CN107922727A - 聚碳酸酯系树脂组合物及其成形品 - Google Patents
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Abstract
一种聚碳酸酯系树脂组合物,其特征在于,其包含聚碳酸酯‑聚有机硅氧烷共聚物(A)、以及除了上述(A)之外的芳香族聚碳酸酯系树脂(B),所述聚碳酸酯‑聚有机硅氧烷共聚物(A)包含特定的聚碳酸酯嵌段(A‑1)和聚有机硅氧烷嵌段(A‑2),所述聚碳酸酯系树脂组合物具有在以上述(B)作为主要成分的基体中存在区域(d‑1)、且在上述区域(d‑1)的内部存在区域(d‑2)的结构,所述区域(d‑1)包含上述聚有机硅氧烷嵌段(A‑2),所述区域(d‑2)包含选自上述聚碳酸酯嵌段(A‑1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种。
Description
技术领域
本发明涉及包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的聚碳酸酯系树脂组合物及其成形品。
背景技术
聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(以下有时简称为“PC-POS共聚物”)因其高耐冲击性、耐化学试剂性和阻燃性等优异性质而受到关注。因此,期待在电气·电子设备领域、汽车领域等各种领域中得到广泛利用。特别地,在移动电话、移动电脑、数码相机、摄像机、电动工具等的壳体和其它日用品中的利用正在展开。
通常,作为代表性的聚碳酸酯,一般使用采用2,2-双(4-羟基苯基)丙烷〔通称:双酚A〕作为原料二元酚的均聚聚碳酸酯。为了改良该均聚聚碳酸酯的阻燃性、耐冲击性等物性,已知使用聚有机硅氧烷作为共聚单体的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(专利文献1)。
为了进一步改善包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的聚碳酸酯树脂的耐冲击性,可列举出例如专利文献2和3中记载的使用长链长的聚有机硅氧烷的手段、增加聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物中的聚有机硅氧烷量的手段。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第2662310号公报
专利文献2:日本特开2011-21127号公报
专利文献3:日本特开2012-246390号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于,提供与以往的聚碳酸酯系树脂相比具有更优异的耐冲击性的包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的聚碳酸酯系树脂组合物。
用于解决问题的方法
本发明人等发现:与含有相同程度的聚有机硅氧烷链长、相同程度的量的聚有机硅氧烷嵌段的聚碳酸酯系树脂组合物相比,使用了包含具有特定结构的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的聚碳酸酯系树脂组合物时,可以得到更优异的耐冲击性。
即,本发明涉及下述[1]~[21]。
[1]一种聚碳酸酯系树脂组合物,其特征在于,其包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)、以及除了上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)之外的芳香族聚碳酸酯系树脂(B),所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)包含:含有下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段(A-1)、以及含有下述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2),所述聚碳酸酯系树脂组合物具有在以上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)作为主要成分的基体中存在区域(d-1)、且在上述区域(d-1)的内部存在区域(d-2)的结构,所述区域(d-1)包含上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2),所述区域(d-2)包含选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种。
[式中,R1和R2各自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和R4各自独立地表示氢原子、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。a和b各自独立地表示0~4的整数。]
[2]根据上述[1]所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)与上述芳香族聚碳酸酯(B)的质量比率(A)/(B)为0.1/99.9~99.9/0.1。
[3]根据上述[1]或[2]所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)包含:主链含有下述通式(III)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段。
[式中,R9和R10各自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和e各自独立地表示0~4的整数。]
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述区域(d-1)主要由上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)形成。
[5]根据上述[1]~[4]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述区域(d-2)主要由选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种形成。
[6]根据上述[1]~[5]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,在上述区域(d-1)的内部仅存在1个上述区域(d-2)。
[7]根据上述[1]~[5]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,在上述区域(d-1)的内部存在2个以上的上述区域(d-2)。
[8]根据上述[1]~[7]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,在上述区域(d-1)的内部存在上述区域(d-2)的区域(d)与仅由上述区域(d-1)组成的区域(d’)的总数之中,上述区域(d)所占的数量比例为2~100%。
[9]根据上述[8]所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,将上述区域(d)与上述区域(d’)加合而得到的全部区域的平均截面积为200nm2以上。
[10]根据上述[8]或[9]所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,将上述区域(d)与上述区域(d’)加合而得到的全部区域的平均截面积为20,000nm2以下。
[11]根据上述[8]~[10]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,将上述区域(d)与上述区域(d’)加合而得到的全部区域的相邻颗粒间距离的平均值为500nm以下。
