JPH1081734A - 熱可塑性樹脂用耐熱性滑剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形加工温度の高い熱可塑性樹脂に対しても
流動性向上効果を与えることができる耐熱性に優れた熱
可塑性樹脂用滑剤を提供する。 【解決手段】 カルボン酸とエポキシ樹脂との反応物か
らなる耐熱性滑剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性樹脂用耐熱
性滑剤に関する。更に詳しくは、成形加工温度の高い熱
可塑性樹脂に対しても流動性向上効果を与えることがで
きる耐熱性に優れた熱可塑性樹脂用滑剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より熱可塑性樹脂は、プレス成形、
押し出し成形、射出成形などの成形加工において、溶融
粘度が高く、成形加工性が低下するという欠点を持って
いる。これらは樹脂の滑性に起因するものであり、かか
る不利益を防止する目的で滑剤が配合されてきた。

【０００３】従来の熱可塑性樹脂用滑剤としては、例え
ば低分子ポリエチレンワックス、ステアリン酸などの高
級脂肪酸及びその金属塩、高級脂肪酸エステル、高級脂
肪酸アマイドなどが挙げられる。しかしながら、これら
の滑剤はブルームやブリードアウトを起こしたり、離型
性や滑性が不十分であるため、未だ満足できるものでは
ない。

【０００４】特に近年成形加工温度の高い熱可塑性樹脂
が開発され、金属に代わり得る材料として多くの分野で
利用されているが、かかる熱可塑性樹脂の成形加工温度
は比較的高く、一般に１８０℃以上で、高いものでは３
５０℃に達するものすらある。これらの成形加工温度の
高い熱可塑性樹脂に従来の滑剤を用いると、従来の滑剤
はいずれも耐熱性に劣るため、加工温度では滑性低下を
起こしたり、発煙、着色したりする。

【０００５】比較的耐熱性が優れているステアリン酸ア
マイド、エチレンビスステアロアマイド等のアマイド系
においても成形加工温度の高い熱可塑性樹脂に対しては
まだ耐熱性に劣るため、滑剤としての流動性が十分でな
く、かつ熱可塑性樹脂の衝撃強度、熱変形温度等の物性
を低下させたりする。特にポリカーボネート及びポリエ
チレンフタレート等のエステル系熱可塑性樹脂に使用し
た場合には樹脂自体を分解させる欠点を持っている。

【０００６】エステル系のひまし硬化油も比較的耐熱性
に優れ、アマイド系のように物性の低下をあまり起こす
こともないが、成形加工温度の高い熱可塑性樹脂に対し
てはまだ耐熱性が劣るため、滑剤としての流動性向上効
果は十分ではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の欠点を解消するために創案されたものであり、その
目的とするところは成形加工温度の高い熱可塑性樹脂に
対しても流動性向上効果を与えることができる耐熱性に
優れた熱可塑性樹脂用滑剤を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意検討した結果、カルボン酸とエポキ
シ樹脂との反応物からなる新規な組成を有する耐熱性滑
剤が、上述のごとき欠点を解消し、熱可塑性樹脂の成形
加工時の高温に耐えられる滑剤であることを見いだし
て、本発明の完成に至った。

【０００９】即ち、本発明はカルボン酸とエポキシ樹脂
との反応物からなる耐熱性滑剤である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるカルボン酸と
しては高級脂肪族モノカルボン酸が挙げられる。高級脂
肪族モノカルボン酸としては炭素数１６以上の飽和脂肪
族モノカルボン酸及びヒドロキシカルボン酸が好まし
く、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸
及びモンタン酸などが挙げられる。これらのうち好まし
いものはステアリン酸、ベヘニン酸及び１，２−ヒドロ
キシステアリン酸である。炭素数１６未満では熱可塑性
樹脂に練り込んだ際、流動性及び耐熱性にも劣り好まし
くない。

【００１１】本発明で用いられるエポキシ樹脂としては
ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンの縮合物が挙げ
られる。エポキシ当量は通常１６０以上、好ましくは１
８０〜２００である。エポキシ当量が１６０未満では熱
可塑性樹脂の衝撃強度、熱変形温度等の物性に悪影響を
与え、２００を越えるとエポキシ当量が多くなるにつれ
て耐熱性が劣る傾向となり好ましくない。本発明の反応
物におけるカルボン酸の使用量は、エポキシ樹脂１モル
に対して３モルから４モルである。カルボン酸の使用量
が３モル未満では残存するＯＨ基の影響で樹脂を分解す
る場合がある。

