JP5163102B2 - 難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物 Download PDF

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Description

本発明は、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に関し、詳しくは、難燃性、透明性、色相、湿熱色相安定性に優れた難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物および芳香族ポリカーボネート樹脂成形体、特に透明シート部材に関するものである。
芳香族ポリカーボネート樹脂は、耐熱性、機械物性、電気的特性に優れた樹脂であり、自動車材料、電気・電子機器材料、住宅材料などに幅広く利用されている。特に、難燃化された芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、コンピューター、ノートブック型パソコン、携帯電話、プリンター、複写機などのOA・情報機器の部材として使用されている。
芳香族ポリカーボネート樹脂に難燃性を付与する手段としては、ハロゲン系、リン系、シリコーン系、無機系、有機金属塩系の難燃剤、難燃助剤を用いる方法が試みられている。近年、添加量が比較的少量であっても、芳香族ポリカーボネート樹脂が本来有する耐衝撃性等の機械物性、耐熱性、電気的特性を損なわずに、難燃性を付与できる有機金属塩化合物が、有用な難燃剤として数多く検討されている。
有機金属塩化合物による芳香族ポリカーボネートの難燃化技術としては、例えば、炭素数4〜8のパーフルオロアルキルスルホン酸金属塩を利用する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。しかし、パーフルオロアルキルスルホン酸金属塩は優れた難燃効果が得られる反面、一部のパーフルオロアルキル鎖の生体蓄積性が指摘されており、また、近年の環境に対する配慮から、分子骨格中に塩素や臭素、及びフッ素等のハロゲン原子を含有しない非ハロゲン系の有機金属塩化合物による芳香族ポリカーボネート樹脂の難燃化技術が強く望まれている。
これに対し、非ハロゲン系の有機金属塩化合物による芳香族ポリカーボネート樹脂の難燃化技術として、非ハロゲン系芳香族スルホン酸ナトリウム塩を添加する方法(例えば特許文献2参照)、非ハロゲン系芳香族スルホン酸カリウム塩を添加する方法(例えば特許文献3参照)が提案されている。
しかし、非ハロゲン系芳香族スルホン酸ナトリウム塩やカリウム塩を添加することで良好な難燃性を付与することができる反面、芳香族ポリカーボネート樹脂が本来有する、優れた透明性や色相が低下し、更に、湿熱色相安定性低下の為に、長期環境試験による色相劣化が著しいという問題点がある。
一方、パーフルオロアルキルセシウム塩を配合して、透明性が良好で且つ難燃性を有する芳香族ポリカーボネート樹脂組成物とする方法(例えば特許文献4参照)や、ドデシルベンゼンスルホン酸セシウムを配合して、透明性に優れた帯電防止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(例えば特許文献5参照)。
しかし、この様にして得られた芳香族ポリカーボネート樹脂組成物でも、ハロゲン元素含有物は、上述した様に、生体蓄積性の懸念や環境に対する配慮から使用を制限されるという問題があった。更に、この様な非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩を用いても、得られるポリカーボネート樹脂組成物は、難燃性、色相の双方が良好なものとはならず、物性バランスが不十分であるという問題がある。
更に、これらの様な添加剤を用いても、樹脂成形体の形状や成形条件によって、その使用が制限されるという問題がある。具体的には、厚肉状の部分を有する様な、特殊な形状の樹脂成形体において「ひけ」を抑制する目的や、良好な樹脂成形体表面外観を得る目的で、通常よりも射出成形後の金型冷却時間を長くして、徐々に冷却する(徐冷)際に、得られる樹脂成形体が白濁する(耐徐冷白濁性に劣る)という、致命的な問題がある。
そして、この様な問題は、フィルムや厚肉シート状部材等の樹脂成形体を得る為の押出成形においても、厚肉の中央部分が徐冷されるために白濁が生じ、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の優れた透明性を大幅に失われる原因となっている。
特開昭47−40445号公報 特開2000−169696号公報 特開2001−181493号公報 特開平6−306268号公報 特開2004−107372号公報
上述した様に、難燃性を必要とする用途、特に電気・電子機器材料やシート材料の一部では、光学的特性、意匠性の面から、高い透明性、良好な色相が要求されるものの、従来の難燃剤を用いる方法では未だ不十分であった。その為に、環境負荷が少なく、難燃性、透明性、色相、湿熱色相安定性等の諸物性全てが良好である、成形条件や樹脂成形体形状等に制限されない、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、未だ提供されていない。
本発明の目的は、芳香族ポリカーボネート樹脂の有する、優れた機械、熱、電気的特性、更には濁りを抑えた、優れた透明性、色相を呈し、且つ十分な難燃性を有するのみでなく、湿熱色相安定性にも優れた、製造方法に制限のない、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物、及びこれを成形してなる樹脂成形体、特に透明シート部材を提供することにある。
本発明者らは、上述の課題に鑑み、芳香族ポリカーボネート樹脂と環境負荷の少ない非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩の配合物において、添加する非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩の有機骨格及び金属塩の種類と難燃性、透明性、色相、湿熱透明安定性の関係性について鋭意検討した。
その結果、驚くべきことに、特定の炭素数を有する(具体的には芳香環が無置換基か又は置換基の炭素数が比較的少ない)芳香族スルホン酸と、特定のアルカリ金属からなる金属塩化合物を用いると、芳香族ポリカーボネート樹脂が本来有する、透明性、色相、湿熱色相安定性を維持しつつ、且つ優れた難燃性をも同時に有する、難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物となることを見出した。
