JPS594640A - 炭素繊維強化ポリオレフイン系樹脂組成物 - Google Patents

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及び電気的性質を有し、低比
重で撥水性に優れ、しかも成形加工性に優れた無機フィ
ラーとくに炭素繊維強化ポリオレフィン系樹脂組成物に
関するものである。

熱可塑性複合材料の工業用途への利用は最近めざましい
ものがあり、材料も種々の特徴を生がして数多（用いら
れている。中でもポリエチレン、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、低比重で成形加工
性及び耐薬品性に優れ、しかも安価であるため、各分野
で多量に使用されている。しかし、機械的性質。

耐熱性などが要求される工業材料の用途においては、物
性が十分でなく、各種の強化剤や充填剤を配合すること
が試みられたが、これらの無極性樹脂であるポリオレフ
ィン系樹脂は、これらの各棟の強化剤や充填剤との調和
性に乏しく補強効果が低いものしか得られなかった。そ
こでこの対策として、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調和性を改善したものが、近年
多々報告されており、補強効果の高いものも得られるよ
うになった。中でも炭素繊維強化変性ポリオレフィンは
機械的性質、電気的性質にすぐれ、低比重、高剛性、導
電性を生かした材料として各種の用途に用いられるよう
になってきたが、薄肉成形品又は大型成形品を得ようと
した場合、炭素繊維が配合されていることにより、薄肉
部分の肉厚及び面槓又、大型成形品では大きさ、形状に
よっては成形困難であることが多い。

本発明者らは炭素繊維強化変性ポリオレフィン樹脂の利
用展開をはかるために、上記の成形加工性を改良するこ
とに関して鋭意検討した結果、ポリオレフィンを変性す
る際に、反応開始剤として、ケタール類又はジアルキル
類に属するもので、しかも半減期１０時間を得るための
分解温度が８０℃以上の過゛酸化物を用い、ポリオレフ
ィンに不飽和カルボン酸を反応せしめることにより成形
加工性に優れた材料となることを見出し、本発明を完成
した。

即ち、本発明は、ポリオレフィンに反応開始剤として、
ケタール類又はジアルキル類に属し、しかも半減期１０
時間を得るための分解温度が８０℃以上の過酸化物を用
い、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炭素繊維を配合し
てなる成形加工性に優れたことを特徴とする炭素繊維強
化ポリオレフィン系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
いては、不飽和カルボン酸とポリオレフィンを有機過酸
化物の存在下に溶融混練する方法、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２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
が煩雑なため作業性が悪いという欠点を有している。又
、その改良方法として、望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１分子量の著しい低
下を起こさずに変性する方法、すなわち押出機を用（・
て反応させる方法がある。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
ってポモポリマーか少くなり、物性が良（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Ｊこ後
、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はないが、具体的に
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１００重量部に対して０．０
５〜０．８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、パーオキシ
ケタール類、ジアルキルパーオキサイド類に属し、しか
も半減期１０時間を得るための分解温度が８０℃以上の
ものである。具体例としては、 １．１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）　３．３．５＝
トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−プチル
パーオキシ）シクロヘキサン、ｎ−ブチル４，４−ビス
（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（
ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、２．２−ビス（１−ブ
チルパーオキシ）オクタン、ジ−ｔ−ブチルパーオキサ
イド、を−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−グミルバ
ーオキサイド、α、α′−ビス（１−プチルパーオキシ
イリグロビル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−
ジ（１ブチルパーオキシ）ヘキサン。

２．５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ
）ヘキサン−３などがあげられる。過酸化物の配合量は
ポリオレフィン１００重量部に対して、０．０３〜３重
量部が適当で好ましくは０．０５〜１．０重電部である
。又、これらの反応においては、温度は１５０〜２８０
℃２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
あれば形状の如伺を問わず使用できる。又、本発、明に
用いられる炭素繊維は好ましくはチョツプドストランド
状のもので種類は特に限定されない。又、配合量として
は成形性の面から６０重量％以下が好ましく、又補強性
の点からは５重量当以上が好ましい。又本発明の強化ポ
リオレフィン系樹脂組成物におけるマトリックスとして
は、眠変惟水ｙ＊Ｖ７（ンに、樹脂成分１００重量部中
４０重量部以下程度であれば、イをの樹脂をブレンドす
ることができるが、好ましくはナイロン６６、ナイロン
６　、　ＰＢＴなどを３０ｉ量部以下でブレンドするの
がよい。

