JP2004099723A - 繊維強化難燃性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】臭素/塩素系難燃剤を用いないポリカーボネート/ABS系アロイ樹脂材料において、高度なレベルの難燃性、耐熱性、剛性を有する部性バランスに優れた樹脂材料を提供すること。
【解決手段】アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体(r)に、芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)を含有する単量体がグラフト重合されてなるグラフト共重合体(A)5〜50質量%と、
芳香族アルケニル化合物単量体(a)単位及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)単位を含有する共重合体(B)0〜45質量%と、
ポリカーボネート樹脂(C)50〜95質量%とからなる樹脂組成物(H)((A)、(B)、(C)の合計量が100質量%)100質量部に対して、
リン酸エステル系難燃剤(D)1〜30質量部と赤リン系難燃剤(E)1〜10質量部が添加されてなる難燃性樹脂組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体(r)に、芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)を含有する単量体がグラフト重合されてなるグラフト共重合体(A)5〜50質量%と、
芳香族アルケニル化合物単量体(a)単位及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)単位を含有する共重合体(B)0〜45質量%と、
ポリカーボネート樹脂(C)50〜95質量%とからなる樹脂組成物(H)((A)、(B)、(C)の合計量が100質量%)100質量部に対して、
リン酸エステル系難燃剤(D)1〜30質量部と赤リン系難燃剤(E)1〜10質量部が添加されてなる難燃性樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩素、臭素化合物を含まない難燃性、耐熱性、剛性に優れた樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリカ−ボネ−ト樹脂は、その優れた耐衝撃性あるいは耐熱性を生かして様々な工業用用途に用いられているが、成形加工温度が高いことや、流動性が悪いこと、あるいは衝撃強度の厚み依存性が大きい等の欠点を有している。
この様な欠点を改良するため、ポリカーボネート樹脂にABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)系樹脂をブレンドした組成物、すなわち、ポリカーボネート/ABSアロイ樹脂が広く用いられている。
しかしながら、ポリカーボネート樹脂にABS樹脂をブレンドする方法では、耐衝撃性の向上あるいは成形加工温度の低下は可能となるものの、得られるアロイ樹脂の難燃性が不足するため、これを改良すべく各種難燃剤あるいは難燃助剤を添加する方法が行われている。
ところが、近年、OA機器、IT機器、あるいは家電機器等のハウジング用途においては、各機器の軽量化、コンパクト化が進み、これによりハウジング部材の薄肉化が求められている。同時に電気電子機器の集積密度が上がるため機器内部の温度が増大し、ハウジング部材の耐熱性が求められている。すなわち、これに用いる樹脂材料にはより高度なレベルの難燃性、耐熱性、剛性が要求されている。
難燃性を付与する観点からは、その添加効果の高さから塩素、臭素系の難燃剤が使用されてきた。しかしながら、近年では、環境問題から、塩素、臭素系化合物の使用が制限されてきている。
このような問題を解決するため、リン系難燃剤を使用する方法が提案されている(例えば特許文献1)。
【特許文献1】特公平6−70177号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報の実施例に示されている様なポリカーボネート/ABS系アロイ樹脂では、テトラフルオロエチレンが必須であり、耐熱性及び剛性が低い。また、厚みを1.6mmより薄くすると難燃性が十分ではなく、また、組成を変更して難燃性を向上させると耐熱性が低下し、薄肉化した際の難燃性と耐熱性と剛性の高度な要求に対応できない。
本発明の目的は、臭素/塩素系難燃剤を用いないポリカーボネート/ABS系アロイ樹脂材料において、高度なレベルの難燃性、耐熱性、剛性を有する部性バランスに優れた樹脂材料を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体(r)に、芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)を含有する単量体がグラフト重合されてなるグラフト共重合体(A)5〜50質量%と、
芳香族アルケニル化合物単量体(a)単位及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)単位を含有する共重合体(B)0〜45質量%と、
ポリカーボネート樹脂(C)50〜95質量%とからなる樹脂組成物(H)((A)、(B)、(C)の合計量が100質量%)100質量部に対して、
リン酸エステル系難燃剤(D)1〜30質量部と赤リン系難燃剤(E)1〜10質量部が添加されてなる難燃性樹脂組成物にある。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるグラフト共重合体(A)は、アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体に、芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)を含有する単量体がグラフト重合されてなる。
アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体は、少なくともアルキル(メタ)アクリレート単量体単位を含有するものであり、例えばポリアルキル(メタ)アクリレートゴム、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート複合ゴム、ジエン−アクリレート複合ゴム、シリコーンーアクリル複合ゴムなどが挙げられる。アルキル(メタ)アクリレ−ト(d)としては、例えばメチルアクリレ−ト、エチルアクリレ−ト、n−プロピルアクリレ−ト、n−ブチルアクリレ−ト、2−エチルヘキシルアクリレ−ト等のアルキルアクリレ−トおよびヘキシルメタクリレ−ト、2−エチルヘキシルメタクリレ−ト、n−ラウリルメタクリレ−ト等のアルキルメタクリレ−トが挙げられ、これらを単独でまたは二種以上併用して用いることができる。またグラフト共重合体を含む樹脂組成物の耐衝撃性および成形光沢を考慮すると、特にn−ブチルアクリレ−トの使用が好ましい。
多官能単量体(e)としては、例えばアリルメタクリレ−ト、エチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、プロピレングリコ−ルジメタクリレ−ト、1,3−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、1,4−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、トリアリルシアヌレ−ト、トリアリルイソシアヌレ−ト等が挙げられ、これらを単独でまたは二種以上併用して用いることができる。
【0006】
ジエン−アクリル複合ゴムに用いるジエン系ゴムとしては、ブタジエン重合体、ブタジエンと他の単量体を重合させて得られる共重合体が用いられる。具体的にはブタジエンゴム、SBR、NBR等が挙げられる。
また、シリコーン−アクリル複合ゴムに用いるポリオルガノシロキサン(g)としては特に限定されるものではないが好ましくは、ビニル重合性官能基を含有するポリオルガノシロキサンである。
