JPH02103245A

JPH02103245A - ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物

Info

Publication number: JPH02103245A
Application number: JP25759888A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Atsumi; 厚見　一也; Tadao Matsuo; 松尾　唯男
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1988-10-12
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1990-04-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物に係
り、詳しくは有機シラン系化合物処理したガラス繊維と
マイカを配合し耐衝撃特性を改善したポリプロビレ樹脂
組成物に関する。

（従来技術）ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂は機械的特性や耐薬
品性に優れ、自動車部品や一般工業用部品として多く使
用されており、今日エニジニアリング樹脂としてその用
途開発が進められている。

従来、ポリプロピレン樹脂を強化する方法としては酸変
性ポリプロピレンを使用し、シラン系カップリング剤で
処理したガラス繊維を混入する方法が知られている。

また、ポリプロピレン樹脂とガラス繊維との接着力をよ
り高めるために、ビニル系カプリング剤とラジカル発生
剤を併用すれば、機械的特性の向上したガラス繊維強化
ポリプロピレン樹脂成型体が得られることが知られてい
る。（特公昭４９−１０９８２号公報参照）。

また、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の欠点
としてポリプロピレンの結晶による成形品のソリが大き
くこの問題を解決するために偏平な形状を有するマイカ
等の無機充填剤が使用されている。（特開昭６２−４８
７５０号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題）しかし、ガラス繊維強化ポリプロピレンにマイカ等の充
填剤を加えると、そりの防止にはなるものの、マイカは
ポリプロピレンに対するなじみが悪く、挟雑物となり衝
撃強度の低下につながっていた。そこでマイカにもアミ
ノシラン処理をし、衝撃強度の低下を抑えていた。

しかし、それではまだ十分な衝撃強度を得るには至って
ない。そこで本発明はソリ防止のためにマイカを充填す
ることによる衝撃強度の低下を押え耐衝撃特性に優れた
ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明のガラス繊維強化ポリ
プロピレン樹脂組成物はポリプロピレン樹脂４０〜９０
重量％と有機シラン系化合物で処理されたガラス繊維３
０〜５重量％とマイカ３０〜５重量％とからなる混合物
１００重量部、有機過酸化物０．１〜２．０重量部及び
不飽和カルボン酸又は誘導体０．１〜８．０重量部を配
合してなることを特徴とる。

以下、本発明の配合物について詳述する。

本発明において使用するポリプロピレン樹脂とは、Ｍ　
Ｆ　Ｒ（Ｍｅｌｔ　Ｆｌｏｗ　Ｒａｔｅ　）価が０．５
〜１０゜０ｇ／１０分程度のプロピレン成分が７０重量
％以上である結晶性ポリプロピレン共重合体である。

結晶性ポリプロピレン共重合体としてはプロピレンとエ
チレン、あるいは１−ブテン等のα−オレフィンとを共
重合させたブロックまたはランダムコポリマー等がある
。そして添加量はポリプロピレン樹脂、ガラス繊維とマ
イカからなる混合物に対し手４０〜９０重量％である。

また、ガラス繊維は有機シラン系化合物で処理されたも
ので、その形状はチョツプドストランド、チョツプドス
トランドマット等の任意のものが使用され、その添加量
はポリプロピレン樹脂、ガラス繊維とマイカからなる混
合物に対して５〜３０重量％である。５重量％未満であ
ると強度向上の効果がうずく、３０重量％をこえるとか
えって衝撃強度が低下する。

ここでいう有機シラン系化合物というのは例えばビニル
トリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシ）シラ
ン、ビニルトリエトキシラン、γ−メタクリロキシプロ
ビルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシク
ロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−クリシト
キシプロビルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエ
チル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメ
トシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
、γ−メチルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。

また、マイカは形状等特に制限されるものではないが一
般には平均粒子径１０〜３００　ｔｔｍ、アスペクト比
１０〜１００のものが使用され、白マイカ、金マイカ、
環マイカ等が挙げられるが特に金まイカが耐熱性、寸法
安定性の面で優れており、好ましい。またマイカはポリ
プロピレンとの接着性のためにシランカップリング剤で
表面処理されたものであってもよい。

