本發明涉及聚苯醚系樹脂組合物。更詳細地說,本發明涉及輕質性優異、制成薄成型體的情況下的導電性、阻燃性以及機械強度也優異的聚苯醚系樹脂組合物。
背景技術:
在atm(autotellermachine,自動取款機)、cd(cashdispenser,現金售貨機)之類的金融自動設備的內部導電框架、內部底盤、紙幣收納部件等內部部件中,以往使用了板金材料。但是近年來,出于可期待低比重所帶來的輕量化的原因,進行了由板金材料更換為樹脂的研究。
然而,在這樣的用途中,在將紙幣高速傳送時,由于紙幣與內部部件接觸、摩擦而產生的靜電滯留在裝置內部,從而成為紙幣堵塞或電子電路誤動作的原因,因而要求充分的導電性以迅速除去靜電。另外,由于在紙幣傳送時進行驅動的電機放熱而在裝置內部充滿熱,往往會變成高溫,因而有起火的危險。因此,為了使得在起火時即使紙幣等著火也不會擴大燃燒,對樹脂材料要求高耐熱性和阻燃性的情況也不少。
近年來,伴隨著成型體進一步薄壁化、輕量化的要求,對于比重低的樹脂材料的需求有增高的傾向,所述樹脂材料即使在制成薄壁成型體時阻燃性也優異,進而出于防止裝配時和使用時的破裂的對策可保持充分的機械強度,并且能夠得到兼具充分的導電性能的成型體。
另外,聚苯醚系樹脂組合物是在聚苯醚中根據所需要的耐熱性、成型流動性等的水平而以任意的比例混配苯乙烯系樹脂、彈性體成分、阻燃劑、熱穩定劑等添加劑成分而制成的樹脂組合物。
通常,可以通過在聚苯醚系樹脂中混配碳纖維來賦予導電性和機械強度,但在少量混配的情況下,在成型品中難以均勻地得到充分的導電性能,機械強度也不充分。在大量混配的情況下,阻燃化具有明顯變得困難的傾向,并且材料的比重也為高比重,效果未必充分。
已經公開了下述的技術:在聚苯醚系樹脂中混配碳纖維同時混配石墨或烷基磺酸金屬鹽,改良導電性并同時改良韌性、阻燃性(例如參見專利文獻1)。
還公開了通過在熱塑性樹脂組合物中混配碳納米管和芳香族聚酯樹脂來改善成型品導電性能的波動的技術(例如參見專利文獻2)。另外,還公開了關于與紙等的滑動性良好的持續性抗靜電樹脂組合物的技術,該樹脂組合物中混配了具有特定中空結構的碳纖維(例如參見專利文獻3)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2007-277313號公報
專利文獻2:日本特開2009-1740號公報
專利文獻3:日本特開平11-181301號公報
技術實現要素:
發明所要解決的課題
在專利文獻1中記載了一種導電性樹脂組合物,其外觀、耐熱性與成型流動性的平衡、耐沖擊性、拉伸伸長率優異,顯示出穩定的導電性能,也容易阻燃化。但是,其中對于近年來在atm、cd等金融自動設備等領域中所要求的輕量化的研究或者制成薄壁成型體時的物性并未進行研究。
另外,對于在專利文獻2、3中所使用的具有碳納米管、中空結構的碳纖維,與通常的碳纖維相比,它們的處理性非常困難,在樹脂中的分散性也差,需要使用像母料那樣預先在樹脂中施加充分的剪切應力使其充分地預分散后的物質。因此也伴隨著工序的繁雜化、材料設計自由度的限制等,出于這些原因,它們在atm、cd等金融自動設備等的用途的應對中未必充分。
因此,本發明的目的在于提供一種聚苯醚系樹脂組合物以及使用其得到的成型體,該組合物的輕質性優異,在制成薄成型體的情況下的導電性、阻燃性以及機械強度優異。
解決課題的手段
本發明人反復進行了深入研究,結果發現,通過使聚苯醚、碳纖維、芳香族磷酸酯系阻燃劑以及作為可選成分的苯乙烯系樹脂的混合量處于特定范圍,使比重、體積電阻率、阻燃性、彎曲強度處于特定范圍,可得到適于金融自動設備等的內部部件的聚苯醚系樹脂組合物,所述金融自動設備在使用中長期無故障、持續具有穩定的性能。
即,本發明包括下述方案。
[1]
一種聚苯醚系樹脂組合物,其特征在于,
其含有聚苯醚(a)50質量%~85質量%、苯乙烯系樹脂(b)0質量%~16質量%、碳纖維(c)5質量%~9質量%、芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)5質量%~25質量%,
比重為1.10~1.17,
制成長150mm、寬150mm、厚2mm的成型板時體積電阻率為10ω·cm~1000ω·cm,
制成長127mm、寬13mm、厚1mm的成型板時依據ul94測定的阻燃等級為v-1或v-0,
制成長80mm、寬10mm、厚4mm的成型板時依據iso178于23℃測定的彎曲強度為120mpa以上。
[2]
如[1]中所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,相對于上述(a)成分、上述(b)成分、上述(c)成分以及上述(d)成分的合計100質量份,進一步含有熱塑性彈性體(e)0.5質量份~5質量份。
[3]
如[1]或[2]中所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,相對于上述(a)成分、上述(b)成分、上述(c)成分以及上述(d)成分的合計100質量份,進一步含有烷基苯磺酸金屬鹽(f)0.05質量份~3質量份。
[4]
如[1]~[3]中任一項所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,相對于上述(a)成分、上述(b)成分、上述(c)成分以及上述(d)成分的合計100質量份,進一步含有脂肪酰胺(g)0.005質量份~0.5質量份。
[5]
如[1]~[4]中任一項所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,在上述(b)成分(100質量%)中至少包含5質量%的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
[6]
如[5]中所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,上述苯乙烯-丙烯腈共聚物是丙烯腈共聚量為15質量%~40質量%的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
[7]
如[1]~[6]中任一項所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,上述(c)成分是集束根數為40000~80000根的短切原絲。
[8]
如[3]中所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,上述(f)成分為烷基苯磺酸鈉。
