CN103958607A - 含有聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的阻燃性树脂组合物及其成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以高水平满足对薄壁成型品所要求的耐冲击性、阻燃性、耐热性、流动性的平衡的热塑性树脂组合物。一种阻燃性树脂组合物,含有由(A)聚碳酸酯树脂和(B)通过使二元酚与羟基芳基末端聚二有机硅氧烷共聚而得到的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂构成的树脂成分100重量份、(C)有机磷系阻燃剂3~35重量份或有机金属盐系阻燃剂0.005~5重量份、(D)硅酸盐矿物0.1~30重量份、(E)抗滴落剂0.1~3重量份、以及根据情况而含有的(F)苯乙烯树脂3~45重量份,且组合物中的(B)成分中的聚二有机硅氧烷含量为0.2~0.6重量%。
Description
技术领域
本发明涉及一种即使是薄壁成型品也具有优异的阻燃性的阻燃性树脂组合物和成型品。进一步详细而言,涉及一种通过以某个特定量添加聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂而具有优异的阻燃性且冲击特性、流动性也优异的阻燃性树脂组合物及其成型品。
背景技术
芳香族聚碳酸酯树脂具有优异的机械特性、热性质,因此在工业上被广泛利用。然而芳香族聚碳酸酯树脂由于熔融粘度高,所以有流动性差、成型性差的缺点。为了改良芳香族聚碳酸酯树脂的流动性,也开发了许多芳香族聚碳酸酯与其他热塑性树脂的聚合物合金。其中,与以ABS树脂为代表的苯乙烯系树脂的聚合物合金被广泛利用于OA设备领域、电子电气设备领域和汽车领域等。其中,迫切期望以OA设备、家电制品等用途为中心进行使用的树脂材料的阻燃化,为了响应这些期望,在芳香族聚碳酸酯树脂与ABS树脂的聚合物合金中,进行了特别是与作为最近大型制品所需的安全规格的UL94中等级5VB等的薄壁阻燃化的要求对应的研究。
以往,上述聚合物合金的阻燃化通常将具有溴的卤素系阻燃剂与三氧化锑等阻燃助剂并用。例如,对于5VB阻燃化,提出了在芳香族聚碳酸酯树脂与ABS树脂的混合物中添加阻燃剂、阻燃助剂,再添加具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯和滑石等具有特定L/D的无机填充材料的方法等(参照日本特开平2-199162号公报)。
但是,近年来,由于燃烧时产生有害性物质的问题,正积极地进行着利用不含有具有溴的卤素系化合物的有机磷系阻燃剂来实现阻燃化的研究。例如提出了许多在芳香族聚碳酸酯树脂与ABS树脂的聚合物合金中添加有机磷系阻燃剂,再添加具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯的组成,其相关的见解众所周知(参照日本特开平2-115262号公报)。
通过在芳香族聚碳酸酯树脂中配合聚碳酸酯-有机聚硅氧烷共聚树脂来改良阻燃性的处理方法公开于日本专利第3037588号公报,但完全不含有阻燃剂的聚碳酸酯树脂组合物虽然热稳定性、长期耐热性等优异,但对于实现满足以OA设备为代表的大型设备所要求的薄壁时的UL945VB规格程度的阻燃性则不充分。另外,专利第3457805号公报中公开了通过在含有特定量的硅的芳香族聚碳酸酯树脂和聚碳酸酯-有机聚硅氧烷共聚树脂中配合磷酸酯来改良阻燃性的处理方法,但由于为少量的磷酸酯且没有添加硅酸盐矿物,所以在薄壁时无法实现UL945VB规格。此外,日本特开平8-302178号公报中也公开了通过配合有机磺酸金属盐来改良阻燃性的处理方法,这些均可观察到一定的阻燃效果的提高,但对于实现满足以OA设备为代表的大型设备所要求的薄壁时的UL945VB规格程度的阻燃性则不充分。此外,公开了通过对聚碳酸酯树脂、聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂、苯乙烯系树脂配合含有官能团的有机硅系阻燃剂和无机填充材料来实现无卤·无磷的阻燃效果(参照专利第3616791号公报),但有机硅系阻燃剂虽然能够在维持耐热性的状态下赋予阻燃性,但对于满足薄壁时的5VB这样的高阻燃性则不充分。
另外,日本特开2004-35587号公报中公开了配合芳香族聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂、碱金属盐和/或碱类金属盐、含有官能团的有机硅化合物、无机填充剂和聚四氟乙烯树脂而成的树脂组合物。然而,该公报中也没有公开任何在薄壁时能够实现5VB的高阻燃性的内容。
如上所述,虽然公开了通过配合聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂而具有一定的阻燃性的树脂组合物,但现状是得不到具有在薄壁时实现UL945VB这样的高等级的阻燃性的树脂组合物。
发明内容
鉴于上述,本发明的目的在于提供能够在形成薄壁的同时取得UL945VB这样的优异的阻燃性的阻燃性树脂组合物及由其形成的成型品。
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究,结果发现通过在聚碳酸酯树脂和特定量的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂中配合以ABS树脂为代表的苯乙烯系树脂、磷系阻燃剂、硅酸盐矿物、和抗滴落剂,能够形成即使在薄壁成型品中也以高水平满足阻燃性、耐冲击性、流动性的平衡的阻燃性树脂组合物,从而完成了本发明。
根据本发明,上述课题通过一种阻燃性树脂组合物实现,该阻燃性树脂组合物的特征在于,含有由(A)聚碳酸酯树脂和(B)特定的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂构成的树脂成分100重量份、(C)有机磷系阻燃剂3~35重量份或有机金属盐素阻燃剂0.005~5重量份、(D)硅酸盐矿物0.1~30重量份、和(E)抗滴落剂0.1~3重量份,且该阻燃性树脂组合物中的上述(B)成分中的聚二有机硅氧烷含量为0.2~0.6重量%。
本发明的阻燃性树脂组合物具有能够在UL94规格中实现5VB的厚度优选为1.2mm以上、更优选为1.0mm以上、进一步优选为0.8mm以上的阻燃性。
以下,本发明的详细进行说明。
具体实施方式
(A成分:聚碳酸酯树脂)
本发明中使用的聚碳酸酯树脂是使二元酚与碳酸酯前体反应而得到的。作为反应方法的一个例子,可举出界面聚合法、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,可举出对苯二酚、间苯二酚、4,4’-联苯二酚、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),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’-(对亚苯基二异亚丙基)二苯酚、4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)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。优选的二元酚为双(4-羟基苯基)烷烃,其中,从耐冲击性方面考虑,特别优选双酚A,已通用。
在本发明中,除了作为通用的聚碳酸酯的双酚A系的聚碳酸酯以外,也可以利用使用其他二元酚类制造的特殊聚碳酸酯作为A成分。
例如,作为部分或全部二元酚成分使用了4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)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)适用于吸水所致的尺寸变化、形态稳定性的要求特别严格的用途。这些BPA以外的二元酚优选以构成该聚碳酸酯的二元酚成分总体的5mol%以上、特别优选10mol%以上进行使用。
特别是要求高刚性且更良好的耐水解性时,特别优选构成树脂组合物的A成分为以下(1)~(3)的共聚聚碳酸酯。
(1)在构成该聚碳酸酯的二元酚成分100mol%中,BPM为20~80mol%、更优选为40~75mol%、进一步优选为45~65mol%,且BCF为20~80mol%、更优选为25~60mol%、进一步优选为35~55mol%的共聚聚碳酸酯。
(2)在构成该聚碳酸酯的二元酚成分100mol%中,BPA为10~95mol%、更优选为50~90mol%、进一步优选为60~85mol%,且BCF为5~90mol%、更优选为10~50mol%、进一步优选为15~40mol%的共聚聚碳酸酯。
(3)在构成该聚碳酸酯的二元酚成分100mol%中,BPM为20~80mol%、更优选为40~75mol%、进一步优选为45~65mol%,且Bis-TMC为20~80mol%、更优选为25~60mol%、进一步优选为35~55mol%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适当地混合2种以上使用。另外,也可以将它们与通用的双酚A系的聚碳酸酯混合使用。
这些特殊的聚碳酸酯的制法和特性详细记载于例如日本特开平6-172508号公报、日本特开平8-27370号公报、日本特开2001-55435号公报和日本特开2002-117580号公报等中。
在上述的各种聚碳酸酯中,调整共聚组成等而使吸水率和玻璃化转变温度(Tg)为下述范围内的聚碳酸酯由于聚合物自身的耐水解性良好,且成型后的低弯曲性也非常优异,所以特别适合于要求形态稳定性的领域。
(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。
这里,聚碳酸酯的吸水率是使用直径45mm、厚度3.0mm的圆板状试验片,基于ISO62-1980在23℃的水中浸渍24小时后测定得到的水分率的值。另外,Tg(玻璃化转变温度)是利用基于JISK7121的差示扫描量热仪(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等,具体而言,可举出光气、碳酸二苯酯或二元酚的二卤代甲酸酯等。
将上述二元酚与碳酸酯前体利用界面聚合法制造芳香族聚碳酸酯树脂时,根据需要,可以使用催化剂、链终止剂、用于防止二元酚氧化的抗氧化剂等。另外,本发明中使用的芳香族聚碳酸酯树脂中含有将三官能以上的多官能性芳香族化合物共聚而成的支链聚碳酸酯树脂、将芳香族或脂肪族(包括脂环式)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(包括脂环式)共聚而成的共聚聚碳酸酯树脂、以及上述将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。另外,这些芳香族聚碳酸酯树脂可以混合2种以上使用。
支链聚碳酸酯树脂能够对本发明的树脂组合物赋予抗滴落性能等。作为上述支链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,例如可举出间苯三酚、根皮葡酚(Phloroglucide)或4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)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、二苯甲酮四甲酸、以及它们的酰氯等。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。
由支链聚碳酸酯中的多官能性芳香族化合物衍生出的构成单元在由二元酚衍生出的构成单元与由上述多官能性芳香族化合物衍生出的构成单元的合计100mol%中,优选为0.01~1mol%,更优选为0.05~0.9mol%,进一步优选为0.05~0.8mol%。
另外,特别是采用熔融酯交换法时,有时作为副反应而产生支链结构单元,对于上述支链结构单元量,在与由二元酚衍生出的构成单元的合计100mol%中,优选为0.001~1mol%,更优选为0.005~0.9mol%,进一步优选为0.01~0.8mol%。应予说明,上述支链结构的比例可以利用1H-NMR测定算出。
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的羧酸,例如可优选举出癸二酸(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,例如可例示环己烷二甲醇、环己二醇、和三环癸烷二甲醇等。
作为本发明的聚碳酸酯系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各种文献和专利公报等中悉知的方法。
制造本发明的树脂组合物时,聚碳酸酯系树脂的粘均分子量(M)没有特别限定,优选为1×104~5×104,更优选为1.4×104~3×104,进一步优选为1.4×104~2.4×104。
