JP5184776B2 - Masterbatch composition, composite material composition, composite material molded body, and production method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂改質用マスターバッチ組成物等に関する。 The present invention relates to a resin-modifying master batch composition and the like.
従来、熱可塑性樹脂の諸特性、特に剛性を改良するために、タルクなどの無機フィラーを混合して、その補強効果により諸特性を向上させることが実施されている。例えば、タルクは結晶性熱可塑性樹脂の剛性を向上させることが知られている。しかしながら、十分な剛性を得るためには多量のタルクを添加せねばならず、成形体の軽量化の要求には十分こたえられるものではなかった。そのため、少量の添加で大きな効果を示す無機フィラーが望まれていた。 Conventionally, in order to improve various properties of a thermoplastic resin, in particular, rigidity, it has been practiced to mix inorganic fillers such as talc and improve the various properties due to its reinforcing effect. For example, talc is known to improve the rigidity of crystalline thermoplastic resins. However, in order to obtain sufficient rigidity, a large amount of talc has to be added, and it has not been able to sufficiently meet the demand for weight reduction of the molded body. Therefore, an inorganic filler that exhibits a large effect with a small amount of addition has been desired.
このため、近年、層状化合物の一種である粘土鉱物を無機フィラーとして用い、熱可塑性樹脂と無機層状化合物を含む組成物を、二軸押出機等を用いて溶融混合し、熱可塑性樹脂中に、層状粘土鉱物を層剥離させて、ナノオーダーで分散させることが試みられている。 Therefore, in recent years, a clay mineral, which is a kind of layered compound, is used as an inorganic filler, a composition containing a thermoplastic resin and an inorganic layered compound is melt-mixed using a twin screw extruder or the like, and the thermoplastic resin is Attempts have been made to delaminate layered clay minerals and disperse them in nano-order.
このような複合材料組成物においては、層状化合物を微分散させることが困難なため、予め、層状化合物と熱可塑性樹脂を含む組成物を混合し、マスターバッチ組成物を調製後、他の成分を混合して、複合材料組成物を製造する方法が提案されている。 In such a composite material composition, since it is difficult to finely disperse the layered compound, the composition containing the layered compound and the thermoplastic resin is mixed in advance, and after preparing the master batch composition, the other components are added. A method for producing a composite material composition by mixing is proposed.
特許文献1には、マスターバッチ組成物として、層状珪酸塩と変性ポリオレフィンを必須成分とし、必要に応じて、非変性のポリオレフィンを含む組成物が提案されている。 Patent Document 1 proposes, as a masterbatch composition, a composition containing layered silicate and modified polyolefin as essential components and, if necessary, non-modified polyolefin.
特許文献2の請求項13には、マスターバッチ組成物として、層状構造を有するクレー、変性ポリオレフィンおよび非変性のポリオレフィンを含む組成物が提案されている。 Claim 13 of Patent Document 2 proposes a composition containing clay having a layered structure, a modified polyolefin, and an unmodified polyolefin as a masterbatch composition.
特許文献3の段落0035には、マスターバッチ組成物として、層状珪酸塩および非変性のポリプロピレンを含む組成物が提案されている。
本発明は、熱可塑性樹脂中の層状化合物の分散性をさらに高めて、機械的強度を高めることができるマスターバッチ組成物を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the masterbatch composition which can raise further the dispersibility of the layered compound in a thermoplastic resin, and can raise mechanical strength.
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、下記の新規なマスターバッチ組成物を用いることで熱可塑性樹脂中の層状化合物の分散性を高めて、機械的強度を高めることができることを見出し、本発明をなすに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has improved the dispersibility of the layered compound in the thermoplastic resin by using the following novel masterbatch composition, thereby increasing the mechanical strength. The inventors have found that the present invention can be performed, and have reached the present invention.
すなわち、本発明は、
〔1〕成分(A)層間を有機化処理された層状化合物、および、成分(B)酸無水物がグラフトした、ビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする水添共重合体、を含有するマスターバッチ組成物であって、前記成分(B)は、数平均分子量(Mn)が30万以下、酸無水物のグラフト量(酸価)が1mgCH3ONa/g以上、水添前の共重合体における共役ジエン由来の1,2−結合単位含有率が15%以上であり、前記成分(A)の含有量が10wt%〜70wt%、前記成分(B)の含有量が30wt%〜90wt%である、マスターバッチ組成物;
〔2〕前記成分(B)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が、1.1以上である、上記〔1〕に記載のマスターバッチ組成物;
〔3〕前記成分(B)の酸価が4mgCH3ONa/g以上である、上記〔1〕または〔2〕に記載のマスターバッチ組成物;
〔4〕前記成分(B)の数平均分子量(Mn)が8万以下である、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のマスターバッチ組成物;
〔5〕X線回折分析において、回折角の2倍値(2θ)が1.5°から3.5°の範囲であり、層状化合物由来のピーク値が2.6°以下に存在するか、あるいはピークが存在しない、上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに1項記載のマスターバッチ組成物;
〔6〕前記成分(B)中に含まれるグラフトしていない未反応物量が0.1mgCH3ONa/g以上、5mgCH3ONa/g以下である、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のマスターバッチ組成物;
〔7〕上記〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のマスターバッチ組成物と、ポリオレフィン系樹脂とを含む複合材料組成物;
〔8〕上記〔1〕〜〔6〕のいずれかに1項記載のマスターバッチ組成物と、ポリオレフィン系樹脂とを含む複合材料成型体;
〔9〕少なくとも、成分(A)層間を有機化処理された層状化合物、および、成分(B)酸無水物がグラフトした、ビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする水添共重合体、を含有する組成物を、スクリュー押出し機を用いて混合する工程を含むマスターバッチ組成物の製造方法、に関する。
That is, the present invention
[1] Hydrogenation mainly composed of vinyl aromatic monomer unit and conjugated diene monomer unit grafted by component (A) layered compound whose organic layer is treated and component (B) acid anhydride A master batch composition containing a copolymer, wherein the component (B) has a number average molecular weight (Mn) of 300,000 or less, and a graft amount (acid value) of an acid anhydride of 1 mg CH 3 ONa / g or more. The conjugated diene-derived 1,2-bond unit content in the copolymer before hydrogenation is 15% or more, the content of the component (A) is 10 wt% to 70 wt%, and the content of the component (B) A masterbatch composition having an amount of 30 wt% to 90 wt%;
[2] The master batch composition according to [1], wherein the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the component (B) is 1.1 or more;
[3] The master batch composition according to the above [1] or [2], wherein the acid value of the component (B) is 4 mg CH 3 ONa / g or more;
[4] The master batch composition according to any one of [1] to [3] above, wherein the number average molecular weight (Mn) of the component (B) is 80,000 or less;
[5] In the X-ray diffraction analysis, the double value (2θ) of the diffraction angle is in the range of 1.5 ° to 3.5 °, and the peak value derived from the layered compound is present at 2.6 ° or less, Alternatively, the master batch composition according to any one of [1] to [4], wherein no peak is present;
[6] Any one of the above [1] to [5], wherein the amount of ungrafted unreacted material contained in the component (B) is 0.1 mgCH 3 ONa / g or more and 5 mgCH 3 ONa / g or less. The masterbatch composition according to item;
[7] A composite material composition comprising the masterbatch composition described in any one of [1] to [6] above and a polyolefin resin;
[8] A composite material molded body comprising the masterbatch composition according to any one of [1] to [6] above and a polyolefin resin;
[9] At least a layered compound in which component (A) is organically treated between layers, and component (B) vinyl aromatic monomer unit and conjugated diene monomer unit grafted with acid anhydride The present invention relates to a method for producing a masterbatch composition comprising a step of mixing a composition containing a hydrogenated copolymer using a screw extruder.
