CN101845211B - 聚碳酸酯树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供聚碳酸酯树脂组合物,该组合物含有芳香族聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂和丙烯酸系弹性聚合物,机械强度和流动性优异、进而兼具良好的耐试剂性。所述聚碳酸酯树脂组合物的特征在于,相对于(A)芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)100重量份,含有(B)聚烯烃树脂(B成分)0.1~5重量份、和(C)为核壳型且以实质不含苯乙烯成分为特征的丙烯酸系弹性聚合物(C成分)1~15重量份。

Description

聚碳酸酯树脂组合物
技术领域
本发明涉及耐试剂性得到改善的聚碳酸酯树脂组合物。更详细而言,本发明涉及含有聚烯烃树脂和为核壳型且以实质不含苯乙烯成分为特征的丙烯酸系弹性聚合物的、机械强度和流动性优异、同时还具有良好的耐试剂性的聚碳酸酯树脂组合物。
背景技术
为改善热塑性树脂的冲击特性而采用冲击改善剂进行了强化的热塑性树脂由于机械强度、加工性优异而被广泛利用。特别是聚碳酸酯树脂由于机械强度、尺寸稳定性和阻燃性等优异的特性而被用于机械部件、汽车部件、电气-电子部件、办公设备部件等多种用途。此外,在聚碳酸酯树脂中添加了各种强化剂而成的强化聚碳酸酯树脂也由于其优异的机械特性、耐热性而在广泛的用途中使用。
另一方面,聚碳酸酯树脂在约1/2~1/4英寸的临界厚度以下具有高冲击特性,但是随着温度降到约-5℃以下冲击特性急速降低。此外,近年来汽车业界由于喜欢设计性、轻量化的倾向,而在汽车内装构件等施以涂装的成型品中使用时,除了要求机械强度以外,还要求流动性、耐试剂性良好的热塑性树脂。
例如,将芳香族聚碳酸酯树脂与聚烯烃树脂、丙烯酸系弹性聚合物配合而改善了低温冲击特性的芳香族聚碳酸酯树脂组合物是公知的(参照专利文献1)。然而,对于该聚碳酸酯树脂组合物,虽然机械特性令人满意,但是耐试剂性存在大的问题。此外,在上述组成中,使丙烯酸系弹性聚合物为特定的聚碳酸酯树脂组合物是公知的(参照专利文献2、3)。然而,即使该聚碳酸酯树脂组合物对流动性、耐试剂性也不充分。
由此可知现状是,需求具有近年来汽车内装构件所必需的特性、即良好的机械强度和流动性的、满足耐试剂性的聚碳酸酯树脂组合物。
专利文献1:日本特许第1602946号公报
专利文献2:日本特开昭56-76449号公报
专利文献3:日本特开平4-249576号公报
发明内容
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供一种含有芳香族聚碳酸酯树脂和聚烯烃树脂、丙烯酸系弹性聚合物的聚碳酸酯树脂组合物,其机械强度、流动性优异,同时具有良好的耐试剂性。本发明人为了达成上述目的而进行了精心研究,结果发现,通过使用具有特定结构的丙烯酸系弹性聚合物,可以达成该目的,进一步进行深入研究,从而完成了本发明。
根据本发明,上述课题通过如下的聚碳酸酯树脂组合物而达成,所述聚碳酸酯树脂组合物相对于(A)芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)100重量份,含有(B)聚烯烃树脂(B成分)0.1~5重量份、和(C)为核壳型且以实质不含苯乙烯成分为特征的丙烯酸系弹性聚合物(C成分)1~15重量份。
具体实施方式
以下,进一步对本发明的详细内容进行说明。
(A成分:芳香族聚碳酸酯树脂)
本发明中的A成分即芳香族聚碳酸酯树脂通过使二元酚与碳酸酯前体反应而得到。作为反应方法之一例,可以举出界面聚合法、熔融酯交换法、碳酸酯预聚物的固相酯交换法和环状碳酸酯化合物的开环聚合法等。
作为这里使用的二元酚的代表例,可以举出对苯二酚、间苯二酚、4,4’-二羟基联苯、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(通称双酚A、以下有时简称为BPA)、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、4,4’-(对亚苯基二亚异丙基)二苯酚、4,4’-(间亚苯基二亚异丙基)二苯酚、1,1-双(4-羟基苯基)-4-异丙基环己烷、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)酮、双(4-羟基苯基)酯、双(4-羟基-3-甲基苯基)硫醚、9,9-双(4-羟基苯基)芴和9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等。优选的二元酚是双(4-羟基苯基)烷烃,其中从耐冲击性的观点出发,特别优选双酚A,已通用。
在本发明中,除了作为通用聚碳酸酯的双酚A系聚碳酸酯以外,还可以将使用其他二元酚类制造的特殊聚碳酸酯作为A成分使用。
例如,作为二元酚成分的一部分或全部,使用了4,4’-(间亚苯基二亚异丙基)二苯酚(以下有时简称为“BPM”)、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(以下有时简称为“Bis-TMC”)、9,9-双(4-羟基苯基)芴和9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(以下有时简称为“BCF”)的聚碳酸酯(均聚物或共聚物),适合于对因吸水导致的尺寸变化、形态稳定性的要求特别严格的用途。这些除了BPA以外的二元酚,优选使用构成该聚碳酸酯的二元酚成分整体的5摩尔%以上,特别是10摩尔%以上。
特别是要求高刚性且更好的耐水解性时,构成聚碳酸酯树脂组合物的A成分特别优选为下述(1)~(3)的共聚聚碳酸酯。
(1)在构成该聚碳酸酯的二元酚成分100摩尔%中,BPM为20~80摩尔%(更优选为40~75摩尔%、进一步优选为45~65摩尔%),且BCF为20~80摩尔%(更优选为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,BPA为10~95摩尔%(更优选为50~90摩尔%、进一步优选为60~85摩尔%),且BCF为5~90摩尔%(更优选为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为20~80摩尔%(更优选为40~75摩尔%、进一步优选为45~65摩尔%),且Bis-TMC为20~80摩尔%(更优选为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,也可以将2种以上适当地混合使用。此外,还可以将它们和通用的双酚A型聚碳酸酯混合使用。
对于这些特殊的聚碳酸酯的制法和特性,例如,详细地记载于特开平6-172508号公报、特开平8-27370号公报、特开2001-55435号公报和特开2002-117580号公报等中。
应说明的是,在上述的各种聚碳酸酯中,通过调整共聚组成等,使得吸水率和Tg(玻璃化转变温度)在下述范围内的聚碳酸酯,由于聚合物自身的耐水解性良好,且在成型后低翘曲性也格外优异,因此在要求形态稳定性的领域中特别适合。
(i)吸水率为0.05~0.15%、优选为0.06~0.13%,且Tg为120~180℃的聚碳酸酯,或者
(ii)Tg为160~250℃、优选为170~230℃,且吸水率为0.10~0.30%、优选为0.13~0.30%、更优选为0.14~0.27%的聚碳酸酯。
在这里,聚碳酸酯的吸水率是使用直径45mm、厚3.0mm的圆板状试验片,依照ISO62-1980在23℃的水中浸渍24小时后测定水分率而得的值。此外,Tg(玻璃化转变温度)是依照JIS K7121用差示扫描热量计(DSC)测定而求出的值。
作为碳酸酯前体,使用酰卤、碳酸二酯或卤代甲酸酯(ハロホルメ一ト)等,具体可以举出碳酰氯、碳酸二苯酯或二元酚的二卤代甲酸酯等。
通过界面聚合法由二元酚和碳酸酯前体制造芳香族聚碳酸酯树脂时,根据需要,可以使用催化剂、封端剂、用于防止二元酚发生氧化的抗氧化剂等。此外,本发明的芳香族聚碳酸酯树脂包括将三官能以上的多官能性芳香族化合物共聚而成的分支聚碳酸酯树脂、将芳香族或脂肪族(包括脂环族)的二官能性羧酸共聚而成的聚酯碳酸酯树脂、将二官能性醇(包括脂环族)共聚而成的共聚聚碳酸酯树脂、以及将所述二官能性羧酸和二官能性醇一起共聚而成的聚酯碳酸酯树脂。此外,可以是将2种以上的所得芳香族聚碳酸酯树脂混合而成的混合物。
分支聚碳酸酯树脂能够对本发明的聚碳酸酯树脂组合物赋予防滴落性能等。作为所述分支聚碳酸酯树脂中使用的三官能以上的多官能性芳香族化合物,可以举出间苯三酚、2,3′,4,5′,6-五羟基联苯、或者4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基二苯基)庚烯-2、2,4,6-三甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羟基苯基)苯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)乙烷、2,6-双(2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚、4-{4-[1,1-双(4羟基苯基)乙基]苯}-α,α-二甲基苄基苯酚等三酚、四(4-羟基苯基)甲烷、双(2,4-二羟基苯基)酮、1,4-双(4,4-二羟基三苯基甲基)苯、或偏苯三酸、均苯四酸、二苯甲酮四羧酸以及它们的酸酐等,其中,优选1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)乙烷,特别优选1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷。
对于支化聚碳酸酯树脂中的由多官能性芳香族化合物衍生的结构单元,在由二元酚衍生的结构单元和由该多官能性化合物衍生的结构单元的总计100摩尔%中,为0.01~1摩尔%,优选0.05~0.9摩尔%,特别优选0.05~0.8摩尔%。
此外,特别是熔融酯交换法的情况,作为副反应有时会生成支化结构单元,对于所述支化结构单元的量,也优选在与由二元酚衍生的结构单元的合计100摩尔%中,为0.001~1摩尔%,优选为0.005~0.9摩尔%,特别优选为0.01~0.8摩尔%。另外,对于所述支化结构的比例,可以通过1H-NMR测定来算出。
脂肪族的二官能性羧酸优选α,ω-二羧酸。作为脂肪族的二官能性羧酸,可以优选例举癸二酸(癸烷二酸)、十二烷二酸、十四烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸等直链饱和脂肪族二羧酸、以及环己烷二羧酸等脂环族二羧酸。作为二官能性醇,更优选脂环族二醇,可例示例如环己烷二甲醇、环己烷二醇以及三环癸烷二甲醇等。
进而,还可以使用将聚有机硅氧烷单元进行共聚而成的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物。
