WO2019003522A1 - ポリアセタール樹脂組成物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to polyacetal resin compositions.
- Polyacetal resin has excellent properties in mechanical properties, thermal properties, electrical properties, slidability, moldability, impact resistance, dimensional stability of molded products, etc. Widely used in automotive parts, precision machine parts, etc. And in order to improve mechanical characteristics, such as intensity and rigidity, of polyacetal resin, it is known to mix reinforcement materials, such as a glass system inorganic filler.
- the present invention has been made to solve the problems as described above, and its object is to excel in mechanical properties such as tensile strength, tensile elongation, flexural strength, impact resistance, etc., and in particular to creep properties.
- An object of the present invention is to provide an excellent polyacetal resin.
- the present inventors have intensively studied to solve the above-mentioned problems, and as a result, it is possible to use a specific glass-based inorganic filler, a polyfunctional isocyanate compound, a boric acid compound and a nitrogen-containing functional group for polyacetal resin. It has been found that creep characteristics can be improved while maintaining high mechanical properties by using a triazine derivative having the compound, and the present invention has been completed.
- the present invention is as follows.
- the (C) polyfunctional isocyanate compound is at least one selected from 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate.
- the (C) polyfunctional isocyanate compound is selected from polymers of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate.
- the (C) polyfunctional isocyanate compound is selected from trimers of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate.
- the (B) glass-based inorganic filler is at least one glass-based inorganic filler selected from glass fibers, glass beads, milled glass fibers, and glass flakes. Composition.
- a polyacetal resin which is excellent in mechanical properties such as tensile strength, tensile elongation, flexural strength, impact resistance and the like and, in particular, also in creep properties.
- the polyacetal resin composition of the present invention is prepared by using 100 parts by mass of (A) polyacetal resin, (B) 1 part by mass to 100 parts by mass of a glass-based inorganic filler surface-treated with at least one selected from a blocked isocyanate compound, a polyurethane resin and a silane coupling agent, (C) 0.1 to 10 parts by mass of a polyfunctional isocyanate compound, (D) 0.001 to 3 parts by mass of a boric acid compound, (E) 0.002 parts by mass to 10 parts by mass of a triazine derivative having a nitrogen-containing functional group, And containing.
- the polyacetal resin (A) of the present invention is a polymer compound having an oxymethylene group (—CH 2 O—) as a main constituent unit, and is a polyoxymethylene homopolymer or an oxymethylene group as a main repeating unit. It may be a copolymer, terpolymer or block polymer containing a small amount of other constitutional units, for example, comonomer units such as ethylene oxide, 1,3-dioxolane, 1,4-butanediol formal and the like.
- the polyacetal resin may have a branched or crosslinked structure obtained by copolymerizing a comonomer having a glycidyl ether structure as well as a linear molecule, and may have a cross-linked structure. It may be methylene, or it may be a mixture of a linear resin and a resin having a branched or crosslinked structure.
- the polyacetal resin is not particularly limited also with respect to the degree of polymerization, and has melt processability (for example, melt flow value (MFR) under load of 2160 g at 190 ° C. is 1.0 g / 10 min or more and 100 g / 10 min Or less).
- melt processability for example, melt flow value (MFR) under load of 2160 g at 190 ° C. is 1.0 g / 10 min or more and 100 g / 10 min Or less).
- the glass-based inorganic filler may be surface-treated with a blocked isocyanate compound or polyurethane resin and then surface-treated with another component, or after surface-treated with a silane coupling agent. It may be surface-treated with other components.
- the glass-based inorganic filler is surface-treated with any of the blocked isocyanate compound, the polyurethane resin and the silane coupling agent depends on solvent extraction of the polyacetal resin composition containing the glass-based inorganic filler. , Can be distinguished by analyzing the components.
- Block isocyanate compound As the isocyanate compound which is a raw material of the blocked isocyanate compound of the present invention, any polyfunctional isocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule can be used without particular limitation.
- aliphatic and aromatic isocyanate compounds can be mentioned, in particular, aliphatic isocyanate compounds are preferable in terms of compatibility with polyacetal resin and compatibility.
- difunctional aliphatic diisocyanates and polyisocyanates obtained by multimerizing these diisocyanates are preferable.
- aliphatic diisocyanates include linear, branched and alicyclic compounds, and linear and branched isocyanates having 4 to 30 carbon atoms are preferable, and those having 5 to 10 carbon atoms are more preferable. .
- tetramethylene-1,4-diisocyanate pentamethylene-1,5-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethyl-hexamethylene-1,6-diisocyanate, lysine diisocyanate and the like.
- alicyclic diisocyanate a C8-C18 thing is preferable, and a C10-C15 thing is more preferable.
- isophorone diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and the like can be mentioned.
- aromatic diisocyanate examples include xylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate.
- polyisocyanate compounds having at least two isocyanate groups per molecule, for example, various aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate; m-xylylene diisocyanate, ⁇ , ⁇ , ⁇ ′ , Various kinds of aralkyl diisocyanates such as ⁇ '-tetramethyl-m-xylylene diisocyanate; addition reaction of aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate or isophorone diisocyanate with polyhydric alcohols.
- aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate
- m-xylylene diisocyanate ⁇ , ⁇ , ⁇ ′
- aralkyl diisocyanates such as ⁇ '-tetramethyl-m-xy
- Isocyanate group-containing prepolymers which can be obtained, and uretodione ring-containing polymers which can be obtained by cyclodimerization of the above-mentioned various diisocyanates Polymers, prepolymers having an isocyanurate ring, which can be obtained by cyclotrimerization of the above-mentioned various diisocyanates, or those obtained by reacting the above-mentioned various diisocyanates with water, Examples include adducts having a biuret structure, polyisocyanates, and the like.
- hexamethylene diisocyanate hexamethylene diisocyanate, biuret of hexamethylene diisocyanate, cyclic dimer, or cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate is preferable from the viewpoint of the impact resistance and durability of the composition obtained and the industrial availability.
- the said compound can also be used together 2 or more types.
- blocked isocyanate compound of the present invention one obtained by blocking the reactive group of the above-mentioned isocyanate compound according to a conventional method with a known blocking agent can be used without particular limitation.
- Specific blocking agents include, for example, oxime-based blocking agents such as methyl ethyl ketoxime, acetoxime, cyclohexanone oxime, acetophenone oxime, benzophenone oxime and the like; phenol-based blocking agents such as m-cresol and xylenol; methanol, ethanol, butanol Alcohol based blocking agents such as 2-ethylhexanol, cyclohexanol and ethylene glycol monoethyl ether; Lactam based blocking agents such as ⁇ -caprolactam; Diketone based blocking agents such as diethyl malonate and acetoacetic ester; Thiophenol Mercaptan blocking agents such as thiourea; urea blocking agents such as thiourea; pyrazole blocking agents such as dimethylpyrazole; imidazole blocking agents; carbamic acid block Agents; can be mentioned bisulfite or the like, not particularly limited thereto
- the polyurethane resin used in the present invention is to improve the bundling ability of the glass based inorganic filler, particularly chopped strands, and is formed of an organic diisocyanate, a high molecular weight polyol, and optionally a chain extender and / or a crosslinking agent. It is preferable to use conventional ones known in the art, and it is preferable to use it in the form of water dispersion such as an emulsion or dispersion.
