JP2008516028A - スルホンポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、少なくとも1つの高ガラス転移温度スルホンポリマー(A); 少なくとも1つの混和性ポリマー(B); 及び少なくとも1つの不混和性ポリマー(C)を含むスルホンポリマー組成物に関する。本発明は、また、スルホンポリマー組成物を製造する方法及びその製品に関する。本発明のスルホンポリマー組成物は、用いられる高ガラス転移温度スルホンポリマーについてコストがより低く行われることに加えて特に熱性能と加工性の利点を備えている。
Description
本発明は、高温性能と溶融加工性と経済的態様との間の釣合いが良好なスルホンポリマー組成物に関する。
関連出願の説明
本出願は、2004年10月4日出願の米国仮出願第60/614,973号、2004年12月22日出願の欧州出願第04106875.0号、2004年10月4日出願の米国仮出願第60/615,023号、2004年10月19日出願の米国仮出願第60/619,695号、2004年10月19日出願の米国仮出願第60/619,694号の優先権を主張し、これらの開示内容は本願明細書に含まれるものとする。
関連出願の説明
本出願は、2004年10月4日出願の米国仮出願第60/614,973号、2004年12月22日出願の欧州出願第04106875.0号、2004年10月4日出願の米国仮出願第60/615,023号、2004年10月19日出願の米国仮出願第60/619,695号、2004年10月19日出願の米国仮出願第60/619,694号の優先権を主張し、これらの開示内容は本願明細書に含まれるものとする。
高ガラス転移温度スルホンポリマーは、約250℃の操作温度まで耐熱性、寸法安定性、良好な耐薬品性及び機械的完全性が顕著であることから魅力的である。
しかし、これらの高ガラス転移温度スルホンポリマーは、いくつかの欠点、特に、不十分な溶融加工性(極めて高いガラス転移温度による)、及び合成に必要とされる費用のかかるモノマーによる高コストを示す。
これらの欠点等は、驚くべきことに
- 少なくとも1つの高ガラス転移温度スルホンポリマー(A);
- 少なくとも1つの混和性ポリマー(B); 及び
- 少なくとも1つの不混和性ポリマー(C)
を含むスルホンポリマー組成物によって克服される。
本発明のスルホンポリマー組成物は、高ガラス転移温度スルホンポリマーについてコストがより低いことに加えて、有利には熱的な性能と加工性の利点を備えている。
本発明のための“ポリマー”という用語は、本質的に反復単位からなり、且つ2000を超える分子量を有するあらゆる材料を示すことを意味する。
本発明のための“高ガラス転移温度スルホンポリマー”(A)という用語は、その反復単位の少なくとも50質量％が下記反復単位(R1):
しかし、これらの高ガラス転移温度スルホンポリマーは、いくつかの欠点、特に、不十分な溶融加工性(極めて高いガラス転移温度による)、及び合成に必要とされる費用のかかるモノマーによる高コストを示す。
これらの欠点等は、驚くべきことに
- 少なくとも1つの高ガラス転移温度スルホンポリマー(A);
- 少なくとも1つの混和性ポリマー(B); 及び
- 少なくとも1つの不混和性ポリマー(C)
を含むスルホンポリマー組成物によって克服される。
本発明のスルホンポリマー組成物は、高ガラス転移温度スルホンポリマーについてコストがより低いことに加えて、有利には熱的な性能と加工性の利点を備えている。
本発明のための“ポリマー”という用語は、本質的に反復単位からなり、且つ2000を超える分子量を有するあらゆる材料を示すことを意味する。
本発明のための“高ガラス転移温度スルホンポリマー”(A)という用語は、その反復単位の少なくとも50質量％が下記反復単位(R1):
ここで、
- Qは、以下の構造:
- Qは、以下の構造:
（n = 1〜6の整数）、又は炭素原子6個までの直鎖又は分枝鎖脂肪族2価基である）;
及びそれらの混合物より選ばれる基であり;
- Arは、以下の構造:
及びそれらの混合物より選ばれる基であり;
- Arは、以下の構造:
及びそれらの混合物より選ばれる基である、
である。
反復単位(R1)は、好ましくは
及びそれらの混合物より選ばれる。
より好ましくは、反復単位(R1)は反復単位(ii)である。
より好ましくは、反復単位(R1)は反復単位(ii)である。
ポリマー(A)は、特にホモポリマーであってもコポリマーであってもよい。ポリマー(A)がコポリマーである場合には、特に、ランダムコポリマー、交互コポリマー又はブロックコポリマーであってもよい。ポリマー(A)は本発明のある種の具体的な実施態様のブロックコポリマーであってもよいが、ポリマー(A)は、一般的には、ブロックコポリマーではない。
