JPS60177051A - 繊維強化ポリ4−メチル−1−ペンテン組成物 - Google Patents

繊維強化ポリ4−メチル−1−ペンテン組成物

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JPS60177051A
JPS60177051A JP3149384A JP3149384A JPS60177051A JP S60177051 A JPS60177051 A JP S60177051A JP 3149384 A JP3149384 A JP 3149384A JP 3149384 A JP3149384 A JP 3149384A JP S60177051 A JPS60177051 A JP S60177051A
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Hiroshi Kiga
気賀 浩
Shunji Abe
俊二 阿部
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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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】 本発明は成形後の反りによる変形の抑制された繊維強化
ポリ4−メチル−1−ペンテン組成物に関する。更に詳
しくは不飽和カルボン酸またはその誘導体変性ポリ4−
メチル−1−ペンテン、ガラスフレーク及び/又はマイ
カを含む繊維強化ポリ4−メチル−1−ペンテン組成物
に関する。
ポリオレフィンにガラス繊維を配合して、ポリオレフィ
ンの引張強度、曲げ強度、衝撃強度等の機械的性質や耐
熱性を改善させることは知られている。しかしながらポ
リオレフィンにガラス繊維を単に混和させただけではポ
リオレフィンとガラス繊維とは結合力がないのでポリオ
レフィンの機械的性質や耐熱性の改善効果には自ずから
限界があり、分子内に極性基を有する不飽和ポリエステ
ルやエポキシ樹脂の改善効果には及ばない。一方、ポリ
オレフィンとガラス繊維との結合力を改善する方法も数
多(提案されている。例えばマレイン酸または無水マレ
イン酸と、ポリオレフィンとアミノシラン系化合物で表
面処理したガラス繊維とを有機過酸化物の存在下でポリ
オレフィンの融点以上の温度で反応させる方法(特公昭
49−41096号)、ポリオレフィンと芳香族カルボ
ン酸無水物単位を有する変性ポリオレフィンと7ミノシ
ラン系化合物で表面処理したガラス繊維とからなる組成
物(特公昭52−31895号)、ポリオレフィンと無
水マレイン酸とを有機過酸化物の存在下窒素雰囲気下に
溶融混練することによって得た変性ポリオレフィンとガ
ラス系補強材、或いはこれらと未変性ポリオレフィンと
からなる組成物の製法(特公昭51−10265号)等
が提案されており、それなりに効果を挙げている。
しかしながら無水マレイン酸とポリオレフィンとガラス
繊維とを同時に処理する特公昭49−41096号の方
法、あるいは、ポリオレフィンと無水マレイン酸とを有
機過酸化物の存在下窒素雰囲気下に溶融混練することに
より得た変性ポリオレフィンを用いる特公昭51−10
265号の方法をポリ4−メチル−1−ペンテンに通用
しても、ポリ4−メチル−1−ペンテンはポリエチレン
やポリプロピレン等の他のポリオレフィンと異なり、熱
分解し易いので充分な効果が得られない。
又芳香族カルボン酸無水物変性ポリオレフィンを用いる
特公昭52−31895号をポリ4−メチル−1−ペン
テンに適用してもある程度耐熱性、機械的強度が改善さ
れるものの、用途によっては未だ十分ではなかった。
かかる現状に鑑み本出願人は、先に特定の変性ポリ4−
メチル−1−ペンテンをガラス繊維強化ポリ4−メチル
−1−ペンテンに添加することにより、耐熱性及び機械
的強度に優れた組成物が得られることが分かり、特願昭
57−226948号として出願した。
