WO2012014757A1 - 熱可塑性重合体組成物および成形品 - Google Patents
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- C09J2400/00—Presence of inorganic and organic materials
- C09J2400/20—Presence of organic materials
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Definitions
- thermoplastic polymer composition of the present invention is excellent in flexibility, mechanical properties, molding processability and particularly heat resistance, and the thermoplastic polymer composition is at least one selected from ceramics, metals and synthetic resins.
- the molded product formed by bonding has a practically sufficient adhesive force even when exposed to an environment of 60 ° C. or higher, and can be used for a wide range of applications.
- thermoplastic polymer composition of the present invention is bonded, there is no need to perform a primer treatment or the like on the adherend.
- thermoplastic elastomer (A) Heat which is a block copolymer having a polymer block containing an aromatic vinyl compound unit and a polymer block containing a conjugated diene compound unit, or a hydrogenated product thereof, contained in the thermoplastic polymer composition of the present invention.
- Plastic elastomer (A) (hereinafter abbreviated as thermoplastic elastomer (A)) imparts flexibility, good mechanical properties and moldability to the thermoplastic polymer composition of the present invention, It acts as a matrix in the composition.
- a thermoplastic elastomer (A) does not contain the compatibilizer (D) mentioned later.
- the “polymer block containing an aromatic vinyl compound unit” is preferably a polymer block containing 80% by mass or more of an aromatic vinyl compound unit, more preferably an aromatic vinyl compound unit 90.
- the polymer block containing the aromatic vinyl compound unit may have only the aromatic vinyl compound unit.
- the polymer block includes other aromatic vinyl compound units. It may have a polymerizable monomer unit.
- polymerizable monomers examples include 1-butene, pentene, hexene, butadiene, isoprene, methyl vinyl ether, and the like.
- the proportion thereof is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass with respect to the total amount of the aromatic vinyl compound unit and the other polymerizable monomer units.
- it is more preferably 5% by mass or less.
- the bonding form of the conjugated diene constituting the polymer block containing the conjugated diene compound unit is not particularly limited.
- 1,2-bond and 1,4-bond can be formed, and in the case of isoprene, 1,2-bond, 3,4-bond and 1,4-bond can be formed.
- 1,4-in the polymer block containing the conjugated diene compound unit when it is made of butadiene, when it is made of isoprene, or when it is made of both butadiene and isoprene, 1,4-in the polymer block containing the conjugated diene compound unit.
- the total amount of bonds is preferably 1 to 99 mol%, more preferably 60 to 98 mol%, more preferably 80 to 98 mol%, and 90 to 98 mol%. Further preferred.
- the 1,4-bond amount can be calculated by 1 H-NMR measurement.
- the bonding form of the polymer block containing the aromatic vinyl compound unit and the polymer block containing the conjugated diene compound in the thermoplastic elastomer (A) is not particularly limited, and is linear, branched, radial, or these Any of the combined forms in which two or more are combined may be used, but a linear combined form is preferable.
- a linear bond form a polymer block containing an aromatic vinyl compound unit is represented by a, and a polymer block containing a conjugated diene compound is represented by b.
- thermoplastic elastomer (A) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the thermoplastic elastomer (A) has a polymer block content containing an aromatic vinyl compound unit of 5 to 40% by mass [hereinafter, components ( A ′).
- a polymer block containing an aromatic vinyl compound unit in the thermoplastic elastomer (A) in an amount of 50 to 70% by mass [hereinafter referred to as component (A ′′). ] Is also preferable.
- thermoplastic elastomer (A) Although it does not specifically limit as a manufacturing method of a thermoplastic elastomer (A), For example, it can manufacture by an anionic polymerization method.
- a method of sequentially polymerizing the aromatic vinyl compound, the conjugated diene compound, and then the aromatic vinyl compound using an alkyl lithium compound as an initiator (Ii) A method in which an alkyl lithium compound is used as an initiator, the aromatic vinyl compound and the conjugated diene compound are sequentially polymerized, and then a coupling agent is added to perform coupling; (Iii) A method of sequentially polymerizing the conjugated diene compound and then the aromatic vinyl compound using a dilithium compound as an initiator.
- Examples of the alkyl lithium compound in the above (i) and (ii) include methyl lithium, ethyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, tert-butyl lithium, pentyl lithium and the like.
- Examples of the coupling agent in (ii) include dichloromethane, dibromomethane, dichloroethane, dibromoethane, dibromobenzene and the like.
- Examples of the dilithium compound in (iii) include naphthalenedilithium and dilithiohexylbenzene.
- the amounts of initiators and coupling agents such as these alkyllithium compounds and dilithium compounds are determined by the weight average molecular weight of the target thermoplastic elastomer (A), and the aromatic vinyl compound used in the anionic polymerization method and In general, 0.01 to 0.2 parts by mass of an initiator such as an alkyl lithium compound or a dilithium compound is usually used for 100 parts by mass of the conjugated diene compound.
- the coupling agent is usually used in an amount of 0.001 to 0.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the aromatic vinyl compound and the conjugated diene compound used in the anionic polymerization method.
- the anionic polymerization is preferably performed in the presence of a solvent.
- the solvent is not particularly limited as long as it is inert to the initiator and does not adversely affect the polymerization.
- saturated aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, decane; toluene, benzene, xylene, etc.
- aromatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, decane; toluene, benzene, xylene, etc.
- the polymerization is usually preferably carried out at 0 to 80 ° C. for 0.5 to 50 hours.
- the amount of 1,2-bond and 3,4-bond of the thermoplastic elastomer (A) can be increased by adding an organic Lewis base.
- organic Lewis base include esters such as ethyl acetate; amines such as triethylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (TMEDA) and N-methylmorpholine; nitrogen-containing heterocyclic groups such as pyridine.
- Aromatic compounds Amides such as dimethylacetamide; Ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran (THF) and dioxane; Glycol ethers such as ethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether; Sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone Can be mentioned.
- These organic Lewis bases may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the block copolymer contained in the reaction solution is solidified by pouring it into a poor solvent of the block copolymer such as methanol, or the reaction solution is poured into hot water together with steam.
- a poor solvent of the block copolymer such as methanol
- the reaction solution is poured into hot water together with steam.
- the unhydrogenated thermoplastic elastomer (A) can be isolated.
- the hydrogenated thermoplastic elastomer (A) can be produced by subjecting the unhydrogenated thermoplastic elastomer (A) obtained above to a hydrogenation reaction.
- the unhydrogenated thermoplastic elastomer (A) obtained above is dissolved in a solvent inert to the reaction and the hydrogenation catalyst, or the unhydrogenated thermoplastic elastomer (A) is dissolved.
- a hydrogenation catalyst examples include Raney nickel; heterogeneous catalyst in which a metal such as Pt, Pd, Ru, Rh, Ni is supported on a carrier such as carbon, alumina, diatomaceous earth; transition metal compound, alkylaluminum compound, alkyllithium compound Ziegler catalysts composed of a combination with the above; metallocene catalysts and the like.
- the hydrogenation reaction can usually be carried out under conditions of a hydrogen pressure of 0.1 to 20 MPa, a reaction temperature of 20 to 250 ° C., and a reaction time of 0.1 to 100 hours.
- the hydrogenation reaction liquid is poured into a poor solvent such as methanol to solidify, or the hydrogenation reaction liquid is poured into hot water together with steam and the solvent is removed azeotropically (steam stripping).
- steam stripping By drying, the hydrogenated thermoplastic elastomer (A) can be isolated.
- Polyvinyl acetal resin (B) having a glass transition temperature of 80 to 130 ° C. Polyvinyl acetal resin (B) having a glass transition temperature (Tg) of 80 to 130 ° C.
- Tg glass transition temperature
- a polyvinyl acetal resin (B) having a glass transition temperature (Tg) of 80 to 130 ° C. (hereinafter sometimes simply referred to as a polyvinyl acetal resin (B), which is contained in the thermoplastic polymer composition of the present invention. ] Imparts adhesiveness to the thermoplastic polymer composition of the present invention, and is usually dispersed in islands in the composition. Due to the presence of the polyvinyl acetal resin (B), the thermoplastic polymer composition of the present invention adheres well to an adherend such as ceramics, metal, or synthetic resin even if the surface is not primed. Can be made.
- the polyvinyl acetal resin (B) used in the present invention has a glass transition temperature (Tg) of 80 to 130 ° C. among resins having a repeating unit represented by the following formula (I).
- the glass transition temperature (Tg) is measured according to JIS K7121. Specifically, it is a value measured by using a differential scanning calorimetry (DSC) apparatus and raising the temperature of the sample at 10 ° C./min.
- n represents the number of types of aldehyde used in the acetalization reaction.
- R 1, R 2, ⁇ , R n represents an alkyl residue or a hydrogen atom of aldehyde used for the acetalization reaction
- k (1), k ( 2), ⁇ , k (n) is ,
- Each represents a ratio (molar ratio) of structural units represented by [].
- L represents the proportion (molar ratio) of vinyl alcohol units
- m represents the proportion (molar ratio) of vinyl acetate units.
- Each repeating unit is not particularly limited by the above-described arrangement order, and may be arranged at random, may be arranged in a block shape, or may be arranged in a taper shape.
- thermoplastic polymer composition having a high heat resistance By using the polyvinyl acetal resin (B) having a Tg of 80 to 130 ° C., a thermoplastic polymer composition having a high heat resistance can be obtained. As a result, a molded article (specifically, using the thermoplastic polymer composition) Leads to improvement in heat resistance of a molded article bonded to at least one selected from ceramics, metals and synthetic resins), and is practical even in an environment of 60 ° C. or more, specifically 60 to 70 ° C. A molded article having sufficient adhesion can be obtained.
