CN107109043B - 聚碳酸酯树脂组合物及由其形成的成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供兼具良好的低温耐冲击性和能够充分应对薄壁成型的流动性且在涂装的成型品中具有良好的外观、耐冲击性的聚碳酸酯树脂组合物。本发明的树脂组合物相对于由聚碳酸酯树脂(A成分)和聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分)构成的树脂成分100重量份,含有聚烯烃树脂(C成分)0.5~2.5重量份。
Description
技术领域
本发明涉及含有聚碳酸酯的树脂组合物。更详细而言,涉及低温耐冲击性、流动性优异且即便经过涂装机械强度降低也少的外观良好的树脂组合物及由其形成的成型品。另外本发明涉及具有良好的低温耐冲击性、耐电蚀性和阻燃性且引起电气连接点故障的挥发气体的产生少的树脂组合物及由其形成的成型品。
背景技术
聚碳酸酯树脂因机械强度、尺寸稳定性和阻燃性等优异的特性而用在机械部件、汽车部件、电气·电子部件、办公设备部件等很多用途。近年来,由于智能手机、平板之类的便携式信息终端的普及,与以往的信息终端相比,需要在各种环境下的机械强度,特别是耐冲击性。另外为外装材料的情况下,从高设计性·高外观的观点考虑,涂装的情况很普遍。因此,作为便携式信息终端壳体用的树脂,要求在涂装的状态下的外观和耐冲击性,与以往的聚碳酸酯树脂相比要求进一步的提高。
在专利文献1中,报告了由丙烯酸系弹性聚合物形成的低温耐冲击特性得到改善的树脂组合物,所述丙烯酸系弹性聚合物以将芳香族聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂和丁二烯8~31重量%共聚而成的丙烯酸橡胶为主成分。然而,该树脂组合物虽然满足机械强度,但是在耐化学腐蚀性方面存在很大的问题。
在专利文献2、3中,报告了在上述组成中将丙烯酸系弹性聚合物特定的树脂组合物。然而,该树脂组合物的流动性、耐化学腐蚀性仍不充分。
另一方面,作为显示良好的低温耐冲击特性的树脂,已知有聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(例如,专利文献4)。此外在专利文献5中,报告了在聚碳酸酯的基体中埋入平均结构域尺寸20~45nm的聚硅氧烷结构域的树脂。在该报告中,叙述了聚硅氧烷结构域具有特定的尺寸时,低温耐冲击特性变得良好。然而,这些聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂有时发生涂装不良,另外涂装后的耐冲击特性也不充分。
在专利文献6中,作为耐冲击性更优异的树脂组合物,报告了在聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂中配合橡胶状弹性体的树脂组合物。但该树脂组合物有时发生涂装不良,另外没有叙述涂装后的耐冲击性。
作为含有聚碳酸酯且兼具耐冲击性和耐有机溶剂性的树脂组合物,在专利文献7中,报告了由芳香族聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂和被不饱和二羧酸接枝改性的氢化脂肪族二烯-乙烯基芳香族嵌段共聚物构成的树脂组合物。然而该树脂组合物有时发生涂装不良,需要进一步的改进。
在专利文献8中,报告了由芳香族聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂和丙烯酸系弹性聚合物构成的树脂组合物。在该报告中叙述了低温耐冲击性和耐化学腐蚀性的提高。然而,在与实际的便携式信息终端壳体相近的薄壁成型品的情况下,特性不充分。
在专利文献9中,记载了由具有特定的硅氧烷链长的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂及其以外的芳香族聚碳酸酯形成的便携式电子设备壳体。然而该树脂组合物有时发生涂装不良,另外耐化学试剂性需要进一步的改进。
另一方面,Bledzki等人在非专利文献1中报告了通过向聚碳酸酯树脂中添加3重量%的聚丙烯而提高在﹣20℃下的耐冲击性的技术。然而该树脂组合物的低温耐冲击性也还不充分,另外存在成型品的外观不良这样的问题,不适合用于实际成型品。
另外在专利文献10中,记载了向聚碳酸酯树脂中添加低密度的乙烯系共聚物而成的成型品在维持耐冲击性的同时耐化学腐蚀性提高。但是该文献并未叙述低温耐冲击性。另外,将该文献中记载的树脂组合物制成与实际的便携式信息终端壳体相近的薄壁成型品时的特性不充分。
专利文献1:日本特开昭58-34850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
专利文献4:日本特开平5-247195号公报
专利文献5:日本特表2006-523243号公报
专利文献6:日本特开平4-225060号公报
专利文献7:日本特开平3-229755号公报
专利文献8:日本特开2010-222480号公报
专利文献9:日本特开2011-21127号公报
专利文献10:日本特开2010-261009号公报
非专利文献1:ANTEC2001p1737-p1740
发明内容
本发明的目的在于提供含有聚碳酸酯树脂并兼具良好的低温耐冲击性和能够充分应对薄壁成型的流动性且在涂装的成型品中具有良好的外观、耐冲击性的树脂组合物及由其形成的成型品。本发明人等为了实现该目的反复进行了深入研究,结果发现通过在聚碳酸酯树脂中配合聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂和聚烯烃树脂能够得到具有适合薄壁成型的流动性且兼具作为便携式电子设备壳体充分的低温耐冲击性和耐化学腐蚀性的树脂组合物,从而完成了本发明。
另外本发明的目的在于提供含有聚碳酸酯树脂并兼具良好的低温耐冲击性、耐电蚀性和阻燃性且引起电气连接点故障的气体的产生少的树脂组合物及由其形成的成型品。本发明人等为了实现该目的反复进行了深入研究,结果发现通过在聚碳酸酯树脂中配合特定的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂、有机金属盐化合物和聚烯烃树脂能够得到具有优异的低温耐冲击性、耐电蚀性和阻燃性且引起电气连接点故障的气体的产生少的树脂组合物,从而完成了本发明。
即本发明的目的可以通过以下的发明来实现。
1.一种树脂组合物,相对于由聚碳酸酯树脂(A成分)和聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分)构成的树脂成分100重量份,含有聚烯烃树脂(C成分)0.5~2.5重量份。
2.根据前项1所述的树脂组合物,其中,B成分为由下述通式〔1〕表示的聚碳酸酯嵌段和下述通式〔3〕表示的聚二有机硅氧烷嵌段构成的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。
[在上述通式〔1〕中,R1和R2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1~18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,各自有多个时它们可以相同也可以不同,a和b各自为1~4的整数,W为单键或选自下述通式〔2〕表示的基团中的至少一个基团。
(在上述通式〔2〕中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,有多个时它们可以相同也可以不同,c为1~10的整数,d为4~7的整数。)]
(在上述通式〔3〕中,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地为氢原子、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各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基,e和f各自为1~4的整数,p为自然数,q为0或者自然数,p+q为4~150的自然数。X为碳原子数2~8的二价脂肪族基团。)
3.根据前项1所述的树脂组合物,其中,以树脂组合物的总重量为基准,上述通式〔3〕所包含的由下述通式〔4〕表示的聚二有机硅氧烷嵌段的含量为1.0重量%~10.0重量%。
(在上述通式〔4〕中,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地为氢原子、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,p为自然数,q为0或者自然数,p+q为4~150的自然数。)
4.根据前项3所述的树脂组合物,其中,通式〔4〕中的p+q为4~120的自然数。
5.根据前项1所述的树脂组合物,其中,B成分为在聚碳酸酯聚合物的基体中存在平均尺寸为5~18nm的聚二有机硅氧烷结构域的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。
6.根据前项1所述的树脂组合物,其中,C成分是密度为0.93g/cm3~0.99g/cm3的聚烯烃树脂。
7.根据前项1所述的树脂组合物,其中,相对于树脂成分100重量份,含有0.01~1.0重量份的有机金属盐系化合物(D成分)。
8.根据前项7所述的树脂组合物,其中,D成分为选自全氟烷基磺酸碱(土)金属盐、芳香族磺酸碱(土)金属盐和芳香族系酰亚胺的碱(土)金属盐中的至少一种有机碱(土)金属盐。
9.根据前项1所述的树脂组合物,其中,相对于树脂成分100重量份,含有0.01~0.4重量份的具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯(E成分)。
10.根据前项9所述的树脂组合物,其中,E成分为支链状聚四氟乙烯。
11.根据前项1所述的树脂组合物,其中,相对于树脂成分100重量份,含有0.01~3重量份的紫外线吸收剂(F成分)。
12.根据前项1所述的树脂组合物,其中,用冷阱捕集GC-MS法在150℃、30分钟的加热条件下测定的低分子硅氧烷的产生量相对于材料重量为1μg/mg以下。
13.一种成型品,由前项1~12中的任一项所述的树脂组合物形成。
14.根据前项13所述的成型品,其被涂装。
15.根据前项13所述的成型品,是便携式信息终端外装部件。
具体实施方式
以下,对本发明进行具体说明。
(A成分:聚碳酸酯树脂)
聚碳酸酯树脂(A成分)是用界面缩聚法、熔融酯交换法使二羟基化合物与碳酸酯前体反应而得到的树脂、以及利用固相酯交换法使碳酸酯预聚物进行聚合而得的树脂、或者利用环状碳酸酯化合物的开环聚合法进行聚合而得的树脂。
作为这里使用的二羟基成分,只要是作为芳香族聚碳酸酯的二羟基成分使用的物质即可,可以是双酚类,也可以是脂肪族二醇类。
作为双酚类,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’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯醚、4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基二苯亚砜、4,4’-二羟基二苯硫醚、2,2’-二甲基-4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯硫醚、2,2’-二苯基-4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基-3,3’-二苯基二苯亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二苯基二苯硫醚、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、1,3-双(4-羟基苯基)-5,7-二甲基金刚烷等。
