JP2022547243A - 難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents
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Abstract
【要約】本発明は、耐衝撃性、流動性、難燃性、耐湿熱老化特性のバランスに優れた難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を得ることを課題とする。本発明は、当該課題の解決のため、ポリカーボネート樹脂(A)、ゴム質重合体の存在下に芳香族ビニル系単量体(b1)とシアン化ビニル系単量体(b2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(b)をグラフト共重合して得られるグラフト共重合体(B)、芳香族ビニル系単量体(c1)とシアン化ビニル系単量体(c2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(c)の重合体であるビニル系共重合体(C)、リン系難燃剤(D)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)および酸(G)を含む(但し、ビニル系共重合体(C)は任意的に含む)、難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物であって、特許請求の範囲に記載する(I)~(IV)の全てを充足する難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物とする。
Description
本発明は、耐衝撃性、流動性、難燃性、耐湿熱老化特性(湿熱後の耐衝撃性、難燃性、黄変性)に優れた難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物に関する。
ポリカーボネート樹脂は、耐熱性と耐衝撃性のバランスに優れており、かつ、射出成形品の表面外観と成形時の低反り性に優れているため、家電、OA機器の筐体用途に幅広く使用されてきた。また、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂)は、塗装、メッキ、蒸着、接着といった二次加工性が他の樹脂よりも圧倒的に秀でた特性を有するため、上記の加飾を施し、筐体や自動車内装部品など多岐にわたって使用されてきた。
また、ポリカーボネート樹脂とABS樹脂のアロイ樹脂も、耐衝撃性、耐熱性、低反り性に優れるため、自動車、家電、OA機器筐体用途に幅広く使用されてきた。
これまで、薄肉においてUL94規格5VBを満足する難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物として、特許文献1には、芳香族ポリカーボネート樹脂(A成分)50~99重量部、および赤外線吸収スペクトル測定にて3200cm-1~3400cm-1の間に脂肪酸アミド由来の吸収ピークを示さずかつゴム成分量が5~80重量%である、ジエン系ゴム成分にシアン化ビニル系化合物及び芳香族ビニル系化合物をグラフト反応させることにより得ることができる熱可塑性グラフト共重合体(B成分)1~50重量部の合計100重量部に対し、有機リン系難燃剤(C成分)1~30重量部および含フッ素滴下防止剤(D成分)0.05~2重量部を含んでなる難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物が提案されている。
また、回収ポリカーボネートを使用し、従来のポリカーボネート系樹脂組成物と同等以上の成形加工性、耐衝撃性、寸法精度および難燃性を発現する手法として、特許文献2には、(a)ポリカーボネート樹脂とアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系樹脂とからなるアロイ樹脂を含有することを特徴とするポリカーボネート系樹脂組成物であり、(a)ポリカーボネート樹脂として、回収したポリカーボネート樹脂を含むことを特徴とするポリカーボネート系樹脂組成物が提案されている。
しかし、いずれの手法でも耐衝撃性、流動性、難燃性、耐湿熱老化特性のバランスが不十分であった。
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題とするものであり、すなわち、耐衝撃性、流動性、難燃性、耐湿熱老化特性のバランスに優れた難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物の提供を目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ポリカーボネート樹脂とゴム強化芳香族ビニル系樹脂とを含んだ難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物として、難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物中のカルシウムおよびマグネシウムの含有量を規定量以下にするなどの特定の構成とした難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物とすることによって耐衝撃性、流動性、難燃性、耐湿熱老化特性のバランスに優れた難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に達した。
すなわち、本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物は、
ポリカーボネート樹脂(A)、ゴム質重合体の存在下に芳香族ビニル系単量体(b1)とシアン化ビニル系単量体(b2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(b)をグラフト共重合して得られるグラフト共重合体(B)、芳香族ビニル系単量体(c1)とシアン化ビニル系単量体(c2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(c)の重合体であるビニル系共重合体(C)、リン系難燃剤(D)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)および酸(G)を含む(但し、ビニル系共重合体(C)は任意的に含む)、難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物であって、下記(I)~(IV)の全てを充足する難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物である。
ポリカーボネート樹脂(A)、ゴム質重合体の存在下に芳香族ビニル系単量体(b1)とシアン化ビニル系単量体(b2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(b)をグラフト共重合して得られるグラフト共重合体(B)、芳香族ビニル系単量体(c1)とシアン化ビニル系単量体(c2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(c)の重合体であるビニル系共重合体(C)、リン系難燃剤(D)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)および酸(G)を含む(但し、ビニル系共重合体(C)は任意的に含む)、難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物であって、下記(I)~(IV)の全てを充足する難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物である。
(I)ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量%としたとき、ポリカーボネート樹脂(A)は60~95質量%を占め、グラフト共重合体(B)とビニル系共重合体(C)はその合計として5~40質量%を占める。
(II)ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量部としたとき、リン系難燃剤(D)は5~20質量部、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)は0.5~2質量部、酸化防止剤(F)は0.1~2質量部、酸(G)は0.005~0.025質量部、含まれる。
(III)難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物に含まれる、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量が40,000~130,000であり、かつ、アセトンに不溶でありテトラヒドロフランに可溶な成分の重量平均分子量が32,000~58,000である。なおここで、重量平均分子量はポリスチレン換算分子量(但し、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体が用いられている場合は、ポリメタクリル酸メチル換算分子量)として3,000以上の成分を対象として求められる値である。
(IV)難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物1kgあたりに含まれるカルシウムおよびマグネシウムの合計含有量が250mg以下である。
また、前記の前記のポリカーボネート樹脂(A)は、好ましく、重量平均分子量が28,000~45,000であるポリカーボネート樹脂(A1)と重量平均分子量が50,000~60,000であるポリカーボネート樹脂(A2)とを、(A1)/(A2)=70/30~30/70の範囲内で混合して調製する工程を経て得ることができる。
本発明により、耐衝撃性、流動性、難燃性、耐湿熱老化特性のバランスに優れた難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を得ることができる。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物(以下、「本樹脂組成物」ということがある)は、後述する、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、ビニル系共重合体(C)、リン系難燃剤(D)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)、および、酸(G)を含んでいる。但し、ビニル系共重合体(C)は任意的に含まれる。
本樹脂組成物の構成要素の1つであるポリカーボネート樹脂(A)について、ポリカーボネート樹脂は、一般的には、一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有する樹脂として良く知られており、本発明においても用いることができる。
(一般式(1)中、Zは炭素数2~5の置換または非置換のアルキリデン基、シクロヘキシリデン基、酸素原子、硫黄原子またはスルホニル基を表す。R1、R2、R3、R4は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基であり、それぞれ同一であっても異なっていても良い。)
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A)は、工業的には、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパンに代表的に例示される芳香族ジヒドロキシ化合物と、ホスゲンに代表的に例示されるカーボネート前駆体との反応によって得られている。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A)は、工業的には、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパンに代表的に例示される芳香族ジヒドロキシ化合物と、ホスゲンに代表的に例示されるカーボネート前駆体との反応によって得られている。
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、ビスフェノールAと記載することがある。)、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)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(3-tert-ブチル-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-ジメチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン等で例示されるビス(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-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等で例示されるビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン等で例示されるカルド構造含有ビスフェノール類;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’-ジメチルジフェニルエーテル等で例示されるジヒドロキシジ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’-ジメチルジフェニルスルフィド等で例示される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等で例示される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等で例示されるジヒドロキシジアリールスルホン類;ハイドロキノン、レゾルシン、4,4’-ジヒドロキシジフェニル等が挙げられる。
これらの中で好ましいのは、ビス(4-ヒドロキシフェニル)アルカン類であり、特に好ましいのは、ビスフェノールAである。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種類を用いても、2種類以上を組み合わせ、共重合されたものを用いてもよい。
芳香族ジヒドロキシ化合物と反応させるカーボネート前駆体としては、カルボニルハライド、カーボネートエステル、ハロホルメート等が使用され、具体的にはホスゲン;ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等のジアリールカーボネート類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類;二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。中でもホスゲンが好ましく用いられることが多い。これらカーボネート前駆体もまた1種類でも2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明で用いられるポリカーボネート樹脂(A)の製造法は、特に限定されるものではなく、従来から知られている方法によって製造することができる。製造方法としては、界面重合法(ホスゲン法)、溶融エステル交換法、溶液重合法(ピリジン法)、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法等を挙げることができる。