- organic diisocyanate are, for example, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-dibenzyl Aromatic diisocyanates such as diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthyl diisocyanate, o-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, Aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, etc.
- Aromatic diisocyanates such as di
- Alicyclic diisocyanate Preferred specific examples of the polymer polyol include, for example, polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polyneopentylene adipate diol, polyneopentylene terephthalate diol, poly ( ⁇ -caprolactone) diol, poly valero Polyester polyols such as lactone diol, polyhexamethylene carbonate diol, polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxyethylene oxypropylene glycol, polyoxy tetramethylene glycol, and ethylene oxide and / or propylene oxide adducts of bisphenols.
- polyethylene adipate diol polybutylene adipate diol
- polyethylene butylene adipate diol polyneopentylene adipate diol
- active hydrogen-containing compounds having a number average molecular weight of 6 to 500 are preferable, and, for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol 1,6-hexanediol, 3-methylpentanediol, diethylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxyethyl) benzene, 2,2-bis (4, 4'-hydroxycyclohexyl) Dihydric alcohols such as propane and the like, trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane, and pentaerythritol, diglycerin, ⁇ -methylglucoside, sorbitol, dipentaerythritol, glucose and the like Polyalcohol such as alcohol Polyphenols such as coals, pyr
- tolylene diisocyanate or xylylene diisocyanate as the isocyanate component
- polyol component of the polyurethane resin the above-mentioned polymer polyols Among these, polycaprolactone diol is preferable.
- a chopped strand using a polyurethane resin composed of tolylene diisocyanate or xylylene diisocyanate and poly ( ⁇ -caprolactone) diol is more preferable because it has extremely high bundling ability.
- silane coupling agent of the present invention can exert the effects of the present invention as long as it has a functional group (for example, vinyl alkoxysilane, epoxy alkoxysilane, mercaptoalkoxysilane, allylalkoxysilane, aminosilane, etc.)
- Aminosilane coupling agents are preferred.
- the aminosilane coupling agent refers to a compound containing a silicon atom to which an alkoxy group is bonded in one molecule, and a functional group containing a nitrogen atom.
- these silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
- silane coupling agents having a functional group eg, vinyl alkoxysilane, epoxy alkoxysilane, mercaptoalkoxysilane, allylalkoxysilane, etc.
- a functional group eg, vinyl alkoxysilane, epoxy alkoxysilane, mercaptoalkoxysilane, allylalkoxysilane, etc.
- Glass based inorganic filler examples include fibrous (glass fibers), granular (glass beads), granular (milled glass fibers), plate-like (glass flakes) and hollow fillers, and the like. It is not limited.
- a chopped strand made of glass fiber and cut to about 2 mm to 8 mm is preferable.
- the diameter of the glass fiber is usually 5 ⁇ m to 15 ⁇ m, preferably 7 ⁇ m to 13 ⁇ m.
- the surface treatment amount of the blocked isocyanate is 0.1 parts by mass to 5 parts by mass, preferably 0.3 parts by mass to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the glass-based inorganic filler.
- the surface treatment amount of the polyurethane resin is 0.1 parts by mass to 5 parts by mass, preferably 0.2 parts by mass to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the glass-based inorganic filler.
- the surface treatment amount of the silane coupling agent is 0.005 parts by mass to 10 parts by mass, preferably 0.01 parts by mass to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the glass-based inorganic filler.
- the blending amount of the (B) glass-based inorganic filler is 1 part by mass to 100 parts by mass, preferably 5 parts by mass to 80 parts by mass, and particularly preferably 10 parts by mass to 100 parts by mass of the polyacetal resin. 60 parts by mass.
- the content of the glass-based inorganic filler is appropriately selected from the improvement of the creep properties of the molded product and the ease of molding and processing.
- a known method can be employed, and generally, at least one selected from a blocked isocyanate compound, a polyurethane resin and a silane coupling agent is organic. It is preferable to use a solution dissolved in a solvent, dispersed as an emulsion, or dispersed in water.
- any polyfunctional isocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule can be used without particular limitation, and it is a raw material of the blocked isocyanate compound of the present invention Isocyanate compounds can preferably be used.
- polymers of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate or 2,6-tolylene diisocyanate, particularly, trimers are preferred.
- the creep characteristics can be rapidly improved with trimers or more.
- the said compound can also be used together 2 or more types.
- the compounding amount of the polyfunctional isocyanate is 0.1 parts by mass to 10 parts by mass, preferably 0.3 parts by mass to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyacetal resin.
- the type of the (D) boric acid compound of the present invention is not particularly limited, and any of orthoboric acid, metaboric acid, tetraboric acid and the like may be used. Among them, orthoboric acid is preferable.
- the compounding amount of the boric acid compound (D) is 0.001 parts by mass to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyacetal resin, and preferably 0.005 parts by mass to 0.2 parts by mass from the creep characteristics. It is a department.
- the triazine derivative having a nitrogen-containing functional group (E) of the present invention not only improves the creep resistance, but also has the effect of enhancing the heat stability.
- Specific examples of the triazine derivative having a nitrogen-containing functional group (E) used in the present invention include melamine, N-butylmelamine, N-phenylmelamine, N, N'-diphenylmelamine, and N, N'-diallyl.
- triazine derivatives may be used alone or in combination of two or more.
- Preferred are benzoguanamine, CTU guanamine and melamine, with melamine being particularly preferred.
- the blending amount of the triazine derivative having a nitrogen-containing functional group (E) is preferably 0.002 parts by mass to 10 parts by mass, more preferably 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyacetal resin.
- the amount is 2 to 2 parts by mass, particularly preferably 0.03 to 1 part by mass.
- the polyacetal resin composition of the present invention may further contain a glass-based inorganic filler surface-treated with a known coupling agent other than a silane coupling agent.
- the coupling agent is used to improve the wettability, adhesion, etc. of the glass-based inorganic filler with the polyacetal resin, and is, for example, a titanate, an aluminum, a chromium, or a zirconium. And borane type coupling agents.
- inorganic, organic, metallic, etc. fibrous, plate-like, powdery particles other than the glass-based inorganic filler It is also possible to blend one or two or more kinds of fillers such as. Examples of such fillers include, but are not limited to, talc, mica, wollastonite, carbon fibers and the like.
