TW202309192A - 樹脂組合物、樹脂組合物之製造方法、及成形體 - Google Patents
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Abstract
一種樹脂組合物,其包含:
成分(I):具有極性基之樹脂(成分(II)除外);
成分(II):至少1種改性共軛二烯系聚合物,該改性共軛二烯系聚合物係於嵌段聚合物上鍵結有極性基者,上述嵌段聚合物具有:選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、及乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段,上述極性基係選自由酸酐基、羥基、羧基、二羧基、環氧基、氧雜環丁基及胺基所組成之群中之至少1種;且
上述樹脂組合物具有成分(I)之連續相(A)、及分散於連續相(A)中之包含成分(II)之分散相(B),分散相(B)之數量平均分散粒徑為1.5 μm以下,
成分(I):成分(II)之質量比=50/50~99/1。
Description
本發明係關於一種樹脂組合物、樹脂組合物之製造方法、及成形體。
已知共軛二烯系聚合物係藉由調整1,2-鍵之比率、構成共軛二烯系聚合物之嵌段之比率、嵌段之配置、氫化程度等來表現出各種特性。又,為了賦予更多特性,提出形成有可與其他素材之間產生分子力之親和性基或可形成化學鍵之反應性基之共軛二烯系聚合物(以下,記載為改性共軛二烯系聚合物)。
例如,於專利文獻1中提出使含胺基之化合物與共軛二烯系聚合物之末端反應而成之胺基改性共軛二烯系聚合物。
另一方面,具有極性基之樹脂(以下,有時記載為極性樹脂)通常剛性、耐化學品性、耐熱性等優異,但硬且脆,故自先前以來一直在研究各種改質劑。改性共軛二烯系聚合物藉由改性基所帶來之反應或氫鍵等之分子力而與極性樹脂之相容性優異,故可廣泛用作極性樹脂之改質劑。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-210848號公報
[發明所欲解決之問題]
近年來,於隨著汽車、家電、通信設備等之高性能化及IoT化之普及而推進各構件之輕量化及電裝化之過程中,耐熱性、耐化學品性、阻燃性、機械強度、尺寸穩定性、電絕緣性、及介電特性優異之極性樹脂之需求增高。
另一方面,於電子材料中要求能夠耐受製造時及使用時之衝擊之材料,又,於汽車零件中安全性意識逐漸提高,必須提高硬且脆之極性樹脂之耐衝擊性及韌性成為課題。
例如,於專利文獻1中,關於聚苯硫醚樹脂(以下,有時記載為「PPS」)之韌性改良,提出調配有韌性比PPS優異之改性共軛二烯系聚合物之樹脂組合物。
然而,根據本發明者之研究,專利文獻1中所揭示之樹脂組合物具有如下問題點:韌性尚不充分,存在改良之餘地。
因此,於本發明中,鑒於上述先前技術之問題點,目的在於提供一種耐衝擊性、韌性優異之樹脂組合物。
[解決問題之技術手段]
本發明者等人為了解決上述先前技術之課題而進行了努力研究,結果發現藉由如下樹脂組合物可解決上述先前技術之課題,從而完成本發明,該樹脂組合物含有具有極性基之樹脂(成分(I))、及具有特定極性基之改性共軛二烯系聚合物(成分(II)),且將其特定為:包含上述改性共軛二烯系聚合物之分散相(B)具有特定之數量平均分散粒徑,上述具有極性基之樹脂(成分(I))與上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))具有特定質量比。
即,本發明如下所述。
[1]
一種樹脂組合物,其包含:
成分(I):具有極性基之樹脂(下述成分(II)除外);
成分(II):至少1種改性共軛二烯系聚合物,該改性共軛二烯系聚合物係於嵌段聚合物上鍵結有極性基者,上述嵌段聚合物具有:
選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、
將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、及
乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段,上述極性基係選自由酸酐基、羥基、羧基、二羧基、環氧基、氧雜環丁基及胺基所組成之群中之至少一種;
上述樹脂組合物具有上述成分(I)之連續相(A)、及分散於上述連續相(A)中之包含上述成分(II)之分散相(B),上述分散相(B)之數量平均分散粒徑為1.5 μm以下,
上述成分(I)與上述成分(II)之質量比為成分(I):成分(II)=50/50~99/1。
[2]
如上述[1]之樹脂組合物,其進而包含成分(III):具有與上述成分(I)及/或成分(II)具有反應性之極性基之聚合物(上述成分(I)、(II)除外);
上述成分(II)與上述成分(III)之質量比為成分(II):成分(III)=1/99~99/1。
[3]
如上述[1]之樹脂組合物,其中上述成分(I)包含選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂、及環氧樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。
[4]
如上述[2]之樹脂組合物,其中上述成分(I)包含選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂、及環氧樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。
[5]
如上述[1]至[4]中任一項之樹脂組合物,其中上述成分(II)包含源自共軛二烯化合物之脂肪族雙鍵經氫化而成之氫化改性共軛二烯系聚合物。
[6]
如上述[1]至[5]中任一項之樹脂組合物,其中上述成分(I)係聚苯硫醚系樹脂。
[7]
如上述[1]至[6]中任一項之樹脂組合物,其中上述成分(II)包含鍵結有選自由羥基及羧基所組成之群中之至少1種極性基之改性共軛二烯系聚合物。
[8]
如上述[2]至[7]中任一項之樹脂組合物,其中上述成分(III)係具有選自由環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基所組成之群中之至少1種極性基之聚合物。
[9]
如上述[2]至[8]中任一項之樹脂組合物,其中上述成分(III)係具有環氧基之烯烴系彈性體。
[10]
如上述[5]至[9]中任一項之樹脂組合物,其中上述氫化改性共軛二烯系聚合物之氫化率為90%以下。
[11]
如上述[1]至[10]中任一項之樹脂組合物,其中上述成分(II)中之乙烯基芳香族單體單元之含量為40質量%以下。
[12]
如上述[2]至[11]中任一項之樹脂組合物,其中上述成分(III)係包含具有環氧基之聚合性單體與不飽和烴系化合物之共聚物之具有環氧基之彈性體。
[13]
如上述[2]至[12]中任一項之樹脂組合物,其中上述成分(III)係具有環氧基之聚合性單體、不飽和烴系化合物及(甲基)丙烯酸酯及/或乙酸乙烯酯之共聚物。
[14]
一種樹脂組合物之製造方法,其具有如下步驟:
針對改性共軛二烯系聚合物(成分(II)),其具有選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、
將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、及
乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段,且
具有選自由羥基、及羧基所組成之群中之至少1種極性基;
具有極性基之樹脂(成分(I)),其係選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、及聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂所組成之群中之至少1種;及
烯烴系彈性體(成分(III)),其具有選自由環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基所組成之群中之至少1種極性基;
將上述具有極性基之樹脂(成分(I))與上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之質量比設為具有極性基之樹脂:改性共軛二烯系聚合物=50/50~99/1,
將上述改性共軛二烯系聚合物與上述具有極性基之烯烴系彈性體之質量比設為改性共軛二烯系聚合物:具有極性基之烯烴系彈性體=1/99~99/1,並進行混練,從而獲得樹脂組合物之步驟;及
使上述樹脂組合物具有上述具有極性基之樹脂(成分(I))之連續相(A)、及分散於上述連續相(A)中之包含上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之分散相(B),並使上述分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之步驟。
[15]
一種成形體,其係如下樹脂組合物之成形體,該樹脂組合物包含:
具有極性基之樹脂(成分(I))
,其係選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、及聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂所組成之群中之至少1種;
改性共軛二烯系聚合物(成分(II)),其具有選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、乙烯基芳香族單體單元及共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段;及
具有環氧基之烯烴系彈性體(成分(III));
上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))具有選自由羥基、羧基所組成之群中之至少一種極性基,
上述成形體滿足下述條件(I-1)~(II-1):
<條件(I-1)>
由成形體所獲得之寬10 mm、長170 mm、厚2 mm之短條狀試片於常溫下,於拉伸速度5 mm/min下之拉伸斷裂伸長率為25%以上,
<條件(II-1)
由成形體所獲得之長約80 mm、寬約10 mm、厚約4 mm之短條狀試片於-30℃下之夏比衝擊試驗中之夏比衝擊值為15 kJ/m
2。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種耐衝擊性、韌性優異之樹脂組合物。
以下,對用以實施本發明之方式(以下,稱為「本實施方式」)詳細地進行說明。
以下之本實施方式係用以對本發明進行說明之例示,並非旨在將本發明限定於以下內容。本發明可於其主旨之範圍內適當變化後實施。
[樹脂組合物]
本實施方式之樹脂組合物包含:
成分(I):具有極性基之樹脂(下述成分(II)除外);及
成分(II):至少1種改性共軛二烯系聚合物,該改性共軛二烯系聚合物係於嵌段聚合物上鍵結有極性基者,上述嵌段聚合物具有選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、
將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、及
乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段,上述極性基係選自由酸酐基、羥基、羧基、二羧基、環氧基、氧雜環丁基及胺基所組成之群中之至少1種。
上述樹脂組合物具有上述成分(I)之連續相(A)、及分散於上述連續相(A)中之包含上述成分(II)之分散相(B),上述分散相(B)之數量平均分散粒徑為1.5 μm以下。
上述成分(I)與上述成分(II)之質量比為成分(I):成分(II)=50/50~99/1。
藉由具有上述構成,獲得耐衝擊性、韌性優異之樹脂組合物。
(成分(I):具有極性基之樹脂(下述成分(II)除外))
本實施方式之樹脂組合物含有具有極性基之樹脂(以下,有時記載為極性樹脂(I)、成分(I))。
一般而言,就熵及焓之觀點而言,剛性優異之樹脂於主鏈具有極性基。
作為本實施方式之樹脂組合物所使用之極性樹脂(I),並不限定於以下,例如可例舉:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹脂(ABS);甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚樹脂(MBS);聚氯乙烯系樹脂;聚乙酸乙烯酯系樹脂及其水解物;丙烯酸及其酯或醯胺之聚合物;聚丙烯酸酯系樹脂;作為丙烯腈及/或甲基丙烯腈之聚合物與含有50質量%以上之該等丙烯腈系單體之其他可共聚之單體之共聚物之腈樹脂;聚醯胺系樹脂;聚酯系樹脂、熱塑性聚胺基甲酸酯系樹脂、聚-4,4'-二氧基二苯基-2,2'-丙烷碳酸酯等聚碳酸酯系聚合物;聚醚碸或聚烯丙基碸等熱塑性聚碸;聚甲醛系樹脂;聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚等聚苯醚系樹脂;聚苯硫醚系樹脂;聚芳酯系樹脂;聚醚酮聚合物或共聚物;聚酮系樹脂;
氟系樹脂;聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂;聚氧苯甲醯基系聚合物、聚醯亞胺系樹脂;聚對苯二甲酸乙二酯樹脂;聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂;環氧樹脂等。
較佳之極性樹脂(I)根據本實施方式之樹脂組合物所要求之特性而有所不同,就剛性之觀點而言,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂、環氧樹脂、及聚苯硫醚系樹脂,就耐化學品性之觀點而言,較佳為環氧樹脂及聚苯硫醚系樹脂,就耐熱性之觀點而言,較佳為聚苯硫醚系樹脂。
聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂只要為屬於被稱為聚對苯二甲酸乙二酯樹脂之範疇者即可,更佳為藉由至少90莫耳%以上為乙二醇之二醇成分與至少90莫耳%以上為對苯二甲酸之二羧酸成分之聚合反應而獲得之熱塑性樹脂。
聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂只要為屬於被稱為聚對苯二甲酸丁二酯樹脂之範疇者即可,係可藉由使將對苯二甲酸或其衍生物作為主要成分之二羧酸與將1,4-丁二醇或其衍生物作為主要成分之二醇進行縮聚反應等普通聚合方法獲得之聚合物,對苯二甲酸丁二酯之重複單元較佳為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上。
環氧樹脂只要為屬於被稱為環氧樹脂之範疇者即可,就剛性之觀點而言,較佳為於1分子中具有2個以上之環氧基。環氧樹脂可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。
作為環氧樹脂,並不限定於以下,例如可例舉:聯二甲苯酚型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、三苯酚型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、第三丁基-鄰苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、含螺環之環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、三羥甲基型環氧樹脂、及四苯基乙烷型環氧樹脂等。
聚苯硫醚系樹脂只要為屬於被稱為聚苯硫醚樹脂之範疇者即可,就耐熱性之觀點而言,較佳為含有70莫耳%以上之對苯硫醚單元作為其結構單元者,更佳為含有90莫耳%以上之對苯硫醚單元作為其結構單元者。
又,作為其他結構單元,例如亦可含有:鄰苯硫醚單元、間苯硫醚單元、苯硫醚單元、苯硫醚碸單元、苯硫醚酮單元、二苯硫醚單元、含取代基之苯硫醚單元、含分支結構之苯硫醚單元等。
就本實施方式之樹脂組合物之剛性之觀點而言,聚苯硫醚系樹脂之分子量較佳為5000以上,更佳為10000以上。
聚苯硫醚系樹脂可為直鏈狀,亦可為交聯或分支結構。
又,聚苯硫醚系樹脂亦可於聚合物結構中,於末端或主鏈具有硫醇基或羧基等極性基。
作為聚苯硫醚系樹脂之製造方法,並無特別限定,例如可例舉於聚合溶劑中使鹼金屬硫化物與二鹵代芳香族化合物反應之製造方法。
(成分(II):改性共軛二烯系聚合物)
本實施方式之樹脂組合物包含至少1種改性共軛二烯系聚合物(以下,有時記載為改性共軛二烯系聚合物(II)、成分(II)),該改性共軛二烯系聚合物係於嵌段聚合物上鍵結有極性基者,上述嵌段聚合物具有選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、及乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段,上述極性基係選自由酸酐基、羥基、羧基、二羧基、環氧基、氧雜環丁基、及胺基所組成之群中之至少1種。
藉由使改性共軛二烯系聚合物(II)具有上述極性基,而對上述極性樹脂(I)具有親和性及/或反應性,藉此,可提高本實施方式之樹脂組合物之韌性及耐衝擊性。
所謂上述親和性,意指可於各成分間產生選自由離子間相互作用、氫鍵、偶極相互作用、凡得瓦耳力所組成之群中之至少一種分子間力。
上述反應性意指各成分之極性基彼此維持共價鍵結性。包含於如下定義中:當極性基彼此反應時,若例如羧基之OH脫離,則原始極性基會產生變化或消失,於藉此形成共價鍵之情形時,極性基彼此表現出「反應性」。
藉由使改性共軛二烯系聚合物(II)具有選自由酸酐基、羥基、羧基、二羧基、㗁唑啉基、環氧基、氧雜環丁基、及胺基所組成之群中之至少1種極性基,與上述極性樹脂(I)之親和性及/或反應性優異,故上述極性樹脂(成分(I))與改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之相容性提高,包含成分(I)之連續層(A)中之包含成分(II)之分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下,且可強化成分間之界面,藉此有助於提高耐衝擊性、韌性。
改性共軛二烯系聚合物(II)之較佳之極性基亦視極性樹脂(I)之種類或本實施方式之樹脂組合物所要求之特性而有所不同。例如,於極性樹脂(I)為聚苯硫醚系樹脂之情形時,環氧基、㗁唑啉基、胺基與聚苯硫醚系樹脂之末端所存在之硫醇基、羧基之親和性及/或反應性優異,故作為上述改性共軛二烯系聚合物(II)之極性基而言較佳。又,於成分(I)為環氧樹脂之情形時,羧基、酸酐基、羥基、二羧基與成分(I)之環氧基之親和性及/或反應性優異。如此,藉由使各成分(I)、(II)具有於成分間表現出親和性及/或反應性之親和性基及/或反應性基,可強化各成分間之界面,有助於提高本實施方式之樹脂組合物之韌性、耐衝擊性。進而,亦可期待耐追蹤性及交替地曝露於高溫下~低溫下時之物性降低抑制(熱循環特性)之提高等效果。可藉由調整各成分間之親和性或反應性來控制相容狀態從而提高該等特性。
例如,於成分(I)之極性樹脂為聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂之情形時,成分(II)之環氧基、胺基與聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂之末端所存在之羧基之親和性及/或反應性優異,故藉由使各成分具有於成分間表現出親和性及/或反應性之親和性基及/或反應性基,可強化各成分間之界面,有助於提高樹脂組合物之韌性、耐衝擊性。