作为脂肪族二醇类,例如可举出2,2-双-(4-羟基环己基)-丙烷、1,14-十四烷二醇、八乙二醇、1,16-十六烷二醇、4,4’-双(2-羟基乙氧基)联苯、双{(2-羟基乙氧基)苯基}甲烷、1,1-双{(2-羟基乙氧基)苯基}乙烷、1,1-双{(2-羟基乙氧基)苯基}-1-苯基乙烷、2,2-双{(2-羟基乙氧基)苯基}丙烷、2,2-双{(2-羟基乙氧基)-3-甲基苯基}丙烷、1,1-双{(2-羟基乙氧基)苯基}-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-双{4-(2-羟基乙氧基)-3,3’-联苯}丙烷、2,2-双{(2-羟基乙氧基)-3-异丙基苯基}丙烷、2,2-双{3-叔丁基-4-(2-羟基乙氧基)苯基}丙烷、2,2-双{(2-羟基乙氧基)苯基}丁烷、2,2-双{(2-羟基乙氧基)苯基}-4-甲基戊烷、2,2-双{(2-羟基乙氧基)苯基}辛烷、1,1-双{(2-羟基乙氧基)苯基}癸烷、2,2-双{3-溴-4-(2-羟基乙氧基)苯基}丙烷、2,2-双{3,5-二甲基-4-(2-羟基乙氧基)苯基}丙烷、2,2-双{3-环己基-4-(2-羟基乙氧基)苯基}丙烷、1,1-双{3-环己基-4-(2-羟基乙氧基)苯基}环己烷、双{(2-羟基乙氧基)苯基}二苯基甲烷、9,9-双{(2-羟基乙氧基)苯基}芴、9,9-双{4-(2-羟基乙氧基)-3-甲基苯基}芴、1,1-双{(2-羟基乙氧基)苯基}环己烷、1,1-双{(2-羟基乙氧基)苯基}环戊烷、4,4’-双(2-羟基乙氧基)二苯醚、4,4’-双(2-羟基乙氧基)-3,3’-二甲基二苯醚、1,3-双[2-{(2-羟基乙氧基)苯基}丙基]苯、1,4-双[2-{(2-羟基乙氧基)苯基}丙基]苯、1,4-双{(2-羟基乙氧基)苯基}环己烷、1,3-双{(2-羟基乙氧基)苯基}环己烷、4,8-双{(2-羟基乙氧基)苯基}三环[5.2.1.02,6]癸烷、1,3-双{(2-羟基乙氧基)苯基}-5,7-二甲基金刚烷、3,9-双(2-羟基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺(5,5)十一烷、1,4:3,6-二脱水-D-山梨糖醇(异山梨醇)、1,4:3,6-二脱水-D-甘露醇(异甘露醇)、1,4:3,6-二脱水-L-艾杜醇(异艾杜醇)等。
这些中优选芳香族双酚类,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、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且具有良好的耐久性的2,2-双(4-羟基苯基)丙烷。另外,它们可以单独使用或者组合二种以上使用。
对于聚碳酸酯树脂(A成分),可以将支化剂与上述的二羟基化合物并用而制成支化聚碳酸酯树脂。作为该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,可举出间苯三酚、根皮葡酚、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。
另外可举出四(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、或者偏苯三酸、均苯四酸、二苯甲酮四羧酸和它们的酰氯等。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。
这些聚碳酸酯树脂(A成分)利用通常的制造芳香族聚碳酸酯树脂的其本身公知的反应手段,例如使芳香族二羟基成分与光气、碳酸二酯等碳酸酯前体物质反应的方法制造。对于该制造方法,简单说明基本的手段。
在使用例如光气作为碳酸酯前体物质的反应中,通常在缚酸剂和溶剂的存在下进行反应。作为缚酸剂,例如使用氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物或者吡啶等胺化合物。作为溶剂,例如使用二氯甲烷、氯苯等卤代烃。另外为了促进反应,例如也可以使用叔胺或者季铵盐等催化剂。此时,反应温度通常为0~40℃,反应时间为数分钟~5小时。
使用碳酸二酯作为碳酸酯前体物质的酯交换反应利用在非活性气体气氛下对规定比例的芳香族二羟基成分和碳酸二酯加热并搅拌,使生成的醇或者酚类馏出的方法进行。反应温度根据生成的醇或者酚类的沸点等而不同,通常为120~300℃的范围。反应从其初期开始减压,在生成的醇或酚类馏出的同时使反应结束。另外,为了促进反应,通常也可以使用酯交换反应中使用的催化剂。
作为上述酯交换反应中使用的碳酸二酯,例如可举出碳酸二苯酯、碳酸二萘酯、碳酸双(联苯)酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯等。这些中特别优选碳酸二苯酯。
在聚合反应中优选使用链终止剂。链终止剂是为了调节分子量而使用的。另外得到的聚碳酸酯树脂因末端被封锁,因此,与末端没被封链者相比,热稳定性优异。作为该链终止剂,可以示出由下述通式〔5〕~〔7〕表示的单官能酚类。
[式中,A为氢原子、碳原子数1~9的烷基、烷基苯基(烷基部分的碳原子数为1~9)、苯基、或者苯基烷基(烷基部分的碳原子数1~9),r为1~5,优选为1~3的整数]。
[式中,X为-R-O-、-R-CO-O-或者R-O-CO-。这里R表示单键或者碳原子数为1~10、优选为1~5的二价的脂肪族烃基,n表示10~50的整数。]
作为上述通式〔5〕表示的单官能酚类的具体例,可举出苯酚、异丙基苯酚、对叔丁基苯酚、对甲酚、对枯基苯酚、2-苯基苯酚、4-苯基苯酚和异辛基苯酚等。
另外,上述通式〔6〕~〔7〕表示的单官能酚类是具有长链的烷基或者脂肪族酯基作为取代基的酚类,如果使用它们将聚碳酸酯树脂的末端封锁,则它们不仅作为链终止剂或者分子量调节剂发挥功能,而且改善树脂的熔融流动性,成型加工变得容易,并且具有降低树脂的吸水率的效果,因而优选使用。
作为上述通式〔6〕的取代酚类,优选n为10~30、特别是10~26的取代酚类,作为其具体例,例如可举出癸基苯酚、十二烷基苯酚、十四烷基苯酚、十六烷基苯酚、十八烷基苯酚、二十烷基苯酚、二十二烷基苯酚和三十烷基苯酚等。
另外,作为上述通式〔7〕的取代酚类,较佳的是X为-R-CO-O-、R为单键的化合物,优选n为10~30、尤其为10~26的化合物。作为其具体例,可举出羟基苯甲酸癸酯、羟基苯甲酸十二烷基酯、羟基苯甲酸十四烷基酯、羟基苯甲酸十六烷基酯、羟基苯甲酸二十烷基酯、羟基苯甲酸二十二烷基酯和羟基苯甲酸三十烷基酯。
在这些单官能酚类中,优选上述通式〔5〕表示的单官能酚类,更优选烷基取代或苯基烷基取代的酚类,特别优选对叔丁基苯酚、对枯基苯酚或者2-苯基苯酚。相对于得到的聚碳酸酯树脂的全部末端,希望在至少5摩尔%、优选至少10摩尔%的末端导入这些单官能酚类的链终止剂,另外,链终止剂可以单独使用或者混合2种以上使用。
在不损害本发明的主旨的范围内,聚碳酸酯树脂(A成分)可以是共聚有芳香族二羧酸例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸或其衍生物的聚酯碳酸酯。
聚碳酸酯树脂(A成分)的粘均分子量优选为13000~25000的范围,更优选为13000~21000,进一步优选为16000~21000的范围,最优选为16000~20000的范围。如果分子量超过25000,则有时熔融粘度过高而成型性差,如果分子量低于13000,则有时机械强度产生问题。
本发明中提及的粘均分子量通过如下方式求出:首先使用奥斯特瓦尔德粘度计由在20℃下将聚碳酸酯树脂0.7g溶解于二氯甲烷100ml而得的溶液求出通过下式计算的比粘度,将求得的比粘度代入下式而求出粘均分子量M。
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]
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(其中[η]为特性粘度)
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7
对于聚碳酸酯树脂(A成分),树脂中的全部Cl(氯)量优选为0~200ppm,更优选为0~150ppm。如果聚碳酸酯树脂中的全部Cl量超过200ppm,则色调和热稳定性变差,因而不优选。
<B成分:聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂>
作为聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分),优选由下述通式〔1〕表示的聚碳酸酯嵌段和下述通式〔3〕表示的聚二有机硅氧烷嵌段构成的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。
[在上述通式〔1〕中,R1和R2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1~18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,各自有多个时它们可以相同也可以不同,a和b各自为1~4的整数,W为单键或选自下述通式〔2〕表示的基团中的至少一个基团。
(在上述通式〔2〕中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,有多个时它们可以相同也可以不同,c为1~10的整数,d为4~7的整数。)]
(在上述通式〔3〕中,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地为氢原子、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各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基,e和f各自为1~4的整数,p为自然数,q为0或者自然数,p+q为4~150的自然数。X为碳原子数2~8的二价脂肪族基团。)
作为衍生上述通式〔1〕表示的碳酸酯结构单元的二元酚(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)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’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯醚、4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基二苯亚砜、4,4’-二羟基二苯硫醚、2,2’-二甲基-4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯硫醚、2,2’-二苯基-4,4’-磺酰基二苯酚、4,4’-二羟基-3,3’-二苯基二苯亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二苯基二苯硫醚、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、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且具有良好的耐久性的2,2-双(4-羟基苯基)丙烷。另外,它们可以单独使用或者组合二种以上使用。
在上述通式〔3〕表示的碳酸酯结构单元中,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地为氢原子、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,优选为氢原子、碳原子数1~6的烷基、或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,特别优选为氢原子、碳原子数1~6的烷基、或者苯基。
R9和R10各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基,优选为氢原子、碳原子数1~10的烷基,特别优选为氢原子、碳原子数1~4的烷基。
作为衍生上述式〔3〕表示的碳酸酯结构单元的二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II),例如优选使用如下述通式(I)所示的化合物。
表示二有机硅氧烷聚合度的p、q各自为自然数,p+q为4~150的自然数,优选为4~120,更优选为30~120,进一步更优选为30~100,最优选为30~60。
(聚二有机硅氧烷嵌段的含量)
以树脂组合物的总重量为基准,上述通式〔3〕所包含的由下述通式〔4〕表示的聚二有机硅氧烷嵌段的含量优选为1.0重量%~12.0重量%,更优选为1.0重量%~10.0重量%,进一步优选为2.0重量%~10.0重量%,更进一步优选为2.0重量%~8.0重量%,最优选为3.0重量%~8.0重量%。聚二有机硅氧烷成分含量低于1.0重量%时,低温耐冲击性和涂装后的机械特性不充分,如果超过10.0重量%则有时发生成型时的外观不良、涂装不良,因而不优选。应予说明,该二有机硅氧烷聚合度、聚二有机硅氧烷成分含量可以通过1H-NMR测定而计算。
(在上述通式〔4〕中,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地为氢原子、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,p为自然数,q为0或者自然数,p+q为4~150的自然数。)
(结构域的平均尺寸)
聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分)优选为在聚碳酸酯聚合物的基体中存在平均尺寸为5~18nm的聚二有机硅氧烷结构域的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸更优选为5~15nm,进一步更优选为5~12nm,最优选为8~12nm。该平均尺寸小于5nm时,低温耐冲击性不充分,大于18nm时,有时发生成型时的外观不良、涂装不良,因而不优选。
