JP6695644B2 - ポリカーボネート樹脂組成物及び成形品 - Google Patents

ポリカーボネート樹脂組成物及び成形品 Download PDF

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Description

本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物及び成形品に関し、詳しくは難燃性、耐衝撃性、熱安定性に優れ、さらに色相や耐湿熱性に優れるポリカーボネート樹脂組成物及び成形品に関する。
ポリカーボネート樹脂は、汎用エンジニアリングプラスチックとして透明性、耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性等に優れ、その優れた特性から、自動車分野、OA機器分野、電気・電子分野等の原材料として、工業的に広く利用されている。
OA機器、家電製品等の用途を中心に、樹脂材料の難燃化の要望が強く、これらの要望に応えるために、ポリカーボネート樹脂に、ハロゲン系化合物、リン系化合物、シロキサン系化合物、ポリフルオロエチレン等を配合して難燃化する技術が多数提案されている。
例えば、特許文献1には、ポリカーボネート樹脂に特定のリン酸エステル系化合物、ポリオルガノシロキサン成分とポリアルキル(メタ)アクリレートゴム成分を有する複合ゴム系グラフト共重合体を配合することにより、耐衝撃性や難燃性に優れた樹脂組成物が得られると記載されている。また、特許文献2には、芳香族ポリカーボネート樹脂に、リン系難燃剤、ポリフルオロエチレン樹脂及び特定の多層構造重合体を配合してなる樹脂組成物は、難燃性や熱安定性、耐衝撃性に優れ、外観改善効果があるため、大型成形品や薄肉成形品として有用であることが記載されている。さらに、特許文献3には、耐衝撃性、成形性、流動性に優れた材料として、ポリカーボネート樹脂、複合ゴム系グラフト共重合体、リン酸エステル化合物及びポリテトラフルオロエチレンからなる難燃性樹脂組成物が記載されている。
OA機器、家電製品等においては、小型化、軽量化、高機能化等を目的としてその成形品は年々薄肉化されたり、その要求性能は高度化しており、難燃性、耐衝撃性、さらに高温成形に耐え得る熱安定性を有し、さらに色相や耐湿熱性に優れるポリカーボネート樹脂組成物が求められている。
また、難燃化されたポリカーボネート/スチレン系樹脂のアロイ組成物は、コンピューター、ノートブック型パソコン、各種携帯端末、プリンター、複写機等の電気・電子機器やOA・情報機器等の部材として好適に使用されている。
中でもリン系難燃剤によって難燃化されたポリカーボネート/スチレン系樹脂アロイ組成物は、リン系難燃剤の可塑化効果により成形性に非常に優れるため、薄肉、大型成形品を得るためには最も一般的な組成物である(例えば特許文献4〜6参照)。
しかし、特にOA機器、家電製品等においては、小型化、軽量化、高機能化等を目的としてその成形品は年々薄肉化されており、より高い成形性を得るために、加工温度を上げなくてはならず、また滞留時間が延びる傾向にあるため、上述のようなポリカーボネート/スチレン系樹脂アロイでは、高い衝撃強度を維持することができない、または黄変が起こり所望の色相の成形品が得られないという課題を有している。
このように、ポリカーボネート/スチレン系樹脂アロイでは、難燃性、耐衝撃性、さらに高温成形に耐え得る熱安定性を有し、さらに色相や耐湿熱性に優れることが求められている。
特開平08−259791号公報 特開2001−123056号公報 特開平11−21441号公報 特許第3638806号公報 特許第4080851号公報 特許第4157271号公報
本発明の目的(課題)は、難燃性、耐衝撃性、さらには色相や耐湿熱性に優れると共に高温成形に耐え得る熱安定性を有するポリカーボネート樹脂組成物及び成形品を提供することにある。
本発明者は、上記課題を達成すべく、鋭意検討を重ねた結果、ポリカーボネート樹脂あるいはポリカーボネート樹脂/ABS樹脂アロイに、リン酸エステル化合物、ホスファイト系酸化防止剤、さらに2,4−ジ−tert−ブチルフェノールを特定の量で含有することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明は、以下のポリカーボネート樹脂組成物及び成形品に関する。
[1]ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を含むグラフト共重合体(B)0〜40質量部、リン酸エステル化合物(C)10〜30質量部、ホスファイト系酸化防止剤(D)0.001〜1.0質量部、及び2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)0.00001〜0.1質量部を含有することを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
[2]ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を含むグラフト共重合体(B)を10〜40質量部、リン酸エステル化合物(C)を15〜30質量部含有する上記[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[3]ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を含むグラフト共重合体(B)を0質量部以上10質量部未満、リン酸エステル化合物(C)を10〜25質量部含有する上記[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[4]ホスファイト系酸化防止剤(D)がトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトである上記[1]〜[3]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[5]さらに、コア/シェル型エラストマー(F)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、1〜20質量部含有する上記[1]〜[4]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[6]さらに、タルク(G)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、1〜10質量部含有する上記[1]〜[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[7]さらに、白色顔料(H)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜7質量部含有する上記[1]〜[6]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