に、共重合体の外観、機械特性に優れることから、メチルメタクリレート単位が主成分であることが好ましい。また、共重合体の耐熱分解性を向上させる観点で、メチルアクリレート単位がメチルメタクリレート単位と共に含まれることがより好ましい。
(メタ)アクリル酸(a2)の中でも、共重合体の耐熱性に優れることから、メタクリル酸が好ましい。
単位(A2)も同様に、共重合体の耐熱性に優れることから、メタクリル酸単位が好ましい。
他の単量体(a4)は、メチル(メタ)アクリレート(a1)、(メタ)アクリル酸(a2)と共重合が可能なものであればよい。
尚、本明細書において、質量平均分子量は、標準試料として標準ポリスチレンを用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した値とする。
単量体混合物の重合における連鎖移動剤の含有量は、所望の共重合体の質量平均分子量とすることができることから、単量体混合物100質量部に対して、0.1質量部以上0.5質量部以下が好ましく、0.15質量部以上0.4質量部以下がより好ましい。
尚、本明細書において、ビカット軟化温度は、ISO306のA50法に準拠して測定した値とする。
他の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、光拡散剤、艶消剤、滑剤、帯電防止剤、顔料等の着色剤等が挙げられる。これらの他の添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
日光等の紫外線による共重合体の劣化を抑制することから、樹脂組成物中に紫外線吸収剤を含むことが好ましい。
溶融混練や溶融成形の際に共重合体の熱劣化を抑制することから、樹脂組成物中に酸化防止剤を含むことが好ましい。
自動車の車両用部品としては、例えば、リアランプアウターカバー、リアランプ内部の光学部材、ヘッドライト用のインナーレンズ(プロジェクターレンズやPESレンズと称される場合がある)、メーターカバー、ドアミラーハウジング、ピラーカバー(サッシュカバー)、ライセンスガーニッシュ、フロントグリル、フォグガーニッシュ、エンブレム等が挙げられる。
実施例・比較例で得られた共重合体及び重ジメチルスルホキシドを、撹拌子を備えた20mlのシュレンク管に供給し、撹拌しながら80℃に加熱し、共重合体を溶解させた。その後、23℃まで冷却し、ベンジルアミンをシュレンク管に供給し、撹拌しながら80℃に加熱した。1時間反応させた後、反応溶液を抜き取り、核磁気共鳴装置(varian社製、270MHz)を用い、測定温度80℃、積算回数32回の条件で、1H−NMR測定を行った。
得られた1H−NMR測定結果から、3.7ppm付近に存在するシングレットピークの未反応ベンジルアミンのベンジルプロトンの積分値と、4.2ppm付近に存在するシングレットピークのグルタル酸ベンジルアミドのベンジルプロトンの積分値との比から、共重合体中の単位(A3)の含有率を算出した。また、3.5ppm付近に存在するシングレットピークの単位(A1)由来のプロトンの積分値、0.5ppm以上2.5ppm以下付近に存在する単位(A1)と単位(A2)由来のプロトンの積分値をそれぞれ、3.7ppm付近に存在するシングレットピークの未反応ベンジルアミンのベンジルプロトンの積分値と比をとることで、共重合体中の単位(A1)及び単位(A2)の含有率を算出した。
実施例・比較例で得られた共重合体20mgを、10mlのテトラヒドロフランに溶解し、0.2μmメンブレンフィルターで濾過して、試料溶液を得た。得られた試料溶液について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(機種名「HLC−8320 GPC Eco SEC」、東ソー(株)製)を用い、質量平均分子量を測定した。分離カラムとして「TSKgel SuperHM−H」(商品名、東ソー(株)製、内径6.0mm×長さ15cm)を2本直列にしたもの、溶媒としてテトラヒドロフラン、検出器として示差屈折計、標準試料として標準ポリスチレンを用い、流量0.6ml/分、測定温度40℃、注入量0.01mlの条件とした。