【００１２】本発明の滑剤は他の滑剤成分、例えばパラ
フィンワックス、脂肪酸金属塩、脂肪酸アマイド、脂肪
酸エステル等、また着色剤、酸化防止剤、帯電防止剤、
耐候剤等の各種添加剤を含んでも良い。

【００１３】本発明の滑剤の使用に好適な樹脂として
は、例えばポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレン
オキサイド樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ス
チレン系樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアセタール樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリメタクリル
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエ
ーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリ四
フッ化エチレン樹脂、熱可塑性エラストマーが挙げられ
る。また上記の樹脂２種以上からなるポリマーアロイに
も好適である。

【００１４】ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等が挙げられる。ポリアミド樹脂と
しては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナ
イロン１２、ナイロン４６、ナイロン６１０、ナイロン
６１２などが挙げられ、芳香族系ポリアミドなども含ま
れる。

【００１５】ポリエステル樹脂としては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙
げられ、さらにポリアリレート等の芳香族ポリエステル
等も含まれる。ポリフェニレンオキサイド樹脂として
は、２，６−ジメチルおよび２，６−ジフェニルフェノ
ールの重合体にスチレン系樹脂あるいは他の樹脂をグラ
フトしているものも含まれる。

【００１６】スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、
ＡＡＳ樹脂（アクリロニトリル−アクリル−スチレン共
重合体）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル−プロピレン
ゴム強化スチレン−エチレン共重合体）、ＡＳ樹脂（ア
クリロニトリル−スチレン共重合体）、ＡＢＳ樹脂（ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、Ｍ
Ｓ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体）など
が挙げられ、さらにＡＢＳ樹脂としてはα−メチル変性
及びＮ−フェニルマレイミド変性等の耐熱ＡＢＳ樹脂な
ども含まれる。

【００１７】熱可塑性エラストマーとしては、スチレン
系エラストマーとしてスチレン−イソプレン共重合体、
スチレン−ブタジエン共重合体などが挙げられ、さらに
ポリオレフィン系エラストマー、ポリ塩ビ系エラストマ
ー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラ
ストマー、ポリアミド系エラストマーなどが挙げられ
る。

【００１８】本発明の滑剤の使用量は、樹脂１００重量
部に対して０．１〜５重量部、好ましくは０．３〜２．
０重量部である。使用量が０．１重量部未満では十分な
滑剤効果が得られず、５重量部を越えると添加しても効
果に変わりがなく、場合によっては機械的性質が低下す
るので好ましくない。

【００１９】本発明の滑剤と熱可塑性樹脂の混合は当業
者に公知のいずれの手段によっても行うことができる
が、例えば熱可塑性樹脂の重合時または重合後に熱可塑
性樹脂造粒物に滑剤を配合後、二軸押し出し機等で溶融
混練して混合することができる。

【００２０】本発明の滑剤の製造方法は特に限定されな
いが、例えば以下の二段階反応で行うことができる。一
段階反応では高級脂肪族モノカルボン酸３〜４モルとエ
ポキシ樹脂１モルを触媒存在下で反応温度１００〜１５
０℃で３〜６時間付加反応を行い中間体を合成する。二
段階反応では、一段階反応で得られた中間体に触媒を加
え、反応温度２００〜２５０℃で６〜１０時間エステル
反応させる。

【００２１】

【実施例】次に本発明を実施例によって説明するが、本
発明はこれらによって限定されるものではない。

【００２２】本発明反応物の合成 反応物１ 温度計、コンデンサー付き検水管、窒素導入管及び撹拌
機を備えた反応容器に、ステアリン酸４モル、ビスフェ
ノールＡジグリシジルエーテル（エピコート８２７ エ
ポキシ当量＝１８０〜１９０ 油化シェルエポキシ製）
１モル及び臭化テトラエチルアンモニウム０．０１７モ
ルを仕込み、１２０℃〜１４０℃で４時間反応させる。
その後得られた反応物にチタンオクチレングリコレート
０．００２モルを仕込み、窒素気流中１９０℃〜２４０
℃で６時間脱水反応を行い、酸価１．０の反応物１を得
た。