[8]白色顔料(H)が酸化チタンである上記[7]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[9]ホスファイト系酸化防止剤(D)と2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)の含有量の合計が、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.002〜1質量部である上記[1]〜[8]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[10]2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)とホスファイト系酸化防止剤(D)の質量比(E)/(D)が0.001〜1である上記[1]〜[9]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[11]上記[1]〜[10]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、優れた難燃性と耐衝撃性、さらに高温成形に耐え得る高度の熱安定性を有し、さらに色相や耐湿熱性に優れる。
以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定して解釈されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」とは、特に断りのない限り、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また、「部」とは、特に断りのない限り、質量基準に基づく質量部を表す。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を含むグラフト共重合体(B)0〜40質量部、リン酸エステル化合物(C)10〜30質量部、ホスファイト系酸化防止剤(D)0.001〜1.0質量部、及び2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)0.00001〜0.1質量部を含有することを特徴とする。
[ポリカーボネート樹脂(A)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂(A)の種類に制限はない。また、ポリカーボネート樹脂(A)は、1種類を用いてもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で併用してもよい。
ポリカーボネート樹脂は、式:−[−O−X−O−C(=O)−]−で示される炭酸結合を有する基本構造の重合体である。式中、Xは一般には炭化水素であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたXを用いてもよい。
また、ポリカーボネート樹脂は、炭酸結合に直接結合する炭素がそれぞれ芳香族炭素である芳香族ポリカーボネート樹脂、及び脂肪族炭素である脂肪族ポリカーボネート樹脂に分類できるが、いずれを用いることもできる。中でも、耐熱性、機械的物性、電気的特性等の観点から、芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましい。
ポリカーボネート樹脂の具体的な種類に制限はないが、例えば、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを反応させてなるポリカーボネート重合体が挙げられる。この際、ジヒドロキシ化合物及びカーボネート前駆体に加えて、ポリヒドロキシ化合物等を反応させるようにしてもよい。また、二酸化炭素をカーボネート前駆体として、環状エーテルと反応させる方法も用いてもよい。またポリカーボネート重合体は、直鎖状でもよく、分岐鎖状でもよい。さらに、ポリカーボネート重合体は1種の繰り返し単位からなる単重合体であってもよく、2種以上の繰り返し単位を有する共重合体であってもよい。このとき共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体等、種々の共重合形態を選択することができる。なお、通常、このようなポリカーボネート重合体は、熱可塑性の樹脂となる。
芳香族ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーのうち、芳香族ジヒドロキシ化合物の例を挙げると、
1,2−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジヒドロキシベンゼン(即ち、レゾルシノール)、1,4−ジヒドロキシベンゼン等のジヒドロキシベンゼン類;
2,5−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類;
2,2’−ジヒドロキシ−1,1’−ビナフチル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類;
2,2’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルエーテル、1,4−ビス(3−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン等のジヒドロキシジアリールエーテル類;
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(即ち、ビスフェノールA)、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)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(3,5−ジメチル−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、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)(4−プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ナフチルエタン、
1,1−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)ブタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(ヒドロキシアリール)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−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,4−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ジメチルシクロヘキサン、
