JP2017048314A - Composition and molded body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維を含有する組成物、及び該組成物を成形して得られる成形体に関する。 The present invention relates to a composition containing fibers and a molded body obtained by molding the composition.
繊維強化樹脂(FRP)は、ガラス繊維、炭素繊維等の補強繊維を樹脂で固めた材料であり、機械的強度、耐熱性、成形加工性等に優れた複合材料である。そのため、FRPは、航空、宇宙用途、車両用途、建材用途、スポーツ用途等の広範な分野における材料として利用されている。 A fiber reinforced resin (FRP) is a material in which reinforcing fibers such as glass fibers and carbon fibers are hardened with a resin, and is a composite material excellent in mechanical strength, heat resistance, moldability, and the like. Therefore, FRP is used as a material in a wide range of fields such as aviation, space use, vehicle use, building material use, and sports use.
中でも炭素繊維強化樹脂(CFRP)は、高強度に加えて軽量という特徴を有している。樹脂としては、熱硬化性のエポキシ樹脂を用いて炭素繊維を補強したものが主流であり、例えば航空機の構造材等に採用されている。一方、熱可塑性樹脂を用いたFRPは、上記の特性に加えて成形サイクル短縮が可能、またリサイクルが可能であるという特徴を有するため近年注目されている。 Among these, carbon fiber reinforced resin (CFRP) is characterized by lightness in addition to high strength. As resin, what reinforce | strengthened carbon fiber using the thermosetting epoxy resin is mainstream, for example, is employ | adopted as the structural material etc. of an aircraft. On the other hand, FRP using a thermoplastic resin has attracted attention in recent years because it has the characteristics that in addition to the above characteristics, the molding cycle can be shortened and can be recycled.
このような熱可塑性樹脂を用いたCFRPにおいては、炭素長繊維を張力下に引き揃えながら熱可塑性樹脂を含浸させて繊維強化樹脂ロッド(ストランド)を得た後、それを任意の長さに切断して得られる炭素長繊維強化樹脂ペレットを用いることが行われている(例えば、特許文献1参照)。 In CFRP using such a thermoplastic resin, a fiber reinforced resin rod (strand) is obtained by impregnating the thermoplastic resin while aligning the long carbon fiber under tension, and then cutting it into an arbitrary length. It is performed to use carbon long fiber reinforced resin pellets obtained in this way (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記の炭素長繊維強化樹脂ペレットは、炭素繊維とマトリックス樹脂との密着性が不十分な場合があり、曲げ強度などの機械的物性の向上の点でも不十分な場合があった。そのため、このような炭素長繊維強化樹脂ペレットは、曲げ荷重などの負荷が印加された場合、炭素繊維とマトリックス樹脂との界面から亀裂が発生することがあった。このようにして発生した亀裂が炭素繊維とマトリックス樹脂との他の界面に伝播することにより、さらに亀裂を誘発し、最終的に成形体を横断して全体破壊に至ることがあった。 However, the carbon long fiber reinforced resin pellets described above may have insufficient adhesion between the carbon fibers and the matrix resin, and may be insufficient in terms of improving mechanical properties such as bending strength. Therefore, when such a carbon long fiber reinforced resin pellet is subjected to a load such as a bending load, a crack may occur from the interface between the carbon fiber and the matrix resin. The cracks generated in this way propagate to the other interface between the carbon fiber and the matrix resin, thereby causing further cracks and finally traversing the molded body, leading to total destruction.
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、前記課題の少なくとも一部を解決することで、繊維とマトリックス樹脂との接着性に優れ、耐衝撃性や曲げ強度などの機械的強度にも優れた成形体が得られる組成物を提供する。 Therefore, some aspects according to the present invention are excellent in adhesion between the fiber and the matrix resin, and in mechanical strength such as impact resistance and bending strength, by solving at least a part of the problems. Provided is a composition from which a molded body is obtained.
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.
[適用例1]
本発明に係る組成物の一態様は、
共役ジエン系重合体(A)と、繊維(B)と、熱可塑性樹脂(C)と、を含有し、
前記熱可塑性樹脂(C)100質量部に対して前記繊維(B)を10質量部以上100質量部以下含有し、
前記共役ジエン系重合体(A)がアミノ基を有し、
前記繊維(B)の繊維長が3mm以上50mm以下であることを特徴とする。
[Application Example 1]
One aspect of the composition according to the present invention is:
Containing a conjugated diene polymer (A), a fiber (B), and a thermoplastic resin (C);
Containing 10 to 100 parts by mass of the fiber (B) with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (C);
The conjugated diene polymer (A) has an amino group,
The fiber length of the said fiber (B) is 3 mm or more and 50 mm or less.
[適用例2]
適用例1の組成物において、
前記共役ジエン系重合体(A)の含有割合が、前記熱可塑性樹脂(C)100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下であることができる。
[Application Example 2]
In the composition of Application Example 1,
The content ratio of the conjugated diene polymer (A) may be 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (C).
[適用例3]
適用例1または適用例2の組成物において、
前記繊維(B)が炭素繊維であることができる。
[Application Example 3]
In the composition of Application Example 1 or Application Example 2,
The fiber (B) may be a carbon fiber.
[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の組成物において、
前記熱可塑性樹脂(C)がオレフィン系樹脂であることができる。
[Application Example 4]
In the composition of any one of Application Examples 1 to 3,
The thermoplastic resin (C) may be an olefin resin.
[適用例5]
本発明に係る成形体の一態様は、
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の組成物を成形して得られることを特徴とする。
[Application Example 5]
One aspect of the molded body according to the present invention is:
It is obtained by molding the composition of any one of Application Examples 1 to 4.
本発明に係る組成物によれば、繊維とマトリックス樹脂との接着性に優れ、耐衝撃性や曲げ強度などの機械的強度にも優れた成形体が得られる。 According to the composition of the present invention, it is possible to obtain a molded article having excellent adhesion between fibers and a matrix resin and excellent mechanical strength such as impact resistance and bending strength.
以下、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。 Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail. It should be understood that the present invention is not limited only to the following embodiments, and includes various modifications that are implemented within a scope that does not change the gist of the present invention.
なお、本明細書中では、共役ジエン系重合体(A)を「(A)成分」、繊維(B)を「(B)成分」、熱可塑性樹脂(C)を「(C)成分」と略して用いることがある。 In the present specification, the conjugated diene polymer (A) is referred to as “component (A)”, the fiber (B) as “component (B)”, and the thermoplastic resin (C) as “component (C)”. It may be used for short.
1.組成物
一般的に、FRP成形体は曲げ荷重などの負荷が印加された場合、繊維とマトリックス樹脂との接着性が不十分となりやすく、繊維とマトリックス樹脂との界面から亀裂が発生しやすい。このようにして発生した亀裂が繊維とマトリックス樹脂との他の界面に伝播することにより、さらに亀裂を誘発し、最終的に成形体を横断して全体破壊に至る。
1. Composition In general, when a load such as a bending load is applied to an FRP molded product, the adhesion between the fiber and the matrix resin tends to be insufficient, and cracks are likely to occur from the interface between the fiber and the matrix resin. The cracks generated in this manner propagate to the other interface between the fiber and the matrix resin, thereby further inducing cracks, and finally traversing the molded body, leading to total destruction.
このようなメカニズムによる亀裂発生を抑制するためには、繊維とマトリックス樹脂との界面の接着性を高める必要がある。これを実現すべく、本実施形態に係る組成物は、共役ジエン系重合体(A)と、繊維長が3mm以上50mm以下の繊維(B)と、熱可塑性樹脂(C)と、を含有し、マトリックス樹脂である(C)成分100質量部に対して(B)成分を10質量部以上100質量部以下含有し、さらに前記(A)成分がアミノ基を有するという構成を採る。以下、本実施形態に係る組成物に含まれる各成分について説明する。 In order to suppress the occurrence of cracks due to such a mechanism, it is necessary to improve the adhesion at the interface between the fiber and the matrix resin. In order to achieve this, the composition according to this embodiment contains a conjugated diene polymer (A), fibers (B) having a fiber length of 3 mm to 50 mm, and a thermoplastic resin (C). The component (B) is contained in an amount of 10 parts by mass to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (C) which is a matrix resin, and the component (A) further has an amino group. Hereinafter, each component contained in the composition according to the present embodiment will be described.
1.1.共役ジエン系重合体(A)
本実施形態に係る組成物は、共役ジエン系重合体(A)を含む。(A)成分は、本実施形態に係る成形体において(B)成分と(C)成分とを強固に接着させることにより、曲
げ荷重などの負荷が印加された場合の(B)成分と(C)成分の界面から亀裂の発生を抑制し、成形体の曲げ強度、落錘衝撃強度等の機械的強度を向上させると考えられる。
1.1. Conjugated diene polymer (A)
The composition according to this embodiment includes a conjugated diene polymer (A). The component (A) includes the component (B) and the component (C) when a load such as a bending load is applied by firmly bonding the component (B) and the component (C) in the molded body according to the present embodiment. ) It is considered that cracking is suppressed from the interface of the component, and mechanical strength such as bending strength and falling weight impact strength of the molded body is improved.
本実施形態で使用される(A)成分は、アミノ基を有する。アミノ基を重合体に付与する方法は特に限定されず、アミノ基を有する単量体を重合させることにより(A)成分を得る方法等が例示される。なお、本明細書において「アミノ基」とは、1級アミノ基(−NH2)、2級アミノ基(−NHR、ただしRは炭化水素基)及び3級アミノ基(−NRR’、ただしR、R’は炭化水素基)のうちいずれか一つを指し、前記のアミノ基は保護基によって保護されていてもよい。 The component (A) used in the present embodiment has an amino group. The method for imparting the amino group to the polymer is not particularly limited, and examples thereof include a method for obtaining the component (A) by polymerizing a monomer having an amino group. In this specification, “amino group” means a primary amino group (—NH 2 ), a secondary amino group (—NHR, where R is a hydrocarbon group), and a tertiary amino group (—NRR ′, where R , R ′ represents any one of hydrocarbon groups), and the amino group may be protected by a protecting group.
(A)成分の一分子鎖あたりのアミノ基量は、好ましくは1個以上、より好ましくは5個以上、特に好ましくは10個以上である。製造時のポリマーのゲル化を防止するためには、一分子鎖あたりのアミノ基量は、好ましくは100個以下、より好ましくは50個以下である。(A)成分中のアミノ基量の定量方法は特に限定されないが、IR法、NMR法、アミン滴定法等により求めることができる。アミノ基量が前記範囲であると、(B)成分との接着性がより強固となり、本実施形態に係る組成物を成形することにより得られる成形体の機械的強度がより向上すると考えられる。 The amount of amino groups per molecular chain of component (A) is preferably 1 or more, more preferably 5 or more, and particularly preferably 10 or more. In order to prevent gelation of the polymer during production, the amount of amino groups per molecular chain is preferably 100 or less, more preferably 50 or less. (A) Although the determination method of the amount of amino groups in a component is not specifically limited, It can obtain | require by IR method, NMR method, an amine titration method, etc. When the amino group amount is in the above range, it is considered that the adhesion with the component (B) becomes stronger and the mechanical strength of the molded body obtained by molding the composition according to this embodiment is further improved.
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法におけるポリスチレン換算による(A)成分の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3万〜200万、より好ましくは4万〜100万、特に好ましくは5万〜50万である。また、(A)成分の、JIS K7210に準拠して測定されるメルトフローレート(MFR:230℃、2.16kg)は、好ましくは0.1〜100g/10min、より好ましくは0.2〜50g/10min、特に好ましくは0.3〜30g/10minである。 The weight average molecular weight (Mw) of the component (A) in terms of polystyrene in the gel permeation chromatography (GPC) method is preferably 30,000 to 2,000,000, more preferably 40,000 to 1,000,000, particularly preferably 50,000 to 50. It is ten thousand. In addition, the melt flow rate (MFR: 230 ° C., 2.16 kg) of component (A) measured according to JIS K7210 is preferably 0.1 to 100 g / 10 min, more preferably 0.2 to 50 g. / 10 min, particularly preferably 0.3 to 30 g / 10 min.
(A)成分は、共役ジエンに由来する繰り返し単位のみから構成されてもよいが、必要に応じて共役ジエン以外の単量体に由来する繰り返し単位を有していてもよい。(A)成分は、同一の単量体が繰り返し単位を形成するブロック型の重合体であってもよく、互いに異なる単量体が無作為に重合されるランダム型の重合体を形成していてもよい。(A)成分と(C)成分との相容性を高め、(B)成分と(C)成分をより強固に接着させるためには、(A)成分はブロック共重合体であることが好ましい。特に、得られる成形体の耐候性及び機械的強度を向上させる観点では、(A)成分は水素添加された重合体であることが好ましい。以下、共役ジエン系重合体(A)について詳述する。 The component (A) may be composed of only repeating units derived from conjugated dienes, but may have repeating units derived from monomers other than conjugated dienes as necessary. The component (A) may be a block type polymer in which the same monomer forms a repeating unit, and forms a random type polymer in which different monomers are randomly polymerized. Also good. In order to enhance the compatibility between the component (A) and the component (C) and adhere the component (B) and the component (C) more firmly, the component (A) is preferably a block copolymer. . In particular, from the viewpoint of improving the weather resistance and mechanical strength of the resulting molded article, the component (A) is preferably a hydrogenated polymer. Hereinafter, the conjugated diene polymer (A) will be described in detail.
1.1.1.共役ジエン
(A)成分は、共役ジエンに由来する繰り返し単位を含む。共役ジエンとしては、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−オクタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,3−シクロヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、ミルセン、ファルネセン及びクロロプレン等を挙げることができる。機械的強度や耐寒性に優れた成形体を得るために、共役ジエンとしては、1,3−ブタジエン又はイソプレンを含むことが好ましい。
1.1.1. Conjugated diene (A) A component contains the repeating unit derived from a conjugated diene. Examples of the conjugated diene include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2-methyl-1,3-octadiene, 1,3-hexadiene, 1, Examples include 3-cyclohexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, myrcene, farnesene, and chloroprene. In order to obtain a molded article having excellent mechanical strength and cold resistance, the conjugated diene preferably contains 1,3-butadiene or isoprene.
1.1.2.共役ジエン以外の単量体
(A)成分は、共役ジエン以外の化合物に由来する繰り返し単位を含むものであってもよい。このような化合物としては、芳香族アルケニル化合物が好ましい。芳香族アルケニル化合物の中でも、機械的強度、耐熱性、及び耐寒性に優れた成形体を作製するために、下記一般式(1)で示される不飽和単量体がより好ましい。
1.1.2. Monomers other than conjugated dienes (A) The component may contain repeating units derived from compounds other than conjugated dienes. As such a compound, an aromatic alkenyl compound is preferable. Among aromatic alkenyl compounds, an unsaturated monomer represented by the following general formula (1) is more preferable in order to produce a molded article having excellent mechanical strength, heat resistance, and cold resistance.
