JPWO2015030136A1 - 水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管 - Google Patents

水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2015030136A1
JPWO2015030136A1 JP2015534296A JP2015534296A JPWO2015030136A1 JP WO2015030136 A1 JPWO2015030136 A1 JP WO2015030136A1 JP 2015534296 A JP2015534296 A JP 2015534296A JP 2015534296 A JP2015534296 A JP 2015534296A JP WO2015030136 A1 JPWO2015030136 A1 JP WO2015030136A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyarylene sulfide
resin
resin composition
group
sulfide resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015534296A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6237773B2 (ja
Inventor
倫子 西尾
倫子 西尾
渡辺 創
創 渡辺
俊男 檜森
俊男 檜森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
DIC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIC Corp filed Critical DIC Corp
Publication of JPWO2015030136A1 publication Critical patent/JPWO2015030136A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6237773B2 publication Critical patent/JP6237773B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/544Silicon-containing compounds containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0869Acids or derivatives thereof
    • C08L23/0884Epoxide containing esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/02Polythioethers; Polythioether-ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/04Polysulfides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/12Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/18Applications used for pipes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/54Inorganic substances
    • C08L2666/64Sulfur

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

キャビティーバランスに優れ、耐クリープ特性及び耐凍結性を両立した成形品を作製できる水回り部品用樹脂組成物、及び、これらを用いた流動体用配管を提供する。具体的には、ポリアリーレンスルフィド樹脂及び熱可塑性エラストマーを含有する水回り部品用樹脂組成物であって、ポリアリーレンスルフィド樹脂が、ジヨード芳香族化合物、単体硫黄及び重合禁止剤を含有する溶融混合物中で反応させることを含む方法により得ることのできるものである、水回り部品用樹脂組成物、及び、これらを用いた流動体用配管。

Description

本発明は、水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管に関する。
熱交換機、給湯装置、生ゴミ処理装置等に用いられる高温流動体移送用の配管は、近年、金属材料に変わりプラスチック化が進められている。配管用プラスチック材料としては優れた耐熱性と機械的強度とを持つポリアリーレンスルフィド樹脂が用いられている。しかしながら、ポリアリーレンスルフィド樹脂は、機械的強度に優れ、剛性に優れるという特徴から、上記各種装置の配管に使用した場合に冬場の内部流体の凍結によって配管が破損、破裂することがある。
そこで、ポリアリーレンスルフィド樹脂製の配管の耐凍結性を改善するために、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂に熱可塑性エラストマーを配合することによって、樹脂組成物の柔軟性を高め、内部流体の凍結による破損、破裂等を防止する技術が知られている(特許文献1参照)。
特開2004−300271号公報
しかしながら、ポリアリーレンスルフィド樹脂に熱可塑性エラストマーを配合した樹脂組成物は、成形品の耐凍結性については効果が認められるものの、柔軟性が向上するために熱水等の高温流体に長時間接触させた場合に、成形品自体の変形が大きくなるという耐クリープ性の低下を招き、配管と接触する金属部品との界面に隙間を生じさせて、高温流体の漏れを引き起こすことがある。そのため、水回り部品用の材料としては、冷温条件下では柔軟性を有しながらも、高温条件下では剛性が高く耐クリープ性に優れたものが求められている。
一方、複数のキャビティーを有する金型を用いた射出成形により、同時に複数の成形品を成形したときに、一部のキャビティーに成形用材料が十分に充填されないといった成形不良が発生することがある。そのため、成形用材料には、均一にムラなく充填できることも求められている。
そこで、本発明が解決しようとする主な課題は、キャビティーバランスに優れ、耐クリープ特性及び耐凍結性を両立した成形品を作製できる水回り部品用樹脂組成物、及び、これらを用いた流体用配管を提供することにある。
本発明者らは種々の検討を行った結果、ジヨード芳香族化合物と単体硫黄と重合禁止剤とを溶融重合させることで得られるポリアリーレンスルフィド樹脂と、熱可塑性エラストマーとを配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ポリアリーレンスルフィド樹脂及び熱可塑性エラストマーを含有する水回り部品用樹脂組成物であって、ポリアリーレンスルフィド樹脂が、ジヨード芳香族化合物と、単体硫黄と、重合禁止剤とを、ジヨード芳香族化合物、単体硫黄及び重合禁止剤を含有する溶融混合物中で反応させることを含む方法により得ることのできるものである、水回り部品用樹脂組成物に関する。
また、本発明は、前記記載の水回り部品用樹脂組成物からなる流体用配管に関する。
