JP2678937B2 - 熱可塑性ポリマー組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱可塑性ポリマーと２種類以上の特定の官
能基を有する化合物とからなる塗装性に優れた熱可塑性
ポリマー組成物およびその製造方法に関する。この組成
物は主成分である熱可塑性ポリマーの機械的性質などを
ほとんど損なうことなく、優れた塗装性を有している。

本発明の熱可塑性ポリマー組成物は、機械部品、自動
車部品、電器・電子部品などの分野で、特に、塗装を必
要とする部品に好ましく使用される。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 熱可塑性ポリマーは生産性に優れているため、成形品
として機械部品、自動車部品、電器部品などの分野で大
量に使用されている。しかし、これ等の部品は塗装して
使用されることが多いが、通常の熱可塑性ポリマーは塗
装性が劣るため、塗装性の改良が求められていた。

熱可塑性ポリマーの塗装性改良に関しては数多くの提
案が行われている。例えば、（１）成形品表面を溶剤や
プラズマなどで処理する方法、（２）熱可塑性ポリマー
と無機強化材や充填剤などとを混合する方法、（３）熱
可塑性ポリマーと塗装性の良好な化合物とのブレンドや
共重合する方法などが知られている。

（１）の方法は処理が繁雑であり、生産性が悪いとい
う欠点があり、（２）の方法は混合組成物の溶融粘度が
高くなり、成形性が悪くなったり、また、無機材料によ
って成形品表面の平滑性が悪くなるなどの欠点がある。
（３）の方法では、塗装性の良好な極性の高いゴムなど
のポリマーをブレンドする方法（特開昭51−145553号公
報、特開昭57−85837号公報など）が開示されている。
しかし、種類の異なるポリマーを溶融ブレンドした場
合、均一に混合することは難しく、得られたポリマーブ
レンド物の機械的強度や柔軟性などの性質が大幅に低下
することは良く知られている。したがって、この方法
は、塗装性は改良されても、実用上問題がある。また、
低分子量の化合物をブレンドした場合は、塗装時に低分
子量の化合物が成形品表面にブリードし、良好な塗装が
困難となるため、好ましくないなどの欠点がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の目的は、実質的に機械的強度を損なうことな
く、塗装性が良く、成形品表面の平滑性が良好な熱可塑
性ポリマー組成物を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、熱可塑性ポリマーと
加熱時に反応してポリマーを生成する２種類以上の特定
の化合物とからなる熱可塑性ポリマー組成物により、本
発明の目的を達成できることを見出した。

すなわち、本発明は、 （Ａ）ポリスチレンおよび／またはポリプロピレンから
なる熱可塑性ポリマー （Ｂ）ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオ
ール、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエンジオ
ール、ポリオキシアルキレンポリアミン類、ダイマージ
アミンおよびアミノ基を有するブタジエンアクリロニト
リル共重合体からなる群より選ばれた少なくとも１成分
からなる２個以上の活性水素基を有する化合物 （Ｃ）２個以上のイソシアネート基を有する化合物 からなり、（Ａ）が40〜98重量部、（Ｂ）＋（Ｃ）が60
〜２重量部であり、かつ、（Ｂ）の活性水素基と（Ｃ）
のイソシアネート基との当量比が0.5〜２の範囲である
混合物を60℃以上の温度で加熱して得られる熱可塑性ポ
リマー組成物によって達成できる。

本発明では、（Ｂ），（Ｃ）の化合物は低分子量であ
り、ポリマー同士のブレンドの場合と異なり、（Ａ）の
中に（Ｂ），（Ｃ）を均一に分散することは容易であ
る。また、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）からなる混合物を60
℃以上の温度に加熱すると、（Ｂ），（Ｃ）の化合物同
士が（Ａ）の中で均一に分散した状態で反応し、塗装性
の良いポリマーとなる。