又,作為成分(II),亦可使用2種分別鍵結有來自上述極性基種中之不同極性基之改性共軛二烯系聚合物。就上述相容性之觀點而言,於使用分別鍵結有不同極性基之2種改性共軛二烯系聚合物(II)之情形時,較佳為於1種改性共軛二烯系聚合物鍵結有與另一改性共軛二烯系聚合物及上述極性樹脂(I)具有反應性之極性基。
例如,於成分(I)之極性樹脂為聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂及聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂之情形時,作為成分(II),可較佳地使用鍵結有環氧基之改性共軛二烯系聚合物與鍵結有羧基及/或羥基之改性共軛二烯系聚合物。
又,例如,於成分(I)之極性樹脂為環氧樹脂之情形時,羧基、羥基、胺基與環氧樹脂之環氧基之親和性及/或反應性優異,故可將具有該極性基之改性共軛二烯系聚合物較佳地用作成分(II)。如此,藉由使各成分具有於成分間表現出親和性及/或反應性之親和性基及/或反應性基,可強化各成分間之界面,有助於提高本實施方式之樹脂組合物之韌性、耐衝擊性。
一般而言,於樹脂組合物中,相同成分彼此具有凝聚而形成相之傾向,但於本實施方式之樹脂組合物中,藉由使上述成分(II)具有極性基,與上述成分(I)之親和性及/或反應性提高,該等成分之相容性提高,使下述分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下,有助於表現出本實施方式之樹脂組合物之耐衝擊性及韌性。
就與極性樹脂(I)之相容性之觀點而言,改性共軛二烯系聚合物(II)所具有之極性基之量較佳為0.3 mоl/鏈以上,更佳為0.5 mоl/鏈以上,進而較佳為0.6 mоl/鏈以上。
若改性共軛二烯系聚合物(II)之極性基之量為0.3 mоl/鏈以上,則具有上述親和性基或反應性基之聚合物鏈與上述成分(I)相容,不具有親和性基或反應性基之聚合物鏈與上述成分(I)相容所得之聚合物鏈分別如上所述般凝聚,藉此可將分散相(B)之數量平均分散粒徑設為1.5 μm以下,較佳為設為1.3 μm以下。
只要成分(I)與成分(II)中分別包含之極性基具有所需親和性及/或反應性,則此種相容之容易性及凝聚之容易性比樹脂之結構或極性基之種類、成分間之極性基之組合對聚合物鏈中之極性基之頻度(量)之影響更大。因此,分散相(B)之數量平均分散粒徑可藉由適當設定成分(II)之極性基之量而控制成所需值。
又,若成分(II)之親和性基或反應性基過剩,則有於本實施方式之樹脂組合物中會引起凝膠化等之虞,故較佳為30 mоl/鏈以下。
再者,此處所言之「鏈」係指聚合物一分子,聚合物結構藉由化學鍵而分支者亦作為一分子鏈來計數。
改性共軛二烯系聚合物(II)之極性基之量可藉由於改性共軛二烯系聚合物之製造步驟中調整與用以形成該等之化合物之反應條件、例如化合物之添加量、反應溫度、反應時間等而控制為上述數值範圍。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))具有選自由下述(A)~(C)之聚合物嵌段所組成之群中之2種以上之聚合物嵌段。
(A)將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(以下有時記載為聚合物嵌段(A))。
(B)將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(以下,有時記載為聚合物嵌段(B))。
(C)乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(以下,有時記載為無規聚合物嵌段(C)、聚合物嵌段(C))。
上述(A)將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段設為乙烯基芳香族單體單元之含量為80質量%以上者。
作為用於形成乙烯基芳香族單體單元之乙烯基芳香族化合物,並不限定於以下,例如可例舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、二乙烯苯、1,1-二苯乙烯、N,N-二甲基-對胺基乙基苯乙烯、N,N-二乙基-對胺基乙基苯乙烯等。
該等之中,就獲取性及生產性之觀點而言,較佳為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯,更佳為苯乙烯。
上述(A)將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段可由1種乙烯基芳香族單體單元構成,亦可由2種以上之乙烯基芳香族單體單元構成。
就本實施方式之樹脂組合物之成形體之強度之觀點而言,(A)將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段中所包含之乙烯基芳香族單體單元之含量設為80質量%以上,較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,進而較佳為100質量%(未刻意添加其他化合物)。
上述(B)將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段設為共軛二烯單體單元之含量為80質量%以上者。
作為用於形成共軛二烯單體單元之共軛二烯化合物,可使用具有1對共軛雙鍵之二烯烴。作為上述二烯烴,並不限定於以下,例如可例舉:1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯(異戊二烯)、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、及法呢烯。
該等之中,就獲取性及生產性之觀點而言,可較佳例舉1,3-丁二烯及異戊二烯。
(B)將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段可由1種共軛二烯單體單元構成,亦可由2種以上之共軛二烯單體單元構成。
就本實施方式之樹脂組合物之耐衝擊性之觀點而言,(B)將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段中所包含之共軛二烯單體單元之含量設為80質量%以上,較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,進而較佳為100質量%(未刻意添加其他化合物)。
用於形成上述(C)共軛二烯單體單元與乙烯基芳香族單體單元之無規聚合物嵌段中所包含之乙烯基芳香族單體單元及共軛二烯單體單元之乙烯基芳香族化合物、及共軛二烯化合物只要為可用於上述聚合物嵌段(A)、及聚合物嵌段(B)之化合物即可。
關於無規聚合物嵌段(C)中之乙烯基芳香族單體單元之分佈狀態,並無特別限定,無規聚合物嵌段(C)中之乙烯基芳香族單體單元可均勻地分佈,或亦可呈錐狀分佈。又,可分別存在複數個乙烯基芳香族單體單元均勻分佈之部分及/或呈錐狀分佈之部分,亦可存在複數個乙烯基芳香族單體單元之含量不同之鏈段。
無規共聚物嵌段(C)中之乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之質量比較佳為乙烯基芳香族單體單元/共軛二烯單體單元=75/25~25/75,更佳為70/30~30/70,進而較佳為65/35~35/65。
本實施方式之樹脂組合物所使用之改性共軛二烯系聚合物(II)亦可聚合有可與共軛二烯化合物及乙烯基芳香族化合物共聚之其他化合物。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之結構並無特別限定,例如可例舉具有如下述式所表示之結構者。
再者,於下述式中,省略極性基之記載。
(b-c)
n、c-(b-c)
n、b-(c-b)
n、(b-c)
m-X、(c-b)
m-X、[(b-c)
n]
m-X、[(c-b)
n]
m-X、[c-(b-c)
n]
m-X、[b-(c-b)
n]
m-X、[(b-c)
n-b]
m-X、[(c-b)
n-c]
m-X、
(a-b)
n、b-(a-b)
n、a-(b-a)
n、(a-b)
m-X、(b-a)
m-X、[(a-b)
n]
m-X、[(b-a)
n]
m-X、[b-(a-b)
n]
m-X、[a-(b-a)
n]
m-X、[(a-b)
n-a]
m-X、[(b-a)
n-b]
m-X、
(a-c)
n、c-(a-c)
n、a-(c-a)
n、(a-c)
m-X、(c-a)
m-X、[(a-c)
n]
m-X、[(c-a)
n]
m-X、[c-(a-c)
n]
m-X、[a-(c-a)
n]
m-X、[(a-c)
n-a]
m-X、[(c-a)
n-c]
m-X、
c-(b-a)
n、c-(a-b)
n、
c-(a-b-a)
n、c-(b-a-b)
n、
a-c-(b-a)
n、a-c-(a-b)
n、
a-c-(b-a)
n-b、[(a-b-c)
n]
m-X、
[a-(b-c)
n]
m-X、[(a-b)
n-c]
m-X、
[(a-b-a)
n-c]
m-X、
[(b-a-b)
n-c]
m-X、[(c-b-a)
n]
m-X、
[c-(b-a)n]
m-X、[c-(a-b-a)
n]
m-X、[c-(b-a-b)
n]
m-X
a-(b-c)
n、a-(c-b)
n、
a-(c-b-c)
n、a-(b-c-b)
n、
c-a-(b-c)
n、c-a-(c-b)
n、
c-a-(b-c)
n-b、[(c-b-a)
n]
m-X、
[c-(b-a)
n]
m-X、[(c-b)
n-a]
m-X、
[(c-b-c)
n-a]
m-X、
[(b-c-b)
n-a]
m-X、[(a-b-c)
n]
m-X、
[a-(b-c)
n]
m-X、[a-(c-b-c)
n]
m-X、[a-(b-c-b)
n]
m-X
b-(a-c)
n、b-(c-a)
n、
b-(c-a-c)
n、b-(a-c-a)
n、
c-b-(a-c)
n、c-b-(c-a)
n、
c-b-(a-c)
n-a、[(c-a-b)
n]
m-X、
[c-(a-b)
n]
m-X、[(c-a)
n-b]
m-X、
[(c-a-c)
n-b]
m-X、
[(b-c-b)
n-b]
m-X、[(b-a-c)
n]
m-X、
[b-(a-c)
n]
m-X、[b-(c-a-c)
n]
m-X、[b-(a-c-a)
n]
m-X
再者,於上述各通式中,a表示上述聚合物嵌段(A),b表示上述聚合物嵌段(B),c表示上述聚合物嵌段(C)。
n為1以上之整數,較佳為1~5之整數。
m為2以上之整數,較佳為2~11之整數。
X表示偶合劑之殘基或多官能起始劑之殘基。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))較佳為基本嵌段結構尤其是由a-b、a-b-a、a-b-a-b之結構式所表示之聚合物。
就本實施方式之樹脂組合物之機械強度、耐衝擊性、耐磨性、相容性、成形性之觀點而言,改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之重量平均分子量(Mw)(以下,亦稱為「Mw」)較佳為0.5萬~60萬,更佳為3萬~40萬,進而較佳為5萬~30萬。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之重量平均分子量(Mw)係基於根據市售之標準聚苯乙烯之測定而求出之校準曲線(使用標準聚苯乙烯之波峰分子量而製作)求出藉由凝膠滲透層析法(GPC進行測定所得之層析圖之波峰之分子量所得之重量平均分子量(Mw)。
改性前之共軛二烯系聚合物之分子量分佈同樣地亦可根據藉由GPC而進行之測定求出。分子量分佈係重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比率。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之利用GPC所測得之單一波峰之分子量分佈較佳為5.0以下,更佳為4.0以下,進而較佳為3.0以下,進而更佳為2.5以下。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))包含乙烯基芳香族單體單元。
一般而言,藉由使特定聚合物分散於剛性較高之極性樹脂中來賦予耐衝擊性及韌性係源於:若施加衝擊或延伸,則於極性樹脂與所分散之聚合物粒子成分之界面或者聚合物粒子本身產生空隙,以聚合物粒子為起點而基質樹脂剪切降伏,藉此產生應力緩和。
由於將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)係非晶性,故有促進上述剪切降伏之傾向。
因此,就促進上述剪切降伏、表現出耐衝擊性及韌性之觀點而言,改性共軛二烯系聚合物(成分(II))中之乙烯基芳香族單體單元之含量之下限較佳為1質量%以上,更佳為3質量%以上,進而較佳為5質量%以上,進而更佳為8質量%以上。
藉由使改性共軛二烯系聚合物(成分(II))中之乙烯基芳香族單體單元之含量為1質量%以上,有改性共軛二烯系聚合物(II)之乙烯基芳香族單體單元之非晶部凝聚而促進上述剪切降伏之傾向。然而,於上述剛性較高之極性樹脂與所分散之聚合物粒子成分之界面或者聚合物粒子本身產生空隙時,重要的是作為基質之極性樹脂與分散相之剛性差較大重要。就該觀點而言,就使極性樹脂(成分(I))與所分散之聚合物粒子成分(成分(II))之界面或者聚合物粒子本身產生空隙、表現出耐衝擊性及韌性之觀點而言,改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之乙烯基芳香族單體單元之上限較佳為90質量%以下,更佳為85質量%以下,進而較佳為80質量%以下。藉由將成分(II)之乙烯基芳香族單體單元量設為90質量%以下,分散相與基質之剛性差變大,會於界面或者聚合物粒子本身進一步產生空隙,於本實施方式之樹脂組合物中,有耐衝擊性及韌性提高之傾向。
於使用聚苯硫醚系樹脂作為成分(I)之極性樹脂之情形時,就低溫下之耐衝擊性表現之觀點而言,改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之乙烯基芳香族單體單元之含量較佳為40質量%以下,更佳為35質量%以下,進而較佳為30質量%以下,進而更佳為27質量%以下。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之乙烯基芳香族單體單元之含量可藉由下述實施例所記載之方法進行測定。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之乙烯基芳香族單體單元之含量可藉由調整聚合物製造時之單體添加量來控制成上述數值範圍。
於改性共軛二烯系聚合物(II)中,就生產性之觀點而言,上述聚合物嵌段(A)之含量之下限值較佳為1質量%以上,更佳為3質量%以上,進而較佳為5質量%以上。就耐衝擊性及韌性表現之觀點而言,聚合物嵌段(A)之含量之上限值較佳為95質量%以下,更佳為90質量%以下,進而較佳為80質量%以下。於使用聚苯硫醚系樹脂作為極性樹脂(I)之情形時,就低溫下之耐衝擊性表現之觀點而言,改性共軛二烯系聚合物(II)中之聚合物嵌段(A)之含量較佳為40質量%以下,更佳為35質量%以下,進而較佳為30質量%以下,進而更佳為27質量%以下。
又,改性共軛二烯系聚合物(II)中之上述聚合物嵌段(B)之含量較佳為0質量%以上,就耐衝擊性及韌性之觀點而言,更佳為10質量%以上且90質量%以下。
於使用聚苯硫醚系樹脂作為極性樹脂(I)之情形時,就低溫下之耐衝擊性表現之觀點而言,改性共軛二烯系聚合物(II)中之聚合物嵌段(B)之含量較佳為60質量%以上,更佳為65質量%以上,進而較佳為70質量%以上,進而更佳為73質量%以上。
又,改性共軛二烯系聚合物(II)中之上述聚合物嵌段(C)之含量較佳為0質量%以上,就與聚苯硫醚系樹脂之相容性之觀點而言,更佳為10質量%以上且90質量%以下。
於改性共軛二烯系聚合物(II)中,相對於共軛二烯單體單元之合計100 mol%,乙烯基鍵量較佳為0 mol%以上,更佳為5 mol%以上。
所謂「乙烯基鍵量」,係指組入至氫化前之聚合物中之相對於源於共軛二烯化合物之1,4-鍵(順式及反式)與1,2-鍵(其中,於以3,4-鍵結組入至聚合物中之情形時係指1,2-鍵與3,4-鍵結之合計量)之合計量的1,2-鍵量(mol%)。
改性共軛二烯系聚合物(II)之乙烯基鍵量可使用核磁共振裝置(NMR)等進行測定,具體而言,可利用下述實施例所記載之方法進行測定。
上述乙烯基鍵量可藉由將路易斯鹼、例如醚、胺等化合物用作乙烯基鍵量調整劑(以下,記載為乙烯化劑)來控制成上述數值範圍。
改性共軛二烯系聚合物(II)亦可包含源自共軛二烯化合物之脂肪族雙鍵被氫化而成之氫化改性共軛二烯系聚合物。藉此,可提高本實施方式之樹脂組合物之耐熱性。
作為源自共軛二烯化合物之脂肪族雙鍵之氫化率,就藉由對熱不穩定之1,2-鍵部(其中,於以3,4-鍵組入至聚合物中之情形時包含1,2-鍵部與3,4-鍵部)進行氫化來提高耐熱性之方面而言,較佳為10%以上,更佳為20%以上,進而較佳為30%以上。
又,於使用聚苯硫醚系樹脂作為剛性、耐化學品性、耐熱性尤其優異之極性樹脂(I)之情形時,就使本實施方式之樹脂組合物中之分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下而進一步提高韌性、耐衝擊性之觀點而言,上述氫化率較佳為90%以下,更佳為83%以下,進而較佳為80%以下。
改性共軛二烯系聚合物(II)之氫化率可使用核磁共振裝置(NMR)等進行測定,具體而言,可利用實施例所記載之方法進行測定。
又,氫化率例如可藉由調整於氫化反應時進行反應之氫量來控制成上述數值範圍。
<改性共軛二烯系聚合物(成分(II)之製造方法>
本實施方式之樹脂組合物所使用之改性共軛二烯系聚合物(II)並不限定於以下,例如可藉由如下方式製造:於有機溶劑中,將有機鹼金屬化合物作為聚合起始劑,並使用共軛二烯化合物及乙烯基芳香族化合物進行聚合,獲得嵌段聚合物後,進行改性反應。
改性共軛二烯系聚合物(II)亦可經氫化,氫化反應及改性反應並不限定於該順序,亦可顛倒。
作為聚合之態樣,可為分批聚合,亦可為連續聚合,亦可為該等之組合。
就使對耐衝擊性及韌性造成影響之樹脂組合物中之分散相之尺寸固定之觀點而言,較佳為分子量分佈變窄之分批聚合方法。
聚合溫度一般為0~180℃,較佳為20~160℃,更佳為30~150℃。
聚合時間視目標聚合物而有所不同,通常為48小時以內,較佳為0.1~10小時。就獲得分子量分佈較窄、具有較高之強度之共軛二烯系聚合物之觀點而言,更佳為0.5~5小時。
聚合系統之氛圍只要為足夠將氮及溶劑維持為液相之壓力之範圍即可,並無特別限定。
較佳為聚合系統內不存在使聚合起始劑及活性聚合物失活之類之雜質,例如水、氧、二氧化碳等。
作為有機溶劑,並不限定於以下,例如可例舉:正丁烷、異丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷等脂肪族烴類;環己烷、環庚烷、甲基環戊烷等脂環式烴類;苯、二甲苯、甲苯、乙基苯等芳香族烴。
作為聚合起始劑之有機鹼金屬化合物較佳為有機鋰化合物。
作為有機鋰化合物,可例舉:有機單鋰化合物、有機二鋰化合物、有機多鋰化合物。
作為有機鋰化合物,並不限定於以下,例如可例舉:乙基鋰、正丙基鋰、異丙基鋰、正丁基鋰、第二丁基鋰、第三丁基鋰、正戊基鋰、正己基鋰、苄基鋰、苯基鋰、六亞甲基二鋰、丁二烯基鋰、異丙烯基二鋰、及哌啶鋰等。
於將如哌啶鋰般含氮(N)之有機鋰化合物作為聚合起始劑之情形時,獲得具有於NHx中X=0之原子團之胺基改性共軛二烯系聚合物。
該等聚合起始劑可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。該等之中,就聚合活性之觀點而言,較佳為正丁基鋰、第二丁基鋰、哌啶鋰。
