WO2024204240A1 - 脂肪族ポリエステル樹脂組成物および触媒マスターバッチ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an aliphatic polyester resin composition and a catalyst masterbatch.
- biodegradable polymers that decompose in the natural environment have attracted attention and are being researched around the world.
- Aliphatic polyesters such as polylactic acid, polyhydroxybutyrate, and polycaprolactone are known as biodegradable polymers.
- polylactic acid in particular is made from lactic acid or its derivatives obtained from raw materials of biological origin, making it highly biologically safe and an environmentally friendly polymer material. For this reason, its use as a general-purpose polymer is being considered, including for use in stretched films, fibers, injection molded products, etc.
- polylactic acid resin is brittle and hard, its applications are limited, and there is little experience of its use in fields such as everyday goods, home appliance parts, and automobile parts. Even when molded into injection molded products, problems arise such as a lack of mechanical strength, such as flexibility and impact resistance, and so it is not currently used. Furthermore, polylactic acid has a low crystallization rate and a slow molding cycle, making it poor in productivity, and the scope of its practical use is greatly limited.
- Patent Document 1 discloses a resin composition containing a polyolefin resin, a biodegradable resin (an aliphatic polyester-based biodegradable polymer), and an acid- or epoxy-group-containing polyolefin.
- Patent Document 1 states that the use of an acid- or epoxy-group-containing polyolefin makes it possible to provide a composition and molded article with an excellent balance of physical properties such as processability, impact resistance, and elastic modulus.
- the resin composition described in Patent Document 1 requires the provision of multiple kneading sections, making the manufacturing method complicated, and the mechanical strength of the obtained molded article not meeting the desired level.
- the present invention aims to provide a thermoplastic resin composition that gives molded products with excellent mechanical strength, especially impact resistance.
- This thermoplastic resin composition is suitable for forming molded products that require high impact resistance, such as components for vehicles, ships, electronic devices, home appliances, building materials, daily necessities, sporting goods, stationery, etc.
- the thermoplastic resin used in the present invention is a biomass plastic derived from plants, etc., and is preferably used as a resin molded product with low environmental impact.
- a resin composition comprising: a thermoplastic aliphatic polyester resin (A) having reactivity with epoxy groups; a thermoplastic resin (B) having an epoxy group; and a catalyst (C) which is at least one selected from a transesterification catalyst and an epoxy ring-opening catalyst.
- a resin composition according to [1] comprising 0.5 to 20 parts by weight of a thermoplastic resin (B) having an epoxy group, and 0.0001 to 2 parts by weight of a catalyst (C) relative to 100 parts by weight of the thermoplastic resin (A).
- thermoplastic resin (A) is a polymer of an aliphatic hydroxycarboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms.
- thermoplastic resin (B) having an epoxy group has at least one epoxy group in the polymer.
- the catalyst (C) catalyzes the reaction between the thermoplastic resin (A) and the thermoplastic resin (B) having an epoxy group;
- a catalyst masterbatch comprising: The catalyst master batch has a catalyst (C) content of 0.05 to 10% by weight based on the total weight of the thermoplastic resin (D) having no epoxy group and the catalyst (C).
- the thermoplastic resin (D) having no epoxy group is a polyethylene and ethylene copolymer, or is compatible or soluble with the thermoplastic resin (B) having an epoxy group and has a similar structure to that of (B).
- the thermoplastic resin (D) having no epoxy group is a thermoplastic aliphatic polyester resin having reactivity with an epoxy group.
- thermoplastic resin (A), the thermoplastic resin having an epoxy group (B), and the catalyst (C) are each in a particulate form.
- the impact-modified resin composition according to [1] obtained by melt-kneading a thermoplastic resin (A), a thermoplastic resin having an epoxy group (B), and a catalyst (C).
- a resin composition containing a thermoplastic aliphatic polyester resin reactive with epoxy groups, a thermoplastic resin having epoxy groups, and at least one catalyst selected from an ester exchange catalyst and an epoxy ring-opening catalyst has good masterbatch dispersibility and dramatically high impact strength.
- the resin composition is (A) a thermoplastic aliphatic polyester resin reactive with an epoxy group; (B) a thermoplastic resin having an epoxy group; and (C) a catalyst which is at least one selected from a transesterification catalyst and an epoxy ring-opening catalyst.
- the catalyst (C) may be in the form of a catalyst masterbatch (E).
- the catalyst masterbatch (E) is (D) a thermoplastic resin having no epoxy groups; and (C) a catalyst which is at least one selected from a transesterification catalyst and an epoxy ring-opening catalyst.
- Aliphatic polyesters are thermoplastic resins derived from biomass or that have biodegradability. Furthermore, “biodegradable” means that they can be decomposed by microorganisms and enzymes in the natural environment. It is believed that the biodegradability of a resin depends on the chemical structure of the resin.
- At least one factor in the biodegradability of a resin is the change in groups in the chemical structure of the resin, such as ester bonds, carbamoyl bonds, carbamic acid esters, halogen substituents, ether bonds, vinyl groups, phenyl groups, branched alkanes, etc., which undergo hydrolysis, reduction reactions, and vinyl groups, phenyl groups, branched alkanes, etc., which undergo oxidation reactions.
- Thermoplastic resin (A) is an aliphatic polyester resin.
- Thermoplastic resin (A) is an aliphatic polyester resin.
- the aliphatic polyester resin there are no particular limitations on the aliphatic polyester resin, and examples include polymers whose main components are aliphatic hydroxycarboxylic acids, and polymers whose main components are aliphatic polycarboxylic acids and aliphatic polyhydric alcohols.
- the aliphatic hydroxycarboxylic acid may have 2 to 10, 3 to 8 or 3 to 6 carbon atoms and may have 1 to 3, particularly 1, hydroxy group.
- the aliphatic polycarboxylic acid and the aliphatic polyhydric alcohol may have 2 to 10, 3 to 8, or 4 to 6 carbon atoms
- the aliphatic polycarboxylic acid may have 2 to 6 or 2 to 4, and particularly 2 carboxyl groups
- the aliphatic polyhydric alcohol may have 2 to 10, 3 to 8, or 4 to 6 carbon atoms
- the aliphatic polyhydric alcohol may have 2 to 6 or 2 to 4, and particularly 2 hydroxyl groups.
- aliphatic polyester resins include polyglycolic acid, polylactic acid, polylactic acid/polyether copolymer, butanediol/long-chain dicarboxylic acid copolymer, polybutylene succinate adipate, poly 3-hydroxybutyric acid, poly 4-hydroxybutyric acid, poly 4-hydroxyvaleric acid, poly 3-hydroxyhexanoic acid or polycaprolactone, polyethylene adipate, polyethylene succinate, polybutylene adipate or polybutylene succinate.
- These aliphatic polyesters can be used alone or in combination of two or more.
- polymers whose main constituent is hydroxycarboxylic acid are preferred, and polylactic acid resins are particularly preferred.
- thermoplastic resin (A) may be used alone or in combination of at least two kinds.
- the amount of the thermoplastic resin (A) in the resin composition is 100 parts by weight.
