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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung und Spritzformteile
daraus. Genauer betrifft sie eine flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung,
in der der Flammenhemmer gute Flammenhemmung ausübt, ohne aus den Formteilen
aus der Zusammensetzung auszubluten, und auch ihre Spritzformteile,
die die Vorteile guten Aussehens und guter Entnehmbarkeit aus der
Form aufweisen. Insbesondere in Kombination mit einem Styrolharz
hat die erfindungsgemäße Zusammensetzung
immer noch gute Schmelzfluidität
und gute Formbarkeit und wird leicht zu Formteilen guter Schlagfestigkeit
geformt.
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Beschreibung des Stands
der Technik:
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Da sie die Vorteile von Schlagfestigkeit,
Wärmebeständigkeit
und guten elektrischen Eigenschaften aufweisen, finden Polycarbonatharze
zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Bereichen von beispielsweise
Büroautomatisierungsgeräten, Informationsgeräten, elektrischen
und elektronischen Geräten
für die
industrielle und die Haushalts-Verwendung, Automobilteilen und Maschinenmaterialien.
Als Regel sind Polycarbonatharze selbstauslöschend. Einige ihrer Anwendungen
für Büroautomatisierungsgeräte, elektrische
und elektronische Geräte
für die
industrielle und die Haushalts-Verwendung und weitere erfordern
jedoch hochgradige Flammenhemmung. Um dieses Erfordernis zu erfüllen werden
Polycarbonatharzen verschiedene Flammenhemmer zugesetzt. Eine übliche Methode
zur Herstellung von Polycarbonatharzen mit Flammenhemmung umfasst Zugabe
eines halogenhaltigen Flammenhemmers wie einer Bromverbindung oder
von ähnlichen
mit hohen Flammenhemmungsfähigkeiten
gemeinsam mit einem Flammenhemmungsförderer wie einem Antimonoxid
oder ähnlichem.
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Im Hinblick auf neuere Probleme mit
der Umwelt und der Sicherheit ist es jedoch wünschenswert, keine Halogenverbindungen
wie Bromverbindungen, Chlorverbindungen und ähnliches zu verwenden, um den Harzen
Flammenhemmung zu verleihen. Was nicht-halogenhaltige Flammenhemmer
betrifft, wurden verschiedene Verfahren zur Verwendung von Phosphatverbindungen
vorgeschlagen. Andererseits bestehen einige Probleme mit Polycarbonatharzen
dahingehend, dass sie hohe Formungs- und Arbeitstemperaturen erfordern und
ihre Schmelzfluidität
niedrig ist. Da sie relativ hohe Formungs- und Arbeitstemperaturen
erfordern, sind Polycarbonatharze, insbesondere diejenigen, die
verschiedene Additive enthalten, häufig dahingehend problematisch,
dass ihre thermische Stabilität
schlecht ist, während
sie geformt und bearbeitet werden, und dass die Formteile nicht
ihre guten Eigenschaften zeigen können. Wenn Polycarbonatharze
zu Teilen oder Gehäusen
für Büroautomatisierungsgeräte wie Kopierer
oder Faxgeräte
oder für
elektrische und elektronische Geräte geformt werden, sollen die
Formteile eine komplizierte Form mit lokalen Vorsprüngen oder
Rücksprüngen, beispielsweise
Rippen oder Einbuchtungen aufweisen, und müssen unter dem Gesichtspunkt
der Einsparung von Ressourcen ein geringes Gewicht und dünne Wände aufweisen.
Daher sind Polycarbonatharz-Zusammensetzungen erwünscht, die
erhöhte
Schmelzfluidität
oder, dass heißt,
verbesserte Spritzformbarkeit aufweisen. Verschiedene Polycarbonatharz-Zusammensetzungen,
welche verbesserte Formbarkeit aufweisen, wurden bisher vorgeschlagen,
zu denen kautschukartige Polymer-modifizierte Styrolharze unter
Berücksichtigung
der physikalischen Eigenschaften wie Schlagfestigkeit der Formteile
aus den Zusammensetzungen zugegeben werden.
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Zusammensetzungen aus Polycarbonatharzen,
zu denen Styrolharze wie Acrylnitril-Butadien-Styrolharze (ABS-Harze),
Acrylnitril-Styrolharze (AS-Harze) und ähnliches zum Zweck der Verbesserung
der Schmelzfluidität
oder der Harzzusammensetzungen gegeben werden, sind als Polymerlegierungen
bekannt und finden zahlreiche Anwendungen auf dem Gebiet der Formteile,
da sie gute Wärmebeständigkeit
und Schlagfestigkeit aufweisen. Bei ihren Anwendungen, wo solche
Polycarbonatharz-Zusammensetzungen für Büroautomatisierungsgeräte, elektrische
und elektronische Geräte
und ähnliches
verwendet werden, müssen sie
hohe Flammenhemmung von nicht weniger als einem vorher bestimmten
Grad aufweisen, so dass die Sicherheit der Formteile gewährleistet
und erhöht
wird.
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Um die obigen Erfordernisse zu erfüllen wurden
bisher verschiedene Verfahren vorgeschlagen. Konkret offenbart JP-A
61-55145 eine thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend (A)
ein aromatisches Polycarbonatharz, (B) ein ABS-Harz, (C) ein AS-Harz,
(D) eine Halogenverbindung, (E) ein Phosphat und (F) eine Polytetrafluorethylen-Komponente. JP-A
2-32154 offenbart eine Formungs-Polycarbonatzusammensetzung
mit hoher Flammenhemmung und hoher Schlagfestigkeit, umfassend (A)
ein aromatisches Polycarbonatharz, (B) ein ABS-Harz, (C) ein AS-Harz,
(D) ein Phosphat und (E) eine Polytetrafluorethylen-Komponente. JP-A
8-239565 offenbart eine Polycarbonatharz-Zusammensetzung, umfassend
(A) ein aromatisches Polycarbonat, (B) ein schlagfestes Polystyrolharz
mit kautschukartigem Elastomer, (C) ein Nicht-Halogenphosphat, (D) ein gepfropftes
kautschukartiges Elastomer vom Kern/Hülle-Typ, und (E) Talkum.
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Diese dienen alle zur Verbesserung
der Schmelzfluidität
und daher der Formbarkeit von Polycarbonaten und zur Verbesserung
der Schlagfestigkeit und der Flammenhemmung der Formteile aus den
Polycarbonaten. Da sie solche verbesserten Eigenschaften aufweisen,
werden die vorgeschlagenen Polycarbonatzusammensetzungen zu verschiedenen
praktikablen Formteilen geformt. Auf dem Gebiet der Büroautomatisierungsgeräte, elektrischen
und elektronischen Geräte
zur Haushalts- oder industriellen Verwendung müssen die Teile und Gehäuse dieser
Geräte
leichter und dünnwandiger
sein. Insbesondere wird die Form komplizierter, so dass sie feine
Vorsprünge
und Rücksprünge wie
Rippen und Eindrücke
aufweist oder eine Gitterstruktur hat, so dass sie für beliebige
komplizierte und große
Geräte
anwendbar sind. In dieser Situation müssen Polycarbonatharze eine
bessere Formbarkeit aufweisen, so dass sie die obigen Erfordernisse
erfüllen
können.
