CN106133057A - 聚碳酸酯树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚碳酸酯树脂组合物,其包含:聚碳酸酯树脂(A),所述聚碳酸酯树脂(A)含有特定结构的聚碳酸酯‑聚有机硅氧烷共聚物(A‑1);共聚物(B),其具有源自丙烯腈及苯乙烯的结构单元且不具有源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元;及共聚物(C),其具有源自丁二烯及甲基丙烯酸甲酯的结构单元;且总树脂组合物中的所述聚有机硅氧烷嵌段部分的含量为0.50~10质量%,总树脂组合物中的所述源自丁二烯的结构单元的含量为3~10质量%。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚碳酸酯树脂组合物。
背景技术
聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(以下也称作“PC-POS”)因其较高的耐冲击性、耐药品性及阻燃性等优异的性质而受到关注。因此,期待含有PC-POS的聚碳酸酯树脂组合物在电气、电子设备领域、汽车领域等各种领域中得到广泛利用。尤其是在移动电话、移动式个人电脑、数码相机、摄像机、电动工具等的壳体及其他日用品中的利用正在扩大。
对于上述含有PC-POS的聚碳酸酯树脂组合物,还正在研究进一步提升耐冲击性或阻燃性、以及赋予流动性等其他特性。例如在专利文献1、2中公开有如下热塑性树脂,其分别含有特定量的聚碳酸酯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(以下也称作“AS”)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(以下也称作“ABS”)、聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物及含磷的阻燃剂,且实质上不使冲击强度变差而提升流动性、阻燃性。
在专利文献3、4中,作为维持优异的阻燃性并且满足成形性、耐冲击性、刚性,可成形为热稳定性优异的成形体的聚碳酸酯树脂组合物,公开有如下聚碳酸酯树脂组合物,其含有聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂及聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物和/或含官能团的有机硅化合物等。
另外,在专利文献5中公开有如下聚碳酸酯树脂组合物,其含有聚碳酸酯和/或具有脂肪族片段的共聚酯碳酸酯、ABS系树脂和/或SAN(丙烯腈-苯乙烯)树脂、磷酸酯系化合物及聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物,且即便较薄地成形也具有优异的阻燃性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-52401号公报
专利文献2:日本特表2008-516013号公报
专利文献3:日本特开2000-191898号公报
专利文献4:日本特开2001-55500号公报
专利文献5:日本特开平4-285655号公报
发明内容
发明所要解决的问题
对可成形为薄壁且大型的成形体的聚碳酸酯树脂组合物要求ABS树脂水平的高流动性。然而,一直以来,存在若要使含有PC-POS的聚碳酸酯树脂组合物的流动性提升则冲击强度下降的倾向,难以以高水平兼有流动性与冲击强度。
而且,存在若为了使聚碳酸酯树脂组合物的流动性或耐冲击性提升而添加ABS树脂或AS树脂等,则阻燃性下降的问题。
本发明的目的在于提供一种流动性及阻燃性优异且可获得具有高冲击强度的成形体的聚碳酸酯树脂组合物。
用于解决问题的手段
本发明者等人潜心研究,结果发现,通过将含有PC-POS及特定的共聚物的聚碳酸酯树脂组合物中的POS嵌段部分的含量及共聚物中的共聚成分的含量分别设为特定的范围,可解决上述课题,从而完成本发明。
即,本发明涉及下述[1]~[13]。
[1]一种聚碳酸酯树脂组合物,其包含:
聚碳酸酯树脂(A),其含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1),所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1)具有包含下述通式(I)所表示的重复单元的聚碳酸酯嵌段、及包含下述通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段;
共聚物(B),其具有源自丙烯腈及苯乙烯的结构单元且不具有源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元;及
共聚物(C),其具有源自丁二烯及甲基丙烯酸甲酯的结构单元,
总树脂组合物中的上述聚有机硅氧烷嵌段部分的含量为0.50~10质量%,总树脂组合物中的源自上述丁二烯的结构单元的含量为3~10质量%。
[式中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基;X表示单键、碳数1~8的烷撑基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环烷撑基、碳数5~15的环烷叉基、芴二基、碳数7~15的芳基烷撑基、碳数7~15的芳基烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-;R3及R4分别独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基;a及b分别独立地表示0~4的整数;n表示平均重复数。]
[2]如上述[1]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯树脂(A)中的上述聚有机硅氧烷嵌段部分的含量为0.75~15质量%。
[3]如上述[1]或[2]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(B)成分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(B-1)。
[4]如上述[3]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(B)成分还包含丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(B-2)。
[5]如上述[1]至[4]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(C)成分包含选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯二元共聚物中的1种以上。
[6]如上述[4]或[5]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,相对于上述(A)成分100质量份,上述(B-1)成分的含量为8~100质量份,上述(B-2)成分的含量为25质量份以下,上述(C)成分的含量为0.5~8质量份。
[7]如上述[3]至[6]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(B-1)成分中的上述源自丁二烯的结构单元的含量为8~75质量%。
[8]如上述[4]至[7]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(B-2)成分在温度200℃、负荷10kgf下测定的熔体体积速率(MVR)为3~150cm3/10分钟。
[9]如上述[1]至[8]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其还包含阻燃剂(D)。
[10]如上述[9]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述(D)成分为磷系阻燃剂。
[11]如上述[10]所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述磷系阻燃剂为缩合磷酸酯。