代表的な製造方法として界面重合法による製造方法を例示する。反応に不活性な有機溶媒、アルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、芳香族ジヒドロキシ化合物、ならびに必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)及び芳香族ジヒドロキシ化合物の酸化防止のための酸化防止剤を用い、ホスゲンと反応させた後、第三級アミン又は第四級アンモニウム塩等の重合触媒を添加し、界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。分子量調節剤の添加はホスゲン化時から重合反応開始時までの間であれば特に限定されない。なお反応温度は例えば、0~40℃で、反応時間は例えば2~5時間である。
ここで、界面重合に適用できる有機溶媒としては、界面重合反応に不活性であり、水と混ざり合わず、ポリカーボネート樹脂を溶解することができればいかなるものでも使用できる。例えば、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。またアルカリ水溶液に用いられるアルカリ化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物が挙げられる。
分子量調節剤としては、一価のフェノール性水酸基を有する化合物やフェニルクロロフォルメートが挙げられる。一価のフェノール性水酸基を有する化合物としては、m-メチルフェノール、p-メチルフェノール、m-プロピルフェノール、p-プロピルフェノール、p-tert-ブチルフェノール及びp-長鎖アルキル置換フェノール等が挙げられる。分子量調節剤の使用量は、芳香族ジヒドロキシ化合物100モルに対して、好ましくは0.1~1モルである。
重合触媒としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリヘキシルアミン、ピリジン等の第三級アミン類;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A)は、前記のように重合して得たものと用いても良いが、マテリアルリサイクルを経て得られたポリカーボネート樹脂を用いても良い。
マテリアルリサイクルを行うためのポリカーボネート樹脂の供給元としては、CD、DVD、Blu-ray(登録商標)等の情報媒体ディスクやガロンボトル等のウォーターボトルが良く知られている。また、ISO14021にて定義されるプレコンシューマ材とポストコンシューマ材であることが好ましく、回収された樹脂成形品樹脂屑を目視にてCD、DVD、Blu-ray(登録商標)等の情報媒体ディスクと、ガロンボトル等のウォーターボトルに選別され使用されるものである。
マテリアルリサイクルは、回収・選別された原資を、さらに振動・風力選別法や、水槽内での水比重差選別(浮上/沈殿)法や、静電選別、近赤外選別によりポリカーボネート樹脂とその他(金属、糸屑、紙屑、フィルム屑、ならびにその他樹脂屑等)に分けるといった方法を採ることができる。
本発明に用いるポリカーボネート樹脂(A)は、好ましく、積分分子量分布曲線において、積算質量30質量%到達時の分子量が18,000~22,000にあり、かつ、積算質量70質量%到達時の分子量が43,000~55,000にある。このような分子量分布を持つものとすることによって、流動性、耐衝撃性を高めることができる。また、難燃性、耐湿熱老化特性の点でも有利なものとできる。そのようなポリカーボネートを得る方法としては、例えば、重量平均分子量が28,000~45,000であるポリカーボネート樹脂(A1)と重量平均分子量が50,000~60,000であるポリカーボネート樹脂(A2)とを、(A1)/(A2)=70/30~30/70の範囲内で混合することが挙げられる。このようにして得たポリカーボネート樹脂(A)を用いることで、耐衝撃性、流動性、難燃性、耐湿熱老化特性をより向上させることができる。重量平均分子量が28,000~45,000であるポリカーボネート樹脂は、CD、DVD、Blu-ray(登録商標)等の情報媒体ディスクから得やすく、重量平均分子量が50,000~60,000であるポリカーボネート樹脂はガロンボトル等のウォーターボトルから得やすい。
なお、低分子量物の影響を排除するため、本発明において、重量平均分子量および数平均分子量ならびに分子量分布は、ポリスチレン換算分子量(但し、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体が用いられている場合は、ポリメタクリル酸メチル換算分子量)として3,000以上の成分を対象として求められる値を意味する。
ポリカーボネート樹脂(A)の重量平均分子量、分子量分布は、実施例の項で説明した方法によって求められる。
本発明に用いるグラフト共重合体(B)は、ゴム質重合体の存在下に芳香族ビニル系単量体(b1)とシアン化ビニル系単量体(b2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(b)をグラフト共重合して得られるものである。ビニル系単量体混合物(b)は、前記芳香族ビニル系単量体(b1)、シアン化ビニル系単量体(b2)以外にグラフト重合可能な他のビニル系単量体をさらに含有してもよい。
グラフト重合反応においては、反応せしめるビニル系単量体の内、幾らかの単量体はゴム質重合体に結合せず、ビニル系単量体混合物(b)の重合体として重合反応後の生成物に含まれることがあるが、本発明におけるグラフト共重合体(B)は、そのような重合体を含んだ反応生成物の総称を意味する。なお、後述するように、グラフト共重合体(B)中のビニル系単量体混合物(b)の重合体の存在量はグラフト率の測定によって特定することができ、また、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)の測定においてビニル系単量体混合物(b)の重合体の重量平均分子量を求めることが可能である。
グラフト重合の際のゴム質重合体とビニル系単量体混合物(b)の質量比率は、これら合計100質量%に対して、好ましくはゴム質重合体が5~65質量%、ビニル系単量体混合物(b)が35~95質量%である。ゴム質重合体を5質量%以上、ビニル系単量体混合物(b)を95質量%以下とすることにより、グラフト共重合体(B)の生産性を向上させることができる。ゴム質重合体40質量%以上、ビニル系単量体混合物(b)60質量%以下がより好ましく、ゴム質重合体45質量%以上、ビニル系単量体混合物(b)55質量%以下がさらに好ましい。一方、ゴム質重合体を65質量%以下、ビニル系単量体混合物(b)を35質量%以上とすることにより耐衝撃性をより向上させることができる。ゴム質重合体60質量%以下、ビニル系単量体混合物(b)40質量%以上がより好ましい。
ゴム質重合体としては、例えば、ポリブタジエン、ポリ(ブタジエン-スチレン)(SBR)、ポリ(ブタジエン-アクリロニトリル)(NBR)、ポリイソプレン、ポリ(ブタジエン-アクリル酸ブチル)、ポリ(ブタジエン-メタクリル酸メチル)、ポリ(アクリル酸ブチル-メタクリル酸メチル)、ポリ(ブタジエン-アクリル酸エチル)、エチレン-プロピレンラバー、ポリ(エチレン-イソプレン)、ポリ(エチレン-アクリル酸メチル)、天然ゴムなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。なかでも、耐衝撃性をより向上させる観点から、ポリブタジエン、SBR、NBR、エチレン-プロピレンラバー、天然ゴムが好ましい。ポリブタジエンゴムがより好ましい。
ゴム質重合体の重量平均粒子径は、特に制限はないが、耐衝撃性を向上させる観点から、下限としては、0.1μm以上が好ましく、0.15μm以上がより好ましく、また、上限としては、1.5μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましい。
なお、ゴム質重合体の重量平均粒子径は、次の方法により求めることができる。まず、ゴム質重合体(またはゴム質重合体のラテックス)を水を媒体として希釈し、ゴム質重合体を分散させ、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置により粒子径分布を測定する。レーザー散乱回折法粒度分布測定装置としては、“LS 13 320”(ベックマン・コールター株式会社製)などを用いることができる。
芳香族ビニル系単量体(b1)としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、o-メチルスチレン、ビニルトルエン、t-ブチルスチレンなどが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、流動性および剛性をより向上させる観点から、スチレンが好ましい。
ビニル系単量体混合物(b)中の芳香族ビニル系単量体(b1)の含有量は、流動性および剛性をより向上させる観点から、ビニル系単量体混合物(b)の合計100質量%中、5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上である。一方、ビニル系単量体混合物(b)中の芳香族ビニル系単量体(b1)の含有量は、耐衝撃性を向上させる観点から、85質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは75質量%以下である。
シアン化ビニル系単量体(b2)としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリルなどが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、耐衝撃性をより向上させる観点から、アクリロニトリルが好ましい。
ビニル系単量体混合物(b)中のシアン化ビニル系単量体(b2)の含有量は、耐衝撃性をより向上させる観点から、ビニル系単量体混合物(b)の合計100質量%中、2質量%以上が好ましく、より好ましくは4質量%以上である。一方、ビニル系単量体混合物(b)中のシアン化ビニル系単量体(b2)の含有量は、色調を向上させる観点から、50質量%以下が好ましく、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。
また、ビニル系単量体混合物(b)に含みうる他の単量体としては、前述の芳香族ビニル系単量体(b1)、シアン化ビニル系単量体(b2)以外のビニル系単量体であって、本発明の効果を損なわないものであれば特に制限はない。具体的には、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体、不飽和脂肪酸、アクリルアミド系単量体、マレイミド系単量体などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体としては、特に限定されないが、炭素数1~6のアルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルを用いることが好ましい。炭素数1~6のアルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルは、さらに水酸基やハロゲン基などの官能基を有してもよい。炭素数1~6のアルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2,3,4,5,6-ペンタヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸2,3,4,5-テトラヒドロキシペンチルなどが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、耐湿熱老化特性を向上させる観点から、(メタ)アクリル酸メチルが好ましい。なお、「(メタ)アクリル酸」の表記には、アクリル酸である場合とメタクリル酸である場合とを含む。
ビニル系単量体混合物(b)中の不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体の含有量は、耐湿熱老化特性を向上させる観点から、ビニル系単量体混合物(b)の合計100質量%中、0質量%を超えた量が好ましく、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上である。一方、ビニル系単量体混合物(b)中の不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体の含有量は、耐衝撃性、耐湿熱老化特性をより向上させる観点から、85質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは75質量%以下である。
不飽和脂肪酸としては、例えば、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ブテン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。アクリルアミド系単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルアクリルアミド等が挙げられる。マレイミド系単量体としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-ブチルマレイミド、N-ヘキシルマレイミド、N-オクチルマレイミド、N-ドデシルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド等が挙げられる。
本発明において、グラフト共重合体(B)に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量は40,000以上が好ましく、60,000以上がより好ましく、70,000以上がさらに好ましい。グラフト共重合体(B)に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量が60,000以上であれば、耐衝撃性、難燃性、耐湿熱老化特性をより向上させることができる。一方、グラフト共重合体(B)に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量は100,000以下が好ましく、90,000以下がより好ましく、85,000以下がさらに好ましい。グラフト共重合体(B)に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量が90,000以下であれば、流動性をより向上させることができる。
また、グラフト共重合体(B)に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量を上記範囲とすることにより、後述する難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量を40,000~130,000の範囲に容易に調整することができる。
グラフト共重合体(B)に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量が40,000~100,000の範囲にあるグラフト共重合体(B)は、例えば、後述する開始剤や連鎖移動剤を用いること、重合温度を後述の好ましい範囲にすることなどにより、容易に製造することができる。
ここで、グラフト共重合体(B)のアセトン可溶分の重量平均分子量は、実施例の項で説明した方法によって求められる。なお、測定精度的に十分なアセトン可溶分の量が得られなかった場合にはサンプル質量を増やして測定を行えば良い。
