JP3090459B2 - Method for producing polyarylene sulfide resin composition - Google Patents
Method for producing polyarylene sulfide resin compositionInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリアリーレンサルファイド樹脂と、フッ
素系樹脂とを含有するポリアリーレンサルファイド樹脂
組成物の製造方法に関し、特にポリアリーレンサルファ
イド樹脂と、フッ素系樹脂とが良好に相溶し、耐熱性、
耐薬品性、低摩擦性、耐摩耗性等に優れたポリアリーレ
ンサルファイド樹脂組成物の製造方法に関する。The present invention relates to a method for producing a polyarylene sulfide resin composition containing a polyarylene sulfide resin and a fluorine-based resin, and particularly relates to a polyarylene sulfide resin and a fluorine-containing resin. Good compatibility with base resin, heat resistance,
The present invention relates to a method for producing a polyarylene sulfide resin composition having excellent chemical resistance, low friction properties, abrasion resistance and the like.
ポリフェニレンサルファイド樹脂等のポリアリーレン
サルファイド樹脂は、一般的な機械的物性や耐熱性等に
優れているが、摺動部品材料、例えばギアー、軸受、シ
ール材等に用いる場合には、低摩擦性ではあるが耐摩耗
性が十分でない。Polyarylene sulfide resin such as polyphenylene sulfide resin is excellent in general mechanical properties and heat resistance, but when used for sliding parts materials, for example, gears, bearings, seal materials, etc. There is not enough wear resistance.
一方ポリテトラフルオロエチレン、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
等のフッ素系樹脂は、耐薬品性、非粘着性、耐熱性を有
する材料として知られているが、低摩擦性ではあるもの
の耐摩耗性については十分ではないという問題がある。On the other hand, fluorine-based resins such as polytetrafluoroethylene and tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer are known as materials having chemical resistance, non-adhesiveness, and heat resistance. There is a problem that the wear resistance is not sufficient.
このようなポリアリーレンサルファイド樹脂と、ポリ
テトラフルオロエチレン又は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とを混合
することにより、摺動性を付与することが種々提案され
ている。Such a polyarylene sulfide resin, polytetrafluoroethylene or tetrafluoroethylene-
Various proposals have been made to impart slidability by mixing with a perfluoroalkyl vinyl ether copolymer.
特開昭52−129761号は、ポリフェニレンサルファイド
樹脂に、黒鉛、ポリテトラフルオロエチレン及び潤滑油
を添加してなる要滑部材を開示しいる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-129761 discloses a lubricating member required by adding graphite, polytetrafluoroethylene and a lubricating oil to a polyphenylene sulfide resin.
特開昭55−45704号は、ポリフェニレンサルファイド
樹脂に低結晶性熱可塑性樹脂組成物、炭素繊維、黒鉛及
びフッ素樹脂を含む組成物を開示している。JP-A-55-45704 discloses a composition containing a low-crystalline thermoplastic resin composition, carbon fiber, graphite and a fluororesin in a polyphenylene sulfide resin.
特開昭60−228558号は、ポリフェニレンサルファイド
樹脂にポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデ
ン、無機充填材及び繊維状強化材を含有する組成物を開
示している。JP-A-60-228558 discloses a composition containing polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, an inorganic filler, and a fibrous reinforcing material in a polyphenylene sulfide resin.
さらに特開昭61−266451号は、(a)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
樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合樹脂及びフルオロエチレンプロピレンエーテ
ル樹脂よりなる少なくとも一種の樹脂と、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂とからなる摺動部材用組成物を開示
している。Further, JP-A-61-266451 discloses (a) at least one resin comprising a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer resin, a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin and a fluoroethylene propylene ether resin; A composition for a sliding member comprising a sulfide resin is disclosed.
しかしながら、前述の各組成物ではその製造の際に、
ポリテトラフルオロエチレンや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等のフ
ッ素系樹脂を粉体の状態で、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂と配合し、その融点以上の温度で混練しているの
で、ポリテトラフルオロエチレンや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の
粉体は集合してマクロ的自己層を形成し、相溶性が良好
でないという問題がある。However, in each of the above-mentioned compositions, during the production thereof,
A fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer is blended with a polyphenylene sulfide resin in the form of a powder, and kneaded at a temperature equal to or higher than the melting point thereof. Powders of ethylene and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymers aggregate to form a macroscopic self-layer, and there is a problem that compatibility is not good.
一方、ポリフェニレンサルファイド樹脂とポリテトラ
フルオロエチレン等のフッ素系樹脂の粉体を混合して、
ラム押出機等により成形したり、あるいは圧縮成形する
方法もあるが、ポリフェニレンサルファイド樹脂中にフ
ッ素系樹脂が必ずしも均一に分散しているとはいえない
状態にある。On the other hand, by mixing powder of polyphenylene sulfide resin and fluororesin such as polytetrafluoroethylene,
Although there is a method of molding with a ram extruder or the like, or a compression molding, there is a state where the fluorine-based resin is not necessarily uniformly dispersed in the polyphenylene sulfide resin.