作為聚合起始劑之有機鹼金屬化合物之使用量取決於目標改性共軛二烯系聚合物之分子量,一般而言,較佳為0.01~1.5 phm(相對於每100質量份單體之質量份)之範圍,更佳為0.02~0.3 phm之範圍,進而較佳為0.05~0.2 phm之範圍。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之乙烯基鍵量可藉由將路易斯鹼、例如醚、胺等化合物用作乙烯基鍵量調整劑(以下,記載為乙烯化劑)來進行控制。
又,可藉由調整乙烯化劑之使用量控制乙烯基鍵量。
作為乙烯化劑,並不限定於以下,例如可例舉醚化合物、三級胺系化合物等。
作為醚化合物,可例舉直鏈狀醚化合物及環狀醚化合物等。
作為直鏈狀醚化合物,並不限定於以下,例如可例舉:二甲醚、二乙醚、二苯醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚等乙二醇之二烷基醚化合物類;二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚等二乙二醇之二烷基醚化合物類。
又,作為環狀醚化合物,並不限定於以下,例如可例舉:四氫呋喃、二㗁烷、2,5-二甲基氧雜環戊烷、2,2,5,5-四甲基氧雜環戊烷、2,2-雙(2-四氫呋喃基)丙烷、呋喃甲醇之烷基醚等。
作為三級胺系化合物,並不限定於以下,例如可例舉:三甲基胺、三乙基胺、三丁基胺、N,N-二甲基苯胺、N-乙基哌啶、N-甲基吡咯啶、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四乙基乙二胺、1,2-二哌啶基乙烷、三甲基胺基乙基哌𠯤、N,N,N',N",N"-五甲基伸乙基三胺、N,N'-二辛基-對苯二胺、吡啶、四甲基丙烷二胺、雙[2-(N,N-二甲基胺基)乙基]醚等。
該等可僅單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
作為三級胺系化合物,較佳為具有2個胺之化合物。進而,其等之中,更佳為分子內具有表現出對稱性之結構者,進而較佳為N,N,N',N'-四甲基乙二胺、雙[2-(N,N-二甲基胺基)乙基]醚或1,2-二哌啶基乙烷。
本實施方式之樹脂組合物所使用之改性共軛二烯系聚合物(II)可藉由在上述乙烯化劑、有機鋰化合物、及鹼金屬烷氧化物之共存下,使用共軛二烯化合物及乙烯基芳香族化合物進行聚合而製造。
此處,鹼金屬烷氧化物係通式MOR(式中,M為鹼金屬,R為烷基)所表示之化合物。
藉由使鹼金屬烷氧化物併存於聚合步驟中,獲得控制乙烯基鍵量、分子量分佈、聚合速度、嵌段率等之效果。
作為鹼金屬烷氧化物之鹼金屬,就較高之乙烯基鍵量、較窄之分子量分佈、較高之聚合速度、及較高之嵌段率之觀點而言,較佳為鈉或鉀。
作為鹼金屬烷氧化物,並不限定於以下,例如可例舉具有碳數2~12之烷基之鈉烷氧化物、醇鋰、鉀烷氧化物,較佳為具有碳數3~6之烷基之鈉烷氧化物或鉀烷氧化物,更佳為第三丁醇鈉、第三戊醇鈉、第三丁醇鉀、第三戊醇鉀。
該等之中,進而較佳為作為烷醇鈉之第三丁醇鈉、第三戊醇鈉。
改性共軛二烯系聚合物(II)亦可經氫化,包含共軛二烯單體單元之聚合物嵌段亦可為氫化物。
該氫化之方法並無特別限定,例如可於氫化觸媒之存在下,向上述聚合步驟中所獲得之共軛二烯系聚合物供給氫而進行氫化,藉此獲得共軛二烯單體單元之雙鍵殘基經氫化而成之氫化共軛二烯系聚合物。
氫化率(hydrogenation rate)例如可藉由氫化時之觸媒量進行控制。氫化速度例如可藉由調整氫化時之觸媒量、供氫量、壓力及溫度等進行控制。氫化反應步驟較佳為於氫化前之共軛二烯系聚合物之生成反應停止後之時序實施。
改性共軛二烯系聚合物(II)鍵結有選自由酸酐基、羥基、羧基、二羧基、環氧基、氧雜環丁基、及胺基所組成之群中之至少1種極性基。
就與極性樹脂(I)、及下述具有特定極性基之聚合物(成分(III))之親和性及/或反應性之觀點而言,更佳為羥基、羧基。
又,藉由使鍵結於改性共軛二烯系聚合物(II)之極性基為選自由羥基、羧基所組成之群中之至少1種,於使用熱塑性樹脂作為成分(I),並藉由射出成形將熔融狀態之樹脂組合物注入至模具中並進行冷卻,而獲得任意成形體之情形時,有樹脂組合物之流動性提高、加工性良化之傾向。
將該極性基導入共軛二烯系聚合物中之方法並無特別限定,例如可例舉:藉由具有特定之各極性基之聚合起始劑導入之方法;藉由使具有各極性基之不飽和單體聚合而獲得改性共軛二烯系聚合物之方法;使具有極性基之改性劑與聚合物之活性末端進行加成反應之方法等。
於改性共軛二烯系聚合物(II)中,供各極性基導入之位置亦並無特別限定,例如可為共軛二烯系聚合物之末端,亦可嵌段或無規及呈錐狀配置於主鏈之一部分。就與極性樹脂(成分(I))、及下述具有特定極性基之聚合物(成分(III))之親和性及/或反應性、進而上述樹脂組合物之加工性之觀點而言,更佳為共軛二烯系聚合物之末端。
作為上述「改性劑」,並不限定於以下,例如可例舉:順丁烯二酸、草酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、羧酸、環己烷二羧酸、環戊烷二羧酸等脂肪族羧酸;對苯二甲酸、間苯二甲酸、苯二甲酸、萘二甲酸、聯苯二羧酸、均苯三酸、偏苯三甲酸、均苯四甲酸等芳香族羧酸等。
又,可例舉:順丁烯二酸酐、依康酸酐、均苯四甲酸二酐、順式-4-環己烷-1,2-二羧酸酐、1,2,4,5-苯四羧酸二酐、5-(2,5-二氧基四羥基呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、ε-己內醯胺等。
作為將極性基導入至共軛二烯系聚合物中之其他方法,例如可例舉如下方法等:使有機鋰化合物等有機鹼金屬化合物與共軛二烯系聚合物反應(金屬化反應),並使具有極性基之改性劑與加成有有機鹼金屬之聚合物進行加成反應。
進而,作為極性基之其他導入方法,例如可例舉將具有極性基之原子團直接接枝加成於未改性之共軛二烯系聚合物之方法。
作為接枝加成之方法,例如可例舉:於包含自由基起始劑、共軛二烯系聚合物、及上述改性劑之溶液中使該等反應之方法;或者使自由基起始劑、共軛二烯系聚合物、及上述改性劑於加熱熔融下反應之方法;或者使不包含自由基起始劑且含有共軛二烯系聚合物、及上述改性劑之化合物於加熱熔融下反應之方法等。
作為將極性基導入至聚合物時使各成分反應之方法,例如可例舉使用班布里混合機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、雙向捏合機、多螺桿擠出機等普通混合機對各成分進行熔融混練之方法。就成本與生產穩定性之觀點而言,較佳為例舉使用單、雙或多螺桿擠出機之方法,較佳為例舉使用雙螺桿擠出機之方法。
於反應步驟時,可將各成分乾式摻合後一次性投入,亦可將各成分分開饋送,又,亦可將同一成分階段性地添加。
就使改性劑均一地加成於聚合物之觀點而言,螺桿之轉數較佳為50~400 rpm,更佳為100~350 rpm,就抑制因剪切而導致之聚合物之劣化、進行均一加成之觀點而言,較佳為150~300 rpm。
混練溫度設為共軛二烯系聚合物熔融且自自由基起始劑產生自由基之溫度,較佳為100℃~350℃。就控制極性基之導入量或抑制因熱而導致之聚合物之劣化之觀點而言,較佳為120℃~300℃,更佳為150℃~250℃。
為了抑制自由基活性種因氧氣而導致之失活,亦可於氮氣等惰性氣體下進行熔融混練。
作為上述自由基起始劑,並不限定於以下,例如可例舉:過氧化酮、過氧縮酮、過氧化氫、過氧化二烷基、過氧化二醯基、過氧酯、過氧化二碳酸酯類。自由基起始劑較佳為於混練溫度區域具有1分半衰期溫度。更佳為1分半衰期溫度處於150℃~250℃內者,例如可例舉:1,1-二(第三己基過氧基)環己烷、1,1-二(第三丁基過氧基)環己烷、2,2-二(4,4-二-(第三丁基過氧基)環己基)丙烷、過氧化異丙基單碳酸第三己酯、第三丁基過氧化順丁烯二酸、過氧化-3,5,5-三甲基己酸第三丁酯、第三丁基過氧化月桂酸、過氧化單碳酸O,O-第三丁基-O-異丙基酯、過氧化-2-乙基己基單碳酸第三丁酯、過氧化苯甲酸第三己酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲醯基過氧基)己烷、過氧化乙酸第三丁酯、2,2-二-(第三丁基過氧基)丁烷、過氧化苯甲酸第三丁酯、4,4-二-(第三丁基過氧基)戊酸正丁基、二(2-第三丁基過氧基異丙基)苯、過氧化二異丙苯、過氧化二-第三己基、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷、過氧化第三丁基異丙苯、過氧化二-第三丁基、氫過氧化對甲烷、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己炔-3、氫過氧化二異丙基苯、氫過氧化1,1,3,3-四甲基丁基。
尤其是就與改性步驟中所使用之共軛二烯系聚合物之相容性之觀點而言,較佳為二(2-第三丁基過氧基異丙基)苯、過氧化二異丙苯、過氧化二-第三己基、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷、過氧化第三丁基異丙苯、過氧化二-第三丁基、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己炔-3。
進而更佳為2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己炔-3。
又,作為將極性基導入至共軛二烯系聚合物中之其他方法,可例舉使利用上述方法所獲得之一次改性共軛二烯系聚合物與具有特定極性基之原子團反應來導入之二次改性。
作為極性基之組合,可例舉:胺基與二羧基、酸酐基、異氰酸基、羥基、㗁唑啉基、氧雜環丁基、及羧基;酸酐基與羥基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基;矽烷醇基與羥基、及羧基;環氧基與羧基可列舉。就反應性之觀點而言,較佳為胺基與二羧基、酸酐基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基;矽烷醇基與羥基、及二羧基;環氧基與二羧基,更佳為胺基與二羧基、及酸酐基。
作為使環氧基、酸酐基、羥基鍵結於共軛二烯系聚合物來作為一次改性之方法,可例舉上述方法,作為改性劑,可例舉上述改性劑、含環氧基之聚合性化合物等。
作為使矽烷醇基鍵結於共軛二烯系聚合物來作為一次改性之方法,可例舉上述方法,作為改性劑,例如可例舉:雙-(3-三乙氧基矽烷基丙基)-四硫化物、雙-(3-三乙氧基矽烷基丙基)-二硫化物、乙氧基矽氧烷低聚物、含環氧基之聚合性化合物、於上述含環氧基之聚合性化合物中例舉過之具有烷氧基矽烷基之化合物之水解物等。
使胺基鍵結於共軛二烯系聚合物來作為一次改性之方法可例舉上述方法,作為改性劑,例如可例舉:1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、1,3-二乙基-2-咪唑啶酮、N,N'-二甲基伸丙脲、1,3-二乙基-2-咪唑啶酮、1,3-二丙基-2-咪唑啶酮、1-甲基-3-乙基-2-咪唑啶酮、1-甲基-3-丙基-2-咪唑啶酮、1-甲基-3-丁基-2-咪唑啶酮、1-甲基-3-(2-甲氧基乙基)-2-咪唑啶酮、1-甲基-3-(2-乙氧基乙基)-2-咪唑啶酮、1,3-二-(2-乙氧基乙基)-2-咪唑啶酮、1,3-二甲基伸乙基硫脲、N,N'-二乙基丙烯脲、N-甲基-N'-乙基丙烯脲等。又,可例舉:1-甲基-2-吡咯啶酮、1-環己基-2-吡咯啶酮、1-乙基-2-吡咯啶酮、1-丙基-2-吡咯啶酮、1-丁基-2-吡咯啶酮、1-異丙基-2-吡咯啶酮、1,5-二甲基-2-吡咯啶酮、1-甲氧基甲基-2-吡咯啶酮、1-甲基-2-哌啶酮、1,4-二甲基-2-哌啶酮、1-乙基-2-哌啶酮、1-異丙基-2-哌啶酮、1-異丙基-5,5-二甲基-2-哌啶酮等。
作為使鍵結有胺基之一次改性共軛二烯系聚合物與二次改性劑鍵結之方法,可例舉上述方法,作為改性劑,例如可例舉:順丁烯二酸、草酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、羧酸、環己烷二羧酸、環戊烷二羧酸等脂肪族羧酸;對苯二甲酸、間苯二甲酸、苯二甲酸、萘二甲酸、聯苯基二羧酸、均苯三酸、偏苯三甲酸、均苯四甲酸等芳香族羧酸等。又,可例舉:順丁烯二酸酐、依康酸酐、均苯四甲酸二酐、順式-4-環己烷-1,2-二羧酸酐、1,2,4,5-苯四羧酸二酐、5-(2,5-二氧基四羥基呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐等。
藉由上述製造方法而獲得之改性共軛二烯系聚合物(II)之形狀並無特別限制,例如可例舉顆粒狀、片狀、線狀、小片狀等。又,亦可於熔融混練後直接製成成形品。
藉由使改性共軛二烯系聚合物(II)顆粒化,可製造改性共軛二烯系聚合物之顆粒。
作為顆粒化之方法,例如可例舉:自單軸或雙軸擠出機將改性共軛二烯系聚合物呈線狀擠出,並藉由設置於模嘴部前面之旋轉刀於水中切斷之方法;自單軸或雙軸擠出機將改性共軛二烯系聚合物呈線狀擠出,進行水冷或氣冷後,藉由線料切割機切斷之方法;藉由開放式滾筒、班布里混合機進行熔融混合後,藉由輥成形為片狀,進而將上述片材切成短條狀,其後,藉由造粒機切斷成立方狀顆粒之方法等。
再者,顆粒之大小、形狀並無特別限定。
改性共軛二烯系聚合物(II)可視需要於該顆粒中調配顆粒黏連防止劑以防止顆粒黏連。
作為顆粒黏連防止劑,並不限定於以下,例如可例舉:硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、聚乙烯、聚丙烯、伸乙基雙硬脂醯胺、滑石、非晶二氧化矽等。
於使用本實施方式之樹脂組合物製作無規聚丙烯組合物或包含其之管狀成形體、片狀成形體之情形時,就其等之透明性之觀點而言,較佳為硬脂酸鈣、聚乙烯、及聚丙烯。
作為顆粒黏連防止劑之較佳量,相對於改性共軛二烯系聚合物(II)為500~6000 ppm。作為更佳量,相對於改性共軛二烯系聚合物(II)為1000~5000 ppm。顆粒黏連防止劑較佳為以附著於顆粒表面之狀態進行調配,亦可以某種程度包含於顆粒內部。
(成分(III) 具有與成分(I)及/或成分(II)具有反應性之極性基之聚合物(成分(I)及成分(II)除外))
本實施方式之樹脂組合物亦可含有具有與成分(I)及/或成分(II)具有反應性之極性基之聚合物(成分(I)及成分(II)除外)(以下,有時記載為聚合物(III)、成分(III))。
即便於鍵結於上述改性共軛二烯系聚合物(II)之極性基與上述成分(I)之親和性及/或反應性較低之情形時,藉由包含具有與成分(I)及/或成分(II)具有反應性之官極性基之聚合物(III),有於本實施方式之樹脂組合物中,亦可使分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之傾向。
又,就藉由增大作為基質之極性樹脂(成分(I))與分散相(成分(II)、成分(III))之剛性差、促進剪切降伏來表現出耐衝擊性及韌性之觀點而言,成分(III)較佳為與成分(I)及成分(II)具有反應性。
成分(III)係不包含將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段且不包含與改性共軛二烯系聚合物(II)相同結構之聚合物的非乙烯基芳香族化合物系之改性聚合物。
於成分(III)包含乙烯基芳香族單體單元之情形時,有因芳香環之位阻而導致與成分(I)及成分(II)之反應性降低之傾向。
成分(III)係具有與上述成分(I)及/或成分(II)具有反應性之極性基之聚合物,所謂「聚合物」,係指具有重複單元之高分子化合物(亦包含重複單元為2~10左右之聚合度較低之低聚物)。
就維持本實施方式之樹脂組合物之實際使用中之充分之剛性之觀點而言,作為成分(III)之分子量之下限值,較佳為1000以上,更佳為2000以上。就本實施方式之樹脂組合物之流動性之觀點而言,作為成分(III)之分子量之上限值,較佳為500萬以下,更佳為300萬以下,進而較佳為100萬以下。
又,可鑒於與成分(I)及成分(II)之相容性及本實施方式之樹脂組合物之流動性等適當設定上述成分(III)之分子量。藉由為500萬以下,有獲得良好之樹脂組合物之流動性,於實際使用中獲得良好之成形性之傾向。
成分(III)與成分(I)及/或成分(II)之「反應性」意指各成分之極性基彼此具有共價鍵結性。
包含於如下定義中:當極性基彼此反應時,若例如羧基之OH脫離,則原始極性基產生變化或消失,藉此於形成共價鍵之情形時,極性基彼此表現出「反應性」。
成分(III)中所包含之極性基可為1種極性基與成分(I)及成分(II)之兩者表現出反應性,亦可為複數種極性基分別與成分(I)及成分(II)之各者表現出反應性。
亦可於成分(III)中包含僅與成分(I)及成分(II)之一者具有反應性之極性基,但就提高與兩成分之親和性,使下述分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下、較佳為1.3 μm以下之觀點而言,較佳為具有與成分(I)及成分(II)之兩者表現出反應性之極性基。例如,於成分(III)具有環氧基、成分(I)為聚苯硫醚系樹脂、成分(II)為具有羧基及/或羥基之聚合物之情形時,成分(III)之環氧基與成分(I)之聚苯硫醚樹脂及成分(II)之聚合物這兩者之羧基表現出反應性。
藉由成分(III)中所包含之極性基具有與極性樹脂(成分(I))及改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之反應性,藉此於本實施方式之樹脂組合物中,可提高韌性及耐衝擊性。
(成分(I)、成分(II)、及成分(III)之組合)
作為成分(II)、及成分(III)之極性基之組合,可例舉以下組合。
於成分(II)包含胺基之情形時,作為成分(III)中所包含之較佳之極性基,可例舉羧基、羰基、環氧基、羥基、酸酐基、磺酸、及醛基等。
於成分(II)包含酸酐基之情形時,作為成分(III)中所包含之較佳之極性基,可例舉胺基、羥基等。
於成分(II)包含羧基、二羧基之情形時,作為成分(III)中所包含之較佳之極性基,可例舉胺基、異氰酸基等。
於成分(II)具有環氧基之情形時,作為成分(III)中所包含之較佳之極性基,可例舉胺基、羧基、二羧基、硫醇基、㗁唑啉基、氧雜環丁基等。
於成分(II)包含氧雜環丁基之情形時,作為成分(III)中所包含之較佳之極性基,可例舉硫醇基、羥基、胺基、羧基、二羧基等。
於成分(II)包含㗁唑啉基之情形時,作為成分(III)中所包含之較佳之極性基,可例舉硫醇基、羥基、胺基、羧基、二羧基等。
又,作為成分(I)與成分(III)中分別包含之極性基之組合,可例舉:
胺基與羧基、羰基、環氧基、羥基、酸酐基、磺酸、及醛基;
異氰酸基與羥基、羧基、及二羧基;
羥基與酸酐基;
矽烷醇基與羥基、羧基、及二羧基;
環氧基與羧基、二羧基、硫醇基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基;
鹵素基與羧酸基、羧酸酯基、胺基、苯酚基、及硫醇基;
烷氧基與羥基、烷氧化物基、及胺基;
硫醇基與環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基;
等。
於本實施方式之樹脂組合物中,可任意選擇藉由成分(I)、成分(III)之哪一個極性基來完成與成分(II)之極性基之鍵結。
於使用作為剛性、耐化學品性、耐熱性優異之極性樹脂之聚苯硫醚系樹脂作為成分(I)之情形時,就反應性之觀點而言,作為成分(II)中所包含之極性基,較佳為羧基、羥基、環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基,更佳為羧基、羥基。
為了與成分(I)及成分(II)具有反應性,作為成分(III)所具有之極性基,較佳為環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基,就反應性之觀點而言,更佳為環氧基。