そして、この難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる樹脂成形体の製造に際して、射出成形時や押出成形時における耐徐冷白濁性にも優れることをも見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明の要旨は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、ベンゼンスルホン酸セシウム及び/又はパラトルエンスルホン酸セシウムを0.001〜0.5重量部含有することを特徴とする難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物、及びこれを成形してなる樹脂成形体に関する。
Figure 0005163102
(式(1)中、Rは、水素原子、又は炭素数1〜10のアルキル基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜7のアルキル基、炭素数6〜20のアラルキル基、又は炭素数5〜15のアリール基を示し、Mはルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、又はフランシウム(Fr)を示す。)
本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、難燃性、透明性、色相、湿熱色相安定性等の諸物性に優れた、物性バランスに優れたポリカーボネート樹脂組成物であることを特長とする。この様な特長を有する本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、幅広い分野に適用することが期待出来る。
例えば、電気・電子機器やその部品、OA機器、情報端末機器、機械部品、家電製品、車輌部品、建築部材、各種容器、レジャー用品・雑貨類、照明機器などの各種用途に有用であり、特に電気・電子機器やOA機器、情報端末機器、家電製品の筐体、カバー部材、車輌外装・外板部品、内装部品への適用が期待できる。
電気・電子機器やOA機器、情報端末機器、家電製品のハウジング、カバー部材としては、パソコン、ゲーム機、テレビなどのディスプレイ装置、プリンター、コピー機、スキャナー、ファックス、電子手帳やPDA、電子式卓上計算機、電子辞書、カメラ、ビデオカメラ、携帯電話、記録媒体のドライブや読み取り装置、マウス、テンキー、CDプレーヤー、MDプレーヤー、携帯ラジオ・オーディオプレーヤー等のハウジング、カバー、キーボード、ボタン、スイッチ部材が挙げられる。
車輌外装・外板部品、内装部品としては、へッドランプ、ヘルメットシールド、インナードアハンドル、センターパネル、インストルメンタルパネル、コンソールボックス、ラゲッジフロアボード、カーナビゲーションなどのディスプレイハウジング、車内照明機器部材などが挙げられる。また、車輌としては、いわゆる自動車である四輪自動車の他、二輪自動車、農業用、土木建築用特殊車輌、鉄道車輌等も当然含まれる。
以下、本発明を更に詳細に説明する。尚、各種化合物が有する「基」は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、置換基を有していてもよいことを意味する。
<芳香族ポリカーボネート樹脂>
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂は、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを、又はこれらに併せて少量のポリヒドロキシ化合物等を反応させてなる、直鎖または分岐の熱可塑性芳香族ポリカーボネート重合体、又は共重合体である。
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂は特に限定されることはなく、従来公知の任意のものを使用できる。また、その製造方法も任意であり、従来公知の任意の方法を採用できる。例えば、界面重合法、溶融エステル交換法、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−の固相エステル交換法等を挙げることができる。
これらポリカーボネート樹脂の製造方法において原料として使用される芳香族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(=ビスフェノ−ルA)、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(=テトラブロモビスフェノ−ルA)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、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−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)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、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1−トリクロロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサクロロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシアリ−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のビス(ヒドロキシアリ−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)フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノ−ル類;4,4’−ジヒドロキシジフェニルエ−テル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルエ−テル等の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のジヒドロキシジアリ−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のジヒドロキシジアリ−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のジヒドロキシジアリ−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。
これらの中でもビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン類が好ましく、特に耐衝撃性の点から2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[=ビスフェノ−ルA]が好ましい。これらの芳香族ジヒドロキシ化合物は、任意の割合で2種以上を併用してもよい。
