JP2014177504A - ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物、成形品および太陽光発電モジュール用接続構造体 - Google Patents
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物、成形品および太陽光発電モジュール用接続構造体 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】ポリフェニレンエーテル樹脂(a1)を主成分とする樹脂成分(A)100重量部に対して、重量平均分子量が300,000以上である、スチレン−エチレン−(エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体(SEEPS)(B)1〜20重量部を含有するポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
一方、太陽光発電モジュール用接続構造体として用いる場合、耐低温衝撃性に加えて、難燃性等の性能も求められる。しかしながら、ポリフェニレンエーテル系樹脂等の熱可塑性樹脂にエラストマーを配合した樹脂組成物は、難燃剤を配合しても、難燃性が劣る場合がある。
本発明は、かかる問題点を解決したものであって、流動性を低下させずに、高い耐低温衝撃性を与えるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物に関する。さらに、太陽光発電モジュール用接続構造体用途として適したポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を提供することを目的とする。
<2>前記樹脂成分(A)が、ポリフェニレンエーテル樹脂(a1)100〜75重量%と、スチレン系樹脂(a2)0〜25重量%とを含む、<1>に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
<3>さらに、カーボンブラック(C)を、前記樹脂成分(A)100重量部に対して0.05〜5重量部含有する、<1>または<2>に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
<4>さらに、リン系難燃剤(D)を、前記樹脂成分(A)100重量部に対して1〜30重量部含有する、<1>〜<3>のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
<5>ISO179規格に準拠して測定される、−30℃におけるノッチ付きシャルピー衝撃強度が11kJ/m2以上である、<1>〜<4>のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
<6>ASTM−D2794規格に準拠して測定される、厚み2.5mmの平板成形品での−40℃におけるデュポン衝撃強度が7J以上である、<1>〜<5>のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
<7>UL94規格に準拠して測定される、厚み0.75mmにおける難燃性がV−0であることを特徴とする、<1>〜<6>のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
<8><1>〜<7>のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を成形してなる成形品。
<9>前記成形品が太陽光発電モジュール用接続構造体である、<8>に記載の成形品。
本発明の組成物は、ポリフェニレンエーテル樹脂(a1)を主成分とする。「主成分とする」とは、本発明の組成物に含まれる樹脂成分のうち、最も配合量が多い成分をいい、好ましくは樹脂成分の50重量%以上であり、より好ましくは樹脂成分の60重量%以上であり、さらに好ましくは樹脂成分の75重量%以上である。上限は特に定めるものではないが、100重量%以下である。
本発明の組成物は、樹脂成分(A)を主成分とするものであり、好ましくは本発明の組成物の60重量%以上が樹脂成分(A)であり、より好ましくは本発明の組成物の70重量%以上が樹脂成分(A)である。
以下、ポリフェニレンエーテル樹脂(a1)、スチレン系樹脂(a2)およびその他の樹脂について説明する。
本発明の組成物に用いられるポリフェニレンエーテル樹脂は、下記式で表される構造単位を主鎖に有する重合体であって、単独重合体又は共重合体の何れであってもよい。
スチレン系樹脂としては、スチレン系単量体の重合体、スチレン系単量体と他の共重合可能な単量体との共重合体及びスチレン系グラフト共重合体等が挙げられる。
