JP2008069356A - 難燃性樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents

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JP2008069356A JP2007257541A JP2007257541A JP2008069356A JP 2008069356 A JP2008069356 A JP 2008069356A JP 2007257541 A JP2007257541 A JP 2007257541A JP 2007257541 A JP2007257541 A JP 2007257541A JP 2008069356 A JP2008069356 A JP 2008069356A
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Abstract

【課題】耐熱性が高く、耐衝撃性に優れ、しかも高度な難燃性を有する難燃性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A-1)ポリカーボネート系樹脂と、(B)アルコキシ基含有オルガノシロキサンと、(C)芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族スルホン・スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族ケトンのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩等からなる群から選ばれるアルカリ(土類)金属塩を含み、かつポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部に対して、アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)を0.05〜10重量部の量で、(C)アルカリ(土類)金属塩を0.01〜3重量部の量で含み、前記アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)のR2が、メチル基またはエチル基であり、さらにR1は必須成分としてフェニル基を50%以上90%未満含むことを特徴とするポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリカーボネート系樹脂を含む難燃性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、テレビ、プリンター、コピー機、ファクシミリ、パソコンなどの家電機器、OA機器のハウジング材および部品、バッテリーパック、液晶の反射板、自動車の内装用材料などの高い耐熱性とともに耐加水分解性、耐衝撃性、透明性が要求される用途において有用な難燃性樹脂組成物に関する。
ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐衝撃性、耐熱性、機械的強度に優れていることから、さまざまな分野で利用されている。また、ポリカーボネートを含むアロイ系樹脂組成物は、ポリカーボネートの優れた特性に加えて、加工性や耐薬品性、耐光性など多くのユニークな特性を有することから、優れたエンジニアリングプラスチックとして電気・電子・OA分野を始め、広範な分野にて使用されている。これら電気・電子・OAの分野では、パーソナルコンピュータ外装部品のように高度な難燃性(UL94V)や耐衝撃性、耐加水分解性または透明性が要求される。
従来、これらのポリカーボネート樹脂(組成物)の難燃性を向上するために、臭素化ビスフェノールAのカーボネート誘導体のオリゴマーまたはポリマーを、ポリカーボネートに多量に配合する方法が採用されていた。しかしながら、臭素化ビスフェノールAのカーボネート誘導体のオリゴマーまたはポリマーを難燃剤として多量に配合すると、確かにポリカーボネート樹脂の難燃性は向上するものの、耐衝撃性が低下して、成形品に割れが発生しやすいという問題があった。また、臭素を含む多量のハロゲン系化合物を配合するため、燃焼時に当該ハロゲンを含むガスが発生する懸念もあり、環境面でも塩素、臭素などのハロゲンを含有しない難燃剤の使用が望まれていた。
ハロゲンを含まない難燃剤としては、リン酸エステルとシリコーン樹脂が知られている。たとえば、特公昭62−25706号公報には、ポリカーボネート系樹脂の難燃性を改良するためにリン酸エステルを添加することが提案されている。しかしながら、これらの樹脂組成物では、難燃性を高めるためには、リン酸エステルを多量に添加する必要があり、その結果、樹脂成形体の耐熱性や耐衝撃性が低下するという問題があった。
これに対して、シリコーン樹脂は、耐熱性が高く、燃焼時に有害ガスが発生せず、しかもシリコーン樹脂自体の安全性も高いため、ポリカーボネート系樹脂の難燃剤として使用されるようになっている。難燃剤としてのシリコーン化合物は、以下に示す4つのシロキサン単位(M単位、D単位、T単位、Q単位)の少なくともいずれかが重合してなるポリマーである。
Figure 2008069356
たとえば特公昭62−60421号公報には、T単位を80重量%以上含有するシリコーン樹脂を熱可塑性樹脂に添加した難燃性樹脂組成物が開示されている。特開平5−86295号公報ではポリカーボネートなどの合成樹脂に、T単位を30〜99モル%、D単位を0〜80モル%、M単位を1〜70モル%、Q単位を0〜50モル%で含むシリコーン樹脂を添加した難燃性樹脂組成物が開示されている。
しかしながら、これらの公報に記載されたシリコーン樹脂を単独で添加しても、大きな難燃効果を持つものは極めて少なく、また電気電子機器関係の厳しい難燃基準を満たすためにはシリコーン樹脂を多量に添加する必要があり、その結果、プラスチックスの成形性、混練性および他の必要特性に悪影響が生じることがあり、さらにはコスト的にも不利であるため、実用的ではなかった。
また、特開平11−222559号公報には、芳香族ポリカーボネート樹脂のように分子中に芳香環を含む合成樹脂:100重量部と、組成式R1 m2 nSi(OR3)p(OH)q(4-m-n-p-q)/2(式中、R1はフェニル基、R2は炭素数1〜6のフェニル基を除く1価炭化
水素基、R3は炭素数1〜4の1価炭化水素基を示し、0.5≦m≦2.0、0≦n≦0.9、0.42
≦p≦2.5、0≦q≦0.35、0.92≦m+n+p+q≦2.8の範囲である。)で表されるフェニル基およびアルコキシ基含有オルガノシロキサン:0.1〜10重量部を含有してなる難燃性樹脂組成物が開示されている。しかしながら、このようなシリコーンを単独で含むものは、樹脂組成物の難燃性が不充分であり、特にOH基を有するシリコーンは、ポリカーボネート系樹脂組成に混合する際に、凝集しやすく、樹脂に対する分散性が悪いので、充分な難燃性を発揮することが困難であった。
そこで、シリコーン化合物自体の難燃効果を向上させ、かつシリコーン化合物の添加量も削減する試みとして、シリコーン化合物と金属塩とを併用する方法も提案されている。たとえば、特開昭56−100853号公報には、ポリカーボネートなどの重合体に、D単位から構成されるシリコーンと炭素数14〜20のカルボン酸のIIa族金属塩を配合した難燃性樹脂組成物が開示され、特公平3−48947号公報には、M単位とQ単位とから構成されるシリコーン樹脂を、他のシリコーン樹脂およびカルボン酸のIIa族金属塩とともに配合した難燃性組成物が開示されている。しかしながら、シリコーン化合物と金属塩とを併用しても、難燃性の面で効果に劣るため、充分な難燃効果を得るにはシリコーン樹脂の添加量を多くしたり、水酸化アルミニウムなどの無機難燃性充填材やハロゲンおよびリン化合物を併用することが必要であった。
さらにまた、特開平11−217494号公報には、下式で表される構造、すなわちD単位を主要構成単位とし、D単位とともにT単位および/またはQ単位とから構成され、かつ有機官能基として芳香族基を有するシリコーン化合物と、芳香族硫黄化合物の金属塩と、含フッ素ポリマーとを、ポリカーボネート樹脂に配合した難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が開示されている。
Figure 2008069356
(式中、RおよびXは有機官能基を示す。)
しかしながら、この特開平11−217494号公報に記載されている難燃性樹脂組成物では、使用するシリコーン樹脂の分子量が大きく、ポリカーボネート系樹脂に単分散するのがむずかしく、充分な難燃性を発揮しにくいという欠点もあった。また、このようなポリカーボネート難燃性樹脂組成物では、透明性を失う欠点もあった。
本発明者等は、上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、シリコーン樹脂として、平均組成式:R1 aSi(OR2)b(4-a-b)/2(式中、R1は必須成分としてアリール基を含む
置換または非置換の1価炭化水素基を表し、R2は置換または非置換の1価炭化水素基を
表し、R1とR2とは互いに同一であっても異なっていてもよい。また、0.2≦a≦2.7、0.2≦b≦2.4、a+b<3の範囲である。)を使用し、アルカリ(土類)金属塩と併用することにより、高いレベルの難燃性を有し、透明性、耐熱性および耐衝撃性にも優れたポリカーボネート系樹脂組成物が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
特公昭62−60421号公報 特開平5−86295号公報 特開平11−222559号公報 特開昭56−100853号公報 特公平3−48947号公報 特開平11−217494号公報
本発明は、耐熱性が高く、透明性や耐衝撃性に優れ、しかも難燃性に優れた難燃性樹脂組成物を提供することを目的としている。
本発明に係る難燃性樹脂組成物は、A-1)ポリカーボネート系樹脂と、
(B)下記平均組成式(1)で表されるアルコキシ基含有オルガノシロキサンと、
1 aSi(OR2)b(4-a-b)/2…(1)
(式中、R1は必須成分としてアリール基を含む置換または非置換の1価炭化水素基を表
し、R2は置換または非置換の1価炭化水素基を表し、R1とR2とは互いに同一であって
も異なっていてもよい。また、0.2≦a≦2.7、0.2≦b≦2.4、a+b<3の範囲である。)
(C)芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族スルホン・スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族ケトンのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、複素環式スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族サルフィドのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族エーテルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、脂肪族系またはオレフィン系スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、フェノールエステルスルホン酸のアルカリ(土類)金属塩、ハロゲン置換芳香族スルホン酸のアルカリ(土類)金属塩からなる群から選ばれるアルカリ(土類)金属塩を含み、かつポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部に対して、
アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)を0.05〜10重量部の量で、(C)アルカリ(土類)金属塩を0.01〜3重量部の量で含み、
前記アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)のR2が、メチル基またはエチル基で
あり、さらにR1は必須成分としてフェニル基を50%以上90%未満含むことを特徴と
している。
また本発明に係る難燃性樹脂組成物は、(A-1)ポリカーボネート系樹脂と、(A-2)ポリカーボネート系樹脂以外の熱可塑性樹脂と、
(B)下記平均組成式で表されるアルコキシ基含有オルガノシロキサンと、
1 aSi(OR2)b(4-a-b)/2…(1)
(式中、R1は必須成分としてアリール基を含む置換または非置換の1価炭化水素基を表
し、R2は置換または非置換の1価炭化水素基を表し、R1とR2とは互いに同一であって
も異なっていてもよい。また、0.2≦a≦2.7、0.2≦b≦2.4、a+b<3の範囲である。)
(C)アルカリ(土類)金属塩を含み、かつポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量
部に対して、アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)を0.05〜10重量部の量で、(C)アルカリ(土類)金属塩を0.01〜3重量部の量でみ、