- the polyvinyl acetal resin (B) is not particularly limited as long as the Tg is 80 ° C. to 130 ° C., but preferably has a Tg of 80 to 110 ° C. The manufacturing method of this polyvinyl acetal resin (B) is described in detail below.
- the polyvinyl acetal resin (B) having a Tg of 80 ° C. to 130 ° C. can be obtained, for example, by reacting polyvinyl alcohol with a specific aldehyde.
- the average degree of polymerization of the polyvinyl alcohol used for the production of the polyvinyl acetal resin (B) is usually preferably 100 to 4,000, more preferably 100 to 3,000, more preferably 200 to 2,500, The preferred range is 250 to 2,500.
- the method for producing polyvinyl alcohol is not particularly limited, and for example, a product produced by saponifying polyvinyl acetate or the like with alkali, acid, aqueous ammonia, or the like can be used. Moreover, you may use a commercial item. Examples of commercially available products include “Kuraray Poval” series manufactured by Kuraray Co., Ltd. Polyvinyl alcohol may be completely saponified or partially saponified. The saponification degree is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and further preferably 95 mol% or more.
- polyvinyl alcohol a copolymer of vinyl alcohol such as ethylene-vinyl alcohol copolymer or partially saponified ethylene-vinyl alcohol copolymer and a monomer copolymerizable with vinyl alcohol can be used. Furthermore, modified polyvinyl alcohol in which carboxylic acid or the like is partially introduced can be used. These polyvinyl alcohols may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the aldehyde used for the production of the polyvinyl acetal resin (B) is preferably an aldehyde having 1 to 3 carbon atoms from the viewpoint of producing a polyvinyl acetal resin having a Tg of 80 to 130 ° C. and heat resistance. That is, it is preferable to use at least one selected from formaldehyde (including paraformaldehyde), acetaldehyde (including paraacetaldehyde), and propionaldehyde.
- the obtained polyvinyl acetal resin has a Tg of 80 to 130 ° C.
- one or more aldehydes having 1 to 3 carbon atoms and an aldehyde having 4 or more carbon atoms are used. It may be a combination with at least one selected.
- Preferable examples include aldehydes; aromatic aldehydes having 6 or more carbon atoms such as benzaldehyde, methylbenzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, phenylacetaldehyde, and phenylpropionaldehyde.
- aliphatic aldehydes having 4 or more carbon atoms are preferable.
- the aldehyde having 4 or more carbon atoms is more preferably at least one selected from aldehydes having 4 to 9 carbon atoms from the viewpoint of easy control of Tg of the obtained polyvinyl acetal resin.
- At least one selected from aldehydes is more preferable, butyraldehyde is more preferable, and n-butyraldehyde is particularly preferable.
- the use ratio of aldehydes having 1 to 3 carbon atoms and aldehydes having 4 or more carbon atoms (particularly aldehydes having 4 to 9 carbon atoms) [aldehyde having 1 to 3 carbon atoms / aldehyde having 4 or more carbon atoms] is a heat-resistant molar ratio. From the viewpoint of safety, it is preferably 40/60 to 80/20, more preferably 50/50 to 80/20, still more preferably 50/50 to 70/30. From the viewpoint of a significant improvement effect of heat resistance, Particularly preferred is 55/45 to 70/30, and most preferred is 57/43 to 63/37.
- the aldehyde is more preferably a combination of two types of acetaldehyde and butyraldehyde, from the viewpoint of compatibility with the thermoplastic elastomer (A), ease of production and availability, and two types of acetaldehyde and n-butyraldehyde.
- the combination of is more preferable.
- the total ratio of acetaldehyde and butyraldehyde (particularly n-butyraldehyde) with respect to the total amount of aldehyde is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100%, from the viewpoint of easy control of Tg of the obtained polyvinyl acetal resin. % By mass, more preferably 95 to 100% by mass.
- the degree of acetalization of the polyvinyl acetal resin (B) used in the present invention is preferably 55 to 88 mol%.
- the polyvinyl acetal resin (B) having an acetalization degree of 55 mol% or more is low in production cost, easily available, and has good melt processability.
- the polyvinyl acetal resin (B) having an acetalization degree of 88 mol% or less is very easy to produce, and is economical because it does not require a long time for the acetalization reaction.
- the degree of acetalization of the polyvinyl acetal resin (B) is more preferably 60 to 88 mol%, further preferably 70 to 88 mol%, and particularly preferably 72 to 85 mol%.
- the affinity and compatibility with the thermoplastic elastomer (A) are improved, the mechanical properties of the thermoplastic polymer composition are excellent, and the adhesive strength with ceramics, metal and synthetic resin is increased.
- ⁇ k (1) + k (2) + ... + k (n) ⁇ ⁇ 2 / ⁇ k (1) + k (2) + ... + k (n) ⁇ ⁇ 2 + l + m ⁇ ⁇ 100 Can determine the degree of acetalization (mol%).
- the degree of acetalization of the polyvinyl acetal resin (B) is determined by dissolving the polyvinyl acetal resin (B) in a suitable deuterated solvent such as deuterated dimethyl sulfoxide, and measuring 1 H-NMR or 13 C-NMR. May be calculated.
- the polyvinyl acetal resin (B) preferably contains 12 to 45 mol% (0.12 ⁇ l ⁇ 0.45) of vinyl alcohol units, and preferably 0 to 5 mol% (0 ⁇ m) of vinyl acetate units. ⁇ 0.05), more preferably 0 to 3 mol% (0 ⁇ m ⁇ 0.03).
- the reaction (acetalization reaction) between polyvinyl alcohol and aldehyde can be performed by a known method.
- aqueous solution method in which an aqueous solution of polyvinyl alcohol and an aldehyde are acetalized in the presence of an acid catalyst to precipitate particles of the polyvinyl acetal resin (B); polyvinyl alcohol is dispersed in an organic solvent, and an acid catalyst Solvent method for precipitating polyvinyl acetal resin (B) by acetalization reaction with aldehyde in the presence, and mixing the obtained reaction mixture with water, which is a poor solvent for polyvinyl acetal resin (B). Etc.
- the acid catalyst is not particularly limited, and examples thereof include organic acids such as acetic acid and p-toluenesulfonic acid; inorganic acids such as nitric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid; gases which show acidity when made into an aqueous solution such as carbon dioxide; cation exchange Examples thereof include solid acid catalysts such as resins and metal oxides.
- the slurry produced in the aqueous medium method or the solvent method is usually acidic by an acid catalyst.
- the slurry is repeatedly washed with water, and the pH is preferably adjusted to 5 to 9, more preferably 6 to 9, and even more preferably 6 to 8; a neutralizing agent is added to the slurry.
- Examples of the compound used for adjusting the pH include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal acetates such as sodium acetate; alkali metal such as sodium carbonate and potassium carbonate; Examples thereof include carbonates; alkali metal hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate; ammonia and aqueous ammonia solutions.
- alkylene oxides include ethylene oxide, propylene oxide; glycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether.
- the removal method is not particularly limited, and methods such as repeated dehydration and water washing are usually used.
- the water-containing polyvinyl acetal resin (B) from which residues and the like have been removed is dried as necessary and processed into powder, granules, or pellets as necessary.
- the polyvinyl acetal resin (B) used in the present invention a resin obtained by reducing the aldehyde reaction residue or moisture by degassing under reduced pressure when processed into a powder, granule or pellet is preferable. .
- the thermoplastic polymer composition of the present invention contains 1 to 100 parts by mass of the polyvinyl acetal resin (B) with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer (A).
- the polyvinyl acetal resin (B) is less than 1 part by mass, it is difficult to obtain sufficient adhesion with ceramics, metal and synthetic resin.
- the amount of the polyvinyl acetal resin (B) is more than 100 parts by mass, sufficient adhesiveness can be obtained, but the thermoplastic polymer composition becomes hard and flexibility and mechanical properties are hardly exhibited.
- the content of the polyvinyl acetal resin (B) is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, still more preferably 20 parts by mass or more, particularly preferably 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer (A). It is 25 parts by mass or more, preferably 70 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and further preferably 45 parts by mass or less. Accordingly, the content of the polyvinyl acetal resin (B) is preferably 1 to 70 parts by weight, more preferably 5 to 70 parts by weight, and more preferably 10 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic elastomer (A). The amount is preferably 10 to 50 parts by mass, more preferably 20 to 50 parts by mass, and particularly preferably 25 to 45 parts by mass.
- Softener (C) As the softener (C) to be contained in the thermoplastic polymer composition of the present invention, for example, softeners generally used for rubber and plastics can be used.
- softeners generally used for rubber and plastics
- paraffinic, naphthenic and aromatic process oils phthalic acid derivatives such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate
- white oil mineral oil, ethylene and ⁇ -olefin oligomers
- paraffin wax liquid paraffin, polybutene, low molecular weight polybutadiene And low molecular weight polyisoprene.
- process oil is preferable, and paraffinic process oil is more preferable.
- organic acid ester plasticizers such as monobasic organic acid esters and polybasic organic acid esters
- organic phosphate esters organic phosphorus Phosphoric plasticizers
- acid esters can also be used.
- monobasic organic acid esters include triethylene glycol-dicaproic acid ester, triethylene glycol-di-2-ethylbutyric acid ester, triethylene glycol-di-n-octylic acid ester, and triethylene glycol-di-2.
