JP2015129271A - Carbon fiber-reinforced polyamide resin composition and molded article obtained by molding the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属接着性および機械特性に優れる炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形品に関する。 The present invention relates to a carbon fiber reinforced polyamide resin composition excellent in metal adhesion and mechanical properties and a molded product formed by molding the same.
ポリアミド樹脂は、剛性、強度などの機械特性や耐熱性などに優れているため、電気・電子、自動車、機械、建材など多岐に渡り利用されている。ポリアミド6T、ポリアミド10Tに代表される半芳香族ポリアミドは、耐熱性、機械特性に加え、低吸水性に優れていることから、多くの電気・電子部品、自動車のエンジン周りの部品として使用され、様々な目的に応じて金属等の他の材料と複合化されて使用される。 Polyamide resins have excellent mechanical properties such as rigidity and strength, heat resistance, etc., and are therefore used in a wide variety of fields such as electric / electronics, automobiles, machines, and building materials. Semi-aromatic polyamides typified by polyamide 6T and polyamide 10T are excellent in heat absorption and mechanical properties, as well as low water absorption, so they are used as parts around many electric / electronic parts and automobile engines. Used in combination with other materials such as metals according to various purposes.
近年、プラスチックの高性能化に対する要求が高度化し、金属同等の剛性が求められるようになってきている。金属同等の剛性を実現するためには、炭素繊維などの繊維状充填材を充填する手法が一般的に用いられる。これまでに、機械的特性に加えて、成形性を向上させたポリアミド樹脂組成物として、例えば、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンのいずれかであるジアミン成分とからなる、過冷却度ΔTが40℃以下であるポリアミドと、繊維状強化材を含有してなるポリアミド樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、機械的特性を向上させた半芳香族ポリアミド樹脂組成物ペレットとして、テレフタル酸成分と炭素数8〜12の直鎖脂肪族ジアミンとからなる半芳香族ポリアミド樹脂と、無機繊維であるか、融点または分解温度が芳香族ポリアミドの融点を超える有機繊維である繊維状強化材を含有する、半芳香族ポリアミド樹脂組成物ペレットが提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、機械的特性に加えて、長期耐熱性を向上させたポリアミド樹脂組成物として、例えば、テレフタル酸単位を50〜100モル%含有するジカルボン酸単位と、炭素数6〜18の脂肪族ジアミン単位を60〜100モル%含有するジアミン単位とからなり、末端アミノ基含量が10μ当量/g以上60μ当量/g未満であるポリアミド、カルボキシル基および/または酸無水物機を有する不飽和化合物により変性された変性樹脂、ならびに充填剤とからなるポリアミド樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、これらの技術においては、機械特性が向上する一方で、炭素繊維を配合することにより、金属接着性が不十分である課題があった。 In recent years, the demand for higher performance of plastics has become higher, and metal equivalent rigidity has been demanded. In order to achieve rigidity equivalent to that of metal, a method of filling a fibrous filler such as carbon fiber is generally used. So far, as a polyamide resin composition having improved moldability in addition to mechanical properties, for example, a dicarboxylic acid component mainly composed of terephthalic acid, 1,8-octanediamine, and 1,10-decanediamine A polyamide resin composition comprising a diamine component which is any one of 1,12-dodecanediamine and having a supercooling degree ΔT of 40 ° C. or less and a fibrous reinforcing material has been proposed ( For example, see Patent Document 1). Further, as a semi-aromatic polyamide resin composition pellet with improved mechanical properties, a semi-aromatic polyamide resin composed of a terephthalic acid component and a linear aliphatic diamine having 8 to 12 carbon atoms, or an inorganic fiber, A semi-aromatic polyamide resin composition pellet containing a fibrous reinforcing material that is an organic fiber whose melting point or decomposition temperature exceeds the melting point of an aromatic polyamide has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Moreover, as a polyamide resin composition having improved long-term heat resistance in addition to mechanical properties, for example, a dicarboxylic acid unit containing 50 to 100 mol% of a terephthalic acid unit and an aliphatic diamine unit having 6 to 18 carbon atoms Is modified with an unsaturated compound having a terminal amino group content of 10 µequivalent / g or more and less than 60 µequivalent / g, a carboxyl group, and / or an acid anhydride machine. A polyamide resin composition comprising a modified resin and a filler has been proposed (see, for example, Patent Document 3). However, in these techniques, while mechanical characteristics are improved, there is a problem that metal adhesion is insufficient by blending carbon fibers.
本発明は、前記従来公知の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物の課題を解決し、機械特性および金属接着性に優れた成形品を得ることができる炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物、ペレットおよびそれを成形してなる成形品を提供することをその課題とするものである。 The present invention solves the problems of the conventionally known carbon fiber reinforced polyamide resin composition and can obtain a molded article excellent in mechanical properties and metal adhesion, pellets and molding the same. It is an object of the present invention to provide a molded product.
本発明は、上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討した結果得られたものであり、以下の構成を有する。
(1)ジカルボン酸単位とジアミン単位を含むポリアミド樹脂であって、ジカルボン酸単位中、テレフタル酸単位を50〜100モル%含有し、ジアミン単位中、炭素数6〜18の脂肪族アルキレンジアミン単位を50〜100モル%含有する半芳香族ポリアミド樹脂(A)100重量部に対して、炭素繊維(B)10〜100重量部および数平均分子量が10000以下のエポキシ化合物(C)0.1〜10重量部を配合してなる炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
(2)前記半芳香族ポリアミド樹脂(A)100重量部に対して、さらに樹状ポリエステル樹脂(D)0.01〜10重量部を配合してなる(1)に記載の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
(3)前記半芳香族ポリアミド樹脂(A)が、ジアミン単位中、1,10−デカンジアミン単位を50〜100モル%含有する(1)または(2)に記載の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物。
(4)(1)〜(3)のいずれかに記載の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物を成形して得られる、炭素繊維(B)の重量平均繊維長が0.01〜2mmであるペレット。
(5)(4)に記載のペレットを成形してなる成形品。
(6)(5)に記載の成形品と金属とを接合または接着して得られる複合成形品。
The present invention was obtained as a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, and has the following configuration.
(1) A polyamide resin containing a dicarboxylic acid unit and a diamine unit, wherein the dicarboxylic acid unit contains 50 to 100 mol% of a terephthalic acid unit, and the aliphatic alkylenediamine unit having 6 to 18 carbon atoms in the diamine unit. Epoxy compound (C) 0.1 to 10 having 10 to 100 parts by weight of carbon fiber (B) and a number average molecular weight of 10,000 or less with respect to 100 parts by weight of semi-aromatic polyamide resin (A) containing 50 to 100 mol%. A carbon fiber reinforced polyamide resin composition obtained by blending parts by weight.
(2) The carbon fiber reinforced polyamide resin according to (1), wherein 0.01 to 10 parts by weight of a dendritic polyester resin (D) is further blended with 100 parts by weight of the semi-aromatic polyamide resin (A). Composition.
(3) The carbon fiber reinforced polyamide resin composition according to (1) or (2), wherein the semi-aromatic polyamide resin (A) contains 50 to 100 mol% of 1,10-decanediamine units in the diamine units. .
(4) A pellet obtained by molding the carbon fiber-reinforced polyamide resin composition according to any one of (1) to (3), wherein the weight average fiber length of the carbon fiber (B) is 0.01 to 2 mm.
(5) A molded product obtained by molding the pellet according to (4).
(6) A composite molded product obtained by joining or bonding the molded product according to (5) and a metal.
本発明の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物およびそれを用いたペレットによれば、機械特性、低吸水性に優れ、金属接着性に優れる成形品を得ることができる。そのため、本発明の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物、それを用いたペレットおよび成形品は、コネクタ、ブレーカー、自転車ペダルなどの金属と接合する電気・電子部品、自動車部品、スポーツ用品に好適に用いることができる。 According to the carbon fiber reinforced polyamide resin composition of the present invention and pellets using the same, a molded product having excellent mechanical properties, low water absorption, and excellent metal adhesion can be obtained. Therefore, the carbon fiber reinforced polyamide resin composition of the present invention, and pellets and molded articles using the same are preferably used for electrical / electronic parts, automobile parts, and sporting goods that are joined to metals such as connectors, breakers, and bicycle pedals. Can do.
以下に本発明の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物(以下、「樹脂組成物」と記載する場合がある)について具体的に説明する。 The carbon fiber reinforced polyamide resin composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “resin composition”) will be specifically described below.
本発明の樹脂組成物は、ジカルボン酸単位とジアミン単位を含むポリアミド樹脂であって、ジカルボン酸単位中、テレフタル酸単位を50〜100モル%含有し、ジアミン単位中、炭素数6〜18の脂肪族アルキレンジアミン単位を50〜100モル%含有する半芳香族ポリアミド樹脂(A)(以下、「半芳香族ポリアミド樹脂(A)」と記載する場合がある)を配合してなる。かかる半芳香族ポリアミド樹脂(A)を配合することにより、樹脂組成物から得られる成形品の機械特性と低吸水性を向上させることができる。 The resin composition of the present invention is a polyamide resin containing a dicarboxylic acid unit and a diamine unit, containing 50 to 100 mol% of a terephthalic acid unit in the dicarboxylic acid unit, and having 6 to 18 carbon atoms in the diamine unit. A semi-aromatic polyamide resin (A) containing 50 to 100 mol% of an alkylene alkylenediamine unit (hereinafter sometimes referred to as “semi-aromatic polyamide resin (A)”) is blended. By blending such a semi-aromatic polyamide resin (A), the mechanical properties and low water absorption of a molded product obtained from the resin composition can be improved.
半芳香族ポリアミド樹脂(A)を構成するジカルボン酸単位中、テレフタル酸単位を50〜100モル%含有する。テレフタル酸単位の含有率が50モル%未満の場合には、樹脂組成物から得られる成形品の耐熱性、低吸水性、表面外観などの特性が低下する。テレフタル酸単位の含有率は、60〜100モル%が好ましく、70〜100モル%がより好ましい。ここで、ジカルボン酸単位とは、ポリアミド樹脂を構成するジカルボン酸またはその誘導体が重縮合して生成する構造単位を意味する。 The dicarboxylic acid unit constituting the semiaromatic polyamide resin (A) contains 50 to 100 mol% of terephthalic acid units. When the content of the terephthalic acid unit is less than 50 mol%, properties such as heat resistance, low water absorption and surface appearance of the molded product obtained from the resin composition are deteriorated. 60-100 mol% is preferable and, as for the content rate of a terephthalic acid unit, 70-100 mol% is more preferable. Here, the dicarboxylic acid unit means a structural unit produced by polycondensation of dicarboxylic acid or its derivative constituting the polyamide resin.
半芳香族ポリアミド樹脂(A)を構成するジカルボン酸単位は、50モル%未満であれば、テレフタル酸単位以外のジカルボン酸単位を含有してもよい。テレフタル酸単位以外のジカルボン酸単位としては、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−フェニレンジオキシジ酢酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、4,4’−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4’−ジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸から誘導される単位を挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。 The dicarboxylic acid unit constituting the semi-aromatic polyamide resin (A) may contain a dicarboxylic acid unit other than the terephthalic acid unit as long as it is less than 50 mol%. Examples of dicarboxylic acid units other than terephthalic acid units include malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, 2-methyladipic acid, trimethyladipic acid, pimelic acid, 2,2-dimethylglutaric acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as 3,3-diethylsuccinic acid, azelaic acid, sebacic acid and suberic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid; isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-phenylenedioxydiacetic acid, 1,3-phenylenedioxydiacetic acid, diphenic acid, 4,4 '-Oxydibenzoic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4, '- dicarboxylic acid, there may be mentioned units derived from aromatic dicarboxylic acids such as 4,4'-biphenyl dicarboxylic acid, can be used one or two or more of them.
これらの中でも芳香族ジカルボン酸から誘導される単位が好ましい。これらの他のジカルボン酸単位の含有率は、ジカルボン酸中、40モル%以下が好ましく、30モル%以下がより好ましい。また、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸から誘導される単位を、溶融成形が可能な範囲内で含んでもよい。 Among these, units derived from aromatic dicarboxylic acids are preferred. The content of these other dicarboxylic acid units is preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less in the dicarboxylic acid. Further, units derived from polyvalent carboxylic acids such as trimellitic acid, trimesic acid, and pyromellitic acid may be included within a range in which melt molding is possible.
半芳香族ポリアミド樹脂(A)を構成するジアミン単位中、炭素数6〜18の脂肪族アルキレンジアミン単位を50〜100モル%含有する。炭素数6〜18の脂肪族アルキレンジアミン単位の含有率が50モル%未満の場合には、樹脂組成物の溶融安定性、樹脂組成物から得られる成形品の靭性、低吸水性、耐薬品性、耐熱性、表面外観などの特性のいずれかが低下する。炭素数6〜18の脂肪族アルキレンジアミン単位の含有率は、60〜100モル%が好ましく、75〜100モル%がより好ましい。ここで、本発明におけるジアミン単位とは、ポリアミド樹脂を構成するジアミンまたはその誘導体が重縮合して生成する構造単位を意味する。 50-100 mol% of C6-C18 aliphatic alkylenediamine units are contained in the diamine unit which comprises a semi-aromatic polyamide resin (A). When the content of the aliphatic alkylenediamine unit having 6 to 18 carbon atoms is less than 50 mol%, the melt stability of the resin composition, the toughness of the molded product obtained from the resin composition, low water absorption, and chemical resistance Any of the characteristics such as heat resistance and surface appearance deteriorates. 60-100 mol% is preferable and, as for the content rate of a C6-C18 aliphatic alkylenediamine unit, 75-100 mol% is more preferable. Here, the diamine unit in the present invention means a structural unit produced by polycondensation of a diamine constituting a polyamide resin or a derivative thereof.
