JP5425597B2 - 樹脂組成物、その成型体、及び容器 - Google Patents
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Description
前記シロキサンゴム重合体含有多層構造重合体100重量%が、シロキサンゴム重合体(A)60〜90重量%からなるゴムコア層と、前記ゴムコア層を覆い多官能性単量体系重合体(B)0.1〜10重量%からなる硬質中間層と、前記硬質中間層を覆い、エチレン性不飽和単量体重合体(C)4.9〜34.9重量%、及びエポキシ基含有単量体重合体(D)5〜30重量%からなるシェル層と、からなるポリフェニレンスルフィド系樹脂組成物に関する。
本発明の樹脂組成物は、ポリフェニレンスルフィド系樹脂100重量部、シロキサンゴム重合体含有多層構造重合体5〜50重量部を含むポリフェニレンスルフィド系樹脂組成物であり、その成形体は、強度と耐薬品性のバランスに優れる。
本発明の樹脂組成物の各成分の混合は、公知の混練機械によって行なうことができる。このような混練機械としてはミキシングロール、カレンダーロール、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、ニーダー、押出機、ブロー成形機、インフレーション成形機等を挙げることができる。
本発明に係るポリフェニレンスルフィド系樹脂100重量%は、ポリフェニレンスルフィド樹脂を50重量%以上含み、その他の熱可塑性樹脂50重量%未満含む、いわゆるポリフェニレンスルフィド樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂であり、耐薬品性の観点からより好ましくは100重量%をポリフェニレンスルフィド樹脂とすることである。
本発明に係るポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS樹脂)とは、下記一般式1に示す繰り返し単位を50モル%以上、好ましくは70モル%以上有する重合度80〜300の重合体であり、共重合成分として下記一般式群2に示す単位があげられるが、これらの共重合成分は10モル%以下が好ましい。
前記その他の熱可塑性樹脂としては、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート等のポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスルフォン系樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリーレン樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリオキシメチレン等のポリアセタール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリールケトン樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、液晶樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリパラバン酸樹脂、ジエン化合物、マレイミド化合物、芳香族アルケニル化合物、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、及びシアン化ビニル化合物からなる群より選ばれる1種以上のビニル単量体を重合若しくは共重合させて得られるビニル系重合体若しくは共重合体樹脂、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂が挙げられる。これらは単独で、あるいは2種以上をブレンドして用いることができる。機械物性、耐薬品性、コストの観点から好ましくは、ポリオレフィン系樹脂、特にその中でもポリエチレンである。
本発明に係るシロキサンゴム重合体含有多層構造重合体は、シロキサンゴム重合体(A)からなるゴムコア層、分子内に2以上のラジカル重合性基を有する多官能性単量体由来の単位を少なくとも有する多官能性単量体系重合体(B)からなる硬質中間層、エチレン性不飽和単量体由来のエチレン性不飽和単量体重合体(C)、及びエポキシ基含有単量体由来のエポキシ基含有単量体重合体(D)からなるシェル層の少なくとも3つの層を含む多層構造重合体を主成分とする組成物であり、基本的には、(A)からなるゴムコア層、前記ゴムコア層を覆い(B)からなる硬質中間層、前記硬質中間層を覆い(C)、及び(D)からなるシェル層を含んで構成される所謂コアシェル(CSR)構造を有する多層構造重合体、即ち、ゴム含有多層構造重合体(CSR)である。このCSR、及び(A)にグラフトしなかった、(B)、(C)、(D)成分等からなる所謂フリーポリマー、を組成物の構成成分としてもよく、好ましくはCSRのみから構成されている。
前記シロキサンゴム重合体(A)は難燃性を低下させることなく、特に低温での耐衝撃性を向上させるための成分であり、場合によってはそれ自身を含む樹脂組成物の難燃性を向上させる成分である。前記シロキサンゴム重合体(A)には、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体などのシロキサンゴム重合体、側鎖アルキル基の一部が水素原子に置換されたポリオルガノハイドロジェンシロキサン等を用いることができる。これらの内、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジメチルシロキサンージフェニルシロキサン共重合体が難燃性を付与する上では好ましく、ポリジメチルシロキサンが経済的にも容易に入手できるので最も好ましい。