本発明によれば、キャビティーバランスに優れ、耐クリープ特性及び耐凍結性を両立した成形品を作製できる水回り部品用樹脂組成物、及び、これらを用いた流動体用配管を提供することができる。また、上記水回り部品用樹脂組成物を用いることで、加熱によるガス発生を抑制でき、かつ、機械的強度に優れた成形品を作製することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本実施形態に係る水回り部品用樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィド樹脂及び熱可塑性エラストマーを含有する。
本実施形態に用いられるポリアリーレンスルフィド樹脂は、ジヨード芳香族化合物と、単体硫黄と、重合禁止剤とを、ジヨード芳香族化合物、単体硫黄及び重合禁止剤を含有する溶融混合物中で反応させることを含む方法により得ることができる。このような方法によれば、フィリップス法をはじめとする従来法に比べ、比較的高分子量の重合体としてポリアリーレンスルフィド樹脂を得ることができる。
ジヨード芳香族化合物は、芳香族環と、芳香族環に直接結合した2個のヨウ素原子とを有する。ジヨード芳香族化合物としては、ジヨードベンゼン、ジヨードトルエン、ジヨードキシレン、ジヨードナフタレン、ジヨードビフェニル、ジヨードベンゾフェノン、ジヨードジフェニルエーテル及びジヨードジフェニルスルフォン等が挙げられるが、これらに限定されない。2つのヨウ素原子の置換位置は特に限定されないが、好ましくは2つの置換位置が分子内で出来る限り遠い位置にあることが望ましい。好ましい置換位置は、パラ位、及び4,4’−位である。
ジヨード芳香族化合物の芳香族環は、フェニル基、ヨウ素原子以外のハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、カルボキシ基、カルボキシレート、アリールスルホンおよびアリールケトンから選ばれる少なくとも1種の置換基によって置換されていてもよい。ただし、ポリアリーレンスルフィド樹脂の結晶化度及び耐熱性等の観点から、未置換のジヨード芳香族化合物に対する置換されたジヨード芳香族化合物の割合は、好ましくは0.0001〜5質量%の範囲であり、より好ましくは0.001〜1質量%の範囲である。
単体硫黄は、硫黄原子のみによって構成される物質(S、S、S、S等)を意味し、その形態は限定されない。具体的には、局法医薬品として市販されている単体硫黄を用いてもよいし、汎用的に入手することができる、S及びS等を含む混合物を用いてもよい。単体硫黄の純度も特に限定されない。単体硫黄は、室温(23℃)で固体であれば、粒形状又は粉末状であってもよい。単体硫黄の粒径は、特に限定されないが、好ましくは0.001〜10mmの範囲であり、より好ましくは0.01〜5mmの範囲であり、更に好ましくは0.01〜3mmの範囲である。
重合禁止剤は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の重合反応において当該重合反応を禁止又は停止する化合物であれば、特に制限なく用いることができる。重合禁止剤は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の主鎖の末端にヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基及びカルボキシル基の塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の基を導入し得る化合物を含むことが好ましい。すなわち、重合禁止剤としては、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基及びカルボキシル基の塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の基を1又は2以上有す化合物が好ましい。また、重合禁止剤が上記官能基を有していてもよいし、重合の停止反応等によって、上記官能基を生成してもよい。
ヒドロキシ基又はアミノ基を有する重合禁止剤としては、例えば、下記式(1)又は(2)で表される化合物が重合禁止剤として用いられ得る。
Figure 2015030136
一般式(1)で表される化合物によれば、下記式(1−1)で表される一価の基が主鎖の末端基として導入される。式(1−1)中のYは、重合禁止剤に由来するヒドロキシ基、アミノ基等である。
Figure 2015030136
一般式(2)で表される化合物によれば、下記式(2−1)で表される一価の基が主鎖の末端基として導入される。一般式(1)で表される化合物に由来するヒドロキシ基が、例えば、式(2)中のカルボニル基の炭素原子と硫黄ラジカルと結合することによりポリアリーレンスルフィド樹脂中に導入され得る。
Figure 2015030136
式(1−1)又は(2−1)で表される基は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の主鎖中に原料(単体硫黄)に由来して存在するジスルフィド結合が溶融温度下でラジカル開裂して発生した硫黄ラジカルと、一般式(1)で表される化合物又は一般式(2)で表される化合物とが結合することによって、ポリアリーレンスルフィド樹脂中に導入されると考えられる。これら特定構造の構成単位の存在は、一般式(1)又は(2)で表される化合物を用いた溶融重合により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂に特徴的である。
一般式(1)で表される化合物としては、例えば、2−ヨードフェノール、2−アミノアニリンなどが挙げられる。一般式(2)で表される化合物としては、2−ヨードベンゾフェノンが挙げられる。
Figure 2015030136
Figure 2015030136
Figure 2015030136
一般式(3)中、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は、下記一般式(a)、(b)若しくは(c)で表される一価の基を表し、R又はRの少なくともいずれか一方は一般式(a)、(b)又は(c)で表される一価の基である。一般式(4)中、Zは、ヨウ素原子又はメルカプト基を表し、Rは、下記一般式(a)、(b)又は(c)で表される一価を表す。一般式(5)中、Rは、一般式(a)、(b)又は(c)で表される一価の基を表す。
Figure 2015030136
Figure 2015030136
Figure 2015030136
一般式(a)〜(c)中のXは、水素原子又はアルカリ金属原子であるが、反応性が良好となる点から水素原子が好ましい。アルカリ金属原子としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、ルビジウム、及びセシウムなどが挙げられるが、ナトリウムが好ましい。一般式(b)中、R10は炭素原子数1〜6のアルキル基を表す。一般式(c)中、R11は水素原子又は炭素原子数1〜3のアルキル基を表し、R12は炭素原子数1〜5のアルキル基を表す。
一般式(3)、(4)又は(5)で表される化合物によれば、下記式(6)又は(7)で表される一価の基が主鎖の末端基として導入される。これら特定構造の末端の構成単位の存在は、一般式(3)、(4)又は(5)で表される化合物を用いた溶融重合により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂に特徴的である。
Figure 2015030136