- -Glycols such as triethylene glycol, tetraethylene glycol, and tripropylene glycol typified by ethyl hexyl ester and the like, butyric acid, isobutyric acid, caproic acid, 2-ethylbutyric acid, heptylic acid, n-octylic acid, 2-ethylhexylic acid And glycol esters obtained by reaction with monobasic organic acids such as pelargonic acid (n-nonyl acid) and decyl acid.
- monobasic organic acids such as pelargonic acid (n-nonyl acid) and decyl acid.
- polybasic acid organic esters examples include linear or linear polybasic organic acids such as adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and the like represented by sebacic acid dibutyl ester, azelaic acid dioctyl ester, adipic acid dibutyl carbitol ester and the like.
- examples include esters of branched alcohols.
- examples of the organic phosphate ester include tributoxyethyl phosphate, isodecylphenyl phosphate, triisopropyl phosphate, and the like.
- a softener (C) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the thermoplastic polymer composition of the present invention contains 0.1 to 300 parts by mass of the softening agent (C) with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer (A).
- the amount of the softening agent (C) is less than 0.1 parts by mass, the flexibility and moldability of the thermoplastic polymer composition are lowered.
- the amount of the softening agent (C) is more than 300 parts by mass, the mechanical properties, adhesion to ceramics, metal and synthetic resin are lowered.
- the content of the softening agent (C) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and further preferably 50 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer (A).
- the content of the softening agent (C) is preferably 1 to 200 parts by weight, more preferably 10 to 200 parts by weight, and further preferably 50 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic elastomer (A). Part, particularly preferably 50 to 150 parts by weight.
- the thermoplastic polymer composition of the present invention preferably further contains a compatibilizer (D) in addition to the components (A) to (C).
- the compatibilizer (D) is not particularly limited as long as it serves to improve the compatibility between the thermoplastic elastomer (A) and the polyvinyl acetal resin (B).
- Compatibilizer (D) is a random copolymerization of a nonpolar polymerizable monomer and a polar polymerizable monomer, or a block copolymerization or graft copolymerization of a nonpolar polymer block and a polar polymer block.
- the copolymer obtained is preferred. Among these, a copolymer obtained by block copolymerization of a nonpolar polymer block and a polar polymer block is preferable.
- the thermoplastic polymer composition of the present invention can contain an inorganic filler, if necessary.
- the inorganic filler is useful for improving the physical properties such as heat resistance and weather resistance of the thermoplastic polymer composition of the present invention, adjusting the hardness, and improving the economical efficiency as an extender.
- the inorganic filler is not particularly limited. For example, calcium carbonate, talc, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, mica, clay, natural silicic acid, synthetic silicic acid, titanium oxide, carbon black, barium sulfate, glass balloon, Glass fiber etc. are mentioned.
- An inorganic filler may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- thermoplastic polymer composition of the present invention can further contain a tackifying resin as long as the effects of the present invention are not hindered.
- tackifying resins include rosin resins, terpene phenol resins, terpene resins, aromatic hydrocarbon-modified terpene resins, aliphatic petroleum resins, alicyclic petroleum resins, aromatic petroleum resins, coumarone / indene resins, Examples thereof include phenolic resins and xylene resins.
- the content thereof is preferably in a range that does not impair the mechanical properties of the thermoplastic polymer composition, and is generally preferably 100 with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer (A). It is not more than part by mass, more preferably not more than 70 parts by mass, still more preferably not more than 30 parts by mass, particularly preferably not more than 10 parts by mass.
- the thermoplastic polymer composition of the present invention further includes an antioxidant, a lubricant, a light stabilizer, a processing aid, a colorant such as a pigment and a dye, and a flame retardant as necessary, as long as the effects of the invention are not impaired. Further, it may contain an antistatic agent, a matting agent, silicon oil, an antiblocking agent, an ultraviolet absorber, a release agent, a foaming agent, an antibacterial agent, an antifungal agent, a fragrance and the like.
- the antioxidant include hindered phenol-based, phosphorus-based, lactone-based, and hydroxyl-based antioxidants. Among these, hindered phenol antioxidants are preferable.
- the content thereof is preferably in a range not colored when the resulting thermoplastic polymer composition is melt-kneaded, and preferably with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer (A). Is 0.1 to 5 parts by mass.
- thermoplastic polymer composition of this invention there is no restriction
- the melt kneading can be performed using a melt kneading apparatus such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader, a batch mixer, a roller, a Banbury mixer, and the melt kneading is usually performed preferably at 170 to 270 ° C.
- the thermoplastic polymer composition of the present invention can be obtained.
- the thermoplastic polymer composition of the present invention thus obtained has a hardness according to the JIS-A method of JIS K 6253 (hereinafter sometimes referred to as “A hardness”), preferably 93 or less, more preferably 30 to 85, more preferably 40 to 75, and particularly preferably 40 to 60. If the A hardness is too high, it is difficult to obtain good flexibility, elasticity and mechanical properties, and heat having excellent adhesion to synthetic resins, especially resins containing inorganic fillers (such as glass fibers), ceramics and metals. There exists a tendency for the suitable use as a plastic polymer composition to become difficult.
- the A hardness is a value measured according to JIS K 6253.
- the present invention also provides a molded article using the above-described thermoplastic polymer composition of the present invention. Since the thermoplastic polymer composition of the present invention is excellent in moldability, various molded articles can be produced.
- the molded product may be a sheet or a film.
- various molding methods generally used for thermoplastic polymer compositions can be used. Specifically, an arbitrary molding method such as an injection molding method, an extrusion molding method, a press molding method, a blow molding method, a calendar molding method, or a casting molding method can be employed. In addition, a general T-die method, a calendar method, an inflation method, a belt method, etc. can be employed for forming a film or a sheet.
- a preferred embodiment of the present invention is a molded article in which the thermoplastic polymer composition is bonded to at least one selected from ceramics, metals and synthetic resins, and further, the thermoplastic polymer composition However, it is a molded article formed by bonding ceramics, metals or synthetic resins, or at least two selected from ceramics, metals and synthetic resins.
- the adhesive strength of the thermoplastic polymer composition in the molded article is preferably 20 N / 25 mm or more, which is usually not easily peeled by human hands. If it is less than 20 N / 25 mm, it can be easily peeled off although it has resistance, and it cannot be said that it is sufficiently bonded from the viewpoint of practicality.
- the adhesive strength is a value measured according to JIS K 6854-2 by the method described in the examples.
- thermoplastic polymer composition of the present invention is excellent in flexibility, mechanical properties, molding processability and particularly heat resistance, and can be adhered to ceramics, metals or synthetic resins without being subjected to primer treatment or the like. . Therefore, a molded product bonded to at least one selected from ceramics, metals and synthetic resins has a practically sufficient adhesive force even in an environment of 60 ° C. or higher, and can be used in a wide range of applications. Is possible.
- the molded product of the present invention is a molded product having sufficient adhesiveness even when heated to 60 to 70 ° C. in detail. In particular, when the adherend is made of ceramics (particularly glass) and metal (particularly aluminum), this effect becomes remarkable.
- the ceramic that can be used in the molded article of the present invention means a nonmetallic inorganic material, and examples thereof include metal oxides, metal carbides, and metal nitrides. Examples thereof include glass, cements, alumina, zirconia, zinc oxide ceramics, barium titanate, lead zirconate titanate, silicon carbide, silicon nitride, and ferrites. Examples of the metal that can be used in the molded article of the present invention include iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, chromium, zinc, and alloys containing them as components.
- molded product having a metal surface formed by plating such as copper plating, nickel plating, chrome plating, tin plating, galvanization, platinum plating, gold plating, or silver plating.
- Synthetic resins that can be used in the molded article of the present invention include, for example, polyamide resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyphenylene sulfide resin, (meth) acrylonitrile-butadiene-styrene resin, (meth) acrylonitrile-styrene resin, (meth).
- Acrylate ester-butadiene-styrene resin (meth) acrylate ester-styrene resin, butadiene-styrene resin, epoxy resin, phenol resin, diallyl phthalate resin, polyimide resin, melamine resin, polyacetal resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin , Polyetherimide resin, polyphenylene ether resin, polyarylate resin, polyetheretherketone resin, polystyrene resin, syndiotactic polystyrene resin, poly Such as olefin resin, and the like. These resin may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the synthetic resin may contain an inorganic filler.
- the inorganic filler include calcium carbonate, talc, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, mica, clay, natural silicic acid, synthetic silicic acid, titanium oxide, carbon black, barium sulfate, glass fiber, and glass balloon. It is done.
- An inorganic filler may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among these, glass fiber is preferable.
- the blending amount of the inorganic filler is preferably within a range in which the molding processability and mechanical strength of the resin containing the inorganic filler are not impaired, and is generally 0.1% relative to 100 parts by mass of the synthetic resin. To 100 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass, and even more preferably 3 to 40 parts by mass.
- the method for producing a molded product in which the thermoplastic polymer composition is bonded to ceramics or metal is not particularly limited, and any method may be employed as long as it is a method for producing an adhesive molded body by melt bonding.
- the molding method include an injection insert molding method, an extrusion lamination method, a press molding method, and a melt casting method.
- an adherend that has been formed in a predetermined shape and size in advance is placed in a mold, and the thermoplastic polymer composition of the present invention is placed there.
- a method is employed in which an article is injection molded to produce an adhesive molded body.
- an adhesive molded body is manufactured by the extrusion lamination method, a predetermined shape attached to the extruder with respect to the surface of the adherend previously formed in a predetermined shape and dimensions, or its edge. It is also possible to produce an adhesive-molded product by directly extruding a molten thermoplastic polymer composition extruded from a die having slag.
