JP4276170B2 - 衝撃性−改良ポリカーボネート混合物 - Google Patents

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Description

本発明は平均分子量(M)≧25,000g/molを有するポリ(エステル)カーボネート、芳香族ポリエステル、アクリレートモノマーを含有するグラフトシェルを有するグラフトコポリマーおよび難燃剤としてオリゴマー化リン酸エステルを含有する衝撃−改良混合物に関する。
ポリカーボネートおよび芳香族ポリエステルの衝撃−改良混合物は知られている。
例えば特許文献1(米国特開4−888−388号公報)にはポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートおよびシリコーン−ブチルアクリレートコンポジットゴムに基づいたグラフトポリマーを含有する組成物について開示されており、それらは改良された低温度衝撃強度によって区別される。難燃性成形組成物については記載されていない。
ポリカーボネートおよび芳香族ポリエステルの難燃性、衝撃−改良混合物もまた知られている。
特許文献2(日本特開04−345−657号公報)はハロゲン化芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエステルおよびシリコーン−アクリレートコンポジットゴムに基づいたグラフトポリマーの混合物について開示されている。同様に特許文献3(日本特開06−239−965号公報)で開示されている成形組成物は、ハロゲン含有難燃剤に基づいている。芳香族ポリカーボネートおよび芳香族ポリエステルに加えて、それらはシリコーン−アクリレートコンポジットゴムおよびハロゲン化エポキシ樹脂に基づいたグラフトポリマーを含有する。特許文献4(国際出願94−11429号明細書)に開示されている成形組成物は、ポリカーボネート、ポリエステルおよび難燃剤としてハロゲン化アリールホスフェートを含有する。さらにコア−シェル構造を有するメタクリレート/ブタジエン/スチレンエラストマーを含有するそのような組成物も記載されている。
ハロゲン含有添加剤を用いて難燃性を付与した成形組成物は、加工中にハロゲン含有ガスを排出して金型の腐食を引き起こし、かつ燃焼時に毒性および腐食性のハロゲン化水素を排出するので、ハロゲンフリーの難燃性成形組成物を開発することが望まれている。
ポリカーボネートおよび芳香族ポリエステルのハロゲンフリー難燃性衝撃−改良混合物も知られている。
特許文献5(日本特開2001−031−860号明細書)には、高い耐衝撃性、耐薬品性および加水分解耐性を有する組成物について開示されており、それらはポリカーボネート、ポリエチレンとポリブチレンテレフタレートとの混合物、コア−シェル構造を有するグラフトエラストマー、シリケート塩および難燃剤として安定化赤リンおよびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含有する。そのような成形組成物は、多くの用途に対して充分な強度を示さず、IT産業、例えばモニター、プリンター等のハウジングで要求される明るい色へ配合することができない。
特許文献6(米国特開5−030−675号明細書)には、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、乳化ABSグラフトポリマー、難燃剤としてモノフェートおよびアンチ−ドリップ剤(antidripping agents)としてフッ素化ポリオレフィンを含有する成形組成物について開示されている。その成形組成物は改良した溶接線強度を特徴とするが、比較的低いレベルの耐衝撃性を示す。さらに、使用される難燃剤はブリード(bleed)しやすく、加工中に多くの分解を引き起こし得る。
難燃剤の揮発性の問題は、特許文献7(欧州特開0−594−021号明細書)に開示されているように、オリゴマー状リン酸エステルを用いることによって解決される。ここに記載されているPC/ABS組成物は、ポリアルキレンテレフタレート並びに難燃剤としてオリゴリン酸エステルおよびフッ素化ポリオレフィンを含有し、かつ高い耐熱性の増大によって良好なノッチ衝撃耐性、耐応力亀裂性および完全な表面仕上げを示す。しかしながら、それらは一般的に不十分な溶接線強度および好ましくない加工寛容度、即ち、高い加工温度で、実質的な特性、例えば耐薬品性の低下、を示す。
特許文献8(欧州特開0−829−517号明細書)、特許文献9(欧州特開0−884−366号明細書)および特許文献10(日本特開08−073−692号公報)に開示されている組成物も同様に、オリゴリン酸エステルで難燃性を付与する。ここに記載されているPC/PET成形組成物は、難燃性および要すればその他の添加剤に加えて、グラフトシェル(graft shell)中にメチルメタクリレートを用いるグラフトポリマーを含有する。MBSおよびMMA−グラフト化ポリブタジエンゴムは、そのようなグラフトポリマーの例として記載されている。ここに記載されている成形組成物は、とりわけ耐薬品性および耐油性に優れている。
本発明の目的は、優れた機械的性質、即ち高いノッチ衝撃耐性、溶接線強度、引張試験による破断点伸びおよび薬品の影響下での耐応力亀裂性、低いウォール厚さでの耐炎性(flame resistance down to low wall thicknesses)および射出成形における良好な加工性、即ち加工寛容性の拡大の組合せによって区別した組成物を提供することである。
重量平均分子量M≧25,000g/molを有する芳香族ポリ(エステル)カーボネート、固有粘度IV≦0.8cm/gを有するポリアルキレンテレフタレート、コア−シェル構造を有し、グラフトシェル中のアクリレートモノマー含量の少なくとも20重量%を有するグラフトコポリマー、およびオリゴマー状有機リン酸エステルを含有する組成物が所望の特性範囲を示すことが解った。
本発明は、成分全体の重量部合計を100として、
A)重量平均分子量M≧25,000g/mol、好ましくはM≧26,000g/molを有する芳香族ポリ(エステル)カーボネート40〜90重量部、好ましくは50〜80重量部、特に好ましくは60〜80重量部、
B)特に固有粘度IV≦0.8cm/gを有するポリアルキレンテレフタレート、好ましくはポリエチレンテレフタレート0.5〜15重量部、好ましくは1〜12重量部、特に3〜10重量部、最も好ましくは5〜10重量部、