実施例・比較例で得られた樹脂組成物の質量平均分子量(Mw)および積分分子量分布を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用い、測定した。次に、実施例・比較例で得られた樹脂組成物を、250℃に加熱した乾燥機(機種名「DRV320DA」、アドバンテック東洋(株)製)中で1時間加熱した後、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用い、積分分子量分布を測定した。測定条件は、前記(質量平均分子量)の項に記載している条件と同条件とした。下記式(2’)の条件を満たす樹脂組成物の流動性を「○」、満たさない樹脂組成物のそれを「×」とした。
積分分子量分布より求めた加熱後のlog[2Mw]以上の割合%/積分分子量分布より求めた加熱前のlog[2Mw]以上の割合%≦1.5・・・(2’)
加熱による高分子量体の増加率(式(2’))は、0.8以上1.5以下が好ましく、0.9以上1.1以下がより好ましい。高分子量体の増加率が0.8以上であると、共重合体の熱分解による発泡が抑えられ、外観に優れる。また、高分子量体の増加率が1.5以下であると、流動性に優れる。
実施例・比較例で得られた樹脂組成物を、射出成形機(機種名「IS−100」、東芝機械(株)製)を用い、成形温度250℃、成形時間360秒の条件で射出成形し、80mm×8mm×4mmの成形体を得た。得られた80mm×8mm×4mmの成形体を切断し、40mm×8mm×4mmの成形体を得た後、80℃で16時間アニールを行い、得られた成形体を耐熱性評価の試験片として用いた。
耐熱性評価として、HDT/VICAT試験機(機種名「No.148−HAD ヒートデストーションテスター」、(株)安田精機製作所製)を用い、ISO306のA50法に準拠し、ビカット軟化温度試験を行い、ビカット軟化温度を測定した。
尚、各共重合体3回ビカット軟化温度試験を行い、その平均値をビカット軟化温度とした。
実施例・比較例で得られた樹脂組成物を射出成形機(機種名「IS−100」、東芝機械(株)製)を用い、成形温度250℃、成形時間360秒の条件で射出成形し、100mm×50mm×2mmの成形体を得た。
いずれも安定的に剥離したものを「○」、剥離し難いものがあったものを「×」と評価した。
脱イオン水900質量部、メタクリル酸2−スルホエチルナトリウム60質量部、メタクリル酸カリウム10質量部及びメチルメタクリレート12質量部を、撹拌機、温度計及び冷却管を備えたフラスコに供給し、窒素を放流しながら、フラスコの内温が50℃になるよう加熱した。その後、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩0.08質量部を供給し、フラスコの内温が60℃になるよう加熱した。その後、滴下ポンプを用いて、メチルメタクリレートを0.24質量部/分の速度で75分間滴下した。その後、6時間保持し、分散剤(固形分10質量%)を得た。
脱イオン水2000質量部及び硫酸ナトリウム4.2質量部を、攪拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに供給し、320rpmの撹拌速度で15分間撹拌した。その後、メチルメタクリレート(95mol%)(商品名「アクリエステルM」、三菱レイヨン(株)製)1339.4質量部、メタクリル酸(5mol%)60.6質量部、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(重合開始剤、商品名「V−59」、和光純薬工業(株)製)2.8質量部、n−オクチルメルカプタン(連鎖移動剤、東京化成工業(株)製)4.2質量部(単量体合計100質量部に対する含有量が0.3質量部)及びリケマールS−100A(離型剤、理研ビタミン(株)製)2.8質量部(単量体合計100質量部に対する含有量が0.2質量部)をセパラブルフラスコに供給し、5分間撹拌した。その後、製造例0で製造した分散剤6.72質量部をセパラブルフラスコに供給し、撹拌し、セパラブルフラスコ中の単量体混合物を水中に分散させた。その後、窒素ガスを15分間放流した。
その後、セパラブルフラスコの内温が75℃になるよう加熱し、重合発熱ピークが観測されるまでその温度を保持した。重合発熱ピークが観測された後、セパラブルフラスコの内温が90℃になるよう加熱し、60分間保持し、重合を完了させた。その後、セパラブルフラスコ内の混合物を濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、80℃で16時間乾燥し、ビーズ状の前駆体(1)を得た。
単量体混合物中のメチル(メタ)アクリレート(a1)、(メタ)アクリル酸(a2)の含有率及び離型剤の種類・含有量を表1のように変更したこと以外は製造例1と同様の操作を行い、ビーズ状の前駆体(2)〜(4)を得た。