应予说明,该聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸利用小角X射线散射法(SmallAngle X-ray Scattering:SAXS)来评价。小角X射线散射法是指测定在散射角(2θ)小于10°的范围的小角区域产生的漫散射·衍射的方法。在该小角X射线散射法中,物质中具有电子密度不同的1~100nm左右的大小的区域时,利用该电子密度差测量X射线的漫散射。基于该散射角和散射强度求出测定对象物的粒径。
为在聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分)的基体中分散有聚二有机硅氧烷结构域的凝聚结构时,利用聚碳酸酯基体与聚二有机硅氧烷结构域的电子密度差而产生X射线的漫散射。测定散射角(2θ)小于10°的范围的各散射角(2θ)的散射强度I,并测定小角X射线散射分布,假定聚二有机硅氧烷结构域为球形结构域,存在粒径分布的偏差,则使用市售的解析软件由假设的粒径和假设的粒径分布模型进行模拟,求出聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸。根据小角X射线散射法,能够高精度、简便且再现性良好地测定通过透射式电子显微镜观察无法正确测定的分散在聚碳酸酯聚合物的基体中的聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸。
接下来,以下对上述优选的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分)的制造方法进行说明。预先在水不溶性的有机溶剂和碱性水溶液的混合液中,通过二元酚(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,制备包含二元酚(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)生成氯甲酸酯化合物时,可以将衍生上述通式〔1〕表示的碳酸酯结构单元的二元酚(I)全部量一次性制成氯甲酸酯化合物,或者将其一部分以后添加单体的形式在后段的界面缩聚反应中作为反应原料添加。后添加单体是为了使后段的缩聚反应快速进行而添加的,没必要时无需添加。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,可以根据需要添加少量的亚硫酸钠和硫化氢等抗氧化剂,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)适当地调整即可。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、以及如吡啶一样的有机碱、或者它们的混合物等。
与上述同样地,缚酸剂的使用比例也考虑反应的化学计量比(当量)适当地决定即可。具体而言,相对于二元酚(I)的氯甲酸酯化合物的形成中使用的二元酚(I)1摩尔(通常1摩尔相当于2当量),优选使用2当量或者比其稍多量的缚酸剂。
作为上述溶剂,可以使用单独使用1种或者以混合溶剂的形式使用公知的聚碳酸酯的制造中使用的溶剂等各种对反应呈惰性的溶剂。作为代表例,例如,可举出如二甲苯这样的烃溶剂以及以二氯甲烷和氯苯为代表的卤代烃溶剂等。特别优选使用如二氯甲烷的卤代烃溶剂。
氯甲酸酯化合物的生成反应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。反应温度从﹣20~50℃的范围选择,大多时候,由于伴随反应而发热,所以优选进行水冷或者冰冷。反应时间受其它的条件影响,因此不能一概而论,通常用0.2~10小时进行。
氯甲酸酯化合物的生成反应中的pH值范围可利用公知的界面反应条件,pH值通常被调节到10以上。
在聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分)的制造中,如此制备包含二元酚(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。其后,对该混合溶液进行搅拌,并且相对于制备该混合溶液时投入的二元酚(I)的量1摩尔,以0.01摩尔/min以下的速度加入衍生通式〔3〕表示的碳酸酯结构单元的二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II),使该二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)与该氯甲酸酯化合物进行界面缩聚而得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。
对于聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分),可以将支化剂与二元酚系化合物并用而制成支化聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。作为该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,可举出间苯三酚、根皮葡酚、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。
另外,可举出四(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、偏苯三酸、均苯四酸、二苯甲酮四羧酸。另外可举出它们的酰氯等。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。
该支化聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的制造方法可以是在氯甲酸酯化合物的生成反应时使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结构单元的比例在构成该共聚树脂的碳酸酯结构单元总量中优选为0.005~1.5摩尔%,更优选为0.01~1.2摩尔%,特别优选为0.05~1.0摩尔%。应予说明,该分支结构量可以通过1H-NMR测定进行计算。
对于缩聚反应的体系内的压力,减压、常压或加压均可,通常优选在常压或反应体系的自身压力程度下进行。反应温度从﹣20~50℃的范围选择,大多时候,由于伴随聚合而发热,所以优选进行水冷或者冰冷。反应时间根据反应温度等其它的条件而不同,因此不能一概而论,通常,用0.5~10小时进行。视情况,也可以对得到的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂适当地实施物理处理(混合、分离等)和/或化学处理(聚合物反应、交联处理、部分分解处理等)而获得所希望的还原粘度[ηSP/c]的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。可以对得到的反应产物(粗产物)实施公知的分离精制法等各种后处理,回收所希望的纯度(精制度)的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。
聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分)的粘均分子量优选为13000~25000的范围,更优选为13000~21000,进一步优选为16000~21000的范围,最优选为16000~20000的范围。如果分子量大于25000则有时熔融粘度变得过高而成型性差,如果分子量小于13000则有时机械强度出现问题。
聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂(B成分)的粘均分子量的计算按照下述要领进行。首先,使用奥斯特瓦尔德粘度计由在20℃下将聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂0.7g溶解于二氯甲烷100ml而得的溶液求出通过下式计算的比粘度(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]
通过下述数学式由求得的比粘度(ηSP)计算粘均分子量Mv。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(其中[η]为特性粘度)
[η]=1.23×10-4Mv0.83
c=0.7
B成分的含量以B成分所含有的上述通式〔4〕表示的聚二有机硅氧烷嵌段的含量成为上述的优选范围的方式调整,优选在树脂成分100重量份中,优选为10~90重量份,更优选为10~80重量份,进一步优选为10~60重量份,特别优选为20~60重量份,最优选为40~60重量份。
(C成分:聚烯烃树脂)
作为聚烯烃树脂(C成分),优选由下述通式(X)表示的重复单元构成的聚烯烃树脂,例如可举出聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-1-戊烯、聚-1-己烯、聚-4-甲基-1-戊烯、聚-1-庚烯、聚-1-辛烯和它们的共聚物。其中优选聚乙烯、聚丙烯,特别优选聚乙烯。
〔在上述通式(X)中,RXX表示氢原子或者碳原子数1~10的直链状的烃基。〕
聚烯烃的重均分子量优选为1000~1000000,特别优选为3000~300000。
聚烯烃树脂(C成分)的密度优选为0.93g/cm3~0.99g/cm3,更优选为0.93g/cm3~0.97g/cm3,最优选为0.94g/cm3~0.97g/cm3。聚烯烃树脂的密度在上述范围时,能够得到良好的耐低温冲击特性和涂装后的机械特性。
聚烯烃树脂(C成分)的酸值(JIS K 0070)优选小于20mg/KOH,更优选小于10mg/KOH,进一步优选小于5mg/KOH,最优选小于3mg/KOH。如果酸值为20mg/KOH以上,则有时低温耐冲击特性和涂装后的机械特性不充分,因而不优选。
相对于树脂成分100重量份,聚烯烃树脂(C成分)的含量为0.5~2.5重量份,优选为0.5~2.0重量份,更优选为0.5~1.5重量份。如果小于0.5重量份,则低温冲击特性和涂装后的机械特性不充分,如果大于2.5重量份,则冲击特性不充分,另外发生成型时的外观不良、涂装不良。
(D成分:有机金属盐系化合物)
树脂组合物可以含有有机金属盐系化合物(D成分)。作为D成分,可举出全氟烷基磺酸碱(土)金属盐(i)、芳香族磺酸碱(土)金属盐(ii)、芳香族系酰亚胺的碱(土)金属盐(iii)。
碱(土)金属是指碱金属或者碱土金属。作为碱金属,可举出锂、钠、钾、铷和铯。作为碱土金属,可举出铍、镁、钙、锶和钡。
(全氟烷基磺酸碱(土)金属盐(i))
全氟烷基磺酸碱(土)金属盐(i)是全氟烷基磺酸与碱金属或者碱土金属的金属盐。金属盐优选为碱金属盐。在碱金属中,透明性的要求较高时,优选离子半径较大的铷和铯,另一方面,由于它们不常用而且精制也难,结果有时在成本方面不利。另一方面,锂和钠等离子半径较小的金属有时反而在阻燃性方面不利。考虑到这些,可以分开使用磺酸碱金属盐中的碱金属,从任何方面考虑均最优选特性的平衡优异的磺酸钾盐。也可以并用该钾盐与由其它的碱金属构成的磺酸碱金属盐。
作为全氟烷基磺酸碱金属盐(i)的具体例,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。它们可以使用1种或并用2种以上。
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。这些中特别优选全氟丁烷磺酸钾。
在碱金属构成的全氟烷基磺酸碱(土)金属盐(i)中通常混入不少的氟离子(F-)。由于该氟离子的存在可成为降低阻燃性的重要因素,所以优选尽量减少。该氟离子的比例可以利用离子色谱法测定。氟离子的含量优选为100ppm以下,更优选为40ppm以下,特别优选为10ppm以下。另外从制造效率方面考虑,优选为0.2ppm以上。
对于该氟离子量减少了的全氟烷基磺酸碱(土)金属盐(i),制造方法使用公知的制造方法,并且利用如下方法来制造:减少制造含氟有机金属盐时的原料中含有的氟离子的量的方法;利用反应时产生的气体或通过加热除去由反应得到的氟化氢等的方法;以及在制造含氟有机金属盐中利用重结晶和再沉淀等精制方法减少氟离子的量的方法等。特别是由于有机金属盐系阻燃剂较容易溶解于水,所以优选通过如下工序来制造:使用离子交换水,尤其是满足电阻值为18MΩ·cm以上、即电导率约为0.55μS/cm以下的水,且在比常温高的温度下使其溶解并进行清洗,其后冷却使其重结晶。
(芳香族磺酸碱(土)金属盐(ii))
芳香族磺酸碱(土)金属盐(ii)为芳香族磺酸与碱金属或者碱土金属的金属盐。芳香族基团的碳原子数优选为7~50,更优选为7~40。