本発明に用いるゴム質重合体は、通常のラジカル重合開始剤を作用させて乳化重合することによって調製できる。また、重合に用いるラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤または酸化剤・還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤が用いられる。この中では、レドックス系開始剤が好ましく、特に硫酸第一鉄・エチレンジアミン四酢酸にナトリウム塩・ロンガリット・ヒドロパーオキサイドを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が好ましい。
芳香族アルケニル化合物単量体(a)及びシアン化ビニル化合物単量体(b)の組成比は特に限定されるものではないが、好ましくはシアン化ビニル化合物単量体(b)が両合計に対し10質量%〜50質量%である。
【0007】
上記芳香族アルケニル化合物単量体(a)としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられ、好ましくはスチレンである。シアン化ビニル化合物単量体(b)としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられ、好ましくはアクリロニトリルである。
共重合可能な単量体(c)の例としては、メタクリル酸エステルとしては例えばメチルメタクリレ−ト、エチルメタクリレ−ト、2−エチルヘキシルメタクリレ−ト等であり、アクリル酸エステルとしては例えばメチルアクリレ−ト、エチルアクリレ−ト、ブチルアクリレ−ト等であり、マレイミドではN−フェニルマレイミド等があげられる。
【0008】
グラフト重合は、ゴム質重合体のラテックスに芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)及び必要に応じてこれらと共重合可能なビニル系単量体(c)を加え、ラジカル重合法により一段であるいは多段で行うことができる。また、重合に用いるラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤、または酸化剤・還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤が用いられる。この中では、レドックス系開始剤が好ましく、特に硫酸第一鉄・エチレンジアミン四酢酸にナトリウム塩・ロンガリット・ヒドロパーオキサイドを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が好ましい。
また、グラフト重合において用いる単量体中にはグラフトポリマーの分子量やグラフト率を調製するための各種連鎖移動剤を添加することができる。
【0009】
また、グラフト重合には、重合ラテックスを安定化させさらにグラフト共重合体の平均粒子径を制御するために乳化剤を添加することができる。用いる乳化剤としては、特に限定させるものではないが、好ましい例としてはカチオン系乳化剤、アニオン系乳化剤およびノニオン系乳化剤であり、さらに好ましい例としてはスルホン酸塩乳化剤あるいは硫酸塩乳化剤とカルボン酸塩乳化剤を併用させて使用する方法である。
また、上記のように調製されるグラフト共重合体(A)の粒子径は特に限定されるものではない。
本発明の樹脂組成物の構成成分であるグラフト共重合体(A)は、好ましくはアセトン溶媒に対する不溶分を70〜99質量%含み、かつアセトン可溶分の0.2g/100ccN,N−ジメチルホルムアミド溶液として25℃で測定した還元粘度が0.30〜0.70dl/gである。
【0010】
本発明の樹脂組成物の構成成分であるグラフト共重合体(A)は、アセトン溶媒に対する可溶分を取り除いた重合体成分を指す。乳化グラフト重合法では上記溶媒の可溶分すなわちグラフトしていない重合体(芳香族アルケニル化合物単量体単位(c)とシアン化ビニル化合物単量体単位(d)を含有する共重合体(B))が共に得られることが多いが、本発明の樹脂組成物においては、グラフト共重合体(A)は共重合体(B)との混合物として添加されても良いし単独で添加されても良い。
本発明に係る樹脂組成物中のグラフト共重合体(A)の配合量は5〜50質量%((A)+(B)+(C)=100質量%中)である。5質量%未満では耐衝撃性が低下する。50質量%を超えると難燃性が低下する。好ましくは7〜40質量%である。
【0011】
本発明に係る共重合体(B)の具体例としてはスチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)が挙げられる。また、耐熱性を上げる目的でN−置換マレイミドを共重合することもできる。具体例としてスチレン−アクリロニトリル−N−フェニルマレイミド共重合体が挙げられる。
芳香族アルケニル化合物とシアン化ビニル化合物の組成比は特に限定されるものではないが、好ましくはシアン化ビニル化合物が両合計に対し10質量%〜50質量%である。
分子量については特に限定はないが、好ましくは0.2g/100ccN,N−ジメチルホルムアミド溶液として25℃で測定した還元粘度で0.4〜1.4dl/gである。
該共重合体(B)を配合する場合は樹脂組成物中0〜45質量%((A)+(B)+(C)=100質量%中)であり流動性が改良される。45質量%を超えると耐衝撃性が悪化する。
【0012】
本発明の樹脂組成物を構成するポリカ−ボネ−ト樹脂(C)としては、特に限定されないが好ましくはビスフェーノールAタイプである。また、芳香族環が有機基置換されても良く、あるいは、ポリシロキサン/ポリシリコン等の珪素あるいは珪素/酸素を主骨格とするポリマー/オリゴマーがグラフトあるいはブロック共重合されてもよい。また、分子量も特に限定されるものではないが、好ましくは粘度平均分子量でMv15000〜35000である。
本発明に係る樹脂組成物中のポリカ−ボネ−ト樹脂(C)の配合量としては50〜95質量%((A)+(B)+(C)=100質量%中)である。50質量%未満では難燃性が低下する。95質量%を超えると流動性が低下する。また、耐衝撃性の厚み依存性が増加する。好ましくは65〜90質量%、更に好ましくは75〜85質量%である。
【0013】
本発明の樹脂組成物を構成するリン酸エステル系難燃剤(D)としては次式で表さられるリン酸エステルが挙げられるがこれに限定されるものではない。
【化1】
【0014】
(ここで、R1、R2、R3、R4は有機基を表し、それぞれ異なっても同一でも良い。Aは2価の有機基を表し、nは0以上の整数を表す。)
この様なリン酸エステルの具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシルフォスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシルジフェニルフォスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジイソプロピルフェニルホスフェート、ジフェニル−2−エチルクレシルフォスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)フォスフェート、メチルホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジエチル、レゾルシニルジフェニルフォスフェート等のモノフォスフェート;フェニレンビス(ジフェニルフォスフェート)、フェニレンビス(ジキシリルフォスフェート)、フェニレンビス(ジトリルフォスフェート)、ビスフェノールA−ビス(ジフェニルフォスフェート)、ビスフェノールA−ビス(ジキシリルフォスフェート)、ビスフェノールA−ビス(ジトリルフォスフェート)、ビフェニレンビス(ジフェニルフォスフェート)、ビフェニレンビス(ジキシリルフォスフェート)、ビフェニレンビス(ジトリルフォスフェート)等のポリフォスフェート;である。
なかでも、トリフェニルフォスフェート、トリキシルフォスフェート、フェニレンビス(ジフェニルフォスフェート)、フェニレンビス(ジキシリルフォスフェート)が好ましい。
【0015】
赤リン系難燃剤(E)は熱硬化性樹脂及び/又は金属水酸化物で被覆され安定化されたものが好ましい。赤リン難燃剤はそれだけでは発火性があるので予め構成樹脂成分でマスターバッチ化されたものを用いることが好ましい。
リン酸エステル系難燃剤(D)の配合量は1〜30質量部であり、1質量部未満では難燃性が低下し、30質量部を超えると耐衝撃性が損なわれる。好ましくは5〜20質量部の範囲である。さらに好ましくは5〜9質量部の範囲である。赤リン系難燃剤(E)の配合量は0.3〜10質量部である。0.3質量部未満では難燃性が低下し、10質量部を超えると耐衝撃性が損なわれる。