炭素数6〜18の脂肪族アルキレンジアミン単位としては、例えば、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン等の直鎖状脂肪族アルキレンジアミン、1−ブチル−1,2−エタンジアミン、1,1−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1−エチル−1,4−ブタンジアミン、1,2−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1,3−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1,4−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、2,3−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,5−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、3,3−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,2−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4−ジエチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,2−ジメチル−1,7−ヘプタンジアミン、2,3−ジメチル−1,7−ヘプタンジアミン、2,4−ジメチル−1,7−ヘプタンジアミン、2,5−ジメチル−1,7−ヘプタンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、3−メチル−1,8−オクタンジアミン、4−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,3−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、1,4−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、2,4−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、3,4−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、4,5−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、2,2−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、3,3−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、4,4−ジメチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン等の分岐鎖状脂肪族アルキレンジアミンなどから誘導される単位を挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。
Examples of the aliphatic alkylene diamine unit having 6 to 18 carbon atoms include 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, linear aliphatic alkylenediamine such as 1,12-dodecanediamine, 1-butyl-1,2-ethanediamine, 1,1-dimethyl-1,4-butanediamine, 1-ethyl -1,4-butanediamine, 1,2-dimethyl-1,4-butanediamine, 1,3-dimethyl-1,4-butanediamine, 1,4-dimethyl-1,4-butanediamine, 2,3 -Dimethyl-1,4-butanediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 3-methyl-1,5-pentanediamine, 2,5-dimethyl-1,6- Xylenediamine, 2,4-dimethyl-1,6-hexanediamine, 3,3-dimethyl-1,6-hexanediamine, 2,2-dimethyl-1,6-hexanediamine, 2,2,4-trimethyl- 1,6-hexanediamine, 2,4,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2,4-diethyl-1,6-hexanediamine, 2,2-dimethyl-1,7-heptanediamine, 2, 3-dimethyl-1,7-heptanediamine, 2,4-dimethyl-1,7-heptanediamine, 2,5-dimethyl-1,7-heptanediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine, 3- Methyl-1,8-octanediamine, 4-methyl-1,8-octanediamine, 1,3-dimethyl-1,8-octanediamine, 1,4-dimethyl-1,8-
上記の脂肪族アルキレンジアミン単位の中でも、樹脂組成物の溶融安定性、樹脂組成物から得られる成形品の低吸水性、耐熱性、表面外観をより向上させる観点から、1,6−ヘキサンジアミン、1,8−オクタンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンから誘導される単位が好ましく、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミンから誘導される単位がより好ましい。2−メチル−1,8−オクタンジアミンおよび/または1,9−ノナンジアミンから誘導される単位を含有することにより、成形品の表面外観をより向上させることができる。1,10−デカンジアミンから誘導される単位を含有することにより、成形品の吸水率をより低減し、吸水時の剛性の低下や寸法変化を抑制することができる。 Among the above aliphatic alkylenediamine units, 1,6-hexanediamine, from the viewpoint of further improving the melt stability of the resin composition, the low water absorption of the molded product obtained from the resin composition, the heat resistance, and the surface appearance. Units derived from 1,8-octanediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine Preferably, units derived from 2-methyl-1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, and 1,10-decanediamine are more preferable. By containing a unit derived from 2-methyl-1,8-octanediamine and / or 1,9-nonanediamine, the surface appearance of the molded product can be further improved. By containing a unit derived from 1,10-decanediamine, the water absorption rate of the molded product can be further reduced, and the decrease in rigidity and dimensional change during water absorption can be suppressed.
半芳香族ポリアミド樹脂(A)を構成するジアミン単位は、50モル%以下であれば、炭素数6〜18の脂肪族アルキレンジアミン単位以外のジアミン単位を含有していてもよい。炭素数6〜18の脂肪族アルキレンジアミン単位以外のジアミン単位としては、例えば、エチレンジアミン、プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン等の脂肪族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジメチルアミン、トリシクロデカンジメチルアミン等の脂環式ジアミン;p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミンなどから誘導される単位を挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。これらの他のジアミン単位の含有率は、ジアミン単位中、40モル%以下が好ましく、25モル%以下がより好ましい。 If the diamine unit which comprises a semi-aromatic polyamide resin (A) is 50 mol% or less, you may contain diamine units other than a C6-C18 aliphatic alkylenediamine unit. Examples of the diamine unit other than the aliphatic alkylene diamine unit having 6 to 18 carbon atoms include aliphatic diamines such as ethylenediamine, propanediamine, and 1,4-butanediamine; cyclohexanediamine, methylcyclohexanediamine, isophoronediamine, and norbornanedimethylamine. Alicyclic diamines such as tricyclodecane dimethylamine; p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl Examples thereof include units derived from sulfones and aromatic diamines such as 4,4′-diaminodiphenyl ether, and one or more of these units can be used. The content of these other diamine units is preferably 40 mol% or less, and more preferably 25 mol% or less in the diamine unit.
また、半芳香族ポリアミド樹脂(A)は、前述のジカルボン酸単位とジアミン単位に加えて、さらにアミノカルボン酸単位を含有してもよい。アミノカルボン酸単位としては、例えば、カプロラクタム、ラウリルラクタム等のラクタム;1−アミノラウリン酸、1−アミノドデシル酸等のアミノカルボン酸などから誘導される単位を挙げることができる。アミノカルボン酸単位の含有率は、半芳香族ポリアミド樹脂(A)を構成する全ジカルボン酸単位100モル%に対して40モル%以下が好ましく、20モル%以下がより好ましい。 Moreover, the semi-aromatic polyamide resin (A) may further contain an aminocarboxylic acid unit in addition to the above-mentioned dicarboxylic acid unit and diamine unit. Examples of the aminocarboxylic acid unit include units derived from lactams such as caprolactam and lauryllactam; aminocarboxylic acids such as 1-aminolauric acid and 1-aminododecylic acid. The content of aminocarboxylic acid units is preferably 40 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, based on 100 mol% of all dicarboxylic acid units constituting the semiaromatic polyamide resin (A).
本発明の樹脂組成物において、半芳香族ポリアミド樹脂(A)の相対粘度(ηr)は、2.0〜2.8が好ましい。半芳香族ポリアミド樹脂(A)の相対粘度が2.0以上であれば、成形品の機械特性をより向上させることができる。2.1以上がより好ましく、2.2以上がさらに好ましい。一方、半芳香族ポリアミド樹脂(A)の相対粘度が2.8以下であれば、樹脂組成物の成形性を向上させることができる。2.7以下がより好ましく、2.6以下がさらに好ましく、2.5以下がさらに好ましい。なお、半芳香族ポリアミド樹脂(A)の相対粘度とは、98%硫酸中、樹脂濃度0.01g/ml、25℃でオストワルド式粘度計を用いて測定した値である。半芳香族ポリアミド樹脂(A)の相対粘度をかかる範囲にする手段としては、例えば、半芳香族ポリアミド樹脂製造時の圧力、温度、重合時間等の重合条件を適宜調整する方法や、ジカルボン酸、ジアミン、末端封鎖剤などの原料組成を調整する方法などが挙げられる。 In the resin composition of the present invention, the relative viscosity (ηr) of the semiaromatic polyamide resin (A) is preferably 2.0 to 2.8. If the relative viscosity of the semi-aromatic polyamide resin (A) is 2.0 or more, the mechanical properties of the molded product can be further improved. 2.1 or more is more preferable, and 2.2 or more is more preferable. On the other hand, if the relative viscosity of the semi-aromatic polyamide resin (A) is 2.8 or less, the moldability of the resin composition can be improved. 2.7 or less is more preferable, 2.6 or less is more preferable, and 2.5 or less is more preferable. The relative viscosity of the semi-aromatic polyamide resin (A) is a value measured using an Ostwald viscometer in 98% sulfuric acid at a resin concentration of 0.01 g / ml and 25 ° C. Examples of means for setting the relative viscosity of the semi-aromatic polyamide resin (A) in such a range include, for example, a method of appropriately adjusting polymerization conditions such as pressure, temperature, polymerization time, etc. during production of the semi-aromatic polyamide resin, The method of adjusting raw material compositions, such as diamine and a terminal blocker, etc. are mentioned.
半芳香族ポリアミド樹脂(A)は、安息香酸、酢酸などの末端封止剤により、その分子鎖の末端基の10%以上が封止されていることが好ましい。末端封止率が10%以上であると、樹脂組成物の溶融成形性を向上させることができる。末端封止率は20%以上がより好ましい。 In the semi-aromatic polyamide resin (A), it is preferable that 10% or more of the end groups of the molecular chain thereof are sealed with an end-capping agent such as benzoic acid or acetic acid. When the end sealing rate is 10% or more, the melt moldability of the resin composition can be improved. The end sealing rate is more preferably 20% or more.
半芳香族ポリアミド樹脂(A)の製造方法としては、例えば、原料となるジアミン成分とジカルボン酸成分またはその塩を加熱して低次縮合物を得て、さらに固相重合および/または溶融重合により高重合度化する方法などが挙げられる。低次縮合物を一旦取り出して、固相重合および/または溶融重合する2段重合、低次縮合物の製造工程に続いて、同一反応容器内で固相重合および/または溶融重合する1段重合のどちらを用いてもよい。なお、固相重合とは、100℃以上融点以下の温度範囲で、減圧下あるいは不活性ガス中で加熱する工程を指し、溶融重合とは、常圧または減圧下で融点以上に加熱する工程を指す。 As a method for producing the semi-aromatic polyamide resin (A), for example, a diamine component and a dicarboxylic acid component or a salt as raw materials are heated to obtain a low-order condensate, and further by solid phase polymerization and / or melt polymerization. Examples thereof include a method for increasing the degree of polymerization. Two-stage polymerization in which the low-order condensate is once taken out and solid-phase polymerization and / or melt polymerization is performed. Following the production process of the low-order condensate, solid-phase polymerization and / or melt polymerization in the same reaction vessel Either of these may be used. Solid phase polymerization refers to a step of heating in a temperature range of 100 ° C. or higher and lower than the melting point under reduced pressure or in an inert gas, and melt polymerization refers to a step of heating to a melting point or higher under normal pressure or reduced pressure. Point to.
本発明の樹脂組成物は、炭素繊維(B)を配合してなる。炭素繊維(B)を配合することにより、成形品の剛性、強度などの機械特性を向上させることができる。 The resin composition of this invention mix | blends a carbon fiber (B). By blending the carbon fiber (B), mechanical properties such as rigidity and strength of the molded product can be improved.
本発明における炭素繊維(B)としては、特に制限がなく、公知の各種炭素繊維、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)、ピッチ、レーヨン、リグニン、炭化水素ガスなどを用いて製造される炭素質繊維や黒鉛質繊維などが挙げられる。これらの繊維をニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属で被覆した繊維を用いてもよい。なかでも、機械特性向上効果により優れることから、PAN系炭素繊維が好ましい。炭素繊維(B)は、通常、チョップドストランド、ロービングストランド、ミルドファイバーなどの形状であり、直径は15μm以下が一般的であり、好ましくは5〜10μmである。 The carbon fiber (B) in the present invention is not particularly limited, and carbon fibers produced using various known carbon fibers such as polyacrylonitrile (PAN), pitch, rayon, lignin, hydrocarbon gas, etc. Examples thereof include graphite fibers. You may use the fiber which coat | covered these fibers with metals, such as nickel, copper, and ytterbium. Of these, PAN-based carbon fibers are preferred because they are more excellent in improving mechanical properties. The carbon fiber (B) is usually in the shape of chopped strand, roving strand, milled fiber, etc., and the diameter is generally 15 μm or less, preferably 5 to 10 μm.
本発明における炭素繊維(B)の形態は、特に制限されないが、数千から数十万本の炭素繊維からなる炭素繊維束や、これを粉砕したミルド状の形態が好ましい。炭素繊維束については、連続繊維を直接使用するロービング法により得られるものや、所定長さにカットしたチョップドストランドを使用することが可能である。 The form of the carbon fiber (B) in the present invention is not particularly limited, but a carbon fiber bundle composed of several thousand to several hundred thousand carbon fibers and a milled form obtained by pulverizing the carbon fiber bundle are preferable. As for the carbon fiber bundle, it is possible to use a carbon fiber bundle obtained by a roving method using continuous fibers directly or a chopped strand cut to a predetermined length.
本発明における炭素繊維(B)は、チョップドストランドが好ましく、チョップド炭素繊維の前駆体である炭素繊維ストランドのフィラメント数は、1,000〜150,000本が好ましい。炭素繊維ストランドのフィラメント数が1,000〜150,000本であれば、製造コストを抑制でき、生産工程における安定性を確保することができる。 The carbon fiber (B) in the present invention is preferably a chopped strand, and the number of filaments of the carbon fiber strand that is a precursor of the chopped carbon fiber is preferably 1,000 to 150,000. If the number of filaments of the carbon fiber strand is 1,000 to 150,000, the manufacturing cost can be suppressed and the stability in the production process can be ensured.
本発明における炭素繊維(B)のストランド弾性率は、150GPa以上が好ましく、220GPa以上がより好ましい。一方、ストランド弾性率は、1000GPa以下が好ましく、500GPa以下がより好ましい。炭素繊維のストランド弾性率が前記範囲であれば、機械特性、成形性により優れる樹脂組成物を得ることができる。 150 GPa or more is preferable and, as for the strand elastic modulus of the carbon fiber (B) in this invention, 220 GPa or more is more preferable. On the other hand, the strand elastic modulus is preferably 1000 GPa or less, and more preferably 500 GPa or less. When the strand elastic modulus of the carbon fiber is within the above range, a resin composition that is superior in mechanical properties and moldability can be obtained.
本発明における炭素繊維(B)のストランド強度は、1GPa以上が好ましく、3GPa以上がより好ましい。一方、ストランド強度は、10GPa以下が好ましく、5GPa以下がより好ましい。炭素繊維のストランド強度が前記範囲であれば、成形品の機械特性をより向上させるとともに、成形品表面のうねり状凹凸を低減させ表面外観をより向上させることができる。 The strand strength of the carbon fiber (B) in the present invention is preferably 1 GPa or more, and more preferably 3 GPa or more. On the other hand, the strand strength is preferably 10 GPa or less, and more preferably 5 GPa or less. If the strand strength of the carbon fiber is within the above range, the mechanical properties of the molded product can be further improved, and the surface appearance can be further improved by reducing the waviness irregularities on the surface of the molded product.
ここで、ストランド弾性率およびストランド強度とは、炭素繊維単繊維1,000〜150,000本よりなる連続繊維束にエポキシ樹脂を含浸硬化させて作製されたストランドの弾性率および強度をいい、ストランド試験片をJIS R 7601に準拠して引張試験に供して得られる値である。 Here, the strand elastic modulus and strand strength refer to the elastic modulus and strength of a strand produced by impregnating and curing an epoxy resin to a continuous fiber bundle composed of 1,000 to 150,000 carbon fiber single fibers. This is a value obtained by subjecting the test piece to a tensile test according to JIS R7601.
本発明における炭素繊維(B)は、表面酸化処理が施されていてもよい。表面酸化処理としては、例えば、通電処理による表面酸化処理、オゾンなどの酸化性ガス雰囲気中での酸化処理などが挙げられる。 The carbon fiber (B) in the present invention may be subjected to surface oxidation treatment. Examples of the surface oxidation treatment include surface oxidation treatment by energization treatment, oxidation treatment in an oxidizing gas atmosphere such as ozone, and the like.
また、炭素繊維(B)は、その表面にカップリング剤や集束剤等を付着させたものであってもよく、半芳香族ポリアミド樹脂(A)の濡れ性や、取り扱い性を向上させることができる。カップリング剤としては、例えば、アミノ系、エポキシ系、クロル系、メルカプト系、カチオン系のシランカップリング剤などが挙げられ、アミノ系シラン系カップリング剤が好適に使用可能である。集束剤としては、例えば、無水マレイン酸系化合物、ウレタン系化合物、アクリル系化合物、エポキシ系化合物、フェノール系化合物またはこれら化合物の誘導体などが挙げられ、ウレタン系化合物、エポキシ系化合物を含有する集束剤が好適に使用可能である。炭素繊維(B)中のカップリング剤および集束剤の含有量は、0.1〜10重量%であることが好ましい。集束剤の含有量が0.1〜10重量%であれば、半芳香族ポリアミド樹脂(A)との濡れ性、取り扱い性により優れる。より好ましくは0.5〜6重量%である。 Further, the carbon fiber (B) may have a coupling agent, a sizing agent or the like attached to the surface thereof, and can improve the wettability and handling of the semi-aromatic polyamide resin (A). it can. Examples of the coupling agent include amino-based, epoxy-based, chloro-based, mercapto-based, and cationic-based silane coupling agents, and amino-based silane coupling agents can be suitably used. Examples of the sizing agent include maleic anhydride compounds, urethane compounds, acrylic compounds, epoxy compounds, phenol compounds, derivatives of these compounds, and the like, and sizing agents containing urethane compounds and epoxy compounds. Can be suitably used. The content of the coupling agent and sizing agent in the carbon fiber (B) is preferably 0.1 to 10% by weight. When the content of the sizing agent is 0.1 to 10% by weight, the wettability with the semi-aromatic polyamide resin (A) and the handleability are excellent. More preferably, it is 0.5 to 6% by weight.
