JP6094992B2 - ポリプロピレンおよびポリエーテルスルホンを含む樹脂組成物 - Google Patents
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Description
[1](A)ポリプロピレン、
(B)ポリエーテルスルホン、および
(C)ポリエーテルスルホンと反応しうる官能基を含有する変性ポリプロピレン、
を含む樹脂組成物。
[2]前記(A)〜(C)を溶融混練する工程を含む、[1]に記載の樹脂組成物の製造方法。
[3]前記[1]に記載の樹脂組成物を含む、射出成形体、押出し成形体、プレス成形体、フィルム、または繊維。
[4]前記[1]に記載の樹脂組成物を含む、電気部品、電子部品、光学部品、または自動車部品。
本発明においてポリプロピレンとは、プロピレンの単独重合体、プロピレンとエチレンやブテン−1などの他のα−オレフィンとのブロック共重合体、またはランダム共重合体である。当該α−オレフィンの含有量は30重量%以下であり、10重量%以下が好ましい。当該α−オレフィンとしてはエチレンが好ましい。
本発明で用いるポリプロピレンは、0.1〜1000g/10分のメルトフローレート(MFR:230℃、2.16kg荷重)を有することが好ましい。MFRは0.5〜200g/10分がより好ましく、1〜150g/分がさらに好ましい。
本発明においては、ポリエーテルスルホンと反応しうる官能基を含有する変性ポリプロピレン(以下、単に「変性ポリプロピレン」ともいう)を用いる。変性ポリプロピレンにおけるポリプロピレンは、既に述べたとおりである。ポリエーテルスルホンと反応しうる官能基としては、エポキシ基またはカルボキシル基が好ましく、エポキシ基が特に好ましい。
本発明で用いるポリエーテルスルホンは、主鎖に芳香族基を有し、当該芳香族基の連結基として、オキシ基およびスルホニル基を有するポリマーである。ポリエーテルスルホンは、通常、有機溶媒中でアルカリ金属化合物の存在下、ジハロジフェニル化合物と二価フェノール化合物とを重縮合させるか、あるいは二価フェノールのアルカリ金属二塩とジハロジフェニル化合物とを重縮合させる方法で得られる。典型的には、ポリエーテルスルホンは下記式(B1)で表される構造を有する。
中でも入手が容易であることから、ハイドロキノン、4,4’−ビフェノール、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニルプロパン)、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、または4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンがより好ましく、式(B3)で表される化合物がよりさらに好ましく、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンが特に好ましい。
本発明の樹脂組成物における重量比ポリプロピレン(A):変性ポリプロピレン(C)は、99:1〜70:30が好ましく、97:3〜80:20がさらに好ましい。また、重量比(A)と(C)の合計:ポリエーテルスルホン(B)は99:1〜1:99が好ましい。これらの比が前記範囲外であると樹脂組成物の物性が低下する場合がある。
本発明の樹脂組成物は、前記の各成分を溶融混練して得ることができる。溶融混練には、一軸押出機、二軸押出機、四軸押出機などを用いることができるが、中でも強混練が可能な二軸押出機または四軸押出機が好ましい。溶融混練温度は、260〜330℃が好ましく、280〜320℃がさらに好ましい。
S=π・Dm・N/h (i)
Sはせん断速度、Nはスクリュー毎秒回転数、hはクリアランスである。混練機が一軸または二軸の押出し機である場合は、Dmはスクリュー溝の平均径である。スクリュー溝の平均径とは、スクリューの各溝部分(凹部)におけるスクリュー径の平均値である。
方法1 ポリプロピレン(A)、ポリエーテルスルホン(B)、および変性ポリプロピレン(C)を一括して溶融混練する方法、
方法2 ポリプロピレン(A)および変性ポリプロピレン(C)を予め溶融混練し、次いでポリエーテルスルホン(B)を加えて溶融混練する方法、が挙げられる。
方法1および2における変性ポリプロピレン(C)は、前述のとおり溶融混練によって製造できる。従って、方法2を、
ポリプロピレン(A)、ポリエーテルスルホンと反応し得る官能基を有するモノマー、ラジカル開始剤、および必要に応じてスチレン系化合物を、押出機の上流側から押出機に供給して、上流側で変性ポリプロピレン(C)を製造しつつ、(A)と(C)の溶融混練物を製造し、ポリエーテルスルホン(B)を押出機の下流側から押出機に供給して(A)と(C)の溶融混練物とともに混練する方法としてもよい。
本発明の樹脂組成物は、通常の熱可塑性樹脂成形品に用いられている加工方法、例えば射出成形、押出成形、フィルム・シート成形、チューブ成形、繊維成形、真空成形、ブロー成形、プレス成形、カレンダー成形、発泡成形等により、容易に成形品に加工される。本発明の樹脂組成物は、射出成形、押出成形加工に特に適している。例えば、本発明の樹脂組成物を、シート状、チューブ状に加工できる。
プライムポリマー株式会社製ホモポリプロピレン J105Gを用いた。MFR 230℃(JIS K7210)は9.0g/10分であった。
2.ポリエーテルスルホン(B)