C) グラフトベースとしてガラス転移温度0℃以下、好ましくは−20℃以下、特に−40℃以下を有する微粒子ポリマー(グラフト(コ)ポリマーに対して)10〜90重量%、好ましくは30〜80重量%、特に50〜80重量%およびグラフトモノマーとしてビニルモノマー(グラフト(コ)ポリマーに対して)90〜10、好ましくは70〜20、特に50〜20重量%(但し、グラフトモノマーはアクリレートモノマーを少なくとも20重量%、好ましくは少なくとも50重量%、特に少なくとも75重量%を含有する)を含有するコア−シェル形態(morphology)を有するグラフト(コ)ポリマー1〜20重量部、好ましくは2〜15重量部、特に好ましくは3〜12重量部、最も特に好ましくは5〜10重量部、
D)特にビスフェノールAに基づいたオリゴマー化有機リン酸エステル2〜20重量部、好ましくは5〜15重量部、特に好ましくは7〜15重量部、最も好ましくは10〜15重量部、
および
E)フッ素化ポリオレフィン0〜1重量部、好ましくは0.1〜0.5重量部、特に0.2〜0.5重量部、
を含有する組成物を提供する。
本発明による組成物は特に好ましくはハロゲン含有化合物、例えばハロゲン化ビスフェノールに基づいた芳香族ポリカーボネートまたはエポキシ樹脂を含有しない。
(成分A)
本発明による成分Aに従った好適な芳香族ポリカーボネートおよび/または芳香族ポリエステルカーボネートは文献公知であり、文献公知の製造方法によって製造してもよい(芳香族ポリカーボネートの製造については、例えば非特許文献1(Schnell,「ポリカーボネートの化学と物理」(「Chemistry and Physics of Polycarbonates」)、Interscience Publishers,1964年)並びに特許文献11〜16(西独特許1−495−626号明細書、西独特許2−232−877号明細書、西独特許2−703−376号明細書、西独特許2−714−544号明細書、西独特許3−000−610号明細書、西独特許3−832−396号明細書);芳香族ポリエステルカーボネートの製造については例えば特許文献17(西独特許3−077−934号明細書))。
芳香族ポリカーボネートの製造は、例えばジフェノールと炭酸ハライド好ましくはホスゲン、および/または芳香族ジカルボン酸ジハライド、好ましくはベンゼンジカルボン酸ジハライドとを、界面プロセスによって、要すれば連鎖停止剤、例えばモノフェノールを用い、および要すれば三官能またはより高い官能性分岐剤、例えばトリフェノールまたはテトラフェノールを用いて溶融加工または反応することよって合成される。
好ましい芳香族ポリカーボネートおよび芳香族ポリエステルカーボネートの調製に用いるジフェノールは、好ましくは式(I):
Figure 0004276170
[式中
Aは単結合、C〜Cアルキレン、C〜Cアルキリデン、C〜Cシクロアルキリデン、−O−、−SO−、−CO−、−S−、−SO−、C〜C12アリーレン、それらはその他の芳香環、要すればヘテロ原子含有芳香環が縮合してもよく、
または式(II)または(III)で表される基であってもよく:
Figure 0004276170
Figure 0004276170
BはC〜C12アルキル、好ましくはメチルであり、
xは互いに独立して0、1または2であり、
pは1または0であり、および
およびRは、Xと独立に選択され、互いに独立して、水素またはC〜Cアルキル、好ましくは水素、メチルまたはエチルを示し、
は炭素を示し、および
mは4〜7の整数、好ましくは4または5であるが、少なくとも1つのX原子上で、RおよびRはともにアルキルである。]
を有する化合物である。
好ましいジフェノ−ルはヒドロキノン、レゾルシノ−ル、ジヒドロキシジフェノ−ル、ビス(ヒドロキシフェニル)−C1−C−アルカン、ビス(ヒドロキシフェニル)−C−C−シクロアルカン、ビス(ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホンおよびα,α−ビス(ヒドロキシフェニル)ジイソプロピルベンゼンである。
特に好ましいジフェノールは、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、ビスフェノールA、2,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、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、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンである。2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン(ビスフェノールA)が特に好ましい。
ジフェノールは単独でまたはある混合物として使うことができる。ジフェノールは公知であり、公知の方法で得てもよい。
熱可塑性、芳香族ポリカーボネートの調製に好適な連鎖停止剤は、例えばフェノール、p−クロロフェノール、p−t−ブチルフェノールまたは長鎖アルキルフェノール、例えば特許文献18(西独特許2−842−005号明細書)による4−(1,3−テトラメチルブチル)フェノールまたはアルキル置換基に8〜20の炭素原子を有するモノアルキルフェノールまたはジアルキルフェノール、例えば3,5−ジ−t−ブチルフェノール、p−i−オクチルフェノール、p−t−オクチルフェノール、p−ドデシルフェノールおよび2−(3,5−ジメチルヘプチル)フェノールおよび4−(3,5−ジメチルヘプチル)フェノールである。使用される連鎖停止剤の総量は通常0.5〜10mol%、(ジフェノールの総モル量に基づく)である。
熱可塑性、芳香族ポリカーボネートは公知の方法で分岐、より好ましくは使用したジフェノールの総重量に基づいて、三官能またはそれ以上の化合物(例えば、3またはそれ以上のフェノール基を有する化合物)を0.05〜2.0mol%の量で導入することによって合成する。
ホモポリカーボネートおよびコポリカーボネートはいずれも好適である。使用され得るジフェノールの総量に基づいて1〜25重量%、好ましくは2.5〜25重量%のヒドロキシアリーロキシ末端を有するポリジオルガノシロキサンもまた、本発明による成分Aのコポリカーボネートの製造において使用され得る。これらは特許文献19(米国特許3−419−634号明細書)で知られており、および公知の方法によって調製することができる。ポリジオルガノシロキサン−含有コポリカーボネートの製法は特許文献20(西独特許3−334−782号明細書)によって示されている。