【0016】
本発明ではさらにグラフト共重合体(A)及び共重合体(B)及びポリカーボネート樹脂(C)の合計量100質量部に対しポリテトラフルオロエチレン(G)が0.01〜5質量部配合されることが望ましい。
【0017】
本発明の樹脂組成物は通常の公知の混練機械によって押し出しし、成形することにより製造することができる。このような成形機としては押出機、射出成形機、ブロー成形機、カレンダー成形機およびインフレーション成形機等が挙げられる。
さらに、本発明の樹脂組成物は、必要に応じて染料、顔料、安定剤、タルク、マイカ等の充填材、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ワラストナイト、酸化チタンウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー等の無機繊維や、これらに金属を被覆したものの他、鉄、ステンレス、ニッケル、銅、銀、金、チタン等の金属繊維等を配合することができる。これらを1種単独で使用しても2種以上を併用してよい。また、難燃助剤等を配合することができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂の用途としては、特に限定されるものではないが、例えばコピー機、FAX機、プリンター、デスクトップ型/ノート型/タワー型/サーバー型コンピューター、PDA、携帯電話/PHS、TV、ビデオデッキ、オーディオ機器等の各種OA/情報/家電機器のハウジング及びシャーシー部品、PHS交換機、電話交換機等のハウジング、エアコン/クーラーの室内外機のハウジング、家電機器のハウジング、食器用途、表示部品および各種建材部材等の難燃性が必要となる用途が挙げられる。
【0018】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。尚、参考例、実施例および比較例において『部』および『%』は特に断らない限り『質量部』および『質量%』を意味する。
参考例、実施例におけるラテックス中のグラフト共重合体の質量平均粒子径は、大塚電子(株)社製DLS−700型を用いた動的光散乱法により求めた。
また、グラフト共重合体中のアセトン不溶分量の測定は、冷却管および加熱器を備えたフラスコ中にグラフト共重合体約2.5g(秤量)およびアセトン80mlを入れ、加熱器により65℃で3時間加熱抽出処理を行い、冷却後次いで内液を日立工機(株)遠心分離器を用いて15000回転/分の条件で30分処理することによって、アセトン不溶分を分離し、ついで上澄みを取り除いた後の沈殿物を乾燥後、その質量を測定し、以下の式で算出した。
アセトン不溶分(質量%)=分離処理後の沈殿物乾燥質量/アセトン抽出前のグラフト共重合体質量 ×100
また、グラフト共重合体中のアセトン可溶成分の還元粘度の測定は、上記グラフト共重合体のアセトン溶媒での抽出、次いで遠心分離処理によるアセトン不溶分の分離によって得た上澄み液中のアセトン溶媒を減圧蒸発させることによってアセトン可溶成分を析出回収し、次いでこのアセトン可溶成分0.2gを100ccのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液の溶液粘度を自動粘度計(SAN DENSHI(株)社製)を用いて25℃で測定し、同条件で測定した溶媒粘度よりアセトン可溶分の還元粘度を求めた。
【0019】
実施例および比較例における樹脂組成物の製造において、下記原料を使用した。
ホ゜リカーホ゛ネート樹脂:三菱エンシ゛ニアリンク゛フ゜ラスチックス(株)社製ノハ゛レックス7022A
トリフェニルフォスフェート:大八化学(株)製TPP
1,3−フェニレンビス(ジ−2,6−キシリルフォスフェート):旭電化工業(株)製アデカスタブFP−500
赤リン系難燃剤:燐化学工業(株)製ノーバエクセル140
赤リンマスターバッチ:ノーバエクセル140(15%)とノバレックス7022A(85%)を予め窒素雰囲気下で押出機で混合したもの。
アクリロニトリル−スチレン共重合体:アクリロニトリル成分29質量%およびスチレン成分71質量%よりなり、N,N−ジメチルホルムアミド溶液から測定した還元粘度が0.6dl/gであるアクリロニトリル−スチレン共重合体を懸濁重合法にて調製し、使用した。
【0020】
実施例における各種評価は以下の方法により行った。
(1)アイゾット衝撃強度
ASTM D258に準拠した方法により3.2mm厚み/ノッチ付試片を作製し試験を行った。
(2)荷重たわみ温度
ASTM D648に準拠した方法により6.4mm厚み試片を作製し試験を行った。
(3)燃焼試験
UL94法に準拠した方法で行った。
(4)曲げ弾性率
ASTM D790に準拠した方法により3.2mm厚み試片を作製し試験を行った。
(5)還元粘度の測定
試料0.2gを100ccのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液の溶液粘度を自動粘度計(SAN DENSHI(株)社製)を用いて25℃で測定し、同条件で測定した溶媒粘度より試料の還元粘度を求めた。
【0021】
[参考例1:ポリブタジエンラテックス(L−1)の製造]
下記の各成分を10Lのステンレス製オートクレーブに仕込んだ。
イオン交換水 145質量部
不均化ロジン酸カリウム 1.0質量部
オレイン酸カリウム 1.0質量部
ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート二水和物 0.4質量部
無水硫酸ナトリウム 0.1質量部
ターシャリードデシルメルカプタン 0.3質量部
ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド 0.5質量部
1,3−ブタジエン 26.2質量部
スチレン 1.4質量部
これを50℃に昇温し、ピロリン酸ナトリウムが0.5質量部、硫酸第一鉄が0.005質量部、イオン交換水が5質量部の混合物を添加し、重合を開始した。重合温度57℃で、1,3−ブタジエンが68.6質量部、スチレンが3.6質量部からなる混合物を圧力ポンプにて滴下供給した。次いで、重合転化率が40%に達した時点で、ノルマルドデシルメルカプタンを0.3質量部を添加しさらに重合を継続した。8時間後残存した1,3−ブタジエンを除去し、固形分が40.2質量%、重合転化率が97%、質量平均粒子径70nmのジエン系重合体ラテックス(L)を得た。
【0022】
[参考例2:肥大化用酸基含有共重合体(K)の合成]
冷却管、ジャケット加熱器および攪拌装置を備えた反応器内に、窒素気流下で下記各成分を仕込み、攪拌を行いながら内温65℃に昇温した。
オレイン酸カリウム 2.2質量部
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(70%溶液) 3.6質量部
ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート二水和物 0.3質量部
硫酸第一鉄七水塩 0.003質量部
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩 0.009質量部
イオン交換水 200質量部
これに、n−ブチルアクリレートが81.5質量部、メタクリル酸が18.5質量部、クメンヒドロパーオキシドが0.5質量部からなる混合物を2時間かけて添加し,添加終了後も2時間そのままの温度で重合を継続した。重合転化率は98%であり、平均粒子径150nmの肥大化用酸基含有共重合体ラテックス(K)を得た。
【0023】
[参考例3:グラフト共重合体(A−1)の製造]
参考例1で調製したジエン系重合体ラテックス(L−1)100質量部(固形分として)に、参考例2で調製した肥大化用酸基含有共重合体(K)ラテックス2.1質量部(固形分として)を攪拌しながら添加し、さらに30分間攪拌を続け肥大化ジエン系ゴムラテックスを得た。肥大化後の重合体の平均粒子径は380nmであった。
