JP2004512412A - リン酸エステル安定化剤を含むポリアルキレンテレフタレート組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少量のリン酸エステルを含有するポリアルキレンテレフタレートをベースとする組成物に関する。
【0002】
リン酸エステルは、ポリカーボネート成形用組成物やポリエステル成形用組成物に添加されると、それらを熱応力に対して安定化させ、特に成形用組成物を混合して熱可塑性成形物品に加工することよって成形用組成物の製造中に生じる変色を防止する(例えば、独国特許出願公開第A2140207号明細書、同第A2255639号明細書、同第A2615341号明細書)。
【0003】
リン酸エステルは、特に、熱応力および/または酸性応力または強力なUV光に付されるポリアルキレンテレフタレートを安定化する目的で添加される。この安定化は、熱風中で焼戻している間、ポリマー分解を低減させる。これにより、実際の使用では、靭性や伸長性などの重要な特性が、安定化されていない成形用組成物ほど低い程度まで低下しない(独国特許出願公開第A2615341号明細書)。
【0004】
リン酸エステルは、良好な靭性および熱安定性を示す、ポリアルキレンテレフタレートとポリカーボネートのポリマーブレンドに添加されると、より優れたラッカー特性(lacquerability)およびラッカー付着性も提供する(欧州特許出願公開第A0373465号明細書)。
【0005】
熱応力に対するポリマーブレンドの安定化の他に、加水分解に対する安定化も望まれる。顕著な加水分解耐性が要求されるポリエチレンテレフタレートをベースとする成形用組成物の一般的な用途は、押出ライトガイド被覆(extruded light guide sheathings)である。ガラスファーバーを湿気のある環境下で数年間使用した後でも機械損傷から確かに保護し得るためには、高い加水分解耐性が必要である。
【0006】
少量のリン酸エステルを含有する、ポリアルキレンテレフタレートをベースとする組成物の場合、加水分解安定性に顕著な向上が観られることが分かった。
【0007】
従って、本発明は
(A)ポリアルキレンテレフタレートを包含する群より選択されるポリエステル、特に好ましくはポリブチレンテレフタレート
(B)1分子当たりオキセタン基を少なくとも1個および2価または多価フェノール基を少なくとも1個含有するリン酸エステル、および/または1分子当たりリンと結合した水酸基(P−OH)少なくとも1個および2価または多価フェノール基を少なくとも1個含有するリン酸のエステル(全組成物100重量部に対して)0.041〜0.095重量部、好ましくは0.051〜0.075重量部、特に好ましくは0.055〜0.065重量部、および任意に、
(C)フィラーおよび強化剤、
(D)難燃性添加物、
(E)芳香族ポリカーボネート、
(F)エラストマー変性剤、および
(G)前記以外の通常使用される添加物
から選択される少なくとも1の付加成分を含有する組成物を提供する。
【0008】
前記成分Aのポリアルキレンテレフタレートの含量は、前記組成物100重量部に対し、一般には31〜99.959重量部、好ましくは61〜99.959重量部、特に好ましくは91〜99.959重量部、最も好ましくは99.6〜99.959重量部である。
【0009】
前記成分Bのリン酸エステルの含量は、全組成物100重量部に対し、一般には0.041〜0.095重量部、好ましくは0.051〜0.075重量部、特に好ましくは0.055〜0.065重量部である。
【0010】
前記成分Cのフィラーおよび強化剤の含量は、全組成物100重量部に対し、一般には6〜69重量部、好ましくは11〜31重量部、特に好ましくは16〜25重量部である。
【0011】
前記成分Dの難燃性添加物の含量は、全組成物100重量部に対し、一般には5〜25重量部、好ましくは9〜19重量部である。
【0012】
前記成分Eの芳香族ポリカーボネートの含量は、全組成物100重量部に対し、一般には6〜69重量部、好ましくは21〜56重量部、特に好ましくは31〜50重量部である。
【0013】
前記成分Fのエラストマー変性剤の含量は、全組成物100重量部に対し、一般には5〜29重量部、好ましくは7〜19重量部、特に好ましくは9〜15重量部である。
【0014】
前記成分Gの通常使用される添加物の含量は、全組成物100重量部に対し、一般には0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜3重量部、特に好ましくは0.1〜0.9量部である。
【0015】
前記成分(A)と(B)、および任意に通常使用される添加物、好ましくは核形成剤などを含有する組成物が特に好ましい。
【0016】
成分A
前記成分Aのポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸またはその反応性誘導体(例えば、ジメチルエステルまたは無水物)と、脂肪族、脂環式またはアラリファティックジオールとの反応生成物、および前記反応生成物の混合物である。
【0017】
好ましいポリアルキレンテレフタレートは、テレフタル酸基を、ジカルボン酸成分に対して少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90重量%、およびエチレングリコールおよび/またはプロパンジオール−1,3および/またはブタンジオール−1,4基を、ジオール成分に対して少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90モル%含有する。
【0018】
好ましいポリアルキレンテレフタレートは、テレフタル酸基に加えて、前記以外の炭素数8〜14の芳香族もしくは脂環式ジカルボン酸または炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸を20モル%まで、好ましくは10モル%まで含有していてよく、例としては、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、シクロヘキサン二酢酸の基が挙げられる。
【0019】