- any one or more kinds of hindered phenol compounds, hydroxides of alkali or alkaline earth metals, carboxylates and the like can be mentioned.
- general additives for thermoplastic resins such as colorants such as dyes and pigments, lubricants, nucleating agents, release agents, antistatic agents, surfactants, or one or more of them may be used. It can be mentioned.
- the polyacetal resin composition of the present invention can be easily produced by a known method generally used as a conventional resin composition production method. For example, after mixing the respective components, they are kneaded and extruded by a single- or twin-screw extruder to prepare pellets, and then molding, to prepare pellets (masterbatch) having a different composition, and the pellets These can be mixed (diluted) in a predetermined amount and subjected to molding, and any method such as obtaining a molded article of the desired composition after molding can be used.
- the polyacetal resin composition a part or all of the polyacetal resin as a substrate is pulverized and mixed with the other components, followed by extrusion or the like to improve the dispersibility of the additive. It is a preferred method.
- (A) polyacetal resin (A1) Polyacetal resin (Polyacetal copolymer obtained by copolymerizing 96.7% by mass of trioxane and 3.3% by mass of 1,3-dioxolane (melt index (measured at 190 ° C., 2160 g load)): 9 g / 10 min )))
- (B3) 0.3 parts by mass of a polyurethane resin (reacted product of xylylene diisocyanate and polycaprolactone diol), 0.02 parts by mass of a silane coupling agent ( ⁇ -aminopropyltriethoxysilane), hexaethyl blocked with methyl ethyl ketoxime 10 ⁇ m diameter chopped strands surface-treated with 1.2 parts by weight of blocked isocyanate of methylene diisocyanate.
- (B4) Chopped strand with a diameter of 10 ⁇ m surface-treated with 0.7 parts by mass of a polyurethane resin (reactant of tolylene diisocyanate and polycaprolactone diol).
- the glass-based inorganic filler was glass fiber
- the glass fiber bundle was cut into a length of 3 mm to prepare a chopped strand.
- the glass-based inorganic filler (B3) was prepared by secondarily applying and drying a blocked isocyanate to a chopped strand subjected to primary surface treatment with a polyurethane resin (emulsion) and a silane coupling agent.
- ⁇ Physical evaluation> The test piece was shape
- ⁇ Creep resistance evaluation> Using a tensile test piece conforming to ISO 3167, a load of 80 ° C. and 40 MPa in air was applied as a high temperature and high load condition with a creep tester, and the time until the test piece broke was measured. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2. The units in the composition are parts by mass.
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Abstract
引張強さ、引張伸び、曲げ強さ、耐衝撃性等の機械的特性に優れ、特にクリープ特性に優れたポリアセタール樹脂を提供することにある。 (A)ポリアセタール樹脂100質量部に対して、 (B)ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたガラス系無機充填材1質量部~100質量部と、 (C)多官能イソシアネート化合物0.1質量部~10質量部と、 (D)ホウ酸化合物0.001質量部~3質量部と、 (E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体0.002質量部~10質量部と
を含有するポリアセタール樹脂組成物、によって達成される。
Description
本発明は、ポリアセタール樹脂組成物に関する。
ポリアセタール樹脂は機械的特性、熱的特性、電気的特性、摺動性、成形性、耐衝撃性、成形品の寸法安定性等において優れた特性を持っており、構造材料や機構部品として電気機器、自動車部品、精密機械部品等に広く使用されている。そして、ポリアセタール樹脂の機械的特性、例えば強度や剛性を向上させるために、ガラス系無機充填材等の強化材を配合することが知られている。
しかしながら、ポリアセタール樹脂は活性に乏しく、またガラス系無機充填材も活性に乏しいため、単にポリアセタール樹脂にガラス系無機充填材を配合し溶融混練しただけでは両者の密着性は不十分なものとなり、期待するほどの機械的特性の向上が得られない場合が多い。そこで、ポリアセタール樹脂とガラス系無機充填材との密着性を向上させて機械的特性を改良するための各種の方法が提案されている。
例えば、ポリアセタール樹脂にガラス系無機充填材とホウ酸化合物とを添加すること、さらに該ガラス系無機充填材を特定のシラン化合物で表面処理すること(特許文献1参照)、ポリアセタール樹脂にポリウレタン系樹脂で表面処理されたガラス系無機充填材を添加すること、さらに亜リン酸を用いてpHを調整すること(特許文献2参照)等が知られている。
しかしながら、これらの手法は、いずれも、ガラス系無機充填材の化学的活性を高め、引張強さ、引張伸び、曲げ強さ等の機械的特性を得るものである。近年、これらの機械的特性に加え、耐衝撃性や、耐久性、とりわけクリープ特性を発揮するポリアセタール樹脂の提供が求められており、従来のポリアセタール樹脂では、クリープ特性等の耐久性の向上の点において、さらなる改良の余地がある。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、引張強さ、引張伸び、曲げ強さ、耐衝撃性等の機械的特性に優れ、特にクリープ特性に優れたポリアセタール樹脂を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた、その結果、ポリアセタール樹脂に対して、特定のガラス系無機充填材と多官能イソシアネート化合物とホウ酸化合物と含窒素官能基を有するトリアジン誘導体とを用いることで、高い機械的特性を維持しつつ、クリープ特性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は以下の通りである。
本発明は以下の通りである。
1.(A)ポリアセタール樹脂100質量部に対して、
(B)ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたガラス系無機充填材1質量部~100質量部と、
(C)多官能イソシアネート化合物0.1質量部~10質量部と、
(D)ホウ酸化合物0.001質量部~3質量部と、
(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体0.002質量部~10質量部、
とを含有するポリアセタール樹脂組成物。
(B)ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたガラス系無機充填材1質量部~100質量部と、
