JP7136372B2 - ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、成形品およびそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明に用いるPAS樹脂の溶融粘度は特に限定されないが、流動性および機械的強度のバランスが良好となることから、300℃で測定した溶融粘度(V6)が、好ましくは2Pa・s以上の範囲であり、好ましくは1000Pa・s以下の範囲、より好ましくは500Pa・s以下の範囲であり、さらに好ましくは200Pa・s以下の範囲である。ただし、溶融粘度(V6)の測定は、PAS樹脂を島津製作所製フローテスター、CFT-500Dを用いて行い、300℃、荷重:1.96×106Pa、L/D=10(mm)/1(mm)にて、6分間保持した後に測定した溶融粘度の測定値とする。
本発明に用いるPAS樹脂の非ニュートン指数は特に限定されないが、0.90以上から、2.00以下の範囲であることが好ましい。リニア型PAS樹脂を用いる場合には、非ニュートン指数が、好ましくは0.90以上の範囲、より好ましくは0.95以上の範囲から、好ましくは1.50以下の範囲、より好ましくは1.20以下の範囲である。このようなポリアリーレンスルフィド樹脂は機械的物性、流動性、耐磨耗性に優れる。ただし、本発明において非ニュートン指数(N値)は、キャピログラフを用いて融点+20℃、オリフィス長(L)とオリフィス径(D)の比、L/D=40の条件下で、剪断速度(SR)及び剪断応力(SS)を測定し、下記式を用いて算出した値である。非ニュートン指数(N値)が1に近いほど線状に近い構造であり、非ニュートン指数(N値)が高いほど分岐が進んだ構造であることを示す。
前記PAS樹脂の製造方法としては特に限定されないが、例えば(製造法1)硫黄と炭酸ソーダの存在下でジハロゲノ芳香族化合物を、必要ならばポリハロゲノ芳香族化合物ないしその他の共重合成分を加えて、重合させる方法、(製造法2)極性溶媒中でスルフィド化剤等の存在下にジハロゲノ芳香族化合物を、必要ならばポリハロゲノ芳香族化合物ないしその他の共重合成分を加えて、重合させる方法、(製造法3)p-クロルチオフェノールを、必要ならばその他の共重合成分を加えて、自己縮合させる方法、等が挙げられる。これらの方法のなかでも、(製造法2)の方法が汎用的であり好ましい。反応の際に、重合度を調節するためにカルボン酸やスルホン酸のアルカリ金属塩や、水酸化アルカリを添加しても良い。上記(製造法2)方法のなかでも、加熱した有機極性溶媒とジハロゲノ芳香族化合物とを含む混合物に含水スルフィド化剤を水が反応混合物から除去され得る速度で導入し、有機極性溶媒中でジハロゲノ芳香族化合物とスルフィド化剤とを、必要に応じてポリハロゲノ芳香族化合物と加え、反応させること、及び反応系内の水分量を該有機極性溶媒1モルに対して0.02~0.5モルの範囲にコントロールすることによりポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法(特開平07-228699号公報参照。)や、固形のアルカリ金属硫化物及び非プロトン性極性有機溶媒の存在下でジハロゲノ芳香族化合物と必要ならばポリハロゲノ芳香族化合物ないしその他の共重合成分を加え、アルカリ金属水硫化物及び有機酸アルカリ金属塩を、硫黄源1モルに対して0.01~0.9モルの範囲の有機酸アルカリ金属塩および反応系内の水分量を非プロトン性極性有機溶媒1モルに対して0.02モル以下の範囲にコントロールしながら反応させる方法(WO2010/058713号パンフレット参照。)で得られるものが特に好ましい。ジハロゲノ芳香族化合物の具体的な例としては、p-ジハロベンゼン、m-ジハロベンゼン、o-ジハロベンゼン、2,5-ジハロトルエン、1,4-ジハロナフタレン、1-メトキシ-2,5-ジハロベンゼン、4,4’-ジハロビフェニル、3,5-ジハロ安息香酸、2,4-ジハロ安息香酸、2,5-ジハロニトロベンゼン、2,4-ジハロニトロベンゼン、2,4-ジハロアニソール、p,p’-ジハロジフェニルエーテル、4,4’-ジハロベンゾフェノン、4,4’-ジハロジフェニルスルホン、4,4’-ジハロジフェニルスルホキシド、4,4’-ジハロジフェニルスルフィド、及び、上記各化合物の芳香環に炭素原子数1~18の範囲のアルキル基を有する化合物が挙げられ、ポリハロゲノ芳香族化合物としては1,2,3-トリハロベンゼン、1,2,4-トリハロベンゼン、1,3,5-トリハロベンゼン、1,2,3,5-テトラハロベンゼン、1,2,4,5-テトラハロベンゼン、1,4,6-トリハロナフタレンなどが挙げられる。また、上記各化合物中に含まれるハロゲン原子は、塩素原子、臭素原子であることが望ましい。
なお、本発明でいう「円形度」とは、下記数式(1)で算出されるパラメータである。
試験片として流動方向(MD)の評価用としてISO TYPE-Aダンベルを、流動と直角方向(TD)の評価用としてISO D2シートから25mm幅で切り出したものを作製し、測定試験に用いた。なお、ウェルド部を含まない試験片となるよう前記ダンベル片端部またはISO D2シートの1点ゲートから樹脂を射出して作製した。