本発明の組成物は、上述のとおり、本発明の効果を損なわない範囲において、ポリフェニレンエーテル樹脂、スチレン系樹脂以外のその他の樹脂を、樹脂成分の一部として用いてもよい。その他の樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂は、2種以上を組み合わせて使用することもできる。これらその他の樹脂を配合する場合、その含有量は、樹脂成分の30重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがさらに好ましく、10重量%以下であることが特に好ましい。
本発明の組成物は、所定の重量平均分子量を有するスチレン−エチレン−(エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体(以下、「SEEPS」ということがある)を含有する。このようなSEEPSを配合することにより、耐衝撃性、特に低温衝撃性を改善しつつ、流動性を維持できる。特に、本発明では、重量平均分子量(Mw)が300,000以上のSEEPSを用いることにより、高い流動性を維持できた点に技術的意義がある。すなわち、一般的に、ポリフェニレンエーテル樹脂に分子量が大きい成分を配合すると流動性が低くなる傾向にあるが、本発明では分子量の大きい成分を配合しつつ高い流動性を維持できている。
SEEPSは、スチレン由来のハードブロック部と、エチレンおよびプロピレン由来のソフトブロックを有する。このような構造が本発明の効果に寄与していると推定される。
SEPPSの具体例としては、株式会社クラレ製、セプトン4055、セプトン4077、セプトン4099が例示される。
SEEPSにおけるスチレン由来の構成単位の含有量は、15〜70重量%が好ましく、20〜50重量%がより好ましく、25〜35重量%がより好ましい。
本発明で用いるSEPPSの重量平均分子量(Mw)は、300,000〜600,000が好ましく、320,000〜480,000がより好ましい。
SEEPS(B)の配合量は、樹脂成分100重量部に対し、1〜20重量部であり、1〜10重量部が好ましく、2〜7重量部がより好ましい。
カーボンブラック(C)は、本発明の組成物に黒色の着色を付与すると共に、耐候性を高めるための成分として配合される。カーボンブラック(C)は、予めスチレン系樹脂等の樹脂成分とマスターバッチ化されたものを用いてもよい。また、1種を単独で用いてもよく、平均一次粒子径やDBP吸油量の異なるものを2種以上併用してもよい。
カーボンブラックの粒子径を30nm以下とすることにより、L値が小さく黒色性がより良好となり、成形性、機械的特性がより良好なものとなり、耐トラッキング性の低下をより抑制しやすい傾向にある。一方、粒子径を5nm以上とすることにより、耐トラッキング性がより向上し、また溶融混練時の吐出性がより良好となる傾向にある。
また、カーボンブラックのDBP吸油量を90cm3/100g以下とすることにより、耐トラッキング性がより良好となり、20cm3/100g以上とすることにより、L値が小さく黒色性がより良好となる傾向にある。
このように、適切な平均一次粒子径、DBP吸油量を有するカーボンブラックを選択することにより、得られるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物のL値と耐トラッキング性をバランスよく良好なものとすることができる。
また、本発明の組成物には、難燃性を付与するために難燃剤を用いることができる。難燃剤としては、組成物の難燃性を向上させるものであれば特に限定されないが、リン系難燃剤、有機スルホン酸金属塩、シリコーン化合物が好ましく、リン系難燃剤(D)がより好ましい。
リン系難燃剤(D)としては、組成物の難燃性を向上させるものであれば特に限定されないが、リン酸エステル化合物が好適である。また、リン系難燃剤(D)は1種を単独で用いてもよく、組成の異なるものを2種以上併用してもよい。
かかる成分として好適に用いることができる市販の縮合リン酸エステル化合物としては、例えば、大八化学工業(株)より、「CR733S」(レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート))、「CR741」(ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート))、(株)ADEKAより「FP500」(レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート))といった商品名で販売されており、容易に入手可能である。
本発明の組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、難燃助剤、トラッキング防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐侯性改良剤、造核剤、発泡剤、滑剤、可塑剤、流動性改良剤、分散剤、導電剤、帯電防止剤等の各種の添加剤を配合することができる。本発明の組成物は、このような添加剤を配合しても、それぞれの添加剤の機能を効果的に発揮させることができる。特に、耐侯性改良剤やトラッキング防止剤を配合したときに、耐候性や耐トラッキング性を発揮させることができる。