作为芳香族磺酸碱(土)金属盐(ii)的具体例,例如可举出二苯硫醚-4,4’-二磺酸二钠、二苯硫醚-4,4’-二磺酸二钾、间苯二甲酸-5-磺酸钾、间苯二甲酸-5-磺酸钠、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、二苯砜-3-磺酸钠、二苯砜-3-磺酸钾、二苯砜-3,3’-二磺酸二钾、二苯砜-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。
在这些芳香族磺酸碱(土)金属盐(ii)中,特别优选钾盐。在这些芳香族磺酸碱(土)金属盐中,优选二苯砜-3-磺酸钾和二苯砜-3,3’-二磺酸二钾,特别优选它们的混合物(前者与后者的重量比为15/85~30/70)。
(芳香族系酰亚胺的碱(土)金属盐(iii))
芳香族系酰亚胺的碱(土)金属盐(iii)是芳香族酰亚胺与碱金属或者碱土金属的金属盐。
(其它)
作为上述以外的有机金属盐系化合物,优选例示硫酸酯的碱(土)金属盐和芳香族磺酰胺的碱(土)金属盐等。
作为硫酸酯的碱(土)金属盐,特别是可举出一元和/或多元醇类的硫酸酯的碱(土)金属盐。作为该一元和/或多元醇类的硫酸酯,可举出硫酸甲酯、硫酸乙酯、硫酸月桂酯、硫酸十六烷基酯、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、月桂酸单甘油的硫酸酯、棕榈酸单甘油的硫酸酯和硬脂酸单甘油的硫酸酯等。作为这些硫酸酯的碱(土)金属盐,优选举出硫酸月桂酯的碱(土)金属盐。
作为芳香族磺酰胺的碱(土)金属盐,例如可举出邻磺酰苯甲酰亚胺、N-(对甲苯磺酰基)-对甲苯磺酰亚胺、N-(N’-苄基氨基羰基)对氨基苯磺酰亚胺以及N-(苯基羧基)对氨基苯磺酰亚胺的碱(土)金属盐等。
相对于树脂成分100重量份,D成分的含量优选为0.01~1.0重量份,更优选为0.01~0.5重量份,进一步优选为0.01~0.3重量份,特别优选为0.03~0.15重量份。如果含量小于0.01重量份则有时阻燃性不提高,如果大于1重量份则有时耐电蚀性降低。
(E成分:具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯)
具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯(原纤化PTFE)(E成分)可以是单独的原纤化PTFE,也可以是混合形态的原纤化PTFE即由原纤化PTFE粒子和有机系聚合物构成的聚四氟乙烯系混合体。
原纤化PTFE具有极高的分子量,显示利用剪切力等外部作用使PTFE彼此结合而成为纤维状的趋势。其数均分子量为150万~数千万的范围。该下限更优选为300万。该数均分子量如日本特开平6-145520号公报所公开那样,是基于在380℃的聚四氟乙烯的熔融粘度进行计算的。即,E成分的原纤化PTFE的用该公报中记载的方法测定的在380℃的熔融粘度为107~1013poise的范围,优选为108~1012poise的范围。
上述PTFE除固体形状以外,还可以采用水性分散液形态。另外,为了提高在树脂中的分散性,并且得到良好的阻燃性和机械特性,该原纤化PTFE也可以使用与其它树脂的混合形态的PTFE混合物。另外,如日本特开平6-145520号公报所公开那样,优选利用具有以该原纤化PTFE为芯且以低分子量的聚四氟乙烯为壳的结构的物质。作为该原纤化PTFE的市售品,例如可举出Du Pont-Mitsui Fluorochemicals株式会社的TEFLON(注册商标)6J、Daikin Chemical Industries株式会社的POLYFLON MPA FA500、F-201L等。
作为混合形态的原纤化PTFE,可使用通过如下方法得到的物质,所述方法是(1)将原纤化PTFE的水性分散液和有机聚合物的水性分散液或者溶液混合且进行共沉淀而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)将原纤化PTFE的水性分散液和干燥的有机聚合物粒子混合的方法(日本特开平4-272957号公报中记载的方法);(3)将原纤化PTFE的水性分散液和有机聚合物粒子溶液均匀混合,从该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)在原纤化PTFE的水性分散液中使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);以及(5)将PTFE的水性分散液与有机聚合物分散液均匀混合后,进一步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)。
作为混合形态中的原纤化PTFE的比例,在该混合物100重量%中,原纤化PTFE优选为1重量%~95重量%,更优选为10重量%~90重量%,最优选为20重量%~80重量%。混合形态中的原纤化PTFE的比例在上述范围时,能够实现原纤化PTFE的良好的分散性。
作为这些混合形态的原纤化PTFE的市售品,可例示三菱丽阳株式会社的以“METABLEN A3000”(商品名)、“METABLEN A3700”(商品名)、“METABLEN A3800”(商品名)为代表的METABLEN A系列,Shine Polymer公司的SN3705(商品名)和GE SpecialtyChemicals公司制“BLENDEX B449”(商品名)等。
原纤化PTFE优选为支链状聚四氟乙烯。含有的聚四氟乙烯为支链状聚四氟乙烯时,即便减少聚四氟乙烯的添加也能得到充分的防滴落效果。作为使用支链状聚四氟乙烯的具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯的市售品,可例示Shine polymer公司的“SN3306”(商品名)、“SN3300B7”(商品名)等。
相对于树脂成分100重量份,E成分的含量优选为0.01~0.4重量份,更优选为0.1~0.4重量份,进一步优选为0.1~0.2重量份,最优选为0.1~0.18重量份。应予说明,E成分的含量表示净重的防滴落剂的量,混合形态的PTFE的情况下,表示净重的PTFE量。如果含量小于0.01重量份,则有时不呈现高度的阻燃性,如果大于0.4重量份,则有时机械特性变差。
(F成分:紫外线吸收剂)
作为二苯甲酮系的紫外线吸收剂(F成分),例如,可例示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、2,2’-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、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。
在苯并三唑系中,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)、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甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑。另外可例示2-(2’-羟基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑与能够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-苯并三唑与能够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。
在羟基苯基三嗪系中,例如,可例示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。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。
在环状亚氨酸酯系中,例如可例示2,2’-对亚苯基双(3,1-苯并嗪-4-酮)、2,2’-间亚苯基双(3,1-苯并嗪-4-酮)和2,2’-p,p’-二亚苯基双(3,1-苯并嗪-4-酮)等。
另外,在氰基丙烯酸酯系中,例如可例示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。
此外,上述紫外线吸收剂可以是通过采用可进行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,优选例示在(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、环状亚氨酸酯骨架或者氰基丙烯酸酯骨架的化合物。上述中,在紫外线吸收能力方面优选苯并三唑系和羟基苯基三嗪系,在耐热性、色调方面,优选环状亚氨酸酯系和氰基丙烯酸酯系。具体而言例如可举出CHEMIPROKASEI株式会社“KEMISORB 79”、BASF Japan株式会社“Tinuvin 234”等。上述紫外线吸收剂可以单独使用或者以2种以上的混合物使用。
相对于树脂成分100重量份,F成分的含量优选为0.01~3重量份,更优选为0.01~1重量份,进一步优选为0.05~1重量份,特别优选为0.05~0.5重量份。含量小于0.01重量份时,有时耐气候性不充分,如果大于3重量份,则有时阻燃性不充分。
(其它的添加剂)
为了改进本发明的树脂组合物的热稳定性、光稳定性(紫外线稳定性)、阻燃性、设计性,有利使用这些改进中使用的添加剂。以下对这些添加剂进行具体说明。
(I)热稳定剂
本发明的树脂组合物中可以配合公知的各种稳定剂。作为稳定剂,可举出磷系稳定剂、受阻酚系抗氧化剂等。
(i)磷系稳定剂
本发明的树脂组合物优选在不促进水解性的程度下配合磷系稳定剂。该磷系稳定剂提高制造时或者成型加工时的热稳定性,提高机械特性、色调和成型稳定性。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、亚磷酸二癸基单苯酯、亚磷酸二辛基单苯酯、亚磷酸二异丙基单苯酯、亚磷酸单丁基二苯酯、亚磷酸单癸基二苯酯、亚磷酸单辛基二苯酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)亚磷酸辛酯、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、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、二环己基季戊四醇二亚磷酸酯等。
此外,作为其它的亚磷酸酯化合物,也可以使用与二元酚类反应而具有环状结构的亚磷酸酯化合物。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、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯基)(2-叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、2,2’-亚乙基双(4-甲基-6-叔丁基苯基)(2-叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯等。
作为磷酸酯化合物,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。优选举出磷酸三苯酯、磷酸三甲酯。
作为亚膦酸酯化合物,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。该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,可举出苯膦酸二甲酯、苯膦酸二乙酯和苯膦酸二丙酯等。
作为叔膦,可例示三乙基膦、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。优选配合上述磷系稳定剂中以磷酸三甲酯为代表的磷酸烷基酯化合物。另外,该磷酸烷基酯化合物与亚磷酸酯化合物和/或亚膦酸酯化合物的并用也是优选的方式。
(ii)受阻酚系稳定剂
可以在本发明的树脂组合物中进一步配合受阻酚系稳定剂。受阻酚系稳定剂例如具有抑制成型加工时的色调变差、长时间使用时的色调变差等的效果。
作为受阻酚系稳定剂,例如,可例示α-生育酚、丁基羟基甲苯、芥子醇、维生素E、正十八烷基-β-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)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’-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]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]乙基异氰脲酸酯和四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷等。
它们均容易得到。上述受阻酚系稳定剂可以单独使用或者组合2种以上使用。相对于树脂成分100重量份,磷系稳定剂和受阻酚系稳定剂的配合量各自优选为0.0001~1重量份,更优选为0.001~0.5重量份,进一步优选为0.005~0.3重量份。