粘均分子量小于1×104的聚碳酸酯系树脂得不到良好的机械特性。另一方面,由粘均分子量大于5×104的芳香族聚碳酸酯树脂得到的树脂组合物在注射成型时的流动性差,因此通用性差。
应予说明,上述聚碳酸酯系树脂也可以混合其粘均分子量为上述范围外的聚碳酸酯系树脂而得到。特别是对于具有大于上述范围(5×104)的粘均分子量的聚碳酸酯系树脂,树脂的熵弹性提高。其结果,将树脂材料成型为结构部件时使用的气体辅助成型和发泡成型中,体现出良好的成型加工性。上述成型加工性的改良与上述支链聚碳酸酯相比更良好。作为更优选的方式,也可以使用A成分由粘均分子量7×104~3×105的聚碳酸酯树脂(A-1-1-1成分)和粘均分子量1×104~3×104的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1-1-2成分)构成,其粘均分子量为1.6×104~3.5×104的聚碳酸酯系树脂(A-1-1成分)(以下,有时称为“含有高分子量成分的聚碳酸酯系树脂”)。
在上述含有高分子量成分的聚碳酸酯系树脂(A-1-1成分)中,A-1-1-1成分的分子量优选为7×104~2×105,更优选为8×104~2×105,进一步优选为1×105~2×105,特别优选1×105~1.6×105。另外,A-1-1-2成分的分子量优选为1×104~2.5×104,更优选为1.1×104~2.4×104,进一步优选为1.2×104~2.4×104,特别优选为1.2×104~2.3×104。
含有高分子量成分的聚碳酸酯系树脂(A-1-1成分)可以如下得到,即,将上述A-1-1-1成分和A-1-1-2成分以各种比例混合,以满足规定的分子量范围的方式进行调整。A-1-1成分100重量%中,A-1-1-1成分优选为2~40重量%,更优选为3~30重量%,进一步优选为4~20重量%,特别优选为5~20重量%。
另外,作为A-1-1成分的制备方法,可举出(1)将A-1-1-1成分和A-1-1-2成分各自独立地聚合并将它们混合的方法;(2)使用日本特开平5-306336号公报所示的方法所代表的、在同一体系内制造利用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,以上述芳香族聚碳酸酯树脂满足本发明的A-1-1成分的条件的方式进行制造的方法;和(3)将利用上述制造方法((2)的制造法)得到的芳香族聚碳酸酯树脂与另行制造的A-1-1-1成分和/或A-1-1-2成分混合的方法等。
本发明中所谓的粘均分子量如下求出:首先使用奥斯特瓦尔德粘度计,由在20℃将聚碳酸酯0.7g溶解于二氯甲烷100ml而得到的溶液求出用下式算出的比粘度(ηSP),
比粘度(ηSP)=(t-t0)/t0
[t0为二氯甲烷的滴落秒数,t为试样溶液的滴落秒数]
由求出的比粘度(ηSP)利用下式算出粘均分子量M。
ηSP/c=[η]+0.45×[x]2c(其中,[η]为特性粘度)
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7
本发明的阻燃性芳香族聚碳酸酯树脂组合物中的聚碳酸酯树脂的粘均分子量的计算按以下要点进行。即,将该组合物与其20~30倍重量的二氯甲烷混合,使组合物中的可溶成分溶解。利用硅藻土过滤提取上述可溶成分。其后除去所得溶液中的溶剂。将除去溶剂后的固体充分干燥,得到溶解于二氯甲烷中的成分的固体。由将上述固体0.7g溶解于二氯甲烷100ml而得到的溶液与上述同样地求出20℃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:聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂)
作为本发明的B成分使用的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂是指通过使下述式(1)所示的二元酚与下述式(3)所示的羟基芳基末端聚二有机硅氧烷共聚而制备的共聚树脂。
这里,R1和R2各自独立地表示选自卤素原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、碳原子数6~20的环烷基、碳原子数6~20的环烷氧基、碳原子数2~10的烯基、碳原子数3~14的芳基、碳原子数3~14的芳氧基、碳原子数7~20的芳烷基、碳原子数7~20的芳烷氧基、硝基、醛基、氰基和羧基中的基团,分别有多个时,它们可以相同也可以不同,e和f各自为1~4的整数,W为单键或选自下述式(2)所示的基团中的至少1个基团。
这里,R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地表示选自氢原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数3~14的芳基和碳原子数7~20的芳烷基中的基团,R19和R20各自独立地表示选自氢原子、卤素原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数6~20的环烷基、碳原子数6~20的环烷氧基、碳原子数2~10的烯基、碳原子数3~14的芳基、碳原子数6~10的芳氧基、碳原子数7~20的芳烷基、碳原子数7~20的芳烷氧基、硝基、醛基、氰基和羧基中的基团,R11、R12、R17和R18有多个时,它们可以相同也可以不同,g为1~10的整数,h为4~7的整数。
这里,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立为氢原子、碳原子数1~12的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,R9和R10各自独立为氢原子、卤素原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基,p为自然数,q为0或自然数,p+q为小于300的自然数,2个X为碳原子数2~8的二价脂肪族基团。
作为式(1)所示的二元酚(I),例如可举出4,4’-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-双(4-羟基-3,3’-联苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、2,2-双(3-溴-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(3-环己基-4-羟基苯基)环己烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)环戊烷、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基醚、4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基二苯基亚砜、4,4’-二羟基二苯基硫醚、2,2’-二甲基-4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基硫醚、2,2’-二苯基-4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基-3,3’-二苯基二苯基亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二苯基二苯基硫醚、1,3-双{2-(4-羟基苯基)丙基}苯、1,4双{2-(4-羟基苯基)丙基}苯、1,4双(4-羟基苯基)环己烷、1,3-双(4-羟基苯基)环己烷、4,8-双(4-羟基苯基)三环[5.2.1.02,6]癸烷、4,4’-(1,3-金刚烷二基)二苯酚、和1,3-双(4-羟基苯基)-5,7-二甲基金刚烷等。
其中,优选1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、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、4,4’-磺酰基二苯酚、2,2’-二甲基-4,4’-磺酰基二苯酚、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、1,3-双{2-(4-羟基苯基)丙基}苯、和1,4-双{2-(4-羟基苯基)丙基}苯,特别优选2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷(BPZ)、4,4’-磺酰基二苯酚、和9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴。其中,最优选强度优异、具有良好的耐久性的2,2-双(4-羟基苯基)丙烷。另外,这些可以单独或组合二种以上使用。
羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)通过使具有烯烃性的不饱和碳-碳键的酚类,优选乙烯基苯酚、2-烯丙基苯酚、异丙烯基苯酚、2-甲氧基-4-烯丙基苯酚在具有规定聚合度的聚硅氧烷链的末端进行硅氢加成反应而容易制造。其中,优选(2-烯丙基苯酚)末端聚二有机硅氧烷、(2-甲氧基-4-烯丙基苯酚)末端聚二有机硅氧烷,特别优选(2-烯丙基苯酚)末端聚二甲基硅氧烷和(2-甲氧基-4-烯丙基苯酚)末端聚二甲基硅氧烷。
另外,羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)的二有机硅氧烷聚合度(p+q)为小于300的自然数。如果为300以上,则聚二有机硅氧烷单元在聚碳酸酯中的配置变得不均匀,并且聚合物分子中的聚二有机硅氧烷单元的比例增加,因此容易产生含有该单元的聚碳酸酯和不含有该单元的聚碳酸酯,且彼此的相溶性容易降低。作为其结果,不仅聚二有机硅氧烷域的分散不均匀、外观不良,而且得不到充分的阻燃性。上述二有机硅氧烷聚合度(p+q)优选为10~120,更优选为20~115,进一步优选为30~110。如果为上述范围的下限以下,则难以得到充分的阻燃性,另外,聚二有机硅氧烷域径小,难以体现出充分的耐冲击性。应予说明,在本发明中,聚二有机硅氧烷域是指分散于聚碳酸酯的基体中的以聚二有机硅氧烷为主成分的域,也可以含有其他成分。如上所述,由于聚二有机硅氧烷域通过与作为基体的聚碳酸酯的相分离而形成结构,因此不一定由单一的成分构成。
聚二有机硅氧烷在共聚树脂总重量中所占的含量优选为0.1~50重量%。上述聚二有机硅氧烷成分含量更优选为0.5~30重量%,进一步优选为1~20重量%。如果为优选范围的下限以上,则耐冲击性、阻燃性优异,如果为优选范围的上限以下,则容易得到不易受成型条件的影响的稳定的外观。上述聚二有机硅氧烷聚合度、聚二有机硅氧烷含量可以利用1H-NMR测定而算出。
在本发明中,羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)可以仅使用1种也可以并用2种以上。另外,在不妨碍本发明的制造方法的范围,也可以以相对于共聚物的总重量为10重量%以下的范围并用除上述二元酚(I)、羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)以外的其他共聚单体。
在本发明中,预先在不溶于水的有机溶剂与碱性水溶液的混合液中,利用二元酚(I)与光气或二元酚(I)的氯甲酸酯等氯甲酸酯形成性化合物的反应,制备含有二元酚(I)的氯甲酸酯和/或具有末端氯甲酸酯基的二元酚(I)的碳酸酯低聚物的氯甲酸酯化合物的混合溶液。作为氯甲酸酯形成性化合物,优选光气。
由二元酚(I)生产氯甲酸酯化合物时,可以将本发明的制造方法中使用的二元酚(I)一次性全部转化为氯甲酸酯化合物,或者也可以将其一部分作为后添加单体,在后续的界面缩聚反应中作为反应原料添加。后添加单体为了使后续的缩聚反应迅速进行而加入的,在不需要的情况下并不需要加入。
该氯甲酸酯化合物生成反应的方法没有特别限定,通常优选在缚酸剂的存在下在溶剂中进行的方式。此外,根据期望,可以少量添加亚硫酸钠和连二亚硫酸钠等抗氧化剂,优选添加。
氯甲酸酯形成性化合物的使用比例考虑反应的化学计量比(当量)适当调整即可。另外,使用作为优选的氯甲酸酯形成性化合物的光气时,可优选采用将经气化的光气吹入反应体系的方法。
作为上述缚酸剂,例如使用氢氧化钠和氢氧化钾等碱金属氢氧化物,碳酸钠和碳酸钾等碱金属碳酸盐,以及吡啶之类的有机碱或它们的混合物等。
缚酸剂的使用比例也与上述相同,考虑反应的化学计量比(当量)适当决定即可。具体而言,相对于1mol(通常1mol相当于2当量)二元酚(I)的氯甲酸酯化合物的形成所使用的二元酚(I)优选使用2当量或与此相比稍过量的缚酸剂。
作为上述溶剂,只要单独使用1种或者作为混合溶剂使用公知的聚碳酸酯的制造中使用的溶剂等各种对反应没有活性的溶剂即可。作为代表例,例如可举出二甲苯之类的烃溶剂以及以二氯甲烷和氯苯为代表的卤代烃溶剂等。特别优选使用二氯甲烷之类的卤代烃溶剂。
