JPH0649359A

JPH0649359A - 導電性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0649359A
Application number: JP4223188A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Inoue; 一成井上
Original assignee: GE Plastics Japan Ltd
Current assignee: SABIC Innovative Plastics Japan KK
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-22
Also published as: US5371134A; EP0581541A1

Abstract

(57)【要約】【目的】導電性の樹脂組成物を提供すること。【構成】Ａ）ａ）ポリエーテルイミド樹脂50〜99重量
部及びｂ）ポリフェニレンスルフィド樹脂１〜50重量部
の、合計 100重量部、並びにＢ）導電性カーボンブラック１〜30重量部から成る、導
電性樹脂組成物が提供された。該樹脂組成物は、優れた
導電性、難燃性、耐熱性、機械的特性及び成形加工性を
示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性の樹脂組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】帯電防止、導電性付与の目的
のために、導電性カーボンブラックを熱可塑性樹脂に添
加することは、従来より広く行われている。

【０００３】しかしながら、導電性カーボンブラック添
加により所望の電気特性を得るためには、多量のカーボ
ンブラックが必要となる。カーボンブラックを多量に添
加すると、得られる樹脂組成物の成形加工性、難燃性、
機械的特性が低下する。

【０００４】それ故本発明は、導電性に優れ、かつ成形
加工性、難燃性及び機械的特性が良い樹脂組成物を得る
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ポリエーテ
ルイミド樹脂（ＰＥＩ）とポリフェニレンスルフィド樹
脂（ＰＰＳ）の配合物は、少量のカーボンブラックを添
加することによって導電性を発現し、カーボンブラック
添加による難燃性の低下もなく、流動性及び耐熱性に優
れた樹脂組成物を与えることを見出した。

【０００６】すなわち本発明は、Ａ）ａ）ポリエーテルイミド樹脂50〜99重量部及びｂ）
ポリフェニレンスルフィド樹脂１〜50重量部の、合計 1
00重量部、並びにＢ）導電性カーボンブラック１〜30重量部から成る、導
電性樹脂組成物である。

【０００７】本発明において、ＰＥＩにＰＰＳを組み合
わせることによって、比較的少量の導電性カーボンブラ
ックで導電性を著しく向上できることは驚きである。本
発明は特定の理論により限定されるものではないが、本
発明が効果を奏する理由として、カーボンブラックが結
晶性のＰＰＳ分散相よりも、非晶性ＰＥＩマトリックス
相中に多く存在することが考えられる。すなわち、本発
明の組成物においては、カーボンブラックが組成物全体
に分散して存在するのではなく、主としてマトリックス
中に分布しているため、より少量のカーボンブラックに
よって優れた導電性が付与されるのであるとも考えられ
る。しかし、後記の実施例２において30重量部のＰＰＳ
を加え、従ってＰＥＩ中の導電性カーボンブラックの濃
度は 7.1重量％であり、比較例２でも 7.1重量％と同じ
であるにも拘らず、表面抵抗は10⁶と10¹²であり大差が
ある。従って、単にカーボンブラックの量比のみで説明
しきれず、本発明の効果は意外である。本発明において
は、組成物中のカーボンブラックの量が少量なので、Ｐ
ＥＩ及びＰＰＳが本来有する優れた難燃性が損なわれる
ことがないと考えられる。本発明の樹脂組成物において
はさらに、ＰＰＳの優れた耐熱性及び高い流動性、並び
に、ＰＥＩの機械的特性、及びその配合による適度な流
動性の付与等が組み合わされているのであろう。

【０００８】成分ａ）ポリエーテルイミド自体は公知で
あり、典型的には下記の式により表される繰返し単位を
含む。

【０００９】

【化１】（式中、Ｔは −Ｏ−または−Ｏ−Ｚ−Ｏ−であり、そ
の二本の結合手は3,3'、3,4'、4,3'または4,4'位に結合
し、ここでＺは(I)

【００１０】

【化２】及び(II)

【００１１】

【化３】から成る群より選択される二価の有機基であり、式(II)
でＸは −Ｃ_yＨ_2y−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｓ（＝Ｏ）
₂−、−Ｏ−及び−Ｓ−から成る群より選択される二価
の基であり、ここでｙは１〜約５の整数であり；Ｒは
(i) ６〜約20個の炭素原子をもつ芳香族炭化水素基及び
そのハロゲン化誘導体、(ii)２〜約20個の炭素原子をも
つアルキレン基、３〜約20個の炭素原子をもつシクロア
ルキレン基及び (iii)式

