JP2020152901A - 耐光性熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
ポリエステル樹脂(A1)5〜100質量%及び該ポリエステル樹脂以外の熱可塑性樹脂(A2)0〜95質量%からなる熱可塑性樹脂(A)と、紫外線吸収剤(B)と、N−R型又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)と、を含有し、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記紫外線吸収剤(B)の含有量が、0.1〜1.5質量部であり、前記ヒンダードアミン系光安定剤(C)の含有量が、0.1〜1.5質量部である、耐光性熱可塑性樹脂組成物(以下、「本発明の樹脂組成物」と称する場合がある)を提供する。
本発明の樹脂組成物は、ポリエステル樹脂(A1)と、該ポリエステル樹脂以外の熱可塑性樹脂(A2)と、紫外線吸収剤(B)と、N−R型又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)と、を少なくとも含む。本発明の樹脂組成物は、前記成分以外の成分(他の成分)を含んでいてもよい。また、本発明の樹脂組成物に含まれる各成分及び他の成分は、それぞれ、単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。
ポリエステル樹脂(A1)としては、例えば、芳香族ポリエステル樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂などが挙げられる。中でも、芳香族ポリエステル樹脂が好ましい。前記ポリエステル樹脂(A1)は、単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。
ポリエステル樹脂以外の熱可塑性樹脂(A2)(以下、「熱可塑性樹脂(A2)」と称する場合がある)としては、例えば、スチレン系樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂;ビニル系樹脂;ポリアセタール樹脂;芳香族及び脂肪族ポリケトン樹脂;熱可塑性澱粉樹脂;MS樹脂;芳香族ポリカーボネート樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリ−4−メチルペンテン−1などが挙げられる。前記熱可塑性樹脂(A2)としては、中でも、前述のポリエステル樹脂(A1)とのアロイ化による耐衝撃性向上の観点から、スチレン系樹脂が好ましい。
紫外線吸収剤(B)としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾオキサジン系、サリチル酸フェニルエステル系、シアノアクリレート系などの紫外線吸収剤などが挙げられる。前記紫外線吸収剤(B)としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、及びトリアジン系の紫外線吸収剤から構成される群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、中でも、後述のヒンダードアミン系光安定剤(C)との相乗効果により一層良好な耐光性及び耐湿熱性を付与する観点から、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を含むことがより好ましい。前記紫外線吸収剤(B)は、それぞれ、単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。
N−R型又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)とは、2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン骨格(通常、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン骨格)を、分子中に1以上有する化合物において、前記ピペリジン骨格の窒素原子に結合した水素原子がメチル基(CH3)で置換されたものがN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤であり、前記水素原子がメチル基以外の有機基(例えば、アルコキシ基)で置換されたものがN−R型ヒンダードアミン系光安定剤である。前記N−R型又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)は、それぞれ単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。さらに、N−R型ヒンダードアミン系光安定剤とN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤を組み合わせて使用することもできる。
