JP4050966B2 - Resin composition and method for producing the same - Google Patents

Description

【００１１】
（Ｒは水素原子、炭素原子数１から２０の置換又は非置換の炭化水素基又はケイ素原子数１から１０のケイ素原子含有基から選ばれ、Ｒは全て同一でも複数の基で構成されていても良い。）
【００１２】
Ｚ−Ａ−ＳｉＸ_３ …式（２）
Ｚ−Ａ−Ｓｉ（Ｙ）Ｘ_２ …式（３）
（Ａは、炭素数１〜１０個の炭化水素基であって、分岐構造をしていても、していなくてもよく、主鎖中に、窒素原子あるいは酸素原子を含有していても、していなくてもよい。Ｘは、炭素数１〜６個のアルコキシ基である。Ｙは、炭素数１〜６個のアルコキシ基以外の炭化水素基である。Ｚは、アミノ基、アミド基、水酸基、チオール基、エポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、ハロゲンのいずれかから選ばれる。）
【００１３】
２．（ａ）熱可塑性樹脂がスチレン系樹脂であることを特徴とする上記１に記載の樹脂組成物、
３．（ａ）熱可塑性樹脂がポリフェニレンエーテル系樹脂であることを特徴とする上記１に記載の樹脂組成物、
４．（ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対し、（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体１〜３０重量部を用いることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物、
５．式（１）において、Ｒがイソブチル基であることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の樹脂組成物、
６．（ａ）熱可塑性樹脂と、式（１）で示される（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体と、式（２）および／または（３）で示される（ｃ）ケイ素化合物を、（ｃ）／（ｂ）のモル比が０．５〜３になる割合で、押出機に投入し、溶融混練することを特徴とする樹脂組成物の製造方法、
【００１４】
【化４】

【００１５】
（Ｒは水素原子、炭素原子数１から２０の置換又は非置換の炭化水素基又はケイ素原子数１から１０のケイ素原子含有基から選ばれ、Ｒは全て同一でも複数の基で構成されていても良い。）
【００１６】
Ｚ−Ａ−ＳｉＸ_３ …式（２）
Ｚ−Ａ−Ｓｉ（Ｙ）Ｘ_２ …式（３）
（Ａは、炭素数１〜１０個の炭化水素基であって、分岐構造をしていても、していなくてもよく、主鎖中に、窒素原子あるいは酸素原子を含有していても、していなくてもよい。Ｘは、炭素数１〜６個のアルコキシ基である。Ｙは、炭素数１〜６個のアルコキシ基以外の炭化水素基である。Ｚは、アミノ基、アミド基、水酸基、チオール基、エポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、ハロゲンのいずれかから選ばれる。）
７．押出機のベントポートから９５ｋＰａ以下の真空度で脱揮することを特徴とする上記６に記載の製造方法、を提供するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明について具体的に説明する。
本発明の（ａ）熱可塑性樹脂とは、加熱により成形加工可能な熱可塑性を示す樹脂であって、例えば、スチレン系樹脂、ポリフェニレンエ−テル系樹脂、ポリアミド６やポリアミド６６に代表されるポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニリデン、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、エチレン−プロピレン共重合体に代表されるオレフィン系エラストマー、などが挙げられる。さらにＰＰＥ／ＰＡ、ＰＡ／ＰＰ、ＰＣ／ＡＢＳなどのポリマーアロイも挙げられる。
【００１８】
特にこれらの熱可塑性樹脂の中でも、流動性、コスト、透明性の観点から、スチレン系樹脂が好ましい。ここでスチレン系樹脂とは、ビニル芳香族化合物の単独重合体および／またはビニル芳香族化合物を含む共重合体のことである。ビニル芳香族化合物は、特にスチレンが好ましい。スチレン系樹脂の例をあげると、アタクティックポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体の水素添加物などがあり、各々単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。
【００１９】
一方、熱可塑性樹脂の中でも、透明性、難燃性、耐熱性、コストの観点から、ポリフェニレンエ−テル系樹脂が好ましい。
ここで、ポリフェニレンエーテル系樹脂とは、ポリフェニレンエーテル樹脂単独又はポリフェニレンエーテル樹脂と前述のスチレン系樹脂との混合物であり、さらに他の樹脂が混合されたものも含まれる。ポリフェニレンエーテル樹脂とスチレン系樹脂との混合物を用いる場合は、ポリフェニレンエーテル樹脂とスチレン系樹脂との合計量に対して、ポリフェニレンエーテル樹脂が５０ｗｔ％以上、好ましくは７０ｗｔ％以上、さらに好ましくは８０ｗｔ％以上である。
ここで、ポリフェニレンエ−テル樹脂とは、
式（４）の繰り返し単位構造
【００２０】
【化５】

【００２１】
（Ｒ₁、Ｒ₄は、それぞれ独立して、水素、第一級もしくは第二級の低級アルキル、フェニル、アミノアルキル、炭化水素オキシを表わす。Ｒ₂、Ｒ₃は、それぞれ独立して、水素、第一級もしくは第二級の低級アルキル、フェニルを表わす。）からなり、還元粘度（０．５ｇ／ｄｌ、クロロホルム溶液、３０℃測定）が、０．１５〜１．０ｄｌ／ｇの範囲にあるホモ重合体及び／または共重合体である。さらに好ましい還元粘度は、０．２０〜０．７０ｄｌ／ｇの範囲、最も好ましくは０．４０〜０．６０の範囲である。
【００２２】
このポリフェニレンエーテル樹脂の具体的な例としては、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２−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−フェニル−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）等が挙げられ、さらに、２，６−ジメチルフェノールと他のフェノール類（例えば、２，３，６−トリメチルフェノールや２−メチル−６−ブチルフェノール）との共重合体のようなポリフェニレンエーテル共重合体も挙げられる。中でもポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、２，６−ジメチルフェノールと２，３，６−トリメチルフェノールとの共重合体が好ましく、さらにポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）が好ましい。
【００２３】
本発明で使用するポリフェニレンエーテル樹脂の製造方法の例として、米国特許第３３０６８７４号明細書記載の第一銅塩とアミンのコンプレックスを触媒として用い、２，６−キシレノールを酸化重合する方法がある。
米国特許第３３０６８７５号明細書、米国特許第３２５７３５７号明細書および米国特許第３２５７３５８号明細書、特公昭５２−１７８８０号公報および特開昭５０−５１１９７号公報および特開昭６３−１５２６２８号公報などに記載された方法もポリフェニレンエーテル樹脂の製造方法として好ましい。
本発明のポリフェニレンエーテル樹脂は、重合行程後のパウダーのまま用いてもよいし、押出機などを用いて、窒素ガス雰囲気下あるいは非窒素ガス雰囲気下、脱揮下あるいは非脱揮下にて溶融混練することでペレット化して用いてもよい。
【００２４】
本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂は、種々のジエノフィル化合物により官能化されたポリフェニレンエーテル樹脂も含まれる。種々のジエノフィル化合物には、例えば無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、フェニルマレイミド、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアリレート、メチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ステアリルアクリレート、スチレンなどの化合物が挙げられる。さらにこれらジエノフィル化合物により官能化する方法としては、ラジカル発生剤存在下あるいは非存在下で押出機などを用い、脱揮下あるいは非脱揮下にて溶融状態で官能化してもよい。例えば特許第３２８９７１５号公報や特願２００１−０１６５５０号公報に記載の方法により官能化してもよい。
本発明の（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体について以下に説明する。本発明に使用される籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体は、以下の式（１）で表される籠の一部が開いた構造のシルセスキオキサンである。
【００２５】
【化６】

