JP2003523437A - ポリ(アリーレンエーテル)−ポリスチレン組成物 - Google Patents
ポリ(アリーレンエーテル)−ポリスチレン組成物Info
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Abstract
Description
発分放出量と臭気の低減したポリ(アリーレンエーテル)−ポリスチレン組成物
に関する。
とがかねてから望まれている。こうした要望は美的懸念及び毒性への懸念から生
じている。ポリ(アリーレンエーテル)含有熱可塑性樹脂からの臭気及び揮発分
放出量の低減には多大な尽力が費やされ、様々な解決策が提案されている。
アミンフリーの触媒から、臭気の低減したポリ(フェニレンエーテル)を製造す
ることが記載されている。Foxらの米国特許第5088091号には、ポリ(
フェニレンエーテル)樹脂を水と混合して水性懸濁液を形成し、水を留去して揮
発性不純物を除去することが記載されている。特開平07−138466号には
、ポリ(フェニレンエーテル)樹脂とカーボンブラックと合成ゼオライトを含む
臭気の改善された組成物が記載されている。特開平09−279013号には、
ポリ(フェニレンエーテル)とポリスチレンとカーボンブラックと芳香族カルボ
ン酸水素化物を含む臭気の改善された導電性組成物が記載されている。
する。
5重量%、(b)ポリスチレン約5〜95重量%、(c)任意成分としてのゴム
材料約0.1〜15重量%、及び(d)約200〜2000m2/gの表面積を
有する植物由来の活性炭約0.1〜10重量%を含んでなる熱可塑性組成物によ
って、スチレン及びブタナールの放出量が低減する。
リーレンエーテル)約5〜95重量%、(b)ポリスチレン約5〜95重量%、
(c)任意成分としてのゴム材料約0.1〜15重量%、及び(d)約200〜
2000m2/gの表面積を有する植物由来の活性炭約0.1〜10重量%を含
んでなる。
るポリ(アリーレンエーテル)も本発明で使用することができるが、ポリフェニ
レンエーテル(「PPE」)が好ましい。ポリ(アリーレンエーテル)自体は、
次式の構造単位を複数含む公知のポリマーである。
キル(例えば炭素原子数7以下のアルキル)、フェニル、ハロアルキル、アミノ
アルキル、炭化水素オキシ、又はハロゲン原子と酸素原子とが2以上の炭素原子
で隔てられているハロ炭化水素オキシであり、各Q2 は独立に水素、ハロゲン、
第一又は第二低級アルキル、フェニル、ハロアルキル、炭化水素オキシ又はQ1 について上記で定義した通りのハロ炭化水素オキシである。好ましくは、各Q1 はアルキル又はフェニル、特にC1-4 アルキル基であり、各Q2 は水素である。
しい単独重合体は2,6−ジメチルフェニレンエーテル単位を含むものである。
適当な共重合体には、例えばかかる単位を2,3,6−トリメチル−1,4−フ
ェニレンエーテル単位と共に含むランダム共重合体又は2,6−ジメチルフェノ
ールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合で得られる共重合体がある
。その他、ビニル単量体又はポリスチレンのようなポリマーをグラフトして得ら
れる部分を含んだポリ(アリーレンエーテル)、並びに低分子量ポリカーボネー
トやキノン類や複素環式化合物やホルマールのようなカップリング剤を公知の方
法で2本のポリ(アリーレンエーテル)鎖のヒドロキシ基と反応させてさらに高
分子量のポリマーとしたカップリング化ポリフェニレンエーテルも包含される。
本発明のポリ(アリーレンエーテル)には、以上列挙したものの任意の組合せも
包含される。
測定して、一般に約3000〜約40000の範囲の数平均分子量及び約200
00〜約80000の重量平均分子量を有する。ポリ(アリーレンエーテル)は
、25℃のクロロホルム中で測定して、一般に約0.10〜0.60dl/g、
好ましくは約0.29〜約0.48dl/gの固有粘度を有する。高い固有粘度
のポリ(アリーレンエーテル)と低い固有粘度のポリ(アリーレンエーテル)と
を組合せて使用することもできる。2種類の固有粘度を用いるときの正確な割合
の決定は、使用するポリ(アリーレンエーテル)の正確な固有粘度と最終的に望
まれる物理的性質によって幾分左右される。
メチルフェノールのような1種以上のモノヒドロキシ芳香族化合物の酸化カップ
リングによって製造される。かかる酸化カップリングには概して触媒系が使用さ
れるが、触媒系は通例、銅、マンガン又はコバルト化合物のような少なくとも1
種類の重金属化合物を通常はその他様々な物質と共に含んでいる。
ミノアルキル含有末端基を有する分子を含むものである。アミノアルキル基は通
例ヒドロキシ基に対してオルト位に位置する。かかる末端基を含む生成物は、ジ
