(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022143428
(43)【公開日】2022-10-03
(54)【発明の名称】樹脂組成物及び成形体
(51)【国際特許分類】
C08L 77/00 20060101AFI20220926BHJP
C08F 265/06 20060101ALI20220926BHJP
C08L 51/04 20060101ALI20220926BHJP
C08L 101/08 20060101ALI20220926BHJP
【FI】
C08L77/00
C08F265/06
C08L51/04
C08L101/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021043926
(22)【出願日】2021-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(72)【発明者】
【氏名】桑原 惇
(72)【発明者】
【氏名】上田 雅博
(72)【発明者】
【氏名】上野 尚文
【テーマコード(参考)】
4J002
4J026
【Fターム(参考)】
4J002AA063
4J002BG072
4J002BG073
4J002BN172
4J002BN222
4J002CL001
4J002CL011
4J002CL021
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4J002CL051
4J002CP172
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4J026AA36
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4J026AA48
4J026BA24
4J026BA30
4J026BB04
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4J026DA04
4J026DA07
4J026DA13
4J026DB04
4J026DB13
4J026EA05
4J026FA03
4J026GA07
(57)【要約】
【課題】
本発明は、耐衝撃性、特に低温下での耐衝撃性に優れ、なおかつ耐熱劣化性にも優れている、ポリアミド樹脂組成物及びその成形体を提供することを目的とする。
【解決手段】
ポリアミド樹脂(A)と、エポキシ基を有する、ゴム含有グラフト重合体(B)と、カルボキシ基及び/又はその誘導体を含む重合体(C)と、を含む、樹脂組成物。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリアミド樹脂(A)と、エポキシ基を有する、ゴム含有グラフト重合体(B)と、カルボキシ基及び/又はその誘導体を含む重合体(C)と、を含む、樹脂組成物。
【請求項2】
前記ポリアミド樹脂(A)100質量部に対する前記ゴム含有グラフト重合体(B)の割合が0.1~30質量部であり、前記重合体(C)の割合が0.1~10質量部である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
前記ゴム含有グラフト重合体(B)が、ゴム成分として、ポリオルガノシロキサン及びポリアルキル(メタ)アクリレートの少なくとも1種を含む、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
前記重合体(C)がジカルボン酸無水物基を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
前記重合体(C)の酸価が、1~2500mgKOH/gである、請求項1~4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
前記重合体(C)の酸価が、20~200mgKOH/gである、請求項1~5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
前記重合体(C)が、炭素原子数が10から80のα-オレフィンを共重合成分に含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリアミド樹脂組成物。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含有する成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂組成物及び成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリアミド樹脂は耐熱変形性や耐薬品性、耐摩耗性等の特性に優れるため、自動車部品や電気電子部品、産業資材等に幅広く使用されている。とりわけ自動車部品としては、インテークマニホールドやラジエータタンク、キャニスター、エンジンカバー等のエンジン周辺部品や、ヒートシンク、コネクター等のバッテリー・モーター周辺部品等としても広く用いられている。
【0003】
近年、自動車の燃費向上のため、車体の軽量化やダウンサイジングが行われている。これにより、樹脂部品に対しても薄肉化が求められるとともに、部品が高密度化することで使用環境温度は高温化する傾向にある。すなわち、単位体積あたりの耐衝撃性が高く、100℃以上の高温条件下で長時間使用した際にも劣化の少ない、耐久材への要求が高まっている。
しかしながら、従来のポリアミド樹脂は、耐衝撃性、特に低温条件での耐衝撃性や、耐熱劣化性が十分でなく、用途展開が制限されている現状にある。
【0004】
ポリアミド樹脂の耐衝撃性を改善する方法として数多くの提案がなされており、例えば特許文献1にはポリアミドに酸変性エチレン/プロピレン共重合体(酸変性EPR)を配合する方法が提案されており、特許文献2では、ポリアミド樹脂にオレフィン-無水マレイン酸共重合体を配合する方法が提案されている。また、特許文献3では、ポリアミド樹脂にポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体を配合する方法が提案されている。
【0005】
また、ポリアミド樹脂の耐熱劣化性を改善する方法としても数多くの提案がなされており、例えば、特許文献4には銅化合物及び酸化鉄を配合する技術が提案されており、特許文献5では、ポリアミド樹脂にアルカリ金属化合物とエチレン-無水マレイン酸共重合体を配合する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開昭59-131649号公報
【特許文献2】特表2014-503003号公報
【特許文献3】特開平5-98115号公報
【特許文献4】特表2008-527129号公報
【特許文献5】特開2016-153459号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1~5に記載の技術においては、耐衝撃性、特に低温下での耐衝撃性や、耐熱劣化性が不十分であった。
【0008】
そこで本発明においては、上述した従来技術の問題点に鑑み、耐衝撃性、特に低温下での耐衝撃性に優れ、なおかつ耐熱劣化性にも優れている、ポリアミド樹脂組成物及びその成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
即ち、本発明は以下を要旨とする。
[1]ポリアミド樹脂(A)と、エポキシ基を有する、ゴム含有グラフト重合体(B)と、カルボキシ基及び/又はその誘導体を含む重合体(C)と、を含む、樹脂組成物。
[2]前記ポリアミド樹脂(A)100質量部に対する前記ゴム含有グラフト重合体(B)の割合が0.1~30質量部であり、前記重合体(C)の割合が0.1~10質量部である、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]前記ゴム含有グラフト重合体(B)が、ゴム成分として、ポリオルガノシロキサン及びポリアルキル(メタ)アクリレートの少なくとも1種を含む、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]前記重合体(C)がジカルボン酸無水物基を含む、[1]~[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]前記重合体(C)の酸価が、1~2500mgKOH/gである、[1]~[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6]前記重合体(C)の酸価が、20~200mgKOH/gである、[1]~[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7]前記重合体(C)が、炭素原子数が10から80のα-オレフィンを共重合成分に含む、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド樹脂組成物。
[8][1]~[7]のいずれかに記載の樹脂組成物を含有する成形体。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、耐衝撃性、特に低温での耐衝撃性に優れ、なおかつ耐熱劣化性にも優れているポリアミド樹脂組成物及びその成形体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について詳しく説明するが、本発明はこれらの説明に限定されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。なお、本発明において、ビニル単量体は、重合性二重結合を有する化合物を意味し、(メタ)アクリルは、アクリルまたはメタクリルを意味し、(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを意味する。また、本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【0012】
本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)と、エポキシ基を含む、ゴム含有グラフト重合体(B)と、カルボキシル基及び/又はその誘導体を含む重合体(C)と、を含有する。
【0013】
[ポリアミド樹脂(A)]
本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)を含有する。ここで、ポリアミド樹脂とは、主鎖中にアミド結合(-NHCO-)を有する重合体である。 ポリアミド樹脂(A)としては、特に限定されないが、例えば、ジアミン及びジカルボン酸の縮合重合で得られるポリアミド樹脂、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド樹脂、アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド樹脂、及びこれらのポリアミド樹脂を構成する2種類以上の単量体の共重合で得られる共重合物が挙げられ、これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
併用する場合には、これらのポリアミド樹脂をブレンドして用いる方法や、これらの複数のポリアミドの原料を共重合して得られるポリアミド樹脂を用いる方法等が挙げられる。
【0014】
以下、ポリアミド樹脂の原料について説明する。
【0015】
<ジアミン>
前記ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、芳香族ジアミン等が挙げられる。
【0016】
前記脂肪族ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリデカメチレンジアミン等の炭素数2~20の直鎖飽和脂肪族ジアミン;例えば、2-メチルペンタメチレンジアミン(2-メチル-1,5-ジアミノペンタンとも記される。)、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、2-メチルオクタメチレンジアミン、2,4-ジメチルオクタメチレンジアミン等の炭素数3~20の分岐状飽和脂肪族ジアミン;等が挙げられる。当該分岐状飽和脂肪族ジアミンとしては、例えば、主鎖から分岐した置換基を持つジアミンが挙げられる。
