JP7075317B2 - ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
また、近年では、成形体の小型化とともに、薄肉化・軽量化が進行しており、特にコネクターなどの薄肉成形体用途においては、溶融滞留時の粘度変化が大きい場合、成形時にバリやショートショットなど成形不具合が発生するため、溶融滞留時の粘度変化の少ない、滞留熱安定性に優れた材料が求められている。
本発明は、以下のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物及び成形体に関する。
[2](B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物のエラストマーが、共重合成分としてグリシジルメタクリレートを含むアクリル系エラストマーであることを特徴とする上記[1]に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[3]上記[1]または[2]に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる成形体。
[4]コネクター用部品である上記[3]に記載の成形体。
したがって、本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、自動車用部品、電気電子機器用部品、機械部品、建築資材部品等の広範囲の分野に好適に利用できる。特にコネクター、ディストリビューター部品、センサー部品等の車載用部品や電子電気機器部品の成形体として、優れた耐衝撃性、靱性、耐加水分解性を有している。
本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、(A)固有粘度が0.8dl/g以上のポリブチレンテレフタレート樹脂を含有する。固有粘度が0.8dl/g以上のポリブチレンテレフタレート樹脂を、(B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物および(C)エポキシ化合物と組み合わせて含有することにより、耐衝撃性と靱性に優れ、そして、これらと耐加水分解性、滞留熱安定性および外観の全てをバランス良く向上させることができる。
固有粘度は、好ましくは0.83dl/g以上、より好ましくは0.85dl/g以上、さらに好ましくは0.88dl/g以上、特に好ましくは0.90dl/g以上であり、また、好ましくは2dl/g以下、より好ましくは1.8dl/g以下、さらに好ましくは1.6dl/g以下である。
なお、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、テトラクロロエタンとフェノールとの1:1(質量比)の混合溶媒中、30℃で測定する値である。
なお、これらの共重合体は、共重合量が、ポリブチレンテレフタレート樹脂全セグメント中の1モル%以上、50モル%未満のものをいう。中でも、共重合量が好ましくは2モル%以上50モル%未満、より好ましくは3~40モル%、特に好ましくは5~20モル%である。このような共重合割合とすることにより、流動性、靱性が向上しやすい傾向にあり、好ましい。
(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と1,4-ブタンジオールを主成分とするジオール成分とを、連続式で溶融重縮合する製造法で得られたものが好ましい。
本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、(B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物を含有する。(B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物は、フルオロポリマーとエラストマーを含有し、その形態としてはこれらの混合物、あるいはグラフト化物等が好ましいが、その形態に制限はない。
本発明において、(B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物を含有することで、樹脂組成物の耐衝撃性を改良することができる。
ゴム成分は、ガラス転移温度が通常0℃以下、中でも-20℃以下が好ましく、さらには-30℃以下が好ましい。ゴム成分の具体例としては、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブチルアクリレート、ポリ(2-エチルヘキシルアクリレート)、ブチルアクリレート・2-エチルヘキシルアクリレート共重合体などのポリアルキルアクリレートゴム、ポリオルガノシロキサンゴムなどのシリコーン系ゴム、ブタジエン-アクリル複合ゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN(Interpenetrating Polymer Network)型複合ゴム、スチレン-ブタジエンゴム、エチレン-プロピレンゴムやエチレン-ブテンゴム、エチレン-オクテンゴムなどのエチレン-α-オレフィン系ゴム、エチレン-アクリルゴム、フッ素ゴムなど挙げることができる。これらは、単独でも2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、機械的特性や表面外観の面から、ポリブタジエンゴム、ポリアルキルアクリレートゴム、ポリオルガノシロキサンゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴム、スチレン-ブタジエンゴムが好ましい。
