JPH0586294A - ポリオルガノシロキサン組成物 - Google Patents
ポリオルガノシロキサン組成物Info
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Abstract
ノシロキサン組成物を提供することにある。 【構成】 (A)ポリオルガノシロキサンと(B)スチレン
系モノマーと1分子中に少なくとも1個のラジカル反応
性の不飽和基を有するポリオルガノシロキサンマクロモ
ノマーとの共重合体とからなり、該(B)成分が前記(A)
成分中に非連続状に分散されていることを特徴とする、
ポリオルガノシロキサン組成物。
Description
組成物に関するものであり、詳しくは熱可塑性樹脂の物
理特性改質用添加剤として好適とされるポリオルガノシ
ロキサン組成物に関する。
れるポリオルガノシロキサンは熱可塑性樹脂に金型離型
性,寸法安定性等の成形加工性を付与するための添加
剤、あるいは熱可塑性樹脂成形品に表面潤滑性,耐衝撃
性等の機能を付与するための添加剤として広く使用され
始めた。ところが、これら従来のポリオルガノシロキサ
ンは、熱可塑性樹脂の中に微細な形態で均一に分散させ
ることが困難であった。そのためポリオルガノシロキサ
ンを添加配合してなる熱可塑性樹脂成形品は、その表面
に層状剥離現象が発生したり、機械的強度の低下や機械
的強度のばらつきが発生するなど多くの欠点があった。
を解消するために鋭意研究した結果、ポリオルガノシロ
キサンに特定の化合物を分散させてなるポリオルガノシ
ロキサン組成物が熱可塑性樹脂の中に均一に分散するこ
とを見出し本発明に到達した。即ち、本発明の目的は熱
可塑性樹脂への分散性に優れたポリオルガノシロキサン
組成物を提供することにあり、これを、熱可塑性樹脂の
物理特性改質用添加剤として適用した場合、潤滑性,機
械強度等優れた特性を付与することのできるポリオルガ
ノシロキサン組成物を提供することにある。
は、(A)ポリオルガノシロキサン100重量部と(B)ス
チレン系モノマーと1分子中に少なくとも1個のラジカ
ル反応性の不飽和基を有するポリオルガノシロキサンマ
クロモノマーとの共重合体1〜200重量部とからな
り、該(B)成分が前記(A)成分中に非連続状に分散さ
れていることを特徴とする、ポリオルガノシロキサン組
成物に関する。
る(A)成分のポリオルガノシロキサンは、本発明の組成
物においてベースポリマとなるものである。かかるポリ
オルガノシロキサンとしては、シリコーンオイルとかシ
リコーンガムと称される末端がR1 3SiO1/2単位(た
だし、R1は置換もしくは非置換の1価炭化水素基また
は水酸基を示す)から成り、末端以外のシロキサン単位
がR2 2SiO単位(ただし、R2 は置換または非置換の
1価炭化水素基を示す)からなる直鎖状のポリオルガノ
シロキサン、これらのポリオルガノシロキサン単位に加
えて微量の R2aSiO4-a/2(ただし、R2は前記と同
じであり、aは0または1である)からなる、分岐状の
ポリオルガノシロキサンがある。またR1 3SiO1/2単
位(式中、R1は前記と同じである)とR2aSiO
4-a/2単位(式中、R2とaは前記と同じである)からな
り、(R1+R2)/Si=1.0〜1.9である通常シリ
コーンレジンと称されるものがある。ここで、このポリ
オルガノシロキサンに結合する有機基R1およびR2とし
ては、メチル基,エチル基,プロピル基等のアルキル
基;ビニル基,アリル基等のアルケニル基;フェニル基
等のアリール基;β−フェニルエチル基等のアラルキル
基およびこれらの水素原子の一部が塩素原子,フッ素原
子,ニトリル基等で置換されたものが例示される。この
うちR1およびR2中の90モル%以上がメチル基である
ことが好ましく、R1 の全てがメチル基であることがさ
らに好ましい。
周知の方法で合成することができ、その形態,重合度は
