JP7462061B2 - 樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、耐ヒートショック性の向上を1つの目的として、特定のポリブチレンテレフタレート樹脂と、特定のスチレン系熱可塑性エラストマーと、ガラス繊維を配合してなる、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が検討されている。
また、特許文献2では、長期耐熱性の向上を1つの目的として、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、オキサゾリン基含有非晶性ポリマー及び耐衝撃性改質樹脂を必須成分とするポリアリーレンサルファイド樹脂組成物が検討されている。
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性及び耐ヒートショック性の向上した、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂及びポリフェニレンサルファイド系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つの熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物、該樹脂組成物から得られる成形品を提供することを目的とする。
〔1〕熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する多分岐型ブロック共重合体、又はその水素添加物(B)を1~100質量部含む樹脂組成物であり、
前記熱可塑性樹脂(A)が、
ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A-1)、ポリスチレン系樹脂(A-2)、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂(A-3)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含み、
前記多分岐型ブロック共重合体、又はその水素添加物(B)が、
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する3以上の鎖(bα)と、カップリング剤に由来する1つの核(bβ)とを含むスター型ブロック共重合体又はその水素添加物(B-1)、及び
共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む主鎖(bγ)と、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する側鎖(bδ)とを含むグラフト型ブロック共重合体又はその水素添加物(B-2)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、樹脂組成物。
〔2〕前記熱可塑性樹脂(A)として、ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A-1)を含む〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔3〕前記熱可塑性樹脂(A)として、ポリスチレン系樹脂(A-2)を含む〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔4〕前記熱可塑性樹脂(A)として、ポリフェニレンサルファイド系樹脂(A-3)を含む〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔6〕前記多分岐型ブロック共重合体、又はその水素添加物(B)のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した標準ポリスチレン換算の数平均分子量が700,000以上である、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
〔7〕前記多分岐型ブロック共重合体、又はその水素添加物(B)が、
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)および共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する3以上の鎖(bα)と、カップリング剤に由来する1つの核(bβ)とを含むスター型ブロック共重合体の水素添加物(B-1-2)、及び
共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む主鎖(bγ)と、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する側鎖(bδ)とを含むグラフト型ブロック共重合体の水素添加物(B-2-2)からなる群より選ばれる少なくとも1つの多分岐型ブロック共重合体の水素添加物(B2)であり、
該多分岐型ブロック共重合体に含まれる共役ジエン化合物に由来する構造単位中の炭素-炭素二重結合の水素添加率が80モル%以上である、〔1〕~〔6〕のいずれか記載の樹脂組成物。
該スター型ブロック共重合体に含まれる共役ジエン化合物に由来する構造単位中の炭素-炭素二重結合の水素添加率が80モル%以上である、〔7〕に記載の樹脂組成物。
〔9〕多分岐型ブロック共重合体、又はその水素添加物(B)として、スター型ブロック共重合体又はその水素添加物(B-1)を含み、
そのスター型ブロック共重合体又はその水素添加物(B-1)に含まれる核(bβ)が、ジビニルベンゼンに由来する、〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔10〕さらに、前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、無機充填剤(C)を1~200質量部を含む、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
