JPH0372669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は充填剤類を比較的高率で含有しながら
流動特性および機械的特性のバランスがすぐれ
た、新規な成形用樹脂組成物を提供することを目
的としたものである。 芳香族ポリスルホンは耐熱性、機械特性などに
優れた熱可塑性樹脂であり、これらの諸特性のゆ
えにエンジニアリングプラスチツクとして電気・
電子部品、航空機部品、自動車部品、衛生食品機
器部品、医療機器部品などに一部活用されてい
る。しかし芳香族ポリスルホンはまだまだ高価な
材料であると共に成形流動性が必ずしも十分でで
ないためにこれらを総合した経済性を要求される
部品類に本格採用されるにはいたつていない。特
に芳香族ポリスルホンには充填剤類を配合すると
その配合量の増加に応じて溶融粘度がさらに上昇
し、ある配合量以上ではもはや溶融ブレンドおよ
び溶融成形がむずかしいはかまたは不可能な組成
物になる。 そのため芳香族ポリスルホンを他の安価、かつ
流動性の良好な汎用熱可塑性樹脂、例えばビニル
重合体とブレンドする方法が種々提案されている
（例えば特公昭46−37896号公報、特公昭46−
37905号公報、特公昭47−31095号公報、特開昭47
−5581号公報、特開昭49−128048号公報など）。
しかし、これら芳香族ポリスルホンとビニル重合
体との配合物では芳香族ポリスルホンの有するす
ぐれた耐熱性や機械特性が十分に生かされておら
ず、耐熱性、成形加工性の両者のバランスを高度
に保持したものは得られていない。 一方、経済的に有利に高い耐熱性および優れた
加工性をもつ組成物を得るためにはこの芳香族ポ
リスルホンの使用をへらしても組成物に良好な耐
熱性を維持し得るブレンド用樹脂材料および充填
剤を選ぶことが重要である。特に、ブレンド用樹
脂材料としては芳香族ポリスルホン自体の高い熱
軟化温度を考慮して相互混和の工程中に熱分解、
熱時酸化、選択的溶融、凝集分離、層間分離など
の副作用を起こさないようなものを選ぶ必要があ
る。 このようなポリスルホン類から機械的特性に優
れた充填剤入り製品を製造するための常法は、押
出成形または射出成形工程を使用するものであ
る。しかしながら、多量の充填剤を用いる場合に
はこのような技術は実施できない（最大量は通
常、使用される充填剤の種類に依存する）ため、
能率のよくない圧縮成形および焼結成形技術を用
いる必要があるという不利がある。 そこで本発明者らは前記芳香族ポリスルホンの
流動特性改良について鋭意検討した結果、ポリフ
エニレンスルフイド（以下PPSと略称）樹脂を配
合すれば高率で充填剤類を含有させても溶融時流
動性および均一溶融ブレンド性の面において極め
て効果的、且つ機械的特性に優れた成形用組成物
が得られること、ただしPPS樹脂を多量に添加し
すぎると組成物の物理的性質の低下が著しくなり
好ましくないことを見い出し本発明に到達した。 すなわち本発明は重量比で、芳香族ポリスルホ
ン樹脂98〜75％に対し、PPS樹脂２〜25％の割合
で配合したもの100部に対し充填剤80〜180部を含
んで成る成形用樹脂組成物を提供するものであ
る。 本発明の組成物中におけるPPS樹脂は組成物の
溶融粘度を低下させる効果を有するとともに充填
剤類および芳香族ポリスルホンの両者に対して強
い親和性を有しているためではないかと推定され
るが、本発明の組成物中で充填剤類を組成物中に
均一分散させる効果を兼ね備えている。 本発明で用いられる芳香族ポリスルホンとは、
アルカリフエノレート基と、電子吸引性スルホン
基で活性化された芳香族ハロゲン基とを非プロト
ン性極性溶媒中で縮合反応させることにより得ら
れる形式の重合体であり、アリーレン結合（芳香
族結合）、エーテル結合およびスルホン結合の三
者を必須の結合単位とする線状重合体である。 例えば極めて代表的な例として次のような構造
式からなるものが挙げられる。 (1) ―〔Ｏ−φ−SO₂−φ―〕_o 例：ICI社“PES 500P” 例：UCC社“Udel Ｐ−1700” (3) ―〔Ｏ−φ−SO₂−φ−Ｏ−φ−Ｏ−φ―〕_o (5) ―〔Ｏ−φ−SO₂−φ−Ｏ−φ−φ―〕_o (6) ―〔Ｏ−φ−SO₂−φ−φ−SO₂−φ−Ｏ−φ
―〕_o (7) ―〔Ｏ−φ−SO₂−φ−Ｏ−φ−CH₂−φ―〕_o （但し上式中「−φ−」はｐ−フエニレン基を
