CN114302905A - 热塑性树脂组合物和成型品 - Google Patents
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Abstract
一种成型品,其使用包含具有下述通式(1)所表示的重复单元(A)以及下述通式(2)所表示的重复单元(B)的聚碳酸酯树脂的热塑性树脂组合物而得到。R1、R2为氢原子、取代/无取代的碳原子数1~20的烷基、或者取代/无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3、R4为取代/无取代的碳原子数1~20的烷基、或者取代/无取代的芳基。X为单键或下述通式(3)所表示的基团。R6~R9为取代/无取代的碳原子数1~20的烷基、或者取代/无取代的芳基。R5为氢原子、取代/无取代的碳原子数1~20的烷基、或者取代/无取代的芳基。
Description
技术领域
本发明涉及微波和/或毫米波频带的电波透过性优异、并且耐热性和阻燃性也优异的热塑性树脂组合物及其成型品、以及内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体。本发明还涉及使用了该通信设备用壳体的通信设备。
背景技术
聚碳酸酯树脂的机械强度、电学特性、透明性等优异,作为工程塑料被广泛用于电气电子设备领域、汽车领域等各种领域中。
专利文献1中提出了一种毫米波雷达用罩,其通过使用以具有特定取代基的双酚作为原料的聚碳酸酯树脂而降低介质损耗角正切、提高75GHz~81GHz的毫米波透过性。
专利文献2中公开了使用特定两种双酚类作为原料而制造出的耐热性、耐火性优异的聚碳酸酯组合物、共聚碳酸酯。
专利文献3中公开了使用与现有双酚A不同的双酚类作为原料而制造出的表面硬度优异的聚碳酸酯。
专利文献1:日本特开2019-197048号公报
专利文献2:日本特开昭49-73455号公报
专利文献3:日本特开昭64-69625号公报
近年来,在电气电子设备领域、汽车领域中,使用微波、毫米波这样的高频带的电波,与之相伴,要求兼具低相对介电常数以及低介质损耗角正切的材料。
特别是在电气电子领域中,除了低相对介电常数和低介质损耗角正切以外,还要求高耐热性、高阻燃性。
但是,在现有的以双酚A为原料的聚碳酸酯树脂中,不能充分满足这些要求。
近年来,随着信息通信量的增加,强烈要求笔记本电脑、平板终端、智能手机或路由器装置等信息通信设备的通信速度的高速化。为了以高速进行通信,优选使用更高频频带的电波。最近使用了被分类在微波带中的大于3GHz的电波。在下一代的第5代移动通信系统(5G)中,在微波频带中,更高频的28GHz频带的市场有望兴起。此外还设想了在下一代的通信中使用毫米波频带的电波。
与之相伴,关于设想使用微波和/或毫米波频带的信息通信设备的壳体,也提高了对其高性能化的要求。这样的高频频带的电波具有传送损失大于更低频频带的电波、物质的透过性差的特征。由此,在用于微波和/或毫米波通信的壳体中,希望电波透过性比以往更好。
传送损失与电介质的相对介电常数(εr)的平方根以及电介质的介质损耗角正切(tanδ)成比例。由此,为了提高壳体的电波透过性,需要将壳体中使用的材料的相对介电常数εr以及介质损耗角正切tanδ设定较小。
发送接收微波和/或毫米波这样的高频频带的电波的信息通信设备具有容易产生热的特征。因此,对于这样的领域中所使用的材料,优选不仅具有低相对介电常数和低介质损耗角正切,而且还具有适度的耐热性、阻燃性,对于满足这些条件的材料有着强烈的需求。
但是,现有的材料不能全部满足这样的要求。
专利文献1中提出了一种毫米波雷达用罩,其通过使用包含以具有特定取代基的双酚作为原料的聚碳酸酯树脂的热塑性树脂组合物而降低介质损耗角正切、提高毫米波透过性,但是将这些热塑性树脂组合物作为笔记本电脑、平板终端、智能手机或路由器装置等信息通信设备使用时,其耐热性、阻燃性不充分。
专利文献2中公开了耐热性、耐火性得到了改善的聚碳酸酯共聚物,但根本未提及介电特性。
另一方面,在作为工程塑料的电气电子设备领域、汽车领域等用途领域中,成型加工品的薄壁化、小型化、轻量化已取得进展,要求成型材料的性能进一步提高。
但是,以双酚A作为原料的现有聚碳酸酯树脂针对这些要求特性在表面硬度、耐碱性上不充分。因此希望开发出表面硬度、耐碱性高的聚碳酸酯树脂,已经提出了几个提案。
上述专利文献2中公开了使用特定两种双酚类作为原料而制造出的耐碱性优异的聚碳酸酯组合物、共聚碳酸酯。
专利文献3中公开了使用与现有双酚A不同的双酚类作为原料而制造出的表面硬度优异的聚碳酸酯。
但是,利用现有方法不能得到表面硬度、耐碱性均优异、而且耐热性、耐冲击性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
发明内容
第1方式的本发明的课题在于提供微波和/或毫米波频带的电波透过性优异、并且耐热性和阻燃性也优异的热塑性树脂组合物和成型品、以及内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体和通信设备。
本发明人发现,通过制成包含具有特定两种重复单元的聚碳酸酯树脂的热塑性树脂组合物及其成型品、以及内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体,可成为与上述目的吻合的内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体。
第1方式的本发明在于下述[1]~[32]。
[1]一种热塑性树脂组合物,其包含具有下述通式(1)所表示的重复单元(A)以及下述通式(2’)所表示的重复单元(B’)的聚碳酸酯树脂。
[化1]
通式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化2]
通式(2’)中,X’表示单键或亚甲基。R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[2]如[1]中所述的热塑性树脂组合物,其中,上述通式(1)中,R1和R2为甲基,或者R1和R2的烷基相互键合而形成下述式(1a)或(1b)所表示的环。
[化3]
[3]如[1]或[2]中所述的热塑性树脂组合物,其中,上述通式(1)中,R3和R4为甲基。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,上述重复单元(B’)为下述通式(2A’)所表示的重复单元。
[化4]
通式(2A’)中,X’和R6~R9与上述通式(2’)中的含义相同。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,上述重复单元(B’)为下述通式(2B’)所表示的重复单元。
[化5]
通式(2B’)中,X’和R6~R9与上述通式(2’)中的含义相同。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,上述通式(2’)中,R6~R9为甲基。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯树脂中的上述重复单元(A)与上述重复单元(B)的含有比例以摩尔比计为重复单元(A):重复单元(B’)=1:99~99:1的比例。
[8]如[1]~[7]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯树脂中包含的上述重复单元(A)和上述重复单元(B)的含有比例之和为该聚碳酸酯树脂的全部碳酸酯结构单元中的50摩尔%以上。
[9]如[1]~[8]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度为125℃以上。
[10]如[1]~[9]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,上述热塑性树脂组合物包含50质量%以上的上述聚碳酸酯树脂。
[11]如[1]~[10]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,以上述重复单元(A)与上述重复单元(B’)的共聚聚碳酸酯树脂的形式包含上述聚碳酸酯树脂。
[12]如[1]~[10]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,以包含上述重复单元(A)的聚碳酸酯树脂与包含上述重复单元(B’)的聚碳酸酯树脂的共混物的形式包含上述聚碳酸酯树脂。
[13]如[1]~[12]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)为14,500~30,000的范围。
[14]如[13]中所述的热塑性树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)为18,000~28,000的范围。
[15]如[1]~[14]中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,利用依据ISO 15184的方法测定的铅笔硬度为H以上。
[16]一种成型品,其使用包含具有下述通式(1)所表示的重复单元(A)和下述通式(2)所表示的重复单元(B)的聚碳酸酯树脂的热塑性树脂组合物得到。
[化6]
通式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化7]
通式(2)中,X表示单键或下述通式(3)所表示的2价有机基团。R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化8]
通式(3)中,R5表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[17]如[16]中所述的成型品,其中,上述通式(1)中,R1和R2为甲基,或者R1和R2的烷基相互键合而形成下述式(1a)或(1b)所表示的环。
[化9]
[18]如[16]或[17]中所述的成型品,其中,上述通式(1)中,R3和R4为甲基。
[19]如[16]~[18]中任一项所述的成型品,其中,上述重复单元(B)为下述通式(2A)所表示的重复单元。
[化10]
通式(2A)中,X和R6~R9与上述通式(2)中的含义相同。
[20]如[16]~[19]中任一项所述的成型品,其中,上述重复单元(B)为下述通式(2B)所表示的重复单元。
[化11]
通式(2B)中,X和R6~R9与上述通式(2)中的含义相同。
[21]如[16]~[20]中任一项所述的成型品,其中,上述通式(2)中,R6~R9为甲基。
[22]如[16]~[21]中任一项所述的成型品,其中,上述通式(3)中,R5为氢原子或甲基。
[23]如[16]~[22]中任一项所述的成型品,其中,上述聚碳酸酯树脂中的上述重复单元(A)与上述重复单元(B)的含有比例以摩尔比计为重复单元(A):重复单元(B)=1:99~99:1的比例。
[24]如[16]~[23]中任一项所述的成型品,其中,上述聚碳酸酯树脂中包含的上述重复单元(A)和上述重复单元(B)的含有比例之和为该聚碳酸酯树脂的全部碳酸酯结构单元中的50摩尔%以上。
[25]如[16]~[24]中任一项所述的成型品,其中,上述聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度为125℃以上。
[26]如[16]~[25]中任一项所述的成型品,其中,上述热塑性树脂组合物包含50质量%以上的上述聚碳酸酯树脂。
[27]如[16]~[26]中任一项所述的成型品,其中,上述成型品为挤出成型品或注塑成型品。
[28]如[27]中所述的成型品,其中,上述挤出成型品为片或膜。
[29]一种内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体,该壳体使用[16]~[28]中任一项所述的成型品得到。
[30]如[29]中所述的通信设备壳体,其中,上述天线被用于3.5~30GHz的频带的电波。
[31]如[29]或[30]中所述的通信设备用壳体,其中,上述通信设备为笔记本电脑、平板终端、智能手机或路由器装置。
[32]一种通信设备,其内置有微波和/或毫米波用天线,该通信设备使用[29]~[31]中任一项所述的通信设备用壳体得到。
第2方式的本发明的课题在于提供硬度高、耐碱性优异、并且耐热性、耐冲击性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
本发明人发现,通过制成包含来自特定两种芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元的聚碳酸酯树脂组合物,可成为与上述目的吻合的聚碳酸酯树脂组合物。
第2方式的本发明的主旨在于下述[33]~[44]。
[33]一种聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,以摩尔比计,来自下述通式(11)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(X)和来自下述通式(12)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(Y)以(X)/(Y)=1/99~99/1的比例包含。
[化12]
通式(11)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化13]
通式(12)中,R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[34]如[33]中所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,以共聚聚碳酸酯树脂的形式包含上述碳酸酯结构单元(X)和上述碳酸酯结构单元(Y)。
[35]如[33]中所述的聚碳酸酯树脂组合物,其为包含上述碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂与包含上述碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂的共混物。
[36]如[33]~[35]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量(Mv)为15,000~33,000的范围。
[37]如[33]~[36]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚碳酸酯树脂组合物利用依据ISO 15184的方法测定的铅笔硬度为H以上。
[38]如[33]~[37]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度Tg为130~200℃。
[39]如[33]~[38]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述碳酸酯结构单元(X)为来自下述通式(13)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
[化14]
通式(13)中,R10和R11各自独立地表示氢原子或甲基。R12和R13各自独立地表示甲基或乙基。
[40]如[33]~[39]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述碳酸酯结构单元(Y)为来自下述通式(14)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
[化15]
通式(14)中,R15~R18各自独立地表示甲基或乙基。
[41]如[40]中所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述碳酸酯结构单元(Y)为来自下述通式(14A)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
