JPH0598087A

JPH0598087A - ポリオレフイン組成物

Info

Publication number: JPH0598087A
Application number: JP28367991A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Moriya; 方行守屋; Shigeo Yamazaki; 茂夫山崎; Koji Okada; 廣治岡田
Original assignee: Tonen Sekiyu Kagaku KK; Tonen Chemical Corp
Current assignee: Tonen Chemical Corp
Priority date: 1991-10-03
Filing date: 1991-10-03
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】ポリオレフィンと塩基性硫酸マグネシウムウ
ィスカとの親和性を高め、曲げ弾性、耐衝撃性等の機械
的強度及び耐熱性に優れたポリオレフィン組成物を提供
する。【構成】 (a) ポリオレフィン55〜93重量％と、(b)下
記一般式【化１】（Ｒ；Ｈ又はＣ₁〜Ｃ₆のアルキル基、Ar；グリシジル
オキシ基を少なくとも１つ有するＣ₁〜Ｃ₂₀の芳香族炭
化水素基、ｎ；１〜４の整数）で表されるグリシジル化
合物0.01〜30重量部をグラフト重合してなる変性ポリオ
レフィン２〜15重量％と、(c) 塩基性硫酸マグネシウム
ウィスカ５〜30重量％とを含有する組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィンと、変
性ポリオレフィンと、塩基性硫酸マグネシウムウィスカ
とを含有するポリオレフィン組成物に関し、特に曲げ弾
性、耐衝撃性等の機械的強度及び耐熱性に優れたポリオ
レフィン組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリオ
レフィン系樹脂は、機械的強度、成形性、耐薬品性等に
優れており、自動車の内外装部品、家電部品あるいはハ
ウジングなど、様々な工業分野で広く使用されている。

【０００３】このようなポリオレフィン系樹脂の剛性、
耐熱性、寸法安定性等の各種物性を改良するために、各
種の無機フィラーを配合することが一般に行われてい
る。

【０００４】上記無機フィラーとしては、例えば、炭酸
カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、タル
ク、マイカ等の粒状、小片板状あるいはフレーク状のも
のや、さらにガラス繊維、アスベスト等の繊維状のもの
が一般に知られている。

【０００５】しかしながら、このような無機フィラーを
配合したポリオレフィン組成物は、耐熱性、寸法安定性
等の向上効果が得られる一方で種々の欠点を生じる。例
えば、粒状、小片状あるいはフレーク状のものを配合し
たものは、剛性が低く、成形時にフローマークを生じや
すく、一方繊維状のものを配合したものは、成形品の伸
びが小さく、また成形品にシルバーストリークが発生し
やすく、光沢不良になる場合がある。

【０００６】このような問題点を解決するために、最近
マグネシウムオキシサルフェート等の塩基性硫酸マグネ
シウムウィスカなどを配合することが行われている。特
開平1-257126号は、ポリプロピレン樹脂60〜97重量％
と、見掛け比重0.13〜0.25、吸油量250 〜500ml/100g、
繊維径0.1 〜2.0 μｍ、繊維長10〜100 μｍの顆粒形態
繊維状マグネシウムオキシサルフェート30〜40重量％と
からなる複合ポリプロピレン樹脂組成物を開示してい
る。

【０００７】この顆粒形態繊維状マグネシウムオキシサ
ルフェートを配合したポリオレフィン組成物は、機械的
物性や耐熱性等がかなり向上しているが、ポリオレフィ
ンは、無極性分子であるので、繊維状マグネシウムオキ
シサルフェートとの親和性が十分でない。

【０００８】したがって本発明の目的は、ポリオレフィ
ンと塩基性硫酸マグネシウムウィスカとの親和性を高
め、機械的物性や耐熱性等に優れるポリオレフィン組成
物を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、ポリオレフィンと、塩基性硫酸
マグネシウムウィスカに、アクリルアミド基とエポキシ
基とを有する特定のモノマーをグラフト重合してなる変
性ポリオレフィンを配合すれば、ポリオレフィンと塩基
性硫酸マグネシウムウィスカとの親和性を高め、機械的
物性や耐熱性等に優れるポリオレフィン組成物を得るこ
とができることを見出し、本発明に想到した。

