JPWO2018105682A1 - グラフトコポリマー含有固形物およびその用途 - Google Patents
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- C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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Abstract
Description
Y<0.01
Z≧0.01
但し、
Xは、中心(x)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、Yは、中点(y)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、Zは、点(z)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値である。
=[ポリマー(B)の質量/前駆体ポリマー(A)の質量]×100
[7]前駆体ポリマー(A)を含有する固形物に対し、その形状を保持したまま前記ポリマー(A)とは異なるポリマー(B)をグラフトし、前記ポリマー(A)に由来する構造単位を含むコア部(a)と、前記ポリマー(B)に由来する構造単位を含むシェル部(b)とを有する固形物を製造する前記[1]〜[6]のいずれか1項に記載のコアシェル型ポリマー固形物の製造方法。
Y≧0.01
Z≧0.01
且つ、
X<Y<Z
但し、
Xは、中心(x)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、Yは、中点(y)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、Zは、点(z)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値である。
=[ポリマー(B)の質量/前駆体ポリマー(A)の質量]×100
[36]前駆体ポリマー(A)を含有する固形物に対し、その形状を保持したまま前記ポリマー(A)とは異なるポリマー(B)をグラフトする前記[30]〜[35]のいずれか1項に記載の傾斜型ポリマー固形物の製造方法。
本発明はコアシェル型ポリマー固形物に関し、前記固形物は、前駆体ポリマー(A)に由来する主鎖部と、前記ポリマー(A)とは異なるポリマー(B)に由来するグラフト部とを有するグラフトコポリマー(C)を含み、その固形物のコア部(a)が前駆体ポリマー(A)に由来する主鎖部を含み、かつ、シェル部(b)がポリマー(B)に由来するグラフト部を含み、さらに下記要件(I)を満たす。
Y<0.01
Z≧0.01
なお、Zの上限は、特に限定されないが、通常は100、好ましくは80、より好ましくは50、さらに好ましくは30である。
Y≧0.01
Z≧0.01
且つ、
X<Y<Z
なお、Zの上限は、特に限定されないが、通常は100、好ましくは80、より好ましくは50、さらに好ましくは30である。
Xは、中心(x)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、
Yは、中点(y)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、
Zは、点(z)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値である。
前駆体ポリマー(A)としてはポリオレフィンを使用することができる。ポリオレフィンとしては、例えば、炭素数2〜18のα−オレフィンから選ばれる1種または2種以上のα−オレフィンからなる重合体が採用される。前記重合体の例としては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、2−メチルブテン−1、3−メチルブテン−1、ヘキセン−1、3−メチルペンテン−1、4−メチルペンテン−1、3,3−ジメチルブテン−1、ヘプテン−1、メチルヘキセン−1、ジメチルペンテン−1、トリメチルブテン−1、エチルペンテン−1、オクテン−1、メチルペンテン−1、ジメチルヘキセン−1、トリメチルペンテン−1、エチルヘキセン−1、メチルエチルペンテン−1、ジエチルブテン−1、プロピルペンテン−1、デセン−1、メチルノネン−1、ジメチルオクテン−1、トリメチルヘプテン−1、エチルオクテン−1、メチルエチルヘプテン−1、ジエチルヘキセン−1、ドデセン−1およびヘキサドデセン−1等のα−オレフィンの単独重合体、あるいは共重合体を挙げることができる。
ポリマー(B)としては、前駆体ポリマー(A)と異なるものであれば、本発明の効果を奏する範囲において、特に制限なく用いることができる。
= [ポリマー(B)の質量/前駆体ポリマー(A)の質量]×100
グラフトコポリマー(C)には、エチレン性不飽和基と極性官能基とを同一分子内に有する単量体(b1)のほかに、エチレン性不飽和基を有する単量体であって上記単量体(b1)以外の単量体(以下「単量体(b2)」ともいう)が、グラフトされた状態でさらに含まれていてもよい。この態様では、グラフトコポリマー(C)は、前駆体ポリマー(A)に対して、単量体(b1)由来の繰り返し単位と、単量体(b2)由来の繰り返し単位とが導入された構造を有する。
グラフトコポリマー(C)は、前駆体ポリマー(A)に由来する主鎖部と、ポリマー(B)に由来するグラフト部とを有する。グラフトコポリマー(C)は、前駆体ポリマー(A)にグラフトする単量体(b)の種類とグラフト化率によって、前駆体ポリマー(A)のままでは他材料と親和性が低かった欠点を改良することができる。