示す。以下に於ても同様） これらの芳香族ポリスルホンは、例えば特公昭
40−10067号公報、特公昭42−7799号公報、特公
昭47−617号公報などに記載の方法によつて容易
に製造することができる。極めて代表的な市販品
としてインペリアルケミカルインダストリー社の
VICTREXがある。 本発明で芳香族ポリスルホンと併用使用される
代表的な充填剤類をその主たる役割で分類して列
挙すると次のようである。(a)補強材：ガラス繊
維、カーボン繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊
維、カーボンウイスカー、アスベスト繊維、石
綿、金属繊維など、(b)耐摩耗性向上剤：グラフア
イト、カーボンランダム、ケイ石粉、二硫化モリ
ブデン、フツ素樹脂など、(c)難燃性向上剤：三酸
化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウ
ムなど、(d)電気特性向上剤：クレー、マイカな
ど、(e)耐トラツキング向上剤：石綿、シリカ、グ
ラフアイト、(f)耐酸性向上剤：硫酸バリウム、シ
リカ、メタケイ酸カルシウム、(g)熱伝導度向上
剤：鉄、亜鉛、アルミニウム、銅などの金属粉
末、(h)その他：ガラスビーズ、ガラス球、炭酸カ
ルシウム、アルミナ、タルク、ケイ藻土、クレ
ー、カオリン、セツコウ、亜硫酸カルシウム、水
和アルミナ、マイカ、石綿、各種金属酸化物、無
機質顔料類など300℃以上で安定な合成および天
然の化合物類が含まれる。 本発明で用いられるPPS樹脂は一般式―〔Ph−
Ｓ―〕_oで表わされる。 ここで−ph−は−φ、−φ−SO₂−φ−、

【式】、−φ−CH₂−φ−、

【式】などであり、ＱはＦ，Cl，Brまた はCH₃、ｍは１〜４の整数を示す。 特に典型的なPPS樹脂は一般式―〔φ−Ｓ―〕_oで
示されるものあり、米国フイリツプスペトローリ
アム社より「ライトン」の商標で市販されてい
る。その製造方法は例えば米国特許第3354129号
およびそれに対応する特公昭45−3368に開示され
ている。それによると「ライトン」はＮ−メチル
ピロリドン溶媒中、160〜250℃、加圧条件下にCl
−φ−ClとNa₂S・H₂Oを反応させることによつ
て製造される。「ライトン」PPS樹脂は全く交又
結合のないものから部分的交又結合を有するもの
まで、各種重合度のものを後熱処理工程にかける
ことにより自由に製造することができ、目的の溶
融ブレンドに適正な溶融粘度特性を有するものを
任意に選択することができる。 本発明の組成物では芳香族ポリスルホン樹脂、
PPS樹脂、充填剤類が既述の範囲にあるように調
整される。 芳香族ポリスルホン樹脂／PPS樹脂複合系は高
温域において著しく低い溶融粘度を示す為に充填
剤類含量が上記範囲より少なければ射出成形や押
出成形が困難となり、また価格的にも利するとこ
ろが少なくなる。また逆に該範囲より多いと流動
性が不足してこの種の成形は困難となる。 またPPS樹脂の使用割合が上記範囲より多いと
本発明の組成物の機械的強度（特に、引張り強
度、伸度および耐衝撃強度）が低下するので、本
発明には適さない。またこの割合が該範囲より少
いと組成物の射出、押出成形は困難となる。 本発明の組成物を混合調整するにあたつては、
通常のゴムまたはプラスチツク類を溶融ブレンド
するのに用いられる装置、例えば熱ロール、バン
バリーミキサー、ブラベンダー、押出機などを利
用することができる。混合操作は均一な配合物が
得られるまで継続される。 混合温度は両樹脂配合系が溶融可能な温度以上
かつ配合系が熱分解し始める温度以下に設定され
るが、通常200〜400℃、好ましくは250〜350℃の
範囲から選択される。 本発明の組成物を混合調整するにあたつて、芳
香族ポリスルホン、PPS樹脂および充填剤類は
各々別々に溶融混合機に供給することが可能であ
り、またあらかじめこれら原料類を例えば乳鉢、
ヘンシエルミキサー、ボールミル、リボンブレン
ダーなどを利用して固体状態で予備混合してから
溶融混合機に供給することもできる。また本発明
の組成物において、芳香族ポリスルホン、PPS樹
脂および充填剤類の一括３者溶融ブレンドが溶融
混合機の性能上困難な場合には、芳香族ポリスル
ホンとPPS樹脂との親和性およびPPS樹脂と充填
剤類との親和性がともにすぐれていることから、
あらかじめPPS樹脂と充填剤類の２者を溶融ブレ
