JP2648887B2 - 改良されたメルトフローを特徴とするポリフェニレンエーテル組成物 - Google Patents
改良されたメルトフローを特徴とするポリフェニレンエーテル組成物Info
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Description
には広い範囲の加工技術に適したポリフェニレンエーテ
ル主体の組成物に係る。
レンオキサイド」、「PPE」またはPPO 樹脂という用語
でよばれることもある)は、その高い耐熱性や寸法安定
性などのような望ましい物理的・化学的性質のゆえにプ
ラスチッウ産業界で広く受け入れられている。
メルトフロー(溶融体流れ)能、すなわち押出や成形な
どのさまざまな加工段階の間高温で自由に流れる能力で
ある。メルトフロー能すなわち「加工性」が悪いと、他
の点では望ましい一組の特性を所有している材料を商業
的に排斥することになり得る。
号の教示中で指摘されているように、加工性はPPEの分
子量を低下させることによって改良することができる。
しかし、低めの分子量は衝撃強さなどの他の性質に悪影
響を及ぼすときがある。リー・ジュニア(Lee,Jr.)の
特許では、リン酸トリフェニルのような可塑剤と共にビ
ニル芳香族化合物と共役ジエンのエラストマー性ブロッ
クコポリマーを存在させることによって衝撃強さが維持
されている。
ジュニア(Lee,Jr.)の特許が発行された後比較的短期
間の間にも改良され、その結果、加工時間が短縮でき、
また大型の部品が以前より効率的に製造できるようにな
った。しかし、これらの改良では同時に樹脂自体の改良
も必要とされ、すなわち材料の他の重要な性質を実際上
犠牲にすることなくさらに高いレベルのメルトフローが
必要とされていた。このように、これらの要求のすべて
を満足する新しい熱可塑性組成物の必要性は容易に認め
ることができる。
ェニレンエーテル樹脂少なくとも1種と、 (b)約0.33dl/gまでの固有粘度を有するポリフェニレ
ンエーテル少なくとも1種と からなるポリマー組成物であり、前記ポリフェニレンエ
ーテル樹脂(a)及び(b)がフェノール及びフェニル
末端残基を有し、前記成分(a)が全ポリフェニレン樹
脂の少なくとも70重量%であるポリマー組成物を発見し
た。ここで、粘度は各々25℃のクロロホルム溶液中で測
定する。
ると、メルトフローのレベルが増大するという予想外の
結果が得られた。このレベルは、このような2種のPPE
樹脂の固有粘度(IV)の平均に当たる固有粘度を有する
PPE樹脂に対して計算されるメルトフローから予想され
るものよりずっと大きかった。さらに、熱変形温度、引
張強さおよび曲げ弾性率などのような望ましい物理的性
質は実質的に維持されている。
E樹脂のブレンドを比較的大量に含有する組成物が包含
される。
ざまな態様には、可塑性、難燃剤、充填材および各種ブ
ロックコポリマー材料のようなその他の適切な成分が存
在する場合が包含される。
るPPE樹脂の製造方法も包含される。
手可能である。多くのものが、ブラウン(Sterling B.B
rown)らの2つの出願、すなわち出願番号第210,547号
および出願番号第210,266号(いずれも1988年6月23日
に出願されたものであり、引用によりここに含ませる)
に記載されている。ホモポリマーとコポリマーのポリフ
ェニレンエーテルが両方とも本発明の範囲内に入る。
マーである。
次式の単位のベンゼン核に連結しており、nは少なくと
も50の整数であり、各Qは水素、ハロゲン、炭化水素
基、ハロ炭化水素基(ハロゲン原子とフェニル核との間
に炭素原子を少なくとも2個有する)、炭化水素オキシ
基、およびハロ炭化水素オキシ基(ハロゲン原子とフェ
ニル核との間に炭素原子を少なくとも2個有する)など
のような一価の置換基である。好ましい態様では、各Q
が炭素原子を1〜4個有するアルキン基、たとえばメチ
ル、エチル、プロピルなどである。最も好ましい態様で
は、ポリフェニレンエーテル樹脂の少なくともひとつ
が、2,6−ジメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェ
ノールおよびこれらのモノマーの混合物より成る群の中
から選択されたモノマーから誘導される。
ば、ヘイ(Allan Hay)の米国特許第3,306,874号、第3,
306,875号および第3,432,469号、ならびにスタマトフ
(Gelu Stamatoff)の米国特許第3,257,357号および第
3,257,358号(すべて引用によりここに含ませる)に記
載されている。