上述したグラフトコポリマー(C)を含むポリマー固形物を得るための製造方法は、得られるグラフトコポリマー(C)を含むポリマー固形物が上述した要件を満たす限りにおいて、特に制限されない。例えば、前駆体ポリマー(A)を含有する固形物に対し、その形状を保持したままポリマー(B)をグラフトする。
本発明のコアシェル型または傾斜型ポリマー固形物は、例えば、各種ポリマーアロイの相溶化剤や改質剤、接着剤、ワニス、水性分散体、液体の粘度調整剤、粉体塗料等のコーティング材などの用途に好適である。
本発明のコアシェル型または傾斜型ポリマー固形物を各種ポリマーアロイの相溶化剤や改質剤として用いる場合は、(1)ポリスチレン、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アイオノマー樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等の種々のエンジニアリングプラスチックや、(2)上記<前駆体ポリマー(A)>の項で述べた各種のポリオレフィン;および(3)ニトリルゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体等の各種エラストマー;を対象にしたポリマーアロイの相溶化剤や改質剤などに好適に用いられる。また、本発明のコアシェル型または傾斜型ポリマー固形物は、これら(1)〜(3)から選ばれる少なくとも1種と、炭素繊維、ガラス繊維等の上述の充填剤から選ばれる少なくとも1種とによる強化樹脂における相溶化剤や改質剤などにも好適に用いられる。
本発明のコアシェル型または傾斜型ポリマー固形物を接着剤として用いる場合、ポリスチレン、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アイオノマー樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等の種々のエンジニアリングプラスチックや、上記<前駆体ポリマー(A)>の項で述べた各種のポリオレフィンを対象にしたポリマーアロイの相溶化剤や改質剤、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体等の各種エラストマーなどの樹脂、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅などの金属、紙、綿や化学繊維などの生地等、種々の物質に対して高い接着性を有する。
・ワニス
本発明のコアシェル型または傾斜型ポリマー固形物をワニスとして用いる場合、当該ワニスは、上記固形物と、溶媒とを含む。ここで、溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン等の脂環族炭化水素系溶媒、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、トリクロルベンゼン、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロルエチレン等の塩素化炭化水素系溶媒が挙げられる。
本発明のコアシェル型または傾斜型ポリマー固形物を水性分散体として用いる場合は、エチレン性不飽和基とカルボキシル基とを同一分子内に有する単量体をグラフトしたコアシェル型または傾斜型グラフトコポリマー(C)を用いることが特に好ましく、当該水性分散体は、公知の方法、例えば、必要に応じて中和剤を用いてカルボキシル基を中和し、水に分散させることで製造可能である。中和剤としては、例えば、アンモニア、モノメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられる。
本発明の水性分散体組成物は、上述した粒子(S)および水を含む。
本発明の水性分散体組成物は、粒子(S)と水とを混合することによって製造することができる。例えば、公知の方法で調製された水性ウレタン樹脂またはアクリルディスパージョンに粒子(S)を添加することで得ることができる。
本発明の水性分散体組成物は、例えば、各種ポリマーアロイの相溶化剤や改質剤、接着剤、ワニス、水性分散体、液体の粘度調整剤、粉体塗料等のコーティング材などの用途に好適である。
本発明の塗料組成物は、本発明の水性分散体組成物を含み、好ましくは、ウレタン樹脂およびアクリル樹脂から選ばれる1種以上の樹脂をさらに含む。前記樹脂の含有量は、水100質量部に対して、通常は10〜60質量部、好ましくは20〜50質量部である。
本発明の塗料組成物を基体に塗布し、乾燥させることで、基体上に皮膜を形成させて、皮膜形成物が得られる。基体としては特に限定されるものではないが、例えば、木質材料、建築材料、土木材料、自動車材料、端末用材料、電気電子材料、OA機器用材料、スポーツ用具材料、はきもの材料、繊維植毛材料、および包装材料が挙げられる。前記乾燥において、例えば、通常は23〜200℃、好ましくは23〜100℃の雰囲気下で、通常は10〜180分、好ましくは20〜60分乾燥させる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上述した粒子(S)と、硬化性樹脂(D)と、硬化剤(E)とを含有する。
本発明の硬化性樹脂組成物における粒子(S)の含有量は、好ましくは1〜30質量%、より好ましくは2〜20質量%の範囲である。
硬化性樹脂(D)としては、硬化剤(E)、および熱、光、電子線等の外部からのエネルギーにより硬化して、少なくとも部分的に三次元硬化物を形成する樹脂が好ましく用いられ、特に熱硬化性樹脂が好ましい。