これらの例としては、特開2012−134385号公報の段落番号0120〜0157の記載、特開2012−041502号公報の段落番号0069〜0077、0106〜0112の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
本発明の組成物の製造は、特定の方法に限定されるものではないが、好ましくは溶融混練によるものであり、熱可塑性樹脂について一般に実用化されている混練方法が適用できる。例えば、ポリフェニレンエーテル系樹脂、リン酸エステル系難燃剤及び必要に応じて用いられるその他の成分等を、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、V型ブレンダー等により均一に混合した後、一軸又は多軸混練押出機、ロール、バンバリーミキサー、ラボプラストミル(ブラベンダー)等で混練することができる。各成分は混練機に一括でフィードしても、順次フィードしてもよく、各成分から選ばれた2種以上の成分を予め混合したものを用いてもよい。また、特にカーボンブラックについては、予め、スチレン系樹脂等の樹脂成分とマスターバッチ化されたものを用いてもよい。
本発明の組成物は、熱可塑性樹脂について一般に用いられている成形法、すなわち射出成形、射出圧縮成形、中空成形、押出成形、シート成形、熱成形、回転成形、積層成形、プレス成形等の各種成形法に適用可能であるが、本発明の太陽光発電モジュール用接続構造体の成形に際しては、射出成形、射出圧縮成形が行われることが好ましい。太陽光発電モジュール用接続構造体の詳細については、特開2010−123933号公報の記載を参酌できる。
(a)ISO179規格に準拠して測定される、−30℃におけるノッチ付きシャルピー衝撃強度が11kJ/m2以上である。
(b)ASTM−D2794規格に準拠して測定される、厚み2.5mmの平板成形品での−40℃におけるデュポン衝撃強度が7J以上である。
さらに、樹脂組成物にエラストマーの成分を配合すると、難燃剤を配合しても難燃性が低下する場合があるが、本発明の組成物の場合、難燃剤を配合することによって、上記性能を維持しつつ、難燃性(例えば、UL94規格に準拠して測定される、厚み0.75mmにおける難燃性がV−0を満たす)も維持できる。
<<ポリフェニレンエーテル樹脂>>
PPE:ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリキシレノールシンガポール有限責任株式会社製「PX100L」、クロロホルム中で測定した30℃の固有粘度0.47dl/g
PS:ハイインパクトポリスチレン(HIPS)、PSジャパン株式会社製「HT478」、分子量(Mw)200,000、MFR3.2g/10分
SEBS−1:スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、株式会社クラレ製「セプトン8006」、Mw:280,000、スチレン含有量33重量%
SEEPS−1:スチレン−エチレン−(エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体、株式会社クラレ製「セプトン4055」、Mw:280,000、スチレン含有量30重量%
SEEPS−2:スチレン−エチレン−(エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体、株式会社クラレ製「セプトン4077」、Mw:360,000、スチレン含有量30%
SEEPS−3:スチレン−エチレン−(エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体、株式会社クラレ製「セプトン4099」、Mw:430,000、スチレン含有量30%
SEBS−2:スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、TSRC CORPORATION製「タイポール SEBS−6159」、Mw:390,000、スチレン含有量30重量%
なお、上記重量平均分子量(Mw)は、サイズ排除クロマトグラフ測定方法を用いて測定した値である。
カーボンブラックマスターバッチ:レジノカラー工業株式会社製「BLACK SBF−M8800」、カーボンブラック(三菱化学株式会社製「MCF88」)含有量45重量%のポリスチレンベースマスターバッチ(ここで、カーボンブラック(三菱化学株式会社製「MCF88」)は平均一次粒子径18nm、DBP吸油量55cm3/100gである。)
リン系難燃剤−1:トリフェニルホスフェート、大八化学工業株式会社製「TPP」
リン系難燃剤−2:レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、大八化学工業社製「CR−733S」
