DE19953297B4

DE19953297B4 - Flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz und deren Verwendung

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Publication number: DE19953297B4
Application number: DE19953297A
Authority: DE
Inventors: Akio Nodera; Naoki Mitsuta; Noritada Takeuchi
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2019-11-06
Also published as: JP2000143965A; DE19953297A1; US6197857B1; JP3432434B2

Abstract

Flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz zur Herstellung eines Formproduktes, die 100 Gewichtsanteile eines Harzes enthält, das sich zusammensetzt aus (A) von 60 bis 99 Gew.% eines Polycarbonatharzes und (B) von 40 bis 1 Gew.% eines kautschukmodifizierten Styrolharzes, (C) von 1 bis 30 Gewichtsanteilen einer Phosphatesterverbindung, pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes, und (D) von 0,3 bis 3 Gewichtsanteilen eines Silikonöls mit einer Viskosität von 2.000 bis 15.000 mm2/s gemessen bei 25°C, pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes, und (F) welche ferner 0,5 bis 30 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes an einem Verbundwerkstoff aus einem Kautschuk und einem Pfropfpolymer enthält, welcher durch Pfropfpolymerisation eines Verbundkautschuks, der sich aus einem Polyorganosiloxan und einem Polyalkyl(meth)acrylat zusammensetzt, mit einem Vinylmonomer erhalten wird, wobei das aus (A) und (B) zusammengesetzte Harz 4 Gew.% oder weniger einer...

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung aus Polycarbonatharz gemäß den Patentansprüchen. Insbesondere bezieht sie sich auf eine flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz, welche eine exzellente Entflammungsverzögerung und eine exzellente Formbarkeit und Schlagbiegefestigkeit besitzt, welche ein hervorragendes äußeres Aussehen des Formteils und eine hervorragende Gleiteigenschaft aufweist, und welche durch Spritzgießen für Ausrüstungen zur Büroautomatisierung und für elektrische Hausgeräte verwendet wird, und diese Erfindung bezieht sich auf die Verwendung dieser Zusammensetzung gemäß den Patentansprüchen.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Da Polycarbonatharze die Vorteile von Schlagbiegefestigkeit, Hitzebeständigkeit und guten elektrischen Eigenschaften besitzen, haben diese viele Anwendungen in verschiedenen Bereichen, wie zum Beispiel, in Geräten zur Büroautomatisierung, in Geräten im Bereich Informations- und Kommunikationstechnik, für elektrische und elektronische Geräte, in Autoteilen und in Baumaterialien. Jedoch existieren einige Probleme mit Polycarbonatharzen, da diese hohe Formungs- und Betriebstemperaturen benötigen, und ihre Schmelzfluidität gering ist.
Auf der anderen Seite können die Formteile von Teilen und Gehäusen für Büroautomationsgeräte, wie z. B. Kopierer und Faxgeräte, und für andere elektrische und elektronische Geräte, wie z. B. die oben angesprochenen, eine komplizierte Gestalt besitzen mit örtlichen Vorsprüngen oder Vertiefungen, zum Beispiel, da sie Rippen oder Vorsprünge enthalten, und die notwendigerweise leichtgebaut und dünnwandig sein sollten, unter dem Gesichtspunkt der Ressourceneinsparung. Aus diesem Grund sind Zusammensetzungen aus Polycarbonatharz mit einer erhöhten Schmelzfluidität erwünscht, oder, was dies bedeutet, die eine erhöhte Formbarkeit durch Spritzguss besitzen.
Auf der anderen Seite sind Zusammensetzungen von Polycarbonatharzen, zu denen Styrolharze, wie zum Beispiel Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harze (ABS Harze), Acrylnitril-Styrol-Harze (AS-Harze) und dergleichen, zugegeben wurden, als Polymerlegierungen bekannt, und diese besitzen viele Anwendungen in dem Bereich der Formbildung, da sie gute Hitzebeständigkeit und Schlagbiegefestigkeit besitzen. In der Regel gilt, dass Polycarbonatharze selbstauslöschend sind. Jedoch einige ihrer Anwendungen in Büroautomatisierungsgeräten, elektrischen und elektronischen Geräten und ähnliche, benötigen einen hohen Wert an Entflammungsverzögerung.
Um die obigen Bedürfnisse zu erfüllen, wurden verschiedene Verfahren vor diesem vorgeschlagen. Konkret offenbart JP-A 61-55145 eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die (A) ein aromatisches Polycarbonatharz, (B) ein ABS Harz, (C) ein AS-Harz, (D) eine Halogenverbindung, (E) ein Phosphat und (F) eine Polytetrafluorethylenkomponente enthält. JP-A 2-32154 offenbart eine Polycarbonatzusammensetzung zum Formen mit einer hohen Entflammungsverzögerung und einer hohen Schlagbiegefestigkeit, welche (A) ein aromatisches Polycarbonatharz, (B) ein ABS-Harz, (C) ein AS-Harz, (D) ein Phosphat und (E) eine Polytetrafluorethylenkomponente enthält.
Mittlerweile ist ein Polycarbonatharz manchmal minderwertiger gegenüber einem Nylonharz oder einem Polyacetatharz in Bezug auf die Gleiteigenschaft und der Abriebbeständigkeit, und es kann somit nicht in Gleitteilen und Lagern genutzt werden. Um die Gleiteigenschaft des Formproduktes aus Polycarbonatharz zu verbessern, wurde bisher ein Verfahren zum Beschichten mit einem Schmierfett oder einem Öl eingesetzt. Dieses Verfahren ist jedoch problematisch in so fern, als das Beschichten mit einem Schmierfett oder einem Öl benötigt wird, und feine Partikel eine ungünstige Wirkung, wie z. B. Verunreinigung von anderen Teilen, besitzen, und dass sich die Gleiteigenschaft im Laufe der Zeit ändert. Aus diesem Grund war es nötig, die Gleiteigenschaft des Polycarbonatharzes selber zu verbessern.
Als ein Verfahren zum Verbessern der Gleiteigenschaft eines Polycarbonatharzes, (1) existiert im Allgemeinen ein Verfahren, in dem ein Polycarbonatharz mit Polytetrafluorethylen vermischt wird. Jedoch liegt der Schmelzpunkt hoch, es wird eine Pulverisierung benötigt, und die Kosten sind hoch. Entsprechend wird diese Verbindung in nur geringen Mengen verwendet. Wenn die Menge dieser Verbindung erhöht wird, verschlechtert sich manchmal die Oberfläche des Formproduktes und die Gleiteigenschaft wird nicht zwangsläufig verbessert. (2) In einem Verfahren, in dem ein Polycarbonatharz mit einem Schmiermittel vermischt wird, wie z. B. einem Polyethylenwachs, einem flüssigen Paraffin, einer höheren Fettsäure, einem Fettsäureamid oder einem Ester einer Fettsäure und eines Alkohols, wird die Zugabe von einer relativ großen Menge an Schmiermittel benötigt, und das Problem des Ausblutens tritt manchmal auf.
