(57)【要約】【課題】  成形加工性、寸法安定性、低ガス性、ウエルド強度に優れるポリアリーレンスルフィド組成物に関するものであり、特に充填材等を高充填しても成形加工性を維持したまま高熱伝導性をも発現する電気・電子部品又は自動車電装部品などの電気部品用途に有用でもあるポリアリーレンスルフィド組成物を提供する。【解決手段】  ポリアリーレンスルフィド（ａ）１００重量部に対し、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）０．０５〜６重量部を含んでなり、好ましくは、金属ケイ素粉末（ｃ）、熱伝導性フィラー（ｄ）をも含んでなることを特徴とするポリアリーレンスルフィド組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアリーレンスルフィド（ａ）１００重量部に対し、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）０．０５〜６重量部を含んでなることを特徴とするポリアリーレンスルフィド組成物。
【請求項２】
ポリアリーレンスルフィド（ａ）１００重量部に対し、金属ケイ素粉末（ｃ）９０〜４００重量部をも含んでなることを特徴とする請求項１に記載のポリアリーレンスルフィド組成物。
【請求項３】
ポリアリーレンスルフィド（ａ）１００重量部に対し、さらに、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維（ｄ１）、六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２）、ケイ素とマグネシウムの複酸化物及び／又はアルミニウムとマグネシウムの複酸化物で被覆された被覆酸化マグネシウム粉末（ｄ３）、炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末（ｄ４）、黒鉛（ｄ５）からなる群より選択される少なくとも１種以上の熱伝導性フィラー（ｄ）１０〜３１０重量部をも含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のポリアリーレンスルフィド組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、および溶融時のガス発生量が少なく（以下、低ガス性という。）、かつ溶融流動性に優れるポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。さらに詳しくは、充填材等を高充填しても成形加工性を維持したまま高熱伝導性をも発現する電気・電子部品或いは自動車電装部品などの電気部品用途においても、特に有用なポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアリーレンスルフィドは、耐熱性、耐薬品性、成形性等に優れた特性を示す樹脂であり、その優れた特性を生かし、電気・電子機器部材、自動車機器部材およびＯＡ機器部材等に幅広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、ポリアリーレンスルフィドは熱伝導性が低いことから、例えば発熱を伴うような電子部品を封止すると、発生する熱を効率よく拡散することができず、熱膨張による寸法変化、熱による変形、或いはガス発生など、不具合を生じることがあった。
【０００４】
ポリアリーレンスルフィドの熱伝導性を改良する試みについては、これまでにもいくつかの検討がなされ、例えば（ａ）ポリフェニレンスルフィド、（ｂ）平均粒径が５μｍ以下のアルミナ粉末、及び（ｃ）繊維状強化材を配合する樹脂組成物が提案されている（例えば特許文献１参照。）。また、（ａ）ポリアリーレンスルフィド、（ｂ）特定の引張弾性率を有する炭素繊維、及び（ｃ）黒鉛、金属粉、アルミナ、マグネシア、チタニア、ドロマイト、窒化ホウ素、窒化アルミニウムから選択される１種以上のフィラーを配合する樹脂組成物が提案されている（例えば特許文献２参照。）。また、（ａ）ポリフェニレンスルフィドとポリフェニレンエーテルとからなる樹脂、（ｂ）特定の熱伝導率を有する炭素繊維、及び（ｃ）黒鉛を配合する樹脂組成物が提案されている（例えば特許文献３参照。）。
【０００５】
さらに、（ａ）ポリアリーレンスルフィド、（ｂ）多価アルコール縮合ヒドロキシ脂肪酸エステル、及び（ｃ）金属ケイ素粉末を配合する組成物が提案されている（例えば特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−０３３９５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２９０１５号公報
【特許文献３】特開２００４−１３７４０１号公報
【特許文献４】特開２０１３−０２３６０９号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１〜４に提案された方法においては、充分に高い熱伝導性を得るためには、フィラーの高充填が必須となり、このため得られる組成物は成形加工性に課題を有すると共に機械的強度の低下が著しく、金型離型性や成型品外観の悪化をもきたすものであった。また、組成物の熱伝導性が低く、また、熱伝導性に異方性を有しており、更には、組成物の熱膨張が大きく、充分な寸法安定性が得られないものであった。