JP2502612B2 - 耐衝撃性樹脂組成物 - Google Patents

耐衝撃性樹脂組成物

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JP2502612B2 JP62188196A JP18819687A JP2502612B2 JP 2502612 B2 JP2502612 B2 JP 2502612B2 JP 62188196 A JP62188196 A JP 62188196A JP 18819687 A JP18819687 A JP 18819687A JP 2502612 B2 JP2502612 B2 JP 2502612B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は卓越した衝撃強度を有しかつ耐熱性,耐薬品
性および成形性にも優れる新規な樹脂組成物に関するも
のであり,さらに詳しくはポリアミドとポリアリレート
と不飽和ジカルボン酸無水物を付加したブタジエン系共
重合体と,エポキシ基を有するオレフィン系共重合体と
よりなる樹脂組成物に関するものである。
本発明の樹脂組成物はその優れた耐衝撃性,耐薬品
性,耐熱性および成形性により,自動車用部品,特に外
板あるいは外装部品をはじめ一般の機械部品にも応用が
期待されるものである。
(従来の技術) ポリアリレートとポリアミドとよりなる,あるいはポ
リアリレートとポリアミドとポリエステルとよりなる樹
脂組成物は公知である。たとえば特公昭58-50260号公報
ではポリアリレートとポリアミドとポリエステルあるい
はポリエステルエーテルとの3元樹脂組成物の特性が開
示されている。
また特開昭52-100552号公報および特開昭52-100553号
公報ではその製造法が開示されている。特開昭53-94366
号公報ではその難燃化法が開示されている。
ポリアリレートとポリアミド(必要によってはポリエ
ステルあるいはポリエステルエーテルを含む)とよりな
る樹脂組成物は耐薬品性および耐熱性に優れるのみなら
ず成形性にも優れ,既に電気・電子分野を中心に利用さ
れている。
ビスフェノールAとテレフタル酸および/またはイソ
フタル酸の混合フタル酸とより得られるポリアリレート
は耐熱性に優れるものの,よく知られているように耐薬
品性は十分でなく環境ストレスクラックが生じやすい。
また成形性も優れているとはいえない。しかしたとえば
このポリアリレート30重量%とナイロン6 50重量%とポ
リエチレンテレフタレート20重量%とよりなる樹脂組成
物は優れた耐薬品性を示し,熱変形温度も160℃と高
い。スパイラル流動長による成形性の評価によればポリ
アリレート単独に比べ約10倍程優れている。このような
特性により当該樹脂組成物は既に電気・電子分野におい
て広く応用されているわけである。
しかしポリアリレートとポリアミド(必要によってはポ
リエステルあるいはポリエステルエーテルを含む)とよ
りなる樹脂組成物の衝撃強度については必ずしも満足で
きる値ではない。たとえばポリアリレート50重量%とナ
イロン6 50重量%とよりなる樹脂組成物の場合,アイゾ
ット衝撃強度は7kg・cm/cmである。この値はエンジニア
リングプラスチックスとしては比較的低い値であり,そ
のため用途も限られていた。たとえば自動車用外板ある
いは外装部品として用いる場合,アイゾット衝撃強度は
少なくとも20kg・cm/cm以上は必要である。このような
事情により当該樹脂組成物は耐薬品性,耐熱性,成形性
に優れるにもかかわらず,耐衝撃性が不十分なために自
動車用外板あるいは外装部品等への応用が妨げられてき
た。従って当該樹脂組成物の耐衝撃性が改良されればそ
の用途は自動車用外板あるいは外装部品はもちろんのこ
と他分野にも飛躍的に増大するものと期待されていた。
このような試みとしては特開昭54-56652号公報ではエ
ラストマーの配合が,特開昭54-93043号公報ではアイオ
ノマーの配合が,特開昭59-105050号公報ではスルホン
酸基含有ポリエチレンテレフタレートの配合が,そして