Ferner (3) offenbaren JP-A-60-144351 und JP-A-1-259059 ein Verfahren, in dem ein Polycarbonatharz mit Polyethylen mit einem extrem hohen Molekulargewicht, d. h. einem mittleren Molekulargewicht bezogen auf die Viskosität von 1.000.000 oder höher besitzt, alleine oder in Kombination mit Polytetrafluorethylen gemischt wird. In diesem Verfahren ist jedoch in einigen Fällen Polyethylen nicht geschmolzen, das Dispersionsvermögen ist gering und ein Formprodukt hat kaum eine gute Oberfläche. Noch weiter offenbart JP-A-9-279006 eine gleitfähige Harzzusammensetzung, die folgendes beinhaltet, ein Polytetrafluorethylenharz, ein Polyethylenharz mit einem mittleren Molekulargewicht bezogen auf die Viskosität von 1.000 bis 10.000, einen schuppigen anorganischen Füllstoff, ein mit Verbundkautschuk gepfropftes Polymer und einen Flammenhemmstoff. Diese Verfahren nutzen das Polyethylenharz. Jedoch wird entweder Polytetrafluorethylen oder Polyethylen mit einem extrem hohen Molekulargewicht verwendet, und die Probleme, die von diesen Harzen herrühren, bleiben immer noch bestehen.
Zusätzlich ist eine Zusammensetzung, die eine Silikonverbindung enthält bekannt. Zum Beispiel (4) offenbart JP-A-8-12868 . eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die durch Vermischen von 100 Gewichtsanteilen einer Harzzusammensetzung, die (A) ein aromatisches Polycarbonat, (B) ein ABS-Harz und/oder (C) ein AS-Harz enthält, mit (D) von 0,01 bis 5 Gewichtsanteilen eines Fluorharzes und/oder eines Silikons und (E) von 1 bis 40 Gewichtsanteile einer spezifischen Phosphatesterverbindung erhalten wird. Ferner offenbart JP-A-8-295796 eine flammenhemmende Harzzusammensetzung, die (A) ein thermoplastisches Harz, das von 99 bis 5 Gew.% eines spezifischen Polycarbonatharzes und von 1 bis 95 Gew.% des anderen Harzes, wie z. B. ABS, enthält, (B) eine Phosphorverbindung und (C) zumindest eine Sorte, die ausgewählt wird aus einem Silikon, einem Fluorharz und einem Phenolharz, enthält. Eine flammhemmende Zusammensetzung bestehend aus einem Polycarbonatharz, einem Styrolharz, einer Phosphorverbindung, einem Silikonöl und einem Verbundwerkstoff aus einem Kautschuk und einem Propfpolymer wird in JP-A-8-319387 beschrieben.
Jedoch werden die Silikone in diesen Dokumenten angegeben vom selben Typ von Zusatzmittel zu sein, wie die anderen Fluorharze, und sie werden genutzt zum Vermitteln der Entflammungsverzögerung. Außerdem wird nur ein Öl mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von mehreren Hundert bis mehreren Millionen, ein Kautschuk, ein Lack, ein Pulver und Pellets als die Silikone aufgeführt. Insofern es das Silikonöl betrifft, wird nur ein Silikonöl mit einer Viskosität von 30.000 mm²/s in den Beispielen dargestellt.
Darüber hinaus offenbart (5) JP-A-10-101920 eine Harzzusammensetzung, die folgendes enthält (A) von 30 bis 90 Gew.% eines spezifischen Polycarbonatharzes, (B) von 1 bis 50 Gew.% eines ABS-Harzes und (C) von 0,5 bis 30 Gew.% einer Substanz, die ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus einem niedrigmolekularen Polyolefin, einem Silikonöl und aus feinen Partikeln eines Silikonharzes besteht, und eine gleitfähige Zusammensetzung enthält, die darüber hinaus von 1 bis 30 Gew.% einer Phosphatesterverbindung enthält. Jedoch sind die Silikone, die in diesen Dokumenten offenbart werden, Silikonharzöle und feine Partikel aus Silikon, und der Gebrauch von optionalen Silikonen ist nur offenbart. Ferner werden in Beispielen Silikonöle und feine Partikel aus Silikonharz vorgestellt, und diese werden im Wesentlichen beschrieben, den gleichen Effekt bzgl. der Gleitfähigkeit zu besitzen.
Mischungen aus einem aromatischen Polycarbonatharz und einem kautschukmodifizierten Styrolharz werden in EP 0 767 215 A1 beschrieben. Solche Mischungen weisen üblicherweise eine niedrige Kompatibilität auf und um dieses Problem zu vermeiden wird ein Kompatibilitätsvermittler hinzugefügt. Das kautschukmodifizierte Styrolharz umfasst als Matrix ein Styrolpolymer welches darin dispergierte Gummipartikel umfasst. Der Kompatibilitätsvermittler ist ein Copolymer welches ein aromatisches Vinylmonomer und ein Comonomer das mit dem aromatischen Vinylmonomer copolymerisiert werden kann aufweist, oder ein Propfcopolymer das ein Kautschukpolymer mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von –30°C oder weniger und damit gepropft ein aromatisches Vinylmonomer und ein Monomer das mit dem aromatischen Vinylmonomer copolymerisiert werden kann enthält.
Eine flammenhemmende Zusammensetzung wird in EP 0 520 186 A1 beschrieben, welche 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes aus einem Polycarbonatharz oder aus einer Mischung eines Polycarbonatharzes und eines weiteren Harzes das nicht ein Polycarbonatharz ist, 0,1 bis 40 Gewichtsteile einer Phosphorverbindung, 0,001 bis 40 Gewichtsteile einer Borverbindung und 0,01 bis 5 Gewichtsteile eines Polyorganosiloxan und/oder 0,001 bis 5 Gewichtsteile eines Fluorharzes umfasst.
Weitere flammenhemmende Verbindungen werden in US 5,658,974 beschrieben. Es betrifft Kombinationen von Polycarbonat und Propfpolymeren welche gegebenenfalls ein Copolymer und/oder Polyalkylenterephthalat enthalten und ein Silikonharz in Kombination mit einer Mischung von einem Monophosphat und oligomeren Polyphosphaten als Flammenhemmer verwenden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der Erfindung, unter diesen Umständen eine flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz bereitzustellen, in der, wenn die Gleitfähigkeit beim Formen eines dünnen und komplizierten Formproduktes aus Polycarbonatharz verbessert wird, welches in einer Büroautomatisierungsausrüstung, in Informations- und Kommunikationsgeräten, in elektrischen und elektronischen Geräten, in elektrischen Hausgeräten und in Automobilen verwendet werden, das Aussehen und die Gleiteigenschaft des Formproduktes, die praktisch am wichtigsten sind, beide zufriedenstellend sind.
Um das Ziel dieser Erfindung zu erreichen, haben die jetzigen Erfinder eifrig Untersuchungen für die Verbesserung der Gleiteigenschaft einer flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz durchgeführt, die durch Vermischen eines Harzes, das aus einem Polycarbonatharz und einem Styrolharz besteht, und das eine gute Fließfähigkeit besitzt, mit einer Phosphatesterverbindung erhalten wird. Konsequenterweise haben sie gefunden, dass diese Probleme durch geeignetes Auswählen eines spezifischen Silikons gelöst werden können. Dieser Befund führte zu der Vervollständigung dieser Erfindung.
Somit beinhaltet die Erfindung das Folgende.