−n−ブチルアミンやジメチルアミンのような適当な第一又は第二モノアミンを
酸化カップリング反応混合物の一成分として導入することで得ることができる。
同じく往々にして存在しているのが4−ヒドロキシビフェニル末端基であり、典
型的には副生物のジフェノキノンが特に銅−ハライド−第二又は第三アミン系に
存在しているような反応混合物から得られる。実質的な割合のポリマー分子(通
例ポリマーの約90重量%にも達するポリマー分子)が上記のアミノアルキル含
有末端基及び4−ヒドロキシビフェニル末端基の少なくとも一つを含み得る。
リ(アリーレンエーテル)には、構造単位及び副次的な化学的特徴の変化とは無
関係に、現在公知のすべてのポリフェニレンエーテルが包含される。
ましい量は約20〜80重量%である。約25〜75重量%の量がさらに好まし
い。
スチレン」という用語には、塊状重合、懸濁重合、乳化重合を始めとする当技術
分野で公知の方法で製造され、次式の単量体から誘導される構造単位を25重量
%以上含有するポリマーが包含される。
、Z1 はビニル、ハロゲン又は炭素原子数1〜約7の低級アルキルであり、pは
0〜5である。こうした樹脂には、スチレン、クロロスチレン及びビニルトルエ
ンの単独重合体、スチレンと1種以上の単量体(アクリロニトリル、ブタジエン
、α−メチルスチレン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、無水マレイ
ン酸など)とのランダム共重合体、並びにブレンド型とグラフト型を含めたゴム
変性ポリスチレン(ゴムがポリブタジエン又はスチレン約70〜98重量%とジ
エン単量体約2〜30重量%のゴム状共重合体であるもの)、並びに以上の1種
以上を含む組合せ及び反応生成物がある。ポリスチレンはポリ(アリーレンエー
テル)とあらゆる量比で混和し得ることが知られており、本組成物はポリスチレ
ンを、組成物全体の重量を基準にして、約5〜95重量%、好ましくは約25〜
75重量%、さらに好ましくは約40〜60重量%含有する。
ゴム材料としては、スチレン系ブロック共重合体がある。本ポリマー組成物に適
したスチレン系ブロック共重合体は、スチレンなどのビニル芳香族化合物からな
るブロック、ブタジエン、エチレン、プロピレンなどのオレフィン系化合物から
なるブロック、及びこれらの1以上を含む組合せを含む。線状ブロック共重合体
、ラジアルテレブロック共重合体、いわゆる「テーパード」ブロック共重合体(
すなわち、ブロック同士がビニル芳香族化合物と(水素化)ジエン化合物との「
ランダム」共重合体を介して結合したブロック共重合体)など、並びにこれらの
1種以上を含む組合せが適当である。スチレン系ブロック共重合体は不飽和でも
よく、残留オレフィン系不飽和結合を含んでいてもよい。或いは、スチレン系ブ
ロック共重合体は飽和でもよく、オレフィン性不飽和結合を基本的に含んでいな
くてもよい。
平均分子量を有し得るが、分子量約80000〜150000が好ましく、分子
量約100000〜130000がさらに好ましい。不飽和スチレン系ブロック
共重合体は、組成物全体の重量を基準にして、約0.1〜10重量%、好ましく
は約0.3〜5重量%、さらに好ましくは約0.5〜2重量%の量で存在し得る
。適当な飽和スチレン系ブロック共重合体は約50000〜500000の数平
均分子量を有し得るが、分子量約100000〜400000が好ましく、分子
量約200000〜300000がさらに好ましい。飽和スチレン系ブロック共
重合体は、組成物全体の重量を基準にして、約1〜15重量%、好ましくは約3
〜10重量%、さらに好ましくは約5〜8重量%の量で存在し得る。
ばPhillips PetroleumからSOLPRENE(商標)という
商標で、Shell Chemical社からKRATONという商標で、また
、クラレ(株)からセプトン(SEPTON)という商標で市販されている。適
当な材料には、KRATON(商標)Dシリーズの不飽和スチレン系ブロック共
重合体(スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)及びスチレン−イソプレン
−スチレン(SIS))、並びにKRATON(商標)Gシリーズの飽和スチレ
ン系ブロック共重合体(スチレン−エチレン/ブチレン−スチレン(SEBS)
及びスチレン−エチレン/プロピレン−スチレン(SEPS))がある。特に好
ましいのはKRATON(商標)G1650及び1651として市販されている
材料である。
来のものがある。約200〜2000m2/gの表面積を有する活性炭が適して
いるが、約400〜1000m2/gの表面積が好ましく、約400〜1000
m2/gの表面積がさらに好ましく、約600〜800m2/gの表面積が特に好
ましい。使用に適した代表的な材料は、Sutcliffe Speakman