[12]根据上述[8]~[11]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,将上述区域(d)与上述区域(d’)加合而得到的全部区域的相邻颗粒间距离的平均值为50nm以上。
[13]根据上述[1]~[12]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长为30~500。
[14]根据上述[1]~[13]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长为55~500。
[15]根据上述[1]~[14]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)中的上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率为5~70质量%。
[16]根据上述[1]~[15]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯系树脂组合物中的上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率为0.1~10质量%。
[17]根据上述[1]~[16]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)的粘均分子量(Mv)为9,000~50,000。
[18]根据上述[1]~[17]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯系树脂组合物的粘均分子量(Mv)为9,000~50,000。
[19]一种成形品,其是将上述[1]~[18]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物进行成形而得到的。
[20]根据上述[19]所述的成形品,其是电气设备和电子设备用壳体。
[21]根据上述[19]所述的成形品,其是汽车和建材的部件。
发明的效果
根据本发明,通过使包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的聚碳酸酯系树脂组合物具有特定的结构,能够得到耐冲击性、特别是低温耐冲击性优异的聚碳酸酯系树脂组合物、及其成形品。
附图说明
图1是实施例1中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图2是实施例2中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图3是实施例3中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图4是实施例4中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图5是实施例5中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图6是实施例6中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图7是实施例7中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图8是实施例8中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图9是比较例4中得到的聚碳酸酯系树脂组合物的利用扫描型探针显微镜获得的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)。
图10是示出具有1个开口部的区域中的、区域的长轴距离以及画出具有开口部端部的两个点作为切点的区域的切线时的上述两个切点间的距离的图。
图11是分别示出具有2个开口部的区域中的、区域的长轴距离以及画出具有开口部端部的两个点作为切点的区域的切线时的上述两个切点间的距离的图。
图12是示出具有1个开口部的区域中的、区域的长轴距离以及画出具有开口部端部的两个点作为切点的区域的切线时的上述两个切点间的距离的扫描型探针显微镜图像。
具体实施方式
本发明人等进行深入研究的结果发现,与含有相同程度的聚有机硅氧烷链长、相同程度的量的聚有机硅氧烷嵌段的聚碳酸酯系树脂组合物相比,使用了包含具有特定结构的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的聚碳酸酯系树脂组合物时,可以得到更优异的低温耐冲击性。以下进行详细说明。
<聚碳酸酯系树脂组合物>
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)、以及除了上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)之外的芳香族聚碳酸酯系树脂(B),所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)包含:含有下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段(A-1)、以及含有下述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2),所述聚碳酸酯系树脂组合物具有在以上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)作为主要成分的基体中存在区域(d-1)、且在上述区域(d-1)的内部存在区域(d-2)的结构,所述区域(d-1)包含上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2),所述区域(d-2)包含选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种:
上述通式(I)中,R1和R2各自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-。a和b各自独立地表示0~4的整数。
上述通式(II)中,R3和R4各自独立地表示氢原子、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。
式中的各R1~R4、X、a和b的具体例在后文描述。
从制造容易性和所得树脂组合物的耐冲击性的观点出发,本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)的含量通常为0.1~99.9质量%、优选为1~99质量%、更优选为2~50质量%、进一步优选为5~20质量%。
从制造容易性和所得树脂组合物的耐冲击性的观点出发,本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中的芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的含量通常为99.9~0.1质量%、优选为99~1质量%、更优选为98~50质量%、进一步优选为95~80质量%。
本发明中,聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)与芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的质量比率(A)/(B)通常为0.1/99.9~99.9/0.1、优选为1/99~99/1、更优选为2/98~50/50、进一步优选为5/95~20/80。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物在至少以上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)成分作为主要成分的基体中存在包含上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的区域(d-1),且在该区域(d-1)的内部进一步存在包含选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种的区域(d-2)。可以在上述1个区域(d-1)内部仅存在1个区域(d-2),或者,可以在上述1个区域(d-1)内部存在2个以上的区域(d-2)。像这样,本发明的聚碳酸酯系树脂组合物必然具有在区域(d-1)的内部存在至少1个区域(d-2)的区域(d)。
