(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
アクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)の(i)成分100質量部に対して、(ii)成分を10〜100質量部、(iii)成分を0.01〜20質量部用いる請求項1〜3のいずれか1項記載の熱可塑性樹脂組成物。
熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、塩化ビニル樹脂、及び塩素化塩化ビニル樹脂から選ばれる請求項1〜6のいずれか1項記載の熱可塑性樹脂組成物。
ファスナー、ファン、車両用歯車、インテークマニホールド、ラジエータタンク、キャニスター、エンジンカバー、ベアリングリテーナー、フェンダーミラーのいずれかに用いられる請求項1〜7のいずれか1項記載の熱可塑性樹脂組成物を成形した成形品。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、シリコーンオイルを混合した場合よりも相溶性を改善し、界面剥離を減少させ、耐摩耗性等のトライボロジー特性を持たせた熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法並びに該組成物を用いた成形品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、下記に示す特定のアクリル変性シリコーンとシリコーンオイルエマルジョンを含有するシリコーン系樹脂を熱可塑性樹脂に一定量配合することにより、従来の強度や耐熱性、外観を維持しつつ、表面活性を持つ熱可塑性樹脂組成物を開発するに至った。
【0010】
即ち、本発明は、下記のシリコーン系樹脂を配合した熱可塑性樹脂組成物、その製造方法、該組成物を用いた成形品を提供する。
〔1〕
熱可塑性樹脂(I)100質量部に対し、
(i)下記一般式(1)で示されるポリオルガノシロキサンと、
下記一般式(2)で示されるシランカップリング剤との共重合体と、
(ii)アクリル酸エステル単量体又はメタクリル酸エステル単量体と、
(iii)これと共重合可能な官能基含有単量体と
の混合物を乳化グラフト重合させて得られるアクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)と、
シリコーンオイル(B)
との上記(A)及び(B)成分を含有するシリコーン系樹脂(II)0.5〜20質量部
を配合してなる熱可塑性樹脂組成物。
【化1】
(式中、Rは同一又は異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基、Xは同一又は異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基又はヒドロキシル基、YはX又は−[O−Si(X)
2]
c−Xで示される同一又は異種の基で
ある。aは0又は1,000以下の正数、bは100〜10,000の正数、cは1〜1,000の正数である。)
R1(4-d-e)R3eSi(OR2)d (2)
(式中、R1は重合性二重結合を有する1価有機基を示す。R2は炭素数1〜4のアルキル基、R3は炭素数1〜4のアルキル基で、dは1〜3、eは0〜2の整数を示し、e+d=1〜3である。)
〔2〕
シリコーン系樹脂(II)の(A)成分100質量部に対して、(B)成分を10〜100質量部用いる〔1〕記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔3〕
シリコーンオイルの基油動粘度が10〜1,000,000mm
2/sであることを特徴とする〔1〕又は〔2〕記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔4〕
アクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)の(i)成分100質量部に対して、(ii)成分を10〜100質量部、(iii)成分を0.01〜20質量部用いる〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔5〕
アクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)の(ii)成分のポリマーのガラス転移温度が、40℃以上である〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔6〕
(iii)成分が、官能基として、カルボキシル基、アミド基、水酸基又はビニル基を有する単量体である〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔7〕
熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、塩化ビニル樹脂、及び塩素化塩化ビニル樹脂から選ばれる〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔8〕
環状オルガノシロキサンを重合して〔1〕記載の一般式(1)で示される(i)ポリオルガノシロキサンを作製後、
これに請求項1記載の一般式(2)で示されるシランカップリング剤を共重合させ、(ii)アクリル酸エステル単量体又はアクリル酸エステル単量体と(iii)これと共重合可能な官能基含有単量体との混合物を乳化グラフト重合してアクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)を作製した後、