- the amount of thermoplastic resin (A) may be 60% by weight or more, 65% by weight or more, 70% by weight or more, 75% by weight or more, 80% by weight or more, 85% by weight or more, 90% by weight or more, or 95% by weight or more, and 99% by weight or less, 98% by weight or less, 97% by weight or less, 95% by weight or less, 92% by weight or less, 90% by weight or less, 88% by weight or less, or 85% by weight or less, based on the resin composition.
- thermoplastic resin having epoxy group Thermoplastic resin having epoxy group> The epoxy groups in the thermoplastic resin (B) having epoxy groups react with sites in the thermoplastic resin (A) that react with epoxy groups.
- the thermoplastic resin (B) having an epoxy group is a copolymer (e.g., a graft polymer) having a monomer unit derived from a monomer having an epoxy group and a monomer unit derived from ethylene.
- the monomer having an epoxy group include ⁇ , ⁇ -unsaturated glycidyl esters such as glycidyl methacrylate and glycidyl acrylate, and ⁇ , ⁇ -unsaturated glycidyl ethers such as allyl glycidyl ether and 2-methylallyl glycidyl ether, with glycidyl methacrylate being preferred.
- Polymers modified with a modifier e.g., an acrylic modifier
- the thermoplastic resin (B) having an epoxy group may have monomer units derived from a monomer having an epoxy group and monomer units derived from ethylene, as well as monomer units derived from other monomers.
- examples of other monomers include unsaturated carboxylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, and butyl acrylate, and unsaturated vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate.
- the thermoplastic resin (B) having an epoxy group may have a rubber component in addition to the monomer units derived from a monomer having an epoxy group and the monomer units derived from ethylene.
- the type of rubber component is not particularly limited, and may be any rubber component that is composed of a polymer component having rubber elasticity. Examples of polymer components having rubber elasticity include rubbers composed of polymerized acrylic components, silicone components, styrene components, nitrile components, conjugated diene components, urethane components, or ethylene propylene components.
- rubbers composed of polymerized acrylic components such as ethyl acrylate units and butyl acrylate units, silicone components such as dimethylsiloxane units and phenylmethylsiloxane units, styrene components such as styrene units and ⁇ -methylstyrene units, nitrile components such as acrylonitrile units and methacrylonitrile units, or conjugated diene components such as butadiene units and isoprene units.
- polymerized acrylic components such as ethyl acrylate units and butyl acrylate units
- silicone components such as dimethylsiloxane units and phenylmethylsiloxane units
- styrene components such as styrene units and ⁇ -methylstyrene units
- nitrile components such as acrylonitrile units and methacrylonitrile units
- conjugated diene components such as butadiene units and isoprene units.
- Rubbers made by combining and copolymerizing two or more of these components may also be used, and examples of such rubbers include rubbers made by copolymerizing an acrylic component such as ethyl acrylate units or butyl acrylate units with a silicone component such as dimethylsiloxane units or phenylmethylsiloxane units, rubbers made by copolymerizing an acrylic component such as ethyl acrylate units or butyl acrylate units with a styrene component such as styrene units or ⁇ -methylstyrene units, rubbers made by copolymerizing an acrylic component such as ethyl acrylate units or butyl acrylate units with a conjugated diene component such as butadiene units or isoprene units, and rubbers made by copolymerizing an acrylic component such as ethyl acrylate units or butyl acrylate units with a silicone component such as dimethylsiloxane units or
- the thermoplastic resin (B) having an epoxy group may be a single type or a combination of at least two types.
- the content of monomer units derived from a monomer having an epoxy group is preferably 0.01 to 30% by weight, and more preferably 0.1 to 20% by weight. However, the content of all monomer units in the ethylene polymer having an epoxy group is taken as 100% by weight.
- the amount of thermoplastic resin (B) having epoxy groups may be 0.3% by weight or more, 0.5% by weight or more, 1% by weight or more, 2% by weight or more, 3% by weight or more, 5% by weight or more, 8% by weight or more, or 10% by weight or more, and may be 30% by weight or less, 20% by weight or less, 15% by weight or less, 10% by weight or less, 5% by weight or less, 3% by weight or less, 2% by weight or less, or 1% by weight or less, based on the resin composition.
- the catalyst (C) is at least one selected from an ester exchange catalyst and an epoxy ring-opening catalyst.
- the catalyst (C) may be either an ester exchange catalyst or an epoxy ring-opening catalyst, or the catalyst (C) may be both an ester exchange catalyst and an epoxy ring-opening catalyst.
- the catalyst (C) promotes the reaction of the polyester with the epoxy.
- Examples of the catalyst (C) include alkali metal (e.g., sodium, potassium) compounds, alkaline earth metal (e.g., magnesium, calcium, barium) compounds, titanium compounds, antimony compounds, germanium compounds, manganese compounds, tin compounds, aluminum compounds, bismuth compounds, gallium compounds, indium compounds, zinc compounds, nitrogen-containing compounds (e.g., imidazole), basic phosphorus compounds, phosphorous compounds, basic ammonium compounds, and amine compounds.
- alkali metal e.g., sodium, potassium
- alkaline earth metal e.g., magnesium, calcium, barium
- the catalyst (C) may be an organic or inorganic compound.
- the catalyst (C) is preferably a metal compound.
- the metal compound may be, for example, an alkoxide, an organic acid salt (e.g., an acetate, etc.), an inorganic acid salt (e.g., a borate, etc.), a metal oxide, or a hydrate thereof.
- the metal compound may be a titanium compound (e.g., tetra-n-propyl titanate, etc.), an antimony compound (e.g., antimony trioxide, antimony acetate), a germanium compound (e.g., germanium dioxide, etc.), a tin compound (e.g., tin dioxide), or the like. Particularly preferred are antimony trioxide, antimony acetate and germanium dioxide.
- the catalyst (C) may be an organic compound, and the organic compound may be a nitrogen-containing compound (e.g., imidazole), an amine compound, or the like.
- the amine compound is not particularly limited, but may be an aliphatic amine, an aromatic amine, an amino alcohol, an amino acid, or a combination of two or more of these.
- the catalyst (C) may be a single catalyst or a combination of at least two catalysts.
- the amount of the catalyst (C) in the catalyst master batch (E) may be 0.01 to 10 parts by weight, 0.1 to 8 parts by weight, or 0.2 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin (D) having no epoxy group.
- the amount of catalyst (C) may be 0.01 to 50% by weight, 0.1 to 30% by weight, 0.2 to 10% by weight, or 0.5 to 5% by weight based on the total weight of the thermoplastic resin (D) not having an epoxy group and the catalyst (C).
- thermoplastic resin (D) having no epoxy group may or may not have a site reactive with an epoxy group. In general, the thermoplastic resin (D) having no epoxy group does not have a site reactive with an epoxy group.
- Thermoplastic resins (D) that do not have epoxy groups include copolymers that have repeating units derived from ethylene and units derived from vinyl acetate or methacrylic acid esters, etc.
