JPS59226056A

JPS59226056A - 高摺動性熱可塑性樹脂組成物

Info

Publication number: JPS59226056A
Application number: JP10094083A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kubo; 久保　安志; Toshihiko Aya; 綾　敏彦
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1984-12-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は摺動性と耐熱性の優れた摺動性熱可塑性樹脂組
成物に関するものである。

芳香族ポリアミドイミド樹脂、芳香族ポリエーテルイミ
ド樹脂及び芳香族ポリアミド樹脂などのアミド基及び／
又はイミド基を含有する芳香族熱可塑性重合体は優れた
耐熱性及び機械的性質を有しており、高温下で使用する
電気・電子機器部品、宇宙・航空機器部品、自動車部品
及び事務機器部品などへの適用が期待されている。しか
しながらこれらの芳香族熱可塑性重合体類は優れた耐熱
性及び機械的強度を有してし）る反面、耐４耗性及び自
己潤滑性に欠けているためこれらを摺動用素材として活
用する際には、通常グラファイトや二硫化モリブデンな
どの耐摩耗性付与剤を添加配合することにより改質を行
なってい−る。しかるにこれら耐摩耗性付与剤は過酷な
雰囲気下における使用に問題があり、例えばグラフアイ
′トは真空中や還元性雰囲気下で潤滑能が著しく低下し
、二硫化モリブデン（Ｍｏ　Ｓ　２）は空気中で酸素と
反応して三硫化モリブデン（ＭｏＳ、）　　となり潤滑
能を失うという欠点がある。また、これら付与剤を利用
する場合、摺動用素材として十分な耐摩耗性を確保する
には、耐摩耗性付与剤をＩＯ重量％以上添加配合する必
要があるため、配合物の機械的強度がバランスの悪いも
のになりやすいという難点があった。

そこで本発明者らは芳香族ボリアζトイミド樹脂、芳香
族ポリエーテルイミド樹脂及び芳香族ポリアミド樹脂な
どで代表されるアミド基及び／又はイミド基を含有する
芳香族熱可塑性重合類の耐熱性及び機械的強度を犠牲に
することなく、あらゆる雰囲気中での耐摩耗性を確保す
べく鋭意検討した結果、フッ化黒鉛を溶融配合すること
が極めて効果的であることを見出し本発明に到達した。

すなわち本発明は、アミド基及び／又はイミド基を含有
する芳香族熱可塑性重合体５０〜９９．９９重量部に対
し、フッ化黒鉛０．０１〜５０重量部を配合し加熱溶融
してなる高摺動性熱可塑性樹脂組成物を提供するもので
ある。

本発明で用いられるアミド基及び／又はイミド基を含有
する芳香族熱可塑性重合体とは、その主鎖を構成する芳
香核の連結基の一部としてアミド基及び／又はイミド基
を含有し、なおかつ熱可塑性の特徴を有するものであり
、その代表例として芳香族ポリアミドイミド樹脂、芳香
族ポリエーテルイミド樹脂及び非品性芳香族ポリアミド
樹脂があげられる。

以下、これらの樹脂についてさらに詳細に説明する。

本発明の芳香族熱可塑性゛重合体の一つとして用いられ
るポリアミドイミド樹脂（以下ＦＡＩ樹脂と略称する）
は一般式で表わされる繰返し単位を主要構成単位として３Ｏ−１
００（好ましくは５０〜１Ｏｏ）モル％を有し、その他
７０　（好ましくは５０）モル％未満の量で次の（１）
又は（３１）の一般式を有することのあり得る芳香族重
合体のうちの熱可塑性的性質を有するものである。

ＨＨ１Ｕ　　　　　　　Ｕこの構造（１）及び（１）の中でのイミド結合の一部が
その閉環前駆体としてのアミド酸結合１れる。ここでＡｒは少なくとも−っの炭素６員環を含む
３価の芳香族基であり、そのうちの２価は２個のカルボ
ニル基がＡｒ基のベンゼン環内の隣接する炭素原子に結
合していることによって特徴づけナトの構造を具体的に
列挙することができる。Ａｒ’（式中Ｙハ０．　Ｓ、　
Ｃｏ、　ＳＯｘ　、ＳＯ，炭素原子数１〜６個のアルキ
ル基を示す）などがあげられる。Ａｒ’は少なくとも一
つの炭素６員環を含む４価のカルボニル基が連結した芳
香族基であり、そのうち２個づつがＡｒ’基のベンゼン
環内の隣接する炭素原子に結合している事によって特徴
づけられ、たとえば、などがあげられる。Ｒは２価の芳香族及び／又は脂環族
残基であり、具体例としては、などがあげられる。これらのＰＡＩ樹脂はジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリド
ン、クレゾールなどの極性有機溶媒させることによって
製造することができる。また主要成分としての構造単位
（１）に必要に応じて部分的に共重合結合させることの
できる構造単位（鳳）ポリアミド単位及び／又は■ポリ
イミド単位の導入は、構造単位（１）のＦＡＩ樹脂の製
造の際に、で置換して反応させることにより達成される
。