硬化剤(E)としては、硬化性樹脂(D)を硬化させる公知の硬化剤が用いられる。エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、エポキシ基と反応し得る活性基を有する化合物が用いられる。例えば、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ポリアミド樹脂、二級および三級アミン類、アミノ安息香酸エステル類、各種酸無水物、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリフェノール化合物、イミダゾール誘導体、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物のようなカルボン酸無水物、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポリメルカプタンおよび三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸錯体が挙げられる。また、これらの硬化剤は、単独で使用しても複数を併用してもよい。芳香族ポリアミンを硬化剤として用いることにより、耐熱性の良好なエポキシ樹脂硬化物が得られる。特に、芳香族ポリアミンの中でも、ジアミノジフェニルスルホンもしくはその誘導体、またはその各種異性体は、耐熱性の良好なエポキシ樹脂硬化物を得るため適している硬化剤である。
本発明の硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、粒子(S)、硬化性樹脂(D)および硬化剤(E)以外の、熱可塑性樹脂を含んでも構わない。
本発明に係る硬化性樹脂組成物は、上述した粒子(S)、硬化性樹脂(D)、硬化剤(E)、および任意で用いられるその他の構成成分を、公知の手法により混合することにより得ることができる。
本発明により得られる硬化性樹脂組成物は、成形体、塗料、弾性塗装材、防水材等の各種用途に好適である。硬化性樹脂組成物は、自動車、電機電子部品、建築および包装材料等のさまざまな分野で使用される塗料・インキ用のバインダー、摩擦材用バインダー、耐摩耗剤、防錆塗料用添加剤、プライマー、コーティング剤、接着剤、フロアーポリッシュ、カーワックス、ガラス繊維や炭素繊維のバインダー、紙用柔軟仕上げ剤、コート紙塗料用添加剤、ゴム成形用離型剤、トナー離型剤などの原料として好適に使用できる。特に耐摩耗性に優れる特性から、各種摺動部品として好適に用いることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、公知の方法により硬化させて硬化物として用いることができる。この硬化物は、例えば公知のエポキシ樹脂硬化物の用途に適用することができる。特に耐摩耗性に優れる特性から、各種摺動部品として好適に用いることができる。摺動部品としては、例えば、自動車内装部、外装部の金属や樹脂、各種ゴム、電気製品の被覆、繊維強化複合材料、ディスクパッド、ドラムブレーキ用ライニングなどの摩擦材用バインダー、各種保護ライナー材などに使用される。
本発明のプリプレグは、強化繊維(F)および樹脂組成物(G)を含み、前記樹脂組成物(G)が、上述した粒子(S)、熱硬化性樹脂(H)および硬化剤(I)を含む。
強化繊維(F)としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維が挙げられる。これらの繊維を2種以上混合して用いても構わない。中でも軽量かつ高い力学物性を有する炭素繊維が好ましい。
樹脂組成物(G)は、粒子(S)、熱硬化性樹脂(H)および硬化剤(I)を含む。
樹脂組成物(G)は、粒子(S)を0.1〜20質量%、好ましくは0.3〜16質量%、より好ましくは0.5〜10質量%、特に好ましくは0.5〜8質量%含んでなる。
マトリックス樹脂となる熱硬化性樹脂(H)としては、熱により硬化して、少なくとも部分的に三次元硬化物を形成する樹脂が好ましく用いられる。熱硬化性樹脂(H)としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラニン樹脂、ビスマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂が挙げられるが、特に、エポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
硬化剤(I)としては、熱硬化性樹脂(H)を硬化させる公知の硬化剤が用いられる。例えば、エポキシ樹脂の硬化剤であるエポキシ硬化剤としては、エポキシ基と反応し得る活性基を有する化合物が用いられる。例えば、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ポリアミド樹脂、二級および三級アミン類、アミノ安息香酸エステル類、各種酸無水物、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリフェノール化合物、イミダゾール誘導体、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物のようなカルボン酸無水物、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポリメルカプタンおよび三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸錯体が挙げられる。また、これらの硬化剤は、単独で使用しても複数を併用してもよい。
樹脂組成物(G)には、本発明の効果を損なわない範囲で、熱硬化性樹脂(H)、硬化剤(I)および粒子(S)以外の、熱可塑性樹脂を含んでも構わない。当該熱可塑性樹脂の樹脂組成物(G)における含有量は、通常は30質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