好ましいポリアルキレンテレフタレートは、エチレングリコール基またはブタンジオール−1,4基に加えて、前記以外の炭素数3〜12の脂肪族ジオールまたは炭素数6〜21の脂環式ジオールを20モル%まで、好ましくは10モル%まで含有していてよく、例としては、プロパンジオール−1,3、2−エチルプロパンジオール−1,3、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール−1,5、ヘキサンジオール−1,6、シクロヘキサンジメタノール−1,4、3−エチルペンタンジオール−2,4、2−メチルペンタンジオール−2,4、2,2,4−トリメチルペンタンジオール−1,3、2−エチルヘキサンジオール−1,3、2,2−ジエチルプロパンジオール−1,3、ヘキサンジオール−2,5、1,4−ジ−(β−ヒドロキシエトキシ)−ベンゼン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−プロパン、2,4−ジヒドロキシ−1,1,3,3−テトラメチルシクロブタン、2,2−ビス−(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)−プロパンおよび2,2−ビス−(4−ヒドロキシプロポキシフェニル)−プロパンの基が挙げられる(独国特許出願公開第A2407674号明細書、同第2407776号明細書、同第2715932号明細書)。
【0020】
ポリアルキレンテレフタレートは、例えば、独国特許出願公開第A1900270号明細書および米国特許第A3692744号明細書に記載のように、比較的少量の3価もしくは4価のアルコールまたは三塩基性もしくは四塩基性カルボン酸を組み込むことによって枝分かれされてよい。好ましい枝分かれ剤の例は、トリメシン酸、トリメリット酸、トリメチロールエタンおよびトリメチロールプロパン、並びにペンタエリスリトールである。
【0021】
テレフタル酸およびその反応性誘導体(そのアルキルエステルなど)と、エチレングリコールおよび/またはブタンジオール−1,4から簡単に製造されたポリアルキレンテレフタレート、および前記ポリアルキレンテレフタレートの混合物が特に好ましい。
【0022】
ポリアルキレンテレフタレートの混合物は、ポリアルキレンテレフタレートを1〜50重量%、好ましくは1〜30重量%、およびポリブチレンテレフタレートを50〜99重量%、好ましくは70〜99重量%含有する。
【0023】
ポリアルキレンテレフタレートは、公知の方法によって製造されてよい(例えば、クンシュトストッフ−ハンドブッフ(Kunststoff−Handbuch)、第III巻、第695頁以降、カール−ハンサー−フェルラーク、ミュンヘン1973年参照)。
【0024】
好ましいポリアルキレンテレフタレートは、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートおよび/またはポリエチレンテレフタレートである。ポリブチレンテレフタレートが特に好ましい。
【0025】
ポリアルキレンテレフタレートは、固有粘度IV0.55〜1.95cm3/g、好ましくは0.85〜1.85cm3/g、特に好ましくは1.15〜1.65cm3/g、最も好ましくは1.35〜1.55cm3/g、更に好ましくは1.41〜1.42cm3/gを有する。
【0026】
成分B
本発明の範疇のリン酸エステルは、1分子当たりオキセタン基少なくとも1個および2価または多価フェノール基を少なくとも1個含有するリン酸のエステルである。
【0027】
好ましくは、下記の式(I):
【化5】
(式中、n1は、1以上の任意の整数、好ましくは1〜9であり、n2は、0以上の任意の整数、好ましくは0〜2であり、n3は、1以上の任意の整数、好ましくは1〜9であり、Rは、アルキル、アラルキル、シクロアルキル、アリールまたはヘテロアリールを表し、R基のうち少なくとも1は、オキセタン基Yを少なくとも1個含む1価アルコールの基を表し、およびArは、アリール(任意に、アルキルおよび/またはヒドロキシで置換されていてよい)を表し、そしてn2が0でない場合、Arは同一または異なっていてよい。)
で表されるリン酸エステル、およびトリス−[(3−エチルオキセタニル−3)−メチル]−ホスフィット、トリス−[(3−ペンチルオキセタニル−3)−メチル]−ホスフィット、フェニル−ビス−[(3−エチルオキセタニル−3)−メチル]−ホスフィット、2−フェノキシ−スピロ(1,3,2−ジオキサホスホリナン−5,3’−オキセタン)、3,3−ビス−[スピロ(オキセタン−3’,5’’−(1’’,3’’,2’’−ジオキサホスホリナン−2’’))−オキシメチル]−オキセタンから選択される化合物である。
【0028】
式(I)中の基Rとして好適なものは、例えば、C1〜C18アルキル、単核または多核C3〜C10シクロアルキル、フェニルC1〜C2アルキル、単核または多核C6〜C18アリール(フェニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリル、ビフェニル、フェノキシフェニルまたはフルオレニルなど)、および複素環式化合物(テトラヒドロフリルなど)である。ここで、アリール基は、アルキルおよび/またはハロゲン、例えば、C1〜C18アルキル、塩素および/または臭素などで置換されていてよい。
【0029】
基Rは、オキセタン基Pを1個以上含むC1〜C61価アルコールの誘導体であってよい。
【0030】
オキセタン基Yは、下記の複素環式基を表すものと考えられる。
【化6】
(式中、Zは、H、CH3、C2H5、n−C5H11、−CH2−C5H11、−CH2−O−C6H13または−CH2−O−C2H5等であってよい。)
【0031】
式(I)中の基Rは、それ自体がオキセタン基Y(式中のZはH等である)を表してもよい。
【0032】
