CN101128534A - 苯乙烯系树脂组合物及其制造方法 - Google Patents

苯乙烯系树脂组合物及其制造方法 Download PDF

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CN101128534A CNA2006800063150A CN200680006315A CN101128534A CN 101128534 A CN101128534 A CN 101128534A CN A2006800063150 A CNA2006800063150 A CN A2006800063150A CN 200680006315 A CN200680006315 A CN 200680006315A CN 101128534 A CN101128534 A CN 101128534A
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玉井晃义
落合伸一郎
小林定之
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Abstract

本发明提供一种含有(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂、(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物的苯乙烯系树脂组合物,其中,(c1)改性苯乙烯系聚合物优选含有具有选自羧基、羟基、环氧基、氨基、和唑啉基中的至少一种官能团的乙烯基系单体单元,(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物含有聚碳酸酯树脂链段和乙烯基系聚合物链段。

Description

苯乙烯系树脂组合物及其制造方法
技术领域
本发明涉及可以发挥优异的机械特性、有效地用作结构材料,可以发挥优异的规则性、有效地用作机能材料的苯乙烯系树脂组合物。另外,涉及可以控制为纳米级别到微米级别的结构的苯乙烯系树脂组合物的制造方法。
背景技术
苯乙烯系树脂因其优异的机械性质、成型加工性、外观,被用于电气·电子设备、汽车、机械部件、杂货、其它各种用途等的广泛的领域。但是,苯乙烯系树脂因其耐冲击性、耐热性差,因此人们提出了,为了改善耐冲击性而添加橡胶等的柔软成分,为了改善耐热性而添加玻璃化转变温度高的树脂、结晶性树脂等的各种技术方案。
其中,作为改良苯乙烯系树脂的韧性、耐热性的方法,报告了很多与聚碳酸酯树脂形成的聚合物混合物。但是,苯乙烯系树脂与聚碳酸酯树脂的聚合物混合物,相溶性差,存在降低作为苯乙烯系树脂的优点的机械性质、成型加工性、外观的问题。
因此,作为解决这些问题的方法,公开了在聚碳酸酯系树脂与聚苯乙烯系树脂中,进而添加环氧改性/酸改性的二烯系嵌段共聚物作为相溶化剂的方法(专利文献1);向间规聚苯乙烯系树脂和芳香族聚碳酸酯树脂中,添加由芳香族乙烯基单体、碳酸酯单体、丙烯酸单体中的2种以上组成的嵌段和接枝共聚物作为相溶化剂的方法(专利文献2);向聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚亚芳基硫醚系树脂中的1种以上、苯乙烯系树脂中,进而添加具有由聚碳酸酯系树脂链段和含有环氧基的乙烯基系聚合物链段构成的多相结构的接枝共聚物的方法(专利文献3);以及向聚碳酸酯树脂、聚酯树脂等的热塑性树脂中添加特性粘度1.5dl/g以上、重均分子量/数均分子量的比超过3.0的由芳香族乙烯基化合物、乙烯基氰化物构成的共聚物,来改良熔融成型加工性的方法(专利文献4)。但是现状是,由该公报记载的发明获得的树脂组合物,如果在利用挤出机等进行熔融混炼、熔融混合后,用注射成型、吹塑成型等的一般的方法制造,则与苯乙烯系树脂的相溶性的改良不充分,进而不形成规则的结构周期,在韧性提高方面不能获得充分的效果。
另外,在将苯乙烯系树脂与聚碳酸酯树脂进行了聚合物合金化的情况下,由于耐化学性下降,因此使用增加丙烯腈等的乙烯基氰化物的量的方法,但是产生降低与聚碳酸酯的相溶性、进而降低熔融加工性的问题。作为解决该问题的方法,公开了规定在熔融加工时会环化的3个丙烯腈分子的连续量的方法(专利文献5);向聚碳酸酯树脂中添加乙烯基氰化物量不同的特定的2种ABS系树脂的方法(专利文献6)。但是,任一个方法中获得的树脂组合物,如果组合物中的乙烯基氰化物量不在某值以上,则不但不能获得充分的耐化学性的效果,而且不能满足机械特性、成型加工性。
另外公开了,通过斯皮诺达(spinodal)分解而相分离了的2成分以上的树脂构成的聚合物合金,形成周期结构为0.01~1μm的两相连续结构或者粒子间距离为0.01~1μm的分散结构的方法(专利文献7)。但是,该公报记载的聚合物合金,是在熔融混炼后、通过特殊的压制成型来获得该结构的,如果将该聚合物合金通过单纯的注射成型等的一般的成型方法进行成型,则在经过成型的期间,结构周期变得过大,不能获得优异的物性,另外,不能稳定地获得上述相结构。
在向苯乙烯系树脂中添加橡胶成分、其它树脂和填充剂等,进行熔融混炼时,由于两者的相溶性、分散性、进而根据条件的不同产生的热劣化等,存在大幅度降低苯乙烯系树脂的特性等的问题。作为解决这些问题的方法,公开了将含有大量橡胶成分的粉末状热塑性树脂,使用L/D为7.8~16、螺杆压缩比为1.4~2的单螺杆挤出机,挤出机前端部与模头入口的压力差为0.3Pa以下、模头部紧前面的树脂温度120~160℃、树脂压力为1.0~3.0MPa,挤出条状物,形成造粒体的制造方法(专利文献8);在填充区域的校准树脂压力在某一范围内,并且总剪切量和/或单位面积的总剪切能量在某一范围内的条件下,将有机化粘土和聚合物进行熔融混炼的方法(专利文献9)。但是,在将该制造方法应用于本申请的聚合物合金的情况下,很难进行均匀的熔融混炼,或者由于高剪切、高树脂压力产生的发热,导致本申请的聚合物热劣化,使机械特性大幅度降低,因此人们期望制造方法的进一步的改良。
另外,公开了含有聚碳酸酯树脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(以下称作ABS树脂)、ABS中的可溶于丙酮的成分的重均分子量为10万以上,该可溶于丙酮的成分中的乙烯基氰化物单体含量为15~32重量%的镀敷用树脂组合物(专利文献10)。但是,在该公报中,没有关于利用相溶化剂来改良机械特性等的任何记载,进而,关于通过形成规则的结构周期来实现优异的镀敷性,没有记载,也没有暗示。
专利文献1:欧州专利公开第893476号公报
专利文献2:特开2004-210916号公报(第2-3项)
专利文献3:特开平11-080287号公报(第2页)
专利文献4:特开平11-080470号公报(第2页、第4页)
专利文献5:特开平9-059464号公报(第2页、第4-5页)
专利文献6:特开2001-131398号公报(第2页)
专利文献7:特开2003-286414号公报(第2页、第15-17页)
专利文献8:特开2003-136526号公报(第2页)
专利文献9:美国专利第6472460号公报
专利文献10:特开平10-046019号公报(第2页)
发明内容
本发明的目的在于,解决上述课题,提供具有优异的机械特性、流动性、耐化学性、镀敷性并且容易赋予阻燃性,可以稳定地获得具有上述优异的性能的成型品,作为一般的成型材料其实用性高的苯乙烯系树脂组合物。
本发明者们为了解决上述课题,进行了深入研究,结果发现,通过含有(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂、(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物,可以解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明是
(1)一种苯乙烯系树脂组合物,含有(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂、(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物;
(2)如(1)记载的苯乙烯系树脂组合物,其中,(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂,具有结构周期为0.001~1μm的两相连续结构或粒子间距离为0.001~1μm的分散结构;
(3)如(2)记载的苯乙烯系树脂组合物,(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂,具有结构周期为0.01~0.5μm的两相连续结构或粒子间距离为0.01~0.5μm的分散结构;
(4)如(1)记载的苯乙烯系树脂组合物,(c1)改性苯乙烯系聚合物含有乙烯基系单体单元,所述乙烯基系单体单元具有选自羧基、羟基、环氧基、氨基、和_唑啉基中的至少一种官能团;
(5)如(1)记载的苯乙烯系树脂组合物,(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物含有聚碳酸酯树脂链段和乙烯基系聚合物链段;
(6)如(1)记载的苯乙烯系树脂组合物,(A)苯乙烯系树脂含有被碳原子数1~4的烷基取代的苯乙烯系单体单元;
(7)如(1)记载的苯乙烯系树脂组合物,(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂是(b)聚碳酸酯树脂;
(8)如(7)记载的苯乙烯系树脂组合物,上述(b)聚碳酸酯树脂含有芳香族共聚合聚碳酸酯,所述芳香族共聚合聚碳酸酯是将(b1)2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷与(b2)选自2,2’-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二乙基苯基)丙烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二丙基苯基)丙烷中的至少一种的双官能团酚系化合物进行共聚而成的;
(9)如(1)记载的苯乙烯系树脂组合物,其特征在于,(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂是满足下式(1)且温度T(℃)满足下式(2)的组合,
a/b≥0.1           (1)
180≤T≤300        (2)
a:(A)苯乙烯系树脂的熔融粘度(温度T℃、剪切速度1000/秒)(Pa·s)
b:(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂的熔融粘度(温度T℃、剪切速度1000/秒)(Pa·s);
(10)如(1)记载的苯乙烯系树脂组合物,其特征在于,(A)苯乙烯系树脂由(a1)苯乙烯系单体单元20~75重量%、(a2)乙烯基氰化物系单体单元25~60重量%、和能与它们共聚的(a3)其它乙烯基系单体单元0~55重量%构成,其中,(a1)~(a3)的合计为100重量%;
(11)一种制造(1)~(10)任一项记载的苯乙烯系树脂组合物的方法,将(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂、(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物进行熔融混炼;
(12)如(11)记载的苯乙烯系树脂组合物的制造方法,其特征在于,上述熔融混炼是在下述条件下进行的,所述条件是存在至少一处以上的树脂压力为2.0MPa以上的区域或者存在暂时的树脂压力为2.0MPa以上的期间;
(13)如(11)记载的苯乙烯系树脂组合物的制造方法,其特征在于,使(A)成分、(B)成分、(c1)成分和(c2)成分在上述熔融混炼时的剪切状态下相溶,在排出后的非剪切状态下进行相分离;
(14)一种成型品,由(1)~(10)的任一项记载的苯乙烯系树脂组合物形成;
(15)如(14)记载的成型品,其特征在于,是实施涂布或镀敷处理而成的。
根据本发明,通过控制树脂组合物的分散结构,可以获得一种苯乙烯系树脂组合物,其具有优异的机械特性、流动性、耐化学性、镀敷性并且容易赋予阻燃性,可以稳定地获得具有上述优异的性能的成型品,作为一般的成型材料其实用性高。
具体实施方式
下面对本发明的树脂组合物进行具体的说明。
作为本发明中使用的(A)苯乙烯系树脂,可以使用聚合了至少1种苯乙烯系单体的树脂。具体来说,可以列举出,聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、橡胶改性苯乙烯系树脂、和橡胶改性苯乙烯系树脂与聚苯醚的聚合物混合物(改性聚苯醚树脂)等。
作为橡胶改性苯乙烯系树脂,通常是在橡胶状聚合物的存在下,使苯乙烯、α-甲基苯乙烯等的苯乙烯系单体和根据需要加入了能够与其共聚的乙烯基单体的单体混合物,例如利用本体聚合、本体悬浮聚合、溶液聚合、沉淀聚合或乳化聚合等的方法,进行聚合或共聚(以下有时也称作“(共)聚合”)而获得的树脂,可以使用具有下述结构的物质,所述结构是含有苯乙烯系单体的(共)聚合物与橡胶质聚合物接枝而成的结构、含有苯乙烯系单体的(共)聚合物与橡胶质聚合物进行非接枝而成的结构。
作为这样的橡胶改性苯乙烯系树脂的具体例,可以列举出例如,HIPS(耐冲击性聚苯乙烯)、ABS树脂、AAS树脂(丙烯腈-丙烯酸橡胶-苯乙烯共聚物)、MBS树脂(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡胶-苯乙烯共聚物)和AES树脂(丙烯腈-乙丙橡胶-苯乙烯共聚物)等。
具体来说,优选含有5~100重量份接枝(共)聚合物和0~95重量份苯乙烯系(共)聚合物,其中,所述接枝(共)聚合物是通过相对于橡胶质聚合物5~80重量%,接枝95~20重量%的由苯乙烯系单体和其他能够共聚的乙烯基系单体组成的单体混合物而获得的,所述苯乙烯系(共)聚合物是通过将由苯乙烯系单体和其他能够共聚的乙烯基系单体组成的单体混合物进行聚合而获得的。