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Als Regel werden Phosphatverbindungen,
die bei Raumtemperatur flüssig
sind und einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, als Flammenhemmer
für Polycarbonatharze
verwendet, ihre Menge, die zu den Harzen gegeben werden muss, um
die angestrebte Flammenhemmung zu erzielen, ist jedoch relativ groß. Daher sind
solche Phosphatverbindungen häufig
problematisch und nachteilig dahingehend, dass die sie umfassenden
Harzformteile entsorgt werden und dass sie die Wärmebeständigkeit und die Schlagfestigkeit
der Harzformteile senken. Um diese Probleme mit den Phosphatverbindungen
zu lösen,
die aus den Harzformteilen ausbluten und die Wärmebeständigkeit der Harzformteile
absenken, wurden einige Verfahren vorgeschlagen. Beispielsweise
offenbart JP-A 6-228426 ein Verfahren der Zugabe von sowohl (B)
einer Alkyl-substituierten aromatischen Phospharverbindung, die
eine spezifische Struktur aufweist und eine hohe Viskosität hat, und (C)
eines Triphenylphosphats oder ähnlichem
zu (A) einem Polyphenylenetherharz oder einem Polycarbonatharz.
JP-A 7-179715 offenbart eine flammenhemmende Harzzusammensetzung,
umfassend 1 bis 99 Gewichtsteile (A) eines Polycarbonatharzes, 1
bis 99 Gewichtsteile (B) eines Kautschuk verstärkten Harzes, und 0,1 bis 30
Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtsumme von
(A) und (B), einer (C) organischen Phosphorverbindung, die einen
Schmelzpunkt von nicht niedriger als 120°C aufweist. JP-A 8-12867 offenbart
eine thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend 100 Gewichtsteile
einer Harzmischung aus 50 bis 98 Gewichts-% (A) eines aromatischen
Polycarbonats und 2 bis 50 Gewichts-% eines (B) ABS-Harzes und/oder
(C) eines AS-Harzes, 0,01 bis 5 Gewichtsteile (D) eines Fluorharzes
und/oder eines Silikons, und 1 bis 40 Gewichtsteile (E) einer Phosphatverbindung,
die einen hohen Schmelzpunkt aufweist. Darin werden Phosphatverbindungen
mit hoher Viskosität
oder einem hohen Schmelzpunkt als Flammenhemmer verwendet, um die
Probleme zu lösen,
und sie sind in einigen Aspekten effektiv.
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Polymermischungen, umfassend mindestens
zwei aromatische Polyester und ein anorganisches Diphosphat, sind
in EP-A-0264143 beschrieben.
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Durch unsere Studien haben wir, die
Erfinder, gefunden, dass, obwohl die Phosphatverbindung mit einem
hohen Schmelzpunkt die Probleme des Ausblutens lösen können, diese ein weiteres Problem
der schlechten Dispergierbarkeit aufweisen, wodurch sie einige negative
Einflüsse
nicht nur auf das äußere Aussehen
der sie umfassenden Harzformteile ausüben, sondern auch auf die Flammenhemmung.
Insbesondere wenn Phosphatverbindungen dieses Typs in Zusammensetzungen
vorliegen, die ein Polycarbonatharz und ein Styrolharz umfassen,
haben wir weiter gefunden, dass die Fähigkeit des Styrolharzes zur
Verbesserung der Schmelzfluidität
der Zusammensetzungen schlecht ist, dass die Schlagfestigkeit der
Formteile aus den Zusammensetzungen nicht zufriedenstellend ist,
und dass die Entnehmbarkeit der Formteile aus der Form schlecht
ist und daher verbessert werden muss.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In dieser Situation ist die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer verbesserten flammenhemmenden
Polycarbonatharz-Zusammensetzung,
die einen Nicht-Halogen-Flammenhemmer umfasst, welcher seine flammenhemmenden
Fähigkeiten
in hohem Maße
ausüben
kann, ohne dass er aus den Formteilen aus der Zusammensetzung ausblutet.
Die Zusammensetzung hat gute Formbarkeit und wird zu Formteilen
geformt, insbesondere Spritzformteilen mit guter Flammenhemmung,
guter Schlagfestigkeit, guter mechanischer Festigkeit und gutem äußeren Aussehen
und ist gut anwendbar sogar für
dünnwandige
und komplizierte Büroautomatisierungsgeräte, elektrische
und elektronische Geräte
für die
industrielle und die Haushaltsverwendung und Automobilteile. Die
Erfindung stellt auch Spritzformteile aus der Zusammensetzung bereit.
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Um die obige Aufgabe zu lösen haben
wir, die Erfinder, verschiedene Phosphatverbindungen und Additive
gründlich
untersucht, die für
flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzungen anwendbar sein
können.
Als Ergebnis haben wir gefunden, dass bei selektiver Zugabe eines
spezifischen Additivs zu einer Polycarbonatharz-Zusammensetzung,
die eine hochschmelzende Phosphatverbindung enthält, insbesondere zu solchen,
die weiter ein Kautschuk-modifiziertes Styrolharz enthalten, die
oben angegebenen Probleme gelöst
werden. Auf der Basis dieses Befunds haben wir die vorliegende Erfindung
vervollständigt.
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Genauer stellt die Erfindung das
Folgende bereit:
- (1) Eine flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung,
umfassend 100 Gewichtsteile eines Harzes oder einer Harzmischung
aus (A) 20 bis 100 Gewichts-% eines Polycarbonatharzes und (B) 0
bis 80 Gewichts-% eines Styrolharzes, 1 bis 30 Gewichtsteile einer
(C) kristallinen Phosphatverbindung, die mindestens ein direkt an
das Phosphoratom gebundenes Estersauerstoffatom aufweist und einen
Schmelzpunkt von nicht weniger als 70°C hat, und 0,1 bis 10 Gewichtsteile
(D) mindestens eines Bestandteils, ausgewählt aus der aus Polyglycerinen,
Polyalkylenglykolen, Estern von Polyglycerinen, Estern von Polyalkylenglykolen
und Polyestern von Polycarbonsäuren
mit Polyalkoholen bestehenden Gruppe.
- (2) Flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung aus (1),
wobei die Harzmischung (A) 50 bis 95 Gewichts-% eines Polycarbonatharzes
und (B) 5 bis 50 Gewichts-% eines Styrolharzes umfasst, und das
Styrolharz ein Kautschuk-modifiziertes Styrolharz ist.
- (3) Flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung aus (1)
oder (2), welche darüber
hinaus 0,05 bis 5 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des
Harzes oder der Harzmischung aus (A) und (B) eines (E) Fluorolefinharzes
enthält.
- (4) Flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach einem
von (1) bis (3), welche darüber hinaus
1 bis 30 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes
oder der Harzmischung aus (A) und (B) eines (F) kautschukartigen
Elastomeren enthält.