[9]
如[4]中所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,上述(g)成分為乙撐雙硬脂酰胺。
[10]
如[1]~[9]中任一項所述的聚苯醚系樹脂組合物,其中,上述體積電阻率為10ω·cm~500ω·cm。
[11]
一種成型體,其特征在于,其由[1]~[10]中任一項所述的聚苯醚系樹脂組合物形成。
[12]
如[11]中所述的成型體,其是金融自動設備的內部部件。
發明的效果
本發明的聚苯醚系樹脂組合物的輕質性優異,制成薄成型體的情況下的導電性、阻燃性以及機械強度優異。因此,在atm、cd等金融自動設備的內部導電框架、內部底盤、紙幣收納部件之類的與紙幣等紙類高速連續接觸的使用環境下能夠長期無故障地有效使用。
附圖說明
圖1是示出實施例、比較例中測定體積電阻率時的測定位置的示意圖(俯視圖)。
符號的說明
1測定位置1
2測定位置2
3測定位置3
4測定位置4
5測定位置5
6針狀澆口
具體實施方式
下面對實施本發明的方式(下文中稱為“本實施方式”)進行詳細說明。本發明并不限于以下的記載,可以在其要點的范圍內進行各種變形來實施。
[聚苯醚系樹脂組合物]
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物含有聚苯醚(a)50質量%~85質量%、苯乙烯系樹脂(b)0質量%~16質量%、碳纖維(c)5質量%~9質量%、芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)5質量%~25質量%。
(聚苯醚(a))
聚苯醚(a)優選為具有下述通式(1)和/或(2)的重復單元、結構單元由通式(1)或(2)構成的均聚物(homopolymer)、或者共聚物(copolymer)。
【化1】
【化2】
(上述通式(1)、(2)中,r1、r2、r3、r4、r5和r6各自獨立地為選自由碳原子數為1~4的烷基、碳原子數為1~4的鹵化烷基、碳原子數為1~4的羥基烷基、碳原子數為6~12的芳基、以及鹵素和氫等一價基團組成的組中的基團。其中不包括r5和r6同時為氫的情況。)
上述烷基的優選碳原子數為1~3,上述芳基的優選碳原子數為6~8,上述一價基團優選為氫原子。
需要說明的是,上述通式(1)、(2)的重復單元數根據聚苯醚(a)的分子量分布而各異,因而沒有特別限制。
聚苯醚(a)之中,作為均聚物,可以舉出但不限于例如聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-乙基-6-正丙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2,6-二正丙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-正丁基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-乙基-6-異丙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-氯乙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-羥基乙基-1,4-亞苯基)醚和聚(2-甲基-6-氯乙基-1,4-亞苯基)醚等。從原料獲得的容易性和加工性的方面出發,特別優選聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基)醚。
聚苯醚(a)之中,作為共聚物,可以舉出但不限于例如2,6-二甲基苯酚與2,3,6-三甲基苯酚的共聚物、2,6-二甲基苯酚與鄰甲酚的共聚物、以及2,3,6-三甲基苯酚與鄰甲酚的共聚物之類的以聚苯醚結構為主體的共聚物。
特別是從原料獲得的容易性和加工性的方面出發,優選2,6-二甲基苯酚與2,3,6-三甲基苯酚的共聚物,從物性改良的方面出發,更優選90質量%~70質量%的2,6-二甲基苯酚與10質量%~30質量%的2,3,6-三甲基苯酚的共聚物。
上述的各種聚苯醚(a)可以單獨使用一種,也可以合用2種以上。
只要是不會過分降低耐熱性的程度,聚苯醚(a)也可以含有上述通式(1)、(2)以外的其他亞苯基醚單元作為部分結構。
作為上述通式(1)、(2)以外的其他亞苯基醚單元,可以舉出但不限于例如日本特開平01-297428號公報和日本特開昭63-301222號公報中記載的2-(二烷基氨基甲基)-6-甲基亞苯基醚單元、2-(n-烷基-n-苯基氨基甲基)-6-甲基亞苯基醚單元等。
關于聚苯醚(a),在聚苯醚的主鏈中可以少量鍵合聯苯醌等。
進一步地,聚苯醚(a)也可以具有通過使聚苯醚的一部分或全部與官能化劑發生反應(改性)而轉換為官能化聚苯醚的構成,該官能化劑含有酰基官能團、以及選自由羧酸、酸酐、酰胺、酰亞胺、胺、原酸酯、羥基以及羧酸銨鹽組成的組中的1種以上的官能團。
聚苯醚(a)的重均分子量mw與數均分子量mn之比(mw/mn值)優選為1.0~5.5、更優選為1.5~4.5、進而更優選為2.0~4.5。
從聚苯醚系樹脂組合物的成型加工性的方面出發,上述mw/mn值優選為1.0以上,從聚苯醚系樹脂組合物的機械物性的方面出發,上述mw/mn值優選為5.5以下。
此處,重均分子量mw和數均分子量mn由基于gpc(凝膠滲透色譜法)測定的聚苯乙烯換算分子量得到。
聚苯醚(a)的比濃粘度優選為0.25dl/g~0.65dl/g的范圍。該比濃粘度更優選為0.30dl/g~0.55dl/g,進而更優選為0.33dl/g~0.42dl/g的范圍。
關于聚苯醚(a)的比濃粘度,從充分的機械物性的方面出發優選為0.25dl/g以上,從成型加工性的方面出發優選為0.65dl/g以下。
需要說明的是,比濃粘度可以使用烏氏粘度計以氯仿溶劑、30℃、0.5g/dl溶液的條件進行測定。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量%,聚苯醚(a)的含量為50質量%~85質量%、優選為50質量%~75質量%、更優選為55質量%~75質量%。
關于聚苯醚(a)的含量,從賦予充分的耐熱性、阻燃性的方面出發為50質量%以上,從成型加工性的方面出發為85質量%以下。
(苯乙烯系樹脂(b))
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,苯乙烯系樹脂(b)為將苯乙烯系化合物聚合或將其和能夠與苯乙烯系化合物共聚的化合物在橡膠質聚合物存在下或非存在下進行無規共聚而得到的聚合物。