【0017】
前記脂環族ジアミン(脂環式ジアミンとも記される。)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,4-シクロヘキサンジアミン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,3-シクロペンタンジアミン等が挙げられる。
【0018】
前記芳香族ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、メタフェニレンジアミン、オルトフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン等が挙げられる。
【0019】
<ジカルボン酸>
前記ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
【0020】
前記脂肪族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、2,2-ジメチルコハク酸、2,3-ジメチルグルタル酸、2,2-ジエチルコハク酸、2,3-ジエチルグルタル酸、グルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2-メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸、ジグリコール酸等の、炭素数3~20の直鎖又は分岐状飽和脂肪族ジカルボン酸等が挙げられる。
【0021】
前記脂環族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸等の脂環族カルボン酸が挙げられる。
脂環族カルボン酸の脂環構造の炭素数は、特に限定されないが、得られるポリアミド樹脂の吸水性と結晶化度のバランスの観点から、好ましくは3~10であり、より好ましくは5~10である。
【0022】
前記脂環族ジカルボン酸は、無置換でもよいし、置換基を有していてもよい。
置換基としては、以下に限定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等の炭素数1~4のアルキル基等が挙げられる。
【0023】
前記芳香族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、無置換又は置換基で置換された炭素数8~20の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
置換基としては、以下に限定されるものではないが、例えば、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~20のアリールアルキル基、クロロ基及びブロモ基等のハロゲン基、炭素数3~10のアルキルシリル基、スルホン酸基、及びそのナトリウム塩等のその塩である基等が挙げられる。
前記芳香族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。
【0024】
前記ジカルボン酸中には、本実施形態の目的を損なわない範囲で、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸をさらに含んでもよい。
上述したジアミン及びジカルボン酸は、それぞれ1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0025】
<ラクタム>
前記ラクタムとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ブチロラクタム、ピバロラクタム、ε-カプロラクタム、カプリロラクタム、エナントラクタム、ウンデカノラクタム、及びラウロラクタム(ドデカノラクタム)等が挙げられる。
これらの中でも、靭性の観点から、ε-カプロラクタム、ラウロラクタム等が好ましく、ε-カプロラクタムがより好ましい。
【0026】
<アミノカルボン酸>
前記アミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、上述したラクタムが開環した化合物(ω-アミノカルボン酸、α,ω-アミノカルボン酸等)等が挙げられる。
前記アミノカルボン酸としては、ポリアミド樹脂の結晶化度を高める観点から、ω位がアミノ基で置換された、炭素数4~14の直鎖又は分岐状の飽和脂肪族カルボン酸であることが好ましい。以下に限定されるものではないが、例えば、6-アミノカプロン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸等が挙げられる。前記アミノカルボン酸としては、パラアミノメチル安息香酸等も挙げられる。
【0027】
上述したポリアミド樹脂(A)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリアミド4(ポリα-ピロリドン)、ポリアミド6(ポリカプロアミド)、ポリアミド11(ポリウンデカンアミド)、ポリアミド12(ポリドデカンアミド)、ポリアミド46(ポリテトラメチレンアジパミド)、ポリアミド56(ポリペンタメチレンアジパミド)、ポリアミド66(ポリヘキサメチレンアジパミド)、ポリアミド610(ポリヘキサメチレンセバカミド)、ポリアミド612(ポリヘキサメチレンドデカミド)、ポリアミド116(ポリウンデカメチレンアジパミド)、ポリアミドTMHT(トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド6T(ポリヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド2Me-5T(ポリ2-メチルペンタメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド9T(ポリノナメチレンテレフタルアミド)、2Me-8T(ポリ2-メチルオクタメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド6I(ポリヘキサメチレンイソフタルアミド)、ポリアミド6C(ポリヘキサメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド2Me-5C(ポリ2-メチルペンタメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド9C(ポリノナメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、2Me-8C(ポリ2-メチルオクタメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミドPBCM12(ポリビス(4-アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド)、ポリアミドジメチルPBCM12(ポリビス(3-メチル-アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド、ポリアミドMXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)、ポリアミド10T(ポリデカメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド11T(ポリウンデカメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド12T(ポリドデカメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド10C(ポリデカメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド11C(ポリウンデカメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド12C(ポリドデカメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)等のポリアミド樹脂が挙げられる。
なお、前記「Me」は、メチル基を示す。
【0028】
また、前記の各種モノマーを重合させ、ポリアミド樹脂(A)を製造する際には、分子量調節のために末端封止剤をさらに添加することができる。この末端封止剤としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。
【0029】
末端封止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、モノカルボン酸、モノアミン、酸無水物、モノイソシアネート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類等が挙げられる。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0030】
末端封止剤として使用できるモノカルボン酸としては、アミノ基との反応性を有するものであればよく、以下に限定されるものではないが、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソブチル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シクロヘキサンカルボン酸等の脂環族モノカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、α-ナフタレンカルボン酸、β-ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、及びフェニル酢酸等の芳香族モノカルボン酸;等が挙げられる。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0031】
末端封止剤として使用できるモノアミンとしては、カルボキシル基との反応性を有するものであればよく、以下に限定されるものではないが、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミ等の脂肪族モノアミン;シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等の脂環族モノアミン;アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等の芳香族モノアミン;等が挙げられる。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0032】
末端封止剤として使用できる酸無水物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水安息香酸、無水酢酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
これらは、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0033】
末端封止剤として使用できるモノイソシアネートとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、フェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等が挙げられる。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0034】
末端封止剤として使用できるモノ酸ハロゲン化物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、安息香酸、ジフェニルメタンカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボン酸、ジフェニルスルホキシドカルボン酸、ジフェニルスルフィドカルボン酸、ジフェニルエーテルカルボン酸、ベンゾフェノンカルボン酸、ビフェニルカルボン酸、α-ナフタレンカルボン酸、β-ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸等のモノカルボン酸等のハロゲン置換モノカルボン酸が挙げられる。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0035】