芳香族アルケニル化合物の具体例としては、スチレン、tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルスチレン、1−ビニルナフタリン、2−ビニルナフタリン、2−ビニルアントラセン、9−ビニルアントラセン、p−ビニルベンジルプロピルエーテル、p−ビニルベンジルブチルエーテル、p−ビニルベンジルヘキシルエーテル、p−ビニルベンジルペンチルエーテル、m−N,N−ジエチルアミノエチルスチレン、p−N,N−ジエチルアミノエチルスチレン、p−N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、o−ビニルベンジルジメチルアミン、p−ビニルベンジルジメチルアミン、p−ビニルベンジルジエチルアミン、p−ビニルベンジルジ(n−プロピル)アミン、p−ビニルベンジルジ(n−ブチル)アミン、ビニルピリジン、2−ビニルビフェニル、4−ビニルビフェニル、p−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ]スチレン、p−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノメチル]スチレン、p−{2−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ]エチル}スチレン、m−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ]スチレン、p−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノ)スチレン及びp−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノメチル)スチレン等を挙げることができる。これらの単量体は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。機械的強度、耐熱性、及び耐寒性に優れた成形体を作製するために、共役ジエン以外の化合物としては、スチレン又はp−メチルスチレンを含むことが好ましい。 Specific examples of the aromatic alkenyl compound include styrene, tert-butylstyrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, divinylbenzene, 1,1-diphenylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinyl. Naphthalene, 2-vinylanthracene, 9-vinylanthracene, p-vinylbenzylpropyl ether, p-vinylbenzylbutyl ether, p-vinylbenzylhexyl ether, p-vinylbenzylpentyl ether, m-N, N-diethylaminoethylstyrene, p -N, N-diethylaminoethylstyrene, p-N, N-dimethylaminoethylstyrene, o-vinylbenzyldimethylamine, p-vinylbenzyldimethylamine, p-vinylbenzyldiethylamine, p-vinylbenzyldi ( -Propyl) amine, p-vinylbenzyldi (n-butyl) amine, vinylpyridine, 2-vinylbiphenyl, 4-vinylbiphenyl, p- [N, N-bis (trimethylsilyl) amino] styrene, p- [N, N-bis (trimethylsilyl) aminomethyl] styrene, p- {2- [N, N-bis (trimethylsilyl) amino] ethyl} styrene, m- [N, N-bis (trimethylsilyl) amino] styrene, p- (N -Methyl-N-trimethylsilylamino) styrene and p- (N-methyl-N-trimethylsilylaminomethyl) styrene. These monomers can be used alone or in combination of two or more. In order to produce a molded article excellent in mechanical strength, heat resistance, and cold resistance, it is preferable to include styrene or p-methylstyrene as a compound other than the conjugated diene.
(A)成分が共役ジエンに由来する繰り返し単位と芳香族アルケニル化合物に由来する繰り返しとを有する場合において、(A)成分の共役ジエンに由来する繰り返し単位と芳香族アルケニル化合物に由来する繰り返し単位との質量比は、(A)成分のガラス転移点を適度に保ち、成形体の機械的強度や耐寒性を向上させるために、100:0〜20:80であることが好ましく、97:3〜40:60であることがより好ましい。 In the case where the component (A) has a repeating unit derived from a conjugated diene and a repetition derived from an aromatic alkenyl compound, the repeating unit derived from the conjugated diene of the component (A) and a repeating unit derived from an aromatic alkenyl compound; The mass ratio is preferably 100: 0 to 20:80 in order to keep the glass transition point of the component (A) moderately and to improve the mechanical strength and cold resistance of the molded body. More preferably, it is 40:60.
1.1.3.重合体ブロックの構成
(A)成分は、(C)成分との相容性を高め、(B)成分と(C)成分をより強固に接着させるために、ブロック共重合体であることが好ましい。さらに、下記A〜Dの重合体ブロックの中から選ばれた2種以上の重合体ブロックを含むブロック重合体であることがより好ましい。
1.1.3. Composition of polymer block The component (A) is preferably a block copolymer in order to enhance compatibility with the component (C) and to more firmly bond the component (B) and the component (C). . Furthermore, a block polymer containing two or more polymer blocks selected from the following polymer blocks A to D is more preferable.
Aブロック:芳香族アルケニル化合物に由来する繰り返し単位量が80質量%以上である重合体ブロック。
Bブロック:共役ジエンに由来する繰り返し単位量が80質量%以上であって、かつ、ビニル結合含量が30モル%未満の重合体ブロック。
Cブロック:共役ジエンに由来する繰り返し単位量が80質量%以上であって、かつ、ビニル結合含量が30モル%以上90モル%以下の重合体ブロック。
Dブロック:共役ジエンに由来する繰り返しと芳香族アルケニル化合物に由来する繰り返しとのランダム共重合体ブロックであって、上記A〜C以外の重合体ブロック。
A block: A polymer block having a repeating unit amount derived from an aromatic alkenyl compound of 80% by mass or more.
B block: A polymer block having a repeating unit amount derived from a conjugated diene of 80% by mass or more and a vinyl bond content of less than 30 mol%.
C block: A polymer block having a repeating unit amount derived from a conjugated diene of 80% by mass or more and a vinyl bond content of 30 mol% or more and 90 mol% or less.
D block: a random copolymer block of a repeat derived from a conjugated diene and a repeat derived from an aromatic alkenyl compound, and a polymer block other than the above A to C.
(A)成分が上記Cブロックを含有することにより、(C)成分の一種であるオレフィン系樹脂との分子の絡み合い及び相容性が良好となるため、成形体の機械的強度をより向上させることができる。上記Cブロックのビニル結合含量は、より好ましくは50モル%以上90モル%以下であり、特に好ましくは60モル%以上90モル%以下である。オレフィン系樹脂との分子の絡み合い及び相容性を顕著に向上させるためには、上記Cブロックは水素添加されていることがより好ましい。 When the component (A) contains the C block, the molecular entanglement and compatibility with the olefin resin that is a kind of the component (C) are improved, so that the mechanical strength of the molded body is further improved. be able to. The vinyl bond content of the C block is more preferably 50 mol% or more and 90 mol% or less, and particularly preferably 60 mol% or more and 90 mol% or less. In order to remarkably improve the molecular entanglement and compatibility with the olefin resin, it is more preferable that the C block is hydrogenated.
重合体ブロックが2種以上の化合物から形成された共重合体ブロックであるときは、ランダム型、又は芳香族アルケニル化合物に由来する繰り返し単位若しくは共役ジエンに由来する繰り返し単位の含有量が重合体ブロック中で連続的に変化するテーパー型であってもよい。 When the polymer block is a copolymer block formed of two or more compounds, the content of the repeating unit derived from a random type or an aromatic alkenyl compound or a repeating unit derived from a conjugated diene is the polymer block. A taper type that continuously changes may be used.
なお、本発明における「ビニル結合含量」とは、水添前の重合体中に1,2結合、3,4結合及び1,4結合の結合様式で組み込まれている共役ジエンに由来する繰り返し単位のうち、1,2結合及び3,4結合で組み込まれている単位の合計割合(モル%基準)である。当該ビニル結合含量(1,2結合含量及び3,4結合含量)は、赤外吸収スペクトル法(モレロ法)によって算出することができる。 The “vinyl bond content” in the present invention refers to a repeating unit derived from a conjugated diene that is incorporated in the polymer before hydrogenation in 1, 2 bond, 3, 4 bond, and 1, 4 bond bonding modes. Of these, the total proportion of units incorporated in 1, 2 bonds and 3, 4 bonds (based on mol%). The vinyl bond content (1,2 bond content and 3,4 bond content) can be calculated by an infrared absorption spectrum method (Morero method).
上記A〜Dの重合体ブロックの中から選ばれた2種以上の重合体ブロックを含むブロック重合体としては、例えば、A−B、A−C、A−D、B−C、B−D、[A−B]x―Y、[A−C]x―Y、[A−D]x―Y、[B−C]x―Y、[B−D]x―Y、[B−A]x―Y、[C−A]x―Y、[D−A]x―Y、A−B−D、A−B−A、A−C−A、A−C−B、A−D−A、B−A−B、[A−B−D]x―Y、[A−B−A]x―Y、[A−C−A]x―Y、[A−C−B]x―Y、[A−D−A]x―Y、[B−A−B]x―Y、A−B−A−B、B−A−B−A、[A−B−A−B]x―Y、A−B−A−B−A、[A−B−A−B−A]x―Y、B−A−B−D、B−A−B−A、B−A−C−A、B−A−C−B、B−A−D−A、[C−A−B−D]x―Y、[C−A−B−A]x―Y、[C−A−C−A]x―Y、[C−A−C−B]x―Y、[C−A−D−A]x―Y、C−A−B−A−B、C−B−A−B−A、C−A−B−A−C、[C−A−B−A−B]x―Y、C−A−B−A−B−A、[C−A−B−A−B−A]x―Yが挙げられる(但し、xは2以上の整数であり、Yは連結基である。)。なお、上記構造例において、角括弧によって囲まれ、かつYを有する構造は、最もYに近い位置のブロックがYに直接結合することを示す。例えば、[A−C−B]x―Yにおいては、x個の[A−C−B]が重合体ブロックBによってYに直接結合することを示す。) Examples of the block polymer containing two or more polymer blocks selected from the polymer blocks A to D include, for example, AB, AC, AD, BC, BD. , [AB] x-Y, [AC] x-Y, [AD] x-Y, [BC] x-Y, [BD] x-Y, [BA ] X-Y, [C-A] x-Y, [D-A] x-Y, A-B-D, A-B-A, A-C-A, A-C-B, A-D -A, B-A-B, [A-B-D] x-Y, [A-B-A] x-Y, [A-C-A] x-Y, [A-C-B] x -Y, [A-D-A] x-Y, [B-A-B] x-Y, A-B-A-B, B-A-B-A, [A-B-A-B] x-Y, A-B-A-B-A, [A-B-A-B-A] x-Y, B-A-B-D, B-A-B-A, B-A-C -A, B-A-C-B, B A-D-A, [C-A-B-D] x-Y, [C-A-B-A] x-Y, [C-A-C-A] x-Y, [C-A- C—B] x—Y, [C—A—D—A] x—Y, C—A—B—A—B, C—B—A—B—A, C—A—B—A—C , [C-A-B-A-B] x-Y, C-A-B-A-B-A, and [C-A-B-A-B-A] x-Y (provided that x is an integer of 2 or more, and Y is a linking group). In the structure example, a structure surrounded by square brackets and having Y indicates that the block closest to Y is directly coupled to Y. For example, [A-C-B] x-Y indicates that x [A-C-B] are directly bonded to Y by the polymer block B. )
本実施形態に係る組成物をペレット形状にする場合は、共役ジエンブロック共重合体の外側のブロック成分として、Aブロック及びBブロックのうち少なくとも1種を含むことが好ましい。 When making the composition which concerns on this embodiment into a pellet shape, it is preferable to contain at least 1 sort (s) among A block and B block as a block component outside a conjugated diene block copolymer.
(B)成分と(C)成分との接着性を向上させ、(A)成分と(C)成分の相容性の高
い組成物を得るために、上記のうちA−C−A、A−C−B、[B−C]x―Y、[A−C]x−Y、[A−D]x―Y、A−D−Aの構造を有することが好ましい。CブロックもしくはDブロックを有するブロック重合体は、(C)成分としてオレフィン系樹脂を用いた場合、当該樹脂との相容性に優れるため良好な界面補強効果を得ることができる点で好ましい。また、(B)成分との接着性を向上させるために、Aブロックにアミノ基を有することが好ましい。
In order to improve the adhesion between the component (B) and the component (C) and to obtain a highly compatible composition of the component (A) and the component (C), among the above, A-C-A, A- It preferably has a structure of CB, [BC] xY, [AC] xY, [AD] xY, or ADA. A block polymer having a C block or a D block is preferable in that, when an olefin resin is used as the component (C), the compatibility with the resin is excellent, so that a good interface reinforcing effect can be obtained. Moreover, in order to improve adhesiveness with (B) component, it is preferable to have an amino group in A block.
連結基Yは、カップリング剤に由来する構造単位である。このようなカップリング剤としては、例えばメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、ジブロモエタン、テトラクロロ錫、ブチルトリクロロ錫、テトラクロロゲルマニウム、ビス(トリクロロシリル)エタン等のハロゲン化合物;エポキシ化大豆油等のエポキシ化合物;アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジメチル、ジメチルテレフタル酸、ジエチルテレフタル酸等のカルボニル化合物、ジビニルベンゼン等のポリビニル化合物;ポリイソシアネート等を挙げることができる。カップリング剤は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。カップリング反応において、反応温度は0〜120℃が好ましく、50〜100℃がより好ましい。反応時間は1〜30分が好ましく、5〜20分がより好ましい。 The linking group Y is a structural unit derived from a coupling agent. Examples of such a coupling agent include halogen compounds such as methyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, butyltrichlorosilane, tetrachlorosilane, dibromoethane, tetrachlorotin, butyltrichlorotin, tetrachlorogermanium, and bis (trichlorosilyl) ethane. An epoxy compound such as epoxidized soybean oil; a carbonyl compound such as diethyl adipate, dimethyl adipate, dimethyl terephthalic acid and diethyl terephthalic acid; a polyvinyl compound such as divinylbenzene; and a polyisocyanate. A coupling agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. In the coupling reaction, the reaction temperature is preferably 0 to 120 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. The reaction time is preferably 1 to 30 minutes, more preferably 5 to 20 minutes.
1.1.4.水素添加
本実施形態に係る成形体の耐候性及び機械的強度を向上させるために、(A)成分は水素添加(以下、「水添」ともいう。)された重合体であることが好ましい。特に(C)成分としてオレフィン系樹脂を用いた場合、水素添加された重合体を(A)成分として使用することにより、(A)成分とオレフィン系樹脂との分子の絡み合い及び相容性を顕著に向上させ、(C)成分と(B)成分との接着性をより向上させることができる。
1.1.4. Hydrogenation In order to improve the weather resistance and mechanical strength of the molded article according to this embodiment, the component (A) is preferably a hydrogenated polymer (hereinafter also referred to as “hydrogenation”). In particular, when an olefin resin is used as the component (C), by using a hydrogenated polymer as the component (A), the molecular entanglement and compatibility between the component (A) and the olefin resin are remarkable. To improve the adhesion between the component (C) and the component (B).
重合体の水素添加率(以下、「水添率」ともいう。)は、水添触媒の量、水添反応時の水素圧力又は反応時間等を変えることにより制御することができる。例えば20〜150℃、0.1〜10MPaの水素加圧下、水添触媒の存在下で行われる。水添率は、ビニル結合などの二重結合の60%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、95%以上が特に好ましい。重合反応後に水素添加を行い、その後変性剤を反応させてもよいし、あるいは、重合反応後に変性剤を反応させ、その後水素添加を行ってもよい。 The hydrogenation rate of the polymer (hereinafter also referred to as “hydrogenation rate”) can be controlled by changing the amount of the hydrogenation catalyst, the hydrogen pressure during the hydrogenation reaction, or the reaction time. For example, it is carried out in the presence of a hydrogenation catalyst at 20 to 150 ° C. under hydrogen pressure of 0.1 to 10 MPa. The hydrogenation rate is preferably 60% or more of double bonds such as vinyl bonds, more preferably 80% or more, and particularly preferably 95% or more. Hydrogenation may be performed after the polymerization reaction and then the modifier may be reacted, or the modifier may be reacted after the polymerization reaction and then hydrogenated.
水添触媒及び具体的な水素添加の方法としては、例えば特開平1−275605号公報、特開平5−271326号公報、特開平5−271325号公報、特開平5−222115号公報、特開平11−292924号公報、特開2000−37632号公報、特開昭59−133203号公報、特開昭63−5401号公報、特開昭62−218403号公報、特開平7−90017号公報、特公昭43−19960号公報、特公昭47−40473号公報等に記載されている水添触媒や水素添加方法が挙げられる。 Examples of the hydrogenation catalyst and the specific hydrogenation method include, for example, JP-A-1-275605, JP-A-5-271326, JP-A-5-271325, JP-A-5-222115, and JP-A-11. -292924, JP-A 2000-37632, JP-A 59-133203, JP-A 63-5401, JP-A 62-218403, JP 7-90017, JP Examples thereof include hydrogenation catalysts and hydrogenation methods described in JP-A Nos. 43-19960 and 47-40473.