グラフト共重合体(B)のグラフト率には特に制限はないが、成形品の耐衝撃性を向上させる観点から、10~100%が好ましい。
ここで、グラフト共重合体(B)のグラフト率は、以下の方法により求めることができる。まず、グラフト共重合体(B)約1g(m:サンプル質量)にアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m(10000G)で40分間遠心分離した後、不溶分を濾過し、アセトン不溶分を得る。得られたアセトン不溶分を80℃で5時間減圧乾燥させ、その質量(n)を測定し、下記式よりグラフト率を算出する。ここで、Xはグラフト共重合体(B)に含まれているゴム質重合体の含有率(質量%)である。
グラフト率(%)={[(n)-((m)×X/100)]/[(m)×X/100]}×100。
グラフト率(%)={[(n)-((m)×X/100)]/[(m)×X/100]}×100。
本発明において、グラフト共重合体(B)の製造方法に特に制限はなく、乳化重合法、懸濁重合法、連続塊状重合法、溶液連続重合法等の任意の方法を用いることができる。乳化重合法または塊状重合法が好ましく、ゴム質重合体の粒子径を所望の範囲に容易に調整することができること、重合時の除熱により重合安定性を容易に調整することができることから、乳化重合法がより好ましい。
グラフト共重合体(B)を乳化重合法により製造する場合、ゴム状重合体とビニル系単量体混合物(b)の仕込み方法は、特に限定されない。例えば、これら全てを初期一括仕込みしてもよいし、共重合体組成の分布を調整するために、ビニル系単量体混合物(b)の一部を連続的に仕込んでもよいし、ビニル系単量体混合物(b)の一部または全てを分割して仕込んでもよい。ここで、ビニル系単量体混合物(b)の一部を連続的に仕込むとは、ビニル系単量体混合物(b)の一部を初期に仕込み、残りを経時的に連続して仕込むことを意味する。また、ビニル系単量体混合物(b)の一部または全てを分割して仕込むとは、ビニル系単量体混合物(b)の一部または全てを、初期仕込みより後の時点で仕込むことを意味する。
グラフト共重合体(B)を乳化重合法により製造する場合、乳化剤として各種界面活性剤を添加してもよい。各種界面活性剤としては、カルボン酸塩型、硫酸エステル塩型、スルホン酸塩型などのアニオン系界面活性剤が特に好ましく使用される。これらを2種以上組み合わせてもよい。なお、ここで言う塩としては、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などが挙げられる。
カルボン酸塩型の乳化剤としては、例えば、カプリル酸塩、カプリン酸塩、ラウリル酸塩、ミスチリン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、リノール酸塩、リノレン酸塩、ロジン酸塩、ベヘン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩などが挙げられる。
硫酸エステル塩型の乳化剤としては、例えば、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンラウリル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩などが挙げられる。
スルホン酸塩型の乳化剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩縮合物などが挙げられる。
グラフト共重合体(B)を乳化重合法により製造する場合、必要に応じて開始剤や連鎖移動剤を添加してもよい。
開始剤としては、過酸化物、アゾ系化合物、水溶性の過硫酸カリウムなどが挙げられる。これらを2種以上組み合わせてもよい。
過酸化物のとしては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルイソプロピルカルボネート、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルパーオクテート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロへキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロへキサン、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエートなどが挙げられる。なかでも、クメンハイドロパーオキサイド、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロへキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロへキサンが特に好ましく用いられる。
アゾ系化合物としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル、2-フェニルアゾ-2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル、2-シアノ-2-プロピルアゾホルムアミド、1,1’-アゾビスシクロヘキサン-1-カルボニトリル、アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビスイソブチレート、1-t-ブチルアゾ-2-シアノブタン、2-t-ブチルアゾ-2-シアノ-4-メトキシ-4-メチルペンタンなどが挙げられる。なかでも、アゾビスイソブチロニトリルが特に好ましく用いられる。
グラフト共重合体(B)を製造するために用いられる開始剤の添加量は、特に制限はないが、グラフト共重合体(B)の重量平均分子量および分子量分布を前述の範囲に調整しやすいという観点から、ゴム質重合体とビニル系単量体混合物(b)の合計100質量部に対して、0.1~0.5質量部が好ましい。
グラフト共重合体(B)を製造する場合、連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤を使用することにより、グラフト共重合体(B)の重量平均分子量やグラフト率を所望の範囲に容易に調整することができる。連鎖移動剤としては、例えば、n-オクチルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、n-テトラデシルメルカプタン、n-オクタデシルメルカプタンなどのメルカプタン、テルピノレンなどのテルペンなどが挙げられる。これらを2種以上組み合わせてもよい。なかでも、n-オクチルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタンが好ましく用いられる。
グラフト共重合体(B)を製造するために用いられる連鎖移動剤の添加量は、特に制限はないが、グラフト共重合体(B)の重量平均分子量、グラフト率を前述の範囲に調整しやすいという観点から、ゴム質重合体とビニル系単量体混合物(b)の合計100質量部に対して0.2~0.7質量部が好ましい。0.4質量部以上がより好ましく、一方、0.6質量部以下がより好ましい。
グラフト共重合体(B)を乳化重合により製造する場合、重合温度に特に制限はないが、グラフト共重合体(B)の重量平均分子量を前述の範囲に調整しやすいという観点、乳化安定性の観点から、40~70℃が好ましい。
グラフト共重合体(B)を乳化重合法により製造する場合、グラフト共重合体ラテックスに凝固剤を添加して、グラフト共重合体(B)を回収することが一般的である。凝固剤としては、酸または水溶性塩が好ましく用いられる。特に、難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂中のカルシウムおよびマグネシウムの含有量を低減するには酸がより好ましく用いられる。
酸としては、例えば、硫酸、塩酸、リン酸、酢酸などが挙げられる。水溶性塩としては、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムナトリウムなどが挙げられる。これらを2種以上組み合わせてもよい。成形品の色調を向上させる観点からは、熱可塑性樹脂組成物中に乳化剤を残存させないことが好ましく、乳化剤としてアルカリ脂肪酸塩を用い、酸凝固することが好ましい。この場合、次いで、例えば水酸化ナトリウム等のアルカリで中和し、乳化剤を除去することが好ましい。
本発明に任意的に用いられるビニル系共重合体(C)は、芳香族ビニル系単量体(c1)とシアン化ビニル系単量体(c2)とを少なくとも含有するビニル系単量体混合物(c)の重合体である。ビニル系単量体混合物(c)は、前記芳香族ビニル系単量体(c1)、シアン化ビニル系単量体(c2)と共重合可能な他の単量体をさらに含有してもよい。
芳香族ビニル系単量体(c1)としては、芳香族ビニル系単量体(b1)として例示したものが挙げられ、スチレンが好ましい。
ビニル系単量体混合物(c)中の芳香族ビニル系単量体(c1)の含有量は、流動性および剛性をより向上させる観点から、ビニル系単量体混合物(c)の合計100質量%中、5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上である。一方、ビニル系単量体混合物(c)中の芳香族ビニル系単量体(c1)の含有量は、耐衝撃性を向上させる観点から、85質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは75質量%以下である。
シアン化ビニル系単量体(c2)としては、シアン化ビニル系単量体(b2)として例示したものが挙げられ、アクリロニトリルが好ましい。
ビニル系単量体混合物(c)中のシアン化ビニル系単量体(c2)の含有量は、耐衝撃性をより向上させる観点から、ビニル系単量体混合物(c)の合計100質量%中、2質量%以上が好ましく、より好ましくは4質量%以上である。一方、ビニル系単量体混合物(c)中のシアン化ビニル系単量体(c2)の含有量は、色調を向上させる観点から、50質量%以下が好ましく、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。
また、ビニル系単量体混合物(c)に含みうる他の単量体としては、前述の芳香族ビニル系単量体(c1)、シアン化ビニル系単量体(c2)以外のビニル系単量体であって、本発明の効果を損なわないものであれば特に制限はない。具体的には、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体、不飽和脂肪酸、アクリルアミド系単量体、マレイミド系単量体などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(c3)としては、ビニル系単量体混合物(b)に含みうる他の単量体として例示したものが挙げられ、(メタ)アクリル酸メチルが好ましい。
ビニル系単量体混合物(c)中の不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体の含有量は、耐湿熱老化特性を向上させる観点から、ビニル系単量体混合物(c)の合計100質量%中、0質量%を超えた量が好ましく、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上である。一方、ビニル系単量体混合物(c)中の不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(c3)の含有量は、耐衝撃性、耐湿熱老化特性をより向上させる観点から、85質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは75質量%以下である。
不飽和脂肪酸としては、例えば、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ブテン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。アクリルアミド系単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルアクリルアミド等が挙げられる。マレイミド系単量体としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-ブチルマレイミド、N-ヘキシルマレイミド、N-オクチルマレイミド、N-ドデシルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド等が挙げられる。
本発明において、ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量は80,000以上であることが好ましく、85,000以上であることがより好ましい。ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量が80,000以上であれば、耐衝撃性、難燃性、耐湿熱老化特性をより向上させることができる。一方、ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量は150,000以下が好ましく、130,000以下がより好ましい。ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量が150,000以下であれば、流動性をより向上させることができる。
また、ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量を上記範囲とすることにより、後述する難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物のアセトン可溶分の重量平均分子量を40,000~130,000の範囲に容易に調整することができる。
重量平均分子量が80,000~150,000の範囲にあるビニル系共重合体(C)は、例えば、後述する開始剤や連鎖移動剤を用いること、重合温度を後述の好ましい範囲にすることなどにより、容易に製造することができる。
ここで、ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量は、実施例の項で説明した方法によって求められる。
本発明において、ビニル系共重合体(C)の製造方法は特に制限はないが、得られる難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物の流動性、難燃性、耐湿熱老化特性および色調安定性の観点から、連続塊状重合法、連続溶液重合法または懸濁重合法が好ましく用いられる。
ビニル系共重合体(C)を懸濁重合法により製造する場合、懸濁重合に用いられる懸濁安定剤としては、粘土、硫酸バリウムおよび水酸化マグネシウムなどの無機系懸濁安定剤や、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリルアミドおよびメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体などの有機系懸濁安定剤などが挙げられ、なかでも色調安定性の面で有機系懸濁安定剤が好ましく使用される。これらの懸濁安定剤は、1種または2種以上用いることができる。
懸濁重合に使用される開始剤としては、グラフト共重合体(B)の乳化重合と同様の開始剤を用いることができる。
ビニル系共重合体(C)を製造するために用いられる開始剤の添加量は、特に制限はないが、ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量を前述の範囲に調整しやすいという観点から、ビニル系単量体混合物(c)の合計100質量部に対して、0.1~0.5質量部が好ましい。
