JP4929670B2 - Polyarylene sulfide composition - Google Patents
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Description
本発明は、熱伝導性、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、および溶融流動性に優れ、溶融時のガス発生量が少なく(以下、低ガス性という。)、かつ熱伝導性の異方性と熱膨張性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。さらに詳しくは、電気・電子部品或いは自動車電装部品などの電気部品用途に特に有用なポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。 The present invention is excellent in thermal conductivity, dimensional stability, heat resistance, mold releasability, and melt fluidity, generates a small amount of gas during melting (hereinafter referred to as low gas property), and has thermal conductivity. The present invention relates to a polyarylene sulfide composition having low anisotropy and thermal expansibility. More particularly, the present invention relates to a polyarylene sulfide composition that is particularly useful for electric parts such as electric / electronic parts or automobile electric parts.
ポリアリーレンスルフィドは、耐熱性、耐薬品性、成形性等に優れた特性を示す樹脂であり、その優れた特性を生かし、電気・電子機器部材、自動車機器部材およびOA機器部材等に幅広く使用されている。 Polyarylene sulfide is a resin that exhibits excellent properties such as heat resistance, chemical resistance, and moldability, and is used widely in electrical and electronic equipment members, automotive equipment members, OA equipment members, etc. by taking advantage of its superior properties. ing.
しかしながら、ポリアリーレンスルフィドは熱伝導性が低いことから、例えば発熱を伴うような電子部品を封止すると、発生する熱を効率よく拡散することができず、熱膨張による寸法変化、熱による変形、或いはガス発生など、不具合を生じることがあった。 However, since polyarylene sulfide has low thermal conductivity, for example, when an electronic component with heat generation is sealed, the generated heat cannot be efficiently diffused, dimensional change due to thermal expansion, deformation due to heat, Alternatively, problems such as gas generation may occur.
ポリアリーレンスルフィドの熱伝導性を改良する試みについては、これまでにもいくつかの検討がなされ、例えば(a)ポリフェニレンスルフィド、(b)平均粒径が5μm以下のアルミナ粉末、及び(c)繊維状強化材を配合する樹脂組成物が提案されている(例えば特許文献1参照。)。また、(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)特定の引張弾性率を有する炭素繊維、及び(c)黒鉛、金属粉、アルミナ、マグネシア、チタニア、ドロマイト、窒化ホウ素、窒化アルミニウムから選択される1種以上のフィラーを配合する樹脂組成物が提案されている(例えば特許文献2参照。)。また、(a)ポリフェニレンスルフィドとポリフェニレンエーテルとからなる樹脂、(b)特定の熱伝導率を有する炭素繊維、及び(c)黒鉛を配合する樹脂組成物が提案されている(例えば特許文献3参照。)。 Several attempts have been made to improve the thermal conductivity of polyarylene sulfide. For example, (a) polyphenylene sulfide, (b) alumina powder having an average particle size of 5 μm or less, and (c) fiber. There has been proposed a resin composition containing a reinforcing material (see, for example, Patent Document 1). One type selected from (a) polyarylene sulfide, (b) carbon fiber having a specific tensile modulus, and (c) graphite, metal powder, alumina, magnesia, titania, dolomite, boron nitride, and aluminum nitride. A resin composition containing the above filler has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Further, a resin composition in which (a) a resin composed of polyphenylene sulfide and polyphenylene ether, (b) carbon fiber having a specific thermal conductivity, and (c) graphite is proposed (see, for example, Patent Document 3). .)
しかし、特許文献1〜3に提案された方法においては、組成物の熱伝導性が低く、また、熱伝導性に異方性を有しており、更には、組成物の熱膨張が大きく、充分な寸法安定性が得られないなどの課題があった。 However, in the methods proposed in Patent Documents 1 to 3, the thermal conductivity of the composition is low, the thermal conductivity is anisotropic, and the thermal expansion of the composition is large. There was a problem that sufficient dimensional stability could not be obtained.
そこで、本発明は、熱伝導性、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、低ガス性および溶融流動性に優れ、かつ熱伝導性の異方性と熱膨張性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物を提供することを目的とし、さらに詳しくは、電気・電子部品又は自動車電装部品などの電気部品用途に特に有用なポリアリーレンスルフィド組成物を提供することにある。 Therefore, the present invention is a polyarylene sulfide having excellent thermal conductivity, dimensional stability, heat resistance, mold releasability, low gas property and melt fluidity, and low thermal conductivity anisotropy and thermal expansion. An object of the present invention is to provide a polyarylene sulfide composition that is particularly useful for electrical component applications such as electrical / electronic components or automotive electrical components.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリアリーレンスルフィドに、カルナバワックス、特定の熱伝導率を有する炭素繊維及び/又は特定の構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、並びに特定の炭酸マグネシウム含有率を有するマグネサイト粉末よりなるポリアリーレンスルフィド組成物とすることで、異方性が小さくしかも高い熱伝導性を有すると共に、熱膨張性とその異方性が小さく、また金型離型性に優れる組成物となりうることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that polyarylene sulfide, carnauba wax, carbon fibers having a specific thermal conductivity and / or scaly boron nitride powder having a specific structure, and By making a polyarylene sulfide composition comprising magnesite powder having a specific magnesium carbonate content, it has low anisotropy and high thermal conductivity, thermal expansion and low anisotropy, and gold The present inventors have found that the composition can be excellent in mold releasability and have completed the present invention.
即ち、本発明は、(a)ポリアリーレンスルフィド20〜50重量%、(b)カルナバワックス0.05〜5重量%、(c)100W/m・k以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び/又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末5〜50重量%、並びに(d)炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が98〜99.999重量%である高純度マグネサイト粉末15〜70重量%からなることを特徴とする射出成形用ポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。 That is, the present invention comprises (a) polyarylene sulfide 20 to 50% by weight , (b) carnauba wax 0.05 to 5% by weight , (c) carbon fibers having a thermal conductivity of 100 W / m · k or more and / or Or 5 to 50% by weight of flaky boron nitride powder having a hexagonal crystal structure and (d) magnesite containing magnesium carbonate as a main component and having a magnesium carbonate content of 98 to 99.999% by weight The present invention relates to a polyarylene sulfide composition for injection molding characterized by comprising 15 to 70% by weight of magnesite powder.