相对于1mol二元酚(I),不溶于水的有机溶剂的mol比优选为8mol以上,更优选为10mol以上,进一步优选为12mol以上,特别优选为14mol以上。上限没有特别限制,从装置的大小、成本方面考虑,50mol以下为充分。通过使有机溶剂相对于二元酚(I)的mol比为上述范围内,从而容易将聚二有机硅氧烷域的平均尺寸和标准化分散控制在更适当的值。
氯甲酸酯化合物的生成反应中的压力没有特别限制,常压、加压或减压均可,通常在常压下进行反应是有利的。反应温度选自-20~50℃的范围,在多数情况下,会随着反应进行而发热,因此优选进行水冷或冰冷。反应时间受其他条件影响,无法统一规定,但通常进行0.2~10小时。
氯甲酸酯化合物的生成反应中的pH范围可以利用公知的界面反应条件,pH通常调节为10以上。
在本发明中,这样制备含有二元酚(I)的氯甲酸酯和具有末端氯甲酸酯基的二元酚(I)的碳酸酯低聚物的氯甲酸酯化合物的混合溶液后,边搅拌该混合溶液边以相对于1mol制备该混合溶液时加入的二元酚(I)的量为0.01mol/min以下的速度加入式(3)所示的羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II),使该羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)与该氯甲酸酯化合物界面缩聚,由此得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。
对于本发明的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂,可以将支化剂与上述二元酚系化合物并用而制成支化聚碳酸酯共聚物。作为上述支化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,例如可举出间苯三酚、根皮葡酚、或4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)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、二苯甲酮四甲酸和它们的酰氯等。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。
上述支化聚碳酸酯共聚物的制造方法可以是在进行氯甲酸酯化合物的生成反应时在其混合溶液中含有支化剂的方法,也可以是在该生成反应结束后的界面缩聚反应时添加支化剂的方法。来自支化剂的碳酸酯构成单元的比例在构成该共聚物的碳酸酯构成单元总量中,优选为0.005~1.5mol%,更优选为0.01~1.2mol%,特别是优选为0.05~1.0mol%。上述支链结构量可以利用1H-NMR测定算出。
缩聚反应中的体系内的压力可以是减压、常压或加压中的任一种,通常可优选在常压或反应体系自身产生的压力程度进行。反应温度选自-20~50℃的范围,在多数情况下,会随着聚合进行而发热,因此优选进行水冷或冰冷。反应时间根据反应温度等其他条件而有所不同,因此无法统一规定,但通常进行0.5~10小时。
根据情况,也可以对得到的聚碳酸酯共聚物实施适当的物理处理(混合、分级等)和/或化学处理(聚合物反应、交联处理、部分分解处理等)而作为所希望的比浓粘度[ηSP/c]的聚碳酸酯共聚物取得。
得到的反应生成物(粗生成物)可以通过实施公知的分离精制法等各种后处理而作为所希望的纯度(精制度)的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂回收。
聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的粘均分子量优选为5.0×103~5.0×104的范围。上述粘均分子量更优选为1.0×104~4.0×104,进一步优选为1.5×104~3.5×104,特别优选为1.7×104~2.5×104。如果聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的粘均分子量小于5.0×103,则在许多领域难以得到实用上的机械强度,如果大于5.0×104,则熔融粘度高,大体需要高的成型加工温度,因此容易产生树脂的热劣化等不良现象。
本发明的树脂组合物中的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂中的聚二有机硅氧烷含量为0.2~0.6重量%。上限值优选为0.55重量%,更优选为0.50重量%,进一步优选为0.45重量%。另外,下限值优选为0.25重量%,更优选为0.3重量%,进一步优选为0.35重量%。例如优选为0.25~0.55重量%,更优选为0.3~0.5重量%,进一步优选为0.35~0.45重量%。如果小于0.2重量%,则体现不出充分的阻燃性,即使大于0.6重量%也体现不出阻燃性。应予说明,仅在聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂中的聚二有机硅氧烷含量为上述范围时才可体现出阻燃性的理由推测如下。即,通常随着聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂中的聚二有机硅氧烷含量增加,聚二有机硅氧烷自身产生燃烧气体并促进燃烧,所以阻燃性变差。另一方面,聚二有机硅氧烷通过与硅酸盐矿物的协同效应而体现出促进试验片燃烧时的碳化相生成的效果,由此提高抗滴落效果,提高阻燃性。进而,推测仅在聚二有机硅氧烷含量为上述范围的情况下,该提高阻燃性的效果超过使阻燃性变差的效果而体现出阻燃性。另外,组合物中的聚二有机硅氧烷含量由聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(PC-PDMS共聚树脂)中含有的PDMS量利用下述式算出。
组合物中的PDMS量(重量%)={(PC-PDMS共聚树脂中的PDMS量)/(组合物整体的重量)}×100
(C成分:阻燃剂)
本发明的阻燃剂(C成分)为(i)有机磷系阻燃剂,例如单磷酸酯化合物、磷酸酯低聚物化合物、膦酸酯低聚物化合物、磷腈低聚物化合物、和膦酰胺化合物等,或(ii)有机金属盐系阻燃剂例如有机磺酸碱(土)金属盐、硼酸金属盐系阻燃剂、和锡酸金属盐系阻燃剂等。应予说明,作为阻燃剂使用的化合物的配合不仅带来阻燃性的提高,根据各化合物的性质,例如还带来抗静电性、流动性、刚性、和热稳定性的提高等。
(C-1成分:有机磷系阻燃剂)
作为本发明的有机磷系阻燃剂,优选磷酸酯化合物,特别优选芳基磷酸酯化合物。上述磷酸酯化合物对于阻燃性的提高有效,且磷酸酯化合物具有增塑效果,因此虽然存在耐热性的降低,但从提高本发明的树脂组合物的成型加工性的方面考虑是有利的。作为上述磷酸酯化合物,可使用以往作为阻燃剂公知的各种磷酸酯化合物,更优选可举出特别是下述式(4)所示的1种或2种以上的磷酸酯化合物。
这里,X1为由选自对苯二酚、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、和双(4-羟基苯基)硫醚中的二羟基化合物衍生出的二元酚残基,n为0~5的整数,或者为n数不同的磷酸酯的混合物时,n为它们的平均值,R21、R22、R23、和R24各自独立为由选自苯酚、甲酚、二甲酚、异丙基苯酚、丁基苯酚、和对枯基苯酚中的芳基衍生出的一元酚残基。
上述式(4)的磷酸酯化合物可以为具有不同n数的化合物的混合物,为上述混合物时,平均的n数优选为0.5~1.5、更优选为0.8~1.2、进一步优选为0.95~1.15、特别优选为1~1.14的范围。
作为衍生出上述式(4)的X1的二元酚的优选的具体例,为间苯二酚、双酚A、和二羟基联苯,其中优选间苯二酚、双酚A。
作为衍生出上述式(4)的R21、R22、R23、和R24的一元酚的优选的具体例,为苯酚、甲酚、二甲酚、2,6-二甲基苯酚,其中优选苯酚、和2,6-二甲基苯酚。
作为上述式(4)的磷酸酯化合物的具体例,优选为磷酸三苯酯和三(2,6-二甲苯基)磷酸酯等单磷酸酯化合物,以及以间苯二酚双(二(2,6-二甲苯基)磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物、以4,4-二羟基二苯基双(二苯基磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物、和以双酚A双(二苯基磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物。其中,优选以间苯二酚双(二(2,6-二甲苯基)磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物、以4,4-二羟基二苯基双(二苯基磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物、和以双酚A双(二苯基磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物。
使用有机磷系阻燃剂作为阻燃剂时,其配合量相对于A成分与B成分的合计100重量份,为3~35重量份,优选为3~25重量份,更优选为3.5~22.5重量份,进一步优选为4~20重量份。如果含量小于3重量份,则体现不出阻燃性,如果大于35重量份,则无法体现出阻燃性,且耐热性降低,因此不优选。
(C-2成分:有机金属盐系阻燃剂)
从大体维持耐热性的方面考虑,有机金属盐系阻燃剂是有利的。在本发明中,最有利地使用的有机金属盐系阻燃剂为磺酸碱(土)金属盐和磺酸碱金属盐。其中,优选的是氟取代有机磺酸的碱(土)金属盐,特别优选的是具有全氟烷基的磺酸的碱(土)金属盐。这里全氟烷基的碳原子数优选为1~18的范围,更优选为1~10的范围,进一步优选为1~8的范围。
构成氟取代有机磺酸碱(土)金属盐的金属离子的金属为碱金属或碱金属。作为碱金属,例如可举出锂、钠、钾、铷和铯,作为碱金属,例如可举出铍、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为全氟烷基磺酸碱金属盐。上述碱金属中,透明性的要求更高时,优选铷和铯。另一方面,由于这些金属不通用而且也难以精制,所以结果是有时在成本上也不利。另一方面,在成本、阻燃性方面有利的锂和钠相反有时在透明性方面不利。可以考虑到这些因素而区别使用全氟烷基磺酸碱金属盐中的碱金属,但最优选在所有方面特性的平衡优异的全氟烷基磺酸钾盐。也可以将上述钾盐与由其他碱金属构成的全氟烷基磺酸碱金属盐并用。
作为上述全氟烷基磺酸碱金属盐,例如可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。这些可以使用1种或者将2种以上并用使用。其中,特别优选全氟丁烷磺酸钾。
上述有机金属盐系阻燃剂利用离子色谱法测得的氟化物离子的含量优选为50ppm以下、更优选为20ppm以下、进一步优选为10ppm以下。氟化物离子的含量越低阻燃性、耐光性越良好。氟化物离子的含量的下限也可以实际为0,从兼顾精制工时与效果的方面考虑,优选实用上为0.2ppm左右。上述氟化物离子的含量的全氟烷基磺酸碱金属盐例如可以如下精制。在40~90℃、更优选60~85℃的范围使全氟烷基磺酸碱金属盐溶解于该金属盐的2~10重量倍的离子交换水中。该全氟烷基磺酸碱金属盐采用例如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生成,更优选采用后者的方法生成。另外,该离子交换水特别优选电阻值为18MΩ·cm以上的水。在上述温度下搅拌溶解有金属盐的溶液0.1~3小时、更优选0.5~2.5小时。其后,将该液冷却至0~40℃、更优选10~35℃的范围。通过冷却而析出结晶。通过过滤而取出析出的结晶。由此,制造更优选的经精制的全氟烷基磺酸碱金属盐。
使用氟取代有机磺酸碱(土)金属盐作为阻燃剂时,其配合量相对于A成分与B成分的合计100重量份为0.005~5重量份,优选为0.01~1重量份,更优选为0.015~0.5重量份。为上述优选的范围时,通过配合氟取代有机磺酸碱(土)金属盐,可发挥出所期待的效果,例如阻燃性、抗静电性等。
作为氟取代有机磺酸碱(土)金属盐以外的有机金属盐系阻燃剂,优选不含有氟原子的有机磺酸的金属盐。作为该金属盐,例如可举出脂肪族磺酸的碱金属盐、脂肪族磺酸的碱金属盐、芳香族磺酸的碱金属盐、和芳香族磺酸的碱金属盐等(均不含有氟原子)。
作为脂肪族磺酸金属盐的优选例,可举出烷基磺酸碱(土)金属盐,这些可以使用1种或将2种以上并用(这里,碱(土)金属盐的表记是指碱金属盐、碱金属盐均可)。作为上述烷基磺酸碱(土)金属盐中使用的烷烃磺酸的优选例,可举出甲烷磺酸、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,这些可以使用1种或将2种以上并用。
作为芳香族磺酸碱(土)金属盐中使用的芳香族磺酸,可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、芳香族磺酸的基于亚甲基型键形成的缩合物中的至少1种的酸。这些可以使用1种或将2种以上并用来使用。
