JP4951288B2 - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
1.耐衝撃性、低温耐衝撃性、剛性および耐薬品性などに優れた、無機フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物を提供すること。
2.流動性、および滞留熱安定性などにも優れた無機フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物を提供すること。
無機フィラー(B成分)が、無機フィラー(B成分)100重量部に対し0.05〜5重量部のアルキルシラン化合物(D成分)によって予め表面処理されたものであり、
ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴム(C成分)が、ビニル系単量体をグラフトしたポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴムグラフト共重合体であって、該ビニル系単量体が、エポキシ基含有ビニル系単量体、アクリル酸系単量体または(メタ)アクリル酸エステル系単量体である、ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物を提供する。
1.本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、耐衝撃性、低温耐衝撃性、剛性および耐薬品性などに優れている。
2.本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、流動性、および滞留熱安定性などにも優れている。
3.本発明に係る熱可塑性樹脂組成物からは、優れた外観の成形品が得られるので、車輌外装・外板部品、車輌内装部品をはじめとして、電気・電子・OA機器部品、機械部品などの各種製品・部品の製造用材料に適している。
[1]芳香族ポリカーボネート樹脂(A1成分)
本発明における芳香族ポリカーボネート樹脂(以下、「A1成分」と略記することがある。)は、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを、または、これらに併せて少量のポリヒドロキシ化合物などを反応させて得られる、直鎖または分岐の熱可塑性芳香族ポリカーボネート重合体、または共重合体である。この芳香族ポリカーボネート樹脂(A1成分)の製造法は、特に限定されるものではなく、従来から知られている方法によって製造することができる。製造方法としては、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。
本発明における熱可塑性ポリエステル樹脂(以下、「A2成分」と略記することがある。)は、ジカルボン酸類またはその反応性誘導体からなるジカルボン酸成分と、ジオール類またはそのエステル誘導体からなるジオール成分とを主成分とし、これらを縮合反応により得られる重合体または共重合体である。
本発明における無機フィラー(以下、「B成分」と略記することがある。)は、固体の無機化合物である。固体の形態(外観)は任意であって、例えば、球状、板状、針状、繊維状、不定形などのいずれであってもよい。球状の形態のものは、真球状の形態を呈するものだけでなく、ある程度断面楕円状や略長円状のものも含み、好ましくはアスペクト比(球状体の最長の直径/球状体の最小の直径)が0.5〜2の範囲のものであり、1に近いものが好適である。板状の形態のものは、アスペクト比(板状粉の板状面における最長辺の長さ/板状体の厚さ)が2〜100の範囲のものを示す。針状の形態を呈するものは、長さが100μm以下でアスペクト比(粒子長さ/粒子径)が2〜20の範囲のものを意味する。繊維状の形態のものは、長さが100μmを超えるものを示す。無機フィラーの形態(外観)は、電子顕微鏡写真などにより、容易に判別することができる。最終的に得られる樹脂組成物の寸法安定性、剛性を向上させるためには、形態が板状、針状、繊維状のものが好ましい。
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物には、この熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性などの機械的特性を改良する目的で、ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴムを含有させる。本発明におけるポリオルガノシロキサンゴム(S)とポリアルキル(メタ)アクリレートゴム(R)とを含む複合ゴムの製造法は、特開平5−5055号公報、特開2003−277450号公報、特開2006−28393号公報などに詳細に記載されている。
ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴムに、ビニル単量体をグラフト重合させてなる複合ゴムグラフト共重合体としては、以下に記載する複合ゴムグラフト共重合体(C1成分)が好ましい。複合ゴムグラフト共重合体(C1成分)は、上記ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴムに、少なくともエポキシ基含有ビニル系単量体を含む1種以上のビニル系単量体をグラフト重合させたものをいう。複合ゴムグラフト共重合体(C1成分)の製造法は、特開平5−5055号公報、特開2003−277450号公報などに詳細に記載されている。複合ゴムグラフト共重合体(C1成分)は、粉末状で得られる。
ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴムに、ビニル単量体にグラフト重合させてなる複合ゴムグラフト共重合体としては、以下に記載する複合ゴムグラフト共重合体(C2成分)が好ましい。複合ゴムグラフト共重合体(C2成分)は、上記ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴムに、アクリル酸系単量体および/または(メタ)アクリル酸エステル系単量体を含む単量体混合物を、乳化重合法によってグラフト重合させる方法で製造できる。複合ゴムグラフト共重合体(C2成分)の製造法は、特開2006−28393号公報に詳細に記載されている。複合ゴムグラフト共重合体(C2成分)は、粉末状で得られる。
本発明におけるアルキルシラン化合物{以下、「D成分」と略記することがある}は、前記一般式(I)で表されるアルキルシラン化合物である。前記一般式(I)において、R1は、炭素原子数4〜30のアルキル基であり、R1の炭素原子数が4以下のアルキル基では、最終的に得られる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、流動性、滞留熱安定性が十分ではなく、炭素原子数が30を超えるアルキル基では、樹脂組成物の耐衝撃性、流動性、滞留熱安定性が十分でないので、いずれも好ましくない。R1は、より好ましいのは炭素原子数5〜15のアルキル基であり、特に好ましいのは炭素原子数6〜12のアルキル基である。また、R1は直鎖状、分岐状、および環状などのいずれ構造のものでもよいが、直鎖状または分岐状がより好ましく、直鎖状がさらに好ましい。直鎖状アルキル基は、樹脂組成物に優れた熱安定性を付与するので好適である。
本発明に係る熱可塑性樹脂組成物を調製する際には、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、流動性、滞留熱安定性の観点から、無機フィラー(B成分)はA成分(樹脂成分)と配合する前に、アルキルシラン化合物(D成分)によって表面処理するのが好ましい。表面処理の方法としては、例えば、(1)ヘンシェルミキサー、ボールミル、アドマイザーコロイドミル、バンバリーミキサーなどの各種混合機を使用して、無機フィラー(B成分)を攪拌しつつ、アルキルシラン化合物(D成分)を噴霧、滴下する方法、(2)無機フィラー(B成分)をアルキルシラン化合物(D成分)によって湿潤させる方法、(3)無機フィラー(B成分)をアルキルシラン化合物(D成分)に浸漬する方法、などが挙げられる。上記(1)〜(3)の方法によって、D成分とB成分とを混合・接触させる前に、D成分を水または溶媒によって希釈することができる。溶媒としては、有機溶媒、水/有機溶媒の混合液などが挙げられる。D成分とB成分とを混合・接触させた後は、温度が80℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは120℃以上に達するまで攪拌混合を継続するのが好ましい。攪拌混合時間は、使用する混合機にもよるが、15分から1.5時間の範囲で選ばれる。攪拌混合することによって、B成分の表面をD成分によって被覆し、反応させ、溶媒を飛散(揮発)させる。
本発明におけるリン系化合物(以下、「E成分」と略記することがある。)は、最終的に得られる熱可塑性樹脂組成物の滞留熱安定性を向上させて、ガス発生や変色および機械的強度の低下を防止するように機能する。リン系化合物(E成分)は、従来から樹脂添加剤として知られている各種リン化合物、例えば、有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、または有機ホスホナイト化合物が挙げられる。有機ホスフェート化合物としては、次の一般式(II)で表される化合物、有機ホスファイト化合物としては、次の一般式(III)で表される化合物、有機ホスホナイト化合物としては、次の一般式(IV)で表される化合物が好ましい。リン系化合物(E成分)は、一種類または二種類以上を併用することもできる。
(1)PC−1:粘度平均分子量が28000のビスフェノールA型芳香族ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名:ユーピロンE−2000FN)である。
<A2成分>
