JPH0688016A - ポリマー組成物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気・電子分野の電気・電子部品として好適
に利用することができる優れた相溶性、耐熱性、耐薬品
性電気絶縁性、誘電特性、機械的強度などを有するポリ
マー組成物と、その製造方法を提供する。 【構成】 ポリマー組成物は、一般式（Ａ）のポリカー
ボネートと、一般式（Ｂ）のポリフェニレンオキサイド
と、スチレン系共重合体，ジビニル系化合物の１種以上
とが緊密に混合されたもので、これらを加熱溶融混合す
ることにより製造される。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気・電子分野の電気
・電子部品として好適に利用することができる優れた電
気絶縁性、誘電特性、耐熱性、耐薬品性、機械的強度な
どを有し、かつ相溶性に優れたポリマー組成物、および
その製造方法に関する。

【０００２】

【技術背景】ポリカーボネートは、ポリフェニレンオキ
サイドに比して、耐衝撃特性、寸法安定性、成形加工性
などにおいて優れた性質を有している反面、電気絶縁
性、耐熱性、耐薬品性の面において著しく劣っている
上、弾性率もかなり低い。一方、ポリフェニレンオキサ
イドは、ポリカーボネートに比して、電気絶縁性、耐熱
性、耐薬品性の面において優れている上、弾性率もやや
高い反面、耐衝撃性、寸法安定性、成形加工性などには
劣っている。

【０００３】このような性質の異なる２種、もしくはそ
れ以上のポリマーをブレンドすることにより、それぞれ
のポリマーの特性を併せ持つポリマーブレンドの設計が
盛んに行われているが、多くのポリマーは非相溶系であ
り、非相溶系のポリマーブレンドの場合、特に機械的特
性において問題がある。

【０００４】上記のポリカーボネートとポリフェニレン
オキサイドのブレンドにおいても、非相溶系となるた
め、従来、これらの実用的なブレンド体は得られておら
ず、上記した両者の持つ優れた諸特性が生かされていな
いのが実情である。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記のポリカーボネートとポ
リフェニレンオキサイドとのブレンドにおける相溶性の
問題を解決し、ポリカーボネートやポリフェニレンオキ
サイドが本来有している優れた諸特性をそのまま保持し
たポリマー組成物と、その製造方法とを提供することを
目的とする。

【０００６】

【目的を達成するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために、検討を重ねる途上で、耐衝撃性、寸
法安定性などに優れたポリカーボネートと、電気絶縁
性、耐薬品性に優れたポリフェニレンオキサイドとを、
第三成分とも言うべきスチレン系共重合体やジビニル系
化合物とともにブレンドしたところ、ポリカーボネート
とポリフェニレンオキサイドとが本来有している上記の
優れた諸特性をそのまま保有し、しかも相溶性に優れる
のみならず、耐熱性にも優れたポリマー組成物を得るこ
とができることを見出し、本発明を提案するに至った。

【０００７】すなわち、本発明のポリマー組成物は、化
３の一般式（Ａ）で示されるポリカーボネートと、化４
の一般式（Ｂ）で示されるポリフェニレンオキサイド
と、スチレン系共重合体，ジビニル系化合物のうちの１
種以上と、からなることを特徴とする。

【０００８】

【化３】

【０００９】

【化４】

【００１０】また、上記の本発明のポリマー組成物の製
造方法は、上記の一般式（Ａ）で示されるポリカーボネ
ート、と上記の一般式（Ｂ）で示されるポリフェニレン
オキサイド、およびスチレン系共重合体またはジビニル
系化合物を加熱溶融混合させることを特徴とする。

【００１１】本発明で使用される一般式（Ａ）のポリカ
ーボネートは、その性能、製造、コストなどの面で好ま
しい具体例としては、化５の構造式で示されるものが挙
げられる。