末端封止剤として使用できるモノエステルとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノベヘネート、グリセリンモノモンタネート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールモノベヘネート、ペンタエリスリトールモノモンタネート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノベヘネート、ソルビタンモノモンタネート、ソルビタンジモンタネート、ソルビタントリモンタネート、ソルビトールモノパルミテート、ソルビトールモノステアレート、ソルビトールモノベヘネート、ソルビトールトリベヘネート、ソルビトールモノモンタネート、ソルビトールジモンタネート等が挙げられる。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0036】
末端封止剤として使用できるモノアルコールとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデカノール、エイコサノール、ドコサノール、トリコサノール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、ヘプタコサノール、オクタコサノール、トリアコンタノール(以上、直鎖状、分岐状)、オレイルアルコール、ベヘニルアルコール、フェノール、クレゾール(o-、m-、p-体)、ビフェノール(o-、m-、p-体)、1-ナフトール、2-ナフトール等が挙げられる。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0037】
本発明で用いるポリアミド樹脂(A)の末端基としては、特に限定されないが、一般にアミノ基またはカルボキシ基が挙げられる。ポリアミド樹脂(A)におけるアミノ末端基量とカルボキシ末端基量のモル比率(アミノ末端基モル量/カルボキシ末端基モル量)は、特に限定されないが、0.05~1.5であることが好ましく、0.1~1.0がより好ましく、0.15~0.7がさらに好ましい。末端基量のモル比率が0.05以上であると、溶融混練時にポリアミド樹脂(A)と、後述のエポキシ基を含むゴム含有グラフト重合体(B)及びカルボキシ基および/またはその誘導体を含む重合体(C)との反応が良好となり、耐衝撃性が良好になる傾向がある。また、末端基量のモル比率が1.5以下であると、樹脂組成物から得られる成形体の、耐熱劣化性がより優れる傾向にある。
【0038】
ポリアミドのアミノ末端基モル量は、特に限定されないが、10~100μmol/gが好ましく、15~80μmol/gがより好ましく、30~80μmol/gがさらに好ましい。アミノ末端基量が上記範囲内であることにより、樹脂組成物の耐衝撃性がより優れる傾向にある。
【0039】
ここで、本明細書におけるアミノ末端基量およびカルボキシル末端基量の測定方法の例としては、1H-NMR法や滴定法が挙げられる。1H-NMR法おいては、各末端基に対応した特性シグナルの積分値によって求めることができる。滴定法においては、アミノ末端基については、ポリアミド樹脂のフェノール溶液を0.1N塩酸で滴定する方法、カルボキシル末端基については、ポリアミド樹脂のベンジルアルコール溶液を0.1N水酸化ナトリウムで滴定する方法等が挙げられる。
【0040】
ポリアミドの末端基の濃度の調整方法としては、特に限定されないが、例えば前述の末端封止剤を用いる方法が挙げられる。
【0041】
[エポキシ基を有する、ゴム含有グラフト重合体(B)]
本実施形態に係る樹脂組成物は、エポキシ基を有する、ゴム含有グラフト重合体(B)(以下、単に、グラフト重合体(B)と称す場合がある)を含む。
グラフト重合体(B)は、重合体(β)に、少なくともエポキシ基を有するビニル単量体を含むビニル単量体成分(b)がグラフト重合されたものであり、重合体(β)と、エポキシ基を有するビニル単量体を含むビニル単量体成分(b)が重合された重合体(以下、「グラフト成分」とも記す。)を含む。
【0042】
重合体(β)は、ゴム成分であり、すなわち、ガラス転移温度(以下、Tgと称す場合がある)が0℃以下の重合体を含む。なお、重合体(β)中のTgが0℃以下の重合体の割合は1質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、30%以上であることがさらに好ましく、50%質量以上であることが殊更好ましく、70%質量%以上であることが特に好ましく、一方、上限は100質量%である。
【0043】
また、成形体の耐熱劣化性の観点から、重合体(β)は、ポリオルガノシロキサン(β-1)(以下、「ゴム(β-1)」とも記す。)およびポリ(メタ)アクリレート(β-2)(以下、「ゴム(β-2)」とも記す。)のうち、少なくとも1種を含むことが好ましい。特に、衝撃強度向上効果に優れることから、ゴム(β-1)およびゴム(β-2)の両方を含むことが好ましい。
【0044】
なお、本発明において重合体等のガラス転移温度は、例えば、示差走査熱量測定(DSC)や動的粘弾性測定(DMS)、熱機械分析(TMA)等の熱分析によるものが挙げられるが、なかでも、後述の実施例に記載の重合体のTgの測定方法によれば、簡便にTgを測定することができる。なお、得られるゴム成分のTgは、FOXの式により事前に予測することができるために、これを基にゴム成分の組成を考慮すればよい。
【0045】
グラフト重合体(B)の数平均粒子径は、特に限定されないが、10~1000nmが好ましく、20~700nmがより好ましく、30~500nmがさらに好ましく、50~300nmが特に好ましく、70~250nmが最も好ましい。数平均粒子径が10nm以上であれば、成形体の耐衝撃性が優れる。数平均粒子径が1000nm以下であれば、成形体の外観平滑性に優れる。
【0046】
グラフト重合体(B)の数平均粒子径の測定方法は特に限定されないが、例えば動的光散乱やレーザー回折、遠心沈降、透過型電子顕微鏡による観察などの方法が挙げられる。
中でも、後述の実施例に記載の方法により、簡便に粒子径分布データを得ることができる。
【0047】
グラフト重合体(B)の数平均粒子径は、例えば、グラフト重合体(B)を乳化重合により製造する場合、乳化剤の量により調整できる。
【0048】
グラフト重合体(B)の質量平均粒子径は、特に限定されないが、10~1500nmが好ましく、20~1000nmがより好ましく、30~800nmがさらに好ましく、50~500nmが特に好ましく、70~350nmが最も好ましい。質量平均粒子径が10nm以上であれば、成形体の耐衝撃性が優れる。質量平均粒子径が1500nm以下であれば、成形体の外観平滑性に優れる。
【0049】
グラフト重合体(B)の質量平均粒子径と数平均分子量の比率(質量平均粒子径÷数平均分子量)は、特に限定されないが、1.00~5.00が好ましく、1.00~3.00がより好ましく、1.00~2.50がさらに好ましく、1.00~1.60が特に好ましく、1.00~1.40が最も好ましい。質量平均粒子径と数平均分子量の比率が1.00~5.00であれば、成形体の耐衝撃性が優れる。
【0050】
(ポリオルガノシロキサン(β-1))
ポリオルガノシロキサン(β-1)は、オルガノシロキサン(b1-1)単位を含む重合体である。
ポリオルガノシロキサン(β-1)は、オルガノシロキサンを含むオルガノシロキサン混合物を重合することにより得ることができる。オルガノシロキサン混合物は、必要に応じて使用される成分をさらに含んでいてもよい。
必要に応じて使用される成分としては、シロキサン系架橋剤(b1-2)(以下、「架橋剤(b1-2)」とも記す。)、シロキサン系交叉剤(b1-3)(以下、「交叉剤(b1-3)」とも記す。)、および末端封鎖基を有するシロキサンオリゴマーからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
【0051】
オルガノシロキサン(b1-1)としては、鎖状オルガノシロキサン、アルコキシシラン化合物、環状オルガノシロキサン等が挙げられ、いずれも用いることができる。その中でも、アルコキシシラン化合物、環状オルガノシロキサンが好ましく、特に、重合安定性が高く、重合速度が大きいことから、環状オルガノシロキサンが好ましい。
【0052】
アルコキシシラン化合物としては、2官能性アルコキシシラン化合物が好ましく、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジプロポキシジメチルシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン等が挙げられる。これらは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0053】
環状オルガノシロキサンとしては、3~7員環のものが好ましく、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサン、テトラメチルテトラフェニルシクロテトラシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。これらは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、粒子径分布を制御しやすいことから、オクタメチルシクロテトラシロキサンが好ましい。
【0054】
オルガノシロキサン(b1-1)としては、成形体の耐衝撃性をより高くできるグラフト重合体(B)を得る点から、環状ジメチルシロキサンおよび2官能性ジアルキルシラン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
【0055】
環状ジメチルシロキサンとは、ケイ素原子にメチル基を2つ有する環状シロキサンであり、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン等が挙げられる。これらは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0056】
2官能性ジアルキルシラン化合物とは、ケイ素原子にアルコキシ基とアルキル基をそれぞれ2つ有するシラン化合物であり、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジプロポキシジメチルシラン等が挙げられる。これらは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0057】
架橋剤(b1-2)としては、シロキシ基を有するものが好ましい。架橋剤(b1-2)としては、例えば、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン、テトラブトキシシラン等の3官能性又は4官能性のシラン系架橋剤が挙げられる。中でも、4官能性の架橋剤が好ましく、テトラエトキシシランがより好ましい。
【0058】
架橋剤(b1-2)の含有率は、オルガノシロキサン混合物100質量%中、0~10質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましい。架橋剤(b1-2)の含有率が10質量%以下であれば、成形体の耐衝撃性をより良好にできるグラフト重合体(B)を得ることができる。
【0059】
交叉剤(b1-3)は、シロキシ基(-Si-O-)を有すると共にビニル単量体と重合可能な官能基を有するものである。
交叉剤(b1-3)を用いることで、ビニル単量体成分(b)を効果的にグラフト重合でき、グラフト重合体(B)を添加した成形体の外観平滑性をより良好にできる。
また、ポリオルガノシロキサン(β-1)とポリ(メタ)アクリレート(β-2)とを組み合わせて用いる際に交叉剤(b1-3)を用いることで、ポリオルガノシロキサン(β-1)とポリ(メタ)アクリレート(β-2)との結合を強固にでき、成形体の耐衝撃性をより良好にできるグラフト重合体(B)を得ることができる。