上述のように、従来のポリフェニレンサルファイド樹
脂等のポリアリーレンサルファイド樹脂とポリテトラフ
ルオロエチレン又は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とを含有する組成
物は、両者が親和性を有さないため、均一に分散し得る
相溶性の良好なものはなかった。As described above, a composition containing a polyarylene sulfide resin such as a conventional polyphenylene sulfide resin and a polytetrafluoroethylene or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, because both have no affinity There was no one having good compatibility that could be uniformly dispersed.
したがって本発明の目的は、ポリアリーレンサルファ
イド樹脂中にポリテトラフルオロエチレンやテトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体等が微細に分散し、相溶性が良好で、耐熱性、耐
薬品性、低摩擦性及び耐摩耗性に優れたポリアリーレン
サルファイド樹脂組成物を製造する方法を提供すること
である。Accordingly, an object of the present invention is to disperse polytetrafluoroethylene or a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer or the like in a polyarylene sulfide resin finely and have good compatibility, heat resistance, chemical resistance, and low heat resistance. An object of the present invention is to provide a method for producing a polyarylene sulfide resin composition having excellent friction and abrasion resistance.
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、ポリ
アリーレンサルファイド樹脂とポリテトラフルオロエチ
レン、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等のフッ素系樹脂とを含有する
樹脂組成物において、ポリテトラフルオロエチレン、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
ーテル共重合体等に、相溶化剤としてテトラフルオロエ
チレン−オレフィン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、
フッ化ビニリデン共重合体から選ばれた一種または二種
以上を配合して、あらかじめ溶融混練し、得られた混合
物に、ポリアリーレンサルファイド樹脂を所定の温度
で、溶融混練することにより、上記問題点を解消した組
成物が得られることを見出し、本発明に想到した。As a result of intensive research in view of the above objects, the present inventors have found that a resin composition containing a polyarylene sulfide resin and a polytetrafluoroethylene, a fluororesin such as a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, Polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer and the like, as compatibilizer tetrafluoroethylene-olefin copolymer, polyvinylidene fluoride,
One or two or more selected from vinylidene fluoride copolymers are blended, melt-kneaded in advance, and the resulting mixture is melt-kneaded with a polyarylene sulfide resin at a predetermined temperature, thereby causing the above problem. The inventors have found that a composition in which the above has been solved can be obtained, and have reached the present invention.
すなわち、本発明のポリアリーレンサルファイド樹脂
組成物の製造方法は、(a)ポリテトラフルオロエチレ
ン、及び/又はテトラフルオロエチレン及びフルオロビ
ニルモノマーを含む共重合体5〜30容量部と、(b)テ
トラフルオロエチレン−オレフィン共重合体、ポリフッ
化ビニリデン、フッ化ビニリデン共重合体から選ばれた
一種又は二種以上95〜70容量部とを、前記(a)及び前
記(b)の融点以上の温度で溶融混練し、次いで得られ
た混練物5〜30容量部と、(c)ポリアリーレンサルフ
ァイド樹脂95〜70容量部とを、前記(b)及び前記
(c)の融点以上、前記(a)の融点未満の温度で溶融
混練することを特徴とする。That is, the method for producing a polyarylene sulfide resin composition of the present invention comprises: (a) 5 to 30 parts by volume of a copolymer containing polytetrafluoroethylene and / or tetrafluoroethylene and a fluorovinyl monomer; One or more selected from a fluoroethylene-olefin copolymer, polyvinylidene fluoride, and vinylidene fluoride copolymer, and 95 to 70 parts by volume at a temperature not lower than the melting points of (a) and (b). 5 to 30 parts by volume of the kneaded product obtained by melt-kneading and (c) 95 to 70 parts by volume of a polyarylene sulfide resin are mixed with each other at the melting points of (b) and (c) or higher, It is characterized by being melt-kneaded at a temperature lower than the melting point.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明において、(a)のポリテトラフルオロエチレ
ンとは、テトラフルオロエチレン(CF2=CF2)を重合し
て得られるポリマーであり、一般式: CF2−CF2 n で表されるものである。上記ポリテトラフルオロエチレ
ンは通常1011〜1013のポイズ(380℃)の溶融粘度を有
し、その融点は327℃である。このようなポリテトラフ
ルオロエチレンは、デュポン社の「テフロン」の商標名
で知られているものであるが、粉体の市販品として例え
ば、ダイキン工業(株)製「ルブロンL−5」(商品
名)、同社製「ポリフロンTFE」(商品名)、三井デュ
ポンフロロケミカル(株)製「テフロンTE914J」(商品
名)等が挙げられる。In the present invention, the polytetrafluoroethylene of (a) is a polymer obtained by polymerizing tetrafluoroethylene (CF 2 = CF 2 ), and is represented by a general formula: CF 2 -CF 2 n. is there. The polytetrafluoroethylene usually has a melt viscosity of 10 11 to 10 13 poise (380 ° C.), and its melting point is 327 ° C. Such polytetrafluoroethylene is known under the trade name of "Teflon" of DuPont. As a commercially available powder, for example, "Lubron L-5" (trade name, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) ) Teflon TE914J (trade name) manufactured by Mitsui Dupont Fluorochemicals Co., Ltd.