又、変性ポリオレフィンにおけるグラフト効果は、ポリ
オレフィン１００重量部に対して不飽和カルボン酸０．
３重量部加えるとほとんど飽和する状態である。又、本
発明の強化樹脂組成物には必要に応じて光又は熱に対す
る安定剤等の種々の添加剤を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１〜７　比較例１〜６ 極限粘度１．５　（１３５℃、テトラリン）のポリプロ
ピレン粉末１００１量部に不飽和カルボン酸及び過酸化
物として表１に示す化合物を同じく表１に示す割合で加
え、ヘンシェルミキサーでよく混合したのち、３０咽φ
押出機（Ｌ　／　Ｉ）　−２５）１、　碓＋、５し、２
３０℃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未反応の
不飽和カルボン酸を除去した。得られた変性ポリプロピ
レン混合物を樹脂成分として、これに炭素繊維を表に示
す割合でタンブラ−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、５乾のスクリュ
ーインライン式射出成形機により、シリンダ一温度２２
０℃、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　ｔａｎ及び１２５　Ｘ　１．２．５　Ｘ　６．４
欄の角棒の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。表中の曲げ強度はＡＳＴＩ’
ｖｌ−Ｄ　−７１０、アイシト衝撃強度はＡＳＴＭ−Ｄ
　−２５６ＨＪＪＴは１）６４８．流動性（Ｍｌｉ”ｌ
）はＡＳＴＭ　Ｄ　１２３８によりそれぞれ測定した値
である。又、比較として本発明以外の組成物を同様の方
法で成形評価した結果を併せて表１に示す。

以上衣に示したように、反応開始剤としてケタール類又
はジアルキル類に属ししかも半減期１０時間を得るため
の分解温度が８０℃以上の過酸化物を用いた本発明の組
成物は優れた機械的性質及び電気的性質を有し、低比重
で撥水性に優れ、しかもＭＥ’Ｉ値が従来のものに比べ
極めて大きくなり成形加工性に優れたものであることが
わかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ポリオレフィンに反応開始剤として、ケタール類又
   はジアルキル類に属し、しかも半減期１０時間を得るた
   めの分解温度が８０℃以上の過酸化物を用い、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無
   機フィラーを配合してなる成形加工性に優れる炭素繊維
   強化ポリオレフィン系樹脂組成物。 ２）変性ポリオレフィンがポリオレフィン１００重量部
   に対、して、不飽和カルボン酸０．０５〜０．８重量部
   及び過酸化物０．０３〜３重量部よりなる混合物を押出
   機を用いて溶融反応せしめることにより得られることを
   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）過酸化物が１，１−ビス（ｔ、−ブチル）く−オキ
   シ）　３．３．５−）リメチルシクロヘキサン。 １．１−ビス（ｔ−ブチルノく−オキシ）シクロヘキサ
   ン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ
   ）バレレー）、’２．２−ビス（を−ブチルパーオキシ
   ）フリン、２．２−ビス（ｉ−ブチルパーオキシ）オク
   タン、ジーｔ−プチルバーオキザイド、ｔ−プチルクミ
   ルノく一オキサイド、ジ−クミルパーオキサイド＋ｄ＋
   ｄ′−ビス（１−ブチルパーオキシイソプロビル）ベン
   ゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（を−ブチルパー
   オキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−シ（ｔ
   −フチルバーオキシ）ヘキサン−３の中から選ばれた少
   なくとも一種であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の炭素繊維強化ポリオレフィン系樹脂組成物。 −）無機フィラーとして炭素繊維を用いることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の炭素繊維強化ポリオレ
   フィン系樹脂組成物。