JP6069150B2 - 熱可塑性樹脂組成物及び成形品 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物及び成形品 Download PDF

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Description

本発明は、耐熱性、耐衝撃性、剛性及び難燃性のバランスに優れた成形品を与える熱可塑性樹脂組成物に関する。
ポリカーボネート樹脂は、機械的特性、寸法精度、電気的特性、熱的特性等に優れ、エンジニアプラスチックとして、車両、OA(オフィスオートメーション)機器、家庭電化機器、電気・電子機器、建材等において広く使用されている。これらのうち、OA機器、家庭電化機器等の用途を中心に、使用する成形材料の難燃化の要望が強いため、ポリカーボネート樹脂を含む組成物の難燃化の検討が数多くなされている。従来、ポリカーボネート樹脂組成物に難燃性を付与するために、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤等が添加されてきたが、臭素原子、塩素原子等を有するハロゲン系難燃剤は、組成物を成形加工する際に熱分解してハロゲン化水素を発生し、組成物の熱安定性を低下させる、金型を腐食させる、成形品の周辺に配された金属部材を腐食させる等の不具合をもたらし、更には、成形品の燃焼時に、有害物質を発生するという問題があった。そのため、近年では、難燃性において、ハロゲン系難燃剤よりも劣るものの、リン系難燃剤が好ましいとされ、特に、有機リン化合物が広く用いられている。
特許文献1には、(A)芳香族ポリカーボネート樹脂40〜90重量部、(B)重量平均ゴム粒子径が0.15〜0.35μmである共役ジエン系ゴム重合体成分と、芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体及び必要に応じてこれらと共重合可能なビニル単量体よりなる単量体成分と、からなるグラフト共重合体樹脂5〜40重量部、並びに、(C)テトラ(2,6−キシリル)レゾルシンジホスフェート、テトラ(2,6−キシリル)ヒドロキノンジホスフェート等の芳香族ジホスフェート1〜30重量部を含有する難燃性熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
特許文献2には、(A)平均ゴム粒径が80〜500nmのゴム質重合体10〜70重量%の存在下に、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル、酸無水物系化合物及びマレイミド系化合物の群から選ばれた少なくとも1種の単量体成分90〜30重量%を重合して得られ、かつ、グラフト率が60〜120%であるゴム強化樹脂5〜50重量部、並びに(B)重量平均分子量が16,000〜30,000の芳香族ポリカーボネート95〜50重量部、の合計100重量部〔ただし、(A)+(B)=100重量部〕に対して、(C)難燃剤として、(C−1)レゾルシノールビスジ2,6−キシレニルホスフェート等のリン系難燃剤1〜30重量部、(C−2)ビスフェノールAビスジフェニルホスフェート等のリン系難燃剤1〜30重量部、及び、(D)ポリテトラフルオロエチレン0.1〜10重量部を含有する難燃性熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献3には、(A)粒子径150nm以下の粒子が15重量%以下、150nmを超え350nm未満が60重量%以上、350nm以上が25重量%以下である粒子径分布を有するゴム質重合体の存在下に、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を主成分とする単量体成分をグラフト重合して得られるゴム強化樹脂、並びに、(B)粘度平均分子量が16,000〜30,000の芳香族ポリカーボネート90〜60重量部〔ただし、(A)+(B)=100重量部〕の合計100重量部に対して、(C)レゾルシノールビスジ2,6−キシレニルホスフェート等のリン酸エステル化合物8〜25重量部と、(D)ポリテトラフルオロエチレン(d1)及び滑剤(d2)とを、(d1)10〜70重量%及び(d2)90〜30重量%〔ただし、(d1)+(d2)=100重量%〕の割合で、合計0.1〜10重量部含有する難燃性熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
更に、特許文献4には、ゴム質重合体の存在下に少なくとも芳香族ビニル単量体をグラフト重合させたグラフト重合体及び/又は少なくとも芳香族ビニル単量体を重合させてなるポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂100質量部と、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド等の芳香族系リン化合物0.3〜8質量部と、縮合リン酸エステル化合物及びホスファゼン化合物の少なくとも1種1〜30質量部とを含有する難燃性熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
特開平7−11119号公報 特開2001−234051号公報 特開2001−310985号公報 特開2003−165911号公報
本発明は、耐熱性、耐衝撃性(特に、落錘衝撃強度)、剛性及び難燃性のバランスに優れた成形品を与える熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明は、以下のとおりである。
1.(A)ポリカーボネート樹脂、(B)有機リン化合物、及び、(C)ジヒドロキシアリール化合物を含むジオール類のアルキレンオキサイド付加物を含有し、
上記成分(B)、及び、上記成分(C)の含有量は、上記成分(A)100質量部に対して、それぞれ、5〜30質量部、及び、0.5〜12質量部であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
2.上記成分(B)及び上記成分(C)の含有割合が、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、50〜93質量%及び7〜50質量%である上記1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
3.更に、(D)テトラフルオロエチレンに由来する構造単位を有する(共)重合体を含有する上記1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
4.更に、(E)ゴム質重合体の存在下、ビニル系単量体を重合して得られたゴム強化樹脂を含有する上記1乃至3のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
5.上記1乃至4のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物を含むことを特徴とする成形品。
本発明の熱可塑性樹脂組成物によれば、耐熱性、耐衝撃性、剛性及び難燃性のバランスに優れた成形品を得ることができる。そして、ジヒドロキシアリール化合物を含むジオール類のアルキレンオキサイド付加物(C)を含有することから、有機リン化合物(B)の使用量を減らして、従来の使用量で得られた難燃性を得ることができ、経済的である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、車両、船舶、OA機器、家庭電化機器、電機・電子機器、建材等の部材や、日用雑貨、スポーツ用品、文具等において、難燃性が求められる成形品に好適である。