樹脂組成物(G)の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知のいずれの方法を用いてもよい。例えば、熱硬化性樹脂(H)がエポキシ樹脂である場合、樹脂組成物(G)の製造時に適用される混練温度としては、10〜200℃の範囲が例示できる。200℃を超えるとエポキシ樹脂の熱劣化や、部分的な硬化反応が開始し、得られる樹脂組成物(G)およびそれを用いたプリプレグの保存安定性が低下する場合がある。10℃より低いと樹脂組成物(G)の粘度が高く、実質的に混練が困難となる場合がある。好ましくは20〜180℃であり、更に好ましくは30〜170℃の範囲である。
次に、プリプレグの製造方法について説明する。本発明のプリプレグは、樹脂組成物(G)を、強化繊維(F)に含浸させることにより製造できる。
本発明のプリプレグを硬化させることにより本発明の繊維強化複合材料が得られる。プリプレグは、単層で、あるいは積層して用いることができるが、一般的には積層して用いられる。すなわち、本発明のプリプレグを適宜切断後、必要に応じて積層し、オートクレーブ、ホットプレス等で加熱、加圧して熱硬化させるとともに、所望の形状に成形する。熱硬化条件は、用いる熱硬化性樹脂と硬化剤によって決定される。熱硬化時の条件は組成によっても異なるが、硬化温度は例えば100〜300℃、好ましくは150〜200℃であり、硬化時間は例えば30分から10時間、好ましくは1〜10時間である。
本発明のシートは、少なくとも、上述した粒子(S)を焼結してなる焼結シートであり、すなわち、少なくとも粒子(S)の焼結体からなる焼結シートである。本発明の焼結シートは、上述したコアシェル型ポリマー固形物からなる粒子(S)の焼結体を有することから、親水性が高く、また強度も高い。
粒径または厚みが0.05mm以上の試料の場合、試料の中心(x)と、中心(x)から試料の表面までの距離が最短となる表面の点(z)とを通る断面を作製した後、VARIAN社製、顕微赤外分光法(FTS−7000/UMA600)を用い、Geクリスタルを使用して各測定箇所(中心(x)、点(z)、および中心(x)と点(z)とを結ぶ線分の中点(y))を全反射(ATR)法にて測定した。測定範囲は4000cm-1から600cm-1とし、分解能は4cm-1、積算回数は128回とした。
以下の式で示されるグラフト化率において、ポリマー(B)(グラフトポリマー、グラフト部)の質量は、グラフト反応後の質量と前駆体ポリマー(A)の質量との差から求めることができるが、質量増加が僅かな場合などは、1H−NMR測定にて求めることができる。
= [ポリマー(B)の質量/前駆体ポリマー(A)の質量]×100
<粉末粒子の平均粒径>
粉末粒子の平均粒径はコールターカウンター法(コールター法)により測定した。
実体顕微鏡で30粒のペレットの径をランダムに測定して平均した。
[実施例A1]
前駆体ポリマー(A)として平均粒径0.03mmの超高分子量ポリエチレン(PE)パウダー(三井化学社製、ミペロン(商標)XM−221U)を用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)として平均粒径0.03mmの超高分子量PEパウダー(三井化学社製、ミペロンXM−221U)を用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸グリシジル(GMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=13g/10分(230℃)、平均粒径0.33mmのランダムポリプロピレン(PP)パウダー(プライムポリマー社製、J244P)を用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=15g/10分(230℃)、平均粒径3.5mmのホモPPペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=56g/10分(190℃)、密度862kg/m3、平均粒径4.5mmのエチレン・プロピレンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸ステアリル(StMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=7g/10分(230℃)、密度884kg/m3、平均粒径4mmのプロピレン・ブテンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてアクリル酸(AAc)を用いた。
前駆体ポリマー(A)として、ホモPP(プライムポリマー社製、F113G)をTダイを用いて押出成形し、平均厚み0.05mmのキャストフィルムから4cm×4cmに切り出したものを用いた。また、グラフトモノマー(b1)として、メタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)として平均粒径0.03mmの超高分子量PEパウダー(三井化学社製、ミペロンXM−221U)を用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)として、メルトブローン法により成形した平均厚み0.222mmのPP不織布を10cm×12.5cm(0.124g)に切り出したものを用いた。また、グラフトモノマー(b1)として、メタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマーとしてMFR=56g/10分(190℃)、密度862kg/m3、平均粒径4.5mmのエチレン・プロピレンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマーとしてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマーとしてMFR=1.6g/10分(230℃)、平均粒径0.33mmのホモPPパウダー(プライムポリマー社製、E122P)を用い、グラフトモノマーとしてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマーとしてMFR=0.6g/10分(230℃)、平均粒径0.38mmのホモPPパウダーを用い、グラフトモノマーとして無水マレイン酸(MAH)を用いた。