基Arは、フェノール性水酸基を2個有するフェノールから誘導される。基Arは、好ましくは、以下の化合物から誘導される。ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロカテコール、ジ−t−ブチルピロカテコール、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、ビス−(ヒドロキシフェニル)−アルカン[例えば、C1〜C18アルキレンビスフェノールおよびC2〜C8アルキリデンビスフェノール]、ビス−(ヒドロキシフェニル)−シクロアルカン)[例えば、C5〜C15シクロアルキレンビスフェノールおよびC5〜C15シクロアルキレンビスフェノール]、α,α’−ビス−(ヒドロキシフェニル)−ジイソプロピルベンゼン、およびそれらの対応する核アルキル化または核ハロゲン化化合物であって、例えば、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン−2,2(ビスフェノールA)、ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)−プロパン−2,2(テトラクロロビスフェノールA)、ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)−プロパン−2,2(テトラブロモビスフェノールA)、ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−プロパン−2,2(テトラメチルビスフェノールA)、ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニルプロパン−2,2−シクロヘキサン−1,1(ビスフェノールZ)、並びにα,α’−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、ジヒドロキシナフタレンおよびジヒドロキシアントラセンが挙げられる。
【0033】
フェノール性水酸基を2個以上有するフェノールとして好適なものは、フロログルシノールおよびピロガロールなどである。
【0034】
特許請求の範囲に記載の化合物の中でも、2,2−ビス−(ヒドロキシフェニル)アルカンとオキセタン基含有1価アルコールとから誘導される式(I)の化合物が好ましい。これはすなわち、式(I)中、Arが式(II):
【化7】
(前記式中、R1およびR2は、同一または異なって、H、C1〜C18アルキル、単核もしくは多核C3〜C6シクロアルキルまたは単核もしくは多核C6〜C18アリールを表し、R3、R3’、R4、R4’、R5、R5’、R6およびR6’は、同一または異なって、H、C1〜C18アルキル、単核もしくは多核C3〜C6シクロアルキル、単核もしくは多核C6〜C18アリール、C1〜C18アルコキシ、C1〜C18アリールオキシまたはハロゲンを表す。)
の基に相当する化合物である。
【0035】
式(II)の化合物において、置換基として好適なアルキル置換基は、非分枝または分枝であっても、置換または非置換であってもよい。好適なアリール置換基は、フェニルまたはビフェニル等であってよく、また、ClまたはBrは、ハロゲン置換基として好ましい。
【0036】
式(I)中、Arが式(II)の基に相当する化合物は、式(III):
【化8】
(式中、R1〜R6およびR3’〜R6’は、前記と同じ意味を表す。)
の対応するビスフェノールを、独国特許出願公開第OS−2255639号明細書に記載の方法で反応させることによって得られる。
【0037】
特許請求の範囲に記載するタイプの化合物は、高沸点の液体、樹脂または固体である。前記化合物は、有機溶媒、特にポリカーボネートの製造に使用される溶媒に容易に溶解する。そのため、前記化合物は、高温で製造および/または加工される高粘性のポリカーボネート中で安定剤として使用するのに特に適している。
【0038】
以降に示す化合物は、別個にあるいは混合して、製造および使用されよい。亜リン酸エステル(phosphites)は、直鎖または分枝構造を有していてよい。
【0039】
好適な化合物の代表例を以下に挙げる。
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【0040】
式(I)のリン酸エステルは公知であり、独国特許出願公開第A2255639号明細書(これは米国特許第A4073769号明細書および同第4323501号明細書に対応する)に記載の方法で調製され得る。更に列挙する中性のリン酸エステルも公知である(独国特許出願公開第A2140207号明細書、これは米国特許第A3796629号明細書に対応する)。
【0041】
式(I)中、Rがオキセタン基含有1価アルコールの基である本発明の亜リン酸エステルの製造は、例えば、オキセタン基含有1価アルコールR−OHおよびフェノール性水酸基を2個以上含むアリール化合物(例えば、式(III)のビスフェノール)から成る混合物を、トリフェニルホスフィットとアルカリ触媒の存在下で反応させることによって行われてよい。所望の生成物は、フェノールの除去により形成される。反応温度としては、100℃〜180℃の温度が挙げられ、触媒としては、NaOH、NaOCH3、Naフェノラート、Na2CO3、KOHおよびトリブチルアミンが挙げられる。
【0042】
前記反応は、バルクで行われても、または溶媒を添加して行われてもよい。反応物のモル比、すなわちオキセタン基含有1価アルコールR−OHとアリール化合物とトリフェニルホスフィットとのモル比は、製造しようとする式(I)の最終製品から算出される。
【0043】
前記成分B)に係るオキセタン基含有ホスフィットは、単独で、または前記濃度で互いに組み合わせて、ポリマーに添加されてよい。
【0044】
安定化ポリマーの製造は、ホスフィットを、純粋な形態で溶融ポリマーに添加するか、あるいは任意に低沸点溶媒の溶液でポリマーに添加することによって行われてよい。安定化ポリマーは、好適な混合装置において、粉末化または造粒されたポリマーをホスフィットに(場合により、イソプロパノールなどの溶媒中の溶液で)含浸させることにより、製造されてもよい。本発明のポリマーは、製造/混合(compounding)(ホスフィットをポリマーに押出法などによって混入することによるバッチの形成)工程中にバッチ式に添加することによって、場合によりポリアルキレンテレフタレート系のバッチとして、または場合によりポリカーボネート系のバッチとして製造されてもよい。前記バッチは、顆粒または粉末状であってよい。本発明のポリマーの精製および加工は、公知の技術に準じて行われる。
【0045】
前記と同様のコメントは、溶融物または溶媒中での公知の方法に準じたポリマーの製造中のホスフィットの計量供給時に当てはまる。
【0046】
本発明の範疇にあるリン酸エステルは、1分子当たり、リンと結合した水酸基(P−OH)を少なくとも1個および2価または多価フェノール基を少なくとも1個含有するリン酸のエステルでもある。式(IV)のリン酸エステルが好ましい。
【化14】