ビスフェノールAホモポリカーボネートに加えて好ましいポリカーボネートは、ジフェノールの総モル量に対して15mol%以下を有するビスフェノールAのコポリカーボネート、好ましいまたは特に好ましい上記ジフェノール以外のジフェノールとのコポリカーボネートが挙げられる。
芳香族ポリエステルカーボネートの製造のための芳香族ジカルボン酸ジハライドは、好ましくはイソフタル酸、テレフタル酸、ジフェニルエーテル−4,4'−ジカルボン酸およびナフタレン−2,6−ジカルボン酸のジ酸二塩化物である。
イソフタル酸およびテレフタル酸のジ酸二塩化物の割合1:20および20:1の混合物は特に好ましい。
ポリエステルカーボネートの製造において、炭酸ハライド、好ましくはホスゲンを、二官能性酸の誘導体として更に使用される。
芳香族ポリエステルカーボネートの製造のための連鎖停止剤の例は、上記のモノフェノールに加えて、それらのクロロカルボン酸エステルおよび芳香族モノカルボン酸の酸クロリド(要すればC〜C22アルキル基で置換されてもよい)脂肪族C〜C22モノカルボン酸クロリドを含有する。
連鎖停止剤の総量はいずれの場合も0.1〜10mol%で、フェノール連鎖停止剤の場合はジフェノール1molあたりの量に基づき、かつモノカルボン酸クロリド連鎖停止剤の場合はジカルボン酸ジクロリド1molあたりの量に基づく。
芳香族ポリエステルカーボネートはまた、結合した芳香族ヒドロキシカルボン酸を含有してもよい。
芳香族ポリエステルカーボネートは公知の方法で直鎖状および分岐状でありうる(特許文献21(西独特開2−940−024号明細書)および特許文献22(西独特開3−007−934号明細書参照))。
分岐剤の例としては、三官能性またはそれより高い官能性カルボン酸クロリド、例えばトリメシン酸トリクロリド、シアヌル酸トリクロリド、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラクロリド、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸テトラクロリドまたはピロメリット酸テトラクロリドが使用され、0.01〜1.0mol%の量(使用したジカルボン酸ジクロリドに基づく)で使用され、また三官能性または高い官能性フェノール、例えばフロログルシノール、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプテン−2,4,4−ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプタン、1,3,5−トリ−(4−ヒドロキシ−フェニル)−ベンゼン、1,1,1−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−エタン、トリ−(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、2,2−ビス[4,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシル]プロパン、2,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニルイソプロピル)フェノール、テトラ−(4−ヒドロキシフェニル)−メタン、2,6−ビス−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェノール、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパン、テトラ−(4−[4−ヒドロキシフェニルイソプロピル]フェノキシ)メタン、1,4−ビス−[4,4'−(ジヒドロキシトリフェニル)メチル]−ベンゼンを、0.01〜1.0mol%(使用ジフェノールに基づく)の量で使用する。フェノール分岐剤はジフェノールを包含することができ、酸クロリド分岐剤は、酸ジクロリドとともに導入してもよい。
熱可塑性、芳香族ポリエステルカーボネートにおけるカーボネート構造単位の割合は任意に変化する。好ましいカーボネート基の割合は、エステル基およびカーボネート基の総量に基づいて、100mol%以下、特に80mol%以下、特に好ましくは50mol%以下である。芳香族ポリステルカーボネートのエステル成分およびカーボネート成分は、縮合重合物中でブロック型またはランダムに分散された形で存在し得る。
熱可塑性、芳香族ポリ(エステル)カーボネートは(Mをゲル透過クロマトグラフィーで測定して)重量平均分子量M≧25,000g/mol、好ましくはM≧26,000g/molを有する。重量平均分子量35,000以下、好ましくは32,000以下、特に好ましくは30,000g/mol以下のポリ(エステル)カーボネートが本発明において好ましく使用され得る。
熱可塑性、芳香族ポリ(エステル)カーボネートは、単独または任意の混合物中で使用され得る。
(成分B)
成分Bによるポリアルキレンテレフタレートは芳香族ジカルボン酸またはそれらの反応誘導体、例えばジメチルエステルまたは無水物と脂肪族、脂環式または芳香脂肪族ジオールとの反応生成物、およびそれらの反応生成物の混合物である。
好ましいポリアルキレンテレフタレートは、ジカルボン酸成分に基づいて少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90重量%のテレフタル酸基およびジオール成分に基づいて少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90mol%のエチレングリコールおよび/またはブタンジオール−1,4基を含有する。
テレフタル酸エステルに加えて、好ましいポリアルキレンテレフタレートは、20mol%以下、好ましくは10mol%以下の8〜14個の炭素原子を有する他の芳香族または環状脂肪族ジカルボン酸、または4〜12個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、4,4'−ジフェニルジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、シクロヘキサンジ酢酸の基を含有することができる。