- (5) Flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung aus (4),
wobei das kautschukartige Elastomer (F) ein gepfropftes kautschukartiges
Elastomer vom Kern/Hülle-Typ
ist.
- (6) Flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach einem
von (1) bis (5), welche darüber hinaus
1 bis 100 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes
oder der Harzmischung aus (A) und (B), eines (G) anorganischen Füllstoffs
enthält.
- (7) Spritzformteil aus der flammenhemmenden Polycarbonatharz-Zusammensetzung nach
einem von (1) bis (6).
- (8) Spritzformteil aus (7), welches für Gehäuse oder Teile von Büroautomatisierungsgeräten, für solche
von Informationsgeräten,
für solche
von elektrischen und elektronischen Geräten und für die Haushaltsverwendung oder
industrielle Verwendung dient.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung wird im Folgenden im
Detail beschrieben. Zunächst
werden die Komponenten (A) bis (D) erwähnt, die die flammenhemmende
Polycarbonatharz-Zusammensetzung der Erfindung bilden.
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(A) Polycarbonatharz (PC):
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Das als Komponente (A) in der erfindungsgemäßen flammenhemmenden
Polycarbonatharz-Zusammensetzung dienende Polycarbonatharz (PC)
ist nicht speziell definiert und kann jedes beliebige im Stand der Technik
bekannte sein. Allgemein verwendet werden aromatische Polycarbonate,
die aus Diphenolen und Carbonatvorläufern hergestellt werden. Beispielsweise
werden Polycarbonate verwendet, die durch Umsetzung eines Diphenols
und eines Polycarbonatvorläufers
in der Lösungsmethode
oder in der Schmelzmethode hergestellt werden, wie solche, die durch
Reaktion eines Diphenols und Phosgen oder durch Umesterung eines Diphenols
und eines Diphenylcarbonats hergestellt werden.
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Verschiedene Diphenole sind verwendbar,
einschließlich
beispielsweise 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)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)ether,
Bis(4-hydroxyphenyl)keton
usw.
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Als Diphenole für die Verwendung hier sind
Bis(hydroxyphenyl)alkane bevorzugt, insbesondere Bisphenol A. Die
Carbonatvorläufer
für die
Verwendung in der Erfindung schließen beispielsweise Carbonylhalogenide,
Carbonylester, Haloformate, konkret Phosgen, Diphenoldihaloformate,
Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat usw. ein. Andere
Diphenole wie Hydrochinon, Resorcinol, Catechol und Ähnliches sind
ebenfalls erfindungsgemäß verwendbar.
Die hier genannten Diphenole können
entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
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Das Polycarbonatharz kann eine verzweigte
Struktur aufweisen, wobei das Verzweigungsmittel 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, α,α',α''-Tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzol,
Phloroglucin, Trimellithsäure,
Isatinbis(o-cresol), usw einschließt. Zur Kontrolle des Molekulargewichts
des Polycarbonatharzes sind Phenol, p-t-Butylphenol, p-t-Octylphenol,
p-Cumylphenol, p-Dodecylphenol
usw. verwendbar.
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Das erfindungsgemäß verwendbare Polycarbonatharz
kann ein Copolymer sein, welches eine Polycarbonat-Einheit und eine
Polyorganosiloxan-Einheit aufweist, oder es kann eine Einheit des
Copolymeren aufweisen. Das Copolymer kann ein Polyester-Polycarbonat-Harz sein, das durch
Polymerisation eines Polycarbonats in Gegenwart eines Estervorläufers wie
einer difunktionellen Carbonsäure
(z. B. Terephthalsäure) oder
ihres esterbildenden Derivats hergestellt wird. Verschiedene Typen
von verschiedenen Polycarbonatharzen können gemischt werden, um gemischte
Polycarbonatharze zur erfindungsgemäßen Verwendung herzustellen.
Im Hinblick auf die mechanische Festigkeit und Formbarkeit hat das
Polycarbonatharz, das als Komponente (A) in der Erfindung dient,
bevorzugt ein Viskositäts-mittleres
Molekulargewicht von 10000 bis 100000, bevorzugter von 14000 bis
40000. Ebenfalls bevorzugt enthält
das Polycarbonatharz im Wesentlichen kein Halogen in seiner Struktur.
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(B) Styrolharz:
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Das Styrolharz, das die Komponente
(B) in der erfindungsgemäßen flammenhemmenden
Polycarbonatharz-Zusammensetzung bildet, kann ein Polymer sein,
das hergestellt wird durch Polymerisation eines Monomeren oder einer
Monomermischung aus 20 bis 100 Gewichts-% eines monovinylischen
aromatischen Monomeren wie Styrol, α-Methylstyrol oder ähnlichen,
0 bis 60 Gewichts-% eines Monomeren vom Vinylcyanid-Typ wie Acrylnitril,
Methacrylnitril oder ähnliches,
und 0 bis 50 Gewichts-% jedes anderen vinylischen Monomeren, das
mit diesen Monomeren copolymerisierbar ist, wie Maleimid, Methyl(meth)-acrylat
oder ähnliches.
Das Polymer schließt
beispielsweise Polystyrole (GPPS), Acrylnitril-Styrol-Copolymere
(AS-Harze) usw. ein.
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Als Styrolharz sind Kautschuk-modifizierte
Styrolharze bevorzugt. Die Kautschuk-modifizierten Styrolharze sind
bevorzugt schlagfeste Styrolharze, die hergestellt werden durch
Pfropfpolymerisation von Kautschuk mindestens mit Styrolmonomeren.
Die Kautschuk-modifizierten Styrolharze schließen beispielsweise schlagfeste
Polystyrole CHIPS) ein, die hergestellt werden durch Polymerisation
von Kautschuk wie Polybutadien oder ähnlichem mit Styrol; ABS-Harze,
hergestellt durch Polymerisation von Polybutadien mit Acrylnitril und
Styrol; MBS-Harze, hergestellt durch Polymerisation von Polybutadien
mit Methylmethacrylat und Styrol usw. Diese Kautschuk-modifizierten
Styrolharze können
kombiniert werden oder können
mit anderen Styrolharzen gemischt werden, die nicht mit Kautschuk
modifiziert sind sowie den oben erwähnten, und die Harzmischungen
können
erfindungsgemäß verwendet
werden.
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In den Kautschuk-modifizierten Styrolharzen
kann die Menge an Kautschuk zur Modifikation beispielsweise zwischen
2 und 50 Gewichts-% liegen, jedoch bevorzugt zwischen 5 und 30 Gewichts-%.