また、フルオロポリマーとしては、フィブリル形成能を有するものが好ましく、具体的には、フィブリル形成能を有するフルオロオレフィン樹脂が挙げられる。フィブリル形成能を有することで、分散が樹脂組成物中に広く浸透しやすく、耐加水分解性をより向上させることができ、耐衝撃性も向上する。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は(C)エポキシ化合物を、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、0.3~4質量部含有する。
(C)エポキシ化合物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂が加水分解を受け、分子量低下を起こすと同時に機械的強度等が低下することを抑制するためのものであるが、通常、より高い耐加水分解性を求めるには、その量をさらに増量して配合することが行われるが、そうすると樹脂組成物が増粘してしまい、安定した成形ができにくくなる。本発明では、(A)固有粘度が0.8dl/g以上のポリブチレンテレフタレート樹脂に、上記した(B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物と(C)エポキシ化合物を併用することにより、(C)エポキシ化合物の含有量が小量であっても耐加水分解性を向上させることができる上に、成形性や流動性ならびに靱性を十分なものとすることが可能となる。(C)エポキシ化合物の好ましい含有量は、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、0.3~3質量部、より好ましくは0.3~2.8質量部、さらに好ましくは0.3~2.5質量部である。(C)エポキシ化合物の含有量は0.3質量部未満になると耐加水分解性の低下が発生しやすくなり、逆に4質量部を超えると滞留時の増粘が著しく、成形安定性が低下する傾向となる。
(C)エポキシ化合物としては、例えば、ノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、グリシジルエーテル類、グリシジルエステル類、エポキシ化ブタジエン重合体、レゾルシン型エポキシ化合物等が挙げられる。
ビスフェノールA型エポキシ化合物としては、ビスフェノールA-ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA-ジグリシジルエーテル等が挙げられ、ビスフェノールF型エポキシ化合物としては、ビスフェノールF-ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールF-ジグリシジルエーテル等が挙げられる。
レゾルシン型エポキシ化合物としてはレゾルシンジグリシジルエーテル等が例示できる。
本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、離型剤を含有することが好ましい。離型剤としては、ポリエステル樹脂に通常使用される既知の離型剤が利用可能であるが、中でも、耐アルカリ性が良好な点で、ポリオレフィン系化合物、脂肪酸エステル系化合物が好ましく、特に、ポリオレフィン系化合物が好ましい。
アルコールとしては、飽和又は不飽和の1価又は多価アルコールを挙げることができる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数30以下の1価又は多価の飽和アルコールが好ましく、炭素数30以下の脂肪族飽和1価アルコール又は多価アルコールが更に好ましい。ここで脂肪族とは、脂環式化合物も含有する。
かかるアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2-ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。
なお、上記のエステル化合物は、不純物として脂肪族カルボン酸及び/又はアルコールを含有していてもよく、複数の化合物の混合物であってもよい。
本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、安定剤を含有することが、熱安定性改良や、機械的強度、透明性や色相の悪化を防止する効果を有するという点で好ましい。安定剤としては、イオウ系安定剤およびフェノール系安定剤が好ましい。
本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物には、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲内で、上記した以外の他の樹脂添加剤を含有することもできる。他の樹脂添加剤としては、難燃剤、難燃助剤、強化充填材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、滑剤、染顔料等の着色剤、触媒失活剤、帯電防止剤、発泡剤、可塑剤、結晶核剤、結晶化促進剤等が挙げられる。
実施例及び比較例で使用した原料成分は、下記の表1のとおりである。
2-エチルヘキシルアクリレート99質量部、アリルメタクリレート1質量部を混合し、(メタ)アクリレート単量体混合物100質量部を得た。アルケニル暁拍酸ジカリウム塩を1質量部溶解した蒸留水300質量部に上記(メタ)アクリレート単量体混合物100質量部を加え、ホモミキサーにて10,000rpmで予備撹枠した後、ホモジナイザーにより300kg/cm2の圧力で乳化、分散させ、(メタ)アクリレートエマルジョンを得た。この混合液をコンデンサーおよび撹搾翼を備えたセパラブルフラスコに移し、窒素置換および混合撹梓しながら加熱し70℃になった時に少量の水に溶解した過硫酸カリウム1質量部を添加した後70℃で5時間放置し、重合を完結しアクリルゴム(A-1)のラテックス(ALx-1)を得た。
得られたアクリルゴム(A-1)のラテックス(ALx-1)の重合率は98.5%であり、平均粒子径は0.19μmであった。また、このラテックスをエタノールで凝固乾燥し固形物を得、トルエンで90℃、12時間抽出し、ゲル含量を測定したところ91.4質量%であった。