作为本发明的聚碳酸酯树脂的制造方法的界面聚合法、熔融酯交换法、碳酸酯预聚物的固相酯交换法和环状碳酸酯化合物的开环聚合法等的反应形式,是在各种文献和专利公报等中公知的方法。
制造本发明的聚碳酸酯树脂组合物时,芳香族聚碳酸酯树脂的粘均分子量(M)没有特别限定,优选为15000~19000,更优选为15500~18500,进一步优选为16000~18000。
对于粘均分子量小于15000的芳香族聚碳酸酯树脂,无法获得良好的机械特性。另一方面,由粘均分子量超过19000的芳香族聚碳酸酯树脂得到的聚碳酸酯树脂组合物,从注射成型时的流动性差的观点出发通用性差。
另外,上述芳香族聚碳酸酯树脂可以是混合其粘均分子量在上述范围之外的芳香族聚碳酸酯树脂而得到的树脂。特别是粘均分子量超过20000的芳香族聚碳酸酯树脂,与粘均分子量在此之下的芳香族聚碳酸酯树脂相比,熵弹性提高。其结果是,在有时将强化树脂材料用于结构构件成型时的气体辅助成型和发泡成型中,呈现良好的成型加工性。所述成型加工性的改善比上述支化聚碳酸酯更好。作为更优选的方式,还可以使用A成分由粘均分子量为23000~300000的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1-1成分)和粘均分子量为8000~22000的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1-2成分)构成、其粘均分子量为14000~19000的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1成分)(以下,有时称为“含高分子量成分的芳香族聚碳酸酯树脂”)。
对于所述含高分子量成分的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1成分),A-1-1成分的分子量优选为23000~200000,更优选25000~200000,进一步优选27000~200000,特别优选30000~160000。此外,A-1-2成分的分子量优选为8000~22000,更优选10000~21000,进一步优选12000~21000,特别优选12000~20000。
含高分子量成分的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1成分)可以将上述A-1-1成分和A-1-2成分以各种比例混合,调整到满足规定的分子量范围而得到。优选在A-1成分100重量%中,A-1-1成分为1~55重量%,更优选A-1-1成分为1~50重量%,进一步优选A-1-1成分为2~40重量%,特别优选A-1-1成分为3~30重量%。
此外,作为A-1成分的制备方法,可以举出(1)将A-1-1成分和A-1-2成分分别独立地聚合并将它们混合的方法;(2)使用以特开平5-306336号公报中给出的方法为代表的、在同一体系内制造采用GPC法得到的分子量分布图中显示多个聚合物峰的芳香族聚碳酸酯树脂的方法,使得该芳香族聚碳酸酯树脂满足本发明的A-1成分的条件来进行制造的方法;以及(3)将采用所述制造方法((2)的制造方法)得到的芳香族聚碳酸酯树脂、与另外制造的A-1-1成分和/或A-1-2成分混合的方法等。
本发明中所说的粘均分子量如下求出:首先使用奥氏粘度计,在20℃下由在二氯甲烷100ml中溶解芳香族聚碳酸酯0.7g而成的溶液,求出用下式算出的比粘度(ηSP),
比粘度(ηSP)=(t-t0)/t0
[t0是二氯甲烷的滴落秒数,t是试样溶液的滴落秒数]
由所求出的比粘度(ηSP)根据下述数学式算出粘均分子量M。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(其中[η]是特性粘度)
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7
此外,本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的芳香族聚碳酸酯树脂的粘均分子量的计算通过如下要点进行。即,将该组合物和其20~30倍重量的二氯甲烷混合,使组合物中的可溶成分溶解。通过硅藻土过滤将该可溶成分取出。然后将得到的溶液中的溶剂除去。将除去溶剂后的固体充分干燥,得到要溶解于二氯甲烷中的成分的固体。由在二氯甲烷100ml中溶解该固体0.7g而成的溶液,与上述同样地求出20℃下的比粘度,由该比粘度与上述同样地算出粘均分子量M。
(B成分:聚烯烃树脂)
本发明中的B成分即聚烯烃树脂本身是公知的,可以举出例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-一氧化碳-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯和/或碳原子数为3以上的α-烯烃与不饱和羧酸酯的烯烃系共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯-乙酸乙烯酯共聚物、1-链烯聚合物。
作为B成分的聚烯烃树脂,其中,可以优选使用聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯和/或碳原子数为3以上的α-烯烃与不饱和羧酸酯的烯烃系共聚物、1-链烯聚合物。这些聚烯烃及其共聚物可以通过商业途径获得。这些聚烯烃系树脂可以是具有羧酸基、酸酐基、环氧基等官能团的改性聚烯烃系树脂。
在B成分中,特别优选使用聚乙烯。作为本发明所说的聚乙烯,可以举出高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线状低密度聚乙烯等,而且对其制法没有特别限制,例如,对于线状低密度聚乙烯,也可以使用齐格勒系催化剂、金属茂系催化剂等现有公知的各种催化剂。此外,还可以是不受聚乙烯中含有的残渣的催化剂的量、以及未反应的不饱和键的量等的限制的聚乙烯。进而,可以是进一步将一次制作的聚乙烯进行热分解等而实现低分子量化的聚乙烯。聚乙烯的粘均分子量优选为1000~1000000,特别优选3000~300000。该聚乙烯作为市售品可以举出例如HIZEX 2100JP、3300F(均为三井化学(株)的商品名)、GML2420[日本ユニカ(株)的商品名]等。
聚烯烃树脂的含量相对于100重量份A成分为0.1~5重量份,优选为0.3~3重量份,更优选为0.5~2重量份。小于0.1重量份时,看不到低温冲击性的改善效果,超过5重量份时,导致外观变差、焊接部的强度降低,因此不优选。
(C成分:丙烯酸系弹性聚合物)
所谓丙烯酸系弹性聚合物,是将玻璃化转变温度在0℃以下、优选在-20℃以下的橡胶性聚合物与能够与其共聚的单体成分进行共聚而得的聚合物,表示丙烯酸成分包含在橡胶性弹性体和单体中的任一种中的聚合物。本发明中使用的丙烯酸系弹性聚合物是为核壳型且实质不含苯乙烯成分的丙烯酸系弹性聚合物。发明人等经过精心研究,结果发现,使用了含有苯乙烯成分的丙烯酸系弹性聚合物的聚碳酸酯树脂组合物,苯乙烯成分自身的耐试剂性差产生影响,无法获得所需的耐试剂性。因此,甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡胶共聚物(ASA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸橡胶-苯乙烯共聚物(MAS)等含有苯乙烯成分的丙烯酸系弹性聚合物无法在本申请发明的聚碳酸酯树脂组合物中使用。
作为本申请发明中使用的橡胶性聚合物的具体例,可以举出聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丙烯酸丁酯、聚(丙烯酸2-乙基己酯)、丙烯酸丁酯-丙烯酸2-乙基己酯共聚物等聚丙烯酸烷基酯橡胶;聚有机硅氧烷橡胶等硅酮系橡胶、以及丁二烯-丙烯酸复合橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶与聚丙烯酸烷基酯橡胶形成的IPN型复合橡胶、乙烯-α烯烃系橡胶(乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丁烯橡胶、乙烯-辛烯橡胶等)、乙烯-丙烯酸橡胶、氟橡胶等。它们可以并用2种以上。其中,从耐冲击性以及耐试剂性的方面看,优选选自聚丁二烯橡胶、聚丙烯酸烷基酯橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶与聚丙烯酸烷基酯橡胶形成的IPN型复合橡胶中的任一种。
作为能够与橡胶性聚合物共聚的单体成分的具体例,可以举出芳香族乙烯基化合物、氰化乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酸化合物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯化合物等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物;马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺化合物;马来酸、邻苯二甲酸、衣康酸等α,β-不饱和羧酸化合物及它们的酸酐(例如马来酸酐等)等。这些单体成分可以并用2种以上。其中,从耐冲击性的方面看,优选选自芳香族乙烯基化合物、氰化乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酸化合物中的任一种,更优选(甲基)丙烯酸酯化合物。作为(甲基)丙烯酸酯化合物的具体例,可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸辛酯等。
作为本发明的丙烯酸系弹性聚合物,从耐冲击性的观点出发,使用核壳型接枝共聚物类型的丙烯酸系弹性聚合物。这种情况下,优选核层用选自含有聚丁二烯的橡胶、含有聚丙烯酸丁酯的橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶与聚丙烯酸烷基酯橡胶形成的IPN(interpenetrating polymernetwork,互穿聚合物网络)型复合橡胶中的至少一种橡胶成分形成,壳层用(甲基)丙烯酸酯形成。
作为上述的核壳型接枝共聚物的优选具体例,可以举出甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MB)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸橡胶共聚物(MA)、甲基丙烯酸甲酯-(丙烯酸-硅酮IPN橡胶)共聚物等。它们可以并用2种以上。
此外,作为上述的核壳型接枝共聚物的商品,可以举出例如Rohm& Haas Japan公司制的“PARALOID EXL2315”、“EXL2602”、“EXL2603”等EXL系列。
丙烯酸系弹性聚合物的含量相对于每100重量份A成分为1~15重量份,优选3~12重量份,进一步优选3~10重量份。小于1重量份时,看不到低温冲击特性的改善,超过15重量份时,导致耐热性降低等其他的机械强度显著降低、外观变差,因此不优选。