高ガラス温度スルホンポリマー(A)は、好ましくは70質量％、より好ましくは75質量％の反復単位(R1)を含み、なおより好ましくは、反復単位(R1)以外の反復単位を含有しない。
反復単位(ii)からなる高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)(以後、ポリビフェニルジスルホン)によって優れた結果が得られた。
“少なくとも1つの高転移温度スルホンポリマー(A)”という用語は、ポリマー組成物が1つ以上のポリマー(A)を含むことができることを意味する。組成物がいくつかのポリマー(A)を含む場合には、前記ポリマー(A)は、通常混和性であり、唯一のガラス転移温度を示すものである。
高ガラス温度スルホンポリマー(A)は、好ましくは70質量％、より好ましくは75質量％の反復単位(R1)を含み、なおより好ましくは、反復単位(R1)以外の反復単位を含有しない。
反復単位(ii)からなる高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)(以後、ポリビフェニルジスルホン)によって優れた結果が得られた。
“少なくとも1つの高転移温度スルホンポリマー(A)”という用語は、ポリマー組成物が1つ以上のポリマー(A)を含むことができることを意味する。組成物がいくつかのポリマー(A)を含む場合には、前記ポリマー(A)は、通常混和性であり、唯一のガラス転移温度を示すものである。
高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)は、有利には少なくとも230℃、好ましくは少なくとも240℃、より好ましくは少なくとも250℃のガラス転移温度を有する。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には少なくとも20質量％、好ましくは少なくとも40質量％、より好ましくは少なくとも50質量％の高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)を含む。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には少なくとも90質量％、好ましくは少なくとも80質量％、より好ましくは少なくとも75質量％の高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)を含む。
本発明のための“混和性ポリマー”(B)という用語は、本発明による組成物において高ガラス温度スルホンポリマー(A)と混和できるあらゆるポリマー、即ち、唯一のガラス転移温度を示す、前記高ガラス温度スルホンポリマー(A)と混合した場合、単一の均一相を得るポリマーを示すことを意味する。
好ましくは、混和性ポリマー(B)は混和性スルホンポリマーである。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には少なくとも20質量％、好ましくは少なくとも40質量％、より好ましくは少なくとも50質量％の高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)を含む。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には少なくとも90質量％、好ましくは少なくとも80質量％、より好ましくは少なくとも75質量％の高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)を含む。
本発明のための“混和性ポリマー”(B)という用語は、本発明による組成物において高ガラス温度スルホンポリマー(A)と混和できるあらゆるポリマー、即ち、唯一のガラス転移温度を示す、前記高ガラス温度スルホンポリマー(A)と混合した場合、単一の均一相を得るポリマーを示すことを意味する。
好ましくは、混和性ポリマー(B)は混和性スルホンポリマーである。
本発明のための“混和性スルホンポリマー”という用語は、
その反復単位の少なくとも50質量％が下記反復単位(R2):
その反復単位の少なくとも50質量％が下記反復単位(R2):
（ここで、Ar'は、以下の構造:
（ここで、Rは炭素原子6個までの脂肪族2価基、例えば、メチレン、エチレン、イソプロピルエン等である）
より選ばれる基である。）
である、あらゆるポリマーを示すことを意味する。
反復単位(R2)は、好ましくは
より選ばれる基である。）
である、あらゆるポリマーを示すことを意味する。
反復単位(R2)は、好ましくは
及びそれらの混合物より選ばれる。
より好ましくは、反復単位(R2)は反復単位(j)である。
