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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine nicht entflammbare thermoplastische
Harzzusammensetzung. Insbesondere betrifft die vorliegende. Erfindung
eine nicht entflammbare thermoplastische Harzzusammensetzung, die
ein kautschuk-modifiziertes Stryrol-haltiges Harz und ein Polyphenylenetherharz
als Grundharz, ein Styrol-Acrylonitril-Copolymer,
das von 5 bis 18 Gew.-% Acrylonitril als Kompatibilisationsmittel
enthält,
und ein Triphenylphosphat als Flammenhemmstoff umfaßt.
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Ein
kautschuk-modifiziertes Styrol-haltiges Harz weist eine gute Verarbeitbarkeit,
eine hohe Schlagfestigkeit und ein gutes Erscheinungsbild auf. Demgemäß wird das
Harz in einem großen
Ausmaß für elektrische
Anwendungen und Büroausstattungen
verwendet. Falls das kautschuk-modifizierte Styrol-haltige Harz für Personalcomputer,
Faxgeräte
und dergleichen verwendet wird, die Hitze ausstrahlen, sollte dem
Harz flammenhemmende Eigenschaften verliehen werden, um dessen Brennbarkeit
zu inhibieren. Ein weithin bekanntes Verfahren zur Bereitstellung
des Flammenverzögerungsvermögens ist
das, daß halogenhaltige
Verbindungen oder antimonhaltige Verbindungen einem kautschukmodifizierten
Styrol-haltigem Harz zugegeben werden, um flammenhemmende Eigenschaften
zu erhalten. Die halogenhaltigen Verbindungen, die in dem obigen Verfahren
verwendet werden. sind zum Beispiel Polybromdiphenylether, Tetrabrombisphenol
A, Epoxyverbindungen, die mit Brom substituiert sind, chloriertes
Polyethylen usw.. Antimontrioxid und Antimonpentaoxid werden üblicherweise
als antimonhaltige Verbindungen verwendet.
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Die
Verfahren zur Verbesserung der flammenverzögernden Eigenschaften durch
Zugabe von halogen- oder antimonhaltigen Verbindungen haben Vorteile,
wie einfache Erlangung der flammenverzögernden Eigenschaften und keine
Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften. Die Nachteile,
die jedoch beobachtet werden können,
sind, daß die
halogenhaltige Verbindung zur Korrosion des Formteils seinerseits
durch die Freisetzung von Halogenwasserstoffgasen während des
Formpressverfahrens führt
und verhängnisvolle Schäden infolge
der Freisetzung toxischer Gase im Falle eines Feuers anrichten.
Insbesondere kann ein Polybromdiphenylether, der hauptsächlich als
ein halgenhaltiger Flammenhemmstoff verwendet wird, toxische Gase,
wie Dioxin oder Furan während
der Verbrennung produzieren, sind flammenhemmende Mittel, die ohne halogenhaltige
Verbindungen hergestellt werden, von größer Wichtigkeit auf diesem
Gebiet.
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Es
ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Phosphor- oder eine Stickstoffverbindung
als halogenfreier Flammenhemmstoff einer Harzzusammensetzung zugegeben
wird. Jedoch verschlechtert die Verwendung von nur einer Phosphorverbindung
die Hitzebeständigkeit
eines kautschuk-modifizierten Styrol-haltigen Harzes und verleiht
nicht genügend
Flammverzögerungsvermögen.
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Im
allgemeinen kommt es, wenn ein kautschuk-modifiziertes Styrol-haltigen
Harz wie ABS, verbrennt, in folge der Zersetzung und der Verdunstung
bei den meisten Teile nicht zu Verkohlungen (Journal of Applied Polymer
Sciencs, 1998, Vol. 68, S. 1067). Deshalb ist es nötig, um
einen. Effekt der Flammenverzögerung
zu erreichen, der Harzzusammensetzung ein verkohlungbildendes Mittel
zuzugeben, das bei der Verhinderung des Eintritts von Sauerstoff
und der Emission von Brennstoff durch Bildung von Verkohlung auf
der Oberfläche des
Kautschuk mit dreidimensionalen Kohlenstoffkettenbindungen während der
Verbrennung eine Rolle spielt.