特に限定されない。かかるポリオルガノシロキサンとし
ては両末端トリメチルシロキシ基封鎖のポリジメチルシ
ロキサン,両末端ジメチルハイドロオキシシロキシ基封
鎖のポリジメチルシロキサン,両末端トリメチルシロキ
シ基封鎖のメチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキ
サン共重合体,両末端トリメチルシロキシ基封鎖のジフ
ェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体,両末
端トリメチルシロキシ基封鎖のジメチルシロキサン・メ
チルビニルシロキサン共重合体,両末端ジメチルビニル
シロキシ基封鎖のジメチルシロキサン,両末端ジメチル
ビニルシロキシ基封鎖のジメチルシロキサン・メチルビ
ニルシロキサン共重合体等が例示される。
スチレン系モノマーと1分子中に少なくとも1個のラジ
カル反応性の不飽和基を有するポリオルガノシロキサン
マクロモノマーとの共重合体である。ここでスチレン系
モノマーとは、スチレンモノマーを主成分とするモノマ
ーを意味し、これにはスチレンおよびこのスチレンと共
重合可能なモノマーおよびこれらの混合物が含まれる。
スチレンと共重合可能なモノマーとしては、例えば、メ
タクリル酸メチル,メタクリル酸エチル,メタクリル酸
ブチル等のメタクリル酸エステル;アクリル酸メチル,
アクリル酸エチル,アクリル酸ブチル等のアクリル酸エ
ステル;アクリロニトリル等が例示される。また、ラジ
カル反応性の不飽和基を有するポリオルガノシロキサン
マクロモノマーとしては、分子鎖片末端にメタクリロキ
シプロピル基,アリル基,ビニルベンジル基を有するポ
リオルガノシロキサンおよび分子鎖両末端にメタクリロ
キシプロピル基,アリル基,ビニルベンジル基を有する
オルガノポリシロキサンが例示される。この共重合体の
分子構造としては、スチレン系ポリマーにより構成され
るブロックとポリオルガノシロキサンにより構成される
ブロックが直鎖状に結合した共重合体(以下、ブロック
共重合体という)、あるいはこれらが分岐鎖状に結合し
た共重合体(以下、グラフト共重合体という)がある。
ここで、スチレン系ポリマーにより構成されるブロック
は、これを構成する1種類以上のモノマーの内、必ずス
チレンモノマーを含むものであるが、そのブロックの長
さは1〜1000の範囲内が好ましく、10〜800の
範囲内がより好ましい。またその配列,ブロックの構造
等は特に限定されない。ポリオルガノシロキサンにより
構成されるブロックは、そのブロックの長さが1〜20
00の範囲内が好ましく、10〜1000の範囲内がよ
り好ましい。さらに、この共重合体において、スチレン
系モノマーにより構成されるブロックとポリオルガノシ
ロキサンにより構成されるブロックとの比率は重量比で
1:99〜99:1の範囲内が好ましく、25:75〜
95:5の範囲内がより好ましい。
合法、ラジカル重合法等によって容易に製造することが
できる。例えば、公知の方法に従ってラジカル反応性の
不飽和基を有する直鎖状のポリシロキサンマクロモノマ
ーを合成し、次いで、このマクロモノマーとスチレン系
モノマーをラジカル反応用触媒の存在下にラジカル反応
させる方法,スチレン系モノマーをアニオン重合し、続
いて、これにラジカル反応性の不飽和基を有する線状の
ポリシロキサンマクロモノマーを添加しアニオン重合す
る方法がある。
リオルガノシロキサン中に非連続状に分散している必要
があり、通常は粒状粒子あるいは塊状粒子として分散さ
れている。これには(B)成分の共重合体中のポリオルガ
ノシロキサン成分は(A)成分のポリオルガノシロキサン
と類似の化学構造を有することが好ましい。例えば、
(A)成分のポリオルガノシロキサンがポリジメチルシロ
キサンである場合には(B)成分のポリオルガノシロキ
サンブロックはポリジメチルシロキサンであることが好
