CN101759990A - 阻燃性树脂组合物 - Google Patents

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CN101759990A CN200910261110A CN200910261110A CN101759990A CN 101759990 A CN101759990 A CN 101759990A CN 200910261110 A CN200910261110 A CN 200910261110A CN 200910261110 A CN200910261110 A CN 200910261110A CN 101759990 A CN101759990 A CN 101759990A
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Abstract

本发明提供一种阻燃性树脂组合物,其特别适合用作机械部件用塑料材料,并以良好的平衡满足高刚性、高强度、高尺寸精度、低各向异性、良好的阻燃性,进而以良好的平衡满足出色的成型性、脱模性。该阻燃性树脂组合物含有:(A)热塑性树脂(A成分)、(B)由脂肪族多元醇和长链脂肪族羧酸形成的酸值为5~35的酯化合物(B成分)、(C)阻燃剂(C成分)、(D)无机填充材料(D成分)、以及(E)含氟防滴落剂(E成分),这些成分满足下述条件(a),即相对于上述A~E成分的总计100重量%,A成分为98.99~11重量%,B成分为0.01~2重量%,C成分为0.001~25重量%,D成分为5~60重量%,E成分为0~2重量%。

Description

阻燃性树脂组合物
技术领域
本发明涉及阻燃性树脂组合物。进一步详细而言,本发明涉及通过以特定比例含有特定的酯化合物而使脱模性出色、进而通过以特定比例配合特定的无机填充材料而具有高刚性、高强度、高尺寸精度、低翘曲性以及良好的阻燃性的适于机械部件成型品的阻燃性树脂组合物。
背景技术
近年来,对于在作为激光束打印机、复印机以及投影装置等办公设备、家庭用电气化产品、电气电子设备的机械部件的各种机架、光学系统单元等的机械部件(以下有时简称为“机械部件”)中使用的塑料材料,在大多数情况下要求高刚性、高强度、高尺寸精度及良好的阻燃性。对该机械部件用的塑料材料已提出了大量方案。特别是机械部件中,就光学系统单元而言,从产品的翘曲、初期尺寸的形成容易度、使用时的热变形、低各向异性的观点出发,优选使用板状填充材料。另外,上述具有各种光学系统单元的装置长年持续制造,已经积累的大量经验。就具有这种状况的光学系统单元而言,进行了更高性能的机种的开发,对于所使用的塑料材料,希望满足更高水平上的上述要求。在这样的机械部件较多的情况下,具有旋转体、齿轮及滑动机械体等其他机械部件相互嵌入且对这些部件整体的尺寸精度、动作精度等有要求的结构。在赋予该结构的情况下,大多数情况下模具形状复杂且对尺寸精度有要求,进而,大多数情况下设置有凹割(undercut)形状,注射成型时的脱模性有时会对尺寸精度有很大影响,不仅对组合物的树脂及填料的构成下工夫,而且脱模性的提高也成为非常重要的因素。专利文献1中公开有在特定分子量的芳香族聚碳酸酯树脂中高填充有特定形状的玻璃纤维等的树脂组合物。专利文献2中公开有由含有芳香族聚碳酸酯树脂及具有特定粒径和特定厚度的云母的树脂组合物形成的光写入单元固定底座。特别是上述专利文献2记载的发明,实现了极高的刚性、基于低各向异性的低翘曲率及挠率、以及良好的阻燃性。即,具有光学单元底座所需的优选特性。专利文献3中公开有包含聚碳酸酯树脂、鳞片状无机填充材料、及具有特定结构的磷酸酯化合物的CD-ROM机械部件。专利文献4中记载有包含芳香族聚碳酸酯树脂、阻燃剂、以特定比例组合了玻璃纤维和滑石等的无机填充材料、及具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯的树脂组合物,公开了该组合物具有高刚性、高强度、高尺寸精度和良好的阻燃性。专利文献5中公开有通过向芳香族聚碳酸酯树脂中添加特定粒径的云母及滑石而具有高刚性、高强度、高尺寸精度的组合物。专利文献6中公开有在经滑石、云母、硅灰石强化的芳香族聚碳酸酯树脂中配合一元或多元醇和高级脂肪酸的酯作为脱模剂。在这些公报中,很难说充分公开了以芳香族聚碳酸酯树脂为基础树脂并经无机填充材料强化的树脂组合物的脱模性的改进。
专利文献7中示出了一种以聚碳酸酯树脂和苯乙烯系树脂为基础的阻燃树脂组合物,使用季戊四醇和饱和脂肪族羧酸的酯化合物作为脱模剂,但很难说对脱模剂进行了充分详细的研究。进而,在专利文献8中示出了对聚碳酸酯树脂具有特定酸值的酯化合物,在眼镜镜片用聚碳酸酯树脂中用作耐热性和脱模性出色的脱模剂。但是,在所有的文献中,关于本发明的具有高刚性、高强度、高尺寸精度、低翘曲性及良好阻燃性的适合机械部件成型品的阻燃性树脂组合物,没有有关脱模剂的详细记载,尚有改善的余地。
专利文献1:日本特开平5-287185号公报
专利文献2:日本特开平9-12733号公报
专利文献3:日本特开平8-115589号公报
专利文献4:日本特开2001-164105号公报
专利文献5:日本特开2006-36877号公报
专利文献6:日本特开2004-323565号公报
专利文献7:日本专利第3662420号公报
专利文献8:日本特开2006-154783号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种特别适合用作机械部件用塑料材料的、以良好的平衡满足高刚性、高强度、高尺寸精度、低各向异性、良好的阻燃性、进而以良好的平衡满足出色的成型性、脱模性的阻燃性树脂组合物。就该成型性、脱模性的提高而言,作为精密尺寸部件的机械部件所要求的精度不仅在生产时的成型加工阶段被稳定保持,在长期使用时也被稳定保持,例如使打印机、复印机等的印刷物的高画质化、高速化成为可能。
本发明人进行了潜心研究,结果发现,通过在以往公知的组成中以特定比例含有特定的酯化合物,则尽管树脂构成相同,但也可以在更高水平的领域解决上述课题。此外,通过进一步的研究而完成了本发明。
根据本发明,上述课题通过下述的(1)阻燃性树脂组合物来解决。
(1)一种阻燃性树脂组合物(以下有时称为“树脂组合物-I”),含有:
(A)热塑性树脂(A成分)、
(B)由脂肪族多元醇和长链脂肪族羧酸形成的酸值为5~35的酯化合物(B成分)、
(C)阻燃剂(C成分)、
(D)无机填充材料(D成分)、以及
(E)含氟防滴落剂(E成分),
这些成分满足下述条件(a),
所述条件(a)是:相对于上述A~E成分的总计100重量%,A成分为98.99~11重量%,B成分为0.01~2重量%,C成分为0.001~25重量%,D成分为5~60重量%,E成分为0~2重量%。
该树脂组合物可以通过配合上述A~E成分的各原料来制造。更详细而言,可以将上述A~E成分的各原料提供给如挤压机那样的熔融混炼机,通过熔融混炼来制造。
作为本发明的优选方式之一,(2)在上述构成(1)的阻燃性树脂组合物中,热塑性树脂(A成分)是从聚碳酸酯树脂(A-1成分)、苯乙烯系树脂(A-2成分)和聚酯系树脂(A-3成分)中选择的至少一种热塑性树脂,A-1成分~A-3成分的总计100重量份当中,A-1成分为50重量份以上。