此外,丙烯酸系弹性聚合物的橡胶含量优选为60重量%以上,更优选为70重量%以上,进一步优选为80重量%以上。小于60重量%时,看不到低温冲击特性的改善,因此不优选。
(其他的添加剂)
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,可以使用用于使成型加工时的分子量降低或色调稳定的各种稳定剂、脱模剂、色材和阻燃剂等。
(i)阻燃剂
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中配合有作为阻燃剂已知的各种化合物。另外,作为阻燃剂使用的化合物的配合不仅提高阻燃性,还根据各化合物的性质获得例如防静电性、流动性、刚性和热稳定性的提高等。
作为该阻燃剂,可以举出(1)有机金属盐系阻燃剂(例如有机磺酸碱(土类)金属盐、硼酸金属盐系阻燃剂和锡酸金属盐系阻燃剂等);(2)有机磷系阻燃剂(例如单磷酸酯化合物、磷酸酯低聚化合物、膦酸酯低聚化合物、磷腈低聚化合物和膦酸酰胺化合物等);(3)由硅酮化合物形成的硅酮系阻燃剂;以及(4)卤素系阻燃剂(例如溴化环氧树脂、溴化聚乙烯、溴化聚碳酸酯(包括低聚物)、溴化聚丙烯酸酯和氯化聚乙烯等)等。
(1)有机金属盐系阻燃剂
有机金属盐系阻燃剂在大体维持耐热性同时大多赋予防静电性方面是有利的。在本发明中最优选使用的有机金属盐系阻燃剂是含氟有机金属盐化合物。本发明的含氟有机金属盐化合物,是指由阴离子成分和阳离子成分构成的金属盐化合物,所述阴离子成分由具有氟取代烃基的有机酸形成,所述阳离子成分由金属离子形成。作为更优选的具体例,例示有氟取代有机磺酸的金属盐、氟取代有机硫酸酯的金属盐、和氟取代有机磷酸酯的金属盐。含氟有机金属盐化合物可以使用1种或者将2种以上混合使用。其中优选的是氟取代有机磺酸的金属盐,特别优选的是具有全氟烷基的磺酸的金属盐。在此,全氟烷基的碳原子数优选1~18的范围,更优选1~10的范围,进一步优选1~8的范围。
构成有机金属盐系阻燃剂的金属离子的金属为碱金属或碱土类金属。作为碱金属,可以举出锂、钠、钾、铷和铯。作为碱土类金属,可以举出铍、镁、钙、锶和钡。更优选的是碱金属。因此,优选的有机金属盐系阻燃剂是全氟烷基磺酸碱金属盐。在所述的碱金属中,在透明性的要求更高时,优选铷和铯,另一方面由于它们并非通用且精制困难,因此结果有时在成本上不利。另一方面,在成本和阻燃性上有利的锂和钠反而在透明性上有时会不利。考虑到这些情况,可以分开使用全氟烷基磺酸碱金属盐中的碱金属,但最优选无论从哪个方面来说特性的平衡均优异的全氟烷基磺酸钾盐。还可以将所述的钾盐和由其他碱金属形成的全氟烷基磺酸碱金属盐并用。
作为所述的全氟烷基磺酸碱金属盐,可以举出三氟甲烷磺酸钾、全氟丁烷磺酸钾、全氟己烷磺酸钾、全氟辛烷磺酸钾、五氟乙烷磺酸钠、全氟丁烷磺酸钠、全氟辛烷磺酸钠、三氟甲烷磺酸锂、全氟丁烷磺酸锂、全氟庚烷磺酸锂、三氟甲烷磺酸铯、全氟丁烷磺酸铯、全氟辛烷磺酸铯、全氟己烷磺酸铯、全氟丁烷磺酸铷和全氟己烷磺酸铷等,它们可以使用1种或将2种以上并用。其中特别优选全氟丁烷磺酸钾。
上述的含氟有机金属盐通过离子色谱法测定的氟化物离子的含量优选为50ppm以下,更优选20ppm以下,进一步优选10ppm以下。氟化物离子的含量越低,阻燃性和耐光性越好。氟化物离子的含量的下限实质上也可能达到0,但从精制工时和效果保持均衡出发,在实际应用上优选0.2ppm左右。该氟化物离子含量的全氟烷基磺酸碱金属盐例如如下地精制。在40~90℃(更优选60~85℃)的范围将全氟烷基磺酸碱金属盐溶解在该金属盐2~10重量倍的离子交换水中。该全氟烷基磺酸碱金属盐通过用碱金属的碳酸盐或氢氧化物中和全氟烷基磺酸的方法,或者用碱金属的碳酸盐或氢氧化物中和全氟烷基磺酰氟的方法(更优选采用后者的方法)生成。此外,该离子交换水特别优选是电阻值在18MΩ·cm以上的水。在上述温度下将溶解有金属盐的溶液搅拌0.1~3小时,更优选0.5~2.5小时。然后将该溶液冷却到0~40℃、更优选10~35℃的范围。通过冷却结晶析出。通过过滤而分离出所析出的结晶。由此制造优选的精制后的全氟烷基磺酸碱金属盐。
含氟有机金属盐化合物的含量,以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.005~0.6重量份,更优选0.005~0.2重量份,进一步优选0.008~0.13重量份。越是在该优选的范围内,越发挥通过配合含氟有机金属盐而期待的效果(例如阻燃性、防静电性等),并且对聚碳酸酯树脂组合物的耐光性的不良影响也减少。
作为其他的除了上述含氟有机金属盐化合物以外的有机金属盐系阻燃剂,优选不含氟原子的有机磺酸的金属盐。作为该金属盐,例如可以举出脂肪族磺酸的碱金属盐、脂肪族磺酸的碱土类金属盐、芳香族磺酸的碱金属盐和芳香族磺酸的碱土类金属盐等(均不含氟原子)。
作为脂肪族磺酸的碱金属盐的优选例,可以举出烷基磺酸碱(土类)金属盐,它们可以使用1种或将2种以上并用(在此,碱(土类)金属盐的表述以包括碱金属盐、碱土类金属盐两者的意思使用)。作为在该烷基磺酸碱(土类)金属盐中使用的烷烃磺酸的优选例,可以举出甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸、甲基丁烷磺酸、己烷磺酸、庚烷磺酸、辛烷磺酸等,它们可以使用1种或将2种以上并用。
作为在芳香族磺酸碱(土类)金属盐中使用的芳香族磺酸,可以举出选自单体状或聚合物状的芳香族硫醚的磺酸、芳香族羧酸和酯的磺酸、单体状或聚合物状的芳香族醚的磺酸、芳香族磺酸酯的磺酸、单体状或聚合物状的芳香族磺酸、单体状或聚合物状的芳香族砜磺酸、芳香族酮的磺酸、杂环式磺酸、芳香族亚砜的磺酸、芳香族磺酸的亚甲基型键形成的缩合体中的至少1种酸,它们可以使用1种或将2种以上并用。
作为芳香族磺酸碱(土类)金属盐的具体例,可以举出例如二苯基硫醚-4,4’-二磺酸二钠、二苯基硫醚-4,4’-二磺酸二钾、5-磺基间苯二甲酸钾、5-磺基间苯二甲酸钠、聚对苯二甲酸乙二醇酯多磺酸多钠、1-甲氧基萘-4-磺酸钙、4-十二烷基苯基醚二磺酸二钠、聚(2,6-二甲基苯醚)多磺酸多钠、聚(1,3-苯醚)多磺酸多钠、聚(1,4-苯醚)多磺酸多钠、聚(2,6-二苯基苯醚)多磺酸多钾、聚(2-氟-6-丁基苯醚)多磺酸锂、苯磺酸酯的磺酸钾、苯磺酸钠、苯磺酸锶、苯磺酸镁、对苯二磺酸二钾、萘-2,6-二磺酸二钾、联苯-3,3’-二磺酸钙、二苯基砜-3-磺酸钠、二苯基砜-3-磺酸钾、二苯基砜-3,3’-二磺酸二钾、二苯基砜-3,4’-二磺酸二钾、α,α,α-三氟苯乙酮-4-磺酸钠、二苯甲酮-3,3’-二磺酸二钾、噻吩-2,5-二磺酸二钠、噻吩-2,5-二磺酸二钾、噻吩-2,5-二磺酸钙、苯并噻吩磺酸钠、二苯基亚砜-4-磺酸钾、萘磺酸钠的甲醛缩合物和蒽磺酸钠的甲醛缩合物等。
另一方面,作为硫酸酯的碱(土类)金属盐,可以特别举出一元和/或多元醇类的硫酸酯的碱(土类)金属盐,作为该一元和/或多元醇类的硫酸酯,可以举出甲基硫酸酯、乙基硫酸酯、月桂基硫酸酯、十六烷基硫酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚的硫酸酯、季戊四醇的单硫酸酯、季戊四醇的二硫酸酯、季戊四醇的三硫酸酯、季戊四醇的四硫酸酯、单月桂酸甘油酯的硫酸酯、单棕榈酸甘油酯的硫酸酯、以及单硬脂酸甘油酯的硫酸酯等。作为这些硫酸酯的碱(土类)金属盐,可以优选举出月桂基硫酸酯的碱(土类)金属盐。
此外,作为其他的碱(土类)金属盐,可以举出芳香族磺酰胺的碱(土类)金属盐,例如,可以举出邻磺酰苯甲酰亚胺、N-(对甲苯基磺酰基)-对甲苯磺酰亚胺、N-(N’-苄基氨基羰基)磺酰亚胺、和N-(苯基羧基)磺酰亚胺的碱(土类)金属盐等。
其中优选的不含氟原子的有机磺酸的金属盐是芳香族磺酸碱(土类)金属盐,特别优选钾盐。配合该芳香族磺酸碱(土类)金属盐时,其含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.001~1重量份,更优选0.005~0.5重量份,进一步优选0.01~0.1重量份。
(2)有机磷系阻燃剂
作为本发明的有机磷系阻燃剂,优选磷酸芳基酯化合物。这是因为,该磷酸酯化合物普遍色调优异、对光高反射性的不良影响少。此外,磷酸酯化合物具有增塑效果,因此在提高本发明的聚碳酸酯树脂组合物的成型加工性方面是有利的。该磷酸酯化合物可以使用以往作为阻燃剂公知的各种磷酸酯化合物,更优选的是可以举出特别是下述通式(1)所表示的1种或2种以上的磷酸酯化合物。
Figure GSA00000053646900141
(上述式中的X可以举出由对苯二酚、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)酮和双(4-羟基苯基)硫醚衍生的二价基团,j、k、l、m各自独立地为0或1,n是0~5的整数,或者当为n数不同的磷酸酯的混合物时,n是0~5的平均值,R1、R2、R3和R4各自独立地为可以取代有一个以上的卤素原子或未取代的由苯酚、甲酚、二甲苯酚、异丙基苯酚、丁基苯酚和对枯基苯酚衍生的一元酚残基。)
上述式的磷酸酯化合物可以是具有不同的n数的化合物的混合物,为这样的混合物时,平均的n数优选为0.5~1.5,更优选0.8~1.2,进一步优选0.95~1.15,特别优选1~1.14的范围。
衍生出上述X的二元酚的优选具体例是间苯二酚、双酚A和二羟基联苯。
衍生出上述R1、R2、R3和R4的一元酚的优选具体例是苯酚和2,6-二甲基苯酚。
此外,该一元酚可以被卤素原子取代,作为具有由该一元酚衍生的基团的磷酸酯化合物的具体例,可以例示磷酸三(2,4,6-三溴苯基)酯和磷酸三(2,4-二溴苯基)酯、磷酸三(4-溴苯基)酯等。
另一方面,作为没有用卤素原子取代的磷酸酯化合物的具体例,磷酸三苯酯和磷酸三(2,6-二甲苯基)酯等单磷酸酯化合物、和以间苯二酚双二(2,6-二甲苯基)磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物、以4,4-二羟基联苯双(磷酸二苯酯)为主体的磷酸酯低聚物、以及以双酚A双(磷酸二苯酯)为主体的磷酸酯低聚物是适合的(其中所谓为主体,是指可以少量含有聚合度不同的其他成分,更优选是指含有上述式(1)中的n=1的成分80重量%以上、更优选为85重量%以上、进一步优选90重量%以上。)
有机磷系阻燃剂的含量,以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为1~20重量份,更优选2~10重量份,进一步优选2~7重量份。
(3)硅酮系阻燃剂
作为本发明的硅酮系阻燃剂使用的硅酮化合物,是通过燃烧时的化学反应使阻燃性提高的化合物。作为该化合物,可以使用以往作为芳香族聚碳酸酯树脂的阻燃剂提出的各种化合物。认为硅酮化合物通过在其燃烧时其自身发生结合或者与来源于树脂的成分发生结合而形成结构,或者通过在该结构形成时的还原反应,而对聚碳酸酯树脂赋予阻燃效果。因此优选包含该反应中活性高的基团,更具体地说,优选含有规定量的选自烷氧基和氢(即Si-H基)中的至少一种基团。作为所述基团(烷氧基、Si-H基)的含有比例,优选0.1~1.2mol/100g的范围,更优选0.12~1mol/100g的范围,进一步优选0.15~0.6mol/100g的范围。该比例通过碱分解法,测定每单位重量的硅酮化合物所产生的氢或醇的量来求出。另外,烷氧基优选碳原子数1~4的烷氧基,特别优选甲氧基。
