JP7132437B2 - ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、その製造方法及びそれから製造された断熱材 - Google Patents
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Description
本出願は、2019年10月25日付の韓国特許出願第10-2019-0133913号、2019年10月25日付の韓国特許出願第10-2019-0133914号、及び前記優先権2件を併合して2020年10月23日付で再出願された韓国特許出願第10-2020-0138009号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
本記載のポリアリーレンスルフィド樹脂は、好ましくは、溶融指数(315℃、5kg)50~480g/10分の架橋型ポリアリーレンスルフィドであってもよく、この範囲内で、機械的物性、耐熱性、加工性及び断熱性に優れるという効果がある。
本記載のガラス繊維は、好ましくは、60~120重量部含まれてもよく、より好ましくは60~110重量部、さらに好ましくは60~105重量部、より一層好ましくは65~105重量部、特に好ましくは67~105重量部、特にさらに好ましくは67~101重量部含まれ、この範囲内で、加熱時に発生する重量の減少が少ないので成形性及び成形品の品質に優れ、機械的物性及び断熱性に優れるという利点がある。
本記載の耐加水分解剤は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100重量部を基準として、好ましくは0.01~3重量部含まれてもよく、より好ましくは0.05~2重量部、さらに好ましくは0.05~1重量部、より一層好ましくは0.05~0.5重量部、特に好ましくは0.1~0.5重量部、特にさらに好ましくは0.1~0.3重量部含まれ、この範囲内で、高温加工時にもアウトガッシングが少ないので成形品の表面特性に優れ、真空度を長く維持できるので断熱性に優れるという利点がある。
本記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、好ましくは、下記数式1で計算される加熱減量が0.10%以下であり、より好ましくは0.099%以下、さらに好ましくは0.095%以下、より一層好ましくは0.09%以下であり、好ましい例としては0.06~0.10%、より好ましい例としては0.06~0.099%、さらに好ましい例としては0.06~0.095%、より一層好ましい例としては0.06~0.09%であり、この範囲内で、加熱時に発生する重量の減少が少ないので成形性及び成形品の品質に優れ、残りの物性バランスに優れるという利点がある。
本記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法は、好ましくは、溶融指数(315℃、5kg)50~480g/10分の架橋型ポリアリーレンスルフィド樹脂100重量部、ガラス繊維60~120重量部及び耐加水分解剤0.01~3重量部を含んで溶融混練及び押出するステップを含むことを特徴とし、この場合に、加熱時に発生する重量の減少が少ないので成形性及び成形品の品質に優れ、アウトガッシングが少ないので成形品の表面特性に優れ、流れ性が良いので加工性に優れ、耐衝撃性のような機械的強度に優れると同時に、断熱性に優れるという効果がある。
本記載の断熱材は、本記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物から製造されることを特徴とし、この場合に、成形品の表面特性に優れ、耐衝撃性のような機械的強度に優れると同時に、断熱性に優れるという効果がある。
2)線状PPS樹脂として1150C(NHU社製)、1170C(NHU社製)、1190C(NHU社製)及び11100C(NHU社製)を使用した。
3)低塩素タイプの線状PPS樹脂として1370C(NHU社製)を使用した。
4)ガラス繊維として、エポキシシラン化合物で表面処理された309C(CPIC社製)、アミノシラン化合物で表面処理された910-10P(Owens corning社製)、及び表面処理されていない415A(Owens corning社製)を使用した。
5)耐加水分解剤としてポリカルボジイミド(Lanxess社製)を使用した。
6)カップリング剤としてA-187(Mometive社製)を使用した。
7)酸化防止剤としてAO-80(ADEKA社製)を使用した。
8)滑剤としてWE-40P(Clariant社製)を使用した。
トルエン17mgを10mlメタノールに希釈して作った1.7μg/μLのトルエン標準溶液1μLを試験管に注入し、JTD-GC/MS-03を用いて320℃/10分の条件でクロマトグラムを得、トルエン標準溶液のクロマトグラムのピーク面積(Astd)を確認した。PPS21mgをそれぞれPAT管に注入し、グラスウールで試験管の上部を塞いだ後、JTD-GC/MS-03を用いて320℃/10分の条件でクロマトグラムを得、測定試料に存在する揮発性物質のクロマトグラムのピーク面積の和(Acompound)を確認し、下記数式2によってTVOC含量を計算した。
Acompound:測定試料に存在する各揮発性物質のクロマトグラムのピーク面積の和
Astd:トルエン標準溶液のクロマトグラムのピーク面積
Cstd:トルエン標準溶液を使用して注入されたトルエンの質量(約1.7μg)
Wsample:測定試料の重量(g)
PPS樹脂のグレード(Grade)別のISO 1133規格を基準として、温度315℃、荷重5kgで10分間測定してg/10分で表した。このとき、測定設備はMelt Indexcer(Model:G-01/製造社:toyoseiki)を使用した。
PPS樹脂のグレード(Grade)別のhaze(%)評価を行った。ヘイズメーター(Haze meter)を用いて、オイル浴槽の温度240℃、冷却温度23℃でフォギング(fogging)時間を5時間として、ガラスに捕集されるガスのフォギング(fogging)の程度を確認した。
PPS樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量を高温GPC方法(装置:超高温GPC SSC-7110、検出器:R検出器、溶液:1-クロロナフタレン、カラム温度:210℃、オーブン温度:250℃、及びシステム温度:50℃)で測定し、その結果を下記の表4に示した。