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Die
Japanische Offenlegungsschrift Nr. 7-48491 offenbart ein nicht entflammbares
thermoplastisches Harz, das durch die Zugabe von Novolac Phenolharz
und einem Phosphorsäureester
in ein thermoplastisches Copolymerharz, das aus einem Kautschukcopolymer
und einem aromatischen Vinylmonomer hergestellt wurde, erhalten
wird. Es wurde gefunden, daß,
um gute Eigenschaften bei der Flammenverzögerung zu erhalten, ein Phenolharz
als ein Verkohlungsmittel und eine Phosphorsäureesterverbindung als Flammenhemmstoff
in einer Menge der Gesamtsumme zugegeben werden sollte. In diesem
Fall verschlechterte sich jedoch die Hitzebeständigkeit drastisch.
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Die
US-Patentanmeldung Nr. 09/233415 offenbart eine halogenfreie nicht
entflammbare Harzzusammensetzung mit guten Eigenschaften bezüglich der
Flammenverzögerung,
die hergestellt wird durch Mischen von Styrol-Acrylonitril (SAN)-Copolymer
mit 5 bis 18 Gewichtsprozent Acrylonitril als Kompatibilisationsmittel, einer
aromatischen Phosphorsäureesterverbindung
als wichtigster Flammenhemmstoff und einem Phenolester als weiterem
Flammenhemmstoff, um die flammenhemmenden Eigenschaften einer Harzzusammensetzung
zu verbessern und durch Zugeben der Mischung zu einem Basisharz
umfassend ein kautschuk-modifizertes Styrol-haltiges Harz und einem
Polyphenylenetherharz. Es werden gute mechanische Eigenschaften ebenso
wie die gute Verbesserung der Flammenverzögerung und Hitzebeständigkeit
erhalten, jedoch bewirkt ein phenolisches Harz als Verkohlungsmittel
des ABS-Harzes den Abbau der Hitzestabilität und der Witterungsbeständigkeit.
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Die
genannten Erfinder haben nicht entflammbare Harzzusammensetzungen
gefunden, die kein phenolisches Harz enthalten, um das oben genannte
Problem zu lösen.
Im allgemeinen weist eine Mischung, die ein ABS-Harz und ein Polyphenylenetherharz
umfaßt,
keine Kompatibilität
miteinander auf, die physikalischen Eigenschaften werden während des
Extrusionsverfahrens abgebaut, um zu einer unzureichenden Eigenschaft bei
der mechanischen Festigkeit zu führen.
Demgemäß haben
die genannten Erfinder eine phenolfreie nicht entflammbare thermoplastische
Harzzusammensetzung erfunden, die zu einer guten Eigenschaft bei
der mechanischen Festigkeit durch Zugabe eine Stryol-Acrylonitril-Copolymers
oder eines Styrol-haltigen Pfropfcopolymers, der eine bestimmte
Menge Acrylonitril als Kompatibilisationsmittel darin enthält, führt, um
der Mischung, die ein ABS-Harz und ein Polyphenylenharz umfaßt, Kompatibilität zu verleihen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine thermoplastische
Harzzusammensetzung bereitzustellen, die gute mechanische Eigenschaften
ebenso wie gute Eigenschaften bei der Flammenverzögerung, dem
Hitzewriderstand und der Hitzestabilität aufweist.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine nicht entflammbare
thermoplastische Harzzusammensetzung bereitzustellen, die keine
halogenhaltige Verbindung enthält,
die die Umwelt während der
Herstellung oder der Verbrennung des Harzes beeinträchtigt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine thermoplastische
Harzzusammensetzung bereitzustellen, die kein phenolisches Harz
enthält
und einer Mischung, die ein ABS-Harz und ein Polyphenylenharz umfaßt, Kompatibilität durch
Zugabe von Stryrol-Acrylonitril-Copolymer oder Styrol-haltigem Pfropfcopolymer,
der eine bestimmte Menge Acrylonitril als Kompatibilisationsmittel
enthält,
zu verleihen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine nicht entflammbare
thermoplastische Harzzusammensetzung bereitzustellen, das die gewünschten
Eigenschaften, durch Verwendung des meistens verwendeten Triphenylphosphats
eines aromatischen Phosphorsäureesters
als Flammenhemmstoff, erhalten kann.
