JPH05271542A - ポリフェニレンスルフィドを基材とする組成物 - Google Patents

ポリフェニレンスルフィドを基材とする組成物

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JPH05271542A
JPH05271542A JP5018733A JP1873393A JPH05271542A JP H05271542 A JPH05271542 A JP H05271542A JP 5018733 A JP5018733 A JP 5018733A JP 1873393 A JP1873393 A JP 1873393A JP H05271542 A JPH05271542 A JP H05271542A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 100 重量部のポリフェニレンスルフィドに対
して、10〜300 重量部のポリアミド、及び主要成分が水
酸化マグネシウムである20〜350 重量部の金属水酸化物
を含有する組成物。 【効果】 耐熱性、抗電流トラッキング性及び耐アーク
性を十分なレベルで同時に示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はポリフェニレンスルフィ
ドを基材とする組成物に関する。本発明はさらに詳しく
は、ポリフェニレンスルフィドを含有する改良された電
気特性を有する組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】ポリフェニレンスルフィド（以下、簡潔に
PPS という）は優れた熱安定性及び非常に良好な化学抵
抗を示し、このことは、PPS を電気的及び電子工学的用
途及び自動車工業において特に使用される部品の成型に
おいて適切な材料としている。しかしながら、電気的及
び電子工学的用途（遮断器、多極ロッド、遮断器バルブ
など）を要求するにおいて、材料は抗電流トラッキング
性及び耐アーク性という２種の電気特性の良好な妥協と
ともに耐熱性を兼ね備えているものが利用されなければ
ならない。試みは既になされていて、水酸化マグネシウ
ム及び任意成分としてガラス繊維を含むPPS を基材とす
る組成物（日本国特許出願公開第89-318068 号（宇部工
業））を提案することによって、この目的が達成されて
いる。これらの組成物は良好な耐熱性及び良好な耐アー
ク性を示すが、それらの抗電流トラッキング性は不十分
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性、抗
電流トラッキング性及び耐アーク性を十分なレベルで同
時に示すPPS を基材とする組成物を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は100
重量部のポリフェニレンスルフィドに対して：10〜300
重量部のポリアミド及び主要成分が水酸化マグネシウム
である20〜350 重量部の金属水酸化物を含有する組成物
に関する。本発明の組成物中に存在するポリフェニレン
スルフィド(PPS) は、少なくとも70モル％、好ましくは
少なくとも90モル％の下記式のP-フェニレンスルフィド
繰り返し単位を含むポリマーである。
【０００５】
【化１】
【０００６】少なくとも70モル％のP-フェニレンスルフ
ィド繰り返し単位を含むPPS は、本発明の組成物に十分
な熱安定性及び化学抵抗を与える。該PPS 中に存在する
30モル％未満の繰り返し単位は下記の構造式を有するも
のから選ばれてもよい。
【０００７】
【化２】
【０００８】本発明に適用することが可能なPPS の製造
方法は公知である。それらのすべてが使用され得る。１
つの方法は、アルカリ金属スルフィド（ほとんどの場
合、硫化ナトリウム水和物）を極性溶媒中で加熱して水
和水を除去し、次いでジハロゲン化芳香族化合物（特に
はP-ジクロロベンゼン）を添加し、高温で重合すること
を含む（例えば、米国特許第3,354,129 号（Phillips P
etroleum) を参照せよ)。得られたPPS の分子量は、酸
化後処理によって分岐した生成物を得るとか、あるいは
分子量を増加させるための剤（エステル、無水物、アル
カリ金属カルボキシレート及びスルホネートなど）の重
縮合混合物への添加によって線状の高分子量生成物を得
るという公知の方法で、増加させることができる。本発
明で使用することができるPPS の分子量は広範囲で変動
することが可能である。一般的には該PPS のメルトイン
デックスは、ASTM標準規格 D 1238-74T によって測定
し、5-kgの負荷下で温度315 ℃で、５g/10分〜10,000g/
10分、好ましくは10g/10分〜500g/10 分である。
【０００９】本発明で使用できるPPS は、本発明の組成
物の特性に対して有害ではない量で慣用の添加剤を含ん
でもよい。そのような添加剤として特に、例えばヒンダ
ードフェノール、チオエステル及びホスフィットのよう
な抗酸化剤及び熱安定剤、例えばレゾルシノール、ベン