於成分(III)係具有環氧基之聚合物之情形時,作為具有該環氧基之聚合物,可例舉:含環氧基之不飽和化合物等含環氧基之聚合性化合物之聚合物、及含環氧基之聚合性化合物與至少1種其他聚合性化合物之共聚物。
作為含環氧基之聚合性化合物,並不限定於以下,可例舉含環氧基之不飽和化合物,例如可例舉:甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、乙烯基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸羥烷基酯之縮水甘油醚、聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯之縮水甘油醚、伊康酸縮水甘油酯、四縮水甘油基間苯二甲胺、四縮水甘油基-1,3-雙胺基甲基環己烷、四縮水甘油基-對苯二胺、四縮水甘油基二胺基二苯甲烷、二縮水甘油基苯胺、二縮水甘油基鄰甲苯胺、4,4'-二縮水甘油基-二苯基甲基胺、4,4'-二縮水甘油基-二苄基甲基胺、二縮水甘油基胺基甲基環己烷等聚環氧化合物。
又,可例舉:γ-縮水甘油氧基乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丁基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三丙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三丁氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三苯氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基乙基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基乙基二乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二丙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二丁氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二苯氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基二甲基甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基二乙基乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基二甲基乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基二甲基苯氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基二乙基甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二異丙氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)二甲氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)二乙氧基矽烷。
進而,可例舉:雙(γ-縮水甘油氧基丙基)二丙氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)二丁氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)二苯氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)甲基甲氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)甲基乙氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)甲基丙氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)甲基丁氧基矽烷、雙(γ-縮水甘油氧基丙基)、三(γ-縮水甘油氧基丙基)甲氧基矽烷。
進而,又,可例舉:β-(3,4-環氧環己基)乙基-三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-三丙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-三丁氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-三苯氧基矽烷。
又,進而可例舉:β-(3,4-環氧環己基)丙基-三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-甲基二甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-乙基二甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-乙基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-甲基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-甲基二丙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-甲基二丁氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-甲基二苯氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-二甲基甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)、β-(3,4-環氧環己基)乙基-二甲基乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-二甲基丙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-二甲基丁氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-二甲基苯氧基矽烷。
進而,可例舉:β-(3,4-環氧環己基)乙基-二乙基甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基-甲基二異丙氧基矽烷、N-(1,3-二甲基亞丁基)-3-(三乙氧基矽烷基)-1-丙烷胺等。
作為可與上述含環氧基之聚合性化合物共聚之化合物,並不限定於以下,例如可例舉:丁二烯、異戊二烯等共軛二烯系化合物;乙烯、丙烯等不飽和烴化合物;丙烯腈等氰化乙烯基單體;乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸酯、乙烯醇、乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯(vinyl acetate)等。
作為具有環氧基之聚合物(成分(III)),並不限定於以下,例如可例舉:Bondfast(乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯之共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物,住友化學股份有限公司製造)、ELVALOY
TMPTW(乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯-丙烯酸丁酯共聚物,陶氏化學股份有限公司製造)、Vylon RF(含縮水甘油基之聚酯樹脂,東洋紡織股份有限公司製造)、ARUFONUG-4000(含環氧基之丙烯酸系樹脂,東亞合成股份有限公司製造)。
又,亦可藉由利用自由基反應等使任意聚合物與上述含環氧基之不飽和化合物等進行加成反應之方法,獲得具有環氧基之聚合物作為成分(III)。
作為任意聚合物,例如可例舉:乙烯、丙烯等不飽和烴化合物之聚合物、上述不飽和烴化合物與具有雙鍵之聚合性化合物之共聚物、共軛二烯化合物與乙烯基芳香族化合物之共聚物等。
作為加成反應之方法,可例舉先前公知之技術,可例舉:於包含自由基起始劑、聚合物、及含環氧基之化合物之溶液中使該等反應之製造方法;使自由基起始劑與聚合物、及含環氧基之化合物於加熱熔融下反應之製造方法;不包含自由基起始劑且使聚合物、及含環氧基之化合物於加熱熔融下反應之製造方法;使均與聚合物與含有環氧基之化合物之任一者反應並鍵結形成之化合物聚合物、及含有環氧基之化合物於包含該等之溶液或者加熱熔融下反應之製造方法等。
又,亦可例舉藉由使具有碳鍵之聚合物及/或具有碳鍵之聚合物與其他聚合性化合物之共聚物之二烯部分氧化而進行環氧基化之方法。
就聚合性之觀點而言,作為含環氧基之聚合性化合物,較佳為含環氧基之不飽和化合物,更佳為甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、乙烯基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸羥烷基酯之縮水甘油醚、聚伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯之縮水甘油醚。
藉由提高具有環氧基之聚合物(成分(III))與改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之親和性,容易使應力集中於本實施方式之樹脂組合物之分散相(B)。就與改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之親和性之觀點而言,具有環氧基之聚合物(成分(III))更佳為上述含環氧基之聚合性化合物(具有環氧基之聚合性單體)與不飽和烴系化合物之共聚物即具有環氧基之彈性體,進而較佳為具有環氧基之烯烴系彈性體。
藉由使聚合物(成分(III))為具有環氧基之烯烴系彈性體,獲得因應力集中於與成分(I)之樹脂界面而產生之剪切降伏所帶來之韌性及/或耐衝擊性之提高效果,進而獲得抑制於應力下所產生之微小龜裂及/或裂紋之伸長之效果,進而,又,藉由成分(II)及成分(III)於微小龜裂及/或裂紋間橋接之效果,有韌性及/或耐衝擊性進一步提高之傾向。尤其是於低溫下,具體而言,於在-30℃以下使用之用途中,藉由使成分(III)為具有環氧基之烯烴系彈性體,有可進一步提高低溫下之韌性及/或耐衝擊性之傾向。進而,亦可期待耐追蹤性及即便於交替地曝露於高溫下~低溫下之情形時亦會抑制物性降低(熱循環特性)之效果之提高等。
該等效果可藉由調整各成分間之親和性或反應性來控制相容狀態亦進行提高。
又,作為成分(III)之具有環氧基之聚合物亦可使上述苯乙烯、丙烯腈等氰化乙烯基單體、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸酯、乙烯醇、乙酸乙烯酯等聚合性化合物與上述不飽和烴化物及上述含環氧基之聚合性化合物共聚,於上述成分(I)為聚苯硫醚系樹脂之情形時,就與該聚苯硫醚系樹脂之親和性之觀點而言,更佳為使(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯共聚,進而較佳為使(甲基)丙烯酸酯及/或乙酸乙烯酯共聚。
作為上述不飽和烴化合物,可例舉乙烯、丙烯、碳數3~8之α-烯烴。
(極性樹脂(I)、改性共軛二烯系聚合物(II)及聚合物(III)之比率)
就本實施方式之樹脂組合物之耐熱性、耐衝擊性及韌性之表現、及使下述分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之觀點而言,關於本實施方式之樹脂組合物之極性樹脂(成分(I))與改性共軛二烯系聚合物(成分(II)),成分(I)與成分(II)之質量比設為成分(I):成分(II)=50/50~99/1,較佳為55/45~98/2,更佳為60/40~95/5。
又,於本實施方式之樹脂組合物含有上述極性樹脂(成分(I))、改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、及上述聚合物(成分(III))之情形時,就使分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之觀點而言,上述成分(II)與成分(III)之質量比較佳為成分(II):成分(III)=1/99~99/1,更佳為5/95~95/5,進而較佳為10/90~90/10,進而更佳為15/85~85/15。
又,就本實施方式之樹脂組合物之耐熱性、耐衝擊性及韌性之表現、及使下述分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之觀點而言,本實施方式之樹脂組合物之成分(I)與成分(II)及成分(III)之合計量之質量比較佳為成分(I):(成分(II)+成分(III))=50/50~99/1,更佳為60/40~97/3,進而較佳為65/35~95/5。
(分散狀態)
本實施方式之樹脂組合物具有極性樹脂(成分(I))之連續相(A)、及分散於上述連續相(A)中之包含改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之分散相(B)。
藉由使極性樹脂(成分(I))成為連續相(A),於本實施方式之樹脂組合物中獲得優異之耐熱性及剛性。
又,藉由存在分散相(B),於對包含樹脂組合物之成形體施加應力時,應力集中於分散相(B)而產生微小裂紋,藉此有助於提高耐衝擊性及韌性。
分散相(B)只要為包含成分(II)之相即可,於包含作為具有與上述成分(II)具有反應性之極性基之聚合物的成分(III)之情形時,可為成分(II)改性共軛二烯系聚合物與成分(III)相容之相,可為成分(III)偏集存在於成分(II)之周圍之狀態,亦可為成分(II)偏集存在於成分(III)之周圍之狀態。又,亦可為成分(III)與成分(I)相容之狀態。於僅使成分(III)分散於包含極性樹脂(成分(I))之海中之情形時,無法確認到樹脂組合物之耐衝擊性及/或韌性之提高效果。因此,如上所述,係分散相(B)包含成分(II)及成分(III)之兩者或成分(II)單獨分散之任一者,藉此,成為分散相(B)之數量平均分散粒徑與耐衝擊性及/或韌性提高對應之現象。因此,本實施方式之樹脂組合物具有極性樹脂(成分(I))之連續相(A)、及包含改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之分散相(B)。
對上述連續相(A)與分散相(B)之分散狀態之確認方法進行說明。
<(1)樹脂組合物中所包含之成分之特定>
首先,對本實施方式之樹脂組合物中所包含之成分進行特定對分散相(B)之數量平均分散粒徑之測定有用。
一般而言,已知成分(I)極性樹脂之耐化學品性優異。於包含上述成分(II)改性共軛二烯系聚合物、成分(III)聚合物之情形時,於亦可使成分(III)溶解之溶劑下混合樹脂組合物時,由於耐化學品性優異,故可對未溶解之成分(I)、未反應之成分(II)、成分(III)進行萃取。尤其是於使用聚苯硫醚系樹脂作為成分(I)之情形時,由於不存在於200℃以下使聚苯硫醚系樹脂溶解之溶劑,故可藉由於50~200℃下將溶劑與該樹脂組合物進行混合來對未溶解之成分(I)、未反應之成分(II)、未反應之成分(III)進行萃取。
於包含成分(II)、成分(III)之情形時,作為可使成分(III)溶解之溶劑,例可例舉:甲苯、環己烷、二甲苯、四氫呋喃、氯仿、硝基乙烷、硝基丙烷、乙基苯等;就溶解性之觀點而言,較佳為氯仿、硝基乙烷、硝基丙烷、乙基苯、甲苯。
萃取後,利用過濾等將未溶解之成分(I)去除,使用濾液進行液相層析,藉此可將成分(II)、成分(III)分離。
又,於成分(II)與成分(III)之溶解性不同之情形時,亦可採用如下方法:使用會使成分(II)溶解但無法使成分(III)溶解之溶劑,利用真空乾燥等將上述濾液之溶劑去除,將藉此所獲得之成分(II)、成分(III)之混合物於適當之溶劑下再次進行混合,藉此將成分(II)、成分(III)分離。
一般而言,作為成分(II)之溶解性較高之溶劑,可例舉甲苯、環己烷、四氫呋喃。
又,作為無法溶解於上述溶劑中之成分(III)之結構單元,係不飽和烴化合物之聚合物單元,尤其可例舉乙烯、丙烯、碳數3~8之α-烯烴。
成分(II)、成分(III)之鑑定可藉由核磁共振裝置(NMR)、紅外吸收分光法(IR)、氣相層析(GS)、及飛行時間型二次離子質譜法(TOF-SIMS)等進行。又,亦可鑑定鍵結於成分(II)、成分(III)之極性基之種類及結構。
又,於本實施方式之樹脂組合物含有於上述萃取步驟中可溶解於上述溶劑中之下述添加劑等成分之情形時,可藉由液相層析等並利用分子量、極性之差異分離成各成分,可藉由上述NMR、IR、GS、及TOF-SIMS等進行鑑定。
於成分(II)、成分(III)之與上述成分(I)之未反應量非常少量而難以將成分(II)、成分(III)分離之情形時,亦可根據利用原子力顯微鏡(AFM)觀察所獲得之紅外吸收光譜對成分(II)、成分(III)之結構單元、鍵結於成分(II)、成分(III)之極性基種類進行特定。供於AFM測定之試片可例舉利用超薄切片機等所製作之樹脂組合物之精密截面。
<(2)分散粒徑之測定>
[(1)AFM(彈性模數圖譜中之柔軟相之粒徑測定)]
一般而言,成分(I)極性樹脂之熔點為高溫,於常溫尤其是低溫下,剛性高於成分(II),於包含成分(III)之情形時,剛性高於成分(III)。
又,於將成分(II)、成分(III)單離後,對成分(II)、成分(III)之結構單元進行鑑定,或對單離成分(包含成分(II)、成分(III)之混合物)之剛性進行測定,藉此可確認成分(II)、成分(III)之剛性相對低於成分(I)。
又,可根據利用上述AMF觀察所獲得之紅外吸收光譜及/或黏彈性及彈性模數之力曲線明確成分(I)相對於成分(II)、成分(III)而言剛性較高。
於本實施方式之樹脂組合物中之極性樹脂(成分(I))之質量比率為50質量%以上之情形時,於樹脂組合物之形態中成分(I)形成「海」。如上所述,由於成分(I)與成分(II)、成分(III)之剛性存在差異,故只要藉由AFM觀察所觀察到之「島」部分於彈性模數圖譜中比「海」柔軟,便可特定為相當於「島」之部分為成分(II)及/或成分(III)。因此,可利用下述實施例所記載之方法求出於彈性模數圖譜中柔軟之部分之粒徑之平均值,藉此算出分散相(B)之數量平均分散粒徑。
一般而言,藉由AFM觀察而進行之彈性模數測定係對AFM之懸臂前端之探針與樣品設置作用力之上限,並於垂直方向上壓入,藉此根據負載與樣品變形量之關係而算出。因此,為了表示出相對於負載而言之各分散相之變形程度,以圖像形式對彈性模數不同之成分之分佈進行觀察。
又,一般而言,將成分(I)與成分(II)、視需要之成分(III)於熔融狀態下進行混合時之熔融溫度非常高。因此,存在混練時等所產生之低分子化合物溢出而無法獲得清晰之彈性模數圖譜之情形。於該情形時,較佳為如下述實施例所記載,作為製作供於上述AFM觀察之精密截面之前階段,於乙醇等溶劑下進行超音波洗淨,將上述低分子化合物等去除,然後,利用超薄切片機等製作精密截面。
[(2)藉由染色而進行之分散相之特定]
於將上述成分(II)、成分(III)單離後對成分(II)及成分(III)之結構單元進行鑑定之情形時,亦可採用如下方法:藉由成分(I)、成分(II)及成分(III)之結構之組合,利用適當之重金屬對各成分進行氧化,藉此進行染色固定,並使用穿透式電子顯微鏡(TEM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)等電子顯微鏡算出分散相(B)之數量平均分散粒徑。
