JPH0224357A - Fiber-reinforced polymer composition - Google Patents
Fiber-reinforced polymer compositionInfo
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- JPH0224357A JPH0224357A JP17352188A JP17352188A JPH0224357A JP H0224357 A JPH0224357 A JP H0224357A JP 17352188 A JP17352188 A JP 17352188A JP 17352188 A JP17352188 A JP 17352188A JP H0224357 A JPH0224357 A JP H0224357A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はポリアミド樹脂とポリオレフィンを主成分とす
る繊維強化ポリマー組成物に関し、特に耐薬品性、耐衝
撃性とともに耐不凍液性、成形性等に優れ、なかでも耐
熱性及び耐クリープ性が大幅に向上したポリアミド樹脂
とポリオレフィンを主体とする繊維強化ポリマー組成物
に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a fiber-reinforced polymer composition containing polyamide resin and polyolefin as main components, and in particular has excellent chemical resistance, impact resistance, antifreeze resistance, moldability, etc. The present invention relates to a fiber-reinforced polymer composition mainly composed of a polyamide resin and a polyolefin, which has excellent heat resistance and significantly improved creep resistance.
ポリアミド樹脂は軽量であり、かつ耐衝撃性、耐熱性、
耐薬品性等に優れているので、各種容器に適している。Polyamide resin is lightweight, impact resistant, heat resistant,
It has excellent chemical resistance, making it suitable for various containers.
また一方で軽量化を目的として自動車のラジェータータ
ンク等の容器がプラスチックで形成さるようになってき
た。特に強度や耐熱性に優れたナイロン6やナイロン6
6にガラス繊維を添加したものが多く使用されている。On the other hand, containers such as automobile radiator tanks have come to be made of plastic to reduce weight. Nylon 6 and nylon 6 have particularly excellent strength and heat resistance.
6 with glass fiber added is often used.
しかしながら、ガラス繊維等で強化されたポリアミド樹
脂は耐熱性、機械的強度及び長期耐久性等に優れている
ものの、耐水性、成形性、耐薬品性及び耐不凍液性に劣
るという問題がある。However, although polyamide resin reinforced with glass fiber or the like has excellent heat resistance, mechanical strength, and long-term durability, it has problems in that it is inferior in water resistance, moldability, chemical resistance, and antifreeze resistance.
そこでポリアミド樹脂、ポリオレフィン及びガラス繊維
を主体とする種々の組成物が提案された。Therefore, various compositions based on polyamide resin, polyolefin, and glass fiber have been proposed.
特公昭61−26939号はポリアミド樹脂(a)とポ
リプロピレン樹脂にエチレン性不飽和カルボン酸または
その無水物をグラフト共重合して得られる変性重合体(
b)および繊維状強化剤(c)を含み、(a)成分と(
b)成分が重量比で(a) : (b) 〜70 :
30〜95 : 5、かつ(c)成分が(a)成分と(
b)成分の合計100重量部に対し40〜200重量部
の割合で含有する組成物から形成されたことを特徴とす
るラジェタータンクを開示している。Japanese Patent Publication No. 61-26939 discloses a modified polymer obtained by graft copolymerizing polyamide resin (a) and polypropylene resin with ethylenically unsaturated carboxylic acid or its anhydride
b) and a fibrous reinforcing agent (c), containing component (a) and (
The weight ratio of the components b) is (a): (b) ~70:
30-95: 5, and component (c) is component (a) and (
Discloses a radiator tank characterized in that it is formed from a composition containing component b) in a proportion of 40 to 200 parts by weight based on a total of 100 parts by weight.
また、特開昭62−241940号は、〔^〕オレフィ
ン重合体:30〜95重量%、〔B〕ポリアミド=5〜
70重量%、〔[〕[八へ + CB] =100重量
部に対して集束剤としてアクリル系樹脂が用いられたガ
ラス繊維:5〜200重量部からなることを特徴とする
自動車ラジェータタンク形成用プラスチック組成物を開
示している。In addition, JP-A No. 62-241940 discloses that [^] Olefin polymer: 30 to 95% by weight, [B] Polyamide = 5 to 95% by weight.
For forming an automobile radiator tank, characterized by comprising: 5 to 200 parts by weight of glass fiber in which an acrylic resin is used as a sizing agent to 70% by weight, [[ ] [8 + CB] = 100 parts by weight A plastic composition is disclosed.
しかし、従来の組成物は、ポリアミド樹脂とポリオレフ
ィンとの相溶性や、ガラス繊維とマトリックス樹脂との
接着性等が向上されてはいるが、なおラジェタータンク
等に要求される厳しい条件に関しては必ずしも満足では
なかった。However, although conventional compositions have improved the compatibility between polyamide resin and polyolefin, the adhesion between glass fibers and matrix resin, etc., they do not necessarily meet the strict conditions required for radiator tanks, etc. It wasn't.
従って本発明の目的は、耐熱性及び耐クリープ性が大幅
に向上した繊維強化ポリマー組成物を提供することであ
る。It is therefore an object of the present invention to provide fiber-reinforced polymer compositions with significantly improved heat resistance and creep resistance.