本発明のマスターバッチ組成物を用いれば、熱可塑性樹脂における層状化合物の分散性を高めて、当該樹脂の機械的強度を高めることができる。 If the masterbatch composition of this invention is used, the dispersibility of the layered compound in a thermoplastic resin can be improved, and the mechanical strength of the said resin can be improved.
本発明の成分(A)である層状化合物とは、グラファイト、金属カルコゲン化合物、金属酸化物、金属リン酸塩、粘土鉱物等の層状構造を有する化合物を指す。このなかでも、高い層剥離性の点で、層状粘土鉱物が好ましい。 The layered compound which is the component (A) of the present invention refers to a compound having a layered structure such as graphite, metal chalcogen compound, metal oxide, metal phosphate, clay mineral and the like. Among these, a layered clay mineral is preferable in terms of high delamination property.
層状粘土鉱物としては、モンモリナイト、サポタイト、ハイデライト、ノントライト、ヘクトライト、ステイブンサイト等のスメクタイト系や、バーミキュサイト、ハロイサイト、膨潤性マイカ等が挙げられる。天然又は合成の当該層状粘土鉱物のいずれも使用することができる。さらに、タルクにフッ素処理を行って膨潤性マイカに合成した化合物、あるいは水熱合成によって上記のような構造を得たものが例示される。また、層間に担持されているカチオンを、ナトリウム、カリウム、リチウム等のイオンで置換した種々の化合物が適用できる。 Examples of layered clay minerals include smectites such as montmorillonite, sapotite, hydelite, nontrite, hectorite, and stevensite, vermiculite, halloysite, and swellable mica. Any of the layered clay minerals, natural or synthetic, can be used. Furthermore, compounds obtained by subjecting talc to fluorine treatment by synthesis into swellable mica, or those obtained by hydrothermal synthesis as described above are exemplified. In addition, various compounds in which cations supported between layers are substituted with ions such as sodium, potassium, and lithium can be applied.
層状粘度鉱物のなかでも、層剥離性および微分散性の点で、有機化処理された層状粘土鉱物が特に好ましい。層状粘度鉱物の有機化は、一般に湿式法が用いて行うことができる。層状珪酸塩を水やアルコール等で十分溶媒和させた後、有機カチオンを加え、撹拌し、層状珪酸塩の層間の金属イオンを有機カチオンに置換させる。その後、未置換の有機カチオンを十分に洗浄し、ろ過、乾燥する。その他、有機溶剤中で層状珪酸塩と有機カチオンを直接反応させたり、樹脂などの存在下で層状珪酸塩と有機カチオンを押出機中で加熱混練し反応させることも可能である。 Among the layered viscosity minerals, an organically treated layered clay mineral is particularly preferable in terms of delamination and fine dispersibility. The organic formation of the layered viscosity mineral can be generally performed by a wet method. After sufficiently solvating the layered silicate with water or alcohol, an organic cation is added and stirred to replace the metal ions between the layers of the layered silicate with the organic cation. Thereafter, the unsubstituted organic cation is sufficiently washed, filtered and dried. In addition, it is also possible to directly react the layered silicate and the organic cation in an organic solvent, or to heat and knead the layered silicate and the organic cation in an extruder in the presence of a resin.
層状粘土鉱物の陽イオン交換容量は、有機化処理時の有機カチオンのイオン交換性が高い点で、50ミリ当量/100g以上が好ましく、層間剥性を高くする点で、200ミリ当量/100g以下が好ましい。 The cation exchange capacity of the layered clay mineral is preferably 50 meq / 100 g or more in terms of high ion exchanging ability of the organic cation during the organic treatment, and 200 meq / 100 g or less in terms of increasing delamination. Is preferred.
層状粘土鉱物の有機化に用いる有機カチオンの例としては、ステアリルアンモニウムイオン、ヘキシルアンモニウムイオン、オクチルアンモニウムイオン、2−エチルヘキシルアンモニウムイオン、ドデシルアンモニウムイオン、オクタデシルアンモニウムイオン、ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、トリオクチルアンモニウムイオン、ジステアリルアンモニウムイオン、1−ヘキセニルアンモニウムイオン、1−ドデセニルアンモニウムイオン、9−オクタデセルアンモニウムイオン、9,12−オクタデセルアンモニウムイオン、12−アミノドデカン酸と塩酸からなるアンモニウム塩、アルキルプロピレンジアミンと塩酸からなるアンモニウム塩等のアンモニウムイオン、テトラエチルホスフォニウムイオン、トリエチルベンジルフォスホニウムイオン、テトラ−n−ブチルホスフォニウムイオン、トリ−n−ブチルヘキサデシルホスフォニウムイオン等のホスフォニウムイオンが挙げられる。本発明においては、層状粘土鉱物の1種あるいは2種以上を使用してもよい。 Examples of organic cations used for organizing layered clay minerals include stearyl ammonium ion, hexyl ammonium ion, octyl ammonium ion, 2-ethylhexyl ammonium ion, dodecyl ammonium ion, octadecyl ammonium ion, dioctyl dimethyl ammonium ion, trioctyl ammonium ion. , Distearyl ammonium ion, 1-hexenyl ammonium ion, 1-dodecenyl ammonium ion, 9-octadecel ammonium ion, 9,12-octadecel ammonium ion, ammonium salt consisting of 12-aminododecanoic acid and hydrochloric acid, alkyl Ammonium ion such as ammonium salt consisting of propylenediamine and hydrochloric acid, tetraethylphosphonium ion, triethylbenzine Foss phosphonium ion, tetra -n- butyl phosphonium ion, and phosphonium ions such as tri -n- butyl hexadecyl phosphonium ion. In the present invention, one or more layered clay minerals may be used.
マスターバッチ組成物中の成分(A)の含有量は、経済性の点の10wt%以上が好ましく、15wt%以上がより好ましい。また、マスターバッチ組成物の溶融混合性の点では、70wt%以下が好ましく、より好ましくは60wt%以下、さらに好ましくは50wt%以下である。 The content of the component (A) in the master batch composition is preferably 10 wt% or more, more preferably 15 wt% or more from the viewpoint of economy. Moreover, from the point of the melt mixing property of a masterbatch composition, 70 wt% or less is preferable, More preferably, it is 60 wt% or less, More preferably, it is 50 wt% or less.
本発明の成分(B)は、ビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする重合体に水素添加し、酸無水物をグラフトさせたものである。 Component (B) of the present invention is obtained by hydrogenating a polymer mainly composed of a vinyl aromatic monomer unit and a conjugated diene monomer unit and grafting an acid anhydride.
ビニル芳香族単量体としては、例えばスチレン、P−メチルスチレン、第三級ブチルスチレン、α−メチルスチレン、1,1−ジフェニルエチレンなどの単量体が挙げられ、中でもスチレンが好ましい。 Examples of the vinyl aromatic monomer include monomers such as styrene, P-methylstyrene, tertiary butylstyrene, α-methylstyrene, 1,1-diphenylethylene, and among them, styrene is preferable.
共役ジエン単量体単位としては、ブタジエンやイソプレン等が上げられ、樹脂組成物の相溶性の点で、ブタジエンが好ましい。 Examples of the conjugated diene monomer unit include butadiene and isoprene, and butadiene is preferable from the viewpoint of compatibility of the resin composition.