エマルジョン形態のシリコーンオイル(B)と混合し、これを乾燥し、粉体化して得られたシリコーン系樹脂(II)に、熱可塑性樹脂(I)を配合する熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
〔9〕
環状オルガノシロキサンの重合時に、更にシランカップリング剤を添加して(i)ポリオルガノシロキサンを作製する〔8〕記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
〔10〕
ファスナー、ファン、車両用歯車、インテークマニホールド、ラジエータタンク、キャニスター、エンジンカバー、ベアリングリテーナー、フェンダーミラーのいずれかに用いられる〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形した成形品。
【発明の効果】
【0011】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、強度等を保ちながら、摺動性を長期に亘って付与することができ、割れ等の劣化が少ない。ファスナー、ファン、車両用歯車、インテークマニホールド、ラジエータタンク、キャニスター、エンジンカバー、ベアリングリテーナー、フェンダーミラー用として有用であり、これまでの技術と比較して混和性、成形性で特に優れている。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明は、熱可塑性樹脂(I)100質量部に対し、(i)下記一般式(1)で示されるポリオルガノシロキサン、(ii)アクリル酸エステル単量体又はメタクリル酸エステル単量体、及び(iii)これと共重合可能な官能基含有単量体との混合物を乳化グラフト重合させて得られるアクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)と、シリコーンオイルエマルジョン(B)とを含有するシリコーン系樹脂(II)0.5〜20質量部を配合してなる熱可塑性樹脂組成物である。
【0013】
(I)成分は、熱可塑性樹脂であり、具体的には、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂等が挙げられる。
【0014】
上記熱可塑性樹脂の中でもポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂への配合が機械的特性、摺動性を飛躍的に向上させるという点から好ましい。
【0015】
(II)成分であるシリコーン系樹脂は、アクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)とシリコーンオイルエマルジョン(B)を含有する。
【0016】
(II)成分であるシリコーン系樹脂は、熱可塑性樹脂(I)100質量部に対し、0.5〜20質量部配合する。特に、2〜10質量部配合することが好ましい。
【0017】
(A)アクリル変性ポリオルガノシロキサンは、(i)下記一般式(1)で示されるポリオルガノシロキサン、(ii)アクリル酸エステル単量体又はメタクリル酸エステル単量体、及び(iii)これと共重合可能な官能基含有単量体との混合物を乳化グラフト重合させて得られるものである。
【0018】
(A)成分であるアクリル変性ポリオルガノシロキサンは、(i)成分100質量部に対して、(ii)成分が10〜100質量部、(iii)成分が0.01〜20質量部を用いて得ることが好ましく、更に(ii)成分は10〜60質量部、(iii)成分は0.01〜10質量部が好ましく、0.01〜5質量部がより好ましい。
【0019】
ここで、(i)ポリオルガノシロキサンは、下記一般式(1)で示される。
【化2】
(式中、Rは同一又は異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基、Xは同一又は異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基又はヒドロキシル基、YはX又は−[O−Si(X)
2]
c−Xで示される同一又は異種の基で、X及びY中の少なくとも2個はヒドロキシル基である。aは0〜1,000の正数、bは100〜10,000の正数、cは1〜1,000の正数である。)
【0020】
ここで、Rは同一又は異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、フェニル、トリル、ナフチル基等が挙げられる。また、置換アルキル基としては、ハロゲン原子、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アミノ基、アルキル,アルコキシもしくは(メタ)アクリロキシ置換アミノ基で置換されたアルキル基が挙げられる。Rとしては、好ましくはメチル基である。
【0021】
Xは同一又は異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜20のアルコキシ基又はヒドロキシル基であり、具体的には、ヒドロキシル基以外に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、フェニル、トリル、ナフチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、デシルオキシ、テトラデシルオキシ基等が挙げられる。また、置換アルキル基としては、上記と同様のものが挙げられる。
