JPS63152665A

JPS63152665A - 充てん材配合熱可塑性樹脂組成物

Info

Publication number: JPS63152665A
Application number: JP29893486A
Authority: JP
Inventors: Toshio Inoue; 敏夫井上; ▲吉▼川　俊常; Toshitsune Yoshikawa
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1988-06-25
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPH0751669B2

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）本発明は充てん材配合熱可塑性樹脂組成物に関し、詳し
くは熱可塑性樹脂、充てん材および不飽和アミン単独重
合体またはその酸塩を必須成分とする、機械的強度、耐
熱性などにすぐれた樹脂組成物に関する。

（従来の技術）熱可塑性樹脂は自動車用部品、家庭用電気装具を始めと
して用途が極めて広く、これに無機物または有機物の充
てん材を混合して機械的強度、耐熱性などの向上、難燃
性の付与あるいは増量などの効果を挙げることが広く行
われており、充てん材の種類も多様である。しかしなが
ら充てん材を配合する際には、その材質により分散した
界面における熱可塑性樹脂との親和性が低いため分散性
が悪く、充てん材の配合効果が十分に発揮できないこと
があるので、充てん材の表面処理その他の方法により両
界面の親和性改善を図ることがしばしば行われる。たと
えば表面処理では脂肪酸およびその金属塩、酸アミド、
樹脂酸、各種カップリング剤、ワックス、オイルなどを
用いて、あらかじめ充てん材の表面を処理する方法が知
られている。

無機物を中心とする親水性充てん材をポリオレフィンな
どの疎水性熱可塑性樹脂へ混合する場合には、とくにこ
のような親和性の改善が必要であり、表面処理剤として
は通常シラン系、チタン系あるいはアルミニウム系など
のいわゆるカップリング剤が用いられる。他のの方法と
しては、無水マレイン酸あるいはアクリル酸などで変性
したポリオレフィンを熱可塑性樹脂に混合する方法（特
公昭５１−１０２６５号公報、特開昭５６−１４９４５
２号公報）あるいは上記両方法の併用（特公昭４５−３
６４２１号公報、特開昭５５−４０７１９号公報）など
が知られている。なおアミノ基を含む物質で充てん材の
表面処理を行う方法も一部知られており、たとえばアル
キルアミン単量体を用いる例（特開昭５３−１４７５１
号公報）がある。またポリオレフィンなどの重合体をア
ミノ基を一例として含む官能基で変性したもの（特開昭
４９−１３２４４号公報、特開昭５０−９５３４６号公
報）も知られているが、そこでは具体例の開示はなされ
ていない。

上記のように、従来用いられている方法ではいずれもま
だ性能が不十分であり、機械的強度、耐熱性などに改良
の効果を得るためには所要添加量が多（なり、このため
組成物の他の性状の劣化を招いたり、あるいは高価にな
るなど各種の問題が残されており、充てん材と熱可塑性
樹脂との間の親和性を一層有効に改善する技術の開発が
望まれている。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は熱可塑性樹脂と充てへ材との親和性を向上させ
ろ新規添加物質を用いることによって上記の欠点を改良
し、機械的強度および耐熱性にすぐれた安価な充てん材
含有熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。

（問題を解決するための手段）本発明者らは、上記の目的に沿って鋭意検討した結果、
熱可塑性樹脂に充てん材を混合する際に添加物質として
特定のアミン系重合体を用いろことにより、性状の改良
された熱可塑性樹脂組成物が得られることを見出ｔ！シ
、これに基づいて本発明に到達した。

すなわち本発明は、熱可塑性樹脂、充てん材および不飽
和アミン単独重合体またはその酸塩を必須成分とする充
て凡打配合熱可塑性樹脂組成物を提供するものである。

本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン
系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂
、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物、ポリエス
テル系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン系樹脂
、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルア
ルコール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリフェニレンオキサ
イド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエー
テル・エーテルケトン樹１１Ｌホリエーテルスルホン樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアセ
タール樹脂、ポリスルホン＠脂、ボリアリレート樹脂、
ポリエーテルイミド樹脂、ポリパラバン酸樹脂等が挙げ
られる。本発明に用いろ熱可塑性樹脂としてとくに好ま
しいのは上記ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂
または両者の混合物である。

ポリオレフィン系樹脂としては耐水性、耐薬品性、電気
特性などのすぐれたものとして各種の重合体が用いられ
、たとえばエチレン、プロピレン、ブテン−１，４−メ
チル−ペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１等の
相互共重合体；エチレンと酢酸ビニル共重合体等のエチ
レンとビニルエステルとの共重合体；エチレン−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチ
レン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリ
ル酸エチル共重合体等のエチレン生不飽和カルボン酸、
不飽和カルボン前エステル等との共重合体およびそれら
の混合物などが挙げられろ。