【００２６】
（Ｒは水素原子、炭素原子数１から２０の置換又は非置換の炭化水素基又はケイ素原子数１から１０のケイ素原子含有基から選ばれ、Ｒは全て同一でも複数の基で構成されていても良い。）
流動性、難燃性、ブリードアウトのしにくさの観点から、Ｒは炭素数１から１０の炭化水素基が好ましく、さらには、アルキル基が好ましい。より具体的には、イソブチル基、イソオクチル基が好ましく、特にはイソブチル基が好ましい。
【００２７】
籠状シルセスキオキサンの合成法としては例えばＢｒｏｗｎらのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９６５，８７，４３１３や、ＦｅｈｅｒらのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９８９，１１１，１７４１あるいはＯｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ １９９１，１０，２５２６などが報告されている。例えばシクロヘキシルトリエトキシシランを水／メチルイソブチルケトン中で触媒にテトラメチルアンモニウムヒドロキサイドを加えて反応させることにより結晶として得られる。また式（１）で表される籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体は、完全縮合型の籠状シルセスキオキサンを製造する際に同時に生成するか、完全縮合型の籠状シルセスキオキサンからトリフルオロ酸やテトラエチルアンモニウムヒドロキサイドによって部分切断することにより合成できることがＦｅｈｅｒらのＣｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１９９８，１２７９によって報告されている。さらに、ＲＳｉＴ_３（Ｔ＝Ｃｌまたはアルコキシ基）型化合物から、直接合成することもできる。
【００２８】
本発明の（ｃ）ケイ素化合物は、式（２）および／または（３）で表されるケイ素化合物である。
Ｚ−Ａ−ＳｉＸ_３ …式（２）
Ｚ−Ａ−Ｓｉ（Ｙ）Ｘ_２ …式（３）
（Ａは、炭素数１〜１０個の炭化水素基であって、分岐構造をしていても、していなくてもよく、主鎖中に、窒素原子あるいは酸素原子を含有していても、していなくてもよい。Ｘは、炭素数１〜６個のアルコキシ基である。Ｙは、炭素数１〜６個のアルコキシ基以外の炭化水素基である。Ｚは、アミノ基、アミド基、水酸基、チオール基、エポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、ハロゲンのいずれかから選ばれる。）
【００２９】
ここで、（ｃ）ケイ素化合物におけるＺは、アミノ基、アミド基、水酸基、チオール基、エポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、ハロゲンのいずれかから選ばれるが、難燃性、耐熱性、透明性、色調の観点から、アミノ基、エポキシ基が好ましく、さらに好ましくはアミノ基である。
式（２）で表されるケイ素化合物の具体例としては、N−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。流動性と難燃性と耐熱性と透明性と色調とダート衝撃性のバランスの観点から、特に、N−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシランが好ましい。
【００３０】
式（３）で表されるケイ素化合物の具体例としては、N−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−ウレイドプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。流動性と難燃性と耐熱性と透明性と色調とダート衝撃性のバランスの観点から、特に、N−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシランが好ましい。
【００３１】
（ｃ）ケイ素化合物と（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体とのブレンドする割合（モル比）を、（ｃ）／（ｂ）のモル比と定義し、その値は０．５〜３が好ましく、さらに０．７〜２．０が好ましく、より好ましくは０．８〜１．５、さらにより好ましくは、０．９〜１．２である。
押出機は、樹脂を溶融混練できる能力を有する装置であれば特に制限はないが、二軸同方向回転押出機、単軸同方向回転押出機、二軸異方向回転押出機、単軸異方向回転押出機が挙げられ、得られる組成物の物性と生産性の観点から、二軸同方向回転押出機が好ましい。
【００３２】
本発明の製造方法は、（ａ）熱可塑性樹脂と、上記にあげたように、（ｃ）ケイ素化合物と（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体とのブレンドする割合、すなわち（ｃ）／（ｂ）のモル比が０．５〜３になる割合で押出機に投入し、溶融混練することを特徴とする製造方法である。この際、原料の投入の仕方は、以下の方法が挙げられる。１）全ての原料を第１フィード口からフィードする方法。２）（ａ）成分と（ｂ）成分を第１フィード口からフィードし、さらに第２フィード口から（ｃ）成分をフィードする方法。３）（ａ）成分と（ｃ）成分を第１フィード口からフィードし、さらに第２フィード口から（ｂ）成分をフィードする方法。押出機のトルクの観点から１）の方法が、より好ましい。
【００３３】
押出機の設定温度は特に制限はないが、熱可塑性樹脂が溶融混練できる温度が好ましい。従って、２００〜３５０℃が好ましく、２５０〜３３０℃がより好ましく、２９０〜３２０℃が特により好ましい。
押出機の回転数は特に制限はないが、得られる物性の観点から、５０〜１５００ｒｐｍ、好ましくは１００〜１２００ｒｐｍ、より好ましくは１５０〜１０００ｒｐｍである。
【００３４】
押出機のベントポートは、少なくとも（ａ）、（ｂ）、（ｃ）成分が全て投入された場所より、ダイ側に設定することが好ましく、大気開放型でもよいし、真空ポンプで減圧にするのもよい。ストランド安定性および後述する（ｂ）成分と（ｃ）成分の反応性の観点から真空ポンプで減圧にするのが好ましく、９５ｋＰａ以下の真空度で脱揮するのが好ましく、さらに７０ｋＰａ以下、特には５０ｋＰａ以下がより好ましい。
これらの製造方法により、以下の反応式（１）が示すように、式（１）の籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体が、完全にかごが閉じた構造の籠状シルセスキオキサン（式（５））に変換されることが推定される。
【００３５】
【化７】

【００３６】
同様に、以下の反応式（２）が示すように、式（１）の籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体が、完全にかごが閉じていない構造の籠状シルセスキオキサン（式（６））に変換されることが推定される。
【００３７】
【化８】