本発明はかかる組成物に更にガラスフレーク及び/又は
マイカを添加することにより、耐熱性、機械的強度を保
持し、且つ成形後の反りによる変形の抑制された組成物
が得られることを見出したものである。
すなわち本発明は、ポリ4−メチル−1−ペンテン(1
):80ないし99.99重量部、不飽和カルボン酸ま
たはその銹導体成分単位のグラフト量が0.5ないし1
5重量%の範囲及び極限粘度〔η〕が0.3ないし10
dl/gの範囲のグラフト変性ポリ4−メチル−1−ペ
ンテン〔リ : 0.01なレル2o重量部、(1)+
 (n)= 100重量部に対して繊維強化材(III
):1ないし300重量部、同じく 〔I〕+ (II
) = 100重it部に対して、ガラスフレーク(I
V)及び/又はマイカ(V)lないし200重量部とか
らなることを特徴とする繊維強化ポリ4−メチル−1−
ペンテン組成物を提供するものである。
本発明に用いるポリ4−メチル−1−ペンテン(1)と
は、4−メチル−1−ペンテンの単独重合体もしくは4
−メチル−1−ペンテンと通常15モル%以下、好まし
くは9モル%以下の他のα−オレフィン、例えばエチレ
ン、プロピレン、l−ブテン、l−ヘキセン、l−オク
テン、1−デセン、■−テトラデセン、1−オクタデセ
ン等の炭素数2ないし20のα−オレフィンとの共重合
体である。ポリ4−メチル−1−ペンテンのメルトフロ
ーレート(荷重5 kg、温度260℃、以下VFRと
略す)は、好ましくは5ないし500g/10m1n、
とくに好ましくは25ないし150g/ 10m1nの
ものである。VFRが500g/ 10m1nを越える
ものは、機械的強度が低く、5g/lomin未満のも
のは成形性に劣る。
不飽和カルボン酸またはその誘導体をグラフトするポリ
4−メチル−1−ペンテンは前述のポリ4−メチル−1
−ペンテンCI)と同じ範嗜のものであるが、好ましく
はデカリン溶媒中で135℃で測定した極限粘度〔η〕
が0.5ないし25dllHの範囲のもめである。(η
〕が上記範囲外のものではグラフト変性した後の極限粘
度が0.3ないし1Od1/gの範囲内のものが得られ
難い。
本発明に用いるグラフト変性ポリ4−メチル−1−ペン
テン(n)は、前記ポリ4−メチル−1−ペンテンに不
飽和カルボン酸またはその誘導体をグラフト共重合した
ものであり、その基体構造は実質上線状であり、三次元
架橋構造を有しないことを意味し、このことは有ta溶
媒たとえばp−キシレンに熔解し、ゲル状物が存在しな
いことによって確認することができる。
本発明に用いるグラフト変性ポリ4−メチル−1−ペン
テン(II)とは、不飽和カルボン酸またはその誘導体
成分単位のグラフト量が0.5ないし15重量%、好ま
しくは1ないし10重量%の範囲及び極限粘度〔η〕 
(デカリン溶媒135℃中で測定した値)が0.3ない
しl0dl/g、好ましくは0.5ないし5dl/gの
範囲である。グラフト量が0.5重量%未満のものを本
発明の組成物に用いても熱変形温度、引張強度、曲げ強
度、衝撃強度等の改善効果が十分でなく、一方15重量
%を越えるものは、組成物の耐水性が劣るようになる。
グラフト変性ポリ4−メチル−1−ペンテン(II)の
〔η〕が0.3dl/g未満のものを本発明の組成物に
用いても、熱変形温度、引張強度、曲げ強度、衝撃強度
等の改善効果が充分でなく、一方、10dl/gを越え
るものは、溶融粘度が大きすぎてガラス繊維とのぬれが
劣るため、組成物の機械的物性の改善効果が充分とはな
らない。
本発明に用いるグラフト変性ポリ4−メチル−1−ペン
テン(U)は前記範囲のものであれば本発明の目的を達
成できるが、以下の特性を有するものを用いることによ
り、更に耐熱性、機械的強度が改善された組成物を得る
ことができる。すなわち好ましくは分子量分布(Miv
/Mn)が1ないし8、融点が170ないし245℃、
結晶化度が1ないし45%、及びDSCパラメーターが
4.0以下の範囲の特性を有するグラフト変性ポリ4−
メチル−1−ペンテン(11)である。
