JP3364897B2 - 熱安定性ポリカーボネート/ポリエステル成形組成物 - Google Patents

熱安定性ポリカーボネート/ポリエステル成形組成物

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JP3364897B2 JP32251495A JP32251495A JP3364897B2 JP 3364897 B2 JP3364897 B2 JP 3364897B2 JP 32251495 A JP32251495 A JP 32251495A JP 32251495 A JP32251495 A JP 32251495A JP 3364897 B2 JP3364897 B2 JP 3364897B2
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は熱可塑性成形組成物並びにより
詳細にはポリカーボネート、ポリエステル及びシロキサ
ン化合物を含む熱安定性組成物に関する。
【0002】
【発明の要約】ポリカーボネート樹脂、ポリエステル及
びシロキサンを含む熱可塑性成形組成物が開示される。
式 Rm−Si−Xn 式中、Xはアルキルまたはアリール基であり、RはOC
HR3CH2OR4であり、ここにR3は水素原子またはア
ルキル基を表わし、R4はアルキル基であり、mは1〜
4であり、そしてnは0〜3である、を有するシロキサ
ンの配合は組成物に改善された熱安定性の度合を与える
ことが見い出された。
【0003】
【発明の背景】ポリカーボネート並びにシクロヘキサン
ジメタノール及びテレフタル酸から誘導されるポリエス
テルを含む熱可塑性成形組成物は米国特許第5,194,
523号に開示されている。またこれに関してポリエス
テル、ポリカーボネート並びに脂肪族及び芳香族亜リン
酸化合物の組合せを含み、改善された熱安定性を有する
組成物が米国特許第5,254,610号に開示されてい
る。
【0004】添加物量の有機シロキサン化合物を含むポ
リカーボネート成形組成物は公知である:特許出願第5
262960号の要旨は有機シロキサン及び触媒を含む
低粘度ポリカーボネート樹脂を開示することを記載して
いる。組成物は機械的特性を損わずに低い粘度並びに改
善された流動性及び成形性を示すと言われている。また
これに関して特許出願第5086278号の要旨にポリ
カーボネート樹脂への添加剤としての有機シロキサン化
合物及び触媒が開示されている。ヨーロッパ特許第50
5,869号に高い形状安定性を有することを特徴と
し、添加剤として随時オキシエタン及び/またはエポキ
シドと共にシロキサン化合物を含むポリカーボネート組
成物が開示されている。シクロシロキサン化合物を含
み、良好な離型特性を有するポリカーボネート組成物が
米国特許第3,751,519号に開示されている。ヒド
ロカルボノキシシロキサン化合物を含む熱酸化剤安定化
ポリカーボネート組成物が米国特許第4,197,384
号に開示されている。
【0005】
【発明の詳細な記述】本発明による熱可塑性成形組成物
は(i)ポリカーボネート樹脂約1〜99%、好ましく
は50〜90%、最も好ましくは60〜80%、(ii)
シクロヘキサンジメタノール/エチレングリコール及び
フタル酸のコポリエステル約1〜99%、好ましくは5
0〜10%、最も好ましくは20〜40%、並びに(ii
i)シロキサン化合物約0.01〜10、好ましくは0.