また、本発明においてテトラフルオロエチレンと共重
合するフルオロビニルモノマーとは、ビニル基の水素原
子がフッ素置換されたもので、フッ素化された置換基を
有する。上記フルオロビニルモノマーとしては、パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。Further, in the present invention, the fluorovinyl monomer copolymerized with tetrafluoroethylene is one in which a hydrogen atom of a vinyl group is substituted by fluorine, and has a fluorinated substituent. Examples of the fluorovinyl monomer include perfluoroalkyl vinyl ether.
上記テトラフルオロエチレン及びフルオロビニルモノ
マーを含む共重合体としては、例えばテトラフルオロエ
チレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
(PFA)等の二元共重合体の他に、テトラフルオロエチ
レンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとヘキサフ
ルオロプロピレンとの三元共重合体(EPE)等が挙げら
れる。Examples of the copolymer containing tetrafluoroethylene and a fluorovinyl monomer include, for example, a binary copolymer such as a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene and a perfluoroalkyl vinyl ether. And a terpolymer (EPE) of hexafluoropropylene and the like.
なお、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(PFA)は、一般式: (式中、RfはCF3、C2F5、C3F7などのパーフルオロ置換
基を示す。) で表されるものである。The tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) has the general formula: (In the formula, R f represents a perfluoro substituent such as CF 3 , C 2 F 5 , and C 3 F 7. )
上記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は、通常104〜105ポイズ(380
℃)の溶融粘度を有し、その融点は302〜310℃である。The above tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer is usually used in an amount of 10 4 to 10 5 poise (380
° C) and its melting point is 302-310 ° C.
このようなテトラフルオロエチレンとフルオロビニル
モノマーとの共重合体の市販品としては、例えば三井デ
ュポンフロロケミカル社(株)製「テフロンPFA」(商
品名)、ダイキン工業(株)製「ネオフロンPFA」(商
品名)等が挙げられる。Commercially available products of such a copolymer of tetrafluoroethylene and a fluorovinyl monomer include, for example, "Teflon PFA" (trade name) manufactured by Mitsui Dupont Fluorochemicals Co., Ltd. and "Neoflon PFA" manufactured by Daikin Industries, Ltd. (Product name) and the like.
また本発明において、(b)のテトラフルオロエチレ
ン−オレフィン共重合体は、テトラフルオロエチレンと
エチレン、プロピレン、ブテン−1等のオレフィンとの
共重合体である。その代表的な例としては、エチレン−
テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)が挙げられ
る。このエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体
は、一般式: CF2−CF2 rCH2−CH2 s で表されるものである。In the present invention, the tetrafluoroethylene-olefin copolymer (b) is a copolymer of tetrafluoroethylene and an olefin such as ethylene, propylene, and butene-1. A typical example is ethylene-
And tetrafluoroethylene copolymer (ETFE). The ethylene - tetrafluoroethylene copolymer of the general formula: is represented by CF 2 -CF 2 r CH 2 -CH 2 s.
上記エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ET
FE)は、通常104〜105ポイズ(300〜330℃)の溶融粘度
を有し、その融点は260℃である。The above ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ET
FE) usually has a melt viscosity of 10 4 to 10 5 poise (300 to 330 ° C.), and its melting point is 260 ° C.
上記エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体の市
販品としては、例えば、ダイキン工業(株)製「ネフロ
ンBTFE EP520」(商品名)等が挙げられる。Commercial products of the ethylene-tetrafluoroethylene copolymer include, for example, "Neflon BTFE EP520" (trade name) manufactured by Daikin Industries, Ltd.
本発明において、(b)のポリフッ化ビニリデン(PV
DF)は、フッ化ビニリデン(CH2=CF2)を重合して得ら
れるポリマーであり、一般式: CH2−CF2 t で表されるものである。In the present invention, (b) polyvinylidene fluoride (PV
DF) is a polymer obtained by polymerizing vinylidene fluoride (CH 2 = CF 2 ), and is represented by the general formula: CH 2 —CF 2 t .
上記分子構造を有するポリフッ化ビニリデンは、通常
2×103〜2×106(210〜270℃)の溶融粘度を有し、そ
の融点は160〜180℃である。このようなポリフッ化ビニ
リデンとしては、射出成形用、押出成形用等の各種グレ
ードのものが製造されているが、本発明においては特に
制限されない。Polyvinylidene fluoride having the above molecular structure usually has a melt viscosity of 2 × 10 3 to 2 × 10 6 (210 to 270 ° C.) and a melting point of 160 to 180 ° C. As such polyvinylidene fluoride, various grades such as those for injection molding and extrusion molding are manufactured, but are not particularly limited in the present invention.