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−ト等が使用される。例えば、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−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−ルのジハロホルメ−ト等が挙げられる。これらのカーボネート前駆体も任意の割合で2種以上を併用してもよい。
次に、本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法について説明する。芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法のうち、まず界面重合法について説明する。この製造方法における重合反応は、反応に不活性な有機溶媒、及び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と、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)およ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、第三級アミンまた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、数分(例えば10分)〜数時間(例えば6時間)である。
反応に不活性な有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、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等;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、例えば、一価のフェノ−ル性水酸基を有する化合物が挙げられ、具体的にはm−メチルフェノ−ル、p−メチルフェノ−ル、m−プロピルフェノ−ル、p−プロピルフェノ−ル、p−tert−ブチルフェノ−ル、及びp−長鎖アルキル置換フェノ−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50〜0.5モル、中でも30〜1モルであることが好ましい。
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等の第四級アンモニウム塩等;が挙げられる。
次に、溶融エステル交換法について説明する。この製造方法における重合反応は、例えば、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応である。炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物、ジフェニルカーボネートおよびジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート等が挙げられる。炭酸ジエステルは、中でもジフェニルカーボネートまたは置換ジフェニルカーボネートであることが好ましく、特にジフェニルカーボネートが好ましい。
また、本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂は、その末端水酸基量が熱安定性、加水分解安定性、色調等に大きな影響を及ぼすので、従来公知の任意の方法によって適宜調整してもよい。溶融エステル交換反応においては、通常、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率や、エステル交換反応時の減圧度を調整して、所望の分子量および末端水酸基量を調整した芳香族ポリカーボネートを得ることができる。
通常、溶融エステル交換反応においては、芳香族ジヒドロキシ化合物1モルに対し、通常、炭酸ジエステルを等モル量以上、好ましくは1.01〜1.30モル用いる。より積極的に調整する場合には、反応時に別途、末端停止剤を添加してもよい。末端停止剤としては、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類が挙げられる。
溶融エステル交換法によりポリカーボネートを製造する際には、通常、エステル交換触媒が使用される。エステル交換触媒は従来公知の任意のものを使用でき、中でも、アルカリ金属化合物および/またはアルカリ土類金属化合物が好ましい。また、補助的に、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物またはアミン系化合物などの塩基性化合物を併用してもよい。
上記原料を用いたエステル交換反応は、通常、100〜320℃の温度で反応を行い、最終的には2mmHg以下の減圧下、芳香族ヒドロキシ化合物等の副生成物を除去しながら溶融重縮合反応を行えばよい。
溶融重縮合は、バッチ式、連続式の何れの方法でも行うことができる。中でも、本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂や、本発明の樹脂組成物の安定性等を考慮すると、連続式で行うことが好ましい。溶融エステル交換法に用いる触媒失活剤としては、該エステル交換反応触媒を中和する化合物、例えば、イオウ含有酸性化合物またはそれより形成される誘導体を使用することが好ましい。
この様な、触媒を中和する化合物の添加量は、該触媒が含有するアルカリ金属に対し、通常0.5〜10当量、好ましくは1〜5当量であり、更には、ポリカーボネートに対し、通常1〜100ppm、好ましくは1〜20ppmである。
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、溶液粘度から換算した粘度平均分子量[Mv]で、10000〜40000のものが好ましい。この様に、粘度平均分子量を10000以上とすることで機械的強度がより向上する傾向にあり、機械的強度の要求の高い用途に用いる場合により好ましいものとなる。一方、40000以下とすることで流動性低下を、より抑制し改善する傾向にあり、成形加工性容易の観点からより好ましい。
粘度平均分子量は、中でも16000〜40000、特に18000〜30000であることが好ましい。また、粘度平均分子量の異なる2種類以上の芳香族ポリカーボネート樹脂を混合してもよく、この際には、粘度平均分子量が上記好適範囲外である芳香族ポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
ここで粘度平均分子量[Mv]とは、溶媒としてメチレンクロライドを使用し、ウベローデ粘度計を用いて温度20℃での極限粘度[η](単位dl/g)を求め、Schnellの粘度式、すなわち、η=1.23×10−4M0.83、から算出される値を意味する。また極限粘度[η]とは、各溶液濃度[C](g/dl)での比粘度[ηsp]を測定し、下記式により算出した値である。
Figure 0005163102