- monomers other than olefins include unsaturated carboxylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, and butyl acrylate, and unsaturated vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate.
- Thermoplastic resin (D) that does not have an epoxy group may contain units derived from vinyl acetate or methacrylic acid esters, etc.
- the amount of units derived from vinyl acetate or methacrylic acid esters, etc. is 0.01% by weight to 50% by weight, and preferably 0.1% by weight to 30% by weight, relative to the thermoplastic resin (D) that does not have an epoxy group.
- thermoplastic resin (D) that does not have epoxy groups is preferably compatible or soluble with the thermoplastic resin (B) that has epoxy groups. Furthermore, the thermoplastic resin (D) that does not have epoxy groups is preferably similar in structure to the thermoplastic resin (B) that has epoxy groups. "Similar structure” means a resin that has the same monomer unit. For example, the thermoplastic resin (D) that does not have epoxy groups and the thermoplastic resin (B) that has epoxy groups correspond to a homopolymer, copolymer, blend, or graft product that has the same monomer unit.
- thermoplastic resin (D) that does not have an epoxy group
- the aliphatic polyesters mentioned for the thermoplastic resin (A) can also be used.
- thermoplastic resin (D) having no epoxy group may be used alone or in combination of at least two kinds.
- the amount of the thermoplastic resin (D) having no epoxy group is 100 parts by weight in the transesterification catalyst and epoxy ring-opening catalyst master batch (E).
- the catalyst masterbatch (E) is (D) a thermoplastic resin having no epoxy group, and (C) a catalyst which is at least one selected from a transesterification catalyst and an epoxy ring-opening catalyst.
- the present invention relates to a method for producing a semiconductor device comprising the steps of:
- the catalyst masterbatch (E) may be a single one or a combination of at least two kinds.
- the amount of the catalyst master batch (E) in the resin composition may be 0.01 to 20 parts by weight, 0.1 to 15 parts by weight, or 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the biodegradable thermoplastic resin (A) having epoxy group reactivity.
- the amount of the catalyst master batch (E) may be 0.01 wt% or more, 0.05 wt% or more, 0.1 wt% or more, 0.5 wt% or more, 1 wt% or more, 2 wt% or more, 3 wt% or more, or 5 wt% or more, and may be 30 wt% or less, 20 wt% or less, 15 wt% or less, 10 wt% or less, 5 wt% or less, 3 wt% or less, 2 wt% or less, or 1 wt% or less, based on the resin composition.
- the resin composition and the masterbatch may contain other components.
- Other components for example, additives, include neutralizing agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants, antistatic agents, antiblocking agents, processing aids, colorants (inorganic pigments, organic pigments, pigment dispersants, etc.), foaming agents, nucleating agents, plasticizers, flame retardants, brightness enhancers, antibacterial agents, light diffusing agents, etc. These additives may be used alone or in combination of two or more. The additives may be present in an amount of up to 50% by weight, 0.1 to 30% by weight, or 1 to 20% by weight based on the resin composition or masterbatch.
- the master batch can be produced by melt-mixing a thermoplastic resin (A) having reactivity with an epoxy group or a thermoplastic resin (D) having no epoxy group with a catalyst (C).
- thermoplastic resin (D) that does not have epoxy groups, catalyst (C), and other components as necessary are mixed in a specified mixing ratio in various forms such as bulk, pellets, chips, etc., and then premixed as necessary, and then fed into a melt kneader and heated to or above the melting point of thermoplastic resin (D) that does not have epoxy groups for melt kneading.
- the mixture is then extruded into a strand shape and cut into granules (pellets or chips) to obtain the masterbatch.
- the size (maximum length) may generally be 0.1 to 100 mm or 0.5 to 50 mm.
- Premixing may be dry blending using a premixer such as a ribbon blender, Henschel mixer, or V blender.
- Melt kneading may be performed using a melt kneader equipped with a heating mechanism such as a Banbury mixer, mixing roll, single-screw or twin-screw extruder, or kneader.
- the melt kneader may be equipped with a filter having an aperture of 1 mm or less, for example, 0.01 to 0.5 mm, particularly 0.05 to 0.3 mm.
- the resin composition can be produced by premixing, if necessary, the catalyst (C), the thermoplastic resin (A) having a site reactive with an epoxy group, and the thermoplastic resin (B) having an epoxy group, and then melt-kneading the mixture.
- the temperature of the melt-kneading is equal to or higher than the melting points of the thermoplastic resins (D) having no epoxy groups, the thermoplastic resin (A) having a site reactive with an epoxy group, and the thermoplastic resin (B) having an epoxy group (a temperature higher than the maximum temperature among the melting points of these resins) so that these resins are melted.
- a premixer and a melt-kneader similar to those used in the method for producing a masterbatch may be used.
- test methods raw materials, and manufacturing methods used below are as follows:
- E-1 Masterbatch containing 2.0% by weight of antimony trioxide
- E-2 Masterbatch containing 5.0% by weight of antimony trioxide
- E-3 Masterbatch containing 5.0% by weight of germanium dioxide
- E-4 Masterbatch containing 5.0% by weight of antimony acetate
- the test pieces for evaluating physical properties were prepared under the following injection molding conditions.
- the pellets of the resin composition obtained above were injection molded using an injection molding machine IS80EPN-2A manufactured by Shibaura Machine Co., Ltd. at a molding temperature of 190 to 200 ° C., a mold cooling temperature of 35 ° C., an injection time of 15 seconds, and a cooling time of 60 seconds.
- the obtained injection molded body was aged at 120 ° C. for 4 hours or more in a hot air circulation thermostatic machine to prepare a molded body. Thereafter, the prepared molded body was notched to adjust the width to 10 mm, the thickness to 4 mm, and the notch height to 8 mm.
- the prepared test pieces were evaluated in accordance with ISO179 using an IT-type impact tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
- DSCvesta Smartloader manufactured by Rigaku Corporation
- the pellets of the resin composition were injection molded using an injection molding machine EC75SX3-1.5A manufactured by Shibaura Machine Co., Ltd. at a molding temperature of 190 to 200°C, a mold cooling temperature of 110°C, and an injection time of 15 seconds.
- the cooling time at which the molded article could be easily removed from the mold and at which no distortion or bending occurred in the shape of the molded article was compared.
- Example 1 (Masterbatch manufacturing example) A twin-screw kneading extruder was used to supply 70% by weight of a thermoplastic resin (D-1) having no epoxy groups and 30% by weight of a catalyst (C-1), and melt-kneaded to produce a masterbatch. The produced masterbatch was then diluted with the thermoplastic resin (D-1) having no epoxy groups to obtain a masterbatch (E-1) containing 2.0% by weight of antimony trioxide. (Resin composition production example) Using a twin-screw kneading extruder, the raw materials were supplied in the mixing ratio shown in Table 1, and melt-kneaded. The cylinder temperature was set to 50 to 190°C, the extrusion rate was 30 kg/h, and the screw rotation speed was 400 rpm to prepare a resin composition.
- Example 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 Masterbatches (E-2 to E-4) and resin compositions were produced in the same manner as in Example 1, except that the type and amount of the catalyst were changed as shown in Table 1 or Table 2.