以下、本発明を詳しく説明する。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルを、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートを、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基を、「(共)重合体」は、単独重合体及び共重合体を意味する。
また、ポリカーボネート樹脂を除く高分子の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されたポリスチレン換算値である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、(A)ポリカーボネート樹脂(以下、「成分(A)」ともいう。)、(B)有機リン化合物(以下、「成分(B)」ともいう。)、及び、(C)ジヒドロキシアリール化合物を含むジオール類のアルキレンオキサイド付加物(以下、「成分(C)」ともいう。)を含有し、上記成分(B)、及び、上記成分(C)の含有量は、上記成分(A)100質量部に対して、それぞれ、5〜30質量部、及び、0.5〜12質量部であることを特徴とする。
上記成分(A)は、主鎖にカーボネート結合を有するポリカーボネート樹脂であれば、特に限定されず、芳香族ポリカーボネートでもよいし、脂肪族ポリカーボネートでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。本発明においては、耐衝撃性、耐熱性等の観点から、芳香族ポリカーボネートが好ましい。尚、この成分(A)は、末端が、R−CO−基、R′−O−CO−基(R及びR′は、いずれも有機基を示す。)に変性されたものであってもよい。
上記芳香族ポリカーボネートとしては、芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを溶融によりエステル交換(エステル交換反応)して得られたもの、ホスゲンを用いた界面重縮合法により得られたもの、ピリジンとホスゲンとの反応生成物を用いたピリジン法により得られたもの等を用いることができる。
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、分子内にヒドロキシル基を2つ有する化合物であればよく、ヒドロキノン、レゾルシノール等のジヒドロキシベンゼン、4,4′−ビフェノール、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「ビスフェノールA」という。)、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−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(3、5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、9,9−ビス(p−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(p−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、4,4′−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール、4,4′−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール、ビス(p−ヒドロキシフェニル)オキシド、ビス(p−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エステル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(p−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルホキシド等が挙げられる。これらは、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記芳香族ヒドロキシ化合物のうち、2つのベンゼン環の間に炭化水素基を有する化合物が好ましい。尚、この化合物において、炭化水素基は、ハロゲン置換された炭化水素基であってもよい。また、ベンゼン環は、そのベンゼン環に含まれる水素原子がハロゲン原子に置換されたものであってもよい。従って、上記化合物としては、ビスフェノール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、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−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(3、5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)ブタン等が挙げられる。これらのうち、ビスフェノールAが特に好ましい。
芳香族ポリカーボネートをエステル交換反応により得るために用いる炭酸ジエステルとしては、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、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等が挙げられる。これらは、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記成分(A)の平均分子量及び分子量分布は、組成物が、成形加工性を有する限り、特に限定されない。成分(A)の分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、25℃で測定した溶液粘度より換算した粘度平均分子量(Mv)で、好ましくは10,000〜50,000、より好ましくは15,000〜30,000、更に好ましくは17,500〜27,000である。粘度平均分子量が10,000〜50,000であると、成形加工性及び機械的強度に優れる。
また、上記成分(A)のMFR(温度240℃、荷重98N)は、好ましくは1〜70g/10分、より好ましくは2.5〜50g/10分、更に好ましくは4〜30g/10分である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、上記成分(A)は、1種単独で含まれていてよいし、2種以上の組み合わせで含まれていてもよい。
上記成分(B)は、有機リン化合物であり、例えば、下記一般式(1)で表されるリン酸エステル及びその塩、下記一般式(3)で表される亜リン酸エステル及びその塩、下記一般式(5)で表されるホスホン酸エステル及びその塩、下記一般式(7)で表される縮合型のリン酸エステル、ホスファゼン誘導体等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
O=P(OR11(OMn+ 1/n3−s (1)
(式中、各R11は、独立して、炭素原子数1〜30の炭化水素基であり、各Mは、独立して、水素原子、又は、周期表の第1A族、第1B族、第2A族及び第2B族から選ばれる金属原子であり、sは1、2又は3であり、nは1又は2である。)
P(OR11(OMn+ 1/n3−t (3)
(式中、各R11は、独立して、炭素原子数1〜30の炭化水素基であり、各Mは、独立して、水素原子、又は、周期表の第1A族、第1B族、第2A族及び第2B族から選ばれる金属原子であり、tは1、2又は3であり、nは1又は2である。)
O=P(R12)(OMn+ 1/n (5)
(式中、R12は、水素原子、又は、炭素原子数1〜30の炭化水素基であり、各Mは、独立して、水素原子、又は、周期表の第1A族、第1B族、第2A族及び第2B族から選ばれる金属原子であり、nは1又は2である。但し、R及びMのすべてが水素原子である場合を除く。)