前記アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)のR2が、メチル基またはエチル基で
あり、さらにR1は必須成分としてフェニル基を50%以上90%未満含むことを特徴と
している。
前記熱可塑性樹脂(A-2)は、(a)芳香族ビニル単量体成分を重合体の構成成分として含む重合体;
(a)芳香族ビニル単量体成分および(b)シアン化ビニル単量体成分を共重合体の構成成分として含む共重合体;
(a)芳香族ビニル単量体成分、(b)シアン化ビニル単量体成分および(c)ゴム質重合体を
共重合体の構成成分として含む共重合体;芳香族ポリエステル;ポリフェニレンエーテル;ポリエーテルイミド;およびポリフェニレンサルファイドからなる群より選択される1種以上の樹脂が好ましい。
このような熱可塑性樹脂(A-2)としては、ABS樹脂、AES樹脂、ACS樹脂、AA
S樹脂およびポリスチレン樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂が好ましい。前記アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)の重量平均分子量は、300〜6000の範囲にあることが好ましい。
このようなアルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)は、分岐構造を含むことが好ましい。また、アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)は、実質的にシラノール基(SiOH)を含んでいないことが好ましい。本発明で使用されるアルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)のR1は、メチル基、エチル基、およびフェニル基から選ばれる1種以
上の基であり、かつR1中のフェニル基含有率が20%以上であることが好ましい。
また、アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)のR2は、メチル基、エチル基であ
ることが好ましい。本発明に係る難燃性樹脂組成物は、さらに、(D)ドリップ防止剤を、ポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部、またはポリカーボネート系樹脂(A-1)と熱可塑性樹脂(A-2)との合計100重量部に対して、0.01〜10重量部の量で含んでいることが望ましい。
前記ドリップ防止剤は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることが好ましい。本発明に係る難燃性樹脂組成物は、さらに(E)エポキシ系安定剤を、ポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部に対して、またはポリカーボネート系樹脂(A-1)と熱可塑性樹脂(A-2)との合計100重量部に対して、0.01〜5重量部の量で含むことが好ましい。
前記エポキシ系安定剤は、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3',4'-エポキシシクロ
ヘキサンカルボキシレートまたはビス-(3,4-エポキシシクロヘキシル)アジペートである
ことが好ましい。本発明に係る電気電子機器部品は、前記記載の難燃性樹脂組成物から成形されてなる。本発明に係るハウジング材は、前記記載の難燃性樹脂組成物から成形されてなる。
本発明の難燃性樹脂組成物は、特定構造のアルコキシ基含有オルガノシロキサンとともにアルカリ(土類)金属塩を含んでいるので、耐衝撃性や成形性を損なうことなく高度な難燃性を具備し、かつ塩素、臭素化合物等からなる難燃剤を含まないことから燃焼時に当該難燃剤に起因するハロゲンを含むガスの発生の懸念もなく、環境保護の面においても優れた性能を有している。
ポリカーボネート系樹脂(A-1)、特定構造のアルコキシ基含有オルガノシロキサン(
B)と(C)アルカリ(土類)金属塩とから構成される組成物は高いレベルの難燃性を有するとともに、透明性にも優れた樹脂が得られる。また、ポリカーボネート系樹脂(A-1)
とポリカーボネート系樹脂以外の熱可塑性樹脂(A-2)と、特定構造のアルコキシ基含有
オルガノシロキサン(B)と、アルカリ(土類)金属塩(C)とから構成される組成物は、難燃性に優れるとともに、耐熱性、耐衝撃性及び加工性にも優れている。
さらに、難燃性樹脂組成物に特定のエポキシ安定剤が添加されていると、ポリカーボネート系樹脂自体の耐加水分解性が向上し、色相、耐衝撃性に優れた成形品を作製可能である。このような難燃性樹脂組成物は、テレビ、プリンター、コピー機、ファクシミリ、パソコンなどの家電機器、OA機器のハウジング材および部品、バッテリーパック、液晶の反射板、自動車の内装用材料などの高い耐熱性が要求される用途において、極めて有用である。また、透明性が求められOA機器のハウジング材としても好適である。
以下、本発明に難燃性樹脂組成物について説明する。本発明に係る難燃性樹脂組成物は、(A-1)ポリカーボネート系樹脂、または(A-1)ポリカーボネート系樹脂と(A-2)熱可塑性樹脂と、(B)アルコキシ基含有オルガノシロキサンと、(C)アルカリ(土類)金属塩を含むことを特徴としている。
以下、本発明に難燃性樹脂組成物について説明する。
本発明に係る難燃性樹脂組成物は、(A-1)ポリカーボネート系樹脂、または(A-1)ポリカーボネート系樹脂と(A-2)熱可塑性樹脂と、(B)アルコキシ基含有オルガノシロキサンと、(C)アルカリ(土類)金属塩を含むことを特徴としている。
[ポリカーボネート系樹脂(A-1)]
本発明において使用されるポリカーボネート系樹脂(A)は、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを反応させて得られる芳香族ホモポリカーボネートまたは芳香族コポリカーボネートである。
カーボネート系樹脂は、一般に、下記式(1)で示される繰り返し構造単位を有するものである。
Figure 2008069356
(上記式中、Aは芳香族ジヒドロキシ化合物から誘導される2価の残基である)
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、官能基であるヒドロキシ基を2個含有し、各ヒドロキシ基が芳香核の炭素原子に直接接合した単核または多核の芳香族化合物が挙げられる。
芳香族ジヒドロキシ化合物として具体的には、下記式(2)で表されるビスフェノール化合物が例示される。
Figure 2008069356
およびRは水素原子または1価の炭化水素基であり、RとRとで環構造を形成してもよく、Rは2価の炭化水素基である。)
このような式(2)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物として、具体的には、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(いわゆるビスフェノールA)、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-1-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-t-ブチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-ブロモフェニル)プロパン、2,2-(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパンなどのビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなどのビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;4,4'-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4'-ジヒドロキシ-3,3'-ジメチルフェニルエーテルなどのジヒドロキシアリールエーテル類;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-3,3'-ジメチルフェニルスルフィドなどのジヒドロキシジアリールスルフィド類;4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4'-ジヒドロキシ-3,3'-ジメチルジフェニルスルホキシドなどのジヒドロキシジアリールスルホキシド類;4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4'-ジヒドロキシ-3,3'-ジメチルジフェニルスルホンなどのジヒドロキシジアリールスルホン類などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
これら芳香族ジヒドロキシ化合物のうち、特に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)が好ましく用いられる。
また、上記式(2)以外の芳香族ジヒドロキシ化合物として、下記式(3)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物を使用することもできる。
Figure 2008069356
(ここで、Rfはそれぞれ独立して、炭素数1〜10個の炭化水素基、該炭化水素基の1
種以上がハロゲン原子で置換されたハロゲン化炭化水素基、またはハロゲン原子であり、pは0〜4の整数である)
このような化合物としては、たとえばレゾルシン;および3-メチルレゾルシン、3-エチルレゾルシン、3-プロピルレゾルシン、3-ブチルレゾルシン、3-t-ブチルレゾルシン、3-フェニルレゾルシン、3-クミルレゾルシン、2,3,4,6-テトラフルオロレゾルシン、2,3,4,6-テトラブロモレゾルシンなどの置換レゾルシン;カテコール;ヒドロキノン、および3-メチルヒドロキノン、3-エチルヒドロキノン、3-プロピルヒドロキノン、3-ブチルヒドロキノン、3-t-ブチルヒドロキノン、3-フェニルヒドロキノン、3-クミルヒドロキノン、2,3,5,6-テトラメチルヒドロキノン、2,3,5,6-テトラ−t−ブチルヒドロキノン、2,3,5,6-テトラフルオロヒドロキノン、2,3,5,6-テトラブロモヒドロキノンなどの置換ヒドロキノンなどが挙げられる。
また、上記式(2)以外の芳香族ジヒドロキシ化合物として、次式
Figure 2008069356
で表される2,2,2',2'-テトラヒドロ-3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビ−[1H−
インデン]-7,7'-ジオールを用いることもできる。
これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、ポリカーボネートは、線状のものであっても、分岐を有するものであってもよい。また線状ポリカーボネートと分岐状ポリカーボネートのブレンド物あってもよい。
このような分岐ポリカーボネートは、多官能性芳香族化合物を芳香族ジヒドロキシ化合物およびカーボネート前駆体と反応させることにより得られる。このような多官能性芳香族化合物の代表例は、米国特許明細書第3,028,385号、第3,334,154号、第4,001,124号お
よび第4,131,576号に記載されており、具体的には、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル) エタン、2,2',2"-トリス(4-ヒドロキシフェニル)ジイソプロピルベンゼン、α-メチル-α,α',α'-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1,4-ジエチルベンゼン、α,α',α"-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリイソプロピルベンゼン、フロログリシン、4,6-ジメチル-2,4,6-トリ(4-ヒドロキシフェニル)-ヘプタン-2、1,3,5-トリ(4-ヒドロキシフェニル) ベンゼン、2,2-ビス-[4,4-(4,4'-ジヒドロキシフェニル)-シクロヘキシル]-プロパン、トリメリット酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、ピロメリット酸などが挙げられる。これらのうち、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、α,α',α"-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリイソプロピルベンゼンなどが好ましく用いられる。