混和性スルホンポリマーは、一般的には50質量％を超える、好ましくは70質量％を超える、より好ましくは75質量％の反復単位(R2)を含む。なおより好ましくは、反復単位(R2)以外の反復単位を含有しない。
反復単位が反復単位(j)である混和性スルホンポリマー(以後、ポリフェニルスルホン)によって良好な結果が得られた。
ポリフェニルスルホンは、Solvay Advanced Polymers, L.L.C.からRADEL(登録商標) R PPSFとして入手できる。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には少なくとも5質量％、好ましくは少なくとも7.5質量％、より好ましくは少なくとも10質量％の混和性ポリマー(B)を含む。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には多くても60質量％、好ましくは多くても50質量％、より好ましくは多くても40質量％の混和性ポリマー(B)を含む。
より好ましくは、反復単位(R2)は反復単位(j)である。
混和性スルホンポリマーは、一般的には50質量％を超える、好ましくは70質量％を超える、より好ましくは75質量％の反復単位(R2)を含む。なおより好ましくは、反復単位(R2)以外の反復単位を含有しない。
反復単位が反復単位(j)である混和性スルホンポリマー(以後、ポリフェニルスルホン)によって良好な結果が得られた。
ポリフェニルスルホンは、Solvay Advanced Polymers, L.L.C.からRADEL(登録商標) R PPSFとして入手できる。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には少なくとも5質量％、好ましくは少なくとも7.5質量％、より好ましくは少なくとも10質量％の混和性ポリマー(B)を含む。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には多くても60質量％、好ましくは多くても50質量％、より好ましくは多くても40質量％の混和性ポリマー(B)を含む。
本発明のための“不混和性ポリマー”という用語は、2つの異なったガラス転移温度を示す、本発明による組成物における高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)と不混和性のあらゆるポリマー、即ち、前記高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)と又は(A)と(B)の混合物と混合した場合に相分離混合物を得るポリマーを示すことを意味する。
従って、前記不混和性ポリマー(C)を成分(A)と(B)に添加することによって得られる1つの典型的な特徴は、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A) [(A)と(B)の混合物]と不混和性ポリマーが相分離されるので、それらの別々のガラス転移温度を保持することである。
不混和性ポリマー(C)のガラス転移温度は、有利には少なくとも150℃、好ましくは少なくとも160℃、より好ましくは少なくとも175℃である。
不混和性ポリマー(C)のガラス転移温度は、有利には高くても240℃、好ましくは高くても235℃、より好ましくは高くても230℃である。
有利には、不混和性ポリマー(C)は、不混和性スルホンポリマー、ポリエーテルイミドポリマー、ポリエーテルエーテルケトンポリマー(以後本明細書では、PEEK)及びそれらの混合物からなる群より選ばれる。
従って、前記不混和性ポリマー(C)を成分(A)と(B)に添加することによって得られる1つの典型的な特徴は、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A) [(A)と(B)の混合物]と不混和性ポリマーが相分離されるので、それらの別々のガラス転移温度を保持することである。
不混和性ポリマー(C)のガラス転移温度は、有利には少なくとも150℃、好ましくは少なくとも160℃、より好ましくは少なくとも175℃である。
不混和性ポリマー(C)のガラス転移温度は、有利には高くても240℃、好ましくは高くても235℃、より好ましくは高くても230℃である。
有利には、不混和性ポリマー(C)は、不混和性スルホンポリマー、ポリエーテルイミドポリマー、ポリエーテルエーテルケトンポリマー(以後本明細書では、PEEK)及びそれらの混合物からなる群より選ばれる。
本発明のための“不混和性スルホンポリマー”という用語は、反復単位の少なくとも50質量％が、
及びそれらの混合物より選ばれる反復単位(R3)である、あらゆるポリマーを示すことを意味する。
