JP2649253B2

JP2649253B2 - 自動車エンジン周辺部品用材料

Info

Publication number: JP2649253B2
Application number: JP63128474A
Authority: JP
Inventors: 敦史村上; 貞行矢ケ部
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH01299868A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車エンジン周辺部品用材料に関するも
のである。

とくに本発明は、ウエルド部強度、耐衝撃性、耐不凍
液性（耐LLC性）、成形加工性、耐油性に優れ、高温に
おいても高い剛性、強度を保持している、といったバラ
ンスのとれた物性を有する自動車エンジン周辺部品用材
料に関する。

（従来の技術）近年、自動車分野では軽量化、省力化、コストダウン
の考えから、従来金属で構成された部品を樹脂化する動
きが見られ、強化ポリアミド、強化変性ポリフェニレン
エーテルが用いられている。特にエンジンルーム内で
は、ポリアミド−ガラス繊維強化部品材料がラジエータ
ータンク、シリンダーヘッドカバー等に用いられてい
る。

しかし、ウォーターポンプ、オイルポンプ、オイルパ
ン、インテークマニホールドのようなより高温雰囲気下
にあるエンジンルーム内部品の樹脂化においては、最近
のエンジンの高性能化によるエンジンルーム内温度の上
昇と相まって、上記の材料では高温での剛性低下が著し
く、部品の変形、締め付けトルクの低下が発生し、エン
ジン周辺部品材料として充分満足できる材料でなかっ
た。

ポリアミドにおける高温下や吸水時の物性低下を改良
するため、高いガラス転移点を有し低吸水性のポリ（2,
6−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル）を代表とする
芳香族ポリエーテル系樹脂をポリアミドに配合すること
が知られているが、単純に両者を混合しただけでは、ポ
リアミドと芳香族ポリエーテル系樹脂が互いに非相溶な
ため、衝撃強度が低く充分な強度が発現しない、といっ
た欠点がある。

これらの欠点を改良するため、特公昭60−1966号公報
では、ポリアミドと芳香族ポリエーテル系樹脂に、分子
内に（ａ）炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合
と、（ｂ）カルボン酸基、酸無水物基、酸アミド基、イ
ミド基、カルボン酸エステル基、エポキシ基、アミノ
基、又は水酸基と云った官能基などを同時に有する化合
物を配合することが知られているが、このような樹脂組
成物を自動車エンジン周辺部品の用途に供するために、
さらにガラス繊維等の繊維状強化材で強化した場合に
は、ウエルド強度や成形流動性が低く、自動車エンジン
周辺部品の用途には適さないものとなる。

また、特開昭63−35652号公報で本発明者らは、脂肪
族ポリアミド、特定の半芳香族ポリアミド、ポリ（2,6
−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル）及び繊維状強
化材からなる組成物材料が自動車エンジン周辺部品用材
料として、耐油性、成形性、外観、及び高温下での剛性
に優れていることを見出した。

しかし、このような材料からなる大型成形品は、実用
的な強度試験では、ウエルド部の強度が不充分であると
いう課題が認められる。ウエルド部の強度は、金型デザ
インの変更によりウエルドを発生しにくくしたり、あま
り荷重のかからない位置にウエルドを発生させることに
より見掛上改良され得るが、信頼性の要求レベルの高い
自動車部品用材料においては材料面からの本質的な改良
が必要とされる。

つまり、先に述べたような高温下にあるエンジン周辺
部品用途に適した材料は、従来知られていなかった。

（発明が解決しようとする課題）そこで、本発明者らは、自動車エンジン周辺部品の用
途に適した材料を提供することを目的に検討した結果、
芳香族ポリエーテル系樹脂とポリアミドに、特定のスチ
レン系−ジエン系ブロック共重合体と特定の官能基を有
する化合物とを配合し、さらにガラス繊維を配合するこ
とによって、従来の課題を解決でき、それが自動車エン
ジン周辺部品用材料として適していることを見出し本発
明に至った。