需要说明的是,只要上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)在上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)和上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的合计中所占的比例不超过50质量%,则上述聚碳酸酯系树脂组合物中的基质可以主要由选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种形成。包含上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的区域(d-1)优选主要由上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)形成。包含选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种的区域(d-2)优选主要由选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种形成,可以主要由上述聚碳酸酯嵌段(A-1)或源自芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段形成,也可以主要由上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段这两者形成。
所检测的区域主要由哪种嵌段形成可根据通过扫描型探针显微镜(ScanningProbe Microscope:SPM)观察而获得的图像的对比度来判断。如图1所示,在所检测的区域之中,将示出与基体同等程度的对比度的区域作为主要由选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种形成的区域。同样地,在所检测的区域之中,将示出与基体明确区别的程度的暗对比度的区域作为主要由上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)形成的区域。
需要说明的是,在本发明的一个方式中,包含上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的区域(d-1)实质上由上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)形成。包含选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种的区域(d-2)实质上由选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种形成,可以实质上由上述聚碳酸酯嵌段(A-1)或源自芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段形成,也可以实质上由上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段这两者形成。
若更详细地记载结构的一个例子,则本申请发明的聚碳酸酯系树脂组合物在基体中具有核壳结构,所述核壳结构具有构成壳的上述区域(d-1)和构成核的1个上述区域(d-2)。此外,还可以具有:在1个上述区域(d-1)的内部含有2个以上的球状或圆柱状的区域(d-2)的结构、或者螺旋二十四面体结构、薄层结构或海岛(salami)结构等微相分离结构。
与上述区域(d)不同,将仅由包含上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的区域(d-1)组成(即在(d-1)内部不含(d-2))的区域记作(d’)时,在聚碳酸酯系树脂组合物中的上述区域(d-1)内部具有区域(d-2)的区域(d)与仅由区域(d-1)组成的区域(d’)的总数之中,上述区域(d)所占的数量比例优选为2~100%。只要区域(d)的数量比例为上述范围内,则能够得到更优异的耐冲击性。上述区域(d)的数量比例更优选为2~50%、进一步优选为5~45%、特别优选为15~30%。需要说明的是,各区域(d)和(d’)的数量利用SPM进行目视测定。
将上述区域(d)和上述区域(d’)加合而得到的全部区域的平均截面积优选为200nm2以上。只要上述全部区域的平均截面积为200nm2以上,则能够得到更优异的耐冲击性。此外,将上述区域(d)和上述区域(d’)加合而得到的全部区域的平均截面积优选为20,000nm2以下。只要上述全部区域的平均截面积为20,000nm2以下,则能够得到更优异的耐冲击性。将上述区域(d)和上述区域(d’)加合而得到的全部区域的平均截面积更优选为300~5,000nm2、进一步优选为500~4,000nm2、特别优选为1000~4,000nm2。
上述各区域(d)和(d’)的平均截面积通过下述方式算出:;利用SPM进行观察,并对所得图像用图像解析软件(SPIP)进行处理,从而算出。此处,利用SPM进行观察时,上述区域(d)和(d’)具有开口部时的平均截面积以下述方式计算。如图10所示那样,在1个区域具有1个开口部的情况中,画出具有开口部端部的两个点作为切点的区域的切线时,上述两个切点间的距离相对于区域的长轴距离为1/2以下时,视作不具有开口部的区域的截面积,作为区域(d)和上述区域(d’)各自的平均截面积而算出。此外,如图11所示那样,在1个区域具有2个以上的开口部(图11中为2个开口部)的情况中,各开口部的画出具有开口部端部的两个点作为切点的区域的切线时,两个切点间的距离相对于区域的长轴距离分别为1/2以下时,视作不具有各自的开口部的区域的截面积。图12中示出具有1个开口部时的区域的扫描型探针显微镜图像。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中包含的上述区域(d)与上述区域(d’)加合而得到的全部区域的相邻颗粒间距离的平均值优选为500nm以下。该全部区域的相邻颗粒间距离的平均值表示基体中包含的全部区域的存在频率。只要全部区域的相邻颗粒间距离的平均值为500nm以下,则能够得到更优异的耐冲击性。此外,只要全部区域的相邻颗粒间距离的平均值为50nm以上,则能够得到更优异的耐冲击性。
上述全部区域的相邻颗粒间距离的平均值更优选为70~350nm、进一步优选为110~300nm、特别优选为180~200nm。需要说明的是,全部区域的相邻颗粒间距离的平均值通过下述方式算出:利用SPM进行观察,并用图像解析软件(SPIP)处理,从而算出。
需要说明的是,上述区域(d)在上述区域(d)与区域(d’)的总数之中所占的数量比例、全部区域的平均截面积和全部区域的相邻颗粒间距离的平均值测定中使用的扫描型探针显微镜的详细观察条件记载在实施例中。
与含有相同程度的聚有机硅氧烷链长、相同程度的量的聚有机硅氧烷嵌段的聚碳酸酯系树脂组合物相比,本发明的聚碳酸酯系树脂组合物的耐冲击性优异的原因尚未确定,但可以推测如下。
即,本发明所述的聚碳酸酯系树脂组合物中具有的区域(d)在包含上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的区域(d-1)的内部存在包含选自上述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少一种的区域(d-2)。