【００１０】すなわち、本発明のポリオレフィン組成物
は、(a) ポリオレフィン55〜93重量％と、(b) 下記一般
式

【化２】（式中、ＲはＨ又は炭素数１〜６のアルキル基であり、
Arはグリシジルオキシ基を少なくとも１つ有する炭素数
６〜20の芳香族炭化水素基であり、ｎは１〜４の整数を
表す。) で表されるグリシジル化合物 0.01 〜30重量部
をポリオレフィン100 重量部にグラフト重合してなる変
性ポリオレフィン２〜15重量％と、(b) 塩基性硫酸マグ
ネシウムウィスカ５〜30重量％とを含有することを特徴
とする。

【００１１】以下本発明を詳細に説明する。本発明にお
いて(a) ポリオレフィンとしては、エチレン、プロピレ
ン、ブテン-1、ヘキセン-1、4-メチルペンテン-1等のα
−オレフィンの単独重合体、プロピレンとエチレン又は
他のα−オレフィンとの共重合体、もしくはこれらのα
−オレフィンの２種以上の共重合体、あるいはこれらの
単独重合体どうし、共重合体どうし、単独重合体と共重
合体とをブレンドしたもの等を挙げることができる。こ
れらのうちではポリプロピレンが好ましい。

【００１２】本発明においてポリプロピレンは、プロピ
レンモノマーを主成分として重合した結晶性のポリマー
であり、ホモポリマーに限らず、プロピレンとエチレン
等の他のα−オレフィンとのブロックコポリマー又はラ
ンダムコポリマーを含む。特にプロピレン−エチレンブ
ロック共重合体が好ましい。

【００１３】プロピレン−エチレンブロック共重合体
は、立体規則性触媒を用いて、初めにプロピレンホモポ
リマー（少量のコモノマー成分を含んでもよい）を重合
し、次いでエチレン（又はエチレン＋プロピレン）を共
重合させる多段重合により得ることができる。このプロ
ピレン−エチレンブロック共重合体のエチレン含有量は
３〜40重量％が好ましく、またメルトフローレート（MF
R 、JISK7210、荷重2.16kg、230 ℃)が0.1 〜100g/10
分のものが好ましい。

【００１４】本発明において、(b) 変性ポリオレフィン
は、上述した(a) のポリオレフィンにアクリルアミド基
とエポキシ基とを有する特定のグリシジル化合物からな
るモノマーをグラフト重合したものである。

【００１５】上記グリシジル化合物は、下記一般式(1)
：

【化３】（式中、ＲはＨ又は炭素数１〜６のアルキル基であり、
Arはグリシジルオキシ基を少なくとも１つ以上有する炭
素数６〜20の芳香族炭化水素基であり、ｎは１〜４の整
数を表す。）で表される。

【００１６】好ましいグリシジル化合物としては、下記
一般式(2) で表されるものが挙げられる。

【化４】（式中、ＲはＨ又は炭素数１〜６のアルキル基を表
す。）

【００１７】このようなグリシジル化合物は、例えばフ
ェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール性
水酸基を少なくとも１つ以上有する芳香族炭化水素と、
N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリル
アミド等のN-メチロールアクリルアミド類とを酸触媒で
縮合させ、得られた化合物の水酸基を、グリシジル化す
ることにより製造することができる。このグリシジル化
は、例えば、相間移動触媒を用いて上記縮合物と、エピ
ハロヒドリンとの付加反応を行った後、苛性アルカリに
より脱ハロゲン化水素を行うことによればよい。