反復単位が反復単位(jj)である不混和性スルホンポリマー(C) (以後、ポリエーテルエーテルスルホン)により、反復単位が反復単位(jjj)及び任意に更に反復単位(jj)である不混和性スルホンポリマー(C) (以後、ポリエーテルスルホン)により、また、反復単位が反復単位(jv)である不混和性スルホンポリマー(C) (以後、ポリスルホン)により良好な結果が得られた。
ポリスルホンは、Solvay Advanced Polymers, L.L.C.からUDEL(登録商標) PSFとして入手できる。ポリエーテルスルホンは、Solvay Advanced Polymers, L.L.C.からRADEL(登録商標) A PESとして入手できる。
不混和性スルホンポリマーは、好ましくは70質量％、より好ましくは75質量％の反復単位(R3)を含む。なおより好ましくは、反復単位(R3)以外の反復単位を含有しない。
反復単位が反復単位(jj)である不混和性スルホンポリマー(C) (以後、ポリエーテルエーテルスルホン)により、反復単位が反復単位(jjj)及び任意に更に反復単位(jj)である不混和性スルホンポリマー(C) (以後、ポリエーテルスルホン)により、また、反復単位が反復単位(jv)である不混和性スルホンポリマー(C) (以後、ポリスルホン)により良好な結果が得られた。
ポリスルホンは、Solvay Advanced Polymers, L.L.C.からUDEL(登録商標) PSFとして入手できる。ポリエーテルスルホンは、Solvay Advanced Polymers, L.L.C.からRADEL(登録商標) A PESとして入手できる。
不混和性スルホンポリマーは、好ましくは70質量％、より好ましくは75質量％の反復単位(R3)を含む。なおより好ましくは、反復単位(R3)以外の反復単位を含有しない。
本発明のための“ポリエーテルイミドポリマー”という用語は、その反復単位の少なくとも50質量％が、(R4-A)のような2つのイミド基及び/又はそれらの対応するアミン酸形態[(R4-B)及び(R4-C)]を含む反復単位(R4):
（ここで、
- →は、あらゆる反復単位において矢印が指し示す基が示されるように又は交換された位置で存在することができるような異性を示し;
- Eは、典型的には
- →は、あらゆる反復単位において矢印が指し示す基が示されるように又は交換された位置で存在することができるような異性を示し;
- Eは、典型的には
ここで、結合基はオルト、メタ又はパラ位であり、R'は水素原子又は炭素原子1〜6個を含むアルキル基である;
であり;
- Ar"は、典型的には
である、あらゆるポリマーを示すことを意味する。
反復単位(R4)は、好ましくは、イミド(k-A)及び/又はアミン酸形態[(k-B)、(k-C)]:
（ここで、式(k-B)と(k-C)における→は、あらゆる反復単位において矢印が指し示す基が示されるように又は交換された位置で存在することができるような異性を示す。）
での反復単位(k)である。
での反復単位(k)である。
ポリエーテルイミドポリマーは、有利には少なくとも50質量％、好ましくは70質量％、より好ましくは75質量％の反復単位(R4)を含み、なおより好ましくは、反復単位(R4)以外の反復単位を含有しない。
反復単位(k)からなるポリエーテルイミドポリマーにより良好な結果が得られた。GE PlasticsからULTEM(登録商標) PEIとして入手できるポリマーは、この基準に対応する。
本発明のための“ポリエーテルエーテルケトンポリマー”という用語は、反復単位の少なくとも50質量％が反復単位(R5):
反復単位(k)からなるポリエーテルイミドポリマーにより良好な結果が得られた。GE PlasticsからULTEM(登録商標) PEIとして入手できるポリマーは、この基準に対応する。
本発明のための“ポリエーテルエーテルケトンポリマー”という用語は、反復単位の少なくとも50質量％が反復単位(R5):
である、あらゆるポリマーを示すことを意味する。
ポリエーテルエーテルケトンポリマーは、有利には少なくとも50質量％、好ましくは70質量％、より好ましくは75質量％の反復単位(R5)を含み、なおより好ましくは反復単位(R5)以外の反復単位を含有しない。VICTREX(登録商標) PEEKとして市販のポリマーは、この基準に対応する。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には少なくとも5質量％、好ましくは少なくとも7.5質量％、より好ましくは少なくとも10質量％の不混和性ポリマー(C)を含む。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には多くても60質量％、好ましくは多くても50質量％、より好ましくは多くても40質量％の不混和性ポリマー(C)を含む。