(C)多官能イソシアネート化合物0.1質量部~10質量部と、
(D)ホウ酸化合物0.001質量部~3質量部と、
(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体0.002質量部~10質量部、
とを含有するポリアセタール樹脂組成物。
2.前記(C)多官能イソシアネート化合物が、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート及び2,6-トリレンジイソシアネートから選ばれた少なくとも1種の化合物である前記1に記載のポリアセタール樹脂組成物。
3.前記(C)多官能イソシアネート化合物が、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート及び2,6-トリレンジイソシアネートの多量体から選ばれた少なくとも1種の化合物である、前記1に記載のポリアセタール樹脂組成物。
4.前記(C)多官能イソシアネート化合物が、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート及び2,6-トリレンジイソシアネートの三量体から選ばれた少なくとも1種の化合物である、前記1に記載のポリアセタール樹脂組成物。
5.前記(D)ホウ酸化合物が、オルトホウ酸である、前記1から4いずれかに記載のポリアセタール樹脂組成物。
6.前記(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体が、メラミン、ベンゾグアナミン及びCTUグアナミンから選ばれた少なくとも1種の化合物である、前記1から5いずれかに記載のポリアセタール樹脂組成物。
7.前記(B)ガラス系無機充填材が、ガラス繊維、ガラスビーズ、ミルドガラスファイバー及びガラスフレークから選ばれた少なくとも1種のガラス系無機充填材である、前記1から6いずれかに記載のポリアセタール樹脂組成物。
7.前記(B)ガラス系無機充填材が、ガラス繊維、ガラスビーズ、ミルドガラスファイバー及びガラスフレークから選ばれた少なくとも1種のガラス系無機充填材である、前記1から6いずれかに記載のポリアセタール樹脂組成物。
本発明によれば、引張強さ、引張伸び、曲げ強さ、耐衝撃性等の機械的特性に優れ、特に、クリープ特性にも優れたポリアセタール樹脂を提供できる。
以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
<ポリアセタール樹脂組成物>
本発明のポリアセタール樹脂組成物は、(A)ポリアセタール樹脂100質量部に対して、
(B)ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたガラス系無機充填材1質量部~100質量部と、
(C)多官能イソシアネート化合物0.1質量部~10質量部と、
(D)ホウ酸化合物0.001質量部~3質量部と、
(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体0.002質量部~10質量部、
とを含有することを特徴とする。
本発明のポリアセタール樹脂組成物は、(A)ポリアセタール樹脂100質量部に対して、
(B)ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたガラス系無機充填材1質量部~100質量部と、
(C)多官能イソシアネート化合物0.1質量部~10質量部と、
(D)ホウ酸化合物0.001質量部~3質量部と、
(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体0.002質量部~10質量部、
とを含有することを特徴とする。
本発明では、(A)ポリアセタール樹脂の反応性末端基と(B)ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたガラス系無機充填材との複合化反応が、(C)多官能イソシアネート化合物及び(D)ホウ酸化合物及び(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体の共存による相乗作用で接着性が一層促進され、その結果、クリープ特性を向上させたものと推定している。
<(A)ポリアセタール樹脂>
本発明の(A)ポリアセタール樹脂は、オキシメチレン基(-CH2O-)を主たる構成単位とする高分子化合物で、ポリオキシメチレンホモポリマー、又はオキシメチレン基を主たる繰り返し単位とし、これ以外に他の構成単位、例えばエチレンオキサイド、1,3-ジオキソラン、1,4-ブタンジオールホルマール等のコモノマー単位を少量含有するコポリマー、ターポリマー、ブロックポリマーのいずれにてもよい。
本発明の(A)ポリアセタール樹脂は、オキシメチレン基(-CH2O-)を主たる構成単位とする高分子化合物で、ポリオキシメチレンホモポリマー、又はオキシメチレン基を主たる繰り返し単位とし、これ以外に他の構成単位、例えばエチレンオキサイド、1,3-ジオキソラン、1,4-ブタンジオールホルマール等のコモノマー単位を少量含有するコポリマー、ターポリマー、ブロックポリマーのいずれにてもよい。
また、ポリアセタール樹脂は、分子が線状のみならずグリシジルエーテル構造を有するコモノマー等を共重合させた分岐、架橋構造を有するものであってもよく、他の有機基を導入した公知の変性ポリオキシメチレンであってもよく、また線状樹脂と分岐、架橋構造を有する樹脂との混合物であってもよい。
ポリアセタール樹脂は、その重合度に関しても特に制限はなく、溶融成形加工性を有するもの(例えば、190℃、2160g荷重下でのメルトフロー値(MFR)が1.0g/10分以上100g/10分以下)であればよい。
<(B)ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたガラス系無機充填材>
(B)ガラス系無機充填材は、ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたものである。ガラス系無機充填材は、複数の化合物で表面処理される場合、それぞれの化合物で表面処理するタイミングの先後は問わない。
(B)ガラス系無機充填材は、ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたものである。ガラス系無機充填材は、複数の化合物で表面処理される場合、それぞれの化合物で表面処理するタイミングの先後は問わない。
例えば、ガラス系無機充填材は、ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂で表面処理された後に、その他の成分で表面処理されたものであってもよいし、シランカップリング剤で表面処理された後、その他の成分で表面処理されたものであってもよい。
ガラス系無機充填材が、ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤のいずれかで表面処理されたものであるか否かは、ガラス系無機充填材を含むポリアセタール樹脂組成物を溶剤抽出し、成分を分析することで区別可能である。
≪ブロック化イソシアネート化合物≫
本発明のブロック化イソシアネート化合物の原料であるイソシアネート化合物としては、一分子中に2つ以上のイソシアネート基を有する多官能のイソシアネート化合物であれば特に制限なく使用できる。
本発明のブロック化イソシアネート化合物の原料であるイソシアネート化合物としては、一分子中に2つ以上のイソシアネート基を有する多官能のイソシアネート化合物であれば特に制限なく使用できる。
例えば、脂肪族及び芳香族のイソシアネート化合物を挙げることができるが、特に、ポリアセタール樹脂との相溶性や適合性の面から、脂肪族イソシアネート化合物が好ましい。
特に、2官能性の脂肪族ジイソシアネート、これらのジイソシアネートを多量化したポリイソシアネートであることが好ましい。
特に、2官能性の脂肪族ジイソシアネート、これらのジイソシアネートを多量化したポリイソシアネートであることが好ましい。
脂肪族ジイソシアネートとしては、直鎖、分岐、脂環式の化合物が挙げられ、直鎖、分岐したイソシアネートとしては炭素数4以上30以下のものが好ましく、炭素数5以上10以下のものがより好ましい。具体的には、テトラメチレン-1,4-ジイソシアネート、ペンタメチレン-1,5-ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチル-ヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等を挙げることができる。
また、脂環式ジイソシアネートとしては、炭素数8以上18以下のものが好ましく、炭素数10以上15以下のものがより好ましい。
具体的には、イソホロンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等を挙げることができる。
具体的には、イソホロンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等を挙げることができる。
芳香族ジイソシアネートとしては、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
さらに、ポリイソシアネートとしては、一分子当たり少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物、例えば、トリレンジイソシアネートもしくはジフェニルメタンジイソシアネートの如き、各種の芳香族ジイソシアネート類;m-キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’-テトラメチル-m-キシリレンジイソシアネートの如き、各種のアラルキルジイソシアネート類;ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートもしくはイソホロンジイソシアネートの如き、脂肪族ジイソシアネート類と、多価アルコール類とを付加反応せしめて得られるような、イソシアネート基含有プレポリマー類、前記の各種のジイソシアネート類を環化二量化せしめて得られるような、ウレトジオン環を有するプレポリマー類、前記の各種のジイソシアネート類を環化三量化せしめて得られるような、イソシアヌレート環を有するプレポリマー類、あるいは前記の各種のジイソシアネート類と、水とを反応せしめて得られるような、ビウレット構造を有するアダクト、ポリイソシアネート等が挙げられる。