(1) Flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz zur Herstellung eines, Formproduktes mit einem hervorragenden Aussehen, die 100 Gewichtsanteile eines Harzes enthält, das sich zusammensetzt aus (A) von 60 bis 99 Gew.% eines Polycarbonatharzes und (B) von 40 bis 1 Gew.% eines kautschukmodifizierten Styrolharzes, (C) von 1 bis 30 Gewichtsanteilen einer Phosphatesterverbindung, pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes, und (D) von 0,3 bis 3 Gewichtsanteilen eines Silikonöls mit einer Viskosität von 2.000 bis 15.000 mm²/s gemessen bei 25°C, pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes, und (F) welche ferner 0,5 bis 30 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes an einem Verbundwerkstoff aus einem Kautschuk und einem Pfropfpolymer enthält, welcher durch Pfropfpolymerisation eines Verbundkautschuks, der sich aus einem Polyorganosiloxan und einem Polyalkyl(meth)acrylat zusammensetzt, mit einem Vinylmonomer erhalten wird, wobei das aus (A) und (B) zusammengesetzte Harz 4 Gew.% oder weniger einer Kautschukkomponente enthält.
(2) Flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz wie in (1) aufgeführt, die ferner 0,05 bis 5 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes an (E), einem Fluorolefinharz, enthält.
(3) Verwendung der flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz wie in (1) oder (2) aufgeführt zur Herstellung eines Formprodukts.
(4) Verwendung der flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz wie in (3) aufgeführt zur Herstellung eines Formprodukts zum Gleiten.
(5) Verwendung der flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz wie in (3) aufgeführt zur Herstellung eines CD- oder Drehlagers eines Kathodenstrahlröhrenbildschirms.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zuerst werden die Komponenten (A) bis (D), welche die flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz der Erfindung bilden, unten beschrieben.
(A) Polycarbonatharz (PC):
Das Polycarbonatharz, das als Komponente (A) in der Harzzusammensetzung dient, ist nicht besonders festgelegt, und kann irgendein und jedes in der Technik bekannte sein. Im Allgemeinen werden aromatische Polycarbonate verwendet, die aus Diphenolen und Carbonatvorläufern hergestellt werden. Zum Beispiel werden Polycarbonate verwendet, die durch das Reagieren eines Diphenols und einem Polycarbonatvorläufers in einem Lösungsverfahren oder in einem Schmelzverfahren hergestellt werden, wie z. B. diejenigen, die durch die Reaktion eines Diphenols mit Phosgen oder durch Veresterung eines Diphenols mit einem Diphenylcarbonat erhalten werden.
Verschiedene Diphenole sind verwendbar, einschließlich, zum Beispiel, 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)cycloalkane, bis(4-Hydroxyphenyl)oxid, bis(4-Hydroxyphenyl)sulfid, bis(4-Hydroxyphenyl)sulfon, bis(4-Hydroxyphenyl)sulfoxide, bis(4-Hydroxyphenyl)ether, bis(4-Hydroxyphenyl)keton, etc.
Zur Verwendung als Diphenole hierin werden bis(Hydroxyphenyl)alkane, insbesondere Bisphenol A bevorzugt. Die Carbonatvorläufer zur Verwendung in dieser Erfindung umfassen zum Beispiel, Carbonylhalogene, Carbonylester, Halogenformiate, konkret, Phosgen, Diphenoldihalogenformiate, Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, etc. Andere Diphenole, wie z. B. Hydrochinon, Resorcinol, Catechol und desgleichen sind ebenso in der Erfindung verwendbar. Die hierin angesprochenen Diphenole können entweder einzeln oder kombiniert verwendet werden.
Das Polycarbonatharz kann eine verzweigte Struktur besitzen, wobei das Verzweigungsmittel 1,1,1-tris(4-Hydroxyphenyl)ethan, α,α',α''-tris(4-Hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzol, Phloroglucin, Trimellithsäure, Isatin-bis(o-cresol), etc beinhalten. Zur Kontrolle des Molekulargewichtes des Polycarbonatharzes, sind Phenol, p-t-Butylphenol, p-t-Octylphenol, p-Cumylphenol, etc. einsetzbar.
Das Polycarbonatharz zur Verwendung in der Erfindung kann ein Copolymer sein, das eine Polycarbonatheinheit und eine Polyorganosiloxaneinheit besitzt, oder es kann eine Einheit des Copolymeres enthalten. Das Copolymer kann ein Polyester-Polycarbonatharz sein, das durch Polymerisation eines Polycarbonates in Gegenwart eines Estervorläufers, wie z. B. einer bifunktionellen Carbonsäure (z. B. Terephthalsäure) oder ihrer esterbildenden Derivaten hergestellt wird. Verschiedene Arten von unterschiedlichen Polycarbonatharzen können gemischt werden, um ein gemischtes Polycarbonatharz zur Verwendung in der Erfindung zu ergeben.
Im Hinblick auf seine mechanische Festigkeit und Formbarkeit besitzt das Polycarbonatharz, das die Komponente (A) in der Erfindung darstellt, vorzugsweise ein durchschnittliches Molekulargewicht bezogen auf die Viskosität von 10.000 bis 100.000, besser noch von 14.000 bis 40.000, und insbesondere von 16.000 bis 30.000. Im Hinblick auf den Umweltschutz ist es wünschenswert, dass das Polycarbonatharz, aus dem die Zusammensetzung besteht, kein Halogen in seiner Struktur besitzt.
(B) Styrolharz:
Als Styrolharz werden hierin kautschukartige polymermodifizierte Styrolharze verwendet. Die modifizierten Styrolharze sind vorzugsweise schlagzähe Styrolharze, wie z. B. durch Pfropfpolymerisation von kautschukartigen Polymeren mit Styrolmonomeren erzeugte. Die kautschukmodifizierten Styrolharze beinhalten zum Beispiel schlagzähe Polystyrole (HIPS), wie z. B. hergestellt durch Additionspolymerisation von kautschukartigen Polymeren, wie z. B. Polybutadien oder desgleichen mit Styrol; ABS-Harze, wie durch Additionspolymerisation von Polybutadien mit Acrylnitril und Styrol erzeugt; MBS-Harze, wie durch Additionspolymerisation von Polybutadien mit Methylmethacrylat und Styrol erzeugt, etc. Diese kautschukmodifizierten Styrolharze können kombiniert werden.
In den kautschukmodifizierten Styrolharzen kann die Menge des kautschukartigen Polymers, um dieses zu modifizieren, zum Beispiel zwischen 2 und 30 Gew.% liegen, jedoch vorzugsweise liegt sie zwischen 3 und 20 Gew.%, weiterhin, insbesondere im Hinblick auf die Gleiteigenschaft, liegt sie vorzugsweise zwischen 4 und 15 Gew.%. Wenn die Menge des modifizierenden kautschukartigen Polymer weniger als 2 Gew.% beträgt, wird die Harzzusammensetzung nur eine geringe Schlagbiegefestigkeit besitzen. Wenn auf der anderen Seite diese oberhalb von 30 Gew.% liegt, wird die thermische Stabilität der Harzzusammensetzung herabgesetzt, und die Schmelzfluidität dieser wird ebenso herabgesetzt. Wenn dies so ist, wird die Harzzusammensetzung unvorteilhafterweise gelieren oder sich gelb färben, weiterhin wird die Gleiteigenschaft manchmal vermindert. Spezifische Beispiele von kautschukartigen Polymeren beinhalten Polybutadien, kautschukartige Polymere, die Acrylat und/oder Methacrylat besitzen, Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk (SBS-Kautschuk), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Acryl-Kautschuk, Isoprenkautschuk, Isopren-Styrol-Kautschuk, Isopren-Acryl-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, etc.