また、本発明における炭素繊維(B)は、サイジング剤が付与されたものであってもよい。炭素繊維のストランドにサイジング剤を付与し、チョップド炭素繊維を製造する方法としては、例えば、特公昭62−9541号公報におけるガラス繊維チョップドストランドで採用されている方法や、特開昭62−244606号公報、特開平5−261729号公報などに記載の方法などを適用することができる。 Further, the carbon fiber (B) in the present invention may be provided with a sizing agent. Examples of a method for producing a chopped carbon fiber by applying a sizing agent to a strand of carbon fiber include, for example, a method employed in a glass fiber chopped strand in JP-B-62-9541, and JP-A-62-244606. The method described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-261729 can be applied.
本発明の樹脂組成物における炭素繊維(B)の配合量は、半芳香族ポリアミド樹脂(A)100重量部に対し、10〜100重量部である。炭素繊維(B)の配合量が10重量部未満であると、成形品の剛性、機械特性、金属接着性および低吸水性が低下する。一方、炭素繊維(B)の配合量が100重量部を超えると、樹脂組成物の生産性および成形性が低下し、成形品の表面外観、耐衝撃性および金属接着性が低下する。90重量部以下が好ましく、80重量部以下がより好ましい。 The compounding quantity of the carbon fiber (B) in the resin composition of this invention is 10-100 weight part with respect to 100 weight part of semi-aromatic polyamide resin (A). When the blending amount of the carbon fiber (B) is less than 10 parts by weight, the rigidity, mechanical properties, metal adhesion and low water absorption of the molded product are lowered. On the other hand, when the compounding amount of the carbon fiber (B) exceeds 100 parts by weight, the productivity and moldability of the resin composition are lowered, and the surface appearance, impact resistance and metal adhesion of the molded product are lowered. 90 parts by weight or less is preferable, and 80 parts by weight or less is more preferable.
本発明の樹脂組成物は、数平均分子量が10000以下のエポキシ化合物(C)(以下、「エポキシ化合物」と記載する場合がある)を配合してなる。エポキシ化合物(C)を配合することにより、半芳香族ポリアミドと炭素繊維との界面接着性を向上させ、樹脂組成物から得られる成形品の機械特性および金属接着性を向上させることができる。 The resin composition of the present invention comprises an epoxy compound (C) having a number average molecular weight of 10,000 or less (hereinafter sometimes referred to as “epoxy compound”). By mix | blending an epoxy compound (C), the interface adhesiveness of semi-aromatic polyamide and carbon fiber can be improved, and the mechanical characteristic and metal adhesiveness of the molded article obtained from a resin composition can be improved.
本発明におけるエポキシ化合物(C)の数平均分子量は10000以下である。数平均分子量が10000を超える場合、樹脂組成物の粘度が上昇し、成形性が低下するとともに、金属接着性が低下する。数平均分子量は5000以下が好ましく、4000以下がより好ましく、3000以下がさらに好ましい。一方、樹脂組成物の成形性を向上させる観点から、エポキシ化合物(C)の数平均分子量は100以上が好ましく、500以上がより好ましく、1000以上がさらに好ましい。なお、エポキシ化合物(C)の数平均分子量は、通常の分析方法(例えば、NMR、FT−IR、GC−MS等の組み合わせ)により構造式を特定することにより算出することができる。高分子化合物の場合はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により算出することができる。 The number average molecular weight of the epoxy compound (C) in the present invention is 10,000 or less. When the number average molecular weight exceeds 10,000, the viscosity of the resin composition increases, the moldability decreases, and the metal adhesiveness decreases. The number average molecular weight is preferably 5000 or less, more preferably 4000 or less, and still more preferably 3000 or less. On the other hand, from the viewpoint of improving the moldability of the resin composition, the number average molecular weight of the epoxy compound (C) is preferably 100 or more, more preferably 500 or more, and even more preferably 1000 or more. In addition, the number average molecular weight of an epoxy compound (C) is computable by specifying structural formula with a normal analysis method (for example, combination of NMR, FT-IR, GC-MS etc.). In the case of a high molecular compound, it can be calculated by gel permeation chromatography (GPC).
本発明におけるエポキシ化合物(C)とは、1分子中に少なくとも1個のエポキシ基を有する化合物をいう。樹脂組成物の成形性、成形品の機械特性および金属との接合接着性により優れることから、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物が好ましい。 The epoxy compound (C) in the present invention refers to a compound having at least one epoxy group in one molecule. A compound having two or more epoxy groups in one molecule is preferable because it is excellent in the moldability of the resin composition, the mechanical properties of the molded article, and the bonding adhesiveness to metal.
エポキシ化合物(C)としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、テトラブロモビスフェノールA、レゾルシノール、ハイドロキノン、オロカテロール、サリゲニン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシ−ジフェニルジメチルメタン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、1,5−ジヒドロキシナフタレン、カシューフェノール、2,2,5,5−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサンなどのビスフェノール型のエポキシ化合物、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコールなどのジオールのジグリシジルエーテル系エポキシ化合物、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールなどのポリエーテルジオールのジグリシジルエーテル系エポキシ化合物、グリシジルエステル系エポキシ化合物、グリシジルアミン系エポキシ化合物、フェノール型エポキシ化合物、クレゾール型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、シリコン変性エポキシ化合物、ゴム変性エポキシ化合物、エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ化大豆油、ナフタレン骨格を有するエポキシ化合物、ジシクロペンタンジエン骨格を有するエポキシ化合物、リモネン骨格を有するエポキシ化合物などを挙げることができる。これらのエポキシ化合物(C)を2種以上配合してもよい。 Examples of the epoxy compound (C) include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S, tetrabromobisphenol A, resorcinol, hydroquinone, olocaterol, saligenin, 1,3,5-trihydroxybenzene, trihydroxy-diphenyldimethyl. Bisphenol-type epoxy compounds such as methane, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 1,5-dihydroxynaphthalene, cashew phenol, 2,2,5,5-tetrakis (4-hydroxyphenyl) hexane, ethylene glycol, propylene glycol, Diglycidyl ether epoxy compounds of diols such as neopentyl glycol, diglycol of polyether diols such as polypropylene glycol and polyethylene glycol Dil ether type epoxy compound, glycidyl ester type epoxy compound, glycidyl amine type epoxy compound, phenol type epoxy compound, cresol type epoxy compound, alicyclic epoxy compound, silicon modified epoxy compound, rubber modified epoxy compound, epoxidized polyolefin, epoxidized Examples include soybean oil, epoxy compounds having a naphthalene skeleton, epoxy compounds having a dicyclopentanediene skeleton, and epoxy compounds having a limonene skeleton. Two or more of these epoxy compounds (C) may be blended.
これらの中でも、樹脂組成物の成形性と成形品の金属接着性がより優れる点から、ビスフェノール型エポキシ化合物、ジグリシジルエーテル系エポキシ化合物が好ましく、ビスフェノール型エポキシ化合物がより好ましい。 Among these, a bisphenol type epoxy compound and a diglycidyl ether type epoxy compound are preferable, and a bisphenol type epoxy compound is more preferable because the moldability of the resin composition and the metal adhesion of the molded product are more excellent.
本発明の樹脂組成物におけるエポキシ化合物(C)の配合量は、半芳香族ポリアミド樹脂(A)100重量部に対し、0.1〜10重量部である。エポキシ化合物(C)の配合量が0.1重量部未満であると、成形品の機械特性および金属接着性が低下する。エポキシ化合物(C)の配合量は0.2重量部以上が好ましく、0.5重量部以上がより好ましい。一方、エポキシ化合物(C)の配合量が10重量部を超えると、樹脂組成物の滞留安定性および成形品の機械特性が低下する。エポキシ化合物(C)の配合量は8重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましい。 The compounding quantity of the epoxy compound (C) in the resin composition of this invention is 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of semi-aromatic polyamide resin (A). When the compounding amount of the epoxy compound (C) is less than 0.1 parts by weight, the mechanical properties and metal adhesion of the molded product are deteriorated. The compounding amount of the epoxy compound (C) is preferably 0.2 parts by weight or more, and more preferably 0.5 parts by weight or more. On the other hand, when the compounding quantity of an epoxy compound (C) exceeds 10 weight part, the residence stability of a resin composition and the mechanical characteristic of a molded article will fall. The amount of the epoxy compound (C) is preferably 8 parts by weight or less, and more preferably 5 parts by weight or less.
本発明の樹脂組成物には、樹状ポリエステル樹脂(D)を配合することができる。樹状ポリエステル樹脂(D)を配合することにより、樹脂組成物の成形性を大きく向上させることができる。 A dendritic polyester resin (D) can be mix | blended with the resin composition of this invention. By blending the dendritic polyester resin (D), the moldability of the resin composition can be greatly improved.
本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)は、芳香族オキシカルボニル単位(P)、芳香族および/または脂肪族ジオキシ単位(Q)、芳香族ジカルボニル単位(R)、ならびに、3官能以上の有機残基(S)を含み、かつ、(S)の含有量が樹状ポリエステル樹脂を構成する全単量体に対して7.5〜50モル%の範囲にあり、溶融液晶性を示すことが好ましい。 The dendritic polyester resin (D) in the present invention comprises an aromatic oxycarbonyl unit (P), an aromatic and / or aliphatic dioxy unit (Q), an aromatic dicarbonyl unit (R), and a trifunctional or higher functional organic compound. Residue (S) is included, and the content of (S) is in the range of 7.5 to 50 mol% with respect to all monomers constituting the dendritic polyester resin, and exhibits melt liquid crystallinity. preferable.
ここで、芳香族オキシカルボニル単位(P)、芳香族および/または脂肪族ジオキシ単位(Q)、および、芳香族ジカルボニル単位(R)は、それぞれ以下の一般式(3)で表される構造単位であることが好ましい。 Here, the aromatic oxycarbonyl unit (P), the aromatic and / or aliphatic dioxy unit (Q), and the aromatic dicarbonyl unit (R) are structures represented by the following general formula (3), respectively. Preferably it is a unit.
ここで、R1およびR3は、それぞれ芳香族残基である。R2は、芳香族残基または脂肪族残基である。R1、R2およびR3は、それぞれ複数の構造単位を含んでもよい。 Here, R 1 and R 3 are each an aromatic residue. R 2 is an aromatic residue or an aliphatic residue. R 1 , R 2 and R 3 may each include a plurality of structural units.
芳香族残基としては、置換または非置換のフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基などが挙げられ、脂肪族残基としてはエチレン、プロピレン、ブチレンなどが挙げられる。R1、R2およびR3は、それぞれ以下の構造式(4)で表される構造単位から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 Examples of the aromatic residue include a substituted or unsubstituted phenylene group, naphthylene group, and biphenylene group. Examples of the aliphatic residue include ethylene, propylene, and butylene. R 1 , R 2 and R 3 are each preferably at least one selected from structural units represented by the following structural formula (4).
ただし、式中Yは、水素原子、ハロゲン原子およびアルキル基から選ばれる少なくとも1種である。アルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。式中nは2〜8の整数である。 In the formula, Y is at least one selected from a hydrogen atom, a halogen atom and an alkyl group. As an alkyl group, a C1-C4 alkyl group is preferable. In the formula, n is an integer of 2 to 8.
本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)は、3官能以上の有機残基(S)が、互いにエステル結合および/またはアミド結合により直接、あるいは、枝構造部分である前記P、QおよびRからなる構造単位を介して結合した、3分岐以上の分岐構造を基本骨格としている。ポリマーの全てが該基本骨格からなる必要はなく、例えば末端封鎖のために末端に他の構造が含まれてもよい。樹状ポリエステル樹脂中には、(S)が有する官能基が全て反応している構造、2つだけが反応している構造、および1つだけしか反応していない構造が混在していてもよい。(S)の有する官能基が全て反応した構造が、(S)全体に対して30モル%以上であることが好ましい。 In the dendritic polyester resin (D) of the present invention, the trifunctional or higher functional organic residue (S) consists of the above-mentioned P, Q and R which are directly or mutually branched by an ester bond and / or an amide bond. The basic skeleton is a branched structure of three or more branches connected through a structural unit. It is not necessary for all of the polymers to be composed of the basic skeleton, and other structures may be included at the ends, for example, for end capping. The dendritic polyester resin may contain a structure in which all functional groups of (S) are reacted, a structure in which only two are reacted, and a structure in which only one is reacted. . The structure in which all the functional groups of (S) have reacted is preferably 30 mol% or more with respect to the entire (S).
本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)は、溶融液晶性を示すことが好ましい。ここで溶融液晶性を示すとは、室温から昇温していった際に、ある温度域で液晶状態を示すことである。液晶状態とは、剪断下において光学的異方性を示す状態である。 The dendritic polyester resin (D) in the present invention preferably exhibits molten liquid crystallinity. The term “showing molten liquid crystallinity” means that the liquid crystal state is exhibited in a certain temperature range when the temperature is raised from room temperature. The liquid crystal state is a state showing optical anisotropy under shear.
3官能の有機残基(S)としては、カルボキシル基、ヒドロキシル基またはアミノ基を有する化合物の有機残基が好ましい。これらの基を2種以上有する化合物の有機残基であってもよい。例えば、グリセロール、1,2,3−トリカルボキシプロパン、ジアミノプロパノール、ジアミノプロピオン酸などの脂肪族化合物や、トリメシン酸、トリメリット酸、4−ヒドロキシ−1,2−ベンゼンジカルボン酸、フロログルシノール、レゾルシン酸、トリカルボキシナフタレン、ジヒドロキシナフトエ酸、アミノフタル酸、5−アミノイソフタル酸、アミノテレフタル酸、ジアミノ安息香酸、メラミンなどの芳香族化合物の残基が好ましく用いられる。下記一般式(5)で表される芳香族化合物の残基がさらに好ましい。 The trifunctional organic residue (S) is preferably an organic residue of a compound having a carboxyl group, a hydroxyl group or an amino group. It may be an organic residue of a compound having two or more of these groups. For example, aliphatic compounds such as glycerol, 1,2,3-tricarboxypropane, diaminopropanol, diaminopropionic acid, trimesic acid, trimellitic acid, 4-hydroxy-1,2-benzenedicarboxylic acid, phloroglucinol, Residues of aromatic compounds such as resorcinic acid, tricarboxynaphthalene, dihydroxynaphthoic acid, aminophthalic acid, 5-aminoisophthalic acid, aminoterephthalic acid, diaminobenzoic acid and melamine are preferably used. A residue of an aromatic compound represented by the following general formula (5) is more preferable.