（課題を解決するための手段）本発明は、 A.（ａ）芳香族ポリエーテル系樹脂20〜80重量％、
（ｂ）ポリアミド20〜80重量％、（ｃ）スチレン系成分
55〜80％とジエン系成分20〜45％からなるブロック共重
合体１〜20重量％、（ｄ）分子内に酸無水基、カルボン
酸基、及びカルボン酸金属塩基から選ばれた少なくとも
１種以上の官能基を有する化合物0.01〜20重量％からな
る樹脂組成物40〜80重量部と B.繊維状強化材60〜20重量部とからなる自動車エンジン
周辺部品用材料に関するものである。

本発明に使用される芳香族ポリエーテル系樹脂（いわ
ゆる、ポリフェニレンエーテル）とは、次の一般式（式中、R₁,R₂は同一の、または異なるアルキル基、ア
リール基、ハロゲン、水素などの残基を示し、ｎは重合
度を表す。）で示される重合体を表す。

その具体例としては、ポリ（2,6−ジメチルフェニレ
ン−1,4−エーテル）、ポリ（2,6−ジエチルフェニレン
−1,4−エーテル）、ポリ（2,6−ジクロルフェニレン−
1,4−エーテル）、ポリ（2,6−ジブロムフェニレン−1,
4−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−エチルフェニ
レン−1,4−エーテル）、ポリ（２−クロル−６−エチ
ルフェニレン−1,4−エーテル）、ポリ（２−メチル−
６−イソプロピルフェニレン−1,4−エーテル）、ポリ
（2,6−ジ−ｎ−プロピルフェニレン−1,4−エーテ
ル）、ポリ（２−クロル−６−ブロムフェニレン−1,4
−エーテル）、ポリ（２−クロル−６−エチルフェニレ
ン−1,4−エーテル）、ポリ（２−メチルフェニレン−
1,4−エーテル）、ポリ（２−クロルフェニレン−1,4−
エーテル）、ポリ（２−フェニルフェニレン−1,4−エ
ーテル）、ポリ（２−メチル−６−フェニルフェニレン
−1,4−エーテル）、ポリ（２−ブロム−６−フェニル
フェニレン−1,4−エーテル）、ポリ（2,4′−メチルフ
ェニルフェニレン−1,4−エーテル）などがあり、さら
にそれらの共重合体およびそれらのスチレン系化合物グ
ラフト共重合体でもよい。

このスチレン系化合物グラフト芳香族ポリエーテル系
樹脂とは、上記芳香族ポリエーテル系樹脂にスチレン系
化合物として、スチレン、α−メチルスチレン、メチル
スチレン、ジメチルスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブ
チルスチレン、クロルスチレンなどをグラフト重合して
得られる共重合体である。

特に好ましくは、ポリ（2,6−ジメチルフェニレン−
1,4−エーテル）である。この製造方法の一例は、酸化
カップリング重合用触媒の存在下、2,6−ジメチルフェ
ノールを酸素または酸素含有気体により酸化重合するも
のである。

該芳香族ポリエーテル系樹脂の配合量は、樹脂組成当
たり20〜80重量％であり、好ましくは、30〜60重量％で
ある。20重量％未満では高温下の剛性が改良されず、80
重量％を超えると成形流動性、耐エンジンオイル性が著
しく悪くなる。

さらに本発明の目的とする物性を損なわない範囲にお
いて、芳香族ポリエーテル系樹脂と相溶性の良好なスチ
レン系ポリマー（例えばポリスチレン、ハイインパクト
ポリスチレン）を配合することは何ら差しつかえない。

本発明に使用されるポリアミドは、公知の方法によ
り、ジアミンとジカルボン酸とから製造できる。

具体的には、ポリアミド6/6、ポリアミド6/10、ポリ
アミド6/12、ポリアミド4/6、ポリアミド6/6とポリアミ
ド6/Tの共重合体（ポリアミド6/（6/T））等であり、こ
れらの混合物または共重合体であってもよい。特にポリ
アミド6/6、ポリアミド6/（6/T）、ポリアミド4/6が好
ましい。

ポリアミドの配合量は樹脂組成当たり20〜80重量％で
あり、好ましくは40〜70重量％である。20重量％未満で
は、引張強度や成形流動性が低下し、80重量％を越える
と高温下や吸水時の剛性、強度の低下が大きく、締付ト
ルクの低下、クリープ特性の低下といった欠点が発生す
る。

