JPS63352A - ポリ（水素アルキルシロキサン）を添加されて耐衝撃性が増した高モジユラスの繊維強化ノリル - 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】 産業上の利用分野 本発明はポリフェニレンエーテル、随意成分としてのビ
ニル芳香族重合体及び強化用繊維を含有してなる正合体
組成物に関するものである。

従来の技術 ポリフェニレンエーテル、スチレン樹脂及びガラス繊維
からなる重合体組成物はドイツ特許公開第２，３６４，
９０１号公報（ＤＥ−Ａ−２，３６４，９０１）に記載
されて既知である。ガラス繊維は３．１〜２５．４ｍｍ
の長さ、好ましくは６゜３５ｍｍより短かい長さで使用
される。

前述した長さのガラス繊維を用いて製造された重合体組
成物は多少強い異方性を示すという不利益を有する。

米国特許第３，９６０，９８５号明細書（ＵＳ−Ａ−３
，９６０，９８５）にはポリフェニレンエーテル、アル
ケニル芳香族樹脂及びＳＬ　　Ｈ結合をもつオルガノポ
リシロキサン化合物を含有してなる重合体組成物が記載
されている。これらの既知の重合体組成物はガラス繊維
、好ましくは“サイズ剤で処理された”ガラス繊維を含
有し得る。

場合によっては使用されるべきガラス繊維の長さは０．
０００００５〜０．．１２５インチの間である。」二足
米国特許第３，９６０，９８５号明細書によれば、そこ
に記載されている重合体組成物は該組成物の熱安定性を
改善するためにオルガノポリシロキサン化合物を含釘す
る。

欧州特許公開第００５３８２５号公報（ＥＰ−Ａ−００
５３８２５）には芳香族カーボネート重合体又は共重合
体、“サイジングされていない”、すなわち“新鮮な初
期状態の“強化用繊維及び水素シロキサン化合物からな
る重合体組成物が開示されている。強化用繊維としては
短かい、“新鮮な初期状態の”繊維を使用することがで
きる。該欧州特許公開公報に記載されている重合体組成
物は任意の既知の方法に従って、たとえば押出しによっ
て製造することができる。水素シロキサン化合物の添加
により、より良好な衝撃強さが得られる。

発明の要旨 本発明に従う重合体組成物は重合体成分１００重口部当
り５〜５０重口部の短かい、“新鮮な初期状態の”強化
用繊維及び０．０５〜１０重量部の式： （式中、Ｒは水素原子、０１〜Ｃ＋ｏアルキル基、フェ
ニル基又はそれらの混合基であり、ｎ十ｍの合計は少な
くとも４でありかつｎはＯに等しくないものとする）の
単位をもつ水素シロキサン化合物を含釘することを特徴
とするものである。

本発明に従う重合体組成物はポリフェニレンエーテル２
０〜４０重口部、ゴム変性ポリスチレン３０〜７０重量
部、短かい、“新鮮な初期状態の。

強化用繊維１０〜３０重量部及び水素シロキサン化合物
０．０５〜１．０重量部からなるように構成されること
が好ましい。

発明の詳細な開示 短かい強化用繊維の使用に基づく本発明に従う重合体組
成物はポリフェニレンエーテル及び長い強化用繊維から
なる既知の重合体組成物よりも著しく低い異方性を示す
のみである。

水素シロキサン化合物の存在は改善された’Ｆｆｘｊｍ
強さをもつ重合体組成物を与えるに役立つ。今般、全く
驚くべきことに、衝撃強さのこの改良は本発明に従う重
合体組成物の製造に特別の方法を使用する場合にのみ得
られることが認められた。これらの特別な方法は、全成
分を押出機に同時に供給してその中で混和する通常の方
法からは逸脱するものである。

本発明はまた本発明に従う重合体組成物を製造する二つ
の方法を提供する。

本発明に従う第一の方法においては、個々の成分を押出
機中で混合するが、ただし使用されるポリフェニレンエ
ーテル及び場合によっては所望される他の成分を、ポリ
フェニレンエーテルが水素シロキサンと接触する前に、
予備押出しする。この方法は一つの押出し工程において
、所要成分を異なる位置で押出機に供給することによっ
て、行なうことができる。たとえば、ポリフェニレンエ
ーテルを押出機のネックの部分に供給しそしてガラス繊
維を水素シロキサン化合物とともに押出機のネック部分
と出口開口部との間のはＶ中間の位置に供給することが
できる。