[化16]
通式(14A)中,R20~R23各自独立地表示甲基或乙基。
[42]一种注塑成型品,其将[33]~[41]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物注塑成型而成。
[43]一种挤出成型品,其将[33]~[3419]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物挤出成型而成。
[44]如[43]中所述的挤出成型品,其中,上述挤出成型品为片或膜。
第3方式的本发明的课题在于提供表面硬度、耐碱性优异、并且耐热性、耐冲击性、流动性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
本发明人发现,通过制成包含来自特定两种芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元的聚碳酸酯树脂组合物,可成为与上述目的吻合的聚碳酸酯树脂组合物。
第3方式的本发明的主旨在于下述[45]~[59]。
[45]一种聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,以摩尔比计,来自下述通式(11)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(X)和来自下述通式(21)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(Z)以碳酸酯结构单元(X)/碳酸酯结构单元(Z)=1/99~99/1的比例包含。
[化17]
通式(11)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化18]
通式(21)中,R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[46]如[45]中所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,以共聚聚碳酸酯树脂的形式包含上述碳酸酯结构单元(X)和上述碳酸酯结构单元(Z)。
[47]如[45]中所述的聚碳酸酯树脂组合物,其为包含上述碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂与包含上述碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂的共混物。
[48]如[45]~[47]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚碳酸酯树脂组合物中的聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)为16,000~30,000的范围。
[49]如[45]~[48]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚碳酸酯树脂组合物利用依据ISO 15184的方法测定的铅笔硬度为H以上。
[50]如[45]~[49]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度Tg为130~200℃。
[51]如[45]~[50]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,聚碳酸酯树脂组合物中的聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)为18,000~28,000的范围。
[52]如[45]~[51]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,以摩尔比计,上述碳酸酯结构单元(X)和上述碳酸酯结构单元(Z)以碳酸酯结构单元(X)/碳酸酯结构单元(Z)=1/99~85/15的比例包含。
[53]如[45]~[52]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述碳酸酯结构单元(X)为来自下述通式(13)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
[化19]
通式(13)中,R10和R11各自独立地表示氢原子或甲基。R12和R13各自独立地表示甲基或乙基。
[54]如[45]~[53]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述碳酸酯结构单元(Z)为来自下述通式(22)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
[化20]
通式(22)中,R31~R34各自独立地表示甲基或乙基。
[55]如[54]中所述的聚碳酸酯树脂组合物,其中,上述碳酸酯结构单元(Z)为来自下述通式(22A)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
[化21]
通式(22A)中,R31~R34与上述通式(22)中的含义相同。
[56]一种成型品,其由[45]~[55]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物得到。
[57]一种注塑成型品,其使用了[45]~[55]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物。
[58]一种挤出成型品,其使用了[45]~[55]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物。
[59]如[58]中所述的挤出成型品,其中,上述挤出成型品为片或膜。
发明的效果
第1方式的本发明的成型品、以及内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体具有优异的微波和/或毫米波频带的电波透过性,并且耐热性和阻燃性也优异,因此能够被广泛用作内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备、例如笔记本电脑、平板终端、智能手机或路由器装置等的壳体。进而能够提供耐冲击性也优异的成型品、以及内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体。
根据第2方式的本发明,能够提供硬度高、耐碱性优异、并且耐热性、耐冲击性等机械强度也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
根据第3方式的本发明,能够提供表面硬度、耐碱性优异、并且耐热性、耐冲击性、流动性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
第2方式和第3方式的本发明的聚碳酸酯树脂组合物由于具有这样优异的特性,因此能够广泛用作汽车、电气电子设备、其他工业领域中的部件制造用材料。
具体实施方式
以下示出实施方式和例示物等对本发明进行详细说明。并不解释为将本发明限定于以下所示的实施方式和例示物等。
本说明书中,只要不特别声明,“~”以包含其前后记载的数值作为下限值和上限值的含义来使用。
下文中,有时将第1方式的本发明称为“第1发明”,将第2方式的本发明称为“第2发明”,将第3方式的本发明称为“第3发明”,将它们汇总称为“本发明”。
[第1发明]
[概要]
如上所述,第1发明的成型品以及内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体的特征在于,其由包含具有上述通式(1)所表示的重复单元(A)、以及上述通式(2’)所表示的重复单元(B’)或上述通式(2)所表示的重复单元(B)的聚碳酸酯树脂(下文中有时称为“第1发明的聚碳酸酯树脂”)的热塑性树脂组合物(下文中有时称为“本发明的热塑性树脂组合物”)得到。
本发明的通信设备是使用该通信设备用壳体得到的内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备。
下面对构成第1发明的聚碳酸酯树脂以及包含第1发明的聚碳酸酯树脂的第1发明的热塑性树脂组合物的各成分等进行详细说明。
[聚碳酸酯树脂]
第1发明的聚碳酸酯树脂的特征在于,其具有下述通式(1)所表示的重复单元(A)、以及下述通式(2’)所表示的重复单元(B’)或下述通式(2)所表示的重复单元(B)。
通过使用包含具有下述通式(1)所表示的重复单元(A)、以及下述通式(2’)所表示的重复单元(B’)或下述通式(2)所表示的重复单元(B)的第1发明的聚碳酸酯树脂的热塑性树脂组合物,能够使第1发明的成型品和通信设备用壳体的微波和/或毫米波频带的电波透过性、耐热性以及阻燃性优异。
下文中,有时将“重复单元(B’)或重复单元(B)”记载为“重复单元(B’),(B)”。
[化22]
通式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化23]
通式(2’)中,X’表示单键或亚甲基。R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化24]
通式(2)中,X表示单键或下述通式(3)所表示的2价有机基团。R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化25]
通式(3)中,R5表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
第1发明的聚碳酸酯树脂可以是包含重复单元(A)的聚碳酸酯树脂和包含重复单元(B’),(B)的聚碳酸酯树脂的聚碳酸酯树脂混合物,也可以是包含重复单元(A)和重复单元(B’),(B)的共聚聚碳酸酯树脂。另外,也可以是下述聚碳酸酯树脂混合物,其包含:包含重复单元(A)的聚碳酸酯树脂和/或包含重复单元(B’),(B)的聚碳酸酯树脂、以及包含重复单元(A)和重复单元(B’),(B)的共聚聚碳酸酯树脂。
<重复单元(A)>
表示第1发明的聚碳酸酯树脂的重复单元(A)的上述通式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
通式(1)中,从提高耐热性的方面出发,优选R1和R2为甲基、或者R1和R2的烷基相互键合而形成下述式(1a)或(1b)所表示的环。从耐热性与流动性的平衡的方面出发,特别优选R1和R2为甲基。
[化26]
通式(1)中,从提高阻燃性和介电特性的方面出发,优选R3和R4为甲基。
即,重复单元(A)为来自2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(以下有时简称为“BPC”)的重复结构单元,特别优选为下述式(4)所表示的重复单元。
[化27]
第1发明的聚碳酸酯树脂可以仅包含1种重复单元(A),也可以包含2种以上。
<重复单元(B’),(B)>
表示本发明的聚碳酸酯树脂的重复单元(B’)的上述通式(2’)中,X’表示单键或亚甲基。
表示第1发明的聚碳酸酯树脂的重复单元(B)的上述通式(2)中,X表示单键或下述通式(3)所表示的2价有机基团。
通式(2)中,从提高介电特性和阻燃性的方面出发,X优选为单键或亚甲基。即,下述通式(3)中,优选R5为氢原子。
[化28]
通式(2’),(2)中,R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
通式(2’)中,从提高耐热性和阻燃性的方面出发,R6~R9优选为甲基。
上述通式(2’)中,R6~R9的取代位置没有限制,优选通常为下述通式(2A’)或下述通式(2B’)所表示的取代位置,从提高耐冲击性的方面出发,特别优选为下述通式(2A’)的取代位置。
[化29]
通式(2A’)中,X’和R6~R9与上述通式(2’)中的含义相同。
[化30]
通式(2B’)中,X’和R6~R9与上述通式(2’)中的含义相同。
上述通式(2)中,R6~R9的取代位置没有限制,优选通常为下述通式(2A)或下述通式(2B)所表示的取代位置,从提高耐冲击性的方面出发,特别优选为下述通式(2A)的取代位置。
[化31]
通式(2A)中,X、R6~R9与上述通式(2)中的含义相同。
[化32]
通式(2B)中,X、R6~R9与上述通式(2)中的含义相同。
重复单元(B’),(B)中,特别优选来自4,4-亚甲基双(2,6-二甲基苯酚)(下文中有时简称为“TmBPF”)的重复单元即下述通式(5)所表示的重复单元、或者来自2,2,6,6-四甲基-4,4-联苯酚(下文中有时简称为“TmBP”。也称为3,3’,5,5’-四甲基-1,1’-联苯-4,4’-二醇)的重复单元即下述通式(6)所表示的重复单元。
[化33]
第1发明的聚碳酸酯树脂可以仅包含1种重复单元(B’),(B),也可以包含2种以上。
<重复单元(A)/重复单元(B’),(B)>
第1发明的聚碳酸酯树脂中的重复单元(A)与重复单元(B’),(B)的含有比例没有特别限制,优选重复单元(A)/重复单元(B’),(B)(摩尔比)为1:99~99:1、特别为1:99~90:10、尤其为10:90~80:20、其中尤为15:85~70:30。
<其他重复单元(C)>
第1发明的聚碳酸酯树脂可以在无损于第1发明的目的的范围内包含重复单元(A)和重复单元(B’),(B)以外的其他重复单元(C)中的1种或2种以上。作为其他重复单元(C),例如可以举出2,2-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、2,2-双(4-羟苯基)环己烷、2,2-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、6,6’-二羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺环二茚满等来自芳香族二羟基化合物的重复单元。其中优选来自2,2-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、6,6’-二羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺环二茚满的重复单元。
为了确实地得到由包含重复单元(A)和重复单元(B’),(B)带来的第1发明的效果,设第1发明的聚碳酸酯树脂中的全部碳酸酯结构单元为100摩尔%,重复单元(A)和重复单元(B’),(B)之和的比例优选为40摩尔%以上、更优选为50摩尔%以上、进一步优选为60摩尔%以上、特别优选为70摩尔%以上。
<聚碳酸酯树脂的分子量>
第1发明的聚碳酸酯树脂的分子量没有特别限制,由溶液粘度换算的粘均分子量(Mv)优选为14,500以上。粘均分子量为上述下限值以上的情况下,第1发明的热塑性树脂组合物、成型品和通信设备用壳体的耐热性、阻燃性提高,因而优选。从这样的方面出发,第1发明的聚碳酸酯树脂的粘均分子量更优选为16,000以上、进一步优选为17,000以上、特别优选为18,000以上、最优选为18,500以上。
另一方面,第1发明的聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)优选为30,000以下。粘均分子量为上述上限值以下的情况下,包含第1发明的聚碳酸酯树脂的第1发明的热塑性树脂组合物的流动性趋于良好,是优选的。从这样的方面出发,第1发明的聚碳酸酯树脂的粘均分子量更优选为29,000以下、进一步优选为28,000以下、特别优选为27,000以下、最优选为26,500以下。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)是指如下求出的值:作为溶剂使用二氯甲烷,使用乌氏粘度计求出在温度20℃下的固有粘度(特性粘度)[η](单位dL/g),根据Schnell的粘度式、即η=1.23×10-4Mv0.83进行计算,所得到的值为该粘均分子量。