因此,只要聚碳酸酯系树脂组合物中的上述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的量相同,则与仅由区域(d-1)组成的区域(d’)相比,将区域(d-2)包覆在内的区域(d)的尺寸变得膨大,尺寸比区域(d’)更大。可以认为,通过使基体中存在的区域(d)的尺寸整体变大,在对聚碳酸酯系树脂组合物施加冲击载重时,进一步抑制了应力波的传播。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率优选为0.1~10质量%,更优选为0.5~8.0质量%、进一步优选为1.0~5.0质量%、特别优选为2.0~4.0质量%。如果聚碳酸酯系树脂组合物中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率为上述范围,则能够得到优异的耐冲击特性。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物的粘均分子量(Mv)可以根据使用的用途、制品,以达到目标分子量的方式使用分子量调节剂(末端封端剂)等来适当调整。聚碳酸酯系树脂组合物的粘均分子量优选为9,000~50,000、更优选为12,000~30,000、进一步优选为14,000~23,000、特别优选为16,000~20,000。如果粘均分子量为9,000以上,则能够得到充分的成形品强度。如果粘均分子量为50,000以下,则能够在不引发热劣化的温度下进行注射成形、挤出成形。
需要说明的是,粘均分子量(Mv)是测定20℃下的二氯甲烷溶液的特性粘度〔η〕、并根据Schnell公式(〔η〕=1.23×10-5×Mv0.83)而算出的值。
<聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)>
上述区域(d-1)包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)的下述聚有机硅氧烷嵌段(A-2),优选由该聚有机硅氧烷嵌段(A-2)形成。聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)如上所述包含:含有下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段(A-1)、以及含有下述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2):
上述通式(I)和(II)中的R1~R4、X、a和b如上所述。
作为上述通式(I)中的R1和R2各自独立表示的卤素原子,可列举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
作为R1和R2各自独立表示的烷基,可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基(“各种”表示包括直链状和所有支链状的基团,以下在说明书中相同)、各种戊基和各种己基。作为R1和R2各自独立表示的烷氧基,可列举出作为烷基部位而具有上述烷基的烷氧基。
作为X表示的烷撑基,可列举出例如甲撑基、乙撑基、三甲撑基、四甲撑基、六甲撑基等,优选为碳数1~5的烷撑基。作为X表示的烷叉基,可列举出乙叉基、异丙叉基等。作为X表示的环烷撑基,可列举出环戊烷二基、环己烷二基、环辛烷二基等,优选为碳数5~10的环烷撑基。作为X表示的环烷叉基,可列举出例如环己叉基、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表示的芳基烷撑基的芳基部位,可列举出苯基、萘基、联苯基、蒽基等成环碳数为6~14的芳基,作为烷撑基,可列举出上述烷撑基。作为X表示的芳基烷叉基的芳基部位,可列举出苯基、萘基、联苯基、蒽基等成环碳数为6~14的芳基,作为烷叉基,可列举出上述烷叉基。
a和b各自独立地表示0~4的整数,优选为0~2、更优选为0或1。
其中,适合的是,a和b为0且X为单键或碳数1~8的烷撑基、或者a和b为0且X为碳数3的烷撑基;特别适合为异丙叉基。
上述通式(II)中,作为R3或R4所示的卤素原子,可列举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。作为R3或R4所示的烷基,可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基和各种己基。作为R3或R4所示的烷氧基,可列举出烷基部位为上述烷基的情况。作为R3或R4所示的芳基,可列举出苯基、萘基等。
需要说明的是,作为R3和R4,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,均更优选为甲基。
更具体而言,包含上述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)优选具有下述通式(II-I)~(II-III)所示的单元。
[式中,R3~R6各自独立地表示氢原子、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,多个R3~R6可以彼此相同或者不同。Y表示-R7O-、-R7COO-、-R7NH-、-R7NR8-、-COO-、-S-、-R7COO-R9-O-、或-R7O-R10-O-,多个Y可以彼此相同或不同。上述R7表示单键、直链、支链或环状的烷撑基、芳基取代的烷撑基、取代或未取代的亚芳基、或者二亚芳基。R8表示烷基、烯基、芳基或芳烷基。R9表示二亚芳基。R10表示直链、支链或环状的烷撑基、或者二亚芳基。β表示源自二异氰酸酯化合物的2价基团、或者源自二羧酸或二羧酸酰卤的2价基团。n表示聚有机硅氧烷的链长。n-1以及p和q分别表示聚有机硅氧烷单元的重复单元数,为1以上的整数,p和q之和为n-2。]
作为R3~R6各自独立表示的卤素原子,可列举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。作为R3~R6各自独立表示的烷基,可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基和各种己基。作为R3~R6各自独立表示的烷氧基,可列举出烷基部位为上述烷基的情况。作为R3~R6各自独立表示的芳基,可列举出苯基、萘基等。
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。
通式(II-I)、(II-II)和/或(II-III)中的R3~R6均优选为甲基。
作为Y表示的-R7O-、-R7COO-、-R7NH-、-R7NR8-、-COO-、-S-、-R7COO-R9-O-、或-R7O-R10-O-中的R7表示的直链或支链的烷撑基,可列举出碳数1~8、优选碳数1~5的烷撑基,作为环状烷撑基,可列举出碳数5~15、优选碳数5~10的环烷撑基。
作为R7表示的芳基取代的烷撑基,可以在芳香环上具有烷氧基、烷基那样的取代基,作为其具体的结构,例如可以示出下述通式(i)或(ii)的结构。需要说明的是,具有芳基取代的烷撑基时,烷撑基键合于Si。
(式中,c表示正整数,通常为1~6的整数)
作为R7、R9和R10表示的二亚芳基,是二个亚芳基直接连接或借助二价有机基团连接而得到的基团,具体而言,是具有-Ar1-W-Ar2-所示结构的基团。此处,Ar1和Ar2表示亚芳基,W表示单键或2价有机基团。W表示的2价有机基团例如为异丙叉基、甲撑基、二甲撑基、三甲撑基。
作为R7、Ar1和Ar2表示的亚芳基,可列举出亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚蒽基等成环碳数为6~14的亚芳基。这些亚芳基可以具有烷氧基、烷基等任选的取代基。
作为R8表示的烷基,为碳数1~8、优选1~5的直链或支链的烷基。作为烯基,可列举出碳数2~8、优选2~5的直链或支链的烯基。作为芳基,可列举出苯基、萘基等。作为芳烷基,可列举出苯基甲基、苯基乙基等。
R10表示的直链、支链或环状的烷撑基与R7相同。
作为Y,优选为-R7O-,R7为芳基取代的烷撑基、特别是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、源自丁子香酚的有机残基。
需要说明的是,针对式(II-II)中的p和q,优选为p=q。
此外,β表示源自二异氰酸酯化合物的2价基团、或者源自二羧酸或二羧酸酰卤的2价基团,可列举出例如下述通式(iii)~(vii)所示的2价基团。
PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长n优选为30~500、更优选为35~400、更优选为40~400、进一步优选为50~300、特别优选为55~120。该平均链长通过核磁共振(NMR)测定来算出。如果平均链长n为30~500的范围,则能够得到更优异的耐冲击性。此外,聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长n也优选处于55~500的范围。
PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率优选为5~70质量%、更优选为6~50质量%、进一步优选为10~45质量%、特别优选为21~40质量%。如果PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷量为上述范围内,则能够得到更优异的耐冲击性。
PC-POS共聚物(A)的粘均分子量(Mv)可以根据使用的用途、制品,以达到目标分子量的方式使用分子量调节剂(末端封端剂)等来适当调整,优选为9,000~50,000、更优选为12,000~30,000、进一步优选为14,000~23,000、特别优选为16,000~22,000、最优选为16,000~20,000。如果粘均分子量为9,000以上,则能够得到充分的成形品强度。如果粘均分子量为50,000以下,则能够在不引发热劣化的温度下进行注射成形、挤出成形。
粘均分子量(Mv)是测定20℃下的二氯甲烷溶液的特性粘度〔η〕、并根据Schnell公式(〔η〕=1.23×10-5×Mv0.83)而算出的值。
上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)可以通过界面聚合法(光气法)、吡啶法、酯交换法等公知的制造方法来制造。特别是界面聚合法的情况中,包含PC-POS共聚物(A)的有机相与包含未反应物、催化剂残渣等的水相的分离工序变得容易,基于碱清洗、酸清洗、纯水清洗的各清洗工序中的包含PC-POS共聚物(A)的有机相与水相的分离变得容易,可以高效地得到PC-POS共聚物(A)。作为制造PC-POS共聚物(A)的方法,例如可以参照日本特开2010-241943号公报等中记载的方法。
具体而言,可以使后述预先制造的聚碳酸酯低聚物与聚有机硅氧烷溶解于非水溶性有机溶剂(二氯甲烷等)中,添加二元酚系化合物(双酚A等)的碱性化合物水溶液(氢氧化钠水溶液等),作为聚合催化剂,使用叔胺(三乙基胺等)、季铵盐(三甲基苄基氯化铵等),在末端封端剂(对叔丁基苯酚等一元酚)的存在下,发生界面缩聚反应来制造。此外,PC-POS共聚物(A)还可以通过使聚有机硅氧烷与二元酚与光气、碳酸酯或氯甲酸酯进行共聚而制造。
需要说明的是,在例如使聚碳酸酯低聚物与聚有机硅氧烷原料在有机溶剂中反应后再与二元酚反应等来制造本申请的聚碳酸酯系树脂组合物中包含的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)时,上述有机溶剂与聚碳酸酯低聚物的混合溶液1L中的聚碳酸酯低聚物的固体成分重量(g/L)优选处于80~200g/L的范围。更优选为90~180g/L、进一步优选为100~170g/L。
作为成为原料的聚有机硅氧烷,可以使用下述通式(1)、(2)和/或(3)所示的物质。
式中,R3~R6、Y、β、n-1、p和q如上所述,具体例和优选方案也相同。
Z表示氢原子或卤素原子,多个Z可以彼此相同或者不同。
例如,作为通式(1)所示的聚有机硅氧烷,可列举出下述通式(1-1)~(1-11)的化合物。
上述通式(1-1)~(1-11)中,R3~R6、n和R8如上述定义,优选方案也相同。c表示正整数,通常为1~6的整数。
这些之中,在聚合容易性的观点方面,优选为上述通式(1-1)所示的苯酚改性聚有机硅氧烷。此外,在获取容易性的观点方面,优选为作为上述通式(1-2)所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、作为上述通式(1-3)所示的化合物中的一种的α,ω-双[3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙基]聚二甲基硅氧烷。
除此之外,作为聚有机硅氧烷原料,可以使用具有下述通式(4)的物质。
式中,R3和R4与上述相同。通式(4)所示的聚有机硅氧烷嵌段的平均链长达到(r×m),(r×m)的范围与上述n相同。
将上述(4)用作聚有机硅氧烷原料时,聚有机硅氧烷嵌段(A-2)优选具有下述通式(II-IV)所示的单元。
[式中的R3、R4、r和m如上所述]
上述聚有机硅氧烷的制造方法没有特别限定。例如,根据日本特开平11-217390号公报记载的方法,可以使环三硅氧烷与二硅氧烷在酸性催化剂的存在下反应,合成α,ω-二氢有机五硅氧烷,接着,在硅氢化反应用催化剂的存在下,使该α,ω-二氢有机五硅氧烷与酚性化合物(例如2-烯丙基苯酚、4-烯丙基苯酚、丁子香酚、2-丙烯基苯酚等)等发生加成反应,从而得到粗聚有机硅氧烷。此外,根据日本特许第2662310号公报记载的方法,可以使八甲基环四硅氧烷与四甲基二硅氧烷在硫酸(酸性催化剂)的存在下反应,使所得α,ω-二氢有机聚硅氧烷与上述同样地在硅氢化反应用催化剂的存在下与酚性化合物等发生加成反应,从而得到粗聚有机硅氧烷。需要说明的是,α,ω-二氢有机聚硅氧烷可以根据其聚合条件适当调整其链长n来使用,也可以使用市售的α,ω-二氢有机聚硅氧烷。
作为上述硅氢化反应用催化剂,可列举出过渡金属系催化剂,其中,从反应速度和选择性的观点出发,优选使用铂系催化剂。作为铂系催化剂的具体例,可列举出氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂的烯烃络合物、铂与含乙烯基的硅氧烷的络合物、担载铂的二氧化硅、担载铂的活性炭等。
优选通过使粗聚有机硅氧烷与吸附剂接触,从而使粗聚有机硅氧烷中包含的、源自被用作上述硅氢化反应用催化剂的过渡金属系催化剂的过渡金属吸附于吸附剂而被去除。
作为吸附剂,可以使用例如具有以下的平均细孔直径的吸附剂。如果平均细孔直径为以下,则可以高效地去除粗聚有机硅氧烷中的过渡金属。从这样的观点出发,吸附剂的平均细孔直径优选为以下、更优选为以下、进一步优选为以下、更进一步优选为以下。此外,从同样的观点出发,吸附剂优选为多孔性吸附剂。
作为吸附剂,只要具有上述的平均细孔直径则没有特别限定,可以使用例如活性白土、酸性白土、活性炭、合成沸石、天然沸石、活性氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化镁系吸附剂、硅藻土、纤维素等,优选为选自活性白土、酸性白土、活性炭、合成沸石、天然沸石、活性氧化铝、二氧化硅和二氧化硅-氧化镁系吸附剂中的至少1种。
使粗聚有机硅氧烷中包含的过渡金属吸附于吸附剂后,可以通过任意的分离手段从聚有机硅氧烷中分离吸附剂。作为从聚有机硅氧烷中分离吸附剂的手段,可列举出例如过滤器、离心分离等。使用过滤器时,可以使用膜过滤器、烧结金属过滤器、玻璃纤维过滤器等过滤器,特别优选使用膜过滤器。
从在过渡金属的吸附后使吸附剂从聚有机硅氧烷中分离的观点出发,吸附剂的平均粒径通常为1μm~4mm、优选为1~100μm。
使用上述吸附剂时,其用量没有特别限定。相对于粗聚有机硅氧烷100质量份,可以优选使用1~30质量份、更优选使用2~20质量份的范围的量的多孔性吸附剂。
需要说明的是,由于所处理的粗聚有机硅氧烷的分子量高而并非液体状态的情况下,利用吸附剂进行吸附和吸附剂的分离时,聚有机硅氧烷可以被加热至呈现液体状态那样的温度。或者,也可以溶解于二氯甲烷、己烷等溶剂来进行。
期望的分子量分布的聚有机硅氧烷例如可以通过配合多种聚有机硅氧烷而调节分子量分布来得到。关于配合,可以在配合多种α,ω-二氢有机聚硅氧烷之后,在硅氢化反应用催化剂的存在下使其与酚性化合物等发生加成反应,从而得到达到期望分子量分布的粗聚有机硅氧烷。此外,也可以在配合多种粗聚有机硅氧烷之后,再进行用于去除硅氢化反应催化剂等的提纯。还可以配合提纯后的多种聚有机硅氧烷。此外,还可以通过制造聚有机硅氧烷时的聚合条件来适当调整。此外,还可以通过利用各种分离等手段从既有的聚有机硅氧烷中仅分离获取一部分而得到。