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Die
nicht entflammbare thermoplastische Harzzusammensetzung der vorliegenden
Erfindung besteht im wesentlichen aus (A) 40 bis 95 Gewichtsteilen
eines kautschukmodifizierten Styrol-haltigen Harzes zusammengesetzt
aus (a1) 20 bis 100 Gewichts-% eines Styrol-haltigen
Pfropfcopolymerharzes, das 18 bis 50 Gewichts-% Acrylonitril in
dem Copolymer, mit Ausnahme der Kautschukkomponente, enthält und (a2) 0 bis 80 Gewichts-% eine Styrol-haltigen
Copolymer, das 18 bis 50 Gewichts-% Acrylonitril enthält; (B)
5 bis 60 Gewichtsteilen eines Polyphenylenetherharzes; (C) 2 bis
40 Gewichtsteilen eines Styrol-haltigen Copolymers oder Styrol-haltigen
Pfropfcopolymers, der 5 bis 18 Gewichts-% Acrylonitril in dem Copolymer,
mit Ausnahme der Kautschukkomponente, pro 100 Gewichtsteile der
Summe von (A) und (B) enthält;
und (D) 5 bis 30 Gewichtsteilen Triphenylphosphat pro 100 Gewichtsteilen
der Summe von (A) und (B).
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Die
nicht entflammbare thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden
Erfindung besteht im wesentlichen aus (A) einem kautschuk-modifizierten
Styrol-haltigen Harz zusammengesetzt aus (a1) einem
Styrol-haltigem Pfropfcopolymer und (a2)
wahlweise einem Styrol-haltigen Copolymer; (B) einem Polyethylenetherharz;
(C) einem Styrol-Acrylonitril-Pfropfcopolymer oder Styrol-haltigem
Copolymer enthaltend 5 bis 18 Gewichts-% Acrylonitril im Copolymer,
mit Ausnahme der Kautschukkomponente; und (D) einem Triphenylphosphat.
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Es
ist bevorzugt, (A) 40 bis 95 Gewichtsteile kautschuk-modifiziertes
Styrol-haltiges Harz; (B) 5 bis 60 Gewichtsteile Polyphenylenetherharz,
(C) 2 bis 40 Gewichtsteile Styrolhaltiges Copolymer oder Styrol-haltiges Pfropfcopolymer,
das 5 bis 18 Gewichts-% Acrylonitril im Copolymer enthält, mit
Ausnahme der Kautschukkomponente, pro 100 Gewichtsteile der Summe
von (A). und (B); und 5 bis 30 Gewichtsteile Triphenylphosphat pro
100 Gewichtsteile der Summe von (A) und (B), zu mischen. Das kautschukmodifizierte
Stryol-haltige Harz setzt sich zusammen aus (a1)
20 bis 100 Gewichts-% Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz, das 18
bis 50 Gewichts-% Acrylonitril im Copolymer enthält, mit Ausnahme der Kautschukkomponente;
und (a2) 0 bis 80 Gewichts-% Styrolhaltiges
Copolymer, das 18 bis 50 Gewichts-% Acrylonitril enthält.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird ein kautschuk-modifiziertes Styrol-haltiges
Harz (A) und ein Polyphenylenetherharz (B) als Grundharz verwendet.
Um die Kompatibilität
zwischen (A) und (B) zu verbessern, wird ein Styrol-Acrylonitril-Copolymer
oder ein Styrol-haltiges Pfropfcopolymer mit einem Kautschuk (C)
zu dem Grundharz hinzugefügt.
Das Styrol-Acrylonitril-Copolymer und das Styrol-haltiges Pfropfcopolymer
(C) enthalten 5 bis 18 Gewichts-% Acrylonitril im Copolymer, mit
Ausnahme der Kautschukkomponente. Triphenylphosphat (D) wird als
Flammenhemmstoff zugefügt.
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Die
detaillierte Beschreibung der Komponenten der Harzzusammensetzung
gemäß der vorliegenden Erfindung
ist nachfolgend aufgeführt.