Figure 0006069150
(式中、R14、R15、R16及びR17は、それぞれ、互いに独立して、アリール基又はアラルキル基であり、Xはアリーレン基であり、j、k、l及びmは、それぞれ、互いに独立して、0又は1であり、Nは1〜5の整数である。)
上記一般式(1)で表されるリン酸エステルにおいて、R11は、炭素原子数1〜30の炭化水素基であるが、脂肪族炭化水素基(直鎖状でも、分岐状でもよい。)、脂環族炭化水素基(置換基を有してもよい。)、及び、芳香族炭化水素基(置換基を有してもよい。)のいずれでもよく、また、飽和型でも不飽和型でもよい。好ましい炭素原子数は、6〜28であり、より好ましくは10〜24である。尚、s=2又はs=3の場合、2つのR11によって環構造を形成していてもよい。
上記一般式(1)で表されるリン酸エステルは、s=1のとき、モノエステルであり、例えば、メチルジハイドロジェンホスフェート、エチルジハイドロジェンホスフェート、ヘキシルジハイドロジェンホスフェート、オクチルジハイドロジェンホスフェート、ノニルジハイドロジェンホスフェート、デシルジハイドロジェンホスフェート、ドデシルジハイドロジェンホスフェート、オクタデシルジハイドロジェンホスフェート、ノニルフェニルジハイドロジェンホスフェート等が挙げられる。s=2のとき、ジエステルであり、例えば、ジメチルホスフェート、ジエチルホスフェート、ジヘキシルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジ(2−エチルヘキシル)ホスフェート、ジノニルホスフェート、ジデシルホスフェート、ジドデシルホスフェート、ジテトラデシルホスフェート、ジオクタデシルホスフェート、ジフェニルホスフェート、ジベンジルホスフェート等が挙げられる。各化合物の金属塩とすることもできる。また、s=3のとき、トリエステルであり、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリデシルホスフェート、トリオクタデシルホスフェート、トリシクロヘキシルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、ジメチルエチルホスフェート、メチルジブチルホスフェート、エチルジプロピルホスフェート等が挙げられる。
更に、s=2の場合、R11同士で環構造を形成している、ナトリウム−2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフェート、ナトリウム−2,2′−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフェート、リチウム−2,2′−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフェート、ナトリウム−2,2′−エチリデンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフェート、リチウム−2,2′−エチリデンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフェート等を用いることもできる。
上記一般式(3)で表される亜リン酸エステルにおいて、R11は、炭素原子数1〜30の炭化水素基であるが、脂肪族炭化水素基(直鎖状でも、分岐状でもよい。)、脂環族炭化水素基(置換基を有してもよい。)、及び、芳香族炭化水素基(置換基を有してもよい。)のいずれでもよく、また、飽和型でも不飽和型でもよい。好ましい炭素原子数は、6〜28であり、より好ましくは10〜24である。
上記一般式(3)で表される亜リン酸エステルは、t=1のとき、モノエステルであり、例えば、メチルジハイドロジェンホスファイト、エチルジハイドロジェンホスファイト、ヘキシルジハイドロジェンホスファイト、オクチルジハイドロジェンホスファイト、ノニルジハイドロジェンホスファイト、デシルジハイドロジェンホスファイト、ドデシルジハイドロジェンホスファイト、オクタデシルジハイドロジェンホスファイト、ヘキサコシルジハイドロジェンホスファイト、ドデシルフェニルジハイドロジェンホスファイト等が挙げられる。t=2のとき、ジエステルであり、例えば、ジメチルハイドロジェンホスファイト、ジエチルハイドロジェンホスファイト、ジヘキシルハイドロジェンホスファイト、ジオクチルハイドロジェンホスファイト、ジ(2−エチルヘキシル)ハイドロジェンホスファイト、ジノニルハイドロジェンホスファイト、ジデシルハイドロジェンホスファイト、ジドデシルハイドロジェンホスファイト、ジテトラデシルハイドロジェンホスファイト、ジオクタデシルハイドロジェンホスファイト、オクチルベンジルハイドロジェンホスファイト、ノニルトリデシルハイドロジェンホスファイト、ブチルエイコシルハイドロジェンホスファイト、ジフェニルハイドロジェンホスファイト、ジベンジルハイドロジェンホスファイト等が挙げられる。また、t=3のとき、トリエステルであり、例えば、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリヘキシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリドデシルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリキシレニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、フェニルジデシルホスファイト等が挙げられる。各化合物の金属塩とすることもできる。
上記一般式(5)で表されるホスホン酸エステルにおいて、R12は、水素原子、又は、炭素原子数1〜30の炭化水素基であるが、後者の場合、脂肪族炭化水素基(直鎖状でも、分岐状でもよい。)、脂環族炭化水素基(置換基を有してもよい。)、及び、芳香族炭化水素基(置換基を有してもよい。)のいずれでもよく、また、飽和型でも不飽和型でもよい。好ましい炭素原子数は、6〜28であり、より好ましくは10〜24である。
上記一般式(5)で表されるホスホン酸エステルとしては、ホスホン酸ジメチル、ホスホン酸ジエチル、ホスホン酸ジブチル、ホスホン酸ジヘキシル、ホスホン酸ジオクチル、ホスホン酸ジデシル、ホスホン酸ジドデシル、ホスホン酸ジオクタデシル、ホスホン酸ジフェニル、ホスホン酸ジトリル、ホスホン酸ジメチルメチル、ホスホン酸ジエチルエチル、ホスホン酸ジイソプロピルメチル、ホスホン酸ジオクチルフェニル、ホスホン酸ジフェニルメチルが挙げられる。各化合物の金属塩とすることもできる。
上記一般式(7)で表される縮合リン酸エステル化合物において、R14、R15、R16及びR17は、アリール基又はアラルキル基であり、好ましくはクレジル基、フェニル基、キシレニル基、プロピルフェニル基及びブチルフェニル基である。また、Xは、アリーレン基であり、好ましくはレゾルシノール、ハイドロキノン又はビスフェノールAに由来する炭化水素基である。
上記ホスファゼン誘導体としては、環状ホスファゼン化合物(シクロホスファゼン化合物)、鎖状ホスファゼン化合物、架橋フェノキシホスファゼン化合物等が挙げられる。
上記成分(B)としては、縮合リン酸エステル化合物が好ましい。
上記成分(B)の含有量は、機械的特性、耐熱性及び難燃性の観点から、上記成分(A)100質量部に対して、5〜30質量部であり、好ましくは7〜25質量部、より好ましくは8〜20質量部である。上記成分(B)の含有量が多すぎると、機械的特性及び耐熱性が劣り、一方、上記成分(B)の含有量が少なすぎると、難燃性が劣る。
上記成分(C)は、ジヒドロキシアリール化合物を含むジオール類のアルキレンオキサイド付加物であり、ジオール類にアルキレンオキサイドを付加させて得られた化合物である。
