JP6207916B2 - Thermoplastic elastomer composition - Google Patents
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Description
本発明は、電気、電子部品の放熱用部材、例えば、放熱シートや筐体、封止材等に用いられる熱可塑性エラストマー組成物、及び該熱可塑性エラストマー組成物を加熱成形して得られる成形体に関する。 The present invention relates to a heat radiating member for electric and electronic parts, for example, a thermoplastic elastomer composition used for a heat radiating sheet, a housing, a sealing material, and the like, and a molded body obtained by thermoforming the thermoplastic elastomer composition. About.
近年、太陽電池やLED、ハイブリッド電気自動車等の進化や、CPUの高容量化等、多くの電気、電子部品の取扱う電流値が飛躍的に増大する一方で、それら電気、電子部品の筐体は軽薄短小化が進んでおり、小さな部品から多量に発生するジュール熱の放熱対策が非常に重要になってきている。 In recent years, the current value handled by many electric and electronic components has increased dramatically, such as the evolution of solar cells, LEDs, and hybrid electric vehicles, and the increased capacity of CPUs. With the progress of miniaturization and miniaturization, measures to dissipate Joule heat generated in large quantities from small parts are becoming very important.
これらの発熱体の放熱対策の一つとして、放熱ゴムや放熱シートと呼ばれる、熱伝導性の高い柔軟材料を用いる方法が知られており、例えば発熱体と冷却用部品との間の熱伝達効率を上げるために、柔軟性の放熱材料をスペーサーとして挟みこむ方法がある。そもそもこのような用途にはシリコーンゴムに比較的熱伝導性の高い充填剤を含有させた材料が使用されてきたが、シリコーン樹脂そのものが高価である上に、樹脂中に含まれる低分子量シロキサンが放散して電極接点等に付着し、絶縁性の二酸化ケイ素となって接点不良を引き起こす問題があったため、改良が求められている。 As one of the heat dissipation measures for these heating elements, a method using a flexible material with high thermal conductivity called heat dissipation rubber or heat dissipation sheet is known. For example, heat transfer efficiency between the heating element and a cooling component There is a method of sandwiching a flexible heat dissipation material as a spacer. In the first place, a material in which a filler having a relatively high thermal conductivity is contained in silicone rubber has been used for such applications. However, the silicone resin itself is expensive and low molecular weight siloxane contained in the resin is used. Since there is a problem that it diffuses and adheres to electrode contacts and the like and becomes insulating silicon dioxide, causing contact failure, improvement is required.
特許文献1には、例えばA成分としてスチレン系エラストマー(SEBS)1〜20質量%に、B成分としてゴム用軟化剤としてのパラフィンオイル1〜20質量%、及びC成分として、平均粒子径が10〜80μmの粒状金属水酸化物を添加する、熱伝導性シートが開示されている。 In Patent Document 1, for example, 1 to 20% by mass of styrene elastomer (SEBS) as the A component, 1 to 20% by mass of paraffin oil as a rubber softener as the B component, and an average particle size of 10 as the C component. A thermally conductive sheet is disclosed that adds ˜80 μm granular metal hydroxide.
特許文献2には、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマーから選ばれる少なくとも1種のエラストマーに、酸化アルミニウムや酸化マグネシウム、グラファイトから選ばれる充填剤とポリテトラフロロエチレンを包含する加工助剤を含む高熱伝導性の樹脂組成物が開示されている。 Patent Document 2 discloses a high heat containing a processing aid including polytetrafluoroethylene and a filler selected from aluminum oxide, magnesium oxide and graphite in at least one elastomer selected from polyurethane elastomer, polyester elastomer and polyamide elastomer. A conductive resin composition is disclosed.
特許文献1には、水酸化マグネシウムは熱伝導性に加えて難燃性も付与できるので好ましいことが開示されているが、実際にはゴム用軟化剤のブリード現象が起きやすく、耐熱老化性が劣るという問題点がある。 Patent Document 1 discloses that magnesium hydroxide is preferable because it can impart flame retardancy in addition to thermal conductivity, but in reality, it tends to cause a bleed phenomenon of a rubber softener and has a heat aging resistance. There is a problem that it is inferior.
特許文献2に記載の樹脂組成物には、耐湿熱性に劣るという問題があり、また、アクリルエラストマーについては記載も示唆もない。従って、アクリルエラストマーにおいて同様の充填剤を用いたときにどのような効果が得られるかについては知られていない。 The resin composition described in Patent Document 2 has a problem that it is inferior in heat and humidity resistance, and there is no description or suggestion about an acrylic elastomer. Therefore, it is not known what effect can be obtained when a similar filler is used in an acrylic elastomer.
従って、熱伝導性のエラストマー組成物の従来技術として、シリコーンゴムやアクリルエラストマー以外のエラストマーと、水酸化金属や金属酸化物等の熱伝導性フィラーを含んだ、柔軟性の熱伝導性組成物は知られているが、アクリルエラストマーと組み合わせて耐湿性や耐熱老化性に優れる熱伝導性フィラーは知られていない。 Therefore, as a prior art of a heat conductive elastomer composition, a flexible heat conductive composition containing an elastomer other than silicone rubber and acrylic elastomer and a heat conductive filler such as metal hydroxide or metal oxide is Although it is known, there is no known heat conductive filler that is excellent in moisture resistance and heat aging resistance in combination with an acrylic elastomer.
本発明の課題は、良好な熱伝導性を有し、かつ耐湿性及び耐熱老化性に優れる熱可塑性エラストマー組成物及び該組成物を用いて得られる成形体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a thermoplastic elastomer composition having good thermal conductivity and excellent in moisture resistance and heat aging resistance, and a molded article obtained using the composition.
本発明は、
〔1〕 (メタ)アクリルエラストマー(成分A)と、成分A 100体積部に対して40〜300体積部の熱伝導性フィラー(成分B)を含有しなる熱可塑性エラストマー組成物であって、成分Bのレーザー回折式粒度分布計による体積平均粒子径が0.1〜500μmであり、さらに、1分子中に平均2個以上のエポキシ基を有するビニル共重合体(成分C)を、成分A 100質量部に対して0.1〜30質量部含有してなる、熱可塑性エラストマー組成物、並びに
〔2〕 前記〔1〕記載の熱可塑性エラストマー組成物を加熱成形して得られる成形体
に関する。
The present invention
[1] A thermoplastic elastomer composition comprising (meth) acrylic elastomer (component A) and 40 to 300 parts by volume of a heat conductive filler (component B) with respect to 100 parts by volume of component A. the volume average particle diameter measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer and B Ri 0.1~500μm der further vinyl copolymer having an average of two or more epoxy groups in one molecule (component C), component a 100 mass ing contain 0.1 to 30 parts by weight with respect to parts, the thermoplastic elastomer composition, and (2) above [1] obtained by heat molding the thermoplastic elastomer composition according moldings relates.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成形体の材料として、良好な熱伝導性を有し、かつ耐湿性及び耐熱老化性に優れるという効果を奏するものである。 The thermoplastic elastomer composition of the present invention has an effect that it has good thermal conductivity as a material of a molded body and is excellent in moisture resistance and heat aging resistance.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、(メタ)アクリルエラストマー(成分A)と、特定の粒径を有する熱伝導性フィラー(成分B)を含有するものである。 The thermoplastic elastomer composition of the present invention contains a (meth) acryl elastomer (component A) and a thermally conductive filler (component B) having a specific particle size.
(メタ)アクリルエラストマー(成分A)は、2種以上の(メタ)アクリル単量体、及び必要に応じてその他共重合可能なビニル単量体を構成成分とすることが好ましく、重合反応で高分子量化することにより得られる。 The (meth) acrylic elastomer (component A) preferably comprises two or more (meth) acrylic monomers and, if necessary, other copolymerizable vinyl monomers as constituent components. It can be obtained by increasing the molecular weight.
(メタ)アクリル単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル等が挙げられる。なお、本明細書において、添え字のないアルキル基名は、特に記載のない限り、n-、iso-、sec-、tert-等の異性体を含み、(メタ)アクリルと示される場合、メタクリル及びアクリルの両者を意味する。 Examples of the (meth) acrylic monomer include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, (meth) 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, Examples thereof include ethoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, and the like. In this specification, unless otherwise specified, an alkyl group name without a subscript includes isomers such as n-, iso-, sec-, tert-, etc. And both acrylic.
(メタ)アクリル単量体の量は、構成成分中、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましい。 The amount of the (meth) acrylic monomer is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 80% by mass or more in the constituent components.
その他共重合可能なビニル単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、酢酸ビニル、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、無水マレイン酸等が挙げられ、これらの中では、スチレン、α−メチルスチレン及びエチレンが好ましく、これらのビニル単量体は、本発明の目的を損なわない範囲(好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下)で併用されていてもよい。 Other copolymerizable vinyl monomers include styrene, α-methylstyrene, vinyl acetate, ethylene, propylene, butadiene, isoprene, maleic anhydride, etc. Among these, styrene, α-methylstyrene and Ethylene is preferred, and these vinyl monomers may be used in combination within a range that does not impair the object of the present invention (preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and further preferably 10% by mass or less). Good.
(メタ)アクリルエラストマーを得るための単量体の重合方法として、例えば、ラジカル重合法、リビングアニオン重合法、リビングラジカル重合法等が挙げられる。また、重合の形態として、例えば、溶液重合法、エマルジョン重合法、懸濁重合法、塊状重合法等が挙げられる。 Examples of the monomer polymerization method for obtaining the (meth) acryl elastomer include a radical polymerization method, a living anion polymerization method, a living radical polymerization method, and the like. Examples of the polymerization form include a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, and a bulk polymerization method.
成分Aは、ハードセグメントとソフトセグメントとから構成されるブロック共重合体であることが好ましく、ハードセグメントを構成するブロックを2個以上、及びソフトセグメントを構成するブロックを1個以上、備えるブロック共重合体であることがより好ましく、ソフトセグメントを構成するブロック1個の両側に、ハードセグメントを構成するブロック2個を備えるトリブロック共重合体であることがさらに好ましい。トリブロック共重合体の割合は、成分A中、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましい。また、成分Aはトリブロック共重合体以外にジブロック共重合体及びマルチブロック共重合体を含んでいてもよい。 Component A is preferably a block copolymer composed of a hard segment and a soft segment. A block copolymer comprising two or more blocks constituting a hard segment and one or more blocks constituting a soft segment. A polymer is more preferable, and a triblock copolymer having two blocks constituting a hard segment on both sides of one block constituting a soft segment is further preferred. The proportion of the triblock copolymer in component A is preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more. Component A may contain a diblock copolymer and a multiblock copolymer in addition to the triblock copolymer.
成分Aが熱可塑性エラストマーとしての特性を発現するためには、室温以上のガラス転移温度を有するハードセグメントを有していることが好ましい。 In order for the component A to exhibit the properties as a thermoplastic elastomer, it is preferable to have a hard segment having a glass transition temperature of room temperature or higher.
ハードセグメントを構成するブロックのガラス転移温度は、組成物の常用温度領域での強靭性を保つ観点から、20〜200℃が好ましく、30〜180℃がより好ましく、50〜150℃がさらに好ましい。ハードセグメントを構成するブロックのガラス転移温度が低すぎると得られる組成物が耐熱性の不足するものとなる場合があり、ガラス転移温度が200℃を超えるブロックは原料の入手が難しい。 The glass transition temperature of the block constituting the hard segment is preferably 20 to 200 ° C, more preferably 30 to 180 ° C, and even more preferably 50 to 150 ° C from the viewpoint of maintaining toughness in the normal temperature range of the composition. If the glass transition temperature of the block constituting the hard segment is too low, the resulting composition may have insufficient heat resistance, and it is difficult to obtain raw materials for blocks having a glass transition temperature exceeding 200 ° C.
ハードセグメントを構成するビニル単量体は、(メタ)アクリル単量体の1種又は2種以上であることが好ましい。かかる(メタ)アクリル単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル等が挙げられる。これらの中では、経済性の観点から、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル及びメタアクリル酸ブチルが好ましく、メタアクリル酸メチルがより好ましい。 The vinyl monomer constituting the hard segment is preferably one or more of (meth) acrylic monomers. Such (meth) acrylic monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, (meth) acrylic. 2-ethylhexyl acid, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ( Examples include ethoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, and the like. In these, from a viewpoint of economical efficiency, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and butyl methacrylate are preferable, and methyl methacrylate is more preferable.