[12]如上述[9]至[11]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,相对于上述(A)成分100质量份,上述阻燃剂(D)的含量为10~40质量份。
[13]一种成形体,其包含上述[1]至[12]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物。
发明效果
根据本发明,可提供一种流动性及阻燃性优异且可获得具有高冲击强度的成形体的聚碳酸酯树脂组合物。
具体实施方式
[聚碳酸酯树脂组合物]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的特征在于,包含:聚碳酸酯树脂(A),所述聚碳酸酯树脂(A)含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1),所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1)具有包含下述通式(I)所表示的重复单元的聚碳酸酯嵌段、及包含下述通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段;共聚物(B),其具有源自丙烯腈及苯乙烯的结构单元且不具有源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元;及共聚物(C),其具有源自丁二烯及甲基丙烯酸甲酯的结构单元。总树脂组合物中的上述聚有机硅氧烷嵌段部分的含量为0.50~10质量%,总树脂组合物中的上述源自丁二烯的结构单元的含量为3~10质量%。
[式中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基;X表示单键、碳数1~8的烷撑基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环烷撑基、碳数5~15的环烷叉基、芴二基、碳数7~15的芳基烷撑基、碳数7~15的芳基烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-;R3及R4分别独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基;a及b分别独立地表示0~4的整数;n表示平均重复数。]
[聚碳酸酯树脂(A)]
本发明所使用的聚碳酸酯树脂(A)(以下也称作“(A)成分”)的特征在于,含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1)(以下也称作“PC-POS(A-1)”或“(A-1)成分”)。需要说明的是,如下所述,也可以以不损害本发明的效果的程度含有除(A-1)成分以外的芳香族聚碳酸酯树脂(A-2)作为(A)成分。
<聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1)>
PC-POS(A-1)是具有包含下述通式(I)所表示的重复单元的聚碳酸酯嵌段、及包含下述通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物。
[式中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基;X表示单键、碳数1~8的烷撑基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环烷撑基、碳数5~15的环烷叉基、芴二基、碳数7~15的芳基烷撑基、碳数7~15的芳基烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-;R3及R4分别独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基;a及b分别独立地表示0~4的整数;n表示平均重复数。]
PC-POS(A-1)可单独使用1种,也可并用2种以上。另外,PC-POS(A-1)中的通式(I)所表示的重复单元的种类可仅为1种,也可含有2种以上。关于PC-POS(A-1)中的通式(II)所表示的重复单元也相同。
上述通式(I)中,作为R1及R2分别独立地表示的卤素原子,可列举:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为R1及R2分别独立地表示的烷基,可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基(所谓“各种”,表示包含直链状及所有支链状的基团,以下相同)、各种戊基、各种己基。作为R1及R2分别独立地表示的烷氧基,可列举烷基部位为上述烷基的情形。
各R1及R2优选为碳数1~4的烷基或碳数1~4的烷氧基。
作为X所表示的烷撑基,例如可列举:亚甲基、乙撑基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基等,优选为碳数1~5的烷撑基。作为X所表示的烷叉基,可列举:乙叉基、异丙叉基等。作为X所表示的环烷撑基,优选为碳数5~10的环烷撑基,可列举:环戊二基、环己二基、环辛二基等。作为X所表示的环烷叉基,例如可列举:环己叉基、3,5,5-三甲基环己叉基、2-金刚烷叉基等,优选为碳数5~10的环烷叉基,更优选为碳数5~8的环烷叉基。作为X所表示的芳基烷撑基的芳基部位,可列举:苯基、萘基、联苯基、蒽基等成环碳数6~14的芳基。作为X所表示的芳基烷叉基的芳基部位,可列举:苯基、萘基、联苯基、蒽基等成环碳数6~14的芳基。
a及b分别独立地表示0~4的整数,优选为0~2,更优选为0或1。
通式(II)中,作为R3及R4分别独立地表示的卤素原子,可列举:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作为R3及R4分别独立地表示的烷基、烷氧基,可列举与R1及R2的情形相同的基团。作为R3及R4分别独立地表示的芳基,可列举:苯基、萘基等。
需要说明的是,各R3及R4优选为氢原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基,更优选为均为甲基。
通式(II)中,n为平均重复数,优选表示30~500的整数,更优选表示30~150的整数,进一步优选表示30~120的整数。若平均重复数n为30以上,则耐冲击性充分。若平均重复数n为500以下,则容易避免因原料POS(polyorganosiloxane,聚有机硅氧烷)的粘度过高而使制造共聚物时的操作变困难。
作为包含通式(II)所表示的重复结构的聚有机硅氧烷嵌段的结构,优选为下述通式(II′)所表示的结构。
上述式(II′)中,R3~R6分别独立地表示氢原子、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基。Y表示单键或者含有-C(=O)-、脂肪族基团或芳香族基团的二价有机残基。n为平均重复数。
各R3~R6优选为氢原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基。作为Y,优选为具有烷基的酚系化合物的残基,更优选为源自烯丙基苯酚的有机残基或源自丁香油酚的有机残基。
另外,作为包含通式(II)所表示的重复结构的聚有机硅氧烷嵌段的结构,也优选为下述式(II")所表示的结构。
上述式(II")中,R3~R6及Y与上述通式(II′)中的R3~R6及Y相同,优选的基团也相同。p与q之和为n。优选为p及q分别为n/2。
m表示0或1。
Z′表示单键、-R7O-、-R7COO-、-R7NH-、-COO-或-S-,该R7表示直链、支链或环状烷撑基、可在芳香环上具有烷氧基的芳基取代烷撑基、亚芳基或二亚芳基。该R7的具体例在后面叙述。
另外,β表示源自二异氰酸酯化合物的二价基团、源自二羧酸的二价基团或源自二羧酸卤化物的二价基团。该源自二异氰酸酯化合物的二价基团、源自二羧酸的二价基团及源自二羧酸卤化物的二价基团的具体例在后面叙述。