前記分子内に2以上のラジカル重合性基を有する窒素原子含有多官能性単量体由来の単位を少なくとも有する重合体(B)には、前記エチレン性不飽和単量体の重合体(C)のシロキサンゴム重合体(A)へのグラフト効率を高める効果があり、これにより前記エチレン性不飽和単量体の使用量少なく抑えることが可能となるので、相対的に本発明に係るシロキサンゴム重合体含有多層構造重合体中でのシロキサンゴム重合体(A)成分の割合を高めることができる。この結果、可燃成分であるエチレン性不飽和単量体の使用量を低減することができ、得られる樹脂組成物の難燃性の悪化を抑制、もしくは改善することができる。多官能性単量体由来重合体(B)として窒素原子含有多官能性単量体由来重合体を用いた場合には、さらには、シロキサンゴム重合体系共重合体自体の耐熱性を向上させることができる。これは前記窒素原子含有多官能性単量体由来の重合体(B)の耐熱性が高いことに起因すると考えられる。また、アリルメタクリレート、1,3一ブチレングリコールジメタクリレートなどのメタクリレート系の多官能性単量体、ブタジエンなどのジエン類、ジビニルベンゼン等由来の単位を少なくとも有する重合体を用いた場合と比較して難燃性の悪化を抑制、もしくは改善することができる。
前記エチレン性不飽和単量体由来の重合体(C)には、本発明に係るシロキサンゴム重合体含有多層構造重合体とマトリクス樹脂との相溶性を確保する効果がある。本発明に係る難燃性発現の観点から、重合体(C)のガラス転移温度は40℃以上とすることが好ましく、60℃以上がより好ましく、90℃以上がさらに好ましい。
前記エポキシ基含有単量体としては、グリシジル(メタ)アクリレートが挙げられるが、好ましくはグリシジルメタクリレートである。なお、本発明において特に断らない限り、例えば(メタ)アクリルとはアクリル、及び/又は、メタクリルを意味する。
本発明の樹脂組成物には、通常使用される配合剤を適宜添加することができる。そのような添加剤としては、滴下防止剤、リン系難燃剤、難燃助剤、繊維強化剤、充填剤、酸化防止剤、着色剤、顔料、導電性付与剤、伝熱性付与剤、加水分解抑制剤、増粘剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、流動性改良剤、離型剤、相溶化剤、充填剤とマトリックス樹脂とのカップリング剤、熱安定剤、摺動性付与剤等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物から得られる成形品は、住宅・建材用途、電気・電子用途、自動車用途等の部材として適宜使用できるが、耐衝撃性や難燃性、耐寒性、耐薬品性に優れることから、好ましくは自動車用部材として使用され、より好ましくは液状有機物用容器としての使用であり、例えば燃料タンクとして好適に使用され、この際好ましくは、射出成形によりタンクの上部と下部を別々に成型し、貼り合わせることにより単一材料で燃料タンクとすることである。
本発明の樹脂組成物の成形法としては、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法、インフレーション成形法、回転成形法などを適用することができる。
シードポリマー、シロキサンゴム重合体粒子および多層構造重合体の体積平均粒子径をラテックスの状態で測定した。測定装置として、日機装株式会社製のMICROTRACUPA150を用いて体積平均粒子径(μm)を測定した。
ポリマーを、約0.2%のテトラヒドロフラン(THF)溶液とし、その溶液をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析することにより重量平均分子量(Mw)を決定した。GPC分析においては東ソー(株)社製HLC−8220GPCシステムを使用し、カラムはTSK Guardcolumn Super HZ−HおよびTSKgel Super HZM−H(東ソー(株)製)を用い、THFを溶出液とし、ポリスチレン換算で解析した。
ASTMD−256に準じて、アイゾット試験により評価した。具体的には、1/4インチの成型品サンプル、2.75Jハンマーを用いて、23℃、−10℃、及び−40℃で測定した。各測定での試料数は4個でありその平均値を評価結果とした。
射出成形により得たサンプルと、それをトルエンに室温で4日間浸漬した後0.5時間風乾したサンプルにつき、浸漬前後での重量変化率を測定した。
イオン交換水200重量部、アルキル基の平均鎖長が12のアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(SDBS)1重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)1重量部、平均分子量2000の末端ジヒドロキシポリジメチルシロキサン(DHPDMS)97.5重量部、及びγ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン(DSMA)2.5重量部からなる混合物を、ホモミキサーにより10000rpmで5分間撹搾後、高圧ホモジナイザーに500barの圧力下で3回通過させてシロキサンエマルジョンを調製した。このエマルジョンを速やかに撹搾機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5ロフラスコに一括して仕込んだ。系を撹搾しながら、30℃で6時間反応させた。その後、23℃に冷却して20時間放置後、系のpHを3重量%炭酸水素ナトリウム水溶液で6.8にして重合を終了し、シロキサンゴム重合体粒子を含むラテックスをえた。重合転化率は97%、シロキサンゴム重合体粒子のラテックスの体積平均粒子径は0.28μm、シロキサンゴム重合体成分の重量平均分子量は23万であった。
