JP3125028B2 - ポリアミド樹脂成形材料 - Google Patents

ポリアミド樹脂成形材料

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリアミド樹脂成形材
料に関するものであり、詳しくはポリアミド樹脂とポリ
オレフィン樹脂それぞれの優れた特性を合わせ持ち、剛
性と耐衝撃性のバランスがとれ、かつ低比重であるポリ
アミド樹脂成形材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリアミド樹脂は、機械的強度、耐熱
性、耐薬品性に優れているため、エンジニアリングプラ
スチックとして各種の成形材料に使用されているが、吸
水率が高いことに起因するいくつかの問題点が指摘され
ている。
【0003】例えば、吸水したポリアミド樹脂は、機械
的強度が著しく低下し、寸法変化を起こす。また、無機
イオンによってはクラックを発生する。
【0004】ポリアミド樹脂は、このような欠点を有す
るために、或る用途においてはその使用が限定され、ポ
リアミド樹脂自体が本来有する優れた特性を十分に生か
すことができないことも多い。
【0005】これらの問題を解決するために、ポリアミ
ド樹脂にポリオレフィン樹脂を配合し、これらの問題点
を解決しようという試みが従来より盛んに行われてきた
(特公昭45−30943号公報;高分子化学,Vo
1.29,No.324,pp.259−264,Ap
r.,1972など)。
【0006】ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂は非
相溶な樹脂であるため、単純に両者を溶融混合しただけ
では相分離が起こり、優れた特性を有する組成物とはな
り得ず、全く商品価値のないものとなってしまう。これ
らを改良するために、一般には、ポリオレフィン樹脂に
α、β−不飽和カルボン酸または、その誘導体をグラフ
トさせた変性ポリオレフィン樹脂をポリアミド樹脂に溶
融混合する方法がとられている。
【0007】しかしながら、公知の先行技術において得
られるポリアミド樹脂と変性ポリオレフィン樹脂からな
る組成物は、成形品とした場合に問題となるウェルド強
度という点についてはいまだ不十分なレベルにあり、こ
の解決法を、本発明者らはすでに特願平2−40659
5号のなかで提案している。
【0008】ただし、特願平2−406595号のなか
で提案されている材料は満足できるウェルド強度は有し
てはいるが、近年、環境問題がクローズアップされるに
及んで、ポリアミド樹脂成形材料に対して強く要求され
るようになった、剛性と耐衝撃性のバランスがとれ、か
つ低比重であるということについては、いまだ十分に満
足できるがレベルにはなく、この問題の解決が強く求め
られていた。
【0009】
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、剛性と耐衝
撃性のバランスがとれ、かつ低比重であるポリアミド樹
脂成形材料を提供するという課題を解決するものであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、ポリアミド樹脂に配
合する変性ポリオレフィン樹脂を特殊な変性ポリオレフ
ィン樹脂とし、さらに特定量のゴム状重合体を配合する
ことにより、剛性と耐衝撃性のバランスがとれ、かつ低
比重であるポリアミド樹脂成形材料となることを見出
し、本発明を完成した。
【0012】すなわち、本発明は; (A)ポリアミド樹脂20〜65重量% (B)MFR1g/10分以下のポリプロピレン樹脂8
0〜90重量%及びMFR10〜25g/10分、比重
0.94〜0.97の高密度ポリエチレン樹脂10〜2
0重量%からなる混合物に酸無水物を0.1〜5.0重
量%付加させて得られる、MFR30〜50g/10分
の変性ポリオレフィン樹脂10〜40重量% (C)未変性ポリオレフィン樹脂0〜50重量% (D)ゴム状重合体1〜50重量%「ただし、(A)+
(B)+(C)+(D)=100重量%」であることを
特徴とするポリアミド樹脂成形材料であり、ならびに、
【0013】 無機質強化剤を併用する上記ポリアミ
ド樹脂成形材料である。 本発明の(A)成分であるポリアミド樹脂とは、98%
硫酸の1%溶液で測定した相対粘度(ηrel)が2.
