DE60025935T2

DE60025935T2 - Styrolharzzusammensetzung

Info

Publication number: DE60025935T2
Application number: DE60025935T
Authority: DE
Inventors: Toshiya Sei; Ryoji Miyazato
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: EP1270665A4; EP1270665A1; WO2002036681A1; EP1270665B1; DE60025935D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Harzzusammensetzung, die ein Styrolharz und ein Harz der Polyphenylenether-Reihe als eine Haupt-Harzkomponente umfasst und eine ausgezeichnete Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) und Formbarkeit aufweist.
Technischer Hintergrund
Ein Styrolharz weist neben einer guten Formbarkeit und Dimensionsbeständigkeit eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, Steifigkeit und einen hohen Isolierwiderstand auf. Deshalb wird das Styrolharz auf verschiedenen Gebieten eingesetzt, beispielsweise als Teile von elektrischen Haushaltsgeräten und Teile von Büroautomationsausrüstungen (OA). Da ein Styrolharz jedoch keine ausreichenden mechanischen Eigenschaften, keine ausreichende Beständigkeit gegen Chemikalien, keine ausreichende Wärmebeständigkeit und dgl. aufweist, wurde es bisher jedoch in Kombination mit einem Harz der Polyphenylenether-Reihe verwendet, um die oben genannten Probleme auszuräumen. Darüber hinaus wurden dem Harz verschiedene Flammschutzmittel zugesetzt, um die Harzmischung flammenhemmend zu machen.
So ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 118 957/1980 (JP-55-118 957A) eine flammfeste Zusammensetzung beschrieben, in der eine Halogen enthaltende aromatische Phosphor-Verbindung einer Mischung aus einem Harz der Polyphenylenether-Reihe und einem Styrolharz zugesetzt wird. Da die Zusammensetzung keine ausreichende Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) und Formbarkeit aufweist, ist sie für die Formgebung ungeeignet.
Außerdem ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 149 263/1992 (JP-4-149 263A) eine flammenhemmende Harzzusammensetzung beschrieben, die ein bestimmtes Kautschuk-modifiziertes aromatische Harz, ein Harz der Polyphenylenether-Reihe, roten Phosphor und gegebenenfalls Mineralöl enthält, und in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 328 572/1997 (JP-9-328 572A) ist eine flammenhemmende Harzzusammensetzung beschrieben, die ein Harz der Polyphenylenether-Reihe mit einem bestimmten Molekulargewicht, ein thermoplastisches Harz, eine phosphororganische Verbindung und gegebenenfalls eine höhere Fettsäureamid-Verbindung enthält. Diese Zusammensetzungen weisen jedoch ebenfalls Mängel in Bezug auf die Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) und die Formbarkeit sowie in Bezug auf die Flammschutz-Eigenschaften auf, zusätzlich zu dem Nachteil, dass die zu verwendende Form starke Verfärbungen (Flecken) aufweist.
Es ist somit schwierig, eine Zusammensetzung mit einer ausgezeichneten Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) und Formbarkeit in einem Harzsystem (oder in einer Harzzusammensetzung) zu erzielen, in dem (der) sowohl ein Styrolharz als auch ein Harz der Polyphenylen-Reihe in Form einer Mischung miteinander vorliegen. Außerdem ist es auch schwierig, eine Zusammensetzung herzustellen, die darüber hinaus zusätzlich eine hohe Flammenwidrigkeit aufweist.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Harzzusammensetzung mit einer ausgezeichneten Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) und Formbarkeit bereitzustellen, trotz des Umstandes, dass sie ein Styrolharz und ein Harz der Polyphenylenether-Reihe als Hauptkomponenten umfasst, und einen daraus hergestellten (geformten) Tonerpatronenbehälter zur Verfügung zu stellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Harzzusammensetzung, die ein Styrolharz und ein Harz der Polyphenylenether-Reihe als Hauptkomponenten umfasst und eine ausgezeichnete Flammwidrigkeit aufweist, sowie einen daraus hergestellten (geformten) Tonerpatronenbehälter zur Verfügung zu stellen.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Harzzusammensetzung, die ein Styrolharz und ein Harz der Polyphenylenether-Reihe als Hauptkomponenten umfasst und in der Lage ist, eine durch eine elektrische Entladung hervorgerufene Entzündung zu verringern, sowie einen daraus hergestellten (geformten) Tonerpatronenbehälter zur Verfügung zu stellen.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die oben genannten Ziele zu erreichen, und sie haben schließlich gefunden, dass eine Harzzusammensetzung mit einer ausgezeichneten Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) und Formbarkeit erhalten werden kann durch Mischen eines bestimmten Wachses mit einer Harzzusammensetzung, die besteht aus einem Styrolharz und einem Harz der Polyphenylenether-Reihe als Hauptkomponenten. Die vorliegende Erfindung wurde erzielt auf der Basis der obigen Entdeckungen.
Das heißt, die erfindungsgemäße Styrolharz-Zusammensetzung umfasst ein Styrolharz (A), ein Harz der Polyphenylenether-Reihe (B), ein Polyolefinwachs (C) und ein Flammschutzmittel (D). Das Styrolharz (A) kann umfassen mindestens ein Kautschuk-modifiziertes (oder Kautschuk enthaltendes, Kautschuk-verstärktes oder eingearbeiteten Kautschuk enthaltendes) Styrolharz. Das Polyolefinwachs (C) trägt stark zu einer Verbesserung der Formbarkeit und Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) bei und normalerweise beträgt die Schmelzviskosität des Polyolefinwachses (C) bei 140°C 200 bis 600 mPa·s (cps), seine Dichte beträgt 0,86 bis 0,98 g/ml und der Schmelzpunkt desselben beträgt 100 bis 160°C. Als Polyolefinwachs (C) ist ein Polyethylenwachs, insbesondere ein Polyethylenwachs mit einer Schmelzviskosität bei 140°C von 300 bis 550 mPa·s (cps), mit einer Dichte von 0,86 bis 0,96 g/ml und einem Schmelzpunkt von 100 bis 130°C, bevorzugt. Das Flammschutzmittel (D) umfasst normalerweise ein Flammschutzmittel der Phosphor-Reihe (oder ein Phosphor enthaltendes Flammschutzmittel), insbesondere einen oligomeren aromatischen Phosphorsäureester und dgl. Das Verhältnis zwischen der Komponente (A) und der Komponente (B) beträgt normalerweise 70/30 bis 95/5, vorzugsweise 75/25 bis 95/5 und besonders bevorzugt 80/20 bis 95/5 (bezogen auf das Gewicht). Die Menge der Komponente (C) beträgt, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von Komponente (A) und Komponente (B), 0,1 bis 2 Gew.