TW202421720A - 熱塑性樹脂組成物及成形品 - Google Patents
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Abstract
一種熱塑性樹脂組成物,其係包含原料的至少一部分為源自生質的聚醯胺(A)、橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D)之熱塑性樹脂組成物,其特徵在於:於聚醯胺(A)、橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)及酸改質乙烯系樹脂(D)之合計100質量份中,含有20~70質量份的聚醯胺(A)、5~45質量份的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、合計10~75質量份的芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D)、0.1~40質量份的酸改質乙烯系樹脂(D)。
Description
本發明係關於一種熱塑性樹脂組成物,其包含使用了源自生質(源自植物等生物的有機資源)的原料之聚醯胺,成形性良好,耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性優異,同時當與由相同或其他材料所構成的零件動態接觸時,抑制吱吱作響聲音(摩擦聲)之發生。又,本發明關於該熱塑性樹脂組成物之成形品。
熱塑性樹脂組成物係被廣泛利用作為車輛、OA(辦公室自動化)機器、家庭電化機器、電氣・電子機器、建材等零件之成形材料等。
其中,聚醯胺樹脂由於具有優異的機械強度、耐化學性、耐磨耗性等之特徵,因此被使用於汽車、電氣・電子・機械零件等工業用品、運動・休閒用品等許多的用途。然而,聚醯胺樹脂具有塗裝性或耐衝擊性差之缺點。又,聚醯胺樹脂係因其化學結構而容易吸水,有尺寸變化大之問題。因此,為了改良該等缺點,以往進行了許多的研究。
例如,有提案一種橡膠改質尼龍組成物,其使用將不飽和羧酸、苯乙烯與丙烯腈共聚合而成之含羧酸基的共聚物作為相溶化劑,於聚醯胺樹脂中摻合ABS樹脂(參照專利文獻1)。
已知聚醯胺樹脂係藉由添加玻璃纖維或碳纖維等無機填充材,而顯著地提高成形品的耐熱性、尺寸安定性、剛性。例如,有提案一種熱塑性樹脂組成物,其係在包含聚醯胺樹脂與ABS樹脂之組成物中摻合玻璃纖維或碳纖維等(參照專利文獻2)。該熱塑性樹脂組成物係成為耐衝擊性、尺寸安定性、剛性、耐熱性優異,且性能平衡良好之成形材料。
於該等領域所用的熱塑性樹脂製零件(「由熱塑性樹脂組成物X所成的零件」)之中,有與由和熱塑性樹脂組成物X相同或不同的材料所成之熱塑性樹脂製零件、硬化樹脂製零件、或者由金屬或無機化合物所成之無機材料製零件等其他零件組合而使用者。例如,藉由使熱塑性樹脂製零件與其他零件接觸配置,而將該等零件以特定間隔配置者(參照專利文獻3及4)。特別地,已知熱塑性樹脂製零件彼此鄰接(僅兩者接觸或在一部分具有接著部,同時兩者接觸,或是兩者以特定間隔配置)時,因振動、旋轉、扭轉、滑動、衝擊等而一方或兩方移動或變形,進行動態接觸,發生吱吱作響聲音(摩擦聲)。該吱吱作響聲音據說是因兩個物體互相摩擦時發生的黏滑(stick-lip)現象所造成的聲音。
黏滑現象據說是與習知物體彼此之滑動現象不同的現象。
黏滑現象係如圖1所示,被理解為摩擦力周期地大變動之現象。具體而言,黏滑現象係如圖2所示地發生。亦即,如圖2(a)之模型所示,在以驅動速度V移動的驅動台上,放置經彈簧所連接的物體M時,物體M首先因靜摩擦力之作用以驅動速度V與移動的台一起如圖2(b)地向右方向移動。然後,當被彈簧復原的力與該靜摩擦力相等時,物體M向與驅動速度V相反的方向滑出。此時,由於物體M受到動摩擦力,故在彈簧之力與該動摩擦力相等的圖2(c)之時間點停止滑動。亦即,變成附著於驅動台,再向與驅動速度V相同的方向移動(圖2(d))。
將其稱為黏滑現象。
如圖1所示,若靜摩擦係數μs與鋸齒波形下端的摩擦係數μl之差Δμ大,則容易發生吱吱作響聲音。
動摩擦係數變成μs及μl之中間值。因此,即使靜摩擦係數之絕對值小,也只要Δμ大,則容易發生吱吱作響聲音。吱吱作響聲音係成為損害汽車室內或辦公室內、住宅室內的舒適性或安靜性的大原因。因此,強烈要求抑制或減低吱吱作響聲音的發生。
關於抑制該吱吱作響聲音(摩擦聲)的發生之技術,近年來有各種提案。
例如,專利文獻3中揭示一種熱塑性樹脂組成物,其包含橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(A,B)、結晶性熱塑性樹脂(C)及纖維狀或層狀的填充材(D),依照JIS K7121-1987測定的熔點存在於0~100℃及170~280℃,彎曲彈性模數為3,000MPa以上。
專利文獻4中揭示一種由熱塑性樹脂組成物所成之汽車內裝零件,該組成物包含:(A)苯乙烯系樹脂8~93質量%,其係由橡膠強化苯乙烯系樹脂(A1)及/或該乙烯系單體(b)的苯乙烯系(共)聚合物(A2)所構成,其中橡膠強化苯乙烯系樹脂(A1)係於由共軛二烯系橡膠質聚合物(a-1)及/或丙烯酸系橡膠質聚合物(a-2)所成之橡膠質聚合物(a)存在下,將由芳香族乙烯基化合物、或芳香族乙烯基化合物及與該芳香族乙烯基化合物能共聚合的其他乙烯基單體所成之乙烯系單體(b)聚合而成者;(B)烯烴系樹脂5~90質量%;及(C)嵌段共聚物2~50質量%,其係由含有以芳香族乙烯基化合物為主的聚合物嵌段與以共軛二烯化合物為主的聚合物嵌段之嵌段共聚物及其氫化物所選出的至少1種;上述(A)成分、(B)成分及(C)成分之合計為100質量%。
於熱塑性樹脂製零件與其他零件重複接觸時,熱塑性樹脂製零件之表面係磨耗,有時在與其他零件之間形成間隙。為了抑制它,例如已知於以聚醯胺樹脂作為主成分的熱塑性樹脂組成物中,進一步含有無機系填充劑而成之熱塑性樹脂組成物(參照專利文獻5)。然而,以聚醯胺6為代表的聚醯胺樹脂,由於容易發生吸濕或尺寸變化,因此難以長期地維持吱吱作響聲音發生的抑制或減低。
另一方面,近年來由於循環型社會的構築,於材料領域中代替化石燃料的原料,生質之利用係受到注目。生質係由二氧化碳與水所光合成之有機化合物。生質係藉由利用其,再度成為二氧化碳與水,所謂碳中和(由環境中的二氧化碳之排出量與吸收量相同,故可抑制溫室效果氣體的二氧化碳之增加)的原料。最近,以該等生質作為原料的生質塑膠之實用化係急速進展。進行從該等生質原料來製造通用高分子材料的聚醯胺之嘗試。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特公平7-84549號公報
專利文獻2:日本特開2002-212383號公報
專利文獻3:國際公開第2014/175332號
專利文獻4:日本特開2011-168186號公報
專利文獻5:日本特開2019-172759號公報
發明所欲解決的課題
本發明之目的在於提供一種包含源自生質的聚醯胺之熱塑性樹脂組成物,其成形性良好,耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性優異,同時與由相同或其他材料所構成的零件動態接觸時,抑制吱吱作響聲音(摩擦聲)的發生。
解決課題的手段
本發明者等人發現:於源自生質的聚醯胺(A)中,以特定比例摻合橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D),而成形性良好,耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性優異,同時可顯著減低上述吱吱作響聲音之發生。
本發明將以下當作要旨。
[1]一種熱塑性樹脂組成物,其係包含原料的至少一部分為源自生質的聚醯胺(A)、橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D)之熱塑性樹脂組成物,其特徵在於:
於聚醯胺(A)、橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)及酸改質乙烯系樹脂(D)之合計100質量份中,含有20~70質量份的聚醯胺(A)、5~45質量份的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、合計10~75質量份的芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D)、0.1~40質量份的酸改質乙烯系樹脂(D)。
[2]如請求項1記載之熱塑性樹脂組成物,其中前述橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)具備橡膠質聚合物(b)部與包含接枝於橡膠質聚合物(b)之源自乙烯系單體的結構單元之樹脂(m)部,
該橡膠質聚合物(b)之重量平均粒徑為0.20~0.70μm。
[3]如[2]記載之熱塑性樹脂組成物,其中前述橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)包含依照JIS K7121-1987所測定的熔點為0~100℃的乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)部作為前述橡膠質聚合物(b)。
[4]如[3]記載之熱塑性樹脂組成物,其中前述橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)係在依照JIS K7121-1987所測定的熔點為0~100℃的乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之存在下,將包含芳香族乙烯基化合物的乙烯系單體進行聚合而得者。
[5]一種成形品,其係由如[1]~[4]中任一項記載之熱塑性樹脂組成物所成。
發明的效果
根據本發明之熱塑性樹脂組成物,包含源自生質的聚醯胺,成形性良好,耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性優異,同時可提供當與由相同或其他材料所構成的零件動態接觸時,抑制吱吱作響聲音(摩擦聲)之發生的成形品。
本發明之熱塑性樹脂組成物進一步含有使用特定乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物之強化乙烯系接枝樹脂,可得到吱吱作響聲音(摩擦聲)之發生被長期抑制之成形品。
實施發明的形態
以下詳細地說明本發明之熱塑性樹脂組成物及成形品之實施形態。
本說明書中所謂「(甲基)丙烯酸」,就是意指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。所謂「(甲基)丙烯酸酯」,就是意指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。「(甲基)丙烯醯基」意指丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基。
「(共)聚合物」意指均聚物及/或共聚物。
[熱塑性樹脂組成物]