固有粘度(特性粘度)[η]是指对各溶液浓度[C](g/dL)下的比粘度[ηsp]进行测定并根据下式计算出的值。
[数1]
关于后述第2发明和第3发明中的粘均分子量(Mv)也是同样的。
<玻璃化转变温度(Tg)>
第1发明的聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)没有限制,优选为125~200℃。Tg为125℃以上时,第1发明的热塑性树脂组合物、成型品及通信设备用壳体的耐热性提高。另一方面,聚碳酸酯树脂的Tg为200℃以下时,包含第1发明的聚碳酸酯树脂的第1发明的热塑性树脂组合物的流动性良好,能够得到高成型加工性。基于此,第1发明的聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为125~200℃。
聚碳酸酯树脂的Tg通过后述实施例项中记载的方法进行测定。
<铅笔硬度>
包含第1发明的聚碳酸酯树脂的第1发明的热塑性树脂组合物具有利用依据ISO15184的方法测定的铅笔硬度优选为F以上这样的高硬度特性,该铅笔硬度更优选为H以上、特别优选为2H以上。
关于热塑性树脂组合物的铅笔硬度,利用后述实施例项中记载的方法对由热塑性树脂组合物构成的成型品进行测定。
<阻燃性:20mm垂直燃烧试验(0.8mmt)>
关于第1发明的聚碳酸酯树脂的阻燃性,优选在后述实施例项中记载的20mm垂直燃烧试验(0.8mmt)的结果为UL94中记载的材料的分类中的V-2的情况下,由冒烟物质或滴落物引起的直至标识用棉着火所需要的时间最长、优选例如为10秒以上。另外,上述的材料分类更优选为V-1或V-0、特别优选为V-0。
<相对介电常数(εr)、介质损耗角正切(tanδ)>
第1发明的聚碳酸酯树脂在温度23℃、频率10GHz下测定的相对介电常数(εr)优选为2.60以下、更优选为2.55以下、特别优选为2.50以下。另外,介质损耗角正切(tanδ×10-3)优选为4.00以下、更优选为3.00以下、特别优选为2.50以下。通过使相对介电常数以及介质损耗角正切为上述上限以下,可使微波和/或毫米波频带的电波透过性良好。
关于聚碳酸酯树脂的相对介电常数(εr)和介质损耗角正切(tanδ×10-3),由使用该聚碳酸酯树脂成型出的厚度为30~250μm厚的膜切出长度70mm、宽度2mm的长条状的膜,在室温23℃、湿度50%的条件下进行48小时调湿后,使用空腔谐振器在频率10GHz下进行测定。详细内容如后述实施例项中所记载。
<聚碳酸酯树脂的制造方法>
第1发明的聚碳酸酯树脂可以通过以往已知的聚合法来制造,该聚合法没有特别限定。若举出聚合法的实例,则可以举出界面聚合法、熔融酯交换法、吡啶法、环状碳酸酯化合物的开环聚合法、预聚物的固相酯交换法等。下面对这些方法中的特别优选的方法进行具体说明。
(界面聚合法)
在界面聚合法中,在对反应为惰性的有机溶剂和碱性水溶液的存在下,通常将pH保持在9以上,使原料二羟基化合物与碳酸酯形成性化合物进行反应,之后在聚合催化剂的存在下进行界面聚合,由此得到聚碳酸酯树脂。在反应体系中可以根据需要存在分子量调整剂(末端终止剂),也可以为了原料二羟基化合物的抗氧化而存在抗氧化剂。
作为对反应为惰性的有机溶剂没有特别限定,例如可以举出二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、一氯苯、二氯苯等氯化烃等;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃;等等。
有机溶剂可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
作为碱性水溶液中含有的碱性化合物没有特别限定,例如可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸氢钠等碱金属化合物、碱土金属化合物。其中优选氢氧化钠和氢氧化钾。
碱性化合物可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
碱性水溶液中的碱性化合物的浓度没有限制,通常为了将碱性水溶液的pH控制在10~12,碱性化合物以浓度5~10质量%来进行使用。另外,例如在吹送光气时,为了按照水相的pH为10~12、优选为10~11的方式进行控制,优选原料二羟基化合物与碱性化合物的摩尔比通常为1:1.9以上、其中尤为1:2.0以上,通常为1:3.2以下、其中尤为1:2.5以下。
作为原料二羟基化合物,至少使用可通过与碳酸酯形成性化合物的反应而生成重复单元(A)和重复单元(B’),(B)的二羟基化合物。
作为碳酸酯形成性化合物,优选使用酰卤。其中优选使用光气。使用光气的情况下的方法特别被称为光气法。
作为聚合催化剂没有特别限定,例如可以举出:三甲胺、三乙胺、三丁胺、三丙胺、三己胺等脂肪族叔胺;N,N’-二甲基环己胺、N,N’-二乙基环己胺等脂环式叔胺;N,N’-二甲基苯胺、N,N’-二乙基苯胺等芳香族叔胺;三甲基苄基氯化铵、四甲基氯化铵、三乙基苄基氯化铵等季铵盐等;吡啶;鸟嘌呤;胍的盐;等等。
聚合催化剂可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
作为分子量调整剂没有特别限定,例如可以举出:具有一元酚羟基的芳香族酚;甲醇、丁醇等脂肪族醇;硫醇;邻苯二甲酰亚胺等。其中优选芳香族酚。
作为这样的芳香族酚,具体地说,可以举出:苯酚、邻正丁基苯酚、间正丁基苯酚、对正丁基苯酚、邻异丁基苯酚、间异丁基苯酚、对异丁基苯酚、邻叔丁基苯酚、间叔丁基苯酚、对叔丁基苯酚、邻正戊基苯酚、间正戊基苯酚、对正戊基苯酚、邻正己基苯酚、间正己基苯酚、对正己基苯酚、对叔辛基苯酚、邻环己基苯酚、间环己基苯酚、对环己基苯酚、邻苯基苯酚、间苯基苯酚、对苯基苯酚、邻正壬基苯酚、间正壬基苯酚、对正壬基苯酚、邻枯基苯酚、间枯基苯酚、对枯基苯酚、邻萘基苯酚、间萘基苯酚、对萘基苯酚、2,5-二叔丁基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、3,5-二叔丁基苯酚、2,5-二枯基苯酚、3,5-二枯基苯酚、对甲酚、溴苯酚、三溴苯酚、在邻位、间位或对位具有平均碳原子数12~35的直链状或支链状烷基的单烷基苯酚、9-(4-羟苯基)-9-(4-甲氧基苯基)芴、9-(4-羟基-3-甲基苯基)-9-(4-甲氧基-3-甲基苯基)芴、4-(1-金刚烷基)苯酚等。
这些之中,优选使用对叔丁基苯酚、对苯基苯酚和对枯基苯酚。
分子量调整剂可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
分子量调整剂的用量没有特别限定,例如相对于原料二羟基化合物100摩尔通常0.5摩尔以上、优选为1摩尔以上,通常为50摩尔以下、优选为30摩尔以下。
作为抗氧化剂没有特别限定,例如可以举出受阻酚系抗氧化剂。
作为其具体例,可以举出四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯]、3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八烷基酯、硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、N,N’-(己烷-1,6-二基)双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺]、2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、二乙基[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]磷酸酯、3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-a,a’,a”-(三甲苯-2,4,6-三基)三对甲酚、4,6-双(辛硫基甲基)-邻甲酚、乙撑双(氧化乙烯)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]、六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、2,6-二叔丁基-4-(4,6-双(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基氨基)苯酚、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯等。
其中优选四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯]、3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八烷基酯。作为这样的酚系抗氧化剂的市售品,可以举出BASF公司制造的“IRGANOX 1010”、“IRGANOX 1076”、ADEKA公司制造的“ADKSTAB AO-50”、“ADKSTAB AO-60”等。
抗氧化剂可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
抗氧化剂的用量没有特别限定,相对于原料二羟基化合物100质量份,优选为0.001质量份以上、更优选为0.01质量份以上、进一步优选为0.1质量份以上。通过使抗氧化剂的用量为上述下限以上,作为抗氧化剂的效果充分。抗氧化剂的用量相对于原料二羟基化合物100质量份优选为1质量份以下、更优选为0.5质量份以下。通过使抗氧化剂的用量为上述上限以下,能够抑制注塑成型时的气体发生。
在反应时,关于反应底物(反应原料)、反应溶剂(有机溶剂)、催化剂、添加剂等的混合顺序,只要可得到所期望的聚碳酸酯树脂即可为任意的,任意地设定适当的顺序即可。例如,作为碳酸酯形成性化合物使用光气的情况下,只要为从原料二羟基化合物与光气的反应(光气化)时起到聚合反应开始时为止的期间,即可在任意的时期进行分子量调整剂的混合。
需要说明的是,反应温度没有特别限定,优选为0~40℃。反应时间没有特别限定,优选为数分钟(例如10分钟)~数小时(例如6小时)。
(熔融酯交换法)
在熔融酯交换法中,例如进行碳酸酯与原料二羟基化合物的酯交换反应。
原料二羟基化合物与界面聚合法中相同。
作为碳酸酯,例如为下述通式(I)所表示的化合物即可,可以举出芳基碳酸酯类、碳酸二烷基酯类、二羟基化合物的双碳酸酯体、二羟基化合物的单碳酸酯体、环状碳酸酯等二羟基化合物的碳酸酯体等。
[化34]
上述通式(I)中,R101和R102各自独立地表示碳原子数1~30的烷基、芳基或芳烷基。下文中,在R101和R102为烷基、芳烷基时,有时将其称为碳酸二烷基酯;为芳基时,有时将其称为碳酸二芳基酯。其中,从与二羟基化合物的反应性的方面出发,R101和R102优选均为芳基,更优选为下述通式(II)所表示的碳酸二芳基酯。
[化35]
上述通式(II)中,R103和R104各自独立地为卤原子、硝基、氰基、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧羰基、碳原子数4~20的环烷基、或者碳原子数6~20的芳基。p和q各自独立地表示0~5的整数。
作为这样的碳酸酯,具体地说,可以举出碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二叔丁酯等碳酸二烷基酯、碳酸二苯酯(下文中有时简称为“DPC”)、双(4-甲基苯基)碳酸酯、双(4-氯苯基)碳酸酯、双(4-氟苯基)碳酸酯、双(2-氯苯基)碳酸酯、双(2,4-二氟苯基)碳酸酯、双(4-硝基苯基)碳酸酯、双(2-硝基苯基)碳酸酯、双(甲基水杨基苯基)碳酸酯、碳酸二苄酯等(具有或不具有取代基的)碳酸二芳基酯。其中优选碳酸二苯酯。
这些碳酸酯可以单独使用、或者将2种以上混合使用。
上述碳酸酯中,优选其50摩尔%以下、进一步优选30摩尔%以下的量可以被二羧酸或二羧酸酯置换。作为代表性的二羧酸或二羧酸酯,可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸二苯酯、间苯二甲酸二苯酯等。在被这样的二羧酸或二羧酸酯置换的情况下,得到聚酯碳酸酯。
关于原料二羟基化合物与碳酸酯的比例,只要可得到所期望的聚碳酸酯树脂就是任意的,但这些碳酸酯在与二羟基化合物聚合时,优选相对于原料二羟基化合物过量使用。
碳酸酯相对于二羟基化合物优选为1.01倍量(摩尔比)以上、更优选为1.02倍量以上。通过使摩尔比为上述下限以上,所得到的聚碳酸酯树脂的热稳定性良好。
碳酸酯相对于二羟基化合物优选为1.30倍量(摩尔比)以下、更优选为1.20倍量以下。通过使摩尔比为上述上限以下,可提高反应性,使具有所期望的分子量的聚碳酸酯树脂的生产率良好,树脂中的残留碳酸酯量变少,从而在成型加工时或制成成型品时可抑制异味产生等,是优选的。
通过熔融酯交换法制造聚碳酸酯树脂时,通常使用酯交换催化剂。酯交换催化剂没有特别限定,可以使用以往公知的成分。例如优选使用碱金属化合物和/或碱土金属化合物。也可以辅助性地合用例如碱性硼化合物、碱性磷化合物、碱性铵化合物、胺系化合物等碱性化合物。
酯交换催化剂可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
熔融酯交换法中,反应温度没有特别限定,通常为100~320℃。
反应时的压力没有特别限定,通常为2mmHg以下的减压条件。
作为具体的操作,在上述条件下一边除去副产物一边进行熔融缩聚反应即可。
本发明的聚碳酸酯树脂在碱性催化剂存在下会显著受到热历史或氧化的影响而带来色调的劣化。因此,使反应温度为320℃以下,并且为了防止由于过度减压带来的来自设备的氧的漏入,优选选择减压至0.05mmHg左右作为下限的减压条件。
关于反应形式,可以利用分批式、连续式中的任一方法来进行。在利用分批式进行的情况下,关于反应底物、反应溶剂、催化剂、添加剂等的混合顺序,只要可得到所期望的聚碳酸酯树脂就为任意的,任意地设定适当的顺序即可。
在熔融酯交换法中,可以根据需要使用催化剂失活剂。作为催化剂失活剂,可以任意地使用对酯交换催化剂进行中和的化合物。若举出其实例,则可以举出含硫的酸性化合物及其衍生物、含磷的酸性化合物及其衍生物等。
催化剂失活剂可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
催化剂失活剂的用量没有特别限定,相对于上述酯交换催化剂通常0.5当量以上、优选为1当量以上、更优选为3当量以上,通常为50当量以下、优选为10当量以下、更优选为8当量以下。催化剂失活剂的用量相对于聚碳酸酯树脂通常为1ppm以上、100ppm以下,优选为50ppm以下。
[其他成分]
第1发明的热塑性树脂组合物中,只要无损于所期望的各种物性,也可以根据需要含有上述第1发明的聚碳酸酯树脂以外的其他成分。若举出其他成分的示例,则可以举出第1发明的聚碳酸酯树脂以外的树脂、各种树脂添加剂等。
其他成分可以含有1种,也可以以任意的组合和比例含有2种以上。
作为第1发明的聚碳酸酯树脂以外的树脂,例如可以举出下述树脂。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET树脂)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT树脂)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT树脂)等热塑性聚酯树脂;
聚苯乙烯树脂(PS树脂)、高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯橡胶共聚物(ASA树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂)等苯乙烯系树脂;
聚乙烯树脂(PE树脂)、聚丙烯树脂(PP树脂)、环状环烯烃树脂(COP树脂)等聚烯烃树脂;
聚酰胺树脂(PA树脂);聚酰亚胺树脂(PI树脂);聚醚酰亚胺树脂(PEI树脂);聚氨酯树脂(PU树脂);聚苯醚树脂(PPE树脂);聚苯硫醚树脂(PPS树脂);聚砜树脂(PSU树脂);聚甲基丙烯酸酯树脂(PMMA树脂);液晶聚合物(LCP)等。
