JPS63264666A - 成形加工性の改良されたポリアリ−レンサルフアイド組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特定の粘度を有するポリアリーレンサルファ
イドと微量の粉状タルクから成る成形加工性の改良され
た樹脂組成物に関するものである。

（従来技術及びその問題点） 現在、ポリアリーレンサルファイドは、ぼりカーがネー
ト、ポリアセタール、ポリアミド、ＰＢＴナトのエンジ
ニアリングプラスチックスに比べて卓越した耐熱性、耐
薬品性、割性、寸法安定性を有する高機能エンジニアリ
ングプラスチックスとして注目されている。

ポリアリーレンサルファイドの内、ポリフェニレンサル
ファイド（以下ＰＰＳと略す）が最も一般的であシ、米
国フィリップスベトローリアム社からライドンの商標で
量産、市販されている。該樹脂は、通常、ガラス繊維、
カー？ン繊維などの補強繊維或いは炭酸カルシウムなど
の充てん材を併用することによって強度、剛性および耐
熱変形性を更に高め、自動車用電装部品、電気・電子機
器部品々どに射出成形法によシ加工され、使用されてい
る。

し力・しながら、該樹脂は、たとえ上記のように繊維に
て強化された組成物であっても他の？リアミドやＰＢＴ
に比べて極めて脆いという致命的な欠点がアシ、使用さ
れる用途拡大の障害となっている。この脆さは、ＰＰＳ
で代表される市販のポリアリーレンサルファイド自体が
極めて伸びが小さく脆い樹脂であるため、たとえガラス
繊維などで補強しても脆さ自体の改善にはならない。

したがって、上記の脆さの克服には、樹脂自体の脆さを
改善すれば達成されることは容易に推定される。

現在市販されているＰＰＳは、１合工程において低分子
量、低粘度のポリマーを製造した後、酸素存在下、高温
雰囲気中で架橋硬化させることによシ、見かけ上、実用
的な分子量、粘度に高められている。これは、該樹脂が
酸素存在下、高温雰囲気中において部分的な三次元架橋
反応を起すという特異な性質を利用したものである。上
記の二段階の製造工程は米国特許第３３５４１２９号な
どにおいても公知である。

さて、該樹脂の脆さの改良が上記の製造工程における重
合段階で、よシ分子景及び粘度の高いポリマーを製造す
ることによって容易に達成されることはポリアリーレン
サルファイドのみ力らず、はとんど全ての高分子量ポリ
マーにおいて公知である。しかしながら、よシ高い分子
量の該樹脂は重合工程での分子量が高くなるにつれ、そ
の結晶化速度が遅くなる性質がある。結晶化速度が遅く
なる程、実用面において種々の障害が発生する。

すなわち、該樹脂を主成分とする組成物は、前述のよう
に主に射出成形法によって成形加工されるが、結晶化速
度が遅くなれば、樹脂の固化に、よシ長い時間を有し、
生産性を直接低下させる。また、固化が遅いことによっ
て金型からの離型性が悪化する。更には、充分結晶化し
難いため該樹脂の最大の特長である耐熱性が充分に発揮
されないという致命的な欠点が露呈する。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、これらの欠点の改良につき鋭意研究の結
果、特定の粘度を有するポリアリーレンサルファイドＫ
、タルク粉を微量配合することによって、タルク粉が存
在しない場合に比べ、大巾に射出成形に要する時間が短
縮され、離型性、耐熱性も改善されると共に従来ｐｐｓ
の最大の欠点とされている脆さが大巾に改善されること
を見い出した。

すなわち、本発明は、以下の特定の粘度を有するポリア
リーレンサルファイドが組成物中２５〜９９．９重量チ
およびタルク粉０．１〜５重量％を含む樹脂組成物に関
する。特定の粘度を有するポリアリーレンサルファイド
とは、例えば米国特許第３３５４１２９号、日本国特許
公開昭５０−８４６９８号などの公知の方法にて重合さ
れるものの内、ＡＳＴＭ規格Ｄ１２３８においてオリフ
ィス径２．１　ｍ（０，０８２５インチ）、オリフィス
長さ３１．７５ｍｍ（１，２５インチ）、温度３１５．
６℃、荷重３４５ｇでのフローレート（以下これをフロ
ーレートＡ法とする）が、３５．９／１０分以下である
ものおよび該ポリアリーレンサルファイドを酸素存在下
２００〜４００℃の温度において加熱硬化させ、上記Ａ
ＳＴＭ　Ｄ−１２３８でオリフィス径２．１ｍ（０，０
８２５インチ）、オリフィス長さ８ｍ（０，３１５イン
チ）、温度３１５．６℃、荷重５０００ｇでのフローレ
ート（以下、これをフローレートＢ法とする）が、０．
１〜１０００９／１０分の架橋型ポリアリーレンサルフ
ァイドである。