ビニル系共重合体(C)を製造する場合、連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤を使用することにより、ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量を所望の範囲に容易に調整することができる。連鎖移動剤としては、グラフト共重合体(B)の乳化重合と同様な連鎖移動剤を用いることができる。
ビニル系共重合体(C)を製造するために用いられる連鎖移動剤の添加量は、特に制限はないが、ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量を前述の範囲に調整しやすいという観点から、ビニル系単量体混合物(c)の合計100質量部に対して、0.2~0.7質量部が好ましい。
ビニル系共重合体(C)を懸濁重合により製造する場合、重合温度に特に制限はないが、ビニル系共重合体(C)の重量平均分子量を前述の範囲に調整しやすいという観点、重合率を高める観点から、重合率が70%付近まで60℃~70℃とし、その後、重合槽内部を0.3~0.5MPa程度に加圧し、110~130℃とすることが好ましい。
懸濁重合では、ビニル系共重合体(C)のスラリーが得られ、次いで脱水、乾燥を経て、ビーズ状のビニル系共重合体(C)が得られる。
懸濁重合における単量体の仕込み方法も特に制限はなく、初期に一括して仕込む方法、単量体の一部または全てを連続して仕込む方法、または単量体の一部またはすべてを分割して仕込む方法のいずれを用いても良い。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量%としたとき、ポリカーボネート樹脂(A)は60~95質量%を占め、グラフト共重合体(B)とビニル系共重合体(C)はその合計として5~40質量%を占める。なお、ビニル系共重合体(C)は任意的に含まれるものであることをここで再度述べておく。また、好ましく、本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量%としたとき、ポリカーボネート樹脂(A)は60~95質量%を占め、グラフト共重合体(B)は2~40質量%を占め、ビニル系共重合体(C)は0~10質量%を占める。
ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量%としたとき、ポリカーボネート樹脂(A)の含有量が60質量%未満の場合、耐衝撃性、難燃性、耐湿熱老化特性が低下する。好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上である。一方、ポリカーボネート樹脂(A)の含有量が95質量%を超える場合流動性が低下する。好ましく、ポリカーボネート樹脂(A)の含有量は92質量%以下である。
ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量%としたとき、グラフト共重合体(B)の含有量が2質量%未満の場合、流動性が低下する。好ましくは6質量%以上である。一方、グラフト共重合体(B)の含有量が40質量%を超える場合、難燃性、耐衝撃性、耐湿熱老化特性が低下する。好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。
ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量%としたとき、ビニル系共重合体(C)が10質量%を超える場合、耐衝撃性、難燃性、耐湿熱老化特性が低下する。好ましくは5質量%以下、より好ましくは0質量%である。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量部としたとき、リン系難燃剤(D)を5~20質量部、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)を0.5~2質量部、酸化防止剤(F)を0.1~2質量部、酸(G)を0.005~0.025質量部含有する。
本発明に用いられるリン系難燃剤(D)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、オクチルジフェニルホスフェート等のリン酸エステル類であり、非ハロゲン系のリン酸エステル類であることが好ましい。
また、リン酸エステル系難燃剤(D)としては、下記一般式(2)で示されるものが、難燃化の効率の観点からより好ましい。
(一般式(2)中、R5~R8はフェニル基あるいはハロゲンを含有しない有機基で置換されたフェニル基のいずれかを表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。また、R9~R16は水素原子または炭素数1~5のアルキル基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。Yは直接結合、O、S、SO2、C(CH3)2、CH2またはCHPhのいずれかを表し、Phはフェニル基を表す。)
上記の一般式(2)で示されるリン系難燃剤において、R5~R8の具体例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ナフチル基、インデニル基およびアントリル基などが挙げられるが、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基およびナフチル基が好ましく、特にフェニル基、トリル基およびキシリル基が好ましい。
また、上記一般式(2)において、R9~R16の具体例としては、水素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-イソプロピル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、2ーイソプロピル基、3-イソプロピル基およびネオイソプロピル基などが挙げられるが、特に、水素、メチル基およびエチル基が好ましく、とりわけ水素が好ましい。
また、Yとしては、C(CH3)2が好ましい。
上記一般式(2)で表されるリン系難燃剤の具体例として、ビスフェノールAビスホスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、ヒドロキノンビスホスフェート、レゾルシノールビス(ジキシリルホスフェート)、レゾルシノールビスホスフェート、レゾルシノール(ジフェニルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)あるいはこれらの置換体、縮合体などを例示できる。特に、レゾルシノールビス(ジキシリルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)などが剛性と難燃性とのバランスに優れており、好ましく用いられる。また流動性の観点から、液体のビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)がさらに好ましく用いられる。これらは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用しても、どちらでもよい。
リン系難燃剤(D)の含有量は、難燃性、耐湿熱老化特性をより向上させる観点から、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量部としたとき、5質量部以上であり、10質量部以上が好ましく、15質量部以上がさらに好ましく、一方、耐衝撃性をより向上させ、成形時のガス発生を抑制する観点から、20質量部以下であり、また、18質量部以下であることが好ましい。
本発明に用いられるポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)としては、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が好ましく使用される。なお、以下ポリテトラフルオロエチレンを単にPTFEと称することがある。フィブリル成形能を有するPTFEの分子量は極めて高い分子量を有し、剪断力などの外的作用によりPTFE同士を結合して繊維状になる傾向を示すものである。その分子量は、標準比重から用いられる数平均分子量において100万~1000万、より好ましくは200万~900万である。かかるPTFEは、固体状態のほか、水性分散液形態のものも使用可能である。また、かかるフィブリル形成能を有するPTFEは樹脂中での分散性を向上させ、さらに良好な難燃性および耐衝撃性を得るために他の樹脂との混合形態を使用することも可能である。
混合形態のPTFEとしては、(1)PTFE水性分散液と有機重合体の水性分散液または溶液とを混合し共沈殿を行い、共凝集混合物を得る方法(特開昭60-258263号公報、特開昭63-154744号公報などに記載された方法)、(2)PTFEの水性分散液と乾燥した有機重合体粒子とを混合する方法(特開平4-272957号公報に記載された方法)、(3)PTFEの水性分散液と有機重合体粒子溶液を均一混合し、かかる混合物からそれぞれの媒体を同時に除去する方法(特開平06-220210号公報、特開平08-188653号公報などに記載された方法)、(4)PTFEの水性分散液中で有機重合体を形成する単量体を重合する方法(特開平9-95583号公報に記載された方法)、および(5)PTFEの水性分散液と有機重合体分散液を均一に混合後、さらに該混合分散液中でビニル系単量体を重合し、その混合物を得る方法(特開平11-29679号公報などに記載された方法)により得られたものが使用される。
混合形態おけるPTFEの割合としてはPTFE混合物100質量%中、PTFEが1~60質量%が好ましく、より好ましくは5~55質量%である。PTFEの割合がかかる範囲にある場合、PTFEの良好な分散性を達成することができる。
ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量部としたとき、0.5~2質量部である。上記の範囲とすることで、耐衝撃性、流動性、耐湿熱老化特性を低下させることなく、難燃性を向上させることができ、その好ましい範囲は、1.0~2.0質量部である。
本発明に用いられる酸化防止剤(F)としては、公知の酸化防止剤を用いることができる。
例えば、フェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、2,6-ジ-t-ブチル4-メチルフェノール、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、n-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2-t-ブチル-6-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)-4-メチルフェニルアクリレート、2-[1-(2-ヒドロキシ3,5-ジ-t-ペンチルフェニル)]-4,6-ジ-t-ペンチルフェニルアクリレート、テトラキス[メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、3,9-ビス[2-{3-(t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサ[5,5]ウンデカン、1,3,5-トリス(3’、5’-ジ-t-ブチル4’-ヒドロキシベンジル)-s-トリアジン-2,4,6(1H,2H,3H)-トリオン、1,1,4-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニルブタン、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)等の2,4,5-または2,4,6-3置換フェノール類、p-クレゾール・ジシクロペンタジエン・イソブチレンの反応生成物が挙げられ、中でもオクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、p-クレゾール・ジシクロペンタジエン・イソブチレンの反応生成物が好ましく用いられる。例示したフェノール系酸化防止剤は、必ずしも1種で使用する必要なく2種類以上混合して使用しても良い。
リン系酸化防止剤としては、例えば、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ジノニルフェニルペンタエリスリトールジホスファイト等のペンタエリスリトール型ジホスファイト化合物、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイトが挙げられ、中でも、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイトが好ましく用いられる。例示したリン系酸化防止剤は、必ずしも1種で使用する必要なく2種類以上混合して使用しても良い。
イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル3,3’-チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3’-チオジプロピオネート、ジステアリル3,3’-チオジプロピオネート、ラウリルステアリル3,3’-チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール-テトラキス-(β-ラウリル-チオ-プロピオネート)、3,9-ビス(2-ドデシルチオエチル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンが挙げられ、中でもジステアリル3,3’-チオジプロピオネートが好ましく用いられる。例示したイオウ系酸化防止剤は、必ずしも1種で使用する必要なく2種類以上混合して使用しても良い。
酸化防止剤(F)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量部としたとき、0.1~2質量部である。上記の範囲とすることで、耐衝撃性、流動性、難燃性を低下させることなく、耐湿熱老化特性を向上させることができ、好ましくは、0.1~1質量部、より好ましくは、0.1~0.5質量部である。
本発明に用いられる酸(G)は、グラフト共重合体(B)がアルカリ性の物質を含みうるところ、このようなアルカリ性の物質を中和する作用を有する。ポリカーボネート樹脂(A)はアルカリ性の物質の存在下では分解しやすいが、酸(G)が含まれることでポリカーボネート樹脂の分解を抑制し、本樹脂組成物の耐湿熱老化特性を向上させる。酸(G)としては、例えば、リン酸、リン酸1ナトリウム、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸、酢酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、シクロヘキサンジカルボン酸、クエン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、安息香酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、フェノール、ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸、などの有機酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、クエン酸、オルトフタル酸、トリメット酸、ピロメリット酸の酸無水物が挙げられる。中でも、リン酸が好ましく用いられる。例示した酸(G)は、必ずしも1種で使用する必要なく2種類以上混合して使用しても良い。