上記ポリフッ化ビニリデンの市販品としては、呉羽化
学工業(株)製「KFポリマー」(商品名)、ダイキン工
業(株)製「ネオフロンPVDF」(商品名)等を挙げるこ
とができる。Examples of commercially available polyvinylidene fluoride include “KF Polymer” (trade name) manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd. and “Neoflon PVDF” (trade name) manufactured by Daikin Industries, Ltd.
また、フッ化ビニリデン共重合体とは、上述のフッ化
ビニリデンと四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン等
のパーフロロモノマー類を主要モノマーとする共重合体
である。共重合体はブロック又はランダムの共重合体に
限らず、グラフト共重合体でもよく、放射線照射または
パーオキサイド触媒により製造することができる。The vinylidene fluoride copolymer is a copolymer containing vinylidene fluoride and perfluoromonomers such as ethylene tetrafluoride and propylene hexafluoride as main monomers. The copolymer is not limited to a block or random copolymer, but may be a graft copolymer, and can be produced by irradiation or with a peroxide catalyst.
本発明で用いる(c)ポリアリーレンサルファイド樹
脂は、一般式:Ar−S(ただしArは芳香族残基であ
り、Sは硫黄である。)により表される繰り返し単位を
有するものである。ここで上記一般式中の芳香族残基
(−Ar−)として、例えば、 (ただし式中、Xはフッ素、塩素、臭素及びCH3であ
り、mは1〜4の正の整数である。) 等が挙げられる。The polyarylene sulfide resin (c) used in the present invention has a repeating unit represented by the general formula: Ar-S (where Ar is an aromatic residue and S is sulfur). Here, as the aromatic residue (-Ar-) in the above general formula, for example, (Where X is fluorine, chlorine, bromine and CH 3 , and m is a positive integer of 1 to 4).
上記のポリアリーレンサルファイド樹脂のうち代表的
なものとして、一般式: で表されるポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)が
挙げられる。また、上記ポリフェニレンサルファイド樹
脂に、他のモノマーを10モル%以下程度共重合体したも
のも用いることができる。また上記樹脂は鎖状分子間に
おいて未架橋のものであるが、加熱処理などの方法で部
分架橋したものを使用することもできる。As a representative of the above-mentioned polyarylene sulfide resins, a general formula: The polyphenylene sulfide resin (PPS) represented by these is mentioned. Further, a resin obtained by copolymerizing the above-mentioned polyphenylene sulfide resin with about 10 mol% or less of another monomer can also be used. The resin is not cross-linked between chain molecules, but may be partially cross-linked by a method such as heat treatment.
このような、ポリフェニレンサルファイド樹脂は、30
0℃における溶融粘度が20〜30,000ポアズであり、好ま
しくは100〜15,00ポアズである。またその融点は通常28
0〜290℃である。Such a polyphenylene sulfide resin is 30
The melt viscosity at 0 ° C is 20 to 30,000 poise, preferably 100 to 15,000 poise. Its melting point is usually 28
0-290 ° C.
このようなポリフェニレンサルファイド樹脂として
は、射出成形用、押出成形用等の各種グレードのものが
製造されているが、本発明においては特に制限されな
い。As such a polyphenylene sulfide resin, various grades such as those for injection molding and extrusion molding are manufactured, but are not particularly limited in the present invention.
上記ポリフェニレンサルファイド樹脂の市販品として
は、例えば(株)トープレン製「トープレンPPS」(商
品名)、旭硝子(株)製「ASAHI PPS」(商品名)、信
越化学工業(株)製「信越PPS」(商品名)、保土谷化
学(株)製「サスティール」(商品名)等が挙げられ
る。Commercially available polyphenylene sulfide resins include, for example, "Topren PPS" (trade name) manufactured by Topren Co., Ltd., "ASAHI PPS" (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., and "Shin-Etsu PPS" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (Trade name) and "Sastile" (trade name) manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.
上述の(a)成分、(b)成分及び(c)成分の配合
比は、まず(a)成分/(b)成分が容積比で5/95〜70
/30、好ましくは15/85〜50/50である。(a)成分/
(b)成分が5/95未満では、(a)成分の含有の効果が
不十分であり、一方70/30を超えると(a)成分がポリ
アリーレンサルファイド樹脂中で、単独で凝集しやすく
なり、ポリアリーレンサルファイド樹脂とフッ素系樹脂
との相溶性の良好な組成物が得られない。The mixing ratio of the above components (a), (b) and (c) is as follows: component (a) / component (b) is 5/95 to 70 by volume ratio.
/ 30, preferably 15/85 to 50/50. (A) Component /
If the component (b) is less than 5/95, the effect of the component (a) is insufficient, while if it exceeds 70/30, the component (a) tends to aggregate alone in the polyarylene sulfide resin. In addition, a composition having good compatibility between the polyarylene sulfide resin and the fluororesin cannot be obtained.