聚碳酸酯低聚物可以通过在二氯甲烷、氯苯、氯仿等有机溶剂中使二元酚与光气、三光气那样的碳酸酯前体反应而制造。需要说明的是,使用酯交换法来制造聚碳酸酯低聚物时,还可以通过二元酚与二苯基碳酸酯那样的碳酸酯前体的反应来制造。
作为二元酚,优选使用下述通式(viii)所示的二元酚。
式中,R1、R2、a、b和X如上所述。
作为上述通式(viii)所示的二元酚,可列举出例如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)醚、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。这些二元酚可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
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。作为二元酚而使用双酚A时,形成上述通式(i)中的X为异丙叉基、且a=b=0的PC-POS共聚物。
作为除了双酚A之外的二元酚,可列举出例如双(羟基芳基)烷烃类、双(羟基芳基)环烷烃类、二羟基芳基醚类、二羟基二芳基硫醚类、二羟基二芳基亚砜类、二羟基二芳基砜类、二羟基联苯类、二羟基二芳基芴类、二羟基二芳基金刚烷类等。这些二元酚可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
作为双(羟基芳基)烷烃类,可列举出例如双(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。
作为双(羟基芳基)环烷烃类,可列举出例如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。作为二羟基芳基醚类,可列举出例如4,4'-二羟基二苯基醚、4,4'-二羟基-3,3'-二甲基苯基醚等。
作为二羟基二芳基硫醚类,可列举出例如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。作为二羟基二芳基亚砜类,可列举出例如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。作为二羟基二芳基砜类,可列举出例如4,4'-二羟基二苯基砜、4,4'-二羟基-3,3'-二甲基二苯基砜等。
作为二羟基联苯类,可列举出例如4,4'-二羟基联苯等。作为二羟基二芳基芴类,可列举出例如9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等。作为二羟基二芳基金刚烷类,可列举出例如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。
作为除了上述之外的二元酚,可列举出例如4,4'-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]联苯酚、10,10-双(4-羟基苯基)-9-蒽酮、1,5-双(4-羟基苯硫基)-2,3-二氧杂戊烷等。
为了调整所得PC-POS共聚物的分子量,可以使用末端封端剂(分子量调节剂)。作为末端封端剂,可列举出例如苯酚、对甲酚、对叔丁基苯酚、对叔辛基苯酚、对枯基苯酚、对壬基苯酚、间十五烷基苯酚和对叔戊基苯酚等一元酚。这些一元酚可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述界面缩聚反应后,通过适当静置而分离为水相和有机溶剂相[分离工序]、清洗有机溶剂相(优选按照碱性水溶液、酸性水溶液、水的顺序清洗)[清洗工序]、浓缩所得有机相[浓缩工序]、以及干燥[干燥工序],可以得到PC-POS共聚物(A)。
<(B)芳香族聚碳酸酯系树脂>
除了上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)之外的芳香族聚碳酸酯系树脂(B)构成本发明的聚碳酸酯系树脂组合物的基体部分,此外被包含在区域(d-2)中。
芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的主链具有下述通式(III)所示的重复单元。作为上述聚碳酸酯系树脂,没有特别限制,可以使用各种公知的聚碳酸酯系树脂。
[式中,R9和R10各自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和e各自独立地表示0~4的整数。]
作为R9和R10的具体例,可列举出与上述R1和R2相同的基团,优选方案也相同。作为R9和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,可列举出与上述X相同的基团,优选方案也相同。d和e各自独立地优选为0~2、更优选为0或1。
作为上述芳香族聚碳酸酯系树脂(B),具体而言,可以使用通过下述现有的聚碳酸酯的制造法而得到的树脂:在对反应不活性的有机溶剂、碱水溶液的存在下,使二元酚系化合物和光气反应后,添加叔胺或季铵盐等聚合催化剂使其聚合的界面聚合法;将二元酚系化合物溶解于吡啶或吡啶与不活性溶剂的混合溶液中,导入光气直接制造的吡啶法等。
上述反应时,根据需要可以使用分子量调节剂(末端封端剂)、分支化剂等。
需要说明的是,作为上述二元酚系化合物,可列举出下述通式(III’)所示的化合物。
[式中,R9、R10、X’、d和e如上述定义,优选方案也相同。]
作为该二元酚系化合物的具体例,可列举出在聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)的制造方法中如上描述的化合物,优选化合物也相同。其中,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系树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。需要说明的是,芳香族聚碳酸酯树脂(B)与聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)不同,可以是不具有式(II)所示那样的聚有机硅氧烷嵌段的结构。例如,芳香族聚碳酸酯系树脂(B)可以为均聚聚碳酸酯树脂。
<其它成分>
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中,在不损害本发明效果的范围内,可以包含其它添加剂。作为其它添加剂,可列举出阻燃剂、阻燃助剂、脱模剂、增强材料、填充剂、用于改良耐冲击性的弹性体、染料、颜料等。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物可以通过以上述比例配合上述各成分,进一步以适当的比例配合根据需要而使用的各种任选成分并混炼而得到。
配合和混炼可以通过利用常规使用的机器、例如带式混合机、鼓式拌合机等进行预混合,并使用亨舍尔混合机、班伯里密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机和共捏合机等的方法来进行。混炼时的加热温度通常在240~320℃的范围内适当选择。作为该熔融混炼,优选使用挤出机、特别优选使用排气式挤出机。
[成形品]
将上述熔融混炼而得到的本发明的聚碳酸酯系树脂组合物、或者所得粒料作为原料,通过注射成形法、注射压缩成形法、挤出成形法、吹塑成形法、加压成形法、真空成形法和发泡成形法等,可以制造各种成形体。特别地,使用通过熔融混炼而得到的粒料,可以适合地用于通过注射成形和注射压缩成形来制造注射成形体。
由本发明的聚碳酸酯系树脂组合物形成的成型品可以适合地用作例如电视机、收录机、摄像机、录像机、音乐播放机、DVD播放机、空调、移动电话、显示器、计算机、收银台(register)、计算器、复印机、打印机、传真机等的电气设备·电子设备用部件的壳体等、以及汽车和建材的部件。
实施例
接着,通过实施例进一步具体说明本发明,但本发明不因这些例子而受到任何限定。需要说明的是,各例子中的特性值、评价结果按照下述要领来求出。
(1)聚二甲基硅氧烷链长和含有率
通过NMR测定,利用聚二甲基硅氧烷的甲基的积分值比而算出。
<聚二甲基硅氧烷的链长的定量方法>
1H-NMR测定条件