作为上述橡胶质聚合物,优选玻璃化转变温度为0℃以下的橡胶质聚合物,具体来说,可以列举出聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物、丙烯酸丁酯-丁二烯共聚物等的二烯系橡胶、聚丙烯酸丁酯等的丙烯酸系橡胶、聚异戊二烯、乙烯-烯烃共聚物、乙烯-不饱和羧酸酯共聚物、乙烯-脂肪酸乙烯基酯共聚物、和乙烯-丙烯-二烯系三元共聚物等。其中,优选使用聚丁二烯或丁二烯共聚物。
作为苯乙烯系单体的具体例,优选使用苯乙烯,从熔融混炼时的剪切下的自由体积减少引起的相溶性提高的观点出发,可以优选含有被碳原子数1~4的烷基取代的苯乙烯系单体的1种以上。作为被碳原子数1~4的烷基取代的苯乙烯系单体,可以列举出例如α-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、对-乙基苯乙烯、间-乙基苯乙烯、邻-乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯等,特别优选使用α-甲基苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯。
作为苯乙烯系单体以外的单体,在以进一步提高耐冲击性、耐化学性为目的的情况下,优选使用乙烯基氰化物系单体,另外,在以提高韧性和色调为目的的情况下,优选使用(甲基)丙烯酸酯系单体。
作为乙烯基氰化物系单体的具体例,可以列举出,丙烯腈、甲基丙烯腈和乙基丙烯腈等,特别优选使用丙烯腈。
作为(甲基)丙烯酸酯系单体的具体例,可以列举出丙烯酸和甲基丙烯酸的甲基、乙基、丙基、正丁基、异丁基酯化物等,特别优选使用甲基丙烯酸甲酯。
另外,根据需要,也可以使用其他的乙烯基系单体、例如乙烯基甲苯等苯乙烯系单体以外的芳香族乙烯基系单体;马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、和N-苯基马来酰亚胺等的马来酰亚胺系单体等。
上述的接枝(共)聚合物中使用的单体或单体混合物,从树脂组合物的耐冲击性的观点出发,苯乙烯系单体优选为5~90重量%,更优选为10~80重量%。在混合乙烯基氰化物系单体的情况下,从树脂组合物的成型加工性的观点出发,优选使用1~60重量%,特别优选使用50重量%以下。特别是在需要耐化学性的情况下,优选在25~50重量%的范围内使用,因为这样可以抑制耐冲击性、流动性的低下,实现耐化学性。另外,在混合(甲基)丙烯酸酯系单体的情况下,从韧性和耐冲击性的观点出发,优选使用80重量%以下,特别优选使用75重量%以下。单体和单体混合物中的芳香族乙烯基系单体、乙烯基氰化物系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体的配合量的总和,优选为95~20重量%,进一步优选为90~30重量%。
获得接枝(共)聚合物时的橡胶质聚合物与单体混合物的配合比例,从树脂组合物的耐冲击性的观点出发,在全接枝(共)聚合物100重量%中,橡胶质聚合物优选为5重量%以上,更优选10重量%以上。另外,从树脂组合物的耐冲击性和成型品的外观的观点出发,优选为80重量%以下,更优选70重量%以下。另外,单体或单体混合物的配合比例优选为95重量%以下,更优选90重量%以下、或优选为20重量%以上,更优选30重量%以上。
接枝(共)聚合物,可以用公知的聚合法获得。例如、通过在橡胶质聚合物乳胶的存在下,将单体和链转移剂的混合物和溶解在乳化剂中的自由基引发剂的溶液连续供给到聚合容器中,进行乳化聚合的方法等来获得。
接枝(共)聚合物,除了具有单体或单体混合物与橡胶质聚合物接枝而成的结构的接枝(共)聚合物之外,还包括没有接枝的(共)聚合物。对接枝(共)聚合物的接枝率没有特别的限定,为了获得耐冲击性和光泽的均衡性的优异的树脂组合物,优选在20~80%、特别是25~50%的范围内。这里,接枝率是按照下式算出的值。
接枝率(%)=[<与橡胶质聚合物接枝聚合了的乙烯基系共聚物量>/<接枝共聚物的橡胶含有量>=×100
对没有接枝的(共)聚合物的特性无特别的限定,可溶于甲基乙基酮的成分的特性粘度[η](在30℃下测定)在0.25~1.00dl/g、特别是0.25~0.80dl/g的范围内,可以获得优异的耐冲击性的树脂组合物,因此这是优选的条件。
苯乙烯系(共)聚合物是以苯乙烯系单体为必须成分的共聚物。作为苯乙烯系单体的具体例,优选使用苯乙烯,但是从在熔融混炼时的剪切下的自由体积减少引起的相溶性提高的观点出发,可以优选含有被碳原子数1~4的烷基取代的苯乙烯系单体的1种以上。作为被碳原子数1~4的烷基取代的苯乙烯系单体,可以列举出例如α-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、对-乙基苯乙烯、间-乙基苯乙烯、邻-乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯等,特别优选使用α-甲基苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯。它们可以使用1种或2种以上。
作为芳香族乙烯基系单体以外的单体,在以进一步提高耐冲击性、耐化学性为目的的情况下,优选使用乙烯基氰化物系单体,另外,在以提高韧性和色调为目的的情况下,优选使用(甲基)丙烯酸酯系单体。
作为乙烯基氰化物系单体的具体例,可以列举出,丙烯腈、甲基丙烯腈和乙基丙烯腈等,特别优选使用丙烯腈。作为(甲基)丙烯酸酯系单体的具体例,可以列举出丙烯酸和甲基丙烯酸的甲基、乙基、丙基、正丁基、异丁基酯化物等,特别优选使用甲基丙烯酸甲酯。
另外,作为根据需要使用的能够与它们共聚的其他乙烯基系单体,可以列举出,乙烯基甲苯等苯乙烯系单体以外的芳香族乙烯基系单体、马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺和N-苯基马来酰亚胺等的马来酰亚胺系单体。
在本发明中,共聚合了马来酰亚胺系单体的苯乙烯系共聚物、即、马来酰亚胺基改性苯乙烯系共聚物,通过包含在聚苯乙烯系树脂中来使用,可以提高树脂组合物的耐热性,进而也可以特异地提高阻燃性,因此可以优选使用。
作为苯乙烯系(共)聚合物的构成成分的苯乙烯系单体的比例,从树脂组合物的耐冲击性的观点出发,相对于全部单体,优选为5~90重量%,更优选10~80重量%的范围。在混合乙烯基氰化物系单体的情况下,从耐冲击性、流动性的观点出发,优选1~60重量%,进一步优选50重量%以下的范围。特别是需要耐化学性的情况下,优选在25~50重量%的范围内使用,因为这样可以抑制耐冲击性、流动性的低下、实现耐化学性。另外,在混合(甲基)丙烯酸酯系单体的情况下,从韧性、耐冲击性的观点出发,优选80重量%以下,进一步优选75重量%以下的范围。进而,在将它们与能够与其共聚的其他乙烯基系单体混合的情况下,优选60重量%以下,特别优选50重量%以下的范围。
对苯乙烯系(共)聚合物的特性没有特别的限定,但是从获得具有优异的耐冲击性和成型加工性的树脂组合物的观点出发,优选使用甲基乙基酮溶剂,在30℃测定的特性粘度[η]为0.25~5.00dl/g、特别是0.35~3.00dl/g的范围内的苯乙烯系(共)聚合物。
对苯乙烯系(共)聚合物的制造法没有特别的限定,可以使用本体聚合法、悬浮聚合法、乳化聚合法、溶液聚合法、本体-悬浮聚合法和溶液-本体聚合法等通常的方法。
为了提高本发明的苯乙烯系树脂组合物的耐化学性,(A)苯乙烯系树脂可以优选使用由(a1)苯乙烯系单体单元20~75重量%、(a2)乙烯基氰化物系单体单元25~60重量%、和能与它们共聚的(a3)其他乙烯基系单体单元0~55重量%组成的树脂。通过使用这样的乙烯基氰化物系单体单元多的(A)苯乙烯系树脂,特别是苯乙烯系树脂组合物中的总乙烯基氰化物系单体单元少(苯乙烯系树脂添加量少)的情况下、通过具有作为1μm以下的两相连续结构和分散结构的微细的相结构,可以提高耐化学性。这样,可以在组合物中不添加过量的乙烯基氰化物系单体单元的情况下提高耐化学性,因此可以大幅度抑制目前由乙烯基氰化物系单体量引起的熔融加工性、机械强度的低下,因此是优选的。
作为本发明的(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂,是可以与苯乙烯系树脂形成本发明中规定的相结构的热塑性树脂,可以列举出例如、聚酯、聚酰胺、聚苯醚、聚砜、聚四氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚酮、聚硫醚酮、聚醚醚酮、环氧树脂、酚树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚酰胺弹性体、聚酯弹性体、聚环氧烷、或含有羧基等的烯烃系共聚物等的树脂等,优选聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯,其中,为了改良耐冲击性、耐热性,最有效的是含有聚碳酸酯树脂。
作为上述聚碳酸酯树脂,可以选自芳香族均聚碳酸酯和芳香族共聚碳酸酯。作为制造方法,可以列举出,在苛性碱和溶剂的存在下,向双官能酚系化合物中吹入光气的光气法、或者使双官能酚系化合物和碳酸二乙酯在催化剂的存在下进行酯交换的酯交换法。该芳香族聚碳酸酯,其粘度平均分子量优选在1万~10万的范围内。这里,上述双官能酚系化合物为2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1’-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2’-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二苯基)丁烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二丙基苯基)丙烷、1,1’-双(4-羟基苯基)环己烷、1-苯基-1,1’-双(4-羟基苯基)乙烷等,但是从利用熔融混炼时的剪切下的自由体积减少引起的相溶性提高的观点出发,优选含有2,2’-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二乙基苯基)丙烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二丙基苯基)丙烷。在本发明中,双官能酚系化合物可以单独使用,也可以合并使用。
在(A)苯乙烯系树脂与聚碳酸酯树脂的合金化中,通过减小两者的熔融粘度差、降低(a2)乙烯基氰化物含有量、和通过并用上述双官能酚系化合物来使用共聚合聚碳酸酯等,可以控制树脂组合物的相结构。进而通过预先制成后述的对树脂组成和温度的相图,可以容易地明确结构控制范围。
另外,在使(A)苯乙烯系树脂与聚碳酸酯树脂合金化的情况下,(b)聚碳酸酯树脂优选在20~70重量%的范围内使用,更优选25~60重量%的范围,特别地如果在30~50重量%的范围内,则比较容易获得两相连续结构,进而容易具有机械特性、流动性、耐化学性、镀敷性,并且容易赋予阻燃性。目前,只要聚碳酸酯树脂不成为占很大比例的成分,冲击强度就低,但是根据本发明,即使聚碳酸酯树脂为30重量%,也可以实现高冲击化,与聚碳酸酯树脂为占很大比例成分的组合物相对,可以飞跃地提高流动性、耐化学性、镀敷性。
所谓聚酯树脂,可以列举出,将芳香族二羧酸或其酯、或酯形成性衍生物与二元醇用公知的方法缩合获得的聚酯树脂,可以使用芳香族聚酯、全芳香族聚酯、液晶聚酯等。这里,作为上述芳香族二羧酸,可以列举出萘-2,6-二羧酸等的萘二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、对-羟基苯甲酸等,它们的酯形成性衍生物,也可以用于聚酯树脂的制造。作为上述二元醇的例子,可以列举出,乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等的具有2~6个的碳原子的聚亚甲基二醇类、或1,4-环己二醇、双酚A和它们的酯形成性衍生物。
作为聚酯树脂的优选的具体例,可以列举出,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚双酚A间苯二甲酸酯等。上述聚酯树脂,优选在邻氯苯酚溶剂中在25℃的特性粘度(〔η〕25℃、邻氯苯酚、单位dl/g)为0.4~2的聚酯树脂,进一步优选0.6~1.5的聚酯树脂。
在(A)苯乙烯系树脂与聚酯树脂的合金化中,通过降低两者的分子量,可以扩大相溶区域,容易获得所期望的相结构。
作为聚酰胺树脂,通常可以使用通过二胺与二羧酸的缩合制造的聚酰胺树脂、通过内酯的开环聚合而制造的聚酰胺树脂等。作为这些聚酰胺树脂的优选例,可以列举出尼龙6,6、尼龙6,9、尼龙6,10、尼龙6,12、尼龙6、尼龙12、尼龙11、尼龙4,6等。另外,尼龙6/6,6、尼龙6/6,10、尼龙6/12、尼龙6/6,12、尼龙6/6,6/6,10、尼龙6/6,6/12等的共聚聚酰胺类。进而,也可以使用由尼龙6/6,T(T:对苯二甲酸成分)、对苯二甲酸、间苯二甲酸那样的芳香族二羧酸与间二甲苯二胺或脂环族二胺获得的半芳香族聚酰胺类、聚酯酰胺等。上述聚酰胺树脂优选在90%甲酸溶剂中、浓度1g/100cc、温度25℃下测定出的相对粘度〔ηrel〕为1.0~4.0的聚酰胺树脂,进一步优选为1.5~3.5的聚酰胺树脂。上述的聚酰胺树脂可以单独使用1种,或混合使用2种以上。
在(A)苯乙烯系树脂与聚酰胺树脂的合金化中,通过增加苯乙烯系树脂中的乙烯基氰化物含有量,使两者的SP(溶解度参数)值近似等的方法来扩大相溶区域,可以容易地获得所期望的相结构。
对构成本发明中的苯乙烯系树脂组合物的树脂成分的组成,没有特别的限制,但是相对于(A)苯乙烯系树脂与(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂的合计100重量%,通常来说(A)苯乙烯系树脂优选在10~95重量%的范围内使用,进一步优选15~85重量%的范围,特别地,如果在20~80重量%的范围内,则比较容易获得两相连续结构,因此优选使用。
本发明的苯乙烯系树脂组合物,重要的是并用(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物。