本発明におけるポリアリーレンサルファイドは、例えば
極性溶媒中、ポリハロ芳香族化合物とアルカリ金属の硫
化物の反応によって得られるものであシ、米国特許第３
３５４１２９号、日本国特許公開昭５０−８４６９８号
及び特許公告昭４５−３３６８号などに開示されている
方法によりて製造することが出来る。かかるポリアリー
レンサルファイドとしてはｐｐｓが代表的であるが、一
般式 で示されるポリサルファイド共重合体も含まれ、特Ｋ、
重合後のフローレートＡ法の値が、３５９／１０分以下
の粘度のもの、即ち分子量の高いものに限定される。さ
らに％定の該ポリアリーレンサルファイドを酸素存在下
２００〜４００℃の高温で加熱硬化させ、フローレート
Ｂ法の値が０．１〜１００１／１０分の架橋型ポリアリ
ーレンサルファイドを含む。重合後のフローレートＡ法
の値が３５９／１０分を超える低粘度、低分子量のポリ
マーでは、たとえ、後の加熱硬化工程において見かけの
分子量を高めて４極めて脆い性質である。好しくけ１重
合後３０ｇ／１０分以下のフローレートＡ法の値を有す
るものである。

本発明のタルク粉はその品質が特に限定されるものでは
無く、通常天然産であシ、カナダ、イタリア、フランス
、モンタナ、アラバマ、ハーモント、テキサス、二、−
ヨーク、カルフォルニア、中国、北朝鮮産々どが代表的
な産地であシその産地によシ、薄葉状、繊維状、塊状、
および板状がある。かかるタルクは、化学式Ｍｇ、５ｉ
４０．。（ＯＨ）２によって示される天然水和硅酸マグ
ネシウムである。

このタルクは、理論組成ＭｇＯ約３２重量％、８１０２
６３．５重量％およびＨ２Ｏ４，８重量％である。タル
ク粉は通常粉砕機を用いて原石を微粉砕し、平均粒径２
０μｍ以下にされる。本発明に使用するタルク粉の粒度
も特に限定されるもので無いが、粒径が小さい程良く、
１５μｍ以下、特に好しくけ５μｍ以下である。

該ポリアリーレンサルファイドと該タルクの割合は、組
成物中ポリアリーレンサルファイド２５〜９９．９重量
％およびタルク粉０．１〜５重量％でアシ、特にタルク
の量が微量であることに本発明の意義がある。タルクの
量が５重量％を超えると、射出成形時間の短縮、離型性
の改善は達成できるが、脆さの改善は不充分である。又
、０．１重量％未満の場合は本発明の成形性の改良、結
晶化速度の向上にはならない。好ましいタルクの量は０
．３〜３重ｉ−俤である。

一方、ポリアリーレンサルファイドの量が組成物中２５
重量％未満の場合、成形流動性が悪化し、必要な形状の
成形品が得られない。好ましいポリアリーレンサルファ
イドの量は、組成物中、３５〜９９．７重量％である。

本発明の組成物においては、ガラス繊維、力−ゲン繊維
、アラミツド繊維などの強化繊維を配合することが好し
く、特にガラス繊維、カーゲン繊維が一般的で、組成物
中単独或いは′併用でθ〜６０重Ｊ１％の範囲で配合で
きる。これら繊維は、例えばガラス繊維に対してはシラ
ン化合物、カーゲン繊維に対しては工？キシ化合物など
で表面処理され、チ、ツブ状或いはロービング状で市販
されているものが使用に供される。

更に、本発明組成物においては、炭酸カルシウム、硫酸
カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、クレー、マイカ
、メタ硅酸カルシウム、フェライト、炭酸ナトリウム、
炭酸リチウム、チタン酸カリ、アスベスト、炭化ケイ素
、セミシック、三酸化アンチモン、二硫化モリブデン、
黒鉛、炭素粉をはじめとする粉状の無機質光てん材、改
ケ剤を。

ポリアリーレンサルファイドの特性が消失しない程度含
有しても良い。

また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、Ｐ
ＰＯ％Ｉリサルホン、？リエーテルサルホン、ＰＢＴ　
、ポリカーゲネート、Ｉす４フフ化エチレン、ボリアリ
レートなどの公知の熱可塑性樹脂を含有しても良い。更
に、顔料、離型剤、シ２ンカッデリング剤、合成油、防
錆剤、耐熱安定剤、滑剤、発泡剤々ど少量添加しても良
い。

本発明におけるポリアリーレンサルファイドとタルクお
よび、又は他の強化材等の配合は、１軸又は２軸の押出
混練機を用い、溶融・混線分散・造粒の工程にて達成で
きる。また、これを射出成形機を用い所定の形状に成形
する。