本発明に従う第二の方法においては、強化用繊維をまず
高温で水素シロキサン化合物で処理し、その後にかく処
理されたＩｎ　ｅｆｔを押出機中でポリフェニレンエー
テル及び場合によって存在する残りの成分と混合する。

後記の比較例において例証されるごとく、全成分を押出
機中で同時に混合する慣用の方法を使用する場合よりも
前記した本発明の二つの方法のいずれかを使用すればよ
り良好な衝撃強さが得られる。その理由は完全には解明
されていない。この点に関しては、予備押出しされない
ポリフェニレンエーテルは水素ポリシロキサン化合物と
相互作用をなし得るものと推定される。か＼る相互作用
において、ポリフェニレンエーテルは衝撃強さに関して
おそらくは悪影響を受ける。これまでに知られている限
り、か＼る問題はポリフェニレンエーテルを含まない重
合体組成物、たとえばＥＰ−Ａ−００５３８２５公報に
従う重合体組成物においては生じない。

本発明に従う重合体組成物はっぎの群：Ａ、ポリフェニ
レンエーテル；及び Ｂ、短かい、“新鮮な初期状態の′強化用繊維：及び Ｃ１水素ポリシロキサン化合物； から選んだ一種又はそれ以上の成分を少なくとも含有し
てなるものである。さらに、本発明に従うｍ合体組成物
はつぎの群： Ｄ、ビニル芳昏族重合体及び／又は Ｅ、ポリフェニレンエーテルを含む重合体組成物に使わ
れる慣用の添加剤の一種又はそれ以上から選んだ一種又
はそれ以上の成分を含み１９る。

Ａ、ポリフェニレンエーテル 本発明に使用されるポリフェニレンエーテル（ポリフェ
ニレンオキシドとしても知られている）は既知の重合体
の一群である。これらは工業的に広く使用されており、
特に靭性及び耐熱性が要求される用途における工業用合
成樹脂として有用である。ポリフェニレンエーテルの発
見以来、多数の変形及び改良が見出されているが、それ
らはすべて本発明に使用するに適当なものである。か＼
る変形及び改良をなめて本発明で使用し得るポリフェニ
レンエーテルは後述するものを包含するが、これらに限
定されるものではない。

ポリフェニレンエーテルは式： で表わされる多数の単位を含む。

これらの単位の各々において、Ｑｌはそれぞれ互いに独
立してハロゲン、第１級又は第２級低級アルキル（すな
わち７個を超えない炭素原子をもつアルキル）、フェニ
ル、ハロアルキル、アミノアルキル、炭化水素オキシま
たはハロゲン及び酸素原子が少なくとも２個の炭素原子
によって隔てられているハロ炭化水素オキシ基を表わし
；各Ｑ２はそれぞれ独立してＱｌについて定義したごと
き、水素、ハロゲン、第１級又は第２級低級アルキル、
フェニル、ハロアルキル、炭化水素オキシ又はハロ炭化
水素オキシ基を表わす。適当な第１級低級アルキル基の
例はメチル、エチル、ｎ−ブロビル、ｎ−ブチル、イソ
ブチル、ｎ−アミル、イソアミル、２−メチルブチル、
ｎ−ヘキシル、２．３−ジメチルブチル、２−１３−又
は４−メチルペンチル及び対応するヘプチル基である。

第２級低級アルキル基の例はイソプロピル、第２級ブチ
ル及び３−ペンチル基である。存在する場合、アルキル
基は分岐鎖のものよりも直鎖のものであることが好まし
い。各Ｑ１は多くの場合アルキル又はフェニル基、特に
０１−４アルキル基でありかつ各Ｑ２は多くの場合水素
である。

