JP3109201B2 - ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物 - Google Patents

ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリフェニレンスルフィ
ド樹脂組成物に関するものであり、さらに詳しくは強度
が大きくかつ伸びが大きな靭性に優れたポリフェニレン
スルフィド樹脂組成物に関するものである。
【0002】ポリフェニレンスルフィドは、その優れた
耐熱性,耐薬品性を生かして電気・電子機器部材,自動
車機器部材として注目を集めている。また、射出成形,
押出成形等により各種成型部品,フィルム,シート,繊
維等に成形可能であり、耐熱性,耐薬品性の要求される
分野に幅広く用いられている。
【0003】
【従来の技術】ポリフェニレンスルフィドは
【0004】
【化1】 を主な構成単位とする重合体であり、その製造方法とし
ては特公昭45−3368号公報等に開示されている様
にジハロ芳香族化合物とアルカリ金属硫化物とを極性非
プロトン溶媒中で加熱,反応させる方法が知られてい
る。
【0005】しかしながら、この様な方法で製造された
ポリフェニレンスルフィド(以下PPSと略す)は、分
子量が低くそのままでは射出成形等に使用不可能であっ
た。そこでこれらの問題点を解決するため、空気中でP
PSを酸化硬化させ、分子量を高める方法が米国特許3
793256号公報等に開示されている。しかしながら
この方法では、酸素による過度の酸化架橋反応のためか
得られたPPSは著しく着色し、ガラス繊維等の繊維補
強剤で強化しても脆い成形品しか得られない等の問題点
を有していた。
【0006】また、重合反応により直鎖状に高分子量化
する方法が特公昭52−12240号公報等に開示され
ている。これらの方法によって得られたPPSは、特公
昭45−3368号公報によって得られたPPSに比べ
ると多少靭性が改善されてはいるものの、まだ十分に満
足するレベルには達していない。
【0007】一方、PPSにエラストマーを添加するこ
とにより靭性を付与する方法が特開昭58−15475
7号公報等に開示されている。これらの方法によればエ
ラストマーを多量に添加することにより靭性の改善が可
能となるが、PPSが本来有している耐熱性,耐薬品
性,難燃性が消失してしまうため好ましくない。
【0008】また、特開昭62−45654号公報には
PPSと2〜60の比較的低い重合度および6000の
最大数平均分子量を有するオリゴマー状エステルからな
る結晶性が迅速に高度化する組成物が開示されている。
しかしながら、この組成物は用いるポリエステルの分子
量が低いため、PPSの靭性改善効果に乏しく、また熱
安定性も悪いという欠点を有していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明はPPSに数平
均分子量が10000以上の高分子量脂肪族ポリエステ
ルを配合し、PPSが本来有する耐熱性,耐薬品性,難
燃性等の優れた性質を保持したまま、欠点であった脆さ
を改善した高靭性PPS樹脂組成物を提供するものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明はPPS樹
脂70〜99.5重量%と数平均分子量が10000以
上である脂肪族ポリエステル30〜0.5重量%からな
るPPS樹脂組成物に関するものであり、以下詳細に説
明する。
【0011】本発明で用いるPPSとしては、特公昭4
5−3368号公報に示されるような公知の方法により
得られたものであれば特に制限はないが、下式
【0012】
【化2】 で示される繰り返し単位を70モル%以上含むものが好
ましい。さらに、繰り返し単位としてp−フェニレンス
ルフィド単位を70モル%以上含有するPPSが特に好
適に用いられる。この際、残りの繰り返し単位としては
共重合可能な単位であれば制限はなく、例えば、o−フ
ェニレンスルフィド単位,m−フェニレンスルフィド単
位,ジフェニルスルフィドエーテル単位,ジフェニルス
ルフィドスルホン単位,ジフェニルスルフィドケトン単
位,ビフェニルスルフィド単位,ナフタレンスルフィド
単位,3官能フェニレンスルフィド単位等が挙げられ
る。これらの共重合体は、ブロック共重合されていても
ランダム共重合されていてもよい。
【0013】好ましいPPSの具体例としては、ポリ
(p−フェニレンスルフィド)、ポリ(p−フェニレン
スルフィド)−ポリ(m−フェニレンスルフィド)ブロ
ック共重合体、ポリ(p−フェニレンスルフィド)−ポ
リスルホンブロック共重合体、ポリ(p−フェニレンス
ルフィド)−ポリフェニレンスルフィドスルホン共重合
体が挙げられる。
【0014】さらに、本発明において好適に用いられる
PPSとしては溶融粘度(300℃にて直径0.5m
m,長さ2.0mmのダイスを用い、荷重10kgで高
化式フローテスターを用いて測定した値)が10〜10
0000ポイズ、好ましくは50〜50000ポイズ、
さらに好ましくは500〜40000ポイズの範囲にあ
るPPSであり、直鎖状のものであっても、酸素共存下
酸素架橋させたものであっても、また不活性ガス雰囲気
下、加熱処理を施したものであってもかまわないし、さ
らにこれらの構造の混合物であってもかまわない。
【0015】また本発明で用いられる脂肪族ポリエステ
ルとの相溶性を高めるため、反応性の高い官能基をPP
S中に導入してもよい。導入される官能基としては、ア
ミノ基,カルボン酸基,水酸基等が適当であり、その導