水素添加された重合体の重量平均分子量(Mw)は、3万〜200万であることが好ましく、4万〜100万であることがより好ましく、5万〜50万であることが特に好ましい。Mwが前記範囲であると、成形体の強度や寸法安定性を向上させることができる。また、Mwが前記範囲であると、本実施形態に係る組成物の溶液粘度や溶融粘度が適度となり、成形性をより向上させることができる。なお、「重量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。 The weight average molecular weight (Mw) of the hydrogenated polymer is preferably 30,000 to 2,000,000, more preferably 40,000 to 1,000,000, and particularly preferably 50,000 to 500,000. When the Mw is in the above range, the strength and dimensional stability of the molded product can be improved. Further, when the Mw is in the above range, the solution viscosity and the melt viscosity of the composition according to this embodiment become appropriate, and the moldability can be further improved. The “weight average molecular weight” is a polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
1.1.5.(A)成分の製造方法
(A)成分は、例えば特許第5402112号公報、特許第4840140号公報、国際公開第2003/029299号等に記載の方法に従って製造することができる。また
、(A)成分がブロック共重合体である場合、例えば、特許第3134504号公報、特許第3360411号公報、特許第3988495号公報、国際公開第2014/014052号等に記載の方法に従って製造することができる。具体的な(A)成分の製造方法としては、例えば下記(a)〜(c)の方法が挙げられる。なお、以下の方法によって得られた重合体を、必要に応じて上述の方法により水素添加することができる。
1.1.5. (A) Component Production Method The component (A) can be produced according to the method described in, for example, Japanese Patent No. 5402112, Japanese Patent No. 4840140, International Publication No. 2003/029299, and the like. Moreover, when (A) component is a block copolymer, it manufactures according to the method as described in patent 3134504 gazette, patent 3360411 gazette, patent 3988495 gazette, international publication 2014/014052, etc., for example. be able to. Specific examples of the method for producing the component (A) include the following methods (a) to (c). In addition, the polymer obtained by the following method can be hydrogenated by the above-mentioned method as needed.
1.1.5.1.製造方法(a)
製造方法(a)は、共役ジエンを単独で、あるいは、共役ジエン及び芳香族アルケニル化合物を、有機アルカリ金属化合物及び有機アルカリ土類金属化合物のうち少なくとも一種の存在下で重合し、得られた重合体に変性剤を反応させる方法である。必要に応じて水素添加を行ってもよい。変性剤がアルコキシシリル基とアミノ基を有する化合物である場合、高い導入率で導入することができる。
1.1.5.1. Manufacturing method (a)
In the production method (a), a conjugated diene alone or a conjugated diene and an aromatic alkenyl compound are polymerized in the presence of at least one of an organic alkali metal compound and an organic alkaline earth metal compound. This is a method in which a denaturing agent is reacted with the coalescence. Hydrogenation may be performed as necessary. When the modifier is a compound having an alkoxysilyl group and an amino group, it can be introduced at a high introduction rate.
変性剤を反応させる温度は、0〜120℃が好ましい。反応時間は、1〜30分が好ましい。重合体に対して反応させる変性剤の量は、10モル%以上が好ましい。 The temperature at which the modifier is reacted is preferably 0 to 120 ° C. The reaction time is preferably 1 to 30 minutes. The amount of the modifier to be reacted with the polymer is preferably 10 mol% or more.
アミノ基を有する化合物としては、例えば、ハロゲン化アミン、アルコキシシリル基とアミノ基を有する下記一般式(2)、下記一般式(3)、又は下記一般式(4)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the compound having an amino group include a halogenated amine, a compound represented by the following general formula (2), the following general formula (3), or the following general formula (4) having an alkoxysilyl group and an amino group. It is done.
ハロゲン化アミンとしては、例えば、クロロメチルアミン、2−ブロモエチルアミン、3−ヨードプロピルアミン、エチルクロロメチルアミン、ビス(3−クロロプロピル)アミン、トリス(4−ブロモブチル)アミン、N−(3−クロロプロピル)モルホリン等の脂肪族ハロゲン化アミン類;2−クロロシクロヘキシルアミン、ビス(2−ブロモシクロヘキシル)アミン、N−メチル−2−クロロピペリジン、2−クロロシクロヘキシルジメチルアミン、2−クロロピロリジン、2−ブロモピペリジン、2−クロロモルホリン、4−クロロピロリン等の脂環式ハロゲン化アミン類;1−ブロモ−1−フェニルメチルアミン、1−クロロ−1−フェニルエチルアミン、ベンジル(3−ブロモプロピル)アミン、ベンジル−ビス(クロロメチル)アミン等の芳香環を含むハロゲン化アミン類、例えば、2−クロロメチルアニリン、N−クロロメチルアニリン、N−(2−ブロモエチル)アニリン、N−メチル−N−(3−ブロモプロピル)アニリン、4−クロロメチルピロール、3−ブロモメチルインドール、2−クロロメチルカルバゾール、2−(2−ブロモエチル)イミダゾール、3−(3−ブロモプロピル)ピラゾール、2−ブロモメチルナフチリジン、2−クロロメチルキナゾリン、2−ヨードメチルピリミジン等の芳香族ハロゲン化アミン類;1−クロロエチレンジアミン、ビス(2−アミノ−1−クロロエチル)アミン、2−ブロモヘキサメチレンジアミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、N,N,N’N”N”−ペンタキス(クロロメチル)ジエチレントリアミン等の脂肪族ハロゲン化多価アミン類;2−クロロピペラジン、2−ブロモ−1,4,7−トリアザシクロノナン等の環状ハロゲン化多価アミン等が挙げられる。 Examples of the halogenated amine include chloromethylamine, 2-bromoethylamine, 3-iodopropylamine, ethylchloromethylamine, bis (3-chloropropyl) amine, tris (4-bromobutyl) amine, N- (3- Aliphatic halogenated amines such as chloropropyl) morpholine; 2-chlorocyclohexylamine, bis (2-bromocyclohexyl) amine, N-methyl-2-chloropiperidine, 2-chlorocyclohexyldimethylamine, 2-chloropyrrolidine, 2 -Alicyclic halogenated amines such as bromopiperidine, 2-chloromorpholine, 4-chloropyrroline; 1-bromo-1-phenylmethylamine, 1-chloro-1-phenylethylamine, benzyl (3-bromopropyl) amine Benzyl-bis (chloromethyl Halogenated amines containing an aromatic ring such as amine, such as 2-chloromethylaniline, N-chloromethylaniline, N- (2-bromoethyl) aniline, N-methyl-N- (3-bromopropyl) aniline, 4 -Chloromethylpyrrole, 3-bromomethylindole, 2-chloromethylcarbazole, 2- (2-bromoethyl) imidazole, 3- (3-bromopropyl) pyrazole, 2-bromomethylnaphthyridine, 2-chloromethylquinazoline, 2- Aromatic halogenated amines such as iodomethylpyrimidine; 1-chloroethylenediamine, bis (2-amino-1-chloroethyl) amine, 2-bromohexamethylenediamine, tris (2-aminoethyl) amine, N, N, N 'N "N" -pentakis (chloromethyl) diethylenetriami Halogenated aliphatic polyamines and the like; 2-chloro-piperazine, 2-bromo-1,4,7-triazacyclononane cyclic halogenated polyvalent amine cyclo nonane, and the like.
<一般式(2)で表される化合物>
R6 (4−m−n)Si(OR7)mXn (2)
式(2)中、R6は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基又は炭素数1〜100のオルガノシロキシ基である。R6が複数ある場合は、各々のR6は同一の基でも異なる基でもよい。R7は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基又は炭素数7〜20のアラルキル基である。R7が複数ある場合は、各々のR7は同一の基でも異なる基でもよい。
<Compound represented by formula (2)>
R 6 (4-mn) Si (OR 7 ) m X n (2)
In formula (2), R 6 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an organosiloxy group having 1 to 100 carbon atoms. If R 6 is more, each of R 6 may be either different groups in the same group. R 7 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. If R 7 have multiple, each R 7 may be either different groups in the same group.
Xは式−A−X’(式中、Aは炭素数1〜20のアルキレン基であり、X’は少なくともN原子を含む基である)で表される基である。Xが複数ある場合は、各々のXは同一の
基でも異なる基でもよい。また、各々のXは独立の置換基であっても環状構造を形成していてもよい。m及びnは1〜3の整数である。m及びnの和は2〜4の整数である。
X is a group represented by the formula —A—X ′ (wherein A is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and X ′ is a group containing at least an N atom). When there are a plurality of X, each X may be the same group or different groups. Each X may be an independent substituent or may form a cyclic structure. m and n are integers of 1 to 3. The sum of m and n is an integer of 2-4.
一般式(2)で表される化合物としては、例えば特許第3988495号公報や国際公開第2014/014052号等に記載の化合物等を使用することができる。これらの中でも、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルジメチルメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルジメチルエトキシシラン、N−メチル−N−トリメチルシリルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、1−(3−トリエトキシシリルプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタン、3−モルホリノプロピルジメチルメトキシシラン、3−(4−メチルピペラジン−1−イル)プロピルジメチルメトキシシラン等が好ましい。 As the compound represented by the general formula (2), for example, compounds described in Japanese Patent No. 3988495, International Publication No. 2014/014052 and the like can be used. Among these, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyltrimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropylmethyldiethoxysilane, N, N -Bis (trimethylsilyl) aminopropyldimethylmethoxysilane, N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyldimethylethoxysilane, N-methyl-N-trimethylsilylaminopropylmethyldiethoxysilane, 1- (3-triethoxysilylpropyl)- 2,2,5,5-tetramethyl-1-aza-2,5-disilacyclopentane, 3-morpholinopropyldimethylmethoxysilane, 3- (4-methylpiperazin-1-yl) propyldimethylmethoxysilane, etc. Like .
<一般式(3)で表される化合物>
前記一般式(3)中、R8〜R11は、各々独立して、炭素数1〜20のアルキル基又はアリール基を表し、R12及びR13は、炭素数1〜20のアルキレン基を表し、mは1又は2の整数であり、nは1〜3の整数である。なお、一般式(3)で表される化合物において、炭素数1〜20のアルコキシ基の数の合計は4以上であることが好ましい。 In the general formula (3), R 8 to R 11 each independently represents an alkyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 12 and R 13 represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. M is an integer of 1 or 2, and n is an integer of 1 to 3. In the compound represented by the general formula (3), the total number of alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms is preferably 4 or more.
前記一般式(3)で表される化合物としては、例えば国際公開第2003/029299号や国際公開第2014/014052号等に記載の化合物を使用することができる。 As the compound represented by the general formula (3), for example, compounds described in International Publication No. 2003/029299, International Publication No. 2014/014052 and the like can be used.
<一般式(4)で表される化合物>
前記一般式(4)において、R14、R15は、各々独立して、炭素数1〜20のアルキル基又はアリール基を表し、R19は炭素数1〜20のアルキレン基を表す。R16、R17及びR18は、各々独立に炭素数1〜20のアルキル基又はアリール基であるか、又はそれらの2つは互いに結合してそれらが結合しているケイ素原子と一緒になって環を形成してもよい。mは1又は2の整数である。 In the general formula (4), R 14 and R 15 each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group, and R 19 represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. R 16 , R 17 and R 18 are each independently an alkyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms, or two of them are bonded to each other and together with the silicon atom to which they are bonded. To form a ring. m is an integer of 1 or 2.
前記一般式(4)で表される化合物としては、例えば、1−トリメチルシリル−2,2−ジエトキシ−1−アザ−2−シラシクロペンタン及びこれらのジエトキシシリル化合物
に対応するジメトキシシリル化合物、メチルエトキシシリル化合物、エチルエトキシシリル化合物、メチルメトキシシリル化合物、エチルメトキシシリル化合物等が挙げられる。
Examples of the compound represented by the general formula (4) include 1-trimethylsilyl-2,2-diethoxy-1-aza-2-silacyclopentane and dimethoxysilyl compounds corresponding to these diethoxysilyl compounds, methyl Examples thereof include an ethoxysilyl compound, an ethylethoxysilyl compound, a methylmethoxysilyl compound, and an ethylmethoxysilyl compound.
有機アルカリ金属化合物としては、例えば、有機リチウム化合物、有機ナトリウム化合物が挙げられる。これらの中でも有機リチウム化合物が好ましい。有機リチウム化合物としては、例えば、有機モノリチウム化合物、有機ジリチウム化合物、有機ポリリチウム化合物が挙げられる。 Examples of the organic alkali metal compound include an organic lithium compound and an organic sodium compound. Among these, an organolithium compound is preferable. Examples of the organic lithium compound include an organic monolithium compound, an organic dilithium compound, and an organic polylithium compound.
有機リチウム化合物としては、例えば、特許第3988495号公報や国際公開第2014/014052号等に記載の化合物等を使用することができる。これらの中でも、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、1,3−フェニレン−ビス−(3−メチル−1−フェニルペンチリデン)ビスリチウムが好ましい。 As the organic lithium compound, for example, compounds described in Japanese Patent No. 3988495 and International Publication No. 2014/014052 can be used. Among these, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, tert-butyl lithium, and 1,3-phenylene-bis- (3-methyl-1-phenylpentylidene) bislithium are preferable.
なお、有機アルカリ金属化合物は、アミノ基を有する有機アルカリ金属化合物であってもよい。このような化合物としては、例えば下記一般式(5)又は下記一般式(6)で表される化合物が挙げられる。 The organic alkali metal compound may be an organic alkali metal compound having an amino group. Examples of such a compound include compounds represented by the following general formula (5) or the following general formula (6).
上記一般式(5)又は(6)で示される有機アルカリ金属化合物としては、特許第3988495号公報や国際公開第2014/014052号等に記載の化合物等を使用することができる。 As the organic alkali metal compound represented by the general formula (5) or (6), compounds described in Japanese Patent No. 3988495, International Publication No. 2014/014052 and the like can be used.
有機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、有機マグネシウム化合物、有機カルシウム化合物、有機ストロンチウム化合物、有機バリウム化合物が挙げられる。有機アルカリ土類金属化合物の具体例としては、例えば、エチルブチルマグネシウム、ジ−n−ブチ
ルマグネシウム、ジ−n−ヘキシルマグネシウム、ジエトキシカルシウム、ジステアリン酸カルシウム、ジ−t−ブトキシストロンチウム、ジエトキシバリウム、ジイソプロポキシバリウム、ジエチルメルカプトバリウム、ジ−t−ブトキシバリウム、ジフェノキシバリウム、ジエチルアミノバリウム、ジステアリン酸バリウム、ジケチルバリウム等が挙げられる。
Examples of the organic alkaline earth metal compound include an organic magnesium compound, an organic calcium compound, an organic strontium compound, and an organic barium compound. Specific examples of the organic alkaline earth metal compound include, for example, ethylbutylmagnesium, di-n-butylmagnesium, di-n-hexylmagnesium, diethoxycalcium, calcium distearate, di-t-butoxystrontium, and diethoxybarium. , Diisopropoxy barium, diethyl mercapto barium, di-t-butoxy barium, diphenoxy barium, diethyl amino barium, barium distearate, diketyl barium and the like.
上記の有機アルカリ金属化合物や有機アルカリ土類金属化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、有機アルカリ金属化合物や有機アルカリ土類金属化合物の使用量は、共役ジエン及び他の単量体等の単量体の合計100質量部に対して0.02〜15質量が好ましい。 Said organic alkali metal compound and organic alkaline earth metal compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Moreover, the usage-amount of an organic alkali metal compound or an organic alkaline-earth metal compound has preferable 0.02-15 mass with respect to 100 mass parts in total of monomers, such as a conjugated diene and another monomer.