以下、本発明に関し詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)カルナバワックス、(c)100W/m・k以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び/又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、並びに(d)炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が98〜99.999重量%である高純度マグネサイト粉末からなるものである。 The polyarylene sulfide composition of the present invention comprises (a) polyarylene sulfide, (b) carnauba wax, (c) carbon fibers having a thermal conductivity of 100 W / m · k or more and / or a scale-like structure having a hexagonal crystal structure. Boron nitride powder and (d) magnesite containing magnesium carbonate as a main component, the magnesium carbonate content being 98 to 99.999% by weight.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する(a)ポリアリーレンスルフィドとしては、ポリアリーレンスルフィドと称される範疇に属するものであれば如何なるものを用いてもよく、その中でも、得られるポリアリーレンスルフィド組成物の機械的強度、成型加工性に優れたものとなることから、測定温度315℃、荷重10kgの条件下、直径1mm、長さ2mmのダイスを用いて、高化式フローテスターで測定した溶融粘度が50〜3000ポイズのポリアリーレンスルフィドが好ましく、特に60〜1500ポイズであるものが好ましい。 As the polyarylene sulfide (a) constituting the polyarylene sulfide composition of the present invention, any polyarylene sulfide may be used as long as it belongs to the category called polyarylene sulfide. Since the composition was excellent in mechanical strength and moldability, it was measured with a Koka flow tester using a die having a diameter of 1 mm and a length of 2 mm under the conditions of a measurement temperature of 315 ° C. and a load of 10 kg. Polyarylene sulfide having a melt viscosity of 50 to 3000 poise is preferable, and one having a melt viscosity of 60 to 1500 poise is particularly preferable.
また、該(a)ポリアリーレンスルフィドとしては、その構成単位として下記の一般式(1)で示されるp−フェニレンスルフィド単位を70モル%以上、特に90モル%以上含有しているものが好ましい。 The polyarylene sulfide (a) preferably contains 70 mol% or more, particularly 90 mol% or more of a p-phenylene sulfide unit represented by the following general formula (1) as a structural unit.
一般式(9)に示される分岐構造含有フェニレンスルフィド単位、
A branched structure-containing phenylene sulfide unit represented by the general formula (9):
該(a)ポリアリーレンスルフィドの製造方法としては、特に限定はなく、例えば一般的に知られている重合溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応する方法により製造することが可能であり、アルカリ金属硫化物としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム及びそれらの混合物が挙げられ、これらは水和物の形で使用しても差し支えない。これらアルカリ金属硫化物は、水硫化アルカリ金属とアルカリ金属塩基とを反応させることによって得られ、ジハロ芳香族化合物の重合系内への添加に先立ってその場で調整されても、また系外で調整されたものを用いても差し支えない。また、ジハロ芳香族化合物としては、p−ジクロロベンゼン、p−ジブロモベンゼン、p−ジヨードベンゼン、m−ジクロロベンゼン、m−ジブロモベンゼン、m−ジヨードベンゼン、1−クロロ−4−ブロモベンゼン、4、4’−ジクロロジフェニルスルフォン、4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、4、4’−ジクロロベンゾフェノン、4、4’−ジクロロジフェニル等が挙げられる。また、アルカリ金属硫化物及びジハロ芳香族化合物の仕込み比は、アルカリ金属硫化物/ジハロ芳香族化合物(モル比)=1.00/0.90〜1.10の範囲とすることが好ましい。 The method for producing the (a) polyarylene sulfide is not particularly limited. For example, the polyarylene sulfide may be produced by a method of reacting an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in a generally known polymerization solvent. Possible alkali metal sulfides include, for example, lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide and mixtures thereof, which may be used in the form of hydrates. These alkali metal sulfides are obtained by reacting an alkali metal hydrosulfide with an alkali metal base, and can be prepared in situ prior to addition of the dihaloaromatic compound into the polymerization system, or outside the system. You can use the adjusted one. Examples of the dihaloaromatic compound include p-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, p-diiodobenzene, m-dichlorobenzene, m-dibromobenzene, m-diiodobenzene, 1-chloro-4-bromobenzene, 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 4,4'-dichlorodiphenyl ether, 4,4'-dichlorobenzophenone, 4,4'-dichlorodiphenyl and the like. The charging ratio of the alkali metal sulfide and the dihaloaromatic compound is preferably in the range of alkali metal sulfide / dihaloaromatic compound (molar ratio) = 1.00 / 0.90 to 1.10.
重合溶媒としては、極性溶媒が好ましく、特に非プロトン性で高温でのアルカリに対して安定な有機アミドが好ましい溶媒である。該有機アミドとしては、例えばN,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、N−メチル−ε−カプロラクタム、N−エチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素及びその混合物、等が挙げられる。また、該重合溶媒は、重合によって生成するポリマーに対し150〜3500重量%で用いることが好ましく、特に250〜1500重量%となる範囲で使用することが好ましい。重合は200〜300℃、特に220〜280℃にて0.5〜30時間、特に1〜15時間攪拌下にて行うことが好ましい。 As the polymerization solvent, a polar solvent is preferable, and an organic amide which is aprotic and stable to alkali at high temperature is particularly preferable. Examples of the organic amide include N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoramide, N-methyl-ε-caprolactam, N-ethyl-2-pyrrolidone, and N-methyl-2-pyrrolidone. 1,3-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, sulfolane, tetramethylurea and mixtures thereof. Moreover, it is preferable to use this polymerization solvent in 150-3500 weight% with respect to the polymer produced | generated by superposition | polymerization, and it is preferable to use especially in the range used as 250-1500 weight%. The polymerization is preferably carried out at 200 to 300 ° C., particularly 220 to 280 ° C. for 0.5 to 30 hours, particularly 1 to 15 hours with stirring.
さらに、該(a)ポリアリーレンスルフィドは、直鎖状のものであっても、酸素存在下高温で処理し、架橋したものであっても、トリハロ以上のポリハロ化合物を少量添加して若干の架橋または分岐構造を導入したものであっても、窒素等の非酸化性の不活性ガス中で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。 Furthermore, even if the (a) polyarylene sulfide is linear or is treated and crosslinked at a high temperature in the presence of oxygen, a slight amount of trihalo or higher polyhalo compound is added to form a slight crosslink. Alternatively, a branched structure may be introduced, a heat treatment may be performed in a non-oxidizing inert gas such as nitrogen, or a mixture of these structures may be used.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する(a)ポリアリーレンスルフィドの配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから20〜50重量%であることが好ましい。 The blending amount of (a) polyarylene sulfide constituting the polyarylene sulfide composition of the present invention is 20 to 50% by weight because it becomes a polyarylene sulfide composition particularly excellent in mechanical strength, moldability, and thermal conductivity. It is preferable that
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する(b)カルナバワックスは、該ポリアリーレンスルフィド組成物から得られる成形品の金型離型性や外観を改良するために配合されるものであり、該(b)カルナバワックスとしては、一般的な市販品を用いることができ、例えば(商品名)精製カルナバ1号粉末(日興ファインプロダクツ製)を用いることができる。該(b)カルナバワックスの配合量は、成形加工時に金型汚染等の問題を引き起す可能性が低く、金型離型性、成形品外観に優れるポリアリーレンスルフィド組成物となることから0.05〜5重量%であることが好ましい。 (B) Carnauba wax constituting the polyarylene sulfide composition of the present invention is blended in order to improve mold releasability and appearance of a molded product obtained from the polyarylene sulfide composition, (B) As a carnauba wax, a general commercial product can be used. For example, (trade name) purified carnauba No. 1 powder (manufactured by Nikko Fine Products) can be used. The blending amount of the (b) carnauba wax is less likely to cause problems such as mold contamination during the molding process, and becomes a polyarylene sulfide composition excellent in mold releasability and molded article appearance. It is preferable that it is 05 to 5 weight%.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、100W/m・k以上の熱伝導率を有する炭素繊維(以下、炭素繊維(c)と記す。)及び/又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末(以下、鱗片状窒化ホウ素粉末(c)と記す。)を配合してなるものである。 The polyarylene sulfide composition of the present invention is a carbon fiber having a thermal conductivity of 100 W / m · k or more (hereinafter referred to as carbon fiber (c)) and / or a flaky boron nitride powder having a hexagonal crystal structure ( Hereinafter, the scaly boron nitride powder (referred to as “c”) is blended.
