JP2012144604A - ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)芳香族ポリカーボネート樹脂50〜94質量%、(B)エポキシ基又はグリシジル基を含有するポリオレフィン系樹脂及び/又はポリオレフィン系エラストマー1〜30質量%、及び(C)ポリオレフィン系樹脂〔成分(B)のポリオレフィン系樹脂は除く〕3〜40質量%からなる樹脂成分100質量部に対して、(D)ホスフィン化合物0.005〜0.3質量部を含み、かつ溶融混練してなるポリカーボネート樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
1. (A)芳香族ポリカーボネート樹脂50〜94質量%、(B)エポキシ基又はグリシジル基を含有するポリオレフィン系樹脂及び/又はポリオレフィン系エラストマー1〜30質量%、及び(C)ポリオレフィン系樹脂〔成分(B)のポリオレフィン系樹脂は除く〕3〜40質量%からなる樹脂成分100質量部に対して、(D)ホスフィン化合物0.005〜0.3質量部を含み、かつ溶融混練してなるポリカーボネート樹脂組成物。
2. (A)〜(C)からなる樹脂成分100質量部に対して、(E)脂肪族アミン塩、芳香族アミン塩、アンモニウムヒドロキシド、ヒドロキシルアミン塩、4級ホスホニウム塩の群から選ばれる少なくとも一種を0.0001〜1質量部を含むことを特徴とする上記1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
3. (A)芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が16000〜35000である上記1または上記2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
4. (B)エポキシ基又はグリシジル基を含有するポリオレフィン系樹脂及び/又はポリオレフィン系エラストマーにおけるエポキシ基又はグリシジル基の含有量が1〜20質量%である上記1〜3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
5. (C)ポリオレフィン系樹脂[成分(B)のポリオレフィン系樹脂は除く]が、メルトインデックス(MI)0.01〜60g/10分である上記1〜4のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
6. (A)〜(C)からなる樹脂成分100質量部に対して、(F)リン系及び/又はハロゲン系難燃剤3〜40質量部を含むことを特徴とする上記1〜5のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
7. (A)〜(C)からなる樹脂成分100質量部に対して、(G)フッ素含有ポリマー0.05〜5質量部を含むことを特徴とする上記1〜6のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
8. (A)〜(C)からなる樹脂成分100質量部に対して、(H)酸化防止剤0.01〜1質量部を含むことを特徴とする上記1〜7のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
9. 上記1〜8のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を射出成形してなる成形体。
以下、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いる各成分について説明する。
本発明における(A)成分である芳香族ポリカーボネート樹脂としては、2価フェノールとカーボネート前駆体との反応により製造される種々の芳香族ポリカーボネートを用いることができる。
特に、好ましい2価フェノールとしては、ビス(ヒドロキシフェニル)アルカン系、特にビスフェノールA又はビスフェノールAを主原料としたものである。
(ηsp)/C=[η]+0.45×[η]2C
[η]=1.23×10-5M0.83
(但し、[η]は極限粘度、Cはポリマー濃度である)
(B)成分におけるポリオレフィン系樹脂は、例えばエポキシ基又はグリシジル基を有するオレフィンの単独重合体、あるいはオレフィンとエポキシ基又はグリシジル基を有する不飽和単量体との共重合体、オレフィン重合体に対してエポキシ基又はグリシジル基を有する不飽和単量体を共重合したものであってもよく、このような共重合体はグラフト共重合体、ランダム共重合体、あるいはブロック共重合体であってもよい。
本発明における(C)成分であるポリオレフィン系樹脂は、前記(B)成分のエポキシ基又はグリシジル基を有するポリオレフィン系樹脂以外のポリオレフィン系樹脂であり、ポリオレフィン系の樹脂としては、前述したエチレンやプロピレン、ブテンなどのオレフィン類を単独で重合したものやこれらを共重合した重合体があげられる。
なお、ポリエチレン系樹脂の場合のMIは、ASTM D 1238に準拠した測定法により求めたものであり、樹脂温度190℃、荷重21.18Nにおいて測定したものである。
本発明における(C)成分の配合量は、(A)〜(C)成分の合計量中、3〜40質量%であり、より好ましくは、5〜35質量%であり、7〜30質量%であることがさらに好ましい。3質量%未満では流動性及び耐薬品性の改善効果が充分に発揮できず、40質量%超では引張伸び率及び弾性率、耐衝撃性が低下し、場合により成形体の層剥離が発生し易くなる傾向がある。
