JP2948845B2 - ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物 - Google Patents

ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、制振性能に優れるポリフェニレンエーテル
(PPE)系樹脂組成物に関する。
〔従来の技術〕
近年、事務機器、音響機器、家庭用電気製品を始めと
して各種機器の筐体、内、外装材としてプラスチック材
料の使用が一般化してきた。これらのうちPPE系樹脂は
機械的性質が優れ、クリープ、応力緩和を含めバランス
がとれている。また、耐熱性があり、低温での物性低下
が少なく、難燃性であるという特徴を有する。しかし、
PPE系樹脂そのものは、成形性の点で問題があるため、
成形性を改良した変性品が広く使用されている。そし
て、これが使用される用途、例えば、複写機、プリンタ
ー等の事務機器の用途においては、これらの発生する騒
音、振動の低減が重要な課題となっている。また、家庭
用電気製品例えば、冷蔵庫、洗濯機、掃除機等において
も振動を伴う機器の低振動、低率音化による静粛性も商
品としての重要な性能の一つとなっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
高分子材料は元来、金属材料に比べ振動、騒音の発声
を抑えるという点からは有利な材料ではあるが、各種機
器が使用される常温付近での振動、騒音という点からは
満足すべきものではなかった。
本発明は、各種機器の材料として汎用されているPPE
系樹脂について、その常温付近での制振性能を改良する
ことを主たる目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば上記課題は、(a)PPE系樹脂97〜50
重量部、及び(b)数平均分子量が2500〜40000のビニ
ル芳香族モノマーから成るブロック(A)と、イソプレ
ンまたはイソプレンとブタジエンの混合物から成り、数
平均分子量が10000〜200000で、3,4結合及び1,2結合含
有量が40%以上であり、0℃以上にtanδの主分散のピ
ークを有するブロック(B)より構成される、数平均分
子量が30000〜300000であるブロック共重合体、または
その水添3〜50重量部を含む組成物を提供することによ
り達成される。
本発明の組成物は、PPE系樹脂の耐衝撃性向上に効果
があるとともに、振動、騒音の発生を低減した材料とし
て有用である。
以下に本発明をさらに詳しく説明する。
本発明において使用されるPPE系樹脂は、式 (1単位の酸素エーテル原子が隣接単位のベンゼン核に
結合しており、nは少なくとも50の整数であり、各Qは
水素原子、ハロゲン原子、三級α炭素原子を含有しない
炭化水素基、ハロゲン原子とフェニル核の間に少なくと
も2個の炭素原子を有するハロ炭化水素基、炭化水素オ
キシ基及びハロゲン原子とフェニル核の間に少なくとも
2個の炭素原子を有するハロ炭化水素オキシ基より成る
群から選択した1価の置換基である)で表される反復構
造単位を有する樹脂である。
好ましいPPE系樹脂としては、Qがアルキル基のもの
であり、特に好ましいのは炭素原子数が1〜4のアルキ
ル基のものである。例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4
−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジエチル−1,4−
フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−エチル
−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6
−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−
ジプロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−
エチル−6−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル等
がある。
また、本発明では、PPE系樹脂として、上記の好まし
い樹脂に、その加工性を改良するためにポリスチレン等
をブレンドしたもの、あるいはポリスチレン等をグラフ
ト化したもの等も使用しうる。
本発明において用いられる、もう一方の成分であるブ
ロック共重合体の、第一成分としては、ビニル芳香族モ
ノマー、例えばスチレン、α−メチルスチレン、1−ビ
ニルナフレン、2−ビニルナフタレン、3−メチルスチ
レン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチ
レン、4−ドデシルスチレン、2−エチル、4−ベンジ
ルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレン等がある
が、最も好ましいのはスチレンである。
ビニル芳香族モノマーからなるブロック(A)の数平
均分子量は2500〜40000の範囲である。ブロック(A)
の数平均分子量が2500より小さい場合には組成物として
の性能が低下し、40000を越えるとブロック共重合体の
溶融粘度が高くなり過ぎ、PPE系樹脂との混合がうまく