上記の3官能の有機残基の具体例としては、フロログルシノール、トリメシン酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、α−レゾルシル酸、4−ヒドロキシ−1,2−ベンゼンジカルボン酸などの残基が好ましく、さらに好ましくはトリメシン酸の残基である。 Specific examples of the above trifunctional organic residues include residues such as phloroglucinol, trimesic acid, trimellitic acid, trimellitic anhydride, α-resorcylic acid, 4-hydroxy-1,2-benzenedicarboxylic acid Is more preferable, and a residue of trimesic acid is more preferable.
また、樹状ポリエステル樹脂(D)の芳香族ヒドロキシカルボニル単位(P)、芳香族および/または脂肪族ジオキシ単位(Q)、芳香族ジカルボニル単位(R)は、樹状ポリエステル樹脂の分岐間の枝構造部分を構成する単位である。p、qおよびrはそれぞれ構造単位P、QおよびRの平均含有量(モル比)であり、(S)の含有量dの1モルに対して、p+q+r=2〜6モルの範囲であることが好ましい。枝鎖長が上記範囲にあると、剛直で綿密な樹状構造に基づく剪断応答性などの効果が十分に奏される。 In addition, the aromatic hydroxycarbonyl unit (P), aromatic and / or aliphatic dioxy unit (Q), and aromatic dicarbonyl unit (R) of the dendritic polyester resin (D) are between the branches of the dendritic polyester resin. It is a unit constituting a branch structure part. p, q, and r are the average contents (molar ratio) of the structural units P, Q, and R, respectively, and in the range of p + q + r = 2 to 6 mol with respect to 1 mol of the content d of (S). Is preferred. When the branch chain length is in the above range, effects such as shear responsiveness based on a rigid and detailed dendritic structure are sufficiently exhibited.
このp、qおよびrの値は、例えば、樹状ポリエステル樹脂をペンタフルオロフェノール50重量%:重クロロホルム50重量%の混合溶媒に溶解した溶液の、40℃におけるプロトン核の核磁気共鳴スペクトルにおけるそれぞれの構造単位に由来するピーク強度比から求めることができる。各構造単位のピーク面積強度比から、平均含有率を算出し、小数点3桁は四捨五入する。分岐構造Dの含有量dにあたるピークとの面積強度比から、枝構造部分の平均鎖長を算出し、p+q+rの値とする。この場合にも小数点3桁は四捨五入する。 The values of p, q, and r are, for example, in the nuclear magnetic resonance spectrum of proton nuclei at 40 ° C. in a solution of dendritic polyester resin dissolved in a mixed solvent of 50% by weight of pentafluorophenol: 50% by weight of deuterated chloroform. It can obtain | require from the peak intensity ratio derived from a structural unit. The average content is calculated from the peak area intensity ratio of each structural unit, and the three decimal places are rounded off. From the area intensity ratio with respect to the peak corresponding to the content d of the branched structure D, the average chain length of the branched structure portion is calculated and set as the value of p + q + r. In this case, the three decimal places are rounded off.
pとqの比率およびpとrの比率(p/q、p/r)は、いずれも5/95〜95/5の範囲が好ましい。p/qおよびp/rの比率を95/5以下とすることで、樹状ポリエステル樹脂の融点を適度な範囲とすることができる。また、p/qおよびp/rを5/95以上とすることで樹状ポリエステル樹脂の溶融液晶性をより効果的に発現することができる。 The ratio between p and q and the ratio between p and r (p / q, p / r) are preferably in the range of 5/95 to 95/5. By setting the ratio of p / q and p / r to 95/5 or less, the melting point of the dendritic polyester resin can be set to an appropriate range. Further, by setting p / q and p / r to be 5/95 or more, the melt liquid crystallinity of the dendritic polyester resin can be expressed more effectively.
qとrは、実質的に等モルであることが好ましいが、末端基を制御するためにどちらかの成分を過剰に加えることもできる。q/rの比率は0.9〜1.1の範囲が好ましい。ここでいう等モルとは、繰り返し単位内でのモル量が等しいことを意味し、末端構造は含めない。ここで、末端構造とは、枝構造部分の末端を意味し、末端が封鎖されている場合などには、最も末端に近い枝構造部分の末端を意味する。 q and r are preferably substantially equimolar, but either component can be added in excess to control the end groups. The ratio of q / r is preferably in the range of 0.9 to 1.1. Equimolar here means that the molar amount in the repeating unit is equal and does not include the terminal structure. Here, the term “end structure” means the end of the branch structure portion, and when the end is blocked, it means the end of the branch structure portion closest to the end.
前記一般式(3)において、R1は芳香族オキシカルボニル単位由来の構造単位であり、p−ヒドロキシ安息香酸由来の構造単位が好ましく、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸由来の構造単位を一部併用することも可能である。また、本発明の効果を損なわない範囲で、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸などの脂肪族ヒドロキシカルボン酸由来の構造単位を含有してもよい。 In the general formula (3), R 1 is a structural unit derived from an aromatic oxycarbonyl unit, preferably a structural unit derived from p-hydroxybenzoic acid, and a part of the structural unit derived from 6-hydroxy-2-naphthoic acid. It can also be used in combination. In addition, a structural unit derived from an aliphatic hydroxycarboxylic acid such as glycolic acid, lactic acid, hydroxypropionic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid and the like may be contained as long as the effects of the present invention are not impaired.
R2は芳香族および/または脂肪族ジオキシ単位由来の構造単位であり、4,4’−ジヒドロキシビフェニルとハイドロキノンもしくは4,4’−ジヒドロキシビフェニルとエチレングリコール由来の構造単位が含まれることが液晶性の制御の点から好ましい。 R 2 is a structural unit derived from an aromatic and / or aliphatic dioxy unit and includes a structural unit derived from 4,4′-dihydroxybiphenyl and hydroquinone or 4,4′-dihydroxybiphenyl and ethylene glycol. It is preferable from the viewpoint of control.
R3は芳香族ジカルボニル単位由来の構造単位であり、テレフタル酸またはイソフタル酸由来の構造単位が好ましく、特に両者を併用した場合に融点調節がしやすく好ましい。セバシン酸やアジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸由来の構造単位が一部含まれていてもよい。 R 3 is a structural unit derived from an aromatic dicarbonyl unit, and is preferably a structural unit derived from terephthalic acid or isophthalic acid. Particularly, when both are used in combination, the melting point can be easily adjusted. A part of the structural unit derived from aliphatic dicarboxylic acid such as sebacic acid or adipic acid may be contained.
本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)の枝構造部分は、主としてポリエステル骨格からなることが好ましいが、カーボネート構造やアミド構造、ウレタン構造などを、特性に大きな影響を与えない程度に導入することも可能である。このような別の結合を導入することで、多種多様な熱可塑性樹脂に対する相溶性を調整することができる。中でもアミド構造を導入することが好ましい。アミド結合の導入の方法としては、例えば、脂肪族、脂環族、あるいは芳香族のアミン化合物を共重合する方法が挙げられる。脂肪族アミン化合物としては、例えば、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−/2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミンなどが挙げられる。脂環族アミン化合物としては、例えば、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどが挙げられる。芳香族アミン化合物としては、例えば、p−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミンなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。中でもp−アミノフェノールまたはp−アミノ安息香酸が好ましい。 The branch structure portion of the dendritic polyester resin (D) in the present invention is preferably mainly composed of a polyester skeleton, but it is also possible to introduce a carbonate structure, an amide structure, a urethane structure, etc. to such an extent that the characteristics are not greatly affected. Is possible. By introducing such another bond, compatibility with a wide variety of thermoplastic resins can be adjusted. Among them, it is preferable to introduce an amide structure. Examples of the method for introducing an amide bond include a method of copolymerizing an aliphatic, alicyclic, or aromatic amine compound. Examples of the aliphatic amine compound include tetramethylene diamine, pentamethylene diamine, hexamethylene diamine, 2-methylpentamethylene diamine, nonamethylene diamine, undecamethylene diamine, dodecamethylene diamine, 2,2,4- / 2, Examples include 4,4-trimethylhexamethylenediamine and 5-methylnonamethylenediamine. Examples of the alicyclic amine compound include 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane, Examples thereof include bis (4-aminocyclohexyl) methane, bis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) propane, bis (aminopropyl) piperazine, aminoethylpiperazine and the like. Examples of the aromatic amine compound include p-aminobenzoic acid, m-aminobenzoic acid, p-aminophenol, m-aminophenol, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and the like. Two or more of these may be used. Of these, p-aminophenol or p-aminobenzoic acid is preferred.
樹状ポリエステル樹脂の枝構造部分としては、下記構造単位(I)、(II)、(III)、(IV)および(V)から構成されるもの、もしくは、下記構造単位(I)、(II)、(VI)および(IV)から構成されるものが好ましい。 As the branch structure portion of the dendritic polyester resin, those composed of the following structural units (I), (II), (III), (IV) and (V), or the following structural units (I), (II ), (VI) and (IV) are preferred.
枝構造部分が、上記構造単位(I)、(II)、(III)、(IV)および(V)から構成される場合には、構造単位(I)の含有量pは、各構造単位の合計p+q+rに対して45〜60モル%が好ましい。また、構造単位(II)の含有量q(II)は、構造単位(II)および(III)の合計含有量qに対して65〜73モル%が好ましい。また、構造単位(IV)の含有量r(IV)は、構造単位(IV)および(V)の合計含有量rに対して62〜68モル%が好ましい。このような場合には、成形性をより向上させることができる。 When the branch structure part is composed of the structural units (I), (II), (III), (IV) and (V), the content p of the structural unit (I) 45-60 mol% is preferable with respect to total p + q + r. In addition, the content q (II) of the structural unit (II) is preferably 65 to 73 mol% with respect to the total content q of the structural units (II) and (III). The content r (IV) of the structural unit (IV) is preferably 62 to 68 mol% with respect to the total content r of the structural units (IV) and (V). In such a case, the moldability can be further improved.
前記のように、構造単位(II)および(III)の合計含有量qと(IV)および(V)の合計含有量rは実質的に等モルであることが好ましいが、いずれかの成分を過剰に加えてもよい。 As described above, the total content q of the structural units (II) and (III) and the total content r of (IV) and (V) are preferably substantially equimolar. An excess may be added.
枝構造部分が、上記構造単位(I)、(II)、(VI)および(IV)から構成される場合には、上記構造単位(I)の含有量pは、p+q+rに対して40〜80モル%が好ましい。また、構造単位(VI)の含有量q(VI)は、(II)と(VI)の合計含有量qに対して8〜60モル%が好ましい。前記のように、構造単位(IV)の含有量rは、構造単位(II)および(VI)の合計含有量qと実質的に等モルであることが好ましいが、いずれかの成分を過剰に加えてもよい。 When the branch structure portion is composed of the structural units (I), (II), (VI) and (IV), the content p of the structural unit (I) is 40 to 80 with respect to p + q + r. Mole% is preferred. The content q (VI) of the structural unit (VI) is preferably 8 to 60 mol% with respect to the total content q of (II) and (VI). As described above, the content r of the structural unit (IV) is preferably substantially equimolar to the total content q of the structural units (II) and (VI). May be added.
また、本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)の末端は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基またはそれらの誘導体の残基であることが好ましい。水酸基またはカルボン酸の誘導体としては、例えば、メチルエステルなどのアルキルエステルやフェニルエステルやベンジルエステルなどの芳香族エステルが挙げられる。 Moreover, it is preferable that the terminal of the dendritic polyester resin (D) in this invention is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, or the residue of those derivatives. Examples of the hydroxyl group or carboxylic acid derivative include alkyl esters such as methyl ester and aromatic esters such as phenyl ester and benzyl ester.
また、単官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、酸無水物化合物などを用いて末端封鎖することも可能である。末端封鎖の方法としては、樹状ポリエステル樹脂を合成する際に、あらかじめ単官能性の有機化合物を添加する方法や、ある程度樹状ポリステルの骨格が形成された段階で単官能性の有機化合物を添加する方法などが挙げられる。 It is also possible to end-block using a monofunctional epoxy compound, an oxazoline compound, an acid anhydride compound, or the like. The end-capping method includes adding a monofunctional organic compound in advance when synthesizing a dendritic polyester resin, or adding a monofunctional organic compound when the dendritic polyster skeleton is formed to some extent. The method of doing is mentioned.
具体的には、水酸基末端やアセトキシ末端を封鎖する場合には、安息香酸、4−t−ブチル安息香酸、3−t−ブチル安息香酸、4−クロロ安息香酸、3−クロロ安息香酸、4−メチル安息香酸、3−メチル安息香酸、3,5−ジメチル安息香酸などを添加することが好ましい。 Specifically, when blocking the hydroxyl terminal or acetoxy terminal, benzoic acid, 4-t-butylbenzoic acid, 3-t-butylbenzoic acid, 4-chlorobenzoic acid, 3-chlorobenzoic acid, 4- Methyl benzoic acid, 3-methyl benzoic acid, 3,5-dimethyl benzoic acid and the like are preferably added.
また、カルボキシル基末端を封鎖する場合には、アセトキシベンゼン、1−アセトキシ−4−t−ブチルベンゼン、1−アセトキシ−3−t−ブチルベンゼン、1−アセトキシ−4−クロロベンゼン、1−アセトキシ−3−クロロベンゼン、1−アセトキシ−4−シアノベンゼンなどを添加することが好ましい。 When blocking the carboxyl group end, acetoxybenzene, 1-acetoxy-4-t-butylbenzene, 1-acetoxy-3-t-butylbenzene, 1-acetoxy-4-chlorobenzene, 1-acetoxy-3 It is preferable to add -chlorobenzene, 1-acetoxy-4-cyanobenzene or the like.
理論的には、上記末端封鎖に用いる有機化合物を、封鎖したい末端基に相当する量添加することで末端封鎖が可能である。末端封鎖を効果的に行う観点から、封鎖したい末端基相当量に対して、末端封鎖に用いる有機化合物を、1.008倍当量以上用いることが好ましい。一方、系内に残存する過剰な末端封鎖剤に起因する反応速度低下やガス発生を抑制する観点から、末端封鎖に用いる有機化合物の添加量は1.5倍当量以下であることが好ましい。 Theoretically, the end-capping is possible by adding an amount of the organic compound used for end-capping corresponding to the end group to be capped. From the viewpoint of effectively performing end-capping, it is preferable to use 1.008-fold equivalent or more of the organic compound used for end-capping with respect to the equivalent amount of the end group to be capped. On the other hand, from the viewpoint of suppressing a reduction in reaction rate and gas generation due to an excessive end-capping agent remaining in the system, the amount of organic compound used for end-capping is preferably 1.5 times equivalent or less.
また、有機残基(S)の含有量は、樹状ポリエステル樹脂(D)を構成する全単量体の含有量に対して7.5モル%以上であり、20モル%以上が好ましい。このような場合に、枝構造部分の連鎖長が、樹状ポリエステル樹脂が樹状の形態をとるのに適した長さとなるため好ましい。有機残基(S)の含有量の上限としては、50モル%以下であり、40モル%以下が好ましい。 Moreover, content of an organic residue (S) is 7.5 mol% or more with respect to content of all the monomers which comprise dendritic polyester resin (D), and 20 mol% or more is preferable. In such a case, the chain length of the branch structure portion is preferable because the dendritic polyester resin is suitable for taking a dendritic form. As an upper limit of content of an organic residue (S), it is 50 mol% or less, and 40 mol% or less is preferable.