1.1.5.2.製造方法(b)
製造方法(b)は、共役ジエンと芳香族アルケニル化合物、又は共役ジエンと芳香族アルケニル化合物と他の単量体とを重合して得られた重合体に、少なくとも1つの有機アルカリ金属化合物及び/又は有機アルカリ土類金属化合物と、少なくとも1つの脂肪族アミン化合物との存在下で変性剤を反応させる方法である。有機アルカリ金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物や変性剤としては、「1.1.5.1.製造方法(a)」で例示されたものが使用できる。
1.1.5.2. Manufacturing method (b)
In the production method (b), at least one organic alkali metal compound and / or a polymer obtained by polymerizing a conjugated diene and an aromatic alkenyl compound, or a conjugated diene, an aromatic alkenyl compound, and another monomer are used. Alternatively, the modifier is reacted in the presence of an organic alkaline earth metal compound and at least one aliphatic amine compound. As the organic alkali metal compound, the organic alkaline earth metal compound, and the modifier, those exemplified in “1.1.5.1. Production method (a)” can be used.
脂肪族アミン化合物としては、脂肪族3級アミンが好ましい。脂肪族3級アミンの例としては、エチレンジアミン誘導体、プロピレンジアミン誘導体又はポリエチレンイミンが挙げられる。これらの中でもエチレンジアミン誘導体が好ましく、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミンがより好ましい。 As the aliphatic amine compound, an aliphatic tertiary amine is preferable. Examples of the aliphatic tertiary amine include an ethylenediamine derivative, a propylenediamine derivative, or polyethyleneimine. Among these, ethylenediamine derivatives are preferable, and N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine is more preferable.
製造方法(b)では、芳香族アルケニル化合物に由来する繰り返し単位を含む重合体は、溶媒中で変性反応を行う。単離されたブロック共重合体を溶媒に溶解してもよいし、重合反応、又は水添反応の終了後の共重合体溶液をそのまま使用してもよい。 In the production method (b), a polymer containing a repeating unit derived from an aromatic alkenyl compound undergoes a modification reaction in a solvent. The isolated block copolymer may be dissolved in a solvent, or the copolymer solution after completion of the polymerization reaction or hydrogenation reaction may be used as it is.
芳香族アルケニル化合物に対して、有機アルカリ金属化合物及び有機アルカリ土類金属化合物はモル比で0.01〜5倍量が好ましい。また、有機アルカリ金属化合物や有機アルカリ土類金属化合物に対して、脂肪族アミン化合物はモル比で0.8〜5倍量が好ましい。有機アルカリ金属化合物や有機アルカリ土類金属化合物に対して、変性剤はモル比で0.5〜2倍量が好ましい。 The organic alkali metal compound and the organic alkaline earth metal compound are preferably used in an amount of 0.01 to 5 times in molar ratio with respect to the aromatic alkenyl compound. In addition, the aliphatic amine compound is preferably 0.8 to 5 times in molar ratio with respect to the organic alkali metal compound or organic alkaline earth metal compound. The modifying agent is preferably 0.5 to 2 times the molar ratio of the organic alkali metal compound or organic alkaline earth metal compound.
1段目の反応は共重合体溶液に、有機アルカリ金属化合物及び有機アルカリ土類金属化合物よりなる群から選択される少なくとも1種、脂肪族アミン化合物を混合する工程である。有機アルカリ金属化合物及び有機アルカリ土類金属化合物よりなる群から選択される少なくとも1種と脂肪族アミン化合物の添加はどちらを先にしてもよく、また同時に添加してもよい。反応温度は20〜120℃が好ましい。反応時間は0〜120分が好ましい。2段目の反応は、1段目の反応溶液に変性剤を混合する工程である。反応温度は20〜120℃が好ましい。反応時間は0〜120分が好ましい。必要に応じて、2段目の反応後水素添加を行ってもよい。 The first stage reaction is a step of mixing an aliphatic amine compound with at least one selected from the group consisting of an organic alkali metal compound and an organic alkaline earth metal compound into the copolymer solution. At least one selected from the group consisting of an organic alkali metal compound and an organic alkaline earth metal compound and the aliphatic amine compound may be added first, or may be added simultaneously. The reaction temperature is preferably 20 to 120 ° C. The reaction time is preferably 0 to 120 minutes. The second stage reaction is a process of mixing a denaturant with the first stage reaction solution. The reaction temperature is preferably 20 to 120 ° C. The reaction time is preferably 0 to 120 minutes. If necessary, hydrogenation may be performed after the second-stage reaction.
1.1.5.3.製造方法(c)
製造方法(c)は、共役ジエンを単独で、あるいは、共役ジエン及び芳香族アルケニル化合物を、有機アルカリ金属化合物及び有機アルカリ土類金属化合物のうち少なくとも一種の存在下で重合し、得られた重合体を、過酸化物と変性剤とともに、溶液中又は押し出し機等の混練機中で変性剤を重合体に付加させる方法である。有機アルカリ金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物や変性剤としては、「1.1.5.1.製造方法(a)」で例示されたものが使用できる。
1.1.5.3. Manufacturing method (c)
In the production method (c), the conjugated diene alone or the conjugated diene and the aromatic alkenyl compound are polymerized in the presence of at least one of an organic alkali metal compound and an organic alkaline earth metal compound. In this method, the polymer is added to the polymer together with the peroxide and the modifier in a solution or in a kneader such as an extruder. As the organic alkali metal compound, the organic alkaline earth metal compound, and the modifier, those exemplified in “1.1.5.1. Production method (a)” can be used.
過酸化物としては、特に限定されるものではなく、1,1−ジt−ブチルペルオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ジt−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、t−ブチルクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス(t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン等の有機過酸化物類等が挙げられる。これらの過酸化物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。過酸化物の使用割合は、変性剤1質量部に対して、0.001〜3質量部であることが好ましい。 The peroxide is not particularly limited, and 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3, 1,3-bis (t-butyl And organic peroxides such as peroxyisopropyl) benzene. These peroxides can be used alone or in combination of two or more. It is preferable that the usage-amount of a peroxide is 0.001-3 mass parts with respect to 1 mass part of modifier | denaturants.
上記の混合・加熱する方法としては、特に限定されるものではなく、開放型のミキシングロール、非開放型のバンバリーミキサー、ニーダー等のバッチ式溶融混練装置、一軸押出機、同方向回転型連続式二軸押出機、異方向回転型連続式二軸押出機等の連続式溶融混練装置を挙げることができる。加熱温度は、100〜300℃であることが好ましい。加熱時間は10〜900秒間であることが好ましい。 The mixing and heating method is not particularly limited, and is an open type mixing roll, a non-open type Banbury mixer, a batch type melt kneader such as a kneader, a single screw extruder, a co-rotating continuous type Examples thereof include a continuous melt kneader such as a twin screw extruder and a different direction rotating type continuous twin screw extruder. The heating temperature is preferably 100 to 300 ° C. The heating time is preferably 10 to 900 seconds.
1.2.繊維(B)
一般的に、FRP成形体は曲げ荷重などの負荷が印加された場合、繊維とマトリックス樹脂との接着性が不十分となりやすく、繊維とマトリックス樹脂の界面から亀裂が発生しやすい。このようにして発生した亀裂が繊維とマトリックス樹脂の他の界面に伝播することにより、さらに亀裂を誘発し、最終的に成形体を横断して全体破壊に至ることがあった。ところが、(B)成分のような比較的長い繊維であっても、本願発明のように(A)成分を添加することにより(B)成分と(C)成分との接着性が向上し、曲げ強度及び耐衝撃性などの機械的特性を効果的に向上できることが明らかとなったのである。
1.2. Fiber (B)
Generally, when a load such as a bending load is applied to the FRP molded body, the adhesion between the fiber and the matrix resin tends to be insufficient, and cracks are likely to occur from the interface between the fiber and the matrix resin. The cracks generated in this way propagate to the other interface between the fiber and the matrix resin, thereby causing further cracks and finally crossing the molded body to cause total destruction. However, even with a relatively long fiber such as component (B), the addition of component (A) as in the present invention improves the adhesion between component (B) and component (C), and bending It has become clear that mechanical properties such as strength and impact resistance can be effectively improved.
本実施形態で用いられる(B)成分としては、繊維長が3mm以上50mm以下の繊維である。(B)成分の繊維長の下限値は、好ましくは4mm以上、より好ましくは5mm以上である。(B)成分の繊維長の上限値は、好ましくは40mm以下、より好ましくは30mm以下である。上記のような比較的長い繊維を含有する組成物から得られるFRP成形体は、曲げ強度及び耐衝撃強度の両方をバランスよく向上させることができる。繊維長が3mm未満の繊維では、得られるFRP成形体の曲げ強度の向上及び耐衝撃強度の向上のいずれの点でも不十分となりやすい。一方、繊維長が50mmを超える繊維を含有する組成物では、成形機のホッパーでブロッキングするため好ましくない。 The component (B) used in the present embodiment is a fiber having a fiber length of 3 mm or more and 50 mm or less. The lower limit value of the fiber length of the component (B) is preferably 4 mm or more, more preferably 5 mm or more. (B) The upper limit of the fiber length of a component becomes like this. Preferably it is 40 mm or less, More preferably, it is 30 mm or less. The FRP molded body obtained from the composition containing relatively long fibers as described above can improve both bending strength and impact strength in a balanced manner. A fiber having a fiber length of less than 3 mm tends to be insufficient in terms of improving the bending strength and impact strength of the obtained FRP molded product. On the other hand, a composition containing fibers having a fiber length exceeding 50 mm is not preferable because it is blocked by a hopper of a molding machine.
(B)成分の繊維径の下限値は、好ましくは1nm以上、より好ましくは5nm以上、特に好ましくは10nm以上である。繊維径の上限値は、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下、さらに好ましくは3mm以下、特に好ましくは1mm以下である。 The lower limit value of the fiber diameter of the component (B) is preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, and particularly preferably 10 nm or more. The upper limit of the fiber diameter is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, still more preferably 3 mm or less, and particularly preferably 1 mm or less.
(B)成分の繊維長及び繊維径は、公知の方法により測定することができる。例えば、顕微鏡にて(B)成分を観察することにより、繊維長及び繊維径を測定することができる。また、FRP成形体中の(B)成分の繊維長及び繊維径は、成形品の高温灰化、溶剤による溶解、試薬による分解等の処理で採取される充填材残渣を、顕微鏡にて観察することにより測定することができる。 The fiber length and fiber diameter of the component (B) can be measured by known methods. For example, the fiber length and the fiber diameter can be measured by observing the component (B) with a microscope. In addition, the fiber length and fiber diameter of the component (B) in the FRP molded product are observed with a microscope for filler residues collected by processing such as high-temperature ashing of the molded product, dissolution with a solvent, and decomposition with a reagent. Can be measured.
(B)成分の繊維長と繊維径との比(アスペクト比)は、400〜7500が好ましく、500〜6000がより好ましく、700〜4500が特に好ましい。アスペクト比が前記範囲であると、成形体の機械的特性をより向上させることができる。また、アスペクト比が前記範囲であると、成形体の変形や異方性の発生を防ぎ、良好な外観を得ることができる。 The ratio (aspect ratio) between the fiber length and the fiber diameter of the component (B) is preferably 400 to 7500, more preferably 500 to 6000, and particularly preferably 700 to 4500. When the aspect ratio is within the above range, the mechanical properties of the molded body can be further improved. Moreover, when the aspect ratio is in the above range, deformation of the molded body and generation of anisotropy can be prevented, and a good appearance can be obtained.
(B)成分としては、公知の材料を使用することができる。(B)成分は、例えば、アルミナ繊維、ガラス繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、ジルコニア繊維、セラミック繊維、ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、シリカ−アルミナ繊維、カオリン繊維、ボーキサイト繊維、カヤノイド繊維、ホウ素繊維、窒化ホウ素繊維、マグネシア繊維、チタン酸カリウムウィスパー等の無機繊維;ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリイミド系繊維、ポリビニルアルコール変性繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリベンゾイミダゾール繊維、アクリル繊維、炭素繊維、フェノール繊維、ナイロン繊維、セルロース(ナノ)繊維等の有機繊維;から選ばれる1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、炭素繊維が好ましい。 (B) A well-known material can be used as a component. The component (B) is, for example, alumina fiber, glass fiber, rock wool, potassium titanate fiber, zirconia fiber, ceramic fiber, silicon fiber, silicon nitride fiber, silica-alumina fiber, kaolin fiber, bauxite fiber, kayanoid fiber, boron. Inorganic fibers such as fiber, boron nitride fiber, magnesia fiber, potassium titanate whisper; polyester fiber, polyamide fiber, polyimide fiber, polyvinyl alcohol modified fiber, polyvinyl chloride fiber, polypropylene fiber, polybenzimidazole fiber, acrylic fiber , Carbon fiber, phenol fiber, nylon fiber, organic fiber such as cellulose (nano) fiber; Among these, carbon fiber is preferable.
(B)成分は、必要に応じて表面を官能基で修飾してもよい。このような官能基としては、例えば(メタ)アクリロイル基、アミド基、アミノ基、イソシアネート基、イミド基、ウレタン基、エーテル基、エポキシ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基及び酸無水物基等が挙げられる。 (B) You may modify the surface with a functional group as needed. Examples of such functional groups include (meth) acryloyl group, amide group, amino group, isocyanate group, imide group, urethane group, ether group, epoxy group, carboxy group, hydroxy group, and acid anhydride group. .
(B)成分に上記の官能基を導入する方法は特に限定されないが、(B)成分とサイジング剤とを直接反応させて導入する方法や、(B)成分にサイジング剤を塗布又は含浸したのち必要に応じてサイジング剤を固化する方法等が挙げられる。具体的には、特開2013−147763号公報等に記載の方法に基づいて作製することができる。 The method for introducing the above functional group into the component (B) is not particularly limited. However, after the component (B) is introduced by directly reacting the sizing agent, or after the sizing agent is applied or impregnated to the component (B) Examples include a method of solidifying a sizing agent as necessary. Specifically, it can be produced based on the method described in JP2013-147663A.
サイジング剤の種類としては、例えば、酸、酸無水物、アルコール、ハロゲン化試薬、イソシアナート、アルコキシシラン、オキシラン(エポキシ)等の環状エーテル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、エポキシ変性ウレタン樹脂、アミン変性芳香族エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂よりなる群から選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。 Types of sizing agents include, for example, acids, acid anhydrides, alcohols, halogenating reagents, isocyanates, alkoxysilanes, cyclic ethers such as oxirane (epoxy), epoxy resins, urethane resins, urethane-modified epoxy resins, epoxy-modified urethanes Resin, amine-modified aromatic epoxy resin, acrylic resin, polyester resin, phenol resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyimide resin, polyetherimide resin, bismaleimide resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl The 1 type (s) or 2 or more types chosen from the group which consists of pyrrolidone resins are mentioned.
(B)成分を繊維束にする際に使用するサイジング剤の量は特に制限はなく、例えば、(B)成分100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in the quantity of the sizing agent used when (B) component is made into a fiber bundle, For example, 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (B) component.
以下、本実施形態で用いられる(B)成分として好適な炭素繊維について説明する。 Hereinafter, carbon fibers suitable as the component (B) used in the present embodiment will be described.
炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル繊維を原料とするPAN系炭素繊維、石炭タールや石油ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維、ビスコースレーヨンや酢酸セルロースなどを原料とするセルロース系炭素繊維、炭化水素などを原料とする気相成長系炭素繊維、及びこれらの黒鉛化繊維などが好ましく挙げられる。なお、本発明における炭素繊維は、カーボンナノチューブ、グラフェンを繊維状に加工した形態も含む。これらの炭素繊維は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of carbon fibers include PAN-based carbon fibers made from polyacrylonitrile fiber, pitch-based carbon fibers made from coal tar and petroleum pitch, cellulose-based carbon fibers made from viscose rayon, cellulose acetate, etc. Preferable examples include vapor-grown carbon fibers made from hydrogen or the like, and graphitized fibers thereof. In addition, the carbon fiber in this invention includes the form which processed the carbon nanotube and the graphene into the fiber form. These carbon fibers may be used alone or in combination of two or more.