- the resin composition was subjected to a Charpy impact test, intrinsic viscosity measurement, crystallization temperature measurement, and cooling time measurement during molding.
- thermoplastic aliphatic polyester resin composition of the present invention is suitable for forming molded products that require high impact resistance, such as components for vehicles, ships, electronic devices, home appliances, building materials, daily necessities, sporting goods, stationery, etc.
- polylactic acid is one of the representative thermoplastic aliphatic polyester resins, and can be used as a resin molded product with low environmental impact from the viewpoint of carbon neutrality.
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Abstract
自動車および携帯電話等の最終製品に軽量性および高い強度を与え、かつ生分解性を有する樹脂材料を提供する。 脂肪族ポリエステルおよびエポキシ基との反応性を有する熱可塑性樹脂(A)、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)、およびエステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒(C)を含む樹脂組成物、ならびにエポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)、およびエステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒(C)を含む触媒マスターバッチが提供される。
Description
本発明は、脂肪族ポリエステル樹脂組成物および触媒マスターバッチに関するものである。
近年、地球環境保護の目的から、自然環境下で分解される生分解性ポリマーが注目され、世界中で研究されている。生分解性ポリマーとして、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステルが知られている。その中でも特にポリ乳酸は、生体由来の原料から得られる乳酸あるいはその誘導体を原料とするため生体安全性が高く、環境にやさしい高分子材料である。そのため汎用ポリマーとしての利用が検討され、延伸フィルム、繊維、射出成形品等としての利用が検討されている。
しかしながら、ポリ乳酸樹脂は、脆く、硬いことから、その用途は限定されており、日用雑貨品、家電部品、自動車部品等の分野における使用実績はほとんどない。また、射出成形体等に成形した場合も、可撓性や耐衝撃性のような機械的強度が不足する等の問題が生じたりするため、使用されていないのが現状である。また、ポリ乳酸には結晶化速度が低く、成形サイクルが遅いことから生産性にも劣っており、実用化の範囲は大幅に限定されている。
特許文献1には、ポリオレフィン樹脂、生分解性樹脂(脂肪族ポリエステル系生分解性ポリマー)、及び酸又はエポキシ基含有ポリオレフィンを含有する樹脂組成物が開示されている。この特許文献1には、酸又はエポキシ基含有ポリオレフィンを使用することで、加工性や耐衝撃性、弾性率等の物性バランスに優れた組成物及び成形体を提供することが可能となる、と記載されている。しかしながら、特許文献1に記載の樹脂組成物は、混練部を多段設ける必要があり、製法が複雑かつ、得られた成形体の機械的強度が所望の水準に満たない。
本発明は、機械的強度、特に耐衝撃性に優れた成形品を与える熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。この熱可塑性樹脂組成物は、車両、船舶、電子機器、家電製品、建材等の部材や、日用雑貨、スポーツ用品、文具等の、高い耐衝撃特性が要求される成形品の形成に好適である。また、本発明で用いる熱可塑性樹脂は植物由来等のバイオマスプラであり、環境負荷の低い樹脂成型品として好ましく用いられる。
本発明は、以下の発明を含む。
[1]
エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂(A)、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)、およびエステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒(C)を含む樹脂組成物。
[2]
熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B) 0.5~20重量部、および触媒(C) 0.0001~2重量部を含む[1]に記載の樹脂組成物。
[3]
熱可塑性樹脂(A)が炭素数2~10の脂肪族ヒドロキシカルボン酸の重合体である[1]に記載の樹脂組成物。
[4]
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)が、重合体中に少なくとも1個のエポキシ基を有する[1]に記載の樹脂組成物。
[5]
触媒(C)が、熱可塑性樹脂(A)とエポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)との反応を触媒し、
触媒(C)が、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、チタン化合物、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、マンガン化合物、スズ化合物、アルミニウム化合物、ビスマス化合物、ガリウム化合物、インジウム化合物、亜鉛化合物、含窒素化合物、塩基性リン化合物、亜リン酸化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の触媒である[1]に記載の樹脂組成物。
[6]
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)、および
エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒(C)
を含む触媒マスターバッチであって、
触媒(C)の量が、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)の合計に対して0.05~10重量%である触媒マスターバッチ。
[7]
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)が、ポリエチレンおよびエチレン系共重合体であるか、あるいはエポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と相容性もしくは相溶性があり、(B)との類似の構造を有する[6]に記載の触媒マスターバッチ。
[8]
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)が、エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂である[6]に記載の触媒マスターバッチ。
[9]
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)を混合することを含む[6]に記載の触媒マスターバッチの製造方法。
[10]
熱可塑性樹脂(A)、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)および触媒(C)のそれぞれが粒子形状である[1]に記載の樹脂組成物。
[11]
熱可塑性樹脂(A)と、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と、触媒(C)とを溶融混練することで得られた、衝撃改質された[1]に記載の樹脂組成物。
[1]
エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂(A)、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)、およびエステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒(C)を含む樹脂組成物。
[2]
熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B) 0.5~20重量部、および触媒(C) 0.0001~2重量部を含む[1]に記載の樹脂組成物。
[3]
熱可塑性樹脂(A)が炭素数2~10の脂肪族ヒドロキシカルボン酸の重合体である[1]に記載の樹脂組成物。
[4]
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)が、重合体中に少なくとも1個のエポキシ基を有する[1]に記載の樹脂組成物。
[5]
触媒(C)が、熱可塑性樹脂(A)とエポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)との反応を触媒し、
触媒(C)が、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、チタン化合物、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、マンガン化合物、スズ化合物、アルミニウム化合物、ビスマス化合物、ガリウム化合物、インジウム化合物、亜鉛化合物、含窒素化合物、塩基性リン化合物、亜リン酸化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の触媒である[1]に記載の樹脂組成物。
[6]
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)、および
エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒(C)
を含む触媒マスターバッチであって、
触媒(C)の量が、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)の合計に対して0.05~10重量%である触媒マスターバッチ。
[7]