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂として、分岐ポリカーボネートを用いる際、その製造方法は特に制限されず、従来公知の任意の製造方法を用いることが出来る。例えば、特開平8−259687号公報、特開平8−245782号公報等に記載の様に、溶融法(エステル交換法)により芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸のジエステルとを反応させる際、触媒の条件または製造条件を選択することにより、分岐剤を添加することなく、構造粘性指数が高く、加水分解安定性に優れた芳香族ポリカーボネート樹脂を得ることができる。
また、他の方法として、上述の芳香族ポリカーボネート樹脂の原料である芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体の他に、三官能以上の多官能性芳香族化合物を用い、ホスゲン法、又は溶融法(エステル交換法)にて、これらを共重合する方法が挙げられる。
三官能以上の多官能性芳香族化合物としては、例えば、フロログルシン、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、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−3、1,3,5−トリ(4−ヒドロキシフェニル)べンゼン、1,1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタン等のポリヒドロキシ化合物類;3,3−ビス(4−ヒドロキシアリ−ル)オキシインド−ル(=イサチンビスフェノ−ル)、5−クロロイサチン、5,7−ジクロロイサチン、5−ブロムイサチン等が挙げられる。中でも1,1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタンが好ましい。
多官能性芳香族化合物は、前記芳香族ジヒドロキシ化合物の一部を置換して使用することができ、その使用量は芳香族ジヒドロキシ化合物に対し、通常0.01〜10モル%、好ましくは0.1〜3モル%である。
溶融法(エステル交換法)によって得られた芳香族ポリカーボネート樹脂に含まれる分岐構造は、例えば、以下の一般式(2)〜(5)の構造が挙げられる。
Figure 0005163102
上述の一般式(2)〜(5)において、Xは、単結合、炭素数1〜8のアルキレン基、炭素数2〜8のアルキリデン基、炭素数5〜15のシクロアルキレン基、炭素数5〜15のシクロアルキリデン基、または、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−SO−で示される2価の基からなる群より選ばれるものを示す。
本発明に用いる分岐芳香族ポリカーボネート樹脂は、通常、構造粘性指数Nが1.2以上である。この様な分岐芳香族ポリカーボネート樹脂を用いると、滴下防止効果、とりわけ火のついた溶融樹脂の滴下防止効果が向上するので好ましい。ここで構造粘性指数Nとは、例えば、公知文献(小野木重治著「化学者のためのレオロジー」;15〜16頁)等に記載の値である。
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂の末端水酸基濃度は任意であり、適宜選択して決定すればよい。しかし、その上限は、通常1000ppm、好ましくは800ppm、更に好ましくは600ppmである。また、その下限は、特にエステル交換法で製造する芳香族ポリカーボネート樹脂では、通常10ppm、好ましくは30ppm、更に好ましくは40ppmである。
末端水酸基濃度を10ppm以上とすることで、分子量低下を抑制し、樹脂組成物の機械的特性が、より向上する傾向にあるので好ましい。また、末端基水酸基濃度を1000ppm以下にすることで、樹脂組成物の滞留熱安定性や色調がより向上する傾向にあるので好ましい。
尚、末端水酸基濃度の単位は、芳香族ポリカーボネート樹脂重量に対する、末端水酸基の重量をppmで表示したものであり、測定方法は、四塩化チタン/酢酸法による比色定量(Macromol.Chem.88 215(1965)に記載の方法)である。
本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂単独(ポリカーボネート樹脂単独とは、ポリカーボネート樹脂の1種のみを含む態様に限定されず、例えば、モノマー組成や分子量が互いに異なる複数種のポリカーボネート樹脂を含む態様を含む意味で用いる。)や、ポリカーボネート樹脂と他の熱可塑性樹脂(以下、単に「他の樹脂」ということがある。)とのアロイ(混合物)の他、例えば、本発明の目的である難燃性を更に高める目的で、シロキサン構造を有するオリゴマーまたはポリマーとの共重合体等の、ポリカーボネート樹脂を主体とする共重合体をも含むものである。
他の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性ポリエステル樹脂;ポリスチレン樹脂、高衝撃ポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレン系ゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)などのスチレン系樹脂;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂;ポリアミド樹脂;ポリイミド樹脂;ポリエーテルイミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリフェニレンエーテル樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリメタクリレート樹脂等が挙げられ、これらは2種以上を併用してもよい。
また、成形品外観の向上や流動性の向上を図るため、本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂は、芳香族ポリカーボネートリゴマーを含有していてもよい。この芳香族ポリカーボネートリゴマーの粘度平均分子量[Mv]は、中でも1500〜9500、特に2000〜9000であることが好ましい。芳香族ポリカーボネートリゴマーは、芳香族ポリカーボネート樹脂の30重量%以下とすることが好ましい。
芳香族ポリカーボネート樹脂の、アロイや共重合体において、本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対する他の熱可塑性樹脂(共重合体の場合にはそのブロック部分)の含有量の上限は、通常100重量部、好ましくは70重量部、更に好ましくは60重量部、特に好ましくは50重量部である。