作为芳香族磺酸碱(土)金属盐的具体例,例如可举出二苯基硫醚-4,4’-二磺酸二钠、二苯基硫醚-4,4’-二磺酸二钾、间苯二甲酸5-磺酸钾(5-Sulfoisophthalic acid potassium)、间苯二甲酸5-磺酸钠(5-Sulfoisophthalic acid sodium)、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、苯磺酸盐的磺酸钾、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。
在不含氟原子的有机磺酸的金属盐中,优选芳香族磺酸碱(土)金属盐,特别优选钾盐。配合上述芳香族磺酸碱(土)金属盐作为阻燃剂时,其含量相对于A成分与B成分的合计100重量份为0.005~5重量份,更优选为0.01~1重量份,进一步优选为0.015~0.5重量份。
(D成分:硅酸盐矿物)
作为本发明的D成分使用的硅酸盐矿物为至少由金属氧化物成分和SiO2成分构成的矿物,例如优选原硅酸盐、二硅酸盐、环状硅酸盐、和链状硅酸盐等。D成分的硅酸盐矿物采用结晶状态,另外结晶的形状可以采用纤维状、板状等各种形状。
D成分的硅酸盐矿物可以是复合氧化物、含氧酸盐(由离子晶格构成)、固溶体中的任一化合物,此外,复合氧化物也可以是单一氧化物的2种以上的组合及单一氧化物与含氧酸盐的2种以上的组合中的任一种,并且,在固溶体中,也可以是2种以上的金属氧化物的固溶体和2种以上的含氧酸盐的固溶体中的任一种。
作为D成分的硅酸盐矿物,可以是水合物。水合物中的结晶水的形态可以是作为Si-OH以氢硅酸根离子的形式进入的形态、以氢氧根离子(OH-)的形式离子性进入金属阳离子的形态、以及以H2O分子的形式进入结构的间隙的形态中的任一种。
D成分的硅酸盐矿物也可以使用与天然物对应的人工合成物。作为人工合成物,可利用由以往公知的各种方法,例如利用了固体反应、水热反应、和超高压反应等的各种合成法得到的硅酸盐矿物。
作为各金属氧化物成分(MO)中的硅酸盐矿物的具体例,可举出以下例子。这里括号内的表记是以上述硅酸盐矿物为主成分的矿物等的名称,作为例示的金属盐,可以使用括号内的化合物。
作为其成分中含有K2O的硅酸盐矿物,可举出K2O·SiO2、K2O·4SiO2·H2O、K2O·Al2O32SiO2(六方钾霞石)、K2O·Al2O3·4SiO2(白榴石)、和K2O·Al2O3·6SiO2(正长石)等。
作为其成分中含有Na2O的硅酸盐矿物,可举出Na2O·SiO2和其水化物、Na2O·2SiO2、2Na2O·SiO2、Na2O·4SiO2、Na2O·3SiO2·3H2O、Na2O·Al2O3·2SiO2、Na2O·Al2O3·4SiO2(硬玉)、2Na2O·3CaO·5SiO2、3Na2O·2CaO·5SiO2、和Na2O·Al2O3·6SiO2(钠长石)等。
作为其成分中含有Li2O的硅酸盐矿物,可举出Li2O·SiO2,2Li2O·SiO2,Li2O·SiO2·H2O,3Li2O·2SiO2、Li2O·Al2O3·4SiO2(透锂长石)、Li2O·Al2O3·2SiO2(锂霞石)、和Li2O·Al2O3·4SiO2(锂辉石)等。
作为其成分中含有BaO的硅酸盐矿物,可举出BaO·SiO2、2BaO·SiO2、BaO·Al2O3·2SiO2(钡长石)、和BaO·TiO2·3SiO2(本托阿石,ベントアイト)等。
作为其成分中含有CaO的硅酸盐矿物,可举出3CaO·SiO2(水泥熟料矿物的阿里特)、2CaO·SiO2(水泥熟料矿物的贝利特)、2CaO·MgO·2SiO2(镁黄长石)、2CaO·Al2O3·SiO2(硅铝酸二钙)、镁黄长石与硅铝酸二钙的固溶体(黄长石)、CaO·SiO2(硅灰石(α-型、β-型均包括在内))、CaO·MgO·2SiO2(透辉石)、CaO·MgO·SiO2(灰苦土橄榄石)、3CaO·MgO·2SiO2(镁硅钙石)、CaO·Al2O3·2SiO2(钙长石)、5CaO·6SiO2·5H2O(雪硅钙石,以及5CaO·6SiO2·9H2O等)等雪硅钙石组水合物、2CaO·SiO2·H2O(针硅钙石)等硅灰石组水合物、6CaO·6SiO2·H2O(硬硅钙石)等硬硅钙石组水合物、2CaO·SiO2·2H2O(白硅钙石)等白硅钙石组水合物、CaO·Al2O3·2SiO2·H2O(硬柱石)、CaO·FeO·2SiO2(钙铁辉石)、3CaO·2SiO2(矽钙石,チルコアナイト)、3CaO·Al2O3·3SiO2(钙铝榴石)、3CaO·Fe2O3·3SiO2(钙铁榴石)、6CaO·4Al2O3·FeO·SiO2(普列欧库罗石pleochroite)、以及斜黝帘石、红莲石、褐莲石、符山石、斧石、斯克鸟石(スコウタイト)、和普通辉石等。
此外,作为其成分中含有CaO的硅酸盐矿物,可举出硅酸盐水泥。硅酸盐水泥的种类没有特别限定,可使用普通、早强、超早强、中热、耐硫酸盐、白色等任一种类。此外,各种混合水泥,例如高炉水泥、二氧化硅水泥、粉煤灰水泥等也可以用作B成分。
另外,作为其他其成分中含有CaO的硅酸盐矿物,可举出高炉炉渣、铁素体等。
作为其成分中含有ZnO的硅酸盐矿物,可举出ZnO·SiO2、2ZnO·SiO2(托氏体)和4ZnO·2SiO2·H2O(异极矿)等。
作为其成分中含有MnO的硅酸盐矿物,可举出MnO·SiO2、2MnO·SiO2,CaO·4MnO·5SiO2(蔷薇辉石)和柯日石(コーズライト)等。
作为其成分中含有FeO的硅酸盐矿物,可举出FeO·SiO2(铁辉石)、2FeO·SiO2(铁橄榄石)、3FeO·Al2O3·3SiO2(铁铝榴石)、和2CaO·5FeO·8SiO2·H2O(铁阳起石,(テツアクチノセン石))等。
作为其成分中含有CoO的硅酸盐矿物,可举出CoO·SiO2和2CoO·SiO2等。
作为其成分中含有MgO的硅酸盐矿物,可举出MgO·SiO2(块滑石、顽火辉石)、2MgO·SiO2(镁橄榄石)、3MgO·Al2O3·3SiO2(镁铝榴石)、2MgO·2Al2O3·5SiO2(堇青石)、2MgO·3SiO2·5H2O、3MgO·4SiO2·H2O(滑石)、5MgO·8SiO2·9H2O(凹凸棒石)、4MgO·6SiO2·7H2O(海泡石)、3MgO·2SiO2·2H2O(贵橄榄石)、5MgO·2CaO·8SiO2·H2O(透闪石)、5MgO·Al2O3·3SiO2·4H2O(绿泥石)、K2O·6MgO·Al2O3·6SiO2·2H2O(金云母)、Na2O·3MgO·3Al2O3·8SiO2·H2O(蓝闪石)、以及镁电气石、直闪石、镁铁闪石、蛭石、蒙脱石等。
作为其成分中含有Fe2O3的硅酸盐矿物,可举出Fe2O3·SiO2等。
作为其成分中含有ZrO2的硅酸盐矿物,可举出ZrO2·SiO2(锆石)和AZS耐火物等。
作为其成分中含有Al2O3的硅酸盐矿物,可举出Al2O3·SiO2(硅线石、红柱石、蓝晶石)、2Al2O3·SiO2,Al2O3·3SiO2、3Al2O3·2SiO2(莫来石)、Al2O3·2SiO2·2H2O(高岭石)、Al2O3·4SiO2·H2O(叶蜡石)、Al2O3·4SiO2·H2O(膨润土)、K2O·3Na2O·4Al2O3·8SiO2(霞石)、K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O(白云母、绢云母)、K2O·6MgO·Al2O3·6SiO2·2H2O(金云母)、以及各种沸石、氟金云母和黑云母等。
上述硅酸盐矿物中,特别优选的是云母、滑石、和硅灰石。
(滑石)
本发明中的滑石的化学组成为水合硅酸镁,通常由化学式4SiO2·3MgO·2H2O表示,通常为具有层状结构的鳞片状的粒子,另外,组成上由56~65重量%的SiO2、28~35重量%的MgO、约5重量%左右的H2O构成。作为其他少量成分,含有0.03~1.2重量%的Fe2O3、0.05~1.5重量%的Al2O3、0.05~1.2重量%的CaO、0.2重量%以下的K2O、0.2重量%以下的Na2O等。对于滑石的粒径,利用沉降法测定的平均粒径为0.1~15μm、更优选0.2~12μm、进一步优选0.3~10μm、特别优选0.5~5μm的范围。并且,特别优选使用使体积密度为0.5(g/cm3)以上的滑石作为原料。滑石的平均粒径是指采用作为液相沉降法之一的X射线透射法测得的D50(粒径分布的中值径)。作为进行上述测定的装置的具体例,可举出Micromeritics公司制Sedigraph5100等。
另外,对于从原石粉碎滑石时的制法没有特别限制,可利用轴流式研磨法、环型研磨法、辊磨法、球磨法、喷磨法、和容器旋转式压缩剪切式研磨法等。并且,粉碎后的滑石利用各种分级机进行分级处理,优选粒径分布整齐的粉碎物。作为分级机没有特别限制,例如可举出冲击型惯性力分级机例如变量冲击器等,柯恩达效应利用型惯性力分级机例如弯管喷射(Elbow Jet)等,离心场分级机例如多级旋流器、微分级器(Micro-Plex)、弥散分级机、阿求卡特分级器(Accu Cut)、涡流分级机、涡轮风力分级器(Turboplex)、离心式分粒机、和超级分离机等。
此外,从其操作性等方面考虑,滑石优选凝聚状态,作为上述制法,由利用脱气压缩的方法、使用施胶剂进行压缩的方法等。从简便且不使不需要的施胶剂树脂成分混入本发明的树脂组合物的方面考虑,特别优选利用脱气压缩的方法。
(云母)
云母可优选使用利用MICROTRACK激光衍射法测得的平均粒径为10~100μm的云母。更优选为平均粒径为20~50μm的云母。如果云母的平均粒径小于10μm,则对刚性的改良效果不充分,即使大于100μm,刚性的提高也不充分,而且冲击特性等机械强度的降低显著,因此不优选。云母可优选使用利用电子显微镜的观察实际测得的厚度为0.01~1μm的云母。更优选厚度为0.03~0.3μm的云母。可使用长宽比优选5~200、更优选10~100的云母。另外,使用的云母优选白云母,其莫氏硬度为约3。白云母与金云母等其他云母相比更能够实现高刚性和高强度,以更良好的水平解决本发明的课题。另外,作为云母的粉碎法,可以是用干式粉碎法和湿式粉碎法中的任一种进行制造的方法。干式粉碎法通常成本低,另一方面,湿式粉碎法对于更薄更细地粉碎云母是有效的,其结果树脂组合物的刚性提高效果更高。
(硅灰石)
硅灰石的纤维直径优选0.1~10μm,更优选0.1~5μm,进一步优选0.1~3μm。另外,其长宽比(平均纤维长/平均纤维直径之比)优选3以上。作为长宽比的上限,可举出30以下。这里纤维直径用电子显微镜观察增强填料,求出各个纤维直径,由其测定值算出数均纤维直径。使用电子显微镜的原因是用光学显微镜难以准确测定成为对象的水平的大小。纤维直径如下测定,即,对于通过电子显微镜的观察而得到的图像,随机抽取测得纤维直径的对象的填料,在中央部附近测得纤维直径,由得到的测定值算出数均纤维直径。观察的倍率为约1000倍,测定根数为500根以上,操作上优选以500~600根进行。另一方面,平均纤维长的测定如下,即,用光学显微镜观察填料,求出各个长度,由该测定值算出数均纤维长。光学显微镜的观察从准备填料彼此几乎不重叠地分散的样本开始。观察在物镜20倍的条件下进行,在像素数为约25万的CCD照相机中以图像数据的形式获取其观察图像。对得到的图像数据使用图像分析装置,使用求出图像数据的2点间的最大距离的程序算出纤维长。在上述条件下,每1像素的大小相当于1.25μm的长度,测定根数为500根以上,操作上优选以500~600根进行。
为了使本发明的硅灰石其本来具有的白色度充分反映到树脂组合物中,优选利用磁选机极力除去原料矿石中混入的铁分以及粉碎原料矿石时由于设备的磨损而混入的铁分。通过上述磁选机处理,硅灰石中的铁的含量优选换算成Fe2O3为0.5重量%以下。
硅酸盐矿物、尤其是云母、滑石或硅灰石优选不进行表面处理,但也可以用硅烷偶联剂、高级脂肪酸酯和蜡等各种表面处理剂进行表面处理。此外,也可以用各种树脂。高级脂肪酸酯和蜡等施胶机进行造粒,形成颗粒状。
D成分的含量相对于A成分与B成分的合计100重量份为0.1~30重量份,优选为0.15~25重量份,更优选为0.2~20重量份。如果D成分的含量小于0.1重量份,则得不到充分的阻燃性,如果大于30重量份,则耐冲击性显著降低,产生银纹等外观不良。
(E成分:抗滴落剂)
本发明的树脂组合物含有抗滴落剂(E成分)。通过含有该抗滴落剂,能够在不损害成型品的物性的前提下实现良好的阻燃性。
作为E成分的抗滴落剂,可举出具有原纤维形成能力的含氟聚合物,作为上述聚合物,可举出聚四氟乙烯、四氟乙烯共聚物、例如四氟乙烯/六氟丙烯共聚物等,美国专利第4379910号公报所示的由部分氟代聚合物、氟代二苯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具有非常高的分子量,显示出通过剪切力等外部作用使PTFE彼此结合而成为纤维状的趋势。其分子量在由标准比重求出的数均分子量中为100万~1000万,更优选为200万~900万。上述PTFE除固体形状以外也可以是水性分散液形态。另外,为了提高在树脂中的分散性、得到更良好的阻燃性和机械特性,上述具有原纤维形成能力的PTFE也可以使用与其他树脂的混合形态的PTFE混合物。