本発明の(D)成分として用いるホスフィン化合物は、(B)成分のエポキシ基又はグリシジル基を含有するポリオレフィン系樹脂及び/又はポリオレフィン系エラストマーの反応性を高め、いわゆる相溶化剤としての生成量を増加することにより、(A)ないし(C)成分の樹脂の相溶性を高め、機械的強度や剥離強度などを向上させるという機能を奏するものであり、有機系のホスフィン化合物が好ましく、特に熱安定性に優れ、分解しにくいことから芳香族系ホスフィン化合物が好ましく用いられる。
本発明における(E)成分は、脂肪族アミン塩、芳香族アミン塩、アンモニウムヒドロキシド、ヒドロキシルアミン塩、および4級ホスホニウム塩の群から選ばれる少なくとも1種である。
脂肪族アミン塩及び芳香族アミン塩は、例えば一般式R1R2R3N・1/nA1で表すことができ、脂肪族アミン塩のときR1〜R3は、独立して水素原子又は脂肪族基を示す(ただし、全てが同時に水素原子ではない)。芳香族アミン塩のときR1〜R3は、独立して水素原子又は芳香族基を示す(ただし、全てが同時に水素原子ではない)。A1は酸を表し、例えば塩酸、硫酸、硝酸、塩素酸、過塩素酸、酢酸、モノアルキル硫酸、スルホン酸化合物などである。nは、酸A1のアニオンの価数であり、例えば塩酸の場合はn=1、硫酸の場合はn=2である。
(PR4)+・(X2)- ・・・(I)
(PR4)+ 2・(Y2)2- ・・・(II)
〔(PR4)+O-〕n−P(=O)R”3-n ・・・(III)
上記一般式(I)〜(III)中、Rは有機基を示し、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロヘキシル基などのアルキル基やシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基などのアリール基、ベンジル基などのアリールアルキル基などを示す。リン原子に結合する4つのRのうち少なくとも一つはアリール基であることが必要である。また4つのRはたがいに同一でも異なっていてもよく、二つのRが結合して環構造を形成していてもよい。
上記一般式(II)中、Y2はCO3などの2価の対アニオンを示す(2個の1価の対アニオンの場合を含む)。
上記一般式(III)中、R”は炭化水素基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基又は水酸基を示し、R”はたがいに同一でも異なっていてもよく、nは1〜3の整数を示す。
(F)成分はいわゆる難燃剤であるが、使用で難燃剤には、リン系の難燃剤とハロゲン系の難燃剤とがある。これらのうち、リン系の難燃剤としては赤リンやリン酸エステル系の難燃剤があげられ、リン酸エステル系の難燃剤としては、リン酸エステルのモノマー、オリゴマー、ポリマーあるいはこれらの混合物からなるものがあり、具体的には、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、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、トリ(2−エチルヘキシル)ホスフェート、ジイソプロピルフェニルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、トリナフチルホスフェート、ビスフェノールAビスホスフェート、ヒドロキノンビスホスフェート、レゾルシンビスホスフェート、レゾルシノール−ジフェニルホスフェート、トリオキシベンゼントリホスフェート等又はこれらの置換体、縮合物等があげられる。
上記リン酸エステル系難燃剤は、2価のフェノール類およびAr・OHで表される1価のフェノール類とオキシ塩化燐との反応によって得られる。
3質量部以上配合することにより所望の難燃性が得られ、40質量部以下とすることにより耐薬品性、耐熱性、引張伸度、衝撃強度等の低下を避けることができる。
しかしながら、難燃剤を添加することにより、後述する耐剥離性が難燃剤を添加しない場合に比べて低下し、成形品にとって必要とされる難燃性と機械的な特性との兼ね合いにより、難燃剤の配合量を定めることが必要となることはいうまでもないことである。
(G)成分であるフッ素含有ポリマーとしては、通常フルオロエチレン構造を含む重合体、共重合体であり、例えば、ジフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ素を含まないエチレン系モノマーとの共重合体があげられる。好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であり、標準比重から求められる数平均分子量は、500,000以上であることが好ましく、特に好ましくは500,000〜10,000,000である。
フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE)には特に制限はないが、例えば、ASTM規格において、タイプ3に分類されるものが挙げられる。
その具体例としては、例えば、テフロン6−J[三井・デュポンフロロケミカル(株)製]、ポリフロンD−1、ポリフロンF−103、ポリフロンF201[ダイキン工業(株)製]及びCD076[旭硝子(株)製]等が挙げられる。
本発明における(H)成分である酸化防止剤は、リンを含有していることが好ましく、リン含有酸化防止剤としては、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびこれらのエステル等が挙げられ、例えばホスファイト系酸化防止剤やホスホナイト系酸化防止剤等が挙げられる。