ましく、また(A)成分のポリオルガノシロキサンがフェ
ニルメチルポリシロキサンである場合は、(B)成分のポ
リオルガノシロキサンブロックはフェニルメチルポリシ
ロキサンであることが好ましい。また、本発明の組成物
をスチレン系樹脂(スチレン系母樹脂)の物理特性改質
用添加剤として使用する場合は、(B)成分のスチレン系
ポリマーのブロックは、スチレン系母樹脂と類似の化学
構造を有するものであることが好ましい。例えば、この
母樹脂がスチレン・メチルメタクリレート共重合体であ
る場合には、(B)成分のスチレン系ポリマーのブロック
はスチレン・メチルメタクリレート共重合体であること
が好ましい。
00重量部に対して1〜200重量部であり、好ましく
は10〜100重量部である。ここで(A)成分100重
量部に対して(B)成分が200重量部未満になると(B)
成分は(A)成分中に微細に分散して島状態を形成し、一
種の自己乳化状態を形成する。(B)成分の量が200重
量部を超えると逆に(A)成分が(B)成分中に分散した島
状態をとり、これを母樹脂中に添加する際、不具合を生
じるためである。(B)成分のこの分散粒子の大きさは
(A)成分のポリオルガノシロキサンの粘度、種類、(B)
成分の種類に依存する。例えば、(A)成分がポリジメチ
ルシロキサンであり、(B)成分がポリスチレン・ポリジ
メチルシロキサンブロック共重合体である場合にはサブ
ミクロンのオーダーである。この自己乳化状態は安定
で、室温下で長期間保存しても分散粒子径の変化や相分
離等は見られない。こうした乳化状態を形成するための
方法としては(B)成分の共重合体が溶融し、十分な流動
性を有するのに必要な温度、すなわち200℃以上に反
応系を加熱し、この状態で高いせん断を加えることによ
って可能となる。このような装置としては高温での運転
が可能な乳化機を使用したバッチ方式や、押出し機を用
いて連続的に製造する方式などが採用される。
使用する場合には、母樹脂に対し数重量部添加するのが
一般的であるが、押し出しあるいは射出成形時に添加
し、これを溶融混練する際、相転移が起こり、(A)成分
のポリオルガノシロキサンが分散相を形成する。またこ
の際、(B)成分は(A)成分と母樹脂の界面に存在し一種
の界面活性材として作用して母樹脂とポリオルガノシロ
キサン相間の界面張力を低減するため、ポリオルガノシ
ロキサン相の分散粒子径は単にポリオルガノシロキサン
を添加した場合に比べ、極めて微細となり、また、分散
速度が向上する。即ち、同じせん断条件においては、単
にポリオルガノシロキサンを添加した場合に比べより速
く分散が進行し、また、より低いせん断条件でより高い
分散性を得ることが可能となる。
中、粘度は25℃における値であり、csはセンチスト
ークスである。
ロキサン 22.5gをテトラヒドロフラン(THF)2
2.5g に溶解し、次いで、この溶液に15重量%のn
−ブチルリチウムを含むヘキサン溶液 1.7mlを加
え、室温にて4時間攪拌して、反応させた。しかる後、
これに酢酸180mgを加え反応を終了した。得られた反
応混合物から未反応のヘキサメチルトリシロキサンとT
HFを減圧蒸留して除去した後、これを濾過し、透明な
油状物を得た。次に、この油状物20gにメタクリロキ
シプロピルジメチルクロロシラン0.71gとトリエチ
ルアミン0.49gを加え、室温にて1時間攪拌した
後、これを濾過した。未反応物を減圧条件下に加熱する
ことにより除去し、分子鎖片末端にメタクリロキシプロ
ピル基を有し、もう一方の片末端にジメチル(n−ブチ
ル)シロキシ基を有するジメチルポリシロキサン[αー
メタクリロキシプロピル、ω−(n−ブチル)ジメチル
シロキシ−ポリジメチルシロキサン]を得た。次に、上
記で得られたジメチルポリシロキサン20g、スチレン
モノマー20g、アゾイソブチロニトロル40mgをトル
エン100mlに溶解した。このトルエン溶液を窒素気