【００２３】反応物２ ステアリン酸を４モルに代えて３モル用いる以外は反応
物１と同様にして酸価０．８の反応物２を得た。

【００２４】反応物３ ステアリン酸４モルに代えてベヘニン酸４モルを用いる
以外は反応物１と同様にして酸価１．０の反応物３を得
た。

【００２５】反応物４ ステアリン酸４モルに代えて１，２−ヒドロキシ酸４モ
ルを用いる以外は反応物１と同様にして酸価１．５の反
応物４を得た。

【００２６】比較反応物の合成 反応物５ 温度計、撹拌機を備えた反応容器に、ステアリン酸２モ
ル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（エピコー
ト８２７ エポキシ当量＝１８０〜１９０ 油化シェル
エポキシ製）１モル及び臭化テトラエチルアンモニウム
０．０１７モルを仕込み、１２０℃〜１４０℃で４時間
反応させて、酸価０．６の反応物５を得た。

【００２７】反応物６ ステアリン酸４モルに代えてラウリン酸４モルを用いる
以外は反応物１と同様にして酸価１．５の反応物６を得
た。

【００２８】反応物７ ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（エピコート８
２７ エポキシ当量＝１８０〜１９０ 油化シェルエポ
キシ製）１モルに代えて、ビスフェノールＡジグリシジ
ルエーテル（エピコート８３４ エポキシ当量＝２３０
〜２７０ 油化シェルエポキシ製）１モルを用いる以外
は反応物１と同様にして酸価１．７の反応物７を得た。

【００２９】従来の滑剤として以下の滑剤１，２を用い
た。 滑剤１：ひまし硬化油（ＫＦトレーディング製） 滑剤２：エチレンビスステアロアマイド（ＥＢＳ）（共
栄社化学製）

【００３０】滑剤の耐熱性試験 本発明滑剤及び比較滑剤について示差熱天秤（理学電気
製 ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、昇温速度：１０℃／ｍｉ
ｎ、雰囲気：空気５０ｃｃ／ｍｉｎの条件にて熱減量を
測定し、２５０℃、３００℃及び３５０℃の熱減量率
（％）を求めた。その結果を表−１に示す。

【００３１】

【００３２】

【００３３】耐衝撃性及び流動性試験 表−２に示す配合割合で、二軸押し出し機を用いて各熱
可塑性樹脂に本発明滑剤及び比較滑剤を溶融混練してペ
レットを造粒後、射出成形機を用いて試験片（本発明例
１〜１０及び比較例１〜８）を作成し、アイゾット衝撃
強度を測定した。また流動性として混練したペレットで
メルトフローレート（ＭＦＲ）を測定した。その結果を
表−２に示す。

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】なお、ＡＢＳ樹脂及びＰＣ樹脂についての
射出成形条件は下記のように設定して行った。 ＡＢＳ樹脂：Ｎ−フェニルマレイミド変性耐熱ＡＢＳ樹
脂 三菱化成モンサント製 スーパーレックスＳＰＸ−
Ｍ−２５ ＰＣ樹脂 ：ポリカーボネート樹脂 三菱エンジニアリ
ングプラスチック製ユーピロンＳ−２０００

【００３８】またアイゾット衝撃強度及びメルトフロー
レートは下記方法で測定した： アイゾット衝撃強度：ＪＩＳ Ｋ ７１１０に準拠して
行い、試験片は、４．０ｍｍ×１２．６ｍｍ（ノッチ付
き）で行った。 メルトフローレート（ＭＦＲ）：ＪＩＳ Ｋ ７２１０
に準拠して行い、ＡＢＳ樹脂の場合は荷重５ｋｇ、測定
温度２５０℃で行った。またＰＣ樹脂の場合は荷重２．
１６ｋｇ、測定温度２８０℃で行った。

【００３９】表−１及び表−２から明らかなように、本
発明の滑剤は従来の滑剤に比べて、格段の耐熱性を有
し、また流動性にも優れ、かつ樹脂の物性にも影響を与
えない優れたものであることがわかる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の滑剤は優れ
た耐熱性を有し、かつ流動性も優れているため、加工温
度の高い熱可塑性樹脂の流動性向上に極めて有用であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カルボン酸とエポキシ樹脂との反応物か
   らなる耐熱性滑剤。
2. 【請求項２】 カルボン酸が炭素数１６以上の高級脂肪
   族モノカルボン酸からなる請求項１記載の滑剤。
3. 【請求項３】 エポキシ樹脂がエポキシ当量１６０以上
   のビスフェノールＡとエピクロロヒドリンの縮合物から
   なる請求項１記載の滑剤。
4. 【請求項４】 カルボン酸とエポキシ樹脂の当量比が
   ３：１〜４：１である請求項１記載の滑剤。