PC-POS(A-1)中的包含上述通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量优选为2.0~15质量%,更优选为3.0~8.5质量%,进一步优选为3.2~7.5质量%。若该含量为2.0质量%以上,则所得的树脂组合物的耐冲击性更良好。另外,若为15质量%以下,则制造PC-POS(A-1)时的操作性更良好。需要说明的是,(A-1)成分中的上述聚有机硅氧烷嵌段部分的含量可通过核磁共振(NMR)而算出。
PC-POS(A-1)的粘均分子量(Mv)优选为10000~25000,更优选为12000~23000。若(A-1)成分的粘均分子量为此范围,则容易取得流动性与耐冲击性的平衡。
需要说明的是,在本发明中,粘均分子量(Mv)是利用乌氏粘度管测定20℃下的二氯甲烷溶液的特性粘度[η]并根据Schnell的式子([η]=1.23×10-5×Mv0.83)算出的值。
对于PC-POS(A-1)的制造方法并无特别限制,可参照公知的PC-POS的制造方法、例如日本特开2010-241943号公报等记载的方法而容易地制造。
具体而言,可通过如下方式制造:使预先制造的芳香族聚碳酸酯低聚物与末端具有反应性基团的聚有机硅氧烷(下述通式(2)及(3)所表示的聚有机硅氧烷等)溶解于非水溶性有机溶剂(二氯甲烷等)中,添加下述通式(1)所表示的二元酚(双酚A等)的碱性化合物水溶液(氢氧化钠水溶液等),使用叔胺(三乙胺等)或季铵盐(三甲基苄基氯化铵等)作为聚合催化剂,在分子量调节剂(末端封端剂)(对叔丁基苯酚等一元酚)的存在下进行界面聚缩合反应。需要说明的是,可通过调整上述聚有机硅氧烷的使用量等而调整PC-POS(A-1)成分中的包含通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量。
上述界面聚缩合反应后,适当地静置而分离为水相与非水溶性有机溶剂相[分离工序],对非水溶性有机溶剂相进行清洗(优选按碱性水溶液、酸性水溶液、水的顺序清洗)[清洗工序],对所得的有机相进行浓缩[浓缩工序]、粉碎[粉碎工序]及干燥[干燥工序],由此可获得PC-POS。通过调整该聚有机硅氧烷嵌段含量经调整的PC-POS(A-1)成分与包含除(A-1)以外的芳香族聚碳酸酯树脂(A-2)的聚碳酸酯树脂(A)的使用比率,可调整(A)成分中的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量。
另外,PC-POS也可通过使下述通式(1)所表示的二元酚、下述通式(2)所表示的聚有机硅氧烷、及碳酰氯、碳酸酯或氯甲酸酯共聚而制造。
在此,通式(1)中,R1及R2、X、a及b与上述通式(I)相同。通式(2)中,R3~R6与上述通式(II′)中的R3~R6相同,n与上述通式(II)中的n相同。另外,Y′与上述通式(II′)中的Y相同。
m表示0或1,Z表示卤素原子、-R7OH、-R7COOH、-R7NH2、-R7NHR8、-COOH或-SH,R7表示直链、支链或环状烷撑基、可在芳香环上具有烷氧基的芳基取代烷撑基、亚芳基或二亚芳基,R8表示烷基、烯基、芳基、芳烷基或烷氧基。
所谓二亚芳基,是指两个亚芳基直接连结或经由二价有机基团连结而成的基团,具体而言,为具有-Ar1-W-Ar2-所表示的结构的基团。在此,Ar1及Ar2表示亚芳基,W表示单键或二价有机基团。W的具体例及优选例与上述通式(I)中的X相同。
作为R7所表示的直链或支链烷撑基,可列举碳数1~8的烷撑基,优选为列举碳数1~5的烷撑基,作为环状烷撑基,可列举碳数5~15的环烷撑基,优选为列举碳数5~10的环烷撑基。作为R7所表示的芳基取代烷撑基的烷撑基部位,可列举碳数1~8的烷撑基,优选为列举碳数1~5的烷撑基。作为R7所表示的芳基取代烷撑基的芳基部位,可列举:苯基、萘基、联苯基、蒽基等成环碳数6~14的芳基。作为R7、Ar1及Ar2所表示的亚芳基,可列举:亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚蒽基等成环碳数6~14的亚芳基。
优选Y′表示单键或者含有-C(=O)-、脂肪族基团或芳香族基团且Si与O或Si与Z键合的二价有机残基。作为R3~R6,均优选为氢原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基。n与上述相同,m表示0或1。
作为Z,优选为-R7OH、-R7COOH、-R7NH2、-COOH或-SH。该R7如上述定义,优选的基团也相同。
作为R8,优选为烷基、烯基、芳基或芳烷基。
关于作为PC-POS的原料的通式(1)所表示的二元酚,并无特别限定,优选为2,2-双(4-羟基苯基)丙烷[通称:双酚A]。在使用双酚A作为二元酚的情况下,成为在通式(I)中,X为异丙叉基且a=b=0的PC-POS。
作为除双酚A以外的二元酚,例如可列举:双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)萘基甲烷、1,1-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-双(4- 羟基-3,5-二溴苯基)丙烷等双(羟基芳基)烷烃类;1,1-双(4-羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,5,5-三甲基环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)降冰片烷、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷等双(羟基芳基)环烷烃类;4,4′-二羟基二苯基醚、4,4′-二羟基-3,3′-二甲基苯基醚等二羟基芳基醚类;4,4′-二羟基二苯基硫醚、4,4′-二羟基-3,3′-二甲基二苯基硫醚等二羟基二芳基硫醚类;4,4′-二羟基二苯基亚砜、4,4′-二羟基-3,3′-二甲基二苯基亚砜等二羟基二芳基亚砜类;4,4′-二羟基二苯基砜、4,4′-二羟基-3,3'-二甲基二苯基砜等二羟基二芳基砜类;4,4′-二羟基联苯等二羟基联苯类;9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等二羟基二芳基芴类;1,3-双(4-羟基苯基)金刚烷、2,2-双(4-羟基苯基)金刚烷、1,3-双(4-羟基苯基)-5,7-二甲基金刚烷等二羟基二芳基金刚烷类;4,4′-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双酚、10,10-双(4-羟基苯基)-9-蒽酮、1,5-双(4-羟基苯硫基)-2,3-二氧杂戊烯等。
这些二元酚可单独使用1种,也可混合2种以上使用。
通式(2)所表示的聚有机硅氧烷可通过使具有烯烃性不饱和碳-碳键的酚类(优选为乙烯基苯酚、烯丙基苯酚、丁香油酚、异丙烯基苯酚等)与具有特定的聚合度(n:重复数)的聚有机硅氧烷链的末端进行硅氢化反应而容易地制造。上述酚类更优选为烯丙基苯酚或丁香油酚。
作为通式(2)所表示的聚有机硅氧烷,优选为R3~R6均为甲基的聚有机硅氧烷。
作为通式(2)所表示的聚有机硅氧烷,例如可列举以下的通式(2-1)~(2-10)的化合物。
上述通式(2-1)~(2-10)中,R3~R6、n及R8如上述定义,优选的基团也相同。c表示正整数,通常为1~6的整数。
这些之中,从聚合的容易性的观点出发,优选为通式(2-1)所表示的酚改性聚有机硅氧烷。另外,从获取的容易性的观点出发,优选为作为通式(2-2)所表示的化合物中的一种的α,ω-双[3-(邻羟基苯基)丙基]聚二甲基硅氧烷、作为通式(2-3)所表示的化合物中的一种的α,ω-双[3-(4-羟基-2-甲氧基苯基)丙基]聚二甲基硅氧烷。
上述酚改性聚有机硅氧烷可通过公知的方法制造。作为制造方法,例如可列举以下所示的方法。
首先,使环三硅氧烷与二硅氧烷在酸性催化剂存在下反应而合成α,ω-二氢有机聚硅氧烷。此时,通过改变环三硅氧烷与二硅氧烷的投入比,可合成具有所需的平均重复数的α,ω-二氢聚有机硅氧烷。继而,在硅氢化反应用催化剂的存在下,使烯丙基苯酚、丁香油酚等具有不饱和脂肪族烃基的酚化合物与该α,ω-二氢聚有机硅氧烷进行加成反应,由此可制造具有所需的平均重复数的酚改性聚有机硅氧烷。
另外,在此阶段,由于低分子量的环状聚有机硅氧烷或过量的上述酚化合物作为杂质残留,因此优选在减压下进行加热而将这些低分子化合物蒸馏去除。
此外,PC-POS也可以通过使通式(1)所表示的二元酚、下述通式(3)所表示的聚有机硅氧烷、及碳酰氯、碳酸酯或氯甲酸酯共聚而制造。通式(3)所表示的聚有机硅氧烷是通式(2)所表示的聚有机硅氧烷与二异氰酸酯化合物、二羧酸或二羧酸卤化物的反应产物。