次に試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器に、この肥大化ジエン系ゴムラテックス10質量部(固形分として)、アルケニルコハク酸ジカリウム0.3質量部、イオン交換水175質量部およびブチルアクリレ−ト40質量部、アリルメタクリレ−ト0.16質量部、1,3−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト0.08質量部およびターシャリーブチルヒドロパ−オキサイト0.1質量部の混合物を添加した。
この反応器に窒素気流を通じることによって、雰囲気の窒素置換を行い、60℃まで昇温した。内部の液温が50℃となった時点で、硫酸第一鉄0.00015質量部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.00045質量部およびロンガリット0.24質量部を蒸留水5質量部に溶解させた水溶液を添加した後内温を75℃に上昇させ、ラジカル重合を開始せしめた。1時間この状態を維持し、アクリレ−ト成分の重合を完結させ肥大化ポリブタジエンとブチルアクリレ−トゴムとの複合ゴム重合体のラテックスを得た。この複合ゴム重合体ラテックスを少量サンプリングして測定した複合ゴム重合体の質量平均粒子径は、300nmであった。
次に、ロンガリット0.15質量部およびアルケニルコハク酸ジカリウム0.65質量部を蒸留水10質量部に溶解した水溶液を添加し、次いでアクリロニトリル6.3質量部、スチレン18.7質量部およびターシャリーブチルヒドロパ−オキサイト0.11質量部の混合液を1時間にわたって滴下し重合した。滴下終了から5分後、硫酸第一鉄0.001質量部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.003質量部およびロンガリット0.15質量部を蒸留水5質量部に溶解させた水溶液を添加し、次いでアクリロニトリル6.3質量部、スチレン18.7質量部およびターシャリーブチルヒドロパ−オキサイト0.19質量部およびノルマルオクチルメルカプタン0.014質量部の混合液を1時間にわたって滴下し重合した。滴下終了後、温度75℃の状態を10分間保持した後冷却し、内温が60℃となった時点で、抗酸化剤(アンテージW500)0.2質量部およびアルケニルコハク酸ジカリウム0.2質量部を蒸留水5質量部に溶解した水溶液を添加した。以上の操作により、肥大化ポリブタジエンとブチルアクリレ−トゴムとの複合ゴムに、アクリロニトリル/スチレンをグラフト重合させたグラフト共重合体のラテックスを得た。
得られたラテックス中の重合体の平均粒子径は、325nmであった。
次いで、上記重合ラテックスを全ラテックスの1.2倍量の45℃に加熱した硫酸0.6%水溶液中に攪拌しながら投入し、重合体を凝析させた。次いで液温を65℃に上昇させ5分間保持した後、液温を90まで上昇させた。次いで析出物を分離した後、この回収物を10倍量の蒸留水中に投入後10分間撹拌することで洗浄を実施した。この分散液を遠心脱水機に脱水処理し、さらに80℃で16時間乾燥し、グラフト共重合体混合物(A−a)を得た。
グラフト共重合体混合物(A−a)中のアセトン不溶分量は82質量%であった。グラフト共重合体(A−1)が82質量%含まれるグラフト共重合体混合物を得た。
【0024】
[参考例4:ポリオルガノシロキサン(L−2)ラテックスの製造]
オクタメチルシクロテトラシロキサン98部、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン2部を混合してシロキサン系混合物100部を得た。これにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.67部を溶解した蒸留水300部を添加し、ホモミキサ−にて10000回転/分で2分間撹拌した後、ホモジナイザ−に200kg/cm2 の圧力で1回通し、安定な予備混合オルガノシロキサンラテックスを得た。
一方、試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器内に、ドデシルベンゼンスルホン酸10部と蒸留水90部とを注入し、10%のドデシルベンゼンスルホン酸水溶液を調製した。
この水溶液を85℃に加熱した状態で、予備混合オルガノシロキサンラテックスを4時間に亘って滴下し、滴下終了後1時間温度を維持し、冷却した。次いでこの反応物を苛性ソ−ダ水溶液で中和した。
このようにして得られたラテックスを170℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、17.7%であった。また、ラテックス中のポリオルガノシロキサンの質量平均粒子径は0.05μmであった。
【0025】
[参考例5:グラフト共重合体(A−2)の製造]
試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器内に、参考例4で製造したポリオルガノシロキサンラテックス(L−1)45.2部、エマールNC−35(ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート;花王(株)社製)0.2部を採取し、蒸留水148.5部を添加混合した後、ブチルアクリレ−ト42部、アリルメタクリレ−ト0.3部、1,3−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト0.1部およびt−ブチルハイドロパ−オキサイト0.11部の混合物を添加した。
この反応器に窒素気流を通じることによって、雰囲気の窒素置換を行い、60℃まで昇温した。内部の液温が60℃となった時点で、硫酸第一鉄0.000075部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.000225部およびロンガリット0.2部を蒸留水10部に溶解させた水溶液を添加し、ラジカル重合を開始せしめた。アクリレ−ト成分の重合により、液温は78℃まで上昇した。1時間この状態を維持し、アクリレ−ト成分の重合を完結させポリオルガノシロキサンとブチルアクリレ−トゴムとの複合ゴムのラテックスを得た。
反応器内部の液温が70℃に低下した後、ロンガリット0.25部を蒸留水10部に溶解した水溶液を添加し、次いでアクリロニトリル2.5部、スチレン7.5部およびt−ブチルハイドロパ−オキサイト0.05部の混合液を2時間にわたって滴下し重合した。滴下終了後、温度60℃の状態を1時間保持した後、硫酸第一鉄0.001部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.003部、ロンガリット0.2部およびエマールNC−35(花王(株)社製)0.2部を蒸留水10部に溶解させた水溶液を添加し、次いでアクリロニトリル10部、スチレン30部およびt−ブチルハイドロパ−オキサイト0.2部の混合液を2時間にわたって滴下し重合した。滴下終了後、温度60℃の状態を0.5時間保持した後キュメンヒドロパ−オキサイト0.05部を添加し、さらに温度60℃の状態を0.5時間保持した後冷却した。このラテックスにラテムルASK(アルケニルコハク酸ジカリウム塩;花王(株)社製)を0.5部添加し、ポリオルガノシロキサンとブチルアクリレ−トゴムとからなる複合ゴムに、アクリロニトリル、スチレンをグラフト重合させたグラフト共重合体の重合ラテックスを得た。
動的光散乱法より求めたラテックス中のグラフト共重合体の質量平均粒子径は、0.12μmであった。
次いで酢酸カルシウムにより凝固、脱水、乾燥しグラフト共重合体混合物(A−b)を得た。グラフト共重合体混合物(A−b)中のアセトン不溶分は85質量%であった。グラフト共重合体(A−2)が85質量%含まれたグラフト共重合体混合物を得た。
【0026】
実施例、比較例
表1、2に示した配合及びこれらに加え酸化安定剤(アデカ・アーガス化学株式会社AO−60、AO−412S)各0.2部を混合し、この混合物を260℃に加熱した二軸押出機に供給し、また、繊維状充填剤をサイドフィーダーにより溶融樹脂へ供給し混練してペレットを得た。
得られたペレットを20mmφ、35オンスのスクリューインライン成形機で、シリンダー温度250℃、金型温度60℃、にて各試験片を作成した。
なお、用いた原料には混合物が含まれるため、正味の配合量を「実際の配合部数」として記載した。