即ち、これらの提案方法はおしなべて、高い熱伝導性と高い機械的強度、良好な金型離型性、成型品外観とを同時に得ることは難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、および低ガス性、かつ溶融流動性に優れるポリアリーレンスルフィド組成物、特に充填材等を高充填しても成形加工性を維持したまま高熱伝導性をも発現する電気・電子部品或いは自動車電装部品などの電気部品用途においても、特に有用なポリアリーレンスルフィド組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリアリーレンスルフィドに、特定の化合物を含む組成物とすることにより溶融流動性、成形加工性、寸法安定性に優れるものとなり、さらに金属ケイ素粉末等を含むことにより、高い熱伝導性をも有する組成物となりうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、ポリアリーレンスルフィド（ａ）１００重量部に対し、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）０．０５〜６重量部を含んでなることを特徴とするポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。
【００１１】
以下、本発明に関し詳細に説明する。
【００１２】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、ポリアリーレンスルフィド（ａ）１００重量部に対し、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）０．０５〜６重量部を含んでなるものである。
【００１３】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成するポリアリーレンスルフィド（ａ）としては、ポリアリーレンスルフィドと称される範疇に属するものであれば如何なるものを用いてもよく、その中でも、得られるポリアリーレンスルフィド組成物の機械的強度、成型加工性に優れたものとなることから、測定温度３１５℃、荷重１０ｋｇの条件下、直径１ｍｍ、長さ２ｍｍのダイスを用いて、高化式フローテスターで測定した溶融粘度が５０〜３０００ポイズのポリアリーレンスルフィドが好ましく、特に６０〜１５００ポイズであるものが好ましい。
【００１４】
また、該ポリアリーレンスルフィド（ａ）としては、その構成単位としてｐ−フェニレンスルフィド単位を７０モル％以上、特に９０モル％以上含有しているものが好ましい。その際のその他の構成成分としては、例えば、ｍ−フェニレンスルフィド単位、ｏ−フェニレンスルフィド単位、フェニレンスルフィドスルホン単位、フェニレンスルフィドケトン単位、フェニレンスルフィドエーテル単位、ジフェニレンスルフィド単位、置換基含有フェニレンスルフィド単位等を挙げることができる。そして、中でも耐熱性、成形加工性、機械的強度のバランスに優れるポリアリーレンスルフィド組成物となることからポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）が好ましい。
【００１５】
該ポリアリーレンスルフィド（ａ）の製造方法としては、特に制限はなく、例えば一般的に知られている重合溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応する方法により製造することが可能であり、アルカリ金属硫化物としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム及びそれらの混合物が挙げられ、これらは水和物の形で使用しても差し支えない。これらアルカリ金属硫化物は、水硫化アルカリ金属とアルカリ金属塩基とを反応させることによって得られ、ジハロ芳香族化合物の重合系内への添加に先立ってその場で調製されても、また系外で調製されたものを用いても差し支えない。また、ジハロ芳香族化合物としては、ｐ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジブロモベンゼン、ｐ−ジヨードベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジブロモベンゼン、ｍ−ジヨードベンゼン、１−クロロ−４−ブロモベンゼン、４、４’−ジクロロジフェニルスルフォン、４，４’−ジクロロジフェニルエーテル、４、４’−ジクロロベンゾフェノン、４、４’−ジクロロジフェニル等が挙げられる。また、アルカリ金属硫化物及びジハロ芳香族化合物の仕込み比は、アルカリ金属硫化物／ジハロ芳香族化合物（モル比）＝１．００／０．９０〜１．１０の範囲とすることが好ましい。
【００１６】
重合溶媒としては、極性溶媒が好ましく、特に非プロトン性で高温でのアルカリに対して安定な有機アミドが好ましい溶媒である。該有機アミドとしては、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、Ｎ−メチル−ε−カプロラクタム、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素及びその混合物、等が挙げられる。また、該重合溶媒は、重合によって生成するポリマーに対し１５０〜３５００重量％で用いることが好ましく、特に２５０〜１５００重量％となる範囲で使用することが好ましい。重合は２００〜３００℃、特に２２０〜２８０℃にて０．５〜３０時間、特に１〜１５時間攪拌下にて行うことが好ましい。
【００１７】
さらに、該ポリアリーレンスルフィド（ａ）は、直鎖状のものであっても、酸素存在下高温で処理し、架橋したものであっても、トリハロ以上のポリハロ化合物を少量添加して若干の架橋または分岐構造を導入したものであっても、窒素等の非酸化性の不活性ガス中で加熱処理を施したものであってもかまわないし、さらにこれらの構造の混合物であってもかまわない。また、含有するオリゴマー、副生生成物等を有機溶剤、熱水等に除去したものであってもよい。