グラフト変性ポリ4−メチル−1−ペンテン(It)の
重量平均分子量/数平均分子量で表わした分子量分布(
I−/πn)はゲルパーミェーションクロマトグラフィ
ー(GPC)により測定される。
GPCによる分子量分布の測定は次の方法に従って実施
した。すなわち、溶媒としてO−ジクロロベンゼンを用
い、溶媒100重量部に対し、ポリマー 0.04g 
(安定剤として2,6−シーtert−ブチル−p−ク
レゾールをポリマー100重量部に対し0.05g添加
)を加え、溶液としたあと、1μのフィルターを通して
ゴミなどの不溶物を除去する。その後、カラム温度13
5℃、流速1.0ml/分に設定したGPC測定装置を
用いて測定し、数値比はポリスチレンベースで換算した
グラフト変性ポリ4−メチル−1−ペンテン(I[)の
融点は示差走査型熱量針(D S C)によって測定し
た値である。なお、ここで融点は次のようにして測定さ
れる。ずなわち試料を示差走査型熱量針(du Pou
t 990型)に仕込み、室温から20℃/minの速
度で昇温し、250℃に達した所で20℃/minの速
度で降温して一旦25℃まで下げた後、再び20℃/m
inの速度で昇温し、このときの融解ピークから融点を
読み取る(多くの場合、複数の融解ピークが現われるの
で、この場合は高融点側の値を採用した)。また結晶化
度は次のような方法によって測定した。すなわち、前記
したDSCによる融点測定時のチャートを用い、単位量
当りの測定試料の融解面積(S)と、対照サンプルであ
るインジウムの単位量当りの融解エネルギー(PO)に
相当する記録紙上の融解面積(So)を比べる。インジ
ウムのPOは既知量であり、一方ボリ4−メチルー1−
ペンテンの結晶部の単位量当りの融解エネルギー(P)
も下記のように既知であるので、測定試料の結晶化度は
次式によりまる。
ここに、Po : 27Joul/ g (at 15
6±0.5℃)P : 141.7 Joul/ g 
(F、C,Frank etal、、Ph1losop
hical Magazine。
(,200(1959) ) また、グラフト変性ポリ4−メチル−1−ペンテン(I
I)の組成分布のパラメーターとなるDSCパラメータ
ーは、前記したDSCによる測定試料の融解面積(S)
を融点(即ち最大ピーク)におけるピーク高さで除した
ものである。従って、DSCパラメーターが小さいほど
030曲線がシャープで組成分布が狭いことが推定され
る。
本発明に用いるグラフト変性ポリ4−メチル−1−ペン
テン(n)を構成する不飽和カルボン酸またはその誘導
体成分単位としては、アクリル酸、マレイン酸、フマー
ル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン
酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ナジック酸■ (エ
ンドシス−ビシクロ(2,2,1)ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボン酸)などの不飽和カルボン酸、また
はその誘導体、例えば酸ハライド、アミド、イミド、無
水物、エステルなどが挙げられ、具体的には、塩化マレ
ニル、マレイミド、無水マレイン酸、無水シトラコン酸
、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、グリシ
ジルマレエートなどが例示される。これらの中では、不
飽和ジカルボン酸またはその酸無水物が好適であり、と
(にマレイン酸、ナジック酸■またはこれらの酸無水物
が好適である。
本発明に用いるグラフト変性ポリ4−メチル−1−ペン
テン(H)を得る好適な方法を以下に示す。すなわちポ
リ4−メチル−1−ペンテンを溶媒の存在下に溶液状態
で不飽和カルボン酸またはその誘導体とラジカル開始剤
とを添加し加熱してグラフト変性することにより行う。
ラジカル開始剤の使用割合は、ポリ4−メチル−1−ペ