また(c)ポリアリーレンサルファイド樹脂の配合比
は、((a)成分+(b)成分)/(c)成分の容積比
で5/95〜30/70、好ましくは15/85〜30/70である。上記
容積比が5/95未満では、(a)成分及び(b)成分は
(c)成分との混練時に凝集化傾向を示し、(c)成分
中に安定して均一に分散しなくなる。一方30/70を超え
ると、フッ素系樹脂含有による耐熱性、耐薬品性、低摩
擦性、及び耐摩耗性等の向上効果が不十分である。The compounding ratio of (c) the polyarylene sulfide resin is 5/95 to 30/70, preferably 15/85 to 30/70, by the volume ratio of ((a) component + (b) component) / (c) component. It is. When the volume ratio is less than 5/95, the components (a) and (b) tend to agglomerate when kneaded with the component (c), and are not stably and uniformly dispersed in the component (c). On the other hand, if it exceeds 30/70, the effects of improving the heat resistance, chemical resistance, low frictional properties, abrasion resistance and the like due to the fluorine-containing resin are insufficient.
なお、本発明においては各種構成成分の配合比率を容
積比で示しているが、容積比は、各成分の重量をその密
度で除して得られる。In the present invention, the mixing ratios of the various components are shown by volume ratio, but the volume ratio is obtained by dividing the weight of each component by its density.
本発明の組成物は上記各成分以外に、必要に応じてシ
リコンオイルや二硫化モリブデン、離型剤、滑剤、熱安
定剤、発泡剤、無機充填剤等を添加することができる。In addition to the above components, the composition of the present invention may optionally contain silicone oil, molybdenum disulfide, a release agent, a lubricant, a heat stabilizer, a foaming agent, an inorganic filler, and the like.
次に本発明のポリアリーレンサルファイド樹脂組成物
を製造する方法について説明する。Next, a method for producing the polyarylene sulfide resin composition of the present invention will be described.
本発明においては、まず(a)成分と(b)成分とを
混練する(第一の混練工程)。第一の混練工程は(a)
成分及び(b)成分の融点以上、熱分解開始温度未満の
温度で行う。具体的には310〜340℃が好ましく、特に32
0〜340℃が好ましい。また混練に要する時間は、樹脂の
混合比や使用する混練装置により異なるが、例えばワイ
ゼンベルグ押出機を用いる場合は1〜30分が好ましく、
特に5〜15分が好ましい。In the present invention, first, the component (a) and the component (b) are kneaded (first kneading step). The first kneading step is (a)
The reaction is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the component and the component (b) and lower than the thermal decomposition starting temperature. Specifically, 310 to 340 ° C. is preferable, and especially 32
0-340 ° C is preferred. The time required for kneading is different depending on the mixing ratio of the resin and the kneading device to be used, for example, when using a Weissenberg extruder, preferably 1 to 30 minutes,
Particularly, 5 to 15 minutes are preferable.
次いで、このようにして得られた混練物と、ポリアリ
ーレンサルファイド樹脂組成物及び必要に応じて添加さ
れる各種添加剤等とを混練する(第二の混練工程)。第
二の混練工程は(a)成分の融点未満で、かつ(b)及
び(c)成分の融点以上の温度で行う。具体的にはポリ
アリーレンサルファイド樹脂としてポリフェニレンサル
ファイド樹脂を用いた場合、280〜300℃が好ましく、特
に285〜290℃が好ましい。また混練に要する時間は前記
ワイゼンベルグ押出機を用いる場合、1〜30分が好まし
く、特に5〜15分が好ましい。Next, the kneaded product thus obtained is kneaded with the polyarylene sulfide resin composition and various additives to be added as necessary (second kneading step). The second kneading step is performed at a temperature lower than the melting point of the component (a) and higher than the melting points of the components (b) and (c). Specifically, when a polyphenylene sulfide resin is used as the polyarylene sulfide resin, the temperature is preferably 280 to 300 ° C, and particularly preferably 285 to 290 ° C. When the Weissenberg extruder is used, the time required for kneading is preferably 1 to 30 minutes, particularly preferably 5 to 15 minutes.
なお、上記第一及び第二の混練の方法は特に限定され
ないが、(a)成分は第一の溶融混練の際、溶融状態に
あっても、高い粘度を有するため、例えばワイゼンベル
グ押出機やスクリュー型押出機等を使用するのが好まし
い。また溶融混練に先だち各種成分は、通常の熱可塑性
樹脂の混合の場合と同様に粉体やペレットの状態で予め
混合しておくことが好ましい。The method of the first and second kneading is not particularly limited, but the component (a) has a high viscosity even in a molten state at the time of the first melt kneading, and therefore, for example, a Weisenberg extruder or a screw. It is preferable to use a mold extruder or the like. Prior to the melt-kneading, it is preferable that the various components are previously mixed in the form of powder or pellets in the same manner as in the case of mixing a normal thermoplastic resin.