ポリアミド系樹脂は′＃４Ｂ耗性、潤滑性、耐油性など
にすぐれたものとして用いられ、たとえば各種のナイロ
ンが挙げられる。

本発明に用いろ充てん材には無機物系のものと有機物系
のものがある。無機物充てん材としては、炭酸カルシウ
ム、タルク、シリカ、粘土、カオリン、アルミナ、水酸
化アルミニウム、マグネシア、水酸化マグネシウム、硫
酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硫酸バリウム、けい
酸アルミニウム、けい酸カルシウム、けい酸ナトリウム
、けい酸カリウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム
、酸化チタン、マイカ、ガラスフレーク、ゼオライト、
けいそう土、パーライト、バーミキュライト、シラスバ
ルーン、ガラスマイクロバルーン、フライアッシュ、ガ
ラスピーズなどが挙げられる。

一方有機物充てん材としては、木粉、パルプ粉やフェノ
ール樹脂その他の合成樹脂の粉末などが挙げられろ。

これら充てん材のうち本発明において好ましいものは無
機物を中心とする親水性物質であり、たとえばけい酸塩
、炭酸塩および硫酸塩の１種以上を含むものが挙げられ
、とくにマイカ、タルク、ガラス、けい酸カルシウム、
白土類などのけい酸塩系のものが好ましい。これらの中
でマイカおよび粉末状または繊維状のガラスが最も望ま
しい。

充てん材の平均粒径は用途によっても異なるが、通常５
〜５００μ虱が用いられる。

本発明において熱可塑性樹脂、充てん材とともに用いる
第三の成分は、不飽和アミンの単独重合体またはその酸
塩（以下アミン系重合体と略す）である。不飽和アミン
の具体例としてはビニルアミン、アリルアミン、アリル
メチルアミン、アリルジメチルアミン、１−アミノ−４
−ペンテンなどの脂肪族オレフィン系アミンならびにア
ミノスチレンあるいはアミノアルキル基によるスチレン
の核置換体などの芳香族オレフィン系アミンが挙げられ
ろ。これらオレフィン系アミンのうち好ましいのは脂肪
族オレフィン系アミンであり、とくにアリルアミンが好
ましい。

アミンの型は反応性の点から第１アミンが望ましい。ま
た上記不飽和アミン単独重合体の無機酸塩は水溶性ポリ
カチオンとなるため、水溶液として充てん材の表面処理
に用いる場合に有利である。

上記アミン系重合体の重合度は、その種類により各種の
ものが使用され、とくに制限されるものではないが、ア
リルアミンの単独重合体（以下ポリプリルアミンと称す
る）またはその塩類の場合には５０〜１．０００程度の
ものが用いられ、このうちでは５００以下のものが好ま
しい。尚本発明で不飽和アミンの単独重合体における単
独重合体とはポリマーを構成する反復単位の主要部が前
記したような重合性の不飽和アミンによってもたらされ
たものをいう。従って不飽和アミンどうしの共重合体や
その特性を実質上損なわない程度に少量の他の成分を共
重合したものも包含されろ。

本発明の充てん材配合熱可塑性樹脂組成物における各成
分の配合割合は、熱可塑性樹脂と充てん材との合計址を
１００重量％とじて、熱可塑性樹脂が９５〜４０重量％
、好ましくは８０〜６０重景％、重量ん材が５〜６０重
量％、好ましくは２０〜４０重量％である。また充てん
材の量を１００重量部として、アミン系重合体の量は０
１重量部以上、好ましくは５重量部息下である。

充てん材の址が５重量％より少ないと機械的強度および
耐熱性に対する改善が見られず、一方６０重量％を越え
ると熱可塑性樹脂の特長が減少して本来の目的に使用で
きなくなるため、いずれも好ましくない。アミン系重合
体の社は０１重量部未満では効果が見られない。

本発明おいて充てん材配合熱可塑性樹脂組成物を製造す
るには、任意の方法を選ぶことができろ。

たとえば充てん材をアミン系重合体によりあらかじめ表
面処理を行った後、得られた処理生成物を熱可塑性樹脂
と混合してもよく、また熱可塑性樹脂にアミン系重合体
を添加混合した後に充てん材を混合してもよい。あるい
は最初から三種の成分を配合して混合することもできる
。しかしアミン系重合体の量をできるだけ少量用いて充
てん材の分散効果およびその熱可塑性樹脂との密着性を
最大限に発揮させろためには、あらかじめ充てん材を表
面処理する方法が好ましい。