【００３８】
従って、本発明の製造方法は、式（５）や式（６）に示される官能基を有する籠状シルセスキオキサンを合成して単離するプロセスを簡素化することができる。すなわち、反応式（１）と反応式（２）が示す反応プロセスと熱可塑性樹脂とのブレンドするプロセスを、押出し機による溶融混練プロセスにより同時に実施することができる製造方法である。これによりプロセスの簡略化と安価な樹脂組成物の製造が可能となる。
【００３９】
なお、本発明においては（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体と（ｃ）ケイ素化合物とは必ずしも１００％反応している必要はなく、本発明の効果を損なわない範囲で未反応の（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体および（ｃ）ケイ素化合物が樹脂組成物中に残存していてもかまわない。
本発明における（ｂ）成分の籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体の配合量は、（ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対し、１〜３０重量部が好ましく、さらに２〜２０重量部が好ましく、さらに３〜１０重量部がより好ましい。この配合量が１重量部より少ないと、十分な流動性、難燃性が得られにくい。またこの配合量が３０重量部より多いと、十分な耐熱性が得られにくい。
ここで（ｃ）成分は、前述したように、（ｃ）ケイ素化合物と（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体とのブレンドする割合（モル比）、（ｃ）／（ｂ）のモル比を０．５〜３になるように配合することが好ましい。
【００４０】
本発明では、上記の成分の他に、本発明の特徴および効果を損なわない範囲で必要に応じて他の附加的成分、例えば、無機充填剤（ガラス繊維、金属繊維、チタン酸カリウム、炭素繊維、炭化ケイ素、セラミック、窒化ケイ素、マイカ、ネフェリンシナイト、タルク、ウオラストナイト、スラグ繊維、フェライト、ガラスビーズ、ガラスパウダー、ガラスバルーン、石英、石英ガラスなど。形状は繊維状、板状、球状など任意。）、酸化防止剤、エラストマー（エチレン／プロピレン共重合体、エチレン／１−ブテン共重合体、エチレン／プロピレン／非共役ジエン共重合体、エチレン／アクリル酸エチル共重合体、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／酢酸ビニル／メタクリル酸グリシジル共重合体およびエチレン／プロピレン−ｇ−無水マレイン酸共重合体、ＡＢＳなどのオレフィン系共重合体、ポリエステルポリエーテルエラストマー、ポリエステルポリエステルエラストマー、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体、ビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体の水素添加物）、可塑剤（オイル、低分子量ポリエチレン、エポキシ化大豆油、ポリエチレングリコール、脂肪酸エステル類等）、耐候（光）性改良剤、ポリオレフィン用造核剤、スリップ剤、各種着色剤、離型剤等を添加してもかまわない。
【００４１】
本発明により得られた樹脂組成物は、従来より公知の種々の方法、例えば、射出成形、押出成形、中空成形により各種部品の成形体として成形できる。これら成形体は、例えば、家電ＯＡ部品、自動車用部品、事務機器用部品、電子材料部品など、特に難燃性と耐熱性が要求される用途に適している。また、シート、フィルム、発泡体にも適している。
本発明を以下、実施例に基づいて説明する。但し本発明はその主旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ−１）
２，６−ジメチルフェノールを酸化重合して得た還元粘度０．４２のパウダー状のポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）である。
各樹脂組成物の成形と物性評価を、以下の方法に従って実施した。
（１）成形
得られたペレットを、シリンダー温度３２０／３３０／３２０／３１０℃、射速８５％、金型温度９０℃に設定した射出成形機［ＩＳ−８０ＥＰＮ：東芝機械（株）社製］を用いて成形を行った。
（２）流動性
得られたペレットを、上記（１）の成形条件にて、厚み１．６ｍｍ×長さ１２７ｍｍ×幅１２．７ｍｍのＡＳＴＭタンザク試験片を成形するに際し、１ｍｍショートするときのゲージ圧力を測定した。この圧力をＳＳＰ（ＭＰａ）（「Ｓｈｏｒｔ Ｓｈｏｔ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ」を略した。）とし、この値が小さいほど流動性に優れる。
【００４３】
（３）難燃性
（３−１）平均燃焼時間
厚み１．６ｍｍ×長さ１２７ｍｍ×幅１２．７ｍｍのＡＳＴＭタンザク試験片に成形し、Underwriters LaboratoriesのＵＬ−９４垂直燃焼試験に基ずき、燃焼試験を実施した。すなわち、５本の試験片について燃焼試験を実施し、１０秒間の接炎後、炎を離してから炎が消えるまでの燃焼時間をｔ_１（秒）とし、再び１０秒間の接炎後、炎を離してから炎が消えるまでの燃焼時間をｔ_２（秒）とし、各５本について、ｔ_１とｔ_２の平均燃焼時間を求めた。
（３−２）最大燃焼時間
上記燃焼試験時、各５本のｔ_１とｔ_２、すなわちあわせて１０点の中から最大の燃焼時間を選んだ。
（３−３）ＵＬ−９４
Underwriters LaboratoriesのＵＬ−９４に基準に従って、Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２の判定を実施した。
【００４４】
（４）耐熱性（ＤＴＵＬ）
厚み３．２ｍｍ×長さ１２７ｍｍ×幅１２．７ｍｍのＡＳＴＭタンザク試験片に成形した。得られた成形片を用いて、１．８２ＭＰａ荷重下において、ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準拠して、加熱変形温度を測定した。
（５）透明性
長さ９０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの平板状成形片を成形し、その試験片を、白地に黒インキで印刷された印刷物の上に置き、以下の判断基準に基づき、肉眼で観察することにより、その透明性を判定した。
○：印刷物の文字がはっきりと見える
△：印刷物の文字がぼんやりと見える。
×：印刷物の文字が全く見えない。
【００４５】
（６）色調
長さ９０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの平板状成形片を成形し、その試験片を、（５）の透明性評価において○か△のものについて、肉眼で観察することにより、以下の判断基準に基づき、その色調を判定した。
○：淡黄色か無色
△：黄色〜淡褐色
×：褐色
【００４６】
（７）ダート衝撃性
（７−１）全吸収エネルギー
長さ９０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの平板状成形片を成形し、ダートインパクトテスター（東洋精機（株）社製）を用い、落下荷重６．５ｋｇ、落下高さ１００ｃｍにて測定を行い、破壊の際の亀裂エネルギーと伝搬エネルギーの和である全吸収エネルギー（Ｊ）を測定した。この値が大きい方が、耐衝撃性に優れることを意味する。また、破壊試験後の平板試験片を厚み方向から見たときに、おもりの落下した部分が延びたように変形しているものを延性破壊、完全にくりぬかれ、変形がなく、フラットなものを脆性破壊と定義する。
（７−２）延性破壊数
延性破壊数を以下の式にて定義した。
（延性破壊数）＝（延性破壊した枚数）／ｎ
（ただし試験回数は、ｎ＝５で実施した。）
【００４７】
【実施例１】
（ａ）ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ−１）と（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体（式（１）において、Ｒはイソブチル基、白色固体、分子量＝７９１．５７、以下「Ｐ−１」と略すことがある。）と（ｃ）ケイ素化合物（Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、無色液体、分子量＝２０６．４１、信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−６０２、以下「Ｓｉ−１」と略すことがある。）を表１に示す割合（重量部）で配合して、トップフィードにより投入し、３１０℃に設定したベントポート付き二軸押出機（ＺＳＫ−２５；ＷＥＲＮＥＲ＆ＰＦＬＥＩＤＥＲＥＲ社製）を用い、スクリュー回転数３００ｒｐｍにて溶融混練し、ベントポートから真空ポンプを用いて減圧にしたところ、圧力ゲージは、１５ｋＰａを示した。こうして得られたペレットを用い、上に示した方法により、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。
【００４８】
【比較例１】
（ｃ）ケイ素化合物として、「Ｓｉ−１」を用いなかったことと、表１に示す割合（重量部）に配合したこと以外は、実施例１と同様に実施し、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。
【００４９】
【比較例２】
（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体として、「Ｐ−１」を用いなかったこと以外は、実施例１と同様に実施し、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。
【００５０】
【比較例３】
（ｂ）成分と（ｃ）成分の代わりに、完全にかごが閉じていない構造の籠状シルセスキオキサン（式（７）、無色液体、分子量＝９３３．８８、このサンプルをＮＢＡとｇｌｙｃｅｒｏｌと混ぜて、ＦＡＢ−ＭＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）を測定したところ、ｍ／ｚ＝９３４[Ｍ＋Ｈ]^＋が得られた。以下「Ｐ−２」と略すことがある。）を表１に示す割合（重量部）に配合したこと以外は、実施例１と同様に実施し、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。
【００５１】
【化９】