1.3.熱可塑性樹脂(C)
本実施形態に係る組成物は、熱可塑性樹脂(C)を含有する。(C)成分としては、例えばオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル系樹脂;アクリル系樹脂;ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂等のスチレン系樹脂;ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン12、半芳香族ポリアミド(ナイロン6T、ナイロン6I、ナイロン9T)、変性ポリアミド等のポリアミド;ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステルエラストマー、ポリアリレート、液晶ポリマー(全芳香族系、半芳香族系)、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドが例示され、これらから選ばれる1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、オレフィン系樹脂が好ましい。
1.3. Thermoplastic resin (C)
The composition according to this embodiment contains a thermoplastic resin (C). Examples of the component (C) include olefin resins; polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polylactic acid; acrylic resins; styrene resins such as polystyrene, AS resin, and ABS resin; nylon 6, nylon 6, 6, nylon 12, semi-aromatic polyamide (nylon 6T, nylon 6I, nylon 9T), polyamides such as modified polyamide; polycarbonate, polyacetal, fluororesin, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyester elastomer, polyarylate, liquid crystal polymer (all Aromatic, semi-aromatic), polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, polyamideimide, polyimide, and the like. Or it can be used in combination of two or more. Among these, an olefin resin is preferable.
(C)成分の分子量は、重量平均分子量(Mw)で0.5万以上100万以下であることが好ましく、1万以上90万以下であることがより好ましく、2万以上80万以下であることが特に好ましい。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、特に限定されないが、1以上10以下が好ましく、2以上7以下がより好ましい。 The molecular weight of the component (C) is preferably from 50,000 to 1,000,000, more preferably from 10,000 to 900,000, more preferably from 20,000 to 800,000 in terms of weight average molecular weight (Mw). It is particularly preferred. The ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 10 or less, and more preferably 2 or more and 7 or less.
以下、本実施形態において好適に用いられるオレフィン系樹脂について説明する。 Hereinafter, the olefin resin suitably used in the present embodiment will be described.
オレフィン系樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン等の炭素数2〜8程度のα−オレフィンの単独重合体;それらのα−オレフィンと、エチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−オクタデセン等の炭素数2〜18程度の他のα−オレフィン等との二元あるいは三元の(共)重合体等が挙げられる。 Examples of the olefin resin include homopolymers of α-olefins having about 2 to 8 carbon atoms such as ethylene, propylene, 1-butene; these α-olefins, ethylene, propylene, 1-butene, and 3-methyl. -1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 4,4-dimethyl-1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene Binary or ternary (co) polymers with other α-olefins having about 2 to 18 carbon atoms such as 1-octadecene.
オレフィン系樹脂の具体例としては、例えば、分岐状低密度ポリエチレン、直鎖状高密度ポリエチレン等のエチレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−ヘプテン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体等のエチレン系樹脂;プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ヘキセン共重合体等のプロピレン系樹脂;1−ブテン単独重合体、1−ブテン−エチレン共重合体、1−ブテン−プロピレン共重合体等の1−ブテン系樹脂;4−メチル−1−ペンテン単独重合体、4−メチル−1−ペンテン−エチレン共重合体等の4−メチル−1−ペンテン系樹脂などが挙げられる。 Specific examples of the olefin resin include, for example, ethylene homopolymers such as branched low-density polyethylene and linear high-density polyethylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-1-butene copolymer, ethylene-propylene- Ethylene-based polymers such as 1-butene copolymer, ethylene-4-methyl-1-pentene copolymer, ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-1-heptene copolymer, ethylene-1-octene copolymer Resin; propylene homopolymer, propylene-ethylene copolymer, propylene-ethylene-1-butene copolymer, propylene-ethylene-4-methyl-1-pentene copolymer, propylene-ethylene-1-hexene copolymer 1-butene homopolymer, 1-butene-ethylene copolymer, 1-butene-propylene copolymer 1-butene resins coalescence and the like; 4-methyl-1-pentene homopolymer, 4-methyl-1-pentene - such as 4-methyl-1-pentene-based resins such as ethylene copolymers.
これらのオレフィン系樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、エチレン系樹脂及びプロピレン系樹脂が好ましく、プロピレン系樹脂がより好ましく、エチレン−プロピレン共重合体及びプロピレン単独重合体が更に好ましく、プロピレン単独重合体が特に好ましい。特に(A)成分が、共役ジエンに由来する繰り返し単位量が80質量%以上であって、かつ、ビニル結合含量が30モル%以上90モル%以下の共役ジエン重合体ブロックを有するブロック重合体である場合、プロピレン系樹脂は当該(A)成分との相容性がとりわけ良好となる点で好ましい。この場合、上記の重合体ブロックのビニル結合含量は、50モル%以上90モル%以下がより好ましく、60モル%以上90モル%以下が特に好ましい。また、(A)成分が水素添加されると、プロピレン系樹脂との相容性や、分子の絡み合いが顕著に向上するため好ましい。 These olefinic resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, ethylene resins and propylene resins are preferable, propylene resins are more preferable, ethylene-propylene copolymers and propylene homopolymers are further preferable, and propylene homopolymers are particularly preferable. In particular, the component (A) is a block polymer having a conjugated diene polymer block having a repeating unit amount derived from a conjugated diene of 80% by mass or more and a vinyl bond content of 30% by mol to 90% by mol. In some cases, the propylene-based resin is preferable in that the compatibility with the component (A) is particularly good. In this case, the vinyl bond content of the polymer block is more preferably from 50 mol% to 90 mol%, particularly preferably from 60 mol% to 90 mol%. In addition, it is preferable that the component (A) is hydrogenated because compatibility with the propylene-based resin and molecular entanglement are significantly improved.
オレフィン系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、成形体の機械的強度を向上させるために、0.5万以上100万以下であることが好ましく、1万以上90万以下であることがより好ましく、2万以上80万以下であることが特に好ましい。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、1以上10以下が好ましく、2以上7以下がより好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of the olefin-based resin is preferably from 50,000 to 1,000,000, more preferably from 10,000 to 900,000 in order to improve the mechanical strength of the molded body. It is especially preferable that it is 20,000 or more and 800,000 or less. Further, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is preferably 1 or more and 10 or less, and more preferably 2 or more and 7 or less.
また、オレフィン系樹脂は、結晶性ポリオレフィンと非晶性ポリオレフィンとを併用してもよい。非晶性ポリオレフィンとしては、例えば、アタクチックポリプロピレン、アタ
クチックポリ−1−ブテン等の単独重合体、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体、1−ブテンと他のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。
The olefin resin may be a combination of crystalline polyolefin and amorphous polyolefin. Examples of the amorphous polyolefin include homopolymers such as atactic polypropylene and atactic poly-1-butene, copolymers of propylene and other α-olefins, and 1-butene and other α-olefins. A copolymer etc. are mentioned.
1.4.その他の成分
本実施形態に係る組成物には、上記成分以外に、その他の添加剤として、老化防止剤、酸化防止剤、耐候剤、金属不活性剤、光安定剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、防菌・防黴剤、防臭剤、導電性付与剤、分散剤、軟化剤、可塑剤、架橋剤、共架橋剤、加硫剤、加硫助剤、発泡剤、発泡助剤、着色剤、難燃剤、制振剤、造核剤、中和剤、滑剤、ブロッキング防止剤、分散剤、流動性改良剤、離型剤等を配合することができる。
1.4. Other components In addition to the above components, the composition according to the present embodiment includes, as other additives, an anti-aging agent, an antioxidant, a weathering agent, a metal deactivator, a light stabilizer, a heat stabilizer, and an ultraviolet absorber. Agent, antibacterial / antifungal agent, deodorant, conductivity enhancer, dispersant, softener, plasticizer, cross-linking agent, co-crosslinking agent, vulcanizing agent, vulcanizing aid, foaming agent, foaming aid, coloring An agent, a flame retardant, a vibration damping agent, a nucleating agent, a neutralizing agent, a lubricant, an anti-blocking agent, a dispersant, a fluidity improver, a release agent, and the like can be blended.
1.5.各成分の含有割合
本実施形態に係る組成物では、(A)成分の含有割合の下限値は、マトリックス樹脂である(C)成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。(A)成分の含有割合の上限値は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。(A)成分の含有割合が前記範囲にあることにより、(A)成分が(B)成分と(C)成分を強固に接着させることができる。その結果、曲げ荷重などの負荷が印加された場合の(B)成分と(C)成分との界面から亀裂の発生を抑制し、成形体の曲げ強度、ノッチなしシャルピー衝撃強度、落錘衝撃強度等の機械的強度を向上させると考えられる。
1.5. Content ratio of each component In the composition according to the present embodiment, the lower limit value of the content ratio of the component (A) is preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the component (C) that is a matrix resin. More preferably, it is 0.5 mass part or more. (A) The upper limit of the content rate of a component becomes like this. Preferably it is 10 mass parts or less, More preferably, it is 5 mass parts or less. When the content ratio of the component (A) is in the above range, the component (A) can firmly bond the component (B) and the component (C). As a result, when a load such as a bending load is applied, the occurrence of cracks is suppressed from the interface between the component (B) and the component (C), and the bending strength of the molded body, the notched Charpy impact strength, the falling weight impact strength. It is thought that the mechanical strength such as is improved.
また、(B)成分の含有割合の下限値は、マトリックス樹脂である(C)成分100質量部に対して10質量部以上であり、好ましくは20質量部以上であり、さらに好ましくは25質量部以上である。(B)成分の含有割合の上限値は、マトリックス樹脂である(C)成分100質量部に対して100質量部以下、好ましくは50質量部以下、より好ましくは45質量部以下である。(B)成分の含有割合が前記範囲にあることにより、得られる成形体の耐衝撃性や曲げ強度、落錘衝撃強度を向上させることができる。 Moreover, the lower limit of the content rate of (B) component is 10 mass parts or more with respect to 100 mass parts of (C) component which is matrix resin, Preferably it is 20 mass parts or more, More preferably, it is 25 mass parts That's it. (B) The upper limit of the content rate of a component is 100 mass parts or less with respect to 100 mass parts of (C) component which is a matrix resin, Preferably it is 50 mass parts or less, More preferably, it is 45 mass parts or less. (B) When the content rate of a component exists in the said range, the impact resistance of an obtained molded object, bending strength, and falling weight impact strength can be improved.
1.6.組成物の製造方法
本実施形態に係る組成物は、(A)成分、(C)成分、及び必要に応じてその他の成分を(B)成分に含浸させることにより製造することができる。含浸の方法は、特に限定されず、(A)成分及び(C)成分を混合した後、その混合物中に(B)成分を含浸させてもよい。また、(B)成分にサイジング剤としての(A)成分を塗布した後、(C)成分を含浸させてもよい。
1.6. Method for Producing Composition The composition according to this embodiment can be produced by impregnating the component (B) with the component (A), the component (C), and other components as necessary. The impregnation method is not particularly limited, and after mixing the component (A) and the component (C), the mixture may be impregnated with the component (B). Further, the component (A) as a sizing agent may be applied to the component (B) and then impregnated with the component (C).
1.6.1.サイジング剤としての(A)成分を使用する場合
(A)成分をサイジング剤として使用する場合、上述した(A)成分の製造方法により得られた共役ジエン系重合体の重合溶液をサイジング剤としてそのまま使用してもよい。また、該重合溶液から(A)成分を分離した後、(A)成分を溶媒に溶解させて溶液として使用したり、分散媒へ分散させてエマルジョン(ラテックス)として使用してもよい。(A)成分をサイジング剤としてあらかじめ(B)成分の表面へ塗布することにより、本実施形態に係る組成物中において、(B)成分と(C)成分の界面に(A)成分を偏在させることができる。その結果、(A)成分の使用量が少量であっても効果的に(B)成分と(C)成分との接着性を向上させることができる。その結果、成形体の機械的強度を飛躍的に向上させることができるため好ましい。
1.6.1. When using the component (A) as a sizing agent When using the component (A) as a sizing agent, the polymerization solution of the conjugated diene polymer obtained by the above-described method for producing the component (A) is used as it is as a sizing agent. May be used. Alternatively, after the component (A) is separated from the polymerization solution, the component (A) may be dissolved in a solvent and used as a solution, or dispersed in a dispersion medium and used as an emulsion (latex). By applying the component (A) as a sizing agent to the surface of the component (B) in advance, in the composition according to this embodiment, the component (A) is unevenly distributed at the interface between the component (B) and the component (C). be able to. As a result, even if the usage-amount of (A) component is small, the adhesiveness of (B) component and (C) component can be improved effectively. As a result, it is preferable because the mechanical strength of the molded body can be dramatically improved.
(A)成分を液状媒体に溶解させたものをサイジング剤として(B)成分へ塗布する場合、液状媒体としては、特に限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;シクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;メタノール、エタノール、プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール;塩化メ
チレン、クロロホルム、二塩化エチレン等のハロゲン化炭化水素等の炭化水素系の液状媒体を使用することができる。これらの中でも、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪族炭化水素が好ましく、脂肪族炭化水素がより好ましい。本実施形態に係る組成物中の液状媒体の含有割合は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは100〜10000質量部、より好ましくは300〜5000質量部、特に好ましくは600〜3000質量部である。
When the component (A) dissolved in a liquid medium is applied to the component (B) as a sizing agent, the liquid medium is not particularly limited. For example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; Alicyclic hydrocarbons such as pentane, cyclopentene and cyclohexane; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane and heptane; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, ethylene glycol and glycerin; methylene chloride, chloroform and dichloride A hydrocarbon-based liquid medium such as a halogenated hydrocarbon such as ethylene can be used. Among these, aromatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aliphatic hydrocarbons are preferable, and aliphatic hydrocarbons are more preferable. The content ratio of the liquid medium in the composition according to the present embodiment is preferably 100 to 10000 parts by mass, more preferably 300 to 5000 parts by mass, and particularly preferably 600 to 3000 parts per 100 parts by mass of the component (A). Part by mass.
(A)成分をエマルジョンとして液状媒体に分散させたものをサイジング剤として(B)成分へ塗布する場合、該サイジング剤は、公知の乳化方法により作製することができる。 When the component (A) dispersed in a liquid medium as an emulsion is applied to the component (B) as a sizing agent, the sizing agent can be prepared by a known emulsification method.
乳化させる際には、必要に応じて界面活性剤を単独あるいは併用して添加してもよい。このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等の非イオン性界面活性剤;ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノレン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、アラギン酸、リシン酸等の脂肪酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩;ロジン酸、不均化ロジン酸、水素化ロジン酸等の樹脂酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩;鎖状アルキル基あるいは環状アルキル基を有する長鎖脂肪酸エステルのヒドロキシアミンのアミン塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩等のアニオン性界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、ベンジルアンモニウムクロライド、トリデシルベンゼンヒドロキシエチルイミダゾールクロライド等のカチオン性界面活性剤;カプリルアルコール及びオクチルアルコールのような高級アルコールのリン酸エステル、ならびにソルビタンモノオレエートのようなオレイン酸とペンタエリスリトールのモノエステルが挙げられる。α,β−不飽和カルボン酸のスルホエステル、α,β−不飽和カルボン酸のサルフェートエステル、スルホアルキルアリールエーテル等の共重合性の界面活性剤を用いることもできる。液状媒体としては水を好適に使用することができる。 When emulsifying, a surfactant may be added alone or in combination as necessary. Examples of such surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenol ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan alkyl ester; myristic acid, palmitic acid, Alkali metal salts and alkaline earth metal salts of fatty acids such as oleic acid, linolenic acid, stearic acid, lauric acid, araginic acid and ricinic acid; alkalis of resin acids such as rosin acid, disproportionated rosin acid and hydrogenated rosin acid Metal salts and alkaline earth metal salts; amine salts of hydroxyamines of long-chain fatty acid esters having a chain alkyl group or a cyclic alkyl group; alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate, higher alcohol sulfates, alkyls Anionic surfactants such as succinate; cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium chloride, dialkylammonium chloride, benzylammonium chloride, tridecylbenzenehydroxyethylimidazole chloride; higher alcohols such as capryl alcohol and octyl alcohol Examples include phosphate esters, and monoesters of oleic acid and pentaerythritol, such as sorbitan monooleate. Copolymerizable surfactants such as sulfoesters of α, β-unsaturated carboxylic acids, sulfate esters of α, β-unsaturated carboxylic acids, and sulfoalkylaryl ethers can also be used. Water can be suitably used as the liquid medium.