【0022】
YはX又は−[O−Si(X)
2]
c−Xで示される同一又は異種の基である。
【0023】
aは1,000より大きくなると得られる皮膜の強度が不十分となるので、0又は1,000以下の正数、好ましくは0又は200以下の正数とされ、bは100未満では皮膜の柔軟性が乏しいものとなり、10,000より大きいとその引き裂き強度が低下するので、100〜10,000の正数、好ましくは1,000〜5,000の正数とされ、cは1〜1,000、好ましくは1〜200の正数とされる。また、架橋性の面から1分子中に少なくとも2個、好ましくは2〜4個のヒドロキシル基を有し、両末端に形成させたものを用いることがよい。
【0024】
(i)成分は、環状オルガノシロキサンを開環重合して得ることができる。原料となる環状オルガノシロキサンとしては、ヘキサメチルシクロトリシロキサン(D3)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6)、1,1−ジエチルヘキサメチルシクロテトラシロキサン、フェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサン、1,1−ジフェニルヘキサメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラシクロヘキシルテトラメチルシクロテトラシロキサン、トリス(3,3,3−トリフロロプロピル)トリメチルシクロトリシロキサン、1,3,5,7−テトラ(3−メタクリロキシプロピル)テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラ(3−アクリロキシプロピル)テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラ(3−カルボキシプロピル)テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラ(3−ビニロキシプロピル)テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラ(p−ビニルフェニル)テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラ[3−(p−ビニルフェニル)プロピル]テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラ(N−アクリロイル−N−メチル−3−アミノプロピル)テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラ(N,N−ビス(ラウロイル)−3−アミノプロピル)テトラメチルシクロテトラシロキサン等が例示される。
【0025】
更に、環状オルガノシロキサンに、下記一般式(2)で示されるシランカップリング剤を共重合しても構わない。シランカップリング剤の共重合により、オルガノシロキサンと(ii)又は(iii)成分の単量体を結合させるのを補佐する効果が得られる。
R
1(4-d-e)R
3eSi(OR
2)
d (2)
(式中、R
1は重合性二重結合を有する1価有機基、特にアクリロキシ基又はメタクリロキシ基置換の炭素数1〜6のアルキル基を示す。R
2は炭素数1〜4のアルキル基、R
3は炭素数1〜4のアルキル基で、dは1〜3、eは0〜2の整数を示し、e+d=1〜3である。)
【0026】
具体的には、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらシランカップリング剤は、環状オルガノシロキサン100質量部に対し0.01〜20質量部使用することが好ましく、0.01〜5質量部の使用が更に好ましい。
【0027】
環状オルガノシロキサンの重合に用いる重合触媒としては、強酸が好ましく、塩酸、硫酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、クエン酸、乳酸、アスコルビン酸が例示される。好ましくは乳化能を持つドデシルベンゼンスルホン酸である。
【0028】
また、環状オルガノシロキサンを重合する際の界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤として、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、N−アシルアミノ酸塩、N−アシルタウリン塩、脂肪族石けん、アルキルりん酸塩等が挙げられるが、中でも水に溶けやすく、ポリエチレンオキサイド鎖を持たないものが好ましい。更に好ましくは、N−アシルアミノ酸塩、N−アシルタウリン塩、脂肪族石けん及びアルキルりん酸塩であり、特に好ましくは、ラウロイルメチルタウリンナトリウム、ミリストイルメチルタウリンナトリウムである。
【0029】
環状オルガノシロキサンの重合温度は50〜75℃が好ましく、重合時間は10時間以上が好ましく、15時間以上が更に好ましい。更に、重合後に5〜30℃で10時間以上熟成させることが特に好ましい。
【0030】
本発明に用いる(ii)アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(以下、アクリル成分ということがある)は、ヒドロキシ基、アミド基、カルボキシル基等の官能基を持たないアクリル酸エステル単量体又はメタクリル酸エステル単量体を指し、炭素数1〜10のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルが好ましく、更にはアクリル成分のポリマーのガラス転移温度(以下、Tgということがある)が40℃以上、好ましくは60℃以上になる単量体が好ましく、かかる単量体としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。なお、Tgの上限は、好ましくは200℃以下、更に好ましくは150℃以下である。