ポリエーテルエーテルケトンポリマーは、有利には少なくとも50質量％、好ましくは70質量％、より好ましくは75質量％の反復単位(R5)を含み、なおより好ましくは反復単位(R5)以外の反復単位を含有しない。VICTREX(登録商標) PEEKとして市販のポリマーは、この基準に対応する。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には少なくとも5質量％、好ましくは少なくとも7.5質量％、より好ましくは少なくとも10質量％の不混和性ポリマー(C)を含む。
スルホンポリマー組成物は、(A)、(B)、(C)の全質量に対して、有利には多くても60質量％、好ましくは多くても50質量％、より好ましくは多くても40質量％の不混和性ポリマー(C)を含む。
本発明の好ましい第1実施態様において、不混和性ポリマー(C)は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルスルホン及びそれらの混合物からなる群より選ばれる不混和性スルホンポリマーである。より好ましくは、本発明の第１実施態様の成分(C)は、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン及びそれらの混合物からなる群より選ばれる。
本発明の好ましい第2実施態様において、不混和性ポリマー(C)はポリエーテルイミドポリマーである。より好ましくは、本発明の第1実施態様の成分(C)は、反復単位(k)からなるポリエーテルイミドポリマーである。
任意に、スルホンポリマー組成物は、潤滑剤、熱安定剤、帯電防止剤、増量剤、補強剤、有機顔料及び/又はTiO2のような無機顔料、カーボンブラック、MgOのような酸スカベンジャー、安定剤、即ち、酸化亜鉛のような金属酸化物、抗酸化剤、難燃剤、防煙剤を更に含むことができる。
本発明の好ましい第2実施態様において、不混和性ポリマー(C)はポリエーテルイミドポリマーである。より好ましくは、本発明の第1実施態様の成分(C)は、反復単位(k)からなるポリエーテルイミドポリマーである。
任意に、スルホンポリマー組成物は、潤滑剤、熱安定剤、帯電防止剤、増量剤、補強剤、有機顔料及び/又はTiO2のような無機顔料、カーボンブラック、MgOのような酸スカベンジャー、安定剤、即ち、酸化亜鉛のような金属酸化物、抗酸化剤、難燃剤、防煙剤を更に含むことができる。
スルホンポリマー組成物は、任意に、補強充填剤、構造用繊維及びそれらの混合物より選ばれる少なくとも1つの充填剤を含む。構造用繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維又はグラファイト繊維、及び炭化ケイ素から形成される繊維、アルミナ、チタニア、ホウ素等が挙げられてもよく、2以上のこのような繊維を含む混合物が挙げられてもよい。スルホンポリマー組成物に使用し得る補強充填剤としては、特に色素、薄片状、球状及び繊維状の微粒子充填補強剤及び核形成剤、例えば、タルク、雲母、二酸化チタン、チタン酸カリウム、シリカ、カオリン、チョーク、アルミナ、鉱物充填剤等が挙げられる。補強充填剤及び構造用繊維は、単独で又はあらゆる組合わせで使用し得る。
本発明の他の態様は、上記のスルホンポリマー組成物を製造する方法に関し、少なくとも1つの高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、少なくとも1つの混和性ポリマー(B)、及び少なくとも1つの不混和性ポリマー(C)を混合することを含む。
有利には、方法は、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、混和性ポリマー(B)、及び不混和性ポリマー(C)を乾式混合及び/又は溶融配合によって混合することを含む。
好ましくは、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、混和性ポリマー(B)、及び非混合性ポリマー(C)は、溶融配合によって混合される。
有利には、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、混和性ポリマー(B)、及び不混和性ポリマー(C)は、連続装置又はバッチ装置において溶融配合される。このような装置は、当業者に周知である。
有利には、方法は、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、混和性ポリマー(B)、及び不混和性ポリマー(C)を乾式混合及び/又は溶融配合によって混合することを含む。
好ましくは、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、混和性ポリマー(B)、及び非混合性ポリマー(C)は、溶融配合によって混合される。