〔12〕金属及び非金属無機固体からなる群から選択される少なくとも1つから形成された無機部材と、該無機部材の表面の少なくとも一部を被覆する、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の樹脂組成物から形成された樹脂部材とを含む〔11〕に記載の成形品。
<熱可塑性樹脂(A)>
本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)を含む。熱可塑性樹脂(A)は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A-1)、ポリスチレン系樹脂(A-2)、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂(A-3)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む。なお、熱可塑性樹脂(A)には上記ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A-1)、ポリスチレン系樹脂(A-2)、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂(A-3)以外の樹脂は含まれない。
本発明で用いられるポリブチレンテレフタレート系樹脂(A-1)とは、テレフタル酸および/またはそのエステル形成性誘導体と、1,4-ブタンジオールおよび/またはそのエステル形成性誘導体とを重縮合することによって得られる重合体である。テレフタル酸のエステル形成性誘導体としては、例えば、テレフタル酸ジメチルなどのテレフタル酸のアルキルエステルなどが挙げられる。1,4-ブタンジオールのエステル形成性誘導体としては、例えば、1,4-ブタンジオールエステルなどのジオールのアルキルエステルなどが挙げられる。
これら化合物は1種単独で用いても、2種以上併用してもよい。
これら化合物は1種単独で用いても、2種以上併用してもよい。
これら共重合体は1種単独で用いても、2種以上併用してもよい。また、ポリブチレンテレフタレート(単独重合体)を1種単独で用いてもよく、単独重合体と上記共重合体を2種以上併用してもよい。
これらポリブチレンテレフタレート系樹脂(A-1)の中でも、ポリブチレンテレフタレートが好ましい。
本発明で用いられるポリスチレン系樹脂(A-2)としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリジメチルスチレン、ポリt-ブチルスチレン等のポリアルキルスチレン;ポリクロロスチレン、ポリブロモスチレン、ポリフルオロスチレン、ポリフルオロスチレン等のポリハロゲン化スチレン;ポリクロロメチルスチレン等のポリハロゲン置換アルキルスチレン;ポリメトキシスチレン、ポリエトキシスチレン等のポリアルコキシスチレン;ポリカルボキシメチルスチレン等のポリカルボキシアルキルスチレン;ポリビニルベンジルプロピルエーテル等のポリアルキルエーテルスチレン;ポリトリメチルシリルスチレン等のポリアルキルシリルスチレン;ポリ(ビニルベンジルジメトキシホスファイド)等が挙げられる。
これらポリスチレン系樹脂(A-2)の中でも、ポリスチレンが好ましい。
本発明に使用するポリフェニレンサルファイド(以下、「PPS」と略記する)系樹脂(A-3)としては、一般にPPS系樹脂として取り扱われる樹脂を用いることができるが、通常一般式(1)〔-Ar-S-〕(式(1)中、-Ar-は少なくとも1つの炭素6員環を含む2価の芳香族基を示す)で示される繰り返し単位を主要構造単位として有する樹脂であり、特に、前記一般式(1)で示される構造単位を70モル%以上含有する樹脂が、耐熱性と耐薬品性とに優れる点から好ましい。
(1)-1:p-ジクロルベンゼンを硫黄と炭酸ソーダの存在下で重合させる方法、
(1)-2:p-ジクロルベンゼンを、極性溶媒中で、硫化ナトリウムと反応させる方法、
(1)-3:p-ジクロルベンゼンを、極性溶媒中で、水硫化ナトリウム及び水酸化ナトリウムと反応させる方法、
(1)-4:p-ジクロルベンゼンを、極性溶媒中で、硫化水素と水酸化ナトリウムの存在下で重合させる方法、
が挙げられ、また、方法(2)として、p-クロルチオフェノール等のチオフェノ-ル類を炭酸カリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ触媒又は沃化銅等の銅塩の共存下で自己縮合させる方法が挙げられる。また、方法(1)にて使用し得る極性溶媒としては、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤やスルホラン等が挙げられる。
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する3以上の鎖(bα)と、カップリング剤に由来する1つの核(bβ)とを含むスター型ブロック共重合体(B-1-1)又はその水素添加物(B-1-2)(以下、これらを総称してスター型ブロック共重合体等(B-1)ともいう。)、及び
共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む主鎖(bγ)と、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する側鎖(bδ)とを含むグラフト型ブロック共重合体(B-2-1)又はその水素添加物(B-2-2)(以下、これらを総称してグラフト型ブロック共重合体等(B-2)ともいう。)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことに特徴がある。
上記スター型ブロック共重合体(B-1-1)は、3以上の鎖(bα)と、カップリング剤に由来する1つの核(bβ)とを含む。
スター型ブロック共重合体(B-1-1)では、典型的には、上記鎖(bα)と、上記分岐点に相当する核(bβ)(典型的には、後述するカップリング剤に含まれるアニオン重合活性末端と反応する官能基に由来する部分)が直接結合している。また、かかるスター型ブロック共重合体は、直鎖状ブロック共重合体との混合物であってもよい。