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、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−プロピル−5−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−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)−4−フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)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ール類;
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ールスルフィド類;
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ールスルホキシド類;
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ールスルホン類;
等が挙げられる。
これらの中ではビス(ヒドロキシアリール)アルカン類が好ましく、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、耐熱性の点から2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(即ち、ビスフェノールA)が好ましい。
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
また、脂肪族ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーの例を挙げると、
エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジオール、2−メチル−2−プロピルプロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、デカン−1,10−ジオール等のアルカンジオール類;
シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)シクロヘキサノール、2,2,4,4−テトラメチル−シクロブタン−1,3−ジオール等のシクロアルカンジオール類;
エチレングリコール、2,2’−オキシジエタノール(即ち、ジエチレングリコール)、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、スピログリコール等のグリコール類;
1,2−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、1,4−ベンゼンジメタノール、1,4−ベンゼンジエタノール、1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、2,3−ビス(ヒドロキシメチル)ナフタレン、1,6−ビス(ヒドロキシエトキシ)ナフタレン、4,4’−ビフェニルジメタノール、4,4’−ビフェニルジエタノール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ビフェニル、ビスフェノールAビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、ビスフェノールSビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル等のアラルキルジオール類;
1,2−エポキシエタン(即ち、エチレンオキシド)、1,2−エポキシプロパン(即ち、プロピレンオキシド)、1,2−エポキシシクロペンタン、1,2−エポキシシクロヘキサン、1,4−エポキシシクロヘキサン、1−メチル−1,2−エポキシシクロヘキサン、2,3−エポキシノルボルナン、1,3−エポキシプロパン等の環状エーテル類;等が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーのうち、カーボネート前駆体の例を挙げると、カルボニルハライド、カーボネートエステル等が使用される。なお、カーボネート前駆体は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
カルボニルハライドとしては、具体的には例えば、ホスゲン;ジヒドロキシ化合物のビスクロロホルメート体、ジヒドロキシ化合物のモノクロロホルメート体等のハロホルメート等が挙げられる。
カーボネートエステルとしては、具体的には例えば、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ールカーボネート類;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;ジヒドロキシ化合物のビスカーボネート体、ジヒドロキシ化合物のモノカーボネート体、環状カーボネート等のジヒドロキシ化合物のカーボネート体等が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、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、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。
ポリカーボネート樹脂(A)に関するその他の事項
ポリカーボネート樹脂(A)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]は、通常10000以上、好ましくは14000以上、より好ましくは15000以上であり、また、通常40000以下、好ましくは33000以下、より好ましくは30000以下である。粘度平均分子量を前記範囲の下限値以上とすることにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の機械的強度をより向上させることができ、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、粘度平均分子量を前記範囲の上限値以下とすることにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の流動性低下を抑制して改善でき、成形加工性を高めて成形加工を容易に行えるようになる。
なお、粘度平均分子量の異なる2種類以上のポリカーボネート樹脂を混合して用いてもよく、この場合には、粘度平均分子量が上記の好適な範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
なお、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=1.23×10−4Mv0.83 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。