上記ジオール類は、芳香族ジオールであるジヒドロキシアリール化合物のみからなるものであってよいし、更に、脂肪族ジオール及び脂環式ジオールのいずれか一方又は両方を含んでもよい。後者の場合、ジオール類に含まれるジヒドロキシアリール化合物の割合の下限は、好ましくは80質量%、より好ましくは95質量%である。
上記ジヒドロキシアリール化合物としては、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)プロパン、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、ビス(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−tert−ブチルフェニル)プロパン、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、4,4′−ジヒドロキシフェニルエ−テル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルジフェニルエ−テル、4,4′−ジヒドロキシフェニルスルフィド、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルフェニルスルホキシド、4,4′−ジヒドロキシフェニルスルホン、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルジフェニルスルホン、ヒドロキノン、レゾルシン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記ジヒドロキシアリール化合物としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名、ビスフェノールA)が好ましい。
上記脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、水素化ジリノレイルグリコール,水素化ジオレイルグリコール等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記脂環式ジオールとしては、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、2−メチル−1,4−シクロヘキサンジオール等のシクロヘキサンジオール;1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等のシクロヘキサンジメタノール;2,3−ノルボルナンジメタノール、2,5−ノルボルナンジメタノール等のノルボルナンジメタノール;トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、1,3−アダマンタンジオール、2,2−アダマンタンジオール、デカリンジメタノール、3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記ジオール類に付加されるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド(以下、EOと略記)、1,2−プロピレンオキサイド(以下、POと略記)、1,3−プロピレンオキサイド、1,2−、1,3−又は2,3−ブチレンオキサイド等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において、上記アルキレンオキサイドは、好ましくはEO及びPOであり、特に好ましくはEOである。
上記ジオール類に付加されるアルキレンオキサイドの付加モル数は、好ましくは1〜80モル、より好ましくは1〜20モル、特に好ましくは2〜10モルである。
上記成分(C)は、好ましくは、ジヒドロキシアリール化合物である、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名、ビスフェノールA)を含むジオール類と、炭素原子数2又は3のアルキレンオキサイドとを用いて得られた付加物であり、下記一般式(9)で表される構造を有する。
−(OR21−O−Ph−C(CH−Ph−O−(R23O)− (9)
(式中、R21及びR23は、互いに独立して、炭素原子数2又は3のアルキレン基であり、x及びyは、それぞれ、アルキレンオキサイドの平均付加モル数である。)
上記一般式(9)において、複数の(OR21)が含まれる場合には、全ての(OR21)が、同一のR21を含む(OR21であってよいし、炭素原子数2のアルキレン基であるR21を含む(OR21)と、炭素原子数3のアルキレン基であるR21を含む(OR21)とからなる(OR21であってもよい。尚、上記一般式(9)において、複数の(R23O)が含まれる場合にも、同様の態様とすることができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、上記成分(C)は、1種単独で含まれていてよいし、2種以上の組み合わせで含まれていてもよい。
上記成分(C)の含有量は、機械的特性、耐熱性及び難燃性の観点から、上記成分(A)100質量部に対して、0.5〜12質量部であり、好ましくは1.5〜9質量部、より好ましくは2.5〜7質量部である。上記成分(C)の含有量が多すぎると、機械的特性及び耐熱性が劣り、一方、上記成分(C)の含有量が少なすぎると、難燃性が劣る。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、上記成分(B)及び上記成分(C)の含有割合は、機械的特性、耐熱性及び難燃性の観点から、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、好ましくは50〜93質量%及び7〜50質量%、より好ましくは65〜91質量%及び9〜35質量%、更に好ましくは70〜88質量%及び12〜30質量%である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上記の必須成分以外に、他の熱可塑性樹脂、添加剤等を含有してもよい。
他の熱可塑性樹脂としては、フッ素原子を含む樹脂、ゴム質重合体の存在下、ビニル系単量体を重合して得られたゴム強化樹脂、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む芳香族ビニル系(共)重合体、(メタ)アクリル酸エステル化合物に由来する構造単位を含むアクリル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物が、他の熱可塑性樹脂を含有する場合、その割合の上限は、上記成分(A)を100質量部とした場合に、好ましくは70質量部、より好ましくは40質量部である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物が、他の熱可塑性樹脂を含有する場合、フッ素原子を含む樹脂、ゴム強化樹脂(以下、「成分(E)」ともいう。)等を含有することが好ましい。
上記フッ素原子を含む樹脂としては、機械的特性及び難燃性の観点から、好ましくはテトラフルオロエチレンに由来する構造単位を有する(共)重合体(以下、「成分(D)」という)である。
上記成分(D)としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンである単独重合体、並びに、テトラフルオロエチレンに由来する構造単位と、エチレン、プロピレン等のオレフィン系単量体に由来する構造単位とからなるエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体等の共重合体が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらのうち、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