作为本发明的优选方式之一,(3)在上述构成(1)的阻燃性树脂组合物中,热塑性树脂(A成分)是从聚苯醚树脂(A-4成分)及苯乙烯系树脂(A-2成分)中选择的至少一种热塑性树脂。
作为本发明的优选方式之一,(4)在上述构成(1)~(3)中任意一项的阻燃性树脂组合物中,酯化合物(B成分)是:作为原料的脂肪族多元醇的碳原子数为2~20且价数(羟基数)为2~8、长链脂肪族羧酸的碳原子数为10~32、并且酯化率为80%以上的酯化合物。
作为本发明的优选方式之一,(5)在上述构成(1)~(4)中任意一项的阻燃性树脂组合物中,阻燃剂(C成分)是有机磷酸酯化合物。
作为本发明的优选方式之一,(6)在上述构成(1)~(5)中任意一项的阻燃性树脂组合物中,无机填充材料(D成分)是从云母(D-1成分)、滑石(D-2成分)、硅灰石(D-3成分)、玻璃纤维(D-4成分)及玻璃薄片(D-5成分)中选择的至少一种无机填充材料。
作为本发明的优选方式之一,(7)在上述构成(1)~(6)中任意一项的阻燃性树脂组合物中,在将D-1成分的添加量设为D1重量份、D-2成分的添加量设为D2重量份、D-3成分的添加量设为D3重量份、D-4成分的添加量设为D4重量份、D-5成分的添加量设为D5重量份,进而将由该树脂组合物成型的成型品的流向上的成型收缩率设为α%、垂直方向上的成型收缩率设为β%、流向上的线膨胀系数设为γ(×10-5/℃)、垂直方向上的线膨胀系数设为δ(×10-5/℃)时,满足下述式(1)~(5)的条件。
D1+D2+D5>D3+D4   (1)
α/β>0.65       (2)
γ/δ>0.70       (3)
0.4<α+β<1     (4)
3.0<γ+δ<10    (5)
作为本发明的优选方式之一,(8)在上述构成(1)~(7)中任意一项的阻燃性树脂组合物中,含氟防滴落剂(E成分)具有原纤维形成能力。
作为本发明的优选方式之一,是(9)由上述构成(1)~(8)中任意一项的阻燃性树脂组合物形成的成型品。该成型品可以用于各种用途,特别是最适合用于办公设备、家庭用电气化产品、电气电子设备的机械部件。
附图说明
图1[1-A]是表示在实施例中使用的脱模力评价用的杯状成型品的形状的主视图。[1-B]是表示在实施例中使用的脱模力评价用的杯状成型品的形状的侧视图。[1-C]是表示脱模力评价用的杯状成型品的形状的后视图。
图2[2-A]示出在脱模力评价中使用的模具结构的概要。表示在模具型腔内填充有树脂的状态。[2-B]示出在上述[2-A]的填充后、经冷却后打开模具的状态。在这一时刻,成型品处于与可动侧模具密合的状态。[2-C]在上述[2-B]的开模之后,通过突出杆的行进挤压突出顶针而使成型品脱模。通过与突出顶针接触的负荷单元探测突出时的力。
符号说明:21-杯状成型品主体,22-蒂部距对称轴(26)的距离(15mm),23-蒂部,24-蒂部的高度(20mm),25-杯上面端面(角部R:2.5mm),26-对称轴,27-内定孔(半径1mm),28-Z顶针突起(自中心轴至外周部的半径为7.5mm),29-杯内底部(角部R:5mm),30-蒂部厚度(4mm),31-自中心轴(34)至内底孔(27)中心轴的距离(13mm),32-自中心轴(34)至杯底面(36)外缘部的距离(26mm),33-自中心轴(34)至杯上面端(25)外缘部的距离(30mm),34-杯中心轴,35-注入口(外半径6mm、前端部半径3mm、长度39mm),36-杯底面部,37-杯底面部厚度(4mm),38-杯外周部厚度(2.5mm、外周部全部相同),39-杯外周壁,41-固定侧模具,42-成型品,43-突出顶针(前端Z顶针),44-负荷单元。
具体实施方式
以下,详细说明本发明。
<关于A成分>
在本发明中使用的A成分的热塑性树脂,基本没有限制,优选使用在办公设备、家庭用电气化产品、电气电子设备的机械部件中常用的热塑性树脂。作为该热塑性树脂,例如可以举出聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚-4-甲基戊烯-1及环状聚烯烃树脂等聚烯烃树脂,聚苯乙烯树脂、HIPS树脂、MS树脂、ABS树脂、AS树脂、AES树脂、ASA树脂、MBS树脂、MAS树脂、氢化聚苯乙烯树脂及SMA树脂等苯乙烯系树脂,聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂,及改性聚苯醚树脂,聚酰胺树脂,聚碳酸酯树脂,聚苯醚树脂,聚苯硫醚树脂,及PET树脂、PBT树脂等聚酯系树脂,聚芳酯树脂等热塑性树脂,苯乙烯系热塑性弹性体、烯烃系热塑性弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、丙烯酸系弹性体等热塑性弹性体等。
作为特别优选的树脂,可以举出聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂、聚酯系树脂及聚苯醚树脂以及它们的两种以上的混合物。本发明的更优选的热塑性树脂(A成分),是如下所述的热塑性树脂,即是从聚碳酸酯树脂(A-1成分)、苯乙烯系树脂(A-2成分)及聚酯系树脂(A-3成分)中选择的至少一种热塑性树脂,A-1成分~A-3成分的总计100重量份当中,A-1成分为50重量份以上,进一步优选为60重量份以上,最优选为70重量份以上。
[聚碳酸酯树脂]
就该聚碳酸酯树脂而言,除了通常使用的双酚A型聚碳酸酯之外,还可以是使用其他二元酚进行聚合而得到的高耐热性或低吸水率的各种聚碳酸酯树脂。聚碳酸酯树脂可以通过任意制造方法来制造,在是界面缩聚的情况下,通常使用一元酚类的末端终止剂。聚碳酸酯树脂可以是使三官能酚类进行聚合而得到的含支链聚碳酸酯树脂,进而可以是使脂肪族二羧酸、芳香族二羧酸、或二元的脂肪族或脂环族醇进行共聚而得到的共聚聚碳酸酯。聚碳酸酯树脂的粘均分子量优选为1.3×104~4.0×104,更优选为1.5×104~3.8×104。芳香族聚碳酸酯树脂的粘均分子量(M)是用如下方法求出的,即,在20℃下由将聚碳酸酯树脂0.7g溶于二氯甲烷100ml中而得到的溶液求出比粘度(ηsp),将该比粘度(ηsp)代入到下述式中而求出。关于该聚碳酸酯树脂的详细情况,记载于特开2002-129003号公报中。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7
(其中,[η]是特性粘度)
作为使用其他二元酚进行聚合而得到的高耐热性或低吸水率的各种聚碳酸酯树脂的具体例,优选例示以下的聚碳酸酯树脂。
(1)在构成该聚碳酸酯的二元酚成分100摩尔%中,4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)二苯酚(以下简称为“BPM”)成分为20~80摩尔%(更优选40~75摩尔%,进一步优选为45~65摩尔%)、且9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(以下简称为“BCF”)成分为20~80摩尔%(更优选25~60摩尔%,进一步优选为35~55摩尔%)的共聚聚碳酸酯。
(2)在构成该聚碳酸酯的二元酚成分100摩尔%中,双酚A成分为10~95摩尔%(更优选50~90摩尔%,进一步优选为60~85摩尔%)、且BCF成分为5~90摩尔%(更优选10~50摩尔%,进一步优选为15~40摩尔%)的共聚聚碳酸酯。