表面処理の方法としては、通常アミン系重合体を液体に
溶解あるいは分散させ、その溶液あるいは分散液に所定
量の充てん材を加えて高速かくはんすることにより充て
ん材の表面にアミン系重合体を十分に接触すせる方法が
用いられる。必要により液体を蒸発により除去して、表
面処理された充てへ材を乾燥状態で回収する。

表面処理された充てん材を熱可塑性樹脂と混合するには
、両成分を所定の割合に配合してヘンシェルミキサーな
どにより予４ｍ混合した後、オープンロール、バンバリ
ーミキサ−あるいは加圧ニーダ−で溶融混練する。しか
しこれらは一般にバッチ操作であり、生産性に劣るので
押出機を用いる方法が好ましい。押出機としてはフルフ
ライト型スクリューの押出機を用いてもよいが、混線が
不十分となる場合があるので、ニーディング機構を有す
る押出機や多軸押出機を用いることが好ましい。

本発明では上記三種の成分に加えて、本発明の目的を損
なわないかぎり、他の成分たとえば酸化防止剤、熱安定
剤、耐候剤、染料または顔料、帯電防止剤、滑剤、離型
剤、可塑剤あるいは脱臭剤などを添加することができる
。以上の添加物は数種組合わせて用いてもよい。

（発明の効果）本発明の樹脂組成物は、特定のアミン系重合体を少量用
いて熱可塑性樹脂と充てん材との間の親和性を改善する
ことにより、引張り強さ、曲げ強さ、曲げ弾性率および
耐熱性などがいずれも大きく改善される。このように比
較的安価な材料から機械的強度、耐熱性などのすぐれた
熱可塑性樹脂が得られろため、自動車用各種部品、家庭
用各種電気器具部品、電子用部品、機械部品、一般雑貨
など広い分野における利用が期待される。

（実施例および比較例）以下、本発明を実施例および比較例などに基づいて具体
的に説明するが、本発明はこれらによって限定されろも
のではない。なお試験片の物性値は次の方法により測定
した。

引張降伏強さ：　　ＪＩＳ　Ｋ６７Ｓ８（Ｋ７１１Ｂ）
曲げ強さ　　：　　ＪＩＳ　Ｋ８７５８ｔＫ７２０３）
曲げ弾性率　ｊ　　ＪＩＳ　Ｋ６７５ｇ（Ｋ７２０３）
荷重たわみ温度：　ＪＩＳ　Ｋ７２０７曲げ応力は熱可
塑性樹脂の種類により次のとおりとする：衷ＪｉＪＬ−ＬヱＡ熱可塑性樹脂、充てん材およびアミン系重合体として次
のものを使用した。

熱可塑性樹脂：（Ａ）　　結晶性ポリプロピレン（メルトフロレート８．０ｇ／　１０ｓａｉｎ；　商品
名：日石ポリプロＪ１５０Ｇ、日本石油化学１ｆｆ）充
てん材：（Ｃ−１）金マイカ（平均粒度９ｏμ町商品名ニスシライトマイカ２００Ｈ
Ｋ、■クラレ製）アミン系重合体：（Ｄ−１）ポリアリルアミン塩酸塩（１）（固体、重合
度８０〜１２ｏＨ商品名：　Ｐ　Ａ　Ａ−ＨＣ１−３３
，日東紡ｖＲＨＭ　）水で溶解し、濃度１０重証％の水溶液として使用した。

（Ｄ−２）ポリアリルアミン塩酸塩（２）（５０％水溶
液、重合度８Ｏ−１２ｏ；商品名：　ＰＡＡ−ＨＣ１−
３Ｌ、日東紡績■製）水で希釈し、濃度１０重量％の水
溶液として使用した。

（Ｄ−３）ポリアリルアミン塩酸塩（３）（４０％水溶
液、重合度５４０〜９００；商品名：　ＰＡＡ−ＨＣＩ
−１ＯＬ、日東紡績潤製）水で希釈し、８重量％の水溶
液として使用した。

実施例１〜４においてはいずれもアミン系重合体による
充てん材の表面処理を行った。すなわち金マイカをヘン
シェルミキサー内でか（はん（７３０ｒｐｍ）　Ｌ／な
がら、この中ヘライカ１００ｆｉ量部に対するポリアリ
ルアミン塩酸塩の量が所定量となるように前記３種の水
溶液を各５　ｗｉｎ間をかけ滴下した。添加終了後さら
に５ｍ１ｎ間か（はんを続け、停止後湿っているマイカ
をミキサーから取ね出して浅いトレイ上に均一に拡げ、
１３０℃で乾燥した。