上記問題点に鑑み鋭意研究の結果、本発明者はポリアミ
ド樹脂とポリオレフィンとガラス繊維からなる組成物に
所定量の不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンを添加す
るとともに、ポリアミド樹脂としてナイロン46を使用
することにより、組成物の耐熱性、機械特性及び耐クリ
ープ性が大幅に向上することを発見し、本発明に想到し
た。In view of the above problems, as a result of intensive research, the present inventors added a predetermined amount of unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin to a composition consisting of polyamide resin, polyolefin, and glass fiber, and by using nylon 46 as the polyamide resin. discovered that the heat resistance, mechanical properties, and creep resistance of the composition were significantly improved, and came up with the present invention.
すなわち、本発明の繊維強化ポリマー組成物は樹脂成分
を基準として(a)ポリアミド樹脂30〜90重量%と
、わ)ポリオレフィン及び不飽和カルボン酸変性ポリオ
レフィンの合計10〜70重量%とを含有し、さらに全
体を100重量部として(c)ガラス繊維5〜50重量
部を含有するものであって、ポリアミド樹脂がナイロン
46であることを特徴とする。That is, the fiber-reinforced polymer composition of the present invention contains (a) 30 to 90% by weight of a polyamide resin, and (b) a total of 10 to 70% by weight of a polyolefin and an unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin, based on the resin component, Furthermore, it contains 5 to 50 parts by weight of (c) glass fiber, with the total amount being 100 parts by weight, and is characterized in that the polyamide resin is nylon 46.
さらに、前記ナイロン46はその85重量部以下をナイ
ロン66及び/又はナイロン6で置換したものであって
もよい。Furthermore, 85 parts by weight or less of the nylon 46 may be replaced with nylon 66 and/or nylon 6.
本発明を以下詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.
本発明において使用するポリアミド樹脂はナイロン46
である。ナイロン46は一般にジアミノブタンとアジピ
ン酸から得られるポリアミドであり、。The polyamide resin used in the present invention is nylon 46
It is. Nylon 46 is a polyamide commonly obtained from diaminobutane and adipic acid.
アミド結合を介して(cH2)4が結合した繰り返し単
位を有する。本発明においてはポリアミド樹脂としてナ
イロン46のみを使用することができるが、必要に応じ
てその一部をナイロン66、ナイロン6又はその両方で
置換してもよい。ナイロン66及び/又はナイロン6を
含有する場合、その割合はポリアミド樹脂全体を100
重量部として85重量部以下の割合である。上記ナイロ
ン66及び/又はナイロン6の割合が85重■部を超え
ると、耐熱性、機械特性及び耐クリープ性が低下する。It has a repeating unit in which (cH2)4 is bonded via an amide bond. In the present invention, only nylon 46 can be used as the polyamide resin, but if necessary, a part of it may be replaced with nylon 66, nylon 6, or both. When containing nylon 66 and/or nylon 6, the proportion is 100% of the entire polyamide resin.
The proportion is 85 parts by weight or less. When the proportion of the nylon 66 and/or nylon 6 exceeds 85 parts by weight, heat resistance, mechanical properties, and creep resistance deteriorate.
好ましい上記ナイロン66及び/又はナイロン60割合
は50重量部以下である。The preferred proportion of nylon 66 and/or nylon 60 is 50 parts by weight or less.
なお、上記ナイロン66とナイロン6との割合は自由に
選定することができる。Note that the ratio of the nylon 66 and nylon 6 can be freely selected.
また、本発明において使用するポリオレフィントシては
、エチレン、プロピレン、ブテン−Lペンテン−1、ヘ
キセン−1,4−メチルペンテン−1等のα−オレフィ
ンの単独重合体、エチレンとプロピレン又は他のα−オ
レフィンとの共重合体、もしくはこれらのα−オレフィ
ンの2種以上の共重合体等が挙げられる。これらの中で
は、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中
密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレ
ン及びポリプロピレンが好ましい。ポリプロピレンはホ
モポリマーに限られず、プロピレン成分を50モル%以
上、好ましくは80モル%以上含む他のα−オレフィン
とのランダムまたはブロック共重合体も使用することが
できる。プロピレンに共重合するコモノマーとしてはエ
チレンその他のα−オレフィンがあり、エチレンが特に
好ましい。従って、本明細書において使用する用語「ポ
リプロピレン」はプロピレンのホモポリマーに限定され
ず共重合体をも含むものと解すべきである。In addition, the polyolefin used in the present invention includes homopolymers of α-olefins such as ethylene, propylene, butene-L-pentene-1, hexene-1,4-methylpentene-1, ethylene and propylene, or other α-olefins. - copolymers with olefins, copolymers of two or more of these α-olefins, and the like. Among these, polyethylene and polypropylene such as low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, and high density polyethylene are preferred. Polypropylene is not limited to a homopolymer, and random or block copolymers with other α-olefins containing a propylene component of 50 mol% or more, preferably 80 mol% or more can also be used. Comonomers copolymerized with propylene include ethylene and other α-olefins, with ethylene being particularly preferred. Therefore, the term "polypropylene" used herein is not limited to homopolymers of propylene, but should be understood to include copolymers as well.