(式中、Rは、一般式(a)、(b)又は(c)で表される一価の基を表す。)
Figure 2015030136
(式中、Rは、一般式(a)、(b)又は(c)で表される一価の基を表す。)
重合禁止剤として、カルボキシル基等の官能基を有していない化合物等を使用してもよい。このような化合物としては、例えば、ジフェニルジスルフィド、モノヨードベンゼン、チオフェノール、2,2’−ジベンゾチアゾリルジスルフィド、2−メルカプトベンゾチアゾール、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、2−(モルホリノチオ)ベンゾチアゾール及びN,N’−ジシクロヘキシル−1,3−ベンゾチアゾール−2−スルフェンアミドから選ばれる少なくとも1種の化合物を用いることができる。
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂は、ジヨード芳香族化合物と、単体硫黄と、重合禁止剤と、必要に応じて触媒と含む混合物を加熱して得られる溶融混合物中で溶融重合を行うことによって生成する。溶融混合物中のジヨード芳香族化合物の割合は、単体硫黄1モルに対して、好ましくは0.5〜2モルの範囲であり、より好ましくは0.8〜1.2モルの範囲である。また、混合物中の重合禁止剤の割合は、固体硫黄1モルに対して、好ましくは0.0001〜0.1モルの範囲であり、より好ましくは0.0005〜0.05モルの範囲である。
重合禁止剤を添加する時期は、特に制限されないが、ジヨード芳香族化合物、単体硫黄及び必要に応じて添加される触媒を含む混合物を加熱して、混合物の温度が好ましくは200℃〜320℃の範囲、より好ましくは250〜320℃の範囲となった時点で重合禁止剤を添加することができる。
溶融混合物にニトロ化合物を触媒として添加して、重合速度を調節することができる。このニトロ化合物としては、通常、各種ニトロベンゼン誘導体を用いることができる。ニトロベンゼン誘導体としては、例えば1,3−ジヨード−4−ニトロベンゼン、1−ヨード−4−ニトロベンゼン、2,6−ジヨード−4−ニトロフェノール及び2,6−ジヨード−4−ニトロアミンが挙げられる。触媒の量は、通常、触媒として添加される量であればよく、例えば単体硫黄100質量部に対して0.01〜20質量部の範囲であることが好ましい。
溶融重合の条件は、重合反応が適切に進行するように、適宜調整される。溶融重合の温度は、好ましくは、175℃以上、生成するポリアリーレンスルフィド樹脂の融点+100℃以下の範囲、より好ましくは180〜350℃の範囲である。溶融重合は、絶対圧が好ましくは1[cPa]〜100[kPa]の範囲、より好ましくは13[cPa]〜60[kPa]の範囲で行われる。溶融重合の条件は、一定である必要は無い。例えば、重合初期は温度を好ましくは175〜270℃の範囲、より好ましくは180〜250℃の範囲とし、かつ、絶対圧を6.7〜100[kPa]の範囲とし、その後、連続的に又は階段状に昇温及び減圧させながら重合を行い、重合後期は、温度を好ましくは270℃以上、生成するポリアリーレンスルフィド樹脂の融点+100℃以下の範囲、より好ましくは300〜350℃の範囲とし、かつ、絶対圧を1[cPa]〜6[kPa]の範囲として重合を行うことができる。本明細書において、樹脂の融点は、示差走査熱量計(パーキンエルマー製DSC装置 Pyris Diamond)を用いてJIS K 7121に準拠して測定される値を意味する。
溶融重合は、酸化架橋反応を防ぎつつ、高い重合度を得る観点から、好ましくは、非酸化性雰囲気下で行う。非酸化性雰囲気において、気相の酸素濃度は好ましくは5体積%未満の範囲、より好ましくは2体積%未満の範囲であり、更に好ましくは気相が酸素を実質的に含有しない。非酸化性雰囲気は、好ましくは、窒素、ヘリウム及びアルゴン等の不活性ガス雰囲気である。
溶融重合は、例えば、加熱装置、減圧装置及び撹拌装置を備える溶融混練機を用いて行うことができる。溶融混錬機としては、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、連続混練機、単軸押出機及び二軸押出機が挙げられる。
溶融重合のための溶融混合物は、溶媒を実質的に含有しないことが好ましい。より具体的には、溶融混合物に含まれる溶媒の量が、ジヨード芳香族化合物と、単体硫黄と、重合禁止剤と、必要に応じて触媒との合計100質量部に対して、好ましくは10質量部以下の範囲、より好ましくは5質量部以下の範囲、さらに好ましくは1質量部以下の範囲である。溶媒の量は、0質量部以上、0.01質量部以上の範囲、又は0.1質量部以上の範囲であってもよい。
溶融重合後の溶融混合物(反応生成物)を冷却して固体状態の混合物を得た後、減圧下、又は非酸化性雰囲気の大気圧下で、混合物を加熱して重合反応を更に進行させてもよい。これによりさらに分子量を増大させることができるだけでなく、生成したヨウ素分子が昇華されて除去されるため、ポリアリーレンスルフィド樹脂中のヨウ素原子濃度を低く抑えることができる。好ましくは100〜260℃の範囲、より好ましくは130〜250℃の範囲、更に好ましくは150〜230℃の範囲の温度まで冷却することで、固体状態の混合物を得ることができる。固体状態への冷却後の加熱は、溶融重合と同様の温度及び圧力条件下で行うことができる。
溶融重合工程により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂を含む反応生成物は、そのまま直接、溶融混練機に投入する等の方法により樹脂組成物を製造するためのこともできるが、当該反応生成物に当該反応生成物が溶解する溶媒を加えて溶解物を調製し、当該溶解物の状態で反応装置から反応生成物を取り出すことが、生産性に優れるだけでなくさらに反応性も良好となるため好ましい。当該反応生成物が溶解する溶媒の添加は、溶融重合後に行うことが好ましいが、溶融重合の反応後期に行ってもよく、また、上記のとおり溶融混合物(反応生成物)を冷却して固体状態の混合物を得た後、加圧下、減圧下、又は非酸化性雰囲気の大気圧下で、混合物を加熱して重合反応を更に進行させた後であってもよい。当該溶解物を調製する工程は、非酸化性雰囲気下で行ってもよい。また、加熱溶解の温度としては、前記反応生成物が溶解する溶媒の融点以上の範囲であればよく、好ましくは200〜350℃の範囲、より好ましくは210〜250℃の範囲であり、加圧下で行うことが好ましい。
前記溶解物を調製するために用いる、前記反応生成物が溶解する溶媒の配合割合は、ポリアリーレンスルフィド樹脂を含む反応生成物100質量部に対して、好ましくは90〜1000質量部の範囲、より好ましくは200〜400質量部の範囲である。