上記成分(D)の重量平均分子量は、好ましくは100万以上である。また、上記成分
(D)の大きさは、特に限定されないが、JIS K6892に準ずる平均粒子径は、好ましくは600μm以下、より好ましくは400μm以下である。
上記成分(D)の含有量は、機械的特性及び難燃性の観点から、上記成分(A)100質量部に対して、好ましくは0.05〜2質量部であり、より好ましくは0.1〜1.5質量部、更に好ましくは0.15〜1.0質量部である。上記成分(D)の含有量が多すぎると、機械的特性が劣り、一方、上記成分(D)の含有量が少なすぎると、難燃性が劣る場合がある。
また、上記成分(E)は、ゴム質重合体の存在下、ビニル系単量体を重合して得られたゴム強化樹脂である。
上記成分(E)の形成に用いられるゴム質重合体としては、ジエン系重合体及び非ジエン系重合体が挙げられる。また、これらは、単独で用いてよいし、組み合わせて用いてもよい。更に、このゴム質重合体は、非架橋重合体であってよいし、架橋重合体であってもよい。
上記ジエン系重合体としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等の単独重合体;スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共重合体等のスチレン・ブタジエン系共重合体ゴム;スチレン・イソプレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・イソプレン共重合体等のスチレン・イソプレン系共重合体ゴム;天然ゴム等が挙げられる。これらの共重合体は、ブロック共重合体でもよいし、ランダム共重合体でもよい。また、これらの共重合体は水素添加(但し、水素添加率は50%未満。)されたものであってもよい。上記ジエン系ゴムは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記非ジエン系重合体としては、エチレン単位と、炭素原子数3以上のα−オレフィンからなる単位を含むエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴム;ウレタン系ゴム;アクリル系ゴム;シリコーンゴム;シリコーン・アクリル系IPNゴム;共役ジエン系化合物よりなる単位を含む(共)重合体を水素添加してなる重合体等が挙げられる。これらの共重合体は、ブロック共重合体であってもよいし、ランダム共重合体であってもよい。また、これらの共重合体は水素添加(但し、水素添加率は50%以上。)されたものであってもよい。上記非ジエン系ゴムは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記ゴム質重合体のゲル含率は、特に限定されないが、通常、10〜95%である。
上記ゴム質重合体の体積平均粒子径は、好ましくは50〜600nm、より好ましくは100〜500nm、更に好ましくは120〜450nm、特に好ましくは150〜400nmである。該体積平均粒子径が上記範囲外の場合、耐衝撃性が十分でないことがある。尚、上記体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱法等により測定することができる。
上記ゴム質重合体は、体積平均粒子径が上記範囲内にあるものであれば、例えば、特開昭61−233010号公報、特開昭59−93701号公報、特開昭56−167704号公報等に記載されている方法等の公知の方法により肥大化させたものを用いることもできる。
本発明においては、上記ゴム質重合体は、ジエン系ゴムを含むことが好ましい。
上記成分(E)の形成に用いられるビニル系単量体は、重合性不飽和結合を有する化合物であれば、特に限定されない。本発明においては、芳香族ビニル化合物を含むことが好ましい。即ち、このビニル系単量体は、芳香族ビニル化合物のみからなるものであってよいし、芳香族ビニル化合物、及び、この芳香族ビニル化合物と共重合可能な他の単量体からなるものであってもよい。他の単量体としては、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、マレイミド系化合物、不飽和酸無水物、カルボキシル基含有不飽和化合物、ヒドロキシル基含有不飽和化合物、エポキシ基含有不飽和化合物、オキサゾリン基含有不飽和化合物等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記芳香族ビニル化合物は、少なくとも1つのビニル結合と、少なくとも1つの芳香族環とを有する化合物であれば、特に限定されない。その例としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、β−メチルスチレン、エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレン、フルオロスチレン等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。また、上記芳香族ビニル化合物としては、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましく、スチレンが特に好ましい。
上記シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリル、α−イソプロピルアクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−フルオロアクリロニトリル等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。また、上記シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリルが好ましい。
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記マレイミド系化合物としては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ドデシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(2−メチルフェニル)マレイミド、N−(4−メチルフェニル)マレイミド、N−(2,6−ジメチルフェニル)マレイミド、N−(2,6−ジエチルフェニル)マレイミド、N−(2−メトキシフェニル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)マレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらのうち、N−フェニルマレイミドが好ましい。また、これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。尚、上記ゴム強化芳香族ビニル系樹脂(I−1)に、マレイミド系化合物に由来する構造単位を導入する他の方法としては、例えば、無水マレイン酸の不飽和ジカルボン酸無水物を共重合し、その後イミド化する方法でもよい。