【0031】
ガラス転移温度は、JIS K7121に基づき測定できる。
【0032】
(ii)成分と共重合可能な官能基含有単量体(iii)としては、カルボキシル基、アミド基、水酸基、ビニル基、アリル基等を含む不飽和結合を有する単量体であり、具体的には、メタクリル酸、アクリル酸、アクリルアマイド、メタクリル酸アリル、メタクリル酸ビニル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピルが挙げられ、これらを共重合することで相容性を向上させることが可能となる。好ましくは、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸2−ヒドロエチルである。
【0033】
この場合、(ii)成分の使用量は、(i)成分100質量部に対して10〜100質量部が好ましく、より好ましくは10〜60質量部である。(ii)成分が少なすぎると、粉体化が困難となり、(ii)成分が多すぎると、十分な摺動性が発現しない。
また、(iii)成分の使用量は、(i)成分100質量部に対し0.01〜20質量部が好ましく、より好ましくは0.01〜10質量部、更に好ましくは0.01〜5質量部である。(iii)成分が少なすぎると、得られたシリコーン樹脂と(I)熱可塑性樹脂との相溶性が悪くなり、成型不良が起こる可能性がある。(iii)成分が多すぎると、得られたシリコーン樹脂を(I)熱可塑性樹脂に過剰に添加しなければ、表面摺動性が向上しない可能性がある。
【0034】
本発明の(A)成分は、上記のようにして得られた(i)ポリオルガノシロキサンに、(ii)アクリル成分と(iii)これと共重合可能な官能基含有単量体との混合物を、乳化グラフト重合させる。
【0035】
ここで使用されるラジカル開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過硫酸水素水、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素が挙げられる。必要に応じ、酸性亜硫酸ナトリウム、ロンガリット、L−アスコルビン酸、酒石酸、糖類、アミン類等の還元剤を併用したレドックス系も使用することができる。
【0036】
既にポリオルガノシロキサンエマルジョン中に含まれている界面活性剤で十分にグラフト重合可能だが、安定性向上のためアニオン系界面活性剤として、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、N−アシルアミノ酸塩、N−アシルタウリン塩、脂肪族石けん、アルキルりん酸塩等を添加することができる。また、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシレントリデシルエーテル等のノニオン系乳化剤を添加することもできる。
【0037】
(ii)及び(iii)成分のグラフト重合温度は25〜55℃が好ましく、25〜40℃が更に好ましい。また重合時間は2〜8時間が好ましく、3〜6時間が更に好ましい。
【0038】
更に、グラフトポリマーの分子量、グラフト率を調整するために連鎖移動剤を添加することができる。
【0039】
こうして得られたアクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)は、(ii)及び(iii)成分がランダムにグラフトされているポリマーである。この場合、アクリル変性ポリオルガノシロキサンの固形分は35〜50質量%が好ましい。また、粘度(25℃)は、500mPa・s以下が好ましく、50〜500mPa・sが更に好ましい。粘度は回転粘度計にて測定できる。平均粒子径は、0.1(100nm)〜0.5μm(500nm)が好ましい。
【0040】
(B)シリコーンオイルエマルジョンは、(a)シリコーンオイル、(b)界面活性剤、(c)水を混合し、機械乳化させ、水中に分散させることによって得られる。
【0041】
(a)シリコーンオイルは通常のシリコーンオイルであれば特に限定されず、例えばジメチルシリコーンオイルや、アミノ基、エポキシ基、ポリエーテル基、メルカプト基、フェニル基、長鎖アルキル基、水素基などの有機官能基を有するシリコーンオイルが挙げられる。(B)シリコーンオイルエマルジョン100質量部中、(a)シリコーンオイルは5〜50質量部、好ましくは10〜30質量部用いる。
【0042】
(b)界面活性剤は通常の界面活性剤であれば特に限定されず、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などの中から任意に選択して使用することができる。ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、N−アシルアミノ酸塩、N−アシルタウリン塩、脂肪族石けん、アルキルりん酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが例示される。(B)シリコーンオイルエマルジョン100質量部中、(b)界面活性剤は1〜30質量部、好ましくは5〜20質量部用いる。
【0043】
得られた(B)シリコーンオイルエマルジョンの基油動粘度は25℃において10〜1,000,000mm