も約0.38dl/gの「固有粘度」(測定法は業界で周知。一
般に分子量と相互に関連する)をもっていなければなら
なず、他方は約0.33dl/gまでの固有粘度をもっていなけ
ればならない。
方法は、たとえば、カッチマン(Katchman)らおよびリ
ー・ジュニア(Lee,Jr.)にそれぞれ発行された米国特
許第4,252,913号および第4,154,712号(引用によりここ
に含ませる)に示されているように業界で公知である。
PPEが少なくとも約0.40dl/g、最も好ましくは少なくと
も約0.45dl/gの固有粘度をもっている。
Eが約0.30dl/gまで、より好ましくは約0.25dl/gまで、
最も好ましくは約0.20dl/gまでの固有粘度をもっている
必要がある。
約0.40dl/gのIV値をもつ成分(a)を、約0.25dl/gまで
のIV値をもつ成分(b)と共に含んでいる。しかしなが
ら、当業者は、成形温度、処理容積、物理的特性要件お
よび組成物中の他の成分の存否などのようなファクター
に基づいて、不必要な実験をすることなく特定の加工作
業に対して適した他のPPEのIV値を選択することができ
よう。
フェニレンエーテル樹脂の少なくとも70重量%を構成す
る。
のPPE樹脂を含有するのが望ましい。たとえば、より大
きい耐熱性が必要な場合、組成物は、組成物の全重量を
基準として少なくとも約80重量%のPPE樹脂を含み得
る。さらに別の情況では、組成物が少なくとも約85重量
%(あるいは、90重量%も)のPPE樹脂を含んでいても
よい。
物質は本発明にとって必須ではないが、望ましいことが
ある。それらは一般に高分子量であり、天然ゴム、合成
ゴムおよび熱可塑性エラストマーが包含される。またそ
れらは、ブタジエンなどのように適切な各種モノマーか
ら誘導されるホモポリマーでもよいし、あるいは前記の
ようなモノマーとおそらくはスチレンのようなビニル芳
香族化合物との組合せから誘導されるランダムコポリマ
ー、ブロックコポリマーおよびグラフトコポリマーを始
めとするコポリマーでもよい。
クコポリマーとコア/シェルポリマーである。ブロック
コポリマーは業界でよく知られており、たとえば、1988
年10月6日に出願されたリー・ジュニア(G.Lee,Jr.)
の出願第254,519号、1988年12月9日に出願されたアボ
リンス(W.Abolins)らの出願第282,081号、1988年9月
4日に出願されたリー・ジュニア(G.Lee,Jr.)の出願
第244,489号、および1989年5月3日に出願されたジャ
ンチャンダニ(J.Gianchandani)らの出願第347,105号
(すべて引用によりここに含ませる)に記載されてい
る。上に述べた特許のいくつかは適したブロックコポリ
マーの記載も含んでいる。
(Shell Chemical Company)から上市されている物質で
あるクレートン(Kraton )Dおよびクレートン(Krat
on )Gである。
いう構造によって特徴付けられる。ここで、末端ブロッ
クのAとA1は同じであるかまたは異なっていて、重合し
たビニル芳香族炭化水素であり、中央ブロックのBは重
合した共役ジエンであり、Bの分子量はAとA1を合わせ
た分子量よりも大きい。共役ジエンブロックは水素化さ
れてなかったり、部分的に水素化されていたり、または
全体が水素化されていたりすることができる。
リマーのAブロックとA1ブロックが各々スチレンであ
り、Bブロックがエチレン−ブチレンであり、後から水
素化されたブタジエンから誘導されていることが多い。
(Yu)らの米国特許第3,944,631号、ベイツ(Bates)ら
の同第4,681,915号およびベイツ(Bates)らの同第4,68
4,696号(これらはすべて引用によりここに含ませる)
に記載されている。好ましいコア−シェル材料は、架橋
したアクリレートゴムのコア、たとえばポリブチルアク
リレートなどを含んでおり、このコアを取囲んで架橋し
たビニル芳香族樹脂、好ましくはポリスチレンのシェル
様構造がある。このシェル様構造は架橋したコアを取囲
んでこれに相互貫入している。
約10重量%で存在する。もちろん、個々の量は組成物の
最終用途の要求によって決定される。
オレフィン樹脂を含むことがあり、これは通常組成物の
合計重量を基準にして約0.1〜約10重量%で存在する。
ポリオレフィン樹脂とその製法は業界で公知であり、た
とえばヨーロッパ特許第0,095,098号、前記の出願第25
4,519号、および米国特許第4,166,055号(この最後の特
許も引用によりここに含ませる)に記載されている。ポ
リオレフィン樹脂の具体例はポリエチレン、ポリプロピ