このようにして得られる本発明のポリアリーレンサル
ファイド樹脂組成物の模式図を第1図に示す。第1図中
において、(a)成分2は、(b)成分により包含され
た状態で、ポリアリーレンサルファイド樹脂のマトリッ
クス1中に分散している。なお、上記(a)成分はその
全域が(b)成分により包含されている必要はなく(図
中の4′)、一部が露出した状態であってもよい(図中
の4)。また3は(b)成分単独の粒子である。FIG. 1 shows a schematic diagram of the polyarylene sulfide resin composition of the present invention thus obtained. In FIG. 1, component (a) 2 is dispersed in a matrix 1 of a polyarylene sulfide resin in a state of being contained by component (b). The component (a) need not be entirely covered by the component (b) (4 'in the figure), and may be partially exposed (4 in the figure). Reference numeral 3 denotes particles of the component (b) alone.
上記(b)成分に包含された(a)成分粒子の粒径は
通常5〜50μm、好ましくは5〜15μmである。また
(b)成分単独の粒子の粒径は通常5μm未満である。The particle diameter of the component (a) included in the component (b) is usually 5 to 50 μm, preferably 5 to 15 μm. The particle size of the component (b) alone is usually less than 5 μm.
なお、第1図中においては、それぞれその特徴が顕著
な粒子にのみ番号をつけてある。In FIG. 1, numbers are given only to particles whose characteristics are remarkable.
本発明の製造方法により得られたポリアリーレンサル
ファイド樹脂組成物は、(a)成分と(c)成分の相溶
化剤として(b)成分を含有しているため、(a)成分
が(c)成分マトリックス中に均一に分散した相溶性の
良好な濃茶褐色または黒褐色のポリアリーレンサルファ
イド樹脂特有の外観を呈する。Since the polyarylene sulfide resin composition obtained by the production method of the present invention contains the component (b) as a compatibilizer for the components (a) and (c), the component (a) is (c) The polyarylene sulfide resin having a good compatibility, dark brown or black brown, which is uniformly dispersed in the component matrix and has an appearance characteristic of a polyarylene sulfide resin.
このような樹脂組成物を、電子顕微鏡により観察する
と、(a)成分の微粒子を相溶化剤の(b)成分が包み
こんだ形の粒子状物(島構造)が(c)ポリアリーレン
サルファイド樹脂組成物の相(海構造)中に均一に分散
している。Observation of such a resin composition by an electron microscope reveals that a particulate matter (island structure) in which the fine particles of the component (a) are wrapped with the component (b) of the compatibilizer is (c) a polyarylene sulfide resin. It is uniformly dispersed in the phase (sea structure) of the composition.
このような効果が得られる理由は、その製造方法にお
いて、(a)成分及び(b)成分をまず溶融混練し、
(a)成分を(b)成分中に分散させてから、この混練
物を(c)成分と所定の温度で、さらに溶融混練してい
るため、(a)成分が(b)成分に包含されたまま
(c)成分中に存在し、(c)成分と親和性のある
(b)成分を介して(a)成分が良好に相溶化するため
であると考えられる。The reason for obtaining such an effect is that, in the production method, the components (a) and (b) are first melt-kneaded,
After the component (a) is dispersed in the component (b), the kneaded product is further melt-kneaded with the component (c) at a predetermined temperature, so that the component (a) is included in the component (b). This is considered to be because the component (a) is favorably compatible with the component (c) via the component (b) which is present in the component (c) as it is and has an affinity for the component (c).
なお、本発明の組成比の各成分を同時に混練した組成
物を、観察すると白色分離物が認められる。この白色分
離物を走査型X線マイクロアナライザーで解析したとこ
ろ、(a)成分及び(b)成分のフッ素系樹脂であるこ
とがわかった。これは(a)成分がポリアリーレンサル
ファイド樹脂に相溶化していないため、凝集して均一な
組成物を得ることができないためであると考えられる。When a composition obtained by simultaneously kneading the components of the composition ratio of the present invention is observed, a white separated product is observed. When this white separated product was analyzed with a scanning X-ray microanalyzer, it was found to be a fluorine-based resin of the component (a) and the component (b). It is considered that this is because the component (a) is not compatible with the polyarylene sulfide resin, so that it is not possible to obtain a uniform composition by agglomeration.
また本発明のように第一の混練工程と、第二の混練工
程とを有する場合でも、第二の混練工程の温度が(a)
成分の融点以上である場合には、同様に白色分離物が認
められる。これは、第二の混練工程の際の温度が(a)
成分の融点より高いと、(a)成分を(b)成分中に結
合分散させた状態を維持したまま、(c)成分中に均一
に分散させるのが困難となり、(a)成分及び(b)成
分が凝集してしまうためであると考えられる。Further, even in the case of having the first kneading step and the second kneading step as in the present invention, the temperature of the second kneading step is (a)
When the melting point is higher than the melting point of the component, a white isolate is also observed. This is because the temperature during the second kneading step is (a)
If the melting point of the component is higher than the melting point of the component, it becomes difficult to uniformly disperse the component (c) in the component (c) while maintaining the state in which the component (a) is bonded and dispersed in the component (b). It is considered that this is because the components are aggregated.
