DE112005000719B4

DE112005000719B4 - Polycarbonatharz-Zusammensetzung, Formteile daraus und Verwendung dieser Formteile

Info

Publication number: DE112005000719B4
Application number: DE112005000719.7T
Authority: DE
Inventors: Kikuo Nagatoshi
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2025-04-05
Also published as: TW200606202A; TWI359838B; JP4664001B2; CN100519654C; CN1942522A; US7482333B2; US20070213437A1; WO2005097896A1; JP2005298562A; DE112005000719T5

Abstract

Polycarbonatharz-Zusammensetzung, umfassend, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die besteht aus 50 bis 95 Gew.-% eines aromatischen Polycarbonatharzes der Komponente (A) und 5 bis 50 Gew.-% eines siliziumhaltigen anorganischen Füllstoffs der Komponente (B), 0,5 bis 5 Gewichtsteile eines Phosphoniumsulfonats der Komponente (C), das durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird[wobei R1 eine Alkyl- oder Arylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist; R2 bis R5 gleich oder verschieden sind und Alkyl- oder Arylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind] und 0,05 bis 3 Gewichtsteile eines Mono- oder Diphosphatesters der Komponente (D), der eine durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Polyoxyalkylenalkylether- oder Polyoxyalkylenalkylarylethergruppe besitzt [R-O-(CnH2nO)m]3-xP(=O)-OHx (II)[wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte Phenylgruppe mit Alkylgrupp(en) von 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; n eine ganze Zahl von 2 oder 2 ist; m eine ganze Zahl von 4 bis 55 ist; x eine ganze Zahl von 1 oder 2 ist].

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine antistatische Polycarbonatharz-Zusammensetzung und ein Formteil, das aus der Polycarbonatharz-Zusammensetzung hergestellt wurde. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Polycarbonatharz-Zusammensetzung, die nicht nur eine verbesserte Fluidität, Handhabungsleistung und Schlagfestigkeit zeigt, sondern auch eine hervorragende antistatische Leistung ohne Verschlechterung der Flammenhemmung und thermischen Stabilität aufweist, sowie ein Formteil daraus und dessen Verwendung.
Stand der Technik
Ein Polymerlegierungsmaterial, das aus einem Polycarbonatharz, in das ein anorganischer Füllstoff wie Talk eingearbeitet ist, und ABS oder hochschlagfestem Polystyrol zusammengesetzt ist, wurde als hauptsächliches Material für Gehäuse oder Teile für OA(office automation = Büroautomatisierungs)-Geräte und elektrische oder elektronische Instrumente verwendet. Dieses Material muss eine hohe Steifigkeit, thermische Stabilität, Flammenhemmung und Schlagfestigkeit zusätzlich zu einer Fluidität aufweisen, die die Herstellung von Formteilen mit großen Ausmaßen gewährleistet. Weiter muss für Gehäuse von Kopiergeräten und ähnlichem eine antistatische Leistung vorhanden sein, um die Anhaftung von Staub zu verhindern. Ein antistatisches Mittel ist jedoch im Allgemeinen von hydrophiler Natur und hygroskopisch. Als Konsequenz gibt es immer noch einen breiten Bereich von Problemen einschließlich der Handhabungsleistung von Polycarbonatharz-Zusammensetzungen bei der Herstellung, Verhinderung von Feuchtigkeits-Absorption der Pellets beim Spritzformen und weiteren, was das Erzielen einer hohen Funktionalität und leichten Bearbeitbarkeit von Polycarbonatharz-Zusammensetzungen erfordert.
Zum Versehen von Polycarbonatharz-Zusammensetzungen mit einer antistatischen Eigenschaft sind Verfahren bekannt, bei denen ein anionisches antistatisches Mittel einschließlich eines Phosphoniumsulfats, eines Alkalimetallsulfonats und ähnlichem zu einem Polycarbonatharz gegeben wird.
(In Bezug genommene Patentdokumente 1 bis 3)
Phosphoniumsulfonat ist weniger hygroskopisch, senkt jedoch stark die Schlagfestigkeit ab. Alkalimetallsulfonat zeigt eine hervorragende antistatische Leistung, ist jedoch stark hydrophil und hygroskopisch und weist den Nachteil auf, dass es durch Absorption von Feuchtigkeit leicht in einen Feststoff übergeht. Alkalimetallsulfonat kann nicht leicht gleichmäßig durch Mischen mit einem Henschel-Mischer usw. dispergiert werden, und es besteht eine Tendenz, dass es als Fremdkörper verbleibt.
Es ist öffentlich bekannt, dass die Zugabe eines spezifischen anorganischen Füllstoffs wie Talkum zum Polycarbonatharz das Molekulargewicht senkt. Diese Absenkung des Molekulargewichts kann verhindert werden, in dem eine Phosphor-Verbindung mit einer spezifischen Molekülstruktur wie im Referenzpatent-Dokument 4 beschrieben zugegeben wird, die Phosphor-Verbindung ist aber unwirksam dafür, antistatische Eigenschaften zu verleihen. Patent-Dokument 5 beschreibt Phosphor-Verbindungen welche thermoplastischen Harzen hinzugefügt werden.

Patentdokument 1: japanische offengelegte Patentanmeldung JP-A S64-14267 ;
Patentdokument 2: japanische offengelegte Patentanmeldung JP-A 2000-204193 ;
Patentdokument 3: japanische offengelegte Patentanmeldung JP-A 2000-63650 (entspricht EP 0 979 840 A2 );
Patentdokument 4: japanische offengelegte Patentanmeldung JP-A H02-283760 ; und
Patentdokument 5: japanische offengelegte Patentanmeldung JP-A 2002-194227 .

Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände durchgeführt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polycarbonatharz-Zusammensetzung bereitzustellen, die weniger hygroskopisch ist und hervorragende mechanische Festigkeit, Flammenhemmung und antistatische Leistung zeigt, sowie ein Formteil daraus.
Die Erfinder haben intensive Untersuchungen durchgeführt, um die obige Aufgabe zu lösen, und haben als Ergebnis gefunden, dass ein Polycarbonatharz, welches eine wesentlich verbesserte Schlagfestigkeit, eine geringe Hygroskopizität und eine hervorragende antistatische Leistung zeigt, erhalten wird durch Zugabe eines spezifischen Phosphoniumsulfonats und eines Phosphatesters, der eine Polyoxyalkylenalkyletherkette oder eine Polyoxyalkylenalkylaryletherkette aufweist, zu einer Zusammensetzung, die erhalten wird durch Mischen eines Polycarbonatharzes und eines anorganischen Füllstoffs. Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf den obigen Befunden erzielt.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Polycarbonatharz-Zusammensetzung und ein Formteil daraus bereit, die wie folgt beschrieben werden:

(1) Polycarbonatharz-Zusammensetzung, umfassend, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die besteht aus 50 bis 95 Gew.-% eines aromatischen Polycarbonatharzes der Komponente (A) und 5 bis 50 Gew.-% eines siliziumhaltigen anorganischen Füllstoffs der Komponente (B), 0,5 bis 5 Gewichtsteile eines Phosphoniumsulfonats der Komponente (C), die durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird
[wobei R¹ eine Alkyl- oder Arylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist; R² bis R⁵ gleich oder verschieden sind und Alkyl- oder Arylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind] und 0,05 bis 3 Gewichtsteilen eines Mono- oder Diphosphatesters der Komponente (D), der eine durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Polyoxyalkylenalkylether- oder Polyoxyalkylenalkylarylethergruppe besitzt [R-O-(C_nH_2nO)_m]_3-xP(=O)-OH_x (II) [wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte Phenylgruppe mit Alkylgrupp(en) von 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; n eine ganze Zahl von 2 oder 2 ist; m eine ganze Zahl von 4 bis 55 ist; x eine ganze Zahl von 1 oder 2 ist].
(2) Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach (1), wobei der Siliziumhaltige anorganische Füllstoff mindestens eine Art ist, die ausgewählt wird aus Talk, Glasfaser, Glimmer, Zeolith und Wollastonit,
(3) Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach (1) oder (2), welche darüber hinaus 1 bis 30 Gewichtsteile eines Nicht-Halogen-Phosphatester-Flammenhemmers der Komponente (E) enthält, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht.
(4) Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach einem von (1) bis (3), welche darüber hinaus 1 bis 30 Gewichtsteile eines Harzes auf Styrol-Basis der Komponente (F) enthält, die modifiziert ist durch ein kautschukartiges Polymer, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht.
(5) Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach einem von (1) bis (4), welche darüber hinaus 1 bis 20 Gewichtsteile eines gepfropften kautschukartigen Elastomeren vom Kern-Hülle-Typ der Komponente (G) enthält, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht.
(6) Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach einem von (1) bis (5), welche darüber hinaus 0,05 bis 2 Gewichtsteile eines Polytetrafluoroethylens der Komponente (H) enthält, die zur Fibrillenbildung fähig ist, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht.
(7) Formteil, hergestellt aus einer Polycarbonatharz-Zusammensetzung entsprechend einem von (1) bis (6).
(8) Verwendung eines Formteils nach (7) für ein Gehäuse oder Teile für OA-Geräte, elektronische oder elektrische Instrumente oder elektrische Haushaltsgeräte.