（Ａ）と（Ｂ），（Ｃ）とからなる熱可塑性ポリマー
組成物は各成分が均一に分散しているため、（Ａ）の熱
可塑性ポリマーの機械的強度などをほとんど損なうこと
なく、塗装性や成形品表面の平滑性は良好となる。

本発明の熱可塑性ポリマーは、ポリスチレンおよび／
またはポリプロピレン、これらポリマーの共重合体であ
る。

本発明で使用される２個以上の活性水素基を有する化
合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、ポリオキシプロピル化グリセリン、ポリ
テトラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオー
ル類、ポリカプロラクトンジオールなどのポリエステル
ポリオール、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエ
ンジオール、ポリテール（三菱化成（株）製）、ポリオ
キシプロピレンジアミンなどのポリオキシアルキレンポ
リアミン類、ダイマージアミン、アミノ基を有するブタ
ジエンアクリロニトリル共重合体（宇部興産（株）製、
Hycar ATポリマーなど）、などがある。これらの化合
物は単独でも混合しても使用することができる。

また、本発明で使用する２個以上のイソシアネート基
を有する化合物としては、2,4−トルエンジイソシアネ
ート、2,6−トルエンジイソシアネート、ジフェニルメ
タン−4,4′−ジイソシアネート、ポリフェニルメチレ
ンポリイソシアネート、カルボジイミド基で変成された
ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、トルイ
ジンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、イ
ソホロンジイソシアネート、ビス（２−イソシアナトエ
チル）フマレート、ビス（２−イソシアナトエチル）カ
ルボネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、
1,10−デカメチレンジイソシアネート、クメン−2,4−
ジイソシアネート、４−メトキシ−1,3−フェニレンジ
イソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、アント
ラセンジイソシアネート、2,4,6−トルエントリイソシ
アネートや、前記イソシアネートの二量体、三量体など
がある。これ等は単独または混合して使用することがで
きる。また、これらイソシアネート類とカプロラクタム
やフェノールなどと反応させたブロック型のイソシアネ
ート類を使用することもできる。

本発明の熱可塑性ポリマー組成物は、（Ａ）の熱可塑
性ポリマー40〜98重量部、より好ましくは60〜95重量部
と（Ｂ）の２個以上の活性水素基を有する化合物と
（Ｃ）の２個以上のイソシアネート基を有する化合物の
合計が60〜２重量部、より好ましくは40〜５重量部であ
り、かつ、（Ｂ）の化合物の活性水素基と（Ｃ）の化合
物のイソシアネート基との当量比が0.5〜２、より好ま
しくは0.8〜1.5の範囲で配合される。

（Ａ）の熱可塑性ポリマーの使用量が上記上限より多
くなると、塗装性がほとんど改良されず、また、下限よ
りすくなくなると実用的な機械的性質の低下が大きくな
り、好ましくない。また、活性水素基とイソシアネート
基との当量比は、上記上限以上あるいは下限以下の場
合、未反応の（Ｂ）あるいは（Ｃ）化合物が残存し、塗
装時に成形品表面にこれらの未反応の化合物がブリード
し、塗装性を損なうため、好ましくない。

本発明の熱可塑性ポリマー組成物の製造は、（Ａ）の
熱可塑性ポリマーの融点以上の温度で（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）の混合物を二軸混練機などの押出機、バンバリー
ミキサー、ニーダーなどの公知の溶融混練加工機で行う
ことができる。また、（Ａ）の熱可塑性ポリマーの溶剤
中で（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を混合し、60℃以上の温度
に加熱することにより、製造することもできる。また、
（Ａ）と（Ｂ）、（Ａ）と（Ｃ）との混練物、または混
合物を使用して製造することもできる。この際、（Ｂ）
と（Ｃ）の反応物と（Ａ）との混合物・混練は好ましく
ない。また、本発明の熱可塑性ポリマー組成物をマスタ
ーバッチとして使用して（Ａ）と混合することもでき
る。