本発明において使用する変性ポリオレフィンとは、不飽
和カルボン酸又はその無水物により変性したポリオレフ
ィンである。不飽和カルボン酸またはその無水物として
は、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸、無
水マレイン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸無水物
等が挙げられ、特にジカルボン酸及びその無水物が好ま
しい。The modified polyolefin used in the present invention is a polyolefin modified with an unsaturated carboxylic acid or its anhydride. Examples of unsaturated carboxylic acids or their anhydrides include monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid, and dicarboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride. dicarboxylic acids and their anhydrides are particularly preferred.
また不飽和カルボン酸又はその無水物により変性するポ
リオレフィンとしては、上記ポリオレフィンと同様にα
−オレフィンの単独重合体に限らず、他のα−オレフィ
ンとの共重合体も含む。In addition, as polyolefins modified with unsaturated carboxylic acids or their anhydrides, α
-It includes not only homopolymers of olefins but also copolymers with other α-olefins.
変性ポリオレフィン中の不飽和カルボン酸又はその無水
物の含有量はアミン/カルボン酸のモル比が10〜10
00の範囲内となるようなものであるのが好ましく、具
体的には0.01〜15重量%であるのが好ましい。変
性量が0.01 重量%未満であると、変性ポリオレフ
ィン添加によるポリアミド樹脂とポリオレフィンとの相
溶性向上に十分な効果がなく、また15重量%を超える
とポリオレフィンとの相溶性が低下する。The content of unsaturated carboxylic acid or its anhydride in the modified polyolefin is such that the molar ratio of amine/carboxylic acid is 10 to 10.
The content is preferably within the range of 0.00, specifically preferably 0.01 to 15% by weight. If the amount of modification is less than 0.01% by weight, the addition of the modified polyolefin will not have a sufficient effect on improving the compatibility between the polyamide resin and the polyolefin, and if it exceeds 15% by weight, the compatibility with the polyolefin will decrease.
変性ポリオレフィンの製造は溶液法又は溶融混練法のい
ずれでも行うことができる。溶融混練法の場合、ポリオ
レフィン、変性用不飽和カルボン酸(又は酸無水物)及
び触媒を押出機や二軸混練機等に投入し、150〜25
0℃の温度に加熱して溶融しながら混練する。また溶液
法の場合、キシレン等の有機溶剤に上記出発物資を溶解
し、80〜140℃の温度で撹拌しながら行う。いずれ
の場合にも、触媒として通常のラジカル重合用触媒を用
いることができ、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウ
ロイル、過酸化ジターシャリ−ブチル、過酸化アセチル
、ターシャリ−ブチルペルオキシ安息香酸、過酸化ジク
ミル、ペルオキシ安息香酸、ペルオキシ酢酸、ターシャ
リ−ブチルペルオキシピバレート等の過酸化物類や、ア
ゾビスイソブチロニトリル等のジアゾ化合物類等が好ま
しい。触媒の添加量は変性用不飽和カルボン酸又はその
無水物100重量部に対して1〜100重量部程貴重あ
る。The modified polyolefin can be produced by either a solution method or a melt-kneading method. In the case of the melt-kneading method, the polyolefin, unsaturated carboxylic acid for modification (or acid anhydride), and catalyst are charged into an extruder or twin-screw kneader, and the
The mixture is heated to a temperature of 0° C. and kneaded while melting. In the case of a solution method, the starting material is dissolved in an organic solvent such as xylene, and the solution is stirred at a temperature of 80 to 140°C. In either case, ordinary radical polymerization catalysts can be used as catalysts, such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, acetyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoic acid, dicumyl peroxide, Peroxides such as peroxybenzoic acid, peroxyacetic acid, and tert-butyl peroxypivalate, and diazo compounds such as azobisisobutyronitrile are preferred. The amount of catalyst added is approximately 1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the unsaturated carboxylic acid or anhydride thereof for modification.
本発明の繊維強化ポリマー組成物において、樹脂成分を
基準にしてポリアミド樹脂の含有量は30〜90重量%
で、ポリオレフィン+変性ポリオレフィンの含有量は1
0〜70重量%である。ポリアミド樹脂が30重量%未
満だと耐熱性及び機械的強度が不十分であり、また90
重量%を超えると成形性及び耐不凍液性が不十分となり
、かつコスト高となる。好ましい範囲はポリアミド樹脂
が50〜70重量%で、ポリオレフィン+変性ポリオレ
フィンが30〜50重量%である。In the fiber reinforced polymer composition of the present invention, the content of polyamide resin is 30 to 90% by weight based on the resin component.
So, the content of polyolefin + modified polyolefin is 1
It is 0 to 70% by weight. If the polyamide resin content is less than 30% by weight, the heat resistance and mechanical strength will be insufficient;
If it exceeds % by weight, moldability and antifreeze resistance will be insufficient and the cost will be high. The preferred range is 50 to 70% by weight of polyamide resin and 30 to 50% by weight of polyolefin+modified polyolefin.