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)が、ポリエチレンおよびエチレン系共重合体であるか、あるいはエポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と相容性もしくは相溶性があり、(B)との類似の構造を有する[6]に記載の触媒マスターバッチ。
[8]
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)が、エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂である[6]に記載の触媒マスターバッチ。
[9]
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)を混合することを含む[6]に記載の触媒マスターバッチの製造方法。
[10]
熱可塑性樹脂(A)、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)および触媒(C)のそれぞれが粒子形状である[1]に記載の樹脂組成物。
[11]
熱可塑性樹脂(A)と、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と、触媒(C)とを溶融混練することで得られた、衝撃改質された[1]に記載の樹脂組成物。
エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂と、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂と、エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒とを含む樹脂組成物は、マスターバッチの分散性がよく、飛躍的に衝撃強度が高い。
樹脂組成物は、
(A)エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂、
(B)エポキシ基を有する熱可塑性樹脂、および
(C)エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒
を含んでなる。
触媒(C)は、触媒マスターバッチ(E)の形態であってよい。
(A)エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂、
(B)エポキシ基を有する熱可塑性樹脂、および
(C)エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒
を含んでなる。
触媒(C)は、触媒マスターバッチ(E)の形態であってよい。
触媒マスターバッチ(E)は、
(D)エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂、および
(C)エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒
を含んでなる。
(D)エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂、および
(C)エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒
を含んでなる。
<(A)脂肪族ポリエステルおよびエポキシ基との反応性を有する熱可塑性樹脂>
脂肪族ポリエステルはバイオマス由来あるいは生分解性を有した熱可塑性樹脂である。さらに「生分解性」とは、自然環境の中で微生物および酵素等によって分解可能であることを意味する。樹脂の生分解性の有無は、樹脂の化学構造に依存していると考えられる。例えば、樹脂の生分解性は、樹脂の化学構造中の、加水分解を受けるエステル結合、カルバモイル結合、カルバミン酸エステル、還元反応を受けるハロゲン置換基、エーテル結合、酸化反応を受けるビニル基、フェニル基、分岐アルカン等の基が、変化することが少なくとも1つの要因であると考えられる。
脂肪族ポリエステルはバイオマス由来あるいは生分解性を有した熱可塑性樹脂である。さらに「生分解性」とは、自然環境の中で微生物および酵素等によって分解可能であることを意味する。樹脂の生分解性の有無は、樹脂の化学構造に依存していると考えられる。例えば、樹脂の生分解性は、樹脂の化学構造中の、加水分解を受けるエステル結合、カルバモイル結合、カルバミン酸エステル、還元反応を受けるハロゲン置換基、エーテル結合、酸化反応を受けるビニル基、フェニル基、分岐アルカン等の基が、変化することが少なくとも1つの要因であると考えられる。
熱可塑性樹脂(A)とは脂肪族ポリエステル樹脂であり、脂肪族ポリエステル樹脂は特に限定されるものではなく、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体、脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールを主たる構成成分とする重合体等が挙げられる。
脂肪族ヒドロキシカルボン酸の炭素数は、2~10、3~8または3~6であってよく、ヒドロキシ基の数は、1~3、特に1であってよい。
脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールにおいて、脂肪族多価カルボン酸の炭素数は、2~10、3~8または4~6であってよく、脂肪族多価カルボン酸のカルボキシル基の数は、2~6または2~4、特に2であってよく、脂肪族多価アルコールの炭素数は、2~10、3~8または4~6であってよく、脂肪族多価アルコールのヒドロキシル基の数は、2~6または2~4、特に2であってよい。
脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールにおいて、脂肪族多価カルボン酸の炭素数は、2~10、3~8または4~6であってよく、脂肪族多価カルボン酸のカルボキシル基の数は、2~6または2~4、特に2であってよく、脂肪族多価アルコールの炭素数は、2~10、3~8または4~6であってよく、脂肪族多価アルコールのヒドロキシル基の数は、2~6または2~4、特に2であってよい。
脂肪族ポリエステル樹脂は、具体的には、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ乳酸/ポリエーテル共重合体、ブタンジオール/長鎖ジカルボン酸共重合体、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリ3-ヒドロキシ酪酸、ポリ4-ヒドロキシ酪酸、ポリ4-ヒドロキシ吉草酸、ポリ3-ヒドロキシヘキサン酸またはポリカプロラクトン、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペートまたはポリブチレンサクシネート等が挙げられる。これらの脂肪族ポリエステルは、単独ないし2種以上を用いることができる。これらの脂肪族ポリエステルの中でも、ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体が好ましく、特にポリ乳酸樹脂が好ましく使用される。
熱可塑性樹脂(A)は、単独または少なくとも2種の組み合わせであってよい。
熱可塑性樹脂(A)の量は、樹脂組成物において、100重量部である。
熱可塑性樹脂(A)の量は、樹脂組成物において、100重量部である。
あるいは、熱可塑性樹脂(A)の量は、樹脂組成物に対して、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上、または95重量%以上であってよく、99重量%以下、98重量%以下、97重量%以下、95重量%以下、92重量%以下、90重量%以下、88重量%以下、または85重量%以下であってよい。
<(B)エポキシ基を有する熱可塑性樹脂>
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)におけるエポキシ基が、熱可塑性樹脂(A)におけるエポキシ基と反応する部位と反応する。
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)におけるエポキシ基が、熱可塑性樹脂(A)におけるエポキシ基と反応する部位と反応する。
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)は、エポキシ基を有する単量体に由来する単量体単位とエチレンに由来する単量体単位を有する共重合体(例えば、グラフト重合体)である。エポキシ基を有する単量体としては、例えば、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート等のα,β-不飽和グリシジルエステル、アリルグリシジルエーテル、2-メチルアリルグリシジルエーテル等のα,β-不飽和グリシジルエーテルを挙げることができ、好ましくはグリシジルメタアクリレートである。改質剤(例えば、アクリル変性剤)で改質した重合体も挙げられる。
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)は、エポキシ基を有する単量体に由来する単量体単位と、エチレンに由来する単量体単位に加えて、他の単量体に由来する単量体単位を有していてもよく、他の単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル等の不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の不飽和ビニルエステル等があげられる。
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)は、エポキシ基を有する単量体に由来する単量体単位と、エチレンに由来する単量体単位に加えて、ゴム成分を有していてもよい。ゴム成分の種類は、特に限定されるものではなく、ゴム弾性を有する重合体成分から構成されるものであればよい。ゴム弾性を有する重合体成分として、アクリル成分、シリコーン成分、スチレン成分、ニトリル成分、共役ジエン成分、ウレタン成分またはエチレンプロピレン成分等を重合させたものから構成されるゴムが挙げられる。例えば、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位等のアクリル成分、ジメチルシロキサン単位やフェニルメチルシロキサン単位等のシリコーン成分、スチレン単位やα-メチルスチレン単位等のスチレン成分、アクリロニトリル単位やメタクリロニトリル単位等のニトリル成分またはブタンジエン単位やイソプレン単位等の共役ジエン成分を重合させたものから構成されるゴムである。また、これらの成分を2種以上組み合わせて共重合させたものから構成されるゴムでもよく、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位等のアクリル成分およびジメチルシロキサン単位やフェニルメチルシロキサン単位等のシリコーン成分を共重合した成分から構成されるゴム、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位等のアクリル成分およびスチレン単位やα-メチルスチレン単位等のスチレン成分を共重合した成分から構成されるゴム、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位等のアクリル成分およびブタンジエン単位やイソプレン単位等の共役ジエン成分を共重合した成分から構成されるゴム、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位等のアクリル成分およびジメチルシロキサン単位やフェニルメチルシロキサン単位等のシリコーン成分およびスチレン単位やα-メチルスチレン単位等のスチレン成分を共重合した成分から構成されるゴム等が挙げられる。さらに、これらの成分の他に、ジビニルベンゼン単位、アリルアクリレート単位またはブチレングリコールジアクリレート単位等の架橋性成分を共重合し架橋させたゴムを用いることができる。