本発明の熱可塑性ポリマー組成物は、射出成形法、押
出成形法など公知の溶融成形法により、成形品やシート
などに加工できる。

また、本発明の樹脂組成物は、その成形性、物性を損
なわない範囲で各種強化材や充填剤を添加することがで
きる。

本発明で使用される強化材、充填剤の具体例として
は、ガラス繊維、アスベスト繊維、カーボン繊維、シリ
カ繊維、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコ
ニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素繊維、ホウ素繊
維、ステンレス、アルミニウム、チタン、銅、しんちゅ
う、マグネシウムなどの金属繊維、および、ポリアミ
ド、フッ素樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂などの有
機質繊維、銅、鉄、ニッケル、亜鉛、すず、鉛、ステン
レス、アルミニウム、金、銀などの金属粉末、ヒューム
ドシリカ、ケイ酸アルミニウム、ガラスビーズ、カーボ
ンブラック、石英粉末、タルク、酸化チタン、酸化鉄、
炭酸カルシウム、ケイソウ土などがある。繊維状物質は
平均繊維径が５〜30μｍ、繊維長が50μｍ〜30mmのもの
が使用できる。これらの強化材、充填剤は公知のシラン
カップリング剤やチタネート系カップリング剤で表面処
理したものも使用できる。

強化材、充填剤の使用量は、本発明の樹脂組成物100
重量部に対して１〜300重量部、好ましくは10〜250重量
部である。これらの強化材や充填剤は単独でも、２種以
上を混合しても用いることができる。

本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない
範囲で、ヒンダードフェノール、ハイドロキノン、チオ
エーテル、オスファイト類およびこれらの置換体や銅化
合物などの酸化防止剤や熱安定剤、レゾルシノール、サ
リシレート、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノンなど
の紫外線吸収剤、ステアリン酸およびその塩、ステアリ
ルアルコールなどの離型剤、ハロゲン系、リン酸エステ
ル系、メラミンあるいはシアヌル酸系の難燃剤、難燃助
剤、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリアル
キレングリコールなどの帯電防止剤、結晶化促進剤、染
料、顔料などの添加剤を一種以上添加することも可能で
ある。

以下に実施例によって本発明を説明する。

［実施例］ 実施例および比較例に記載する引張強度、衝撃強度、
塗料の密着性および分散性の測定法は次のとおりであ
る。

（１）引張強度 ASTM D638に準じて測定した。（単位 kgf/cm²） （２）衝撃強度（ノッチ付アイゾット衝撃強度） ASTM D256に準じて測定した。試験片の厚みは、1/8
インチである。（単位 kgf・cm） （３）塗料の密着性 JIS Ｄ 0202に準じて測定した。

テストピースの塗装方法 テストピースは塗装に先立ってイソプロピルアルコー
ルで脱脂処理を行った。ついで、下塗装料としてプラグ
ロス1100S（日本油脂（株）製）を膜厚約30μｍで塗布
し、10分間放置した。これを140℃のオーブン中に30分
間入れ、硬化後取出し、30分間室温で冷却した。次に、
上塗塗料としてメラミNo.1ホワイト（日本油脂（株）
製）を膜厚約30μｍ塗布し、10分間放置した後、これを
140℃のオーブン中で30分間硬化させた。オーブンから
取出し、24時間以上室温で放置、冷却した後、塗料の密
着性を測定した。