いかず十分な性能を有する組成物が得られない。
また、このビニル芳香族モノマーからなるブロック
(A)のブロック共重合体中での割合は、5〜50重量%
の範囲であることが好ましい。ブロック(A)の割合を
上記の範囲内とすることにより、ブロック共重合体は十
分な機械的性質と良好な成形加工性を備えたものとな
る。
また、本発明において用いられるブロック共重合体の
第二成分としてはイソプレン、またはイソプレンとブタ
ジエンの混合物が使用される。これ以外のモノマーを使
用した場合、例えば、ブタジエン単独の場合、1.2結合
含有量を増やしても制振性能を発現する温度は0℃未満
であり、実際に使用される温度での制振性能は得られ
ず、実用上の意義は少ない。イソプレンの場合、本発明
の3.4結合及び1.2結合含有量(以下これらを総称してビ
ニル結合含有量ということがある)とすることにより、
概ね0℃から50℃前後までの実用的な温度範囲で制振性
能を発揮することができ、広い用途に対応することが可
能になり、実用上極めて有意義である。イソプレンとブ
タジエンの混合物を使用する場合、イソプレンの割合が
40%以上であれば0℃以上で制振性性能を発揮する。イ
ソプレンとブタジエンの混合物を使用する場合のブロッ
ク(B)の形態としてはランダム、ブロックまたはテー
パードのいずれでも良い。
本発明で使用するブロック共重合体におけるブロック
(B)の3,4結合及び1,2結合含有量は40%以上(100%
でもよい)であることが必要である。ビニル結合含有量
が40%より少ない場合、通常の使用温度領域で十分な制
振性能が得られず好ましくない。
また、ブロック共重合体の粘弾性測定により得られる
tanδ(損失正接)の主分散のピークの温度が0℃以上
であることが必要である。0℃よりも低い温度にしかピ
ークがない場合には通常の温度領域で十分な制振性能が
得られない。
また、ブロック(B)の数平均分子量は、10000〜200
000の範囲内であることが必要である。ブロック(B)
の数平均分子量が上記の範囲より小さい場合には、ブロ
ック共重合体の弾性的性質が損なわれるので好ましくな
い。また、ブロック(B)の数平均分子量が上記の範囲
より大きい場合には、ブロック共重合体の流動性が悪く
なり好ましくない。
ブロック共重合体の数平均分子量は30000〜300000の
範囲にあることが必要である。ブロック共重合体の数平
均分子量が30000より小さいとブロック共重合体自体の
破断時の強度、伸度等の機械的性質が低下し、組成物と
した場合にその強度を低下させ好ましくない。また、ブ
ロック共重合体の数平均分子量が300000を越えると加工
性が悪くなり、PPE系樹脂との混合がうまくいかず、十
分な性能を有する組成物が得られない。ブロック共重合
体の数平均分子量は80000〜250000の範囲にあることが
好ましい。
ブロック共重合体のブロック形態は、A−(B−A)
nまたは(A−B)nで示される。ここでAはビニル芳
香族モノマーからなるブロック、Bはイソプレンまたは
イソプレンとブタジエンの混合物からなるブロックを示
し、nは1以上の整数である。このうち、A−B−Aの
形態のものが最も好ましく用いられる。
本発明で使用するブロック共重合体は次の種々の方法
により得られる。
すなわち、(イ)アルキルリチウム化合物を開始剤と
して芳香族ビニルモノマー、イソプレンまたはイソプレ
ンとブタジエンの混合物を逐次重合させる方法、(ロ)
芳香族ビニルモノマー次いでイソプレンまたはイソプレ
ンとブタジエンの混合物を重合し、これをカップリング
剤によりカップリングする方法、あるいは(ハ)ジリチ
ウム化合物を開始剤としてイソプレンまたはイソプレン
とブタジエンの混合物、次いで芳香族ビニルモノマーを
逐次重合させる方法等があげられる。
アルキルリチウム化合物の例としてはアルキル残基の
炭素原子数が1〜10のアルキル化合物があげられるが、
とくにメチルリチウム、エチルリチウム、ペンチルリチ
ウム、ブチルリチウムが好ましい。カップリング剤とし
てはジクロロメタン、ジブロムメタン、ジクロロエタ
ン、ジブロムエタン、ジブロムベンゼン等が用いられ
る。ジリチウム化合物の例としてはナフタレンジリチウ
ム、ジリチオヘキシルベンゼン等があげられる。これら
の使用量は、ブロック重合体の分子量により決定される
ものであるが、重合に用いられる全モノマー100重量部
に対し、概ね開始剤0.01〜0.2重量部、カップリング剤
0.04〜0.8重量部程度の範囲で用いられる。
イソプレンまたはイソプレンとブタジエンの混合物か
らなるブロック(B)のミクロ構造としてビニル結合を
40%以上含有し、かつ0℃以上にtanδの主分散のピー
クを持つようにするためにはイソプレンまたはイソプレ
ンとブタジエンの混合物の重合の際に共触媒としてルイ
ス塩基が用いられる。ルイス塩基の例としてはジメチル
エーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の
エーテル類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエ
ーテル類、トリエチルアミン、N,N,N′,N′−テトラメ
チルエチレンジアミン(TMEDA)、N−メチルモルホリ
ン等のアミン系化合物等があげられる。これらのルイス
塩基の使用量は開始剤のリチウムのモル数に対し概ね0.