ハードセグメントを構成するビニル単量体には、上記(メタ)アクリル単量体が含まれていることが好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲(好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下)で、他の単量体が含まれていてもよい。また、重合反応で高分子量化することによりハードセグメントとすることもできる。 The vinyl monomer constituting the hard segment preferably contains the (meth) acrylic monomer, but does not impair the object of the present invention (preferably 30% by mass or less, more preferably 20%). Or less, more preferably 10% by weight or less), and other monomers may be contained. Moreover, it can also be set as a hard segment by high molecular weight by a polymerization reaction.
共重合可能なビニル単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、α−オレフィン、スチレン、α‐メチルスチレン、アクリロニトリル、パラヒドロキシスチレン、ビニルアルコール、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタアクリルアミド、メチルビニルエーテル、ビニルベンゾエート、マレイン酸、N-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられ、これらの中では、スチレン、α−メチルスチレン及びエチレンが好ましい。 Examples of the copolymerizable vinyl monomer include ethylene, propylene, α-olefin, styrene, α-methylstyrene, acrylonitrile, parahydroxystyrene, vinyl alcohol, acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, and methyl vinyl ether. , Vinyl benzoate, maleic acid, N-cyclohexylmaleimide and the like. Among these, styrene, α-methylstyrene and ethylene are preferable.
ソフトセグメントを構成するブロックのガラス転移温度は、-100〜19℃が好ましく、-80〜10℃がより好ましく、-70〜0℃がさらに好ましい。ソフトセグメントを構成するブロックのガラス転移温度が高すぎると得られる組成物が柔軟性の不足するものとなる場合があり、ガラス転移温度が-100℃より低いブロックは原料の入手が難しい。 The glass transition temperature of the block constituting the soft segment is preferably −100 to 19 ° C., more preferably −80 to 10 ° C., and further preferably −70 to 0 ° C. If the glass transition temperature of the block constituting the soft segment is too high, the resulting composition may be insufficient in flexibility, and it is difficult to obtain raw materials for blocks having a glass transition temperature lower than −100 ° C.
ソフトセグメントを構成するビニル単量体は、アクリル単量体の1種又は2種以上であることが好ましい。かかるアクリル単量体としては、エステル交換触媒との反応性が高い点で、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニルエチル等が好ましい。 The vinyl monomer constituting the soft segment is preferably one or more of acrylic monomers. As such an acrylic monomer, ethyl acrylate, butyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, benzyl acrylate, phenylethyl acrylate and the like are preferable because of high reactivity with the transesterification catalyst.
また、ソフトセグメントのガラス転移温度が19℃以下となるためのソフトセグメントを構成するアクリル単量体としては、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸n−へプチル、アクリル酸n−オクチル及びアクリル酸フェニルエチルからなる群より選ばれた少なくとも1種が好ましく、上記のハードセグメントと相溶し難く、相分離構造となりやすい観点から、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸n-ヘキシル、アクリル酸n-へプチル及びアクリル酸n-オクチルからなる群より選ばれた少なくとも1種がより好ましく、アクリル酸n-ブチルがさらに好ましい。 Moreover, as an acrylic monomer which comprises the soft segment for the glass transition temperature of a soft segment to be 19 degrees C or less, acrylate acrylate, n-butyl acrylate, acrylate sec-butyl, acrylate acrylate At least one selected from the group consisting of hexyl, ethyl hexyl acrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, and phenylethyl acrylate is preferable, and it is difficult to be compatible with the hard segment and has a phase separation structure. From an easy viewpoint, at least one selected from the group consisting of n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-heptyl acrylate and n-octyl acrylate is more preferable, and acrylic acid n-Butyl is more preferred.
ソフトセグメントを構成するビニル単量体には、上記アクリル単量体が含まれていることが好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲(好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下)で、他の単量体が含まれていてもよい。 The vinyl monomer constituting the soft segment preferably contains the acrylic monomer, but does not impair the object of the present invention (preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less). And more preferably 10% by mass or less), and other monomers may be contained.
高分子のガラス転移温度を測定する方法としては、示差走査熱量測定(DSC)、動的粘弾性測定、熱膨張測定(TMA)などが知られているが、本発明では、ハードセグメントとソフトセグメントの両方を含むブロック共重合体において、ハードセグメントとソフトセグメントの両方の値を正確に測定することができる方法として一般的なのが動的粘弾性測定であり、温度を変えて粘弾性測定を行い、誘電正接Tanδのピークからガラス転移温度を決定する方法が知られている。従って、本発明におけるハードセグメントとソフトセグメントのガラス転移温度には、動的粘弾性測定により測定されたガラス転移温度を用いる。 As a method for measuring the glass transition temperature of a polymer, differential scanning calorimetry (DSC), dynamic viscoelasticity measurement, thermal expansion measurement (TMA) and the like are known. In the present invention, a hard segment and a soft segment are used. In block copolymers containing both, dynamic viscoelasticity measurement is a common method that can accurately measure both hard segment and soft segment values. A method for determining the glass transition temperature from the peak of the dielectric loss tangent Tan δ is known. Therefore, the glass transition temperature measured by dynamic viscoelasticity measurement is used for the glass transition temperature of the hard segment and the soft segment in the present invention.
成分Aにおけるハードセグメントとソフトセグメントの質量比(ハードセグメント/ソフトセグメント)は、成分Aに適度な柔軟性を付与する観点から、10/90〜70/30が好ましく、15/85〜60/40がより好ましい。 The mass ratio of the hard segment to the soft segment in component A (hard segment / soft segment) is preferably 10/90 to 70/30 from the viewpoint of imparting appropriate flexibility to component A, and 15/85 to 60/40. Is more preferable.
成分Aとして利用可能な市販品としては、(株)クラレ製のクラリティ、アルケマ製のナノストレングス、(株)カネカ製のナブスター等が挙げられる。 Examples of commercially available products that can be used as Component A include Clarity from Kuraray Co., Ltd., Nanostrength from Arkema, and Nabster from Kaneka.
成分Aの重量平均分子量は、引張強度等の機械的物性の観点から、2万以上が好ましく、3万以上がより好ましく、4万以上がさらに好ましい。また、取り扱いが容易であり、射出成形等の成形体の製造にも適した溶融粘度を維持する観点から、100万以下が好ましく、80万以下がより好ましく、70万以下がさらに好ましい。これらの観点から、成分Aの重量平均分子量は、2万〜100万が好ましく、3万〜80万がより好ましく4万〜70万がさらに好ましい。 The weight average molecular weight of Component A is preferably 20,000 or more, more preferably 30,000 or more, and further preferably 40,000 or more, from the viewpoint of mechanical properties such as tensile strength. Further, from the viewpoint of easy handling and maintaining a melt viscosity suitable for production of a molded article such as injection molding, it is preferably 1 million or less, more preferably 800,000 or less, and further preferably 700,000 or less. From these viewpoints, the weight average molecular weight of Component A is preferably 20,000 to 1,000,000, more preferably 30,000 to 800,000, and still more preferably 40,000 to 700,000.
また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との関係では、Mw/Mnで、1〜5が好ましく、1.1〜3がより好ましい。 Further, in the relationship between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn), Mw / Mn is preferably 1 to 5, and more preferably 1.1 to 3.
本発明において、成分Aは、エステル交換触媒やラジカル重合開始剤等により、原料段階の成分Aの重合平均分子量よりも高分子量化されたものであってもよい。その場合の重量平均分子量の分布は幅広いものや多峰性(2個以上のピークを有する)の分布となるが、上記重量平均分子量は、全体を平均した分子量とする。 In the present invention, the component A may be one having a higher molecular weight than the polymerization average molecular weight of the component A in the raw material stage by a transesterification catalyst, a radical polymerization initiator, or the like. In this case, the distribution of the weight average molecular weight is broad or multimodal (having two or more peaks), and the weight average molecular weight is the average molecular weight.
成分AのA硬さは、組成物の柔軟性の観点から、5〜90が好ましく、10〜80がより好ましい。なお、A硬さとは、JIS K 6253に規定されたデュロメータタイプA硬さを意味する。デュロメータタイプA硬さが90を超える場合は、測定精度が下がるため、デュロメータタイプD硬さを併用して比較することも行われるが、A硬さの値が大きいものの方がより硬いという相対比較の目的であればA硬さで評価しても差し支えない。 The A hardness of Component A is preferably 5 to 90, more preferably 10 to 80, from the viewpoint of the flexibility of the composition. In addition, A hardness means the durometer type A hardness prescribed | regulated to JISK6253. If the durometer type A hardness exceeds 90, the measurement accuracy will drop, so a comparison is also made using the durometer type D hardness, but the relative comparison that the value of the A hardness is higher is harder If it is the purpose of the above, it may be evaluated by A hardness.
成分Aの流動開始温度は、組成物の耐熱性の観点から、80℃以上が好ましく、組成物の熱可塑性(流動性)の観点から、220℃以下が好ましい。これらの観点から、成分Aの流動開始温度は、80〜220℃が好ましく、100〜200℃がより好ましい。 The flow start temperature of component A is preferably 80 ° C. or higher from the viewpoint of heat resistance of the composition, and preferably 220 ° C. or lower from the viewpoint of thermoplasticity (fluidity) of the composition. From these viewpoints, the flow start temperature of component A is preferably 80 to 220 ° C, and more preferably 100 to 200 ° C.
成分Aは透湿性が低いので、成分Bの吸湿を抑える作用があり、多いほど熱可塑性エラストマー組成物の耐湿性を向上させることができることから、成分Aの含有量は、熱可塑性エラストマー組成物中、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上がさらに好ましい。 Since component A has low moisture permeability, it has an action of suppressing moisture absorption of component B, and the greater the amount, the better the moisture resistance of the thermoplastic elastomer composition, so the content of component A is the content of the thermoplastic elastomer composition. 10 mass% or more is preferable, 20 mass% or more is more preferable, and 30 mass% or more is more preferable.
成分Bは熱伝導性フィラーであり、これにより熱伝導性を高めるだけでなく、離型性が向上する。 Component B is a thermally conductive filler, which not only enhances thermal conductivity, but also improves releasability.
熱伝導性フィラーとしては、本発明の熱可塑性エラストマー組成物を絶縁層を構成する部材として用いる場合は、熱可塑性エラストマー組成物の体積抵抗率の低下を防止する観点から、絶縁性の熱伝導性フィラーが好ましい。絶縁性系熱伝導性フィラーとしては、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン等の無機酸化物類、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の窒化物類、炭化ケイ素等の炭化物類、ダイヤモンド等の絶縁性炭素系材料、石英、石英ガラス等のシリカ粉類等が挙げられる。 As the thermally conductive filler, when the thermoplastic elastomer composition of the present invention is used as a member constituting the insulating layer, the insulating thermal conductivity is prevented from the viewpoint of preventing the volume resistivity of the thermoplastic elastomer composition from being lowered. Fillers are preferred. Insulating thermal conductive fillers include inorganic oxides such as alumina, magnesium oxide, beryllium oxide, titanium oxide, metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, boron nitride, silicon nitride, aluminum nitride, etc. Nitrides, carbides such as silicon carbide, insulating carbon-based materials such as diamond, silica powders such as quartz and quartz glass, and the like.
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成物を導電部材として用いる場合は、熱伝導性及び導電性を有する観点から、導電性の熱伝導性フィラーが好ましい。導電性熱伝導性フィラーとしては、銅、銀、鉄、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属類や、これらの2種以上からなる金属合金類、グラファイト、カーボン等の炭素系材料等が挙げられる。 Moreover, when using the thermoplastic elastomer composition of this invention as an electrically-conductive member, an electroconductive heat conductive filler is preferable from a viewpoint which has heat conductivity and electroconductivity. Examples of the conductive thermally conductive filler include metals such as copper, silver, iron, aluminum, nickel, and titanium, metal alloys composed of two or more of these, and carbon-based materials such as graphite and carbon.
一方、熱伝導性フィラーは、靱性・硬度(熱膨張係数)の観点から、無機酸化物及び/又は金属水酸化物が好ましく、無機酸化物がより好ましい。無機酸化物としては、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン等が挙げられる。金属水酸化物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。 On the other hand, the thermally conductive filler is preferably an inorganic oxide and / or a metal hydroxide, more preferably an inorganic oxide, from the viewpoint of toughness and hardness (thermal expansion coefficient). Examples of the inorganic oxide include alumina, magnesium oxide, beryllium oxide, titanium oxide and the like. Examples of the metal hydroxide include aluminum hydroxide and magnesium hydroxide.