02〜1.0、最も好ましくは0.02〜0.7の樹脂1
00部当りの部(phr)を含む。
【0006】本発明の組成物は対応するシロキサンを含
まぬ組成物より低いイエローネス・インデックス(yell
owness index)を有する。
【0007】本発明の好適な組成物は透明であり、そし
て84%より大きい全光透過率(ASTM D1003
により測定されるTLT)を有する。
【0008】本発明の範囲内の芳香族ポリカーボネート
はホモポリカーボネート及びコポリカーボネート並びに
その混合物である。ポリカーボネートは一般に10,0
00〜200,000、好ましくは20,000〜80,
000の重量平均分子量を有し、そして300℃でのA
STM D-1238によるそのメルト・フロー速度は
約1〜約65g/10分、好ましくは約2〜15g/1
0分である。これらのものは例えば公知の2相界面法に
より、炭酸誘導体例えばホスゲン及びジヒドロキシ化合
物から重縮合により製造し得る[ドイツ国特許出願公開
第2,063,050号;同第2,063,052号;1,
570,703号;同第2,211,956号;同第2,2
11,957号及び同第2,248,817号;フランス
国特許第1,561,518号;及びH.シュネル(Sch
nell)、「ポリカーボネートの化学及び物理(Chemist
ry and Physics of Polycarbonates)」、インタ
ーサイエンス(Interscience)出版、ニューヨーク、
1964参照、全て本明細書に参考として併記]。これ
に関し、本発明のポリカーボネートの製造に適するジヒ
ドロキシ化合物は構造式(1)または(2)に一致す
る。
【0009】
【化4】
【0010】式中、Aは炭素原子1〜8個を有するアル
キレン基、炭素原子2〜8個を有するアルキリデン基、
炭素原子5〜15個を有するシクロアルキレン基、炭素
原子5〜15個を有するシクロアルキリデン基、カルボ
ニル基、酸素原子、硫黄原子、−SO−もしくは−SO
2または式
【0011】
【化5】
【0012】に一致する基を表わし;e及びgは共に0
〜1の数を表わし;ZはF、Cl、BrまたはC1〜4-
アルキルを表わし、そして数個のZ基が1個のアリール
基中で置換される場合、これらのものは相互に同一もし
くは相異なることができ;dは0〜4の整数を表わし;
そしてfは0〜3の整数を表わす。
【0013】本発明の実施に有用であるジヒドロキシ化
合物にはハイドロキノン、レゾルシノール、ビス-(ヒ
ドロキシフエニル)-アルカン、ビス-(ヒドロキシフエ
ニル)-エーテル、ビス-(ヒドロキシフエニル)-ケト
ン、ビス-(ヒドロキシフエニル)-スルホキシド、ビス
-(ヒドロキシフエニル)-スルフィド、ビス-(ヒドロ
キシフエニル)-スルホン及びα,α-ビス-(ヒドロキシ
フエニル)-ジイソプロピルベンゼン、並びにその核ア
ルキル化合物がある。これらの及び更に適する芳香族ジ
ヒドロキシ化合物は例えば米国特許第3,028,356
号;同第2,999,835号;同第3,148,172
号;同第2,991,273号;同第3,271,367
号;及び同第2,999,846号に記載され、その全て
を参考として本明細書に併記する。更に適当なビスフエ
ノールの例には2,2-ビス-(4-ヒドロキシフエニル)
-プロパン(ビスフエノールA)、2,4-ビス-(4-ヒ
ドロキシフエニル)-2-メチル-ブタン、1,1-ビス-
(4-ヒドロキシフエニル)-シクロヘキサン、α,α′-
ビス-(4-ヒドロキシフエニル)-p-ジイソプロピルベ
ンゼン、2,2-ビス-(3-メチル-4-ヒドロキシフエニ
ル)-プロパン、2,2-ビス-(3-クロロ-4-ヒドロキ
シフエニル)-プロパン、ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒ
ドロキシフエニル)-メタン、2,2-ビス-(3,5-ジメ
チル-4-ヒドロキシフエニル)-プロパン、ビス-(3,
5-ジメチル-4-ヒドロキシフエニル)-スルフィド、ビ
ス-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフエニル)-スルホ
キシド、ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフエニ
ル)-スルホン、ジヒドロキシベンゾフエノン、2,4-
ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフエニル)-シク
ロヘキサン、α,α′-ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒド
ロキシフエニル)-p-ジイソプロピルベンゼン及び4,
4′-スルホニルジフエノールがある。
【0014】殊に好適な芳香族ビスフエノールの例には
2,2-ビス-(4-ヒドロキシフエニル)-プロパン、2,
2-ビス-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフエニル)-