通式(3)式中,R3~R6、m、p、q、Y′、Z及Z′如上述定义,优选的基团也相同。需要说明的是,关于通式(3)中的p及q,可优选列举p=q即p=n/2、q=n/2。
另外,β表示源自二异氰酸酯化合物的二价基团、源自二羧酸的二价基团或源自二羧酸卤化物的二价基团,例如可列举以下的通式(3-1)~(3-5)所表示的二价基团。
如上所述,作为(A)成分,也可以以不损害本发明的效果的程度含有除(A-1)成分以外的芳香族聚碳酸酯树脂(A-2)(以下也称作“(A-2)成分”)。该(A-2)成分使用芳香族二元酚系化合物而得到,可用于调整(A)成分中所含的包含通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量。
该(A-2)成分的芳香族聚碳酸酯树脂的粘均分子量从物性方面的观点出发,优选为10000~40000,更优选为13000~30000。
上述芳香族聚碳酸酯树脂(A-2)优选不具有上述通式(II)所表示的重复结构,且主链包含下述通式(III)所表示的重复单元。作为此种芳香族聚碳酸酯树脂,并无特别限制,可使用各种公知的芳香族聚碳酸酯树脂。
[式中,R9及R10分别独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基;X′表示单键、碳数1~8的烷撑基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环烷撑基、碳数5~15的环烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-;d及e分别独立地表示0~4的整数。]
作为R9及R10的具体例,可列举与上述R1及R2相同的基团,优选的基团也相同。作为R9及R10,更优选为碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基。作为X′的具体例,可列举与上述X相同的基团,优选的基团也相同。d及e分别独立地优选为0~2,更优选为0或1。
上述芳香族聚碳酸酯树脂具体而言可使用通过界面聚合法或吡啶法等现有的芳香族聚碳酸酯的制造方法所得的树脂,所述界面聚合法是在对反应不活泼的有机溶剂、碱性水溶液的存在下使芳香族二元酚系化合物及碳酰氯反应后,添加叔胺或季铵盐等聚合催化剂进行聚合,所述吡啶法是将芳香族二元酚系化合物溶解于吡啶或吡啶与不活泼溶剂的混合溶液中,并导入碳酰氯直接进行制造。
上述反应时,视需要可使用分子量调节剂(末端封端剂)、支链化剂等。
需要说明的是,作为上述芳香族二元酚系化合物,可列举下述通式(III′)所表示的化合物。
[式中,R9、R10、X′、d及e如上述定义,优选的基团也相同。]
作为该芳香族二元酚系化合物的具体例,例如可列举:2,2-双(4-羟基苯基)丙烷[双酚A]、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷等双(羟基苯基)烷烃系、4,4′-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)环烷烃、双(4-羟基苯基)氧化物、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)酮等。
这些之中,优选为双(羟基苯基)烷烃系二元酚,更优选为双酚A。
上述芳香族聚碳酸酯树脂(A-2)可单独使用1种,也可并用2种以上。
聚碳酸酯树脂(A)的粘均分子量(Mv)优选为10000~30000,更优选为12000~26000。若(A)成分的粘均分子量为此范围,则流动性与耐冲击性的平衡更优异。
聚碳酸酯树脂(A)中的包含通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量优选为0.75~15质量%,更优选为0.75~10质量%,进而优选为0.80~6.0质量%。若上述含量为0.75质量%以上,则冲击强度的提升效果更高,若为15质量%以下,则容易避免冲击强度的下降。
在此,(A)成分中的上述聚有机硅氧烷嵌段部分的含量可通过核磁共振(NMR)而算出。
从优选将(A)成分中的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量调整为上述范围的观点出发,(A)成分中的(A-1)成分的含量优选为10~100质量%,更优选为15~100质量%,进而优选为20~100质量%。
若(A-1)成分为10质量%以上,则无需提高(A-1)成分中的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量,在制造PC-POS方面优选。
[共聚物(B)]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物含有具有源自丙烯腈及苯乙烯的结构单元且不具有源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元的共聚物作为(B)成分。聚碳酸酯树脂组合物通过含有该(B)成分而流动性优异,且由于具有源自丙烯腈的结构单元,因此可获得与上述(A)成分的相容性也良好的树脂组合物。
作为该(B)成分,可列举丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(AS)及将其他成分进一步与丙烯腈及苯乙烯共聚所得的三元以上的共聚物等。
作为上述其他成分的具体例,可列举:聚丁二烯、(甲基)丙烯酸酯(其中甲基丙烯酸甲酯除外)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯-丙烯酸系橡胶、异戊二烯橡胶、异戊二烯-苯乙烯橡胶、异戊二烯-丙烯酸系橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶等。其中,特别优选的是聚丁二烯。此处使用的聚丁二烯可使用低顺式聚丁二烯(例如含有1~30摩尔%的1,2-乙烯基键、30~42摩尔%的1,4-顺式键的聚丁二烯)、高顺式聚丁二烯(例如含有20摩尔%以下的1,2-乙烯基键、78摩尔%以上的1,4-顺式键的聚丁二烯)中的任一个,另外,也可为它们的混合物。
作为上述三元以上的共聚物的具体例,可列举:丙烯腈-丙烯酸酯- 苯乙烯三元共聚物(AAS)、使丙烯腈及苯乙烯与聚丁二烯聚合而成的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、丙烯腈-(乙烯/丙烯/二烯共聚物)-苯乙烯共聚物(AES)等。
上述共聚物可单独使用1种,也可并用2种以上。
上述共聚物中,从提升流动性且通过含有橡胶成分也提升耐冲击性的方面出发,优选为(B)成分至少含有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(B-1)(以下也称作“(B-1)成分”)。另外,从提升流动性的方面出发,也可还含有丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(B-2)(以下也称作“(B-2)成分”)。
上述(B-1)成分中的源自丁二烯的结构单元的含量优选为8~75质量%,更优选为30~70质量%,进而优选为50~70质量%。若(B-1)成分中的源自丁二烯的结构单元的含量为8质量%以上,则成形体的耐冲击性进一步提升。
上述(B-2)成分在温度200℃、负荷10kgf下测定的熔体体积速率(MVR)优选为3~150cm3/10分钟。通过使(B-2)成分的MVR为上述范围,树脂组合物的流动性进一步提升。尤其是在使用源自丁二烯的结构单元的含量为30~70质量%的成分作为上述(B-1)成分的情况下,从提升流动性的观点出发,所使用的(B-2)成分的上述MVR更优选为50~150cm3/10分钟。
MVR可利用依据ISO1133的方法而测定。
关于作为上述(B-1)成分的ABS的市售品,可列举:SANTAC AT-05、KRALASTIC SXH-330(以上为NIPPON A&L(股)制造)、TOYOLAC 500、700(Toray(股)制造)、PA-756(奇美实业公司制造)、HR181(KUMHO PETROCHEMICAL公司制造)等。另外,关于作为上述(B-2)成分的AS的市售品,可列举:290FF(Techno Polymer(股)制造)、S100N、S200N、S101N(UMG ABS(股)制造)、PN-117C(奇美实业公司制造)等。