レンおよびポリイソブチレンであり、好ましいホモポリ
マーはポリエチレンである。
プロピレンや4−メチルペンテン−1のようなα−オレ
フィンとのコポリマーも使用できる。
デックスが約30グラム/10分未満であり、用途によって
は約5グラム/10分未満である。この範疇の特定例は、
線状低密度ポリエチレン(LLDPE)コポリマー、たとえ
ば、米国特許第4,584,334号および第4,076,698号(両方
とも引用によりここに含ませる)、ならびに前記出願第
254,519号に記載されているものである。
ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエ
ン、およびゴムで改質されたポリスチレン(時に「HIP
S」といわれることがある)、ならびにこれらの材料の
混合物もまた本発明の組成物中に含まれていることもよ
い。また、スチレン含有コポリマー、たとえばスチレン
−アクリロニトリルコポリマー(SAN)、スチレン−無
水マレイン酸コポリマー、ポリ−α−メチルスチレン、
およびエチルビニルベンゼンとジビニルベンゼンのコポ
リマーなども述べておくべきである。存在するビニル芳
香族ポリマーの量は意図する特定の性質に依存し、通常
は(全組成物重量を基準にして)約5〜約90重量%の範
囲であり、より好ましくは約20〜約60重量%の範囲であ
る。
剤も本発明の範囲内である。ほとんどが業界で周知であ
り、またそれらの有効レベルおよび配合方法も同様であ
る。このような添加剤の例は難燃剤、可塑剤、安定剤
(たとえば、酸化、熱および紫外線)、充填材、強化
材、潤滑材、着色剤、染料、顔料、防滴剤、およびその
他の加工助剤である。これらの添加剤のいくつかは以下
の実施例で述べ、その他のものは前記した文献の多くに
開示されている。
分をプリミックスブレンドとして合わせた後単軸式また
は二軸式のエクストルーダーで押出し、冷却し、切断し
てペレットにするのが好ましい。その後このペレットを
所望の形状と大きさの物品に成形する。
性と良好な物理的性質を有するポリフェニレンエーテル
組成物の製造方法である。この方法は、前述した如き少
なくとも約0.38dl/gの固有粘度を有するPPE樹脂を、約
0.33dl/g以下の固有粘度を有するPPE樹脂と前述した如
き割合で混合することからなる。
例を挙げる。しかし、これらの態様は例示の目的のみで
挙げられるものであり、ここに記載する特定の材料や条
件のいずれかに本発明を限定するものとは思われないし
そう考えるべきではないと理解されたい。
チル−1,4−フェニレン)エーテルであった。固有粘度
(IV)は25℃のクロロホルム中で測定した。
ンド・プフライデラー(Werner&Pfleiderer)の30mm二
軸式エクストルーダーを用いてコンパウンディングし
た。成分は特に断わらない限り重量部で表わす。
成物を東芝の射出成形機(バレル容量8オンス)で成形
してさまざまな試験片とした。
た。
チャンネル長は、サンプル3中の成分の平均したIVに等
しいIVを有するサンプルで予想される値よりずっと高
い。
と衝撃値が多少低下するというものの、サンプル3の全
体的な物理的性質は多くの最終用途向けに受け入れられ
るものである。
た。測定は表1に記載した標準法に従った。
プル6のフローチャンネル長は、サンプル6中の成分の
平均したIVに等しいIVを有するサンプルで期待されるも
のよりずっと高い。
サンプル4および5の物理的性質に匹敵していたが、消
火時間は多少高くなっており、また衝撃強さの値はやや
変動していた。一般に、サンプル6の衝撃強さは上に述
べた衝撃改質剤の1種を存在させることによって高める
ことができる。
た。
プル9のフローチャンネル長は、ここでも、サンプル9
中の個々のPPE成分に対するIV値を平均した後メルトフ
ロー値を外挿することによって期待されるものより高
い。
7および8の物理的性質に匹敵しているが、衝撃値は多
少低下している。これらの値は実施例2で述べたように
して増大させることができる。
た。
プル12のフローチャンネル長は、ここでも、サンプル12
中の個々のPPE成分に対するIV値を平均することによっ
て予想されるものより高い。
び11の物理的性質と多少類似していたが、ダイナタップ
(Dynatup)衝撃値はいくらか低下していた。これらの
値は、上記したように、衝撃改質剤を使用することによ
って増大させることができるであろう。
いろいろな面で修正でき、そのような修正は以下に記載
する請求の範囲の範囲内に入るものと理解すべきであ
る。
Claims (23)
- 【請求項1】(a)少なくとも0.38dl/gの固有粘度を有