(平均本数)=(スター型ブロック共重合体(B-1-1)の数平均分子量)÷(鎖(bα)の数平均分子量)(β1-1)
上記核(bβ)は、カップリング剤に由来する。このカップリング剤は、鎖(bα)となる重合体の活性末端、典型的には、アニオン重合活性末端と反応する官能基を2以上有する化合物である。
クロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、四臭化炭素、ヨードホルム、テトラヨードメタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,2,2-テトラブロモエタン、ヘキサクロロエタン、1,2,3-トリクロロプロパン、1,2,3-トリブロモプロパン、1,2,4-トリクロロプロパン、1,2,4,5-テトラクロロベンゼン、1,4-ビス(トリクロロメチル)ベンゼン等のハロゲン基を2つ以上有するハロゲン化炭化水素;
1,3-ジクロロ-2-プロパノン、2,4-ジブロモ-3-ペンタノン、1,2,4,5-ジエポキシ-3-ペンタノン、1,2,11,12-ジエポキシ-8-ペンタデカノン等のハロゲン基、エポキシ基に代表される、アニオン活性末端と反応可能な官能基を2つ以上有するケトン化合物;
ベンゼン-1,2,4-トリイソシアネート、ナフタレン-1,2,5,7-テトライソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ナフタレン-1,3,7-トリイソシアネート等のイソシアネート基を2つ以上有する化合物;
エポキシ化1,2-ポリブタジエン、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、1,2,5,6,9,10-トリエポキシデカン等のエポキシ基を2つ以上有する化合物;
シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジオクチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、テレフタル酸ジエチル等のカルボン酸エステル基を2つ以上有する化合物;
ピロメリット酸無水物等の酸無水物基を2つ以上有する化合物;
ビスジメトキシメチルシリルエタン、ビスジエトキシメチルシリルエタン、ビスジエトキシエチルシリルペンタン、ビスジブトキシメチルシリルエタン、ビストリメトキシシリルへキサン、ビストリエトキシシリルエタン、ビストリプロポキシシリルペンタン、テトラエトキシシラン、ビスジクロロメチルシリルエタン、ビスジブロモエチルシリルヘキサン、ビスジブロモプロピルシリルヘプタン、ビストリクロロシリルエタン、ビストリブロモシリルヘキサン、トリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、(ジクロロメチル)トリクロロシラン、ヘキサクロロジシラン等のハロゲン基、アルコキシ基に代表される、アニオン活性末端と反応可能な官能基を2つ以上有するシラン化合物;
テトラクロロスズ、メチルトリクロロスズ、ブチルトリクロロスズ、テトラメトキシスズ等のハロゲン基、アルコキシ基に代表される、アニオン活性末端と反応可能な官能基を2つ以上有するスズ化合物;などが挙げられる。
上記アルケニル基を1つ有する芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、2,6-ジメチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、α-メチル-o-メチルスチレン、α-メチル-m-メチルスチレン、α-メチル-p-メチルスチレン、β-メチル-o-メチルスチレン、β-メチル-m-メチルスチレン、β-メチル-p-メチルスチレン、2,4,6-トリメチルスチレン、α-メチル-2,6-ジメチルスチレン、α-メチル-2,4-ジメチルスチレン、β-メチル-2,6-ジメチルスチレン、β-メチル-2,4-ジメチルスチレン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン、2,6-ジクロロスチレン、2,4-ジクロロスチレン、α-クロロ-o-クロロスチレン、α-クロロ-m-クロロスチレン、α-クロロ-p-クロロスチレン、β-クロロ-o-クロロスチレン、β-クロロ-m-クロロスチレン、β-クロロ-p-クロロスチレン、2,4,6-トリクロロスチレン、α-クロロ-2,6-ジクロロスチレン、α-クロロ-2,4-ジクロロスチレン、β-クロロ-2,6-ジクロロスチレン、β-クロロ-2,4-ジクロロスチレン、o-t-ブチルスチレン、m-t-ブチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-クロロメチルスチレン、m-クロロメチルスチレン、p-クロロメチルスチレン、o-ブロモメチルスチレン、m-ブロモメチルスチレン、p-ブロモメチルスチレン、シリル基で置換されたスチレン誘導体、インデン、ビニルナフタレン、N-ビニルカルバゾール等が挙げられる。これら芳香族ビニル化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上用いてもよい。
これらの中でも、製造コストの観点から、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、及びこれらの混合物が好ましく、スチレンがより好ましい。
上記スター型ブロック共重合体(B-1-1)には3以上の鎖(bα)が含まれる。この鎖(bα)には、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)が含有される。
鎖(bα)に含有される重合体ブロック(b1)は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(以下、「芳香族ビニル化合物単位」と略称することがある。)を含有する。重合体ブロック(b1)中、芳香族ビニル化合物単位の含有量は、得られるスター型ブロック共重合体等(B-1)の樹脂組成物中での分散が細かく、得られる樹脂組成物の耐衝撃性(機械的特性)、耐ヒートショック性に優れるという観点から、好ましくは70モル%超であり、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、よりさらに好ましくは95モル%以上であり、実質的に100モル%であることが特に好ましい。