評価結果を表1、2に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、塩素、臭素化合物を含まずに高い剛性及び難燃性と十分な耐熱性を示し各種工業材料として有用である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩素、臭素化合物を含まない難燃性、耐熱性、剛性に優れた樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリカ−ボネ−ト樹脂は、その優れた耐衝撃性あるいは耐熱性を生かして様々な工業用用途に用いられているが、成形加工温度が高いことや、流動性が悪いこと、あるいは衝撃強度の厚み依存性が大きい等の欠点を有している。
この様な欠点を改良するため、ポリカーボネート樹脂にABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)系樹脂をブレンドした組成物、すなわち、ポリカーボネート/ABSアロイ樹脂が広く用いられている。
しかしながら、ポリカーボネート樹脂にABS樹脂をブレンドする方法では、耐衝撃性の向上あるいは成形加工温度の低下は可能となるものの、得られるアロイ樹脂の難燃性が不足するため、これを改良すべく各種難燃剤あるいは難燃助剤を添加する方法が行われている。
ところが、近年、OA機器、IT機器、あるいは家電機器等のハウジング用途においては、各機器の軽量化、コンパクト化が進み、これによりハウジング部材の薄肉化が求められている。同時に電気電子機器の集積密度が上がるため機器内部の温度が増大し、ハウジング部材の耐熱性が求められている。すなわち、これに用いる樹脂材料にはより高度なレベルの難燃性、耐熱性、剛性が要求されている。
難燃性を付与する観点からは、その添加効果の高さから塩素、臭素系の難燃剤が使用されてきた。しかしながら、近年では、環境問題から、塩素、臭素系化合物の使用が制限されてきている。
このような問題を解決するため、リン系難燃剤を使用する方法が提案されている(例えば特許文献1)。
【特許文献1】特公平6−70177号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報の実施例に示されている様なポリカーボネート/ABS系アロイ樹脂では、テトラフルオロエチレンが必須であり、耐熱性及び剛性が低い。また、厚みを1.6mmより薄くすると難燃性が十分ではなく、また、組成を変更して難燃性を向上させると耐熱性が低下し、薄肉化した際の難燃性と耐熱性と剛性の高度な要求に対応できない。
本発明の目的は、臭素/塩素系難燃剤を用いないポリカーボネート/ABS系アロイ樹脂材料において、高度なレベルの難燃性、耐熱性、剛性を有する部性バランスに優れた樹脂材料を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体(r)に、芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)を含有する単量体がグラフト重合されてなるグラフト共重合体(A)5〜50質量%と、
芳香族アルケニル化合物単量体(a)単位及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)単位を含有する共重合体(B)0〜45質量%と、
ポリカーボネート樹脂(C)50〜95質量%とからなる樹脂組成物(H)((A)、(B)、(C)の合計量が100質量%)100質量部に対して、
リン酸エステル系難燃剤(D)1〜30質量部と赤リン系難燃剤(E)1〜10質量部が添加されてなる難燃性樹脂組成物にある。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるグラフト共重合体(A)は、アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体に、芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)を含有する単量体がグラフト重合されてなる。
アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体は、少なくともアルキル(メタ)アクリレート単量体単位を含有するものであり、例えばポリアルキル(メタ)アクリレートゴム、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート複合ゴム、ジエン−アクリレート複合ゴム、シリコーンーアクリル複合ゴムなどが挙げられる。アルキル(メタ)アクリレ−ト(d)としては、例えばメチルアクリレ−ト、エチルアクリレ−ト、n−プロピルアクリレ−ト、n−ブチルアクリレ−ト、2−エチルヘキシルアクリレ−ト等のアルキルアクリレ−トおよびヘキシルメタクリレ−ト、2−エチルヘキシルメタクリレ−ト、n−ラウリルメタクリレ−ト等のアルキルメタクリレ−トが挙げられ、これらを単独でまたは二種以上併用して用いることができる。またグラフト共重合体を含む樹脂組成物の耐衝撃性および成形光沢を考慮すると、特にn−ブチルアクリレ−トの使用が好ましい。
多官能単量体(e)としては、例えばアリルメタクリレ−ト、エチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、プロピレングリコ−ルジメタクリレ−ト、1,3−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、1,4−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、トリアリルシアヌレ−ト、トリアリルイソシアヌレ−ト等が挙げられ、これらを単独でまたは二種以上併用して用いることができる。
【0006】
ジエン−アクリル複合ゴムに用いるジエン系ゴムとしては、ブタジエン重合体、ブタジエンと他の単量体を重合させて得られる共重合体が用いられる。具体的にはブタジエンゴム、SBR、NBR等が挙げられる。
また、シリコーン−アクリル複合ゴムに用いるポリオルガノシロキサン(g)としては特に限定されるものではないが好ましくは、ビニル重合性官能基を含有するポリオルガノシロキサンである。
本発明に用いるゴム質重合体は、通常のラジカル重合開始剤を作用させて乳化重合することによって調製できる。また、重合に用いるラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤または酸化剤・還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤が用いられる。この中では、レドックス系開始剤が好ましく、特に硫酸第一鉄・エチレンジアミン四酢酸にナトリウム塩・ロンガリット・ヒドロパーオキサイドを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が好ましい。
芳香族アルケニル化合物単量体(a)及びシアン化ビニル化合物単量体(b)の組成比は特に限定されるものではないが、好ましくはシアン化ビニル化合物単量体(b)が両合計に対し10質量%〜50質量%である。
【0007】
上記芳香族アルケニル化合物単量体(a)としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられ、好ましくはスチレンである。シアン化ビニル化合物単量体(b)としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられ、好ましくはアクリロニトリルである。
共重合可能な単量体(c)の例としては、メタクリル酸エステルとしては例えばメチルメタクリレ−ト、エチルメタクリレ−ト、2−エチルヘキシルメタクリレ−ト等であり、アクリル酸エステルとしては例えばメチルアクリレ−ト、エチルアクリレ−ト、ブチルアクリレ−ト等であり、マレイミドではN−フェニルマレイミド等があげられる。
【0008】
グラフト重合は、ゴム質重合体のラテックスに芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)及び必要に応じてこれらと共重合可能なビニル系単量体(c)を加え、ラジカル重合法により一段であるいは多段で行うことができる。また、重合に用いるラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤、または酸化剤・還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤が用いられる。この中では、レドックス系開始剤が好ましく、特に硫酸第一鉄・エチレンジアミン四酢酸にナトリウム塩・ロンガリット・ヒドロパーオキサイドを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が好ましい。