(3)在构成该聚碳酸酯的二元酚成分100摩尔%中,BPM成分为20~80摩尔%(更优选40~75摩尔%,进一步优选为45~65摩尔%)、且1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷成分为20~80摩尔%(更优选25~60摩尔%,进一步优选为35~55摩尔%)的共聚聚碳酸酯。
这些特殊的聚碳酸酯可以单独使用,还可以适当混合两种以上使用。另外,也可以将它们与通用的双酚A型的聚碳酸酯混合使用。
关于这些特殊的聚碳酸酯的制法及特性,例如在特开平6-172508号公报、特开平8-27370号公报、特开2001-55435号公报及特开2002-117580号公报等中有详细记载。
[苯乙烯系树脂]
作为上述苯乙烯系树脂,可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯及对甲基苯乙烯等苯乙烯衍生物的均聚物或共聚物、这些单体与丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等乙烯基单体的共聚物。进而可以举出使苯乙烯和/或苯乙烯衍生物、或者苯乙烯和/或苯乙烯衍生物和其他乙烯基单体与以下的橡胶等进行接枝共聚而得到的树脂,所述橡胶包括聚丁二烯等二烯系橡胶、乙烯-丙烯系橡胶、丙烯酸系橡胶、及具有聚有机硅氧烷橡胶成分和聚(甲基)丙烯酸烷基酯成分按照无法分离的方式相互缠绕而成的结构的复合橡胶(以下为IPN型橡胶)等。作为该苯乙烯系树脂,例如可以举出聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(氢化SBS)、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(氢化SIS)、冲击性聚苯乙烯(HIPS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS树脂)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS树脂)、丙烯腈-丙烯酸橡胶-苯乙烯共聚物(AAS树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂)及苯乙烯-IPN型橡胶共聚物、或它们的混合物。
需要说明的是,该苯乙烯系热塑性树脂可以是间规聚苯乙烯等在其制造时通过使用茂金属催化剂等的催化剂而具有高立构规整性的树脂。进而,根据情况,也可以使用通过阴离子活性聚合、自由基活性聚合等方法得到的分子量分布窄的聚合物及共聚物、嵌段共聚物、及立构规整性高的聚合物、共聚物。另外,也可以以与聚碳酸酯树脂的相容性改进等为目的,使该苯乙烯系树脂与马来酸酐、N取代马来酰亚胺这样的具有官能团的化合物共聚。
其中,从与聚碳酸酯树脂的亲和性的观点出发,优选丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)。另外,还可以混合两种以上苯乙烯系树脂来使用。
所谓本发明中使用的AS树脂,是氰化乙烯基化合物和芳香族乙烯基化合物发生共聚而得到的热塑性共聚物。作为该氰化乙烯基化合物,可以举出上述记载的化合物,特别可以优选使用丙烯腈。另外,作为芳香族乙烯基化合物,同样可以使用上述记载的化合物,可以优选使用苯乙烯及α-甲基苯乙烯。作为AS树脂中的各成分的比例,在以整体为100重量%的情况下,氰化乙烯基化合物为5~50重量%,优选15~35重量%,芳香族乙烯基化合物为95~50重量%,优选85~65重量%。进而,这些乙烯基化合中可以混合使用上述记载的可以共聚合的其他乙烯基系化合物,它们的含有比例优选在AS树脂成分中为15重量%以下。另外,在反应中使用的引发剂、链转移剂等可以根据需要使用以往公知的各种物质。
该AS树脂可以利用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合中的任一方法来制造,但优选利用本体聚合来制造。另外,共聚方法可以是采用一步法的共聚,或者可以是采用多步法的共聚。另外,作为该AS树脂的比浓粘度,为0.2~1.0dl/g,优选0.3~0.5dl/g。比浓粘度采用如下方法求出,即,精确秤量AS树脂0.25g,用2小时使其溶于二甲基甲酰胺50ml中得到溶液,使用乌伯劳德粘度计在30℃的环境下测定上述得到的溶液。此外,粘度计使用溶剂的流下时间为20~100秒的粘度计。比浓粘度可以根据下式由溶剂的流下秒数(t0)和溶液的流下秒数(t)而求出。
比浓粘度(ηsp/C)={(t/t0)-1}/0.5
如果比浓粘度小于0.2dl/g,则冲击降低,如果超过1.0dl/g则流动性变差。
所谓本发明中使用的ABS树脂,是将氰化乙烯基化合物和芳香族乙烯基化合物与二烯系橡胶成分接枝聚合而得到的热塑性接枝共聚物、以及氰化乙烯基化合物与芳香族乙烯基化合物的共聚物的混合物。作为形成该ABS树脂的二烯系橡胶成分,例如可以使用聚丁二烯、聚异戊二烯及苯乙烯-丁二烯共聚物等玻璃化转变温度为-30℃以下的橡胶,其比例优选在ABS树脂成分100重量%中为5~80重量%,更优选8~50重量%,特别优选10~30重量%。作为与二烯系橡胶成分接枝的氰化乙烯基化合物,可以使用上述记载的化合物,特别可以优选使用丙烯腈。另外,作为与二烯系橡胶成分接枝的芳香族乙烯基化合物,同样可以使用上述记载的化合物,特别可以优选使用苯乙烯及α-甲基苯乙烯。关于与该二烯系橡胶成分接枝的成分的比例,在ABS树脂100重量%中优选为95~20重量%,特别优选为50~90重量%。进而相对于该氰化乙烯基化合物及芳香族乙烯基化合物的总计100重量%,优选氰化乙烯基化合物为5~50重量%,芳香族乙烯基化合物为95~50重量%。进而,关于与上述的二烯系橡胶成分接枝的成分的一部分,还可以混合使用(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、马来酸酐、N取代马来酰亚胺等,优选它们的含有比例在ABS树脂成分中为15重量%以下。进而,在反应中使用的引发剂、链转移剂、乳化剂等根据需要可以使用以往公知的各种物质。
在本发明的ABS树脂中,橡胶粒径优选为0.1~5.0μm,更优选0.2~3.0μm,特别优选0.3~1.5μm。可以使用该橡胶粒径的分布为单一分布的树脂及具有两个以上峰的多个峰的树脂中的任一树脂,进而就其形态学而言,也既可以是橡胶粒子呈单一相的树脂,还可以是通过在橡胶粒子的周围含有包藏(オクル一ド)相而具有萨拉米(サラミ)结构的树脂。
另外,ABS树脂含有不与二烯系橡胶成分接枝的氰化乙烯基化合物及芳香族乙烯基化合物是一直以来众所周知的,本发明的ABS树脂中也可以含有该聚合时产生的游离聚合物成分。关于由该游离的氰化乙烯基化合物及芳香族乙烯基化合物构成的共聚物的比浓粘度,利用先前记载的方法求得的比浓粘度(30℃)为0.2~1.0dl/g,更优选为0.3~0.7dl/g。
另外,关于已接枝的氰化乙烯基化合物及芳香族乙烯基化合物的比例,相对于二烯系橡胶成分,用接枝率(重量%)表示优选为20~200%,更优选为20~70%。
该ABS树脂可以利用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合中的任一方法来制造,特别优选利用本体聚合来制造。在本体聚合的情况下,由于实质上不含有源自乳化剂等的碱金属盐等,所以能够更好地保持聚碳酸酯树脂组合物的热稳定性。另外,共聚方法既可以采用一步法进行共聚,也可以采用多步法进行共聚。另外,也可以优选使用在通过该制造法得到的ABS树脂中共混有将芳香族乙烯基化合物和氰化乙烯基化合物另外共聚而得到的聚合物而成的共混物。