【００１８】このようなグリシジル化合物は、例えば特
開昭60-130580 号に示されるような方法により製造する
ことができる。

【００１９】このようなグリシジル化合物によるポリオ
レフィンの変性（グラフト重合）は、溶液法又は溶融混
練法のいずれでも行うことができる。溶融混練法の場
合、ポリオレフィンと上述した変性用のグリシジル化合
物、及び必要に応じて触媒を、押出機や二軸混練機等に
投入し、160 〜300 ℃の温度に加熱して溶融しながら0.
1 〜20分混練する。例えばポリオレフィンとしてポリプ
ロピレンを用いた場合には、180 〜300 ℃、ポリエチレ
ンの場合には160 〜300 ℃で溶融混練を行えばよい。ま
た溶液法の場合、キシレン等の有機溶剤に上記出発物質
を溶解し、100 〜140 ℃の温度で0.1 〜100 時間攪拌し
ながら行う。いずれの場合にも、触媒として通常のラジ
カル重合用触媒を用いることができ、例えば過酸化ベン
ゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化ジターシャリーブチ
ル、過酸化アセチル、ターシャリーブチルペルオキシ安
息香酸、過酸化ジクミル、ぺルオキシ安息香酸、ペルオ
キシ酢酸、ターシャリーブチルペルオキシピバレート、
2,5-ジメチル-2,5- ジターシャリーブチルペルオキシヘ
キシン等の有機過酸化物類が好ましい。触媒の添加量は
変性のグリシジル化合物100 重量部に対して0.05〜10重
量部程度である。

【００２０】前記ポリオレフィン100 重量部に対する前
記グリシジル化合物の配合割合は、0.01〜30重量部、好
ましくは0.1 〜10重量部である。グリシジル化合物の配
合量が0.01重量部未満では、グラフト率が低くて変性に
よる効果が十分でなく、また30重量部を超えると得られ
る変性ポリオレフィンの分子量が低下する。

【００２１】本発明において(c) 塩基性硫酸マグネシウ
ムウィスカは、MgＳＯ₄・５MgＯ・８Ｈ₂Ｏ又はMgＳＯ
₄・５Mg（ＯＨ）₂・３Ｈ₂Ｏ等の化学式で表されるも
のであり、一般に真比重2.0 〜2.5 、繊維長10〜100 μ
ｍ、繊維径0.1 〜２μｍ、アスペクト比30〜100 、嵩比
重0.05〜0.2 を有するものである。

【００２２】このような塩基性硫酸マグネシウムウィス
カは、例えば酸化マグネシウムあるいは水酸化マグネシ
ウムを硫酸マグネシウム中に分散させて、加熱反応させ
る方法、あるいは水酸化マグネシウムを硫酸溶液中に分
散させて加熱反応させる方法等により製造することがで
きる。なお、上述したような塩基性硫酸マグネシウムウ
ィスカの市販品としは、例えば「モスハイジ」 (商品
名、宇部興産（株）製)が挙げられる。

【００２３】上述したような(a) ポリオレフィンと、
(b) 変性ポリオレフィンと、(c) 塩基性硫酸マグネシウ
ムウィスカとの配合量は、(a) ポリオレフィンが55〜93
重量％、好ましくは70〜85重量％、(b) 変性ポリオレフ
ィンが２〜15重量％、好ましくは５〜10重量％、(c) 塩
基性硫酸マグネシウムウィスカが５〜30重量％、好まし
くは10〜20重量％である。

【００２４】(a) ポリオレフィンが55重量％未満では、
機械的強度及び成形性が低下し、また93重量％を超える
と、(b) 成分及び／又は(c) 成分が少なくなり過ぎる。

【００２５】また、(b) 変性ポリオレフィンが２重量％
未満では、その添加による塩基性硫酸マグネシウムウィ
スカとポリオレフィンとの接着性の向上効果が十分でな
く、このため得られる組成物の機械的強度及び耐熱性の
向上が十分でない。一方15重量％を超えても、それ以上
の効果の向上が得られないばかりか、かえって、機械的
強度が低下する。

【００２６】さらに、(c) 塩基性硫酸マグネシウムウィ
スカが５重量％未満では、機械的強度及び耐熱性の向上
効果が十分でなく、また30重量％を超えると、成形性が
低下するばかりか、機械的強度もかえって低下する。

【００２７】なお、(b) 変性ポリオレフィンと、(c) 塩
基性硫酸マグネシウムウィスカとは、その重量比 ((b)
：(c) )が約１：２程度であるのが好ましい。このよう
な重量比とすることにより、ポリオレフィンと塩基性硫
酸マグネシウムウィスカとが良好に接着性と、機械的強
度とのバランスが良好なものとなるため好ましい。