Falls die Menge an modifizierendem Kautschuk kleiner ist als 2 Gewichts-%,
hat die Harzzusammensetzung eine schlechte Schlagfestigkeit. Falls
sie andererseits größer ist
als 50 Gewichts-%, wird die thermische Stabilität der Harzzusammen setzung gesenkt,
und die Schmelzfluidität
wird ebenfalls gesenkt. In diesem Fall geliert die Harzzusammensetzung
in ungünstiger
Weise oder vergilbt. Spezifische Beispiele für das kautschukartige Polymer schließen Polybutadien,
Acrylat und/oder Methacrylat aufweisenden Kautschuk, Styrol-Butadien-Styrol- (SBS) Kautschuk,
Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Acryl-Kautschuk, Isoprenkautschuk, Isopren-Styrol-Kautschuk,
Isopren-Acryl-Kautschuk,
Ethylen-Propylen-Kautschuk usw. ein. Von diesen ist Polybutadien besonders
bevorzugt. Das hier verwendbare Polybutadien kann ein beliebiges
von Nieder-cis-Polybutadien (beispielsweise mit 1 bis 30 Mol-% 1,2-Vinylbindungen und
30 bis 42 Mol-% 1,4-cis-Bindungen) oder Hoch-cis-Polybutadien (beispielsweise mit höchstens
20 Mol-% 1,2-Vinyl-Bindungen und mindestens 78 Mol-% 1,4-cis-Bindungen)
und sogar ihre Gemische sein.
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(C) Phospatverbindung mit einem Schmelzpunkt
von nicht weniger als 70°C:
Die Phosphatverbindung mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger
als 70°C,
die hier als Komponente (C) verwendet wird, ist eine kristalline
mit mindestens einem Estersauerstoffatom, das direkt an das Phosphoratom
bindet, und hat einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 70°C.
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Beispielsweise sind kristalline Phosphatverbindungen
mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 70°C bevorzugt, die durch die folgende
Formel (1) dargestellt werden:
wobei R
1,
R
2, R
3 und R
4 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder
eine organische Gruppe darstellen; X eine divalente oder höher polyvalence
organische Gruppe darstellt; p 0 oder 1 ist; q eine ganze Zahl von
1 oder mehr ist; und r eine ganze Zahl von 0 oder mehr ist.
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In Formel (1) sind mindestens zwei
von R1, R2 und R3 substituierte Phenylgruppen, im allgemeinen
solche mit mindestens einer Alkylgruppe. Wenn r 0 ist, sind mindestens
zwei von R1, R2 und
R3 substituierte Phenylgruppen, beispielsweise
solche, die durch eine oder mehr Alkylgruppen substituiert sind.
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In Formel (1) schließen die
divalenten oder höher
polyvalenten organischen Gruppen X beispielsweise Alkylengruppen,
(substituierte) Phenylengruppen ein, oder können von polycyclischen Phenolen
wie Biphenolen abgeleitet sein. Bevorzugt sind von Bisphenol A,
Hydrochinon, Resorcinol, Diphenylmethan, Dihydroxydiphenyl, Dihydroxynaphthalin
usw. abgeleitete Gruppen.
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Als spezifische Beispiele für die Phosphatverbindung
mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 70°C sind Resorcinol-bis(di-2,6-dimethylphenylphosphat)
[Schmelzpunkt: 96°C];
Hydrochinol-bis(di-2,6-dimethyldiphenylphosphat)
[Schmelzpunkt: 168°C];
4,4'-Biphenylenol-(di-2,6-dimethyldiphenylphosphat) [Schmelzpunkt:
182°C];
Tris(2,6-dimethylphenyl)phosphat [Schmelzpunkt: 138°C] usw. genannt.
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Komponente (D):
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Die erfindungsgemäß zu verwendende Komponente
(D) ist eine Verbindung, die ausgewählt wird aus Polyglycerinen,
Polyalkylenglykolen oder ihren Estern, oder Polyestern von Polycarbonsäuren mit
Polyalkoholen. Die Komponente (D) darf nicht Glycerin oder seine
Ester sein, da Glycerin und seine Ester die Wirkung der Erfindung
nicht erzielen können.
Die Komponente (D) muss ein Molekulargewicht auf einem bestimmten Niveau
oder höher
haben. Die Polyglycerine, die hier als Komponente (D) dienen, haben
mindestens zwei, jedoch bevorzugt mindestens drei wiederkehrende
Einheiten. Die Polyalkylenglykole können ein Molekulargewicht von
500 bis 20000 oder so aufweisen einschließlich beispielsweise Polyethylenglykol,
Polypropylenglykol, Polyethylen-Propylenglykol usw.
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Ebenfalls verwendbar als Komponente
(D) sind Ester von solchen Polyglycerinen oder Polyalkylenglykolen
mit Fettsäuren,
welche 5 bis 34, jedoch bevorzugt 14 bis 26 Kohlenstoff-atome aufweisen
wie Capronsäure,
Caprylsäure,
Laurinsäure,
Palmitinsäure,
Stearinsäure
oder Behensäure.
Die Ester können
Monoester, Diester, volle Ester oder ihre Mischungen sein. Spezifische
Beispiele für
die Komponente (D) schließen
Polyglycerine (mit 2 bis 10 wiederkehrenden Einheiten), ihre Ester,
Polyethylenglykole mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 10000
oder so usw. ein.
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Weiter als Komponente (D) verwendbar
sind Polyester von Polycarbonsäuren
mit Polyalkoholen wie solche mit einem Molekulargewicht von 500
bis 20000 oder so. Die Polyalkohole können beliebige übliche sein einschließlich beispielsweise
Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Glycerin, Trimethylpropanol,
Hexantriol usw. Die Polycarbon-säuren
können
ebenfalls beliebige sein einschließlich beispielsweise Oxalsäure, Malonsäure, Bersteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure usw.
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Die erfindungsgemäße flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung umfasst
im Grunde 100 Gewichtsteile eines Harzes oder einer Harzmischung
(A) 20 bis 100 Gewichts-%, bevorzugt 50 bis 95 Gewichts-% eines
Polycarbonatharzes und (B) 0 bis 80 Gewichts-%, bevorzugt 5 bis
50 Gewichts-% eines Styrolharzes, 1 bis 30 Gewichtsteile, bevorzugt
2 bis 25 Gewichtsteile (C) einer kristallinen Phosphatverbindung, welche
mindestens ein direkt an das Phosphoratom gebundenes Estersauerstoffatom
aufweist und einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 70°C aufweist,
und 0,1 bis 10 Gewichtsteile, bevorzugt 0,2 bis 5 Gewichtsteile
(D) mindestens eines Bestandteils, ausgewählt aus Polyglycerinen, Polyalkylenglykolen
oder ihren Estern, oder Polyester von Polycarbonsäuren mit
Polyalkoholen.
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Falls der Anteil der Komponente (A),
Polycarbonatharz, kleiner ist als 20 Gewichts-% in der Zusammensetzung,
werden die Wärmebeständigkeit
und die mechanische Festigkeit der Zusammensetzung schlecht. Das
Styrolharz der Komponente (B) muss in der Zusammensetzung vorliegen,
so dass die Zusammensetzung die notwendige Schmelzfluidität aufweist.
Falls ihr Anteil kleiner ist als 5 Gewichts-%, kann die Komponente
(B) kaum ihre Fähigkeit
zur Verbesserung der Formbarkeit der Zusammensetzung zeigen. Die Harzzusammensetzung
umfasst bevorzugt eine Harzmischung aus (A) 50 bis 95 Gewichts-%
eines Polycarbonatharzes und (B) 5 bis 50 Gewichts-% eines Styrolharzes,
wobei das Styrolharz (B) bevorzugt ein Kautschuk-modifiziertes Styrolharz
ist.