【００１２】

【化４】の基から成る群より選択される二価の有機基であり、式
(iii) 中でＱは −Ｓ−、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−
Ｓ（＝Ｏ）₂−及び−Ｃ_xＨ_2x−から成る群より選択さ
れる二価の基であり、ここでｘは１〜約５の整数であ
り；ｎは繰り返し単位の数である）。

【００１３】好ましいポリエーテルイミドは、さらに下
記のポリイミド繰返し単位を含む。

【００１４】

【化５】（式中、Ｒは先に定義した通りであり、Ｍは

【００１５】

【化６】から成る群より選択される基であり、但しＢは−Ｓ−ま
たは−Ｃ（＝Ｏ）−である）。

【００１６】特に好適なポリエーテルイミド樹脂とし
て、下記の一般式

【００１７】

【化７】（式中、Ｒ' は炭素数６〜20個の芳香族炭化水素基であ
り、n'は２以上の整数である）で表されるものが挙げら
れ、ゼネラル・エレクトリック社製のＵＬＴＥＭ（登録
商標）がその代表的な例であり、その製造方法は特公昭
57-9372 号公報などによって開示されている。これらの
ポリエーテルイミド樹脂は耐衝撃性を有する程度の重合
度を備えていることが必要である。

【００１８】本発明で使用する成分ｂ）ＰＰＳとしては
一般式

【００１９】

【化８】で示される構成単位を70モル％以上含むものがすぐれた
特性の組成物をもたらすので好ましい。ＰＰＳの重合方
法としては、p-ジクロルベンゼンを硫黄と炭酸ソーダの
存在下で重合させる方法、極性溶媒中で硫化ナトリウム
あるいは水硫化ナトリウムと水酸化ナトリウム又は硫化
水素と水酸化ナトリウムの存在下で重合させる方法、p-
クロルチオフェノールの自己縮合などが挙げられるが、
N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどのアミ
ド系溶媒やスルホラン等のスルホン系溶媒中で硫化ナト
リウムとp-ジクロルベンゼンを反応させる方法が適当で
ある。この際に重合度を調節するためにカルボン酸やス
ルホン酸のアルカリ金属塩を添加したり、水酸化アルカ
リを添加することは好ましい方法である。共重合成分と
して30モル％未満であれば、下式のようなメタ結合、オ
ルト結合、エーテル結合、スルホン結合、ビフェニル結
合、置換フェニルスルフィド結合、３官能フェニルスル
フィド結合

【００２０】

【化９】（ここで、Ｒはアルキル、ニトロ、フェニル、アルコキ
シ、カルボン酸又はカルボン酸の金属塩基を示す）など
を含有していてもポリマーの結晶性に大きく影響しない
範囲でかまわないが、好ましくは共重合成分は10モル％
以下がよい。特に３官能性以上のフェニル、ビフェニ
ル、ナフチルスルフィド結合などを共重合に選ぶ場合は
３モル％以下、さらに好ましくは１モル％以下がよい。

【００２１】かかるＰＰＳは一般的な製造法、例えば
(1)ハロゲン置換芳香族化合物と硫化アルカリとの反応
（米国特許第2513188 号明細書、特公昭44-27671号及び
特公昭45-3368 号参照）、(2) チオフェノール類のアル
カリ触媒又は銅塩等の共存下における縮合反応（米国特
許第3274165 号、英国特許第1160660 号参照）、(3) 芳
香族化合物を塩化硫黄とのルイス酸触媒共存下に於ける
縮合反応（特公昭46-27255号、べルギー特許第29437 号
参照）等により合成されるものであり、目的に応じ任意
に選択し得る。

【００２２】ＰＰＳは現在フィリプス・ペトロリアム株
式会社、及び東ソー・サスティール株式会社、株式会社
トープレン社及び呉羽化学株式会社から市場に供せられ
ている。架橋密度及び粘度に応じて各種のグレードがあ
り本発明にはこれらのものが好適に用いられる。