作為上述苯乙烯系化合物,可以舉出但不限于例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、一氯苯乙烯、對甲基苯乙烯、對叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯等。特別是從原材料的實用性的方面出發優選苯乙烯。
作為上述能夠與苯乙烯系化合物無規共聚的化合物,可以舉出但不限于例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等甲基丙烯酸酯類;丙烯腈、甲基丙烯腈等不飽和腈化合物類;馬來酸酐等酸酐;等等。
作為苯乙烯系樹脂(b),從成型品的機械物性和成型流動性的改良等方面出發,優選使用橡膠增強聚苯乙烯(hips)和通用聚苯乙烯(gpps)、以及苯乙烯-丙烯腈共聚物(as)。
其中,從改良耐沖擊性的方面出發,優選在苯乙烯系樹脂(b)內的一部分或全部使用hips。混配在本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中的苯乙烯系樹脂(b)(100質量%)中的hips的混合比例優選為10質量%~100質量%、更優選為30質量%~70質量%。
另外,從導電性、導電性的波動的改良、成型流動性、耐熱性的改良、阻燃性的改良的方面出發,優選混配在本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中的苯乙烯系樹脂(b)的一部分或全部使用苯乙烯-丙烯腈共聚物(as樹脂),更優選在苯乙烯系樹脂(b)(100質量%)中包含5質量%~100質量%的as樹脂。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,關于相對于苯乙烯系樹脂(b)(100質量%)包含5質量%~100質量%的as樹脂時為何會改良成型體表面的導電性能波動等的詳細理由尚不確定,也有推測是由于在樹脂基體中以域的形式分散的as樹脂的分散形態對于碳纖維等導電性填料的導電通路形成帶來了影響。苯乙烯系樹脂(b)中的as樹脂的混合比例更優選為20質量%~70質量%。
關于混配于聚苯醚系樹脂組合物的as樹脂中的丙烯腈(an)共聚量,從充分的導電性、導電性能波動和阻燃性改良的方面出發,在as樹脂(100質量%)中優選為10質量%~50質量%、特別優選為15質量%~40質量%。
關于混配于聚苯醚系樹脂組合物的as樹脂的mfr(依據jisk7210測定,測定溫度220℃、測定負荷3.8kg),從成型流動性和耐熱性改良的方面出發,優選為1g/10min~150g/10min、更優選為5g/10min~120g/10min、進一步優選為8g/10min~100g/10min。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,苯乙烯系樹脂(b)為可選成分,相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量%,苯乙烯系樹脂(b)的含量為0質量%~16質量%、優選為1質量%~15質量%、更優選為3質量~12質量%。
從本實施方式聚苯醚系樹脂組合物的成型流動性改良的方面出發優選添加苯乙烯系樹脂(b),從賦予充分的阻燃性的方面考慮,優選混配16質量%以下的苯乙烯系樹脂(b)。
(碳纖維(c))
碳纖維(c)在本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中是為了賦予導電性、提高耐熱性、機械強度的目的而混配的。作為碳纖維(c),可以從公知的碳纖維中適當地選擇,例如可以舉出pan系碳纖維、瀝青系碳纖維、人造絲系碳纖維、氣相生長碳纖維等。
作為碳纖維(c),例如使用將原絲利用環氧系等集束劑在10000根~90000根數的范圍內進行集束的切段長度為2mm~7mm的短切原絲。
短切原絲的集束根數優選為12000根~90000根、更優選為20000根~80000根,另外,從聚苯醚系樹脂組合物的導電性、耐熱性、機械強度賦予的方面出發,更優選集束根數為40000~80000根范圍內的短切原絲。關于為何集束根數為40000~80000根范圍內的短切原絲的導電性、耐熱性和機械強度特別優異的詳細原因不明確,據推測是由于成型體中的纖維長分布和樹脂中的纖維的分散狀態對性能帶來了影響。
對于本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中使用的碳纖維的短切原絲來說,從處理性的方面出發,優選為12000根以上的集束根數,從聚苯醚系樹脂組合物中的開纖性的方面出發,優選為90000根以下的集束根數。
碳纖維(c)中含有的碳纖維的纖維徑優選為0.5μm~15μm、更優選為5μm~10μm。
另外,碳纖維(c)中含有的碳纖維的纖維長優選為50μm~700μm、更優選為100μm~600μm、進一步優選為200μm~500μm、特別優選為250μm~450μm。從表現出充分的導電性的方面出發,上述纖維長優選為50μm以上,從成型品的外觀保持、成型加工性和開纖性的方面出發,上述纖維長優選為700μm以下。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量%,碳纖維(c)的含量為5質量%~9質量%、優選為6質量%~9質量%、更優選為6質量%~8質量%。從表現出充分的導電性的方面出發,上述碳纖維(c)優選含有5質量%以上,從阻燃性賦予的方面、特別是薄壁成型體中的阻燃性的方面出發,上述碳纖維(c)優選含有9質量%以下。
(芳香族磷酸酯系阻燃劑(d))
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中使用的芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)是從盡量降低環境負荷、賦予熱穩定性和阻燃性的方面考慮而進行混配的。