[共聚物(C)]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物含有具有源自丁二烯及甲基丙烯酸甲酯的结构单元的共聚物作为(C)成分。通过含有该(C)成分,可获得耐冲击性尤其优异的树脂组合物。
作为该(C)成分,可列举:使甲基丙烯酸甲酯及苯乙烯与聚丁二烯聚合而成的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯四元共聚物(MABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯二元共聚物(MB)等。
上述共聚物可单独使用1种,也可并用2种以上。其中,从提升耐冲击性的方面出发,优选(C)成分含有选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯二元共聚物中的1种以上。
作为MBS的市售品,可列举:Metablen C223A(Mitsubishi Rayon(股)制造)、DENKATH聚合物(电气化学工业(股)制造)、Kane Ace B(Kaneka(股)制造)、Paraloid EXL2620(Dow Chemical制造)等。作为MABS的市售品,可列举:DENKA CL聚合物、DENKA TE聚合物、DENKA TP聚合物(以上为电气化学工业(股)制造)等。作为MB的市售品,可列举:Kane AceM-711(Kaneka(股)制造)、Paraloid EXL2603、Paraloid EXL2690(以上为Dow Chemical制造)等。
在此,在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,上述(B-1)成分、(B-2)成分及(C)成分相对于上述(A)成分100质量份的优选的含量如以下所述。若各成分的含量为下述范围,则成为流动性及耐冲击性的平衡更良好的组合物。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,相对于上述(A)成分100质量份,优选(B-1)成分的含量为8~100质量份,(B-2)成分的含量为25质量份以下,且(C)成分的含量为0.5~8质量份。更优选(B-1)成分的含量为8~50质量份,(B-2)成分的含量为1~20质量份,且(C)成分的含量为1~5质量份。另外,在(B-1)成分的源自丁二烯的结构单元的含量为30~70质量%的情况下,上述含量相对于上述(A)成分100质量份,优选(B-1)成分的含量为8~15质量份,(B-2)成分的含量为10~25质量份,且(C)成分的含量为1~5质量份。
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,包含上述通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量在总树脂组合物中为0.50~10质量%,优选为0.60~8.0质量%,更优选为0.70~5.0质量%。
若该含量小于0.50质量%,则所得的成形体的冲击强度不充分。另外,若该含量为10质量%以下,则从经济性的方面而言优选。
在此,树脂组合物中的聚有机硅氧烷嵌段部分的含量是通过核磁共振(NMR)测定而算出的值。
另外,本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,总树脂组合物中的上述源自丁二烯的结构单元的含量为3~10质量%。若源自丁二烯的结构单元的含量小于3质量%,则成形体的耐冲击性不足,若超过10质量%,则流动性及阻燃性下降。从上述观点出发,本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,优选总树脂组合物中的上述源自丁二烯的结构单元的含量为3~8质量%,更优选为3.5~6质量%。
此外,本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,优选总树脂组合物中的上述源自苯乙烯的结构单元的含量为5~35质量%,优选上述源自丙烯腈的结构单元的含量为3~10质量%。若源自苯乙烯的结构单元的含量为5质量%以上,则流动性更良好,若为35质量%以下,则容易避免成形体的耐冲击性下降。另外,若源自丙烯腈的结构单元的含量为3质量%以上,则与(A)成分的相容性更良好,若为10质量%以下,则容易避免成形体的耐冲击性下降。
从上述观点出发,本发明的聚碳酸酯树脂组合物更优选上述源自苯乙烯的结构单元的含量为7~20质量%,进一步优选为8~15质量%。另外,更优选上述源自丙烯腈的结构单元的含量为3~8质量%,进而优选为3~6质量%。
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,包含上述通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段部分与上述源自丁二烯的结构单元的合计含量优选为3.5~15质量%,更优选为4.0~10质量%。聚有机硅氧烷嵌段部分与源自丁二烯的结构单元均使耐冲击性提升。因此,若上述合计含量为3.5质量%以上,则可获得更高的耐冲击性。另外,若为15质量%以下,则可进一步抑制流动性的下降。
[阻燃剂(D)]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物优选还包含阻燃剂作为(D)成分。
作为阻燃剂,只要为具有在本发明的效果的范围内提升燃烧性的效果的阻燃剂,则并无特别限制,可例示各种公知的阻燃剂,例如卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、金属盐系阻燃剂。这些各种公知的阻燃剂之中,从赋予高阻燃性的观点出发,优选为使用磷系阻燃剂作为(D)成分。
作为磷系阻燃剂,可列举红磷或磷酸酯系的阻燃剂。
作为磷酸酯系的阻燃剂,特别优选为不含卤素的物质,可列举磷酸酯的单体、低聚物、聚合物或包括这些的混合物。具体而言,可列举:磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸甲酚酯二苯酯、磷酸辛酯二苯酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸二异丙酯苯酯、磷酸三(二甲苯基)酯、磷酸三(异丙基苯基)酯、磷酸三萘酯、双酚A双磷酸酯、对苯二酚双磷酸酯、间苯二酚双磷酸酯、间苯二酚-二苯基磷酸酯、间苯三酚三磷酸酯等或这些的取代物、缩合物等。其中,优选使用缩合磷酸酯。
作为可优选地用作磷酸酯系阻燃剂的市售的磷酸酯化合物,例如可列举大八化学工业股份有限公司制造的TPP[磷酸三苯酯]、TXP[磷酸三(二甲苯基)酯]、CR733S[间苯二酚双(二苯基磷酸酯)]、CR741[双酚A双(二苯基磷酸酯)]、PX200[1,3-亚苯基-四(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]、PX201L[1,4-亚苯基-四(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]、PX202[4,4′-联亚苯基-四(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]等。
上述磷酸酯系阻燃剂可通过二元酚类及Ar·OH所表示的一元酚类与氧氯化磷的反应而获得。
这些阻燃剂可单独使用1种,也可并用2种以上。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的(D)成分的含量相对于上述(A)成分100质量份,优选为10~40质量份,更优选为10~30质量份,进而优选为15~30质量份。若该含量为10质量份以上,则可获得更良好的阻燃性,并且树脂组合物的流动性进一步提升。另外,若为40质量份以下,则容易维持耐冲击性及耐热性。
[其他成分]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中,可以在不明显损害本发明的效果的程度内适当含有其他成分。