本發明之熱塑性樹脂組成物係包含原料的至少一部分為源自生質的聚醯胺(A)、橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D)之熱塑性樹脂組成物,其特徵在於:於聚醯胺(A)、橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)及酸改質乙烯系樹脂(D)之合計100質量份中,含有20~70質量份的聚醯胺(A)、5~45質量份的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、合計10~75質量份的芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D)、0.1~40質量份的酸改質乙烯系樹脂(D)。
以下,有將源自生質的聚醯胺(A)簡稱為「聚醯胺(A)」或「(A)成分」之情況。有將橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)、酸改質乙烯系樹脂(D)分別稱為「(B)成分」、「(C)成分」、「(D)成分」。
本發明之成分(B)、成分(C)及成分(D)係在成分(B)包含橡膠質聚合物部,成分(C)及成分(D)不含橡膠質聚合物部之點上不同。
成分(C)與成分(D)係在相對於成分(D)包含由羧基及/或酸酐基所成的酸改質基,成分(C)不含該等酸改質基之點上不同。
如後述,於橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)之製造時,橡膠質聚合物(b)中包含源自乙烯系單體的結構單之樹脂所化學鍵結的接枝共聚物(B-1),及包含不與橡膠質聚合物(b)鍵結而以游離狀態存在的源自乙烯系單體的結構單元之樹脂(B-2)係生成。
本發明中,將於此生成的接枝共聚物(B-1)當作成分(B)的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B),不與同時生成的橡膠質聚合物接枝的樹脂(B-2)係定義為成分(C)或成分(D)。
於橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)之製造時,有極少量但乙烯系單體不接枝的橡膠質聚合物僅殘留。然而,該比例由於為極少量,故當作包含於橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)中。
成分(B)與成分(C)及/或成分(D)之辨別,係可藉由使用丙酮的溶劑分離而進行。將橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)製造時的反應生成物投入丙酮中並振動後,藉由離心分離等進行固液分離而得的丙酮不溶分係相當於成分(B)。丙酮可溶分係相當於成分(C)及/或成分(D)。
本發明之成分(C)與成分(D)可作為成分(B)之製造時所生成的丙酮可溶分,用於熱塑性樹脂組成物之製造中,亦可使用與成分(B)之製造分開地製造之成分(C)、(D),也可使用該等之兩者。
<聚醯胺(A)>
聚醯胺(A)係在主鏈具有酸醯胺鍵(-CO-NH-)的樹脂。聚醯胺(A)係可藉由習知之方法,亦即環結構的內醯胺或胺基酸之聚合,或者二羧酸及二胺之縮聚合而製造。因此,作為聚醯胺(A),可使用均聚醯胺、共聚醯胺等。
本發明所使用之原料的至少一部分為源自生質的聚醯胺(A),例如是聚醯胺11、聚醯胺610、聚醯胺1010、聚醯胺410、聚醯胺MXD10樹脂、聚醯胺11・6T共聚合樹脂等,為在原料的至少一部分中使用了源自生質的單體之聚醯胺。從容易提高碳中和的效果,成形品的耐衝擊性、長期耐久性之觀點來看,特佳的聚醯胺(A)為聚醯胺11。
聚醯胺11係具有碳原子數11的單體經由醯胺鍵而鍵結的結構之聚醯胺。通常聚醯胺11可使用胺基十一酸或十一內醯胺作為單體。特別地,胺基十一酸因為是由蓖麻油所得的單體,故從碳中和之觀點來看較宜。該等源自碳原子數11的單體之構成單元之含量,較佳為聚醯胺11的全部構成單元中的50莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上,也可為100莫耳%。
聚醯胺11通常係藉由前述十一內醯胺的開環聚合而製造。開環聚合所得之聚醯胺11通常以熱水去除內醯胺單體後,進行乾燥後以擠壓機來熔融擠出。
聚醯胺610係具有碳原子數6的二胺與碳原子數10的二羧酸聚合成的結構之聚醯胺樹脂。通常,利用六亞甲基二胺與癸二酸。其中癸二酸因為是由蓖麻油所得之單體,故從碳中和之觀點來看較宜。源自碳原子數6的單體之構成單元與源自碳原子數10的單體之構成單元的合計含量,較佳為聚醯胺610的全部構成單元中的50莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上,亦可為100莫耳%。
聚醯胺1010係具有碳原子數10的二胺與碳原子數10的二羧酸聚合成的結構之聚醯胺樹脂。通常,利用1,10-癸二胺(十亞甲基二胺)與癸二酸。十亞甲基二胺、癸二酸因為是由蓖麻油所得之單體,故從碳中和之觀點來看較宜。該等源自碳原子數10的單體之構成單元與源自碳原子數10的單體之構成單元的合計含量,較佳為聚醯胺1010的全部構成單元中的50莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上,亦可為100莫耳%。
聚醯胺410係具有碳原子數4的二胺與碳原子數10的二羧酸聚合成的結構之聚醯胺樹脂。通常,利用十四亞甲基二胺與癸二酸。癸二酸因為是由蓖麻油所得之單體,故從碳中和之觀點來看較宜。該等源自碳原子數4的單體之構成單元與源自碳原子數10的單體之構成單元的合計含量,較佳為聚醯胺410的全部構成單元中的50莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上,亦可為100莫耳%。
聚醯胺(A)之末端亦可被羧酸、胺等所封閉。作為羧酸,可舉出己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、山萮酸等之脂肪族單羧酸。作為胺,可舉出己胺、辛胺、癸胺、月桂胺、肉豆蔻胺、棕櫚胺、硬脂胺、山萮胺等之脂肪族一級胺等。
藉由ASTM6866(放射性碳14C的含有率測定)所求出的聚醯胺(A)之植物度較佳為50%以上,特佳為80~100%。
聚醯胺(A)之依據JIS K7121-1987的熔點,從與橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)、酸改質乙烯系樹脂(D)的混合容易度之觀點來看,較佳為160℃以上,更佳為170℃以上。聚醯胺(A)的熔點之上限係沒有特別的限制,但通常為280℃。
本發明之熱塑性樹脂組成物可包含聚醯胺(A)的僅1種,也可包含2種以上。
<橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)>
橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)具備橡膠質聚合物(b)部與包含接枝於橡膠質聚合物(b)之源自乙烯系單體的結構單元之樹脂(m)部,橡膠質聚合物(b)與樹脂(m)部係化學地鍵結。
作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的橡膠質聚合物(b),有乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)、二烯系橡膠質聚合物(b2)、丙烯酸系橡膠質聚合物(b3)、矽氧系橡膠質聚合物(b4)等。從吱吱作響聲音減低、耐衝擊性等機械特性、鍍敷、塗裝性的2次加工性之觀點來看,較佳包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)及/或二烯系橡膠質聚合物(b2),更佳包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)。
因此,橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)較佳為在乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物及/或二烯系橡膠質聚合物(b2)、尤其乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之存在下,將乙烯系單體聚合而得之接枝樹脂。
(橡膠質聚合物(b)之重量平均粒徑)
構成橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的橡膠質聚合物(b)之重量平均粒徑較佳為0.20~0.70μm,更佳為0.23~0.60μm,尤佳為0.25~0.50μm。
若橡膠質聚合物(b)之重量平均粒徑成為上述下限以上,則可得到耐衝擊性、抑制吱吱作響聲音(摩擦聲)的發生之效果優異的熱塑性樹脂組成物。若橡膠質聚合物(b)之重量平均粒徑為上述上限以下,則可得到耐化學性優異的熱塑性樹脂組成物。
本發明中,橡膠質聚合物(b)之平均粒徑係用以下測定方法1或測定方法2所測定之值。
<平均粒徑之測定方法1>
使用Microtrac(日機裝公司製「Nanotrac UPA-EX150」動態光散射法)作為測定裝置,使用純水作為測定溶劑,求出重量平均粒徑、數量平均粒徑。
此測定方法主要用於測定藉由乳化聚合的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)中之橡膠質聚合物(b)的平均粒徑。
尚且,分散於乳膠中的橡膠質聚合物(b)之平均粒徑係與熱塑性樹脂組成物中的橡膠質聚合物(b)之平均粒徑同等,藉由電子顯微鏡的影像解析來確認。
<平均粒徑之測定方法2>
於製造橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)時,使橡膠質聚合物(b)溶解於溶劑中的溶液聚合之情況中,藉由熱塑性樹脂組成物的穿透型電子顯微鏡照相影像解析,測定熱塑性樹脂組成物中的橡膠質聚合物(b)之粒徑,求出重量平均粒徑(體積平均粒徑)、數量平均粒徑。
此方法主要使用於測定藉由溶液聚合的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)中之橡膠質聚合物(b)的平均粒徑。
(乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1))
乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)係包含源自乙烯的結構單元與源自α-烯烴的結構單元之共聚物。
作為該α-烯烴,可舉出丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十六烯、1-二十烯等。該等α-烯烴可單獨或組合2種以上使用。α-烯烴之碳原子數,從使用本發明之熱塑性樹脂組成物所得之成形品的外觀性及耐衝擊性之觀點來看,較佳為3~20,更佳為3~12,尤佳為3~8。
構成乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之源自乙烯的結構單元及源自α-烯烴之結構單元的含有比例,從得到成形性良好,耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性優異,同時與由相同或其他材料所構成的零件動態接觸時抑制吱吱作響聲音(摩擦聲)之發生的成形品來看,將兩者之合計設為100質量%時,較佳源自乙烯的結構單元為5~95質量%及源自α-烯烴的結構單元為5~95質量%,更佳源自乙烯的結構單元為50~95質量%及源自α-烯烴的結構單元為5~50質量%,尤佳源自乙烯的結構單元為60~95質量%及源自α-烯烴的結構單元為5~40質量%。