【0060】
交叉剤(b1-3)としては、例えば、下記式(I)で表されるシロキサンが挙げられる。
R-Si(R1)n(OR2)(3-n) (I)
式(I)中、R1は、メチル基、エチル基、プロピル基、又はフェニル基を示す。R2は、炭化水素基等の有機基を示し、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、又はフェニル基が好ましい。nは、0、1または2を示す。Rは、下記式(I-1)~(I-4)のいずれかで表される官能基を示す。
CH2=C(R3)-COO-(CH2)p- (I-1)
CH2=C(R4)-C6H4- (I-2)
CH2=CH- (I-3)
HS-(CH2)p- (I-4)
これらの式中、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を示し、pは1~6の整数を示す。
【0061】
式(I-1)で表される官能基としては、例えば、メタクリロイルオキシアルキル基が挙げられる。この基を有するシロキサンとしては、例えば以下のものが挙げられる。β-メタクリロイルオキシエチルジメトキシメチルシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルメトキシジメチルシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルエトキシジエチルシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルジエトキシメチルシラン、δ-メタクリロイルオキシブチルジエトキシメチルシラン等。
【0062】
式(I-2)で表される官能基としては、例えば、ビニルフェニル基が挙げられる。この基を有するシロキサンとしては、例えば、ビニルフェニルエチルジメトキシシランが挙げられる。
【0063】
式(I-3)で表される官能基を有するシロキサンとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが挙げられる。
【0064】
式(I-4)で表される官能基としては、メルカプトアルキル基が挙げられる。この基を有するシロキサンとして、例えば以下のものが挙げられる。γ-メルカプトプロピルジメトキメチルシラン、γ-メルカプトプロピルメトキシジメチルシラン、γ-メルカプトプロピルジエトキシメチルシラン、γ-メルカプトプロピルエトキシジメチルシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等。
【0065】
これら交叉剤(b1-3)は1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。交叉剤(b1-3)としては、他のビニル単量体成分との反応性に優れ、衝撃強度向上効果に優れるグラフト重合体(B)を得られることから、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。
【0066】
交叉剤(b1-3)の含有率は、オルガノシロキサン混合物100質量%中、0.05~20質量%が好ましく、0.1~10質量%がより好ましく、0.5~5質量%がさらに好ましい。シロキサン系グラフト交叉剤(b1-3)の含有率を0.05~20質量%とすることで、衝撃強度向上効果に優れるグラフト重合体(B)を得ることができる。
【0067】
ポリオルガノシロキサン(β-1)の数平均粒子径は特に限定されないが、1~900nmが好ましく、10~600nmがより好ましく、30~200nmが特に好ましい。ポリオルガノシロキサン(β-1)の数平均粒子径が1~900nmの範囲内であれば、グラフト重合体(B)の数平均粒子径を10~1000nmの範囲内に調整しやすい。
【0068】
ポリオルガノシロキサン(β-1)の数平均粒子径(Dn)の測定方法は、前記したグラフト重合体(B)の数平均粒子径の測定方法と同様の手法を用いることができる。
【0069】
(ポリ(メタ)アクリレート重合体(β-2))
ポリ(メタ)アクリレート(β-2)は、(メタ)アクリレート成分を含むビニル単量体(b2)が重合された重合体であり、ビニル単量体に基づく単位を有する。
【0070】
ポリ(メタ)アクリレート(β-2)を構成するビニル単量体成分(b2)は、1種以上のビニル単量体からなり、(メタ)アクリレート単量体(以下、「単量体(b2-1)」とも記す。)を含む。
ビニル単量体成分(b2)は、単量体(b2-1)以外に、単量体(b2-1)と共重合し得る単官能単量体(以下、「単量体(b2-2)」とも記す。)および単量体(b2-1)と共重合し得る多官能単量体(以下、「単量体(b2-3)」とも記す。)からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
各種単量体の組成比は、得られる重合体のTgが0℃以下となるように各種選択すればよい。
【0071】
単量体(b2-1)としては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート等のアルキルアクリレート;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、i-ブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート等のアルキルメタクリレートが挙げられる。
中でも、成形体の耐衝撃性がより良好になることから、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレートおよびn-オクチルアクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種以上の単量体を含むことが好ましく、n-ブチルアクリレートを含むことがより好ましい。
これら単量体(b2-1)は1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0072】
単量体(b2-2)としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体、(メタ)アクリル基変性シリコーン等の各種ビニル単量体が挙げられる。これら単量体(b2-2)は1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0073】
単量体(b2-3)としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、1,4-ブチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ジビニルベンゼン、多官能(メタ)アクリル基変性シリコーン、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。
中でも、成形体の耐衝撃性がより良好になることから、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレートおよびトリアリルイソシアヌレートからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、アリルメタクリレートがより好ましい。
これら単量体(b2-3)は1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0074】
重合体(β)が、ポリオルガノシロキサン(β-1)とポリ(メタ)アクリレート重合体(β-2)の両方を含む場合、その製造方法は特に限定されず、ポリオルガノシロキサン(β-1)またはポリ(メタ)アクリレート重合体(β-2)のいずれかが存在するラテックス中で、もう一方の重合体を構成する単量体成分を重合してもよいし、それぞれ個別に重合して得られたポリオルガノシロキサン(β-1)とポリ(メタ)アクリレート重合体(β-2)の各重合体ラテックスを混合してもよいが、成形体の衝撃強度がより優れることから、ポリオルガノシロキサン(β-1)を含むラテックスの存在下で、ポリ(メタ)アクリレート重合体(β-2)を構成するビニル単量体成分(b2)を重合する方法が好ましい。
【0075】
ポリオルガノシロキサン(β-1)を含むラテックスの存在下でビニル単量体成分(b2)を重合する方法は特に限定されず、(i)ポリオルガノシロキサン(β-1)を含むラテックスにビニル単量体成分(b2)を滴下し重合する方法、(ii)ポリオルガノシロキサン(β-1)を含むラテックスに、ビニル単量体成分(b2)の一部を、重合が開始しない条件下で投入し、ポリオルガノシロキサン(β-1)の粒子に含浸させた後、重合を開始させ、その後、ビニル単量体成分(b2)の残部を滴下または一括投入し重合する方法、(iii)ポリオルガノシロキサン(β-1)を含むラテックスに、ビニル単量体成分(b2)の全量を、重合が開始しない条件下で投入し、ポリオルガノシロキサン(β-1)の粒子に含浸させた後、重合する方法が挙げられる。
【0076】
重合体(A)の製造方法としては、上記の中でも、成形体の衝撃強度がより優れることから、ポリオルガノシロキサン(β-1)を含むラテックスに、ビニル単量体成分(b2)の全量を、重合が開始しない条件下で投入し、ポリオルガノシロキサン(β-1)の粒子に含浸させた後、重合する方法が好ましい。
【0077】
単量体(b2-1)の割合は、成形体の耐衝撃性の観点から、ビニル単量体成分(b2)100質量%に対し、60~100質量%が好ましく、70~99.9質量%がより好ましく、80~99.9質量%がさらに好ましく、90~99.9質量%が特に好ましい。
【0078】
単量体(b2-2)の割合は、成形体の耐衝撃性の観点から、ビニル単量体成分(b2)100質量%に対し、0~40質量%が好ましく、0~30質量%がより好ましく、0~20質量%がさらに好ましく、0~10質量%が特に好ましい。
【0079】
単量体(b2-3)の割合は、ビニル単量体成分(b2)100質量%に対し、0.1~4質量%が好ましい。
単量体(b2-3)の割合は、成形体の耐衝撃性をより高める観点からは、ビニル単量体成分(b2)100質量%に対し、0.1~2質量%がより好ましく、0.1~1質量%がさらに好ましい。
単量体(b2-3)の割合は、成形体の着色外観をより高める観点からは、ビニル単量体成分(b2)100質量%に対し、0.5~4質量%がより好ましく、1~4質量%がさらに好ましい。
単量体(b2-3)の割合は、成形時の溶融流動性の観点と、成形体の着色外観および耐衝撃性のバランスを取る観点からは、ビニル単量体成分(b2)100質量%に対し、0.3~3質量%がより好ましく、0.5~2.5質量%がさらに好ましい。
【0080】
グラフト重合体(B)100質量%中の、重合体(β)の含有率は、特段の制限はなく、10~95質量%であることが好ましく、20~95質量%であることがより好ましく、30~93質量%の範囲であることがさらに好ましく、50~90質量%の範囲であることが最も好ましい。
【0081】
重合体(β)の含有率を10質量%以上とすることで、グラフト重合体(B)を添加した際の衝撃強度向上効果がより良好となり、95質量%以下とすることで、グラフト重合体(B)の成形体中での分散性がより良好となり、得られる成形体の外観が良好となる。
【0082】
重合体(β)100質量%中のポリオルガノシロキサン(β-1)の含有量は、0~100質量%であり、1~90質量%であることがより好ましく、1~80質量%の範囲であることがさらに好ましく、2~50質量%の範囲であることが特に好ましく、3~30質量%の範囲であることが最も好ましい。
【0083】
グラフト重合体(B)がポリオルガノシロキサン(β-1)を含むことで、グラフト重合体(B)を添加した際の低温衝撃強度向上効果が良好となる。
【0084】
重合体(β)100質量%中のポリ(メタ)アクリレート重合体(β-2)の含有量は、0~100質量%であり、10~99質量%であることがより好ましく、20~99質量%の範囲であることがさらに好ましく、50~98質量%の範囲であることが特に好ましく、70~97質量%の範囲であることが最も好ましい。
【0085】