NMR装置:JEOL RESONANCE公司制ECA500
探针:50TH5AT/FG2
观测范围:-5~15ppm
观测中心:5ppm
脉冲重复时间:9秒
脉冲宽度:45°
NMR试样管:5φ
样品量:30~40mg
溶剂:氘代氯仿
测定温度:室温
累算次数:256次
烯丙基苯酚末端聚二甲基硅氧烷的情况
A:在δ-0.02~0.5附近观测到的二甲基硅氧烷部的甲基的积分值
B:在δ2.50~2.75附近观测到的烯丙基苯酚的甲撑基的积分值
聚二甲基硅氧烷的链长=(A/6)/(B/4)
丁子香酚末端聚二甲基硅氧烷的情况
A:在δ-0.02~0.5附近观测到的二甲基硅氧烷部的甲基的积分值
B:在δ2.40~2.70附近观测到的丁子香酚的甲撑基的积分值
聚二甲基硅氧烷的链长=(A/6)/(B/4)
<PC-POS共聚物中的聚二甲基硅氧烷含有率的定量方法>
例子:共聚了烯丙基苯酚末端聚二甲基硅氧烷的PTBP末端聚碳酸酯中的聚二甲基硅氧烷共聚量的定量方法
NMR装置:JEOL RESONANCE公司制ECA-500
探针:对应于TH5 5φNMR试样管
观测范围:-5~15ppm
观测中心:5ppm
脉冲重复时间:9秒
脉冲宽度:45°
累算次数:256次
NMR试样管:5φ
样品量:30~40mg
溶剂:氘代氯仿
测定温度:室温
A:在δ1.5~1.9附近观测到的BPA部分的甲基的积分值
B:在δ-0.02~0.3附近观测到的二甲基硅氧烷部分的甲基的积分值
C:在δ1.2~1.4附近观测到的对叔丁基苯基部分的丁基的积分值
a=A/6
b=B/6
c=C/9
T=a+b+c
f=a/T×100
g=b/T×100
h=c/T×100
TW=f×254+g×74.1+h×149
PDMS(wt%)=g×74.1/TW×100
(2)聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物和聚碳酸酯系树脂组合物的粘均分子量
粘均分子量(Mv)使用乌氏粘度计,测定20℃中的二氯甲烷溶液的粘度,由此求出特性粘度[η],并通过下式(Schnell公式)算出。
[η]=1.23×10-5×Mv0.83
<利用SPM观察区域结构的方法>
SPM装置:Nano-IM(PNI公司制)
探针:PPP-NCHR(NANOSENSORS公司制)
观察视野尺寸:1μm见方、2μm见方、5μm见方
观察部位:从Izod试验片(长度63.5mm、宽3.2mm、厚度12.7mm)的浇口相反一侧端部起约5mm的截面中央部的机械方向(MD)与厚度方向(ND)所形成的面
前处理方法:利用冻结切片(装置:URTRACUT R(Leica Microsystems公司制))进行的切削截面加工
测定模式:相位差模式
评价对象的区域:将在观察视野内映出区域整体的区域作为评价对象的区域。
区域评价中使用的观察视野尺寸:以1μm见方观察时的评价对象的区域数为21个以上时,将1μm见方作为区域评价中使用的观察视野尺寸,为6个以上且20个以下时,将2μm见方作为区域评价中使用的观察视野尺寸,为5个以下时,将5μm见方作为区域评价中使用的观察视野尺寸。
观察的区域数量:区域(d)的数量比例、区域的平均截面积和区域的平均相邻颗粒间距离的计算中使用的评价对象的区域的观察数为70以上。平均1个观察视野的评价对象的区域低于70时,追加观察至该数量达到70以上。
图像解析软件:SPIP
<利用SPM判定有/无区域(d)、算(d-1)内部的(d-2)的数量以及区域(d)在全部区域的总数中所占的数量比例的方法>
用SPIP自动算出评价对象的全部区域数,目视计数区域(d)。
<利用SPM算出区域平均截面积的方法>
针对各个区域,用SPIP进行图像处理而自动算出区域截面积,计算其平均值。
<利用SPM算出相邻颗粒间距离的平均值的方法>
针对各个区域,用SPIP自动算出相邻颗粒间距离,算出其平均值。
<聚碳酸酯低聚物的制造>
向5.6质量%的氢氧化钠水溶液中添加相对于双酚A(BPA)(在后溶解)为2000ppm的连二亚硫酸钠。以BPA浓度达到13.5质量%的方式向其中溶解BPA,制备BPA的氢氧化钠水溶液。将该BPA的氢氧化钠水溶液以40L/hr的流量、将二氯甲烷以15L/hr的流量、且将光气以4.0kg/hr的流量连续通入内径为6mm、管长为30m的管型反应器中。管型反应器具有夹套部分,在夹套中通入冷却水而使反应液的温度保持为40℃以下。将离开管型反应器的反应液连续地导入具备后掠叶片的内容积为40L且带有挡板的槽型反应器中,向其中进一步以2.8L/hr的流量添加BPA的氢氧化钠水溶液、以0.07L/hr的流量添加25质量%的氢氧化钠水溶液、以17L/hr的流量添加水、以0.64L/hr的流量添加1质量%的三乙基胺水溶液,从而进行反应。将从槽型反应器中溢出的反应液连续地抽出,静置而分离去除水相,采集二氯甲烷相。
以这样的方式得到的聚碳酸酯低聚物的浓度为330g/L、氯甲酸酯基的浓度为0.71mol/L。
<聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)的制造例1~17>
以下所述的(i)~(xiv)的值示于表1-1和表1-2。
向具备挡板、桨型搅拌叶片和冷却用夹套的50L槽型反应器中投入如上制造的聚碳酸酯低聚物溶液(PCO)(i)L、二氯甲烷(MC)(ii)L、以及将平均链长n=(iii)的烯丙基苯酚末端改性聚二甲基硅氧烷(以下有时将聚二甲基硅氧烷称为PDMS)(iv)g溶解于二氯甲烷(MC)(v)L中而得到的物质、以及三乙基胺(TEA)(vi)mL,在搅拌下向其中添加6.4质量%的氢氧化钠水溶液(NaOHaq)(vii)g,进行20分钟的聚碳酸酯低聚物与烯丙基苯酚末端改性PDMS的反应。
向该聚合液中添加对叔丁基苯酚(PTBP)的二氯甲烷溶液(将PTBP(viii)g溶解于二氯甲烷(MC)(ix)L中而得到的溶液)、BPA的氢氧化钠水溶液(将NaOH(x)g和连二亚硫酸钠(Na2S2O4)(xi)g溶解于水(xii)L中,并向所得水溶液中溶解BPA(xiii)g而得到的溶液),实施40分钟的聚合反应。
为了稀释而添加二氯甲烷(MC)(xiv)L,并搅拌10分钟后,分离为包含PC-POS的有机相以及包含过剩BPA和NaOH的水相,分离出有机相。
将以这样的方式得到的PC-POS的二氯甲烷溶液用相对于该溶液为15容积%的0.03mol/L NaOH水溶液、0.2mol/L盐酸依次清洗,接着,用纯水反复清洗至清洗后的水相中的电导率达到0.01μS/m以下。
将通过清洗而得到的聚碳酸酯的二氯甲烷溶液进行浓缩·粉碎,将所得碎片在减压下以120℃进行干燥,得到PC-POS共聚物(A1)~(A17)。进行所得碎片的PDMS含有率、粘均分子量的测定。
[表1]
[表2]
表1-2
实施例1~13、比较例1~4
将制造例1~17中得到的PC-POS共聚物A1~A17和其它各成分以表2-1~表2-3所示的配合比例进行混合,供给至排气式双螺杆挤出机(东芝机械株式会社制,TEM35B),在螺杆转速为150rpm、喷出量为20kg/hr、树脂温度为295~300℃的条件下进行熔融混炼,得到评价用粒料样品。使用该评价用粒料样品,进行PDMS含有率、Mv、MFR、Q值和耐冲击性的测定,并且利用SPM进行的图像观察和图像解析。需要说明的是,将实施例1~8和比较例4中分别得到的聚碳酸酯树脂组合物的利用SPM得到的观察结果的代表图像(图像为1μm见方)示于图1~9。
[表3]
表2—1
*聚碳酸酯系树脂:[出光兴产株式会社制,TARFLON FN1700(商品名),粘均分子量=17.700]
**抗氧化剂:″IRGAFOS168(商品名)″[亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯,BASFJapan制]
[表4]
表2—2
*聚碳酸酯系树脂:
B-1:[出光兴产株式会社制,TARFLON FN1500(商品名),粘均分子量=14,200]
B-2:[出光兴产株式会社制,TARFLON FN1700(商品名),粘均分子量=17,700]
B-3:[出光兴产株式会社制,TARFLON FN2200(商品名),粘均分子量=21,300]