作为其他成分,例如可列举:抗氧化剂、紫外线吸收剂、脱模剂、阻燃助剂、无机填充材、着色剂(染料、颜料)等添加剂。
作为抗氧化剂,可列举:磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂及酚系抗氧化剂等。
作为磷系抗氧化剂,并无特别限制。作为代表例,除亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸2-乙基己酯二苯酯以外,可列举:亚磷酸三烷基酯、亚磷酸三环烷基酯、亚磷酸三芳基酯、磷酸三烷基酯、磷酸三环烷基酯、磷酸三芳基酯等。其中,可优选地使用亚磷酸三芳基酯及磷酸三芳基酯。
作为硫系抗氧化剂,并无特别限制,优选为季戊四醇四(3-月桂基硫基丙酸酯)、四[亚甲基-3-(十二烷基硫基)丙酸酯]甲烷。
作为酚系抗氧化剂,并无特别限制,可优选地使用受阻酚系。其中,优选为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-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]、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯等。
在本发明中,在使用抗氧化剂的情况下,可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。作为抗氧化剂,优选使用磷系抗氧化剂,更优选单独使用磷系抗氧化剂或者并用磷系抗氧化剂与硫系抗氧化剂和/或酚系抗氧化剂。
抗氧化剂的调配量相对于上述(A)成分100质量份,优选为0.001~5质量份,更优选为0.005~3质量份,进一步优选为0.01~1质量份。若抗氧化剂的调配量为上述范围内,则可充分地防止树脂组合物在成形时变色或分子量下降,可提升抗氧化效果。
作为紫外线吸收剂,可使用二苯甲酮系、苯并三唑系、羟基苯基三嗪系、环状亚胺基酯系、氰基丙烯酸酯系等紫外线吸收剂。紫外线吸收剂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。作为紫外线吸收剂,优选使用选自二苯甲酮系紫外线吸收剂及苯并三唑系紫外线吸收剂中的至少1种,更优选使用苯并三唑系紫外线吸收剂。
作为二苯甲酮系紫外线吸收剂,例如可列举: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-磺酰基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酰基三水合物二苯甲酮、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-钠磺酰基二苯甲酮、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及2-羟基-4-甲氧基-2′-羧基二苯甲酮等。
作为苯并三唑系紫外线吸收剂,例如可列举: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-3,5-二异丙苯基苯基)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-异丙苯基-6-苯并三唑苯基)、2,2′-对亚苯基双(1,3-苯并噁嗪-4-酮)、及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-苯并三唑与可与该单体共聚的乙烯系单体的共聚物或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。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的紫外线吸收剂的调配量相对于上述(A)成分100质量份,优选为0.001~1质量份,更优选为0.005~0.7质量份,进而优选为0.01~0.5质量份。若紫外线吸收剂的调配量为0.001质量份以上,则可充分地抑制成形体发生黄变等着色。另外,若为1质量份以下,则从经济性的方面而言优选,另外,也不会在成形时产生模具污染。
作为脱模剂,可使用脂肪酸酯、聚烯烃系蜡、氟油、石蜡等。其中,优选为脂肪酸酯,例如优选为:硬脂酸单甘油酯、硬脂酸甘油二酯、硬脂酸单山梨醇酯、山萮酸单甘油酯、季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、甘油单硬脂酸酯等偏酯或季戊四醇四硬脂酸酯。这些可单独使用1种或将2种以上组合使用。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的脱模剂的调配量相对于上述(A)成分100质量份,优选为0.01~3质量份,更优选为0.1~2质量份,进而优选为0.2~2质量份。
阻燃助剂优选与上述阻燃剂(D)并用,可使用聚四氟乙烯(PTFE)或氧化锑化合物。其中,优选使用PTFE,期望使用具有原纤维形成能力的PTFE。另外,也期望使用包含PTFE粒子及有机系聚合物粒子的混合粉体。
作为用于制造有机系聚合物粒子的单体的具体例,可列举:苯乙烯系单体;(甲基)丙烯酸烷基酯系单体;氰化乙烯基系单体;乙烯基醚系单体;羧酸乙烯基酯系单体;烯烃系单体;二烯系单体等。特别优选使用(甲基)丙烯酸烷基酯系单体。需要说明的是,所谓(甲基)丙烯酸烷基酯系单体,是指丙烯酸烷基酯系及甲基丙烯酸烷基酯系两者的单体。
通过将这些单体聚合而获得有机系聚合物粒子。上述单体可使用1种或将2种以上混合使用。作为有机系聚合物粒子,优选为包含(甲基)丙烯酸烷基酯系共聚物的粒子。
阻燃助剂的调配量相对于上述(A)成分100质量份,优选为0.1~2质量份,更优选为0.3~1.5质量份。
作为无机填充材,可列举:滑石、云母、高岭土、硅藻土、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、玻璃纤维、碳纤维、钛酸钾纤维等。其中,优选为板状的滑石、云母等或玻璃纤维、碳纤维等纤维状的填充材。通过调配无机填充材,可进一步提升阻燃性或尺寸稳定性。
这些可单独使用1种或将2种以上组合使用。
无机填充材的调配量相对于上述(A)成分100质量份,优选为0.1~10质量份,更优选为0.5~5质量份。若上述调配量为0.1质量份以上,则可充分地获得阻燃性或尺寸稳定性的提升效果,若为10质量份以下,则容易维持流动性、耐冲击性。
作为着色剂,可列举:苝系染料、香豆素系染料、硫代靛蓝系染料、蒽醌系染料、噻吨酮系染料、亚铁氰化物、紫环酮系染料、喹啉系染料、酞菁系染料的染料等。
<聚碳酸酯树脂组合物的物性>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性优异。具体而言,成为在温度260℃、负荷2.16kg下测定的MFR通常为10g/10分钟以上、优选为15g/10分钟以上、更优选为20g/10分钟以上的树脂组合物。
MFR的上限并无特别限制,通常为100g/10分钟以下。该MFR可依据ASTM D1238而测定。
另外,作为表示树脂组合物的流动性的其他指标,有Q值或螺旋流动长度(SFL)。本发明的聚碳酸酯树脂组合物成为在温度260℃、负荷100kg下测定的Q值通常为0.10mL/秒以上、优选为0.20mL/秒以上、更优选为0.25mL/秒以上的树脂组合物。Q值的上限并无特别限制,通常为1.0mL/秒以下。
此外,本发明的聚碳酸酯树脂组合物在料缸温度240℃、模具温度40℃、厚度2.0mm的螺旋流动模具中,在压力设定125MPa下成形时的流动长度(SFL)通常为38cm以上,优选为42cm以上,更优选为45cm以上。具体而言,该Q值及SFL可通过实施例记载的方法测定。
如上所述,本发明的聚碳酸酯树脂组合物由于具有高流动性,因此也可成形为例如薄壁且大型的成形体。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的夏比冲击强度在制成厚度4mm的成形体时在温度23℃下的测定值通常为15kJ/m2以上,优选为20kJ/m2以上,更优选为30kJ/m2以上。夏比冲击强度是由厚度4mm的成形体制作带缺口的试验片并依据ISO179在温度23℃下测定的,具体而言,可通过实施例记载的方法测定。