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(A) Kautschuk-modifiziertes
Styrol-haltiges Harz
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Ein
kautschuk-modifiziertes Styrol-haltiges Harz bedeutet, daß ein Styrol-haltiges
Pfropfcopolymerharz, wie ABS, und das Pfropfcopolymerharz ein Styrol-haltiges
Copolymerharz, wie SAN, enthalten können.
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Bei
dem kautschuk-modifizierten Styrol-haltigen Harz, das aus aromatischen
Vinylcopolymeren hergestellt wird, sind die Copolymere der Kautschukphase
in Form von Teilchen in einer Matrix dispergiert. Das Harz wird
durch Mischen eines aromatischen Vinylmonomers und einem eine Vinylgruppe
enthaltenden Monomer, das damit polymerisiert sein kann, in der
Anwesenheit eines Polymers in der Kautschukphase hergestellt. Solch
ein kautschuk-modifiziertes Styrol-haltiges Harz wird mit den bekannten
Verfahren, wie Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation
oder Substanzpolymerisation hergestellt und wird üblicherweise
durch eine Extrusion mit einem Styrol-haltigen Pfropfcopolymerharz
und einem Styrol-haltigem Copolymerharz produziert. Bei einer Substanzpolymerisation
werden sowohl ein Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz als auch ein Styrol-haltiges
Copolymerharz zusammen in einem Verfahren hergestellt. Mit anderen
Worten, es wird ein Einschrittverfahren zur Herstellung eines Kautschuk-modifizierten
Styrol-haltigen Harzes verwendet. Bei anderen Polymerisationen können ein
Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz und ein Styrol-haltiges Copolymerharz
separat hergestellt werden. In jedem Fall liegen die Anteile an
Kautschuk im endgültigen
kautschuk-modifizierten Styrol-haltigem Harz in Bezug auf das Gesamtgewicht
des Grundharzes vorzugsweise im Bereich von 5 bis 30 Gewichts-%.
Beispiele solcher Harze sind Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS)-copolymerharz,
Acrylonitril-Acrylkautschuk-Styrol (AAS)-copolymerharz, Acrylonitril-Ethylenpropylenkautschuk-Styrol (AES)-copolymerharz und
dergleichen.
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Bei
dem kautschuk-modifizierten Styrol-haltigen Harz kann ein Styrol-haltiges
Pfropfcopolymerharz einzeln oder in Kombination mit einem Stryol-haltigen
Copolymerharz unter Berücksichtigung
seiner Kompatibilität
verwendet werden. Bei dieser Erfindung wird ein kautschuk-modifiziertes
Styrol-haltiges Harz durch Mischen von 20 bis 100 Gewichts-% eines
Styrol-haltigen Pfropfcopolymerharzes (a1)
mit 0 bis 80 Gewichts-% eines Styrol-haltigen Copolymers (a2) hergestellt.
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(a1)
Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz
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Beispiele
von Kautschuk, die als ein Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz verwendet
werden, sind Dien-haltiges Kautschuk, wie Polybutadien, Poly(stryol-butadien)
und Poly(acrylonitril-butadien); gesättigtes Kautschuk, bei dem
ein Wasserstoff an die genannten Dien-haltigen Kautschuks angefügt wurde;
Isopren-Kautschuk; Chloropren-Kautschuk;
Polybutylacrylat und Ethylen-Propylen-Dien. Es ist bevorzugt, einen
Dienhaltigen Kautschuk zu verwenden, noch bevorzugter ist es, einen
Butadien-haltigen Kautschuk zu verwenden.
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Aromatische
Vinylgruppen-haltige Monomere, die zur Herstellung des Pfropfcopolymers
verwendet werden, sind Styrol, α-Methylstyrol,
p-Methylstyrol usw. In den obigen Beispielen wird Styrol am meisten
bevorzugt. Wenigstens ein copolymerisierbares Monomer kann eingebracht
und den genannten aromatischen Vinylmonomeren zugefügt werden.
Vorzugsweise ist das copolymerisierbare Monomer eine Vinyl-haltige
Cyand-Verbindung,
wie Acrylonitril oder eine ungesättigte
Nitril-haltige Verbindung, wie Methacrylonitril.