更に、本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂は、バージン原料だけでなく、使用済みの製品から再生された芳香族ポリカーボネート樹脂、所謂マテリアルリサイクルされた再生芳香族ポリカーボネート樹脂を使用してもよい。使用済みの製品としては、光学ディスク等の光記録媒体、導光板、自動車窓ガラス・自動車ヘッドランプレンズ・風防等の車両透明部材、水ボトル等の容器、メガネレンズ、防音壁・ガラス窓・波板などの建築部材などが好ましく挙げられる。
また、規格不適合品やスプルー、ランナー等から得られた粉砕品や、それらを溶融して得られるペレット等も用いることが出来る。この様な再生芳香族ポリカーボネート樹脂は、本発明に用いる芳香族ポリカーボネート樹脂中の割合として、通常80重量%以下、好ましくは50重量%以下である。
<金属塩化合物>
本発明に用いる非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩化合物は、ベンゼンスルホン酸セシウム及び/又はパラトルエンスルホン酸セシウムである。
本発明に用いる非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩化合物のpHは特に制限されないが、通常4〜8、好ましくは5〜7、更に好ましくは5.5〜6.8である。
本発明における非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩化合物の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.001〜0.5重量部、好ましくは0.01〜0.3重量部、更に好ましくは0.02〜0.2重量部である。金属塩化合物の含有量が0.001重量部未満では難燃効果が不十分であり、0.5重量部を超えると効果が頭打ちとなるばかりでなく、分子量低下等の熱物性や機械物性低下や、場合により難燃性が低下することがある。
<その他の成分>
本発明の難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の効果である難燃性、透明性、色相、熱安定性等の諸物性を損なわない範囲で、上述した他の樹脂の他に、従来公知の任意の各種樹脂添加剤を含有していてもよい。
樹脂添加剤としては、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、染顔料、難燃剤、滴下防止剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤・アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、防菌剤等が挙げられる。これらは2種以上を任意の割合で併用してもよい。以下、本発明の熱可塑性樹脂組成物に用いる添加剤について説明する。
熱安定剤としては、例えば、リン系化合物が挙げられる。リン系化合物としては、従来公知の任意のものを使用できる。例えば、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2B族金属のリン酸塩;有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物等が挙げられる。
これらの中でも、下記一般式(6)で表される有機ホスフェート化合物及び/又は下記一般式(7)で表される有機ホスファイト化合物が好ましい。
Figure 0005163102
(式(6)中、Rはアルキル基またはアリール基を示し、それぞれ同一でも、異なっていてもよく、mは0〜2の整数を示す。)
Figure 0005163102
(式(7)中、2個のR’は、アルキル基またはアリール基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
一般式(6)中、Rは炭素原子数1〜30のアルキル基または炭素原子数6〜30のアリール基であることが好ましく、中でも炭素原子数2〜25のアルキル基であることが好ましい。また、mは1又は2であることが好ましい。
一般式(7)中、R’は炭素原子数1〜30のアルキル基または炭素原子数6〜30のアリール基であることが好ましい。一般式(7)で表される有機ホスファイトの好ましい具体例としては、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−tert−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−tert−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等が挙げられる。
これらリン系化合物の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.7重量部、更に好ましくは0.03〜0.5重量部である。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダ−ドフェノール系酸化防止剤が挙げられる。具体的には、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3’’,5,5’,5’’−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a’’−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
上記の中では、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが好ましい。これら2つのフェノール系酸化防止剤は,チバ・スペシャルテイ・ケミカルズ社より、「イルガノックス1010」及び「イルガノックス1076」の名称で市販されている。
酸化防止剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部である。酸化防止剤の含有量が少なすぎるとその効果が不十分であり、逆に多すぎても効果が頭打ちとなり経済的ではない。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸やそのアルコールエステル類、数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイル等が挙げられる。
脂肪族カルボン酸としては、飽和または不飽和の、鎖式又は環式の、脂肪族1〜3価のカルボン酸が挙げられる。これらの中でも炭素数6〜36の1価または2価カルボン酸が好ましく、特に炭素数6〜36の脂肪族飽和1価カルボン酸が好ましい。この様な脂肪族カルボン酸の具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、カプロン酸、カプリン酸、ラウリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、メリシン酸、テトラリアコンタン酸、モンタン酸、アジピン酸、アゼライン酸等が挙げられる。