- a molded product made of the thermoplastic polymer composition of the present invention is molded in advance by an injection molding method or an extrusion molding method, and the molded body is preliminarily determined in advance.
- a nonpolar resin layer such as an olefin-based resin or a cyclic olefin-based resin may be provided on the outermost layer on the surface that does not adhere to the adherend as necessary for protection or decoration.
- the method for producing a molded product obtained by bonding the thermoplastic polymer composition of the present invention to the synthetic resin is not particularly limited. Both can be melted at the same time and co-extruded or co-injected. Further, it may be melt-coated on one of the previously molded products, or may be solution-coated. In addition, two-color molding or insert molding can be employed.
- thermoplastic polymer composition of the present invention can be widely applied as the above molded article.
- the shape, structure, use, etc. are not particularly limited, and the thermoplastic polymer composition of the present invention is bonded to ceramics, metal or synthetic resin. Any structure is included in the scope of the present invention.
- light metals such as synthetic resin, synthetic resin containing glass fiber, aluminum, and magnesium alloy are used for housing materials such as electronic / electrical equipment, OA equipment, home appliances, and automobile members. Examples thereof include a molded article to which the thermoplastic polymer composition of the invention is adhered.
- a shock-absorbing material such as a shock-absorbing material, a coating material having an anti-slip function, a waterproof material, and a design material, which are bonded to the housing.
- a molded body or a structure bonded to glass such as window moldings and gaskets for automobiles and buildings, glass sealing materials, and anticorrosive materials.
- the junction part of the glass in the window of a motor vehicle or a building an aluminum sash, a metal opening part, etc., the connection part of the glass in a solar cell module etc., and a metal frame.
- it can be suitably used for various information terminal devices such as notebook computers, mobile phones, and video cameras, as well as secondary battery separators used in hybrid vehicles and fuel cell vehicles.
- thermoplastic polymer composition of the present invention is suitably used as an adhesive.
- the thermoplastic polymer composition of the present invention has good adhesiveness to any of ceramics, metals and synthetic resins, and thus bonds not only the same kind of materials but also different kinds of materials to each other. It is also suitably used as an adhesive.
- it since it has flexibility, it also has a buffering action against a difference in thermal expansion coefficient between different materials.
- the obtained polymer reaction liquid was poured into 80 L of methanol, and the precipitated solid was separated by filtration and dried at 50 ° C. for 20 hours to obtain a triblock copolymer comprising polystyrene block-poly (isoprene / butadiene) block-polystyrene block.
- a triblock copolymer composed of polystyrene block-poly (isoprene / butadiene) block-polystyrene block was dissolved in 200 L of cyclohexane, and palladium carbon (palladium supported amount: 5 mass%) was used as a hydrogenation catalyst.
- thermoplastic elastomer (A1) has a weight average molecular weight of 170,000, a styrene content of 32% by mass, a hydrogenation rate of 97%, a molecular weight distribution of 1.04, and a 1,4-bond content of 95 mol%. there were.
- thermoplastic elastomer (A2) has a weight average molecular weight of 80,000, a styrene content of 65% by mass, a hydrogenation rate of 95%, a molecular weight distribution of 1.02, and a 1,4-bond content of 93 mol%. there were.
- acetaldehyde may be abbreviated as “AA” and n-butyraldehyde may be abbreviated as “BA”.
- Compatibilizer (D1) A block copolymer comprising a hydrogenated product of a triblock copolymer comprising a terminal hydroxyl group-containing polystyrene block-poly (isoprene / butadiene) block-polystyrene block, and a polyurethane block, obtained by the following method.
- a pressure-resistant container purged with nitrogen and dried is charged with 80 L of cyclohexane as a solvent and 0.51 L of sec-butyllithium (10 mass% cyclohexane solution) as an initiator, heated to 50 ° C., and then added with 3.5 L of styrene. Polymerize for 3 hours, then add 13.1L of isoprene and 11.8L of butadiene for 4 hours of polymerization, add 3.5L of styrene for 3 hours of polymerization, and add 0.05L of ethylene oxide did. The obtained polymer reaction liquid was poured into 80 L of methanol, and the precipitated solid was separated by filtration and dried at 50 ° C.
- the resulting terminal hydroxyl group-containing styrene-based thermoplastic elastomer had a weight average molecular weight of 59,000, a styrene content of 28% by mass, a hydrogenation rate of 95%, and an average hydroxyl group content of 0.9.
- thermoplastic polyurethane 100 parts by mass of the terminal hydroxyl group-containing styrene-based thermoplastic elastomer obtained above and 100 parts by mass of thermoplastic polyurethane (“Kuraray U 2000” manufactured by Kuraray Co., Ltd .: polyester-based polyurethane elastomer having an aliphatic polyester as a soft segment)
- the mixture was dry blended and melt kneaded using a twin screw extruder under conditions of a cylinder temperature of 220 ° C. and a screw rotation speed of 150 rpm, and then extruded and cut to produce pellets. Unreacted polyurethane was extracted and removed from the obtained pellets using dimethylformamide.
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Abstract
Description