このポリカーボネート系樹脂の塩化メチレン中、25℃で測定した固有粘度は、特に制限されるものではなく、目的とする用途、および成形性を鑑み適宜選択されるが、通常、0.26dl/g以上、好ましくは0.30dl/g〜0.98dl/g、さらに好ましくは 0.34dl/g〜0.64dl/gの範囲にあり、粘度平均分子量に換算した場合、通常、10000以上、好ましくは12000〜50000、さらに好ましくは14000〜30000の範囲にあることが望ましい。また、複数の異なる固有粘度のポリカーボネート樹脂を混合して使用できる。なお粘度平均分子量(Mv)は、塩化メチレン中、20℃で固有粘度(極限粘度[η])を測定し、マークフウィンク(Mark-Houwink)の粘度式:
[η]=K×(Mv)a (K=1.23×10-4、a=0.83)
を用いて、計算によって求めた。
本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂は、公知の製造方法によって製造される。たとえば、
(i)芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(たとえば炭酸ジエステル)とを
溶融状態でエステル交換反応させて、ポリカーボネートを合成する方法(溶融法)、
(ii)溶液中で芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(たとえばホスゲン)とを反応させる方法(界面法)などが挙げられる。
これらの製造法については、たとえば特開平2−175723号公報、特開平2-124934号公報
、米国特許第4,001,184号明細書、同第4,238,569号明細書、同第4,238,597号明細書、同
第4,474,999号明細書などに記載されている。
[溶融法]
(i)の方法(溶融法)において使用される炭酸ジエステルとしては、ジフェニルカーボ
ネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、ビス(2,4- ジクロルフェニル) カーボネート、ビス(2,4,6-トリクロルフェニル) カーボネート、ビス(2-シアノフェニル) カーボネート、ビス(o-ニトロフェニル) カーボネート、ジトリルカーボネート、m-クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ジフェニル) カーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネートなどが挙げられる。これらのうち、ジフェニルカーボネートが好ましく用いられる。これらを2種以上併用することもできる。これらのうちでも特にジフェニルカーボネートが好ましく用いられる。また、このような炭酸ジエステル中には、ジカルボン酸またはジカルボン酸エステルが含有されていてもよい。具体的に、炭酸ジエステルは、ジカルボン酸またはジカルボン酸エステルを好ましくは50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下の量で含有していてもよい。
このようなジカルボン酸またはジカルボン酸エステルとしては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸、セバシン酸ジフェニル、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル、デカン二酸ジフェニル、ドデカン二酸ジフェニルなどを挙げることができる。炭酸ジエステルは、これらのジカルボン酸またはジカルボン酸エステルを2種以上含有していてもよい。
以上のような炭酸ジエステルと、前記芳香族ジヒドロキシ化合物とを重縮合させると、ポリカーボネートが得られる。ポリカーボネートを製造するに際して、上記のような炭酸ジエステルは、芳香族ジヒドロキシ化合物総量1モルに対して、0.95〜1.30モル、好ましくは1.01〜1.20モルの量で用いられることが望ましい。
このような溶融法では、触媒として、たとえば本出願人が特開平4-175368号公報において提案した化合物を使用される。
具体的に溶融重縮合触媒として、通常、(a)アルカリ金属化合物および/またはアルカ
リ土類金属化合物(以下(a) アルカリ(土類)金属化合物ともいう)が使用される。
(a) アルカリ(土類)金属化合物としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の有機酸塩、無機酸塩、酸化物、水酸化物、水素化物またはアルコラートなどが好ましく用いられる。
具体的には、アルカリ金属化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、フェニル化ホウ素ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二リチウム、ビスフェノールAの二ナトリウム塩、二カリウム塩、二リチウム塩、フェノール類のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩などが挙げられ、
アルカリ土類金属化合物としては、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ストロンチウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ストロンチウムなどが挙げられる。これら化合物を2種以上併用することもできる。
このようなアルカリ(土類)金属化合物は、ビスフェノール類1モルに対して、1×10-8〜1×10-3モル、好ましくは1×10-7〜2×10-6モル、さらに好ましくは1×10-7〜8×10-7モルの量で、溶融重縮合反応中に含まれていることが望ましい。また、溶融重縮合反応の原料であるビスフェノール類中に予めアルカリ(土類)金属化合物が含まれている場合、溶融重縮合反応時に存在するアルカリ(土類)金属化合物の量が、ビスフェノール類1モルに対して、前記範囲となるように添加量を制御することが望ましい。
また、溶融重縮合触媒として、上記のような(a)アルカリ(土類)金属化合物に加えて(b)塩基性化合物を併用されていてもよい。
このような(b)塩基性化合物としては、たとえば高温で易分解性または揮発性の含窒素
塩基性化合物が挙げられ、具体的には、以下のような化合物を挙げることができる。
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(Me4NOH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(Et4NOH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(Bu4NOH)、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド(φ−CH2(Me)3NOH)などのアルキル、アリール、アルア
リール基などを有するアンモニウムヒドロオキシド類、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルアミンなどの三級アミン類、
2NH(式中Rはメチル、エチルなどのアルキル基、フェニル、トリルなどのアリー
ル基などである)で示される二級アミン類、
RNH2(式中Rは上記と同じである)で示される一級アミン類、
4-ジメチルアミノピリジン、4-ジエチルアミノピリジン、4-ピロリジノピリジンなどのピリジン類、
2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類、
またはアンモニア、テトラメチルアンモニウムボロハイドライド(Me4NBH4)、テトラ
ブチルアンモニウムボロハイドライド(Bu4NBH4)、テトラブチルアンモニウムテトラフ
ェニルボレート(Bu4NBPh4)、テトラメチルアンモニウムテトラフェニルボレート(Me4NBPh4)などの塩基性塩。
これらのうち、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類が好ましく用いられる。
上記のような(b) 含窒素塩基性化合物は、ビスフェノール類1モルに対して、1×10-6〜1×10-1モル好ましくは1×10-5〜1×10-2モルの量で用いることができる。
またさらに触媒として、(c)ホウ酸化合物を用いることもできる。
このような(c) ホウ酸化合物としては、ホウ酸およびホウ酸エステルなどを挙げることができる。
ホウ酸エステルとしては、下記一般式で示されるホウ酸エステルを挙げることができる。
B(OR)n(OH)3-n
式中、Rはメチル、エチルなどのアルキル、フェニルなどのアリールなどであり、nは1,2または3である。
このようなホウ酸エステルとしては、具体的には、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリブチル、ホウ酸トリヘキシル、ホウ酸トリヘプチル、ホウ酸トリフェニル、ホウ酸トリトリル、ホウ酸トリナフチルなどが挙げられる。 このような(c) ホウ酸またはホウ酸エステルは、ビスフェノール類1モルに対して、1×10-8〜1×10-1モル、好ましくは1×10-7〜1×10-2モル、さらに好ましくは1×10-6〜1×10-4モルの量で用いることができる。
溶融重縮合触媒としては、たとえば(a)アルカリ(土類)金属化合物と(b)含窒素塩基性化合物とを組み合わせて、さらには(a)アルカリ(土類)金属化合物と(b)含窒素塩基性化合物と(c)ホウ酸またはホウ酸エステルとの三者を組み合わせて用いることが好ましい。
触媒として、上記のような量の(a)アルカリ(土類)金属化合物と(b)含窒素塩基性化合物とを組み合わせて用いると、重縮合反応を充分な速度で進行させることができるとともに、高分子量のポリカーボネートを高い重合活性で生成させることができるので好ましい。
なお、(a)アルカリ(土類)金属化合物と(b)含窒素塩基性化合物とを併用する場合、または(a)アルカリ(土類)金属化合物と(b)含窒素塩基性化合物と(c)ホウ酸またはホウ酸
エステルとを併用する場合、各触媒成分を混合したものを、ビスフェノール類と炭酸ジエステルとの溶融混合物に添加してもよく、また、個別にビスフェノール類と炭酸ジエステルとの溶融混合物に添加してもよい。
[界面法]
(ii)の界面法において使用されるカーボネート前駆体としては、たとえばハロゲン化カルボニル、ジアリールカーボネート、ビスハロホルメートが挙げられ、いずれを使用してもよい。ハロゲン化カルボニルとしては、たとえば臭化カルボニル、塩化カルボニル(いわゆるホスゲン)およびこれらの混合物が挙げられる。アリールカーボネートとしては、たとえばジフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m−クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ジフェニル)カーボネートなどが挙げられる。また、ビスハロホルメートとしては、たとえば、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ
-3,5-ジクロロフェニル)プロパン、ヒドロキノンなどの芳香族ジヒドロキシ化合物のビ
スクロロホルメートまたはビスブロモホルメート;エチレングリコールなどのグリコール類のビスクロロホルメートまたはビスブロモホルメートなどが挙げられる。上記のカーボネート前駆体は、いずれも有用であるが、塩化カルボニル(すなわちホスゲン)が好適である。
この界面法では、まず苛性アルカリ水溶液中に前記芳香族ジヒドロキシ化合物を溶解または分散させ、得られた混合物を水と相溶しない溶媒を加え、そしてこれらの反応物質を、適当な触媒の存在下、特定のpH条件のもとホスゲンのようなカーボネート前駆体と接触させることによって行われる。通常、使用される水と相溶しない溶媒としては、メチレンクロライド、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、トルエンなどが使用される。界面法で使用される触媒としては、特に限定されないが、通常、トリエチルアミンのような第三アミン、第四ホスホニウム化合物、第四アンモニウム化合物などが使用される。界面法における反応温度も、反応が進行する温度であれば、特に制限されるものではないが、好ましくは室温(25℃)から50℃までの温度の範囲が望ましい。
これら(i)または(ii)の製造法で得られたポリカーボネートは、必要に応じて特定の官
能基で末端封止されていてもよい。
末端封止剤としては、特に限定はされないがフェノール、クロマン−I、p−クミルフェノールなどの1価のフェノール類などが挙げられる。
本発明では、このようなポリカーボネート系樹脂(A-1)とともにポリカーボネート以外
の熱可塑性樹脂(A-2)を使用してもよい。
[ポリカーボネート系樹脂以外の熱可塑性樹脂(A-2)]
本発明では、上記ポリカーボネートとともにポリカーボネート系樹脂以外の熱可塑性樹脂(単に、熱可塑性樹脂という)が含まれていてもよい。熱可塑性樹脂(A-2)としては、ポリカーボネート以外の熱可塑性樹脂を特に制限無く使用することができるが、好適には、
(i)(a)芳香族ビニル単量体成分を重合体の構成成分として含む重合体;
(ii)(a)芳香族ビニル単量体成分および(b)シアン化ビニル単量体成分を共重合体の構成成分として含む共重合体;