式中、R7およびR8は、同一または異なって、C1〜C9アルキル、C5〜C6シクロアルキル、C7〜C9アラルキルまたはC6〜C10アリールを表し、そしてXは、−S−またはR9−CHを表し、ここでR9は、C1〜C6アルキルまたはC5〜C6シクロアルキルを表す。
【0047】
アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソノニルが、アラルキル基としては、
【化15】
が、シクロアルキル基としては、シクロペンチル、シクロヘキシルが、そしてアリール基としては、フェニル、ナフチルがそれぞれ好適でかつ好ましい。
【0048】
前記式(IV)中、R7およびR8がベンジル、α−メチルベンジル、α,α−ジメチルベンジル、メチル、エチル、イソプロピル、tert−ブチル、tert−アミル、イソノニル、シクロペンチルまたはシクロヘキシル基を表し、そしてXが以下のものを表すリン酸エステルが好ましく使用される。
【化16】
【0049】
前記式(IV)中、Xがメチレンを表し、R7がシクロヘキシルを表し、そしてR8がメチルを表すリン酸エステル、すなわち、[4,8−ジシクロヘキシル−6−ヒドロキシ−2,10−ジメチル−12H−ジベンゾ(d,g)(1,3,2)−ジオキサホスホシン(dioxaphosphocine) ]:
【化17】
が好ましく使用される。
【0050】
式(IV)のリン酸エステルは、公知の方法で、トリフェニルホスフィットと対応するジヒドロキシ化合物を水の存在下で反応させることにより製造されてよい(例えば、独国特許出願公開第A2929229号明細書参照)。
【0051】
数種のリン酸エステルの混合物も使用されてよい。
【0052】
本発明の範疇において、1分子当たりオキセタン基を少なくとも1個および2価または多価フェノールの基を少なくとも1個含有するリン酸エステルが特に好ましい。
【0053】
成分C
成分Cはフィラーおよび強化剤である。
繊維状または粒状のフィラーおよび強化剤として、例えば、ガラス繊維、ガラス球、ガラス織物、ガラスマット、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウム繊維、天然繊維、非晶質の珪酸、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、長石、マイカ、珪酸塩、石英、滑石、カオリン、二酸化チタン、ウォラストナイトが添加されてよく、特に、これらは表面処理されていてもよい。好ましい強化剤は、市販のガラス繊維である。フィラーおよび強化剤は、好適なサイジング系および結合剤または結合剤系(例えば、シランをベースとする系)を提供する。
ガラス繊維が好ましく使用される。
【0054】
成分D
相乗剤(synergists) を含む有機ハロゲン化合物、市販の有機窒素化合物または有機/無機リン化合物は、単独であるいは混合物として、難燃剤として使用され得る。
【0055】
水酸化マグネシウムまたは水和Ca−Mg炭酸塩のような鉱物の難燃性添加物(例えば、独国特許出願公開第A4236122号明細書)を使用してもよい。以下のものがハロゲン含有、特に臭素化および塩素化化合物の例として挙げられる。エチレン−1,2−ビステトラブロモフタルイミド、エポキシド化テトラブロモビスフェノールA樹脂、テトラブロモビスフェノールAオリゴカーボネート、テトラクロロビスフェノールAオリゴカーボネート、ペンタブロモポリアクリレート、臭素化ポリスチレン。有機リン化合物としては、国際公開第WO98/17720号パンフレット(PCT/EP/05705)に記載のリン化合物が適しており、例えば、トリフェニルホスフェート(TPP)、レゾルシノール−ビス−(ジフェニルホスフェート)を包含するオリゴマー(RDP)、およびビスフェノールA−ビス−ジフェニルホスフェートを包含するオリゴマー(BDP)、メラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、メラミンポリホスフェートおよびそれらの混合物が挙げられる。
【0056】
好適な窒素化合物は、特にメラミンおよびメラミンシアヌレートである。相乗剤として好適なものは、例えば、アンチモン化合物、特に三酸化アンチモンおよび五酸化アンチモン、亜鉛化合物、そして錫酸錫およびホウ酸錫などの錫化合物である。炭素形成剤およびテトラフルオロエチレンポリマーも添加されてよい。
【0057】
成分E
本発明の成分Aの好適な芳香族ポリカーボネートおよび/または芳香族ポリエステルカーボネートは、文献公知であるか、あるいは文献公知の方法で製造され得る(芳香族ポリカーボネートの製造については、例えば、シュネル(Schnell)著、「ケミストリー・アンド・フィジクス・オブ・ポリカーボネーツ(Chemistry and Physics of Polycarbonates))」、インターサイエンス・パブリッシャーズ、1964年、および独国特許出願公開第AS1495626号明細書、同第A2232877号明細書、同第A2703376号明細書、同第A2714544号明細書、同第A3000610号明細書、同第A3832396号明細書を参照し、芳香族ポリエステルカーボネートの製造については、例えば、独国特許出願公開第A3077934号明細書を参照のこと)。
【0058】
芳香族ポリカーボネートの製造は、例えば、ジフェノールと炭酸ハライド(好ましくはホスゲン)および/または芳香族ジカルボン酸ジハライド(好ましくはベンゼンジカルボン酸ジハライド)とを相境界法よって、連鎖停止剤(例えば、モノフェノール)や3官能以上の枝分かれ剤(例えば、トリフェノールまたはテトラフェノール)を場合により使用して反応させることにより行われる。
【0059】
芳香族ポリカーボネートおよび/または芳香族ポリエステルカーボネートの製造のためのジフェノールは、好ましくは、式(V)の化合物である。
【化18】
式中、Aは、単結合、C1〜C5アルキレン、C2〜C5アルキリデン、C5〜C6シクロアルキリデン、−O−、−SO−、−CO−、−S−、−SO2−、C6〜C12アリーレン(これはヘテロ原子を含む芳香環が更に縮合していてもよい)、または式(Va)または(Vb):
【化19】