水素添加および酸無水物のグラフト前の共重合体は、マスターバッチの製造時の加工性や層状化合物の分散性、あるいは、ポリオレフィン系樹脂の機械的強度の点で、以下のようなブロック構造を有するものが好ましい。 The copolymer before grafting of hydrogenated and acid anhydrides has the following block structure in terms of processability during the production of the masterbatch, dispersibility of the layered compound, or mechanical strength of the polyolefin resin. What has is preferable.
例えば下記の一般式
(A−B)n、A−(B−A)n、A−(B−A)n−B、B−(A−B)n
で表される直鎖状ブロック共重合体、或いは下記の一般式
[(A−B)k]m−X 、[(A−B)k−A]m−X
[(B−A)k]m−X 、[(B−A)k−B]m−X
で表される直鎖状ブロック共重合体あるいはラジアルブロック共重合体(上式において、Aはビニル芳香族炭化水素単位を主体とする重合体ブロックを示す。Bは、ジエン単位やビニル芳香族単位から選ばれる一つ以上の単位を主体とする重合体ブロックを示す。このなかでもB中のビニル芳香族単位量は、ポリオレフィン系樹脂の機械的強度の点で、50wt%以下が好ましい。30wt%以下がより好ましく、10wt%以下がさらに好ましい。n、kおよびmは、1以上の整数、一般的には1〜6である)である。
For example, the following general formula (AB) n , A- (BA) n , A- (BA) n- B, B- (AB) n
Or a linear block copolymer represented by the following general formula [(AB) k ] m -X, [(AB) k -A] m -X
[(BA) k ] m -X, [(BA) k -B] m -X
A linear block copolymer or a radial block copolymer represented by the formula (in the above formula, A represents a polymer block mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbon units. B represents a diene unit or a vinyl aromatic unit. A polymer block mainly composed of one or more units selected from the group consisting of a vinyl aromatic unit in B is preferably 50 wt% or less in view of mechanical strength of the polyolefin resin. And more preferably 10 wt% or less, and n, k and m are integers of 1 or more, generally 1 to 6).
Xは例えば四塩化ケイ素、四塩化スズ、エポキシ化大豆油、ポリハロゲン化炭化水素化合物、カルボン酸エステル化合物、ポリビニル化合物、ビスフェノール型エポキシ化合物、アルコキシシラン化合物、ハロゲン化シラン化合物、エステル系化合物等のカップリング剤の残基又は多官能有機リチウム化合物等の開始剤の残基を示す。熱可塑性共重合体およびその組成物の高い透明性の点で、非ハロゲン系のカップリング剤が好ましく、アルコキシシランがより好ましい。 X is, for example, silicon tetrachloride, tin tetrachloride, epoxidized soybean oil, polyhalogenated hydrocarbon compound, carboxylic acid ester compound, polyvinyl compound, bisphenol type epoxy compound, alkoxysilane compound, halogenated silane compound, ester compound, etc. A residue of a coupling agent or a residue of an initiator such as a polyfunctional organolithium compound is shown. From the viewpoint of high transparency of the thermoplastic copolymer and its composition, non-halogen coupling agents are preferred, and alkoxysilanes are more preferred.
また、上記一般式で示される構造体が任意に組み合わされてもよい。カップリング剤化合物は単独で使用してもよいし、2種以上の混合物で使用してもよい。例えばビニル芳香族炭化水素とブタジエンの共重合体である場合、重合体ブロック中のビニル芳香族炭化水素単位は均一に分布してもまた不均一(例えばテーパー状)に分布してもよい。均一に分布した部分及び/又は不均一に分布した部分は各ブロックに複数個共存してもよい。 Moreover, the structures represented by the above general formula may be arbitrarily combined. The coupling agent compound may be used alone or in a mixture of two or more. For example, in the case of a copolymer of vinyl aromatic hydrocarbon and butadiene, the vinyl aromatic hydrocarbon units in the polymer block may be distributed uniformly or non-uniformly (for example, tapered). A plurality of uniformly distributed portions and / or non-uniformly distributed portions may coexist in each block.
水素添加および酸無水物のグラフト前の共重合体は、層状化合物の層剥離性や複合材料組成物の破壊強度を高める点で、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックを2つ以上含有することが好ましい。ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有率は、5wt%〜40wt%の範囲がより好ましく、10wt%〜30wt%の範囲がさらに好ましい。 The copolymer before hydrogenation and acid anhydride grafting is a polymer block mainly composed of a vinyl aromatic monomer unit in terms of enhancing the peelability of the layered compound and the breaking strength of the composite material composition. It is preferable to contain one or more. The content of the polymer block mainly composed of vinyl aromatic monomer units is more preferably in the range of 5 wt% to 40 wt%, and still more preferably in the range of 10 wt% to 30 wt%.
本発明では、「A単位を主体とする重合体ブロック」とはブロック中にA(モノマー)単位が60wt%以上含まれていることを指す。 In the present invention, the “polymer block mainly composed of A units” means that 60 wt% or more of A (monomer) units are contained in the block.
ブロック共重合体の製造方法としては、例えば特公昭36−19286号公報、特公昭43−17979号公報、特公昭46−32415号公報、特公昭49−36957号公報、特公昭48−2423号公報、特公昭48−4106号公報、特公昭56−28925号公報、特公昭51−49567号公報、特開昭59−166518号公報、特開昭60−186577号公報等に記載された方法が挙げられる。 Examples of the method for producing the block copolymer include Japanese Patent Publication No. 36-19286, Japanese Patent Publication No. 43-17879, Japanese Patent Publication No. 46-32415, Japanese Patent Publication No. 49-36957, Japanese Patent Publication No. 48-2423. And the methods described in JP-B-48-4106, JP-B-56-28925, JP-B-51-49567, JP-A-59-166518, JP-A-60-186777, and the like. It is done.
水添前の共重合体における共役ジエン由来のビニル含有量は、複合材料組成物の高い破壊強度の点で、15mol%以上が好ましく、25mol%以上がさらに好ましい。30mol%以上がより好ましく、35mol%以上がさらに好ましい。 The vinyl content derived from the conjugated diene in the copolymer before hydrogenation is preferably at least 15 mol%, more preferably at least 25 mol%, from the viewpoint of the high breaking strength of the composite material composition. 30 mol% or more is more preferable, and 35 mol% or more is more preferable.
ビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする重合体の水添方法は、特に限定されるものではなく、公知の技術を用いて行われる。 The method for hydrogenating a polymer mainly composed of a vinyl aromatic monomer unit and a conjugated diene monomer unit is not particularly limited, and is performed using a known technique.
水添率は、マスターバッチ組成物の製造における耐熱性の点で、共役ジエン中の2重結合中の50mol%以上が好ましい。70mol%以上がより好ましく、85mol%以上がさらに好ましい。 The hydrogenation rate is preferably 50 mol% or more in the double bond in the conjugated diene from the viewpoint of heat resistance in the production of the master batch composition. 70 mol% or more is more preferable, and 85 mol% or more is more preferable.
共重合体にグラフトさせる酸無水物とは、無水マレイン酸、無水ハイミック酸、4−メチルシクロヘキセ−4−エン−1,2−ジカルボン酸無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、1,2,3,4,5,8,9,10−オクタヒドロナフタレン−2,3−ジカルボン酸無水物、2−オクタ−1,3−ジケトスピロ[4.4]ノン−7−エン、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、x−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、x−メチル−ノルボルネン−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、ノルボルン−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物などの不飽和ジカルボン酸無水物を挙げることができる。酸無水物の中では、入手性やグラフト反応性の点で、無水マレイン酸または無水ハイミック酸が好ましい。 The acid anhydride to be grafted to the copolymer is maleic anhydride, hymic anhydride, 4-methylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylic anhydride, bicyclo [2.2.2] oct-5. -Ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 1,2,3,4,5,8,9,10-octahydronaphthalene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 2-octa-1,3-diketospiro [4.4] Non-7-ene, bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, x-methyl-bicyclo [2.2. 1] Hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, x-methyl-norbornene-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, norborn-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride Unsaturated dicarboxylic acid anhydride It can gel. Among the acid anhydrides, maleic anhydride or hymic anhydride is preferable in terms of availability and graft reactivity.