Von diesen wird insbesondere Polybutadien bevorzugt. Das hierin nutzbare Polybutadien kann jedes niedrig-cis-Polybutadien (zum Beispiel mit 1 bis 30 mol% 1,2-Vinylbindungen und von 30 bis 42 mol% 1,4-cis-Bindungen) oder hoch-cis-Polybutadien sein (zum Beispiel mit höchstens 20 mol% 1,2-Vinylbindungen und mindestens 78 mol% an 1,4-cis Bindungen) und sogar deren Mischungen.
Die flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz dieser Erfindung soll die Fließfähigkeit der Schmelze der Harzzusammensetzung durch Mischen eines Polycarbonatharzes mit einem Styrolharz verbessern. Das Verhältnis der beiden Harze ist derart, dass das Polycarbonatharz (A) zwischen 60 und 99 Gew.%, vorzugsweise zwischen 70 und 97 Gew.% beträgt und das Styrolharz (B) zwischen 40 und 1 Gew.%, vorzugsweise zwischen 30 and 3 Gew.% beträgt. Wenn der Anteil des Polycarbonatharzes (A) weniger als 60 Gew.% beträgt, ist die Hitzebeständigkeit, die Festigkeit und die Gleiteigenschaft nicht zufriedenstellend. Wenn der Anteil des Styrolharzes (B) weniger als 1 Gew.% beträgt, ist die Wirkung der Verbesserung der Formbarkeit nicht zufriedenstellend. Ferner liegt der Gehalt an der Kautschukkomponente in dem aus (A) und (B) bestehenden Harz bei 4 Gew.% oder weniger, vorzugsweise 3.5 Gew.% oder weniger, insbesondere 3 Gew.% oder weniger. Wenn der Gehalt an Kautschuk die 4 Gew.% übersteigt, wird die Gleiteigenschaft schlecht und die Oberflächeneigenschaft und die Gleiteigenschaft werden manchmal insbesondere beim wiederholtem Gleiten vermindert.
Diese Mengen werden festgelegt, wenn benötigt, im Hinblick auf das Molekulargewicht des Polycarbonatharzes, die Art, das Molekulargewicht und den Schmelzindex des Styrolharzes, den Kautschukgehalt, und die Verwendung, der Größe und der Dicke des Formproduktes.
(C) Phosphatesterverbindungen
In dieser Erfindung werden halogenfreie Phosphatesterverbindungen bevorzugt. Zum Beispiel werden Phosphatesterverbindungen der folgenden Formel (1) bevorzugt:
wobei R¹, R², R³ and R⁴ jeweils unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe steht; X für eine zweiwertige oder höhere mehrwertige organische Gruppe stehen; p gleich 0 oder 1 ist; q eine ganze Zahl von 1 oder höher ist, und r eine ganze Zahl von 0 oder höher ist.
In der Formel (1) beinhaltet die organische Gruppe, zum Beispiel, eine substituierte oder nichtsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl- und Arylgruppe, etc. Die Substituenten der substituierten Gruppen beinhalten zum Beispiel Alkylgruppen, Alkoxygruppen, Arylgruppen, Aryloxygruppen, Arylthiogruppen usw. Diese Substituenten können kombiniert werden, um Arylalkoxyalkylgruppen zu ergeben, oder können verbunden werden, zum Beispiel über ein Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom, um Arylsulfonylarylgruppen zu ergeben.
In der Formel (1) bedeutet die zweiwertige oder höhere mehrwertige organische Gruppe X, dass zweiwertige oder höhere mehrwertige Gruppen enthalten sind, die aus obigen organischen Gruppen durch Entfernen von einem oder mehrere Wasserstoffatome(n), das/die an den Kohlenstoffatomen gebunden sind, hergeleitet werden. Zum Beispiel beinhaltet dies Alkylengruppen, (substituierte) Phenylgruppen, Gruppen hergeleitet von Bisphenolen von polyzyklischen Phenolen. Bevorzugt werden Gruppen, die hergeleitet werden von Bisphenol A, Hydrochinon, Resorcinol, Diphenylolmethan, Dihydroxydiphenyl, Dihydroxynaphthalin, etc.
Die halogenfreien Phosphatesterverbindungen können Monomere, Oligomere, Polymere und deren Mischungen sein. Konkret beinhalten sie zum Beispiel Trimethylphosphat, Triethylphosphat; Tributylphosphat, Trioctylphosphat, Tributoxyethylphosphat, Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, Cresyldiphenylphosphat, Octyldiphenylphosphat, Tri(2-ethylhexyl)phosphat, Diisopropylphenylphosphat, Trixylenylphosphat, Tris(isopropylphenyl)phosphat, Trinaphthylphosphat, Bisphenol A-bisphosphat, Hydrochinonbisphosphat, Resorcinolbisphosphat, Resorcinol-diphenylphosphat, Trihydroxybenzol-triphosphat, Cresyldiphenylphosphat, etc.
Kommerziell erhältliche halogenfreie Phosphate, die vorzugsweise als die Komponente (C) genutzt werden, sind zum Beispiel TPP (Triphenylphosphat), TXP (Trixylenylphosphat), PFR [Resorcinol(diphenylphosphat)], PX200 (1,3-Phenylentetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphat], PX201 (1,4-Phenylen-tetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphat], PX202 (4,4'-Biphenylen-tetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphat], CR733S [Phenylresorcinolpolyphosphat], alle von Daihachi Chemical Industry.
Der Gehalt an Phosphatesterverbindung (C) liegt zwischen 1 und 30 Gewichtsanteilen, vorzugsweise zwischen 3 und 20 Gewichtsanteilen, und insbesondere zwischen 5 und 15 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile eines Harzes, das sich aus einem Polycarbonatharz (A) und einem Styrolharz (B) zusammensetzt. Wenn der Gehalt weniger als 1 Gewichtsanteil beträgt, wird die Entflammungsverzögerung des Formproduktes unbefriedigend. Wenn er die 30 Gewichtsanteile übersteigt, werden manchmal die Hitzebeständigkeit und die Schlagbiegefestigkeit des Formproduktes vermindert.
(D) Silikonöl
Das Silikonöl (D), welches in der Erfindung genutzt wird, besitzt eine Viskosität von 2.000 bis 15.000 mm²/s. Wenn die Viskosität des Silikonöls weniger als 1.000 mm²/s beträgt, ist der Effekt der Verminderung des Reibungskoeffizienten nur gering. Ferner, wenn sie 20.000 mm2/s übersteigt, kann die Gleiteigenschaft verbessert werden, das äußere Aussehen des Formproduktes ist jedoch schlecht. Somit kann das Produkt nur schwer ein kommerzielles Produkt werden, und der Grad der Entflammungsverzögerung wird vermindert.
Das hierin angesprochene Silikonöl ist ein Polyorganosiloxan. Beispiele davon beinhalten ein Dimethylsiloxanpolymer, ein Methylethylsiloxanpolymer, ein Methylpropylsiloxanpolymer, ein Diphenylsiloxanpolymer, ein Phenylmethylsiloxanpolymer und ein Copolymer davon. Ferner kann in diesen Silikonölen die Seitenkette, die ein Ende der Molekularstruktur darstellt, mit einer Epoxygruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Carboxylgruppe, einer Aminogruppe, einer Mercaptogruppe, einer Ethergruppe oder einem Wasserstoff substituiert sein.