また、グラフト重合において用いる単量体中にはグラフトポリマーの分子量やグラフト率を調製するための各種連鎖移動剤を添加することができる。
【0009】
また、グラフト重合には、重合ラテックスを安定化させさらにグラフト共重合体の平均粒子径を制御するために乳化剤を添加することができる。用いる乳化剤としては、特に限定させるものではないが、好ましい例としてはカチオン系乳化剤、アニオン系乳化剤およびノニオン系乳化剤であり、さらに好ましい例としてはスルホン酸塩乳化剤あるいは硫酸塩乳化剤とカルボン酸塩乳化剤を併用させて使用する方法である。
また、上記のように調製されるグラフト共重合体(A)の粒子径は特に限定されるものではない。
本発明の樹脂組成物の構成成分であるグラフト共重合体(A)は、好ましくはアセトン溶媒に対する不溶分を70〜99質量%含み、かつアセトン可溶分の0.2g/100ccN,N−ジメチルホルムアミド溶液として25℃で測定した還元粘度が0.30〜0.70dl/gである。
【0010】
本発明の樹脂組成物の構成成分であるグラフト共重合体(A)は、アセトン溶媒に対する可溶分を取り除いた重合体成分を指す。乳化グラフト重合法では上記溶媒の可溶分すなわちグラフトしていない重合体(芳香族アルケニル化合物単量体単位(c)とシアン化ビニル化合物単量体単位(d)を含有する共重合体(B))が共に得られることが多いが、本発明の樹脂組成物においては、グラフト共重合体(A)は共重合体(B)との混合物として添加されても良いし単独で添加されても良い。
本発明に係る樹脂組成物中のグラフト共重合体(A)の配合量は5〜50質量%((A)+(B)+(C)=100質量%中)である。5質量%未満では耐衝撃性が低下する。50質量%を超えると難燃性が低下する。好ましくは7〜40質量%である。
【0011】
本発明に係る共重合体(B)の具体例としてはスチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)が挙げられる。また、耐熱性を上げる目的でN−置換マレイミドを共重合することもできる。具体例としてスチレン−アクリロニトリル−N−フェニルマレイミド共重合体が挙げられる。
芳香族アルケニル化合物とシアン化ビニル化合物の組成比は特に限定されるものではないが、好ましくはシアン化ビニル化合物が両合計に対し10質量%〜50質量%である。
分子量については特に限定はないが、好ましくは0.2g/100ccN,N−ジメチルホルムアミド溶液として25℃で測定した還元粘度で0.4〜1.4dl/gである。
該共重合体(B)を配合する場合は樹脂組成物中0〜45質量%((A)+(B)+(C)=100質量%中)であり流動性が改良される。45質量%を超えると耐衝撃性が悪化する。
【0012】
本発明の樹脂組成物を構成するポリカ−ボネ−ト樹脂(C)としては、特に限定されないが好ましくはビスフェーノールAタイプである。また、芳香族環が有機基置換されても良く、あるいは、ポリシロキサン/ポリシリコン等の珪素あるいは珪素/酸素を主骨格とするポリマー/オリゴマーがグラフトあるいはブロック共重合されてもよい。また、分子量も特に限定されるものではないが、好ましくは粘度平均分子量でMv15000〜35000である。
本発明に係る樹脂組成物中のポリカ−ボネ−ト樹脂(C)の配合量としては50〜95質量%((A)+(B)+(C)=100質量%中)である。50質量%未満では難燃性が低下する。95質量%を超えると流動性が低下する。また、耐衝撃性の厚み依存性が増加する。好ましくは65〜90質量%、更に好ましくは75〜85質量%である。
【0013】
本発明の樹脂組成物を構成するリン酸エステル系難燃剤(D)としては次式で表さられるリン酸エステルが挙げられるがこれに限定されるものではない。
【化1】
【0014】
(ここで、R1、R2、R3、R4は有機基を表し、それぞれ異なっても同一でも良い。Aは2価の有機基を表し、nは0以上の整数を表す。)
この様なリン酸エステルの具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシルフォスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシルジフェニルフォスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジイソプロピルフェニルホスフェート、ジフェニル−2−エチルクレシルフォスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)フォスフェート、メチルホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジエチル、レゾルシニルジフェニルフォスフェート等のモノフォスフェート;フェニレンビス(ジフェニルフォスフェート)、フェニレンビス(ジキシリルフォスフェート)、フェニレンビス(ジトリルフォスフェート)、ビスフェノールA−ビス(ジフェニルフォスフェート)、ビスフェノールA−ビス(ジキシリルフォスフェート)、ビスフェノールA−ビス(ジトリルフォスフェート)、ビフェニレンビス(ジフェニルフォスフェート)、ビフェニレンビス(ジキシリルフォスフェート)、ビフェニレンビス(ジトリルフォスフェート)等のポリフォスフェート;である。
なかでも、トリフェニルフォスフェート、トリキシルフォスフェート、フェニレンビス(ジフェニルフォスフェート)、フェニレンビス(ジキシリルフォスフェート)が好ましい。
【0015】
赤リン系難燃剤(E)は熱硬化性樹脂及び/又は金属水酸化物で被覆され安定化されたものが好ましい。赤リン難燃剤はそれだけでは発火性があるので予め構成樹脂成分でマスターバッチ化されたものを用いることが好ましい。
リン酸エステル系難燃剤(D)の配合量は1〜30質量部であり、1質量部未満では難燃性が低下し、30質量部を超えると耐衝撃性が損なわれる。好ましくは5〜20質量部の範囲である。さらに好ましくは5〜9質量部の範囲である。赤リン系難燃剤(E)の配合量は0.3〜10質量部である。0.3質量部未満では難燃性が低下し、10質量部を超えると耐衝撃性が損なわれる。
【0016】
本発明ではさらにグラフト共重合体(A)及び共重合体(B)及びポリカーボネート樹脂(C)の合計量100質量部に対しポリテトラフルオロエチレン(G)が0.01〜5質量部配合されることが望ましい。
【0017】
本発明の樹脂組成物は通常の公知の混練機械によって押し出しし、成形することにより製造することができる。このような成形機としては押出機、射出成形機、ブロー成形機、カレンダー成形機およびインフレーション成形機等が挙げられる。
さらに、本発明の樹脂組成物は、必要に応じて染料、顔料、安定剤、タルク、マイカ等の充填材、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ワラストナイト、酸化チタンウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー等の無機繊維や、これらに金属を被覆したものの他、鉄、ステンレス、ニッケル、銅、銀、金、チタン等の金属繊維等を配合することができる。これらを1種単独で使用しても2種以上を併用してよい。また、難燃助剤等を配合することができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂の用途としては、特に限定されるものではないが、例えばコピー機、FAX機、プリンター、デスクトップ型/ノート型/タワー型/サーバー型コンピューター、PDA、携帯電話/PHS、TV、ビデオデッキ、オーディオ機器等の各種OA/情報/家電機器のハウジング及びシャーシー部品、PHS交換機、電話交換機等のハウジング、エアコン/クーラーの室内外機のハウジング、家電機器のハウジング、食器用途、表示部品および各種建材部材等の難燃性が必要となる用途が挙げられる。