酸(G)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量部としたとき、0.005~0.025質量部である上記の範囲とすることで、耐衝撃性、流動性、難燃性を低下させることなく、耐湿熱老化特性を向上させることができ、好ましくは、0.005~0.02質量部、より好ましくは、0.005~0.01質量部である。また、中和を効率良くするため、本樹脂組成物の製造工程おいて酸(G)が加えられる際は5mol/l程度の水溶液として添加されることが好ましい。
本樹脂組成物においては、樹脂組成物中に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量は、40,000以上、130,000以下である。下限として、好ましくは60,000以上であり、より好ましくは70,000以上であり、上限として好ましくは、120,000以下であり、より好ましくは100,000以下である。この樹脂組成物中に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量が40,000以上であれば、耐衝撃性、難燃性、耐湿熱老化特性を向上させることができ、130,000以下であれば流動性を向上させることができる。
ここで、樹脂組成物に含まれるアセトンに可溶な成分の重量平均分子量は、実施例の項で説明した方法によって求められる。なお、測定精度的に十分なアセトン可溶分の量が得られなかった場合にはサンプル質量を増やして測定を行えば良い。
また、本樹脂組成物においては、樹脂組成物中に含まれるアセトンには不溶でありテトラヒドロフランに可溶な成分の重量平均分子量は、32,000以上、58、000以下である。下限として、好ましくは36,000以上であり、より好ましくは40,000以上であり、上限として好ましくは、52,000以下であり、より好ましくは48,000である。この樹脂組成物中に含まれるアセトンには不溶でありテトラヒドロフランには可溶な成分の重量平均分子量が32,000以上であれば、難燃性、耐湿熱老化特性を向上させることができ、58,000以下であれば、流動性を向上させることができる。
ここで、樹脂組成物に含まれるアセトンには不溶でありテトラヒドロフランには可溶である成分の重量平均分子量は、実施例の項で説明した方法によって求められる。
さらに、本樹脂組成物においては、樹脂組成物中に含まれるアセトンには不溶でありテトラヒドロフランに可溶な成分の重量平均分子量を数平均分子量で除した値(Mw/Mn:分子量分布)は、1.8~2.1の範囲にあることが好ましい。本樹脂組成物は、アセトンには不溶でありテトラヒドロフランに可溶な成分が適度な分子量分布を有していることが好適であり、Mw/Mnを1.8~2.1の範囲に制御することによって、流動性、難燃性、耐湿熱老化特性をより良好なものとできる。
本樹脂組成物においては、樹脂組成物中に含まれるアセトンには不溶でありテトラヒドロフランに可溶な成分は、積算分子量分布曲線において、積算質量30質量%到達時の分子量が19,000~22,000の範囲内にあり、かつ、積算質量70質量%到達時の分子量が43,000~55,000の範囲にあることが好ましい。積算質量30質量%到達時の分子量が19,000未満の場合、難燃性、耐湿熱老化特性が劣る場合があり、積算質量30質量%到達時の分子量が22,000を超える場合、流動性が劣る場合があり好ましくない。また、積算質量70質量%到達時の分子量が43,000未満の場合、難燃性、耐湿熱老化特性が劣る場合があり、積算質量70質量%到達時の分子量が55,000を超える場合、流動性が劣る場合があり好ましくない。
本樹脂組成物は、樹脂組成物1kgあたりに含まれるカルシウム、マグネシウムの合計含有量が250mg/kg以下である。この本樹脂組成物1kgあたりに含まれるカルシウム、マグネシウムの合計含有量は、上記の上限値以下とすることで、耐湿熱老化特性を向上させることができる。カルシウム、マグネシウムの合計含有量は少ないほど耐湿熱老化特性の点では有利であり、好ましくは150mg/kg、より好ましくは100mg/kg、さらに好ましくは50mg/kgであり、下限としては特に制限は無く、0mg/kgが最も好ましいが、15mg/kg未満とすることはコストが多くかかる可能性がある。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物は耐衝撃性に優れ、また、難燃性や流動性や耐湿熱老化特性についても優れている。具体的には、耐衝撃性(シャルピー衝撃値)が10kJ/m2以上、好ましくは20kJ/m2以上、流動性(メルトフローレート)が25g/10min以上、好ましくは40g/10min以上、難燃性がUL94の規格を満たすことができる。また、耐湿熱老化特性として、80℃、湿度85%、1000時間後の耐衝撃性(シャルピー衝撃値)が8kJ/m2以上、湿熱処理前後の色差(ΔE)が5未満、難燃性が湿熱処理前と同等なUL94の規格を満たすことができる。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、ガラス繊維、ガラスパウダー、ガラスビーズ、ガラスフレーク、アルミナ、アルミナ繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、ステンレス繊維、ウィスカ、チタン酸カリウム繊維、ワラステナイト、ハードクレー、焼成クレー、タルク、カオリン、マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウムおよび鉱物など無機充填剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系またはサリシレート系などの紫外線吸収剤、高級脂肪酸、酸エステルおよび高級アルコールなどの滑剤および可塑剤、モンタン酸およびその塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコールおよびエチレンワックスなどの離型剤、スルホン酸系、ポリエーテル系などの帯電防止剤、カーボンブラック、顔料、染料などの着色剤などを含有することができる。
これらを含有せしめる方法については特に制限はなく、種々の方法を用いることができる。
また、含有可能な前記の種々の添加剤は、本樹脂組成物を製造する任意の工程で添加することが可能であり、例えば、樹脂成分を配合する際に同時に配合する方法や、予め各成分の重合完了後に配合する方法、2成分の樹脂を溶融混練した後に配合する方法が挙げられる。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を製造する方法には特に制限はなく、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、ビニル系共重合体(C)、リン系難燃剤(D)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)および酸(G)のそれぞれを、例えば、V型ブレンダー、スーパーミキサー、スーパーフローターおよびヘンシェルミキサーなどの混合機を用いて混合する方法を挙げることができる。また、混合後は混練手段を用い、例えば、好ましくは、210~320℃、より好ましくは230~300℃程度の温度で溶融混練し、ペレット化することができる。具体的な溶融混練、ペレット化の手段としては、種々の溶融混合機、例えば、ニーダー、一軸および二軸押出機などを用いて樹脂組成物を溶融して押出し、ペレタイザによりペレット化する方法が挙げられる。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を製造する方法について、好ましい具体的な形態の例を説明すると、混合する成分によってはポリカーボネート樹脂(A)がアルカリ分解すること、また、液体の難燃剤の配合量が比較的多いことを考慮し、ポリカーボネート樹脂(A)のアルカリ分解を抑制するためには、押出機に原料を供給する方法において、ポリカーボネート樹脂(A)を供給するフィーダと、あらかじめ、グラフト共重合体(B)、ビニル系共重合体(C)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)、酸(G)、可塑剤、充填剤、その他添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機で混合した混合物を供給するフィーダに分け、リン系難燃剤(D)は、液体用添加ポンプで単独で供給する方法が挙げられる。
製造方法のより詳しい形態を挙げると、これらは二軸押出機のトップ供給口には第一フィーダと第二フィーダ、必要に応じてその他フィーダが設計されているものであり、第一フィーダからは、グラフト共重合体(B)、必要に応じてビニル系共重合体(C)、ポリエチレンテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)、酸(G)、可塑剤、充填剤、その他添加剤をあらかじめヘンシェルミキサー等の混合機で混合した混合物がトップ供給口に供給され、第二フィーダからはポリカーボネート樹脂(A)が供給され、スクリュウ構成における第一混練ゾーンと第一脱揮ゾーンの間に配置された液体投入口より、加温装置付きの液体ポンプにて液体のリン系難燃剤(D)が二軸押出機に直接供給され溶融混練されることで難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を製造する方法が好ましく用いられる。
必要に応じて、第二フィーダから供給されるポリカーボネート樹脂(A)は、特性の異なる2種以上のポリカーボネート樹脂をあらかじめヘンシェルミキサー等の混合機で混合した混合物が用いられ、例えば、好ましく重量平均分子量が28,000~45,000であるCD、DVD、Blu-ray(登録商標)等の情報媒体ディスクから回収されたポリカーボネート樹脂と、好ましく重量平均分子量が50,000~60,000であるガロンボトル等のウォーターボトルから回収されたポリカーボネート樹脂をヘンシェルミキサー等の混合機で、好ましく質量比が(CD、DVD、Blu-ray(登録商標)等の情報媒体ディスクから回収されたポリカーボネート樹脂):(ガロンボトル等のウォーターボトルから回収されたポリカーボネート樹脂)=30:70~70:30の範囲にて、混合した後、これらを第二フィーダからトップフィード供給口に供給する方法が好ましく用いられる。
上記によって得られた本樹脂組成物は、射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、圧縮成形、ガスアシスト成形などの任意の方法によって成形することができ、特に制限されるものではないが、好ましくは、射出成形により成形される。
また、射出成形は、好ましくは210~320℃、より好ましくは230~280℃の通常の温度範囲で実施することができる。
また、射出成形時の金型温度は、好ましくは30~80℃の通常成形に使用される温度範囲である。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を成形して得られる成形品は、あらゆる形状の成形品として広く用いることができる。成形品とは、フィルム、シート、繊維・布、不織布、射出成形品、押出成形品、真空圧空成形品、ブロー成形品、または他の材料との複合体などであり、家電、OA機器、自動車用資材、電子・電気機器用資材、農業用資材、園芸用資材、漁業用資材、土木・建築用資材、文具、医療用品、雑貨等の用途として有用である。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定して解釈されるものではない。
(1)ゴム質重合体の重量平均粒子径
ゴム質重合体ラテックスを水媒体で希釈、分散させ、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置“LS 13 320”(ベックマン・コールター株式会社)により粒子径分布を測定した。その粒子径分布より、ゴム質重合体の重量平均粒子径を算出した。
ゴム質重合体ラテックスを水媒体で希釈、分散させ、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置“LS 13 320”(ベックマン・コールター株式会社)により粒子径分布を測定した。その粒子径分布より、ゴム質重合体の重量平均粒子径を算出した。
(2)重量平均分子量、数平均分子量、分子量分布
GPC法によって測定を行った。測定条件は、下記のとおりである。なお、分子量はポリスチレンを標準物質として換算して求めた。但し、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体が用いられている場合はポリメタクリル酸メチルを標準物質として換算して求めた。なお、重量平均分子量および数平均分子量は、分子量が3,000以上のものを対象として求めた。
測定装置:Waters2695
カラム温度:40℃
検出器:RI2414(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:0.3ml/分(溶媒:テトラヒドロフラン)
カラム:TSKgel SuperHZM-M(6.0mmI.D.×15cm)、TSKgel SuperHZM-N(6.0mmI.D.×15cm)直列(いずれも東ソー)
GPC法によって測定を行った。測定条件は、下記のとおりである。なお、分子量はポリスチレンを標準物質として換算して求めた。但し、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体が用いられている場合はポリメタクリル酸メチルを標準物質として換算して求めた。なお、重量平均分子量および数平均分子量は、分子量が3,000以上のものを対象として求めた。
測定装置:Waters2695
カラム温度:40℃
検出器:RI2414(示差屈折率計)
キャリア溶離液流量:0.3ml/分(溶媒:テトラヒドロフラン)
カラム:TSKgel SuperHZM-M(6.0mmI.D.×15cm)、TSKgel SuperHZM-N(6.0mmI.D.×15cm)直列(いずれも東ソー)
次に、各被測定物のサンプリング方法について説明する。
A.ポリカーボネート樹脂(ポリカーボネート樹脂(A)、ポリカーボネート樹脂(A1)、ポリカーボネート樹脂(A2))
ポリカーボネート樹脂約0.06gを秤量し、テトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.4質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
ポリカーボネート樹脂約0.06gを秤量し、テトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.4質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
B.グラフト共重合体(グラフト共重合体(B))中のアセトンに可溶な成分
グラフト共重合体約1gにアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離を行った後、不溶分を濾過して、アセトン可溶分を得る。濾液についてロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去し、得られた固形分約0.03gをテトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.2質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