【００５２】
【比較例４】
「Ｐ−２」を褐色瓶に栓をして、３週間室温にて保存したサンプル（無色液体、このサンプルをＮＢＡとｇｌｙｃｅｒｏｌと混ぜて、ＦＡＢ−ＭＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）を測定したところ、ｍ／ｚ＝９３４[Ｍ＋Ｈ]^＋のピークの他に、ｍ／ｚ＝１８５０[Ｍ＋Ｈ]^＋のピークも得られた。以下「Ｐ−２‘」と略すことがある。）を比較例３と同様に、溶融混練してペレットを得たところ、ペレットは濁っていた。このペレットを用い、成形加工し、透明性の評価を実施したところ、あきらかに濁っていた。透明性：「△」。比較例３では透明であったことから、従来の添加方法では品質安定性が十分でないことがわかる。
【００５３】
【実施例２】
実施例１で得られたペレットを室温にて３週間保存した後、実施例１と同様に成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。各物性は実施例１と同等の物性であり、本発明の製造方法が、品質安定性に優れることがわかる。
【００５４】
【実施例３】
ケイ素化合物（Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、無色液体、分子量＝２２２．４１、信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−６０３、以下「Ｓｉ−２」と略すことがある。）を用いることと、表１に示す割合（重量部）で配合すること以外は、実施例１と同様に実施し、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。なお、押出機のベントポートの圧力ゲージは、１６ｋＰａを示した。
【００５５】
【比較例５】
（ｂ）籠状シルセスキオキサン部分開裂構造体として、「Ｐ−１」を用いなかったこと以外は、実施例３と同様に実施し、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。
【００５６】
【比較例６】
（ｂ）成分と（ｃ）成分の代わりに、完全にかごが閉じた構造の籠状シルセスキオキサン（式（８）、白色固体、分子量＝９１７．８３、このサンプルをＮＢＡとｇｌｙｃｅｒｏｌと混ぜて、ＦＡＢ−ＭＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）を測定したところ、ｍ／ｚ＝９１８[Ｍ＋Ｈ]^＋が得られた。以下「Ｐ−３」と略すことがある。）を表１に示す割合（重量部）に配合したこと以外は、実施例３と同様に実施し、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。
【００５７】
【化１０】

【００５８】
【実施例４】
表１に示す割合（重量部）に配合することと、（ｃ）成分の「Ｓｉ−１」を第２フィード口から添加すること以外は、実施例１と同様に実施し、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。なお、押出機のベントポートの圧力ゲージは、４０ｋＰａを示した。
【００５９】
【実施例５】
表１に示す割合（重量部）に配合すること以外は、実施例３と同様に実施し、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。なお、押出機のベントポートの圧力ゲージは、４７ｋＰａを示した。
【００６０】
【比較例７】
高耐熱の変性ポリフェニレンエ−テル系樹脂のペレットとして、ザイロンＸ９１０２（旭化成（株）製、登録商標）（表中「Ｘ９１０２」と略した。）を用いて、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。
【００６１】
【比較例８】
ポリカーボネート樹脂のペレットとして、ワンダーライトＰＣ−１１０（台湾国 旭美化成（株）製、登録商標）（表中「ＰＣ」と略した。）を用いて、成形加工し、物性評価を実施した。その結果を表１に示した。
【００６２】
【表１】

【００６３】
以上のことから、本発明の製造方法は、品質安定性に優れ、プロセスが簡素化されているため安価で、かつ流動性と難燃性と耐熱性と透明性と色調とダート衝撃性を高度なレベルで達成している樹脂組成物が得られる点で、極めて工業的価値が高いものである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明により、品質安定性に優れ、安価で、かつ流動性と難燃性と耐熱性と透明性と色調とダート衝撃性のバランスに優れた樹脂組成物とその製造方法を提供することが可能となった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin composition excellent in quality stability, inexpensive, and excellent in the balance of fluidity, flame retardancy, heat resistance, transparency, color tone, and dirt impact properties, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
In general, flame retarding techniques such as adding halogen-based compounds, phosphorus-based compounds, combinations thereof, and further antimony trioxide have been used for flame-retardant synthetic resins.
However, these conventional flame retardants are said to be harmful, and recently flame retardant resin compositions containing no halogen, antimony, phosphorus or the like have been demanded particularly from the environmental viewpoint.
[0003]
As a flame retardant resin composition suitable for the environment, a material containing a large amount of metal hydroxide has been developed so far, but not only the specific gravity of the material is greatly increased, but also impact resistance and molding fluidity are improved. At present, the decline is large and the practicality is poor.
A resin composition that has been made flame retardant by blending a specific silicone compound is disclosed. (For example, see Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6)
[0004]
Furthermore, since it is difficult to obtain flame retardancy even when a silicone compound is added, a polycarbonate resin flame retardant resin composition in which a silicone compound and a perfluoroalkanesulfonic acid metal salt are used in combination is disclosed. However, perfluoroalkanesulfonic acid metal salts contain fluorine and are not only flame retardant resin compositions that do not use halogens, but they hardly exhibit flame retardant effects other than polycarbonate resins. (See Patent Document 7, Patent Document 8, and Patent Document 9)
[0005]
As typical flame retardant resins not containing halogen flame retardants other than polycarbonate resins, polyphenylene ethers added with phosphorus flame retardants and polymer blends thereof with polystyrene are known. Moreover, although the flame retardant resin composition of the polyphenylene ether resin which mix | blended the silicone compound is disclosed, it was not satisfactory in balance, such as a flame retardance, fluidity | liquidity, impact resistance, and heat resistance. (See Patent Document 10 and Patent Document 11)
[0006]
On the other hand, a method for producing a polymer containing a caged silsesquioxane by reacting a caged silsesquioxane containing a reactive group with a polymer in the reactive group has been proposed. It was not enough in the balance of heat resistance, flame retardancy, heat resistance, transparency, color tone and dirt impact resistance. (See Patent Document 12)
Proposals have been made to improve fluidity and flame retardancy by adding caged silsesquioxane having a functional group to polyphenylene ether resin, but fluidity, flame retardancy, heat resistance, transparency and color tone Dirt impact balance was not enough. (See Patent Document 13)
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 62-60421
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 1684119
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 1935582
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-139964
[Patent Document 5]
JP-A-11-140294
[Patent Document 6]
JP-A-11-222559
[Patent Document 7]
Japanese Patent No. 2719486
[Patent Document 8]
Japanese Patent No. 2746519
[Patent Document 9]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-217494
[Patent Document 10]
Japanese Patent No. 1935582
[Patent Document 11]
Japanese Patent Publication No. 8-32825
[Patent Document 12]
US Pat. No. 5,484,867
[Patent Document 13]
WO02 / 059208 pamphlet
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is to provide a resin composition excellent in quality stability, inexpensive, excellent in fluidity, flame retardancy, heat resistance, transparency, color tone, and dirt impact resistance, and a method for producing the same. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnestly examining the technology for achieving the above-mentioned problems, the present inventors have determined that a thermoplastic resin, a saddle-shaped silsesquioxane partial cleavage structure having a specific structure, and a specific silicon compound at a specific ratio in an extruder The resin composition is excellent in quality stability, inexpensive, and has a good balance of fluidity, flame retardancy, heat resistance, transparency, color tone, and dirt impact resistance. Has been found, and the present invention has been completed.
That is, the present invention
1. (A) a thermoplastic resin, (b) a cage silsesquioxane partial cleavage structure represented by formula (1), and (c) a silicon compound represented by formula (2) and / or (3), (C) / (b) at a ratio of 0.5-3, a resin composition obtained by charging into an extruder and melt-kneading,
[0010]
[Chemical 3]

