JP7021319B2 - 耐熱性樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(2)マレイミド系共重合体(A)の含有量が5~45質量%、ABS樹脂、ASA樹脂、AES樹脂、SAN樹脂から選ばれた少なくとも1種類の樹脂(B)の含有量が95~55質量%である(1)に記載の耐熱性樹脂組成物。
(3)マレイミド系共重合体(A)が、マレイミド系単量体単位40~70質量%、スチレン系単量体単位20~60質量%、不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位0~10質量%を有する(1)または(2)に記載の耐熱性樹脂組成物。
(4)荷重たわみ温度が85℃以上である(1)~(3)のいずれか1項に記載の耐熱性樹脂組成物。
(5)VDA277に準拠して測定した全VOC量が50μgC/g未満である請求項1~4のいずれか1項に記載の耐熱性樹脂組成物。
(6) (1)~(5)のいずれか1項に記載の耐熱性樹脂組成物を成形して得られる成形体。
(7)マレイミド系共重合体(A)と、ABS樹脂、ASA樹脂、AES樹脂、SAN樹脂から選ばれた少なくとも1種類の樹脂(B)を、押出機で溶融混練および脱揮押出して揮発性成分の含有量を500μg/g未満にする工程を備える、耐熱性樹脂組成物の製造方法。
(8)前記脱揮押出は、前記溶融混練によって得られた溶融樹脂中に水を添加した状態で行われる、(7)に記載の耐熱性樹脂組成物の製造方法。
(9)前記脱揮押出は、シリンダー温度を240℃以上に設定した状態で行われる、(7)又は(8)に記載の耐熱性樹脂組成物の製造方法。
本願明細書において、例えば、「A~B」なる記載は、A以上でありB以下であることを意味する。
装置名:セイコーインスツルメンツ(株)社製 Robot DSC6200
昇温速度:10℃/分
装置名:SYSTEM-21 Shodex(昭和電工社製)
カラム:PL gel MIXED-Bを3本直列
温度:40℃
検出:示差屈折率
溶媒:テトラヒドロフラン
濃度:2質量%
検量線:標準ポリスチレン(PS)(PL社製)を用いて作製した。
攪拌機を備えた容積約25Lのオートクレーブ中にスチレン65質量部、無水マレイン酸7質量部、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン0.3質量部、メチルエチルケトン25質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を92℃に昇温し、無水マレイン酸28質量部とt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート0.18質量部をメチルエチルケトン100質量部に溶解した溶液を7時間かけて連続的に添加した。添加後、さらにt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート0.03質量部を添加して120℃に昇温し、更に1時間反応させてスチレン-無水マレイン酸共重合体のポリマー溶液を得た。次に、ポリマー溶液にアニリン32質量部、トリエチルアミン0.6質量部を加え140℃で7時間反応させた。イミド化反応後のポリマー溶液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発性成分を除去し、ペレット形状のマレイミド系共重合体(A-1)を得た。マレイミド系共重合体中の揮発性成分の含有量は、スチレンが990μg/gであった。構成単位は、スチレン単位が51質量%、N-フェニルマレイミド単位が48質量%、無水マレイン酸単位が1質量%であった。DSCにより測定したガラス転移温度は、186℃であった。また、重量平均分子量は、101,000であった。