プロパン及び1,1-ビス-(4-ヒドロキシフエニル)-
シクロヘキサンがある。最も好適なジフエノールは2,
2-ビス-(4-ヒドロキシフエニル)-プロパン(ビスフ
エノールA)である。
【0015】本発明のポリカーボネートは適当なビスフ
エノールの1つまたはそれ以上から誘導されるその構造
単位中に限定され得る。本発明の実施に適する樹脂には
米国特許第3,036,036号及び同第4,210,74
1号に記載され、共に本明細書に参考として併記される
フエノールフタレンベースのポリカーボネート、コポリ
カーボネート及びターポリカーボネートが含まれる。ま
た本発明のポリカーボネートはこのものの中に少量、例
えば0.05〜2.0モル%(ビスフエノールを基準とし
て)のポリヒドロキシル化合物を縮合させることにより
分枝させ得る。このタイプのポリカーボネートは例えば
ドイツ国特許出願公開第1,570,533号;同第2,
116,974号及び同第2,113,374号;英国特
許第885,442号及び同第1,079,821号並び
に米国特許第3,544,514号に記載されている。次
のものはこの目的に使用し得るポリヒドロキシル化合物
のある例である:フロログリシノール;4,6-ジメチル
-2,4,6-トリ-(4-ヒドロキシフエニル)-ヘプタ
ン;1,3,5-トリ-(4-ヒドロキシフエニル)-ベンゼ
ン;1,1,1-トリ-(4-ヒドロキシフエニル)-エタ
ン;トリ-(4-ヒドロキシフエニル)-フエニルメタ
ン;2,2-ビス-[4,4-(4,4′-ジヒドロキシジフ
エニル)]-シクロヘキシル-プロパン;2,4-ビス-
(4-ヒドロキシ-1-イソプロピリジン)-フエノール;
2,6-ビス-(2′-ジヒドロキシ-5′-メチルベンジ
ル)-4-メチルフエノール;2,4-ジヒドロキシ安息香
酸;2-(4-ヒドロキシフエニル)-2-(2,4-ジヒド
ロキシフエニル)-プロパン及び1,4-ビス-(4,4′-
ジヒドロキシトリフエニルメチル)-ベンゼン。他の多
官能性化合物のあるものには2,4-ジヒドロキシ安息香
酸、トリメシン酸、塩化シアヌル及び3,3-ビス-(4-
ヒドロキシフエニル)-2-オキソ-2,3-ジヒドロイン
ドールがある。
【0016】上記の重縮合法に加え、本発明のポリカー
ボネートの他の製造方法には均一相中の重縮合及びエス
テル転位がある。適当な方法は米国特許第3,028,3
65号;同第2,999,846号;同第3,153,00
8号;及び同第2,991,273号に開示され、本明細
書に参考として併記される。ポリカーボネートの好適な
製造方法は界面重縮合法である。本明細書に参考として
併記される米国特許第3,912,688号に開示される
如き本発明のポリカーボネートを生成させる合成の他の
方法を使用し得る。
【0017】適当なポリカーボネート樹脂は例えばMak
rolon FCR,Makrolon 2600, Makrolon 2
800及びMakrolon 3100として市販され、その
全てがそのそれぞれの分子量に関して異なり、そしてそ
のASTM D-1238によるメルト・フロー・イン
デックス(MFR)がそれぞれ約16.5〜24、13
〜16、7.5〜13.0及び3.5〜6.5g/10分間
であることを特徴とするビスフエノールベースのホモポ
リカーボネート樹脂である。これらのものはMiles I
nc.,ピッツバーグ、ペンシルバニアの製品である。
【0018】本発明の実施に適するポリカーボネート樹
脂は公知であり;これらの樹脂の構造及び製造方法は例
えば米国特許第3,030,331号;同第3,169,1
21号;同第3,395,119号;同第3,729,44
7号;同第4,255,556号;同第4,260,731
号;同第4,369,303号及び同第4,714,746
号に開示され、その全てを本明細書に参考として併記す
る。
【0019】本発明のポリエステル共重合体は1,4-シ
クロヘキサンジメタノール(CHDM)及びエチレング
リコール(EG)を含み、ことにEGに対するCHDM
のモル比が約1:4〜4:1であるグリコール部分と少
なくとも1つのテレフタル酸及びイソフタル酸からなる
酸部分との反応生成物からなる。ポリエステル共重合体
は本分野に精通せる者に十分公知の方法により、例えば
実質的に米国特許第2,901,466号に示され、そし
て記載される縮合反応により製造し得る。より詳細に
は、酸もしくは酸の混合物または芳香族カルボン酸もし
くは酸のアルキルエステル例えばテレフタル酸ジメチル
を2価アルコールと一緒にフラスコに入れ、そして共重
合体の縮合を開始させるに十分な温度例えば175〜2
25℃に加熱する。その後温度を約250〜300℃に
上昇させ、真空に引き、そして実質的に完了するまで縮
合反応を進行させる。
【0020】縮合反応は触媒の使用により促進でき、触
媒の選択は反応体の特性により決められる。本明細書に
用いる種々の触媒は本分野で極めて十分公知であり、そ
