JPS61203172A

JPS61203172A - 芳香族ポリスルフオン樹脂組成物

Info

Publication number: JPS61203172A
Application number: JP4246585A
Authority: JP
Inventors: Teruo Tsumato; 照夫妻藤; Kazuo Hinobeta; 比延田　和夫
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1985-03-04
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1986-09-09
Also published as: JPH0581625B2

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】産業上の利用分野本発明は、すぐれた機械的性質、熱的性質、寸法安定性
を有し、加工時の熱安定性の改善された芳香族ポリスル
フォンとチタン酸カリウム繊維からなる樹脂組成物に関
する。

従来の技術芳香族ポリスルフォンは耐熱性、強度、剛性、難燃性、
耐薬品性などのすぐれたエンジニアリングプラスチック
として、とくに電気部品や自動車部品などの用途におい
°て注目されている。

しかし、該用途において、該樹脂の特長である難燃性、
耐薬品性、耐熱水性、成形加工性などを維持しながら、
さらに高い耐熱性、強度、剛性度を有する材料が、該分
野における技術進歩とあいまって要求されている。

該樹脂にガラス繊維や炭素繊維等の繊維状強化剤を配合
することにより、強度、剛性、耐熱性等がかなり改良さ
れることが知られている。

しかしながら、該繊維状強化材を配合した組成物は異方
性が大きい、表面が荒れ外観が悪い、加工機、金型を摩
耗させるなどの欠点がある。

また該樹脂に炭酸カルシウム、マイカ、ガラスピーズな
どの粉末状もしくは薄片状の充填剤を配合することによ
り、成形収縮率の低下、線膨張係数の低下などによる寸
法安定性を改良することが可能であるが、剛性の改良が
十分でなく、また衝撃強度が低下し、脆弱となる欠点が
ある。

上記欠点を改良するものとして芳香族ポリスルフォンに
チタン酸カリウム繊維を配合した樹脂組成物が提案され
、注目を集めている。

しかしながら、該芳香族ポリスルフォンとチタン酸カリ
ウム繊維からなる組成物は、チタン酸カリウム繊維によ
る強化効果の高い高充填になるほど、溶融成形、例えば
射出成形等の成形において高温での滞留によりゲル化を
起し、流動性を失ない、成形不能となる欠点がある。

発明が解決しようとする問題点本発明は、芳香族ポリスルフォンとチタン酸カリウム繊
維からなる樹脂組成物の溶融時の熱安定性を改良し、良
好な成形性を有する組成物を提供することを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段上記問題点の解決のために本発明者は、先に芳香族ポリ
スルフォン３０〜９５ｗｔ％とチタン酸カリウム繊維７
０〜５　ｗｔ％からなる樹脂組成物であって、チタン酸
カリウム繊維中の遊離カリウム含有量が０．１％以下で
あることを特徴とする芳香族ポリスルフォン樹脂組成物
について特許を出願した。

さらに、その後の検討結果によ、す、遊離カリウム含有
量が０．１％を超え、０．２５％以下のチタン酸カリウ
ムであっても十分実用性のある溶解時熱安定性を有し、
かつ遊離カリウム含有量が０．１−以下のチタン酸カリ
ウム繊維の製造に比べて、より製造が容易で、より安価
に得られることがわかった。

本発明の特徴とするところは芳香族ポリスルフォン３０
〜９５ｗｔ％とチタン酸カリウム繊維７０〜５　ｗｅ　
％からなる樹脂組成物であって、チタン酸カリウム繊維
中の遊離カリウム含有量が０．１％を超え０．２５％以
下であることを特徴とする芳香族がリスルフォン樹脂組
成物である。

本発明組成物の成分として使用される芳香族ポリスルフ
ォンはアリーレン単位がエーテルおよびスルフォン結合
と共に無秩序にまたは秩序正しく位置するポリアリーレ
ン化合物として定義される。たとえば、つぎの（１）〜
（１６）のような構造式からなるものがあげられるが、
とくに（１）、ｆ２１、ｆｉｌの構造を有するものが物
性と加工性のバランスがすぐれており好ましい。

Ｈ３さらに、溶液１００　ｅａ中に重合体１．ｆを含むジメ
チルフォルムアミド溶液について、２５℃で測定された
還元粘度が０．３以上０．６以下の時、該芳香族ポリス
ルフォンの耐熱性、強度、剛性、靭性などの物性と成形
加工性のバランスがすぐれており、より好ましい。