ゾトリアゾール及びベンゾフェノンのような抗紫外線
剤、例えばアンチモン塩、アリールクロロホスフェート
及び塩素化パラフィンのような難燃剤、例えばグラファ
イト、モリブデンジスルフィド及びシリコーンのような
滑剤、例えば炭酸アルカリ金属塩のような腐蝕抑制剤、
例えば二酸化チタン及び硫化亜鉛のような顔料、例えば
燐酸の芳香族エステル及びミクロタルクのような加工
剤、例えば過酸化物のような架橋の程度を調節する剤、
例えばチオホスフィン酸の金属塩のような架橋促進剤、
例えばジアルキル錫ジカルボキシレートのような架橋抑
制剤、例えばオレフィン及びα、β−不飽和カルボン酸
のグリシジルエステルから誘導される弾性共重合体のよ
うな耐衝撃性改良剤などが挙げられる。
【００１０】本発明の組成物はまた、ポリアミド（以
下、PAと呼ぶ) を含有する。このポリアミドは一般に、
一方が脂肪族、脂環式及び芳香族アミン、他方が脂肪
族、脂環式及び芳香族ジカルボン酸から誘導されるポリ
アミド類から選ばれる。使用され得るアミンの例とし
て、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、
ドデカメチレンジアミン、2,2,4-及び2,4,4-トリメチル
ヘキサメチレンジアミン、1,3-及び1,4-ビス（アミノメ
チル）−シクロヘキサン、ビス（p-アミノシクロヘキシ
ルメタン) 、m-キシリレンジアミン及びp-キシリレンジ
アミンがある。使用されうる酸の例として、アジピン
酸、スベリン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸及びテ
レフタル酸がある。それらはまた、これらの酸のハライ
ドまたはジアルキルエステル、例えば6-アミノカプロン
酸、6-アミノカプリル酸、6-アミノラウリン酸、11- ア
ミノウンデカン酸及び12- アミノドデカン酸といったア
ミノカルボン酸、またはその他、例えばε- カプロラク
タム及びω- ドデカラクタムといったこれらの酸から誘
導されるラクタムから誘導されるPAであってもよい。
【００１１】これらのPAは１種以上のアミンまたは１種
以上の酸から誘導されてもよく、異なるPAの混合物がま
た使用されてもよい。使用され得るPAの例として、ポリ
ヘキサメチレンアジパミド（ナイロン66) 、ポリヘキサ
メチレンセバカミド（ナイロン610)、ポリカプラミド
（ナイロン6)及びポリドデカンアミド（ナイロン12) 、
及びm-キシリレンジアミンとアジピン酸との縮合反応に
よって得られるPA(PAMXD6)である。好ましいPAはナイロ
ン66及びPAMXD6である。本発明の組成物は一般に、100
重量部のPPS に対して10〜300 重量部のPA、好ましくは
100 重量部のPPS に対して25〜250 重量部のPAを含む。
PPS がPPS とPAとの混合物の連続相を形成すべきことが
望ましい場合には、例えば本発明の組成物の耐熱性をよ
り高い値に維持する目的で、組成物は一般に100 重量部
のPPS に対して25〜95重量部のPA、好ましくは100 重量
部のPPS に対して35〜80重量部のPAを含む。
【００１２】本発明の組成物はまた、主要成分が水酸化
マグネシウムである金属水酸化物を含む。“金属水酸化
物" とは本明細書中以下、その主要成分が水酸化マグネ
シムであるものを示すことを意図し（より簡潔に以下で
その主要成分にのみ関して水酸化マグネシムと呼ぶ）、
すなわち、50重量％を越えるMg(OH)2 、好ましくは90重
量％を越えるMg(OH)2 を含み、存在してもよい他の水酸
化物が例えば水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム及
び水酸化バリウム、またはそれらの混合物である化合物
である。ブルサイト(brucite) またはネマライト(nemal
ite)のような天然の水酸化マグネシウム、あるいは例え
ばマグネシウム塩の電気分解によって、または水酸化カ
リウムもしくは水酸化ナトリウムを使用したマグネシウ
ム塩の沈澱によって得られた合成水酸化マグネシウムを
使用することが可能である。この金属水酸化物は粉末、
顆粒または繊維の形状であってよい。良好の結果は該金
属水酸化物が実質的に水酸化マグネシウムからなる時に
得られる。
【００１３】本発明の組成物は一般に、100 重量部のPP
S に対して20〜350 重量部の金属水酸化物、好ましくは
100 重量部のPPS に対して50〜200 重量部の金属水酸化
物を含む。最良の結果は、上記組成物が100 重量部のPP
S に対して75〜150 重量部の金属水酸化物を含む時に得
られる。本発明の好ましい実施態様では、PPS 、PA及び
金属水酸化物に基づく組成物がさらに100 重量部のポリ
フェニレンスルフィドに対して20〜500 重量部の繊維強
化剤を含む。この材料の組み込みは、PPS の熱機械的及
び化学的性能を高い値に維持する効果を有する。本発明
で使用される繊維強化剤の例として、ガラス繊維、石綿
繊維、金属カーバイドまたは硼化物繊維、アルミナ、ジ