(2)PET−1:固有粘度が0.76dl/gのポリエチレンテレフタレート樹脂(三菱化学社製、商品名:ノバペックスGG500)である。なお、A2成分の固有粘度は、フェノールとテトラクロロエタンとの1対1(重量比)混合液に、1重量%の濃度に溶解し、温度30℃で測定しものである。
(3)PBT−1:固有粘度が1.20dl/gのポリブチレンテレフタレート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名:ノバデュラン5020、)である。
(4)PBT−2:固有粘度が0.85dl/gのポリブチレンテレフタレート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名:ノバデュラン5008)である。
(5)B−1:平均粒子径が3.4μm、Fe2O3の含有量が0.77重量%のウォラストナイト(ナイコミネラルズ社製、商品名:ナイグロス4)である。
(6)B−2:平均粒子径が7.3μm、Fe2O3の含有量が0.77重量%のウォラストナイト(ナイコミネラルズ社製、商品名:ナイグロス8)である。
(8)C−2:特開2003−277450号公報の参考例1に記載されている方法において、ポリオルガノシロキサン/ポリアルキル(メタ)アクリレート複合ゴムにグラフトさせる単量体を、メタクリル酸メチルを3重量%に変更したほかは、同例に記載の手順によってグラフト共重合体させた複合ゴムである。得られた複合ゴムの重量平均粒子径は、0.2〜0.3μmであった。
(9)C−3:ポリオルガノシロキサン/ポリアルキル(メタ)アクリレート複合ゴム(三菱レーヨン社製、商品名:S−2001)である。
(10)C−4:ポリブタジエン(コア)/アクリル酸アルキル・メタクリル酸アルキル共重合物(シェル)からなるコア/シェル型グラフト共重合体(ローム・アンド・ハース・ジャパン社製、商品名:EXL2603)である。
(11)D−1:デシルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、商品名:KBM3103)である。
(12)BD−1:乳酸(湘南和光純薬社製、試薬)0.3重量%を、イオン交換水1500gに溶解した水溶液に、D−1成分1000gを添加・撹拌して、水分散液を得た。つぎに、容量300Lのヘンシェルミキサー(カワタ社製、スーパーミキサー、型式:Z−3SP)に、上記B−1成分100gを仕込み、400rpmで予備攪拌しながら、D−1成分の水分散液を数分間かけて添加した。ついで750rpmで攪拌・混合しながら、内部温度が120℃になるまで攪拌・混合を続け、表面処理されたBD−1成分を得た。
(13)BD−2:上記(12)BD−1成分の調製例において、D−1成分を750gに変更したほかは、同例におけると同様の手順で水分散液を添加し、表面処理されたBD−2成分を得た。
(14)BD−3:上記(12)BD−1成分の調製例において、D−1成分を500gに変更したほかは、同例におけると同様の手順で水分散液を添加し、表面処理されたBD−3成分を得た。
(15)BD−4:上記(12)BD−1成分の調製例において、B−1成分をB−2成分に変更したほかは、同例におけると同様の手順で水分散液を添加し、表面処理されたBD−4成分を得た。
(16)E−1:式O=P(OH)n’(OC18H37)3−n’で表される物質(n’が1と2の混合物;旭電化工業社製、商品名:アデカスタブAX−71)である。
[実施例1〜実施例7、比較例1〜比較例13]
A1成分、A2成分、C成分、E成分を表−1、表−2および表に示す割合(単位:重量部)で秤量し、タンブラーミキサーによって均一に混合して混合物を得た。得られた混合物を、二軸押出機(日本製鋼所社製、型式:TEX30XCT、L/D=42、バレル数12)を使用して、シリンダー温度270℃、スクリュー回転数250rpmの条件下、バレル1より押出機にフィードし溶融・混練し、更にバレル7よりB成分またはB成分・D成分(表面処理品)を表−1、表−2および表−3に示す割合にて押出機に途中フィードし、さらに溶融・混練することによって樹脂組成物のペレットを作製した。
得られたペレットを、温度120℃に設定した熱風乾燥機によって4時間以上乾燥した後、射出成形機(名機製作所製、型式:M150AII−SJ)を使用して、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル55秒の条件下で、ASTM試験に準拠した試験片を成形した。
(1)流動性(Q値)(単位:×10−2cc/s):高化式フローテスター(島津製作所製)を使用して、温度280℃、荷重160kgf/cm2の条件下で、乾燥したペレット状の樹脂組成物について、単位時間あたりの流出量Q値を測定した。この際使用したオリフィスは、直径1mm×長さ10mmのものである。Q値が高いほど、流動性に優れていることを意味する。
(2)剛性(曲げ弾性率)(単位:MPa):ASTM D790に準拠して、厚さ6.4mmの試験片について、23℃の温度で曲げ弾性率を測定した。数値が大きいほど、剛性が優れていることを意味する。