本発明で使用されるチタン酸カリウム繊維は高強度単結
晶線Ｍ（ウィスカー）の一種であり、化学組成としてに
２０・ｅ　ＴｉＯ２，Ｋ２Ｏ・６　ＴｉＯ：ａ・、Ｈ２
Ｏを基本とする針状結晶であり、代表的融点は１３００
〜１３５０℃である。平均繊維長は５〜１５０μｍ１平
均繊維径は０．０５〜２．０μ諷のものが適用されるが
、平均繊維長は１０〜３０μｍ、平均繊維径は０．１〜
０．５μｍのものが好ましい。

さらに本発明で使用されるチタン酸カリウム繊維は該繊
維中の遊離カリウム含有量が０．１チを超え０．２５　
％以下であることが必要である。

該繊維中の遊離カリウムの含有量は、例えば次の方法に
よって測定される。

該チタン酸カリウム繊維を所定量採取し水中で長時間煮
沸することによって溶出したカリウムを分析する方法で
、炎光分光分析法、原子吸光分光分析法、ＩＣＰ発光分
光分析法（高周波誘導結合プラズマ発光分析法）などが
適用される。

遊離カリウム含有量が０．１％を超え０．２５％以下の
チタン酸゛カリウム繊維の製造法は特に限定されない。

チタン酸カリウムの合成法としては焼成法、溶融法、水
熱法およびフラックス法が知られている。目的とするに
２０＊ｎＴｉＯ２を得るためには、出発原料のに、Ｏと
Ｔ＊０２　の混合比、反応温度および反応系の塩基度が
最大の要因となり、ｎの決定、さらには繊維長も決定さ
れる。

上記合成法において、適正な条件を選択し、遊離に２０
含有量を減らし、ひいては遊離カリウムを減らす方法、
もしくは通常の工業的製法によって得られる遊離カリウ
ムを０．２７〜０．４０％含むチタン酸カリウム繊維を
高温、例えば５００℃以上で焼成することにより遊離カ
リウム含有量を減する方法、水または酸で遊離に２０を
溶脱し、遊離カリウムを減する方法などいずれの方法も
適用が可能である。

チタン酸カリウム繊維が芳香族ポリスルフォンに配合さ
れる量は芳香族ポリスルフォンと該チタン酸カリウム繊
維の合計量に対して、芳香族ポリスルフォン３０〜９５
Ｗｔｆ３、チタン酸カリウム繊維７０〜５ｗｔ％が適当
であり、芳香族ポリスルフォンが９５ｗｔ％を超え、チ
タン酸カリウム繊維が５ｗｔ％未満の場合には、耐熱性
、剛性、寸法安定性の改良が不十分であり、また、芳香
族？リスルフォンが３０ｗｔ％未満、チタン酸カリウム
繊維がｒｏｗｔｓを超えた場合には、溶融混合機での分
散が不充分であり、また溶融粘度の上昇が著しいため、
流動性が低く、通常の条件による成形が困難となり、好
ましく用いられない。

芳香族ポリスルフォンに配合されるチタン酸カリウム繊
維中の遊離カリウムの含有量は０．１チを超え０．２５
％以下であることが必要であるが、遊離カリウムの含有
量が０．２５　％を超えると、該芳香族ポリスルフォン
樹脂組成物の溶融時の熱安定性が低下し、溶融時の滞留
による粘度の上昇が極めて大きいものとなる。特に、よ
り高温、より長時間の滞留、チタン酸カリウム繊維のよ
り高い配合量において一層粘度上昇が大きくなり、ゲル
化を起し、流動性を失ない、成形不能となる。

チタン酸カリウム繊維中の遊離カリウム含有量が０．２
５％以下の時、溶融粘度の上昇は極めて軽微となるが、
０．２０　％以下の時厳しい条件においても一層粘度上
昇を起さないため、好ましい。

本発明の組成物の配合手段は特に限定されない。芳香族
ポリスルフォン、チタン酸カリウム繊維を各々別々に溶
融混合機に供給することが可能であり、またあらかじめ
これら原料類を乳鉢、ヘンシェルミキサー、ボールミル
、リボンブレンダーなどを利用して予備混合してから、
溶融混合機に供給することもできる。

なお、本発明組成物に対して、本発明の目的をそこなわ
ない範囲で、酸化防止剤および熱安定剤、紫外線吸収剤
、滑剤、離型剤、染料、顔料などの着色剤、難燃剤、難
燃助剤、帯電防止剤などの通常の添加剤を一種以上添加
することができる。