一般地说,硅酮化合物的结构通过将以下示出的4种硅氧烷单元任意组合而构成。即
M单元:(CH3)3SiO1/2、H(CH3)2SiO1/2、H2(CH3)SiO1/2、(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2、(CH3)2(C6H5)SiO1/2、(CH3)(C6H5)(CH2=CH)SiO1/2等1官能性硅氧烷单元;
D单元:(CH3)2SiO、H(CH3)SiO、H2SiO、H(C6H5)SiO、(CH3)(CH2=CH)SiO、(C6H5)2SiO等2官能性硅氧烷单元;
T单元:(CH3)SiO3/2、(C3H7)SiO3/2、HSiO3/2、(CH2=CH)SiO3/2、(C6H5)SiO3/2等3官能性硅氧烷单元;
Q单元:用SiO2表示的4官能性硅氧烷单元。
在硅酮系阻燃剂中使用的硅酮化合物的结构,具体地说,作为示性式可以举出Dn、Tp、MmDn、MmTp、MmQq、MmDnTp、MmDnQq、MmTpQq、MmDnTpQq、DnTp、DnQq、DnTpQq。其中优选的硅酮化合物的结构是MmDn、MmTp、MmDnTp、MmDnQq,进一步优选的结构是MmDn或MmDnTp
在此,上述示性式中的系数m、n、p、q是表示各硅氧烷单元的聚合度的1以上的整数,各示性式中的系数的总计是硅酮化合物的平均聚合度。该平均聚合度优选3~150的范围,更优选3~80的范围,进一步优选3~60的范围,特别优选4~40的范围。越是在该优选的范围,阻燃性变得越优异。进而,如后所述,含有规定量的芳香族基团的硅酮化合物的透明性和色调也优异。
此外,m、n、p、q中的任一个是2以上的数值时,带有该系数的硅氧烷单元可以成为所结合的氢原子、有机残基不同的2种以上的硅氧烷单元。
硅酮化合物可以是直链状也可以具有支链结构。此外,与硅原子结合的有机残基优选是碳原子数1~30、更优选1~20的有机残基。作为该有机残基,具体可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基和癸基等烷基、如环己基这样的环烷基、如苯基这样的芳基、以及如甲苯基这样的芳烷基。进一步优选碳原子数1~8的烷基、链烯基或芳基。作为烷基,特别优选甲基、乙基和丙基等碳原子数1~4的烷基。
进一步优选作为硅酮系阻燃剂使用的硅酮化合物含有芳基。更优选下述通式(2)所表示的芳香族基团的含有比例(芳香族基团的量)为10~70重量%(更优选15~60重量%)。
(式(2)中,X各自独立地表示OH基、碳原子数1~20的一价有机残基。n表示0~5的整数。进而在式(2)中n为2以上时,可以取各自互不相同的种类的X。)
作为硅酮系阻燃剂使用的硅酮化合物,除了上述Si-H基和烷氧基以外还可以含有反应基团,作为该反应基团,例示有例如氨基、羧基、乙氧基、乙烯基、巯基和甲基丙烯酰氧基等。
作为具有Si-H基的硅酮化合物,优选例示含有下述通式(3)和(4)所表示的结构单元中的至少一种以上的硅酮化合物。
Figure GSA00000053646900171
(式(3)和式(4)中,Z1~Z3各自独立地表示氢原子、碳原子数1~20的一价有机残基、或者下述通式(5)所表示的化合物。α1~α3各自独立地表示0或1,m1表示0或1以上的整数。进而在式(3)中m1为2以上时的重复单元可以取各自互不相同的多个重复单元。)
Figure GSA00000053646900172
(式(5)中,Z4~Z8各自独立地表示氢原子、碳原子数1~20的一价有机残基。α4~α8各自独立地表示0或1。m2表示0或1以上的整数。进而在式(5)中m2为2以上时的重复单元可以取各自互不相同的多个重复单元。)
在硅酮系阻燃剂中使用的硅酮化合物中,作为具有烷氧基的硅酮化合物,可以举出例如从通式(6)和通式(7)所表示的化合物中选择的至少一种化合物。
(式(6)中,β1表示乙烯基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数3~6的环烷基、以及碳原子数6~12的芳基和芳烷基。γ1、γ2、γ3、γ4、γ5和γ6表示碳原子数1~6的烷基和环烷基、以及碳原子数6~12的芳基和芳烷基,至少一个基团是芳基或芳烷基。δ1、δ2和δ3表示碳原子数1~4的烷氧基。)
Figure GSA00000053646900182
(式(7)中,β2和β3表示乙烯基、碳原子数1~6的烷基、碳原子数3~6的环烷基、以及碳原子数6~12的芳基和芳烷基。γ7、γ8、γ9、γ10、γ11、γ12、γ13和γ14表示碳原子数1~6的烷基、碳原子数3~6的环烷基、以及碳原子数6~12的芳基和芳烷基,至少一个基团是芳基或芳烷基。δ4、δ5、δ6和δ7表示碳原子数1~4的烷氧基。)
上述成分的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.01~10重量份,更优选0.05~5重量份,进一步优选0.1~5重量份。
(4)卤素系阻燃剂
作为本发明的卤素系阻燃剂,特别优选溴化聚碳酸酯(包括低聚物)。溴化聚碳酸酯的耐热性优异,且可以大幅提高阻燃性。本发明中使用的溴化聚碳酸酯是下述通式(8)所表示的结构单元为全部结构单元的至少60摩尔%、优选至少80摩尔%、特别优选实质由下述通式(8)所表示的结构单元构成的溴化聚碳酸酯化合物。
Figure GSA00000053646900191
(式(8)中,X是溴原子,R是碳原子数1~4的亚烷基、碳原子数1~4的烷叉基或-SO2-。)
此外,在该式(8)中,优选R表示亚甲基、亚乙基、异丙叉基、-SO2-,特别优选异丙叉基。
溴化聚碳酸酯优选残存的氯代甲酸酯基末端少,末端氯的量为0.3ppm以下,更优选为0.2ppm以下。该末端氯的量可以通过将试样溶解于二氯甲烷中、加入4-(对硝基苄基)吡啶而使之与末端氯(末端氯代甲酸酯基)反应,采用紫外可见分光光度计(日立制作所制U-3200)对其进行测定而求出。末端氯的量为0.3ppm以下时,聚碳酸酯树脂组合物的热稳定性变得更好,更高温的成型成为可能,其结果是提供成型加工性更加优异的聚碳酸酯树脂组合物。
此外,溴化聚碳酸酯优选残存的羟基末端少。更具体地说,相对于溴化聚碳酸酯的结构单元1摩尔,末端羟基的量优选为0.0005摩尔以下,更优选为0.0003摩尔以下。末端羟基的量可以通过将试样溶解于氘代氯仿中、采用1H-NMR法进行测定而求出。为该末端羟基的量时,聚碳酸酯树脂组合物的热稳定性进一步提高,因此优选。
溴化聚碳酸酯的比粘度优选为0.015~0.1的范围,更优选0.015~0.08的范围。溴化聚碳酸酯的比粘度是根据计算上述的本发明的A成分即聚碳酸酯树脂的粘均分子量时使用的上述比粘度的计算式算出的。
上述成分的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.01~10重量份,更优选0.01~8重量份,进一步优选0.05~7重量份。
(ii)含氟防滴落剂
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中可以含有含氟防滴落剂。通过将含氟防滴落剂与上述阻燃剂并用,可以获得更良好的阻燃性。作为该含氟防滴落剂,可以举出具有原纤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/六氟丙烯共聚物等)、美国专利第4379910号公报所示的部分氟化聚合物、由氟代双酚制造的聚碳酸酯树脂等,优选聚四氟乙烯(以下有时称为PTFE)。
具有原纤形成能力的聚四氟乙烯(原纤化PTFE)具有极高的分子量,通过剪切力等外力作用将PTFE之间结合而显示出成为纤维状的趋势。其数均分子量为150万~数千万的范围。其下限更优选为300万。该数均分子量公开在特开平6-145520号公报中,基于380℃下的聚四氟乙烯的熔融粘度算出。即,原纤化PTFE采用该公报中记载的方法测定的380℃下的熔融粘度为107~1013泊的范围,优选为108~1012泊的范围。
该PTFE除了固体形状之外,还可以使用水性分散液形态的PTFE。此外,该具有原纤形成能力的PTFE,为了使在树脂中的分散性提高、获得更良好的阻燃性和机械特性,还可以使用与其他树脂混合的混合形态的PTFE混合物。此外,还优选使用如特开平6-145520号公报中公开的、具有以该原纤化PTFE为芯、以低分子量的聚四氟乙烯为壳的结构的PTFE。
作为原纤化PTFE的市售品,可以举出例如三井-杜邦氟化学公司的TEFLON(注册商标)6J、大金化学工业公司的POLYFLON MPA FA500和F-201L等。作为原纤化PTFE的水性分散液的市售品,可以举出ASAHI-ICI FLUORO POLYMERS公司制的FLUONAD-1、AD-936、大金化学工业公司制FLUON D-1、D-2、三井-杜邦氟化学公司的TEFLON(注册商标)30J等作为代表。
作为混合形态的原纤化PTFE,可以使用通过如下方法得到的混合物:(1)将原纤化PTFE的水性分散液与有机聚合物的水性分散液或溶液混合,进行共沉淀而得到共凝聚混合物的方法(特开昭60-258263号公报、特开昭63-154744号公报等中记载的方法);(2)将原纤化PTFE的水性分散液与干燥的有机聚合物粒子混合的方法(特开平4-272957号公报中记载的方法);(3)将原纤化PTFE的水性分散液与有机聚合物粒子溶液均匀地混合,从该混合物中将各种介质同时除去的方法(特开平06-220210号公报、特开平08-188653号公报等中记载的方法);(4)在原纤化PTFE的水性分散液中将待形成有机聚合物的单体进行聚合的方法(特开平9-95583号公报中记载的方法);以及(5)将PTFE的水性分散液与有机聚合物分散液均匀地混合后,进一步在该混合分散液中聚合乙烯基系单体,然后得到混合物的方法(特开平11-29679号等中记载的方法)。作为这些混合形态的原纤化PTFE的市售品,可以举出三菱丽阳公司的“METABLEN A3800”(商品名)、GE Specialty Chemicals公司制的“BLENDEX B449”(商品名)、和Pacific Interchem Corporation公司制的“POLY TS AD001”(商品名)等。
为了不使上述原纤化PTFE的机械强度降低,优选尽可能地微分散。作为实现该微分散的方法,上述混合形态的原纤化PTFE是有利的。此外,将水性分散液形态的原纤化PTFE直接供给熔融混炼机也是有利的。但是水性分散液形态的原纤化PTFE的色调稍差,这点需要考虑。作为混合形态的原纤化PTFE的比例,在该混合物100重量%中,优选原纤化PTFE为10~80重量%,更优选为15~75重量%。原纤化PTFE的比例在所述范围时,可以实现原纤化PTFE良好的分散性。
上述成分的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.01~3重量份,更优选0.01~2重量份,进一步优选0.05~1.5重量份。