エチレングリコール基またはブタンジオール−1,4基に加えて、好ましいポリアルキレンテレフタレートは、20mol%以下、好ましくは10mol%以下の3〜12個の炭素原子を有する他の脂肪族ジオールまたは6〜21個の炭素原子を有する脂環式ジオール、例えばプロパンジオール−1,3、2−エチルプロパンジオール−1,3、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール−1,5、ヘキサンジオール−1,6、シクロヘキサンジメタノール−1,4、3−エチルペンタンジオール−2,4、2−メチルペンタンジオール−2,4、2,2,4−トリメチルペンタンジオール−1,3、2−エチルヘキサンジオール−1,3、2,2−ジエチルプロパンジオール−1,3、ヘキサンジオール−2,5、1,4−ジ−(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2,4−ジヒドロキシ−1,1,3,3−テトラメチルシクロブタン、2,2−ビス−(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)−プロパンおよび2,2−ビス−(4−ヒドロキシプロポキシフェニル)プロパン(特許文献23(西独特開2−407−674号明細書)、特許文献24(西独特開2−407−776号明細書)、特許文献25(西独特開2−715−932号明細書)参照)の基を含有してもよい。
ポリアルキレンテレフタレートは比較的少量の三価または四価のアルコール、または三塩基または四塩基のカルボン酸を導入することによって分岐することができる(例えば特許文献26(西独特開1−900−270号明細書)および特許文献27(米国(US−PS)3−692−744号明細書)参照)。好ましい分岐剤の例は、トリメシン酸、トリメリット酸、トリメチロールエタンおよびトリメチロールプロパン、およびペンタエリスリトールである。
ポリエチレンテレフタレートおよび/またはポリブチレンテレフタレートは特に好ましく、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。高い結晶化傾向を有するポリアルキレンテレフタレートは特に好ましく使用される。これらは、実施例の部分において上記の方法で決定した等温結晶化時間(isothermal crystallisation time)が好ましくは<20分、特に好ましくは<10分、特に<7分であることを特徴とする。
ポリアルキレンテレフタレートは、好ましくはフェノール/o−ジクロロベンゼン(1:1重量部)中25℃で、Ubbelohde粘度計で測定した固有粘度≦0.8cm/gを有する;ポリアルキレンテレフタレートの固有粘度は一般的に0.3以上、特に0.4cm/g以上である。
ポリアルキレンテレフタレートは公知の方法(例えば非特許文献2(「Kunststoff-Handbuch」,Vol.VIII,695ページ以下, Carl-Hanser-Verlag,Munich、1973年)参照)によって製造することができる。
(成分C)
コア−シェル構造Cを有するグラフトポリマーに好適なグラフトベースC.1は、例えばジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三重合体ゴム(即ち、エチレン/プロピレンおよび要すればジエン化合物をベースにしたもの)、またアクリレート、ポリウレタン、シリコーン、クロロプレンおよびエチレン/ビニルアセテートゴム、並びにシリコーン−アクリレートコンポジットゴムが挙げられる。
ジエンゴム、シリコーンゴムおよびシリコーン−アクリレートコンポジットゴムは好ましい。シリコーン−アクリレートコンポジットゴムが特に好ましい。
グラフトベースC.1として好ましく好適なゴムは、ジエンゴム、例えばブタジエンまたはイソプレンに基づいたもの、またはジエンゴムまたはジエンゴムのコポリマーの混合物または他の共重合性モノマーを有するそれらの混合物が挙げられる。好ましい共重合性モノマーは、ビニル芳香族および/または環−置換ビニル芳香族(例えばスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン)、メタクリル酸(C−C)アルキルエステル(例えばメチルメタクリレート、エチルメタクリレート)、アクリル酸−(C−C)−アルキルエステル(例えばn−ブチルアクリレートおよびt−ブチルアクリレートまたはそれらの混合物)、ビニルシアニド(不飽和ニトリル、例えばアクリロニトリルおよびメタクリロニトリル)および不飽和カルボン酸の誘導体、例えば無水物およびイミド(具体的には無水マレイン酸およびN−フェニルマレイミド)からなる群から選択されるビニルモノマーが挙げられる。
純粋なポリブタジエンゴムは特に好ましい。
これらグラフトベースは一般的に平均粒径(d50)0.05〜5μm、好ましくは0.1〜2μm、特に0.1〜1μmを有する。
平均粒径d50は、それより上と下にそれぞれ50重量%の粒子が存在する粒径である。それは超遠心分離器測定によって決定されうる(W.Scholtan, H.Lange, Kolloid,Z. und Z.Polymere250(1972年)、782−1796頁)。
それらグラフトベースのゲル含量は、少なくとも30重量%、好ましくは少なくとも40重量%(トルエン中で測定)である。
ゲル含量は、25℃で好適な溶媒中で測定される(M.Hoffmann, H.Kroemer, R.Kuhn, Polymeranalytik I and II, Georg Thieme-Verlag, シュトゥットガルト, 1977年)。
コア−シェル構造Cを有するグラフトポリマーのグラフトベースC.1として特に好適なものは、ポリオルガノシロキサン成分0〜100重量%、好ましくは1〜99重量%、特に10〜99重量%特に好ましくは30〜99重量%およびポリアルキル(メタ)アクリレートゴム成分100〜0重量%、好ましくは99〜1重量%、特に90〜1重量%、特に好ましくは70〜1重量%(各々のゴム成分全体の量を100重量%以下として)を含有するそれらのアクリレートゴム、シリコーンゴムまたはシリコーン−アクリレートコンポジットゴムである。
そのようなゴムは好ましくは平均粒径0.01〜0.6μmを有する。
