JP3151639B2 - 自動車ウォータポンプ関連部品用樹脂組成物およびそれからなる自動車ウォータポンプ関連部品 - Google Patents
自動車ウォータポンプ関連部品用樹脂組成物およびそれからなる自動車ウォータポンプ関連部品Info
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
ウォータポンプ関連部品用途に好適な樹脂組成物および
それからなる自動車ウォータポンプ関連部品に関し、さ
らに詳しくは、冷却用液体として用いられるロングライ
フクーラント (以下LLCと略す) との接触下において
も優れた耐久性を有する自動車ウォータポンプ関連部品
用樹脂組成物およびそれからなる自動車ウォータポンプ
関連部品に関するものである。
品が金属からプラスチックに徐々に代替されてきている
ことはよく知られていることである。これはプラスチッ
クが金属にくらべて軽量であり、製品のデザインの自由
度が大きく、しかも元々複数の部品を一体成形すること
により、生産性の向上が計れることがおもな理由であ
る。エンジンルーム内部品の代表的なものの一つにウォ
ータポンプがあり、このウォータポンプの関連部品とし
てウォータポンプハウジング、インペラ、ウォータイン
レット、ウォータアウトレットなどがあるが、これらは
従来主にアルミニウム製であった。これはポンプ内を流
れる冷却用液体として用いられるLLCと高温で長時間
接触するという極めて厳しい使用条件に耐え得るプラス
チック材料がなかなか見つからないためである。上記ウ
ォータポンプ関連部品をプラスチックに代替して、軽量
化や生産性の向上を計ろうとする試みもなされている
が、LLCとの接触下においてもすぐれた機械的性質を
保持する素材は見つかっていない。
Cとの高温、長時間での接触下においても高い機械的強
度を保持し、更に耐熱性、寸法安定性等の優れた自動車
ウォータポンプ関連部品用に適したプラスチック材料お
よびそれを成形してなる自動車ウォータポンプ関連部品
の取得を課題とする。
(A) ポリフェニレンスルフィド樹脂100重量部に対
し、 (B) ポリフェニレンオキシド10〜200重量部
および (C) 繊維状および/または非繊維状充填材50
〜400重量部を配合してなる自動車ウォータポンプ関
連部品用樹脂組成物およびそれからなる自動車ウォータ
ポンプ関連部品を提供するものである。本発明で使用す
る (A) ポリフェニレンスルフィド樹脂 (以下PPSと
略す)とは、構造式 (I) で示される繰り返し単位を
重合体であり、上記繰り返し単位が70モル%未満で
は、耐熱性が損なわれるので好ましくない。またPPS
樹脂はその繰り返し単位の30モル%未満を、下記の構
造式を有する繰り返し単位等で構成することが可能であ
る。
が可能であれば特に制限はないが、通常50〜20,0
00ポアズ (320℃、剪断速度10sec-1)のものが使
用される。
公昭45−3368号公報に記載される比較的分子量の
小さな重合体を得る方法あるいは特公昭52−1224
0号公報や特開昭61−7332号公報に記載される比
較的分子量の大きな重合体を得る方法などによって製造
できる。本発明において上記の様に得られたPPS樹脂
を空気中加熱による架橋/高分子量化、有機溶媒、熱
水、酸水溶液などによる洗浄、酸無水物基、エポキシ
基、イソシアネート基などの官能基含有化合物による活
性化など種々の処理を施した上で使用することももちろ
ん可能である。本発明で用いられる (B) ポリフェニレ
ンオキシド (以下PPOと略す) とは下記構造式 (II)
で示される構成単位から基本的になり、
子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の脂肪族、脂環族、
芳香族の炭化水素基を表わし、R1 〜R4 は互いに同じ
でも異なっていてもよい。)
液、30℃測定) が0. 15〜0. 70の範囲にある単
独重合体および/または共重合体である。かかるPPO
の具体例としては、ポリ (2, 6−ジメチル−1, 4−
フェニレンオキシド) 、ポリ (2−メチル−6−エチル
−1, 4−フェニレンオキシド) 、ポリ (2, 6−ジフ
ェニル−1, 4−フェニレンオキシド) 、ポリ (2−メ
チル−6−フェニル−1, 4−フェニレンオキシド) 、
ポリ (2, 6−ジクロロ−1, 4−フェニレンオキシ
ド) などを挙げることができ、さらに2, 6−ジメチル
フェノールと他のフェノール類 (たとえば、2、3、6
−トリメチルフェノール) との共重合体のごとき共重合
体が挙げられる。中でも、ポリ (2, 6−ジメチル−
1, 4−フェニレンオキシド) 、2, 6−ジメチルフェ
ノールと2, 3, 6−トリメチルフェノールとの共重合
体が好ましく、特にポリ (2, 6−ジメチル−1, 4−
フェニレンオキシド) が好ましい。
ものではなく、公知の方法で得られるものを用いること
ができる。たとえば、USP3, 306, 874号明細
書記載のHayによる第一銅塩とアミンのコンプレック
スを触媒として酸化重合することにより容易に製造でき
る。本発明においては上記のようにして得られたPPO
をさらに酸無水物基、エポキシ基、イソシアネート基な
どの官能基含有化合物によって変性または活性化など種
々の処理を施した上で使用することももちろん可能であ
る。
量はPPS樹脂100重量部に対して10〜200重量
部であり、30〜150重量部であることが好ましい。
PPOの配合量が10重量部に満たないと、得られる樹
