JP6506806B2 - ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物、成形品及び複合体 - Google Patents
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Description
PBT樹脂の耐アルカリ溶液性を向上させる技術として、PBT樹脂にエポキシ化合物を添加する技術や、エポキシ樹脂及びシリコーン系化合物を添加する技術がある(特許文献1,2)。
[1](A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部、(B)(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量を1とした場合のエポキシ基量が0.5〜1.5となる量のエポキシ樹脂、(C)シリコーン系化合物0.5〜5質量部、及び(D)リン系化合物0.05〜0.5質量部を含有する、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[2](D)リン系化合物が、リン酸アルカリ金属塩、リン酸アルカリ土類金属塩、有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホネート化合物、及び有機ホスホナイト化合物から選択される1種又は2種以上を含有する、上記[1]に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[3](D)リン系化合物が、リン酸アルカリ金属塩、リン酸アルカリ土類金属塩、及び有機ホスファイト化合物から選択される1種又は2種以上を含有する、上記[1]又は[2]に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[4](D)リン系化合物が、リン酸アルカリ金属塩及び/又はリン酸アルカリ土類金属塩を含有する、上記[1]〜[3]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[5](D)リン系化合物が、リン酸二水素ナトリウムを含有する、上記[1]〜[4]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[6](C)シリコーン系化合物が、シリコーンオイルを含有する、上記[1]〜[5]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[7]少なくとも一部に厚さ1mm以下の薄肉部を有する成形品用である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[8]少なくとも一つの面上にシリコーン接着剤層が形成される成形品用である、上記[4]〜[7]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
[9]上記[1]〜[8]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて成形された、成形品。
[10]ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を含む部分の少なくとも一部の肉厚が1mm以下である、上記[9]に記載の成形品。
[11]上記[4]〜[8]のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて成形された成形品と、該成形品の少なくとも一つの面上に形成されたシリコーン接着剤層とを有する、複合体。
本発明者は、エポキシ樹脂及びシリコーン系化合物を含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物にリン系化合物を添加することで、エポキシ樹脂の添加によるポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の粘度の上昇を抑制できるばかりか、むしろ流動性をより高めることができ、かつ射出成形の際などに溶融状態でシリンダー内に長時間滞留させても流動性が過度に低下することを防ぐことができることを見出した。そして、エポキシ樹脂及びリン系化合物の含有量を所定の範囲にすることで、耐アルカリ溶液性及び加水分解性に優れかつ流動性に優れたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物とすることができるとの知見を得て、本実施形態に係る発明を完成するに至った。
ポリブチレンテレフタレート樹脂(以下、単に「PBT樹脂」ともいう。)としては、ブチレンテレフタレートを主成分(例えば、50質量%〜100質量%、好ましくは60質量%〜100質量%、さらに好ましくは75質量%〜100質量%程度)とするホモポリエステル(ポリブチレンテレフタレート)又はコポリエステル(ブチレンテレフタレート系共重合体又はポリブチレンテレフタレートコポリエステル)等が挙げられる。
なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂の粉砕試料をベンジルアルコール中215℃で10分間溶解後、0.01Nの水酸化ナトリウム水溶液にて滴定し、測定することにより求められる。
エポキシ樹脂としては、多官能エポキシ樹脂およびグリシジル基を有するビニル系共重合体などが挙げられる。エポキシ樹脂は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
PBT樹脂組成物は、耐アルカリ溶液性をさらに向上させる点で、シリコーン系化合物を含有する。本発明者の研究により、PBT樹脂にエポキシ樹脂のみを添加する場合よりも、エポキシ樹脂及びシリコーン系化合物を添加する場合の方が、耐アルカリ溶液性は向上するものの、特にそのようなPBT樹脂組成物を溶融状態で長時間滞留させた場合、粘度の上昇が顕著になり流動性がさらに低下することがわかった。しかし、本実施形態に係るポリブチレンテレフタレート樹脂組成物によれば、エポキシ樹脂及びシリコーン系化合物を含有する場合でも、優れた流動性と耐アルカリ溶液性とを両立可能なPBT樹脂組成物とすることができる。
R3SiO[R2SiO〕nSiR3 ・・・(1)