鎖(bα)に含まれる重合体ブロック(b1)の数平均分子量(Mn)は特に制限はないが、重合体ブロック(b1)のMnは、好ましくは3,000~60,000、より好ましくは4,000~50,000である。スター型ブロック共重合体(B-1-1)の鎖(bα)が、上記範囲内のMnである重合体ブロック(b1)を有することにより、機械強度がより向上し、成形加工性にも優れる。
なお、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定によって求めた標準ポリスチレン換算の数平均分子量である。
スター型ブロック共重合体(B-1-1)における重合体ブロック(b1)の含有量は、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましく、40質量%以下であることが特に好ましい。重合体ブロック(b1)の含有量が前記上限値以下であれば、得られるスター型ブロック共重合体等(B-1)は適度な柔軟性および成形性を有する傾向にある。また、上記重合体ブロック(b1)の含有量は、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、6質量%以上であることがさらに好ましく、10質量%以上であることが特に好ましい。重合体ブロック(b1)の含有量が前記下限値以上であれば、得られるスター型ブロック共重合体等(B-1)の樹脂組成物中での分散が細かく、その樹脂組成物の耐衝撃性、耐ヒートショック性に優れ、また各種用途に好適な機械的特性及び成形加工性を有するスター型ブロック共重合体等(B-1)とできる傾向にある。
なお、スター型ブロック共重合体(B-1-1)における重合体ブロック(b1)の含有量は、1H-NMR測定により求めることができる。
鎖(bα)に含有される重合体ブロック(b2)は、共役ジエン化合物に由来する構造単位(以下、「共役ジエン化合物単位」と略称することがある。)を含有する。重合体ブロック(b2)中、共役ジエン化合物単位の含有量は、得られる樹脂組成物の成形加工性、耐衝撃性、耐ヒートショック性の観点から、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上であり、実質的に100モル%であることが特に好ましい。
重合体ブロック(b2)の共役ジエン化合物成単位のビニル結合量は特に制限されないが、そのビニル結合量は、好ましくは1~60モル%、より好ましくは2~40モル%、さらに好ましくは3~30モル%、特に好ましくは4~20モル%である。なお、重合体ブロック又は重合体鎖などのビニル結合量は、後述するアニオン重合により、多分岐型ブロック共重合体を製造する場合には、使用する溶媒の種類、必要に応じて使用される極性化合物、重合温度などを制御することにより所望の値とすることができる。
重合体ブロック(b2)は、本発明の目的及び効果の妨げにならない限り、前記共役ジエン化合物以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位を含有していてもよい。この場合、重合体ブロック(b2)において、共役ジエン化合物以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位の含有量は、好ましくは50モル%未満、より好ましくは30モル%未満、さらに好ましくは20モル%未満、よりさらに好ましくは10モル%未満、特に好ましくは0モル%である。
鎖(bα)に含まれる重合体ブロック(b2)のMnは特に制限はないが、成形加工性等の観点から、重合体ブロック(b2)のMnは、好ましくは10,000~800,000であり、より好ましくは20,000~600,000であり、さらに好ましくは30,000~500,000、特に好ましくは50,000~300,000、最も好ましくは70,000~200,000である。
鎖(bα)に重合体ブロック(b1)と重合体ブロック(b2)とが含有されている限りその結合形式は限定されず、直鎖状、分岐状、放射状、又はこれらの2つ以上が組合わさった結合様式のいずれでもよい。また、これら重合ブロック同士が直接結合していても、他の重合ブロックを介して間接的に結合していてもよい。これらの中でも、重合体ブロック(b1)と重合体ブロック(b2)の結合形式は、これら重合体ブロックが直接結合し、直鎖状であることが好ましい。このような結合形式の例としては、重合体ブロック(b1)をb1、重合体ブロック(b2)をb2と表し、核(bβ)に近い順から各重合体ブロックを表したときに、b2-b1で示されるジブロック共重合体鎖、b2-b1-b2又はb1-b2-b1で示されるトリブロック共重合体鎖、b2-b1-b2-b1又はb1-b2-b1-b2で示されるテトラブロック共重合体鎖、b2-b1-b2-b1-b2又はb1-b2-b1-b2-b1で示されるペンタブロック共重合体鎖などが挙げられる。
(カップリング率(%))=[{(全てのピーク面積の総和)-(活性末端重合体に由来する成分のピーク面積)}/(全てのピーク面積の総和)]×100 (β1-2)
カップリング率はカップリング剤の添加量を多くしたり、ルイス塩基の添加量を多くしたり、反応温度を高くしたり、反応時間を長くしたりすることによって高めることができる。カップリング反応は、カップリング率が所望の範囲になるまで行うことができる。その後、メタノール、イソプロパノール等の重合停止剤を添加することで、カップリング反応を停止できる。
グラフト型ブロック共重合体(B-2-1)では、主鎖(bγ)と側鎖(bδ)とを含む。グラフト型ブロック共重合体では、上記式(III-1)~(III-3)で例示したように、主鎖(bγ)と側鎖(bδ)が分岐点を介さずに直接結合、又は分岐点を介して、主鎖(bγ)と側鎖(bδ)が直接若しくは間接的に、結合している。なお、本発明でグラフト型ブロック共重合体とは、高分子鎖からなる主鎖を幹、高分子鎖からなる側鎖を枝、として有し、その重合体鎖中、典型的には側鎖中に、異なる重合体ブロックを2以上有する重合体をいう。