(iii)(a)芳香族ビニル単量体成分、(b)シアン化ビニル単量体成分および(c)ゴム質重合体を共重合体の構成成分として含む共重合体;
(iv)芳香族ポリエステル;
(v)ポリフェニレンエーテル;
(vi)ポリエーテルイミド;および
(vii)ポリフェニレンサルファイド
からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂である。
上記に示した樹脂はいずれも市販品として購入可能であり特に製法等は制限されない。
(共)重合体(i)
まず、(a)芳香族ビニル単量体成分を含む重合体(i)について説明する。
(a) 芳香族ビニル単量体成分としては、たとえばスチレン、α-メチルスチレン、o-,m-
またはp-メチルスチレン、ビニルキシレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、
モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、フルオロスチレン、p-tert-ブチルスチレン、
エチルスチレン、ビニルナフタレン等を挙げることができる。本発明で使用される重合体はこれらの単独重合体であっても、または2種以上単量体の共重合体であってもよい。これらの単量体のなかでも好ましくは、スチレンまたはα-メチルスチレンである。重合体
の好ましい例としては、たとえばスチレン樹脂が挙げられる。
この(共)重合体の製造法に関しては特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、塊状懸濁重合、懸濁重合、乳化重合など通常の公知の方法が用いられる。また、別々に重合した樹脂をブレンドすることによって得ることも可能である。
共重合体(ii)
次ぎに、(a)芳香族ビニル単量体成分及び(b)シアン化ビニル単量体成分を含む共重合体(ii)について説明する。
芳香族ビニル単量体成分(a)としては前記したものと同様のものが挙げられる。
(b)シアン化ビニル単量体成分としては、たとえばアクリロニトリル、メタアクリロニ
トリル等を挙げることができ、これらからなる成分は共重合体中に、1種または2種以上含まれていてもよい。
組成比(a)/(b)は特に制限されず、用途に応じて選択される。(a)/(b)は、好ましくは(a)が95〜50重量%に対して(b)が5〜50重量%であり、さらに好ましくは(a)が92〜65重量%に対して(b)が8〜35重量%である。
上記重合体の好ましい例としては、たとえばSAN樹脂(スチレン-アクリロニトリル
共重合体)が挙げられる。この共重合体の製造法に関しては特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、塊状懸濁重合、懸濁重合、乳化重合など通常の公知の方法が用いられる。また、別々に共重合した樹脂をブレンドすることによって得ることも可能である。
共重合体(iii)
次に(a)芳香族ビニル単量体成分、(b)シアン化ビニル単量体成分および(c)ゴム質重合
体を含む共重合体について説明する。(a)芳香族ビニル単量体成分および(b)シアン化ビニル単量体成分については、前記した同様の例が挙げられる。
(c)ゴム質重合体としては、たとえばポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン-ブタジエンのランダム共重合体およびブロック共重合体、該ブロック共重合体の水素添加物、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ブタジエン-イソプレン共重合体等のジエン系ゴム、エチレン-プロピレンのランダム共重合体およびブロック共重合体、エチレンとα-オレフィンとの共重合体、エチレン-メタクリレ‐ト、エチレン-ブチルアクリレートなどのエチレン-不飽和カルボン酸エステルとの共重合体、アクリル酸エステル-ブタジエン共重合体、たとえばブチルアクリレート-ブタジエン共重合体などのアクリル系弾性重合体、
エチレン-酢酸ビニル等のエチレンと脂肪酸ビニルとの共重合体、エチレン‐プロピレン-ヘキサジエン共重合体などのエチレン‐プロピレン非共役ジエンターポリマー、ブチレン‐イソブレン共重合体、塩素化ポリエチレン等が挙げられ、これらを1種または2種以上で使用する。好ましいゴム質重合体としては、エチレン-プロピレン非共役ジエンターポ
リマー、ジエン系ゴムおよびアクリル系弾性重合体であり、特に好ましくはポリブタジエンおよびスチレン-ブタジエン共重合体であり、その中のスチレン含有率は50重量%以
下であることが好ましい。
このような共重合体(iii)としては、(c)ゴム質重合体の存在下にその他の成分がグラフト共重合したグラフト共重合体が好ましい。特に、ABS樹脂(アクリロニトリル‐ブタジエン-スチレン共重合体)、AES樹脂(アクリロニトリル-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体)、ACS樹脂(アクリロニトリル-塩素化ポリエチレン-スチレン共重合体)、AAS樹脂(アクリロニトリル-アクリル系弾性体-スチレン共重合体)およびから選択される樹脂が好ましい。
上記(共)重合体(i)、共重合体(ii)および(iii)の重量平均分子量(Mw)は好まし
くは30,000〜200,000、より好ましくは30,000〜150,000、特に好ましくは30,000〜110,000であることが望ましい。
上記(共)重合体(i)、共重合体(ii)および(iii)には、上記の成分(a)、(b)、(c)の他に、これらの成分と共重合可能な単量体が、本発明の目的を損なわない範囲で共重合されていてもよい。このような共重合可能な単量体としては、アクリル酸、メタアクリル酸などのα,β-不飽和カルボン酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレートなどのα,β-不飽和カルボン酸エステル類;無水マレイン酸、無水イタコン酸等のα,β-不飽和ジカルボン酸無水物類;マレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-o-クロロフェニルマレイミドなどのα,β-不飽和ジカルボン酸のイミド化合物類;等を挙げることができ、これらの単量体は1種または2種以上で使用される。
この共重合体の製造方法については、制限はなく塊状重合、塊状懸濁重合、溶液重合により製造される。
芳香族ポリエステル(iv)
芳香族ポリエステルはそれ自体公知のものであり、芳香環を重合体の連鎖単位に有するポリエステルであって、芳香族ジカルボン酸およびジオール(またはそのエステル形成性誘導体)とを主成分とする重縮合反応により得られる重合体または共重合体である。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、ナフタレン-2,5-ジカルボン酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ビフェニル-2,2'-ジカルボン酸、ビフェニル-3,3'-ジカルボン酸、ビフェニル-4,4'-ジカルボン酸、ジフェニルエーテル-4,4'-ジカルボン酸、ジフェニルメタン-4,4'-ジカルボン酸、ジフェニルスルフォン-4,4'-ジカルボン酸、ジフェニルイソプロピリデン-4,4'-ジカルボン酸、1,2-ビス(フェノキシ)エタン-4,4'-ジカルボン酸、アントラセン-2,5-ジカ
ルボン酸、アントラセン-2,6-ジカルボン酸、p-ターフェニレン-4,4'-ジカルボン酸、ピ
リジン-2,5-ジカルボン酸等が挙げられ、テレフタル酸が好ましい。
これらの芳香族ジカルボン酸は2種以上を混合して使用してもよい。なお、少量であればこれらの芳香族ジカルボン酸とともにアジピン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸を1種以上混合して使用することができる。
また、ジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ネオペンチルグリコール、2-メチルプロパン-1,3- ジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、などの脂肪族ジオール、シクロヘキサン-1,4- ジメタノールなどの脂環式ジオール等、およびそれらの混合物などが挙げられる。なお、少量であれば、分子量400 〜6,000の長鎖ジオール、すなわち、ポリ
エチレングリコール、ポリ- 1,3-プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどを1種以上共重合させてもよい。
具体的な芳香族ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレン-1,2-ビス(フェノキシ)エタ
ン-4,4'-ジカルボキシレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレートなどを挙げることができる。なかでも、PBTおよびPETが好ましい。
ポリフェニレンエーテル(v)
ポリフェニレンエーテル(PPE)は、置換または非置換のフェニレンエ―テル繰返し単位を有する公知の樹脂である。具体例としては、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジエチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-メチル-6-エチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-メチル-6-プロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジプロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-エチル-6-プロピル-1,4-フェニレン)エ
ーテル、ポリ(2,6-ジメトキシ-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジクロロメチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジブロモメチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジフェニル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジトリル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジクロロ-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジベンジル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,5-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテルなどが挙げられる。
またPPE共重合体として、フェニレンエーテル繰り返し単位中にアルキル三置換フェノール、たとえば2,3,6-トリメチルフェノールを一部含有する共重合体を使用することもできる。またこれらのPPEに、スチレン系化合物がグラフトした共重合体であってもよい。スチレン系化合物グラフト化ポリフェニレンエーテルとしては、上記PPEにスチレン系化合物として、たとえばスチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロス
チレンなどをグラフト重合して得られる共重合体である。PPEは、たとえば日本ジーイープラスチックス社製、商品名NORYLとして市販されている。
ポリエーテルイミド(vi)
ポリエーテルイミドは公知の樹脂であり、たとえば日本ジーイープラスチックス社から商品名ULTEMとして市販されているものが挙げられる。
ポリフェニレンサルファイド(vii)
ポリフェニレンサルファイド(PPS)は、置換または非置換のフェニレンサルファイド繰り返し単位を有する公知の樹脂である。たとえばフィリプスペトロリアム(株)、および東ソー・サスティール(株)、(株)トープレンおよび呉羽化学(株)等から市販されているものが挙げられる。
本発明で使用される熱可塑性樹脂としては共重合体(i)と(iii)が好ましく、特に、
HIPS(耐衝撃性ポリスチレン)、ABS樹脂(アクリロニトリル‐ブタジエン-スチ
レン共重合体)、AES樹脂(アクリロニトリル-エチレン-プロピレン-スチレン共重合
体)、ACS樹脂(アクリロニトリル-塩素化ポリエチレン-スチレン共重合体)、AAS樹脂(アクリロニトリル-アクリル系弾性体-スチレン共重合体)およびから選択される樹脂が好ましい。
とこのような熱可塑性樹脂(A-2)は、ポリカーボネート系樹脂(A-1)との重量比(A-1
:A-2)が99:1〜1:99、好ましくは30:70〜70:30の範囲にあることが望ましい。
[アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)]