另外,本发明的聚碳酸酯树脂组合物的依据UL94(Underwriters LaboratorySubject 94)标准的阻燃性优选对于厚度1.5mm的成形体而言Underwriters LaboratorySubject 94)标准满足5V等级。该阻燃性可通过依据UL94标准的垂直燃烧试验而测定,具体而言,可通过实施例记载的方法测定。
<聚碳酸酯树脂组合物的制造方法>
其次,对本发明的聚碳酸酯树脂组合物的制造方法进行说明。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物是通过将上述(A)、(B)及(C)成分、进而视需要所使用的(D)成分以及其他通常的成分调配、混炼而获得的。
此时的调配及混炼可利用如下方法进行:利用通常所使用的设备例如带式混合机、转鼓等进行预混合,并使用亨舍尔混合机、班布里混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机、捏合机等。
混炼时的加热温度通常在240~300℃的范围内适当选择。
需要说明的是,除聚碳酸酯树脂(A)以外的成分也可预先与聚碳酸酯树脂(A)熔融混炼,即作为母料添加。
[成形体]
本发明的成形体是含有本发明的聚碳酸酯树脂组合物的成形体。
本发明的成形体是通过以使用上述熔融混炼成形机将本发明的聚碳酸酯树脂组合物熔融混炼所得的组合物或由该组合物所得的颗粒作为原料,并利用注塑成形法、注塑压缩成形法、挤出成形法、吹塑成形法、加压成形法、真空成形法及发泡成形法等成形而获得。
特别适宜通过如下方法制作成形体:利用上述熔融混炼方法制造颗粒状的成形原料,继而使用该颗粒利用注塑成形、注塑压缩成形制作成形体。
需要说明的是,作为注塑成形方法,也可采用用于防止外观的凹痕或用于轻量化的气体注入成形方法。
<成形体的物性>
对于以上述方式获得的本发明的聚碳酸酯树脂组合物的成形体而言,使用厚度4mm的试验片,依照ISO178在23℃下测定的弯曲强度通常为85~95MPa,弯曲弹性模量通常为2000~3000MPa。
需要说明的是,具体而言,上述特性值均是通过实施例记载的方法而测定的。
本发明的成形体的耐热性也优异。具体而言,使用厚度4mm的试验片在负荷1.8MPa下测定的负荷变形温度(HDT)通常为70℃以上,优选为75℃以上。该HDT可依照ISO75-1、2而测定,具体而言,可通过实施例记载的方法测定。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物及含有其的成形体可优选地用于汽车部件(例如外饰、内饰、仪表面板等)、电子设备或信息设备的壳体等。
实施例
通过实施例进一步详细地说明本发明,但本发明不受这些任何限定。
制备例1
<聚碳酸酯低聚物的制造>
在5.6质量%氢氧化钠水溶液中相对于后来溶解的双酚A(BPA),添加2000ppm的连二亚硫酸钠,在其中以双酚A浓度成为13.5质量%的方式溶解双酚A,而制备双酚A的氢氧化钠水溶液。
在该双酚A的氢氧化钠水溶液40L(以下,L为升的省略)/hr、二氯甲烷15L/hr的流量下,将碳酰氯以4.0kg/hr的流量连续地通入至内径6mm、管长30m的管型反应器。
管型反应器具有套管部分,在套管中通入冷却水而将反应液的温度保持在40℃以下。
流出管型反应器的反应液被连续地导入至具备后退翼的内容积40L的带档板的槽型反应器中,在其中进而添加双酚A的氢氧化钠水溶液2.8L/hr、25质量%氢氧化钠水溶液0.07L/hr、水17L/hr、1质量%三乙胺水溶液0.64L/hr进行反应。
通过连续地抽出从槽型反应器溢出的反应液并静置,而将水相分离去除,收取二氯甲烷相。
以此种方式获得的聚碳酸酯低聚物的浓度为329g/L,氯甲酸酯基浓度为0.74mol/L。
制造例1
<聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS共聚物1)的制造>
在具备隔板、桨型搅拌翼及冷却用套管的50L槽型反应器中投入上述制备例1中制造的聚碳酸酯低聚物溶液15L、二氯甲烷9.0L、二甲基硅氧烷重复单元的平均重复数n为90的邻烯丙基苯酚末端改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)384g及三乙胺8.8mL,在搅拌下在其中添加6.4质量%氢氧化钠水溶液1389g,进行10分钟聚碳酸酯低聚物与烯丙基苯酚末端改性PDMS的反应。
在该聚合液中添加对叔丁基苯酚(PTBP)的二氯甲烷溶液(将PTBP137g溶解于二氯甲烷2.0L中所得的溶液)、双酚A的氢氧化钠水溶液(使双酚A1012g溶解于将氢氧化钠577g与连二亚硫酸钠2.0g溶解于水8.4L中而成的水溶液中所得的溶液),进行50分钟聚合反应。
为了进行稀释而添加二氯甲烷10L并搅拌10分钟,其后分离为含有聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS共聚物)的有机相与含有过量的双酚A及氢氧化钠的水相,并单离出有机相。
对以此种方式获得的PC-PDMS共聚物的二氯甲烷溶液依次利用15体积%的0.03mol/L氢氧化钠水溶液、0.2摩尔/L盐酸清洗,继而用纯水反复清洗直至清洗后的水相中的导电率成为0.01μS/m以下。
将通过清洗所得的PC-PDMS共聚物的二氯甲烷溶液浓缩、粉碎,将所得的碎片在减压下以120℃干燥,而制造PC-PDMS共聚物1。
所得的PC-PDMS共聚物1的通过核磁共振(NMR)求得的PDMS嵌段部分的含量为6.0质量%,粘度值为47.5,粘均分子量Mv为17700。
制造例2
<聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS共聚物2)的制造>
在制造例1中,使用二甲基硅氧烷重复单元的平均重复数n为40的邻烯丙基苯酚末端改性PDMS,除此以外,以与制造例1相同的方式制造PC-PDMS共聚物2。
所得的PC-PDMS共聚物2的通过NMR求得的PDMS嵌段部分的含量为6.0质量%,粘度值为47.5,粘均分子量Mv为17700。
将上述制造例中使用的烯丙基苯酚末端改性聚二甲基硅氧烷的PDMS平均重复数、PDMS的使用量、对叔丁基苯酚(PTBP)的使用量、所得的聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的PDMS嵌段部分的含量、粘度值、粘均分子量Mv示于表1。需要说明的是,在本发明的制造例中测定的粘度值是依照ISO1628-4(1999)测定的值。
表1
[性能评价]
<流动性评价>
(MFR)
依照ASTM D1238测定温度260℃、负荷2.16kg下的MFR。
(Q值)
依照JIS K7210,利用高架式流变仪测定温度260℃、负荷100kg下的Q值。
(SFL值)
对将各例中所得的颗粒在料缸温度240℃、模具温度40℃、厚度2.0mm的螺旋流动模具中在压力设定125MPa下成形时的流动长度(cm)进行测定。
<耐冲击性评价>
(夏比冲击强度)
由各例中获得的厚度4mm的试验片制作带缺口的试验片,依照ISO179在温度23℃下测定夏比冲击强度。数值越大,表示耐冲击性越良好。
<机械特性评价>
(弯曲试验)
使用各例中获得的厚度4mm的试验片,依照ISO178在温度23℃、弯曲速度2mm/分钟的条件下测定弯曲强度及弯曲弹性模量。数值越大,表示弯曲特性越良好。
<耐热性评价>
(负荷变形温度)
使用各例中获得的厚度4mm的试验片,依照ISO75-1、2的测定方法在负荷1.8MPa下测定负荷变形温度(HDT)。负荷变形温度越高,表示耐热性越良好。
<阻燃性评价>
(UL94燃烧性)
对各例中获得的长度127mm×宽度12.7mm×厚度1.5mm的试验片依据UL94垂直阻燃试验(Underwriters Laboratory Subject 94)进行5V燃烧试验(n=5),求出5次燃烧时间的合计(秒)。另外,阻燃性评价是通过判定是否满足5V等级而进行的。
需要说明的是,在表2的阻燃性评价中,将满足5V等级的标记为“5V”,不满足5V等级的标记为“5V-OUT”。
实施例1~8及比较例1~8
以表2所示的比率将各成分混合,使用带通气口的50mmΦ的单轴挤出机在树脂温度280℃下造粒,而获得包含聚碳酸酯树脂组合物的颗粒。
使用注塑成形机(型号:IS100EN,东芝机械(股)制造)将利用上述方法所得的颗粒在料缸温度240℃、模具温度40℃的成形条件下注塑成形而获得试验片。使用所得的试验片进行上述性能评价。
