CN118355051A - 聚碳酸酯树脂组合物 - Google Patents

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CN118355051A CN202380014924.4A CN202380014924A CN118355051A CN 118355051 A CN118355051 A CN 118355051A CN 202380014924 A CN202380014924 A CN 202380014924A CN 118355051 A CN118355051 A CN 118355051A
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Abstract

一种聚碳酸酯树脂组合物,其为包含源自下述式(1)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(X)和源自下述式(2)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂组合物,所述聚碳酸酯树脂组合物的全部碳酸酯结构单元100mol%中的所述碳酸酯结构单元(X)的含量为31.6mol%以上。或者,其为包含源自下述式(1)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(X)和源自下述式(2)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂组合物,所述碳酸酯结构单元(Y)相对于所述碳酸酯结构单元(X)的含有mol比率(Y)/(X)为0.33以上2.95以下。

Description

聚碳酸酯树脂组合物
技术领域
本发明涉及一种聚碳酸酯树脂组合物。详细地说,本发明涉及一种耐热性、耐冲击性优异而且流动性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。本发明还涉及该聚碳酸酯树脂组合物的注射成形品和挤出成形品。
背景技术
聚碳酸酯树脂的机械强度、电特性、透明性等优异,作为工程塑料在电气·电子设备领域、汽车领域等各种领域中被广泛利用。近年来,在这些用途领域中,成形加工品的薄壁化、小型化、轻量化发展,要求成形原材料的性能进一步提高。
对于这些要求,以双酚A为原料的以往的聚碳酸酯树脂不能说耐热性充分优异。因此,期望开发具有高耐冲击性且耐热性高的聚碳酸酯树脂。作为耐热性高的聚碳酸酯树脂的开发,提出了几个提案。
在专利文献1中公开了一种由1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷构成的耐热性优异的聚碳酸酯树脂。
在专利文献2中公开了一种由1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、4,4’-二羟基-二苯基、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷的3元共聚而成的聚碳酸酯树脂。
作为除聚碳酸酯树脂以外的耐热性、耐冲击性优异的树脂,可列举以U聚合物为代表的聚芳酯树脂,但流动性(成形性)存在问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:欧洲专利第0359953号说明书
专利文献2:德国专利申请公开第19646401号说明书
发明内容
发明要解决的课题
本发明人的调查结果表明,上述现有技术中存在以下课题。
在专利文献1中,通过使用1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷,虽然能够表现出高耐热性,但耐冲击性不充分。
在专利文献2中,通过含有1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷,虽然耐热性实现了提高,但耐热性、耐冲击性还不充分。
以U聚合物为代表的聚芳酯树脂虽然耐热性、耐冲击性优异,但流动性(成形性)存在问题。
本发明的目的在于提供一种耐热性、耐冲击性优异而且流动性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
用于解决课题的方法
本发明人发现:通过制成以特定的比例包含源自两种特定的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,从而成为符合上述目的的聚碳酸酯树脂组合物。
本发明的主旨在于以下[1]~[10]。
[1]一种聚碳酸酯树脂组合物,其为包含源自下述式(1)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(X)和源自下述式(2)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂组合物,
上述聚碳酸酯树脂组合物的全部碳酸酯结构单元100mol%中的上述碳酸酯结构单元(X)的含量为31.6mol%以上。
[化1]
[2]一种聚碳酸酯树脂组合物,其为包含源自下述式(1)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(X)和源自下述式(2)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂组合物,
上述碳酸酯结构单元(Y)相对于上述碳酸酯结构单元(X)的含有mol比率(Y)/(X)为0.33以上2.95以下。
[化2]
[3]根据[1]或[2]所述的聚碳酸酯树脂组合物,在全部碳酸酯结构单元100mol%中包含15mol%以上的上述碳酸酯结构单元(Y)。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,使用差示扫描量热计以20℃/min的升温速度进行加热来测定热量并依据ISO 3146求出的玻璃化转变温度为185℃以上。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,通过依据ASTM D256的方法测定的缺口悬臂梁冲击强度的值为60J/m以上。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,依据JIS K7210-1附录JA、使用高化式流动试验仪并在320℃、160kgf的条件下测定的流动值(Q值)为2.0(单位:10-2cm3/sec)以上。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,粘均分子量(Mv)为13,000以上33,000以下。
[8]一种注射成形品,通过将[1]~[7]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物注射成形而获得。
[9]一种挤出成形品,通过将[1]~[7]中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物挤出成形而获得。
[10]根据[9]所述的挤出成形品,上述挤出成形品为片或膜。
发明效果
根据本发明,能够提供一种耐热性、耐冲击性优异而且流动性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物由于具有良好的耐冲击性、耐热性、成形性,因此能够广泛用作汽车、电气电子材料、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。本发明并不限定于以下所示的实施方式和例示物等来解释。