攪拌機を備えた容積約25Lのオートクレーブ中にスチレン60質量部、無水マレイン酸8質量部、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン0.2質量部、メチルエチルケトン25質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を92℃に昇温し、無水マレイン酸32質量部とt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート0.18質量部をメチルエチルケトン100質量部に溶解した溶液を7時間かけて連続的に添加した。添加後、さらにt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート0.03質量部を添加して120℃に昇温し、更に1時間反応させてスチレン-無水マレイン酸共重合体のポリマー溶液を得た。次に、ポリマー溶液にアニリン37質量部、トリエチルアミン0.6質量部を加え140℃で7時間反応させた。イミド化反応後のポリマー溶液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発性成分を除去し、ペレット形状のマレイミド系共重合体(A-1)を得た。マレイミド系共重合体中の揮発性成分の含有量は、スチレンが740μg/gであった。構成単位は、スチレン単位が46質量%、N-フェニルマレイミド単位が53質量%、無水マレイン酸単位が1質量%であった。DSCにより測定したガラス転移温度は、197℃であった。また、重量平均分子量は、131,000であった。
ABS樹脂は、乳化グラフト重合法にて作製した。攪拌機を備えた反応缶中に、ポリブタジエンラテックス97質量部(固形分濃度50質量%、平均粒子径が0.3μm)、スチレン含有量24質量%のスチレン-ブタジエンラテックス12質量部(固形分濃度70質量%、平均粒子径が0.5μm、)、ステアリン酸ソーダ1質量部、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、テトラソジウムエチレンジアミンテトラアセチックアシッド0.01質量部、硫酸第一鉄0.005質量部、及び純水200部を仕込み、温度を50℃に加熱した。ここにスチレン75質量%及びアクリロニトリル25質量%の単量体混合物43質量部、t-ドデシルメルカプタン0.2質量部、t-ブチルパーオキシアセテート0.06質量部を5時間で連続的に分割添加した。分割添加終了後、ジイソプロピルエンゼンパーオキサイドを0.04質量部加え、70℃でさらに2時間かけて重合を完結させ、ABS樹脂のラテックスを得た。得られたラテックスにイルガノックス1076(チバスペシャリティケミカル社製)を0.3部添加した後、硫酸マグネシウムと硫酸を用い、凝固時のスラリーのpHが6.8となるよう凝固を行い、洗浄脱水後、乾燥することで粉末状のABS樹脂を得た。原料の配合比より、ゴム状重合体含有量は57質量%である。ゴム状重合体を除いた構成単位は、NMRによって測定し、スチレン単位が75質量%、アクリロニトリル単位が25質量%であった。樹脂組成物とした後の透過型電子顕微鏡の観察より、ABS樹脂は粒子状に分散しており、体積平均粒子径は0.4μmであった。ABS樹脂中の揮発性成分の含有量は、スチレンが6,000μg/gで、アクリロニトリルは検出下限(30μg/g)未満であった。
SAN樹脂は、連続式の塊状重合にて作製した。反応器として完全混合槽型撹拌槽を1基使用し、20Lの容量で重合を行った。スチレン60質量%、アクリロニトリル22質量%、エチルベンゼン18質量%の原料溶液を作製し、反応器に6.5L/hの流量で連続的に供給した。また、原料溶液に対して、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートを160ppm、連鎖移動剤としてn-ドデシルメルカプタン400ppmの濃度となるよう、原料溶液の供給ラインに連続的に添加した。反応器の反応温度は145℃となるよう調整した。反応器から連続的に取り出されたポリマー溶液は、予熱器付き真空脱揮槽に供給され、未反応のスチレン及びアクリロニトリル、エチルベンゼンを分離した。脱揮槽内のポリマー温度が225℃となるように予熱器の温度を調整し、脱揮槽内の圧力は0.4kPaとした。ギヤーポンプにより真空脱揮槽からポリマーを抜出し、ストランド状に押出して冷却水にて冷却後、切断してペレット状のSAN樹脂を得た。SAN樹脂中の揮発性成分の含有量は、スチレンが680μg/g、アクリロニトリルが60μg/g、エチルベンゼンが750μg/gであった。構成単位は、スチレン単位が74質量%、アクリロニトリル単位が26質量%であった。また、重量平均分子量は145,000であった。