グラフト重合体(B)がポリオルガノシロキサン(β-2)を含むことで、グラフト重合体(B)を添加した際の衝撃強度向上効果と顔料着色性のバランスが良好となる。
【0086】
(ビニル単量体(b))
ビニル単量体成分(b)は、エポキシ基を有するビニル単量体(b-1)を含む。
【0087】
エポキシ基を有するビニル単量体(b-1)としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのグリシジルエーテル、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートのグリシジルエーテル、グリシジルイタコネートが挙げられる。
これらの中ではグリシジルメタクリレートが好ましい。
【0088】
さらに、ビニル単量体(b)は、エポキシ基を有するビニル単量体(b-1)と共重合可能な他のビニル単量体(b-2)を含んでもよい。
【0089】
ビニル単量体(b-2)としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ基を有さない(メタ)アクリレート単量体、エポキシ基を有さない芳香族ビニル単量体、エポキシ基を有さないシアン化ビニル単量体等の各種ビニル系単量体が挙げられる。
【0090】
エポキシ基を有さない(メタ)アクリレート単量体としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、i-ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリレート;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート等のアルキルアクリレート等が挙げられる。
【0091】
エポキシ基を有さない芳香族ビニル単量体としては、スチレン、アルキル置換スチレン(p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、o-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,5-ジメチルスチレン、3,4-ジメチルスチレン、3,5-ジメチルスチレン、p-エチルスチレン、m-エチルスチレン、o-エチルスチレン等)、アルキル置換イソプロペニルベンゼン(イソプロペニルベンゼン(α-メチルスチレン)、イソプロペニルトルエン、イソプロペニルエチルベンゼン、イソプロペニルプロピルベンゼン、イソプロペニルブチルベンゼン、イソプロペニルペンチルベンゼン、イソプロペニルヘキシルベンゼン、イソプロペニルオクチルベンゼン等)、1,1-ジフェニルエチレン等が挙げられる。中でも、カレットの発生を抑制できることから、スチレンおよびα-メチルスチレンが好ましい。
【0092】
エポキシ基を有さないシアン化ビニル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられる。
これらは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0093】
ビニル単量体成分(b)100質量%中、エポキシ基を有するビニル単量体(b-1)の含有率は、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがさらに好ましく、一方、80質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましく、30質量%以下であることが特に好ましく、20質量%以下であることが最も好ましい。エポキシ基を有するビニル単量体(b-1)の含有率を1質量%以上とすることで、ポリアミド樹脂に添加した際に、ポリアミド樹脂(A)および後述のカルボキシ基およびその誘導体を含む重合体(C)と反応することで、ポリアミド樹脂(A)との界面強度が向上し、衝撃強度向上効果に優れる。さらに、該含有率が80質量%以下であれば、ビニル単量体(b-2)又は(b-3)の存在によりポリアミド樹脂(A)の末端を封止しやすくなり、耐熱劣化性の向上効果に優れる。
【0094】
ビニル単量体成分(b)を構成するビニル単量体は、グラフト成分(ビニル単量体成分(b)が重合された重合体)のガラス転移温度が70℃以上となるように選択されることが好ましい。グラフト成分のTgは、80℃以上がより好ましく、90~105℃がさらに好ましい。グラフト成分のTgが70℃以上であれば、ビニル単量体成分(b)をグラフト重合した後に粉体回収工程を行って得られるグラフト重合体(B)の粉体の特性(粉体の流動性や粒子径)が良好となる。
【0095】
また、グラフト成分のTgは、FOXの式により事前に予測することができる。このとき、ビニル単量体成分(b)を構成する各モノマー単位を重合して得られる各ホモポリマーのTg値は、例えば、「POLYMER HANDBOOK」(Wiley Interscience社/1999年)に記載の値を用いることができる。また、記載のない単量体成分のTg値は、BicerAnoの方法「Prediction of Polymer Properties」(MARCEL DEKKER社/2002年)を用いて算出することができる。
【0096】
(グラフト重合体(B)の製造方法)
グラフト重合体(B)は、重合体(β)にビニル単量体成分(b)をグラフト重合することにより製造できる。
【0097】
グラフト重合体(B)の製造方法としては、重合体(β)のラテックスにビニル単量体成分(b)を添加し、ラテックス中でビニル単量体成分(b)をグラフト重合する方法が好ましい。この時、ビニル単量体成分(b)が複数の単量体成分を含む場合は、各成分を均一に混合してから添加してもよいし、各成分を個別に添加してもよいし、各成分の混合比率を変えた複数溶液を順に添加してもよい。
【0098】
重合体(β)のラテックスは、ポリオルガノシロキサン(β-1)を含むラテックスの存在下で、ポリ(メタ)アクリレート(β-2)を構成するビニル単量体成分(b2)を重合することにより製造することが好ましい。
【0099】
ビニル単量体成分(b)は、ポリオルガノシロキサン(β-1)に含まれる交叉剤(b1-3)および/またはポリ(メタ)アクリレート(β-2)に含まれる多官能単量体(b2-3)由来の不飽和成分(ビニル成分)と化学結合することで、重合体(β)とのグラフト重合物を形成できる。
【0100】
このグラフト化の効率を向上させるため、ビニル単量体成分(b)の添加前に、例えばエチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、1,4-ブチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ジビニルベンゼン、多官能(メタ)アクリル基変性シリコーン、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等、トリアリルトリメリテート等の多官能単量体をあらかじめ重合することができる。
【0101】
ビニル単量体成分(b)を重合する際には、THF可溶分分子量の調整等を目的に連鎖移動剤を使用してもよい。
連鎖移動剤としては、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-テトラデシルメルカプタン、n-ヘキシルメルカプタン、n-ブチルメルカプタン等のメルカプタン類;四塩化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化合物;α-メチルスチレンダイマー等が挙げられる。これらの連鎖移動剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0102】
連鎖移動剤の使用量は、ビニル単量体成分(b)100質量%に対し、0~2.0質量%が好ましい。連鎖移動剤の使用量を2.0質量%以下とすることで、得られる成形体の耐衝撃性がより優れる。
【0103】
ビニル単量体成分(b)をグラフト重合した後、得られたグラフト重合体(B)のラテックスから、グラフト重合体(B)を粉体として回収してもよい。
グラフト重合体(B)を粉体として回収する場合には、噴霧乾燥法等の直接乾燥法または凝固法を用いることができる。凝固法では、凝析後の洗浄工程にて、重合時に使用した乳化剤およびその凝析塩、開始剤等、得られる粉体中に含まれる重合助剤残存物を低減できる。一方で、直接乾燥法では、重合時に添加した助剤類を概ね得られる粉体中に残存させることができる。これらの粉体回収法は、グラフト重合体(B)を熱可塑性樹脂に添加した際に、好ましい残存状態とするために適宜選択することができる。
【0104】
噴霧乾燥法は、グラフト重合体(B)のラテックスを乾燥機中に微小液滴状に噴霧し、これに乾燥用の加熱ガスを当てて乾燥する方法である。微小液滴を発生する方法としては、例えば、回転円盤型式、圧力ノズル式、二流体ノズル式、加圧二流体ノズル式が挙げられる。乾燥機の容量は、実験室で使用するような小規模な容量から、工業的に使用するような大規模な容量のいずれであってもよい。乾燥用の加熱ガスの温度は200℃以下が好ましく、120~180℃がより好ましい。別々に製造された2種以上のグラフト共重合体のラテックスを、一緒に噴霧乾燥することもできる。更には、噴霧乾燥時のブロッキング、嵩比重等の粉末特性を向上させるために、グラフト重合体(B)のラテックスに、シリカ等の任意成分を添加して噴霧乾燥することもできる。
【0105】
凝固法は、グラフト重合体(B)のラテックスを凝析して、グラフト重合体(B)を分離し、回収し、乾燥する方法である。先ず、凝固剤を溶解した熱水中にグラフト重合体(B)のラテックスを投入し、塩析し、凝固することによりグラフト重合体(B)を分離する。次いで、分離した湿潤状のグラフト重合体(B)に対し、脱水等を行って、水分量が低下したグラフト重合体(B)を回収する。回収されたグラフト重合体(B)は圧搾脱水機や熱風乾燥機を用いて乾燥される。
【0106】
凝固剤としては、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硝酸ナトリウム、酢酸カルシウム等の無機塩や、硫酸等の酸等が挙げられ、酢酸カルシウムが特に好ましい。これらの凝固剤は1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0107】
圧搾脱水機や押出機から排出されたグラフト重合体(B)を回収せず、直接、樹脂組成物を製造する押出機や成形機に送り、熱可塑性樹脂と混合して成形体を得ることも可能である。
【0108】
[カルボキシ基またはその誘導体を含む重合体(C)]
本実施形態に係る樹脂組成物は、カルボキシ基及び/又はその誘導体含む重合体(C)を含む。カルボキシ基の誘導体としては、ハロゲン化アシル基、ジカルボン酸無水物基、エステル基、アミド基、ニトリル基等が挙げられる。
【0109】
中でも、重合体(C)は、保管時の品質安定性に優れ、ポリアミド樹脂(A)およびグラフト重合体(B)との反応性に優れることで、樹脂組成物の耐熱劣化性向上効果に優れ、さらに耐衝撃性にも優れることから、カルボキシ基及び/又はジカルボン酸無水物基を含むことが好ましく、ジカルボン酸無水物基を含むことが特に好ましい。
【0110】
該カルボキシ基またはその誘導体は、重合体(C)の主鎖、側鎖のいずれにあってもよい。
重合体(C)を製造する際に、カルボキシ基またはその誘導体を含む単量体(c-1)とその他共重合可能な単量体(c-2)を用い、これらを共重合することで主鎖にカルボキシ基またはその誘導体を含む重合体(C)を得ることができる。また、基材となる重合体(γ)をあらかじめ準備し、有機過酸化物や熱分解法等によってラジカルを発生させ、カルボキシ基またはその誘導体を含む単量体(c-1)を重合体(γ)に対して反応させることで、側鎖にカルボキシ基またはその誘導体を含む重合体(C)を得ることができる。
【0111】
中でも、前記ポリアミド樹脂(A)およびグラフト重合体(B)との反応性に優れ、樹脂組成物の耐熱劣化性向上効果に優れ、さらに耐衝撃性にも優れることから、重合体(C)の主鎖にカルボキシ基またはその誘導体を含むことが好ましい。
【0112】