ンテン100重量部に対して0.1ないし100重量部
、好ましくは1ないし50重量部の範囲である。該変性
反応を溶液状態で実施する際の溶媒の使用割合は、前記
ポリ4−メチル−1−ペンテン100重量部に対して通
常100ないしioo、ooo重量部、好ましくは20
0ないし10.000重量部の範囲である。該変性反応
の際の温度は通常100ないし250℃、好ましくは1
10ないし200℃の範囲であり、反応の際の時間は通
T;15ないし600分、好ましくは30ないし360
分の範囲である。変性反応に使用する溶剤としては、ヘ
キサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テト
ラデカン、灯油のような脂肪族炭化水素、メチルシクロ
ペンクン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シ
クロオクタン、シクロドデカンのような脂環族炭化水素
、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ク
メン、エチルトルエン、トリメチルベンゼン、シメン、
ジイソプロピルベンゼンなどの芳香族炭化水素、クロロ
ベンゼン、フロモベンゼン、0−ジクロロベンゼン、四
塩化炭素、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テ
トラクロロエタン、テトラクロロエチレンのようなハロ
ゲン化炭化水素などを例示することができる。これらの
中ではとくにアルキル芳香族炭化水素が好適である。
前記グラフト変性反応において使用されるラジカル開始
剤として代表的なものは有機過酸化物であり、さらに具
体的にはアルキルペルオキシド、アリールペルオキシド
、アシルペルオキシド、アロイルペルオキシド、ケトン
ペルオキシド、ペルオキシカーボネート、ペルオキシカ
ルボキシレート、ヒドロペルオキシド等がある。アルキ
ルペルオキシドとしてはジイソプロピルペルオキシド、
ジーtert−ブチルペルオキシド、2.5−ジメチル
−2,5−ジーtert−ブチルペルオキシーヘキシン
−3など、アリールペルオキシドとしてはジクミルペル
オキシドなど、アシルペルオキシドとしてはジラウロイ
ルペルオキシドなど、アロイルペルオキシドとしてはジ
ベンゾイルペルオキシドなど、ケトンペルオキシドとし
てはメチルエチルケトンヒドロペルオキシ・ド、シクロ
ヘキサノンペルオキシドなど、ヒドロペルオキシドとし
てはtert−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒド
ロペルオキシドなどを挙げることができる。これらの中
では、ジーtert−ブチルペルオキシド、2.5−ジ
メチル−2,5−ジーter t−ブチルペルオキシ−
ヘキシン−3、ジクミルペルオキシド、ジベンゾイルペ
ルオキシドなどが好ましい。
不飽和カルボン酸またはその誘導体の使用割合は、ポリ
4−メチル−1−ペンテン100重量部に対して通it
ないし500重量部、好ましくは2ないし100重量部
である。不飽和カルボン酸またはその誘導体の添加量が
1重量部未満では得られるグラフト変性ポリ4−メチル
−1−ペンテン中の不飽和カルボン酸またはその誘導体
のグラフト量が0.5重量%より低くなるため改善効果
が充分でなく、また、不飽和カルボン酸またはその誘導
体の添加量が500重量部を越えると不飽和カルボン酸
またはその誘導体のグラフト量が15重量%より大きく
なるため、改善効果が充分ではない。
本発明に用いるグラフト変性ポリ4−メチル−1−ペン
テン(n)を得る方法は以上の如く、溶液法によって得
られる。ポリ4−メチル−1−ペンテン、不飽和カルボ
ン酸またはその誘導体及びラジカル開始剤からなる混合
物を押出機で溶融混練する方法でグラフトしても、ポリ
4−メチル−1−ペンテンの熱分解が起こり、本発明に
用いる前記範囲の〔η〕及び不飽和カルボン酸またはそ
の誘導体のグラフト量を有するグラフト変性4−メチル