供於電子顯微鏡觀察之試片係利用冷凍切片機等所製作之樹脂組合物之超薄切片,可於上述染色後製作,亦可於製作後進行染色。
例如,於成分(I)之芳香族骨架量少於成分(II)之情形、成分(III)不具有芳香環骨架之情形時,針對成分(II),可利用四氧化釕作為染色劑之重金屬。染色劑有最大程度地使成分(II)之乙烯基芳香族單體單元氧化、其次使成分(I)極性樹脂之芳香環骨架氧化、成分(III)不會被氧化之傾向。根據經氧化劑染色之樹脂組合物之電子顯微鏡觀察,獲得成分(I)被輕微染色、成分(II)染色最深、成分(III)未被染色之圖像,故可使用下述實施例所記載之圖像解析軟體等將該圖像二值化,藉此算出樹脂組合物中之分散相(B)之數量平均分散粒徑。
於上述二值化圖像中,於分散相(B)包含大量橢圓等圓形以外之相之情形時,較佳為將用於二值化之上述AFM觀察中之測定範圍增大至10 μm×10 μm左右。又,於在上述視野中分散相(B)之粒子處於在上述視野範圍內所獲得之圖像之邊緣之情形時,較佳為將使該粒子之粒徑成為2倍所得之值定義為實施例所記載之費雷特直徑(Feret diameter),算出分散相(B)之數量平均分散粒徑。
就使應力進一步集中於分散相(B)而於本實施方式之樹脂組合物中表現出充分之耐衝擊及韌性之觀點而言,分散相(B)之數量平均分散粒徑設為1.5 μm以下,較佳為1.3 μm以下,進而較佳為1.1 μm以下,進而更佳為1.0 μm以下進而更佳為0.9 μm以下。
分散相(B)之數量平均分散粒徑之下限值並無特別限定,有數量平均分散粒徑為0.01 μm以上容易維持本實施方式之樹脂組合物之剛性之傾向。
作為於本實施方式之樹脂組合物中維持實際使用上充分之剛性之方法,亦可例舉添加下述填料等之方法,一般而言,於藉由增加鍵結於成分(II)及成分(III)之極性基量而使分散相(B)之數量平均分散粒徑未達0.01 μm之情形時,有使極性基加成之步驟中之副反應量增大而導致樹脂組合物之耐衝擊性、韌性降低之傾向,故分散相(B)之數量平均分散粒徑較佳為0.01 μm以上。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))藉由具有選自由酸酐基、羥基、羧基、二羧基、環氧基、氧雜環丁基、及胺基所組成之群中之至少一個極性基,與極性樹脂(成分(I))之極性基、及具有環氧基之聚合物(成分(III))之環氧基表現出較高之親和性及/或反應性。
成分(II)與成分(III)之極性基具有與極性樹脂(成分(I))之親和性及/或反應性。因此,藉由鍵結於成分(II)與成分(III)之極性基之量確定與成分(I)之親和性及/或反應性。
如上所述,就提高成分(I)與成分(II)及成分(III)之反應性、使分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之觀點而言,鍵結於改性共軛二烯系聚合物(II)之極性基之量較佳為0.3 mоl/鏈以上,更佳為0.5 mоl/鏈以上,進而較佳為0.6 mоl/鏈以上。若成分(II)之極性基之量未達0.3mol/鏈,則與成分(I)及成分(III)不具有反應性之成分(II)之量相對於樹脂組合物中之成分(II)總量成為70 mol%以上,有分散性大幅降低之傾向。
如上所述,就使分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之觀點而言,成分(II)與成分(III)之質量比較佳為成分(II):成分(III)=1/99~99/1,更佳為5/95~95/5,進而較佳為10/90~90/10,進而更佳為15/85~85/15。
又,於使用聚苯硫醚系樹脂作為成分(I)之情形時,就與作為就剛性、耐化學品性、耐熱性之觀點而言優異之極性樹脂之聚苯硫醚系樹脂之反應性之觀點而言,作為鍵結於成分(II)之極性基,較佳為選自由羥基、羧基所組成之群中之至少1種。
鍵結於成分(III)之極性基較佳為設為與成分(I)之極性基及成分(II)之極性基具有反應性,較佳為選自由環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基所組成之群中之至少1種,更佳為環氧基。
於成分(III)係具有環氧基之聚合物之情形時,該環氧基於成分(I)係聚苯硫醚系樹脂之情形時,與該成分(I)及成分(II)之極性基具有較高之親和性及/或反應性,尤其是與聚苯硫醚系樹脂(成分(I))具有較高之反應性及/或親和性。就提高成分(III)與聚苯硫醚系樹脂(成分(I))及成分(II)之親和性及/或反應性、使分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之觀點而言,成分(III)之環氧基之含量較佳為1.0mol/鏈以上,更佳為2.0mol/鏈以上,進而較佳為3.0mol/鏈以上。
(添加劑)
就提高成形品之強度(剛性)之觀點而言,本實施方式之樹脂組合物較佳為進而包含各種添加劑、例如填充劑。
於本實施方式之樹脂組合物中,作為填充劑,較佳為纖維狀填充劑。
作為纖維狀填充劑,並不限定於以下,例如可例舉:玻璃纖維、碳纖維、纖維素奈米纖維、矽灰石、鈦酸鉀晶鬚、碳酸鈣晶鬚、硼酸鋁晶鬚、硫酸鎂晶鬚、海泡石、硬矽鈣石、氧化鋅晶鬚等纖維狀之無機填充劑。
該等之中,就提高成形品之強度(剛性)及耐熱性之方面而言,較佳為玻璃纖維、碳纖維、纖維素奈米纖維及矽灰石。
纖維狀填充劑亦可藉由具有針對極性樹脂(成分(I))之親和性基或反應性基之化合物進行表面處理。
纖維狀填充劑可僅包含1種,亦可包含2種以上。
又,作為其他添加劑,並不限定於以下,例如可例舉:油、填料、熱穩定劑、紫外線吸收劑、成核劑、抗氧化劑、耐候劑、光穩定劑、塑化劑、抗靜電劑、阻燃劑、滑澤劑、抗黏連劑、防霧劑、潤滑劑、顏料、染料、分散劑、銅毒抑制劑、中和劑、氣泡防止劑、焊接強度改良劑、天然油、合成油、蠟等添加劑。又,亦可以任意比率使用其他彈性體或熱塑性樹脂作為添加劑。
該等可僅使用1種,亦可將2種以上併用。
又,亦可於本實施方式之樹脂組合物中添加提高極性樹脂(成分(I))與改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之親和性或反應性之助劑。
作為上述助劑,較佳為具有選自由環氧基、胺基、及異氰酸基所組成之群中之至少1種極性基之烷氧基矽烷化合物。
[樹脂組合物之製造方法]
本實施方式之樹脂組合物之製造方法並無特別限制,可利用公知之方法。
例如使用如下方法等:使用班布里混合機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、雙向捏合機、多螺桿擠出機等普通混和機極性樹脂(成分(I))、改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、及具有與成分(I)及成分(II)具有反應性之極性基之聚合物(成分(III))進行熔融混練之方法,使各成分溶解或分散混合後將溶劑加熱去除之方法。
就將上述分散相(B)之數量平均分散粒徑控制在1.5 μm以下之觀點而言,較佳為進行熔融混練之方法。
作為本實施方式之樹脂組合物之製造方法,就生產性及良混練性之觀點而言,較佳為使用擠出機對各成分進行熔融混練之方法。尤其是利用2軸以上之多螺桿對各成分進行混練而充分地賦予剪切能量,藉此使極性樹脂與改性共軛二烯系聚合物增加界面而形成分散相(B)。
混練時之樹脂溫度只要為使極性樹脂(I)、改性共軛二烯系聚合物(II)、及聚合物(III)熔融之溫度即可,較佳為270℃~450℃。
就抑制極性樹脂(I)、改性共軛二烯系聚合物(II)、及聚合物(III)因熱而產生之劣化之觀點而言,更佳為400℃以下。
為了抑制改性共軛二烯系聚合物(II)之氧化,亦可於氮氣等惰性氣體下進行熔融混練。
於使用擠出機製造本實施方式之樹脂組合物之情形時,饋送極性樹脂(I)與改性共軛二烯系聚合物(II)、及其他成分之位置及順序並無特別限定。
又,於使用熱固性樹脂作為成分(I)之情形時,可添加使溶液狀熱固性樹脂及/或固體狀熱固性樹脂溶解於適當之溶劑中而成之成分(II)、視需要之成分(III)、及視需要之上述添加劑並進行混合後,進而添加適當之硬化劑並再次進行混合,藉此獲得本實施方式之樹脂組合物。
又,亦可於添加硬化劑前,利用真空乾燥等方法將溶解有成分(II)、成分(III)之溶劑去除。
作為溶劑,例如可例舉:甲苯、甲基乙基酮、環己烷、環己酮、氯仿、四氫呋喃等。
於將作為就耐熱性之觀點而言優異之極性樹脂之環氧樹脂用作成分(I)之情形時,作為硬化劑,只要具有使極性樹脂(I)硬化之功能即可,並無特別限定,例如可例舉:苯酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、活性酯系硬化劑、苯并㗁𠯤系硬化劑、氰酸酯系硬化劑、及碳二醯亞胺系硬化劑等。硬化劑可單獨使用1種,或亦可將2種以上併用。
又,亦可視需要添加硬化促進劑。作為硬化促進劑,例如可例舉:磷系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、胍系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑等。
作為成形本實施方式之樹脂組合物之方法,可例舉將樹脂組合物注入任意模具中,以任意時間及溫度對模具進行加溫而獲得硬化物之方法。
作為模具之溫度,就生產性之觀點而言,較佳為30~300℃,更佳為50~250℃。又,作為加溫時間,就生產性之觀點而言,較佳為1分鐘~5小時較佳為10分鐘~3小時。
又,於使用聚苯硫醚系樹脂作為成分(I)之情形時,就聚苯硫醚系樹脂與改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之間之分子力或化學鍵形成之觀點而言,聚苯硫醚系樹脂較佳為使用包含硫醇基或羧基者。
於本實施方式之樹脂組合物之製造步驟中,其形狀並無特別限制,可為顆粒狀、片狀、線狀、小片狀等之任一者。
(樹脂組合物之製造方法之較佳形態)
作為本實施方式之樹脂組合物之製造方法之較佳形態,可例舉以下方法。
具有如下步驟:針對改性共軛二烯系聚合物(成分(II)),其具有選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、及乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段且具有選自由羥基、及羧基所組成之群中之至少1種極性基;具有極性基之樹脂(成分(I)),其係選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、及聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂所組成之群中之至少1種;及烯烴系彈性體(成分(III)),其具有選自由環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基所組成之群中之至少1種極性基;將上述具有極性基之樹脂(成分(I))與上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之質量比設為具有極性基之樹脂:改性共軛二烯系聚合物=50/50~99/1,將上述改性共軛二烯系聚合物與上述具有極性基之烯烴系彈性體之質量比設為改性共軛二烯系聚合物:具有極性基之烯烴系彈性體=1/99~99/1並進行混練,從而獲得樹脂組合物之步驟;及使上述樹脂組合物具有上述具有極性基之樹脂(成分(I))之連續相(A)、及分散於上述連續相(A)中之包含上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之分散相(B),且使上述分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之步驟。
藉由上述製造方法,獲得耐衝擊性、韌性優異之樹脂組合物。
[成形體]
本實施方式之成形體係上述本實施方式之樹脂組合物之成形體。
本實施方式之成形體可使用本實施方式之樹脂組合物,並藉由先前公知之方法、例如擠出成形、射出成形、二色射出成形、夾層成形、中空成形、壓縮成形、真空成形、旋轉成形、粉末凝塑成形、發泡成形、積層成形、壓延成形、吹塑成形等而製作。
又,亦可視需要進行發泡、粉末、延伸、接著、印刷、塗裝、鍍覆等加工。
藉由該成形方法,可實際用作片材、膜、各種形狀之射出成形品、中空成形品、壓空成形品、真空成形品、擠出成形品、發泡成形品、不織布或纖維狀之成形品、合成皮革等多種多樣之成形品。該等成形品可用於汽車內外裝材、建築材料、玩具、家電零件、醫療器具、工業零件、各種軟管、各種殼體、各種模組盒體、各種功率控制單元零件、其他雜貨、電子機器等之基板、殼體、片材、封裝等。
作為本實施方式之成形體之用途,就穩定地表現出耐衝擊性與韌性之觀點而言,較佳為用於非多孔質構件。此處所謂之多孔質係指貫通材料之孔,作為藉由發泡而產生之非貫通之孔之氣泡並非為多孔質。
(成形體之較佳形態)
於要求較高之耐衝擊性與韌性之用途中,本實施方式之成形體尤佳為如下樹脂組合物之成形體,該樹脂組合物包含:
具有極性基之樹脂(成分(I)),其係選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、及聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂所組成之群中之至少1種;
改性氫化共軛二烯系聚合物(成分(II)),其具有選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、乙烯基芳香族單體單元及共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段;及
具有環氧基之彈性體(成分(III));且
上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))具有選自由羥基、羧基所組成之群中之至少一種極性基,
上述成形體滿足下述條件(I-1)~(II-1)。
作為要求較高之耐衝擊性與韌性之用途,例如可例舉:汽車等之車輛用導管、工業用配管類、連接器、插槽、電阻器、繼電箱、開關、繞線管、電容器、可變電容箱、光學拾取器、振盪子、各種端子板、重組器、插塞、印刷基板等電子機器相關之零件等。該等係於低溫下至高溫下之較寬之溫度條件下使用之成形體。
<條件(I-1)>
於由成形體獲得之寬10 mm、長170 mm、厚2 mm之短條狀試片中,於常溫下且拉伸速度5 mm/min下之拉伸斷裂伸長率為25%以上。
<條件(II-1)
於由成形體獲得之長約80 mm、寬約10 mm、厚4 mm之短條狀試片中,-30℃下夏比衝擊試驗中之夏比衝擊值為15 kJ/m
2。
本實施方式之成形體可加工成所需形狀。例如,啞鈴狀試片或短條狀試片可自成形體之中接近平面之部分切取試片而製作。上述試片並非必須完全為平面,只要平坦至可進行拉伸斷裂伸長率及黏彈性測定之程度即可。例如若為筒狀成形體,亦取決於筒之直徑,但可藉由於長度方向上切取試片來形成可測定之試片。又,成形體之厚度可厚於2 mm,於該情形時,可於利用銼等將厚度2 mm以上之部分削除,並設定為儘可能平坦且厚度2 mm之試片中測定斷裂伸長率及黏彈性。
就獲得優異之耐衝擊性及韌性之觀點而言,本實施方式之成形體較佳為改性共軛二烯系聚合物(成分(II))分散於聚苯硫醚系樹脂等具有極性基之樹脂(成分(I))中之狀態,上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))對上述具有極性基之樹脂(成分(I))之分散狀態係將改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之平均分散粒徑設為1.5 μm以下,較佳為1.3 μm以下,更佳為1.2 μm以下,進而較佳為1.1 μm以下。
於本實施方式之成形體中,所分散之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之平均粒徑可利用下述實施例所記載之方法進行測定。
構成本實施方式之成形體之樹脂組合物為了提高強度,可相對於樹脂組合物100質量份包含1~50質量份之填料等添加劑,較佳為包含5~30質量份。又,除韌性及耐衝擊性以外,亦為了附加阻燃性、耐追蹤性等功能,亦可相對於樹脂組合物100質量份包含1~70質量份之阻燃劑等其他添加劑,於包含該等添加劑之情形時,較佳為於上述條件下所測得之拉伸斷裂伸長率為10%以上,耐衝擊性為10 kJ/m
2以上。
[樹脂組合物之分析方法]
以下示出本實施方式之樹脂組合物之成分之分析方法。
認為本實施方式之樹脂組合物所使用之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之極性基於將上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))與具有極性基之樹脂(成分(I))等進行混練時與成分(I)之極性基反應,藉此有助於減小分散相(B)之粒徑,但設想於樹脂組合物中亦會殘存改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之極性基之情形較多。又,認為特定聚合物(成分(III))之極性基雖亦與成分(I)及/或成分(II)具有反應性,但於樹脂組合物中殘存有未反應之極性基。
為了對本實施方式之成形體中之具有選自由羥基、羧基所組成之群中之至少1種之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))及具有環氧基之彈性體(成分(III))進行定性,首先使用使上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、具有環氧基之彈性體(成分(III))溶解且無法使作為基質樹脂之聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、及聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂(分別為成分(I))溶解之溶劑將樹脂組合物進行混合,對未反應之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))及具有環氧基之彈性體(成分(III))進行萃取。於基質樹脂為聚苯硫醚系樹脂之情形時,由於不存在使聚苯硫醚系樹脂於200℃以下溶解之溶劑,故藉由於50~200℃之溫度條件下將溶劑與樹脂組合物進行混合,可對未溶解之聚苯硫醚系樹脂(成分(I))、未反應之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、未反應之具有環氧基之彈性體(成分(III))進行萃取。
作為溶劑,例如可例舉:甲苯、環己烷、二甲苯、四氫呋喃、氯仿、硝基乙烷、硝基丙烷、乙基苯等;就溶解性之觀點而言,較佳為氯仿、硝基乙烷、硝基丙烷、乙基苯、甲苯。
萃取後,利用過濾等將未溶解之基質樹脂去除,使用濾液進行液相層析,藉此可將未反應之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、未反應之具有環氧基之彈性體(成分(III))分離。
又,於改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、具有環氧基之彈性體(成分(III))之溶解性不同之情形時,亦可採用如下方法:使用使改性共軛二烯系聚合物(成分(II))溶解而無法使具有環氧基之彈性體(成分(III))溶解之溶劑,利用真空乾燥等將上述濾液之溶劑去除,將藉此而獲得之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、具有環氧基之彈性體(成分(III))之混合物於適當之溶劑下再次進行混合,藉此將未反應之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、未反應之具有環氧基之彈性體(成分(III))分離。