グラフト共重合体約1gにアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離を行った後、不溶分を濾過して、アセトン可溶分を得る。濾液についてロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去し、得られた固形分約0.03gをテトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.2質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
C.ビニル系共重合体(ビニル系共重合体(C))
ビニル系共重合体約0.03gを秤量し、テトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.2質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
ビニル系共重合体約0.03gを秤量し、テトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.2質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
D.樹脂組成物(本樹脂組成物)中のアセトンに可溶な成分
樹脂組成物約3gにアセトン100mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離を行った後、不溶分を濾過して、アセトン可溶分を得る。濾液についてロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去し、得られた固形分約0.03gをテトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.2質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
樹脂組成物約3gにアセトン100mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離を行った後、不溶分を濾過して、アセトン可溶分を得る。濾液についてロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去し、得られた固形分約0.03gをテトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.2質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
E.樹脂組成物(本樹脂組成物)中のアセトンには不溶であり、テトラヒドロフランには可溶な成分
前記D項で得たアセトン不溶分を乾燥し、不溶分約1gにテトラヒドロフラン100mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離を行った後、不溶分を濾過して、テトラヒドロフラン可溶分を得る。濾液についてロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去し、得られた固形分約0.06gをテトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.4質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
前記D項で得たアセトン不溶分を乾燥し、不溶分約1gにテトラヒドロフラン100mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離を行った後、不溶分を濾過して、テトラヒドロフラン可溶分を得る。濾液についてロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去し、得られた固形分約0.06gをテトラヒドロフラン約15gに溶解して、約0.4質量%の溶液とした。この溶液を用いて測定を行った。
(3)グラフト共重合体(グラフト共重合体(B))のグラフト率
試料約1g(m:サンプル質量)にアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m(10000G)で40分間遠心分離した後、不溶分を濾過した。得られたアセトン不溶分を80℃で5時間減圧乾燥させ、その質量(n(g))を測定し、下記式よりグラフト率を算出した。ここで、Xはグラフト共重合体(B)のゴム質重合体含有率(質量%)である。
グラフト率(%)={[(n)-(m)×X]/[(m)×X]}×100。
試料約1g(m:サンプル質量)にアセトン80mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8000r.p.m(10000G)で40分間遠心分離した後、不溶分を濾過した。得られたアセトン不溶分を80℃で5時間減圧乾燥させ、その質量(n(g))を測定し、下記式よりグラフト率を算出した。ここで、Xはグラフト共重合体(B)のゴム質重合体含有率(質量%)である。
グラフト率(%)={[(n)-(m)×X]/[(m)×X]}×100。
(4)樹脂組成物中(本樹脂組成物)中のカルシウムおよびマグネシウムの合計の含有量
カルシウムはJIS K0102(2019)-50.3で定められている評価基準に従い、マグネシウムについてはJIS K0102(2019)-51.3で定められている評価基準に従い、それぞれの量を求め、試料1kgあたりの量に換算して合計量を算出した。
カルシウムはJIS K0102(2019)-50.3で定められている評価基準に従い、マグネシウムについてはJIS K0102(2019)-51.3で定められている評価基準に従い、それぞれの量を求め、試料1kgあたりの量に換算して合計量を算出した。
(5)耐衝撃性(シャルピー衝撃強度)
樹脂組成物のペレットを80℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥した後、シリンダー温度を250℃に設定した住友重機械工業(株)製SE-50DU成形機内に充填し、即時に厚さ4mmのダンベル試験片を成形した。得られたダンベル試験片各5個について、ISO179に準拠した方法でシャルピー衝撃強度を測定し、その数平均値を算出した。
樹脂組成物のペレットを80℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥した後、シリンダー温度を250℃に設定した住友重機械工業(株)製SE-50DU成形機内に充填し、即時に厚さ4mmのダンベル試験片を成形した。得られたダンベル試験片各5個について、ISO179に準拠した方法でシャルピー衝撃強度を測定し、その数平均値を算出した。
(6)流動性(MFR、メルトフローレート)
樹脂組成物のペレットを80℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥した後、ISO1133に準拠した方法で240℃、98Nの条件で測定した。
樹脂組成物のペレットを80℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥した後、ISO1133に準拠した方法で240℃、98Nの条件で測定した。
(7)難燃性
樹脂組成物のペレットを80℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥した後、シリンダー温度を250℃に設定した日精樹脂工業(株)製PS60成形機で、射出成形により1.5mm厚の難燃性評価用試験片を得た。その試験片について、UL94で定められている評価基準に従い、V試験もしくは5V試験での難燃性を評価した。
樹脂組成物のペレットを80℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥した後、シリンダー温度を250℃に設定した日精樹脂工業(株)製PS60成形機で、射出成形により1.5mm厚の難燃性評価用試験片を得た。その試験片について、UL94で定められている評価基準に従い、V試験もしくは5V試験での難燃性を評価した。
(i)V試験方法
垂直に保持した試験片の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させる。燃焼が30秒以内に止まったならば、さらに10秒間接炎させる。5個の試験片について行う。
垂直に保持した試験片の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させる。燃焼が30秒以内に止まったならば、さらに10秒間接炎させる。5個の試験片について行う。
V-0:
いずれの接炎の後も、10秒以上燃焼を続ける試験片がない。
5個の試験片に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が50秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試験片がない。
試験片の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼する粒子を落下させる試験片がない。
2回目の接炎の後、30秒以上赤熱を続ける試験片がない。
いずれの接炎の後も、10秒以上燃焼を続ける試験片がない。
5個の試験片に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が50秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試験片がない。
試験片の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼する粒子を落下させる試験片がない。
2回目の接炎の後、30秒以上赤熱を続ける試験片がない。
V-1:
いずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試験片がない。
5個の試験片に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が250秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試験片がない。
試験片の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼する粒子を落下させる試験片がない。
2回目の接炎の後、60秒以上赤熱を続ける試験片がない。
いずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試験片がない。
5個の試験片に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が250秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試験片がない。
試験片の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼する粒子を落下させる試験片がない。
2回目の接炎の後、60秒以上赤熱を続ける試験片がない。
V-2:
いずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試験片がない。
5個の試験片に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が250秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試験片がない。
試験片の下方に置かれた脱脂綿を白発火させる燃焼する粒子の落下が許容される。
2回目の接炎の後、30秒以上赤熱を続ける試験片がない。
いずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試験片がない。
5個の試験片に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が250秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試験片がない。
試験片の下方に置かれた脱脂綿を白発火させる燃焼する粒子の落下が許容される。
2回目の接炎の後、30秒以上赤熱を続ける試験片がない。
(ii)5V試験方法
垂直に保持した試験片の下端(あるいは水平に保持した試験片の下面中央)に5秒間ガスバーナーの炎を接触させた後に5秒間離す操作を5回繰り返す。5個の試験片について行う。
垂直に保持した試験片の下端(あるいは水平に保持した試験片の下面中央)に5秒間ガスバーナーの炎を接触させた後に5秒間離す操作を5回繰り返す。5個の試験片について行う。
5VB:
最後の接炎の後、60秒以上燃焼を続ける試験片がない。
試験片の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼する粒子を落下させる試験片がない。
最後の接炎の後、60秒以上燃焼を続ける試験片がない。
試験片の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼する粒子を落下させる試験片がない。
(8)耐湿熱老化特性
樹脂組成物について下記に記載の試験片を80℃、湿度85%、1000時間湿熱処理し、下記評価項目を評価した。
樹脂組成物について下記に記載の試験片を80℃、湿度85%、1000時間湿熱処理し、下記評価項目を評価した。
(iii)耐衝撃性(シャルピー衝撃値)
前記(5)項に記載の方法でダンベル試験片5個を調製し、当該試験片を湿熱処理し、湿熱処理後の試験片をISO179に準拠した方法でシャルピー衝撃強度を測定し、その数平均値を算出した。合否判定基準は次のとおりとした。
○:シャルピー衝撃値が8kJ/m2以上のもの。
×:シャルピー衝撃値が8kJ/m2未満のもの。
前記(5)項に記載の方法でダンベル試験片5個を調製し、当該試験片を湿熱処理し、湿熱処理後の試験片をISO179に準拠した方法でシャルピー衝撃強度を測定し、その数平均値を算出した。合否判定基準は次のとおりとした。
○:シャルピー衝撃値が8kJ/m2以上のもの。
×:シャルピー衝撃値が8kJ/m2未満のもの。
(iv)難燃性
前記(7)項に記載の方法で試験片5個を調製し、当該試験片を湿熱処理し、湿熱処理後の試験片について、前記(7)項に記載の方法で難燃性を評価した。合否判定基準は次のとおりとした。
○:湿熱処理前と同等の難燃レベル。
×:湿熱処理後において難燃レベルが低下。
前記(7)項に記載の方法で試験片5個を調製し、当該試験片を湿熱処理し、湿熱処理後の試験片について、前記(7)項に記載の方法で難燃性を評価した。合否判定基準は次のとおりとした。
○:湿熱処理前と同等の難燃レベル。
×:湿熱処理後において難燃レベルが低下。
(v)黄色変性
樹脂組成物のペレットを80℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥した後、シリンダー温度を250℃に設定した住友重機械工業(株)製SE-50DU成形機内に充填し、即時に試験片(長さ50mm、幅30mm、厚さ3mm)5個を成形した。得られた試験片各5個について、住化カラー社製CCM(分光光度計マクベス7000A)を用いて、湿熱処理前後のL*値、a*値、b*値を測定し、測定結果から色差(ΔE)を求め、その数平均値でもって評価した。