上記不飽和酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記カルボキシル基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記ヒドロキシル基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルにε−カプロラクトンを付加して得られた化合物等のヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステル;o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、m−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、2−ヒドロキシメチル−α−メチルスチレン、3−ヒドロキシメチル−α−メチルスチレン、4−ヒドロキシメチル−α−メチルスチレン、4−ヒドロキシメチル−1−ビニルナフタレン、7−ヒドロキシメチル−1−ビニルナフタレン、8−ヒドロキシメチル−1−ビニルナフタレン、4−ヒドロキシメチル−1−イソプロペニルナフタレン、7−ヒドロキシメチル−1−イソプロペニルナフタレン、8−ヒドロキシメチル−1−イソプロペニルナフタレン、p−ビニルベンジルアルコール、3−ヒドロキシ−1−プロペン、4−ヒドロキシ−1−ブテン、シス−4−ヒドロキシ−2−ブテン、トランス−4−ヒドロキシ−2−ブテン、3−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロペン等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記エポキシ基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−オキシシクロヘキシル、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記オキサゾリン基含有不飽和化合物としては、ビニルオキサゾリン等が挙げられる。
本発明において、上記ビニル系単量体は、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含むことが好ましく、その合計使用量は、機械的強度及び成形外観性の観点から、ビニル系単量体の全量に対し、50〜100質量%であり、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは85〜100質量%である。また、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物の使用比率は、機械的強度及び成形外観性の観点から、これらの合計を100質量%とした場合、それぞれ、好ましくは50〜90質量%及び10〜50質量%、より好ましくは60〜85質量%及び15〜40質量%、更に好ましくは65〜80質量%及び20〜35質量%である。
上記成分(E)を製造するために、ゴム質重合体の存在下に、ビニル系単量体を重合する方法としては、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、塊状重合、又は、これらを組み合わせた重合法とすることができる。
尚、上記成分(E)を製造する場合、反応系において、ゴム質重合体全量の存在下に、ビニル系単量体を一括添加して重合を開始してよいし、分割して又は連続的に添加しながら重合を行ってもよい。また、ゴム質重合体の一部存在下、又は、非存在下に、ビニル系単量体を一括添加して重合を開始してよいし、分割して又は連続的に添加してもよい。このとき、ゴム質重合体の残部は、反応の途中で、一括して、分割して又は連続的に添加してもよい。
乳化重合により成分(E)を製造する場合には、重合開始剤、連鎖移動剤(分子量調節剤)、乳化剤、水等が用いられる。
上記重合開始剤としては、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物と、含糖ピロリン酸処方、スルホキシレート処方等の還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤;過硫酸カリウム等の過硫酸塩;ベンゾイルパーオキサイド(BPO)、ラウロイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシラウレイト、tert−ブチルパーオキシモノカーボネート等の過酸化物等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記重合開始剤の使用量は、上記ビニル系単量体の全量に対し、通常、0.1〜1.5質量%である。
上記重合開始剤を使用する場合、反応系に一括して、又は、連続的に添加することができる。
上記連鎖移動剤としては、オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、tert−テトラデシルメルカプタン等のメルカプタン類;ターピノーレン類、α−メチルスチレンのダイマー等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。上記連鎖移動剤の使用量は、上記ビニル系単量体の全量に対し、通常、0.05〜2.0質量%である。
上記連鎖移動剤を使用する場合、反応系に一括して、又は、連続的に添加することができる。
上記乳化剤としては、アニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤が挙げられる。アニオン系界面活性剤としては、高級アルコールの硫酸エステル;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム等の脂肪族スルホン酸塩;高級脂肪族カルボン酸塩、脂肪族リン酸塩等が挙げられる。また、ノニオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコールのアルキルエステル型化合物、アルキルエーテル型化合物等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。上記乳化剤の使用量は、上記ビニル系単量体の全量に対し、通常、0.3〜5.0質量%である。
乳化重合は、ビニル系単量体、重合開始剤等の種類に応じ、公知の条件で行うことができる。この乳化重合により得られたラテックスは、通常、凝固剤により凝固させ、重合体成分を粉末状とし、その後、これを水洗、乾燥することによって精製される。この凝固剤としては、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム等の無機塩;硫酸、塩酸等の無機酸;酢酸、乳酸等の有機酸等が用いられる。
尚、上記成分(E)が、2種以上のゴム強化樹脂からなるようにする場合には、各ラテックスから樹脂を単離した後、混合してもよいが、他の方法として、各樹脂をそれぞれ含むラテックスの混合物を凝固する等の方法がある。
溶液重合、塊状重合及び塊状−懸濁重合による成分(E)の製造方法は、公知の方法を適用することができる。
上記のようにして製造された成分(E)には、ビニル系単量体に由来する構造単位を含むビニル系(共)重合体が、ゴム質重合体にグラフトしている樹脂(以下、「グラフト樹脂」という。)が含まれる。このグラフト樹脂は、ゴム質重合体部と、このゴム質重合体部の表面に絡み合うように形成されているビニル系(共)重合体部とからなる複合化物である。
上記グラフト樹脂のグラフト率は、耐衝撃性及び成形外観性の観点から、好ましくは20%以上であり、より好ましくは30%以上、更に好ましくは35〜100%である。
上記グラフト率は、下記式により求めることができる。
グラフト率(%)={(S−T)/T}×100
上記式中、Sはゴム強化樹脂1グラムをアセトン20mlに投入し、25℃の温度条件下で、振とう機により2時間振とうした後、5℃の温度条件下で、遠心分離機(回転数;23,000rpm)で60分間遠心分離し、不溶分と可溶分とを分離して得られる不溶分の質量(g)であり、Tはゴム強化樹脂1グラムに含まれるゴム質重合体の質量(g)である。このゴム質重合体の質量は、重合処方及び重合転化率から算出する方法、赤外線吸収スペクトル(IR)により求める方法等により得ることができる。
上記のようにして製造されたゴム強化樹脂には、グラフト樹脂以外に、更に、ゴム質重合体にグラフトしていない未グラフト成分、即ち、残部のビニル系単量体に由来する構造単位からなるビニル系(共)重合体が含まれることがある。この場合のゴム強化樹脂も、上記成分(E)に含まれる。