してここに個々に挙げるには多過ぎる。しかしながら一
般に、エステル交換タイプの触媒例えばn-ブタノール
中のNaH Ti(OC49)6が好ましい。遊離酸を遊離グ
リコールと反応させる場合、予備縮合が行われる後まで
は触媒は一般的には加えない。
【0021】反応は一般に過剰のグリコールの存在下で
始められ、そして最初に予備縮合を生じさせ、続いて過
剰のグリコールを蒸発させるに十分な温度に加熱するこ
とを含む。全体の反応は不活性雰囲気下での撹拌を用い
て行う。次に温度を有利には直ちに真空に引くか、また
は引かずに上昇させ得る。温度を更に上昇させる際に、
圧力を有利には大きく減少させ、そして所望の重合の度
合が達成されるまで縮合を進行させることができる。生
成物をこの段階で終了させるか、またはこのものを十分
公知の技術により固相中で更に重合させることができ
る。かくて、製造された高度に単量体性の縮合生成物を
冷却し、粉砕することができ、そして粉末を溶融相重合
の最終工程中に用いるよりはある程度低い温度に加熱
し、これにより固体粒子の凝集を避ける。所望の重合の
度合が達成されるまで固相重合を行う。固相重合により
殊に、所望の重合の度合を達成させるに十分に高い温度
で溶融重合の最終工程を続ける場合にしばしば生じる分
解を伴なわずに高度の重合が生じる。固相法は有利には
通常の大気圧下または多大の減圧下のいずれかで不活性
雰囲気を用いて撹拌しながら行う。
【0022】本発明に用いるコポリエステルは一般的に
60/40フエノールテトラクロロエタンまたは他の同
様の溶媒中にて約25℃で測定する際に少なくとも約
0.4dl/gの内部粘度を有する。グリコール部分中
のエチレングリコールに対する1,4-シクロヘキサンジ
メタノールの相対量はエチレングリコールに対する1,
4-シクロヘキサンジメタノールのモル比が1:4〜
4:1である限り変えることができる。好適なコポリエ
ステルにおいて、グリコール部分はエチレングリコール
より1,4-シクロヘキサンジメタノールの量が多く、例
えば50/50混合物より多く、特に好ましくは35モ
ル%のエチレングリコールに対して約65モル%の1,
4-シクロヘキサンジメタノールであり、そして酸部分
はテレフタル酸である。好適なタイプの代表の市販のコ
ポリエステル生成物はEastman Kodak社製のKODA
R PCTGである。本発明の使用に好ましい他のコポ
リエステルは上記のコポリエステルであり、その際にグ
リコール部分は1,4-シクロヘキサンジメタノールより
エチレングリコールの量が多く、例えば50/50より
多く、特に好ましくは30モル%の1,4-シクロヘキサ
ンジメタノールに対して約70モル%のエチレングリコ
ールであり、そして酸部分はテレフタル酸である。本発
明に限定されるシロキサンは式 Rm−Si−Xn 式中、Xはアルキルまたはアリール基であり、RはOC
HR3CH2OR4であり、(R3はHまたはアルキル基で
あり、R4はアルキル基であり)、mは1〜4であり、
そしてnは0〜3である、に一致する。
【0023】式
【0024】
【化6】
【0025】式中、Phはフエニル基である、に一致す
る適当なシロキサンはフエニルトリクロロシラン及びテ
トラヒドロフラン中の過剰の1-メトキシ-2-プロパノ
ールを乾燥アルゴン雰囲気下にて23℃で6時間触媒量
のトリエチルアミンと反応させることにより製造し得
る。
【0026】本発明を次の実施例により更に説明する
が、これに限定されるものではなく、その際に全ての部
及び%は特記せぬ限り重量によるものである。
【0027】
【実施例】実験 :本発明による組成物を製造し、そしてその特性を
下に要約するとおり評価した。表中、PCはポリカーボ
ネート樹脂(Makrolon 3100樹脂、ASTMD-1
238により測定する際に4.5g/10分間のMFR
を有するBPAをベースとするホモポリカーボネート)
を表わし;APECはホモポリカーボネートとBPA及
び環式架橋ジヒドロキシ化合物をベースとするコポリカ
ーボネート(APEX 9350樹脂、約3g/10分
間のメルト・フローを有することを特徴とするビスフエ
ノール-A65モル%及び環式架橋ジヒドロキシ化合物
をベースとするMiles共重合体)との配合物を表わし;
PCTGはコポリエステル(Ektar DN001樹脂、
その固有粘度が約0.72〜0.8であることを特徴とす
るEastmanの生成物)を表わし、そしてPETGはコポ
リエステル(Kodar 6763樹脂、約26,000の
数平均分子量及び約81℃のガラス転移温度を有するE
astmanの生成物)を表わす、Phがフエニル基である式
【0028】
【化7】
【0029】に一致するシロキサンを所定の量で組成物
中に配合する。表に示す樹脂成分の量は重量%である。
シロキサン添加剤の量は樹脂100部当りの部(ph
r)で与えられる。配合物はツイル・スクリュー押出機
中での押出により製造し、そして厚さ0.100″のプ
レーク(plaque)を3オンスのニューベリー(Newbur