反応生成物が溶解する溶媒としては、例えば、フィリップス法等の溶液重合において重合反応溶媒として用いられる溶媒を用いることができる。好ましい溶媒の例としては、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略記)、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン酸、ε−カプロラクタム、N−メチル−ε−カプロラクタム等の脂肪族環状アミド化合物、ヘキサメチルリン酸トリアミド(HMPA)、テトラメチル尿素(TMU)、ジメチルホルムアミド(DMF)、及びジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド化合物、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル(重合度は2000以下で、炭素原子数1〜20のアルキル基を有するもの)等のエーテル化ポリエチレングリコール化合物、並びに、テトラメチレンスルホキシド、及びジメチルスルホキシド(DMSO)等のスルホキシド化合物が挙げられる。その他の使用可能な溶媒の例として、ベンゾフェノン、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルフィド、4,4’−ジブロモビフェニル、1−フェニルナフタレン、2,5−ジフェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ジフェニルオキサゾール、トリフェニルメタノール、N,N−ジフェニルホルムアミド、ベンジル、アントラセン、4−ベンゾイルビフェニル、ジベンゾイルメタン、2−ビフェニルカルボン酸、ジベンゾチオフェン、ペンタクロロフエノール、1−ベンジル−2−ピロリジオン、9−フルオレノン、2−ベンゾイルナフタレン、1−ブロモナフタレン、1,3−ジフェノキシベンゼン、フルオレン、1−フェニル−2−ピロリジノン、1−メトキシナフタレン、1−エトキシナフタレン、1,3−ジフェニルアセトン、1,4−ジベンゾイルプタン、フェナントレン、4−ベンゾイルビフェニル、1,1−ジフェニルアセトン、o,o’−ビフェノール、2,6−ジフェニルフェノール、トリフェニレン、2−フェニルフェノール、チアントレン、3−フェノキシベンジルアルコール、4−フェニルフェノール、9,10−ジクロロアントラセン、トリフェニルメタン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、9,10−ジフェニルアントラセン、フルオランテン、ジフェニルフタレート、ジフェニルカルボネート、2,6−ジメトキシナフタレン、2,7−ジメトキシナフタレン、4−ブロモジフェニルエーテル、ピレン、9,9’−ビ−フルオレン、4,4’−イソプロピルリデン−ジフェノール、イプシロン−カプロラクタム、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、ジフェニルイソフタレート、ジフェニルーターフタレート及び1−クロロナフタレンからなる群から選ばれる1種以上の溶媒が挙げられる。
反応装置から取り出された当該溶解物は、後処理を行った後、前記他の成分と溶融混練して樹脂組成物を調製することが、反応性がより良好となるため好ましい。溶解物の後処理の方法としては、特に制限されるものではないが、例えば、以下の方法が挙げられる。
(1)当該溶解物を、そのまま、又は酸若しくは塩基を加えた後、減圧下又は常圧化で溶媒を留去し、次いで溶媒留去後の固形物を水、当該溶解物に用いた溶媒(又は低分子ポリマーに対して同等の溶解度を有する有機溶媒)、アセトン、メチルエチルケトン及びアルコール類などから選ばれる溶媒で1回又は2回以上洗浄し、更に中和、水洗、濾過及び乾燥する方法。
(2)当該溶解物に水、アセトン、メチルエチルケトン、アルコール、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素及び脂肪族炭化水素などの溶媒(当該溶解物の溶媒に可溶であり、且つ少なくともポリアリーレンスルフィド樹脂に対しては貧溶媒である溶媒)を沈降剤として添加して、ポリアリーレンスルフィド樹脂及び無機塩等を含む固体状生成物を沈降させ、固体状生成物を濾別、洗浄及び乾燥する方法。
(3)当該溶解物に、当該溶解物に用いた溶媒(又は低分子ポリマーに対して同等の溶解度を有する有機溶媒)を加えて撹拌した後、濾過して低分子量重合体を除いた後、水、アセトン、メチルエチルケトン及びアルコールなどから選ばれる溶媒で1回又は2回以上洗浄し、その後中和、水洗、濾過及び乾燥をする方法。
なお、上記(1)〜(3)に例示したような後処理方法において、ポリアリーレンスルフィド樹脂の乾燥は真空中で行なってもよいし、空気中又は窒素のような不活性ガス雰囲気中で行なってもよい。酸素濃度が5〜30体積%の範囲の酸化性雰囲気中又は減圧条件下で熱処理を行い、ポリアリーレンスルフィド樹脂を酸化架橋させることもできる。
ポリアリーレンスルフィド樹脂が溶融重合により生成する反応を、以下に例示する。
Figure 2015030136
反応式(1)〜(5)は、例えば一般式(a)、(b)又は(c)で表される基を含む置換基Rを有するジフェニルジスルフィドを重合禁止剤として用いた場合の、ポリフェニレンスルフィドが生成する反応の例である。反応式(1)は、重合禁止剤中の−S−S−結合が、溶融温度下でラジカル開裂する反応である。反応式(2)は、反応式(1)で発生した硫黄ラジカルが成長中の主鎖の末端ヨウ素原子の隣接炭素原子を攻撃し、ヨウ素原子が脱離することで、重合が停止するとともに、主鎖の末端に置換基Rが導入される反応である。反応式(3)は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の主鎖中に原料(単体硫黄)に由来して存在するジスルフィド結合が溶融温度下でラジカル開裂する反応である。反応式(4)は、反応式(3)で発生した硫黄ラジカルと、反応式(1)で発生した硫黄ラジカルとの再結合によって、重合が停止するとともに、置換基Rが主鎖の末端に導入される反応である。脱離したヨウ素原子は遊離状態(ヨウ素ラジカル)にあるか、又は、反応式(5)のようにヨウ素ラジカル同士が再結合することで、ヨウ素分子が生成する。
溶融重合により得られるポリアリーレンスルフィド樹脂を含む反応生成物は、原料に由来するヨウ素原子を含有する。そのため、ポリアリーレンスルフィド樹脂は、通常、ヨウ素原子を含む混合物の状態で、紡糸用樹脂組成物の調製などのために用いられる。該混合物におけるヨウ素原子の濃度は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂に対して0.01〜10000ppmの範囲であり、好ましくは10〜5000ppmの範囲である。ヨウ素分子の昇華性を利用して、ヨウ素原子濃度を低く抑えることも可能であり、その場合には、900ppm以下の範囲、好ましくは100ppm以下の範囲、さらには10ppm以下の範囲とすることも可能である。さらにヨウ素原子を検出限界以下に除去することも可能ではあるものの、生産性を考えると実用的ではない。検出限界は、例えば0.01ppm程度である。溶融重合により得られる本実施形態のポリアリーレンスルフィド樹脂又はこれを含む反応生成物は、ヨウ素原子を含んでいる点で、例えば、フィリップス法等のジクロロ芳香族化合物の有機極性溶媒中での溶液重合法により得られたポリアリーレンスルフィドと明確に区別され得る。
上記反応式からも理解されるように、溶融重合により得られるポリアリーレンスルフィド樹脂は、ジヨード芳香族化合物に由来する芳香族環及びこれに直接結合した硫黄原子からなるアリーレンスルフィド単位から主として構成される主鎖と、該主鎖の末端に結合した所定の置換基Rとを含む。所定の置換基Rは、主鎖の末端の芳香族環に、直接、又は重合禁止剤に由来する部分構造を介して結合している。
一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂としてのポリフェニレンスルフィド樹脂は、例えば、下記一般式(10):
Figure 2015030136