脂組成物の強度 (特に高温での強度と剛性) が不十分と
なるので好ましくなく、一方PPOの配合量が200重
量部を越えると樹脂組成物の流動性が著しく低下するの
で好ましくない。
よび/または非繊維状充填材としては、ガラス繊維、炭
素繊維、チタン酸カリウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、ア
ルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベス
ト繊維、石コウ繊維、金属繊維などの繊維状充填剤、ワ
ラステナイト、セリサイト、カオリン、マイカ、クレ
ー、ベントナイト、アスベスト、タルク、アルミナシリ
ケートなどの珪酸塩、アルミナ、酸化珪素、酸化マグネ
シウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの
金属化合物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロ
マイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムな
どの硫酸塩、ガラス・ビーズ、セラミックビーズ、窒化
ホウ素、炭化珪素、燐酸カルシウムおよびシリカなどの
非繊維状充填剤が挙げられ、これらは中空であってもよ
く、さらにはこれら充填剤を2種類以上併用することも
可能である。また、これら繊維状および/または非繊維
状充填材をシラン系あるいはチタネート系などのカップ
リング剤で予備処理して使用することは、機械的強度な
どの面からより好ましい。
は非繊維状充填材の配合量はPPS樹脂100重量部に
対し50〜400重量部までの範囲であり、60〜35
0重量部の範囲内であることが、より高い機械的性質、
寸法安定性等を得る意味において好ましい。本発明の樹
脂組成物には本発明の効果を損なわない範囲において、
酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、可塑剤、結晶核剤、紫外
線防止剤、着色剤、難燃剤などの通常の添加剤を添加す
ることができる。また、本発明のPPS樹脂組成物は本
発明の効果を損なわない範囲で、ポリアミド、ポリスル
ホン、四フッ化ポリエチレン、ポリエーテルイミド、ポ
リアミドイミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリ
エーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテル
エーテルケトン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリ
エチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ABS樹
脂、ポリエステル、ポリアミドエラストマ、ポリエステ
ルエラストマ等の樹脂を含んでも良い。
果を損なわない範囲で、機械的強度およびバリ等の成形
性などの改良を目的として、γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエ
トキシシラン、β− (3, 4−エポキシシクロヘキシ
ル) エチルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエ
トキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシランおよびγ
− (2−ウレイドエチル) アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−イソシアナトプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、γ
−イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イ
ソシアナトプロピルエチルジメトキシシラン、γ−イソ
シアナトプロピルエチルジエトキシシラン、γ−イソシ
アナトプロピルトリクロロシランなどの有機シラン化合
物を添加することができる。
いが、原料の混合物を単軸あるいは2軸の押出機、バン
バリーミキサー、ニーダー、ミキシングロールなど通常
公知の溶融混合機に供給して280〜380℃の温度で
混練する方法などを例として挙げることができる。ま
た、原料の混合順序にも特に制限はなく、PPS樹脂、
PPOおよび繊維状および/または非繊維状充填材の3
者をドライブレンドした後、上述の方法などで溶融混練
する方法、あるいはPPS樹脂、繊維状および/または
非繊維状充填材およびPPOのうちの2者をドライブレ
ンドして溶融混練した後、これと残る1者を溶融混練す
る方法が代表的である。
タポンプ関連部品として用いるのに特に優れている。自
動車ウォータポンプ関連部品とは、主としてウォータポ
ンプハウジング、インペラ、ウォータインレット、ウォ
ータアウトレットを総称するものである。図1はウォー
タポンプの一例を示す断面図であり、不図示のエンジン
から動力を入力して回転する回転軸1にはロータ2が取
付けられ、このロータ2の周囲がハウジング3A, 3B
で囲まれている。4は回転軸1をシールするメカニカル
シール、5は回転軸1を支持するベアリングである。
3Aおよび/または3Bに好ましく使用され、このハウ
ジング3Aと3Bの接触面Sは特に平面平滑性が要求さ
れる。本発明の樹脂組成物を射出成形して得るウォータ
ポンプ関連部品はLLCとの高温、長時間での接触下に