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Der
Gehalt an Kautschuk ist vorzugsweise im Bereich von 10 bis 60 Gewichts-%
pro dem Gesamtgewicht des Pfropfcopolymerharzes. Mit Ausnahme der
Kautschukkomponente ist es bevorzugt, daß das aromatische Vinylgruppen-haltige
Monomer im Bereich von 50 bis 82 Gewichts-% liegt und das ungesättigte Nitril-haltige
Monomer im Bereich von 18 bis 50 Gewichts-% liegt. Zusätzlich können, um
gute Eigenschaften der Verarbeitbarkeit und des Hitzewiderstandes
zu erhalten, die Monomere, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid
und N-substituiertes Maleimid bei der Pfropfpolymerisation zugegeben
werden. Die Mengen der Monomere liegen basierend auf dem Styrol-haltigen
Pfropfcopolymerharz im Bereich von 0 bis 40 Gewichts-%.
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Um
eine gute Schlagfestigkeit und ein gutes Erscheinungsbild, wenn
das Styrol-haltige Pfropfcopolymer hergestellt wird, zu erlangen,
ist die durchschnittliche Größe der Kautschukteilchen
im Bereich von 0,1 bis 4 μm.
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(a2)
Styrol-haltiges Copolymerharz
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Das
Styrol-haltige Copolymerharz der vorliegenden Erfindung wird durch
Copolymerisation eines aromatischen Vinylgruppen-haltigen Monomers
und einem copolymerisierbarem Monomer, in Abhängigkeit von dem Verhältnis und
der Kompatibilität
zwischen den Monomeren, mit Ausnahme des Kautschuk in dem Styrolhaltigen
Pfropfcopolymer, hergestellt. Das Styrol-haltige Copolymerharz,
das in dieser Erfindung verwendet wird, ist SAN-Copolymerharz, das
18 bis 50 Gewichts-% Acrylonitril enthält.
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Beispiele
des aromatischen Vinyl-haltigen Monomers sind Styrol, α-Methylstyrol,
p-Methylstyrol usw.. Styrol
wird am meisten bevorzugt. Das aromatischen Vinylgruppenhaltige
Monomer ist in dem gesamten Copolymerharz in einer Menge von 50
bis 82 Gewichts-% enthalten. Beispiele der copolymerisierbaren Monomere
sind Vinylguppenhaltige Cyanid-Verbindungen, wie Acrylonitril und
ungesättigte
Nitril-haltige Verbindungen, wie Methacrylonitril. Es ist bevorzugt,
daß 18
bis 50 Gewichts-% des copolymerisierbaren Monomers pro Gesamtcopolymer
verwendet werden. Zusätzlich
können
0 bis 40 Gewichts-% eines Monomers, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid
und N-substituiertes Maleimid zugefügt und daran copolymerisiert
werden.
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In
der vorliegenden Erfindung ist das kautschuk-modifizierte Styrol-haltige
Harz (A) zusammengesetzt aus 20 bis 100 Gewichts-% eines Styrol-haltigen
Pfropfcopolymerharzes (a1), das 18 bis 50
Gewichts-% Acrylonitril im Copolymer, mit Ausnahme des Kautschuks,
enthält
und aus 0 bis 80 Gewichts-% Styrol-haltiges Copolymer (a2), das 18 bis 50 Gewichts % Acrylonitril
enthält.
Das kautschuk-modifizierte Styrol-haltige Harz (A) wird als Grundharz
zusammen mit einem Polyphenylenether (B) verwendet. Das Grundharz
umfaßt
40 bis 95 Gewichtsteile des kautschuk-modifizierten Styrol-haltigen
Harzes (A) und 5 bis 60 Gewichtsteile des Polyphenylenetherharzes
(B).