作用本発明において、チタン酸カリウム繊維は、芳香族ポリ
スルフォンに配合することにより、耐熱変形性、強度、
剛性度、寸法精度等の諸物性を向上させる作用を有する
が、チタン酸カリウム繊維中の遊離カリウムが、溶融状
態において芳香族ポリスルフォンの活性基、例えば末端
水酸基などと反応し、粘度上昇を起こすことが推定され
る。

この粘度上昇はより高温、より長時間の滞留、チタン酸
カリウム繊維のより高い配合量はど顕著であること、チ
タン酸カリウム繊維中の遊離カリウム含有量が０．２５
％以下である時、はとんど粘度上昇を起こさないことな
どから上記推定が安逸なものと考えられる。

以下実施例により本発明を説明するが、これらは単なる
例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１〜３基本構造としてを有するポリエーテルスルフォン（ＩＣＩ製ポリエーテ
ルスルフォン３６００　Ｐ　）ト遊離カリウムを０．１
６％含有するチタン酸カリウム繊維（大塚化学製　テイ
スモ熱処理品、繊維径０−３〜１．０　μｍ　、繊維長
２０−１２０μｍ）を第１表に示した組成で混合し、二
軸押出機（池貝鉄工製ＰＣＭ−ａｏ）により３４０℃の
温度で溶融混練した後、ストランドを水冷、切断してペ
レットを得た。

上記遊離カリウム量は、所定量の該チタン酸カリウム繊
維を水中で２０時間煮沸した後、溶出水を炎光兼用原子
吸光分析装置（ダブルビームタイプ、高滓製作所製６５
０型、測定波長７６６５　Ｋ　）により測定した値であ
る。

得られたペレットを射出成形（住友−ネスタール４７／
２８射出成形機、シリンダ一温度３６０９Ｃ〜３８０℃
、金型温度１３０℃）し、曲げ試験片、アイゾツト試験
片、熱変形温度測定用試験片を得た。

曲げ弾性率、アイゾツト衝撃強度、熱変形温度はそれぞ
れＡＳＴＭ　Ｄ−７９０、Ｄ−２５６、Ｄ−６４８に準
拠して測定した。

溶融時の熱安定性の評価法としては、高化式フローテス
ター（高滓製作所製）において４００℃、荷重５０　Ｉ
ＱＦ／Ｃｌ１１２、ノズル径１　ｒｔｒｘ　Ｉｆ　１ラ
ンド長１０−で、滞留５分と３０分の溶融粘度を比較し
た。

結果を第１表に示す。

いずれも高い曲げ弾性率、衝撃強度、耐熱変形性を有す
るとともに、すぐれた溶融時の熱安定性を示している。

また射出成形において３８０℃で３０分間滞留させても
いずれの系も射出成形性に大きな変化は認められなかっ
た。

比較例１〜３実施例１〜３で用いたのと同じポリエーテルスルフォン
に遊離カリウムを０．２８　％含有する以外は実施例１
〜３に用いたのと同様の性状を有するチタン酸カリウム
繊維を第１表に示した組成で混合し、実施例１〜３と同
様の実験を行った。

いずれも滞留時間の短かい条件における射出成形におい
ては特別の不都合なく成形が可能であり、実施例１〜３
と同等の物性を有しているが、溶融粘度のデータから溶
融時の熱安定性がよくないことがわかる。

また、射出成形において３８０℃で３０分滞留させたと
ころいずれの系もゲル化が起り、射出不能となった。

＼、・一＼発明の効果以上に述べたように、本発明は、芳香族ポリスルフォン
に遊離カリウム含有量がｏ、ｉ＊を超え０．２５％以下
のチタン酸カリウム繊維を配合することにより、すぐれ
た強度、弾性率、耐熱変形性を有するとともに、高い溶
融時熱安定性を示すために、その成形性が極めて安定的
ですぐれたものとなり、実用範囲を飛躍的に拡大する効
果が得られたのである。

Claims

【特許請求の範囲】

芳香族ポリスルフォン３０〜９５ｗｔ％とチタン酸カリ
ウム繊維７０〜５ｗｔ％からなる樹脂組成物であって、
チタン酸カリウム繊維中の遊離カリウム含有量が０．１
％を超え０．２５％以下であることを特徴とする芳香族
ポリスルフォン樹脂組成物。