【００１２】

【化５】

【００１３】また、一般式（Ｂ）のポリフェニレンオキ
サイドは、その性能、製造、コストなどの面で好ましい
具体例として、化６の構造式で示されるものが挙げられ
る。

【００１４】

【化６】

【００１５】上記のポリカーボネートおよびポリフェニ
レンオキサイドとともにブレンドされるスチレン系共重
合体は、その性能、製造、コスト等の面で好ましい具体
例として、エポキシ変性スチレン−スチレン共重合体、
エポキシ変性スチレン−メチルメタクリレート共重合
体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル共重合体、スチレン−フェニルマレイミ
ド共重合体、スチレン−ポリカーボネート共重合体、ス
チレン−メチルメタクリレート共重合体、スチレン−ブ
チルメタクリレート共重合体などが挙げられる。なかで
も、エポキシ変性スチレン−スチレン共重合体、エポキ
シ変性スチレン−メチルメタクリレート共重合体が好ま
しい。

【００１６】上記のスチレン系共重合体に代えて、ある
いは上記のスチレン系共重合体とともに使用されるジビ
ニル系化合物は、化７の一般式（Ｃ）で示されるものが
好ましく、特に、その性能、製造、コストなどの面で好
ましい具体例として、化８の構造式で示される２，６−
ナフタレンジカルボン酸アリル、２，６−ナフタレンジ
メタクリレートなどが挙げられる。

【００１７】

【化７】

【００１８】

【化８】

【００１９】本発明をさらに詳しく説明すると、化５の
構造式を含め一般式（Ａ）で示されるポリカーボネート
約１〜９８重量部、好ましくは約５〜９５重量部と、化
６の構造式を含め一般式（Ｂ）で示されるポリフェニレ
ンオキサイド約２〜９８重量部、好ましくは約５〜９０
重量部、さらに好ましくは約１０〜８０重量部と、前述
のスチレン系共重合体，ジビニル系化合物のうちの１種
以上約０．１〜５０重量部、好ましくは約０．５〜２０
重量部、さらに好ましくは約１〜１０重量部とを、ブレ
ンドすることによって得られるポリマー組成物である。

【００２０】このポリマー組成物において、ポリカーボ
ネートの量が多すぎると、耐衝撃特性、寸法安定性、成
形加工性などは、ポリカーボネート単独体と同等ないし
はそれ以上に向上するが、電気絶縁性、耐熱性、耐薬品
性は低下する。逆に、ポリカーボネートの量が少なすぎ
ると、電気絶縁性、耐熱性、耐薬品性などはポリフェニ
レンオキサイド単独体と同等ないしはそれ以上に向上す
るが、耐衝撃特性、寸法安定性、成形加工性などは低下
する。

【００２１】これに対し、ポリフェニレンオキサイドの
量が多すぎると、相対的にポリカーボネートの量が減少
するため、電気絶縁性、耐熱性、耐薬品性は向上する
が、耐衝撃特性、寸法安定性、成形加工性などは低下す
る。逆に、ポリフェニレンオキサイドの量が少なすぎる
と、相対的にポリカーボネートの量が増大するため、耐
衝撃特性、寸法安定性、成形加工性などは向上するが、
電気絶縁性、耐熱性、耐薬品性は低下する。

【００２２】このように、ポリカーボネートとポリフェ
ニレンオキサイドとは、それぞれ相反する性質を有する
ため、両者の混合率を、上記した範囲内において、適宜
調節することにより、任意の電気絶縁性、誘電特性、耐
熱性、耐薬品性、耐衝撃性、寸法安定性、あるいは成形
加工性を有する本発明のポリマー組成物を得ることがで
きる。

【００２３】そして、第三成分とも言うべきスチレン系
共重合体やジビニル系化合物の配合量は、少なすぎる
と、ポリカーボネートとポリフェニレンオキサイドの相
溶性が低下して、得られるブレンド体の機械的強度が低
下してしまい、逆に多すぎても、ポリカーボネートとポ
リフェニレンオキサイドの相溶性が低下することがある
ため、本発明のポリマー組成物では、上記した範囲とす
るものである。