Der Gehalt an Silikonöl (D), welches eine Viskosität von 2.000 bis 15.000 mm²/s besitzt, liegt zwischen 0,3 bis 3 Gewichtsanteilen, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile des Harzes, das sich aus dem Polycarbonatharz (A) und dem Styrolharz (B) zusammensetzt. Wenn der Gehalt kleiner als 0,3 Gewichtsanteile ist, wird die Gleiteigenschaft des Formproduktes unzufriedenstellend. Wenn es 3 Gewichtsanteile übersteigt, wird das äußere Aussehen des Formproduktes verschlechtert, und der Grad der Entflammverzögerung wird in einigen Fällen verringert.
Die flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz der Erfindung kann ferner Fluorolefinharz (E) enthalten, um ein Tropfen der Schmelze bei der Verbrennung zu verhindern. Ein Mittel zum Verhindern des Tropfens der Schmelze in der Verbrennung beinhaltete ein Fluorolefinharz, ein Silikonharz, einen anorganischen Whisker und eine anorganische Faser, die alle bekannt sind. Das Fluorolefinharz wird bevorzugt genutzt. Das Fluorolefinharz (E) ist ein Polymer, das eine Fluor-Olefin-Struktur besitzt, zum Beispiel, einschließlich Difluorethylenpolymere, Tetrafluorethylenpolymere, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere und Copolymere aus Tetrafluorethylen mit fluorfreien Ethylenmonomeren. Bevorzugt wird Polytetrafluorethylen (PTFE), wünschenswerterweise mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 500.000, noch besser von 500.000 bis 10.000.000. Alle in der Technik bekannten Arten von Polytetrafluorethylen sind hierin verwendbar.
Noch bevorzugter ist Polytetrafluorethylen, das die Fähigkeit besitzt feine Fasern zu bilden, da seine Eigenschaft zum Schutz der Harzschmelze vor dem Tropfen besser ist. Das faserbildende Polytetrafluorethylen (PTFE) ist nicht speziell festgelegt, jedoch wird PTFE vom Typ 3, festgelegt nach dem ASTM-Standard, bevorzugt. Spezifische Beispiele von PTFE von Typ 3 schließen Teflon 6-J (von Mitsui-DuPont Fluorochemical), Polyflon D-1, Polyflon F-103, Polyflon F201L (alle von Daikin Industry), CD-076 (von Asahi ICI Fluoropolymers), etc. ein.
Andere außer PTFE des Typs 3 sind ebenso hierin einsetzbar, einschließlich zum Beispiel, Argoflon F5 (von Montefluos), Polyflon MPA, FA-100 (beide von Daikin Industry), etc. Diese Polytetrafluorethylene (PTFEe) können entweder einzeln oder kombiniert verwendet werden. Die obigen faserbildenden Polytetrafluorethylene (PTFEe) können zum Beispiel durch Polymerisieren von Tetrafluorethylen in einem wässrigen Lösungsmittel in Gegenwart von Natrium-, Kalium- oder Ammoniumperoxydisulfid, bei einem Druck von 1 bis 100 psi (Pounds pro Quadratinch) und einer Temperatur zwischen 0 und 200°C, vorzugsweise zwischen 20 und 100°C erhalten werden.
Der Gehalt an Fluorolefinharz der Zusammensetzung kann zwischen 0,05 und 5 Gewichtsanteilen liegen, liegt jedoch vorzugsweise zwischen 0,1 and 2 Gewichtsanteilen relativ zu 100 Gewichtsanteilen der Harzmischung aus (A) und (B). Wenn der Gehalt an Fluorolefinharz weniger als 0,05 Gewichtsanteile beträgt, ist die Fähigkeit des Tropfschutzes der Harzschmelze der Zusammensetzung nicht ausreichend für die beabsichtigte Entflammungsverzögerung der Zusammensetzung. Jedoch, sogar wenn der Gehalt größer als 5 Gewichtsanteile wird, kann die Wirkung des zugegebenen Fluorolefinharzes nicht mehr vergrößert werden, und, wenn eine solch große Menge des Fluorolefinharzes zu der Zusammensetzung zugegeben wird, wird dies einige negative Einflüsse auf die Schlagzähigkeit und das äußere Erscheinungsbild der Formteile aus der Zusammensetzung haben. Deshalb kann die Menge an Fluorolefinharz, die zu der Zusammensetzung zugeben werden soll, geeigneterweise abhängig von der Notwendigkeit der Entflammverzögerung der Formteile aus der Zusammensetzung festgesetzt werden, zum Beispiel basierend auf V-0, V-1 oder V-2 in UL-94, und abhängig von der Menge der anderen einen Bestandteil bildenden Komponenten.
Die flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz der Erfindung enthält weiter Verbundkautschuk-Pfropfcopolymere (F), die durch Pfropfpolymerisation eines Verbundkautschuks, der sich aus einem Polyorgansiloxan und einem Polyalkyl(meth)acrylat zusammensetzt, mit einem Vinylmonomeren erhalten wird, zum Verbessern der Schlagbiegefestigkeit und ferner der Gleiteigenschaft. Dieses Verbundkautschuk-Pfropfcopolymer wird erhalten durch Pfropfpolymerisierung des Verbundkautschuks der Struktur, in der die Polyorgansiloxankomponente und die Polyalkyl(meth)acrylat-Kautschukkomponente mit einander verwickelt sind, und durch Verbinden dieser mit einem oder mehrerer Vinylmonomeren, und ist selbst ein bekanntes Pfropfpolymer.
Im Hinblick auf die zwei Kautschukkomponenten, aus denen der Verbundkautschuk besteht, liegt die Menge der Polyorganopolysiloxankautschukkomponente zwischen 1 and 99 Gew.%, und die Menge der Polyalkyl(meth)acrylatkomponente zwischen 99 and 1 Gew.%. Die Menge der Polyorganopolysiloxankautschukkomponente liegt vorzugsweise zwischen 30 and 95 Gew.%, besser noch zwischen 50 and 90 Gew.%. Nebenbei wird berichtet, dass dieses Verbundkautschuk-Pfropfcopolymer selbst eine Wirkung des Verbesserns der Gleiteigenschaft besitzt. Aus diesem Grund wird der Gehalt der Polyorganopolysiloxankautschukkomponenete mit vorzugsweise 50 Gew.% oder mehr festgelegt.
Dieses Verbundkautschuk-Pfropfcopolymer wird mit Hilfe eines bekannten Verfahrens hergestellt. Im Allgemeinen wird es vorzugsweise durch ein Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt. In diesem Verfahren, wird ein Latex eines Polyorganosiloxankautschuk gebildet, ein Monomer zum Formen eines Alkyl(meth)acrylatkautschuk wird in die Kautschukpartikel des Polyorganosiloxankautschuklatex getaucht, und das Monomer zum Formen eines Alkyl(meth)acrylatkautschuk wird dann polymerisiert. Die Kautschukkomponente des Polyorganosiloxankautschuklatex wird durch Emulsionspolymerisation hergestellt unter Verwenden von 70 Gew.% oder mehr eines Organosiloxans wie z. B. Hexamethylcyclotrisiloxan, Octamethylcyclotetrasiloxan oder Decamethylcyclopentasiloxan und von 0,1 to 30 Gew.% eines Vernetzungsmittels aus einem dreiwertigen oder vierwertigen Silan, wie z. B. Trimethoxymethylsilan oder Tetraethoxysilan. Gleichzeitig kann ferner in Kombination ein Pfropfmittel, wie z. B. Methacryloyloxysiloxan oder Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan in einer Menge von 0 bis 10 Gew.% verwendet werden.