ここで、炭素繊維(c)として、100W/m・k以上の熱伝導率を有する炭素繊維であれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能である。炭素繊維には大別して、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レーヨン系、ポリビニルアルコール系等があり、熱伝導率が100W/m・k以上であれば、これら何れを用いても良く、好ましくはピッチ系炭素繊維である。熱伝導率が100W/m・k未満の炭素繊維を用いポリアリーレンスルフィド組成物とした場合、たとえ、(d)炭酸マグネシウム含有率が98〜99.999重量%である高純度マグネサイト粉末と組み合わせて配合しても、高い熱伝導性を有するポリアリーレンスルフィド組成物を得ることは出来ず、本発明の目的を達成することができない。 Here, as the carbon fiber (c), any carbon fiber having a thermal conductivity of 100 W / m · k or more can be used without any limitation. Carbon fibers can be broadly classified into polyacrylonitrile, pitch, rayon, polyvinyl alcohol and the like, and any of these may be used as long as the thermal conductivity is 100 W / m · k or more, preferably the pitch system. Carbon fiber. When carbon fiber having a thermal conductivity of less than 100 W / m · k is used to form a polyarylene sulfide composition, it is combined with (d) a high-purity magnesite powder having a magnesium carbonate content of 98 to 99.999% by weight. Even if blended, a polyarylene sulfide composition having high thermal conductivity cannot be obtained, and the object of the present invention cannot be achieved.
該炭素繊維(c)の形状としては、例えば繊維径5〜20μm、繊維長2〜8mmのチョップドファイバー、繊維径5〜20μm、繊維長30〜150μmのミルドファイバー等が例示でき、その中でも特に機械的強度に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることからチョップドファイバーが好ましい。 Examples of the shape of the carbon fiber (c) include a chopped fiber having a fiber diameter of 5 to 20 μm and a fiber length of 2 to 8 mm, a milled fiber having a fiber diameter of 5 to 20 μm and a fiber length of 30 to 150 μm. Chopped fiber is preferred because it provides a polyarylene sulfide composition with excellent mechanical strength.
一方、鱗片状窒化ホウ素粉末(c)としては、六方晶構造を有する鱗片状のものであれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能であり、該鱗片状窒化ホウ素粉末(c)は、例えば粗製窒化ホウ素粉末をアルカリ金属又はアルカリ土類金属のホウ酸塩の存在下、窒素雰囲気中、2000℃×3〜7時間加熱処理して、窒化ホウ素結晶を十分に発達させ、粉砕後、必要に応じて硝酸等の強酸によって精製することにより製造することができ、この様にして得られた窒化ホウ素粉末は、通常、鱗片状を有するものである。そして、該鱗片状窒化ホウ素粉末(c)としては、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物中における該鱗片状窒化ホウ素粉末(c)の分散性に優れ、機械的特性の優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径(D50)が、3〜30μmであるものが好ましい。また、該鱗片状窒化ホウ素粉末(c)は、高結晶性を示し、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物とすることが可能となることから、粉末X線回折法で求められる、(102)回折線の積分強度値[I(102)]に対する、(100)回折線及び(101)回折線の積分強度値の和[I(100)+(101)]の比で示されるG.I値(G.I=[I(100)+(101)]/[I(102)])が0.8〜10の範囲となるものであることが好ましい。 On the other hand, the scaly boron nitride powder (c) can be used without any limitation as long as it has a hexagonal crystal structure, and the scaly boron nitride powder (c) is, for example, The crude boron nitride powder is heat-treated in a nitrogen atmosphere in the presence of an alkali metal or alkaline earth metal borate at 2000 ° C. for 3 to 7 hours to sufficiently develop the boron nitride crystal, and after grinding, necessary Accordingly, it can be produced by purifying with a strong acid such as nitric acid, and the boron nitride powder thus obtained usually has a scaly shape. The scaly boron nitride powder (c) is a polyarylene sulfide composition having excellent dispersibility of the scaly boron nitride powder (c) in the polyarylene sulfide composition of the present invention and excellent mechanical properties. Therefore, it is preferable that the average particle diameter (D 50 ) measured by the laser diffraction scattering method is 3 to 30 μm. Moreover, since the scaly boron nitride powder (c) exhibits a high crystallinity and can be a polyarylene sulfide composition having particularly excellent thermal conductivity, it is obtained by a powder X-ray diffraction method. (102) G represented by the ratio of the sum of the integrated intensity values of (100) diffraction line and (101) diffraction line [I (100) + (101) ] to the integrated intensity value [I (102) ] of the diffraction line . It is preferable that I value (GI = [I (100) + (101) ] / [I (102) ]) is in the range of 0.8-10.
さらに、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物においては、炭素繊維(c)と鱗片状窒化ホウ素粉末(c)をそれぞれ単独で用いても、同時に用いても構わない。また、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する炭素繊維(c)及び/又は鱗片状窒化ホウ素粉末(c)の配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから5〜50重量%であることが好ましい。 Furthermore, in the polyarylene sulfide composition of the present invention, the carbon fiber (c) and the scaly boron nitride powder (c) may be used alone or simultaneously. The blending amount of carbon fiber (c) and / or scaly boron nitride powder (c) constituting the polyarylene sulfide composition of the present invention is particularly polyarylene excellent in mechanical strength, moldability and thermal conductivity. Since it becomes a sulfide composition, it is preferable that it is 5 to 50 weight%.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成するマグネサイト粉末は、炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が98〜99.999重量%である高純度マグネサイト粉末(以下、高純度マグネサイト粉末(d)と記す。)であり、該条件を満たすものであれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能である。高純度マグネサイト粉末(d)としては、合成品と天産品とがあり、これらの何れを用いても良く、例えば(商品名)合成マグネサイトMSHP(神島化学工業(株)製)等を好ましい例として挙げることができる。ここで、マグネサイト粉末として、炭酸マグネシウム含有率が98〜99.999重量%の範囲を外れるマグネサイト粉末を用いポリアリーレンスルフィド組成物とした場合、たとえ炭素繊維(c)及び/又は鱗片状窒化ホウ素粉末(c)と組み合わせて配合しても、高い熱伝導性を有するポリアリーレンスルフィド組成物を得ることはできない。また高純度マグネサイト粉末(d)としては、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径(D50)が、1μm以上であるものが好ましく、特に10μm以上であるものが好ましい。 The magnesite powder constituting the polyarylene sulfide composition of the present invention is a magnesite containing magnesium carbonate as a main component and having a magnesium carbonate content of 98 to 99.999% by weight (hereinafter referred to as “magnesite powder”). High purity magnesite powder (d)), and can be used without any limitation as long as the above conditions are satisfied. The high-purity magnesite powder (d) includes synthetic products and natural products, and any of these may be used. For example, (trade name) synthetic magnesite MSHP (manufactured by Kamishima Chemical Co., Ltd.) is preferred. As an example. Here, as the magnesite powder, when a magnesite powder having a magnesium carbonate content outside the range of 98 to 99.999% by weight is used as the polyarylene sulfide composition, even if carbon fiber (c) and / or scaly nitriding is performed. Even when blended in combination with the boron powder (c), a polyarylene sulfide composition having high thermal conductivity cannot be obtained. Moreover, as a high purity magnesite powder (d), since it becomes a polyarylene sulfide composition excellent in heat conductivity in particular, the average particle diameter (D 50 ) measured by a laser diffraction scattering method is 1 μm or more. In particular, those having a thickness of 10 μm or more are preferred.