ルコニア及びシリカ繊維、石膏繊維、アラミド繊維など
が挙げられる。これらの繊維は一般に、約30μm を越え
ない、好ましくは0.5 〜20μm の直径、及び約15mmを越
えない、好ましくは1 〜10mmの長さを有する。
【００１４】この繊維強化剤はまた、ホイスカーの類に
属してもよく、それらは限られた直径を有するねじ山型
の単繊維である: 本発明で使用することができるホイス
カーの例として、チタン酸カリウム、シリコンカーバイ
ド、シリコン窒化物、硼素及び同様のホイスカーが挙げ
られる。これらのホイスカーは一般に0.1 〜３μm 、好
ましくは0.1 〜２μm の直径、及び100 μm を越えな
い、好ましくは10〜20μm の長さを有する。好ましい繊
維強化剤はガラス繊維及びアラミド繊維である。特に非
常に好ましい繊維強化剤はガラス繊維からなり、任意に
慣用のカップリング剤で処理されているものである。シ
ランはこのような剤として挙げられる。使用できるガラ
ス繊維の例は、Vetrotex P388 、P327、5145、Silenka
8087及び8045及びOCF CS R23DX1 及びR17BX1の名前で販
売されているガラス繊維である。本発明の組成物は好ま
しくは、100 重量部のPPS に対して25〜250 重量部の繊
維強化剤を含む。最良の結果は、該組成物が100 重量部
のPPS に対して90〜220重量部の繊維強化剤を含む時に
得られる。
【００１５】本発明の組成物の必須成分であるPPS 、P
A、金属水酸化物及び適切な場合には繊維強化剤の他
に、該組成物はまた任意に、それらの特性に対して有害
でない量で、 −ウオラストナイト、タルク、マイカ、クレー、カオリ
ン、ベントナイト、カルシウム及びマグネシウムの炭酸
塩及び硫酸塩、リン酸マグネシウム、バロチーニ、二酸
化チタン、アルミナなどのような他の充填剤； −ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエステル、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミ
ド、ポリフェニレンエーテル、フルオロポリマー、ポリ
オレフィン、ポリスチレン、ポリアルキルアクリレート
などのような他の熱可塑性ポリマー； −フルオロエラストマー、シリコーン、オレフィンゴ
ム、アクリルゴム、ブチルゴムなどのようなエラストマ
ーを含んでもよい。 加工を容易にする他の光、熱及び酸化安定剤、難燃剤、
染料、顔料、滑剤及び成型品の取出し剤を組み込むこと
がさらに可能である。本発明の組成物のPA成分のための
慣用の核剤、例えばタルク、及びアルカリ金属及びアル
カリ土類金属のリン酸塩を組み込むことがまた可能であ
る。
【００１６】本発明の組成物は、それらの構成成分の完
全な且つ均一な混合物を確実にする公知の技術のいずれ
によっても製造することができる。よってPPS 、PA、金
属水酸化物及びもし適切であれば繊維強化剤及び任意成
分としての他の成分及び添加剤は乾式混合されて、その
後溶融ブレンドされてもよい。Henschel、Loedige 、Dy
osna及びその他の会社によって販売されているリボンブ
レンダー、タンブルブレンダー及びファーストミキサー
といったいずれのミキサーも、そのドライブレンドを作
るために使用されてよい。Troester、Banbury 及びその
他の会社によって販売されている外部タイプのミキサー
あるいは内部タイプのミキサーが、同等によく溶融ブレ
ンディングを実施するのに使用され得る。しかしながら
技術的及び経済的理由から、内部タイプのミキサーで作
業することが好ましく、より詳しくは内部タイプミキサ
ーの１つの種類をなすエクストルーダーが好ましい。
【００１７】本発明の組成物は、プラスチックの加工に
おける任意の慣用の方法によって、より詳しくは射出成
型によって加工されることが可能である。これらの組成
物は、耐熱性、抗電流トラッキング性及び耐アーク性の
優れた妥協を示す、例えば遮断器、多極ロッド、遮断器
バルブ、電気部品キャビネットなどのようなあらゆる種
類の形の物体及びより詳しくは射出成型される物体の製
造に適している。次の例は本発明を説明するために利用
される。例１〜３及び７は本発明に従って実施された。
例４Ｒ、５Ｒ及び６Ｒは比較のために示される。
【００１８】例 組成物を乾式混合及びその後のブレンディングによっ
て、280 ℃で二軸スクリューウェルナー& フレイデラー
(Werner & Pfleiderer)ZSK-40 エクストルーダーで、下
記表１に挙げられたその基本成分を該表にまた示される
量で使用し、製造した。押出されたリードを慣用の方法
で粗砕し、得られた顆粒をNetstall 150T プレスで、12
5mm ×125mm ×４mmのシートへ射出成型した。CEI 標準
試験法112 の条件に基づいて組成物の抗電流トラッキン
グ性値(CTI)を測定するために、これらのシートを使用
した。その結果を下記表１に示す。これらのシートをま
たASTM標準規格D495の条件に基づいて組成物の耐アーク