流下、80℃に加熱されたトルエン100ml中に滴下
した。滴下終了後、さらに80℃にて4時間攪拌して反
応させた。反応終了後、反応混合物を大過剰のメタノー
ル中に投入し、白色の沈澱物を得た。これをメタノール
で洗浄後、常温にて乾燥し、スチレンモノマーとポリジ
メチルシロキサンマクロモノマーとの共重合体(以下、
共重合体(a)という)を得た。この共重合体(a)をゲル
パーミェーションクロマトグラフィー・赤外吸収スペク
トル分析装置を使用して分析したところ、この共重合体
(a)はポリシロキサン鎖とポリジメチルシロキサン鎖か
らなる共重合体であることが判明した。
90gおよび参考例1で得られた共重合体(a)10gを
200mlビーカーに入れ200℃に加熱した。これに
ホモミキサー[特殊機化工業(株)製]の作動部分を浸
せきし、3000rpmにて30分間攪拌してポリジメ
チルシロキサン組成物を調製した。この組成物は乳白色
油状物であった。この組成物 1.0gに粘度100cs
のポリジメチルシロキサン200gを加えて、200倍
に希釈した。次いで、共重合体(a)の粒子径を粒度分布
測定装置(コールター電子社製"コールター:モデルN
4MD")を用いて測定した。また上記白色の油状物を
室温にて1カ月間放置した後、その外観、分散粒子径を
上記と同様にして測定した。この結果を後記する表1に
示した。
ポリスチレン樹脂[旭化成工業株式会社製スタイロン6
66]を使用した以外は実施例1と同様にしてポリジメ
チルシロキサン組成物を調製した。この組成物の特性を
実施例1と同様にて評価した。この結果を後記する表1
に併記した。
50gおよび参考例1で得られた共重合体(a)50gを
200mlビーカーに入れ200℃に加熱した。これに
ホモミキサー[特殊機化工業(株)製]の作動部分を浸
せきし、3000rpmにて30分間攪拌してポリジメ
チルシロキサン酸組成物を調製した。この組成物は乳白
色油状物であった。この組成物 1.0gに粘度100c
sのポリジメチルシロキサン200gを加えて、200
倍に希釈した。次いで、共重合体(a)の粒子径を粒度分
布測定装置(コールター電子社製"コールター:モデル
N4MD")を用いて測定した。また上記白色の油状物
を室温にて1カ月放置した後、その外観、分散粒子径を
上記と同様にして測定した。この結果を後記する表1に
併記した。
25gおよび参考例1で得られた共重合体(a)75gを
200mlビーカーに入れ200℃に加熱した。これに
ホモミキサー[特殊機化工業(株)製]の作動部分を浸
せきし、3000rpmにて30分間攪拌してポリジメ
チルシロキサン組成物を調製した。この組成物は乳白色
油状物であった。この組成物 1.0gに粘度100cs
のポリジメチルシロキサン200gを加えて、200倍
に希釈した。次いで、共重合体(a)の粒子径を粒度分布
測定装置(コールター電子社製"コールター:モデルN
4MD")を用いて測定した。また上記白色の油状物を
室温にて1カ月放置した後、その外観、分散粒子径を上
記と同様にして測定した。この結果を後記する表1に併
記した。
ン90gおよび参考例1で得られた共重合体(a)10g
を200mlビーカーに入れ200℃に加熱した。これ
にホモミキサー[特殊機化工業(株)製]の作動部分を
浸せきし、3000rpmにて30分間攪拌してポリジ
メチルシロキサン組成物を調製した。この組成物は乳白
色油状物であった。この組成物 1.0gに粘度100c
sのポリジメチルシロキサン200gを加えて、200
倍に希釈した。次いで、共重合体(a)の粒子径を粒度分
布測定装置(コールター電子社製"コールター:モデル
N4MD")を用いて測定した。また上記白色の油状物
を室温にて1カ月放置した後、その外観、分散粒子径を
上記と同様にして測定した。この結果を後記する表1に
併記した。
25.5gおよび参考例1で得られた共重合体(a)4.5