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Falls in der Zusammensetzung der
Anteil der Komponente (C), kristalline Phosphatverbindung mit mindestens
einem direkt an das Phosphoratom gebunden Estersauerstoffatom, die
einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 70°C aufweist, kleiner ist als
1 Gewichtsteil, wird die Fähigkeit
der Phosphatverbindung zur Verbesserung der Flammenhemmung der Zusammensetzung
schlecht. Falls er jedoch größer ist
als 30 Gewichtsteile, werden die Wärmebeständigkeit, die mechanische Festigkeit
und die Schlagfestigkeit der Zusammensetzung häufig schlecht. Daher soll der
Anteil der Phosphatverbindung in geeigneter Weise in Abhängigkeit
von den notwendigen Eigenschaften der Formteile aus der Zusammensetzung,
der Formbarkeit der Zusammensetzung und sogar von den Anteilen der
weiteren Komponenten, die die Zusammensetzung bilden, ausgewählt werden.
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Falls der Anteil der speziellen Verbindung,
die als Komponente (D) in der Zusammensetzung dient, kleiner ist
als 0,1 Gewichtsteile, kann die Verbindung kaum ihre Fähigkeit
zur Verbesserung der Eigenschaften der Formteile aus der Zusammensetzung
zeigen, einschließlich
der Beständigkeit
gegen Ausbluten des Phosphats, der Formbarkeit, der Flammenhemmung,
der Schlagfestigkeit und sogar des äußeren Aussehens. Falls er jedoch
größer ist
als 10 Gewichtsteile, werden die Flammenhemmung und das äußere Aussehen
der Formteile verschlechtert. Wenn in diesem Zusammenhang Glycerinmonostearat
oder Pentaerythritol-tetrastearat, welches der spezifischen Verbindung ähnlich ist,
als Komponente (D) verwendet wird, kann sie den hervorragenden Effekt
der Erfindung nicht zeigen, und der Grund ist nicht klar.
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Die erfindungsgemäße flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung kann
gegebenenfalls (E) ein Fluorolefinharz enthalten, welches im allgemeinen
im Stand der Technik zur Verhinderung des Tropfens von Harzschmelzen
in Feuer verwendet wird. Das Fluorolefinharz (E) kann ein Polymer
oder ein Copolymer sein, welches im allgemeinen eine fluoroethylenische
Struktur aufweist, beispielsweise einschließlich Difluorethylenpolymeren,
Tetrafluorethylenpolymeren, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymeren, und Copolymeren
aus Tetrafluorethylen mit fluorfreiem ethylenischen Monomeren. Bevorzugt
ist Polytetrafluorethylen (PTFE), das in wünschenswerter Weise ein mittleres
Molekulargewicht von mindestens 500000, bevorzugter 500000 bis 10000000
aufweist. Alle im Stand der Technik bekannten Arten von Polytetrafluorethylen sind
hier verwendbar.
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Bevorzugter ist Polytetrafluorethylen,
welches die Fähigkeit
zur Bildung von Fibrillen aufweist, da seine Fähigkeit zur Verhinderung des
Tropfens von Harzschmelzen besser ist. Das fibrillenformende Polytetrafluorethylen
(PTFE) ist nicht speziell definiert, bevorzugt ist jedoch PTFE vom
Typ 3, wie im ASTM-Standard
angegeben. Spezifische Beispiele von PTFE des Typs 3 schließen Teflon
6-J (von Mitsui-DuPont Fluorochemical), Polyflon D-1, Polyflon F-103,
Polyflon F201 L (alle von Daikin Industry), CD076 (von Asahi ICI
Fluoropolymers) usw. ein.
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Andere außer PTFE vom Typ 3 sind hier
ebenfalls verwendbar, einschließlich
beispielsweise Argoflon F5 (von Montefluos), Polyflon MPA, FA-100 (beide von Daikin
Industry) usw. Diese Polytetrafluorethylene (PTFEs) können entweder
einzeln oder in Kombination verwendet werden. Die obigen fibrillenformenden
Polytetrafluorethylene (PTFEs) können
beispielsweise erhalten werden durch Polymerisieren von Tetrafluorethylen
in einem wässrigen
Lösungsmittel
in Gegenwart von Natrium-, Kalium- oder Ammoniumperoxidisulfid unter einem
Druck von 6,095 bis 609,5 kPa (1 bis 100 psi) bei einer Temperatur
zwischen 0 und 200°C,
bevorzugt zwischen 20 und 100°C.
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Der Fluorolefinharz-Gehalt der Zusammensetzung
kann zwischen 0,05 und 5 Gewichtsteilen liegen, jedoch bevorzugt
zwischen 0,1 und 2 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile
des Harzes oder der Harzmischung aus (A) und (B). Falls der Fluorolefinharz-Gehalt
kleiner ist als 0,05 Gewichtsteile, wird die Schmelztropf-Verhinderungsfähigkeit
der Zusammensetzung nicht ausreichen für die beabsichtigte Flammenhemmung der
Zusammensetzung. Falls der Gehalt jedoch größer ist als 5 Gewichtsteile,
kann der Effekt des zugegebenen Fluorolefinharzes nicht mehr erhöht werden,
und eine solche große
Menge des Fluorolefinharzes wird bei Zugabe zu der Zusammensetzung
einige negative Einflüsse
auf die Schlagfestigkeit und das äußere Aussehen der Formteile
aus der Zusammensetzung aufweisen. Daher kann die Menge des zu der
Zusammensetzung zu gebenden Fluorolefinharzes in geeigneter Weise
in Abhängigkeit
von der notwendigen Flammenhemmung der Formteile aus der Zusammensetzung
ausgewählt
werden, beispielsweise basierend auf V-0, V-1 oder V-2 in UL-94,
und in Abhängigkeit
von der Menge der weiteren Komponenten.
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Die erfindungsgemäße flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung kann
darüber
hinaus (F) ein kautschukartiges Elastomer enthalten, welches die
Schlagfestigkeit der Formteile aus der Zusammensetzung weiter verbessert.
Die Menge der Komponente (F) kann zwischen 1 und 30 Gewichtsteilen,
jedoch bevorzugt zwischen 2 und 20 Gewichtsteilen bezogen auf 100
Gewichtsteile des Harzes oder der Harzmischung aus den Komponenten
(A) und (B) liegen. Die Menge des in der Zusammensetzung vorliegenden kautschukartigen
Elastomeren soll in Abhängigkeit
von den Gesamteigenschaften (z. B. Schlagfestigkeit, Wärmebeständigkeit,
Steifigkeit) der angestrebten Formteile bestimmt werden. Das kautschukartige
Elastomer schließt
beispielsweise Polybutadien, Polyisopren, Styrol-Butadien-Styrol
(SBS)-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Acryl-Kautschuk,
Isopren-Styrol-Kautschuk, Isopren-Acryl-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk,
Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Siloxan-Kautschuk usw. ein.