本発明に使用されるブロック共重合体は、スチレン系
成分とジエン系成分とからなるブロック共重合体であ
る。スチレン系成分としては、具体的には、スチレン、
α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン
等である。ジエン系成分としては、共役ジエン化合物で
あれば特に限定されないが、イソプレン、ブタジエンが
特に好ましい。スチレン系成分とジエン系成分のブロッ
ク共重合体中の組成比は、スチレン系成分で55〜80％で
ある。55モル％未満では高温下での剛性やウエルド部強
度が低下する。

このブロック共重合体の配合量は、樹脂組成当たり１
〜20重量％であり、好ましくは１〜15重量％である。１
重量％未満ではウエルド部強度や成形流動性が不充分で
あり、20重量％を越えると高温下での剛性や強度、ウエ
ルド部強度が低下する。さらに本発明に使用されるブロ
ック共重合体は、酸無水基で一部変換されていてもよ
い。

本発明に使用される特定の化合物は、分子内に酸無水
基、カルボン酸基、カルボン酸金属塩基から選ばれた少
なくとも１種以上の官能基を有する化合物である。特定
の官能基と共に不飽和基を有する化合物がとくに好まし
い。具体的には、無水マレイン酸、マレイン酸、スチレ
ン−ブタジエンブロック共重合体、及びその部分水素化
ブロック共重合体の無水マレイン酸変性重合体、スチレ
ン−プロピレン−ジエンターポリマーの無水マレイン酸
変性重合体であり、そのうちでも無水マレイン酸、マレ
イン酸が特に好ましい。前記特定の官能基含有化合物の
配合量は、樹脂組成当たり0.01〜20重量％であり、好ま
しくは0.1〜10重量％である。0.01重量％未満では充分
な衝撃強度、引張強度、ウエルド強度が発現せず、20重
量％を越えると物性全般への悪影響が大きい。

以上述べたように、自動車エンジン周辺部品用途にお
いては、芳香族ポリエーテル系樹脂とポリアミド樹脂の
混合物に対して、スチレン系成分55〜80％のスチレン系
成分とジエン系成分からなるブロック共重合体と、特定
の官能基を有する化合物とを配合することにより、ウエ
ルド部強度、成形流動性、耐衝撃強度、高温時の強度、
剛性等、良好でかつバランスのとれた物性が発現する。

本発明に使用される繊維状強化材としては、具体的に
は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ウィスカー
であり、またこれらの混合物であってもよい。とくにガ
ラス繊維については、芳香族ポリエーテル系樹脂、ポリ
アミドに用いられるものであればよく、長繊維、短繊
維、繊維径といった形状などに特に制限はない。

該強化材の配合量は、用途目的に応じて設定され得る
が、樹脂組成物40〜80重量部に対して20〜60重量％であ
り、補強効果が充分発現し、成形加工性が良好な配合量
としては30〜50重量部が好ましい。

本発明の自動車エンジン周辺部品用材料は、常用の単
軸、二軸押出機を用い、溶融混練して製造することがで
きる。特に好ましい製造方法としては、予め繊維状強化
材以外の成分を二軸押出機で溶融混練した後、サイドフ
ィード方式かまたは、別の押出機で繊維状強化材と溶融
混練する方法が掲げられる。この方法によれば、押出安
定性が改良され生産性が向上するばかりか、全般的に物
性が向上する。

本発明の自動車エンジン周辺部品用材料には、本発明
の目的とする物性を損なわない範囲において、他の樹
脂、エラストマー、無機質充填剤、着色剤、熱安定剤、
可塑剤、滑剤、離型剤、難燃剤等の種々の添加剤を配合
することができる。

（実施例）以下、実施例により本発明を更に詳述する。

これらの実施例は例示のためだけの目的で示すもの
で、本発明はこれだけに限定されない。

なお、実施例、比較例に記載した試験片の物性は、次
の方法に従って測定した。

（１）曲げ試験 ASTM D−790 （２）引張試験 ASTM D−638 （３）落錘衝撃試験デュポン式衝撃試験機（撃芯3/8″）を用いて破壊率5
0％の時の位置エネルギーを示した。