【００１８】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成するジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）は、ジペンタエリスリトールとベヘン酸とを反応して得られる化合物である。その際のジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）の配合量は、成形加工時に金型汚染等の問題を引き起す可能性が低く、成形加工性、金型離型性、成形品外観に優れるポリアリーレンスルフィド組成物となることから０．０５〜６重量部である。ここで、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）の配合量が０．０５重量部未満である場合、得られるポリアリーレンスルフィド組成物は、溶融流動性に劣るものとなる。一方、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）の配合量が６重量部を越える場合、得られるポリアリーレンスルフィド組成物は、金型を汚染し連続成形性に劣るものとなる。
【００１９】
また、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物としては、高熱伝導性をも発現し、電気・電子部品或いは自動車電装部品などの電気部品用途においても、特に有用なポリアリーレンスルフィド組成物となることから、金属ケイ素粉末（ｃ）を含んでなるものであることが好ましい。その際の金属ケイ素粉末（ｃ）としては、従来から知られ販売されている金属ケイ素の粉末であればよく、この範疇に属するものであれば如何なるものを用いることが可能である。該金属ケイ素粉末（ｃ）におけるケイ素含有率は、特に制限を受けるものではなく、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、ケイ素含有率が９５重量％以上であるものが好ましく、特に９８重量％以上であるものが更に好ましい。また該金属ケイ素粉末（ｃ）は、特に機械的特性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径（Ｄ５０）が１μｍ以上であるものが好ましい。
【００２０】
該金属ケイ素粉末（ｃ）の形状は特に限定されなく、例えば樹枝状粉、片状粉、角状粉、球状粉、粒状粉、針状粉、不定形状粉、海綿状粉等が挙げられる。また、これら形状の混合物であっても良い。該金属ケイ素粉末（ｃ）の製造方法としては、例えば電解法、機械的粉砕法、アトマイズ法、熱処理法、化学的製法等が挙げられ、これらの製法に限定されるものではない。
【００２１】
該金属ケイ素粉末（ｃ）の配合量としては、特に機械的強度、成形性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから９０〜４００重量部であることが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、特に熱伝導性、流動性、金型汚染性と離型性のバランスに優れたものとなることから、１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する炭素繊維（ｄ１）（以下、単に高熱伝導炭素繊維（ｄ１）と記す。）、六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２）（以下、単に鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２）と記す。）、酸化マグネシウム粉末（ｄ３）（以下、単に酸化マグネシウム粉末（ｄ３）と記す。）、炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末（ｄ４）（以下、単に高純度マグネサイト粉末（ｄ４）と記す。）、黒鉛（ｄ５）からなる群より選択される少なくとも１種以上の熱伝導性フィラー（ｄ）をさらに配合してなるものであることが好ましい。
【００２３】
この際の高熱伝導炭素繊維（ｄ１）としては、１００Ｗ／ｍＫ以上、より好ましくは５００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する炭素繊維であり、例えばピッチ系炭素繊維、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、ポリビニルアルコール系炭素繊維、セルロース系炭素繊維等の何れを用いても良く、好ましくはピッチ系炭素繊維である。そして、特に熱伝導性に優れるとともに熱伝導性の異方性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物となることから、該高熱伝導炭素繊維（ｄ１）としては、繊維長が２〜８ｍｍの１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する高熱伝導炭素繊維（ｄ１−１）と繊維長が２０〜６００μｍの１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する高熱伝導炭素繊維（ｄ１−２）とを組み合わせた混合炭素繊維がであることが好ましい。
【００２４】