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物において、上記(A)〜(H)成分以外に、本発明の目的を損なわない範囲で各種添加剤を配合することができる。添加剤としては、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃助剤、着色剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、離型剤及び滑剤などがあげられる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、上記(A)〜(D)成分及び必要に応じて用いられる(E)〜(H)成分および各種の添加剤を常法により配合し、溶融混練することにより得ることができる。より好ましくは、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂、(E)成分のアミン塩など、(B)エポキシ基又はグリシジル基含有ポリオレフィン又はポリオレフィンエラストマー、(D)ホスフィン、(G)フッ素含有ポリマーを押出機にて溶融混練し、ベント口の下流側に(C)ポリオレフィン、(F)難燃剤、(H)リン系酸化防止剤を投入混合して製造する。溶融混練する溶融混練機としては、例えばバンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、コニーダ及び多軸スクリュー押出機などが挙げられる。溶融混練における加熱温度は、通常220〜300℃、特に250℃程度が適当である。
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、耐衝撃性、曲げ強度、流動性及び耐薬品性に優れるため、射出成形によりこれらの特性が要求される自動車部品、電子機器や情報機器のハウジングなどとして利用可能である。
(A)芳香族ポリカーボネート樹脂
A−1:タフロンFN3000A[出光興産(株)製、分子量29300] OH末端分 率
5モル%
A−2:タフロンFN2600A[出光興産(株)製、分子量25400] OH末端分率
4モル%
A−3:タフロンFN2200A[出光興産(株)製、分子量21500] OH末端分率
3モル%
A−4:溶融法で製造したPC[分子量 19,000] OH末端分率 40モル%
内容積30リットルのSUS316製オートクレーブに、ビスフェノールA 4560g(20モル)、ジフェニルカーボネート4450g(20.8モル)を仕込み、触媒としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)をビスフェノールAに対して2.5×10-4モル、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート(北興化学工業製 TPPK)を1×10-5モル加え、210℃で30分加熱したのち240℃、270℃、290℃と段階的に昇温し、さらに徐々に真空度を上げ最終的に0.4mmHgにて2時間攪拌混合し、上記A−4に示したポリカーボネートを得た。
なお、末端ヒドロキシル基の量(OH末端分率)は、ポリカーボネート樹脂70mgを重クロロホルム0.6mLに室温下で溶解した後、1H−NMRを測定し(1H核共鳴周波数:500MHz、観測周波数範囲:10000Hz、積算回数:256回)、末端の水酸基由来のピークa(7.06、7.05ppm)、末端のビスフェノールAのフェニルの水素のピーク(6.67、6.65ppm)およびc(4.87ppm)に基づき、算出した。
(B)エポキシ基又はグリシジル基を含有するポリオレフィン系樹脂及び/又はポリオレフィン系エラストマー
B−1:エチレン−GMA共重合体[住友化学(株)製、ボンドファーストE、
GMA含有量12質量%]
B−2:ポリプロピレン−GMAグラフト共重合体[ポリプロピレンとGMAと有機過酸
化物をブレンド後、バッチ式混練にて溶融混練して製造]、GMA含有量9質量%]
(C)ポリオレフィン系樹脂
C−1:ポリプロピレンホモポリマー[プライムポリマー(株)製、J−3000GP、
MI=30g/10分]
C−2:ポリプロピレンブロック重合体[プライムポリマー(株)製、J−785H、
MI=15g/10分]
C−3:ポリプロピレンブロック重合体[プライムポリマー(株)製、E−185G、
MI=0.35g/10分]
C−4:高密度ポリエチレン[プライムポリマー(株)製、ハイゼックス1300J、
MI=12g/10分]
(D)ホスフィン化合物
D−1:トリフェニルホスフィン[北興化学工業(株)製、TPP]
D−2:トリ−p−トリルホスフィン[北興化学工業(株)製、TPTP]
D−3:トリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン[北興産化学工業(株)製、
TPAP]
(E)アンモニウムヒドロキシド類
E−1:テトラメチルアンモニウムヒドロキシド[和光純薬(株)製]
(F)リン系難燃剤
F−1:芳香族縮合リン酸エステル系難燃剤[大八化学工業(株)製、CR−741]
(G)フッ素含有ポリマー
G−1:ポリテトラフルオロエチレン[旭硝子(株)製、PTFE CD076]
(H)リン含有酸化防止剤
H−1:ホスファイト系酸化防止剤 アデカスタブC[ADEKA(株)製]