本発明における(B)成分のオルガノシロキサンとしては、下記平均組成式で表されるアルコキシ基含有オルガノシロキサンが使用される。
1 aSi(OR2)b(4-a-b)/2…(a)
式中、R1は必須成分としてアリール基を含む置換または非置換の1価炭化水素基を表
し、R2は置換または非置換の1価炭化水素基を表し、R1とR2とは互いに同一であって
も異なっていていもよい。また、0.2≦a≦2.7、0.2≦b≦2.4、a+b<3の範囲にある。
1としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基などのアルキ
ル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基などのアルケニル基、フェニル基、ビフェニル基、ナフタレンなどのアリール基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などのシクロアルキル基またはこれらの基の炭素原子に結合した水素原子をハロゲン原子、シアノ基、アミノ基などで置換した基、たとえばクロロメチル基、3,3,3‐トリフルオロプロピル基
、シアノメチル基、γ-アミノプロピル基、N-(β-アミノエチル)−γ-アミノプロピル基などが例示される。合成と入手のしやすさまたはアルコキシ基含有オルガノシロキサンの安全面から、工業的に、メチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。
また、(B)成分であるアルコキシ基含有オルガノシロキサンは、R1のうち必須成分
としてアリール基(フェニル基)を含有している。アリール基含有率(フェニル基含有率)は20%以上であることが好ましい。この範囲未満であると、ポリカーボネート系樹脂中の分散性が悪く、燃焼時に芳香族同士の縮合も起こりにくくなり、燃焼効果が低下する場合がある。特にアリール基含有率は、50%以上であることが好ましい。なお、アリール基含有率は、90%以上であると、芳香族基同士の立体障害により、オルガノシロキサン分子の空間的自由度が低下し、樹脂中で自由に移動することができなくなり、顕著な難燃効果を発現できなくなる場合がある。
2としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基などのアルキル
基が例示される。アルコキシ基としての反応性と工業的な取扱いのしやすさから、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が好ましく用いられる。本発明で使用されるオルガノシロキサン中のアルコキシ基はオルガノシロキサン化合物に活性を付与するので、アルカリ(土類)金属塩と併用すると、難燃性の相乗効果に寄与するものと考えられる。したがって、平均組成式(a)中のb値、すなわちSi原子1モルに対するアルコキシ基のモル数
は0.2〜2.4(0.2≦c≦2.4)、好ましくは0.4〜2.2の範囲にあることが望ましい。b値が0.2未満ではオルガノシロキサンの活性が低すぎて、充分な難燃化効果が期待できないことがあり、2.4を越えると、オルガノシロキサン自体の耐熱性が低下し、難燃化効果が低下してしまうことがある。
1の含有率、すなわち、式(a)中のa値は、0.2〜2.7(0.2≦a≦2.7、好ましくは0.2〜2.4の範囲にある(但し、a+b<3)ことが望ましい。a値が低す
ぎると、オルガノシロキサンのポリカーボネート系樹脂組成物への分散性が悪く、また、a値が高すぎると、オルガノシロキサン自身の耐熱性が悪くなることがあり、優れた難燃
性を発揮できないことがある。
また、(B)成分である、オルガノシロキサンが含有するR1のうち、芳香族基含有率(フェニル基含有率)が20%以上であることが好ましい。この範囲以下であると、ポリカーボネート系樹脂中の分散性が悪く、燃焼時に芳香族同士の縮合も起こりにくくなり、燃焼効果が低下する場合がある。さらに好ましくは50%以上である。なお、90%以上であると、芳香族基同士の立体障害により、オルガノシロキサン分子の空間的自由度が低下し、樹脂中で自由に移動することができなくなり、顕著な難燃効果を発現できなくなる場合がある。
本発明では、ポリカーボネート系樹脂組成物に、このようなアルコキシ基含有オルガノシロキサンと、後述する(C)アルカリ(土類)金属塩とを併用した時の飛躍的な難燃性相乗効果が特徴をなす。アルカリ(土類)金属塩とオルガノシロキサンの単独添加では、いずれも同様な効果を達成することができない。(B)成分であるアルコキシ基含有オルガノシロキサンの重量平均分子量は、300〜6000、好ましくは300〜4000の範囲にあることが望ましい。さらに好ましくは300〜2500の範囲にある。分子量が
低すぎると、樹脂組成物に混合した後、オルガノシロキサンが成形体表面にブリードしやすいため、難燃効果が低下してしまうことがある。分子量が高すぎると、オルガノシロキサンの樹脂中における分散性が悪くなったり、動きにくくなるため、難燃効果が低下することがある。また、オルガノシロキサンの分子量が高すぎると、ポリカーボネート樹脂に配合する場合、ポリカーボネート樹脂の透明性が落ちることがある。
本発明で使用されるアルコキシ基含有オルガノシロキサンは、分岐構造を含み、かつ実質的にシラノール基(SiOH)を含んでいないことが望ましい。シラノール基を少量で含有しても、オルガノシロキサン自身の凝集が著しく、難燃性を達成することができないことがある。ここで、分岐構造というのは、オルガノシロキサンの1個のSi原子にシロキサン残基が3個または4個結合している場合をいう。具体的には、以下の構造単位のいずれかを含む場合をいう。
Figure 2008069356
(R1およびR2は、前記式(a)と同じ)
本発明で使用されるアルコキシ基含有オルガノシロキサンの中には、分岐構造以外に、次のような構造単位(b-1)または(b-2)が含まれていることが好ましい。
1 1Si(OR2)20.5…(b-1)
1 1Si(OR2)O…(b-2)
(R1およびR2は、前記式(I)と同じ)
また、アルコキシ基含有オルガノシロキサンの中には、上記構造単位以外に、次のような構造単位(b-3)または(b-4)を含んでもよい。
Si(OR2)2O …(b-3)
Si(OR2)30.5 …(b-4)
(R1およびR2は、前記式(I)と同じ)
さらに、本発明で使用されるアルコキシ基含有オルガノシロキサンの中には、以下に示すような下記式で表される1個のSi原子に2個の炭化水素基が結合している二官能性単位(b-5)または3個の炭化水素基が結合している単官能性単位(b-6) および(b-7)を含んでもよい。
1 2SiO …(b-5)
1 2Si(OR2)O0.5…(b-6)
1 3SiO0.5 …(b-7)(R1およびR2は、前記式(I)と同じ)
ただし、このような(b-5)から(b-7)で表される構成単位は、オルガノポリシロキサン中に、85モル%以下、好ましくは50モル%、さらに好ましくは20%以下である。二官能性単位や単官能性単位を多く含むと、オルガノシロキサンの耐熱性や架橋活性が低くなり、難燃性を低下させることがある。
このようなオルガノシロキサンは公知の商品として市販されているものを特に制限なく使用することができる。またオルガノシロキサンは公知の方法で製造することもできる。たとえば、シロキサン単位を形成し得るオルガノクロロシランやオルガノアルコキシシラ
ンを過剰の水で、加水分解・縮合反応させることによって、シラノール基含有ポリオルガノシロキサンを調製し、次いで得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサンを公知の方法を用いて、シラノール基をシリル化することによって、目的のアルコキシ基含有オルガノシロキサンを製造することができる。シリル化を行う際に、シラザン類化合物またはクロロシラン類の化合物が好適に用いられる。
本発明の難燃性樹脂組成物へ配合する(B)成分のオルガノシロキサンの量は、ポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部、または(A)成分がポリカーボネート系樹脂(A-1)と熱可塑性樹脂(A-2)とからなる場合には(A-1)と(A-2)との合計100重量部に対して、0.05〜10重量部、好ましくは1〜8重量部の量で含まれていることが望ましい。オルガノシロキサンの量が0.05重量部未満では難燃性を充分に付与することができず、10重量部を越えると成形品の外観や強度に悪影響を与える。これらのオルガノシロキサンは、いずれも燃焼時には有害なガスを発生させることがない。
本発明の難燃性樹脂組成物へ配合する(B)成分のオルガノシロキサンの量は、ポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部、または(A)成分がポリカーボネート系樹脂(A-1)と熱可塑性樹脂(A-2)とからなる場合には(A-1)と(A-2)との合計100重量部に対して、0.05〜10重量部、好ましくは1〜8重量部の量で含まれていることが望ましい。オルガノシロキサンの量が0.05重量部未満では難燃性を充分に付与することができず、10重量部を越えると成形品の外観や強度に悪影響を与える。これらのオルガノシロキサンは、いずれも燃焼時には有害なガスを発生させることがない。
[アルカリ(土類)金属塩(C)]
本発明の樹脂組成物においては、(C)成分としてアルカリ(土類)金属塩が使用される。アルカリ(土類)金属塩を構成するアルカリ(土類)金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、セシウム、ルビジウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムが挙げられる。このうち、好ましくはナトリウムまたはカリウムであり、特に好ましくはカリウムである。
このようなアルカリ(土類)金属塩としては、特開昭50-98546号公報に記載された芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、特開昭50-98549号公報に記載された芳香族スルホン・スルホン酸アルカリ(土類)金属塩(芳香族スルホン:-Ph-SO2-Ph-:Phはフェニル
基)、特開昭50-98547号公報に記載された芳香族ケトンのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩(芳香族環の水素とスルホン酸基とが置換したもの)、特開昭50-116542号公報に記
載された複素環式スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、特開昭50-97642号公報に記載されたハロゲン化非芳香族カルボン酸アルカリ(土類)金属塩、特開昭50-98539号公報に記載された芳香族サルフィドのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、特開昭50-98543号公報に記載された芳香族エーテルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、特開昭50-98542号公報に記載された脂肪族系またはオレフィン系スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、特開昭50-98544号公報に記載されたフェノールエステルスルホン酸のアルカリ(土類)金属塩、特開昭50-98538号公報に記載されたハロゲン化オキソ炭素酸のアルカリ(土類)金属塩、特開昭50-98545号公報に記載されたハロゲン置換芳香族スルホン酸のアルカリ(土類)金属塩が使用できる。
このようなアルカリ(土類)金属塩として、具体的には、特開昭50-98544号に開示された、ナトリウム[フェニル-2,4,5-トリクロロベンゼンスルホンネート]-4'-スルホネー
ト、カルシウム[4-ブロモフェニル-2,4,5-トリクロロベンゼンスルホネート]-3'-スル
ホネート、ナトリウム[4,4'-ジクロロジフェニルカーボネート]-2-スルホネート、カリウム[トリス(2-クロロフェニル)ホスフェート]-4-スルホネート、バリウム[ビス(4-ブロモフェニル)サルフェート]-3-スルホネート、ナトリウム[ビス-2,4,5-トリクロロフ