[聚酯树脂]
所谓上述聚酯树脂,是以芳香族二羧酸或其反应性衍生物和二醇或其酯衍生物为主成分通过缩合反应而得到的聚合物乃至共聚物。
作为这里所说的芳香族二羧酸,可以优选使用对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、4,4’-联苯二羧酸、4,4’-联苯醚二羧酸、4,4’-联苯甲烷二羧酸、4,4’-联苯砜二羧酸、4,4’-联苯异亚丙基二羧酸、1,2-双(苯氧基)乙烷-4,4’-二羧酸、2,5-蒽二羧酸、2,6-蒽二羧酸、4,4’-对三联苯二羧酸、2,5-吡啶二羧酸。特别可以优选使用对苯二甲酸、2,6-萘二羧酸。
芳香族二羧酸可以混合两种以上使用。需要说明的是,如果是少量,也可以与该二羧酸一起混合使用一种以上的己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸,环己烷二羧酸等脂环族二羧酸等。
另外,作为是本发明的芳香族聚酯的成分的二醇,可以举出乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、五亚甲基二醇、六亚甲基二醇、十亚甲基二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二乙二醇、三乙二醇等脂肪族二醇,1,4-环己烷二甲醇等脂环族二醇等,2,2-双(β-羟基乙氧基苯基)丙烷等含有芳香环的二醇等及它们的混合物等。进而,如果是少量,可以将分子量400~6000的长链二醇、即聚乙二醇、聚-1,3-丙二醇、聚四亚甲基二醇等共聚一种以上。
另外,本发明的芳香族聚酯可以通过导入少量的支化剂使其支化。对支化剂的种类没有特别限定,但可以举出均苯三酸、偏苯三酸、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
作为具体的芳香族聚酯树脂,除了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚乙烯-1,2-双(苯氧基)乙烷-4,4’-二羧酸酯等之外,还可以举出聚乙二醇间苯二甲酸酯/对苯二甲酸酯、聚丁二醇对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯等共聚聚酯。其中,可以使用已得到机械性质等的平衡的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯及它们的混合物。
另外,对得到的芳香族聚酯树脂的端基结构没有特别限定,除了端基的羟基和羧基的比例大致相同的情况之外,也可以是一方的比例多的情况。另外,也可以通过使对于端基具有反应性的化合物发生反应等,将这些端基封端。
关于该芳香族聚酯树脂的制造方法,可以按照常规方法,在含有钛、锗、锑等的缩聚催化剂的存在下,边加热边使二羧酸成分和上述二醇成分聚合,将副反应产生的水或低级醇排出到体系外,由此来进行。例如,作为锗系聚合催化剂,可以例示出锗的氧化物、氢氧化物、卤化物、醇盐、酚盐等,更具体而言,可以例示出氧化锗、氢氧化锗、四氯化锗、四甲氧基锗等。
另外,在本发明中,可以将以往公知的缩聚前阶段即酯交换反应中使用的锰、锌、钙、镁等的化合物并用,以及在酯交换反应结束后通过磷酸或亚磷酸的化合物等,使该催化剂失活,由此进行缩聚。
另外,对芳香族聚酯树脂的分子量没有特别限定,但以邻氯苯酚为溶剂在25℃下测定的特性粘度为0.4~1.2,优选为0.65~1.15。
[聚苯醚树脂]
作为上述聚苯醚树脂,可以举出2,6-二甲基苯酚的聚合物、及2,6二甲基苯酚与2,3,6-三甲基苯酚的聚合物等,特别优选使用2,6-二甲基苯酚的聚合物即聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)。该聚苯醚树脂可以使用例如将氯化亚铜和吡啶等的配位化合物用作催化剂而将2,6-二苯甲酚氧化聚合而得到的树脂,另外,作为得到的聚苯醚树脂的分子量,优选在0.5g/dl氯仿溶液、30℃下的比浓粘度为0.20~0.70dl/g的范围内,更优选为0.30~0.55dl/g。
<关于B成分>
在本发明的组合物中,作为B成分,使用由脂肪族多元醇和长链脂肪族羧酸形成的酸值为5~35的酯化合物。
该酯化合物优选由碳原子数2~20、价数(羟基数)2~8的脂肪族醇和碳原子数10~32的脂肪族羧酸形成的酯化合物。另外,本发明的酯化合物的酯化率优选为80%以上,更优选为85%。需要说明的是,酯化率是指脂肪族醇的羟基被酯化的比例。
在本发明中,通过该酯化合物的酸值满足5~35的范围,得到比以往的酯化合物好的良好脱模性,可以得到尺寸精度出色的树脂组合物。如果该酸值不到5,则脱模性不充分,酸值超过35的酯化合物从成型耐热性方面来看不优选。需要说明的是,在聚碳酸酯的透明用途中,通常酸值的上限为20左右,但在本发明中,由于是在聚碳酸酯中添加了其他树脂、填充材料的适于高尺寸精度部件的树脂组合物,所以由高酸值导致的外观上的不良情况被视为问题的阈值升高。该酸值更优选为5~30的范围,进一步优选为8~25的范围,最优选10~20的范围。体现该酸值的主成分是脂肪酸酯化合物中所含的游离脂肪族羧酸酯(以下有时简称为游离脂肪酸),因此,在本发明使用的酯化合物中有游离脂肪酸等酸成分存在,且其含量对应于其酸值。在这里,酸值是中和1g试样中所含的游离脂肪酸等所必需的氢氧化钾的mg数,可以利用JIS K 0070规定的方法求出。
需要说明的是,本发明所说的酯化合物不仅是指酯化合物本身,还指该酯化合物与游离脂肪族羧酸的混合物,是它们的总称。
对上述的特定酯化合物的制造方法没有特别限定,可以利用脂肪族多元醇和脂肪族羧酸并采用以往公知的各种方法。另外,为了满足本发明的特定条件,与使理论当量的脂肪族多元醇和脂肪族羧酸以充足的时间完全反应后而结束反应相比,优选使其与稍稍过量的脂肪族羧酸反应,在比较早的阶段结束反应。另外,就按照上述生产的酯化合物而言,也可以根据需要混合酸值不同的化合物、或脂肪族羧酸化合物而使其为规定的酸值。
作为反应催化剂,例如可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氧化钙、氧化钡、氧化镁、氧化锌、碳酸钠、碳酸钾、以及2-乙基己基锡等有机锡化合物。
在制造该脂肪族酯化合物时使用的多元醇,优选其价数(羟基数)为2~8、碳原子数为2~20的脂肪族多元醇。脂肪族多元醇的价数更优选为2~6,进一步优选为2~4。另外,碳原子数更优选为2~15,进一步优选为2~10。脂肪族多元醇可以在碳链中含有醚键、不饱和烃键。作为脂肪族多元醇的具体例子,可以举出乙二醇、甘油、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、聚甘油(三甘油~六甘油)、二(三羟甲基丙烷)、木糖醇、山梨醇、及甘露醇,进而可以举出用草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸化合物将这些脂肪族醇缩合而得到的化合物等,其中优选乙二醇、甘油、季戊四醇、二季戊四醇及季戊四醇和己二酸的缩合物,特别更优选乙二醇、甘油及季戊四醇。