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Von diesen sind pulvrige oder granulatförmige kautschukartige
Elastomere bevorzugt, die eine Zweischicht-Kern/Hülle-Struktur
aufweisen, in welcher der Kern aus flexiblem Kautschukmaterial besteht
und die den Kern bedeckende Hülle
aus einem harten Harzmaterial besteht. Nach Mischen mit einer Polycarbonatharzschmelze
behalten die gepfropften kautschukartigen Elastomere vom Kern/Hülle-Typ
dieses Typs hauptsächlich
ihren ursprünglichen
granulatförmigen
Zustand bei. Da das kautschukartige Elastomer meistens seinen ursprünglichen
granulatförmigen
Zustand nach Mischen mit einer Polycarbonatharzschmelze behält, ist es
effektiv zur Verhinderung des Abziehens der Oberflächenschicht
bei Formteilen aus der Harzzusammensetzung.
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Gepfropfte kautschukartige Elastomere
vom Kern/Hülle-Typ
können
durch Polymerisation von einem oder mehr vinylischen Monomeren in
Gegenwart eines kautschukartigen Polymeren hergestellt werden, das erhalten
wird aus Monomeren von den wesentlichen Alkylacrylaten oder Alkylmethacrylaten
und Dimethylsiloxan. In den Alkylacrylaten und -methacrylaten hat die Alkylgruppe bevorzugt
2 bis 10 Kohlenstoffatome. Konkret schließen die Alkylacrylate und -methacrylate
beispielsweise Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat,
n-Octylmethacrylat usw. ein. Ein Beispiel für die kautschukartigen Elastomere,
die aus Monomeren von im Wesentlichen diesen Alkylacrylaten erhalten
werden, ist ein Polymer, das hergestellt wird durch Reaktion von
mindestens 70 Gewichts-% der Alkylacrylate mit höchstens 30 Gewichts-% weiterer
copolymerisierbarer Vinylmonomere wie Methylmethacrylat, Acrylnitril,
Vinylacetat, Styrol und ähnlichen.
Zur Herstellung des Polymeren kann ein polyfunktionelles Monomer,
das als Vernetzungsmittel dient, wie Divinylbenzol, Ethylen-dimethacrylat,
Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder Ähnliches zum Polymerisationssystem
gegeben werden.
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Die in Gegenwart eines kautschukartigen
Polymeren zu polymerisierenden Vinyl-monomere schließen beispielsweise
aromatische Vinylverbindungen wie Styrol, α-Methylstyrol usw.; Acrylate
wie Methylacrylat, Ethylacrylat usw.; Methacrylate wie Methylmethacrylat,
Ethylmethacrylat usw. ein. Eines oder mehr dieser Monomere kann
in Kombination (co)polymerisiert werden oder kann mit anderen Vinylpolymeren
wie Vinylcyanidverbindungen (z. B. Acrylnitril, Methacrylnitril),
Vinylestern (z. B. Vinylacetat, Vinylpropionat) usw. copolymerisiert
werden. Die (Co)polymerisation kann nach jeder bekannten Methode
durchgeführt
werden, beispielsweise Massepolymerisation, Suspensionspolymerisation,
Emulsionspolymerisation oder Ähnliches.
Bevorzugt ist die Emulsionspolymerisation.
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Es ist wünschenswert, dass das gepfropfte
kautschukartige Elastomer vom Kern/Hülle-Typ, das auf die oben genannte
Weise produziert wird, mindestens 20 Gewichts-% der kautschukartigen
Polymereinheit enthält.
Typische Beispiele für
die gepfropften kautschukartigen Elastomere vom Kern/Hülle-Typ
sind MAS-Harz-Elastomere wie Pfropfcopolymere aus Styrol und Methylmethacrylat
mit 60 bis 80 Gewichts-% n-Butylacrylat. Weitere Beispiele sind
gepfropfte Komposit-Kautschuk-Copolymere, die durch Pfropfcopolymerisation
eines Komposit-Kautschuks mit mindestens einem vinylischen Monomer
hergestellt werden, wobei der Komposit-Kautschuk 5 bis 95 Gewichts-%
einer Polysiloxan-Kautschuk-Komponente und 5 bis 95 Gewichts-% einer
Polyacryl(meth)acrylat-Kautschuk-Komponente umfasst, die so verhakt
sind, dass sie sich nicht voneinander trennen, und eine mittlere
Korngröße von 0,01
bis 1 μm
oder so aufweist. Die gepfropften Komposit-Kautschuk-Copolymere sind besser als
einzelne gepfropfte Kautschuk-Copolymere,
da ihre Wirkung zur Verbesserung der Schlagfestigkeit der Harzformteile
höher ist
als die der letzteren, einzelnen gepfropften Kautschuk-Copolymere. Kommerzielle
Produkte aus solchen gepfropften Komposit-Kautschuk-Copolymeren sind erhältlich,
beispielsweise Metablen S-2001 von Mitsubishi Rayon. Bekannt sind
verschiedene gepfropfte kautschukartige Elastomere vom Kern/Hülle-Typ,
die hier verwendbar sind. Kommerziell erhältliche Produkte solcher Elastomere
schließen
beispielsweise Hiblen B621 (von Nippon Zeon), KM-330 (von Rohm & Haas), Metablen
W529, Metablen S2001, Metablen C223, Metablen B621 (alle von Mitsubishi
Rayon) usw. ein.
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Die erfindungsgemäße flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung kann
darüber
hinaus (G) einen anorganischen Füllstoff
enthalten, der die Steifigkeit und die Flammenhemmung der Formteile aus
der Zusammensetzung weiter erhöhen
soll. Der anorganische Füllstoff
schließt
beispielsweise Talkum, Glimmer, Kaolin, Diatomeenerde, Calciumcarbonat,
Calciumsulfat, Bariumsulfat, Glasfaser, Kohlefaser, Kaliumtitanatfaser
usw. ein. Von diesen sind tafelförmige
Füllstoffe
aus Talkum, Glimmer usw. und faserige Füllstoffe bevorzugt. Talkum
ist ein wasserhaltiges Magnesiumsilikat, und alle kommerziell erhältlichen
Produkte davon sind hier verwendbar. Talkum kann eine kleinere Menge
Aluminiumoxid, Calciumoxid und Eisenoxid zusätzlich zu den wesentlichen
Komponenten Kieselsäure
und Magnesiumoxid enthalten. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung
ist beliebiger Talkum verwendbar, sogar wenn er solche kleineren
Komponenten enthält.
Die anorganischen Füllstoffe
wie Talkum für
die erfindungsgemäße Verwendung haben
im Allgemeinen eine mittlere Korngröße von 0,1 bis 50 μm, jedoch
bevorzugt von 0,2 bis 20 μm.
Wenn die obigen anorganischen Füllstoffe
enthalten sind, insbesondere Talkum, wird die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Formteile
weiter erhöht,
und zusätzlich
kann die Menge des Nicht-Halogenphosphats als Flammenhemmer in der
Zusammensetzung vermindert werden.