(iii)上述以外的热稳定剂
在本发明的树脂组合物中也可以配合上述磷系稳定剂和受阻酚系稳定剂以外的其它的热稳定剂。作为该其它的热稳定剂,例如优选例示以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。该稳定剂的详细描述记载在日本特开平7-233160号公报中。该化合物作为Irganox HP-136(商标,CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司制)出售,可利用该化合物。并且售有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。例如优选例示上述公司制的Irganox HP-2921。相对于树脂成分100重量份,内酯系稳定剂的配合量优选为0.0005~0.05重量份,更优选为0.001~0.03重量份。
另外,作为其它的稳定剂,可例示季戊四醇四(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。相对于树脂成分100重量份,该含硫稳定剂的配合量优选为0.001~0.1重量份,更优选为0.01~0.08重量份。
根据需要,可以在本发明的树脂组合物中配合环氧化合物。该环氧化合物是为了抑制模具腐蚀而配合的,基本上具有环氧官能团的化合物均可使用。作为优选的环氧化合物的具体例,可举出3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加合物、甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物、苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物等。作为该环氧化合物的添加量,相对于树脂成分100重量份,优选为0.003~0.2重量份,更优选为0.004~0.15重量份,进一步优选为0.005~0.1重量份。
(II)阻燃剂
在本发明的树脂组合物中可以配合作为聚碳酸酯树脂的阻燃剂已知的D成分以外的各种化合物。该化合物的配合使得阻燃性提高,除此之外,基于各化合物的性质,例如使得防静电性、流动性、刚性和热稳定性提高等。作为该阻燃剂,可举出(i)有机磷系阻燃剂(例如,含有有机基团的单磷酸酯化合物、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),(ii)由有机硅化合物构成的有机硅系阻燃剂等。
(i)有机磷系阻燃剂
作为有机磷系阻燃剂,优选磷酸芳基酯化合物。这是由于该磷酸酯化合物通常色调优异。另外磷酸酯化合物具有塑化效果,所以在提高成型加工性方面有利。该磷酸酯化合物可以使用一直以来作为阻燃剂公知的各种磷酸酯化合物。相对于树脂成分100重量份,有机磷系阻燃剂的配合量优选为0.01~20重量份,更优选为2~10重量份,进一步优选为2~7重量份。
(ii)有机硅系阻燃剂
作为有机硅系阻燃剂使用到的有机硅化合物利用燃烧时的化学反应提高阻燃性。作为该化合物,可以使用一直以来作为芳香族聚碳酸酯树脂的阻燃剂提出的各种化合物。
认为有机硅化合物通过其燃烧时其自身键合或者与来自树脂的成分键合而形成结构,或者利用该结构形成时的还原反应对聚碳酸酯树脂赋予阻燃效果。因此优选含有该反应中的活性高的基团,更具体而言优选含有规定量的选自烷氧基和氢(即Si-H基)中的至少1种基团。
作为上述基团(烷氧基、Si-H基)的含有比例,优选为0.1~1.2mol/100g的范围,更优选为0.12~1mol/100g的范围,进一步优选为0.15~0.6mol/100g的范围。该比例通过利用碱分解法测定每单位重量的有机硅化合物产生的氢或者醇的量而求出。应予说明,烷氧基优选为碳原子数1~4的烷氧基,特别优选为甲氧基。一般而言,有机硅化合物的结构通过任意组合以下所示的4种硅氧烷单元而构成。
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:以SiO2表示的4官能性硅氧烷单元。
对于有机硅系阻燃剂中使用的有机硅化合物的结构,具体而言,作为示性式,可举出Dn、Tp、MmDn、MmTp、MmQq、MmDnTp、MmDnQq、MmTpQq、MmDnTpQq、DnTp、DnQq、DnTpQq。其中优选的有机硅化合物的结构为MmDn、MmTp、MmDnTp、MmDnQq,更优选的结构为MmDn或者MmDnTp。
这里,上述示性式中的系数m、n、p、q为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合计为有机硅化合物的平均聚合度。该平均聚合度优选为3~150的范围,更优选为3~80的范围,进一步优选为3~60的范围,特别优选为4~40的范围。越是在该优选的范围内,阻燃性越优异。而且如下所述含有规定量的芳香族基团的有机硅化合物的透明性、色调也优异。其结果得到良好的反射光。另外,m、n、p、q中的任一个为2以上的数值时,带该系数的硅氧烷单元可以成为键合的氢原子、有机残基不同的2种以上的硅氧烷单元。
有机硅化合物可以为直链状,也可以具有分支结构。另外与硅原子键合的有机残基优选为碳原子数1~30,更优选为1~20的有机残基。作为该有机残基,具体而言,可举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基和癸基等烷基、如环己基的环烷基、如苯基的芳基以及如甲苯基的芳烷基。进一步优选碳原子数1~8的烷基、烯基或者芳基。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。进一步优选作为有机硅系阻燃剂使用的有机硅化合物含有芳基。另一方面,作为二氧化钛颜料的有机表面处理剂的硅烷化合物和硅氧烷化合物不含有芳基时得到优选的效果,因此与有机硅系阻燃剂相比在其优选的方式上被明确区别。作为有机硅系阻燃剂使用的有机硅化合物除含有上述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,例如,可例示氨基、羧基、环氧基、乙烯基、巯基和甲基丙烯酰氧基等。
相对于树脂成分100重量份,有机硅系阻燃剂的配合量优选为0.01~20重量份,更优选为0.5~10重量份,进一步优选为1~5重量份。
(III)染料·颜料
本发明的树脂组合物可以进一步含有各种染颜料而提供呈现多样设计性的成型品。作为本发明中使用的染颜料,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、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、二嗪系染料、异吲哚啉酮系染料以及酞菁系染料等。此外本发明的树脂组合物也可以通过配合金属颜料而得到更良好的金属色彩。作为金属颜料,优选铝粉。另外,通过配合荧光增白剂、其以外的进行发光的荧光染料,能够赋予产生发光色的更良好的设计效果。
(IV)荧光增白剂
本发明的树脂组合物可以含有荧光增白剂。荧光增白剂只要是用于将树脂等的色调改善成白色或者蓝白色的物质就没有特别限制,例如可举出二苯乙烯系、苯并咪唑系、苯并唑系、萘酰亚胺系、罗丹明系、香豆素系、嗪系化合物等。具体而言,例如可举出CIFluorescent Brightener 219:1、Eastman Chemical公司制EASTOBRITE OB-1、HakkolChemical株式会社制“Hakkol PSR”等。这里,荧光增白剂具有吸收光线的紫外部的能量,将该能量放射到可见部的作用。相对于树脂成分100重量份,荧光增白剂的含量优选为0.001~0.1重量份,更优选为0.001~0.05重量份。即便大于0.1重量份,该组合物的色调的改进效果也小。
(V)具有热线吸收能力的化合物
本发明的树脂组合物可以含有具有热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、氧化亚铵(酸化イモニウム)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、氧化钨系近红外线吸收剂等近红外吸收能力优异的各种金属化合物以及碳填料。作为该酞菁系近红外线吸收剂,例如市售有三井化学株式会社制MIR-362,容易获得。作为碳填料,可例示炭黑、石墨(天然和人工的石墨均包括在内)和富勒烯等,优选炭黑和石墨。它们可以使用单质或者并用2种以上。
以树脂成分100重量份为基准,酞菁系近红外线吸收剂的含量优选为0.0005~0.2重量份,更优选为0.0008~0.1重量份,进一步优选为0.001~0.07重量份。在本发明的树脂组合物中,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为0.1~200ppm(重量比例)的范围,更优选为0.5~100ppm的范围。
(VI)光扩散剂
在本发明的树脂组合物中可以配合光扩散剂而赋予光扩散效果。作为该光扩散剂,可例示高分子微粒、如碳酸钙的低折射率的无机微粒和它们的复合物等。该高分子微粒是作为聚碳酸酯树脂的光扩散剂已经公知的微粒。更优选例示粒径为数μm的丙烯酸交联粒子和以聚有机倍半硅氧烷为代表的有机硅交联粒子等。光扩散剂的形状可例示球形、圆盘形、柱形和不定形等。该球形并不一定完全为球形,也包括变形的球形,该柱形包括立方体。优选的光扩散剂为球形,其粒径越均匀越好。以树脂成分100重量份为基准,光扩散剂的含量优选为0.005~20重量份,更优选为0.01~10重量份,进一步优选为0.01~3重量份。应予说明,光扩散剂可以并用2种以上。
(VII)光高反射用白色颜料
本发明的树脂组合物中可以配合光高反射用白色颜料而赋予光反射效果。作为该白色颜料,特别优选二氧化钛(特别是被有机硅等有机表面处理剂处理过的二氧化钛)颜料。以树脂成分100重量份为基准,该光高反射用白色颜料的含量优选为3~30重量份,更优选为8~25重量份。应予说明,光高反射用白色颜料可以并用2种以上。
(VIII)防静电剂
本发明的树脂组合物有时需要防静电性能,此时优选含有防静电剂。作为该防静电剂,例如可举出(1)以十二烷基苯磺酸盐为代表的芳基磺酸盐和烷基磺酸盐等有机磺酸盐、以及如四氟硼酸盐的硼酸盐。以树脂成分100重量份为基准,该盐的含量较佳为5重量份以下,优选为0.05~5重量份,更优选为1~3.5重量份,进一步优选为1.5~3重量份的范围。
作为防静电剂,例如,可举出(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)金属盐。该金属盐如上所述,也作为阻燃剂使用。更具体而言,该金属盐例如可例示十二烷基苯磺酸的金属盐、全氟烷烃磺酸的金属盐等。以树脂成分100重量份为基准,有机磺酸碱(土)金属盐的含量较佳为0.5重量份以下,优选为0.001~0.3重量份,更优选为0.005~0.2重量份。特别优选钾、铯和铷等碱金属盐。
作为防静电剂,例如可举出(3)烷基磺酸铵盐和芳基磺酸铵盐等有机磺酸铵盐。以树脂成分100重量份为基准,该铵盐较佳为0.05重量份以下。作为防静电剂,例如可举出(4)如聚醚酯酰胺的含有聚(氧烷撑)二醇成分作为其构成成分的聚合物。以树脂成分100重量份为基准,该聚合物较佳为5重量份以下。
(IX)填充材料
本发明的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,可利用各种纤维状填充材料、板状填充材料和粒状填充材料。这里,纤维状填充材料是其形状为纤维状(棒状、针状、或者其轴在多个方向延伸的形状均包括在内)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、板具有弯曲的形状)的填充材料。粒状填充材料是包括不定形状的这些以外的形状的填充材料。对于上述纤维状、板状的形状,大多时候通过观察填充材料的形状就可知,例如作为与所谓的不定形的差异,将其长宽比为3以上的形状称为纤维状、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、金属鳞片、碳鳞片和石墨、以及对这些填充剂表面被覆例如金属、金属氧化物等异种材料而成的板状填充材料等。其粒径优选为0.1~300μm的范围。该粒径是指在小于10μm程度的区域用作为液相沉降法之一的X射线透射法测定的粒径分布的中值粒径(D50)值、在10~50μm的区域用激光衍射·散射法测定的粒径分布的中值粒径(D50)值、在50~300μm的区域用振动式筛分法测定的值。该粒径是在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,另外可以用烯烃系树脂、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、高级脂肪酸酯等进行集束处理、或者是经过压缩处理的造粒物。
