JPS6241248A - 強化樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラス繊維によって強化したポリグルタルイミ
ド成形材料に関するものである。

〔従来の技術〕

ポリグルタルイミドは透明性に優れた非晶性樹脂であ）
成形材料として使用される他近年ではプラスチック光７
アイバー芯材として使用されようとしている。

グルタルイミド環構造を含有することによりアクリル樹
脂の耐熱性は格段に向上し、−膜成形材料でもその熱変
形温度は１５０℃を越えるものである。しかしながら上
記の如きポリグルタルイミドは本来アクリル樹脂の範ち
ゅう内のものであシ、引張強度、引張弾性率、曲げ強度
、曲げ弾性率及び衝撃強度の点で満足な特性を得ること
ができない。

プラス繊維強化グラスチックとしてガラス繊維強化ポリ
エステル樹脂は、加熱成形後冷却する際に塑性変形とと
もに結晶化に基づく体積の収縮が起シその結果著しい成
形歪を起すことになシその商品価値を著しく低下させて
いる。またがラス強化ナイロンの場合その結晶化速度は
前記ポリエステルよりさらに大きくその成形歪は大とな
っている。結晶性樹脂のがラス強化材料はそのほとんど
が成形歪による商品価値の低下をまぬがれないのが現実
である。

一方非品性樹脂のガラス強化材料としてが２ス強化アク
リロニトリル・スチレン樹脂（Ａｓ樹脂）が挙げられる
。このＡｓ樹脂は非晶性樹脂であるためにガラス強化に
よシ前記成形歪の欠点はないけれども、Ａｓ樹脂のガラ
ス転移温度が１００℃と低くこのような耐熱性に劣る欠
陥があシながらも賞月されているのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は成形歪の欠点がない非品性樹脂であって
かつ耐熱性にすぐれた熱可塑性樹脂のガラス強化成形材
料を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に従って、ポリグルタルイミド５０〜９５重量ｑ
ｂおよび長さ０゜１露以上のガラス繊維５〜５０重量係
からなるガラス強化樹脂組成物が提供される０本発明の
強化成形材料は従来の熱可塑性樹脂を用いた強化成形材
料とは極めて異なる性質を有する。ポリグルタルイミド
の欠点のひとつである耐衝撃性はガラス繊維を混入する
ことによシ大幅に向上できる。

従来の熱可塑性樹脂の場合その耐衝撃性を向上させるた
めにはガラス繊維の長さが大きく影響し繊維長が短いと
きはその衝撃強度は劣り、ある繊維長になると急激に向
上することが知られている。

従来この物性が大幅に変化しうるガラス繊維長は０．３
〜０．４鱈といわれている。

本発明のポリグルタルイミドのガラス繊維強化材料の場
合０．１露のＪｆガラス繊維長も十分耐衝撃性を発現し
うる事実を見出した。

以上のように繊維長が短い領域でも十分に耐衝撃性が確
保でき極めて成形歪の少い、加熱成形時の流動の異方性
に基づく物性のばらつきが少い成形材料が得られる。

本発明の成形材料はポリグルタルイミドをガラス繊維で
強化するものであシこれに使用するガラス繊維は一般に
使用されているガラスストランド、ロービング、ミルド
ファイバー等であって、通常行なわれている処理、たと
えばシラン処理、ボラン処理等を施したものがよい。

かかるガラス繊維はポリグルタルイミドに混入すれば成
形性、外観、形状、熱安定性、寸法安定性、機械的物性
が改善される。特に機械的物性は最終成形品中のガラス
繊維の長さと含有量が大きく関係し、特に衝撃強さはガ
ラス繊維長によりて大きく変化する。

本発明においては成形品中の主たるガラス繊維長を０．
１−以上にする必要があシ、そのために成形材料に混入
するガラス繊維長は当然０．１露以上にする必要がある
。

物性の改善に大きく影響するのはアスペクト比であシ使
用するガラス繊維の直径は従来強化熱可塑性彎脂に使用
されたものと同様であ）通常５〜１３μ糧度である。細
いガラス繊維の使用は強度がより向上するため好ましい
。

またポリグルタルイミドに混入されるガラス繊維の含有
量は、成形品の機械的性質、耐熱性等を左右するもので
あシ、本発明においてはこの含有量を成形材料に対し５
〜５０重量係にするものである。好ましくは１０〜４５
重量係である。５係未満では衝撃強さの向上は僅かであ
り１０チ以上になるとポリグルタルイミドの最大の欠点
である耐衝撃性が著しく改善されるとともに他の物性の
向上も認められる。