特開昭61-183353号公報ではα,β−不飽和酸のグリシ
ジルエステルのオレフィン系共重合体の配合が知られて
いる。
また本発明者らは特開昭61-119585号明細書および特
願昭61-127063号明細書においてエポキシ基含有オレフ
ィン系共重合体と酸無水物含有オレフィン系共重合体と
を配合することを述べた。
(発明が解決しようとする問題点) かかるポリアミドとポリアリレートと強靱化材とから
なる樹脂組成物は衝撃強度,耐熱性および成形性に優れ
自動車外板あるいは外装部品等への応用が期待されてい
る。
またこのような応用分野においては物性はもちろんの
こと材料コストも重要な問題であり,材料コストを下げ
る努力も精力的に為されている。ポリアミドとポリアリ
レートと強靱化材とからなる樹脂組成物の場合,ポリア
リレートが比較的高価であるため,かかる樹脂組成物の
材料コストを下げるためにはポリアリレートの配合量を
減らすかあるいは他の比較的安価な成分にその一部を置
き換える必要がある。
しかしポリアリレートの配合量を減らす場合には耐熱
性の低下が著しく,またその一部をABS樹脂やポリエチ
レンテレフタレートに置き換える場合には耐衝撃性の低
下が大きい。
かかる事情に鑑み,本発明の目的はポリアミドとポリ
アリレートと強靱化材とからなる樹脂組成物の優れた衝
撃強度,耐熱性,耐薬品性および成形性を損なうことな
くその材料コストを下げることにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らはかかる目的で鋭意研究を重ねた結果,
(A)アミノ基を106g当たり40モル以上有するポリア
ミド70〜30重量%と(B)ポリアリレート5〜40重量%
と(C)芳香族ビニル単量体,不飽和ニトリル単量体,
アクリレート単量体の群から選ばれる1種以上の単量体
とブタジエンとの共重合体に不飽和ジカルボン酸無水物
を付加したブタジエン系共重合体5〜40重量%と(D)
1種以上の不飽和グリシジル単量体と1種以上のオレフ
ィン系不飽和単量体とを共重合して得られるエポキシ基
含有オレフィン系共重合体3〜30重量%とからなる樹脂
組成物を発明するに至った。
で表されるものである。ここでR1,R2およびR3はフェニ
レン基あるいはアルキレン基を示す。またnは20以上の
整数を示す。
本発明で用いられるポリアミドはジアミンと2塩基酸
の縮合反応,アミノ酸の自己縮合ならびにラクタムの重
合反応により形成される重合体を包含するものである。
本発明で用いられるポリアミドは上記一般式で表され
るものならばいかなるものでもよい。
また本発明で用いられるポリアミドは2元あるいはそ
れ以上の共重合体であってもよく,たとえばテレフタル
酸および/あるいはイソフタル酸と2,2,4−トリメチル
ヘキサメチレンジアミンおよび/あるいは2,4,4−トリ
メチルヘキサメチレンジアミンの共重合体や,テレフタ
ル酸および/あるいはイソフタル酸とビス(4−アミノ
−3−メチルシクロヘキシル)メタンとカプロラクタム
および/あるいはラウリルラクタムの共重合体等であっ
てもよい。
また本発明で用いられるポリアミドは1種類であって
も2種類以上であってもよい。
本発明で用いられる最も好ましいポリアミドはナイロ
ン6,ナイロン66あるいはナイロン46の群から選ばれる1
種あるいは2種以上の混合物である。好ましい物性を有
する樹脂組成物を得るためには平均分子量が10,000以上
100,000以下のポリアミドを使用するのが好ましい。
本発明で用いられるポリアミドは106g当たり40モル
以上のアミノ基を有するものであり,さらに好ましくは
60モル以上を有するものである。しかし120モルを越え
ると樹脂組成物の溶融粘度が著しく上昇し,成形性が低
下するので好ましくない。また40モル未満では衝撃強度
が不充分である。
本発明で用いられるポリアリレートは一般式〔III〕 で表されるビスフェノール類(ただし−X−は,−O
−,−S−,−SO2−, アルキレン基あるいはアルキリデン基よりなる群から選
ばれ,R4,R5,R6,R7,R′,R′,R′,およびR′