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)は、単独または少なくとも2種の組み合わせであってよい。エポキシ基を有する単量体に由来する単量体単位の含有量は、0.01~30重量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~20重量%である。ただし、エポキシ基を有するエチレン系重合体中の全単量体単位の含有量を100重量%とする。
あるいは、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)の量は、樹脂組成物に対して、0.3重量%以上、0.5重量%以上、1重量%以上、2重量%以上、3重量%以上、5重量%以上、8重量%以上、または10重量%以上であってよく、30重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、5重量%以下、3重量%以下、2重量%以下、または1重量%以下であってよい。
<(C)触媒>
触媒(C)は、エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである。触媒(C)は、エステル交換触媒またはエポキシ開環触媒の一方であってよく、あるいは触媒(C)は、エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒の両方であってよい。触媒(C)は、ポリエステルとエポキシとの反応を促進する。
触媒(C)の例は、アルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム)化合物、アルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム、バリウム)化合物、チタン化合物、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、マンガン化合物、スズ化合物、アルミニウム化合物、ビスマス化合物、ガリウム化合物、インジウム化合物、亜鉛化合物、含窒素化合物(例えば、イミダゾール)、塩基性リン化合物、亜リン酸化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン化合物である。
触媒(C)は、エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである。触媒(C)は、エステル交換触媒またはエポキシ開環触媒の一方であってよく、あるいは触媒(C)は、エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒の両方であってよい。触媒(C)は、ポリエステルとエポキシとの反応を促進する。
触媒(C)の例は、アルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム)化合物、アルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム、バリウム)化合物、チタン化合物、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、マンガン化合物、スズ化合物、アルミニウム化合物、ビスマス化合物、ガリウム化合物、インジウム化合物、亜鉛化合物、含窒素化合物(例えば、イミダゾール)、塩基性リン化合物、亜リン酸化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン化合物である。
触媒(C)は、有機化合物または無機化合物であってよい。
触媒(C)は金属化合物であることが好ましい。金属化合物は、例えば、アルコキシド、有機酸塩(例えば、酢酸塩等)、無機酸塩(例えば、ホウ酸塩等)、金属酸化物等であってもよく、これらの水和物であってもよい。金属化合物は、チタン化合物(例えば、テトラ-n-プロピルチタネート等)、アンチモン化合物(例えば、三酸化アンチモン、酢酸アンチモン)、ゲルマニウム化合物(例えば、二酸化ゲルマニウム等)、スズ化合物(例えば、二酸化スズ)等である。
三酸化アンチモン、酢酸アンチモンおよび二酸化ゲルマニウムが特に好ましい。
三酸化アンチモン、酢酸アンチモンおよび二酸化ゲルマニウムが特に好ましい。
触媒(C)は有機化合物であってもよく、有機化合物は含窒素化合物(例えば、イミダゾール)、アミン化合物等である。アミン化合物としては、特に限定されないが、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、アミノ酸、又はこれらのうちの2種以上の組み合わせを使用することができる。
触媒(C)は、単独または少なくとも2種の組み合わせであってよい。
触媒(C)の量は、触媒マスターバッチ(E)において、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)100重量部に対して、0.01~10重量部、0.1~8重量部、または0.2~5重量部であってよい。
あるいは、触媒(C)の量は、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)の合計に対して0.01~50重量%、0.1~30重量%、0.2~10重量%、または0.5~5重量%であってよい。
触媒(C)の量は、触媒マスターバッチ(E)において、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)100重量部に対して、0.01~10重量部、0.1~8重量部、または0.2~5重量部であってよい。
あるいは、触媒(C)の量は、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)の合計に対して0.01~50重量%、0.1~30重量%、0.2~10重量%、または0.5~5重量%であってよい。
触媒(C)は、単独または少なくとも2種の組み合わせであってよい。
(C)の量は、樹脂組成物に対して、1~100000ppm、2~50000ppm、5~10000ppm、10~5000ppm、または50~1000ppmであってよい。
(C)の量は、樹脂組成物に対して、1~100000ppm、2~50000ppm、5~10000ppm、10~5000ppm、または50~1000ppmであってよい。
<(D)エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂>
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)は、エポキシ基と反応する部位を有していてもよいし、あるいは有していなくてもよい。一般に、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)は、エポキシ基と反応する部位を有しない。
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)は、エポキシ基と反応する部位を有していてもよいし、あるいは有していなくてもよい。一般に、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)は、エポキシ基と反応する部位を有しない。
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)は、エチレンに由来する繰り返し単位と、酢酸ビニルあるいはメタクリル酸エステル等に由来する単位を有する共重合体があげられる。
オレフィンの共重合体において、オレフィン以外の単量体は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル等の不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の不飽和ビニルエステル等があげられる。
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)において、酢酸ビニルあるいはメタクリル酸エステル等に由来する単位を有していてもよい。酢酸ビニルあるいはメタクリル酸エステル等に由来する単位の量は、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)に対して、0.01重量%~50重量%であり、好ましくは0.1重量%~30重量%である。
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)は、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と相容性を有するか、または相溶性を有することが好ましい。さらに、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)は、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と類似の構造を有することが好ましい。「類似の構造」とは、同じ単量体単位を有する樹脂を意味する。例えば、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)およびエポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)が、同じ単量体単位を有する単独重合体、共重合体、ブレンド物、またはグラフト物に該当している。
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)として、熱可塑性樹脂(A)について述べた脂肪族ポリエステル等も用いることができる。
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)は、単独または少なくとも2種の組み合わせであってよい。
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)の量は、エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒マスターバッチ(E)において、100重量部である。