一般而言,作為改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之溶解性較高之溶劑,可例舉甲苯、環己烷、四氫呋喃。
改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、具有環氧基之彈性體(成分(III))之環氧基之鑑定可藉由核磁共振裝置(NMR)、紅外吸收分光法(IR)、氣相層析(GS)、、及飛行時間型二次離子質譜法(TOF-SIMS)等進行。
於樹脂組合物含有於上述萃取步驟中可溶解於溶劑中之下述添加劑等成分之情形時,可藉由液相層析等並利用分子量、極性之差異分離成各成分,可藉由上述NMR、IR、GS、及TOF-SIMS等進行鑑定。
作為不使用溶劑之分析方法,亦可根據利用原子力顯微鏡(AFM)觀察所獲得之紅外吸收光譜,對未反應之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、未反應之具有環氧基之彈性體(成分(III))之結構單元、鍵結於未反應之改性共軛二烯系聚合物之極性基種類、鍵結於未反應之具有環氧基之彈性體之極性基種類進行特定。
供於AFM測定之試片可例舉利用超薄切片機等所製作之樹脂組合物之精密截面。
又,亦可使用掃描型透射X射線顯微鏡獲得影像堆疊資料,根據該影像堆疊資料之特徵性區域提取光譜,藉由將其等作為基準光譜之特異值分解按不同成分製作圖譜,對未反應之改性共軛二烯系聚合物、(成分(II))、未反應之具有環氧基之彈性體(成分(III))之結構單元、鍵結於未反應之改性共軛二烯系聚合物之極性基種、鍵結於未反應之具有環氧基之彈性體之極性基種類進行特定。
本實施方式中之樹脂組合物中之具有極性基之樹脂(成分(I))、改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、及具有環氧基之彈性體(成分(III))之含量比可使用上述AFM、TEM、及SEM等電子顯微鏡,觀察具有極性基之樹脂(成分(I))中之改性共軛二烯系聚合物(成分(II))、及具有環氧基之彈性體(成分(III))之分散狀態,針對所獲得之圖像,使用圖像解析軟體等將各層二值化或三值化,藉此算出具有極性基之樹脂(成分(I))、改性共軛二烯系聚合物(成分(II))及具有環氧基之彈性體(成分(III))之含量比。
又,改性共軛二烯系聚合物(成分(II))及具有環氧基之彈性體(成分(III))之含量比可根據上述利用AFM觀察所獲得之紅外吸收光譜,並根據僅改性共軛二烯系聚合物(成分(II))所具有之骨架(具體而言,乙烯基芳香族單體單元骨架)之波峰強度、及將上述改性共軛二烯系聚合物單離後藉由NMR、IR、GS、及TOF-SIMS等而算出之改性共軛二烯系聚合物中之乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之量比算出。
本實施方式之成形體可對應於用途製成任意形狀。例如可例舉各種容器、筒狀容器、殼體。
具體而言,可例舉:箱型電氣・電子零件積體模組用保護・支持構件、複數個分離式半導體或模組、感測器、LED(light emitting diode,發光二極體)燈、連接器、插槽、電阻器、繼電箱、開關、繞線管、電容器、可變電容箱、光學拾取器、振盪子、各種端子板、重組器、插塞、印刷基板、調諧器、揚聲器、麥克風、頭戴式耳機、小型馬達、磁頭基極、功率模組、端子台、半導體、液晶、FDD懸架、FDD底盤、馬達刷握、抛物面天線、電腦相關零件等電氣・電子零件。
又,可例舉:VTR(video tape recorder,磁帶錄影機)零件、電視零件、熨斗、吹風機、電鍋零件、微波爐零件、音響零件、音響・雷射磁碟・光碟等音頻設備零件、照明零件、冰箱零件、空調零件、打字機零件、文字處理機零件、或者熱水器或沐浴之熱水量、溫度感測器等用水場所設備零件等家庭、辦公電氣製品零件。
進而,可例舉:辦公室電腦相關零件、電話機相關零件、傳真機相關零件、影印機相關零件、洗淨用治具、馬達零件、寫字機、打字機等機械相關零件。
進而,又,可例舉:顯微鏡、雙筒望遠鏡、相機、鐘錶等光學設備、精密機械相關零件。
又,進而可例舉:交流發電機終端、交流發電機連接器、IC(Integrated Circuit,積體電路)調節器、光纜用電位計基體、繼電塊、禁止器開關、排氣閥等各種閥、燃料相關・排氣系統・吸氣系統各種管、進氣射嘴通氣管、進氣歧管、燃料泵、引擎冷卻水接頭、氣化器主體、氣化器墊片、廢氣感測器、冷卻水感測器、油溫感測器、制動保護件感測器、節流閥定位感測器、曲軸定位感測器、氣流計、制動塊磨損感測器、空調用恆溫器基體、空調暖流控制閥、散熱器馬達用刷握、水泵葉輪、渦輪葉片、功率馬達相關零件、分配器、啟動器開關、點火線圈及其卷線軸、馬達絕緣子、馬達轉子、馬達芯體、馬達繼電器、變速箱用線束、窗戶清洗器射嘴、空調面板開關基板、燃料相關電磁閥用線圈、保險絲用連接器、喇叭終端、電氣零件絕緣板、步進馬達轉子、燈座、燈反射器、燈罩、制動活塞、電磁卷線軸、引擎油過濾器、點火裝置箱等汽車・車輛相關零件。
本實施方式之成形體之用途並不限定於上述用途。
[實施例]
以下,例舉具體實施例及比較例,對本實施方式詳細地進行說明,但本發明並不受以下實施例及比較例任何限定。
以下示出實施例及比較例中之改性共軛二烯系聚合物之結構、及樹脂組合物之物性之測定、評價方法。
[改性共軛二烯系聚合物之結構、及樹脂組合物之物性之測定及評價]
((1)改性共軛二烯系聚合物之氫化前之乙烯基鍵量)
改性共軛二烯系聚合物之乙烯基鍵量係使用在氫化前之改性共軛二烯聚合物之聚合過程之各步驟中,於包含共軛二烯單體之聚合物嵌段之聚合中途取樣之聚合物,並藉由質子核磁共振(
1H-NMR)法進行測定。
測定機器使用ECS400(JEOL製造),溶劑使用氘代氯仿,樣品濃度設為50 mg/mL,觀測頻率設為400 MHz,化學位移基準使用四甲基矽烷,以脈衝延遲2.904秒、掃描次數64次、脈衝寬度45°、及測定溫度26℃進行測定。
乙烯基鍵量係根據歸屬於1,4-鍵及1,2-鍵之訊號之積分值算出各鍵結樣式之每1 H中之積分值後,求出1,4-鍵、1,2-鍵之比率,並藉由下述式算出。
乙烯基鍵量=(1,2-鍵/(1,4-鍵+1,2-鍵))
((2)基於改性共軛二烯系聚合物之共軛二烯單體單元之不飽和鍵之氫化率)
改性共軛二烯系聚合物之氫化率係使用氫化後之改性共軛二烯系聚合物並藉由質子核磁共振(
1H-NMR)進行測定。
測定條件及測定資料之處理方法設為與上述(1)相同。
氫化率係算出4.5~5.5 ppm之源自殘存雙鍵之訊號及源自經氫化後之共軛二烯之訊號之積分值,並算出其比率。
((3)改性共軛二烯系聚合物之相對於基於共軛二烯單體單元之1,2-鍵及1,4-鍵之合計100 mol%之丁烯量(乙烯基氫化率))
改性共軛二烯系聚合物之相對於基於共軛二烯化合物單元之1,2-鍵及1,4-鍵之合計100 mоl%之丁烯量係使用氫化後之改性共軛二烯系聚合物並藉由質子核磁共振(
1H-NMR)進行測定。
測定條件及測定資料之處理方法設為與上述(1)及(2)相同。
算出氫化後之改性共軛二烯系聚合物中之源自共軛二烯單體單元之合計量之訊號、及源自丁烯量之積分值,並算出其比率。
於算出上述比率時,使用光譜之0~2.0 ppm內之歸屬於丁烯(經氫化之1,2-鍵)之訊號之積分值。相對於基於該共軛二烯單體單元之1,2-鍵及1,4-鍵之合計100 mol%之丁烯量為乙烯基氫化率。
((4)改性共軛二烯系聚合物之乙烯基芳香族單體單元之含量(以下,亦記載為「苯乙烯含量」))
乙烯基芳香族單體單元之含量係使用改性共軛二烯系聚合物並藉由質子核磁共振(
1H-NMR)法進行測定。
測定機器使用ECS400(JEOL製造),溶劑使用氘代氯仿,樣品濃度為50 mg/mL,觀測頻率為400 MHz,化學位移基準使用四甲基矽烷,以脈衝延遲2.904秒、掃描次數64次、脈衝寬度45°、及測定溫度26℃進行。
苯乙烯含量係使用光譜之6.2~7.5 ppm內之總苯乙烯芳香族訊號之累計值而算出。
又,藉由針對在氫化前之改性共軛二烯系聚合物之聚合過程之各步驟中取樣之各聚合物,算出乙烯基芳香族單體單元之含量,亦確認到苯乙烯含量。
((5)改性共軛二烯系聚合物之重量平均分子量及分子量分佈)
使用GPC[裝置:HLC8220(Tosoh製造),管柱:TSKgelSUPER-HZM-N(4.6 mm×30 cm)]測定改性共軛二烯系聚合物之重量平均分子量及分子量分佈。
溶劑使用四氫呋喃進行。
重量平均分子量係根據層析圖之波峰之分子量,並使用根據市售之標準聚苯乙烯之測定而求出之校準曲線(使用標準聚苯乙烯之波峰分子量所製作)求出。
再者,層析圖中存在複數個波峰之情形時之分子量係根據各波峰之分子量與各波峰之組成比(根據層析圖之各波峰之面積比而求出)來求出重量平均分子量。
分子量分佈係根據所獲得之重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比算出。
((6)改性共軛二烯系聚合物之改性率)
應用所改性之成分會吸附於將二氧化矽凝膠作為填充材之GPC管柱之特性,針對包含改性共軛二烯系聚合物與低分子量內部標準聚苯乙烯之試樣溶液,對在上述(5)中所測得之層析圖中之改性共軛二烯系聚合物相對於標準聚苯乙烯之比率與利用二氧化矽系管柱GPC[裝置:LC-10(島津製作所製造),管柱:Zorbax(Dupont公司製造)]所測得之層析圖中之改性共軛二烯系聚合物相對於標準聚苯乙烯之比率進行比較,根據其等之差量測定對二氧化矽管柱之吸附量,將該比率作為改性率。改性率係作為末端為特定結構之胺基之比率(%)並藉由下述式算出。
a:利用聚苯乙烯系凝膠(PLgel)所測得之總聚合物之面積(%)
b:利用聚苯乙烯系凝膠(PLgel)所測得之低分子量內部標準聚苯乙烯(PS)之面積(%)
c:利用二氧化矽系管柱(Zorbax)所測得之總聚合物之面積(%)
d:利用二氧化矽系管柱(Zorbax)所測得之低分子量內部標準聚苯乙烯(PS)之面積(%)
((7)甲基丙烯酸縮水甘油酯鍵量)
將改性共軛二烯系聚合物於丙酮中,於60℃下回流1小時以上,將未反應之甲基丙烯酸縮水甘油酯去除。將上述回流後之改性共軛二烯系聚合物溶解於甲苯中,添加較擠出反應時所添加之甲基丙烯酸縮水甘油酯量多2 mol倍之鹽酸,並於60℃下回流30分鐘以上,藉此使甲基丙烯酸縮水甘油酯之環氧基與鹽酸反應。利用係數為1±0.05之氫氧化鉀對該反應後之甲苯溶液進行滴定,藉此對未反應之鹽酸進行定量,根據已反應之鹽酸量算出鍵結於改性共軛二烯系聚合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯量。
((8)順丁烯二酸酐鍵量)
將改性共軛二烯系聚合物溶解於甲苯中,並利用係數為1±0.05之甲醇鈉之甲醇溶液進行滴定,算出順丁烯二酸酐鍵量。
((9)樹脂組合物之韌性)
依據ISO527,並利用拉伸試驗機[裝置:TG-5kN(Minebea Mitsumi製造)]測定樹脂組合物之拉伸斷裂伸長率。
試片使用於將作為熱塑性樹脂之聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯硫醚樹脂用作成分(I)之情形時利用射出成形機成形所得之ISO-527-2-1A啞鈴,以拉伸試驗速度50 mm/min進行測定。
針對各組成,對3個以上之試片進行試驗,將其平均值作為物性值。
於將作為熱固性樹脂之環氧樹脂用作成分(I)之情形時,製作JIS K6911 5.18.1(2)所規定之試片,並以拉伸試驗速度5 mm/min進行測定。
((10)夏比衝擊值)
於將作為熱塑性樹脂之聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯硫醚樹脂用作成分(I)之情形時,依據JIS K 7111-1測定附缺口夏比衝擊強度並進行評價。試片係對上述ISO啞鈴之兩端進行切削,將平行部分製作成長約80 mm、寬約10 mm、厚約4 mm之短條狀試片,將缺口形狀設為A,將打擊方向設為沿邊。
於將作為熱固性樹脂之環氧樹脂用作成分(I)之情形時,製作JIS K6911 5.20.2所規定之試片,將缺口形狀設為A,將打擊方向設為沿邊。
測定溫度設為常溫(23℃)及-30℃。單位設為kJ/m
2。
((11)加工性(樹脂組合物之流動性))
於將作為熱塑性樹脂之聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯硫醚樹脂用作成分(I)之情形時,利用以下方法測定樹脂組合物之螺旋流動長度,並對加工性進行評價。
螺旋流動長度越長,表示流動性越高,加工性越優異。
於將料筒溫度設定為300~320℃(料斗側~射嘴側)之射出成形機(鎖模壓力18 tf,螺桿系Φ16,SL螺桿)中投入樹脂組合物,以螺桿轉數150 rpm、背壓2 Mpa、計量完成位置55 mm,以填充速度50 mm/s、射出壓力100 MPa對螺旋間距5 mm、螺旋厚3 mm、螺旋最長長度850 mm、刻印寬10 mm之螺旋流動測定用模具進行射出成形。冷卻時間設為20 s,測定螺旋流動長度(cm)。
((12)樹脂組合物之相結構之觀察、分散相之數量平均分散粒徑之測定)
樹脂組合物中之相結構係將下述樹脂組合物之試驗用成形體(ISO-527-2-1A)於乙醇中進行約1小時超音波洗淨,使用超薄切片機進行切削,削出截面後進行觀察。再者,切削係藉由在-150℃下使用玻璃刀及金剛石刀來進行,藉此製作供於AFM觀察之精密截面。
AFM使用Bruker公司製造,探針使用SCANASYST-AIR。
將上述精密截面樣品固定於專用樣品固定台,根據將測定模式設為QMN Mode in Air、解像度設為512×256像素、測定範圍設為10×10 μm、最大壓入負載設為500 pN、掃描(Scan)速度設為1.0 Hz而獲得之彈性模數力曲線製作彈性模數圖譜。彈性模數圖譜設為將高彈性模數顯示為明亮、將低彈性模數顯示為暗沉之灰度之圖像,並以512×512像素輸出。又,為了將雜訊去除,進行2點移動平均過濾處理,製作二值化圖像。二值化處理使用大津法。
針對上述二值化圖像之粒子解析,使用ImageJ之Analyze Partickles求出分散相(B)之各粒子之費雷特直徑。
針對各樹脂組合物,於3個成形體中進行觀察及費雷特直徑之算出,將上述費雷特直徑之平均值作為分散相(B)之數量平均分散徑。
[樹脂組合物之製造]
(成分(I):具有極性基之樹脂)
成分(I):使用以下極性樹脂作為具有極性基之樹脂。
聚苯硫醚樹脂:A900(Toray股份有限公司製造)
聚對苯二甲酸乙二酯樹脂:TRF-8550FF(帝人股份有限公司製造)
環氧樹脂:雙酚A型 EXA-850CRP(DIC公司製造)
(成分(II))
成分(II)係藉由下述改性共軛二烯系聚合物之製作方法而製造。
將用於製造之改性劑、其他成分、氫化觸媒示於下述。
[改性劑]
使用下述化合物作為改性共軛二烯系聚合物之製造用之改性劑。
順丁烯二酸酐(扶桑化學工業(股)製造)
1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(東京化成工業(股)製造)
甲基丙烯酸縮水甘油酯(東京化成工業(股)製造)
Peroxide 25B(日油股份有限公司製造)
[其他成分]
環氧樹脂之硬化劑:甲酚酚醛清漆樹脂 LF-6161(DIC公司製造)
[氫化觸媒]
利用下述方法製備用於改性共軛二烯系聚合物之氫化反應之氫化觸媒。
向經氮氣置換後之反應容器中添加已乾燥及精製所得之環己烷1 L,添加雙(η5-環戊二烯基)二氯化鈦100毫莫耳,一面充分地進行攪拌,一面添加包含三甲基鋁200毫莫耳之正己烷溶液,於室溫下反應約3天,獲得氫化觸媒。
<改性共軛二烯系聚合物(1)之製作>
使用具備攪拌裝置與套管之槽型反應器(內容積10 L)進行分批聚合。
首先,投入包含苯乙烯10質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)。
繼而,添加相對於所有單體100質量份為0.11質量份之正丁基鋰、及相對於正丁基鋰1莫耳為0.4 mоl之四甲基乙二胺(TMEDA),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加包含丁二烯80質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)並於70℃下進行45分鐘聚合。
繼而,投入包含苯乙烯10質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加相對於正丁基鋰1莫耳為等莫耳之1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(以下亦簡記為「DMI」),並於70℃下反應10分鐘。反應結束後添加甲醇。
以如上方式獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(1-A)之苯乙烯含量為20質量%、重量平均分子量為12.2×10
4、分子量分佈為1.10、乙烯基鍵量為44%、改性率為70%(每1聚合鏈中之改性基之數量為0.70個)。
進而,向所獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(1-A)中添加於末端胺改性共軛二烯系聚合物(1-A)每100質量份中以Ti基準計為50 ppm之以如上方式製備之氫化觸媒,並於氫壓0.7 MPa、溫度80℃下進行約2.0小時氫化反應。
繼而,添加相對於末端胺改性共軛二烯系聚合物(1-A)100質量份為0.25質量份之作為穩定劑之3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯,獲得末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(1-B)。所獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(1-B)之氫化率為73%,乙烯基氫化率為96%。
將以如上方式獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(1-B)與順丁烯二酸酐進行混合後,供給至將擠出機之長度全域之溫度設定設為150~200℃之雙軸擠出機中,並進行複合,藉此獲得末端羧基改性共軛二烯系聚合物(1-C)。
將所獲得之末端羧基改性共軛二烯系聚合物(1-C)於上述條件下進行GPC測定,確認到不會產生胺基吸附於管柱。
即,意味著胺基已全部與順丁烯二酸酐反應,羧基量與胺基相同,每1聚合鏈中之改性基之數量為0.70個。
<改性共軛二烯系聚合物(2)>
使用具備攪拌裝置與套管之槽型反應器(內容積10 L)進行分批聚合。
首先,投入包含苯乙烯10質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)。
繼而,添加相對於所有單體100質量份為0.11質量份之正丁基鋰、及相對於正丁基鋰1莫耳為0.4 mоl之四甲基乙二胺(TMEDA),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加包含丁二烯80質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)並於70℃下進行45分鐘聚合。
繼而,投入包含苯乙烯10質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加相對於正丁基鋰1莫耳為1.1莫耳之1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(以下亦簡記為「DMI」),並於70℃下反應15分鐘。反應結束後添加甲醇。