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。 The present invention is described in more detail by the following examples.
なお、各実施例及び比較例において用いた原料樹脂は
以下の通りである。In addition, the raw material resin used in each Example and Comparative Example is as follows.
(a)成分 ポリテトラフルオロエチレン PTFE:〔ダイキン工業(株)製「ルブロンL−5」、融
点327℃] 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 PFA:〔三井デュポンフロロケミカル(株)製「テフロン
PFA340J、融点302〜310℃〕 (b)成分 エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体 ETFE:〔ダイキン工業(株)製「ネオフロンETFE EP52
0、融点260℃〕 ポリフッ化ビニリデン PVDF:〔ベルギーソルベー社製「solef#1010」、融点17
7℃〕 (c)成分 ポリフェニレンサルファイド樹脂 PPS:〔(株)トープレン製「トープレンT−4」融点28
0℃〕 実施例1〜7及び比較例1〜3 第1表に示す割合で、(a)成分のポリテトラフルオ
ロエチレン又は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と、(b)成分のエチ
レン−テトラフルオロエチレン共重合体又はポリフッ化
ビニリデンとを、ワイゼンベルグ押出機に供給し、70rp
mで溶融混練してペレット化した。(A) Component Polytetrafluoroethylene PTFE: [Rublon L-5, manufactured by Daikin Industries, Ltd., melting point: 327 ° C] Tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer PFA: [Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.] "Teflon
PFA340J, melting point 302-310 ° C] (b) Component ethylene-tetrafluoroethylene copolymer ETFE: “NEOFLON ETFE EP52 manufactured by Daikin Industries, Ltd.
0, melting point 260 ° C) polyvinylidene fluoride PVDF: [“solef # 1010” manufactured by Solvay of Belgium, melting point 17
7 ° C] (c) Component Polyphenylene sulfide resin PPS: [Toplen T-4 manufactured by Topren Co., Ltd., melting point 28
0 ° C.] Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 At the ratios shown in Table 1, the polytetrafluoroethylene or the tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer of the component (a) and the component (b) were used. Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer or polyvinylidene fluoride was fed to a Weissenberg extruder, and 70 rp
The mixture was melt-kneaded at m and pelletized.
次に得られた各ペレットと、(c)成分のポリフェニ
レンサルファイド樹脂とを、第1表に示す割合で溶融混
練し、さらにワイゼンベルグ押出機に供給し、回転速度
70rpmで溶融混練してポリフェニレンサルファイド樹脂
組成物のペレットを得た。Next, each of the obtained pellets and the polyphenylene sulfide resin as the component (c) were melt-kneaded at the ratios shown in Table 1, and then supplied to a Weissenberg extruder, and the rotation speed was adjusted.
The mixture was melted and kneaded at 70 rpm to obtain pellets of the polyphenylene sulfide resin composition.
このようにして得られたポリフェニレンサルファイド
樹脂組成物のペレットを、プレスして70mmφ×0.3mmの
円板として外観を観察した。またこのポリフェニレンサ
ルファイド樹脂組成物の冷凍破断法による試料を、走査
型電子顕微鏡により観察した。上記各観察結果に基づ
き、以下の基準により相溶性を評価した。The pellets of the polyphenylene sulfide resin composition thus obtained were pressed and observed as a 70 mmφ × 0.3 mm disk. In addition, a sample of the polyphenylene sulfide resin composition obtained by a freeze rupture method was observed with a scanning electron microscope. Based on the above observation results, compatibility was evaluated according to the following criteria.
◎:外観が茶褐色又は黒褐色の均一であり、かつ顕微
鏡観察においてもフッ素系樹脂の島構造が均一に分散し
たもの。:: A brown or black-brown uniform appearance, and the fluororesin island structure was uniformly dispersed even under microscopic observation.
△:外観にフッ素系樹脂の白色線状物がわずかに認め
られるもの。Δ: A white linear substance of a fluororesin was slightly observed in appearance.
×:外観にフッ素系樹脂の白色分離物が認められるも
の。X: A white separated product of a fluororesin is observed in appearance.
結果を混練温度とともに、第1表にあわせて示す。 The results are shown in Table 1 together with the kneading temperature.
また、比較のために(a)成分、(b)成分及び
(c)成分の配合比率が本発明の範囲外である組成物
(比較例1、2)、及び各成分を一段階で混合した組成
物(比較例3)についても、同様にしてペレット化し
て、同様に相溶性を評価した。結果を第1表にあわせて
示す。For comparison, the compositions (Comparative Examples 1 and 2) in which the mixing ratio of the component (a), the component (b) and the component (c) were out of the range of the present invention, and the components were mixed in one step. The composition (Comparative Example 3) was pelletized in the same manner, and the compatibility was similarly evaluated. The results are shown in Table 1.