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(B) Polyphenylenetherharz
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Polyphenylenetherharz
wird als ein Grundharz verwendet, um der Harzzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung besseres Flammverzögerungsvermögen, Hitzebeständigkeit
und Steifheit zu verleihen. Beispiele des Polyphenylenetherharzes
sind Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-diethyl-1,4-phenylen)ether,
Poly(2,6-dipropyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylen)ether,
Poly(2-methyl-6-propyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-ethyl-6-propyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-diphenyl-1,4-phenylen)ether,
Copolymer aus Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether
und Poly(2,3,6-trimethyl-1,4-phenylen)ether, und Copolymer aus Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether
und Poly(2,3,5-triethyl-1,4-phenylen)ether verwendet werden. Vorzugsweise
wird ein Copolymer aus Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether und Poly(2,3,6-trimethyl-1,4-phenylen)ether
und Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether
wird bevorzugt verwendet und insbesondere bevorzugt wird Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether
verwendet. Der Grad der Polymerisation des Polyphenylenethers ist
nicht besonders begrenzt, doch bei Berücksichtigung der Hitzestabilität oder Verarbeitbarkeit der
Harzzusammensetzung ist es bevorzugt, daß die Viskosität des Polyphenylenethers
im Bereich von 0,1 bis 0,8 gemessen in Chloroform als Lösungsmittel
bei 25°C
liegt.
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(C) Styrol-Acrylonitril-Copolymer
oder Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz mit 5 bis 8 Gewichts-%
Acrylonitril
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Ein
Styrol-Acrylonitril-Copolymer oder Styrol-haltiges Pfropfcopolymer
wird zu dem Grundharz hinzugegeben, um die Kompatibilität zwischen
dem kautschuk-modifizierten Styrol-haltigen Harz (A) und dem Polyphenylenetherharz
(B) zu verbessern. Um das Styrol-haltige Pfropfcopolymer herzustellen,
wird bis zu 60 Gewichts-% Kautschuk verwendet. Das Styrol-haltige
Pfropfcopolymer umfaßt
82 bis 95 Gewichts-% Styrol und 5 bis 18 Gewichts-% Acrylonitril,
mit Ausnahme des Kautschuks. Das Verfahren zur Polymerisation des
obigen Copolymers kann wahlweise ausgewählt werden aus Emulsionspolymerisation,
Suspensionspolymerisation und Substanzpolymerisation in Übereinstimmung
mit bekannten Verfahren. Es ist bevorzugt, daß das durchschnittliche Molekulargewicht
des Copolymers im Bereich von 50.000 bis 300.000 liegt. Ein drittes
Monomer kann zur Copolymerisation mit Styrol-Acrylonitril verwendet
werden. Beispiele des dritten Monomers sind Methacrylat, Maleinsäureanhydrid,
Phenylmaleimid usw.. Um den Hitzewiderstand zu steigern, kann α-Methylstyrol
anstelle von Styrol verwendet werden. Bei der vorliegenden Erfindung
ist die Menge an Styrol-Acrylonitril-Copolymer oder Styrol-haltigem
Pfropfcopolymer, die als Kompatibilisationsmittel verwendet werden,
vorzugsweise 2 bis 40 Gewichtsteile pro 100 Teile der Grundharzes.
Wenn das Copolymer (C) nicht zugegeben wird, zeigt die Harzzusammensetzung
verringerte mechanische Eigenschaften infolge der geringen Kompatibilität.
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(D) Triphenylphosphat
(TTP)
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Das
Triphenylphosphat, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
ist eine Verbindung mit der folgenden Formel (I):
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In
dieser Erfindung wird das Triphenylphosphat in Form von weißem kristallinen
Pulver mit einem Schmelzpunkt von 47 bis 49°C verwendet. Es ist bevorzugt,
daß das
Triphenylphosphat in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsteilen pro
100 Gewichtsteilen des Grundharzes verwendet wird.
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Wenn
nötig,
kann ein Harz wie Polyamid, Polycarbonat, Polyester, Polystyrol,
Kautschuk verstärktes Polystyrol,
Polyacetal, Polymethylmethacrylat oder Silikonharz wahlweise zu der
Harzzusammensetzung dieser Erfindung in einer Menge von 0 bis 30
Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Grundharzes zugegeben werden.
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Weitere
Zusätze
können
in der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten
sein. Diese Zusätze
schließen
Antitropfmittel, Schlagmodifikationsmittel, Hitzestabilisatoren,
Lichtstabilisatoren, Kompatibilitätsmittel und dergleichen ein.