試験片として縦横それぞれ10mm、厚み2mmの平板を各実施例および比較例について作製し、試験に用いた。なお、表中「表面」とは射出成形時の成形品の表面方向を、「深さ」とは該成形品の射出成形時の樹脂流れ方向に対して垂直方向(厚み方向)をそれぞれ意味するものとする。熱伝導率の測定は、成形品の表面方向をJIS R 1611「ファインセラミックスのフラッシュ法による熱拡散率・比熱容量・熱伝導率の測定方法」に準拠して、測定した。また、ISO D2シート(60mm×60mm×厚み2mm)を試験片とし、成形品の深さ方向をISO 22007-2に準拠して、測定した。
実施例においてポリアリーレンスルフィド樹脂のV6溶融粘度は、300℃での溶融粘度(V6)を、島津製作所製フローテスター「CFT-500D」を用い、300℃、荷重:1.96×106Pa、L/D=10(mm)/1(mm)の条件にて、6分間保持した後に測定した値である。
レーザー回折・散乱法(JIS Z8825)に準拠した方法で測定を行い、各試料の数平均粒子径を算出した。
表1記載する組成成分および配合量にしたがい、各材料を配合した。その後、株式会社日本製鋼所製ベント付2軸押出機「TEX-30(製品名)」にこれら配合材料を投入し、樹脂成分吐出量25kg/hr、スクリュー回転数200rpm。設定樹脂温度330℃で溶融混練して樹脂組成物のペレットを得た。ガラス繊維はサイドフィーダーから投入し、それ以外の材料はタンブラーで予め均一に混合しトップフィーダーから投入した。得られた樹脂組成物のペレットを140℃ギヤオーブンで2時間乾燥した後、射出成形することで各種試験片を作製し、下記の試験を行った。各試験結果を表1に示す。
・PAS樹脂成分
A1:ポリフェニレンスルフィド樹脂(V6溶融粘度10Pa・s)
B1:ソブエクレー社製炭酸マグネシウム「マグネサイト微粉」を120メッシュ(捕捉粒子径125μm超)のフィルターを利用して加圧濾過して捕捉粒子を除き、粒子を得た(D50=17.9μm、円形度0.68)
B2:ソブエクレー社製炭酸マグネシウム「マグネサイト」を50メッシュ(捕捉粒子径297μm超)のフィルターを利用して加圧濾過して捕捉粒子を除き、粒子を得た(D50=27.9μm、円形度0.66)
B3:ソブエクレー社製炭酸マグネシウム「マグネサイト」を400メッシュ(捕捉粒子径37μm超)のフィルターを利用して加圧濾過して、捕捉粒子を回収した(D50=43.6μm、円形度0.65)。
b4:神島化学工業株式会社製炭酸マグネシウム「マグサーモ MS-PS」(D50=10.6μm、円形度0.83、最大粒子径44μm)
・充填剤成分
C :ガラス繊維、オーウェンスコーニング社製「FT-562」
Claims (13)
- 前記無水炭酸マグネシウムの平均粒子径(D50)が45μm以下の範囲である、請求項1記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 前記無水炭酸マグネシウムの粒子径が300μm以下の範囲である、請求項1又は2記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、前記無水炭酸マグネシウムが20~400質量部の範囲である請求項1~3の何れか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 熱伝導性材料用である請求項1~4の何れか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
- 請求項1~5の何れか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を成形してなる成形品。
- 成形品の表面方向における熱伝導度(ただし、ホットディスク法による測定)が0.65〔W/m・K〕以上の範囲であり、かつ、厚み方向における熱伝導度(ただし、キセノンフラッシュ法による測定)が0.65〔W/m・K〕以上の範囲である請求項6記載の成形品。
- 前記無水炭酸マグネシウムの平均粒子径(D50)が45μm以下の範囲である、請求項8に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。
- 前記無水炭酸マグネシウムの粒子径が300μm以下の範囲である、請求項8又は9に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。
- 前記無水炭酸マグネシウムを、目開き297μmのフィルターで篩分けする工程を含む請求項8~10の何れか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。
- 前記無水炭酸マグネシウムを破砕する工程を含む、請求項8~11の何れか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1~5の何れか一項に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を溶融成形する工程を有する成形品の製造方法。
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