の基を表し、Bはそれぞれ、C1〜C12アルキル、好ましくはメチル、またはハロゲン、好ましくは塩素および/または臭素を表し、xはそれぞれ、互いに独立して、0、1または2であり、Pは0または1であり、およびR5およびR6は、各X1に関して別々に選択され、互いに独立して、水素またはC1〜C6アルキル、好ましくは水素、メチルまたはエチルを表し、X1は、炭素を表し、そしてmは、少なくとも1個の原子X1について、R5およびR6が同時にアルキルであれば、4〜7の整数、好ましくは4または5である。
【0060】
好ましいジフェノールは、ヒドロキノン、レゾルシノール、ジヒドロキシジフェノール、ビス−(ヒドロキシフェニル)−C1〜C5アルカン、ビス−(ヒドロキシフェニル)−C5〜C6シクロアルカン、ビス−(ヒドロキシフェニル)−エーテル、ビス−(ヒドロキシフェニル)−スルホキシド、ビス−(ヒドロキシフェニル)−ケトン、ビス−(ヒドロキシフェニル)−スルホンおよびα,α−ビス−(ヒドロキシフェニル)−ジイソプロピルベンゼン、およびそれらの核臭素化および/または核塩素化誘導体である。
【0061】
特に好ましいジフェノールは、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、ビスフェノールA、2,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、およびこれらの二臭素化および四臭素化または塩素化誘導体、例えば、2,2−ビス−(3−クロロ−4−ヒドロキシ−フェニル)プロパン、2,2−ビス−(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンまたは2,2−ビス−(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンである。
【0062】
2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)が特に好ましい。
【0063】
ジフェノールは、単独でまたは任意の混合物として使用されてよい。
【0064】
ジフェノールは、文献公知であるか、または文献公知の方法で得られてよい。
【0065】
熱可塑性芳香族ポリカーボネートの製造に好適な連鎖停止剤は、例えば、フェノール、p−クロロフェノール、p−tert−ブチルフェノールまたは2,4,6−トリブロモフェノール、および長鎖アルキルフェノール、例えば、独国特許出願公開第A2842005号明細書に記載の4−(1,3−テトラメチルブチル)フェノール、またはアルキル置換基中の炭素原子数が8〜20個のモノアルキルフェノールまたはジアルキルフェノール、例えば、3,5−ジ−tert−ブチルフェノール、p−イソオクチルフェノール、p−tert−オクチルフェノール、p−ドデシルフェノールおよび2−(3,5−ジメチルヘプチル)フェノールおよび4−(3,5−ジメチルヘプチル)フェノールを包含する。使用される連鎖停止剤の量はそれぞれ、一般に、用いられるジフェノールの総モル数に対して0.5モル%〜10モル%である。
【0066】
熱可塑性芳香族ポリカーボネートは、平均の、重量平均分子量(Mw、例えば、超遠心分離法または光散乱測定法により測定されるもの)10,000〜200,000、好ましくは15,000〜80,000を有する。
【0067】
熱可塑性芳香族ポリカーボネートは、公知の方法で、特に好ましくは、用いられるジフェノールの合計モル数に対して0.05〜2.0モル%の3官能以上の化合物(例えば、フェノール性基を3個以上有するもの)を混入することにより枝分かれされてよい。
【0068】
ホモポリカーボネートおよびコポリカーボネートも好適である。本発明のコポリカーボネートの製造において、成分Aとしては、ヒドロキシ−アリーロキシ末端基を含むポリジオルガノシロキサンを(用いられるジフェノールの合計モル数に対して)1〜25重量%、好ましくは2.5〜25重量%使用してもよい。これらは、公知であるか(例えば、米国特許第A3419634号明細書参照)、または文献公知の方法で製造され得る。ポリジオルガノシロキサン含有コポリカーボネートの製造は、独国特許出願公開第A3334782号明細書に記載されている。
【0069】
好ましいポリカーボネートは、ビスフェノールAホモポリカーボネートに加えて、ビスフェノールAと、好ましいおよび/または特に好ましいジフェノール以外のジフェノールをジフェノールの合計モル数に対して15モル%まで、特に2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン15モル%までとのコポリカーボネートも包含する。
【0070】
芳香族ポリエステルカーボネートの製造のための芳香族ジカルボン酸ジハライドは、好ましくは、イソフタル酸、テレフタル酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸およびナフタレン−2,6−ジカルボン酸の二酸二塩化物である。
【0071】
特に好ましいのは、イソフタル酸の二酸二塩化物とテレフタル酸の二酸二塩化物との比1:20〜20:1の混合物である。
【0072】
ポリエステルカーボネートの製造において、炭酸ハライド、好ましくはホスゲンが、二官能の酸誘導体として更に同時使用される(co−used)。
【0073】
芳香族ポリエステルカーボネートの製造に好適な連鎖停止剤としては、前記モノフェノール以外に、その塩素化炭酸エステルおよび芳香族モノカルボン酸(任意に、C1〜C22アルキル基またはハロゲン原子で置換されていてよい)の酸クロライド、並びに脂肪族C2〜C22モノカルボン酸クロライドが挙げられる。
【0074】
連鎖停止剤の量は、フェノール性連鎖停止剤の場合はジフェノールのモルに対して、モノカルボン酸クロライド連鎖停止剤の場合はジカルボン酸ジクロライドのモル数に対して、それぞれ0.1〜10モル%である。
【0075】
芳香族ポリエステルカーボネートは、混入された芳香族ヒドロキシカルボン酸も包含し得る。
【0076】
芳香族ポリエステルカーボネートは、直鎖であっても、公知の方法で枝分かれされていてもよい(これについては、独国特許出願公開第A2940024号明細書および同第A3007934号明細書参照)。
【0077】
