JP5568879B2 - 磁性材樹脂複合体成形用ポリアミド樹脂組成物、磁性材樹脂複合材料、及び磁性材樹脂複合体 - Google Patents
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Description
ポリアミド樹脂は、主鎖中に酸アミド結合(−CONH−)を有するものであり、ラクタム、アミノカルボン酸、又はジアミンとジカルボン酸とからなるナイロン塩を原料として、溶融重合、溶液重合や固相重合等の公知の方法で重合、又は共重合することにより得られる。
ポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度は、30μeq/g以下であって、5〜25μeq/gの範囲内であることが好ましく、5〜20μeq/gの範囲内であることがより好ましい。末端アミノ基濃度が前記の値を超えると、加熱時に架橋反応が進行するためか溶融混合物の粘度が増大しやすくなるため、成形性が低下し、安定した成形ができないことがある。
本発明において使用されるポリアミドのモノマー及び/又は9量体以下のポリアミドのオリゴマーとしては、上記のポリアミドを形成するモノマー成分及び/又は該モノマー成分から形成されるポリアミドオリゴマーが挙げられる。これらのモノマー成分は、前記ポリアミド樹脂を構成するモノマー成分と同じものでも、異なるものでもよいが、同一のものであることが好ましい
磁性材樹脂複合材料は、JIS K−6920により測定された相対粘度(96%硫酸中、ポリマー濃度10 g/dm3、25℃)が1.40〜1.80であって、末端カルボキシル基濃度が90μeq/g以下、末端アミノ基濃度が30μeq/g以下であるポリアミド樹脂99.9〜98質量%、ポリアミドのモノマー及び/又は9量体以下のポリアミドのオリゴマー0.1〜3質量%からなるポリアミド樹脂組成物と磁性金属粉末よりなる。
滑剤としては、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックス類、ステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸等の脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム、ラウリン酸カルシウム、リノール酸亜鉛、リシノール酸カルシウム、2−エチルヘキソイン酸亜鉛等の脂肪酸塩(金属石鹸類)、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、パルミチン酸アミド、ラウリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ジステアリルアジピン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ジオレイルアジピン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸ブチル等の脂肪酸エステル、エチレングリコール、ステアリルアルコール等のアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及びこれら変性物からなるポリエーテル類、ジメチルポリシロキサン、シリコーングリ−ス等のポリシロキサン類、フッ素系オイル、フッ素系グリース、含フッ素樹脂粉末等のフッ素化合物、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、シリカ、アルミナ、二硫化モリブデン等の無機化合物粉体が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
磁性材樹脂複合材料、磁性材樹脂複合体の製造方法について説明するが、特に以下に記載した製造方法に限定されるものではない。磁性材樹脂複合材料、磁性材樹脂複合体は、混合工程、混練工程、成形工程を経て製造される。混合工程にて、磁性金属粉末、本発明の磁性材樹脂複合体成形用ポリアミド樹脂組成物と必要に応じて各種添加剤を配合し、公知の方法で混合する。混合工程は、後記混練工程の前に行うことが好ましい。また、混合時に溶媒を使用する事は、カップリング剤及び滑剤を使用する際、均一に添加する意味で有効な手段となるが、必ずしも必要ではない。混合機は特に限定されるものではなく、リボンミキサー、V型ミキサー、ロータリーミキサー、ヘンシェルミキサー、フラッシュミキサー、ナウタミキサー、タンブラー等が挙げられる。また、回転ボールミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ウエットミル、ジェツトミル、ハンマーミル、カッターミル等を用いて、添加、粉砕混合をする方法も有効である。
(1)相対粘度
JIS K−6920に準じて、96%硫酸溶液(ポリマー濃度:10 g/dm3)を使用してオストワルド型粘度計を用いて25℃で測定した。
三つ口ナシ型フラスコに所定量のポリアミド試料を入れ、ベンジルアルコール40mLを加えた後、窒素気流下、180℃に設定したオイルバスに浸漬する。上部に取り付けた攪拌モーターにより攪拌溶解し、指示薬にフェノールフタレインを用いてN/20の水酸化ナトリウム溶液で滴定を行い、末端カルボキシル基濃度を求めた。
活栓付三角フラスコに所定量のポリアミド試料を入れ、あらかじめ調整しておいた溶媒フェノール/メタノール(体積比9/1)の40mLを加えた後、マグネットスターラーで攪拌溶解し、指示薬にチモールブルーを用いてN/20の塩酸で滴定を行い、末端アミノ基濃度を求めた。
以下に示す〔1〕〜〔2〕の測定は、下記の試験片をシリンダ温度290℃、金型温度80℃の射出成形により作成し、これを用いて行った。
〔1〕 曲げ試験(曲げ強さ及び曲げ弾性率):試験片寸法127mm×12.7mm×6.5mmの試験片を用いてASTM D−790に準拠し、23℃で測定した。
〔2〕 衝撃強度(アイゾットノッチ付):試験片寸法62mm×12.7mm×12.7mmの試験片を用いてASTM D−256に準拠し、23℃で測定した。
シリンダ温度290℃、金型温度80℃にて、馬蹄形流動長さ測定用金型を使用し、射出成形圧力80MPaにおける流動長を測定した。流動長の値が大きいほど、流動性が良好である。
(A)ポリアミド
(A−1)ポリアミド12の製造
70リットルのオートクレーブに、ラウロラクタム20kg、水0.5kgとステアリン酸240g(1/120eq/molラウロラクタム)を仕込み、重合槽内を窒素置換した後、100℃まで加熱し、この温度で反応系内が均一な状態になるように攪拌した。次いで重合槽内温度を260℃まで昇温させ、槽内圧力を3.5MPaに調圧しながら、2時間攪拌下に重合した。その後、約2時間かけて常圧に放圧し、次いで、53kPaまで減圧し、減圧下において1時間重合を行なった。次いで、窒素をオートクレーブ内に導入し、常圧に復圧後、反応容器の下部ノズルからストランドとして抜き出し、カッティングしてペレットを得た。このペレットを減圧乾燥した。当該ポリマーの相対粘度は1.67、末端カルボキシル基濃度67μeq/g、末端アミノ基濃度23μeq/gであった(以下、このポリアミド12を(A−1)という)。