好ましく使用されるシリコーン−アクリレートゴムは、その製造が特許文献28(日本特開08−259−791号公報)、特許文献29(日本特開07−316−409号公報)および特許文献30(日本特開0−315−03号公報)に開示されているものである。それに開示の内容は、本明細書に組み入れられる。
シリコーン−アクリレートコンポジットゴム中のポリオルガノシロキサン成分は、乳化重合プロセスにおけるオルガノシロキサンと多官能性架橋剤との反応によって製造され得る。また、好適な不飽和オルガノシロキサンを加えることによってゴムにグラフト活性部位を導入することも可能である。
オルガノシロキサンは一般的に環状であり、環状構造は好ましくはケイ素原子3〜6個を含有する。ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサン、テトラメチルテトラフェニルシクロテトラシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサン(これらは単独または2種以上の混合物で使用してもよい)が例示される。オルガノシロキサン成分は、シリコーン−アクリレートゴム中のシリコーン成分の構造中に、シリコーンアクリレートゴム中のシリコーン比に対して少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも70重量%の比で包含されるべきである。
3−または4−官能性シラン化合物が、一般的に架橋剤として使用される。特に好ましいこれらの例は:トリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラブトキシシランである。分岐剤の量は一般的に(シリコーン−アクリレートゴムのポリオルガノシロキサン成分に関して)、0〜30重量%である。
シリコーン−アクリレートゴムのポリオルガノシロキサン成分中へのグラフト活性部位の導入のために、好ましくは以下の構造の1つを有する化合物が使用される:
Figure 0004276170
[式中Rはメチル、エチル、プロピルまたはフェニルを意味し、
は水素またはメチルを意味し、
nは0、1または2を意味し、かつ
pは1〜6の数を意味する。]
(メタ)アクリロイルオキシシランは構造(GI 1)の形成に好適な化合物である。好ましい(メタ)アクリロイルオキシシランは、例えば、β−メタクリロイルオキシエチルジメトキシメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメトキシジメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルプロピルエトキシジエチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルジエトキシメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシブチルジエトキシメチルシランが挙げられる。
ビニルシロキサン、特にテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンは構造GI−2を形成することができる。
p−ビニルフェニルジメトキシメチルシランは、例えば、構造GI−3を形成することができる。γ−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、γ−メルカプトプロピルメトキシジメチルシラン、γ−メルカプトプロピルジエトキシメチルシラン等は構造(GI−4)を形成することができる
これらの化合物の量は、(ポリオルガノシロキサン成分に関して)0〜10、好ましくは0.5〜5重量%である。
シリコーン−アクリレートコンポジットゴムにおけるアクリレート成分は、アルキル(メタ)アクリレート、架橋剤およびグラフト活性モノマーユニットから製造されてもよい。
好ましいアルキル(メタ)アクリレートの例は、アルキルアクリレート、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートおよびアルキルメタクリレート、例えば、ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレートが挙げられ、特に好ましくはn−ブチルアクリレートである。
多官能性化合物が架橋剤として使用され得る。これらの例は:エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレートおよび1,4−ブチレングリコールジメタクリレートである。
例えば、以下の化合物を、グラフト活性部位の導入のために、単独でまたは混合して使用され得る:アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、アリルメタクリレート。アリルメタクリレートは、架橋剤として作用することもできる。これらの化合物は、シリコーン−アクリレートコンポジットゴムにおけるアクリレートゴム成分に関して、0.1〜20重量%の量で使用される。
本発明による組成物中に好ましく使用されるシリコーン−アクリレートコンポジットゴムを製造する方法並びにこれをモノマーとグラフトする方法は、例えば特許文献1(米国特開4−888−388号公報)、特許文献28(日本特開08−259−791号公報)、特許文献29(日本特開07−316−409号公報)および特許文献30(欧州特許0−315−035号明細書)に開示されている。グラフトポリマーCに好適なグラフトベースC.1は、シリコーン成分とアクリレート成分がコア−シェル構造を形成したシリコーン−アクリレートコンポジットゴム、およびアクリレート成分とシリコーン成分が完全に相互貫入したネットワークを形成した(相互貫入ネットワーク)シリコーン−アクリレートコンポジットゴムが挙げられる。
前述のグラフトベースにおけるグラフト重合は、懸濁液、分散液またはエマルジョン中で行われ得る。連続または非連続エマルジョン重合が好ましい。このグラフト重合はラジカル開始剤(例えば、パーオキサイド、アゾ化合物、ヒドロパーオキサイド、パースルフェート、パーホスフェート)とともに、要すればアニオン性乳化剤、例えば、カルボキソニウム塩、スルホン酸塩または有機スルフェートを用いて行われる。高いグラフト率、即ち高い割合のグラフトモノマーのポリマー化を有するグラフトポリマーが、化学的にゴムに結合されるものが、このように形成される。