○:ΔEが5未満。
×:ΔEが5以上。
樹脂組成物のペレットを80℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥した後、シリンダー温度を250℃に設定した住友重機械工業(株)製SE-50DU成形機内に充填し、即時に試験片(長さ50mm、幅30mm、厚さ3mm)5個を成形した。得られた試験片各5個について、住化カラー社製CCM(分光光度計マクベス7000A)を用いて、湿熱処理前後のL*値、a*値、b*値を測定し、測定結果から色差(ΔE)を求め、その数平均値でもって評価した。
○:ΔEが5未満。
×:ΔEが5以上。
(参考例1)ポリカーボネート樹脂(A1-1)
CD、DVD、Blu-ray(登録商標)をリソースとする重量平均分子量が20,700のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
CD、DVD、Blu-ray(登録商標)をリソースとする重量平均分子量が20,700のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
(参考例2)ポリカーボネート樹脂(A1-2)
CD、DVD、Blu-ray(登録商標)をリソースとする重量平均分子量が30,200のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
CD、DVD、Blu-ray(登録商標)をリソースとする重量平均分子量が30,200のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
(参考例3)ポリカーボネート樹脂(A1-3)
CD、DVD、Blu-ray(登録商標)をリソースとする重量平均分子量が46,000のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
CD、DVD、Blu-ray(登録商標)をリソースとする重量平均分子量が46,000のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
(参考例4)ポリカーボネート樹脂(A2-1)
水ボトルをリソースとする重量平均分子量が49,000のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
水ボトルをリソースとする重量平均分子量が49,000のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
(参考例5)ポリカーボネート樹脂(A2-2)
水ボトルをリソースとする重量平均分子量が55,700のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
水ボトルをリソースとする重量平均分子量が55,700のマテリアルリサイクルのポリカーボネート樹脂。
(参考例6)グラフト共重合体(B-1)
重量平均粒子径が0.3μmであるポリブタジエンラテックス50質量部(固形分換算)の存在下、純水130質量部、ブドウ糖0.2質量部、硫酸第一鉄0.01質量部およびピロリン酸ナトリウム0.2質量部を反応容器に仕込み、反応容器内の空気を窒素で置換した。反応容器内を60℃に調整し、攪拌しながら、まずスチレン6.7質量部、アクリロニトリル2.5質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.046質量部の単量体混合物を0.5時間かけて初期添加した。次いでクメンハイドロパーオキサイド0.32質量部、乳化剤であるラウリル酸ナトリウム1.4質量部および純水0.25質量部からなる開始剤混合物の添加を開始し、重合を開始させた。開始剤混合物は合計5時間かけて連続滴下した。開始剤混合物の滴下開始と同時にスチレン22.5質量部、アクリロニトリル8.3質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.15質量部の混合液の滴下を開始し、3時間かけて連続滴下した。また、その間、重合時間が40分、55分、70分、85分の段階で、ポリブタジエンラテックスを2.5質量部(固形分換算)で計4回(10質量部)を反応容器に加えた。単量体混合物滴下後、2時間、開始剤混合物のみを連続滴下し、重合を終了させた。その後、ラテックスにp-クレゾール・ジシクロペンタジエン・イソブチレンの反応生成物0.42質量部、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト0.21質量部の乳化分散体を滴下した。重合を終了したラテックスを1.5質量%希硫酸で凝固し、ついでpHが8~10程度になるように水酸化ナトリウムで中和、洗浄、遠心分離、乾燥してパウダー状のグラフト共重合体(B-1)を得た。得られたグラフト共重合体(B-1)のグラフト率は40%、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量は83,000であった。
重量平均粒子径が0.3μmであるポリブタジエンラテックス50質量部(固形分換算)の存在下、純水130質量部、ブドウ糖0.2質量部、硫酸第一鉄0.01質量部およびピロリン酸ナトリウム0.2質量部を反応容器に仕込み、反応容器内の空気を窒素で置換した。反応容器内を60℃に調整し、攪拌しながら、まずスチレン6.7質量部、アクリロニトリル2.5質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.046質量部の単量体混合物を0.5時間かけて初期添加した。次いでクメンハイドロパーオキサイド0.32質量部、乳化剤であるラウリル酸ナトリウム1.4質量部および純水0.25質量部からなる開始剤混合物の添加を開始し、重合を開始させた。開始剤混合物は合計5時間かけて連続滴下した。開始剤混合物の滴下開始と同時にスチレン22.5質量部、アクリロニトリル8.3質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.15質量部の混合液の滴下を開始し、3時間かけて連続滴下した。また、その間、重合時間が40分、55分、70分、85分の段階で、ポリブタジエンラテックスを2.5質量部(固形分換算)で計4回(10質量部)を反応容器に加えた。単量体混合物滴下後、2時間、開始剤混合物のみを連続滴下し、重合を終了させた。その後、ラテックスにp-クレゾール・ジシクロペンタジエン・イソブチレンの反応生成物0.42質量部、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト0.21質量部の乳化分散体を滴下した。重合を終了したラテックスを1.5質量%希硫酸で凝固し、ついでpHが8~10程度になるように水酸化ナトリウムで中和、洗浄、遠心分離、乾燥してパウダー状のグラフト共重合体(B-1)を得た。得られたグラフト共重合体(B-1)のグラフト率は40%、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量は83,000であった。
(参考例7)グラフト共重合体(B-2)
参考例6の方法で製造し、重合を終了させたグラフト共重合体ラテックスに、p-クレゾール・ジシクロペンタジエン・イソブチレンの反応生成物0.42質量部、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト0.21質量部の乳化分散体を滴下した。重合を終了したラテックスを5質量%硫酸マグネシウムで凝固し洗浄、遠心分離、乾燥してパウダー状のグラフト共重合体(B-2)を得た。得られたグラフト共重合体(B-2)のグラフト率は40%、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量は83,000であった。
参考例6の方法で製造し、重合を終了させたグラフト共重合体ラテックスに、p-クレゾール・ジシクロペンタジエン・イソブチレンの反応生成物0.42質量部、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト0.21質量部の乳化分散体を滴下した。重合を終了したラテックスを5質量%硫酸マグネシウムで凝固し洗浄、遠心分離、乾燥してパウダー状のグラフト共重合体(B-2)を得た。得られたグラフト共重合体(B-2)のグラフト率は40%、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量は83,000であった。
(参考例8)グラフト共重合体(B-3)
重量平均粒子径が0.3μmである50質量部(固形分換算)の存在下、純水130質量部、ラウリン酸ナトリウム0.5質量部、ブドウ糖0.2質量部、ピロリン酸ナトリウム0.2質量部、硫酸第一鉄0.01質量部を仕込み、並行して反応容器内の空気を窒素置換した。反応容器内を60℃に調整し、撹拌しながら、まずスチレン3.6質量部、アクリロニトリル0.6質量部、メタクリル酸メチル10.8質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.15質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。次いで、クメンハイドロパーオキサイド0.3質量部、乳化剤であるラウリン酸ナトリウム2.0質量部および純水25質量部の開始剤混合物を5時間かけて連続滴下した。同時に並行して、スチレン8.4質量部、アクリロニトリル1.4質量部、メタクリル酸メチル25.2質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.36質量部の単量体混合物を5時間かけて連続追滴下した。単量体混合物追滴下後、1時間保持して重合を終了させた。得られたグラフト共重合体ラテックスを1.5質量%硫酸で凝固し、ついでpHが8~10程度になるように水酸化ナトリウムで中和し、洗浄、遠心分離、乾燥して、パウダー状のグラフト共重合体(B-3)を得た。得られたグラフト共重合体(B-3)のグラフト率は47%、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量は70,900であった。
重量平均粒子径が0.3μmである50質量部(固形分換算)の存在下、純水130質量部、ラウリン酸ナトリウム0.5質量部、ブドウ糖0.2質量部、ピロリン酸ナトリウム0.2質量部、硫酸第一鉄0.01質量部を仕込み、並行して反応容器内の空気を窒素置換した。反応容器内を60℃に調整し、撹拌しながら、まずスチレン3.6質量部、アクリロニトリル0.6質量部、メタクリル酸メチル10.8質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.15質量部の単量体混合物を45分間かけて初期添加した。次いで、クメンハイドロパーオキサイド0.3質量部、乳化剤であるラウリン酸ナトリウム2.0質量部および純水25質量部の開始剤混合物を5時間かけて連続滴下した。同時に並行して、スチレン8.4質量部、アクリロニトリル1.4質量部、メタクリル酸メチル25.2質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.36質量部の単量体混合物を5時間かけて連続追滴下した。単量体混合物追滴下後、1時間保持して重合を終了させた。得られたグラフト共重合体ラテックスを1.5質量%硫酸で凝固し、ついでpHが8~10程度になるように水酸化ナトリウムで中和し、洗浄、遠心分離、乾燥して、パウダー状のグラフト共重合体(B-3)を得た。得られたグラフト共重合体(B-3)のグラフト率は47%、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量は70,900であった。
(参考例9)グラフト共重合体(B-4)
参考例8の方法で製造し、重合を終了させたグラフト共重合体ラテックスに、p-クレゾール・ジシクロペンタジエン・イソブチレンの反応生成物0.42質量部、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト0.21質量部の乳化分散体を滴下した。重合を終了したラテックスを5質量%硫酸マグネシウムで凝固し洗浄、遠心分離、乾燥してパウダー状のグラフト共重合体(B-4)を得た。得られたグラフト共重合体(B-4)のグラフト率は47%、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量は70,900であった。
参考例8の方法で製造し、重合を終了させたグラフト共重合体ラテックスに、p-クレゾール・ジシクロペンタジエン・イソブチレンの反応生成物0.42質量部、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト0.21質量部の乳化分散体を滴下した。重合を終了したラテックスを5質量%硫酸マグネシウムで凝固し洗浄、遠心分離、乾燥してパウダー状のグラフト共重合体(B-4)を得た。得られたグラフト共重合体(B-4)のグラフト率は47%、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量は70,900であった。
(参考例10)ビニル系共重合体(C-1)
アクリルアミド80質量部、メタクリル酸メチル20質量部、過硫酸カリウム0.2質量部、t-ドデシルメルカプタン0.1質量部、ラウリン酸ナトリウム0.9質量部、純水380質量部を反応器中に仕込み反応器中の気相を窒素ガスで置換しよくかき混ぜながら60℃に保った。重合開始後、50分後に槽内が70℃になるよう昇温し、重合開始後、50分で純水400質量部を加えた。さらにその130分後、純水900質量部、ヒドロキシメタンスルホン酸ナトリウム・2水和物0.18質量部加え単量体が完全に重合体に転化するように120分重合反応を続けて、アクリルアミドとメタクリル酸メチル二元共重合体の水溶液として得た。得られた反応液はやや白濁した粘性を有する水溶液であった。そこに純水14000質量部を加え、約0.6%の水溶液を得た。この水溶液に、水酸化ナトリウム1.4質量部、リン酸二水素ナトリウム4.0質量部を加え、70℃で60分間アルカリ性を保ち、透明な懸濁重合用の媒体の水溶液を得た。
アクリルアミド80質量部、メタクリル酸メチル20質量部、過硫酸カリウム0.2質量部、t-ドデシルメルカプタン0.1質量部、ラウリン酸ナトリウム0.9質量部、純水380質量部を反応器中に仕込み反応器中の気相を窒素ガスで置換しよくかき混ぜながら60℃に保った。重合開始後、50分後に槽内が70℃になるよう昇温し、重合開始後、50分で純水400質量部を加えた。さらにその130分後、純水900質量部、ヒドロキシメタンスルホン酸ナトリウム・2水和物0.18質量部加え単量体が完全に重合体に転化するように120分重合反応を続けて、アクリルアミドとメタクリル酸メチル二元共重合体の水溶液として得た。得られた反応液はやや白濁した粘性を有する水溶液であった。そこに純水14000質量部を加え、約0.6%の水溶液を得た。この水溶液に、水酸化ナトリウム1.4質量部、リン酸二水素ナトリウム4.0質量部を加え、70℃で60分間アルカリ性を保ち、透明な懸濁重合用の媒体の水溶液を得た。