Carbons社からOdourcarbという商品名の下205CP及び2
03CPというグレードで市販されているヤシ殻活性炭である。
い。活性炭の量は、組成物全体の重量を基準にして、一般に約0.1〜10重量
%、好ましくは約1〜5重量%、さらに好ましくは約1〜3重量%の範囲内にあ
る。
適当な酸化防止剤としては、有機ホスファイト類、例えばトリス(ノニル−フェ
ニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト
、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスファイ
ト又はジステアリルペンタエリトリトールジホスファイトなど;ヒンダードフェ
ノール類、例えばアルキル化モノフェノール類、ポリフェノール類、ポリフェノ
ールとジエンのアルキル化反応生成物、例えばテトラキス[メチレン(3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)]メタン、3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメートオクタデシル、p−クレゾール
とジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、アルキル化ヒドロキノン類、ヒ
ドロキシル化チオジフェニルエーテル類、アルキリデン−ビスフェノール類、O
−、N−及びS−ベンジル化合物、例えば3,5,3′,5′−テトラ−t−ブ
チル−4,4′−ジヒドロキシジベンジルエーテル、オクタデシル4−ヒドロキ
シ−3,5−ジメチルベンジル−メルカプトアセテート、トリス(3,5−ジ−
t−ブチルー4−ヒドロキシベンジル)アミン及びビス(4−t−ブチル−3−
ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)ジチオテレフタレート、β−(3,5
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオン酸と一価又は多価ア
ルコールとのエステル、β−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフ
ェニル)プロピオン酸と一価又は多価アルコールとのエステル、β−(3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオン酸のアミド、及びヒン
ダードフェノール−置換トリアジントリオン類、例えば1,3,5−トリス(3
,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−s−トリアジントリオンな
ど;並びにチオアルキル又はチオアリール化合物のエステル、例えばジステアリ
ルチオプロピオネート、ジラウリルチオプロピオネート、ジトリデシルチオジプ
ロピオネートなど;さらに以上の1種以上を含む組合せが挙げられる。非常に好
ましい酸化防止剤には、Ciba Specialty Chemicals社
からIRGANOXという商品名の下IRGANOX(商標)1010というグ
レードで市販されているテトラキス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−
ヒドロキシヒドロシンナメート)]メタン、及びCiba Specialty
Chemicals社からIRGANOXという商品名の下IRGANOX(
商標)3114というグレードで市販されている1,3,5−トリス(3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−s−トリアジントリオン、さらに
これら1種以上を含む酸化防止剤の組合せがある。
量%、好ましくは約0.25〜2.5重量%、さらに好ましくは約0.5〜2重
量%の量で存在し得る。
々な添加剤を含有し得る。
安定剤、着色剤(有機及び無機顔料、染料)及び導電添加剤として使用し得る。
代表的な例を幾つか挙げると、各種シリカ及びアルミナ、ゼオライト、水酸化ア
ルミニウム、水酸化マグネシウム、二酸化チタン、チタン酸カリウム及びチタン
酸塩ウィスカー、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、カオリン、タルク、ウォラ
ストナイト、石灰石生成物、マイカ、硫酸バリウム、炭素繊維及びフィブリル、
カーボンブラック、ガラスビーズ及び繊維などの化合物がある。かかる添加剤は
、約0.1〜50重量%、好ましくは約0.5〜20重量%、さらに好ましくは
約1〜5重量%の量で使用し得る。
の一部とすることができ、例えば紫外線安定剤、ラジカル及びヒドロペルオキシ
ド掃去剤、具体的にはヒンダードフェノール類、ヒンダードアミン類、ベンゾフ
