DE112007002384B4

DE112007002384B4 - Flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung, Polycarbonatharz-Formgegenstand und Verfahren zur Herstellung des Polycarbonatharz-Formgegenstands

Info

Publication number: DE112007002384B4
Application number: DE112007002384.8T
Authority: DE
Inventors: Toshio Isozaki; Kouji Satou
Original assignee: LDEMITSU KOSAN CO Ltd; Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: US8039575B2; KR20090064579A; CN101522804B; JPWO2008047673A1; CN101522804A; TW200838932A; WO2008047673A1; US20110003128A1; TWI439505B; DE112007002384T5; JP5305916B2

Abstract

Eine flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung, die eine Kombination einschließt, einschließlich (A) 60 bis 90 Masse-% eines aromatischen Polycarbonatharzes, das (a-1) ein aromatisches Polycarbonatharz und (a-2) ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer enthält und (B) 40 bis 10 Masse-% eines Glas-Füllstoffs mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger größer oder kleiner ist als der Brechungsindex des aromatischen Polycarbonatharzes als Komponente (a-1) und (C) 0,05 bis 2,0 Masseteile einer Silikonverbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe bezüglich 100 Massenteilen der Kombination, wobei das Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer (a-2) im aromatischen Polycarbonatharz (A) eine Polyorganosiloxaneinheit in einem Verhältnis von 0,3 bis 5 Masse-% enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung, einen Polycarbonatharz-Formgegenstand unter Verwendung der Zusammensetzung und ein Verfahren zur Herstellung des Formgegenstands und, spezieller, eine Polycarbonatharzzusammensetzung, die einen Glas-Füllstoff enthält, die in Transparenz, Festigkeit und Wärmebeständigkeit hervorragend ist und die auch ohne Verwendung eines Flammhemmers mit hohem Flammhemmvermögen ausgestattet ist, einen Formgegenstand, der durch Formen der Harzzusammensetzung, sodass er eine Dicke von 0,3 bis 10 mm aufweist, erhalten wurde, und ein Verfahren zur Herstellung des Formgegenstands.
Stand der Technik
Polycarbonatharz-Formgegenstände werden bereits breit eingesetzt, beispielsweise als transparente Industriematerialien auf den Gebieten Elektrizität und Elektronik, Maschinenbau, Kraftfahrzeuge und dergleichen oder bei optischen Materialien für Linsen, optische Scheiben und dergleichen, da die Gegenstände jeweils in Transparenz und mechanischer Festigkeit hervorragend sind. Wenn eine zusätzlich hohe mechanische Festigkeit benötigt wird, wird den Gegenständen jeweils ein Glas-Füllstoff oder dergleichen zugesetzt, um den Gegenstand zu festigen.
Glasfasern, die jeweils aus Glas bestehen, das allgemein als ein E-Glas bezeichnet wird, werden als der Glas-Füllstoff verwendet. Allerdings ist der Brechungsindex des E-Glases bei einer Natrium-D-Linie (nD, hierin im Folgenden einfach als „Brechungsindex“ bezeichnet) etwas klein, speziell etwa 1,555, obgleich der Brechungsindex eines Polycarbonatharzes 1,580 bis 1,590 beträgt. Wenn demnach der Glas-Füllstoff einer Polycarbonatharzzusammensetzung in einer für eine Zunahme in der mechanischen Festigkeit der Zusammensetzung benötigten Menge zugesetzt wird, tritt das folgende Problem auf: Die resultierende E-Glas-verstärkte Polycarbonatharzzusammensetzung kann ihre Transparenz aufgrund eines Unterschieds im Brechungsindex zwischen dem Füllstoff und dem Polycarbonatharz, aus dem die Zusammensetzung gebildet ist, nicht beibehalten, mit dem Ergebnis, dass die Zusammensetzung ihre Transparenz nicht beibehalten kann.
Um das obige Problem zu lösen, wurden bis jetzt verschiedene Vorschläge gemacht.
Es werden zum Beispiel vorgeschlagen (1) eine Polycarbonatharzzusammensetzung, die ein Polycarbonatharz enthält, wobei ein Produkt einer Reaktion zwischen einem Hydroxyaralkylalkohol und einem Lacton als ein Endabschluss und ein Glas-basierter Füllstoff mit einem Brechungsindex, der um 0,01 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des Polycarbonatharzes, eingesetzt werden (siehe Patentdokument 1), (2) eine Polycarbonatharzzusammensetzung, die ein Polycarbonatharz, eine Glasfaser mit einem Brechungsindex, der um 0,015 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des Polycarbonatharzes, und Polycaprolacton enthält (siehe Patentdokument 2), (3) eine Glaszusammensetzung, die durch Einarbeiten von ZrO₂, TiO₂, BaO und ZnO in eine Glas-Füllstoffzusammensetzung bei einem speziellen Verhältnis, sodass der Brechungsindex der Zusammensetzung demjenigen eines Polycarbonatharzes nahe ist, erhalten wurde (siehe Patentdokument 3) und (4) eine Polycarbonatharzzusammensetzung mit guter Transparenz und hoher mechanischer Festigkeit und enthaltend ein Polycarbonatharz, einen speziellen Glasbestandteil und einen Glas-Füllstoff mit einem Brechungsindex, der um 0,001 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des Polycarbonatharzes (siehe Patentdokument 4).
Allerdings ist die Polycarbonatharzzusammensetzung in dem obigen Abschnitt (1) aufgrund der folgenden Gründe nicht praktisch umsetzbar: wenn der Glasfaserbasierte Füllstoff in einer für eine Zunahme in der mechanischen Festigkeit der Zusammensetzung benötigten Menge zugesetzt wird, ist der Unterschied im Brechungsindex auf einem solchen Niveau nicht gering genug, damit die Zugabe ihre Wirkung ausübt, und ein für die Herstellung des Polycarbonatharzes verwendetes Rohmaterial ist zu teuer.
Die Polycarbonatharzzusammensetzung in dem obigen Abschnitt (2) schließt das folgende Problem ein: Reduktionen in Wärmebeständigkeit und mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung sind aufgrund des Vorliegens von Polycaprolacton unvermeidbar, obgleich die Glasfaser ihre Transparenz beibehalten kann, auch wenn die Glasfaser einen Brechungsindex aufweist, der um 0,015 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des Polycarbonatharzes.
Wenn der Gehalt jeweils von ZrO₂, TiO₂, BaO und ZnO in der Glaszusammensetzung in dem obigen Abschnitt (3) nicht entsprechend eingestellt wird, devitrifiziert das Glas. Als ein Ergebnis vermag, auch wenn die Glaszusammensetzung einen Brechungsindex gleich demjenigen des Polycarbonatharzes, das die Glaszusammensetzung enthält, besitzt, es eine Polycarbonatharzzusammensetzung nicht, Transparenz zu erhalten.
Weiterhin bezieht sich das Dokument, das die Polycarbonatharzzusammensetzung in dem obigen Abschnitt (4) offenbart, nicht auf Flammhemmvermögen. Demnach sind, wenn der Zusammensetzung kein Flammhemmvermögen verliehen wird, Gebiete, wo die Zusammensetzung eingesetzt werden kann, begrenzt.
Patentdokument 5 offenbart eine transparente und flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung, welche ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer, Polycarbonat sowie als Füllstoff, dessen Brechungsindex maximal 0,004 vom Brechungsindex der Harzkomponenten abweicht, enthält. Der Anteil an Polyorganosiloxan-Einheiten im Copolymer beträgt 50 bis 0,1 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 0,5 Gew.-%.
Patentdokument 6 beschreibt Silikonverbindungen mit einer reaktiven funktionellen Gruppe als flammenhemmenden Zusatz in Polycarbonatharz-Zusammensetzungen, die ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer sowie Glasfasern als Füllstoff enthalten. Gute Flammenhemmung wird diesem Dokument nach nur erreicht, wenn PTFE zugesetzt wird. Durch PTFE-Zusatz wird aber die Transparenz beeinträchtigt.

Patentdokument 1: JP 07-118514 A
Patentdokument 2: JP 09-165506 A
Patentdokument 3: JP 05-155638 A
Patentdokument 4: JP 2006-022236 A
Patentdokument 5: US 5 510 414 A
Patentdokument 6: EP 1 331 246 A1

Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Im Hinblick auf solche Umstände besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Polycarbonatharzzusammensetzung, die einen Glas-Füllstoff enthält, der in Transparenz, Festigkeit und Wärmebeständigkeit hervorragend ist, und die, auch ohne Verwendung eines Flammhemmers, mit hohem Flammhemmvermögen ausgestattet ist, und einen durch Formen der Harzzusammensetzung erhaltenen Polycarbonatharz-Formgegenstand.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben im Hinblick auf das Erreichen des Ziels ausgiebige Untersuchungen unternommen. Als ein Ergebnis haben die Erfinder festgestellt, dass das Ziel mit einer flammhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung mit den folgenden Eigenschaften und mit einem Polycarbonatharz-Formgegenstand, der durch Pressformen der Harzzusammensetzung mit einer vorbestimmten Dicke erhalten wird, erreicht werden kann: Die Zusammensetzung enthält ein aromatisches Polycarbonatharz, das ein Copolymer mit Polyorganosiloxan enthält, wobei die Polyorganosiloxaneinheit im Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer in einem bestimmten Verhältnis enthalten ist, einen Glas-Füllstoff mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des aromatischen Polycarbonatharzes, und eine Silikonverbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe in einem vorbestimmten Verhältnis, und sie besitzt einen vorbestimmten Flammhemmgrad. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage eines solchen Befundes abgeschlossen.
Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt Folgendes bereit:

(1) eine flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung, einschließlich einer Kombination, die einschließt (A) 60 bis 90 Masse-% eines aromatischen Polycarbonatharzes, das (a-1) ein aromatisches Polycarbonatharz und (a-2) ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer enthält, und (B) 40 bis 10 Masse-% eines Glas-Füllstoffs mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger kleiner oder größer ist als der Brechungsindex des aromatischen Polycarbonatharzes als Komponente (A) und (C) 0,05 bis 2,0 Masseteile einer Silikonverbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, bezüglich 100 Masseteilen der Kombination, wobei das Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer (a-2) im aromtaischen Polycarbonatharz (A) eine Polyorganosiloxaneinheit in einem Verhältnis von 0,3 bis 5 Masse-% enthält;
(2) die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach Punkt (1), wobei das Polycarbonatharz als die Komponente (A) 10 bis 40 Masse-% des Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymers enthält;
(3) die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach Punkt (1), wobei der Glas-Füllstoff als die Komponente (B) Glasfasern und/oder gemahlene Fasern einschließt;
(4) die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach Punkt (1), die 0,00001 bis 0,01 Masseteile eines Farbmittels bezüglich 100 Masseteile der Kombination, einschließlich der Komponente (A) und der Komponente (B) einschließt;
(5) die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem der Punkte (1) bis (4), wobei der Glas-Füllstoff (B) 50 bis 60 Masse-% Siliciumdioxid (SiO₂), 10 bis 15 Masse-% Aluminiumoxid (Al₂O₃), 15 bis 25 Masse-% Calciumoxid (CaO), 2 bis 10 Masse-% Titanoxid (TiO₂), 2 bis 8 Masse-% Boroxid (B₂O₃), 0 bis 5 Masse-% Magnesiumoxid (MgO), 0 bis 5 Masse-% Zinkoxid (ZnO), 0 bis 5 Masse-% Bariumoxid (BaO), 0 bis 5 Masse-% Zirkoniumoxid (ZrO₂), 0 bis 2 Masse-% Lithiumoxid (Li₂O), 0 bis 2 Masse-% Natriumoxid (Na₂O) und 0 bis 2 Masse-% Kaliumoxid (K₂O) enthält, und einen Gesamtgehalt an Lithiumoxid (Li₂O), Natriumoxid (Na₂O) und Kaliumoxid (K₂O) von 0 bis 2 Masse-% aufweist;
(6) die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem der Punkte 1 bis 4, wobei der Glas-Füllstoff (B) 50 bis 60 Masse-% Siliciumdioxid (SiO₂), 10 bis 15 Masse-% Aluminiumoxid (Al₂O₃), 15 bis 25 Masse-% Calciumoxid (CaO), 2 bis 5 Masse-% Titanoxid (TiO₂), 0 bis 5 Masse-% Magnesiumoxid (MgO), 0 bis 5 Masse-% Zinkoxid (ZnO), 0 bis 5 Masse-% Bariumoxid (BaO), 0 bis 5 Masse-% Zirkoniumoxid (ZrO₂), 0 bis 2 Masse-% Lithiumoxid (Li₂O), 0 bis 2 Masse-% Natriumoxid (Na₂O) und 0 bis 2 Masse-% Kaliumoxid (K₂O) enthält, im Wesentlichen frei ist von Boroxid (B₂O₃), und einen Gesamtgehalt an Lithiumoxid (Li₂O), Natriumoxid (Na₂O) und Kaliumoxid (K₂O) von 0 bis 2 Masse-% aufweist;
(7) ein Polycarbonatharz-Formgegenstand, der durch Preßformen der flammhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem der Punkte (1) bis (6), um eine Dicke von 0,3 bis 10 mm aufzuweisen; erhalten wird;
(8) der Polycarbonatharz-Formgegenstand nach Punkt (7), wobei der Polycarbonatharz-Formgegenstand durch Spritzguss bei einer Formtemperatur von 120 °C oder höher erhalten wird;
(9) der Polycarbonatharz-Formgegenstand nach Punkt (7), wobei der Polycarbonatharz-Formgegenstand eine Gesamtlichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 80 % oder mehr und ein Trübungswert von 40 % oder weniger aufweist;
(10) der Polycarbonatharz-Formgegenstand nach Punkt (7), wobei der Polycarbonatharz-Formgegenstand einen 60°-Spiegelglanz von 90 oder mehr aufweist; und
(11) ein Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonatharz-Formgegenstands, das die Durchführung von Spritzgießen bei einer Formtemperatur von 120 °C oder höher mit der flammhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem der Punkte (1) bis (6), um ein Formprodukt mit einer Dicke von 0,3 bis 10 mm herzustellen, einschließt.

Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können eine Polycarbonatharzzusammensetzung, die einen Glas-Füllstoff enthält, der in Transparenz, Festigkeit und Wärmebeständigkeit hervorragend ist, und die auch ohne die Verwendung eines Flammhemmers mit hohem Flammhemmvermögen ausgestattet ist, ein Polycarbonatharz-Formgegenstand, der durch Pressformen der Harzzusammensetzung, um eine Dicke von 0,3 bis 10 mm aufzuweisen, erhalten wird, und ein Verfahren zur Herstellung des Formgegenstands bereitgestellt werden.
Beste Weise zur Durchführung der Erfindung
Das erfindungsgemäße flammhemmende Polycarbonatharz (hierin im Folgenden als „flammhemmende PC-Harzzusammensetzung“ abgekürzt) ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kombination einschließt, die (A) 60 bis 90 Masse-% eines aromatischen Polycarbonatharzes, das (a-1) ein aromatisches Polycarbonatharz und (a-2) ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer einschließt, und (B) 40 bis 10 Masse-% eines Glas-Füllstoffs mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger kleiner oder größer ist als der Brechungsindex des aromatischen Polycarbonatharzes als Komponente (A) und (C) 0,05 bis 2,0 Masseteile einer Silikonverbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, bezüglich 100 Masseteile der Kombination, einschließt, wobei das Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer (a-2) im aromatischen Polycarbonatharz (A) eine Polyorganosiloxaneinheit in einem Verhältnis von 0,3 bis 5 Masse-% enthält. In der erfindungsgemäßen flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung kann ein durch ein Flammhemmvermögen-Bewertungsverfahren gemäß UL94 bestimmtes Flammhemmvermögen 1,5 mV-0 betragen.
In der erfindungsgemäßen flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung wird als das aromatische Polycarbonatharz als die Komponente (A) ein aromatisches Polycarbonatharz verwendet, das ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer (das hierin im Folgenden als „PC-POS-Copolymer“ abgekürzt werden kann) verwendet. Speziell wird vorzugsweise ein aromatisches Polycarbonatharz verwendet, wobei (a-1) ein durch eine Reaktion zwischen einem zweiwertigen Phenol und einem Carbonatvorläufer hergestelltes aromatisches Polycarbonatharz (das hierin im Folgenden als „allgemeines PC-Harz“ abgekürzt werden kann) und (a-2) ein PC-POS-Copolymer enthalten sind und ein Gehalt des PC-POS-Copolymers 10 bis 40 Masse-% beträgt.
Wenn der Gehalt des PC-POS-Copolymers als die in der Komponente (A) enthaltene Komponente (a-2) 0,5 Masse-% oder mehr beträgt, kann die PC-Harzzusammensetzung mit gewünschtem Flammhemmvermögen ausgestattet werden. Der Gehalt des in der Komponente (A) enthaltenen PC-POS-Copolymers beträgt stärker bevorzugt 0,5 bis 3 Masse-% und noch stärker bevorzugt 0,5 bis 1,5 Masse-%.
Ein Verfahren zur Herstellung eines allgemeinen PC-Harzes als die Komponente (a-1) in der Komponente (A) ist nicht besonders eingeschränkt, und es können Harze, die durch verschiedene bekannte herkömmliche Verfahren hergestellt werden, jeweils als das PC-Harz verwendet werden. Beispielsweise kann ein Harz, das aus einem zweiwertigen Phenol und einem Carbonatvorläufer durch ein Lösungsverfahren (Grenzflächenpolykondensationsverfahren) oder ein Schmelzverfahren (Umesterungsverfahren) hergestellt wird, verwendet werden, d. h. ein Harz, das beispielsweise durch ein Grenzflächenpolykondensationsverfahren, das einschließt, dass das zweiwertige Phenol und Phosgen miteinander in Gegenwart eines Endabschlusses reagieren gelassen werden, oder ein Umesterungsverfahren, das einschließt, dass das zweiwertige Phenol und Diphenylcarbonat oder dergleichen miteinander in Gegenwart eines Endabschlusses reagieren gelassen werden, hergestellt wird.
Als das zweiwertige Phenol sind verschiedene Beispiele angegeben. Insbesondere schließen Beispiele davon ein 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan [Bisphenol A], 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)cycloalkan, Bis(4-hydroxyphenyl)oxid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid und Bis(4-hydroxyphenyl)keton. Zusätzlich können auch Hydrochinon, Resorcin und Catechin als Beispiele angeführt werden. Eine Art von diesen zweiwertigen Phenolen kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehrere Arten davon können in Kombination verwendet werden. Von diesen sind Bis(hydroxyphenyl)alkane bevorzugt, und Bisphenol A ist besonders bevorzugt.
Auf der anderen Seite ist als der Carbonatvorläufer ein Carbonylhalogenid, Carbonylester oder ein Halogenformiat und dergleichen angegeben. Speziell sind Phosgen, Dihalogenformiat eines zweiwertigen Phenols, Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat und Diethylcarbonat angegeben.
Es sollte beachtet werden, dass das allgemeine PC-Harz eine verzweigte Struktur aufweisen kann. Als ein Verzweigungsmittel werden 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, α, α', α''-Tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzol, Phloroglycin, Trimellithsäure, Isatin-bis(o-cresol) und dergleichen als Beispiel angegeben.
Bei der vorliegenden Erfindung beträgt ein Viskositätsmittel des Molekulargewichts (Mv) des als die Komponente (a-1) verwendeten allgemeinen PC-Harzes im Allgemeinen 10 000 bis 50 000, vorzugsweise 13 000 bis 35 000 und stärker bevorzugt 15 000 bis 20 000.
Das Viskositätsmittel des Molekulargewichts (Mv) wird durch die folgende Gleichung berechnet, nachdem eine Grenzviskosität [η] durch Bestimmen einer Viskosität einer Methylenchloridlösung bei 20 °C unter Verwendung eines Ubbelohde-Viskosimeters erhalten wird. $[η] = 1,23 \times 10^{- 5} {MV}^{0.83}$
In dem aromatischen Polycarbonatharz als die Komponente (A) wird ein als eine Komponente (a-2) zu verwendendes PC-POS-Copolymer aus einem Polycarbonatteil und einem Polyorganosiloxanteil gebildet. Beispielsweise kann das Copolymer hergestellt werden durch: Auflösen, in einem Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Chlorbenzol oder Chloroform, eines zuvor hergestellten Polycarbonatoligomers (hierin im Folgenden als „PC-Oligomer“ abgekürzt), das den Polycarbonatteil aufbaut, und von Polyorganosiloxan, das den Polyorganosiloxanteil (Segment) aufbaut und eine reaktive Gruppe, wie einen o-Allylphenolrest, einen p-Hydroxystyrolrest oder einen Eugenolrest, an einem seiner Enden aufweist; Zugeben einer kaustischen alkalischen wässrigen Lösung des zweiwertigen Phenols zu der Lösung; und Durchführen einer Grenzflächenpolykondensationsreaktion mit dem Gemisch mit einem tertiären Amin (wie Triethylamin) oder einem quaternären Ammoniumsalz (wie Trimethylbenzylammoniumchlorid) als ein Katalysator in der Gegenwart eines Endabschlusses.
Das bei der Herstellung des PC-POS-Copolymers zu verwendende PC-Oligomer kann leicht hergestellt werden, indem das zweibasige Phenol und der Carbonatvorläufer, wie Phosgen, miteinander reagieren gelassen werden oder indem das zweiwertige Phenol und der Carbonatvorläufer, wie eine Carbonatverbindung, miteinander in einem Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, reagieren gelassen werden.
Das heißt, das PC-Oligomer wird hergestellt, indem das zweiwertige Phenol und der Carbonatvorläufer, wie Phosgen, miteinander reagieren gelassen werden oder indem eine Umesterungsreaktion zwischen dem zweiwertigen Phenol und dem Carbonatvorläufer, wie Diphenylcarbonat, in dem Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, bewirkt wird.
Weiterhin schließen Beispiele für die Carbonatverbindungen Diarylcarbonate, wie Diphenylcarbonat, und Dialkylcarbonate, wie Dimethylcarbonat und Diethylcarbonat, ein.
Das bei der Herstellung des PC-POS-Copolymers zu verwendende PC-Oligomer kann ein Homooligomer sein, wobei eine Art des zweiwertigen Phenols verwendet wird, oder es kann ein Co-Oligomer sein, wobei zwei oder mehrere Arten von zweiwertigen Phenolen verwendet werden.
Weiterhin kann das PC-Oligomer ein thermoplastisches, regellos verzweigtes Oligomer sein, das unter Verwendung einer polyfunktionellen aromatischen Verbindung und des obigen zweiwertigen Phenols in Kombination erhalten wird.
In diesem Fall werden als ein Verzweigungsmittel (polyfunktionelle aromatische Verbindung) 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, α,α,'α''-Tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzol, 1-[α-Methyl-α-(4'-hydroxyphenyl)ethyl]-4-[α',α'-bis(4"-hydroxyphenyl)ethyl]benzol, Phloroglycin, Trimellithsäure, Isatin-bis(o-cresol) und dergleichen als Beispiel angeführt.
Das PC-POS-Copolymer ist beispielsweise in JP 03-292359 A , JP 04-202465 A , JP 08-81620 A , JP 08-302178 A und JP 10-7897 A offenbart.
Das zu verwendende PC-POS-Copolymer ist vorzugsweise so, dass der Polymerisationsgrad des Polycarbonatteils etwa 3 bis 100 beträgt und der Polymerisationsgrad des Polyorganosiloxanteils etwa 2 bis etwa 500 beträgt.
Zusätzlich beträgt der Gehalt des Polyorganosiloxanteils in dem PC-POS-Copolymer 0,3 bis 5,0 Masse-% oder vorzugsweise 0,5 bis 4,0 Masse-%, im Hinblick von, beispielsweise, ein Gleichgewicht zwischen einer Flammhemmvermögen-Übertragungswirkung auf die zu erhaltende flammhemmende PC-Harzzusammensetzung und den wirtschaftlichen Ertrag, mit dem der Polyorganosiloxanteil erhalten wird.
Außerdem beträgt ein Viskositätsmittel des Molekulargewichts (Mv) des PC-POS-Copolymers im Allgemeinen 5 000 bis 100 000, vorzugsweise 10 000 bis 30 000 und besonders bevorzugt 12 000 bis 30 000.
Hier können diejenigen Viskositätsmittel der Molekulargewichte (Mv) auf die gleiche Weise wie in dem obigen allgemeinen PC-Harz bestimmt werden.
Als ein Polyorganosiloxanteil des PC-POS-Copolymers ist ein aus Polydimethylsiloxan, Polydiethylsiloxan, Polymethylphenylsiloxan oder dergleichen gebildetes Segment bevorzugt, und ein Polydimethylsiloxansegment ist besonders bevorzugt.
Eine molekulare terminale Gruppe in dem aromatischen Polycarbonatharz als die Komponente (A) ist nicht besonders eingeschränkt, und eine einwertige Phenol-abgeleitete Gruppe als ein herkömmlich bekannter Endabschluss kann verwendet werden; eine einwertige Phenol-abgeleitete Gruppe mit einer Alkylgruppe mit 10 bis 35 Kohlenstoffatomen ist bevorzugt. Wenn das molekulare Ende eine Phenol-abgeleitete Gruppe mit einer Alkylgruppe mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen ist, besitzt eine zu erhaltende flammhemmende PC-Harzzusammensetzung eine gute Fließfähigkeit. Wenn zudem die molekulare terminale Gruppe eine Phenol-abgeleitete Gruppe mit einer Alkylgruppe mit 35 oder weniger Kohlenstoffatomen ist, besitzt die zu erhaltende flammhemmende PC-Harzzusammensetzung gute Wärmebeständigkeit und gute Schlagzähigkeit.
Beispiele für das einwertige Phenol einschließlich einer Alkylgruppe mit 10 bis 35 Kohlenstoffatomen schließen ein Decylphenol, Undecylphenol, Dodecylphenol, Tridecylphenol, Tetradecylphenol, Pentadecylphenol, Hexadecylphenol, Heptadecylphenol, Octadecylphenol, Nonadecylphenol, Icosylphenol, Docosylphenol, Tetracosylphenol, Hexacosylphenol, Octacosylphenol, Triacontylphenol, Dotriacontylphenol und Pentatriacontylphenol.
Die Alkylgruppe kann an jeder von einer der o-, m- und p-Positionen von jedem dieser Alkylphenole bezüglich der Hydroxylgruppe vorhanden sein; die Alkylgruppe ist vorzugsweise an der p-Position vorhanden. Zusätzlich kann die Alkylgruppe eine lineare Gruppe, eine verzweigte Gruppe oder ein Gemisch von ihnen sein.
Es muss nur mindestens ein Substituent von jedem der Alkylphenole die Alkylgruppe mit 10 bis 35 Kohlenstoffatomen sein, und die anderen vier Substituenten sind nicht besonders eingeschränkt. Jeder der anderen vier Substituenten kann eine Alkylgruppe mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom sein, oder jedes der Alkylphenole kann unsubstituiert sein, mit der Ausnahme der Hydroxylgruppe und der Alkylgruppe mit 10 bis 35 Kohlenstoffatomen.
Nur eines der Enden des PC-Harzes kann mit einem einwertigen Phenol mit der Alkylgruppe mit 10 bis 35 Kohlenstoffatomen abgeschlossen sein, oder jedes der beiden der Enden kann mit dem Phenol abgeschlossen sein. Zusätzlich machen Enden, die jeweils mit dem Phenol denaturiert sind, vorzugsweise 20 % oder mehr oder stärker bevorzugt 50 % oder mehr von allen Enden aus, im Hinblick auf eine Verbesserung in der Fließfähigkeit der zu erhaltenden flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung.
Das heißt, das andere kann jeweils mit einem Hydroxylgruppenende oder einem der anderen der Endabschlüsse in der folgenden Beschreibung abgeschlossen sein.
Hier schließen die Beispiele für die anderen Endabschlüsse Phenol, p-Cresol, p-tert.-Butylphenol, p-tert.-Octylphenol, p-Cumylphenol, p-Nonylphenol, p-tert.-Amylphenol, Bromphenol, Tribromphenol und Pentabromphenol ein, die allgemein bei der Herstellung des Polycarbonatharzes verwendet werden.
Von diesen ist eine halogenfreie Verbindung im Hinblick auf Umweltbelange bevorzugt.
In der erfindungsgemäßen flammhemmenden PC-Zusammensetzung kann das aromatische Polycarbonatharz als die Komponente (A) zweckmäßigerweise, zusätzlich zu dem allgemeinen PC-Harz als die Komponente (a-1) und dem PC-POS-Copolymer als die Komponente (a-2), ein Copolymer, wie ein Polyester-Polycarbonatharz, das durch Polymerisieren von Polycarbonat in Gegenwart eines Estervorläufers, wie eine bifunktionelle Carboxylsäure, wie Terephthalsäure oder eines Ester-bildenden Derivates der Säure, erhalten wird, oder jedes andere Polycarbonatharz, in einem solchen Ausmaß enthalten, dass das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.
Ein Unterschied zwischen dem Brechungsindex des als die Komponente (B) in der erfindungsgemäßen flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung zu verwendenden Glas-Füllstoffs und dem Brechungsindex des aromatischen Polycarbonatharzes als die Komponente (a-1) in der flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung muss 0,002 oder weniger betragen. Wenn der Unterschied im Brechungsindex 0,002 übersteigt, wird die Transparenz eines unter Verwendung der flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung erhaltenen Formgegenstands unzureichend. Vorzugsweise beträgt der Unterschied im Brechungsindex 0,001 oder weniger; besonders bevorzugt ist der Brechungsindex des Glas-Füllstoffs gleich demjenigen des als die Komponente (A) zu verwendenden aromatischen Polycarbonatharzes.
Glas, aus dem ein solcher Glas-Füllstoff besteht, ist beispielsweise ein Glas I oder ein Glas II mit der folgenden Zusammensetzung.
Es ist bevorzugt, dass das Glas I 50 bis 60 Masse-% Siliciumdioxid (SiO₂), 10 bis 15 Masse-% Aluminiumoxid (Al₂O₃), 15 bis 25 Masse-% Calciumoxid (CaO), 2 bis 10 Masse-% Titanoxid (TiO₂), 2 bis 8 Masse-% Boroxid (B₂O₃), 0 bis 5 Masse-% Magnesiumoxid (MgO), 0 bis 5 Masse-% Zinkoxid (ZnO), 0 bis 5 Masse-% Bariumoxid (BaO), 0 bis 5 Masse-% Zirconiumoxid (ZrO₂), 0 bis 2 Masse-% Lithiumoxid (Li₂O), 0 bis 2 Masse-% Natriumoxid (Na₂O) und 0 bis 2 Masse-% Kaliumoxid (K₂O) enthält und einen Gesamtgehalt des Lithiumoxids (Li₂O), des Natriumoxids (Na₂O) und des Kaliumoxids (K₂O) von 0 bis 2 Masse-% besitzt.
Es ist andererseits bevorzugt, dass das Glas II 50 bis 60 Masse-% Siliciumoxid (SiO₂), 10 bis 15 Masse-% Aluminiumoxid (Al₂O₃), 15 bis 25 Masse-% Calciumoxid (CaO), 2 bis 5 Masse-% Titanoxid (TiO₂), 0 bis 5 Masse-% Magnesiumoxid (MgO), 0 bis 5 Masse-% Zinkoxid (ZnO), 0 bis 5 Masse-% Bariumoxid (BaO), 2 bis 5 Masse-% Zirconiumoxid (ZrO₂), 0 bis 2 Masse-% Lithiumoxid (Li₂O), 0 bis 2 Masse-% Natriumoxid (Na₂O) und 0 bis 2 Masse-% Kaliumoxid (K₂O) enthält, im Wesentlichen von Boroxid (B₂O₃) frei ist und einen Gesamtgehalt des Lithiumoxids (Li₂O), des Natriumoxids (Na₂O) und des Kaliumoxids (K₂O) von 0 bis 2 Masse-% aufweist.
Der Gehalt an SiO₂ in jeweils dem Glas I und Glas II beträgt vorzugsweise 50 bis 60 Masse-%, im Hinblick auf die Festigkeit des Glas-Füllstoffs und die Löslichkeit zu dem Zeitpunkt der Herstellung von jedem der Gläser. Der Gehalt an Al₂O₃ beträgt vorzugsweise 10 bis 15 Masse-%, im Hinblick auf die chemische Haltbarkeit von jedem der Gläser, wie Wasserbeständigkeit und Löslichkeit zum Zeitpunkt der Herstellung von jedem der Gläser. Der Gehalt an CaO beträgt vorzugsweise 15 bis 25 Masse-% im Hinblick auf die Löslichkeit zu dem Zeitpunkt der Herstellung von jedem der Gläser und die Unterdrückung der Kristallisation von jedem der Gläser.
Das Glas I kann 2 bis 8 Masse-% B₂O₃, wie das E-Glas, enthalten. In diesem Fall beträgt der Gehalt an TiO₂ vorzugsweise 2 bis 10 Masse-%, im Hinblick beispielsweise auf eine verbessernde Wirkung auf den Brechungsindex des Glases und die Unterdrückung der Devitrifizierung des Glases.
Zusätzlich ist es bevorzugt, dass das Glas II im Wesentlichen von B₂O₃ frei ist, wie ECR-Glaszusammensetzung, die in der Säurebeständigkeit und Alkalibeständigkeit hervorragend ist. In diesem Fall beträgt der Gehalt an TiO₂ vorzugsweise 2 bis 5 Masse-%, im Hinblick auf die Einstellung des Brechungsindex des Glases. Zusätzlich beträgt der Gehalt von ZrO₂ vorzugsweise 2 bis 5 Masse-%, im Hinblick auf eine Zunahme im Brechungsindex des Glases, eine Verbesserung in der chemischen Haltbarkeit des Glases und Löslichkeit zu dem Zeitpunkt der Herstellung des Glases.
In jedem von Glas I und Glas II ist MgO eine willkürliche Komponente und kann bei einem Gehalt von etwa 0 bis 5 Masse-% im Hinblick auf eine Verbesserung in der Haltbarkeit von jedem der Gläser, wie Zugfestigkeit und Löslichkeit zum Zeitpunkt der Herstellung von jedem der Gläser, eingearbeitet werden. Zudem sind auch ZnO und BaO willkürliche Komponenten, und jede von ihnen kann bei einem Gehalt von etwa 0 bis 5 Masse-% im Hinblick auf eine Zunahme im Brechungsindex von jedem der Gläser und die Unterdrückung der Devitrifizierung von jedem der Gläser eingearbeitet werden.
In dem Glas I ist ZrO₂ ist eine willkürliche Komponente und kann bei einem Gehalt von etwa 0 bis 5 Masse-% im Hinblick auf eine Zunahme im Brechungsindex des Glases und Löslichkeit zu dem Zeitpunkt der Herstellung des Glases eingearbeitet werden.
In jedem von Glas I und Glas II sind Li₂O, Na₂O und K₂O als Alkalikomponenten willkürliche Komponenten, und jede von ihnen kann in einem Gehalt von etwa 0 bis 2 Masse-% eingearbeitet werden. Zudem beträgt der Gesamtgehalt der Alkalikomponenten vorzugsweise 0 bis 2 Masse-%. Wenn der Gesamtgehalt 2 Masse-% oder weniger beträgt, kann eine Herabsetzung in der Wasserbeständigkeit von jedem der Gläser unterdrückt werden.
Wie vorstehend beschrieben, enthalten das Glas I und das Glas II jeweils eine geringe Menge von Alkalikomponenten, sodass eine Reduktion im Molekulargewicht der flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung aufgrund der Zersetzung des aromatischen Polycarbonatharzes als die Komponente (a-1) unterdrückt werden kann und Reduktionen in den physikalischen Eigenschaften eines aus der flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung pressgeformten Gegenstands verhindert werden können.
Glas I und Glas II können jeweils, zusätzlich zu den Glaskomponenten, beispielsweise ein Oxid, das ein Element enthält, wie Lanthan (La), Yttrium (Y), Gadolinium (Gd), Wismut (Bi), Antimon (Sb), Tantal (Ta), Niob (Nb) oder Wolfram (W), als eine Komponente zur Erhöhung des Brechungsindex des Glases zu einem solchen Ausmaß, dass die Dreheigenschaft, Wasserbeständigkeit und dergleichen des Glases nicht nachteilig beeinflusst werden, enthalten. Zusätzlich kann jedes der Gläser ein Oxid enthalten, das ein Element enthält, wie Cobalt (Co), Kupfer (Cu) oder Neodym (Nd), als eine Komponente zur Entfärbung der gelben Farbe des Glases.
Zusätzlich beträgt der Gehalt von Fe₂O₃ als eine Verunreinigung auf einer Oxidbasis in den bei der Herstellung jeweils von Glas I und Glas II zu verwendenden GlasRohmaterialien vorzugsweise weniger als 0,01 Masse-%, bezüglich der Gesamtheit des Glases, damit die Färbung des Glases unterdrückt werden kann.
Der Glas-Füllstoff als die Komponente (B) in der erfindungsgemäßen flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung kann erhalten werden durch: entsprechendes Auswählen eines Glases mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des aromatischen Polycarbonatharzes als die zu verwendende Komponente (a-1) aus dem Glas I und Glas II mit jeweils der oben erwähnten Glaszusammensetzung; und Formen des gewählten Glases zu einer gewünschten Form.
Die Form des Glas-Füllstoffs ist nicht besonders eingeschränkt, und es können jeweils Glas-Füllstoffe von verschiedenen Formen, wie Glasfasern, gemahlene Fasern, Glaspulver, Glasflocken und Glasperlen, verwendet werden. Eine Art von ihnen kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten von ihnen können in Kombination verwendet werden; die Glasfasern und/oder die gemahlenen Fasern sind im Hinblick auf ein Gleichgewicht zwischen beispielsweise der mechanischen Festigkeit, Schlagzähigkeit, Transparenz und Formbarkeit eines schließlich zu erhaltenden Formgegenstands geeignet.
Die Glasfasern können durch Einsetzen eines herkömmlich bekannten Drehverfahrens für lange Glasfasern erhalten werden. Beispielsweise kann Glas in Fasern übergeführt werden, indem eines der verschiedenen Verfahren eingesetzt wird, wie: ein Direktschmelz(DM)-Verfahren, das das kontinuierliche Drehen von Glasrohmaterialien zu Glas in einem Schmelzofen, das Einbringen des resultierenden Glases in eine Vorherd und das Drehen des Glases durch Anbringen eines Schafts am Boden des Vorherds einschließt; und ein Umschmelzverfahren, das das Verarbeiten von geschmolzenem Glas zu einer Murmel-, Scherben- oder Stäbchenform, das Umschmelzen des Ergebnisses und das Drehen des Ergebnisses einschließt.
Obwohl der Durchmesser von jeder der Glasfasern nicht besonders eingeschränkt ist, werden in gewöhnlichen Fällen vorzugsweise Fasern mit jeweils einem Durchmesser von etwa 3 bis 25 µm verwendet. Wenn der Durchmesser 3 µm oder mehr beträgt, wird unregelmäßige Reflexion unterdrückt, wodurch eine Reduktion in der Transparenz des Formgegenstands verhindert werden kann. Wenn zudem der Durchmesser 25 µm oder weniger beträgt, weist der zu erhaltende Formgegenstand eine gute Festigkeit auf.
Die gemahlenen Fasern können durch Einsetzen eines für gemahlene Fasern herkömmlich bekannten Herstellungsverfahrens erhalten werden. Beispielsweise können Stränge von Glasfasern in gemahlene Fasern übergeführt werden, indem sie mit einer Hammer- oder Kugelmühle pulverisiert werden. Obwohl der Faserdurchmesser und das Aspektenverhältnis von jeder der gemahlenen Fasern nicht besonders eingeschränkt sind, werden vorzugsweise gemahlene Fasern mit jeweils einem Faserdurchmesser von etwa 3 bis 25 µm und einem Aspektenverhältnis von etwa 2 bis 150 verwendet.