ポリカーボネート樹脂(A)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が、通常1,000ppm以下、好ましくは800ppm以下、より好ましくは600ppm以下である。これにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の滞留熱安定性及び色調をより向上させることができる。また、その下限は、特に溶融エステル交換法で製造されたポリカーボネート樹脂では、通常10ppm以上、好ましくは30ppm以上、より好ましくは40ppm以上である。これにより、分子量の低下を抑制し、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の機械的特性をより向上させることができる。
なお、末端水酸基濃度の単位は、ポリカーボネート樹脂の質量に対する、末端水酸基の質量をppmで表示したものである。その測定方法は、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。
ポリカーボネート樹脂(A)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。)で用いてもよく、ポリカーボネート樹脂と他の熱可塑性樹脂とのアロイ(混合物)とを組み合わせて用いてもよい。さらに、例えば、難燃性や耐衝撃性をさらに高める目的で、ポリカーボネート樹脂を、シロキサン構造を有するオリゴマー又はポリマーとの共重合体;熱酸化安定性や難燃性をさらに向上させる目的でリン原子を有するモノマー、オリゴマー又はポリマーとの共重合体;熱酸化安定性を向上させる目的で、ジヒドロキシアントラキノン構造を有するモノマー、オリゴマー又はポリマーとの共重合体;光学的性質を改良するためにポリスチレン等のオレフィン系構造を有するオリゴマー又はポリマーとの共重合体;耐薬品性を向上させる目的でポリエステル樹脂オリゴマー又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として構成してもよい。
また、成形品の外観の向上や流動性の向上を図るため、ポリカーボネート樹脂(A)は、ポリカーボネートオリゴマーを含有していてもよい。このポリカーボネートオリゴマーの粘度平均分子量[Mv]は、通常1500以上、好ましくは2000以上であり、また、通常9500以下、好ましくは9000以下である。さらに、含有されるポリカーボネートリゴマーは、ポリカーボネート樹脂(ポリカーボネートオリゴマーを含む)の30質量部以下とすることが好ましい。
さらにポリカーボネート樹脂(A)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ポリカーボネート樹脂(いわゆるマテリアルリサイクルされたポリカーボネート樹脂)であってもよい。前記の使用済みの製品としては、例えば、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、波板等の建築部材などが挙げられる。また、製品の不適合品、スプルー、ランナー等から得られた粉砕品又はそれらを溶融して得たペレット等も使用可能である。
[芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を含むグラフト共重合体(B)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物が含有してもよいグラフト共重合体(B)は、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)、ジエン系ゴム質重合体成分(b3)を含むグラフト共重合体である。グラフト共重合体(B)は、好ましくは、芳香族ビニル単量体成分(b1)40〜80質量%、シアン化ビニル単量体成分(b2)10〜30質量%、ジエン系ゴム質重合体成分(b3)10〜50質量%及びその他の単量体成分(b4)0〜30質量%からなることが好ましい。
グラフト共重合体(B)における芳香族ビニル単量体成分(b1)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、ビニルキシレン、エチルスチレン、ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルナフタレン、メトキシスチレン、モノブロムスチレン、ジブロムスチレン、フルオロスチレン、トリブロムスチレン等が挙げられ、特にスチレンが好ましい。
芳香族ビニル単量体成分(b1)のグラフト共重合体(B)中の割合は、グラフト共重合体(B)100質量%中、好ましくは40〜80質量%の範囲であり、より好ましくは45質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上、特に好ましくは55質量%以上であり、より好ましくは75質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下、特に好ましくは65質量%以下である。
グラフト共重合体(B)におけるシアン化ビニル単量体成分(b2)としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられ、特にアクリロニトリルが好ましい。
シアン化ビニル単量体成分(b2)のグラフト共重合体(B)中の割合は、グラフト共重合体(B)100質量%中、好ましくは10〜30質量%の範囲であり、より好ましくは12質量%以上、さらに好ましくは14質量%以上、特に好ましくは15質量%以上であり、より好ましくは28質量%以下、さらに好ましくは26質量%以下、特に好ましくは25質量%以下である。
グラフト共重合体(B)のジエン系ゴム質重合体成分(b3)としては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体等のゴム成分が用いられ、ジエン系ゴム質重合体成分(b3)のグラフト共重合体(B)中の割合は、グラフト共重合体(B)100質量%中、好ましくは10〜50質量%の範囲であり、より好ましくは13質量%以上、さらに好ましくは14質量%以上、特に好ましくは15質量%以上であり、より好ましくは45質量%以下である。
さらに、これらと共重合可能なその他の単量体成分(b4)を共重合したものでも良く、この場合、共重合可能な他のビニルモノマーとしては、例えば、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド系モノマー、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド等のアクリルアミド系モノマー、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和酸、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート等が挙げられる。