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)の量は、エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒マスターバッチ(E)において、100重量部である。
<(E)触媒マスターバッチ>
触媒マスターバッチ(E)は、
(D)エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂、および
(C)エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒
を含んでなる。
触媒マスターバッチ(E)は、
(D)エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂、および
(C)エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒
を含んでなる。
触媒マスターバッチ(E)は、単独または少なくとも2種の組み合わせであってよい。
触媒マスターバッチ(E)の量は、樹脂組成物において、生分解性およびエポキシ基反応性を有する熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、0.01~20重量部、0.1~15重量部、または1~10重量部であってよい。
あるいは、触媒マスターバッチ(E)の量は、樹脂組成物に対して、0.01重量%以上、0.05重量%以上、0.1重量%以上、0.5重量%以上、1重量%以上、2重量%以上、3重量%以上、または5重量%以上であってよく、30重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、5重量%以下、3重量%以下、2重量%以下、または1重量%以下であってよい。
触媒マスターバッチ(E)の量は、樹脂組成物において、生分解性およびエポキシ基反応性を有する熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、0.01~20重量部、0.1~15重量部、または1~10重量部であってよい。
あるいは、触媒マスターバッチ(E)の量は、樹脂組成物に対して、0.01重量%以上、0.05重量%以上、0.1重量%以上、0.5重量%以上、1重量%以上、2重量%以上、3重量%以上、または5重量%以上であってよく、30重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、5重量%以下、3重量%以下、2重量%以下、または1重量%以下であってよい。
<他の成分>
樹脂組成物およびマスターバッチにおいて、他の成分を含んでもよい。
他の成分、例えば、添加剤は、中和剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、加工助剤、着色剤(無機顔料、有機顔料、顔料分散剤等)、発泡剤、核剤、可塑剤、難燃剤、高輝度化剤、抗菌剤、光拡散剤等があげられる。これらの添加剤は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
添加剤は、樹脂組成物またはマスターバッチに対して、50重量%以下、0.1~30重量%、または1~20重量%であってよい。
樹脂組成物およびマスターバッチにおいて、他の成分を含んでもよい。
他の成分、例えば、添加剤は、中和剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、加工助剤、着色剤(無機顔料、有機顔料、顔料分散剤等)、発泡剤、核剤、可塑剤、難燃剤、高輝度化剤、抗菌剤、光拡散剤等があげられる。これらの添加剤は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
添加剤は、樹脂組成物またはマスターバッチに対して、50重量%以下、0.1~30重量%、または1~20重量%であってよい。
<マスターバッチの製造方法>
マスターバッチは、エポキシ基との反応性を有する熱可塑性樹脂(A)あるいはエポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)を溶融混合することによって製造できる。
マスターバッチは、エポキシ基との反応性を有する熱可塑性樹脂(A)あるいはエポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)を溶融混合することによって製造できる。
マスターバッチを構成する成分(エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)、触媒(C)、および必要に応じて他の成分)をバルク状、ペレット状、チップ状等の様々な形態で所定の配合割合となるよう配合し、次いで、必要に応じて予備混合した後に、溶融混練機に投入して、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)の融点以上に加熱して、溶融混練する。そして、ストランド状に押出した後に切断して顆粒(ペレットまたはチップ)にして、マスターバッチを得る。大きさ(最大長さ)は、一般に、0.1~100mmまたは0.5~50mmであってよい。
予備混合は、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、Vブレンダー等の予備混合機を用いるドライブレンドであってよい。溶融混練は、バンバリーミキサー、ミキシングロール、単軸または二軸の押出機およびニーダー等の加熱機構を備える溶融混練機によって行える。溶融混練機は、1mm以下、例えば0.01~0.5mm、特に0.05~0.3mmの範囲の目開きを有するフィルターを装填していてもよい。
<樹脂組成物の製造方法>
樹脂組成物は、触媒(C)と、エポキシ基と反応する部位を有する熱可塑性樹脂(A)と、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と、を必要に応じて予備混合した後に、溶融混練することによって製造できる。
樹脂組成物は、触媒(C)と、エポキシ基と反応する部位を有する熱可塑性樹脂(A)と、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と、を必要に応じて予備混合した後に、溶融混練することによって製造できる。
溶融混練の温度は、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)、エポキシ基と反応する部位を有する熱可塑性樹脂(A)およびエポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)が溶融するように、これら樹脂の融点以上(これら樹脂の融点の中の最高温度よりも高い温度)である。
予備混合および溶融混練において、マスターバッチの製造方法におけるのと同様の予備混合機および溶融混練機を用いてよい。
予備混合および溶融混練において、マスターバッチの製造方法におけるのと同様の予備混合機および溶融混練機を用いてよい。
以下、実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、この説明は、本発明を限定するものではない。
以下において使用した試験方法、原料、製造方法は次のとおりである。
[原料]
エポキシ基と反応する部位を有する熱可塑性樹脂(A)
A-1:Total Corbion社製 Luminy(登録商標) LX-575
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)
B-1:住友化学株式会社製 ボンドファースト(登録商標) BF―E
触媒(C)
C-1:三酸化アンチモン
C-2:三酸化アンチモン
C-3:二酸化ゲルマニウム
C-4:酢酸アンチモン
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)
D-1:住友化学株式会社製 アクリフト(登録商標) WD201-F
触媒マスターバッチ(E)
E-1:三酸化アンチモン 2.0重量%含有マスターバッチ
E-2:三酸化アンチモン 5.0重量%含有マスターバッチ
E-3:二酸化ゲルマニウム 5.0重量%含有マスターバッチ
E-4:酢酸アンチモン 5.0重量%含有マスターバッチ
エポキシ基と反応する部位を有する熱可塑性樹脂(A)
A-1:Total Corbion社製 Luminy(登録商標) LX-575
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)
B-1:住友化学株式会社製 ボンドファースト(登録商標) BF―E
触媒(C)
C-1:三酸化アンチモン
C-2:三酸化アンチモン
C-3:二酸化ゲルマニウム
C-4:酢酸アンチモン
エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)
D-1:住友化学株式会社製 アクリフト(登録商標) WD201-F
触媒マスターバッチ(E)
E-1:三酸化アンチモン 2.0重量%含有マスターバッチ
E-2:三酸化アンチモン 5.0重量%含有マスターバッチ
E-3:二酸化ゲルマニウム 5.0重量%含有マスターバッチ
E-4:酢酸アンチモン 5.0重量%含有マスターバッチ
[シャルピー衝撃試験]
物性評価用試験片は、次の射出成形条件下で作製した。上記で得られた樹脂組成物のペレットを芝浦機械株式会社製 射出成形機IS80EPN-2Aを用いて、成形温度190~200℃、金型冷却温度35℃、射出時間15秒、冷却時間60秒で射出成形を行った。得られた射出成形体を熱風循環式恒温機にて120℃、4h以上エイジングを行い、成型体を調整した。その後、調整した成型体にノッチ加工を行い、幅10mm、厚さ4mm、ノッチ高さ8mmに調整した。調整した試験片を株式会社東洋精機製作所製 IT型 衝撃試験機を用いてISO179に準拠して評価を行った。
物性評価用試験片は、次の射出成形条件下で作製した。上記で得られた樹脂組成物のペレットを芝浦機械株式会社製 射出成形機IS80EPN-2Aを用いて、成形温度190~200℃、金型冷却温度35℃、射出時間15秒、冷却時間60秒で射出成形を行った。得られた射出成形体を熱風循環式恒温機にて120℃、4h以上エイジングを行い、成型体を調整した。その後、調整した成型体にノッチ加工を行い、幅10mm、厚さ4mm、ノッチ高さ8mmに調整した。調整した試験片を株式会社東洋精機製作所製 IT型 衝撃試験機を用いてISO179に準拠して評価を行った。
[固有粘度]
メスフラスコにクロロホルム25mL、樹脂組成物0.125gを入れ、溶解させる。オストワルド粘度計を用いて作製した溶液の25℃での粘度を測定した。また、同様に溶媒の粘度を測定した。得られた溶液粘度、溶媒粘度を用いて、下記式(α)より[η]を算出し、得られた値をもって固有粘度とした。
[η]=(-1+(1+4K’ηsp)1/2)/2K’C
ここでηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)-1、K’はハギンス定数 (PLA=0.636)、C=100mLあたりのポリマー重量である。