Das Glaspulver kann durch ein herkömmlich bekanntes Herstellungsverfahren erhalten werden. Beispielsweise kann ein Pulver mit einer gewünschten Teilchengröße erhalten werden durch: Schmelzen von Glasrohmaterialien in einem Schmelzofen; und Laden der Schmelze in Wasser, um die Schmelze in Wasser zu granulieren, oder Pressformen der Schmelze zu einer Blattform mit einer Kühlwalze und Pulverisieren des Blattes. Obwohl der Teilchendurchmesser des Glaspulvers nicht besonders eingeschränkt ist, wird vorzugsweise ein Glaspulver mit einem Teilchendurchmesser von etwa 1 bis 100 µm verwendet.
Die Glasflocken können durch ein herkömmlich bekanntes Verfahren erhalten werden. Beispielsweise können Flocken mit jeweils einem gewünschten Aspektenverhältnis folgendermaßen erhalten werden: Schmelzen von Glasrohmaterialien in einem Schmelzofen; Ziehen der Schmelze zu einer rohrförmigen Form, um Glas mit einer konstanten Dicke bereitzustellen, Pulverisieren des Glases mit einer Walze, um eine Glasmasse mit einer spezifischen Dicke bereitzustellen; und Pulverisieren der Glasmasse. Obwohl die Dicke und das Aspektenverhältnis von jeder der Glasflocken nicht besonders eingeschränkt sind, werden vorzugsweise Glasflocken mit jeweils einer Dicke von etwa 0,1 bis 10 µm und einem Aspektenverhältnis von etwa 5 bis 150 verwendet.
Die Glasperlen können durch ein herkömmlich bekanntes Herstellungsverfahren erhalten werden. Beispielsweise können Glaskügelchen mit jeweils einem gewünschten Teilchendurchmesser erhalten werden durch: Schmelzen von Glasrohmaterialien in einem Schmelzofen; und Versprühen der Schmelze mit einem Brenner. Obwohl der Teilchendurchmesser von jeder der Glasperlen nicht besonders eingeschränkt ist, werden bevorzugt Glasperlen mit jeweils einem Teilchendurchmesser von etwa 5 bis 300 µm verwendet.
Die Oberfläche des Glas-Füllstoffs wird vorzugsweise mit einem Kupplungsmittel behandelt, damit der Glas-Füllstoff eine erhöhte Affinität für das aromatische Polycarbonatharz als die Komponente (A) zeigen kann, das Haftvermögen zwischen dem Glas-Füllstoff und dem Harz verbessert werden kann und Reduktionen in Transparenz und Festigkeit des Formgegenstands aufgrund der Bildung von Hohlräumen in dem Glas-Füllstoff unterdrückt werden können.
Ein Silan-basiertes Kupplungsmittel, ein Boran-basiertes Kupplungsmittel, ein Aluminat-basiertes Kupplungsmittel, ein Titanat-basiertes Kupplungsmittel oder dergleichen können als das Kupplungsmittel verwendet. Das Silan-basierte Kupplungsmittel wird besonders bevorzugt verwendet, da das Haftvermögen zwischen dem aromatischen Polycarbonatharz und dem Glas verbessert werden kann.
Spezielle Beispiele für das Silan-basierte Kupplungsmittel schließen ein Triethoxysilan, Vinyl-tris(β-methoxyethoxy)silan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, β-(1,1-Epoxycyclohexyl)nithylthmethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyl-dimethoxylsilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Chlorpropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyl-tris(2-methoxy-ethoxy)silan, N-Methyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-Vinylbenzyl-γ-aminopropyltriethoxysilan, Triaminopropyltrimethoxysilan, 3-Ureidopropyltrimethoxysilan, 3-(4,5-Dihydro-imidazolyl)propyltriethoxysilan, Hexamethyldisilazan, N,O-(Bistrimethylsilyl)amid und N,N-Bis(trimethylsilyl)harnstoff. Von diesen bevorzugt sind Aminosilane und Epoxysilane, wie γ-Aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan.
Die Oberfläche des Glas-Füllstoffs kann mit einem solchen Kupplungsmittel durch ein üblicherweise bekanntes Verfahren ohne jede besondere Einschränkung behandelt werden. Die Oberflächenbehandlung kann durch ein entsprechendes Verfahren in Abhängigkeit von der Form des Füllstoffs durchgeführt werden; Beispiele für das Verfahren schließen ein Schlichtebehandlungsverfahren, das das Aufbringen einer Lösung oder Suspension des obigen Kupplungsmittels in einem organischen Lösungsmittel als das so genannte Schlichtemittel auf das Glas einschließt, ein Trockenmischverfahren, das die Verwendung eines Henschel-Mischers, eines Super-Mischers, eines Redige-Mischers, eines V-Mischers oder dergleichen einschließt, ein Sprühverfahren, ein Integralmischverfahren und ein Trockenkonzentratverfahren ein. Die Oberflächenbehandlung wird erwünschterweise durch das Schlichtebehandlungsverfahren, das Trockenmischverfahren oder das Sprühverfahren durchgeführt.
Die erfindungsgemäße flammhemmende PC-Harzzusammensetzung muss das aromatische Polycarbonatharz als die Komponente (A) in einer Menge von 60 bis 90 Masse-% und den Glas-Füllstoff als die Komponente (B) in einer Menge von 40 bis 10 Masse-% auf der Grundlage der Gesamtmenge der Komponenten (A) und (B) enthalten. Wenn der Gehalt der Komponente (B) geringer ist als 10 Masse-%, übt die Komponente keine ausreichende verbessernde Wirkung auf die Starrheit der Zusammensetzung aus. Wenn zudem der Gehalt 40 Masse-% übersteigt, erhöht sich das spezifische Gewicht der Zusammensetzung, und die Schlagzähigkeit der Zusammensetzung vermindert sich. Der Gehalt der Komponente (A) und der Gehalt der Komponente (B) betragen 60 bis 90 Masse-% bzw. 40 bis 10 Masse-% und bevorzugt 70 bis 90 Masse-% bzw. 30 bis 10 Masse-% im Hinblick auf beispielsweise die Starrheit, Schlagzähigkeit und das spezifische Gewicht.
Die Silikonverbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe wird der erfindungsgemäßen flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung als die Komponente (C) beispielsweise für den Zweck einer zusätzlichen Verbesserung im Flammhemmvermögen der Zusammensetzung zugesetzt.
Beispiele für die Silikonverbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe als die Komponente (C) (die hierin im Folgenden als „reaktive funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung“ bezeichnet werden kann) schließen Polyorganosiloxanpolymere und/oder -copolymere mit jeweils einer durch die allgemeine Formel (1) dargestellten Grundstruktur ein. R¹ _aR² _bSiO_(4-a-b)/2 (1)
In der allgemeinen Formel (1) stellt R¹ eine reaktive funktionelle Gruppe dar. Beispiele für die funktionelle Gruppe schließen eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, eine Polyoxyalkylengruppe, eine Wasserstoffgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Carboxylgruppe, eine Silanolgruppe, eine Aminogruppe, eine Mercaptogruppe, eine Epoxygruppe und eine Vinylgruppe ein. Von diesen sind die Alkoxygruppe, die Hydroxygruppe, die Wasserstoffgruppe, die Epoxygruppe und die Vinylgruppe bevorzugt.
R² stellt eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen dar. Beispiele für die Kohlenwasserstoffgruppe schließen eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und eine Aralkylgruppe mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen ein. Spezielle Beispiele davon schließen eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, verschiedene Butylgruppen, verschiedene Pentylgruppen, verschiedene Hexylgruppen, verschiedene Octylgruppen, eine Cyclopentylgruppe, eine Cyclohexylgruppe, eine Phenylgruppe, eine Tolylgruppe, eine Xylylgruppe, eine Benzylgruppe und eine Phenethylgruppe ein.
a und b stellen eine Zahl dar, die die Beziehung 0<a≤3, 0<b≤3 und 0<a+b≤3 erfüllt. Wenn mehrere R¹ vorhanden sind, können die mehreren R¹ voneinander gleich oder voneinander verschieden sein. Wenn mehrere R² vorhanden sind, können die mehreren R² gleich oder voneinander verschieden sein.
Bei der vorliegenden Erfindung können Polyorganosiloxanpolymere und/oder -copolymere mit jeweils mehreren reaktiven funktionellen Gruppen der gleichen Art und Polyorganosiloxanpolymere und/oder -copolymere mit jeweils mehreren reaktiven funktionellen Gruppen verschiedener Arten in Kombination verwendet werden.
Die Polyorganosiloxanpolymere und/oder -copolymere mit jeweils der durch die allgemeine Formel (1) dargestellten Grundstruktur besitzen jeweils ein Verhältnis der Anzahl ihrer reaktiven funktionellen Gruppen (R¹) zu der Anzahl ihrer Kohlenwasserstoffgruppen (R²) von typischerweise etwa 0,1 bis 3, vorzugsweise von etwa 0,3 bis 2.
Eine solche reaktive funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung, die eine Flüssigkeit, ein Pulver oder dergleichen ist, zeigt vorzugsweise eine gute Dispergierfähigkeit beim Schmelzen und Mischen. Beispielsweise kann eine flüssige Verbindung mit einer Viskosität bei Raumtemperatur von etwa 10 bis 500 000 mm²/s verwendet werden.
Die erfindungsgemäße flammhemmende PC-Harzzusammensetzung besitzt die folgenden Merkmale: Auch wenn die reaktive funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung eine Flüssigkeit ist, ist die Verbindung gleichmäßig in der Zusammensetzung dispergiert und blutet zum Zeitpunkt des Pressformens oder an der Oberfläche des Formgegenstands zu einem geringen Ausmaß aus.
Die reaktive funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung als die Komponente (C) muss in die erfindungsgemäße flammhemmende PC-Harzzusammensetzung bei einem Gehalt von 0,05 bis 2,0 Masseteile bezüglich 100 Masseteile der Kombination, einschließlich des aromatischen Polycarbonatharzes als die Komponente (A) und des Glas-Füllstoffs als die Komponente (B), wobei die Komponenten (A) und (B) das obige Gehaltsverhältnis aufweisen, eingearbeitet werden. Wenn der Gehalt der Komponente (C) geringer ist als 0,05 Masseteile, ist eine verhindernde Wirkung auf das Tropfen zum Zeitpunkt der Verbrennung der Zusammensetzung unzureichend. Wenn zudem der Gehalt 2,0 Masseteile übersteigt, beginnt eine Schnecke zum Zeitpunkt des Verknetens der Rohmaterialien für die Zusammensetzung zu gleiten, sodass die Rohmaterialien nicht erfolgreich eingespeist werden können und die Fähigkeit eines Geräts, einschließlich der Schnecke, zur Herstellung der Zusammensetzung abnimmt. Der Gehalt der Komponente (C) beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Masseteile oder stärker bevorzugt 0,2 bis 0,8 Masseteile im Hinblick auf das Verhindern des Tropfens und die Produktivität.
Zusätzlich zu den Komponenten (A), (B) und (C) können ein Antioxidans, ein UV-Absorber, ein Trennmittel, ein antistatisches Mittel, ein fluoreszierendes Bleichmittel, ein Silankupplungsmittel (wenn die Oberfläche des Glas-Füllstoffs durch das Trockenmischverfahren behandelt wird), ein Farbmittel (ohne Deckeigenschaft) und dergleichen in die erfindungsgemäße flammhemmende PC-Harzzusammensetzung entsprechend eingearbeitet werden, wie es in einem solchen Ausmaß erforderlich ist, dass das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.
Als das Antioxidans werden vorzugsweise Phenol-basierte Antioxidantien und Phosphor-basierte Antioxidantien verwendet.
Beispiele für die Phenol-basierten Antioxidantien schließen ein Triethylenglycol-bis[3-(3-tert.-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionat], 1,6-Hexandiol-bis[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], Pentaerythrit-tetrakis[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], Octadecyl-3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, N,N-Hexamethylen-bis(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamid), 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxy-benzyl-phosphonat-diethylester, Tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurat und 3,9-Bis[1,1-dimethyl-2-[β-(3-tert.-butyl-4-hydroxy-4-methylphenyl)propionyloxy]ethyl]-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5.5)undecan.
Beispiele für die Phosphor-basierten Antioxidantien schließen ein Triphenylphosphit, Trisnonylphenylphosphit, Tris(2,5-di-tert.-butylphenyl)phosphit, Tridecylphosphit, Trioctylphosphit, Trioctadecylphosphit, Didecylmonophenylphosphit, Dioctylmonophenylphosphit, Diisopropylmonophenylphosphit, Monobutyldiphenylphosphit, Monodecyldiphenylphosphit, Monooctyldiphenylphosphit, Bis(2,6-di-tert.-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritdiphosphit, 2,2-Methylen-bis(4,6-di-tert.-butylphenyl)octyl-phosphit, Bis(nonylphenyl)pentaerythritdiphosphit, Bis(2,4-di-tert.-butylphenyl)penta-erythritdiphosphit und Distearylpentaerythritdiphosphit.
Eine Art von diesen Antioxidantien kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten von ihnen können in Kombination verwendet werden. Ein solches Antioxidans wird typischerweise in einer Menge von etwa 0,05 bis 1,0 Masseteile bezüglich 100 Masseteile der Kombination, einschließlich der Komponente (A) und der Komponente (B), zugesetzt.
Als der UV-Absorber können Benzotriazol-basierter UV-Absorber, Triazin-basierter UV-Absorber, Benzoxazin-basierter UV-Absorber und Benzophenon-basierter UV-Absorber verwendet werden.
Beispiele für den Benzotriazol-basierten UV-Absorber schließen ein 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3'-(3,4,5,6-tetrahydrophthalimidmethyl)-5'-methylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert.-butylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-tert.-octylphenyl)benzotriazol, 2-(3'-tert.-Butyl-5'-methyl-2'-hydroxyphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2,2'-Methylen-bis(4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-6(2H-benzotriazol-2-yl)phenol), 2-(2'-Hydroxy-3',5'-bis(α,α-dimethylbenzyl)phenyl)-2H-benzotriazol, 2-(3',5'-Di-tert.-amyl-2'-hydroxyphenyl)benzotriazol und 5-Trifluormethyl-2-(2-hydroxy-3-(4-methoxy-α-cumyl)-5-tert.-butylphenyl)-2H-benzotriazol.
Von diesen ist 2-(2'-Hydroxy-5'-tert.-octylphenyl)benzotriazol bevorzugt.
Als der Triazin-basierte UV-Absorber ist TINUVIN 400 (Marke) (hergestellt von der Firma Ciba Specialty Chemicals Inc.), der ein Hydroxyphenyltriazin-basierter UV-Absorber ist, bevorzugt.
Beispiele für den Benzoxazin-basierten UV-Absorber schließen ein 2-Methyl-3,1-benzoxazin-4-on, 2-Butyl-3,1-benzoxazin-4-on, 2-Phenyl-3,1-benzoxazin-4-on, 2-(1- oder 2-Naphthyl)-3,1-benzoxazin-4-on, 2-(4-Biphenyl)-3,1-benzoxazin-4-on, 2,2'-Bis(3,1-benzoxazin-4-on), 2,2'-p-Phenylen-bis(3,1-benzoxazin-4-on), 2,2'-m-Phenylen-bis(3,1-benzoxazin-4-on), 2,2'-(4,4'-Diphenylen)-bis(3,1-benzoxazin-4-on), 2,2'-(2,6- oder 1,5-Naphthalin)-bis(3,1-benzoxazin-4-on) und 1,3,5-Tris(3,1-benzoxazin-4-on-2-yl)benzol. Von diesen ist 2,2'-p-Phenylen-bis(3,1-benzoxazin-4-on) bevorzugt.
Beispiele für den Benzophenon-basierten UV-Absorber schließen ein 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-2'-carboxybenzophenon, 2,4-Dihydroxybenzophenon und 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon. Von diesen ist 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon bevorzugt.
Eine Art von diesen UV-Absorbern kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr Arten von ihnen können in Kombination verwendet werden. Ein solcher UV-Absorber wird typischerweise in einer Menge von etwa 0,05 bis 2,0 Masseteile bezüglich 100 Masseteile der Kombination, einschließlich der Komponente (A) und der Komponente (B), zugesetzt.
Ein höherer Fettsäureester eines einwertigen oder mehrwertigen Alkohols kann als das Trennmittel verwendet werden. Ein solcher höherer Fettsäureester ist vorzugsweise ein teilweiser oder vollständiger Ester eines einwertigen oder mehrwertigen Alkohols mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und einer gesättigten Fettsäure mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen. Beispiele für den teilweisen Ester oder den vollständigen Ester eines einwertigen oder mehrwertigen Alkohols und der gesättigten Fettsäure schließen ein Monoglyceridstearat, Monosorbitatstearat, Monoglyceridbehenat, Pentaerythritmonostearat, Pentaerythrittetrastearat, Propylenglycolmonostearat, Stearylstearat, Palmitylpalmitat, Butylstearat, Methyllaurat, Isopropylpalmitat und 2-Ethylhexylstearat. Von diesen werden Monoglyceridstearat und Pentaerythrittetrastearat vorzugsweise verwendet.
Eine Art von diesen Trennmitteln kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehrere Arten von ihnen können in Kombination verwendet werden. Ein solches Trennmittel wird typischerweise in einer Menge von etwa 0,1 bis 5,0 Masseteile bezüglich 100 Masseteile der Kombination, einschließlich der Komponente (A) und der Komponente (B), zugesetzt.
Als das antistatische Mittel kann beispielsweise ein Monoglycerid der Fettsäure mit 14 bis 30 Kohlenstoffatomen und spezieller Monoglyceridstearat, Monoglyceridpalmitat oder ein Polyamid-Polyether-Blockcopolymer verwendet werden.
Als die fluoreszierende Bleiche werden beispielsweise Stilben-basierte, Benzoimidazol-basierte, Naphthalimid-basierte, Rhodamin-basierte, Cumarin-basierte und Oxazin-basierte Verbindungen angeführt. Spezieller können im Handel erhältliche Produkte, wie UVITEX (Marke, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Inc.), OB-1 (Marke, hergestellt von Eastman Chemical Company), TBO (Marke, hergestellt von SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO., LTD.), Kcoll (Marke, hergestellt von NIPPON SODA CO., LTD.), Kayalight (Marke, hergestellt von NIPPON KAYAKU CO., LTD.) und Leucophor EGM (Marke, hergestellt von Clariant Japan) verwendet werden.
Weiterhin kann als das Farbmittel ein Bläuungsmittel verwendet werden. Beispiele für das Bläuungsmittel schließen ein MACROLEX Violet, hergestellt von Bayer AG, Diaresin Violet und Diaresin Blue, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, und Tetrazole Blue, hergestellt von Sandoz K.K. Von diesen ist MACROLEX Violet bevorzugt. Außerdem beträgt die zugegebene Menge des Farbmittels vorzugsweise 0,00001 bis 0,01 Masseteile, oder stärker bevorzugt 0,0001 bis 0,001 Masseteile bezüglich 100 Masseteile der Kombination, einschließlich der Komponente (A) und der Komponente (B).
Es sollte beachtet werden, dass die vorstehend beispielhaft aufgeführten Verbindungen als das Silankupplungsmittel verwendet werden können.
Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung ist nicht besonders eingeschränkt, und ein herkömmlich bekanntes Verfahren kann übernommen werden. Um speziell zu sein, kann die Zusammensetzung folgendermaßen hergestellt werden: Mischen von (a-1) des allgemeinen PC-Harzes und (a-2) des PC-POS-Copolymers, die in dem aromatischen Polycarbonatharz als die Komponente (A) eingeschlossen sind, des Glas-Füllstoffs als die Komponente (B) und der reaktiven funktionellen Gruppe enthaltenden Silikonverbindung als die Komponente (C), und der obigen verschiedenen willkürlichen in einem vorbestimmten Verhältnis, wie erforderlich, zu verwendenden Komponenten; und Kneten des Gemisches.
Das Mischen und Kneten werden durch ein Verfahren unter Verwendung von beispielsweise einem Bandmischer und einer Trommelschleuder für ein präparatives Mischen, einem Henschel-Mischer, einem Banbury-Mischer, einem Einschneckenextruder, einem Doppelschneckenextruder, einem Mehrschneckenextruder und einem Cokneter durchgeführt. Die Heiztemperatur beim Schmelzkneten wird entsprechend gewählt, im Allgemeinen aus einem Bereich von etwa 240 bis 300 °C.
Es sollte beachtet werden, dass jede einzuarbeitende Komponente, die anders ist als das aromatische Polycarbonatharz, mit einem Teil des aromatischen Polycarbonatharzes im Voraus, bevor sie zugesetzt wird, vermischt und verknetet werden kann: die Komponente kann als ein Masterbatch zugesetzt werden.
Die so hergestellte erfindungsgemäße flammhemmende PC-Harzzusammensetzung weist ein durch Bewertung des Flammhemmvermögens gemäß UL94 bestimmtes Flammhemmvermögen von 1,5 mmV-0 auf, somit besitzt die Zusammensetzung ein hervorragendes Flammhemmvermögen auch ohne die Verwendung eines so genannten Flammhemmers. Es sollte beachtet werden, dass ein Flammhemmvermögen-Bewertungstest später beschrieben wird.
Als Nächstes wird ein erfindungsgemäßer Polycarbonatharz-Formgegenstand beschrieben. Der erfindungsgemäße Polycarbonatharz-Formgegenstand (hierin im Folgenden als „PC-Harz-Formgegenstand“ abgekürzt) wird durch Pressformen der oben erwähnten erfindungsgemäßen flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung, um eine Dicke von 0,3 bis 10 mm aufzuweisen, erhalten. Die Dicke des Formgegenstands wird aus dem obigen Bereich in Abhängigkeit von einer Anwendung des Formgegenstands entsprechend gewählt.
Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen PC-Harz-Formgegenstands ist nicht besonders eingeschränkt, und eines aus den verschiedenen herkömmlich bekannten Formverfahren, wie ein Spritzgussverfahren, ein Spritzprägeverfahren, ein Extrusionsverfahren, ein Blasformverfahren, ein Stanzverfahren, ein Vakuumformverfahren und ein Schaumformverfahren können eingesetzt werden; Spritzgießen bei einer Formtemperatur von 75 °C oder höher ist bevorzugt. In diesem Fall beträgt eine Harztemperatur beim Spritzgießen typischerweise etwa 220 bis 280 °C oder vorzugsweise 240 bis 260 °C.
Das Spritzgießen bei einer Formtemperatur von 75 °C oder höher stellt beispielsweise den folgenden Vorteil bereit: der Glas-Füllstoff sinkt, sodass der Formgegenstand ein gutes äußeres Erscheinungsbild erhalten kann. Die Formtemperatur ist stärker bevorzugt 80 °C oder höher oder noch stärker bevorzugt 85 °C bis 95 °C.
Die erfindungsgemäße PC-Harzzusammensetzung als ein Formrohmaterial wird vorzugsweise durch das Schmelzknetverfahren pelletisiert, bevor sie verwendet wird.
Es sollte beachtet werden, dass Gas-Spritzguss zur Verhinderung von Sinkmarken in dem äußeren Erscheinungsbild des Formgegenstands oder für eine Reduktion im Gewicht des Formgegenstands als ein Spritzgussverfahren übernommen werden kann.
Die optischen Merkmale des so erhaltenen erfindungsgemäßen PC-Harz-Formgegenstands sind erwünschterweise wie folgt: der Formgegenstand besitzt eine Gesamtlichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 80 % oder mehr oder vorzugsweise von 85 % oder mehr, einen Trübungswert von 40 % oder weniger oder vorzugsweise von 30 % oder weniger und einen 60°-Spiegelglanz von 90 oder mehr. Es sollte beachtet werden, dass Verfahren zum Messen der optischen Merkmale später beschrieben werden.
Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines PC-Harz-Formgegenstands bereit, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es die Durchführung von Spritzguss mit der erfindungsgemäßen oben erwähnten flammhemmenden PC-Harzzusammensetzung bei einer Formtemperatur von 75 °C oder höher, um einen Formgegenstand mit einer Dicke von 0,3 bis 10 mm herzustellen, einschließt.
Die erfindungsgemäße flammhemmende PC-Harzzusammensetzung enthält den Glas-Füllstoff mit einem Brechungsindex nahe demjenigen des aromatischen Polycarbonatharzes, ist beispielsweise in der Transparenz, der mechanischen Festigkeit, der Schlagzähigkeit und der Wärmebeständigkeit hervorragend und ist, auch ohne die Verwendung eines Flammhemmers, mit hohem Flammhemmvermögen ausgestattet. Der unter Verwendung der Zusammensetzung erhaltene erfindungsgemäße PC-Harz-Formgegenstand ist hervorragend, beispielsweise in Transparenz, Flammhemmvermögen, mechanischer Festigkeit, Schlagzähigkeit und Wärmebeständigkeit.
Der erfindungsgemäße PC-Harz-Formgegenstand wird vorzugsweise für die folgenden Artikel verwendet, beispielsweise:

(1) verschiedene Teile von Fernsehgeräten, Radiokassetten, Videokameras, Videokassettenrekorder, Audioplayer, DVD-Spieler, Klimaanlagen, tragbare Telefone, Displays, Computer, Resistoren, elektrische Rechner, Kopiermaschinen, Drucker und Faxgeräte und elektrische/elektronische Vorrichtungsteile, wie Außenplatten und Gehäusematerialien;
(2) Teile für Präzisionsgeräte, wie Gehäuse und Abdeckungen von Präzisionsgeräten, wie PDA's, Kameras, Diaprojektoren, Uhren, Messgeräte, Anzeigegeräte etc.;
(3) Teile für Kraftfahrzeuge, wie Kraftfahrzeug-Innenmaterialien, Außenprodukte und Kraftfahrzeug-Karosserieteile, einschließlich von Instrumentenpanels, Dachaufsätzen, Radiatorroste, Lautsprecherroste, Radabdeckungen, Sonnendächern, Scheinwerferreflektoren, Türblenden, Spoiler, Rückfenster und Seitenfenster; und
(4) Teile für Möbel, wie Stühle, Tische, Pulte, Sichtschutze, Beleuchtungsabdeckungen und Inneninstrumente.

Beispiele
Hier im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen ausführlicher beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Es sollte beachtet werden, dass eine Probe aus in jedem Beispiel, wie nachstehend beschrieben, erhaltenen PC-Harzzusammensetzungspellets geformt und hinsichtlich verschiedener Merkmale bewertet wurde.
Mechanische Eigenschaften
Mit den jeweiligen Pellets wurde mit einer 100-t-Spritzgussmaschine [hergestellt von TOSHIBA MACHINE CO., LTD., Gerätename „IS100E“] ein Spritzguss bei einer Formtemperatur von 130 °C und einer Harztemperatur von 280 °C durchgeführt, wodurch entsprechende Proben jeweils mit einer vorbestimmten Form hergestellt wurden.
Die Zugmerkmale (Bruchfestigkeit und Bruchdehnung) jeder Probe wurden gemäß ASTM D638 gemessen, und die Biegeeigenschaften (Biegesteifigkeit und Biegemodul) der Probe wurden gemäß ASTM 790 gemessen. Zusätzlich wurde die Izod-Schlagzähigkeit der Probe gemäß ASTM D256 gemessen, die Biegetemperatur der Probe wurde gemäß ASTM D648 gemessen, und das spezifische Gewicht der Probe wurde gemäß ASTM D792 gemessen.
Flammhemmvermögen
Mit den jeweiligen Pellets wurde mit einer 45-t-Spritzgussmaschine [hergestellt von TOSHIBA MACHINE CO., LTD., Gerätename „IS45PB“] bei einer Formtemperatur von 130 °C und einer Harztemperatur von 280 °C ein Spritzguss durchgeführt, wobei eine Probe mit den Maßen 127 × 12,7 × 1,5 mm hergestellt wurde. Das Flammhemmvermögen der Probe wurde gemäß Underwriters Laboratories Subject 94 (UL94) gemessen.
Optische Merkmale
Mit den jeweiligen Pellets wurde mit einer 45-t-Spritzgussmaschine [hergestellt von TOSHIBA MACHINE CO., LTD., Gerätename „IS45PV“] bei einer Formtemperatur von 130 °C und einer Harztemperatur von 280 °C ein Spritzguss durchgeführt, wobei eine Probe mit den Maßen 30 × 40 × 2 mm hergestellt wurde. Der Trübungswert und die Gesamtlichtdurchlässigkeit der Probe wurden mit einem vollautomatischen Direktlese-Trübungscomputer [hergestellt von Suga Test Instruments Co., Ltd., Gerätename „HGM-2DP“ (Lichtquelle C)] gemäß JIS K7105 gemessen. Der 60°-Spiegelglanz der Probe wurde mit einem Glanzmesser [hergestellt von Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., Gerätename „VGS-Σ901“] gemäß JIS K7105 gemessen.
Zusätzlich sind nachstehend die Arten der jeweiligen bei der Herstellung der jeweiligen flammhemmenden PC-Harz-Zusammensetzungspellets verwendeten Komponenten gezeigt.