主鎖(bγ)は、共役ジエン化合物に由来する構造単位(以下、「共役ジエン化合物単位」と略称することがある。)を含有する。主鎖(bγ)中、共役ジエン化合物単位の含有量は、製造容易性や得られる樹脂組成物の成形加工性、耐衝撃性、耐ヒートショック性の観点から、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上であり、実質的に100モル%であることが特に好ましい。
主鎖(bγ)の共役ジエン化合物成単位のビニル結合量は特に制限されないが、そのビニル結合量は、好ましくは3~80モル%、より好ましくは4~60モル%、さらに好ましくは6~30モル%である。
主鎖(bγ)は、本発明の目的及び効果の妨げにならない限り、前記共役ジエン化合物以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位を含有していてもよい。この場合、主鎖(bγ)において、共役ジエン化合物以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位の含有量は、好ましくは50モル%未満、より好ましくは30モル%未満、さらに好ましくは20モル%未満、よりさらに好ましくは10モル%未満、特に好ましくは0モル%である。
上記他の重合性の単量体の具体例の説明は、前記スター型ブロック共重合体(B-1-1)の鎖(bα)に含まれる重合体ブロック(b2)に関する説明と同様である。
上記グラフト型ブロック共重合体(B-2-1)には側鎖(bδ)が含まれる。この鎖(bδ)には、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)が含有される。
上記側鎖(bδ)に含まれる重合体ブロック(b1)及び(b2)に関する具体例、好適態様等の説明、また側鎖(bδ)に含まれ得る他の重合体ブロックに関する説明は、前記スター型ブロック共重合体(B-1-1)の鎖(bα)に関する説明と同様である。
共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体からなる主鎖(bγ)に、分岐点である価数が3以上のヘテロ原子1つを介して、上記重合体ブロック(b1)及び重合体ブロック(b2)を含有する側鎖(bδ)が結合した構造を有しており、
前記主鎖(bγ)は、直接又は連結鎖を通じて分岐点と結合し、
前記側鎖(bδ)は直接分岐点に結合しており、
前記ヘテロ原子がSi、Sn、Ge、Pb、P、B、及びAlからなる群より選ばれる少なくとも1つであり、
前記分岐点の少なくとも1つには、アルコキシ基及び水酸基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基(c)が直接結合しており、
グラフト型ブロック共重合体(B-2-1A)は、1分子あたりの前記分岐点に直接結合する官能基(c)の平均個数Xとグラフト型ブロック共重合体(B-2-1A)1分子あたりの分岐点の平均個数Yが下記式(2);
0<(X/Y)<1 (2)
の関係を満たすものである。
を含む製造方法によって作製できる。
前記分岐部分となる単量体単位(及び連結部位)がヘテロ原子を含まないことが好ましい。グラフト型ブロック共重合体(B-2-1B)が、上記分岐部分などの分岐点にヘテロ原子を含む場合、せん断安定性や熱安定性が悪化する場合がある。
以下、具体例で説明をする。芳香族ビニル化合物が例えば、芳香族基中にアニオン活性が高い(有機リチウム化合物との反応性が高い)置換基を有する4-メチルスチレンの場合は、4-メチルスチレン由来のメチル基の部分の反応性が高く、このメチル基の部分に側鎖(bδ)が結合してしまう。
(側鎖密度)=(グラフト型ブロック共重合体(B-2-1B)1分子あたり側鎖(bδ)の平均本数)/[(主鎖(bγ)の数平均分子量Mn)/(スチレン単位の分子量)]×100 (A)
上記重合体ブロック(b1)及び重合体ブロック(b2)を含有する側鎖(bδ)となるように、共役ジエン化合物、および芳香族ビニル化合物などの単量体を添加して、重合体(M)中のリチオ化された部分から重合して、主鎖である重合体(M)に対し側鎖を形成し、共役ジエン系グラフト重合体を作製する工程(B');
を含む製造方法によって作製できる。かかる製造方法の場合、重合体(M)に含まれるアニオン活性部位をリチオ化する工程の後に、トリイソブチルアルミ等のルイス酸を添加する工程(A'-2)を含んでいてもよい。
スター型ブロック共重合体(B-1-1)及びグラフト型ブロック共重合体(B-2-1)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、水素添加されていない多分岐型ブロック共重合体(以下、未水添多分岐型ブロック共重合体ともいう)は、水素添加され、スター型ブロック共重合体の水素添加物(B-1-2)及びグラフト型ブロック共重合体の水素添加物(B-2-2)として用いられてもよい。
かかる水素添加物の作製は、例えば、未水添多分岐型ブロック共重合体を不活性有機溶媒中に溶解または分散し、水添触媒の存在下に水素添加反応(水添反応)することにより行われる。水添反応により、未水添多分岐型ブロック共重合体に含まれる共役ジエン化合物由来の炭素-炭素二重結合の少なくとも一部が水素添加され、多分岐型ブロック共重合体の水素添加物とすることができる。
(MnA);核(bα)または主鎖(bγ)に結合している重合体ブロック(b2)のMnの2倍値
(MnB);多分岐型ブロック共重合体、又はその水素添加物(B)が含む重合体ブロック(b2)のMnのうち最大値
一方、核(bα)または主鎖(bγ)に重合体ブロック(b2)が結合していない場合、実質ゴム平均分子量は上記(MnB)を示す。