【００２４】本発明のポリマー組成物は、以上の成分以
外の成分、例えば、充填剤、熱安定化剤、難燃剤、着色
剤、補強剤などを添加することができる。

【００２５】本発明のポリマー組成物は、例えば、加熱
溶融ブレンド法や、溶液ブレンド法などで製造すること
ができるが、このうち溶液ブレンド法は、低温でブレン
ドでき、設備を必要としない反面、工程が煩雑で、収率
が低いなどの問題がある。これに対し、溶融ブレンド法
は、高温が必要で、押出機などの設備を必要とするが、
工程が単純で、ほぼ１００％の収率を得ることができる
など、生産性、経済性に優れるため、本発明の製造方法
としては、加熱溶融ブレンド法を採用するものである。

【００２６】本発明の製造方法において、上記したポリ
カーボネート、ポリフェニレンオキサイド、スチレン系
共重合体やジビニル系化合物は、これらの成分を一度に
ブレンドしてもよいが、任意の順序・組合せでブレンド
することもできる。具体的に言えば、ポリカーボネート
とスチレン系共重合体やジビニル系化合物をブレンドし
ておき、ここにポリフェニレンオキサイドを加えてブレ
ンドするか、ポリフェニレンオキサイドとスチレン系共
重合体やジビニル系化合物をブレンドしておき、ここに
ポリカーボネートを加えてブレンドするか、あるいはポ
リカーボネートとポリフェニレンオキサイドとをブレン
ドしておき、ここにスチレン系共重合体やジビニル系化
合物を加えてブレンドしてもよい。

【００２７】このとき、上記の充填剤、熱安定化剤、難
燃剤、着色剤、補強剤などの任意成分は、ポリカーボネ
ート、ポリフェニレンオキサイド、スチレン系共重合体
やジビニル系化合物と同時にブレンドしてもよいし、上
記の順序・組合せの任意の時点でブレンドすることもで
きる。

【００２８】以上の成分をブレンドするのに使用される
混合機としては、加熱機能と混合機能を備えた従来の混
練ミキサーや、一軸あるいは二軸のスクリュー押出機な
どを挙げることができる。

【００２９】好ましいブレンド条件は、例えば、混練ミ
キサーを使用する場合においては、ローター回転数は約
５〜１５０ｒｐｍ、好ましくは約１５〜１００ｒｐｍ、
さらに好ましくは約２５〜６０ｒｐｍ、温度は約２３０
〜３８０℃、好ましくは約２５０〜３４０℃、さらに好
ましくは約２６０〜３２０℃、ブレンド時間約１〜５０
分、好ましくは約１．５〜２０分、さらに好ましくは約
２〜１０分である。

【００３０】ローター回転数が約５ｒｐｍ未満であって
も、約１５０ｒｐｍを超えても、良好なポリマー組成物
は得られない。温度が約２３０℃未満では、ポリカーボ
ネート、ポリフェニレンオキサイド、スチレン系共重合
体やジビニル系化合物が溶融せず、約３８０℃を超える
と成分の分解を引き起こすので好ましくはない。ブレン
ド時間が約１分未満では十分な混合が行われず、約５０
分を超えてブレンドを続けてもそれ以上の効果は得られ
ない。

【００３１】さらに、上記の各成分の酸化による劣化を
防ぐために、ブレンドは、不活性ガス雰囲気下で行うこ
とが好ましい。不活性ガスの好ましい具体例としては、
窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどが挙げられ
る。

【００３２】以上のようにしてブレンドしたポリマー組
成物は、目的に応じて、成形機により、ペレット、フィ
ルム、その他の適宜の形状に成形できる。

【００３３】

【作用】本発明においては、本来、相溶性の悪いポリカ
ーボネートとポリフェニレンオキサイドとが、スチレン
系共重合体，ジビニル系化合物のうちの１種以上の介在
により、良好な相溶性を示し、緊密な混合状態の、した
がって機械的特性に優れたポリマーブレンド体となる。