また本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)は、特性に影響が出ない範囲で、部分的に架橋構造を有していてもよい。 Moreover, the dendritic polyester resin (D) in this invention may have a crosslinked structure partially in the range which does not affect a characteristic.
本発明において、樹状ポリエステル樹脂(D)の製造方法は、特に制限されず、公知のポリエステルの重縮合法に準じて、例えば、特許第5182914号公報に開示される方法を用いることができる。例えば、前記R1で表される構造単位を含む単量体、前記R2で表される構造単位を含む単量体、前記R3で表される構造単位を含む単量体および3官能性単量体を反応させる方法が挙げられ、3官能性単量体の添加量(モル)を、樹状ポリエステル樹脂を構成する全単量体(モル)に対して7.5モル%以上とする方法が好ましい。3官能性単量体の添加量は、より好ましくは20モル%以上である。 In the present invention, the production method of the dendritic polyester resin (D) is not particularly limited, and for example, a method disclosed in Japanese Patent No. 5182914 can be used according to a known polyester polycondensation method. For example, a monomer containing a structural unit represented by the R 1, monomer containing a structural unit represented by the R 2, monomers and trifunctional a structural unit represented by R 3 The method of making a monomer react is mentioned, The addition amount (mol) of a trifunctional monomer shall be 7.5 mol% or more with respect to all the monomers (mol) which comprise dendritic polyester resin. The method is preferred. The addition amount of the trifunctional monomer is more preferably 20 mol% or more.
また、上記反応に際して、R1、R2およびR3で表される構造単位から選ばれる少なくとも1種を含む単量体をアシル化した後、3官能性単量体を反応させる態様も好ましい。また、R1、R2およびR3で表される構造単位から選ばれる少なくとも1種を含む単量体、および、3官能性単量体をアシル化した後、重合反応させる態様も好ましい。 In the above reaction, an embodiment in which a trifunctional monomer is reacted after acylating a monomer containing at least one selected from structural units represented by R 1 , R 2 and R 3 is also preferred. Also preferred is an embodiment in which a monomer containing at least one selected from structural units represented by R 1 , R 2 and R 3 and a trifunctional monomer are acylated and then subjected to a polymerization reaction.
前記構造単位(I)、(II)、(III)、(IV)および(V)とトリメシン酸残基から構成される樹状ポリエステル樹脂を製造する場合を例に挙げると、p−ヒドロキシ安息香酸、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノンとテレフタル酸およびイソフタル酸に無水酢酸を反応させて、フェノール性水酸基をアシル化した後、脱酢酸重縮合反応によって液晶性ポリエステルオリゴマーを合成し、さらにトリメシン酸を加えて脱酢酸重縮合反応させて製造する方法が、鎖長制御と立体規制の観点から好ましい。 In the case of producing a dendritic polyester resin composed of the structural units (I), (II), (III), (IV) and (V) and a trimesic acid residue, p-hydroxybenzoic acid is taken as an example. , 4,4'-dihydroxybiphenyl, hydroquinone, terephthalic acid and isophthalic acid are reacted with acetic anhydride to acylate the phenolic hydroxyl group, and then a liquid crystalline polyester oligomer is synthesized by a deacetic acid polycondensation reaction. Further, trimesic acid Is preferable from the viewpoints of chain length control and steric regulation.
無水酢酸の配合量は、鎖長制御の点から、フェノール性水酸基の合計の0.95当量以上1.10当量以下が好ましい。無水酢酸量を調整すること、ジヒドロキシモノマーおよびジカルボン酸モノマーのいずれかを過剰に配合すること等により、末端基を調整することが可能である。 The blending amount of acetic anhydride is preferably 0.95 equivalents or more and 1.10 equivalents or less of the total of phenolic hydroxyl groups from the viewpoint of chain length control. It is possible to adjust the terminal group by adjusting the amount of acetic anhydride, adding an excess of either a dihydroxy monomer or a dicarboxylic acid monomer, or the like.
分子量を高めるためには、トリメシン酸のカルボン酸量に相当する分だけ、ハイドロキノンや4,4’−ジヒドロキシビフェニルなどのジヒドロキシモノマーを、ジカルボン酸モノマーに対して過剰に加え、全単量体におけるカルボン酸と水酸基当量を合わせることが好ましい。一方、カルボン酸を意図的に末端基に残す場合には、前記のようなジヒドロキシモノマーの過剰添加を行わないことが好ましい。さらに、水酸基を意図的に末端に残す場合には、ジヒドロキシモノマーをトリメシン酸のカルボン酸当量以上に過剰に添加し、かつ無水酢酸の使用量をフェノール性水酸基の1.00当量未満で行うことが好ましい。 In order to increase the molecular weight, an amount of dihydroxy monomer such as hydroquinone or 4,4′-dihydroxybiphenyl is excessively added to the dicarboxylic acid monomer by an amount corresponding to the amount of carboxylic acid of trimesic acid. The acid and the hydroxyl equivalent are preferably combined. On the other hand, when the carboxylic acid is intentionally left in the terminal group, it is preferable not to add the dihydroxy monomer as described above excessively. Furthermore, when the hydroxyl group is intentionally left at the terminal, the dihydroxy monomer is added in excess of the carboxylic acid equivalent of trimesic acid, and the amount of acetic anhydride used is less than 1.00 equivalent of the phenolic hydroxyl group. preferable.
これらの方法により、本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)には、本発明における(A)半芳香族ポリアミド樹脂との反応性に富む末端基構造を選択的に設けることが可能である。ただし、(A)半芳香族ポリアミド樹脂の構造によっては、過剰な反応性を抑制するために、単官能エポキシ化合物などを用いて末端を封鎖した方が分散状態を制御しやすい場合もある。 By these methods, the dendritic polyester resin (D) in the present invention can be selectively provided with a terminal group structure rich in reactivity with the (A) semi-aromatic polyamide resin in the present invention. However, depending on the structure of the (A) semi-aromatic polyamide resin, in order to suppress excessive reactivity, it may be easier to control the dispersion state by blocking the end with a monofunctional epoxy compound or the like.
脱酢酸重縮合反応を行う場合には、樹状ポリエステル樹脂が溶融する温度で、場合によっては減圧下で反応させ、所定量の酢酸を留出させ、重縮合反応を完了させる溶融重合法が好ましい。具体的には、例えば、以下の方法が挙げられる。所定量のp−ヒドロキシ安息香酸、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、テレフタル酸、イソフタル酸および無水酢酸を、撹拌翼および留出管を備え、下部に吐出口を備えた反応容器中に仕込む。反応容器中の混合物を、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら加熱して、水酸基をアセチル化させた後、200〜350℃まで昇温して脱酢酸重縮合反応を行い、酢酸を留出させる。酢酸が理論留出量の50%まで留出した段階で、トリメシン酸を所定量加えて、さらに理論留出量の91%まで酢酸を留出させ、反応を完了させる。 In the case of performing the deacetic acid polycondensation reaction, a melt polymerization method is preferable in which the dendritic polyester resin is reacted at a temperature at which the dendritic polyester resin is melted, sometimes under reduced pressure, and a predetermined amount of acetic acid is distilled to complete the polycondensation reaction. . Specifically, the following method is mentioned, for example. A predetermined amount of p-hydroxybenzoic acid, 4,4′-dihydroxybiphenyl, hydroquinone, terephthalic acid, isophthalic acid, and acetic anhydride are charged into a reaction vessel equipped with a stirring blade and a distillation pipe and having a discharge port at the bottom. . The mixture in the reaction vessel is heated with stirring under a nitrogen gas atmosphere to acetylate the hydroxyl group, and then heated to 200 to 350 ° C. to perform a deacetic acid polycondensation reaction to distill acetic acid. When acetic acid is distilled to 50% of the theoretical distillation amount, a predetermined amount of trimesic acid is added, and acetic acid is distilled to 91% of the theoretical distillation amount to complete the reaction.
アセチル化反応条件としては、反応温度は135〜155℃が好ましく、反応時間は1〜2時間が好ましい。 As acetylation reaction conditions, the reaction temperature is preferably 135 to 155 ° C., and the reaction time is preferably 1 to 2 hours.
重縮合反応温度は、樹状ポリエステル樹脂が溶融する温度であり、好ましくは樹状ポリエステル樹脂の融点+10℃以上の温度である。具体的には、240〜280℃が好ましい。重縮合させるときの雰囲気は、常圧窒素下でも問題ないが、減圧すると反応が早く進み、系内の残留酢酸が少なくなるため好ましい。減圧度は1330Pa〜13300Paが好ましい。なお、アセチル化と重縮合は同一の反応容器で連続して行ってもよいし、アセチル化と重縮合を異なる反応容器で行ってもよい。 The polycondensation reaction temperature is a temperature at which the dendritic polyester resin is melted, and is preferably a melting point of the dendritic polyester resin + 10 ° C. or higher. Specifically, 240-280 degreeC is preferable. The atmosphere for polycondensation is satisfactory even under atmospheric pressure nitrogen, but a reduced pressure is preferable because the reaction proceeds faster and the residual acetic acid in the system decreases. The degree of vacuum is preferably 1330 Pa to 13300 Pa. In addition, acetylation and polycondensation may be performed continuously in the same reaction vessel, or acetylation and polycondensation may be performed in different reaction vessels.
重縮合反応が完了した後、反応容器内を樹状ポリエステル樹脂が溶融する温度に保ち、例えば、0.001〜0.1MPaに加圧し、反応容器下部に設けられた吐出口より、樹状ポリエステル樹脂をストランド状に吐出することが好ましい。吐出口には断続的に開閉する機構を設け、液滴状に吐出することも可能である。吐出した樹状ポリエステル樹脂は、空気中もしくは水中を通過して冷却された後、必要に応じて、カッティングもしくは粉砕されることが一般的である。 After the polycondensation reaction is completed, the inside of the reaction vessel is kept at a temperature at which the dendritic polyester resin melts, and is pressurized to, for example, 0.001 to 0.1 MPa, and the dendritic polyester is discharged from the discharge port provided at the lower portion of the reaction vessel. It is preferable to discharge the resin in a strand shape. A mechanism that opens and closes intermittently is provided at the discharge port, and it is also possible to discharge liquid droplets. In general, the discharged dendritic polyester resin is cooled by passing through air or water, and then is cut or pulverized as necessary.
得られたペレット状、粒状または粉状の樹状ポリエステル樹脂(D)は、さらに必要に応じて、熱乾燥や真空乾燥により水、酢酸などを除くことが好ましい。また、重合度の微調整、あるいは、さらに重合度を上げるために、固相重合をすることも可能である。固相重合方法としては、例えば、上記により得られた樹状ポリエステル樹脂を、窒素気流下、または、減圧下、樹状ポリエステル樹脂の融点−5℃〜融点−50℃(例えば、200〜300℃)の温度範囲で1〜50時間加熱する方法が挙げられる。 It is preferable that the obtained pellet-like, granular or powdery dendritic polyester resin (D) further removes water, acetic acid and the like by heat drying or vacuum drying, if necessary. Further, in order to finely adjust the degree of polymerization, or to further increase the degree of polymerization, solid phase polymerization can also be performed. As the solid-phase polymerization method, for example, the dendritic polyester resin obtained as described above is melted at a melting point of −5 ° C. to a melting point of −50 ° C. (for example, 200 to 300 ° C.) under a nitrogen stream or under reduced pressure. ) In the temperature range of 1 to 50 hours.
樹状ポリエステル樹脂の重縮合反応は無触媒でも進行するが、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸カリウムおよび酢酸ナトリウム、三酸化アンチモン、金属マグネシウムなどの金属化合物を使用することもできる。 The polycondensation reaction of the dendritic polyester resin proceeds even without catalyst, but metal compounds such as stannous acetate, tetrabutyl titanate, potassium acetate and sodium acetate, antimony trioxide, and magnesium metal can also be used.
本発明で用いる樹状ポリエステル樹脂(D)の数平均分子量は、1,000〜40,000が好ましく、1,000〜5,000がより好ましい。なお、この数平均分子量は、樹状ポリエステル樹脂が可溶な溶媒であるペンタフルオロフェノール/クロロホルム=35/65重量%混合溶媒を使用して濃度0.08%(wt/vol)に調整した樹状ポリエステル樹脂溶液を、GPC−LS(ゲル浸透クロマトグラフ−光散乱)法により絶対分子量として測定した値である。ここでの測定条件として、カラムはShodex K−G、Shodex K−806M×2本、Shodex K−802を用い、流速0.8mL/min、温度23℃、検出器は示差屈折計(RI)、多角度光散乱(MALS)とする。 The number average molecular weight of the dendritic polyester resin (D) used in the present invention is preferably 1,000 to 40,000, and more preferably 1,000 to 5,000. This number average molecular weight was adjusted to a concentration of 0.08% (wt / vol) using a mixed solvent of pentafluorophenol / chloroform = 35/65% by weight, which is a solvent in which the dendritic polyester resin is soluble. It is the value which measured the glass-like polyester resin solution as an absolute molecular weight by GPC-LS (gel permeation chromatography-light scattering) method. As measurement conditions here, a column uses Shodex KG, Shodex K-806M × 2, Shodex K-802, a flow rate of 0.8 mL / min, a temperature of 23 ° C., a detector is a differential refractometer (RI), Multi-angle light scattering (MALS).
また、本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)の溶融粘度は、0.01〜30Pa・sが好ましく、1〜10Pa・sがより好ましい。なお、この溶融粘度は、樹状ポリエステル樹脂の液晶開始温度+10℃の条件で、ずり速度100/sの条件下で高化式フローテスターによって測定した値である。 Moreover, 0.01-30 Pa.s is preferable and, as for the melt viscosity of the dendritic polyester resin (D) in this invention, 1-10 Pa.s is more preferable. In addition, this melt viscosity is a value measured by a Koka flow tester under a condition of a liquid crystal starting temperature of the dendritic polyester resin + 10 ° C. and a shear rate of 100 / s.
本発明における樹状ポリエステル樹脂(D)の配合量は、(A)半芳香族ポリアミド樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部である。樹状ポリエステル樹脂(D)の配合量が0.01重量部以上とすることにより、樹脂組成物の成形性を向上させることができる。0.05重量部以上がより好ましく、0.5重量部以上がさらに好ましい。一方、樹状ポリエステル樹脂(D)の配合量が10重量部以下とすることにより、成形品の機械特性、金属接着性をより向上させることができる。8重量部以下がより好ましく、5重量部以下がさらに好ましい。 The compounding quantity of the dendritic polyester resin (D) in this invention is 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of (A) semi-aromatic polyamide resin. The moldability of a resin composition can be improved because the compounding quantity of dendritic polyester resin (D) shall be 0.01 weight part or more. 0.05 parts by weight or more is more preferable, and 0.5 parts by weight or more is more preferable. On the other hand, when the blending amount of the dendritic polyester resin (D) is 10 parts by weight or less, the mechanical properties and metal adhesion of the molded product can be further improved. 8 parts by weight or less is more preferable, and 5 parts by weight or less is more preferable.