変性ポリオレフィンの量及びそのカルボン酸基の量はポ
リアミド樹脂中の末端アミンの量と相関させるのが好ま
しい。何故なら、変性ポリオレフィン中のカルボン酸が
溶融ブレンドの際、ポリアミド末端アミンと反応して生
成する変性ポリオレフィン−ポリアミドグラフト共重合
体がポリオレフィンとポリアミドの相溶化剤となってい
ると考えられ、このグラフト共重合体の生成量がカルボ
ン酸基/ポリアミド末端アミンのモル比に関係している
と推察されるためである。従って、末端アミンのモル数
と変性ポリオレフィン中のカルボン酸基のモル数との比
が10〜1000となるように、変性ポリオレフィンの
含有量を調節するのが好ましい。アミン/カルボン酸の
モル比か10未満であると相溶化が進みすぎ、ポリアミ
ド樹脂とポリオレフィンとの特性の平均化が起こり、耐
熱性が低下する。またアミン/カルボン酸のモル比が1
000を超えると変性ポリオレフィンによる相溶化効果
が不十分であり、得られる組成物の機械的強度が低くな
る。より好ましいモル比は20〜200 である。Preferably, the amount of modified polyolefin and its amount of carboxylic acid groups is correlated to the amount of terminal amine in the polyamide resin. This is because the modified polyolefin-polyamide graft copolymer produced by reacting the carboxylic acid in the modified polyolefin with the terminal amine of the polyamide during melt blending is thought to act as a compatibilizer between the polyolefin and polyamide. This is because it is presumed that the amount of copolymer produced is related to the molar ratio of carboxylic acid group/polyamide terminal amine. Therefore, it is preferable to adjust the content of the modified polyolefin so that the ratio of the number of moles of the terminal amine to the number of moles of the carboxylic acid group in the modified polyolefin is 10 to 1000. If the amine/carboxylic acid molar ratio is less than 10, compatibilization will proceed too much, and the properties of the polyamide resin and polyolefin will average out, resulting in a decrease in heat resistance. Also, the molar ratio of amine/carboxylic acid is 1
If it exceeds 000, the compatibilizing effect of the modified polyolefin will be insufficient, and the resulting composition will have low mechanical strength. A more preferred molar ratio is 20-200.
ガラス繊維の含有量は組成物全体を100重量部として
5〜50重量部である。ガラス繊維が5重量部未満であ
ると組成物の耐熱性及び機械的強度が不十分であり、ま
た50重量部を超えると成形性が低下して成形物の製造
が困難となり、また機械的強度もかえって低下する。好
ましいガラス繊維の含有量は15〜40重量部である。The content of glass fiber is 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the entire composition. If the amount of glass fiber is less than 5 parts by weight, the heat resistance and mechanical strength of the composition will be insufficient, and if it exceeds 50 parts by weight, the moldability will decrease, making it difficult to manufacture molded products, and the mechanical strength will decrease. On the contrary, it decreases. The preferred glass fiber content is 15 to 40 parts by weight.
なおガラス繊維はチョツプドストランド、ロービング等
で、繊維径5〜15μmが好ましい。Note that the glass fibers are chopped strands, rovings, etc., and preferably have a fiber diameter of 5 to 15 μm.
本発明の繊維強化ポリマー組成物においては、ポリアミ
ド樹脂が連続マトリックス相を形成し、ポリオレフィン
が平均径0.5〜5μmのドメイン相を形成するモルフ
ォロジーを有することが好ましい。このようなモルフォ
ロジーを有することにより、組成物の引張り強度、曲げ
弾性率、衝撃強度等の機械的物性が大幅に向上する。In the fiber-reinforced polymer composition of the present invention, it is preferable that the polyamide resin forms a continuous matrix phase and the polyolefin has a morphology that forms a domain phase with an average diameter of 0.5 to 5 μm. By having such a morphology, the mechanical properties of the composition such as tensile strength, flexural modulus, and impact strength are significantly improved.
本発明の繊維強化ポリマー組成物は、その他にその改質
を目的として、他の添加剤、例えば無機充填材、熱安定
剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止
剤、離型剤、発泡剤、核剤等を添加することができる。The fiber-reinforced polymer composition of the present invention may also contain other additives for the purpose of modification, such as inorganic fillers, heat stabilizers, antioxidants, light stabilizers, flame retardants, plasticizers, and antistatic agents. , a mold release agent, a foaming agent, a nucleating agent, etc. can be added.
本発明の組成物は一軸押出機、二軸押出機等の押出機を
用いて、加熱溶融状態で混練することによって得ること
ができるが、下記の構造の二軸押出機により製造するの
が好ましい。The composition of the present invention can be obtained by kneading in a heated molten state using an extruder such as a single-screw extruder or a twin-screw extruder, but it is preferably produced using a twin-screw extruder having the following structure. .