作为具有上述原纤维形成能力的PTFE的市售品,例如可举出DuPont-Mitsui Fluorochemicals株式会社的Teflon(注册商标)6J、DaikinChemical Industry株式会社的Polyflon MPA FA500、F-201L等。作为PTFE的水性分散液的市售品,可举出Asahi ICI Fluoropolymers株式会社制的Fluon AD-1、AD-936,Daikin Chemical Industry株式会社制的flonD-1和D-2,Du Pont-Mitsui Fluorochemicals株式会社制的Teflon(注册商标)30J等作为代表。
作为混合形态的PTFE,可以使用通过以下方法得到的PTFE,即,(1)混合PTFE的水性分散液与有机聚合物的水性分散液或溶液,进行共沉淀,得到共凝聚混合物的方法(日本特开昭60-258263号公报、日本特开昭63-154744号公报等中记载的方法);(2)混合PTFE的水性分散液与干燥的有机聚合物粒子的方法(日本特开平4-272957号公报中记载的方法);(3)均匀混合PTFE的水性分散液与有机聚合物粒子溶液,从上述混合物中同时除去各自的介质的方法(日本特开平06-220210号公报、日本特开平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(日本特开平9-95583号公报中记载的方法);和(5)均匀混合PTFE的水性分散液与有机聚合物分散液后,再在该混合分散液中将乙烯基系单体聚合,其后得到混合物的方法(日本特开平11-29679号公报等中记载的方法)。作为这些混合形态的PTFE的市售品,可举出Mitsubishi Rayon株式会社的“METABLEN A3800”(商品名)和GE Specialty Chemicals公司制“BLENDEX B449”(商品名)等。
作为混合形态中的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%。如果PTFE的比例在上述范围,则能够实现PTFE的良好的分散性。应予说明,上述E成分的比例表示实际的抗滴落剂的量,为混合形态的PTFE时,表示实际的PTFE量。
抗滴落剂的含量相对于A成分与B成分的合计100重量份为0.1~3重量份,优选为0.15~2重量份,更优选为0.2~1重量份。抗滴落剂超出上述范围而过少时,阻燃性不充分。另一方面,抗滴落剂超出上述范围而过多时,不仅PTFE在成型品表面析出而引起外观不良,而且导致树脂组合物的成本增加,因此不优选。
另外,作为本发明的聚四氟乙烯混合体所使用的有机聚合物中使用的苯乙烯单体,例如可举出可以被选自碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基和卤素中的1个以上的基团取代的苯乙烯,例如邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、乙基-苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、氟苯乙烯、单溴苯乙烯、二溴苯乙烯、和三溴苯乙烯、乙烯基二甲苯、乙烯基萘。上述苯乙烯单体可以单独使用或者混合2个以上种类使用。
本发明的聚四氟乙烯混合体所使用的有机聚合物中使用的丙烯酸单体包括可被取代的(甲基)丙烯酸酯衍生物。具体而言,作为上述丙烯酸单体,可举出可被选自碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~8的环烷基、芳基、和缩水甘油基中的1个以上的基团取代的(甲基)丙烯酸酯衍生物,例如(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,可被碳原子数1~6的烷基或芳基取代的马来酰亚胺,例如马来酰亚胺、N-甲基-马来酰亚胺和N-苯基-马来酰亚胺、马来酸、富马酸和衣康酸。上述丙烯酸单体可以单独使用或混合2个以上种类使用。其中,优选(甲基)丙烯腈。
有机聚合物中含有的来自丙烯酸单体的单元的量相对于来自苯乙烯单体的单元100重量份为8~11重量份,优选为8~10重量份,更优选为8~9重量份。如果来自丙烯酸单体的单元少于8重量份,则有时强度降低,如果多于11重量份,则成型品的表面外观容易变差。
本发明的聚四氟乙烯混合体的残留水分含量优选为0.5重量%以下,更优选为0.2~0.4重量%,进一步优选为0.1~0.3重量%。如果残留水分量多于0.5重量%,则对阻燃性造成不良影响。
另外,在本发明中,可以使用被覆支链PTFE作为抗滴落剂。
被覆支链PTFE是由支链状聚四氟乙烯粒子和有机聚合物构成的聚四氟乙烯混合体,在支链状聚四氟乙烯的外部具有由有机聚合物,优选由含有来自苯乙烯单体的单元和/或来自丙烯酸单体的单元的聚合物构成的被覆层。上述被覆层形成于支链状聚四氟乙烯的表面上。另外,上述被覆层优选含有苯乙烯单体与丙烯酸单体的共聚物。
被覆支链PTFE中含有的聚四氟乙烯为支链状聚四氟乙烯。在含有的聚四氟乙烯不为支链状聚四氟乙烯的情况下,聚四氟乙烯的添加少时的抗滴落效果不充分。支链状聚四氟乙烯为粒子状,具有优选0.1~0.6μm、更优选0.3~0.5μm、进一步优选0.3~0.4μm的粒径。粒径小于0.1μm时,成型品的表面外观优异,但难以从商业途径获得具有小于0.1μm的粒径的聚四氟乙烯。另外,粒径大于0.6μm时,成型品的表面外观变差。本发明中使用的聚四氟乙烯的数均分子量优选为1×104~1×107,更优选为2×106~9×106,通常,在稳定性方面更优选高分子量的聚四氟乙烯。粉末或分散液的形态均可使用。
被覆支链PTFE中的支链状聚四氟乙烯的含量相对于被覆支链PTFE的总重量100重量份优选为20~60重量份,更优选为40~55重量份,进一步优选为47~53重量份,特别优选为48~52重量份,最优选为49~51重量份。支链状聚四氟乙烯的比例在为述范围时,能够实现支链状聚四氟乙烯的良好的分散性。
(F成分:苯乙烯树脂)
本发明的阻燃性树脂组合物可以含有苯乙烯树脂作为F成分。该苯乙烯树脂具有良好的成型加工性、适度的耐热性和阻燃性,因此,为了确保这些特性的平衡,优选热塑性树脂。
上述苯乙烯树脂为芳香族乙烯基化合物的聚合物或共聚物,或者将其与根据需要选自可与它们共聚的其他乙烯基单体和橡胶质聚合物中的1种以上共聚得到的聚合物。
作为芳香族乙烯基化合物,特别优选苯乙烯。作为可与芳香族乙烯基化合物共聚的其他乙烯基单体,例如可优选举出氰化乙烯基化合物和(甲基)丙烯酸酯化合物。作为特别优选的氰化乙烯基化合物,可举出丙烯腈,作为特别优选的(甲基)丙烯酸酯化合物,可举出甲基丙烯酸甲酯。
作为除氰化乙烯基化合物和(甲基)丙烯酸酯化合物以外的可与芳香族乙烯基化合物共聚的其他乙烯基单体,例如可举出甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基的甲基丙烯酸酯、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系单体,丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸等α,β-不饱和羧酸及其酸酐。
作为可与上述芳香族乙烯基化合物共聚的橡胶质聚合物,例如可举出聚丁二烯、聚异戊二烯、二烯系共聚物(例如苯乙烯·丁二烯的无规共聚物和嵌段共聚物、丙烯腈·丁二烯共聚物、以及(甲基)丙烯酸烷基酯与丁二烯的共聚物等)、乙烯与α-烯烃的共聚物(例如乙烯·丙烯无规共聚物和嵌段共聚物、乙烯·丁烯的无规共聚物和嵌段共聚物等)、乙烯与不饱和羧酸酯的共聚物(例如乙烯·甲基丙烯酸酯共聚物和乙烯·丙烯酸丁酯共聚物等)、乙烯与脂肪族乙烯基的共聚物(例如乙烯·乙酸乙烯基共聚物等)、乙烯、丙烯与非共轭二烯三元聚合物(例如乙烯·丙烯·己二烯共聚物等)、丙烯酸系橡胶(例如聚丙烯酸丁酯、聚(2-丙烯酸乙基己酯)、丙烯酸丁酯与丙烯酸2-乙基己酯的共聚物等)、以及有机硅系橡胶(例如聚有机硅氧烷橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶成分与聚(甲基)丙烯酸烷基酯橡胶成分构成的IPN型橡胶;即具有以2个橡胶成分无法分离的方式相互缠绕的结构的橡胶,和由聚有机硅氧烷橡胶成分与聚异丁烯橡胶成分构成的IPN型橡胶等)。
作为上述苯乙烯系树脂,具体而言,例如可举出聚苯乙烯树脂、HIPS树脂、MS树脂、ABS树脂、AS树脂、AES树脂、ASA树脂、MBS树脂、MABS树脂、MAS树脂、和SMA树脂等苯乙烯系树脂,以及(氢化)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、(氢化)苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物树脂等。应予说明,(氢化)的标记是指未氢化的树脂和氢化的树脂均包括在内。这里,MS树脂表示主要由甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯构成的共聚物树脂,AES树脂表示主要由丙烯腈、乙烯-丙烯橡胶和苯乙烯构成的共聚物树脂,ASA树脂表示主要由丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸橡胶构成的共聚物树脂,MABS树脂表示主要由甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯和苯乙烯构成的共聚物树脂,MAS树脂表示主要由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸橡胶和苯乙烯构成的共聚物树脂,SMA树脂表示主要由苯乙烯和马来酸酐(MA)构成的共聚物树脂。
上述苯乙烯树脂可以是在制造它时通过使用茂金属催化剂等催化剂而得到的间规立构聚苯乙烯等具有高立构规整性的苯乙烯树脂。此外,根据情况,也可以使用采用阴离子活性聚合、自由基活性聚合等方法而得到的分子量分布窄的聚合物和共聚物、嵌段共聚物、以及立构规整性高的聚合物、共聚物。
其中,优选丙烯腈·苯乙烯共聚物树脂(AS树脂)、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)。另外,也可以混合2种以上苯乙烯系聚合物使用。
本发明中使用的AS树脂是将氰化乙烯基化合物与芳香族乙烯基化合物共聚得到的热塑性共聚物。作为上述氰化乙烯基化合物,可特别优选使用丙烯腈。另外,作为芳香族乙烯基化合物,可优选使用苯乙烯和α-甲基苯乙烯。作为AS树脂中的各成分的比例,使整体为100重量%时,氰化乙烯基化合物优选为5~50重量%,更优选为15~35重量%,芳香族乙烯基化合物优选为95~50重量%,更优选为85~65重量%。此外,也可以在这些乙烯基化合物中混合使用上述记载的可共聚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,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试剂。
上述AS树脂可以采用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合中的任一方法制造,但优选利用本体聚合。另外,共聚的方法可以是一级的共聚或多级的共聚中的任一种。另外,作为上述AS树脂的比浓粘度,优选为0.2~1.0dl/g,更优选为0.3~0.5dl/g。比浓粘度如下测定,即,精确称取AS树脂0.25g,用2小时使其溶解于二甲基甲酰胺50ml中,使用乌氏粘度计在30℃的环境下测定所得溶液。应予说明,粘度计使用溶剂的流下时间为20~100秒的粘度计。比浓粘度由溶剂的流下秒数(t0)和溶液的流下秒数(t)利用下式求出。
比浓粘度(ηsp/C)={(t/t0)-1}/0.5
如果比浓粘度小于0.2dl/g,则耐冲击性降低,如果大于1.0dl/g,则流动性变差。
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成的热塑性接枝共聚物和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,例如使用聚丁二烯、聚异戊二烯和苯乙烯-丁二烯共聚物等玻璃化转变温度为-30℃以下的橡胶,其比例在ABS树脂成分100重量%中优选为5~80重量%,更优选为8~50重量%,特别优选为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,可特别优选使用丙烯腈。另外,作为与二烯系橡胶成分接枝的芳香族乙烯基化合物,可特别使用苯乙烯和α-甲基苯乙烯。与上述二烯系橡胶成分接枝的成分的比例在ABS树脂成分100重量%中优选为95~20重量%,特别优选为50~90重量%。此外,相对于上述氰化乙烯基化合物与芳香族乙烯基化合物的合计量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%。此外,对于与上述二烯系橡胶成分接枝的成分的一部分,也可以混合使用例如(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,它们的含有比例在ABS树脂成分中优选为15重量%以下。此外,反应中使用的引发剂、链转移剂、乳化剂等可以根据需要使用以往公知的各种试剂。