このような問題に対し、セラミックス、金属および合成樹脂に対して優れた接着性を有する、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリビニルアセタールを含む熱可塑性重合体組成物が開示されている(特許文献7参照)。この熱可塑性重合体組成物は、接着剤を塗布したり、プライマー処理したりすることなく、加熱処理のみによってセラミックス、金属および合成樹脂に接着させることが可能である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、柔軟性、力学特性、成形加工性および特に耐熱性に優れ、且つ、プライマー処理などを施さなくても、セラミックス、金属および合成樹脂に接着できる熱可塑性重合体組成物、および該熱可塑性重合体組成物を用いてなる成形品を提供することを課題とする。
即ち、本発明は、下記[1]~[12]を提供するものである。
[1]芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックと共役ジエン化合物単位を含有する重合体ブロックとを有するブロック共重合体またはその水素添加物である熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、ガラス転移温度80~130℃のポリビニルアセタール樹脂(B)1~100質量部および軟化剤(C)0.1~300質量部とを含有する熱可塑性重合体組成物。
[2]さらに相容化剤(D)0.1~20質量部を含有する、上記[1]に記載の熱可塑性重合体組成物。
[3]前記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、前記ポリビニルアセタール樹脂(B)を10~70質量部、前記軟化剤(C)を1~200質量部、前記相容化剤(D)を0.1~17質量部含有する、上記[1]または[2]に記載の熱可塑性重合体組成物。
[4]前記ポリビニルアセタール樹脂(B)が、炭素数1~3のアルデヒドから選択される少なくとも1種を用いて、ポリビニルアルコールをアセタール化して得られるものである、上記[1]~[3]のいずれかに記載の熱可塑性重合体組成物。
[5]前記ポリビニルアセタール樹脂(B)が、さらに炭素数4~9のアルデヒドから選択される少なくとも1種を用いて、ポリビニルアルコールをアセタール化して得られるものである、上記[4]に記載の熱可塑性重合体組成物。
[6]前記炭素数1~3のアルデヒドがアセトアルデヒドであり、前記炭素数4~9のアルデヒドがn-ブチルアルデヒドである、上記[5]に記載の熱可塑性重合体組成物。
[7]前記アセタール化の際の炭素数1~3のアルデヒドと炭素数4~9のアルデヒドの使用割合(炭素数1~3のアルデヒド/炭素数4~9のアルデヒド)が、モル比で、40/60~80/20である、上記[5]または[6]に記載の熱可塑性重合体組成物。
[8]前記ポリビニルアセタール樹脂(B)が、平均重合度100~4,000のポリビニルアルコールをアセタール化して得られるものであって、アセタール化度が55~88モル%である、上記[1]~[7]のいずれかに記載の熱可塑性重合体組成物。
[9]前記相容化剤(D)が、非極性重合性単量体と極性重合性単量体とがランダム共重合、または非極性重合体ブロックと極性重合体ブロックとがブロック共重合もしくはグラフト共重合されてなる共重合体である、上記[1]~[8]のいずれかに記載の熱可塑性重合体組成物。
[10]上記[1]~[9]のいずれかに記載の熱可塑性重合体組成物を用いた成形品。
[11]前記熱可塑性重合体組成物が、セラミックス、金属および合成樹脂から選択される少なくとも1種に接着してなる、上記[10]に記載の成形品。
[12]前記熱可塑性重合体組成物が、セラミックス同士、金属同士もしくは合成樹脂同士を、またはセラミックス、金属および合成樹脂から選択される少なくとも2種を接着してなる、上記[10]に記載の成形品。
また、本発明の熱可塑性重合体組成物を接着するに際して、被着体にプライマー処理などを施す必要性も無い。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックと共役ジエン化合物単位を含有する重合体ブロックとを有するブロック共重合体またはその水素添加物である熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、ガラス転移温度80~130℃のポリビニルアセタール樹脂(B)1~100質量部および軟化剤(C)0.1~300質量部とを含有する。
以下、上記成分(A)~(C)について順に説明する。
本発明の熱可塑性重合体組成物に含有させる、芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックと共役ジエン化合物単位を含有する重合体ブロックとを有するブロック共重合体またはその水素添加物である熱可塑性エラストマー(A)(以下、熱可塑性エラストマー(A)と略称する)は、本発明の熱可塑性重合体組成物に柔軟性や、良好な力学特性および成形加工性などを付与するものであり、該組成物中でマトリックスの役割を果たす。
なお、熱可塑性エラストマー(A)は、後述する相容化剤(D)を含まない。
芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックを構成する芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-プロピルスチレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-ドデシルスチレン、2-エチル-4-ベンジルスチレン、4-(フェニルブチル)スチレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレンなどが挙げられる。芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックは、これらの芳香族ビニル化合物の1種のみに由来する構造単位からなっていてもよいし、2種以上に由来する構造単位からなっていてもよい。これらの中でも、スチレン、α-メチルスチレン、4-メチルスチレンが好ましい。
かかる重合性単量体としては、例えば、1-ブテン、ペンテン、ヘキセン、ブタジエン、イソプレン、メチルビニルエーテルなどが挙げられる。他の重合性単量体単位を有する場合、その割合は、芳香族ビニル化合物単位および他の重合性単量体単位の合計量に対して、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
共役ジエン化合物単位を含有する重合体ブロックを構成する共役ジエン化合物としては、例えば、1,3-ブタジエン(以下、単にブタジエンと称する。)、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエンなどが挙げられる。これらの中でも、ブタジエン、イソプレンが好ましい。
共役ジエン化合物単位を含有する重合体ブロックは、これらの共役ジエン化合物の1種のみに由来する構造単位からなっていてもよいし、2種以上に由来する構造単位からなっていてもよい。特に、ブタジエンまたはイソプレンに由来する構造単位、またはブタジエンおよびイソプレンに由来する構造単位からなっていることが好ましい。
なお、1,4-結合量は、1H-NMR測定によって算出することができる。
かかる他の重合性単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、4-メチルスチレンなどが挙げられる。他の重合性単量体単位を有する場合、その割合は、共役ジエン化合物単位および他の重合性単量体単位の合計量に対して、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
直鎖状の結合形態の例としては、芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックをaで、共役ジエン化合物を含有する重合体ブロックをbで表したとき、a-bで表されるジブロック共重合体、a-b-aまたはb-а-bで表されるトリブロック共重合体、a-b-a-bで表されるテトラブロック共重合体、a-b-a-b-aまたはb-a-b-a-bで表されるペンタブロック共重合体、(а-b)nX型共重合体(Xはカップリング残基を表し、nは2以上の整数を表す)、およびこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、トリブロック共重合体が好ましく、a-b-aで表されるトリブロック共重合体であることがより好ましい。
また、熱可塑性エラストマー(A)の重量平均分子量は、その力学特性、成形加工性の観点から、好ましくは30,000~300,000、より好ましくは50,000~200,000である。ここで、重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって求めたポリスチレン換算の重量平均分子量である。
熱可塑性エラストマー(A)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。特に、成形加工性、着色防止性、接着性の観点から、熱可塑性エラストマー(A)における芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックの含有量が5~40質量%のもの[以下、成分(A’)と称する。]と、熱可塑性エラストマー(A)における芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックの含有量が50~70質量%のもの[以下、成分(A’’)と称する。]とを組み合わせるのも好ましい。組み合わせの比率[成分(A’)/成分(A’’)]は、質量比で、好ましくは50/50~99/1、より好ましくは60/40~97/3、さらに好ましくは70/30~95/5、特に好ましくは80/20~95/5である。
なお、上記成分(A’)は、熱可塑性エラストマー(A)における芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックの含有量が、好ましくは15~40質量%、より好ましくは20~40質量%である。また、上記成分(A’’)は、熱可塑性エラストマー(A)における芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックの含有量が、好ましくは55~70質量%、より好ましくは60~70質量%である。
熱可塑性エラストマー(A)の製造方法としては、特に限定されないが、例えばアニオン重合法により製造することができる。具体的には、
(i)アルキルリチウム化合物を開始剤として用い、前記芳香族ビニル化合物、前記共役ジエン化合物、次いで前記芳香族ビニル化合物を逐次重合させる方法;
(ii)アルキルリチウム化合物を開始剤として用い、前記芳香族ビニル化合物、前記共役ジエン化合物を逐次重合させ、次いでカップリング剤を加えてカップリングする方法;
(iii)ジリチウム化合物を開始剤として用い、前記共役ジエン化合物、次いで前記芳香族ビニル化合物を逐次重合させる方法などが挙げられる。
なお、上記のアニオン重合は、溶媒の存在下で行なうのが好ましい。溶媒としては、開始剤に対して不活性で、重合に悪影響を及ぼさないものであれば特に制限はなく、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンなどの飽和脂肪族炭化水素;トルエン、ベンゼン、キシレンなどの芳香族炭化水素などが挙げられる。また、重合は、上記したいずれの方法による場合も、通常、0~80℃で0.5~50時間行なうのが好ましい。
該有機ルイス塩基としては、例えば、酢酸エチルなどのエステル;トリエチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N-メチルモルホリンなどのアミン;ピリジンなどの含窒素複素環式芳香族化合物;ジメチルアセトアミドなどのアミド;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなどのエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトンなどが挙げられる。これらの有機ルイス塩基は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
さらに、上記で得られた未水添の熱可塑性エラストマー(A)を水素添加反応に付すことによって、水添された熱可塑性エラストマー(A)を製造することができる。水素添加反応は、反応および水素添加触媒に対して不活性な溶媒に上記で得られた未水添の熱可塑性エラストマー(A)を溶解させるか、または、未水添の熱可塑性エラストマー(A)を前記の反応液から単離せず、該反応液を、水素添加触媒の存在下、水素との反応に付することにより行うことができる。
水素添加触媒としては、例えばラネーニッケル;Pt、Pd、Ru、Rh、Niなどの金属をカーボン、アルミナ、珪藻土などの担体に担持させた不均一系触媒;遷移金属化合物とアルキルアルミニウム化合物、アルキルリチウム化合物などとの組み合わせからなるチーグラー系触媒;メタロセン系触媒などが挙げられる。
水素添加反応は、通常、水素圧力0.1~20MPa、反応温度20~250℃、反応時間0.1~100時間の条件で行なうことができる。この方法による場合、水素添加反応液をメタノールなどの貧溶媒に注いで凝固させるか、または水素添加反応液をスチームと共に熱水中に注いで溶媒を共沸によって除去(スチームストリッピング)した後、乾燥させることにより、水添された熱可塑性エラストマー(A)を単離することができる。