所谓(c1)改性苯乙烯系聚合物,可以使用含有乙烯基系单体单元而成的苯乙烯系聚合物(下面简称为(c1)改性苯乙烯系聚合物),所述乙烯基系单体单元含有选自羧基、羟基、环氧基、氨基和_唑啉基中的至少一种官能团,(c1)改性苯乙烯系聚合物是不含有下述(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物中含有的聚碳酸酯树脂链段的改性苯乙烯系聚合物。
作为该(c1)改性苯乙烯系聚合物,是具有由包括苯乙烯系单体在内的一种或二种以上的乙烯基系单体进行聚合或共聚所获得的结构,并且在分子中含有选自羧基、羟基、环氧基、氨基和_唑啉基中的至少一种官能团的聚合物。对于含有这些官能基的化合物的含有量没有特别的制限,但是特别优选相对于改性苯乙烯系聚合物100重量份,为0.01~20重量%的范围内。
对向(c1)改性苯乙烯系聚合物中导入羧基的方法,没有特别的制限,可以使用,使丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸单乙基酯、马来酸酐、邻苯二甲酸和衣康酸等的具有羧基或羧酸酐基的乙烯基系单体与规定的乙烯基系单体进行共聚的方法;使γ,γ’-偶氮双(γ-氰基戊酸)、α,α’-偶氮双(α-氰基乙基)-对-苯甲酸和过氧化琥珀酸等的具有羧基的聚合引发剂和/或巯基乙酸、α-巯基丙酸、β-巯基丙酸、α-巯基-异丁酸和2,3或4-巯基苯甲酸等的具有羧基的聚合度调节剂与规定的乙烯基系单体进行(共)聚合的方法;和使由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲基等的(甲基)丙烯酸酯系单体与规定的乙烯基系单体和根据需要添加的乙烯基氰化物系单体形成的共聚物,通过碱进行皂化的方法等。
对于导入上述羟基的方法,也没有特别的限制,可以使用例如,使丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸3-羟基丙基酯、甲基丙烯酸3-羟基丙基酯、丙烯酸2,3,4,5,6-五羟基己基酯、甲基丙烯酸2,3,4,5,6-五羟基己基酯、丙烯酸2,3,4,5-四羟基戊基酯、甲基丙烯酸2,3,4,5-四羟基戊基酯、3-羟基-1-丙烯、4-羟基-1-丁烯、顺式-4-羟基-2-丁烯、反式-4-羟基-2-丁烯、3-羟基-2-甲基-1-丙烯、顺式-5-羟基-2-戊烯、反式-5-羟基-2-戊烯、4,4-二羟基-2-丁烯等的具有羟基的乙烯基系单体与规定的乙烯基系单体进行共聚的方法等。
对于导入上述环氧基的方法也没有特别的限制,可以使用例如,使丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙基丙烯酸缩水甘油酯(glycidylethacrylate)、衣康酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油基醚、苯乙烯-对-缩水甘油基醚和对-缩水甘油基苯乙烯等的具有环氧基的乙烯基系单体与规定的乙烯基系单体进行共聚的方法等。
其中,通过使甲基丙烯酸缩水甘油酯进行共聚而导入了环氧基的环氧改性苯乙烯系聚合物,在含于聚苯乙烯系树脂中而使用的情况下,因为能够提高本发明的树脂组合物的冲击强度,并且容易赋予阻燃性,因此优选使用。
对导入上述氨基的方法也没有特别的限制,可以使用例如,使丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、丁氧基甲基丙烯酰胺、N-丙基甲基丙烯酰胺、丙烯酸氨基乙基酯、丙烯酸丙基氨基乙基酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酸乙基氨基丙基酯、甲基丙烯酸苯基氨基乙基酯、甲基丙烯酸环己基氨基乙基酯、N-乙烯基二乙基胺、N-乙酰基乙烯基胺、烯丙基胺、甲代烯丙基胺、N-甲基烯丙基胺、对-氨基苯乙烯等的具有氨基和其衍生物的乙烯基系单体与规定的乙烯基系单体进行共聚的方法等。
对上述导入_唑啉基的方法也没有特别的限制,可以使用,例如使2-异丙烯基-_唑啉、2-乙烯基-_唑啉、2-丙烯酰基-_唑啉和2-苯乙烯基-_唑啉等的具有_唑啉基的乙烯基系单体与规定的乙烯基系单体进行共聚的方法等。
对(c1)改性苯乙烯系聚合物的特性没有特别的限制,但是优选为使用甲基乙基酮溶剂在30℃测定出的特性粘度[η]为0.25~5.00dl/g、特别是0.35~3.00dl/g的范围的改性苯乙烯系聚合物,因为这样可以获得具有优异的耐冲击性和成型加工性的树脂组合物。
对(c1)改性苯乙烯系聚合物的制造法没有特别的限制,可以使用本体聚合法、悬浮聚合法、乳化聚合法、溶液聚合法、本体-悬浮聚合法和溶液-本体聚合法等通常的方法。
进而,本发明中使用的所谓(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物,优选由聚碳酸酯树脂链段和乙烯基系聚合物链段形成,优选具有多相结构的接枝聚合物(下面简称(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物),其中,聚碳酸酯树脂链段形成连续相,乙烯基系聚合物链段形成分散相。
所谓形成该(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物中的聚碳酸酯树脂链段的聚碳酸酯树脂,可以使用作为上述(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂例示的所有聚碳酸酯树脂。
另外,所谓形成(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物中的乙烯基系聚合物链段的乙烯基系聚合物,可以使用上述(A)苯乙烯系树脂、和(c1)改性苯乙烯系聚合物中例示的所有乙烯基系单体。
(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物的制造方法,是在聚碳酸酯系树脂的水性悬浮液中加入乙烯基系单体、自由基共聚性有机过氧化物和自由基聚合引发剂,在实质上不发生自由基聚合引发剂的分解的条件下加热,将上述乙烯基系单体、自由基共聚性有机过氧化物和自由基聚合引发剂浸渍在聚碳酸酯系树脂中,然后使该水性悬浮液升温,使乙烯基系单体与自由基共聚性有机过氧化物在聚碳酸酯系树脂中进行共聚而生成接枝化前体,使该接枝化前体在100~350℃熔融混合,可以获得(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物。
作为这样的(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物,可以列举出例如,使由苯乙烯和丙烯腈组成的单体混合物与聚碳酸酯树脂进行接枝聚合而获得的PC-g-SAN(聚碳酸酯-接枝-苯乙烯/丙烯腈共聚物、例如日本油脂株式会社制“モディパ一 CH430”);使苯乙烯单体与聚碳酸酯树脂进行接枝聚合而获得的PC-g-PS(聚碳酸酯-接枝-聚苯乙烯、例如日本油脂株式会社制“モディパ一 CL130D”);使由苯乙烯和丙烯腈和官能基改性乙烯基化合物组成的单体混合物与聚碳酸酯树脂进行接枝聚合而获得的PC-g-mSAN(聚碳酸酯-接枝-改性苯乙烯/丙烯腈共聚物、例如日本油脂株式会社制“モディパ一 CL440G”)等。
通过合并添加(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物,可以降低相分解的相间的界面的自由能,因此可以容易地控制两相连续结构的结构周期、分散结构中的分散粒子间距离,可以提高树脂组合物的机械特性等。
(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物的添加量优选为,相对于(A)成分和(B)成分的合计100重量份,在0.2~40重量份的范围内。进一步优选在0.5~35重量份的范围内,作为特别优选的范围,有时在1~30重量份的范围内。通过使添加量在0.2重量份以上,可以发挥作为相溶化剂的效果,可以控制结构周期、粒子间距离。另外,通过使添加量在40重量份以下,可以维持树脂组合物的流动性、滞留稳定性,因此优选。
另外,(c1)改性苯乙烯系聚合物、(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物的添加比率在(c1)∶(c2)=99∶1~1∶99(重量比)的范围内。优选99∶1~10∶90(重量比)的范围内,作为特别优选的范围,有时在99∶1~20∶80(重量比)的范围内。通过在这样的范围内,可以赋予作为相溶化剂的优异的效果,可以控制结构周期、粒子间距离。
在本发明中,通过添加(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物,可以使苯乙烯系树脂组合物具有结构周期0.001~1μm的两相连续结构、或粒子间距离0.001~1μm的分散结构,表现优异的机械特性、流动性、镀敷性。
为了获得具有该结构周期的树脂组合物,优选使(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂、以及(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物相互溶解,利用后述的斯皮诺达分解来形成结构。进而,为了形成该结构,(A)苯乙烯系树脂与(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂,优选为后述的部分相溶体系、剪切场依赖型相溶解·相分解的体系、反应诱发型相分解体系。
一般来说,由两种成分的树脂组成的聚合物合金有相溶系统、非相溶系统和部分相溶系统,相溶系统是这些组成在玻璃转变温度以上、热分解温度以下的实用温度的全部区域内都相溶的系统;非相溶系统与相溶系统相反,是在全部区域内都变成非相溶的系统;而部分相溶系统是指在某个区域内相溶、在其它区域中变成相分离状态的系统;进而这种部分相溶系统存在因其相分离状态的条件的不同而由斯皮诺达分解引起相分离的情况,以及因核生成和生长而产生相分离的情况。
此外,在由三种以上的成分组成的聚合物合金的情况下有,三种以上成分都相溶的系统;三种以上的成分都不相溶的系统;两种以上成分是相溶相而其余一种以上成分的相是非相溶的系统;两种成分是部分相溶系统而其余成分分配在由这两种成分组成的部分相溶系统中的系统等。本发明中,由三种以上成分组成的聚合物合金的情况下,优选两种成分是部分相溶系统而其余成分分配在由这两种成分组成的部分相溶系统的系统,这种情况下,聚合物合金的结构,与由两种成分组成的部分相溶系统的结构相同,因此,下面以由两种成分的树脂组成的聚合物合金为代表加以说明。
斯皮诺达分解引起的相分离,是指在相对于不同的二种成分的树脂组成和温度的相图中,斯皮诺达曲线内侧的不稳定状态所产生的相分离,另外,所谓因核生成和生长引起的相分离,是指在该相图中在双节固溶曲线的内侧,斯皮诺达曲线外侧的准稳定状态所产生的相分离。
这种斯皮诺达曲线是指,对于组成和温度不同的二种成分树脂进行混合的情况下,相溶情况下的自由能与不相溶的两相中自由能之和的差值(ΔGmix),用浓度(Φ)进行二次偏微分的结果(_2ΔGmix/_φ2)为0的曲线,在斯皮诺达曲线的内侧,_2ΔGmix/_φ2<0是不稳定状态,在斯皮诺达曲线的外侧是_2ΔGmix/_φ2>0。
另外,该双节固溶曲线是指,相对于组成和温度,系统的相溶区域与相分离的区域的边界曲线。
这里,本发明中的相溶的情况是指,在分子水平上均一混合的状态,具体讲,由不同的2种成分的树脂为主成分的相都不形成0.001微米以上的相结构,另外,所述的非相溶的情况是指不处于相溶状态的情况,也就是说是指由不同的2种成分的树脂为主成分的相彼此形成0.001微米以上的相结构的状态。是否相溶,例如可以像《聚合物合金和混合物》Leszek AUtracki,hanser出版,慕尼黑、维也那、纽约,64页(Polymer Alloys andBlends,Leszek A Utracki,hanser Publishers,Munich Viema New York P64)上记载的那样,利用电子显微镜、差示扫描量热计(DSC)或其它各种方法判断。
按照详细的理论,在斯皮诺达分解中,在使在相溶区域温度下均一相溶化的混合系统的温度,迅速变化到不稳定区域的温度的情况下,系统就会迅速朝着共存组成开始相分离。此时,浓度被一定波长单色化,在结构周期(Λm)中,两分离相形成共同连续并规则络合的两相连续结构。这两相连续结构形成后,在将该结构周期保持恒定的情况下,仅使两相的浓度差增大的过程,被称作斯皮诺达分解的初期过程。
此外,上述的斯皮诺达分解的初期过程中的结构周期(Λm),具有下式的热力学关系。
Λm~[|Ts-T|/Ts]-1/2(式中,Ts是斯皮诺达曲线上的温度)
在斯皮诺达分解中,经过这种初期过程后,达到同时产生波长增大和浓度差增大的中期过程,当浓度差达到平衡浓度之后,波长增大经过自相似产生的后期过程,最终进行到宏观上两相分离为止,但是为了获得本发明中规定的结构,在达到了最终宏观上分离成两相之前的所需结构周期的阶段,使结构固定即可。
另外,在从中期过程至后期过程的波长增大的过程中,由于组成和表面张力的影响,有时也使一相的连续性中断,从上述的两相连续结构变化成分散结构。这种情况下,在达到所需粒子间距离的阶段使结构固定即可。
在本发明中,两相连续结构是指,混合的树脂的两种成分分别形成连续相,互相以三维络合的结构。这种两相连续结构的示意图,例如记载在《聚合物合金基础与应用》(第2版)(第10.1章)(高分子学会编:东京化学同人)。
另外,本发明中所说的分散结构,是指在一种树脂成分为主成分的基质中,分散有以另一种树脂成分为主成分的粒子的所谓的海岛结构。
本发明的苯乙烯系树脂组合物,可以获得被控制在结构周期为0.001~1微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001~1微米范围内的分散结构。为了获得更优异的机械特性,更优选被控制在结构周期为0.01~0.5微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.01~0.5微米范围内的分散结构,进一步优选被控制在结构周期为0.01~0.4微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.01~0.4微米范围内的分散结构,为了获得非常优异的特性,最优选被控制在结构周期为0.01~0.3微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.01~0.3微米范围内的分散结构。通过控制在该结构周期的范围和粒子间距离的范围,可以有效地获得具有作为本发明的效果的优异的机械特性、流动性、镀敷性和阻燃性的结构物。