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、安定剤、離型剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃助剤、滴下防止剤、滑剤、蛍光増白剤、蓄光顔料、蛍光染料、流動改質剤、耐衝撃性改良剤、結晶核剤、無機および有機の抗菌剤、光触媒系防汚剤、赤外線吸収剤、フォトクロミック剤などの添加剤、炭素繊維以外の充填剤、本発明における半芳香族ポリアミド樹脂(A)以外の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを配合することができる。 The resin composition of the present invention includes a stabilizer, a mold release agent, an ultraviolet absorber, a colorant, a flame retardant aid, an anti-drip agent, a lubricant, a fluorescent whitening agent, and a phosphorescent substance as long as the effects of the present invention are not impaired. Additives such as pigments, fluorescent dyes, flow modifiers, impact modifiers, crystal nucleating agents, inorganic and organic antibacterial agents, photocatalytic antifouling agents, infrared absorbers and photochromic agents, fillers other than carbon fibers A thermoplastic resin other than the semi-aromatic polyamide resin (A) in the present invention, a thermosetting resin, or the like can be blended.
本発明の樹脂組成物の製造方法は本発明で規定する要件を満たす限り特に限定されるものではないが、炭素繊維をカットした炭素繊維チョップと、半芳香族ポリアミド樹脂(A)、エポキシ化合物(C)および必要に応じてその他の成分を単軸または二軸押出機で溶融混練する方法や、炭素繊維束を押出機に導入し、半芳香族ポリアミド樹脂(A)、エポキシ化合物(C)および必要に応じてその他の成分を溶融混練するとともに押出機内のスクリューで炭素繊維を切断し混練する方法等が挙げられる。 Although the manufacturing method of the resin composition of this invention is not specifically limited as long as the requirements prescribed | regulated by this invention are satisfy | filled, the carbon fiber chop which cut | disconnected carbon fiber, a semi-aromatic polyamide resin (A), an epoxy compound ( C) and, if necessary, a method of melt-kneading other components with a single-screw or twin-screw extruder, or introducing a carbon fiber bundle into the extruder, a semi-aromatic polyamide resin (A), an epoxy compound (C) and Examples include a method of melting and kneading other components as necessary, and cutting and kneading carbon fibers with a screw in an extruder.
次に、本発明のペレットについて説明する。本発明のペレットは、前述の樹脂組成物を成形してなるものであり、ペレット中の炭素繊維の重量平均繊維長は、0.01〜2mmが好ましい。ペレット中の炭素繊維の重量平均繊維長が前記範囲であると、ペレットの成形性が向上し、表面外観に優れた成形品を得ることができる。 Next, the pellet of the present invention will be described. The pellet of the present invention is formed by molding the above resin composition, and the weight average fiber length of the carbon fiber in the pellet is preferably 0.01 to 2 mm. When the weight average fiber length of the carbon fibers in the pellet is within the above range, the moldability of the pellet is improved, and a molded product having an excellent surface appearance can be obtained.
ここで、ペレット中の炭素繊維の重量平均繊維長は、以下の方法により測定することができる。まず、ペレットを500℃で1時間焼成し、得られた灰分を水分散させた後、濾過を行い、その残渣を光学顕微鏡にて観察する。無作為に選んだ1,000本の炭素繊維の長さを測定し、重量平均繊維長を算出する。具体的には、樹脂組成物のペレットを10g程度ルツボに入れ、電気コンロにて可燃性ガスが発生しなくなるまで蒸し焼きにした後、500℃に設定した電気炉内でさらに1時間焼成することにより、炭素繊維の残渣のみを得る。その残渣を光学顕微鏡にて50〜100倍に拡大した画像を観察し、無作為に選んだ1,000本の長さを測定し、その測定値(mm)(小数点2桁が有効数字)を用いて次の式1または式2に基づき計算する。
重量平均繊維長(Lw)=Σ(Wi×Li)/ΣWi=Σ(π×ri2×Li×ρ×ni×Li)/Σ(π×ri2×Li×ρ×ni)・・・(式1)
Here, the weight average fiber length of the carbon fibers in the pellet can be measured by the following method. First, the pellet is fired at 500 ° C. for 1 hour, and the obtained ash is dispersed in water, followed by filtration, and the residue is observed with an optical microscope. The length of 1,000 carbon fibers selected at random is measured, and the weight average fiber length is calculated. Specifically, by putting about 10 g of resin composition pellets in a crucible, steaming until no flammable gas is generated on an electric stove, and then baking for another hour in an electric furnace set at 500 ° C. Only the carbon fiber residue is obtained. Observe an image of the residue magnified 50 to 100 times with an optical microscope, measure the length of 1,000 randomly selected lengths, and give the measured value (mm) (2 digits for the decimal point). And calculated based on the following
Weight average fiber length (Lw) = Σ (Wi × Li) / ΣWi = Σ (π × ri 2 × Li × ρ × ni × Li) / Σ (π × ri 2 × Li × ρ × ni) ( Formula 1)
ここで、Liは炭素繊維の繊維長、niは繊維長Liの炭素繊維の本数、Wiは繊維長Liの炭素繊維の重量、riは繊維長Liの炭素繊維の繊維径、ρは炭素繊維の密度、πは円周率を示し、炭素繊維の断面形状を繊維径riの真円と近似している。 Here, Li is the fiber length of the carbon fiber, ni is the number of carbon fibers of the fiber length Li, Wi is the weight of the carbon fiber of the fiber length Li, ri is the fiber diameter of the carbon fiber of the fiber length Li, and ρ is the carbon fiber Density, π, indicates a circular ratio, and the cross-sectional shape of the carbon fiber is approximated to a perfect circle having a fiber diameter ri.
繊維径ri、および密度ρが一定である場合、上式1は次の通りに近似され、次の式2により重量平均繊維長を求めることができる。
重量平均繊維長(Lw)=Σ(Li2×ni)/Σ(Li×ni)・・・(式2)
When the fiber diameter ri and the density ρ are constant, the
Weight average fiber length (Lw) = Σ (Li 2 × ni) / Σ (Li × ni) (Formula 2)
ペレット中の炭素繊維の重量平均繊維長をかかる範囲にする手段としては、例えば、単軸または二軸押出機を用いた溶融混練によりペレットを製造する場合、シリンダー温度、スクリュー回転数、生産速度等の生産条件を調整する方法が挙げられる。 As a means for making the weight average fiber length of the carbon fibers in the pellet into such a range, for example, when producing pellets by melt kneading using a single screw or twin screw extruder, cylinder temperature, screw rotation speed, production speed, etc. The method of adjusting the production conditions is mentioned.
本発明の樹脂組成物は、上記ペレットを用いるなどして成形し、各種成形品を製造することができる。成形方法としては、通常公知の射出成形、圧縮成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、紡糸などを挙げることができ、各種成形品に加工し利用することができる。成形品としては、射出成形品、押出成形品、ブロー成形品、一軸延伸、二軸延伸などの各種フィルム、シート、未延伸糸、延伸糸、超延伸糸など各種繊維などが挙げられる。 The resin composition of the present invention can be molded using, for example, the above pellets to produce various molded products. Examples of the molding method include generally known injection molding, compression molding, extrusion molding, blow molding, press molding, spinning, and the like, which can be processed into various molded products and used. Examples of the molded products include injection molded products, extrusion molded products, blow molded products, various films such as uniaxially drawn and biaxially drawn, sheets, various fibers such as undrawn yarn, drawn yarn, and superdrawn yarn.
本発明の樹脂組成物は、上記の如く製造されたペレットを射出成形することにより、各種成形品を製造することが好ましい。射出成形方法としては、例えば、射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体の注入によるものを含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、サンドイッチ成形、超高速射出成形などが挙げられ、目的に応じて適宜選択することができる。これら各種成形法の利点は既に広く知られるところである。また、成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれも選択することができる。 The resin composition of the present invention preferably produces various molded products by injection molding the pellets produced as described above. Injection molding methods include, for example, injection compression molding, injection press molding, gas-assisted injection molding, foam molding (including those by supercritical fluid injection), insert molding, in-mold coating molding, heat insulating mold molding, and rapid heating. Cooling die molding, two-color molding, sandwich molding, ultra-high speed injection molding, and the like can be mentioned, and can be appropriately selected according to the purpose. The advantages of these various molding methods are already widely known. In addition, either a cold runner method or a hot runner method can be selected for forming.
本発明の樹脂組成物を成形して得られる成形品中の炭素繊維の重量平均繊維長は、特に限定されるものでないが、0.1〜0.7mmの範囲であることが好ましい。 Although the weight average fiber length of the carbon fiber in the molded article obtained by shape | molding the resin composition of this invention is not specifically limited, It is preferable that it is the range of 0.1-0.7 mm.
ここで、成形品中の炭素繊維の重量平均繊維長は、以下の方法により測定することができる。まず、成形品から所定量切り出したサンプルを500℃で1時間焼成し、得られた灰分を水分散させた後、濾過を行い、その残渣を光学顕微鏡にて観察する。無作為に選んだ1,000本の炭素繊維の長さを測定し、重量平均繊維長を算出する。具体的には、樹脂組成物の成形品を切り出したサンプルを10g程度ルツボに入れ、電気コンロにて可燃性ガスが発生しなくなるまで蒸し焼きにした後、500℃に設定した電気炉内でさらに1時間焼成することにより、炭素繊維の残渣のみを得る。イオン交換水に分散させ、ろ過した残渣を光学顕微鏡にて50〜100倍に拡大した画像を観察し、無作為に選んだ1,000本の長さを測定し、その測定値(mm)(小数点2桁が有効数字)を用いて、前述の式1または式2に基づき計算する。
Here, the weight average fiber length of the carbon fibers in the molded product can be measured by the following method. First, a sample cut out from a molded product is calcined at 500 ° C. for 1 hour, the obtained ash is dispersed in water, filtered, and the residue is observed with an optical microscope. The length of 1,000 carbon fibers selected at random is measured, and the weight average fiber length is calculated. Specifically, about 10 g of a sample obtained by cutting out a molded product of the resin composition is put in a crucible, steamed until no flammable gas is generated on an electric stove, and further in an electric furnace set at 500 ° C. By baking for a period of time, only carbon fiber residue is obtained. Observe an image of the filtered residue dispersed in ion-exchanged water and magnified 50 to 100 times with an optical microscope, measure the length of 1,000 randomly selected, and the measured value (mm) ( The calculation is performed based on the above-described
本発明の成形品は、金属接着性に優れることから、金属と接合または接着した複合成形品として好適に用いることができる。 Since the molded product of the present invention is excellent in metal adhesion, it can be suitably used as a composite molded product bonded or bonded to a metal.
本発明の樹脂組成物およびその成形品は、その優れた特性を活かし、電子部品、電気部品、家庭用品、事務用品、自動車・車両関連部品、建材、スポーツ用品など、様々な用途に好ましく使用される。 The resin composition and molded product thereof of the present invention are preferably used for various applications such as electronic parts, electrical parts, household goods, office supplies, automobile / vehicle-related parts, building materials, sports goods, etc., taking advantage of their excellent characteristics. The
電子部品用途としては、例えば、コネクタ、コイル、センサー、LEDランプ、ソケット、抵抗器、リレーケース、小型スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップシャーシ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダー、トランス部材、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品などに好ましく使用される。 Applications for electronic components include, for example, connectors, coils, sensors, LED lamps, sockets, resistors, relay cases, small switches, coil bobbins, capacitors, variable capacitor cases, optical pickup chassis, oscillators, various terminal boards, transformers, and plugs. , Printed circuit board, tuner, speaker, microphone, headphones, small motor, magnetic head base, power module, semiconductor, liquid crystal, FDD carriage, FDD chassis, motor brush holder, transformer member, parabolic antenna, computer related parts, etc. The
電気部品用途としては、例えば、発電機、電動機、変圧器、変流器、電圧調整器、整流器、インバーター、継電器、電力用接点、開閉器、遮断機、ナイフスイッチ、他極ロッド、電気部品、モーターケース、ノートパソコンハウジングおよび内部部品、CRTディスプレーハウジングおよび内部部品、プリンターハウジングおよび内部部品、携帯電話、モバイルパソコン、ハンドヘルド型モバイルなどの携帯端末ハウジングおよび内部部品、各種ギヤー、各種ケース、キャビネットなどに好ましく使用される。 Electrical component applications include, for example, generators, motors, transformers, current transformers, voltage regulators, rectifiers, inverters, relays, power contacts, switches, breakers, knife switches, other pole rods, electrical components, For motor cases, notebook PC housings and internal parts, CRT display housings and internal parts, printer housings and internal parts, mobile terminal housings and internal parts such as mobile phones, mobile PCs, handheld mobiles, various gears, various cases, cabinets, etc. Preferably used.
家庭用品用途、事務用品用途としては、例えば、VTR部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ、レーザーディスク(登録商標)、コンパクトディスク、DVD等の音声・映像機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品、パソコンやノートパソコン等の電子機器筐体、オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライター、顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに好ましく使用される。 Household and office supplies applications include, for example, VTR parts, TV parts, irons, hair dryers, rice cooker parts, microwave oven parts, acoustic parts, audio, laser discs (registered trademark), compact discs, DVDs, etc.・ Video equipment parts, lighting parts, refrigerator parts, air conditioner parts, typewriter parts, word processor parts, housings for electronic devices such as personal computers and laptops, office computer related parts, telephone related parts, facsimile related parts, copier related parts It is preferably used for cleaning jigs, motor parts, lighters, typewriters, microscopes, binoculars, cameras, watches, and the like.
自動車・車両関連部品用途としては、例えば、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクタ、ICレギュレーター、ライトディヤー用ポテンシオメーターベース、排気ガスバルブ等の各種バルブ、燃料関係・冷却系・ブレーキ系・ワイパー系・排気系・吸気系各種パイプ・ホース・チューブ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、電池周辺部品、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、トランスミッション用オイルパン、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ワイヤーハーネスコネクタ、SMJコネクタ、PCBコネクタ、ドアグロメットコネクタ、ヒューズ用コネクタ等の各種コネクタ、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルパン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、トルクコントロールレバー、安全ベルト部品、レジスターブレード、ウォッシャーレバー、ウインドレギュレーターハンドル、ウインドレギュレーターハンドルのノブ、パッシングライトレバー、サンバイザーブラケット、インストルメントパネル、エアバッグ周辺部品、ドアパッド、ピラー、コンソールボックス、各種モーターハウジング、ルーフレール、フェンダー、ガーニッシュ、ルーフパネル、フードパネル、トランクリッド、ドアミラーステー、スポイラー、フードルーバー、ホイールカバー、ホイールキャップ、グリルエプロンカバーフレーム、ランプベゼル、ドアハンドル、ドアモール、リアフィニッシャー、ワイパーなどに好ましく使用される。 Automotive / vehicle-related parts include, for example, alternator terminals, alternator connectors, IC regulators, potentiometer bases for light dials, various valves such as exhaust gas valves, fuel-related / cooling systems / brake systems / wiper systems / exhaust systems・ Various intake pipes, hoses, tubes, air intake nozzle snorkel, intake manifold, fuel pump, engine coolant joint, carburetor main body, carburetor spacer, exhaust gas sensor, coolant sensor, oil temperature sensor, brake pad wear sensor, Throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, battery peripheral parts, thermostat base for air conditioner, heating temperature Flow control valve, brush holder for radiator motor, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch, starter relay, transmission wire harness, transmission oil pan, window washer nozzle, air conditioner panel switch board , Fuel-related electromagnetic valve coils, wire harness connectors, SMJ connectors, PCB connectors, door grommets connectors, fuse connectors and other connectors, horn terminals, electrical component insulation plates, step motor rotors, lamp sockets, lamp reflectors, lamp housings , Brake piston, solenoid bobbin, engine oil pan, engine oil filter, Fire equipment case, torque control lever, safety belt parts, register blade, washer lever, window regulator handle, window regulator handle knob, passing light lever, sun visor bracket, instrument panel, airbag peripheral parts, door pad, pillar, console Box, motor housing, roof rail, fender, garnish, roof panel, hood panel, trunk lid, door mirror stay, spoiler, hood louver, wheel cover, wheel cap, grill apron cover frame, lamp bezel, door handle, door molding, rear finisher It is preferably used for wipers and the like.