適当なポリフェニレンエーテルは多数の特許文献に記載
されている。

単独重合体状及び共重合体状のポリフェニレンエーテル
はいずれも本発明において使用するに適当である。適当
な単独重合体の例は、２，６−シメチルー１．４−フェ
ニレンエーテル単位をもつものである。適当な共重合体
は２，６−シメチルー１，４−フェニレンエーテル単位
１位をたとえば２゜３．６−ドリメチルー１．４−フェ
ニレンエーテル単位と組み合わせて金白゛するランダム
共重合体を包含する。多数の適当なランダム共重合体及
び単独重合体は特許文献に記載されている。

さらに、分子量、溶融粘度及び／又は衝撃強さのような
性質を変性する単位を含んだポリフェニレンエーテルも
本発明において使用するに適当なものである。か＼る重
合体は特許文献に記載されておりかつそれらは既知の方
法でポリフェニレンエーテル上にビニル’Ｉｌ量体、た
とえばアクリロニトリル及びビニル芳香族化合物（たと
えばスチレン）をあるいはポリスチレン類及びエラスト
マーのような重合体をグラフト結合せしめることによっ
て製造することができる。得られる生成物は通常グラフ
ト化された単位及びグラフｊ・化されていない単位の両
者を合釘する。さらに、適当な重合体はカップリング剤
を２個のポリフェニレンエーテル鎖のヒドロキシル基と
既知の方法で反応させて得られる連結ポリフェニレンエ
ーテルであり、その場合ヒドロキシル基とカップリング
剤との反応生成物からなるより高い分子量をもつ重合体
が形成される。適当なカップリング剤の例は低分子量の
ポリカーボネート、キノン化合物、複素環化合物及びホ
ルマール化合物である。

ポリフェニレンエーテルはゲル透過クロマトグラフィー
によって測定した場合通常約３，０００〜４０．．００
０の範囲の数平均分子量及び約２０゜０００〜６０，０
００の範囲の重量平均分子量を有する。固有粘度はクロ
ロホルム中で２５℃でΔＩＩＪ定してほとんどの場合的
３５〜７０ｏａｌ／ｙの範囲である。

より低い、たとえば約１５〜３５ｍ１／ｇの固有粘度を
もつポリフェニレンエーテルも使用することができる。

ポリフェニレンエーテルは通常少なくとも１８の対応す
るヒドロキシ芳香族化合物の酸化的カップリングによっ
て製造される。特に適当なかつ容易に人手し得るヒドロ
キシ芳香族化合物は２．６−キシレノール（すなわち各
Ｑ１がメチル基でかつ各Ｑ２が水素）であり、その場合
前られる重合体はポリ（２，６−シメチルー１．４−）
ユニしンエーテル）である並びに２．３．６−ドリメチ
ルフエノール（各Ｑ１及び一方のＱ２がメチル基であり
そして他方のＱ２が水素である）として示すことができ
る。

酸化的カップリングによるポリフェニレンエーテルの製
造のために使用し得る多数の触媒系が知られている。か
＼る触媒の選定については同等制限はなく、任意の既知
の触媒を使用し得る。これらの触媒は通常少なくとも一
種の重金属を通常は種々の他の物質と組み合わせた形で
含有する。

好ましく使用されるべき触媒系の第一の群は銅化合物を
含存する系からなるものである。か＼る触媒はたとえば
ＵＳ−Ａ−３，３０６，８７４゜３．３０６．８７５；
３．９１４．２６６及び４゜０２８．３４１に記載され
ている。これらの触媒は通常−価及び二価の銅イオン、
ハロゲン（すなわち塩素、臭素又はヨウ素）イオン及び
少なくとも一種のアミンの組合せからなる。

好ましく使用されるべき第二群の触媒系はマンガン化合
物を含有する系である。か＼る触媒系は通学二価のマン
ガンをハライド、アルコキシド又はフェノキシトのよう
な陰イオンと組み合わせたアルカリ性触媒系からなる。

マンガンは多くの場合一種又はそれ以上の錯生成剤及び
／又はキレート化剤、たとえばジアルキルアミン、アル
カノールアミン、アルキレンジアミン、Ｏ−ヒドロキシ
芳香族アルデヒド、０−ヒドロキシアゾ化合物、α−ヒ
ドロキシアミン（単量体状又は重合体状）、Ｏ−ヒドロ
キシアリールオキシム及びβ−ジケトンとの錯体の形で
存在する。既知のコバルト含有触媒系も適当である。ポ
リフェニレンエーテルの製造用としてｑ用なマンガン及
びコバル！・を含をする適当な触媒系は多数の特許及び
刊行物に記載されて既知である。