第1发明的热塑性树脂组合物中,上述第1发明的聚碳酸酯树脂以外的树脂可以含有1种,也可以以任意的组合和比例含有2种以上。
第1发明的热塑性树脂组合物包含第1发明的聚碳酸酯树脂以外的树脂的情况下,为了更为有效地得到由包含第1发明的聚碳酸酯树脂带来的第1发明的效果,在第1发明的热塑性树脂组合物中包含的全部树脂成分中,优选使第1发明的聚碳酸酯树脂的比例为20质量%以上,更优选为30质量%以上、进一步优选为40质量%以上、特别优选为50质量%以上、最优选为60质量%以上。
作为树脂添加剂,例如可以举出热稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、紫外线吸收剂、染料颜料、阻燃剂、抗滴落剂、抗静电剂、防雾剂、滑剂、防粘连剂、流动性改良剂、增塑剂、分散剂、抗菌剂、玻璃纤维、碳纤维、无机填料、有机纤维等。
第1发明的热塑性树脂组合物中,这些树脂添加剂可以含有1种,也可以以任意的组合和比例含有2种以上。
在也包括这些第1发明的聚碳酸酯树脂以外的树脂和树脂添加剂的第1发明的热塑性树脂组合物中,第1发明的聚碳酸酯树脂的含量优选为30质量%以上、更优选为40质量%以上、进一步优选为50质量%以上、特别优选为60质量%、最优选为70~100质量%。
[热塑性树脂组合物的制造方法]
第1发明的热塑性树脂组合物的制造方法没有限制,可以广泛采用公知的热塑性树脂组合物的制造方法。具体地说,可以举出将第1发明的聚碳酸酯树脂和根据需要使用的其他树脂、树脂添加剂利用班伯里混炼机、辊、单螺杆混炼挤出机、双螺杆混炼挤出机、捏合机等混合机进行熔融混炼的方法。
[成型品]
在使用第1发明的热塑性树脂组合物制造第1发明的成型品时,可以将按上述方式制造的热塑性树脂组合物造粒并将所得到的粒料利用各种成型法进行成型来制成成型品,另外也可以不经由粒料而将利用挤出机熔融混炼后的第1发明的热塑性树脂组合物直接进行成型而制成成型品。
作为第1发明的成型品的形状没有特别限制,可以根据成型品的用途、目的适宜选择,例如可以举出板状、薄板(plate)状、棒状、片状、膜状、圆筒状、环状、圆形形状、椭圆形状、多边形形状、异形品、中空品、框状、箱状、面板状的成型品等。另外,例如也可以为在表面具有凹凸、或者具有三维曲面的立体形状的成型品。另外,在作为片、膜、板状等使用的情况下,也可以与其他树脂片层积而制成多层结构的层积体。
作为成型品的成型方法没有特别限制,可以采用现有公知的成型法。例如可以举出注塑成型法、注射压缩成型法、挤出成型法、异形挤出法、传递成型法、中空成型法、气体辅助中空成型法、吹塑成型法、挤出吹塑成型、IMC(模内涂布成型)成型法、旋转成型法、多层成型法、双色成型法、嵌件成型法、三明治成型法、发泡成型法、加压成型法、片成型法、热成型法、层积成型法、模压成型法等。这些之中,特别适于使用注塑成型法或挤出成型法。
将第1发明的热塑性树脂组合物成型时的成型温度优选为200℃以上、进一步优选为250℃以上、最优选为280℃以上。通过使成型温度为上述下限以上,流动性提高、成型性提高。将第1发明的热塑性树脂组合物成型时的成型温度优选为350℃以下、特别优选为320℃以下。通过使成型温度为上述上限以下,能够使热塑性树脂组合物的色调良好。
在进行注塑成型或挤出成型时,可以在无损于本发明目的的范围内向第1发明的热塑性树脂组合物中适宜地添加颜料、染料、脱模剂、热稳定剂等。
<注塑成型品>
第1发明的热塑性树脂组合物可以通过注塑成型适当地用作注塑成型品。注塑成型的方法没有特别限定,可以任意地采用在热塑性树脂中通常采用的成型法。若举出其示例,则可以举出超高速注塑成型法、注射压缩成型法、双色成型法、气体辅助等中空成型法、使用绝热模具的成型法、使用急速加热模具的成型法、发泡成型(也包括超临界流体)、嵌件成型、IMC(模内涂布成型)成型法等。另外,也可以采用使用了热流道方式的成型法。
使用注塑成型机等时的模具温度优选为150℃以下、进一步优选为120℃以下、最优选为100℃以下。通过使模具温度为上述上限以下,能够缩短成型时的冷却时间、缩短成型品的制造循环,因此可提高生产率。使用注塑成型机等的情况下的模具温度优选为30℃以上、特别优选为50℃以上。通过使模具温度为上述下限以上,能够得到均匀的成型品,因而优选。
<挤出成型品>
第1发明的热塑性树脂组合物可以通过挤出成型适当地用作挤出成型品。由第1发明的热塑性树脂组合物制造挤出成型品时没有特别限制,通常使用挤出成型机。该挤出成型机通常安装有T模、圆模等,可以得到各种形状的挤出成型品。作为挤出成型品,可以举出片、膜、板、管(tube)、管材(pipe)等。这些之中,优选片或膜。
在第1发明的热塑性树脂组合物的挤出成型品中,为了改善粘接性、涂装性、印刷性,可以在该挤出成型品的双面或单面层积硬涂层,或者在该挤出成型品的双面或单面热层压耐候性和/或耐擦伤性改善膜。另外,也可以实施表面的褶皱加工、半透明及不透明加工等处理。
[通信设备用壳体]
使用第1发明的热塑性树脂组合物得到的第1发明的成型品中,由于微波和/或毫米波频带的电波透过性优异、并且耐热性和阻燃性也优异,因此作为严格要求这些特性的内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体是有用的。
这样的内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体的形状、花纹、色彩、尺寸等没有限制,可以根据内置有该微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体的用途适宜地选择。
第1发明中,微波是频率为3.0~30GHz的电波,毫米波是频率为30~300GHz的电波。由此,微波和/或毫米波是3.0~300GHz的电波。即,内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备是内置有发送接收频率为3.0~300GHz的电波的天线的通信设备。作为该通信设备的具体例,可以举出发送接收频率为3.0~300GHz的电波的笔记本电脑、平板终端、智能手机或路由器装置等。
关于第1发明的内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体,微波和/或毫米波用天线所发送接收的频率只要为3.0~300GHz就没有特别限制,更适合针对3.2~250GHz的频带的电波,进一步适合针对3.4~200GHz的频带的电波。
特别是第1发明的内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体能够适合地针对在5G(第5代移动通信系统)中应用的3.5~30GHz的频带的电波使用。
微波和/或毫米波频带的电波具有电波透过性差的倾向。从这样的方面出发,内置有发送接收微波和/或毫米波频带的电波的天线的通信设备用壳体要求电波透过性高。
另外,发送接收微波和/或毫米波频带的电波的通信设备观察到了发热的倾向,因此对于内置有发送接收微波和/或毫米波频带的电波的天线的通信设备用壳体,要求高耐热性和阻燃性。
第1发明的内置有发送接收微波和/或毫米波频带的电波的天线的通信设备用壳体中使用的第1发明的热塑性树脂组合物中包含的第1发明的聚碳酸酯树脂兼具低相对介电常数、低介质损耗角正切、高耐热性、以及高阻燃性。由此,包含这样的第1发明的聚碳酸酯树脂的第1发明的热塑性树脂组合物兼具低相对介电常数、低介质损耗角正切、高耐热性以及高阻燃性,适合用于发送接收微波和/或毫米波频带的电波的通信设备的壳体。
作为内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体的具体例,可以举出笔记本电脑、平板终端、智能手机或路由器装置等的壳体。由第1发明的热塑性树脂组合物构成的第1发明的成型品特别适合于这些用途。
[第2发明]
[聚碳酸酯树脂组合物]
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中,以摩尔比计,来自下述式(11)所表示的芳香族二羟基化合物(下文中有时称为“芳香族二羟基化合物(11)”)的碳酸酯结构单元(X)(下文中有时简称为“碳酸酯结构单元(X)”)和来自下述式(12)所表示的芳香族二羟基化合物(下文中有时称为“芳香族二羟基化合物(12)”)的碳酸酯结构单元(Y)(下文中有时简称为“碳酸酯结构单元(Y)”)以(X)/(Y)=1/99~99/1的比例包含在该组合物中。通过以(X)/(Y)=1/99~99/1(摩尔比)的比例包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y),本发明的聚碳酸酯树脂组合物的表面硬度、耐碱性、耐热性、冲击强度显著良好,进而还能够具有高透明性、色调。
[化36]
通式(11)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化37]
通式(12)中,R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物只要以上述(X)/(Y)摩尔比包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)即可,对于碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的含有形态没有特别限制。通常,碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)包含在聚碳酸酯树脂中。即,第2发明的聚碳酸酯树脂组合物可以为包含碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂与包含碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂的聚碳酸酯树脂混合物,也可以包含同时含有碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的共聚型聚碳酸酯树脂。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物以包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的共聚聚碳酸酯树脂的形式包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的情况下,第2发明的聚碳酸酯树脂组合物被称为“聚碳酸酯树脂”。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物为包含碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂和包含碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂的混合物的情况下,通常被称为“聚碳酸酯树脂组合物”。
第2发明中,像这样由包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的一种共聚聚碳酸酯树脂构成的情况也包括在内,称为“聚碳酸酯树脂组合物”。
<通式(11),(12)>
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中,上述通式(11)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
作为R1和R2的、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基的具体例,可以举出下述基团。
甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基;
甲基乙基、甲基丙基、甲基丁基、甲基戊基、甲基己基、甲基庚基、甲基辛基、甲基壬基、甲基癸基、甲基十一烷基、甲基十二烷基、甲基十三烷基、甲基十四烷基、甲基十五烷基、甲基十六烷基、甲基十七烷基、甲基十八烷基、甲基十九烷基;
二甲基乙基、二甲基丙基、二甲基丁基、二甲基戊基、二甲基己基、二甲基庚基、二甲基辛基、二甲基壬基、二甲基癸基、二甲基十一烷基、二甲基十二烷基、二甲基十三烷基、二甲基十四烷基、二甲基十五烷基、二甲基十六烷基、二甲基十七烷基、二甲基十八烷基;
三甲基丁基、三甲基戊基、三甲基己基、三甲基庚基、三甲基辛基、三甲基壬基、三甲基癸基、三甲基十一烷基、三甲基十二烷基、三甲基十三烷基、三甲基十四烷基、三甲基十五烷基、三甲基十六烷基、三甲基十七烷基;
乙基戊基、乙基己基、乙基庚基、乙基辛基、乙基壬基、乙基癸基、乙基十一烷基、乙基十二烷基、乙基十三烷基、乙基十四烷基、乙基十五烷基、乙基十六烷基、乙基十七烷基、乙基十八烷基;
丙基己基、丙基庚基、丙基辛基、丙基壬基、丙基癸基、丙基十一烷基、丙基十二烷基、丙基十三烷基、丙基十四烷基、丙基十五烷基、丙基十六烷基、丙基十七烷基;
丁基己基、丁基庚基、丁基辛基、丁基壬基、丁基癸基、丁基十一烷基、丁基十二烷基、丁基十三烷基、丁基十四烷基、丁基十五烷基、丁基十六烷基等。
作为上述通式(11)中的取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基的R1和R2可以相互键合而形成环,作为其具体例,可以举出下述通式(15)、(16)所表示的结构等。
[化38]
通式(15)、(16)中,R3和R4与通式(11)中的含义相同。
作为R1和R2的取代或无取代的芳基的具体例,可以举出苯基、甲苯基、4-甲基苯基、萘基等。
R1和R2优选这些之中的氢原子、甲基、乙基,更优选甲基,特别优选R1和R2这两者为甲基。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中,上述通式(11e)中的R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。通过具有取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基,能够提高第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的表面硬度、耐碱性等。
作为R3和R4的具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、正己基、环己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、苯基、甲苯基等。其中优选甲基。
作为第2发明的芳香族二羟基化合物(11),从提高表面硬度的方面出发,优选下述通式(13)所表示的芳香族二羟基化合物。
[化39]
通式(13)中,R10和R11各自独立地表示氢原子或甲基。R12和R13各自独立地表示甲基或乙基。
作为第2发明的芳香族二羟基化合物(11)的优选具体例,可以举出下述式(11a)所表示的2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(下文中有时简称为“BPC”)、下述式(11b)所表示的2,2-双(2-羟基-5-联苯基)丙烷、下述式(11c)所表示的1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环十二烷、下述式(11d)所表示的4,4-乙叉基双(2-甲基苯酚)、下述式(11e)所表示的4,4-(八氢-4,7-甲桥-5H-茚-5-亚基)双(2-甲基苯酚)、下述式(11f)所表示的1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷等。
[化40]
这些之中,最优选上述式(11a)所表示的BPC。