で表される繰り返し単位(アリーレンスルフィド単位)を含む主鎖を有する。式(10)で表される繰り返し単位は、パラ位で結合する下記式(10a):
Figure 2015030136

で表される繰り返し単位、及び、メタ位で結合する下記式(10b):
Figure 2015030136

で表される繰り返し単位であることがより好ましい。これらの中でも、式(10a)で表されるパラ位で結合した繰り返し単位が、樹脂の耐熱性及び結晶性の面で好ましい。
一実施形態に係るポリフェニレンスルフィド樹脂は、下記一般式(11):
Figure 2015030136
(式中、R20及びR21は、それぞれ独立に水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、ニトロ基、アミノ基、フェニル基、メトキシ基、又はエトキシ基を表す。)
で表される、芳香族環に結合した側鎖としての置換基を有する繰り返し単位を含み得る。ただし、結晶化度及び耐熱性の低下の観点から、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、一般式(11)の繰り返し単位を実質的に含まないことが好ましい。より具体的には、式(11)で表される繰り返し単位の割合は、式(10)で表される繰り返し単位と式(11)で表される繰り返し単位との合計に対して、好ましくは2質量%以下、より好ましくは0.2質量%以下である。
本実施形態のポリアリーレンスルフィド樹脂は、上記アリーレンスルフィド単位から主として構成されるが、通常、原料の単体硫黄に由来する、下記式(20):
Figure 2015030136
で表されるジスルフィド結合に係る構成単位も主鎖中に含む。耐熱性、機械的強度の点から、式(20)で表される構成単位の割合は、アリーレンスルフィド単位と、式(20)で表される構成部位との合計に対して、好ましくは2.9質量%以下の範囲、より好ましくは1.2質量%以下の範囲である。
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂のMw/Mtopは、好ましくは0.80〜1.70の範囲であり、より好ましくは0.90〜1.30の範囲である。Mw/Mtopをこのような範囲とすることで、ポリアリーレンスルフィド樹脂の加工性を向上させることができ、良好なキャビティーバランスを付与することができる。本明細書において、Mwはゲル浸透クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量のことを示し、Mtopは同測定により得られるクロマトグラムの検出強度が最大となる点の平均分子量(ピーク分子量)を示す。Mw/Mtopは、測定対象の分子量の分布を示し、通常、この値が1に近いと分子量の分布が狭いことを示し、この値が大きくなるにつれて、分子量の分布が広いことを示す。なお、ゲル浸透クロマトグラフィーの測定条件は、本明細書の実施例と同一の測定条件とする。ただし、Mw、Mw/Mtopの値に実質的な影響を及ぼさない範囲で、測定条件を変更することは可能である。
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の重量平均分子量は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されるものではないが、その下限は、機械的強度に優れる点から28,000以上であることが好ましく、さらに30,000以上の範囲であることがより好ましい。一方、上限は、より良好なキャビティーバランスを付与することができる点から100,000以下の範囲であることが好ましく、さらに60,000以下の範囲であることがより好ましく、さらに55,000以下の範囲であることが最も好ましい。さらに、機械的強度に優れつつ、かつ、良好なキャビティーバランスを付与できる観点から、28,000〜60,000の範囲のポリアリーレンスルフィド樹脂、より好ましくは30,000〜55,000の範囲のポリアリーレンスルフィド樹脂と共に、重量平均分子量が60,000超100,000以下の範囲にあるポリアリーレンスルフィド樹脂を使用してもよい。
ポリアリーレンスルフィド樹脂の非ニュートニアン指数は、好ましくは0.95〜1.75の範囲であり、より好ましくは1.0〜1.70の範囲である。非ニュートニアン指数をこのような範囲とすることで、ポリアリーレンスルフィド樹脂の加工性を向上させることができ、良好なキャビティーバランスを付与することができる。本明細書において、非ニュートニアン指数は温度300℃の条件下におけるせん断速度とせん断応力との下記関係式を満たす指数をいう。非ニュートニアン指数は、測定対象の分子量、又は直鎖、分岐、架橋といった分子構造に関する指標となりえ、通常、この値が1に近いと樹脂の分子構造が直鎖状であることを示し、この値が大きくなるにつれて、分岐や架橋構造が多く含まれることを示す。
D=α×S
(上記式中、Dはせん断速度を表し、Sはせん断応力を表し、αは定数を表し、nは非ニュートニアン指数を表す。)
上述の特定範囲のMw/Mtop及び非ニュートニアン指数を有するポリアリーレンスルフィド樹脂は、例えば、ジヨード芳香族化合物と、単体硫黄と、重合禁止剤とを、ジヨード芳香族化合物、単体硫黄及び重合禁止剤を含有する溶融混合物中で反応(溶液重合)させる方法において、かかるポリアリーレンスルフィド樹脂をある程度高分子量化させることにより得ることが可能である。
ポリアリーレンスルフィド樹脂の融点は、好ましくは250〜300℃の範囲、より好ましくは265〜300℃の範囲である。ポリアリーレンスルフィド樹脂の300℃における溶融粘度(V6)は、好ましくは1〜2000[Pa・s]の範囲、より好ましくは5〜1700[Pa・s]の範囲である。ここで、溶融粘度(V6)は、フローテスターを用いて、温度300℃、荷重1.96MPa、オリフィス長とオリフィス径との比(オリフィス長/オリフィス径)が10/1であるオリフィスを使用して6分間保持した後の溶融粘度を意味する。
本実施形態に用いられる熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリオレフィン系エラストマー、弗素系エラストマー及びシリコーン系エラストマーが挙げられる。
熱可塑性エラストマーは、式(1)で表される基と反応し得る官能基を有することが好ましい。これにより、接着性及び耐衝撃性等の点で特に優れた樹脂組成物を得ることができる。係る官能基としては、エポキシ基、カルボキシ基、イソシアネート基、オキサゾリン基、及び、式:R(CO)O(CO)−又はR(CO)O−(式中、Rは炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。)で表される基が挙げられる。係る官能基を有する熱可塑性エラストマーは、例えば、α−オレフィンと前記官能基を有するビニル重合性化合物との共重合により得ることができる。α−オレフィンは、例えば、エチレン、プロピレン及びブテン−1等の炭素原子数2〜8のα−オレフィン類が挙げられる。前記官能基を有するビニル重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステル等のα,β−不飽和カルボン酸及びそのアルキルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びその他の炭素原子数4〜10のα,β−不飽和ジカルボン酸及びその誘導体(モノ若しくはジエステル、及びその酸無水物等)、並びにグリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ基、カルボキシ基、及び、式:R(CO)O(CO)−又はR(CO)O−(式中、Rは炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。)で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン−プロピレン共重合体及びエチレン−ブテン共重合体が、靭性及び耐衝撃性の向上の点から好ましい。