枝分かれ剤として、例えば、トリメシン酸トリクロライド、シアヌール酸トリクロライド、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラクロライド、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸テトラクロライドまたはピロメリット酸テトラクロライドのような3官能または多官能のカルボン酸クロライドを(使用されるジカルボン酸ジクロライドに対して)0.01〜1.0モル%の量で、あるいはフロログルシノール、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプテン−2,4,4−ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプタン、1,3,5−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ベンゼン、1,1,1−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−エタン、トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−フェニルメタン、2,2−ビス[4,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキシル]−プロパン、2,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニルイソプロピル)−フェノール、テトラ−(4−ヒドロキシフェニル)−メタン、2,6−ビス−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェノール、2−(4−ヒドロキシ−フェニル)−2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−プロパン、テトラ−(4−[4−ヒドロキシフェニルイソプロピル]フェノキシ)−メタン、1,4−ビス−[4,4’−ジヒドロキシトリフェニル)−メチル]−ベンゼンのような3官能または多官能フェノールを用いられるジフェノールに対して0.01〜1.0モル%の量で使用してもよい。フェノール性枝分かれ剤は、ジフェノールと一緒に添加されてもよく、同様に、酸クロライド枝分かれ剤は、酸ジクロライドと一緒に添加されてよい。
【0078】
熱可塑性芳香族ポリエステルカーボネートにおいて、カーボネート構造単位の割合は所望により変化されてよい。好ましくは、カーボネート基の割合は、エステル基とカーボネート基の合計に対して100モル%まで、特に80モル%まで、特に好ましくは50モル%までである。芳香族ポリエステルカーボネートのエステルフラクションとカーボネートフラクションは、前記重縮合物中に、ブロックの形態で含まれていても、または統計的に分布されていてもよい。
【0079】
芳香族ポリカーボネートとポリエステルカーボネートの相対溶液粘度(ηre l)は、1.18〜1.4まで、好ましくは1.20〜1.32である(これは、塩化メチレン100mL中、ポリカーボネートまたはポリエステルカーボネート0.5gを含む溶液中で25℃において測定される)。
【0080】
熱可塑性芳香族ポリカーボネートおよびポリエステルカーボネートは、単独でまたは互いの任意の混合物として使用されてよい。
【0081】
成分F
成分Fは、
F.1 少なくとも1種のビニルモノマー5〜95重量%、好ましくは30〜90重量%の、
F.2 ガラス転移温度が10℃未満、好ましくは0℃未満、特に好ましくは−20℃未満の、1種以上のグラフトベース95〜5重量%、好ましくは70〜10重量%への
グラフトポリマー1種以上を包含する。
【0082】
グラフトベースF.2は、一般に、平均粒径(d50値)0.05〜10μm、好ましくは0.1〜5μm、特に好ましくは0.2〜1μmを示す。
【0083】
モノマーF.1は、好ましくは
F.1.1 ビニル芳香族化合物および/または核置換ビニル芳香族化合物(例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン)および/またはメタクリル酸(C1〜C8)アルキルエステル(例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート)50〜99重量部と、
F.1.2 ビニルシアニド(アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルなどの不飽和ニトリル)および/または(メタ)アクリル酸(C1〜C8)アルキルエステル(メチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート)および/または不飽和カルボン酸の(無水物やイミドなどの)誘導体(例えば、無水マレイン酸およびN−フェニルマレイミド)1〜50重量部との混合物である。
【0084】
好ましいモノマーF.1.1は、スチレン、α−メチルスチレンおよびメチルメタクリレートモノマーのうち少なくとも1種から選択され、そして好ましいモノマーF.1.2は、アクリロニトリル、無水マレイン酸およびメチルメタクリレートモノマーのうち少なくとも1種から選択される。
【0085】
特に好ましいモノマーは、F.1.1スチレンおよびF.1.2アクリロニトリルである。
【0086】
グラフトポリマーFに好適なグラフトベースF.2は、例えば、ジエンゴム、EP(D)Mゴム[すなわちエチレン/プロピレンおよび任意にジエンをベースとするもの]、アクリレートゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴムおよびエチレン/酢酸ビニルゴムである。
【0087】
好ましいグラフトベースF.2は、成分F.2のガラス転移温度が10℃以下、好ましくは0℃未満、特に好ましくは−10℃未満であれば、ジエンゴム(例えば、ブタジエンやイソプレン等をベースとするもの)もしくはジエンゴムの混合物、あるいはジエンゴムもしくはその混合物と別の共重合性モノマーとのコポリマーである(例えば、前記F.1.1およびF.1.2)。
【0088】
純粋なポリブタジエンゴムが特に好ましい。
【0089】
特に好ましいポリマーFは、例えば、ABSポリマー(エマルション、バルクおよび懸濁ABS)であり、例えば、独国特許出願公開第A2035390号明細書(米国特許第A3644574号明細書に対応)または独国特許出願公開第A2248242号明細書(独国特許出願公開第A1409275号明細書に対応)、あるいはウルマン(Ulmann)著、エンザイクロペディー・デル・テクニッシェン・ヘミー(Enzyklopadie der Technischen Chemie)、第19巻(1980年)、第280頁以降が挙げられる。グラフトベースF.2のゲル割合は、少なくとも30重量%、好ましくは少なくとも40重量%である(トルエン中で測定したもの)。