第2发明中的碳酸酯结构单元(Y)中,如上述通式(12)所示,双酚的苯环利用亚甲基进行连结,由此能够提高第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的耐冲击性等。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中,上述通式(12)中的R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。通过具有作为R6~R9的取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基,能够提高第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的表面硬度、耐碱性等。R6~R9优选为甲基或乙基,更优选为甲基。
作为第2发明的芳香族二羟基化合物(12),从提高表面硬度、耐冲击性和耐碱性的方面出发,优选下述通式(14)所表示的芳香族二羟基化合物,特别优选下述通式(14A)所表示的芳香族二羟基化合物。
[化41]
通式(14)中,R15~R18各自独立地表示甲基或乙基。
[化42]
通式(14A)中,R20~R23各自独立地表示甲基或乙基。
另外,通式(14A)中,R22、R23的取代位置更优选为下述通式(14B)所示的位置。
[化43]
通式(14B)中,R20~R23与通式(14A)中的含义相同。
作为第2发明的芳香族二羟基化合物(12)的优选具体例,可以举出下述式(12a)所表示的4,4-亚甲基双(2,6-二甲基苯酚)(下文中有时简称为“TmBPF”)、下述式(12b)所表示的4,4-亚甲基双(2,5-二甲基苯酚)(下文中有时简称为“Bis25X-F”)等。
[化44]
<碳酸酯结构单元(X)、(Y)>
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的特征在于,以摩尔比计,碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)以(X)/(Y)=1/99~99/1的比例包含在该组合物中。通过增加碳酸酯结构单元(Y)的比例,耐热性进一步提高,因此其比例优选为(X)/(Y)=1/99~85/15、更优选为(X)/(Y)=15/75~65/35。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中,碳酸酯结构单元(X)可以仅包含1种,也可以包含2种以上。即,可以包含2种以上的来自芳香族二羟基化合物(11)的碳酸酯结构单元(X)。另外,碳酸酯结构单元(Y)可以仅包含1种,也可以包含2种以上。即,可以包含2种以上的来自芳香族二羟基化合物(12)的碳酸酯结构单元(Y)。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中,碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)以上述(X)/(Y)摩尔比包含即可,关于各碳酸酯结构单元(X),(Y)的含量,可以在无损于第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的特征的范围内以任意的含量包含。但是,第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中,为了确实地得到由包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)带来的第2发明的效果,相对于聚碳酸酯树脂组合物中的全部碳酸酯结构单元,碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)合计优选包含10mol%以上、优选包含15mol%以上、进一步优选包含20mol%以上、特别优选包含25~100mol%。
<其他碳酸酯结构单元>
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物可以在无损于第2发明的目的的范围内包含碳酸酯结构单元(X),(Y)以外的其他碳酸酯结构单元、即来自芳香族二羟基化合物(11),(12)以外的二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
作为芳香族二羟基化合物(11),(12)以外的二羟基化合物,可以举出下述物质。
2,5-二羟基联苯、2,2’-二羟基联苯、4,4’-二羟基联苯等二羟基联苯类;2,2’-二羟基二苯醚、3,3’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯醚、1,4-双(3-羟基苯氧基)苯、1,3-双(4-羟基苯氧基)苯等二羟基二芳基醚类;2,2-双(4-羟苯基)丙烷(下文中有时简称为“BPA”)、1,1-双(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟苯基)丙烷、2-(4-羟苯基)-2-(3-甲氧基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双(3-叔丁基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟苯基)丙烷、2-(4-羟苯基)-2-(3-环己基-4-羟苯基)丙烷、α,α'-双(4-羟苯基)-1,4-二异丙基苯、1,3-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]苯、双(4-羟苯基)甲烷、双(4-羟苯基)环己基甲烷、双(4-羟苯基)苯基甲烷、双(4-羟苯基)(4-丙烯基苯基)甲烷、双(4-羟苯基)二苯基甲烷、双(4-羟苯基)萘基甲烷、1,1-双(4-羟苯基)乙烷、2-双(4-羟苯基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-萘基乙烷、1-双(4-羟苯基)丁烷、2-双(4-羟苯基)丁烷、2,2-双(4-羟苯基)戊烷、1,1-双(4-羟苯基)己烷、2,2-双(4-羟苯基)己烷、1-双(4-羟苯基)辛烷、2-双(4-羟苯基)辛烷、1-双(4-羟苯基)己烷、2-双(4-羟苯基)己烷、4,4-双(4-羟苯基)庚烷、2,2-双(4-羟苯基)壬烷、10-双(4-羟苯基)癸烷、1-双(4-羟苯基)十二烷等双(羟基芳基)烷烃类;1-双(4-羟苯基)环戊烷、1-双(4-羟苯基)环己烷、4-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3-二甲基环己烷、1-双(4-羟苯基)-3,4-二甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,5-二甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3-丙基-5-甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3-叔丁基-环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3-叔丁基-环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3-苯基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-4-苯基环己烷等双(羟基芳基)环烷烃类;9,9-双(4-羟苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等含有Cardo结构的双酚类;4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯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’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯砜等二羟基二芳基砜类;等等。
作为芳香族二羟基化合物(11),(12)以外的二羟基化合物,优选上述物质中的双(羟基芳基)烷烃类,其中优选双(4-羟苯基)烷烃类,特别是从耐冲击性、耐热性的方面出发,优选2,2-双(4-羟苯基)丙烷(BPA)。
芳香族二羟基化合物(11),(12)以外的二羟基化合物可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
<聚碳酸酯树脂组合物的分子量>
关于第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的分子量,由溶液粘度换算得到的粘均分子量(Mv)优选为15,000~33,000。粘均分子量为上述下限值以上时,第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的机械物性、耐碱性良好。粘均分子量为上述上限值以下时,具有第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性充分的倾向。从这样的观点出发,第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量(Mv)优选为16,500以上、更优选为18,000以上。另外,优选为31,500以下、更优选为30,000以下。
<铅笔硬度>
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物具有利用依据ISO 15184的方法测定的铅笔硬度优选为H以上的高硬度特性,该铅笔硬度更优选为2H以上。
关于聚碳酸酯树脂组合物的铅笔硬度,利用后述实施例项中记载的方法对于由聚碳酸酯树脂组合物构成的成型品进行测定。
<玻璃化转变温度>
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度Tg优选为130~200℃。Tg为130℃以上时,能够得到高耐热性。另一方面,Tg为200℃以下时,流动性良好,能够得到高成型加工性。基于此,第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度Tg特别优选为130~200℃。
聚碳酸酯树脂组合物的Tg利用后述实施例项中记载的方法进行测定。
<其他成分>
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中,只要无损于所期望的各种物性,除了包含碳酸酯结构单元(X)和/或碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂以外,也可以根据需要含有其他成分。若举出其他成分的示例,则可以举出不包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂、聚碳酸酯树脂以外的树脂、各种树脂添加剂等。
作为树脂添加剂,例如可以举出热稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、耐光剂(HALS)、阻燃剂、抗静电剂、防雾剂、滑剂、防粘连剂、流动性改良剂、增塑剂、分散剂、抗菌剂、染料、颜料等。
树脂添加剂可以含有一种,也可以以任意的组合和比例含有两种以上。
作为其他树脂,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等热塑性聚酯树脂;聚苯乙烯树脂、高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯橡胶共聚物(ASA树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂)等苯乙烯系树脂;聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等聚烯烃树脂;聚酰胺树脂;聚酰亚胺树脂;聚醚酰亚胺树脂;聚氨酯树脂;聚苯醚树脂;聚苯硫醚树脂;聚砜树脂;聚甲基丙烯酸酯树脂等。
其他树脂可以含有一种,也可以以任意的组合和比例含有两种以上。
[聚碳酸酯树脂组合物的制造方法]
构成第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的聚碳酸酯树脂中,作为原料二羟基化合物至少使用芳香族二羟基化合物(11)和芳香族二羟基化合物(12),除此以外可以与上述第1发明的聚碳酸酯树脂同样地制造。
通过使用包含芳香族二羟基化合物(11)和芳香族二羟基化合物(12)的成分作为原料二羟基化合物,能够制造出包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的共聚聚碳酸酯树脂。通过使用这些芳香族二羟基化合物中的一者,能够制造出包含碳酸酯结构单元(X)或碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂。
[成型品的制造方法]
由第2发明的聚碳酸酯树脂组合物制造树脂成型品时,使用常见的挤出成型机或注塑成型机。
将第2发明的聚碳酸酯树脂组合物成型时的成型温度优选为200℃以上、进一步优选为250℃以上、最优选为280℃以上。另外,优选为350℃以下、特别优选为320℃以下。若成型温度过低,则具有熔融粘度增高、流动性降低、成型性降低的可能性。若成型温度过高,则聚碳酸酯树脂组合物会发生着色,所得到的成型品的色调也可能变差,不优选。
在进行注塑成型或挤出成型时,可以在无损于第2发明的目的的范围内在第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中适宜地添加颜料、染料、脱模剂、热稳定剂等。
<注塑成型品>
在由第2发明的聚碳酸酯树脂组合物制造注塑成型品时,使用常见的注塑成型机。
使用注塑成型机等时的模具温度优选为150℃以下、进一步优选为120℃以下、最优选为100℃以下。另外,优选为30℃以上、特别优选为50℃以上。若模具温度过高,则需要延长成型时的冷却时间,成型品的制造循环变长,生产率可能会降低。若模具温度过低,则聚碳酸酯树脂组合物的熔融粘度过高,具有无法得到均匀的成型品的可能性,会产生在成型品表面形成不均等的问题,不优选。
<挤出成型品>
在由第2发明的聚碳酸酯树脂组合物制造挤出成型品时,使用常见的挤出成型机。该挤出成型机通常安装有T模、圆模等,可以得到各种形状的挤出成型品。作为挤出成型品,可以举出片、膜、板、管、管材等。这些之中,优选片或膜。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的挤出成型品中,为了改善粘接性、涂装性、印刷性,可以在该挤出成型品的双面或单面层积硬涂层,或者在该挤出成型品的双面或单面热层压耐候性和/或耐擦伤性改善膜。另外,也可以实施表面的褶皱加工、半透明及不透明加工等处理。
第2发明的聚碳酸酯树脂组合物的成型品能够用于建筑物、车辆、电气/电子设备、机械、其他各种领域中。
[第3发明]
[聚碳酸酯树脂组合物]
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,以摩尔比计,来自下述通式(11)所表示的芳香族二羟基化合物(下文中有时称为“芳香族二羟基化合物(11)”)的碳酸酯结构单元(X)(下文中有时简称为“碳酸酯结构单元(X)”)和来自下述通式(21)所表示的芳香族二羟基化合物(下文中有时称为“芳香族二羟基化合物(21)”)的碳酸酯结构单元(Z)(下文中有时简称为“碳酸酯结构单元(Z)”)以碳酸酯结构单元(X)/碳酸酯结构单元(Z)(下文中有时称为“(X)/(Z)”)=1/99~99/1的比例包含在该组合物中。通过以(X)/(Z)=1/99~99/1(mol比)的比例包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z),第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的表面硬度、耐碱性、耐热性、冲击强度、流动性显著良好,进而还能够具有高透明性、色调。