以如上方式獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(2-A)之苯乙烯含量為20質量%、重量平均分子量為12.1×10
4、分子量分佈為1.10、乙烯基鍵量為45%、改性率為80%(每1聚合鏈中之改性基之數量為0.80個)。
進而,向所獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(2-A)中添加於末端胺改性共軛二烯系聚合物(2-A)每100質量份中以Ti基準計為50 ppm之以如上方式製備之氫化觸媒,並於氫壓0.7 MPa、溫度80℃下進行約2.0小時氫化反應。
繼而,添加相對於末端胺改性共軛二烯系聚合物(2-A)100質量份為0.25質量份之作為穩定劑之3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯,獲得末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(2-B)。
所獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(2-B)之氫化率為74%,乙烯基氫化率為96%。
將以如上方式獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(2-B)與順丁烯二酸酐進行混合後,供給至將擠出機之長度全域之溫度設定設為150~200℃之雙軸擠出機中,並進行複合,藉此獲得末端羧基改性共軛二烯系聚合物(2-C)。
所獲得之末端羧基改性共軛二烯系聚合物(2-C)於上述條件下進行GPC測定,確認到不會產生胺基吸附於管柱。
即,意味著胺基已全部與順丁烯二酸酐反應,羧基量與胺基相同,每1聚合鏈中之改性基之數量為0.80個。
<改性共軛二烯系聚合物(3)>
使用具備攪拌裝置與套管之槽型反應器(內容積10 L)進行分批聚合。
首先,投入包含苯乙烯15質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)。
繼而,添加相對於所有單體100質量份為0.11質量份之正丁基鋰、及相對於正丁基鋰1莫耳為0.4 mоl之四甲基乙二胺(TMEDA),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加包含丁二烯70質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行45分鐘聚合。
繼而,投入包含苯乙烯15質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加相對於正丁基鋰1莫耳為1.1莫耳之1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(以下亦簡記為「DMI」),並於70℃下反應15分鐘。反應結束後添加甲醇。
以如上方式獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(3-A)之苯乙烯含量為30質量%、重量平均分子量為12.0×10
4、分子量分佈為1.09、乙烯基鍵量為43%、改性率為79%(每1聚合鏈中之改性基之數量為0.79個)。
進而,向所獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(3-A)中添加於末端胺改性共軛二烯系聚合物(3-A)每100質量份中以Ti基準計為50 ppm之以如上方式製備之氫化觸媒,並於氫壓0.7 MPa、溫度80℃下進行約2.0小時氫化反應。
繼而,添加相對於末端胺改性共軛二烯系聚合物(3-A)100質量份為0.25質量份之作為穩定劑之3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯,獲得末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(3-B)。
所獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(3-B)之氫化率為75%,乙烯基氫化率為96%。
將以如上方式獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(3-B)與順丁烯二酸酐混合後,供給至將擠出機之長度全域之溫度設定設為150~200℃之雙軸擠出機中,並進行複合,藉此獲得末端羧基改性共軛二烯系聚合物(3-C)。
將所獲得之末端羧基改性共軛二烯系聚合物(3-C)於上述條件下進行GPC測定,確認到不會產生胺基吸附於管柱。
即,意味著胺基已全部與順丁烯二酸酐反應,羧基量與胺基相同,每1聚合鏈中之改性基之數量為0.79個。
<改性共軛二烯系聚合物(4)>
添加相對於正丁基鋰1莫耳為0.2 mоl之四甲基乙二胺(TMEDA),除此以外,進行與上述<改性共軛二烯系聚合物(2)>相同之操作,獲得末端羧基改性共軛二烯系聚合物(4-C)。所獲得之末端羧基改性共軛二烯系共聚物(4-C)之苯乙烯含量為20質量%、重量平均分子量為12.2×10
4、分子量分佈為1.09、乙烯基鍵量為24%、氫化率為78%、乙烯基氫化率為96%、改性率為80%(每1聚合鏈中之改性基之數量為0.79個)。
<改性共軛二烯系聚合物(5)>
添加相對於所有單體100質量份為0.09質量份之正丁基鋰,除此以外,進行與上述<改性共軛二烯系聚合物(2)>相同之操作,獲得末端羧基改性共軛二烯系聚合物(5-C)。所獲得之末端羧基改性共軛二烯系共聚物(5-C)之苯乙烯含量為20質量%、重量平均分子量為10.1×10
4、分子量分佈為1.10、乙烯基鍵量為43%、氫化率為78%、乙烯基氫化率為96%、改性率為80%(每1聚合鏈中之改性基之數量為0.80個)。
<改性共軛二烯系聚合物(6)>
使用具備攪拌裝置與套管之槽型反應器(內容積10 L)進行分批聚合。
首先,投入包含苯乙烯6.5質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)。
繼而,添加相對於所有單體100質量份為0.11質量份之正丁基鋰、及相對於正丁基鋰1莫耳為0.35 mоl之四甲基乙二胺(TMEDA),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加包含丁二烯87質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行45分鐘聚合。
繼而,投入包含苯乙烯6.5質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加相對於正丁基鋰1莫耳為1.1莫耳之1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(以下亦簡記為「DMI」),並於70℃下反應15分鐘。反應結束後添加甲醇。
以如上方式獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(6-A)之苯乙烯含量為13質量%、重量平均分子量為12.2×10
4、分子量分佈為1.09、乙烯基鍵量為35%、改性率為81%(每1聚合鏈中之改性基之數量為0.81個)。
進而,向所獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(6-A)中,添加於每100質量份末端胺改性共軛二烯系聚合物(6-A)中以Ti基準計為90 ppm之以如上方式製備之氫化觸媒,並於氫壓0.7 MPa、溫度80℃下進行約2.0小時氫化反應。
繼而,添加相對於末端胺改性共軛二烯系聚合物(6-A)100質量份為0.25質量份之作為穩定劑之3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯,獲得末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(6-B)。
所獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(6-B)之氫化率為80%,乙烯基氫化率為98%。
將以如上方式獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(6-B)與順丁烯二酸酐進行混合後,供給至將擠出機之長度全域之溫度設定為150~200℃之雙軸擠出機中,並進行複合,藉此獲得末端羧基改性共軛二烯系聚合物(6-C)。
將所獲得之末端羧基改性共軛二烯系聚合物(6-C)於上述條件下進行GPC測定,確認到不會產生胺基吸附於管柱之現象。
即,意味著胺基已全部與順丁烯二酸酐反應,羧基量與胺基相同,每1聚合鏈中之改性基之數量為0.81個。
<改性共軛二烯系聚合物(7)>
使用具備攪拌裝置與套管之槽型反應器(內容積10 L)進行分批聚合。
首先,投入包含苯乙烯25質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)。
繼而,添加相對於所有單體100質量份為0.11質量份之正丁基鋰、及相對於正丁基鋰1莫耳為0.4 mоl之四甲基乙二胺(TMEDA),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加包含丁二烯50質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行45分鐘聚合。
繼而,投入包含苯乙烯25質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加相對於正丁基鋰1莫耳為1.1莫耳之1,3-二甲基-2-咪唑啶酮(以下亦簡記為「DMI」),並於70℃下反應15分鐘。反應結束後添加甲醇。
以如上方式獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(7-A)之苯乙烯含量為50質量%、重量平均分子量為11.9×10
4、分子量分佈為1.11、乙烯基鍵量為43%、改性率為79%(每1聚合鏈中之改性基之數量為0.79個)。
進而,向所獲得之末端胺改性共軛二烯系聚合物(7-A)中,添加於每100質量份末端胺改性共軛二烯系聚合物(7-A)中以Ti基準計為50 ppm之以如上方式製備之氫化觸媒,並於氫壓0.7 MPa、溫度80℃下進行約2.0小時氫化反應。
繼而,添加相對於末端胺改性共軛二烯系聚合物(7-A)100質量份為0.25質量份之作為穩定劑之3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯,獲得末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(7-B)。
所獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(7-B)之氫化率為77%,乙烯基氫化率為97%。
將以如上方式獲得之末端胺改性氫化共軛二烯系聚合物(7-B)與順丁烯二酸酐進行混合後,供給至將擠出機之長度全域之溫度設定為150~200℃之雙軸擠出機中,並進行複合,藉此獲得末端羧基改性共軛二烯系聚合物(7-C)。
將所獲得之末端羧基改性共軛二烯系聚合物(7-C)於上述條件下進行GPC測定,確認到不會產生胺基吸附於管柱之現象。
即,意味著胺基已全部與順丁烯二酸酐反應,羧基量與胺基相同,每1聚合鏈中之改性基之數量為0.79個。
<改性共軛二烯系聚合物(8)>
使用具備攪拌裝置與套管之槽型反應器(內容積10 L)進行分批聚合。
首先,投入包含苯乙烯10質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)。
繼而,添加相對於所有單體100質量份為0.11質量份之正丁基鋰、及相對於正丁基鋰1莫耳為0.35 mоl之四甲基乙二胺(TMEDA),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加包含丁二烯80質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行45分鐘聚合。
繼而,投入包含苯乙烯10質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加甲醇。
以如上方式獲得之共軛二烯系聚合物(8-A)之苯乙烯含量為30質量%、重量平均分子量為12.1×10
4、分子量分佈為1.10、乙烯基鍵量為36%。
進而,向所獲得之共軛二烯系聚合物(8-A)中,添加於每100質量份共軛二烯系聚合物(8-A)中以Ti基準計為70 ppm之以如上方式製備之氫化觸媒,並於氫壓0.7 MPa、溫度80℃下進行約3.0小時氫化反應。
繼而,添加相對於共軛二烯系聚合物(8-A)100質量份為0.25質量份之作為穩定劑之3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯,獲得氫化共軛二烯系聚合物(8-B)。
所獲得之氫化共軛二烯系聚合物(8-B)之氫化率為97%,乙烯基氫化率為99%。
將以如上方式獲得之氫化共軛二烯系聚合物(8-B)與甲基丙烯酸縮水甘油酯進行混合後,供給至將擠出機之長度全域之溫度設定為150~220℃之雙軸擠出機中,自擠出機中盤添加Peroxide 25B,並進行複合,藉此獲得主鏈環氧基改性共軛二烯系聚合物(8-C)。
利用上述方法對所獲得之主鏈環氧基改性共軛二烯系聚合物(8-C)進行滴定,結果,甲基丙烯酸縮水甘油酯鍵量為1.2質量%。
<改性共軛二烯系聚合物(9)>
使用具備攪拌裝置與套管之槽型反應器(內容積10 L)進行分批聚合。
首先,投入包含苯乙烯15質量份之環己烷溶液(濃度20質量%)。
繼而,添加相對於所有單體100質量份為0.11質量份之正丁基鋰、及相對於正丁基鋰1莫耳為0.35 mоl之四甲基乙二胺(TMEDA),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加包含丁二烯70質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行45分鐘聚合。
繼而,投入包含苯乙烯15質量份之環己烷溶液(濃度20質量%),並於70℃下進行20分鐘聚合。
繼而,添加甲醇。
以如上方式獲得之共軛二烯系聚合物(9-A)之苯乙烯含量為30質量%、重量平均分子量為12.2×10
4、分子量分佈為1.08、乙烯基鍵量為37%。
進而,向所獲得之共軛二烯系聚合物(9-A)中,添加於每100質量份共軛二烯系聚合物(9-A)中以Ti基準計為50 ppm之以如上方式製備之氫化觸媒,並於氫壓0.7 MPa、溫度80℃下進行約2.0小時氫化反應。
繼而,添加相對於共軛二烯系聚合物(9-A)100質量份為0.25質量份之作為穩定劑之3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯,獲得氫化共軛二烯系聚合物(9-B)。
所獲得之氫化共軛二烯系聚合物(9-B)之氫化率為76%,乙烯基氫化率為96%。
將以如上方式獲得之氫化共軛二烯系聚合物(9-B)、順丁烯二酸酐、及有機過氧化物(Perhexa 25B(日油股份有限公司製造))進行混合後,供給至將擠出機之長度全域之溫度設定為150~220℃之雙軸擠出機中,並進行複合,藉此獲得主鏈酸酐基改性共軛二烯系聚合物(9-C)。
利用上述((9)順丁烯二酸酐鍵結量)所示之方法對所獲得之主鏈酸酐基改性共軛二烯系聚合物(9-C)進行滴定,結果,順丁烯二酸酐鍵量為1.5質量%。
<改性共軛二烯系聚合物(10)>
使用主鏈酸酐基改性共軛二烯系聚合物 M1943(旭化成公司製之Tuftec)。
(成分(III):具有與成分(I)、(II)具有反應性之極性基之聚合物)
使用以下具有環氧基之聚合物作為成分(III)。
Bondfast BF-7M(甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯-丙烯酸甲酯共聚物,住友化學公司製造)
Epo Friend AT501(苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之環氧化物,Daicel股份有限公司製造)
ELVAOY
TMPTW(乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯-丙烯酸丁酯共聚物,陶氏公司製造)
[實施例1~15]
使用上述成分,以表1及表2所示之組成比並使用雙軸擠出機ZSK28(Werner and Pfleiderer製造),以料筒設定溫度300℃、螺桿轉數200 rpm、噴出量9 kg/小時進行熔融混練,製造樹脂組合物。
其後,使用射出成形機,以料筒設定溫度300℃、模具溫度設定140℃進行射出成形,製作試片(ISO-527-2-1A)。
[比較例1~11]
使用改性共軛二烯系聚合物(1-B)、(1-C)作為成分(II)。
其他材料、條件設為與實施例1~15相同,以表3所示之組成比製造樹脂組合物,並製作試片。
將各樹脂組合物之分散相(B)之數量平均分散粒徑、韌性及耐衝擊性示於表1~表3中。
再者,表中,「(1)」表示夏比衝擊試驗之試片未斷裂。
[表1]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | ||||
組成比 | 成分(I) | A900 | 質量份 | 90 | 80 | 80 | 80 | 60 | 80 | 80 | 80 |
成分(II) | (1-C) | 5 | 10 | 15 | 5 | 20 | 10 | 10 | 0 | ||
(2-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | |||
(3-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(4-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(5-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(6-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(7-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(8-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
成分(III) | Bondfast BF-7M | 5 | 10 | 5 | 15 | 20 | 0 | 0 | 10 | ||
Epo Friend AT501 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | |||
ELVAOY ™PTW | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | |||
分散相(B)之數量平均分散粒徑 | μm | 0.29 | 0.25 | 0.32 | 0.20 | 0.80 | 0.88 | 0.85 | 0.18 | ||
拉伸斷裂伸長率 | % | 35 | 70 | 66 | 59 | 110 | 65 | 68 | 73 | ||
夏比衝擊值(23℃) | kJ/m 2 | 37 | 55 (1) | 57 (1) | 48 | 69 (1) | 47 | 50 | 56 (1) | ||
夏比衝擊值(-30℃) | kJ/m 2 | 21 | 41 (1) | 24 | 19 | 48 (1) | 26 | 28 | 45 (1) | ||