熱可塑性エラストマーの含有量は、その種類、用途により異なるため一概に規定することはできないが、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは3〜100質量部の範囲、更に好ましくは5〜45質量部の範囲である。熱可塑性エラストマーの含有量がこれらの範囲にあることにより、成形品の耐熱性、靭性の確保の点でより一層優れた効果が得られる。
本実施形態に係る水回り部品用樹脂組成物は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、架橋性樹脂を含有することができる。架橋性樹脂は、2以上の架橋性官能基を有する。架橋性官能基としては、エポキシ基、フェノール性水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシ基、酸無水物基、及びイソシアネート基などが挙げられる。架橋性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びウレタン樹脂が挙げられる。
エポキシ樹脂としては、芳香族系エポキシ樹脂が好ましい。芳香族系エポキシ樹脂は、ハロゲン基又は水酸基等を有していてもよい。好適な芳香族系エポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂型エポキシ樹脂、及びビフェニルノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの芳香族系エポキシ樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これら芳香族系エポキシ樹脂の中でも特に、他の樹脂成分との相溶性に優れる点から、ノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。
架橋性樹脂の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは3〜100質量部の範囲、更に好ましくは5〜30質量部の範囲である。架橋性樹脂の含有量がこれら範囲にあることにより、成形品の剛性及び耐熱性の向上という効果が特に顕著に得られる。
水回り部品用樹脂組成物は、式(1)で表される基と反応し得る官能基を有するシラン化合物を含有することができる。係るシラン化合物としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4‐エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。
水回り部品用樹脂組成物は、シリコーン化合物を含有することができる。係るシリコーン化合物としては、例えば、反応性シリコーンオイルが挙げられる。反応性シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイルの側鎖又は末端に、アミノ基、グリシジル基、カルボキシ基等の官能基を導入した化合物を用いることができる。
シラン化合物の含有量は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲であることが好ましく、さらに0.1〜5質量部の範囲であることがより好ましい。シラン化合物の含有量がこれらの範囲にあることにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂と前記他の成分との相溶性向上という効果が得られる。
水回り部品用樹脂組成物は、離型剤、着色剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、発泡剤、防錆剤、難燃剤及び滑剤等のその他の添加剤を含有してもよい。添加剤の含有量は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、1〜10質量部の範囲であることが好ましい。
水回り部品用樹脂組成物は、上記方法により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂及び熱可塑性エラストマーと、必要に応じてその他の材料をタンブラー又はヘンシェルミキサーのような混合機で均一に混合した後、1軸又は2軸混練押出機に供給して250℃〜350℃の温度範囲下で溶融混練する方法により、例えば、ペレット状のコンパウンド等の形態で得ることができる。
水廻り部品用樹脂組成物は、射出成形、射出圧縮成形、押出成形等の熱可塑性樹脂に関する公知の成形方法によって目的とする成形物への加工が可能であるが、特に高精度な成形品を安価に生産性良く得られる点で、射出成形が特に適している。
本実施形態に係る水廻り部品用樹脂組成物は、耐熱水性、機械特性、靭性、耐衝撃性に優れ、酸性及びアルカリ性環境中での耐久性にも優れ、更に熱水環境下での機械的強度の低下が認められないという特性を有する。この特長により本発明の樹脂組成物はトイレ関連部品、給湯器関連部品、ポンプ関連部品、風呂関連部品等の水廻り用途に適した材料である。特に弁、栓といった開閉部品は、一般に恒常的に高応力負荷が係り、酸性或いはアルカリ性の洗浄剤及び熱水によるダメージが大きく、その結果長期に亘る使用が困難なため、本発明の組成物は、特にこの開閉部品の分野において有用である。
本実施形態に係る流体用配管は、上記水回り部品用樹脂組成物を成形してなるものである。これら流体用配管としては、例えばパイプ、ライニング管、袋ナット類、管継ぎ手類(エルボー、ヘッダー、チーズ、レデューサ、ジョイント、カプラー、等)、各種バルブ、流量計、ガスケット(シール、パッキン類)、など流体を搬送する為の配管及び配管に付属する各種の部品が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
1.ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS樹脂)
1−1.PPS−1〜5の合成
(合成例1)
固体硫黄(関東化学株式会社製、硫黄(粉末))27.00g、p−ジヨードベンゼン(東京化成株式会社製、p−ジヨードベンゼン純度98.0%以上)300.0g、4,4’−ジチオビス安息香酸(和光純薬工業株式会社製、4,4’−ジチオビス安息香酸、Technical Grade)2.0gを180℃に窒素雰囲気下で加熱し、これらを溶解及び混合した。次に220℃に昇温し、絶対圧26.6kPaまで減圧し、系内が320℃で絶対圧133Paとなるように、段階的に温度と圧力変化させて、得られた溶融混合物を加熱しながら、8時間、溶融重合を行った。反応終了後、NMP200gを加えて、220℃で加熱撹拌し、得られた溶解物をろ過した。ろ過後の溶解物にNMP320gを加え、ケーキ洗浄ろ過を行った。得られたNMPを含むケーキにイオン交換水1Lを加え、オートクレーブ中で200℃10分間攪拌した。次いでケーキをろ過し、ろ過後のケーキに70℃のイオン交換水1Lを加えケーキ洗浄を行った。得られた含水ケーキにイオン交換水1Lを加えて10分間攪拌した。次いでケーキをろ過し、ろ過後のケーキに70℃のイオン交換水1Lを加えケーキ洗浄を行った。この操作をもう一度繰り返した後、ケーキを120℃で4時間乾燥し、PPS樹脂91gを得た。
(合成例2)
「4,4’−ジチオビス安息香酸」の替りに「2−ヨードアニリン(東京化成株式会社製)」を用いたこと以外は合成例1と同様にして、PPS樹脂91gを得た。
(合成例3)
「4,4’−ジチオビス安息香酸」の替りに「ジフェニルジスルフィド(住友精化株式会社、DPDS)」を用いたこと以外は合成例1と同様にしてPPS樹脂91gを得た。
(合成例4)