なかでも典型的なＦＡＩ樹脂は米国アモコ社より発売さ
れておりの分子構造を有している。これらの製造方法は、スタン
ダードオイル社より出願された英国特許第１．０５６，
５６４号、アメリカ特許第３，６６１，８３２号などに
詳細に開示されている。

本発明の芳香族熱可塑性重合体の一つとして用いられる
芳香族ポリエーテルイミド樹脂（以下ＰＥＩ樹脂と略称
する）は一般式で表わされる繰返し単位を主要単位とし、エーテル結合
とイミド結合の２者を必須の結合単位として構成される
芳香族重合体である。ここでいうＡｒ。

Ａｒ’及びＲは上記（１）式及び（１）式で示すものと
同じである。その代表的な例としては、次のような構造
式からなるものがあげられる。

ＯＯ本発明の芳香族熱可塑性重合体の一つとして用いられる
非晶質芳香族ポリアミド樹脂（以下、ＰＡ樹脂と略称す
る）は一般式％式％で表わされる繰返し単位を主要構成単位とする芳香族重
合体（ここでいうＲ及びＡｒ′はいずれも（ＩＩ）式で
定義されたものと同じである）のうち熱可塑性的性質を
有するものである。その代表例として次のような構造式
からなるものが挙げられる。

本発明で耐摩耗性付与剤として用いられるフッ化黒鉛と
は炭素及びフッ素を史学成分とし、かつグラファイトＫ
Ｍ造を内蔵する化合物であり、通常平均粒径ｏ、　ｉ〜
５０μ及び摩擦係数０．０２〜０．０５の特性を有する
微粉末形態をしている。このようなフッ化黒鉛は例えば
、天然黒鉛を直接フッ素化させることにより合成するこ
とができ、その好適な例としては、セントラルガラス（
株）で製造されている（ＣＦ）ｎ及び（Ｃ２Ｆ）ｎなど
があげられる（その詳細は例えば渡辺、東原著、［色材
Ｊ　、５６（１）２８〜３８（１９８３）に開示されて
いる）。

本発明の組成物はアミド基及び／又はイミド基を含有す
る芳香族熱可塑性重合体（以下、耐熱性熱可塑性樹脂と
略称する）５０〜９９．９９（好ましくは６０〜９９９
）重量部とフッ化黒鉛０．０１〜５０　（好ましくは０
．１〜４０）重量部から１４成される。フッ化黒鉛重合
体の配合による耐摩耗性改良効果は比較的大きいのでそ
の配合下限値は０．０１重量部が設定できる。又フッ化
黒鉛の配合量が５０重量部より多くなると、組成物の機
械的強度が著しく低下するため好ましくない。

本発明の組成物は通常加熱溶融混合により調製される。

この混合には、通常のゴム又はプラスチックを溶融ブレ
ンドするのに用いられる装置、例えば、熱ロール、バノ
バリーミキサー、ブラベンダー、押出機などを利用する
ことができる。混合操作は、均一な配合物が得られるま
で継続される。

混合温度は２３０〜４００（好ましくは２５０〜３６０
）℃が適当である。

又、本発明の組成物は、耐熱性熱可塑性樹脂の溶液重合
原液中にフッ化黒鉛重合体を配合した後、沈殿剤を加え
て樹脂組成物を回収して乾燥するか、又は、耐熱性熱可
塑性樹脂粉末とフッ化黒鉛重合体をトライブレンドし、
次いで加熱プレスで溶融することによっても調製するこ
とができる。

かくして得られる本発明の組成物は主として射出成形又
は圧縮成形による耐摩擦、摩耗性成形品の製造に適用さ
れる。そして本発明の組成物を溶融成形して得られる成
形品は耐熱性、機械的性質及び摺動特性のバランスが極
めて優れており、ピストンリング、ベアリング、コンプ
レッサーベーン、スラストワッシャー、回転体断熱スリ
ーブ、プリンタ一部品など各種の摺動部品用として有用
である。

以下、実施例をあげて本発明をさらに詳述する。

なお、本実施例に示す％、比及び部の値は特にことわら
ない限りそれぞれ重量％、重量比及び重量部を意味する
。

実施例１〜３及び比較例１〜２で示されるＰＥＩ樹脂（ゼネラルエレクトリック社鉛微
粉末（セントフルガラス（株）製）を第１表の組成でト
ライブレンドしたのち、フルフライト型スクリューを備
えた３ｏｆｆφ押出機（処理温度３２０〜３６０℃）に
より溶融混練して押出す掃作を行なって均一配合組成物
ペレットを得た。

次にこのペレットを射出成形機（バレル温度３３０〜３
７０℃、射出圧力１，０００〜１，５００に９／ｃｄ、
金型温度１２０℃）にかけて物性試験片を作成し、その
機械的特性及び摺動特性を測定したところ、次の第１表
のような結果が得られた。