（４）スパイラルフロー長東芝機械（株）製IS150E射出成形機を用いて、シリン
ダー温度300℃、射出圧力670kg/cm²の条件下、巾15mm、
厚み2mmの金型で成形した。（金型温度80℃）（５）耐LLC性トヨタ純正LLC50％水溶液中に、140℃で20時間浸漬し
た後の引張強度の保持率を示した。

実施例、比較例において、ポリアミド6/6、ポリ（2,6
−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル）は旭化成工業
（株）製のもの、無水マレイン酸は和光純薬工業（株）
製のもの、ガラス繊維は旭ファイバーグラス（株）製の
ものを用いた。ポリ（スチレン−ブタジエン）ブロック
共重合体は、常法すなわち所定のモル比で1,3−ブタジ
エンとスチレンを混合し、ｎ−ブチルリチウムのような
アルキルアルカリを開始剤としたアニオン重合により製
造することができる。これらは旭化成工業（株）から
「アサフレックス」「タフプレン」の商標名で市販され
ている。その他の成分は以下の参考例に従って調製し
た。

参考例１ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸の等モル塩
（6T塩）と、ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸の
等モル塩（6I塩）をモル比で50/50で仕込み、加熱溶融
重合を行い、硫酸粘度1.70のコポリアミドを得た。この
コポリアミドをポリアミド6/（T/I）と以下記載する。

参考例２ 6T塩と、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の等モ
ル塩（AH塩）をモル比で40/60で仕込み、参考例１と同
様の方法で、硫酸粘度2.1のコポリアミドを得た。この
ポリアミドをポリアミド6/（6/T）と以下記載する。

参考例３旭化成工業（株）製「アサフレックス810」、100重量
部に対して、無水マレイン酸2.5重量部、流動パラフィ
ン0.3重量部、4,4′−ブチリデンビス（３−メチル−６
−ｔ−ブチル−フェノール）（吉富製薬（株）製、ヨシ
ノックスBB）1.5重量部を予め混合し、ベント式二軸押
出機を用いて、280℃で溶融混練し、マレイン化率0.15
％の変性重合体を得た。

本発明の範囲内と範囲外の一連の組成物を調整した。

まず、繊維状強化材以外の成分を所定の組成で予備混
合した後に、ベント式二軸押出機を用いて、290℃で溶
融混練してペレット化した。次に、このペレットをガラ
ス繊維と所定の割合で予備混合し、ベント式単軸押出機
を用いて、300℃で溶融混練しペレット化して組成物を
製造した。これらのペレットを300℃で射出成形して試
験片を得、この物性を測定した。各々の組成と物性を第
１表に示す。

実施例１、比較例１〜３本発明の範囲内の組成物が、高温下の強度・剛性、ウ
エルド部強度、耐衝撃強度、耐LLC性、成形流動性の各
物性項目について、良好な値を示し、バランスを有して
いることが分かる。

実施例２〜５、比較例４〜７第１表から明らかなように、スチレン成分55〜80％の
スチレン−ブタジエンブロック共重合体を配合すること
により、ウエルド部強度、成形流動性が向上し、バラン
スのとれた物性を示すことが分かる。

（発明の効果）本発明の自動車エンジン周辺部品用材料は、芳香族ポ
リエーテル系樹脂、ポリアミド、スチレン系−ジエン系
ブロック共重合体、分子内に特定の官能基を有する化合
物、及び繊維状強化材からなり、高温下での剛性や強
度、ウエルド部の強度、耐衝撃性に優れ、かつ成形流動
性や耐LLC性の良好な材料であって、ウォーターポン
プ、オイルポンプ、オイルパン、マニホールドのような
エンジン周辺部品用途に有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 77/00 ＬＱＳＣ０８Ｌ 77/00 ＬＱＳＬＱＶＬＱＶ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】A.（ａ）芳香族ポリエーテル樹脂20〜80重
量％、（ｂ）ポリアミド20〜80重量％、（ｃ）スチレン
系成分55〜80％とジエン系成分20〜45％からなるブロッ
ク共重合体１〜20重量％、（ｄ）分子内に酸無水基、カ
ルボン酸基、カルボン酸金属塩基から選ばれた少なくと
も１種以上の官能基を有する化合物0.01〜20重量％から
なる樹脂組成物40〜80重量部と、 B.繊維状強化材60〜20重量部とからなる自動車エンジン
周辺部品材料。