おいても高い機械的強度を保持し、更に耐熱性、寸法安
定性等の優れた自動車ウォータポンプ関連部品となる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
の引張り強度、曲げ強度、アイゾット衝撃強度、耐LL
C性は各々次の方法に従って測定した。 引張り強度:ASTM−D638 曲げ強度:ASTM−D790 アイゾット衝撃強度:ASTM−D256 耐LLC性:LLC50%水溶液中で、引張りダンベル
片を130℃/1000時間処理した後の引張り強度お
よび強度保持率を測定し、耐LLC性の目安とした。 寸法安定性:フィルムゲートを有する80×80×3mm
の角板を射出成形し、この角板成形品の樹脂流れ方向
(//) および垂直方向 (⊥) の成形収縮率を測定し、そ
の差を算出して寸法安定性の目安とした。 参考例1 (ポリフェニレンスルフィドの合成法) PPS−1:オートクレーブに硫化ナトリウム3. 26
kg (25モル、結晶水40%を含む) 、水酸化ナトリウ
ム4g、酢酸ナトリウム三水和物1. 19kg (約8. 8
モル) およびNMP7. 9kgを仕込み、攪拌しながら徐
々に205℃まで昇温し、水1. 36kgを含む留出水約
1. 5リットルを除去した。残留混合物に1,4−ジク
ロロベンゼン3. 75kg (25. 5モル) およびNMP
2kgを加え、265℃で3時間加熱した。反応生成物を
70℃の温水で5回洗浄し、80℃で24時間減圧乾燥
して、溶融粘度約600ポアズ (310℃、剪断速度1
000秒-1) の粉末状ポリフェニレンスルフィド (PP
S−1) 約2kgを得た。
ウム3. 26kg (25モル、結晶水40%を含む) 、水
酸化ナトリウム4g、酢酸ナトリウム三水和物1. 22
kg (約9モル) およびNMP7. 9kgを仕込み、攪拌し
ながら徐々に205℃まで昇温し、水1. 36kgを含む
留出水約1. 5リットルを除去した。残留混合物に1,
4−ジクロロベンゼン3. 75kg (25. 5モル) およ
びNMP2kgを加え、265℃で3. 7時間加熱した。
反応生成物を70℃の温水で5回洗浄し、80℃で24
時間減圧乾燥して、溶融粘度約900ポアズ (310
℃、剪断速度1000秒-1) の粉末状ポリフェニレンス
ルフィド (PPS−2) 約2kgを得た。
プス・ペトロリウム社製、M2900を使用した。 実施例1 PPS樹脂 (PPS−1) 100重量部、PPO (ポリ
(2, 6−ジメチル−1, 4−フェニレンオキシド、還
元粘度:0. 45) 45重量部およびガラス繊維100
重量部をヘンシェルミキサーでドライブレンドした後、
320℃のシリンダー温度に設定したスクリュー式単軸
押出機により溶融混練後ペレタイズした。得られたペレ
ットを乾燥後射出成形機を用いて、シリンダー温度32
0℃、金型温度130℃の条件で射出成形することによ
り、所定の特性評価用試験片を得た。得られた試験片に
ついて行った測定結果を表1にまとめて示す。ここで得
られた樹脂組成物は強度、耐衝撃性にすぐれ、しかも極
めて優れた耐不凍液性を示し、自動車ウォータポンプ関
連部品用として好適なものであった。また、ここで得ら
れた樹脂組成物を射出成形して得られたウォータポンプ
ハウジングは外観良好であり、シール面 (図1のS) の
平面性も良好なものであった。
合で配合し、シリンダー温度を320〜340℃に設定
した単軸押出し機で溶融混練後ペレタイズした。得られ
たペレットを用いて実施例1と同様に射出成形、測定を
実施した結果をまとめて表1に示す。実施例2〜6はい
ずれも強度、耐衝撃性、寸法安定性にすぐれ、しかも極
めて優れた耐LLC性を有し、自動車ウォーターポンプ
関連部品用として好適なものであったが、比較例1は耐
LLC性、寸法安定性が劣るものであった。また、実施
例2〜6の樹脂組成物を射出成形して得られたウォータ
ポンプハウジングやウォータポンプインペラなどはいず
れも外観良好であり、シール面の平面性や寸法安定性も
良好なものであった。
々LLC50%水溶液中に浸漬して130℃/2000
時間処理した後のクラック、変形の有無などを観察した
ところ、いずれの部品も上記のようなトラブルは全く見
られず、良好な結果を得た。
脂組成物は高い機械的強度、耐衝撃性等の優れた特性と
良好な耐不凍液性を備えており、またこれを射出成形し
て得られた自動車ウォータポンプ関連部品は優れた耐久
性を示すことができる。
シール 5 ベアリング
Claims (2)
- 【請求項1】 (A) ポリフェニレンスルフィド樹脂1
00重量部に対し、(B) ポリフェニレンオキシド10
〜200重量部および (C) 繊維状および/または非繊
維状充填材50〜400重量部を配合してなる自動車ウ
ォータポンプ関連部品用樹脂組成物。 - 【請求項2】 (A) ポリフェニレンスルフィド樹脂1
00重量部に対し、(B) ポリフェニレンオキシド10
〜200重量部および (C) 繊維状および/または非繊
維状充填材50〜400重量部を配合して得た樹脂組成
物を射出成形することにより得られる自動車ウォータポ
ンプ関連部品。
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- 1992-10-08 JP JP27004092A patent/JP3151639B2/ja not_active Expired - Fee Related
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