(A−1)ポリアミド12の製造の製造において、ステアリン酸240g(1/110eq/molラウロラクタム)を390g(1/74eq/molラウロラクタム)に変えた以外は、(A−1)ポリアミド12の製造と同様の方法にて、相対粘度が1.56、末端カルボキシル基濃度84μeq/g、末端アミノ基濃度14μeq/gのポリアミドを得た(以下、このポリアミド12を(A−2)という)。
(A−1)ポリアミド12の製造の製造において、ステアリン酸240g(1/110eq/molラウロラクタム)を66g(1/438eq/molラウロラクタム)に変え、減圧下において2時間重合を行なった以外は、(A−1)ポリアミド12の製造と同様の方法にて、相対粘度が1.87、末端カルボキシル基濃度49μeq/g、末端アミノ基濃度36μeq/gのポリアミドを得た(以下、このポリアミド12を(A−3)という)。
(A−1)ポリアミド12の製造の製造において、ラウロラクタム20kgをラウロラクタム15kg、カプロラクタム5kgに変えた以外は、(A−1)ポリアミド12の製造と同様の方法にて、当該ポリマーの相対粘度は、1.70、末端カルボキシル基濃度64μeq/g、末端アミノ基濃度20μeq/gのポリアミドを得た(以下、このポリアミド12/6共重合体を(A−4)という)。
ポリアミド(A−1)19.8質量%、ラウロラクタム0.2質量%、β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランにて表面処理されたストロンチウムフェライト(平均粒径:1.3μm、BET比表面積:1.6m2/g、表面処理量:1.0質量部)80質量%、[ペンタエリスリトール テトラキス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)]0.5質量部、ステアリン酸マグネシウム0.1質量部を小型のヘンシェルミキサーにて撹拌混合し、二軸押出機で混練し押出してペレット(磁性材樹脂複合材料)を製造した。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った。その結果を表1に示す。
実施例1において、ラウロラクタムを12−アミノドデカン酸に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得た。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った結果を表1に示す。
実施例1において、ラウロラクタムの添加量を表1に示す割合に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得た。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った結果を表1に示す。
実施例1において、ポリアミド(A−1)を(A−2)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得た。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った結果を表1に示す。
実施例2において、ポリアミド(A−1)を(A−1)と(A−4)の混合物とし、表1に示す割合に変更した以外は、実施例2と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得た。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った結果を表1に示す。
実施例1において、ラウロラクタムを使用しない以外は、実施例1と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得た。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った結果を表1に示す。
実施例1において、ラウロラクタムの添加量を表1に示す割合に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得た。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った結果を表1に示す。
実施例1において、ポリアミド(A−1)を(A−3)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得ようとしたがトルクオーバーのため成形体が得られず機械的物性の測定はできなかった。
実施例1において、ラウロラクタムをエチレンビスステアリルアミドに変更した以外は、実施例1と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得た。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った結果を表1に示す。
実施例1において、ラウロラクタムを1,6−ヘキサンジオールに変更した以外は、実施例1と同様の方法にて磁性材樹脂複合材料を得た。該磁性材樹脂複合材料を使用して上記評価を行った結果を表1に示す。
一方、本発明に規定されているポリアミド樹脂組成物より得られる実施例1から7の磁性材樹脂複合材料は、溶融時の流動性に優れ、得られた磁性材樹脂複合体が高い機械的特性を有しており、その成形品の表面に添加剤のブリードアウトがなく、外観の優れた成形品が得られることは明らかである。
Claims (5)
- JIS K−6920により測定された相対粘度(96%硫酸中、ポリマー濃度10 g/dm3、25℃)が1.40〜1.80であって、末端カルボキシル基濃度が90μeq/g以下、末端アミノ基濃度が30μeq/g以下であるポリアミド樹脂98.0〜99.7質量%、ポリアミドのモノマー0.3〜2.0質量%からなることを特徴とする磁性材樹脂複合体成形用ポリアミド樹脂組成物。
- 前記ポリアミドのモノマー1.0〜2.0質量%からなる請求項1に記載の磁性材樹脂複合体成形用ポリアミド樹脂組成物。
- 前記ポリアミドのモノマー0.3〜1.0質量%からなる請求項1に記載の磁性材樹脂複合体成形用ポリアミド樹脂組成物。
- 磁性粉体50〜98質量%と請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物2〜50質量%よりなる磁性材樹脂複合材料。
- 請求項4に記載の磁性材樹脂複合材料よりなる磁性材樹脂複合体。
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