該熱伝導性フィラー（ｄ）として選択される鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２）は、六方晶構造を有するものであり、該条件を満たすものであれば如何なるものを用いることが可能であり、該鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２）としては、例えば粗製窒化ホウ素粉末をアルカリ金属又はアルカリ土類金属のホウ酸塩の存在下、窒素雰囲気中、２０００℃×３〜７時間加熱処理して、窒化ホウ素結晶を十分に発達させ、粉砕後、必要に応じて硝酸等の強酸によって精製することにより製造することができ、この様にして得られた窒化ホウ素粉末は、通常、鱗片状を有するものである。そして、該鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２）としては、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物中における分散性に優れ、機械的特性の優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径（Ｄ５０）が、３〜３０μｍであるものが好ましい。また、該鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２）は、高結晶性を示し、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物とすることが可能となることから、粉末Ｘ線回折法で求められる、（１０２）回折線の積分強度値［Ｉ（１０２）］に対する、（１００）回折線及び（１０１）回折線の積分強度値の和［Ｉ（１００）＋（１０１）］の比で示されるＧ．Ｉ値（Ｇ．Ｉ＝［Ｉ（１００）＋（１０１）］／［Ｉ（１０２）］）が０．８〜１０の範囲となるものであることが好ましい。
【００２５】
該熱伝導性フィラー（ｄ）として選択される酸化マグネシウム粉末（ｄ３）は、ケイ素とマグネシウムの複酸化物及び／又はアルミニウムとマグネシウムの複酸化物で被覆された被覆酸化マグネシウム粉末であり、該被覆酸化マグネシウム粉末（ｄ３）の範疇に属するものであれば如何なるものを用いることも可能であり、例えば特開２００４−０２７１７７号公報に記載の方法より入手することが可能である。また、ケイ素とマグネシウムの複酸化物とは、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）等に代表されるケイ素、マグネシウム及び酸素を含む金属酸化物、又は、酸化マグネシウムと酸化ケイ素の複合物である。一方、アルミニウムとマグネシウムの複酸化物とは、スピネル（Ａｌ２ＭｇＯ４）等に代表されるアルミニウム、マグネシウム及び酸素を含む金属酸化物、又は、酸化マグネシウムと酸化アルミニウムの複合物である。また、８００℃で焼成等された酸化マグネシウム粉末を用いても良い。該被覆酸化マグネシウム粉末（ｄ３）は、必要に応じてシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤でさらに表面処理されたものであってもよく、シラン系カップリング剤としては、例えばビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、チタネート系カップリング剤としては、例えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネート等が挙げられ、アルミネート系カップリング剤としては、例えばアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。また、該被覆酸化マグネシウム粉末（ｄ３）は、特に機械的特性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径（Ｄ５０）が、１〜５００μｍを有するものであることが好ましく、特に３〜１００μｍを有するものであることが好ましい。
【００２６】
該熱伝導性フィラー（ｄ）として選択される高純度マグネサイト粉末（ｄ４）は、炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末であり、該条件を満たすものであれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能である。該高純度マグネサイト粉末（ｄ４）としては、合成品と天産品とがあり、これらの何れを用いても良く、（商品名）合成マグネサイトＭＳＨＰ（神島化学工業（株）製）等を好ましい例として挙げることができる。また高純度マグネサイト粉末としては、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径（Ｄ５０）が、１μｍ以上であるものが好ましく、特に１０μｍ以上であるものが好ましい。該高純度マグネサイト粉末（ｄ４）は、必要に応じてシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤でさらに表面処理されたものであってもよく、シラン系カップリング剤としては、例えばビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、チタネート系カップリング剤としては、例えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネート等が挙げられ、アルミネート系カップリング剤としては、例えばアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。
【００２７】