另一方面,在上述准稳定区域中的相分离的核生成和生长中,从其初期形成海岛结构的分散结构,由于该分散结构生长,所以很难形成本发明的各种规则排列的结构周期为0.001~1微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001~1微米范围内的分散结构。
另外,为了确认这些斯皮诺达分解形成的两相连续结构或分散结构,重要的是确认规则的周期结构。为此,除利用例如光学显微镜或透射型电子显微镜观察,确认形成两相连续结构之外,在采用光线散射装置或小角度X射线散射装置进行的散射测定中,有必要确认散射极大值的出现。另外,光线散射装置和小角度X射线散射装置由于最适宜的测定区域不同,所以可以根据结构周期的大小适当选择使用。这种散射测定中散射极大的存在,证明存在具有某个周期的规则的相分离结构,其周期Λm对应于两相连续结构情况下的结构周期,在分散结构情况下与粒子间距离对应。另外,其值可以使用散射光线在散射体内的波长λ、赋予散射极大的散射角θm按下式计算。
Λm=(λ/2)/sin(θm/2)
为了实现斯皮诺达分解,将苯乙烯系树脂和苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂形成相溶状态后,必须使斯皮诺达曲线内侧处于不稳定状态。
首先,作为用该2成分以上的树脂形成相溶状态的方法,可以列举出,在通常的溶剂中溶解后、利用由该溶液进行喷雾干燥、冷冻干燥、非溶剂物质中的凝固、溶剂蒸发来生成薄膜等的方法来进行的溶剂浇铸法;将部分相溶系在相溶条件下利用熔融混炼进行的熔融混炼法。其中利用作为不使用溶剂的干式工序的熔融混炼来进行的相溶化,在实用上是优选使用的。
为了利用熔融混炼进行相溶化,使用通常的挤出机,优选使用双螺杆挤出机。另外,通过组合树脂,有时也可以在注射成型机的增塑化工序中进行相溶化。用于进行相溶化的温度,有必要是部分相溶系的树脂相溶的温度。
下面,在使通过上述熔融混炼形成了相溶状态的树脂组合物处于斯皮诺达曲线的内侧的不稳定状态,进行斯皮诺达分解时,用于形成不稳定状态的温度、其他条件,随着树脂的组合的不同而不同,不能一概而定,依据相图,通过进行简单的预试验来设定。
作为使由斯皮诺达分解所形成的结构生成物固定化的方法,可以列举出,通过急冷等在短时间内进行的相分离相的一方或两方的成分的结构固定;在一方为热固化成分的情况下,使热固化性成分的相通过反应而变得不能自由运动,从而进行的结构固定;进而在一方为结晶性树脂的情况下,使结晶性树脂相进行结晶化而变得不能自由运动,从而进行的结构固定。
本发明中,通过上述斯皮诺达分解使(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂相分离,来形成本发明的苯乙烯系树脂组合物,优选如上述那样,使苯乙烯系树脂与作为部分相溶系、剪切场依赖型相溶解·相分解系、反应诱发型相分解系的树脂组合。
一般来说,在部分相溶系中,在同一组成中具有在低温侧容易相溶的低温相溶型相图的部分相溶系、相反具有在高温侧容易相溶的高温相溶型相图的部分相溶系是已知的。将该低温相溶型相图中的相溶和非相溶的分岐温度最低的温度称作下限临界共溶温度(lower critical solutiontemperature简称LCST),将在高温相溶型相图中的相溶和非相溶的分岐温度最高的温度称作上限临界共溶温度(upper critical solutiontemperature简称UCST)。
使用部分相溶系形成了相溶状态的2成分以上的树脂,在低温相溶型相图的情况下,通过处于LCST以上的温度且斯皮诺达曲线的内侧的温度,可以进行斯皮诺达分解,另外在高温相溶型相图的情况下,通过处于UCST以下的温度且斯皮诺达曲线的内侧的温度,可以进行斯皮诺达分解。
另外,除了在该部分相溶系中产生的斯皮诺达分解之外,在非相溶系中通过熔融混炼来诱发斯皮诺达分解,例如在熔融混炼时等的剪切下暂时相溶,在非剪切下再次形成不稳定状态,利用相分解的所谓剪切场依赖型相溶解·相分解进行斯皮诺达分解,由此可以进行相分离,在该情况下,与部分相溶系的情况同样在斯皮诺达分解方式下进行分解,具有规则的两相连续结构。进而,该剪切场依赖型相溶解·相分解,其斯皮诺达曲线因剪切场的不同而变化,不稳定状态区域扩大,因此与斯皮诺达曲线不改变的部分相溶系通过温度变化进行的方法比较,在同样的温度变化范围内,实质的过冷却度(|Ts-T|)增加,其结果使上述的关系式中的斯皮诺达分解的初期过程中的结构周期容易变小,因此更优选使用。为了利用该熔融混炼时的剪切来进行相溶化,使用通常的挤出机,但是优选使用双螺杆挤出机。另外,通过组合树脂,有时也可以在注射成型机的增塑化工序中相溶化。该情况下的用于相溶化的温度、用于形成初期过程的热处理温度、和用于使从初期过程进行结构发展的热处理温度、其他条件,因树脂的组合的不同而不同,不能一概而定,但是可以基于各种剪切条件下的相图,进行简单的预试验来设定条件。另外作为确实实现上述注射成型机的增塑化工序中的相溶化的方法,可以列举出下述优选例,即,预先用双螺杆挤出机进行熔融混炼,使其相溶化、在排出后在冰水中等进行急冷,在相溶化状态下使结构固定,使用该结构固定物进行注射成型的方法等。
另外,优选在构成本发明的苯乙烯系树脂组合物中,进而添加作为含有构成聚合物合金的成分的嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物等的共聚物的第3成分,因为这样可以降低相分解了的相间的界面的自由能,由此可以容易地控制两相连续结构中的结构周期、分散结构中的分散粒子间距离。在该情况下,通常将该共聚物等的第3成分配合到由除了该第3成分之外的2种成分的树脂组成的聚合物合金的各相中,因此可以与由2种成分的树脂组成的聚合物合金同样处理。
本发明的苯乙烯系树脂组合物,为了在实用的成型加工条件下稳定获得上述特异的相分离结构,优选按照(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂为满足下式(1)且T(℃)满足下式(2)的组合那样,适当控制各成分的熔融粘度,
a/b≥0.1(1)
180≤T≤300(2)
a:(A)苯乙烯系树脂的熔融粘度(温度T℃、剪切速度1000/秒)(Pa·s)
b:(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂的熔融粘度(温度T℃、剪切速度1000/秒)(Pa·s)
(这里,熔融粘度是使温度、剪切速度、锐孔等的测定条件同样,用毛细管色谱仪测定出的值,另外测定温度表示各成分和其他的添加剂的混炼温度)。
关于(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂的熔融粘度的关系(a/b),只要具有本发明的相结构,就没有特别的限制,优选在0.1~10的范围内使用,进一步优选在0.1~7的范围内使用,特别优选在0.1~5的范围内使用,因为这样可以更容易稳定地获得两相连续结构。
作为调整各成分的熔融粘度的方法,没有特别的限制,可以列举出例如(1)通过水解来调整成目标熔融粘度的方法、(2)使用形成目标熔融粘度的分子量的聚合物的方法、(3)混合分子量的不同的聚合物,调整成目标熔融粘度的方法和(4)混合形成目标熔融粘度的任意的添加剂的方法等。
进而,本发明的苯乙烯系树脂组合物是通过熔融混炼上述(A)成分、(B)成分、(c1)成分和(c2)成分来获得的,但是优选在2.0MPa以上树脂压力下进行熔融混炼。
本发明的制造方法中的树脂压力,是指用安装到熔融混炼装置中的树脂压力计测定出的值,以表压作为树脂压力。
上述熔融混炼时的树脂压力,不必一直在2.0MPa以上,只要在熔融混炼时存在至少1处以上树脂压力为2.0MPa以上的区域或暂时存在树脂压力为2.0MPa以上的时间段即可,在使用挤出机进行熔融混炼时,优选使通常树脂压力最高的场所、例如由逆向全程螺杆、捏合块引起的树脂滞留的场所中的树脂压力达到2.0MPa以上。
在本发明中,在熔融混炼(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂时,只要存在至少一处以上树脂压力为2.0MPa以上的区域即可。在熔融混炼装置中,逆向全程螺杆、捏合块引起的树脂滞留的场所中有树脂压力变高的倾向,因此只要测定这些树脂滞留场所中的树脂压力,在树脂压力变为2.0MPa以上的条件下进行熔融混炼即可。另外,在本发明中,在熔融混炼时,只要暂时存在树脂压力变为2.0MPa以上的时间即可。这里,树脂压力变为2.0MPa以上的时间优选为1秒以上,通过使在逆向全程螺杆、捏合块引起的树脂滞留场所中树脂滞留1秒以上,使得存在树脂压力暂时达到2.0MPa以上的时间。树脂压力达到2.0MPa以上的时间,进一步优选为5秒~5分钟左右。
熔融混炼时的树脂压力只要为2.0MPa以上,并在机械的性能允许的条件下,就没有特别的限制,优选在2.0~10.0MPa的范围内使用,进一步优选在2.0~7.0MPa的范围内使用,特别优选在2.0~5.0MPa的范围内使用,因为这样可以更容易稳定地获得两相连续结构,使树脂的劣化很小。上述树脂压力,例如在使用挤出机进行熔融混炼时,是设置在全程螺杆部、捏合块部、排出口前部等任意的圆筒(barrel)部的树脂压力计的表压显示的值。
作为调整熔融混炼时的树脂压力的方法,没有特别的限制,可以列举出例如,(1)通过降低熔融混炼温度来提高树脂粘度、(2)选择形成目标树脂压力的分子量的聚合物、(3)通过导入逆向全程螺杆部、捏合块部等来改变螺杆排列,使树脂滞留、(4)提高圆筒内的聚合物充满率(5)提高螺杆旋转数、(6)混合任意的添加剂来提高树脂粘度、(7)导入二氧化碳气体等来形成超临界状态等。
在熔融混炼本发明的苯乙烯系树脂组合物时,优选按照使树脂压力为2.0MPa以上、优选在2.0~10.0MPa的范围内那样,通过控制圆筒温度、螺杆旋转数、原料供给速度(充满率)、树脂温度之间的平衡,来调整制造。
本发明的苯乙烯系树脂组合物通过实用的成型,可以稳定地获得上述的结构周期0.001~1μm的两相连续结构、或粒子间距离0.001~1μm的分散结构这样的特异的相结构,不损害苯乙烯系树脂的优异的机械特性、成型加工性、外观,实现容易赋予机械特性、流动性、镀敷性、和阻燃性(依据JIS K 7021测定出的临界氧指数(LOI))的效果。
进而,在本发明的苯乙烯系树脂组合物中,通过添加阻燃剂,可以容易地赋予阻燃性。对本发明中使用的阻燃剂没有特别的限定,是所谓的一般的阻燃剂,除了磷类化合物、卤素系有机化合物之外,可以使用三聚氰胺等的含氮有机化合物、氢氧化镁、氢氧化铝等的无机化合物、聚有机硅氧烷系化合物、氧化砷、氧化锑、氧化铋、氧化铁、氧化锌、氧化锡等的金属氧化物、二氧化硅等,但是优选磷类化合物、卤素系有机化合物、并用卤素系有机化合物和氧化锑,特别优选磷类化合物。
作为磷类化合物,只要是含有磷的有机或无机化合物就没有特别的限制,可以列举出例如、聚磷酸铵、聚磷腈、磷酸酯、膦酸酯、次膦酸酯和氧化膦等。其中、优选聚磷腈和磷酸酯,特别优选使用芳香族磷酸酯。
磷类化合物的含有量,一般在相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份,为0.1~30重量份的范围内使用。优选为0.5~25重量份的范围,作为特别优选的范围,有时在1~20重量份的范围内。如果小于0.1重量份,则不能发挥必要的阻燃效果,如果超过30重量份,则大幅度降低树脂的机械的强度、耐热性,因此不优选。
作为卤素系有机化合物,例如、六氯戊二烯、六溴联苯、八溴二苯基氧化物、三溴苯氧基甲烷、十溴联苯、十溴二苯基氧化物、八溴二苯基氧化物、四溴双酚A、四溴邻苯二甲酰亚胺、六溴丁烯、三氯四溴苯基-三磷酸酯、六溴环癸烷、它们被各种取代基改性所获得的化合物。
卤素系有机化合物的含有量,一般在相对于(A)成分和(B)成分的合计100重量份、为0.1~30重量份的范围内使用。优选在0.5~25重量份的范围内,特别优选的范围是1~20重量份的范围。在小于0.1重量份时,不能发挥必要的阻燃效果,如果超过30重量份,则大幅度降低树脂的机械的强度,因此不优选。
在本发明的树脂组合物中,为了提高阻燃性,进一步在阻燃剂中并用滴下防止剂是有效的。作为滴下防止剂,可以列举出例如、聚四氟乙烯等的全氟链烷聚合物、硅橡胶、和它们被乙烯基系化合物进行接枝聚合所获得的接枝聚合物、高分子量丙烯腈-苯乙烯、高分子量PMMA等的高分子量乙烯基系共聚物、玻璃纤维、碳纤维等,特别优选使用聚四氟乙烯进行丙烯酸改性所获得的物质。
滴下防止剂的含有量,一般优选在相对于(A)成分和(B)成分的合计100重量份、为0.01~5重量份的范围使用。作为特别优选的范围,有时在0.05~3重量份的范围内。如果小于0.01重量份,则燃烧时的滴下防止效果不充分,很难获得高阻燃性,如果超过5重量份,则会降低流动性、和刚性等的机械的强度,因此不优选。
进而,在本发明中,为了提高强度和寸法稳定性等,根据需要,可以使用填充材料。作为填充材料的形状,可以是纤维状,也可以是非纤维状,可以组合使用纤维状的填充材料与非纤维状填充材料。作为该填充材料,可以列举出玻璃纤维、玻璃珠纤维、碳纤维、钛酸钾晶须、氧化锌晶须、硼酸铝晶须、芳族聚酰胺纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维、陶瓷纤维、石棉纤维、石膏纤维、金属纤维等的纤维状填充剂、钙硅石、沸石、绢云母、高岭土、云母、粘土、叶蜡石、膨润土、石棉、滑石、硅酸铝等的硅酸盐,氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化锆、氧化钛、氧化铁等的金属化合物,碳酸钙、碳酸镁、白云石等的碳酸盐,硫酸钙、硫酸钡等的硫酸盐,氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铝等的氢氧化物,玻璃珠、陶瓷珠、氮化硼、碳化硅等的非纤维状填充剂,这些填充材料可以是中空的,进而可以将这些填充材料并用2种以上。另外,这些纤维状和/或非纤维状填充材料可以用异氰酸酯系化合物、有机硅烷系化合物、有机钛酸酯系化合物、有机硼烷系化合物、环氧化合物等的偶联剂进行预处理后使用,这从获得更优异的机械强度的观点出发是优选的。