0〜4.0、アミノ末端基1.5×10-5当量/g以上
のポリアミド樹脂を好適に用いることができる。
【0014】相対粘度が2.0未満であると、組成物と
した場合の靱性が劣り、好ましからざる結果を招く。相
対粘度が4.0以上であると成形流動性が著しく悪化し
てしまう。また、アミノ末端基が1.5×10-5当量/
g未満であると酸無水物との反応性が劣り、優れた成形
材料とすることができない。
【0015】本発明の(A)成分であるポリアミド樹脂
とは、上述したポリアミドであれば種々のものを使用す
ることができ、例えば、ε−カプロラクタム、アミノカ
プロン酸、エナントラクタム、7−アミノヘプタン酸、
11−アミノウンデカン酸、9−アミノノナン酸、α−
ピロリドン、α−ピペリドンなどの重合体;1,4−ジ
アミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレン
ジアミン、ウンデカメチレンジアミン、メタキシリレン
ジアミンなどのジアミンとテレフタル酸、イソフタル
酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二塩基酸、グル
タール酸などのジカルボン酸とを重合せしめて得られる
重合体または、これらの共重合体、混合物などを例示す
ることができる。
【0016】さらに具体的には、ナイロン4、ナイロン
6、ナイロン7、ナイロン8、ナイロン11、ナイロン
12、ナイロン46、ナイロン6・6、ナイロン6・
9、ナイロン6・10、ナイロン6・11、ナイロン6
・12、ナイロン10・10、ナイロン12・12、ナ
イロン6T(T:テレフタル酸)、ナイロン6I(I:
イソフタル酸)、ナイロン12T、ナイロン12I、ナ
イロンMXD6(MXD:メタキシリレンジアミン)あ
るいはこれらの共重合体、混合物などを例示することが
できる。
【0017】本発明の(B)成分は、変性ポリオレフィ
ン樹脂であり、MFR1g/10分以下のポリプロピレ
ン樹脂80〜90重量%及びMFR10〜25g/10
分、比重0.94〜0.97の高密度ポリエチレン樹脂
10〜20重量%からなる混合物に、酸無水物を0.1
〜5.0重量%付加させて得られるMFR30〜50g
/10分の変性ポリオレフィン樹脂である。
【0018】酸無水物を付加させる前のポリプロピレン
樹脂としては、剛性、耐熱性の優れたホモポリマーが好
ましい。また、MFRが1g/10を越えると分子量低
下によりMFR50g/10分以下の変性ポリオレフィ
ンが得られにくくなる。また、高密度ポリエチレン樹脂
のMFRが10g/10分未満であると、ポリプロピレ
ン樹脂との混合性が悪くなり、25g/10分を越える
とMFR50g/10分以下の変性ポリオレフィン樹脂
が作り得なくなる。
【0019】さらに、変性ポリオレフィン樹脂の酸無水
物付加量が0.1重量%未満であるとポリアミド樹脂の
アミノ末端基との反応性が乏しくなり、優れた成形材料
とならない。5.0重量%以上であるとゲル化、着色な
どが起こり好ましからざる結果を招く。変性ポリオレフ
ィン樹脂のMFRが30〜50g/10分の範囲外にあ
ると、ポリアミド樹脂との粘性バランスが崩れ混和性が
悪くなる。また、ポリエチレン樹脂の比重が0.94未
満であると混和性が悪化する。
【0020】本発明において使用される酸無水物とは、
例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、コハ
ク酸、フマル酸、イタコン酸、ハイミック酸等の分子間
あるいは分子内の無水物などを例示することができる
が、特に好ましいのは無水マレイン酸である。
【0021】上記変性ポリオレフィン樹脂(B)を製造
するためには、従来公知のいかなる技術を用いてもよい
が、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、酸無水物
ならびに有機過酸化物をあらかじめ混合し、押出機、バ
ンバリーミキサー、ニーダー等を用いて溶融混合する方
法が好適に採用される。
【0022】ここで変性に使用される有機過酸化物とし
ては、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサ
イド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチ
ル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−パーオキシ)ヘキ
セン−3、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパー
オキシベンゾエート等の有機過酸化物を好適に用いるこ
とができる。
【0023】上記変性ポリオレフィン樹脂(B)の配合
量は、10〜40重量%の範囲であり、さらに好ましく
は15〜35重量%の範囲である。変性ポリオレフィン
樹脂の量が10重量%未満であると混和性が低下し、物
性が発現しない。また、40重量%を越えると変色、ゲ
ル等が発生し易くなるなどと言う、好ましからざる結果
を招く。
【0024】本発明の(C)成分である未変性ポリオレ