第１表の結果から明らかなように、フッ化黒鉛を含有せ
しめた実施例１〜３の組成物は実施例１のＰＥＩ樹脂単
独の値と比較して、摺動特性の点で優れた改良効果を示
した。

又実施例１．２．３の順にフッ化黒鉛添加量を増加して
いくと、添加量に応じて、摺動特性は向上するが、アイ
ゾツト衝撃強さ及び曲げ特性が徐々に低下する傾向を示
す。そして比較例２のようにフッ化黒鉛添加量が５０％
以上になると、アイゾツト衝撃強さ及び曲げ特性が大巾
に低下してしまい、実用価値のないものになってしまう
。

第　　　　１　　　　表比較例３実施例１と同一のＰＥ’Ｉ樹脂９０部及びグラファイト
（日本黒鉛社’ＣＰ’）１０部をトライブレンドしたの
ち、実施例１と同様の方法で溶融押出しして均一配合組
成物ペレットを得た。

次にこのペレットを射出成形機にかけて物性試験片を作
成し、その摺動特性と機械的特性を測定したＡころ、前
記第１表の結果を得た。

第１表の結果から明らかなように、この組成物の乾燥ア
ルゴン雰囲気下における摺動特性は実施例２と比較して
大巾に悪く、グラファイトそのものよりも、フッ化黒鉛
の方が耐摩耗性付与効果が大きい。

実施例４で示されるＦＡＩ４ｉＪ脂粉末（アモコ社′トーロン４
０００Ｔ’）及び実施例１と同一のフッ化黒鉛を第２表
の組成でトライブレンドしたのち、圧縮比２．６のスク
リューを備えた４０ｎφ押出様（処理温度２９０〜３６
０℃）に供給し、溶融混練して均一配合ペレットを得た
。

次に上記で得た均一配合ペレットをプレス成形（２）度
３６０℃、圧力１２０　ｂｉ／ｃ４）　シたのち切削加
工して物性試験片を作成し、その機械的特性と摺動特性
を測定したところ、第２表のような結果が得られた。

第２表の結果から明らかなように、本組成物は特に摺動
特性に優れ、しかも機械的特性のバランスの侵れたもの
であった。

実施例５４．４′−２，２−プロピルビス（ｐ−フェニレンオキ
シ）ジアニリンとイソフタル酸ジクロリドとの等モル混
合物から溶液重合により合成した式で示され、相対粘度
Ｌ３０（溶媒ニジメチルホルムアミド、ポリマ濃度：０
．５％、測定温度＝３０℃）の特性を有するＰＡ樹脂及
び式＋ｃｚｐ：ｈ、で示されるフッ化黒鉛（セントラル
ガラス（株）製）を第２表の組成でトライブレンド後、
実施例１と同一の３０寵φ押出機にかけて均一配合ペレ
ットを得た。

次に上記均一配合ペレットを射出成形機にかけて物性試
験片を作成し、機械的物性を測定したところ４次の第２
表のような結果が得られた。

第２表の結果から明らかなように、本組成物は特に摺動
特性に優れ、しかも機械的特性のバランスの優れたもの
であった。

で示され、相対粘度１２０（溶媒：クロロホルム、ポリ
マ濃度＝θ、５１７ｄｌ、測定温度：３０℃）の特性を
有する）’Ｅ　Ｉｉ脂及び実施例１と同一のフッ化黒鉛
を第４表の組成でトライブレンド後、２０關φのブラベ
ンダーブラストグラフエクストルダ−（処理温度３３０
〜３４０℃）により、溶融混練して押出す操作を行なっ
て配合組成物ペレットを得た。

次に、このペレットを圧縮成形（温度３４０℃、成形圧
カニ１００＃／ｄ）Ｌ、て物性試験片を作成し、摺動特
性と機械的物性を測定したところ、第２表のような結果
が得られた。

実施例７酸クロリド法による低温溶液重合で合成した式で示され
る対数粘度０．４５（ポリマ濃度二０．５％、溶媒：Ｎ
−メチルピロリドン、測定温度：３０℃）のＰＡＩ樹脂
及び実施例１と同一のフッ化黒鉛を第２表の組成でトラ
イブレンドしたのち、実施例６と同一のエクストルーダ
ーに供給し、溶融混線して均一配合ペレットを得た。

次に、上記均一配合ペレットを圧縮成形して物性試験片
を作成し、摺動特性と機械的物性を測定したところ、第
２表のような結果が得られた。

第　　　　２　　　　表

Claims

【特許請求の範囲】

アミド基及び／又はイミド基を含有する芳香族熱可塑性
重合体５０〜９９．９９重量部に対しフッ化黒鉛ｏ、ｏ
ｉ〜５０重量部を配合し加熱溶融してなる高摺動性熱可
塑性樹脂組成物。