入方法としてはこれら官能基を含有するハロゲン化芳香
族化合物を共重合する方法やPPSと官能基を含有する
低分子量化合物との高分子反応により導入する方法等が
挙げられる。
【0016】また、上記PPSは、脱イオン処理(酸洗
浄や熱水洗浄等)を行うことによりナトリウムイオンを
低減させたものであってもよい。
【0017】本発明で用いられる脂肪族ポリエステルと
しては下式
【0018】
【化3】 (ここでRは炭素数2〜16のアルキレン基であり、n
は80〜1000の整数を表わす)の繰返しユニットを
有する実質的に直鎖状の重合体であり、その製造方法に
ついては、例えば米国特許2914556号公報,米国
特許2977385号公報,米国特許3892821号
公報等の公知の方法によって得られたものであれば特に
制限はないが、その数平均分子量が10000以上であ
ることが、本発明の効果を発現させる上で必要である。
つまり数平均分子量が10000未満の場合にはPPS
の靭性改良効果が十分でないばかりでなく、耐熱性が低
下してくるため成形加工時にガスを多量に発生する等好
ましくない。
【0019】本発明で用いられる脂肪族ポリエステルの
若干の例としては、ポリ(β−プロピオラクトン),ポ
リピバロラクトン,ポリ(ε−カプロラクトン)および
それらの共重合体が挙げられるが、本発明において好ま
しく用いられる脂肪族ポリエステルはポリ(ε−カプロ
ラクトン)である。
【0020】本発明で用いられる脂肪族ポリエステルの
添加量はPPSと脂肪族ポリエステルの組成物に対して
0.5〜30重量%、好ましくは1〜20重量%であ
る。
【0021】添加量が0.5重量%未満では靭性の改良
効果が十分でなく、逆に30重量%を超えるとPPS本
来の耐熱性,耐薬品性,難燃性等の優れた性質が消失し
てしまうため好ましくない。
【0022】本発明のPPS組成物の製造方法としては
通常用いられている方法が利用できるが、押出機等によ
り、溶融ブレンドする方法が好ましい。
【0023】以上の様にして得られたPPS組成物はP
PS本来の優れた耐熱性,耐薬品性,難燃性を保持した
上に、伸びおよび衝撃強度を大幅に改善することができ
る。
【0024】また必要に応じてガラス繊維,炭素繊維,
アルミナ繊維等のセラミック繊維,アラミド繊維,全芳
香族ポリエステル繊維,金属繊維,チタン酸カリウムウ
ィスカー等の補強用充填剤や炭酸カルシウム,マイカ,
タルク,シリカ,硫酸バリウム,硫酸カルシウム,カオ
リン,クレー,パイロフェライト,ベントナイト,セリ
サイト,ゼオライト,ネフェリンシナイト,アタパルジ
ャイト,ウォラストナイト,PMF,フェライト,ケイ
酸カルシウム,炭酸マグネシウム,ドロマイト,三酸化
アンチモン,酸化亜鉛,酸化チタン,酸化マグネシウ
ム,酸化鉄,二硫化モリブデン,黒鉛,石こう,ガラス
ビーズ,ガラスパウダー,ガラスバルーン,石英,石英
ガラス等の無機充てん剤および有機,無機顔料を配合す
ることも可能である。
【0025】また、ワックス等の離型剤、シラン系,チ
タネート系のカップリング剤、滑剤、耐熱安定剤、耐候
性安定剤、発泡剤、防錆剤、イオントラップ剤、難燃
剤、難燃助剤等を必要に応じて添加してもよい。
【0026】さらに必要に応じて、ポリエチレン、ポリ
ブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリ
スチレン、ポリブテン、ポリα−メチルスチレン、ポリ
酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリ
ル、ナイロン6,ナイロン66,ナイロン610,ナイ
ロン12,ナイロン11,ナイロン46等のポリアミ
ド、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンテレフ
タレート,ポリアリレート等のポリエステル、ポリウレ
タン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニ
レンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、
ポリアリルスルホン、ポリフェニレンスルフィドスルホ
ン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィドケ
トン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリ
アミドイミド、シリコーン樹脂、フェノキシ樹脂、フッ
素樹脂などの単独重合体、ランダムまたはブロック,グ
ラフト共重合体の一種以上を混合して使用することもで
きる。
【0027】
【実施例】以下本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。
【0028】参考例 本発明の実施例および比較例で使用したPPSの製造方
法を以下に示す。
【0029】攪拌機,脱水塔およびジャケットを装備す
る内容積530lの反応器にN−メチルピロリドン11
0lおよび硫化ナトリウム(純度:NaS60.2重
量%)61.1kgを仕込み、撹拌下ジャケットにより
加熱し、内温が約200℃に達するまで脱水塔を通じて
脱水を行った。この際、13.5lの主として水からな
る留出液を留去した。次いで、p−ジクロロベンゼン6
8.7kgとN−メチルピロリドン48lを添加し、2
時間かけて225℃まで昇温し、225℃にて2時間反
応させた後、30分かけて250℃に昇温し、更に25
0℃で3時間反応させた。この時、圧力は10.5kg