[化45]
通式(11)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。R1与R2的烷基可以相互键合形成环。R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
[化46]
通式(21)中,R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,以摩尔比计以(X)/(Z)=1/99~99/1的比例包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)即可,对碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的含有形态没有特别限制。通常,碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)包含在聚碳酸酯树脂中。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物可以为包含碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂和包含碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂的聚碳酸酯树脂混合物,也可以为同时包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的共聚型聚碳酸酯树脂。第3发明的聚碳酸酯树脂组合物可以为包含碳酸酯结构单元(X)和/或碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂与包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的共聚聚碳酸酯树脂的混合物,也可以进一步包含既不包含碳酸酯结构单元(X)也不包含碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物以包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的共聚聚碳酸酯树脂的形式包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的情况下,第3发明的聚碳酸酯树脂组合物被称为“聚碳酸酯树脂”。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物为包含碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂和包含碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂的混合物的情况下,通常被称为“聚碳酸酯树脂组合物”。上述其他含有形态也是同样的。
第3发明中,像这样由包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的一种共聚聚碳酸酯树脂构成的情况也包括在内,称为“聚碳酸酯树脂组合物”。
<通式(11),(21)>
关于第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中的通式(11)、芳香族二羟基化合物(11)、以及碳酸酯结构单元(X),与第2发明的聚碳酸酯树脂组合物中的通式(11)、芳香族二羟基化合物(11)和碳酸酯结构单元(X)相同,优选物也相同。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,在碳酸酯结构单元(Z)中,如上述通式(21)所示,将2个苯环彼此利用单键进行连结,由此能够提高耐冲击性。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,上述通式(21)中的R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。通过具有作为R6~R9的取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基,能够提高第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的表面硬度、耐碱性等。作为R6~R9的取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基的具体例,可以举出作为上述通式(11)中的R3,R4的取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基的具体例而例示出的基团,优选为甲基或乙基,更优选为甲基。
作为第3发明的芳香族二羟基化合物(21),从提高表面硬度、耐冲击性以及耐碱性的方面出发,优选下述通式(22)所表示的芳香族二羟基化合物、特别是下述通式(22A)所表示的芳香族二羟基化合物。
[化47]
通式(22)中,R31~R34各自独立地表示甲基或乙基。
[化48]
通式(22A)中,R31~R34与上述通式(22)中的含义相同。
另外,通式(22A)中,R33、R34的取代位置更优选为下述通式(22B)所示的位置。
[化49]
通式(22B)中,R31~R34与通式(22A)中的含义相同。
作为第3发明的芳香族二羟基化合物(21)的优选具体例,可以举出下述式(23)所表示的2,2,6,6-四甲基-4,4-联苯酚(下文中有时简称为“TmBP”。也被称为3,3’,5,5’-四甲基-1,1’-联苯-4,4’-二醇)。
[化50]
<碳酸酯结构单元(X)、(Z)>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的特征在于,以摩尔比计,以(X)/(Z)=1/99~99/1的比例包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)。通过增加碳酸酯结构单元(Z)的比例,可进一步提高耐热性,因此其比例优选为(X)/(Z)=1/99~95/5、更优选为(X)/(Z)=5/95~90/10。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中包含的碳酸酯结构单元(X)与碳酸酯结构单元(Z)的mol比可以通过对溶解在氘代氯仿中的聚碳酸酯树脂组合物测定1H-NMR而计算出。具体地说,按照聚碳酸酯树脂浓度为50mg/mL的方式制备聚碳酸酯树脂的氘代氯仿溶液,在30℃下,使松弛时间为6秒、累计次数为128次来进行测定。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中包含的碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Z)、后述其他碳酸酯结构单元的比例也可以根据聚碳酸酯树脂制造时的二羟基化合物的投料组成比而计算出。在后述实施例中,由其投料组成比求出。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,碳酸酯结构单元(X)可以仅包含1种、也可以包含2种以上。即,可以包含2种以上的来自芳香族二羟基化合物(11)的碳酸酯结构单元(X)。另外,碳酸酯结构单元(Z)也是可以仅包含1种,也可以包含2种以上。即,可以包含2种以上的来自芳香族二羟基化合物(21)的碳酸酯结构单元(Z)。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,以上述(X)/(Z)mol比包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)即可,关于各碳酸酯结构单元(X),(Z)的含量,可以在无损于第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的特征的范围内以任意的含量包含。但是,第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,为了确实地得到由包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)带来的第3发明的效果,相对于聚碳酸酯树脂组合物中的全部碳酸酯结构单元,碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)合计优选包含20mol%以上、优选包含40mol%以上、进一步优选包含60mol%以上、特别优选包含60~100mol%。
<其他碳酸酯结构单元>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物可以在无损于第3发明的目的的范围内包含碳酸酯结构单元(X),(Z)以外的其他碳酸酯结构单元、即来自芳香族二羟基化合物(11),(21)以外的二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
作为芳香族二羟基化合物(11)、(21)以外的二羟基化合物,可以举出下述物质。
2,5-二羟基联苯、2,2’-二羟基联苯、4,4’-二羟基联苯等二羟基联苯类;
2,2’-二羟基二苯醚、3,3’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基二苯醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯醚、1,4-双(3-羟基苯氧基)苯、1,3-双(4-羟基苯氧基)苯等二羟基二芳基醚类;
2,2-双(4-羟苯基)丙烷(下文中有时简称为“BPA”)、1,1-双(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟苯基)丙烷、2-(4-羟苯基)-2-(3-甲氧基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双(3-叔丁基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷(下文中有时简称为“TmBPA”)、2,2-双(3-环己基-4-羟苯基)丙烷、2-(4-羟苯基)-2-(3-环己基-4-羟苯基)丙烷、α,α’-双(4-羟苯基)-1,4-二异丙基苯、1,3-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]苯、双(4-羟苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷(4,4-亚甲基双(2,6-二甲基苯酚)(下文中有时简称为“TmBPF”)、双(4-羟苯基)环己基甲烷、双(4-羟苯基)苯基甲烷、双(4-羟苯基)(4-丙烯基苯基)甲烷、双(4-羟苯基)二苯基甲烷、双(4-羟苯基)萘基甲烷、1,1-双(4-羟苯基)乙烷、2-双(4-羟苯基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-萘基乙烷、1-双(4-羟苯基)丁烷、2-双(4-羟苯基)丁烷、2,2-双(4-羟苯基)戊烷、1,1-双(4-羟苯基)己烷、2,2-双(4-羟苯基)己烷、1-双(4-羟苯基)辛烷、2-双(4-羟苯基)辛烷、1-双(4-羟苯基)己烷、2-双(4-羟苯基)己烷、4,4-双(4-羟苯基)庚烷、2,2-双(4-羟苯基)壬烷、10-双(4-羟苯基)癸烷、1-双(4-羟苯基)十二烷等双(羟基芳基)烷烃类;
1-双(4-羟苯基)环戊烷、1-双(4-羟苯基)环己烷、4-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3-二甲基环己烷、1-双(4-羟苯基)-3,4-二甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,5-二甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3-丙基-5-甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3-叔丁基-环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3-叔丁基-环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3-苯基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-4-苯基环己烷等双(羟基芳基)环烷烃类;
9,9-双(4-羟苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等含有Cardo结构的双酚类;
4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯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’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯砜等二羟基二芳基砜类;等等。
作为芳香族二羟基化合物(11),(21)以外的二羟基化合物,优选这些之中的双(羟基芳基)烷烃类,其中优选双(4-羟苯基)烷烃类,特别是从耐冲击性、耐热性的方面出发优选2,2-双(4-羟苯基)丙烷(BPA)、或者双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷(4,4-亚甲基双(2,6-二甲基苯酚)(TmBPF)),从提高介电特性的方面出发,优选TmBPF。
芳香族二羟基化合物(11),(21)以外的二羟基化合物可以使用一种,也可以以任意组合和比例合用两种以上。
<聚碳酸酯树脂的分子量>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中的聚碳酸酯树脂的分子量没有特别限制,由溶液粘度换算的粘均分子量(Mv)优选为16,000以上。粘均分子量为上述下限值以上的情况下,第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的机械物性、耐碱性提高,因而优选。从这样的方面出发,聚碳酸酯树脂的粘均分子量更优选为17,000以上、进一步优选为18,000以上、特别优选为18,500以上。第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中的聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)优选为30,000以下。粘均分子量为上述上限值以下的情况下,第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性趋于良好,是优选的。从这样的方面出发,聚碳酸酯树脂的粘均分子量更优选为29,000以下、进一步优选为28,000以下、特别优选为27,000以下。
<铅笔硬度>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,利用依据ISO 15184的方法测定的铅笔硬度没有特别限制,优选具有为H以上的高硬度特性,该铅笔硬度更优选为2H以上。
关于聚碳酸酯树脂组合物的铅笔硬度,利用后述实施例项中记载的方法对由聚碳酸酯树脂组合物构成的成型品进行测定。
<玻璃化转变温度>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度Tg优选为130~200℃。Tg为130℃以上时,能够得到高耐热性。另一方面,Tg为200℃以下时,流动性良好,能够得到高成型加工性。基于此,第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度Tg优选为130~200℃。