得られたビーズ状の前駆体(1)を、二軸混練押出機(Werner&Pfleiderer社製、30mmφ)を用い、混練温度250℃、混練時間60秒で溶融混練し、グルタル酸無水物単位(A3)を形成させ、ペレット状の樹脂組成物を得た。
用いる前駆体を前駆体(2)〜(4)とすること以外は実施例1と同様の操作を行い、ペレット状の樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の評価結果を、表2に示す。
一方、比較例1で得られた樹脂組成物は、離型性に劣り、比較例2で得られた樹脂組成物は、加熱後に高分子量化しており流動性に劣った。また、比較例3で得られた樹脂組成物は、耐熱性に劣った。
Claims (15)
- メチル(メタ)アクリレート単位(A1)及び(メタ)アクリル酸単位(A2)を含む共重合体(A)と、官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)とを含む、樹脂組成物。
- 官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)の官能基が、カルボニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の樹脂組成物。
- 官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)の分子量が、100〜500である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- 官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)が、ステアリン酸、パルチミン酸、ベヘニン酸、モンタン酸、ステアリルアルコール、ステラアマイド、流動パラフィンおよびワックスからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)の含有量が、共重合体(A)100質量部に対して、0.01〜1質量部である、請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 共重合体(A)が、更に、無水グルタル酸単位(A3)を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 共重合体(A)を構成する単位において、メチル(メタ)アクリレート単位(A1)が80mol%以上、(メタ)アクリル酸由来の繰り返し単位(A2)が1mol%〜15mol%、及び無水グルタル酸単位(A3)が5mol%以下である、請求項6いずれかに記載の樹脂組成物。
- 下記式(1’)で示すグルタル酸無水物単位(A3)への変換率が、0.1%〜30%である、請求項6又は7に記載の樹脂組成物。
グルタル酸無水物単位(A3)への変換率(%)={[共重合体中のグルタル酸無水物単位(A3)の割合(mol%)]/([共重合体中の(メタ)アクリル酸単位(A2)の割合(mol%)]+[共重合体中のグルタル酸無水物単位(A3)の割合(mol%)])}×100・・・(1’) - メチル(メタ)アクリレート(a1)及び(メタ)アクリル酸(a2)を含む単量体を重合して前駆体を得て、得られた前駆体と官能基が1つ以下の有機物である離型剤(B)とを溶融混練する、樹脂組成物の製造方法。
- 重合方法が、懸濁重合である、請求項9に記載の樹脂組成物の製造方法。
- 官能基が1つ以下の離型剤(B)の含有量が、前駆体100質量部に対して、0.01〜1質量部である、請求項9又は10に記載の樹脂組成物の製造方法。
- 溶融混練温度が、150℃〜270℃である、請求項9〜11のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の樹脂組成物を成形した成形体。
- 請求項13に記載の成形体を含む車両用部品。
- メチル(メタ)アクリレート単位(A1)及び(メタ)アクリル酸単位(A2)を含む共重合体であり、下記条件(2’)を満たす樹脂組成物
積分分子量分布より求めた250℃、1時間加熱後のlog[2Mw]以上の割合%/積分分子量分布より求めた加熱前のlog[2Mw]以上の割合%≦1.5・・・(2’)
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