上記不飽和カルボン酸無水物を2種以上組み合せて使用することもできるし、不飽和ジカルボン酸無水物と不飽和ジカルボン酸無水物の開環物を組み合わせて使用することもできる。必要に応じてこれらの不飽和ジカルボン酸無水物の開環物も使用することができる。 Two or more of the above unsaturated carboxylic acid anhydrides can be used in combination, or a ring-opened product of unsaturated dicarboxylic acid anhydride and unsaturated dicarboxylic acid anhydride can be used in combination. If necessary, a ring-opened product of these unsaturated dicarboxylic acid anhydrides can also be used.
成分(B)の酸無水物のグラフト量(酸価)は、層状化合物(A)の分散性の点で、1mgCH3ONa/g以上が必須である。4mgCH3ONa/g以上がより好ましく、6mgCH3ONa/g以上以上がさらに好ましく、7mgCH3ONa/g以上が最も好ましい。 The graft amount (acid value) of the acid anhydride of component (B) is indispensably 1 mg CH 3 ONa / g or more from the viewpoint of dispersibility of the layered compound (A). 4 mgCH 3 ONa / g or more is more preferable, 6 mgCH 3 ONa / g or more is more preferable, and 7 mgCH 3 ONa / g or more is most preferable.
また、マスターバッチ組成物の酸無水物のグラフト量(酸価)は、成分(B)の比率とグラフト量(酸価)の積より求めることができ、層状化合物の分散性の点で、1.5mgCH3ONa/g以上が好ましい。2.5mgCH3ONa/g以上がより好ましく、5.5mgCH3ONa/g以上がさらに好ましい。 Moreover, the graft amount (acid value) of the acid anhydride of the master batch composition can be determined from the product of the ratio of the component (B) and the graft amount (acid value). From the viewpoint of dispersibility of the layered compound, 1 0.5 mg CH 3 ONa / g or more is preferable. 2.5 mgCH 3 ONa / g or more is more preferable, and 5.5 mg CH 3 ONa / g or more is more preferable.
酸価は、ナトリウムメチラートの滴定量より求めることができる。成分(B)中の酸無水物のグラフト量(酸価)は、例えば、アセトン洗浄後の共重合体を滴定することより求めることができる。 The acid value can be determined by titration of sodium methylate. The graft amount (acid value) of the acid anhydride in the component (B) can be determined, for example, by titrating the copolymer after washing with acetone.
一方、成分(B)中に含まれるグラフトしていない未反応物量(酸無水物の未反応物およびその開環物の未反応物の含有量)は、アセトン抽出物を滴定することより求めることができる。成分(B)中に含まれるグラフトしていない未反応物量(酸無水物の未反応物およびその開環物の未反応物の含有量)が、層状化合物(A)の分散性の点で0.1mgCH3ONa/g以上が好ましく、0.5mgCH3ONa/g以上がさらに好ましい。また、マスターバッチの保存安定性の点では5mgCH3ONa/g以下が好ましく、より好ましくは4mgCH3ONa/gであり、さらに好ましくは3mgCH3ONa/gである。上記の未反応物量を満たすには、減圧量を抑えることが好ましい。 On the other hand, ungrafted unreacted substance content (content of unreacted acid anhydride and unreacted ring opening product) contained in component (B) is determined by titrating the acetone extract. Can do. The amount of unreacted unreacted material (content of unreacted acid anhydride and unreacted product of the ring-opened product) contained in component (B) is 0 in terms of dispersibility of the layered compound (A). .1 mgCH 3 ONa / g or more is preferable, and 0.5 mgCH 3 ONa / g or more is more preferable. Further, preferably less 5mgCH 3 ONa / g in terms of storage stability of the masterbatch, more preferably 4mgCH 3 ONa / g, more preferably from 3mgCH 3 ONa / g. In order to satisfy the above unreacted material amount, it is preferable to suppress the amount of reduced pressure.
グラフトした酸無水物の開環率は、マスターバッチ製造時の安定した剥離性の点で90%以下が好ましい。50%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。 The ring opening rate of the grafted acid anhydride is preferably 90% or less from the viewpoint of stable releasability at the time of producing the master batch. 50% or less is more preferable, and 10% or less is still more preferable.
ビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする重合体の水素添加物に酸無水物をグラフトさせるには、従来公知の種々の方法を採用することができる。例えば、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物の共重合体水素添加物をトルエン、キシレン等の溶媒に溶解し、そこに不飽和ジカルボン酸無水物を添加してグラフト反応させる方法、あるいは、押出機を使用して、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物の共重合体水素添加物を溶融し、そこに不飽和ジカルボン酸無水物を添加してグラフト反応させる方法等が挙げられる。いずれの場合にも前記不飽和カルボン酸無水物を効率よくグラフト共重合させるためには、ラジカル開始剤の存在下にグラフト反応を実施することが好ましい。グラフト反応は、通常60〜350℃の条件で行われる。ラジカル開始剤の使用割合は変性前のポリオレフィン樹脂100重量部に対して、通常0.001〜5重量部の範囲である。 In order to graft an acid anhydride onto a hydrogenated polymer mainly composed of a vinyl aromatic monomer unit and a conjugated diene monomer unit, various conventionally known methods can be employed. For example, a method of dissolving a vinyl aromatic compound-conjugated diene compound copolymer hydrogenated product in a solvent such as toluene or xylene and adding an unsaturated dicarboxylic acid anhydride thereto to carry out a graft reaction, or an extruder Examples thereof include a method in which a vinyl aromatic compound-conjugated diene compound hydrogenated product is melted and an unsaturated dicarboxylic acid anhydride is added thereto to cause a graft reaction. In any case, in order to efficiently graft copolymerize the unsaturated carboxylic acid anhydride, it is preferable to carry out the grafting reaction in the presence of a radical initiator. The grafting reaction is usually performed under conditions of 60 to 350 ° C. The ratio of the radical initiator used is usually in the range of 0.001 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin resin before modification.
ラジカル開始剤としては、有機ペルオキシドが好ましく、例えばベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペルオキシドベンゾエート)ヘキシン−3、1,4−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルアセテート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2.5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、tert−ブチルペルベンゾエート、tert−ブチルペルフェニルアセテート、tert−ブチルペルイソブチレート、tert−ブチルペル−sec−オクトエート、tert−ブチルペルピバレート、クミルペルピバレートおよびtert−ブチルペルジエチルアセテートなどがあげられる。その他アゾ化合物、例えばアゾビスイソブチロニトリル、ジメチルアゾイソブチレートなどを用いることもできる。 The radical initiator is preferably an organic peroxide such as benzoyl peroxide, dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (peroxidebenzoate) hexyne-3, 1,4-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene, lauroyl peroxide, tert-butyl peracetate, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexyne-3, 2,5-dimethyl- 2.5-di (tert-butylperoxy) hexane, tert-butylperbenzoate, tert-butylperphenylacetate, tert-butylperisobutyrate, tert-butylper-sec-octoate, tert-butyl Ruperupibareto and cumyl perpivalate and tert- butyl hydroperoxide diethyl acetate. Other azo compounds such as azobisisobutyronitrile and dimethylazoisobutyrate can also be used.