得られる樹脂組成物の耐衝撃性、耐ヒートショック性、機械特性の観点からは、多分岐型ブロック共重合体、又はその水素添加物(B)の前記樹脂組成物中の含有量は、上記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、好ましくは5~30質量部、より好ましくは10~25質量部である。
これら無機充填剤(C)は、一種単独で用いてもよく、二種以上併用してもよい。
これら無機充填剤(C)は、必要に応じて、収束剤、表面処理剤などで処理を施した後使用してもよい。
難燃剤としては、例えば、有機塩素化合物や有機臭素化合物等のハロゲン系難燃剤;リン酸塩、リン酸エステル、含窒素リン化合物、赤リン等のリン系難燃剤;ホウ酸亜鉛、ホウ酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム等のその他の無機系難燃剤;などが挙げられる。これら難燃剤の中でも、ハロゲン系難燃剤、特に有機臭素化合物が好適である。有機臭素化合物としては、好ましくは、臭素化芳香族ビスイミド化合物、臭素化芳香族エポキシ化合物、臭素化ポリカーボネート、臭素化ベンジルアクリレート及びその重合物、臭素化ポリスチレン等が挙げられる。
難燃剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上併用してもよい。
難燃助剤としては、例えば、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダ等のアンチモン化合物;二酸化錫、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属酸化物又は金属水酸化物などが挙げられる。特に、難燃剤としてハロゲン系難燃剤(典型的には有機臭素化合物)を用いた場合、難燃助剤としては、アンチモン化合物が好ましい。
難燃助剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上併用してもよい。
フッ素系樹脂には、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等のフッ素含有モノマーの単独重合体又は共重合体;前記フッ素含有モノマーと、エチレン、プロピレン、(メタ)アクリレートなどの共重合性モノマーとの共重合体が含まれる。
フッ素系樹脂の具体例としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライドなどの単独重合体;テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。
エポキシ化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上併用してもよい。
で表わされる、例えばビス(3,4-ジカルボキシフェニル)アルカン酸二無水物などのテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
多官能性化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上併用してもよい。
特にnが3以上の化合物が、耐熱性が高く、好ましい。上記芳香族多価カルボン酸エステルとしては、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステルが好ましい。
芳香族多価カルボン酸エステルは一種単独で用いてもよく、二種以上併用してもよい。
これらの中でも特にジ-2,6-ジメチルフェニルカルボジイミド、ポリ(4,4'-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(フェニレンカルボジイミド)およびポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)が好ましい。
かかるエラストマーとしては、例えば、ナイロンエラストマー、アクリルゴム、アクリルコアシェルポリマー、イソブチレン/イソプレンゴム、スチレン/ブタジエンゴム、エチレン/プロピレンゴムなどが挙げられる。
かかる熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、これを成形して、成形品として用いることができる。
本発明の樹脂組成物の成形方法としては、例えば押出成形、射出成形、中空成形、圧縮成形、真空成形、カレンダー成形などが挙げられる。これら方法によって各種形状の成形品、シート、フィルムなどが得られる。また、メルトブロー法、スパンボンド法等の方法により、不織布、繊維状物となった成形品を作製することもできる。
例えば、所望の形状の無機部材に対して、本発明の樹脂組成物を圧縮成形して、無機部材の表面を被覆するようにして成形品を作製できる。
インサート成形では、まず、成形用金型に所望の形状の無機部材をあらかじめ挿入し、その無機部材の表面の少なくとも一部を被覆するように、その金型内に溶融した本発明の樹脂組成物を流して、無機部材と樹脂部材とを含む成形品を作製する。樹脂組成物を金型に充填するための成形法としては射出成形法、押出成形法、圧縮成形法などがあるが、射出成形法が一般的である。
後述の製造例で得られたブロック共重合体又はその水素添加物の物性評価方法を以下に示す。
水添前のブロック共重合体をCDCl3に溶解して1H-NMR測定[装置:「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker社製)、測定温度:30℃]を行い、スチレンに由来するピーク強度とジエンに由来するピーク強度の比から重合体ブロック(b1)の含有量(重量%)を算出した。
下記条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により、ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)を求めた。
(GPC測定装置及び測定条件)
・装置 :GPC装置「HLC-8020」(東ソー株式会社製)
・分離カラム :東ソ-株式会社製の「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」及び「G5000HXL」を直列に連結した。
