JP2011526942A - 難燃性であり、光学的に透明な熱可塑性成形組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
A)芳香族ポリカーボネートを、50〜99重量%(percent by weight:pbw)、好ましくは70〜90重量%、より好ましくは80〜85重量%、
B)臭素置換オリゴカーボネートを、1〜20、好ましくは5〜15、より好ましくは8〜12重量%、
C)リン含有化合物、好ましくは有機リン酸またはホスホン酸エステルを、1〜20、好ましくは2〜10、特に好ましくは3〜7重量%、および
D)ペルフルオロアルカンスルホン酸のアルカリまたはアルカリ土類塩の少なくとも1種を、0.01〜1、好ましくは0.02〜0.5、最も好ましくは0.04〜0.1重量%、
を含む。
本明細書に記載される全ての数値範囲は、それらの中により下位の領域(sub-ranges)を含むものとする。
本発明の組成物の調製において適した熱可塑性芳香族ポリカーボネート樹脂は、ホモポリカーボネートおよびコポリカーボネート(ポリエステルカーボネートを含む)であり、直鎖状または分枝状の樹脂であってよく、およびそれらの混合物であってもよい。
これら(本明細書において「ポリカーボネート」とまとめて記載する)は、一般に、重量平均分子量10,000〜200,000、好ましくは20,000〜80,000(ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定)を有し、そしてASTM D−1238による300℃でのメルトフロー率は、約1〜約65g/10分、好ましくは約2〜15g/10分を有する。
これらは、例えば、炭酸誘導体(ホスゲンなど)およびジヒドロキシ化合物からの重縮合による、既知の2相性界面プロセスによって調製することができる(ドイツ特許出願公開明細書2,063,050、2,063,052、1,570,703、2,211,956、2,211,957および2,248,817号;フランス特許明細書1,561,518号;およびH. Schnellによる論文”Chemistry and Physics of Polycarbonates”Interscience Publishers, New York, N.Y., 1964を参照のこと、これら全ては参照により本明細書に組み込まれる。)。このようなポリカーボネートは公知であり、そして広く市販されている(例えばBayer MaterialScienceの、商品名Makrolon(登録商標)など)。
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−アリーレンを示し、これらは必要に応じてヘテロ原子を有する他の芳香族環と縮合していてもよく、または、下記式(II)または(III)の構造を有する基を示し、
xは、それぞれ独立して0、1または2を示し、
pは1または0を示し、および
R5およびR6は、それぞれX1から独立して選択でき、そして、互いに独立して、水素またはC1−〜C6−アルキルであり、好ましくは水素、メチルまたはエチルであり、
X1は炭素であり、および
mは4〜7の整数、好ましくは4または5であり、
但し、少なくとも1種の原子X1、R5およびR6が同時にアルキルであることを条件とする。
R5は、アリール、アルキルアリールまたはアルキル基、好ましくはフェニル、p−tert−ブチルフェニル、クミル、ノニルまたはイソノニル基を示し、および
nは1〜100、好ましくは2〜50、およびより好ましくは3〜5である。]
本発明において適したリン含有化合物として、下記式(IV)の構造を有する、オリゴマーの有機リン酸またはホスホン酸エステルが挙げられる。
nはそれぞれ独立して0または1を示し、好ましくは1を示し、
qは0.5〜30を示し、好ましくは0.8〜15を示し、特に好ましくは1〜5を示し、とりわけ1〜2を示し、および
Xは、炭素数6〜30の単核または複数核芳香族基、または炭素数2〜30の脂肪族基であり、これらはOH基で置換されていてもよく、8つまでのエーテル結合を有していてもよい。この脂肪族基は直鎖状であってもよくまたは分枝状であってもよい。
この態様において、R1、R2、R3およびR4のいずれかが芳香族基である場合は、アルキル基、好ましくはC1〜4−アルキル基で置換されていてもよい。特に好ましいアリール基は、クレシル、フェニル、キシレニル、プロリルフェニルまたはブチルフェニルである。
好ましい態様において、Xは、炭素数6〜30の単核または複数核芳香族基である。より好ましくは、式(I)の芳香族ジヒドロキシ化合物の何れかから選択される。
特に、Xは、レゾルシノール、ヒドロキノン、ビスフェノールAまたはジフェニルフェノールから選択され、特に好ましくはビスフェノールAである。
mはそれぞれ独立して0、1、2、3または4を示し、
R5およびR6は、それぞれ独立してC1〜4−アルキルを示し、好ましくはメチルまたはエチルを示し、および
Yは、C1−〜C7−アルキリデン、C1〜7−アルキレン、C5〜12−シクロアルキレン、C5−12−シクロアルキリデン、−O−、−S−、−SO2または−CO−を示し、好ましくはイソプロピリデンまたはメチレンを示す。
本発明の組成物において適した無機塩は、ペルフルオロアルカンスルホン酸のアルカリまたはアルカリ土類塩である。これらの塩の例として、ペルフルオロブタンスルホン酸ナトリウムおよびカリウム、ペルフルオロメチルブタンスルホン酸ナトリウムおよびカリウム、ペルフルオロオクタンスルホン酸ナトリウムおよびカリウム、ペルフルオロメタンスルホン酸ナトリウムおよびカリウム、ペルフルオロエタンスルホン酸ナトリウムおよびカリウム、ペルフルオロプロパンスルホン酸ナトリウムおよびカリウム、ペルフルオロヘキサンスルホン酸ナトリウムおよびカリウム、ペルフルオロヘプタンスルホン酸ナトリウムおよびカリウム、ペルフルオロブタンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、ペルフルオロメチルブタンスルホン酸テトラエチルアンモニウムおよびこれらの類似物およびこれらの混合物が挙げられる。
これらの塩は、上述の米国特許第3、775、367号に記載されており、そして、例えば、ペルフルオロメチルブタンスルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;ペルフルオロメタンスルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;ペルフルオロエタンスルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;ペルフルオロプロパンスルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;ペルフルオロヘキサンスルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;ペルフルオロヘプタンスルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;ペルフルオロオクタンスルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;ペルフルオロブタンスルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;およびジフェニルスルホン−スルホン酸ナトリウム、カリウム、またはテトラエチルアンモニウム;などの塩、および、少なくとも1種のこれらの塩を含む混合物、が挙げられる。