C.2.1 ビニル芳香族および/または環−置換ビニル芳香族(例えばスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン)、ビニルシアニド(不飽和ニトリル、例えばアクリロニトリルおよびメタクリロニトリル)0〜80重量%、好ましくは0〜50重量%、特に0〜25重量%(グラフトシェルに関して)および
C.2.2 (メタ)アクリル酸(C−C)アルキルエステル(例えばメチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート)および不飽和カルボン酸(例えば無水マレイン酸およびN−フェニルマレイミド)の誘導体(例えば無水物およびイミド)100〜20重量%、好ましくは100〜50重量%、特に100〜75重量%(グラフトシェルに関して)。
の混合物がグラフトシェルC.2の形成に好ましく使用される。
グラフトシェルは特に好ましくは、1種またはいくつかの純粋な(メタ)アクリル酸(C1−C8)アルキルエステル、特に純粋なメチルメタクリレートの混合物からなる。
(成分D)
式(IV):
Figure 0004276170
[式中R、R、RおよびRは互いに独立してC〜Cアルキル、C〜Cシクロアルキルを示し、要すればアルキル、好ましくはC〜Cアルキル、C〜C20アリールまたはC〜C12アラルキルで置換され、
nは互いに独立して0または1を示し、
qは0.5〜30を意味し、かつ
Xは6〜30個の炭素原子を有する単核または多核芳香族基、または2〜30個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状脂肪族基を意味し、これらはOH−置換されてもよく、8個以下のエーテル結合を含有してもよい。]
を有するオリゴマーリン酸エステルまたはホスホン酸エステルが好ましくは難燃剤として使用される。
好ましくは、R、R、RおよびRは互いに独立して、C〜Cアルキル、フェニル、ナフチルまたはフェニルC−Cアルキルを表す。芳香族基R、R、RおよびRはそれ自身、アルキル基、好ましくはC−C−アルキルで置換され得る。特に好ましいアリール基は、クレシル、フェニル、キシレニル、プロピルフェニルまたはブチルフェニルである。
好ましくは式(IV)でXは6〜30個の炭素原子を有する単核または多核芳香族基を示す。これは好ましくは、式(I)のジフェノールから誘導される。
式(IV)のnは互いに独立して0または1であってもよく、nは好ましくは1である。
qは0.5〜30、好ましくは0.8〜15、特に好ましくは1〜5、特に1〜2の値を示す。
Xは好ましくは、
Figure 0004276170
[特にXはレゾルシノール、ヒドロキノン、ビスフェノールAまたはジフェニルフェノールから誘導される。特に好ましくはXはビスフェノールAから誘導される。]
その他の好ましいリン酸含有化合物は式(IVa):
Figure 0004276170
[式中R、R、R、R、nおよびqは式(IV)と同意義を有し、
mは互いに独立して0、1、2、3または4を示し、
およびRは互いに独立して、C〜Cアルキル、好ましくはメチルまたはエチルを示し、かつ
Yは、C〜Cアルキリデン、C〜Cアルキレン、C〜C12シクロアルキレン、C〜C12シクロアルキリデン、−O−、−S−、−SO−または−CO−、好ましくはイソプロピリデンまたはメチレンを示す。]
を有する化合物である。
Figure 0004276170
[ここでq=1〜2]
は特に好ましい。
成分Cによるリン化合物は公知であり(例えば、特許文献31(欧州特許0−363−608号公報)、特許文献32(欧州特許0−640−655号公報)参照)、公知の方法によって(例えば、非特許文献3(「Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie」、第18巻、第301頁以下、1979年)、非特許文献4(Houben-Weyl, 「Methoden der organishen Chemie」、第12/1巻、第43頁)、非特許文献5(「Beilstein」第6巻、第177頁参照))同様に製造され得る。
平均q値は、好適な方法(ガスクロマトグラフィー(GC)、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC))によってホスフェート混合物の組成(モル質量分布)を測定し、これからqについて平均値を計算することによって同定され得る。
(成分E)
成分Dによる難燃剤はしばしば、いわゆるアンチドリップ剤(antidripping agents)と組合せて使用され、これは火災時に燃焼する液滴を生じる材料の傾向を低減するものである。フッ素化ポリオレフィン、シリコーン、およびアラミドファイバーを含有する物質群からの化合物がここに例示される。これらはまた、発明による組成物中に使用され得る。フッ素化ポリオレフィンは好ましくは液滴防止剤として使用される。
フッ素化ポリオレフィンは公知であり、例えば特許文献32(欧州特許0−640−655号公報)に開示されている。これらは例えば、デュポン社によって商品名Teflon(登録商標)30Nで市販されている。
フッ素化ポリオレフィンを純粋な形態で使用することもでき、またはフッ素化ポリオレフィンのエマルジョンとグラフトポリマー(成分B)のエマルジョンまたはビニルモノマーベースのコポリマーのエマルジョンとの凝固混合物として使用することもでき、そのフッ素化ポリオレフィンをエマルジョンとしてグラフトポリマーまたはコポリマーのエマルジョンと混合し、次いで凝固させる。
さらにフッ素化ポリオレフィンを、グラフトポリマー(成分B)またはコポリマー、好ましくはビニルモノマーベースでプレコンパウンドとして用いることができる。フッ素化ポリオレフィンを、粉末として、グラフトポリマーまたはコポリマーの粉末またはペレットとともに混合し、一般に200〜330℃の温度で、常套の装置、例えば、インターナルミキサー、押出成形機または二軸押出機中で溶融コンパウンドする。
フッ素化ポリオレフィンはまた、フッ素化ポリオレフィンの水性分散体の存在における、少なくとも1つのモノエチレン性不飽和モノマーの乳化重合によって製造されたマスターバッチの形態で使用され得る。好ましいモノマー成分は、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートおよびそれらの混合物である。ポリマーは、酸で沈殿させ、乾燥させた後、流動性粉末として使用される。
