聚苯硫醚树脂组合物、其制造方法及成型品的制作方法_5

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别测定最大径和最小径 所得的值。
[0147] 本发明的实施方式的PPS树脂组合物的相分离结构中,熔融滞留前后的1次分散 相的数均分散粒径的变化率的下限优选为-20%以上,更优选为-10%以上,进一步优选 为-5%以上。熔融滞留前后的1次分散相的数均分散粒径的变化率的上限优选为60%以 下,更优选为35%以下,进一步优选为25%以下。
[0148] 熔融滞留前后的1次分散相的数均分散粒径的变化率在上述范围意味着在成型 工序中的组合物熔融时相分离结构稳定,从而通过成型得到的PPS组合物的物性在熔融滞 留前后不变化,所以优选。
[0149] 此外,"熔融滞留前后的1次分散相的数均分散粒径的变化率"通过以下的方法算 出。以PPS树脂及氟系树脂的熔点+20~40°C的成型温度成型ASTM弯曲试验片,距从其 中心部沿哑铃片的截面积方向切削0.1 ym以下的薄片,并用透射型电子显微镜以1000~ 5000倍左右的倍率进行拍摄。根据该照片,对任意的100个的1次分散相测定形成1次分散 相的氟系树脂的最大径和最小径并求平均值,之后将由此求得的数平均值记为熔融滞留前 的1次分散相的数均分散粒径(Dl)。进而将通过上述方法获得的成型品切断为约3_见方 后,在东洋精机社制热流动评价装置(孔长8. 00mm、孔直径2. 095mm的流孔、样品量7g、滞 留时间30分钟、负荷5000g)内以330°C的条件熔融滞留30分钟后,从排出得到的肠的中央 部沿哑铃片的截面积方向进行切削0.1 ym以下的薄片,并用透射型电子显微镜以1000~ 5000倍程度的倍率进行拍摄。根据该照片,对任意的100个的1次分散相测定形成1次分 散相的氟系树脂的最大径和最小径并求平均值,之后将根据这些求出的数平均值作为熔融 滞留后的1次分散相的数均分散粒径(D2)。使用如上求得的Dl和D2,根据熔融滞留前后 的1次分散相的数均分散粒径的变化率=((D2V(D1)-1)的公式以百分率表示。
[0150] 作为如上控制PPS树脂组合物中的氟系树脂的分散状态的手段,至少在(a) PPS树 月旨、和(b)选自四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基 乙烯基醚共聚物中的一种以上的共聚物的双螺杆挤出机的熔融混炼中,在(a)PPS树脂及 (b)选自四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基 醚共聚物中的一种以上的共聚物这两者的熔点以上的温度下的熔融混炼中,优选满足通过 "L/D"为10以上、且上述L/D中的3~20%具有切口部的搅拌螺杆进行熔融混炼的条件。
[0151] 对于本发明的实施方式的PPS树脂组合物,作为表示材料强度的物性值之一的拉 伸强度(ASTM1号哑铃试验片、拉伸速度10mm/min、23°C、以ASTM-D638(2010)为基准测定) 优选为30MPa以上,更优选为35MPa以上,进一步优选为40MPa以上。
[0152] 本发明的实施方式的PPS树脂组合物的耐热老化性优选在以下的范围。空气中 200°C、100小时的热处理后的拉伸强度相对于初始物性优选为70%以上,更优选为80%以 上,进一步优选为85%以上。另外,热处理后的拉伸试验中的拉伸断裂伸长率优选为2. 5% 以上,更优选为3. 5%以上。对于热处理前后的强度保持率的上限、拉伸断裂伸长率的下限 没有特别限制。热处理前后的强度保持率在上述范围、及热处理后的拉伸断裂伸长率在上 述范围意味着作为PPS树脂组合物耐热性良好。对于PPS树脂组合物的热处理前后的强度 保持率和拉伸断裂伸长率,氟系树脂的分散状态的影响大。相分离结构中,在氟系树脂粗大 分散化且未形成本发明的实施方式所希望的相分离结构的情况下,导致机械物性的降低, 且所有物性均降低。因此,为满足含有组成量较多的氟系树脂的PPS树脂组合物的耐热性, 控制分散结构是重要的。