-Teile und besonders bevorzugt etwa 0,1 bis 1 Gew.-Teil. Die Menge der Komponente (D) beträgt, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von Komponente (A) und Komponente (B), 3 bis 30 Gew.-Teile.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem einen Formkörper (geformten Gegenstand), der aus der Styrolharz-Zusammensetzung hergestellt (oder geformt) worden ist. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen Tonerpatronen-Behälter, der aus der Styrolharz-Zusammensetzung hergestellt (oder geformt) worden ist.
Beste Art der Durchführung der Erfindung
Erfindungsgemäß kann mit einer Harzzusammensetzung, die ein Styrolharz, ein Harz der Polyphenylenether-Reihe und ein Polyolefinwachs umfasst, die Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) und Formbarkeit verbessert werden. Außerdem erhält die Harzzusammensetzung durch Zumischen eines Flammschutzmittels auch eine ausgezeichnete Flammenbeständigkeit.
Styrolharz (A)
Das Styrolharz (oder Harz der Styrol-Reihe) umfasst ein Polystyrolharz und ein Kautschuk-modifiziertes (oder ein Kautschuk-enthaltendes, Kautschuk-verstärktes oder Kautschuk-inkorporiertes) Styrolharz. Das Styrolharz kann einzeln oder in Kombination verwendet werden. Vorzugsweise umfasst das Styrolharz mindestens das Kautschuk-modifizierte Styrolharz.
Beispiele für ein aromatisches Vinyl-Monomer, welches das Polystyrolharz (oder Harz der Polystyrol-Reihe) aufbaut, sind Styrol, ein Alkyl-substituiertes Styrol (beispielsweise ein Vinyltoluol, wie o-Methylstyrol, m-Methylstyrol und p-Methylstyrol, ein Vinylxylol, wie z.B. 2,4-Dimethylstyrol, ein Mono- bis Di-C_1-4-alkylstyrol, wie z.B. p-Ethylstyrol, p-Isopropylstyrol, Butylstyrol, p-t-Butylstyrol und dgl.), ein Halogensubstituiertes Styrol (z.B. o-Chlorstyrol, p-Chlorstyrol, o-Bromstyrol und dgl.), ein α-Alkyl-substituiertes Styrol, in dem eine Alkylgruppe in die α-Position eingeführt worden ist (wie z.B. ein α-C_1-4-Alkylstyrol, wie α-Methylstyrol, α-Ethylstyrol und dgl.) und dgl. Das oben genannte aromatische Vinyl-Monomer kann einzeln oder in Kombination verwendet werden. Unter den oben genannten Monomeren werden in der Regel Styrol, Vinyltoluol, α-Methylstyrol und dgl., insbesondere Styrol, verwendet.
Das Polystyrolharz kann ein Copolymer aus dem aromatischen Vinyl-Monomer und einem copolymerisierbaren Monomer sein. Beispiele für das copolymerisierbare Monomer sind ein Monomer der Vinylcyanid-Reihe (wie z.B. Acrylnitril, Methacrylnitril und dgl.), eine ungesättigte Polycarbonsäure oder ihr Säureanhydrid (wie z.B. Maleinsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid und dgl.), ein Monomer der Imid-Reihe [z.B. ein N-Alkylmaleimid (wie z.B. ein N-C_1-4-Alkylmaleimid wie N-Methylmaleimid, N-Ethylmaleimid und dgl.), ein N-Cycloalkylmaleimid (wie z.B. ein N-Cyclo-C_3-8-alkylmaleimid, beispielsweise N-Cyclohexylmaleimid und dgl.), ein N-Arylmaleimid (z.B. N-Phenylmaleimid, ein N-C_1-4-Alkylphenylmaleimid, wie z.B. N-(2-Methylphenyl)maleimid und dgl.)], ein Acryl-Monomer [wie z.B. (Meth)Acrylsäure, ein C_1-20-Alkylester der (Meth)Acrylsäure, wie z.B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Amyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat und dgl.; ein Cyclo-C_3-8-alkylester der (Meth)Acrylsäure, wie z.B. Cyclohexyl(meth)acrylat; ein Arylester der (Meth)Acrylsäure, wie z.B. Phenyl(meth)acrylat; ein Aralkylester der (Meth)Acrylsäure, wie z.B. Benzyl(meth)acrylat; Glycidyl(meth)acrylat; ein Hydroxy-C_2-4-alkylester der (Meth)Acrylsäure, wie z.B. 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat und dgl.] und dgl. Das oben genannte copolymerisierbare Monomer kann einzeln oder in Kombination verwendet werden. Die Menge, in der das copolymerisierbare Monomer in Bezug auf die Menge der Gesamtmonomeren verwendet werden soll, kann ausgewählt werden aus einem Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, vor zugsweise einem Bereich von 5 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt einem Bereich von 8 bis 30 Gew.-%.
Unter den Polystyrolharzen sind ein Polystyrol (GPPS); ein Poly(α-methylstyrol); ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer (AS-Harz); ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer (SMA-Harz); ein Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer (MS-Harz) und dgl. bevorzugt. Ein GPPS ist besonders bevorzugt.
Das Kautschuk-modifizierte Polystyrolharz ist ein Polymer, in dem ein kautschukartiges Polymer (oder ein Kautschuk oder elastomeres Polymer) in Form von Teilchen in einer Matrix dispergiert ist, die besteht aus dem Polystyrolharz, und das kautschukartige Polymer oder elastomere Polymer kann in das Polystyrolharz eingearbeitet werden durch Zumischen oder Copolymerisieren (beispielsweise durch Pfropfpolymerisation, Blockpolymerisation und dgl.) und dgl. Das bevorzugte Kautschuk-modifizierte Polystyrolharz ist in der Regel ein Pfropf-Copolymer, das erhältlich ist durch Polymerisieren eines Monomers, bestehend aus mindestens einem aromatischen Vinyl-Monomer oder einer Mischung davon durch Anwendung eines konventionellen Verfahrens (beispielsweise durch Polymerisation in Masse, Suspensionspolymerisation in Masse, Lösungspolymerisation, Emulsionspolymerisation) in Gegenwart des Kautschuk-artigen Polymers.