無機酸化物及び金属水酸化物は、熱可塑性エラストマー組成物の耐湿性及び熱伝導性フィラーの分散性の観点から、有機物及び/又は無機物により被覆されたものが好ましい。本発明の熱可塑性エラストマー組成物に配合する熱伝導性フィラーとしては、有機系カップリング剤で表面被覆された水酸化アルミニウム及び/又は1600℃以上で焼成することによって不活性化させたマグネシアクリンカーを無機物及び/又は有機物で表面被覆した酸化マグネシウムが好ましい。前記有機系カップリング剤からなる被覆層は水酸化アルミニウム粉体表面から剥落しにくく、また前記無機物及び/又は有機物からなる被覆層もまた酸化マグネシウム粉末表面から剥落しにくく、耐久性のある耐水被覆層となる。 The inorganic oxide and the metal hydroxide are preferably coated with an organic substance and / or an inorganic substance from the viewpoint of the moisture resistance of the thermoplastic elastomer composition and the dispersibility of the thermally conductive filler. Examples of the heat conductive filler to be blended in the thermoplastic elastomer composition of the present invention include aluminum hydroxide surface-coated with an organic coupling agent and / or magnesia clinker deactivated by firing at 1600 ° C. or higher. Magnesium oxide whose surface is coated with an inorganic substance and / or an organic substance is preferred. The coating layer made of the organic coupling agent is hardly peeled off from the surface of the aluminum hydroxide powder, and the coating layer made of the inorganic substance and / or the organic matter is also hardly peeled off from the surface of the magnesium oxide powder. Become a layer.
本発明の組成物において、無機物及び/又は有機物からなる被覆層を有する熱伝導性フィラーは分散性が向上するので、成形体の機械物性が向上するが、被覆の効果が大きく顕れるのは、厳しい条件で成形品の耐湿試験を行った場合であり、被覆層を有する熱伝導性フィラーでは耐湿試験後の機械的強度にほとんど差がないのに対して、被覆層のない熱伝導性フィラーの系では成形品が形状をとどめないほどの差が顕れることがある。アクリルエラストマー自体は透湿性が低いので、通常の耐湿試験では成形品内部まで水分が浸透せず、フィラーによる差が出ないが、成形品の奥深くまで水分が浸透するほどの厳しい条件では、被覆のないフィラーではフィラーとアクリル樹脂との界面に水が入って成形品を崩壊させるのではないかと考えられる。 In the composition of the present invention, the thermally conductive filler having a coating layer made of an inorganic material and / or an organic material improves dispersibility, so that the mechanical properties of the molded body are improved, but it is severe that the effect of the coating is greatly manifested. This is the case where the moisture resistance test of the molded product is performed under the conditions, and in the case of the thermally conductive filler having the coating layer, there is almost no difference in mechanical strength after the moisture resistance test, whereas the thermal conductive filler system without the coating layer Then, a difference that the molded product cannot keep its shape may appear. Since the acrylic elastomer itself has low moisture permeability, moisture does not penetrate into the molded product in a normal moisture resistance test, and there is no difference due to filler, but under severe conditions where moisture penetrates deep into the molded product, If there is no filler, water may enter the interface between the filler and the acrylic resin, causing the molded product to collapse.
前記水酸化アルミニウムとしては、ソーダ成分(Na2O)含有量がなるべく少ないもの(例えば含有量が0.4質量%未満のもの)が好ましい。ソーダ成分の含有量が少ない水酸化アルミニウムは分解温度が高く、吸湿性が小さく、かつ絶縁性が高くなる。前記水酸化アルミニウムを被覆するために使用される有機カップリング剤としては、チタン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラブチル、チタン酸テトラ(2-エチルヘキシル)、チタン酸テトラステアリル等のチタン酸エステルや、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のSi(OR)3部分とビニル基、アミノ基、エポキシ基等の有機官能基との2つの基を有するケイ素化合物(シランカップリング剤)等が例示される。前記カップリング剤は前記有機官能基を1分子中に2個以上含んだものであってもよく、また前記カップリング剤は2種以上混合使用されていてもよい。 As the aluminum hydroxide, a soda component (Na 2 O) content as low as possible (for example, a content of less than 0.4% by mass) is preferable. Aluminum hydroxide with a small content of soda has a high decomposition temperature, a low hygroscopic property, and a high insulating property. Examples of the organic coupling agent used for coating the aluminum hydroxide include titanate esters such as tetraisopropyl titanate, tetrabutyl titanate, tetra (2-ethylhexyl) titanate, tetrastearyl titanate, and γ- Examples thereof include a silicon compound (silane coupling agent) having two groups of a Si (OR) 3 portion such as methacryloxypropyltrimethoxysilane and an organic functional group such as a vinyl group, amino group, and epoxy group. The coupling agent may contain two or more of the organic functional groups in one molecule, and two or more of the coupling agents may be used in combination.
前記不活性マグネシアクリンカーは、例えば、下記の方法で製造することができる。 The inert magnesia clinker can be produced, for example, by the following method.
海水、苦汁等マグネシウム含有原料にカセイソーダ等のアルカリ物質を投入して水酸化マグネシウムスラリーを調製する。
前記マグネシウムスラリーをろ過し、例えば120℃×10時間の条件で乾燥する。
乾燥物(水酸化マグネシウム)を600〜1000℃で仮焼して軽焼マグネシアを得る。仮焼における焼成温度は、得られる酸化マグネシウムの活性の大幅な低下防止の観点から、1200℃以下が好ましい。
前記軽焼マグネシアをロータリーキルン等によって好ましくは1600℃以上、より好ましくは1800〜2100℃で焼成してマグネシアクリンカーを得る。焼成温度は、酸化マグネシウムが不活性化し、即ち酸や水蒸気との反応性がなくなり、かつ大結晶化する観点から、1600℃以上が好ましい。前記酸化マグネシウムを1600℃以上で焼成して表面不活性のマグネシアクリンカーを得ることを死焼という。ここにマグネシアクリンカーとは前記死焼によってマグネシア成分が溶融して塊状になったものをいう。前記のように、死焼によって不活性化、大結晶化したマグネシアクリンカーは、優れた耐湿性と熱伝導性を有する。
An alkaline substance such as caustic soda is added to a magnesium-containing raw material such as seawater and bitter juice to prepare a magnesium hydroxide slurry.
The magnesium slurry is filtered and dried, for example, under conditions of 120 ° C. × 10 hours.
The dried product (magnesium hydroxide) is calcined at 600 to 1000 ° C. to obtain light-burned magnesia. The firing temperature in the calcination is preferably 1200 ° C. or less from the viewpoint of preventing a significant decrease in the activity of the resulting magnesium oxide.
The light-burned magnesia is fired by a rotary kiln or the like, preferably at 1600 ° C. or higher, more preferably 1800-2100 ° C. to obtain a magnesia clinker. The firing temperature is preferably 1600 ° C. or higher from the viewpoint of inactivation of magnesium oxide, ie, loss of reactivity with acid and water vapor, and large crystallization. Burning the magnesium oxide at 1600 ° C. or higher to obtain a surface-inactive magnesia clinker is called death firing. Here, the magnesia clinker means a mass obtained by melting the magnesia component by the dead burning. As described above, the magnesia clinker inactivated and large crystallized by dead burning has excellent moisture resistance and thermal conductivity.
前記マグネシアクリンカーの表面被覆に使用される無機物としては、例えばアルミニウム化合物、ケイ素化合物、チタン化合物等が例示され、前記無機物は2種以上が混合使用されていてもよい。前記無機物には例えば、酸化物、窒化物、ホウ化物等のセラミック系化合物、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等の塩、水酸化物等が挙げられる。 Examples of the inorganic substance used for the surface coating of the magnesia clinker include an aluminum compound, a silicon compound, a titanium compound, and the like, and two or more of the inorganic substances may be used in combination. Examples of the inorganic substance include ceramic compounds such as oxides, nitrides and borides, salts such as nitrates, sulfates and chlorides, hydroxides, and the like.
前記マグネシアクリンカーの表面被覆に使用される有機物としては、前記水酸化アルミニウム被覆に使用した有機カップリング剤、シランカップリング剤、有機合成樹脂等が例示される。前記有機物は2種以上が混合使用されていてもよい。 Examples of the organic substance used for the surface coating of the magnesia clinker include the organic coupling agent, silane coupling agent, and organic synthetic resin used for the aluminum hydroxide coating. Two or more organic substances may be mixed and used.
前記マグネシアクリンカーは前記無機物及び/又は有機物の表面被覆によって耐湿性、分散性が向上する。 The magnesia clinker is improved in moisture resistance and dispersibility by the surface coating of the inorganic and / or organic matter.
熱伝導性フィラーの粒径は、小さい方が、より薄いシート形状に対応できるので好ましいが、一方で粒径が大きい方が体積あたりの表面積が小さくなるので溶融流動する際の流動性が良くなり好ましい。これらの観点から、レーザー回折式粒度分布計による熱導電性フィラーの体積平均粒子径は、0.1〜500μmであり、好ましくは0.5〜100μmであり、より好ましくは1.0〜60μmである。なお、粒径の測定方法としては、電子顕微鏡観察に基づく画像解析等、コールターカウンターや、遠心沈降式、レーザー回折式等の様々な測定原理によって測定することができることが知られているが、測定原理によって得られる数値に差があることも知られている。本発明ではレーザー回折式粒度分布計によって測定され、体積基準で解析した平均粒径を、当該フィラーの代表値として定義するが、他の測定原理によって測定された粒径値を技術常識に基づいて換算して用いることも差し支えない。 The smaller the particle size of the thermally conductive filler is preferable because it can cope with a thinner sheet shape. On the other hand, the larger the particle size, the smaller the surface area per volume, so the fluidity during melt flow is improved. preferable. From these viewpoints, the volume average particle diameter of the thermally conductive filler measured by a laser diffraction particle size distribution meter is 0.1 to 500 μm, preferably 0.5 to 100 μm, more preferably 1.0 to 60 μm. It is known that the particle size can be measured by various measurement principles such as image analysis based on electron microscope observation, Coulter counter, centrifugal sedimentation type, laser diffraction type, etc. It is also known that there are differences in the numerical values obtained by the principle. In the present invention, the average particle diameter measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer and analyzed on a volume basis is defined as a representative value of the filler, but the particle diameter values measured by other measurement principles are based on common general technical knowledge. It can be used after conversion.
熱伝導性フィラーの比重は、真比重を意味し熱伝導性の観点から、1以上が好ましく、2以上が好ましい。また、分散性の観点から、10以下が好ましく、4以下が好ましい。これらの観点から、熱伝導性フィラーの比重は、分散性と熱伝導性の観点から、1〜10が好ましく、2〜4が好ましい。 The specific gravity of the thermally conductive filler means true specific gravity, and is preferably 1 or more, and more preferably 2 or more, from the viewpoint of thermal conductivity. Further, from the viewpoint of dispersibility, 10 or less is preferable, and 4 or less is preferable. From these viewpoints, the specific gravity of the thermally conductive filler is preferably 1 to 10 and more preferably 2 to 4 from the viewpoints of dispersibility and thermal conductivity.
本発明において使用される熱伝導性フィラーの吸湿試験による吸水率は、熱可塑性エラストマーの劣化を防止する観点から、1.5質量%未満であることが望ましい。 The water absorption rate by the moisture absorption test of the heat conductive filler used in the present invention is desirably less than 1.5% by mass from the viewpoint of preventing the deterioration of the thermoplastic elastomer.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物における成分Bの含有量は、小さい方が組成物の溶融流動性が高くなるので好ましく、一方大きい方が組成物の熱伝導性が高くなるので好ましい。これらの観点から、本発明の熱可塑性エラストマー組成物における成分Bの含有量は、成分A 100体積部に対して40〜300体積部であり、好ましくは50〜200体積部、より好ましくは60〜150体積部である。 The smaller the content of component B in the thermoplastic elastomer composition of the present invention, the higher the melt fluidity of the composition, and the higher the content, the higher the thermal conductivity of the composition. From these viewpoints, the content of component B in the thermoplastic elastomer composition of the present invention is 40 to 300 parts by volume, preferably 50 to 200 parts by volume, more preferably 60 to 100 parts by volume with respect to 100 parts by volume of component A. 150 parts by volume.