またガラス繊維量が増加し含有率が５０％に近くなると
溶融物の流れが悪くなシ５０％を越えると成形が極めて
困難になる。ガラス繊維の含有率が同一であれば繊維長
の大きい程物性の向上が良好である。

本発明の成形材料を製造する方法即ち、ポリグルタルイ
ミドとが２ス繊維の混合は任意の方法で行うことができ
る。九とえばストランドまたはロービングに電線被覆の
要領で溶融ポリグルタルイミドを被覆した後適当な長さ
に切断する方法、ガラスストランドを適当な長さに切断
、粉砕したミルドファイバーをポリグルタルイミドと混
合し溶融押出した後チップ状に切断する方法がある。

本発明で使用されるポリグルタルイミドとは、一般式 （式中、Ｒは水素原子、または炭奏数１〜２０の脂肪族
、芳香族または指環族である炭化水素基を表わす）で示
されるイミド単位２％以上を含有するものである。

上記ポリグルタルイミドを得る具体的な方法としては、
たとえば“メタクリル樹脂”と次の弐Ｒ−Ｎ′Ｈ２・・
・・・・　（ＩＩ） （式中Ｒは水素原子または炭素数１〜２ｏの脂肪族、芳
香族または脂環族である炭化水素基を表わす）で示され
る化合物（以下イミド化剤という）の１種以上を溶媒の
存在下に１００℃以上３５０℃未満の温度でかつ不活性
ガスの存在下に反応させ次いで得られた反応生成物から
揮発性物質を分離除去して式（Ｉ）で示されるイミド単
位よシなるポリグルタルイミドを得ることができる。こ
こでいう“メタクリル樹脂”とは固有粘度が０．０１〜
３．０であるメタクリル酸メチル単独重合体または、メ
タクリル酸メチル２５重量係以上と７５重量係以下の上
記メタクリル酸メチルと共重合しうる単量体との共重合
体を意味する。

共重合しうる単量体としては、メタクリル酸エステル（
メタクリル酸メチルを除く）、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸、アクリル酸、スチレンおよび置換スチレン
から選ばれる１′Ｗ１以上の単量体である。

反応において使用される溶媒は、メタクリル樹脂のイミ
ド化反応を阻害するものでなければ、また部分イミド化
反応の場合メタクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エ
ステルセグメント及び他の単量体側鎖部に変化を与えな
いものであれば使用されるものである。

その意味でメタノール、ベンゼン、トルエンなどの溶媒
がこのましい。またメタノール単独またはメタノールと
ベンゼン、トルエンの混合溶媒を使用してもよい。

本発明において式■で示されるイミド化剤としてたとえ
ば、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、フロピ
ルアミンの如き第１級アミン類、１．３−ジメチル尿素
、１，３−ジエチル尿素、１，３−ジエチル尿素の如き
加熱によシ第１級アミンを発生する化合物類及びアンモ
ニアを発生する尿素などが挙げられ、また芳香族アミン
としてはアニリン、トルイジン、トリクロロアニリンな
トカ例示され、また脂環族アミンとしてはシクロヘキシ
ルアミン、ゲルニルアミンなどが挙げられる。

耐熱性の観点よシアンモニア、メチルアミンが好ましい
。

イミド化量は前記の如く２％以上が好ましいが、十分な
耐熱性を得るには１０％以上が好ましい。

場合によっては３０係以上がよく、特にメチルアミンを
イミド化剤とした場合は５０％以上が好ましい。

本発明の成形材料の可塑曲線を高化式フローテスターで
求めると流動開始温度を越えると曲線は急に立ち、ポリ
グルタルイミド単独のものと極めて類似しており、ガラ
ス繊維による阻害現象は現われず射出成形、押出成形等
によって容易に成形することができる。

たとえば射出成形に際しシリンダー中間部温度及び先端
温度はポリグルタルイミド単独の場合と同じ２３０℃〜
２８０℃程度で十分である。″また本発明の成形材料に
着色、増量、改質等のために通常使用さｎる物質をポリ
グルタルイミドに悪影響を与えない範囲で添加してもよ
い。