該熱伝導性フィラー（ｄ）として選択される黒鉛（ｄ５）は、黒鉛の範疇に属するものであれば特に制限を受けるものではない。黒鉛には大別して、天然黒鉛と人造黒鉛があり、天然黒鉛には土状黒鉛、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛等があり、これら何れのものを用いても良い。該黒鉛（ｄ５）の固定炭素含有量について、何ら制限を受けるものではなく、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、固定炭素含有量が９５％以上である黒鉛が好ましい。また、該黒鉛（ｄ５）の粒子径は、何ら制限を受けるものではなく、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、一次粒子での平均粒子径が０．５〜４００μｍである黒鉛が好ましい。
【００２８】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する熱伝導性フィラー（ｄ）の配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることからポリアリーレンスルフィド（ａ）１００重量部に対し、１０〜３１０重量部であることが好ましい。
【００２９】
さらに、発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、各種熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、例えば、エポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、シリコン樹脂、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等の１種以上を混合して使用することができる。
【００３０】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物の製造方法としては、従来使用されている加熱溶融混練方法を用いることができる。例えば、単軸または二軸押出機、ニーダー、ミル、ブラベンダー等による加熱溶融混練方法が挙げられ、特に混練能力に優れた二軸押出機による溶融混練方法が好ましい。また、この際の混練温度は特に限定されるものではなく、通常２８０〜４００℃の中から任意に選ぶことが出来る。また、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、射出成形機、押出成形機、トランスファー成形機、圧縮成形機等を用いて任意の形状に成形することができる。
【００３１】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、繊維状、非繊維状の補強材を使用できる。繊維状補強材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウィスカー、硼酸アルミウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー等が挙げられる。また非繊維状の補強材としては、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、タルク、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、ワラステナイト、ゼオライト、ガラスビーズ、ガラスパウダー等が挙げられる。これらの補強材は２種以上を併用することができ、必要によりシラン系、チタン系カップリング剤で表面処理をして使用することができる。特に好ましい補強材は繊維状補強材ではガラス繊維が、非繊維状補強材では炭酸カルシウム、タルクである。
【００３２】
さらに、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、従来公知の離型剤（カルナバワックスを除く）、滑剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、発泡剤、金型腐食防止剤、難燃剤、難燃助剤、染料、顔料等の着色剤、帯電防止剤等の添加剤を１種以上併用しても良い。
【００３３】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、発熱性の高い半導体素子、抵抗などの封止用樹脂、あるいは高い摩擦熱が発生する部品に特に好適である他、発電機、電動機、変圧器、変流器、電圧調整器、整流器、インバーター、継電器、電力用接点、開閉器、遮断機、ナイフスイッチ、他極ロッド、電気部品キャビネット、ソケット、抵抗器、リレーケースなどの電気機器部品用途に特に適している他、センサー、ＬＥＤランプ、コネクター、小型スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、ＦＤＤキャリッジ、ＦＤＤシャーシ、ハードディスクドライブ部品（ハードディスクドライブハブ、アクチュエーター、ハードディスク基板など）、ＤＶＤ部品（光ピックアップなど）、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品などに代表される電子部品；ＶＴＲ部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ・レーザーディスク（登録商標）・コンパクトディスクなどの音声機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品などに代表される家庭、事務電気製品部品；オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライターなどに代表される機械関連部品；顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに代表される光学機器、精密機械関連部品；オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター，ＩＣレギュレーター、ライトディヤー用ポテンシオメーターベース、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケースなどの自動車・車両関連部品などの各種用途にも適用できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、および低ガス性、かつ溶融流動性に優れるポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。