なお、成分Bはフィラーであり、その効果は主に成分Bの質量よりもむしろ表面積の大きさに基づいて表れやすい傾向があり、その意味で成分Aと成分Bの比率は質量部よりも体積部で定義した方が効果の傾向をよく反映することができる。成分Aと成分Bの各々の比重が既知である場合、比重によって質量部を体積部に換算することができる。熱伝導性フィラーの体積部は、真比重から算出することができる。 Component B is a filler, and the effect tends to appear mainly based on the surface area rather than the mass of component B. In this sense, the ratio of component A to component B is more volume than mass part. The tendency of the effect can be reflected more well if it is defined in the section. When the specific gravity of each of component A and component B is known, the mass part can be converted into the volume part by the specific gravity. The volume part of the heat conductive filler can be calculated from the true specific gravity.
エラストマーにフィラーを添加すると、硬度が上昇することは知られているが、本発明の成分Aと成分Bとの組み合わせにおいて、成分Bの粒径と体積部を上記の範囲に限定したとき、組成物の表面硬度がそれほど大きくなく、柔軟性を保つことができる。 It is known that when a filler is added to an elastomer, the hardness is increased. However, in the combination of Component A and Component B of the present invention, when the particle size and volume part of Component B are limited to the above ranges, the composition The surface hardness of the object is not so great and flexibility can be maintained.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、耐熱老化性を向上させる観点から、ビニル共重合体(成分C)を含有していることが好ましい。ビニル共重合体はまた、成分Bの分散性を高める作用があるのではないかと考えられる。 The thermoplastic elastomer composition of the present invention preferably contains a vinyl copolymer (component C) from the viewpoint of improving heat aging resistance. It is thought that the vinyl copolymer may also have an effect of increasing the dispersibility of Component B.
成分Cを構成する単量体単位には、2つの態様、即ち
第一の態様:SP値が17.5〜25.0である単量体単位(単量体単位c1)を50質量%以上含む単量体単位、及び
第二の態様:(メタ)アクリルモノマー、スチレン及びスチレン誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種の単量体単位(単量体単位c2)を50質量%以上含む単量体単位(単量体単位c2が2種以上の単量体単位からなる場合は、その総量が50質量%以上であることを意味する)
があり、単量体単位c1とc2は成分Aとの親和性が良好である点で共通している。なお、第一の態様と第二の態様は、便宜上区分したものであり、両者に共通した単量体もある。即ち、SP値が17.5〜25.0である、(メタ)アクリルモノマー、スチレン及びスチレン誘導体はいずれの態様にも該当する。
The monomer unit constituting Component C is a monomer containing 50 mass% or more of two embodiments, that is, the first embodiment: a monomer unit (monomer unit c1) having an SP value of 17.5 to 25.0. Unit and second aspect: monomer unit containing at least 50% by mass of at least one monomer unit (monomer unit c2) selected from the group consisting of (meth) acrylic monomers, styrene and styrene derivatives (When the monomer unit c2 is composed of two or more types of monomer units, it means that the total amount is 50% by mass or more)
The monomer units c1 and c2 are common in that the affinity with the component A is good. The first embodiment and the second embodiment are separated for convenience, and some monomers are common to both. That is, (meth) acrylic monomers, styrene and styrene derivatives having an SP value of 17.5 to 25.0 correspond to any of the embodiments.
第一の態様において、単量体単位c1を特定するためのSP値は、Solubility Parameterとして広く知られている。本発明におけるSP値(δ)は以下の推算式により求める。 In the first embodiment, the SP value for specifying the monomer unit c1 is widely known as a Solubility Parameter. The SP value (δ) in the present invention is determined by the following estimation formula.
VanKrevelenの推算式
[VanKrevelen]Solubilityparameter:δ
δ=(Ecoh/V)0.5
Ecoh=ΣEcoh,i
単位 : (J/cm3)0.5
推算に必要な物性値
V:構成繰り返し単位(CRU)のモル体積[cm3/mol]
原子団寄与法で計算される物理量
Ecoh:Hoftyzer&VanKrevelenのモル凝集エネルギー[J/mol]
原子団パラメータ
Ecoh,i:i番目のモル凝集エネルギーに対する原子団パラメータ[J/mol]
VanKrevelen's formula
[VanKrevelen] Solubilityparameter: δ
δ = (Ecoh / V) 0.5
Ecoh = ΣEcoh, i
Unit: (J / cm 3 ) 0.5
Physical property values required for estimation
V: molar volume of constituent repeating unit (CRU) [cm 3 / mol]
Physical quantities calculated by group contribution method
Ecoh: molar cohesive energy of Hoftyzer & VanKrevelen [J / mol]
Group parameters
Ecoh, i: Group parameter for i-th molar cohesive energy [J / mol]
SP値が17.5〜25.0である単量体単位(カッコ内数値はSP値)としては、スチレン(18.82)、α−メチルスチレン(19.55)、メタクリル酸メチル(18.54)、アクリル酸n−ブチル(18.12)、アクリル酸エチル(18.83)、アクリル酸メチル(19.13)、アクリル酸メトキシエチル(19.43)、酢酸ビニル(19.13)等が挙げられる。 As monomer units having an SP value of 17.5 to 25.0 (the values in parentheses are SP values), styrene (18.82), α-methylstyrene (19.55), methyl methacrylate (18.54), n-butyl acrylate (18.12) ), Ethyl acrylate (18.83), methyl acrylate (19.13), methoxyethyl acrylate (19.43), vinyl acetate (19.13) and the like.
なお、例えば、エチレンやプロピレン等のSP値が17.5未満のオレフィンは、本発明における成分Cの主要な単量体単位としてはふさわしくないものである。SP値が17.5未満のオレフィン(カッコ内数値はSP値)としては、エチレン(16.00)、プロピレン(17.04)等が挙げられる。 For example, olefins having an SP value of less than 17.5, such as ethylene and propylene, are not suitable as the main monomer unit of component C in the present invention. Examples of olefins having an SP value of less than 17.5 (the values in parentheses are SP values) include ethylene (16.00) and propylene (17.04).
単量体単位c1のSP値は、成分Aとの親和性の観点から、17.5以上であり、好ましくは17.8以上、より好ましくは18.0以上である。また、25.0以下であり、好ましくは23.0以下、より好ましくは22.0以下であり、さらに好ましくは21.0以下であり、さらに好ましくは20.0以下である。これらの観点から、単量体単位c1のSP値は、17.5〜25.0であり、好ましくは17.8〜23.0であり、より好ましくは18.0〜22.0であり、さらに好ましくは18.0〜21.0であり、さらに好ましくは18.0〜20.0である。 From the viewpoint of affinity with Component A, the SP value of the monomer unit c1 is 17.5 or more, preferably 17.8 or more, more preferably 18.0 or more. Moreover, it is 25.0 or less, Preferably it is 23.0 or less, More preferably, it is 22.0 or less, More preferably, it is 21.0 or less, More preferably, it is 20.0 or less. From these viewpoints, the SP value of the monomer unit c1 is 17.5 to 25.0, preferably 17.8 to 23.0, more preferably 18.0 to 22.0, still more preferably 18.0 to 21.0, and still more preferably. 18.0 to 20.0.
単量体単位c1の割合が、成分Cの単量体単位中、50質量%以上のとき、成分Aとの親和性が良好になり、成分A中での成分Bの分散性がより良好になる。単量体単位c2の割合は60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましく、80質量%以上がより好ましい。 When the proportion of the monomer unit c1 is 50% by mass or more in the monomer unit of the component C, the affinity with the component A is good and the dispersibility of the component B in the component A is better. Become. The proportion of the monomer unit c2 is more preferably 60% by mass or more, further preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more.
本発明においては、SP値の特定が難しい単量体単位でも、(メタ)アクリルモノマー、スチレン及びスチレン誘導体であれば、成分Cの主要な単量体単位として使用可能である。 In the present invention, even a monomer unit whose SP value is difficult to specify can be used as the main monomer unit of Component C as long as it is a (meth) acryl monomer, styrene, or a styrene derivative.
そこで、成分Cの単量体単位の第二の態様は、(メタ)アクリルモノマー、スチレン及びスチレン誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種の単量体単位(単量体単位c2)を含むものである。 Therefore, the second embodiment of the monomer unit of component C includes at least one monomer unit (monomer unit c2) selected from the group consisting of (meth) acrylic monomers, styrene and styrene derivatives. It is a waste.
単量体単位c2として好適な(メタ)アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル等が例示され、これらのなかでは、成分Aとの親和性の観点から、(メタ)アクリル酸のアルキル(炭素数1〜6)エステル及び(メタ)アクリル酸グリシジルが好ましい。(メタ)アクリル酸グリシジル等は水素結合が強いためSP値の特定が難しいが、成分Aとの親和性が大きく、単量体単位c2として好ましいものである。 Suitable (meth) acrylic monomers as the monomer unit c2 include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate. , Hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, (meth ) Phenoxyethyl acrylate and the like are exemplified, and among these, from the viewpoint of affinity with Component A, alkyl (1-6) esters of (meth) acrylic acid and glycidyl (meth) acrylate are preferred. Since glycidyl (meth) acrylate has a strong hydrogen bond, it is difficult to specify the SP value, but it has a high affinity with Component A and is preferable as the monomer unit c2.
スチレン誘導体とは、スチレンのアルファ位、オルト位、メタ位又はパラ位が炭素数1〜4の低級アルキル基、炭素数1〜4の低級アルコキシ基、カルボキシル基、ハロゲン原子等の置換基で置換された化合物を意味する。該置換基の分子量(原子量)は60以下が好ましく、50以下がより好ましく、40以下がさらに好ましい。スチレン誘導体の具体例としては、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン等が挙げられる。 Styrene derivatives are substituted with substituents such as lower alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, lower alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, carboxyl groups, and halogen atoms at the alpha, ortho, meta, or para positions of styrene. Means the compound formed. The molecular weight (atomic weight) of the substituent is preferably 60 or less, more preferably 50 or less, and still more preferably 40 or less. Specific examples of the styrene derivative include α-methylstyrene and p-chlorostyrene.
ただし、SP値が特定される単量体単位c2、即ち(メタ)アクリルモノマー、スチレン及びスチレン誘導体のなかで、SP値が、第一の態様の単量体単位c1に求められるSP値を外れるもの、即ちSP値が17.5未満のもの及び25.0を超えるものは、成分Aとの親和性が小さく、第二の態様においても、単量体単位c2から除かれる。例えば、単量体単位のSP値が17.5未満であるものとしては、炭素数が8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリルモノマーのアルキルエステル等が挙げられる。 However, among the monomer unit c2 whose SP value is specified, that is, (meth) acrylic monomer, styrene and styrene derivatives, the SP value deviates from the SP value required for the monomer unit c1 of the first embodiment. Those having an SP value of less than 17.5 and more than 25.0 have low affinity with component A, and are excluded from the monomer unit c2 in the second embodiment. For example, those having an SP value of the monomer unit of less than 17.5 include alkyl esters of (meth) acrylic monomers having an alkyl group having 8 or more carbon atoms.
単量体単位c2の割合が、成分Cの単量体単位中、50質量%以上のとき、成分Aとの親和性が良好になり、成分A中での成分Bの分散性がより良好になる。単量体単位c2の割合は60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましく、80質量%以上がより好ましい。 When the proportion of the monomer unit c2 is 50% by mass or more in the monomer unit of the component C, the affinity with the component A is good, and the dispersibility of the component B in the component A is better. Become. The proportion of the monomer unit c2 is more preferably 60% by mass or more, further preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more.
以降、本明細書において、成分Cとは、特に記載のない限り、単量体単位c1を含む第一の態様の成分C及び単量体単位c2を含む第二の態様の成分Cの両者に該当する。 Hereinafter, in the present specification, unless otherwise specified, component C includes both component C of the first embodiment containing monomer unit c1 and component C of the second embodiment containing monomer unit c2. Applicable.