螺旋流動長度 | cm | 64 | 26 | 33 | 24 | 14 | 21 | 25 | 28 |
[表2]
實施例9 | 實施例10 | 實施例11 | 實施例12 | 實施例13 | 實施例14 | 實施例15 | ||||
組成比 | 成分(I) | A900 | 質量份 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 90 | 80 |
成分(II) | (1-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
(2-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(3-C) | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(4-C) | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(5-C) | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
(6-C) | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | |||
(7-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | |||
(8-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 | |||
成分(III) | Bondfast BF-7M | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 0 | 0 | ||
Epo Friend AT501 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
ELVAOY ™PTW | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
分散相(B)之數量平均分散粒徑 | μm | 0.22 | 0.18 | 0.17 | 0.18 | 0.22 | 1.2 | 1.1 | ||
拉伸斷裂伸長率 | % | 58 | 78 | 77 | 83 | 55 | 33 | 56 | ||
夏比衝擊值(23℃) | kJ/m 2 | 48 | 60 (1) | 58 (1) | 66 (1) | 45 | 35 | 48 (1) | ||
夏比衝擊值(-30℃) | kJ/m 2 | 18 | 49 (1) | 48 (1) | 51 (1) | 17 | 17 | 38 (1) | ||
螺旋流動長度 | cm | 110 | 26 | 21 | 25 | 24 | 71 | 52 |
[表3]
比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | 比較例7 | 比較例8 | 比較例9 | 比較例10 | 比較例11 | ||||
組成比 | 成分(I) | A900 | 質量份 | 100 | 80 | 90 | 90 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
成分(II) | (1-B) | - | - | 10 | - | 20 | - | 10 | 15 | - | - | - | ||
(1-C) | - | 20 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
(9-B) | - | - | - | - | - | - | - | - | 20 | - | - | |||
(9-C) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 20 | - | |||
(10) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 20 | |||
成分(III) | Bondfast BF-7M | - | - | - | 10 | - | 20 | 10 | 5 | - | - | - | ||
分散相(B)之數量平均分散粒徑 | μm | - | 2.2 | 2.3 | - | 2.4 | - | 1.6 | 1.9 | 3.2 | 2.1 | 2.0 | ||
拉伸斷裂伸長率 | % | 3.0 | 5.8 | 9.0 | 15 | 13 | 45 | 32 | 21 | 4.5 | 4.8 | 4.9 | ||
夏比衝擊值(23℃) | kJ/m 2 | 6.0 | 8.3 | 12 | 26 | 13 | 39⑴ | 31 | 27 | 6.2 | 6.3 | 6.4 | ||
夏比衝擊值(-30℃) | kJ/m 2 | 2.7 | 4.6 | 8.2 | 9.3 | 8.4 | 11 | 10 | 9.8 | 2.9 | 3.3 | 3.6 | ||
螺旋流動長度 | cm | 74 | 52 | 58 | 14 | 53 | 12 | 20 | 22 | 63 | 25 | 26 |
[實施例16~22]
使用上述成分(I)~(III),以表4所示之組成比並使用雙軸擠出機ZSK28(Werner and Pfleiderer製造),以料筒設定溫度290℃、螺桿轉數200 rpm、噴出量9 kg/小時進行熔融混練,製造樹脂組合物。
然後,使用射出成形機,以料筒設定溫度290℃、模具溫度設定120℃進行射出成形,製作試片(ISO-527-2-1A)。
[比較例12~15]
使用改性共軛二烯系聚合物(9-B)作為成分(II)。
其他材料、條件設為與實施例16~22相同,以表5所示之組成比製造樹脂組合物,並製作試片。
將各樹脂組合物之分散相(B)之數量平均分散粒徑、韌性及耐衝擊性示於表4、表5中。
[表4]
實施例16 | 實施例17 | 實施例18 | 實施例19 | 實施例20 | 實施例21 | 實施例22 | ||||
組成比 | 成分(I) | TRF-8550FF | 質量份 | 90 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
成分(II) | (2-C) | 5 | 10 | 5 | 10 | 0 | 0 | 0 | ||
(4-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | |||
(6-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | |||
(8-C) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | |||
成分(III)) | Bondfast BF-7M | 5 | 10 | 15 | 0 | 10 | 10 | 0 | ||
Epo Friend AT501 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | |||
分散相(B)之數量平均分散粒徑 | μm | 1.1 | 1.0 | 0.72 | 0.92 | 0.92 | 0.91 | 1.10 | ||
拉伸斷裂伸長率 | % | 6.8 | 11.1 | 15.2 | 10.1 | 13.4 | 14.5 | 9.9 | ||
夏比衝擊值(23℃) | kJ/m 2 | 18 | 22 | 32 | 18 | 26 | 29 | 15 | ||
夏比衝擊值(-30℃) | kJ/m 2 | 8.7 | 14 | 19 | 12 | 17 | 18 | 10 | ||
螺旋流動長度 | cm | 322 | 295 | 244 | 293 | 288 | 280 | 300 |
[表5]
比較例12 | 比較例13 | 比較例14 | 比較例15 | ||||
組成比 | 成分(I) | TRF-8550FF | 質量份 | 100 | 90 | 80 | 80 |
成分(II) | (9-B) | 0 | 10 | 20 | 0 | ||
成分(III) | Bondfast BF-7M | 0 | 0 | 0 | 20 | ||
分散相(B)之數量平均分散粒徑 | μm | - | 3.2 | 3.3 | - | ||
拉伸斷裂伸長率 | % | 1.5 | 2.2 | 4.1 | 8.4 | ||
夏比衝擊值(23℃) | kJ/m 2 | 2.1 | 2.4 | 5.0 | 12 | ||
夏比衝擊值(-30℃) | kJ/m 2 | 0.9 | 3.3 | 3.4 | 7.4 | ||
螺旋流動長度 | cm | 362 | 330 | 311 | 111 |
[實施例23~27]
使用上述成分,並以表6所示之組成比製造樹脂組合物。
於包含成分(II)及成分(III)之情形時,混練係使成分(III)以約20質量%之濃度溶解於甲苯中並添加至環氧樹脂溶液中進行攪拌。
繼而,於常溫下進行真空乾燥,將甲苯之大部分去除。繼而添加硬化劑並進行攪拌,藉此獲得溶液狀樹脂組合物。
繼而,將上述溶液狀樹脂組合物加溫至80℃後,將上述溶液狀樹脂組合物注入至上述韌性試驗及夏比衝擊試驗所規定之形狀之模具中,並於140℃下壓縮成形2小時,藉此獲得樹脂組合物之硬化物。
將各樹脂組合物之分散相(B)之數量平均分散粒徑、韌性及耐衝擊性示於表6中。
[比較例16~21]
使用改性共軛二烯系聚合物(9-B)作為成分(II)。
其他材料、條件設為與實施例23~27相同,並以表7所示之組成比製造樹脂組合物,並製作試片。
將各樹脂組合物之分散相(B)之數量平均分散粒徑、韌性及耐衝擊性示於表6、7中。
[表6]
實施例23 | 實施例24 | 實施例25 | 實施例26 | 實施例27 | ||||
組成比 | 成分(I) | EXA-850CRP | 質量份 | 70 | 70 | 80 | 70 | 70 |
成分(II) | (3-B) | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
(3-C) | 0 | 30 | 20 | 15 | 15 | |||
成分(III) | Bondfast BF-7M Epo Friend AT501 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 | ||
0 | 0 | 0 | 0 | 15 | ||||
其他成分 | KA-1163 | 20 | 20 | 25 | 20 | 20 | ||
分散相(B)之數量平均分散粒徑 | μm | 1.1 | 0.88 | 0.93 | 0.73 | 0.68 | ||
拉伸斷裂伸長率 | % | 6.9 | 9.0 | 6.1 | 10.3 | 11.2 | ||
夏比衝擊值(23℃) | kJ/m 2 | 8.1 | 10.1 | 7.7 | 11.5 | 13.4 | ||
夏比衝擊值(-30℃) | kJ/m 2 | 6.0 | 8.3 | 5.5 | 9.8 | 11.4 |
[表7]
比較例16 | 比較例17 | 比較例18 | 比較例19 | 比較例20 | 比較例21 | ||||
組成比 | 成分(I) | EXA-850CRP | 質量份 | 100 | 70 | 80 | 70 | 70 | 70 |
成分(II) | (9-B) | 0 | 30 | 20 | 0 | 0 | 15 | ||
成分(III) | Bondfast BF-7M Epo Friend AT501 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 0 | ||
0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 15 | ||||
其他成分 | KA-1163 | 30 | 20 | 25 | 20 | 20 | 20 | ||
分散相(B)之數量平均分散粒徑 | μm | - | 3.5 | 3.6 | - | - | 2.4 | ||
拉伸斷裂伸長率 | % | 1.1 | 3.1 | 2.5 | 4.2 | 5.2 | 3.5 | ||
夏比衝擊值(23℃) | kJ/m 2 | 2.9 | 4.2 | 3.6 | 5.0 | 5.2 | 4.6 | ||
夏比衝擊值(-30℃) | kJ/m 2 | 1.2 | 2.1 | 1.8 | 2.9 | 3.3 | 2.7 |
根據表1~7之結果明確實施例1~27之耐衝擊性、韌性優異。
本申請案係基於在2021年7月27日向日本專利廳提出申請之申請案(特願2021-122776))、及在2021年9月21日向日本專利廳提出申請之申請案(特願2021-153417)者,其內容係作為參照而被引用至本文中。
[產業上之可利用性]
本發明之樹脂組合物可實際用作片材、膜、各種形狀之射出成形品、中空成形品、壓空成型品、真空成形品、擠出成形品、發泡成形品、不織布或纖維狀成形品、合成皮革等多種多樣之成形品而活用,該等成形品具有作為汽車內外裝材、建築材料、玩具、家電零件、醫療器具、工業零件、各種軟管、各種殼體、各種模組盒、各種功率控制單元零件、其他雜貨等用途之產業上之可利用性。
Claims (15)
- 一種樹脂組合物,其包含: 成分(I):具有極性基之樹脂(下述成分(II)除外); 成分(II):至少1種改性共軛二烯系聚合物,該改性共軛二烯系聚合物係於嵌段聚合物上鍵結有極性基者,上述嵌段聚合物具有: 選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、 將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、及 乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段, 上述極性基係選自由酸酐基、羥基、羧基、二羧基、環氧基、氧雜環丁基及胺基所組成之群中之至少1種; 上述樹脂組合物具有上述成分(I)之連續相(A)、及分散於上述連續相(A)中之包含上述成分(II)之分散相(B),上述分散相(B)之數量平均分散粒徑為1.5 μm以下, 上述成分(I)與上述成分(II)之質量比為成分(I):成分(II)=50/50~99/1。
- 如請求項1之樹脂組合物,其進而包含成分(III):具有與上述成分(I)及/或成分(II)有反應性之極性基的聚合物(上述成分(I)、(II)除外); 上述成分(II)與上述成分(III)之質量比為成分(II):成分(III)=1/99~99/1。
- 如請求項1之樹脂組合物,其中上述成分(I)包含選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂、及環氧樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。
- 如請求項2之樹脂組合物,其中上述成分(I)包含選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂、及環氧樹脂所組成之群中之至少1種樹脂。
- 如請求項3或4之樹脂組合物,其中上述成分(II)包含源自共軛二烯化合物之脂肪族雙鍵經氫化而成之氫化改性共軛二烯系聚合物。
- 如請求項3或4之樹脂組合物,其中上述成分(I)係聚苯硫醚系樹脂。
- 如請求項3或4之樹脂組合物,其中上述成分(II)包含鍵結有選自由羥基及羧基所組成之群中之至少1種極性基之改性共軛二烯系聚合物。
- 如請求項2或3之樹脂組合物,其中上述成分(III)係具有選自由環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基所組成之群中之至少1種極性基之聚合物。
- 如請求項2或3之樹脂組合物,其中上述成分(III)係具有環氧基之烯烴系彈性體。
- 如請求項5之樹脂組合物,其中上述氫化改性共軛二烯系聚合物之氫化率為90%以下。
- 如請求項3或4之樹脂組合物,其中上述成分(II)中之乙烯基芳香族單體單元之含量為40質量%以下。
- 如請求項2或3之樹脂組合物,其中上述成分(III)係包含具有環氧基之聚合性單體與不飽和烴系化合物之共聚物的具有環氧基之彈性體。
- 如請求項2或3之樹脂組合物,其中上述成分(III)係具有環氧基之聚合性單體、不飽和烴系化合物及(甲基)丙烯酸酯及/或乙酸乙烯酯之共聚物。
- 一種樹脂組合物之製造方法,其具有如下步驟: 針對改性共軛二烯系聚合物(成分(II)),其具有選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、 將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、及 乙烯基芳香族單體單元與共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段,且 具有選自由羥基、及羧基所組成之群中之至少1種極性基; 具有極性基之樹脂(成分(I)),其係選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、及聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂所組成之群中之至少1種;及 烯烴系彈性體(成分(III)),其具有選自由環氧基、㗁唑啉基、及氧雜環丁基所組成之群中之至少1種極性基; 將上述具有極性基之樹脂(成分(I))與上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之質量比設為具有極性基之樹脂:改性共軛二烯系聚合物=50/50~99/1, 將上述改性共軛二烯系聚合物與上述具有極性基之烯烴系彈性體之質量比設為改性共軛二烯系聚合物:具有極性基之烯烴系彈性體=1/99~99/1,並進行混練,從而獲得樹脂組合物之步驟;及 使上述樹脂組合物具有上述具有極性基之樹脂(成分(I))之連續相(A)、及分散於上述連續相(A)中之包含上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))之分散相(B),並使上述分散相(B)之數量平均分散粒徑成為1.5 μm以下之步驟。
- 一種成形體,其係如下樹脂組合物之成形體,該樹脂組合物包含: 具有極性基之樹脂(成分(I)),其係選自由聚苯硫醚系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂、及聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂所組成之群中之至少1種; 改性共軛二烯系聚合物(成分(II)),其具有選自將乙烯基芳香族單體單元作為主體之聚合物嵌段(A)、將共軛二烯單體單元作為主體之聚合物嵌段(B)、乙烯基芳香族單體單元及共軛二烯單體單元之無規聚合物嵌段(C)中之至少2種聚合物嵌段;及 具有環氧基之烯烴系彈性體(成分(III));且 上述改性共軛二烯系聚合物(成分(II))具有選自由羥基、羧基所組成之群中之至少一種極性基, 上述成形體滿足下述條件(I-1)~(II-1): <條件(I-1)> 由成形體所獲得之寬10 mm、長170 mm、厚2 mm之短條狀試片於常溫下,於拉伸速度5 mm/min下之拉伸斷裂伸長率為25%以上, <條件(II-1) 由成形體所獲得之長約80 mm、寬約10 mm、厚約4 mm之短條狀試片於-30℃下之夏比衝擊試驗中之夏比衝擊值為15 kJ/m 2。
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