为了提高强度和尺寸稳定性,在使用该填充材料的情况下,对其配合量没有特别的限定,但是,通常相对于(A)成分和(B)成分的合计100重量份、配合0.1~200重量份。
在本发明的苯乙烯系树脂组合物中,在不损害本发明的效果的范围内,可以添加聚环氧烷低聚物系化合物、硫醚系化合物、酯系化合物、有机磷化合物等的增塑剂、滑石、高岭土、有机磷化合物、聚醚醚酮等的晶核化剂、聚烯烃系化合物、聚硅氧烷系化合物、长链脂肪族酯系化合物、长链脂肪族酰胺系化合物等的脱模剂、防腐剂、着色防止剂、抗氧化剂、热稳定剂、硬脂酸锂、硬脂酸铝等的润滑剂、紫外线防止剂、着色剂、发泡剂等的通常的添加剂。
这些添加剂,可以在制造本发明的苯乙烯系树脂组合物的任意的阶段配合,可以列举出例如,在配合至少2成分的树脂的同时添加的方法;预先将2成分的树脂进行熔融混炼后添加的方法;先添加到一方的树脂中、进行熔融混炼后、配合剩余的树脂的方法。
由本发明获得的苯乙烯系树脂组合物的成型方法,可以是任意的方法,成型形状可以为任意的形状。作为成型方法,可以列举出例如、注射成型、挤出成型、吹胀成型、吹塑成型等,其中优选注射成型,因为这样在射出后、在模具内可以同时进行热处理和结构固定化,另外优选薄膜和/或薄片挤出成型,因此这样在拉伸薄膜和/或薄片时进行热处理,然后在卷绕前的自然冷却时可以进行结构固定。当然也可以将上述成型品另外进行热处理来形成结构。
本发明中的苯乙烯系树脂组合物,可以用作发挥优异的耐冲击性、耐热性、流动性、镀敷性和阻燃性的结构材料,例如电气·电子部件、汽车部件、机械机构部件、OA设备、家用电器等的壳体及它们的部件类等、杂货等。
作为本发明的阻燃性树脂组合物制成的成型品的具体用途,可以列举例如,各种齿轮、各种壳体、传感器、LEP灯、接插件、插座、电阻器、继电器壳、开关、绕线管、电容器、可变电容器壳、光传感器、振荡器、各种端子板、变压器、插头、印刷电路板、调谐器、扩音器、话筒、头戴式听筒、小型电机、磁头基座、电源组件(power module)、外壳、半导体、液晶、FDD托架、FDD底盘、电机电刷固定架、抛物面天线、计算机相关部件等所代表的电气电子部件,发电机、电动机、变压器、变流器、电压调整器、整流器、变极器、继电器、电源用接点、开关器、遮断机、闸刀开关、多极杆、电机部件隔室、VTR部件、电视机部件、熨斗、干发器、饭煲部件、微波炉部件、音响部件、唱片·激光唱盘·高密度磁盘、DVD等声音设备部件、照明部件、冷藏库部件、空调器部件、打字机部件、文字处理机部件等所代表的家庭及办公电气制品部件、办公计算机相关部件、电话机相关部件、便携电话相关部件、传真机相关部件、复印机相关部件、清洗用器具、无油轴承、船尾轴承、水中轴承等各种轴承、电机部件、打火机、打字机等所代表的机械相关部件、显微镜、双筒望远镜、照相机、钟表等所代表的光学仪器、精密机械相关的部件,交流发电机终端、交流发电机连接器、IC调节器、带照明表盘分压器台、进气嘴通气管、进气歧管、空气流量计、空气泵、燃油泵、发动机冷却水接口、恒温器壳、化油器主体、化油器垫圈、发动机支座、点火线圈、点火室、离合器线圈、传感器壳体、怠速控制阀、真空转换阀、ECU壳体、真空泵室、锁定开关、转速传感器、加速度传感器、分电器盖、线圈底座、ABS用执行器室、散热器水室的顶和底、冷却风扇、风扇护罩、发动机罩、气缸盖罩、注油嘴罩、机油盘、机油滤清器、燃油罩、燃油集滤器、分电器盖、汽油蒸气炭罐壳体、空气滤清器壳体、正时带罩、制动助力器部件、各种箱体、与燃油有关的排气系·吸气系等的各种管(tube)、各种罐(tank)、与燃油有关的排气系·吸气系等的各种软管(hose)、各种夹子(clip)、排气阀等的各种阀、各种管(pipe)、排气传感器、冷却水传感器、油温传感器、制动器磨损传感器、制动器磨损传感器、节流阀位置传感器、曲轴位置传感器、空气流量计、空调用恒温器底座、暖气暖风流量控制阀、散热器电机用电刷固定架、水泵叶轮、涡轮叶片、刮水器电动机相关部件、步进马达转动体、制动器活塞、电磁线圈、发动机油滤清器、点火装置箱体、转矩控制杆、起动机开关、起动机继电器、安全带部件、register blades、洗涤器控制杆、车窗玻璃升降机摇把、车窗玻璃升降机摇把的球形捏手、近光灯控制杆、分电器、遮阳板支架、各种发动机壳体、车顶行李架、翼子板、装饰物、保险杠、车门后视镜支撑、喇叭接线柱、窗玻璃洗涤器喷嘴、扰流器、发动机罩通气百叶窗、车轮装饰罩、车轮盖、散热器面罩、格栅护板罩框架、车灯反射镜、灯座、灯壳体、灯装饰圈、车门把手等的汽车外装材、中间控制台、仪表板、仪表板芯、仪表板包垫、杂物箱、把手柱、肘靠、驻车制动器撑杆、A柱装饰、车门装饰、车柱装饰、落地式控制台等的汽车内装材、线束连接器、SMJ连接器、PCB连接器、车门索环连接器、熔断器用连接器等的各种连接器等的汽车部件;个人电脑、打印机、显示器、CRT显示器、传真机、复印机、文字处理机、笔记本电脑、便携电话、PHS、DVD驱动器、PD驱动器、软盘驱动器等的存储装置的壳体、底盘、继电器、开关、箱体部件、变压器部件、绕线管等的电气·电子机器部件、机械部件、其他各种用途。
进而,由本发明的苯乙烯系树脂组合物形成的各种成型品适合于涂布或镀敷处理,显示优异的涂布粘合性和镀敷特性。
所谓涂布粘合性,可以在涂布涂料、干燥、放置后,依据JIS规格,用玻璃纸带进行划格法附着力试验,由涂料的剥离状态来评价粘合性。
作为本发明中使用的涂料,可以列举出丙烯酸系涂料和聚氨酯系涂料。所谓丙烯酸系涂料,是以丙烯酸及其酯类、以及甲基丙烯酸及其酯类、或它们与其他乙烯基系化合物形成的共聚树脂为形成涂膜的主成分的涂料。另外所谓聚氨酯系涂料,是在树脂骨架中具有氨基甲酸酯键或在形成涂膜的过程中生成氨基甲酸酯键的涂料。
镀敷特性,是指初期镀敷粘合强度和热循环后的镀敷层有无起泡(blistering)。镀敷粘合强度等的性能由因蚀刻处理产生的孔的大小、深度、数、构成孔的周边的基材的强度等决定。利用镀敷成分浸入到孔的内部在基板中扎根的锚固效果,来防止形成表层部的镀敷部分的剥离。但是,在锚固部周边的基材很脆时,与基材一起剥离。因此,通过使基材具有充分的机械的强度,进而具有防止蚀刻液引起的脆性化所需的充分的耐溶剂性,并且具有稳定的相结构,可以实现良好的镀敷特性。
该镀敷处理方法不需要特殊的镀敷处理,用作为树脂镀敷广泛普及的ABS树脂用镀敷处理方法足以,作为其代表的镀敷处理,可以依次经过(1)前处理、(2)粗表面化处理(蚀刻)(3)赋予感应性(感应时间)或催化剂处理、(4)活性化处理(活化)或加速处理、(5)无电解镀敷和(6)电镀的各工序来进行。其中上述(2)的粗表面化处理是控制以后的镀敷工程中赋予的金属镀膜的粘合性的重要的工序,根据塑料的种类,可以使用各种方法,例如用ABS树脂将成型品浸渍在铬酸-硫酸混合液中来进行的化学蚀刻法。
在本发明的苯乙烯系树脂组合物中发现,通过使(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂具有结构周期0.001~1μm的两相连续结构、或粒子间距离0.001~1μm的分散结构这样的特异的相结构,可以均一地控制良好的涂膜粘合性、和蚀刻处理产生的孔的大小、深度、数目等,因此可以获得良好的镀敷特性。
实施例
为了更具体地说明本发明,下面列举实施例和比较例来进行说明,但是本发明不限于这些实施例。实施例中的份数和%,分别表示重量份和重量%。
[参考例1](A)苯乙烯系树脂
(A1)接枝(共)聚合物
下面,叙述接枝共聚物的调制方法。另外,接枝率用下述方法求出。向接枝共聚物的规定量(m)中加入丙酮,回流4小时。将该溶液在8000rpm(离心力10000G(约100×103m/s2))下离心30分钟后、过滤不溶分。将该不溶分在70℃下减压干燥5小时,测定重量(n)。
接枝率=[(n)-(m)×L]/[(m)×L]×100
这里,L意味着接枝共聚物的橡胶含有率。
将上述丙酮溶液的滤液用旋转蒸发仪浓缩,获得析出物(可溶于丙酮的分)。将该可溶分在70℃减压干燥5小时后、调制成0.4g/100ml(甲基乙基酮、30℃),使用乌式粘度计,测定特性粘度。另外关于所获得的接枝共聚物中的各单体单元的含有率,是通过压制成型来制作30μm左右的薄膜状的样品,根据由FT-IR分析获得的峰强度比来测定。
<A1-1>
在聚丁二烯乳胶(平均橡胶粒子径0.3μm)50份(换算成固体成分)的存在下,加入由苯乙烯70%、丙烯腈30%组成的单体混合物50份,进行乳化聚合。将所获得的接枝共聚物用硫酸凝固后、洗涤、干燥、以粉末状的形式获得。
所获得的接枝共聚物的接枝率为42%、甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.37dl/g、各单体单元的含有率为丁二烯单元50重量%、苯乙烯单元35重量%、丙烯腈单元15重量%。
<A1-2>
在聚丁二烯乳胶(平均橡胶粒子径0.2μm)50份(换算成固体成分)的存在下,加入由甲基丙烯酸甲酯70%、苯乙烯25%、丙烯腈5%组成的单体混合物50份,进行乳化聚合。所获得的接枝共聚物用硫酸进行凝固后、洗涤、干燥、以粉末状的形式获得。
所获得的接枝共聚物的接枝率为45%、甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.30dl/g、各单体单元的含有率为丁二烯单元50重量%、甲基丙烯酸甲酯单元35重量%、苯乙烯单元12重量%、丙烯腈单元3重量%。
(A2)乙烯基系共聚物的调制
下面,叙述乙烯基系共聚物的调制方法。另外,将所获得的聚合物在70℃下减压干燥5小时后、调制成0.4g/100ml(甲基乙基酮、30℃),使用乌式粘度计,测定特性粘度。另外关于所获得的乙烯基系共聚物中的各单体单元的含有率,通过压制成型来制作30μm左右的薄膜状的样品,根据FT-IR分析所获得的峰强度比来测定。
<A2-1>
使用苯乙烯-丙烯腈共聚物“トョラック”1050B(东丽(株)制)。甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.39dl/g,各单体单元的含有率为苯乙烯单元76重量%、丙烯腈单元24重量%。
<A2-2>
使由苯乙烯70%、丙烯腈30%组成的单体混合物进行悬浮聚合,调制乙烯基系共聚物。所获得的乙烯基系共聚物的甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.53dl/g、各单体单元的含有率为苯乙烯单元70重量%、丙烯腈单元30重量%。
<A2-3>
使由苯乙烯70%、丙烯腈30%组成的单体混合物进行悬浮聚合,调制乙烯基系共聚物。所获得的乙烯基系共聚物的甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.98dl/g、各单体单元的含有率为苯乙烯单元70重量%、丙烯腈单元30重量%。
<A2-4>
使由苯乙烯40%、丙烯腈30%、α-甲基苯乙烯30%组成的单体混合物进行悬浮聚合,调制乙烯基系共聚物。所获得的乙烯基系共聚物的甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.52dl/g、各单体单元的含有率为苯乙烯单元40重量%、丙烯腈单元30重量%、α-甲基苯乙烯单元30重量%。
<A2-5>
使由苯乙烯65%、丙烯腈35%组成的单体混合物进行悬浮聚合,调制乙烯基系共聚物。所获得的乙烯基系共聚物的甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.54dl/g、各单体单元的含有率为苯乙烯单元65重量%、丙烯腈单元35重量%。
<A2-6>
使由苯乙烯60%、丙烯腈40%组成的单体混合物进行悬浮聚合,调制乙烯基系共聚物。所获得的乙烯基系共聚物的甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.51dl/g、各单体单元的含有率为苯乙烯单元60重量%、丙烯腈单元40重量%。
[参考例2](B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂
<B-1>使用了芳香族聚碳酸酯“ュ一ピロン”S3000(三菱ェンジニァリングプラスチック(株)制)。
<B-2>使用了芳香族聚碳酸酯“ュ一ピロン”S2000(三菱ェンジニァリングプラスチック(株)制)。
<B-3>使用了芳香族聚碳酸酯“ュ一ピロン”E2000(三菱ェンジニァリングプラスチック(株)制)。
<B-4>将2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷24.3%、2,2’-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷30.6%、和碳酸二苯基酯45.1%加入到搅拌槽中,在氮置换后在150℃熔融。向其中添加四甲基氢氧化铵和氢氧化钠,在150℃搅拌1小时,进行反应。接着,在升温至220℃后、减压至27kPa(200mmHg),搅拌1小时,进而升温至250℃,然后减压至2kPa(15mmHg),搅拌1小时,来进行反应。将所获得的反应物送入到离心薄膜型蒸发装置中,进行反应后,送入到卧式搅拌聚合装置中,在290℃滞留30分钟,来结束聚合。使用利用卧式搅拌装置通过模头形成条状,并且用切割机进行了颗粒化的共聚芳香族聚碳酸酯。
[参考例3]
(c1)改性苯乙烯系聚合物
下面,示出改性乙烯基系聚合物的调制方法。另外,在将所获得的聚合物在70℃减压减压干燥5小时后、调制成0.4g/100ml(甲基乙基酮、30℃),使用乌式粘度计,测定特性粘度。另外关于所获得的改性乙烯基系聚合物中的各单体单元的含有率,是通过压制成型来制作30μm左右的薄膜状的样品,根据FT-IR分析所获得的峰强度比来测定。