在本说明书中,只要没有特别说明,“~”是以包含在其前后所记载的数值作为下限值和上限值的意思使用。
[聚碳酸酯树脂组合物]
本发明的第1实施方式的聚碳酸酯树脂组合物包含源自下述式(1)所表示的芳香族二羟基化合物、即1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(以下,有时简称为“BP-TMC”。)的碳酸酯结构单元(X)(以下,有时简称为“碳酸酯结构单元(X)”。)和源自下述式(2)所表示的芳香族二羟基化合物、即4,4’-二羟基-二苯基(以下,有时简称为“4,4’-BP”。)的碳酸酯结构单元(Y)(以下,有时简称为“碳酸酯结构单元(Y)”。),全部碳酸酯结构单元100mol%中的碳酸酯结构单元(X)的含量(以下,碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Y)等碳酸酯结构单元的含量均以相对于聚碳酸酯树脂组合物中的全部碳酸酯结构单元100mol%的摩尔百分率表示。)为31.6mol%以上。
本发明的第2实施方式的聚碳酸酯树脂组合物包含源自下述式(1)所表示的芳香族二羟基化合物、即1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(BP-TMC)的碳酸酯结构单元(X)和源自下述式(2)所表示的芳香族二羟基化合物、即4,4’-二羟基-二苯基(4,4’-BP)的碳酸酯结构单元(Y),碳酸酯结构单元(Y)相对于碳酸酯结构单元(X)的含有mol比率(Y)/(X)(以下,有时简称为“含有mol比率(Y)/(X)”。)为0.33以上2.95以下。
[化2]
本发明的聚碳酸酯树脂组合物只要按照成为上述碳酸酯结构单元(X)的含有比例或上述含有mol比率(Y)/(X)的方式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)的含有方式没有特别限制。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,本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以是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)的聚碳酸酯树脂的聚碳酸酯树脂混合物,也可以包含同时包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的共聚型聚碳酸酯树脂。另外,本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以是包含碳酸酯结构单元(X)或碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂与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混合物,也可以进一步包含既不含碳酸酯结构单元(X)也不含碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物还可以与碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)一起包含后述的碳酸酯结构单元(Z)。在这种情况下,也同样地对于碳酸酯结构单元(Z)的含有方式没有特别限制,但碳酸酯结构单元(Z)通常包含在聚碳酸酯树脂中。在这种情况下,本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以是包含碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂、包含碳酸酯结构单元(Y)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,也可以包含同时包含碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Y)和碳酸酯结构单元(Z)的三元共聚型聚碳酸酯树脂。另外,本发明的聚碳酸酯树脂组合物可以是包含碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Y)和碳酸酯结构单元(Z)的一种或两种的聚碳酸酯树脂与包含碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Y)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含碳酸酯结构单元(X)也不含碳酸酯结构单元(Y)还不含碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂。
在本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、或以包含碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Y)和碳酸酯结构单元(Z)的三元共聚聚碳酸酯树脂的形式包含碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Y)和碳酸酯结构单元(Z)的情况下,本发明的聚碳酸酯树脂组合物被称为“聚碳酸酯树脂”。另一方面,在本发明的聚碳酸酯树脂组合物为包含碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂与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、或为包含碳酸酯结构单元(X)的聚碳酸酯树脂、包含碳酸酯结构单元(Y)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”。在上述其他含有方式中也同样。
在本发明中,如此也包括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、或包含碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Y)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,称为“聚碳酸酯树脂组合物”。
在第1实施方式中,通过包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y),且包含31.6mol%以上的碳酸酯结构单元(X),从而本发明的聚碳酸酯树脂组合物能够具有良好的耐冲击性、耐热性、流动性。
从耐热性的观点考虑,本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的碳酸酯结构单元(X)的含有比例优选为31.6mol%以上,更优选为32.0mol%以上,进一步优选为35.0mol%以上,特别优选为38.0mol%以上。另一方面,从成形性、耐冲击性的观点考虑,碳酸酯结构单元(X)的含有比例优选为80.0mol%以下,更优选为72.0mol%以下,进一步优选为67.0mol%以下。