ェニルテレフタレート]スルホネート、ジナトリウム[ジフェニルオキザレート]-4,4'-ジスルホネート、ナトリウム[フェニルペンタクロロベンゼンホスホネート]-4'-スルホネート、ジナトリウム[ジフェニルジブロモマレエート]-4,4'-ジスルホネート、ジナトリウム[ビスフェノール−A−ビス(2,4,5-トリクロロベンゼン)スルホネート]-2,2'-ジスルホネート、ポリナトリウム[ビスフェノール−A−ポリカーボネート]ポリスルホネート、ポリナトリウム[(ビスフェノール−A)-(テトラブロモ-ビスフェノール−A)コポリカーボネート]ポリスルホネート、ポリナトリウム[(ビスフェノール−A)-(テトラクロロ-ビスフェノール−A)コポリカーボネート]ポリスルホネート、ナトリウム[ペンタクロロフェニルベンゾエート]-3-スルホネート、ナトリウム[ビス(p-クロロフェニル)イソフタレート]-5-スルホネート、ハイドロキノン[チオノベンゾエート][2',4',5'-トリクロロベンゼンスルホネート]-2-スルホン酸のナトリウム塩、カリウム(ペンタクロロフェニル)フェニルメチル-ホスホネート-4-スルホネート、ナトリウム2-クロロフェニルベンゼンスルフィネート-4-スルホネート、ジナトリウムビス(4-クロロフェニル)サクシネート2,2'-スルホネート、ビス(2-クロロフェノキシ)メチルフェニルシラン4,4'-ジスルホン酸のナトリウム塩などが挙げられる。またトリフェニルトリメリテートジスルホン酸、4-クロロフェニルチオノベンゾエートスルホン酸、4,4'-ジクロロジフェニルサルファイトジスルホン酸、4,5-ジブロモフェニルベンゼンスルホネートスルホン酸、ジフェニルサルフェートスルホン酸、トリ(α-ナフチル)ホスフェートトリスルホン酸、ハイドロキノンビス(フェニルフェニルホスホネート)スルホン酸、テトラブロモビスフェノール−A-ビス(4-クロロフェニルスルフェート)ジスルホン酸、ジフェニルジブロモマレエートジスルホン酸ビスフェノール−A−ビス[ビス(4-クロロフェニル)チオホスフェート]ジスルホン酸、ポリ(ジフェニルシロキサン)ポリスルホン酸、ポリ(ビスフェノール−A-テトラクロロビスフェノール−A)-ポリスルホン酸、ビスフェノール−A-ビス(2,4,5-トリクロロベンゼンスルホネート)スルホン酸のアルカリ(土類)金属塩などが挙げられる。
また、特開昭50-116542号公報に記載されたチオフェン-2,5-ジスルホン酸ジナトリウム、チオフェン-2-スルホン酸カルシウム、ベンゾチオフェン-スルホン酸ナトリウム、4-ブロモチオフェン-2-スルホン酸ナトリウム、5-ブロモチオフェンナトリウム、4,5-ジブロモチオフェン-2-スルホン酸ナトリウム、2,6-ジクロロピリジン-3-スルホン酸ナトリウム、インジコ-5,5'-ジスルホン酸ジナトリウム、銅フタロシアニンテトラスルホン酸テトラナトリウム、2,4,5,7-テトラクロロベンゾチオフェン-3,6-ジスルホン酸、2,7-ジクロロジベンゾフラン-1,8-ジスルホン酸ジナトリウム、2-(トリフルオロメチル)ピリジン-5-スルホン酸カルシウム、4,5-ジブロモチオフェン-2-スルホン酸カルシウム、2,5-ジブロモチオフェン-3-スルホン酸カルシウム、2,4,5-トリブロモチオフェン-3-スルホン酸ナトリウム、2,5-ジクロロチオフェン-3-スルホン酸ナトリウム、ピリジン-3-スルホン酸ナトリウム、ピリジン-3-スルホン酸カルシウム、4-シアノピリジン-2-スルホン酸ナトリウム、2,5-ジクロロ-3-ニトロチオフェン-4-スルホン酸ナトリウム、2,5-ジクロロチオフェン-3-スルホン酸ナトリウム、2,5-ジクロロチオフェン-3-スルホン酸ナトリウム、トリフルオロチオフェンスルホン酸のジナトリウム塩、チアナフテンインデンインジコスルホン酸のジナトリウム塩、ピリジン-3,5-ジスルホン酸のジカリウム塩、テトラクロロベンゾビロールジスルホン酸のジナトリウム塩、トリクロロキノリン-8-スルホン酸のリチウム塩、オクタクロロ銅フタロシアニンテトラスルホン酸のテトラナトリウム塩、テトラクロロチアンスレンジスルホン酸のバリウム塩、ジクロロベンゾチアゾールスルホン酸のナトリウム塩、3,4,5-トリクロロチオフェン-2-スルホン酸のカルシウム塩、3,4-ジクロロチオフェン-2,5-ジスルホン酸のジナトリウム塩などを使用することができる。
また、特開昭50-98547号公報に記載された2,4,6-トリフルオロアセトフェノン-4-スル
ホン酸ナトリウム、ベンゾフェノン-3,3'-ジスルホン酸ジナトリウム、4,4'-ジクロロベ
ンゾフェノン-3,3'-ジスルホン酸ナトリウム、4,4'-ジクロロベンゾフェノン-3-スルホン
酸カルシウム、3,3',4,4'-テトラクロロベンジル-5-スルホン酸ナトリウム、2,3-ジクロ
ロナフトキノン-χ-スルホン酸カルシウム、4,4'-ジクロロベンゾフェノン-3-スルホン酸バリウム、1,5-ジクロロアントラキノン-ジスルホン酸ナトリウム、2,5-ジクロロアント
ラキノン-ジスルホン酸ナトリウム、4-(トリフルオロメチル)-4'-ニトロベンゾフェノン
スルホン酸ナトリウム、4-シアノベンゾフェノン-4'-スルホン酸ナトリウムなどを用いることができる。
また、特開昭50-98549号公報に記載されたジフェニルスルホン-3-スルホン酸のナトリ
ウム塩、4,4'-ジブロモジフェニル-スルホン-3-スルホン酸のナトリウム塩、4-クロロ-4'-ニトロジフェニルスルホン-3-スルホン酸のカルシウム塩、4-クロロ-3'-(トリフルオロメチル)ジフェニルスルホン-3-スルホン酸のカリウム塩、ジフェニルスルホン-3,3'-ジスルホン酸のジナトリウム塩、4,4'-ジクロロジフェニルスルホン-3,3'-スルホン酸のジナトリウム塩、4,2',4'5'-テトラクロロジフェニルスルホン-3,5-ジスルホン酸のジナトリウム塩、4,4'-ジクロロ-1,1'-ジナフチルスルホン-5,5'-スルホン酸のカルシウム塩、
Figure 2008069356
を使用することができる。また、特開昭50-98538号公報に記載されたスクエア酸ジナトリウム、ロジソン酸バリウム、クロラニル酸ジナトリウム、クロラニル酸カルシウム、クロコン酸ジナトリウム、クロラニル酸ジナトリウム、クロラニル酸バリウムなどを用いることができる。
さらに、特開昭50-98545号公報に記載された2,5-ジフルオロベンゼンスルホン酸ナトリウム、3,4-ジクロロベンゼンスルホン酸ナトリウム、2,4,5-トリブロモベンゼンスルホン酸ナトリウム、2,4,5-トリクロロベンゼンスルホン酸ナトリウム、p-ヨードベンゼンスルホン酸ナトリウム、2,4-ジブロモ-5-フルオロベンゼンスルホン酸ナトリウム、2,5-ジク
ロロベンゼンスルホン酸カルシウム、2,5-ジクロロベンゼン-1,3-ジスルホン酸ジナトリ
ウム、4,4'-ジブロモフェニル-3-スルホン酸ナトリウム、2,5-ジクロロベンゼン-1,1-ビ
ス(4'-クロロフェニル)エチレン-3,3'-ジスルホン酸ジナトリウム、2,4-ジニトロベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、2-クロロ-5-ニトロベンゼンスルホン酸カルシウム、3-(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホン酸カルシウム、2-クロロ-5-ニトロベンゼンスルホン酸カルシウムなどのを使用することもできる。
さらには、特開昭50-98539号公報に記載されたジフェニルサルファイド-4,4'-ジスルホン酸ジナトリウム、4,4'-ジクロロジフェニルサルファイド-3-スルホン酸ナトリウム、4,4'-ジクロロ-1,1'-ジナフチルサルファイド-5,5'-ジスルホン酸ジナトリウム、2-ニトロチアンスレン-5-スルホン酸ナトリウム、2,3,5,6-テトラクロロ-4-シアノジフェニルサルファイド-4-スルホン酸カリウム、1,2,4,5-テトラクロロ-3-[p-(トリフルオロメチル)フェニルチオ]-6-(フェニルチオ)-ベンゼン-4'-スルホン酸ナトリウムなどを使用することができる。が挙げられる。
さらには、特開昭50-98542号公報に記載された2,3,4,5,6-ペンタクロロ-β-スチレンスルホン酸ナトリウム、トリクロロビニルスルホン酸ナトリウム、2,3,4,5,6-ペンタブロモ-β-スチレンスルホン酸カルシウム、ペンタクロロ-1,3-ブタジエン-1-スルホン酸ナトリウム、2-クロロ-3,3,4,4,5,5-ヘキサフルオロシクロペンタン-1-スルホン酸バリウム、2,4-ジクロロトルエン-α-スルホン酸ナトリウム、2,4,5,6-テトラクロロ-m-キシレン-α,α'-ジスルホン酸ジナトリウム、ペンタブロモトルエン-α-スルホン酸カルシウム、ヘプタフルオロシクロブタンスルホン酸ナトリウム、1,2,2,2-テトラクロロエタンスルホン酸ナトリウム、2,3,4,5,6-ペンタクロロ-β-スチレンスルホン酸ナトリウム、トリクロロビニルスルホン酸ナトリウムなどを用いることができる。
さらにまた、特開昭50-97642号公報に記載されたジナトリウムクロレンデート、ジリチウムクロレンデート、ジカリウムクロレンデート、ストロンチウムクロレンデート、ナトリウムトリクロロアセテート、ナトリウム3,4-ジクロロシンナメート、ジナトリウムヘキサフルオログルタレート、ジナトリウムジブロモマレエート、ジナトリウム5,6,7,8,9,9-ヘキサクロロ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロ-5,8-エンド-メチレン-2,3-ジカルボキシレート、ジナトリウム5,6,7,8,9,9-ヘキサクロロ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロ-1,4-5,8-ジ-エンド-メチレン-2,3-ジカルボキシレート、カルシウム2,3,4,5,6-ペンタクロロ
シンナトリウムメート、カリウムジクロロフルオロアセテート、カルシウム1,4,5,6,7,7-ペキサクロロノルボルネン-2-カルボキシレートなどを用いることができる。
また、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸ストロンチウム、ベンゼンスルホン酸マグネシウム、o-ベンゼンスルホン酸ジカリウム、ナフタレン-2,6-ジスルホ
ン酸ジナトリウム、ビフェニル-3,3'-ジスルホン酸カリウム、1,1,1-トリクロロ-2,2-ジ
フェニルエタン-4,4'-ジスルホン酸ジナトリウム、ビベンジル-4,4-ジスルホン酸ジナト
リウム、トリフェニルメタン-4,4'-ジスルホン酸ジナトリウム、トランス-α,α'-ジクロロスチレン-4,4'-ジスルホン酸カリウム、o-トルエンスルホン酸ナトリウムなどを用いることができる。
さらには、特開昭50-98543号公報に記載されたジナトリウムテトラクロロジフェニルエーテルジスルホネート、ジナトリウム4-ブロモジフェニルエーテル2,4-ジスルホネート、カルシウム1-メトキシナフタレン-4-スルホネート、ナトリウム2,6-ジクロロアニゾール-4-スルホネート、ナトリウム4-ドデシルジフェニルエーテルジスルホネート、ナトリウム1,5-ジクロロジベンゾ-p-ジオキシンスルホネート、ポリナトリウムポリ(2,6-ジメチルフェニレンオキシド)ポリスルホネート、ポリナトリウムポリ(2-メチル-6-フェニルフェニレンオキシド)ポリスルホネート、ポリナトリウムポリクロロポリフェニレンオキシドポリスルホネート、ジナトリウムテトラクロロジフェニルエーテルジスルホネートなどを用いることができる。
さらに、アルカリ(土類)金属塩として、パーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩を用いることができる。
パーフルオロアルカンスルホン酸金属塩としては、好ましくは炭素数1〜19の、より
好ましくは炭素数4〜8のパーフルオロアルカン基を有するスルホン酸金属塩である。
より好ましいパーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩は、パーフルオロブタンスルホン酸のナトリウム塩、パーフルオロブタンスルホン酸のカリウム塩、パーフルオロメチルブタンスルホン酸のナトリウム塩、パーフルオロメチルブタンスルホン酸のカリウム塩、パーフルオロオクタンスルホン酸のナトリウム塩、パーフルオロオクタンスルホン酸のカリウム塩等が挙げられる。
また、サッカリンのナトリウム塩、サッカリンのカリウム塩、N-(p-トリルスルホニル)−p−トルエンスルフィミドのカリウム塩などのスルホンアミド金属塩やスルフィミド金属塩等を用いることもできる。
本発明で使用されるアルカリ(土類)金属塩としては、難燃性において好ましくは、パーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、さらに好ましくは、パーフルオロアルカンスルホン酸カリウム塩、具体的にはパーフルオロブタンスルホン酸カリウムが好ましい。
アルカリ(土類)金属塩は、ポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部、またはポ
リカーボネート系樹脂(A-1)と熱可塑性樹脂(A-2)との合計100重量部に対して、0.0
1〜3重量部、好ましくは0.01〜0.1重量部、より好ましくは0.02〜0.09重量部、さらに好ましくは 0.03〜0.08重量部の範囲にあることが望ましい。この
ような範囲にあると、透明性および難燃性のいずれにも優れたポリカーボネート樹脂組成物を得ることができる。
アルカリ(土類)金属塩の使用量が0.01重量部より少ないと充分な難燃性を発揮することができないことがあり、また、3重量部より多いと、ポリカーボネートの熱安定性を損なうことがある。特に、アルカリ(土類)金属塩がパーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ(土類)金属塩の場合、ポリカーボネート100重量部に対して、0.01〜0.1重量部、好ましくは0.02〜0.09重量部、さらに好ましくは0.03〜0.08重量部の量で含まれることが好ましい。