界面活性剤の使用割合は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.5〜50質量部、より好ましくは0.5〜20質量部である。界面活性剤の使用量が前記範囲にあると、エマルジョンの安定性がより良好となる傾向があるため好ましい。 The use ratio of the surfactant is preferably 0.5 to 50 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is preferable that the amount of the surfactant used be in the above range because the emulsion tends to be more stable.
エマルジョン中の(A)成分の平均粒子径は、好ましくは0.02〜100μm、より好ましくは0.1〜10μmであり、特に好ましくは0.5〜5μmである。エマルジョン中の(A)成分の平均粒子径が前記範囲であると、エマルジョンの粘度を取り扱いやすい範囲に制御でき、さらにエマルジョンを貯蔵した際に、気液界面の皮膜の生成を抑制することができる。エマルジョン中の(A)成分の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いることにより測定することができる。このような粒度分布測定装置としては、例えば、マイクロトラックMT3000(日機装株式会社製)が挙げられる。 The average particle size of the component (A) in the emulsion is preferably 0.02 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm, and particularly preferably 0.5 to 5 μm. When the average particle size of the component (A) in the emulsion is within the above range, the viscosity of the emulsion can be controlled to be easy to handle, and when the emulsion is stored, formation of a film at the gas-liquid interface can be suppressed. . The average particle diameter of the component (A) in the emulsion can be measured by using a particle size distribution measuring apparatus based on a laser diffraction / scattering method. An example of such a particle size distribution measuring apparatus is Microtrac MT3000 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
エマルジョン中、分散媒の使用割合は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは100〜10000質量部、より好ましくは300〜5000質量部、特に好ましくは600〜3000質量部である。 In the emulsion, the use ratio of the dispersion medium is preferably 100 to 10,000 parts by mass, more preferably 300 to 5000 parts by mass, and particularly preferably 600 to 3000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
繊維用サイジング剤には、ラテックスの分野で通常配合される、pH調整剤、消泡剤、防腐剤、架橋剤、キレート化剤、酸素捕捉剤、分散剤等の添加剤を配合することができる。pH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属
の水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩;炭酸ガス;アンモニア;トリメチルアンモニウム、トリエタノールアミンなどの有機アミン化合物が挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属の水酸化物、炭酸ガス又はアンモニアが好ましく用いられる。
In the fiber sizing agent, additives such as a pH adjuster, an antifoaming agent, a preservative, a crosslinking agent, a chelating agent, an oxygen scavenger, and a dispersing agent, which are usually blended in the latex field, can be blended. . Examples of the pH adjuster include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; alkali metal hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate; Gas; ammonia; organic amine compounds such as trimethylammonium and triethanolamine. Among these, alkali metal hydroxide, carbon dioxide, or ammonia is preferably used.
(A)成分をサイジング剤として(B)成分に塗布し、それを(C)成分と混合する場合、(A)成分を(B)成分に塗布する方法としては、特に限定されないが、例えばスプレー法、ローラー浸漬法、ローラー転写法、ガイド給油法などを用いることができる。(B)成分は、単繊維でも繊維束としてもよいが、繊維束が好ましい。(A)成分を(B)成分に塗布した後、熱風、熱板、ローラー、赤外線ヒーターなどを使用して加熱してもよい。 When the component (A) is applied to the component (B) as a sizing agent and mixed with the component (C), the method for applying the component (A) to the component (B) is not particularly limited. Method, roller dipping method, roller transfer method, guide oiling method and the like can be used. The component (B) may be a single fiber or a fiber bundle, but a fiber bundle is preferable. (A) After apply | coating a component to (B) component, you may heat using a hot air, a hot plate, a roller, an infrared heater, etc.
1.6.2.組成物の製造条件
本実施形態に係る組成物は、連続繊維(ロービング)を引きながらマトリックス樹脂を繊維に含浸させる引き抜き成形法により製造することが好ましい。具体的には、混練押出機に(A)成分、(C)成分及び必要に応じて添加剤を加えた混合物を溶融状態でクロスヘッドダイに供給し、連続繊維(ロービング)をクロスヘッドダイを通して引きながら、マトリックス樹脂を含有する混合物を連続繊維に含浸させ、冷却装置で冷却後、引き抜き方向に対して略垂直方向に所望の長さに切断することにより得られる。なお、連続繊維は、予め上述の(A)成分またはそれ以外のサイジング剤を用いて繊維を束ねることにより繊維束(ストランド)の状態とすることができる。繊維束は、単糸数が1,000本(1K)から60,000本(60K)までそれぞれ用途に応じて適宜設定することができる。
1.6.2. Production conditions of the composition The composition according to the present embodiment is preferably produced by a pultrusion method in which fibers are impregnated with a matrix resin while drawing continuous fibers (roving). Specifically, a mixture obtained by adding the components (A), (C) and additives as necessary to a kneading extruder is supplied to the crosshead die in a molten state, and continuous fibers (roving) are passed through the crosshead die. While drawing, the mixture containing the matrix resin is impregnated into continuous fibers, cooled by a cooling device, and then cut to a desired length in a direction substantially perpendicular to the drawing direction. In addition, a continuous fiber can be made into the state of a fiber bundle (strand) by previously bundling a fiber using the above-mentioned (A) component or other sizing agents. The number of single yarns can be appropriately set according to the application from 1,000 (1K) to 60,000 (60K) single fiber bundles.
引き抜き成形は、基本的には連続した強化繊維束を引きながら樹脂を含浸するものであり、上記クロスヘッドの中に繊維束を通しながら混練押出機等からクロスヘッドにマトリックス樹脂を供給し含浸する方法である。この方法以外の方法としては、マトリックス樹脂を含有する混合物のエマルジョン、サスペンジョンあるいは溶液を入れた含浸浴の中に繊維束を通し含浸する方法、マトリックス樹脂の粉末を繊維束に吹き付けるか粉末を入れた槽の中を繊維束を通し繊維に樹脂粉末を付着させたのちマトリックス樹脂を溶融し含浸する方法等が挙げられる。また、これらの引き抜き成形におけるマトリックス樹脂の含浸操作は1段で行うのが一般的であるが、これを2段以上に分けてもよく、さらに含浸方法を異にして行ってもかまわない。 In the pultrusion molding, the resin is impregnated while drawing a continuous reinforcing fiber bundle, and the matrix resin is supplied and impregnated from the kneading extruder or the like to the cross head while passing the fiber bundle into the cross head. Is the method. Other than this method, a method of impregnating a fiber bundle through an impregnation bath containing an emulsion, a suspension or a solution containing a matrix resin, spraying the matrix resin powder onto the fiber bundle or putting the powder therein Examples thereof include a method in which a fiber bundle is passed through a tank and resin powder is adhered to the fiber, and then the matrix resin is melted and impregnated. Further, the impregnation operation of the matrix resin in the pultrusion molding is generally performed in one stage, but it may be divided into two or more stages, and may be performed by different impregnation methods.
溶融含浸物は、加熱反応後、押し出されてストランドとなり、切断可能な温度まで冷却され、ペレタイザー等で切断されてペレットとなる。したがって、このようにして得られたペレットの長さは、繊維(B)の繊維長と実質的に同じ長さとなる。ペレットの形状は特に制限されず、具体的には円柱状、角柱状、板状、さいころ状等が挙げられる。 The melt-impregnated product is extruded into a strand after the heating reaction, cooled to a temperature at which it can be cut, and cut into pellets by a pelletizer or the like. Therefore, the length of the pellet obtained in this way is substantially the same as the fiber length of the fiber (B). The shape of the pellet is not particularly limited, and specific examples include a columnar shape, a prismatic shape, a plate shape, and a die shape.
(A)成分と(C)成分の混練は、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等の従来公知の混練機及びそれらを組み合わせてなる混練機を用いることができる。混練にあたり、各成分を一括混練りする方法や、ある成分を混練りした後、残りの成分を添加して混練りする多段分割混練法を採用することができる。 For kneading the component (A) and the component (C), a conventionally known kneader such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a Banbury mixer, a kneader, or a roll, and a kneader formed by combining them can be used. In kneading, a method of kneading each component at once or a multistage divided kneading method in which a certain component is kneaded and then the remaining components are added and kneaded can be employed.
なお、混練機として押出機を用いる場合、L/D(押出機のスクリューの有効長(L)とスクリューの直径(D)との比)は、10〜80が好ましい。混練用セグメントとしては、汎用のニーディングディスクセグメント、ロータセグメント、VCMT(VARIOUS Clearance Mixing Technology)ロータセグメント、ツイストニーディングセグメント、BMS(Backward Mixing Single flight screw)セグメント等が使用できる。 In addition, when using an extruder as a kneading machine, 10-80 are preferable as L / D (ratio of the effective length (L) of the screw of an extruder, and the diameter (D) of a screw). As the kneading segment, a general-purpose kneading disk segment, a rotor segment, a VCMT (VARIOUS Clearance Mixing Technology) rotor segment, a twist kneading segment, a BMS (Backward Mixing single flight screw) segment, or the like can be used.
得られた混合物を単軸押出機又は二軸押出機に供給し、上記と同様の混練条件で再度溶融混練を行うことができる。例えば、上記混練機を用いて、(A)成分、(C)成分とその他の任意成分との混合物を上述した混練条件で溶融混練する工程を行い、必要に応じて前記工程を複数回繰り返して行ってもよい。 The obtained mixture can be supplied to a single screw extruder or a twin screw extruder and melt kneaded again under the same kneading conditions as described above. For example, using the kneader, a step of melt-kneading the mixture of the component (A), the component (C) and other optional components under the kneading conditions described above is performed, and the steps are repeated a plurality of times as necessary. You may go.
なお、溶融混練前には、ヘンシェルミキサー等を用いて原料成分の予備混合を行ってもよい。また、溶融混練の前又は後には、原料成分又は混練混合物を必要に応じて、除湿乾燥機、熱風乾燥機等を用いて乾燥させてもよい。この際、乾燥温度は50℃以上が好ましく、乾燥時間は2時間以上が好ましい。 In addition, you may pre-mix a raw material component using a Henschel mixer etc. before melt-kneading. Further, before or after the melt-kneading, the raw material components or the kneaded mixture may be dried using a dehumidifying dryer, a hot air dryer, or the like, if necessary. At this time, the drying temperature is preferably 50 ° C. or more, and the drying time is preferably 2 hours or more.
2.成形体
本実施形態に係る成形体は、上述の組成物を成形して得られるものである。成形においてはペレットに含まれる繊維の折損が抑制できるような成形条件を選択することが好ましい。そのためには、一般的な成形方法及び成形装置では、材料を可塑化する際にスクリューの回転によって生じる剪断が大きく、繊維を折損させてしまう可能性がある。従って成形機メーカー各社の長繊維強化熱可塑性樹脂用に開発した可塑化システムを持つ成形機を用いることが好ましい。また、繊維長をできるだけ維持する成形条件としては、マトリックス樹脂に対して強化繊維を添加していない(非強化の)状態で成形する際の一般的可塑化温度より10〜30℃高めの温度設定とするなど、可塑化による剪断を低減することが望ましい。更に金型及び/又はダイの設計においては、特に限定されるものではないが、樹脂の流路はその断面を出来得る限り広く設計し、また樹脂流路の形状についても検討した上で、圧力損失の低減された設計を施すことが繊維長を保護する上で望ましい。
2. Molded body The molded body according to the present embodiment is obtained by molding the above-described composition. In molding, it is preferable to select molding conditions that can suppress breakage of fibers contained in pellets. For this purpose, in a general molding method and molding apparatus, when the material is plasticized, the shear caused by the rotation of the screw is large, and the fiber may be broken. Therefore, it is preferable to use a molding machine having a plasticizing system developed for a long fiber reinforced thermoplastic resin of various molding machine manufacturers. Moreover, as a molding condition for maintaining the fiber length as much as possible, the temperature setting is 10 to 30 ° C. higher than the general plasticization temperature when molding in a state in which no reinforcing fiber is added to the matrix resin (non-reinforced). It is desirable to reduce shear due to plasticization. Furthermore, the design of the mold and / or die is not particularly limited, but the resin flow path is designed to be as wide as possible, and the shape of the resin flow path is also examined, and then the pressure is determined. It is desirable to apply a design with reduced loss in order to protect the fiber length.
このように成形時においては繊維長を長くするよう条件をとることで、長繊維強化樹脂ペレットから成形される成形体中に分散される繊維強化樹脂成形体を達成できる。 Thus, the fiber reinforced resin molded object disperse | distributed in the molded object shape | molded from a long fiber reinforced resin pellet can be achieved by taking the conditions which lengthen fiber length at the time of shaping | molding.
成形方法としては、一般的な熱可塑性組成物の成形方法と同様の方法を適用することができるが、上述のゆえに可塑化による繊維の剪断を低減する条件を適宜選択することができ、例えば射出成形、押出成形、中空成形、発泡成形、プレス成形等の方法を採ることができる。また、(B)成分をシート状など所望の形状に成形しておき、溶融させた(A)成分と(C)成分の混合物を含浸させて成形体を作製することもできる。 As a molding method, a method similar to a method for molding a general thermoplastic composition can be applied. However, because of the above, conditions for reducing fiber shear due to plasticization can be appropriately selected. Methods such as molding, extrusion molding, hollow molding, foam molding, and press molding can be employed. Moreover, (B) component can be shape | molded in desired shapes, such as a sheet form, and the molded object can also be produced by impregnating the mixture of the (A) component and (C) component which were fuse | melted.
本実施形態に係る成形体は、その特性を活かして例えば、自動車内装材、外板、バンパー等の自動車材料や家庭電気製品の筐体、家電部品、包装用資材、建築資材、土木資材、水産資材、その他工業用資材等として好適に用いられる。また、繊維として炭素繊維を用いた場合、樹脂中の炭素繊維の配向度を調整することにより電磁波吸収材として用いることもできる。 The molded body according to the present embodiment makes use of its characteristics, for example, automobile materials such as automobile interior materials, outer plates, bumpers, etc., housings for household electrical products, home appliance parts, packaging materials, building materials, civil engineering materials, fisheries It is suitably used as a material and other industrial materials. Moreover, when carbon fiber is used as a fiber, it can also be used as an electromagnetic wave absorber by adjusting the degree of orientation of the carbon fiber in the resin.
3.実施例
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。なお、本発明の組成物の物性の測定方法は以下の通りである。
3. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. “Part” and “%” in Examples and Comparative Examples are based on mass unless otherwise specified. In addition, the measuring method of the physical property of the composition of this invention is as follows.
3.1.重合体の物性値
(1)ビニル結合含量等
ビニル結合含量(1,2結合含量及び3,4結合含量)は、赤外吸収スペクトル法(モレロ法)によって求めた。ただし、ビニル結合含量の単位は、モル%基準である。スチレン単位とp−メチルスチレン単位の合計含有量は、赤外吸収スペクトル法(モレロ法)により、検量線を作成して求めた。ただし、スチレン単位の含有量の単位は、質量%基準で
ある。
3.1. Physical property value of polymer (1) Vinyl bond content, etc. Vinyl bond content (1,2 bond content and 3,4 bond content) was determined by an infrared absorption spectrum method (Morero method). However, the unit of vinyl bond content is on a mol% basis. The total content of styrene units and p-methylstyrene units was determined by preparing a calibration curve by the infrared absorption spectrum method (Morello method). However, the unit of the content of styrene units is based on mass%.