从耐冲击性的观点考虑,本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的碳酸酯结构单元(Y)的含有比例优选为15.0mol%以上,更优选为23.0mol%以上,进一步优选为29.0mol%以上,特别优选为31.0mol%以上,从成形性的观点考虑,优选为52.0mol%以下,更优选为47.0mol%以下,进一步优选为43.0mol%以下。
在第2实施方式中,通过包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y),且含有mol比率(Y)/(X)为0.33以上2.95以下,从而本发明的聚碳酸酯树脂组合物能够具有良好的耐冲击性、耐热性、流动性。含有mol比率(Y)/(X)优选为0.33以上,更优选为0.45以上,进一步优选为0.55以上,优选为2.95以下,更优选为2.50以下,进一步优选为1.80以下。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物通过满足第1实施方式的碳酸酯结构单元(X)的含量,而且满足第2实施方式的含有mol比率(Y)/(X),从而耐冲击性、耐热性、流动性更进一步优异。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物除碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)以外,还可以包含源自除BP-TMC和4,4’-BP以外的芳香族二羟基化合物(以下,有时称为“其他芳香族二羟基化合物”。)的其他碳酸酯结构单元(以下,有时称为“碳酸酯结构单元(Z)”。)。在这种情况下,从更有效地获得由包含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)带来的本发明的效果的观点考虑,碳酸酯结构单元(Z)的含有比例为40mol%以下,特别优选为25mol%以下。
<碳酸酯结构单元(Z)>
作为本发明的聚碳酸酯树脂组合物中可含有的碳酸酯结构单元(Z),可列举源自下述式(3)所表示的芳香族二羟基化合物(以下,有时称为“芳香族二羟基化合物(3)”。)的碳酸酯结构单元。
[化3]
(式(3)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、或者取代或未取代的芳基。R1和R2的烷基可以相互键合而形成环。)
上述式(3)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、或者取代或未取代的芳基。
作为R1和R2的取代或未取代的碳原子数1~20的烷基的具体例,可列举:
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。
上述式(3)中的为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基的R1和R2也可以相互键合而形成环。作为R1和R2相互键合而形成环的芳香族二羟基化合物的具体例,可列举下述式(3B)、(3C)所表示的化合物等。
[化4]
作为R1和R2的取代或未取代的芳基的具体例,可列举苯基、甲苯基、4-甲基苯基、萘基等。
关于R1和R2,其中,优选为氢原子、甲基、乙基、或R1与R2相互键合而形成的环亚己基。
作为芳香族二羟基化合物(3),从机械物性、成形性的观点考虑,更优选为下述式(3A)、(3B)所表示的芳香族二羟基化合物。
[化5]
作为本发明的聚碳酸酯树脂组合物中可含有的碳酸酯结构单元(Z),可列举源自下述式(4)所表示的芳香族二羟基化合物(以下,有时称为“芳香族二羟基化合物(4)”。)的碳酸酯结构单元。
[化6]
(式(4)中,W表示-О-、-S-、-SO2-、-CR3R4-(其中,R3和R4各自独立地表示氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、或者取代或未取代的芳基。R3与R4的烷基可以相互键合而形成环。其中,不包括R3与R4键合而形成3,3,5-三甲基环亚己基的情况。)。)
上述式(4)中,W表示-О-、-S-、-SO2-、-CR3R4-(其中,R3和R4各自独立地表示氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、或者取代或未取代的芳基。R3与R4的烷基可以相互键合而形成环。其中,不包括R3与R4键合而形成3,3,5-三甲基环亚己基的情况。)。
作为R3和R4的取代或未取代的碳原子数1~20的烷基的具体例,可列举:
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。
上述式(4)中的为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基的R3和R4可以相互键合而形成环。作为R3和R4相互键合而形成环的芳香族二羟基化合物的具体例,可列举下述式(4A)、(4B)所表示的化合物等。
[化7]
作为R3和R4的取代或未取代的芳基的具体例,可列举苯基、甲苯基、4-甲基苯基、萘基等。
作为芳香族二羟基化合物(4),从耐热性、机械物性、成形性的观点考虑,优选为下述式(4C)、(4D)所表示的芳香族二羟基化合物。
[化8]
在本发明的聚碳酸酯树脂组合物包含上述碳酸酯结构单元(Z)的情况下,可以仅包含一种碳酸酯结构单元(Z),也可以包含两种以上。即,可以包含两种以上的源自芳香族二羟基化合物(3)和/或芳香族二羟基化合物(4)的碳酸酯结构单元(Z)。
<其他碳酸酯结构单元>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物在不损害本发明的目的的范围内也可以包含除碳酸酯结构单元(X)、(Y)、(Z)以外的其他碳酸酯结构单元,即源自除BP-TMC、4,4’-BP、芳香族二羟基化合物(3)、(4)以外的芳香族或脂肪族二羟基化合物的碳酸酯结构单元。
除BP-TMC、4,4’-BP、芳香族二羟基化合物(3)、(4)以外的二羟基化合物可以使用一种,也可以以任意的组合和比率并用两种以上。
<各碳酸酯结构单元(X)、(Y)、(Z)的含量>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物中的各碳酸酯结构单元(X)、(Y)、(Z)的含量可以作为本发明的聚碳酸酯树脂组合物的制造中使用的全部二羟基化合物中的各芳香族二羟基化合物,即BP-TMC、4,4’-BP、芳香族二羟基化合物(3)、芳香族二羟基化合物(4)的比例求出。
<聚碳酸酯树脂组合物的分子量>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的分子量以根据溶液粘度换算的粘均分子量(Mv)计优选为13,000~33,000。如果粘均分子量(Mv)为上述下限值以上,则本发明的聚碳酸酯树脂组合物的机械物性变得良好,因此优选。如果粘均分子量为上述上限值以下,则存在本发明的聚碳酸酯树脂组合物的流动性变得良好的倾向,因此优选。从这样的观点考虑,本发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量(Mv)更优选为14,000以上,另外,更优选为31,500以下,进一步优选为30,000以下。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量(Mv)是指使用二氯甲烷作为溶剂,使用乌氏粘度计求出温度20℃时的固有粘度(极限粘度)[η](单位dL/g),再根据Schnell的粘度式,即η=1.23×10-4Mv0.83算出的值。固有粘度(极限粘度)[η]是测定各溶液浓度[C](g/dL)下的比粘度[ηsp],并根据下述式算出的值。