−1−ペンテンは得られず、不飽和カルボン酸またはそ
の誘導体のグラフト量が0.5重量%のものでも〔η〕
が0.3dl/g以下であり、本発明の組成物に用いて
も熱変形温度の改善効果に劣る。
本発明に用いる繊維強化材CIII)とは、ガラス繊維
、チタン酸カリウム繊維、金属被覆ガラス繊維、セラミ
ックス繊維、ウオラストナイト、炭素繊維、金属炭化物
繊維、金属硬化物繊維等の無機繊維、アラミド繊維等の
有機繊維等の繊維状物である。またこれら繊維強化材の
表面をシラン系化合物、例えばビニルトリエトキシシラ
ン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−グリ
シドキシプロビルトリメトキシシラン等で処理しておい
てもよい。これらの中では無機繊維、とくにガラス繊維
が補強効果及び耐熱性の改良効果に優れるので好ましい
本発明に用いるガラスフレーク(IV)及びマイカ(V
)は薄片状のものであればとくに限定はされないが、通
常アスペクト比(フレークの平均直径/平均厚み)が1
0ないし500の範囲、更には20ないし300の範囲
であることが好ましい。又、大きさも20ないし200
0μ、更には100ないし1000μの範囲のものが機
械的強度、外観、分散性等の改良効果が優れる点で好ま
しい。
本発明の組成物は、前記ポリ4−メチル−1−ペンテン
(1):80ないし99.99重量部、好ましくは90
ないし99.9重量部、グラフト変性ポリ4−メチル−
1−ペンテン(n) :o、olないし20重量部、好
ましくは0.1ないし10重量部、〔■〕+(II) 
= 100重量部に対して繊維強化材〔■〕 :■ない
し300重量部、好ましくは10ないし100重量部、
同じ<’ (11,+ (Ill = 100重量部に
対してガラスフレーク(IV)及び/又はマイカ〔■〕
:1ないし200重量部、好ましくは5ないし150重
量部とからなる。
グラフト変性ポリ4−メチル−1−ペンテン(II)の
量が0.01重量部未満では熱変形温度、機械的強度の
改善効果が少なく、一方20重量部を越えると、曲げ強
度、引張強度、(!iv1強度等の機械的強度に対する
改善効果が少ない。また、繊維強化材(III)の量が
1重量部未満では、熱変形温度、機械的強度の改善効果
が少なく、一方300重量部を越えると、繊維強化材(
1)が成形品表面に浮き出し、著しく外観が低下する。
ガラスフレーク(IV)及び/又はマイカ(V)の量が
1重量部未満では、成形後の反りが改善されず、一方2
00重量部を越えると、機械的強度の低下(特に衝撃強
度の低下)が大きくなる。またグラフトしている不飽和
カルボン酸またはその誘導体成分単位の含有量は組成物
全体(100重量部)に対して0.001ないし2重量
%の範囲であることが好ましい。
本発明の組成物を得る方法としては、前記各成分(1)
、([1、CI[[)、(IV]及び/又は(V)を廊
11記範囲で混合物することにより得られる。混合方法
としては種々公知の方法例えばヘンシェルミキサー、■
−ブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダ
ー等で必要に応じて混合し、−軸押出機、二軸押出機、
ニーダ−、バンバリーミキサ−等により溶融混線後、造
粒あるいは粉砕する方法が挙げられる。
本発明の組成物には、耐熱安定剤、耐候安定剤、核剤、
顔料、染料、滑剤、発錆防止剤等の通常ポリオレフィン
に添加混合して用いることのできる各種配合剤を本発明
の目的を損わない範囲で添加しておいてもよい。
本発明の組成物は、従来のガラス繊維強化ポリ4−メチ
ル−1−ペンテンに比べて著しく熱変形温度が高く、機
械的強度も改善され、更には成形後の反りによる変形も
少ないので、コネクター、チューナー、スイッチ等電気
、電子部品の様な寸法精度の要求の厳しい精密成形品等
に好適に使用される。
次に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明は
