JPS58204043A - 強化ポリオレフイン系樹脂組成物 - Google Patents

強化ポリオレフイン系樹脂組成物

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JPS58204043A
JPS58204043A JP57087779A JP8777982A JPS58204043A JP S58204043 A JPS58204043 A JP S58204043A JP 57087779 A JP57087779 A JP 57087779A JP 8777982 A JP8777982 A JP 8777982A JP S58204043 A JPS58204043 A JP S58204043A
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6204Polymers of olefins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/06Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond

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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】 本発明は、優れた機械的性質を有する強化ポリオレフィ
ン系樹脂組成物に関するものである。
ポリエチレン、ポリプロピレンなどに代表されるポリオ
レフィン系樹脂は、安価で比重も小さく、成形加工性及
び耐薬品性等に優れるため各分野で多量に使用されて(
・る。しかしながら、工業材料の用途においては、機械
的性質、耐熱性等が不足であるため、各種の強化剤や充
填剤を配合することが試みられたが、ポリオレフィン系
樹脂はこれらとの親和性に乏しく、補強効果が低見・も
のしが得られなかった。近年この親和性の改良だ関して
ポリオレフィンに極性基を導入し、強化剤又は充填剤と
の結合を改善する方法が多々行なわれている。例えば、
不飽和カルボン酸を共重合又はグラフトする方法などが
あるが、これらの方法による改良も、なお、他のエンジ
ニアリングプラスチソクス、例えばナイロン、pBT、
ポリアセタールなどの強化物と比べると機械的性質は劣
り、高強度が必要とされる分野への利用はなされていな
かった。
本発明者らは、変性ポリオレフィンを用いた強化ポリオ
レフイノ樹脂の強度をさらに高めることに関し、鋭意検
討した結果、変性ポリオレフィンを用いた強化ポリオレ
フィン樹脂組成物に多官能アミン化合物、多官能イソシ
アネート化合物の少なくとも1種を配合した組成物が高
強度の優れた機械的性質を有する材料となることを見出
し、本発明を完成した。
即ち、本発明の組成物は、(A)不飽和カルボン酸で変
化したポリオレフィン又は該変性ポリオレフィンとポリ
オレフィンの混合物に(B)有機又は無機繊維状強化剤
無機充填剤の少な(とも1種及び(D)多官能アミン化
合物多官能イソシアネート化合物の少なくとも1種を配
合してなる機械的性質に優れる強化ポリオレフィン樹脂
組成物に関するものである。
本発明に用いられる変性ポリオレフィンの変性方法につ
(・では、不飽和カルボン酸とポリオレフィンとを有機
過酸化物の存在下に浴融混練する方法、溶媒中にポリオ
レフィンを溶解して行なう溶液反応法などがあげられる
が゛、前者は主としてポリオレフィンの着色1分子量の
著しい低下を招き、後者は反応時間が長くポリマーの回
収工程が煩雑なだめ作業性が悪いという欠点を有してい
るが前者の方法を窒素雰囲気下、特定条件で反応させる
事によりポリオレフィンの着色5分子量の著しい低下を
起こさずに変性することができ、と(に押出機を用いて
反応させる方法が好しい。このように押出機中での反応
には次に示す3つの有利な点がある。第一に溶液反応法
と違って少量の変性剤および少量の過酸化物を添加する
ことによって、短時間に反応を進めることができること
、第二に経済的であること、第三にグラフト率が高く従
ってホモポリマーが少くなり、物性が良く成形品の外観
が良いことである。
本発明の組成物を得る際に用いられる変性ポリオレフィ
ンの製造方法は特に制限されないが、工業的実用価値の
点から特定条件下押出機中で反応させるのが望ましい。
即ちポリオレフィンの粉末に不飽和カルボン酸と有機過
酸化物を少量の低沸点溶媒に溶解して添加し、ヘンシェ
ルミキサーなど適当な混合機によって充分混合した後、
押出機に通して反応させて得る方法である。
本発明に用いられるポリオレフィンとしては、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリ(4−メチル−ペンテン−