【0090】
グラフトコポリマーFは、遊離基重合法により、例えば、エマルション、懸濁、溶液または塊重合法により、好ましくはエマルションまたは塊重合法により製造される。
【0091】
特に好適なグラフトゴムは、米国特許第A4937285号明細書に記載の有機過酸化物とアスコルビン酸との開始剤系を用いて、レドックス開始により製造されるABSポリマーでもある。
【0092】
グラフト反応において、グラフトモノマーは、公知のように、グラフトベースに必ずしも完全にグラフト化されないため、本発明のグラフトポリマーBも、グラフトベースの存在下でのグラフトモノマーの(共)重合により得られる生成物であって、しかも精製中に形成されるものを意味するものと解される。
【0093】
ポリマーFのF.2に関する好適なアクリレートゴムは、好ましくは、アクリル酸アルキルエステルと、任意にF.2に対して40重量%までの他の重合性エチレン性不飽和モノマーとのポリマーである。好ましい重合性アクリル酸エステルは、C1〜C8アルキルエステル(例えば、メチル、エチル、ブチル、n−オクチルおよび2−エチルヘキシルエステル)、ハロゲン化アルキルエステル、好ましくはハロゲン化C1〜C8アルキルエステル(例えば、クロロエチルアクリレート)およびこれらモノマーの混合物を包含する。
【0094】
重合性二重結合を1個以上有するモノマーを、架橋のために共重合してもよい。架橋性モノマーの好ましい例は、炭素数3〜8の不飽和モノカルボン酸と、炭素数3〜12の不飽和1価アルコールまたはOH基2〜4個および炭素数2〜20の飽和ポリオールとのエステル(例えば、エチレングリコールジメタクリレート、アリルメタクリレート)、多様な不飽和複素環式化合物(例えば、トリビニルシアヌレートおよびトリアリルシアヌレート)、多官能ビニル化合物(ジビニルベンゼンおよびトリビニルベンゼン)、およびトリアリルホスフェートおよびジアリルフタレートである。
【0095】
好ましい架橋性モノマーは、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレート、およびエチレン性不飽和基を少なくとも3個含む複素環式化合物を包含する。
【0096】
特に好ましい架橋性モノマーは、環状モノマー トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジンおよびトリアリルベンゼンである。架橋性モノマーの量は、グラフトベースF.2に対して、好ましくは0.02〜5重量%、特に0.05〜2重量%である。
【0097】
エチレン性不飽和基を少なくとも3個含む環状の架橋性モノマーの場合、その量を、グラフトベースF.2に対して1重量%以下に制限することが有利である。
【0098】
好ましくは、アクリル酸エステルに加えて、グラフトベースF.2の製造に任意に供給され得る「他の」重合性エチレン性不飽和モノマーは、例えば、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミド、ビニルC1〜C6アルキルエーテル、メチルメタクリレートおよびブタジエンを包含する。グラフトベースF.2としての好ましいアクリレートゴムは、ゲル含量少なくとも60重量%を有するエマルションポリマーである。
【0099】
F.2の更に好適なグラフトベースは、グラフト活性部位を有するシリコーンゴムであって、これは、例えば、独国特許出願公開第A3704657号明細書、同第A3704655号明細書、同第A3631540号明細書および同第A3631539号明細書に記載されている。
【0100】
グラフトベースF.2のゲル含量は、25℃において好適な溶媒中で測定される(エム・ホフマン(M. Hoffmann)、エイチ・クレマー(H. Kromer)、アール・クーン(R. Kuhn)著、ポリマーアナリティーク(Polymeranalytik)IおよびII、フェオルグ・ティエメ−フェルラーク、シュトゥットガルト1977年)。
【0101】
平均粒径d50は、粒子の50重量%がこれ以上でかつ粒子の50重量%がこれより小さい範囲にある直径であって、超遠心分離測定を用いて求めることができる(ダブリュー・ショルタン(W. Scholtan)、エイチ・ランゲ(H. Lange)著、コロイド・ツァイシュリフト・ウンド・ツァイシュリフト・フューア・ポリメレ(Kolloid, Z. und Z. Polymere250(1972年)、第782〜1796頁)。
【0102】
成分G
成分Gは、添加物である。通常使用される添加物は、例えば、安定化剤(UV安定化剤、熱安定化剤、γ線安定化剤など)、帯電防止剤、流動助剤、離型剤、難燃性添加物、乳化剤、核形成材、可塑剤、潤滑剤、着色剤および顔料である。前記の、および更に好適な添加物は、例えば、ゲヒター(Gachter)、ミューラー(Muller)著、クンシュトシュトッフ−アディティヴ(Kunststoff−Additive)、第3版、ハンサー−フェルラーク、ミュンヘン、ウィーン、1989年に記載されている。前記添加物は、単独でまたは混合物として、あるいはマスターバッチの形態で使用されてよい。
【0103】
安定化剤として、例えば、立体障害性フェノール、ヒドロキノン、芳香族2級アミン(例えば、ジフェニルアミン)、置換レゾルシノール、サリチル酸エステル(salicylates)、ベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノン、および前記群の種々の置換体、並びにこれらの混合物を使用してもよい。
【0104】
顔料としては、例えば、二酸化チタン、ウルトラマリンブルー、酸化鉄、カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドン、ペリレン、ニグロシンおよびアントラキノンが使用され得る。
【0105】
核形成剤としては、例えば、ナトリウムフェニルホスフィナート、酸化アルミニウム、二酸化珪素、および好ましくは滑石が使用され得る。
【0106】