(式中、Rは置換もしくは非置換の一価炭化水素基または水酸基であり、nは整数である。)で表されるものが挙げられる。上式中、Rはメチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;シクロアルキル基、β−フェニルエチル基などのアラルキル基;3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−アミノプロピル基、3−グリシドキシプロピル基等で例示される置換もしくは非置換の一価炭化水素基である。
リン系化合物としては、有機リン系化合物及び無機リン系化合物から選択された少なくとも1種が挙げられる。有機リン系化合物としては、例えば、有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホネート化合物、有機ホスホナイト化合物等が挙げられる。無機リン系化合物としては、リン酸アルカリ金属塩,リン酸アルカリ土類金属塩等が挙げられる。リン系化合物は、液状又は固体状のいずれであってもよい。
本発明の一実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、必要に応じて、その他の成分を含有することができる。その他の成分としては、例えば、無機充填剤、酸化防止剤、耐候安定剤、分子量調整剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、染料、顔料、潤滑剤、結晶化促進剤、結晶核剤、近赤外線吸収剤、難燃剤、難燃助剤、有機充填剤、着色剤等が挙げられるがこれらに限定されない。
ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、ISO1133に規定されるメルトフローレート試験機にて、260℃で60分間滞留させた後のメルトフローレート(MFR)の、260℃で7分間滞留させた後のMFRに対する比(60分間滞留時のMFR/7分間滞留時のMFR)が0.8以上5以下であることが好ましく、より好ましくは0.9以上4以下であり、特に好ましくは1以上3以下である。60分間滞留時のMFR/7分間滞留時のMFRを0.8以上とすることで、成形時にPBT樹脂組成物がシリンダー内に高温で長時間滞留する場合でも、粘度の上昇が抑えられて成形に適した粘度を維持することができ、5以下とすることで、機械的物性の低下を抑制することができる。
ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物の用途は、特に限定されず、自動車用部品、電気・電子部品等の種々の用途に広く用いることができる。特に、このポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、耐アルカリ溶液性に優れているので、洗剤や融雪剤等のアルカリ性溶液と接触する成形品用として好適に用いることができる。また、薄肉部を有する成形品を製造する場合、通常は金型の薄肉部に樹脂を充填するための流動性を確保するには、成形温度を高くする必要があるが、上述のとおり、耐アルカリ溶液性を付与するためにエポキシ樹脂及びシリコーン系化合物を添加したポリブチレンテレフタレート樹脂組成物では、溶融状態で滞留させた場合、粘度の上昇が顕著になり流動性が低下するというジレンマが生じるのに対し、本実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物では、高温で滞留させた場合でも流動性の低下が抑制されているので成形性に優れている。よって、このポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、少なくとも一部に厚さ1mm以下の薄肉部を有する成形品用として好適に用いることができる。
本実施形態に係る成形品は、上記したポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて成形された成形品である。成形品の成形方法は、特に限定されず、例えば従来公知の射出成形、押出し成形、ブロー成形(各種中空成形品)、真空成形又は圧縮成形等によって形成することができる。成形品は、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を含む部分の少なくとも一部の肉厚が1mm以下であってもよい。また、成形品は、容積が20cm3以下の小型部品として用いられるものでもよい。さらに、リン酸アルカリ金属塩及び/又はリン酸アルカリ土類金属塩を含有する上記PBT樹脂組成物を用いて成形された成形品の場合は、シリコーン接着剤層を介して他部材と積層させる成形品、又は少なくとも一つの面上にシリコーン接着剤層を有する成形品とすることができる。
本実施形態に係る複合体は、リン酸アルカリ金属塩及び/又はリン酸アルカリ土類金属塩を含有する上記PBT樹脂組成物を用いて成形された成形品と、該成形品の少なくとも一つの面上に形成されたシリコーン接着剤層とを有する。シリコーン接着剤層を構成するシリコーン接着剤は、従来公知のものを用いることができる。シリコーン接着剤は、室温又は加熱により硬化する接着剤であり、従来公知のものを使用することができるが、例えば、白金系触媒による付加反応で効果が進行する付加反応型シリコーン接着剤を挙げることができる。
使用した成分の詳細は以下のとおりである。
(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂
PBT樹脂:ウィンテックポリマー株式会社製、末端カルボキシル基量18meq/kg、固有粘度(IV)=0.88dL/g
(B)エポキシ樹脂
Bis−A型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、1004)、(エポキシ当量900g/eq)
(C)シリコーン系化合物
ジメチルポリシロキサン(東レ・ダウコーニング株式会社製、SH−200)
なお、実施例、比較例の各樹脂組成物には、上記に加え、無機充填材としてのガラス繊維(日本電気硝子株式会社製、ECS03T−127)、エラストマーとしてのエチレンエチルアクリレート、及び着色剤としてのカーボンブラックを、それぞれ表1に示す量で添加した。
(D)リン系化合物
化合物1:リン酸二水素ナトリウム(米山化学工業株式会社製)
化合物2:ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(株式会社ADEKA製、アデカスタブPEP36)
(D’)リン系以外の化合物
化合物3:テトラキス[メチレン−3−(ドデシルチオ)プロピオネート]メタン(株式会社ADEKA製、アデカスタブAO−412S)
化合物4:酢酸カリウム(和光純薬工業株式会社製)
化合物5:テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(BASFジャパン株式会社製、イルガノックス1010)
ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量を1とした場合のエポキシ樹脂由来のエポキシ基量は、以下のようにして求めた。
(PBT樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂由来のエポキシ基量)÷(PBT樹脂組成物中におけるPBT樹脂由来のカルボキシル基量)=(PBT樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂の含有量[kg]÷当該エポキシ樹脂のエポキシ当量[kg/meq])÷(PBT樹脂組成物中におけるPBT樹脂の含有量[kg]×PBT樹脂の末端カルボキシル基量[meq/kg])
表1に示す成分を表1に示す組成(質量部)でドライブレンドし、30mmφのスクリューを有する2軸押出機((株)日本製鋼所製)にホッパから供給して260℃で溶融混練し、ペレット状のPBT樹脂組成物を得た。
得られたPBT樹脂組成物について、流動性(MFR)及び成形品の耐アルカリ溶液性を、以下に基づいて評価した。結果を表1に示した。
株式会社タカラ・サーミスタ製MELT INDEXER L202を用いて、荷重2160g、260℃、7分間滞留させた直後のMFR(g/10分)を測定した。
株式会社タカラ・サーミスタ製MELT INDEXER L202を用いて、荷重2160g、260℃、60分間滞留させた直後のMFR(g/10分)を測定した。
上記で得られた数値から、60分間滞留させた直後のMFRの、7分間滞留させた直後のMFRに対する比(60分間滞留時MFR/7分間滞留時MFR)を算出した。
PBT樹脂組成物のペレットを140℃で3時間乾燥させた後、シリンダー温度250℃、金型温度70℃、射出時間20秒、冷却時間10秒で、試験片成形用金型(縦80mm、横80mm、厚み1mmの平板成形用金型で、平板の一主面の略中央部に相当する位置にピンを設置することにより、平板の一辺の側面中央部に設けた幅2mm×厚み1mmのサイドゲートから樹脂を充填する際に、平板の一主面上にウェルドが発生するようにしたもの)を用いて射出成形し、ウェルド付平板成形品を製造した。得られたウェルド付平板成形品を、長手方向の略中央部がウェルドとなるよう、幅10mm、長さ80mmの短冊状に切削して試験片を準備した。この試験片をたわませた状態で治具に固定し、常時1.0%の曲げ歪みがウェルド部に加わるようにした。この状態のまま、治具ごと10%の水酸化ナトリウム溶液中に浸漬し、周辺温度23℃にて静置し、浸漬開始から12時間後及び48時間後の時点で、試験片にクラックが発生するか否かを観察した。評価は、実施例及び比較例のペレットについて3個ずつの試験片を用いて行い、3個の試験片のうちいずれもクラックが発生していなければ「1」、3個の試験片のうち1個でも割れが発生していれば「2」として、耐アルカリ溶液性を評価した。
PBT樹脂組成物のペレットを140℃で3時間乾燥させた後、シリンダー温度250℃、金型温度70℃にて、ISO3167に準拠した1Aタイプの引張試験片を製造した。得られた引張試験片をISO527−1,2に準拠して引張強度を測定した。また、同様に製造した引張試験片を、121℃、100%RHの条件で48時間処理し、処理後の引張強度を測定し、処理前後での強度保持率を求めた。強度保持率が80%以上のものを「1」、80%未満のものを「2」として耐加水分解性を評価した。
PBT樹脂組成物のペレットを140℃で3時間乾燥させた後、シリンダー温度250℃、金型温度70℃にて、ISO3167に準拠した1Aタイプの引張試験片を製造した。引張試験片の中央部を切断し、一方に7mm×7mmの穴を開けたニトフロンテープ(厚み0.18mm)を貼り付け、穴の部分にシリコーン系接着剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、SE1714)を塗布した。塗布後、切断前の成形品同士の組み合わせとなるように、切断した他方の引張試験片を重ね、クリップで固定して120℃で1時間、熱処理を行った。熱処理後、クリップを外して接着剤の硬化状態を確認した。接着剤が硬化して試験片が接合できているものを「1」、硬化阻害により試験片が接合できていなかったものを「2」として接着性を評価した。
Claims (8)
- (A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部、
(B)(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル基量を1とした場合のエポキシ基量が0.5〜1.5となる量のエポキシ樹脂、
(C)シリコーン系化合物0.5〜5質量部、及び
(D)リン系化合物0.05〜0.5質量部を含有し、
(D)リン系化合物が、リン酸アルカリ金属塩及び/又はリン酸アルカリ土類金属塩を含有する、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。 - (D)リン系化合物が、リン酸二水素ナトリウムを含有する、請求項1に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- (C)シリコーン系化合物が、シリコーンオイルを含有する、請求項1又は2に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- 少なくとも一部に厚さ1mm以下の薄肉部を有する成形品用である、請求項1から3のいずれか一項に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- 少なくとも一つの面上にシリコーン接着剤層が形成される成形品用である、請求項1から4のいずれか一項に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて成形された、成形品。
- ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を含む部分の少なくとも一部の肉厚が1mm以下である、請求項6に記載の成形品。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を用いて成形された成形品と、該成形品の少なくとも一つの面上に形成されたシリコーン接着剤層とを有する、複合体。
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