カルボキシ基またはその誘導体を含む単量体(c-1)としては、特に限定されないが、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、メチルマレイン酸、フマル酸、メチルフマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、グルタコン酸、ノルボルナン-5-エン-2,3-ジカルボン酸等のカルボキシ基含有単量体や、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物等の酸無水物基含有単量体が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、二種以上を併用しても良い。
【0113】
中でも、酸無水物基含有単量体としては、前記ポリアミド樹脂(A)およびグラフト重合体(B)との反応性に優れることで、樹脂組成物の耐熱劣化性向上効果に優れ、さらに耐衝撃性にも優れることから、単量体(c-1)は、炭素数4以上の酸無水物基含有単量体であることが好ましく、一方、炭素数15以下の酸無水物基含有単量体であることが好ましく、炭素数10以下の酸無水物基含有単量体であることがさらに好ましく、無水マレイン酸が好ましい。
【0114】
共重合可能な単量体(c-2)としては、特に限定されないが、エチレン、プロピレン、1-ブテン、2-メチル-1-ブテン、ペンテン、ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン等の脂肪族オレフィン単量体;シクロヘキセン、ビニルシクロヘキサン、ノルボルネン等の脂環式オレフィン単量体;ブタジエン、イソプレン、ヘキサジエン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、ジビニルベンゼン等のジエン単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、i-ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリレート単量体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート等のアルキルアクリレート単量体;スチレン、アルキル置換スチレンやアルキル置換イソプロペニルベンゼン等の芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体等が挙げられる。
これらは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0115】
中でも、前記ポリアミド樹脂(A)との相容性に優れ、重合体(C)としたときの耐熱分解性にも優れることから、単量体(c-2)は、脂肪族オレフィン単量体を含むことが好ましく、α-オレフィン単量体を含むことがさらに好ましい。なかでも、α-オレフィンの炭素原子数は、10以上であることが好ましく、16以上であることがより好ましく、24以上であることがさらに好ましく、一方、80以下であることが好ましく、72以下であることがより好ましく、64以下であることがさらに好ましい。
【0116】
炭素原子数が10以上80以下のα-オレフィン単量体を含むことで、重合体(C)とポリアミド樹脂(A)との反応性がさらに高まり、樹脂組成物の溶融粘度を制御しやすくなる。
【0117】
基材となる重合体(γ)を構成する成分としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、2-メチル-1-ブテン、ペンテン、ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン等の脂肪族オレフィン;シクロヘキセン、ビニルシクロヘキサン、ノルボルネン等の脂環式オレフィン;ブタジエン、イソプレン、ヘキサジエン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、ジビニルベンゼン等のジエン類;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、i-ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリレート;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート等のアルキルアクリレート;スチレン、アルキル置換スチレンやアルキル置換イソプロペニルベンゼン等の芳香族ビニル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル等が挙げられる。
これらは1種の単独重合体でもよく、2種以上の共重合体でもよい。さらに、得られた重合体に対して水素化等の後処理を行ってもよい。
【0118】
中でも、前記ポリアミド樹脂(A)との相容性に優れ、重合体(C)としたときの耐熱分解性にも優れることから、重合体(γ)は脂肪族オレフィン単量体を含む単量体群に由来する重合体を含むことが好ましく、エチレンまたはプロピレンを含む単量体群に由来する重合体を含むことがさらに好ましい。
【0119】
重合体(C)の融点としては、取扱いの観点で40℃以上170℃以下が好ましい。40℃以上であれば樹脂組成物の耐熱変形性を損ないづらく、また、170℃以下であれば、溶融混練過程で速やかに融解してポリアミド樹脂(A)と良好に混合することができる。取扱いの観点で、50℃以上130℃以下が好ましく、60℃以上90℃以下が更に好ましい。
【0120】
重合体(C)の酸価は、用いるカルボキシ基またはその誘導体を含む単量体(c-1)の比率により調整でき、特に制限されないが、1mgKOH/g以上であることが好ましく、10mgKOH/g以上であることがさらに好ましく、15mgKOH/g以上であることが特に好ましく、20mgKOH/g以上であることが最も好ましく、一方、2500mgKOH/g以下であることが好ましく、1000mgKOH/g以下であることがさらに好ましく、500mgKOH/g以下であることが特に好ましく、200mgKOH/g以下であることが最も好ましく。酸価を、1mgKOH/g以上に調整することで、ポリアミド樹脂(A)との反応性が良好となり、重合体(C)を添加した際の溶融粘度調整効果が得られやすくなる。また、2500mgKOH/g以下に調整することで、重合体(C)の添加による溶融粘度上昇効果を穏和にすることができ、計量誤差等の制御不能なわずかな添加量変化による成形流動性への影響を抑制することができ、取扱性に優れる。
【0121】
重合体(C)の酸価は、中和滴定法または電位差滴定法によって求めることができるが、特に中和的適法によることが好ましい。中和滴定法では、重合体(C)をクロロホルムに溶解し、指示薬としてフェノールフタレインを加え、水酸化カリウムエタノール溶液で滴定して酸価を求めることができる。
【0122】
重合体(C)の分子量としては、特に制限はないが、質量平均分子量は0.1万~20万であることが好ましく、0.1万~15万であることがより好ましく、0.3万~10万であることがさらに好ましく、1万~5万であることが最も好ましい。
質量平均分子量を0.1万以上とすることで、重合体(C)の耐熱分解性が向上し、成形時のガス発生を抑制できる。また、質量平均分子量を20万以下とすることで、重合体(C)の成形体中での分散性が向上し、成形体の外観平滑性に優れる。
【0123】
質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて算出することができる。具体的には、化合物が溶解する溶媒、例えばヘキサフルオロイソプロパノールを移動相として、分子量既知のポリメチルメタクリレート(PMMA)またはポリスチレンを標準物質として用い、カラムは溶媒に合わせ、例えば、ヘキサフルオロイソプロパノールを使用した場合には、島津ジーエルシー(株)製の「Shodex GPC HFIP-806M」および/または「Shodex GPC HFIP-LG」を用いて、検出器として示差屈折率計を用いて質量平均分子量を測定することができる。
【0124】
重合体(C)の形態としては特に制限はないが、混練時の取り扱いが容易な点で、ゴム状、ロウ状、粘土状等固形で取り扱えるものが好ましく、これらを細かく砕いたパウダー状ならば更に好ましい。
【0125】
[樹脂組成物]
本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)と、グラフト重合体(B)と、重合体(C)と、を含む。
【0126】
グラフト重合体(B)は、溶融混練中にポリアミド樹脂(A)および重合体(C)と反応することで、耐衝撃性および耐熱劣化性を改良することができ、かつグラフト重合体(B)の含有量率にて、その程度を任意に制御できる。
また、重合体(C)は、溶融混練中にポリアミド樹脂(A)およびグラフト重合体(B)と反応することで、耐熱劣化性および耐衝撃性を改良することができ、かつ重合体(C)の含有率にて、その程度を任意に制御できる。
【0127】
ポリアミド樹脂(A)100質量部に対するグラフト重合体(B)の割合は、特段の制限はないが、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることが特に好ましく、一方、30質量部以下であることが好ましく、25質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることが特に好ましい。
グラフト重合体(B)の含有率を0.1質量部以上とすることで、樹脂組成物の耐衝撃性をより向上できる。また、グラフト重合体(B)の含有率を30質量部以下とすることで、樹脂組成物の剛性の低下を抑制できる。
【0128】
ポリアミド樹脂(A)100質量部に対する重合体(C)の割合は、特段の制限はないが、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがさらに好ましく、0.3質量部以上であることが特に好ましく、一方、10質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることが特に好ましい。
重合体(C)の含有率を0.1質量部以上とすることで、樹脂組成物の耐熱劣化性をより向上できる。また、重合体(C)の含有率を10質量部以下とすることで、樹脂組成物の溶融流動性の低下を抑制できる。
【0129】
樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で他の添加剤を加えても良い。そのような添加剤の例としては、充てん剤、熱安定剤、酸化防止剤、色素、顔料等を挙げることができる。
【0130】
充てん剤としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、セラミック繊維等の繊維状の充てん剤、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等のウィスカー類の充てん剤、タルク、マイカ、クレイ、ゼオライト、ガラスフレーク、ガラスビーズ、シリカ、モンモリロナイト、ワラストナイト等の非繊維状の充てん剤が用いられる。これらの中では特にガラス繊維が好ましい。
【0131】
また、これらの充てん剤は、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、有機シラン系化合物等のカップリング剤で予め処理したものを用いても良い。
【0132】
これらの充てん剤は単独利用または複数併用いずれも可能で、用途により適宜選択される。
【0133】
充てん剤の配合量に特に制限はないが、一般には樹脂組成物100質量部に対して5質量部以上50質量部以下が好ましい。5質量部以上であれば剛性の向上が認められやすく、50質量部以下であれば、著しい増粘による成形性低下を免れやすい。剛性と成形性の両立の観点から、10質量部以上35質量部以下がより好ましく、15質量部30質量部以下がさらに好ましい。
【0134】
熱安定剤としては、長期耐熱分解性の観点から銅化合物が好ましい。銅化合物の具体的な例としては、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、硫酸銅、硝酸銅、リン酸銅、酢酸銅、ステアリン酸銅等が挙げられる。長期耐熱分解性の効果の観点で、これらの銅化合物の1価のものが好ましい。