[0011]
(R is selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a silicon atom-containing group having 1 to 10 silicon atoms, and R is the same or composed of a plurality of groups. Is also good.)
[0012]
ZA-SiX ₃ ... Formula (2)
ZA-Si (Y) X ₂ ... Formula (3)
(A is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, which may or may not have a branched structure, and may contain a nitrogen atom or an oxygen atom in the main chain. X is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, Y is a hydrocarbon group other than an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and Z is an amino group or an amide group. , Hydroxyl group, thiol group, epoxy group, isocyanate group, vinyl group, or halogen.)
[0013]
2. (A) The resin composition as described in 1 above, wherein the thermoplastic resin is a styrene resin,
3. (A) The resin composition as described in 1 above, wherein the thermoplastic resin is a polyphenylene ether resin;
4). (A) The resin composition as described in any one of 1 to 3 above, wherein 1 to 30 parts by weight of (b) a cage silsesquioxane partial cleavage structure is used with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin. ,
5. In formula (1), R is an isobutyl group, The resin composition in any one of said 1-4 characterized by the above-mentioned,
6). (A) a thermoplastic resin, (b) a cage silsesquioxane partial cleavage structure represented by formula (1), and (c) a silicon compound represented by formula (2) and / or (3), (C) / (b) molar ratio of 0.5 to 3 in a ratio of 0.5 to 3, the resin composition is characterized by being charged into an extruder and melt-kneaded,
[0014]
[Formula 4]

[0015]
(R is selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a silicon atom-containing group having 1 to 10 silicon atoms, and R is the same or composed of a plurality of groups. Is also good.)
[0016]
ZA-SiX ₃ ... Formula (2)
ZA-Si (Y) X ₂ ... Formula (3)
(A is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, which may or may not have a branched structure, and may contain a nitrogen atom or an oxygen atom in the main chain. X is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, Y is a hydrocarbon group other than an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and Z is an amino group or an amide group. , Hydroxyl group, thiol group, epoxy group, isocyanate group, vinyl group, or halogen.)
7). The production method according to 6 above, wherein devolatilization is performed at a vacuum degree of 95 kPa or less from a vent port of the extruder.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
The thermoplastic resin (a) of the present invention is a resin exhibiting thermoplasticity that can be molded by heating. For example, a styrene resin, a polyphenylene ether resin, a polyamide represented by polyamide 6 or polyamide 66, and the like. , Polyacetal, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, thermoplastic polyimide, thermoplastic polyetherimide, polyetheretherketone, liquid crystal polyester, polyethylene, Polypropylene, vinyl chloride resin, polymethyl methacrylate, polyvinylidene chloride, ethylene vinyl alcohol copolymer, polyester elastomer, polyamide elastomer, ethylene Down - olefin elastomer typified by propylene copolymers, and the like. In addition, polymer alloys such as PPE / PA, PA / PP, and PC / ABS are also included.
[0018]
Of these thermoplastic resins, styrene resins are preferred from the viewpoints of fluidity, cost, and transparency. Here, the styrene resin is a homopolymer of a vinyl aromatic compound and / or a copolymer containing a vinyl aromatic compound. The vinyl aromatic compound is particularly preferably styrene. Examples of styrene resins include atactic polystyrene, syndiotactic polystyrene, high impact polystyrene, AS resin (acrylonitrile-styrene copolymer), ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), vinyl aromatic compound. There are a hydrogenated product of a conjugated diene compound block copolymer and a vinyl aromatic compound-conjugated diene compound block copolymer, which may be used alone or in combination.
[0019]
On the other hand, among thermoplastic resins, polyphenylene ether resins are preferable from the viewpoints of transparency, flame retardancy, heat resistance, and cost.
Here, the polyphenylene ether resin is a polyphenylene ether resin alone or a mixture of the polyphenylene ether resin and the styrene resin described above, and further includes a mixture of other resins. When a mixture of a polyphenylene ether resin and a styrene resin is used, the polyphenylene ether resin is 50 wt% or more, preferably 70 wt% or more, more preferably 80 wt% or more based on the total amount of the polyphenylene ether resin and the styrene resin. It is.
Here, the polyphenylene ether resin is
Repeating unit structure of formula (4)
[0020]
[Chemical formula 5]

[0021]
(R ₁ , R _Four Each independently represents hydrogen, primary or secondary lower alkyl, phenyl, aminoalkyl, hydrocarbonoxy. R ₂ , R _Three Each independently represents hydrogen, primary or secondary lower alkyl, or phenyl. And a reduced viscosity (0.5 g / dl, chloroform solution, measured at 30 ° C.) is a homopolymer and / or copolymer in the range of 0.15 to 1.0 dl / g. A more preferred reduced viscosity is in the range of 0.20 to 0.70 dl / g, most preferably in the range of 0.40 to 0.60.
[0022]
Specific examples of the polyphenylene ether resin include poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene ether), and poly (2- Methyl-6-phenyl-1,4-phenylene ether), poly (2,6-dichloro-1,4-phenylene ether) and the like, and 2,6-dimethylphenol and other phenols (for example, And a polyphenylene ether copolymer such as a copolymer with 2,3,6-trimethylphenol or 2-methyl-6-butylphenol). Of these, poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) and a copolymer of 2,6-dimethylphenol and 2,3,6-trimethylphenol are preferable, and poly (2,6-dimethyl-1 , 4-phenylene ether).
[0023]
As an example of the production method of the polyphenylene ether resin used in the present invention, there is a method of oxidative polymerization of 2,6-xylenol using a complex of cuprous salt and amine described in US Pat. No. 3,306,874 as a catalyst.
U.S. Pat. No. 3,306,875, U.S. Pat. No. 3,257,357, U.S. Pat. No. 3,257,358, JP-B-52-17880, JP-A-50-51197, JP-A-63-152628, etc. Is also preferable as a method for producing a polyphenylene ether resin.
The polyphenylene ether resin of the present invention may be used as a powder after the polymerization process, or melted in a nitrogen gas atmosphere or non-nitrogen gas atmosphere, devolatilized or non-devolatilized using an extruder or the like You may use it by pelletizing by kneading | mixing.
[0024]
The polyphenylene ether resin of the present invention includes polyphenylene ether resins functionalized with various dienophile compounds. Examples of various dienophile compounds include maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, phenylmaleimide, itaconic acid, acrylic acid, methacrylic acid, methyl allylate, methyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, stearyl acrylate, styrene, and the like. Can be mentioned. Furthermore, as a method of functionalizing with these dienophile compounds, an extruder or the like may be used in the presence or absence of a radical generator, and functionalization may be performed in a molten state under devolatilization or non-devolatilization. For example, you may functionalize by the method as described in patent 3289715 gazette and Japanese Patent Application 2001-016550 gazette.
The (b) cage-shaped silsesquioxane partial cleavage structure of the present invention will be described below. The cage-shaped silsesquioxane partial cleavage structure used in the present invention is a silsesquioxane having a structure in which a part of the cage represented by the following formula (1) is opened.
[0025]
[Chemical 6]