潤滑剤および離型剤としては、エステルワックス、ペンタエリスリトールステアレート(PETS)、長鎖脂肪酸(例えば、ステアリン酸またはベヘン酸)およびその塩(例えば、ステアリン酸カルシウムまたは亜鉛)、およびアミド誘導体(例えば、エチレンビス−ステアリルアミド)またはモンタンワックス(炭素鎖長が28〜32の直鎖飽和カルボン酸の混合物)、並びに低分子量ポリエチレンおよび/またはポリプロピレンワックスが使用され得る。
【0107】
可塑剤としては、例えば、フタル酸ジオクチルエステル、フタル酸ジベンジルエステル、フタル酸ブチルベンジルエステル、ハイドロカーボンオイル、N−(n−ブチル)ベンゼンスルホンアミドが使用され得る。
【0108】
本発明の組成物の製造は、自体公知の方法で、前記成分を混合することによって行われる。前記成分は、重量基準の対応する割合で混合される。前記成分の混合は、好ましくは、それらを、室温(好ましくは0〜40℃)および/または220℃〜330℃の温度で合わせて混合(blending, mixing)、混練、押出または圧延することによって行われる。個々の成分を予備混合することが有利であり得る。室温(好ましくは0℃〜40℃)で調製された予備混合成分および/または個々の成分の物理的な混合物(ドライブレンド)から成形部品または半完成品を直接製造することが、更に有利であり得る。
【0109】
本発明は、前記組成物の製造方法、成形物品の製造のためのその使用、および成形物品そのものも提供する。
【0110】
実施例:
リン酸エステル:
表1中のリン酸エステルは、リン酸−(1−メトエチリデン)ジ−4,1−フェニレン−テトラキス(3−エチル−(3−オキセタニル)−メチル)エステルである(CA:53184−75−1)。
【化20】
表1中のリン酸エステルは、固有粘度IV=0.95cm3/gを有するポリブチレンテレフタレート(PBT、バイエル・アクチエンゲゼルシャフト製、レーフェルクーゼン、独国)中のマスターバッチ(10%)として使用される。全組成物に対するリン酸エステルの実際の量を表1に示す。
【0111】
PBT:
用いられるPBTは、10%リン酸エステルマスターバッチ(10%)の少量のPBTフラクションを除いては、固有粘度IV=1.42cm3/gのバイエル・アクチエンゲゼルシャフト製高粘性PBTである(PocanB1800)。PBTの量は表1に示す。
【0112】
リン酸エステルマスターバッチと高粘性PBTを、表1に示す量比で物理的に混合し、この混合物(ドライブレンド)をArburg320−210−500型射出成形機において貯蔵温度約260℃およびツール温度約80℃で射出成形して、ダンベル型試験片を形成する(ISO527に準拠した3mm厚のもの)。表1に示した評価は全て、前記ダンベル型試験片について行った。
【0113】
固有粘度IVの測定は、フェノール/オルト−ジクロロベンゼン(50重量%/50重量%)1リットルに溶解した5gのPBTを含む溶液において25℃で行った。
【0114】
COOH末端基の決定は、試料物質をクレゾール/クロロホルムに溶解した後、測光滴定することによって行った。
【0115】
破断時の伸びは、前記ダンベル型試験片について、DIN53455に準拠した引張り試験で測定する。
【0116】
加水分解試験は、前記試験片をVarioklav蒸気滅菌機(300/400/500EP−Z型)内で100℃において飽和蒸気雰囲気で貯蔵することによって行われる。
【0117】
表1から分かるように、蒸気中で240時間貯蔵した後の本発明の成形用組成物(実施例1および2)は、比較例1〜5よりも低いCOOH末端基含量を示す。蒸気中で240時間貯蔵した後の本発明の成形用組成物(実施例1および2)は、比較例1〜5よりも高い引張り試験での破断時の伸びを示す。蒸気内での貯蔵後の低いCOOH末端基含量と高い破断時の伸びは、ポリマー分解に起因するポリマー損傷が少ないを示しており、また、改良された加水分解耐性を示している。
【0118】
【表1】
Claims (15)
- A)ポリアルキレンテレフタレート、
B)1分子当たりオキセタン基を少なくとも1個および2価または多価フェノール基を少なくとも1個含有するリン酸エステル、および/または1分子当たりリンと結合した水酸基(P−OH)少なくとも1個および2価または多価フェノール基を少なくとも1個含有するリン酸のエステル(全組成物100重量部に対して)0.041〜0.095重量部、および任意に、
C)フィラーおよび強化剤、
D)難燃性添加物、
E)芳香族ポリカーボネート、
F)エラストマー変性剤、および
G)前記以外の通常使用される添加物
から選択される少なくとも1の付加成分を含有する組成物。 - 前記成分B)を、全組成物100重量部に対して0.051〜0.075重量部含有する請求項1記載の組成物。
- 前記成分B)を、全組成物100重量部に対して0.055〜0.065重量部含有する請求項1記載の組成物。
- 前記成分C)を、全組成物100重量部に対して6〜69重量部含有する請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。
- 前記成分D)を、全組成物100重量部に対して5〜25重量部含有する請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
- 前記成分E)を、全組成物100重量部に対して6〜69重量部含有する請求項1〜5のいずれかに記載の組成物。
- 前記成分F)を、全組成物100重量部に対して5〜29重量部含有する請求項1〜6のいずれかに記載の組成物。
- 前記成分G)を、全組成物100重量部に対して0.01〜5重量部含有する請求項1〜7のいずれかに記載の組成物。
- 前記成分Fが、
F.1 少なくとも1種のビニルモノマー(成分F 100重量部に対し)5〜95重量%の、
F.2 ガラス転移温度が10℃未満の1種以上のグラフトベース(成分F 100重量部に対し)95〜5重量%への
グラフトポリマー1種以上を包含する請求項1〜12のいずれかに記載の組成物。 - 成形部品の製造のための請求項1〜13のいずれかに記載の組成物の使用。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の組成物から製造される成形部品。
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