JP7091054B2 - ポリアミド樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂と、酸変性スチレン系エラストマーと、エポキシ変性スチレン系化合物と、炭素繊維とを含有し、必要に応じてその他の添加剤をさらに含有することができる。
本発明で用いるポリアミド樹脂は、主鎖中にアミド結合(-NH-C(=O)-)を有する重合体であり、後述のアミノカルボン酸、ジアミン、ジカルボン酸等のモノマー成分に由来する構成単位を含む重合体である。ポリアミド樹脂は、1種類の構成単位からなるもの(アミノカルボン酸の重合体)でも、複数種の構成単位からなるもの(ジアミンとジカルボン酸との共重合体、ジアミンとジカルボン酸とアミノカルボン酸との共重合体等)であってもよい。複数種の構成単位からなる共重合体の場合には、共重合比率、共重合形態(ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等)等は、任意に選択することができる。
本発明で用いる酸変性スチレン系エラストマーは、常温ではゴム状弾性を持つ固体であるが、加熱することで粘度が低下し、ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂と溶融混合可能な性質を有する高分子化合物であればよく、例えば、水添のスチレン・ブタジエン共重合体、または水添のスチレン・イソプレン共重合体が用いることができ、それらはランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体などのいずれであってもよく、その重合体の一部にカルボキシ基又は無水カルボキシ基を有する重合性モノマーを導入したものである。
本発明で用いるエポキシ変性スチレン系化合物は、上記ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂と溶融混合可能な性質を有する化合物であればよく、好ましくは常温ではゴム状弾性を持つ固体であるが、加熱することで粘度が低下し、上記ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂と溶融混合可能な性質を有する高分子化合物(エポキシ変性スチレン系エラストマー)であることが好ましい。
本発明で用いる炭素繊維は、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)系、ピッチ系、セルロース系、炭化水素による気層成長系炭素繊維、黒鉛繊維などを用いることができ、これらを2種以上併用してもよい。これらのなかでもPAN系炭素繊維が好ましい。
本発明のポリアミド樹脂組成物には、その好ましい物性を損なわない範囲で、通常ポリアミド樹脂組成物に配合される各種添加剤を配合することができる。その他の添加剤として、例えば、板状充填材(雲母、マイカ、セリサイト、イライト、タルク、カオリナイト、モンモリナイト、ベーマイト、スメクタイト、バーミキュライト、二酸化チタン、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸マグネシウムカリウム、チタン酸リチウムカリウム、ベーマイト等)、上記炭素繊維以外の繊維状補強材(ガラス繊維、ガラスミルド繊維、ワラストナイト繊維、チタン酸カリウム繊維、アラミド繊維等)、固体潤滑剤(ポリテトラフルオロエチレン樹脂、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、グラファイト、二硫化モリブテン、二硫化タングステン、窒化ホウ素等)、離型剤(飽和脂肪酸エステル、不飽和脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス等)、着色剤(カーボンブラック、酸化チタン等の顔料、及び染料等)、難燃剤(臭素系難燃剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤等)、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物、環状イミノエステル系化合物、シアノアクリレート系化合物等)、熱安定剤(フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、カルボジイミド化合物系加水分解防止剤等)、熱伝導剤(黒鉛粉末、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等)、帯電防止剤(ポリエーテルエステルアミド、グリセリンモノステアレート等)等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を配合してもよい。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂と、酸変性スチレン系エラストマーと、エポキシ変性スチレン系化合物と、炭素繊維と、必要に応じてその他の添加剤の成分とを、混合及び加熱(特に、溶融混練)することによって製造できる。
ポリアミドMXD6(PA-MXD6):東洋紡社製、商品名「グラマイドT-600」
炭素繊維:ZOLTEK社製、商品名「Panex35-83」、平均繊維長6mm、平均繊維径7μm
酸変性SEBS-1:旭化成社製、商品名「タフテックM1943」(酸価:10mgCH3Na/g、スチレン含有量:20質量%、MFR値:8.0g/10min)
酸変性SEBS-2:旭化成社製、商品名「タフテックM1913」(酸価:10mgCH3Na/g、スチレン含有量:30質量%、MFR値:5.0g/10min)
SEBS:旭化成社製、商品名「タフテックMH041」(スチレン含有量:30質量%)
MBS:メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体、カネカ社製、商品名「カネエースM711」
エポキシ変性SEBS:ダイセル社製、商品名「エポフレンドAT501」(エポキシ当量:1000g/eq、スチレン含有量:40質量%、MFR値:7.0g/10min)
表1に示す配合割合で、二軸押出機を用いて溶融混練し、それぞれペレットを製造した。なお、実施例1、実施例2および比較例1~比較例5における二軸押出機のシリンダ温度は330℃、実施例3、比較例6および比較例7における二軸押出機のシリンダ温度は280℃であった。
(曲げ強度及び曲げ弾性率)
JIS K7271に準じ、オートグラフAG-5000(島津製作所社製)にて支点間距離60mmの3点曲げ試験により曲げ強度及び曲げ弾性率を測定した。
JIS K7110に準じ、1号試験片で測定した。
Claims (10)
- ポリアミド樹脂と、酸変性スチレン系エラストマーと、エポキシ変性スチレン系エラストマーと、炭素繊維とを含有する、ポリアミド樹脂組成物であって、
前記酸変性スチレン系エラストマーの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量100質量%中において1質量%~20質量%であり、
前記エポキシ変性スチレン系エラストマーの含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量100質量%中において0.1質量%~10質量%であり、
前記炭素繊維の含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量100質量%中において10質量%~50質量%である、ポリアミド樹脂組成物。 - 前記酸変性スチレン系エラストマーの酸価が、1mgCH3ONa/g~20mgCH3ONa/gである、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記酸変性スチレン系エラストマーのスチレン含有量が、前記酸変性スチレン系エラストマー全量100質量%中において10質量%~40質量%である、請求項1または請求項2に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記エポキシ変性スチレン系エラストマーのエポキシ当量が、300g/eq~3500g/eqである、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記エポキシ変性スチレン系エラストマーのスチレン含有量が、前記エポキシ変性スチレン系エラストマー全量100質量%中において20質量%~60質量%である、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記酸変性スチレン系エラストマーが、酸変性スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体である、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記エポキシ変性スチレン系エラストマーが、エポキシ変性スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体である、請求項1~請求項6のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記エポキシ変性スチレン系エラストマーの190℃、荷重2.16kgの条件下で測定したMFR値が、3g/10min~15g/10minである、請求項1~請求項7のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記炭素繊維の含有量が、前記ポリアミド樹脂組成物全量100質量%中において20質量%~40質量%である、請求項1~請求項8のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1~請求項9のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物を成形してなる、成形体。
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