該高純度マグネサイト粉末(d)は、必要に応じてシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤でさらに表面処理されたものであってもよく、シラン系カップリング剤としては、例えばビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノ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等が挙げられ、チタネート系カップリング剤としては、例えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネート等が挙げられ、アルミネート系カップリング剤としては、例えばアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。 The high-purity magnesite powder (d) may be further surface-treated with a silane coupling agent, a titanate coupling agent, or an aluminate coupling agent as necessary. Examples of the agent include vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and titanate. Examples of the coupling agent include isopropyl triisostearoyl titanate, and examples of the aluminate coupling agent include acetoalkoxyaluminum diisopropylate.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する高純度マグネサイト粉末(d)の配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから15〜70重量%であることが好ましい。 The blending amount of the high-purity magnesite powder (d) constituting the polyarylene sulfide composition of the present invention is 15 to 70 because it becomes a polyarylene sulfide composition excellent in mechanical strength, moldability and thermal conductivity. It is preferable that it is weight%.
更に、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物においては、熱伝導性の異方性をより小さなものとするために、(e)黒鉛を配合してなるものであることが好ましい。該(e)黒鉛としては、特に制限はなく、熱伝導性の異方性を小さくできるものであれば如何なるものを用いることが可能である。黒鉛には大別して、天然黒鉛と人造黒鉛があり、天然黒鉛には例えば土状黒鉛、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛等があり、これら何れのものを用いても良い。該(e)黒鉛の固定炭素含有量については、特に熱伝導性に優れ、かつその異方性が小さいポリアリーレンスルフィド組成物となることから、固定炭素含有量が95%以上である黒鉛であることが好ましい。また、該(e)黒鉛の粒子径としては、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、一次粒子での平均粒子径が0.5〜400μmであるものが好ましい。 Furthermore, in the polyarylene sulfide composition of the present invention, it is preferable that (e) graphite is blended in order to make the thermal conductivity anisotropy smaller. There is no restriction | limiting in particular as this (e) graphite, What kind of thing can be used if a thermal conductivity anisotropy can be made small. Graphite is roughly classified into natural graphite and artificial graphite. Natural graphite includes, for example, earthy graphite, scale-like graphite, scale-like graphite, and any of these may be used. The fixed carbon content of the (e) graphite is a graphite having a fixed carbon content of 95% or more because it becomes a polyarylene sulfide composition having particularly excellent thermal conductivity and low anisotropy. It is preferable. In addition, the particle diameter of the (e) graphite is preferably a polyarylene sulfide composition having particularly excellent thermal conductivity, so that the average particle diameter of primary particles is 0.5 to 400 μm.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物に該(e)黒鉛を配合する場合、その配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性の異方性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物となることから5〜40重量%であることが好ましい。 When the (e) graphite is blended with the polyarylene sulfide composition of the present invention, the blending amount becomes a polyarylene sulfide composition with particularly low mechanical strength, moldability, and thermal conductivity anisotropy. It is preferable that it is 5 to 40 weight%.
発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、各種熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、例えばエポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、シリコーン樹脂、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、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等の1種以上を混合して使用することができる。 The polyarylene sulfide composition of the invention is within a range not departing from the object of the present invention, various thermosetting resins, thermoplastic resins such as epoxy resins, cyanate ester resins, phenol resins, polyimides, silicone resins, polyolefins, polyesters, One or more of polyamide, polyphenylene oxide, polycarbonate, polysulfone, polyetherimide, polyethersulfone, polyetherketone, polyetheretherketone and the like can be mixed and used.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物の製造方法としては、従来使用されている加熱溶融混練方法を用いることができる。例えば、単軸または二軸押出機、ニーダー、ミル、ブラベンダー等による加熱溶融混練方法が挙げられ、特に混練能力に優れた二軸押出機による溶融混練方法が好ましい。また、この際の混練温度は特に限定されるものではなく、通常280〜400℃の中から任意に選ぶことが出来る。また、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、射出成形機、押出成形機、トランスファー成形機、圧縮成形機等を用いて任意の形状に成形することができる。 As a method for producing the polyarylene sulfide composition of the present invention, a conventionally used hot melt kneading method can be used. Examples thereof include a heat-melt kneading method using a single-screw or twin-screw extruder, a kneader, a mill, a Brabender, etc., and a melt kneading method using a twin screw extruder excellent in kneading ability is particularly preferable. Moreover, the kneading | mixing temperature in this case is not specifically limited, Usually, it can select arbitrarily from 280-400 degreeC. Moreover, the polyarylene sulfide composition of the present invention can be molded into an arbitrary shape using an injection molding machine, an extrusion molding machine, a transfer molding machine, a compression molding machine, or the like.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、繊維状、非繊維状の補強材を使用できる。繊維状補強材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウムウィスカー、硼酸アルミニウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー等が挙げられる。また、非繊維状の補強材としては、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、タルク、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、ワラステナイト、ゼオライト、ガラスビーズ、ガラスパウダー等が挙げられる。これらの補強材は2種以上を併用することができ、必要によりシラン系、チタン系カップリング剤で表面処理をして使用することができる。特に好ましい補強材は繊維状補強材ではガラス繊維が、非繊維状補強材では炭酸カルシウム、タルクである。 In the polyarylene sulfide composition of the present invention, fibrous or non-fibrous reinforcing materials can be used without departing from the object of the present invention. Examples of the fibrous reinforcing material include glass fiber, alumina fiber, potassium titanate whisker, aluminum borate whisker, and zinc oxide whisker. Examples of the non-fibrous reinforcing material include calcium carbonate, mica, silica, talc, calcium sulfate, kaolin, clay, wollastonite, zeolite, glass beads, and glass powder. These reinforcing materials can be used in combination of two or more, and can be used after surface treatment with a silane-based or titanium-based coupling agent if necessary. Particularly preferred reinforcing materials are glass fibers for fibrous reinforcing materials and calcium carbonate and talc for non-fibrous reinforcing materials.