多くの場合、ポリフェニレンエーテルの末端基は使用さ
れる触媒系及び使用される反応条件に応じて決まる。

Ｂ、短かい“新鮮な初期状態の”強化用繊維本発明に従
う重合体組成物中の強化用繊維の種類は該繊維が“短か
い″ものでありかつ“新鮮な初期状態の″ものである限
り広範囲に変え得る。

本明細書においていう“短かい”繊維とは０．０５〜５
ｍｍの範囲の長さをもち、好ましくは２．Ｏｍｍより短
かい平均長をもつＩｎ　Ｅｌｋを意味するものと理解す
べきである。また本明細書においていう“新鮮な初期状
態の″繊維とはサイズ剤を何等含まない繊維を意味する
ものと理解すべきである。

か＼る繊維はガラス繊維、たとえばＥ−又はＣ−ガラス
繊維であることができる。またこれらは鉱物質繊維、た
とえばロックウール、アスベスト及び類似物、炭素繊維
及び類似物であり得る。

Ｃ０水素シロキサン化合物 水素シロキサン化合物としては式： の化合物が使用される。

この型の化合物はＵＳ−Ａ−３，９７１，７５６に記載
されている。か＼る化合物の製造についてはたとえばＵ
Ｓ−Ａ−２，４４５，７９４；２゜４４８．７５６；２
，４８４，５９５及び３，５１４．４２４に記載されて
いる。上記式中のＲは好ましくは水素原子又はフェニル
基である。またＲの一部が水素原子でありかつＲの一部
がフェニル基であることもできる。この型の化合物は商
業的に入手可能である。米国、ゼネラル・エレクトリッ
ク社によってＤＦ１０４０として市販されているポリ（
メチル水素）シロキサンが好ましく使用される。

Ｄ、ビニル芳香族重合体 本発明に従う重合体組成物は一種又はそれ以上のビニル
芳香族重合体を含有し得る。好ましく使用し得るビニル
芳香族ｍ合体は式： ％式％： （式中、Ｒは水素原子、低級アルキル基又はハロゲン原
子であり；Ｚはビニル、ハロゲン又は低級アルキル基で
あり；そしてｐはＯ又はｉυ大５までの整数である）の
ビニル芳香族化合物から誘導された反復単位少なくとも
２５市二％を（＾７成成分として形成された重合体であ
る。二＼で、低級アルキル基とは１〜７個の炭素原子を
もつアルキル、２！を意味するものである。

本発明に従うｍ合体組成物中に使用されるビニル芳香族
ｍ合体の例はポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン
及びモノクロルポリスチレンのような単独重合体；ゴム
変性耐衝撃性ポリスチレン、すなわち天然又は合成エラ
ストマー、たとえばポリブタジェン、スチレン−ブタジ
ェン、Ｅ　Ｐ　Ｄ　Ｍゴム、アクリレートゴム等と混合
された又はか＼るエラストマーでグラフト化されたポリ
スチレンを包含する。別のビニル芳香族重合体の例はス
チレン含を共重合体、たとえばスチレン−アクリロニト
リル共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレ
ン−アクリロニトリル−α−アルキルスチレン三元共重
合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジェン共重合
体、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼンの共重合
体及びスチレン−無水マレイン酸共重合体である。さら
に、スチレン−ブタジェン又はスチレン−ブタジェン−
スチレンのブロック共重合体も使用し得る。これらのブ
ロック共重合体は部分的に水素添加されＩ′７る。

Ｅ、ポリフェニレンエーテルを含む重合体混合前述した
成分のほかに、本発明に従うポリフェニレンエーテル含
有ｍ合体組成物は一種又はそれ以上の慣用の添加剤を含
有し得る。か＼る添加剤の例としては難燃化剤、たとえ
ばホスフェート類、安定剤、酸化抑制剤、たとえばホス
ファイト類、少量のポリオレフィン、たとえばポリエチ
レン、染料及び顔料、有機溶剤と接触する際の亀裂形成
に対する敏感性の改良剤、たとえば何機スルホネート類
をあげることができる。