下記表に示す配合成分を、同表に示す割合でタンブラーミキサーにて均一に混合し、得られた混合物を、池貝社製二軸押出機「PCM−30」にて、バレル温度280℃、回転数150rpmの条件で溶融混練し、ストランド状に押出して冷却し、切断してペレットを作製した。
<<引張試験>>
上記の方法で得られた樹脂組成物のペレットを120℃で2時間乾燥後、射出成形機(東芝機械社製「EC160NII」)にて、シリンダー温度280 ℃、金型温度90℃の条件で射出成形を行い、厚み4.0mmのISO試験片を作成した。得られた試験片を用い、ISO527−1、2規格に準じて引張試験を行い、引張降伏応力(単位:MPa)と引張破壊呼びひずみ(単位:%)を測定した。
上記の方法で得られたISO試験片について、ISO75−1、2規格に準じて、荷重1.8MPaにおける荷重たわみ温度(単位:℃)を測定した。
300℃、2.16Kg 条件で、ISO1133に従って測定した。単位は、cm3/10minで示した。
上記の方法で得られたISO試験片にノッチ加工を施し、ISO179−1、2規格に準じて、試験温度23℃および−30℃におけるシャルピー衝撃強度を測定した。単位は、kJ/m2で示した。
上記の方法で得られた樹脂組成物のペレットを120℃で2時間乾燥後、射出成形機(東芝機械社製「EC160NII」)にて、シリンダー温度280 ℃、金型温度90℃の条件で射出成形を行い、100mm×150mm×厚み2.5mmの大きさの試験片を作製した。この試験片を、ASTM−D2974に従い、直径44.6mmの筒状サンプル台に取り付け、鍾(先端R15.8mm)のおもり(重さ0.5kg)を落下させ、衝撃強度を測定した。単位は、Jで示した。
上記の方法で得られた樹脂組成物のペレットを120℃で2時間乾燥後、射出成形機(日本製鋼所社製「J50EP」)にて、シリンダー温度290 ℃、金型温度95℃の条件で射出成形を行い、厚さ0.75mmの燃焼試験片を作成し、UL−94規格に準じてV燃焼性の評価を行った。
これに対し、スチレンブロック共重合体として、分子量(Mw)が300,000以上で、かつ、スチレン−エチレン−(エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体を用いた場合(実施例1、2)、−30℃ノッチ付きシャルピー衝撃値が高く、かつ、−40℃デュポン式落錐衝撃値も高かった。さらに、一般的に、樹脂組成物にスチレンブロック共重合体のようなエラストマーの成分として、分子量の高い成分を配合するとメルトボリュームレイト(流動性)が劣る傾向にあるが、本発明ではメルトボリュームレイトも良好な値を維持できた。
さらに、樹脂組成物にスチレンブロック共重合体のようなエラストマーの成分を配合すると、難燃剤を配合しても難燃性が低下する場合があるが、本発明の組成物の場合、難燃性も低下していない点でも技術的意義が高い。
Claims (9)
- ポリフェニレンエーテル樹脂(a1)を主成分とする樹脂成分(A)100重量部に対して、重量平均分子量が300,000以上である、スチレン−エチレン−(エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体(SEEPS)(B)1〜20重量部を含有するポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- 前記樹脂成分(A)が、ポリフェニレンエーテル樹脂(a1)100〜75重量%と、スチレン系樹脂(a2)0〜25重量%とを含む、請求項1に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- さらに、カーボンブラック(C)を、前記樹脂成分(A)100重量部に対して0.05〜5重量部含有する、請求項1または2に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- さらに、リン系難燃剤(D)を、前記樹脂成分(A)100重量部に対して1〜30重量部含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- ISO179規格に準拠して測定される、−30℃におけるノッチ付きシャルピー衝撃強度が11kJ/m2以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- ASTM−D2794規格に準拠して測定される、厚み2.5mmの平板成形品での−40℃におけるデュポン衝撃強度が7J以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- UL94規格に準拠して測定される、厚み0.75mmにおける難燃性がV−0であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を成形してなる成形品。
- 前記成形品が太陽光発電モジュール用接続構造体である、請求項8に記載の成形品。
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