<c1-1>将由苯乙烯69.7%、丙烯腈30%、甲基丙烯酸缩水甘油基酯0.3%组成的单体混合物进行悬浮聚合,来调制改性乙烯基系共聚物。所获得的改性乙烯基系共聚物的甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.53dl/g、各单体单元的含有率为苯乙烯单元69.7重量%、丙烯腈单元30重量%、甲基丙烯酸缩水甘油基酯单元0.3重量%。
<c1-2>将由苯乙烯67%、丙烯腈30%、马来酸酐3%组成的单体混合物在甲基乙基酮溶剂中进行溶液聚合,调制乙烯基系共聚物。所获得的乙烯基系共聚物的甲基乙基酮可溶分的特性粘度为0.53dl/g、各单体单元的含有率为苯乙烯单元67重量%、丙烯腈单元30重量%、马来酸酐单元3重量%。
(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物
<c2-1>使用了聚碳酸酯-接枝-苯乙烯/丙烯腈共聚物(PC-g-SAN)“モディパ一CH430”(日本油脂(株)制)。
<c2-2>使用了聚碳酸酯-接枝-改性苯乙烯/丙烯腈共聚物(PC-g-mSAN)“モディパ一CL440G”(日本油脂(株)制)。
<c2-3>使用了聚碳酸酯-接枝-聚苯乙烯共聚物(PC-g-PS)“モディパ一CL130D”(日本油脂(株)制)。
[参考例4]阻燃剂
<FR-1>使用了芳香族二磷酸酯“PX200”(大八化学工业(株)制)。
<FR-2>使用了溴化环氧树脂“SR-T5000”(坂本药品工业(株)制)。
[参考例5]添加剂
<TZ-1>使用了丙烯酸改性聚四氟乙烯“メタブレン”A3000(三菱丽阳(株)制)。
[实施例1~36、比较例1~13]
将表1~6记载的实施例和比较例的组成的原料供给到挤出温度设定为250℃的双螺杆挤出机(日本制钢所制TEX30α)中,将从模头排出后的条状物立即在冰水中急速冷却,在固定了结构后,制作了颗粒状的聚合物。
使用所获得的颗粒状的聚合物,利用注射成型机(住友重机社制、プロマット40/25),在射出压为下限压+1MPa的条件下,将各试验片成型,在下述条件下测定物性。
[耐冲击性]:依据ASTMD256-56A,评价耐冲击性。取6个样品测定出的平均值。
[弯曲强度]:依据ASTMD790,评价弯曲强度。
[弯曲弹性模量]:依据ASTMD790,评价弯曲弹性模量。
[抗拉强度]:依据ASTMD638,评价抗拉强度。
[拉伸伸长率]:依据ASTMD638,评价拉伸伸长率。
[耐热性]:依据ASTMD648(负荷:1.82MPa),评价耐热性。
[流动性]:在机筒温度240℃、模具温度60℃、射出压力50MPa的条件下,测定螺旋形流动体(剖面形状:宽10mm×厚度2mm)的流动体长度(螺旋形流动体长度)。
[临界氧指数]:依据JIS K 7021,评价临界氧指数。
[镀敷膜的粘合强度]:将实施至下述15)电镀(光泽铜镀敷)的正方形板在80℃下烘烤2小时后、放冷1小时后、测定以宽10mm、长20mm来对镀敷膜进行T剥离时的力(Kg),进行评价。
[镀敷的热循环性试验]:将实施至下述19)电镀(铬镀敷)的正方形板,以90℃(1小时)→室温(15分钟)→-35℃(1小时)→室温(15分钟)为1个循环,实施3个循环,观察在镀敷表面上有无异常(起泡、脱皮、裂纹),进行评价。
(镀敷条件)
将在模具温度60℃下进行了成型的80mm×80mm×3mm厚的正方形板成型品在下述条件下进行镀敷处理。
1)使用“ェ一スクリ一ンA-220”(奥野制药工业(株)制),将脱脂试验片在55℃浸渍4分钟。
2)水洗
3)蚀刻:使用98重量%硫酸,在60℃浸渍10分钟。
4)水洗
5)酸处理:使用5重量%盐酸,在30℃浸渍2分钟。
6)水洗
7)催化剂处理:在由浓盐酸150ml、催化剂C50ml(奥野制药工业(株)制)和水1000ml组成的溶液中,在20℃下浸渍2分钟。
8)水洗
9)加速处理:使用10重量%硫酸,在40℃下浸渍3分钟。
10)水洗
11)使用无电解铜镀敷OPC-750(奥野制药工业(株)制),在30℃浸渍8分钟。
12)水洗
13)活化:使用5重量%的硫酸,浸渍30秒。
14)水洗
15)电镀(光泽铜镀敷):将试验片放置在由浓硫酸50g、硫酸铜(5水合物)200g、SCB-MU10ml、SCB-I1ml(奥野制药工业(株)制)和水1000ml组成的酸性铜镀敷浴中,在温度20~25℃、电流密度4A/dm2的条件下、形成厚度约30μm的铜镀敷膜。
16)水洗
17)电镀(光泽镍镀敷):在由硼酸40g、氯化镍·(6水合物)50g、硫酸镍(7水合物)300g、モノラィト1ml(奥野制药工业(株)制)、ァクナB-I20ml(奥野制药工业(株)制)和水1000ml组成的镀敷浴中,在温度50℃、电流密度5A/dm2的条件下,形成厚度约15μm的镀镍膜。
18)水洗
19)电镀(铬镀敷):在由浓硫酸5g、氧化铬250g和水1000ml组成的镀敷浴中,在温度45℃、电流密度20A/dm2的条件下,形成厚度约0.2μm的铬镀敷膜。
进而,对由上述注射成型获得的成型品切出厚度100μm的切片而成的样品,利用碘染色法对聚碳酸酯染色,然后切出超薄切片,对所获得的样品,利用透射型电子显微镜扩大5万倍进行观察。
另外对于由上述注射成型获得的成型品切出厚度100μm的切片而获得的样品,用小角度X射线散射(小于0.4μm的结构周期或粒子间距离的情况)或光散射(0.4μm以上的结构周期或粒子间距离的情况),来测定两相连续结构的情况的结构周期或分散结构的情况的粒子间距离。对任一个样品都可以观察到峰,求出根据该峰位置(θm)依据下式来计算的结构周期或粒子间距离(Λm)。
Λm=(λ/2)/sin(θm/2)
由各样品的透射型电子显微镜照片观察的结构的状态、由小角度X射线散射或光散射测定的结构周期或粒子间距离、进而耐冲击性、弯曲特性、拉伸特性、耐热性、流动性、镀敷性和临界氧指数的测定结果,示于表1~表6。
表1
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040 1040   1040   1040   1040
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 50 50 50
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   55   55   55   55   55
  成型品   结构   -   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续
  结构周期或粒子间距离 μm 0.23 0.25 0.21 0.22 0.20
  耐冲击性   J/m   900   970   880   1030   1120
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   952580   952580   952580   952580   962590
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   61110   60108   6192   61115   61121
  耐热性   ℃   104   103   103   104   107
  螺旋形流动体长度   mm   260   270   320   225   250
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   1.5   1.5   1.6   1.4   1.7
  有无   无   无   无   无   无
  临界氧指数(LOI)   %   22.0   21.5   22.0   22.0   22.0
表2
  实施例6   实施例7   实施例8   实施例9   实施例10
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040   1040   1040   1040   1050
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份   50 50 50 50 40
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   55   55   55   55   55
  成型品   结构   -   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续
  结构周期或粒子间距离 μm 0.21 0.22 0.21 0.19 0.28
  耐冲击性   J/m   680   810   1100   1220   810
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   962590   952580   962590   972610   982660
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   61103   61104   62116   62127   6398
  耐热性   ℃   102   103   112   114   99
  螺旋形流动体长度   mm   370   320   220   200   305
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   1.4   1.5   1.6   1.8   1.7
  有无   无   无   无   无   无
  临界氧指数(LOI)   %   21.5   22.0   22.0   22.5   21.5
表3
  实施例11   实施例12   实施例13   实施例14   实施例15
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1060   1030   1020   2040   3030
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 30 60 70 40 40
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   55   55   55   55   55
  成型品   结构   -   分散结构   两相连续   分散结构   两相连续   分散结构
  结构周期或粒子间距离 μm 0.35 0.26 0.33 0.25 0.24
  耐冲击性   J/m   680   1030   1240   930   1050
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   1012780   922460   902380   832230   651850
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   6693   58117   55128   53103   45115
  耐热性   ℃   95   110   118   96   92
  螺旋形流动体长度   mm   360   225   200   270   235
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   2.0   1.4   1.3   2.1   2.5
  有无   无   无   无   无   无
  临界氧指数(LOI)   %   20.5   22.5   23.5   21.0   20.5
表4
  实施例16   实施例17   实施例18   实施例19   实施例20
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040   1040   1040   1040   1040
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 50 50 50
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份 55   55   55   19   91
  成型品   结构   -   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续
  结构周期或粒子间距离 μm 0.26 0.23 0.28 0.30 0.31
  耐冲击性   J/m   870   910   850   890   880
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   952580   952580   952580   942560   962600
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   61105   61112   61100   60112   62108
  耐热性   ℃   105   103   102   103   105
  螺旋形流动体长度   mm   250   275   290   250   280
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   1.5   1.6   1.4   1.5   1.5
  有无   无   无   无   无   无
  临界氧指数(LOI)   %   21.5   22.5   22.0   22.0   22.0
表5
  比较例1   比较例2   比较例3   比较例4
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040   1040   1040   1040
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 50 50
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   10 10 10
  成型品   结构   -   分散结构   分散结构   分散结构   分散结构