Beste Ausführungsform der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden im Detail beschrieben.
Zunächst gibt es für ein aromatisches Polycarbonatharz, welches Komponente (A) ist, die die erfindungsgemäße Polycarbonatharz-Zusammensetzung bildet, keine spezifische Beschränkung hinsichtlich seiner chemischen Struktur und Herstellungsverfahren, und es können verschiedene Arten von Harzen verwendet werden. Beispielsweise wird bevorzugt ein aromatisches Polycarbonatharz verwendet, welches durch die Reaktion zwischen Dihydroxyphenol und Carbonatvorläufer hergestellt wird.
Es können verschiedene Arten der oben beschriebenen Dihydroxyphenole genannt werden, beispielsweise bevorzugt 2,2-Bis(4hydroxyphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)keton, Hydrochinon, Resorcin, Catechol und ähnliche.
Von diesen Dihydroxyphenolen ist Bis(hydroxyphenyl)alkan, insbesondere 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan [Eisphenol A] bevorzugt.
Diese Dihydroxyphenole können einzeln, oder zwei oder mehr Arten in Kombination verwendet werden.
Als Carbonatvorläufer wird ein Carbonylhalogenid, ein Carbonylester, ein Haloformiat und ähnliches verwendet. Spezifische Beispiele sind Phosgen und Dihaloformiat, Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat und Diethylcarbonat eines Dihydroxyphenols und ähnliches.
Die aromatischen Polycarbonatharze der Komponente (A) können eine chemische Struktur mit einer linearen, cyclischen oder verzweigten Molekülkette aufweisen. Unter diesen wird bevorzugt ein Polycarbonatharz verwendet, das eine verzweigte Struktur aufweist und durch Verwendung eines Verzweigungsmittels wie 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, α,α',α''-Tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzol, Phloroglucin, Trimellithsäure, Isatin-bis(o-cresol) und ähnliches hergestellt wird. Zusätzlich kann als Polycarbonatharz ein Polyesterpolycarbonatharz verwendet werden, das hergestellt wird unter Verwendung einer bifunktionellen Carbonsäure wie Terephthalsäure oder eines Estervorläufers wie eines esterbildenden Derivats der bifunktionellen Carbonsäure. Weiter kann ein Gemisch dieser Polycarbonatharze verwendet werden, die diese verschiedenen chemischen Strukturen aufweist.
Die Polycarbonatharze haben ein viskositätsmittleres Molekulargewicht von allgemein 10.000 bis 50.000, bevorzugt 13.000 bis 35.000, noch bevorzugter 15.000 bis 25.000. Das viskositätsmittlere Molekulargewicht (Mv) wird wie folgt bestimmt: die Viskosität einer Methylenchloridlösung wird bei 20°C mit einem Ubbelohde-Viskosimeter gemessen; eine Grenzviskosität [η] wird aus der so gemessenen Viskosität erhalten; dann wird Mv aus [η] unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:
[η] = 1,23 × 10^–5 Mv^0,83. Zur Modifizierung des Molekulargewichts der Polycarbonatharze wird Phenol, p-tert-Butylphenol, p-tert-Octylphenol, p-Cumylphenol oder ähnliches verwendet.
Weiter kann als Polycarbonatharz der Komponente (A) ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer verwendet werden. Das Copolymer wird wie folgt hergestellt: ein Polycarbonat-Oligomer und ein Polyorganosiloxan mit funktionellen Gruppen an den Molekülenden werden in einem Lösungsmittel wie Methylenchlorid gelöst; eine wässrige Natriumhydroxidlösung von Dihydroxyphenolen wird zu der resultierenden Lösung gegeben; dann wird die Lösung einer Grenzflächen-Polykondensation unter Verwendung eines Katalysators wie Triethylamin unterzogen. In diesem Fall wird in geeigneter Weise ein Polyorganosiloxan verwendet, das eine Struktur aus Poly(dimethylsiloxan), Poly(diethylsiloxan), Poly(methylphenylsiloxan) oder Poly(diphenylsiloxan) aufweist.
Weiter wird als Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer ein Copolymer in geeigneter Weise verwendet, welches eine Polycarbonat-Einheit mit einem Polymerisationsgrad von 3 bis 100 und eine Polyorganosiloxan-Einheit mit einem Polymerisationsgrad von 2 bis 500 aufweist.
Die Menge an Polyorganosiloxan-Einheit, die im Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer enthalten ist, beträgt 0,5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%.
Das Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer hat ein viskositätsmittleres Molekulargewicht von 5.000 bis 100.000, bevorzugt 10.000 bis 30.000.
Als siliziumhaltiger anorganischer Füllstoff der Komponente (B) kann jeder anorganische Füllstoff, der Silizium enthält, bevorzugt Talk, Glasfaser, Glimmer, Zeolith oder Wollastonit ohne Beschränkung verwendet werden. Talk ist ein hydratisiertes Silikat-Mineral von Magnesium, es kann entweder natürlicher oder synthetischer Talk verwendet werden. Im Hinblick auf die Farbe ist Talk bevorzugt, der 3 Gew.-% oder weniger Eisenoxid als Verunreinigung enthält.
Als oben beschriebener Glimmer kann ein beliebiger von Muscovit, Phlogopit, Biotit, synthetischem Glimmer oder ähnlichem verwendet werden. Wollastonit wird im wesentlichen durch die chemische Formel CaSiO₃ dargestellt und enthält allgemein etwa 50 Gew.-% SiO₂, etwa 47 Gew.-% CaO und den Rest Fe₂O₃ und Al₂O₃. Wollastonit bedeutet pulverisiertes und gesiebtes rohes Wollastonit-Erz. Der mittlere Partikeldurchmesser von Talk, Glimmer oder Wollastonit ist bevorzugt 0,1 bis 100 μm, bevorzugter 0,1 bis 50 μm im Hinblick auf die Bearbeitbarkeit oder das Aussehen der resultierenden Formteile.
Als Glasfaser kann bevorzugt jede Glasfaser verwendet werden, die aus Alkaliglas, Niederalkaliglas, Nicht-Alkaliglas und ähnlichem hergestellt ist. Die Länge der Glasfaser liegt im Bereich von bevorzugt 0,1 bis 8 mm, bevorzugter 0,3 bis 6 mm, und der Durchmesser der Faser liegt im Bereich von 0,1 bis 30 μm, bevorzugter 0,5 bis 25 μm. Es gibt keine spezielle Beschränkung hinsichtlich der Form der Glasfaser. Glasfasern mit einer beliebigen Form, einschließlich beispielsweise Rovings, gemahlene Fasern, geschnittene Stränge und ähnliche können verwendet werden.
Zeolith ist ein kristallines Aluminosilikat. Es kann entweder natürlicher oder synthetischer Zeolith verwendet werden. Der mittlere Partikeldurchmesser von Zeolith ist bevorzugt 0,1 bis 5 μm.
Der oben beschriebene siliziumhaltige anorganische Füllstoff kann mit einer Oberflächenbehandlungschemikalie wie Silan-Kopplungsmittel, Titanat-Kopplungsmittel und ähnlichem behandelt werden. Das Silan-Kopplungsmittel schließt beispielsweise Epoxysilan, Aminosilan, Vinylsilan und ähnliches ein. Das Titanat-Kopplungsmittel schließt beispielsweise den Monoalkoxy-Typ, Chelat-Typ, Koordinations-Typ und ähnliches ein.
Von diesen siliziumhaltigen anorganischen Füllstoffen ist Talk mit einer plättchenförmigen Form besonders bevorzugt. Insbesondere Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,2 bis 20 μm wird bevorzugt verwendet.
Eine aus Komponente (A) und Komponente (B) bestehende Komponente der erfindungsgemäßen Polycarbonatharz-Zusammensetzung enthält 50 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 70 bis 95 Gew.-% eines aromatischen Polycarbonatharzes der Komponente (A) und 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-% eines siliziumhaltigen anorganischen Füllstoffs der Komponente (B). Durch Festlegung des Gehalts an Polycarbonatharz der Komponente (A) auf 50 Gew.-% oder mehr werden die intrinsische Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit des Polycarbonatharzes ausreichend beibehalten, und durch Spezifizierung des Gehalts an siliziumhaltigem anorganischen Füllstoff der Komponente (B) auf 5 Gew.-% oder mehr werden Steifigkeit und weitere verbessert.
Erfindungsgemäß wird als Komponente (C) ein durch die allgemeine Formel (I) dargestelltes Phosphoniumsulfat verwendet.
wobei R¹ eine Alkyl- oder Arylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist;
R² bis R⁵ gleich oder verschieden sind und Alkyl- oder Arylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind.
Die Alkylgruppe für R¹ ist bevorzugt eine Alkylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt eine Hexyl- oder Dodecylgruppe. Die Alkylgruppe für R² bis R⁵ ist bevorzugt eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt eine Propyl- oder Butylgruppe. Die Arylgruppe schließt eine Phenylgruppe, Naphthylgruppe und ähnliches ein.
Die durch Formel (I) dargestellte Verbindung schließt spezifisch Tetramethylphosphoniumhexylsulfonat, Tetraethylphosphoniumhexylsulfonat, Tetrabutylphosphoniumhexylsulfonot, Tetrahexylphosphoniumhexylsulfonat, Tetraoctylphosphoniumhexylsulfonat, Tetramethylphosphoniumoctylsulfonat, Tetraethylphosphoniumoctylsulfonat, Tetrabutylphosphoniumoctylsulfonat, Tetrahexylphosphoniumoctylsulfonat, Tetraoctylphosphoniumoctylsulfonat, Tetramethylphosphoniumdecylsulfonat, Tetraethylphosphoniumdecylsulfonat, Tetrabutylphosphoniumdecylsulfonat, Tetrahexylphosphoniumdecylsulfonat, Tetraoctylphosphoniumdecylsulfonat, Tetramethylphosphoniumdodecylsulfonat, Tetraethylphosphoniumdodecylsulfonat, Tetrabutylphosphoniumdodecylsulfonat, Tetrahexylphosphoniumdodecylsulfonat, Tetraoctylphosphoniumdodecylsulfonat, Tetramethylphosphoniumhexadecylsulfonat, Tetraethylphosphoniumhexadecylsulfonat, Tetrabutylphosphoniumhexadecylsulfonat, Tetrahexylphosphoniumhexadecylsulfonat, Tetraoctylphosphoniumhexadecylsulfonat, Tetramethylphosphoniumbenzolsulfonat, Tetraethylphosphoniumbenzolsulfonat, Tetrabutylphosphoniumbenzolsulfonat, Tetrahexylphosphoniumbenzolsulfonat, Tetraoctylphosphoniumbenzolsulfonat, Tetramethylphosphoniumtoluolsulfonat, Tetraethylphosphoniumtoluolsulfonat, Tetrabutylphosphoniumtoluolsulfonat, Tetrahexylphosphoniumtoluolsulfonat, Tetraoctylphosphoniumtoluolsulfonat, Tetramethylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat, Tetraethylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat, Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat, Tetrahexylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat, Tetraoctylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat und ähnliches ein.
Die verwendete Menge des Phosphoniumsulfats der Komponente (C), das durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird, beträgt 0,5 bis 5 Gewichtsteile, bevorzugt 0,8 bis 3 Gewichtsteile, noch bevorzugter 1 bis 2 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der oben beschriebenen Harz-Zusammensetzung, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht. Eine ausreichende antistatische Leistung kann ohne Verschlechterung der weiteren physikalischen Eigenschaften erzielt werden, wenn die verwendete Menge des durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Phosphoniumsulfonats im Bereich von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen ausgewählt wird. Das durch die allgemeine Formel (I) dargestellte Phosphoniumsulfonat ist weniger hygroskopisch, verglichen mit einem Metallsulfonat wie Natriumsulfonat, und zeigt eine hervorragende Leistung bei der Handhabungsleistung.
Erfindungsgemäß wird als Komponente (D) ein Mono- oder Diphosphatester verwendet, der eine Polyoxyalkylenalkylethergruppe oder eine Polyoxyalkylenalkylarylethergruppe besitzt und durch die allgemeine Formel (II) dargestellt wird [R-O-(C_nH_2nO)₀]_3-xP(=O)-OH_x (II) wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte Phenylgruppe ist, welche eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist; n eine ganze Zahl von 2 oder 3 ist; m eine ganze Zahl von 4 bis 55 ist; x eine ganze Zahl von 1 oder 2 ist.
Der Polyoxyalkylenalkyletherphosphatester oder Polyoxyalkylenalkylaryletherphosphatester schließt beispielsweise Polyoxyethylen (m = 4 bis 10) octyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxyethylen (m = 4 bis 10) nonyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxyethylen (m = 4 bis 10) decyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxyethylen (m = 4 bis 10) dodecyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxyethylen (m = 4 bis 10) tridecyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxyethylen (m = 5 bis 55) octylphenyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxyethylen (m = 5 bis 55) nonylphenyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxyethylen (m = 5 bis 55) dodecylphenylether-phosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxypropylen (m = 4 bis 10) octyl-etherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxypropylen (m = 4 bis 10) nonyl-etherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxypropylen (m = 4 bis 10) decyl-etherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxypropylen (m = 4 bis 10) dodecyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxypropylen (m = 4 bis 10) tridecyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxypropylen (m = 5 bis 55) octylphenyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxypropylen (m = 5 bis 55) nonylphenyletherphosphatester (x = 1 oder 2), Polyoxypropylen-(m = 5 bis 55)dodecylphenyletherphosphatester (x = 1 oder 2) und ähnliche ein. Von diesen ist Polyoxyethylen (m = 4 bis 10) tridecyletherphosphatester (x = 1 oder 2) und/oder Polyoxyethylen (m = 5 bis 55) nonylphenyletherphosphatester (x = 1 oder 2) und/oder Polyoxypropylen(m = 4 bis 10)-tridecyletherphosphatester (x = 1 oder 2) und/oder Polyoxypropylen(m = 5 bis 55)-nonylphenyletherphosphatester (x = 1 oder 2) bevorzugt.
Die verwendete Menge des Mono- oder Diphosphatesters der Komponente (D), der eine Polyoxyalkylenalkylethergruppe oder eine Polyoxyalkylenalkylarylethergruppe enthält und durch die allgemeine Formel (II) dargestellt wird, beträgt 0,05 bis 3 Gewichtsteile, bevorzugt 0,1 bis 2 Gewichtsteile, noch bevorzugter 0,1 bis 1,5 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der oben beschriebenen Harz-Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht. Durch Verwendung einer Menge von 0,05 Gewichtsteilen oder mehr werden die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Zusammensetzung verbessert, und durch Verwendung einer Menge von 3 Gewichtsteilen oder weniger kann eine Abnahme der Schlagfestigkeit verhindert werden.
Der Nicht-Halogen-Phosphatester-Flammenhemmer der Komponente (E) schließt beispielsweise eine durch die folgende Formel (III) dargestellte Phosphatester-Verbindung ein
wobei R⁶, R⁷, R⁸ und R⁹ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe sind; X eine organische Gruppe mit zwei oder mehr Valenzen ist; p 0 oder 1 ist; q eine ganze Zahl von 1 oder mehr ist; und r eine ganze Zahl von 0 oder mehr ist.
In Formel (III) ist die organische Gruppe eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylgruppe. Die substituierte organische Gruppe hat einen Substituenten wie eine Alkyl-, Alkoxy-, Aryl-, Aryloxy- oder Arylthio-Gruppe. Der Substituent schließt weiter eine Arylalkoxyalkylgruppe ein, die eine Kombination der obigen Gruppen ist, oder eine Arylsulfonylarylgruppe, die gebildet wird durch Binden der obigen Gruppen mit Sauerstoff, Stickstoff- oder Schwefelatom.
Weiter ist in Formel (III) die organische Gruppe X, die zwei oder mehr Valenzen aufweist, eine Gruppe, die zwei oder mehr Valenzen aufweist, die sich ergibt durch Entfernen von einem oder mehr Wasserstoffatomen, die an Kohlenstoffatome der oben beschriebenen organischen Gruppe gebunden sind. Die organische Gruppe von X ist beispielsweise eine Alkylengruppe, eine (substituierte) Phenylengruppe, oder eine Gruppe, die von Bisphenolen abgeleitet wird, die mehrkernige Phenole sind, bevorzugt eine Gruppe, die von Bisphenol A, Hydrochinon, Resorcinol, Diphenylmethan, Dihydroxydiphenyl, Dihydroxynaphthalin und ähnlichem abgeleitet ist.
Der Nicht-Halogen-Phosphatester-Flammenhemmer der Komponente (E) kann ein Monomer, ein Oligomer, ein Polymer oder ein Gemisch davon sein, beispielsweise beinhaltend Trimethylphosphat, Triethylphosphat, Tributylphosphat, Trioctylphosphat, Tributoxyethylphosphat, Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, Cresyldiphenylphosphat, Octyldiphenylphosphat, Tri(2-ethylhexyl)phosphat, Diisopropylphenylphosphat, Trixylenylphosphat, Tris(isopropylphenyl)phosphat, Trinaphthylphosphat, Bisphenol A-Bisphosphat, Hydrochinonbisphosphat, Resorcinbisphosphat, Resorcinoldiphenylphosphat, Trioxybenzoltriphosphat, Cresyldiphenylphosphat und ähnliches.