その添加量はポリプロピレン樹脂、ガラス繊維とマイカ
からなる混合物に対して５〜３０重量％が好ましい。５
重量％未満であるとソリ防止の効果があまり現れず、３
０重量％をこえるとポリプロピレン樹脂と相溶しきれず
物性の低下をまねく。

本発明に使用されるビニル系シランカップリング剤とし
ては、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルエトキ
シシラン等のビニルアルコキシラン、ビニトリクロルシ
ラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−アクリロイル
オキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクロイル
オキシプロピルメリメトキシシラン等がある。このビニ
ル系シランカップリング剤はポリプロピレン樹脂、ガラ
ス繊維とマイカとの混合物１００重量部に休して０゜３
〜５．０重量部の範囲で使用され添加量が０゜８重量部
未満であると機械的強度の向上はほとんど期待されず、
また５、０重量部を越えても物性の向上はほとんどなく
メリットはない。

また本発明で使用される有機過酸化物はラジカル発生剤
であり、その分解の半減期が１分で、かつ分解温度が約
１００℃以上のものである。その具体的な例としては過
酸化ベンゾイル、ジターシャリブチルパーオキサイド、
ジクミルパーオキサイド、ビスターシャリブチルパーオ
キシイソプロピルベンゼン、ブチルハイドロパーオキサ
イド、クメンハイドロパーオキサイド等があり、その添
加量はプロピレン樹脂、ガラス繊維とマイカとの混合物
１００重量部に対して０．１〜２．０重量部である。添
加量が０．１重量部未満であるとラジカルが少なく効果
がうすい。２．０重量部を越えるとラジカル過剰となり
ポリプロピレンの主鎖を切断し分子量の低下につながる
ので強度が落ち好ましくない。

また、本発明において使用される不飽和カルボン酸また
その誘導体としては、例えばイタコン酸、マレイン酸、
アクリル酸、無水イタコン酸、無水マレイン酸等があり
、特にイタコン酸、無水マレイン酸が好ましい。

この添加量はプロピレン樹脂、ガラス繊維とマイカの混
合物１００重量部に対して０．１〜３゜０重量部である
。不飽和カルボン酸はラジカルによるポリプロピレンの
主鎖切断を抑制するものであるが、添加量が０．１重量
部未満であるとその効果が少なく３．０重量部をこえて
も効果は増大せずメリットはない。

また、以上のような配合物を混合し、組成物とする方法
としては■型ブレンダ、タンブラ等を用いてポリプロピ
レン樹脂、ガラス繊維、マイカその他をよく混合し、そ
の混合物を各種押出機、ニーダ−、パンバリミキサ等の
混練時を用いて混練溶融する。溶融混練温度は１３０〜
２３０　”Ｃ１好ましくは２００〜２５０℃である。

尚、本発明の組成物には上記配合物以外にも熱劣化防止
剤、光安定剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料等を添加する
こともできる。

（作用）本発明のガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物には
有機シラン系化合物で処理されたガラス繊維、有機過酸
化物、ビニル系シランカップリング剤が混入されている
が、有機過酸化物から発生したラジカルによりビニル系
シランカップリング剤のビニル基とポリプロピレン樹脂
が結合し同時にビニル系シランカップリング剤が加水分
解され５ｌ−ＯＨとなりこれがガラス繊維に処理したア
ミノシラン等のアミノ基と反応したり、又ガラス繊維の
５ｌ−ＯＨと縮合反応を生じ、ポリプロピレン樹脂とガ
ラス繊維が結合し、ポリプロピレン樹脂とガラス繊維と
の接着性を高めることとなる。

また、マイカ及び不飽和カルボン酸を混入しているがマ
イカはポリプロピレン樹脂のソリを防止するためのもの
であるが、マイカだけを加えたのでは単なる挟雑物とな
り、耐衝撃性等の機械的物性を著しく低下させる。しか
し、ここでイタコン酸や無水マレイン酸等の不飽和カル
ボン酸又はその誘導体を加えるとラジカルによるポリプ
ロピレン樹脂の分子量の低下が抑えられ、またポリプロ
ピレン樹脂に不飽和カルボン酸が付加して、このガルポ
ン基とマイカとの間に化学結合が生じて衝撃強度の低下
が抑えられる。