本发明的ABS树脂的橡胶成分的粒径优选为0.1~5.0μm,更优选为0.15~1.5μm,特别优选为0.2~0.8μm。上述橡胶粒径的分布为单一分布的树脂和具有2个峰以上的多个峰的树脂均可使用,此外,在其形态方面,可以是橡胶粒子为单一相的形态,也可以是通过使橡胶粒子的周围具有包藏(オクルード)相而具有萨拉米(サラミ)结构的形态。
另外,ABS树脂含有未与二烯系橡胶成分接枝的氰化乙烯基化合物和芳香族乙烯基化合物是以往众所周知的,在本发明的ABS树脂中,也可以含有上述聚合时产生的游离的聚合物成分。对于由上述游离的氰化乙烯基化合物和芳香族乙烯基化合物构成的共聚物的比浓粘度,用之前记载的方法求出的比浓粘度(30℃)优选为0.2~1.0dl/g,更优选为0.3~0.7dl/g。
另外,接枝的氰化乙烯基化合物和芳香族乙烯基化合物的比例相对于二烯系橡胶成分,以接枝率(重量%)表示优选为20~200%,更优选为20~70%。
上述ABS树脂可以采用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合中的任一方法制造,特别优选利用本体聚合。此外,作为上述本体聚合法,代表地可例示化学工学第48卷第6号415页(1984)中记载的连续本体聚合法(所谓的东丽法)和化学工学第53卷第6号423页(1989)中记载的连续本体聚合法(所谓的三井东压法)。作为本发明的ABS树脂,任一ABS树脂均优选使用。另外,共聚的方法也可以是一级共聚也可以是多级共聚。另外,也可优选使用在利用上述制造法得到的ABS树脂中混合将芳香族乙烯基化合物与氰化乙烯基成分另行共聚而得到的乙烯基化合物聚合物而成的树脂。作为ABS树脂,不含润滑剂(亚乙基双硬脂酰胺(EBS)等)的树脂体现出更优异的阻燃性。
从良好的热稳定性、耐水解性等的方面考虑,上述AS树脂和ABS树脂更优选为减少了碱(土)金属量的树脂。苯乙烯系树脂中的碱(土)金属量优选小于100ppm,更优选小于80ppm,进一步优选小于50ppm,特别优选小于10ppm。从上述方面考虑,优选使用利用本体聚合法的AS树脂和ABS树脂。此外,关于上述良好的热稳定性、耐水解性,在AS树脂和ABS树脂中使用乳化剂时,该乳化剂优选为磺酸盐类,更优选为烷基磺酸盐类。另外,使用凝固剂时,该凝固剂优选为硫酸或硫酸的碱土金属盐。
苯乙烯树脂的含量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份为3~45重量份,优选为4~42.5重量份,更优选为5~40重量份。含量小于3重量份时,得不到充分的流动性,大于45重量份时,无法维持阻燃性。(F)成分的苯乙烯树脂在使用有机磷系阻燃剂作为(C)成分时优选使用。
(其他添加剂)
(i)磷系稳定剂
作为磷系稳定剂,可例示亚磷酸、磷酸、亚膦酸、膦酸和它们的酯、以及叔膦等。
具体而言,作为亚磷酸酯化合物,例如可举出亚磷酸三苯酯、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、、亚磷酸三(二乙基苯基)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、亚磷酸三(二乙基苯基)酯、亚磷酸三(二异丙基苯基)酯、亚磷酸三(二正丁基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三(2,6-二叔丁基苯基)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、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。
此外,作为其他亚磷酸酯化合物,也可以使用与二元酚类反应而具有环状结构的化合物。例如可举出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。
作为磷酸酯化合物,例如可举出磷酸三丁酯、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、磷酸二苯基甲苯酯、磷酸二苯基单邻联苯酯、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。优选磷酸三苯酯、磷酸三甲酯。
作为亚膦酸酯化合物,例如可举出四(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。上述亚膦酸酯化合物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,因而优选。
作为膦酸酯化合物,可举出例如苯膦酸二甲酯、苯膦酸二乙酯、和苯膦酸二丙酯等。
作为叔膦,例如可举出三乙基膦、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。特别优选的叔膦为三苯基膦。
上述磷系稳定剂不仅可以使用1种,也可以混合2种以上使用。上述磷系稳定剂中,优选亚膦酸酯化合物或下述式(5)所示的亚磷酸酯化合物。
这里,R25和R26表示碳原子数6~30的烷基或碳原子数6~30的芳基,可以彼此相同也可以不同。
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市售有SandostabP-EPQ(商标,Clariant公司制)和Irgafos P-EPQ(商标,CIBASPECIALTY CHEMICALS公司制),均可利用。
另外,上述式(5)中更优选的亚磷酸酯化合物为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。
二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯例如市售有ADK Stab PEP-8(商标,旭电化工业株式会社制)、JPP681S(商标,城北化学工业株式会社制)作为,均可利用。双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯市售有ADK Stab PEP-24G(商标,旭电化工业株式会社制)、Alkanox P-24(商标,Great Lakes公司制)、Ultranox P626(商标,GESpecialtyChemicals公司制)、Doverphos S-9432(商标,Dover Chemical公司制)、以及Irgaofos126和126FF(商标,CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司制)等,均可利用。双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯例如市售有ADK Stab PEP-36(商标,旭电化工业株式会社制),能够容易地利用。另外,双{2,4-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯基}季戊四醇二亚磷酸酯市售有ADK Stab PEP-45(商标,旭电化工业株式会社制)和Doverphos S-9228(商标,Dover Chemical公司制),均可利用。
磷系稳定剂的含量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选为0.001~3重量份,更优选为0.005~2重量份,进一步优选为0.01~1重量份。
(ii)受阻酚抗氧化剂
作为受阻酚化合物,可使用通常在树脂中配合的各种化合物。作为上述受阻酚化合物,例如可举出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’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚丁基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(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,在本发明中优选利用四[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。上述受阻酚抗氧化剂可以单独使用或组合2种以上使用。
优选在本发明的树脂组合物中配合磷系稳定剂和受阻酚抗氧化剂中的任一种,进一步优选它们的并用。受阻酚抗氧化剂的配合量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选为0.001~3重量份,更优选为0.005~2重量份,进一步优选为0.01~1重量份。并用时,相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份更优选配合0.01~0.3重量份的磷系稳定剂和0.01~0.3重量份的受阻酚抗氧化剂。
(iii)脱模剂
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,出于提高其成型时的生产率、减少成型品的形变的目的,优选进一步配合脱模剂。作为上述脱模剂,可使用公知的脱模剂。例如可举出饱和脂肪酸酯、不饱和脂肪酸酯、聚烯烃系蜡(聚乙烯蜡、1-烯烃聚合物等。也可以使用进行了酸改性等被含官能团化合物改性而得的聚烯烃系蜡)、有机硅化合物、氟化合物(由聚氟烷基醚代表的氟油等)、石蜡、蜂蜡等。其中,作为优选的脱模剂,可举出脂肪酸酯。上述脂肪酸酯为脂肪族醇与脂肪族羧酸的酯。上述脂肪族醇可以是一元醇也可以是二元以上的多元醇。另外,作为该醇的碳原子数,为3~32的范围,更优选为5~30的范围。作为上述一元醇,例如可举出十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、二十醇、二十四醇、二十六醇、和三十醇等。作为上述多元醇,可举出季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、多甘油(三甘油~六甘油)、双三羟甲基丙烷、木糖醇、山梨糖醇、和甘露醇等。在本发明的脂肪酸酯中,更优选多元醇。
另一方面,脂肪族羧酸优选碳原子数3~32,特别优选碳原子数10~22的脂肪族羧酸。作为该脂肪族羧酸,例如可举出癸烷酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸(棕榈酸)、十七烷酸、十八烷酸(硬脂酸)、十九烷酸、山萮酸、二十烷酸、和二十二烷酸等饱和脂肪族羧酸,以及棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳烯酸、二十碳五烯酸、和鲸蜡烯酸等不饱和脂肪族羧酸。上述中,脂肪族羧酸优选碳原子数14~20的羧酸。其中,优选饱和脂肪族羧酸。特别优选硬脂酸和棕榈酸。
硬脂酸、棕榈酸等上述脂肪族羧酸通常由牛油、猪油等所代表的动物性油脂和棕榈油、葵花籽油所代表的植物性油脂等天然油脂类制造,因此,这些脂肪族羧酸通常为含有碳原子数不同的其他羧酸成分的混合物。因此,在本发明的脂肪酸酯的制造中,也优选使用由上述天然油脂类制造的由含有其他羧酸成分的混合物的形态构成的脂肪族羧酸,特别优选使用硬脂酸、棕榈酸。
本发明的脂肪酸酯可以是偏酯和完全酯(全酯)中的任一种。然而,对于偏酯,通常羟值变高,容易引起高温时的树脂的分解等,因此更优选为全酯。从热稳定性的方面考虑,本发明的脂肪酸酯中的酸值优选为20以下,更优选为4~20的范围,进一步优选为4~12的范围。酸值实际可以为0。另外,脂肪酸酯的羟值更优选0.1~30的范围。此外,碘值优选10以下。碘值实际可以为0。这些特性可以采用JIS K0070中规定的方法求出。
脱模剂的含量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选为0.005~2重量份,更优选为0.01~1重量份,进一步优选为0.05~0.5重量份。在上述范围中,聚碳酸酯树脂组合物具有良好的脱模性和脱辊性。特别是上述量的脂肪酸酯能够在不损害良好的色调的前提下提供具有良好的脱模性和脱辊性的聚碳酸酯树脂组合物。
(iv)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。本发明的树脂组合物的透明性优异,因此极其适用于透射光的用途。
作为二苯甲酮紫外线吸收剂,例如可举出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-羟基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮三水合物(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ェノン)、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-5-二苯甲酮磺酸钠、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。