押出機として、供給口を2個有するベント付き二軸押出機[日本製鋼所(株)製、TEX44]を用い、設定温度を250℃とし、スクリュー回転数300rpm、吐出量100kg/時で表1に示すA、B、及びD、E、G成分を溶融混練し、ベント口の下流側にC成分、必要に応じF、H成分を加え目的とするペレットを得た。次いで、次のようにして試験片を作製した。
実施例3、4、6、比較例3〜6については得られたペレットを120℃で6時間以上乾燥した後、引張り試験片、耐薬品性試験用試験片(TP)については成形温度280℃、金型温度80℃で成形した。また厚み1.5mm、1.2mmの角板については、成形温度280℃、金型温度80℃で成形した。
(1)引張強さ・引張弾性率・引張伸び率
JIS K7162に準拠し、厚さ3.2mmの引張りダンベルを作製し評価した。
125×13×3.2mmの試験片を射出成形し、スパン距離80mmの3点曲げ試験法にて、0.7%の歪みをかけた後、マジックリンを含浸させた布をかけ、23℃で168時間放置した後に、外観変化を確認した。サンプル数(n)3で試験を行い、次の基準にしたがい評価した。
3個とも外観変化のないものを「○」
1個でも微細な亀裂が見られるものを「△」
1個でもクラックが見られるものを「×」
(a)フィルムゲート部の剥離性(表面剥離)評価
1.5mm、および1.2mmの厚みで、150×150mm角の試験片をそれぞれフィルムゲート(幅50mm、厚み1mm)充填時間1.2秒にて成形した。
次いで、JIS D0202−1988に準拠して碁盤目テープ剥離試験を行った。得られた試験片のゲート中央部から1〜2cmの箇所に碁盤目を1mm間隔で100マス作製し、セロハンテープ(「CT24]、ニチバン(株)製)を用い、指の腹で密着させた後、90°方向に剥離した。判定は、100マスの内、剥離しないマス目の数で表し、表層が剥離しない場合を100/100、完全に剥離した場合を0/100として表した。
なお、この表面剥離性の試験では、難燃剤を含む系は薄肉で剥離しやすく、含まない系は剥離しにくいことから、難燃剤を含む系では、1.5mmの厚みでの剥離性の評価にて明確な差が確認されたが、難燃剤を含まない系では1.5mmの厚みでの剥離性の評価において明確な差が現れなかった。そのため、難燃剤を含まない系では、厚みを1.2mmまで薄くして、より剥離が起きやすい条件で剥離性の評価を行った。
(b)折り曲げ試験による剥離評価
引張り試験片を中央部から両端がつくまで折り曲げ、さらに反対方向に同様に折り曲げた。表面にシワの発生する回数で剥離性を評価した。10回以上は「10<」とした。
このときの試験片は、引っ張り試験同様に厚さ3.2mmのものを使用した。
UL94に準拠し、125×12.5×1.5mmの試験片使用して行った。
表1に示す配合割合で、上記の試験片の製造方法に記載したとおりの方法で試験片を調製して前述した方法により物性評価を行った。得られた結果を表1に示した。
Claims (9)
- (A)芳香族ポリカーボネート樹脂50〜94質量%、(B)エポキシ基又はグリシジル基を含有するポリオレフィン系樹脂及び/又はポリオレフィン系エラストマー1〜30質量%、及び(C)ポリオレフィン系樹脂〔成分(B)のポリオレフィン系樹脂は除く〕3〜40質量%からなる樹脂成分100質量部に対して、(D)ホスフィン化合物0.005〜0.3質量部を含み、かつ溶融混練してなるポリカーボネート樹脂組成物。
- (A)〜(C)からなる樹脂成分100質量部に対して、(E)脂肪族アミン塩、芳香族アミン塩、アンモニウムヒドロキシド、ヒドロキシルアミン塩、4級ホスホニウム塩の群から選ばれる少なくとも一種を0.0001〜1質量部を含むことを特徴とする請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- (A)芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が16000〜35000である請求項1または請求項2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- (B)エポキシ基又はグリシジル基を含有するポリオレフィン系樹脂及び/又はポリオレフィン系エラストマーにおけるエポキシ基又はグリシジル基の含有量が1〜20質量%である請求項1〜3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- (C)ポリオレフィン系樹脂[成分(B)のポリオレフィン系樹脂は除く]が、メルトインデックス(MI)0.01〜60g/10分である請求項1〜4のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- (A)〜(C)からなる樹脂成分100質量部に対して、(F)リン系及び/又はハロゲン系難燃剤3〜40質量部を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- (A)〜(C)からなる樹脂成分100質量部に対して、(G)フッ素含有ポリマー0.05〜5質量部を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- (A)〜(C)からなる樹脂成分100質量部に対して、(H)酸化防止剤0.01〜1質量部を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を射出成形してなる成形体。
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