は水素原子,ハロゲン原子および炭化水素からなる群か
ら選ばれる)とテレフタル酸および/あるいはイソフタ
ル酸あるいはそれらの機能誘導体とから得られるもので
ある。
上記一般式で示されるかかるビスフェノール類の例と
しては,4,4′−ジヒドロキシ−ジフェニルエーテル,ビ
ス(4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)エーテル,
ビス(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)エーテ
ル,ビス(4−ヒドロキシフェニル)サルファイド,ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン,ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)メタン,ビス(4−ヒドロキシ−3−
メチルフェニル)メタン,ビス(4−ヒドロキシ−3,5
−ジクロロフェニル)メタン,ビス(4−ヒドロキシ−
3,5−ジブロモフェニル)メタン,ビス(4−ヒドロキ
シ−3,5−ジフルオロフェニル)メタン,1,1−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)エタン,2,2−ビス(4−ヒドロ
キシ−3−メチルフェニル)プロパン,2,2−ビス(4−
ヒドロキシ−3−クロロフェニル)プロパン,2,2−ビス
(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパン,
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)
プロパン,1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタ
ン,ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン,
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン,ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)−4′−メチルフェニル
メタン,1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2,2
−トリクロロエタン,ビス(4−ヒドロキシフェニル)
−(4′−クロロフェニル)メタン,1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)シクロヘキサン,ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)シクロヘキシルメタン,2,2−ビス(4−
ヒドロキシナフチル)プロパン等があげられるが,最も
一般に用いられる代表的なものは,2,2−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)プロパンすなわちビスフェノールAと
呼ばれているものである。もし必要ならば前記ビスフェ
ノール類の混合物あるいはビスフェノール類と少量の他
の2価の化合物,例えば2,2′−ジヒドロキシジフェニ
ル,2,6−ジヒドロキシナフタレンの如きジヒドロキシナ
フタレン,ヒドロキノン,レゾルシノール,2,6−ジヒド
ロキシクロロベンゼン,2,6−ジヒドロキシトルエン,3,6
−ジヒドロキシトルエン等の混合物を使用することがで
きる。
テレフタル酸またはイソフタル酸の機能誘導体とは,こ
れらの酸のハロゲン化物またはアルキル,アリールエス
テルである。
本発明で用いられるテレフタル酸またはイソフタル酸
またはこれらの機能誘導体のフェニレン基はハロゲン原
子またはアルキル基で置換されていてもよい。またテレ
フタル酸またはイソフタル酸あるいはこれらの機能誘導
体に加えて少量の他の芳香族あるいは脂肪族ジカルボン
酸あるいはその機能誘導体を共重合成分として用いても
よい。
本発明で用いられるポリアリレートは界面重合法,溶
液重合法,溶融重合法等の任意の方法で合成される。好