以下、本発明の実施例を示す。

（実施例）ポリプロピレン樹脂（Ｂ２４０Ｐ　　三井石油化学社製
）７０重量％とアミノシラン処理した径１０μｍ１長さ
６ｍｍのチョツプドガラス繊維（４７５９日東紡績社製
）、１０〜２０重量％と金マイカ（スジライト２００Ｈ
Ｋ　　■クラレ社製）２０〜１０重量％からなる混合物
１００重量部に対してビニルトリメキシシラン（Ａ−１
７２日本ユニカー社製）０．４重量部、有機過酸化物と
してジクミルパーオキサイド（Ｄ−４０日本油脂社製）
０．８重量部、熱安定剤（ＢＰＩＯＩ　　住人化学社製
）０．１重量部と安定剤（スミライザＴＰＳ住友化学社
製）０．３重量部、イタコン酸（磐田化学社製）１．０
重量部、ステアリン酸カルシウム０．１重量部をタンブ
ラによって３０分間よく混合し、これを２軸押出機（池
貝鉄工ＰＣＭ−４５）によりホッパ側ダイ側にかけて１
３０〜２２０℃の温度でベレットを作った。これを射出
成形機Ｖ−１５（日本製鋼社製）により射出圧７５ｋｇ
／ｃｍ２（ゲージ圧）、温度１５０℃（ホッパー側）〜
２５０℃（ノズル側）、金型温度３０℃で試験片を成形
し機械的物性を測定した。

（比較例）また、実施例のそれぞれの場合において全て条件は同じ
にし、イタコン酸だけを配合しなかったものについても
同様に試験片を成形し機械的物性を測定した。

更にポリプロピレン樹脂（Ｂ２４０Ｐ三井石油化学社製
）の代わりにホモポリマーのポリプロピレン樹脂（Ｊ７
００三井石油化学社製）を用いガラス繊維（４７５９日
東紡績社製）を３０重量％にしてマイカを添加しなかっ
た他は全て同じ条件にし、同様に試験片を成形し機械的
物性を測定した。

以上の実施例、比較例のポリプロピレン樹脂、ガラス繊
維、マイカ、その他の配合を表２に測定結果を表２に示
す。

以　　下　　余　　白表表表１の配合及び表２の測定結果よりわかるように、不飽
和カルボン酸であるイタコン酸を添加しなかった比較例
１〜３は実施例１〜８よりもＭＦＲ（Ｍｅｌｔ　Ｆｌｏ
ｗ　Ｒａｔｅ　）値が大きく、これは分子量がより低い
ということを示しており、イタコン酸を添加することに
よってポリプロピレンの分子崩壊が抑えられていること
がわかる。

また、アイゾツト衝撃強さも、分子崩壊が抑えられるも
のほどより高い数値を示し、耐衝撃特性が改善されてい
ることがわかる。

また、ポリプロピレン樹脂としてホモポリマーを使用し
た比較例４ではホモポリマー特有の硬いがもろいという
特徴が出ており、引張強さや曲げ強さ、曲げ弾性率では
高い数値を示しているがアイゾツト衝撃強度の数値は低
く、実使用には適していない。

（効果）以上のようにポリプロピレン樹脂に所定量の有機シラン
系化合物で処理されたガラス繊維、マイカ、有機過酸化
物、ビニル系シランカツプリング剤そして不飽和カルボ
ン酸を配合することにより、ガラス繊維は有機シラン系
化合物で処理されており、ポリプロピレン樹脂が有機過
酸化物の発生したラジカルによってビニル系シランカッ
プリング剤に付加し、そこでガラス繊維とポリプロピレ
ンとの間のシランカップリングで接着され、更にマイカ
を添加することによってソリが防止されている。また、
不飽和カルボン酸を添加することにより、ポリプロピレ
ンの鎖がラジカルによって切断されるのが抑制され、分
子量の低下が防止されるので耐衝撃特性に優れたガラス
繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物が得られるという効
果を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

１、ポリプロピレン樹脂４０〜９０重量％と有機シラン
系化合物で処理されたガラス繊維３０〜５重量％とマイ
カ３０〜５重量％とからなる混合物１００重量部に対し
てビニル系シランカップリング剤０．３〜５．０重量部
、有機過酸物０．１〜２．０重量部及び不飽和カルボン
酸又はその誘導体０．１〜３．０重量部を配合してなる
ことを特徴とするガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂組
成物。