成分Cを構成する単量体単位は、(メタ)アクリルモノマーを10〜90質量%含み、スチレン又はスチレン誘導体を10〜90質量%含むものであることが好ましい。(メタ)アクリルモノマーを15〜80質量%(さらに好ましくは20〜70質量%)含み、スチレン又はスチレン誘導体を20〜85質量%(さらに好ましくは30〜80質量%)含むものであることがより好ましい。このような成分Cは、成分Aとの親和性が大きい(メタ)アクリルモノマーと、成分Bとの親和性が大きいスチレン又はスチレン誘導体とを構成単位として有するので、AB両成分の相溶化剤として効果的に作用できるため好ましい。 The monomer unit constituting Component C preferably contains 10 to 90% by mass of (meth) acrylic monomer and 10 to 90% by mass of styrene or a styrene derivative. More preferably, it contains 15 to 80% by mass (more preferably 20 to 70% by mass) of (meth) acrylic monomer and 20 to 85% by mass (more preferably 30 to 80% by mass) of styrene or a styrene derivative. Since such a component C has a (meth) acryl monomer having a high affinity with the component A and styrene or a styrene derivative having a high affinity with the component B as constituent units, it is used as a compatibilizer for both AB components. It is preferable because it can work effectively.
成分Cは、成分Aとの親和性の観点から、テトラヒドロフラン(THF)への溶解性を有することが好ましく、ビニル共重合体であることが好ましい。THFへの溶解性を有するとは、具体的には25℃におけるTHFへの溶解度が5質量%以上であることを意味する。該溶解度が10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましい。 Component C preferably has solubility in tetrahydrofuran (THF) from the viewpoint of affinity with Component A, and is preferably a vinyl copolymer. Specifically, having solubility in THF means that the solubility in THF at 25 ° C. is 5% by mass or more. The solubility is more preferably 10% by mass or more, and further preferably 15% by mass or more.
成分Cの有するエポキシ基は、多い方が成分Bとの親和性が良くなり、少ない方が成分Aとの相溶性が良くなり、成分Bの分散性を向上させるので、好ましくは1分子中に平均2個以上、より好ましくは2.5〜20個、さらに好ましくは3〜10個のエポキシ基を有する。 The more epoxy groups that component C has, the better the affinity with component B, and the smaller the epoxy group, the better the compatibility with component A and the better the dispersibility of component B. It has an average of 2 or more, more preferably 2.5 to 20, more preferably 3 to 10 epoxy groups.
成分Cのエポキシ価は、成分Bの分散性向上の観点から、0.5〜5meq/gが好ましく、0.7〜3meq/gがより好ましい。 From the viewpoint of improving the dispersibility of Component B, the epoxy value of Component C is preferably 0.5 to 5 meq / g, and more preferably 0.7 to 3 meq / g.
成分Cとして利用可能な市販品としては、東亞合成(株)製のアルフォンUGシリーズ、日油(株)製のマープルーフGシリーズ、BASF製のジョンクリルADRシリーズ等が挙げられる。 Examples of commercially available products that can be used as component C include Alfon UG series manufactured by Toagosei Co., Ltd., Marproof G series manufactured by NOF Corporation, and Jonkrill ADR series manufactured by BASF.
成分Cは、成分Aとの相溶性を保つ必要があるが、成分Cの重量平均分子量が10万を超えると、成分Aへの相溶性が低下する。また、1000未満であると、成分Aへの相溶性が高くなりすぎる。これらの観点から、成分Cの重量平均分子量は、1000以上が好ましく、3000以上がより好ましく、5000以上がさらに好ましい。また、10万以下が好ましく、8万以下がより好ましく、6万以下がさらに好ましい。成分Cの重量平均分子量は、1000〜10万が好ましく、3000〜8万がより好ましく、5000〜6万がさらに好ましい。 Component C needs to maintain compatibility with Component A, but if the weight average molecular weight of Component C exceeds 100,000, the compatibility with Component A decreases. On the other hand, if it is less than 1000, the compatibility with the component A becomes too high. From these viewpoints, the weight average molecular weight of Component C is preferably 1000 or more, more preferably 3000 or more, and further preferably 5000 or more. Moreover, 100,000 or less is preferable, 80,000 or less is more preferable, and 60,000 or less is more preferable. The weight average molecular weight of Component C is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 3,000 to 80,000, and even more preferably 5,000 to 60,000.
成分Cの数平均分子量は、上記と同様に成分Aとの相溶性の観点から、500〜5万が好ましく、1000〜4万がより好ましく、2000〜3万がさらに好ましい。 The number average molecular weight of component C is preferably 500 to 50,000, more preferably 1000 to 40,000, and still more preferably 2000 to 30,000 from the viewpoint of compatibility with component A as described above.
成分Cの含有量は、成分A 100質量部に対して、組成物成形体の強度や耐熱老化性が向上する観点から、0.1質量部以上が好ましく、組成物の硬度や未反応の成分Cの残留による耐熱老化性の低下を防止する観点から、30質量部以下が好ましい。これらの観点から、成分Cの含有量は、成分A 100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.2〜20質量部がより好ましく、0.2〜15質量部がさらに好ましく、0.3〜10質量部がさらに好ましい。 The content of the component C is preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the component A, from the viewpoint of improving the strength and heat aging resistance of the composition molded body. From the viewpoint of preventing deterioration in heat aging resistance due to residual, 30 parts by mass or less is preferable. From these viewpoints, the content of Component C is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.2 to 20 parts by mass, still more preferably 0.2 to 15 parts by mass, and more preferably 0.3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Component A. Part by mass is more preferable.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、耐熱性向上の観点から、さらに、エポキシ基と反応可能な官能基を有する熱可塑性樹脂(成分D)を含有することが好ましい。成分Dは、成分Aと相分離を起こすためには結晶性であることが好ましく、耐熱性を付与する観点から、融点が高い結晶性の熱可塑性樹脂であることが好ましい。また、本発明においては、成分A、成分B、成分Dを併用する系において前記成分Cを併用すると、化学的に成分Aと成分Dとの相溶性を上げる効果があるので組成物の耐熱性や強度が上がる傾向がある。 From the viewpoint of improving heat resistance, the thermoplastic elastomer composition of the present invention preferably further contains a thermoplastic resin (component D) having a functional group capable of reacting with an epoxy group. Component D is preferably crystalline in order to cause phase separation with Component A, and is preferably a crystalline thermoplastic resin having a high melting point from the viewpoint of imparting heat resistance. In the present invention, when the component C is used in combination with the system in which the component A, the component B, and the component D are used in combination, there is an effect of chemically increasing the compatibility between the component A and the component D. There is a tendency for strength to increase.
熱可塑性樹脂の融点は、組成物の耐熱性向上の観点から、100℃以上が好ましく、180℃以上がより好ましく、200℃以上がさらに好ましい。また、製造しやすさの観点から、350℃以下が好ましく、300℃以下がより好ましく、280℃以下がさらに好ましい。これらの観点から、熱可塑性樹脂の融点は、100〜350℃が好ましく、180〜300℃がより好ましく、200〜280℃がさらに好ましい。結晶性の熱可塑性樹脂とは、示差走査熱量分析計(DSC)において融点が観測される熱可塑性樹脂のことをいうのが一般的であり、融点の値はDSCを用いるが、多くのものがガラス転移温度も有しており、ガラス転移温度についてはDSCでも測定可能であるものの、動的粘弾性測定の方がより精密な値を得ることができる。 From the viewpoint of improving the heat resistance of the composition, the melting point of the thermoplastic resin is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, and further preferably 200 ° C. or higher. From the viewpoint of ease of production, 350 ° C. or lower is preferable, 300 ° C. or lower is more preferable, and 280 ° C. or lower is further preferable. From these viewpoints, the melting point of the thermoplastic resin is preferably 100 to 350 ° C, more preferably 180 to 300 ° C, and further preferably 200 to 280 ° C. The crystalline thermoplastic resin generally refers to a thermoplastic resin whose melting point is observed in a differential scanning calorimeter (DSC), and the melting point value is DSC. Although it also has a glass transition temperature, the glass transition temperature can be measured by DSC, but the dynamic viscoelasticity measurement can obtain a more precise value.
本発明において、エポキシ基と反応可能な官能基としては、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、アミド基、アミノ基等が挙げられ、成分Dとしての熱可塑性樹脂は、これらの官能基の1種又は2種以上を熱可塑性樹脂の主鎖又は側鎖に有する。 In the present invention, examples of the functional group capable of reacting with an epoxy group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an amide group, an amino group, and the like. It has a seed or two or more kinds in the main chain or side chain of the thermoplastic resin.
エポキシ基と反応可能な官能基を有する熱可塑性樹脂は、成分Cと反応して架橋させ、組成物の耐熱性を向上させることができ、また、成分Bの分散性向上にも効果がある。成分A,B,Cを併用すると、Bの分散性が優れるので溶融粘度が低く、組成物の耐熱性や強度が高くなる効果が顕れるので好ましい。 The thermoplastic resin having a functional group capable of reacting with an epoxy group can react with component C to be cross-linked to improve the heat resistance of the composition, and is effective in improving the dispersibility of component B. When components A, B and C are used in combination, the dispersibility of B is excellent, so that the melt viscosity is low, and the effects of increasing the heat resistance and strength of the composition are manifested.
成分Dの具体例としては、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン12、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリメタクリルスチレン(MS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、アクリロニトリル−スチレン(AS)樹脂、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリフェニレンオキサイド樹脂(PPO)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の重合体が挙げられるが、耐熱性(高い融点)及び成分Aとの非相溶性の観点から、芳香族ポリエステル及び/又はポリアミドが好ましい。芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が好ましく、ポリアミドとしては、ナイロン6、ナイロン6,6等が好ましい。これらの中の複数を併用することも好ましいが、より好ましいのは、ポリエチレンテレフタレート及び/又はポリブチレンテレフタレートである。 Specific examples of component D include nylon 6, nylon 6,6, nylon 12, polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, polypropylene, polyethylene, polymethyl methacrylate, polystyrene, polymethacrylstyrene ( MS), polymers such as acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, acrylonitrile-styrene (AS) resin, polyacetal resin (POM), polyphenylene oxide resin (PPO), polyvinyl chloride (PVC), and the like. From the viewpoint of compatibility (high melting point) and incompatibility with component A, aromatic polyester and / or polyamide is preferred. As the aromatic polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate and the like are preferable, and as the polyamide, nylon 6, nylon 6,6 and the like are preferable. Although it is preferable to use a plurality of these in combination, polyethylene terephthalate and / or polybutylene terephthalate are more preferable.
成分Dがポリエステルの場合、分子末端の官能基としては、水酸基とカルボキシル基が存在する。本発明において成分Dとして用いられるポリエステルの分子末端の水酸基、及びカルボキシル基のそれぞれの存在量は特に限定されるものではなく一般的なものを用いることができるが、例えば、成分Dがポリエステルである場合、カルボキシル基の量の指標である酸価は、0.1〜100ミリ当量/kgが好ましい。より具体的には、酸価は、0.1ミリ当量/kg以上が好ましく、1ミリ当量/kg以上がより好ましく、3ミリ当量/kg以上がさらに好ましく、5ミリ当量/kg以上がさらに好ましい。また、100ミリ当量/kg以下が好ましく、80ミリ当量/kg以下がより好ましく、70ミリ当量/kg以下がさらに好ましく、60ミリ当量/kg以下がさらに好ましい。なお、ポリエステル樹脂の酸価は、十分に乾燥させた試料200mgを熱ベンジルアルコール10mlに溶解させ、溶液を冷却後、クロロホルム10ml及びフェノールレッドを加えて、1/25規定の酒精カリ溶液(KOHのメタノール溶液)で滴定して測定する。また、ポリエステルの水酸基価は、ポリエステルのヒドロキシル末端基とカルボキシル末端基の和である末端基濃度を測定し、そこから酸価(カルボキシル末端基濃度)を差し引くことによって算出する。末端基濃度は、ポリエステルのヒドロキシル末端にコハク酸を結合させ、コハク酸由来のカルボキシル末端基とポリエステル自体が持つカルボキシル基の総和(=全酸価)として測定する。水酸基価=全酸価−酸価により算出する。 When Component D is polyester, hydroxyl groups and carboxyl groups exist as functional groups at the molecular ends. In the present invention, the abundances of hydroxyl groups and carboxyl groups at the molecular ends of the polyester used as component D in the present invention are not particularly limited, and general ones can be used. For example, component D is polyester. In this case, the acid value that is an index of the amount of the carboxyl group is preferably 0.1 to 100 meq / kg. More specifically, the acid value is preferably 0.1 meq / kg or more, more preferably 1 meq / kg or more, further preferably 3 meq / kg or more, and further preferably 5 meq / kg or more. Further, it is preferably 100 meq / kg or less, more preferably 80 meq / kg or less, further preferably 70 meq / kg or less, and further preferably 60 meq / kg or less. The acid value of the polyester resin was determined by dissolving 200 mg of a sufficiently dried sample in 10 ml of hot benzyl alcohol, cooling the solution, adding 10 ml of chloroform and phenol red, and adding 1/25 normal alcoholic potash solution (KOH Titration with methanol solution) and measurement. The hydroxyl value of the polyester is calculated by measuring the end group concentration which is the sum of the hydroxyl end group and the carboxyl end group of the polyester, and subtracting the acid value (carboxyl end group concentration) therefrom. The terminal group concentration is measured as the sum of the carboxyl terminal groups derived from succinic acid and the carboxyl groups of the polyester itself (= total acid value) by binding succinic acid to the hydroxyl terminal of the polyester. Calculated by hydroxyl value = total acid value−acid value.