[0153] 此外,"耐热老化性"是指PPS树脂组合物的热处理前后的强度变化。耐热老化 性以以下的方法计算。将ASTMl号哑铃试验片在200°C的环境中处理100小时后,在以 ASTM-D638 (2010)为基准的条件下实施拉伸试验,测定最大点强度。强度保持率是热处理后 的最大点强度除以处理前的最大点强度并以百分率表示的参数。
[0154] 本发明的实施方式的PPS树脂组合物由于热处理前后的强度保持率高,另外热处 理后的拉伸断裂伸长率高,所以在高温环境下的连续使用中处于显示高的耐热性的倾向。
[0155] 就本发明实施方式的PPS树脂组合物而言,作为电气特性之一的绝缘破坏电压优 选为17kV/mm以上,更优选为18kV/mm以上。
[0156] 此外,"绝缘破坏电压"是指对于由PPS树脂组合物构成的3mm厚的角板以 JISC2110-1 (2010)的短时间破坏试验法为基准进行测定所得的值。
[0157] 对于本发明实施方式的PPS树脂组合物,作为电气特性之一的相对介电常数优选 为3. 2以下,更优选为3. 0以下,进一步优选为2. 9以下。
[0158] 此外,"相对介电常数"是指对于由PPS树脂组合物构成的3mm厚的角板以 ASTMD-150 (2011)的变压器桥法为基准并在测定频率IMHz的条件下测定所得的值。
[0159] 在绝缘破坏电压低于17kV/mm、或相对介电常数超过3. 2的情况下,电气特性劣 化,有不能获得本发明所希望的耐热性、机械物性、电气特性的平衡优异的PPS树脂组合物 的倾向。对于绝缘破坏电压的上限、及相对介电常数的下限没有特别限制。
[0160] (7)用途
[0161] 本发明实施方式的聚苯硫醚树脂组合物由于耐热性、机械的物性优异,并且绝缘 破坏电压高且相对介电常数低的特征,所以本发明的实施方式的由聚苯硫醚树脂组合物构 成的成型品适合用于电气电子零件、通信设备零件、汽车零件、家电零件、OA设备零件等,例 如也可以广泛利用于管、纤维、吹塑成型品、膜、片材等。
[0162] 实施例
[0163] 下面,通过实施例及比较例更具体说明本发明的实施方式,但本发明不受这些例 子限定。
[0164] 实施例及比较例中,作为(a)PPS树脂、(b)四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四 氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、(c)硅烷偶联剂化合物使用如下物 质。
[0165] [(&)卩卩5树脂(&-1)]
[0166] 向带有搅拌机和底部阀的70升高压釜中加入47. 5%氢硫化钠8. 26kg(70. 00摩 尔)、96%氢氧化钠 2. 94kg(70. 63 摩尔)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP) 11. 434kg(115. 50 摩 尔)、乙酸钠2. 583kg (31. 50摩尔)、及离子交换水10. 500kg,然后在常压下一边通氮气一边 历时约3小时慢慢加热到245°C,在蒸馏出水14. 780kg及NMPO. 28kg的时刻结束加热,开始 冷却。该时刻的相对于加入的碱金属氢硫化物每1摩尔的体系内残留水分量为1. 01摩尔, 该量包括在NMP的水解中消耗掉的水分。另外,由于硫化氢的飞散量为1. 30摩尔,所以本 工序后的体系内的硫醚化剂为68. 60摩尔。
[0167] 然后,冷却到 160 °C,加入对二氯苯(p-DCB) 10. 235kg(63. 63 摩尔)、NMP 9. 090kg (91. 00摩尔),然后将反应容器在氮气下密封,一边以240rpm搅拌,一边以0. 6°C / 分钟的速度从200°C升温到238°C,在238°C下反应95分钟后,以0. 8°C /分钟的速度升温 至 270。。。