尚、上記のようにして製造されたゴム強化樹脂が、グラフト樹脂のみからなる場合、別途、ビニル系単量体の1種以上を重合させてなるビニル系(共)重合体を併用することができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、上記成分(E)は、1種単独で含まれてよいし、2種以上の組合せで含まれていてもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物が上記成分(E)を含有する場合、機械的特性、耐熱性、難燃性及び成形加工性の観点から、上記成分(A)100質量部に対して、3〜60質量部であり、好ましくは5〜40質量部、より好ましくは7〜30質量部である。
次に、本発明の熱可塑性樹脂組成物が含有することのできる添加剤について、説明する。この添加剤としては、充填剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、滑剤、安定剤、耐候剤、光安定剤、熱安定剤、帯電防止剤、撥水剤、撥油剤、消泡剤、抗菌剤、防腐剤、着色剤(顔料、染料等)、蛍光増白剤、導電性付与剤、上記成分(B)を除く難燃剤等が挙げられる。
上記充填剤としては、重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、カーボンブラック、クレー、タルク、フュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、カオリン、硅藻土、ゼオライト、酸化チタン、生石灰、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、硫酸アルミニウム、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスバルーン、シラスバルーン、サランバルーン、フェノールバルーン等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記可塑剤としては、フタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステル、脂肪族一塩基酸エステル、脂肪族二塩基酸エステル、リン酸エステル、多価アルコールのエステル、エポキシ系可塑剤、高分子型可塑剤、塩素化パラフィン等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記酸化防止剤としては、ヒンダードアミン系化合物、ハイドロキノン系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、含硫黄化合物、含リン化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記老化防止剤としては、ナフチルアミン系化合物、ジフェニルアミン系化合物、p−フェニレンジアミン系化合物、キノリン系化合物、ヒドロキノン誘導体系化合物、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物、トリスフェノール系化合物、ポリフェノール系化合物、チオビスフェノール系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、亜リン酸エステル系化合物、イミダゾール系化合物、ジチオカルバミン酸ニッケル塩系化合物、リン酸系化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記安定剤としては、リン酸水素化合物、リンの酸化物又はハロゲン化物、リン酸化合物等の無機系含リン化合物が好ましく用いられる。成分(E)が乳化重合により製造された場合には、乳化剤、凝固剤、酸、塩基等が残存することがあり、組成物中にこれらが併存すると、成分(A)の分子量低下を引き起こすことがあり、無機系含リン化合物を用いると、物性低下が抑制されることがある。
上記無機系含リン化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
リン酸水素化合物としては、リン酸一水素化合物、リン酸二水素化合物が挙げられ、特に、これらの塩が好ましい。塩は、金属塩又はアンモニウム塩が好ましい。金属塩を構成する金属原子としては、周期表第1〜3族の元素が好ましく、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、銅、亜鉛、アルミニウム等が挙げられる。好ましいリン酸水素化合物の具体例としては、リン酸2水素ナトリウム、リン酸1水素2ナトリウム、リン酸1水素2アンモニウム、リン酸水素亜鉛、リン酸1水素2カリウム、リン酸水素カルシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸1水素2リチウム等が挙げられる。尚、これらの化合物の水和物を用いることもできる。
無機系含リン化合物の使用方法としては、組成物の製造時であって、原料成分の混練前又は混練中等とすることができる。
本発明の組成物は、押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を用い、原料成分を混練することにより、製造することができる。混練に際しては、原料成分を一括して混練してよいし、多段添加方式で混練してもよい。
本発明の成形品は、上記本発明の熱可塑性樹脂組成物、又は、その構成成分を形成することとなる原料成分を、射出成形装置、押出成形装置、異形押出成形装置、中空成形装置、圧縮成形装置、真空成形装置、発泡成形装置(超臨界流体を注入する方法を含む)、ブロー成形装置、射出圧縮成形装置、ガスアシスト成形装置、ウォーターアシスト成形装置、断熱金型成形装置、急速加熱冷却金型成形装置、二色成形装置、サンドイッチ成形装置、超高速射出成形装置等、公知の成形装置で加工することにより製造することができる。即ち、本発明の成形品は、上記本発明の熱可塑性樹脂組成物を含む。
上記成形装置を用いて、成形品を製造する場合、成形温度及び金型温度は、成分(A)用原料の種類、又は、使用する原料成分(他の重合体を含む)の種類等によって、適宜、選択される。
成形品を製造する場合の成形装置のシリンダー温度は、通常、250℃〜280℃である。また、金型温度は、通常、40℃〜80℃である。
尚、上記のいずれの場合にも、成形品が大型である場合には、一般に、シリンダー温度は、上記温度より高めに設定される。
本発明の成形品は、目的、用途等に応じて、任意の位置に、貫通孔、溝、凹部、凸部等を備えてもよい。また、本発明の成形品には、各種の表面処理を行うことが可能である。尚、「表面処理」とは、蒸着(物理蒸着、化学蒸着等)、メッキ(電気メッキ、無電解メッキ、溶融メッキ等)、塗装(ハードコート、撥水・撥油コート、紫外線吸収コート、赤外線吸収コート等)、印刷等、従来、公知の樹脂成形品の表面に新たな層又は部分を形成させる処理を意味する。
以下に、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。尚、下記において、部及び%は、特に断らない限り、質量基準である。
1.製造原料
熱可塑性樹脂組成物の製造に用いた原料(樹脂又は共重合体、ガラス繊維等)は、以下の通りである。尚、グラフト率、固有粘度[η]等の測定は、上記記載の方法に準じて行った。
1−1.原料(P)
三菱エンジニアリングプラスチックス社製ポリカーボネート「ノバレックス7022PJ」(商品名)を用いた。粘度平均分子量(Mv)は、22,000であり、MFR(温度240℃、荷重98N)は、9g/10分である。
1−2.原料(Q)
大八化学工業社製1,3−フェニレン−ビス(ジキシレニル)ホスフェート「PX−200」(商品名)を用いた。