  结构周期或粒子间距离 μm 1.58 1.24 1.30 1.13
  耐冲击性   J/m   620   720   700   760
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   962590   962590   962590   942570
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   6268   6278   6275   6083
  耐热性   ℃   104   103   103   105
  螺旋形流动体长度   mm   220   235   230   240
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   0.8   0.9   0.9   1.2
  有无   有   有   有   无
  临界氧指数(LOI)   %   21.0   21.5   21.5   21.5
表6
  比较例5   比较例6   比较例7   比较例8
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040   1040   1060   1020
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 30 70
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份 10 10 10 10
  成型品   结构   -   分散结构   分散结构   分散结构   分散结构
  结构周期或粒子间距离 μm 1.15 1.26 1.18 1.14
  耐冲击性   J/m   750   680   470   950
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   942570   952580   1002760   90237
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   6082   6177   6570   5496
  耐热性   ℃   105   105   94   118
  螺旋形流动体长度   mm   235   230   310   140
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   1.2   0.9   1.5   0.7
  有无   无   有   无   有
  临界氧指数(LOI)   %   21.5   21.5   20.0   22.0
由实施例1~15可知,通过如本发明那样,在(A)苯乙烯系树脂、(b)聚碳酸酯系树脂中并用(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物,可以通过实用的注射成型来稳定地获得作为1μm以下的两相连续结构和分散结构的微细的相结构,可以大幅度地改善机械特性、耐热性、流动性、镀敷性、以及阻燃性。特别是在使用实施例5、9中记载的<A2-4>具有α-甲基苯乙烯单元的苯乙烯系树脂、和实施例8、9中记载的<B-4>共聚芳香族聚碳酸酯的情况下,在熔融混炼时的剪切下的自由体积减少引起的相溶性提高,容易获得所期望的相结构,发现特性显著提高。
进而,通过实施例14、15,在增加<A1-1>接枝聚合物的情况下,可以在维持机械特性的状态下提高镀敷性。
另外,通过实施例16~20,在改变(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物的种类和添加比率的情况下,也可以发现与上述同样优异的特性。
与此相对,如比较例1~8那样,在不添加(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物、或单独添加(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物的情况下,通过能够通用的注射成型,不能获得所期望的相结构,机械特性、流动性、镀敷性低。
通过比较实施例11和比较例7可知,在高冲击化所必需的聚碳酸酯树脂少于30重量份的情况下,如比较例7那样耐冲击性大幅度降低,与此相对,通过合并添加(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物,可以获得两相连续结构的微细的结构,可以实现与添加聚碳酸酯树脂50重量份的比较例1~6同等的耐冲击性,并且可以大幅度提高流动性、耐化学性、镀敷性。
将表7、表8记载的实施例的组成的原料与实施例1~20同样熔融混炼、注射成型。由各样品的透射型电子显微镜照片显示的结构的状态、由小角度X射线散射或光散射显示的结构周期或粒子间距离、以及耐冲击性、弯曲特性、拉伸特性、耐热性、流动性、镀敷性和临界氧指数的测定结果示于表7,表8。
表7
  实施例1   实施例4   实施例7   实施例21   实施例6   实施例22
(A)苯乙烯系树脂 <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4> 重量份重量份重量份重量份重量份重量份 1040 1040 1040 1040 1040 1040
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 50 50   50   50
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   55   55   55   55   55   55
  熔融粘度比:(A)成分(苯乙烯系树脂)/(B)成分(苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂) - 0.14 0.20 0.24 0.35 0.40 0.58
  成型品   结构   -   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续
  结构周期或粒子间距离 μm 0.23 0.22 0.22 0.20 0.21 0.20
  耐冲击性   J/m   900   1030   810   900   680   760
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   952580   952580   952580   952580   962590   962590
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   61110   61115   61104   61110   61103   61108
  耐热性   ℃   104   104   103   103   102   102
  螺旋形流动体长度   mm   260   225   320   290   370   355
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   1.5   1.4   1.5   1.4   1.4   1.5
  有无   无   无   无   无   无   无
  临界氧指数(LOI)   %   22.0   22.0   22.0   22.0   21.5   21.5
表8
  实施例11   实施例23   实施例13   实施例24
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1060   1060   1020   1020
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 30 30 70 70
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   55   55   55   55
  熔融粘度比:(A)成分(苯乙烯系树脂)/(B)成分(苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂) - 0.12 0.21 0.18 0.32
  成型品   结构   -   分散结构   分散结构   分散结构   两相连续
  结构周期或粒子间距离 μm 0.35 0.32 0.33 0.28
  耐冲击性   J/m   680   680   1240   1180
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   1012780   1012780   902380   902380
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   6693   6694   55128   55121
  耐热性   ℃   95   95   118   117
  螺旋形流动体长度   mm   360   400   200   280
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   2.0   2.0   1.3   1.3
  有无   无   无   无   无
  临界氧指数(LOI)   %   20.5   20.5   23.5   23.5
由实施例1、4、6、7、21~24可知,通过使所使用的(A)苯乙烯系树脂、(b)聚碳酸酯系树脂的熔融粘度具有特定的熔融粘度比,可以进一步稳定地获得作为1μm以下的两相连续结构和分散结构的微细的相结构,可以改良机械特性。特别地,即使在将高冲击化所需的聚碳酸酯树脂变为良流动性制品(低分子量制品)的情况下,耐冲击性也可以维持600J/m以上的高值。
将表9记载的实施例和比较例的组成的原料与实施例1~20同样进行熔融混炼、注射成型。将由各样品的透射型电子显微镜照片显示的结构的状态、由小角度X射线散射或光散射显示的结构周期或粒子间距离、以及耐冲击性、弯曲特性、拉伸特性、耐热性、流动性、镀敷性、临界氧指数、和耐化学性的测定结果,示于表9。
[耐化学性]
将厚1/8英寸(约3.2mm)的弯曲试验片在下述药液中在23℃放置7天(每24小时通过手动来旋转容器,搅拌其中的药液)。然后将由药液中取出的试验片用流水洗涤后、在23℃、50%RH的空气中,放置7天,在除去了药液的状态下依据ASTM D790来评价弯曲试验,求出药液浸渍前后的弯曲弹性模量保持率。
(1)10%硫酸水溶液
(2)30%氢氧化钠水溶液
(3)甲醇
(4)稀释剂
表9
  实施例1   实施例25   实施例26   实施例27   比较例9   比较例10
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-5><A2-6>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040   1040   1040   1020   1090
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 50 70 100
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   55   55   55   55
  (A)苯乙烯系树脂中的乙烯基氰化物量   重量%   13.5   15.5   17.5   8.5   28.5   -
  成型品   结构   -   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续   -   -
  结构周期或粒子间距离 μm 0.23 0.28 0.32 0.33 - -
  耐冲击性   J/m   900   870   800   1180   150   1350
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   952580   952590   962600   902380   1022830   932300
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   61110   61108   62103   55128   6717   60137
  耐热性   ℃   104   104   105   118   89   133
  螺旋形流动体长度   mm   260   255   245   190   480   140
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   1.5   1.3   1.2   1.3   2.6   0.7
  有无   无   无   无   无   无   有
  临界氧指数(LOI)   %   22.0   22.0   22.5   23.5   18.5   27.0
弯曲弹性模量保持率   10%硫酸水溶液 96 97 98 94 96 95
  30%NaOH水溶液 95 95 96 93 95 70
  乙醇   %   94   95   96   92   97   82
  稀释剂   %   92   95   97   90   96   65
由实施例1、25~27、比较例9、10可知,如果增加极性高的乙烯基氰化物系单体的量,则一般来说,熔融加工性恶化,所获得的组成物的机械特性大幅度降低,即使在如本发明那样增加(A)苯乙烯系树脂中的乙烯基氰化物量的情况下,也可以稳定获得作为1μm以下的两相连续结构和分散结构的微细的相结构,可以具有与比较例9所示的ABS树脂同等的耐化学性。进而,如实施例27所示,即使在组成中的总乙烯基氰化物少的情况下,也具有上述特异的相结构,对任何药品都具有90%以上的保持率和优异的耐化学性。
进而,目前,在乙烯基氰化物量多的情况下,发生镀敷粘合强度的低下、起泡等的不好的情况,通过具有上述特异的相结构,可以抑制镀敷粘合强度的低下,消除起泡等的不好的情况。