Als kommerziell erhältliche Nicht-Halogen-Phosphatester-Verbindung, die in geeigneter Weise als Nicht-Halogen-Phosphatester-Flammenhemmer der Komponente (E) verwendet wird, kann beispielsweise genannt werden „TPP” (Triphenylphosphat), „TXP” (Trixylenylphosphat), „CR733S” (Resorcinolbis(diphenylphosphat)), „CR741” (Eisphenol A-bis(diphenylphosphat)), „PX200” (1,3-Phenylen-tetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphatester), „PX201L” (1,4-Phenylen-tetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphatester, „PX202” (4,4'-Biphenylen-tetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphatester) und ähnliches. Alle oben beschriebenen Verbindungen sind von DAIHACHI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD. erhältlich.
Die Menge des in Komponente (E) enthaltenen Nicht-Halogen-Phosphatester-Flammenhemmers beträgt 1 bis 30 Gewichtsteile, bevorzugt 5 bis 25 Gewichtsteile, insbesondere 10 bis 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der oben beschriebenen Zusammensetzung, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht. Durch Verwendung von 1 Gewichtsteil oder mehr kann eine Flammenhemmung erzielt werden, und durch Verwendung einer Menge von 30 Gewichtsteilen oder weniger kann eine Verschlechterung der Wärmebeständigkeit und Schlagfestigkeit vermieden werden.
Das Harz auf Styrol-Basis der Komponente (F), das durch ein kautschukartiges Polymer modifiziert ist, ist bevorzugt ein schlagfestes Harz auf Styrol-Basis, welches erhalten wird durch Pfropfpolymerisieren von mindestens Styrolmonomeren auf ein kautschukartiges Polymer. Als durch ein kautschukartiges Monomer modifiziertes Harz auf Styrol-Basis kann beispielsweise ein hoch-schlagfestes Polystyrol (HIPS) genannt werden, dass durch Polymerisieren von Styrol auf ein kautschukartiges Polymer wie Polybutadien erhalten wird, ABS-Harz, erhalten durch Polymerisieren von Acrylnitril und Styrol auf Polybutadien, MBS-Harz, erhalten durch Polymerisieren von Methylmethacrylat und Styrol auf Polybutadien und ähnliches genannt werden. Zwei oder mehr Arten dieser durch ein kautschukartiges Polymer modifizierten Harze auf Styrol-Basis können in Kombination verwendet werden. Auch kann eine Mischung dieser Harze auf Styrol-Basis und eines weiteren Harzes auf Styrol-Basis verwendet werden, das nicht durch ein kautschukartiges Polymer modifiziert ist.
Die Menge des im Harz auf Styrol-Basis, das durch ein kautschukartiges Polymer modifiziert ist, enthaltenen kautschukartigen Polymeren ist beispielsweise 2 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%. Durch Verwendung einer Menge von 2 Gew.-% oder mehr des kautschukartigen Polymeren kann Schlagfestigkeit erzielt werden. Weiter kann durch Verwendung einer Menge von 50 Gew.-% oder weniger Probleme der Absenkung der thermischen Stabilität und Schmelzfluidität, Gelbildung, Verfärbung und ähnliches vermieden werden. Spezifische Beispiele für das oben erwähnte kautschukartige Polymer schließen Polybutadien, ein kautschukartiges Polymer, das Acrylat und/oder Methacrylat enthält, Styrol-Butadien-Styrol(SBS)-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Acryl-Kautschuk, Isopren-Kautschuk, Isopren-Styrol-Kautschuk, Isopren-Acryl-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk und ähnliches ein. Von diesen ist Polybutadien besonders bevorzugt. Entweder Polybutadien aus Nieder-cis-Polybutadien (beispielsweise 1 bis 30 Mol-% 1,2-Vinyl-Bindung und 30 bis 42 Mol-% 1,4-cis-Bindung, oder Hoch-cis-Polybutadien (beispielsweise enthaltend 20 Mol-% oder weniger 1,2-Vinyl-Bindung und 78 Mol-% oder mehr 1,4-cis-Bindung) können verwendet werden. Weiter können ihre Mischungen verwendet werden.
Das durch ein kautschukartiges Polymer modifizierte Harz auf Styrol-Basis der Komponente (F) ist in der Zusammensetzung in einer Menge von 1 bis 30 Gewichtsteilen, bevorzugt 10 bis 20 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der oben beschriebenen Harz-Zusammensetzung enthalten, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht. Durch Verwendung einer Menge von 1 Gewichtsteil oder mehr kann die Fluidität verbessert werden, während durch Verwendung einer Menge von 30 Gewichtsteilen oder weniger die Verminderung der Flammenhemmung und Schlagfestigkeit unterdrückt wird.
Als gepfropftes kautschukartiges Elastomer vom Kern-Hülle-Typ der Komponente (G) können Polybutadien, Polyisopren, Styrol-Butadien-Styrol(SBS)-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Acryl-Kautschuk, Isopren-Styrol-Kautschuk, Isopren-Acryl-Kautschuk, Ethylen Propylen-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Siloxan-Kautschuk und ähnliches genannt werden.
Der Kern-Hülle-Typ hat eine doppelte Struktur, die aus einem Kern und einer Hülle besteht. Der Kern liegt in einem weichen kautschukartigen Zustand vor, und die Hülle um die Oberfläche dieses Kerns herum liegt in einem harten Harz-Zustand vor. Das Elastomer selbst liegt in Form eines Pulvers (oder in Partikelform) vor. Wenn dieses kautschukartige Elastomer mit Polycarbonatharz schmelzgemischt wird, wird der größte Teil der ursprünglichen Partikelform unverändert beibehalten. Da der größte Teil des gemischten kautschukartigen Elastomeren seine ursprüngliche Form behält, wird ein Effekt erzielt, bei dem die Oberflächenschicht nicht abgelöst wird.
Verschiedene Arten von gepfropften kautschukartigen Elastomeren vom Kern-Hülle-Typ können aufgelistet werden. Als kommerziell verfügbares kann beispielsweise genannt werden „HIBLEN^® B621” (ZEON Corp.), „EXL-2603” (Rohm & Haas Japan K. K.), „METABLEN^® W529”, „METABLEN^® 52001”, „METABLEN^® C223”, „METABLEN^® B621” (alle von MITSUBISHI RAYON Co., Ltd.) und ähnliches.
Unter diesen kann beispielsweise ein Polymer genannt werden, das erhalten wird durch Polymerisieren von einem oder mehr Arten von Vinylmonomeren in Gegenwart eines kautschukartigen Polymeren, das aus Monomeren erhalten wird, die hauptsächlich Alkylacrylat, Alkylmethacrylat und Dimethylsiloxan einschließen. Ein Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat mit einer C₂- bis C₁₀-Alkylgruppe ist geeignet. Die Beispiele schließen spezifisch Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Octylmethacrylat und ähnliches ein. Als kautschukartiges Elastomer, das aus hauptsächlich diesen Monomeren von Alkylacrylaten erhalten wird, kann ein Polymer genannt werden, das erhalten wird durch Umsetzen von 70 Gew.-% oder mehr Alkylacrylaten und 30 Gew.-% oder weniger anderen Vinylmonomeren wie Methylmethacrylat, Acrylnitril, Vinylacetat oder Styrol, das mit Alkylacrylaten copolymerisierbar ist. In diesem Fall kann ein multifunktionelles Monomer, einschließlich Divinylbenzol, Ethylendimethacrylat, Triallylisocyanurat, Triallylisocyanurat und ähnliches gegebenenfalls als Vernetzungsmittel zugegeben werden.
Das Vinylmonomer, das in Gegenwart eines kautschukartigen Polymeren umgesetzt wird, schließt beispielsweise eine aromatische Vinyl-Verbindung wie Styrol oder α-Methylstyrol, ein Acrylat wie Methylacrylat oder Ethylacrylat, ein Methacrylat wie Methylmethacrylat oder Ethylmethacrylat und ähnliches ein. Diese Monomere können einzeln oder als zwei oder mehr Arten in Kombination verwendet werden, oder sie können mit den anderen Vinylpolymeren copolymerisiert werden, die eine Vinylcyanid-Verbindung wie Acrylnitril oder Methacrylnitril, eine Vinylester-Verbindung wie Vinylacetat oder Vinylpropionat und ähnliches einschließen. Verschiedene Verfahren der Polymerisation, einschließlich Massepolymerisation, Suspensionspolymerisation, Emulsionspolymerisation und ähnliches können angewendet werden. Insbesondere die Emulsionspolymerisation ist geeignet.
Das auf diese Weise erhaltene gepfropfte kautschukartige Elastomer vom Kern-Hülle-Typ enthält bevorzugt 20 Gew.-% oder mehr des oben beschriebenen kautschukartigen Polymeren. Das gepfropfte kautschukartige Elastomer vom Kern-Hülle-Typ schließt spezifisch MAS-Harz-Elastomere wie ein gepfropftes Copolymer ein, das hergestellt wird aus 60 bis 80 Gew.-% n-Butyl-Acrylat, Styrol und Methylmethacrylat. Von diesen Elastomeren kann genannt werden ein gepfropftes Komposit-Kautschuk-Copolymer, das erhalten wird durch Pfropf-Polymerisieren von mindestens einer Art von Vinylmonomeren auf Komposit-Kautschuk-Partikeln mit einem mittleren Durchmesser von 0,01 bis 1 μm, und hat eine solche Struktur, in der 5 bis 95 Gew.-% einer Polysiloxan-Kautschuk-Komponente und 95 bis 5 Gew.-% einer Polyacryl(meth)acrylat-Kautschuk-Komponente miteinander verknäuelt werden, so dass sie sich nicht trennen. Dieses gepfropfte Komposit-Kautschuk-Copolymer hat eine bessere Wirkung zur Verbesserung der Schlagfestigkeit, verglichen mit einem Copolymer, das durch Pfropf-Polymerisation jedes Kautschuks allein erhalten wird. Das gepfropfte Komposit-Kautschuk-Copolymer ist kommerziell erhältlich als „METABLEN^® S-2001” (MITSUBISHI RAYON Co., Ltd.) und weitere.
Das Polytetrafluoroethylen der Komponente (H), das zur Fibrillenbildung fähig ist, ist ein Polymer oder Copolymer, welches eine Fluoroethylenstruktur aufweist, einschließlich beispielsweise einem Tetrafluoroethylen-Polymer, einem Tetrafluoroethylen-Hexafluoropropylen-Copolymer und einem Copolymer aus Tetrafluoroethylen und Monomeren auf Ethylenbasis, die kein Fluor enthalten. Das mittlere Molekulargewicht des Polytetrafluoroethylen (PTFE) ist bevorzugt 500.000 oder mehr, besonders bevorzugt 500.000 bis 10.000.000. Jede Art Polytetrafluoroethylen, die gegenwärtig bekannt ist, kann verwendet werden.
Unter den Polytetrafluoroethylenen zeigen diejenigen, die eine Fähigkeit zur Fibrillenbildung aufweisen, eine noch bessere Leistung bei der Verhinderung des Schmelztropfens. Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Polytetrafluoroethylens (PTFE), welches eine Fibrillenbildungsfähigkeit aufweist, es kann aber beispielsweise ein PTFE genannt werden, das als Typ 3 in Übereinstimmung mit den ASTM-Standards klassifiziert wird. Das spezifische Beispiel für PTFE schließt „Teflon^® 6-J” (DuPont-Mitsui Fluorochemicals Company, Ltd.), „POLYFLON^® D-1”, „POLYFLON^® F-103”, „POLYFLON^® F201” (alle von Daikin Industries, Ltd.), „CD076” (Asahi Glass Fluoropolymers Co., Ltd.) und ähnliches ein.
Weiter kann neben dem PTFE, das in Typ 3 klassifiziert wird, beispielsweise „Algoflon^® F5” (Montefluos S. p. A.), „POLYFLON^® MPA” oder „POLYFLON^® FA-100” (beide von Daikin Industries, Ltd.) genannt werden. Diese PTFEs können einzeln oder als zwei oder mehr Arten in Kombination verwendet werden. Das oben beschriebene PTFE, das eine Fähigkeit zur Fibrillenbildung aufweist, wird beispielsweise erhalten durch Polymerisieren von Tetrafluoroethylen in einem wässrigen Medium in Gegenwart von Natrium-, Kalium- oder Ammoniumperoxydisulfid unter einem Druck von 1 bis 100 psi bei einer Temperatur von 0 bis 200°C, bevorzugt 20 bis 100°C.
Das Polytetrafluoroethylen der Komponente (H), das zur Fibrillenbildung fähig ist, ist in einer Menge von 0,05 bis 2 Gewichtsteilen, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes enthalten, das wie oben beschrieben aus (A) und (B) besteht. Durch Verwendung einer Menge von 0,05 Gewichtsteilen oder mehr kann die gewünschte Flammenhemmung zur Verhinderung des Schmelztropfens erzielt werden, während durch Verwendung einer Menge von 2 Gewichtsteilen oder weniger negative Auswirkungen auf die Schlagfestigkeit und das Aussehen der Formteile vermieden werden können. In Abhängigkeit vom Grad der Flammenhemmung, beispielsweise V-0, V-1 oder V-2 in UL-94, der für ein entsprechendes Formteil erforderlich ist, kann die Menge an Polytetrafluoroethylen der Komponente (H) geeignet ausgewählt werden.
In der erfindungsgemäßen Polycarbonatharz-Zusammensetzung kann neben den oben beschriebenen wesentlichen und optionalen Komponenten jedes Additiv je nach Bedarf enthalten sein, das üblicherweise in thermoplastischen Harzen verwendet wird. Das Additiv schließt beispielsweise einen Phenol-Phosphor- oder Schwefel-basierten Oxidationshemmer, einen UV-Licht-Absorber auf Benzotriazol-Basis oder Benzophenon-Basis, einen Lichtstabilisator auf Basis eines sterisch gehinderten Amins (Wetterbeständigkeitsmittel), ein antibakterielles Mittel, einen Kompatibilitätsverbesserer, ein Färbemittel (Farbstoff oder Pigment) und ähnliches ein. Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich der zugemischten Menge des Additivs, solange sie in einem Bereich liegt, in dem die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Polycarbonatharz-Zusammensetzung erzielt werden.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polycarbonatharz-Zusammensetzung ist unten beschrieben. Die Polycarbonatharz-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wird erhalten durch Mischen der oben beschriebenen Komponente (A), Komponente (B), Komponente (C) und Komponente (D) in dem oben beschriebenen Verhältnis, gegebenenfalls unter Verwendung von Komponente (E), Komponente (F), Komponente (G) und Komponente (H) in dem oben beschriebenen Verhältnis, weiter der übrigen Komponenten in einem geeigneten Verhältnis, und dann Kneten der resultierenden Mischung. Das Mischen und Kneten kann mit üblichen Maschinen durchgeführt werden. Beispielsweise wird nach Vormischen unter Verwendung eines Bandmischers oder eines Trommelmischers das Mischen und Kneten unter Verwendung eines Henschel-Mischers, Banbury-Mischers, Einzelschnecken-Extruders, Doppelschnecken-Extruders, Multischnecken-Extruders, Co-Kneters oder ähnliches durchgeführt. Die Erwärmungstemperatur beim Kneten wird im Bereich von allgemein 240 bis 300°C geeignet ausgewählt. Die vom Harz auf Styrol-Basis verschiedenen Komponenten können zuvor mit dem Polycarbonatharz oder dem Harz auf Styrolbasis schmelzgeknetet werden, und können daher als Master-Batch zugegeben werden.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polycarbonatharz-Zusammensetzung können verschiedene Formteile unter Verwendung der oben beschriebenen Schmelzknet-Formmaschine hergestellt werden, oder sie können durch Verwendung der resultierenden Pellets als Rohmaterial durch Spritzformen, Spritzkompressionsformen, Extrusionsformen, Blasformen, Pressformen, Vakuumformen, Schaumformen und ähnliches hergestellt werden. Es ist besonders bevorzugt, dass pelletartige Rohmaterialien durch das oben beschriebene Schmelz-Knet-Verfahren hergestellt werden, und dass diese zur Herstellung von spritzgeformten Formteilen durch Spritzformen oder Spritzkompressionsformen verwendet werden. Als Verfahren des Spritzformens kann ein gasunterstütztes Spritzformen verwendet werden, um die Entwicklung von Oberflächeneinsinkungen zu verhindern, oder um Formteile mit geringem Gewicht herzustellen.
Spritzformteile, einschließlich Spritzdruckformteilen, die aus der erfindungsgemäßen Polycarbonatharz-Zusammensetzung erhalten werden, werden für Gehäuse von verschiedenen Arten von Teilen von Büroautomatisierungsinstrumenten, einschließlich Kopiergeräten, Faxgeräten, Fernsehgeräten, Radioempfängern, Tonbandgeräten, Videorekordern, Personalcomputern, Druckern, Telefonen, Kommunikationsterminalgeräten, Kühlschränken, Mikrowellenherden und ähnlichem, elektrischen und elektronischen Geräten und Haushaltsgeräten verwendet und werden weiter in anderen Anwendungsbereichen, einschließlich Automobilteilen wie Autoinneneinrichtung, Automobilaußenflächen und ähnlichem verwendet.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird weiter im Detail unter Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, es sollte jedoch festgehalten werden, dass die Erfindung in keiner Weise auf diese Beispiele beschränkt ist.
Die Leistungsbeurteilungen wurden entsprechend den folgenden Messmethoden durchgeführt.