(iii)稳定剂
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中可以配合公知的各种稳定剂。作为稳定剂,可以举出磷系稳定剂、受阻酚系抗氧化剂、紫外线吸收剂和光稳定剂等。
(iii-1)磷系稳定剂
作为磷系稳定剂,例示有亚磷酸、磷酸、亚膦酸、膦酸和它们的酯、以及叔膦等。其中特别优选亚磷酸、磷酸、亚膦酸和膦酸、三有机磷酸酯化合物以及酸式磷酸酯化合物。另外,酸式磷酸酯化合物中的有机基团包括一取代、二取代和它们的混合物中的任一种。对应于该化合物的下述例示化合物中也同样地包括其中的任一种。
作为三有机磷酸酯化合物,例示有磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三癸酯、磷酸三(十二烷基)酯、磷酸三月桂酯、磷酸三硬脂酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三氯苯酯、磷酸二苯基甲苯基酯、磷酸二苯基单邻联苯基酯、和磷酸三(丁氧基乙基)酯等。该磷酸三烷基酯的碳原子数优选为1~22,更优选为1~4。特别优选的磷酸三烷基酯是磷酸三甲酯。
作为酸式磷酸酯化合物,例示有甲基酸式磷酸酯、乙基酸式磷酸酯、丁基酸式磷酸酯、丁氧基乙基酸式磷酸酯、辛基酸式磷酸酯、癸基酸式磷酸酯、月桂基酸式磷酸酯、硬脂基酸式磷酸酯、油基酸式磷酸酯、二十二烷基酸式磷酸酯、苯基酸式磷酸酯、壬基苯基酸式磷酸酯、环己基酸式磷酸酯、苯氧基乙基酸式磷酸酯、烷氧基聚乙二醇酸式磷酸酯、以及双酚A酸式磷酸酯等。其中碳原子数10以上的长链二烷基酸式磷酸酯在提高热稳定性方面是有效的,由于该酸式磷酸酯自身的稳定性高而优选。
作为亚磷酸酯化合物,例如,可以举出亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)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、三(二乙基苯基)亚磷酸酯、三(二异丙基苯基)亚磷酸酯、三(二正丁基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(2,6-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、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、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-乙基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双{2,4-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯基}季戊四醇二亚磷酸酯、苯基双酚A季戊四醇二亚磷酸酯、双(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、和二环己基季戊四醇二亚磷酸酯等。
进而,作为其他的亚磷酸酯化合物,还可以使用与二元酚类反应而具有环状结构的亚磷酸酯化合物。例如,可以举出2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)(2-叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、和2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯等。
作为亚膦酸酯化合物,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、四(2,6-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,6-二叔丁基苯基)-4,3’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,6-二叔丁基苯基)-3,3’-亚联苯基二亚膦酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)-4-苯基-苯基亚膦酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)-3-苯基-苯基亚膦酸酯、双(2,6-二正丁基苯基)-3-苯基-苯基亚膦酸酯、双(2,6-二叔丁基苯基)-4-苯基-苯基亚膦酸酯、双(2,6-二叔丁基苯基)-3-苯基-苯基亚膦酸酯等。优选四(二叔丁基苯基)-亚联苯基二亚膦酸酯、双(二叔丁基苯基)-苯基-苯基亚膦酸酯,更优选四(2,4-二叔丁基苯基)-亚联苯基二亚膦酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)-苯基-苯基亚膦酸酯。所述亚膦酸酯化合物优选能够与上述具有取代有2个以上烷基的芳基的亚磷酸酯化合物并用。
作为膦酸酯化合物,可以举出苯磺酸二甲酯、苯磺酸二乙酯和苯磺酸二丙酯等。
作为叔膦,例示有三乙基膦、三丙基膦、三丁基膦、三辛基膦、三戊基膦、二甲基苯基膦、二丁基苯基膦、二苯基甲基膦、二苯基辛基膦、三苯基膦、三对甲苯基膦、三萘基膦和二苯基苄基膦等。特别优选的叔膦是三苯基膦。
优选的磷系稳定剂优选是三有机磷酸酯化合物、酸式磷酸酯化合物和下述通式(9)所示的亚磷酸酯化合物。特别优选配合三有机磷酸酯化合物。
Figure GSA00000053646900231
(式(9)中,R和R’表示碳原子数6~30的烷基或碳原子数6~30的芳基,彼此相同或不同。)
如上所述,作为亚膦酸酯化合物优选四(2,4-二叔丁基苯基)-亚联苯基二亚膦酸酯,以该亚膦酸酯为主成分的稳定剂作为Sandostab P-EPQ(商标,Clariant公司制)和Irgafos P-EPQ(商标,CIBASPECIALTY CHEMICALS公司制)有市售,都可以使用。
此外,上述式(9)中更优选的亚磷酸酯化合物是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、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、和双{2,4-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯基}季戊四醇二亚磷酸酯。
(iii-2)受阻酚系抗氧化剂
作为受阻酚化合物,可以使用通常在树脂中配合的各种化合物。作为该受阻酚化合物,例如,例示有α-生育酚、丁基羟基甲苯、芥子醇、维生素E、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2-叔丁基-6-(3’-叔丁基-5’-甲基-2’-羟基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,6-二叔丁基-4-(N,N-二甲基氨基甲基)苯酚、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯二乙基酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)、2,2’-二亚甲基-双(6-α-甲基-苄基-对甲酚)、2,2’-乙叉基-双(4,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-丁叉基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-丁叉基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、三乙二醇-N-双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、1,6-己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、双[2-叔丁基-4-甲基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苄基)苯基]对苯二甲酸酯、3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、4,4’-硫代双(6-叔丁基-间甲酚)、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚、4,4’-二-硫代双(2,6-二叔丁基苯酚)、4,4’-三-硫代双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2-硫代二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、N,N’-六亚甲基双-(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)、N,N’-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]肼、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)异氰脲酸酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三2[3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]乙基异氰脲酸酯、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、三乙二醇-N-双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、三乙二醇-N-双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)乙酸酯、3,9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)乙酰氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、四[亚甲基-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]甲烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苄基)苯、和三(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苄基)异氰脲酸酯等。