作為芳香族磷酸酯系阻燃劑(d),適于但不限于使用例如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酚酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二甲苯基二苯酯、磷酸二(二甲苯基)苯酯、羥基壬烯酸雙酚磷酸酯、間苯二酚雙磷酸酯、雙酚a雙磷酸酯等三苯基取代型的芳香族磷酸酯類。其中更適于使用雙酚a雙磷酸酯。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量%,芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的含量為5質量%~25質量%、優選為7質量%~25質量%、更優選為10質量%~20質量%、進一步優選為12質量%~20質量%。從賦予充分的阻燃性的方面出發芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)優選含有5質量份以上,從保持聚苯醚系樹脂組合物的充分耐熱性的方面出發芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)優選含有25質量%以下。
(熱塑性彈性體(e))
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,根據需要,出于進一步改良導電性的目的,可以含有苯乙烯系熱塑性彈性體、烯烴系彈性體、聚烯烴等熱塑性彈性體(e)。
需要說明的是,在本說明書中,作為熱塑性彈性體(e)的苯乙烯系熱塑性彈性體與苯乙烯系樹脂(b)不同,是至少具有苯乙烯嵌段和共軛二烯化合物嵌段的嵌段共聚物。
在上述共軛二烯化合物嵌段中,從熱穩定性的方面出發,源自共軛二烯化合物的不飽和鍵的氫化率優選為50%以上、更優選為80%以上、進而更優選為95%以上。需要說明的是,氫化率例如可通過核磁共振裝置(nmr)求出。
作為上述共軛二烯化合物嵌段,可以舉出但不限于例如聚丁二烯、聚異戊二烯、聚(乙烯-丁烯)、聚(乙烯-丙烯)、乙烯-聚異戊二烯等。上述共軛二烯化合物嵌段可以單獨使用一種,也可以組合兩種以上來使用。
構成作為熱塑性彈性體(e)的嵌段共聚物的重復單元的排列樣式可以為線型。另外,由苯乙烯嵌段和共軛二烯化合物嵌段構成的嵌段結構可以為二型、三型和四型中的任一種。其中,從能夠充分發揮出本實施方式所期望的效果的方面出發,優選為由聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯結構構成的三型的線型嵌段共聚物。
將上述苯乙烯系熱塑性彈性體與烯烴系彈性體和/或聚烯烴等熱塑性彈性體合用的情況下,苯乙烯系熱塑性彈性體中的結合苯乙烯量優選為20質量%~80質量%的范圍、更優選為40質量%~70質量%、進一步優選為40質量%~65質量%。從在聚苯醚系樹脂組合物中的混合性的方面出發,結合苯乙烯量優選為20質量%以上,從耐沖擊性的方面出發,結合苯乙烯量優選為80質量%以下。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量份,熱塑性彈性體(e)的含量優選為0.5質量份~5質量份、更優選為0.8質量份~4質量份、進一步優選為1質量份~3質量份。為何通過添加彈性體成分而具有改良導電性的傾向的詳細原因不明確,但據推測,通過使彈性體成分在樹脂中形成分散相(域),有助于碳纖維等導電性填料的導電通路的形成。從導電性改良的方面出發,熱塑性彈性體(e)的含量優選為0.5質量份以上,從剛性和阻燃性保持的方面出發,熱塑性彈性體(e)的含量優選5質量份以下。
(烷基苯磺酸金屬鹽(f))
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,根據需要,為了進一步改良導電性、耐熱性和機械強度,可以含有烷基苯磺酸金屬鹽(f)。
從與樹脂的混合性的方面出發,烷基苯磺酸金屬鹽(f)的烷基部分更優選碳原子數為7~16的范圍的成分。
烷基苯磺酸金屬鹽(f)的金屬鹽部分具體地可以舉出鈉鹽、鋰鹽、鉀鹽、銣鹽、銫鹽、鈹鹽、鎂鹽、鈣鹽、鍶鹽、鋇鹽。其中,從導電性表現和處理性的方面出發,優選鈉鹽。
作為烷基苯磺酸金屬鹽(f)的形狀沒有特別限定,從處理性的方面出發,優選平均粒徑為1mm~10mm的粒料狀或粒狀,更優選平均粒徑為2mm~5mm的粒料狀或粒狀。從防止吸濕所致的生產率降低的方面出發,上述平均粒徑優選為1mm以上,從利用擠出機加料器順暢地傳送的方面出發,上述平均粒徑優選為10mm以下。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量份,烷基苯磺酸金屬鹽(f)的含量優選為0.05質量份~3質量份、更優選為0.1質量份~3質量份、進一步優選為0.2質量份~2質量份、進而優選為0.3質量份~1.5質量份、特別優選為0.5質量份~1質量份。從充分的導電性和耐熱性、機械強度改良的方面出發,烷基苯磺酸金屬鹽(f)的含量優選為0.1質量份以上,從樹脂組合物的生產穩定性和成型品外觀保持的方面出發,烷基苯磺酸金屬鹽(f)的含量優選為3質量份以下。
(脂肪酰胺(g))
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,根據需要,為了在成型品表面表現出波動小的均勻的導電性,可以含有脂肪酰胺(g)。
作為脂肪酰胺(g)的具體例,可以舉出硬脂酰胺、芥酸酰胺、山崳酰胺、油酰胺、亞甲基雙硬脂酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、羥甲基硬脂酰胺等。其中優選油酰胺和乙撐雙硬脂酰胺,更優選乙撐雙硬脂酰胺。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量份,脂肪酰胺(g)的含量優選為0.005質量份~0.5質量份、更優選為0.01質量份~0.5質量份、進一步優選為0.02質量份~0.3質量份、特別優選為0.03質量份~0.2質量份。從充分的導電性和滑動性改良的方面出發,脂肪酰胺(g)的含量優選為0.005質量份以上,從樹脂組合物的生產穩定性和抑制成型時的md產生的方面出發,脂肪酰胺(g)的含量優選為0.5質量份以下。
(其他材料)
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,可以在不降低本發明的效果、不降低耐熱性、機械物性、阻燃性、成型品表面外觀等的范圍內,含有相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量份為0.001質量份~3質量份的抗氧化劑、紫外線吸收劑、熱穩定劑等穩定劑類、著色劑、防粘劑等其他材料,該含量優選為0.001質量份~2質量份、更優選為0.1質量份~1質量份。
從充分表現出其他材料的添加效果的方面出發,上述含量優選為0.001質量份以上,從物性保持的方面出發,上述含量優選為3質量份以下。