建材用途としては、例えば、土木建築物の壁、屋根、天井材関連部品、窓材関連部品、断熱材関連部品、床材関連部品、免震・制振部材関連部品、ライフライン関連部品などに好ましく使用される。 Examples of building material applications include civil engineering building walls, roofs, ceiling material-related parts, window material-related parts, heat insulating material-related parts, flooring-related parts, seismic isolation / vibration control parts-related parts, lifeline-related parts, etc. Preferably used.
スポーツ用品用途としては、例えば、ゴルフクラブやシャフト等のゴルフ関連用品、アメリカンフットボールや野球、ソフトボール等のマスク、ヘルメット、胸当て、肘当て、膝当て等のスポーツ用身体保護用品、スポーツシューズの底材等のシューズ関連用品、釣り竿、釣り糸、リール等の釣り具関連用品、サーフィン等のサマースポーツ関連用品、スキー・スノーボード等のウィンタースポーツ関連用品、自転車ペダルなどのサイクル関連用品、その他インドアおよびアウトドアスポーツ関連用品などに好ましく使用される。 Examples of sports equipment include golf-related equipment such as golf clubs and shafts, masks such as American football and baseball, softball, body protection equipment for sports such as helmets, breast pads, elbow pads, knee pads, and the bottom of sports shoes. Shoes-related items such as materials, fishing rods, fishing line, fishing gear-related items such as reels, summer sports-related items such as surfing, winter sports-related items such as skis and snowboards, cycle-related items such as bicycle pedals, other indoor and outdoor sports It is preferably used for related products.
本発明の樹脂組成物およびそれを成形してなる成形品は、上記各種用途の中でも、機械特性、低吸水性および金属接着性に優れる点を生かして、コネクタ、ブレーカー、自転車ペダルなどの金属と接合または接着して得られる複合成形体として、電気・電子部品、自動車部品、スポーツ用品に特に好ましく用いることができる。 Among the various uses described above, the resin composition of the present invention and a molded product are made of metal such as a connector, breaker, bicycle pedal and the like, taking advantage of excellent mechanical properties, low water absorption and metal adhesion. The composite molded body obtained by bonding or bonding can be particularly preferably used for electric / electronic parts, automobile parts, and sports equipment.
本発明をさらに具体的に説明するために、以下、実施例および比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の各種特性は以下の方法により評価した。 In order to describe the present invention more specifically, examples and comparative examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples. Various characteristics in the examples were evaluated by the following methods.
(1)成形品の曲げ弾性率および曲げ強度
各実施例および比較例により得られた樹脂組成物ペレットを、住友重機械工業株式会社製の75トン射出成形機を使用して、シリンダー温度をポリアミド樹脂の融点+22℃に設定し、金型温度80℃の条件で曲げ試験片を射出成形し、ISO178に従い23℃で曲げ強度および曲げ弾性率を評価した。
(1) Bending elastic modulus and bending strength of molded product The resin composition pellets obtained in each of the examples and comparative examples were subjected to a cylinder temperature of polyamide using a 75-ton injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. A bending test piece was injection-molded under the conditions of a melting point of the resin + 22 ° C. and a mold temperature of 80 ° C., and bending strength and bending elastic modulus were evaluated at 23 ° C. in accordance with ISO178.
(2)成形品の耐衝撃性
各実施例および比較例により得られた樹脂組成物ペレットを、住友重機械工業株式会社製の75トン射出成形機を使用して、シリンダー温度をポリアミド樹脂の融点+22℃に設定し、金型温度80℃の条件でシャルピー衝撃試験片を射出成形し、ISO179に従い23℃でシャルピー衝撃強さ(ノッチ付き)を評価した。
(2) Impact resistance of molded product Using the resin composition pellets obtained in each example and comparative example, using a 75-ton injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., the cylinder temperature is the melting point of the polyamide resin. The Charpy impact test piece was injection-molded at a mold temperature of 80 ° C. at + 22 ° C., and Charpy impact strength (notched) was evaluated at 23 ° C. according to ISO179.
(3)成形品の吸水率
各実施例および比較例により得られた樹脂組成物ペレットを、住友重機械工業株式会社製の75トン射出成形機を使用して、シリンダー温度をポリアミド樹脂の融点+22℃に設定し、金型温度80℃の条件でダンベル試験片を射出成形した。得られたダンベル試験片を用いて、60℃、95%RH環境下にて静置して重量の経時変化を測定する吸水試験を行い、乾燥時(吸水試験前)および500時間経過後の重量を測定し、以下の式より吸水率を求めた。なお、以下の式において、乾燥時重量とは、吸水試験に供する前のダンベル試験片の初期の重量のことである。
吸水率(%)=〔(95%RH1000時間経過後の重量−乾燥時重量)/乾燥時重量〕×100
(3) Water Absorption Rate of Molded Product Using the resin composition pellets obtained in each example and comparative example, using a 75-ton injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., the cylinder temperature is the melting point of the polyamide resin +22 A dumbbell test piece was injection-molded under the conditions of a mold temperature of 80 ° C. Using the obtained dumbbell test piece, a water absorption test is performed in which the sample is left standing at 60 ° C. and 95% RH to measure a change in weight over time. The weight after drying (before the water absorption test) and after 500 hours has elapsed. Was measured, and the water absorption was determined from the following equation. In addition, in the following formula | equation, the weight at the time of drying is an initial weight of the dumbbell test piece before using for a water absorption test.
Water absorption rate (%) = [(95% RH after 1000 hours-dry weight) / dry weight] × 100
(4)成形品の表面外観
各実施例および比較例により得られた樹脂組成物ペレットを、住友重機械工業株式会社製の75トン射出成形機を使用して、シリンダー温度をポリアミド樹脂の融点+22℃に設定し、金型温度130℃、射出時間10秒、冷却時間20秒の条件で、80mm×80mm×厚み3mmの角板試験片を作製し、表面粗さ測定装置(ACCRTECH社製)を用いて、評価長さ20mm、試験速度0.6mm/secの測定条件で成形品表面のうねり曲線の算術平均高さ(Wa)値を評価した。
(4) Surface appearance of molded product Using the resin composition pellets obtained in each of the examples and comparative examples, using a 75-ton injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., the cylinder temperature is the melting point of the polyamide resin +22 A square plate test piece of 80 mm × 80 mm ×
(5)成形品の金属接着性
図1に金属接着性評価用試験片の概略図を示す。図1に示す形状のアルミ製角柱1を製作し、金型に仕込んだ。住友重機械工業株式会社製の75トン射出成形機を使用して、シリンダー温度をポリアミド樹脂の融点+22℃に設定し、金型温度130℃、射出速度を100mm/sec、射出圧力を下限圧+3MPaとする条件で、アルミ製角柱1に樹脂2が接合するようゲート3から射出成形し、図1に示す金属接着性評価用試験片を各3個作製した。
(5) Metal Adhesiveness of Molded Product FIG. 1 is a schematic view of a test piece for evaluating metal adhesion. An
次いで、引張試験機(島津製作所製 AG−2000C)を用いて、測定温度23℃、ひずみ速度10mm/min、試料標点間距離50mmの条件で引張試験を行い、引張強度を測定した。成形品3個の引張強度の平均値を金属接着性の値として算出した。 Next, using a tensile tester (manufactured by Shimadzu AG-2000C), a tensile test was performed under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C., a strain rate of 10 mm / min, and a distance between sample specimens of 50 mm, and the tensile strength was measured. The average value of the tensile strength of the three molded articles was calculated as the value of metal adhesion.
(6)成形性
住友重機械工業株式会社製の75トン射出成形機を使用して、シリンダー温度をポリアミド樹脂の融点+22℃、金型温度130℃、射出圧力55MPa、射出時間5秒、成形品厚み0.7mmの条件下で、バーフロー流動長を測定した。この値が大きいほど、成形性に優れている。
(6) Formability Using a 75-ton injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., the cylinder temperature is the melting point of polyamide resin + 22 ° C., the mold temperature is 130 ° C., the injection pressure is 55 MPa, the injection time is 5 seconds, the molded product. The bar flow flow length was measured under the condition of a thickness of 0.7 mm. The larger this value, the better the moldability.
(7)ペレット中の炭素繊維の重量平均繊維長
ペレット10gをルツボに入れ、電気コンロにて可燃性ガスが発生しなくなるまで蒸し焼きにした後、500℃に設定した電気炉内でさらに1時間焼成した。イオン交換水に分散させ、ろ過した残渣を、光学顕微鏡にて50〜100倍に拡大した画像を観察し、無作為に選んだ1000本の長さを測定し、下記(式2)により重量平均繊維長(mm)を得た。
重量平均繊維長(Lw)=Σ(Li2×ni)/Σ(Li×ni)・・・(式2)
ここで、Liは炭素繊維の繊維長、niは繊維長Liの炭素繊維の本数を示す。
(7) Weight average fiber length of carbon fibers in pellets 10 g of pellets are put in a crucible, steamed until no flammable gas is generated on an electric stove, and then further fired in an electric furnace set at 500 ° C. for 1 hour. did. The residue obtained by dispersing and filtering in ion-exchanged water was observed with an optical microscope at an magnification of 50 to 100 times, and the length of 1000 randomly selected was measured. A fiber length (mm) was obtained.
Weight average fiber length (Lw) = Σ (Li 2 × ni) / Σ (Li × ni) (Formula 2)
Here, Li represents the fiber length of the carbon fiber, and ni represents the number of carbon fibers having the fiber length Li.
(製造例1)半芳香族ポリアミド樹脂(A−1)の製造
デカメチレンジアミン(東京化成工業製)とテレフタル酸(東京化成工業製)を全量10kgになるように等モル量添加し、さらに、デカメチレンジアミン全量に対して0.5mol%のデカメチレンジアミンを過剰に添加し、これら原料の合計70重量部に対して、末端封鎖剤として安息香酸0.5重量部、水30重量部を添加して混合し、加圧容器に仕込んで密閉し、窒素置換した。加熱を開始して、缶内圧力が2.0MPaに到達した後、水分を系外へ放出させながら缶内圧力2.0MPa、缶内温度240℃で2時間保持した。その後、加圧容器から内容物を吐出し、ポリアミドオリゴマーを得た。得られたポリアミドオリゴマーを粉砕し、100℃で24時間真空乾燥して、50Pa、240℃で固相重合し、テレフタル酸単位をジカルボン酸単位中100モル%含有し、デカメチレンジアミン単位をジアミン単位中100モル%含有するポリアミド10T(A−1)を得た。ポリアミド10T(A−1)について、98%硫酸中、樹脂濃度0.01g/ml、25℃でオストワルド式粘度を用いて測定した相対粘度は2.30であった。また、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ(株)製ロボットDSC、EXSTAR6000システム)を用いて、昇温・降温速度を20℃/minとして測定した融点は318℃であった。
(Production Example 1) Production of semi-aromatic polyamide resin (A-1) Decamethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry) and terephthalic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry) are added in equimolar amounts so that the total amount becomes 10 kg, An excess of 0.5 mol% of decamethylenediamine is added to the total amount of decamethylenediamine, and 0.5 parts by weight of benzoic acid and 30 parts by weight of water are added as end-capping agents to a total of 70 parts by weight of these raw materials. Then, the mixture was charged into a pressure vessel, sealed, and purged with nitrogen. After heating was started and the internal pressure of the can reached 2.0 MPa, the internal pressure of the can was maintained at 2.0 MPa and the internal temperature of 240 ° C. for 2 hours while releasing moisture out of the system. Thereafter, the contents were discharged from the pressurized container to obtain a polyamide oligomer. The obtained polyamide oligomer is pulverized, vacuum-dried at 100 ° C. for 24 hours, solid-phase polymerized at 50 Pa and 240 ° C., containing 100 mol% of terephthalic acid units in dicarboxylic acid units, and decamethylenediamine units as diamine units. Polyamide 10T (A-1) containing 100 mol% was obtained. For polyamide 10T (A-1), the relative viscosity measured in Ostwald viscosity at 25 ° C. in 98% sulfuric acid at a resin concentration of 0.01 g / ml was 2.30. The melting point measured using a differential scanning calorimeter (Seiko Instruments Co., Ltd. robot DSC, EXSTAR 6000 system) at a temperature rising / falling rate of 20 ° C./min was 318 ° C.
(製造例2)半芳香族ポリアミド樹脂(A−2)の製造
テレフタル酸4539.3g(27.3モル)、(a)1,9−ノナンジアミンと(b)2−メチル−1,8−オクタンジアミンの混合物〔(a)/(b)=50/50(モル比)〕4478.8g(28.3モル)、安息香酸101.6g(0.83モル)、次亜リン酸ナトリウム一水和物9.12g(原料の総質量に対して0.1質量%)および水2.5リットルを添加して混合し、加圧容器に仕込んで密閉し、窒素置換した。この混合物を、100℃で30分間撹拌し、2時間かけてオートクレーブ内部の温度を220℃に昇温した。この時、オートクレーブ内部の圧力は2MPaまで昇圧した。そのまま2時間反応を続けた後230℃に昇温し、その後2時間、230℃に温度を保ち、水蒸気を徐々に抜いて圧力を2MPaに保ちながら反応させた。次に、30分間かけて圧力を1MPaまで下げ、さらに1時間反応させてプレポリマーを得た。
(Production Example 2) Production of semi-aromatic polyamide resin (A-2) 4539.3 g (27.3 mol) of terephthalic acid, (a) 1,9-nonanediamine and (b) 2-methyl-1,8-octane Mixture of diamine [(a) / (b) = 50/50 (molar ratio)] 4478.8 g (28.3 mol), benzoic acid 101.6 g (0.83 mol), sodium hypophosphite monohydrate 9.12 g (0.1% by mass with respect to the total mass of the raw material) and 2.5 liters of water were added and mixed, charged into a pressure vessel, sealed, and purged with nitrogen. This mixture was stirred at 100 ° C. for 30 minutes, and the temperature inside the autoclave was increased to 220 ° C. over 2 hours. At this time, the pressure inside the autoclave was increased to 2 MPa. The reaction was continued as it was for 2 hours, then the temperature was raised to 230 ° C., and then the temperature was maintained at 230 ° C. for 2 hours, and the reaction was carried out while gradually removing water vapor and keeping the pressure at 2 MPa. Next, the pressure was reduced to 1 MPa over 30 minutes, and the reaction was further continued for 1 hour to obtain a prepolymer.