フィン樹脂とは、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリイソプレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリブ
テン−1、ポリペンテン、ポリヘキセン、ポリスチレン
等を例示することができる。未変性ポリオレフィンの配
合量としては、0〜50重量%の範囲が良く、0〜30
重量%の範囲好ましい。
【0025】本発明の(D)成分であるゴム状重合体と
は、一般に、ゴム、あるいはエラストマーと称されてい
る重合体を意味し、例えば、エチレン−プロピレンゴム
(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EP
DM)、スチレンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(B
R)、ニトリルゴム(NBR)、アクリロニトリル−ブ
タジエン−イソプレン三元共重合体、クロロプレンゴム
(CR)、ブチルゴム(IIR)、アクリルゴム(A
R)、シリコーンゴム、弗素ゴム、水素化スチレン−ブ
タジエン共重合体、水素化スチレン−イソプレン共重合
体などを例示することができる。
【0026】特に好ましいのは、本発明の(B)成分で
ある変性ポリオレフィン樹脂と混和性があり、耐熱性に
優れるエチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレ
ン−ジエンゴム、水素化スチレン−ブタジエン共重合
体、水素化スチレン−イソプレン共重合体である。
【0027】ゴム状重合体の配合量としては、1〜50
重量%の範囲が好ましく、1〜35重量%の範囲がさら
に好ましく、5〜25重量%の範囲が特に好ましい。配
合量が、1重量%以下では剛性と低比重は達成されるも
のの耐衝撃性が不足し、50重量%以上では耐衝撃性と
低比重は達成されるものの剛性が不足してしまう。
【0028】本発明のポリアミド樹脂成形材料を製造す
るにあたっては、当業者の間に良く知られた従来公知の
技術を用いることができ、例えば、ブラベンダー、ニー
ダー、バンバリーミキサー、押出機等を用いて溶融混練
することにより達成される。本発明のポリアミド樹脂成
形材料は必要に応じてさらに、無機質強化剤を配合する
ことができる。
【0029】無機質強化剤としては、例えば、ガラス繊
維、カーボン繊維、チタンウィスカー、セラミックファ
イバー、タルク、マイカ、ウォラストナイト、カオリ
ン、クレー、ガラスビーズなどを例示することができ
る。
【0030】本発明のポリアミド樹脂成形材料に配合さ
れる無機質強化剤の配合量は、樹脂成分100重量部に
対して200重量部以下が好ましく、100重量部以下
が特に好ましい。
【0031】また、本発明のポリアミド樹脂成形材料に
必要に応じて他の熱可塑性樹脂、染料、顔料、充填剤、
核剤、可塑剤、カップリング剤、発泡剤、耐熱剤、耐候
剤あるいは難燃剤等を適量添加することも特に制限され
るものではない。ポリオレフィン樹脂に通常配合される
有機系の熱安定剤を適量添加することは、本発明の目的
にとって特に好ましい。
【0032】
【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はそ
の要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるもので
はない。本発明に用いた原料および試験方法を以下に示
す。 〔1〕原料 (1)Ny66−1:ナイロン66 硫酸相対粘度(JIS K6810 98%H2
4 )2.63 (2)Ny66−2:ナイロン66 硫酸相対粘度(JIS K6810 98%H2
4 )3.18 (3)PP−1:ポリプロピレン樹脂 旭化成工業(株)製 PPホモポリマー、MFR=0.
5g/10分
【0033】(4)PP−2:ポリプロピレン樹脂 旭化成工業(株)製 PPホモポリマー、MFR=10
g/10分 (5)PP−3:ポリプロピレン樹脂 旭化成工業(株)製 PPホモポリマー、MFR=30
g/10分 (6)PE−1:高密度ポリエチレン樹脂 旭化成工業(株)製 サンテック(登録商標)HDPE
MFR=19g/10分、d=0.96 (7)PE−2:高密度ポリエチレン樹脂 旭化成工業(株)製 サンテック(登録商標)HDPE
MFR=5g/10分、d=0.96
【0034】(8)PE−3:高密度ポリエチレン樹脂 旭化成工業(株)製 サンテック(登録商標)HDPE
MFR=30g/10分、d=0.96 (9)PE−4:低密度ポリエチレン樹脂 旭化成工業(株)製 サンテック(登録商標)LDPE
MFR=19g/10分、d=0.92 (10)MEPR:エチレン・プロピレンゴムの無水マ
レイン酸付加物 エクソン化学(株)製 EXXELOR(登録商標)V
A1803、無水マレイン酸付加量0.7重量% (11)EPR:エチレン・プロピレンゴム 三井石油化学(株)製 タフマー(登録商標)PO18
【0035】(12)HTR:水素化スチレン・ブタジ
エン共重合体 旭化成工業(株)製 タフテック(登録商標)H105