Beispiele für das Kautschuk-artige Polymer (Kautschuk oder elastomere Polymer) sind ein Kautschuk der Dien-Reihe [z.B. ein Polymer der Butadien-Reihe, wie z.B. ein Polybutadien (ein Polybutadien vom niederen cis-Typ (oder vom niederen cis-Modus) oder vom höheren cis-Typ (oder höheren cis-Modus), ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Butadien-Acrylnitril-Copolymer, ein copolymerisierter Kautschuk der Styrol-Isobutylen-Butadien-Reihe, ein Butadien-(Meth)Acrylsäureester-Copolymer und dgl., ein Polymer der Isopren-Reihe, wie z.B. ein Polyisopren, ein Styrol-Isopren-Copolymer, ein Isobutylen-Isopren-Copolymer und dgl.], ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein Acrylkautschuk (z.B. ein Polybutylacrylat), ein Copolymer der Ethylen-α-Olefin-Reihe [ein Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) und dgl.], ein Ethylen-α-Olefin-Polyen-Copolymer [z.B. ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und dgl.], ein Urethan-Kautschuk, ein Silicon-Kautschuk, ein Butyl-Kautschuk, ein Kautschuk der hydrierten Dien-Reihe (z.B. ein hydriertes Styrol-Butadien-Copolymer, ein Polymer der hydrierten Butadien-Reihe und dgl.), ein Ionomer der Ethylen-Reihe und andere. Die Copolymeren können Random- oder Blockcopolymere sein. Zu Beispielen für Blockcopolymere gehören Copolymere, welche die Struktur eines AB-Modus (oder -Typs), eines ABA-Modus, eines Taper-Modus, eines radialen Teleblock-Modus und dgl. aufweisen. Zusätzlich zu dem oben genanntem Hydrid des Blockcopolymers umfasst das Polymer der hydrierten Butadien-Reihe: ein Hydrid eines Blockpolymers eines Styrol-Blocks und eines Styrol-Butadien-Random-Copolymers; ein Hydrid eines Polymers, das umfasst einen Polybutadien-Block, in dem die Menge einer 1,2-Vinyl-Bindung in dem Polybutadien nicht mehr als 20 Gew.-% beträgt, und einen Polybutadien-Block, in dem die Menge einer 1,2-Vinyl-Bindung in dem Polybutadien mehr als 20 Gew.-% beträgt; und andere. Das kautschukartige Polymer kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Das bevorzugte kautschukartige Polymer ist ein konjugiertes 1,3-Dien oder ein Polymer seines Derivats und insbesondere ein Kautschuk der Dien-Reihe [z.B. ein Polybutadien (Butadien-Kautschuk), ein Isopren-Kautschuk, ein Styrol-Butadien-Copolymer und dgl.].
In dem Kautschuk-modifizierten Polystyrolharz beträgt der Gehalt an dem kautschukartigen Polymer beispielsweise 3 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 70 Gew.-% und besonders bevorzugt 5 bis 55 Gew.-% (z.B. 6 bis 60 Gew.-%).
Die Morphologie (oder Konfiguration) des kautschukartigen Polymers (oder Kautschuks), dispergiert in der Matrix, die das Polystyrolharz umfasst, unterliegt keiner speziellen Beschränkung und kann umfassen eine Kern/Hüllen-Struktur, eine Zwiebel-Struktur, eine Salami-Struktur oder dgl. Die Teilchengröße des kautschukartigen Polymers, das eine dispergierte Phase aufbaut, kann ausgewählt werden aus dem Bereich des volumetrischen mittleren Teilchendurchmessers entsprechend der Verwendung der Harzzusammensetzung und sie kann beispielsweise ausgewählt werden aus dem Bereich von 0,05 bis 30 μm, vorzugsweise von 0,1 bis 10 μm und be sonders bevorzugt von 0,2 bis 7 μm (speziell von etwa 0,5 bis 5 μm). Darüber hinaus beträgt in dem Kautschuk-modifizierten Styrolharz das Aufpfropfungsverhältnis, bezogen auf die Kautschuk-Komponente, normalerweise 5 bis 150%, vorzugsweise 10 bis 150%.
Unter den Kautschuk-modifizierten Styrolharzen umfasst das bevorzugte Kautschuk-modifizierte Styrolharz ein Polystyrol mit hoher Schlagfestigkeit (HIPS), in dem ein Styrolmonomer auf eine Kautschuk-Komponente aufgepfropft ist, ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Acrylnitril-Butadien-Copolymer (ABS-Harz), ein α-Methylstyrol-modifiziertes ABS-Harz, ein Imid-modifiziertes ABS-Harz, in dem ein Monomer der Imid-Reihe als copolymerisierbares Monomer verwendet wird, ein Methylmethacrylat-modifiziertes ABS-Harz, in dem Methylmethacrylat als eine copolymerisierbare Komponente verwendet wird, und andere. Bevorzugt ist insbesondere das HIPS.
Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Styrolharzes (bezogen auf das Pfropf-Copolymer, das Styrolharz, das eine Matrix aufbaut) beträgt normalerweise 10 000 bis 1 000 000, vorzugsweise 50 000 bis 500 000 und besonders bevorzugt 100 000 bis 500 000.
Das Styrolharz kann das Kautschuk-modifizierte Styrolharz und das Polystyrolharz umfassen. In einem solchen Fall beträgt das Gewichtsverhältnis von ersterem zu letzterem normalerweise 99/1 bis 50/50, vorzugsweise 95/5 bis 60/40, besonders bevorzugt 90/10 bis 70/30. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Polystyrolharzes, das in Kombination mit dem Kautschuk-modifizierten Styrolharz verwendet werden soll, kann kleiner sein als dasjenige des Styrolharzes, welches die Matrix des Kautschuk-modifizierten Styrolharzes aufbaut, beispielsweise kann es 10 000 bis 500 000, vorzugsweise 30 000 bis 300 000, betragen.
Harz der Polyphenylenether-Reihe (B)
Das Harz der Polyphenylenether-Reihe (B) umfasst ein Homopolymer oder Copolymer, das eine wiederkehrende Einheit der folgenden Formel(n) (I) und/oder (II) darstellt. Das Harz der Polyphenylenether-Reihe kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
worin R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander stehen für eine C_1-4-Alkylgruppe (beispielsweise eine Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl- und t-Butylgruppe), die einen Substituenten aufweisen kann (z.B. eine Hydroxylgruppe), eine Arylgruppe (z.B. eine Phenylgruppe), die einen Substituenten aufweisen kann (z.B. eine Hydroxylgruppe) oder ein Wasserstoffatom, mit der Maßgabe, dass R⁵ und R⁶ nicht gleichzeitig für Wasserstoffatome stehen.
Zu Beispielen für das Harz der Polyphenylenether-Reihe gehören ein Homopolymer, wie z.B. ein Poly(2,6-di-C_1-4-alkyl-1,4-phenylen)ether, beispielsweise ein Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether, ein Poly(2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylen)ether, ein Poly(2,6-diethyl-1,4-phenylen)ether, ein Poly(2-methyl-6-n-propyl-1,4-phenylen)ether, ein Poly(2-ethyl-6-n-propyl-1,4-phenylen)ether, ein Poly(2,6-di-n-propyl-1,4-phenylen)ether, ein Poly(2-methyl-6-n-butyl-1,4-phenylen)ether, ein Poly(2-ethyl-6-isopropyl-1,4-phenylen)ether und andere, ein Poly(2,6-dialkyl-1,4-phenylen)ether, z.B. ein Poly(2-methyl-6-hydroxyethyl-1,4-phenylen)ether und andere. Unter diesen Harzen ist ein Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether besonders bevorzugt.