p−ジヨードベンゼン(東京化成株式会社製、p−ジヨードベンゼン純度98.0%以上)300.0g、固体硫黄(関東化学株式会社製、硫黄(粉末))29.15g及び4−ヨードビフェニル(東京化成株式会社製)1.48gを180℃に窒素雰囲気下で加熱し、これらを溶解及び混合した。次に220℃に昇温し、絶対圧46.7kPaまで減圧し、系内が320℃で絶対圧133Paとなるように、段階的に温度と圧力変化させて、得られた溶融混合物を加熱しながら、8時間、溶融重合を行った。反応終了後、NMP200gを加えて、220℃で加熱撹拌し、得られた溶解物をろ過した。ろ過後の溶解物にNMP320gを加え、ケーキ洗浄ろ過を行った。得られたNMP含むケーキにイオン交換水1Lを加え、オートクレーブ中で200℃10分間撹拌した。次いで、ケーキをろ過し、ろ過後のケーキに70℃のイオン交換水1Lを加えケーキ洗浄を行った。この操作をもう一度繰り返した後、ケーキを120℃で4時間乾燥し、PPS樹脂91gを得た。
(比較合成例)
NMP600g及び硫化ナトリウム5水塩336.3g(2.0mol)を仕込み、窒素雰囲気下、200℃まで昇温することにより水−NMP混合物を留去した。ついでこの系にp−ジクロロベンゼン292.53gと2,5−ジクロロアニリン1.62gをNMP230gに溶かした溶液を添加し、220℃で5時間さらに240℃で2時間窒素雰囲気下で反応させた。反応容器を冷却後、内容物を取り出し、一部をサンプリングし、未反応2,5−ジクロロアニリンをガスクロマトグラフで定量した。また残りのスラリは熱水で数回洗浄し、ポリマーケーキを濾別した。このケーキを80℃減圧乾燥し、粉末状のPPS樹脂を得た。赤外吸収スペクトルを測定したところ、3380cm−1付近にアミノ基に由来すると見られる吸収スペクトルが観測された。
1−2.溶融粘度
PPS樹脂を島津製作所製フローテスター、CFT−500Cを用い、300℃、荷重:1.96×10Pa、L/D=10/1にて、6分間保持した後に溶融粘度を測定した。
1−3.非ニュートニアン指数
PPS樹脂をキャピラリーレオメーターにて、温度300℃の条件下、直径1mm、長さ40mmのダイスを用いて100〜1000(sec−1)の剪断速度に対する剪断応力を測定し、これらの対数プロットした傾きから計算した値である。
1−4.Mw及びMw/Mtop(分子量分布)
PPS樹脂の重量平均分子量及びピーク分子量を、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて、下記の測定条件により測定した。得られたMw及びMtopからMw/Mtopを算出した。6種類の単分散ポリスチレンを校正に用いた。
装置:超高温ポリマー分子量分布測定装置(株式会社センシュー科学製「SSC−7000」)
カラム:UT−805L(昭和電工株式会社製)
カラム温度:210℃
溶媒:1−クロロナフタレン
測定方法:UV検出器(360nm)
合成したPPS−1〜5の特性をまとめて表1に示す。
Figure 2015030136
2.ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物(PPSコンパウンド)
2−1.原料
PPS樹脂組成物を調製するため、以下の材料を準備した。
(熱可塑性エラストマー)
・ELA−1:エチレン/グリシジルメタクリル酸(3質量%)/アクリル酸メチル(27質量%)の共重合体(住友化学株式会社製、「ボンドファースト7L」)
・ELA−2:エチレン/グリシジルメタクリル酸(6質量%)/アクリル酸メチル(27質量%)の共重合体(住友化学株式会社製、「ボンドファースト7M」)
(シリコーン化合物)
・Si:アミノ基含有シリコーン(信越化学工業株式会社製、「KF−868」)
(シラン化合物)
・エポキシシラン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
(架橋性樹脂)
・エポキシ樹脂:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、「エピクロン N−695」、エポキシ当量214g/eq、軟化点94℃)
2−2.コンパウンドの作製
表2に記載する配合組成で各原料をタンブラーを用いて均一に混合した後、2軸混練押出機(東芝機械株式会社製、「TEM−35B」)を用いて300℃で溶融混練して、ペレット状のコンパウンドを得た。
3.評価
3−1.引張強度及び引張伸び
得られたコンパウンドから、ASTM4号ダンベル形状に射出成形した評価用成形品を、ASTM D638に従って、株式会社島津製作所製の「オートグラフ AG−5000C」を用いて、引張強さ及び引張破断伸びを測定した。
3−2.耐クリープ性
得られたコンパウンドから、フランジ部を有する内径22mm、外径28mm、厚み3mmの円筒形状を含むL字型の配管用管継ぎ手を射出成形で作製し、評価用成形品とした。
評価用成形品中に空気層を含まないよう、水中にて水を充填し、L字状継ぎ手の両端部をホースと結合した金属製治具で塞ぐと共に、該ホースを圧力ポンプに繋ぎ、該評価用成形品内部に80℃の温水を2MPaの圧力で100時間循環させ、その後の成形品外観を観察した。
(評価基準)
A:クリープ変形が殆ど見られず水漏れは生じない。
B:大幅なクリープ変形又はクリープ破壊により水漏れが生じる。
3−3.真円度寸法変化量
上記3−2.における温水の循環を行った後の評価用成形品の真円度寸法変化量を真円度計にて測定した。
3−4.低温耐破断性(耐充満水凍結試験)
評価用成形品中に空気層を含まないよう、水中にて水を充填し、L字状継ぎ手の両端部をこれと同一樹脂組成物で構成され、かつ、接合部がねじ切りされた蓋材で、ねじ締め付けによって両端を密閉した後、水から出して、−20℃の冷凍庫に入れ、1時間放置して内部の水を凍らせた。次いで、これを冷蔵庫から取り出し、30℃で1時間放置、この操作を50回繰り返し、管継ぎ手の割れを調べて耐低温破断性の評価を行った。
○:成形品は破断しない。
×:成形品は破断する。
3−5.耐酸性試験/耐アルカリ性試験
得られたコンパウンドから、1.6mm(厚)×12.7mm(幅)×127mm(長)の形状に成型した評価用成形品を試験片とし、所定の曲げ歪みとなるように試験片に曲げ応力を負荷した状態で、試験片を試験溶液に浸漬し、試験片が破断するまでの時間を調べた。試験片中央部には切削ノッチを設けた。
・耐酸性試験溶液:サンポール原液(商品名、塩酸及び界面活性剤を含有する界面活性剤、大日本除虫菊株式会社製)
・耐アルカリ性試験溶液:ドメスト原液(商品名、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム及び界面活性剤を含有するアルカリ性洗剤、ユニリーバ・ジャパン製)
・曲げ歪み:1.2%(ASTM D−790に定める曲げ特性試験方法での曲げ応力を試験片に負荷した状態。)
・評価項目:試験片が破断するまでの時間
・試験結果:試験数n=5の平均値
3−6.キャビティーバランス
40個分のキャビティーを有するワッシャー金型を用いて、一次スプルーに最も近い位置のキャビティー(C1)が完全に充填される限りで最低の成形条件でPPSコンパウンドを射出成形した。成形条件は75トン成形機、シリンダー温度320℃、金型温度140℃、保圧無しとした。
成型後の、キャビティー(C1)と同じランナーにある一次スプルーから最も遠いキャビティー(C10)の充填度を比較した。充填度(質量%)は、キャビティー(C1)の成形品に対する、キャビティー(C10)の成形品の質量比から求めた。キャビティー(C10)の充填度が高いほど、キャビティーバランスが優れていると言える。充填度に基づいて、各組成物のキャビティーバランスを以下の基準で判定した。
AA:100〜90質量%
A:89〜80質量%
B:79〜70質量%
C:69〜60質量%
D:59%質量以下
3−7.発生ガス量
ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて、PPS樹脂単体及びPPSコンパウンドについて、所定量のサンプルを325℃で15分間加熱し、そのときの発生ガス量を質量%として定量した。
Figure 2015030136
表2に示される結果から明らかなように、実施例で作製した樹脂組成物は、キャビティーバランスに優れており、耐クリープ特性及び耐凍結性を両立した成形品を形成できる。