第1図に概略的に示すように、本発明の繊維強化ポリマ
ー組成物を製造するための二軸押出機は(a)
長さ/直径(L/D)比が25以上であり、
(b)(i) 樹脂成分を投入する第一のホッパー1と
、(ii) 得られた繊維強化ポリマー組成物を押出す
ためのダイス2と、
(iii) 前記第一のホッパー1から下流側に向か
ってL/D15〜20の位置に設けられたガラス繊維を
投入する第二のホッパー3と、(iv) 前記第二の
ホッパー3と前記ダイス2の間に設けられた真空ベント
部4と、
(V) 前記第=のホッパー1と前記第二のホッパー
3との間に設けられた少なくとも2組の第一のニーディ
ングゾーン5.5′・・・と、
(vi) 前記第二のホッパー3と前記真空ベント部
4との間に設けられた少なくとも1組の第二のニーディ
ングゾーン6とを有し、(c) 前記第二のホッパ
ー3から上流側にL/D3.5〜7.5の温度を320
〜340 ℃とし、(6) その他の部分を300〜
320 ℃とし、(e) ダイス出口での樹脂の温
度を300〜320 ℃とする。As schematically shown in FIG. 1, the twin screw extruder for producing the fiber reinforced polymer composition of the present invention is (a)
The length/diameter (L/D) ratio is 25 or more, and (b) (i) a first hopper 1 for charging the resin component, and (ii) a first hopper 1 for extruding the obtained fiber-reinforced polymer composition. a die 2; (iii) a second hopper 3 provided downstream from the first hopper 1 at a position of L/D 15 to 20 into which glass fibers are input; and (iv) the second hopper. (V) at least two sets of first kneading zones provided between the first hopper 1 and the second hopper 3; 5.5'... and (vi) at least one set of second kneading zones 6 provided between the second hopper 3 and the vacuum vent section 4, (c) A temperature of L/D 3.5 to 7.5 is set at 320°C on the upstream side from the second hopper 3.
~340 ℃, (6) other parts 300 ~
(e) The temperature of the resin at the exit of the die is set to 300-320°C.
二軸押出機のL/D比については25未満であると十分
な混練ができない。好ましいL/D比は25〜35であ
る。If the L/D ratio of the twin-screw extruder is less than 25, sufficient kneading cannot be achieved. A preferred L/D ratio is 25-35.
第一のホッパー(メインホッパー)1、第二のホッパー
3、真空ベント部4及びダイス2はそれぞれ公知の構造
のものでよい。The first hopper (main hopper) 1, the second hopper 3, the vacuum vent section 4, and the die 2 may each have a known structure.
第二のホッパー3とダイス2との距離はL/D5〜20
であるが、L/Dが5未満であると樹脂成分とガラス繊
維との混練が不十分となり、またL/Dが20を超える
と樹脂成分の劣化が起こるおそれが大きくなる。The distance between second hopper 3 and die 2 is L/D5~20
However, if L/D is less than 5, kneading of the resin component and glass fibers will be insufficient, and if L/D exceeds 20, there is a greater possibility that the resin component will deteriorate.
第二のホッパー3と真空ベント部4との距離はL/D
3〜10に設定するのが好ましい。両者の距離L/Dが
3未満であるとガラス繊維の結束剤が未溶融でベントの
効果が少なく、また10を超えるとベントアップしやす
くなる。The distance between the second hopper 3 and the vacuum vent part 4 is L/D
It is preferable to set it to 3-10. If the distance L/D between the two is less than 3, the binding agent for the glass fibers will not be melted and the venting effect will be small, and if it exceeds 10, venting will tend to occur.
第一のニーディングゾーン5.5′・・・及び第2のニ
ーディングゾーン6はいずれも少なくとも1組以上設け
る。各ニーディングゾーンはL/Dが1/4〜1/8程
度のニーディングディスクを4枚以上連続して組合せた
もの(L/D1〜4)とするのが好ましい。ニーディン
グゾーン5.5′・・・がないか又は十分な長さを有さ
ないと樹脂成分の混練が不十分であり、可塑化が十分で
ない。At least one set of first kneading zones 5,5'... and second kneading zones 6 are provided. Each kneading zone is preferably a combination of four or more kneading disks (L/D 1 to 4) having L/D of about 1/4 to 1/8. If the kneading zone 5,5'... is absent or does not have a sufficient length, the kneading of the resin component will be insufficient and the plasticization will not be sufficient.
ニーディングディスクが不足してニーディングゾーン6
の長さがL/DIより短い場合、ガラス繊維の投入によ
る樹脂の冷却が進み、ガラス繊維の混入が阻害されたり
、サージング(脈流)が起る等、生産に支障をきたす。Kneading zone 6 due to insufficient kneading disks
If the length of the resin is shorter than L/DI, the cooling of the resin due to the addition of glass fibers will proceed, which will hinder the mixing of glass fibers and cause surging (pulsating flow), which will hinder production.