Das Copolymer der Polyphenylenether-Reihe umfasst ein Copolymer, das eine Phenylenether-Struktur als eine Haupt-Monomereinheit umfasst. Zu Beispielen für das Copolymer der Polyphenylenether-Reihe gehören ein Copolymer aus einem Monomer, welches das Homopolymer aufbaut (insbesondere 2,6-Dimethylphenol und dgl.) und anderen Phenolen, wie z.B. ein Copolymer aus einem 2,6-Dialkylphenol (insbesondere 2,6-Dimethylphenol) und einem Phenol (insbesondere mindestens einem Vertreter, ausgewählt aus Mono- bis Tetra-C_1-4-alkylphenolen, wie z.B. 2,3,6-Trimethylphenol und o-Cresol).
Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Harzes der Polyphenylenether-Reihe beträgt normalerweise 25 000 bis 60 000, vorzugsweise 30 000 bis 55 000, und besonders bevorzugt 40 000 bis 50 000.
Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Styrolharz (A) und dem Harz der Polyphenylenether-Reihe (B) beträgt normalerweise 70/30 bis 95/5, vorzugsweise 75/25 bis 95/5, besonders bevorzugt 80/20 bis 95/5 (speziell 85/15 bis 95/5).
Polyolefinwachs (C)
Eine Kombination aus einem Harzsystem (oder einer Harzzusammensetzung), das (die) ein Styrolharz und ein Harz der Polyphenylenether-Reihe umfasst, mit einem Polyolefin-Wachs (polyolefinischen Wachs) gewährleistet die Verbesserung der Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) aus einer Form (oder einem Formgebungswerkzeug) und die Formbarkeit in großem Umfang. Eine solche Verbesserung kann nicht erzielt werden mit einer Kombination aus dem Harzsystem mit einem konventionellen Trennmittel, wie z.B. einem Fettsäureester.
Das Polyolefinwachs umfasst ein Polyethylenwachs, ein Polypropylenwachs, ein Olefin-Copolymerwachs (z.B. ein Ethylen-Copolymerwachs) und eine partiell oxidierte Form davon oder eine Mischung davon. Zu Beispielen für das Olefin-Copolymer gehören ein Copolymer eines Olefins (wie z.B. eines α-C_2-6-Olefins wie Ethylen, Propylen, Buten-1, Hexen-1, Decen-1, 4-Methylbuten-1, 4-Methylpenten-1 und dgl.); ein Copolymer aus dem Olefin und einem damit copolymerisierbaren Monomer, wie z.B. einem polymerisierbaren Monomer, beispielsweise einer ungesättigten Carbonsäure oder einem Säureanhydrid davon [wie z.B. Maleinsäureanhydrid, (Meth)Acrylsäure, einem Ester der (Meth)Acrylsäure [z.B. ein C_1-6-Alkylester der (Meth)Acrylsäure, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat] und dgl.; und andere. Darüber hinaus umfasst das Copolymer ein Random-Copolymer, ein Block-Copolymer oder ein Pfropf-Copolymer. Das Olefincopolymer-Wachs ist in der Regel ein Copolymer aus Ethylen und mindestens einem Monomer, ausgewählt aus anderen Olefinen und polymerisierbaren Monomeren. Unter den Polyolefinwachsen ist ein Polyethylenwachs bevorzugt. Das Polyolefinwachs kann eine lineare oder verzweigte Struktur haben.
Die Dichte des Polyolefinwaches beträgt normalerweise 0,86 bis 0,98 g/ml. Der Schmelzpunkt des Polyolefinwachses beträgt normalerweise 100 bis 160°C. Die Dichte des Polyethylenwachses beträgt insbesondere 0,86 bis 0,96 g/ml, vorzugsweise 0,90 bis 0,95 g/ml und besonders bevorzugt 0,92 bis 0,96 g/ml. Die Schmelzviskosität des Polyethylenwachses bei 140°C beträgt normalerweise 200 bis 600 mPa·s (cps), vorzugsweise 300 bis 550 mPa·s (cps) und besonders bevorzugt 400 bis 500 mPa·s (cps). Der Schmelzpunkt des Polyethylenwaches beträgt normalerweise 100 bis 130°C, vorzugsweise etwa 105 bis 125°C und besonders bevorzugt etwa 110 bis 120°C. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Polyethylenwachses beträgt normalerweise 1000 bis 12 000.
Das Polyolefinwachs kann auf konventionelle Weise hergestellt werden. Beispielsweise kann das Polyolefinwachs erhalten werden durch Polymerisieren von Ethylen oder von Ethylen zusammen mit einem copolymerisierbaren Monomer in Gegenwart eines Initiators.
Die Menge des Polyolefinwachses (C) beträgt, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von Komponente (A) und Komponente (B), 0,1 bis 2 Gew.-Teile (beispielsweise 0,2 bis 1,5 Gew.-Teile) und vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-Teil (beispielsweise 0,3 bis 1 Gew.-Teil).
Flammschutzmittel (D)
Die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung umfasst ein Flammschutzmittel. Das Flammschutzmittel umfasst ein Flammschutzmittel der Phosphor-Reihe (ein Phos phor enthaltendendes Flammschutzmittel), ein Flammschutzmittel der Halogen-Reihe (ein Halogen enthaltendes Flammschutzmittel), ein Flammschutzmittel der anorganischen Reihe und andere. Das Flammschutzmittel kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Das Flammschutzmittel der Phosphor-Reihe unterliegt keiner speziellen Beschränkung, sofern das Flammschutzmittel eine Verbindung ist, die ein Phosphoratom umfasst und es umfasst eine phosphororganische Verbindung (einen Phosphorsäureester (ein Phosphat), ein Phosphit, ein Phosphin, ein Phosphinoxid, ein Biphosphin, ein Phosphoniumsalz, eine Phosphinsäure oder ein Salz derselben) und dgl., ein Phosphat der anorganischen Reihe und dgl.
Unter den phosphororganischen Verbindungen gehören zu Beispielen für den Phosphorsäureester beispielsweise ein Phosphorsäureester wie ein aliphatisches Phosphat [z.B. ein Tri-C_1-18-alkylphosphat wie Trimethylphosphat, Triethylphosphat, Tributylphosphat, Tri(2-ethylhexyl)phosphat, Tributoxyethylphosphat und Trioleylphosphat; ein Di-C_2-10-alkylphosphat, wie z.B. Dibutylphosphat und Di(2-ethylhexyl)phosphat; ein Mono-C_2-10-alkylphosphat, wie z.B. ein Monobutylphosphat und Monoisodecylphosphat; 2-Acryloyloxyethylhydrogenphosphat; 2-Methacryloyloxyethylhydrogenphosphat; Dicyclopentylhypodiphosphat; und dgl.], ein aromatisches Phosphat [z.B. ein Tri-C_6-12-arylphosphat wie Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, Trixylenylphosphat, Tris(isopropylphenyl)phosphat, Tris(o-phenylphenyl)phosphat, Tris(p-phenylphenyl)phosphat, Trinaphthylphosphat, Cresyldiphenylphosphat, Xylenyldiphenylphosphat, Di(isopropylphenyl)phenylphosphat, o-Phenylphenyldicresylphosphat und dgl.; Dipyrocatecholhypodiphosphat; und dgl.], und ein aliphatisch-aromatisches Phosphat [wie z.B. ein Di-C_6-12-arylmono-C_2-10-alkylphosphat, wie z.B. Diphenyl(2-ethylhexyl)phosphat; ein Di-C_6-12-arylmono(meth)acryloxy-C_2-10-alkylphosphat, wie z.B. Diphenyl-2-acryloyloxyethylphosphat, Diphenyl-2-methacryloyloxyethylphosphat; ein Mono-C_6-12-arylmono-C_2-10-alkylphosphat wie Phenylneopentylphosphat, Ethylpyrocatecholphosphat; Pentaerythritdiphenyldiphosphat und dgl.] und ein Kondensat davon.