メスフラスコにクロロホルム25mL、樹脂組成物0.125gを入れ、溶解させる。オストワルド粘度計を用いて作製した溶液の25℃での粘度を測定した。また、同様に溶媒の粘度を測定した。得られた溶液粘度、溶媒粘度を用いて、下記式(α)より[η]を算出し、得られた値をもって固有粘度とした。
[η]=(-1+(1+4K’ηsp)1/2)/2K’C
ここでηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)-1、K’はハギンス定数 (PLA=0.636)、C=100mLあたりのポリマー重量である。
[結晶化温度]
樹脂組成物10mgをアルミニウム製のセルに充填し、示差走査熱量計(株式会社リガク製 DSCvesta Smartloader)を用いて、室温から200℃まで5℃/分で昇温した後、200℃から25℃まで1℃/分で降温して、降温時の結晶化ピーク温度を測定した。
樹脂組成物10mgをアルミニウム製のセルに充填し、示差走査熱量計(株式会社リガク製 DSCvesta Smartloader)を用いて、室温から200℃まで5℃/分で昇温した後、200℃から25℃まで1℃/分で降温して、降温時の結晶化ピーク温度を測定した。
[冷却時間]
樹脂組成物のペレットを芝浦機械株式会社製 射出成形機EC75SX3-1.5Aを用いて、成形温度190~200℃、金型冷却温度110℃、射出時間15秒にて射出成形を行い、金型から成形品を容易に取り出すことが可能かつ、成形品の形状に歪みや曲がり等が発生しない時間を冷却時間として比較した。
樹脂組成物のペレットを芝浦機械株式会社製 射出成形機EC75SX3-1.5Aを用いて、成形温度190~200℃、金型冷却温度110℃、射出時間15秒にて射出成形を行い、金型から成形品を容易に取り出すことが可能かつ、成形品の形状に歪みや曲がり等が発生しない時間を冷却時間として比較した。
[実施例1]
(マスターバッチ製造例)
二軸混練押出機を用い、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D-1) 70重量%、触媒(C-1) 30重量%を供給し、溶融混練を行い、マスターバッチを製造した。さらに、製造したマスターバッチをエポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D-1)で希釈することにより、三酸化アンチモン 2.0重量%含有マスターバッチ(E-1)を得た。
(樹脂組成物製造例)
二軸混練押出機を用い、表1に示す混合割合で原料を供給し、溶融混練を行い、シリンダ温度は50~190℃に設定し、押出量30kg/h、スクリュ回転数400rpmで混練し、樹脂組成物を作製した。
(マスターバッチ製造例)
二軸混練押出機を用い、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D-1) 70重量%、触媒(C-1) 30重量%を供給し、溶融混練を行い、マスターバッチを製造した。さらに、製造したマスターバッチをエポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D-1)で希釈することにより、三酸化アンチモン 2.0重量%含有マスターバッチ(E-1)を得た。
(樹脂組成物製造例)
二軸混練押出機を用い、表1に示す混合割合で原料を供給し、溶融混練を行い、シリンダ温度は50~190℃に設定し、押出量30kg/h、スクリュ回転数400rpmで混練し、樹脂組成物を作製した。
[実施例2~4および比較例1~2]
触媒の種類および量を表1または表2に示すように変更する以外は、実施例1と同様の手順でマスターバッチ(E-2~E-4)および樹脂組成物を製造した。
樹脂組成物についてシャルピー衝撃試験、固有粘度測定、結晶化温度測定、成形時冷却時間測定を行った。
触媒の種類および量を表1または表2に示すように変更する以外は、実施例1と同様の手順でマスターバッチ(E-2~E-4)および樹脂組成物を製造した。
樹脂組成物についてシャルピー衝撃試験、固有粘度測定、結晶化温度測定、成形時冷却時間測定を行った。
実施例1~4および比較例1,2を以下の表1,2に示す。
本発明における熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂組成物は、車両、船舶、電子機器、家電製品、建材等の部材や、日用雑貨、スポーツ用品、文具等の、高い耐衝撃特性が要求される成形品の形成に好適である。また、ポリ乳酸は代表的な熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂の一つであり、カーボンニュートラルの観点から環境負荷の低い樹脂成型品として用いることができる。
Claims (11)
- エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂(A)、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)、およびエステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒(C)を含む樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B) 0.5~20重量部、および触媒(C) 0.0001~2重量部を含む請求項1に記載の樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂(A)が炭素数2~10の脂肪族ヒドロキシカルボン酸の重合体である請求項1に記載の樹脂組成物。
- エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)が、重合体中に少なくとも1個のエポキシ基を有する請求項1に記載の樹脂組成物。
- 触媒(C)が、熱可塑性樹脂(A)とエポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)との反応を触媒し、
触媒(C)が、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、チタン化合物、アンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、マンガン化合物、スズ化合物、アルミニウム化合物、ビスマス化合物、ガリウム化合物、インジウム化合物、亜鉛化合物、含窒素化合物、塩基性リン化合物、亜リン酸化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の触媒である請求項1に記載の樹脂組成物。 - エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)、および
エステル交換触媒およびエポキシ開環触媒から選択された少なくとも1つである触媒(C)
を含む触媒マスターバッチであって、
触媒(C)の量が、エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)の合計に対して0.05~10重量%である触媒マスターバッチ。 - エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)が、ポリエチレンおよびエチレン系共重合体であるか、あるいはエポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と相容性もしくは相溶性があり、(B)との類似の構造を有する請求項6に記載の触媒マスターバッチ。
- エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)が、エポキシ基との反応性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂である請求項6に記載の触媒マスターバッチ。
- エポキシ基を有しない熱可塑性樹脂(D)と触媒(C)を混合することを含む請求項6に記載の触媒マスターバッチの製造方法。
- 熱可塑性樹脂(A)、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)および触媒(C)のそれぞれが粒子形状である請求項1に記載の樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂(A)と、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂(B)と、触媒(C)とを溶融混練することで得られた、衝撃改質された請求項1に記載の樹脂組成物。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2025510956A JPWO2024204240A1 (ja) | 2023-03-27 | 2024-03-26 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023050273 | 2023-03-27 | ||
| JP2023-050273 | 2023-03-27 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2024204240A1 true WO2024204240A1 (ja) | 2024-10-03 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/012025 Pending WO2024204240A1 (ja) | 2023-03-27 | 2024-03-26 | 脂肪族ポリエステル樹脂組成物および触媒マスターバッチ |
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| WO (1) | WO2024204240A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006176711A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toagosei Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
| JP2012507614A (ja) * | 2008-11-06 | 2012-03-29 | トリスターノ プロプライエタリー リミテッド | 生分解性ポリマー組成物 |
| JP2013503921A (ja) * | 2009-09-03 | 2013-02-04 | シーオーツースターチ プロプライエタリー リミテッド | ポリマー/熱可塑性デンプン組成物 |
-
2024
- 2024-03-26 JP JP2025510956A patent/JPWO2024204240A1/ja active Pending
- 2024-03-26 WO PCT/JP2024/012025 patent/WO2024204240A1/ja active Pending
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