有利には、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、混和性ポリマー(B)、及び不混和性ポリマー(C)は、連続装置又はバッチ装置において溶融配合される。このような装置は、当業者に周知である。
本発明のスルホンポリマー組成物を溶融配合させるのに適切な連続装置の例は、特に二軸押出機である。従って、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、混和性ポリマー(B)、及び不混和性ポリマー(C)及び任意に他の成分が、有利には、粉末又は粒状形で押出機に供給され、スルホンポリマー組成物が、有利には、ストランドに押出され、ストランドは、有利には、ペレットに切断される。
任意に、充填剤、潤滑剤、熱安定剤、帯電防止剤、増量剤、補強剤、有機顔料及び/又はTiO2のような無機顔料、カーボンブラック、MgOのような酸スカベンジャー、難燃剤、防煙剤を、配合工程の間に組成物に添加してもよい。
任意に、充填剤、潤滑剤、熱安定剤、帯電防止剤、増量剤、補強剤、有機顔料及び/又はTiO2のような無機顔料、カーボンブラック、MgOのような酸スカベンジャー、難燃剤、防煙剤を、配合工程の間に組成物に添加してもよい。
好ましくは、高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、混和性ポリマー(B)、及び不混和性ポリマー(C)は、二軸押出機において溶融配合される。スルホンポリマー組成物は、射出成形、押出し、熱成形、機械加工及び吹込み成形の標準法に従って処理され得る。コーティングや膜の溶液ベースの処理も可能である。スルホンポリマー組成物を含む完成品は、製造後標準操作、例えば、超音波溶接、接着結合、及びレーザマーキング並びに加熱ステーキング、スレッディング、及び機械加工を受けることができる。
なお、本発明の目的は、上記のスルホンポリマー組成物を含む製品である。
有利には、製品は、注入成形品、押出成形品、造形品、被覆製品又は注型品である。
製品の限定されない例は、成形品、電子構成要素(例えば、プリント基板、電気プラグインコネクタ、リレーやソレノイドのためのボビン)、パイプ、取付物、ハウジング、フィルム、メンブラン、コーティングである。
本発明による製品は、標準法に従って上記のスルホンポリマー組成物を処理することによって製造することができる。
なお、本発明の目的は、上記のスルホンポリマー組成物を含む製品である。
有利には、製品は、注入成形品、押出成形品、造形品、被覆製品又は注型品である。
製品の限定されない例は、成形品、電子構成要素(例えば、プリント基板、電気プラグインコネクタ、リレーやソレノイドのためのボビン)、パイプ、取付物、ハウジング、フィルム、メンブラン、コーティングである。
本発明による製品は、標準法に従って上記のスルホンポリマー組成物を処理することによって製造することができる。
以下の実施例によって本発明を更に詳細に記載する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されない。
原料:
4,4'-ビス(4-クロロフェニルスルホニル)ビフェニルと4,4'-ジヒドロキシジフェニルの縮重合から得られたポリビフェニルジスルホンを用いた。以下の表1は、組成物を調製するのに用いられる2つ材料の主な特性をまとめたものである。
原料:
4,4'-ビス(4-クロロフェニルスルホニル)ビフェニルと4,4'-ジヒドロキシジフェニルの縮重合から得られたポリビフェニルジスルホンを用いた。以下の表1は、組成物を調製するのに用いられる2つ材料の主な特性をまとめたものである。
表1-ポリビフェニルジスルホンポリマーの特性
(*1) 5kgの荷重下、400℃の温度でASTM D 1238に準じて測定したメルトフローインデックス。
(*2) ASTM D 638に準じて測定した引張り特性。
(*3) ASTM D256(試験法A)に準じて25℃で測定したノッチ付きアイゾット。
(*4) HDT試験の前に、試験部分を250℃で1時間アニールした。ASTM D648に準じて加熱撓み温度(HDT)を測定した。
(*5) アイゾット破壊型: 完全。
(*2) ASTM D 638に準じて測定した引張り特性。
(*3) ASTM D256(試験法A)に準じて25℃で測定したノッチ付きアイゾット。
(*4) HDT試験の前に、試験部分を250℃で1時間アニールした。ASTM D648に準じて加熱撓み温度(HDT)を測定した。
(*5) アイゾット破壊型: 完全。