gを30mlのブラベンダープラスチコーダーに入れ2
20℃、100rpmの条件下にて10分間加熱混合し
ジメチルシロキサン組成物を調製した。この組成物の特
性を実施例1と同様にして測定した。これらの結果を後
記する表1に併記した。
(製)スタイロン666]21gおよび実施例5で得られ
たポリジメチルシロキサン組成物(c) 8.05gをブラ
ベンダープラスチコーダー(30ml)に入れ、220
℃、100rpmの条件下にて10分間加熱混合した。
得られた混合物を液体窒素で冷却後、これをハンマーで
破壊した。この破壊物をn−ヘキサン中に2時間浸せき
し、その破断面を走査型電子顕微鏡にて観察し、ポリス
チレン樹脂中に分散したポリジメチルシロキサン組成物
の分散粒子径を測定した。この測定結果を後期する表2
に示した。尚、この方法においては破断面においてポリ
スチレン樹脂中に分散したポリジメチルシロキサン組成
物の分散相からポリジメチルシロキサン組成物成分が溶
出するため、溶出した残りの穴の大きさを測定して分散
粒子径が求められる。
組成物(c)の代わりに粘度100万csのポリジメチル
シロキサン7gおよび共重合体(a)1.05gを使用し
た以外は実施例6と同様にしポリスチレン樹脂組成物を
得た。この組成物中に分散したポリジメチルシロキサン
組成物の分散状態を実施例1と同様にして測定した。こ
れらの測定結果を表2に併記した。
は、(A)ポリオルガノシロキサン100重量部と(B)ス
チレン系モノマーと1分子中に少なくとも1個の不飽和
基を有するポリオルガノシロキサンマクロモノマーとの
共重合体1〜200重量部とからなり、該(B)成分が前
記(A)成分中に非連続状に分散されているため、これを
熱可塑性樹脂添加配合した場合、熱可塑性樹脂中に微細
かつ安定に分散させることができるという特徴を有す
る。
ロキサン 22.5gをテトラヒドロフラン(THF)2
2.5g に溶解し、次いで、この溶液に15重量%のn
−ブチルリチウムを含むヘキサン溶液 1.7mlを加
え、室温にて4時間攪拌して、反応させた。しかる後、
これに酢酸180mgを加え反応を終了した。得られた反
応混合物から未反応のヘキサメチルトリシロキサンとT
HFを減圧蒸留して除去した後、これを濾過し、透明な
油状物を得た。次に、この油状物20gにメタクリロキ
シプロピルジメチルクロロシラン0.71gとトリエチ
ルアミン0.49gを加え、室温にて1時間攪拌した
後、これを濾過した。未反応物を減圧条件下に加熱する
ことにより除去し、分子鎖片末端にメタクリロキシプロ
ピル基を有し、もう一方の片末端にジメチル(n−ブチ
ル)シロキシ基を有するジメチルポリシロキサン[αー
メタクリロキシプロピル、ω−(n−ブチル)ジメチル
シロキシ−ポリジメチルシロキサン]を得た。次に、上
記で得られたジメチルポリシロキサン20g、スチレン
モノマー20g、アゾイソブチロニトロル40mgをトル
エン100mlに溶解した。このトルエン溶液を窒素気
流下、80℃に加熱されたトルエン100ml中に滴下
した。滴下終了後、さらに80℃にて4時間攪拌して反
応させた。反応終了後、反応混合物を大過剰のメタノー
ル中に投入し、白色の沈澱物を得た。これをメタノール
で洗浄後、常温にて乾燥し、スチレンモノマーとポリジ
メチルシロキサンマクロモノマーとの共重合体(以下、
共重合体(a)という)を得た。この共重合体(a)をゲル
パーミェーションクロマトグラフィー・赤外吸収スペク
トル分析装置を使用して分析したところ、この共重合体
(a)はポリスチレン鎖とポリジメチルシロキサン鎖から
なる共重合体であることが判明した。
25gおよび参考例1で得られた共重合体(a)75gを
200mlビーカーに入れ200℃に加熱した。これに
ホモミキサー[特殊機化工業(株)製]の作動部分を浸
せきし、3000rpmにて30分間攪拌してポリジメ