(4)滞留熱安定性:上記ASTM試験に準拠した試験片を成形する際に、滞留時間を1サイクル5分として成形し、それぞれ5ショット目以降の試験片について、表面外観を目視観察して評価した。試験片表面に、シルバーストリークによる肌荒れが全く観察されなかったものを「◎」、シルバーストリークによる肌荒れのあるものを×として評価した。
1.請求項1で規定する特性を有するA成分(樹脂成分)、B成分(無機フィラー)、C成分(複合ゴム)、およびD成分(アルキルシラン化合物)の四成分を、請求項1で規定する量含む本発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、流動性、耐衝撃性、低温耐衝撃性、滞留熱安定性(表面外観)ともに優れている(実施例1〜実施例7参照)。
2.これに対して、B成分(無機フィラー)を含んでいてもD成分で処理されていない比較例1、比較例4、比較例6、比較例8の樹脂組成物は、樹脂組成物の流動性、耐衝撃性、低温耐衝撃性、成形品の外観などが劣る(実施例1と比較例1、実施例2と比較例3、実施例3と比較例4、実施例5と比較例8、実施例6と比較例10、実施例9と比較例13参照)。
3.また、請求項1で規定したゴム性重合体を含まない樹脂組成物は、流動性、耐衝撃性、低温耐衝撃性などが劣る(実施例1、比較例2、実施例2と比較例3、実施例4と比較例7、実施例5と比較例9、実施例6と比較例11、実施例7と比較例13参照)。
Claims (8)
- 芳香族ポリカ−ボネート樹脂(A1成分)10〜90重量%と、熱可塑性ポリエステル樹脂(A2成分)90〜10重量%の合計100重量%よりなる樹脂成分(A成分)40〜99重量部に対し、無機フィラー(B成分)1〜60重量部、および、ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴム(C成分)1〜35重量部を含有し、A成分、B成分およびC成分の合計100重量部に対して、下記一般式(I)で表されるアルキルシラン化合物(D成分)を0.01〜3重量部含有し、
無機フィラー(B成分)が、無機フィラー(B成分)100重量部に対し0.05〜5重量部のアルキルシラン化合物(D成分)によって予め表面処理されたものであり、
ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴム(C成分)が、ビニル系単量体をグラフトしたポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴムグラフト共重合体であって、該ビニル系単量体が、エポキシ基含有ビニル系単量体、アクリル酸系単量体または(メタ)アクリル酸エステル系単量体である、
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
- 樹脂成分(A成分)が、芳香族ポリカーボネート樹脂(A1成分)50〜85重量%と、熱可塑性ポリエステル樹脂(A2成分)50〜15重量%(合計100重量%)とよりなるものである、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 熱可塑性ポリエステル樹脂(A2成分)100重量部中に、A2成分としてポリエチレンテレフタレート樹脂を10重量部以上含有するものである、請求項1または請求項2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 無機フィラ−(B成分)が珪酸塩化合物である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 無機フィラー(B成分)が、水または有機溶媒で希釈されたアルキルシラン化合物(D成分)によって予め表面処理されたものである、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- エポキシ基含有ビニル系単量体をグラフトしたポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレート複合ゴムグラフト共重合体(C1成分)のエポキシ基含有ビニル系単量体成分の比率が、0.1〜10重量%である、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含む複合ゴムの重量平均粒子径が、0.1μm〜1.0μmである請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- A成分、B成分およびC成分の合計100重量部に対して、さらにリン系化合物(E成分)を0.005〜1重量部含有する、請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
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