(1) Allgemeines PC-Harz; Bisphenol-A-Polycarbonat mit einem Viskositätsmittel des Molekulargewichts von 22 500 [hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd., Marke „TARFLON FN2200A“, Brechungsindex 1,585]
(2) PC-PDMS-Copolymer; ein Polydimethylsiloxan(PDMS)-Copolymer-Bisphenol-A-Polycarbonatharz mit einem Viskositätsmittel des Molekulargewichts von 15 000, einem PDMS-Einheitengehalt von 4 Masse-%, einer Kettenlänge der PDMS-Einheit (n) von 30 und einem Brechungsindex von 1,584.
(3) Brechungsindex-verbesserte GF1; Glasfasern, die jeweils einen gehackten Strang mit einem Brechungsindex von 1,584 und mit einem spezifischen Gewicht von 2,70 mit dem Maß φ von 13 µm × 3 mm einschließen [hergestellt von ASAHI FIBER GLASS Co., LTD.; Glaszusammensetzung: SiO₂ 52,6 Masse-%, Al₂O₃ 13,3 Masse-%, CaO 21,8 Masse-%, TiO₂ 5,9 Masse-%, B₂O₃ 5,9 Masse-%, MgO 0,5 Masse-%].
(4) Brechungsindex-verbesserte GF2; gemahlene Fasern, erhalten durch Mahlen der Glasfasern, die jeweils einen gehackten Strang mit einem Brechungsindex von 1,584 und einem spezifischen Gewicht von 2,70 mit dem Maß φ von 13 µm × 3 mm einschließen [hergestellt von ASAHI FIBER GLASS Co., Ltd., die Glaszusammensetzung ist die gleiche wie in Punkt (3)].
(5) GF1; Glasfasern, die jeweils einen gehackten Strang einschlossen, der aus einem E-Glas mit einem Brechungsindex von 1,555 und einem spezifischen Gewicht von 2,54 hergestellt wird und mit dem Maß φ von 13 µm × 3 mm [hergestellt von ASAHI FIBER GLASS CO., Ltd., Marke „03MA409C“, Glaszusammensetzung: SiO₂ 55,4 Masse-%, Al₂O₃ 14,1 Masse-%, CaO 23,2 Masse-%, B₂O₃ 6,0 Masse-%, MgO 0,4 Masse-%, Na₂O + K₂O + Li₂O = 0,7 Masse-%, Fe₂O₃ 0,2 Masse-%, F₂ 0,6 Masse-%]
(6) Stabilisator 1; Octadecyl-3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat [hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Inc., Marke „Irganox® 1076“]
(7) Stabilisator 2; Tris(2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphit [hergestellt von Ciba Specialty Chemicals Inc., Marke „Irgafos® 168“]
(8) Trennmittel; Pentaerythrittetrastearat [hergestellt von RIKEN VITAMIN CO., LTD., Marke „EW440A“]
(9) Flammhemmhilfsmittel 1; eine reaktive Silikonverbindung mit einem Brechungsindex von 1,51 und mit einer Vinylgruppe und einer Methoxygruppe als funktionelle Gruppen [hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Marke „KR-219“]
(10) Flammhemmhilfsmittel 2; eine reaktive Silikonverbindung mit einem Brechungsindex von 1,49 und mit einer Vinylgruppe und mit einer Methoxygruppe als funktionelle Gruppe [hergestellt von Dow Corning Corporation, Marke „DC3037“]
(11) Flammhemmhilfsmittel 3; Polytetrafluorethylenharz [hergestellt von ASAHI Fluorpolymer, Marke „CD076“]
(12) Farbmittel; MACROLEX® Violet [hergestellt von Bayer AG]

Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6
In jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden die jeweiligen Komponenten in einem in Tabelle 1 gezeigten Mischverhältnis gemischt, und das Gemisch wurde geschmolzen und mit einem biaxialen Extruder [hergestellt von TOSHIBA MACHINE CO., LTD., Gerätename „TEM-35B“] bei 280 °C verknetet, wodurch flammhemmende PC-Harzzusammensetzungspellets hergestellt wurde.

Eine Probe wurde aus den jeweiligen Pellets, wie vorstehend beschrieben, pressgeformt, und seine mechanischen Eigenschaften, das Flammhemmvermögen, und die optischen Eigenschaften wurden bestimmt. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 1-1

		Beispiel
		1	2	3	4	5	6	7
PC-Harzzusammensetzung (Masseteile)	allgemeines PC-Harz	67,5	67,5	60,0	52,5	52,5	45,0	60,0
	PC-PDMS-Copolymer	22,5	22,5	20,0	17,5	17,5	15,0	20,0
	GF1, brechungsindexverbessert	10,0	10,0	20,0	30,0	20,0	40,0	20,0
	GF2, brechungsindexverbessert	-	-	-	-	10,0	-	-
	GF1	-	-	-	-	-	-	-
	Stabilisator 1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	Stabilisator 2	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	Trennmittel	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
	Flammhemmhilfsmittel 1	0,3	-	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
	Flammhemmhilfsmittel 2	-	0,5	-	-	-	-	-
	Flammhemmhilfsmittel 3	-	-	-	-	-	-	-
	Farbmittel	-	-	-	-	-	-	-
Unterschied zwischen Brechungsindex des PC-Harzes und Brechungsindex von GF		0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001
mechanische Merkmale	Zugbruchfestigkeit (MPa)	80	100	100	115	110	127	100
	Zugdehnung (%)	5	4	4	3	4	2	4
	Biegefestigkeit (MPa)	120	140	140	170	150	180	140
	Biegemodul (MPa)	3 900	5 900	5 900	8 400	6 100	10 800	5 900
	Izod-Schlagzähigkeit ([gekerbt] (kJ/m²)	10	14	14	15	14	15	15
	Durchbiegungstemperatur (°C)	141	142	142	144	143	144	141
	spezifisches Gewicht	1,27	1,33	1,33	1,42	1,42	1,52	1,33
Flammhemmvermögen	UL-94 [Probendicke: 1,5 mm]	V-0	V-0	V-0	V-0	V-0	V-0	V-0
optische Merkmale [T = 2 mm]	Gesamtlichtdurchlässigkeit (%)	88	87	86	85	85	84	86
	Trübungswert (%)	12	12	18	24	19	29	18
	60° -Spiegelglanz	119	119	110	99	106	91	110