中でも、得られる組成物の耐衝撃性や耐久性、工業的入手の容易さの点から、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット、環状二量体、又はヘキサメチレンジイソシアネートの環状三量体が好ましい。なお、上記化合物を2種以上併用することもできる。
また、本発明のブロック化イソシアネート化合物としては、上記イソシアネート化合物の反応基を、周知のブロック化剤で定法によりブロックしたものを、特に限定されることなく使用できる。
具体的なブロック化剤としては、例えば、メチルエチルケトオキシム、アセトキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム等のオキシム系ブロック化剤;m-クレゾール、キシレノール等のフェノール系ブロック化剤;メタノール、エタノール、ブタノール、2-エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール系ブロック化剤;ε-カプロラクタム等のラクタム系ブロック化剤;マロン酸ジエチル、アセト酢酸エステル等のジケトン系ブロック化剤;チオフェノール等のメルカプタン系ブロック化剤;チオ尿素等の尿素系ブロック化剤;ジメチルピラゾール等のピラゾール系ブロック化剤;イミダゾール系ブロック化剤;カルバミン酸系ブロック化剤;重亜硫酸塩等を挙げることができるが、これらに特に限定されない。
中でも、ラクタム系ブロック化剤、オキシム系ブロック化剤、ジケトン系ブロック化剤、ピラゾール系ブロック化剤の使用が好ましい。
中でも、ラクタム系ブロック化剤、オキシム系ブロック化剤、ジケトン系ブロック化剤、ピラゾール系ブロック化剤の使用が好ましい。
≪ポリウレタン樹脂≫
本発明に用いるポリウレタン樹脂は、ガラス系無機充填材、特に、チョップドストランドの集束性を向上させるものであり、有機ジイソシアネート、高分子ポリオール、さらに必要により鎖延長剤及び/又は架橋剤とから形成される従来既知のものが好ましく使用でき、エマルジョンやディスパージョン等の水分散状にして用いることが好ましい。
有機ジイソシアネートの好ましい具体例としては、例えば、 2,4 '-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4 '-ジフェニルメタンジイソシアネート 、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート 、4,4’-ジベンジルジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、1,5- ナフチレンジイソシアネート、o-キシリレンジイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネート、p-キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート 、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート 、4 ,4 '-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。
高分子ポリオールの好ましい具体例としては、例えば、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリネオペンチレンアジペートジオール、ポリネオペンチレンテレフタレートジオール、ポリ( ε-カプロラクトン) ジオール、ポリバレロラクトンジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等のポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ビスフェノール類のエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシド付加物等のポリエーテルポリオールが挙げられる。
鎖延長剤及び/又は架橋剤としては、数平均分子量が6 0 ~ 5 0 0 の活性水素含有化合物が好ましく、例えば、 エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4-ビス(ヒドロキシメチル) シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、2,2-ビス(4,4'-ヒドロキシシクロヘキシル) プロパン等の2価アルコールや、グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価アルコールや、 ペンタエリスリトール、ジグリセリン、α-メチルグルコシド、ソルビトール、ジペンタエリスリトール、グルコース等の4~8価のアルコール等の多価アルコール類、ピロガロール、カテコール、ハイドロキノン等の多価フェノール類、ビスフェノールA 、ビスフェノールF 、ビスフェノールS 等のビスフェノール類、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン等の脂肪族ポリアミン類、イソホロンジアミン、4,4 '-ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環族ポリアミン類、4,4 '-ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン類、キシリレンジアミン等の芳香脂環族ポリアミン類等のポリアミンが挙げられる。
本発明において、イソシアネート成分としては、上記に挙げた有機ジイソシアネートの中でも、トリレンジイソシアネート或いはキシリレンジイソシアネーを用いることが好ましく、また、ポリウレタン樹脂のポリオール成分としては、上記に挙げた高分子ポリオール類の中でも、ポリカプロラクトンジオールが好ましい。そして、トリレンジイソシアネートあるいはキシリレンジイソシアネーと、ポリ(ε‐カプロラクトン)ジオールで構成されたポリウレタン樹脂を用いたチョップドストランドは、集束性が極めて高いためより好ましい。
本発明に用いるポリウレタン樹脂は、ガラス系無機充填材、特に、チョップドストランドの集束性を向上させるものであり、有機ジイソシアネート、高分子ポリオール、さらに必要により鎖延長剤及び/又は架橋剤とから形成される従来既知のものが好ましく使用でき、エマルジョンやディスパージョン等の水分散状にして用いることが好ましい。
有機ジイソシアネートの好ましい具体例としては、例えば、 2,4 '-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4 '-ジフェニルメタンジイソシアネート 、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート 、4,4’-ジベンジルジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、1,5- ナフチレンジイソシアネート、o-キシリレンジイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネート、p-キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート 、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート 、4 ,4 '-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。
高分子ポリオールの好ましい具体例としては、例えば、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリネオペンチレンアジペートジオール、ポリネオペンチレンテレフタレートジオール、ポリ( ε-カプロラクトン) ジオール、ポリバレロラクトンジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等のポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ビスフェノール類のエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシド付加物等のポリエーテルポリオールが挙げられる。
鎖延長剤及び/又は架橋剤としては、数平均分子量が6 0 ~ 5 0 0 の活性水素含有化合物が好ましく、例えば、 エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4-ビス(ヒドロキシメチル) シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、2,2-ビス(4,4'-ヒドロキシシクロヘキシル) プロパン等の2価アルコールや、グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価アルコールや、 ペンタエリスリトール、ジグリセリン、α-メチルグルコシド、ソルビトール、ジペンタエリスリトール、グルコース等の4~8価のアルコール等の多価アルコール類、ピロガロール、カテコール、ハイドロキノン等の多価フェノール類、ビスフェノールA 、ビスフェノールF 、ビスフェノールS 等のビスフェノール類、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン等の脂肪族ポリアミン類、イソホロンジアミン、4,4 '-ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環族ポリアミン類、4,4 '-ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン類、キシリレンジアミン等の芳香脂環族ポリアミン類等のポリアミンが挙げられる。