Es können
auch anorganische Füllmittel,
wie Talk, Siliciumdioxid, Glimmer, Glasfasern, organisches oder
anorganisches Pigment und/oder Farbstoffe zugefügt werden. Die Zusätze können in
Mengen von 0 bis 50 Gewichtsteile auf des Basis von 100 Gewichtsteilen
des Basisharzes verwendet werden.
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Die
Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung hat eine Izod Schlagfestigkeit (1/8'' gekerbt)
von 10 bis 30 kg·cm/cm
und eine Wärmeformbeständigkeit
von mehr als etwa 90°C.
Außerdem
hat die Harzzusammensetzung ein Flammenverzögerungsvermögen (1/10'')
von V-0 oder V-1, gute Eigenschaften der Hitzestabiltät während des
Strangpressens, des Spritzgießens
und dergleichen und gute Charakteristiken hinsichtlich der physikalischen
Eigenschaften.
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Die
Erfindung wird besser unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele
verstanden, die zum Zweck der Veranschaulichung angegeben sind und
nicht in irgendeiner Weise den Umfang der vorliegenden Erfindung
beschränken
sollen, der in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist. In den folgenden Beispielen sind alle Anteile und
Prozentangaben in Gewicht angegeben, es sei denn, es wird anderweitig
angegeben.
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Beispiele
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Die
Komponenten zur Herstellung der nicht entflammbaren Harzzusammensetzungen
in Beispiel 1 und Vergleichsbeispielen 1–2 sind die folgenden:
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(A) Kautschuk-modifiziertes
Styrol-haltiges Harz
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Kautschuk-modifiziertes
Styrol-haltiges Harz wird durch Mischen von 40 Gewichts-% Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz
mit 60 Gewichts-% Styrol-haltigem Copolymerharz hergestellt.
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(a1)
Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz (ABS)
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50
Teile Butadienkautschuklatexpulver, 36 Teile Styrol, 14 Teile Acrylonitril
und 150 Teile deionisiertes Wasser wurden gemischt. Zu der Mischung
wurden 1,0 Teile Kaliumoleat, 0,4 Teile Cumenhydroperoxid, 0,2 Teile
Mercaptan-haltiger Kettenüberträgen, 0,4
Teile Glucose, 0,01 Teile Eisen(II)-sulfathydrat und 0,3 Teile Natriumpyrophosphat
gegeben. Die Mischung wurde für
5 Stunden bei 75°C
gehalten, um einen ABS-Latex zu erhalten. Zu dem ABS-Latex wurden
0,4 Teile Schwefelsäure
zugegeben, koaguliert und getrocknet, um ein Styrol-haltiges Pfropfcopolymerharz
(g-ABS) in Pulverform zu erhalten.
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(a2)
Styrol-haltiges Copolymerharz (SAN mit 25 Gewichts-% Acrylonitril)
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75
Teile Styrol, 25 Teile Acrylonitril, 120 Teile deionisiertes Wasser
und 0,2 Teile Azobisisobutylonitril wurden gemischt. Zu der Mischung
wurden 0,4 Teile Trikalziumphoshat und 0,2 Teile Mercaptan-haltiger
Kettenüberträgen zugegeben.
Die erhaltene Lösung
wurde auf 80°C
für 90
Minuten erhitzt und für
180 Minuten gehalten. Das erhaltene Gemisch wurde gewaschen, dehydratisiert
und getrocknet Styrol-Acrylonitril-Copolymer
(SAN) mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 180.000
wurde erhalten.
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(B) Polyphenylenetherharz
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Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether
mit einer Grenzviskosität
von 0,42 in einer Chloroformlösung wurde
verwendet. Die Teilchen hatten eine durchschnittliche Größe von mehreren
Micron (μm).