【００２３】本発明の組成物は、上記ＰＰＳを、ＰＥＩ
50〜99重量部に対して１〜50重量部の量にて含有する。
ＰＰＳの量が１重量部未満だと、得られる樹脂組成物の
導電性、流動性が十分でなく、50重量部を越えると、樹
脂組成物の流動性は向上するものの、機械的特性が損な
われる。好ましくは、ＰＥＩ55〜97重量部に対してＰＰ
Ｓを３〜45重量部、特にＰＥＩ60〜95重量部に対してＰ
ＰＳを５〜40重量部含有する。

【００２４】成分Ｂ）導電性カーボンブラックとは、樹
脂中に充填することにより、高い導電性を付与し樹脂の
表面抵抗を大幅に低下するものであり、本発明において
は、アセチレンブラック、及びファーネスブラック等が
好ましく用いられる。ファーネスブラックとしては具体
的にはケッチェンブラックＥＣ（オランダ・アクゾ社商
標）、バルカンＸＣ７２（米国ＣＡＢＯＴ社商標）等の
市販品がある。

【００２５】Ｂ）は、Ａ） 100重量部に対して、１〜30
重量部の量にて含有される。成分Ｂ）の量が１重量部未
満だと、得られる樹脂組成物の導電性が不十分であり、
30重量部を超えると、組成物の流動性、機械的特性が低
下する。好ましくは、Ａ） 100重量部に対して２〜25重
量部、特に３〜20重量部の量のＢ）を含有する。

【００２６】本発明の組成物は耐衝撃強度を更に向上さ
せるための任意的成分として、ゴム状物質を、Ａ） 100
重量部に対し、例えば80重量部以下の量で含むことがで
きる。ゴム状物質としては、室温で、弾性体である天然
及び合成の重合体材料を含む。その具体例としては、天
然ゴム、ブタジエン重合体、スチレン‐イソプレン共重
合体、ブタジエン‐スチレン共重合体（ランダム共重合
体、ブロック共重合体、グラフト共重合体など全て含ま
れる）、イソプレン重合体、クロロブタジエン重合体、
ブタジエン‐アクリロニトリル共重合体、イソブチレン
重合体、イソブチレン‐ブタジエン共重合体、イソブチ
レン‐イソプレン共重合体、アクリル酸エステル重合
体、エチレン‐プロピレン共重合体、エチレン‐プロピ
レン‐ジエン共重合体、チオコールゴム、多硫化ゴム、
ポリウレタンゴム、ポリエーテルゴム（例えば、ポリプ
ロピレンオキシドなど）、エピクロロヒドリンゴムなど
が挙げられる。これらのゴム状物質は、いかなる重合法
（例えば乳化重合、溶液重合）、いかなる触媒（例えば
過酸化物、トリアルキルアルミニウム、ハロゲン化リチ
ウム、ニッケル系触媒）で作られたものでもよい。更
に、各種の架橋度を有するもの、各種の割合のミクロ構
造を有するもの（例えば、シス構造、トランス構造、ビ
ニル基など）、あるいは各種の平均ゴム粒径を有するも
のも使われる。また、共重合体は、ランダム共重合体、
ブロック共重合体、グラフト共重合体など、各種の共重
合体はいずれも本発明のゴム状物質として用いられる。
更には、これらのゴム状物質をつくるに際し、他のオレ
フィン類、ジエン類、芳香族ビニル化合物、アクリル
酸、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステルなど
の単量体との共重合も可能である。それらの共重合の方
法は、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重
合など、いずれの手段も可能である。これらの単量体の
具体例としては、例えば、エチレン、プロピレン、スチ
レン、クロロスチレン、α‐メチルスチレン、ブタジエ
ン、イソブチレン、クロロブタジエン、ブテン、イソブ
チレン、アクリル酸メチル、アクリル酸、アクリル酸エ
チル、アクリル酸ブチル、メタアクリル酸メチル、アク
リロニトリルなどが挙げられる。更に、部分変性したゴ
ム状物質を用いることもでき、例えば、ヒドロキシ又は
カルボキシ‐末端変性ポリブタジエン、部分水添スチレ
ン‐ブタジエンブロック共重合体、部分水添スチレン‐
イソプレンブロック共重合体などが挙げられる。

【００２７】なお、本発明により得られる組成物に対し
て、本発明の目的を損なわない範囲で、酸化防止剤、熱
安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、染料、顔料等の
着色剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤などの通常の添
加剤を一種以上添加することができる。また、ガラス繊
維、カーボン繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、アス
ベスト繊維、金属繊維等の補強材；クレー、マイカ、シ
リカ、グラファイト、ガラスビーズ、アルミナ、炭酸カ
ルシウム等の充填剤；さらには少量の他の熱可塑性樹脂
を添加しても良い。