[数1]
<聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度没有特别限制,本发明的聚碳酸酯树脂组合物使用差示扫描量热计以20℃/min的升温速度进行加热来测定热量并依据ISO3146求出的玻璃化转变温度优选为185℃以上,更优选为190℃以上。如果玻璃化转变温度为上述下限以上,则耐热性优异,因此优选。关于本发明的聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度的上限,从成形性的观点考虑,通常为230℃以下,优选为215℃以下。
<聚碳酸酯树脂组合物的流动性(Q值)>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的通过依据JIS K7210-1附录JA的方法测定的表示作为成形性指标的流动性的值(Q值),在320℃、160kgf的条件下测定时优选为2.0(单位:10-2cm3/sec)以上,更优选为4.0以上,进一步优选为6.0以上。如果Q值为上述下限以上,则流动性、成形性优异。
<聚碳酸酯树脂组合物的悬臂梁冲击强度>
虽然没有特别限制,但本发明的聚碳酸酯树脂组合物具有通过依据ASTM D256的方法测定的缺口悬臂梁冲击强度的值优选为60J/m以上那样的高耐冲击特性,该值更优选为85J/m以上。
聚碳酸酯树脂组合物的悬臂梁冲击试验是使用厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的聚碳酸酯树脂组合物的试验片,通过后述的实施例项中记载的方法来测定。
<其他成分>
只要不显著损害所期望的诸物性,本发明的聚碳酸酯树脂组合物根据需要也可以除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还含有其他成分。列举其他成分的例子时,可列举不含碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂、除聚碳酸酯树脂以外的树脂、各种树脂添加剂等。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物在除了碳酸酯结构单元(X)和碳酸酯结构单元(Y)以外还包含碳酸酯结构单元(Z)的情况下也可以说是同样的。只要不显著损害所期望的诸物性,发明的聚碳酸酯树脂组合物根据需要也可以除包含碳酸酯结构单元(X)和/或碳酸酯结构单元(Y)和/或碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂以外还含有其他成分。列举其他成分的例子时,可列举不含碳酸酯结构单元(X)、碳酸酯结构单元(Y)和碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂、除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,例如可列举热稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、耐光剂(HALS)、阻燃剂、抗静电剂、防雾剂、润滑剂、抗粘连剂、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率含有两种以上。
作为其他树脂,例如可列举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、高冲击聚苯乙烯树脂(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率含有两种以上。
[聚碳酸酯树脂组合物的制造方法]
构成本发明的聚碳酸酯树脂组合物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。若列举聚合法的例子,则可列举界面聚合法、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。以下,对这些方法中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,在对反应为非活性的有机溶剂和碱性水溶液的存在下,通常将pH保持为9以上,使原料的二羟基化合物与碳酸酯形成性化合物反应后,在聚合催化剂的存在下进行界面聚合,从而获得聚碳酸酯树脂。在反应体系中,根据需要可以存在分子量调节剂(末端终止剂),为了防止原料二羟基化合物的氧化,也可以存在抗氧化剂。
作为对反应为非活性的有机溶剂,没有特别限定,例如可列举二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、单氯苯、二氯苯等氯代烃等;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃;等。有机溶剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率并用两种以上。
作为碱性水溶液中含有的碱性化合物,没有特别限定,例如可列举氢氧化钠、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,优选为氢氧化钠和氢氧化钾。碱性化合物可以使用一种,也可以以任意的组合和比率并用两种以上。
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控制为10~12,碱性化合物浓度以5~10质量%使用。
例如在吹入光气时,为了将水相的pH控制为10~12、优选为10~11,优选将原料二羟基化合物与碱性化合物的摩尔比设为通常1:1.9以上、尤其为1:2.0以上,另外,通常1:3.2以下、尤其为1:2.5以下。
通过使用包含BP-TMC和4,4’-BP的物质作为原料二羟基化合物,能够制造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种,能够制造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。对于碳酸酯结构单元(Z)也同样,通过将芳香族二羟基化合物(3)和/或芳香族二羟基化合物(4)用作原料二羟基化合物,能够制造包含碳酸酯结构单元(Z)的聚碳酸酯树脂。
作为碳酸酯形成性化合物,优选使用羰基卤化物。其中优选使用光气。使用光气时的方法被特别称为光气法。
作为聚合催化剂,没有特别限定,例如可列举三甲胺、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。聚合催化剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率并用两种以上。
作为分子量调节剂,没有特别限定,例如可列举具有一元酚羟基的芳香族苯酚;甲醇、丁醇等脂肪族醇;硫醇;邻苯二甲酸酰亚胺等,其中优选为芳香族苯酚。
作为芳香族苯酚,具体地说,可列举苯酚、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的直链状或者支链状的烷基的单烷基苯酚、9-(4-羟基苯基)-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。其中,优选使用对叔丁基苯酚、对苯基苯酚和对枯基苯酚。
分子量调节剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率并用两种以上。