2/sが好ましく、より好ましくは10〜100,000mm
2/sである。
【0044】
(II)成分であるシリコーン系樹脂は、アクリル変性ポリオルガノシロキサン(A)とシリコーンオイルエマルジョン(B)をプロペラ式攪拌機やホモジナイザーなどの公知の混合調製方法によって混合することによって得られる。好ましくはホモジナイザーを使用して混合する。
【0045】
(II)シリコーン系樹脂中、(A)成分100質量部に対して、(B)成分を10〜100質量部配合する。好ましくは20〜70質量部である。
【0046】
本発明のシリコーン系樹脂(II)は、下記に挙げる方法で造粒し粉体化するのが好ましい。即ち、スプレードライ乾燥、気流式乾燥等が挙げられるが、生産性を考えるとスプレードライヤーが好ましい。粉体化は熱間乾燥することが好ましく、80〜150℃で処理することが好ましい。得られる粉体粒子の平均粒子径は小さいほど良く、50μm以下が好ましい。更に好ましくは、1〜40μmである。なお、上記エマルジョン及び粉体の粒子径は、レーザー回折型粒子径測定器における累積質量平均値D
50として測定することができる。
【0047】
本発明のシリコーン系樹脂(II)は、熱可塑性樹脂(I)に配合することで、射出成型品やフィルムなど幅広い用途に展開可能だが、日用品等ではファスナーやファン等、車両用としては歯車、インテークマニホールドを筆頭にラジエータタンク、キャニスター、エンジンカバー、ベアリングリテーナー等のエンジン周りやフェンダーミラー等の外装用として使用される。特に摺動性を上げて耐摩耗性を向上させたい歯車やベアリングリテーナーに用いることができる。
【0048】
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物には、性能に影響を与えない範囲で、酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、帯電防止剤、可塑剤、難燃剤、他の樹脂等を添加してもよい。
【0049】
本発明のシリコーン系樹脂含有熱可塑性樹脂は、溶融混練等の方法により作製することができる。溶融混練は、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等で実施される。その条件は特に限定されないが、200〜320℃の温度で混練して所望の形状になるように成形することが好ましい。
【実施例】
【0050】
以下、製造例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において、部及び%はそれぞれ質量部、質量%を示す。
【0051】
[エマルジョン粘度]
25℃のエマルジョンをB型粘度計を用い、6rpm、No.2ローターを用いて測定を行った。
[粒子径測定]
レーザー回折型粒子径測定器を用いて、エマルジョンの粒子径及び粉体の粒子径を測定した。
【0052】
[製造例1]
オクタメチルシクロテトラシロキサン499.6g、3−メタクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン0.4g、ラウリル硫酸ナトリウム5gを純水45gに溶解したもの、及びドデシルベンゼンスルホン酸5gを純水45gに溶解したものを2Lのポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水400gを徐々に加えて希釈し、圧力300kgf/cm
2で高圧ホモジナイザーに2回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた2Lのガラスフラスコに移し、50℃で24時間重合反応を行った後、10℃で24時間熟成してから10%炭酸ナトリウム水溶液12gでpH6.2に中和した。このエマルジョンは105℃で3時間乾燥後の不揮発分が45.4%で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンは非流動性の軟ゲル状のものであった。このようにして(i)成分を約45%含有するエマルジョンを得た。
これを過酸化物とビタミンCにより室温で4時間レドックス反応を行ってメタクリル酸メチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチルと(前者/後者=98/2)の質量比率でグラフト共重合させ、約45%のアクリルシリコーン樹脂エマルジョン(アクリル変性ポリオルガノシロキサン)を得た。該アクリル変性シリコーン樹脂エマルジョンはアクリル単量体がランダムにグラフト重合されていた。この場合、ポリオルガノシロキサン(i)100部に対して、(ii)アクリル酸エステルが22.5部、(iii)これと共重合可能な単量体が2.5部で設計している。なお、(ii)成分であるアクリル成分のTgは104℃となる。エマルジョン粘度(25℃)は100mPa・s、エマルジョン平均粒子径は220nmであった。このエマルジョン75部にシリコーンオイルエマルジョン(信越化学工業社製:KM−9738A,基油粘度10,000mm
2/s)25部、純水13.5部を加え混合し、これを135℃でスプレードライ乾燥することにより、平均粒子径30μmの粉体のシリコーン樹脂(製造例1)を得ることができた。
【0053】
[製造例2]