さらに詳しくは、充填材等を高充填しても成形加工性を維持したまま高熱伝導性をも発現する電気・電子部品或いは自動車電装部品などの電気部品用途においても、特に有用なポリアリーレンスルフィド組成物を提供するものである。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明を実施例及び比較例によって説明するが、本発明はこれらの例になんら制限されるものではない。
【００３６】
実施例及び比較例において、ポリアリーレンスルフィド（ａ）、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ）、金属ケイ素（ｃ）、熱伝導性フィラー（ｄ）、及び炭酸カルシウム（ｅ）として以下のものを用いた。
【００３７】
＜ポリアリーレンスルフィド（ａ）＞
ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ａ−１）（以下、単にＰＰＳ（ａ−１）と記す。）：溶融粘度１１０ポイズ。
ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ａ−２）（以下、単にＰＰＳ（ａ−２）と記す。）：溶融粘度３００ポイズ。
ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ａ−３）（以下、単にＰＰＳ（ａ−３）と記す。）：溶融粘度ポイズ３５０ポイズ。
【００３８】
＜ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）＞
ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）；エミリーオレオケミカル（株）製、（商品名）ＭＣ１９２０。
【００３９】
＜多価アルコール縮合ヒドロキシ脂肪酸エステル（ｂ−２）＞
多価アルコール縮合ヒドロキシ脂肪酸エステル（ｂ−２）；太陽化学（株）製、（商品名）チラバゾールＨ−８１８（ヘキサグリセリン縮合リシノレイン酸エステル）。
【００４０】
＜金属ケイ素粉末（ｃ）＞
金属ケイ素粉末（ｃ−１）；キンセイマテック（株）製、（商品名）金属シリコン＃２００（９８％）；ケイ素含有率９８．４重量％、平均粒子径１７μｍ、不定形状粉末。
【００４１】
＜熱伝導性フィラー（ｄ）＞
（高熱伝導炭素繊維（ｄ１））
炭素繊維（ｄ１−１−１）；三菱ケミカル（株）製、（商品名）ダイアリードＫ２２３ＨＥ；諸性能は表１に示す。繊維長６ｍｍ、繊維径１０μｍ。
炭素繊維（ｄ１−１−２）；三菱ケミカル（株）製、（商品名）ダイアリードＫ６３７１Ｔ；諸性能は表１に示す。繊維長６ｍｍ、繊維径１０μｍ。
炭素繊維（ｄ１−１−３）；東邦テナックス（株）製、（商品名）ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−Ｓ；諸性能は表１に示す。繊維長６ｍｍ、繊維径７μｍ。
炭素繊維（ｄ１−２−１）；三菱ケミカル（株）製、（商品名）ダイアリードＫ２２３Ｍ；諸性能は表２に示す。繊維長２００μｍ、繊維径１０μｍ。
炭素繊維（ｄ１−２−２）；三菱ケミカル（株）製、（商品名）ダイアリードＫ６３７１Ｍ；諸性能は表２に示す。繊維長５０μｍ、繊維径１０μｍ。
炭素繊維（ｄ１−２−３）；東邦テナックス（株）製、（商品名）ベスファイトＨＴＡ−ＣＭＦ−００７０−Ｅ；諸性能は表１に示す。繊維長７０μｍ、繊維径７μｍ。
【００４２】
【表１】
2019123787.tif 000002
【００４３】
【表２】
2019123787.tif 000003
【００４４】
（鱗片状窒化ホウ素粉末：ｄ２）
鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２−１）；電気化学工業（株）製、（商品名）デンカボロンナイトライドＳＧＰ；平均粒子径１８．０μｍ、比表面積２ｍ２／ｇ、Ｇ．Ｉ値０．９。
【００４５】
（酸化マグネシウム粉末（ｄ３））
酸化マグネシウム粉末（ｄ３−１）；宇部マテリアルズ（株）製、（商品名）ＲＦ−２０Ｃ−ＡＣ；平均粒子径２０μｍ。
【００４６】
（高純度マグネサイト粉末（ｄ４）
高純度マグネサイト粉末（ｄ４−１）；神島化学工業（株）製、（商品名）合成マグネサイトＭＳＨＰ；炭酸マグネシウム含有率９９．９９重量％、平均粒子径１２μｍ。
【００４７】
（黒鉛（ｄ５）
黒鉛（ｄ５−１）；昭和電工（株）製、（商品名）ＵＦＧ−３０；人造黒鉛、固定炭素含有量９９．４％。
【００４８】
＜炭酸カルシウム（ｅ）＞
炭酸カルシウム（ｅ−１）；白石工業（株）製、（商品名）ホワイトンＰ−３０。平均粒子径：４．３μｍ、ＢＥＴ比表面積：３．４ｍ２／ｇ。
【００４９】
実施例及び比較例で用いた評価・測定方法を以下に示す。
【００５０】
〜熱伝導率の測定〜