凝固物、プレコンパウンドまたはマスターバッチは常套には5〜95重量%、好ましくは7〜80重量%のフッ素化ポリオレフィンの固形分を含有する。
フッ素化ポリオレフィンを0〜1重量部、好ましくは0.1〜0.5重量部、特に0.2〜0.5重量部の濃度で用い、この量は凝固物、プレコンパウンドまたはマスターバッチを使用する場合には、純粋なフッ素化ポリオレフィンに対するものである。
(成分F)(別の添加剤)
発明による組成物はまた、10重量部以下、好ましくは0.1〜5重量部以下、少なくとも1種の常套のポリマー添加剤、例えば、成形潤滑剤および離型剤、例えば、ペンタエリスリトールテトラステアレート、核化剤、静電防止剤、安定剤、光−安定剤、充填剤または補強剤、染料または顔料および難燃剤または難燃相乗剤、例えばナノスケールの形状の無機物質および/またはシリケート物質、例えばタルクまたは珪灰石を含んでもよい。
本明細書中全ての重量部は、組成物中のすべての成分の重量部の合計が100になるように標準化される。
本発明による組成物は、種々の成分を公知の方法で混合し、200℃〜300℃の温度で、常套の装置、例えば、インターナルミキサー、押出成形機および二軸押出成形機中で、溶融コンパウンドおよび溶融押出することによって製造される。
各々の成分は、公知の方法で、連続的にまたは同時に、かつ約20℃(室温)でまたはより高温で混合してもよい。
本発明による組成物は、成型部のタイプ全ての製造に用いられ得る。これらは例えば、射出成形、押出成形およびブロー成形法によって製造され得る。さらに処理の形態は、予め熱成形されたシートまたはフィルムから成形体を製造することである。
このような成形部品の例は、フィルム、プロファイル、すべてのタイプのハウジング部品、例えば、家庭用品用、例えば、ジュース圧搾機、コーヒーマシン、ミキサー;オフィス装置用、例えば、モニター、プリンター、複写機;またプレート、パイプ、電気ワイヤリングダクト、建築部門、建物、内装および外部用途用のプロファイル;電気装置領域用の部品、例えば、スイッチおよびプラグ、および内外自動車部品である。
本発明による組成物は、以下の成形部品を製造するために使用することができる、例えば:列車、船、飛行機、バスおよび自動車用の内部要素、ハブキャップ、小さい変圧器を有する電気装置用のハウジング、情報処理および通信のために使用される装置用のハウジング、医療目的のハウジングおよびマッサージ機およびそのためのハウジング、子供用おもちゃの自動車、2次元壁パネル、安全装置用のハウジング、リアスポイラー、自動車本体部品、断熱輸送コンテナ、小動物を捕獲または飼育するための装置、トイレおよび浴室用成形部品、換気口用のカバー格子、庭の納屋および道具格納庫用の成形部品、ガーデニング用品用のハウジングが挙げられる。
以下の実施例は本発明をより詳細に説明するものである。
米国特開4−888−388号公報 日本特開04−345−657号公報 日本特開06−239−965号公報 国際出願94−11429号明細書 日本特開2001−031−860号明細書 米国特開5−030−675号明細書 欧州特開0−594−021号明細書 欧州特開0−829−517号明細書 欧州特開0−884−366号明細書 日本特開08−073−692号公報 西独特許1−495−626号明細書 西独特許2−232−877号明細書 西独特許2−703−376号明細書 西独特許2−714−544号明細書 西独特許3−000−610号明細書 西独特許3−832−396号明細書 西独特許3−077−934号明細書 西独特許2−842−005号明細書 米国特許3−419−634号明細書 西独特開3−334−782号明細書 西独特開2−940−024号明細書 西独特開3−007−934号明細書 西独特開2−407−674号明細書 西独特開2−407−776号明細書 西独特開2−715−932号明細書 西独特開1−900−270号明細書 米国(US−PS)3−692−744号明細書 日本特開08−259−791号公報 日本特開07−316−409号公報 日本特開0−315−03号公報 欧州特許0−363−608号公報 欧州特許0−640−655号公報 Schnell,「ポリカーボネートの化学と物理」(「Chemistry and Physics of Polycarbonates」)、Interscience Publishers,1964年 「Kunststoff-Handbuch」,Vol.VIII,695ページ以下, Carl-Hanser-Verlag,Munich、1973年 「Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie」、第18巻、第301頁以下、1979年 Houben-Weyl, 「Methoden der organishen Chemie」、第12/1巻、第43頁 「Beilstein」第6巻、第177頁
表1に記載し、以下に簡単に説明した成分をZSK25で、240℃で溶融コンパウンドした。特に規定がない限り、試験片をArburg270E射出成形装置において、240℃で製造した。
(成分A1)
28,000g/molの重量平均分子量Mを有する(GPCによる測定)ビスフェノールAに基づいた直鎖状ポリカーボネート。
(成分A2)
26,000g/molの重量平均分子量Mを有する(GPCによる測定)ビスフェノールAに基づく直鎖状ポリカーボネート。
(成分A3)
23,000g/molの重量平均分子量Mを有する(GPCによる測定)ビスフェノールAに基づく直鎖状ポリカーボネート。
(成分A4)
18,000g/molの重量平均分子量Mを有する(GPCによる測定)ビスフェノールAに基づく直鎖状ポリカーボネート。
ポリエチレンテレフタレート
これは固有粘度IVが0.74cm/gおよび等温結晶化時間が4.2分で約215℃であるポリエチレンテレフタレートである。
固有粘度は25℃でフェノール/o−ジクロロベンゼン(1:1重量部)において測定した。
PETの等温結晶化時間は、PERKIN ELMER DSC7示差走査熱量計(重量約10mg、孔あきアルミニウムパン)を以下の温度プログラム:
1.40℃/分で30℃〜290℃に加熱
2.290℃で5分等温
3.160℃/分で290℃〜215℃へ冷却
4.215℃(結晶化温度)で30分等温
を用いてDSC測定(differential scanning calorimetry)によって測定した。