作为在制造该酯化合物时使用的碳原子数为10~32的脂肪族羧酸,例如可以举出癸酸(正癸酸)、十一烷酸、十二烷酸(月桂酸)、十三烷酸、十四烷酸(肉豆蔻酸)、十五烷酸、十六烷酸(棕榈酸)、十七烷酸(真珠酸)、十八烷酸(硬脂酸)、十九烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十八烷酸(褐煤酸)及蜂花酸等饱和脂肪族羧酸,以及棕榈烯酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸、二十碳五烯酸及鲸蜡烯酸等不饱和脂肪族羧酸。在上述当中,脂肪族羧酸优选碳原子数为14~32。其中,优选饱和脂肪族羧酸。特别优选硬脂酸和棕榈酸或它们的混合脂肪族羧酸及褐煤酸。
硬脂酸、棕榈酸、褐煤酸等脂肪族羧酸通常由动物性油脂(牛脂及猪脂等)、植物性油脂(棕榈油等)、矿物油(褐煤)等天然油脂类来制造。因此,这里所说的脂肪族羧酸是天然物质,所以通常以含有碳原子数不同的其他羧酸成分的混合物的形式进行工业性供给。即便在本发明的酯化合物的制造中,也是由天然油脂类制造且由含有其他羧酸成分的混合物的形态构成,例如在硬脂酸的情况下,通常是硬脂酸和棕榈酸的混合物。
关于该酯化合物的羟基值,从成型耐热性及脱模性的观点来看优选较低,另一方面,如果羟基值过低则会导致制造时间延长,从而成本升高,所以不优选。关于该酯化合物的羟基值,0.1~30的范围比较合适,优选1~25的范围,更优选2~20的范围。在这里,羟基值是在将试样1g乙酰化时中和已与羟基结合的乙酸所需的氢氧化钾的mg数,可以通过JIS K 0070中规定的方法来求出。
关于酯化合物(B成分)的含量,相对于A~E成分的总计100重量%为0.01~2重量%,优选为0.02~1重量%,更优选为0.03~0.8重量%。在酯化合物超出上述范围且是过少时,脱模性不够充分,尺寸精度降低,或会在脱模时发生泛白、脱掉(取られ)。另一方面,在酯化合物超出上述范围且是过多时,成型品的外观显著变差,进而在长期成型时发生由模具附着物引起的排气不良,会有与脱模不良有关的情况,所以不优选。
<关于C成分>
本发明的树脂组合物含有阻燃剂0.001~25重量%作为C成分。
作为该阻燃剂(C成分),优选有机卤素系阻燃剂、有机磷酸酯化合物,更优选有机磷酸酯化合物。
作为该有机卤素系阻燃剂,可以举出卤代碳酸酯低聚物、卤代环氧化合物、卤代聚苯乙烯、卤代三嗪化合物、卤代二苯基烷烃系化合物、卤代茚满系化合物及卤代芳香族邻苯二甲酰亚胺系化合物等,其中,由于与聚碳酸酯的相容性出色,且其耐热性及热稳定性良好,所以优选卤代碳酸酯低聚物、卤代环氧化合物。
另一方面,作为有机磷酸酯化合物,可以适当例示磷酸酯、膦酸酯、及磷腈。进而,作为磷酸酯,下述式(I)所示的化合物是合适的。
Figure G2009102611102D00141
[式中,X是由选自对苯二酚、间苯二酚、双(4-羟基二苯基)甲烷、双酚A、二羟基联苯、二羟基萘、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)酮及双(4-羟基苯基)硫醚中的化合物衍生的二价基团。n是0~5的整数,在n数不同的磷酸酯的混合物的情况下,是0~5的平均值。R11、R12、R13及R14相互独立地为由选自被1个以上的卤原子取代或未被取代的苯酚、甲酚、二苯甲酚、异丙基苯酚、丁基苯酚及对枯基苯酚中的化合物衍生的一价基团。]
作为进一步优选的化合物,可以举出含有如下成分作为主成分的化合物,所述成分中,上述式中的X是由选自对苯二酚、间苯二酚、双酚A及二羟基联苯中的化合物衍生的二价基团,R11、R12、R13及R14相互独立地为由选自被1个以上的卤原子取代或更优选的是未被取代的苯酚、甲酚及二苯甲酚中的化合物衍生的一价基团,n为1~3的整数。
关于该阻燃剂(C成分)的含量,相对于A~E成分的总计100重量%为0.001~25重量%,优选1~20重量%,更优选2~20重量%,最优选3~15重量%。
在阻燃剂与上述范围相比过少的情况下,难以得到良好的阻燃性,在超出上述范围且为过多的情况下,有时引起组合物的耐热性及物性降低。
另外,作为C成分的其他优选例,也可以举出金属盐系阻燃剂。作为该金属盐系阻燃剂,可以举出有机磺酸碱金属或碱土金属盐。关于该金属盐系阻燃剂的含量,相对于A~E成分的总计100重量%为0.001~2重量%,优选0.001~1重量%,更优选0.01~0.5重量%,最优选0.05~0.5重量%。
<关于D成分>
D成分的无机填充材料中,可以代表性地例示出以阻燃性树脂组合物的刚性、强度提高等为目的而配合的强化填料、以及以热塑性树脂组合物的着色等为目的而配合的无机颜料等。作为强化填料,可以举出玻璃纤维、玻璃片、玻璃珠、玻璃球、碳纤维、碳片、碳珠、滑石、粘土、高岭土、硅灰石、云母、碳酸钙、各种无机晶须、金属纤维、金属片、金属涂敷玻璃纤维、金属涂敷玻璃片、及金属涂敷碳纤维等。其中,优选从云母、滑石、硅灰石、玻璃纤维及玻璃片中选择的至少一种,从尺寸精度的观点出发,更优选从板状形状的云母、滑石、高岭土及玻璃片中选择的至少一种。进而特别优选云母、滑石。另一方面,关于作为着色剂而配合的无机填充材料的代表例子,可以例示出二氧化钛、氧化锌、硫化锌及氧化铁等,二氧化钛是最适合使用的。
进而,D成分是从云母(D-1成分)、滑石(D-2成分)、硅灰石(D-3成分)、玻璃纤维(D-4成分)、玻璃片(D-5成分)中选择的至少一种无机填充材料,在将D-1成分的添加量设为D1重量份、D-2成分的添加量设为D2重量份、D-3成分的添加量设为D3重量份、D-4成分的添加量设为D4重量份、D-5成分的添加量设为D5重量份,并将由该树脂组合物成型的成型品的流向上的成型收缩率设为α%、垂直方向上的成型收缩率设为β%、流向上的线膨胀系数设为γ(×10-5/℃)、垂直方向上的线膨胀系数设为δ(×10-5/℃)时,优选满足下述式(1)~(5)的条件。
D1+D2+D5>D3+D4   (1)
α/β>0.65       (2)
γ/δ>0.70       (3)
0.4<α+β<1     (4)
3.0<γ+δ<10    (5)
另外,上述(1)~(5)式当中,更优选(2)~(5)式满足下述式的条件,通过为这些范围,得到翘曲少且尺寸精度出色的树脂组合物。
α/β>0.70        (2’)
γ/δ>0.75        (3’)
0.55<α+β<0.85  (4’)
6.0<γ+δ<10     (5’)
关于无机填充材料(D成分)的含量,相对于A~E成分的总计100重量%为5~60重量%,优选为7~50重量%,更优选为10~40重量%。在无机填充材料超出上述范围且为过少时,无法得到作为上述机械部件所要求的机械强度、尺寸精度。另一方面,在无机填充材料超出上述范围且为过多时,成型性显著受损,不适于实用。
<关于E成分>
本发明的树脂组合物优选含有含氟防滴落剂(E成分)。通过含有该含氟防滴落剂(E成分),可以在无损成型品的物性的情况下实现良好的阻燃性。
作为E成分含氟防滴落剂,可以举出具有原纤维形成能力的含氟聚合物,作为该聚合物,可以举出聚四氟乙烯、四氟乙烯系共聚物(例如四氟乙烯/六氟乙烯共聚物等)、美国专利第4379910号公报所示的部分氟化聚合物、由氟化二酚制造的聚碳酸酯树脂等。其中优选聚四氟乙烯(以下有时称为PTFE)。