1〜1000倍の範囲で用いられる。
重合の際には制御を容易にするために溶媒を使用する
のが好ましい。溶媒としては重合触媒に対し不活性な有
機溶媒が用いられる。特に炭素数が6〜12の脂肪族、脂
環族、芳香族炭素水素が好ましく用いられる。その例と
しては、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチル
シクロヘキサン、ベンゼン等があげられる。
重合はいずれの重合法による場合も0〜80℃の温度範
囲で、0.5〜50時間の範囲で行われる。
ブロック共重合体は、公知の方法により水添される
が、水添反応および水添触媒に対して不活性な溶媒に溶
解した状態で、公知の水添触媒により分子状の水素を反
応させる方法が好ましい。使用される触媒としては、ラ
ネーニッケル、あるいは、Pt,Pd,Ru,Rh,Ni等の金属をカ
ーボン、アルミナ、硅藻土等の単体に担持させたもの等
の不均一触媒、または、遷移金属とアルキルアルミニウ
ム化合物、アルキルリチウム化合物等の組み合わせから
なるチーグラー系の触媒等が用いられる。反応は、水素
圧が常圧ないし200kg/cm2、反応温度が常温ないし250
℃、反応時間が0.1ないし100時間の範囲で行われる。反
応後のブロック共重合体は、反応液をメタノールなどに
より凝固させた後、加熱あるいは減圧乾燥させるか、反
応液を沸騰水中に注ぎ溶媒を共沸させ除去した後、加熱
あるいは減圧乾燥することにより得られる。
水添率は要求される物性のレベルによって決定される
が、耐熱性及び耐候性を重視る場合、50%以上、好まし
くは70%以上とするのがよい。
本発明の組成物は、PPE樹脂が97〜50重量部、前記ブ
ロック共重合体が3〜50重量部の範囲で混合される。ブ
ロック共重合体の比率がこれより少ない場合、得られる
組成物の制振性能は不十分となり、また、多くなると、
組成物は柔軟化しプラスチックとしての特性を失い、PP
E樹脂本来の使用目的にはそぐわなくなり好ましくな
い。
本発明の組成物は、PPE樹脂とブロック共重合体とを
必須成分とするが、必要に応じ各種添加剤を配合して使
用される。その例としては5〜250重量部のカーボンブ
ラック、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ等の補強剤、
充填剤等、及び0.01〜5重量部の酸化防止剤、紫外線吸
収剤等が挙げられる。これらの内、特にマイカは制振性
能を向上させることから好ましく用いられる。マイカを
添加する場合、20重量部以上、更に好ましくは40重量部
以上用いることによりより高度な制振性能を発揮するこ
とが可能になる。
また、本発明の主旨を損なわない範囲であれば他のポ
リマーをブレンドして使用することも可能である。その
例としては、ポリスチレン、ABS樹脂、スチレン−共役
ジエンブロック共重合体または、その水添物、ナイロン
等があげられる。これのポリマーのブレンド率は、概ね
30重量%以下であるのが好ましい。
本発明の組成物は、PPE樹脂とブロック共重合体とを
ニーダー、押出機、射出成型機等により混練、成型し使
用される。本発明の組成物は、事務機器、音響機器、家
庭用電気製品を始めとして、各種機器の筐体、内・外装
材、自動車用内、外装材、バンパー等に好適に使用され
る。
〔実施例〕
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明す
る。
なお、実施例中の各測定値は以下の方法により求め
た。
数平均分子量はGPCによった。
ミクロ構造はNMRスペクトルを測定し、4.8ppm,5.8ppm
の3.4結合、1,2結合に対応するピークと5.3ppmの1,4結
合に対応するピークの比から、3.4結合、1.2結合の含有
量を算出した。
水添率は、水添反応の前後のブロック共重合体のヨウ
素価を測定し、その比より算出した。
tanδのピーク温度は、レオバイブロン(オリエンテ