Solvay Advanced Polymers, L.L.C.から市販されているRADEL(登録商標) R-5800 NTポリフェニルスルホン、4,4'-ジハロジフェニルスルホンと4,4'-ジヒドロキシジフェニルの縮重合から得られたスルホンポリマーを用いた。以下の表2は、組成物を調製するのに用いられる材料の主な特性をまとめたものである。
表2-ポリフェニルスルホンの特性
(*1) 5kgの荷重下、400℃の温度でASTM D 1238に準じて測定したメルトフローインデックス。
(*2) ASTM D 638に準じて測定した引張り特性。
(*3) ASTM D256(試験法A)に準じて25℃で測定したノッチ付きアイゾット。
(*4) HDT試験の前に、試験部分を200℃で1時間アニールした。ASTM D648に準じて加熱撓み温度(HDT)を測定した。
(*5) アイゾット破壊型: 部分的。
(*2) ASTM D 638に準じて測定した引張り特性。
(*3) ASTM D256(試験法A)に準じて25℃で測定したノッチ付きアイゾット。
(*4) HDT試験の前に、試験部分を200℃で1時間アニールした。ASTM D648に準じて加熱撓み温度(HDT)を測定した。
(*5) アイゾット破壊型: 部分的。
Solvay Advanced Polymers, L.L.C.から市販されているRADEL(登録商標) A-301 NTポリエーテルスルホン、4,4'-ジハロジフェニルスルホンと4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルホンの縮重合から得られたポリエーテルスルホンポリマー、UDEL(登録商標) P-1700 NTポリスルホン、Solvay Advanced Polymers, L.L.C.から市販されている4,4'-ジハロジフェニルスルホンとビスフェノール-Aの縮重合から得られるポリスルホン、GE Plasticsから市販されているULTEM(登録商標) 1000ポリエーテルイミドを用いた。以下の表3は、組成物を調製するのに用いられる材料の主な特性をまとめたものである。
表3-不混和性ポリマーの特性
(*1) 5kgの荷重下、400℃の温度でASTM D 1238に準じて測定したメルトフローインデックス。
(*2) ASTM D256(試験法A)に準じて25℃で測定したノッチ付きアイゾット。
(*3) HDT試験の前に、試験部分を200℃で1時間アニールした。ASTM D648に準じて加熱撓み温度(HDT)を測定した。
(*4) ASTM D 638に準じて測定した引張り特性。
(*2) ASTM D256(試験法A)に準じて25℃で測定したノッチ付きアイゾット。
(*3) HDT試験の前に、試験部分を200℃で1時間アニールした。ASTM D648に準じて加熱撓み温度(HDT)を測定した。
(*4) ASTM D 638に準じて測定した引張り特性。
配合手順:
表4に示される条件プロファイルに従ってL/D比が33/1である25mm径の二軸二重ベント式Berstorff押出機を用いて組成物を溶融配合した。第1ベント口は、大気に開放し、第2は、真空ポンプに接続した。押出機は、二重ストランドダイを備えた。ポリマー押出し物を、冷却用の水槽を通過させた後にペレット化した。全てのブレンドを押出し、表4に示される押出量で問題なくペレット化された。
表4に示される条件プロファイルに従ってL/D比が33/1である25mm径の二軸二重ベント式Berstorff押出機を用いて組成物を溶融配合した。第1ベント口は、大気に開放し、第2は、真空ポンプに接続した。押出機は、二重ストランドダイを備えた。ポリマー押出し物を、冷却用の水槽を通過させた後にペレット化した。全てのブレンドを押出し、表4に示される押出量で問題なくペレット化された。
表4-配合条件
射出成形手順
配合後、種々の樹脂と組成物からの樹脂ペレットを到達点が-37.2℃(-35oF)の149℃(300oF)乾燥熱風炉において約16時間乾燥した。その後、3/4"汎用スクリューと20L/Dを備えたWasp Mini-Jectorベンチトップ射出成形機を用いて1/8"厚ASTM張力と曲げ試験片にパーツを射出成形した。射出成形機温度設定は、後部、正面、ノズルの部分に対してそれぞれ395℃、400℃、405℃であった。85℃(185oF)の金型温度と60RPMのスクリュー回転数とともに76bar(1100psi)の射出圧力を用いた。
機械的性質の分析
標準曲げ棒状物5" × 1/2" × 1/8"についてASTM D648 HDT分析とASTM D256ノッチ付きアイゾット測定(試験法A)を用いた。I型ASTM引張り棒状物、ゲージの長さが4.5"×幅1/2"×厚さ1/8"についてASTM D638引張り特性分析を用いた。