脂肪族カルボン酸エステルにおける脂肪族カルボン酸としては、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。エステルのアルコール部分としては、飽和または不飽和の、鎖式又は環式の、1価または多価アルコールが挙げられ、これらは、フッ素原子、アリール基等の換基を有していてもよい。中でも炭素数30以下の、1価または多価飽和アルコールが好ましく、特に炭素数30以下、飽和脂肪族の、1価または多価アルコールが好ましい。
この様なアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2−ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。尚、この脂肪族カルボン酸エステルは、不純物として脂肪族カルボン酸および/またはアルコールを含有していてもよく、更には、複数の脂肪族カルボン酸エステルの混合物でもよい。
脂肪族カルボン酸エステルの具体例としては、蜜ロウ(ミリシルパルミテートを主成分とする混合物)、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等が挙げられる。
数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素としては、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャ−トロプシュワックス、炭素数3〜12のα−オレフィンオリゴマー等が挙げられる。ここで脂肪族炭化水素は脂環式炭化水素をも含む。また、これら炭化水素化合物は部分酸化されていてもよい。
これら脂肪族炭化水素の中でも、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス又はポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、特にパラフィンワックスや、ポリエチレンワックスが好ましい。数平均分子量は中でも、200〜5000であることが好ましい。これらの脂肪族炭化水素は単一物質であっても、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であればよい。
ポリシロキサン系シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジフェニルシリコーンオイル、フッ素化アルキルシリコーン等が挙げられ、これらは任意の割合で2種以上を併用してもよい。
本発明における離型剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.001〜2重量部、好ましくは0.01〜1重量部である。離型剤の含有量が少なすぎると、離型効果が十分に発揮されず、逆に多すぎても芳香族ポリカーボネート樹脂の耐加水分解性の低下や、射出成形時の金型汚染等が生ずる場合がある。
紫外線吸収剤の具体例としては、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤の他、ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、トリアジン化合物などの有機紫外線吸収剤が挙げられ、中でも有機紫外線吸収剤が好ましい。特に、ベンゾトリアゾール化合物、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−(1,4−フェニレン)ビス[4H−3,1−ベンゾキサジン−4−オン]、[(4−メトキシフェニル)−メチレン]−プロパンジオイックアシッド−ジメチルエステルの群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
ベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、メチル−3−〔3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル〕プロピオネート−ポリエチレングリコールとの縮合物が挙げられる。また、その他のベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、2−ビス(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレン−ビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2N−ベンゾトリアゾール2−イル)フェノール〕[メチル−3−〔3−tert−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル〕プロピオネート−ポリエチレングリコール]縮合物などが挙げられる。これらは2種以上を任意の割合で併用してもよい。
これらベンゾトリアゾール化合物の中でも、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−メチレン−ビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2N−ベンゾトリアゾール2−イル)フェノール〕等が好ましい。
本発明における紫外線吸収剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.01〜3重量部、好ましくは0.1〜1重量部である。紫外線吸収剤の含有量が少なすぎると、耐候性の改良効果が不十分となる場合があり、逆に多すぎてもモールドデボジット等の問題が生じる場合がある。
染顔料としては、無機顔料、有機顔料、有機染料などが挙げられる。無機顔料としては例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、カドミウムイエロー等の硫化物系顔料;群青などの珪酸塩系顔料;酸化チタン、亜鉛華、弁柄、酸化クロム、鉄黒、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタンコバルト系グリーン、コバルトグリーン、コバルトブルー、銅−クロム系ブラック、銅−鉄系ブラック等の酸化物系顔料;黄鉛、モリブデ−トオレンジ等のクロム酸系顔料;紺青などのフェロシアン系顔料が挙げられる。
有機顔料および有機染料としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系染顔料;ニッケルアゾイエロー等のアゾ系染顔料;チオインジゴ系、ペリノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系などの縮合多環染顔料;アンスラキノン系、複素環系、メチル系の染顔料などが挙げられる。
これらは2種以上を任意の割合で併用してもよく、中でも熱安定性の点から、酸化チタン、カーボンブラック、シアニン系、キノリン系、アンスラキノン系、フタロシアニン系化合物等が好ましい。