・溶離液 :テトラヒドロフラン
・溶離液流量 :0.7mL/min
・サンプル濃度:5mg/10mL
・カラム温度 :40℃
・検出器 :示差屈折率(RI)検出器
・検量線 :標準ポリスチレンを用いて作成
水添前のブロック共重合体をCDCl3に溶解して1H-NMR測定[装置:「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker社製)、測定温度:30℃]を行った。1,2-結合、3,4-結合(ファルネセン以外の場合)、及び3,13-結合(ファルネセンの場合)で結合をしている共役ジエン化合物に由来する構造単位に由来のピークと1,4-結合(ファルネセン以外の場合)及び1,13-結合(ファルネセンの場合)で結合をしている共役ジエン化合物に由来する構造単位に由来するピークの面積比から算出した。
上記GPC測定で得られた、カップリング未反応のポリマー成分、即ち鎖(bα)のピーク面積と、全てのピーク面積の総和を用いて下式より求めた。
(カップリング率(%))=〔(全てのピーク面積の総和)-(鎖(bα)のピーク面積)〕÷(全てのピーク面積の総和)×100
前述の数平均分子量(Mn)、および下式より求めた。
(鎖(bα)平均本数)=(スター型ブロック共重合体等(B-1)のMn)÷(鎖(bα)のMn)
水添前および水添後のブロック共重合体をCDCl3に溶解して1H-NMR測定[装置:「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker社製)、測定温度:30℃]を行った。重合体ブロック(b2)の水素添加率は、得られたスペクトルの4.2~6.0ppmに現れる炭素-炭素二重結合が有するプロトンのピークから、下記式により算出した。
水素添加率={1-(水添後のブロック共重合体1モルあたりに含まれる炭素-炭素二重結合のモル数)/(水添前のブロック共重合体1モルあたりに含まれる炭素-炭素二重結合のモル数)}×100(モル%)
窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン2410g、アニオン重合開始剤として濃度10.5質量%のsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液3.9gを仕込んだ。
窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、シクロヘキサン2410g、濃度10.5質量%のsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液2.0gを仕込み、耐圧容器内を50℃に昇温した後、芳香族ビニル化合物としてスチレン106gを加えて1時間重合させ、重合体ブロック(b1')を合成した。得られた溶液の一部をサンプリングし、GPCで重合体ブロック(b1')のMnを測定した。その後、同容器内に容器内温度50℃で、共役ジエン化合物としてイソプレン393gを1時間かけて加えた後、2時間重合させ、さらに芳香族ビニル化合物としてスチレン106gを加えて2時間重合させた。その後、メタノール0.15gを添加して重合反応を停止させ、重合体ブロック(b1')-重合体ブロック(b2')-重合体ブロック(b1')から成る直鎖型ブロック共重合体(B-1-1A')を含む反応液を得た。得られた溶液の一部をサンプリングし、GPCで直鎖型ブロック共重合体(B-1-1A')のMnを測定した。以降は製造例1と同様に水素添加、水洗、真空乾燥を実施して、直鎖型ブロック共重合体の水素添加物(以下、B-1-2A')を得た。前記物性評価の結果を表1に示した。
窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、シクロヘキサン2410g、濃度10.5質量%のsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液3.9gを仕込み、耐圧容器内を50℃に昇温した後、芳香族ビニル化合物としてスチレン165gを加えて1時間重合させ、重合体ブロック(b1)を合成した。得られた溶液の一部をサンプリングし、GPCで重合体ブロック(b1)のMnを測定した。その後、同容器内に容器内温度50℃で、共役ジエン化合物としてイソプレン/ブタジエン(217g/172g)を1時間かけて加えた後、2時間重合させ、重合体ブロック(b1)-重合体ブロック(b2)から成る鎖(bα)を合成した。得られた溶液の一部をサンプリングし、GPCで鎖(bα)のMnを測定した。さらに同容器内に容器内温度50℃で、カップリング剤としてジビニルベンゼン2.5gとスチレン8.0g(活性末端重合体の活性末端1モルあたりの添加量は、それぞれ3モル、12モル)を加えて2時間重合させた。その後、メタノール0.31gを添加して重合反応を停止させ、スター型ブロック共重合体(B-1-1B)を含む反応液を得た。得られた溶液の一部をサンプリングし、GPCでスター型ブロック共重合体(B-1-1B)のMnを測定した。以降は製造例1と同様に水素添加、水洗、真空乾燥を実施して、直鎖型ブロック共重合体の水素添加物(以下、B-1-2B)を得た。前記物性評価の結果を表1に示した。
窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、シクロヘキサン2410g、濃度10.5質量%のsec-ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液2.0gを仕込み、耐圧容器内を50℃に昇温した後、芳香族ビニル化合物としてスチレン82.7gを加えて1時間重合させ、重合体ブロック(b1')を合成した。得られた溶液の一部をサンプリングし、GPCで重合体ブロック(b1')のMnを測定した。その後、同容器内に容器内温度50℃で、共役ジエン化合物としてイソプレン/ブタジエン(217g/172g)を1時間かけて加えた後、2時間重合させ、さらに芳香族ビニル化合物としてスチレン82.7gを加えて2時間重合させた。その後、メタノール0.15gを添加して重合反応を停止させ、重合体ブロック(b1')-重合体ブロック(b2')-重合体ブロック(b1')から成る直鎖型ブロック共重合体(B-1-1B')を含む反応液を得た。得られた溶液の一部をサンプリングし、GPCで直鎖型ブロック共重合体(B-1-1B')のMnを測定した。以降は製造例1と同様に水素添加、水洗、真空乾燥を実施して、直鎖型ブロック共重合体の水素添加物(以下、B-1-2B')を得た。前記物性評価の結果を表1に示した。