本発明の熱可塑性重合体組成物に含有させる、ガラス転移温度(Tg)80~130℃のポリビニルアセタール樹脂(B)[以下、単にポリビニルアセタール樹脂(B)と称することがある。]は、本発明の熱可塑性重合体組成物に接着性を付与するものであり、通常、組成物中にて島状に分散している。該ポリビニルアセタール樹脂(B)が存在することによって、本発明の熱可塑性重合体組成物は、セラミックス、金属または合成樹脂などの被着体と、その表面にプライマー処理を施さなくても良好に接着させることができる。
本発明で用いるポリビニルアセタール樹脂(B)は、下記式(I)に表される繰り返し単位を有する樹脂のうち、ガラス転移温度(Tg)が80~130℃のものである。
ここで、ガラス転移温度(Tg)は、JIS K 7121に準じて測定したものである。具体的には、示差走査熱量測定(DSC)装置を用い、試料を10℃/minで昇温し、測定した値である。
ただし、k(1)+k(2)+・・・+k(n)+l+m=1であり、k(1)、k(2)、・・・、k(n)、lおよびmは、いずれかがゼロであってもよい。
各繰返し単位は、特に上記配列順序によって制限されず、ランダムに配列されていてもよいし、ブロック状に配列されていてもよいし、テーパー状に配列されていてもよい。
ポリビニルアセタール樹脂(B)は、Tgが80℃~130℃であれば特に制限はないが、Tgが80~110℃のものが好ましい。該ポリビニルアセタール樹脂(B)の製造方法について、以下に詳細に述べる。
Tgが80℃~130℃のポリビニルアセタール樹脂(B)は、例えば、ポリビニルアルコールと特定のアルデヒドとを反応させることによって得ることができる。
該ポリビニルアセタール樹脂(B)の製造に用いられるポリビニルアルコールは、平均重合度が、通常、好ましくは100~4,000、より好ましくは100~3,000、より好ましくは200~2,500、さらに好ましくは250~2,500である。ポリビニルアルコールの平均重合度が100以上であれば、ポリビニルアセタール樹脂(B)の製造が容易となり、また取り扱い性が良好である。また、ポリビニルアルコールの平均重合度が4,000以下であると、溶融混練する際の溶融粘度が高くなり過ぎることがなく、本発明の熱可塑性重合体組成物の製造が容易である。
ここで、ポリビニルアルコールの平均重合度は、JIS K 6726に準じて測定したものである。具体的には、ポリビニルアルコールを再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度から求めた値である。
炭素数4以上のアルデヒドとしては、例えばn-ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ペンタナール、ヘキサナール、ヘプタナール、オクタナール、2-エチルヘキシルアルデヒド、シクロヘキサンカルバルデヒド、フルフラール、グリオキサール、グルタルアルデヒドなどの炭素数4以上の脂肪族アルデヒド;ベンズアルデヒド、メチルベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、フェニルプロピオンアルデヒドなどの炭素数6以上の芳香族アルデヒドが好ましく挙げられる。これらの中でも、炭素数4以上の脂肪族アルデヒドが好ましい。
また、炭素数が4以上のアルデヒドとしては、得られるポリビニルアセタール樹脂のTgの制御容易性の観点から、炭素数4~9のアルデヒドから選択される少なくとも1種がより好ましく、炭素数4~6のアルデヒドから選択される少なくとも1種がより好ましく、ブチルアルデヒドがさらに好ましく、n-ブチルアルデヒドが特に好ましい。
炭素数1~3のアルデヒドと炭素数4以上のアルデヒド(特に炭素数4~9のアルデヒド)の使用比率[炭素数1~3のアルデヒド/炭素数4以上のアルデヒド]は、モル比で、耐熱性の観点から、好ましくは40/60~80/20、より好ましくは50/50~80/20、さらに好ましくは50/50~70/30であり、耐熱性の大幅な改善効果の観点から、特に好ましくは55/45~70/30、最も好ましくは57/43~63/37である。
ポリビニルアセタール樹脂(B)のアセタール化度は、より好ましくは60~88モル%であり、さらに好ましくは70~88モル%であり、特に好ましくは72~85モル%である。ポリビニルアセタール樹脂(B)のアセタール化度が低いほど、ポリビニルアセタール樹脂(B)が有する水酸基の割合が大きくなり、セラミックス、金属および合成樹脂に対する接着性において有利となるが、上記範囲のアセタール化度とすることで、熱可塑性エラストマー(A)との親和性や相容性が良好となり、熱可塑性重合体組成物の力学特性に優れるとともに、セラミックス、金属および合成樹脂との接着強度が高くなる。
アセタール化度(モル%)={k(1)+k(2)+・・・+k(n)}×2/{{k(1)+k(2)+・・・+k(n)}×2+l+m}×100
(上記式中、n、k(1)、k(2)、・・・、k(n)、lおよびmは、前記定義の通りである。)
また、ポリビニルアセタール樹脂(B)のアセタール化度は、ポリビニルアセタール樹脂(B)を重水素化ジメチルスルホキシドなどの適切な重水素化溶媒に溶解し、1H-NMRや13C-NMRを測定して算出してもよい。
上記酸触媒は特に限定されず、例えば、酢酸、p-トルエンスルホン酸などの有機酸類;硝酸、硫酸、塩酸などの無機酸類;二酸化炭素などの水溶液にした際に酸性を示す気体;陽イオン交換樹脂や金属酸化物などの固体酸触媒などが挙げられる。
pHを調整するために用いられる化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;酢酸ナトリウムなどのアルカリ金属の酢酸塩;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩;アンモニア、アンモニア水溶液などが挙げられる。また、前記アルキレンオキサイド類としては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド;エチレングリコールジグリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル類が挙げられる。
除去方法は特に制限されず、脱水と水洗を繰り返すなどの方法が通常用いられる。残渣などが除去された含水状態のポリビニルアセタール樹脂(B)は、必要に応じて乾燥され、必要に応じてパウダー状、顆粒状あるいはペレット状に加工される。
本発明で用いるポリビニルアセタール樹脂(B)としては、パウダー状、顆粒状あるいはペレット状に加工される際に、減圧状態で脱気することにより、アルデヒドの反応残渣や水分などを低減したものが好ましい。
本発明の熱可塑性重合体組成物に含有させる軟化剤(C)としては、例えば、一般にゴム、プラスチックスに用いられる軟化剤を使用できる。
例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系のプロセスオイル;ジオクチルフタレート、ジブチルフタレートなどのフタル酸誘導体;ホワイトオイル、ミネラルオイル、エチレンとα-オレフィンのオリゴマー、パラフィンワックス、流動パラフィン、ポリブテン、低分子量ポリブタジエン、低分子量ポリイソプレンなどが挙げられる。これらの中でもプロセスオイルが好ましく、パラフィン系プロセスオイルがより好ましい。
また、一般的にポリビニルアセタール樹脂と併せて使用される公知の軟化剤、例えば一塩基性有機酸エステル、多塩基性有機酸エステルなどの有機酸エステル系可塑剤;有機リン酸エステル、有機亜リン酸エステルなどのリン酸系可塑剤なども使用できる。
一塩基性有機酸エステルとしては、例えば、トリエチレングリコール-ジカプロン酸エステル、トリエチレングリコール-ジ-2-エチル酪酸エステル、トリエチレングリコール-ジ-n-オクチル酸エステル、トリエチレングリコール-ジ-2-エチルヘキシル酸エステルなどに代表されるトリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコールなどのグリコールと、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、2-エチル酪酸、ヘプチル酸、n-オクチル酸、2-エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸(n-ノニル酸)、デシル酸などの一塩基性有機酸との反応によって得られたグリコール系エステルが挙げられる。
多塩基酸有機エステルとしては、例えばセバシン酸ジブチルエステル、アゼライン酸ジオクチルエステル、アジピン酸ジブチルカルビトールエステルなどに代表されるアジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などの多塩基性有機酸と直鎖状または分岐状アルコールのエステルなどが挙げられる。
有機リン酸エステルとしては、例えばトリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート、トリイソプロピルホスフェートなどが挙げられる。
軟化剤(C)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらより、軟化剤(C)の含有量は、熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、好ましくは1~200質量部、より好ましくは10~200質量部、さらに好ましくは50~200質量部、特に好ましくは50~150質量部である。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、前記成分(A)~(C)に加え、さらに相容化剤(D)を含有していることが好ましい。該相容化剤(D)は、熱可塑性エラストマー(A)とポリビニルアセタール樹脂(B)の相容性を改善する役割を果たすものであれば特に制限はない。
相容化剤(D)は、非極性重合性単量体と極性重合性単量体とがランダム共重合、または非極性重合体ブロックと極性重合体ブロックとがブロック共重合もしくはグラフト共重合されてなる共重合体が好ましい。これらの中でも、非極性重合体ブロックと極性重合体ブロックとがブロック共重合されてなる共重合体が好ましい。
ランダム共重合に用いられる非極性重合性単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-プロピルスチレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-ドデシルスチレン、2-エチル-4-ベンジルスチレン、4-(フェニルブチル)スチレン、1-ビニルナフタレンおよび2-ビニルナフタレン等の芳香族ビニル系化合物;エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテンおよびシクロヘキセン等のオレフィン系化合物が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、入手容易性の観点から、スチレン、エチレン、プロピレンが好ましい。
また、ランダム共重合に用いられる極性重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、酢酸ビニル、塩化ビニル、酸化エチレン、酸化プロピレン、アクリロニトリル、アクリルアミドなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、入手容易性の観点から、(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリルが好ましい。該(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチルなどのアクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチルなどのメタクリル酸アルキルエステルが挙げられる。
なお、これらの極性重合性単量体は、重合反応後に後処理されてもよい。該後処理としては、例えば、(メタ)アクリル酸の金属イオンによる中和を行ってアイオノマーとする処理や、酢酸ビニルの加水分解処理などが挙げられる。
非極性重合性単量体と極性重合性単量体とがランダム共重合されてなる共重合体の全構造単位に対する非極性重合性単量体の割合は、好ましくは1~99質量%、より好ましくは1~70質量%であり、さらに好ましくは1~50質量%である。非極性重合性単量体の割合がこの範囲であれば、熱可塑性エラストマー(A)との親和性や相容性と共に、ポリビニルアセタール樹脂(B)との親和性や相容性が良好となる。
ブロック共重合もしくはグラフト共重合に用いられる非極性重合体ブロックとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、ポリ4-メチルスチレン、4-プロピルスチレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-ドデシルスチレン、2-エチル-4-ベンジルスチレン、4-(フェニルブチル)スチレン、1-ビニルナフタレンおよび2-ビニルナフタレン等の芳香族ビニル系化合物;ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエンおよび1,3-ヘキサジエン等の共役ジエン化合物;エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテンおよびシクロヘキセン等のオレフィン系化合物から選ばれる重合性単量体1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて重合して得られる重合体ブロックが挙げられる。該重合体ブロックの形成に用いられる前記重合性単量体は、重合後に後処理されていてもよい。該後処理としては、例えば、共役ジエン化合物に由来する不飽和結合の水素添加処理などが挙げられる。