また、成分Dがポリアミドの場合、分子末端官能基は、一般的にカルボキシル基とアミノ基である。本発明において成分Dとして用いられるポリアミドの分子末端のカルボキシル基とアミノ基のそれぞれの存在量は特に限定されるものではなく一般的なものを用いることができるが、成分Dがポリアミドである場合、末端アミノ基濃度は、10〜200μmol/gが好ましい。より具体的には、末端アミノ基濃度は、10μmol/g以上が好ましく、15μmol/g以上がより好ましく、20μmol/g以上がさらに好ましく、30μmol/g以上がさらに好ましい。また、200μmol/g以下が好ましく、190μmol/g以下がより好ましく、180μmol/g以下がさらに好ましく、170μmol/g以下がさらに好ましい。なお、末端アミノ基濃度及び末端カルボキシル基濃度は、1H-NMRにより、各末端基に対応する特性シグナルの積分値から求める。 When component D is polyamide, the molecular end functional groups are generally carboxyl groups and amino groups. In the present invention, the abundances of carboxyl groups and amino groups at the molecular terminals of the polyamide used as component D in the present invention are not particularly limited and general ones can be used, but when component D is polyamide, The terminal amino group concentration is preferably 10 to 200 μmol / g. More specifically, the terminal amino group concentration is preferably 10 μmol / g or more, more preferably 15 μmol / g or more, further preferably 20 μmol / g or more, and further preferably 30 μmol / g or more. Further, it is preferably 200 μmol / g or less, more preferably 190 μmol / g or less, further preferably 180 μmol / g or less, and further preferably 170 μmol / g or less. The terminal amino group concentration and terminal carboxyl group concentration are determined from the integrated value of the characteristic signal corresponding to each terminal group by 1 H-NMR.
成分Dの含有量は、成分A 100質量部に対して、耐熱性の観点から、10質量部以上が好ましく、柔軟性の観点から、400質量部以下が好ましい。これらの観点から、成分Cの含有量は、成分A100質量部に対して、10〜400質量部が好ましく、20〜300質量部がより好ましく、30〜250質量部がさらに好ましい。 The content of Component D is preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of Component A from the viewpoint of heat resistance, and is preferably 400 parts by mass or less from the viewpoint of flexibility. From these viewpoints, the content of Component C is preferably 10 to 400 parts by mass, more preferably 20 to 300 parts by mass, and still more preferably 30 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Component A.
本発明の組成物は、成分Bの分散性を向上させるための分散剤として、脂肪族カルボン酸金属塩(成分E)を含有していることが好ましい。 The composition of the present invention preferably contains an aliphatic carboxylic acid metal salt (component E) as a dispersant for improving the dispersibility of component B.
脂肪族カルボン酸金属塩としては、炭素数12〜25の飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩が好ましい。脂肪酸は飽和脂肪酸であることが好ましい。金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩等が挙げられるが、2価又は3価の金属塩が好ましい。これらの観点から、脂肪族カルボン酸金属塩としては、ステアリン酸アルミニウム及びステアリン酸カルシウムがより好ましい。 As the aliphatic carboxylic acid metal salt, a metal salt of a saturated or unsaturated fatty acid having 12 to 25 carbon atoms is preferable. The fatty acid is preferably a saturated fatty acid. Examples of the metal salt include sodium salt, potassium salt, magnesium salt, aluminum salt, calcium salt, zinc salt and the like, and divalent or trivalent metal salts are preferable. From these viewpoints, as the aliphatic carboxylic acid metal salt, aluminum stearate and calcium stearate are more preferable.
成分Eの含有量は、成分Bの分散性の観点から、成分B 100質量部に対して、0.001質量部以上が好ましく、0.005質量部以上がより好ましい。また、変色を抑制する観点から、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。これらの観点から、成分Eの含有量は、成分B 100質量部に対して、0.001〜10質量部が好ましく、0.01〜5質量部がより好ましい。 The content of Component E is preferably 0.001 part by mass or more and more preferably 0.005 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of Component B from the viewpoint of dispersibility of Component B. Moreover, from a viewpoint of suppressing discoloration, 10 mass parts or less are preferable, and 5 mass parts or less are more preferable. From these viewpoints, the content of Component E is preferably 0.001 to 10 parts by mass and more preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Component B.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、さらに、エステル交換触媒を含有することが好ましい。エステル交換触媒を配合することにより、得られる組成物の引張破断強度等が向上する。具体的には、引張試験において抗張積(強度と伸び率の積)が大きく、強度と伸びのバランスがより良好となる。このような効果を奏する理由は、エステル交換触媒により、成分Aの分子量を大きくさせることができ、場合によっては、部分架橋が形成される。エステル交換触媒が架橋剤として作用し、組成物の主成分である成分Aの高分子量化により、組成物がより強靭なものになるものと推測される。 The thermoplastic elastomer composition of the present invention preferably further contains a transesterification catalyst. By blending the transesterification catalyst, the tensile strength at break of the resulting composition is improved. Specifically, in the tensile test, the tensile product (product of strength and elongation) is large, and the balance between strength and elongation becomes better. The reason for such an effect is that the molecular weight of component A can be increased by the transesterification catalyst, and in some cases, a partial crosslink is formed. It is presumed that the transesterification catalyst acts as a cross-linking agent, and that the composition becomes tougher by increasing the molecular weight of component A, which is the main component of the composition.
成分Aの高分子量化及び部分架橋のための反応触媒としてエステル化触媒としては、一般的なポリエステル重合触媒を使用することができる。かかる触媒としては、例えば、三酸化アンチモン等のアンチモン系触媒、ブチル錫、オクチル錫、スタノキサン等の錫系触媒、チタン系アミネート、チタンアルコキシド等のチタン系触媒、ジルコニウム系アセチルアセトネート、ジルコニウムアルコキシド等のジルコニウム系触媒が挙げられ。これらの中では、チタン系触媒及びジルコニウム系触媒が好ましく、チタン系触媒がより好ましい。 A general polyester polymerization catalyst can be used as the esterification catalyst as a reaction catalyst for increasing the molecular weight of component A and partially crosslinking. Examples of such catalysts include antimony catalysts such as antimony trioxide, tin catalysts such as butyltin, octyltin, and stannoxane, titanium catalysts such as titanium aminates and titanium alkoxides, zirconium acetylacetonates, zirconium alkoxides, and the like. And zirconium-based catalysts. Among these, a titanium-based catalyst and a zirconium-based catalyst are preferable, and a titanium-based catalyst is more preferable.
チタン系触媒の具体例としては、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラオクチルチタネート等のチタンアルコキシド、チタンアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンエチルアセトアセテート、リン酸チタン化合物、チタンオクチレングリコレート、チタンエチルアセトアセテート等の有機溶剤可溶のキレート化合物、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート、チタントリブタノールアミネート、チタンジエタノールアミネート、チタンアミノエチルアミノエタノレート等の水溶性のキレート化合物等を挙げることができ、この中で好ましいのは水溶性のキレート化合物であり、より好ましくはチタンアルカノールアミネートである Specific examples of the titanium catalyst include titanium alkoxides such as tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, butyl titanate dimer, tetraoctyl titanate, titanium acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium ethylacetoacetate, titanium phosphate compound , Organic solvent-soluble chelate compounds such as titanium octylene glycolate, titanium ethyl acetoacetate, titanium lactate ammonium salt, titanium lactate, titanium triethanolaminate, titanium tributanol aminate, titanium diethanolaminate, titanium aminoethylamino ethanol And water-soluble chelate compounds such as rate, and the like. Among these, water-soluble chelate compounds are preferred, and more preferred is tita. It is alkanol aminate
成分Fの含有量は、成分A 100質量部に対して、0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。また、エステル交換触媒の含有量は、成分Aの架橋により得られる組成物の熱可塑性が低下するのを抑制する観点から、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。成分Fの含有量は、成分A 100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。 The content of Component F is preferably 0.01 parts by mass or more and more preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of Component A. Further, the content of the transesterification catalyst is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less from the viewpoint of suppressing a decrease in thermoplasticity of the composition obtained by crosslinking of Component A. The content of Component F is preferably 0.01 to 10 parts by mass and more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Component A.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、加熱条件下での本発明の組成物の特性の変化が抑制される観点から、熱安定剤を含有していてもよい。 The thermoplastic elastomer composition of the present invention may contain a thermal stabilizer from the viewpoint of suppressing changes in the properties of the composition of the present invention under heating conditions.
熱安定剤としては、リン含有化合物、ヒドラジド化合物、有機イオウ系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられるが、その他エステル交換触媒(成分F)とキレート形成する等して該触媒の活性を低減させる化合物も利用可能である。本発明では、熱可塑性エラストマーの熱老化に対する耐性が格段に向上するため、使用条件の自由度がより大きくなる観点から、リン含有化合物及びヒドラジド化合物が好ましい。これらは、併用されていてもよい。熱安定剤の含有量は、成分Aと成分Bの合計量100質量部に対して、0.01〜15質量部が好ましく、0.05〜10質量部がより好ましい。なお、熱老化は主に2つの現象を含み、1つ目は熱分解で生成する低分子量成分の割合増大に起因する強度の低下であり、2つ目は熱分解で生成するフリーラジカル等の活性点の架橋形成に起因する伸び率の低下である。 Examples of the heat stabilizer include phosphorus-containing compounds, hydrazide compounds, organic sulfur-based antioxidants, phenol-based antioxidants, amine-based antioxidants, and other chelating agents with other transesterification catalysts (component F). Thus, compounds that reduce the activity of the catalyst can also be used. In this invention, since the tolerance with respect to the heat aging of a thermoplastic elastomer improves remarkably, a phosphorus containing compound and a hydrazide compound are preferable from a viewpoint which the freedom degree of use conditions becomes larger. These may be used in combination. The content of the heat stabilizer is preferably 0.01 to 15 parts by mass and more preferably 0.05 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of component A and component B. Thermal aging mainly includes two phenomena, the first is a decrease in strength due to an increase in the proportion of low molecular weight components produced by thermal decomposition, and the second is free radicals produced by thermal decomposition. This is a decrease in elongation caused by the formation of active site crosslinks.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、アクリルゴム、シリコーン変性のアクリルゴム、ブチルゴム、シリコーン変性のブチルゴム等の架橋ゴム、アクリルゴム−g−メチルメタクリレート、MAS(アクリルゴム−g−メチルメタクリレート/スチレン)、MBS(ブタジエンゴム−g−メチルメタクリレート/スチレン)等のグラフト共重合体、アクリル系以外のブロック共重合体、例えばポリエステル系ブロック共重合体等を含有していてもよい。 The thermoplastic elastomer composition of the present invention includes acrylic rubber, silicone-modified acrylic rubber, butyl rubber, crosslinked rubber such as silicone-modified butyl rubber, acrylic rubber-g-methyl methacrylate, MAS (acrylic rubber-g-methyl methacrylate / styrene). Further, it may contain a graft copolymer such as MBS (butadiene rubber-g-methyl methacrylate / styrene), a block copolymer other than acrylic, such as a polyester block copolymer.