表2に示す各成分をその配合比に従って、ブラベンダー(ブラベンダー社製、「プラストグラフEC 50ccミキサー」)に投入し、シリンダー温度250℃、スクリュー回転数100rpmで3分間溶融混練して樹脂組成物を得た。
表2に示す各成分をその配合比に従って、ブラベンダー(ブラベンダー社製、「プラストグラフEC 50ccミキサー」)に投入し、シリンダー温度200℃、スクリュー回転数100rpmで3分間溶融混練して樹脂組成物を得た。
・A-1:ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、トレコン1401X31(東レ製)
・A-2:ポリスチレン樹脂(PS)、G210C(トーヨースチロール製)
・C-1:ガラス繊維、T127(日本電子硝子製)
・酸化防止剤:アデカスタブAO-60(ヒンダードフェノール系酸化防止剤、株式会社ADEKA製)
Claims (11)
- 熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する多分岐型ブロック共重合体の水素添加物を1~100質量部含む樹脂組成物であり、
前記熱可塑性樹脂(A)が、
ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A-1)、ポリスチレン系樹脂(A-2)、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂(A-3)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含み、
前記多分岐型ブロック共重合体の水素添加物が、
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する3以上の鎖(bα)と、カップリング剤に由来する1つの核(bβ)とを含むスター型ブロック共重合体の水素添加物(B-1-2)、及び
共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む主鎖(bγ)と、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)及び共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する側鎖(bδ)とを含むグラフト型ブロック共重合体の水素添加物(B-2-2)からなる群より選ばれる少なくとも1つを含み、
前記重合体ブロック(b2)は、
共役ジエン化合物に由来する構造単位としてイソプレンに由来する構造単位を含み、
そのビニル結合量は、4~20モル%である、樹脂組成物。 - 前記熱可塑性樹脂(A)として、ポリブチレンテレフタレート系樹脂(A-1)を含む請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂(A)として、ポリスチレン系樹脂(A-2)を含む請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂(A)として、ポリフェニレンサルファイド系樹脂(A-3)を含む請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記多分岐型ブロック共重合体の水素添加物のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した標準ポリスチレン換算の数平均分子量が700,000以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記多分岐型ブロック共重合体の水素添加物に含まれる共役ジエン化合物に由来する構造単位中の炭素-炭素二重結合の水素添加率が80モル%以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記多分岐型ブロック共重合体の水素添加物が、
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b1)および共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(b2)を含有する3以上の鎖(bα)と、カップリング剤に由来する1つの核(bβ)とを含むスター型ブロック共重合体の水素添加物(B-1-2)であり、
該スター型ブロック共重合体に含まれる共役ジエン化合物に由来する構造単位中の炭素-炭素二重結合の水素添加率が80モル%以上である、請求項6に記載の樹脂組成物。 - 多分岐型ブロック共重合体の水素添加物として、スター型ブロック共重合体の水素添加物(B-1-2)を含み、
そのスター型ブロック共重合体の水素添加物(B-1-2)に含まれる核(bβ)が、ジビニルベンゼンに由来する、請求項1に記載の樹脂組成物。 - さらに、前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、
無機充填剤(C)を1~200質量部を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の樹脂組成物から得られる成形品。
- 金属及び非金属無機固体からなる群から選択される少なくとも1つから形成された無機部材と、該無機部材の表面の少なくとも一部を被覆する、請求項1~9のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された樹脂部材とを含む請求項10に記載の成形品。
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