撹搾機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5ロフラスコに、イオン交換水240重量部(オルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、及び上記で得たシシロキサンゴム重合体粒子のラテックスを固形分相当で70重量部を仕込み、系を撹搾しながら窒素気流下に重合である温度60℃まで昇温した。その温度に到達してから1時間後に、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.25重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.002重量部、及び硫酸第一鉄0.0005重量部を添加したのち、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)1重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド(CHP)0.05重量部からなる混合物を一括で追加し、30分間撹搾を続けた。
製造例1のスチーム加熱温度95℃を90℃としたこと以外は製造例1と同様にして、シロキサンゴム重合体含有多層構造重合体(SG−2)を製造した。
製造例1のTAIC追加量1重量を0.5重量部としたこと以外は製造例1と同様にして、シロキサンゴム重合体含有多層構造重合体(SG−3)を製造した。
製造例1のTAIC追加量1重量を2重量部としたこと以外は製造例1と同様にして、シロキサンゴム重合体含有多層構造重合体(SG−4)を製造した。
撹搾機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5ロフラスコに、イオン交換水240重量部(オルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、及び上記で得たシシロキサンゴム重合体粒子のラテックスを固形分相当で85重量部を仕込み、系を撹搾しながら窒素気流下に重合である温度60℃まで昇温した。その温度に到達してから1時間後に、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.25重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.002重量部、及び硫酸第一鉄0.0005重量部を添加したのち、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)2重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド(CHP)0.05重量部からなる混合物を一括で追加し、30分間撹搾を続けた。
撹搾機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口および温度計を備えた5ロフラスコに、イオン交換水240重量部(オルガノシロキサン粒子を含むラテックスからの持ち込み分を含む)、及び上記で得たシシロキサンゴム重合体粒子のラテックスを固形分相当で85重量部を仕込み、系を撹搾しながら窒素気流下に重合である温度60℃まで昇温した。その温度に到達してから1時間後に、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.25重量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)0.002重量部、及び硫酸第一鉄0.0005重量部を添加したのち、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)2重量部、及びクメンハイドロパーオキサイド(CHP)0.05重量部からなる混合物を一括で追加し、30分間撹搾を続けた。
直鎖型のPPS樹脂(DIC株式会社製FZ−2100)100重量部に、表2示す組成で多層構造重合体の粉末を添加した樹脂組成物を2軸押出機(株式会社日本製鋼所製TEX44SS)で300℃にて溶融混錬し、ペレットを製造した。得られたペレットを用いて、シリンダー温度300℃に設定した株式会社ファナック(FANUC)製のFAS100B射出成形機で厚さ1/4インチの耐衝撃性・耐薬品性評価用試験片を作製した。得られた試験片を用いて前記評価方法に従って評価した。評価結果を表2に示す。
Claims (3)
- ポリフェニレンスルフィド系樹脂100重量部およびシロキサンゴム重合体含有多層構造重合体5〜50重量部を含み、該シロキサンゴム重合体含有多層構造重合体100重量%が、シロキサンゴム重合体(A)60〜90重量%からなるゴムコア層と、該ゴムコア層を覆い分子内に2以上のラジカル重合性基を有する多官能性単量体由来の単位を少なくとも有する多官能性単量体系重合体(B)0.1〜10重量%からなる硬質中間層と、該硬質中間層を覆い、エチレン性不飽和単量体重合体(C)0〜34.9重量%、及びグリシジル(メタ)アクリレート重合体(D)5〜30重量%からなるシェル層とからなるポリフェニレンスルフィド系樹脂組成物を成型してなる成型体からなる液状有機物用容器。
- 前記シェル層が、グリシジル(メタ)アクリレート重合体(D)5〜20重量%からなる反応性シェル層、及び前記エチレン性不飽和単量体重合体(C)14.9%〜34.9重量%からなる反応性制御シェル層の2層からなる請求項1記載の容器。
- 前記ポリフェニレンスルフィド系樹脂が、ポリフェニレンスルフィド樹脂である、請求項1または2記載の容器。
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