オクタメチルシクロテトラシロキサン499.6g、3−メタクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン0.4g、ラウリル硫酸ナトリウム5gを純水45gに溶解したもの、及びドデシルベンゼンスルホン酸5gを純水45gに溶解したものを2Lのポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水400gを徐々に加えて希釈し、圧力300kgf/cm
2で高圧ホモジナイザーに2回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた2Lのガラスフラスコに移し、50℃で24時間重合反応を行った後、10℃で24時間熟成してから10%炭酸ナトリウム水溶液12gでpH6.2に中和した。このエマルジョンは105℃で3時間乾燥後の不揮発分が45.4%で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンは非流動性の軟ゲル状のものであった。このようにして(i)成分を約45%含有するエマルジョンを得た。
これを過酸化物とビタミンCにより室温で4時間レドックス反応を行ってメタクリル酸メチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチルと(98/2)の質量比率でグラフト共重合させ、約45%のアクリルシリコーン樹脂エマルジョン(アクリル変性ポリオルガノシロキサン)を得た。該アクリル変性シリコーン樹脂エマルジョンはアクリル単量体がランダムにグラフト重合されていた。この場合、ポリオルガノシロキサン(i)100部に対して、(ii)アクリル酸エステルが22.5部、(iii)これと共重合可能な単量体が2.5部で設計している。なお、(ii)成分であるアクリル成分のTgは104℃となる。エマルジョン粘度(25℃)は100mPa・s、エマルジョン平均粒子径は220nmであった。このエマルジョン75部にシリコーンオイルエマルジョン(信越化学工業社製:KM−9737A,基油粘度1,000mm
2/s)25部、純水13.5部を加え混合し、これを135℃でスプレードライ乾燥することにより平均粒子径30μmの粉体のシリコーン樹脂(製造例2)を得ることができた。
【0054】
[製造例3]
オクタメチルシクロテトラシロキサン499.6g、3−メタクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン0.4g、ラウリル硫酸ナトリウム5gを純水45gに溶解したもの、及びドデシルベンゼンスルホン酸5gを純水45gに溶解したものを2Lのポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水400gを徐々に加えて希釈し、圧力300kgf/cm
2で高圧ホモジナイザーに2回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた2Lのガラスフラスコに移し、50℃で24時間重合反応を行った後、10℃で24時間熟成してから10%炭酸ナトリウム水溶液12gでpH6.2に中和した。このエマルジョンは105℃で3時間乾燥後の不揮発分が45.4%で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンは非流動性の軟ゲル状のものであった。このようにして(i)成分を約45%含有するエマルジョンを得た。
これを過酸化物とビタミンCにより室温で4時間レドックス反応を行ってメタクリル酸メチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチルと(98/2)の質量比率でグラフト共重合させ、約45%のアクリルシリコーン樹脂エマルジョン(アクリル変性ポリオルガノシロキサン)を得た。該アクリル変性シリコーン樹脂エマルジョンはアクリル単量体がランダムにグラフト重合されていた。この場合、ポリオルガノシロキサン(i)100部に対して、(ii)アクリル酸エステルが22.5部、(iii)これと共重合可能な単量体が2.5部で設計している。なお、(ii)成分であるアクリル成分のTgは104℃となる。エマルジョン粘度(25℃)は100mPa・s、エマルジョン平均粒子径は220nmであった。このエマルジョン75部にシリコーンオイルエマルジョン(信越化学工業社製:KM−797,基油粘度100,000mm
2/s)25部、純水13.5部を加え混合し、これをスプレードライ乾燥(135℃)することにより平均粒子径30μmの粉体のシリコーン樹脂(製造例3)を得ることができた。
【0055】
[製造例4]
オクタメチルシクロテトラシロキサン499.6g、3−メタクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン0.4g、ラウリル硫酸ナトリウム5gを純水45gに溶解したもの、及びドデシルベンゼンスルホン酸5gを純水45gに溶解したものを2Lのポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水400gを徐々に加えて希釈し、圧力300kgf/cm
2で高圧ホモジナイザーに2回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた2Lのガラスフラスコに移し、50℃で24時間重合反応を行った後、10℃で24時間熟成してから10%炭酸ナトリウム水溶液12gでpH6.2に中和した。このエマルジョンは105℃で3時間乾燥後の不揮発分が45.4%で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンは非流動性の軟ゲル状のものであった。このようにして(i)成分を約45%含有するエマルジョンを得た。