本発明に従う重合体組成物の製造法 ポリカーボネート含有重合体混合物中に短かい“新鮮な
初期状態の”強化用繊維を水素シロキサン化合物と組み
合わせて使用することはＥＰ−Ａ−００５３８２５に記
載されて既知である。これら既知の重合体混合物は“熱
可塑性組成物・・・・・・を１１２１　”Ａ％するため
の・・・・・・任意慣用の方法・・・・・・”に従って
製造されていた。

しかしながら、本発明に従う重合体組成物中に存在する
成分を押出機中に同時に導入して混合する場合には成る
衝撃強さの生成物が得られる。これに対し、特別の方法
を用いる場合には更に良好な衝撃強さをもつ生成物を得
ることができるという予想外の事実が認められた。

か＼る特別な製造法の一つは使用されるべき量のポリフ
ェニレンエーテルをまず押出機中で、水素シロキサン化
合物の不存在下で、たとえば２７０〜３５０℃の温度で
予備押出しする。温度は予備押出においてポリフェニレ
ンエーテルのみを予備押出しするかあるいはさらに別の
成分、たとえばビニル芳香族化合物もともに予備押出し
するかに著しく関係する。

得られる予備押出物をついで第二の予備押出工程で少な
くとも水素シロキサン化合物を含む重合体組成物の残余
の成分とともに押し出す。この第二の押出工程で使用さ
れるべき押出温度は重合体組成物の組成に関係する。

衝撃強さについて最適の値を得ることのできる第二の方
法においては、水素シロキサン化合物をまずたとえばミ
キサー中で２８０〜３２０°Ｃの温度で、短かい″新鮮
な初期状態の゛強化用繊維と十分に長い時間接触させる
。得られる“混合物“をついで押出機中で重合体組成物
の残余の成分（少なくともポリフェニレンエーテルを含
む）とともに、・昆合する。

」−述した方法によって得られる最終押出物を切断する
。得られる細断片（ベレット）をアイゾツトのノツチ付
き衝撃値の測定法に関するＡ　Ｓ　Ｔ　ＭＤ２５６に従
って及び破断伸度の測定法に関するＤＩＮ５３４５５に
従って約２８０°Ｃの温度及び最大の羽根回転速度２５
　Ｏｒｐｍで射出成形機中で試験片に形成した。

実施例Ｉ及び■及び比較例Ａ すべての実施例及び比較例において、ポリフェニレンエ
ーテルとしてクロロホルム中で２５°Ｃで測定して４９
ｍ１／ｇの固有粘度をもつポリ（２゜６−シメチルー１
．４−フェニレン）エーテル（Ｐ　Ｐ　Ｅ）を使用した
。さらに、約３　Ｑ　重＝　９ｇのゲルＱ　ｍをもつゴ
ム変性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）を使用した。短かい“
新鮮な初期状態の”強化用繊維として、Ｇｅｖｅｔｅｘ
’　ＣｏｍｐａｎｙからＥＣｌ０Ｗとして市販されてい
るガラス繊維を使用した。これらの繊維は０．２ｍｍの
平均長を有するものである。

水素シロキサン化合物としてはゼネラル・エレクトリッ
ク社から入手し得るＤＦ１０４０の製品を使用した。

さらに、すべての重合体組成物に添加剤（滑剤、安定剤
）をＰＰＥ＋ＨＩＰＳ＋ガラスＧＲ維１００市量部当り
３重量部を超えない量で添加した。

比較例Ａにおいては、ＨＩＰＳ、ガラス繊維、ポリ水素
シロキサン化合物及び一部の補助剤を二枚羽根押出機中
で２４０°Ｃ１３００ｒｐｍの条件下で予備押出した。

得られる予備押出物を同じ二枚羽根押出機中でＰＰＥ及
び残余の補助剤とともに約３０５°Ｃ及び３００　ｒｐ
ｆｆｌの羽根回転速度で押し出した。

実施例Ｉ及びＨにおいては、ＰＰＥをＨＩＰＳ１０重足
部とともに、水素シロキサン化合物の不存在下で、３０
５℃、２５　Ｏｒｐｍの押出条件下で予備押出した。

実施例Ｉにおいては、得られる予備押出物をＨＩＰＳの
残余、ガラス繊維、水素シロキサン化合物及び添加剤と
ともに、２８０°Ｃｓ　２５　Ｏｒｐｍの押出条件下で
押し出した。