[ドリップ防止剤(D)]
本発明に係る難燃性樹脂組成物は、さらに必要に応じて、(D)ドリップ防止剤を含んでいてもよい。ドリップ防止剤とは、燃焼の際に、ドリップ(滴下)を抑制する働きのある添加剤であり、公知のものが使用できる。本発明では、特に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などに代表されるポリカーボネート系樹脂中でフィブリル構造を形成するものがドリップの抑制効果が高いので好適である。
このようなドリップ防止剤が含まれるポリカーボネート樹脂組成物はとくに難燃性に優れている。但し、ドリップ防止剤を含まないポリカーボネート系樹脂組成物、すなわち(A-1)ポリカーボネート系樹脂、または、(A-1)ポリカーボネート系樹脂と(A-2)ポリカーボネート系樹脂以外の熱可塑性樹脂と、(B)アルコキシ含有オルガノシロキサンと、(C)アルカリ(土類)金属塩とから構成される組成物に比べると、透明性が落ちることがある。
このようなポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の中でも、分散性に優れたもの、たとえば水などの溶液にPTFEを乳化分散させたもの、またポリカーボネートやスチレン−アクリロニトリル共重合体に代表される樹脂でPTFEをカプセル化処理したものは、ポリカーボネート組成物からなる成形体に、よい表面外観を与えるので好ましい。
水などの溶液にPTFEを乳化分散させたものの場合、特に制限はないが、PTFEが1ミクロン以下の平均粒子径であるものが好ましく、特に0.5ミクロン以下であることが好ましい。このようなPTFEとして市販されているものの具体例としては、テフロン(登録商標)30J(商標、 三井デュポンフルオロケミカル(株))、ポリフロン D−2C(商標、 ダイキン化学工業(株))、アフロン AD1(商標、旭硝子(株))などが挙げられる。
ドリップ防止剤(D)は、ポリカーボネート系樹脂(A-1)単独で使用される場合は、
ポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部に対し、ポリカーボネート系樹脂(A-1)と熱可塑性樹脂(A-2)とが併用されている場合には(A-1)と(A-2)との合計100重量
部に対して、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜2重量部、さらに好ましくは0.1〜0.5重量部の範囲で添加される。
成分(D)の量が上記の範囲より少ないと優れた難燃性のポリカーボネート組成物が得られず、上記の範囲より多いと流動性が損なわれることがある。また、このようなポリテトラフルオロエチレンは、公知の方法によって製造することもできる(米国特許第2393967号明細書参照)。具体的には、ペルオキシ二硫酸ナトリウム、カリウムまたはアンモニウムなどの遊離基触媒を使用して、水性の溶媒中において、100〜1000psiの圧力下で、0〜200℃好ましくは20〜100℃の温度条件のもと、テトラフルオロエチレンを重合させることによって、ポリテトラフルオロエチレンを白色の固体として得ることができる。
このようなポリテトラフルオロエチレンは、分子量が50万以上、好ましくは100万〜5000万程度のものが望ましい。このため、ポリテトラフルオロエチレンが配合された樹脂組成物は、燃焼時のドリップが抑制される。さらに、ポリテトラフルオロエチレンとシリコーン樹脂とを併用すると、ポリテトラフルオロエチレンのみを添加したときに比べて、さらにドリップを抑制し、しかも燃焼時間を短くすることができる。
本発明では、ドリップ防止剤(D)として、以上のようなポリテトラフルオロエチレンとともに、ポリフェニレンエーテル(PPE)を併用してもよい。このようなPPEの具体例
としては、ポリ(2,6-ジメチル-1,4 -フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジエチル-1,4 -フ
ェニレン)エーテル、ポリ(2-メチル-6-エチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-メチル-6-プロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジプロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2-エチル-6-プロピル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6‐ジメトキシ-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジクロロメチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジブロモメチル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジフェニル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジトリル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジクロロ-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,6-ジベンジル-1,4-フェニレン)エーテル、ポリ(2,5-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテルなどが挙げられる。特に好ましいPPE系樹脂は、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレン)エーテルである。またポリフェニレンエーテル共重合体としては、上記ポリフェニレンエーテル繰り返し単位中にアルキル三置換フェノールたとえば2,3,6-トリメチルフェノールを一部含有する共重合体を挙げることができる。またこれらのポリフェニレンエーテルに、スチレン系化合物がグラフトした共重合体であってもよい。スチレン系化合物グラフト化ポリフェニレンエーテルとしては上記ポリフェニレンエーテルにスチレン系化合物として、たとえばスチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレンなどをグラフト重合して得られる共重合体が挙げられる。
さらにまた、ドリップ防止剤として、上記のようなポリテトラフルオロエチレンとともに、無機系ドリップ防止剤を併用してもよい。無機系ドリップ剤としては、シリカ、石英、ケイ酸アルミニウム、マイカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、タルク、炭化珪素、窒化ケイ素、窒化硼素、酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラックなどが挙げられる。
[エポキシ安定剤(E)]
本発明に係る難燃性樹脂組成物は、さらに耐加水分解性を向上させる目的で(E)エポキシ系安定剤を含んでいてもよい。このエポキシ系安定剤としては、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、t-ブチルフェニルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3',4'-エポキシシ
クロヘキシルカルボキシレート、3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシルメチル-3',4'-エポキシ-6'-メチルシクロヘキシルカルボキシレート、2,3-エポキシシクロヘキシルメチル-3',4'-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、4-(3,4-エポキシ-5-メチルシクロヘキシル)ブチル-3',4'-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチレンオキシド、シクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシルメチル-6'-メチルシロヘキシルカルボキシレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAグリシジルエーテル、フタル酸のジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸のジグリシジルエステル、ビス-エポキシジシクロペンタジエニルエーテル、ビス-エポキシエチレングリコール、ビス-エポキシシクロヘキシルアジペート、ブタジエンジエポキシド、テトラフェニルエチレンエポキシド、オクチルエポキシタレート、エポキシ化ポリブタジエン、3,4-ジメチル-1,2-エポキシシクロヘキサン、3,5-ジメチル-1,2- エポキシシクロヘキサン、3-メチル-5-t-ブチル-1,2-エポキシシクロヘキサン、オクタデシル-2,2-ジメチル-3,4-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、N-ブチル-2,2- ジメチル-3,4-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、シクロヘキシル-2-メチル-3,4-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、N-ブチル-2-イソプロピル-3,4-エポキシ-5-メチルシクロヘキシルカルボキシレート、オクタデシル-3,4- エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、2-エチルヘキシル-3',4'-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、4,6-ジメチル-2,3-エポキシシクロヘキシル -3',4'-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、4,5-エポキシ無水テトラヒドロフタル酸、3-t-ブチル-4,5-エポキシ無水テトラヒドロフタル酸、ジエチル-4,5-エポキシ-シス-1,2-シクロヘキシルジカルボキシレート、ジ-n-ブチル-3-t-ブチル-4,5-エポキシ-シス-1,2-シクロヘキシルジカルボキシレートなどが挙げられる。
このうち脂環式エポキシ樹脂が好ましく、特に3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3',4'-エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが好ましい。この脂環式エポキシ安定剤は、旭電化工業株式会社製R−51、ダイセル化学工業株式会社製セロキサイド2021Pとして入手可能である。本発明の難燃性樹脂組成物に配合されるエポキシ安定剤の量は、ポリカーボネート系樹脂(A-1)単独で使用される場合は、ポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部に対し、ポリカーボネート系樹脂(A-1)と熱可塑性樹脂(A-2)とが併用されている場合には(A-1)と(A-2)との合計100重量部に対して、0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部の量で含まれていることが望ましい。エポキシ安定剤の量が、0.01重量部未満では耐加水分解性の向上を図れないことがある。また10重量部を越えると、樹脂組成物を用いて成形された成形品の機械的強度が低下することがある。
本発明の組成物において、(D)と(E)成分が含まれている場合、(D)および(E)の少なくとも一種が含まれてもよく、また2種が含有されていてもよい。
[その他成分]
本発明の樹脂組成物は、さらに、紫外線吸収剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、離型剤などが含まれていてもよい。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤などが挙げられる。
本発明に係る難燃性樹脂組成物には、その物性を損なわない限り、目的に応じて樹脂組成物の混合時または成形時に、公知の添加剤、たとえば着色剤(カーボンブラック、酸化チタンなどの顔料、染料)、充填剤、補強剤(ガラス繊維、炭素繊維、タルク、クレー、マイカ、ガラスフレーク、ミルドガラス、ガラスビーズ)、滑剤、可塑剤、難燃剤、流動性改良剤などが、添加されていてもよい。
以上のような本発明に係る難燃性樹脂組成物は、難燃性に優れ、燃焼時にドリップが発生することがない。たとえば、本発明に係る難燃性樹脂組成物は、アンダーライターズラボラトリーインコーポレーションのブレテン94「材料分類のための燃焼試験」(以下、UL−94という)に示される試験方法にしたがって、厚み1/16インチの試料片を作製し、UL−94 Vの評価をしたとき、UL−94 V−0級を満たすものである。なお、UL−94について、各V級の基準は、概略以下の通りである。