熱伝導率は、熱伝導率測定装置（アルバック社製、（商品名）ＴＣ７０００；ルビーレーザー）を用い、２３℃の条件下で、レーザーフラッシュ法にて測定した。熱伝導率は、二次元法により熱拡散率αを求め、次式より熱拡散率を算出した。
熱伝導率＝ρ×Ｃｐ×αた。
ここで、密度ρは、ＡＳＴＭ  Ｄ−７９２  Ａ法（水中置換法）に準じ測定した。また、測定に供する試験片は、７０ｍｍ角、厚み２ｍｍｔの平板から切削加工した。Ｃｐは比熱を示す。
【００５１】
〜ポリアリーレンスルフィド組成物の流動性〜
厚さ１．０ｍｍ、幅１０ｍｍのバーでスパイラル状の目盛りのついた金型を装着した射出成型機を用い、シリンダー温度３３０℃、金型温度１４０℃、射出圧力１８３ＭＰａで成形した際のスパイラル長を測定した。
【００５２】
〜金型汚染性の評価〜
実施例により得られたＰＡＳ組成物をＡＳＴＭ１号引張試験片に成形し、該引張試験片を１００ショット成形した後の成形金型の汚染性を目視により観察した。
【００５３】
評価基準を以下に示す。
○：金型表面への付着物なし。
×：金型表面に褐色の付着物有り。
【００５４】
〜離型性〜
射出成形機（住友重機械工業（株）製、（商品名）ＳＥ−７５Ｓ）に、長さ１０ｍｍ×幅５ｍｍ×高さ２ｍｍ、厚み＝０．５ｍｍの形状をした８個取りの金型（スプルー：先端＝φ３．０、根元＝φ４．０、長さ＝４２ｍｍ，成形品ゲート：０．４×０．７ｍｍ）を取り付け、シリンダー温度３３０℃、金型温度１３５℃に設定し射出成形を行い、冷却時間を徐々に短くし、成形品、スプルーが金型に取られない。又は、成形品が突き出しピンにより変形等起こらない冷却時間で、連続成形（１０ショット）が可能な最小冷却時間を離型性の指標とした。
【００５５】
＜合成例１（ＰＰＳ（ａ−１）、ＰＰＳ（ａ−２）の合成）＞
攪拌機を装備する１５リットルオートクレーブに、Ｎａ２Ｓ・２．８Ｈ２Ｏ１８６６ｇ及びＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと記す）を５リットルを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に２０５℃まで昇温して、４０７ｇの水を溜出させた。この系を１４０℃まで冷却した後、ｐ−ジクロロベンゼン２２８０ｇとＮＭＰ１５００ｇを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を２２５℃に昇温し、２２５℃にて２時間重合を行った。重合終了後、室温まで冷却し、ポリマーを遠心分離器により単離した。温水でポリマーを繰り返し洗浄し、１００℃で一昼夜乾燥し、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）を得た。
【００５６】
得られたポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ（ａ−１））の溶融粘度は１１０ポイズであった。
【００５７】
更にＰＰＳ（ａ−１）を、空気雰囲気下２３５℃で加熱硬化処理を行った。得られたポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ（ａ−２））の溶融粘度は３００ポイズであった。
【００５８】
＜合成例２（ＰＰＳ（ａ−３）の合成）＞
攪拌機を装備する１５リットルチタン製オートクレーブにＮＭＰ３２３２ｇ、４７％硫化水素ナトリウム水溶液１６８２ｇ及び４８％水酸化ナトリウム水溶液１１４２ｇを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に２００℃まで昇温して、１３６０ｇの水を溜出させた。この系を１７０℃まで冷却し、ｐ−ジクロロベンゼン２１１８ｇとＮＭＰ１７８３ｇを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を２２５℃に昇温し、２２５℃にて１時間重合し、続けて２５０℃まで昇温し、２５０℃にて２時間重合した。更に、２５０℃で水４５１ｇを圧入し、再度２５５℃まで昇温し、２５５℃にて２時間重合を行った。重合終了後、室温まで冷却し、重合スラリーを固液分離した。ポリマーをＮＭＰ、アセトン及び水で順次洗浄し、１００℃で一昼夜乾燥し、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）を得た。
【００５９】
得られたポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ（ａ−３））は直鎖状のものであり、その溶融粘度は３５０ポイズであった。
【００６０】
実施例１
ＰＰＳ（ａ−２）１００重量部、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）１重量部の割合でヘンシェルミキサーで配合して、３３０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融組成物を冷却後裁断し、ペレット状のポリアリーレンスルフィド組成物を作製した。
【００６１】
該ポリアリーレンスルフィド組成物を、３３０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｓ）のホッパーに投入し、金型汚染性を評価するために長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚み３．２ｍｍの試験片及び、熱伝導率を測定するための平板をそれぞれ成形した。また、ポリアリーレンスルフィド組成物を３３０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＧ７５Ｓ）のホッパーに投入し成形流動性を測定した。これらの結果を表３に示す。