実施例A1で得られたコアシェル型グラフトコポリマーの水分散体を下記方法で調製した。50mLのガラス容器にポリマー1g、純水25mLおよび撹拌子を装入して、マグネチックスターラーを用いて室温下で1時間撹拌し、水分散体を調製した。
実施例A2で得られたポリマーを用いた以外は、実施例A10と同様にした。
実施例A8で得られたポリマーを用いた以外は、実施例A10と同様にした。
実施例A1、実施例A2および実施例A8で使用した前駆体ポリマーである、超高分子量PEパウダー(三井化学社製、ミペロンXM−221U)を用いた以外は、実施例A10と同様にして水への分散性評価を行った。
ポリマーの水分散性として、上記水分散体を調製後にガラス容器内容物を観察して、以下の基準にて○、△、×の評価を行った。
撹拌停止60秒後に、目視にて相分離界面が確認できる。
[実施例B1]
前述した実施例A1と同様に行い、103.4gのグラフトコポリマーである粒子(S1)を得た。50mLのガラス容器に、得られた粒子(S1)1g、ウレタン樹脂が水に分散している水性ウレタン樹脂(三井化学製タケラック WS−6021)30gおよび撹拌子を装入して、マグネチックスターラーを用いて室温下で10分撹拌し、水性分散体組成物を得た。
前述した実施例A2と同様に行い、108.2gのグラフトコポリマーである粒子(S3)を得た。この粒子(S3)を用い、以降の工程は実施例B1と同様に行った。
水性ウレタン樹脂(三井化学製タケラック WS−6021)を、あらかじめプライマー(三井化学製ユニストール P−501)を塗布したEPDM製の基板に塗布し、70℃雰囲気下で30分乾燥させ、皮膜成形品を得た。
粒子(S1)または(S3)の代わりに、実施例A1および実施例A2で使用した前駆体ポリマー(A)である超高分子量PEパウダー(三井化学社製、ミペロンXM−221U)を用いた以外は、実施例B1およびB2と同様にして水性分散体組成物および皮膜成形品を得た。
前述したように、各粒子を水性ウレタン樹脂に加え、攪拌して、分散させた水性分散体組成物において、分散後の状態を観察して、以下の基準にて分散性を評価した。
撹拌停止60秒後に、目視にて相分離界面が確認できる。
得られた皮膜成形品を用いて、皮膜面をガラス平板(63mm×63mm×5mm)に接触させ、室温にて皮膜成形品に200gの荷重をかけて100mm/分の速度で滑らせた際の応力をロードセルによって検知することで、静摩擦係数および動摩擦係数を求めた。
得られた皮膜成形品を用いて、皮膜面をガラス板(先端R10)に接触させ、室温にて皮膜成形品に500gの荷重をかけ、往復48回/分の速度で40000回往復摺動させ、その前後の質量差を摩耗量として求めた。さらに、往復摺動1回目、2000回目、20000回目、30000回目および40000回目の動摩擦係数を測定した。
[実施例C1]
前述した実施例A1と同様に行い、103.4gのグラフトコポリマーである固形物を得た。150mLのプラスチック容器に、得られたグラフトコポリマー2g、エポキシ樹脂(商品名:jER828、三菱化学株式会社製)15g、硬化剤として変性芳香族アミン(商品名:jERキュアW、三菱化学株式会社製)5gを装入し、自転公転式脱泡ミキサーを用いて2000rpmで2分間撹拌し、さらに脱泡を3分間行い、硬化性樹脂組成物を得た。得られた硬化性樹脂組成物をテフロン(登録商標)製のシャーレーに注入し、120℃で2時間、その後170℃で2時間硬化させ、平板の成形品であるサンプルを作製した。
前述した実施例A2と同様に行い、108.2gのグラフトコポリマーである固形物を得た。この固形物を用い、以降の工程は実施例C1と同様に行った。
前記グラフトコポリマーを用いなかったこと以外は実施例C1と同様に行った。
前記グラフトコポリマー2gにかえて平均粒径0.03mmの超高分子量PEパウダー(三井化学社製、ミペロンXM−221U)2gを用いたこと以外は実施例C1と同様に行った。
JIS K7218「プラスチックの滑り摩耗試験A法」に準拠して、松原式摩擦摩耗試験機を使用して動摩擦係数および比摩耗量を測定し、滑り性評価および耐摩耗性を評価した。試験条件は、相手材:S45C、速度:50cm/秒、距離:3km、荷重:15kg、測定環境温度:23℃とした。
以下のプリプレグの作製および評価は、特に断りのない限り、温度25℃±2℃、相対湿度50%の雰囲気で行った。
前述した実施例A1と同様に行い、103.4gのグラフトコポリマーである粒子(S1)を得た。
粒子(S1)に200kGyの電子線照射を行い、架橋体である粒子(S2)を得た。
前述した実施例A2と同様に行い、108.2gのグラフトコポリマーである粒子(S3)を得た。
粒子(S3)に200kGyの電子線照射を行い、架橋体である粒子(S4)を得た。
平均粒径0.03mmの超高分子量PEパウダー
(三井化学社製、ミペロン(商標)XM−221U)
以上の製造例等における各原材料の種類や、得られたまたは用いた各粒子の平均粒径、グラフト化率、架橋の有無および赤外吸収分光測定結果を表1Dに示す。