Als Nächstes wird die Alkyl(meth)acrylatkautschukkomponente, welche die. Verbundkautschukkomponente bildet, durch Nutzen eines Vernetzungsmittels und eines Pfropfmittels gebildet. Das Vernetzungsmittel beinhaltet Alkyl(meth)acrylate, wie z. B. Alkylacrylate, zum Beispiel, Methylacrylat, Ethylacrylat und n-Butylacrylat, und Alkylmethacrylate, zum Beispiel, Hexylmethacrylat und 2-Ethylhexylmethacrylat und Ethylenglykoldimethacrylat. Das Pfropfmittel beinhaltet Allylmethacrylat. Die Mengen an Vernetzungsmitteöl und an Pfropfmittel liegen zwischen 0,1 und 20 Gew.%.
Im Hinblick auf die Polymerisierung dieses Polyalkyl(meth)acrylatkautschuks, werden das Alkyl(meth)acrylat, das Vernetzungsmittel und das Pfropfmittel zu dem Latex der Polyorganosiloxankautschukkomponente zugegeben, unter Zugabe von einer basischen wässrigen Lösung neutralisiert und in die Polyorganosiloxankautschukpartikel eingetaucht, und die Polymerisierung wird dann mit Hilfe eines radialkalischen Polymerisationsstarter durchgeführt. Wenn die Polymerisation abläuft, wird das vernetzte Netzwerk des Polyalkyl(meth)acrylatkautschuk sich wechselseitig verfangen mit dem vernetzten Netzwerk des Polyorganosiloxankautschuk, um so einen Verbundkautschuklatex zu erhalten, der im wesentlichen nicht getrennt werden kann. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Verbundkautschuks liegt vorzugsweise im Bereich von 0,08 to 0,6 μm.
Beispiele des Vinylmonomers, das mit diesem Verbundkautschuk pfropfpolymerisiert werden soll beinhalten Styrolverbindungen, wie z. B. Styrol, α-Methylstyrol und Vinyltoluol; Methacrylatester, wie z. B. Methylmethacrylat und 2-Ethylhexylmethacrylat; Acrylatester, wie z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat und Butylacrylat; und Vinylcyanidverbindungen, wie z. B. Acrylnitril und Methacrylnitril. Von diesen Vinylmonomeren wird Methylmethacrylat vorzugsweise verwendet. Die Menge an Vinylmonomer liegt zwischen 90 and 5 Gew.% relativ zu einem Gehalt an Verbundkautschuk zwischen 10 and 95 Gew.%, vorzugsweise zwischen 70 und 10 Gew.%, relativ zu 30 bis 90 Gew.% an Verbundkautschuk.
Wenn die Menge an Vinylmonomer außerhalb dieses Bereiches liegt, wird das Dispersionsvermögen und die Formbarkeit vermindert, und die Gleiteigenschaft wird unzureichend. Das Verbundkautschuk-Pfropfcopolymer wird durch Zugeben des Vinylmonomers zu dem Latex des Verbundkautschuks und Durchführen der radikalischen Polymerisation in ein oder zwei Schritten gebildet. Solch ein spezifisches Verbundkautschuk-Pfropfcopolymer existiert auf dem Markt als Metaprene S-2001, geliefert von Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
Der Gehalt des spezifischen Verbundkautschuk-Pfropfcopolymer (F) liegt zwischen 0,5 and 30 Gewichtsanteilen, vorzugsweise zwischen 1 und 20 Gewichtsanteilen, insbesondere zwischen 2 und 15 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile des aus (A) und (B) bestehenden Harzes. Wenn es weniger als 0,5 Gewichtsanteile beträgt, werden die Schlagzähigkeit und die Wirkung des Verbessern der Gleiteigenschaft unzufriedenstellend. Wenn es 30 Gewichtsanteile übersteigt, wird die Hitzebeständigkeit und die Steifigkeit manchmal vermindert. Dieser Gehalt wird im Allgemeinen festgelegt aufgrund der Art der Phosphatesterverbindung oder des Styrolharzes als Entflammungsverzögerer und dem Gehalt des anorganischen Füllstoffes im Hinblick auf die benötigten Eigenschaften des Formproduktes.
Die flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz der Erfindung enthält ferner, wenn benötigt, eine Verbindung, die eine Epoxygruppe enthält, in einer kleinen Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile des aus (A) und (B) bestehenden Harzes, wodurch es möglich wird, die Hitzebeständigkeit des Formteils zu verbessern. Die obige eine Epoxygruppe enthaltende Verbindung ist eine Verbindung mit zumindest einer oder mehrerer Epoxygruppe(n) in dem Molekül. Vorzugsweise enthält sie kein Halogen.
Konkret beinhaltet dies zum Beispiel, epoxidiertes Sojabohnenöl, epoxidiertes Leinöl, Epoxybutylstearat, Epoxyacrylstearat, Phenylglycidylether, Allylglycidylether, p-Butylphenylglycidylether, Styroloxid, Neohexenoxid, Diglycidyladipat, Diglycidylsebacat, Diglycidylphthalat, bis-Epoxydicyclopentadienylether, Ethylenglykol-diglycidyl-ether, Propylenglykol-diglycidyl-ether, Polyethylenglykol-diglycidyl-ether, Butadiendiepoxid, Tetraphenylethylenepoxid, epoxidiertes Polybutadien, Epoxyverbindungen vom Bisphenol A-Typ, Epoxyverbindungen vom Bisphenol S-Typ, Epoxyverbindungen vom Phenol-Novolak-Typ, Epoxyverbindungen vom Resorcinol-Typ, genauso wie epoxymodifiziertes Blockcopolymer, wie z. B. epoxidiertes Styrol-Butadien-Copolymer, epoxidiertes hydriertes Styrol-Butadien-Copolymer. Diese können entweder einzeln oder kombiniert verwendet werden Das epoxymodifizierte Blockcopolymer existiert auf dem Markt als „SBS A1020” oder „SEBS 420”, geliefert von Daicel Chemical Industries, Ltd.
Die wahlweise Komponente (G), der anorganische Füllstoff, der in der flammenhemmenden Polycarbonatzusammensetzung der Erfindung vorhanden sein kann, dient dazu, die Festigkeit und die Entflammungsverzögerung der Formteile aus der Zusammensetzung weiter zu erhöhen. Der anorganische Füllstoff beinhaltet, zum Beispiel, Talk, Mika, Kaolin, Kieselgur, Calziumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Glasfaser, Kohlenstofffaser, Kalium-Titan-Faser, etc. Von diesen werden blättrige Füllstoffe aus Talk, Mika, etc., und fasrige Füllstoff bevorzugt. Talk ist ein wasserhaltiges Silikat des Magnesiums, und jedes kommerziell erhältliche Produkt davon ist hierin einsetzbar. Der anorganische Füllstoffe, wie z. B. Talk, zur Verwendung in der Erfindung hat im Allgemeinen eine mittlere Korngröße von 0,1 bis 50 ☐m, jedoch vorzugsweise von 0,2 bis 20 μm. Wenn der obige anorganische Füllstoff enthalten ist, insbesondere Talk, wird die Festigkeit der Formteile der Erfindung weiter erhöht, und zusätzlich kann die Menge des flammenhemmenden halogenfreien Phosphats, das in der Zusammensetzung vorhanden ist, verringert werden.