具有原纤维形成能力的PTFE的分子量极高,通过剪切力等外在作用而显示出结合PTFE彼此而成为纤维状的趋势。关于其分子量,由标准比重求得的数均分子量为100万~1000万,更优选为200万~900万。该PTFE除了固体形状之外,还可以使用水性分散液形态。另外,就该具有原纤维形成能力的PTFE而言,为了提高其在树脂中的分散性、进而得到良好的阻燃性及机械特性,也可以使用与其他树脂的混合形态的PTFE混合物。
作为该具有原纤维形成能力的PTFE的市售品,例如可以举出三井杜邦氟化物公司的特氟隆(注册商标)6J、大金工业公司的POLYFLON MPAFA500及F-201L等。作为PTFE的水性分散液的市售品,可以举出旭アイシ一アイフロロポリマ一ズ公司制的フルオンAD-1、AD-936、大金工业公司制的Fluon D-1及D-2、三井杜邦氟化物公司制的特氟隆(注册商标)30J等作为代表。作为混合形态的PTFE,可以使用利用下述方法得到的PTFE,即(1)混合PTFE的水性分散液和有机聚合物的水性分散液或溶液进行共沉淀而得到共凝聚混合物的方法(在特开昭60-258263号公报、特开昭63-154744号公报等中记载的方法);(2)混合PTFE的水性分散液和已干燥的有机聚合物粒子的方法(在特开平4-272957号公报中记载的方法);(3)均匀混合PTFE的水性分散液和有机聚合物粒子溶液且从该混合物将各自的介质同时除去的方法(在特开平06-220210号公报、特开平08-188653号公报等中记载的方法);(4)在PTFE的水性分散液中将形成有机聚合物的单体聚合的方法(在特开平9-95583号公报中记载的方法);及(5)在均匀混合PTFE的水性分散液和有机聚合物分散液之后进而在该混合分散液中将乙烯基系单体聚合、随后得到混合物的方法(在特开平11-29679号等中记载的方法)。作为这些混合形态的PTFE的市售品,可以举出三菱丽阳公司的“Metablen A3800”(商品名)、及GE Specialty chemicals公司制“BLENDEX B449””(商品名)等。
作为混合形态下的PTFE的比例,在PTFE混合物100重量%中,PTFE优选为1~60重量%,更优选为5~55重量%。在PTFE的比例为上述范围的情况下,可以实现PTFE的良好分散性。需要说明的是,上述E成分的比例表示含氟防滴落剂的净含量,在是混合形态的PTFE的情况下,表示PTFE净含量。
关于含氟防滴落剂(E成分)的含量,相对于A~E成分的总计100重量%为0~2重量%,优选0.05~1.5重量%,更优选0.1~1重量%。在含氟防滴落剂超出上述范围且为过少时,阻燃性变得不充分。另一方面,在含氟防滴落剂超出上述范围且为过多时,PTFE在成型品表面析出而成为外观不良,不仅如此,还导致树脂组合物的成本升高,所以不优选。
<关于其他成分>
在本发明的阻燃性树脂组合物中,也可以在发挥本发明效果的范围内另外配合热稳定剂、防氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、脱模剂(除B成分以外)、发泡剂、染颜料等。
作为热稳定剂,可以举出亚磷酸、磷酸、亚膦酸、膦酸及它们的酯等磷系的热稳定剂。具体而言,可以举出亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三(十八烷基)酯、亚磷酸二癸基单苯基酯、亚磷酸二辛基单苯基酯、亚磷酸二异丙基单苯基酯、亚磷酸单丁基二苯基酯、亚磷酸单癸基二苯基酯、亚磷酸单辛基二苯基酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、双(壬基苯基)季戊四醇酯二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯等亚磷酸酯化合物,磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三氯苯酯、磷酸三乙酯、磷酸二苯基甲苯基酯、磷酸二苯基单邻联苯基酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二异丙酯等磷酸酯化合物,进而作为其他的磷系热稳定剂,可以举出四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,3’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-3,3’-亚联苯基二亚膦酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)-4-亚联苯基亚膦酸酯等亚膦酸酯化合物等。其中,优选亚磷酸三(壬基苯基)酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)-4-亚联苯基亚膦酸酯。这些热稳定剂可以单独使用或混合2种以上使用。关于这些热稳定剂的配合量,相对于A~E成分的总计100重量份优选为0.0001~1重量份,更优选为0.0005~0.5重量份,进一步优选为0.002~0.3重量份。
作为防氧化剂,例如可以举出季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、甘油-3-硬脂基硫代丙酸酯、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、N,N-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)、3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基膦酸酯-二乙基酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、4,4’-亚联苯基二次膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)酯、3,9-双{1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺(5,5)十一烷等。这些防氧化剂可以单独使用,也可以混合两种以上使用。关于这些防氧化剂的配合量,相对于A~E成分的总计100重量份优选为0.0001~1重量份,更优选为0.0005~0.5重量份,进一步优选为0.002~0.3重量份。
作为紫外线吸收剂,也可以例示以例如2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮为代表的二苯甲酮系紫外线吸收剂、及以例如2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2基)苯酚]、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑以及2-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并三唑为代表的苯并三唑系紫外线吸收剂。进而也可以使用双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等为代表的受阻胺系光稳定剂。该紫外线吸收剂、光稳定剂可以单独使用,也可以混合两种以上使用。关于该热稳定剂的配合量,相对于A~E成分的总计100重量份优选为0.0001~1重量份,更优选为0.0005~0.5重量份,进一步优选为0.002~0.3重量份。