[0026]
(R is selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a silicon atom-containing group having 1 to 10 silicon atoms, and R is the same or composed of a plurality of groups. Is also good.)
From the viewpoint of fluidity, flame retardancy, and difficulty in bleeding out, R is preferably a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkyl group. More specifically, an isobutyl group and an isooctyl group are preferable, and an isobutyl group is particularly preferable.
[0027]
As a method for synthesizing a cage silsesquioxane, see, for example, Brown et al. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 4313, and Feher et al. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1741 or Organometallics 1991, 10, 2526 and the like have been reported. For example, it can be obtained as crystals by reacting cyclohexyltriethoxysilane in water / methyl isobutyl ketone with addition of tetramethylammonium hydroxide as a catalyst. Further, the cage silsesquioxane partial cleavage structure represented by the formula (1) is produced simultaneously with the production of the fully condensed cage silsesquioxane or the fully condensed cage silsesquioxane is produced. It can be synthesized from Sun by partial cleavage with trifluoroacid or tetraethylammonium hydroxide. Feher et al., Chem. Commun. 1998, 1279. In addition, RSiT ₃ It can also be directly synthesized from a (T = Cl or alkoxy group) type compound.
[0028]
The silicon compound (c) of the present invention is a silicon compound represented by the formula (2) and / or (3).
ZA-SiX ₃ ... Formula (2)
ZA-Si (Y) X ₂ ... Formula (3)
(A is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, which may or may not have a branched structure, and may contain a nitrogen atom or an oxygen atom in the main chain. X is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, Y is a hydrocarbon group other than an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and Z is an amino group or an amide group. , Hydroxyl group, thiol group, epoxy group, isocyanate group, vinyl group, or halogen.)
[0029]
Here, (c) Z in the silicon compound is selected from an amino group, an amide group, a hydroxyl group, a thiol group, an epoxy group, an isocyanate group, a vinyl group, and a halogen, but flame retardancy, heat resistance, and transparency. From the viewpoint of color tone, an amino group and an epoxy group are preferable, and an amino group is more preferable.
Specific examples of the silicon compound represented by the formula (2) include N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, and γ-aminopropyl. Examples include trimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, and γ-ureidopropyltriethoxysilane. From the viewpoint of the balance of fluidity, flame retardancy, heat resistance, transparency, color tone and dirt impact properties, in particular, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ- Aminopropyltriethoxysilane is preferred.
[0030]
Specific examples of the silicon compound represented by the formula (3) include N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, and γ-amino. Examples include propylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-ureidopropylmethyldimethoxysilane, and γ-ureidopropylmethyldiethoxysilane. From the viewpoint of the balance of fluidity, flame retardancy, heat resistance, transparency, color tone and dirt impact properties, in particular, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ- Aminopropylmethyldiethoxysilane is preferred.
[0031]
The blending ratio (molar ratio) of the (c) silicon compound and (b) the cage silsesquioxane partial cleavage structure is defined as the molar ratio of (c) / (b), and the value is 0.5 To 3, preferably 0.7 to 2.0, more preferably 0.8 to 1.5, and even more preferably 0.9 to 1.2.
The extruder is not particularly limited as long as it has an ability to melt and knead the resin, but a twin-screw co-rotating extruder, a single-shaft co-rotating extruder, a bi-shaft counter-rotating extruder, a single-shaft counter-direction A rotary extruder is mentioned, and from the viewpoint of physical properties and productivity of the resulting composition, a biaxial co-rotating extruder is preferred.
[0032]
The production method of the present invention comprises (a) a thermoplastic resin and, as mentioned above, a ratio of blending (c) a silicon compound and (b) a cage-like silsesquioxane partial cleavage structure, that is, (c ) / (B) is introduced into the extruder at a ratio of 0.5 to 3, and melt-kneaded. At this time, the following methods can be used as the raw material. 1) A method of feeding all raw materials from the first feed port. 2) A method in which the component (a) and the component (b) are fed from the first feed port, and the component (c) is fed from the second feed port. 3) A method in which the components (a) and (c) are fed from the first feed port, and the component (b) is fed from the second feed port. From the viewpoint of the torque of the extruder, the method 1) is more preferable.
[0033]
The set temperature of the extruder is not particularly limited, but is preferably a temperature at which the thermoplastic resin can be melt kneaded. Therefore, 200-350 degreeC is preferable, 250-330 degreeC is more preferable, and 290-320 degreeC is especially more preferable.
Although the rotation speed of an extruder does not have a restriction | limiting in particular, From a viewpoint of the physical property obtained, it is 50-1500 rpm, Preferably it is 100-1200 rpm, More preferably, it is 150-1000 rpm.
[0034]
The vent port of the extruder is preferably set on the die side from the place where at least all of the components (a), (b), and (c) are charged, and may be open to the atmosphere or reduced in pressure with a vacuum pump. It's also good. From the viewpoint of the stability of the strand and the reactivity of the components (b) and (c) described later, the pressure is preferably reduced by a vacuum pump, preferably devolatilized at a vacuum degree of 95 kPa or less, more preferably 70 kPa or less, 50 kPa or less is more preferable.
By these production methods, as shown in the following reaction formula (1), the cage-shaped silsesquioxane partial cleavage structure of formula (1) has a cage-shaped silsesquioxane having a structure in which the cage is completely closed ( It is estimated that it is converted into (Equation (5)).
[0035]
[Chemical 7]

[0036]
Similarly, as shown in the following reaction formula (2), the cage-shaped silsesquioxane partial cleavage structure of formula (1) has a cage-shaped silsesquioxane having a structure in which the cage is not completely closed (formula ( 6)) is estimated to be converted.
[0037]
[Chemical 8]