本發明中,較佳的乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)係依照JIS K7121-1987所測定的熔點在0~100℃之範圍的乙烯-α-烯烴系共聚物,在該範疇內,亦可具有源自其他單體的結構單元。作為其他單體,可舉出烯基降莰烯類、環狀二烯類、脂肪族二烯類等之非共軛二烯化合物。源自其他單體的結構單元可單獨或組合2種以上使用。源自非共軛二烯化合物的結構單元之含有比例的上限,當將構成乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)的結構單元之全量設為100質量%時,較佳為10質量%,更佳為5質量%,尤佳為3質量%。
乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之熔點,從得到成形性良好,耐衝擊性、耐化學性、與由相同或其他材料所構成的零件動態接觸時吱吱作響聲音(摩擦聲)的發生被抑制之成形品來看,更佳為10~90℃,尤佳為20~80℃。
乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之熔點存在於0~100℃之範圍者,意指該橡膠質聚合物具有結晶性。若乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)具有結晶性部分,則黏滑現象的發生被抑制,因與由相同或其他材料所構成的零件之接觸所造成的吱吱作響聲音之發生係被減低。
乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1),從充分地得到本發明之效果來看,較佳為由源自乙烯的結構單元與源自α-烯烴的結構單元所構成之乙烯-α-烯烴共聚物。作為乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1),更佳為乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物,特佳為乙烯-丙烯共聚物。
該等乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)可單獨或組合2種以上使用。
(二烯系橡膠質聚合物(b2))
作為二烯系橡膠質聚合物(b2),可舉出聚丁二烯、聚異戊二烯等之均聚物;苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物等之丁二烯系共聚物;苯乙烯-異戊二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-異戊二烯共聚物等之異戊二烯系共聚物等。該等可為無規共聚物,也可為嵌段共聚物。
該二烯系橡膠質聚合物(b2)可為交聯聚合物,也可為未交聯聚合物。
該等二烯系橡膠質聚合物(b2)可單獨或組合2種以上使用。
(丙烯酸系橡膠質聚合物(b3))
丙烯酸系橡膠質聚合物(b3)係沒有特別的限定,但較佳烷基的碳數為1~8個的(甲基)丙烯酸烷酯化合物之(共)聚合物,或該(甲基)丙烯酸烷酯化合物和與其能共聚合的乙烯系單體之共聚物。
作為此處所使用之烷基的碳數為1~8個的丙烯酸烷酯化合物之具體例,可舉出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸環己酯等。
作為甲基丙烯酸烷酯化合物之具體例,可舉出甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸環己酯等。
於該等化合物之中,較佳為丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯,特佳為丙烯酸正丁酯。
該等可單獨1種或組合2種以上而使用。
該等丙烯酸系橡膠質聚合物(b3)可單獨或組合2種以上使用。
(矽氧系橡膠質聚合物(b4))
作為矽氧系橡膠質聚合物(b4),並無特別的限制,但較佳為具有乙烯基聚合性官能基的聚有機矽氧烷,從顯色性之觀點來看,較佳為聚矽氧/丙烯酸系複合橡膠。
作為聚矽氧/丙烯酸系複合橡膠,較佳為聚有機矽氧烷與(甲基)丙烯酸烷酯系聚合物複合成的聚矽氧/丙烯酸系複合橡膠。聚矽氧/丙烯酸系複合橡膠例如可依照日本特開2016-125006號公報中記載之方法進行製造。
該等矽氧系橡膠質聚合物(b4)可單獨或組合2種以上使用。
形成橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的樹脂(m)部之乙烯系單體係沒有特別的限定,但主要可使用芳香族乙烯基化合物、氰化乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、馬來醯亞胺系化合物、進而後述給予具有羧基的結構單元的乙烯系單體、給予酸酐基的乙烯系單體、具有其他官能基的乙烯系單體等。於該等之中,較佳芳香族乙烯基化合物及氰化乙烯基化合物。
上述芳香族乙烯基化合物只要是具有至少一個乙烯基鍵與至少一個芳香族環之化合物,就沒有特別的限定。作為芳香族乙烯基化合物之例,可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、o-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、對第三丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙烯基萘等。於該等之中,較佳為苯乙烯、α-甲基苯乙烯,特佳為苯乙烯。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為上述氰化乙烯基化合物,可舉出丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、α-乙基丙烯腈、α-異丙基丙烯腈等。於該等之中,較佳為丙烯腈。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為上述(甲基)丙烯酸酯化合物,可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為上述馬來醯亞胺系化合物,可舉出馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺、N-異丙基馬來醯亞胺、N-丁基馬來醯亞胺、N-十二基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、N-(2-甲基苯基)馬來醯亞胺、N-(4-甲基苯基)馬來醯亞胺、N-(2,6-二甲基苯基)馬來醯亞胺、N-(2,6-二乙基苯基)馬來醯亞胺、N-苄基馬來醯亞胺、N-萘基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。該等可單獨或組合2種以上使用。
於聚合物鏈中,為了導入源自馬來醯亞胺系化合物的結構單元,例如亦可採用:將馬來酸酐的不飽和二羧酸酐共聚合後,進行醯亞胺化之方法。
作為給予具有羧基的結構單元之乙烯系單體(含羧基的不飽和化合物),可舉出(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、伊康酸、巴豆酸、桂皮酸等。於該等之中,較佳為甲基丙烯酸。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為給予具有酸酐基的結構單元之乙烯系單體(不飽和酸酐),可舉出馬來酸酐、伊康酸酐、檸康酸酐等。該等可單獨或組合2種以上使用。
於上述乙烯系單體以外,亦可使用具有由羥基、胺基、環氧基及㗁唑啉基選出的至少1種官能基之乙烯系單體。
例如,作為具有羥基的乙烯系單體(含羥基的不飽和化合物),可舉出(甲基)丙烯酸羥基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等之具有羥基的(甲基)丙烯酸酯;o-羥基苯乙烯、m-羥基苯乙烯、p-羥基苯乙烯、o-羥基-α-甲基苯乙烯、m-羥基-α-甲基苯乙烯、p-羥基-α-甲基苯乙烯、2-羥基甲基-α-甲基苯乙烯、3-羥基甲基-α-甲基苯乙烯、4-羥基甲基-α-甲基苯乙烯、4-羥基甲基-1-乙烯基萘、7-羥基甲基-1-乙烯基萘、8-羥基甲基-1-乙烯基萘、4-羥基甲基-1-異丙烯基萘、7-羥基甲基-1-異丙烯基萘、8-羥基甲基-1-異丙烯基萘、p-乙烯基苄基醇、3-羥基-1-丙烯、4-羥基-1-丁烯、順式-4-羥基-2-丁烯、反式-4-羥基-2-丁烯、3-羥基-2-甲基-1-丙烯等。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為具有胺基的乙烯系單體(含胺基的不飽和化合物),可舉出丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸丙基胺基乙酯、丙烯酸二甲基胺基甲酯、丙烯酸二乙基胺基甲酯、丙烯酸2-二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸胺基乙酯、甲基丙烯酸丙基胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲基胺基甲酯、甲基丙烯酸二乙基胺基甲酯、甲基丙烯酸2-二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸苯基胺基乙酯、p-胺基苯乙烯、N-乙烯基二乙基胺、N-乙醯基乙烯基胺、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯基胺等。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為給予具有環氧基的結構單元之乙烯系單體(含環氧基的不飽和化合物),(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸3,4-氧基環己酯、乙烯基環氧丙基醚、烯丙基環氧丙基醚、甲基烯丙基環氧丙基醚等。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為具有㗁唑啉基的乙烯系單體(含㗁唑啉基的不飽和化合物),可舉出乙烯基㗁唑啉、4-甲基-2-乙烯基-2-㗁唑啉、5-甲基-2-乙烯基-2-㗁唑啉、2-乙烯基-4,4-二甲基-2-㗁唑啉、2-異丙烯基-2-㗁唑啉、4-甲基-2-異丙烯基-2-㗁唑啉、5-甲基-2-異丙烯基-2-㗁唑啉、2-異丙烯基-4,4-二甲基-2-㗁唑啉等。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為上述樹脂(m)部,較佳為包含源自芳香族乙烯基化合物的結構單元及源自氰化乙烯基化合物的結構單元之樹脂(m1)部,以及包含源自芳香族乙烯基化合物的結構單元、源自氰化乙烯基化合物的結構單元及源自給予具有羧基的結構單元之乙烯系單體的結構單元,亦即源自含羧基的不飽和化合物及/或不飽和酸酐的結構單元之樹脂(m2)部,更佳為包含源自芳香族乙烯基化合物的結構單元及源自氰化乙烯基化合物的結構單元之樹脂(m1)部。