【００６２】
得られたポリアリーレンスルフィド組成物は、流動性が良好で金型汚染性がないものであった。
【００６３】
実施例２
ＰＰＳ（ａ−２）１００重量部、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）４重量部及び金属ケイ素粉末（ｃ−１）２８５重量部の割合でヘンシェルミキサーで配合して、３３０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融組成物を冷却後裁断し、ペレット状のポリアリーレンスルフィド組成物を作製した。
【００６４】
該ポリアリーレンスルフィド組成物を、３３０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｓ）のホッパーに投入し、金型汚染性を評価するために長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚み３．２ｍｍの試験片及び、熱伝導率を測定するための平板をそれぞれ成形した。また、ポリアリーレンスルフィド組成物を３３０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＧ７５Ｓ）のホッパーに投入し成形流動性を測定した。これらの結果を表３に示す。
【００６５】
得られたポリアリーレンスルフィド組成物は、熱伝導率は高く、流動性が良好で金型汚染性がないものであった。
【００６６】
実施例３
ＰＰＳ（ａ−２）、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）、金属ケイ素粉末（ｃ−１）を用い実施例１と同様の方法により、表３に示す構成割合のポリアリーレンスルフィド組成物、評価用試験片を作成し、評価した。評価結果を表３に示す。
【００６７】
得られたポリアリーレンスルフィド組成物は、熱伝導率は高く、流動性が良好で金型汚染性がないものであった。
【００６８】
実施例４
ＰＰＳ（ａ−２）１００重量部、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）２重量部、金属ケイ素粉末（ｃ−１）１３０重量部及び高熱伝導炭素繊維（ｄ１−２−１）３０重量部の割合でヘンシェルミキサーで配合して、３３０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに、一方、高熱伝導炭素繊維（ｄ１−１−１）を二軸押出機サイドフィーダーのホッパーに、それぞれ投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融組成物を冷却後裁断し、ペレット状のポリアリーレンスルフィド組成物を作製した。その際のポリアリーレンスルフィド組成物の構成割合は、ＰＰＳ（ａ−２）／ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）／金属ケイ素粉末（ｃ−１）／高熱伝導炭素繊維（ｄ１−１−１）／高熱伝導炭素繊維（ｄ１−２−１）＝１００／２／１３０／４５／３０（重量部）であった。
【００６９】
該ポリアリーレンスルフィド組成物を、３３０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｓ）のホッパーに投入し、金型汚染性を評価するために長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚み３．２ｍｍの試験片及び、熱伝導率を測定するための平板をそれぞれ成形した。また、ポリアリーレンスルフィド組成物を３３０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＧ７５Ｓ）のホッパーに投入し成形流動性を測定した。これらの結果を表３に示す。
【００７０】
得られたポリアリーレンスルフィド組成物は、熱伝導率は高く、流動性が良好で金型汚染性がないものであった。
【００７１】
実施例５〜１０
ＰＰＳ（ａ−１，−２，−３）、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）、金属ケイ素粉末（ｃ−１）、高熱伝導炭素繊維（ｄ１−１−１，１−２、ｄ１−２−１，２−２）、鱗片状窒化ホウ素粉末（ｄ２−１）、酸化マグネシウム粉末（ｄ３−１）、高純度マグネサイト粉末（ｄ４−１）、黒鉛（ｄ５−１）を用い実施例４と同様の方法により、表３に示す構成割合のポリアリーレンスルフィド組成物、評価用試験片を作成し、評価した。評価結果を表３に示す。
【００７２】
【表３】
2019123787.tif 000004
【００７３】
比較例１〜４
ＰＰＳ（ａ−２）、ジペンタエリスリトールベヘネート（ｂ−１）、多価アルコール縮合ヒドロキシ脂肪酸エステル（ｂ−２）、金属ケイ素粉末（ｃ−１）、炭酸カルシウム（ｅ−１）を用い実施例１と同様の方法により、表４に示す構成割合のポリアリーレンスルフィド組成物、評価用試験片を作成し評価した。評価結果を表４に示す。
【００７４】
比較例１により得られた組成物は、成形性、金型汚染性、更には熱伝導性も満足できないものであった。
【００７５】
【表４】
2019123787.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、および低ガス性、かつ溶融流動性に優れるものであり、特に充填材等を高充填しても成形加工性を維持したまま高熱伝導性をも発現することから電気・電子部品或いは自動車電装部品などの電気部品用途においても、特に有用なものであり、産業上の利用可能性は極めて高いものである。