ラノン類、ベンゾトリアゾール類、ベンゾフェノン類、ヒドロキシルアミン類、
有機ホスファイト及びホスフェート、チオエーテル類、チオエステル類、酸化亜
鉛、硫化亜鉛など、さらにこれら1種以上を含む組合せが挙げられる。
剤、例えば金属ステアリン酸塩、炭化水素類(鉱油、ポリオレフィン及びテフロ
ン(登録商標)など)、脂肪酸及び脂肪族アルコール;発熱性及び/又は吸熱性
発泡剤;ハロゲン系、金属水和物系又はリン系難燃剤;可撓性、加工性及び伸長
性を高める可塑剤、例えばグルタル酸エステル、アジピン酸エステル、アゼライ
ン酸エステル、セバシン酸エステル、フタル酸エステルなど;接着向上剤(エポ
キシ類、フェノール類、アクリレート類、テルペン類など)など、さらにこれら
1種以上を含む組合せが挙げられる。
レンエーテル)、ポリスチレン、ゴム材料、活性炭、及び任意成分を混合すこと
によって製造できる。例えば、すべての成分のドライプレブレンドを形成し、プ
レブレンドを溶融に十分な温度(例えば約250〜350℃)に加熱し、溶融プ
レブレンドを単軸又は二軸押出機で押出せばよい。押出材料を小さく細断、切断
又は粉砕し、所望の形状及び寸法に(例えば約250〜320℃で)射出成形す
ればよい。別法として、各種成分を押出プロセスの種々異なる時期にブレンドし
てもよい。コンパウンディング及び/又は押出段階で水蒸気ストリッピング及び
真空脱気を採用して、発生した揮発分を除去するのも有利である。
まれる。
0.4(クロロホルム、25℃)のポリフェニレンエーテル40重量%、Elf
Atochem社からLacqrene 1810として入手した数平均分子
量180000の無色透明ポリスチレン30重量%、KRATON(商標)G1
651(スチレン−エチレン/ブチレン−スチレン(SEBS)ポリマー、数平
均分子量=270000、Shell Chemical社製)6.5重量%、
Owens−Corning社からCS122Y14Pとして入手した直径14
μmのガラス繊維10重量%、及び酸化防止剤と安定剤と接着向上剤と離型剤か
らなる標準添加剤セットからなる共通の基本配合から配合物A〜Jを製造した。
ーボンブラックの種類は以下に示す通りである。
れている石油由来のカーボンブラック。フタル酸ジブチル(DBP)吸油量10
9〜119ml/100g、表面積126〜146m2/g、pH5.5〜9.
5、灰分0.5%、325メッシュふるい残分0.02%。
dourcarb 208CPとして市販されているヤシ殻由来の活性炭。四塩
化炭素吸収量60〜70重量%、表面積1100〜1200m2/g、硬度95
〜99%、pH9〜11、灰分2〜5%、0.075mm以下の粒度のものが9
0%。
dourcarb 205CPとして市販されているヤシ殻由来の活性炭。四塩
化炭素吸収量40〜50重量%、表面積800〜1000m2/g、硬度96〜
99%、pH9〜11、灰分2〜5%、0.075mm以下の粒度のものが90
%。
dourcarb 203CPとして市販されているヤシ殻由来の活性炭。四塩
化炭素吸収量30〜40重量%、表面積600〜800m2/g、硬度95〜9
9%、pH9〜11、灰分2〜5%、0.075mm以下の粒度のものが90%
。
、水蒸気ストリッピング及び真空ベントを用いてWerner−Pfleide
rer 28mm二軸押出機で300℃で押出した。押出物を細断してペレット
とし、Stork 90T射出成形機で温度285℃で試験片に成形した。試験
片を用いて放出量を測定した。
ツ自動車工業会(VDA)発行)に記載の手順にしたがってヘッドスペースガス
クロマトグラフィーを用いて行った。成形ディスクから全部で2gの試料を約1
0〜約25mgの小片として切り取り、20mlヘッドスペースバイアル中12
0℃で5時間加熱した。水素炎イオン化検出器(FID)を備えたガスクロマト
グラフィーで放出蒸気を分析した。全ピーク面積を積算し、全ピーク面積から放
出量を計算し、炭素マイクログラム毎グラム材料(μgC/g)単位で表した。
校正はn−ブタノール中アセトンの外部標準を用いて行った。
の組成物又は石油由来のカーボンブラックを配合した組成物に比べて、スチレン
及びブタナール放出量を低減できるだけでなく、全放出量も低減できることを示
している。活性炭の表面積を変化させたとき、活性炭の表面積が小さいほど組成
物からの放出量が少なかったことは特に驚くべき結果である。なお、放出量の低
減は組成物の物性を犠牲にすることなく達成できた。
Claims (20)
- 【請求項1】 組成物全体の重量を基準にして、 (a)ポリ(アリーレンエーテル)約5〜95重量%、 (b)ポリスチレン約5〜95重量%、 (c)任意成分としてのゴム材料約0.1〜15重量%、及び (d)約200〜2000m2/gの表面積を有する植物由来の活性炭約0.