[0168] 在270°C下反应100分钟(聚合反应工序结束)后,一边历时15分钟从270°C冷却 到250°C,一边压入水I. 260kg (70. 00摩尔)。接着,历时75分钟从250°C逐渐冷却到220°C 后,骤冷至室温附近并取出内容物。将内容物用约35升的NMP稀释,形成浆料,在85°C下搅 拌30分钟,然后,用80目金属网(开孔0. 175mm)过滤,得到固形物。将得到的固形物与上 述方法同样地用NMP约35升进行洗涤过滤。总共反复进行3次以下操作:将得到的固形物 用70升的离子交换水稀释,在70°C下搅拌30分钟,然后用80目金属网过滤,回收固形物。 将得到的固体物及乙酸32g用70升的离子交换水稀释,在70°C下搅拌30分钟,然后用80 目金属网过滤,进而将得到的固体物用70升离子交换水稀释,在70°C下搅拌30分钟,然后 用80目金属网过滤,回收固体物。将如此得到的固体物在氮气流下、120°C下干燥,从而得 到干燥的PPS树脂(a-Ι)。此外,使用(株)东洋精机制作所社制毛细管流变仪测定的熔融 粘度为200Pa ·8(300?、剪切速率1216/s)。另外,灰分率为0. 03重量%,挥发性成分量为 0. 4重量%。
[0169] [(&)卩卩5树脂(&-2)]
[0170] 以与PPS树脂(a-Ι)同样的方法进行前工序、聚合反应工序,之后以以下的方法实 施回收工序、后处理工序,得到PPS树脂(a-2)。
[0171] 在270°C下反应100分钟(聚合反应工序结束)后,打开高压釜底部的拔出阀,一 边用氮气加压,一边历时15分钟将内容物向带有搅拌机的容器中闪蒸,之后,在250 °C下进 行搅拌,除去大半的NMP。将得到的回收物及离子交换水74升加入到带搅拌机的高压釜中, 在75°C下洗涤15分钟,然后用过滤器过滤,得到滤饼。将该操作实施4次后,将得到的滤 饼及离子交换水74升、酢酸0.816kg加入带搅拌机的高压釜中,将高压釜内部用氮气置换, 然后升温至195°C。之后,将高压釜冷却,取出内容物。将内容物用过滤器过滤,得到滤饼。 将得到的滤饼在氮气流下、以120°C干燥,从而得到干燥PPS树脂(a-2)。此外,熔融粘度为 155Pa · s(300°C、剪切速率1216/s)。另外,灰分率为0. 6重量%,挥发性成分量为1. 3重 量%。
[0172] [(b)氟系树脂(b-Ι ~3)]
[0173] b-Ι :四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(久? > (株)社制氺才7 口 > FEP、NP-20、 熔点:270°〇、1^1?:6.58/10分钟(372°〇、51^负荷))
[0174] b-2 :乙烯-四氟乙烯共聚物(久'彳? > (株)社制氺才7 口 y ETFE、EP-521、熔 点:265°〇、]\^1?:128/10分钟(297°〇、51^负荷))
[0175] b-3 :含官能团的乙烯-四氟乙烯共聚物(久'彳? > (株)社制氺才7 口 > EFEP、 RP-5000、熔点:195°C )
[0176] b-4 :四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(旭硝子(株)社制Fluon PFA、P-62XP、 熔点:297°C、MFR:36g/10 分钟(372°C、5kg 负荷))
[0177] [ (c)硅烷偶联剂化合物(c-1)]
[0178] c-Ι : γ -异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(信越化学工业(株)社制KBE-9007)
[0179] 以下表示实施例及比较例中使用的评价?测定方法。
[0180] [灰分率]
[0181] 在坩埚中称量干燥状态的PPS原末5g,在电炉上烧成直至变为黑色块状物。接着, 将其在设定在550°C的电炉中继续烧成直至碳化物被烧尽。然后在干燥器中冷却后、测定重 量,根据与初始重量的比较来计算灰分率。
[0182] [挥发性成分量]
[0183] 向腹部为IOOmmX 25mm、颈部为255mmX 12mm、壁厚为1mm的玻璃安瓿瓶中称量进 3g样品,然后真空密封。仅将该玻璃安瓿瓶的
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