樹脂(m)部為包含源自芳香族乙烯基化合物的結構單元及源自氰化乙烯基化合物的結構單元之樹脂(m1)部時,形成樹脂(m)部的源自乙烯系單體的結構單元之合計100質量%中的源自芳香族乙烯基化合物的結構單元及源自氰化乙烯基化合物的結構單元之合計量的比例之下限,從使用本發明之熱塑性樹脂組成物所得之成形品的外觀性及耐衝擊性之觀點來看,較佳為50質量%,更佳為70質量%,尤佳為90質量%。
樹脂(m1)部所含有之源自芳香族乙烯基化合物的結構單元之含量及源自氰化乙烯基化合物的結構單元之含量的比例,從使用本發明之熱塑性樹脂組成物所得的成形品之外觀性、耐衝擊性及色調之觀點來看,較佳源自芳香族乙烯基化合物的結構單元為50~95質量%及源自氰化乙烯基化合物的結構單元為5~50質量%,更佳源自芳香族乙烯基化合物的結構單元為60~85質量%及源自氰化乙烯基化合物的結構單元為15~40質量%,尤佳源自芳香族乙烯基化合物的結構單元為65~80質量%及源自氰化乙烯基化合物的結構單元為20~35質量%。
樹脂(m)部為進一步含有源自含羧基的不飽和化合物及/或不飽和酸酐的結構單元之樹脂(m2)部時,源自含羧基的不飽和化合物及/或不飽和酸酐的結構單元之含量,係在形成樹脂(m2)部的源自乙烯系單體的結構單元之合計100質量%中,較佳為0.1~20質量%,更佳為1~20質量%,尤佳為2~8質量%。若為上述範圍內,則可得到成形性良好,且耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性、成形外觀良好之成形品。
樹脂(m2)部中的源自芳香族乙烯基化合物的結構單元與源自氰化乙烯基化合物的結構單元之含有比例,較佳為與上述樹脂(m1)部中同樣之比例。
橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)所包含的橡膠質聚合物(b)部及樹脂(m)部之含有比例,從得到成形性良好,耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性優異,同時與由相同或其他材料所構成的零件動態接觸時,吱吱作響聲音(摩擦聲)的發生被抑制之成形品來看,將兩者之合計設為100質量%時,較佳橡膠質聚合物(b)部為20~90質量%及樹脂(m)部為10~80質量%,更佳橡膠質聚合物(b)部為25~84質量%及樹脂(m)部為16~75質量%,尤佳橡膠質聚合物(b)部為30~77質量%及樹脂(m)部為23~70質量%。
成分(B)的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)之接枝率通常為10~150%,較佳為15~120%,更佳為20~100%,特佳為30~80%。若成分(B)之接枝率在前述範圍,則所得之熱塑性樹脂組成物的耐衝擊性、成形性變更良好。
成分(B)之接枝率可藉由下述數式(1)求得。
接枝率(質量%)=((S-T)/T)×100…(1)
上述式(1)中,S為將成分(B)或藉由上述接枝聚合之製造方法所得之成分(B)與成分(C)及/或成分(D)之混合物1g投入丙酮20mL中,在25℃之溫度條件下,藉由振動機進行2小時振動後,在5℃的溫度條件下,以離心分離機(轉動數;23,000rpm)進行60分鐘離心分離後,分離不溶分與可溶分而得的不溶分之質量(g)。
T為成分(B)1g所含有的橡膠質聚合物(b)之質量(g)。
橡膠質聚合物(b)之質量係可藉由從聚合配方及聚合轉化率所算出之方法、紅外線吸收光譜(IR)、熱分解氣相層析、CHN元素分析等求出之方法等而獲得。
成分(B)之接枝率例如可藉由適宜選擇製造成分(B)時的接枝聚合所用之鏈轉移劑的種類及使用量、聚合起始劑的種類及使用量、聚合時的單體成分之添加方法及添加時間、聚合溫度等而調整。
本發明之熱塑性樹脂組成物可包含橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的僅1種,也可包含結構單元之種類或組成、物性等不同者的2種以上。
作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的橡膠質聚合物(b),如前述,可使用乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)、二烯系橡膠質聚合物(b2)、丙烯酸系橡膠質聚合物(b3)、矽氧系橡膠質聚合物(b4)等。因此,作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B),有包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)作為橡膠質聚合物(b)的接枝樹脂、包含二烯系橡膠質聚合物(b2)作為橡膠質聚合物(b)的接枝樹脂、包含丙烯酸系橡膠質聚合物(b3)作為橡膠質聚合物(b)的接枝樹脂、包含矽氧系橡膠質聚合物(b4)作為橡膠質聚合物(b)的接枝樹脂等,可由該等之中組合2種以上而使用。
從減低吱吱作響聲音之觀點來看,較佳單獨使用包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)作為橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)。為了賦予耐衝擊性、鍍敷性、塗裝性等,較佳併用包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)作為橡膠質聚合物(b)的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B),與包含二烯系橡膠質聚合物(b2)作為橡膠質聚合物(b)的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)。
橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)例如可藉由在熔點(Tm)為0~100℃的乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)等之橡膠質聚合物(b)之存在下,將由芳香族乙烯基化合物及依所欲的能與該芳香族乙烯基化合物共聚合的其他乙烯系化合物所成之乙烯系單體進行接枝聚合而製造。該製造方法中的聚合方法只要能得到接枝共聚物的成分(B),就沒有特別的限定,可採用眾所周知之方法。作為聚合方法,可採用乳化聚合、懸浮聚合、溶液聚合、塊狀聚合或組合此等之聚合方法。於該等聚合方法中,可適宜使用眾所周知的聚合起始劑、鏈轉移劑(分子量調節劑)、乳化劑等。
於上述製造方法中,通常得到在乙烯系單體彼此的(共)聚合物接枝聚合橡膠質聚合物(b)的接枝共聚物(B-1)之上述成分(B)與未接枝聚合於橡膠質聚合物(b)的乙烯系單體彼此的(共)聚合物樹脂(B-2)之上述成分(C)及/或成分(D)之混合生成物。視情況地,上述混合生成物亦有時包含該(共)聚合物未接枝聚合之橡膠質聚合物(b)。本發明之熱塑性樹脂組成物含有成分(B)、成分(C)及成分(D)作為必要成分。換言之,含有上述成分(B)與成分(C)及成分(D)之兩者作為必要成分。因此,可將如上述所製造的上述成分(B)與成分(C)及/或成分(D)之混合生成物當作成分(B)、成分(C)及/或成分(D),直接使用作為本發明之熱塑性樹脂組成物之原料。
上述成分(B)的接枝共聚物(B-1)係可藉由使用丙酮的溶劑分離,從上述成分(B)與成分(C)及/或成分(D)的樹脂(B-2)之混合生成物分離出。具體而言,將上述成分(B)與上述成分(C)及/或成分(D)之混合生成物投入丙酮中並振動後,藉由離心分離,得到上述成分(B)作為丙酮不溶分,得到上述成分(C)及/或成分(D)作為丙酮可溶分。
因此,本發明之熱塑性樹脂組成物中的成分(B)之原料,亦可使用從上述成分(B)與成分(C)及/或成分(D)之混合生成物中藉由上述丙酮分離而分離出的丙酮不溶分。同樣地,本發明之熱塑性樹脂組成物中的成分(C)及/或成分(D)之原料,亦可使用從上述成分(B)與上述成分(C)及/或成分(D)之混合生成物中藉由上述丙酮分離而分離出的丙酮可溶分。上述成分(B)、成分(C)及成分(D)亦可為將上述分離出的成分(B)及成分(C)及/或成分(D)進行混合而製造的混合物。
<芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)>
芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)係具有至少源自包含芳香族乙烯基化合物的乙烯系單體的結構單元之共聚物。芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)較佳具有與包含源自芳香族乙烯基化合物的結構單元及源自氰化乙烯基化合物的結構單元之前述樹脂(m1)部同樣的結構單元組成。
芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)可為在成分(B)之製造時作為樹脂(B-2)者,也可與該樹脂(B-2)不同地,不使用橡膠質聚合物,將包含芳香族乙烯基化合物的乙烯系單體共聚合而得者,亦可包含兩者。
使用在成分(B)之製造時作為樹脂(B-2)生成的成分(C)與不使用橡膠質聚合物而另外製造的成分(C)時,該等可為與乙烯系單體組成或物性等不同者,也可為相同者。
本發明之熱塑性樹脂組成物中的成分(C)之極限黏度(甲基乙基酮中,30℃)通常為0.1~1.5dL/g,較佳為0.15~1.2dL/g,更佳為0.15~1.0dL/g。若極限黏度在前述範圍,則本發明之熱塑性樹脂組成物的耐衝擊性、成形性變更良好。
成分(C)及後述成分(D)之極限黏度[η]之測定係以下述方法進行。
首先,使成分(C)或成分(D)、或者成分(B)與成分(C)及/或成分(D)之混合生成物的丙酮可溶分溶解於甲基乙基酮中,調製5個濃度不同者。使用烏氏黏度管,從在30℃下測定各濃度的還原黏度之結果,求出極限黏度[η] (dL/g)。
本發明之熱塑性樹脂組成物可包含成分(C)的僅1種,也可包含結構單元之種類或組成、物性等不同者的2種以上。
<酸改質乙烯系樹脂(D)>
酸改質乙烯系樹脂(D)係至少具有源自酸改質基,亦即具有羧基及/或酸酐基的乙烯系單體的結構單元之共聚物。酸改質乙烯系樹脂(D)較佳具有與包含源自芳香族乙烯基化合物的結構單元及源自氰化乙烯基化合物的結構單元與源自含羧基的不飽和化合物及/或不飽和酸酐的結構單元之前述樹脂(m2)部同樣的結構單元組成。
酸改質乙烯系樹脂(D)可為在成分(B)之製造時作為樹脂(B-2)生成者,亦可與該樹脂(B-2)不同地,不使用橡膠質聚合物,將包含芳香族乙烯基化合物及氰化乙烯基化合物與含羧基的不飽和化合物及/或不飽和酸酐之乙烯系單體共聚合而得者,也可包含兩者。
使用在成分(B)之製造時作為樹脂(B-2)生成的成分(D)與不使用橡膠質聚合物而另外製造的成分(D)時,該等可為與乙烯系單體組成或物性等不同者,也可為相同者。
本發明之熱塑性樹脂組成物中的成分(D)之極限黏度(甲基乙基酮中,30℃)通常0.1~1.5dL/g,較佳為0.15~1.2dL/g,更佳為0.15~1.0dL/g。若極限黏度在前述範圍,則本發明之熱塑性樹脂組成物之耐衝擊性、成形性變更良好。
本發明之熱塑性樹脂組成物可包含成分(D)的僅1種,也可包含結構單元之種類或組成、物性等不同者的2種以上。