【0018】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。尚、参考例、実施例および比較例において『部』および『%』は特に断らない限り『質量部』および『質量%』を意味する。
参考例、実施例におけるラテックス中のグラフト共重合体の質量平均粒子径は、大塚電子(株)社製DLS−700型を用いた動的光散乱法により求めた。
また、グラフト共重合体中のアセトン不溶分量の測定は、冷却管および加熱器を備えたフラスコ中にグラフト共重合体約2.5g(秤量)およびアセトン80mlを入れ、加熱器により65℃で3時間加熱抽出処理を行い、冷却後次いで内液を日立工機(株)遠心分離器を用いて15000回転/分の条件で30分処理することによって、アセトン不溶分を分離し、ついで上澄みを取り除いた後の沈殿物を乾燥後、その質量を測定し、以下の式で算出した。
アセトン不溶分(質量%)=分離処理後の沈殿物乾燥質量/アセトン抽出前のグラフト共重合体質量 ×100
また、グラフト共重合体中のアセトン可溶成分の還元粘度の測定は、上記グラフト共重合体のアセトン溶媒での抽出、次いで遠心分離処理によるアセトン不溶分の分離によって得た上澄み液中のアセトン溶媒を減圧蒸発させることによってアセトン可溶成分を析出回収し、次いでこのアセトン可溶成分0.2gを100ccのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液の溶液粘度を自動粘度計(SAN DENSHI(株)社製)を用いて25℃で測定し、同条件で測定した溶媒粘度よりアセトン可溶分の還元粘度を求めた。
【0019】
実施例および比較例における樹脂組成物の製造において、下記原料を使用した。
ホ゜リカーホ゛ネート樹脂:三菱エンシ゛ニアリンク゛フ゜ラスチックス(株)社製ノハ゛レックス7022A
トリフェニルフォスフェート:大八化学(株)製TPP
1,3−フェニレンビス(ジ−2,6−キシリルフォスフェート):旭電化工業(株)製アデカスタブFP−500
赤リン系難燃剤:燐化学工業(株)製ノーバエクセル140
赤リンマスターバッチ:ノーバエクセル140(15%)とノバレックス7022A(85%)を予め窒素雰囲気下で押出機で混合したもの。
アクリロニトリル−スチレン共重合体:アクリロニトリル成分29質量%およびスチレン成分71質量%よりなり、N,N−ジメチルホルムアミド溶液から測定した還元粘度が0.6dl/gであるアクリロニトリル−スチレン共重合体を懸濁重合法にて調製し、使用した。
【0020】
実施例における各種評価は以下の方法により行った。
(1)アイゾット衝撃強度
ASTM D258に準拠した方法により3.2mm厚み/ノッチ付試片を作製し試験を行った。
(2)荷重たわみ温度
ASTM D648に準拠した方法により6.4mm厚み試片を作製し試験を行った。
(3)燃焼試験
UL94法に準拠した方法で行った。
(4)曲げ弾性率
ASTM D790に準拠した方法により3.2mm厚み試片を作製し試験を行った。
(5)還元粘度の測定
試料0.2gを100ccのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液の溶液粘度を自動粘度計(SAN DENSHI(株)社製)を用いて25℃で測定し、同条件で測定した溶媒粘度より試料の還元粘度を求めた。
【0021】
[参考例1:ポリブタジエンラテックス(L−1)の製造]
下記の各成分を10Lのステンレス製オートクレーブに仕込んだ。
イオン交換水 145質量部
不均化ロジン酸カリウム 1.0質量部
オレイン酸カリウム 1.0質量部
ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート二水和物 0.4質量部
無水硫酸ナトリウム 0.1質量部
ターシャリードデシルメルカプタン 0.3質量部
ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド 0.5質量部
1,3−ブタジエン 26.2質量部
スチレン 1.4質量部
これを50℃に昇温し、ピロリン酸ナトリウムが0.5質量部、硫酸第一鉄が0.005質量部、イオン交換水が5質量部の混合物を添加し、重合を開始した。重合温度57℃で、1,3−ブタジエンが68.6質量部、スチレンが3.6質量部からなる混合物を圧力ポンプにて滴下供給した。次いで、重合転化率が40%に達した時点で、ノルマルドデシルメルカプタンを0.3質量部を添加しさらに重合を継続した。8時間後残存した1,3−ブタジエンを除去し、固形分が40.2質量%、重合転化率が97%、質量平均粒子径70nmのジエン系重合体ラテックス(L)を得た。
【0022】
[参考例2:肥大化用酸基含有共重合体(K)の合成]
冷却管、ジャケット加熱器および攪拌装置を備えた反応器内に、窒素気流下で下記各成分を仕込み、攪拌を行いながら内温65℃に昇温した。
オレイン酸カリウム 2.2質量部
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(70%溶液) 3.6質量部
ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート二水和物 0.3質量部
硫酸第一鉄七水塩 0.003質量部
エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩 0.009質量部
イオン交換水 200質量部
これに、n−ブチルアクリレートが81.5質量部、メタクリル酸が18.5質量部、クメンヒドロパーオキシドが0.5質量部からなる混合物を2時間かけて添加し,添加終了後も2時間そのままの温度で重合を継続した。重合転化率は98%であり、平均粒子径150nmの肥大化用酸基含有共重合体ラテックス(K)を得た。
【0023】
[参考例3:グラフト共重合体(A−1)の製造]
参考例1で調製したジエン系重合体ラテックス(L−1)100質量部(固形分として)に、参考例2で調製した肥大化用酸基含有共重合体(K)ラテックス2.1質量部(固形分として)を攪拌しながら添加し、さらに30分間攪拌を続け肥大化ジエン系ゴムラテックスを得た。肥大化後の重合体の平均粒子径は380nmであった。
次に試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器に、この肥大化ジエン系ゴムラテックス10質量部(固形分として)、アルケニルコハク酸ジカリウム0.3質量部、イオン交換水175質量部およびブチルアクリレ−ト40質量部、アリルメタクリレ−ト0.16質量部、1,3−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト0.08質量部およびターシャリーブチルヒドロパ−オキサイト0.1質量部の混合物を添加した。
この反応器に窒素気流を通じることによって、雰囲気の窒素置換を行い、60℃まで昇温した。内部の液温が50℃となった時点で、硫酸第一鉄0.00015質量部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.00045質量部およびロンガリット0.24質量部を蒸留水5質量部に溶解させた水溶液を添加した後内温を75℃に上昇させ、ラジカル重合を開始せしめた。1時間この状態を維持し、アクリレ−ト成分の重合を完結させ肥大化ポリブタジエンとブチルアクリレ−トゴムとの複合ゴム重合体のラテックスを得た。この複合ゴム重合体ラテックスを少量サンプリングして測定した複合ゴム重合体の質量平均粒子径は、300nmであった。
次に、ロンガリット0.15質量部およびアルケニルコハク酸ジカリウム0.65質量部を蒸留水10質量部に溶解した水溶液を添加し、次いでアクリロニトリル6.3質量部、スチレン18.7質量部およびターシャリーブチルヒドロパ−オキサイト0.11質量部の混合液を1時間にわたって滴下し重合した。滴下終了から5分後、硫酸第一鉄0.001質量部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.003質量部およびロンガリット0.15質量部を蒸留水5質量部に溶解させた水溶液を添加し、次いでアクリロニトリル6.3質量部、スチレン18.7質量部およびターシャリーブチルヒドロパ−オキサイト0.19質量部およびノルマルオクチルメルカプタン0.014質量部の混合液を1時間にわたって滴下し重合した。滴下終了後、温度75℃の状態を10分間保持した後冷却し、内温が60℃となった時点で、抗酸化剤(アンテージW500)0.2質量部およびアルケニルコハク酸ジカリウム0.2質量部を蒸留水5質量部に溶解した水溶液を添加した。以上の操作により、肥大化ポリブタジエンとブチルアクリレ−トゴムとの複合ゴムに、アクリロニトリル/スチレンをグラフト重合させたグラフト共重合体のラテックスを得た。