1)等があげられる。又、不飽和カルボン酸としては、
ビニル基を有するカルボン酸であれば特に限定しないが
、具体的て−は、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、
メタクリル酸。
イタコン酸ならびにこれらの酸無水物などがあげられる
。この不飽和カルボン酸の配合量は、ポリオレフィン1
00重量部に対して0805〜0.8重量部程度が適当
で、押出機を用いて溶融反応させる場合には、0.1〜
0.6重量部が好ましい。次に反応触媒として用いられ
る過酸化物は、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロ
イル、過酸化ジクミル等があげられる。過酸化物の配合
量は、ポリオレフィン100重量部に対して、003〜
2重量部が適当で好ましくは、005〜10重量部であ
る。又これらの反応ておいては、温度は150〜280
℃。
反応時間は1〜20分とするのが好ましい。上記の設定
範囲外では、ポリマーの着色、分子量の著しい低下、あ
るいは未反応不飽和カルボン酸の残存等が起こるのであ
まり好ましくない。尚、反応機は特に押出機に限定する
ものではなく、上記の条件を満足する溶融混練機であれ
ば形状の如何を問わず使用できる。
また、本発明に用いられる有機又は無機繊維状強化剤と
しては、具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポ
リアミド繊維、チタン酸カリ繊維。
アスベスト繊維2丁つ素繊維、金属繊維などが挙げられ
るが、好ましくは、ガラス繊維、炭素繊維。
芳香族ポリアミド繊維が挙げられる。これらは単独もし
くは併用の形で使用することができるが、その配合量は
、成形性の面から60重量%以下が好ましく、また補強
性の点からは5重量%が好ましい。無機充填剤とこれら
繊維状強化剤を併用した場合においても、その総量が5
〜60重量%が好ましい。
次に本発明に用いられ□る無機充填剤としては、表面に
OH基、C0OH基などを持つものが有効であるが、具
体的((は、二硫化タンゲステン、二硫化モリブデン、
グラファイト、ホワイトカーボン、ウオラストナイト、
ガラス箔、メルク、マイカ、カオリン、クレー、クイッ
ク 、カーボンブランク、酸化チタン、金属粉、アルミ
ナ、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化マグネシウ
ムなどが挙げられるが、特に好ましくは、ガラス箔。
タルク、マイカ、酸化マグネシウム、クレー、カーボン
ブラック、炭酸カルシウムが挙げられる。
これらは、単独もしくは併用の形で使用することが出来
るが、その配合量は全組成物に対して、補強性、成形性
の面から5〜60重量%が好ましい。
またこの無機充填剤と有機又は無機繊維状強化剤を併用
した場合には、それらの合計量は5〜60重量%である
ことが好ましい。
本発明に用いられる多官能アミン化合物、多官能イソシ
アネート化合物としては、−分子内に2つ以上のアミ7
基又はインシアネート基を含む化合物で、具体的にはへ
キサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、メタ
キシリレンジアミン3.3′−ジアミノベンジジン、イ
ソフタル酸ヒドラジド、44′ジアミノジフエニルエー
テル、ナノメチレンシアミン、ジエチレノトリアミン、
テトラメチレンジイソシアネート、2.4トルイレンジ
イソシアネート、44′/フエニルメタンジイソシアネ
ート、ナフタリン 15−ジインシアネートなどが挙げ
られるが、これらは単独又は併用の形で使用できる。こ
れらの配合量は、0.03〜5重量%程度が好ましく、
5重量以上では、強度向上効果は、はとんど一定となり
、0.03重量%未満では、効果は小さいものである。
一般に、ポリオレフィンに不飽和カルボン酸を反応せし
めて得られる変性ポリオレフィンにおいては、不飽和カ
ルボン酸の反応率が高(なれば、強化剤又は充填剤との
腹合体の機械的強度は向上して(るが、ポリオレフィン
に対する反応率がある一定量以上になると、強度はほぼ
一定となってくる。しかし、本発明の組成物においては
、この不惑和カルボン酸によるポリオレフイノの変性効
果が与える強度向上の上にさらに強度の向上を行・ない
得るもので、その効果は極めて高く、不飽和カルボッ酸
に反1必せしめて得られる変性ポリオレフィンの製造方
法、製造条件等を変えても得られるものではない。
本発明の強化樹脂組成物には、本発明の目的を阻害しな
い範囲でいかなるものの添加も可能であるが、例えばポ
リマー成分としては該変性ポリオレフィン又は、該変性
ポリオレフィンとポリオレフィンの混合物に樹脂成分1