Die Menge an der Komponente (G), dem anorganischen Füllstoff, der in der Zusammensetzung der Erfindung vorliegen kann, kann zwischen 1 bis 100 Gewichtsanteile fallen, liegt jedoch vorzugsweise zwischen 2 und 50 Gewichtsanteilen, relativ zu 100 Gewichtsanteilen der Harzmischung aus (A) und (B). Wenn die Menge geringer als 1 Gewichtsanteil ist, kann der zugegebene anorganische Füllstoff nicht zufriedenstellend die Wirkung zum Verbessern der Festigkeit und der Entflammungsverzögerung der Formteile aus der Zusammensetzung ausüben. Wenn die Menge jedoch größer als 100 Gewichtsanteile ist, wird die Schlagbiegefestigkeit der Formteile erniedrigt, und die Schmelzfluidität der Zusammensetzung wird niedriger. Die Menge an anorganischem Füllstoff, der in der Zusammensetzung vorliegt, sollte geeignet festgelegt werden, abhängig von den notwendigen Eigenschaften der Formteile und der Formbarkeit der Zusammensetzung, insbesondere von der Dicke der Formteile und der Spiralfließlänge der Zusammensetzung.
Abgesehen von den wesentlichen Komponenten (A), (B), (C), (D) und (F) und einer oder mehrerer der wahlweisen Komponenten, die aus (E) und (G) ausgewählt werden, kann die flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz der Erfindung, wenn gewünscht, zusätzlich irgendeinen anderen Zusatzstoff, der normalerweise zu den üblichen thermoplastischen Harzen zugegeben wird, enthalten. Die Zusatzstoffe dienen zur weiteren Verbesserung der Formbarkeit, des äußeren Erscheinungsbildes, der Wetterbeständigkeit und der Festigkeit der Formteile aus der Zusammensetzung.
Zum Beispiel beinhalten die Zusatzstoffe Antioxidantien vom Phenoltyp, phosphorhaltige Antioxidantien, schwefelhaltige Antioxidantien, antistatische Mittel, Polyamid-Polyether-Blockcopolymere (zur dauerhaften Widerstandsfähigkeit gegenüber statischer Aufladung), UV-Absorber vom Benzotriazoltyp oder vom Benzophenontyp, Lichtstabilisatoren vom sterisch gehinderten Amintyp (Wetterbeständigkeitsmittel), Mikrobizide, Verträglichkeitsverbesserer, Färbemittel (Farbstoffe, Pigmente), etc. Die Menge der wahlweisen Zusatzstoffe, die in dem thermoplastischen Harz der Erfindung vorhanden sein können, ist nicht spezifisch festgelegt, vorausgesetzt, dass die Eigenschaften der Zusammensetzung nicht beeinflusst werden.
Das Verfahren zur Herstellung der flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz der Erfindung wird beschrieben. Die Zusammensetzung kann erzeugt werden durch Mischen und Kneten der Komponenten (A), (B), (C, (D) und (F) in einem wie oben vorherbestimmten Verhältnis, wahlweise zusammen mit den optionalen Komponenten (E) und (G) und mit Zusatzstoffen, wie oben angegeben, in irgendeinem gewünschten Verhältnis.
Das Formulieren und Mischen kann in irgendeiner bekannten Art durchgeführt werden, zum Beispiel durch Vormischen in einer gewöhnlichen Vorrichtung, wie z. B. einem Bandmischer, einem Walkfass oder desgleichen, gefolgt von weiterem Kneten der sich ergebenden Vormischung in einem Henschel-Mischer, einem Banbury-Mischer, einem Einschneckenextruder, einem Zweischneckenextruder, einem Mehrschneckenextruder, einem Mischkneter oder desgleichen. Die Temperatur, bei der die Komponenten gemischt und geknetet werden, fällt im Allgemeinen zwischen 240 und 300°C. Andere Komponenten, als das Polycarbonatharz und das Styrolharz, können im Vorfeld mit dem Polycarbonat- oder dem Styrolharz oder mit jedem anderen thermoplastischen Harz gemischt werden, um eine Vormischung herzustellen, und diese kann zu den anderen einen Bestandteil bildenden Komponenten gegeben werden.
Nachdem die Harzzusammensetzung der Erfindung in der oben erwähnten Weise hergestellt wurde, wird diese zu verschiedenen Formteilen in den Schmelzformvorrichtungen, wie oben, geformt, oder nachdem sie pelletisiert wurden, können die resultierenden Pellets zu verschiedenen Formteilen geformt werden, mit Hilfe von Spritzgießen, Spritzpressformen, Strangpressen, Blasformen, Pressformen, Vakuumformen von Schaumstoffen. Vorzugsweise wird die Zusammensetzung in der obigen Schmelzknetweise pelletiert, und die sich ergebenden Pellets werden durch Spritzgießen oder Spritzpressformen zu Formteilen geformt. Die Zusammensetzung der Erfindung ist insbesondere geeignet für solch ein Spritzgießen oder Spritzpressformen, wenn die Formtrennbarkeit der resultierenden Formteile gut ist. Zum Spritzgießen der Zusammensetzung, wird ein Formverfahren mit Gaseinleitung bevorzugt, um so Lunkerbildung entlang der Formteile zu verhindern, und um das Gewicht der Formteile zu vermindern.
Das Spritzgussprodukt (einschließlich einem spritzpressgeformten Produkt), das aus der flammenhemmenden Zusammensetzung eines Polycarbonatharzes der Erfindung erhalten wird, wird verwendet in den Bereichen von Gehäusen oder von verschieden Teilen einer Büroautomatisierierungsausrüstung, von Infomationsgeräten, elektrischen und elektronischen Geräten, elektrischen Haushaltsgeräten, wie z. B. ein Kopierer, ein Faxgerät, ein Computer, ein Drucker, ein Fernsehgerät, ein Radiogerät, ein Kassettenrecorder, ein Videorecorder, ein Telefon, ein Informationsterminal, ein Kühlschrank und ein elektronischer Ofen, und ferner in anderen Bereichen der Automobilteile. Insbesondere wird es bevorzugt verwendet für eine CD-Schublade (Compact-Disk-Schublade) und in Drehlagern eines Kathodenstrahlröhrenbildschirms (Kathodenstrahlröhre, gewöhnliche Braunsche Röhre), welche gleitfähige Teile darstellen.
Die Erfindung wird nun genauer unter Bezug der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, die jedoch nicht dafür gedacht sind, den Bereich der Erfindung zu begrenzen.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5:
Die unten in der Tabelle 1 dargestellten Komponenten werden in dem darin angezeigten Verhältnis vermischt (die Komponenten (A) und (B) sind in Einheiten von Gew.%, und die anderen Komponenten sind in Einheiten von Gewichtsanteilen relativ zu 100 Gewichtsanteilen der Gesamtmenge von (A) and (B) angegeben), in einen Extruder (VS40 von Tanabe Plastic Machinery) eingespeist, darin bei 260°C geschmolzen und geknetet, und dann pelletiert. Zu allen Zusammensetzungen der Beispiele und der Vergleichsbeispiele werden 0,2 Gewichtsanteile Irganox 1076 (von Ciba Speciality Chemicals) und 0,1 Gewichtsanteile Irgafos 168 (von Ciba Speciality Chemicals) zugegeben, wobei beide als Antioxidantien dienen. Die resultierenden Pellets werden 12 Stunden bei 80°C getrocknet, und dann zu den Probekörpern durch Spritzgießen bei 260°C geformt. Diese Probekörper und die CD-Schublade (etwa 180 mm × 120 mm) wurden bzgl. ihrer Eigenschaften getestet, und die erhaltenen Werte sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die verwendeten Materialien zum Herstellen der Probekörper und die Verfahren zum Testen der Proben werden unten angesprochen.