分子量调节剂的使用量没有特别限定,例如相对于原料的二羟基化合物100mol通常为0.5mol以上,优选为1mol以上,通常为50mol以下,优选为30mol以下。
作为抗氧化剂没有特别限定,例如可列举受阻酚系抗氧化剂。作为其具体例,可列举季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、硫代二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、N,N’-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)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”-(均三甲苯-2,4,6-三基)三对甲酚、4,6-双(辛基硫代甲基)邻甲酚、亚乙基双(氧基亚乙基)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-羟基苯基)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,优选为季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。作为这样的酚系抗氧化剂的市售品,可列举BASF公司制“Irganox 1010”、“Irganox 1076”、ADEKA公司制“ADK STAB AO-50”、“ADK STAB AO-60”等。
抗氧化剂可以使用一种,也可以以任意的组合和比率并用两种以上。
抗氧化剂的使用量没有特别限定,例如相对于原料二羟基化合物100质量份,通常为0.001质量份以上,优选为0.01质量份以上,更优选为0.1质量份以上,通常为1质量份以下,优选为0.5质量份以下。在抗氧化剂的使用量小于上述范围的下限值的情况下,作为抗氧化剂的效果有可能不充分。在抗氧化剂的使用量超过上述范围的上限值的情况下,在注射成形时可能容易产生气体。
反应时,只要能获得所期望的聚碳酸酯树脂则混合反应基质(反应原料)、反应溶剂(有机溶剂)、催化剂、添加剂等的顺序是任意的,只要任意设定适当的顺序即可。例如,在使用光气作为碳酸酯形成性化合物的情况下,只要在从原料二羟基化合物与光气的反应(光气化)时直至聚合反应开始时的期间就可以在任意时期混合分子量调节剂。
反应温度没有特别限定,通常为0~40℃。反应时间没有特别限定,通常为几分钟(例如10分钟)~几小时(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的同样。
作为碳酸酯,例如只要是下述式(5)所表示的化合物即可,可列举碳酸芳基酯类、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9]
上述式(5)中,R5和R6各自独立地表示碳原子数1~30的烷基、芳基、或者芳基烷基。以下,在R5和R6为烷基、芳基烷基时称为碳酸二烷基酯,在R5和R6为芳基时称为碳酸二芳基酯。其中,从与二羟基化合物的反应性的观点考虑,R5和R6均优选为芳基,更优选为下述式(6)所表示的碳酸二芳基酯。
[化10]
上述式(6)中,R7和R8各自独立地表示卤素原子、硝基、氰基、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基羰基、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,具体地说可列举碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二叔丁酯等碳酸二烷基酯、碳酸二苯酯(以下,有时简称为“DPC”。)、碳酸双(4-甲基苯基)酯、碳酸双(4-氯苯基)酯、碳酸双(4-氟苯基)酯、碳酸双(2-氯苯基)酯、碳酸双(2,4-二氟苯基)酯、碳酸双(4-硝基苯基)酯、碳酸双(2-硝基苯基)酯、碳酸双(甲基水杨基苯基)酯、碳酸二甲苯酯等(也可以具有取代基的)碳酸二芳基酯。其中优选为碳酸二苯酯。
这些碳酸酯可以单独使用或混合两种以上来使用。
上述碳酸酯也可以优选其50mol%以下、进一步优选30mol%以下的量被二羧酸或者二羧酸酯取代。作为代表性的二羧酸或者二羧酸酯,可列举对苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸二苯酯、间苯二甲酸二苯酯等。在用这样的二羧酸或者二羧酸酯取代的情况下,可获得聚酯碳酸酯。
只要能获得所期望的聚碳酸酯树脂,则原料二羟基化合物与碳酸酯的比率是任意的,但这些碳酸酯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。即,碳酸酯相对于二羟基化合物优选为1.01~1.30倍量(摩尔比),更优选为1.02~1.20倍量(摩尔比)。如果该摩尔比过小,则获得的聚碳酸酯树脂的末端OH基变多,存在树脂的热稳定性恶化的倾向。如果该摩尔比过大,则酯交换的反应速度降低,有时难以生产具有所期望的分子量的聚碳酸酯树脂,树脂中的碳酸酯的残留量变多,有时成为成形加工时、制成成形品时的臭气的原因。
在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酯交换催化剂。例如优选使用碱金属化合物和/或碱土金属化合物。另外,也可以辅助性地并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,也可以以任意的组合和比率并用两种以上。
在熔融酯交换法中,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,只要在上述条件下一边去除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组合物在碱催化剂存在下显著地受到热历程、氧化的影响,导致色相恶化。因此,反应温度设为320℃以下,另外,为了防止由于过度的减压而导致氧从设备漏入,优选选择以直至0.05mmHg左右为下限的减压条件。
反应形式可以通过间歇式、连续式中的任一种方法进行。在通过间歇式进行的情况下,只要能获得所期望的聚碳酸酯树脂则反应基质、反应溶剂、催化剂、添加剂等的混合顺序是任意的,只要任意设定适当的顺序即可。
在熔融酯交换法中,也可以根据需要使用催化剂失活剂。作为催化剂失活剂,可以任意使用中和酯交换催化剂的化合物。若列举其例子则可列举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,也可以以任意的组合和比率并用两种以上。
催化剂失活剂的使用量没有特别限定,相对于上述酯交换催化剂,通常为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。催化剂失活剂的使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。
[聚碳酸酯树脂组合物的制法]
关于制造本发明的聚碳酸酯树脂组合物的方法,没有特别限制,可列举以下1)~4)的方法等。
1)将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)熔融混炼的方法
2)将熔融状态的聚碳酸酯树脂(a)和熔融状态的聚碳酸酯树脂(b)熔融混炼的方法
3)将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)以溶液状态混合的方法