Unter den phosphororganischen Verbindungen umfasst das Phosphit eine Verbindung, die den oben genannten Phosphorsäureestern (Phosphaten) entspricht, wie z.B. ein Phosphit, beispielsweise ein aliphatisches Phosphit [wie z.B. ein Tri-C_1-18-alkylphosphit, ein Di-C_4-10-alkylphosphit, ein Mono-C_4-10-alkylphosphit]; ein aromatisches Phosphit [z.B. ein Tri-C_6-12-arylphosphit]; ein aliphatisch-aromatisches Phosphit [wie z.B. ein Di-C_6-12-arylmono-C_2-10-alkylphosphit] und ein alicyclisches Phosphit [z.B. ein hydriertes Bisphenol A-pentaerythritphosphit-Polymer] und ein Kondensat davon.
Die phosphororganische Verbindung kann außerdem umfassen ein Phosphonat (ein Mono- bis Tri-C_1-4-alkylphosphonat, wie z.B. Methylneopentylphosphonat); ein Phosphinoxid (ein Mono- bis Tri-C_6-12-arylphosphinoxid, wie z.B. Triphenylphosphinoxid, Trikresylphosphinoxid); einen Phosphonsäureester (z.B. einen Di-C_6-12-arylester einer C_1-4-Alkanphosphonsäure, wie z.B. Diphenylmethanphosphonat, einen Di-C_1-4-alkylester einer C_6-12-Arylphosphonsäure, wie z.B. Diethylphenylphosphonat) und andere.
Die phosphororganische Verbindung kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Zu Beispielen für das Phosphat der anorganischen Reihe als ein Flammschutzmittel der Phosphor-Reihe gehören ein Ammoniumpolyphosphat, roter Phosphor und dgl. Der rote Phosphor kann ein solcher sein, dessen Oberfläche vorbehandelt worden ist. Zu Beispielen für ein Verfahren für die Oberflächenbehandlung des roten Phosphors gehören eine Beschichtungsbehandlung durch Aufbringen eines Überzugs aus einem Metallhydroxid (einem Magnesiumhydroxid, einem Zinkhydroxid, einem Aluminiumhydroxid, einem Titanhydroxid und dgl.), eine Beschichtungsbehandlung durch Aufbringen eines Überzugs aus dem Metallhydroxid und einem wärmehärtbaren Harz, eine Beschichtungsbehandlung durch Aufbringen eines mehrschichtigen Überzugs, der umfasst einen Überzug aus dem Metallhydroxid und einen Überzug aus einem wärmehärtbaren Harz.
Das Flammschutzmittel der Halogen-Reihe (das Halogen enthaltende Flammschutzmittel) umfasst beispielsweise eine organische Verbindung, die ein Bromatom und/oder ein Chloratom (insbesondere ein Bromatom) enthält [wie z.B. ein halogeniertes Bisphenol (z.B. Tetrabrombisphenol A und dgl.), ein halogeniertes Epoxyharz (z.B. ein Epoxy-Oligomer vom Tetrabrombisphenol A-Typ oder -Modus), ein Phenoxyharz vom bromierten Bisphenol-Typ (oder -Modus) und dgl.), ein aromatisches Halogenid (wie z.B. Decabromdiphenyloxid), ein halogeniertes Polycarbonat (wie z.B. ein bromiertes Polycarbonat der Bisphenol-Reihe), ein halogeniertes Polymer der aromatischen Vinyl-Reihe (z.B. ein bromiertes Polystyrol, ein bromiertes vernetztes Polystyrol), einen halogenierten Polyphenylenether (wie z.B. ein bromiertes Polyphenylenoxid, ein Polydibromphenylenoxid, ein Decabromphenylenoxidbisphenol-Kondensat), ein halogeniertes Cyanurat-Harz, einen Halogen enthaltenden Phosphorsäureester und andere].
Das Flammschutzmittel der anorganischen Reihe umfasst verschiedene Metall-Verbindungen, wie z.B. ein Metallhydroxid, wie Calciumhydroxid, Bariumhydroxid, Zirkoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminumhydroxid, Dolomit und einen Hydrotalcit; ein Metalloxid, wie z.B. ein Antimontrioxid, ein Zinnoxid und ein Zirkoniumoxid; ein Metallsalz der Kohlensäure (ein Metallcarbonat), wie z.B. ein Magnesiumcarbonat, das basisch sein kann, ein Zinkcarbonat, das basisch sein kann, ein Calciumcarbonat, das basisch sein kann, und ein Bariumcarbonat, das basisch sein kann; ein Metallsalz der Borsäure (ein Metallborat), wie z.B. ein Zinkborat, ein Zinkmetaborat und ein Bariummetaborat und andere. Das Flammschutzmittel der anorganischen Reihe kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Unter diesen Flammschutzmitteln sind die Flammschutzmittel der Phosphor-Reihe bevorzugt. Unter den Flammschutzmitteln der Phosphor-Reihe sind ein Phosphorsäureester, insbesondere ein oligomerer aromatischer Phosphorsäureester, bevorzugt. Der oligomere aromatische Phosphorsäureester umfasst beispielsweise eine Verbindung der nachstehend angegebenen Formel (III):
worin R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ unabhängig voneinander stehen für eine Arylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann; X steht für eine di- oder höherwertige aromatische Gruppe; und n steht für eine ganze Zahl von 0 oder mehr.
In der oben genannten Formel umfasst die Arylgruppe beispielsweise eine Phenylgruppe und eine Naphthylgruppe, und vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Phenylgruppe. Darüber hinaus umfasst der Substituent der Arylgruppe beispielsweise eine Alkylgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkylthiogruppe und dgl. und vorzugsweise eine C_1-4-Alkylgruppe (insbesondere eine Methylgruppe). Die Arylgruppe kann auch eine Vielzahl (beispielsweise zwei) Alkylgruppen als Substituenten aufweisen. Die Arylgruppe kann beispielsweise eine oder mehrere Alkylgruppen als Substituent(en) in einer oder mehreren geeigneten Positionen aufweisen (wie z.B. in der 2-Position, 3-Position, 4-Position, in den 2,6-Positionen, 2,4-Positionen, 3,5-Positionen, 3,6-Positionen oder 2,4,6-Positionen der Phenylgruppe und dgl.).