以下実施例によシ本発明の詳細な説明する。

実施例−１ 米国特許第３３５４１２９に基づき、重合後フローレー
トＡ法の値が、２０ｇ／１０分の比較的高粘度高分子量
ｐｐｓを合成した。これを熱媒ジャケット付の２６０℃
に保温した１００ノ容量のリゴンプレンダー内で、１０
β／分の空気を吹込みながら約１０時間攪拌し、フロー
レートＢ法の値が、１３０ｇ７１０分の架橋ｐｐｓを得
たう 該ｐｐｓ　５７．５　重量チ、富士タルク帛）製のタル
クＬＭＳφ１００（平均粒径２μｎｚ）１重量％、旭フ
ァイバーグラス物製のチオツブトガラス繊＃Ｉ０３−Ｍ
Ａ−４９７４０！景チ、炭酸リチウム粉１．０重ｔＳお
よび汎用の高密度ポリエチレン（メルトインデフ２２３
０ｇ／１０分のパウダー状）０．５重ｆ＃俤をドラムタ
ンブラ−内で均−混合後、１軸４０■ペント付押出機を
用い、バレル温度３２０℃にて混練後、ペレットを得た
。このペレットをプレス圧力５０トンの汎用射出成形機
を用い、シリンダ一温度３２０℃、射出圧力８００ｋｇ
ｆ１５Ｉ、金型温度１５０℃の条件下で、１１００Ｘ１
００Ｘ２厚シート及び、１２．７Ｘ６．３Ｘ１２５ｍの
棒状テストピースを作成した。

シートの成形に要する最低１成形サイクルは、射出３秒
、冷却１０秒、合計１３秒であり、棒状テストピースは
同じく射出５秒、冷却１３秒合計１８秒と極めて短時間
であった。得られた棒状テストピースを用い、ＡＳＴＭ
規格ＤＧ４８に従がい、１８．６ｋｌｌ　ｆ　７ｃｍの
ファイバーストレスに依る熱変形温度を測定した所２６
１℃と極めて高い耐熱性を有していた。更に棒状テスト
ピースを長手方向に半分の長さに切断し、ＡＳＴＭ規格
Ｄ−２５６に準じてアイゾツト衝撃強度（ノツチ無し）
を測定した所５８ｋｇｔ　−ａｎ／ｃｍと優れた靭性を
示した。

比較例１ 実施例１に於て、タルクを含まない系（ｐｐｓ５８．５
重量％、ガラス繊維４０重量％、炭酸リチウム１１ｊ、
景チ、ポリエチレン０．５重ｔ％）で実験した所、アイ
ゾツト衝撃強度（ノツチ無し）は、６０ユｆ−３／ｃＩ
Ｒと優れていたが、成形に要する時間はシートで合計２
８秒、棒状テストピースで３６秒と極めて生産性が劣り
ておシ、上記時間よシ短い時間で成形した場合、金型か
ら成形品の離脱が困難であった。更に棒状テストピース
で熱変形温度を測定した所、２４８℃と耐熱性が不充分
でありた。

実施例２ 実施例１に於て、重合後フローレートＡ法の値が３ｇ／
１０分以下で、Ｂ法の値が１５０ｇ／ｌ　０分の高分子
量ｐｐｓを得た。これを加熱硬化処理を行わずに実施例
１と同様な試験を行った所、１成形サイクルはシートで
合計１５秒、棒状テストピースで２３秒で離型性も優れ
ておシ、熱変形温度２５９℃、アイゾツト衝撃強度（ノ
ツチ無）は６２に９ｆ−家ｉと耐熱性、靭性の良好なも
のであった。

比較例２ 比較例１に於て、実施例２の高分子ｉ　ＰＰＳを用いた
所、棒状テストピースの１成形サイクルは４３秒要し、
しかも離型時に便形が見られた。熱変形温度を測定した
所２３７℃と低いものであった。

実施例３ 実施例１に於て、ｐｐｓの粘度、分子量及びタルクの粒
径、量を変えた新本発明に合致する性能を得た。

比較例３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 組成物中に下記性状を有する特定の粘度を有するポリア
   リーレンサルファイドを２５〜９９．９重量％および粉
   状タルクを０．１〜５重量％を含む組成物。 （記） 上記特定のポリアリーレンサルファイドとは、ＡＳＴＭ
   規格Ｄ１２３８においてオリフィス径２．１ｍｍ（０．
   ０８２５インチ）、オリフィス長さ３１．７５ｍｍ（１
   ．２５インチ）、温度３１５．６℃、荷重３４５ｇでの
   フローレートが、３５ｇ／１０分以下であるものおよび
   該ポリアリーレンサルファイドを酸素存在下２００〜４
   ００℃の温度にて加熱硬化させＡＳＴＭ　Ｄ１２３８に
   おいてオリフィス径２．１ｍｍ（０．０８２５インチ）
   、オリフィス長さ８ｍｍ（０．３１５インチ）、温度３
   １５．６℃、荷重５０００ｇでのフローレートが、０．
   １〜１０００ｇ／１０分の架橋型ポリアリーレンサルフ
   ァイドである。