αメチルスチレン-アクリロニトリル共重合体(αMS-AN共重合体)は、市販品を使用した。αMS-AN共重合体中の揮発性成分の含有量は、αメチルスチレンが1,150μg/g、アクリロニトリルが130μg/gであった。また、構成単位は、αメチルスチレン単位が67質量%、アクリロニトリル単位が33質量%であり、重量平均分子量は95,000であった。
マレイミド系共重合体、ABS樹脂、SAN樹脂及びαメチルスチレン-アクリロニトリル共重合体を表1に示す配合で、押出機を用いて溶融混錬及び脱揮押出し、樹脂組成物を得た。押出機は、二軸スクリュー押出機(東芝機械株式会社製 TEM-35B)を使用した。押出機の構成として、まず各々の樹脂を溶融混練するための混練部を設け、次に水を添加及び混練するために混錬部を設け、その後に脱揮部を設けた。押出温度(混練部と脱揮部のシリンダー温度)は表1に示す設定温度とし、スクリュー回転数は250rpm、フィード量は30kg/hrで押出を行った。水はフィード量に対して、0.5質量%となるように添加し、脱揮部の圧力は10mmHgとした。得られた樹脂組成物について、以下の評価を行った。評価結果を表1、2に示す。
メルトマスフローレイトは、JIS K7210に基づき、220℃、98N荷重にて測定した。
ビカット軟化点は、JIS K7206に基づき、50法(荷重50N、昇温速度50℃/時間)で試験片は10mm×10mm、厚さ4mmのものを用いて測定した。なお、測定機は東洋精機製作所社製HDT&VSPT試験装置を使用した。
荷重たわみ温度は、JIS K 7191-1、-2に基づき、フラットワイズ法(1.8MPa応力)で、試験片は80mm×10mm、厚さ4mmのものを用いて測定した。なお、測定機は東洋精機製作所社製HDT&VSPT試験装置を使用した。
シャルピー衝撃強度は、JIS K7111-1に基づき、ノッチあり試験片を用い、打撃方向はエッジワイズを採用して測定した。なお、測定機は東洋精機製作所社製デジタル衝撃試験機を使用した。
マレイミド系共重合体、ABS樹脂、SAN樹脂、α-メチルスチレン-アクリロニトリル共重合体、樹脂組成物中の揮発性成分の含有量は、ガスクロマトグラフィーを用いて測定した。スチレン(Sty)、α-メチルスチレン(AMS)、エチルベンゼン(EB)の測定では、前処理として、樹脂組成物を50mLの三角フラスコに0.3~0.4g秤量し、内部標準(シクロペンタノール)入りDMFを10mL加え溶解し、次の条件にて測定を行った。
装置名:GC-12A(株式会社島津製作所製)
検出器:FID
カラム:3mガラスカラム(充填剤:液相PEG20M+TCEP(15+5))
温度:INJ150℃ DET150℃ カラム 115℃
注入量:1μL
装置名:GC-12A(株式会社島津製作所製)
検出器:FID
カラム:1mガラスカラム(充填剤:液相PEG20M+TCEP(15+5)+SE30)
温度:INJ150℃ DET150℃ カラム 115℃
注入量:1μL
VDA277に準拠した全VOC量は、実施例1と比較例1の樹脂組成物を射出成形して得られた成形体を用いて測定した。射出成形機は、東芝機械社製IS-50EPNを用いて、シリンダー温度は250℃と270℃の2水準、金型温度は70℃で、縦90mm、横50mm、厚み2mmの鏡面プレートを作製した。得られた鏡面プレートを使用し、VDA277に準拠した全VOC量を測定した結果を表2に示す。
Claims (3)
- マレイミド系共重合体(A)と、ABS樹脂、ASA樹脂、AES樹脂、SAN樹脂から選ばれた少なくとも2種類の樹脂(B)を、押出機で溶融混練および脱揮押出して揮発性成分の含有量を500μg/g未満にする工程を備え、前記脱揮押出は、シリンダー温度を260℃~320℃に設定した状態で行われる、耐熱性樹脂組成物の製造方法。
- 前記脱揮押出は、前記溶融混練によって得られた溶融樹脂中に水を添加した状態で行われる、請求項1に記載の耐熱性樹脂組成物の製造方法。
- 前記脱揮押出は、シリンダー温度を280℃~320℃に設定した状態で行われる、請求項1又は請求項2に記載の耐熱性樹脂組成物の製造方法。
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