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Die Menge der Komponente (G), anorganischer
Füllstoff,
kann zwischen 1 und 100 Gewichtsteilen, jedoch bevorzugt zwischen
2 und 50 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes
oder der Harzmischung aus (A) und (B) liegen. Falls die Menge kleiner
ist als 1 Gewichtsteil, kann der anorganische Füllstoff seine Wirkung zur Verbesserung
der Steifigkeit und der Flammenhemmung der Formteile aus der Zusammensetzung
nicht zufriedenstellend ausüben.
Falls die Menge jedoch größer ist
als 100 Gewichtsteile, sinken die Schlagfestigkeit der Formteile
und die Schmelzfluidität
der Zusammensetzung. Die Menge des in der Zusammensetzung vorliegenden
anorganischen Füllstoffs
soll in geeigneter Weise in Abhängigkeit
von den notwendigen Eigenschaften der Formteile und der Formbarkeit
der Zusammensetzung, insbesondere der Dicke der Formteile und der
Spiralflusslänge
der Zusammensetzung bestimmt werden.
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Abgesehen von den wesentlichen Komponenten
(A), (C) und (D) und einer oder mehr Wahlkomponenten, ausgewählt aus
(B) und (E) bis (G), kann die flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung gemäß der Erfindung
darüber
hinaus andere Additive enthalten, die allgemein zu üblichen
thermoplastischen Harzen gegeben werden, falls notwendig. Die Additive
dienen zur weiteren Verbesserung der Formbarkeit, des äußeren Aussehens,
der Wetterbeständigkeit
und der Steifigkeit der Formteile aus der Zusammensetzung. Beispielsweise
schließen
die Additive phenolische, phosphorhaltige oder schwefelhaltige Antioxidantien,
antistatische Mittel, Polyamid-Polyether-Blockcopolymere (für permanente
Beständigkeit
gegen statische Aufladung), UV-Absorber vom Benzotriazol-Typ oder
Benzophenon-Typ,
Lichtstabilisatoren vom gehinderten Amin-Typ (Wetterbeständig keitsmittel),
Mikrobizide, Kompatibilisatoren, Färbemittel (Farbstoffe, Pigmente) usw.
ein. Die Menge der wahlweisen Additive ist nicht speziell definiert,
vorausgesetzt, dass sie nicht mit den Eigenschaften der erfindungsgemäßen flammenhemmenden
Polycarbonatharz-Zusammensetzung interferieren.
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Das Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen flammenhemmenden
Polyarbonatharz-Zusammensetzung wird beschrieben. Die Zusammensetzung
kann durch Mischen und Kneten der Komponenten (A), (C) und (D) in
einem wie oben beschriebenen vorher bestimmten Verhältnis gegebenenfalls
gemeinsam mit den wahlweisen Komponenten (B) und (E) bis (G) und
mit den obigen Additiven in jedem beliebigen Verhältnis hergestellt
werden. Das Formulieren und Mischen kann durch jede bekannte Weise
erfolgen, beispielsweise durch Vormischen in einer üblichen
Vorrichtung wie einem Bandmischer, einem Trommelmischer oder ähnlichem,
gefolgt von weiterem Kneten des resultierenden Prä-Mix in
einem Henschel-Mischer, einem Banbury-Mischer, einem Einzelschneckenextruder
oder einem Doppelschneckenextruder, einem Multischneckenextruder,
einem Cokneter oder Ähnlichem.
Die Temperatur, bei der die Komponenten gemischt und geknetet werden,
liegt allgemein zwischen 240 und 300°C. Weitere Komponenten als das
Polycarbonatharz und das Styrolharz können zuvor mit dem Polycarbonat-
oder Styrolharz oder mit jedem weiteren thermoplastischen Harz zur
Herstellung eines Master-Batch gemischt werden, und es kann zu den
weiteren Bestandteilskomponenten gegeben werden.
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Wenn sie auf die oben angegebene
Weise hergestellt wurde, kann die erfindungsgemäße flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung
zu verschiedenen Formteilen in den obigen Schmelzform-Vorrichtungen
geformt werden, oder nach Pelletieren können die resultierenden Pellets
durch Spritzformen, Spritz-Kompressions-Formen, Extrusionsformen,
Blasformen, Pressformen, Vakuumformen oder Schäumen zu verschiedenen Formteilen
geformt werden. Bevorzugt wird die Zusammensetzung durch Schmelzkneten
wie oben pelletiert, und die resultierenden Pellets werden durch
Spritzformen oder Spritz-Kompressions-Formen zu Formteilen geformt.
Für das
Spritzformen der Zusammensetzung ist bevorzugt eine Gaseinleitungs-Form-Methode,
um Schrumpfhöhlungen
um die Formteile herum zu verhindern und das Gewicht der Formteile
zu reduzieren.
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Formteile aus der flammenhemmenden
Polycarbonatharz-Zusammensetzung
gemäß der Erfindung, die
durch Spritzformen oder Kompressionsformen hergestellt werden, haben
zahlreiche Anwendungen auf verschiedenen Gebieten und sind beispielsweise
verwendbar als verschiedene Gehäuse
und Teile für
Büroautomatisierungsgeräte, Informationsgeräte und elektrische
und elektronische Geräte
für die
Haushalts- oder industrielle Verwendung wie Kopierer, Faxgeräte, Fernseher,
Radios, Tonbandgeräte,
Videorekorder, Personal Computer, Drucker, Telefone, Informationsterminals,
Kühlschränke, Mikrowellengeräte usw.
und ebenfalls als Automobilteile usw.
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Die Erfindung wird in größerem Detail
unter Bezug auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben,
die jedoch nicht zur Beschränkung
des Umfangs der Erfindung gedacht sind. Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele
1 bis 5:
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Die unten in Tabelle 1 gezeigten
Komponenten wurden in dem da angegebenen Verhältnis gemischt (die Komponenten
(A) und (B) sind in Gewichts-% angegeben, und die weiteren Komponenten
sind in Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge
von (A) und (B) angegeben), in einen Extruder gegeben (VS40 von
Tanabe Plastic Machinery), darin bei 260°C geschmolzen und geknetet und
dann pelletiert. In Beispielen 2 und 4 ist das als Komponente (F)
dienende kautschukartige Elastomer ein gepfropftes kautschukartiges
Elastomer vom Kern/Hülle-Typ,
und in Beispiel 6 ist es SBS. Zu allen Zusammensetzungen der Beispiele
und Vergleichsbeispiele wurden 0,2 Gewichtsteile Irganox 1076 (von
Ciba Specialty Chemicals) und 0,1 Gewichtsteile Adekastab C (von
Asahi Denka Industry), die beide als Antioxidans dienen, gegeben. Die
resultierenden Pellets wurden bei 80°C während 12 Stunden getrocknet
und dann durch Spritzformen bei 260°C, wobei die Formtemperatur
60°C war,
zu Teststücken
geformt. Abgesehen davon wurden die Pellets in einer Testform zur
Entnehmbarkeit zur Herstellung von Kastenproben mit einer Größe von 80
mm × 100
mm × 40
mm (Tiefe) und einer Wanddicke von 3 mm mit einem Zug von 0 unter
denselben Bedingungen wie oben geformt. Die Entnehmbarkeit der Proben
aus der Form und auch das äußere Aussehen
der aus der Form entnommenen Proben wurden geprüft. Die oben hergestellten
Teststücke
wurden hinsichtlich ihrer Eigenschaften getestet. Die Daten dieser
Proben und Teststücke,
die so geprüft
und getestet wurden, sind alle in Tabelle 1 angegeben.