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物中,可以在不降低本發明的效果、不降低比重、機械強度、阻燃性、成型品表面外觀的范圍內,進一步含有相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)和芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量100質量份為0.5質量份~5質量份的無機質填充劑,該無機質填充劑的含量優選為1質量份~5質量份、更優選為2質量份~4質量份。需要說明的是,作為無機質填充劑,可以舉出但不限于例如石墨、玻璃纖維、云母、玻璃鱗片、滑石、磨碎玻璃纖維、綠泥石等。
另外,為了達成本發明的低比重、特定范圍的彎曲強度,優選不含有石墨。
需要說明的是,在上述無機質填充劑中不包括碳纖維(c)。
(聚苯醚系樹脂組合物的物性)
從輕質性等方面出發,本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物的比重為1.10~1.17、優選為1.11~1.16、更優選為1.12~1.16。
上述比重可以通過后述實施例中記載的方法來測定。
上述比重例如可以通過聚苯醚(a)等樹脂成分、碳纖維(c)、芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)、石墨等無機填充劑的混配比例來進行調整。
對于本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物而言,從制成薄壁成型體時的導電性等方面出發,制成長150mm、寬150mm、厚2mm的成型板時的體積電阻率為10ω·cm~1000ω·cm、優選為10ω·cm~500ω·cm、更優選為100ω·cm~500ω·cm。
另外,對于本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物而言,從導電性的方面出發,在制成長150mm、寬150mm、厚2mm的成型板時,優選在圖1所示的測定位置1~5測定的體積電阻率的波動小,例如,測定位置1~5的測定值的標準偏差更優選小于90、進一步優選為70以下。
上述體積電阻率可以通過后述實施例中記載的方法來測定。
上述體積電阻率例如可通過碳纖維(c)的含量、烷基苯磺酸金屬鹽(f)的含量等來進行調整。
另外,上述體積電阻率的波動例如可通過碳纖維(c)的含量、碳纖維(c)的種類、熱塑性彈性體(e)的含量、烷基苯磺酸金屬鹽(f)的含量、脂肪酰胺(g)的含量、苯乙烯-丙烯腈共聚物的含量等來進行調整。
對于本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物而言,從阻燃性等方面出發,在制成長127mm、寬13mm、厚1mm的成型板時依據ul94測定的阻燃等級為v-1或v-0、優選為v-0。
上述阻燃等級可以通過后述實施例中記載的方法來測定。
上述阻燃等級例如可通過聚苯醚(a)的含量、碳纖維(c)的含量、芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的含量等來進行調整。
對于本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物而言,從制成薄壁成型體時的機械強度等方面出發,在制成長80mm、寬10mm、厚4mm的成型板時依據iso178于23℃測定的彎曲強度為120mpa以上、優選為125mpa~170mpa、更優選為130mpa~160mpa。
上述彎曲強度可以通過后述實施例中記載的方法來測定。
上述彎曲強度例如可通過碳纖維(c)的含量、聚苯醚(a)的含量、熱塑性彈性體(e)的含量、有無添加烷基苯磺酸金屬鹽(f)等來進行調整。
對于本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物而言,從耐熱性的方面出發,在制成長80mm、寬10mm、厚4mm的成型板時依據iso75利用flatwise法在1.82mpa測定的負荷變形溫度優選為100℃~160℃、更優選為110℃~150℃。
上述負荷變形溫度可以通過后述實施例中記載的方法來測定。
上述負荷變形溫度例如可通過碳纖維(c)的含量、聚苯醚(a)的含量、芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的含量、無機填充劑的含量等來進行調整。
[聚苯醚系樹脂組合物的制造方法]
本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物可以通過對聚苯醚(a)、碳纖維(c)、芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)以及必要時的苯乙烯系樹脂(b)、熱塑性彈性體(e)、烷基苯磺酸金屬鹽(f)、脂肪酰胺(g)、其他材料進行熔融混煉來制造。
關于用于制造本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物的條件,優選但不限于使用擠出機進行制造,特別是大量穩定地制造聚苯醚系樹脂組合物時,從制造效率的方面出發適于使用雙螺桿擠出機。
作為雙螺桿擠出機的螺桿直徑,優選為25mm~90mm、更優選為40mm~70mm。
作為使用雙螺桿擠出機的制造方法,例如可以舉出下述方法:使用zsk40mc雙螺桿擠出機(德國werner&pfleiderer公司制造,機筒數13、螺桿直徑40mm、l/d=50;具有2個捏和盤l、6個捏和盤r以及4個捏和盤n的螺桿模式),在料筒溫度260℃~330℃、螺桿轉速150rpm~450rpm、擠出速率40kg/h~250kg/h的條件下進行熔融混煉的方法;使用tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式),在料筒溫度260℃~330℃、螺桿轉速150rpm~500rpm、擠出速率200kg/h~700kg/h的條件下進行熔融混煉的方法等。
此處,上述“l”為擠出機的“螺桿機筒長度”,上述“d”為“螺桿機筒的直徑”。
使用雙螺桿擠出機制造本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物時,從耐熱性和機械物性賦予的方面出發,優選將(c)成分以外的成分((a)成分、(b)成分、(d)成分等)從擠出機的最上游部的供給口(頂進料口)供給,將(c)成分從擠出機中部的供給口(側進料口)分開供給。另外,(d)成分在常溫(23℃)為液態的情況下,從穩定生產的方面出發,優選設置添液噴嘴從擠出機中部的機筒進行液體添加。