Darüber hinaus bezieht sich die di- oder mehrwertige aromatische Gruppe auf eine di- oder mehrwertige Gruppe, in der zwei oder mehr der Wasserstoffatome, die in einer aromatischen Verbindung an ein Kohlenstoffatom gebunden sind, aus der aromatischen Verbindung entfernt worden sind. Sie umfasst beispielsweise eine Phenylengruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, ein Derivat eines polynuklearen Phenols (wie z.B. eines Bisphenols). Die relative Position der zwei oder mehr freien Valenzen kann nach Belieben ausgewählt werden. Beispiele für besonders bevorzugte Verbindungen, die einer organischen Gruppe X entsprechen, sind Hydrochinon, Resorcin, Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan [Bisphenol A], Dihydroxydiphenyl, p,p'-Dihydroxydiphenylsulfon, Dihydroxynaphtha lin, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, Bis(4-hydroxyphenyl)keton, Bis(4-hydroxyphenyl)ether und dgl.
In der oben genannten Formel steht n für den Grad der Kondensation des Phosphorsäureesters. Der oligomere Phosphorsäureester ist in der Regel ein Gemisch von Phosphorsäureestern, die in Bezug auf ihren Kondensationsgrad voneinander verschieden sind, und häufig wird es durch den durchschnittlichen Wert des Kondensationsgrades charakterisiert. Der durchschnittliche Wert von n beträgt in der Regel nicht mehr als 5, vorzugsweise 0,5 bis 3, und besonders bevorzugt 0,7 bis 2.
Zu den oligomeren aromatischen Phosphorsäureestern gehören ein Bisphosphat, ein Polyphosphatoligomer und dgl., beispielsweise ein Ester mit einem Resorcin-Grundgerüst, wie z.B. Resorcin-bis(diphenylphosphat), Resorcin-bis(dicresylphosphat), Resorcin-bis(dixylenylphosphat) und Resorcin-bis(di-2,6-dimethylphenylphosphat); ein Ester mit einem Hydrochinon-Grundgerüst, wie z.B. Hydrochinon-bis(diphenylphosphat), Hydrochinon-bis(dicresylphosphat), Hydrochinon-bis-(dixylenylphosphat) und Hydrochinon-bis(di-2,6-dimethylphenylphosphat); Ester, die ein Bisphenol A-Grundgerüst aufweisen, wie z.B. Bisphenol A-bis(diphenylphosphat), Bisphenol A-bis(dicresylphosphat), Bisphenol A-bis(dixylenylphosphat) und Bisphenol A-bis(di-2,6-dimethylphenylphosphat) und dgl.
Die Menge des Flammschutzmittels (D) beträgt, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge an Komponente (A) und Komponente (B), 3 bis 30 Gew.-Teile, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-Teile.
Die Verwendung des Flammschutzmittels (insbesondere des Phosphorsäureesters, wie z.B. des oligomeren aromatischen Phosphorsäureesters) ermöglicht die Herabsetzung der Entzündung (Entflammung), die durch eine elektrische Entladung hervorgerufen wird. Beispielsweise beträgt die Kriechstromfestigkeit, gemessen nach IEC 112, dritte Auflage, nicht weniger als 350 V, vorzugsweise nicht weniger als 400 V und besonders bevorzugt nicht weniger als 450 V. Die Lichtbogendurchschlags festigkeit, bestimmt nach ASTM D 495, beträgt nicht weniger als 10 s und vorzugsweise nicht weniger als 12 s.
Andere (weitere) Zusätze
Die erfindungsgemäße Styrolharz-Zusammensetzung kann gegebenenfalls ein oder mehrere andere (weitere) thermoplastische Harze enthalten (ein Acrylharz, ein Olefinharz, ein Harz der Vinyl-Reihe, ein Harz der Polyamid-Reihe, ein Harz der Polyester-Reihe, ein Harz der Polyacetal-Reihe, ein Harz der thermoplastischen Polyurethan-Reihe, ein Harz der Polyether-Reihe, ein Harz der Polyketon-Reihe und dgl.), ein flammwidrig machendes Hilfsmittel, einen Tropfinhibitor [z.B. ein Harz der Fluor-Reihe (ein Fluor enthaltendes Harz)], einen Füllstoff (eine Glasfaser, eine Kohlefaser, eine Metallfaser dgl.), ein Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens, einen Stabilisator (ein Antioxidationsmittel, ein ultraviolette Strahlung absorbierendes Agens, einen Licht-Stabilisator, einen Wärmestabilisator und dgl.), ein Verstärkungsmittel, ein antistatisches Agens, ein Gleit- bzw. Schmiermittel, ein Trennmittel, ein Festigkeitsmodifizierungsmittel, ein Versteifungsmittel, einen Farbstabilisator (ein die Farbe verbesserndes Agens), ein Färbemittel, einen Weichmacher, ein Kompatibilisierungsmittel, ein Dispergierungsmittel, ein Schäumungsmittel, ein antibakterielles Agens und andere. Der Zusatz (die Zusätze) kann (können) einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Herstellungsverfahren
Die erfindungsgemäße Styrolharz-Zusammensetzung kann hergestellt werden durch Zumischen jeder Komponente in der jeweils angegebenen Menge unter Verwendung eines konventionellen Mischers, wie z.B. eines Henschel-Mischers, eines Trommel-Mischers und eines Kneters, unter trockenen oder nassen (feuchten) Bedingungen. Die Harzzusammensetzung wird in der Regel hergestellt durch vorheriges Mischen der Komponenten unter Verwendung des (der) oben genannten Mischers (Mischer) und anschließendes Verkneten der Zusammensetzung unter Verwendung eines Extruders oder durch Schmelzverkneten der Zusammensetzung unter Verwendung ei nes Kneters, wie z.B. einer Heizwalze oder eines Banbury-Mischers. Das Schmelzverkneten kann unter geeigneten Bedingungen, je nach der jeweiligen Komponente, durchgeführt werden, beispielsweise bei 150 bis 250°C. Die schmelzverknetete Zusammensetzung kann eine solche sein, die in Form von Pellets unter Verwendung eines monoaxialen oder biaxialen Extruders hergestellt worden ist.
Die so erhaltene Styrolharz-Zusammensetzung kann zu verschieden geformten Artikeln (Gegenständen) geformt werden unter Anwendung bekannter Verfahren, beispielsweise durch Spritzgießen, Extrusionsformen, Vakuumformen, Profilextrudieren, Formschäumen, Injektionspressen, Pressformen, Blasformen, Gasstrahlformen und dgl. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Styrolharz-Zusammensetzung eine ausgezeichnete Formtrennbarkeit bzw. Freisetzung aus einer Form (oder einem Formwerkzeug) auf und ist innerhalb eines breiten Bereiches formbar. Die erfindungsgemäße Styrolharz-Zusammensetzung kann daher auf stabile und effiziente Weise geformt werden bei gleichzeitiger Verkürzung des Formgebungszyklus.