本発明の樹脂組成物に用いられる熱可塑性樹脂(A)は、ポリエステル樹脂(A1)5〜100質量%及び該ポリエステル樹脂以外の熱可塑性樹脂(A2)0〜95質量%からなる。前記構成とすることで、耐熱性、耐薬品性、電気特性などのポリエステル樹脂の特長を生かしつつ、耐光性と耐湿熱性に優れた樹脂組成物とすることができる。また、前記樹脂組成物(A2)を95質量%以下の割合で配合することで、例えば、耐衝撃性や、成形性などを向上させるなど、所望する特性に改良することができる。本発明の樹脂組成物に用いられる熱可塑性樹脂(A)の構成は、耐光性と耐湿熱性のバランスに優れる観点から、ポリエステル樹脂(A1)10〜90質量%、及び熱可塑性樹脂(A2)10〜90質量%からなることが好ましく、ポリエステル樹脂(A1)20〜80質量%、熱可塑性樹脂(A2)20〜80質量%からなることがより好ましく、ポリエステル樹脂(A1)30〜70質量%、熱可塑性樹脂(A2)30〜70質量%からなることがさらに好ましい。
(試験片の作製)
実施例は、表1に示す組成で、ポリエステル樹脂(A1)、熱可塑性樹脂(A2)、紫外線吸収剤(B)、N−R型又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)を表1に示す配合割合(単位:質量部)で用いて、二軸押出機(東芝機械株式会社製TEX30)によりシリンダー温度250℃で溶融混練し、ペレット状樹脂組成物を調製した。得られたペレットを射出成形機(住友重機械工業株式会社製SH−100)により、シリンダー温度250℃及び金型温度60℃の条件で射出成形し、試験片を作製した。なお、比較例は、表1の組成とした以外は、実施例と同様に試験片を作製した。
試験片(縦90mm×横50mm×厚み3mm)を、下記の条件下で、光線に曝露した。色差計(コニカミノルタ株式会社製、SPECTROPHOTOMETER CM−3600d)を用いて、光線曝露前の試験片をブランク(照射0時間)として、光線曝露後の色差(ΔE)を測定した。なお色差ΔEが2以下の場合には、両者の色の差は目視できない程度であることが経験則上判明している。また色差ΔEが、5以下の場合であれば、用途にもよるが、実用に十分耐えうると判断できる。結果を表1に示す。
耐光試験機:サンシャインスーパーロングライフウェザーメーターS80・H・B型(スガ試験機株式会社製)
光源:サンシャインカーボンアーク
パネル温度:63±3℃
降雨周期:未降雨48分、次いで降雨12分の計60分を1サイクルとし、計500サイクル
照射時間:500時間
ノッチあり試験片(縦10mm×横80mm×厚み3mm)を、下記の湿熱条件で処理した。湿熱処理前後の試験片について、JIS K 7111(又はISO179)に従い、シャルピー衝撃試験を実施した(単位:kJ/m2)。0時間(試験開始時)及び500時間湿熱処理後の各試験片について、各々衝撃値を測定し、下記式(1)から試験開始時のシャルピー衝撃強度に対する、湿熱処理後のシャルピー衝撃強度の保持率(%)を求めた。前記保持率(%)が大きいほど(例えば、50%以上)、湿熱処理後のシャルピー衝撃強度の低下が少ないことを示す。結果を表1に示す。
恒温槽内温度:80℃
恒温槽内湿度:95%RH
試験時間: 500時間
ポリエステル樹脂(A1)
PBT樹脂(1):ポリブチレンテレフタレート、メルトマスフローレイト:12g/10min、温度250℃、荷重2.16kg
PBT樹脂(2):ポリブチレンテレフタレート、メルトマスフローレイト:37g/10min、温度250℃、荷重2.16kg
熱可塑性樹脂(A2)
ABS樹脂:アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンゴム共重合体、商品名「DP611」(テクノポリマー株式会社製)
AS樹脂:アクリロニトリル−スチレン共重合体、商品名「010SF」(ダイセルポリマー株式会社製)
紫外線吸収剤(B)
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤:2−(2´−ヒドロキシ―3´−tert−ブチル−5´−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、商品名「JF−79」(城北化学工業株式会社製)
N−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C1)
1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、テトラメチルエステル、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β’,β’−テトラメチル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン−3,9−ジエタノールとの反応生成物、商品名「アデカスタブ LA−63P」(株式会社ADEKA製)
N−R型ヒンダードアミン系光安定剤(C2)
ビス(1−ウンデカンオキシ−2,2,6,6−テトラメチルペリジン−4−イル)カーボネート
商品名「アデカスタブ LA−81」(株式会社ADEKA製)
N−H型ヒンダードアミン系光安定剤、商品名「TINUVIN 770DF」(BASF製)
実施例
実施例1〜9は、耐光性と耐湿熱性のいずれも優れており、これらをバランスよく兼ね備えていることが示された。なお実施例1〜3、6〜9は熱可塑性樹脂(A2)として、スチレン系樹脂(ABS樹脂、AS樹脂)を配合した例である。一般に、ABS樹脂などのスチレン系樹脂は、光線(紫外線、可視光線、赤外線(特に紫外線)など)の作用により変色(黄変)が生じやすく、このような変色は光線とともに水分が作用する環境下では顕著となる。この点、実施例1〜3、6〜9では、色差(ΔE)は、2.0〜4.7と極めて低値に抑えられた。また、実施例4〜5は、熱可塑性樹脂(A)の構成が、ポリエステル樹脂(A1)のみからなる例である。前述のとおり、一般にポリエステル樹脂は、光線曝露や高温高湿環境下では、加水分解が促進されるところ、実施例4〜5は、色差(ΔE)も低値であり、且つ物性低下も十分に抑えられた。