さらに、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、従来公知の離型剤、滑剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、発泡剤、金型腐食防止剤、難燃剤、難燃助剤、染料、顔料等の着色剤、帯電防止剤等の添加剤を1種以上併用しても良い。 Furthermore, the polyarylene sulfide composition of the present invention is a conventionally known release agent, lubricant, thermal stabilizer, antioxidant, ultraviolet absorber, crystal nucleating agent, foaming agent, within the range not departing from the object of the present invention. One or more additives such as mold corrosion inhibitors, flame retardants, flame retardant aids, colorants such as dyes and pigments, and antistatic agents may be used in combination.
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、発熱性の高い半導体素子、抵抗などの封止用樹脂、あるいは高い摩擦熱が発生する部品に特に好適である他、発電機、電動機、変圧器、変流器、電圧調整器、整流器、インバーター、継電器、電力用接点、開閉器、遮断機、ナイフスイッチ、他極ロッド、電気部品キャビネット、ソケット、抵抗器、リレーケースなどの電気機器部品用途に特に適している他、センサー、LEDランプ、コネクター、小型スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、ハードディスクドライブ部品(ハードディスクドライブハブ、アクチュエーター、ハードディスク基板など)、DVD部品(光ピックアップなど)、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品などに代表される電子部品;VTR部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ・レーザーディスク(登録商標)・コンパクトディスクなどの音声機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品などに代表される家庭、事務電気製品部品;オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライターなどに代表される機械関連部品;顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに代表される光学機器、精密機械関連部品;オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター,ICレギュレーター、ライトディヤー用ポテンシオメーターベース、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケースなどの自動車・車両関連部品などの各種用途にも適用できる。 The polyarylene sulfide composition of the present invention is particularly suitable for a semiconductor element having high exothermic property, a sealing resin such as a resistor, or a component that generates high frictional heat, as well as a generator, an electric motor, a transformer, a current transformer. Especially suitable for electrical equipment parts applications such as transformers, voltage regulators, rectifiers, inverters, relays, power contacts, switches, circuit breakers, knife switches, other pole rods, electrical parts cabinets, sockets, resistors, relay cases Sensors, LED lamps, connectors, small switches, coil bobbins, capacitors, variable capacitor cases, optical pickups, oscillators, various terminal boards, transformers, plugs, printed circuit boards, tuners, speakers, microphones, headphones, small motors, magnetics Head base, power module, semiconductor, liquid crystal, FDD carriage, FDD Chassis, hard disk drive parts (hard disk drive hubs, actuators, hard disk substrates, etc.), DVD parts (optical pickups, etc.), motor brush holders, parabolic antennas, computer-related electronic parts; VTR parts, TV parts, irons , Hair dryer, rice cooker parts, microwave oven parts, acoustic parts, audio equipment parts such as audio / laser discs (registered trademark) / compact discs, lighting parts, refrigerator parts, air conditioner parts, typewriter parts, word processor parts, etc. Home, office electrical product parts; office computer-related parts, telephone-related parts, facsimile-related parts, copier-related parts, cleaning jigs, motor parts, lighters, typewriters, etc. Representative machine-related parts: Optical instruments such as microscopes, binoculars, cameras, watches, precision machine-related parts: Alternator terminals, alternator connectors, IC regulators, light meter potentiometer bases, exhaust gas valves, etc. Valves, fuel-related / exhaust / intake system pipes, air intake nozzle snorkel, intake manifold, fuel pump, engine coolant joint, carburetor main body, carburetor spacer, exhaust gas sensor, coolant sensor, oil temperature sensor, brake pad Wear sensor, throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, thermostat base for air conditioner, warm air flow -Control valve, brush holder for radiator motor, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch, starter relay, transmission wiring harness, window washer nozzle, air conditioner panel switch board, fuel related electromagnetic valve Coils, fuse connectors, horn terminals, electrical component insulation plates, step motor rotors, lamp sockets, lamp reflectors, lamp housings, brake pistons, solenoid bobbins, engine oil filters, ignition device cases, etc. It can be applied to various purposes.
本発明は、熱伝導性、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、低ガス性及び溶融流動性に優れ、かつ熱伝導性の異方性と熱膨張性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物を提供するものであり、該ポリアリーレンスルフィド組成物は、特に電気・電子部品又は自動車電装部品等の電気部品用途に有用なものである。 The present invention is a polyarylene sulfide composition having excellent thermal conductivity, dimensional stability, heat resistance, mold releasability, low gas properties and melt fluidity, and low thermal conductivity anisotropy and thermal expansion. The polyarylene sulfide composition is particularly useful for electrical parts such as electrical / electronic parts or automotive electrical parts.
次に、本発明を実施例及び比較例によって説明するが、本発明はこれらの例になんら制限されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention, this invention is not restrict | limited to these examples at all.
実施例及び比較例において、(a)ポリフェニレンスルフィド、(b)カルナバワックス、(c)100W/m・k以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、(c’)100W/m・k未満の熱伝導率である炭素繊維、(d)マグネサイト粉末、及び(e)黒鉛として以下のものを用いた。 In Examples and Comparative Examples, (a) polyphenylene sulfide, (b) carnauba wax, (c) carbon fiber having a thermal conductivity of 100 W / m · k or more, and flaky boron nitride powder having a hexagonal structure, (c ') The following were used as carbon fiber having a thermal conductivity of less than 100 W / m · k, (d) magnesite powder, and (e) graphite.
<(a)ポリフェニレンスルフィド>
(a−1)ポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、単にPPS(a−1)と記す。):溶融粘度110ポイズ。
(a−2)ポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、単にPPS(a−2)と記す。):溶融粘度300ポイズ。
(a−3)ポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、単にPPS(a−3)と記す。):溶融粘度ポイズ350ポイズ。
<(A) Polyphenylene sulfide>
(A-1) Poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter simply referred to as PPS (a-1)): Melt viscosity 110 poise.
(A-2) Poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter simply referred to as PPS (a-2)): melt viscosity of 300 poise.
(A-3) Poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter simply referred to as PPS (a-3)): Melt viscosity poise 350 poise.
<(b)カルナバワックス>
(b−1)カルナバワックス(以下、単にカルナバワックス(b−1)と記す。);日興ファインプロダクツ製、(商品名)精製カルナバ1号粉末。
<(B) Carnauba wax>
(B-1) Carnauba wax (hereinafter simply referred to as Carnauba wax (b-1)); (trade name) purified carnauba No. 1 powder manufactured by Nikko Fine Products.