Figure 2008069356
[難燃性ポリカーボネート樹脂組成物の調製]
本発明の樹脂組成物を製造するための方法としては、特に制限はなく、公知の方法が使用できる。特に、溶融混合法が望ましい。樹脂組成物を製造する際には、少量の溶剤を添加してもよい。装置としては特に押出機、バンバリーミキサー、ローラー、ニーダーなどを例として挙げることができ、これらを回分的または連続的に運転する。このとき、成分の混合順は特に限定されない。
[成形品]
本発明に係る(A-1)、(B)および(C)成分から構成されるポリカーボネート樹脂組
成物から成形される成形品は特に難燃性および透明性と耐熱性に優れている。また、(A-1)、(A-2)、(B)および(C)成分から構成されるポリカーボネート樹脂組成物から成形される成形品は難燃性に優れるとともに、耐熱性、耐衝撃性および加工性にも優れている。
本発明に係る難燃性樹脂組成物は、射出成形、押出成形、ブロー成形など任意の成形方法を使用し、任意の形状に成形することができる。こうして得られた成形品は、優れた耐衝撃性を有するとともに高い耐熱性を有しており、しかも難燃性にも優れている。このため、本発明の樹脂組成物の成形品は、テレビ、モニター、プリンター、コピー機、ファクシミリ、パソコン、ノートパソコンなどの家電機器、OA機器のハウジング材および部品、スイッチ、リレー、コネクター、トランス、コイル、偏向ヨーク、充電器、アダプター、ACアダプター、バッテリーパック、液晶の反射板、液晶のフレームなどの電子電気部品、自動車の部品、建築用材料などの高い難燃性が要求される用途において、極めて好適である。
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら
限定されるものではない。なお、特にことわりのない限り、実施例中の部は重量部を、%は重量%を表す。
なお、各成分として次の化合物を使用した。
(i)ポリカーボネート系樹脂(PC):
ビスフェノールAのポリカーボネート:LEXAN(商品名、日本ジーイープラスチックス社製)、300℃、1.2kg荷重にて測定したメルトインデックス値が12.3g/10分、塩化メチレン中、25℃で測定した固有粘度0.49dl/g、粘度平均分子量(Mv)=21760(計算値)。
(ii)ABS樹脂:
サンタック AT−07 (商標、日本A&L(株)製)、ゴム含有量=20%、MI=2.5g/10分)
(iii)オルガノシロキサン:
オルガノシロキサンとして、(B-1):組成式 Ph1.1(CH3)0.6Si(OCH3)0.7O0.8(Mw=900)、(B-2):組成式 (CH3)1.0Si(OCH3)0.7O1.2(Mw=1200)を使用した。(Phはフェニル基)
(iv)アルカリ(土類)金属塩:アルカリ(土類)金属塩の例として、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム(CSOK、Bayowet C4,商標、Bayer社製)を使用した。
(v)ポリテトラフルオロエチレン(PTFE):
ポリフロン D−2C(商標、ダイキン化学工業(株))。 水にPTFEを乳化分散させたもので、PTFE含有量が60%。 なお、ポリフロン D−2Cは、ポリカーボネート系樹脂に対して、0.5%の量で添加されるので、実際のPTFEは、0.3%添加されたことになる。また、水は、樹脂組成物調製時に揮散する。
(vi)エポキシ系安定剤:
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3',4'-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
(セロキサイド 2021P、商標、ダイセル化学工業株式会社製)
[実施例1]
ポリカーボネート90重量部、ABS樹脂10重量部、アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B-1)0.5重量部、パーフルオロブタンスルホン酸カリウムを0.03重量部
、PTFE0.5重量部で混合し、日本製鋼所(株)製の2軸押出機(TEX44αII)により
、スクリュー回転数300rpm、バレル温度250〜260℃の条件にて押出しを行い、
所定の長さに切断してペレットを製造した。このペレットを用いて、100t 射出成形機により、バレル温度260℃、金型温度50℃の成形条件にて、所定の大きさの試験片を射出成形した。得られた成形品について、UL−94に準拠した難燃性試験を行った。
結果を表2に示す。
[実施例2および3、比較例1〜6]
表2のような組成となるようにした以外は、実施例1と同様にしてペレットを作製し、特性評価を行った。結果を表2に示す。
Figure 2008069356
実施例1〜3のように特定のフェニル基含有オルガノシロキサンとアルカリ(土類)金属塩を含むものから得られた成形品は、難燃性、耐衝撃性、耐熱性のいずれにも優れている。実施例3は難燃性に優れるだけではなく、透明性を有する。これに対し、比較例1の
ように特定のフェニル基含有オルガノシロキサンとアルカリ(土類)金属塩を含んでいないポリカーボネートは、難燃性が不充分である。
また、比較例2のようにアルカリ(土類)金属塩を含んでいるもので、特定のオルガノシロキサンを含まないものでは、実施例2と比較しても明らかなように、燃焼時間が長く
、難燃性が低くなっている。さらにまた、比較例3のようにフェニル基を含んでいないオルガノシロキサンと特定のアルカリ(土類)金属塩とを含んでいるものでは、実施例2と
比較しても明らかなように、燃焼時間が長く、難燃性が不充分である。
さらに、比較例4および5のようにポリカーボネートとABSの組成物では、特定のオルガノシロキサンとアルカリ(土類)金属塩を含んでいないもの、または、アルカリ(土類)金属塩だけを含むものでは、いずれも、燃焼時間が長かった。また、比較例6では、フェ
ニル基を含んでいないオルガノシロキサンと特定のアルカリ(土類)金属塩とを配合しているポリカーボネートとABSの組成物では、燃焼時間が長く、難燃性を発揮できなかった

Claims (9)

  1. (A-1)ポリカーボネート系樹脂と、
    (B)下記平均組成式(1)で表されるアルコキシ基含有オルガノシロキサンと、
    1 aSi(OR2)b(4-a-b)/2 …(1)
    (式中、R1は必須成分としてアリール基を含む置換または非置換の1価炭化水素基を表
    し、R2は置換または非置換の1価炭化水素基を表し、R1とR2とは互いに同一であって
    も異なっていてもよい。また、0.2≦a≦2.7、0.2≦b≦2.4、a+b<3の範囲である。)
    (C)芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族スルホン・スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族ケトンのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、複素環式スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族サルフィドのスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、芳香族エーテルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩、脂肪族系またはオレフィン系スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、フェノールエステルスルホン酸のアルカリ(土類)金属塩、ハロゲン置換芳香族スルホン酸のアルカリ(土類)金属塩からなる群から選ばれるアルカリ(土類)金属塩を含み、かつポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部に対して、
    アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)を0.05〜10重量部の量で、(C)アルカリ(土類)金属塩を0.01〜3重量部の量で含み、
    前記アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)のR2が、メチル基またはエチル基
    であり、さらにR1は必須成分としてフェニル基を50%以上90%未満含むことを特徴
    とするポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
  2. (A-1)ポリカーボネート系樹脂と、(A-2)ポリカーボネート系樹脂以外の熱可塑性樹脂と、
    (B)下記平均組成式で表されるアルコキシ基含有オルガノシロキサンと、
    1 aSi(OR2)b(4-a-b)/2…(1)
    (式中、R1は必須成分としてアリール基を含む置換または非置換の1価炭化水素基を表
    し、R2は置換または非置換の1価炭化水素基を表し、R1とR2とは互いに同一であって
    も異なっていてもよい。また、0.2≦a≦2.7、0.2≦b≦2.4、a+b<3の範囲である。)
    (C)アルカリ(土類)金属塩を含み、かつポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量
    部に対して、アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)を0.05〜10重量部の量で、(C)アルカリ(土類)金属塩を0.01〜3重量部の量で含み、
    前記アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)のR2が、メチル基またはエチル基で
    あり、さらにR1は必須成分としてフェニル基を50%以上90%未満含むことを特徴と
    するポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
  3. 熱可塑性樹脂(A-2)が、(a)芳香族ビニル単量体成分を重合体の構成成分として含む重合体;
    (a)芳香族ビニル単量体成分および(b)シアン化ビニル単量体成分を共重合体の構成成分として含む共重合体;
    (a)芳香族ビニル単量体成分、(b)シアン化ビニル単量体成分および(c)ゴム質重合体を
    共重合体の構成成分として含む共重合体;芳香族ポリエステル;ポリフェニレンエーテル;ポリエーテルイミド;およびポリフェニレンサルファイドからなる群より選択される1種以上の樹脂であることを特徴とする請求項2に記載のポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
  4. 熱可塑性樹脂(A-2)が、ABS樹脂、AES樹脂、ACS樹脂、AAS樹脂およびポリ
    スチレン樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂であることを特徴とする請求項2または3に記載のポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
  5. アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)の重量平均分子量が300〜6000の範囲にあることを特徴とする請求項1または2に記載のポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
  6. アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)が分岐構造を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
  7. アルコキシ基含有オルガノシロキサン(B)が実質的にシラノール基(SiOH)を含んでいないことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
  8. さらに(E)エポキシ系安定剤を、ポリカーボネート系樹脂(A-1)100重量部に対
    して、またはポリカーボネート系樹脂(A-1)と熱可塑性樹脂(A-2)との合計100重量部に対して、0.01〜5重量部の量で含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
  9. 前記エポキシ系安定剤が、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3',4'-エポキシシクロ
    ヘキサンカルボキシレートまたはビス-(3,4-エポキシシクロヘキシル)アジペートである
    ことを特徴とする請求項8に記載のポリカーボネート系難燃性樹脂組成物。
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