得られたラテックス中の重合体の平均粒子径は、325nmであった。
次いで、上記重合ラテックスを全ラテックスの1.2倍量の45℃に加熱した硫酸0.6%水溶液中に攪拌しながら投入し、重合体を凝析させた。次いで液温を65℃に上昇させ5分間保持した後、液温を90まで上昇させた。次いで析出物を分離した後、この回収物を10倍量の蒸留水中に投入後10分間撹拌することで洗浄を実施した。この分散液を遠心脱水機に脱水処理し、さらに80℃で16時間乾燥し、グラフト共重合体混合物(A−a)を得た。
グラフト共重合体混合物(A−a)中のアセトン不溶分量は82質量%であった。グラフト共重合体(A−1)が82質量%含まれるグラフト共重合体混合物を得た。
【0024】
[参考例4:ポリオルガノシロキサン(L−2)ラテックスの製造]
オクタメチルシクロテトラシロキサン98部、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン2部を混合してシロキサン系混合物100部を得た。これにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.67部を溶解した蒸留水300部を添加し、ホモミキサ−にて10000回転/分で2分間撹拌した後、ホモジナイザ−に200kg/cm2 の圧力で1回通し、安定な予備混合オルガノシロキサンラテックスを得た。
一方、試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器内に、ドデシルベンゼンスルホン酸10部と蒸留水90部とを注入し、10%のドデシルベンゼンスルホン酸水溶液を調製した。
この水溶液を85℃に加熱した状態で、予備混合オルガノシロキサンラテックスを4時間に亘って滴下し、滴下終了後1時間温度を維持し、冷却した。次いでこの反応物を苛性ソ−ダ水溶液で中和した。
このようにして得られたラテックスを170℃で30分間乾燥して固形分を求めたところ、17.7%であった。また、ラテックス中のポリオルガノシロキサンの質量平均粒子径は0.05μmであった。
【0025】
[参考例5:グラフト共重合体(A−2)の製造]
試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器内に、参考例4で製造したポリオルガノシロキサンラテックス(L−1)45.2部、エマールNC−35(ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート;花王(株)社製)0.2部を採取し、蒸留水148.5部を添加混合した後、ブチルアクリレ−ト42部、アリルメタクリレ−ト0.3部、1,3−ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト0.1部およびt−ブチルハイドロパ−オキサイト0.11部の混合物を添加した。
この反応器に窒素気流を通じることによって、雰囲気の窒素置換を行い、60℃まで昇温した。内部の液温が60℃となった時点で、硫酸第一鉄0.000075部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.000225部およびロンガリット0.2部を蒸留水10部に溶解させた水溶液を添加し、ラジカル重合を開始せしめた。アクリレ−ト成分の重合により、液温は78℃まで上昇した。1時間この状態を維持し、アクリレ−ト成分の重合を完結させポリオルガノシロキサンとブチルアクリレ−トゴムとの複合ゴムのラテックスを得た。
反応器内部の液温が70℃に低下した後、ロンガリット0.25部を蒸留水10部に溶解した水溶液を添加し、次いでアクリロニトリル2.5部、スチレン7.5部およびt−ブチルハイドロパ−オキサイト0.05部の混合液を2時間にわたって滴下し重合した。滴下終了後、温度60℃の状態を1時間保持した後、硫酸第一鉄0.001部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.003部、ロンガリット0.2部およびエマールNC−35(花王(株)社製)0.2部を蒸留水10部に溶解させた水溶液を添加し、次いでアクリロニトリル10部、スチレン30部およびt−ブチルハイドロパ−オキサイト0.2部の混合液を2時間にわたって滴下し重合した。滴下終了後、温度60℃の状態を0.5時間保持した後キュメンヒドロパ−オキサイト0.05部を添加し、さらに温度60℃の状態を0.5時間保持した後冷却した。このラテックスにラテムルASK(アルケニルコハク酸ジカリウム塩;花王(株)社製)を0.5部添加し、ポリオルガノシロキサンとブチルアクリレ−トゴムとからなる複合ゴムに、アクリロニトリル、スチレンをグラフト重合させたグラフト共重合体の重合ラテックスを得た。
動的光散乱法より求めたラテックス中のグラフト共重合体の質量平均粒子径は、0.12μmであった。
次いで酢酸カルシウムにより凝固、脱水、乾燥しグラフト共重合体混合物(A−b)を得た。グラフト共重合体混合物(A−b)中のアセトン不溶分は85質量%であった。グラフト共重合体(A−2)が85質量%含まれたグラフト共重合体混合物を得た。
【0026】
実施例、比較例
表1、2に示した配合及びこれらに加え酸化安定剤(アデカ・アーガス化学株式会社AO−60、AO−412S)各0.2部を混合し、この混合物を260℃に加熱した二軸押出機に供給し、また、繊維状充填剤をサイドフィーダーにより溶融樹脂へ供給し混練してペレットを得た。
得られたペレットを20mmφ、35オンスのスクリューインライン成形機で、シリンダー温度250℃、金型温度60℃、にて各試験片を作成した。
なお、用いた原料には混合物が含まれるため、正味の配合量を「実際の配合部数」として記載した。
評価結果を表1、2に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、塩素、臭素化合物を含まずに高い剛性及び難燃性と十分な耐熱性を示し各種工業材料として有用である。
Claims (4)
- アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体(r)に、芳香族アルケニル化合物単量体(a)及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)を含有する単量体がグラフト重合されてなるグラフト共重合体(A)5〜50質量%と、
芳香族アルケニル化合物単量体(a)単位及び/又はシアン化ビニル化合物単量体(b)単位を含有する共重合体(B)0〜45質量%と、
ポリカーボネート樹脂(C)50〜95質量%とからなる樹脂組成物(H)((A)、(B)、(C)の合計量が100質量%)100質量部に対して、
リン酸エステル系難燃剤(D)1〜30質量部と赤リン系難燃剤(E)1〜10質量部が添加されてなる難燃性樹脂組成物。 - アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体(r)が、ジエン系ゴム(f)とアルキル(メタ)アクリレートゴムが複合された複合アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体であることを特徴とする請求項1の難燃性樹脂組成物。
- アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体(r)が、ポリオルガノシロキサン系ゴム(g)とアルキル(メタ)アクリレート系ゴムが複合された複合アルキル(メタ)アクリレート系ゴム質重合体であることを特徴とする請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
- 樹脂組成物(H)100質量部に対して、ポリテトラフルオロエチレン(G)が0.01〜5質量部添加されてなる請求項1〜3の何れか1項記載の難燃性樹脂組成物。
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