オートクレーブに約0.6%の前記メタクリル酸メチル-アクリルアミド二元共重合体水溶液6質量部、純水139質量部を入れて400rpmで攪拌し、並行して系内を窒素ガスで置換した。70℃まで昇温後、アクリロニトリル28.9質量部、スチレン11.1質量部、アゾビスイソブチロニトリル0.32質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.32質量部の単量体混合物を反応系内を攪拌しながら30分かけて添加し、重合反応を開始した。単量体混合物を添加後、1時間経過したところで、スチレンを供給ポンプを使用して15質量部添加した。その後、30分間隔でスチレンを1回あたり15質量部として3回を反応容器に添加した。全ての単量体を添加後、60分かけて100℃に昇温した。到達後、30分間100℃に維持した後、冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行って、ビーズ状のビニル系共重合体(C-1)を得た。重量平均分子量は128,000であった。
(参考例11)ビニル系共重合体(C-2)
ビニル系共重合体(C-1)を製造する際に、初期に添加するt-ドデシルメルカプタンを0.26質量部としたこと以外は参考例10と同様な方法でビニル系共重合体(C-2)を得た。重量平均分子量は150,000であった。
ビニル系共重合体(C-1)を製造する際に、初期に添加するt-ドデシルメルカプタンを0.26質量部としたこと以外は参考例10と同様な方法でビニル系共重合体(C-2)を得た。重量平均分子量は150,000であった。
(参考例12)ビニル系共重合体(C-3)
オートクレーブに参考例10に記載の方法で調製した約0.6%のメタクリル酸メチル-アクリルアミド二元共重合体水溶液6質量部、純水147質量部を入れて400rpmで攪拌し、並行して系内を窒素ガスで置換した。70℃まで昇温後、アクリロニトリル4.0質量部、スチレン24質量部、メタクリル酸メチル72質量部、アゾビスイソブチロニトリル0.32質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.40質量部の単量体混合物を反応系内を攪拌しながら30分かけて添加し、重合反応を開始した。重合開始から180分後に60分かけて100℃に昇温した。到達後、30分間100℃に維持した後、冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行って、ビーズ状のビニル系共重合体(C-3)を得た。重量平均分子量は106,000であった。
オートクレーブに参考例10に記載の方法で調製した約0.6%のメタクリル酸メチル-アクリルアミド二元共重合体水溶液6質量部、純水147質量部を入れて400rpmで攪拌し、並行して系内を窒素ガスで置換した。70℃まで昇温後、アクリロニトリル4.0質量部、スチレン24質量部、メタクリル酸メチル72質量部、アゾビスイソブチロニトリル0.32質量部およびt-ドデシルメルカプタン0.40質量部の単量体混合物を反応系内を攪拌しながら30分かけて添加し、重合反応を開始した。重合開始から180分後に60分かけて100℃に昇温した。到達後、30分間100℃に維持した後、冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行って、ビーズ状のビニル系共重合体(C-3)を得た。重量平均分子量は106,000であった。
(参考例13)リン系難燃剤(D-1)
ビスフェノールAビス-ジフェニルホスフェート(大八化学工業製CR741)
ビスフェノールAビス-ジフェニルホスフェート(大八化学工業製CR741)
(参考例14)リン系難燃剤(D-2)
レゾルシノールビス-ジフェニルホスフェート(大八化学工業製PX200)
レゾルシノールビス-ジフェニルホスフェート(大八化学工業製PX200)
(参考例15)リン系難燃剤(D-3)
レゾルシノールビス(ジキシリルホスフェート)(大八化学工業製CR733S)
レゾルシノールビス(ジキシリルホスフェート)(大八化学工業製CR733S)
(参考例16)ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E-1)
アクリル樹脂・四フッ化エチレン重合物(三菱ケミカル株式会社製A3800)
アクリル樹脂・四フッ化エチレン重合物(三菱ケミカル株式会社製A3800)
(参考例17)酸化防止剤(F-1)
オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(BASFジャパン製IR1076)
オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(BASFジャパン製IR1076)
(参考例18)酸(G-1)
リン酸(関東化学製0.5mol/lリン酸)。
リン酸(関東化学製0.5mol/lリン酸)。
(実施例1~28、比較例1~20)
表1に示した配合比で参考例1~参考例18に記載した材料を配合し、樹脂組成物を製造した。ポリカーボネート樹脂(A)を供給するフィーダと、あらかじめ、グラフト共重合体(B)、ビニル系共重合体(C)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)、酸(G)、可塑剤、充填剤、その他添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機で混合した混合物を供給するフィーダに分け、液体のリン系難燃剤(D)は、液体用添加ポンプで単独で供給する。二軸押出機のトップ供給口には第一フィーダと第二フィーダ、必要に応じてその他フィーダが設計されているものであり、第一フィーダからは、グラフト共重合体(B)、必要に応じてビニル系共重合体(C)、ポリエチレンテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)、酸(G)、可塑剤、充填剤、その他添加剤をあらかじめヘンシェルミキサー等の混合機で混合した混合物がトップ供給口に供給され、第二フィーダからはポリカーボネート樹脂(A)が供給され、スクリュウ構成における第一混練ゾーンと第一脱揮ゾーンの間に配置された液体投入口より、加温装置付きの液体ポンプにて液体のリン系難燃剤(D)が二軸押出機に直接供給され溶融混練されることで難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を製造した。押出温度250℃でガット状に押出し、ペレット化した。ついで得られたペレットを用いて、評価項目に記載の評価用試験片を作成した。これら試験片について各種評価を実施した。実施例および比較例の結果を表2に示す。
表1に示した配合比で参考例1~参考例18に記載した材料を配合し、樹脂組成物を製造した。ポリカーボネート樹脂(A)を供給するフィーダと、あらかじめ、グラフト共重合体(B)、ビニル系共重合体(C)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)、酸(G)、可塑剤、充填剤、その他添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機で混合した混合物を供給するフィーダに分け、液体のリン系難燃剤(D)は、液体用添加ポンプで単独で供給する。二軸押出機のトップ供給口には第一フィーダと第二フィーダ、必要に応じてその他フィーダが設計されているものであり、第一フィーダからは、グラフト共重合体(B)、必要に応じてビニル系共重合体(C)、ポリエチレンテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)、酸(G)、可塑剤、充填剤、その他添加剤をあらかじめヘンシェルミキサー等の混合機で混合した混合物がトップ供給口に供給され、第二フィーダからはポリカーボネート樹脂(A)が供給され、スクリュウ構成における第一混練ゾーンと第一脱揮ゾーンの間に配置された液体投入口より、加温装置付きの液体ポンプにて液体のリン系難燃剤(D)が二軸押出機に直接供給され溶融混練されることで難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を製造した。押出温度250℃でガット状に押出し、ペレット化した。ついで得られたペレットを用いて、評価項目に記載の評価用試験片を作成した。これら試験片について各種評価を実施した。実施例および比較例の結果を表2に示す。
実施例1~28の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物は、耐衝撃性、流動性、難燃性、耐湿熱特性において、バランスに優れるものであった。一方、比較例1は、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)の配合量が2質量部を超えるため耐湿熱特性が劣るものであった。比較例2は、テトラヒドロフランの重量平均分子量が32,000未満であるため耐衝撃性、耐湿熱特性がおとるものであった。比較例3~5は、カルシウム、マグネシウムの合計が250mg/kgを超えるため耐湿熱特性がおとるものであった。比較例6は、ポリカーボネート樹脂(A)の配合量が60質量部未満、グラフト共重合体(B)の配合量が40質量部を超えるため耐湿熱特性が劣るものであった。比較例7は、ポリカーボネート樹脂(A)の配合量が95質量部を超え、グラフト共重合体(B)の配合量が2質量部未満のため、耐湿熱特性が劣るものであった。比較例8は、ビニル系共重合体(C)の配合量が10質量部を超えるため、耐湿熱特性が劣るものであった。比較例9,10は、カルシウム、マグネシウムの合計が250mg/kgを超えるため耐湿熱特性が劣るものであった。比較例11は酸化防止剤(F)の配合量が0.1未満であり、比較例12は、酸化防止剤(F)の配合量が2質量部を超えるため耐湿熱特性が劣るものであった。比較例13は、酸(G)の配合量が0.005質量部未満であり、比較例14、15は、酸(G)の配合量が0.025質量部を超えるため耐湿熱特性が劣るものであった。比較例16は、リン系難燃剤(D)の配合量が20質量部を超えるため耐湿熱特性が劣るものであった。比較例17はポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)の配合量が0.1質量部未満であり、比較例18は、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)の配合量が2質量部を超えるため耐湿熱特性が劣るものであった。比較例19はリン系難燃剤(D)の配合量が5質量部未満であるため耐湿熱特性が劣るものであった。比較例20はアセトン可溶分の重量平均分子量が130,000を超えるため流動性が劣るものであった。
本発明の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物は、耐衝撃性、難燃性、耐湿熱老化特性のバランスに優れた特性を有し、家電、OA機器、自動車用資材、電子・電気機器用資材、農業用資材、園芸用資材、漁業用資材、土木・建築用資材、文具、医療用品、雑貨等の用途として幅広く利用することができる。
(I)ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量%としたとき、ポリカーボネート樹脂(A)は60~95質量%を占め、グラフト共重合体(B)とビニル系共重合体(C)はその合計として5~40質量%(ただし、ビニル系共重合体(C)が占める割合は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量100質量%に対して0~10質量%)を占める。
Claims (5)
- ポリカーボネート樹脂(A)、ゴム質重合体の存在下に芳香族ビニル系単量体(b1)とシアン化ビニル系単量体(b2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(b)をグラフト共重合して得られるグラフト共重合体(B)、芳香族ビニル系単量体(c1)とシアン化ビニル系単量体(c2)とを少なくとも含むビニル系単量体混合物(c)の重合体であるビニル系共重合体(C)、リン系難燃剤(D)、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)、酸化防止剤(F)および酸(G)を含む(但し、ビニル系共重合体(C)は任意的に含む)、難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物であって、下記(I)~(IV)の全てを充足する難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物。
(I)ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量%としたとき、ポリカーボネート樹脂(A)は60~95質量%を占め、グラフト共重合体(B)とビニル系共重合体(C)はその合計として5~40質量%を占める。
(II)ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)およびビニル系共重合体(C)の合計質量を100質量部としたとき、リン系難燃剤(D)は5~20質量部、ポリテトラフルオロエチレンベースのノンドリップ剤(E)は0.5~2質量部、酸化防止剤(F)は0.1~2質量部、酸(G)は0.005~0.025質量部、含まれる。
(III)難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物に含まれる、アセトンに可溶な成分の重量平均分子量が40,000~130,000であり、かつ、アセトンに不溶でありテトラヒドロフランに可溶な成分の重量平均分子量が32,000~58,000である。なおここで、重量平均分子量はポリスチレン換算分子量(但し、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体が用いられている場合は、ポリメタクリル酸メチル換算分子量)として3,000以上の成分を対象として求められる値である。
(IV)難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物1kgあたりに含まれるカルシウムおよびマグネシウムの合計含有量が250mg以下である。 - 前記アセトンに不溶でありテトラヒドロフランに可溶な成分は、積分分子量分布曲線において、積算質量30質量%到達時の分子量が19,000~22,000の範囲にあり、かつ、積算質量70質量%到達時の分子量が43,000~55,000の範囲にある、請求項1記載の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物。
- リン系難燃剤(D)が、ビスフェノールA-ビス-ジフェニルホスフェートである請求項1または2に記載の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物。
- 請求項1~3のいずれかに記載の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物を成形してなる成形品。
- 請求項1~4のいずれかに記載の難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物の製造方法であって、重量平均分子量が28,000~45,000であるポリカーボネート樹脂(A1)と重量平均分子量が50,000~60,000であるポリカーボネート樹脂(A2)とを、(A1)/(A2)=70/30~30/70の範囲内で混合して前記のポリカーボネート樹脂(A)を調製する工程を含む、難燃ゴム強化ポリカーボネート系樹脂組成物の製造方法。
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