ましい物性を有する樹脂組成物を得るためには平均分子
量が5,000から100,000のポリアリレートを用いるのが好
ましい。
本発明で用いられるブタジエン系共重合体は芳香族ビ
ニル単量体,不飽和ニトリル単量体,アクリレート単量
体の群から選ばれる1種以上の単量体とブタジエンとの
共重合体に不飽和ジカルボン酸無水物を付加したもので
ある。付加する不飽和ジカルボン酸無水物のモル数が樹
脂組成物中のアミノ基のモル数の0.3〜2.0倍の範囲にあ
ることが好ましい。芳香族ビニル単量体としては,スチ
レン,α−メチルスチレン,p−メチルスチレン等がある
が、スチレンが最も一般的である。不飽和ニトリル単量
体としてはアクリロニトリルやメタクリロニトリル等が
用いられる。アクリレート単量体としてはメタクリル酸
メチル,メタクリル酸エチル,アクリル酸エチル等があ
る。ブタジエン系共重合体に付加する不飽和ジカルボン
酸無水物は一般式〔IV〕 (ここでR8,R9は水素原子,ハロゲン原子または炭化水
素基である) で表されるα,β−不飽和ジカルボン酸無水物およびシ
ス型2重結合を環内に有する脂環式カルボン酸無水物を
含む。
式〔IV〕で表されるα,β−不飽和ジカルボン酸無水物
の例として無水マレイン酸,クロロ無水マレイン酸,無
水シトラコン酸等がある。シス型2重結合を環内に有す
る脂環式カルボン酸無水物の例としてはシス−4−シク
ロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、エンド−ビシクロ−
〔2,2,1〕−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸,メチル
−エンド−シス−ビシクロ−〔2,2,1〕−5−ヘプテン
−2,3−ジカルボン酸、エンド−ビシクロ−〔2,2,1〕−
1,2,3,4,7,7−ヘキサクロロ−2−ヘプテン−5,6−ジカ
ルボン酸等の無水物があり,必要によってこれらの機能
誘導体,たとえばジカルボン酸,ジカルボン酸の金属
塩,エステル,アミド,酸ハロゲン化物も共用すること
ができる。
中でも最も一般的な不飽和ジカルボン酸無水物は無水
マレイン酸とエンド−ビシクロ−〔2,2,1〕−5−ヘプ
テン−ジカルボン酸無水物である。
かかる不飽和ジカルボン酸無水物をブタジエン系共重
合体に共重合する方法としては,公知のいわゆるラジカ
ル共重合法が用いられるほか,オレフィン系単独重合体
あるいはオレフィン系共重合体にラジカル発生剤を存在
させ,酸無水物を含む不飽和単量体の1種以上を溶剤あ
るいは分散媒の存在下または非存在下でラジカルグラフ
ト反応させる方法を挙げることができる。中でも溶融状
態でグラフトさせる場合,押出機,ニーダー,バンバリ
ミキサー等の溶融混練機を用いることにより,簡略され
た方法で極めて短時間に目的とするものを得ることがで
きる。
本発明で用いられるエポキシ基含有オレフィン系共重
合体は1種以上の不飽和グリシジル単量体と1種以上の
オレフィン系単量体を重合して得られるものであり,そ
の共重合の様式はランダム共重合体,ブロック共重合
体,グラフト共重合体,交互共重合体のいずれであって
も良い。不飽和グリシジル単量体は1分子中にオレフィ
ン系単量体類と共重しうる不飽和結合を有し,エポキシ
基を1個以上有する単量体である。このような不飽和グ
リシジル単量体の例としては例えば一般式〔V〕 (ここでR10はオレフィン系不飽和結合を有する炭化水
素基を示す。) で表されるような不飽和グリシジルエステル類および一
般式〔VI〕 (ここでYは−CH2‐O−または であり,R10は式〔V〕の定義に同じである。)で表さ
れる不飽和グリシジルエーテル類あるいは一般式〔VI
I〕 (ここでR10は式〔V〕の定義に同じであり,R′10は水
素原子,ハロゲン原子,ハロゲン原子または炭化水素基
である。) で表されるエポキシアルケン類等がある。
具体例を挙げるとグリシジルアクリレート,グリシジル
メタクリレート,イタコン酸モノグリシジルエステル,
イタコン酸ジグリシジルエステル,ブテントリカルボン