第1表より明らかなように、本発明の製造方法により
得られたポリアリーレンサルファイド樹脂組成物は、外
観が茶褐色又は黒褐色で均一であり、フッ素系樹脂と、
ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物とが良好に相溶
化している。 As is clear from Table 1, the polyarylene sulfide resin composition obtained by the production method of the present invention has a brown or black brown uniform appearance, and a fluorine-based resin,
It is well compatible with the polyphenylene sulfide resin composition.
これに対し、比較例1乃至3の組成物は、その外観に
白色線状物あるいは白色分離物が観察された。On the other hand, in the compositions of Comparative Examples 1 to 3, white linear substances or white separated substances were observed in the appearance.
以上詳述したように、本発明の製造方法により得られ
たポリアリーレンサルファイド樹脂組成物は、(a)ポ
リテトラフルオロエチレン、及び/又はテトラフルオロ
エチレン及びフルオロビニルモノマーを含む共重合体
と、(b)テトラフルオロエチレン−オレフィン共重合
体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン共重合体
から選ばれた一種又は二種以上とを、(a)及び(b)
の融点以上の温度で溶融混練した後、得られた混練物
と、(c)ポリアリーレンサルファイド樹脂とを前記
(c)の融点以上、前記(a)の融点未満の温度で溶融
混練してなるので、(a)成分と(c)成分の相溶性が
良好である。As described in detail above, the polyarylene sulfide resin composition obtained by the production method of the present invention comprises (a) polytetrafluoroethylene and / or a copolymer containing tetrafluoroethylene and a fluorovinyl monomer, b) one or more selected from tetrafluoroethylene-olefin copolymer, polyvinylidene fluoride, and vinylidene fluoride copolymer, and (a) and (b)
After melt-kneading at a temperature not lower than the melting point of (a), the obtained kneaded product and (c) a polyarylene sulfide resin are melt-kneaded at a temperature not lower than the melting point of (c) and lower than the melting point of (a). Therefore, the compatibility between the component (a) and the component (c) is good.
このような本発明の製造方法により得られたポリアリ
ーレンサルファイド樹脂組成物は、耐熱性、耐薬品性、
低摩擦性、耐摩耗性等に優れており、ギアー、軸受、シ
ール材等の摺動部材に好適である。The polyarylene sulfide resin composition obtained by such a production method of the present invention has heat resistance, chemical resistance,
It has excellent low friction and wear resistance, and is suitable for sliding members such as gears, bearings, and sealing materials.
第1図は本発明の製造方法により得られたポリアリーレ
ンサルファイド樹脂組成物の相溶化状態を示す模式図で
ある。 1……ポリアリーレンサルファイド樹脂マトリックス 2……(a)成分 3……(b)成分 4、4′……(b)成分により包含された(a)成分FIG. 1 is a schematic diagram showing a compatibilized state of the polyarylene sulfide resin composition obtained by the production method of the present invention. 1... Polyarylene sulfide resin matrix 2... (A) component 3... (B) component 4, 4 ′... (B) component (a) component
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 81/00 - 81/02 C08L 27/12 - 27/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 81/00-81/02 C08L 27/12-27/20
Claims (2)
/又はテトラフルオロエチレン及びフルオロビニルモノ
マーを含む共重合体5〜30容量部と、(b)テトラフル
オロエチレン−オレフィン共重合体、ポリフッ化ビニリ
デン、フッ化ビニリデン共重合体から選ばれた一種又は
二種以上95〜70容量部とを、前記(a)及び前記(b)
の融点以上の温度で溶融混練し、次いで得られた混練物
5〜30容量部と、(c)ポリアリーレンサルファイド樹
脂95〜70容量部とを、前記(b)及び前記(c)の融点
以上、前記(a)の融点未満の温度で溶融混練すること
を特徴とするポリアリーレンサルファイド樹脂組成物の
製造方法。(1) 5 to 30 parts by volume of a copolymer containing polytetrafluoroethylene and / or tetrafluoroethylene and a fluorovinyl monomer, (b) a tetrafluoroethylene-olefin copolymer, polyvinylidene fluoride , One or more selected from vinylidene fluoride copolymers in an amount of 95 to 70 parts by volume as described in (a) and (b) above.
Is melt-kneaded at a temperature equal to or higher than the melting point, and then 5 to 30 parts by volume of the obtained kneaded material and (c) 95 to 70 parts by volume of the polyarylene sulfide resin are mixed with the melting points of (b) and (c) or higher. A method for producing a polyarylene sulfide resin composition, wherein the composition is melt-kneaded at a temperature lower than the melting point of (a).
イド樹脂組成物の製造方法において、前記テトラフルオ
ロエチレン−オレフィン共重合体がエチレン−テトラフ
ルオロエチレン共重合体であることを特徴とする方法。2. The method for producing a polyarylene sulfide resin composition according to claim 1, wherein said tetrafluoroethylene-olefin copolymer is an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer.
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