染顔料の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常5重量部以下、好ましくは3重量部以下、更に好ましくは2重量部以下である。染顔料の含有量が多すぎると、透明性や耐衝撃性が著しく低下する場合がある。
難燃剤としては、従来公知の任意のものを使用できる。例えば、ハロゲン化ビスフェノールAのポリカーボネート、ブロム化ビスフェノール系エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、ブロム化ポリスチレンなどのハロゲン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、有機金属塩系難燃剤、シリコーン系難燃剤、無機化合物系難燃(助)剤などが挙げられる。
これらは2種以上を任意の割合で併用してもよい。中でも、環境汚染の可能性が極めて低い有機金属塩系難燃剤や、シリコーン系難燃剤、無機化合物系難燃(助)剤が好ましい。
有機金属塩系難燃剤としては、例えば、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、(ポリ)スチレンスルホン酸ナトリウム、パラトルエンスルホン酸ナトリウム、(分岐)ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸カリウム、スチレンスルホン酸カリウム、(ポリ)スチレンスルホン酸カリウム、パラトルエンスルホン酸カリウム、(分岐)ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、パ−フルオロブタンスルホン酸カリウムが挙げられる。
無機化合物系難燃(助)剤としては、タルク、マイカ、カオリン、クレー、シリカ粉末、ヒュームドシリカ、ガラスフレークが挙げられる。
本発明における難燃剤の含有量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、通常0.0001〜30重量部であり、中でも0.01〜25重量部、特に0.1〜20重量部であることが好ましい。難燃剤の含有量が少なすぎると、難燃効果が不十分となり、逆に多すぎても透明性や耐熱性が著しく低下する場合がある。
滴下防止剤としては、従来公知の任意のものを使用でき、中でもフルオロオレフィン樹脂が好ましい。フルオロオレフィン樹脂としては、通常、フルオロエチレン構造を含む重合体や共重合体が用いられ、例えば、ジフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂等が挙げられる。中でもテトラフルオロエチレン樹脂等が好ましく、このフルオロエチレン樹脂としては、フィブリル形成能を有するフルオロエチレン樹脂が好ましい。
本発明に用いる、フィブリル形成能を有するフルオロエチレン樹脂としては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル社製テフロン(登録商標)6J、ダイキン化学工業社製ポリフロンF201L、ポリフロンF103等が挙げられる。また、フルオロエチレン樹脂の水性分散液として、三井デュポンフロロケミカル社製のテフロン(登録商標)30J、ダイキン化学工業社製フルオンD−1等が挙げられる。更に本発明においては、ビニル系単量体を重合してなる多層構造を有するフルオロエチレン重合体も使用することが出来、具体的には三菱レイヨン社製メタブレンA−3800等が挙げられる。
本発明における含フッ素樹脂(B)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対し0.01〜3重量部である。含フッ素樹脂(B)の含有量が少なすぎると、得られるポリカーボネート樹脂組成物の難燃性が不十分となり、逆に多すぎても透明性や耐熱性の低下や、ポリカーボネート樹脂成形品の外観不良や機械的強度の低下が生ずる場合がある。
よって本発明における含フッ素樹脂(B)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対し、0.01〜2重量部であることが好ましく、中でも0.02〜0.5重量部、特に0.05〜0.3重量部であることが好ましい。とりわけ、透明性を維持させるという観点からは、0.075〜0.2重量部であることが好ましい。
<難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の製造>
本発明の難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は、芳香族ポリカーボネートに、上述した非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩化合物を特定量含有することを特徴とする。そしてその製造方法は特に制限されることはなく、従来公知の任意の、樹脂組成物の製造方法から適宜選択して決定すればよい。
本発明の難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法は、例えば、上述した芳香族ポリカーボネート、及び金属塩化合物成分、更に必要に応じてその他の添加成分を、タンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどで溶融混練する方法が挙げられる。
また、各成分を予め混合せずに、または、一部の成分のみ予め混合して、フィーダーを用いて押出機に供給し溶融混練して、樹脂組成物を製造してもよい。更には一部の成分を予め混合し押出機に供給して溶融混練して得られる樹脂組成物をマスターバッチとし、再度、他の成分と混合し溶融混練することによって樹脂組成物を製造することもできる。
中でも本発明の難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法においては、上述した非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩化合物を、予め樹脂成分でマスターバッチ化して、樹脂組成物を製造することによって、分散性、更には押出作業性が向上するので好ましい。また、上述した非ハロゲン系芳香族スルホン酸金属塩化合物の分散性向上の観点から、予め水や有機溶剤等の溶媒にこれを溶解してから、混練することが好ましい。
<樹脂成形体の製造>
本発明の難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂成形体は、上述してきた、本発明の難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を、従来公知の任意の樹脂成形方により、得ることが出来る。樹脂成形体の製造する方法は特に限定されず、熱可塑性樹脂について一般に用いられる成形法を用いることが出来る。