成分(B)の数平均分子量(Mn)は、層状化合物の剥離性の点で、4万以上が好ましく、押出加工性の点で、30万以下が好ましい。4万〜16万の範囲がより好ましく、5万〜8万の範囲がさらに好ましい。 The number average molecular weight (Mn) of the component (B) is preferably 40,000 or more in terms of peelability of the layered compound, and is preferably 300,000 or less in terms of extrudability. The range of 40,000 to 160,000 is more preferable, and the range of 50,000 to 80,000 is more preferable.
また、成分(B)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、加工性の点で、1.1以上が好ましい。1.2以上がより好ましく、1.3以上がさらに好ましい。 Further, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the component (B) is preferably 1.1 or more in terms of workability. 1.2 or more is more preferable, and 1.3 or more is more preferable.
数平均分子量および重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー測定(装置:LC−10(島津製作所製、商品名)、カラム:TSKgelGMHXL(4.6mmID×30cm)2本、溶媒:テトラヒドロフラン)によるポリスチレン換算分子量より求めることができる。 The number average molecular weight and weight average molecular weight are measured, for example, by gel permeation chromatography (apparatus: LC-10 (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name), column: TSKgelGMHXL (4.6 mmID × 30 cm), solvent: tetrahydrofuran). It can obtain | require from the polystyrene conversion molecular weight by.
本発明のマスターバッチ組成物は、必要に応じて、成分(A)及び成分(B)に加え、非変性のビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする重合体の水添物を含有していても良い。このような重合体の水添物のマスターバッチ組成物中の含有量は、層状化合物の分散性の点で、40wt%以下が好ましく、25w%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。 The masterbatch composition of the present invention comprises a polymer mainly composed of an unmodified vinyl aromatic monomer unit and a conjugated diene monomer unit in addition to the component (A) and the component (B), if necessary. A hydrogenated product may be contained. The content of such a hydrogenated polymer in the master batch composition is preferably 40 wt% or less, more preferably 25 w% or less, and even more preferably 10% or less, from the viewpoint of dispersibility of the layered compound.
また、本発明のマスターバッチ組成物は、必要に応じて、成分(A)及び成分(B)に加え、変性や非変性の熱可塑性樹脂を含有しても良い。かかる熱可塑性樹脂の含有量は、層状化合物の分散性の点で、30wt%以下が好ましく、20wt%以下がより好ましく、10wt%以下がさらに好ましい。 Moreover, the masterbatch composition of the present invention may contain a modified or non-modified thermoplastic resin in addition to the component (A) and the component (B) as necessary. The content of the thermoplastic resin is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, and further preferably 10% by weight or less from the viewpoint of dispersibility of the layered compound.
ここで、変性熱可塑性樹脂とは、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、エポキシ基、アミノ基、イミノ基、シラノール基、アルコキシシラン基から選ばれる官能基を少なくとも1個有する熱可塑性樹脂を指す。この中でも、該官能基を少なくとも1個有する変性ポリオレフィンが好ましい。 Here, the modified thermoplastic resin refers to a thermoplastic resin having at least one functional group selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an epoxy group, an amino group, an imino group, a silanol group, and an alkoxysilane group. . Among these, a modified polyolefin having at least one functional group is preferable.
変性ポリオレフィンに用いられるポリオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィンの単独重合体あるいは2種類以上からなるランダムまたはブロック共重合体である。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリイソブテン、ポリ3−メチルペンテン−1、ポリ4−メチルペンテン−1、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−4−メチルペンテン−1共重合体、プロピレン−ブテン−1共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−1共重合体、デセン−1−4−メチルペンテン−1共重合体等が挙げられる。 Examples of the polyolefin used in the modified polyolefin include, for example, homopolymers of α-olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene and 4-methyl-1-pentene, or random or block copolymer consisting of two or more types. It is a coalescence. Specifically, polyethylene, polypropylene, polybutene-1, polyisobutene, poly-3-methylpentene-1, poly-4-methylpentene-1, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-1 copolymer, propylene-4 -Methylpentene-1 copolymer, propylene-butene-1 copolymer, ethylene-propylene-butene-1 copolymer, decene-1-4-methylpentene-1 copolymer and the like.
変性ポリオレフィンの製造例として、ポリオレフィンに不飽和単量体をグラフト共重合またはブロック共重合する方法が挙げられる。ここでいう不飽和単量体には、アクリル酸、メタクリル酸や、マレイン酸、イタコン酸などのモノまたはジカルボン酸およびその無水物である不飽和カルボン酸誘導体;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アミノエチルなどの(メタ)アクリル酸エステル類;ビニルトリメトキシシランやγ−アクリル酸プロピルトリメトキシシランなどのビニル基をもったアルコキシシランなどが含まれる。これらの中でも、層状珪酸塩の分散性に優れることから、特に無水マレイン酸やメタクリル酸グリシジルが好ましい。 Examples of the production of modified polyolefin include a method of graft copolymerization or block copolymerization of an unsaturated monomer with polyolefin. Examples of the unsaturated monomer include mono- or dicarboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and itaconic acid, and unsaturated carboxylic acid derivatives that are anhydrides thereof; hydroxyethyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid esters such as glycidyl acrylate and aminoethyl (meth) acrylate; alkoxysilanes having vinyl groups such as vinyltrimethoxysilane and γ-propyltrimethoxysilane γ are included. Among these, maleic anhydride and glycidyl methacrylate are particularly preferable because of excellent dispersibility of the layered silicate.
本発明で用いられる変性ポリオレフィンの重量平均分子量は、本発明の目的を損なわなければ、特に限定しないが、重量平均分子量は10,000以上が好ましく、30,000以上がより好ましい。 The weight average molecular weight of the modified polyolefin used in the present invention is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, but the weight average molecular weight is preferably 10,000 or more, more preferably 30,000 or more.
また、本発明のマスターバッチ組成物には、必要に応じて、層状化合物の分散性の点で、ステアリン酸、オレイン酸あるいはリノール酸等の有機酸を少量添加しても構わない。 Moreover, you may add a small amount of organic acids, such as a stearic acid, an oleic acid, or a linoleic acid, to the masterbatch composition of this invention from the viewpoint of the dispersibility of a layered compound as needed.
本発明のマスターバッチ組成物の製造方法は、特に制限されるものではなく、公知の方法が利用できる。例えば、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、コニーダ、多軸スクリュー押出機等の一般的な混和機を用いた溶融混練方法、各成分を溶解又は分散混合後、溶剤を加熱除去する方法等が用いられ、特に押出機による溶融混練法が生産性、良混練性の点から好ましい。 The manufacturing method of the masterbatch composition of the present invention is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a melt kneading method using a general mixer such as a Banbury mixer, a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader, a multi-screw extruder, etc., each component is dissolved or dispersed and mixed, and then the solvent is heated. The removal method is used, and the melt kneading method using an extruder is particularly preferred from the viewpoint of productivity and good kneading properties.
層状化合物の分散性の点で、二軸押出機による溶融混合法がより良い。層状化合物の分散性の点で、スクリュー回転数や溶融温度は高い方が良い。層状化合物や樹脂の熱劣化を抑える点で、300℃以下が好ましく、260℃以下がより好ましい。 From the viewpoint of dispersibility of the layered compound, a melt mixing method using a twin screw extruder is better. From the viewpoint of dispersibility of the layered compound, it is better that the screw rotation speed and the melting temperature are higher. 300 degreeC or less is preferable and 260 degrees C or less is more preferable at the point which suppresses the thermal deterioration of a layered compound or resin.