4)将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)进行干混的方法
以下,对各方法进行说明。
1)将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)熔融混炼的方法;
例如使用捏合机、双轴挤出机、单轴挤出机等混合装置将聚碳酸酯树脂(a)的颗粒或粉粒体和聚碳酸酯树脂(b)的颗粒或粉粒体熔融混炼。聚碳酸酯树脂(a)的颗粒或粉粒体和聚碳酸酯树脂(b)的颗粒或粉粒体可以预先以固体状态混合然后混炼,或者也可以将其中任一方预先用上述混合装置熔融,向其中添加另一方的聚碳酸酯树脂进行混炼。
混炼时的温度没有特别规定,但优选为240℃以上,更优选为260℃以上,进一步优选为280℃以上。另外,优选为380℃以下,特别优选为350℃以下。如果混炼时的温度低,则聚碳酸酯树脂(a)与聚碳酸酯树脂(b)的混合不完全,在制造成形品时,硬度、耐冲击性有可能出现偏差,不优选。如果混炼时的温度过高,则聚碳酸酯树脂组合物的色调有可能恶化,不优选。
2)将熔融状态的聚碳酸酯树脂(a)和熔融状态的聚碳酸酯树脂(b)熔融混炼的方法;
例如使用搅拌槽、静态混合器、捏合机、双轴挤出机、单轴挤出机等混合装置将熔融状态的聚碳酸酯树脂(a)和熔融状态的聚碳酸酯树脂(b)混合。此时,例如如果是通过熔融聚合法获得的聚碳酸酯树脂,则可以不冷却·固化而以熔融状态导入上述混合装置中。
3)将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)以溶液状态混合的方法;
将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)溶解于适当的溶剂而制成溶液,以溶液状态进行混合,然后分离出聚碳酸酯树脂组合物的方法。作为适当的溶剂,例如可列举己烷、正庚烷等脂肪族烃;二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、二氯丙烷和1,2-二氯乙烯等氯化脂肪族烃;苯、甲苯和二甲苯等芳香族烃;以及硝基苯和苯乙酮等取代芳香族烃。其中,优选使用例如二氯甲烷或氯苯等经氯化的烃。这些溶剂可以单独使用或作为与其他溶剂的混合物使用。
作为混合装置,可列举搅拌槽、静态混合器等。作为混合温度,只要是将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)溶解的条件就没有特别规定,通常在使用溶剂的沸点以下实施。
4)将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)进行干混的方法;
使用滚筒、超级混合机、亨舍尔混合机、诺塔混合器等将聚碳酸酯树脂(a)的颗粒或粉粒体和聚碳酸酯树脂(b)的颗粒或粉粒体进行干混的方法。
在上述1)~4)的方法中,优选为将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)熔融混炼的1)和2)的方法、将聚碳酸酯树脂(a)和聚碳酸酯树脂(b)进行干混的4)的方法。
在制造组合物时,在上述任一方法中,都可以在不损害本发明目的的范围内适当添加颜料、染料、脱模剂、热稳定剂等。
[成形品的制造方法]
由本发明的聚碳酸酯树脂组合物制造树脂成形品时,使用通常的挤出成形机或注射成形机。
将本发明的聚碳酸酯树脂组合物成形时的成形温度优选为250℃以上,进一步优选为280℃以上,最优选为320℃以上。另外,优选为400℃以下,特别优选为380℃以下。如果成形温度过低,则熔融粘度变高,流动性降低,成形性有可能降低。如果成形温度过高则聚碳酸酯树脂组合物会着色,获得的成形品的色调有时也恶化,不优选。
在进行注射成形或挤出成形时,可以在不损害本发明目的的范围内在本发明的聚碳酸酯树脂组合物中适当添加颜料、染料、脱模剂、热稳定剂等。
<注射成形品>
由本发明的聚碳酸酯树脂组合物制造注射成形品时,可使用通常的注射成形机。
使用注射成形机等时的模具温度优选为150℃以下,进一步优选为130℃以下。另外,优选为30℃以上,特别优选为50℃以上。如果模具温度过高,则需要延长成形时的冷却时间,成形品的制造周期变长,生产率有时降低。如果模具温度过低,则聚碳酸酯树脂组合物的熔融粘度过高,有可能无法获得均匀的成形品,产生在成形品表面形成不均等问题,不优选。
<挤出成形品>
由本发明的聚碳酸酯树脂组合物制造挤出成形品时,可使用通常的挤出成形机。在该挤出成形机中通常安装有T模、圆模等,可以获得各种形状的挤出成形品。作为挤出成形品,可列举片、膜、板、管(tube)、管道(pipe)等。这些之中,优选为片或膜。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的挤出成形品中,为了改善粘接性、涂装性、印刷性,可以将硬涂层层叠在该挤出成形品的两面或一面、或将耐候性和/或耐擦伤性改善膜热层压在该挤出成形品的两面或一面。另外,也可以实施表面的压纹加工、半透明和不透明加工等处理。
本发明的聚碳酸酯树脂组合物的成形品可以在建筑物、车辆、电气·电子设备、机械、其他各种领域中使用。
实施例
以下,基于实施例进一步具体地说明本发明。本发明不限于以下的实施例。
以下的实施例和比较例中获得的聚碳酸酯树脂的物性通过下述方法来评价。
(1)粘均分子量(Mv)
将聚碳酸酯树脂溶解于二氯甲烷中(浓度6.0g/L),使用乌氏粘度管(森友理化工业公司制),求出20℃时的固有粘度(极限粘度)[η](单位dL/g),并根据Schnell的粘度式(下述式)算出粘均分子量(Mv)。
η=1.23×10-4Mv0.83
(2)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的升温速度加热来测定热量,并依据ISO 3146,求出将低温侧的基线在高温侧延长所得的直线与在玻璃化转变的阶梯状变化部分的曲线的斜率成为最大的点处画的切线的交点的温度、即外推玻璃化转变开始温度。将该外推玻璃化转变温度设为玻璃化转变温度(Tg)。
将所测定的玻璃化转变温度(Tg)为190℃以上记为“A”,将185℃以上且小于190℃记为“B”,将小于185℃记为“C”,如果为A或B则判断耐热性高。
(3)悬臂梁冲击强度
使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在各例中记载的料筒温度和模具温度的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的聚碳酸酯树脂的样品成形,获得试验片。依据ASTM D256,在距一端的长度为31.8mm的位置,以缺口前端半径为0.25mm、缺口深度为2.54mm的方式制作切削缺口,利用万能冲击试验机(Universal Impact Tester)(株式会社东洋精机制作所),测定5次缺口悬臂梁冲击强度的值,算出平均值。
将测定的缺口悬臂梁冲击强度的值为85J/m以上记为“A”,将60J/m以上且小于85J/m记为“B”,将小于60J/m记为“C”,如果为A或B则判断耐冲击性高。
(4)Q值
作为流动性的评价,使用JIS K7210-1附录JA中记载的方法来评价颗粒的流动值(Q值)。测定使用岛津制作所公司制CFT-500EX型流动试验仪,使用孔径长度10mm的模具,在试验温度320℃、试验力160kg/cm2、预热时间180sec的条件下测定排出的熔融树脂量(单位:10-2cm3/sec)。Q值是熔融粘度的指标,只要是同等的值就显示具有同等的成形性。