纤维状填充材料的纤维直径优选为0.1~20μm的范围。纤维直径的上限更优选为13μm,进一步优选为10μm。另一方面,纤维直径的下限更优选为1μm。这里提及的纤维直径是指数均纤维直径。应予说明,该数均纤维直径是由对灰化残渣进行扫描电子显微镜观察而得的图像算出的值,所述灰化残渣是将成型品溶解于溶剂或者用碱性化合物使树脂分解后采集的残渣和用坩埚进行灰化后采集的。
作为上述纤维状填充材料,例如,可例示玻璃纤维、扁平截面玻璃纤维、磨碎玻璃纤维、碳纤维、磨碎碳纤维、金属纤维、石棉、岩棉、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(绿坡缕石)和海泡石等纤维状无机填充材料,以芳族聚酰胺纤维、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例如金属、金属氧化物等异种材料而成的纤维状填充材料等。
作为表面被覆了异种材料的填充材料,例如可例示涂布有金属的玻璃纤维、涂布有金属的玻璃磷片、涂布有氧化钛的玻璃磷片和涂布有金属的碳纤维等。作为异种材料的表面被覆的方法,没有特别限定,例如可举出公知的各种镀覆法(例如电镀、无电镀、熔融镀覆等)、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。
这里纤维状填充材料是指长宽比为3以上、优选为5以上、更优选为10以上的纤维状的填充材料。长宽比的上限为10000左右,优选为200。该填充材料的长宽比是在树脂组合物中的值。另外扁平截面玻璃纤维是指纤维截面的长径的平均值为10~50μm、优选为15~40μm、更优选为20~35μm且长径与短径之比(长径/短径)的平均值为1.5~8、优选为2~6、进一步优选为2.5~5的玻璃纤维。与上述板状填充材料同样地,纤维状填充材料也可以用各种偶联剂进行表面处理,用各种树脂等进行集束处理,另外可以通过压缩处理进行造粒。以树脂成分100重量份为基准,该填充材料的含量优选为200重量份以下,更优选为100重量份以下,进一步优选为50重量份以下,特别优选为30重量份以下。
(X)其它的树脂、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使用少量的C成分以外的其它的树脂、弹性体代替A成分的聚碳酸酯树脂的一部分。其它的树脂、弹性体的配合量在与A成分的合计100重量%中优选为20重量%以下,更优选为10重量%以下,进一步优选为5重量%以下。
作为该其它的树脂,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、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、苯乙烯/丁二烯橡胶、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、为核壳型弹性体的MBS(甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丁二烯)橡胶、MB(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯)橡胶、MAS(甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈/苯乙烯)橡胶等。
(XI)其它
本发明的树脂组合物中可以配合其它的流动改性剂、抗菌剂、如液体石蜡的分散剂、光催化剂系防污剂和光致变色剂等。另外,即便不添加冲击改性材料,本发明的树脂组合物的良好的耐冲击特性、耐涂装性也优异,但加入其它的添加材料时,根据需要,可以添加冲击改性材料。
<树脂组合物的特性>
本发明的树脂组合物用冷阱捕集GC-MS法在150℃、30分钟的加热条件下测定的低分子硅氧烷的产生量相对于树脂组合物重量优选为1μg/mg以下。
<树脂组合物的制造>
制造本发明的树脂组合物时采用任意的方法。例如可以使用V型混合机、亨舍尔混合器、机械化学装置、挤出混合机等预备混合装置将A成分、B成分、C成分和任意的其它成分各自充分混合后,根据需要利用挤出造粒器、压块机等进行造粒,其后,使用如单轴挤出机、双轴挤出机的挤出机进行熔融混炼并颗粒化。
在制作上述颗粒时,也可以配合上述各种阻燃剂、强化填充剂、添加剂。本发明的树脂组合物通常可以通过将如上所述地制造的颗粒进行注射成型而制成各种产品。此外,也可以不经由颗粒而将用挤出机进行熔融混炼的树脂直接制成片、膜、异形挤出成型品、直接吹塑成型品和注射成型品。另外本发明的树脂组合物也可以通过挤出成型以各种异形挤出成型品、片和膜等形态利用。另外,片、膜的成型也可以使用吹胀法、压延法、浇铸法等。
此外也可以通过实施特定的拉伸操作而成型为热缩管。另外也可以通过旋转成型、吹塑成型等将本发明的树脂组合物制成成型品。
<成型品的制造>
本发明的树脂组合物通常可以通过将上述颗粒进行注射成型而得到成型品。在该注射成型中,不仅可以利用通常的冷流道方式的成型法,也可以利用能够成为无流道的热流道进行制造。另外在注射成型中,不仅可以使用通常的成型方法,也可以使用气体辅助注射成型、注射压缩成型、超高速注射成型、注射加压成型、双色成型、夹芯成型、模内涂布成型、嵌件成型、发泡成型(包括利用超临界流体的成型)、急速加热冷却模具成型、隔热模具成型和模内再熔融成型、以及由它们的组合构成的成型法等。
此外可以对由树脂组合物形成的成型品进行各种表面处理。作为表面处理,可以进行装饰涂装、硬涂、防水·防油涂布、亲水涂布、紫外线吸收涂布、红外线吸收涂布、电磁波吸收涂布、发热涂布、防带电涂布、防静电涂布、导电涂布以及金属喷镀(镀覆、化学蒸镀(CVD)、物理蒸镀(PVD)、熔射等)等各种表面处理。特别优选在透明片上被覆透明导电层的表面处理。
本发明包含由上述树脂组合物形成的成型品。另外本发明包含被涂装的成型品。成型品适合作为便携式信息终端外装部件。
本发明人认为现在最好的本发明的方式是集合了上述的各要件的优选范围的方式,例如,在下述的实施例中记载其代表例。当然本发明不限于这些方式。
实施例
实施例1~13和比较例1~4
1.聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的评价
(1)粘均分子量(Mv)
使用奥斯特瓦尔德粘度计由在20℃将聚碳酸酯树脂或者聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂溶解于二氯甲烷100ml而得的溶液求出通过下式计算的比粘度(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]
通过下述数学式由求得的比粘度(ηSP)算出粘均分子量Mv。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(其中[η]为特性粘度)
[η]=1.23×10-4Mv0.83
c=0.7
(2)聚二有机硅氧烷成分含量
使用日本电子株式会社制JNM-AL400,测定聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的1H-NMR谱,通过比较来自二元酚(I)的峰的积分比和来自二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)的峰的积分比来计算。
聚二有机硅氧烷成分含量(wt%)=[A/(A+B)]×100
A:〔二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)的一个1H的峰的积分比〕×〔聚二有机硅氧烷部分的分子量〕
B:〔二元酚(I)的一个1H的峰的积分比〕×〔二元酚的分子量〕
(3)聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸
利用排气式双轴挤出机(Technovel株式会社制,KZW15-25MG),将聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末在温度260℃进行混炼,进行颗粒化。将得到的颗粒在120℃进行5小时热风干燥后,使用注射成型机[住友重机械工业株式会社SG150U·S-M IV],在成型温度280℃、模具温度80℃下成型为宽度50mm、长度90mm、厚度从浇口侧起为3.0mm(长度20mm)、2.0mm(长度45mm)、1.0mm(长度25mm)的3段型板。利用该3段型板,并使用X射线衍射装置(株式会社Rigaku公司制RINT-TTRII)测定厚度1.0mm部分的距离端部5mm、距离侧部5mm的交点处的聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸。作为X射线源,采用CuKα特征X射线(波长0.1541841nm),管电压50kV,管电流300mA。小角散射光学系统是Slit:1st 0.03mm、HS10mm、SS 0.2mm、RS 0.1mm。测定利用非对称扫描法(2θ扫描),在FT 0.01°step、4sec/step、扫描范围0.06-3°的条件下实施。曲线拟合的解析使用株式会社Rigaku公司制小角散射解析软件NANO-Solver(Ver.3.3)。解析如下实施:假定为在聚碳酸酯聚合物的基体中分散有聚二有机硅氧烷的球形结构域而成的凝聚结构,存在粒径分布的偏差,使聚碳酸酯基体的密度为1.2g/cm3,使聚二有机硅氧烷结构域的密度为1.1g/cm3,用不考虑粒子间相互作用(粒子间干扰)的独立粒子模型来实施。
2.聚碳酸酯树脂组合物的评价
(1)夏比冲击强度、低温冲击特性
基于ISO179(测定条件23℃、-30℃)测定。应予说明,试验片是将得到的各种颗粒在120℃下进行5小时干燥后利用注射成型机(住友重机械工业株式会社制SG-150U)在料筒温度280℃、模具温度80℃下成型而得的。
(2)涂装性
(i)外观
使用住友重机械工业株式会社SG-150U成型机,在料筒温度300℃、模具温度90℃下成型为长度150mm×宽度100mm×厚度0.8mmt的便携式信息终端模拟型(带背面肋条)。对得到的成型品进行喷涂(使用NIPPE HOME PRODUCTS株式会社制MiniHobby用Spray)(ミニホビー用スプレー),按照以下的基准评价涂装前后的外观。
涂装前外观
○:无成型品的表面不均·变形
△:成型品稍有表面不均
×:成型品有表面不均·变形
涂装后外观
○:无涂刷困难·涂装剥落·涂装不均
△:稍有涂装剥落
×:有涂刷困难·涂装剥落·涂装不均
(ii)冲击特性
用与“(i)外观”同样的方法进行喷涂,使用株式会社岛津制作所制HydroshotHTM-1通过高速面冲击试验(击芯直径:12.8mm,打孔速度:7m/s)评价在涂装前后的耐冲击特性。应予说明,作为评价,采用由下述式定义的冲击特性的保持率R。
R(%)=[G1/G2]×100
(G1:涂装后的高速面冲击值(穿刺值),G2:涂装前的高速面冲击值(穿刺值)
3.聚碳酸酯树脂组合物的制造
按照表1记载的各配合量用混合机将A~C成分和各种添加剂进行混合后,使用排气式双轴挤出机进行熔融混炼而得到颗粒。将使用的各种添加剂以各自的配合量的10~100倍的浓度为目标预先制成与聚碳酸酯树脂的预备混合物后,利用混合机进行整体的混合。排气式双轴挤出机使用株式会社日本制钢所制:TEX30α(完全啮合,相同方向旋转,2根螺杆)。挤出条件为排出量20kg/h,螺杆转速150rpm,排气孔的真空度3kPa,另外挤出温度从第一供给口到第二供给口为290℃,从第二供给口到模头部分为295℃。使用得到的颗粒,实施上述的各评价。将其结果示于表1。
应予说明,使用的各成分的详细描述如下。
(A成分)
PC-1:利用下述制法得到的粘均分子量19800的聚碳酸酯树脂粉末
[制造方法]
向带温度计、搅拌机、回流冷却器的反应器中投入离子交换水2340份、25%氢氧化钠水溶液947份、亚硫酸氢盐(hydrosulfite)0.7份,在搅拌下溶解2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(以下有时称为“双酚A”)710份(双酚A溶液)后,加入二氯甲烷2299份和48.5%氢氧化钠水溶液112份,在15~25℃用约90分钟吹送光气354份进行光气化反应。光气化结束后,加入11%浓度的对叔丁基苯酚的二氯甲烷溶液148份和48.5%氢氧化钠水溶液88份,停止搅拌,静置分离10分钟后,进行搅拌使其乳化,5分钟后,用均质机(特殊机化工业株式会社)以转速1200rpm、循环次数(パス回数)35次进行处理而得到高乳化胶浆。用聚合槽(带搅拌机)在无搅拌条件下,在温度35℃使该高乳化胶浆反应3小时,结束聚合。反应结束后,分离有机相,用二氯甲烷稀释、水洗后成为盐酸酸性,再进行水洗,在水相的导电率与离子交换水几乎相同时投入到装有温水的捏合机,边搅拌边使二氯甲烷蒸发,得到聚碳酸酯的粉末。脱水后,利用热风循环式干燥机在120℃干燥12小时,得到聚碳酸酯树脂粉末。
PC-2:利用下述制法得到的粘均分子量16500的聚碳酸酯树脂粉末
[制造方法]
变更成11%浓度的对叔丁基苯酚的二氯甲烷溶液193份,除此之外,与PC-1的制造方法同样地进行,得到聚碳酸酯树脂粉末。