另外,由于(f)成分容易吸收大氣中的水分而吸濕,因而優選在開封后迅速使用,或者在使用耗時的情況下,優選降低產品貯倉或進料斗中的濕度等使其盡量不會吸濕。
由于(g)成分為微量的混配,因而可以事先利用礦物油或石蠟油等附著油等使其附著在(b)成分等的粒料狀的原材料成分上,從而與其他原材料進行熔融混煉。另外,也可以先利用擠出機熔融混煉其他原料,對擠出線料裁切,之后在所得到的粒料狀的組合物中共混(g)成分,使其附著在產品粒料表面。
[成型體]
本實施方式的成型體由聚苯醚系樹脂組合物形成。本實施方式的成型體優選為atm或cd等金融自動設備的內部部件,特別是更優選為內部導電框架、內部底盤、紙幣收納部件。
作為本實施方式的成型體的厚度,例如優選為0.5mm~3.0mm、更優選為0.8mm~2.0mm。
本實施方式的成型體例如可通過對本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物進行成型而得到。
作為本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物的成型方法沒有特別限定,例如可以適當地舉出注射成型、擠出成型、真空成型和氣壓成型等方法,特別是從成型品的外觀特性和大量生產性的方面出發,優選注射成型。
實施例
下面舉出具體的實施例和比較例對本發明進行說明。本發明并不限于這些示例。
實施例和比較例中使用的物性的測定方法和原材料如下所示。
(1.比重)
使用alfamirage公司制造的電子比重計sd-200l對實施例和比較例中制造的聚苯醚系樹脂組合物的比重進行測定。
作為評價基準,比重越小,則評價為輕質性等越優異。
(2.體積電阻率)
將通過實施例和比較例制造的聚苯醚系樹脂組合物的粒料在90℃的熱風干燥機中干燥1小時。利用配置有尺寸150mm×150mm×2mm的點狀澆口平板模具的注射成型機(is-80epn、東芝機械公司制造),設定為料筒溫度320℃、模具溫度120℃、注射壓力(表壓力70mpa)、注射速度(面板設定值)85%、注射時間/冷卻時間=10sec/30sec,對干燥后的聚苯醚系樹脂組合物進行成型,得到成型平板。將所得到的成型平板在溫度23℃、濕度50%放置24小時后,使用電阻率計loresta-gpmcp-t610(mitsubishichemicalanalytechco.,ltd制造)對圖1所示的成型平板的四角(1、2、3、4)和中央部(5)的位置的體積電阻率進行測定。
體積電阻率的值越小,導電性等越傾向于優異。體積電阻率大于1000ω·cm的情況下,判斷為ng,若在上述測定位置1~5中有1處位置被判斷為ng,則評價為導電性等差,難以應用在atm或cd等金融自動設備的內部部件用成型體中。另外,若測定位置1~5的體積電阻率均為1000ω·cm以下的數值,則判斷為導電性等良好,能夠適宜地應用在atm或cd等金融自動設備的內部部件用成型體中。
進而,若測定位置1~5的體積電阻率的數值均為1000ω·cm以下的數值、且由測定位置所致的數值波動小、為均勻的數值,則判斷為導電性等優異,判斷為能夠適宜地應用在atm或cd等金融自動設備的內部部件用成型體中。
(3.阻燃等級)
將通過實施例和比較例制造的聚苯醚系樹脂組合物的粒料在90℃的熱風干燥機中干燥1小時。使用注射成型機(is-80epn、東芝機械公司制造),設定為料筒溫度280℃、模具溫度90℃、注射壓力(表壓力70mpa)、注射速度(面板設定值)80%、注射時間/冷卻時間=10sec/30sec,將干燥后的聚苯醚系樹脂組合物成型為127mm×13mm×1.0mm的長條狀成型片。使用所得到的成型片,基于ul-94(美國underwriterslaboratories標準),對于5片試驗片各進行2次火焰接觸,測定計10次的燃燒時間,判斷阻燃等級。需要說明的是,將v-0、v-1、v-2中的任一阻燃等級均不符合的情況判斷為ng。
(4.彎曲強度)
將通過實施例和比較例制造的聚苯醚系樹脂組合物的粒料在90℃的熱風干燥機中干燥1小時。利用配置有iso物性試驗片模具的注射成型機(is-80epn、東芝機械公司制造),設定為料筒溫度280℃、模具溫度90℃、注射壓力50mpa(表壓力)、注射速度(面板設定值)40%、注射時間/冷卻時間=20sec/20sec,使用干燥后的聚苯醚系樹脂組合物成型為iso3167的多用途試驗片a型啞鈴形成型片。將所得到的多用途試驗片a型啞鈴形成型片切斷,制成80mm×10mm×4mm的成型片。使用該試驗片,依據iso178于23℃測定彎曲強度(mpa)。彎曲強度的值越高,判斷為機械強度等越優異。
(5.負荷變形溫度)
將通過實施例和比較例制造的聚苯醚系樹脂組合物的粒料在90℃的熱風干燥機中干燥1小時。利用配置有iso物性試驗片模具的注射成型機(is-80epn、東芝機械公司制造),設定為料筒溫度280℃、模具溫度90℃、注射壓力50mpa(表壓力)、注射速度(面板設定值)40%、注射時間/冷卻時間=20sec/20sec,使用干燥后的聚苯醚系樹脂組合物成型為iso3167的多用途試驗片a型啞鈴形成型片。將所得到的多用途試驗片a型啞鈴形成型片切斷,制成80mm×10mm×4mm的成型片。使用該試驗片,依據iso75,利用flatwise法在1.82mpa測定負荷變形溫度(dtul)(℃)。
作為評價基準,dtul值越高,判斷為耐熱性等越優異。
[原材料]
<聚苯醚(a)>
(ppe1)使用比濃粘度(使用氯仿溶劑在30℃測定)為0.40dl/g的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基)醚。
(ppe2)使用比濃粘度(使用氯仿溶劑在30℃測定)為0.32dl/g的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基)醚。
<苯乙烯系樹脂(b)>
(hips)使用高抗沖聚苯乙烯(商品名:ps6200、美國novachemicals公司制造)。
(gpps)使用通用聚苯乙烯(商品名:styron660[注冊商標]、美國dowchemical公司制造)。
(as1)使用苯乙烯-丙烯腈共聚物(丙烯腈成分25%)。
(as2)使用苯乙烯-丙烯腈共聚物(丙烯腈成分9%)。
<碳纖維(c)>
(cf1)使用pan系碳纖維(利用環氧系集束劑集束、集束根數為14000根的短切原絲)。