(1) Biegeelastizität; wurde in Übereinstimmung mit ASTM D-790 gemessen.
(2) Izod-Schlagfestigkeit: wurde in Übereinstimmung mit ASTM D-256 gemessen.
(3) Staubanhaftungstest: Flache Platten mit einer Größe von 150 mm × 150 mm × 2 mm wurden unter Verwendung einer Spritzformmaschine „IS-100EN” (Toshiba Machine Co., Ltd.) bei einer Harz-Temperatur von 240°C geformt. Die flachen Platten wurden auf einen Halter mit einem Abstand von 20 mm platziert und während zwei Wochen in einem Raum stehen gelassen; die Staubanhaftung wurde durch visuelle Beobachtung festgehalten und beurteilt als: hervorragend: keine Staubanhaftung, gut: leichte Staubanhaftung, mittel: Staubanhaftung in einigem Ausmaß, schlecht: dicke Staubanhaftung über die gesamte Oberfläche.
(4) UL-Flammenhemmung: wurde in Übereinstimmung mit UL-94 gemessen.
(5) Feuchtigkeitsadsorption: 100 g Pellets wurden in eine Glasflasche gegeben (vier Pellets für jede Probe) und in einem Ofen bei 120°C während 15 Stunden getrocknet; die Glasflasche wurde aus dem Ofen entnommen und sofort mit einem Deckel dicht verschlossen, so dass Proben für die Messung bei Stunde Null erhalten wurden; die Glasflaschen mit Proben für die Messung nach 2, 6 und 24 Stunden wurden aus dem Ofen entnommen und sofort mit Kappen auf dieselbe Weise dicht verschlossen und dann in einen Testraum gebracht, der bei 23°C und 50% Luftfeuchtigkeit konditioniert war; die Pellets wurden auf einfache Tabletts aus Aluminiumfolie mit einer Größe von 100 mm × 100 mm × 20 mm transferiert und dann im Testraum stehen gelassen; nach Stehenlassen für die gegebene Anzahl Stunden wurden die Proben in die Glasflaschen zurückgegeben, die dann erneut dicht verschlossen wurden; und die Proben wurden der Messung des Wassergehalts unterzogen. Die Proben wurden auf 230°C erhitzt und der Wassergehalt wurde durch die Karl Fischer-Methode gemessen.