その他の単量体成分(b4)のグラフト共重合体(B)中の割合は、グラフト共重合体(B)100質量%中、好ましくは0〜30質量%の範囲であり、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。
グラフト共重合体(B)の具体例としては、アクリロニトリル−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−スチレン−α−メチルスチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−N−フェニルマレイミド共重合体等が好ましく例示される。
グラフト共重合体(B)は、通常、塊状重合、溶液重合、懸濁重合及び乳化重合等の方法で製造され、いずれの方法によるものでも使用可能である。
グラフト共重合体(B)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0〜40質量部である。
グラフト共重合体(B)の好ましい含有量は、第1の態様では、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、10〜40質量部であり、より好ましくは12質量部以上、さらに好ましくは15質量部以上、特に好ましくは18質量部以上であり、好ましくは35質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下、特に好ましくは27質量部以下であり、より好ましくは12〜35質量部、さらに好ましくは15〜30質量部、特に好ましくは18〜27質量部である。
また、グラフト共重合体(B)を含まない、あるいは少量含有する第2の態様でのグラフト共重合体(B)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0質量部または0質量部超10質量部未満であることが好ましく、0質量部以上8質量部未満であることが好ましく、0質量部以上6.5質量部未満であることがさらに好ましい。
[リン酸エステル化合物(C)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、難燃剤としてリン酸エステル化合物(C)を含有する。リン酸エステル化合物(C)としては、低分子であっても、オリゴマーであっても、ポリマーであってもよいが、熱安定性の面から、一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物が特に好ましい。
(式(1)中、R、R、R及びRは、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基又はアルキル基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示し、p、q、r及びsは、それぞれ0又は1であり、kは0から5の整数であり、Xはアリーレン基を示す。)
上記式(1)で表されるリン酸エステル化合物は、kが異なる数を有する化合物の混合物であってもよく、かかるkが異なる縮合リン酸エステルの混合物の場合は、kはそれらの混合物の平均値となる。kは、通常0〜5の整数であり、異なるk数を有する化合物の混合物の場合は、平均のk数は好ましくは0.5〜2、より好ましくは0.6〜1.5、さらに好ましくは0.8〜1.2、特に好ましくは0.95〜1.15の範囲である。
また、Xは、二価のアリーレン基を示し、例えばレゾルシノール、ハイドロキノン、ビスフェノールA、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、2,3’−ジヒドロキシビフェニル、2,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、1,8−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシ化合物から誘導される二価の基である。これらのうち、特に、レゾルシノール、ビスフェノールA、3,3’−ジヒドロキシビフェニルから誘導される二価の基が好ましい。
また、式(1)におけるp、q、r及びsは、それぞれ0又は1を表し、中でも1であることが好ましい。
また、R、R、R及びRは、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基又はアルキル基で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリール基を示す。このようなアリール基としては、フェニル基、クレジル基、キシリル基、イソプロピルフェニル基、ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、ジ−tert−ブチルフェニル基、p−クミルフェニル基等が挙げられるが、フェニル基、クレジル基、キシリル基がより好ましい。
式(1)で表されるリン酸エステル化合物の具体例としては、
トリフェニルホスフェート(TPP)、トリクレジルホスフェート(TCP)、トリキシレニルホスフェート(TXP)、クレジルジフェニルホスフェート(CDP)、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート(EHDP)、tert−ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ビス−(tert−ブチルフェニル)フェニルホスフェート、トリス−(tert−ブチルフェニル)ホスフェート、イソプロピルフェニルジフェニルホスフェート、ビス−(イソプロピルフェニル)ジフェニルホスフェート、トリス−(イソプロピルフェニル)ホスフェート等の芳香族リン酸エステル類;
レゾルシノールビス−ジフェニルホスフェート(RDP)、レゾルシノールビス−ジキシレニルホスフェート(RDX)、ビスフェノールAビス−ジフェニルホスフェート(BDP)、ビフェニルビス−ジフェニルホスフェート等の縮合リン酸エステル類;
等が挙げられる。
式(1)で表されるリン酸エステル化合物の酸価は、0.2mgKOH/g以下が好ましく、より好ましくは0.15mgKOH/g以下であり、さらに好ましくは0.1mgKOH/g以下であり、特に好ましくは0.05mgKOH/g以下である。かかる酸価の下限は実質的に0とすることも可能である。一方、ハーフエステルの含有量は1.1質量部以下がより好ましく、0.9質量部以下がさらに好ましい。酸価が0.2mgKOH/gを超える場合やハーフエステル含有量が1.5mgを超える場合は、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性や耐加水分解性の低下を招き易い。
