JP6938830B2 - シリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体、又はそのアイオノマー、及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のシリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体、及びそのアイオノマー(以下、単に、「シリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体」と言及することがある)は、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体、又はそのアイオノマー(以下、単に、「エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体」と言及することがある)に対して、カルボン酸又はカルボン酸塩との反応性を有する官能基を2つ有するシリコーン系樹脂を反応させて得られるものである。本発明においては、このような反応の結果、上記のシリコーン系樹脂に由来するシリコーン鎖で架橋された、シリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体が得られる。
上述のとおり、本発明においては、シリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体を得るための原材料として、少なくとも一種のエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体を用いる。ここで、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、少なくとも、エチレンと、不飽和カルボン酸と、が共重合した多元の共重合体である。エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体には、エチレンと不飽和カルボン酸とが共重合した2元共重合体、及びエチレンと不飽和カルボン酸と第3の共重合成分とが共重合した3元共重合体等が含まれる。
上述のとおり、本発明のシリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体に、カルボン酸又はカルボン酸塩との反応性を有する官能基を2つ有するシリコーン系樹脂を反応させることにより、シリコーン系樹脂に由来するシリコーン鎖に架橋されたものとして生成するものである。そのようなシリコーン系樹脂としては、例えば、カルボン酸又はカルボン酸塩との反応性を有する官能基を2つ有するポリシロキサンを挙げることができる。
本発明のシリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のメルトフローレート(MFR)は、0.5g/10分以上100g/10分以下であることが好ましく、1g/10分以上50g/10分以下であることがより好ましく、3g/10分以上30g/10分以下であることが更に好ましい。メルトフローレートが上記の範囲内のものであることにより、シリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体の成型性が向上する。なお、MFRは、JIS K 7210(1999年)に準拠した方法により190℃、荷重2160gにて測定することができる。
本発明のシリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、引張強度が10MPa以上50MPa以下であることが好ましく、20MPa以上40MPa以下であることがより好ましい。また、本発明のシリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、引張伸びが500%以上900%以下であることが好ましく、600%以上800%以下であることがより好ましく、650%以上800%以下が最も好ましい。本発明においては、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体に、カルボン酸又はカルボン酸塩への反応性を有する官能基を2つ有するシリコーン系樹脂を反応させるので、引張伸びが良好に維持されるとともに、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体にシリコーンオイルを混入した場合と比較しても、引張強度が良好なものとなる。
また、本発明のシリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、難燃剤として、例えば、水酸化アルミニウム75質量部を配合した場合、酸素指数が20以上45以下であることが好ましく、25以上40以下であることがより好ましい。本発明においては、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体に対して、シリコーン系樹脂を反応させるので、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体に比べて、難燃性が有意に向上する。
本実施例で使用した各原料の詳細を以下に示す。
[エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体]
A:アイオノマー樹脂(エチレン含有量:75質量%、メタクリル酸含有量:8質量%、メタクリル酸ブチルエステル含有量:17質量%、金属イオン:亜鉛イオン、中和度:25%)
[2つのエポキシ基を有するシリコーン系樹脂]
B:X−22−163A(重量平均分子量約2000、信越シリコーン株式会社製)
C:X−22−163B(重量平均分子量約3600、信越シリコーン株式会社製)
D:X−22−163C(重量平均分子量約5400、信越シリコーン株式会社製)
[シリコーンオイル]
E:KF−96−100CS(信越シリコーン株式会社製)
[難燃剤]
F:ハイジライトH−42S(水酸化アルミニウム粉末、昭和電工株式会社製)
[酸化防止剤]
G:Ir1010(フェノール系酸化防止剤、BASF社製)
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂A、2つのエポキシ基を有するシリコーン系樹脂、シリコーンオイル等の各成分を以下の条件で溶融混合し、シリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体を得た。
・二軸押出機:株式会社池貝製のPCM30
・樹脂温度:180℃
・押出し速度:4kg/hr
以下の試験例における各評価の具体的試験方法については、以下に示す方法に従った。
実施例及び比較例の改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体を用い、プレス成形機にて160℃の温度条件でプレス成形することにより、機械強度測定サンプルとして厚さ1mmの引張強度測定用シートを得た。この引張強度測定用シートの各々に対して、JIS K 6251 ダンベル3号形にて試験片を打ち抜き、得られた試験片を200mm/minの速度で引っ張ったときの、切断時の引張強さ[MPa]、及び切断時の引張伸び[%]を測定した。
なお、350%を超える伸び率は、実用性に極めて優れていることを示す。
実施例及び比較例の改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体を用い、プレス成形機にて160℃の温度条件でプレス成形することにより、厚さ3mmの難燃評価用シートを作製した。難燃評価用シートの各々に対して、キャンドル法燃焼試験機(D−2型:株式会社東洋精機製作所製)にて、JIS K 7201(1995年)に準拠した方法で燃焼試験を行い、酸素指数を測定した。測定された酸素指数を指標として、難燃性を評価した。
酸素指数は、例えば酸素指数25では酸素濃度25%で可燃であることを示し、したがって値が大きいほど難燃性に優れる(すなわち難燃性が高い)ことを示す。
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂A100質量部に、2つのエポキシ基を有するシリコーン樹脂、又はシリコーンオイルを、表1に示す量で添加し、引張強度、引張伸びを測定した。結果を表1に示す。
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂A100質量部に、表3に示す量で、2つのエポキシ基を有するシリコーン樹脂、又はシリコーンオイルを添加するとともに、難燃剤及び酸化防止剤を添加し、酸素指数を測定した。結果を表2に示す。
以上のように、本発明のシリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、引張強度、引張伸びに優れたものとなると同時に、難燃性にも優れたものとなった。
Claims (2)
- エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマーに対して、カルボン酸又はカルボン酸塩との反応性を有する官能基を2つ有する下記式(II)で示される構造を有するシリコーン系樹脂を反応させる、シリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマーの製造方法であって、
前記シリコーン系樹脂の重量平均分子量が、500以上10,000以下であり、
前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー100質量部に対して、前記シリコーン系樹脂を0.1質量部以上20質量部以下反応させる、シリコーン改質エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマーの製造方法。
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