比較例1:
比較例1は、紫外線吸収剤(B)を配合し、光安定剤を配合しなかった例である。比較例1は湿熱処理前後の色差(ΔE)が5以上であり、耐光性に劣る結果となった。つまりN−R又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)を欠く例では、十分な耐光性が得られないことが判明した。
比較例2:
比較例2は、紫外線吸収剤(B)とN−H型ヒンダードアミン系光安定剤を配合した例である。耐湿熱性の評価において、比較例2のシャルピー衝撃強度保持率(%)は、50%未満であった。つまりN−H型ヒンダードアミン系光安定剤はアルカリ性が強く、ポリエステル樹脂の加水分解を促進させ、物性値を低下させる作用を有することが裏付けられた。
比較例3:
比較例3は、紫外線吸収剤(B)、つまりN−R又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)のいずれも未配合の例である。比較例3は、色差(ΔE)が大きく、耐光性に劣る結果となった。
比較例4:
比較例4は、N−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C1)を配合し、紫外線吸収剤(B)を配合しなかった例である。比較例4は、色差(ΔE)が大きく、耐光性に著しく劣る結果となった。すなわち、紫外線吸収剤(B)を欠く例では、十分な耐光性が得られないことが判明した。
比較例5:
比較例5は、N−H型ヒンダードアミン系光安定剤を配合し、紫外線吸収剤(B)及びN−R型又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)を配合しなかった例である。比較例5は、色差(ΔE)が大きく、耐光性が著しく劣る結果となった。すなわち、紫外線吸収剤(B)、N−R又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)を欠く例では、十分な耐光性が得られないことが判明した。また、耐湿熱性の評価において、シャルピー衝撃強度保持率(%)は、50%未満であった。つまりN−H型ヒンダードアミン系光安定剤はアルカリ性が強く、ポリエステル樹脂の加水分解を促進させ、物性値を低下させる作用を有することが裏付けられた。
比較例6:
比較例6は、紫外線吸収剤(B)、N−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C1)の両方が配合量の上限値を超える例であるが、耐湿熱性と耐光性の両方が劣った。耐湿熱性の評価において、シャルピー衝撃強度保持率(%)は、50%未満であった。N−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤を多量に使用すると、物性は低下すると考えられる。また、N−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤を多量に使用すると、色相が安定しなかった。
比較例7:
比較例7は、熱可塑性樹脂(A)の構成が、ポリエステル樹脂(A1)100質量%からなり、紫外線吸収剤(B)、N−R又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)のいずれも未配合の例である。比較例7は、色差(ΔE)が大きく、耐光性が著しく劣る結果となった。
Claims (4)
- ポリエステル樹脂(A1)5〜100質量%及び該ポリエステル樹脂以外の熱可塑性樹脂(A2)0〜95質量%からなる熱可塑性樹脂(A)と、紫外線吸収剤(B)と、N−R型又はN−CH3型ヒンダードアミン系光安定剤(C)と、を含有し、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記紫外線吸収剤(B)の含有量が、0.1〜1.5質量部であり、前記ヒンダードアミン系光安定剤(C)の含有量が、0.1〜1.5質量部である、耐光性熱可塑性樹脂組成物。 - 前記ヒンダードアミン系光安定剤(C)が、N−CH3型である請求項1記載の耐光性熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ポリエステル樹脂(A1)が、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ1,4−シクロへキシルジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及びポリブチレンナフタレートから構成される群より選択される少なくとも1種である請求項1又は2記載の耐光性熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ポリエステル樹脂以外の熱可塑性樹脂(A2)が、スチレン系樹脂である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐光性熱可塑性樹脂組成物。
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