酸モノグリシジルエステル,ブテントリカルボン酸ジグ
リシジルエステル,ブテントリカルボン酸トリグリシジ
ルエステル,p−スチレンカルボン酸グリシジルエステ
ル,アリルグリシジルエーテル,2−メチルアリルグリシ
ジルエーテル,スチレンp−グリシジルエーテル,p−グ
リシジルスチレン,3,4−エポキシ−1−ブテン,3,4−エ
ポキシ−3−メチル−1−ブテン,3,4−エポキシ−1−
ペンテン,3,4−エポキシ−3−メチル−1−ペンテン,
5,6−エポキシ−1−ヘキセンおよびビニルシクロヘキ
センモノオキシド等を挙げることができる。
本発明において不飽和グリシジル単量体と共重合によ
りオレフィン系共重合体を形成するオレフィン系単量体
としては実質的に分子中にエポキシ基を導入できるもの
ならばいかなるものでもよいが,好ましくはエチレン,
プロピレン,ブテン−1,イソブチレン,デセン−1,オク
タセン−1,スチレンなどのオレフィン類あるいはビニル
アセテート,ビニルプロピオネート,ビニルベンゾエー
トなどのビニルエステル類,あるいはアクリル酸および
メタアクリル酸のメチル−,エチル−,プロピル−,ブ
チル−,2−エチルヘキシル−,シクロヘキシル−,ドデ
シル−,オクタデシル−等の飽和アルコールとのエステ
ル類,あるいはマレイン酸ジエステル,あるいはビニル
クロライド,あるいはビニルメチルエーテル,ビニルエ
チルエーテルなどのビニルエーテル類あるいはN−ビニ
ルピロリドン,N−ビニルカプロラクタムなどのN−ビニ
ルラクタム類,あるいはアクリル酸アミド系化合物など
があり,これらの1種あるいは2種以上を用いることが
できる。
本発明で用いられるエポキシ基含有オレフィン系共重
合体としてはエチレン−グリシジルメタクリレート共重
合体,エチレン−グリシジルアクリレート共重合体,エ
チレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重合
体,エチレン−グリシジルアクリレート−酢酸ビニル共
重合体が特に好都合に用いられる。
本発明において用いられるエポキシ基含有オレフィン
系共重合体における不飽和グリシジル単量体の共重合比
は0.05から95モル%,好ましくは0.1から50モル%であ
る。
本発明の耐衝撃性樹脂組成物においてはポリアミドは
70〜30重量%であることが好ましい。ポリアミドが70重
量%を越えると耐熱性の低下が大きく,また30重量%未
満では耐薬品性が低下する。ポリアリレートは5〜40重
量%が好ましい。ポリアリレートは40重量%を越えても
耐熱性の向上は少なく逆に材料コストのみの増加が大き
く5重量%未満では耐熱性,耐衝撃性ともに低下が著し
い。不飽和ジカルボン酸無水物を付加したブタジエン系
共重合体は5〜40重量%が好ましい。40重量%を越える
と耐熱性の低下が大きく,逆に5重量%未満では材料コ
ストの軽減効果が少ない。エポキシ基含有オレフィン系
共重合体は3〜30重量%が好ましい。30重量%を越える
と耐熱性の低下が著しく3重量%未満では衝撃強度改良
効果が少ない。
本発明における樹脂組成物においては更に熱安定剤,
酸化防止剤,光安定剤,滑剤,顔料,難燃化剤,可塑剤
等の添加剤を加えても良い。またガラス繊維,金属繊
維,チタン酸カリウムウイスカー,炭素繊維のような繊
維強化剤,タルク,炭酸カルシウム,マイカ,ガラスフ
レーク,金属フレークのようなフィラー系補強剤を加え
ても良い。
とりわけガラス繊維を本発明の樹脂組成物に対し10な
いし50重量%加えることにより,機械的強度や耐熱温度
が大幅に改善されるのみならず,耐水性についても改良
効果が認められ本発明の目的を達成する上で好ましい。
(実施例) 以下実施例により本発明をさらに詳細に説明するが,
本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1〜7 アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体
(住友ノーガタック,ABS樹脂K-2540)100重量部と無水
マレイン酸2重量部とジ−t−ブチルパーオキサイド0.