PC-3:利用下述制法得到的粘均分子量23200的聚碳酸酯树脂粉末
[制造方法]
变更成11%浓度的对叔丁基苯酚的二氯甲烷溶液118份,除此之外,与PC-1的制造方法同样地进行,得到聚碳酸酯树脂粉末。
(B成分)
B-1:利用下述制法得到的粘均分子量19400的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末
[制造方法]
向带温度计、搅拌机、回流冷却器的反应器中加入离子交换水21591份、48.5%氢氧化钠水溶液3674份,溶解2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)3880份和亚硫酸氢盐7.6份后,加入二氯甲烷14565份(相对于二羟基化合物(I)1摩尔为14摩尔),在搅拌下在22~30℃用60分钟吹送光气1900份。接下来,加入48.5%氢氧化钠水溶液1131份、将对叔丁基苯酚105份溶解于二氯甲烷800份而得的溶液,一边搅拌一边以二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)相对于二元酚(I)的量1摩尔成为0.0008摩尔/min的速度加入将下述式〔8〕表示的聚二有机硅氧烷化合物(式中的平均重复个数p=约37)430份溶解于二氯甲烷1600份而得的溶液,在成为乳化状态后,再次激烈搅拌。在该搅拌下,在反应液为26℃的状态下加入三乙胺4.3份,在温度26~31℃下持续搅拌45分钟,结束反应。反应结束后,分离有机相,用二氯甲烷稀释、水洗后成为盐酸酸性,再进行水洗,在水相的导电率与离子交换水几乎相同时,投入到装有温水的捏合机,边搅拌边使二氯甲烷蒸发,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的粉末。脱水后,利用热风循环式干燥机在120℃干燥12小时,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末。(聚二有机硅氧烷成分含量为8.2%,聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸为9nm,粘均分子量为19400)
B-2:利用下述制法得到的粘均分子量15000的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末
[制造方法]
将对叔丁基苯酚变更为132份,除此之外,与B-1的制造方法同样地进行,得到聚碳酸酯树脂粉末。(聚二有机硅氧烷成分含量为8.2%,聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸为9nm,粘均分子量为15000)
B-3:利用下述制法得到的粘均分子量19300的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末
[制造方法]
使用上述式〔8〕表示的聚二有机硅氧烷化合物204份,使搅拌时间为60分钟,除此之外,与B-1的制造方法同样地实施,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末。(聚二有机硅氧烷成分含量为4.1%,聚二有机硅氧烷结构域为8nm,粘均分子量为19300)
B-4:利用下述制法得到的粘均分子量19200的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末
[制造方法]
使用上述式〔8〕的平均重复个数p为约200的聚二有机硅氧烷化合物204份,除此之外,与B-1的制造方法同样地实施,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末。(聚二有机硅氧烷成分含量为4.2%,聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸为25nm,粘均分子量为19200)
(C成分)
C-1:密度:0.95g/cm3、酸值:1mg/KOH、重均分子量:60000的聚乙烯树脂(三井化学株式会社制HI-ZEX(商标)2100JP)
C-2:密度:0.92g/cm3、酸值:1mg/KOH、重均分子量:120000的聚乙烯树脂(日本聚乙烯株式会社制NOVATEC(商标)LD LF1291)
(其它的成分)
A:亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(Ciba Specialty Chemicals株式会社制)
CB:炭黑(越谷化成工业株式会社制RB-961S)
TiO2:二氧化钛(RESINO COLOR INDUSTRY株式会社制White DCF-T-17007)
实施例14~32
1.聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的评价
(1)粘均分子量(Mv)
使用奥斯特瓦尔德粘度计由在20℃将聚碳酸酯树脂或者聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂0.7g溶解于二氯甲烷100ml而得到的溶液求出通过下式计算的比粘度(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]
通过下述数学式由求得的比粘度(ηSP)算出粘均分子量Mv。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(其中[η]为特性粘度)
[η]=1.23×10-4Mv0.83
c=0.7
(2)聚二有机硅氧烷成分含量
使用日本电子株式会社制JNM-AL400,测定聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的1H-NMR谱,通过比较来自二元酚(I)的峰的积分比和来自二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)的峰的积分比来进行计算。
聚二有机硅氧烷成分含量(wt%)=[A/(A+B)]×100
A:〔二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)的一个1H的峰的积分比〕×〔聚二有机硅氧烷部分的分子量〕
B:〔二元酚(I)的一个1H的峰的积分比〕×〔二元酚的分子量〕
(3)聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸
利用排气式双轴挤出机(Technovel株式会社制,KZW15-25MG)将聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末在温度260℃下混炼,进行颗粒化。将得到的颗粒在120℃进行5小时热风干燥后,使用注射成型机[住友重机械工业株式会社SG150U·S-M IV],在成型温度280℃、模具温度80℃下成型为宽度50mm、长度90mm、厚度从浇口侧起为3.0mm(长度20mm)、2.0mm(长度45mm)、1.0mm(长度25mm)的3段型板。使用该3段型板,并利用X射线衍射装置(株式会社Rigaku公司制RINT-TTRII)测定厚度1.0mm部分的距离端部5mm、距离侧部5mm的交点处的聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸。作为X射线源,采用CuKα特征X射线(波长0.1541841nm),管电压50kV,管电流300mA。小角散射光学系统是Slit:1st 0.03mm、HS10mm、SS 0.2mm、RS 0.1mm。测定利用非对称扫描法(2θ扫描),在FT 0.01°step、4sec/step、扫描范围0.06-3°下实施。曲线拟合的解析使用株式会社Rigaku公司制小角散射解析软件NANO-Solver(Ver.3.3)。解析如下实施:假定为在聚碳酸酯聚合物的基体中分散有聚二有机硅氧烷的球状结构域的凝聚结构,存在粒径分布的偏差,使聚碳酸酯基体的密度为1.2g/cm3,使聚二有机硅氧烷结构域的密度为1.1g/cm3,用不考虑粒子间相互作用(粒子间干扰)的独立粒子模型来实施。
2.聚碳酸酯树脂组合物的评价
(1)夏比冲击强度、低温耐冲击特性
基于ISO179(测定条件23℃、-30℃)测定。应予说明,试验片是利用热风循环式干燥机将由实施例的各组成得到的颗粒在120℃干燥5小时后,利用注射成型机[东芝机械株式会社IS150EN-5Y]在料筒温度280℃、模具温度80℃下成型而得的。
(2)阻燃性
基于UL标准94,将阻燃性评价用的厚度1.2mm、1.5mm、1.8mm的试验片成型,并进行评价。应予说明,试验片是利用热风循环式干燥机将由实施例的各组成得到的颗粒在120℃干燥5小时后,利用注射成型机[东芝机械株式会社IS150EN-5Y]在料筒温度280℃、模具温度80℃下成型而得的。应予说明,判定无法满足V-0、V-1、V-2中的任一个基准时表示为“notV”。
(3)耐电蚀性
基于IEC标准60112,求出耐漏电起痕指数(PTI)。应予说明,试验片是利用热风循环式干燥机将由实施例的各组成得到的颗粒在120℃干燥5小时后,利用注射成型机[东芝机械株式会社IS150EN-5Y]在料筒温度280℃、模具温度80℃下成型为长度75mm×宽度75mm×厚度3.0mmt的方形板。试验时的外加电压越大PTI值越优异。
(4)气体产生量
称量10mg由实施例的各组成得到的颗粒,投入到加热炉(Frontier Laboratories公司制Pyrolyzer-PY-2020iD)在150℃保持30分钟,使用冷阱捕集GC-MS对产生的气体进行GC/MS分析。
·GC/MS:GC6890+MSD5973(Agilent)
·柱:SPB-1Sulfur(30m×0.32mmID膜厚4.0μm)
·烘箱温度:40℃~300℃(10℃/分钟)
·扫描范围:m/z 29~600
接下来,将八甲基环四硅氧烷(和光纯药株式会社制)作为标准物质制作校正曲线,进行定量。判定如下。
○:低分子硅氧烷的产生量≤1μg/mg
×:低分子硅氧烷的产生量>1μg/mg
应予说明,本发明中提及的低分子硅氧烷是下述通式〔9〕表示的环状低分子硅氧烷化合物。
[式中,r表示3~6的自然数。]
3.聚碳酸酯树脂组合物的制造
按照表2记载的各配合量将A~D成分和各种添加剂用混合机进行混合后,使用排气式双轴挤出机进行熔融混炼而得到颗粒。将使用的各种添加剂以各自的配合量的10~100倍的浓度为目标预先制成与聚碳酸酯树脂的预备混合物后,利用混合机进行整体的混合。排气式双轴挤出机使用株式会社日本制钢所制:TEX30α(完全啮合,相同方向旋转,2根螺杆)。挤出条件是排出量20kg/h,螺杆转速150rpm,排气孔的真空度3kPa,另外挤出温度从第一供给口到第二供给口为270℃,从第二供给口到模头部分为280℃。
应予说明,使用的各成分的详细描述如下。
(A成分)
PC-1:利用下述制法得到的粘均分子量19800的聚碳酸酯树脂粉末
[制造方法]
向带温度计、搅拌机、回流冷却器的反应器中投入离子交换水2340份、25%氢氧化钠水溶液947份、亚硫酸氢盐0.7份,在搅拌下溶解2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(以下有时称为“双酚A”)710份(双酚A溶液)后,加入二氯甲烷2299份和48.5%氢氧化钠水溶液112份,在15~25℃用约90分钟吹送光气354份进行光气化反应。光气化结束后,加入11%浓度的对叔丁基苯酚的二氯甲烷溶液148份和48.5%氢氧化钠水溶液88份,停止搅拌,静置分离10分钟后,进行搅拌使其乳化,5分钟后,用均质机(特殊机化工业株式会社)以转速1200rpm、循环次数35次进行处理,得到高乳化胶浆。用聚合槽(带搅拌机)在无搅拌条件下,温度35℃下使该高乳化胶浆反应3小时,结束聚合。反应结束后,分离有机相,用二氯甲烷稀释、水洗后成为盐酸酸性,再进行水洗,在水相的导电率与离子交换水几乎相同时,投入到装有温水的捏合机,边搅拌边使二氯甲烷蒸发,得到聚碳酸酯的粉末。脱水后,利用热风循环式干燥机在120℃干燥12小时,得到聚碳酸酯树脂粉末。
PC-2:利用下述制法得到的粘均分子量16500的聚碳酸酯树脂粉末
[制造方法]
变更为11%浓度的对叔丁基苯酚的二氯甲烷溶液193份,除此之外,与PC-1的制造方法同样地进行,得到聚碳酸酯树脂粉末。
PC-3:利用下述制法得到的粘均分子量23200的聚碳酸酯树脂粉末
[制造方法]
变更为11%浓度的对叔丁基苯酚的二氯甲烷溶液118份,除此之外,与PC-1的制造方法同样地进行,得到聚碳酸酯树脂粉末。
(B成分)
B-1:利用下述制法得到的粘均分子量19400的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末
[制造方法]