**抗氧化剂:″IRGAFOS168(商品名)″[亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯,BASFJapan制]
[表5]
表2—3
*聚碳酸酯系树脂:[出光兴产株式会社制,TARFLON FN1700(商品名),粘均分子量=17,700]
**抗氧化剂:″IRGAF0S168(商品名)″[亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯,BASFJapan制]
[评价试验]
<流动性评价>(MFR)
使用上述粒料,按照JIS K7210,在300℃、1.2kg的载重下,测定从直径为2mm、长度为8mm的模具中流出的熔融树脂量(g/10分钟)。
<Q值(流动值)〔单位:10-2ml/秒〕>
使用上述粒料,按照JIS K721O,使用高架式流动试验仪,在280℃、15.9MPa的压力下,测定从直径为1mm、长度为10mm的喷嘴中流出的熔融树脂量(ml/sec)。Q值表示单位时间的流出量,数值越高则表示流动性越好。
<耐冲击性>
使上述所得粒料在120℃下干燥8小时后,使用注射成形机(日精树脂工业株式会社制,NEX110,螺杆直径为36mmΦ),在机筒温度为280℃、模具温度为80℃的条件下进行注射成形,制作IZOD试验片(63×13×3.2mm)。使用通过后加工对该试验片赋予刻痕而得到的试验片,按照ASTM标准D-256,测定在-40℃和根据情况的23℃下的带刻痕的Izod冲击强度。
产业上的可利用性
本发明中得到的聚碳酸酯树脂的耐冲击性优异,因此,可以适合地用作电气设备·电子设备用部件的壳体等、汽车和建材的部件等。
Claims (21)
1.一种聚碳酸酯系树脂组合物,其特征在于,其包含聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)、以及除了所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)之外的芳香族聚碳酸酯系树脂(B),
所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)包含:含有下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段(A-1)、以及含有下述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2),
所述聚碳酸酯系树脂组合物具有在以所述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)作为主要成分的基体中存在区域(d-1)、且在所述区域(d-1)的内部存在区域(d-2)的结构,所述区域(d-1)包含所述聚有机硅氧烷嵌段(A-2),所述区域(d-2)包含选自所述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自所述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种,
式中,R1和R2各自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和R4各自独立地表示氢原子、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;a和b各自独立地表示0~4的整数。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)与所述芳香族聚碳酸酯(B)的质量比率(A)/(B)为0.1/99.9~99.9/0.1。
3.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)包含:主链含有下述通式(III)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段,
式中,R9和R10各自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和e各自独立地表示0~4的整数。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述区域(d-1)主要由所述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)形成。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述区域(d-2)主要由选自所述聚碳酸酯嵌段(A-1)和源自所述芳香族聚碳酸酯系树脂(B)的嵌段中的至少1种形成。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述区域(d-1)的内部仅存在1个所述区域(d-2)。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,在所述区域(d-1)的内部存在2个以上的所述区域(d-2)。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,在所述区域(d-1)的内部存在所述区域(d-2)的区域(d)与仅由所述区域(d-1)组成的区域(d’)的总数之中,所述区域(d)所占的数量比例为2~100%。
9.根据权利要求8所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,将所述区域(d)与所述区域(d’)加合而得到的全部区域的平均截面积为200nm2以上。
10.根据权利要求8或9所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,将所述区域(d)与所述区域(d’)加合而得到的全部区域的平均截面积为20,000nm2以下。
11.根据权利要求8~10中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,将所述区域(d)与所述区域(d’)加合而得到的全部区域的相邻颗粒间距离的平均值为500nm以下。
12.根据权利要求8~11中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,将所述区域(d)与所述区域(d’)加合而得到的全部区域的相邻颗粒间距离的平均值为50nm以上。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长为30~500。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长为55~500。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)中的所述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率为5~70质量%。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯系树脂组合物中的所述聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率为0.1~10质量%。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)的粘均分子量(Mv)为9,000~50,000。
18.根据权利要求1~17中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯系树脂组合物的粘均分子量(Mv)为9,000~50,000。
19.一种成形品,其是将权利要求1~18中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物进行成形而得到的。
20.根据权利要求19所述的成形品,其是电气设备和电子设备用壳体。
21.根据权利要求19所述的成形品,其是汽车和建材的部件。
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