粒子を流動パラフィンに5質量%添加し、180℃雰囲気下の加熱オーブンで1時間放置した後、室温まで冷却した際の粒子形状を観察した。流動パラフィンに溶解してゲル状になった場合には、その粒子は非架橋体であると評価し、粒子形状が保持されていた場合には、その粒子は架橋体であると評価した。
マトリックス樹脂の母材となる熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂(商品名:jER828、三菱化学株式会社製)を用い、硬化剤として変性芳香族アミン(商品名:jERキュアW、三菱化学株式会社製)を用いた。配合量はエポキシ樹脂100部に対して、変性芳香族アミン25部とした。これらを混合して混合物(以下「混合物1」ともいう)を調製した。
実施例D1等で調製した前記混合物1をホットスターラーで600rpm、100℃の条件で24時間撹拌および混合し、ワニス状の樹脂組成物を作製した。この樹脂組成物を用い、以降の工程は実施例D1等と同様にして平板のサンプルを作製した。
引張強度および引張弾性率は、引張試験により測定した。幅20mm、長さ200mmの試験片の両端に長さ50mmのアルミ製タブを装着した。テンシロン万能試験機(RTC−1350A、オリエンテック社製)を用い、試験速度1mm/分で行った。
曲げ強度および曲げ弾性率は、JIS K7074に記載の3点曲げ試験により測定した。幅15mm、長さ100mmの試験片を用意し、インストロン万能試験機(Type55R4026、インストロン社製)を用い、試験速度5mm/分で行った。
モードII層間破壊靭性値は、ENF(End Notched Flexure)試験により測定した。幅25mm、長さ140mm、厚み3mmの試験片に、初期き裂長さ40mmの初期き裂を導入した。インストロン万能試験機(Type55R4026、インストロン社製)を用い、三点曲げ試験によりモードII層間破壊靭性値を求めた。試験速度は0.5mm/分とした。
[製造例E1]
前述した実施例A1と同様に行い、グラフトコポリマーである粒子(S1)を得た。
前述した実施例A2と同様に行い、グラフトコポリマーである粒子(S3)を得た。
平均粒径0.03mmの超高分子量PEパウダー(三井化学社製、ミペロンXM−221U)に10kGyの電子線照射を行い、架橋体である粒子(cS1)を得た。
平均粒径0.03mmの超高分子量PEパウダー(三井化学社製、ミペロンXM−221U)に100kGyの電子線照射を行い、架橋体である粒子(cS3)を得た。
平均粒径0.03mmの超高分子量PEパウダー
(三井化学社製、ミペロンXM−221U)
以上の製造例等における各原材料の種類や、得られたまたは用いた各粒子の平均粒径、グラフト化率、架橋の有無および赤外吸収分光測定結果を表1Eに示す。
製造例で得られた粒子または参考例の粒子を金型(寸法:厚さ2mm、幅100mm、高さ100mm)に振動充填し、150℃の温度で、60分間加熱して焼結成形を行い、厚さ2mmの焼結シートを得た。
[(真の密度−見かけの密度)/真の密度]×100(%)の式によって空隙率(%)を算出した。真の密度(g/cm3)とは、ポリオレフィン粒子の密度であり、見かけの密度(g/cm3)とは、焼結シートの質量を焼結シートの外寸から算出した容積で割った値である。
JIS K7113に準拠し、30mm/分、23℃の条件で測定した。
<吸水率(%)>
純水を充満させた容器に予め質量を測定しておいた試料片(焼結シート)を入れ、10分間静置した。前記試料片を取り出した直後に薬包紙で表面を2回払拭した後の試料片の質量を計測した。試料片の質量変化率/空隙率×100(%)の式によって、吸水率(%)を算出した。
[実施例F1]
前駆体ポリマー(A)としてMFR=56g/10分(190℃)、密度862kg/m3、平均粒径4.5mmのエチレン・プロピレンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=56g/10分(190℃)、密度862kg/m3、平均粒径4.5mmのエチレン・プロピレンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=0.8g/10分(230℃)、平均粒径0.33mmのランダムPPパウダー(プライムポリマー社製、B251P)を用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=7g/10分(230℃)、密度884kg/m3、平均粒径4mmのプロピレン・ブテンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=7g/10分(230℃)、密度884kg/m3、平均粒径4mmのプロピレン・ブテンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸(MA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=7g/10分(230℃)、密度884kg/m3、平均粒径4mmのプロピレン・ブテンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸n−ブチル(n−BMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)としてMFR=7g/10分(230℃)、密度884kg/m3、平均粒径4mmのプロピレン・ブテンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸tert−ブチル(t−BMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)として平均粒径6mmのポリカーボネートペレット(帝人社製、パンライト L−1225Y)を用い、グラフトモノマー(b1)としてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマー(A)として、ホモPP(プライムポリマー社製、F113G)をTダイを用いて押出成形し、平均厚み0.05mmのキャストフィルムから4cm×4cmに切り出したものを用いた。また、グラフトモノマー(b1)として、メタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前駆体ポリマーとしてMFR=56g/10分(190℃)、密度862kg/m3、平均粒径4.5mmのエチレン・プロピレンランダム共重合体ペレットを用い、グラフトモノマーとしてメタクリル酸メチル(MMA)を用いた。