2、スチレン成分約20重量% (13)MAH:無水マレイン酸 日本油脂(株)製 クリスタルMAN (14)POX:有機過酸化物 日本油脂(株)製 パーヘキサ25B
【0036】(15)HS:有機熱安定剤 チバガイギー社製 Irganox1098(ヒンダー
ドフェノール系熱安定剤) (16)GF:ガラス繊維 旭ファイバーグラス(株)製 03JAFT−2A
【0037】〔2〕試験方法 (1)MFR:メルトフローレート ASTM D1238−52Dにより、230℃におい
て2160gの荷重を用いて測定した。 (2)曲げ特性(ASTM 1/8インチ) ASTM D790に従い試験を行った。
【0038】(3)アイゾット衝撃試験(ASTM 1
/8インチ、ノッチ付き) ASTM D256に従い試験を行った。 (4)比重 ASTM D792に従い試験を行った。
【0039】(5)無水マレイン酸付加量 熱プレスにより、厚さ約0.1mmのフィルムを成形
し、赤外線吸収スペクトルを測定、1780cm-1の酸
無水物の吸収ピーク強度から無水マレイン酸付加量を定
量した。試料は、ポリマーをキシレンに溶解した後、ア
セトン中で再沈澱を行い、精製したものを50℃で24
時間真空乾燥し、これを用いた。
【0040】
【製造例1、参考例1〜7】 〔無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂の製法〕ポリ
プロピレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂及び低密度ポ
リエチレン樹脂を所定量混合し、さらに、この混合物1
00重量部に対して、無水マレイン酸、有機過酸化物を
所定重量部添加し、ドライブレンドしたものを70mm
φ単軸押出機(L/D=30.5)にてシリンダー温度
180℃、スクリュウ回転数80rpmで途中ベント孔
より脱気を行いながら溶融混合し、ペレットを得た。得
られた変性ポリオレフィン樹脂のMI、無水マレイン酸
グラフト量を表1に示す。
【0041】
【表1】
【0042】
【実施例1〜8、比較例1〜16】製造例1、参考例1
〜7で得られた変性ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン
・プロピレンゴムの無水マレイン酸付加物、エチレン・
プロピレンゴム水素化スチレン・ブタジエン共重合体、
有機熱安定剤とを表2〜4に示す組成にてドライブレン
ドしたものを、池貝鉄工(株)PCM45 二軸押出機
(L/D=33.5)で、270〜290℃のシリンダ
ー設定温度にて溶融混練し、さらにペレット化した。
【0043】得られたペレットを275〜295℃のシ
リンダー温度、80℃の金型温度で射出成形し、AST
M試験片(成形品)を得た。成形品の特性を測定した結
果を表5〜7に示す。本発明の成形材料は剛性と耐衝撃
性のバランスがとれ、かつ低比重であることがわかる。
【0044】
【表2】
【0045】
【表3】
【0046】
【表4】
【0047】
【表5】
【0048】
【表6】
【0049】
【表7】
【0050】
【発明の効果】本発明のポリアミド樹脂成形材料は、剛
性と耐衝撃性のバランスがとれ、かつ低比重であること
が達成されており、さらに吸水率も低いという優れた特
性を有するため、自動車アンダーフード部品(ラジエー
タータンク、ファスナークリップ、リアコンビネーショ
ンランプハウジング、ケーブルライナー、ヘッドランプ
リフレクター、オーナメントカバー、ロッカーカバー、
エンジンマウント、オイルパン、ジャンクションブロッ
ク、コネクター、モーターハウジング、各種ギアet
c.)、自動車内装部品(スルーアンカー、タングプレ
ート、インパネetc.)、自動車外装部品(ホイール
カバー、フェンダーetc.)、電気、電子部品あるい
は自転車ホイールリム、イス・机の足、レール押さえな
どの構造材料として、さらには、繊維、シート、フィル
ムなどとして幅広い用途に利用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 77/00 - 77/12 C08L 21/00 - 21/02 C08L 23/00 - 23/36 C08K 3/00 - 13/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ポリアミド樹脂20〜65重量% (B)MFR1g/10分以下のポリプロピレン樹脂8
    0〜90重量%及びMFR10〜25g/10分、比重
    0.94〜0.97の高密度ポリエチレン樹脂10〜2
    0重量%からなる混合物に酸無水物を0.1〜5.0重
    量%付加させて得られる、MFR30〜50g/10分
    の変性ポリオレフィン樹脂10〜40重量% (C)未変性ポリオレフィン樹脂0〜50重量% (D)ゴム状重合体1〜50重量% 「ただし、(A)+(B)+(C)+(D)=100重
    量%」であることを特徴とする、ポリアミド樹脂成形材
    料。
  2. 【請求項2】 無機質強化剤を併用することを特徴とす
    る、請求項1記載のポリアミド樹脂成形材料。
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