上記のうち、非極性重合体ブロックとしては、熱可塑性エラストマー(A)との親和性の観点から、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とから得られるブロック共重合体が好ましく、該ブロック共重合体が水素添加されているとより好ましい。なお、該芳香族ビニル化合物としてはスチレンが好ましく、共役ジエン化合物としてはイソプレン、ブタジエンが好ましい。
一方、極性重合体ブロックとしては、例えば、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリウレア系、ポリアセタール系などの縮合系重合体ブロック;(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、酢酸ビニル、塩化ビニル、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、アクリロニトリルおよびアクリルアミドから選択される1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて重合して得られる重合体ブロックが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアセタール樹脂(B)との相容性の観点から、ポリウレタン重合体ブロックが好ましく、ポリエステル系ポリウレタンブロックがより好ましく、脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとするポリエステル系ポリウレタンブロックがさらに好ましい。なお、ポリエステル系ポリウレタンブロックの原料としては、株式会社クラレ製の「クラミロン(登録商標)」シリーズを用いることができる。
非極性重合体ブロックと極性重合体ブロックとが共重合されてなるブロック共重合体として、非極性重合体ブロックが、芳香族ビニル重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロックとを有する熱可塑性エラストマー、極性重合体ブロックがポリエステル系ポリウレタンから成るものが好ましい。該ブロック共重合体は、例えば、末端に水酸基を含有する芳香族ビニル重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロックとを有する熱可塑性エラストマーと、ポリエステル系ポリウレタンとを溶融条件下に混練して反応させ、それにより得られる反応生成物から公知の方法で抽出・回収することにより得ることができる。
本発明の熱可塑性重合体組成物に相容化剤(D)を含有させる場合、その含有量は、熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~20質量部、より好ましくは0.1~17質量部、さらに好ましくは1~15質量部である。
相容化剤(D)の含有量が0.1質量部以上であれば、熱可塑性エラストマー(A)とポリビニルアセタール樹脂(B)との相容性が高まり、より高い接着性が得られる。また、相容化剤(D)が20質量部以下であれば、力学特性、着色防止性が高まる。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、必要に応じて、無機充填材を含有することができる。無機充填材は、本発明の熱可塑性重合体組成物の耐熱性、耐候性などの物性の改良、硬度調整、増量剤としての経済性の改善などに有用である。無機充填材としては、特に制限されず、例えば、炭酸カルシウム、タルク、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、マイカ、クレー、天然ケイ酸、合成ケイ酸、酸化チタン、カーボンブラック、硫酸バリウム、ガラスバルーン、ガラス繊維などが挙げられる。無機充填材は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機充填材を含有させる場合、その含有量は、熱可塑性重合体組成物の柔軟性が損なわれない範囲であることが好ましく、一般に熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、好ましくは100質量部以下、より好ましくは70質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下、特に好ましくは10質量部以下である。
粘着付与樹脂を含有させる場合、その含有量は、熱可塑性重合体組成物の力学特性が損なわれない範囲であることが好ましく、一般に熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、好ましくは100質量部以下、より好ましくは70質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下、特に好ましくは10質量部以下である。
なお、酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系、リン系、ラクトン系、ヒドロキシル系の酸化防止剤などが挙げられる。これらの中でも、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。酸化防止剤を含有させる場合、その含有量は、得られる熱可塑性重合体組成物を溶融混練する際に着色しない範囲であることが好ましく、熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~5質量部である。
本発明の熱可塑性重合体組成物において用いる前記成分を均一に混合し得る方法であればいずれの方法で調製してもよく、通常は溶融混練法が用いられる。溶融混練は、例えば、単軸押出機、2軸押出機、ニーダー、バッチミキサー、ローラー、バンバリーミキサーなどの溶融混練装置を用いて行うことができ、通常、好ましくは170~270℃で溶融混練することにより、本発明の熱可塑性重合体組成物を得ることができる。
本発明はまた、前記した本発明の熱可塑性重合体組成物を用いた成形品をも提供する。
本発明の熱可塑性重合体組成物は成形加工性に優れるので、種々の成形品を製造することができる。成形品は、シートやフィルムであってもよい。
成形方法としては、熱可塑性重合体組成物に対して一般に用いられている各種の成形方法が使用できる。具体的には、射出成形法、押出成形法、プレス成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法、流延成形法などの任意の成形法を採用できる。また、フィルム、シートの成形に、一般的な、Tダイ法、カレンダー法、インフレーション法、ベルト法なども採用できる。
本発明の成形品に使用し得る金属は、例えば、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、クロム、亜鉛、およびそれらを成分とする合金が挙げられる。また、銅メッキ、ニッケルメッキ、クロムメッキ、錫メッキ、亜鉛メッキ、白金メッキ、金メッキ、銀メッキなどメッキによって形成された金属の表面を持つ成形品であってもよい。
本発明の成形品に使用し得る合成樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、(メタ)アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、(メタ)アクリロニトリル-スチレン樹脂、(メタ)アクリル酸エステル-ブタジエン-スチレン樹脂、(メタ)アクリル酸エステル-スチレン樹脂、ブタジエン-スチレン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、シンジオタクティックポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機充填材の配合量は、無機充填材を含有する樹脂の成形加工性と機械的強度が損なわれない範囲であることが好ましく、一般に前記合成樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1~100質量部、より好ましくは1~50質量部、さらに好ましくは3~40質量部である。
例えば、射出インサート成形法により接着成形体を製造する場合には、あらかじめ所定の形状および寸法に形成しておいた被着体を金型内に配置し、そこに本発明の熱可塑性重合体組成物を射出成形して接着成形体を製造する方法が採用される。また、押出しラミネーション法により接着成形体を製造する場合には、あらかじめ所定の形状および寸法に形成しておいた被着体の表面、またはその縁に対して、押出機に取り付けられた所定の形状を有するダイスから押出した溶融状態の熱可塑性重合体組成物を直接押出して接着成形体を製造することもできる。プレス成形法により接着成形体を製造する場合には、射出成形法や押出成形法により、予め本発明の熱可塑性重合体組成物からなる成形品を成形しておき、その成形体を、あらかじめ所定の形状および寸法に形成しておいた被着体に、プレス成形機などを用いて、加熱・加圧して製造することもできる。このとき、被着体と接着しない面には、必要に応じて、保護や加飾のため、最外層にオレフィン系樹脂や環状オレフィン系樹脂などの非極性樹脂の層を設けてもよい。
例えば、電子・電気機器、OA機器、家電機器、自動車用部材などのハウジング材に、合成樹脂、ガラス繊維を含有する合成樹脂、アルミニウム、マグネシウム合金といった軽金属が用いられるが、これらのハウジング材に本発明の熱可塑性重合体組成物が接着された成形品が挙げられる。より具体的には、大型ディスプレイ、ノート型パソコン、携帯用電話機、PHS、PDA(電子手帳などの携帯情報端末)、電子辞書、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯用ラジオカセット再生機、インバーターなどのハウジングに接着され、衝撃緩和材、滑り止め防止機能を持った被覆材、防水材、意匠材などの用途に好ましい。
また、自動車や建築物のウィンドウモールやガスケット、ガラスのシーリング材、防腐蝕材など、ガラスと接着された成形体や構造体として広い範囲の用途に有用である。また、自動車や建築物の窓におけるガラスとアルミニウムサッシや金属開口部などとの接合部、太陽電池モジュールなどにおけるガラスと金属製枠体との接続部などにも好適に使用できる。さらには、ノート型パソコン、携帯電話、ビデオカメラなどの各種情報端末機器や、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などに用いられる二次電池のセパレーターなどにも好適に使用できる。
なお、以下の実施例および比較例で用いた各成分は以下の通りである。
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80L、開始剤としてsec-ブチルリチウム(10質量%シクロヘキサン溶液)0.17Lを仕込み、50℃に昇温した後、スチレン3.9Lを加えて3時間重合させ、引き続いてイソプレン12.1Lおよびブタジエン10.9Lの混合液を加えて4時間重合を行い、さらにスチレン3.9Lを加えて3時間重合を行った。得られた重合体反応液をメタノール80L中に注ぎ、析出した固体を濾別して50℃で20時間乾燥することにより、ポリスチレンブロック-ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体を得た。
続いて、ポリスチレンブロック-ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体20kgをシクロヘキサン200Lに溶解し、水素添加触媒としてパラジウムカーボン(パラジウム担持量:5質量%)を該共重合体に対して5質量%添加し、水素圧力2MPa、150℃の条件で10時間反応を行った。放冷、放圧後、濾過によりパラジウムカーボンを除去し、濾液を濃縮し、さらに真空乾燥することにより、ポリスチレンブロック-ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体の水添物(A1)を得た。得られた熱可塑性エラストマー(A1)の重量平均分子量は170,000、スチレン含量は32質量%、水添率は97%、分子量分布は1.04、1,4-結合量は95モル%であった。
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80L、開始剤としてsec-ブチルリチウム(10質量%シクロヘキサン溶液)0.26Lを仕込み、50℃に昇温した後、スチレン7.5Lを加えて3時間重合させ、引き続いてイソプレン10.7Lを加えて4時間重合を行い、さらにスチレン7.5Lを加えて3時間重合を行った。得られた重合体反応液をメタノール80L中に注ぎ、析出した固体を濾別して50℃で20時間乾燥することにより、ポリスチレンブロック-ポリイソプレンブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体を得た。