聚碳酸酯树脂组合物的Tg利用后述实施例项中记载的方法进行测定。
<其他成分>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,只要不会显著损害所期望的各种物性,除了包含碳酸酯结构单元(X)和/或碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂以外,也可以根据需要含有其他成分。若举出其他成分的示例,则可以举出不包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂、聚碳酸酯树脂以外的树脂、各种树脂添加剂等。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中,为了确实地得到由包含含有碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂带来的第3发明的效果,在聚碳酸酯树脂组合物100质量%中,碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)以它们的合计计优选包含65质量%以上、特别为70质量%以上、尤其为75质量%以上。
为了有效地展现出第3发明的特征,第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的聚碳酸酯树脂的含量相对于第3发明的聚碳酸酯树脂组合物100质量%优选为80质量%以上、更优选为85质量%以上、特别优选为90质量%以上。
作为树脂添加剂,例如可以举出热稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、耐光剂(HALS)、阻燃剂、抗静电剂、防雾剂、滑剂、防粘连剂、流动性改良剂、增塑剂、分散剂、抗菌剂、染料、颜料等。
树脂添加剂可以含有一种,也可以以任意的组合和比例含有两种以上。
作为其他树脂,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等热塑性聚酯树脂;聚苯乙烯树脂、高抗冲聚苯乙烯树脂(HIPS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯橡胶共聚物(ASA树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂)等苯乙烯系树脂;聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等聚烯烃树脂;聚酰胺树脂;聚酰亚胺树脂;聚醚酰亚胺树脂;聚氨酯树脂;聚苯醚树脂;聚苯硫醚树脂;聚砜树脂;聚甲基丙烯酸酯树脂等。
其他树脂可以含有一种,也可以以任意的组合和比例含有两种以上。
[聚碳酸酯树脂的制造方法]
构成第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的聚碳酸酯树脂中,作为原料二羟基化合物至少使用芳香族二羟基化合物(11)和芳香族二羟基化合物(21),除此以外可以与上述第1发明的聚碳酸酯树脂同样地制造。
通过使用包含芳香族二羟基化合物(11)和芳香族二羟基化合物(21)的成分作为原料二羟基化合物,能够制造出包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Z)的共聚聚碳酸酯树脂。通过使用这些芳香族二羟基化合物中的一者,能够制造出包含碳酸酯结构单元(X)或碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂。
[聚碳酸酯树脂成型品的制造方法]
由第3发明的聚碳酸酯树脂组合物制造聚碳酸酯树脂成型品时,使用常见的挤出成型机或注塑成型机。
将第3发明的聚碳酸酯树脂组合物成型时的成型温度优选为200℃以上、进一步优选为250℃以上、最优选为280℃以上。通过使成型温度为上述下限以上,可提高流动性、提高成型性。将第3发明的聚碳酸酯树脂组合物成型时的成型温度优选为350℃以下、特别优选为320℃以下。通过使成型温度为上述上限以下,能够使聚碳酸酯树脂组合物的色调良好。
在进行注塑成型或者挤出成型时,可以在无损于本发明目的的范围内在第3发明的聚碳酸酯树脂组合物中适宜地添加颜料、染料、脱模剂、热稳定剂等。
[成型品]
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物可以通过注塑成型、挤出成型等热加工制成成型品来适当地使用。对这样的聚碳酸酯树脂成型品的形状、花纹、色彩、尺寸等没有限制,可以根据该成型品的用途适宜地选择。例如可以举出板状、薄板状、棒状、片状、膜状、圆筒状、环状、圆形形状、椭圆形状、多边形形状、异形品、中空品、框状、箱状、面板状的成型品等、以及特殊形状的成型品等各种形状的成型品。另外,例如也可以为在表面具有凹凸、或者具有三维曲面的立体形状的成型品。
<注塑成型品>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物可以通过注塑成型制成注塑成型品来适当地使用。注塑成型的方法没有特别限定,可以对热塑性树脂任意地采用通常所采用的成型法。若举出其示例,则可以举出超高速注塑成型法、注射压缩成型法、双色成型法、气体辅助等中空成型法、使用绝热模具的成型法、使用急速加热模具的成型法、发泡成型(也包括超临界流体)、嵌件成型、IMC(模内涂布成型)成型法等。另外还可以采用使用热流道方式的成型法。
使用注塑成型机等时的模具温度优选为150℃以下、进一步优选为120℃以下、最优选为100℃以下。通过使模具温度为上述上限以下,能够缩短成型时的冷却时间,缩短成型品的制造循环,因此生产率提高。使用注塑成型机等时的模具温度优选为30℃以上、特别优选为50℃以上。通过使模具温度为上述下限以上,能够得到均匀的成型品,因而优选。
<挤出成型品>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物可以通过挤出成型制成挤出成型品而适当地使用。由第3发明的聚碳酸酯树脂组合物制造挤出成型品时没有特别限制,通常使用挤出成型机。该挤出成型机通常安装有T模、圆模等,可以得到各种形状的挤出成型品。作为挤出成型品,可以举出片、膜、板、管、管材等。这些之中,优选片或膜。
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的挤出成型品中,为了改善粘接性、涂装性、印刷性,可以在该挤出成型品的双面或单面层积硬涂层,或者在该挤出成型品的双面或单面热层压耐候性和/或耐擦伤性改善膜。另外,也可以实施表面的褶皱加工、半透明及不透明加工等处理。
<用途>
第3发明的聚碳酸酯树脂组合物的成型品可以作为例如各种汽车部件、电气电子设备、信息终端设备、OA设备、机械部件、家电产品、车辆部件、建筑部件、各种容器、休闲用品/杂货类、照明设备等的部件等使用。这些之中,本发明的成型品由于表面硬度、耐碱性优异、并且耐热性、耐冲击性、流动性优异,因此特别适合用于电气电子设备、信息终端设备、OA设备、家电产品等的部件,能够特别适当地作为电气电子设备、信息终端设备、OA设备、汽车内装部件、家电产品的壳体的成型材料使用。
实施例
以下基于实施例更具体地说明本发明。
本发明并不限于以下实施例。
通过下述方法对以下的实施例和比较例中得到的聚碳酸酯树脂的物性进行评价。
(1)表面硬度:铅笔硬度
使用小型注塑成型机(株式会社新兴Sellbic C,Mobile),在表1、2记载的料筒温度和模具温度的条件下,成型出厚3mm、长25mm、宽25mm的聚碳酸酯树脂薄板,得到试验片。对于该试验片,依据ISO 15184,使用铅笔硬度试验机(东洋精机株式会社制造)在负荷750g测定铅笔硬度。
(2)流动性:粘均分子量(Mv)
将聚碳酸酯树脂溶解在二氯甲烷中(浓度6.0g/L),使用乌氏粘度管(森友理化工业公司制造)求出20℃的特性粘度(特性粘度)[η](单位dL/g),根据Schnell的粘度式(下述式)计算出粘均分子量(Mv)。
η=1.23×10-4Mv0.83
(3)耐热性:玻璃化转变温度(Tg)
使用差示扫描量热计(SII制DSC6220),将聚碳酸酯树脂的试样约10mg以20℃/min的升温速度加热,对热量进行测定,依据JIS K7121,求出作为下述的直线与切线的交点的温度的外推玻璃化转变起始温度,该直线是将低温侧的基线向高温侧延长而得到的直线,该切线是在玻璃化转变的阶梯状变化部分的曲线的斜率达到最大的点画出的切线。将该外推玻璃化转变温度作为玻璃化转变温度(Tg)。
(4)耐冲击性:IZOD冲击强度
使用小型注塑成型机(株式会社新兴Sellbic C,Mobile),在表1、2记载的料筒温度和模具温度的条件下,成型出厚3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的聚碳酸酯树脂薄板,得到试验片。依据JIS K-7110,对于该试验片使用60kg锤子进行5次冲击试验,进行断裂片数的比较。
(5)耐碱性
使用小型注塑成型机(株式会社新兴Sellbic C,Mobile),在表1、2记载的料筒温度和模具温度的条件下,成型出厚3mm、长25mm、宽25mm的聚碳酸酯树脂薄板,得到试验片。将该试验片在填满培养皿的25质量%的NaOH水溶液中在50℃下浸渍92小时,之后取出,水洗后,若该试验片与试验前无变化则评价为“S”,若稍微发生白化则评价为“A”,若发生白化则评价为“B”,若显著白化则评价为“C”。
(6)阻燃性:20mm垂直燃烧试验(0.8mmt)
将聚碳酸酯树脂的粒料在120℃干燥4小时后,利用注塑成型机(住友重机械工业公司制造的“SE100”)在料筒温度300℃、模具温度80℃下成型出125mm×13mm×厚度0.8mm的燃烧试验用试验片。
对于所得到的燃烧试验用试验片进行依据UL94(1996年10月29日、第5版)的20mm垂直燃烧试验。关于燃烧性试验结果,根据UL94记载的材料的分类,被分类成V-0、V-1、V-2以及不适合。
分类结果为V-2的情况下,记录由冒烟物质或滴落物引起的直至标识用棉着火所需要的最大时间,进行比较。
(7)介电特性:相对介电常数(εr)·介质损耗角正切(tanδ)
将在80℃下进行了5小时真空干燥的聚碳酸酯树脂利用热压成型机成型为膜状,制作厚度为40~150μm的膜。需要说明的是,热压成型机的成型条件在温度150~250℃、压力10~15MPa的范围内适宜地调整。由该膜切出长70mm、宽2mm的长条状的膜,在室温23℃、湿度50%的条件下进行48小时调湿后,使用空腔谐振器(株式会社关东应用电子开发制CP-531)以及网络分析仪(Keysight technology公司制造E8361A PNA系列),在频率10GHz下测定相对介电常数(εr)和介质损耗角正切(tanδ×10-3)。
[实施例1]
向附带有反应器搅拌机、反应器加热装置、反应器压力调整装置的内容量150ml的玻璃制反应器中添加4,4-亚甲基双(2,6-二甲基苯酚)(TmBPF)(东京化成工业公司制造)23.34g(约0.091mol)、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(BPC)(本州化学公司制造)93.37g(约0.364mol)、碳酸二苯酯(DPC)99.97g(约0.467mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液,以使得在每1mol的全部二羟基化合物中的碳酸铯为3μmol,制备原料混合物。
接着,将玻璃制反应器内减压至约50Pa(0.38Torr),接着用氮气复压至大气压,将该操作重复3次,将反应器的内部进行氮气置换。氮气置换后,使反应器外部温度为220℃,将反应器的内温缓慢地升温,使混合物溶解。其后使搅拌机在100rpm下旋转。之后一边蒸馏除去通过在反应器的内部进行的二羟基化合物与DPC的低聚物化反应而副产的苯酚,一边用时40分钟将反应器内的压力由绝对压101.3kPa(760Torr)减压至13.3kPa(100Torr)。
接着,将反应器内的压力保持在13.3kPa,一边进一步蒸馏除去苯酚,一边进行80分钟的酯交换反应。其后将反应器外部温度升温至250℃,用时40分钟将反应器内压力由绝对压13.3kPa(100Torr)减压至399Pa(3Torr),将馏出的苯酚排出到体系外。进一步将反应器外部温度升温至285℃,将反应器内的绝对压减压至30Pa(约0.2Torr),进行缩聚反应。在反应器的搅拌机达到预先设定的规定搅拌动力时,结束缩聚反应。
接着,将反应器内利用氮复压至绝对压101.3kPa,之后升压至表压0.2MPa,将聚碳酸酯树脂以线料状从反应器的槽底抽出,得到线料状的聚碳酸酯树脂后,使用旋转式切割器制成粒料。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1。
[实施例2]
将TmBPF(东京化成工业公司制造)46.69g(约0.182mol)、BPC(本州化学公司制造)70.02g(约0.273mol)、DPC 99.97g(约0.467mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为5μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1和表3。
[实施例3]
将TmBPF(东京化成工业公司制造)93.37g(约0.364mol)、BPC(本州化学公司制造)23.34g(约0.091mol)、DPC 99.97g(约0.467mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为8μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1和表3。
[实施例4]
将TmBPF(东京化成工业公司制造)11.67g(约0.046mol)、BPC(本州化学公司制造)105.04g(约0.410mol)、DPC 99.97g(约0.467mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为8μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1。
[实施例5]
将TmBPF(东京化成工业公司制造)46.68g(约0.182mol)、BPC(本州化学公司制造)70.03g(约0.273mol)、DPC 99.97g(约0.467mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为5μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1。
[实施例6]
向附带有反应器搅拌机、反应器加热装置、反应器压力调整装置的内容量150ml的玻璃制反应器中添加2,2,6,6-四甲基-4,4-联苯酚(TmBP)(东京化成工业公司制造)27.96g(约0.115mol)、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(BPC)(本州化学公司制造)88.75g(约0.3462mol)、碳酸二苯酯(DPC)103.33g(约0.482mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液,以使得在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为3μmol,制备原料混合物。
接着,将玻璃制反应器内减压至约50Pa(0.38Torr),接着用氮气复压至大气压,将该操作重复3次,将反应器的内部进行氮气置换。氮气置换后,使反应器外部温度为220℃,将反应器的内温缓慢地升温,使混合物溶解。其后使搅拌机在100rpm下旋转。之后一边蒸馏除去通过在反应器的内部进行的二羟基化合物与DPC的低聚物化反应而副产的苯酚,一边用时40分钟将反应器内的压力由绝对压101.3kPa(760Torr)减压至13.3kPa(100Torr)。