ンドしてマスターペレツトを製造し、続いてこの
マスターペレツトと芳香族ポリスルホンを溶融ブ
レンドするという２段ブレンド方式を採用すると
比較的容易に目的の均一組成物をることができ
る。 本発明の組成物は樹脂相が均一溶融し充填剤類
が均一分散した流動性のよいブレンド体を形成す
るので、生産性の高い成形方法である射出成形ま
たは押出成形を行なうことが可能であるが、無論
その他の圧縮成形、焼結成形などに適用してもな
んらさしつかえない。 また溶融ブレンド性能のすぐれたスクリユーシ
リンダーを備えた射出成形機、押出成形機などを
利用して成形物品を製造する場合は、あらかじめ
均一な溶融ブレンド組成物を別途調整しておくこ
とは必ずしも必要でなく、直接芳香族ポリスルホ
ン、PPS樹脂および充填剤類を別々にまたはそれ
らをドライブレンドしただけでスクリユーホツパ
ーに供給して、均一な組成の成形物品を１段で製
造することも可能である。 本発明の組成物を溶融成形して得られる成形物
品は、充填剤類の種類および量に応じて耐熱性、
機械特性、電気特性、摺動特性、耐溶剤性などの
すぐれた性質を有しており、多くの用途に活用す
ることができる。例えば電気・電子部品、航空機
部品、自動車部品、衛生食品機器部品、医療機器
部品、、事務機部品、給配水機器部品、特殊機器
部品、、摺動部材などに有用な組成物を配合設計
できる。 以下、実施例等をあげて本発明をさらに詳述す
る。なお、以下に示す％、比および部の値は特に
ことわらない限り重量による。 なお以下では次の略号を用いた。 500P：インペリアル・ケミカル・インダストリ
ー社商品芳香族ポリエーテルスルホン樹
脂粉末、VICTREX 500P。 Ｐ−４：フイリツプス・ペトローリアム社商品
PPS樹脂粉末、ライトンＰ−４。 実施例１および比較例１ 500P、Ｐ−４および充填剤類を表１の組成
（部）でドライブレンドしたのち、圧縮比3.0／１
のスクリユーを備えた40mm〓押出機（処理温度280
〜310℃）で溶融混練しながら押出す操作を行な
つて均一配合ペレツトを得た。 次に上記で得た均一配合ペレツトを通常の射出
成形機にかけて成形試験片を作成し（バレル温度
360℃、金型温度150℃）、物理的・熱的特性を測
定したところ表１のような結果が得られた。 この物性測定結果は本実施例組成物が芳香族ポ
リスルホンの有する諸特性を損わないで成形加工
性を改良した耐熱部材としてきわめてすぐれたも
のであることを示している。 このような優秀な物性バランスおよび経済的に
も有利な配合組成を有する部材が、高生産性の低
圧射出成形方式で容易に成形できるということは
画期的なことである。 実施例２〜４および比較例２〜５ 500P、Ｐ−４およびガラス繊維を表１の組成
（部）でドライブレンドしたのち、実施例１と同
様にして均一配合ペレツトを得た。 次に上記で得た均一配合ペレツトから実施例１
と同様に成形試験片を作成し物理的・熱的特性を
測定したところ表１のような結果が得られた。実
施例２および比較例２のデータを比較すればわか
るように、PPS配合量が少量であつても射出成形
時の射出圧力低下（流動性向上）の効果が顕著で
ある。さらにPPS添加量を増加させると溶融時粘
性がより低下して、それだけ射出成形が容易にな
る。しかし、比較例３のようにPPS樹脂含量が多
くなりすぎると引張強度、曲げ強度および耐衝撃
強度の面における物性低下が著しく、好ましくな
い影響がでてくる。 実施例 ５ 500P、Ｐ−４および炭素繊維〔東レ(株)製チヨ
ツプドフアイバー、３mm長〕を表１の組成でドラ
イブレンドしたのち、実施例１と同様にして均一
配合ペレツトを得、また成形試験片を作製し物理
的・熱的特性を測定したところ表１のようなすぐ
れた物性を有するものであつた。 実施例 ６ 500P、Ｐ−４、炭素繊維（実施例７で用いた
もの）およびグラフアイトを表１の組成でドライ
ブレンドしたのち実施例１と同様にして均一配合
ペレツトを得、それから成形試験片を作製し物理
的・熱的特性を測定したところ表１及び２のよう
なすぐれた物性を有するものであつた。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量比で、芳香族ポリスルホン樹脂98〜75
   ％、とポリフエニレンスルフイド樹脂２〜25％の
   割合で配合したもの100部に対し充填剤類80〜180
   部を含んで成る成形用樹脂組成物。