将表10记载的实施例1、28、29的组成的原料供给到L/D=45.5的双螺杆挤出机(日本制钢社制TEX30α)中,将实施例30的组成的原料供给到L/D=28.0的双螺杆挤出机(池贝工业社制PCM-30)中,在表中的条件下进行加热、增塑化、熔融混炼,将由模头排出的条状物立即在冰水中冷却,在使结构固定后,制造颗粒状的聚合物。另外,表中的树脂温度是利用热电偶立即测定排出后的聚合物温度来获得的值,树脂压力是由设置在挤出机圆筒的捏合部的树脂压力计的表压显示的值。将由各样品的透射型电子显微镜照片显示的结构的状态、由小角度X射线散射或光散射显示的结构周期或粒子间距离、以及耐冲击性、弯曲特性、拉伸特性、耐热性、流动性、镀敷性、和临界氧指数的测定结果示于表10。
表10
  实施例1   实施例28   实施例29   实施例30
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040   1040   1040   1040
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 50 50
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   55   55   55   55
  熔融混炼机的L/D   -   45.5   45.5   45.5   28.0
  圆筒温度   ℃   250   210   210   220
  旋转数   rpm   150   300   700   300
  供给速度   kg/hr   20   35   55   25
  树脂温度   ℃   264   265   282   264
  树脂压力   MPa   3.0   4.3   3.4   3.4
  成型品   结构   -   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续
  结构周期或粒子间距离 μm 0.23 0.15 0.22 0.28
  耐冲击性   J/m   900   1020   920   850
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   952580   952580   952580   952580
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   61110   61127   61115   61102
  耐热性   ℃   104   104   104   104
  螺旋形流动体长度   mm   260   265   260   260
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   1.5   1.8   1.6   1.4
  有无   无   无   无   无
  临界氧指数(LOI)   %   22.0   22.5   22.0   21.5
由实施例1、28~30可知,即使在改变各种制造条件的情况下,也可以在2.0MPa以上的树脂压力下进行熔融混炼,可以稳定获得作为1μm以下的两相连续结构的微细的相结构,可以改良机械特性、耐热性、流动性。另外由实施例30可知,在使用L/D小的熔融混炼机的情况下,相溶化所需的反应时间缩短,因此发现若干特性低下的倾向,但是可以稳定获得作为1μm以下的两相连续结构和分散结构的微细的相结构。
进而,将表11、表12记载的实施例和比较例的组成的原料与实施例1~20同样进行熔融混炼、注射成型。将由各样品的透射型电子显微镜照片显示的结构的状态、由小角度X射线散射或光散射显示的结构周期或粒子间距离、以及耐冲击性、弯曲特性、拉伸特性、耐热性、流动性、镀敷性和临界氧指数的测定结果,示于表11,表12。
表11
  实施例31   实施例32   实施例33   实施例34   实施例35   实施例36
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040   1040   1040   1040   1050   1030
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 50 50 40 60
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   55   55   55   55   55   55
  阻燃剂   <FR-1><FR-2>   重量份重量份   10   20 10   10   10   10
  添加剂   <TZ-1>   重量份   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2
  成型品   结构   -   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续   两相连续
  结构周期或粒子间距离 μm 0.22 0.24 0.28 0.21 0.26 0.25
  耐冲击性   J/m   810   670   820   830   700   960
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   972600   982630   972590   972610   992680   932480
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   6297   6383   6195   62103   6488   59105
  耐热性   ℃   96   90   101   96   91   102
  螺旋形流动体长度   mm   380   460   300   370   415   340
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   1.6   1.5   1.4   1.5   1.7   1.4
  有无   无   无   无   无   无   无
  临界氧指数(LOI)   %   26.5   31.0   26.0   27.0   26.0   27.5
表12
  比较例11   比较例12   比较例13
(A)苯乙烯系树脂   <A1-1><A1-2><A2-1><A2-2><A2-3><A2-4>   重量份重量份重量份重量份重量份重量份   1040   1040   1040
  (B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂   <B-1><B-2><B-3><B-4>   重量份重量份重量份重量份 50 50 50
(C)相溶化剂   <C1-1><C1-2><C2-1><C2-2><C2-3>   重量份重量份重量份重量份重量份   10 10
  阻燃剂   <FR-1><FR-2>   重量份重量份   10   10   10
  添加剂   <TZ-1>   重量份   0.2   0.2   0.2
成型品 结构 -   分散结构   分散结构   分散结构
  结构周期或粒子间距离 μm 1.65 1.32 1.26
  耐冲击性   J/m   400   520   580
  弯曲强度弯曲弹性模量   MPaMPa   972600   982610   962590
  抗拉强度拉伸伸长率   MPa%   6242   6356   6165
  耐热性   ℃   96   95   97
  螺旋形流动体长度   mm   320   335   340
  镀敷膜的粘合强度镀敷表面的起泡   kgf/cm   0.6   0.8   0.9
  有无   有   有   有
  临界氧指数(LOI)   %   25.0   25.5   25.5
由实施例31~36、比较例11~13可知,即使在苯乙烯系树脂组合物中添加阻燃剂和添加剂,通过如本发明那样具有1μm以下的两相连续结构的微细的相结构,也可以在保持机械特性、耐热性、流动性、镀敷性的状态下大幅度改善阻燃性。
另一方面,如比较例11~13那样,在不添加(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物、或单独添加了(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物的组成物中,添加阻燃剂和添加剂的情况下,不能获得所期望的相结构,机械特性低下,进而阻燃性比本发明品显著低下,因此为了实现同等的阻燃性,需要大量的阻燃剂。
工业可利用性
可以用于电气·电子部件、汽车部件、机械机构部件、OA设备、家用电器等的壳体及它们的部件类、杂货等各种用途。
附图说明
【图1】是显示实施例中使用的(A)苯乙烯系树脂<A1-1>、<A2-2>和<A2-3>在剪切速度1000/sec下的熔融粘度的温度依赖性的图表。
【图2】是显示实施例中使用的(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂<B-1>、<B-2>和<B-3>在剪切速度1000/sec下的熔融粘度的温度依赖性的图表。
【图3】是显示实施例6、7、21、22、23和24的(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂在组合物中的熔融粘度比(a/b)的温度依赖性的图表。
【图4】是显示实施例1、4、11和13的(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂在组合物中的熔融粘度比(a/b)的温度依赖性的图表。

Claims (15)

1.一种苯乙烯系树脂组合物,含有(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂、(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物。
2.如权利要求1所述的苯乙烯系树脂组合物,其中,(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂,具有结构周期为0.001~1μm的两相连续结构或粒子间距离为0.001~1μm的分散结构。
3.如权利要求2所述的苯乙烯系树脂组合物,其中,(A)苯乙烯系树脂和(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂,具有结构周期为0.01~0.5μm的两相连续结构或粒子间距离为0.01~0.5μm的分散结构。
4.如权利要求1所述的苯乙烯系树脂组合物,其中,(c1)改性苯乙烯系聚合物含有乙烯基系单体单元,所述乙烯基系单体单元具有选自羧基、羟基、环氧基、氨基、和_唑啉基中的至少一种官能团。
5.如权利要求1所述的苯乙烯系树脂组合物,其中,(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物含有聚碳酸酯树脂链段和乙烯基系聚合物链段。
6.如权利要求1所述的苯乙烯系树脂组合物,其中,(A)苯乙烯系树脂含有被碳原子数1~4的烷基取代的苯乙烯系单体单元。
7.如权利要求1所述的苯乙烯系树脂组合物,其中,(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂是(b)聚碳酸酯树脂。
8.如权利要求7所述的苯乙烯系树脂组合物,其中,上述(b)聚碳酸酯树脂含有芳香族共聚合聚碳酸酯,所述芳香族共聚合聚碳酸酯是将(b1)2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷与(b2)选自2,2’-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二乙基苯基)丙烷、2,2’-双(4-羟基-3,5-二丙基苯基)丙烷中的至少一种的双官能团酚系化合物进行共聚而成的。
9.如权利要求1所述的苯乙烯系树脂组合物,其特征在于,(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂是满足下式(1)且温度T℃满足式(2)的组合,
a/b≥0.1       (1)
180≤T≤300    (2)
a:(A)苯乙烯系树脂的熔融粘度(温度T℃、剪切速度1000/秒)(Pa·s)
b:(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂的熔融粘度(温度T℃、剪切速度1000/秒)(Pa·s)。
10.如权利要求1所述的苯乙烯系树脂组合物,其特征在于,(A)苯乙烯系树脂由(a1)苯乙烯系单体单元20~75重量%、(a2)乙烯基氰化物系单体单元25~60重量%、和能与它们共聚的(a3)其它乙烯基系单体单元0~55重量%构成,其中,(a1)~(a3)的合计为100重量%。
11.一种制造权利要求1~10的任一项所述的苯乙烯系树脂组合物的方法,将(A)苯乙烯系树脂、(B)苯乙烯系树脂以外的热塑性树脂、(c1)改性苯乙烯系聚合物和(c2)聚碳酸酯系接枝聚合物进行熔融混炼。
12.如权利要求11所述的苯乙烯系树脂组合物的制造方法,其特征在于,上述熔融混炼是在下述条件下进行的,所述条件是存在至少一处以上的树脂压力为2.0MPa以上的区域或者存在暂时树脂压力为2.0MPa以上的时间段。
13.如权利要求11所述的苯乙烯系树脂组合物的制造方法,其特征在于,使(A)成分、(B)成分、(c1)成分和(c2)成分在上述熔融混炼时的剪切状态下相溶,在排出后的非剪切状态下相分离。
14.一种成型品,由权利要求1~10的任一项所述的苯乙烯系树脂组合物形成。
15.如权利要求14所述的成型品,其特征在于,是实施涂布或镀敷处理而得到的。
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