<各成分之含量>
相對於成分(A)、成分(B)、成分(C)與成分(D)之合計100質量份,本發明之熱塑性樹脂組成物所包含的成分(A)之含量為20~70質量份,較佳為25~65質量份,更佳為30~60質量份。
若成分(A)之含量為上述下限以上,則因含有成分(A)所致的耐衝擊性、耐化學性、吱吱作響聲音之減低效果優異。又,可提高因含有源自生質的聚醯胺(A)所致的碳中和效果。若成分(A)之含量為上述上限以下,則可確保其他成分(B)~(D)之含量,成為長期耐久性優異者。
相對於成分(A)、成分(B)、成分(C)與成分(D)之合計100質量份,本發明之熱塑性樹脂組成物所包含的成分(B)之含量為5~45質量份,較佳為7~40質量份,更佳為10~35質量份。
若成分(B)之含量為上述下限以上,則因含有成分(B)所致的耐衝擊性、吱吱作響聲音之減低效果優異。若成分(B)之含量為上述上限以下,則可確保其他成分(A)、(C)、(D)之含量,成為耐化學性優異者。
併用2種以上的成分(B)時,例如併用包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)作為橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)與包含二烯系橡膠質聚合物(b2)作為橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)時,本發明之熱塑性樹脂組成物中各自的含量,相對於成分(A)、成分(B)、成分(C)與成分(D)之合計100質量份,從減低吱吱作響聲音之觀點來看,較佳包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)為5~30質量份,包含二烯系橡膠質聚合物(b2)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)為30~1質量份,更佳包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)為10~30質量份,包含二烯系橡膠質聚合物(b2)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)為20~1質量份,尤佳包含乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)為10~30質量份,包含二烯系橡膠質聚合物(b2)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)為10~1質量份。
如前述,本發明所用之成分(B)的橡膠質聚合物(b)之重量平均粒徑較佳為0.20~0.70μm,更佳為0.23~0.60μm,特佳為0.25~0.50μm。
成分(B)亦可含有包含上述重量平均粒徑之範圍外的橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)。惟,若含有包含重量平均粒徑未達0.15μm的橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B),則所得之熱塑性樹脂組成物的耐衝擊性或吱吱作響聲音(摩擦聲)的發生之抑制效果有變差的傾向。
因此,本發明之熱塑性樹脂組成物含有包含重量平均粒徑未達0.15μm的橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)時,其含量相對於成分(A)、成分(B)、成分(C)與成分(D)之合計100質量份,較佳為45質量份以下,更佳為30質量份以下,特佳為0~20質量份。
本發明中,較佳為在成分(B)的總質量100質量%之中,30質量%以上,尤其50質量%以上,特別70~100質量%為包含重量平均粒徑0.20~0.70μm的橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)。
相對於成分(A)、成分(B)、成分(C)與成分(D)之合計100質量份,本發明之熱塑性樹脂組成物所包含的成分(C)與成分(D)之合計含量為20~65質量份,較佳為25~60質量份,更佳為30~55質量份。
若成分(C)與成分(D)之合計含量為上述下限以上,則因含有成分(C)與成分(D)所致的耐衝擊性、長期耐久性優異。若成分(C)與成分(D)之合計含量為上述上限以下,則可確保其他成分(A)、(B)之含量,成為耐衝擊性、耐化學性優異者。
相對於成分(A)、成分(B)、成分(C)與成分(D)之合計100質量份,本發明之熱塑性樹脂組成物所包含的成分(D)之含量為0.1~40質量份,較佳為2~38質量份,更佳為5~36質量份。
成分(D)係有效於成分(A)之水解抑制、成分(A)與成分(B)及成分(C)之相溶性提升。若成分(D)之含量為上述下限以上,則因成分(D)所致的上述效果優異,可得到耐衝擊性、長期耐久性、抑制吱吱作響聲音優異之熱塑性樹脂組成物。若成分(D)之含量過多過,則成分(D)彼此進行反應而使熱塑性樹脂組成物的成形性或成形外觀降低。因此,成分(D)之含量係設為上述上限以下。
從耐衝擊性、長期耐久性之觀點來看,僅成分(C)之含量,係使相對於相對於成分(C)與成分(D)之合計100質量份,成分(A)與成分(B)成為未達45質量份,更佳未達40質量份,特佳未達35質量份。
成分(B)之製造中與前述接枝共聚物(B-1)一起生成的樹脂(B-2),亦有因成分(B)之製造中使用的乙烯系單體之種類而無法辨別相當於成分(C)或相當於成分(D)之情況。通常,成分(B)之製造中使用的乙烯系單體包含前述含羧基的不飽和化合物及/或不飽和酸酐時,樹脂(B-2)可被視為成分(D)。不包含含羧基的不飽和化合物及/或不飽和酸酐時,樹脂(B-2)被視為成分(C)。
源自成分(B)的本發明之熱塑性樹脂組成物所包含的前述橡膠質聚合物(b)之含量,相對於成分(B)、成分(C)與成分(D)之合計100質量份,較佳為5~80質量份,更佳為10~70質量份,尤佳為15~65質量份,特佳為20~60質量份。若橡膠質聚合物(b)部之含量在上述範圍,則更改善由本發明之熱塑性樹脂組成物所成的成形品之機械強度、吱吱作響聲音之減低效果。
基於與前述橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)中的包含重量平均粒徑0.20~0.07μm的橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)之含量同樣之理由,本發明之熱塑性樹脂組成物所包含的橡膠質聚合物(b)之全量100質量%中的30質量%以上、尤其50質量%以上、特佳70~100質量%,較佳為重量平均粒徑0.20~0.70μm的橡膠質聚合物(b)。
又,基於與含有包含前述重量平均粒徑未達0.15μm的橡膠質聚合物(b)之橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的情況同樣的理由,於本發明之熱塑性樹脂組成物所包含的橡膠質聚合物(b)之全量100質量%中,重量平均粒徑未達0.15μm的橡膠質聚合物(b)較佳為70質量%以下,更佳為50質量%以下,特佳為0~30質量%。
<熔體體積速率(MVR)>
本發明之熱塑性樹脂組成物的熔體體積速率(MVR)係在240℃、98N之條件下,較佳為10~70cm
3/10min,更佳為15~60cm
3/10min,特佳為20~50cm
3/10min。若MVR為上述下限以上,則成形性優異。若MVR為上述上限以下,則耐衝擊性等機械強度優異。
本發明之熱塑性樹脂組成物的MVR係以後述實施例之項目中記載之方法進行測定。
<植物度>
本發明之熱塑性樹脂組成物之植物度,從碳中和之觀點來看,較佳為20%以上,更佳為25%以上,尤佳為30%以上。本發明之熱塑性樹脂組成物之植物度之上限係沒有特別的限制,但從相對於源自生質的聚醯胺(A),摻合(B)成分、(C)成分及(D)成分的必要量之觀點來看,通常為70%以下。
此處,本發明之熱塑性樹脂組成物之植物度,係作為相對於熱塑性樹脂組成物中之源自生質的聚醯胺(A)之質量比例,乘以源自該生質的聚醯胺(A)之植物度而得之百分率求出。
<噪音風險指數>
本發明之熱塑性樹脂組成物係使用齊格勒(ZIEGLER)公司製的黏滑試驗機「SSP-02」,於以後述實施例中記載之方法所測定的試驗中,在溫度23℃、濕度50%RH、負載5N、速度1mm/秒之條件下所測定的噪音風險指數較佳為5以下,更佳為3以下。根據德國汽車工業協會的基準(VDA203-260),噪音風險指數3以下為合格。該較佳的噪音風險指數係可藉由適宜調整成分(A)~(D)等之摻合量而滿足。
<熱塑性樹脂組成物之製造方法>
本發明之熱塑性樹脂組成物係可藉由將成分(A)、成分(B)、成分(C)及成分(D)以及依所欲的其他成分以所欲的摻合比率進行混合,熔融混練而得。如前述,藉由接枝聚合製造成分(B)時,由於亦生成成分(C)及/或成分(D),故得到成分(B)與成分(C)及/或成分(D)之混合物。成分(B)及成分(C)及/或成分(D)之混合物係可直接作為原料使用。又,亦可與成分(B)分開製造的成分(C)及/或成分(D)追加地混合於該混合物中。成分(B)之製造時所生成的成分(C)及/或成分(D),可與成分(B)之製造分開製造的成分(C)及/或成分(D),在互相的共聚合組成、極限黏度等之物性相同,也可不同。
作為可摻合至本發明之熱塑性樹脂組成物中的成分(A)~(D)以外之其他成分,可舉出造核劑、滑劑、熱安定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、防老化劑、可塑劑、抗菌劑、著色劑、填充材等。該等成分可在不損害本發明目的之範圍內摻合。
作為填充材,較佳使用纖維狀或層狀者。
作為纖維狀填充材,可舉出玻璃纖維、陶瓷晶鬚等之無機纖維、碳纖維、聚芳醯胺纖維等之有機纖維。
作為層狀填充材,例如可舉出鱗片狀或平板狀填充材。具體而言,可舉出蒙脫石、鋰膨潤石、蛭石、皂石、玻璃碎片等。
本發明之熱塑性樹脂組成物含有填充材時,填充材之含量,相對於成分(A)、成分(B)、成分(C)及成分(D)之合計100質量份,較佳為5~50質量份,更佳為8~35質量份,特佳為10~25質量份。若填充材之含量在上述範圍,則所得之成形品的剛性更優異而較宜。
本發明之熱塑性樹脂組成物係視需要,在不損害本發明目的之範圍內,可含有成分(A)~(D)以外的其他熱塑性樹脂。作為其他熱塑性樹脂,例如可舉出聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚乳酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、耐衝擊性聚苯乙烯樹脂、ASA樹脂等。亦可摻合不是源自生質的聚醯胺樹脂。該等可單獨或組合2種以上使用。
於本發明之熱塑性樹脂組成物中摻合成分(A)~(D)以外的其他熱塑性樹脂時,從以特定比例使用成分(A)~(D)而有效地得到本發明之效果之觀點來看,成分(A)~(D)以外的其他熱塑性樹脂之含量,係在成分(A)~(D)與其他熱塑性樹脂之合計100質量份中較佳設為50質量份以下。
本發明之熱塑性樹脂組成物係可將各成分以特定的摻合比,用轉鼓混合機或亨舍爾混合機等混合後,使用單軸擠壓機、雙軸擠壓機、班布里混合機、捏合機、輥、進給擠出機等之混練機,在適當的條件下熔融混練而製造。較佳的混練機為雙軸擠壓機。