作为防静电剂,例如可以举出聚醚酯酰胺、单硬脂酸甘油酯、十二烷基苯磺酸铵盐、十二烷基苯磺酸鏻盐、马来酸酐单甘油酯、马来酸酐二甘油酯等。该防静电剂可以单独使用,也可以混合两种以上使用。关于该防静电剂的配合量,相对于A~E成分的总计100重量份优选为0.0001~1重量份,更优选为0.0005~0.5重量份,进一步优选为0.002~0.3重量份。
作为B成分以外的脱模剂,可以举出烯烃系蜡、硅油、有机聚硅氧烷、一元或多元醇的高级脂肪酸酯、石蜡、蜂蜡等。关于脱模剂的配合量,相对于A~E成分的总计100重量份优选为0.005~2重量份。
<阻燃性树脂组合物的制造>
本发明的阻燃性树脂组合物,可以同时或以任意顺序通过滚筒、V型搅拌机、诺塔混合机、班伯里混合机、混炼辊、挤压机等混合机进行混合来制造。优选利用双轴挤压机的熔融混炼。进而此时,D成分优选通过侧给料装置等由第二供给口提供到经熔融混合的其他成分中。
如上所述挤压的树脂,直接切断而颗粒化,或在形成了股线之后用造粒装置切断该股线而进行颗粒化。在颗粒化时需要降低外部的尘埃等的影响的情况下,优选清洁挤压机周围的环境。得到的颗粒的形状可以采用圆柱、方柱、以及球状等一般的形状,但更优选为圆柱。该圆柱的直径优选为1~5mm、更优选1.5~4mm,进一步优选为2~3.3mm。另一方面,圆柱的长度优选为1~30mm,更优选为2~5mm,进一步优选为2.5~3.5mm。
如此得到的组合物可以利用注射成型、挤压成型、压缩成型、或旋转成型等已知的方法容易地成型,特别优选注射成型。
在该注射成型中,为了满足产品要求的特性,不仅可以列举普通的成型方法,还可以举出注射压缩成型、注射冲压成型、气体辅助注射成型、发泡成型、(包括注入超临界流体的方法)、嵌件成型、模内涂布成型、绝热模具成型、急速加热冷却模具成型、双色成型、夹芯成型及超高速注射成型等。另外,成型可以选择冷流道方式及热流道方式中的任一方式。
进而,可以对本发明的成型品进行各种表面处理。作为表面处理,可以进行硬涂、疏水/疏油涂布、亲水性涂布、防静电涂布、紫外线吸收涂布、红外线吸收涂布、以及金属喷镀(蒸镀等)等各种表面处理。作为表面处理方法,除了液剂的涂布之外,还可以举出蒸镀法、火焰喷涂法、以及镀敷法。作为蒸镀法,可以使用物理蒸镀法以及化学蒸镀法中的任意方法。作为物理蒸镀法,可以例示出真空蒸镀法、溅射法、以及离子镀。作为化学蒸镀(CVD)法,可以例示出热CVD法、等离子体CVD法以及光CVD法等。
本发明的阻燃性树脂组合物可以用于需要高刚性、高强度、高尺寸精度、低各向异性、良好的阻燃性、进而需要良好的成型性、脱模性的所有材料。特别是可以有效用于作为精密尺寸部件的复印机及打印机的光学外壳及激光束式打印机的结构体框等要求高尺寸精度的办公设备领域,通过使用本发明的树脂组合物,机械部件所要求的精度不仅在生产时的成型加工阶段得以稳定保持,而且即便长期使用时也被稳定保持,例如使打印机、复印机等的印刷物的高品质化、高速化成为可能。由此,其起到的工业效果格外好。
本发明人认为当前最佳的本发明实施方式集中了上述各要件的优选范围,例如将其代表例记载于下述的实施例中。当然,本发明并不限于这些实施方式。
实施例
以下进一步举出实施例进行说明,但本发明并不限于此。需要说明的是,作为评价,实施以下的项目。
(i)弯曲弹性模量
以ISO178为基准测定弯曲弹性模量。试验片形状为长80mm×宽10mm×厚4mm。
(ii)成型收缩率
在下述条件下利用注射成型使宽50mm×长100mm×厚4mm的方形板成型,在23℃、50%RH气氛下放置24小时之后,利用三维测定机(Mitutoyo公司制)测定方形板尺寸,算出成型收缩率。需要说明的是,上述方形板是使用在长度方向的一端具有宽50mm及厚1.5mm的膜状浇口的模具型腔而成型的板。因此,使长度方向为流向,以及使宽度方向为与流向成直角的方向。进而方形板的成型条件如下所示。即,注射成型机:东芝机械工业公司制EC-160N II、料筒温度:260℃、模具温度:70℃、填充时间:0.8秒、保压:80MPa、保压时间:10秒、以及冷却时间:30秒。通过该条件得到良好的成型品。进而尺寸评价用的方形板在上述条件下将15次喷丸作为净化喷丸(パ一ジシヨツト),然后连续10次喷丸而成型,从该成型品中任意取出5个样品。将该样品的平均值作为成型收缩率。
(iii)线膨胀系数
就线膨胀系数而言,从在ISO527中使用的拉伸哑铃的中心部,切出长5mm×宽5mm×厚4mm的立方体状的试验片,对成型时的树脂流动方向及垂直方向进行测定。测定使用TA Instruments公司制TMA2940Thermal Analyst2200,以升温速度2℃/min算出40℃~80℃的平均值。
(iv)脱模负荷
对通过顶针使图1所示的杯状成型品突出而使其脱模时的脱模负荷进行测定。就该脱模负荷的测定而言,通过如下构成来进行测定,所述构成在顶针上设置负荷单元,该负荷单元的前端部接触顶针的根部而挤压顶针。通过该构成测定突出时施加给负荷单元的应力,将该应力的最大值作为脱模负荷。连续40次喷丸成型为该杯状成型品,使脱模负荷稳定化之后,进行连续20次喷丸的成型,测定各喷丸的脱模负荷,示出其平均值。杯状成型品的成型条件如下所示。即,注射成型机:东芝机械制EC-160N II、料筒温度:260℃、模具温度:70℃、填充时间:2.5秒、保压:60MPa、保压时间:5秒、以及冷却时间:25秒。通过该条件得到良好的成型品。
[实施例1~27、比较例1~9]
用V型搅拌机混合表1及2中记载的成分当中除了无机填充材料(D成分和本发明以外的无机填充材料)以外的成分即A~C成分、E成分以及其他成分,制成混合物。使用螺杆直径30mm的通气口式双轴挤压机[(株)日本制钢所TEX-30XSST],使用侧给料装置,并使用计量器从最后部的第一投入口供给用V型搅拌机混合的混合物,从料筒中途的第二供给口供给无机填充材料(D成分和本发明以外的无机填充材料),并使它们成为规定的比例,使用真空泵在3kPa的真空下,以料筒温度270℃进行熔融挤压而颗粒化。不过,在B成分为B-2的情况下,在已加热至80℃的状态下使用注液装置(Fuji Techno Industries公司制HYM-JS-08),从料筒中途(第一供给口和第二供给口之间)按照成为规定比例的方式提供给挤压机。在100℃下,用热风循环式干燥机对得到的颗粒干燥6小时,在下述评价项目的说明中只要没有特别记载,就利用注射成型机[东芝机械工业公司制EC-160N II],以料筒温度260℃、模具温度70℃制成评价用的试验片,利用上述的评价方法进行评价。结果示于表1。
需要说明的是,使用以下的物质作为原料。
(A成分)热塑性树脂
A-1-1:芳香族聚碳酸酯树脂[利用常规方法由双酚A和光气制成的粘均分子量22500的芳香族聚碳酸酯树脂粉末、帝人化成公司制“Panlite L-1225WP”]
A-1-2:芳香族聚碳酸酯树脂[利用常规方法由双酚A和光气制成的粘均分子量19700的芳香族聚碳酸酯树脂粉末、帝人化成公司制“Panlite L-1225WX”]
A-2-1:丙烯腈-苯乙烯共聚物[第一毛织公司制“HF5670”、基于GPC测定的标准聚苯乙烯换算的重均分子量:95000、丙烯腈含量:28.5重量%、苯乙烯含量:71.5重量%]