将测定的流动值(Q值)为4.0以上记为“A”,将2.0以上且小于4.0记为“B”,将小于2.0记为“C”,如果为A或B则判断流动性高。
以下,实施例和比较例中使用的化合物用下述的简称记载。另外,化合物使用下述制造厂的化合物。
<芳香族二羟基化合物>
BP-TMC:1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(本州化学公司制)
4,4’-BP:4,4’-二羟基-二苯基(MELOG SPECIALITY CHEMICALS公司制)
BPA:2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)(三菱化学公司制)
<碳酸酯>
DPC:碳酸二苯酯(三菱化学公司制)
<聚碳酸酯树脂>
A-PC:双酚A聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料公司制,商品名NOVAREX 7022J)
<其他树脂>
U聚合物U-100:聚芳酯树脂(尤尼吉可(UNITIKA)公司制)
[实施例1]
在附带反应器搅拌机、反应器加热装置、反应器压力调节装置的内容量约570mL的玻璃制反应器中添加BP-TMC 78.29g(约0.252mol)、4,4’-BP 38.42g(约0.206mol)、和DPC107.06g(约0.500mol)并以碳酸铯相对于全部二羟基化合物1mol成为0.5μmol的方式添加作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液,调制原料混合物。
接着,将玻璃制反应器内减压到约50Pa(0.38Torr),接着重复3次用氮气复压至大气压的操作,将反应器的内部进行氮气置换。氮气置换后,将反应器外部温度设为220℃,使反应器的内温逐渐升温,使混合物溶解。然后,以100rpm使搅拌机旋转。然后,一边将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生的苯酚蒸馏除去,一边用40分钟使反应器内的压力以绝对压力计从101.3kPa(760Torr)减压至13.3kPa(100Torr)。
接着,将反应器内的压力保持于13.3kPa,一边将苯酚进一步蒸馏除去,一边进行80分钟酯交换反应。然后,将反应器外部温度升温至300℃,用40分钟使反应器内压力以绝对压力计从13.3kPa(100Torr)减压至399Pa(3Torr),将所蒸馏除去的苯酚去除到体系外。进一步,将反应器内的绝对压力减压至30Pa(约0.2Torr),进行缩聚反应。在反应器的搅拌机成为预先设定的预定搅拌动力时,结束缩聚反应。
接着,将反应器内利用氮气以绝对压力计复压至101.3kPa后,以表压计升压至0.2MPa,从反应器的槽底以线料状抽出聚碳酸酯树脂,获得线料状的聚碳酸酯树脂后,使用旋转式切割器进行颗粒化。
该聚碳酸酯树脂包含碳酸酯结构单元(X)55mol%和碳酸酯结构单元(Y)45mol%,含有mol比率(Y)/(X)为0.82。
对于如此获得的聚碳酸酯树脂,测定粘均分子量、玻璃化转变温度和Q值。另外,使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度360℃、模具温度120℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度。将结果示于表1中。
[实施例2]
添加BP-TMC 83.37g(约0.269mol)、4,4’-BP 33.34g(约0.179mol)、DPC 100.68g(约0.470mol)并以碳酸铯相对于全部二羟基化合物1mol成为1.0μmol的方式添加作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液,调制原料混合物,除此以外,通过实施例1中记载的方法实施。
对于如此获得的聚碳酸酯树脂,测定粘均分子量、玻璃化转变温度和Q值。另外,使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度370℃、模具温度125℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度。将结果示于表1中。
[实施例3]
添加BP-TMC 88.22g(约0.284mol)、4,4’-BP 28.49g(约0.153mol)、DPC 102.08g(约0.477mol)并以碳酸铯相对于全部二羟基化合物1mol成为0.5μmol的方式添加作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液,调制原料混合物,除此以外,通过实施例1中记载的方法实施。
对于如此获得的聚碳酸酯树脂,测定粘均分子量、玻璃化转变温度和Q值。另外,使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度360℃、模具温度120℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度。将结果示于表1中。
[实施例4]
添加BP-TMC 92.84g(约0.299mol)、4,4’-BP 23.87g(约0.128mol)、DPC97.93g(约0.457mol)并以碳酸铯相对于全部二羟基化合物1mol成为0.5μmol的方式添加作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液,调制原料混合物,除此以外,通过实施例1中记载的方法实施。
对于如此获得的聚碳酸酯树脂,测定粘均分子量、玻璃化转变温度和Q值。另外,使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度360℃、模具温度120℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度。将结果示于表1中。
[实施例5,6]
添加BP-TMC 59.32g(约0.191mol)、BPA 21.81g(约0.096mol)、4,4’-BP35.58g(约0.191mol)、DPC 111.54g(约0.521mol)并以碳酸铯相对于全部二羟基化合物1mol成为0.5μmol的方式添加作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液,调制原料混合物,除此以外,通过实施例1中记载的方法实施。
对于如此获得的聚碳酸酯树脂,测定粘均分子量、玻璃化转变温度和Q值。另外,使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度340℃、模具温度120℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度。将结果示于表1中。
[比较例1]
添加BP-TMC 45.66g(约0.147mol)、BPA 62.36g(约0.273mol)、4,4’-BP8.69g(约0.047mol)、DPC 105.02g(约0.490mol)并以碳酸铯相对于全部二羟基化合物1mol成为1.0μmol的方式添加作为催化剂的碳酸铯0.4质量%水溶液来调制原料混合物,除此以外,通过实施例1中记载的方法实施。