前述した比較例A1と同様に行った。
前述した比較例A2と同様に行った。
前述した比較例A3と同様に行った。
Yubase−4(SK Lubricants社製)を用い、実施例F1で得られた傾斜型グラフトコポリマーの10質量%溶液(ポリマーコンセントレイト)を調製した後、ベースオイルとしてのYubase−4と流動点降下剤としてのルブラン165(東邦化学株式会社製)それぞれを配合し、潤滑油組成物を調製した。
参考例F1で得られたポリマーを用いた以外は、実施例F10と同様にして潤滑油組成物を調製した。
実施例F1および参考例F1で使用した前駆体ポリマーである、エチレン・プロピレンランダム共重合体を用いた以外は、実施例F10と同様にして潤滑油組成物を調製した。
傾斜型グラフトコポリマーの特性を評価する上で、得られた傾斜型グラフトコポリマーをオイルに添加した場合の、オイルの粘度特性改質効果を評価した。
ポリマーのベースオイルへの溶解性を以下のように評価した。ポリマーコンセントレイト調製後、室温で一週間静置し、外観を観察した。
×:沈殿物、もしくは浮遊物あり
・粘度特性
動粘度、粘度指数は、JIS K2283に記載の方法により、100℃および40℃での動粘度を測定し、粘度指数を算出した。
JPI−5S−29−88に基づいて測定を行った。SSIは高せん断条件下で潤滑油中の共重合体の分子鎖が切断することによる動粘度の損失の尺度であり、SSIが大きい値である程、動粘度の損失が大きいことを示す。
Claims (38)
- 前駆体ポリマー(A)に由来する主鎖部と、前記ポリマー(A)とは異なるポリマー(B)に由来するグラフト部とを有するグラフトコポリマー(C)を含むコアシェル型ポリマー固形物であり、その固形物のコア部(a)が前駆体ポリマー(A)に由来する主鎖部を含み、かつ、シェル部(b)がポリマー(B)に由来するグラフト部を含み、さらに下記要件(I)を満たす、コアシェル型ポリマー固形物。
要件(I):前記固形物の中心(x)、中心(x)から表面までの距離が最短となる表面の点(z)、および中心(x)と点(z)とを結ぶ線分の中点(y)を通る断面の赤外吸収分光測定において、中心(x)、中点(y)および点(z)における吸光度(Abs)が、以下の関係を満たす。
X<0.01
Y<0.01
Z≧0.01
但し、
Xは、中心(x)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、
Yは、中点(y)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、
Zは、点(z)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値である。 - 粒子(S)であり、その平均粒径が0.0001mm〜1000mmである請求項1に記載のコアシェル型ポリマー固形物。
- 平均厚みまたは径が、0.0001mm〜50mmの成形加工品である請求項1に記載のコアシェル型ポリマー固形物。
- 前記前駆体ポリマー(A)が、炭素数2〜18のα−オレフィンから選ばれる1種または2種以上のα−オレフィンからなる重合体である請求項1〜3のいずれか1項に記載のコアシェル型ポリマー固形物。
- 前記ポリマー(B)が、エチレン性不飽和基と極性官能基とを同一分子内に有する単量体(b1)を少なくとも1種含むモノマー成分の重合体である請求項1〜4のいずれか1項に記載のコアシェル型ポリマー固形物。
- 以下の式で示すグラフト化率(%)が、1%以上150%以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載のコアシェル型ポリマー固形物。
グラフト化率(%)
=[ポリマー(B)の質量/前駆体ポリマー(A)の質量]×100 - 前駆体ポリマー(A)を含有する固形物に対し、その形状を保持したまま前記ポリマー(A)とは異なるポリマー(B)をグラフトし、前記ポリマー(A)に由来する構造単位を含むコア部(a)と、前記ポリマー(B)に由来する構造単位を含むシェル部(b)とを有する固形物を製造する請求項1〜6のいずれか1項に記載のコアシェル型ポリマー固形物の製造方法。
- 前記前駆体ポリマー(A)を含有する固形物は、その平均粒径が0.0001mm〜1000mmの粒子である請求項7に記載のコアシェル型ポリマー固形物の製造方法。
- 前記前駆体ポリマー(A)を含有する固形物は、その平均厚みまたは径が0.0001mm〜50mmの成形加工品である請求項7に記載のコアシェル型ポリマー固形物の製造方法。
- 請求項1、4、5または6に記載のコアシェル型ポリマー固形物である粒子(S)(ただし、前記要件(I)における「固形物の中心(x)」は、「粒子(S)の中心(x)」となる)と、水とを含有する水性分散体組成物。
- 前記粒子(S)の平均粒径が、150μm以下である請求項10に記載の水性分散体組成物。