ペルフルオロブタンスルホン酸カリウム(KPFBS)およびジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム(KSS)が特に好ましい。
本発明の組成物はさらに、熱可塑性ポリカーボネート成形組成物の分野において機能が知られているさらなる添加剤を有効量で用いてもよい。このようなものとして、1またはそれ以上の、潤滑剤、離型剤(例えばペンタエリスリトールテトラステアレートなど)、核形成剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、加水分解安定剤、フィラーおよび補強材、着色剤または顔料、加えてさらなる難燃剤、他のタレ抑制剤(drip suppressants)または難燃性相乗剤が挙げられる。このような安定化添加剤は当分野で知られており、そして標準的な参考文献である「Plastics additives Handbook」第5版、H. Zweifel, Hanser Publishers編集(参照により本明細書に援用する)に開示されている。
添加剤は、有効な量、好ましくはポリカーボネート成分の総量に対して、全量で0.01〜約30%の量で用いることができる。
・ポリカーボネート:メルトフローレート約4g/10分(300℃、1.2kg、ASTM D 1238)を有する、ビスフェノールAベースの直鎖状ホモポリカーボネート(Makrolon 3208、Bayer MaterialScience LLC製)。
・臭素置換オリゴカーボネート(表中において「Br−OC」と示す):下記式で示される、ビスフェノールAベースのテトラ臭素化オリゴカーボネート(Chemtura Corporation製)。
・ペルフルオロブタンスルホン酸カリウム:Lanxess AG製。
・フッ素化ポリオレフィン:共沈殿(co-precipitated)PTFEおよびSAN(50/50重量%)。
組成物のメルトフローレート(MFR)を、ASTM D−1238、300℃、2.16Kg負荷で測定した。
多軸衝撃強度を、試料1/8”を用いて、ASTM D3763に従って室温で測定した。
燃焼性評価を、UL−94VおよびUL94 5Vプロトコルに従って測定した。
Claims (7)
- A)芳香族ポリカーボネートを60〜97重量%、
B)臭素置換オリゴカーボネートを1〜20重量%、
C)リン含有化合物を1〜20重量%、および
D)ペルフルオロアルカンスルホン酸のアルカリまたはアルカリ土類塩の少なくとも1種を0.01〜1重量%、
含み、そしてフッ素化ポリオレフィンを含まない、透明な熱可塑性成形組成物。 - 前記ポリカーボネートの含量が70〜90重量%であり、前記臭素置換オリゴカーボネートの含量が5〜15重量%であり、前記リン含有化合物の含量が2〜10重量%であり、および前記塩の含量が0.02〜0.5重量%である、請求項1記載の組成物。
- 前記ペルフルオロアルカンスルホン酸の塩が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、C1−6−アルキルアンモニウムおよびアンモニウムからなる群から選択される、少なくとも1種のペルフルオロアルカンスルホン酸塩である、請求項1記載の組成物。
- 前記塩が、ペルフルオロメチルブタンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロメチルブタンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムペルフルオロメチルブタンスルホン酸アニオン、ペルフルオロメタンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロメタンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムペルフルオロメタンスルホン酸アニオン、ペルフルオロエタンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロエタンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムペルフルオロエタンスルホン酸アニオン、ペルフルオロプロパンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロプロパンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムペルフルオロプロパンスルホン酸アニオン、ペルフルオロヘキサンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロヘキサンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムペルフルオロヘキサンスルホン酸アニオン、ペルフルオロヘプタンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロヘプタンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムペルフルオロヘプタンスルホン酸アニオン、ペルフルオロオクタンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロオクタンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムペルフルオロオクタンスルホン酸アニオン、ペルフルオロブタンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロブタンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムペルフルオロブタンスルホン酸アニオン、ジフェニルスルホン−スルホン酸ナトリウム、ジフェニルスルホン−スルホン酸カリウム、およびテトラエチルアンモニウムジフェニルスルホン−スルホン酸アニオンからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1記載の組成物。
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