Die erfindungsgemäße Styrolharz-Zusammensetzung ist verwendbar zum Formen einer Vielzahl von Formkörpern (geformten Gegenständen). Die Styrolharz-Zusammensetzung kann für einen breiten Anwendungsbereich eingesetzt werden, beispielsweise auf den Gebieten der Herstellung von Teilen, eines Gehäuses, eines Chassis und anderer Formkörper, die in der Büroautomation (OA) verwendet werden, und auf dem Gebiet der elektrischen Haushaltsgeräte, auf den elektrischen und elektronischen Gebieten, auf dem Gebiet der Herstellung von Kommunikationsgeräten, auf dem Sanitärgebiet, dem Automobilgebiet, auf Gebieten, die mit der Hausbau- bzw. Wohnungsindustrie im Zusammenhang stehen, wie z.B. zur Herstellung von Einrichtungen oder Möbeln und Baumaterialien, auf dem Gebiet der Herstellung von gemischten Waren und dgl. Insbesondere ist die Zusammensetzung geeignet zur Herstellung eines Formkörpers (eines geformten Artikels), der eine ausreichende Kriechstromfestigkeit, Lichtbogendurchschlagsfestigkeit und dgl. aufweisen muss. Unter den oben genannten Anwendungszwecken ist die Zusammensetzung geeignet für die Herstellung eines Teils eines Büroautomations-Materials (OA-Materials), insbesondere zum Formen eines Materials für einen Tonerpatronenbehälter, der für eine Kopiervorrichtung, in der ein elektrofotografisches System verwendet wird, geeignet ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Erfindungsgemäß ist es möglich, durch eine Kombination aus einem Styrolharz, einem Harz der Polyphenylenether-Reihe und einem Polyolefinwachs eine ausgezeichnete Formtrennbarkeit (Freisetzbarkeit aus einer Form) und Formbarkeit einer Styrolharz-Zusammensetzung zu verleihen. Darüber hinaus weist die Styrolharz-Zusammensetzung, die außerdem ein Flammschutzmittel enthält, eine hohe Flammenbeständigkeit auf. Insbesondere kann mit einer Styrolharz-Zusammensetzung, die einen Phosphorsäureester umfasst, eine Entzündung (Entflammung) vermindert werden, die durch eine elektrische Entladung hervorgerufen wird.
Beispiele
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher beschreiben und sie definieren oder interpretieren keinesfalls den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Alle "Teile" und "Prozentangaben" in den nachfolgenden Beispielen beziehen sich auf das Gewicht.
Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
Die in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Komponenten wurden in den in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Mengenverhältnissen bei 230°C unter Verwendung eines biaxialen Extruders schmelzverknetet, um sie zu pelletisieren. Die so erhaltenenen Pellets wurden vollständig getrocknet und aus den Pellets wurden durch Spritzgießen Prüfkörper hergestellt. Die erzielten Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben.
Izod-Kerbschlagfestigkeit (IS)
Die Izod-Kerbschlagfestigkeit wurde nach ASTM D 256 gemessen.
Wärmeverformungstemperatur (HDT)
Die Wärmedurchbiegungstemperatur wurde nach ASTM D 648 bei einer Belastung von 18,6 kg/cm² gemessen.
Formtrennbarkeit (Entformbarkeit)
Eine Form für einen Prüfkörper wurde verwendet zur Bewertung der Formtrennbarkeit. Unter den Formgebungsbedingungen des Spritzgießens wurden eine Zylindertemperatur von 210°C, eine Formtemperatur von 60°C und eine Spritzdauer von 15 s konstant gehalten und der Spritzdruck und die Abkühlungszeit wurden variiert, um die Formtrennbarkeit (Entformbarkeit) zu bewerten.
a) Spritzdruck
Die Abkühlungszeit wurde auf 20 s festgelegt und der Spritzdruck wurde allmählich erhöht vom kurzen Schuss-Zustand bis zum Zustand der schlechten Entformbarkeit. In diesem Falle wurden der minimale Spritzdruck, bei dem ein Spritzen möglich war, und der maximale Spritzdruck, bei dem ein Spritzen unmöglich wurde, gemessen zur Bestimmung eines für das Spritzen anwendbaren Druckbereiches.
Je breiter der für das Spritzen mögliche Druckbereich ist, umso besser ist die Formtrennbarkeit (Entformbarkeit).
b) Abkühlungszeit
Der minimale Spritzdruck, bei dem kein kurzer Schuss gebildet wurde, wird hier als "Spritzdruck 1" bezeichnet und ein Spritzdruck, bei dem der Spritzdruck um 2 bis 5 kg/cm² höher war als der Druck an dem Druckmessgerät bei dem Spritzdruck 1 wird hier als "Spritzdruck 2" bezeichnet, und die Abkühlungszeit wurde allmählich verkürzt in einem Bereich von 20 s bis zu einer Zeit, bei der die Zusammensetzung in den schlecht entformbaren Zustand überging. Der Ausdruck "kürzeste Abkühlungszeit" bezieht sich auf eine Abkühlungszeit, bei der die Zusammensetzung in den schlecht entformbaren Zustand überging. Je kürzer die kürzeste Abkühlungszeit ist, umso besser ist die Formtrennbarkeit (Entformbarkeit).
Entflammbarkeit
Zur Bewertung der Entflammbarkeit nach UL-94 wurde ein Prüfkörper mit einer Dicke von 1,3 mm verwendet.
Entflammbarkeit durch elektrische Entladung
Ein Prüfkörper mit einer Dicke von 0,32 cm (1/8 inch) wurde 48 h lang unter einer Atmosphäre von 23 ± 2°C und 50 ± 5% relativer Feuchtigkeit (RH) behandelt, um die Entflammbarkeit durch elektrische Entladung auf der Basis der Kriechstromfestigkeit und Lichtbogendurchschlagsfestigkeit zu bewerten.
a) Kriechstromfestigkeit
Unter der Kriechstromfestigkeit ist die Größe der Spannung zu verstehen, die auf einem Material einen Kriechstrom erzeugt im Falle der Zugabe von 50 Tropfen einer 0,1 gew.-%igen Ammoniumchlorid-Lösung zu dem Material. Die Kriechstromfestigkeit wurde nach IEC 112, dritte Auflage, gemessen.
b) Lichtbogendurchschlagsfestigkeit
Unter der Lichtbogendurchschlagsfestigkeit ist der Widerstand eines (zweiten) Materials im Verhältnis zur Bildung eines elektrisch leitenden Durchgangs auf der Oberfläche des Materials für den Fall zu verstehen, bei dem ein intermittierender Lichtbogen entsprechend der Hochspannungs-Niedrigstrom-Eigenschaft erzeugt wurde. Die Lichtbogendurchschlagsfestigkeit wurde nach ASTM D 495 gemessen.
Komponenten, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wurden
(A) Styrolharz