性(Rarc ) を測定するために使用した。その結果を下記
表１に示す。最後に、180 ℃で2,000 時間を経た試験片
でその引張強さ（ASTM標準規格D638に従って測定した)
の損失を評価することによって、組成物の耐熱性を査定
した。その結果を下記表１に示す。
【００１９】
【表１】 ─────────────────────────────────── 例 1 2 3 4R 5R 6R 7 ─────────────────────────────────── PPS(a) 20 20 10 35 35 20 24 (重量%)(1) ─────────────────────────────────── PA MXD6(b) 15 - 25 - - 15 - ─────────────────────────────────── PA 66(c) - 15 - - - - 16 (重量%)(1) ─────────────────────────────────── GF(d) 40 40 40 40 40 40 40 (重量%)(1)(2) ─────────────────────────────────── Mg(OH)2 25 25 25 25 - - 20 (重量%)(1)(2) ─────────────────────────────────── CaCO3 - - - - 25 25 - (重量%)(1)(2) ─────────────────────────────────── CTI(V) 600 600 600 275 200 300 600 ─────────────────────────────────── R arc (s) 132 136 110 183 5 10 98 ─────────────────────────────────── 180 ℃2000時間を 10% 10% 20% 0% 0% 10% 10% 経た後の引張強さの 未満 未満 未満(3) 未満 未満 損失 ─────────────────────────────────── (1) 組成物の全重量に対する (2) すべての例において、熱可塑性成分(PA 及び／また
はPPS)の全重量に対して同一の重量％ (3) 160 ℃において (a) 商品名T1でTohpren から販売されている (b) 数平均分子量: 約15,500 (c) BASFの製品: ウルトラミドA-4H(Ultramid A-4H) (d) Vetrotex製品 EC 10 4.5mm P327
【００２０】これらの結果は、本発明の組成物が要求さ
れる３種の特性の最良の妥協を示すことを表している。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 100 重量部のポリフェニレンスルフィド
    に対して、10〜300重量部のポリアミド、及び主要成分
    が水酸化マグネシウムである20〜350 重量部の金属水酸
    化物を含有する組成物。
  2. 【請求項２】 該ポリアミドがアジピン酸とm-キシリレ
    ンジアミンとの重縮合から得られることを特徴とする、
    請求項１に記載の組成物。
  3. 【請求項３】 該ポリアミドがポリヘキサメチレンアジ
    パミドであることを特徴とする、請求項１に記載の組成
    物。
  4. 【請求項４】 該金属水酸化物が実質的に水酸化マグネ
    シウムからなることを特徴とする、請求項１から３のい
    ずれか１項に記載の組成物。
  5. 【請求項５】 100 重量部のポリフェニレンスルフィド
    に対して、25〜95重量部のポリアミドを含有することを
    特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の組
    成物。
  6. 【請求項６】 100 重量部のポリフェニレンスルフィド
    に対して、50〜200重量部の金属水酸化物を含有するこ
    とを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載
    の組成物。
  7. 【請求項７】 100 重量部のポリフェニレンスルフィド
    に対して20〜500 重量部の繊維強化剤をさらに含有する
    ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記
    載の組成物。
  8. 【請求項８】 該繊維強化剤がガラス繊維からなること
    を特徴とする、請求項７に記載の組成物。
  9. 【請求項９】 100 重量部のポリフェニレンスルフィド
    に対して25〜250 重量部の繊維強化剤を含有することを
    特徴とする、請求項７または８に記載の組成物。
  10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれか１項に記載
    の組成物を成型することによって形成された物品。
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