Claims (4)

  1. ポリアリーレンスルフィド樹脂及び熱可塑性エラストマーを含有する水回り部品用樹脂組成物であって、
    前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、ジヨード芳香族化合物と、単体硫黄と、重合禁止剤とを、前記ジヨード芳香族化合物、前記単体硫黄及び前記重合禁止剤を含有する溶融混合物中で反応させることを含む方法により得ることのできるものである、水回り部品用樹脂組成物。
  2. 前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、前記重合禁止剤に由来するヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基及びカルボキシル基の塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の基を有する、請求項1に記載の水回り部品用樹脂組成物。
  3. 前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、300℃における0.95〜1.75の非ニュートニアン指数、及び、0.80〜1.70のMw/Mtopを有し、
    前記Mw及びMtopはそれぞれゲル浸透クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量及びピーク分子量である、請求項1又は2に記載の水回り部品用樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の水回り部品用樹脂組成物からなる流体用配管。
JP2015534296A 2013-08-30 2014-08-28 水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管 Active JP6237773B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013179606 2013-08-30
JP2013179606 2013-08-30
PCT/JP2014/072634 WO2015030136A1 (ja) 2013-08-30 2014-08-28 水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015030136A1 true JPWO2015030136A1 (ja) 2017-03-02
JP6237773B2 JP6237773B2 (ja) 2017-11-29

Family

ID=52586684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015534296A Active JP6237773B2 (ja) 2013-08-30 2014-08-28 水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6237773B2 (ja)
KR (2) KR20160049536A (ja)
CN (1) CN105492538B (ja)
WO (1) WO2015030136A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10822457B2 (en) 2015-11-23 2020-11-03 Sk Chemicals Co., Ltd. Polyarylene sulfide resin and preparation method thereof

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6210341B2 (ja) * 2013-08-30 2017-10-11 Dic株式会社 多層成形体及びそれを用いた燃料用部品
CN105579529A (zh) * 2013-09-26 2016-05-11 Dic株式会社 聚芳硫醚树脂组合物及其成形品、以及表面安装电子部件
JP7100222B2 (ja) * 2015-11-23 2022-07-13 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド ポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物および成形品
JP6742109B2 (ja) * 2016-02-23 2020-08-19 帝人株式会社 樹脂組成物

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06172489A (ja) * 1992-12-08 1994-06-21 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 熱可塑性樹脂組成物
JP2006063255A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Dainippon Ink & Chem Inc ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物より成る流体配管部材
JP2008247955A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Dic Corp ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物
JP2013528680A (ja) * 2010-05-12 2013-07-11 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド 加工性に優れたポリアリーレンスルフィド及びその製造方法
WO2014025190A1 (ko) * 2012-08-07 2014-02-13 에스케이케미칼주식회사 폴리아릴렌 설파이드 수지 및 그의 제조 방법
WO2014156946A1 (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法およびポリアリーレンスルフィド樹脂組成物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786713A (en) * 1987-11-06 1988-11-22 Eastman Kodak Company Copoly(arylene sulfidex-disulfide)
US4952671A (en) * 1988-07-15 1990-08-28 Eastman Kodak Company Terminated copoly(arylene sulfide)
JP2004300271A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Dainippon Ink & Chem Inc 流体配管用部材
JP4961927B2 (ja) * 2006-09-22 2012-06-27 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、及び流体用配管
JP5206492B2 (ja) * 2008-03-28 2013-06-12 東レ株式会社 ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の製造方法およびポリフェニレンスルフィド樹脂組成物
JP4730633B2 (ja) * 2008-11-21 2011-07-20 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及び流体配管部材
JP2010195962A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Toray Ind Inc ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物からなる流体配管用部材

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06172489A (ja) * 1992-12-08 1994-06-21 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 熱可塑性樹脂組成物
JP2006063255A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Dainippon Ink & Chem Inc ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物より成る流体配管部材
JP2008247955A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Dic Corp ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物
JP2013528680A (ja) * 2010-05-12 2013-07-11 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド 加工性に優れたポリアリーレンスルフィド及びその製造方法
WO2014025190A1 (ko) * 2012-08-07 2014-02-13 에스케이케미칼주식회사 폴리아릴렌 설파이드 수지 및 그의 제조 방법
WO2014156946A1 (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法およびポリアリーレンスルフィド樹脂組成物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10822457B2 (en) 2015-11-23 2020-11-03 Sk Chemicals Co., Ltd. Polyarylene sulfide resin and preparation method thereof
US11390714B2 (en) 2015-11-23 2022-07-19 Hdc Polyall Co., Ltd. Polyarylene sulfide resin and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN105492538B (zh) 2018-06-19
JP6237773B2 (ja) 2017-11-29
KR20220000985A (ko) 2022-01-04
KR102654004B1 (ko) 2024-04-04
WO2015030136A1 (ja) 2015-03-05
KR20160049536A (ko) 2016-05-09
CN105492538A (zh) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6237773B2 (ja) 水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管
JP6397412B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド系樹脂組成物および成形品
CA2731798C (en) Crosslinkers and materials produced using them
JP6444879B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及びその成形品、並びに電気自動車部品
US20110287201A1 (en) Polyarylene sulfide resin composition and fluid pipe material
JP2019137868A (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及びその成形品、並びに表面実装電子部品
JP6233415B2 (ja) ガスケット用樹脂組成物、その製造方法及び二次電池用ガスケット
JP2010195962A (ja) ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物からなる流体配管用部材
JP4961927B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、及び流体用配管
JPWO2015020142A1 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及びその成形品
JP6315289B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド繊維及びその製造方法
JP2006063255A (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物より成る流体配管部材
JP6107959B2 (ja) ポリアリーレンスルフィドフィルム及びその製造方法
JPWO2019004171A1 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法
JP6614428B2 (ja) 水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管
JP2011153242A (ja) ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物、その製造方法
JPWO2015020143A1 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及びその成形品
JP6590181B2 (ja) 水回り部品用樹脂組成物及び流体用配管
JP6926729B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド組成物
JP2020084112A (ja) 無機繊維含有ポリオレフィン樹脂組成物
JP2004300271A (ja) 流体配管用部材
TW201723088A (zh) 聚芳硫醚樹脂組合物及成形物件
JPWO2019004170A1 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法
JP2018154731A (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170112

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170306

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171016

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6237773

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250