本発明において、イソシアネート成分としては、上記に挙げた有機ジイソシアネートの中でも、トリレンジイソシアネート或いはキシリレンジイソシアネーを用いることが好ましく、また、ポリウレタン樹脂のポリオール成分としては、上記に挙げた高分子ポリオール類の中でも、ポリカプロラクトンジオールが好ましい。そして、トリレンジイソシアネートあるいはキシリレンジイソシアネーと、ポリ(ε‐カプロラクトン)ジオールで構成されたポリウレタン樹脂を用いたチョップドストランドは、集束性が極めて高いためより好ましい。
≪シランカップリング剤≫
本発明のシランカップリング剤は、官能基を有するもの(例えばビニルアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、メルカプトアルコキシシラン、アリルアルコキシシラン、アミノシラン等)であれば本発明の効果を発揮することができるが、アミノシランカップリング剤が好ましい。アミノシランカップリング剤とは、一分子中にアルコキシ基が結合した珪素原子と、窒素原子を含有する官能基とを含有している化合物をいう。
本発明のシランカップリング剤は、官能基を有するもの(例えばビニルアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、メルカプトアルコキシシラン、アリルアルコキシシラン、アミノシラン等)であれば本発明の効果を発揮することができるが、アミノシランカップリング剤が好ましい。アミノシランカップリング剤とは、一分子中にアルコキシ基が結合した珪素原子と、窒素原子を含有する官能基とを含有している化合物をいう。
具体的なアミノシランカップリング剤として、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N’-ビス〔3-(トリメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス〔3-(メチルジメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス〔3-(トリメトキシシリル)プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、N,N’-ビス〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
上記アミノシランカップリング剤として、中でも、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及びN-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリエトキシシランが好ましく挙げられ、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及びγ-アミノプロピルトリエトキシシランがより好ましく挙げられる。
また、これらのシランカップリング剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
また、これらのシランカップリング剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
官能基を有する他のシランカップリング剤(例えばビニルアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、メルカプトアルコキシシラン、アリルアルコキシシラン等)を併用してもよい。
≪ガラス系無機充填材≫
本実施形態に用いられるガラス系無機充填材は、繊維状(ガラス繊維)、粒状(ガラスビーズ)、粒状(ミルドガラスファイバー)、板状(ガラスフレーク)及び中空状の充填材が挙げられ、特に限定されるものではない。
本実施形態に用いられるガラス系無機充填材は、繊維状(ガラス繊維)、粒状(ガラスビーズ)、粒状(ミルドガラスファイバー)、板状(ガラスフレーク)及び中空状の充填材が挙げられ、特に限定されるものではない。
取り扱い上、ガラス繊維であって、2mm~8mm程度にカットされたチョップドストランドが好適である。また、ガラス繊維の直径としては、通常は5μm~15μm、好ましくは7μm~13μmのものが好適に用いられる。
ブロック化イソシアネートの表面処理量は、ガラス系無機充填材100質量部に対して0.1質量部~5質量部であり、好ましくは0.3質量部~3質量部である。
ポリウレタン樹脂の表面処理量は、ガラス系無機充填材100質量部に対して0.1質量部~5質量部であり、好ましくは0.2質量部~2質量部である。
シランカップリング剤の表面処理量は、ガラス系無機充填材100質量部に対して0.005質量部~10質量部であり、好ましくは0.01質量部~5質量部である。
ポリウレタン樹脂の表面処理量は、ガラス系無機充填材100質量部に対して0.1質量部~5質量部であり、好ましくは0.2質量部~2質量部である。
シランカップリング剤の表面処理量は、ガラス系無機充填材100質量部に対して0.005質量部~10質量部であり、好ましくは0.01質量部~5質量部である。
(B)ガラス系無機充填材の配合量は、ポリアセタール樹脂100質量部に対して1質量部~100質量部であり、好ましくは5質量部~80質量部であり、特に好ましくは10質量部~60質量部である。ガラス系無機充填材の含有量は、成形品のクリープ特性の改善、成形加工容易性から適宜選択される。
ガラス系無機充填材に表面処理を行う際には、公知の方法を採用することができ、一般的にはブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種を、有機溶剤中に溶解した溶液、エマルジョンとして分散、或いは、水中に分散させ使用することが好ましい。
<(C)多官能イソシアネート化合物>
本発明の(C)多官能イソシアネート化合物としては、一分子中に2つ以上のイソシアネート基を有する多官能のイソシアネート化合物であれば特に制限なく使用でき、本発明のブロック化イソシアネート化合物の原料であるイソシアネート化合物を好ましく使用することができる。
本発明の(C)多官能イソシアネート化合物としては、一分子中に2つ以上のイソシアネート基を有する多官能のイソシアネート化合物であれば特に制限なく使用でき、本発明のブロック化イソシアネート化合物の原料であるイソシアネート化合物を好ましく使用することができる。
中でも、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート又は2,6-トリレンジイソシアネートの多量体、特に三量体が好ましい。三量体以上で、クリープ特性を急激に向上させることができる。なお、上記化合物を2種以上併用することもできる。
多官能イソシアネートの配合量は、ポリアセタール樹脂100質量部に対して、0.1質量部~10質量部であり、好ましくは0.3質量部~3質量部である。
多官能イソシアネートの配合量は、ポリアセタール樹脂100質量部に対して、0.1質量部~10質量部であり、好ましくは0.3質量部~3質量部である。
<(D)ホウ酸化合物>
本発明の(D)ホウ酸化合物としては、種類は特に限定されるものでなく、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸等のいずれであってもよい。中でもオルトホウ酸が好ましい。(D)ホウ酸化合物の配合量は、ポリアセタール樹脂100質量部に対して、0.001質量部~3.0質量部であり、クリープ特性から、好ましくは0.005質量部~0.2質量部である。
本発明の(D)ホウ酸化合物としては、種類は特に限定されるものでなく、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸等のいずれであってもよい。中でもオルトホウ酸が好ましい。(D)ホウ酸化合物の配合量は、ポリアセタール樹脂100質量部に対して、0.001質量部~3.0質量部であり、クリープ特性から、好ましくは0.005質量部~0.2質量部である。
<(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体>
本発明の(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体は、耐クリープ性を向上させるだけでなく、耐熱安定性を高める効果も有している。
本発明に用いられる(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体としては、具体的には、メラミン、N-ブチルメラミン、N-フェニルメラミン、N,N’-ジフェニルメラミン、N,N’-ジアリルメラミン、N,N’,N’’-トリフェニルメラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、2,4-ジアミノ-6-ブチル-sym-トリアジン、アンメリン、2,4-ジアミノ-6-ベンジルオキシ-sym-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-ブトキシ-sym-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-シクロヘキシル-sym-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-クロロ-sym-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-メルカプト-sym-トリアジン、2,4-ジヒドロキシ-6-アミノ-sym-トリアジン〔別称(アンメリド)〕、1,1-ビス(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアジニル)メタン、1,2-ビス(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアジニル)エタン〔別称(サクシノグアナミン)〕、1,3-ビス(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアジニル)プロパン、1,4-ビス(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアジニル)ブタン、メチレン化メラミン、エチレンジメラミン、トリグアナミン、3,9-ビス[2-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)エチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(CTUグアナミン)、3,9-ビス[1-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)メチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス[2-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)-2-メチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス[1-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)-1,1-ジメチルメチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス[3-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)-1,1-ジメチルプロピル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス[3-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)-2,2-ジメチルプロピル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、メラミンシアヌレート、エチレンジメラミンシアヌレート、トリグアナミンシアヌレート等である。