00重量部中50重量部以下、好ましくは30重量部以
下であれば、他の樹脂をブレンドすることが出来る。具
体的には、ナイロン6、ナイロン66、ポリブチレンテ
レフタレートなどがある。また、光又は熱に対する安定
剤等の種々の添加剤も加えることができる。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例 極限粘度1.5(135℃、テトラリン)のポリプロピ
レン粉末100重量部に不飽和カルボン酸及び過酸化物
として表1に示す化合物名同じ(表1に示ス割合で加え
、ヘンシェルミキサーでよく混合したのち、30霧φ押
出機(L/D=、=25)に供給し、230℃で7分間
の滞在条件で押出を行ない、ペレットを得た。この場合
、ベント部分より真空吸引してアセトン及び未反応の無
水マレイン酸を除去した。得られた変性ポリプロピレン
混合物を樹脂成分として、これに表−1に示す種類か 
の繊維状補強剤ならびに無機充填剤及び多官能アミン又
は多官能インシアネートを添加した後、タンブラ−で充
分混合し、・上記の押出機を用いて220℃で押出して
ペレットとなし、5ozのスクリューインライン式射出
成形機により、シリンダ一温度220℃、金型温度60
℃の成形条件で成形品を得た。成形品のうち1号ダンベ
ルと125 X 12.5 X 3.2訊及び125瓢
X 12.5 X 6.4−の角棒の3種類を物性測定
のための試験片として用いその結果を第−表に示す。表
中の引張り強度は、ASTM−D−638。
曲げ強度はASTM −D −790、アイゾツト衝撃
強度はASTM −D −256によりそれぞれ測定し
た1直である。又、比較として、本発明以外の組成物ケ
同様の方法で成形評価した結果を併せて表2に示す。
表1及び表2の結果から明らかな如(、不発明の組成物
は、強度が非常に高いものとなっている。
即ち、本発明のポリプロピレンに不飽和カルボン酸反応
せしめて得られる変性ポリプロピレンに繊維状強化剤又
は無機充填剤及び多官能アミン又は多官能インシアネー
トを配合したものは、未変性ポリプロピレンを用いた組
成物及び、多官能アミン又は多官能インソアネートを除
いた組成物に比べて強度が高く、とくに炭素繊維を配合
した本発明の組成物において、この効果が顕著であるこ
とがわかる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  (K)ポリオレフィン不飽和カルボン酸を反
    応せしめて得られる変性ポリオレフィン又は該変性ポリ
    オレフィンとポリオレフィンの混合物に゛(B)有機繊
    維状強化材、無機繊維状強化剤、無機充填剤の少なくと
    も1種及び(C)多官能アミン化合物多音能インシアネ
    ート化合物の少な(とも1種を配合してなる強化ポリオ
    レフィン系樹脂組成物。
  2. (2)変性ポリオレフィンとしてポリオレフィン100
    重量部に対して、不飽和カルボン酸0.05〜08重量
    部及び過酸化物0.03〜2重量部よりなり、押出機を
    用いて溶融反応せしめることにより得られたものを用い
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の強化ポ
    リオレフィン系樹脂組成物。
  3. (3)  有機繊維状強化材、無機繊維状強化剤として
    ガラス、f*維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維の中
    から選ばれた少なくとも一種であり、しかも全組成物に
    対して5〜60重量%の範囲であり、かつこれら繊維状
    強化剤と無機充填剤の総量が5〜60重量%であること
    を特徴とする特許請求の範囲第一項記載の強化ポリオレ
    フィン系樹脂組成物。
  4. (4)無機充填剤としてガラス 、メルク1.炭酸カル
    シウム、酸化マグネシウム、クレー、マイカカーボンブ
    ラックの中から選ばれた少なくとも一種であり、しかも
    全組成物に対して5〜60重量%の範囲にあり、かつ無
    機充填剤と繊維状強化剤との総量が5〜60重量%であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の強化ポ
    リオレフィン系樹脂組成物。
  5. (5)多官能アミン化合物多官能イノノアネート化合物
    の量が全組成物に対して、0.03〜5重量%であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の強化ポリオ
    レフィン系樹脂組成物。
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