(cf2)使用pan系碳纖維(利用環氧系集束劑集束、集束根數為60000根的短切原絲)。
<芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)>
(fr)使用雙酚a雙(二苯基磷酸酯)(商品名:cr741、大八化學工業公司制造)。
<熱塑性彈性體(e)>
(彈性體)使用苯乙烯系熱塑性彈性體(商品名:claytong1651[注冊商標]、claytonpolymer公司制造)。
<烷基磺酸金屬鹽(f)>
(rso3x)使用烷基苯磺酸鈉(商品名:aks-518-2、竹本油脂公司制造)。
<脂肪酰胺(g)>
(脂肪酰胺)使用乙撐雙硬脂酰胺(商品名:kaowaxeb-ff、花王公司制造)。
[比較例1]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)55質量份和(hips)12質量份、(gpps)7質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)16質量份,由中途的機筒8側進料(cf1)10質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
需要說明的是,表1中,樹脂組合物中的聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)以及芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的含量以相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)以及芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量(100質量%)的比例表示。另外,熱塑性彈性體(e)、烷基苯磺酸金屬鹽(f)、脂肪酰胺(g)的含量以相對于聚苯醚(a)、苯乙烯系樹脂(b)、碳纖維(c)以及芳香族磷酸酯系阻燃劑(d)的總量(100質量份)的比例表示。
[比較例2]
將(hips)由12質量份減少至10質量份,將(fr)由16質量份增加至18質量份,除此以外,與比較例1同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例1]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)58質量份和(hips)10質量份、(gpps)5質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)18質量份,由中途的機筒8側進料(cf1)9質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例2]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)50質量份和(ppe2)25質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)16質量份,由中途的機筒8側進料(cf1)9質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[比較例3]
將(gpps)由5質量份增加至6質量份,將(cf1)由9質量份減少至8質量份,除此以外,與實施例1同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例3]
除了進一步由擠出機的最上游部供給nippongraphiteindustries,co.,ltd.制造的平均粒徑130μm的鱗片狀石墨粉末(商品名:f#2[注冊商標])2質量份以外,與比較例3同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[比較例4]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)55質量份、(hips)12質量份、(gpps)12質量份和實施例3中使用的鱗片狀石墨粉末5質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)16質量份,由中途的機筒8側進料(cf1)5質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[比較例5]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)55質量份、(hips)10質量份、(gpps)7質量份和實施例3中使用的鱗片狀石墨粉末9質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)18質量份,由中途的機筒8側進料(cf1)10質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例4]
除了進一步由擠出機的最上游部供給(彈性體)2質量份以外,與實施例1同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例5]
除了將實施例4的(cf1)變更為(cf2)以外,與實施例4同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例6]
除了將實施例4的(gpps)變更為(as1)以外,與實施例4同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例14]
除了將實施例4的(gpps)變更為(as2)以外,與實施例4同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例7]
將實施例6的(ppe1)58質量份增加至59質量份,將(cf1)由9質量份減少至8質量份,除此以外,與實施例6同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例8]
除了進一步由擠出機的最上游部供給(rso3x)1質量份以外,與實施例4同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例9]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)64質量份、(hips)5質量份、(gpps)5質量份、(彈性體)2質量份和(rso3x)1質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)18質量份,由中途的機筒8側進料(cf1)8質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例10]