本発明の(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体は、耐クリープ性を向上させるだけでなく、耐熱安定性を高める効果も有している。
本発明に用いられる(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体としては、具体的には、メラミン、N-ブチルメラミン、N-フェニルメラミン、N,N’-ジフェニルメラミン、N,N’-ジアリルメラミン、N,N’,N’’-トリフェニルメラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、2,4-ジアミノ-6-ブチル-sym-トリアジン、アンメリン、2,4-ジアミノ-6-ベンジルオキシ-sym-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-ブトキシ-sym-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-シクロヘキシル-sym-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-クロロ-sym-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-メルカプト-sym-トリアジン、2,4-ジヒドロキシ-6-アミノ-sym-トリアジン〔別称(アンメリド)〕、1,1-ビス(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアジニル)メタン、1,2-ビス(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアジニル)エタン〔別称(サクシノグアナミン)〕、1,3-ビス(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアジニル)プロパン、1,4-ビス(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアジニル)ブタン、メチレン化メラミン、エチレンジメラミン、トリグアナミン、3,9-ビス[2-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)エチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(CTUグアナミン)、3,9-ビス[1-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)メチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス[2-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)-2-メチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス[1-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)-1,1-ジメチルメチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス[3-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)-1,1-ジメチルプロピル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス[3-(3,5-ジアミノ-2,4,6-トリアザフェニル)-2,2-ジメチルプロピル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、メラミンシアヌレート、エチレンジメラミンシアヌレート、トリグアナミンシアヌレート等である。
これらのトリアジン誘導体は1種類で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。好ましくはベンゾグアナミン、CTUグアナミン、メラミンであり、中でもメラミンが特に好ましい。
本発明においてかかる(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体の配合量はポリアセタール樹脂100質量部に対して0.002質量部~10質量部とするのが好ましく、より好ましくは0.01質量部~2質量部、特に好ましくは0.03質量部~1質量部である。
<その他の添加剤>
本発明のポリアセタール樹脂組成物には、さらにシランカップリング剤以外の公知のカップリング剤で表面処理されたガラス系無機充填材を含有してもよい。カップリング剤は、ガラス系無機充填材を、ポリアセタール樹脂との濡れ性や接着性等を良好なものとするために用いられるものであって、例えば、チタネート系、アルミニウム系、クロム系、ジルコニウム系、ボラン系カップリング剤等がある。
本発明のポリアセタール樹脂組成物には、さらにシランカップリング剤以外の公知のカップリング剤で表面処理されたガラス系無機充填材を含有してもよい。カップリング剤は、ガラス系無機充填材を、ポリアセタール樹脂との濡れ性や接着性等を良好なものとするために用いられるものであって、例えば、チタネート系、アルミニウム系、クロム系、ジルコニウム系、ボラン系カップリング剤等がある。
また、本発明の目的とする成形品の性能を大幅に低下させないような範囲であるならば、ガラス系無機充填材以外の公知の無機、有機、及び金属等の繊維状、板状、粉粒状等の充填材を1種又は2種以上複合させて配合することも可能である。このような充填材の例としては、タルク、マイカ、ウォラストナイト、炭素繊維等が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
さらに公知の各種安定剤・添加剤を配合し得る。安定剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、アルカリ或いはアルカリ土類金属の水酸化物、カルボン酸塩等のいずれか1種又は2種以上を挙げることができる。添加剤としては、熱可塑性樹脂に対する一般的な添加剤、例えば染料、顔料等の着色剤、滑剤、核剤、離型剤、帯電防止剤、界面活性剤のいずれか1種又は2種以上を挙げることができる。
<ポリアセタール樹脂組成物の製造方法>
本発明のポリアセタール樹脂組成物の製造は、従来の樹脂組成物製造法として一般に用いられる公知の方法により容易に製造される。例えば各成分を混合した後、1軸又は2軸の押出機により練込み押出しして、ペレットを調製し、しかる後、成形する方法、一旦組成の異なるペレット(マスターバッチ)を調製し、そのペレットを所定量混合(稀釈)して成形に供し、成形後に目的組成の成形品を得る方法等、いずれも使用できる。
本発明のポリアセタール樹脂組成物の製造は、従来の樹脂組成物製造法として一般に用いられる公知の方法により容易に製造される。例えば各成分を混合した後、1軸又は2軸の押出機により練込み押出しして、ペレットを調製し、しかる後、成形する方法、一旦組成の異なるペレット(マスターバッチ)を調製し、そのペレットを所定量混合(稀釈)して成形に供し、成形後に目的組成の成形品を得る方法等、いずれも使用できる。
また、ポリアセタール樹脂組成物の製造において、基体であるポリアセタール樹脂の一部又は全部を粉砕し、これとその他の成分を混合した後、押出等を行うことは添加物の分散性を良くする上で好ましい方法である。
以下、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、特に記載のない限り、各評価は23℃、55%RHの環境下で行った。
<ポリアセタール樹脂組成物の製造>
(A)ポリアセタール樹脂100質量部に、(B)ガラス系無機充填材、(C)多官能イソシアネート化合物、(D)ホウ酸化合物及び(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体を、表1及び2に示す量で配合し、シリンダー温度200℃の押出機で溶融混練し、実施例及び比較例に係るペレット状のポリアセタール樹脂組成物を製造した。
使用した各種材料は次のとおりである。
(A)ポリアセタール樹脂100質量部に、(B)ガラス系無機充填材、(C)多官能イソシアネート化合物、(D)ホウ酸化合物及び(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体を、表1及び2に示す量で配合し、シリンダー温度200℃の押出機で溶融混練し、実施例及び比較例に係るペレット状のポリアセタール樹脂組成物を製造した。
使用した各種材料は次のとおりである。
〔(A)ポリアセタール樹脂〕