Beispiele 1 bis 13 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11
Komponenten (A) bis (H) wurden jeweils in den in Tabellen 1 bis 3 gezeigten Mischmengen gemischt und unter Verwendung eines SUPER FLOATER (SFC-50, KAWATA MFG Co., Ltd.) gemischt. Die resultierende Mischung wurde unter Verwendung eines biaxialen Extruders (TEM-35, Toshiba Machine Co., Ltd.) bei einer Harz-Temperatur von 260°C zur Herstellung von Pellets geknetet.
Die Pellets wurden bei 80°C während 5 Stunden getrocknet und dann wurden Testproben unter Verwendung einer Spritzformmaschine (IS-100EN, Toshiba Machine Co., Ltd.) bei einer Harz-Temperatur von 240°C hergestellt. Die Testproben wurden den Leistungsbeurteilungen (1) bis (4) wie oben beschrieben unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabellen 1 bis 3 angegeben.
In allen Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde „IRGANOX^® 1076” (Ciba Specialty Chemicals Corp.) als Oxidationsinhibitor in einer Menge von 0,1 Gewichtsteilen zugegeben.
Weiter wurde in Beispiel 10 und Vergleichsbeispiel 11 die Feuchtigkeitsadsorption in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Methode (5) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Die für Komponenten (A) bis (H) verwendeten Materialien sind wie folgt:

(A) PC: „FN1900A” (Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), viskositätsmittleres Molekulargewicht 19000;
(B) B-1: Talk „TP-A25” (Fuji Talc Industrial Co., Ltd.), B-2: Wollastonit, ”NYGLOS^®-5” (NYCO MINERALS INC), B-3: Glimmer ”A-41” (YAMAGUCHI MICA CO., LTD);
(C) Phosphoniumsulfonat, C-1: Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat ”IPS101” (TAKEMOTO OIL & FAT Co., Ltd.), C-2: Tetrabutylphosphoniumstearylsulfonat, C-3: Tetrabutylphosphoniumoctylsulfonat, C-4: Natriumdodecylbenzolsulfonat (für Vergleichsbeispiele verwendet) (anionisches antistatisches Mittel, Alkohol-unlöslicher Gehalt 0,1 Gew.-%);
(D) Polyoxyalkylenalkylphosphatester, D-1: „Adekacol^® CS-141E” (Asahi Denka Co., Ltd.) Phosphat mit Polyoxyethylennonylphenylether mit einer spezifischen Dichte von 1,12, enthaltend 5 bis 10% Polyoxyethylennonylphenyl und 90% oder mehr Polyoxyethylennonylphenyletherphosphatester), D-2: Polyoxyethylenlauryletherphosphatester (m ist 4 bis 10 und x ist 1 oder 2 in der allgemeinen Formel (II)), D-3: Polyoxypropylentridecyletherphosphatester (m ist 4 bis 10 und x ist 1 oder 2 in der allgemeinen Formel (II)), D-4: Phosphorsäure (für Vergleichsbeispiele verwendet);
(E) Nicht-Halogen-Phosphatester-Flammenhemmer „CR-741” (DAIHACHI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.);
(F) Harz auf Styrol-Basis, erhalten durch Modifikation von kautschukartigem Polymer „IT44” (Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.);
(G) gepfropftes kautschukartiges Elastomer vom Kern-Hülle-Typ „EXL-2603” (Rohm & Haas Japan K. K.); und
(H) Polytetrafluoroethylen; „CD076” (Asahi Glass Fluoropolymers Co., Ltd.).