実施例Ｈにおいては、第二のＦ（Ｑ押出物をＨＩＰＳの
残余、ガラス繊維、水素シロキサン化合物及び使用され
るべき添加剤から形成させた。ついでＰＰＥを含む前記
第一の予備押出物とこの第二の予備押出物とを２８０°
Ｃ１２５Ｏｒｐｍの押出条件で押し出した。

使用される量から計算されたかく得られる重合体組成物
の組成を下記の表に示す。さらにこの表中にはかく得ら
れた重合体組成物から製造された試験片のアイゾツトノ
ツチ付き衝撃値及び破断伸度を記録する。

実施例　　ＩＩＩＡ 組成（■二部） ＰＰＥ　　　　　３０　　３０　　３０ＨＩＰＳ　　　
　５０　　５０　　５０ガラス繊維　　　　　２０　　
　２０　　　２１．４ＤＦ１０４０　　０．４　０Ｊ　
　Ｏ，４補助剤　　　　　　　０．２　　０．２　　２
．５性質 アイゾツト衝撃値（ノツチなし） （Ｊ　／ｍ）　　　　　　５７５　　　４９５　　　３
００アイゾツト衝撃値（ノツチ付き） （Ｊ／ｍ）　　　　　　６５　　　６５　　　５５破断
伸度（％）　　　　１５　　　１６　　　６．５比較例
Ａと実施例■及び■との比較から、押出処理されたＰＰ
Ｈの使用はアイゾツト＆ｆ　ａ値及び破断伸度の値に顕
著な改良をＪ）えることが認められる。ガラス繊維を水
素シロキサン化合物及びＨＩＰＳとともに予備押出処理
してもこれらの性質が更に改良されることはない。

短かい繊維の使用に基づいて形成された重合体組成物は
ポリフェニレンエーテルと長いガラス繊維とに基づく商
業的に入手し得る重合体組成物よりも低い異方性を示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリフェニレンエーテル、随意成分としてのビニル
   芳香族重合体及び強化用繊維を含有してなる重合体組成
   物において、該組成物が重合体成分１００重量部当り５
   〜５０重量部の短かい“新鮮な初期状態の”強化用繊維
   及び０．０５〜１０重量部の式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは水素原子、Ｃ＿１〜Ｃ＿１＿０アルキル基
   、フェニル基又はそれらの混合基であり、ｎ＋ｍの合計
   は少なくとも４でありかつｎは０に等しくないものとす
   る）の単位をもつ水素シロキサン化合物を含有すること
   を特徴とする重合体組成物。 ２、重合体組成物がポリフェニレンエーテル２０〜４０
   重量部、ゴム変性ポリスチレン３０〜７０重量部、短か
   い、“新鮮な初期状態の”強化用繊維１０〜３０重量部
   及び水素シロキサン化合物０．０５〜１．０重量部を含
   有する特許請求の範囲第１項記載の重合体組成物。 ３、重合体組成物の構成成分を押出機中で混合すること
   によって特許請求の範囲第１項又は第２項に記載される
   重合体組成物を製造する際、使用されるポリフェニレン
   エーテルを水素シロキサン化合物と接触せしめる前に予
   備押出しすることを特徴とする重合体組成物の製造法。 ４、重合体組成物の構成成分を押出機中で混合すること
   によって特許請求の範囲第１項又は第２項に記載される
   重合体組成物を製造する際、強化用繊維をまず高温で水
   素シロキサン化合物で処理し、ついでかく処理された繊
   維を押出機中でポリフェニレンエーテルと混合すること
   を特徴とする重合体組成物の製造法。 ５、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載される重合
   体組成物から形成された物品。