(2)水添率
水添率は、四塩化炭素を溶媒として用い、400MHz、1H−NMRスペクトルから算出した。
(2) Hydrogenation rate The hydrogenation rate was calculated from a 400 MHz, 1 H-NMR spectrum using carbon tetrachloride as a solvent.
(3)重量平均分子量(Mw)
重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製、HLC−8120)法により測定された、ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
・展開溶媒:THF
・測定温度:40℃
・カラム:TSKgel GMHxl
(3) Weight average molecular weight (Mw)
The weight average molecular weight (Mw) is a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by a gel permeation chromatography (GPC) (HLC-8120, manufactured by Tosoh Corporation).
・ Developing solvent: THF
・ Measurement temperature: 40 ℃
-Column: TSKgel GMHxl
(4)アミノ基量
アミノ基量は、重合体1分子鎖中のアミノ基(個)の含有量であり、下記式により表される。
・アミノ基量=(アミノ基(個)/重合体1分子鎖)
アミノ基量は、以下の手法で算出した。まず、Analy.Chem.564(1952)記載のアミン滴定法による定量によりアミノ基濃度(mol/g)を求めた。即ち、得られた重合体を精製後、有機溶剤に溶解し、指示薬としてメチルバイオレットを用い、溶液の色が紫から水色に変化するまでHClO4/CH3COOHを滴定することにより、アミノ基量(mol/g)を求めた。このアミノ基量(mol/g)を元に、アミノ基量(mol/g)×分子量(g/mol)と計算を行うことにより、重合体1分子鎖中のアミノ基(個)の含有量を算出した。なお、分子量は、GPC法で求めたポリスチレン換算の数平均分子量から求めた。
(4) Amino group content The amino group content is the content of amino groups (pieces) in one molecular chain of the polymer, and is represented by the following formula.
・ Amino group amount = (amino group (pieces) / polymer 1 molecular chain)
The amino group amount was calculated by the following method. First, Analy. Chem. The amino group concentration (mol / g) was determined by quantification by the amine titration method described in 564 (1952). That is, after purifying the obtained polymer, it was dissolved in an organic solvent, methyl violet was used as an indicator, and HClO 4 / CH 3 COOH was titrated until the color of the solution changed from purple to light blue. (Mol / g) was determined. Based on this amino group amount (mol / g), the amino group amount (mol / g) × molecular weight (g / mol) is calculated to calculate the content of amino groups (pieces) in one molecular chain of the polymer. Was calculated. In addition, the molecular weight was calculated | required from the number average molecular weight of polystyrene conversion calculated | required by GPC method.
3.2.組成物の成形、物性測定方法及び評価方法
(1)曲げ強度
東芝機械社製射出成形機「IS100GN」(型式名)において長繊維専用スクリューを用いて射出成形することにより、ISO多目的試験片(ISO3167で定義されたタイプA試験片)を作成した。試験はISO179に準じて、支点間距離64mm、試験速度2mm/minで行った。試験温度は23℃、単位は「MPa」である。曲げ強度が150MPa以上である場合を良好、150MPa未満を不良と判断した。
3.2. Molding of composition, physical property measurement method and evaluation method (1) Bending strength ISO multi-purpose test piece (ISO3167) by injection molding using a long fiber screw in an injection molding machine “IS100GN” (model name) manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. A type A test piece defined in (1) was prepared. The test was performed according to ISO 179 at a fulcrum distance of 64 mm and a test speed of 2 mm / min. The test temperature is 23 ° C., and the unit is “MPa”. A case where the bending strength was 150 MPa or more was judged good and a case where the bending strength was less than 150 MPa was judged as poor.
(2)ノッチなしシャルピー衝撃強度
東芝機械社製射出成形機「IS100GN」(型式名)において長繊維専用スクリューを用いて射出成形にすることにより、ISO多目的試験片を作成した。試験はISO178に準じて、ノッチを入れずに評価に供した。打撃アームには秤量4Jのハンマーを用いた。試験温度は23℃、単位は「kJ/m2」である。ノッチなしシャルピー衝撃強度が25kJ/m2以上である場合を良好、25kJ/m2未満を不良と判断した。
(2) Charpy impact strength without notch An ISO multipurpose test piece was prepared by injection molding using a special screw for long fibers in an injection molding machine “IS100GN” (model name) manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. The test was subjected to evaluation according to ISO 178 without a notch. A hammer having a weight of 4 J was used for the striking arm. The test temperature is 23 ° C., and the unit is “kJ / m 2 ”. The case where the Charpy impact strength without notch was 25 kJ / m 2 or more was judged good, and the case where it was less than 25 kJ / m 2 was judged as poor.
(3)落錘衝撃強度
株式会社日本製鋼所製射出成形機「J35AD」(型式名)において長繊維専用スクリューを用いて、大きさが80mm×55mm×2.4mmの試験片を成形した後、島津製作所社製高速衝撃試験機「HITS−P10」(型式名)にセットし、落錘試験(重錘のポンチ先端直径:12.7mm、受け台穴径:43mm、試験速度:6.7m/秒、試験温度:23℃)に供し、JIS K7211−2に準じてパンクチャーエネルギー量を測定した。単位は「J」である。落錘衝撃強度が10J以上である場合を良好、10J未満である場合を不良と判断した。
(3) Drop weight impact strength After molding a test piece having a size of 80 mm × 55 mm × 2.4 mm using a long fiber screw in an injection molding machine “J35AD” (model name) manufactured by Nippon Steel Works, Set on a high-speed impact tester “HITS-P10” (model name) manufactured by Shimadzu Corporation, drop weight test (punch tip diameter of weight: 12.7 mm, cradle hole diameter: 43 mm, test speed: 6.7 m / Second, test temperature: 23 ° C.), and the amount of puncture energy was measured according to JIS K7211-2. The unit is “J”. The case where the falling weight impact strength was 10 J or more was judged as good, and the case where it was less than 10 J was judged as bad.
(4)界面せん断強度
作製した共役ジエン系重合体(A)あるいは市販サイジング剤が付着した繊維を1本取り出し、複合材界面特性評価装置(東栄産業株式会社製、型番「HM410」)を用いてマイクロドロップレット法により界面せん断強度を評価した。具体的には、測定対象とする繊維を装置にセッティングし、溶融した表3に示す種類のそれぞれの熱可塑性樹脂(C)のドロップを繊維上に形成させ、室温で十分に冷却し、測定用の試料を得た。その後、再度測定試料を装置にセットし、ドロップを装置ブレードで挟み、装置上で0.12mm/分の速度で走行させ、繊維をドロップから引き抜く際の最大引き抜き荷重Fを測定し、下記式により界面せん断強度τを算出した。界面せん断強度が20MPa以上である場合を良好、20MPa未満である場合を良好と判断した。
τ=F/πDL
上記式において、
F:炭素繊維から熱可塑性樹脂が剥離する際に生じる最大応力(N)
D:1本の炭素繊維の直径(m)
L:繊維の軸方向における熱可塑性樹脂の直径(m)
をそれぞれ表す。
(4) Interfacial shear strength One fiber with the prepared conjugated diene polymer (A) or commercially available sizing agent attached thereto is taken out and used with a composite material interface property evaluation apparatus (manufactured by Toei Sangyo Co., Ltd., model number “HM410”). Interfacial shear strength was evaluated by the microdroplet method. Specifically, the fiber to be measured is set in the apparatus, a molten drop of each type of thermoplastic resin (C) shown in Table 3 is formed on the fiber, cooled sufficiently at room temperature, and used for measurement. Samples were obtained. Thereafter, the measurement sample is set again in the apparatus, the drop is sandwiched between the apparatus blades, is run on the apparatus at a speed of 0.12 mm / min, and the maximum pulling load F when the fiber is pulled out from the drop is measured. The interfacial shear strength τ was calculated. The case where the interfacial shear strength was 20 MPa or more was judged good, and the case where it was less than 20 MPa was judged good.
τ = F / πDL
In the above formula,
F: Maximum stress (N) generated when the thermoplastic resin peels from the carbon fiber
D: Diameter of one carbon fiber (m)
L: Diameter of the thermoplastic resin in the axial direction of the fiber (m)
Respectively.
(5)ストランドの毛羽立ち
クロスヘッドダイから連続繊維を引き取る際に、目視によるストランドの毛羽立ち外観および毛羽立ちによる(B)成分の破断状況から、以下の基準で評価した。
・「3点」:ストランドから(B)成分が抜け出ておらず、(B)成分が破断しないことから良好と判断する。
・「2点」:ストランドから(B)成分が部分的に抜け出ているが、(B)成分は破断しないため、やや不良と判断する。
・「1点」:ストランドから(B)成分が全体的に抜け出ており、(B)成分が破断したため、不良と判断する。
(5) Strand fluffing When pulling continuous fibers from the crosshead die, evaluation was performed according to the following criteria from the appearance of strand fluffing visually and the breaking state of component (B) due to fluffing.
-“3 points”: The component (B) does not come out of the strand, and the component (B) is not broken, so it is judged good.
“2 points”: The component (B) is partially removed from the strand, but the component (B) is not broken, so it is determined to be slightly defective.
-"1 point": Since the (B) component has slipped out of the strand as a whole and the (B) component has broken, it is determined to be defective.
(6)射出成形機ホッパー内でのブロッキング
株式会社日本製鋼所製射出成形機「J35AD」(型式名)にペレットを投入する際、ホッパー内でブロッキングの状態を確認した。
・「3点」:ホッパー内でブロッキングすることはなく、良好と判断する。
・「2点」:ホッパー内でブロッキングするが、棒で付けばブロッキングが崩れるため、やや不良と判断する。
・「1点」:ホッパー内でブロッキングし、棒で付いてもブロッキングが解消されず、不良と判断する。
(6) Blocking in the injection molding machine hopper When the pellets were put into the injection molding machine “J35AD” (model name) manufactured by Nippon Steel Works, the blocking state was confirmed in the hopper.
-“3 points”: No blocking in the hopper, and judged as good.
-“2 points”: blocking in the hopper, but blocking with a stick breaks, so it is judged to be slightly bad.
-“1 point”: blocking in the hopper, and even if attached with a stick, the blocking is not eliminated and it is judged as defective.
3.3.水添触媒の製造
以下の方法により、水添触媒を製造した。
撹拌機、滴下漏斗を備えた1L容量の三つ口フラスコを乾燥窒素で置換し、無水テトラヒドロフラン200mL及びテトラヒドロフルフリルアルコール0.2モルを加えた。その後、n−ブチルリチウム(以下「n−BuLi」ともいう。)/シクロヘキサン溶液(0.2モル)を三つ口フラスコ中に15℃にて滴下して反応を行い、テトラヒドロフルフリルオキシリチウムのテトラヒドロフラン溶液を得た。
3.3. Production of hydrogenation catalyst A hydrogenation catalyst was produced by the following method.
A 1 L three-necked flask equipped with a stirrer and a dropping funnel was replaced with dry nitrogen, and 200 mL of anhydrous tetrahydrofuran and 0.2 mol of tetrahydrofurfuryl alcohol were added. Thereafter, n-butyllithium (hereinafter also referred to as “n-BuLi”) / cyclohexane solution (0.2 mol) was dropped into a three-necked flask at 15 ° C., and the reaction was carried out. A tetrahydrofuran solution was obtained.
次に、撹拌機、滴下漏斗を備えた1L容量の三つ口フラスコを乾燥窒素で置換し、ビス(η5−シクロペンタジエニル)チタニウムジクロライド49.8g(0.2モル)及び無水テトラヒドロフラン250mLを加えた。そして、上記記載の方法により得られたテトラヒドロフルフリルオキシリチウムのテトラヒドロフラン溶液を室温撹拌下にて約1時間で滴下した。約2時間後、赤褐色液を濾過し、不溶部をジクロロメタンで洗浄した。 Next, a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer and a dropping funnel was replaced with dry nitrogen, and 49.8 g (0.2 mol) of bis (η5-cyclopentadienyl) titanium dichloride and 250 mL of anhydrous tetrahydrofuran were added. added. Then, a tetrahydrofuran solution of tetrahydrofurfuryloxylithium obtained by the method described above was added dropwise over about 1 hour with stirring at room temperature. After about 2 hours, the reddish brown liquid was filtered and the insoluble part was washed with dichloromethane.
その後、ろ液及び洗浄液を合わせて減圧下にて溶媒を除去することにより、水添触媒[ビス(η5−シクロペンタジエニル)チタニウム(テトラヒドロフルフリルオキシ)クロライド](「[クロロビス(2,4−シクロペンタジエニル)チタン(IV)テトラヒドロフルフリルアルコキシド]」ともいう。)を得た。なお、収率は95%であった。 Thereafter, the filtrate and the washing solution are combined and the solvent is removed under reduced pressure, whereby the hydrogenation catalyst [bis (η5-cyclopentadienyl) titanium (tetrahydrofurfuryloxy) chloride] (“[chlorobis (2,4 -Cyclopentadienyl) titanium (IV) tetrahydrofurfurylalkoxide] ”). The yield was 95%.
3.4.共役ジエン系重合体(A)の合成
[合成例1]
窒素置換された内容積50リットルの反応容器に、シクロヘキサン(25kg)、テトラヒドロフラン(750g)、p−メチルスチレン(750g)、及びn−ブチルリチウム(7.0g)を加え、50℃からの断熱重合を行った。反応完結後、温度を20℃として、1,3−ブタジエン(3,750g)を加え、断熱重合を行った。30分後、p−メチルスチレン(500g)を加え重合を行った。水素圧1.0MPaを保つようにして30分反応させて重合停止した。次いで、四塩化ケイ素(1.7g)を加え、15分後に上記水添触媒(5.4g)、及びジエチルアルミニウムクロライド(2.1g)を加え、水素圧1.0MPaを保つようにして1時間反応させた。反応後、反応液を70℃、常圧に戻して反応容器より抜き出し、重合体溶液を得た。脱溶媒槽に水と上記重合体溶液を加え(重合体溶液100質量部に対して、水200質量部の割合)、脱溶媒槽の液相の温度:95℃で、2時間スチームストリッピング(スチーム温度:190℃)により脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥を行うことで水添共役ジエンブロック共重合体(1−B)を得た。撹拌機を備えた7L容量のセパラブルフラスコを乾燥窒素で置換し、上記共役ジエンブロック共重合体(1−B)(500g)をシクロヘキサン(4,000g)に溶解させた。次いで、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを(13.8g)及びs−ブチルリチウム(7.6g)を加えて15分撹拌した後、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(39.9g)を加え、30分間反応させた。ロータリーエバポレーターで溶剤を留去した後、60℃で18時間真空乾燥して変性水添共役ジエンブロック共重合体(1−D)を得た。
3.4. Synthesis of Conjugated Diene Polymer (A) [Synthesis Example 1]
Cyclohexane (25 kg), tetrahydrofuran (750 g), p-methylstyrene (750 g), and n-butyllithium (7.0 g) were added to a reaction vessel with an internal volume of 50 liters purged with nitrogen, and adiabatic polymerization from 50 ° C. Went. After completion of the reaction, the temperature was set to 20 ° C., 1,3-butadiene (3,750 g) was added, and adiabatic polymerization was performed. After 30 minutes, p-methylstyrene (500 g) was added for polymerization. Polymerization was stopped by reacting for 30 minutes while maintaining a hydrogen pressure of 1.0 MPa. Next, silicon tetrachloride (1.7 g) was added, and after 15 minutes, the hydrogenation catalyst (5.4 g) and diethylaluminum chloride (2.1 g) were added, and the hydrogen pressure was maintained at 1.0 MPa for 1 hour. Reacted. After the reaction, the reaction solution was returned to 70 ° C. and normal pressure and extracted from the reaction vessel to obtain a polymer solution. Water and the above polymer solution were added to the desolvation tank (ratio of 200 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the polymer solution), and the temperature of the liquid phase of the desolvation tank was 95 ° C. and steam stripping for 2 hours ( The solvent was removed at a steam temperature of 190 ° C., and dried with a hot roll adjusted to 110 ° C. to obtain a hydrogenated conjugated diene block copolymer (1-B). A 7 L separable flask equipped with a stirrer was replaced with dry nitrogen, and the conjugated diene block copolymer (1-B) (500 g) was dissolved in cyclohexane (4,000 g). Next, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (13.8 g) and s-butyllithium (7.6 g) were added and stirred for 15 minutes, and then N, N-bis (trimethylsilyl) aminopropyl was added. Methyldiethoxysilane (39.9 g) was added and allowed to react for 30 minutes. After distilling off the solvent with a rotary evaporator, it was vacuum dried at 60 ° C. for 18 hours to obtain a modified hydrogenated conjugated diene block copolymer (1-D).