分析ソフトウェアは「ポリエチレン温度分析(PE Thermal Analysis)4.00」である
(成分C1)
ゴム含量50重量%およびA:B:S比が15:45:50、かつアクリロニトリル/スチレンの比が30:70を有する乳化重合によって製造したABSグラフトポリマー。
(成分C2)
バルク重合によって製造した架橋ポリウレタンゴム16重量部においてスチレンおよびアクリロニトリルの比73:27のコポリマーのグラフトポリマー84重量部。
(成分C3)
Paraloid(登録商標)EXL2600:MBS(Rohm&Haas、Antwerp(ベルギー)のガラス転移温度−80℃を有するコア−シェル構造のメチルメタクリレート−グラフト化ブタジエン−スチレンゴム)。
(成分C4)
Metablen(登録商標)S2001:三菱レーヨン株式会社、東京(日本)からのコア−シェル構造のメチルメタクリレート−グラフト化シリコーン−ブチルアクリレートコンポジットゴム。
(成分D)
ビスフェノールA−ベースのオリゴフォスフェート:
Figure 0004276170
(成分E)
Blendex(登録商標):GE Specialty Chemicals、ベルヘン・オフ・ゾーム(オランダ)のスチレン−アクリロニトリルコポリマー50重量%およびPTFE50重量%を含有するテフロンマスターバッチ。
(成分F1/F2)
ペンタエリスリトールテトラステアレート(PETS)(F1)
ホスファイト安定剤(F2)
応力亀裂特性(ESC特性)を、80mm×10mm×4mmの試験片で試験した。60体積%のトルエンと40体積%のイソプロパノールの混合物を試験媒体として使用した。試験体を弓型の治具を用いてプレエキステンドし、この試験体の破断時間をプレエキステンションの関数として測定した。破断が5分間起こらない最大プレエキステンションを評価した。
昇温処理でのESC特性の低下を、以下のように評価した:80mm×10mm×4mmの試験片をArburg270E射出成形装置において240℃および300℃で製造した。試験片を曲げ強さ2.4%でプレエキステンドし、菜種油のオイルバスで室温で浸漬し、両方の場合において応力亀裂破断の時間を測定した。ESC特性における低下は以下のように計算される:
(240℃での破断時間−300℃での破断時間)/(240℃での破断時間)。
ノッチ衝撃耐性aを、ISO180/1Aに従って測定した。
破断点伸びを、ISO527による引張試験において測定した。
火炎特性を127mm×12.7mm×1.5mmの試験片においてUL Subj.94Vに従って測定した。
ビカーB耐熱性を80mm×10mm×4mmの試験片におけるDIN53 460(ISO 306)に従って測定した。
溶接線強度を測定するために、耐衝撃性を、ISO 179/1Uに従って、両側にゲートされた170mm×10mm×4mmの試験片の溶接線で測定した。
溶融粘度を260℃でのDIN 54 811に従い、かつずり速度1000/秒で測定した。
本発明による組成物の特性および得られた試験片の特性の概要を表1に示す。
表1:成形組成物およびそれらの特性
Figure 0004276170
Figure 0004276170
C=比較
n.f.=破断なし
表1および2から以下のことが解る:
1.) グラフトポリマーとしてMMA含有シェルを有する物を含む成形組成物だけが(高加工温度でのESC低下によって測定した)適切なノッチ衝撃耐性、溶接線強度、破断点伸びおよび加工安定性を有する。
2.) 低平均分子量を有するポリカーボネートを用いた場合、溶融流動性は自然に改良されたが、ノッチ衝撃耐性、ESC特性、破断点伸びおよび溶接線強度が低下した。重量平均分子量<25,000g/molのポリカーボネートを用いた場合、機械的性質は、所望の用途の領域の要求を満たさなかった。
3.) PET/PC比が上昇するに従って、ノッチ衝撃耐性、破断点伸び、溶接線強度、耐熱性および前記全ての難燃性が低下した。また一方では、耐薬品性が一定で溶融流動性が上昇した。PET含量5〜10重量部が特に好ましいことが解った。

Claims (7)

  1. 成分全体の重量部合計を100として、
    A)25000〜35000g/molの重量平均分子量M を有する芳香族ポリ(エステル)カーボネート40〜90重量部、
    B)ポリアルキレンテレフタレート1〜12重量部、
    C)ガラス転移温度0℃以下を有するグラフトベース(グラフト(コ)ポリマーに対して)10〜90重量%およびグラフトモノマーとしてビニルモノマー(グラフト(コ)ポリマーに対して)90〜10重量%(但し、グラフトモノマーはアクリレートモノマーを少なくとも20重量%(グラフトモノマーに対して)を含有する)を含有するコア−シェル形態(morphology)を有するグラフト(コ)ポリマー1〜20重量部、
    D)オリゴマー有機リン酸エステル2〜20重量部、
    および
    E)フッ素化ポリオレフィン0〜1重量部
    を含有する組成物。
  2. 式(IV):
    Figure 0004276170
    [式中、R、R、RおよびRは互いに独立してC〜Cアルキル、C〜Cシクロアルキルを示し、それらは要すればアルキル、C〜C20アリールまたはC〜C12アラルキルで置換されてもよく、
    nは互いに独立して0または1を意味し、
    qは0.5〜30を意味し、かつ
    Xは6〜30個の炭素原子を有する単核または多核芳香族基、または2〜30個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状脂肪族基を意味し、これらはOH−置換されてもよく、8個以下のエーテル結合を含有してもよい。]
    を有するオリゴマーリン酸エステルまたはホスホン酸エステルを成分Dとして含んでもよい請求項1記載の組成物。
  3. qが1〜5を示す請求項2記載の組成物。
  4. 式IV中のXが:
    Figure 0004276170
    を示す請求項2記載の組成物。
  5. 成分が昇温下に混合、および溶融配合または溶融押出される請求項1記載の組成物の製造方法。
  6. 成形部の製造のための請求項1記載の組成物の使用。
  7. 請求項1記載の組成物より得られた成形部。
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