(A) Polycarbonat: Toughlon^® A1900 (von Idemitsu Petrochemical).
Es handelt sich um ein Bisphenol-A-Polycarbonatharz mit einem Schmelzindex (MI) von 20 g/10 min (bei 280°C, bei einer Beladung von 2,16 kg), und einem durchschnittlichen Molekulargewicht bezogen auf die Viskosität von 19.000.
(B) Styrolharz (schlagzähes Polystyrolharz, HIPS): Idemitsu PS IT44 (von Idemitsu Petrochemical).
Es handelt sich um ein mit Polystyrol gepfropftes Polybutadien (kautschukartiges Elastomer), in dem der Gehalt an kautschukartigem Elastomer bei 10 Gew.% liegt, und welches einen Schmelzindex von 8 g/10 min besitzt (bei 200°C, bei einer Beladung von 5 kg).
(C) Phosphatesterverbindungen

P-1: Triphenylphosphat, TPP (von Daihachi Chemical).
P-2: Resorcinol-bis(diphenylphosphat), Phosphat PFR (von Asahi Denka Kogyo).

(D) Silikonöl

S-1: Viskosität = 5.000 mm²/s
S-2: Viskosität = 12.500 mm²/s
S-3: Viskosität = 350 mm²/s
S-4: Viskosität = 30.000 mm²/s (TSF451: von Toshiba Silicone)

(E) Fluorolefinharz
Polytetrafluorethylen (PTFE), F201L (von Daikin Chemical Industry) mit einem Molekulargewicht von 4.000.000 bis 5.000.000.
(F) Verbundkautschuk-Pfropfcopolymer:
Metablen^® S2001 (von Mitsubishi Rayon).
Es handelt sich um ein mit Verbundkautschuk gepfropftes Copolymer, das einen Gehalt an Polydimethylsiloxan von mindestens 50 Gew.% besitzt.
(G) Anorganischer Füllstoff
Talk: FFR (von Asada Flour Milling), mit einer mittleren Korngöße von 0.7 μm.
[Verfahren zum Beurteilen der Eigenschaften]
(1) Äußeres Aussehen eines Formprodukts
Ein Formprodukt einer CD-Schublade wurde visuell betrachtet.
(2) Izod Schlagbiegefestigkeit
Gemessen entsprechend ASTM-D256. Die Temperatur betrug 23°C, und die Dicke der Proben betrug 1/8 Inches. Die Werte liegen in Einheiten von kJ/m² vor.
(3) Gleiteigenschaft
Die Gleiteigenschaft wurde entsprechend dem A-Verfahren von JIS K 7218 gemessen (Testverfahren zum Messen von Gleitabrieb von Kunststoffen) unter Nutzen von Scheibenprobekörpern, die aus den Zusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele erhalten worden sind, und von hohlen zylindrischen Probekörpern, die aus der Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels 1 erhalten worden sind. Die plattenartigen Probekörper wurden unter einer Belastung von 2 kg gedreht. Gleichzeitig wurde 5 Minuten lang die maximale Reibungskraft, die an den Kontaktflächen der Scheibe und den zylindrischen Probekörpern auftrat, gemessen, und der durchschnittliche Wert (kg) wurde erhalten Die Größe wurde bezogen auf den Reibungskoeffizienten = Reibungskraft (kg)/Belastung (2 kg) beurteilt.
(4) Entflammungsverzögerung
Gemessen mit Hilfe des UL-94-Verbrennungstest (Dicke der Probekörper: 1.5 mm).
Die Ergebnisse in der Tabelle 1 offenbaren, dass das Formprodukt, das aus der flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz der Erfindung erhalten wird, die Gleiteigenschaft verbessern kann, ohne das Auftreten eines minderwertigen äußeren Erscheinungsbilds. Ferner wird der unerwartete Effekt des Verbessern der Entflammungsverzögerung in dem Beispiel 1 deutlich bereitgestellt im Vergleich zu dem Vergleichsbeispielen 4 und 5.
INDUSTRIELLE VERFÜGBARKEIT
Eine flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz der Erfindung wird erhalten durch Vermischen eines Polycarbonatharzes mit einem Styrolharzes und einer Phosphatesterverbindung, wodurch eine Gleiteigenschaft in einem flammenhemmenden Polycarbonatharz erhalten werden kann, das eine gute Formbarkeit aufweist, ohne das Auftreten eines minderwertigen Erscheinungsbildes des Formproduktes und einer Erniedrigung der Entflammungsverzögerung. Entsprechend kann dieses gut angepasst werden, zum Erhöhen der Größe und zum Erniedrigen der Dicke in einer Büroautomatisierungsausrüstung, in Informations- und Kommunikationsgeräten, in elektrischen und elektronischen Geräten, in elektrischen Haushaltsgeräten und in Automobilteilen, und von den Anwendungsbereichen wird angenommen, dass diese ausgeweitet werden können. Da diese flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz hervorragend in ihrer Gleiteigenschaft und der Entflammungsverzögerung ist, kann sie vorzugsweise in Teilen genutzt werden, die, infolge von. Gleiten, Reibung ausgesetzt sind, zum Beispiel, einer CD-Schublade und einem Drehlager eines Kathodenstrahlröhrenbildschirms.

Claims

Flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz zur Herstellung eines Formproduktes, die 100 Gewichtsanteile eines Harzes enthält, das sich zusammensetzt aus (A) von 60 bis 99 Gew.% eines Polycarbonatharzes und (B) von 40 bis 1 Gew.% eines kautschukmodifizierten Styrolharzes, (C) von 1 bis 30 Gewichtsanteilen einer Phosphatesterverbindung, pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes, und (D) von 0,3 bis 3 Gewichtsanteilen eines Silikonöls mit einer Viskosität von 2.000 bis 15.000 mm²/s gemessen bei 25°C, pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes, und (F) welche ferner 0,5 bis 30 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes an einem Verbundwerkstoff aus einem Kautschuk und einem Pfropfpolymer enthält, welcher durch Pfropfpolymerisation eines Verbundkautschuks, der sich aus einem Polyorganosiloxan und einem Polyalkyl(meth)acrylat zusammensetzt, mit einem Vinylmonomer erhalten wird, wobei das aus (A) und (B) zusammengesetzte Harz 4 Gew.% oder weniger einer Kautschukkomponente enthält.
Flammenhemmende Zusammensetzung aus Polycarbonatharz gemäß Anspruch 1, die ferner 0,05 bis 5 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile eines aus (A) und (B) zusammengesetzten Harzes an (E), einem Fluorolefinharz, enthält.
Verwendung der flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 zur Herstellung eines Formprodukts.
Verwendung der flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz gemäß Anspruch 3 zur Herstellung eines Formprodukts zum Gleiten.
Verwendung der flammenhemmenden Zusammensetzung aus Polycarbonatharz gemäß Anspruch 3 zur Herstellung eines CD- oder Drehlagers eines Kathodenstrahlröhrenbildschirms.