<(c)100W/m・k以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末>
(c−1)100W/m・k以上の熱伝導率を有する炭素繊維(以下、単に高熱伝導炭素繊維(c−1)と記す。);三菱化学(株)製、(商品名)ダイアリードK6371T;熱伝導率140W/m・k、チョップドファイバー、繊維径10μm、繊維長6mm。
(c−2)六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末(以下、単に鱗片状窒化ホウ素粉末(c−2)と記す。);電気化学工業(株)製、(商品名)デンカボロンナイトライドSGP;平均粒子径18.0μm、比表面積2m2/g、G.I値0.9。
<(C) Scaled boron nitride powder having a carbon fiber having a thermal conductivity of 100 W / m · k or more and a hexagonal crystal structure>
(C-1) Carbon fiber having a thermal conductivity of 100 W / m · k or more (hereinafter simply referred to as high thermal conductivity carbon fiber (c-1)); (trade name) DIALEAD, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation K6331T; thermal conductivity 140 W / m · k, chopped fiber, fiber diameter 10 μm, fiber length 6 mm.
(C-2) scale-like boron nitride powder having a hexagonal crystal structure (hereinafter, simply referred to as scale-like boron nitride powder (c-2)); manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. (trade name) DENKABORON NITRIDE SGP: average particle diameter 18.0 μm, specific surface area 2 m 2 / g, G. I value of 0.9.
<(c’)100W/m・k未満の熱伝導率である炭素繊維>
(c’−1)100W/m・k未満の熱伝導率である炭素繊維(以下、単に低熱伝導炭素繊維(c’−1)と記す。);三菱化学(株)製、(商品名)ダイアリードK223SE;熱伝導率20W/m・k、チョップドファイバー、繊維径10μm、繊維長6mm。
<(C ′) Carbon fiber having a thermal conductivity of less than 100 W / m · k>
(C′-1) Carbon fiber having a thermal conductivity of less than 100 W / m · k (hereinafter simply referred to as low thermal conductivity carbon fiber (c′-1)); manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (trade name) DIALEAD K223SE; thermal conductivity 20 W / m · k, chopped fiber, fiber diameter 10 μm, fiber length 6 mm.
<(d)マグネサイト粉末>
(d−1)マグネサイト粉末(以下、単に高純度マグネサイト粉末(d−1)と記す。);神島化学工業(株)製、(商品名)合成マグネサイトMSHP;炭酸マグネシウム含有率99.99重量%、平均粒子径12μm。
(d−2)マグネサイト粉末(以下、単に高純度マグネサイト粉末(d−2)と記す。);神島化学工業(株)製、(商品名)合成マグネサイトMSL;炭酸マグネシウム含有率99.7重量%、平均粒子径8μm。
(d−3)マグネサイト粉末(以下、単にマグネサイト粉末(d−3)と記す。);神島化学工業(株)製、(商品名)重質炭酸マグネシウム;炭酸マグネシウム含有率86.8重量%、平均粒子径11μm。
<(D) Magnesite powder>
(D-1) Magnesite powder (hereinafter simply referred to as high-purity magnesite powder (d-1)); manufactured by Kamishima Chemical Co., Ltd., (trade name) synthetic magnesite MSHP; magnesium carbonate content 99. 99% by weight, average particle size 12 μm.
(D-2) Magnesite powder (hereinafter, simply referred to as high-purity magnesite powder (d-2)); manufactured by Kamijima Chemical Co., Ltd., (trade name) synthetic magnesite MSL; magnesium carbonate content 99. 7% by weight, average particle size 8 μm.
(D-3) Magnesite powder (hereinafter, simply referred to as magnesite powder (d-3)); manufactured by Kamishima Chemical Co., Ltd., (trade name) heavy magnesium carbonate; magnesium carbonate content 86.8 wt. %, Average particle diameter 11 μm.
<(e)黒鉛>
(e−1)黒鉛(以下、単位黒鉛(e−1)と記す。);昭和電工(株)製、(商品名)UFG−30;人造黒鉛、固定炭素含有量99.4%。
<(E) Graphite>
(E-1) Graphite (hereinafter referred to as unit graphite (e-1)); manufactured by Showa Denko KK, (trade name) UFG-30; artificial graphite, fixed carbon content 99.4%.
実施例及び比較例で用いた評価・測定方法を以下に示す。 Evaluation and measurement methods used in Examples and Comparative Examples are shown below.
〜曲げ強度の測定〜
射出成形により長さ127mm、幅12.7mm、厚み3.2mmの試験片を作製し、該試験片を用いて、ASTM D−790 Method−1(三点曲げ法)に準じ、曲げ強度を測定した。測定装置(島津製作所製、(商品名)AG−5000B)を用い、支点間距離50mm、測定速度1.5mm/分の試験条件で行った。
~ Measurement of bending strength ~
A test piece having a length of 127 mm, a width of 12.7 mm, and a thickness of 3.2 mm was prepared by injection molding, and the bending strength was measured using the test piece according to ASTM D-790 Method-1 (three-point bending method). did. Using a measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) AG-5000B), the test was performed under the test conditions of a distance between fulcrums of 50 mm and a measurement speed of 1.5 mm / min.
〜熱伝導率の測定〜
熱伝導率測定装置(アルバック社製、(商品名)TC7000;ルビーレーザー)を用い、23℃の条件下で、レーザーフラッシュ法にて測定した。厚み方向の熱伝導率は、一次元法により、熱容量Cpと厚み方向の熱拡散率αを求め、また平面方向の熱伝導率は、二次元法により、平面方向の熱拡散率α’を求めて、次式より熱拡散率を算出した。
厚み方向の熱伝導率=ρ×Cp×α
平面方向の熱伝導率=ρ×Cp×α’
ここで、密度ρは、ASTM D−792 A法(水中置換法)に準じ測定した。また、測定に供する試験片は、下記の線膨張係数に用いる平板から切削加工した。さらに、熱伝導率の異方性を評価するために、熱伝導率の(厚み方向)/(平面方向)比率を算出した。該値が100%に近いほど異方性は小さく、逆に0%に近い、又は100%を大きく越える場合は、異方性が大きい、と判断した。
~ Measurement of thermal conductivity ~
Using a thermal conductivity measuring device (manufactured by ULVAC, (trade name) TC7000; ruby laser), measurement was performed by a laser flash method at 23 ° C. For the thermal conductivity in the thickness direction, the heat capacity Cp and the thermal diffusivity α in the thickness direction are obtained by a one-dimensional method, and for the thermal conductivity in the plane direction, the thermal diffusivity α ′ in the plane direction is obtained by a two-dimensional method. Thus, the thermal diffusivity was calculated from the following equation.
Thermal conductivity in the thickness direction = ρ × Cp × α
Thermal conductivity in the plane direction = ρ × Cp × α ′
Here, the density ρ was measured according to ASTM D-792 A method (underwater substitution method). Moreover, the test piece used for a measurement cut from the flat plate used for the following linear expansion coefficient. Furthermore, in order to evaluate the anisotropy of the thermal conductivity, the ratio (thickness direction) / (plane direction) of the thermal conductivity was calculated. The closer the value was to 100%, the smaller the anisotropy. Conversely, when the value was close to 0% or greatly exceeded 100%, the anisotropy was judged to be large.