（４）分散性 組成物のSEM写真から分散性を評価した。（単位 μ
ｍ） 実施例１ 加熱ヒーター、攪拌機、冷却付きの内容積10リットル
の容器に、キシレンを5Kgとポリプロピレン（宇部ポリ
プロJ105G、宇部興産（株）製）800gを入れ、140℃に昇
温し、ポリプロピレンを溶解した。この中へ数平均分子
量2000のポリプロピレングリコール175.3gとキシリレン
ジイソシアネート24.7gを加え、140℃で攪拌しながら20
分間ポリプロピレングリコールとキシリレンジイソシア
ネートとを反応させた。このキシレン溶液を大量のメタ
ノールの中へ注ぎ、ポリプロピレンとポリウレタン（ポ
リプロピレングリコールとキシリレンジイソシアネート
との反応生成物）を折出させた後、ロカした。このロカ
したポリプロピレンとポリウレタンとの混合物をさらに
メタノールで洗浄し、未反応物を除去した後、乾燥して
980gのポリプロピレンとポリウレタンの混合物を得た。
この混合物を粉砕して得たサンプルを型締圧力30tの小
型射出成形機を用い、シリンダー温度250℃、金型温度5
0℃で成形し、テストピースを作成した。このテストピ
ースの引張強度、衝撃強度、塗料との密着性および分散
性を測定した。引張強度など物性は絶乾状態のテストピ
ースを使用し、測定した。引張強度、衝撃強度、塗料と
の密着性の結果を第１表に示した。分散性は図に示した
が、分散性は良好で、分散粒子は観察できなかった。

比較例１ ポリプロピレン（宇部ポリプロJ105G）を実施例１と
同一の成形機、成形条件でテストピースを作成した。引
張強度、衝撃強度および染料の密着性の結果を第１表に
示した。

比較例２ あらかじめ数平均分子量2000のポリプロピレングリコ
ールとキシリレンジイソシアネートとを反応させてポリ
ウレタンを作成した。つぎに、140℃のキシレン5Kgにポ
リプロピレン（宇部ポリプロJ105G）800gを溶解した
後、この溶液中に先に作成したポリウレタン180gを入
れ、140℃の温度で攪拌しながら20分間、混合した。

それ以外は実施例１と同様の操作でテストピースを作
成した。引張強度、衝撃強度および塗料の密着性の結果
を第１表に示した。また、分散性は図に示したが、分散
粒子径は大きく、分散性の悪いものであった。

実施例２ 実施例１と同一の容器に、トルエン5kgとポリスチレ
ン（デンカスチロールGP1、電気化学工業（株）製）900
gを入れ、80℃に昇温し、ポリスチレンを溶解した。こ
の中へ数平均分子量3000のポリオキシプロピレントリオ
ール（サンニックスGP−3000、三洋化成工業（株）製）
95.9gとジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート4.
1gを加えて、反応させたほかは、実施例１と同様の操作
でテストピースを作成した。引張強度、衝撃強度および
塗料の密着性の結果を第１表に示した。また、分散性は
実施例１と同様であった。

比較例３ ポリスチレン（デンカスチロールGP1）を実施例１と
同一の成形機、成形条件でテストピースを作成した。引
張強度、衝撃強度および塗料の密着性の結果を第１表に
示した。

［発明の効果］ 熱可塑性ポリマー、２個以上の活性水素基を有する化
合物および２個以上のイソシアネート基を有する化合物
からなる組成物は、主成分である熱可塑性ポリマーの機
械的性質を実質的に損なうことなく、塗装性が優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

図１および図２は本発明の実施例１および比較例２の熱
可塑性ポリマー組成物の破断面の粒子形状を示すSEM写
真である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−25338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−83039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−1715（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−27533（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−182328（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−163164（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−36248（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）ポリスチレンおよび／またはポリプ
   ロピレンからなる熱可塑性ポリマー （Ｂ）ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオ
   ール、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエンジオ
   ール、ポリオキシアルキレンポリアミン類、ダイマージ
   アミンおよびアミノ基を有するブタジエンアクリロニト
   リル共重合体からなる群より選ばれた少なくとも１成分
   からなる２個以上の活性水素基を有する化合物 （Ｃ）２個以上のイソシアネート基を有する化合物 からなり、（Ａ）が40〜98重量部、（Ｂ）＋（Ｃ）が60
   〜２重量部であり、かつ、（Ｂ）の活性水素基と（Ｃ）
   のイソシアネート基との当量比が0.5〜２の範囲である
   混合物を60℃以上の温度で加熱して得られる熱可塑性ポ
   リマー組成物。