作为苯并三唑紫外线吸收剂,例如可举出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-苯并嗪-4-酮)、和2-[2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺基甲基)-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-苯并三唑与可与该单体共聚的乙烯基系单体的共聚物、2-(2’-羟基-5-丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑与可与该单体共聚的乙烯基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。
作为羟基苯基三嗪紫外线吸收剂,例如可举出2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己基氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-甲基氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-乙基氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-丙基氧基苯酚、和2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-丁基氧基苯酚等。此外,可例示2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己基氧基苯酚之类的上述例示化合物的苯基被转换为2,4-二甲基苯基而成的化合物。
作为环状亚氨酯系紫外线吸收剂,例如可举出2,2’-对亚苯基双(3,1-苯并嗪-4-酮)、2,2’-(4,4’-亚联苯基)双(3,1-苯并嗪-4-酮)、和2,2’-(2,6-萘)双(3,1-苯并嗪-4-酮)等。
作为氰基丙烯酸酯紫外线吸收剂,例如可举出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、和1,3-双-[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]苯等。
紫外线吸收剂也可以是通过采用能够进行自由基聚合的单体化合物的结构,将上述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共聚而成的聚合物型的紫外线吸收剂。作为上述紫外线吸收性单体,优选例示(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、环状亚氨酯骨架、和氰基丙烯酸酯骨架的化合物。
上述中,从紫外线吸收能的方面考虑,优选苯并三唑系和羟基苯基三嗪系,从耐热性、色调(透明性)的方面考虑,优选环状亚氨酯系和氰基丙烯酸酯系。上述紫外线吸收剂可以单独使用也可以以2种以上的混合物使用。
紫外线吸收剂的含量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选为0.01~2重量份,更优选为0.02~2重量份,进一步优选为0.03~1重量份,更进一步优选为0.05~0.5重量份。
(v)染颜料
本发明的聚碳酸酯树脂组合物能够进一步提供含有各种染颜料,体现多样设计性的成型品。本发明的聚碳酸酯树脂组合物的透明性优异,因此在透射光的用途中极其适用。因此,通过配合例如荧光增白剂,能够对本发明的聚碳酸酯树脂组合物赋予更高的透光性、自然的透明感,并且通过配合荧光增白剂、其以外的发光的荧光染料,能够赋予产生发光色的更良好的设计效果。另外,也能够提供利用极微量的染颜料进行微妙的着色、且具有高透明性的聚碳酸酯树脂组合物。
作为本发明中使用的荧光染料(包括荧光增白剂),例如可举出香豆素系荧光染料、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、和二氨基芪系荧光染料等。其中,优选耐热性良好且聚碳酸酯树脂的成型加工时的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。
作为除上述上蓝剂和荧光染料以外的染料,可举出苝系染料、香豆素系染料、硫靛系染料、蒽醌系染料、噻吨酮系染料、铁蓝等亚铁氰化物、紫环酮系染料、喹啉系染料、喹吖啶酮系染料、二嗪系染料、异吲哚啉系染料、和酞菁系染料等。此外,本发明的树脂组合物也可以配合金属颜料而得到更良好的金属色彩。作为金属颜料,优选各种板状填料中具有金属被膜或金属氧化物被膜的颜料。
上述的染颜料的含量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选为0.00001~1重量份,更优选为0.00005~0.5重量份。
(vi)其他热稳定剂
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中也可以配合除上述磷系稳定剂和受阻酚抗氧化剂以外的其他热稳定剂。上述其他热稳定剂优选与这些稳定剂和抗氧化剂中的任一种并用,特别优选与两者并用。作为上述其他热稳定剂,例如可优选例示3-羟基-5,7-二叔丁基-呋喃-2-酮与邻二甲苯的反应生成物所代表的内酯系稳定剂(上述稳定剂的详细情况记载于日本特开平7-233160号公报中)。上述化合物市售有Irganox HP-136(商标,CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司制),可利用该化合物。此外,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成的稳定剂。例如可优选例示上述公司制的Irganox HP-2921。在本发明中,也可以利用上述预先混合好的稳定剂。内酯系稳定剂的配合量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选为0.0005~0.05重量份,更优选为0.001~0.03重量份。
另外,作为其他稳定剂,可举出季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、和甘油-3-硬脂基硫代丙酸酯等含硫稳定剂。上述稳定剂在将树脂组合物应用于旋转成型时特别有效。上述含硫稳定剂的配合量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选为0.001~0.1重量份,更优选为0.01~0.08重量份。
(vii)其他填充材料
在本发明的芳香族聚碳酸酯树脂组合物中,在发挥本发明的效果的范围内,可以配合各种填充材料作为增强填料。例如可例示碳酸钙、玻璃纤维、玻璃珠、玻璃球、玻璃磨碎纤维、玻璃鳞片、碳纤维、碳鳞片、碳微球、碳磨碎纤维、石墨、气相生长法极细碳纤维(纤维直径小于0.1μm)、碳纳米管(纤维直径小于0.1μm,中空状)、富勒烯、金属鳞片、金属纤维、金属涂覆玻璃纤维、金属涂覆碳纤维、金属涂覆玻璃鳞片、二氧化硅、金属氧化物粒子、金属氧化物纤维、金属氧化物球、以及各种晶须(钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、和碱性硫酸镁等)等。这些增强填料可以包含1种或并用2种以上而包含。
这些填充材料的含量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选为0.1~30重量份,更优选为0.5~25重量份。
(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。作为上述白色颜料,特别优选二氧化钛、特别是利用有机硅等有机表面处理剂进行了处理的二氧化钛。上述光高反射用白色颜料的含量相对于(A)成分与(B)成分的合计100重量份优选3~30重量份,更优选8~25重量份。应予说明,光高反射用白色颜料可以并用2种以。
(ix)其他树脂、弹性体
在发挥本发明的效果的范围内,也可以在本发明的树脂组合物中小比例使用其他树脂、弹性体。
作为上述其他树脂,例如可举出聚苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、聚砜树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂等树脂。
另外,作为弹性体,例如可举出异丁烯/异戊二烯橡胶、乙烯/丙烯橡胶、丙烯酸系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体等。
(x)其他添加剂
此外,为了对成型品赋予各种功能、改善特性,可以在本发明的阻燃性芳香族聚碳酸酯树脂组合物中小比例配合其自身已知的添加物。只要不损害本发明的目的,这些添加物即为通常的配合量。
作为上述添加剂,可举出滑动剂例如PTFE粒子;着色剂例如炭黑、氧化钛等的颜料、染料;光扩散剂例如丙烯酸交联粒子、硅交联粒子、极薄玻璃鳞片、碳酸钙粒子;荧光染料、无机系荧光体例如以铝酸盐为母晶的荧光体;抗静电剂;结晶成核剂;无机和有机的抗菌剂;光催化剂系防污剂例如微粒氧化钛、微粒氧化锌;自由基产生剂;红外线吸收剂;和光致变色剂等。
(热塑性树脂组合物的制造)
制造本发明的热塑性树脂组合物时,可采用任意的方法。例如可举出如下方法,即。使用V型搅拌机、亨舍尔混合机、机械化学装置、挤出混合机等预混装置,将(A)成分~(E)成分、根据情况添加的(F)成分、以及任意其他添加剂充分混合后,根据需要利用挤出造粒器、压块机等进行上述预混物的造粒,其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,其后利用造粒机进行颗粒化的方法。
此外,还可举出将各成分各自独立地供给到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后,与剩余成分独立地供给到熔融混炼机的法等。作为将各成分的一部分预混的方法,例如可举出将(A)成分以外的成分预先预混后,混合于(A)成分的热塑性树脂中或直接供给到挤出机的方法。
作为预混的方法,例如可举出,含有具有粉末形态的材料作为(A)成分时,上将述粉末的一部分与要配合的添加剂混合而制造用粉末稀释得到的添加剂的母料,利用上述母料的方法。还可举出将单组分独立地从熔融挤出机的中途供给的方法等。应予说明,要配合的成分中有液体成分时,可以使用所谓的液注装置或加液装置向熔融挤出机进行供给。
作为挤出机,优选使用具有能够将原料中的水分、由熔融混炼树脂产生的挥发气体脱气的排气口的挤出机。优选设置用于将产生水分、挥发气体从排气口高效地排出到挤出机外部的真空泵。另外,也可以将用于除去挤出原料中混入的异物等的筛网设置在挤出机模头部前的区域,将异物从树脂组合物中除去。作为上述筛网,可举出金属丝网、换网过滤器、烧结金属板(盘式过滤器等)等。
作为熔融混炼机,除了双轴挤出机之外,还可举出班伯里密炼机、混炼辊、单轴挤出机、3轴以上的多轴挤出机等。
如上所述挤出的树脂可以直接切割进行颗粒化,或形成线状后用造粒机切割上述线而进行颗粒化。进行颗粒化时,有时需要减少外部尘埃等的影响,优选对挤出机周围的气氛进行清洁化。此外,在上述颗粒的制造中,可以使用在光学磁盘用聚碳酸酯树脂中已经提出的各种方法,适当地进行颗粒的形状分布的窄化、漏切物的减少、运送或输送时产生的微粉的减少、以及在线或颗粒内部产生的气泡(真空气泡)的减少。可以利用这些处理方法来进行成型的高循环化和银纹之类的不良产生比例的降低。另外,颗粒的形状可以采用圆柱、棱柱、和球状等一般的形状,但更优选为圆柱。上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。一方,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。
另外,可举出预先以含有本发明的高浓度的(E)成分的方式用熔融混炼机将(A)成分与(E)成分进行熔融混炼,制造颗粒化的母粒,将上述母粒与剩余的(A)成分和其他添加剂混合,用熔融混炼机进行颗粒化的方法。
(由本发明的树脂组合物形成的成型品)
本发明中的树脂组合物将可以通常由上述方法得到的颗粒进行注射成型而制造各种制品。在上述注射成型中,不仅可以使用通常的成型方法,适当地根据目的,也可以使用注射压缩成型、注射加压成型、气体辅助注射成型、发泡成型(包括基于超临界流体的注入的成型)、嵌件成型、模内涂布成型、隔热模具成型、迅速加热冷却模具成型、双色成型、夹芯成型、和超高速注射成型等注射成型法来得到成型品。这些各种成型法的优点已众所周知。另外,成型可以选择冷流道方式和热流道方式中的任一种。
另外,本发明中的树脂组合物也可以通过挤出成型而以各种异形挤出成型品、片、膜等形式进行使用。另外,片、膜的成型也可以使用吹胀法、压延法、铸造法等。此外,也可以通过施加特定的拉伸操作而成型为热收缩管。另外,也可以通过对本发明的树脂组合物进行旋转成型、吹塑成型等而制成成型品。