【００３４】しかも、このスチレン系共重合体やジビニ
ル系化合物は、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキ
サイドのそれぞれが本来有している優れた電気絶縁性、
誘電特性、耐衝撃性、寸法安定性、成形加工性、耐熱
性、耐薬品性などを阻害しない。

【００３５】以上により、本発明のポリマー組成物は、
ポリカーボネート、ポリカーボネートが本来有している
優れた諸特性をそのまま保持し、しかも緊密なポリマー
ブレンド体となっているために、近年のエンジニアリン
グプラスチックに要求される様々な優れた特性を備えた
ものとなる。

【００３６】

【実施例】以下に実施例、および比較例を示して本発明
をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。まず、比較のために、以下の実施例
で使用したポリカーボネートおよびポリフェニレンオキ
サイドの物性値を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】実施例１ 化５の構造式で示されるポリカーボネート〔三菱化成工
業（株）製商品名“ノバレックス７０２５Ａ”〕１０
ｇ、化６の構造式で示されるポリフェニレンオキサイド
〔米国ゼネラル・エレクトリック社製商品名“ノリ
ル”〕１０ｇ、およびエポキシ変性スチレン−メチルメ
タクリレート共重合体〔東亞合成化学工業（株）製商品
名“ＲＡＳＥＤＡ ＧＰ−３００”〕１ｇを、ラボプラ
ストミルミキサー〔東洋精機（株）社製商品名“ラボプ
ラストミル ３０Ｃ１５０型”〕を用いて窒素雰囲気
下、３００℃、５０ｒｐｍで３分間加熱溶融ブレンドを
行った。

【００３９】実施例２ ポリカーボネートを１６ｇ、ポリフェニレンオキサイド
を４ｇとする以外は、実施例１と同様にして加熱溶融ブ
レンドを行った。

【００４０】実施例３ ポリカーボネートを４ｇ、ポリフェニレンオキサイドを
１６ｇとする以外は、実施例１と同様にして加熱溶融ブ
レンドを行った。

【００４１】実施例４ エポキシ変性スチレン−メチルメタクリレート共重合体
をエポキシ変性スチレン−スチレン共重合体に代える以
外は、実施例１と同様にして加熱溶融ブレンドを行っ
た。

【００４２】実施例５ エポキシ変性スチレン−メチルメタクリレート共重合体
を化８の構造式で示される２，６−ナフタレンジメタク
リレートに代える以外は、実施例１と同様にして加熱溶
融ブレンドを行った。

【００４３】実施例６ エポキシ変性スチレン−メチルメタクリレート共重合体
を化８の構造式で示される２，６−ナフタレンジカルボ
ン酸ジアリルに代える以外は、実施例１と同様にして加
熱溶融ブレンドを行った。

【００４４】実施例７ エポキシ変性スチレン−メチルメタクリレート共重合体
１ｇをエポキシ変性スチレン−メチルメタクリレート共
重合体０．５ｇと２，６−ナフタレンジメタクリレート
０．５ｇに代える以外は、実施例１と同様にして加熱溶
融ブレンドを行った。

【００４５】比較例１ エポキシ変性スチレン−メチルメタクリレート共重合体
を用いない以外は、実施例１と同様にして加熱溶融ブレ
ンドを行った。

【００４６】以上の実施例１〜７および比較例１で得ら
れたポリマー組成物について、示差走査熱量計〔ＳＥＩ
ＫＯ電子工業（株）製商品名“ＤＳＣ−１００”〕によ
りガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。

【００４７】また、得られたポリマー組成物を真空プレ
ス〔柴山科学器械製作所社製商品名“真空プレス ＶＰ
−５０”〕により２５０〜３００℃で、直径約４０ｍ
ｍ、厚さ約１ｍｍの円板状に成形し、得られた成形品に
ついて１ＭＨｚの周波数において、誘電率、誘電正接の
測定を行った。