7重量部および同共重合体100重量部とエンド−ビシクロ
−〔2,2,1〕−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸無水物
3重量部とジ−t−ブチルパーオキサイド0.7重量部と
をそれぞれヘンシェルミキサーに常温で混合したものを
2軸押出機に供給し,200℃で押出し,2種類の酸無水物を
付加した共重合体を得た。これらをそれぞれABS-MAHお
よびABS-HAHと略称する。また未処理の共重合体をABSと
略称する。
本発明の樹脂組成物を構成する他の成分は以下のもの
を用いた。
ポリアミド;高アミノ基濃度ナイロン6(ユニチカ,
アミノ基84モル/106g,96%硫酸中,25℃,1g/dlにおける
相対粘度2.1)および低アミノ基濃度ナイロン6(ユニ
チカ,アミノ基35モル/106g,96%硫酸中,25℃,1g/dlに
おける相対粘度2.1) ポリアリレート;ビスフェノールA/テレフタル酸/イ
ソフタル酸共重合体(ユニチカ,UポリマーU-100) エポキシ基含有オレフィン系共重合体;エチレン−グ
リシジルメタクリレート共重合体(住友化学,ボンドフ
ァーストE) これらを表1の組成でヘンシェルミキサーにて常温で
混合後,80℃で1夜真空乾燥を行い,それぞれ270℃で2
軸押出機を用いて溶融混合し樹脂組成物のペレットを得
た。これらのペレットを用い通常の射出成形によりそれ
ぞれテストピースを得,測定に供した。結果を表1に示
した。
実施例8〜10 ポリアミドとしてナイロン46(オランダDSM,アミノ基
54モル/106g,96%硫酸中,25℃,1g/dlの相対粘度2.3)
を用い他は実施例1〜7の成分を用い,これらを表2の
組成で混合し,同様にしてテストピースを得,測定に供
した。結果を表2に示した。
(発明の効果) 表1,2に示したように高アミノ基を有するポリアミド
および酸無水物を付加したブタジエン共重合体を用いた
本発明の樹脂組成物は優れた耐熱性と耐衝撃性を示すの
に対し,低アミノ基のポリアミドあるいは酸無水物を付
加していないブタジエン系共重合体を用いた樹脂組成物
では耐衝撃性が大きく低下している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 23:00) C08L 23:00) (56)参考文献 特開 昭60−137958(JP,A) 特開 昭64−153(JP,A) 特開 昭62−277462(JP,A) 特開 昭62−283146(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)アミノ基を106g当たり40モル以上
    有するポリアミド70〜30重量%と(B)ポリアリレート
    5〜40重量%と(C)芳香族ビニル単量体,不飽和ニト
    リル単量体,アクリレート単量体の群から選ばれる1種
    以上の単量体とブタジエンとの共重合体に不飽和ジカル
    ボン酸無水物を付加したブタジエン系共重合体5〜40重
    量%と(D)1種以上の不飽和グリシジル単量体と1種
    以上のオレフィン系不飽和単量体とを共重合して得られ
    るエポキシ基含有オレフィン系共重合体3〜30重量%と
    からなる樹脂組成物。
  2. 【請求項2】ポリアミドがナイロン6,ナイロン66,およ
    びナイロン46の群から選ばれた1種あるいは2種以上の
    混合物である特許請求の範囲第1項記載の樹脂組成物。
  3. 【請求項3】ポリアリレートがビスフェノール類とテレ
    フタル酸および/またはイソフタル酸とから得られるも
    のである特許請求の範囲第1項記載の樹脂組成物。
  4. 【請求項4】ブタジエン系共重合体が,無水マレイン酸
    またはエンド−ビシクロ−〔2,2,1〕−5−ヘプテン−
    2,3ジカルボン酸無水物を付加したものである特許請求
    の範囲第1項記載の樹脂組成物。
  5. 【請求項5】エポキシ基含有オレフィン系共重合体が,
    エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体あるいは
    エチレン−グリシジルアクリレート共重合体である特許
    請求の範囲第1項記載の樹脂組成物。
  6. 【請求項6】エポキシ基含有オレフィン系共重合体が,
    エチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重
    合体あるいはエチレン−グリシジルアクリレート−酢酸
    ビニル共重合体である特許請求の範囲第1項記載の樹脂
    組成物。
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