上述化合物中,在本发明中优选使用四[亚甲基-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]甲烷、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、和3,9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷。特别优选3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷。上述受阻酚系抗氧化剂可以单独使用或将2种以上组合使用。
优选配合有磷系稳定剂和受阻酚系抗氧化剂中的任一种。特别优选配合有磷系稳定剂,更优选配合有三有机磷酸酯化合物。磷系稳定剂和受阻酚系抗氧化剂的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.005~1重量份,更优选0.01~0.3重量份。
(iii-3)紫外线吸收剂
本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以含有紫外线吸收剂。本发明的聚碳酸酯树脂组合物由于还具有良好的色调,因此通过配合紫外线吸收剂即使在室外使用也可以长期维持该色调。
作为本发明的紫外线吸收剂,具体地说,对于二苯甲酮系,例示有例如2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苄氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮(2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホキシベンゾフエノン)、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸基三氢化二苯甲酮(2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホキシトリハイドライドレイトベンゾフエノン)、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮-5-磺酸钠(2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシ-5-ソジウムスルホキシベンゾフエノン)、双(5-苯甲酰基-4-羟基-2-甲氧基苯基)甲烷、2-羟基-4-正十二烷氧基二苯甲酮和2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮等。
作为紫外线吸收剂,具体地说,对于苯并三唑系,例示有例如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二枯基苯基)苯基苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-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-3,5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)苯并三唑、2,2’-亚甲基双(4-枯基-6-苯并三唑苯基)、2,2’-对亚苯基双(1,3-苯并噁嗪-4-酮)和2-[2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑、以及2-(2’-羟基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑和能与该单体共聚的乙烯系单体的共聚物、2-(2’-羟基-5-丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑和能与该单体共聚的乙烯系单体的共聚物等具有2-羟基苯基-2H-苯并三唑骨架的聚合物等。
作为紫外线吸收剂,具体地说,对于羟基苯基三嗪系,例示有例如2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-甲氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-乙氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-丙氧基苯酚和2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-丁氧基苯酚等。进而,还例示有2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基苯酚等、上述例示化合物的苯基为2,4-二甲基苯基的化合物。
作为紫外线吸收剂,具体地说,对于环状亚氨酸酯系,例示有例如2,2’-对亚苯基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-(4,4’-二间亚苯基)双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)和2,2’-(2,6-萘)双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)等。
此外,作为紫外线吸收剂,具体地说,对于氰基丙烯酸酯系,例示有例如1,3-双[(2’-氰基-3’,3’-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基)丙烷、以及1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]苯等。
进而,上述紫外线吸收剂还可以是通过形成能够自由基聚合的单体化合物的结构,将该紫外线吸收性单体和/或具有受阻胺结构的光稳定性单体与(甲基)丙烯酸烷基酯等单体进行共聚而成的聚合物型紫外线吸收剂。作为上述紫外线吸收性单体,优选例示有(甲基)丙烯酸酯的酯取代基中含有苯并三唑骨架、二苯甲酮骨架、三嗪骨架、环状亚氨酸酯骨架和氰基丙烯酸酯骨架的化合物。
其中,从紫外线吸收能力的观点出发,优选苯并三唑系和羟基苯基三嗪系,从耐热性、色调的观点出发,优选环状亚氨酸酯系和氰基丙烯酸酯系。上述紫外线吸收剂可以单独使用或以2种以上的混合物使用。
紫外线吸收剂的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.01~2重量份,更优选0.02~2重量份,进一步优选0.03~1重量份,最优选0.05~0.5重量份。
(iii-4)其他热稳定剂
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,还可以配合除了上述的磷系稳定剂和受阻酚系稳定剂以外的其他热稳定剂。该其他热稳定剂优选与这些稳定剂和抗氧化剂中的任一者并用,特别优选与两者并用。作为所述的其他热稳定剂,优选例示例如以3-羟基-5,7-二叔丁基呋喃-2-酮与邻二甲苯的反应产物为代表的内酯系稳定剂(该稳定剂的详细记载于特开平7-233160号公报中)。该化合物作为Irganox HP-136(商标、CIBASPECIALTY CHEMICALS公司制)有市售,可以利用该化合物。进而,还市售有将该化合物与各种亚磷酸酯化合物和受阻酚化合物混合而得的稳定剂。例如,优选例示有上述公司制造的Irganox HP-2921。在本发明中也能够利用预先混合的稳定剂。内酯系稳定剂的配合量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.0005~0.05重量份,更优选0.001~0.03重量份。
此外,作为该其他的稳定剂,例示有季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、和丙三醇-3-硬脂基硫代丙酸酯等含硫稳定剂。该稳定剂在将聚碳酸酯树脂组合物用于旋转成型时特别有效。该含硫稳定剂的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.001~0.1重量份,更优选0.01~0.08重量份。
(iv)脱模剂
本发明的聚碳酸酯树脂组合物,为了提高其成型时的生产率、提高成型品的尺寸精度,还可以进一步配合脂肪酸酯、聚烯烃系蜡、硅酮化合物、氟化合物(以聚氟烷基醚为代表的氟油等)、石蜡、蜂蜡等公知的脱模剂。本发明的聚碳酸酯树脂组合物由于具有良好的流动性而压力传播良好,可得到变形均匀的成型品。另一方面,为脱模阻力变大的复杂形状的成型品时,在脱模时有可能会导致成型品的变形。上述特定的成分配合能在无损聚碳酸酯树脂组合物的情况下解决该问题。
该脂肪酸酯是脂肪族醇与脂肪族羧酸的酯。该脂肪族醇可以是一元醇也可以是二元以上的多元醇。此外,作为该醇的碳原子数,为3~32的范围,更优选5~30。另一方面,脂肪族羧酸优选碳原子数为3~32,更优选碳原子数10~30的脂肪族羧酸。其中,优选饱和脂肪族羧酸。本发明的脂肪酸酯中全酯(full ester)在高温时的热稳定性优异这一点上是优选的。本发明的脂肪酸酯的酸价优选为20以下(实质上能为0)。此外,脂肪酸酯的羟价更优选0.1~30的范围。进而,脂肪酸酯的碘价优选10以下(实质上能为0)。这些特性可以通过JIS K 0070中规定的方法来求出。
作为聚烯烃系蜡,例示有分子量为1000~10000的、乙烯均聚物、碳原子数3~60的α-烯烃的均聚物或共聚物、或者乙烯与碳原子数3~60的α-烯烃的共聚物。该分子量是采用GPC(凝胶渗透色谱)法测定的按标准聚苯乙烯换算的数均分子量。该数均分子量的上限更优选为6000,进一步优选为3000。聚烯烃系蜡的α-烯烃成分的碳原子数优选为60以下,更优选为40以下。作为更优选的具体例,例示有丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、和1-辛烯等。优选的聚烯烃系蜡是乙烯均聚物、或者乙烯与碳原子数3~60的α-烯烃的共聚物。碳原子数3~60的α-烯烃的比例优选为20摩尔%以下,更优选为10摩尔%以下。优选使用作为所谓的聚乙烯蜡进行市售的蜡。
上述脱模剂的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.005~5重量份,更优选0.01~4重量份,进一步优选0.02~3重量份。
(v)染颜料
本发明的聚碳酸酯树脂组合物进一步含有各种染颜料,可以提供显示出各种设计性的成型品。作为本发明中使用的染颜料,可以举出苝系染料、香豆素系染料、硫靛系染料、蒽醌系染料、噻吨酮系染料、绀青等亚铁氰化物、紫环酮系染料、喹啉系染料、喹吖啶酮系染料、二噁嗪系染料、异吲哚啉酮系染料、和酞菁系染料等。进而,本发明的聚碳酸酯树脂组合物通过配合金属颜料还可以得到更好的金属色彩。作为金属颜料,优选铝粉。此外,通过配合荧光增白剂、除此之外的能够发光的荧光染料,可以赋予利用发光色彩产生的更好的设计效果。
作为本发明中使用的荧光染料(包括荧光增白剂),可以举出例如香豆素系荧光染料、苯并吡喃系荧光染料、苝系荧光染料、蒽醌系荧光染料、硫靛系荧光染料、呫吨系荧光染料、呫吨酮系荧光染料、噻吨系荧光染料、噻吨酮系荧光染料、噻嗪系荧光染料、和二氨基1,2-二苯乙烯系荧光染料等。其中优选耐热性良好且在聚碳酸酯树脂成型加工时劣化少的香豆素系荧光染料、苯并吡喃系荧光染料、和苝系荧光染料