【００２８】本発明のポリオレフィン組成物は、さらに
その強化又は改質を目的として、エチレン−プロピレン
共重合体ゴム、エチレン−ブテン共重合体ゴムなどのオ
レフィン系エラストマー等のゴム成分、他の充填材や強
化材、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤、可塑
剤、帯電防止剤、離型剤、発泡剤、造核剤等を添加する
ことができる。

【００２９】上述したような本発明のポリオレフィン組
成物は、上記各成分を一軸押出機、二軸押出機、バンバ
リーミキサー、混練ロール、ブラベンダー、ニーダー等
の混練機を用いて、160 〜250 ℃、好ましくは160〜230
℃で加熱溶融状態で混練することによって得ることが
できる。

【００３０】

【作用】本発明においては、(a) ポリオレフィンと、
(c) 塩基性硫酸マグネシウムウィスカとに、(b) アクリ
ルアミド基とエポキシ基とを有する特定のモノマーを配
合してなるので、(a) ポリオレフィンと、(c) 塩基性硫
酸マグネシウムウィスカとの親和性が著しく向上してお
り、もって曲げ弾性、耐衝撃性等の機械的強度及び耐熱
性が大幅に向上している。

【００３１】このような効果が得られる理由は必ずしも
明らかでないが、アクリルアミド基とエポキシ基とを有
する特定のモノマーにより変性したポリオレフィンが、
両者の親和性を向上させさる作用に極めて優れているた
めであると考えられる。

【００３２】

【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明する。なお、各実施例及び比較例の原料用樹脂として
は、以下のものを用いた。 [1] ポリプロピレンＨＰＰ：プロピレンホモポリマー〔メルトフローレート
（MFR 、230 ℃、2.16kg荷重) ９ｇ／10分〕ＢＰＰ：プロピレン−エチレンブロック共重合体〔メル
トフローレート（MFR 、230 ℃、2.16kg荷重) 15ｇ／10
分、エチレン含有量7.5 重量％〕 [2] 塩基性硫酸マグネシウムウィスカＭＯＳ：〔「モスハイジ」（商品名）、宇部興産（株）
製〕 [3] 変性用モノマーＡＸＥ：下記一般式で表されるグリシジル化合物〔鐘淵
化学工業（株）製〕

【化５】 [4] ラジカル発生剤・ＰＯＸ：パーヘキシン2-5B〔日本油脂（株）製〕

【００３３】変性ポリプロピレンの合成ホモポリプロピレン（ＨＰＰ)100重量部と、ＡＸＥ２重
量部と、ラジカル発生剤（ＰＯＸ）0.1 重量部とを、ド
ライブレンドし、その後押出機 (30mmφ) で、200 ℃、
80rpm にて混練を行い、変性ポリプロピレン（CMPP) を
得た。

【００３４】このようにして得られた変性ポリプロピレ
ンのメルトフローレートは24.0ｇ/10 分であり、ＡＸＥ
のグラフト率は、1.8 重量％であった。

【００３５】なお、ＡＸＥのグラフト率については、変
性ポリプロピレンのＩＲスペクトル(変性ポリプロピレ
ンを沸騰キシレンに溶解し、不溶分を除去した後、メタ
ノールにより溶解成分を沈澱させ、これを50μｍ程度の
厚さにプレスたものに対して測定) において、ＡＸＥの
Ｃ＝Ｏ結合の伸縮のピーク（1648cm^-1) と、アイソタク
ティックＰＰに特有のピークの一つ（840 cm^-1) との比
を求めそれをグラフト率とした。

【００３６】実施例１〜３及び比較例１〜３プロピレン−エチレンブロック共重合体（ＢＰＰ）と、
変性ポリプロピレン（CMPP) と、塩基性硫酸マグネシウ
ムウィスカ（ＭＯＳ）とを第１表に示す割合でヘンシェ
ルミキサーで混合した後、押出機を用い 230℃で混練を
行い、ポリプロピレン組成物を得た。

【００３７】得られた組成物から射出成形機を用いて後
述する各物性試験用のテストピースをそれぞれ作成し、
引張降伏強度、曲げ弾性率、曲げ強度、ウェルド強度、
ロックウェル硬度、熱変形温度及びアイゾット衝撃強度
を測定した。結果を第１表に示す。