以下実施例によシ本発明をさらに詳しく説明する。実施
例において使用される部及び％はすべて重量部重量％で
ある。

メタクリルイミド含有重合体の調製 〔Ａ−１〜人−４〕 ノ４ドルスパイラル攪拌機、圧力計、試料注入容器及び
ジャケット加熱器を備えた１０Ａ！容反応器内に、十分
乾燥したメタクリル酸メチル重合体（アクリイツト■商
標■三菱しイヨン■製固有粘度０．５１）１００部、ト
ルエン９０部及びメタイール１０部の混合物を投入し十
分窒素置換したのち加熱して重合体を攪拌溶解した。次
いで試料注入容器からメチルアミン２４８部（０，８モ
ル比）を溶解したメタノール溶液を添加して２３０℃に
加熱攪拌した。内圧５５　ｋｇ／ｃｍ”　？”−ジ内で
３時間反応させた０反応終了後ポリグルタルイミド溶液
を取り出し１００℃真空乾燥機で溶媒を除去して乾燥し
多孔質の重合体を得た。この得られた重合体の赤外吸収
スイクトルを測定したところ波数１７２０５１　．１６
６３ｔＭＩ　および７５０３　にメタクリルイミド特有
の吸収がみられポリグルタルイミドであることが確認さ
ｆＬ７１？１．。イミド化率１００％であシ熱変形温度
１８２℃であった。なおイミド化率ノ測定はプロ）　７
　ＮＭＲ、ＪＮＭ−ＦＸ−１００（ＪＥＯＬ）スペクト
ロメーター１００メガヘルツによる。

上記と同様にして得らＡたイミド化率を変えて熱変形温
度を変化させたポリグルタルイミドの結果を表−１に示
した。

表−１／リグルタルイミド イミド化率（＠　　熱変形温度℃ Ａ−１１００１８２℃ Ａ−２７０１５９℃ Ａ−３５０１５０℃ Ａ−４３０１３２℃ 実施例１ 上記Ａ−２のポリダルタル−イミドを、直径９μの単糸
６０００本よりなるシラン処理したロービングＫ、が２
ス繊維の含有量が３５チ（重量）になるごとく電線被覆
の要領で押出温度２６０℃で押出被覆した後６簡に切断
してペレット状にした。

この材料を射出温度２５０℃、射出圧力９５０に９／ｅ
ｒｒ？、金型温度９０℃で射出成形し１１０＋ｍＸ１１
０鱗×３瓢（厚さ）板を得た。得られた成形品の物性を
表−２に記す。

尚成形品中のガラス繊維長は成形品をジメチルホルムア
ルデヒドに溶解しがラス繊維をろ別し顕微鏡で測定した
平均値である。

比較例としてガラス繊維を含まないポリグルタルイミド
の物性値を示す。

表−２ 比較例　　　実施例Ｉ Ａ−２３５％がラス繊維含有 成形品中のがラス繊維長■　　　　−０，４外観　　　
　無色透明　　白色 引張強度（破断）障／ｃｍ”　　　　　８５０　　　　
１３００伸び　僑　　５２ 曲げ強さ　　ｋｌ／ｃｍ”　　　１４００　　　２２５
０本成形歪　ｘ　１０−３０．１　　　　０．１熱変形
源度　　Ｃ！５９　　　　１７２＊成形歪は成形品（１
１ｌ１０Ｘ１１０Ｘ３板を水平面上におき、うき上シ高
さくｈ）と平面接触点とうき上り高さまでの高さくＬ）
との比を測定した。

弄−２に示されるように本実施例の成形材料を使用した
成形品は衝撃強さが約３倍強に向上し他の物性も著しく
向上した。

実施例２ 実施例１と同一のポリグルタルイミドと？ラン処理した
直径７μ長さ０．３■のミルドファイノ９−を、ガラス
繊維の含有量が３５ｇＩになるようにＶ製プレングーに
投入し５分間混合して２６０℃で押出し後ペレット化し
て実施例１と同様にして射出成形した。

３５％ガラス橡維入 ポリグルタルイミド（Ａ−２） 成形品中のガラス繊維長　　　　　　　　０．１ｍ外観
　　　　　　白色 引張強さ　（破断）　　　　　　１１５０に９７ｃｍ’
伸び　　　　　２．５チ 曲げ強さ　　　　　　２１００ 弾　　性　　率　　　　　　　　　５８０　Ｑ　Ｏｋ１
７ｃｍ’衝撃強さ　　　　　４．５ゆ創／譚 成　　形　　歪Ｘｌ０−’　　　　　　　　　　０．１
熱変形源度　　　　　　　１７２℃ 実施例３〜５ 実施例１と同様の処方でＡ−１，Ａ−３，Ａ−４を使用
して成形品を評価した。結果は表−３に示すとおりであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリグルタルイミド５０〜９５重量％および長さ
   が０．１ｍｍ以上のガラス繊維５〜５０重量％からなる
   ガラス強化樹脂組成物。
2. （２）ポリグルタルイミドが、次の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは水素原子または炭素数１〜２０の脂肪族、
   芳香族または脂環族である炭化水素基を表わす）で示さ
   れるイミド単位を２重量％以上を含有するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項の強化樹脂組成物
   。