向带温度计、搅拌机、回流冷却器的反应器中加入离子交换水21591份、48.5%氢氧化钠水溶液3674份,在溶解2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)3880份和亚硫酸氢盐7.6份后,加入二氯甲烷14565份(相对于二羟基化合物(I)1摩尔为14摩尔),在搅拌下在22~30℃用60分钟吹送光气1900份。接下来,加入48.5%氢氧化钠水溶液1131份、将对叔丁基苯酚105份溶解于二氯甲烷800份而得的溶液,一边搅拌一边以二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)相对于二元酚(I)的量1摩尔成为0.0008摩尔/min的速度加入将下述式〔8〕表示的聚二有机硅氧烷化合物(式中的平均重复个数p=约37)430份溶解于二氯甲烷1600份而得的溶液,在成为乳化状态后,再次激烈搅拌。在该搅拌下,在反应液为26℃的状态下加入三乙胺4.3份,在温度26~31℃下持续搅拌45分钟,结束反应。反应结束后,分离有机相,用二氯甲烷稀释、水洗后成为盐酸酸性,再进行水洗,在水相的导电率与离子交换水几乎相同时,投入到装有温水的捏合机,边搅拌边使二氯甲烷蒸发,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的粉末。脱水后,利用热风循环式干燥机在120℃干燥12小时,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末。(聚二有机硅氧烷成分含量为8.2%,聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸为9nm,粘均分子量为19400)
B-2:利用下述制法得到的粘均分子量15000的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末
[制造方法]
将对叔丁基苯酚变更为132份,除此之外,与B-1的制造方法同样地进行,得到聚碳酸酯树脂粉末。(聚二有机硅氧烷成分含量为8.2%,聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸为9nm,粘均分子量为15000)
b-3:利用下述制法得到的粘均分子量20500的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末
[制造方法]
向带温度计、搅拌机、回流冷却器的反应器中加入离子交换水21591份、48.5%氢氧化钠水溶液3674份,在溶解2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)3880份和亚硫酸氢盐7.6份后,加入二氯甲烷14565份(相对于二羟基化合物(I)1摩尔为10摩尔),在搅拌下在22~30℃用60分钟吹送光气1900份。接下来,加入48.5%氢氧化钠水溶液1131份、将对叔丁基苯酚105份溶解于二氯甲烷800份而得的溶液,一边搅拌一边以二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)相对于二元酚(I)的量1摩尔成为0.5摩尔/min的速度加入将上述式〔8〕表示聚二有机硅氧烷化合物(式中的平均重复个数p=约37)430份溶解于二氯甲烷100份而得的溶液,在成为乳化状态后,再次激烈搅拌。在该搅拌下,在反应液为26℃的状态下加入三乙胺4.3份,在温度26~31℃下持续搅拌45分钟,结束反应。反应结束后,分离有机相,用二氯甲烷稀释、水洗后成为盐酸酸性,再进行水洗,在水相的导电率与离子交换水几乎相同时,投入到装有温水的捏合机,边搅拌边使二氯甲烷蒸发,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的粉末。脱水后,利用热风循环式干燥机在120℃干燥12小时,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末。(聚二有机硅氧烷成分含量为8.3%,聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸为24nm,粘均分子量为20500)
b-4:利用下述制法得到的粘均分子量20300的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末
[制造方法]
向带温度计、搅拌机、回流冷却器的反应器中加入离子交换水21591份、48.5%氢氧化钠水溶液3674份,在溶解2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)3880份和亚硫酸氢盐7.6份后,加入二氯甲烷14565份(相对于二羟基化合物(I)1摩尔为10摩尔),在搅拌下在22~30℃用60分钟吹送光气1900份。接下来,加入48.5%氢氧化钠水溶液1131份、将对叔丁基苯酚105份溶解于二氯甲烷800份而得的溶液,一边搅拌一边以二羟基芳基末端聚二有机硅氧烷(II)相对于二元酚(I)的量1摩尔成为0.5摩尔/min的速度加入将上述式〔8〕表示的聚二有机硅氧烷化合物(式中的平均重复个数p=约37)685份溶解于二氯甲烷170份而得的溶液,在成为乳化状态后,再次激烈搅拌。在该搅拌下,在反应液为26℃的状态下加入三乙胺4.3份,在温度26~31℃下持续搅拌45分钟,结束反应。反应结束后,分离有机相,用二氯甲烷稀释、水洗后成为盐酸酸性,再进行水洗,在水相的导电率与离子交换水几乎相同时,投入到装有温水的捏合机,边搅拌边使二氯甲烷蒸发,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂的粉末。脱水后,利用热风循环式干燥机在120℃干燥12小时,得到聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂粉末。(聚二有机硅氧烷成分含量为12.5%,聚二有机硅氧烷结构域的平均尺寸为46nm,粘均分子量为20300)
(D成分)
D-1:全氟丁烷磺酸钾盐(大日本油墨株式会社制MEGAFAC F-114P)
D-2:全氟丁烷磺酸钠盐(大日本油墨株式会社制MEGAFAC F-114S)
D-3:二苯砜磺酸钾(Arichem公司制KSS)
(C成分)
C-1:密度:0.95g/cm3、酸值:1mg/KOH、重均分子量:60000的聚乙烯树脂(三井化学株式会社制HI-ZEX(商标)2100JP)
c-2:密度:0.90g/cm3、酸值:1mg/KOH、重均分子量:500000的聚丙烯树脂(SunAllomer株式会社制Sun Allomer(商标)PL-400A)
(E成分)
E-1:由聚四氟乙烯粒子和苯乙烯-丙烯酸系共聚物构成的混合物(Shine Polymer制:SN3307(商品名))
E-2:由支链状聚四氟乙烯粒子和苯乙烯-丙烯酸系共聚物构成的混合物(ShinePolymer制:SN3300B7(商品名))
(F成分)
F-1:苯并三唑系紫外线吸收剂(CHEMIPRO KASEI工业株式会社制:KEMISORB 79)
F-2:苯并三唑系紫外线吸收剂(BASF Japan株式会社制:Tinuvin 234)
(其它的成分)
a:3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷醇酯(BASF Japan株式会社制:Irganox1076)
CB:炭黑(越谷化成工业株式会社制RB-961S)
TiO2:二氧化钛(RESINO COLOR INDUSTRY株式会社制White DCF-T-17007)
本发明的树脂组合物兼具良好的低温耐冲击性和能够充分应对薄壁成型的流动性且在涂装的成型品中具有良好的外观、耐冲击性。另外本发明的树脂组合物兼具良好的低温耐冲击性、耐电蚀性和阻燃性,且引起电气连接点故障的气体产生少。
产业上的可利用性
由本发明的树脂组合物形成的成型品可用在各种电子·电气设备部件(特别是便携式信息终端外装部件)、照相机部件、OA设备部件、精密机械部件、机械部件、车辆部件、其它农业资材、运输容器、游戏器具和杂货等各种用途。
Claims (15)
1.一种树脂组合物,相对于由聚碳酸酯树脂即A成分和聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂即B成分构成的树脂成分100重量份,含有由下述通式〔X〕表示的单元构成的聚烯烃树脂即C成分0.5~2.5重量份,
在所述通式〔X〕中,RXX表示氢原子或者碳原子数1~10的直链状的烃基。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,B成分是由下述通式〔1〕表示的聚碳酸酯嵌段和下述通式〔3〕表示的聚二有机硅氧烷嵌段构成的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂,
在所述通式〔1〕中,R1和R2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1~18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,各自有多个时它们可以相同也可以不同,a和b各自为1~4的整数,W为单键或选自下述通式〔2〕表示的基团中的至少一个基团,
在所述通式〔2〕中,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,有多个时它们可以相同也可以不同,c为1~10的整数,d为4~7的整数,
在所述通式〔3〕中,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地为氢原子、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各自独立地为氢原子、卤素原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基,e和f各自为1~4的整数,p为自然数,q为0或者自然数,p+q为4~150的自然数,X为碳原子数2~8的二价脂肪族基团。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,以树脂组合物的总重量为基准,所述通式〔3〕所包含的由下述通式〔4〕表示的聚二有机硅氧烷嵌段的含量为1.0重量%~10.0重量%,
在所述通式〔4〕中,R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地为氢原子、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,p为自然数,q为0或者自然数,p+q为4~150的自然数。
4.根据权利要求3所述的树脂组合物,其中,通式〔4〕中的p+q为4~120的自然数。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,B成分是在聚碳酸酯聚合物的基体中存在平均尺寸为5~18nm的聚二有机硅氧烷结构域的聚碳酸酯-聚二有机硅氧烷共聚树脂。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,C成分是密度为0.93g/cm3~0.99g/cm3的聚烯烃树脂。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,相对于树脂成分100重量份,含有0.01~1.0重量份的有机金属盐系化合物即D成分。
8.根据权利要求7所述的树脂组合物,其中,D成分为选自全氟烷基磺酸碱(土)金属盐、芳香族磺酸碱(土)金属盐和芳香族系酰亚胺的碱(土)金属盐中的至少一种有机碱(土)金属盐。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,相对于树脂成分100重量份,含有0.01~0.4重量份的具有原纤维形成能力的聚四氟乙烯即E成分。
10.根据权利要求9所述的树脂组合物,其中,E成分为支链状聚四氟乙烯。
11.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,相对于树脂成分100重量份,含有0.01~3重量份的紫外线吸收剂即F成分。
12.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,用冷阱捕集GC-MS法在150℃、30分钟的加热条件下测定的低分子硅氧烷的产生量相对于材料重量为1μg/mg以下。
13.一种成型品,由权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物形成。
14.根据权利要求13所述的成型品,其被涂装。
15.根据权利要求13所述的成型品,是便携式信息终端外装部件。
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