【００３８】第１表組成 (重量部) 実施例１実施例２実施例３ＢＰＰ 92.5 85 70 ＣＭＰＰ 2.5 ５ 10 ＭＯＳ 5.0 10 20 組成物の物性引張降伏強度⁽¹⁾ 282 311 392 曲げ弾性率⁽²⁾ 22000 27500 43600 曲げ強度⁽³⁾ 427 509 694 ウェルド強度⁽⁴⁾ 270 268 264 ロックウェル硬度⁽⁵⁾ 95 99 102 熱変形温度⁽⁶⁾ (4.6kg荷重) 131 144 151 (18.6 kg荷重) 73 89 115 Izod衝撃強度⁽⁷⁾ (23℃) 4.6 3.9 3.3 (−20℃) 2.3 2.1 2.0

【００３９】第１表 ( 続き ) 組成 (重量部) 比較例１比較例２比較例３ＢＰＰ 95 90 80 ＭＯＳ５ 10 20 組成物の物性引張降伏強度⁽¹⁾ 260 277 308 曲げ弾性率⁽²⁾ 20000 25000 37200 曲げ強度⁽³⁾ 352 417 485 ウェルド強度⁽⁴⁾ 243 236 223 ロックウェル硬度⁽⁵⁾ 93 95 96 熱変形温度⁽⁶⁾ (4.6kg荷重) 123 126 137 (18.6 kg荷重) 68 76 98 Izod衝撃強度⁽⁷⁾ (23℃) 5.3 4.5 3.8 (−20℃) 2.5 2.0 2.0

【００４０】(1) 引張降伏強度：JIS K7203 により測定
(単位は kg/cm²) 。 (2) 曲げ弾性率：JIS K7203 により測定 (単位は kg/cm
²) 。 (3) 曲げ強度：JIS K7203 により測定 (単位はkg/cm²)
。 (4) ウェルド強度：射出成形機を使用し、樹脂を２ケ所
から射出して厚さ２mmのシートを成形し、次いでこのシ
ートのウェルド部を中心にしてプレス機でJIS ２号試験
片を打ち抜き、この試験片に対してJIS K7203 により引
張降伏強度を測定(単位は kg/cm²) 。 (5) ロックウエル硬度：JIS K7202 により測定 (単位は
Ｒスケール) 。 (6) 熱変形温度：JIS K7207 により4.6 kg荷重及び18.6
kg荷重にて測定 (単位は℃) 。 (7) アイゾット衝撃強度：JIS K7110 により23℃及び−
20℃、ノッチ付きで測定(単位はkg cm/cm²) 。

【００４１】第１表から明らかなように、実施例１〜３
のポリプロピレン組成物は、対応する各比較例のものよ
りも引張降伏強度、曲げ弾性率、曲げ強度、ウェルド強
度、ロックウェル硬度、熱変形温度及びアイゾット衝撃
強度の全てが良好であった。

【００４２】

【発明の効果】以上に詳述したように本発明のポリオレ
フィン組成物は、(a) ポリオレフィンと、(b) アクリル
アミド基とエポキシ基とを有する特定のグリシジル化合
物による変性ポリオレフィンと、(c) 塩基性硫酸マグネ
シウムウィスカとを含有してなるので、ポリオレフィン
の機械的強度及び耐熱性が大幅に向上している。

【００４３】このような本発明のポリオレフィン組成物
はエンジニアリングプラスチック材料として、特に自動
車や家庭電気製品の部品に使用するのに好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a) ポリオレフィン55〜93重量％と、
(b) 下記一般式【化１】（式中、ＲはＨ又は炭素数１〜６のアルキル基であり、
Arはグリシジルオキシ基を少なくとも１つ有する炭素数
６〜20の芳香族炭化水素基であり、ｎは１〜４の整数を
表す。) で表されるグリシジル化合物 0.01 〜30重量部
をポリオレフィン100 重量部にグラフト重合してなる変
性ポリオレフィン２〜15重量％と、(b) 塩基性硫酸マグ
ネシウムウィスカ５〜30重量％とを含有することを特徴
とするポリオレフィン組成物。