除了進一步由擠出機的最上游部供給(脂肪酰胺)0.01質量份以外,與實施例9同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例11]
除了進一步由擠出機的最上游部供給(脂肪酰胺)0.05質量份以外,與實施例9同樣地得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例12]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)64質量份、(hips)5質量份、(as1)7質量份、(彈性體)2質量份、(rso3x)1質量份和(脂肪酰胺)0.03質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)18質量份,由中途的機筒8側進料(cf2)6質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[實施例13]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)51質量份、(ppe2)22質量份、(as1)5質量份、(彈性體)2質量份、(rso3x)1質量份和(脂肪酰胺)0.03質量份。使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)16質量份,由中途的機筒8側進料(cf2)6質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[比較例6]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給奇美實業公司制造的聚碳酸酯(商品名:wonderlitepc-110[注冊商標])72質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)18質量份,由中途的機筒8側進料(cf2)10質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
[比較例7]
由tem58ss雙螺桿擠出機(東芝機械公司制造,機筒數13、螺桿直徑58mm、l/d=53;具有2個捏和盤l、14個捏和盤r以及2個捏和盤n的螺桿模式)的最上游部(頂進料口)供給(ppe1)55質量份、(gpps)7質量份和hyperion公司制造的含有15質量%碳納米管的碳納米管母料(商品名:mb6015-00[注冊商標])20質量份,使用添液裝置和添液噴嘴由中途的機筒4添液進料(fr)18質量份,在料筒溫度300℃、螺桿轉速400rpm、擠出速率400kg/hr、排氣口真空度7.998kpa(60torr)的條件下進行熔融混煉,得到樹脂組合物。將所得到的樹脂組合物的物性測定結果列于下表1。
如表1所示,若多加入碳纖維(10質量份),則導電性良好,但阻燃性降低(比較例1)。另外,即使在不會顯著降低其他物性的范圍增加阻燃劑的混合量,也未確認到阻燃性的改良效果(比較例2)。
通過適度地降低碳纖維的含量,將聚苯乙烯系樹脂的一部分置換為聚苯醚,阻燃性得到改良(實施例1)。
進而,通過不使用苯乙烯系樹脂而將苯乙烯系樹脂成分的總量置換為聚苯醚,阻燃性得到顯著改良(實施例2)。
若過分降低碳纖維的含量,則導電性降低(比較例3)。在不包含(as1)(as2)(rso3x)(彈性體)等的情況下,在碳纖維(c)的含量8質量份時,未得到充分的導電性。
在比較例3中進一步混配石墨2質量份時,導電性提高(實施例3)。
通過在比較例1中將碳纖維10質量份中的5質量份置換為石墨、使用(gpps)12質量份,阻燃性提高,但導電性和彎曲強度顯著降低(比較例4)。
在比較例2中進一步混配石墨9質量份時,阻燃性提高,體積電阻率的波動小,導電性提高,但比重增加,輕質性差。另外,彎曲強度也降低,機械強度也不充分(比較例5)。
在實施例1的組成中進一步混配熱塑性彈性體2質量份時,彎曲強度提高,機械強度更為優異,體積電阻率的波動小,導電性進一步提高。另外,負荷變形溫度增高,耐熱性也優異(實施例4)。
通過將實施例4的碳纖維由(cf1)置換為集束根數為60000根的(cf2),彎曲強度提高,機械強度增加,體積電阻值降低,導電性進一步提高。另外,負荷變形溫度增高,耐熱性進一步提高(實施例5)。
通過將實施例4的苯乙烯系樹脂由(gpps)置換為(as1),體積電阻值降低,且體積電阻值的波動小,導電性進一步提高。另外,負荷變形溫度增高,耐熱性進一步提高(實施例6)。
另外,通過將實施例4的苯乙烯系樹脂由(gpps)置換為(as2),觀察到了負荷變形溫度(hdt)、導電性、體積電阻值的波動得到改良的傾向(實施例14)。
另外,在實施例6中,即使碳纖維的含量減少至8質量份,聚苯醚增加至59質量份,體積電阻率的值、體積電阻率的波動也幾乎沒有變化,得到了優異的導電性的改良效果(實施例7)。
通過在實施例4中進一步添加烷基苯磺酸金屬鹽1質量份,體積電阻率降低、導電性顯著提高,彎曲強度提高,機械強度顯著提高。另外,負荷變形溫度增高,耐熱性進一步提高(實施例8)。另外,即使在實施例8中將碳性纖維的含量減少至8質量份,將聚苯醚增加至64質量份的情況下,也得到了導電性、機械強度的優異的改良效果,耐熱性也優異(實施例8、9)。
通過在實施例9中進一步添加微量脂肪酰胺,體積電阻率的波動減小,導電性得到顯著改良(實施例10、11)。另外,即使在作為碳纖維使用集束根數為60000根的碳纖維并將其混合量減小至6質量份的情況下,體積電阻率的波動也小,導電性優異,能夠適宜地應用于atm或cd等金融自動設備的內部部件用成型體中(實施例12、13)。
在聚碳酸酯中混配了阻燃劑、碳纖維時,在輕質性、導電性、阻燃性的方面差(比較例6)。
不混配碳纖維而混配了碳納米管的母料時,在導電性、機械強度的方面差(比較例7)。
工業實用性
由本實施方式的聚苯醚系樹脂組合物形成的成型體的輕質性優異,制成薄成型體的情況下兼具導電性、阻燃性以及機械強度,因而作為atm、cd等金融自動設備內部部件用成型體、特別是內部導電框架、內部底盤、紙幣收納部件等能夠有效地使用。