〜線膨張係数の測定〜
射出成形により長さ70mm、幅70mm、厚み2mmの平板を作製し、該平板より、樹脂の流動方向(MD)及び樹脂の流動方向に直角な方向(TD)に、それぞれ幅5mm、長さ15mmの短冊状板を切り出し、これを線膨張係数測定の試験片とした。次に該試験片を測定装置(アルバック社製、(商品名)DL7000)に装着し、30〜200℃の範囲で、2℃/分の昇温条件のもと、線膨張係数を測定した。さらに、線膨張係数の異方性を評価するために、線膨張係数の(MD)/(TD)比率を算出し、該値が100%に近いほど異方性は小さく、逆に0%に近い、又は100%を大きく越える場合は、異方性が大きい、と判断した。
~ Measurement of linear expansion coefficient ~
A flat plate having a length of 70 mm, a width of 70 mm, and a thickness of 2 mm is produced by injection molding. From the flat plate, a width of 5 mm and a length of 15 mm are respectively obtained in the resin flow direction (MD) and the direction perpendicular to the resin flow direction (TD). A strip-shaped plate was cut out and used as a test piece for measuring the linear expansion coefficient. Next, the test piece was attached to a measuring device ((trade name) DL7000, manufactured by ULVAC, Inc.), and the linear expansion coefficient was measured in the range of 30 to 200 ° C. under a temperature rising condition of 2 ° C./min. Furthermore, in order to evaluate the anisotropy of the linear expansion coefficient, the (MD) / (TD) ratio of the linear expansion coefficient is calculated. The closer the value is to 100%, the smaller the anisotropy is. When near or greatly exceeding 100%, the anisotropy was judged to be large.
〜曲げ強度の測定〜
射出成形により長さ127mm、幅12.7mm、厚み3.2mmの試験片を作製し、該試験片を用いて、ASTM D−790 Method−1(三点曲げ法)に準じ、曲げ強度を測定した。測定装置は(商品名)AG−5000B(島津製作所製)を用い、支点間距離50mm、測定速度1.5mm/分の試験条件で行った。
~ Measurement of bending strength ~
A test piece having a length of 127 mm, a width of 12.7 mm, and a thickness of 3.2 mm was prepared by injection molding, and the bending strength was measured using the test piece according to ASTM D-790 Method-1 (three-point bending method). did. The measuring device (trade name) AG-5000B (manufactured by Shimadzu Corporation) was used, and the test was performed under the test conditions of a distance between fulcrums of 50 mm and a measurement speed of 1.5 mm / min.
〜メルトフローレート(MFR)の測定〜
高化式フローテスターを用い、温度315℃、荷重5kg、ダイ内径2.0mmの条件下、10分間で流出する組成物の重さ(g単位)を測定し、メルトフローレート(以下、MFRと記す。)とした。
~ Measurement of melt flow rate (MFR) ~
Using a Koka flow tester, the weight (g unit) of the composition flowing out in 10 minutes was measured under the conditions of a temperature of 315 ° C., a load of 5 kg, and a die inner diameter of 2.0 mm, and a melt flow rate (hereinafter referred to as MFR). It was written.)
<合成例1(PPS(a−1)、PPS(a−2)の合成)>
攪拌機を装備する15リットルオートクレーブに、Na2S・2.8H2O1866g及びN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと記す)5リットルを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に205℃まで昇温して、407gの水を溜出させた。この系を140℃まで冷却した後、p−ジクロロベンゼン2280gとNMP1500gを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を225℃に昇温し、225℃にて2時間重合を行った。重合終了後、室温まで冷却し、ポリマーを遠心分離器により単離した。温水でポリマーを繰り返し洗浄し、100℃で一昼夜乾燥し、ポリ(p−フェニレンスルフィド)を得た。
<Synthesis Example 1 (Synthesis of PPS (a-1), PPS (a-2))>
A 15 liter autoclave equipped with a stirrer was charged with 1866 g of Na 2 S · 2.8H 2 O and 5 liters of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP), and gradually raised to 205 ° C. while stirring under a nitrogen stream. Warm and distill 407 g of water. After cooling the system to 140 ° C., 2280 g of p-dichlorobenzene and 1500 g of NMP were added, and the system was sealed under a nitrogen stream. The system was heated to 225 ° C. and polymerized at 225 ° C. for 2 hours. After completion of the polymerization, the mixture was cooled to room temperature, and the polymer was isolated using a centrifuge. The polymer was washed repeatedly with warm water and dried at 100 ° C. for a whole day and night to obtain poly (p-phenylene sulfide).
得られたポリ(p−フェニレンスルフィド)(PPS(a−1))の溶融粘度は110ポイズであった。 The melt viscosity of the obtained poly (p-phenylene sulfide) (PPS (a-1)) was 110 poise.
更にPPS(a−1)を、空気雰囲気下235℃で加熱硬化処理を行った。得られたポリ(p−フェニレンスルフィド)(PPS(a−2))の溶融粘度は300ポイズであった。 Further, PPS (a-1) was heat-cured at 235 ° C. in an air atmosphere. The melt viscosity of the obtained poly (p-phenylene sulfide) (PPS (a-2)) was 300 poise.
<合成例2(PPS(a−3)の合成)>
攪拌機を装備する15リットルチタン製オートクレーブにNMP3232g、47%硫化水素ナトリウム水溶液1682g及び48%水酸化ナトリウム水溶液1142gを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に200℃まで昇温して、1360gの水を溜出させた。この系を170℃まで冷却し、p−ジクロロベンゼン2118gとNMP1783gを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を225℃に昇温し、225℃にて1時間重合し、続けて250℃まで昇温し、250℃にて2時間重合した。更に、250℃で水451gを圧入し、再度255℃まで昇温し、225℃にて2時間重合を行った。重合終了後、室温まで冷却し、重合スラリーを固液分離した。ポリマーをNMP、アセトン及び水で順次洗浄し、100℃で一昼夜乾燥し、ポリ(p−フェニレンスルフィド)を得た。
<Synthesis Example 2 (Synthesis of PPS (a-3))>
A 15 liter titanium autoclave equipped with a stirrer was charged with 3232 g of NMP, 1682 g of a 47% aqueous solution of sodium hydrogen sulfide and 1142 g of a 48% aqueous solution of sodium hydroxide. Distilled. The system was cooled to 170 ° C., 2118 g of p-dichlorobenzene and 1783 g of NMP were added, and the system was sealed under a nitrogen stream. The system was heated to 225 ° C., polymerized at 225 ° C. for 1 hour, then heated to 250 ° C. and polymerized at 250 ° C. for 2 hours. Furthermore, 451 g of water was injected at 250 ° C., the temperature was raised again to 255 ° C., and polymerization was carried out at 225 ° C. for 2 hours. After completion of the polymerization, the mixture was cooled to room temperature, and the polymerization slurry was separated into solid and liquid. The polymer was washed successively with NMP, acetone and water, and dried at 100 ° C. overnight to obtain poly (p-phenylene sulfide).