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(C) Styrol-Acrylonitril-Copolymerharz
(SAN mit 13 Gewichts-% AN)
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87
Teile Styrol, 13 Teile Acrylonitril, 120 Teile deionisiertes Wasser
und 0,1 Teil Azobisisobutylonitril, 0,2 Teile 1,1'-Di(tertiärbutylperoxy)-3,3',5-trimethylcyclohexan,
0,4 Teile Trikalziumphoshat und 0,2 Teile Mercaptan-haltiger Kettenüberträger wurden
gemischt. Die vermischte Lösung
wurde auf 80°C
für 90
Minuten erhitzt und für
150 Minuten gehalten. Die Lösung
wurde erneut auf 95°C
erhitzt und für
120 Minuten gehalten. Das erhaltene Gemisch wurde gewaschen, dehydratisiert
und getrocknet. Styrol-Acrylonitril-Copolymer (SAN) mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von 120.000 und 13 Gewichts-% der Acrylonitrilkomponente wurde
erhalten.
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(D) Triphenylphosphat
(TTP)
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Triphenylphosphat
mit einem Schmelzpunkt von 48°C
wurde hier verwendet.
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(E) Phenolharz
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Es
wurde Novolac Phenolharz PSM 4324 Reinheit von Japan Gunei Co. verwendet.
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Die
Komponenten mit denen die nicht entflammbaren thermoplastischen
Harzzusammensetzungen des Beispiels 1 und Vergleichsbeispiele 1–2 hergestellt
wurden, sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle
1
(n dem Beispiel und den Vergleichsbeispielen werden
die Komponenten gemischt und in Form von Pellets mit einem Doppelschneckenextruder
bei 200 bis 280°C
extrudiert. Die Pellets wurde bei 80°C für 3 Stunden getrocknet und
zu Prüfstücken in
einem 6 oz. Extruder bei Formtemperaturen von 220–280°C und einer
Rohrtemperatur von 40–80°C extrudiert
und die Harzpellets wurden zu Prüfstücken geformt.
Die Schlagfestigkeiten der Prüfstücke des
Beispiels und der Vergleichsbeispiele wurden gemäß dem Izod Schlagfestigkeit
ASTM D-256 (1/8'' gekerbt), Wärmeformbeständigkeiten
wurden unter einer Belastung von 4,6 kg gemäß ASTM D-6498 gemessen und Flammenverzögerungsvermögen (1/10'') wurde gemäß UL94 VB gemessen. Hitzestabilität wurde
bestimmt auf der Basis, ob Farbdifferenzen (ΔE) zwischen den Prüfstücken über 1 war
oder ob schwarz Flecken, schwarze Linien, gelbe Linien oder dergleichen
gebildet wurden, wenn die Prüfstücke bei 250°C extrudiert
wurden. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
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Ein
nicht entflammbares Harz, das für
kommerzielle Zwecke verwendet wird, sollte eine Izod Schlagfestigkeit
von mehr als 10 haben, und eine geeignete Wärmeformbeständigkeit und gute Eigenschaften
bei der Hitzestabiltät
zeigen.
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Wie
in Beispiel 1 gezeigt, hat die Harzzusammensetzung der vorliegenden
Erfindung eine gute Schlagfestigkeit infolge des Styrol-Acrylonitril-Copolymers
oder Styrol-haltigem Pfropfcopolymers (C), die die Kompatibilität zwischen
ABS-Harz und Polyphenylenether verbessern. Außerdem werden das Flammenverzögerungsvermögen, Hitzebeständigkeit und
Hitzestabiltät
verstärkt.
Verglichen mit der Schlagfestigkeit von 25, die in Beispiel 1 erhalten
wird, zeigt Vergleichsbeispiel 1, bei dem die Komponente (C) nicht
verwendet wird, eine Schlagfestigkeit, die auf 7 reduziert ist.
Vergleichsbeispiel 2, die Phenolharz (E) enthält, zeigt eine geringere Hitzestabilität im Vergleich
mit Beispiel 1.
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Wie
oben beschrieben, erhält
die Harzzusammensetzung dieser Erfindung gute mechanische Eigenschaften
infolge der verbesserten Kompatibilität durch Zugabe des Harzes (C)
zu dem Grundharz und zeigt gutes Flammverzögerungsvermögen nur durch die Verwendung
von Triphenylphosphat ohne Phenolharz als ein zusätzlichem
Flammenhemmstoff. Zusätzlich
sind Flammverzögerungsvermögen, Hitzewiderstand
und Hitzestabilität
verbessert.
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Die
vorliegende Erfindung kann von einem Fachmann einfach ausgeführt werden.