住友化学株式会社製、スミカエクセル 4100Pを用いた。Tgは220℃であった。
以下のようにして製造したものを用いた。
(1)以下の成分を、井元製作所株式会社製、二軸コニカルスクリュー混練装置を使用して、窒素雰囲気下(窒素流速約30cc/分)、設定温度200℃、スクリュー回転数100rpmで10分間溶融混練を行った。
ポリプロピレン(J105G) 100重量部
グリシジルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製) 50重量部
スチレン(和光純薬工業株式会社製) 35重量部
ジクミルパーオキシド(日本油脂株式会社製) 3重量部
(3)再沈殿後に得られた変性ポリプロピレンについて、下記方法によりグリシジルメタクリレートのグラフト率を求めた。グラフト率は約6.7%であった。
未反応モノマーを除去した試料について、200℃、20MPaで3分間加圧した後、冷却してフィルムを作製し、FT−IR測定を行なった。その際、1730cm−1のC=O伸縮振動のピークに関して、検量線を作成し、グリシジルメタクリレートのグラフト率を求めた。
表1に示す配合で、各成分をドライブレンドした後、混練機として、株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミル4M150型を使用し、混練温度300℃、スクリュー回転数100rpm、混練時間10分として、窒素雰囲気下にて溶融混練を行なった。溶融混練後、窒素雰囲気下で試料を溶融混練装置から取り出し、室温まで冷却した。
混練機の混練部は、内容積が約70mL、シリンダー内径が47.7mm、ディスク長軸外径が46.9mm、ディスク単軸外径が29.3mm、ディスクと混練機壁面のクリアランスが0.4mm、軸間距離が38.5mm、噛み合い比(ディスク長径/ディスク短径)が1.6であった。前述の式(i)におけるDmは0.8mmであり、hは0.4mmである。よって、せん断速度Sは、1.2×103(sec−1)と算出された。
得られた混練品は、次に、温度310℃で予熱3分、圧力20MPaでプレス5分、その後20℃に急冷してプレス成型を行い、厚さ約0.5mmのシートを得て、各物性試験に供した。
テキサスインスツルメント社製、熱重量分析形Q−50型を使用し、空気中で昇温速度5℃/minで測定を行った。
レオバイブロン株式会社製、動的粘弾性装置DDV−01FP−W型を使用し、荷重:2gf、振幅:8μm、振動数:1Hz、昇温速度:2℃/minで測定を行った。
溶融混練品の破断面に金蒸着を施し試料とした。日本電子株式会社製JSM−5200型を使用し加速電圧:15kVで当該試料のSEM観察を行った。
変性ポリプロピレンを用いずに、ポリプロピレン(A)の配合量を80重量部とした以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を製造し、評価した。
ポリプロピレン(A)のみを用いて、実施例1と同様にして混練物を製造し、評価した。
Claims (11)
- (A)ポリプロピレン、
(B)ポリエーテルスルホン、および
(C)ポリプロピレンに、グリシジルメタクリレートおよび/またはグリシジルアクリレートがグラフトしており、かつ式(C1)で示されるスチレン化合物に由来する構造:
をさらに含む、変性ポリプロピレン、
を含む樹脂組成物。 - 重量比(A):(C)が、99:1〜70:30であり、
重量比(A)と(C)の合計:(B)が、99:1〜1:99
である、請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記(C)変性ポリプロピレンが、
ポリプロピレン、
グリシジルメタクリレートおよび/またはグリシジルアクリレート、
前記式(C1)で表されるスチレン化合物、ならびに
ラジカル開始剤を、
溶融混練して得られた変性ポリプロピレンである、請求項1または2に記載の樹脂組成物。 - 前記(A)〜(C)を溶融混練する工程を含む、請求項1〜3に記載の樹脂組成物の製造方法。
- (1)前記(C)変性ポリプロピレンと、(A)ポリプロピレンとを溶融混練する工程、ならびに
(2)工程(1)で得た混練物と、(B)ポリエーテルスルホンとを溶融混練する工程、
を含む、請求項4に記載の製造方法。 - 前記工程(1)が、
ポリプロピレン、ポリエーテルスルホンと反応しうる官能基を含むモノマー、およびラジカル開始剤を溶融混練して、(C)変性ポリプロピレンを準備する工程を含む、請求項5に記載の製造方法。 - 前記工程(1)が、
ポリプロピレン、グリシジルメタクリレートおよび/またはグリシジルアクリレート、前記式(C1)で示されるスチレン化合物、およびラジカル開始剤を溶融混練して、(C)変性ポリプロピレンを準備する工程を含む、請求項5に記載の製造方法。 - 前記溶融混練を、不活性ガス雰囲気下で実施することを含む、請求項4または5に記載の製造方法。
- 前記溶融混練を、二軸押出機または四軸押出機によって実施する、請求項4〜8のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、射出成形体、押出し成形体、プレス成形体、フィルム、または繊維。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、電気部品、電子部品、光学部品、または自動車部品。
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