なお一般的に第一のニーディングゾーン5.5′の先端
部は第一のホッパー1の下流側L/D5〜20の位置に
あり、合計長さはL/D2〜8程度である。また第二の
ニーディングゾーン6の先端部は第二のホッパー3の下
流側L/D2〜6の位置にあり、合計の長さはL/D
1〜4程度である。Generally, the tip of the first kneading zone 5.5' is located downstream of the first hopper 1 at L/D5-20, and the total length is about L/D2-8. Further, the tip of the second kneading zone 6 is located at L/D 2 to 6 on the downstream side of the second hopper 3, and the total length is L/D.
It is about 1 to 4.
また第二のホッパー3から上流側にL/D3.5〜7.
5の部分の温度が320〜340 ℃ないと、同様にガ
ラス繊維の混入が阻害されたり、サージングが起こるお
それがある。しかし、温度が高すぎると樹脂の劣化が起
こり、所望の性能が得られない。Also, L/D 3.5 to 7.
If the temperature at the part 5 is not 320 to 340°C, there is a possibility that mixing of glass fibers may be similarly inhibited or surging may occur. However, if the temperature is too high, the resin will deteriorate, making it impossible to obtain the desired performance.
その他の部分については、300〜320 ℃の温度と
する。またダイス出口の樹脂温度は300〜320℃と
するのが好ましい。For other parts, the temperature is 300 to 320°C. Further, the resin temperature at the exit of the die is preferably 300 to 320°C.
上記の二軸押出機の第一のホッパー(メインホッパー)
1から樹脂成分を投入するとともに第二のホッパー3
から表面処理したガラス繊維を投入し、100〜300
rpmの速度で二本のスクリューを回転しながら樹脂
成分及びガラス繊維の混練を行う。混練により得られた
組成物は既知の方法で容易にペレタイズできる。The first hopper (main hopper) of the above twin screw extruder
1 and the second hopper 3.
100 to 300
The resin component and glass fibers are kneaded while rotating the two screws at a speed of rpm. The composition obtained by kneading can be easily pelletized by known methods.
上記の二軸押出機により製造した本発明のガラス繊維強
化ポリマー組成物は、通常の射出成形法により所望の形
状に成形することができる。The glass fiber-reinforced polymer composition of the present invention produced using the above twin-screw extruder can be molded into a desired shape by a normal injection molding method.
ポリアミド樹脂とポリオレフィンとの相溶性は悪いが、
不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンを介在させること
により両者は相溶化する。この理由はポリアミド樹脂の
末端アミンと変性ポリオレフィン中のカルボン酸基とが
反応し、ポリアミド−変性ポリオレフィン共重合体が生
成するためであると考えられる。Although the compatibility between polyamide resin and polyolefin is poor,
By interposing the unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin, the two are made compatible. The reason for this is thought to be that the terminal amine of the polyamide resin reacts with the carboxylic acid group in the modified polyolefin to produce a polyamide-modified polyolefin copolymer.
さらに、ナイロン46からなり、必要に応じナイロン6
6及び/又はナイロン6を含むポリアミド樹脂を使用す
ることにより、耐熱性、機械特性及び耐クリープ性が著
しく向上する。これは高結晶性であり、熱変形温度が高
く耐クリープ性に優れたナイロン46を、ポリマー組成
物の成分に加えたことによると考えられる。Furthermore, it is made of nylon 46, and if necessary, nylon 6
By using a polyamide resin containing nylon 6 and/or nylon 6, heat resistance, mechanical properties and creep resistance are significantly improved. This is thought to be due to the addition of nylon 46, which has high crystallinity, high heat distortion temperature, and excellent creep resistance, to the components of the polymer composition.
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。 The present invention will be explained in further detail by the following examples.
実施例1〜5、比較例1〜3
第1表に示す配合割合でナイロン46、ナイロン66、
ナイロン6、ポリプロピレン及び変性ポリプロピレンを
高速ミキサーでトライブレンドし、第1図に示す45φ
鮒の二軸押出機のメインホッパーより投入した。また第
1表に示す配合割合でガラス11維のチョツプドストラ
ンド(平均径13μm1平均長さ3mm)を二軸押出機
の途中より投入して300℃で混練し、組成物ペレット
を得た。Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 3 Nylon 46, nylon 66,
Nylon 6, polypropylene, and modified polypropylene were tri-blended using a high-speed mixer, and the 45φ shown in Figure 1 was prepared.
It was charged from the main hopper of a twin screw extruder for carp. In addition, chopped strands of 11 glass fibers (average diameter: 13 μm, average length: 3 mm) were introduced into the twin-screw extruder at the mixing ratio shown in Table 1 and kneaded at 300° C. to obtain composition pellets.
得られた組成物ペレットを乾燥炉で乾燥した後、射出成
形により試験片を作成し、下記の試験を行った。After drying the obtained composition pellets in a drying oven, test pieces were prepared by injection molding, and the following tests were conducted.
(1)熱変形温度=一定速度(2℃/分)で昇温したと
きに、110 s X 4 u X12.7 mmの試
験片(単純ばり)が一定荷重(18,6kg / Cn
! )を受けて所定量(0,25mm )だけ撓むとき
の温度をJIS K?207により測定。(1) Heat deformation temperature = When the temperature is raised at a constant rate (2°C/min), a test piece (simple burr) of 110 s
! ) JIS K? Measured by 207.