1〜10重量% を含んでなる熱可塑性組成物。 - 【請求項2】 前記活性炭がヤシ殻由来である、請求項1記載の熱可塑性組
成物。 - 【請求項3】 前記活性炭が約400〜1200m2/gの表面積を有する
、請求項1記載の熱可塑性組成物。 - 【請求項4】 前記ポリ(アリーレンエーテル)が次式の構造単位を複数を
含む、請求項1記載の熱可塑性組成物。 【化1】 式中、各構造単位について、各Q1 は独立にハロゲン、第一又は第二低級アルキ
ル、フェニル、ハロアルキル、アミノアルキル、炭化水素オキシ、又は2以上の
炭素原子によってハロゲン原子と酸素原子とが隔てられているハロ炭化水素オキ
シであり、各Q2 は独立に水素、ハロゲン、第一又は第二低級アルキル、フェニ
ル、ハロアルキル、炭化水素オキシ又はQ1 について上記で定義した通りのハロ
炭化水素オキシである。 - 【請求項5】 前記ポリスチレンが次式の単量体から誘導される構造単位を
25重量%以上含む、請求項1記載の熱可塑性組成物。 【化2】 式中、R1は水素、低級アルキル又はハロゲンであり、Z1はビニル、ハロゲン又
は低級アルキルであり、pは0〜約5である。 - 【請求項6】 前記ゴム材料が、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレ
ン−イソプレン−スチレン、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレン及びスチ
レン−エチレン/プロピレン−スチレン、及びこれらの1種以上を含む組合せか
らなる群から選択されるブロック共重合体である、請求項1記載の熱可塑性組成
物。 - 【請求項7】 さらに約0.1〜3重量%の酸化防止剤を含む、請求項1記
載の熱可塑性組成物。 - 【請求項8】 請求項1の組成物から成形された物品。
- 【請求項9】 請求項1の組成物から成形された自動車内装部品。
- 【請求項10】 組成物全体の重量を基準にして、 (a)ポリ(アリーレンエーテル)約5〜95重量%、 (b)ポリスチレン約5〜95重量%、 (c)任意成分としてのゴム材料約0.1〜15重量%、及び (d)約200〜2000m2/gの表面積を有する植物由来の活性炭約0.
1〜10重量% の反応生成物を含んでなる熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項11】 熱可塑性組成物の製造方法であって、 組成物全体の重量を基準にして、ポリ(アリーレンエーテル)約5〜95重量
%、ポリスチレン約5〜95重量%、任意成分としてのゴム材料約0.1〜15
重量%、及び約200〜2000m2/gの表面積を有する植物由来の活性炭約
0.1〜10重量%、をドライブレンドしてプレブレンドを形成する段階、 プレブレンドを溶融する段階、及び 溶融プレブレンドを押出す段階 を含んでなる方法。 - 【請求項12】 前記溶融プレブレンドを水蒸気ストリッピング及び真空脱
気しながら押出す、請求項11記載の方法。 - 【請求項13】 前記プレブレンドを約250〜350℃の温度で押出す、
請求項11記載の方法。 - 【請求項14】 前記活性炭がヤシ殻由来である、請求項11記載の方法。
- 【請求項15】 熱可塑性樹脂組成物の臭気、揮発分放出量、又は臭気と揮
発分放出量を低減する方法であって、当該方法が植物由来の活性炭を含む方法。 - 【請求項16】 前記活性炭がヤシ殻由来である、請求項15記載の方法。
- 【請求項17】 前記活性炭が約200〜2000m2/gの表面積を有す
る、請求項15記載の方法。 - 【請求項18】 前記活性炭が約600〜800m2/gの表面積を有する
、請求項15記載の方法。 - 【請求項19】 前記熱可塑性樹脂組成物が (a)ポリ(アリーレンエーテル)約5〜95重量%、 (b)ポリスチレン約5〜95重量%、及び (c)任意成分としてのゴム材料約0.1〜15重量% を含む、請求項15記載の方法。
- 【請求項20】 さらに、水蒸気ストリッピング、真空脱気、又は水蒸気ス
トリッピングと真空脱気を含む、請求項15記載の方法。
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