作为利用本发明的树脂组合物的成型品的具体情况,优选在OA设备、家电制品的内部部件或壳体等中的应用。作为这些制品,例如可举出个人计算机、笔记本电脑、CRT显示器、打印机、移动终端、手机、复印机、传真机、记录介质(CD、CD-ROM、DVD、PD、FDD等)驱动器、抛物面天线、电动工具、VTR、电视机、熨斗、电吹风、电饭煲、微波炉、音响设备、音响·镭射碟·光碟等声音设备、照明设备、冰箱、空调、打字机、文字处理机等,可以将由本发明的阻燃性热塑性树脂组合物形成的树脂制品用于它们的壳体等各种部件。另外,作为其他树脂制品,可举出偏导器部件、汽车导航部件、汽车音响部件等车辆用部件。
本发明人目前认为最佳的发明的形态是集合了上述各要件的优选范围的形态,例如,将其代表例记载于下述的实施例中。当然本发明不限定于这些形态。
实施例
以下举出实施例进一步说明本发明。应予说明,只要没有特别说明,实施例中的份为重量份,%为重量%。应予说明,评价采用下述方法实施。
(热塑性树脂组合物的评价)
(i)组合物中的聚二有机硅氧烷(PDMS)含量
组合物中的PDMS含量由添加的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(PC-PDMS共聚树脂)中含有的PDMS含量算出。
(组合物中的PDMS含量、重量%)={(PC-PDMS共聚树脂中的PDMS重量)×100}/(组合物整体的重量)
(ii)阻燃性
基于UL94规格,以厚度0.8mm、1.0mm、1.2mm和1.5mm实施5V燃烧试验。应予说明,阻燃性的等级优选以5VB等级为合格。
(iii)夏比冲击强度
基于ISO179,实施带切口的夏比冲击强度的测定。
(iv)耐热性
基于ISO75-1和75-2,测定载荷挠曲温度。应予说明,测定载荷在1.80MPa实施。
(v)流动性
利用注射成型机[住友重机械工业株式会社制SG150U]测定流路厚2mm、流路宽度8mm的阿基米德螺旋流动长度。应予说明,测定在料筒温度260℃、模具温度70℃、注射压力98MPa下进行。
实施例1~15、比较例1~14
按表1和表2所示的组成,将由除(C)成分的FR-1以外的成分构成的混合物从挤出机的第1供给口供给。上述混合物是用V型搅拌机将以下(i)的预混物与其他成分混合得到的。即,(i)是(E)成分(抗滴落剂)与(A)成分的芳香族聚碳酸酯的混合物,是在聚乙烯袋中通过振荡该袋整体均匀混合至(E)成分为2.5重量%而得到的混合物。此外,添加(C)成分的FR-1时,在加热至80℃的状态使用液注装置(Fuji Techno Industries株式会社制HYM-JS-08),从料筒中途的第3供给口(位于第1供给口与排气口之间)以各自规定的比例供给至挤出机。液注装置设定为供给一定量,其他原料的供给量利用计量器[株式会社Kubota制CWF]精密计测。挤出使用直径30mmφ的排气式双轴挤出机(株式会社日本制钢所TEX30α-38.5BW-3V),在螺杆转速150rpm、排出量20kg/h、排气的真空度3kPa的条件下进行熔融混炼,得到颗粒。应予说明,在挤出温度从第1供给口到模头部分为260℃下实施。
利用热风循环式干燥机将部分得到的颗粒在80~90℃干燥6小时后,使用注射成型机,成型为评价用的试验片(依照UL94、ISO179、ISO75-1和ISO75-2)。结果也示于表1和表2。
表1~表4中符号标记的各成分如下。
(A成分)
PC:芳香族聚碳酸酯树脂[利用常规方法由双酚A和光气制作的粘均分子量19800的聚碳酸酯树脂粉末,帝人化成株式会社制PanliteL-1225WX]
(B成分)
PC-PDMS-1:聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(粘均分子量19800,PDMS量4.2重量%,PDMS聚合度37)
PC-PDMS-2:聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(粘均分子量19800,PDMS量8.4重量%,PDMS聚合度37)
PC-PDMS-3:聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(粘均分子量19800,PDMS量4.2重量%,PDMS聚合度8)
PC-PDMS-4:聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(粘均分子量19800,PDMS量4.2重量%,PDMS聚合度150)
(C成分)
FR-1:以双酚A双(二苯基磷酸酯)为主成分的磷酸酯(大八化学工业株式会社制:CR-741(商品名))
FR-2:全氟丁烷磺酸钾盐(大日本油墨化学工业株式会社制Megafac F-114P(商品名))
FR-3:含有Si-H基、甲基和苯基的有机硅氧烷系阻燃剂(信越化学工业株式会社制X-40-2600J(商品名))
(D成分)
Talc-1:滑石(林化成株式会社制;HST0.8(商品名),平均粒径3.5μm)
Talc-2:滑石(IMI Fabi S.p.A.株式会社制;HTP ultra5c(商品名),平均粒径0.5μm)
Talc-3:滑石(胜光山矿业所株式会社制;Victory Light SG-A(商品名),平均粒径15.2μm)
WSN:硅灰石(NYCO公司制:NYGLOS4)
MICA:云母(KINSEI MATEC株式会社制:云母粉末MT-200B)
(E成分)
PTFE-1:聚四氟乙烯(Daikin Chemical Industry株式会社制Polyflon MP FA500B(商品名))
PTFE-2:SN3300B7(商品名)(Shine polymer公司制,该聚四氟乙烯系混合体是采用悬浮聚合制造的支链状聚四氟乙烯粒子与苯乙烯-丙烯腈共聚物粒子的混合物(聚四氟乙烯含量50重量%))
(F成分)
ABS-1:ABS树脂[日本A&L株式会社制KRALASTIC SXH-330(商品名),丁二烯橡胶成分约17.5重量%,重均橡胶粒径为0.40μm,采用乳液聚合制造,不含润滑剂(EBS)]
ABS-2:ABS树脂[日本A&L株式会社制KRALASTIC GA-704(商品名),丁二烯橡胶成分约17.5重量%,重均橡胶粒径为0.40μm,采用乳液聚合制造,含润滑剂(EBS)]
MBS:核-壳型接枝共聚物[Rohm and Haas株式会社制:PARALOID EXL-2678(商品名);核为聚丁二烯60重量%、壳为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯40重量%的接枝共聚物,重均粒径为0.35μm,采用乳液聚合制造]
(其他成分)
DC30M:利用α-烯烃与马来酸酐的共聚得到的烯烃系蜡(三菱化学株式会社制;DIA Carna30M(商品名))
SL900:脂肪酸酯系脱模剂(理研维生素株式会社制;RIKEMALSL900(商品名))
IRGX:酚系热稳定剂(Ciba Specialty Chemicals K.K.制;IRGANOX1076(商品名))
实施例16~31、比较例15~29
按表3和表4所示的组成,从挤出机的第1供给口供给由除(F)成分的ABS树脂、(C)成分的FR-1以外的成分构成的混合物。上述混合物是用V型搅拌机混合以下(i)的预混物与其他成分而得到的。即,(i)是(E)成分(抗滴落剂)与(A)成分的芳香族聚碳酸酯的混合物,是在聚乙烯袋中通过震荡该袋整体均匀混合至(E)成分为2.5重量%而得到的混合物。含有(F)成分的ABS树脂时,使用侧进料口从第2供给口供给。此外,添加(C)成分的FR-1时,在加热至80℃的状态,使用液注装置(Fuji Techno Industries株式会社制HYM JS-08)从料筒中途的第3供给口(位于第1供给口与排气口之间),以各自规定的比例供给至挤出机。液注装置设定为供给一定量,其他原料的供给量利用计量器[株式会社Kubota制CWF]精密计测。挤出使用直径30mmφ的排气式双轴挤出机(株式会社日本制钢所TEX30α-38.5BW-3V),在螺杆转速150rpm、排出量20kg/h、排气的真空度3kPa的条件下进行熔融混炼,得到颗粒。应予说明,在挤出温度从第1供给口到模头部分为260℃下实施。
利用热风循环式干燥机将部分得到的颗粒在80~90℃干燥6小时后,使用注射成型机,成型为评价用的试验片(依照UL94、ISO179、ISO75-1和ISO75-2)。结果均示于表3和表4。
由上述表可知,通过配合本发明的特定量的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂,从而即使在薄壁成型品中,也能够以高水平满足阻燃性、耐冲击性、流动性的平衡。
发明的效果
本发明的热塑性树脂组合物在形成薄壁成型品的同时具有优异的阻燃性,并且以高水平兼顾冲击特性、流动性,因此在OA用途和其他各种领域中广泛有用。因此本发明所起到的工业效果极大。
Claims (9)
1.一种阻燃性树脂组合物,其特征在于,含有由(A)聚碳酸酯系树脂和(B)聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂构成的树脂成分100重量份、(C)有机磷系阻燃剂3~35重量份或有机金属盐系阻燃剂0.005~5重量份、(D)硅酸盐矿物0.1~30重量份、以及(E)抗滴落剂0.1~3重量份,且组合物中的所述(B)成分中的聚二有机硅氧烷含量为0.2~0.6重量%,所述(B)聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂通过使下述式(1)所示的二元酚与下述式(3)所示的羟基芳基末端聚二有机硅氧烷共聚而得到,
这里,R1和R2各自独立地表示选自卤素原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、碳原子数6~20的环烷基、碳原子数6~20的环烷氧基、碳原子数2~10的烯基、碳原子数3~14的芳基、碳原子数3~14的芳氧基、碳原子数7~20的芳烷基、碳原子数7~20的芳烷氧基、硝基、醛基、氰基和羧基中的基团,分别有多个时,它们可以相同也可以不同,e和f各自为1~4的整数,W为单键或选自下述式(2)所示的基团中的至少1个基团,
这里,R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地表示选自氢原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数3~14的芳基和碳原子数7~20的芳烷基中的基团,R19和R20各自独立地表示选自氢原子、卤素原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数6~20的环烷基、碳原子数6~20的环烷氧基、碳原子数2~10的烯基、碳原子数3~14的芳基、碳原子数6~10的芳氧基、碳原子数7~20的芳烷基、碳原子数7~20的芳烷氧基、硝基、醛基、氰基和羧基中的基团,R11、R12、R17和R18有多个时,它们可以相同也可以不同,g为1~10的整数,h为4~7的整数,
这里,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立为氢原子、碳原子数1~12的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,R9和R10各自独立为氢原子、卤素原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基,p为自然数,q为0或自然数,p+q为小于300的自然数,2个X为碳原子数2~8的二价脂肪族基团。
2.根据权利要求1所述的阻燃性树脂组合物,其中,(B)成分中的聚有机硅氧烷含量为0.2~0.45重量%。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃性树脂组合物,其中,进一步含有(F)苯乙烯树脂3~45重量份。
4.根据权利要求1所述的阻燃性树脂组合物,其中,硅酸盐矿物为滑石。
5.根据权利要求1所述的阻燃性树脂组合物,其中,抗滴落剂为被覆支链聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的阻燃性树脂组合物,其中,在UL94规格中以1.5mm的厚度实现5VB。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的阻燃性树脂组合物,其中,在UL94规格中以1.2mm的厚度实现5VB。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的阻燃性树脂组合物,其中,在UL94规格中以1.0mm的厚度实现5VB。
9.一种成型品,是由权利要求1~8中任一项所述的阻燃性树脂组合物形成的。
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