混練各成分時,可一次混練各成分,也可多段地分割摻合而進行混練。以班布里混合機、捏合機等進行混練後,亦可藉由擠壓機來顆粒化。
填充材中的纖維狀者,係為了防止混練中之切斷,較佳為藉由側進料器從擠壓機之中途來供給。
熔融混練溫度通常為200~300℃,較佳為220~280℃。
[成形品]
將本發明之熱塑性樹脂組成物進行成形而得之成形品,係藉由使用作為包含至少2個互相接觸的零件之物品的至少1個零件,而可抑制在該物品發生吱吱作響聲音者。
根據本發明,提供一種物品,其係包含至少2個互相接觸的零件之物品,其中前述零件的至少1個為由本發明之熱塑性樹脂組成物所構成的成形品之物品(以下,亦稱為「本發明之物品」)。此時,較佳2個以上的零件為由本發明之熱塑性樹脂組成物所構成的成形品,更佳全部零件為由本發明之熱塑性樹脂組成物所構成的成形品。
從本發明之熱塑性樹脂組成物來製造上述成形品或零件之方法,並無任何的限制。例如,可舉出射出成形、射出壓縮成形、氣體輔助成形、加壓成形、吹塑成形、異形擠出成形。另外,可舉出以壓延成形或T字模擠出成形為代表的薄膜及薄片成形等眾所周知之方法。
本發明之熱塑性樹脂組成物係適合作為:在上述物品的零件中至少2個零件經常或間歇地接觸而振動、扭轉、衝擊等之外力施加於物品時,兩零件的接觸部互相稍微地移動或碰撞之物品的成形材料。該接觸部的接觸態樣可為面接觸、線接觸、點接觸等之任一者,也可被部分地接著。
具體而言,可舉出:如圖3所示,零件10之一面與零件20之一面以互相對接的狀態接著之物品;如圖4~8所示,零件10之一部分以嵌合於零件20中形成的凹部之狀態接觸之物品等。
作為零件彼此以嵌合的狀態接觸之物品的具體例,可舉出以下之(1)~(4)等。
(1)如圖4所示,零件10之一端以緊密地嵌合於零件20中形成的互補的凹部之狀態而接觸之物品
(2)如圖5所示,於零件20之角落部中形成的零件20之互補的凹部各自,以零件10之各端部緊密地嵌合於其之狀態進行接觸之物品
(3)如圖6所示,於大致平行配置的2個零件10中各自所形成之互補的凹部,以零件20之各端部緊密地嵌合之狀態進行接觸之物品
(4)如圖7所示,將具備與零件10之內側面尺寸相同尺寸的外側面尺寸之零件20,以嵌套狀插入零件10之中,兩者之內側面與外側面以緊密嵌合之狀態進行接觸之物品
本發明之物品中的2個零件不一定互相緊密地嵌合。如圖8所示,亦可為以某程度的空隙或遊隙互相嵌合,當振動、扭轉、衝擊等之外力施加於物品時,互相重複接觸及非接觸之物品。
作為複合地具備如上述的接觸部之物品,可舉出如圖9(A)~(C)所示之物品。圖9(A)~(C)之物品中,零件10為由底面全部開口的長方體所構成之量器狀零件。零件20具備與零件10同樣之形狀,同時為在上面之中央部形成有矩形開口之成形品。如圖9(A)~(C)所示,零件20可被嵌合於零件10之中。零件20的外周面與零件10的內周面互相接觸,兩者若受到振動等之外力,則稍微地變形而重複接觸及非接觸。
如圖10所示,零件20係在對向的外側面具備突起30。如圖9(A)~(C)所示,零件10係在對向的2個側面具備收容零件20的突起30之孔洞。使零件10嵌於零件20時,藉由將突起30扣合於該孔洞,兩零件的嵌合不容易脫落。
藉由以本發明之熱塑性樹脂組成物,成形為零件10及零件20之至少1個,例如即使外力施加於圖9(C)之箭頭方向時,也可防止吱吱作響聲音之發生。外力之方向係不限定於圖9(C)之方向,即使從其他方向來施加外力時,也在以本發明之熱塑性樹脂組成物成形為零件10及零件20之至少1個之情況中,防止吱吱作響聲音之發生。亦可變更圖9(A)~(C)之突起30的剖面形狀及零件10的孔洞形狀,將兩零件變更為壓入配合之構成。
圖11(A)~(C)中,除了零件10及零件20係分別代替突起30及扣合於其的孔,使用接著劑31接著零件10及零件20之內側面與外側面的一部分以外,顯示與圖9(A)~(C)之物品同樣的態樣。代替接著劑31,亦可藉由雷射熔接等將零件10及零件20互相地熔接。此方法係有利於兩零件為熱塑性樹脂成形品之情況。特別地,於雷射熔接中較佳為組合由穿透雷射光的透明熱塑性樹脂與吸收雷射光的熱塑性樹脂所構成之零件。作為具體的製品,可舉出車載速度計等之計器類、照明燈等。
圖12(A)~(C)之例係除了在零件10與零件20之對向側面的對向位置開孔,以螺栓與螺帽33通過該2個孔結合而固定兩零件之方式構成以外,顯示與圖9(A)~(C)之物品同樣的態樣。代替螺栓螺帽,亦可使用螺絲、銷釘、鉚釘、襯套、支架、鉸鏈、釘子等,固定零件10及零件20。
如圖14(A)~(C)所示之物品,其具備如圖13所示由長方形板狀的本體與由兩端向長度方向外側突出圓柱狀軸19的形狀之零件18,及使該零件18的軸19插入而能將零件18繞著軸19旋轉地支撐之框狀零件28,該物品亦適合於以本發明之熱塑性樹脂組成物來成形。藉由以本發明之熱塑性樹脂組成物成形為零件18及零件28之至少一者,使零件18繞著軸19旋轉時,或對物品施加振動等之外力時,可抑制吱吱作響聲音發生。
如圖14(A)~(C)所示,框狀零件28具備複數的開口部29時,該物品可適用作為藉由零件18之角度來調節空氣的流量或方向之裝置。作為該裝置,可舉出家庭用及車載用的空調機、空氣清淨機、送風機等之吹出口。
於上述物品中,將零件10、18及零件20、28之至少任一者設為由本發明之熱塑性樹脂組成物所成之成形品,可顯著減低吱吱作響聲音之發生。另外一方的物品也可設為由本發明之熱塑性樹脂組成物所成的成形品。
作為構成由本發明之熱塑性樹脂組成物以外的材料所成之零件之材料,可舉出各種的熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、橡膠、有機質材料、無機質材料、金屬材料。
作為構成由本發明之熱塑性樹脂組成物以外的材料所成之零件的熱塑性樹脂,例如可舉出聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、耐衝擊性聚苯乙烯樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)樹脂、聚醯胺(PA)樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚乳酸樹脂、PC/ABS樹脂、PC/AES樹脂、PA/ABS樹脂、PA/AES樹脂等。該等可單獨或以2種以上之組合使用。
作為構成由本發明之熱塑性樹脂組成物以外的材料所成之零件的熱硬化性樹脂,例如可舉出酚樹脂、環氧樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂等。該等可單獨或以2種以上之組合使用。
作為構成由本發明之熱塑性樹脂組成物以外的材料所成之零件的橡膠,可舉出氯丁二烯橡膠、聚丁二烯橡膠、乙烯-丙烯橡膠、SEBS、SBS、SIS等之各種合成橡膠、天然橡膠等。該等可單獨或以2種以上之組合使用。
作為構成由本發明之熱塑性樹脂組成物以外的材料所成之零件的有機質材料,例如可舉出絕緣板、MDF(中質纖維板)、硬板、塑合板、木芯板、LVL(單板積層材)、OSB(配向性板)、PSL(Parallam)、WB(wafer board)、硬質纖維板、軟質纖維板、木芯合板、板芯合板、特殊芯合板、膠合板芯合板、含有螺絲攻(tap)樹脂之紙的積層薄片/板、於將(舊)紙等弄碎後的細小片/線狀體中混合接著劑並加熱壓縮之板、各種的木材等。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為構成由本發明之熱塑性樹脂組成物以外的材料所成之零件的無機質材料,例如可舉出矽酸鈣板、可撓性板、均水泥板、石膏板、被覆石膏板、強化石膏板、石膏板條板、化妝石膏板、複合石膏板、各種陶瓷、玻璃等。該等可單獨或組合2種以上使用。
作為構成由本發明之熱塑性樹脂組成物以外的材料所成之零件的金屬材料,可舉出鐵、鋁、銅、各種合金等。該等可單獨或組合2種以上使用。
於該等之中,特佳為熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂及橡膠、ABS樹脂、AES樹脂、PC樹脂、ABS樹脂、PC/AES樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂。
本發明之物品係其零件之至少一個由本發明之熱塑性樹脂組成物所成形者,即使因振動、滑動等而零件彼此重複抵接及非抵接,也抑制吱吱作響聲音之發生。因此,本發明之物品可適用於汽車用零件、事務用機器零件、住宅用零件、家電用零件等。
將汽車用零件作為本發明之熱塑性樹脂組成物的成形品時,例如即使因車輛行進時的振動而該零件重複與其他零件抵接及非抵接時,也可大幅減低吱吱作響聲音之發生。
若本發明之熱塑性樹脂組成物含有二烯系橡膠,則由於低溫下的破壞特性優異,故特別適合汽車內裝用零件。
作為如此的汽車用零件,可舉出門飾、車門內襯、立柱裝飾、控制台、門套、通風口、導管、空調的板狀葉片、閥活門、百葉窗、儀表遮陽板、儀表板上部裝飾、儀表板下部裝飾、A/T指示燈、開關(滑動部、滑板)、格柵前除霜器、格柵側除霜器、蓋組、蓋安裝器、面罩類(面罩開關、面罩收音機等)、手套箱、口袋(口袋甲板、口袋卡等)、轉向裝置車輪喇叭墊、開關零件、汽車導航用外裝零件等。其中,特別適合作為通風口、空調的板狀葉片、空調的板狀葉片、百葉窗、開關零件、汽車導航用外裝零件。
將事務用機器零件作為本發明之熱塑性樹脂組成物之成形品時,例如即使因機器作動時之振動、桌子抽屜之開閉而該零件重複與其他零件抵接及非抵接時,也可大幅減低吱吱作響聲音之發生。
將住宅用零件作為本發明之熱塑性樹脂組成物之成形品時,例如即使因門、拉門之開閉而該零件重複與其他零件抵接及非抵接時,也可大幅減低吱吱作響聲音之發生。
將家電用零件作為本發明之熱塑性樹脂組成物之成形品時,例如即使因機器作動時之振動而該零件重複與其他零件抵接及非抵接時,也可大幅減低吱吱作響聲音之發生。作為如此的家電用零件,可舉出盒、外殼等之外裝零件、內裝零件、開關周圍的零件、可動部的零件等。
本發明之成形品係不僅減低吱吱作響聲音之發生,而且手觸感良好、剛性高,因此例如特別適合作為電氣或電子機器、光學機器、照明機器、事務用機器、或家電製品之零件、汽車內裝用零件、住宅內裝用零件等。其中,除了汽車等車輛之以手觸摸的零件,例如輔助握把等之握把之外,還特別適合作為如方向盤、門把之零件及攜帶用物品。
作為電氣或電子機器及光學機器之零件,可舉出手經常觸摸的數位攝影機、靜態相機等相機的外殼或蓋子;掌上型電腦、行動電話、行動資訊終端等的外殼或蓋子等。
作為照明機器之零件,可舉出吸頂燈的面板、蓋子、連接器、開關周圍的零件等。
作為事務機器用之零件,可舉出盒、外殼等之外裝零件、內裝零件、開關周圍的零件、可動部的零件、桌鐘零件、桌子抽屜、影印機的用紙托盤等。
作為家電製品之零件,可舉出盒、外殼等之外裝零件、內裝零件、開關周圍的零件、可動部的零件等。
作為汽車內裝用零件,例如除了門把、方向盤、輔助握把等之握把之外,還可舉出門飾、車門內襯、立柱裝飾、控制台、控制箱、中央面板、門套、通風口、導管、空調機、儀表遮陽板、儀表板上部裝飾、儀表板下部裝飾、A/T指示燈、開關(滑動部、滑板)、開關擋板、格柵前除霜器、格柵側除霜器、蓋組、蓋安裝器、面罩類(面罩開關、面罩收音機等)、手套箱、口袋(口袋甲板、口袋卡等)、轉向裝置車輪喇叭墊、開關零件、汽車導航用外裝零件等。