[0038]
Therefore, the production method of the present invention can simplify the process of synthesizing and isolating the cage silsesquioxane having the functional group represented by formula (5) or formula (6). That is, it is a manufacturing method in which the process of blending the reaction process indicated by the reaction formula (1) and the reaction formula (2) and the thermoplastic resin can be simultaneously performed by a melt-kneading process using an extruder. This makes it possible to simplify the process and produce an inexpensive resin composition.
[0039]
In the present invention, (b) the cage silsesquioxane partial cleavage structure and (c) the silicon compound do not necessarily have to react 100% and are not reacted within a range not impairing the effects of the present invention. (B) The cage-shaped silsesquioxane partial cleavage structure and (c) the silicon compound may remain in the resin composition.
In the present invention, the blending amount of the cage-shaped silsesquioxane partial cleavage structure as the component (b) is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 2 to 20 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin (a). Further, 3 to 10 parts by weight is more preferable. When the amount is less than 1 part by weight, sufficient fluidity and flame retardancy are difficult to obtain. Moreover, when this compounding quantity is more than 30 weight part, sufficient heat resistance is hard to be obtained.
Here, the component (c) is, as described above, the ratio (molar ratio) of blending the (c) silicon compound and the (b) caged silsesquioxane partial cleavage structure, (c) / (b) It is preferable to blend so that the molar ratio is 0.5-3.
[0040]
In the present invention, in addition to the above-described components, other additional components, such as inorganic fillers (glass fiber, metal fiber, potassium titanate, carbon fiber, etc., as necessary, as long as the characteristics and effects of the present invention are not impaired. , Silicon carbide, ceramic, silicon nitride, mica, nephelinsinite, talc, wollastonite, slag fiber, ferrite, glass beads, glass powder, glass balloon, quartz, quartz glass, etc. The shape is fibrous, plate-like, spherical Etc.), antioxidant, elastomer (ethylene / propylene copolymer, ethylene / 1-butene copolymer, ethylene / propylene / nonconjugated diene copolymer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene / methacrylic) Glycidyl acid copolymer, ethylene / vinyl acetate / glycidyl methacrylate copolymer and ethylene / polymer Pyrene-g-maleic anhydride copolymer, olefin copolymer such as ABS, polyester polyether elastomer, polyester polyester elastomer, vinyl aromatic compound-conjugated diene compound block copolymer, vinyl aromatic compound-conjugated diene compound Block copolymer hydrogenated product), plasticizer (oil, low molecular weight polyethylene, epoxidized soybean oil, polyethylene glycol, fatty acid esters, etc.), weather resistance (light) improver, polyolefin nucleating agent, slip agent, Various colorants, release agents and the like may be added.
[0041]
The resin composition obtained by the present invention can be molded as a molded body of various parts by various conventionally known methods such as injection molding, extrusion molding, and hollow molding. These molded bodies are particularly suitable for applications that require flame retardancy and heat resistance, such as home appliance OA parts, automobile parts, office equipment parts, electronic material parts, and the like. It is also suitable for sheets, films and foams.
The present invention will be described below based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.
[0042]
Polyphenylene ether (PPE-1)
It is a powdery poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) having a reduced viscosity of 0.42 obtained by oxidative polymerization of 2,6-dimethylphenol.
Molding and physical property evaluation of each resin composition were performed according to the following methods.
(1) Molding
The obtained pellets were molded using an injection molding machine [IS-80EPN: manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.] set at a cylinder temperature of 320/330/320/310 ° C, a firing speed of 85%, and a mold temperature of 90 ° C. Went.
(2) Fluidity
When the obtained pellet was molded into an ASTM tanzania test piece having a thickness of 1.6 mm, a length of 127 mm, and a width of 12.7 mm under the molding conditions described in (1) above, the gauge pressure when short-circuiting by 1 mm was measured. This pressure is SSP (MPa) (“Short Shot Pressure” is abbreviated). The smaller this value, the better the fluidity.
[0043]
(3) Flame resistance
(3-1) Average burning time
It was formed into an ASTM tanzania test piece having a thickness of 1.6 mm, a length of 127 mm, and a width of 12.7 mm, and a combustion test was performed based on the UL-94 vertical combustion test of Underwriters Laboratories. That is, a combustion test was performed on five test pieces, and after the flame contact for 10 seconds, the combustion time from when the flame was released until the flame disappeared was t. ₁ (Seconds), and after flame contact for 10 seconds again, the combustion time from when the flame is released until the flame disappears is t ₂ (Seconds) and t for each of the five ₁ And t ₂ The average burning time of was determined.
(3-2) Maximum combustion time
5 t each ₁ And t ₂ That is, the maximum burning time was selected from 10 points in total.
(3-3) UL-94
According to UL-94 of Underwriters Laboratories, determination of V-0, V-1, and V-2 was performed.
[0044]
(4) Heat resistance (DTUL)
It was molded into an ASTM tanzania test piece having a thickness of 3.2 mm, a length of 127 mm, and a width of 12.7 mm. Using the obtained molded piece, the heat deformation temperature was measured in accordance with ASTM D648 under a load of 1.82 MPa.
(5) Transparency
A flat molded piece with a length of 90 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 2.5 mm is formed, and the test piece is placed on a printed matter printed with black ink on a white background and observed with the naked eye based on the following criteria. The transparency was determined.
○: Characters on the printed material are clearly visible
Δ: Characters on the printed material are blurred.
X: The character of a printed matter cannot be seen at all.
[0045]
(6) Color tone
A flat molded piece having a length of 90 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 2.5 mm was formed, and the test piece was observed with the naked eye with respect to those of ○ or Δ in the transparency evaluation of (5). The color tone was determined based on the criteria.
○: Light yellow or colorless
Δ: Yellow to light brown
×: Brown
[0046]
(7) Dirt impact
(7-1) Total absorbed energy
A flat molded piece with a length of 90 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 2.5 mm is formed, and measured using a dirt impact tester (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) with a drop load of 6.5 kg and a drop height of 100 cm. The total absorbed energy (J), which is the sum of crack energy and propagation energy at the time of fracture, was measured. A larger value means superior impact resistance. In addition, when the flat plate test piece after the destructive test is viewed from the thickness direction, it is ductile fracture that is deformed as if the dropped part of the weight is extended, completely hollowed out, flat without deformation and flat It is defined as brittle fracture.
(7-2) Number of ductile fractures
The number of ductile fractures was defined by the following formula.
(Number of ductile fractures) = (Number of ductile fractures) / n
(However, the number of tests was n = 5.)
[0047]
[Example 1]
(A) polyphenylene ether (PPE-1) and (b) cage-shaped silsesquioxane partially cleaved structure (in formula (1), R is an isobutyl group, white solid, molecular weight = 791.57, hereinafter “P-1 And (c) silicon compound (N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, colorless liquid, molecular weight = 206.41, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-602). , Hereinafter may be abbreviated as “Si-1”) in the proportions (parts by weight) shown in Table 1, charged by top feed, and a twin-screw extruder with a vent port (ZSK-) set at 310 ° C. 25; manufactured by WERNER & PFLEIDERER), melt kneaded at a screw speed of 300 rpm, and reduced in pressure using a vacuum pump from the vent port. It showed 5 kPa. Using the pellets thus obtained, molding was performed by the method shown above, and physical properties were evaluated. The results are shown in Table 1.
[0048]
[Comparative Example 1]
(C) Except that “Si-1” was not used as a silicon compound and blended in the proportions (parts by weight) shown in Table 1, it was carried out in the same manner as in Example 1, molded, and evaluated for physical properties. Carried out. The results are shown in Table 1.
[0049]
[Comparative Example 2]
(B) Except that “P-1” was not used as the cage-shaped silsesquioxane partially-cleavage structure, the same process as in Example 1 was performed, and the physical properties were evaluated. The results are shown in Table 1.
[0050]
[Comparative Example 3]
Instead of the component (b) and the component (c), a cage-like silsesquioxane having a structure in which the cage is not completely closed (formula (7), colorless liquid, molecular weight = 933.88, this sample was mixed with NBA and glycerol. When mixed and FAB-MS (Positive) was measured, m / z = 934 [M + H] ⁺ was gotten. Hereinafter, it may be abbreviated as “P-2”. ) Was added in the proportions (parts by weight) shown in Table 1, and the same procedure as in Example 1 was carried out, the molding process was performed, and the physical properties were evaluated. The results are shown in Table 1.
[0051]
[Chemical 9]