• HIPS: hergestellt von der Firma Toyo Styrene Co., Ltd., H53C
• GPPS: hergestellt von der Firma Toyo Styrene Co., Ltd., #10

(B) Harz der Polyphenylenether-Reihe

• Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether (PPE): hergestellt von der Firma Mitsubishi Engineering-Plastics Corp., YPX100F, MG 48 000

(C) Polyolefinwachs

• Polyethylenwachs: hergestellt von der Firma Allied Signal Inc., A-C9A; Schmelzviskosität bei 140°C 450 mPa·s (cps); Dichte 0,93 g/ml

(D) Flammschutzmittel

• Flammschutzmittel 1 der Phosphor-Reihe 1 [1,3-Phenylen-bis(di-2,6-dimethylphenylphosphat)]: hergestellt von der Firma Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., PX-200
• Flammschutzmittel 2 der Phosphor-Reihe [1,3-Phenylen-bis(diphenylphosphat)]: hergestellt von der Firma Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., CR-733S
• Flammschutzmittel der Halogen-Reihe: hergestellt von der Firma Albemarle Corp., SAYTEX 8010.

Weitere Zusätze

• Ester der Montansäure: hergestellt von der Firma Clariant Japan K. K., ET132,
• Ester 1 der Stearinsäure: hergestellt von der Firma NOF Corp., H-476
• Ester 2 der Stearinsäure: hergestellt von der Firma NOF Corp., H-476D

Tabelle 1
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 1 hervorgeht, wurde die Entformbarkeit bzw. Formtrennbarkeit einer Styrolharz-Zusammensetzung nicht verbessert, wenn ein Fettsäureester anstelle eines Polyethylenwachses verwendet wurde.
Tabelle 2
Aus den Ergebnissen der Tabelle 2 geht hervor, dass einer Styrolharz-Zusammensetzung durch Zumischen einer geringen Menge eines GPPS zu einem HIPS und Zumischen eines Polyphenylenethers innerhalb einer eng begrenzten Menge und darüber hinaus durch zusätzliche Verwendung eines oligomeren aromatischen Phosphorsäureesters einer Styrolharz-Zusammensetzung eine ausgezeichnete Entflammbarkeit bzw. Entzündbarkeit bei der Entladung verliehen werden kann.

Claims

Styrolharz-Zusammensetzung, die ein Styrolharz (A), ein Harz der Polyphenylenether-Reihe (B), ein Polyolefinwachs (C) und ein Flammschutzmittel (D) umfasst, wobei das Styrolharz (A) mindestens ein Kautschuk-modifiziertes Styrolharz umfasst, das Polyolefinwachs (C) ein Polyethylenwachs umfasst und die Menge der Komponente (C) und die Menge der Komponente (D) 0,1 bis 2 Gew.-Teile bzw. 3 bis 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von Komponente (A) und Komponente (B), betragen.
Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Flammschutzmittel (D) ein flammenhemmendes Agens der Phosphor-Reihe umfasst.
Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Flammschutzmittel (D) einen oligomeren aromatischen Phosphorsäureester umfasst.
Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die Kriechstromfestigkeit, gemessen nach IEC 112, dritte Auflage, nicht weniger als 350 V beträgt und die Lichtbogendurchschlagsfestigkeit, bestimmt nach ASTM D495, nicht weniger als 10 s beträgt.
Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die Schmelzviskosität des Polyolefinwachses (C) bei 140°C 200 bis 600 cP beträgt.
Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die Dichte des Polyolefinwachses (C) 0,86 bis 0,98 g/ml beträgt.
Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der der Schmelzpunkt des Polyolefinwachses (C) 100 bis 140°C beträgt.
Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Verhältnis zwischen der Komponente (A) und der Komponente (B), bezogen auf das Gewicht, 70/30 bis 95/5 beträgt.
Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Verhältnis zwischen der Komponente (A) und der Komponente (B), bezogen auf das Gewicht, 75/25 bis 95/5 beträgt.
Flammenhemmende Styrolharz-Zusammensetzung, die umfasst eine Styrolharz-Zusammensetzung (A), umfassend ein Kautschuk-modifiziertes Styrolharz und ein Polystyrolharz in einem Verhältnis von ersterem zu letzterem, bezogen auf das Gewicht, von 99/1 bis 50/50, ein Harz der Polyphenylenether-Reihe (B), das eine wiederkehrende Einheit der nachfolgend angegebenen Formel (I) und/oder (II) aufweist:
worin R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander stehen für eine C_1-4-Alkylgruppe einschließlich einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl- und t-Butylgruppe, die einen Substituenten einschließlich einer Hydroxylgruppe aufweisen kann, eine Arylgruppe einschließlich einer Phenylgruppe, die einen Substituenten einschließlich ei ner Hydroxylgruppe aufweisen kann, oder ein Wasserstoffatom, mit der Maßgabe, dass R⁵ und R⁶ nicht gleichzeitig Wasserstoffatome darstellen, ein Polyethylenwachs (C) mit einer Dichte von 0,86 bis 0,98 g/ml, einer Schmelzviskosität bei 140°C von 300 bis 550 cP und einem Schmelzpunkt von 100 bis 130°C und einen oligomeren aromatischen Phosphorsäureester (D), dargestellt durch die folgende Formel (III)
worin R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ unabhängig voneinander stehen für eine Arylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, X steht für eine zweiwertige oder höherwertige aromatische Gruppe und n steht für eine ganze Zahl von 0 oder mehr, und wobei die Menge der Komponente (C) 0,1 bis 1 Gew.-Teile und die Menge der Komponente (D) 3 bis 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile einer Harzzusammensetzung, die aus der Komponente (A) und der Komponente (B) besteht, betragen und das Verhältnis zwischen der Komponente (A) und der Komponente (B), bezogen auf das Gewicht, 80/20 bis 95/5 beträgt.
Formkörper, der mit einer Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1 hergestellt ist.
Tonerpatronenbehälter, der aus einer Styrolharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1 hergestellt ist.