下記の表5に従って各成分を混合した後に、スクリューL/Dが42、φ値が40mmである二軸押出機を用いて、300~320℃の区間で溶融及び混練して、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物ペレットを製造した。
前記実施例1~4及び比較例1~8で製造されたポリフェニレンスルフィド樹脂組成物試片を、23℃、相対湿度約60%で48時間放置した後、その特性を下記の方法により測定し、その結果を下記の表6及び表7に示した。
ISO 1133規格を基準として温度315℃、荷重5kgで測定し、測定設備はMelt Indexcer(Model:G-01/製造社:toyoseiki)を使用した。
トルエン40mgを10mlメタノールに希釈して作った4.0μg/μLのトルエン標準溶液1μLをTenax PAT管に注入し、JTD-GC/01を用いて320℃/10分の条件でクロマトグラムを得、トルエン標準溶液のクロマトグラムのピーク面積(Astd)を確認した。組成物50mgをそれぞれPAT管に注入し、グラスウールで試験管の上部を塞いだ後、JTDGC/MS-01を用いて320℃/10分の条件でクロマトグラムを得、測定試料に存在する揮発性物質のクロマトグラムのピーク面積の和(Acompound)を確認した。上述した式1によってTVOCを測定した。
ISO 527-1、2規格を基準として測定した。このとき、試験速度は5mm/分であり、測定装備はZwick社のUTMを使用した。
*ISO 178規格を基準として測定した。このとき、試験速度は1.3mm/分であり、測定装備はZwick社のUTMを使用した。
衝撃強度(V-notched Charpy、kJ/m2):標準測定ISO 179に基づいて測定した。
ISO 75-1、2方法により、1.80MPaの高荷重の熱変形による温度を測定した。
Engel80射出機を用いて金型内の樹脂がどれくらい流れて行ったかを確認する方法で、射出圧力及び射出速度を除いて保圧のみを用いて樹脂を射出した。315℃のシリンダー温度で金型温度120℃以上で110barの大きさの保圧を適用した条件で樹脂組成物の流動長さを測定した。
260℃のギアオーブン(geer oven)に試料を入れ、2時間加熱した後、取り出して、初期重量に対する重量損失量を測定して揮発分損失量(%)として表した。
上述したように、真空バスのボリューム(Bath Volume)が3.26Lである真空バス(bath)に、射出試片を表面積が147,840mm2となる量で入れ、Volume/Surface 2.21E-03l/cm2、排気温度150℃及び排気時間15時間の条件下で排気して、バスの内部を真空状態にした後、5時間以降の時点から12時間となる時点でバスの内部の圧力上昇率及びアウトガッシング率を測定した。より具体的な測定過程(Test Process)は、次の(1)~(9)の通りである。
下記の表8に従って各成分を混合した以外は、前記実施例1と同様の方法でポリフェニレンスルフィド樹脂組成物を製造した。
前記追加実施例1~5及び追加比較例1~4で製造されたポリフェニレンスルフィド樹脂組成物試片を、23℃、相対湿度約60%で48時間放置した後、その特性を上述した方法又は下記の方法により測定し、その結果を下記の表9に示した。
ISO 527-1、2規格を基準として測定した。このとき、試験速度は5mm/分であり、測定装備はZwick社のUTMを使用した。
ISO 178規格を基準として測定した。このとき、試験速度は1.3mm/分であり、測定装備はZwick社のUTMを使用した。
オーブンを用いて試料を120℃で2時間加熱した後に重量を測定し、また、260℃で2時間加熱した後に重量を測定した後、下記の数式1を用いて計算した。
Claims (13)
- 前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、真空バスのボリューム(Bath Volume)が3.26Lである真空バス(bath)に、射出試片を表面積が147,840mm2となる量で入れ、Volume/Surface 2.21E-03l/cm2、排気温度150℃及び排気時間15時間の条件下で排気して、バスの内部を真空状態にした後、5時間以降の時点から12時間となる時点で測定した圧力上昇率が、1.77×10-4torr/h以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 前記架橋型ポリアリーレンスルフィドは、多分散度指数(PDI)が5~7であることを特徴とする、請求項1または2に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 前記ガラス繊維は、シラン系化合物で表面処理されたガラス繊維であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 前記ガラス繊維は、平均直径が5~15μmであり、平均長さが1~5mmであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 前記耐加水分解剤はカルボジイミド系重合体であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 前記カルボジイミド系重合体は、融点が56~95℃であることを特徴とする、請求項6に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、総揮発性有機化合物(TVOC)値が120ppm以下であり、引張強度が200~250MPaであり、屈曲強度は290~350MPaであることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、熱変形温度(HDT)が270~300℃であり、溶融指数(315℃、5kg)が23~41g/10分であることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法であって、
溶融指数(315℃、5kg)50~480g/10分の架橋型ポリアリーレンスルフィド100重量部、ガラス繊維60~120重量部及び耐加水分解剤0.01~3重量部を溶融混練し、押出するステップを含むことを特徴とする、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。 - 請求項1~10のいずれか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を含むことを特徴とする、断熱材。
- 前記断熱材は冷蔵庫の真空断熱材であることを特徴とする、請求項12に記載の断熱材。
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