【0135】
酸化防止剤としては、ヒンダートフェノール系化合物、リン系化合物等、慣用的なものが用いられる。溶融混練時の揮発や分解を抑えるために、融点が高いものが好ましい。
【0136】
色素または顔料としては、無機系顔料であれば、例えば酸化鉄、群青、酸化チタン、カーボンブラック等が挙げられる。有機系顔料であれば、例えばフタロシアニン系やアンスラキノン系の青色顔料、ペリレン系やキナクリドン系の赤色顔料、イソインドリノン系の黄色顔料等が挙げられる。また、特殊顔料として蛍光顔料、金属粉顔料、パール顔料等が挙げられる。染料であれば、ニグロシン系、ペリノン系、アンスラキノン系の染料が挙げられる。これらの色素および顔料は、要求される色に応じた様々なグレードが市販されており、それらを使用することができる。これらは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。これら着色剤の配合量に特に制限はないが、外観が優れることから、樹脂組成物100質量部に対し、0.01~3質量部が好ましく、0.05~2質量部がより好ましく、0.1~2質量部がさらに好ましい。
【0137】
添加剤以外にも、難燃剤(燐系、ブロム系、シリコーン系、有機金属塩系等)やドリップ防止剤(例えば、フッ素化ポリオレフィン、シリコーンおよびアラミド繊維)、滑剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム等の長鎖脂肪酸金属塩等)、離型剤(例えば、ペンタエリスリトールテトラステアレート等)、成核剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、アミン系光安定剤、可塑剤等を含んでもよい。
【0138】
(樹脂組成物の製造方法)
樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)とグラフト重合体(B)および重合体(C)と、必要により添加剤とを混合することにより製造できる。
各材料の混合方法としては、公知のブレンド方法が挙げられ、特に限定されない。例えばタンブラー、V型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、単軸押出機、二軸押出機等で混合、混練する方法が挙げられる。
本発明の樹脂組成物の製造方法の一例として、ポリアミド樹脂(A)、グラフト重合体(B)および重合体(C)と、必要により添加剤とを二軸押出機を用いて混合し、ストランド状に押出し、回転式カッター等でペレット状にカットする方法が挙げられる。この方法により、ペレット状の樹脂組成物を得ることができる。
【0139】
〔成形体〕
本実施形態に係る樹脂組成物を成形することで成形体を製造することができる。
成形体は、本実施形態に係る樹脂組成物を含む。
樹脂組成物の成形方法としては、特に制限はないが、具体例として、押出成形、射出成形、ブロー成形、プレス成形、インサート成形、サクションブロー成形、三次元ブロー成形、多色成形等が挙げられる。本発明の樹脂組成物は、溶融粘度のコントロールが容易なため、押出成形、ブロー成形、サクションブロー成形、三次元ブロー成形に特に好適に用いることができる。
【0140】
成形体は、自動車分野、OA機器分野、家電、電気・電子分野、生活・化粧品分野、医用品分野等の種々の材料として、工業的に広く利用することができる。より具体的には、インテークマニホールド、ラジエータタンク、トランスミッションマウント、燃料チューブ、エアブレーキ用チューブ、ダクト、排ガス用チューブ等の自動車部品や、ギア、ハブ、ブッシュ、コネクター等の電気・電子部品、ベアリングリテーナー、ファン、インペラー等の機械部品、食品包装用フィルム、釣糸、スポーツシューズソール等の生活用品、医療用パック、医療用カテーテル・パイプ等の医用品等として使用することができる。
【実施例0141】
以下、製造例および実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。製造例1~4は、グラフト重合体(B)の製造例である。なお、「部」は「質量部」を意味し、「%」は「質量%」を意味する。
【0142】
[固形分の測定]
質量w1の重合体ラテックスを180℃の熱風乾燥機で30分間乾燥し、乾燥後の残渣の質量w2を測定し、下記式(オ)により固形分[%]を算出する。
固形分[%]=w2/w1×100 ・・・(オ)
【0143】
[グラフト重合体(B)の粒子径測定方法]
測定する重合体ラテックスを、脱イオン水で固形分濃度約3%に希釈したものを試料とし、前述した米国MATEC社製CHDF2000型粒度分布計を用いて、下記条件を用いて、数平均粒子径Dnおよび質量平均粒子径Dwを測定した。
カートリッジ:専用の粒子分離用キャピラリー式カートリッジ(商品名;C-202)、
キャリア液:専用キャリア液(商品名;2XGR500)、
キャリア液の液性:中性、
キャリア液の流速:1.4mL/分、
キャリア液の圧力:4,000psi(2,600kPA)、
測定温度:35℃、
試料使用量:0.1mL。
【0144】
[重合体のTg測定方法]
重合体のTgは、動的粘弾性装置(DMS)(セイコーインスツルメント社製、DMS6100)を用いて、下記の方法に従って評価した。
グラフト重合体(B)を160℃、5MPaで10分間圧縮成形し、2mm厚とした試験片を曲げモード、1Hzの周波数で-150℃~180℃の温度範囲で測定する。得られたtanδのピーク温度をTgとする。
【0145】
[重合体(C)の酸価測定方法]
250ml三角フラスコに、重合体(C)約0.2g採取し、質量を測定した。次いで20mlのクロロホルムに溶解し、指示薬としてフェノールフタレインを用いて、0.1N(規定)の水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、酸価[mgKOH/g]を算出した。
【0146】
[重合体(C)の融点測定方法]
重合体(C)の融点は、示差走査熱量計(DSC)(セイコーインスツルメント社製、DSC6200)を用いて、下記の方法に従って評価した。
重合体(C)約10mgを、アルミニウム製のサンプル容器に入れ、昇温速度10℃/分で200℃まで昇温して5分間保持した後、10℃/分で0℃まで降温した。続いて、再度昇温速度10℃/分で昇温させて、5分間保持し、10℃/分で降温を行い、この時に観察された結晶融解ピークの最大点を、重合体(C)の融点とした。
【0147】
[原料]
実施例および比較例で用いた原料を以下に示す。
(1)ポリアミド樹脂(A)
PA6(ナイロン6):宇部興産(株)製、製品名:UBEナイロン1022B
PA66(ナイロン66):東洋紡(株)製、製品名:グラマイドT-662
PA66+GF(ガラス繊維含有ナイロン66):東洋紡(株)製、製品名:グラマイドT-663G30(ガラス繊維30%含有)
(2)重合体(C)
30M:三菱ケミカル(株)製、製品名:ダイヤカルナ30M(炭素原子数が28から58の複数種のα-オレフィンを共重合成分に含むα-オレフィンと無水マレイン酸の共重合体、酸価:90mgKOH/g、融点72℃)
CE2:クラリアントケミカルズ社製、製品名:リコルブCE2(炭素原子数が28から58の複数種のα-オレフィンを共重合成分に含むα-オレフィンと無水マレイン酸の共重合体、酸価:81mgKOH/g、融点74℃)
1105A:三井化学(株)製、製品名:ハイワックス1105A(無水マレイン酸変性ポリエチレン、酸価:60mgKOH/g、融点104℃)
2203A:三井化学(株)製、製品名:ハイワックス2203A(無水マレイン酸変性ポリエチレン、酸価:30mgKOH/g、融点107℃)
U1001:三洋化成工業(株)製、製品名:ユーメックス1001(無水マレイン酸変性ポリプロピレン、酸価:26mgKOH/g、融点142℃)
H12:クラリアントケミカルズ社製、製品名:リコルブH12(カルボキシ基含有酸化ポリエチレン、酸価:17mgKOH/g、融点104℃)
VPN233:エメリーオレオケミカルズ社製、製品名:ロキシオールVPN233(ポリエチレン、酸価:0mgKOH/g、融点110℃)
【0148】
<製造例1-1>(ポリオルガノシロキサン(β-1-1)の製造)
環状オルガノシロキサン混合物(信越シリコーン(株)製、製品名:DMC、3~6員環の環状オルガノシロキサンの混合物)98部および3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-502)2部を混合してオルガノシロキサン混合物100部を得た。脱イオン水350部中にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBSNa)0.7部を溶解した水溶液を、前記混合物中に添加し、ホモミキサーにて10,000rpmで5分間攪拌した後、ホモジナイザーに20MPaの圧力で2回通し、安定な予備混合エマルションを得た。
次いで、冷却コンデンサーを備えた容量5リットルのセパラブルフラスコ内に、脱イオン水40部中にドデシルベンゼンスルホン酸(DBSH)10部を溶解した水溶液を入れた後、該水溶液を温度80℃に加熱し、次いで、上記エマルションを240分間にわたり連続的に投入し重合反応させた後、25℃に冷却し、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応液をpH7.5に中和して、ポリオルガノシロキサンラテックス(β-1-1)を得た。
ポリオルガノシロキサンラテックス(β-1-1)の固形分は18%であった。また、このラテックスのキャピラリー粒度分布計による数平均粒子径(Dn)は46nm、質量平均粒子径(Dw)は75nmであり、Dw/Dnは1.63であった。
【0149】
<製造例1-2>(ポリオルガノシロキサン(β-1-2)の製造)
環状オルガノシロキサン混合物(信越シリコーン(株)製、製品名:DMC、3~6員環の環状オルガノシロキサンの混合物)96部、テトラエトキシシラン(TEOS)2.0部および3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-502)2.0部を混合してオルガノシロキサン混合物100部を得た。脱イオン水250部中にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBSNa)1.0部を溶解した水溶液を、前記混合物中に添加し、ホモミキサーにて10,000rpmで5分間攪拌した後、ホモジナイザーに20MPaの圧力で2回通し、安定な予備混合エマルションを得た。
【0150】
次いで、冷却コンデンサーを備えた容量5リットルのセパラブルフラスコ内に、前記混合エマルションを入れた後、該水溶液を温度80℃に加熱し、次いで硫酸0.20部と蒸
留水49.8部との混合物を3分間にわたり連続的に投入した。温度80℃に加熱した状態を7時間維持して重合反応させた後、25℃に冷却し、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応液をpH7.0に中和して、ポリオルガノシロキサンラテックス(β-1-2)を得た。
ポリオルガノシロキサンラテックス(β-1-2)の固形分は28質量%であった。また、このラテックスのキャピラリー粒度分布計による数平均粒子径(Dn)は380nm、質量平均粒子径(Dw)は407nmであり、Dw/Dnは1.07であった。
【0151】
<製造例2-1>(ゴム含有グラフト重合体(B-1)の製造)
製造例1-1において得たポリオルガノシロキサンラテックス(β-1-1)60部(ポリマー換算で10部)を容量5リットルのセパラブルフラスコ内に採取し、脱イオン水160部を添加し混合した。次いでこのセパラブルフラスコ内に、n-ブチルアクリレート(nBA)69.9部、アリルメタクリレート(AMA)0.1部、t-ブチルハイドロパーオキサイド0.15部を添加し、窒素気流を通じることによりフラスコ内雰囲気の窒素置換を行い、液温を50℃まで昇温させ1時間撹拌した。
【0152】