【００２８】本発明の組成物を作る方法としては溶融混
練法が好ましい。少量の溶剤の使用も可能であるが、一
般に必要ない。装置としては特に押出機、バンバリーミ
キサー、ローラー、ニーダー等を例として挙げることが
でき、これらを回分的又は連続的に運転する。成分の混
合順は特に限定されない。本文中において、本発明の三
つの必須成分の内の二つ（ＰＥＩ及びＰＰＳ）が、一纏
めにＡ）として記載され、カーボンブラックと区別され
ているが、これは各成分の重量比を明示するためのもの
であって、混合順序を限定するものではない。本発明の
樹脂組成物は、ＰＥＩ、ＰＰＳ、カーボンブラック、及
びゴム状物質等の任意的成分を同時に混合する方法、Ｐ
ＥＩとゴム状物質等の任意的成分を予め混合した後にこ
れとＰＰＳ及びカーボンブラックを混合する方法、ＰＥ
ＩとＰＰＳとを混合した後にこれとカーボンブラック及
び任意的成分を混合する方法、ＰＥＩとカーボンブラッ
ク及び任意的成分の一部、ＰＰＳとカーボンブラック及
び任意的成分の残部とを予め混合し、次いでこれら二つ
を混合する方法等、種々の方法によって製造することが
できる。ここで、ＰＥＩとカーボンブラックとを予め混
合し、次いでＰＰＳと混合することによって、使用した
カーボンブラックの内の、ＰＥＩマトリックス相中に存
在するカーボンブラックの量をより多くすることができ
る。

【００２９】本発明の導電性樹脂組成物は、単に導電性
を有するだけでなく、難燃性、耐熱性、機械的特性及び
成形加工性に優れている。さらに、良好な耐薬品性、耐
候性、寸法安定性を示す。そのため、導電性シート、電
磁波遮蔽材、コネクター、印刷回路、ＩＣソケット、半
導体製造治具等の用途に特に有用である。

【００３０】以下、実施例により本発明をさらに説明す
るが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００３１】

【実施例】以下の実施例及び比較例において、ＰＥＩと
してＵＬＴＥＭ 1010 （商標、ゼネラル・エレクトリッ
ク社製のポリエーテルイミド）を、ＰＰＳとしてＴ-4
（商標、トープレン社製のポリフェニレンスルフィド）
を、導電性カーボンブラック（ＣＢ）としてケッチェン
ブラックＥＣ（商標、アクゾ社製）を、任意成分である
ガラス繊維（ＧＦ）としてＦＴ-591〔商標、旭ファイバ
ーグラス（株）製、10μｍ径のチョップドグラス〕を使
用した。

【００３２】表１に示した量（重量部）の各成分を、 3
60℃に設定した二軸押出機（スクリュー回転数150rpm）
を用いて混練し、ペレットを作成した。

【００３３】得られたペレットから、 360℃での射出成
形によって、各種試験片を成形し、以下の特性について
評価した。

【００３４】表面抵抗（単位：Ω／cm²）：ＡＳＴＭ
Ｄ-257に準じて測定した。

【００３５】熱変形温度（℃）：ＡＳＴＭＤ-648に準
じて荷重18.6kg／cm²で測定した。

【００３６】メルトフローインデックス（ＭＦＩ、 g／
10分）：ＡＳＴＭＤ-1238 に準じて測定した、温度 3
43.3℃、 6.7kg。

【００３７】難燃性：ＵＬ94に基づき判定した。厚さ
0.8mm。

【００３８】曲げ強度（単位：kg／cm²）：ＡＳＴＭ
Ｄ-790に準じて測定した。

【００３９】曲げ弾性率（単位：kg／cm²）：ＡＳＴＭ
Ｄ-790に準じて測定した。

【００４０】これらの結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】表１より、本発明の樹脂組成物が導電性及び難燃性に優
れ、かつ良好な耐熱性、流動性及び機械的特性を示すこ
とが明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａ）ａ）ポリエーテルイミド樹脂50〜99
重量部及びｂ）ポリフェニレンスルフィド樹脂１〜50重
量部の、合計 100重量部、並びにＢ）導電性カーボンブラック１〜30重量部から成る、導
電性樹脂組成物。