その他添加剤としては、重金属不活性化剤、脂肪酸エステル等の滑剤;ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾエート化合物やヒンダードフェノール系化合物等の光安定剤;カルボジイミド化合物やオキサゾリン化合物等の加水分解防止剤;フタル酸エステル系化合物、ポリエステル化合物、(メタ)アクリルオリゴマー、プロセスオイル等の可塑剤;重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤;ニトロ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド等の有機系発泡剤;カーボンブラック、炭酸カルシウム、タルク、ガラス繊維等の充填剤;テトラブロモフェノール、ポリリン酸アンモニウム、メラミンシアヌレート、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の難燃剤;シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤や酸変性ポリオレフィン樹脂等の相溶化剤;そのほか顔料や染料等が挙げられる。 Other additives include lubricants such as heavy metal deactivators and fatty acid esters; light stabilizers such as benzotriazole compounds, benzophenone compounds, benzoate compounds and hindered phenol compounds; hydrolysis of carbodiimide compounds and oxazoline compounds Inhibitors; Plasticizers such as phthalate compounds, polyester compounds, (meth) acryl oligomers, process oils; Inorganic foaming agents such as sodium bicarbonate and ammonium bicarbonate; Organics such as nitro compounds, azo compounds, and sulfonyl hydrazides Fillers such as carbon black, calcium carbonate, talc, glass fiber; flame retardants such as tetrabromophenol, ammonium polyphosphate, melamine cyanurate, magnesium hydroxide and aluminum hydroxide; silane coupling agents, tita Over preparative based coupling agents, compatibilizers, such as aluminate-based coupling agent or an acid-modified polyolefin resin; other pigments or dyes.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、少なくとも、(メタ)アクリルエラストマー(成分A)及び熱伝導性フィラー(成分B)、ビニル共重合体(成分C)、さらに必要に応じて熱可塑性樹脂(成分D)、脂肪族カルボン酸金属塩(成分E)、エステル交換触媒(成分F)、熱安定剤、その他添加剤等を含有する原料成分を、押出機又はニーダーにより加熱混練する方法により得ることが好ましい。 The thermoplastic elastomer composition of the present invention comprises at least a (meth) acrylic elastomer (component A), a heat conductive filler (component B), a vinyl copolymer (component C), and, if necessary, a thermoplastic resin (component). D), a raw material component containing an aliphatic carboxylic acid metal salt (component E), a transesterification catalyst (component F), a heat stabilizer, other additives and the like can be obtained by a method of heating and kneading with an extruder or a kneader. preferable.
エステル交換触媒を使用して(メタ)アクリルエラストマー(成分A)の高分子量化を図る場合、熱安定剤を併用して組成物の特性がより安定化されたものとすることが好ましいが、熱安定剤の添加時期は、成分Aの高分子量化がなされた後(例えば180〜350℃の混練温度において、熱安定剤以外の原料が0.5〜15分程度混練された後)とすることが好ましい。熱安定剤の添加時期が早すぎると成分Aの高分子量化が不十分となる場合がある。 When using a transesterification catalyst to increase the molecular weight of the (meth) acrylic elastomer (component A), it is preferable to use a heat stabilizer in combination to further stabilize the characteristics of the composition. It is preferable that the stabilizer is added after the component A has a high molecular weight (for example, after a raw material other than the heat stabilizer is kneaded for about 0.5 to 15 minutes at a kneading temperature of 180 to 350 ° C.). . If the heat stabilizer is added too early, component A may not be sufficiently high in molecular weight.
押出機としては、例えば、単軸押出機、平行スクリュー二軸押出機、コニカルスクリュー二軸押出機等が挙げられる。本発明では、混合能力が優れる(得られる混合物が分散性の良好なものとなる)観点から、二軸押出機が好ましく、同方向回転二軸押出機がより好ましい。 Examples of the extruder include a single screw extruder, a parallel screw twin screw extruder, and a conical screw twin screw extruder. In the present invention, from the viewpoint of excellent mixing ability (the resulting mixture has good dispersibility), a twin screw extruder is preferable, and a co-rotating twin screw extruder is more preferable.
押出機の吐出部分に装着されるダイは、任意のものを選択できるが、例えば、ペレットの生産に適するストランドダイ、シートやフィルムの生産に適するTダイ等のほか、パイプダイ、異形押出ダイ等が挙げられる。 The die attached to the discharge part of the extruder can be selected arbitrarily. For example, a strand die suitable for pellet production, a T die suitable for sheet or film production, a pipe die, a profile extrusion die, etc. Can be mentioned.
また、押出機は、空気開放部分や減圧装置につながるガス抜き用のベントを備えていてもよいし、複数の原料投入口を供えていてもよい。 Moreover, the extruder may be provided with a vent for venting gas connected to an air release portion or a decompression device, or may be provided with a plurality of raw material inlets.
ニーダーとは、温度制御が可能なバッチ式ミキサーを意味し、バンバリーミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ラボプラストミル等が挙げられる。 The kneader means a batch-type mixer capable of controlling the temperature, and examples include a Banbury mixer, a Brabender plastograph, and a lab plast mill.
各成分は、押出機又はニーダーに、一括で投入しても、別々に投入しても、また、分割して投入してもよい。ただし、熱安定剤の投入については前記の通りである。 Each component may be charged into the extruder or kneader all at once, separately, or dividedly. However, the introduction of the heat stabilizer is as described above.
加熱混練の温度は、成形性の観点から、170℃以上が好ましく、180℃以上がより好ましく、190℃以上がさらに好ましい。また、加熱混練中の熱劣化を防ぐ観点から、350℃以下が好ましく、310℃以下がより好ましく、300℃以下がさらに好ましい。 From the viewpoint of moldability, the heat kneading temperature is preferably 170 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, and further preferably 190 ° C. or higher. Further, from the viewpoint of preventing thermal deterioration during heating and kneading, 350 ° C. or lower is preferable, 310 ° C. or lower is more preferable, and 300 ° C. or lower is further preferable.
加熱混練時間は、加熱温度や各成分の種類、濃度等に依存するため、一概には決定できないが、得られる熱可塑性エラストマー組成物の品質のバラツキの制御と生産性を考慮して適宜決定することが好ましい。押出機を用いる場合の代表的な加熱混合時間は、例えば、0.5〜20分間、好ましくは0.7〜15分間、より好ましくは1〜10分間である。 The heating and kneading time depends on the heating temperature, the type and concentration of each component, and cannot be determined unconditionally. However, the heating and kneading time is appropriately determined in consideration of the quality variation control and productivity of the obtained thermoplastic elastomer composition. It is preferable. A typical heating and mixing time when using an extruder is, for example, 0.5 to 20 minutes, preferably 0.7 to 15 minutes, and more preferably 1 to 10 minutes.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を、常法に従って、適宜加熱成形することにより、成形体が得られる。本発明の熱可塑性エラストマー組成物を加熱成形して得られる成形体の用途は、特に限定されるものではなく一般的なスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アクリル系エラストマーやポリエステル系エラストマー等が用いられる分野に用いることができる。 A molded body is obtained by appropriately heat-molding the thermoplastic elastomer composition of the present invention according to a conventional method. The use of the molded product obtained by thermoforming the thermoplastic elastomer composition of the present invention is not particularly limited, and general styrene elastomers, polyolefin elastomers, polyurethane elastomers, polyamide elastomers, acrylic elastomers And polyester elastomers can be used.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を成形して得られる成形体は、耐熱性が優れるため、例えば100℃以上(設計によっては120℃以上、130℃以上等)の耐熱性を必要とする用途にも好適に使用することができる。 Since the molded product obtained by molding the thermoplastic elastomer composition of the present invention has excellent heat resistance, for example, for applications that require heat resistance of 100 ° C. or higher (120 ° C. or higher, 130 ° C. or higher depending on the design) Can also be suitably used.
加熱成形時の温度は、組成物の流動性及びそれに起因する成形加工性の観点から、180℃以上が好ましく、組成物中の成分Aの(メタ)アクリル成分の熱分解を防止する観点から、350℃以下が好ましい。これらの観点から、加熱成形時の温度は、180〜350℃が好ましく、200〜320℃がより好ましい。 The temperature at the time of heat molding is preferably 180 ° C. or higher from the viewpoint of fluidity of the composition and molding processability resulting from it, from the viewpoint of preventing thermal decomposition of the (meth) acrylic component of component A in the composition, 350 degrees C or less is preferable. From these viewpoints, the temperature during the heat molding is preferably 180 to 350 ° C, more preferably 200 to 320 ° C.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を用いた成形体の製造に用いられる装置には、組成物を溶融成形することができる任意の成形機を用いることができる。例えば、ニーダー、押出成形機、射出成形機、プレス成形機、ブロー成形機、ミキシングロール等が挙げられる。 Any molding machine capable of melt-molding the composition can be used as an apparatus used for producing a molded article using the thermoplastic elastomer composition of the present invention. Examples thereof include a kneader, an extrusion molding machine, an injection molding machine, a press molding machine, a blow molding machine, and a mixing roll.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を加熱成形して得られる成形体は、柔軟性の指標となるA硬さが、20〜100であることが好ましく、20〜90がより好ましい。 The molded body obtained by thermoforming the thermoplastic elastomer composition of the present invention preferably has an A hardness of 20 to 100, more preferably 20 to 90, which is an index of flexibility.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.
〔ビニル共重合体C3の製造〕
オイルジャケットを備えた容量1リットルの加圧式攪拌槽型反応器のオイルジャケット温度を200℃に保った。一方、スチレン74質量部、グリシジルメタクリレート20質量部、アクリル酸n−ブチル6質量部、キシレン15質量部及び重合開始剤としてジターシャリーブチルパーオキサイド(DTBP)0.5質量部からなる単量体混合液を原料タンクに仕込んだ。一定の供給速度(48g/分、滞留時間:12分)で原料タンクから反応器に連続供給し、反応器の内容液質量が約580gで一定になるように反応液を反応器の出口から連続的に抜き出した。その時の反応器内温は、約210℃に保たれた。
反応器内部の温度が安定してから36分経過した後から、抜き出した反応液を減圧度30kPa、温度250℃に保った薄膜蒸発機により連続的に揮発成分除去処理して、揮発成分をほとんど含まない共重合体C3を回収した。180分かけて約7kgのビニル共重合体C3を回収した。
[Production of vinyl copolymer C3]
The oil jacket temperature of a 1 liter pressurized stirred tank reactor equipped with an oil jacket was maintained at 200 ° C. On the other hand, a monomer mixture composed of 74 parts by mass of styrene, 20 parts by mass of glycidyl methacrylate, 6 parts by mass of n-butyl acrylate, 15 parts by mass of xylene and 0.5 parts by mass of ditertiary butyl peroxide (DTBP) as a polymerization initiator The raw material tank was charged. Continuous supply from the raw material tank to the reactor at a constant supply rate (48 g / min, residence time: 12 minutes), and the reaction liquid is continuously supplied from the outlet of the reactor so that the liquid content in the reactor is constant at approximately 580 g. Extracted. At that time, the internal temperature of the reactor was maintained at about 210 ° C.
After 36 minutes have passed since the temperature inside the reactor has stabilized, the extracted reaction solution is continuously removed by a thin-film evaporator maintained at a reduced pressure of 30 kPa and a temperature of 250 ° C. The free copolymer C3 was recovered. About 7 kg of vinyl copolymer C3 was recovered over 180 minutes.
〔ビニル共重合体C1、C2の製造〕
表3−1に示す組成の単量体、キシレン15質量部、及びDTBP 0.3質量部からなる単量体混合液を用いた以外は、ビニル共重合体C3と同じ方法にて、ビニル共重合体C1、C2を製造した。
[Production of vinyl copolymers C1 and C2]
The vinyl copolymer was prepared in the same manner as the vinyl copolymer C3, except that a monomer mixture composed of a monomer having the composition shown in Table 3-1, 15 parts by mass of xylene, and 0.3 parts by mass of DTBP was used. C1 and C2 were produced.
実施例1〜34及び比較例1〜3(実施例1〜13は参考例である)
200℃に加熱されたバッチ式ニーダー(ブラベンダー社製プラストグラフ)に表5〜8に示す組成比で原料成分を投入し、ローター回転数100r/minの回転数で原料を溶融混練した。混練時間は13〜18分の間で、混練トルクが最大値に達したところで溶融状態の混練物を全量取り出し、室温で冷却して、組成物を得た。
Examples 1-34 and Comparative Examples 1-3 (Examples 1-13 are reference examples)
Raw material components were charged into a batch kneader (Plastograph manufactured by Brabender) heated to 200 ° C. at a composition ratio shown in Tables 5 to 8, and the raw material was melt-kneaded at a rotational speed of a rotor rotational speed of 100 r / min. The kneading time was 13 to 18 minutes. When the kneading torque reached the maximum value, the entire kneaded material in a molten state was taken out and cooled at room temperature to obtain a composition.