1−3.原料(R)
三洋化成社製ビスフェノールAエチレンオキシド付加物「ニューポールBPE20」(商品名)を用いた。
1−4.原料(S)
ダイキン工業社製ポリテトラフルオロエチレン「ポリフロンFA500C」(商品名)を用いた。
1−5.原料(T)
下記の合成例1により得られたゴム強化樹脂を用いた。
合成例1
攪拌機を備えたガラス製フラスコに、窒素気流中で、イオン交換水42部、ロジン酸カリウム0.35部、tert−ドデシルメルカプタン0.2部、平均粒子径300nmのポリブタジエンゴム(ゲル含有率80%)32部を含むラテックス80部、平均粒子径600nmのスチレン・ブタジエン共重合体ゴム(スチレン単位量30%)8部を含むラテックス19部、スチレン14部及びアクリロニトリル6部を収容し、攪拌しながら昇温した。内温が40℃に達したところで、ピロリン酸ナトリウム0.2部、硫酸第一鉄7水和物0.01部及びブドウ糖0.3部を、イオン交換水8部に溶解した溶液を加えた。その後、クメンハイドロパーオキサイド0.07部を加えて重合を開始した。
30分間重合させた後、イオン交換水45部、ロジン酸カリウム0.7部、スチレン30部、アクリロニトリル10部、tert−ドデシルメルカプタン0.13部及びクメンハイドロパーオキサイド0.1部を、3時間かけて連続的に添加した。その後、更に1時間重合を継続し、反応系に、2,2′−メチレン−ビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)0.2部を添加して重合を完結させた。
次いで、反応生成物を含むラテックスに、硫酸水溶液を添加して、樹脂成分を凝固し、水洗した。その後、水酸化カリウム水溶液を用いて、洗浄・中和し、更に、水洗した後、乾燥し、ゴム強化樹脂を得た。このゴム強化樹脂に含まれるグラフト樹脂におけるグラフト率は55%、未グラフトの(共)重合体(以下、「アセトン可溶分」という。)の含有率は38%であり、このアセトン可溶分の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.45dl/gであった。
1−6.原料(U)
下記の合成例2により得られたスチレン・アクリロニトリル共重合体を用いた。
合成例2
リボン翼を備えたジャケット付き重合用反応器を、2基連結した合成装置を用いた。各反応器内に、窒素ガスをパージした後、1基目の反応器に、スチレン75部、アクリロニトリル25部及びトルエン20部からなる混合物と、分子量調節剤であるtert−ドデシルメルカプタン0.15部をトルエン5部に溶解した溶液と、重合開始剤である1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カーボニトリル)0.1部をトルエン5部に溶解した溶液とを連続的に供給し、110℃で重合を行った。供給した単量体等の平均滞留時間は2時間であり、2時間後の重合転化率は56%であった。
次いで、得られた重合体溶液を、1基目の反応器の外部に設けられたポンプにより、連続的に取り出して、2基目の反応器に供給した。連続的に取り出す量は、1基目の反応器に供給する量と同じである。尚、2基目の反応器においては、130℃で2時間重合を行い、2時間後の重合転化率は74%であった。
その後、2基目の反応器から、重合体溶液を回収し、これを、2軸3段ベント付き押出機に導入した。そして、直接、未反応単量体及びトルエン(重合用溶媒)を脱揮し、スチレン・アクリロニトリル共重合体を回収した。このスチレン・アクリロニトリル共重合体を用いた。極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.51dl/gであった。
2.熱可塑性樹脂組成物の製造及び評価
実施例1〜14及び比較例1〜5
原料(P)、(Q)、(R)、(S)、(T)及び(U)を、表1及び表2に記載の割合で、ヘンシェルミキサーにて混合した後、この混合物を、日本製鋼社製2軸押出機「TEX44αII」(型式名)に供給して溶融混練し、熱可塑性樹脂組成物を得た。尚、溶融混練の際のシリンダー設定温度は、180℃〜240℃とした。
得られた組成物を、以下の評価試験に供した。その結果を表1及び表2に示す。
(1)シャルピー衝撃強さ
ISO 179に準じて、温度23℃で測定した。単位は「kJ/m」である。
(2)落錘衝撃強さ
大きさが80mm×55mm×2.4mmの試験片を、島津製作所社製高速衝撃試験機「HITS−P10」(型式名)にセットし、落錘試験(重錘のポンチ先端直径:12.7mm、受け台穴径:43mm、試験速度:6.7m/秒、試験温度:23℃)に供した。試験を5回行い、破壊エネルギーの平均値を算出した。単位は「J」である。
(3)熱変形温度
ASTM D 648に準じて測定した。
(4)メルトマスフローレート(MFR)
ISO 1133に準じて、温度220℃、荷重98Nで測定した。単位は「g/10分」である。
(5)引張特性
JIS K 6251に準じて、引張強度を、温度23℃で測定した。単位は、「MPa」である。
(6)曲げ特性
ISO 178に準じて、曲げ強度及び曲げモジュラスを、温度23℃で測定した。単位は、それぞれ、「MPa」及び「MPa」である。
(7)燃焼性
アンダーライターズラボラトリーズ社(UL)のサブジェクト94に準じて、射出成形により作製した試験片(125mm×13mm×1mm)を、垂直燃焼試験に供した。試験を2回行い、消炎までに要した時間の長い方により、下記基準で判定した。
1:5秒以内
2:5秒を超えて10秒以内
3:10秒を超えて15秒以内
4:15秒以上
Figure 0006069150
Figure 0006069150
Figure 0006069150
表1〜表3より、以下のことが分かる。
比較例1〜3は、成分(C)を含有しない例であり、難燃性が不十分であった。また、比較例4は、成分(C)の含有割合が本発明の範囲外である例であり、難燃性が不十分であった。一方、実施例1〜14は、本発明の構成を有する組成物であり、耐熱性、耐衝撃性、剛性及び難燃性のバランスに優れていた。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐熱性、耐衝撃性、剛性及び難燃性のバランスに優れた成形品を与えるので、車両、船舶、OA機器、家庭電化機器、電機・電子機器、建材等の部材や、日用雑貨、スポーツ用品、文具等に好適である。

Claims (5)

  1. (A)ポリカーボネート樹脂、(B)有機リン化合物、及び、(C)ジヒドロキシアリール化合物を含むジオール類のアルキレンオキサイド付加物を含有し、
    上記成分(B)、及び、上記成分(C)の含有量は、上記成分(A)100質量部に対して、それぞれ、5〜30質量部、及び、0.5〜12質量部であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
  2. 上記成分(B)及び上記成分(C)の含有割合が、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、50〜93質量%及び7〜50質量%である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 更に、(D)テトラフルオロエチレンに由来する構造単位を有する(共)重合体を含有する請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 更に、(E)ゴム質重合体の存在下、ビニル系単量体を重合して得られたゴム強化樹脂を含有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物を含むことを特徴とする成形品。
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