するポリフェニレンエーテル樹脂と、 (b)0.33dl/gまでの固有粘度を有するポリフェニレン
エーテル樹脂と からなるポリマー組成物であり、前記ポリフェニレンエ
ーテル樹脂(a)及び(b)がフェノール及びフェニル
末端残基を有し、前記成分(a)が全ポリフェニレン樹
脂の少なくとも70重量%であることを特徴とするポリマ
ー組成物(ただし、前記粘度は各々25℃のクロロホルム
溶液中で測定する)。 - 【請求項2】ポリフェニレンエーテル樹脂の少なくとも
1種が、2,6−ジメチルフェノール、2,3,6−トリメチル
フェノールおよびこれらの混合物より成る群の中から選
択されたモノマーから誘導されている、請求の範囲1記
載の組成物。 - 【請求項3】樹脂の少なくとも1種がポリ(2,6−ジメ
チル−1,4−フェニレン)エーテルである、請求の範囲
1記載の組成物。 - 【請求項4】成分(a)が少なくとも0.40dl/gの固有粘
度を有する、請求の範囲1記載の組成物。 - 【請求項5】成分(b)が0.30dl/gまでの固有粘度を有
する、請求の範囲4記載の組成物。 - 【請求項6】成分(b)が0.25dl/gまでの固有粘度を有
する、請求の範囲5記載の組成物。 - 【請求項7】成分(a)が少なくとも0.45dl/gの固有粘
度を有する、請求の範囲1記載の組成物。 - 【請求項8】成分(b)が0.25dl/gまでの固有粘度を有
する、請求の範囲7記載の組成物。 - 【請求項9】成分(b)が0.20dl/gまでの固有粘度を有
する、請求の範囲8記載の組成物。 - 【請求項10】さらに衝撃改質剤も含んでいる、請求の
範囲1記載の組成物。 - 【請求項11】衝撃改質剤が、コア/シェルポリマーお
よびエラストマー性のブロックコポリマーより成る群の
中から選択される、請求の範囲10記載の組成物。 - 【請求項12】ブロックコポリマーがA−B−A1という
構造(ただし、末端のブロックAおよびA1は同一または
異なる、重合したビニル芳香族炭化水素であり、中央ブ
ロックBは水素化されていなくてもまたは部分的もしく
は全体的に水素化されていてもよい重合した共役ジエン
であり、Bの分子量はAとA1を合わせた分子量より大き
い)によって特徴付けられる、請求の範囲11記載の組成
物。 - 【請求項13】ブロックAとA1が各々スチレンから誘導
されており、ブロックBがエチレン−ブチレンである、
請求の範囲12記載の組成物。 - 【請求項14】さらに、組成物の全重量を基準にして0.
1〜10重量%の少なくとも1種のポリオレフィン樹脂も
含んでいる、請求の範囲1記載の組成物。 - 【請求項15】オレフィン樹脂が30グラム/10分未満の
メルトインデックスを有する、請求の範囲14記載の組成
物。 - 【請求項16】さらにブロックコポリマーも含んでい
る、請求の範囲14記載の組成物。 - 【請求項17】組成物の全重量を基準にして少なくとも
80重量%のポリフェニレンエーテル樹脂を含んでいる、
請求の範囲1記載の組成物。 - 【請求項18】組成物の全重量を基準にして少なくとも
90重量%のポリフェニレンエーテル樹脂を含んでいる、
請求の範囲17記載の組成物。 - 【請求項19】さらにビニル芳香族ポリマーも含んでい
る、請求の範囲1記載の組成物。 - 【請求項20】ビニル芳香族ポリマーが、ホモポリスチ
レン、スチレンコポリマー、ゴムで改質されたポリスチ
レンおよびこれらの物質の混合物より成る群の中から選
択される、請求の範囲19記載の組成物。 - 【請求項21】さらに、難燃剤、可塑剤、安定剤、充填
材、強化材、潤滑剤、着色剤、染料、顔料および滴下防
止剤より成る群の中から選択された少なくとも1種の物
質も含んでいる、請求の範囲1記載の組成物。 - 【請求項22】さらに、難燃剤、可塑剤、安定剤、充填
材、強化材、潤滑剤、着色剤、染料、顔料および滴下防
止剤より成る群の中から選択された少なくとも1種の物
質も含んでいる、請求の範囲19記載の組成物。 - 【請求項23】高いメルトフロー特性と良好な物理的性
質を有するポリフェニレンエーテル組成物の製造方法で
あって、前記方法は(a)少なくとも0.38dl/gの固有粘
度を有するポリフェニレンエーテル樹脂を、(b)0.33
dl/gまでの固有粘度を有するポリフェニレンエーテル樹
脂と混合することからなり、前記ポリフェニレンエーテ
ル樹脂(a)及び(b)がフェノール及びフェニル末端
残基を有し、前記成分(a)が全ポリフェニレンエーテ
ル樹脂の少なくとも70重量%であることを特徴とする製
造方法。
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