リン酸エステル化合物(C)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、10〜30質量部であり、好ましくは11質量部以上、より好ましくは12質量部以上であり、より好ましくは28質量部以下、さらに好ましくは25質量部以下であり、好ましくは11〜30質量部、さらに好ましくは12〜30質量部、特に好ましくは15〜30質量部、最も好ましくは15〜28質量部である。リン酸エステル化合物(C)の配合量が10質量部を下回る場合は、難燃性が不十分であり、30質量部を超えると著しい耐熱性の低下や、機械物性の低下を引き起こしやすい。
[ホスファイト系酸化防止剤(D)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ホスファイト系酸化防止剤(D)を含有する。ホスファイト化合物は、一般式:P(OR)で表される3価のリン化合物であり、Rは、1価又は2価の有機基を表す。
このようなホスファイト化合物としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(モノノニルフェニル)ホスファイト、トリス(モノノニル/ジノニル・フェニル)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、モノオクチルジフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリステアリルホスファイト、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−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジホスファイト、6−[3−(3−tert−ブチル−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]−ジオキサホスフェピン等が挙げられる。
このようなホスファイト化合物の中でも、下記式(2)又は(3)で表される芳香族ホスファイト化合物が、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の耐熱変色性を効果的により高めにすることができるため好ましい。
(式中、R、R及びRは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、炭素数6以上30以下のアリール基を表す。)
(式中、R及びRは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、炭素数6以上30以下のアリール基を表す。)
上記式(2)で表されるホスファイト化合物としては、中でもトリフェニルホスファイト、トリス(モノノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト等が好ましく、中でもトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトがより好ましい。このような、有機ホスファイト化合物としては、具体的には例えば、ADEKA社製「アデカスタブ1178」、住友化学社製「スミライザーTNP」、城北化学工業社製「JP−351」、ADEKA社製「アデカスタブ2112」、BASF社製「イルガフォス168」、城北化学工業社製「JP−650」等が挙げられる。
上記式(3)で表されるホスファイト化合物としては、中でもビス(2,4−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、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、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトのようなペンタエリスリトールジホスファイト構造を有するものが特に好ましい。このような有機ホスファイト化合物としては、具体的には例えば、ADEKA社製「アデカスタブPEP−24G」、「アデカスタブPEP−36」、Doverchemical社製「Doverphos S−9228」等が好ましく挙げられる。
ホスファイト系酸化防止剤(D)は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
ホスファイト系酸化防止剤(D)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、0.001〜1.0質量部であり、好ましくは0.002質量部以上、より好ましくは0.003質量部以上であり、また、好ましくは0.8質量以下、より好ましくは0.65質量部以下、更に好ましくは0.5質量部以下である。ホスファイト系酸化防止剤(D)の含有量が、0.001質量部未満の場合は、色相、耐湿熱性が不十分となり、1.0質量部を超える場合は、耐衝撃性、耐湿熱性が却って悪化しやすい。
[2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)を含有する。
2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.00001〜0.1質量部であり、好ましくは0.00005質量部以上、より好ましくは0.0001質量部以上、さらに好ましくは0.0002質量部以上、特に好ましくは0.0003質量部以上であり、さらに好ましくは0.0004質量部以上であり、また、好ましくは0.09質量以下であり、より好ましくは0.08質量部以下であり、さらに好ましくは0.07質量部以下であり、好ましくは0.0002〜0.09質量部、より好ましくは0.0003〜0.08質量部、さらに好ましくは0.0003〜0.07質量部である。2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)の含有量が、0.00001質量部未満の場合は色相、耐湿熱性が不十分となり、0.1質量部を超える場合は耐衝撃性や耐湿熱性が悪化しやすい。
そして、ホスファイト系酸化防止剤(D)と2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)の含有量の合計は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.002〜1質量部であることが好ましく、より好ましくは0.003質量部以上、さらに好ましくは0.005質量部以上であり、また、より好ましくは0.9質量以下、さらに好ましくは0.8質量以下であり、好ましくは0.003〜0.9質量部、より好ましくは0.005〜0.8質量部である。
また、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)とホスファイト系酸化防止剤(D)の含有量の質量比(E)/(D)は0.001〜1であることが好ましく、0.005〜0.8がより好ましく、0.01〜0.5がさらに好ましく、0.02〜0.5が特に好ましい。