Anmerkung: „Unterschied zwischen Brechungsindex des PC-Harzes und Brechungsindex von GF“ stellt einen Unterschied zwischen dem Brechungsindex der Summe von allgemeinem PC-Harz- und PC-PDMS-Copolymer und dem Brechungsindex von Brechungsindex-verbesserter GF1 und/oder Brechungsindex-verbesserter GF2 oder von GF1 dar. Tabelle 1-2

		Beispiel	Vergleichsbeispiel
		8	1	2	3	4	5	6
PC-Harzzusammensetzung (Masseteile)	allgemeines PC-Harz	60,0	80,0	60,0	60,0	67,5	45,0	67,5
	PC-PDMS-Copolymer	20,0	-	20,0	20,0	22,5	15,0	22,5
	GF1, Brechungsindexverbessert	20,0	20,0	20,0	20,0	-	-	-
	GF2, brechungsindexverbessert	-	-	-	-	-	-	-
	GF1	-	-	-	-	10,0	40,0	10,0
	Stabilisator 1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	Stabilisator 2	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	Trennmittel	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
	Flammhemmhilfsmittel 1	0,3	-	-	-	0,3	0,3	0,3
	Flammhemmhilfsmittel 2	-	-	-	-	-	-	-
	Flammhemmhilfsmittel 3	-	-	0,3	-	-	-	-
	Farbmittel	0,001	-	-	-	-	-	0,001
Unterschied zwischen Brechungsindex des PC-Harzes und Brechungsindex von GF		0,001	0,001	0,001	0,001	0,030	0,030	0,030
mechanische Merkmale	Zugbruchfestigkeit (MPa)	100	100	100	100	80	127	80
	Zugdehnung (%)	4	4	4	4	5	2	5
	Biegefestigkeit (MPa)	140	140	140	140	120	180	120
	Biegemodul (MPa)	5 900	5 900	5 900	5 900	3 900	10 800	3 900
	Izod-Schlagzähigkeit ([gekerbt] (kJ/m²)	15	14	14	14	10	15	10
	Durchbiegungstemperatur (°C)	141	142	142	142	141	144	141
	spezifisches Gewicht	1,33	1,33	1,33	1,33	1,27	1,52	1,27
Flammhemmvermögen	UL-94 [Probendicke: 1,5 mm]	V-0	V-2 aus	V-0	V-1	V-0	V-0	V-0
optische Merkmale [T = 2 mm]	Gesamtlichtdurchlässigkeit (%)	86	86	54	86	43	18	43
	Trübungswert (%)	18	18	79	18	91	94	91
	60° -Spiegelglanz	110	110	81	110	72	53	72

Anmerkung: „Unterschied zwischen Brechungsindex des PC-Harzes und Brechungsindex von GF“ stellt einen Unterschied zwischen dem Brechungsindex der Summe von allgemeinem PC-Harz- und PC-PDMS-Copolymer und dem Brechungsindex von Brechungsindex-verbesserter GF1 und/oder Brechungsindex-verbesserter GF2 oder von GF1 dar.
Tabelle 1 zeigt das Folgende.
Die Beispiele 1 bis 8 zeigen, dass, wenn eine reaktive funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung einer Kombination zugesetzt wird, die aus einem PC-Harz (die Summe des allgemeinen PC-Harzes und des PC-PDM-Copolymers) und einem Glas-Füllstoff mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des PC-Harzes gebildet ist, zugesetzt wird, die resultierende Harzzusammensetzung mit einem hervorragenden Flammhemmvermögen ausgestattet werden kann, während ihre Transparenz, Festigkeit und Wärmebeständigkeit beibehalten werden.
Vergleichsbeispiel 1 zeigt ein Beispiel für eine Kombination, die aus dem PC-Harz und dem Glas-Füllstoff mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des PC-Harzes, gebildet ist, wobei das Copolymer mit Organosiloxan nicht in dem PC-Harz enthalten ist und dem nicht die reaktive funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung zugesetzt wird. In diesem Fall kann die resultierende Harzzusammensetzung ihre Transparenz, Festigkeit und Wärmebeständigkeit beibehalten, kann allerdings nicht mit Flammhemmvermögen ausgestattet werden.
Vergleichsbeispiel 2 zeigt den Fall einer Kombination, die aus dem PC-Harz und dem Glas-Füllstoff mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des PC-Harzes, gebildet ist, der ein Polytetrafluorethylenharz als Tropfhemmer zugesetzt wird. In diesem Fall kann die resultierende Harzzusammensetzung ihr Flammhemmvermögen, ihre Festigkeit und Wärmebeständigkeit beibehalten, kann jedoch nicht mit ausreichender Transparenz ausgestattet werden.
Vergleichsbeispiel 3 zeigt, dass in dem Fall, wobei die reaktive funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung nicht der Kombination, die aus dem PC-Harz und dem Glas-Füllstoff mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger kleiner oder größer ist als derjenige des PC-Harzes, gebildet ist, zugesetzt wird, die resultierende Harzzusammensetzung ihre Transparenz, Festigkeit und Wärmebeständigkeit beibehalten kann, jedoch nicht mit ausreichender Flammhemmvermögen ausgestattet werden kann.
Die Vergleichsbeispiele 4 bis 6 zeigen jeweils, dass in dem Fall, wobei die reaktive funktionelle Gruppe enthaltende Silikonverbindung einer Kombination, die aus dem PC-Harz und einem aus dem E-Glas (Brechungsindex: 1,555) hergestellten Glas-Füllstoff gebildet ist, zugesetzt wird, die resultierende Harzzusammensetzung mit Flammhemmvermögen ausgestattet werden kann, während ihre Festigkeit und Wärmebeständigkeit beibehalten werden, jedoch ihre Transparenz nicht beibehalten kann.
Industrielle Anwendungsmöglichkeit
Die erfindungsgemäße flammhemmende PC-Harzzusammensetzung enthält den Glas-Füllstoff mit einem Brechungsindex nahe demjenigen des aromatischen Polycarbonatharzes, ist beispielsweise in Transparenz, mechanischer Festigkeit, Schlagzähigkeit und Wärmebeständigkeit hervorragend und ist auch ohne die Verwendung eines Flammhemmers mit hohem Flammhemmvermögen ausgestattet. Der erfindungsgemäße PC-Harz-Formgegenstand, der unter Verwendung der Zusammensetzung erhalten wird, kann zweckmäßigerweise in verschiedenen Gebieten Anwendungen finden.

Claims

Eine flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung, die eine Kombination einschließt, einschließlich (A) 60 bis 90 Masse-% eines aromatischen Polycarbonatharzes, das (a-1) ein aromatisches Polycarbonatharz und (a-2) ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer enthält und (B) 40 bis 10 Masse-% eines Glas-Füllstoffs mit einem Brechungsindex, der um 0,002 oder weniger größer oder kleiner ist als der Brechungsindex des aromatischen Polycarbonatharzes als Komponente (a-1) und (C) 0,05 bis 2,0 Masseteile einer Silikonverbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe bezüglich 100 Massenteilen der Kombination, wobei das Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer (a-2) im aromatischen Polycarbonatharz (A) eine Polyorganosiloxaneinheit in einem Verhältnis von 0,3 bis 5 Masse-% enthält.
Die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das aromatische Polycarbonatharz als die Komponente (A) 10 bis 40 Masse-% des Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymers enthält.
Die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Glas-Füllstoff als die Komponente (B) Glasfasern und/oder gemahlene Fasern einschließt.
Die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach Anspruch 1, die 0,00001 bis 0,01 Masseteile eines Farbmittels bezüglich 100 Masseteile der Kombination, einschließlich Komponente (A) und Komponente (B), einschließt.
Die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Glas-Füllstoff (B) 50 bis 60 Masse-% Siliciumdioxid (SiO₂), 10 bis 15 Masse-% Aluminiumoxid (Al₂O₃), 15 bis 25 Masse-% Calciumoxid (CaO), 2 bis 10 Masse-% Titanoxid (TiO₂), 2 bis 8 Masse-% Boroxid (B₂O₃), 0 bis 5 Masse-% Magnesiumoxid (MgO), 0 bis 5 Masse-% Zinkoxid (ZnO), 0 bis 5 Masse-% Bariumoxid (BaO), 0 bis 5 Masse-% Zirkoniumoxid (ZrO₂), 0 bis 2 Masse-% Lithiumoxid (Li₂O), 0 bis 2 Masse-% Natriumoxid (Na₂O) und 0 bis 2 Masse-% Kaliumoxid (K₂O) enthält, und einen Gesamtgehalt an Lithiumoxid (Li₂O), Natriumoxid (Na₂O) und Kaliumoxid (K₂O) von 0 bis 2 Masse-% aufweist.
Die flammhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Glas-Füllstoff (B) 50 bis 60 Masse-% Siliciumdioxid (SiO₂), 10 bis 15 Masse-% Aluminiumoxid (Al₂O₃), 15 bis 25 Masse-% Calciumoxid (CaO), 2 bis 5 Masse-% Titanoxid (TiO₂), 0 bis 5 Masse-% Magnesiumoxid (MgO), 0 bis 5 Masse-% Zinkoxid (ZnO), 0 bis 5 Masse-% Bariumoxid (BaO), 0 bis 5 Masse-% Zirkoniumoxid (ZrO₂), 0 bis 2 Masse-% Lithiumoxid (Li₂O), 0 bis 2 Masse-% Natriumoxid (Na₂O) und 0 bis 2 Masse-% Kaliumoxid (K₂O) enthält, im Wesentlichen frei ist von Boroxid (B₂O₃), und einen Gesamtgehalt an Lithiumoxid (Li₂O), Natriumoxid (Na₂O) und Kaliumoxid (K₂O) von 0 bis 2 Masse-% aufweist.
Ein Polycarbonatharz-Formgegenstand, der durch Pressformen der flammhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, um eine Dicke von 0,3 bis 10 mm aufzuweisen, erhalten wird.
Der Polycarbonatharz-Formgegenstand nach Anspruch 7, wobei der Polycarbonatharz-Formgegenstand durch Spritzguss bei einer Formtemperatur von 120 °C oder höher erhalten wird.
Der Polycarbonatharz-Formgegenstand nach Anspruch 7, wobei der Polycarbonatharz-Formgegenstand eine Gesamtlichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 80 % oder mehr und einen Trübungswert von 40 % oder weniger aufweist.
Der Polycarbonatharz-Formgegenstand nach Anspruch 7, wobei der Polycarbonatharz-Formgegenstand einen 60°-Spiegelglanz von 90 oder mehr aufweist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Polycarbonatharz-Formgegenstands, das die Durchführung eines Spritzgusses mit der flammhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bei einer Formtemperatur von 120 °C oder höher, um ein pressgeformtes Produkt mit einer Dicke von 0,3 bis 10 mm herzustellen, einschließt.