[合成例2、5〜7]
合成例1と同様の手法で、表1に示す成分と量を使用して水添共役ジエンブロック共重合体(2−D)、共役ジエン系重合体(5−D)、共役ジエン系重合体(6−D)および共役ジエン系重合体(7−D)を得た。
[Synthesis Examples 2, 5-7]
Hydrogenated conjugated diene block copolymer (2-D), conjugated diene polymer (5-D), conjugated diene polymer using the components and amounts shown in Table 1 in the same manner as in Synthesis Example 1. (6-D) and a conjugated diene polymer (7-D) were obtained.
[合成例3]
窒素置換された内容積50リットルの反応容器に、シクロヘキサン(25kg)、テトラヒドロフラン(750g)、スチレン(750g)、及びn−ブチルリチウム(7.0g)を加え、50℃からの断熱重合を行った。反応完結後、温度を20℃として、1,3−ブタジエン(3,750g)を加え、断熱重合を行った。30分後、スチレン(500g)を加え、さらに重合を行い30分間反応させた。その後、合成例1と同様の方法により脱溶媒と乾燥を行うことで共役ジエンブロック共重合体である共役ジエン系重合体(3−A)を得た。
[Synthesis Example 3]
Cyclohexane (25 kg), tetrahydrofuran (750 g), styrene (750 g), and n-butyllithium (7.0 g) were added to a reaction vessel having an internal volume of 50 liters purged with nitrogen, and adiabatic polymerization was performed from 50 ° C. . After completion of the reaction, the temperature was set to 20 ° C., 1,3-butadiene (3,750 g) was added, and adiabatic polymerization was performed. After 30 minutes, styrene (500 g) was added, polymerization was further performed, and reaction was performed for 30 minutes. Then, the conjugated diene polymer (3-A) which is a conjugated diene block copolymer was obtained by performing a solvent removal and drying by the method similar to the synthesis example 1.
[合成例4]
窒素置換された内容積50リットルの反応容器に、シクロヘキサン(25kg)、テトラヒドロフラン(750g)、スチレン(750g)、及びn−ブチルリチウム(7.0g)を加え、50℃からの断熱重合を行った。反応完結後、温度を20℃として、1,3−ブタジエン(3,750g)を加え、断熱重合を行った。30分後、スチレン(500g)を加え重合を行った。水素圧1.0MPaを保つようにして30分反応させて重合停止した。次いで、四塩化ケイ素(1.7g)を加え、15分後に上記水添触媒(5.4g)、及びジエチルアルミニウムクロライド(2.1g)を加え、水素圧1.0MPaを保
つようにして1時間反応させた。反応後、反応液を70℃、常圧に戻して反応容器より抜き出し、重合体溶液を得た。その後、合成例1と同様の方法により脱溶媒と乾燥を行うことで水添共役ジエンブロック共重合体である共役ジエン系重合体(4−B)を得た。
[Synthesis Example 4]
Cyclohexane (25 kg), tetrahydrofuran (750 g), styrene (750 g), and n-butyllithium (7.0 g) were added to a reaction vessel having an internal volume of 50 liters purged with nitrogen, and adiabatic polymerization was performed from 50 ° C. . After completion of the reaction, the temperature was set to 20 ° C., 1,3-butadiene (3,750 g) was added, and adiabatic polymerization was performed. After 30 minutes, styrene (500 g) was added for polymerization. Polymerization was stopped by reacting for 30 minutes while maintaining a hydrogen pressure of 1.0 MPa. Next, silicon tetrachloride (1.7 g) was added, and after 15 minutes, the hydrogenation catalyst (5.4 g) and diethylaluminum chloride (2.1 g) were added, and the hydrogen pressure was maintained at 1.0 MPa for 1 hour. Reacted. After the reaction, the reaction solution was returned to 70 ° C. and normal pressure and extracted from the reaction vessel to obtain a polymer solution. Thereafter, solvent removal and drying were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a conjugated diene polymer (4-B) which is a hydrogenated conjugated diene block copolymer.
得られた各共重合体の反応に用いた試薬及び分析結果を表1に併せて示した。 Table 1 shows the reagents and analysis results used for the reaction of each copolymer obtained.
3.5.成形体の作製(1)
実施例1〜7及び比較例1〜3では、以下の方法により作製されたペレットについて評
価した。
3.5. Fabrication of molded body (1)
In Examples 1-7 and Comparative Examples 1-3, pellets produced by the following method were evaluated.
炭素繊維B−1(東レ社製、商品名「T700SC−12K−50C」)を通路が波状に加工されたクロスヘッドを通して、表2に示す炭素繊維ロービングを引きながら、表2に示す組成で作製した(A)成分と(C)成分の混合物をクロスヘッドに接続された押出機から供給して、溶融状態(260℃)で炭素繊維に含浸させた後、賦形ダイを通してストランドとして引き取り、裁断し、表2に示す組成のペレットを得た。 Carbon fiber B-1 (manufactured by Toray Industries, Inc., trade name “T700SC-12K-50C”) is produced with the composition shown in Table 2 while pulling the carbon fiber roving shown in Table 2 through a crosshead whose path is processed into a wave shape. The mixture of component (A) and component (C) was supplied from an extruder connected to a crosshead, impregnated with carbon fibers in a molten state (260 ° C.), taken as a strand through a shaping die, and cut As a result, pellets having the compositions shown in Table 2 were obtained.
3.6.成形体の作製(2)
実施例8〜11及び比較例4〜7では、以下の方法により作製されたペレットについて評価した。
3.6. Fabrication of molded body (2)
In Examples 8 to 11 and Comparative Examples 4 to 7, pellets produced by the following method were evaluated.
三角フラスコへ表3に示す共役ジエン系重合体(A)100g及びシクロヘキサン900gを投入し、室温で溶解させて共役ジエン系重合体(A)の溶液を作製した。その後、2Lガラスビーカーへ水350g、上記溶解液640g、花王社製エマルゲン147(商品名、ポリオキシエチレンラウリルエーテル)の25%水溶液を25.6g、第一工業製薬社製ネオゲンS−20F(商品名、ドデシルベンセンスルホン酸ナトリウム)の10%水溶液を3.2g順次投入し、特殊機化工業社製ホモミキサーMARKII(商品名)を用いて13,000rpmにて10分間撹拌した。その後、東京理化器械社製ロータリーエバポレーター N−11(商品名)に移液し、シクロヘキサンを脱溶させ、共役ジエン系重合体(A)の濃度が7%になるように調整した水系乳化分散液(サイジング剤)を得た。 100 g of the conjugated diene polymer (A) shown in Table 3 and 900 g of cyclohexane shown in Table 3 were put into an Erlenmeyer flask and dissolved at room temperature to prepare a solution of the conjugated diene polymer (A). Thereafter, 350 g of water in a 2 L glass beaker, 640 g of the above solution, 25.6 g of 25% aqueous solution of Emulgen 147 (trade name, polyoxyethylene lauryl ether) manufactured by Kao Corporation, Neogen S-20F manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 3.2 g of a 10% aqueous solution of sodium dodecyl benzene sulfonate) was sequentially added, and the mixture was stirred at 13,000 rpm for 10 minutes using a homomixer MARK II (trade name) manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd. Thereafter, the emulsion was transferred to a rotary evaporator N-11 (trade name) manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd., and the water-based emulsion dispersion was prepared such that cyclohexane was dissolved and the concentration of the conjugated diene polymer (A) was adjusted to 7%. (Sizing agent) was obtained.
炭素繊維B−0(アセトンでサイジング剤を除去した東レ社製の商品名「トレカ T700SC−12000−50C」)を、調整した水系乳化分散液(サイジング剤)を満たした処理浴に連続的に浸漬し、繊維(B)に所定量の共役ジエン系重合体(A)を付着させた。引き続き連続的に120℃のオーブンに5分間通して乾燥した。得られた共役ジエン系重合体(A)が付着した繊維(B)について、上述した界面せん断強度測定を行った。 Carbon fiber B-0 (trade name “Torayca T700SC-12000-50C” manufactured by Toray Industries, Ltd., where the sizing agent was removed with acetone) was continuously immersed in a treatment bath filled with the adjusted aqueous emulsion dispersion (sizing agent). Then, a predetermined amount of the conjugated diene polymer (A) was adhered to the fiber (B). Subsequently, it was dried by continuously passing through an oven at 120 ° C. for 5 minutes. The interface shear strength measurement mentioned above was performed about the fiber (B) to which the obtained conjugated diene polymer (A) was adhered.
さらに、このようにして作製した共役ジエン系重合体(A)が付着した繊維(B)を、通路を波状に加工したクロスヘッドを通して引きながら、表3に示す(C)成分をクロスヘッドに接続された押出機から供給して、溶融状態(260℃)で共役ジエン系重合体(A)が付着した繊維(B)に含浸させた後、賦形ダイを通してストランドとして引き取り、裁断し、表3に示す組成のペレットを作製した。 Further, the component (C) shown in Table 3 is connected to the crosshead while the fiber (B) to which the conjugated diene polymer (A) thus prepared is attached is pulled through the crosshead processed into a wave shape. After being impregnated into the fiber (B) to which the conjugated diene polymer (A) was adhered in a molten state (260 ° C.), the strand was taken out as a strand through a shaping die and cut, A pellet having the composition shown in FIG.
3.7.評価結果
表2〜表3に各実施例、各比較例の組成物の組成及び評価結果を示した。
3.7. Evaluation results Tables 2 to 3 show compositions and evaluation results of the compositions of the examples and comparative examples.
表2〜表3において、(B)成分及び(C)成分の略称はそれぞれ下記の通りである。[繊維(B)]
・繊維(B−1):東レ社製、商品名「T700SC−12K−50C」
[熱可塑性樹脂(C)]
・PP:日本ポリプロ社製、ポリプロピレン「ノバテック MA1B」(商品名)
In Tables 2 to 3, abbreviations of the component (B) and the component (C) are as follows. [Fiber (B)]
-Fiber (B-1): manufactured by Toray Industries, Inc., trade name “T700SC-12K-50C”
[Thermoplastic resin (C)]
・ PP: Polypropylene made by Nippon Polypro Co., Ltd. “NOVATEC MA1B” (trade name)
実施例1〜7によれば、(A)成分を含まない比較例1と比べて曲げ強度、ノッチなしシャルピー強度及び落錘衝撃強度の点で大幅に向上していることがわかった。また、実施例1〜7では、クロスヘッドダイから連続繊維を引き取る際、ストランドから(B)成分が抜け出ておらず、(B)成分が破断することもなかった。 According to Examples 1-7, it turned out that it is improving significantly at the point of bending strength, notch Charpy strength, and falling weight impact strength compared with the comparative example 1 which does not contain (A) component. In Examples 1 to 7, when the continuous fiber was taken from the crosshead die, the component (B) did not come out of the strand, and the component (B) was not broken.
比較例1によれば、(A)成分を含まないため、実施例に比べて曲げ強度、ノッチなしシャルピー強度及び落錘衝撃強度の点で劣っていることがわかった。 According to Comparative Example 1, since it did not contain the component (A), it was found that it was inferior in bending strength, unnotched Charpy strength, and falling weight impact strength as compared with the Example.
比較例2、3によれば、(A)成分がアミノ基を有しないため、得られた成形体において(B)成分と(C)成分を強固に接着させることができず、(A)成分を含まない比較例1と比べても曲げ強度、ノッチなしシャルピー強度、及び落錘衝撃強度がほとんど向上しないことがわかった。 According to Comparative Examples 2 and 3, since the component (A) does not have an amino group, the component (B) and the component (C) cannot be firmly bonded to each other in the obtained molded body. It was found that bending strength, unnotched Charpy strength, and falling weight impact strength are hardly improved even when compared with Comparative Example 1 that does not include the.
実施例8〜11によれば、(A)成分を含まない比較例4と比べて、界面せん断強度、曲げ強度、曲げ強度、ノッチなしシャルピー強度及び落錘衝撃強度の点で大幅に向上していることがわかった。また、実施例8〜11では、クロスヘッドダイから連続繊維を引き取る際、ストランドから(B)成分が抜け出ておらず、(B)成分が破断することもなかった。さらに、実施例8〜11では、射出成形機ホッパー内でブロッキングすることもなかった。 According to Examples 8-11, compared with the comparative example 4 which does not contain (A) component, it has improved significantly in terms of interfacial shear strength, bending strength, bending strength, unnotched Charpy strength, and falling weight impact strength. I found out. In Examples 8 to 11, when the continuous fibers were taken from the crosshead die, the component (B) did not come out of the strand, and the component (B) was not broken. Further, in Examples 8 to 11, there was no blocking in the injection molding machine hopper.
比較例4によれば、(A)成分を含まないため、実施例に比べて界面せん断強度、曲げ強度、曲げ強度、ノッチなしシャルピー強度及び落錘衝撃強度の点で劣っていることがわかった。 According to Comparative Example 4, since the component (A) was not included, it was found that the interfacial shear strength, bending strength, bending strength, unnotched Charpy strength, and falling weight impact strength were inferior to those of the Example. .
比較例5、6、7によれば、(A)成分がアミノ基を有しないため、得られた成形体において(B)成分と(C)成分とを強固に接着させることができず、(A)成分を含まない比較例4と比べても曲げ強度及び落錘衝撃強度がほとんど向上しないことがわかった。 According to Comparative Examples 5, 6, and 7, since the component (A) does not have an amino group, the component (B) and the component (C) cannot be firmly bonded in the obtained molded body. It was found that the bending strength and drop weight impact strength were hardly improved even when compared with Comparative Example 4 containing no component A).
比較例7によれば、(B)成分の繊維長が60mmであったことにより、射出成形機内にペレットを投入する際、ホッパー内でブロッキングし、棒で付いてもブロッキングが解消されなかった。 According to Comparative Example 7, since the fiber length of the component (B) was 60 mm, when the pellet was put into the injection molding machine, it was blocked in the hopper, and the blocking was not eliminated even if it was attached with a stick.
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を包含する。また本発明は、上記の実施形態で説明した構成の本質的でない部分を他の構成に置き換えた構成を包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成をも包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成をも包含する。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the above embodiment is replaced with another configuration. Furthermore, the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the above embodiment or a configuration that can achieve the same object. Furthermore, the present invention includes a configuration obtained by adding a known technique to the configuration described in the above embodiment.
Claims (5)
前記熱可塑性樹脂(C)100質量部に対して前記繊維(B)を10質量部以上100質量部以下含有し、
前記共役ジエン系重合体(A)がアミノ基を有し、
前記繊維(B)の繊維長が3mm以上50mm以下である、組成物。 Containing a conjugated diene polymer (A), a fiber (B), and a thermoplastic resin (C);
Containing 10 to 100 parts by mass of the fiber (B) with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (C);
The conjugated diene polymer (A) has an amino group,
The composition whose fiber length of the said fiber (B) is 3 mm or more and 50 mm or less.
The molded object obtained by shape | molding the composition as described in any one of Claims 1 thru | or 4.
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