A-2-2:ABS树脂[第一毛织公司制“CHT”、基于GPC测定的标准聚苯乙烯换算的重均分子量:60000、丁二烯含量:58重量%]
A-2-3:聚苯乙烯树脂[PSジヤパン公司制HF77:利用ISO1133(条件:温度200℃、5kgf)测定的熔融容积率:7.8cm3/10分钟]
A-3:PET树脂[帝人公司制TR8580特性粘度0.8]
A-4:PPE树脂[对2,6-二甲基苯酚进行氧化聚合而得到的PPE树脂、比浓粘度0.50(乌伯劳德型粘度管(30℃、0.5g/mL氯仿溶液换算))、数均分子量18000(利用SEC并通过标准聚苯乙烯换算来测定)]
(B成分)酯化合物
B-1:酸值10的季戊四醇和脂肪族羧酸(以硬脂酸为主成分)的酯化合物[理研维他命公司制“EW-400”]
B-2:酸值15的乙二醇和脂肪族羧酸(以褐煤酸为主成分)的酯化合物[Clariant Japan公司制“WAX-E POWDER”]
B-3(比较用):酸值1的季戊四醇和脂肪族羧酸(以硬脂酸为主成分)的酯化合物[コグニスオレオジヤパン公司制“VPG-861”]
B-4(比较用):酸值3的乙二醇和脂肪族羧酸(以硬脂酸为主成分)的酯化合物[コグニスオレオジヤパン公司制“EP237”]
(C成分)阻燃剂
C-1:间苯二酚双(二甲苄基磷酸酯)(大八化学工业公司制:PX200)
C-2:以双酚A双(二苯基磷酸酯)为主成分的磷酸酯(大八化学工业公司制:CR-741)
C-3:磷酸三苯酯(大八化学工业公司制“TPP”、TGA 5%重量减少温度=240℃)
C-4:FG-7000的溴化双酚A的碳酸酯低聚物(帝人化成公司制:Fireguard FG-7000)
C-5:全氟代丁烷磺酸钾(大日本油墨化学工业公司制F-114P)
(D成分)无机填充材料
D-1-1:利用干式粉碎法粉碎的平均粒径约为35μm的白云母(KinseiMatec公司制:KDM200)
D-1-2:利用干式粉碎法粉碎的平均粒径约为250μm的白云母(林化成公司制:MC40)
D-1-3:利用干式粉碎法粉碎的平均粒径约为80μm的白云母(山口云母公司制:B82)
D-2-1:平均粒径约15μm、亨特(Hunter)白度(JIS M8016)90.2%、pH=9.8的滑石(胜光山矿业所公司:ビクトリライトSG-A)
D-2-2:平均粒径约2μm、体积密度0.8g/cm3的滑石(胜光山矿业所公司:ビクトリライトTK-RC)
D-3:纤维直径5μm的硅灰石(清水工业制公司制、H-1250F)
D-4:纤维直径:13μm、切割长度:3mm、氨基硅烷处理-环氧/聚氨酯系集束玻璃纤维、处理剂附着量:约1.0%、体积密度0.80g/cm3的玻璃纤维(日东纺绩公司制:3PE937)
D-5:玻璃片日本板硝子公司制REFG-301
(E成分)PTFE
E-1:具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯(大金工业公司制:POLYFLONMPA FA500
(F成分)
F-1:炭黑母料(越谷化成公司制ROYALBLACK 904S(商品名)炭黑40重量%、PS树脂60重量%)
F-2:磷系稳定剂(大八化学工业公司制:TMP磷酸三甲酯)
F-3:防静电剂(花王公司制十二烷基苯磺酸钠K3000(商品名))
F-4:酸改性聚烯烃系蜡(三菱化成公司ダイヤカルナ30M(商品名))
F-5:数均分子量1510的聚烯烃蜡(三井化学公司制HiWax 310MP(商品名))
表1
Figure G2009102611102D00261
表2
Figure G2009102611102D00271
由上述表可知,本发明的阻燃性树脂组合物通过由以特定的比例含有特定的酯化合物,其脱模性出色,进而通过以特定的比例配合特定的无机填充材料,其具有高刚性、高强度、高尺寸精度、低翘曲性及良好的阻燃性。另外,就上述实施例1~27的树脂组合物而言,与以往相比均得到了具有高尺寸精度的机械部件成型品。

Claims (10)

1.一种阻燃性树脂组合物,其特征在于,含有:
(A)热塑性树脂即A成分、
(B)由脂肪族多元醇和长链脂肪族羧酸形成的酸值为5~35的酯化合物即B成分、
(C)阻燃剂即C成分、
(D)无机填充材料即D成分、以及
(E)含氟防滴落剂即E成分,
这些成分满足下述条件(a),
所述条件(a)是:相对于所述A~E成分的总计100重量%,A成分为98.99~11重量%,B成分为0.01~2重量%,C成分为0.001~25重量%,D成分为5~60重量%,E成分为0~2重量%。
2.根据权利要求1所述的阻燃性树脂组合物,其中,
热塑性树脂即A成分是从聚碳酸酯树脂即A-1成分、苯乙烯系树脂即A-2成分和聚酯系树脂即A-3成分中选择的至少一种热塑性树脂,A-1成分~A-3成分的总计100重量份当中,A-1成分为50重量份以上。
3.根据权利要求1所述的阻燃性树脂组合物,其中,
热塑性树脂即A成分是从聚苯醚树脂即A-4成分及苯乙烯系树脂即A-2成分中选择的至少一种热塑性树脂。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的阻燃性树脂组合物,其中,
酯化合物即B成分是:作为原料的脂肪族多元醇的碳原子数为2~20且价数即羟基数为2~8、长链脂肪族羧酸的碳原子数为10~32、并且酯化率为80%以上的酯化合物。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的阻燃性树脂组合物,其中,
阻燃剂即C成分是有机磷酸酯化合物。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的阻燃性树脂组合物,其中,
无机填充材料即D成分是从云母即D-1成分、滑石即D-2成分、硅灰石即D-3成分、玻璃纤维即D-4成分及玻璃薄片即D-5成分中选择的至少一种无机填充材料。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的阻燃性树脂组合物,其中,
在将D-1成分的添加量设为D1重量份、D-2成分的添加量设为D2重量份、D-3成分的添加量设为D3重量份、D-4成分的添加量设为D4重量份、D-5成分的添加量设为D5重量份,进而将由该树脂组合物成型的成型品的流向上的成型收缩率设为α%、垂直方向上的成型收缩率设为β%、流向上的线膨胀系数设为γ、垂直方向上的线膨胀系数设为δ时,满足下述式(1)~(5)的条件,所述γ、δ的单位为×10-5/℃,
D1+D2+D5>D3+D4          (1)
α/β>0.65              (2)
γ/δ>0.70              (3)
0.4<α+β<1            (4)
3.0<γ+δ<10           (5)。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的阻燃性树脂组合物,其中,
含氟防滴落剂即E成分具有原纤维形成能力。
9.由权利要求1~8中任意一项的阻燃性树脂组合物形成的成型品。
10.根据权利要求9所述的成型品,其中,
成型品是办公设备、家庭用电气化产品、电气电子设备的机械部件。
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