作為住宅內裝用零件,可舉出門把、架子門、椅子阻尼器、桌子折疊腳可動零件、開門/關門阻尼器、滑動門導軌、窗簾導軌。
實施例
以下,藉由實施例,更具體地說明本發明。本發明不限於只有以下之實施例。
以下,只要沒有特別預先指明,則份及%係以質量基準。
[測定・評價方法]
以下之實施例及比較例中的各種物性及特性之測定・評價方法係如以下。
(1)熔體體積速率(MVR)之測定
對於熱塑性樹脂組成物,依照ISO 1133規格進行測定。MVR係成為熱塑性樹脂組成物的流動性,亦即成形性之基準。
(2)藉由熔體體積速率(MVR)的耐濕熱老化性之評價
將熱塑性樹脂組成物的顆粒,在ESPEC公司製的恆溫恆濕槽「PL-2SPH」中,於60℃、80%RH之條件下靜置500小時後,從恆溫恆濕槽取出顆粒,進行上述熔體體積速率(MVR)之測定,藉由下述式算出MVR之變化率。變化率愈小,濕熱老化性愈良好。
因濕熱老化所致的MVR之變化率(%)=(濕熱老化後的MVR/濕熱老化前的MVR)×100
(3)藉由附V形缺口的夏比(Charpy)衝擊強度之耐衝擊性之評價
藉由東芝機械製射出成形機「IS-170FA」(商品名),將熱塑性樹脂組成物在料筒溫度250℃、射出壓力80MPa、模具溫度60℃下進行射出成形,採集長度80mm、寬度10mm、厚度4mm的成形片。對於該試驗片,依據ISO試驗法179,在測定溫度23℃、-30℃、試驗片厚度4mm之條件下,測定附V形缺口的夏比衝擊強度(kJ/m
2)。
(4)藉由附V形缺口的夏比衝擊強度之耐吸濕衝擊性之評價
將上述附V形缺口的夏比試驗用成形片,在ESPEC公司製的恆溫恆濕槽「PL-2SPH」中,於23℃、50%RH之條件下靜置168小時後,從恆溫恆濕槽取出試驗片,進行上述夏比衝擊強度之測定,藉由下述式算出夏比衝擊強度之變化率。變化率愈接近100%,表示愈難以吸濕之基準。
因吸濕所造成的夏比衝擊強度之變化率(%)=(吸濕後的夏比衝擊強度/吸濕前的夏比衝擊強度)×100
(5)藉由防曬乳液的耐化學性之評價
於與上述(3)中同樣之條件下,將熱塑性樹脂組成物之經由射出成形所製作的長條狀試驗片(150mm×10mm× 2mm),沿著具有曲率漸漸變化的表面之彎曲成形體法試驗夾具而固定。其次,在試驗片上塗佈藥液,在23℃之環境下放置48小時。確認放置後的試驗片中有無發生龜裂及裂痕,由試驗夾具的曲率求出極限應變[%]。作為藥液,使用防曬乳液(資生堂製「Anessa」)。
臨界應變之數值愈大,耐化學性愈良好。
(6)熱劣化後的吱吱作響聲音評價(噪音風險指數)之測定
藉由使用東芝機械製的射出成形機「IS-170FA」(商品名),將熱塑性樹脂組成物在料筒溫度250℃、射出壓力50MPa、模具溫度60℃之條件下進行射出成形,從所得之縱150mm、橫100mm、厚度4mm之成形品,用圓盤鋸切出縱60mm、橫100mm、厚度4mm及、縱50mm、橫25mm、厚度4mm的試驗片。其次,以號數#100的砂紙將試驗片的端部去角後,以切刀去除細的毛邊,得到大小2片的吱吱作響聲音評價用試驗片。
將上述評價用試驗片放置在經調整至80℃±5℃的烘箱槽內300小時後,在25℃下冷卻24小時而得到經熱老化的評價用試驗片。將經熱老化的大小2片的試驗片設置於齊格勒(ZIEGLER)公司製黏滑試驗機「SSP-02」,在溫度23℃、濕度50%RH、負載5N、速度1mm/秒之條件下,測定以振幅20mm磨擦3次時的噪音風險指數。
噪音風險指數愈大,吱吱作響聲音愈容易發生。此試驗法係使其熱老化而進行評價,因此亦可評價吱吱作響聲音減低效果的持續性。
(7)吸濕後的吱吱作響聲音(噪音風險指數)評價
將上述吱吱作響聲音評價用試驗片放置在經調整至80℃±5℃的烘箱槽內300小時後,在25℃下冷卻24小時而得到經熱老化的評價用試驗片,更將此試驗片在ESPEC公司製的恆溫恆濕槽「PL-2SPH」中於25℃、50%RH之條件下靜置168小時。對於所得之評價用試驗片,與上述同樣地測定噪音風險指數。
(8)耐熱性(HDT)
依據ISO 75-2:2013年度版,測定1.8MPa負載貫層方向法之撓曲溫度。
[使用原料]
於以下之實施例及比較例中,熱塑性樹脂組成物之製造所用的原料為以下之市售品或依照以下製造例所製造者。
<聚醯胺(A)>
作為聚醯胺(A),使用以下的市售品。
PA11:ARKEMA公司製「Rilsan BMNO」(聚醯胺11,植物度:100%,熔點:190℃)
PA1010:DAICEL-EVONIK公司製「Vestamid Terra DS22」(聚醯胺1010,植物度:100%,熔點:200℃)
PA610:ARKEMA公司製「Rilsan SMVO」(聚醯胺610,植物度:62%,熔點:225℃)
<製造例1:成分(B1)與成分(C1)之混合生成物之製造>
於裝備有螺帶型攪拌機翼、助劑連續添加裝置、溫度計等之容積20公升的不鏽鋼製高壓釜中,作為乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物,投入乙烯-丙烯共聚物(乙烯/丙烯=78/22(%),木尼(Mooney)黏度(ML1+4,100℃)20,熔點(Tm):40℃,玻璃轉移溫度(Tg):-50℃)30份、苯乙烯50份、丙烯腈20份、t-十二基硫醇0.5份、甲苯110份,將內溫升溫至75℃,攪拌高壓釜內容物1小時而成為均勻溶液。其後,添加第三丁基過氧異丙基單碳酸酯0.45份,將內溫更升溫。到達100℃後,一邊保持該溫度,一邊以攪拌旋轉數100rpm進行聚合反應。從聚合反應開始後第4小時起,將內溫升溫至120℃,一邊保持該溫度,一邊更進行2小時反應,結束聚合反應。聚合轉化率為98%。
其後,將內溫冷卻至100℃,添加十八基-3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯酚)-丙酸酯0.2份、二甲基聚矽氧油:KF-96-100cSt(商品名:信越聚矽氧股份有限公司製)0.02份後,從高壓釜抽出反應混合物,藉由水蒸氣蒸餾餾去未反應物與溶劑,再者使用附40mmϕ排氣口的擠壓機(料筒溫度220℃、真空度760mmHg),使揮發分實質地脫氣,進行顆粒化。
於所得之乙烯-α-烯烴系橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(B1)(作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的成分(B1)與作為芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)的成分(C1)之混合物)中,乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物之含有率為30%(聚合由轉化率來計算),丙酮不溶分為47%,丙酮可溶分為53%,接枝率為55%,丙酮可溶分之極限黏度[η]為0.33dL/g,依照JIS K7121-1987測定的熔點為40℃。又,以前述測定方法2(穿透型電子顯微鏡照相解像處理)所求出的溶液聚合系內的乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物之重量平均粒徑(體積平均粒徑)、數量平均粒徑分別為0.45μm、0.35μm。
<製造例2:成分(B2)與成分(C2)之混合生成物之製造>
混合與製造例1所用者同樣之乙烯-丙烯共聚物100份、作為酸改質烯烴聚合物的馬來酸酐改質聚乙烯(三井化學公司製,「三井High wax 2203A」,質量平均分子量:2,700,酸價:30mg/g)20份及作為陰離子系乳化劑的牛脂脂肪酸鉀(油酸鉀、硬脂酸鉀、棕櫚酸鉀之混合物)5份。將此混合物從雙軸螺桿擠壓機(池貝公司製「PCM30」,L/D=40)的料斗以4kg/Hr供給,從在該雙軸螺桿擠壓機之排氣部所設置的供給口,一邊連續地供給混合有氫氧化鉀0.5份與離子交換水2.4份之水溶液,一邊加熱至220℃,進行熔融混練而擠出。將熔融混練物連續地供給至在雙軸螺桿擠壓機之前端所安裝的冷卻裝置,冷卻到90℃。然後,將由雙軸螺桿擠壓機前端所吐出的固體投入至80℃的溫水中,使其連續地分散,稀釋到固體成分濃度40%附近為止,得到烯烴樹脂水性分散體。以前述測定方法1(動態光散射法)求出所得之烯烴樹脂中的乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物之粒徑,結果重量平均粒徑為0.40μm(數量平均粒徑:0.26μm)。
於附有攪拌機的不鏽鋼聚合槽中,置入烯烴樹脂水性分散體(乙烯-丙烯共聚物的固體成分為60份),以固體成分濃度成為30%之方式將離子交換水加到烯烴樹脂水性分散體中,添加硫酸亞鐵0.006份、焦磷酸鈉0.3份、果糖0.35份及牛脂脂肪酸鉀(油酸鉀、硬脂酸鉀、棕櫚酸鉀之混合物)1.0份,將溫度設為80℃。於其中,150分鐘連續地添加苯乙烯30份、丙烯腈10份及異丙苯氫過氧化物1.0份,將聚合溫度保持在80℃,進行乳化聚合,得到包含乙烯-α-烯烴系橡膠強化芳香族乙烯系樹脂的水性分散體。於包含橡膠改質接枝聚合物之水性分散體中添加抗氧化劑,以硫酸進行固體成分之析出,經過脫水、洗淨、乾燥之步驟,得到粉狀的乙烯-α-烯烴系橡膠強化芳香族乙烯系樹脂。
於所得之乙烯-α-烯烴系橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(B2)(作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的成分(B2)與作為芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)的成分(C2)之混合物)中,乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物之含有率為60%(由聚合轉化率來計算),丙酮不溶分為84%,丙酮可溶分為16%,接枝率為40%,丙酮可溶分的極限黏度[η]為0.37dL/g,依照JIS K7121-1987測定的熔點為42℃。
尚且,以下成分(B3)、(B5)中的平均粒徑之測定值係根據前述測定方法1(動態光散射法)。
<製造例3:成分(B3)與成分(C3)之混合生成物之製造>
於備有攪拌機的內容積7公升之玻璃製燒瓶中,在氮氣流下,投入離子交換水75份、松香酸鉀0.5份、t-十二基硫醇0.1份、聚丁二烯橡膠乳膠(重量平均粒徑:0.40μm,數量平均粒徑:0.26μm,凝膠含率;85%)40份(固體成分)、苯乙烯15份及丙烯腈5份,邊攪拌邊升溫。於內溫到達45℃之時間點,添加將焦磷酸鈉0.2份、硫酸亞鐵七水合物0.01份及葡萄糖0.2份溶解於離子交換水20份中而成之溶液,進一步攪拌。其後,添加異丙苯氫過氧化物0.07份而開始聚合。
1小時聚合後,更費3小時連續地添加離子交換水50份、松香酸鉀0.7份、苯乙烯45份、丙烯腈15份、t-十二基硫醇0.05份及異丙苯氫過氧化物0.01份。繼續1小時聚合,添加2,2’-亞甲基-雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)0.2份而完成反應。聚合轉化率為98%。從反應生成物的乳膠,藉由硫酸水溶液將樹脂成分凝固,水洗後,進行乾燥而得到橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(B3)(作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的成分(B3)與作為芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)的成分(C3)之混合物)。