続いて、ポリスチレンブロック-ポリイソプレンブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体20kgをシクロヘキサン200Lに溶解し、水素添加触媒としてパラジウムカーボン(パラジウム担持量:5質量%)を該共重合体に対して5質量%添加し、水素圧力2MPa、150℃の条件で10時間反応を行った。放冷、放圧後、濾過によりパラジウムカーボンを除去し、濾液を濃縮し、さらに真空乾燥することにより、ポリスチレンブロック-ポリイソプレンブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体の水添物(A2)を得た。得られた熱可塑性エラストマー(A2)の重量平均分子量は80,000、スチレン含量は65質量%、水添率は95%、分子量分布は1.02、1,4-結合量は93モル%であった。
〔ポリビニルアセタール樹脂(B1):AA/BA=68/32、Tg=91℃〕
平均重合度1700、けん化度99モル%のポリビニルアルコール樹脂を溶解した水溶液に、アセトアルデヒドおよびn-ブチルアルデヒドをモル比(AA/BA)が68/32となるように添加し、さらに酸触媒(塩酸)を添加し、攪拌してアセタール化し、樹脂を析出させた。公知の方法に従ってpH=6になるまで洗浄し、次いでアルカリ性にした水性媒体中に懸濁させて攪拌しながら後処理をし、pH=7になるまで洗浄し、揮発分が0.3%になるまで乾燥することにより、アセタール化度が76モル%のポリビニルアセタール樹脂(B1)を得た。
平均重合度1700、けん化度99モル%のポリビニルアルコール樹脂を溶解した水溶液に、アセトアルデヒドおよびn-ブチルアルデヒドをモル比(AA/BA)が60/40となるように添加し、さらに酸触媒(塩酸)を添加し、攪拌してアセタール化し、樹脂を析出させた。公知の方法に従ってpH=6になるまで洗浄し、次いでアルカリ性にした水性媒体中に懸濁させて攪拌しながら後処理をし、pH=7になるまで洗浄し、揮発分が0.3%になるまで乾燥することにより、アセタール化度が75モル%のポリビニルアセタール樹脂(B2)を得た。
平均重合度300、けん化度99モル%のポリビニルアルコール樹脂を溶解した水溶液に、アセトアルデヒドおよびn-ブチルアルデヒドをモル比(AA/BA)が53/47となるように添加し、さらに酸触媒(塩酸)を添加し、攪拌してアセタール化し、樹脂を析出させた。公知の方法に従ってpH=6になるまで洗浄し、次いでアルカリ性にした水性媒体中に懸濁させて攪拌しながら後処理をし、pH=7になるまで洗浄し、揮発分が0.3%になるまで乾燥することにより、アセタール化度が72モル%のポリビニルアセタール樹脂(B3)を得た。
平均重合度1000、けん化度99モル%のポリビニルアルコール樹脂を溶解した水溶液に、n-ブチルアルデヒドおよび酸触媒(塩酸)を添加し、攪拌してアセタール化し、樹脂を析出させた。公知の方法に従ってpH=6になるまで洗浄し、次いでアルカリ性にした水性媒体中に懸濁させて攪拌しながら後処理をし、pH=7になるまで洗浄し、揮発分が0.3%になるまで乾燥することにより、アセタール化度が80モル%のポリビニルアセタール樹脂(B’4)を得た。
パラフィン系プロセスオイル「ダイアナプロセスPW-90」(出光興産株式会社製)
以下の方法により得られた、末端水酸基含有ポリスチレンブロック-ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体の水添物と、ポリウレタン系ブロックとからなるブロック共重合体である。
続いて、末端水酸基含有ポリスチレンブロック-ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体20kgをシクロヘキサン200Lに溶解し、水素添加触媒としてパラジウムカーボン(パラジウム担持量:5質量%)を該共重合体に対して5質量%添加し、水素圧力2MPa、150℃の条件で10時間反応を行った。放冷、放圧後、濾過によりパラジウムカーボンを除去し、濾液を濃縮し、さらに真空乾燥することにより、末端水酸基含有ポリスチレンブロック-ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体の水添物を得た。得られた末端水酸基含有スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量は59,000、スチレン含量は28質量%、水添率は95%、平均水酸基量は0.9であった。
上記で得られた末端水酸基含有スチレン系熱可塑性エラストマー100質量部と、熱可塑性ポリウレタン(株式会社クラレ製「クラミロンU 2000」:脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとするポリエステル系ポリウレタンエラストマー)100質量部とをドライブレンドし、二軸押出機を用いて、シリンダー温度220℃およびスクリュー回転数150rpmの条件下で溶融混練した後、押出し、切断してペレットを作製した。
得られたペレットから未反応のポリウレタンをジメチルホルムアミドを用いて抽出除去した。残留した固形分を乾燥することにより、末端水酸基含有ポリスチレンブロック-ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック-ポリスチレンブロックからなるトリブロック共重合体の水添物と、ポリウレタン系ブロックとが結合した、溶融粘度10kPa・sのブロック共重合体である相容化剤(D1)を得た。
(メルトフローレート(MFR)の測定)
各例により作製した熱可塑性重合体組成物シートを細かくカットし、JIS K 7210に準じた方法で、230℃、荷重2.16kg(21.18N)の条件下でMFRを測定し、成形加工性の指標とした。MFRの値が大きいほど成形加工性に優れる。
(硬度の測定)
各例により作製した熱可塑性重合体組成物シートを重ねて厚さ6mmとし、JIS K 6253に準じたタイプAデュロメータによりタイプA硬度を測定した。
(引張破断強度および引張破断伸度)
各例により作製した熱可塑性重合体組成物シートより、JIS K 6251に準じた方法でダンベル型試験片(ダンベル状5号形)を作製し、引張速度500mm/分で、引張破断強度および引張破断伸度を測定した。
長さ75mm×幅25mm×厚さ1mmのガラス板の両面の表面を、洗浄液として、界面活性剤水溶液、メタノール、アセトン、蒸留水をこの順に用いて洗浄し、乾燥させた。該ガラス板、以下の実施例および比較例により作製した熱可塑性重合体組成物シート、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート製シートをこの順で重ね、外寸200mm×200mm、内寸150mm×150mm、厚さ2mmの金属製スペーサーの中央部に配置した。
この重ねたシートと金属製スペーサーをポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、さらに外側から金属板で挟み、圧縮成形機を用いて、実施例および比較例に示す温度条件下、荷重20kgf/cm2(2N/mm2)で3分間圧縮成形することで、ポリエチレンテレフタレート製シート・熱可塑性重合体組成物シート・ガラス板からなる積層体を得た。
<アルミニウム板との積層体の作製>
長さ75mm×幅25mm×厚さ1mmのアルミニウム板の両面の表面を、洗浄液として、界面活性剤水溶液、蒸留水をこの順に用いて洗浄し、乾燥させた以外は、上記したガラス板との積層体の作製と同様の操作を行い、ポリエチレンテレフタレート製シート・熱可塑性重合体組成物シート・アルミニウム板からなる積層体を得た。
(接着力の測定)
上記で作製した熱可塑性重合体組成物シートとガラス板との積層体、及び熱可塑性重合体組成物シートとアルミニウム板との積層体について、JIS K 6854-2に準じて、表1に記載の測定温度にて10分静置した後、剥離角度180°および引張速度50mm/分の条件で接着力を測定し、耐熱性の指標とした。
表1に記載の原料を表1に示す割合にて、バッチミキサーを用いて230℃およびスクリュー回転数200rpmの条件下で溶融混練した。得られた混練物を、圧縮成形機を用いて230℃、荷重100kgf/cm2(9.8N/mm2)の条件下で3分間圧縮成形することで厚さ1mmの熱可塑性重合体組成物シートを得た。
上記測定方法に従って、得られた熱可塑性重合体組成物シートの物性および特性を評価した。結果を表1に示す。
また、実施例2~4の中でも、特に実施例3で得られた熱可塑性重合体組成物は、60℃での接着力が高く、最も優れた耐熱性を有していた。
なお、比較例2では、熱可塑性エラストマー(A1)と、ポリビニルアセタール樹脂(B’4)との相容性を高めるべく、相容化剤(D1)を多めに配合したが、60℃における接着力は1N/25mmしかなく、相容化剤(D1)を含有させて混合状態を改善するだけでは耐熱性を高めることはできなかった。
本発明の熱可塑性重合体組成物が用いられた成形品は、電子・電気機器、OA機器、家電機器、自動車用部材などのハウジング材として有用である。より具体的には、大型ディスプレイ、ノート型パソコン、携帯用電話機、PHS、PDA(電子手帳などの携帯情報端末)、電子辞書、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯用ラジオカセット再生機、インバーターなどのハウジング材として有用である。
また、自動車や建築物のウィンドウモールやガスケット、ガラスのシーリング材、防腐蝕材など、ガラスと接着された成形体や構造体として広い範囲の用途に有用である。
さらには、ノート型パソコン、携帯電話、ビデオカメラなどの各種情報端末機器や、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などに用いられる二次電池のセパレーターなどとしても有用である。
Claims (12)
- 芳香族ビニル化合物単位を含有する重合体ブロックと共役ジエン化合物単位を含有する重合体ブロックとを有するブロック共重合体またはその水素添加物である熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、ガラス転移温度80~130℃のポリビニルアセタール樹脂(B)1~100質量部および軟化剤(C)0.1~300質量部とを含有する熱可塑性重合体組成物。
- さらに相容化剤(D)0.1~20質量部を含有する、請求項1に記載の熱可塑性重合体組成物。
- 前記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、前記ポリビニルアセタール樹脂(B)を10~70質量部、前記軟化剤(C)を1~200質量部、前記相容化剤(D)を0.1~17質量部含有する、請求項1または2に記載の熱可塑性重合体組成物。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂(B)が、炭素数1~3のアルデヒドから選択される少なくとも1種を用いて、ポリビニルアルコールをアセタール化して得られるものである、請求項1~3のいずれかに記載の熱可塑性重合体組成物。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂(B)が、さらに炭素数4~9のアルデヒドから選択される少なくとも1種を用いて、ポリビニルアルコールをアセタール化して得られるものである、請求項4に記載の熱可塑性重合体組成物。
- 前記炭素数1~3のアルデヒドがアセトアルデヒドであり、前記炭素数4~9のアルデヒドがn-ブチルアルデヒドである、請求項5に記載の熱可塑性重合体組成物。
- 前記アセタール化の際の炭素数1~3のアルデヒドと炭素数4~9のアルデヒドの使用割合(炭素数1~3のアルデヒド/炭素数4~9のアルデヒド)が、モル比で、40/60~80/20である、請求項5または6に記載の熱可塑性重合体組成物。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂(B)が、平均重合度100~4,000のポリビニルアルコールをアセタール化して得られるものであって、アセタール化度が55~88モル%である、請求項1~7のいずれかに記載の熱可塑性重合体組成物。
- 前記相容化剤(D)が、非極性重合性単量体と極性重合性単量体とがランダム共重合、または非極性重合体ブロックと極性重合体ブロックとがブロック共重合もしくはグラフト共重合されてなる共重合体である、請求項1~8のいずれかに記載の熱可塑性重合体組成物。
- 請求項1~9のいずれかに記載の熱可塑性重合体組成物を用いた成形品。
- 前記熱可塑性重合体組成物が、セラミックス、金属および合成樹脂から選択される少なくとも1種に接着してなる、請求項10に記載の成形品。
- 前記熱可塑性重合体組成物が、セラミックス同士、金属同士もしくは合成樹脂同士を、またはセラミックス、金属および合成樹脂から選択される少なくとも2種を接着してなる、請求項10に記載の成形品。
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WWE | Wipo information: entry into national phase |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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