マスターバッチのすべての原料を混合してから二軸押出機に投入したり、成分(B)や熱可塑性樹脂等を二軸押出機に投入後、投入口より吐出側から、他の成分を、1回あるいは複数回に分けて投入しても良い。 After mixing all the raw materials of the master batch, it is charged into the twin screw extruder, or after the component (B) or thermoplastic resin is charged into the twin screw extruder, the other components are introduced from the discharge side from the charging port. You may throw in once or several times.
本発明のマスターバッチ組成物は、層状化合物の分散性の点で、X線回折分析において、回折角の2倍値(2θ)が1.5°から3.5°の範囲であることが好ましく、また、層状化合物由来のピーク値が2.7°未満に存在するか、あるいはピークが存在しないことが好ましい。ピーク値が存在する場合は、2.6°以下がより好ましく、2.4°以下がさらに好ましいが、ピークが存在しないのが最も好ましい。 In the master batch composition of the present invention, the double value (2θ) of the diffraction angle is preferably in the range of 1.5 ° to 3.5 ° in the X-ray diffraction analysis in view of the dispersibility of the layered compound. In addition, it is preferable that the peak value derived from the layered compound is present at less than 2.7 ° or no peak is present. When the peak value exists, it is preferably 2.6 ° or less, more preferably 2.4 ° or less, but most preferably no peak.
ピーク値は、マスターバッチ組成物を230℃で厚み1mmにプレスしたサンプルを、X線回折装置RINT2000(リガク製、商品名、ターゲット:Cu、40kV300mA)を用いて測定することができる。ピークが2つある場合は、ピーク値の平均値を指す。 The peak value can be measured using a sample obtained by pressing the master batch composition at 230 ° C. to a thickness of 1 mm using an X-ray diffractometer RINT2000 (manufactured by Rigaku, trade name, target: Cu, 40 kV, 300 mA). When there are two peaks, it means the average value of the peak values.
本発明のマスターバッチ組成物は、ポリオレフィンを主体とする複合材料組成物、特に、ポリプロピレンを主体とする複合材料組成物に好適である。 The masterbatch composition of the present invention is suitable for a composite material composition mainly composed of polyolefin, particularly a composite material composition mainly composed of polypropylene.
複合材料組成物は、例えば、ポリプロピレンを主体とする樹脂等と、本発明のマスターバッチ組成物を、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、2軸スクリュー押出機、コニーダ、多軸スクリュー押出機等の一般的な混和機を用いた溶融混練により製造することができる。 The composite material composition is, for example, a resin mainly composed of polypropylene and the masterbatch composition of the present invention, such as a Banbury mixer, a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader, a multi-screw extruder, etc. It can be produced by melt kneading using a general mixer.
複合材料組成物中においては、成分(A)層状化合物の含有量が、複合材料組成物の高い剛性や破壊強度の点で、0.1wt%以上が好ましく、複合材料組成物の高い加工性や破壊強度の点で、10wt%以下が好ましい。0.3wt%〜7w%がより好ましく、0.5wt%〜5wt%の範囲がさらに好ましい。 In the composite material composition, the content of the component (A) layered compound is preferably 0.1 wt% or more in view of the high rigidity and fracture strength of the composite material composition. 10 wt% or less is preferable in terms of breaking strength. 0.3 wt% to 7 w% is more preferable, and a range of 0.5 wt% to 5 wt% is more preferable.
本発明はまた、本発明に係るマスターバッチ組成物とポリオレフィン系樹脂を混合して得られる複合材料成型体も提供する。かかる複合材料成型体は、本発明に係る複合材料組成物を所望の形状に成型することによって得られ、剛性や破壊強度に優れた高品質なものである。 The present invention also provides a composite material molded body obtained by mixing the masterbatch composition according to the present invention and a polyolefin resin. Such a composite material molded body is obtained by molding the composite material composition according to the present invention into a desired shape, and is a high quality product excellent in rigidity and fracture strength.
以下、参考例、実施例、及び比較例により本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference examples, examples, and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
(1)マスターバッチ組成物の調製
(1−1)成分(A)の層状化合物
成分(A)層状化合物として、ジメチルジアルキルアンモニウム・合成マイカ(有機修飾フッ素化マイカ、ソマシフMAE、コープケミカル(株)製、商品名、有機物量:37wt%)を用いた。
(1) Preparation of Masterbatch Composition (1-1) Layered Compound of Component (A) As Component (A) Layered Compound, Dimethyldialkylammonium / Synthetic Mica (Organic Modified Fluorinated Mica, Somasif MAE, Corp Chemical Co., Ltd.) Manufactured, trade name, organic substance amount: 37 wt%).
(1−2)水添共重合体の調製
(1−2−1)水添触媒の調製
ビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする共重合体の水素添加反応に用いた水素添加触媒は下記の方法で調製した。
窒素置換した反応容器に乾燥、精製したシクロヘキサン1リットルを仕込み、ビスシクロペンタジエニルチタニウムジクロリド100ミリモルを添加し、十分に攪拌しながらトリメチルアルミニウム200ミリモルを含むn−ヘキサン溶液を添加して、室温にて約3日間反応させた。
(1-2) Preparation of hydrogenated copolymer (1-2-1) Preparation of hydrogenation catalyst For hydrogenation reaction of a copolymer mainly composed of vinyl aromatic monomer units and conjugated diene monomer units. The hydrogenation catalyst used was prepared by the following method.
Charge 1 liter of dry and purified cyclohexane to a nitrogen-substituted reaction vessel, add 100 mmol of biscyclopentadienyltitanium dichloride, add an n-hexane solution containing 200 mmol of trimethylaluminum with sufficient stirring, and For about 3 days.
(1−2−2)水添共重合体A−M0(酸無水物のグラフト無し)の調製
内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を行った。はじめに、シクロヘキサン6.4L、スチレン160gを加え、予めTMEDAをn-ブチルリチウムのLiモル数の0.50倍モルになるように添加し、所定量のn−ブチルリチウム開始剤を添加し、初期温度65℃で重合し、重合終了後、ブタジエン680gを含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22wt%)を60分間かけて一定速度で、連続的に反応器に供給し、重合終了後、スチレン160gを含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22wt%)を10分間かけて、一定速度で連続的に反応器に供給し、重合終了後、共重合体を得た。
スチレン含有量は、32wt%、ブタジエン中の1,2−結合単位は、33%であった。
得られた共重合体に、上記水素添加触媒をポリマー100重量部当たりチタンとして100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度75℃で水素添加反応を行った。得られたポリマー溶液に、安定剤としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを水添共重合体100質量部に対して0.3質量部添加した。
得られた水添共重合体の数平均分子量(Mn)は、6.8万で、水添共重合体中に含まれるブタジエンの二重結合中の水素添加率は、99%であった。
(1-2-2) Preparation of Hydrogenated Copolymer A-M0 (No Acid Anhydride Grafting) Batch polymerization was carried out using a stirrer with an internal volume of 10 L and a jacketed tank reactor. First, 6.4 L of cyclohexane and 160 g of styrene are added, and TMEDA is added in advance so that the number of moles of Li of n-butyllithium is 0.50 times, and a predetermined amount of n-butyllithium initiator is added. Polymerization was performed at a temperature of 65 ° C., and after completion of the polymerization, a cyclohexane solution containing 680 g of butadiene (monomer concentration of 22 wt%) was continuously supplied to the reactor at a constant rate over 60 minutes, and after completion of the polymerization, 160 g of styrene was contained. A cyclohexane solution (monomer concentration of 22 wt%) was continuously supplied to the reactor at a constant rate over 10 minutes, and a copolymer was obtained after completion of the polymerization.