上述染料的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.00001~1重量份,更优选0.00005~0.5重量份。
(vi)具有红外线吸收能力的化合物
本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以含有具有红外线吸收能力的化合物。作为该化合物,优选例示酞菁系近红外线吸收剂、ATO、ITO、氧化铱和氧化钌、氧化铵(イモニウム)等金属氧化物系近红外线吸收剂、硼化镧、硼化铈和硼化钨等金属硼化物系或氧化钨系近红外线吸收剂等近红外线吸收能力优异的各种化合物、以及碳填料。作为该酞菁系近红外线吸收剂,例如市售有三井化学公司制的MIR-362,可容易地获得。作为碳填料,例示有炭黑、石墨(包括天然和人工石墨两者)和富勒烯等,优选的是炭黑和石墨。它们可以使用单体或将2种以上并用。酞菁系近红外线吸收剂的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.0005~0.2重量份,更优选0.0008~0.1重量份,进一步优选0.001~0.07重量份。在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,金属氧化物系近红外线吸收剂、金属硼化物系近红外线吸收剂和碳填料的含量优选0.1~200ppm(重量比例)的范围,更优选0.5~100ppm的范围。
(vii)光扩散剂
可以在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中配合光扩散剂来赋予光扩散效果。作为该光扩散剂,例示有高分子微粒、碳酸钙这样的低折射率的无机微粒、和它们的复合物等。该高分子微粒是已经作为聚碳酸酯树脂的光扩散剂公知的微粒。更优选例示粒径数μm的丙烯酸交联粒子和聚有机硅倍半氧烷(polyorganosilsesquioxane)为代表的硅酮交联粒子等。光扩散剂的形状例示有球形、圆盘形、柱形和无定形等。所述球形不必要是完全球形,包括变形的球形,所述柱形包括立方体。优选的光扩散剂是球形,其粒径越均匀越好。光扩散剂的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选为0.005~20重量份,更优选0.01~10重量份,进一步优选0.01~3重量份。另外,光扩散剂可以将2种以上并用。
(viii)光高反射用白色颜料
可以在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中配合光高反射用白色颜料来赋予光反射效果。作为该白色颜料,特别优选二氧化钛(特别是采用硅酮等有机表面处理剂进行了处理的二氧化钛)颜料。该光高反射用白色颜料的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选3~30重量份,更优选8~25重量份。另外,光高反射用白色颜料可以将2种以上并用。
(ix)防静电剂
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,有时要求防静电性能,在该情况下优选含有防静电剂。作为该防静电剂,可以举出例如(1)十二烷基苯磺酸鏻盐为代表的芳基磺酸鏻盐、和烷基磺酸鏻盐等有机磺酸鏻盐、以及四氟硼酸鏻盐这样的硼酸鏻盐。该鏻盐的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,为5重量份以下是合适的,优选0.05~5重量份,更优选1~3.5重量份,进一步优选1.5~3重量份的范围。
作为防静电剂,可以举出例如(2)有机磺酸锂、有机磺酸钠、有机磺酸钾、有机磺酸铯、有机磺酸铷、有机磺酸钙、有机磺酸镁、和有机磺酸钡等有机磺酸碱(土类)金属盐。该金属盐如前所述,也作为阻燃剂使用。该金属盐更具体的例示有例如十二烷基苯磺酸的金属盐、全氟烷烃磺酸的金属盐等。有机磺酸碱(土类)金属盐的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,为0.5重量份以下是合适的,优选0.001~0.3重量份,更优选0.005~0.2重量份。特别优选钾、铯、和铷等的碱金属盐。
作为防静电剂,可以举出例如(3)烷基磺酸铵盐、和芳基磺酸铵盐等有机磺酸铵盐。该铵盐以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,为0.05重量份以下是合适的。作为防静电剂,可以举出例如(4)聚醚酯酰胺这样的含有聚(氧化烷撑)二醇成分作为其构成成分的聚合物。该聚合物以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,为5重量份以下是合适的。
(x)填充材料
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中可以配合公知的各种填充材料作为强化填料。作为该填充材料,可以使用各种纤维状填充材料、板状填充材料和粒状填充材料。在此,纤维状填充材料是其形状为纤维状(棒状、针状、或者其轴向多个方向延伸的形状都包括在内)的填充材料,板状填充材料是其形状为板状(包括表面具有凹凸的板状、板具有弯曲的板状)的填充材料。粒状填充材料是包括无定形状的具有除了上述形状之外的形状的填充材料。
上述纤维状及板状的形状多通过观察填充材料的形状而明确,例如,作为与所谓的无定形的差异,其纵横比为3以上的形状就可以说是纤维状、板状。
作为板状填充材料,优选例示玻璃鳞片、滑石、云母、高岭土、金属片、碳片、和石墨、以及对这些填充材料表面被覆了例如金属、金属氧化物等不同种材料而成的板状填充材料等。其粒径优选0.1~300μm的范围。对于所述粒径,在直到10μm左右的范围是指采用液相沉淀法之一的X射线透射法测定的粒径分布的中值径(D50)的值,在10~50μm的范围是指采用激光衍射-散射法测定的粒径分布的中值径(D50)的值,在50~300μm的范围是指采用振动式筛分法测定的值。该粒径是树脂组合物中的粒径。板状填充材料可以用各种硅烷系、钛酸酯系、铝酸酯系和锆酸酯系等偶联剂进行表面处理,还可以是用烯烃系树脂、苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、环氧系树脂和聚氨酯系树脂等各种树脂及高级脂肪酸酯等进行集束处理或者进行压缩处理而成的造粒物。
纤维状填充材料优选其纤维径为0.1~20μm的范围。纤维径的上限优选13μm,更优选10μm。而纤维径的下限优选1μm。
此处所说的纤维径是指数均纤维径。另外,所述数均纤维径是如下算出的值,即,用扫描电子显微镜对将成型品溶解于溶剂中或者用碱性化合物将树脂分解后获取的残渣、以及用坩埚进行焚烧后获取的焚烧灰渣进行观察,由观察所得的图像算出的值。
作为该纤维状填充材料,例示有例如玻璃纤维、扁平截面玻璃纤维、玻璃粉碎纤维、碳纤维、碳粉碎纤维、金属纤维、石棉、岩棉纤维(rockwool)、陶瓷纤维、矿渣纤维、钛酸钾晶须、硼晶须、硼酸铝晶须、碳酸钙晶须、氧化钛晶须、硅灰石、硬硅钙石、坡缕石(凹凸棒石)和海泡石等纤维状无机填充材料,芳族聚酸胺纤维、聚酰亚胺纤维和聚苯并噻唑纤维等耐热有机纤维为代表的纤维状耐热有机填充材料,以及对这些填充剂表面被覆了例如金属、金属氧化物等不同种材料而成的纤维状填充材料等。作为表面被覆有不同种材料的填充材料,例示有例如金属涂覆玻璃纤维、金属涂覆玻璃鳞片、氧化钛涂覆玻璃鳞片、和金属涂覆碳纤维等。作为不同种材料的表面被覆方法,没有特别限定,可以举出例如公知的各种镀敷法(例如,电镀、化学镀、熔融镀等)、真空蒸镀法、离子镀法、CVD法(例如热CVD、MOCVD、等离子体CVD等)、PVD法、和溅射法等。
此处,所谓纤维状填充材料,是指纵横比在3以上、优选5以上、更优选10以上的纤维状填充材料。纵横比的上限为10000左右,优选为200。该填充材料的纵横比是树脂组合物中的值。此外,所谓扁平截面玻璃纤维,是指纤维截面的长径的平均值为10~50μm、优选15~40μm、更优选20~35μm,长径与短径之比(长径/短径)的平均值为1.5~8、优选2~6、更优选2.5~5的玻璃纤维。纤维状填充材料也可以与上述板状填充材料同样地用各种偶联剂进行表面处理,还可以用各种树脂等进行集束处理、并用压缩处理进行造粒。
所述填充材料的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选200重量份以下,更优选100重量份以下,进一步优选50重量份以下,特别优选30重量份以下。
(xi)其他添加剂
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中可以配合除A成分~C成分之外的热塑性树脂、其他的流动改性剂、抗菌剂、液体石蜡这样的分散剂、光催化剂系防污剂和光致变色剂等。
作为除A成分~C成分之外的热塑性树脂,例示有芳香族聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET树脂)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT树脂)、环己烷二甲醇共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(所谓的PET-G树脂)、聚萘二甲酸乙二醇树脂、聚萘二甲酸丁二醇树脂和聚乙二醇对苯二甲酸酯-己二酸酯共聚物等)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA树脂)、环状聚烯烃树脂、聚乳酸树脂、聚己内酯树脂、以及热塑性氟树脂(例如以聚偏氟乙烯树脂为代表)。上述其他的热塑性树脂的含量以A成分、B成分和C成分的合计100重量份为基准,优选30重量份以下,更优选20重量份以下。
(聚碳酸酯树脂组合物的制造)
制造本发明的聚碳酸酯树脂组合物时,可以采用任意方法。
例如,可以举出采用V型搅拌机、亨舍尔混合机、机械化学装置和挤出混合机等预混合机构将A成分、B成分、C成分和其他任意的添加剂充分混合后,根据需要采用挤出造粒器、压块机等进行该预混合物的造粒,然后用以排气式双轴挤出机为代表的熔融混炼机进行熔融混炼,然后采用造粒机进行造粒的方法。
此外,还可以举出将各成分分别独立地供给以排气式双轴挤出机为代表的熔融混炼机的方法,将各成分的一部分预混合后、与剩余的成分独立地供给熔融混炼机的方法等。作为将各成分的一部分预混合的方法,可以举出例如预先将A成分以外的成分预混合后,混合到A成分中或者直接供给挤出机的方法。
作为进行预混合的方法,可以举出如下方法,例如,作为A成分含有具有粉末形态的成分的情况下,将该粉末的一部分和所配合的添加剂混合来制造用粉末稀释的添加剂的母料,然后利用该母料。还可以举出将单成分独立地从熔融挤出机的中途进行供给的方法等。另外,配合的成分中有液状物时,向熔融挤出机的供给可以使用所谓的注液装置、或添液装置。