ック社製)により粘弾性スペクトルを測定することによ
り求めた。
制振性能の指標として、25℃でのtanδの値を求め
た。この値が大きいほど常温付近での制振性がよいとを
示す。
〔参考例1〕 乾燥し窒素で置換された耐圧反応器で、溶媒としてシ
クロヘキサン、重合触媒としてn−ブチルリチウム、ビ
ニル化剤としてTMEDAを用い、スチレンモノマー、イソ
プレンモノマー、スチレンモノマーの順に添加し重合
し、A−B−A型ブロック共重合体(I),(II),
(III)を得た。表1にこれらの分子特性を示した。
〔参考例2〕 参考例1と同様の方法で重合したA−B−A型ブロッ
ク共重合体をシクロヘキサン中で、水添触媒としてpd−
cを触媒を用い、水素圧20kg/cm2で水添反応を行い、水
添ブロック共重合体(IV),(V),(VI)を得た。第
1表にこれらの分子特性を示した 〔実施例1〕 参考例1で得られたブロック共重合体(I)とポリ
(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルをベース
とした比重が1.06の変性PPE樹脂(ザイロン500H,旭化成
工業社製)を、第2表に示す処方によりブラベンダープ
ラスチコーダーにより180℃で混練することにより組成
物を作成した。
得られた組成物を200℃でプレス成型して厚さ2mmのシ
ートを作成し、25℃でのtanδの測定と耐衝撃試験(Izo
t)を行った。
また、比較のため、変性PPE樹脂単独、変性PPE樹脂と
ビニル結合量の少ないスチレン−イソプレン−スチレン
ブロック共重合体(SIS,TR−1107、ビニル結合量12%;
シェル化学社製)との混合物についても同様の測定を行
った。
[実施例2〜8および比較例1、2] 参考例1および2で得られた水添ブロック共重合体と
変性PPE樹脂とを、第2表に示す処方によりブラベンダ
ープラスチコーダーにより190℃で混練することにより
組成物を作成した。
得られた組成物を210℃でプレス成型して厚さ2mmのシ
ートを作成し、25℃でのtanδの測定と耐衝撃試験を行
った。
実施例1,2の測定結果を第2表に示す。この結果か
ら、本発明の組成物は制振効果に優れるとともに、耐衝
撃性においても優れていることがわかる。
〔発明の効果〕 ポリフェニレンエーテル系樹脂を特定の分子構造を有
するブロック共重合体と組み合わせたことを特徴とする
本発明の組成物は、ポリフェニレンエーテル系樹脂の耐
衝撃性を向上させるとともに振動、騒音の発生を低減し
た材料として使用することができ、また、特に常温付近
での制振性能に優れている。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−269138(JP,A) 特開 昭60−228556(JP,A) 特開 昭61−73758(JP,A) 特公 昭47−32731(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 71/12,53/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)ポリフェニレンエーテル系樹脂97〜
    50重量部、及び(b)数平均分子量が2500〜40000のビ
    ニル芳香族モノマーから成るブロック(A)と、イソプ
    レンまたはイソプレンとブタジエンの混合物から成り、
    数平均分子量が10000〜200000で、3,4結合及び1,2結合
    含有量が40%以上であり、0℃以上にtanδの主分散の
    ピークを有するブロック(B)より構成される、数平均
    分子量が30000〜300000であるブロック共重合体、また
    はその水添物3〜50重量部を含むことを特徴とするポリ
    フェニレンエーテル系樹脂組成物。
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