实施例及比较例中使用的表2所示的各成分的详情如以下所述。
<聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1)>
PC-PDMS共聚物1(制造例1记载的聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物)
PC-PDMS共聚物2(制造例2记载的聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物)
<芳香族聚碳酸酯树脂(A-2)>
Tarflon FN2200(双酚A聚碳酸酯,出光兴产(股)制造,粘度值56.1,粘均分子量Mv=21500)
Tarflon FN1900(双酚A聚碳酸酯,出光兴产(股)制造,粘度值51.0,粘均分子量Mv=19200)
Tarflon FN1700(双酚A聚碳酸酯,出光兴产(股)制造,粘度值47.5,粘均分子量Mv=17700)
<丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(B-1)>
KRALASTIC SXH-330(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS),NIPPON A&L(股)制造,源自丁二烯的结构单元的含量:12质量%)
HR181(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS),KUMHO PETROCHEMICAL公司制造,源自丁二烯的结构单元的含量:60质量%)
SANTAC AT05(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS),NIPPON A&L(股)制造,源自丁二烯的结构单元的含量:14质量%)
<丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(B-2)>
S101N(丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(AS),UMG ABS(股)制造,MVR[温度200℃,负荷10kgf]:95cm3/10分钟)
<共聚物(C)>
Paraloid EXL2603(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯二元共聚物(MB),Dow Chemical制造)
Metablen C223A(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS),MitsubishiRayon(股)制造)
<阻燃剂(D)>
CR-741(芳香族缩合磷酸酯系阻燃剂,大八化学工业(股)制造)
<阻燃助剂>
Fluon AD939E(PTFE水性分散液,旭硝子(股)制造)
将各种评价结果示在表2。
表2
根据表2可知,本发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性、阻燃性及耐冲击性优异,机械特性、耐热性也良好。
产业上的可利用性
根据本发明,可提供一种流动性及阻燃性优异且可获得具有高冲击强度的成形体的聚碳酸酯树脂组合物。该树脂组合物由于可成形为薄壁且大型的成形体,因此可优选地用于汽车部件(例如外饰、内饰、仪表面板等)、电子设备或信息设备的壳体等。
Claims (13)
1.一种聚碳酸酯树脂组合物,其包含:
聚碳酸酯树脂(A),其含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1),所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A-1)具有包含下述通式(I)所表示的重复单元的聚碳酸酯嵌段、及包含下述通式(II)所表示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段;
共聚物(B),其具有源自丙烯腈及苯乙烯的结构单元且不具有源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元;及
共聚物(C),其具有源自丁二烯及甲基丙烯酸甲酯的结构单元,
总树脂组合物中的所述聚有机硅氧烷嵌段部分的含量为0.50~10质量%,总树脂组合物中的所述源自丁二烯的结构单元的含量为3~10质量%,
式中,R1及R2分别独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基;X表示单键、碳数1~8的烷撑基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环烷撑基、碳数5~15的环烷叉基、芴二基、碳数7~15的芳基烷撑基、碳数7~15的芳基烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-;R3及R4分别独立地表示氢原子、卤素原子或碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基;a及b分别独立地表示0~4的整数;n表示平均重复数。
2.如权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯树脂(A)中的所述聚有机硅氧烷嵌段部分的含量为0.75~15质量%。
3.如权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述(B)成分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(B-1)。
4.如权利要求3所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述(B)成分还包含丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(B-2)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述(C)成分包含选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯二元共聚物中的1种以上。
6.如权利要求4或5所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分100质量份,所述(B-1)成分的含量为8~100质量份,所述(B-2)成分的含量为25质量份以下,所述(C)成分的含量为0.5~8质量份。
7.如权利要求3至6中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述(B-1)成分中的所述源自丁二烯的结构单元的含量为8~75质量%。
8.如权利要求4至7中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述(B-2)成分在温度200℃、负荷10kgf下测定的熔体体积速率即MVR为3~150cm3/10分钟。
9.如权利要求1至8中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其还包含阻燃剂(D)。
10.如权利要求9所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述(D)成分为磷系阻燃剂。
11.如权利要求10所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,所述磷系阻燃剂为缩合磷酸酯。
12.如权利要求9至11中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分100质量份,所述阻燃剂(D)的含量为10~40质量份。
13.一种成形体,其包含权利要求1至12中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物。
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