作为挤出机,可以优选使用具有能够对原料中的水分、由熔融混炼树脂产生的挥发气体进行脱气的通风孔的挤出机。优选设置用于从通风孔将产生水分、挥发气体高效地排出到挤出机外部的真空泵。此外,还可以在挤出机口模部前面的区域设置用于将混入挤出原料中的异物等除去的筛网,将异物从树脂组合物中除去。作为所述筛网,可以举出金属网、换网器(screen changer)、烧结金属板(盘滤器等)等。
作为熔融混炼机,除了双轴挤出机之外还可以举出班伯里混合机、混炼辊、单轴挤出机、三轴以上的多轴挤出机等。
如上挤出的树脂直接切断而颗粒化,或者在形成丝束后将该丝束用造粒机切断而颗粒化。进而,需要减少外部尘埃等的影响时,优选将挤出机周围的环境清洁化。进而,在该颗粒的制造中,采用在光盘用聚碳酸酯树脂中已经提案的各种方法,可以适当进行颗粒的形状分布的狭窄化、漏切物的减少、运输或输送时产生的微粉的减少、以及丝束和颗粒内部产生的气泡(真空气泡)的减少。通过这些处理方法可以进行成型的高循环化、和减少银纹这样的不良情况的发生比例。此外,颗粒的形状可以为圆柱、方柱和球状等一般的形状,更优选为圆柱。所述圆柱的直径优选为1~5mm,更优选为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。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物通常可以通过将如上制造的颗粒进行注射成型而得到成型品来制造各种产品。在该注射成型中,不仅可以举出通常的成型方法,还可以举出注射压缩成型、注射加压成型、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、隔热模具成型、急速加热冷却模具成型、双色成型、多色成型、夹芯成型和超高速注射成型等。此外,成型可以选择冷流道方式和热流道方式中的任一种。
此外,本发明的聚碳酸酯树脂组合物还可以通过挤出成型而形成各种异型挤出成型品、片、膜等形态来使用。此外,片、膜的成型还可以使用吹胀法、压延法、流延法等。进而,通过施加特定的拉伸操作,还可以成型为热收缩管。此外,还可以通过旋转成型、吹塑成型等将本发明的聚碳酸酯树脂组合物制成成型品。
由此,可提供机械强度和流动特性优异、进而兼具良好的耐试剂性的聚碳酸酯树脂组合物以及成型品。即,根据本发明,可提供将聚碳酸酯树脂组合物进行熔融成型而成的成型品,所述聚碳酸酯树脂组合物相对于(A)芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)100重量份含有(B)聚烯烃树脂(B成分)0.1~5重量份、(C)为核壳型且以实质不含苯乙烯成分为特征的丙烯酸系聚合物(C成分)1~15重量份。
利用本发明的聚碳酸酯树脂组合物的成型品在各种电子-电气设备部件、相机部件、OA设备部件、精密机械部件、机械部件、车辆部件(特别是车辆用内外装部件)、以及农业资材、运输容器、游戏机和小百货等各种用途中有用,其发挥的产业上的效果尤其好。
进而,可以对由本发明的聚碳酸酯树脂组合物形成的成型品进行各种表面处理。此处所说的表面处理,是指通过蒸镀(物理蒸镀、化学蒸镀等)、镀敷(电镀、化学镀、熔融镀等)、涂覆、涂布、印刷等在树脂成型品的表层上形成新的层的处理,可以使用通常在聚碳酸酯树脂中使用的方法。作为表面处理,具体例示有硬涂、疏水-疏油涂布、紫外线吸收涂布、红外线吸收涂布、以及金属化处理(蒸镀等)等各种表面处理。硬涂是特别优选且必需的表面处理。
而且,本发明的聚碳酸酯树脂组合物由于具有经改良的金属密合性,因此也优选使用蒸镀处理和镀敷处理。如此,设有金属层的成型品可以用于电磁波防护部件、导电部件和天线部件等。所述部件特别优选片状和膜状。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物由于机械特性和流动性优异、进而兼具良好的耐试剂性,因此如上所述,可广泛地用于建筑物、建筑资材、农业资材、海洋资材、车辆、电气-电子设备、机械、以及其他的各种领域中。因此,本发明发挥的产业上的效果极大。
本发明人认为目前最佳的本发明的方式是汇聚了上述各要件的优选范围的方式,例如,将其代表例记载于下述的实施例中。当然本发明不限于这些方式。
实施例
(I)聚碳酸酯树脂组合物的评价
(i)低温冲击:依照ISO179(测定条件-30℃)进行了测定。应说明的是,试验片是将得到的各种颗粒在120℃干燥5小时后采用注射成型机(住友重机械工业(株)制SG-150U)在筒体温度280℃、模具温度80℃下成型的。
(ii)流动性:使用住友重机械工业(株)制SG-150U成型机,以阿基米德螺旋线吹塑模具(流路厚度2mm、流路宽度8mm)评价流动长度。条件是筒体温度280℃、模具温度80℃、注射压力98.1MPa。
(iii)耐试剂性:将得到的各种颗粒在120℃干燥5小时后用注射成型机(住友重机械工业(株)制SG-150U)在筒体温度280℃、模具温度80℃下成型为作为长150mm×宽150mm×厚2mmt的平板成型品的试验片。将该试验片在温度23℃、相对湿度50%RH的环境下放置24小时后,在稀释剂(アクリタン稀释剂S-9500:大日本涂料株式会社商品名)中浸渍3分钟,在23℃、50%RH的环境下进行5小时状态调节。使用高速面冲击试验机(岛津制作所(株)制ハイドロシヨツトHTM-1),分别对状态调节后的试验片和浸渍前的试验片求出使样品贯穿破坏所需的能量(单位:J)[J1和J2],通过下述式(1)算出保持率,评价耐试剂性。另外,试验条件如下。即,在温度23℃和相对湿度50%RH的环境下,使用前端为半球状且半径为6.35mm(1/4英寸)的冲压用冲头、半径为12.7mm(1/2英寸)的圆形承受台作为测定器具,在基板温度23℃下以冲压速度7m/s的条件进行测定。
保持率(%)=(J1/J2)×100...(1)
(iv)成型品外观:将得到的各种颗粒在120℃干燥5小时后用注射成型机(住友重机械工业(株)制SG-150U)在筒体温度280℃、模具温度80℃下成型为长150mm×宽150mm×厚2mmt的平板成型品,对该平板成型品的外观目视观察,进行评价。另外,评价采用以下的基准进行。
○:未观察到异常
△:在浇口部看到剥离
×:看到剥离、光泽降低
[实施例1~6、比较例1~7]
用搅拌机将聚碳酸酯树脂、表1记载的各种添加剂以各配合量混合后,用排气式双轴挤出机进行熔融混炼,得到颗粒。使用的各种添加剂以各自配合量的10~100倍的浓度为标准预先与聚碳酸酯树脂制成预混合物后,采用搅拌机进行整体的混合。使用排气式双轴挤出机((株)日本制钢所制:TEX30α(完全咬合、同方向旋转、2条螺纹螺杆))。挤出条件为输出量20kg/h、螺杆转数150rpm、排气的真空度3kPa,挤出温度从第1供给口到模头部分为270℃。
将得到的各种颗粒在120℃采用热风循环式干燥机干燥5小时后,用注射成型机将评价用的试验片进行成型。将各评价结果示于表1。
表1中的符号标记的各成分如下。
(A成分)
PC-1:粘均分子量为18000的直链状芳香族聚碳酸酯树脂粉末
PC-2:粘均分子量为19000的直链状芳香族聚碳酸酯树脂粉末
PC-3:粘均分子量为22400的直链状芳香族聚碳酸酯树脂粉末
(B成分)
PE:聚乙烯树脂(三井化学公司制HI-ZEX 2100JP)
(C成分)
MB:由聚丁二烯(核)/丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物(壳)形成的核壳型接枝共聚物(Rohm & Haas Japan公司制“EXL2602”)。丁二烯橡胶的量为80%。
MBS-1:丁二烯-丙烯酸2-乙基己酯共聚橡胶强化-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(吴羽化学工业公司制HIA15)。共聚橡胶的量为60%。
MBS-2:甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)共聚物(三菱丽阳公司制METABLEN C223A)。橡胶的量为80%。
(其他成分)
A:亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(CIBA SPECIALTYCHEMICALS公司制)
CB:使用双轴挤出机,将30重量份的炭黑(三菱化学公司制炭黑MA-100)、3重量份的白矿物油(埃克森美孚公司制Crystol N352)、0.2重量份的褐煤酸酯蜡(Clariant Japan公司制Licolub WE-1粉末)、和66.8重量份的双酚A型聚碳酸酯树脂(帝人化成(株)制CM-1000、粘均分子量16000)这4种成分合计100重量份熔融混合而制造的炭黑母料颗粒。
表1

Claims (12)

1.一种聚碳酸酯树脂组合物,其中,相对于(A)芳香族聚碳酸酯树脂即A成分100重量份,含有(B)聚烯烃树脂即B成分0.1~5重量份、和(C)为核壳型且以实质不含苯乙烯成分为特征的丙烯酸系弹性聚合物即C成分1~15重量份。
2.如权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚烯烃树脂即B成分为聚乙烯。
3.如权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,丙烯酸系弹性聚合物即C成分是核壳型接枝共聚物,所接枝的化合物为选自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种单体。
4.如权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,丙烯酸系弹性聚合物即C成分中橡胶含量为60重量%以上。
5.如权利要求3所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,丙烯酸系弹性聚合物即C成分中橡胶含量为60重量%以上。
6.如权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,芳香族聚碳酸酯树脂即A成分的粘均分子量为15000~19000的范围。
7.如权利要求3所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,芳香族聚碳酸酯树脂即A成分的粘均分子量为15000~19000的范围。
8.如权利要求4所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,芳香族聚碳酸酯树脂即A成分的粘均分子量为15000~19000的范围。
9.如权利要求5所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,芳香族聚碳酸酯树脂即A成分的粘均分子量为15000~19000的范围。
10.一种注射成型品,由权利要求1~9中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物形成。
11.如权利要求10所述的注射成型品,注射成型品是车辆用内外装构件。
12.如权利要求11所述的注射成型品,是涂装注射成型品而成的车辆用内外装构件。
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