使用した樹脂原料の詳細を表1〜4に示す。 The detail of the used resin raw material is shown to Tables 1-4.
なお、表1〜3に記載の各原料成分の物性は以下の方法により測定した。原料のシート作製は、後述の組成物のプレスシート作製と同様の方法で行った。ただしプレス温度は原料に応じて加減した(予め少量の原料を昇温して目視で流動を認めた温度を把握した)。 In addition, the physical property of each raw material component of Tables 1-3 was measured with the following method. Production of the raw material sheet was carried out in the same manner as the production of a press sheet of the composition described later. However, the press temperature was adjusted according to the raw material (a temperature at which a small amount of raw material was raised in advance and the temperature at which flow was visually confirmed was grasped).
〔A硬さ〕
JIS K 6253-3「デュロメータ硬さ」に準拠して測定する。
[A hardness]
Measured according to JIS K 6253-3 “Durometer hardness”.
〔重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)〕
ゲルパーミエーションクロマトグラフ(以下、GPCともいう)より、溶剤としてTHFを使用し、ポリスチレン換算から求める。
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]
From a gel permeation chromatograph (hereinafter also referred to as GPC), THF is used as a solvent and is determined from polystyrene conversion.
〔ガラス転移温度(Tg)〕
動的粘弾性測定装置(ティーエーインスツルメント(株)製のRSAIII)を使用し、−100〜280℃の温度範囲、5℃/分の昇温速度、周波数10Hzの条件で試験片を加熱した際に測定される、損失正接(Tanδ)のピーク温度が観測され、その温度をガラス転移温度(Tg)とする。試験片としては、厚さ2mm、幅12mm、長さ30mmのものを使用する。
複数のブロック(ソフトセグメントとハードセグメント)を有するエラストマーでは、普通、複数の損失正接のピークが観測されるが、この場合低温側のピークがソフトセグメントに由来するものであり、高温側のピークがハードセグメントに由来するものである。
(Glass transition temperature (Tg))
Using a dynamic viscoelasticity measuring device (RSAIII manufactured by TA Instruments Co., Ltd.), heat the test piece in the temperature range of -100 to 280 ° C, the heating rate of 5 ° C / min, and the frequency of 10Hz. The peak temperature of loss tangent (Tanδ) measured at the time is observed, and this temperature is defined as the glass transition temperature (Tg). A test piece having a thickness of 2 mm, a width of 12 mm, and a length of 30 mm is used.
In an elastomer having a plurality of blocks (soft segment and hard segment), a plurality of loss tangent peaks are usually observed. In this case, the peak on the low temperature side is derived from the soft segment, and the peak on the high temperature side is It comes from the hard segment.
〔流動開始温度〕
プレスシートより幅12mm×長さ30mmの短冊状のテストピースを裁断し、動的粘弾性測定装置(TAインスツルメント社 RSA-II型)のトーションモード(10gf負荷)、周波数 10Hz、昇温速度 5℃/min、温度 0〜280℃の設定で各サンプルの粘弾性特性を測定する。
得られた貯蔵弾性率の変曲点、もしくは測定不能になる温度を流動開始温度とする。なお、ガラス転移温度付近においても貯蔵弾性率の変曲点は現れるが、流動はしないため、流動開始温度には相当しない。
[Flow start temperature]
A test piece of 12mm width x 30mm length is cut from the press sheet, and the dynamic viscoelasticity measuring device (TA Instruments RSA-II type) torsion mode (10gf load), frequency 10Hz, heating rate Measure the viscoelastic properties of each sample at 5 ° C / min and temperature 0-280 ° C.
The inflection point of the obtained storage modulus or the temperature at which measurement becomes impossible is defined as the flow start temperature. Although the inflection point of the storage elastic modulus appears near the glass transition temperature, it does not flow and therefore does not correspond to the flow start temperature.
〔融点〕
試料約10mgをアルミパンに入れてアルミ蓋を圧着する。アルミパンを示差走査熱量分析計(パーキンエルマー社 DSC8000)の装置測定部に設置し、空気中・昇温速度20℃/分の条件で測定する。
[Melting point]
Place about 10mg of sample in an aluminum pan and crimp the aluminum lid. Install the aluminum pan in the instrument measuring section of the differential scanning calorimeter (Perkin Elmer DSC8000) and measure it in air at a heating rate of 20 ° C / min.
〔体積平均粒子径〕
脱イオン水に超音波分散した熱伝導性フィラーを、堀場製作所製のLA-500レーザー回折式粒度分布計で測定し、体積基準で解析して平均粒径を算出する。
[Volume average particle diameter]
The thermally conductive filler ultrasonically dispersed in deionized water is measured with an LA-500 laser diffraction particle size distribution meter manufactured by Horiba, Ltd., and analyzed on a volume basis to calculate the average particle size.
〔吸水率〕
熱伝導性フィラー10gをシャーレに入れ、90℃×90%RHの条件下の恒温槽内に静置、48時間後の質量変化を電子天秤によって測定し、下記の式で質量変化率(吸水率)を算出する。
[Water absorption rate]
Place 10g of thermal conductive filler in a petri dish, leave it in a thermostat at 90 ° C x 90% RH, measure the mass change after 48 hours with an electronic balance, and use the following formula to calculate the mass change rate (water absorption rate) ) Is calculated.
〔1分子当たりの平均エポキシ基数(Fn)〕
下記の式から算出する。
平均エポキシ基の個数(Fn)=a×b/100c
上記の式においてa、b及びcはそれぞれ以下のとおりである。
a:共重合体に含まれるエポキシ基を有するビニル単量体単位の割合(質量%)
b:共重合体の数平均分子量
c:エポキシ基を有するビニル単量体の分子量
[Average number of epoxy groups per molecule (Fn)]
Calculated from the following formula.
Average number of epoxy groups (Fn) = a × b / 100c
In the above formula, a, b and c are as follows.
a: Ratio (% by mass) of vinyl monomer units having an epoxy group contained in the copolymer
b: number average molecular weight of copolymer c: molecular weight of vinyl monomer having epoxy group
〔エポキシ価〕
試料1g中に含まれるエポキシ基のミリ当量数(試料1kg中に含まれるエポキシ基の当量数)であり、JISK7236のエポキシ指数に相当するものである。
[Epoxy value]
This is the number of milliequivalents of epoxy groups contained in 1 g of sample (equivalent number of epoxy groups contained in 1 kg of sample), which corresponds to the epoxy index of JISK7236.
実施例及び比較例で得られた組成物を、プレス成型して、厚さ2mm×幅200mm×長さ200mmのプレートAを作製した。 The compositions obtained in Examples and Comparative Examples were press-molded to produce Plate A having a thickness of 2 mm × width of 200 mm × length of 200 mm.
〔プレス成形条件〕
プレス成形機:40ton電動油圧成形機
加熱温度:上型200〜240℃、下型200〜240℃
加熱時間:5分
プレス圧:5MPa
冷却時間:2分
[Press molding conditions]
Press molding machine: 40ton electric hydraulic molding machine Heating temperature: Upper mold 200-240 ° C, Lower mold 200-240 ° C
Heating time: 5 minutes Pressing pressure: 5MPa
Cooling time: 2 minutes
プレートAを用い、以下の特性を評価した。結果を表5〜8に示す。 Using plate A, the following characteristics were evaluated. The results are shown in Tables 5-8.
(1) 柔軟性
<A硬さ>
以下の条件を変更した以外は、JIS K 6253-3デュロメータ硬さに準拠して測定する。
測定時間:針が試料に接触してから1秒後
荷重:5kg
(1) Flexibility <A hardness>
Measure according to JIS K 6253-3 durometer hardness except for the following conditions.
Measurement time: 1 second after the needle contacts the sample Load: 5kg
(2) 耐熱老化性
<引張強度保持率>
試験片は、プレートAをJIS K 6251記載の3号ダンベル型に打ち抜いて使用する。引張試験部位に恒温槽を有する引張試験機を用いて、試験片を130℃で48時間静置した後の試験片と、130℃で静置する前の試験片とを、引張速度500mm/minで引張試験を行う。下記式より引張強度保持率を算出する。70%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。
(2) Heat aging resistance <Tensile strength retention>
The test piece is used by punching plate A into No. 3 dumbbell type described in JIS K 6251. Using a tensile tester having a thermostatic chamber at the tensile test site, the test piece after leaving the test piece for 48 hours at 130 ° C. and the test piece before leaving at 130 ° C. for a tensile speed of 500 mm / min Perform a tensile test at The tensile strength retention is calculated from the following formula. 70% or more is preferable, and 80% or more is more preferable.
(3) 高温時の弾性率保持性
<貯蔵弾性率>
試料を、23℃で、48時間静置した後、以下の条件で貯蔵弾性率を測定する。200℃における貯蔵弾性率の値が1.0×104Paを超えている(>104)ことが好ましい。
測定モード:ずり
使用治具:トーションプレート
周波数:10Hz
昇温速度:5℃/min
測定温度:−100〜280℃
試料形状:12mm×30mm×2mm
測定機:ARES-RDS(ティーエーインスツルメント社製)
(3) Elastic modulus retention at high temperatures <Storage modulus>
The sample is allowed to stand at 23 ° C. for 48 hours, and then the storage elastic modulus is measured under the following conditions. It is preferred that the value of the storage modulus at 200 ° C. exceeds 1.0 × 10 4 Pa (> 10 4 ).
Measurement mode: shear Use jig: Torsion plate Frequency: 10Hz
Temperature increase rate: 5 ℃ / min
Measurement temperature: -100 to 280 ° C
Sample shape: 12mm x 30mm x 2mm
Measuring instrument: ARES-RDS (manufactured by TA Instruments)
(4) 耐湿性
<引張強度保持率>
恒温恒湿槽に80℃、95%RH環境下にて168時間試験片を静置した後、耐熱老化性の評価と同様にして、引張強度保持率を測定する。70%以上が好ましい。
(4) Moisture resistance <Tensile strength retention>
After leaving the test piece for 168 hours in a constant temperature and humidity chamber at 80 ° C. and 95% RH, the tensile strength retention is measured in the same manner as in the evaluation of heat aging resistance. 70% or more is preferable.
(5) 熱伝導性
<熱伝導率>
レーザーフラッシュ法により熱拡散率を測定する(温度19〜30℃)。
DSCにより比熱を測定する(JIS K 7123に準拠)。
水中置換法により比重を測定(JIS K 7112に準拠)。
上記の測定結果をもとに、下記式より熱伝導率を算出する。
熱伝導率=熱拡散率×比熱×比重
試料:φ=15mm、厚さ=1.0mmの円盤
(5) Thermal conductivity <Thermal conductivity>
The thermal diffusivity is measured by the laser flash method (temperature 19-30 ° C).
Measure specific heat with DSC (conforms to JIS K 7123).
Measure specific gravity by underwater substitution method (conforms to JIS K 7112).
Based on the measurement result, the thermal conductivity is calculated from the following formula.
Thermal conductivity = thermal diffusivity x specific heat x specific gravity Sample: Disk with φ = 15mm, thickness = 1.0mm
以上の結果より、実施例1〜33では、いずれも、成形体として良好な柔軟性を持ちつつ、耐熱老化性、高温時の弾性保持性、耐湿性及び熱伝導率に優れていることが分かる。 From the above results, it can be seen that in Examples 1 to 33, all have excellent flexibility as a molded body, and are excellent in heat aging resistance, elastic retention at high temperatures, moisture resistance and thermal conductivity. .
これに対し、比較例1、2では成分Bが配合されていないか、配合されていても少量であるため、熱伝導性に欠けている。成分Bは過剰に配合した比較例3は溶融混練できていない。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since component B is not blended or is blended in a small amount, it lacks thermal conductivity. Comparative Example 3 in which component B was excessively blended could not be melt kneaded.
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、電気、電子部品の放熱用部材、例えば、放熱シートや筐体、封止材等に用いることができる。 The thermoplastic elastomer composition of the present invention can be used for heat radiating members of electric and electronic parts, for example, heat radiating sheets, housings, sealing materials and the like.
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