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Die Materialien, die zur Herstellung
der Testproben verwendet wurden, und die Verfahren zum Testen der
Proben sind im Folgenden genannt.
- (A) Polycarbonatharz:
PC:
Toughlon A1900 (von Idemitsu Petrochemical).
Dies ist ein Bisphenol
A-Polycarbonat-Harz mit einem MI von 20 g/10 Min. (bei 300°C unter einer
Last von 1,2 kg) und einem Viskositäts-mittleren Molekulargewicht
von 19000.
- (B) Styrolharz:
HIPS: Idemitsu PSIT44 (schlagfestes Polystyrolharz
von Idemitsu Petrochemical).
Dies ist ein Polystyrol-gepfropftes
Polybutadien mit einem Kautschukgehalt von 10 Gewichts-% und MI
von 8 g/10 Min. (bei 200°C,
unter einer Last von 5 kg).
- (C) Phosphatverbindung:
- C-1: PX-200 (von Daihachi Chemical).
Dies ist ein Resorcinol-bis(di-2,6-dimethyldiphenylphosphat)
mit einem Schmelzpunkt von 96°C.
- C-2: PX-130 (von Daihachi Chemical).
Dies ist ein Tris(2,6-dimethylphenyl)phosphat
mit einem Schmelzpunkt von 138°C.
- C-3: TPP (von Daihachi Chemical).
Dies ist ein Triphenylphosphat
mit einem Schmelzpunkt von 48°C.
- (D) Spezifische Additive:
- D-1: Vollester von Polyglycerin (n = 4)-Stearat.
- D-2: Polyethylenglykol (Molekulargewicht: 8000).
- D-3: Pentaerythritoltetrastearat.
- D-4: Glycerinmonostearat.
- (E) Fluorolefinharz:
PTFE: F201L (von Daikin Chemical Industry).
Dies
ist ein Polytetrafluorethylen mit einem Molekulargewicht von 4000000
bis 5000000.
- (F) Kautschukartiges Elastomer:
Gepfropftes kautschukartiges
Elastomer vom Kern/Hülle-Typ
(Beispiel 2 und 4): Metablen S2001 (von Mitsubishi Rayon).
Dies
ist ein gepfropftes Komposit-Kautschuk-Copolymer mit einem Polydimethylsiloxan-Gehalt
von mindestens 50 Gewichts-%. SBS-Blockpolymer (Beispiel 6): Vector
8550-D (von Dexco Polymers), mit einem Butadien-Gehalt von 70 Gewichts-%.
- (G) Anorganischer Füllstoff:
Talkum:
FFR (von Asada Fluor Milling), mit einer mittleren Korngröße von 0,7 μm.
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Testmethoden:
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- (1) Schmelzfluidität:
Diese wird als SFL
(Spiralflusslänge,
spiral flow length) angegeben, gemessen nach einer Idemitsu-Methode.
Die Harzformungstemperatur war 240°C, und die Formtemperatur war
60°C. Harzproben
wurden zu Folien mit einer Dicke von 3 mm und einer Breite von 10
mm unter einem Spritzdruck von 110 MPa geformt. Die Daten des SFL
sind in cm angegeben.
- (2) Entnehmbarkeit aus der Form:
Der auf die Ausstoßnadel ausgeübte Druck
wurde gemessen. Der Druck war höchstens
30 kg/cm2. Ein kleinerer gemessener Druck
bedeutet eine bessere Entnehmbarkeit aus der Form.
- (3) Äußeres Aussehen
der Formproben:
Das äußere Aussehen
der Formproben wurde visuell hinsichtlich Oberflächen-Rauigkeit untersucht.
- (4) Ablagerung in der Form:
Nach 100 Einspritzungen wurde
die Oberfläche
der Form visuell hinsichtlich Anhaftungen untersucht.
- (5) Izod-Schlagfestigkeit:
Gemessen nach ASTM D256. Die
Temperatur war 23°C,
und die Dicke der Proben war 1/8 inch. Die Daten sind in kJ/m2 angegeben.
- (6) Flammenhemmung:
Getestet nach dem UL94-Verbrennungstest.
Die getesteten Proben hatten eine Dicke von 1,5 mm.
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Wie aus den Daten in Tabelle 1 hervorgeht,
ist die durch V-0 bezeichnete Flammenhemmung der erfindungsgemäßen flammenhemmenden
Polycarbonat-Harzformteile, die die spezifische Additivkomponente (D)
enthalten, besser als die durch V-1 bezeichnete der Vergleichsformteile,
die es nicht enthalten, oder die eine Komponente enthalten, die
der Komponente (D) gleicht, aber sich davon unterscheidet, wenn
sie dieselbe Menge Phosphatverbindung desselben Typs enthalten.
Zusätzlich
sind die Entnehmbarkeit aus der Form, das äußere Aussehen und sogar die
Schlagfestigkeit der erfindungsgemäßen Formteile alle besser als
die der Vergleichsformteile.
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Wie im Detail oben beschrieben, umfasst
die flammenhemmende Polycarbonatharz-Zusammensetzung der Erfindung
eine Harzkomponente aus einem Polycarbonatharz (PC) und gegebenenfalls
einem Styrolharz (PS) und enthält
eine spezifische Phosphatverbindung mit einem hohen Schmelzpunkt
gemeinsam mit einer spezifischen Additivkomponente. In der Zusammensetzung
lagert sich die Phosphatkomponente nicht ab und ist gut dispergiert.
Daher wird die Zusammensetzung zu guten Formteilen mit gutem äußerem Aussehen
und guter Schlagfestigkeit geformt. Unerwarteter weise lassen sich
zusätzlich
die Formteile aus der Zusammensetzung leicht aus Formen entnehmen.
Die erfindungsgemäßen Formteile,
die ein Nicht-Halogenphosphat
enthalten, sind bevorzugt, da sie die Umwelt nicht verschmutzen.
Ebenfalls bevorzugt ist die Zusammensetzung, die sowohl ein Polycarbonatharz
als auch ein Styrolharz enthält,
da ihre Schmelzfluidität
stark erhöht
ist. Da sie gute Schmelzfluidität
aufweist und zu dünnwandigen,
flammenhemmenden Artikeln durch Spritzformen geformt werden kann,
findet die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung
viele Anwendungen in verschiedenen Bereichen, beispielsweise für Büroautomatisierungsgeräte, elektrische
und elektronische Geräte,
Maschinenteile, Automobilteile usw.