Wie aus den in Tabellen 1 bis 3 angegebenen Ergebnissen offensichtlich ist, wird in den erfindungsgemäßen Beispielen eine höhere Izod-Schlagfestigkeit erhalten, und es tritt kaum Staubanhaftung auf. In Vergleichsbeispiel 10, in dem Phosphorsäure anstelle von Phosphatester verwendet wurde, zeigen die Ergebnisse des Staubanhaftungstests eine schlechte antistatische Leistung.
In Vergleichsbeispiel 11, in dem Natriumsulfonat anstelle von Phosphoniumsulfonat verwendet wurde, zeigt Tabelle 4 eine größere Feuchtigkeitsadsorption.

Tabelle 4

Feuchtigkeitsadsorption (μg/g) Beispiel 10 Vergleichsbeispiel 11

0 Stunden 100 160

2 Stunden 400 620

6 Stunden 610 930

24 Stunden 980 1600
Industrielle Anwendbarkeit
In der vorliegenden Erfindung wird die Izod-Schlagfestigkeit durch Zugabe von Phosphoniumsulfonat der Komponente (C) als antistatisches Mittel zu einer Zusammensetzung vermindert, die erhalten wird durch Mischen von Polycarbonatharz der Komponente (A) und Siliziumenthaltendem anorganischen Füllstoff der Komponente (B), verglichen mit einer gleichartigen Zusammensetzung, zu der Komponente (C) nicht zugegeben wird. Die Schlagfestigkeit wird stark durch Zugabe eines Phosphatesters der Komponente (D) erhöht, die eine Polyoxyalkylenalkylether- oder Polyoxyalkylenalkylarylethergruppe aufweist, verglichen mit einer gleichartigen Zusammensetzung, zu der nur Phosphoniumsulfonat gegeben wird.
Die Zusammensetzung erhält eine noch höhere antistatische Leistung durch Verwendung des Phosphoniumsulfonats der Komponente (C) und des Phosphatesters der Komponente (D), der eine Polyoxyalkylenalkylether- oder Polyoxyalkylenalkylarylethergruppe aufweist in Kombination, verglichen mit einer gleichartigen Zusammensetzung, die nur das Phosphoniumsulfonat enthält, wodurch bestätigt wird, dass ein synergistischer Effekt in der antistatischen Leistung gezeigt wird. Die Flammenhemmung wird noch aufrechterhalten, sogar wenn der Nicht-Halogen-Phosphatester der Komponente (E) darüber hinaus dazugegeben wird.
Wenn die Feuchtigkeitsadsorption von Pellets, die aus der Zusammensetzung, zu der Natriumsulfonat gegeben wurde, mit der von Pellets verglichen wird, die aus einer anderen Zusammensetzung erhalten wurden, zu der Phosphoniumsulfonat (C) gegeben wurde, so ist die Adsorption des letzteren etwa 60% derjenigen des ersteren, wodurch bestätigt wird, dass die letztere weniger hygroskopisch ist, verglichen mit der ersteren. Daher ist Phosphoniumsulfonat (C) weniger hygroskopisch, verglichen mit Natriumsulfonat, und zeigt eine hervorragende Leistung in der Handhabungsleistung.
Zusätzlich führt die Einarbeitung eines Nicht-Halogen-Phosphatesters der Komponente (E) und weiter eines Fluoroolefinharzes der Komponente (H) als Flammenhemmer eine Flammenhemmung, während Formbarkeit, Schlagfestigkeit und weitere physikalische Eigenschaften erhalten bleiben. Weiter verbreitert die Einarbeitung eines kautschukartigen gepfropften elastischen Polymeren vom Kern-Hülle-Typ oder eines anorganischen Füllstoffs die Bereiche der Schlagfestigkeit, Steifigkeit, Wärmebeständigkeit und Flammenhemmung, die für Formteile erforderlich sind. Weiter kann ein Nicht-Halogen-Phosphatester der Komponente (E) als Flammenhemmer verwendet werden, wodurch das Problem der Umweltverschmutzung gelöst werden kann.
Wie oben erwähnt, zeigt die erfindungsgemäße Polycarbonatharz-Zusammensetzung hervorragende Eigenschaften bei der Formbarkeit, Schlagfestigkeit, Steifigkeit, Wärmebeständigkeit, Flammenhemmung und antistatischen Leistung, und erfüllt weiter die Handhabungsleistung und löst die Probleme der Umweltverschmutzung. Die Zusammensetzung stellt Spritzformteile bereit, die die Erfordernisse für verschiedene Arten von Teilen mit hoher Leistung genauso wie für Gehäuse, die im elektrischen und elektronischen Bereich verwendet werden erfüllen, wodurch eine breitere Anwendung in diesen Bereichen erwartet werden kann.

Claims

Polycarbonatharz-Zusammensetzung, umfassend, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die besteht aus 50 bis 95 Gew.-% eines aromatischen Polycarbonatharzes der Komponente (A) und 5 bis 50 Gew.-% eines siliziumhaltigen anorganischen Füllstoffs der Komponente (B), 0,5 bis 5 Gewichtsteile eines Phosphoniumsulfonats der Komponente (C), das durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird
[wobei R¹ eine Alkyl- oder Arylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist; R² bis R⁵ gleich oder verschieden sind und Alkyl- oder Arylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind] und 0,05 bis 3 Gewichtsteile eines Mono- oder Diphosphatesters der Komponente (D), der eine durch die allgemeine Formel (II) dargestellte Polyoxyalkylenalkylether- oder Polyoxyalkylenalkylarylethergruppe besitzt [R-O-(C_nH_2nO)_m]_3-xP(=O)-OH_x (II) [wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte Phenylgruppe mit Alkylgrupp(en) von 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; n eine ganze Zahl von 2 oder 2 ist; m eine ganze Zahl von 4 bis 55 ist; x eine ganze Zahl von 1 oder 2 ist].
Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Silizium-haltige anorganische Füllstoff mindestens eine Art ist, die ausgewählt wird aus Talk, Glasfaser, Glimmer, Zeolith und Wollastonit.
Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, welche darüber hinaus 1 bis 30 Gewichtsteile eines Nicht-Halogen-Phosphatester-Flammenhemmers der Komponente (E) enthält, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht.
Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche darüber hinaus 1 bis 30 Gewichtsteile eines Harzes auf Styrol-Basis der Komponente (F) enthält, die modifiziert ist durch ein kautschukartiges Polymer, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht.
Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche darüber hinaus 1 bis 20 Gewichtsteile eines gepfropften kautschukartigen Elastomeren vom Kern-Hülle-Typ der Komponente (G) enthält, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht.
Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche darüber hinaus 0,05 bis 2 Gewichtsteile eines Polytetrafluoroethylens der Komponente (H) enthält, die zur Fibrillenbildung fähig ist, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Komponente, die aus Komponente (A) und Komponente (B) besteht.
Formteil, hergestellt aus einer Polycarbonatharz-Zusammensetzung entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 6.
Verwendung des Formteils nach Anspruch 7 für ein Gehäuse oder Teile für OA-Geräte, elektronische oder elektrische Instrumente oder elektrische Haushaltsgeräte.