- 請求項10または11に記載の水性分散体組成物を含有する塗料組成物。
- ウレタン樹脂およびアクリル樹脂から選ばれる1種以上をさらに含有する請求項12に記載の塗料組成物。
- 請求項12または13に記載の塗料組成物から形成された皮膜。
- 請求項12または13に記載の塗料組成物を、木質材料、建築材料、土木材料、自動車材料、端末用材料、電気電子材料、OA機器用材料、スポーツ用具材料、はきもの材料、繊維植毛材料または包装材料からなる基体に塗布してなる、皮膜形成物。
- 請求項1、4、5または6に記載のコアシェル型コポリマー固形物である粒子(S)(ただし、前記要件(I)における「固形物の中心(x)」は、「粒子(S)の中心(x)」となる)と、硬化性樹脂(D)と、硬化剤(E)とを含有する硬化性樹脂組成物。
- 前記粒子(S)の平均粒径が、150μm以下である請求項16に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化性樹脂(D)が、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂から選ばれる1種以上を含む請求項16または17に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項16〜18のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物。
- 請求項16〜18のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物または請求項19に記載の硬化物を用いた摺動部品。
- 強化繊維(F)および樹脂組成物(G)を含むプリプレグであって、
前記樹脂組成物(G)が、請求項1、4、5または6に記載のコアシェル型ポリマー固形物である粒子(S)(ただし、前記要件(I)における「固形物の中心(x)」は、「粒子(S)の中心(x)」となる)を0.1〜20質量%含み、かつ熱硬化性樹脂(H)および硬化剤(I)を含む、
プリプレグ。 - 前記粒子(S)が、非架橋体または架橋体である請求項21に記載のプリプレグ。
- 前記粒子(S)の平均粒径が、150μm以下である請求項21または22に記載のプリプレグ。
- 前記強化繊維(F)が、炭素繊維である請求項21〜23のいずれか1項に記載のプリプレグ。
- 前記熱硬化性樹脂(H)がエポキシ樹脂であり、前記硬化剤(I)がエポキシ硬化剤である請求項21〜24のいずれか1項に記載のプリプレグ。
- 請求項21〜25のいずれか1項に記載のプリプレグを硬化させてなる繊維強化複合材料。
- 少なくとも、請求項1、4、5または6に記載のコアシェル型ポリマー固形物である粒子(S)(ただし、前記要件(I)における「固形物の中心(x)」は、「粒子(S)の中心(x)」となる)を焼結してなる焼結シート。
- 前記粒子(S)の平均粒径が、150μm以下である請求項27に記載の焼結シート。
- 請求項27または28に記載の焼結シートからなる、濾過フィルター、加湿エレメントまたはプリンター用インク吸収体。
- 前駆体ポリマー(A)に由来する主鎖部と、前記ポリマー(A)とは異なるポリマー(B)に由来するグラフト部とを有するグラフトコポリマー(C)を含む傾斜型ポリマー固形物であり、前記固形物の中心(x)、中心(x)から表面までの距離が最短となる表面の点(z)、および中心(x)と点(z)とを結ぶ線分の中点(y)を通る断面の赤外吸収分光測定において、中心(x)、中点(y)および点(z)における吸光度(Abs)が、以下の関係を満たす傾斜型ポリマー固形物。
X≧0.01
Y≧0.01
Z≧0.01
且つ、
X<Y<Z
但し、
Xは、中心(x)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、
Yは、中点(y)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値であり、
Zは、点(z)における、Abs(ポリマー(B)のキーバンド)/Abs(ポリマー(A)のキーバンド)の値である。 - 平均粒径が、0.0001mm〜1000mmの粒子である請求項30に記載の傾斜型ポリマー固形物。
- 平均厚みまたは径が、0.0001mm〜50mmの成形加工品である請求項30に記載の傾斜型ポリマー固形物。
- 前記前駆体ポリマー(A)が、炭素数2〜18のα−オレフィンから選ばれる1種または2種以上のα−オレフィンからなる重合体である請求項30〜32のいずれか1項に記載の傾斜型ポリマー固形物。
- 前記ポリマー(B)が、エチレン性不飽和基と極性官能基とを同一分子内に有する単量体を少なくとも1種含むモノマー成分の重合体である請求項30〜33のいずれか1項に記載の傾斜型ポリマー固形物。
- 以下の式で示すグラフト化率(%)が、1%以上150%以下である請求項30〜34のいずれか1項に記載の傾斜型ポリマー固形物。
グラフト化率(%)
=[ポリマー(B)の質量/前駆体ポリマー(A)の質量]×100 - 前駆体ポリマー(A)を含有する固形物に対し、その形状を保持したまま前記ポリマー(A)とは異なるポリマー(B)をグラフトする請求項30〜35のいずれか1項に記載の傾斜型ポリマー固形物の製造方法。
- 前記前駆体ポリマー(A)を含有する固形物は、その平均粒径が0.0001mm〜1000mmの粒子である請求項36に記載の傾斜型ポリマー固形物の製造方法。
- 前記前駆体ポリマー(A)を含有する固形物は、その平均厚みまたは径が0.0001mm〜50mmの成形加工品である請求項36に記載の傾斜型ポリマー固形物の製造方法。
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