続いて、硫酸第一鉄・七水和物0.0005部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩・二水和物0.0015部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.2部を溶解した脱イオン水5部を投入し、ラジカル重合を開始した。その後、1時間保持して重合を完結させ、複合ゴムラテックスを得た。
【0153】
このラテックスの液温を50℃で維持しながら、メチルメタクリレート(MMA)16.1部、n-ブチルアクリレート(nBA)0.9部、グリシジルメタクリレート(GMA)3.0部、およびt-ブチルハイドロパーオキサイド(t-BH)0.05部の混合液を0.5部/分の速度でこのラテックス中に滴下し、グラフト重合反応を行った。滴下終了後、温度50℃で、1時間保持したのち、25度に冷却し、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B-1)のラテックスを得た。
【0154】
ラテックスの固形分は32質量%であり、重合率は99.9%以上であった。
キャピラリー粒度分布計による数平均粒子径(Dn)は102nm、質量平均粒子径(Dw)は107nmであり、Dw/Dnは1.05であった。
【0155】
次いで、酢酸カルシウムの濃度が0.8質量%の水溶液630部を50℃に加熱して、攪拌しながら、この水溶液中に得られたグラフト共重合体ラテックスを徐々に滴下し凝固させた。得られたグラフト共重合体をろ過、洗浄、脱水した後、乾燥させてエポキシ基を含有するグラフト共重合体(B-1)の粉体を得た。
【0156】
グラフト共重合体(B-1)は、ポリオルガノシロキサン由来のTgを-118℃に、ポリ(メタ)アクリレート重合体由来のTgを-27℃に、ビニル単量体成分(b)からなるグラフト重合体由来のTgを111℃に有した。
【0157】
<製造例2-2>(ゴム含有グラフト重合体(B-2)の製造)
用いるポリオルガノシロキサンラテックスを、製造例1-2において得たポリオルガノシロキサンラテックス(β-1-2)に変更した以外は、前記製造例2-1(ゴム含有グラフト重合体(B-1)の製造)と同様にして、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B-2)のラテックスを得た。
【0158】
ラテックスの固形分は32質量%であり、重合率は99.9%以上であった。
キャピラリー粒度分布計による数平均粒子径(Dn)は306nm、質量平均粒子径(Dw)は521nmであり、Dw/Dnは1.70であった。
【0159】
次いで、酢酸カルシウムの濃度が0.8質量%の水溶液630部を60℃に加熱して、攪拌しながら、この水溶液中に得られたグラフト共重合体ラテックスを徐々に滴下し凝固させた。得られたグラフト共重合体をろ過、洗浄、脱水した後、乾燥させてエポキシ基を含有するグラフト共重合体(B-2)の粉体を得た。
【0160】
グラフト共重合体(B-2)は、ポリオルガノシロキサン由来のTgを-118℃に、ポリ(メタ)アクリレート重合体由来のTgを-27℃に、ビニル単量体成分(b)からなるグラフト重合体由来のTgを112℃に有した。
【0161】
<製造例2-3>(ゴム含有グラフト重合体(B-3)の製造)
グラフト重合に用いるビニル単量体成分(b)を、表1に記載の比率とした以外は、前記製造例2-1(ゴム含有グラフト重合体(B-1)の製造)と同様にして、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B-3)のラテックスを得た。
【0162】
ラテックスの固形分は32質量%であり、重合率は99.9%以上であった。
キャピラリー粒度分布計による数平均粒子径(Dn)は103nm、質量平均粒子径(Dw)は107nmであり、Dw/Dnは1.04であった。
【0163】
次いで、酢酸カルシウムの濃度が0.8質量%の水溶液630部を50℃に加熱して、攪拌しながら、この水溶液中に得られたグラフト共重合体ラテックスを徐々に滴下し凝固させた。得られたグラフト共重合体をろ過、洗浄、脱水した後、乾燥させてエポキシ基を含有するグラフト共重合体(B-3)の粉体を得た。
【0164】
グラフト共重合体(B-3)は、ポリオルガノシロキサン由来のTgを-115℃に、ポリ(メタ)アクリレート重合体由来のTgを-26℃に、ビニル単量体成分(b)からなるグラフト重合体由来のTgを114℃に有した。
【0165】
<製造例2-4>(ゴム含有グラフト重合体(B-4)の製造)
グラフト重合に用いるビニル単量体成分(b)を、表1に記載の比率とした以外は、前記製造例2-1(ゴム含有グラフト重合体(B-1)の製造)と同様にして、ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体(B-4)のラテックスを得た。
【0166】
ラテックスの固形分は32質量%であり、重合率は99.9%以上であった。
キャピラリー粒度分布計による数平均粒子径(Dn)は101nm、質量平均粒子径(Dw)は107nmであり、Dw/Dnは1.06であった。
【0167】
次いで、酢酸カルシウムの濃度が0.8質量%の水溶液630部を55℃に加熱して、攪拌しながら、この水溶液中に得られたグラフト共重合体ラテックスを徐々に滴下し凝固させた。得られたグラフト共重合体をろ過、洗浄、脱水した後、乾燥させてグラフト共重合体(B-4)の粉体を得た。グラフト共重合体(B-4)は、エポキシ基を含有しない。
【0168】
グラフト共重合体(B-4)は、ポリオルガノシロキサン由来のTgを-118℃に、ポリ(メタ)アクリレート重合体由来のTgを-27℃に、ビニル単量体成分(b)からなるグラフト重合体由来のTgを116℃に有した。
【0169】
【0170】
<実施例1~12、比較例1~11>
ポリアミド樹脂PA6 100質量部に対して、ゴム含有グラフト重合体(B)および重合体(C)を表2および表3に示した配合量添加し、混合物を得た。この混合物を、バレル温度250℃に加熱した脱揮式二軸押出機(池貝社製、PCM-30(商品名))に供給して混練し、各樹脂組成物のペレットを作製した。
【0171】
得られた各樹脂組成物ペレットを80℃で10時間乾燥させたのち、下記の条件で射出成形し、評価用の試験片を作製した。
射出成型機 :住友重機械工業(株)製、SE100DU(製品名)
シリンダー温度:250℃、金型温度:80℃
試験片の仕様:長さ80mm×幅10mm×厚み4mm
【0172】
[耐衝撃性評価]
得られた試験片に対して、ISO 179-1に準拠したTYPE Aのノッチを刻み、23℃及び-40℃においてシャルピー衝撃強度を測定した。得られた結果を表2及び3に示す。なお、数値が高いほど、耐衝撃性が良好と言え、好ましい。また、表中にN.B.と表記したものは、シャルピー衝撃試験において、試験片が完全破断しなかったことを表し、数値の表記がある場合よりも耐衝撃性に優れると言え、好ましい。
【0173】
[耐熱劣化性評価]
前記の二軸押出機による混練で得られた各樹脂組成物ペレットを、温度110℃、湿度100%RHに設定した不飽和型超加速寿命試験装置(平山製作所社製、PC-422R7)内に60時間静置し、湿熱処理を行った。
【0174】
前記の二軸押出機による混練で得られた各樹脂組成物ペレットと、前記湿熱処理後の各樹脂組成物ペレットを、それぞれ80℃で10時間乾燥させたのち、メルトインデクサー(立山科学工業社製、L227-42(L220タイプ))を用いて、JIS K 7210に準拠し、測定温度250℃、荷重2.16kg条件で、メルトマスフローレート(MFR)値を測定した。得られた結果を表2及び3に示す。
なお、湿熱処理前後での、MFR値の差が小さいほど、耐熱劣化性に優れると言え、好ましい。
【0175】
【0176】
【0177】
実施例1~12と比較例1~11を比較すると、ポリアミド樹脂(A)に対して、エポキシ基含有ゴム含有グラフト重合体(B)と、カルボキシ基またはその誘導体を含む重合体(C)の両方を含む場合のみ、シャルピー衝撃強度および耐熱劣化性に優れることがわかる。
【0178】
<実施例13、比較例12~14>
ポリアミド樹脂PA66 100質量部に対して、ゴム含有グラフト重合体(B)および重合体(C)を表4に示した配合量添加し、混合物を得た。この混合物を、バレル温度285℃に加熱した脱揮式二軸押出機(池貝社製、PCM-30(商品名))に供給して混練し、各樹脂組成物のペレットを作製した。
【0179】
得られた各樹脂組成物ペレットを80℃で10時間乾燥させたのち、下記の条件で射出成形し、評価用の試験片を作製した。
射出成型機 :住友重機械工業(株)製、SE100DU(製品名)
シリンダー温度:285℃、金型温度:80℃
試験片の仕様:長さ80mm×幅10mm×厚み4mm
【0180】
[耐衝撃性評価]
得られた試験片に対して、ISO 179-1に準拠したTYPE Aのノッチを刻み、23℃及び-40℃においてシャルピー衝撃強度を測定した。得られた結果を表4に示す。なお、数値が高いほど、耐衝撃性が良好と言え、好ましい。
【0181】
[耐熱劣化性評価]
前記の二軸押出機による混練で得られた各樹脂組成物ペレットを、温度110℃、湿度100%RHに設定した不飽和型超加速寿命試験装置(平山製作所社製、PC-422R7)内に60時間静置し、湿熱処理を行った。
【0182】
前記の二軸押出機による混練で得られた各樹脂組成物ペレットと、前記湿熱処理後の各樹脂組成物ペレットを、それぞれ80℃で10時間乾燥させたのち、メルトインデクサー(立山科学工業社製、L227-42(L220タイプ))を用いて、JIS K 7210に準拠し、測定温度285℃、荷重2.16kg条件で、メルトマスフローレート(MFR)値を測定した。得られた結果を表4に示す。
なお、湿熱処理前後での、MFR値の差が小さいほど、耐熱劣化性に優れると言え、好ましい。
【0183】
実施例13と比較例12~14を比較すると、ポリアミド樹脂(A)に対して、エポキシ基含有ゴム含有グラフト重合体(B)と、カルボキシ基および/またはその誘導体を含む重合体(C)の両方を含む場合のみ、シャルピー衝撃強度および耐熱劣化性に優れることがわかる。
【0184】
【0185】
<実施例14、比較例15~17>
ポリアミド樹脂PA66とガラス繊維含有ポリアミド樹脂PA66+GF、ゴム含有グラフト重合体(B)および重合体(C)を表5に示した配合量添加し、混合物を得た。いずれの混合物においても、ポリアミド樹脂分が100質量部、GF含有比率が20wt%となるようにした。
この混合物を、バレル温度285℃に加熱した脱揮式二軸押出機(池貝社製、PCM-30(商品名))に供給して混練し、各樹脂組成物のペレットを作製した。
【0186】
得られた各樹脂組成物ペレットを80℃で10時間乾燥させたのち、下記の条件で射出成形し、評価用の試験片を作製した。
射出成型機 :住友重機械工業(株)製、SE100DU(製品名)
シリンダー温度:285℃、金型温度:80℃
試験片の仕様:長さ80mm×幅10mm×厚み4mm
【0187】
[耐衝撃性評価]
得られた試験片に対して、ISO 179-1に準拠したTYPE Aのノッチを刻み、23℃及び-40℃においてシャルピー衝撃強度を測定した。得られた結果を表5に示す。なお、数値が高いほど、耐衝撃性が良好と言え、好ましい。
【0188】
[耐熱劣化性評価]
前記の二軸押出機による混練で得られた各樹脂組成物ペレットを、温度110℃、湿度100%RHに設定した不飽和型超加速寿命試験装置(平山製作所社製、PC-422R7)内に60時間静置し、湿熱処理を行った。
【0189】
前記の二軸押出機による混練で得られた各樹脂組成物ペレットと、前記湿熱処理後の各樹脂組成物ペレットを、それぞれ80℃で10時間乾燥させたのち、メルトインデクサー(立山科学工業社製、L227-42(L220タイプ))を用いて、JIS K 7210に準拠し、測定温度285℃、荷重2.16kg条件で、メルトマスフローレート(MFR)値を測定した得られた結果を表5に示す。
なお、湿熱処理前後での、MFR値の差が小さいほど、耐熱劣化性に優れると言え、好ましい。
【0190】
【0191】
実施例14と比較例15~17を比較すると、ポリアミド樹脂(A)に対して、エポキシ基含有ゴム含有グラフト重合体(B)と、カルボキシ基および/またはその誘導体を含む重合体(C)の両方を含む場合のみ、シャルピー衝撃強度および耐熱劣化性に優れることがわかる。