y)射出成形機を用いて成形した。Diano Matchscan
Spectrometerを用いて光学特性を測定した。
【0030】 表 1 実 施 例 1 2 3 4 5 PC、w/% 70 70 70 APEC、w/% 80 80 PCTG、w/% 30 30 30 PETG、w/% 20 20 シロキサン、phr 0.0 0.5 0.13 0.0 0.25 光学特性 全光透過率、% 83.7 87.4 87.7 86.8 88.0 くもり、% 2.9 1.4 0.7 2.2 1.4 イエローネス・インデックス 12.5 4.7 5.6 5.9 3.8 上の実施例のPC、PCTG及びシロキサンをベースと
する追加の組成物を製造し、そしてその特性を下記に要
約するとおり評価した。これらの実施例を上の実施例
1、2及び3の関連する結果と共に表に示す: 表 2 1 2 3 6 7 PC、w/% 70 70 70 70 70 PCTG、w/% 30 30 30 30 30 シロキサン、phr 0.0 0.5 0.13 0.01 0.2 光学特性 イエローネス・インデックス 12.5 4.7 5.6 6.6 6.5 本発明を上記のように説明の目的で詳細に記載したが、
かかる詳細はその目的のためだけであり、そして特許請
求の範囲により限定される以外は本発明の精神及び範囲
から逸脱せずに本分野に精通せる者により変法を行い得
ることが理解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 欧州特許出願公開601784(EP,A 2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 67/02 C08L 69/00 WPI/L(QUESTEL)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)ポリカーボネート樹脂約1〜99
    %、 (ii)シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコ
    ール並びにテレフタル酸及びイソフタル酸から選ばれる
    少なくとも1つの酸のコポリエステル樹脂約1〜99
    %、並びに式 Rm−Si−Xn 式中、Xはアルキルまたはアリール基であり、RはOC
    HR3CH2OR4であり、R3はHまたはアルキル基であ
    り、R4はアルキル基であり、mは1〜4であり、そし
    てnは0〜3である、に一致するシロキサン化合物約
    0.01〜10phrの樹脂配合物からなり、その際に
    該%が共に該組成物の重量を基準とする、熱可塑性成形
    組成物。
  2. 【請求項2】 該コポリエステルが1,4-シクロヘキサ
    ンジメタノール及びエチレングリコールを含むグリコー
    ル部分の反応生成物であり、そして該エチレングリコー
    ルに対する該1,4-シクロヘキサンジメタノールのモル
    比が約1:4〜4:1である、請求項1に記載の組成
    物。
  3. 【請求項3】 該Xがアリール基である、請求項1に記
    載の組成物。
  4. 【請求項4】 該シロキサンが式 【化1】 式中、Phはフエニル基である、に一致する、請求項1
    に記載の組成物。
  5. 【請求項5】 該(i)が約50〜90%の量で存在
    し、そして該(ii)が約50〜10%の量で存在する、
    請求項1に記載の熱可塑性成形組成物。
  6. 【請求項6】 該シロキサン化合物が約0.02〜1.0
    phrの量で存在する、請求項5に記載の熱可塑性組成
    物。
  7. 【請求項7】 (i)ポリカーボネート樹脂約50〜9
    0%、 (ii)シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコ
    ール並びにテレフタル酸及びイソフタル酸から選ばれる
    少なくとも1つの酸のコポリエステル樹脂約50〜10
    %、並びに式 【化2】 式中、Phはフエニル基である、に一致するシロキサン
    化合物約0.02〜1.0phrの樹脂配合物からなる熱
    可塑性成形組成物。
  8. 【請求項8】 該(i)が約60〜80%の量で存在
    し、該(ii)が約20〜40%の量で存在し、そして該
    シロキサン化合物が約0.02〜0.7phrの量で存在
    する、請求項7に記載の組成物。
  9. 【請求項9】 該シロキサン化合物が式 【化3】 式中、Phはフエニル基である、に一致する、請求項8
    に記載の組成物。
  10. 【請求項10】 透明であり、そして84%より大きい
    全光透過率(ASTM D1003により測定されるT
    LT)を有することを特徴とする、請求項1に記載の組
    成物。
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