The styrene content was 32 wt%, and the 1,2-bond units in butadiene were 33%.
To the obtained copolymer, 100 ppm of the above hydrogenation catalyst was added as titanium per 100 parts by weight of the polymer, and a hydrogenation reaction was performed at a hydrogen pressure of 0.7 MPa and a temperature of 75 ° C. 0.3 parts by mass of octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate as a stabilizer was added to 100 parts by mass of the hydrogenated copolymer. .
The number average molecular weight (Mn) of the obtained hydrogenated copolymer was 68,000, and the hydrogenation rate in the double bond of butadiene contained in the hydrogenated copolymer was 99%.
(1−2−3)水添共重合体B−M0(酸無水物のグラフト無し)の調製
(1−2−2)と同様の手順で、n−ブチルリチウム開始剤を変更し、スチレン含有量は、32wt%、ブタジエン中の1,2−結合単位は、33%の水素添加前共重合体を得た。その後、同様に水素添加し、数平均分子量(Mn)は、13.2万で、水添共重合体中に含まれるブタジエンの二重結合中の水素添加率は、99%であった。
(1-2-3) Preparation of hydrogenated copolymer B-M0 (without acid anhydride grafting) In the same procedure as in (1-2-2), the n-butyllithium initiator was changed to contain styrene. The amount was 32 wt%, and the 1,2-bond unit in butadiene was 33% to obtain a copolymer before hydrogenation. Thereafter, hydrogenation was carried out in the same manner, the number average molecular weight (Mn) was 132,000, and the hydrogenation rate in the double bond of butadiene contained in the hydrogenated copolymer was 99%.
(1−2−4)水添共重合体A−M5およびA−M10(酸無水物のグラフト有り)の調製
(1−2−2)で得られたA−M0を、2軸押出機中、ラジカル発生剤としてパーヘキサ25B(日本油脂(株)製、商品名)を用い、無水マレインを共重合体に反応させて、グラフト量(酸価)が5mgCH3ONa/gの共重合体(A−M5)および10mgCH3ONa/gの共重合体(A−M10)を得た。
(1-2-4) Preparation of hydrogenated copolymers A-M5 and A-M10 (with acid anhydride graft) A-M0 obtained in (1-2-2) was placed in a twin-screw extruder. Perhexa 25B (trade name, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) was used as a radical generator, and an anhydrous malee was reacted with the copolymer to produce a copolymer having a graft amount (acid value) of 5 mg CH 3 ONa / g (A -M5) and give 10mgCH 3 ONa / g of copolymer (a-M10).
(1−2−5)水添共重合体B−M10(酸無水物のグラフト有り)の調製
(1−2−2)で得られたB−M0を、2軸押出機中、ラジカル発生剤としてパーヘキサ25B(日本油脂(株)製、商品名)を用い、無水マレインを共重合体に反応させて、グラフト量(酸価)が10mgCH3ONa/gの共重合体を得た。
(1-2-5) Preparation of hydrogenated copolymer B-M10 (with acid anhydride graft) B-M0 obtained in (1-2-2) was subjected to radical generator in a twin-screw extruder. Perhexa 25B (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., trade name) was used, and the maleic anhydride was reacted with the copolymer to obtain a copolymer having a graft amount (acid value) of 10 mg CH 3 ONa / g.
(1−2−6)水添共重合体C−M5(酸無水物のグラフト有り)の調製
(1−2−2)と同様の手順で、n−ブチルリチウム開始剤を変更し、スチレン含有量は32wt%、ブタジエン中の1,2−結合単位は45%の水素添加前共重合体を得た。その後、同様に水素添加し、数平均分子量(Mn)は、9.0万で、水添共重合体中に含まれるブタジエンの二重結合中の水素添加率は、99%であった。
得られたポリマーを2軸押出機中、ラジカル発生剤としてパーヘキサ25B(日本油脂(株)製、商品名)を用い、無水マレインを共重合体に反応させた。その後、アセトン洗浄した。
得られた共重合体に含まれるグラフト量(酸価)が5mgCH3ONa/gで、グラフトしていない未反応量(酸価)は、0.2mgCH3ONa/gであった。
各水添共重合体の分子量、グラフト量(酸価)およびグラフトしていない未反応量(付加分子鎖に付加できなかった酸無水物およびその開環物含有量)を表1に示す。
(1-2-6) Preparation of hydrogenated copolymer C-M5 (with acid anhydride graft) In the same procedure as in (1-2-2), the n-butyllithium initiator was changed to contain styrene. The amount of the copolymer before hydrogenation was 32% by weight, and the 1,2-bond unit in butadiene was 45%. Thereafter, hydrogenation was carried out in the same manner, the number average molecular weight (Mn) was 90000, and the hydrogenation rate in the double bond of butadiene contained in the hydrogenated copolymer was 99%.
In the twin-screw extruder, Perhexa 25B (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., trade name) was used as a radical generator in the obtained polymer, and anhydrous maleic was reacted with the copolymer. Thereafter, acetone was washed.
The graft amount (acid value) contained in the obtained copolymer was 5 mg CH 3 ONa / g, and the unreacted amount (acid value) not grafted was 0.2 mg CH 3 ONa / g.
Table 1 shows the molecular weight, graft amount (acid value), and unreacted unreacted amount (acid anhydride that could not be added to the added molecular chain and its ring-opened product content) of each hydrogenated copolymer.
(1−3)マスターバッチ組成物の調製
表2に示す組成を、二軸押出機を用いて、250℃250rpmで、マスターバッチ組成物を調整した。
(1-3) Preparation of Masterbatch Composition A masterbatch composition having the composition shown in Table 2 was prepared at 250 ° C. and 250 rpm using a twin screw extruder.
(2)複合材料組成物組成物の調製
本発明の複合材料組成物として、ポリプロピレン組成物を調整した。(1−3)で得られたマスターバッチ組成物を用い、ソマシフMAE量が、4wt%になるように、ポリプロピレンBC03MSW(日本ポリプロ株式会社製、商品名)を加えて、二軸押出機で混合した。
(2) Preparation of composite material composition As a composite material composition of the present invention, a polypropylene composition was prepared. Using the masterbatch composition obtained in (1-3), add polypropylene BC03MSW (trade name, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd.) so that the amount of somasif MAE is 4 wt%, and mix with a twin screw extruder. did.
(3)評価方法
(3−1)スチレン含有量、1,4−結合/1,2−結合単位、エチレン単位あるいはブチレン単位量
ビニル芳香族単量体単位、ブタジエンの1,4−結合単位および1,2−結合単位、エチレン単位あるいはブチレン単位量は、核磁気共鳴スペクトル解析(NMR)により測定した。測定機器に、JNM−LA400(JEOL製、商品名)、溶媒に、重水素化クロロホルムを用い、サンプル濃度50mg/ml、観測周波数は400MHz、化学シフト基準に、TMS(テトラメチルシラン)、パルスディレイ2.904秒、スキャン回数64回、パルス幅45°、および測定温度26℃で行った。
(3) Evaluation method (3-1) Styrene content, 1,4-bond / 1,2-bond unit, ethylene unit or butylene unit amount Vinyl aromatic monomer unit, 1,4-bond unit of butadiene and The amount of 1,2-bond units, ethylene units or butylene units was measured by nuclear magnetic resonance spectrum analysis (NMR). JNM-LA400 (manufactured by JEOL, trade name) is used as a measuring instrument, deuterated chloroform is used as a solvent, sample concentration is 50 mg / ml, observation frequency is 400 MHz, chemical shift standard is TMS (tetramethylsilane), pulse delay 2. 904 seconds, 64 scans, pulse width 45 °, and measurement temperature 26 ° C.