/cmまで上昇した。
【0030】反応終了後、反応混合液を攪拌機,ジャケ
ットおよび減圧ラインを装備する溶媒回収器に移した。
この際、N−メチルピロリドン30lを追加した。続い
て、減圧下で加熱して、主としてN−メチルピロリドン
からなる留出液200lを留去した。
【0031】続いて、水200lを添加して水スラリー
とし、80℃,15分間加熱撹拌した後、遠心分離して
ポリマーを回収した。
【0032】更に、ポリマーを溶媒回収器に戻し、水2
00lを添加し、180℃,30分間加熱撹拌を行い、
冷却後、遠心分離機でポリマー粉末を回収した。尚、こ
の操作を2回繰返した。
【0033】得られたポリマーをジャケット付きリボン
ブレンダーに移し乾燥を行った。このPPSを一部サン
プリングし、溶融粘度を高化式フローテスター(ダイ
ス;直径=0.5mm,長さ=2.0mm)を用いて3
00℃,10kg荷重で測定したところ、570ポイズ
であった。サンプリング終了後、攪拌下空気を400l
/時間の流量で流しながら265℃に昇温し24時間硬
化処理を行った。硬化終了後の溶融粘度は20000ポ
イズであった。
【0034】実施例1〜4 参考例で得たPPSとポリ(ε−カプロラクトン)(ダ
イセル化学工業製 プラクセルH−1P,H−4,H−
7,数平均分子量はそれぞれ12400,34000,
87100である)とを表1に示す組成で均一にブレン
ドした後、押出機により300℃にて混練,押出しして
ペレットを製造した。このペレットを用い、射出成形機
にてシリンダー温度330℃,金型温度140℃で試験
片を作成し、ASTM D638に従い引張強度および
伸びを、またASTM D256に従い反ノッチ付アイ
ゾット衝撃強度を測定した。さらに成形時のガス発生の
有無についても目視で観察した。結果を表1にまとめて
示す。
【0035】比較例1 参考例で得たPPSのみを実施例と同様の操作で混練,
ペレット化し射出成形を行って試験片を作成した。得ら
れた試験片を用いて引張強度,伸び,反ノッチ付アイゾ
ット衝撃強度を測定したところ、それぞれ800kg/
cm,10.2%,40kg・cm/cmであった。
この様にポリ(ε−カプロラクトン)に代表される脂肪
族ポリエステルを添加しないと実施例に比べ伸び,耐衝
撃性が小さいことがわかる。
【0036】比較例2 本発明の範囲外のポリ(ε−カプロラクトン)オリゴマ
ーとPPSとの組成物に関する検討結果を示す。ここで
用いたポリ(ε−カプロラクトン)オリゴマーは以下の
様にして製造した。
【0037】内容量500mlのセパラブルフラスコに
無水のエチレングリコール8.02gおよびジブチルス
ズジラウレート0.016gを入れ、150℃に昇温し
ε−カプロラクトン250gとジブチルスズジラウレー
ト0.064gの混合液を滴下し、さらに180℃に昇
温した。180℃で1.5時間かけて上記混合液を滴下
し、さらに2時間反応させた。反応終了後冷却し、内容
物を取り出し粉砕した後、加熱減圧乾燥することにより
未反応のε−カプロラクトンを除去した。得られたオリ
ゴマーの数平均分子量(GPCを用いて測定)は200
0であった。
【0038】この様にして得られたポリ(ε−カプロラ
クトン)と参考例で得られたPPSとを実施例1と同様
の操作で混練,ペレット化し、射出成形を行って試験片
を作成した。この際、実施例に比べかなりのガスの発生
が認められた。得られた試験片を用いて引張り強度,伸
び,反ノッチ付アイゾット衝撃強度を測定したところ、
それぞれ750kg/cm,10.3%,30kg・
cm/cmであった。
【0039】この様に数平均分子量10000未満の脂
肪族ポリエステルを用いた場合には実施例に比べ伸び,
反ノッチ付アイゾット衝撃強度に劣るものしか得られな
いばかりか、成形加工時に多量のガスが発生し、成形操
作に支障をきたすことが懸念される。
【0040】
【表1】
【0041】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、PPS
と特定の脂肪族ポリエステルからなる組成物は、従来の
PPSの欠点であった伸び,衝撃強度の低さを改善する
ことができるため、電気・電子部品や自動車部品として
用いるのに極めて有用である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリフェニレンスルフィド樹脂70〜9
    9.5重量%と数平均分子量が10000以上である脂
    肪族ポリエステル30〜0.5重量%からなるポリフェ
    ニレンスルフィド樹脂組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2080486A2 (en) 2007-12-21 2009-07-22 Olympus Medical Systems Corporation Endoscope washing and disinfecting apparatus and leak detection method performed by the apparatus
US8176771B2 (en) 2007-12-21 2012-05-15 Olympus Medical Systems Corp. Endoscope washing and disinfecting apparatus and leak detection method performed by the apparatus

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