これを過酸化物とビタミンCにより室温で4時間レドックス反応を行ってメタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸と(89/1/10)の質量比率でグラフト共重合させ、約45%のアクリルシリコーン樹脂エマルジョン(アクリル変性ポリオルガノシロキサン)を得た。該アクリル変性シリコーン樹脂エマルジョンはアクリル単量体がランダムにグラフト重合されていた。この場合、ポリオルガノシロキサン(i)100部に対して、(ii)アクリル酸エステルが22.5部、(iii)これと共重合可能な単量体が2.5部で設計している。なお、(ii)成分であるアクリル成分のTgは102℃となる。エマルジョン粘度(25℃)は150mPa・s、エマルジョン平均粒子径は210nmであった。
このエマルジョン75部にシリコーンオイルエマルジョン(信越化学工業社製:KM−9738A,基油粘度10,000mm
2/s)25部、純水13.5部を加え混合し、これを135℃でスプレードライ乾燥することにより平均粒子径30μmの粉体のシリコーン樹脂(製造例4)を得ることができた。
【0056】
[比較製造例1]
オクタメチルシクロテトラシロキサン499.6g、3−メタクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン0.4g、ラウリル硫酸ナトリウム5gを純水45gに溶解したもの、及びドデシルベンゼンスルホン酸5gを純水45gに溶解したものを2Lのポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーで均一に乳化した後、水400gを徐々に加えて希釈し、圧力300kgf/cm
2で高圧ホモジナイザーに2回通し、均一な白色エマルジョンを得た。このエマルジョンを撹拌装置、温度計、還流冷却器の付いた2Lのガラスフラスコに移し、50℃で24時間重合反応を行った後、10℃で24時間熟成してから10%炭酸ナトリウム水溶液12gでpH6.2に中和した。このエマルジョンは105℃で3時間乾燥後の不揮発分が45.4%で、エマルジョン中のオルガノポリシロキサンは非流動性の軟ゲル状のものであった。このようにして(i)成分を約45%含有するエマルジョンを得た。
これを過酸化物とビタミンCにより室温で4時間レドックス反応を行ってメタクリル酸メチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチルと(98/2)の質量比率でグラフト共重合させ、約45%のアクリルシリコーン樹脂エマルジョン(アクリル変性ポリオルガノシロキサン,比較製造例1)を得た。該アクリル変性シリコーン樹脂エマルジョンはアクリル単量体がランダムにグラフト重合されていた。この場合、ポリオルガノシロキサン(i)100部に対して、(ii)アクリル酸エステルが22.5部、(iii)これと共重合可能な単量体が2.5部で設計している。なお、(ii)成分であるアクリル成分のTgは104℃となる。エマルジョン粘度(25℃)は100mPa・s、エマルジョン平均粒子径は220nmであった。
【0057】
実施例
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はそれにより限定されるものではない。以下の実施例及び比較例において、成形品の作製摺動性、耐熱性の評価又は測定は下記の方法により行った。
【0058】
[実施例1]
Makrolon2805(ポリカーボネート樹脂)100部と製造例1で得られたシリコーン樹脂5部を二軸押出成形機でペレット化した。その後、日精樹脂工業株式会社製の80トン射出成形機を使用して、シリンダー温度280℃、及び金型温度120℃の条件下で、摺動性評価用の成形品(80mm×80mm×3mm)を作製した。
【0059】
得られた成形品を下記に示す方法で評価した。
<成型品外観>
成型品を目視にて観察し、下記のように評価した。
○:表面に色むら、荒れがない(良好)
△:表面に色むら、荒れがやや観察される(やや不良)
×:表面に色むら、荒れがある(不良)
【0060】
<静摩擦係数、動摩擦係数>
新東科学株式会社製の表面性測定機を使用し、5φmm鋼球、荷重200g、引張速度10mm/min、引張距離10mmで測定した。
静摩擦係数、動摩擦係数は、0.1以下が好ましい。
【0061】
<摩耗質量>
試験片は成型品を30mm×30mm×3mmに切断し作成した。
装置は株式会社エー・アンド・デイ製の摩擦摩耗試験機を使用して測定した。
試験方法はJIS K7218−A法に準拠。
相手材はS45Cリング(♯240研磨)で、23℃気中雰囲気下、荷重50N、速度0.5m/s、滑り距離3kmにて試験片の削れ量を測定した。
摩耗質量の好ましい範囲は2.0mg以下である。
【0062】
[実施例2〜7、比較例1〜8]
表1に示す割合で配合し、実施例1同様に評価した。結果を表1に示す。
【0063】
【表1】
【0064】
【表2】
Makrolon2805:Bayer Material Science社製ポリカーボネート樹脂
A1030BRL:ユニチカ社製ポリアミド樹脂
スタイラック321:旭化成ケミカルズ社製ABS樹脂
KF−96H−1万cs:信越化学工業社製ポリジメチルシロキサンシリコーンオイル,25℃での粘度:10,000mm
2/s
【0065】
表1に示したとおり、本発明の樹脂組成物は、耐摩擦性、耐摩耗性に優れる。耐摩耗性の向上は、熱可塑性樹脂との加工性、相溶性アップによる層間界面剥離が低減されたためと推測される。