得られたプレポリマーを、100℃、減圧下で12時間乾燥し、2mm以下の粒径まで粉砕し、230℃、13Pa(0.1mmHg)にて8時間固相重合させ、融点が262℃、相対粘度が2.13であり、テレフタル酸単位をジカルボン酸単位中100モル%含有し、1,9−ノナンジアミン単位および2−メチル−1,8−オクタンジアミン単位をそれぞれジアミン単位中50モル%ずつ含有する、白色のポリアミド樹脂(A−2)を得た。 The obtained prepolymer was dried at 100 ° C. under reduced pressure for 12 hours, pulverized to a particle size of 2 mm or less, solid-phase polymerized at 230 ° C. and 13 Pa (0.1 mmHg) for 8 hours, and a melting point of 262 ° C. The relative viscosity is 2.13, the terephthalic acid unit is contained in 100 mol% in the dicarboxylic acid unit, and the 1,9-nonanediamine unit and the 2-methyl-1,8-octanediamine unit are each 50 mol% in the diamine unit. A white polyamide resin (A-2) was obtained.
(製造例3)半芳香族ポリアミド樹脂(A−3)の製造
(a)1,9−ノナンジアミンと(b)2−メチル−1,8−オクタンジアミンの混合物のモル比を(a)/(b)=80/20に変更した以外は、製造例2と同様の方法で、テレフタル酸単位をジカルボン酸単位中100モル%含有し、1,9−ノナンジアミン単位をジアミン単位中80モル%含有し、2−メチル−1,8−オクタンジアミン単位をジアミン単位中20モル%含有するポリアミド樹脂(A−3)を製造した。(A−3)の融点は302℃、相対粘度は2.15であった。
(Production Example 3) Production of semi-aromatic polyamide resin (A-3) The molar ratio of a mixture of (a) 1,9-nonanediamine and (b) 2-methyl-1,8-octanediamine is (a) / ( b) In the same manner as in Production Example 2, except that it was changed to 80/20, 100 mol% of the terephthalic acid unit was contained in the dicarboxylic acid unit, and 80 mol% of the 1,9-nonanediamine unit was contained in the diamine unit. A polyamide resin (A-3) containing 20 mol% of 2-methyl-1,8-octanediamine unit in the diamine unit was produced. (A-3) had a melting point of 302 ° C. and a relative viscosity of 2.15.
(製造例5)樹状ポリエステル樹脂(D−1)の製造
撹拌翼および留出管を備えた500mLの反応容器に、p−ヒドロキシ安息香酸66.3g(0.48モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル8.38g(0.045モル)、テレフタル酸7.48g(0.045モル)、固有粘度が約0.6dL/gのポリエチレンテレフタレート14.41g(0.075モル)および無水酢酸62.48g(フェノール性水酸基合計の1.00当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で2時間反応させた。その後、トリメシン酸31.52g(0.15モル)を加えて260℃まで昇温し、3時間撹拌し、理論留出量の91%の酢酸が留出したところで加熱および撹拌を停止し、内容物を冷水中に吐出し、樹状ポリエステル樹脂(D−1)を得た。
Production Example 5 Production of Dendritic Polyester Resin (D-1) In a 500 mL reaction vessel equipped with a stirring blade and a distilling tube, 66.3 g (0.48 mol) of p-hydroxybenzoic acid, 4,4 ′ -8.38 g (0.045 mol) of dihydroxybiphenyl, 7.48 g (0.045 mol) of terephthalic acid, 14.41 g (0.075 mol) of polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of about 0.6 dL / g and acetic anhydride 62 .48 g (1.00 equivalent of the total of phenolic hydroxyl groups) was added and reacted at 145 ° C. for 2 hours with stirring under a nitrogen gas atmosphere. Thereafter, 31.52 g (0.15 mol) of trimesic acid was added, the temperature was raised to 260 ° C., and the mixture was stirred for 3 hours. When 91% of acetic acid was distilled from the theoretical distillate, heating and stirring were stopped. The product was discharged into cold water to obtain a dendritic polyester resin (D-1).
得られた樹状ポリエステル樹脂(D−1)について、核磁気共鳴スペクトル分析を行った結果、トリメシン酸残基に対して、p−オキシベンゾエート単位の含量pが2.66、4,4’−ジオキシビフェニル単位とエチレンオキシド単位の含量qが0.66、テレフタレート単位の含量rが0.66であり、p+q+r=4であった。末端はカルボン酸とアセチル基が64:36の比率で存在した。 The obtained dendritic polyester resin (D-1) was subjected to nuclear magnetic resonance spectrum analysis. As a result, the content p of p-oxybenzoate units was 2.66, 4,4′- with respect to the trimesic acid residue. The content q of dioxybiphenyl units and ethylene oxide units was 0.66, the content r of terephthalate units was 0.66, and p + q + r = 4. At the end, carboxylic acid and acetyl groups were present in a ratio of 64:36.
核磁気共鳴スペクトルは、樹状ポリエステル樹脂(D−1)をペンタフルオロフェノール50%:重クロロホルム50%混合溶媒に溶解した溶液を用いて、40℃でプロトン核の核磁気共鳴スペクトル分析を行った。p−オキシベンゾエート単位由来の7.44ppmおよび8.16ppmのピーク、4,4’−ジオキシビフェニル単位由来の7.04ppm、7.70ppmのピーク、テレフタレート単位由来の8.31ppmのピーク、エチレンオキシド単位由来の4.75ppmのピーク、トリメシン酸由来の9.25ppmのピークが検出された。各ピークの面積強度比から、各構造単位の含有比率を算出し、小数点3桁は四捨五入した。枝構造部分P、QおよびR由来のピーク面積強度と、有機残基S由来のピーク面積強度との比から、含量p、q、rおよび分岐点Sの含有量を算出した。また、トリメシン酸の3つのプロトンのピークシフトからカルボン酸の反応の有無を判定し、分岐度を算出したところ、0.68(小数点3桁を四捨五入)であった。なお、分岐度は、トリメシン酸の3つの官能基が3つとも反応しているものの割合を算出して求めた。 The nuclear magnetic resonance spectrum was obtained by analyzing the nuclear magnetic resonance spectrum of the proton nucleus at 40 ° C. using a solution obtained by dissolving the dendritic polyester resin (D-1) in 50% pentafluorophenol: 50% deuterated chloroform. . 7.44 ppm and 8.16 ppm peaks derived from p-oxybenzoate units, 7.04 ppm, 7.70 ppm peaks derived from 4,4′-dioxybiphenyl units, 8.31 ppm peaks derived from terephthalate units, ethylene oxide units A peak at 4.75 ppm derived from 9.25 ppm derived from trimesic acid was detected. The content ratio of each structural unit was calculated from the area intensity ratio of each peak, and the three decimal places were rounded off. From the ratio of the peak area intensity derived from the branch structure portions P, Q, and R and the peak area intensity derived from the organic residue S, the contents p, q, r, and the content of the branch point S were calculated. Further, the presence or absence of the reaction of carboxylic acid was determined from the peak shift of the three protons of trimesic acid, and the degree of branching was calculated to be 0.68 (rounded to the third decimal place). The degree of branching was determined by calculating the ratio of those in which all three functional groups of trimesic acid were reacted.
得られた樹状ポリエステル樹脂(D−1)の融点Tmは185℃、液晶開始温度は159℃で、数平均分子量は2,300であった。なお、融点(Tm)は、樹状ポリエステル樹脂(D−1)を、示差熱量測定において、室温から20℃/分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm1)の観測後、Tm1+20℃の温度で5分間保持し、20℃/分の降温条件で室温まで一旦冷却し、再度20℃/分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm)とした。液晶開始温度は、剪断応力加熱装置(CSS−450)により、剪断速度100(1/秒)、昇温速度5.0℃/分、対物レンズ60倍の条件において、視野全体が流動開始する温度とした。 The obtained dendritic polyester resin (D-1) had a melting point Tm of 185 ° C., a liquid crystal starting temperature of 159 ° C., and a number average molecular weight of 2,300. In addition, melting | fusing point (Tm) is observation of the endothermic peak temperature (Tm1) observed when dendritic polyester resin (D-1) is measured on 20 degreeC / min temperature rising conditions in differential calorimetry. Thereafter, the temperature is maintained at a temperature of Tm1 + 20 ° C. for 5 minutes, once cooled to room temperature under a temperature decrease condition of 20 ° C./min, and again measured with an endothermic peak temperature (Tm) measured at a temperature increase condition of 20 ° C./min. did. The liquid crystal starting temperature is the temperature at which the entire field of view starts to flow with a shear stress heating device (CSS-450) under conditions of a shear rate of 100 (1 / second), a heating rate of 5.0 ° C./min, and an objective lens 60 times. It was.
また、樹状ポリエステル樹脂(D−1)の数平均分子量は、ペンタフルオロフェノール/クロロホルム=35/65重量%混合溶媒を使用して、濃度0.08%(wt/vol)に調整した樹状ポリエステル樹脂溶液を、GPC−LS(ゲル浸透クロマトグラフ−光散乱)法により絶対分子量として測定した。ここでの測定条件として、カラムはShodex K−G、Shodex K−806M×2本、Shodex K−802を用い、流速0.8mL/min、温度23℃、検出器は示差屈折計(RI)、多角度光散乱(MALS)とした。 The dendritic polyester resin (D-1) has a number average molecular weight adjusted to a concentration of 0.08% (wt / vol) using a mixed solvent of pentafluorophenol / chloroform = 35/65% by weight. The polyester resin solution was measured as an absolute molecular weight by GPC-LS (gel permeation chromatography-light scattering) method. As measurement conditions here, a column uses Shodex KG, Shodex K-806M × 2, Shodex K-802, a flow rate of 0.8 mL / min, a temperature of 23 ° C., a detector is a differential refractometer (RI), Multi-angle light scattering (MALS) was used.
実施例および比較例において用いた他の原料を以下に示す。
(A’)半芳香族ポリアミド以外のポリアミド樹脂
(A’−1)ポリアミド6樹脂「“アミラン”(登録商標)CM1001」(東レ株式会社製)
融点222℃
(B)炭素繊維
(B−1)PAN系炭素繊維“トレカ”(登録商標)カットファイバーTV14−006(東レ株式会社製、原糸T700SC−12K)
(C)エポキシ化合物
(C−1)ビスフェノール型エポキシ化合物「jER1004」(三菱化学株式会社製)、分子量1650、エポキシ当量875〜975(q/eq)
(C−2)ビスフェノール型エポキシ化合物「jER1009」(三菱化学株式会社製)、分子量3850、エポキシ当量2400〜3300(q/eq)
(C−3)ビスフェノール型エポキシ化合物「jER1010」(三菱化学株式会社製)、分子量5500、エポキシ当量1000〜5000(q/eq)
(C−4)ビスフェノール型エポキシ化合物「jER828」(三菱化学株式会社製)、分子量370、エポキシ当量184〜194(q/eq)
(C−5)ビスフェノール型エポキシ化合物「jER1001」(三菱化学株式会社製)、分子量900、エポキシ当量450〜500(q/eq)
(C−6)グリシジルエーテル型エポキシ化合物「エピオールE−1000」(株式会社日油製)、分子量1140、エポキシ当量570(q/eq)
Other raw materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(A ′) Polyamide resin other than semi-aromatic polyamide (A′-1) Polyamide 6 resin “Amilan” (registered trademark) CM1001 (manufactured by Toray Industries, Inc.)
Melting point 222 ° C
(B) Carbon fiber (B-1) PAN-based carbon fiber “Torayca” (registered trademark) cut fiber TV14-006 (manufactured by Toray Industries, Inc., original yarn T700SC-12K)
(C) Epoxy compound (C-1) Bisphenol-type epoxy compound “jER1004” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), molecular weight 1650, epoxy equivalent 875-975 (q / eq)
(C-2) Bisphenol type epoxy compound “jER1009” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), molecular weight 3850, epoxy equivalent 2400-3300 (q / eq)
(C-3) Bisphenol type epoxy compound “jER1010” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), molecular weight 5500, epoxy equivalent 1000 to 5000 (q / eq)
(C-4) Bisphenol type epoxy compound “jER828” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), molecular weight 370, epoxy equivalent 184 to 194 (q / eq)
(C-5) Bisphenol type epoxy compound “jER1001” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), molecular weight 900, epoxy equivalent 450 to 500 (q / eq)
(C-6) Glycidyl ether type epoxy compound “Epiol E-1000” (manufactured by NOF Corporation), molecular weight 1140, epoxy equivalent 570 (q / eq)
[実施例1〜17、比較例1〜12]
シリンダー温度をポリアミド樹脂の融点+22℃に設定し、スクリュー回転数を200rpmに設定した二軸押出機(日本製鋼所製TEX30α)を用いた。主ホッパーからポリアミド樹脂、エポキシ化合物および樹状ポリエステル樹脂を表1、2に示す配合で供給し、サイドフィーダーから炭素繊維を溶融樹脂中に供給して溶融混練した。ダイから吐出されたストランドを水中にて冷却し、ストランドカッターにより長さ3.0mm長にカットしてペレット化し、炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。作製したペレットを用いて、上述した方法により、各種特性評価を行った。結果を表1〜2に示す。
[Examples 1-17, Comparative Examples 1-12]
A twin screw extruder (TEX30α manufactured by Nippon Steel) with the cylinder temperature set to the melting point of the polyamide resin + 22 ° C. and the screw rotation speed set to 200 rpm was used. A polyamide resin, an epoxy compound and a dendritic polyester resin were supplied from the main hopper in the formulations shown in Tables 1 and 2, and carbon fibers were supplied from the side feeder into the molten resin and melt kneaded. The strand discharged from the die was cooled in water, cut into a length of 3.0 mm by a strand cutter, and pelletized to obtain a carbon fiber reinforced polyamide resin composition pellet. Various characteristics evaluation was performed by the method mentioned above using the produced pellet. The results are shown in Tables 1-2.
実施例1〜17に示す炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物は、曲げ弾性率、曲げ強度が高く、耐衝撃性に優れ、低吸水性、表面外観、金属接着性および成形性に優れていることがわかる。一方、比較例1〜12は、いずれかの特性が不十分であった。また実施例16に示す炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物は、曲げ弾性率、曲げ強度等の機械特性を低下させることなく、成形性により優れていることがわかる。 The carbon fiber reinforced polyamide resin compositions shown in Examples 1 to 17 have high flexural modulus and flexural strength, excellent impact resistance, low water absorption, surface appearance, metal adhesion, and moldability. Recognize. On the other hand, any of the characteristics of Comparative Examples 1 to 12 was insufficient. Moreover, it turns out that the carbon fiber reinforced polyamide resin composition shown in Example 16 is more excellent in moldability without deteriorating mechanical properties such as bending elastic modulus and bending strength.
本発明の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物によれば、機械特性、低吸水性、金属接着性に優れる成形品を得ることができる。そのため、本発明の炭素繊維強化ポリアミド樹脂組成物、それを用いたペレットおよび成形品は、コネクタ、ブレーカー、自転車ペダルなどの金属と接合する電気・電子部品、自動車部品、スポーツ用品に好適に用いることができる。 According to the carbon fiber reinforced polyamide resin composition of the present invention, a molded product excellent in mechanical properties, low water absorption and metal adhesion can be obtained. Therefore, the carbon fiber reinforced polyamide resin composition of the present invention, and pellets and molded articles using the same are preferably used for electrical / electronic parts, automobile parts, and sporting goods that are joined to metals such as connectors, breakers, and bicycle pedals. Can do.
1 アルミ製角柱
2 樹脂
3 ゲート
1
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