对于如此获得的聚碳酸酯树脂,测定粘均分子量、玻璃化转变温度和Q值。另外,使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度340℃、模具温度120℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度。将结果示于表1中。
[比较例2]
添加BP-TMC 78.32g(约0.252mol)、BPA 38.39g(约0.168mol)、DPC94.57g(约0.442mol)并以碳酸铯相对于全部二羟基化合物1mol成为0.5μmol的方式添加作为催化剂的碳酸铯0.04质量%水溶液来调制原料混合物,除此以外,通过实施例1中记载的方法实施。
对于如此获得的聚碳酸酯树脂,测定粘均分子量、玻璃化转变温度和Q值。另外,使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度360℃、模具温度120℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度。将结果示于表1中。
[比较例3]
作为聚芳酯树脂(PAR1),使用U聚合物U-100。对于PAR1,测定玻璃化转变温度、Q值,而且使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度400℃、模具温度130℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度,将结果示于表1中。
[实施例7]
作为聚碳酸酯树脂(PC1),使用通过实施例2的方法新准备的树脂(粘均分子量15,060)。另外,作为聚碳酸酯树脂(PC2),使用A-PC(粘均分子量21,000)。将PC1和PC2以表2所示的重量比用小型双轴混炼挤出机(株式会社TECHNOVEL KZW15TW)进行熔融混炼,从该双轴挤出机的出口以线料状挤出,用水冷却固化后,用旋转式切割器进行颗粒化,获得聚碳酸酯树脂组合物。此时,该双轴挤出机的机筒温度为320℃,该双轴挤出机的出口处的聚碳酸酯树脂温度为305℃。需要说明的是,在熔融混炼时,该双轴挤出机的通风口与真空泵连接,将该通风口处的压力控制为20kPa。另外,测定该聚碳酸酯树脂组合物的粘均分子量、玻璃化转变温度和Q值。进一步,对于该聚碳酸酯树脂组合物,使用小型注射成形机(株式会社新兴sellbic C,Mobile),在料筒温度340℃,模具温度120℃的条件下,将厚度3.2mm、长53.5mm、宽12.7mm的样品成形,测定缺口悬臂梁冲击强度。将结果示于表2中。
[表1]
[表2]
[考察]
根据以上的结果,可知以下内容。
实施例1~6由于满足作为第1实施方式的聚碳酸酯树脂组合物中的BP-TMC(碳酸酯结构单元(X))的含量为31.6mol%以上且含有4,4’-BP(碳酸酯结构单元(Y))这样的必要条件,因此获得了耐冲击性、耐热性、流动性均高的结果。
另外,实施例1~6由于满足作为第2实施方式的4,4’-BP(碳酸酯结构单元(Y))相对于BP-TMC(碳酸酯结构单元(X))的含有mol比率(Y)/(X)为0.33以上2.95以下的范围这样的必要条件,因此获得了耐冲击性、耐热性、流动性均高的结果。
在实施例7中,即使是与A-PC的混合树脂,由于满足作为第1实施方式的聚碳酸酯树脂组合物中的BP-TMC(碳酸酯结构单元(X))的含量为31.6mol%以上且含有4,4’-BP(碳酸酯结构单元(Y))这样的必要条件,因此也获得了耐冲击性、耐热性、流动性均高的结果。
另外,在实施例7中,即使是与A-PC的混合树脂,由于满足作为第2实施方式的4,4’-BP(碳酸酯结构单元(Y))相对于BP-TMC(碳酸酯结构单元(X))的含有mol比率(Y)/(X)为0.33以上2.95以下的范围这样的必要条件,因此也获得了耐冲击性、耐热性、流动性均高的结果。
比较例1由于BP-TMC(碳酸酯结构单元(X))的含量小于31.6mol%,因此不满足第1实施方式的必要条件,获得了耐热性差的结果。
另外,比较例1由于含有mol比率(Y)/(X)小于0.33,因此不满足第2实施方式的必要条件,获得了耐热性差的结果。
比较例2虽然BP-TMC(碳酸酯结构单元(X))的含量为31.6mol%以上,但不含4,4’-BP(碳酸酯结构单元(Y)),不满足第1实施方式的必要条件,因此获得了耐冲击性差的结果。
另外,比较例2由于含有mol比率(Y)/(X)为0,因此不满足第2实施方式的必要条件,获得了耐热性差的结果。
根据以上结果,可知本发明的聚碳酸酯树脂组合物的耐热性、耐冲击性和流动性(成形性)优异。
使用特定的方式详细地说明了本发明,但对于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情况下进行各种变更。
本申请基于2022年2月7日提交申请的日本专利申请2022-071293,通过引用而援用其整体。

Claims (10)

1.一种聚碳酸酯树脂组合物,其为包含源自下述式(1)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(X)和源自下述式(2)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂组合物,
所述聚碳酸酯树脂组合物的全部碳酸酯结构单元100mol%中的所述碳酸酯结构单元(X)的含量为31.6mol%以上,
[化1]
2.一种聚碳酸酯树脂组合物,其为包含源自下述式(1)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(X)和源自下述式(2)所表示的芳香族二羟基化合物的碳酸酯结构单元(Y)的聚碳酸酯树脂组合物,
所述碳酸酯结构单元(Y)相对于所述碳酸酯结构单元(X)的含有mol比率(Y)/(X)为0.33以上2.95以下,
[化2]
3.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯树脂组合物,在全部碳酸酯结构单元100mol%中包含15mol%以上的所述碳酸酯结构单元(Y)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,使用差示扫描量热计以20℃/min的升温速度进行加热来测定热量并依据ISO 3146求出的玻璃化转变温度为185℃以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,通过依据ASTM D256的方法测定的缺口悬臂梁冲击强度的值为60J/m以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,依据JIS K7210-1附录JA、使用高化式流动试验仪且在320℃、160kgf的条件下测定的流动值即Q值为2.0以上,其单位为10-2cm3/sec。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,粘均分子量即Mv为13,000以上33,000以下。
8.一种注射成形品,通过将权利要求1~7中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物注射成形而获得。
9.一种挤出成形品,通过将权利要求1~7中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物挤出成形而获得。
10.根据权利要求9所述的挤出成形品,所述挤出成形品为片或膜。
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