その要旨を越えない限り、これらの実施例に何ら制約さ
れるものではない。
実験例1 4−メチル−1−ペンテン単独重合体(〔η〕1.7 
dl/ g 、 Mw/Mn 7.5、融点241℃、
結晶化度42%、DSCパラメータ3.0;以下TPX
 (1)と略す)を用い、トルエン溶媒中、145°C
でジクミルペルオンシト触媒により無水マレイン酸のグ
ラフト反応を行った。得られた反応物に大過剰のアセト
ンを加えることにより、ポリマーを沈澱させ、濾取し、
沈截物をアセトンで繰返し洗浄することにより、無水マ
レイン酸グラフト変性ポリ4−メチル−1−ペンテンA
(以下M A II−TP X(A)と略す)を得た。
この変性ポリマーの無水マレイン酸単位のグラフト割合
は4.0重量%であり、〔η) ’0.95di/g、
融点210℃、結晶化度18%、Mw/Mu 4.5、
DSCパラメーター2.8であった。
実施例1 実験例1で用いたTPX (H:95重量部と同じく実
験例1で製造したMAH−TPX (A):5重量部に
、ガラス繊維(6PA−473C3日東紡績(株)製、
以下CFと略す)、及びマイカ(ホワイトマイカ、P−
80K ハリスマイニングコーポレーション製)を’I
’PX (1)+MAH−1”PX (A) = 10
0重量部に各々、12.5重量部を添加混合後、通常の
押出機で造粒しベレットを得た。次いでこのベレットを
射出成形機を用いて試験片を作製し、次に示す項目につ
いて測定を行った。
(1)曲げ強度 AS’rMD790に基づいて行った。試験片の厚みは
1/8インチ。
(211ZOD衝撃強度 ASTMD265に基づいて行った。試験片の厚みは1
/8インチ。
(3)熱変形温度 ASTM064Bに基づいて行った。試験片の厚みは1
/4インチで荷重圧18.56kg/cJの条件で行っ
た。
(4)反り 2mm厚さの角板(130X 130mm)を射出成形
機で成形し流れ方向と平行な一辺を定盤上に押えつけ他
辺の2つのコーナーの内、浮き上がりが大きいコーナー
の定盤からの高さを測定し、反りとした。
結果を第1表に示す。
実施例2 実施例1で用いたマイカの代わりにガラスフレーク(C
E F −048A 日本板硝子(株)製)を用い、G
Fとガラスフレークの量を各々14重量部及び28重量
部とする以外は実施例1と同様に行った。結果を第1表
に余す。
実施例3 実施例20GFとガラスフレークの量を各々33重量部
づつとする以外は、実施例2と同様に行った。結果を第
1表に示す。
比較例1 実施例1でマイカを添加せずにGFのみを11重量部添
加する以外は実施例1と同様に行った。
結果を第1表に示す。
比較例2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ill ポリ4−メチル−1−ペンテン(11:80な
    いし99.99重量部、不飽和カルボン酸またはその誘
    導体成分単位のグラフト量が0.5ないし15重量%の
    範囲及び極限粘度〔η〕が0.3ないし1Od1/gの
    範囲のグラフト変性ポリ4−メチル−1−ペンテン(I
    [) :o、otないし20重量部、(1) + (I
    f) = 100重量部に対して繊維強化材(nl):
    1ないし300重量部、同じ< (1) + (II)
     = 100重量部に対して、ガラスフレーク(IV)
    及び/又はマイカ(V):1ないし200重量部とから
    なることを特徴とする繊維強化ポリ4−メチル−1−ペ
    ンテン組成物。
JP3149384A 1984-02-23 1984-02-23 繊維強化ポリ4−メチル−1−ペンテン組成物 Granted JPS60177051A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0392351U (ja) * 1990-01-10 1991-09-19
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