このようにして表面処理したマイカを結晶性ポリプロピ
レンとともに所定の割合で配合し、ヘンシｚルミキサ−
（７３０ｒｐｍ）で３５ｈｉｎ間予４／ＩＩ混合した後
、単軸混練押出し機を用いて２３０℃で溶融混合とスト
ランド押出しを行い、錠剤機によりペレットを作製した
。これを用いて射出成形し試験片を作製し、物性値の測
定を行った。組成および測定結果を表１に示す。

匙Ｊ！ＪＬｕアミン系重合体を使用しないこと以外は実施例１〜４と
同様に処理して組成物を製造し、物性値の測定を行った
。結果を表１に示す。

匿豊璽−ユ表面処理剤として次のシランカップリング剤を使用した
ほかは実施例１〜４と同様に処理して組成物を製造した
。

シランカップリング剤：（Ｅ）　γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリ
メトキシシラン（商品名：　５Ｈ６０２０，）−レ・シ
リコーン■製）水を加え、濃度２０重量％の水溶液として使用した。

組成および物性値測定結果を表１に示す。

実施例　５熱可塑性樹脂と充てん材との配合割合を変えたこと以外
は実施例２と全く同様に実施した。組成および物性値測
定結果を表１に示す。

匿蚊透−ユアミン系重合体を使用しないこと以外は実施例５と同様
に処理して組成物を製造し、物性値を測定した。結果を
表１に示す。

火Ｊｕ随一」− 充てん材として次のマイカを使用したほかは実施例２と
全く同様に実施した。結果を表１に示す。

充てん材：（Ｃ−２）白マイカ（平均粒度１８μｓＢ商品名：４００Ｗ、［クラレ製）匿狡五−五アミン系重合体を使用しないこと以外は実施例６と同様
に処理して組成物を製造し、物性値を測定した。結果を
表１に示す。

実施例　７熱可塑性樹脂として次のナイロンを使用したほかは実施
例２と全く同様に実施した。結果を表１に示す。

熱可塑性樹脂：（Ｂ）ナイロン−６（商品名：東しアミランＣＭ１０４１．東し■製）比較
例　５アミン系重合体を使用しないこと以外は実施例７と同様
に処理して組成物を製造し、物性値を測定した。結果を
表１に示す。

参考例熱可塑性樹脂に次の変性熱可塑性樹脂を添加したほかは
比較例２と全く同様にして組成物を製造した。組成およ
び物性値測定結果を表１に示す。

変性熱可塑性樹脂；（Ｆ）アクリル酸変性ポリプロピレン（アクリル酸含量６型景％；商品名：デクソンＰＢ１０
０１．エクソンケミカル社製）表１の結果から明らかな
ように、本発明の範囲である実施例１〜７の充てん材配
合熱可塑性樹脂組成物は、いずれも少量のアミン系重合
体を用いることにより機械的強度、耐熱性がすぐれた値
を示した。これに対し本発明の範囲外である比較例１〜
５は、上記の性能をバランスよく維持することが困難で
あることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱可塑性樹脂、充てん材および不飽和アミン単独
重合体またはその酸塩を必須成分とする充てん材配合熱
可塑性樹脂組成物。
（２）前記熱可塑性樹脂および充てん材の合計量を１０
０重量％として、熱可塑性樹脂の量が９５〜４０重量％
および充てん材の量が５〜６０重量％である特許請求の
範囲第１項記載の充てん材配合熱可塑性樹脂組成物。
（３）前記充てん材の量を１００重量部として、不飽和
アミン単独重合体またはその酸塩の量が０．１重量部以
上である特許請求の範囲第１項記載の充てん材配合熱可
塑性樹脂組成物。
（４）前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系重合体およ
び／またはポリアミド系重合体である特許請求の範囲第
１項記載の充てん材配合熱可塑性樹脂組成物。
（５）前記充てん材が無機物である特許請求の範囲第１
項記載の充てん材配合熱可塑性樹脂組成物。
（６）前記無機物充てん材がマイカまたはガラスである
特許請求の範囲第５項記載の充てん材配合熱可塑性樹脂
組成物。
（７）前記不飽和アミンがオレフィン系アミンである特
許請求の範囲第１項記載の充てん材配合熱可塑性樹脂組
成物。
（８）前記不飽和アミン単独重合体がポリアリルアミン
である特許請求の範囲第１項記載の充てん材配合熱可塑
性樹脂組成物。
（９）前記不飽和アミン単独重合体またはその酸塩によ
りあらかじめ表面処理した充てん材を熱可塑性樹脂と混
合してなる特許請求の範囲第１項記載の充てん材配合熱
可塑性樹脂組成物。