(2)引張り強度=23℃及び140℃においてそれぞ
れJIS K7113 により測定。(2) Tensile strength: Measured according to JIS K7113 at 23°C and 140°C.
(3)曲げ弾性率=23℃及び140℃においてそれぞ
れJIS K7203 により測定。(3) Flexural modulus = Measured according to JIS K7203 at 23°C and 140°C.
(4)アイゾツト衝撃強度=23℃及び−40℃におい
てJIS K7110 により測定。(4) Izot impact strength: Measured according to JIS K7110 at 23°C and -40°C.
(5)耐不凍液性=市販自動車用ロングライフクーラン
トの50%水溶液に140℃で200時間浸漬後、吸水
状態の引張り強度を測定し、元の引張り強度を100と
したときの引張り強度保持率(%)により表す。(5) Antifreeze resistance = After immersing in a 50% aqueous solution of commercially available long-life automotive coolant at 140°C for 200 hours, the tensile strength in the water-absorbed state was measured, and the tensile strength retention rate when the original tensile strength was set as 100 ( %).
なお(2)〜(4)においてはそれぞれ乾燥条件及び吸
水条件において測定を行った。乾燥条件とは射出成形直
後のものをデシケータに入れ、75時間、23℃に保っ
たものであり、吸水条件とは射出成形品を100℃の水
に24時間浸漬したものである。Note that in (2) to (4), measurements were performed under dry conditions and water absorption conditions, respectively. The drying condition means that the product immediately after injection molding is placed in a desiccator and kept at 23° C. for 75 hours, and the water absorption condition means that the injection molded product is immersed in water at 100° C. for 24 hours.
結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.
注):(1)ナイロン46、ナイロン66、ナイロン6
、ポリプロピレン及び変性ポリプロピレンの含有量は樹
脂分を基準とした重量%であり、ガラス繊維の含有量は
組成物全体を基準とした重量%である。Note): (1) Nylon 46, nylon 66, nylon 6
The content of polypropylene and modified polypropylene is weight % based on the resin content, and the content of glass fiber is weight % based on the entire composition.
(2)ユニチカ■製 ユニチカナイロン46Korsh
ak−Zamyat 1onaの方法(道連定法)(c
hem、Abs、 40.4665. ’ 46.同上
42.6152. ’48)で測定した末端アミン基は
0.026m当量7gであった。(2) Made by Unitika ■ Unitika Nylon 46Korsh
ak-Zamyat 1ona's method (Do-Ren-tyoho) (c
hem, Abs, 40.4665. '46. Same as above 42.6152. The terminal amine group measured in '48) was 0.026 m equivalent, 7 g.
(3)東し■製 アミランCM3001Nにorsha
k−Zamyationaの方法((2)と同じ方法)
で測定した末端アミ7基は0.034 m当量7gであ
った。(3) Orsha to Amiran CM3001N manufactured by Toshi ■
k-Zamyationa method (same method as (2))
The terminal amine 7 group measured in 1 was 0.034 m equivalent and 7 g.
(4)ユニチカtJ@!! A1030BRTにor
shak−Zamyat 1onaの方法((2)と同
じ方法)で測定した末端アミノ基は0.042 当量/
gであった。(4) Unitika tJ@! ! A1030BRT or
The terminal amino group measured by the method of Shak-Zamyat 1ona (same method as (2)) is 0.042 equivalent/
It was g.
(5)東進石油化学■製 J−215
(6)無水マレイン酸
(7)旭ファイバーグラス■製 M^03FT−2実施
例6〜7
実施例1〜2において、ポリプロピレンの代りに、高密
度ポリエチレン(東進石油化学■製J−6311)を用
い、かつ変性ポリエチレンとして上記ポリエチレンを第
2表に表すカルボン酸で変性したものを用いた以外同様
にして、繊維強化ポリマー組成物を製造した。これに実
施例1〜2と同じテストを行った。結果を第2表に示す
。(5) J-215 manufactured by Toshin Petrochemical ■ (6) Maleic anhydride (7) M^03FT-2 manufactured by Asahi Fiberglass ■ Examples 6-7 In Examples 1-2, high-density polyethylene was used instead of polypropylene. A fiber-reinforced polymer composition was produced in the same manner except that the above-mentioned polyethylene was modified with the carboxylic acid shown in Table 2 as the modified polyethylene. This was subjected to the same tests as in Examples 1 and 2. The results are shown in Table 2.