(A1)ポリアセタール樹脂(トリオキサン96.7質量%と1,3-ジオキソラン3.3質量%とを共重合させてなるポリアセタール共重合体(メルトインデックス(190℃,荷重2160gで測定):9g/10min))
(A1)ポリアセタール樹脂(トリオキサン96.7質量%と1,3-ジオキソラン3.3質量%とを共重合させてなるポリアセタール共重合体(メルトインデックス(190℃,荷重2160gで測定):9g/10min))
〔(B)表面処理されたガラス系無機充填材100質量部〕
(B1)ポリウレタン樹脂(キシリレンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールとの反応物)0.8質量部、シランカップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)0.02質量部で表面処理された直径13μmのチョップドストランド。
(B2)ポリウレタン樹脂(トリレンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールとの反応物)0.8質量部、シランカップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)0.02質量部で表面処理された直径10μmのチョップドストランド。
(B3)ポリウレタン樹脂(キシリレンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールとの反応物)0.3質量部、シランカップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)0.02質量部、メチルエチルケトオキシムでブロックされたヘキサメチレンジイソシアネートのブロック化イソシアネート1.2質量部で表面処理された直径10μmのチョップドストランド。
(B4)ポリウレタン樹脂(トリレンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールとの反応物)0.7質量部で表面処理された直径10μmのチョップドストランド。
(B5)メチルエチルケトオキシムでブロックされたヘキサメチレンジイソシアネート三量体のブロック化イソシアネート1.2質量部で表面処理された直径10μmのチョップドストランド。
[ガラス系無機充填材の表面処理法]
ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂(エマルジョン)、シランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種を単独または併用混合してガラス系無機充填材の表面処理剤を得た。この表面処理剤をガラス系無機充填材に塗布、乾燥して表面処理されたガラス系無機充填材を得た。さらに、ガラス系無機充填材がガラス繊維である場合、ガラス繊維束を長さ3mmに切断し、チョップドストランドを調製した。
また、ガラス系無機充填材(B3)は、ポリウレタン樹脂(エマルジョン)とシランカップリング剤で1次表面処理したチョップドストランドに、さらに、ブロック化イソシアネートを2次的に塗布・乾燥して調製した。
(B1)ポリウレタン樹脂(キシリレンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールとの反応物)0.8質量部、シランカップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)0.02質量部で表面処理された直径13μmのチョップドストランド。
(B2)ポリウレタン樹脂(トリレンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールとの反応物)0.8質量部、シランカップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)0.02質量部で表面処理された直径10μmのチョップドストランド。
(B3)ポリウレタン樹脂(キシリレンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールとの反応物)0.3質量部、シランカップリング剤(γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)0.02質量部、メチルエチルケトオキシムでブロックされたヘキサメチレンジイソシアネートのブロック化イソシアネート1.2質量部で表面処理された直径10μmのチョップドストランド。
(B4)ポリウレタン樹脂(トリレンジイソシアネートとポリカプロラクトンジオールとの反応物)0.7質量部で表面処理された直径10μmのチョップドストランド。
(B5)メチルエチルケトオキシムでブロックされたヘキサメチレンジイソシアネート三量体のブロック化イソシアネート1.2質量部で表面処理された直径10μmのチョップドストランド。
[ガラス系無機充填材の表面処理法]
ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂(エマルジョン)、シランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種を単独または併用混合してガラス系無機充填材の表面処理剤を得た。この表面処理剤をガラス系無機充填材に塗布、乾燥して表面処理されたガラス系無機充填材を得た。さらに、ガラス系無機充填材がガラス繊維である場合、ガラス繊維束を長さ3mmに切断し、チョップドストランドを調製した。
また、ガラス系無機充填材(B3)は、ポリウレタン樹脂(エマルジョン)とシランカップリング剤で1次表面処理したチョップドストランドに、さらに、ブロック化イソシアネートを2次的に塗布・乾燥して調製した。
〔(C)多官能イソシアネート化合物〕
(C1)イソホロンジイソシアネート三量体
(エボニック社製 VESTANAT T1890/100)
(C2)4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート
〔(D)ホウ酸化合物〕
(D)オルトホウ酸
〔(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体〕
(E1)メラミン
(E2)ベンゾグアナミン
(E3)CTUグアナミン
(C1)イソホロンジイソシアネート三量体
(エボニック社製 VESTANAT T1890/100)
(C2)4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート
〔(D)ホウ酸化合物〕
(D)オルトホウ酸
〔(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体〕
(E1)メラミン
(E2)ベンゾグアナミン
(E3)CTUグアナミン
<物性評価>
実施例及び比較例に係るペレット状の組成物から射出成形機を用い、試験片を成形した。そして、ISO527-1,2に準拠した引張強さ・引張伸び、ISO178に準拠した曲げ強さ、ISO179・1eAに準拠したシャルピー衝撃強さ(ノッチ付、23℃)の測定を実施した。
<耐クリープ性評価>
ISO3167に準拠した引張試験片を用い、クリープ試験機で高温高荷重条件として大気中80℃、40MPaの荷重を掛け、試験片が破断するまでの時間を測定した。
評価結果を表1及び2に示す。組成における単位は、質量部である。
実施例及び比較例に係るペレット状の組成物から射出成形機を用い、試験片を成形した。そして、ISO527-1,2に準拠した引張強さ・引張伸び、ISO178に準拠した曲げ強さ、ISO179・1eAに準拠したシャルピー衝撃強さ(ノッチ付、23℃)の測定を実施した。
<耐クリープ性評価>
ISO3167に準拠した引張試験片を用い、クリープ試験機で高温高荷重条件として大気中80℃、40MPaの荷重を掛け、試験片が破断するまでの時間を測定した。
評価結果を表1及び2に示す。組成における単位は、質量部である。
表1及び2から、本発明においては機械的特性及びクリープ特性が改善されることが明らかである。
Claims (7)
- (A)ポリアセタール樹脂100質量部に対して、
(B)ブロック化イソシアネート化合物、ポリウレタン樹脂及びシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で表面処理されたガラス系無機充填材1質量部~100質量部と、
(C)多官能イソシアネート化合物0.1質量部~10質量部と、
(D)ホウ酸化合物0.001質量部~3質量部と、
(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体0.002質量部~10質量部と
を含有するポリアセタール樹脂組成物。 - 前記(C)多官能イソシアネート化合物が、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート及び2,6-トリレンジイソシアネートから選ばれた少なくとも1種の化合物である請求項1に記載のポリアセタール樹脂組成物。
- 前記(C)多官能イソシアネート化合物が、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート及び2,6-トリレンジイソシアネートの多量体から選ばれた少なくとも1種の化合物である、請求項1に記載のポリアセタール樹脂組成物。
- 前記(C)多官能イソシアネート化合物が、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート及び2,6-トリレンジイソシアネートの三量体から選ばれた少なくとも1種の化合物である、請求項1に記載のポリアセタール樹脂組成物。
- 前記(D)ホウ酸化合物が、オルトホウ酸である、請求項1から4いずれかの項記載のポリアセタール樹脂組成物。
- 前記(E)含窒素官能基を有するトリアジン誘導体が、メラミン、ベンゾグアナミン及びCTUグアナミンから選ばれた少なくとも1種の化合物である、請求項1から5いずれかの項記載のポリアセタール樹脂組成物。
- 前記(B)ガラス系無機充填材が、ガラス繊維、ガラスビーズ、ミルドガラスファイバー及びガラスフレークから選ばれた少なくとも1種のガラス系無機充填材である、請求項1から6いずれかの項記載のポリアセタール樹脂組成物。
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