[コア/シェル型エラストマー(F)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、コア/シェル型エラストマー(F)を含有する。
コア/シェル型のエラストマーとしては、コア/シェル型グラフト共重合体タイプのものが好ましく、ポリブタジエン等のジエン系ゴム、ポリブチルアクリレート系ゴム、ポリオルガノシロキサンゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴム等から選ばれる少なくとも1種のゴム成分をコア層とし、その周囲に(メタ)アクリル酸エステルを共重合して形成されたシェル層からなるコア/シェル型グラフト共重合体が挙げられる。
中でも、ジエン系ゴム質重合体をコア層とし、これに(メタ)アクリル酸エステル化合物をグラフト共重合したシェル層とするグラフト共重合体型のエラストマーが好適に使用される。グラフト共重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などのいずれの製造方法であってもよい。
コア層のジエン系ゴムとしては、ポリブタジエン、(部分)水添ポリブタジエン、並びにブタジエン−スチレン共重合体、(部分)水添ポリブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−スチレンブロック共重合体、(部分)水添ポリブタジエン−スチレンブロック共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−イソブチルアクリレートを主成分とするアクリル系ゴム共重合体等のブタジエン及びブタジエンと共重合し得る1種以上のビニル系単量体との共重合体等のブタジエン系ゴムや、ポリイソブチレン、ポリイソブチレン−スチレン共重合体、ポリイソブチレン−スチレンブロック共重合体等のイソブチレン系ゴム等が挙げられ、中でもブタジエン系ゴムが好ましい。
ブタジエン系ゴムとしては、特に、1,3−ブタジエン95〜100質量%と、1,3−ブタジエンと共重合し得る1種以上のビニル系単量体0〜5質量%を共重合して得られるものとを共重合して得られるポリブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−スチレンブロック共重合体がより好ましく、1,3−ブタジエンが実質的に100質量%からなるポリブタジエンが特に好ましい。ポリブタジエン実質的に100質量%とは、ブタジエンのみからなるゴムを意味するが、ゴム質重合体の熱安定性を高める目的や、粒径制御をしやすくする為に、微量の他成分を含んでいてもよい。但し、このとき他成分としては、ブタジエン系ゴム中、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。
また、ジエン系ゴムに、グラフト重合させる(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル;
フェニルメタクリレート、ナフチルメタクリレート等のアリールメタクリレート;
グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等のグリシジル基含有メタクリレート;等が挙げられるが、中でも耐熱性とポリカーボネート樹脂とのバランスの面よりメタクリル酸アルキルエステルが好ましく、メチルメタクリレートがより好ましい。
なお、上記(メタ)アクリル酸エステル化合物は1種又は2種以上を使用することができる。
また、上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のほかに、所望に応じてその他のビニル系単量体を含有してよい。その他のビニル系単量体としては、例えば、
スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;
メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド化合物;
マレイン酸、フタル酸、イタコン酸等のα,β−不飽和カルボン酸化合物やそれらの無水物(例えば無水マレイン酸等);
等が挙げられる。
さらに、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン等の芳香族多官能ビニル化合物;
エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート等の多価アルコールの不飽和カルボン酸エステル類;
アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル等の不飽和カルボン酸アリルエステル;
ジアリルフタレート、ジアリルセバケート、トリアリルトリアジン等のジ及びトリアリル化合物等の架橋性単量体を併用することもできる。
このような好ましいコア/シェル型エラストマーにおける、ジエン系ゴムの含有量は、ジエン系ゴム、(メタ)アクリル酸エステル化合物、その他の単量体及び架橋性単量体の合計100質量%中、50〜95質量%であることが好ましく、より好ましくは70〜90質量%、さらに好ましくは75〜85質量%である。
また、ジエン系ゴムにグラフト共重合させる(メタ)アクリル酸エステル化合物は、(メタ)アクリル酸エステル化合物、その他の単量体及び架橋性単量体の合計100質量%中、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは75〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%、特に好ましくは実質的に100質量%である。
コア/シェル型エラストマーのグラフト共重合体の製造法については、特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などのいずれの製造方法であってもよく、また共重合の方式は一段グラフトでも多段グラフトであってもよいが、生産性や粒径を制御しやすい点より、乳化重合法が好ましく、多段乳化重合法がより好ましい。この多段乳化重合法としては、例えば、特開2003−261629号公報に記載している重合法が挙げられる。
さらに、コア/シェル型エラストマー(F)の平均粒径は、160〜240nmであることが好ましい。平均粒径が上記下限値より小さい場合は、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の耐衝撃性が不十分となりやすく、また、平均粒径が上記上限値を超える場合は、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の難燃性、防火性が低下しやすく、高温成形時の耐衝撃性も低下し、さらに初期色相も悪化しやすい。平均粒径は170〜220nmがより好ましく、180〜210nmであることがさらに好ましい。