注):(1)、(2)、(3)、(4)、(6)、(7
)第1表と同じ(5)東進石油化学■製J−6311
高密度ポリエチレン
以上から明らかなように、本発明の繊維強化ポリマー組
成物はポリアミド樹脂とポリオレフィンとの相溶化を助
ける不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンを含有するの
みならず、上記ポリアミド樹脂としてナイロン46及び
、必要に応じてさらにナイロン66及び/又はナイロン
6を使用することにより、機械的強度、成形底、耐不凍
液性等に優れ、耐熱性及び耐クリープ性が大幅に向上し
ている。Note): (1), (2), (3), (4), (6), (7
) Same as Table 1 (5) J-6311 High-density polyethylene manufactured by Toshin Petrochemical ■ As is clear from the above, the fiber-reinforced polymer composition of the present invention contains unsaturated carboxylic acid that helps make the polyamide resin and polyolefin compatible. In addition to containing modified polyolefin, by using nylon 46 and, if necessary, nylon 66 and/or nylon 6 as the polyamide resin, it has excellent mechanical strength, molded bottom, antifreeze resistance, etc., and heat resistance. Its properties and creep resistance have been significantly improved.
以上に詳述したように、本発明の繊維強化ポリマー組成
物は引張り強度や耐衝撃性等の機械的強度に優れている
のみならず、耐熱性、成形性、耐不凍液性及び耐クリー
プ性にもすぐれている。また吸水率が低下しているため
に吸水条件下での緒特性の低下が少ない。その上比較的
多量のポリオレフィンを含有しているためにコストが低
減されているという利点を有する。As detailed above, the fiber-reinforced polymer composition of the present invention not only has excellent mechanical strength such as tensile strength and impact resistance, but also has excellent heat resistance, moldability, antifreeze resistance, and creep resistance. It's also excellent. Furthermore, since the water absorption rate is reduced, there is little deterioration in the properties under water absorption conditions. Furthermore, it has the advantage of reduced costs due to the relatively large amount of polyolefin it contains.
このような本発明の組成物は自動車のラジェータータン
ク等のエンジン周辺部品やボビン等の電気機器部品等に
使用するのに特に好適である。Such a composition of the present invention is particularly suitable for use in engine peripheral parts such as automobile radiator tanks, electrical equipment parts such as bobbins, and the like.
第1図は本発明の繊維強化ポリマー組成物を製造するの
に使用することができる装置の一例を示す概略図である
。
1・・ ・ ・・・・ ・第一のホッパー2・・・・
・・ ・・・・・ ・・・ダイス3・・・・・・・・・
・・・第二のホッパー4・ ・・・・・
・・・ベント5.5’ ・・・・第一のニーディング
ゾーン6・ ・・ ・第二のニーディングゾーン出
願 人 東燃石油化学株式会社
日本電装株式会社FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of equipment that can be used to produce the fiber-reinforced polymer composition of the present invention. 1... ・... ・First hopper 2...
・・・ ・・・・・・ ・・・Dice 3・・・・・・・・・
...Second hopper 4...
...Bent 5.5' ...First kneading zone 6... -Second kneading zone exit
Applicant Tonen Petrochemical Co., Ltd. Nippondenso Co., Ltd.
Claims (2)
〜90重量%と、(b)ポリオレフィン及び不飽和カル
ボン酸変性ポリオレフィン10〜70重量%とを含有し
、さらに全体を100重量部として(c)ガラス繊維5
〜50重量部を含有する繊維強化ポリマー組成物であっ
て、前記ポリアミド樹脂がナイロン46であることを特
徴とする繊維強化ポリマー組成物。(1) Based on resin components (a) Polyamide resin 30
90% by weight, (b) polyolefin and unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin 10 to 70% by weight, and (c) glass fiber 5
50 parts by weight of a fiber-reinforced polymer composition, wherein the polyamide resin is nylon 46.
て、前記ポリアミド樹脂がさらにナイロン66及び/又
はナイロン6を、前記ポリアミド樹脂を100重量部と
して85重量部以下の割合で含有することを特徴とする
繊維強化ポリマー組成物。(2) The fiber reinforced polymer composition according to claim 1, wherein the polyamide resin further contains nylon 66 and/or nylon 6 in a proportion of 85 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyamide resin. A fiber-reinforced polymer composition.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17352188A JPH0224357A (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Fiber-reinforced polymer composition |
| AU31414/89A AU620380B2 (en) | 1988-03-18 | 1989-03-16 | Fiber-reinforced polymer composition and method of producing same |
| CA000594158A CA1310778C (en) | 1988-03-18 | 1989-03-17 | Fiber-reinforced polymer composition and method of producing same |
| US07/325,812 US4990550A (en) | 1988-03-18 | 1989-03-20 | Fiber-reinforced polymer composition and method of producing same |
| EP89302716A EP0333518B1 (en) | 1988-03-18 | 1989-03-20 | Fiber-reinforced polyamide composition and method of producing same |
| DE68923204T DE68923204T2 (en) | 1988-03-18 | 1989-03-20 | Fiber reinforced polyamide composition and process for its manufacture. |
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| Country | Link |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6164751A (en) * | 1984-09-07 | 1986-04-03 | Toray Ind Inc | Nylon resin composition |
| JPS6176540A (en) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | Plastic molded article for automobile use |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP17352188A patent/JPH0224357A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6164751A (en) * | 1984-09-07 | 1986-04-03 | Toray Ind Inc | Nylon resin composition |
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