(3−2)重量平均分子量及び分子量分布
装置に、LC−10(島津製作所製、商品名)、カラムに、TSKgelGMHXL(4.6mmID×30cm)2本を使用し、オーブン温度40℃、溶媒にはテトラヒドロフラン(1.0ml/min)で測定を行った。ポリスチレン換算分子量として重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
(3-2) Weight average molecular weight and molecular weight distribution LC-10 (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name) is used for the apparatus, two TSKgelGMHXL (4.6 mmID × 30 cm) are used for the column, the oven temperature is 40 ° C., and the solvent is used. Was measured with tetrahydrofuran (1.0 ml / min). Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) were calculated as molecular weight in terms of polystyrene.
(3−3)マスターバッチ中のフィラーの分散性
表2のマスターバッチ組成物を、230℃で厚み1mmにプレスしたサンプルを、X線回折装置RINT2000(リガク製、商品名、ターゲット:Cu、40kV300mA)を用いて測定し、回折角の2倍値(2θ)が1.5°から3.5°の範囲を解析する。
2.2°以下あるいはピークが存在しないのが最も細かく分散し、◎とし、2.2°より大きく2.4°以下が次に良く、○とし、2.4°より大きく2.6°以下が次に良く、○‘とし、2.7°以上を×とした。
(3-3) Dispersibility of filler in masterbatch A sample obtained by pressing the masterbatch composition of Table 2 to a thickness of 1 mm at 230 ° C was used as an X-ray diffractometer RINT2000 (manufactured by Rigaku, trade name, target: Cu, 40 kV, 300 mA). ) And analyze the range where the double value (2θ) of the diffraction angle is 1.5 ° to 3.5 °.
Less than 2.2 ° or absence of a peak is the finest dispersion, and ◎, more than 2.2 ° and 2.4 ° or less is the next best, and ○ is greater than 2.4 ° and less than 2.6 ° Is next better, ○ ', and 2.7 ° or more is x.
(3−4)ポリプロピレン組成物の弾性率
(2)で得られたポリプロピレン組成物を、230℃で、厚み3mm、幅10mm、長さ80mmに射出成型した短冊型のサンプルを、23℃、50%RHで、3点曲げ、支点間距離50mm、試験速度2mm/分で測定した。大きな値ほど好ましい。
(3-4) Elastic Modulus of Polypropylene Composition A strip-shaped sample obtained by injection-molding the polypropylene composition obtained in (2) at 230 ° C. into a thickness of 3 mm, a width of 10 mm, and a length of 80 mm was obtained at 23 ° C., 50 It was measured at% RH at a three-point bending, a fulcrum distance of 50 mm and a test speed of 2 mm / min. Larger values are preferred.
[実施例1〜5、比較例1]
実施例1〜5、比較例1の評価試験結果を表2に記載する。
酸無水物のグラフト量(酸価)が1mgCH3ONa/g以上で、はじめて、マスターバッチ中の層状化合物の分散性が高く、そのマスターバッチを用いて調製したプロピレン組成物は、高い弾性率を示すことが分かる。
そのなかでも、酸無水物のグラフト量が6mgCH3ONa/g以上で、数平均分子量(Mn)が8万以下で、グラフトしていない未反応物量(酸無水物の未反応物およびその開環物の未反応物の含有量)が0.5mgCH3ONa/g以上では、非常に良好な層状化合物の分散性および高い弾性率のプロピレン組成物を得ることができることが分かる。
[Examples 1 to 5, Comparative Example 1]
The evaluation test results of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 are shown in Table 2.
When the graft amount (acid value) of the acid anhydride is 1 mg CH 3 ONa / g or more, for the first time, the dispersibility of the layered compound in the master batch is high, and the propylene composition prepared using the master batch has a high elastic modulus. You can see that
Among them, the graft amount of acid anhydride is 6 mg CH 3 ONa / g or more, the number average molecular weight (Mn) is 80,000 or less, and the amount of unreacted unreacted material (unreacted acid anhydride and ring opening thereof) It can be seen that when the content of the unreacted product is 0.5 mg CH 3 ONa / g or more, a very good dispersibility of the layered compound and a propylene composition having a high elastic modulus can be obtained.
[実施例1、6および7、比較例2]
実施例1、6、7及び比較例2の評価試験結果を表3に記載する。
成分(A)の含有量が10wt%〜70wt%、成分(B)の含有量が30wt%〜90wt%で、はじめて、マスターバッチ中の層状化合物の分散性が高まる。
[Examples 1, 6 and 7, Comparative Example 2]
The evaluation test results of Examples 1, 6, 7 and Comparative Example 2 are shown in Table 3.
Only when the content of the component (A) is 10 wt% to 70 wt% and the content of the component (B) is 30 wt% to 90 wt%, the dispersibility of the layered compound in the master batch is enhanced.
本発明のマスターバッチ組成物は、ポリプロピレン樹脂系等の複合材料組成物等の分野で好適に利用することができる。 The masterbatch composition of the present invention can be suitably used in the field of composite material compositions such as polypropylene resin.
Claims (9)
成分(B)酸無水物がグラフトした、ビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする水添共重合体、を含有するマスターバッチ組成物であって、
前記成分(B)は、数平均分子量(Mn)が30万以下、酸無水物のグラフト量(酸価)が1mgCH3ONa/g以上、水添前の共重合体における共役ジエン由来の1,2−結合単位含有率が15%以上であり、
前記成分(A)の含有量が10wt%〜70wt%、前記成分(B)の含有量が30wt%〜90wt%である、マスターバッチ組成物。 Component (A) layered compound that has been subjected to organic treatment between layers, and
A masterbatch composition containing a hydrogenated copolymer mainly composed of vinyl aromatic monomer units and conjugated diene monomer units grafted with component (B) acid anhydride,
The component (B) has a number average molecular weight (Mn) of 300,000 or less, an acid anhydride graft amount (acid value) of 1 mg CH 3 ONa / g or more, and 1, which is derived from a conjugated diene in a copolymer before hydrogenation. 2- Bond unit content is 15% or more,
The masterbatch composition whose content of the said component (A) is 10 wt%-70 wt%, and whose content of the said component (B) is 30 wt%-90 wt%.
回折角の2倍値(2θ)が1.5°から3.5°の範囲であり、
層状化合物由来のピーク値が2.6°以下に存在するか、あるいはピークが存在しない、請求項1〜4のいずれかに1項記載のマスターバッチ組成物。 In X-ray diffraction analysis,
The double value (2θ) of the diffraction angle is in the range of 1.5 ° to 3.5 °,
The master batch composition according to any one of claims 1 to 4, wherein a peak value derived from the layered compound is present at 2.6 ° or less or no peak is present.
成分(A)層間を有機化処理された層状化合物、および、
成分(B)酸無水物がグラフトした、ビニル芳香族単量体単位および共役ジエン単量体単位を主体とする水添共重合体、を含有する組成物を、スクリュー押出し機を用いて混合する工程を含むマスターバッチ組成物の製造方法。 at least,
Component (A) layered compound that has been subjected to organic treatment between layers, and
A composition containing a hydrogenated copolymer mainly composed of vinyl aromatic monomer units and conjugated diene monomer units grafted with component (B) acid anhydride is mixed using a screw extruder. The manufacturing method of a masterbatch composition including a process.
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