樹脂成形体の製造方法としては、例えば、一般的な射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシスト等の中空成形法、断熱金型を使用した成形法、急速加熱金型を使用した成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法等が挙げられる。また、ホットランナー方式を使用した成形法を用いることも出来る。
特に、本発明の難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂成形体は、その透明性、及び難燃性を生かして、シート部材とした際に、その効果が顕著となる。本発明においてシート部材とは、肉薄状の樹脂成形体全般を示し、一般的にシートよりも薄肉状のフィルムや、肉厚の板状成形体をも含む。本発明のシート部材は、通常、厚みが0.3〜10mm程度の、肉薄状又は板状の樹脂成形体を示す。
本発明においては、廃棄物低減などの環境負荷低減やコスト低減の観点から、樹脂組成物から樹脂成形体を製造する際に、製品の不適合品、スプルー、ランナー、使用済みの製品などのリサイクル原料をバージン材料と混合してリサイクル化(所謂マテリアルリサイクル化)することが出来る。
この際、リサイクル原料は、粉砕して使用することが成形品を製造する際に不具合を少なく出来るので好ましい。リサイクル原料の含有比率は、リサイクル原料とバージン原料の合計量に対し、通常70重量%以下、好ましくは50重量%以下、更に好ましくは30重量%以下である。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。尚、「部」は「重量部」を示す。
実施例1〜3及び比較例1〜6:
(樹脂ペレット製造)
表2に記した各成分を、表3に記した割合(重量比)で配合し、タンブラーにて20分混合後、1ベントを備えた田辺精機社製の40mm単軸押出機(VS−40)に供給し、300℃で混練、ストランド状に押出された溶融樹脂を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化した。尚、表2における金属塩1〜9の添加量は、ポリカーボネート樹脂組成物1000gあたり、金属塩3.0mmolの割合になるように調整した。
(UL試験用試験片の作成)
上述の製造方法で得られたペレットを120℃、5時間乾燥後、日本製鋼所製のJ50−EP型射出成形機を用いて、シリンダー温度290℃、金型温度80℃、成形サイクル30秒の条件で射出成形し、長さ125mm、幅13mm、厚さ3.1mmの試験片を成形した。
(プレート状成形品の作成)
上述の製造方法で得られたペレットを120℃、5時間乾燥後、東芝機械社製のIS150EN射出成形機を用いて、シリンダー温度290℃、金型温度110℃、成形サイクル60秒の条件で射出成形し、長さ150mm、幅150mm、厚み6mmのプレート状成形品を作成した。
次に、各芳香族ポリカーボネート樹脂の評価方法について説明する。
(燃焼性試験)
各組成毎にUL試験用サンプル(試験片)を5本用い、温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿し、ULが定めているUL94試験(機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験)に準拠して難燃性の評価を行った。
UL94V試験とは、鉛直に保持した所定の大きさの試験片に、バーナーの炎を10秒間接炎した後の残炎時間とドリップ性、及びこの一回目の接炎による炎が消えた後に再接炎した後の残炎時間とドリップ有無から、難燃性を評価する方法である。V−0〜V−2の難燃性は、以下の表1に示す基準を満たすことが必要となる。
Figure 0005163102
ここで残炎時間とは、着火源を遠ざけた後の、試験片の有炎燃焼を続ける時間の長さであり、試験片上での炎の消滅(ドリップによる炎部分の分離を含む。)迄の時間を示す。ドリップによる綿着火とは、試験片の下端から約300mm下にある標識用の綿が、試験片からの滴下(ドリップ)物によって着火されるかどうかによって決定される。
また、5試験片のうち、1つでも上記基準を満たさないものがある場合には、その樹脂組成物はV−2を満足しないとして、NR(not rated)と評価した。尚、2回の接炎で生じた炎による残炎時間の合計を、総燃焼時間として、そして最も長い残炎時間を最大燃焼時間として、表3に示した。
(透明性)
JIS K−7105に準拠し、厚み6mmのプレート状成形品を試験片とし、日本電色工業社製のNDH−2000型ヘイズメーターで測定した。Haze(ヘイズ)は、樹脂の濁度の尺度として用いられる値であり、数値が小さい程、透明性が高いことを示す。
(色相)
JIS Z−8722に準拠し、厚み6.3mmのプレート状成形品を試験片とし、日本電色工業社製のSE−2000型分光式色彩計で透過法により測定した。なお、評価はYI値(イエローインデックス)にて行った。YI値は、樹脂の熱加工時の変色尺度として用いられ、数値が小さい程、黄色味が弱いことを示す。
(湿熱色相安定性)
厚み6.3mmのプレート状成形品をプレッシャークッカー(PCT)を用いて、120℃、100RHの雰囲気中で2時間放置処理し、上記の色相の評価と同様の方法にて変色度を評価した。
Figure 0005163102
Figure 0005163102
表3に記載の結果から明らかな様に、本発明の実施例では、通常(約3mm)よりも厚い、6.3mmの試験片による結果に於いても、十分な透明性、難燃性、耐湿熱性を有する、芳香族ポリカーボネート樹脂成形体を提供できることが判る。
これは添加剤を用いていない芳香族ポリカーボネート樹脂による結果(比較例1)と比較しても透明性は十分であり、また、従来からの難燃剤を添加した結果(比較例3、4)と比較しても十分な難燃性を有していることは明白である。

Claims (3)

  1. 芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、ベンゼンスルホン酸セシウム及び/又はパラトルエンスルホン酸セシウムを0.001〜0.5重量部含有することを特徴とする難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
  2. 請求項1に記載の難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなることを特徴とする難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂成形体。
  3. シート部材である請求項に記載の樹脂成形体。
JP2007332633A 2007-01-09 2007-12-25 難燃性芳香族ポリカーボネート樹脂組成物 Active JP5163102B2 (ja)

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