チルシロキサン組成物を調製した。この組成物は乳白色
油状物であった。この組成物 1.0gに粘度100cs
のポリジメチルシロキサン200gを加えて、200倍
に希釈した。次いで、共重合体(a)の粒子径を粒度分布
測定装置(コールター電子社製"コールター:モデルN
4MD")を用いて測定した。また上記白色の油状物を
室温にて1カ月放置した後、その外観、分散粒子径を上
記と同様にして測定した。この結果を後記する表1に併
記した。
ン90gおよび参考例1で得られた共重合体(a)10g
を200mlビーカーに入れ200℃に加熱した。これ
にホモミキサー[特殊機化工業(株)製]の作動部分を
浸せきし、3000rpmにて30分間攪拌してポリジ
メチルシロキサン組成物を調製した。この組成物は乳白
色油状物であった。この組成物 1.0gに粘度100c
sのポリジメチルシロキサン200gを加えて、200
倍に希釈した。次いで、共重合体(a)の粒子径を粒度分
布測定装置(コールター電子社製"コールター:モデル
N4MD")を用いて測定した。また上記白色の油状物
を室温にて1カ月放置した後、その外観、分散粒子径を
上記と同様にして測定した。この結果を後記する表1に
併記した。
ン25.5gおよび参考例1で得られた共重合体(a)4.
5gを30mlのブラベンダープラスチコーダーに入れ
220℃、100rpmの条件下にて10分間加熱混合
しジメチルシロキサン組成物を調製した。この組成物の
特性を実施例1と同様にして測定した。これらの結果を
後記する表1に併記した。
(製)スタイロン666]21gおよび実施例5で得られ
たポリジメチルシロキサン組成物(c) 8.05gをブラ
ベンダープラスチコーダー(30ml)に入れ、220
℃、100rpmの条件下にて10分間加熱混合した。
得られた混合物を液体窒素で冷却後、これをハンマーで
破壊した。この破壊物をn−ヘキサン中に2時間浸せき
し、その破断面を走査型電子顕微鏡にて観察し、ポリス
チレン樹脂中に分散したポリジメチルシロキサン組成物
の分散粒子径を測定した。この測定結果を後期する表2
に示した。尚、この方法においては破断面においてポリ
スチレン樹脂中に分散したポリジメチルシロキサン組成
物の分散相からポリジメチルシロキサン組成物成分が溶
出するため、溶出した残りの穴の大きさを測定して分散
粒子径が求められる。
組成物(c)の代わりに粘度1000万csのポリジメチ
ルシロキサン7gおよび共重合体(a)1.05gを使用
した以外は実施例6と同様にしポリスチレン樹脂組成物
を得た。この組成物中に分散したポリジメチルシロキサ
ン組成物の分散状態を実施例1と同様にして測定した。
これらの測定結果を表2に併記した。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)ポリオルガノシロキサン100重量
部と(B)スチレン系モノマーと1分子中に少なくとも1
個のラジカル反応性の不飽和基を有するポリオルガノシ
ロキサンマクロモノマーとの共重合体1〜200重量部
とからなり、該(B)成分が前記(A)成分中に非連続状に
分散されていることを特徴とする、ポリオルガノシロキ
サン組成物。 - 【請求項2】 熱可塑性樹脂の物理特性改質用添加剤で
ある請求項1記載のポリオルガノシロキサン組成物。
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- 1991-09-27 JP JP27709491A patent/JP3283890B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-09-25 EP EP92116489A patent/EP0534476A1/en not_active Withdrawn
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