得られたポリ(p−フェニレンスルフィド)(PPS(a−3))は直鎖状のものであり、その溶融粘度は350ポイズであった。 The obtained poly (p-phenylene sulfide) (PPS (a-3)) was linear, and its melt viscosity was 350 poise.
実施例1
PPS(a−2)42.7重量%、カルナバワックス(b−1)1.3重量%及び高純度マグネサイト粉末(d−1)56重量%の割合で配合して、310℃に加熱した二軸押出機(東芝機械製、(商品名)TEM−35−102B)のホッパーに、一方、高熱伝導炭素繊維(c−1)を二軸押出機サイドフィーダーのホッパーに、それぞれ投入し、スクリュー回転数200rpmにて溶融混練し、ダイより流出する溶融組成物を冷却後裁断し、ペレット状のポリアリーレンスルフィド組成物を作製した。その際のポリアリーレンスルフィド組成物の構成割合は、PPS(a−2)/カルナバワックス(b−1)/高純度マグネサイト粉末(d−1)/高熱伝導炭素繊維(c−1)=32/1/42/25(重量%)であった。
Example 1
Blended in a proportion of 42.7% by weight of PPS (a-2), 1.3% by weight of carnauba wax (b-1) and 56% by weight of high-purity magnesite powder (d-1) and heated to 310 ° C. Into the hopper of the twin screw extruder (Toshiba Machine, (trade name) TEM-35-102B), on the other hand, the high thermal conductivity carbon fiber (c-1) is put into the hopper of the twin screw extruder side feeder. Melt-kneading was performed at a rotational speed of 200 rpm, and the molten composition flowing out from the die was cooled and cut to prepare a pellet-shaped polyarylene sulfide composition. The composition ratio of the polyarylene sulfide composition at that time was PPS (a-2) / carnauba wax (b-1) / high purity magnesite powder (d-1) / high thermal conductive carbon fiber (c-1) = 32. / 1/42/25 (% by weight).
該ポリアリーレンスルフィド組成物を、310℃に加熱した射出成形機(住友重機械工業製、(商品名)SE75S)のホッパーに投入し、曲げ強度を測定するための試験片、及び、熱伝導率、線膨張係数を測定するための平板を、それぞれ成形した。 The polyarylene sulfide composition was put into a hopper of an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., (trade name) SE75S) heated to 310 ° C., and a test piece for measuring bending strength, and thermal conductivity Each flat plate for measuring the linear expansion coefficient was molded.
該試験片及び該平板から、曲げ強度、熱伝導率、線膨張係数を測定した。また、ポリアリーレンスルフィド組成物を高化式フローテスターに仕込みMFRを測定した。これらの結果を表1に示す。 Bending strength, thermal conductivity, and linear expansion coefficient were measured from the test piece and the flat plate. Further, the polyarylene sulfide composition was charged into a Koka flow tester and MFR was measured. These results are shown in Table 1.
得られたポリアリーレンスルフィド組成物は、曲げ強度は十分に大きく、熱伝導率も高く、かつその異方性は小さかった。また、線膨張係数は小さく、かつその異方性も小さかった。さらにMFRも実用上十分な値を示した。 The obtained polyarylene sulfide composition had a sufficiently high bending strength, a high thermal conductivity, and a small anisotropy. Moreover, the linear expansion coefficient was small and the anisotropy was also small. Furthermore, MFR also showed a practically sufficient value.
実施例2〜10
PPS(a−1,2,3)、カルナバワックス(b−1)、高熱伝導炭素繊維(c−1)、鱗片状窒化ホウ素粉末(c−2)、高純度マグネサイト粉末(d−1、2)、黒鉛(e−1)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、表1に示す構成割合のポリアリーレンスルフィド組成物、評価用試験片を作成し、評価した。評価結果を表1に示す。
Examples 2-10
PPS (a-1, 2, 3), carnauba wax (b-1), high thermal conductivity carbon fiber (c-1), scaly boron nitride powder (c-2), high purity magnesite powder (d-1, 2) A polyarylene sulfide composition and a test piece for evaluation shown in Table 1 were prepared and evaluated by the same method as in Example 1 except that graphite (e-1) was used. The evaluation results are shown in Table 1.
得られた全てのポリアリーレンスルフィド組成物は、熱伝導率は高く、線膨張係数は小さかった。また、それぞれの異方性も小さなものであった。 All the obtained polyarylene sulfide compositions had high thermal conductivity and low linear expansion coefficient. Moreover, each anisotropy was also small.
PPS(a−1,2)、カルナバワックス(b−1)、高熱伝導炭素繊維(c−1)、鱗片状窒化ホウ素粉末(c−2)、低熱伝導炭素繊維(c’−1)、高純度マグネサイト粉末(d−1)、マグネサイト粉末(d−3)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、表2に示す構成割合のポリアリーレンスルフィド組成物、評価用試験片を作成し、評価した。評価結果を表2に示す。
PPS (a-1, 2), carnauba wax (b-1), high thermal conductivity carbon fiber (c-1), scaly boron nitride powder (c-2), low thermal conductivity carbon fiber (c′-1), high A polyarylene sulfide composition having the composition ratios shown in Table 2 and a test piece for evaluation were obtained in the same manner as in Example 1 except that pure magnesite powder (d-1) and magnesite powder (d-3) were used. Was created and evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
比較例1により得られた(c)高熱伝導炭素繊維及び鱗片状窒化ホウ素粉末を配合しない組成物、比較例2により得られた(d)高純度マグネサイト粉末を配合しない組成物、比較例3により得られた(c’)低熱伝導炭素繊維を配合する組成物、比較例4、5により得られた炭酸マグネシウム含有率が98〜99.999重量%の範囲を外れるマグネサイト粉末を配合する組成物のそれぞれは、いずれも熱伝導率が低く、その異方性も大きかった。また、線膨張係数も大きかった。更に比較例6により得られた(b)カルナバワックスを配合しない組成物は、金型離型性が悪いことから、各評価に用いる試験片及び平板が成形できず、曲げ強度、熱伝導率、及び線膨張係数が評価できなかった。 (C) a composition not containing the high thermal conductivity carbon fiber and scaly boron nitride powder obtained by Comparative Example 1, (d) a composition not containing the high purity magnesite powder obtained by Comparative Example 2, Comparative Example 3 (C ′) composition obtained by mixing the low thermal conductive carbon fiber obtained by the above, composition containing the magnesite powder whose magnesium carbonate content obtained by Comparative Examples 4 and 5 is out of the range of 98 to 99.999% by weight Each of the objects had a low thermal conductivity and a large anisotropy. Moreover, the linear expansion coefficient was also large. Furthermore, the composition (b) obtained by Comparative Example 6 that does not contain carnauba wax has poor mold releasability, so that the test piece and flat plate used for each evaluation cannot be molded, bending strength, thermal conductivity, And the linear expansion coefficient could not be evaluated.
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