このポリアルキル(メタ)アクリレート系ゴムラテックスに、tert-ブチルヒドロペルオキシド0.06質量部とメチルメタクリレート12質量部、グリシジルメタクリレート(GMA)3質量部との混合液を70℃にて15分間にわたり滴下し、その後70℃で4時間保持し、ポリアルキル(メタ)アクリレート系ゴムへのグラフト重合を完了した。メチルメタクリレートの重合率は、96.4%であった。
得られたGMA変性グラフト共重合体ラテックスを酢酸カルシウム8質量%の熱水200質量部中に滴下し、凝固、分離し洗浄した後75℃で16時間乾燥し、粉末状のアクリル系エラストマー(B0)を98.9質量部得た。
製造例1で得られたGMA変性グラフト共重合体ラテックスに、ポリテトラフルオロエチレン水性分散液(AGC社製、「フルオンAD939E」)4.17質量部を追加して撹枠混合する以外は製造例1と同様にして、粉末状のフルオロポリマーを2.5質量%含有するGMA変性アクリル系エラストマー(フルオロポリマー-エラストマー複合化物B1)を100.9質量部得た。
製造例1で得られたGMA変性グラフト共重合体ラテックスに、ポリテトラフルオロエチレン水性分散液(「フルオンAD939E」)2.08質量部を追加して撹枠混合する以外は製造例1と同様にして、粉末状のフルオロポリマーを1.3質量%含有するGMA変性アクリル系エラストマー(フルオロポリマー-エラストマー複合化物B2)を99.8質量部得た。
ポリアルキル(メタ)アクリレート系ゴムラテックス(ABLx-1)に滴下する単量体成分をメチルメタクリレート15質量部にする以外は製造例2と同様にして、粉末状のフルオロポリマーを2.5質量%含有するGMA未変性アクリル系エラストマー(B3)を101.0質量部得た。
<ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の製造>
表1に記載の各成分を、下記の表2に示される割合(全て質量部)にて、ブレンドし、これを30mmのベントタイプ二軸押出機(日本製鋼所社製、二軸押出機TEX30α)を使用して、バレル温度270℃にて溶融混練し、ストランドに押し出した後、ストランドカッターによりペレット化し、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを得た。
実施例及び比較例における各種の物性・性能の測定評価は、以下の方法により実施した。
(a-1)引張強度保持率(単位:%):
日精樹脂工業社製射出成形機「NEX80-9E」を使用し、シリンダー温度250℃、金型温度80℃にて、ISO試験片を作製し、ISO527に準拠し引張試験を行った。
さらに、上述のISO試験片を、温度121℃の飽和水蒸気中、圧力203kPaにて、75時間湿熱処理した。湿熱処理前後のISO試験片につき、ISO527に準拠し引張強度の測定を行った。
引張強度保持率(単位:%)を、以下の式から求めた。
引張強度保持率(%)=(処理後の引張強度/処理前の引張強度)×100
(a-2)引張伸度保持率(単位:%):
湿熱処理後のISO試験片につき、ISO527に準拠し引張伸度の測定を行った。
得られたペレットを120℃で6時間乾燥後、日精樹脂工業社製射出成形機「NEX80-9E」を使用して、シリンダー温度250℃、金型温度80℃の条件で、シャルピー衝撃強度測定用ISO試験片を成形し、ISO179に準拠して、ノッチ付シャルピー衝撃強度を測定した。
日精樹脂工業社製射出成形機「NEX80-9E」を使用し、シリンダー温度250℃、金型温度80℃にて、縦100mm×横100mm×厚み3mmの平板を成形し、表面外観評価を目視で下記のとおり振り分けた。
○:良好
△:少し悪い
×:著しく悪い
キャピログラフ(東洋精機社製「キャピログラフ1C」)により、測定温度270℃、1φ×30フラットのキャピラリーを用いて、上記で得られたペレットを投入後、3分滞留させたときの溶融粘度(せん断速度91.2sec-1での溶融粘度)を基準にして、30分滞留させたときの溶融粘度(せん断速度91.2sec-1での溶融粘度)を測定し、溶融粘度の上昇率(30min/3min×100、単位:%)を求めた。3分滞留の溶融粘度と30分滞留の溶融粘度の上昇率が低いほど、増粘が少なく、滞留安定性に優れていることを意味する。
以上の結果を基に、以下の基準により、総合評価を行った。
総合評価 A:
(1)引張強度保持率86%以上(耐加水分解性評価75時間処理後)
(2)引張伸度6%以上(耐加水分解性評価75時間処理後)
(3)シャルピー衝撃値10kJ/m2以上
(4)表面外観○
(5)粘度上昇率500%以下
総合評価 B:
上記(1)~(5)のいずれかを4つ以上満たす
総合評価 C:
上記A、Bのいずれにも属さない
結果を以下の表2に示す。
Claims (4)
- (A)固有粘度が0.8dl/g以上のポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部に対し、(B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物7~20質量部、(C)エポキシ化合物(但し(B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物を除く。)0.3~4質量部を含有することを特徴とするポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- (B)フルオロポリマー-エラストマー複合化物のエラストマーが、共重合成分としてグリシジルメタクリレートを含むアクリル系エラストマーであることを特徴とする請求項1に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる成形体。
- コネクター用部品である請求項3に記載の成形体。
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