[0052]
[Comparative Example 4]
A sample in which “P-2” was stoppered in a brown bottle and stored at room temperature for 3 weeks (colorless liquid, this sample was mixed with NBA and glycerol, and FAB-MS (Positive) was measured. = 934 [M + H] ⁺ In addition to the peak of m / z = 1850 [M + H] ⁺ The peak was also obtained. Hereinafter, it may be abbreviated as “P-2 ′”. ) Was melt kneaded to obtain pellets in the same manner as in Comparative Example 3, and the pellets were cloudy. When this pellet was molded and evaluated for transparency, it was clearly cloudy. Transparency: “△”. Since it was transparent in the comparative example 3, it turns out that quality stability is not enough with the conventional addition method.
[0053]
[Example 2]
After the pellets obtained in Example 1 were stored at room temperature for 3 weeks, they were molded in the same manner as in Example 1 and evaluated for physical properties. The results are shown in Table 1. Each physical property is a physical property equivalent to Example 1, and it turns out that the manufacturing method of this invention is excellent in quality stability.
[0054]
[Example 3]
Silicon compound (N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, colorless liquid, molecular weight = 222.41, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-603, hereinafter abbreviated as “Si-2” .) And the blending in the proportions (parts by weight) shown in Table 1 were carried out in the same manner as in Example 1, molded, and evaluated for physical properties. The results are shown in Table 1. In addition, the pressure gauge of the vent port of the extruder showed 16 kPa.
[0055]
[Comparative Example 5]
(B) Except that “P-1” was not used as the cage-shaped silsesquioxane partially-cleavage structure, the same procedure as in Example 3 was performed, and the physical properties were evaluated. The results are shown in Table 1.
[0056]
[Comparative Example 6]
Instead of component (b) and component (c), cage-shaped silsesquioxane having a completely closed cage (formula (8), white solid, molecular weight = 917.83, this sample was mixed with NBA and glycerol Then, when FAB-MS (Positive) was measured, m / z = 918 [M + H] ⁺ was gotten. Hereinafter, it may be abbreviated as “P-3”. ) Was blended in the proportions (parts by weight) shown in Table 1, and the same procedure as in Example 3 was carried out, followed by molding and physical property evaluation. The results are shown in Table 1.
[0057]
[Chemical Formula 10]

[0058]
[Example 4]
It is carried out in the same manner as in Example 1 except that it is blended in the ratio (parts by weight) shown in Table 1 and “Si-1” of the component (c) is added from the second feed port. Physical property evaluation was performed. The results are shown in Table 1. In addition, the pressure gauge of the vent port of the extruder showed 40 kPa.
[0059]
[Example 5]
Except for blending in the proportions (parts by weight) shown in Table 1, it was carried out in the same manner as in Example 3, molded and evaluated for physical properties. The results are shown in Table 1. In addition, the pressure gauge of the vent port of the extruder showed 47 kPa.
[0060]
[Comparative Example 7]
As pellets of highly heat-resistant modified polyphenylene ether resin, Zylon X9102 (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) (abbreviated as “X9102” in the table) was molded and evaluated for physical properties. . The results are shown in Table 1.
[0061]
[Comparative Example 8]
As a pellet of polycarbonate resin, Wonderlite PC-110 (manufactured by Asami Kasei Co., Ltd., Taiwan, registered trademark) (abbreviated as “PC” in the table) was molded and evaluated for physical properties. The results are shown in Table 1.
[0062]
[Table 1]

[0063]
From the above, the production method of the present invention is excellent in quality stability, is inexpensive because the process is simplified, and has high fluidity, flame retardancy, heat resistance, transparency, color tone, and dirt impact resistance. The industrial value is extremely high in that a resin composition achieved at a certain level can be obtained.
[0064]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a resin composition excellent in quality stability, inexpensive, excellent in fluidity, flame retardancy, heat resistance, transparency, color tone, and dirt impact resistance, and a method for producing the same. It became.

Claims (7)

(A) a thermoplastic resin, (b) a cage silsesquioxane partial cleavage structure represented by formula (1), and (c) a silicon compound represented by formula (2) and / or (3), (C) A resin composition obtained by charging into an extruder and melt-kneading at a ratio such that the molar ratio of (c) / (b) is 0.5-3.

(R is selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a silicon atom-containing group having 1 to 10 silicon atoms, and R is the same or composed of a plurality of groups. Is also good.)
ZA-SiX ₃ Formula (2)
Z-A-Si (Y) X ₂ Formula (3)
(A is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, which may or may not have a branched structure, and may contain a nitrogen atom or an oxygen atom in the main chain. X is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, Y is a hydrocarbon group other than an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and Z is an amino group or an amide group. , Hydroxyl group, thiol group, epoxy group, isocyanate group, vinyl group, or halogen.) The resin composition according to claim 1, wherein the thermoplastic resin (a) is a styrene resin. The resin composition according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is a polyphenylene ether resin. The resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein 1 to 30 parts by weight of (b) a cage silsesquioxane partial cleavage structure is used with respect to 100 parts by weight of (a) thermoplastic resin. object. In formula (1), R is an isobutyl group, The resin composition in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. (A) a thermoplastic resin, (b) a cage silsesquioxane partial cleavage structure represented by formula (1), and (c) a silicon compound represented by formula (2) and / or (3), A method for producing a resin composition, wherein the molar ratio of (c) / (b) is charged into an extruder at a ratio of 0.5 to 3, and melt kneaded.

(R is selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a silicon atom-containing group having 1 to 10 silicon atoms, and R is the same or composed of a plurality of groups. Is also good.)
ZA-SiX ₃ Formula (2)
Z-A-Si (Y) X ₂ Formula (3)
(A is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, which may or may not have a branched structure, and may contain a nitrogen atom or an oxygen atom in the main chain. X is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, Y is a hydrocarbon group other than an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and Z is an amino group or an amide group. , Hydroxyl group, thiol group, epoxy group, isocyanate group, vinyl group, or halogen.) The method according to claim 6, wherein devolatilization is performed at a vacuum degree of 95 kPa or less from the vent port of the extruder.