接着,将反应器内的压力保持在13.3kPa,一边进一步蒸馏除去苯酚,一边进行80分钟的酯交换反应。其后将反应器外部温度升温至250℃,用时40分钟将反应器内压力由绝对压13.3kPa(100Torr)减压至399Pa(3Torr),将馏出的苯酚排出到体系外。进一步将反应器外部温度升温至285℃,将反应器内的绝对压减压至30Pa(约0.2Torr),进行缩聚反应。在反应器的搅拌机达到预先设定的规定搅拌动力时,结束缩聚反应。
接着,将反应器内利用氮复压至绝对压101.3kPa,之后升压至表压0.2MPa,将聚碳酸酯树脂以线料状从反应器的槽底抽出,得到线料状的聚碳酸酯树脂后,使用旋转式切割器制成粒料。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1。
[实施例7]
将TmBP(东京化成工业公司制造)45.12g(约0.186mol)、BPC(本州化学公司制造)71.59g(约0.279mol)、DPC 103.90g(约0.485mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为3.2μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例6所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1和表3。
[实施例8]
将TmBP(东京化成工业公司制造)11.09g(约0.046mol)、BPC(本州化学公司制造)93.88g(约0.366mol)、4,4-亚甲基双(2,6-二甲基苯酚)(TmBPF)(东京化成工业公司制造)11.74g(约0.046mol)、DPC 101.50g(约0.474mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为3μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例6所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1。
[实施例9]
将TmBP(东京化成工业公司制造)22.31g(约0.092mol)、BPC(本州化学公司制造)70.80g(约0.276mol)、TmBPF(东京化成工业公司制造)23.60g(约0.092mol)、DPC102.06g(约0.476mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为3μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例6所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表1。
[实施例10]
将4,4-乙叉基双(2,6-二甲基苯酚)(TmBPE)71.51g(约0.265mol)、BPC(本州化学公司制造)45.20g(约0.176mol)、DPC 96.79g(约0.452mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为5μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表3。
[比较例1]
将TmBPF(东京化成工业公司制造)116.71g(约0.455mol)、DPC 99.48g(约0.464mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为5μmol的方式进行添加,制备原料混合物。
接着,将玻璃制反应器内减压至约50Pa(0.38Torr),接着用氮气复压至大气压,将该操作重复3次,将反应器的内部进行氮气置换。氮气置换后,使反应器外部温度为220℃,将反应器的内温缓慢地升温,使混合物溶解。其后使搅拌机在100rpm下旋转。之后一边蒸馏除去通过在反应器的内部进行的二羟基化合物与DPC的低聚物化反应而副产的苯酚,一边用时40分钟将反应器内的压力由绝对压101.3kPa(760Torr)减压至13.3kPa(100Torr)。
接着,将反应器内的压力保持在13.3kPa,一边进一步蒸馏除去苯酚,一边进行80分钟的酯交换反应。其后将反应器外部温度升温至250℃,用时40分钟将反应器内压力由绝对压13.3kPa(100Torr)减压至399Pa(3Torr),将馏出的苯酚排出到体系外。进一步将反应器外部温度升温至285℃,结果引起反应溶液的结晶化,难以继续进行反应,因此停止反应。
该比较例1中仅使用了TmBPF,因此结晶化进行,无法获得聚合物。因此,未实施上述过程的各评价。
[比较例2]
将TmBPF(东京化成工业公司制造)61.73g(约0.241mol)、2,2-双(4-羟苯基)丙烷(下文中有时简称为“BPA”)54.98g(约0.241mol)、DPC 108.34g(约0.506mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为3μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表2。
[比较例3]
将BPC(本州化学公司制造)100.00g(约0.390mol)、DPC 86.08g(约0.402mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为4.5μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表2和表3。
[比较例4]
将BPA 116.71g(约0.511mol)、DPC 117.18g(约0.547mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为0.5μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表2和表3。
[比较例5]
将2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷(下文中有时简称为“TmBPA”)(本州化学公司制造)116.71g(约0.410mol)、DPC 88.79g(约0.414mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为5μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表2和表3。
[比较例6]
将TmBPA(本州化学公司制造)25.34g(约0.089mol)、TmBPF(东京化成工业公司制造)91.37g(约0.356mol)、DPC 97.83g(约0.457mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为8μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表2。
[比较例7]
将TmBPA(本州化学公司制造)61.38g(约0.216mol)、BPC(本州化学公司制造)55.33g(约0.216mol)、DPC 95.71g(约0.447mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为2μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表2和表3。
[比较例8]
将BPA(本州化学公司制造)54.98g(约0.241mol)、BPC(本州化学公司制造)61.73g(约0.241mol)、DPC 107.82g(约0.503mol)、以及作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液按照在每1mol的全部二羟基化合物中碳酸铯为3μmol的方式进行添加,制备原料混合物,除此以外利用实施例1所述的方法实施。
对于这样得到的聚碳酸酯树脂,利用上述过程实施各评价。将结果示于表2和表3。
[考察]
由以上结果可知下述内容。
实施例1~4和实施例7~9中,在5次冲击试验中无断裂,因此耐冲击性良好。
比较例4的耐冲击性良好,但铅笔硬度以及耐碱性劣于实施例1~4和实施例7~9。另外,比较例2的耐冲击性也良好,但耐碱性和铅笔硬度劣于实施例1~4和实施例7~9。
实施例5、实施例6中,未观察到实施例1~4和实施例7~9的程度的耐冲击性,但铅笔硬度非常高,耐碱性也良好。
比较例2、比较例4的耐冲击性良好,但铅笔硬度劣于实施例5、实施例6。
比较例1中,在聚合中引起了结晶化,因此难以获得聚合物。
比较例3的铅笔硬度良好,但耐冲击性劣于实施例1~9,并且由于Tg低,因此耐热性也差。
比较例5、比较例7的铅笔硬度以及耐碱性良好,但耐冲击性显著劣于实施例1~9。
比较例6的耐碱性良好,但铅笔硬度和耐冲击性劣于实施例1~9。
另外,具有重复单元(A)(来自BPC)和重复单元(B’),(B)(来自TmBPF)的实施例2和3的聚碳酸酯树脂中,相对介电常数、介质损耗角正切优于比较例4,耐热性、相对介电常数、介质损耗角正切优于比较例8,介电特性、耐热性与比较例7为同等水平但阻燃性显著优于比较例7。
实施例7和10中,耐热性、阻燃性、耐冲击性优于比较例3,耐热性、介电特性、阻燃性优于比较例4,阻燃性、耐冲击性显著优于比较例5。实施例7和10中,阻燃性、耐冲击性优于比较例7。实施例7和10中,耐热性显著优于比较例8,介电特性、阻燃性也优于比较例8。
比较例1发生了结晶化,因此难以成型,不能作为内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体使用。
需要说明的是,实施例1~10中,能够利用常见的注塑成型机没有问题地进行注塑成型,流动性、成型加工性优异。
由以上可知,与比较例1~8的聚碳酸酯树脂相比,作为本发明的聚碳酸酯树脂组合物的实施例1~10的聚碳酸酯树脂的表面硬度、耐碱性均优异,而且耐热性、耐冲击性、流动性也优异。
另外可知,作为第1发明的聚碳酸酯树脂的实施例2和3的聚碳酸酯树脂是介电特性优异、而且耐热性、阻燃性也优异的树脂,是适合于作为内置有微波和/或毫米波用天线的通信设备用壳体的用途的树脂。
尽管使用特定的方式详细地说明了本发明,但对本领域技术人员来说,显然可在不脱离本发明的意图和范围的前提下进行各种变形。
本申请基于2019年8月29日提交的日本专利申请2019-157059、2020年6月11日提交的日本专利申请2020-101649、以及2020年7月17日提交的日本专利申请2020-122968,以引用的方式援用其全部内容。
Claims (32)
3.如权利要求1或2所述的热塑性树脂组合物,其中,所述通式(1)中,R3和R4为甲基。
6.如权利要求1~5中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,所述通式(2’)中,R6~R9为甲基。
7.如权利要求1~6中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯树脂中的所述重复单元(A)与所述重复单元(B’)的含有比例以摩尔比计为重复单元(A):重复单元(B’)=1:99~99:1的比例。
8.如权利要求1~7中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯树脂中包含的所述重复单元(A)和所述重复单元(B’)的含有比例之和为该聚碳酸酯树脂的全部碳酸酯结构单元中的50摩尔%以上。
9.如权利要求1~8中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度为125℃以上。
10.如权利要求1~9中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,所述热塑性树脂组合物包含50质量%以上的所述聚碳酸酯树脂。
11.如权利要求1~10中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,以所述重复单元(A)与所述重复单元(B’)的共聚聚碳酸酯树脂的形式包含所述聚碳酸酯树脂。
12.如权利要求1~10中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,以包含所述重复单元(A)的聚碳酸酯树脂与包含所述重复单元(B’)的聚碳酸酯树脂的共混物的形式包含所述聚碳酸酯树脂。
13.如权利要求1~12中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)为14,500~30,000的范围。
14.如权利要求13所述的热塑性树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯树脂的粘均分子量(Mv)为18,000~28,000的范围。
15.如权利要求1~14中任一项所述的热塑性树脂组合物,其中,利用依据ISO15184的方法测定的铅笔硬度为H以上。
16.一种成型品,其使用热塑性树脂组合物得到,所述热塑性树脂组合物包含具有下述通式(1)所表示的重复单元(A)和下述通式(2)所表示的重复单元(B)的聚碳酸酯树脂,
[化6]
通式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基;R1与R2的烷基不相互键合、或者相互键合形成环;R3和R4各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基;
[化7]
通式(2)中,X表示单键或下述通式(3)所表示的2价有机基团;R6~R9各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基;
[化8]
通式(3)中,R5表示氢原子、取代或无取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、或者取代或无取代的芳基。
18.如权利要求16或17所述的成型品,其中,所述通式(1)中,R3和R4为甲基。
21.如权利要求16~20中任一项所述的成型品,其中,所述通式(2)中,R6~R9为甲基。
22.如权利要求16~21中任一项所述的成型品,其中,所述通式(3)中,R5为氢原子或甲基。
23.如权利要求16~22中任一项所述的成型品,其中,所述聚碳酸酯树脂中的所述重复单元(A)与所述重复单元(B)的含有比例以摩尔比计为重复单元(A):重复单元(B)=1:99~99:1的比例。
24.如权利要求16~23中任一项所述的成型品,其中,所述聚碳酸酯树脂中包含的所述重复单元(A)和所述重复单元(B)的含有比例之和为该聚碳酸酯树脂的全部碳酸酯结构单元中的50摩尔%以上。
25.如权利要求16~24中任一项所述的成型品,其中,所述聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度为125℃以上。
26.如权利要求16~25中任一项所述的成型品,其中,所述热塑性树脂组合物包含50质量%以上的所述聚碳酸酯树脂。
27.如权利要求16~26中任一项所述的成型品,其中,所述成型品为挤出成型品或注塑成型品。
28.如权利要求27所述的成型品,其中,所述挤出成型品为片或膜。
29.一种通信设备用壳体,该通信设备内置有微波和/或毫米波用天线,该壳体使用权利要求16~28中任一项所述的成型品得到。
30.如权利要求29所述的通信设备壳体,其中,所述天线被用于3.5GHz~30GHz的频带的电波。
31.如权利要求29或30所述的通信设备用壳体,其中,所述通信设备为笔记本电脑、平板终端、智能手机或路由器装置。
32.一种通信设备,其内置有微波和/或毫米波用天线,该通信设备使用权利要求29~31中任一项所述的通信设备用壳体得到。
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