配合後、種々の樹脂と組成物からの樹脂ペレットを到達点が-37.2℃(-35oF)の149℃(300oF)乾燥熱風炉において約16時間乾燥した。その後、3/4"汎用スクリューと20L/Dを備えたWasp Mini-Jectorベンチトップ射出成形機を用いて1/8"厚ASTM張力と曲げ試験片にパーツを射出成形した。射出成形機温度設定は、後部、正面、ノズルの部分に対してそれぞれ395℃、400℃、405℃であった。85℃(185oF)の金型温度と60RPMのスクリュー回転数とともに76bar(1100psi)の射出圧力を用いた。
機械的性質の分析
標準曲げ棒状物5" × 1/2" × 1/8"についてASTM D648 HDT分析とASTM D256ノッチ付きアイゾット測定(試験法A)を用いた。I型ASTM引張り棒状物、ゲージの長さが4.5"×幅1/2"×厚さ1/8"についてASTM D638引張り特性分析を用いた。
実施例1〜3
三元ブレンドの高ガラス転移温度スルホンポリマー、混和性スルホンポリマー及び不混和性ポリマーを上記の溶融配合によって調製した。ブレンドの組成と評価の詳細を以下の表5にまとめる。
三元ブレンドの高ガラス転移温度スルホンポリマー、混和性スルホンポリマー及び不混和性ポリマーを上記の溶融配合によって調製した。ブレンドの組成と評価の詳細を以下の表5にまとめる。
表5-三元ブレンドの組成と評価
(*1) 5kgの荷重下、400℃の温度でASTM D 1238に準じて測定したメルトフローインデックス。
(*2) ASTM D256(試験法A)に準じて25℃で測定したノッチ付きアイゾット。
(*3) HDT試験の前に、試験部分を230℃で1時間アニールした。ASTM D648に準じて加熱撓み温度(HDT)を測定した。
(*4) ASTM D 638に準じて測定した引張り特性。
(*2) ASTM D256(試験法A)に準じて25℃で測定したノッチ付きアイゾット。
(*3) HDT試験の前に、試験部分を230℃で1時間アニールした。ASTM D648に準じて加熱撓み温度(HDT)を測定した。
(*4) ASTM D 638に準じて測定した引張り特性。
Claims (11)
- - 少なくとも1つの高ガラス転移温度スルホンポリマー(A);
- 少なくとも1つの混和性ポリマー(B); 及び
- 少なくとも1つの不混和性ポリマー(C)
を含むスルホンポリマー組成物であって、
ポリマー(A)の反復単位の少なくとも50質量％が下記反復単位(R1):
- Qは、以下の構造:
及びそれらの混合物より選ばれる基であり;
- Arは、以下の構造:
及びそれらの混合物より選ばれる基である。）
である前記組成物。 - 反復単位(R1)が下記反復単位(ii):
- ポリマー(A)が反復単位(R1)以外の反復単位を含有しないことを特徴とする、請求項１又は２記載の組成物。
- ポリマー(B)が混和性スルホンポリマーであり、その反復単位の少なくとも50質量％が下記反復単位(R2):
より選ばれる基である。）
であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。 - ポリマー(B)の反復単位の少なくとも50質量％が下記反復単位(j):
- 不混和性ポリマー(C)が、不混和性スルホンポリマー、ポリエーテルイミドポリマー、ポリエーテルエーテルケトンポリマー、及びそれらの混合物からなる群より選ばれることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
- 不混和性ポリマー(C)が、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルスルホン及びそれらの混合物からなる群より選ばれる不混和性スルホンポリマーであることを特徴とする、請求項6記載の組成物。
- 不混和性ポリマー(C)が、ポリエーテルイミドポリマーであることを特徴とする、請求項6記載の組成物。
- 不混和性ポリマー(C)がポリエーテルイミドポリマーであり、その反復単位の少なくとも50質量％が、下記イミド(k-A)及び/又はアミン酸形態[(k-B)、(k-C)]:
での反復単位(k)であることを特徴とする、請求項6又は8記載の組成物。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のスルホンポリマー組成物を製造する方法であって、少なくとも1つの高ガラス転移温度スルホンポリマー(A)、少なくとも1つの混和性ポリマー(B)及び少なくとも1つの不混和性ポリマー(C)を混合することを含む、前記方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のスルホンポリマー組成物を含む製品。
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