於所得之丁二烯橡膠強化芳香族乙烯系樹脂中,聚丁二烯橡膠之含有率為40%(使用熱分解氣相層析進行測定),丙酮不溶分67%,丙酮可溶分33%,接枝率為68%,丙酮可溶分的固有黏度[η]為0.45dL/g,依照JIS K7121-1987測定的熔點係未被觀測到。
<製造例4:成分(B4)與成分(D4)之混合生成物之製造>
除了將製造例3之苯乙烯、丙烯腈變更為苯乙烯43份、丙烯腈14份、甲基丙烯酸3份以外,同樣地合成。於所得之丁二烯橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(B4)(作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的成分(B4)與作為酸改質乙烯系樹脂(D)的成分(D4)之混合物;此混合物亦可包含芳香族乙烯系共聚合樹脂(C),但為極少量;作為成分(B4)與成分(D4)之混合物)中,聚丁二烯橡膠之含有率為40%(使用熱分解氣相層析進行測定),丙酮不溶分為52%,丙酮可溶分為48%,接枝率為30%,丙酮可溶分的固有黏度[η]為0.56dL/g,依照JIS K7121-1987測定的熔點係未被觀測到。
<製造例5:成分(B5)與成分(C5)之混合生成物之製造>
於備有攪拌機的內容積7公升之玻璃製燒瓶中,在氮氣流下,投入離子交換水75份、松香酸鉀0.5份、t-十二基硫醇0.1份、聚丁二烯橡膠乳膠(重量平均粒徑:0.10μm,數量平均粒徑:0.08μm,凝膠含率;85%)40份(固體成分)、苯乙烯15份及丙烯腈5份,邊攪拌邊升溫。於內溫到達45℃之時間點,添加將焦磷酸鈉0.2份、硫酸亞鐵七水合物0.01份及葡萄糖0.2份溶解於離子交換水20份中而成之溶液,進一步攪拌。其後,添加異丙苯氫過氧化物0.07份而開始聚合。
1小時聚合後,更費3小時連續地添加離子交換水50份、松香酸鉀0.7份、苯乙烯45份、丙烯腈15份、t-十二基硫醇0.05份及異丙苯氫過氧化物0.01份。繼續1小時聚合,添加2,2’亞甲基-雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)0.2份而完成反應。聚合轉化率為98%。從反應生成物的乳膠,藉由硫酸水溶液將樹脂成分凝固,水洗後,進行乾燥而得到橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(B5)(作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)的成分(B5)與作為芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)的成分(C5)之混合物)。
於所得之丁二烯橡膠強化芳香族乙烯系樹脂中,聚丁二烯橡膠之含有率為40%(使用熱分解氣相層析進行測定),丙酮不溶分67%,丙酮可溶分33%,接枝率為68%,丙酮可溶分的固有黏度[η]為0.45dL/g,依照JIS K7121-1987測定的熔點係未被觀測到。
<芳香族乙烯系樹脂(C)>
使用Techno-UMG公司製的AS樹脂「SAN-H」(商品名)(極限黏度[η]:0.80dL/g)。
<製造例6:酸改質乙烯系樹脂(D)之製造>
於附有攪拌機的反應器中,加入水250份、月桂酸鈉3份、t-十二基硫醇0.2份、甲醛次硫酸鈉0.4份、硫酸亞鐵0.0025份、乙烯二胺四乙酸二鈉0.01份及異丙苯氫過氧化物0.5份,進行反應器內之脫氧。其後,在氮氣流下,在60℃下邊攪拌邊添加α-甲基苯乙烯73份。充分地乳化後,將作為α-甲基苯乙烯以外的成分之丙烯腈17份費5小時連續地滴下,進行共聚合,於聚合轉化率變成85.0%時結束聚合。
其次,於聚合溶液中,更添加異丙苯氫過氧化物0.5份、t-十二基硫醇0.05份、甲醛次硫酸鈉0.4份、硫酸第一鐵0.0025份及乙烯二胺四乙酸二鈉0.01份。其後,於氮氣流下,在60℃下邊攪拌邊費0.5小時連續地滴下苯乙烯2份、丙烯腈3份、甲基丙烯酸5份,進行共聚合。滴下結束後,在60℃下攪拌1.5小時,結束聚合。最終的聚合轉化率為96.0%。反應器內的殘留單體量,相對於供聚合的單體之全量,α-甲基苯乙烯為1.4%,苯乙烯為0.2%,丙烯腈為1.2%,及甲基丙烯酸為1.2%。其後,藉由氯化鈣進行凝固,從其藉由日本PLACON公司製附排氣口的擠壓機「DMG40mm」(型式名),回收極限黏度[η]0.31dL/g的酸改質乙烯系樹脂(D)。
<填充材>
玻璃纖維:OWENS CORNINg公司製的玻璃纖維「MA FT698」(商品名)(纖維狀,纖維長3mm,纖維徑13μm)。
<其他熱塑性樹脂>
PA6:使用三菱工程塑膠公司製的聚醯胺樹脂「Novamid 1015」(商品名)(聚醯胺6,植物度:0%,熔點:225℃)。
[實施例1~30、比較例1~9]
藉由亨舍爾混合機,以表1~5中記載之摻合比例混合表1~5中記載的成分後,以雙軸擠壓機(日本製鋼所製,TEX44α,桶設定溫度250℃)熔融混練,進行顆粒化,而得到熱塑性樹脂組成物。
對於所得之熱塑性樹脂組成物,進行前述測定・評價,表1~5中顯示結果。
尚且,表1~5中,一併記載所製造的熱塑性樹脂組成物之植物度。
由表1~5可知如下。
實施例1~30由於是本發明的要件之範圍內,故成形性良好,耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性、抑制吱吱作響聲音優異。
另一方面,比較例1、2由於不摻合聚醯胺(A),故長期耐久性、抑制吱吱作響聲音差。
比較例3、4由於聚醯胺(A)之摻合量為本發明之範圍外,故耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性之任一者差。
比較例5、6由於橡膠強化乙烯系樹脂(B)之摻合量為本發明之範圍外,故耐衝擊性、耐化學性、抑制吱吱作響聲音之任一者差。
比較例7、8由於酸改質乙烯系樹脂(D)之摻合量為本發明之範圍外,故成形性、耐衝擊性、抑制吱吱作響聲音之任一者差。
由實施例26與比較例9之對比可知,即使添加如玻璃纖維之填充材時,也藉由摻合聚醯胺(A),可成為耐衝擊性、長期耐久性優異者。
實施例27~30使用包含重量平均粒徑0.10μm之小粒徑的橡膠質聚合物(b)作為橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)之橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(B5)之例,但與不使用包含如此的小粒徑的橡膠質聚合物(b)之橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(B5)之其他實施例相比,夏比衝擊強度或噪音風險指數較差。此傾向係在使用極少量的橡膠強化芳香族乙烯系樹脂(B5)之實施例27中亦顯著地出現。
已使用特定態樣來詳細地說明本發明,但本業者可明知在達成發明效果的範圍內可有各式各樣的變更。
本申請案係基於2022年10月14日申請的日本發明專利申請案2022-165619,藉由引用而援用其全體。
產 業上的利用可能性
本發明之熱塑性樹脂組成物可適用作為成形性優異,要求耐衝擊性、耐化學性、長期耐久性、抑制吱吱作響聲音之成形品的成形材料。
10,18,20,28:零件
19:軸
29:開口部
30:突起
31:接著劑
33:螺栓螺帽
[圖1]係黏滑現象之說明圖。
[圖2]之圖2(a)、(b)、(c)、(d)係黏滑現象之模型圖。
[圖3]係顯示零件彼此的接觸態樣之一例之示意剖面圖。
[圖4]係顯示另一接觸態樣例之示意剖面圖。
[圖5]係顯示另一接觸態樣例之示意剖面圖。
[圖6]係顯示另一接觸態樣例之示意剖面圖。
[圖7]係顯示另一接觸態樣例之示意剖面圖。
[圖8]係顯示另一接觸態樣例之示意剖面圖。
[圖9]之圖9(A)、(B)、(C)係顯示另一接觸態樣之示意圖。圖9(A)為俯視圖、圖9(B)為側面圖,圖9(C)為沿著圖9(A)的C-C線之剖面圖。
[圖10]係顯示圖9的零件20之示意斜視圖。
[圖11]之圖11(A)、(B)、(C)係顯示另一接觸態樣之示意圖。圖11(A)為俯視圖,圖11(B)為側面圖,圖11(C)為沿著圖11(A)的C-C線之剖面圖。
[圖12]之圖12(A)、(B)、(C)係顯示另一接觸態樣之示意圖。圖12(A)為俯視圖,圖12(B)為側面圖,圖12(C)為沿著圖12(A)的C-C線之剖面圖。
[圖13]係以圖4中的另一接觸態樣所用的零件之示意斜視圖。
[圖14]之圖14(A)、(B)、(C)係顯示另一接觸態樣之示意圖。圖14(A)為仰視圖,圖14(B)為圖14(A)之B-B線剖面圖,圖14(C)為圖14(A)之C-C線剖面圖。
Claims (5)
- 一種熱塑性樹脂組成物,其係包含原料的至少一部分為源自生質的聚醯胺(A)、橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D)之熱塑性樹脂組成物,其特徵在於: 於聚醯胺(A)、橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)及酸改質乙烯系樹脂(D)之合計100質量份中,含有20~70質量份的聚醯胺(A)、5~45質量份的橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)、合計10~75質量份的芳香族乙烯系共聚合樹脂(C)與酸改質乙烯系樹脂(D)、0.1~40質量份的酸改質乙烯系樹脂(D)。
- 如請求項1之熱塑性樹脂組成物,其中前述橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)具備橡膠質聚合物(b)部與包含接枝於橡膠質聚合物(b)之源自乙烯系單體的結構單元之樹脂(m)部, 該橡膠質聚合物(b)之重量平均粒徑為0.20~0.70μm。
- 如請求項2之熱塑性樹脂組成物,其中前述橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)包含依照JIS K7121-1987所測定的熔點為0~100℃的乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)部作為前述橡膠質聚合物(b)。
- 如請求項3之熱塑性樹脂組成物,其中前述橡膠強化乙烯系接枝樹脂(B)係在依照JIS K7121-1987所測定的熔點為0~100℃的乙烯-α-烯烴系橡膠質聚合物(b1)之存在下,將包含芳香族乙烯基化合物的乙烯系單體進行聚合而得者。
- 一種成形品,其係由如請求項1~4中任一項熱塑性樹脂組成物所成。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-165619 | 2022-10-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202421720A true TW202421720A (zh) | 2024-06-01 |
Family
ID=
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