【００４８】さらに、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠し
て、得られたポリマー組成物を、ガード電極（外径８０
ｍｍ、内径７０ｍｍ）を備えた対向電極と主電極（直径
５０ｍｍ）間に挟み込み、体積固有抵抗値を測定した。

【００４９】一方、得られたポリマー組成物を、小型射
出成形機を用いて、２５０〜３５０℃で、長さ２０ｍ
ｍ、大径４ｍｍφ、小径１ｍｍφのダンベル状に成形
し、米国Ｃｕｓｔｏｍ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓ
ｔｒｕｍｅｎｔｓ社製商品名“ＭＩＮＩ ＭＡＸ ＴＥ
ＮＳＩＬＥ ＴＥＳＴＥＲ ＣＳ−１８３”を用いて、
引張弾性率、引張強度、伸びを測定した。以上の結果を
表２〜表５に示した。

【００５０】また、実施例１〜７で得られたポリマー組
成物と、実施例１〜７で使用したポリカーボネートおよ
びポリフェニレンオキサイドについての耐薬品性を、Ａ
ＳＴＭ−Ｄ５４３に準拠し、直径約５０ｍｍ、厚さ約３
ｍｍの円板状に成形した各試料につき、弱酸（１０％Ｃ
Ｈ_３ＣＯＯＨ水溶液）、強酸（１０％Ｈ_２ＳＯ_４水溶
液）、弱アルカリ（１０％アンモニア水）、強アルカリ
（１０％ＮａＯＨ水溶液）、油（自動車用ベースオイル
《以下、「作動油」と言う》，グリース）、有機溶媒
（エチルアルコール《以下、「アルコール」と言う》，
ベンゼン，クロロホルム，ヘキサン）中に、２３℃で、
７日間浸漬（試験片表面積１ｃｍ^２当たり８±２ｍｌの
各薬液に浸漬し、２４時間毎に各薬液を撹拌する）し
て、目視により、表面の変色、腐食などを判断した。こ
の結果を表６に示す。

【００５１】なお、実施例１〜７で得られたポリマー組
成物のポリマー成分の相溶性を、走査型電子顕微鏡によ
り評価したところ、いずれも表２〜５に示すドメインの
直径で均一に分散しており、相溶性は極めて良好であっ
た。

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】

【表４】

【００５５】

【表５】

【００５６】

【表６】

【００５７】

【発明の効果】本発明のポリマー組成物は、ポリカーボ
ネートとポリカーボネートの相溶性に優れたものであっ
て、優れた機械的特性を有するとともに、ポリカーボネ
ート、ポリフェニレンオキサイド単独体それぞれが有し
ている本来の優れた諸特性をそのまま保持している。ま
た、本発明のポリマー組成物は、約１０^１７の体積固有
抵抗値を有し、ポリカーボネート単独体の体積固有抵抗
値１０^１６に比べて約１桁も改善された値となってい
る。さらに、本発明のポリマー組成物は、ポリカーボネ
ート、ポリフェニレンオキサイド、スチレン系共重合体
やジビニル系化合物を任意の割合でブレンドすることが
でき、エンジニアリングプラスチックとしての用途や目
的に応じた電気絶縁特性、体積固有抵抗値、耐衝撃性、
耐薬品性、耐熱性、寸法安定性などを具備させることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 隆 埼玉県幸手市権現堂1134−２ 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内 (72)発明者 吉澤 隆 埼玉県幸手市権現堂1134−２ 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ａ）で示されるポリカーボネー
   トと、 一般式（Ｂ）で示されるポリフェニレンオキサイドと、 スチレン系共重合体，ジビニル系化合物のうちの１種以
   上と、からなることを特徴とするポリマー組成物。 【化１】 【化２】
2. 【請求項２】 ポリカーボネート、ポリフェニレンオキ
   サイド、およびスチレン系共重合体またはジビニル系化
   合物を加熱溶融混合させることを特徴とする請求項１記
   載のポリマー組成物の製造方法。