なお、平均粒径は重合終了後のグラフト共重合体溶液を動的光散乱法にて測定した時の体積平均粒子径D50によって求められる。測定は、例えば、日機装社製「マイクロトラック粒度分析計9230UPA」を用いることができる。
このようなコア/シェル型エラストマーとしては、例えば、ローム・アンド・ハース・ジャパン社製の「パラロイド(登録商標、以下同じ)EXL2602」、「パラロイドEXL2603」、「パラロイドEXL2655」、「パラロイドEXL2311」、「パラロイドEXL2313」、「パラロイドEXL2315」、「パラロイドKM330」、「パラロイドKM336P」、「パラロイドKCZ201」、三菱ケミカル社製の「メタブレン(登録商標、以下同じ)C−223A」、「メタブレンE−901」、「メタブレンE−875A」、「メタブレンS−2001」、「メタブレンSRK−200」、カネカ社製の「カネエース(登録商標、以下同じ)M511」、「カネエースM711」、「カネエースM600」、「カネエースM400」、「カネエースM580」、「カネエースMR−01」等が挙げられる。
コア/シェル型エラストマー(F)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1〜20質量部であり、より好ましくは2質量部以上、さらに好ましくは3質量部以上、特には4質量部以上であり、またより好ましくは15質量部以下、さらに好ましくは12質量部以下、特には10質量部以下であり、より好ましくは2〜15質量部、さらに好ましくは3〜12質量部、最も好ましくは4〜10質量部である。コア/シェル型エラストマー(F)の含有量が、前記範囲の下限値より小さい場合は、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の耐衝撃性が不十分となり、含有量が前記範囲の上限値を超える場合は、難燃性、耐衝撃性、色相、耐湿熱性の低下を招きやすい。
[白色顔料(G)]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、白色顔料(G)を含むことも好ましい。白色顔料を含有することにより、樹脂成形品を白度をすることが可能になる。白色顔料としては、酸化チタン、ZnS、ZnO等が例示され、酸化チタンがより好ましい。
酸化チタンとしては、一般に市販されているものの中で白色度の点で、酸化チタンを80質量%以上含有するものを用いるのが好ましい。酸化チタンとしては、例えば、一酸化チタン(TiO)、三酸化ニチタン(Ti)、二酸化チタン(TiO)などが挙げられ、これらのいずれを使用してもよいが、二酸化チタンが好ましい。また、酸化チタンとしては、ルチル型の結晶構造を有するものが好ましく使用される。
白色顔料の平均一次粒子径は、1μm以下であることが好ましく、0.001〜0.5μmの範囲内であることがより好ましく、0.002〜0.1μmの範囲内であることがさらに好ましい。白色顔料の平均粒径をこのような範囲とし、配合量を後述の範囲内とすることにより、白色度の高い成形品とすることができる。
白色顔料(G)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜7質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは0.2質量部以上であり、より好ましくは6質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。
白色顔料を1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
[フルオロポリマー]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物はフルオロポリマーを含有することが好ましい。
フルオロポリマーとしては、例えば、フルオロオレフィン樹脂が挙げられる。フルオロオレフィン樹脂は、通常フルオロエチレン構造を含む重合体あるいは共重合体である。具体例としては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、テトラフルオロエチレン/パーフルアルキルビニルエーテル共重合樹脂等が挙げられる。中でも好ましくはテトラフルオロエチレン樹脂等が挙げられる。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挙げられる。
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」、「テフロン(登録商標)640J」、ダイキン工業社製「ポリフロンF201L」、「ポリフロンF103」、「ポリフロンFA500B」、「ポリフロンFA500H」などが挙げられる。さらに、フルオロエチレン樹脂の水性分散液の市販品として、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)31−JR」、ダイキン工業社製「フルオンD−210C」等が挙げられる。さらに、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でき、このようなフルオロエチレン重合体としては、ポリスチレン−フルオロエチレン複合体、ポリスチレン−アクリロニトリル−フルオロエチレン複合体、ポリメタクリル酸メチル−フルオロエチレン複合体、ポリメタクリル酸ブチル−フルオロエチレン複合体等が挙げられ、具体例としては三菱ケミカル社製「メタブレンA−3800」、GEスペシャリティケミカル社製「ブレンデックス449」等が挙げられる。なお、滴下防止剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
本発明におけるフルオロポリマーは、標準比重の値が、2.15〜2.22のものを使用することが好ましい。標準比重が、2.15を下回る場合は、成形品外観が低下する傾向にあるため好ましくない。また標準比重が2.22を超える場合は、耐ドリップ性が低下する傾向にあるため好ましくない。標準比重の値は、2.155〜2.215であることが好ましく、2.16〜2.1であることがさらに好ましく、2.16〜2.20であることが特に好ましく、2.165〜2.19であることが最も好ましい。なお、標準比重(SSGともいう。)は、ASTM D4895に準拠して成形されたサンプルを用い、水置換法により測定する値である。
また、フルオロポリマーの平均粒径は、特に制限はないが、300〜1,000μmであることが好ましい。平均粒径が300μmを下回る場合は、ポリカーボネート樹脂組成物の耐ドリップ性が低下する可能性があり、また1,000μmを超える場合は、フルオロポリマーが凝集しやすくなり、成形体とした場合に白点異物等の外観不良を引き起こす可能性があるため好ましくない。このような観点より、フルオロポリマーの平均粒径は、350〜800μmであることがより好ましく、380〜750μmであることがさらに好ましく、400〜700μmであることが特に好ましい。
フルオロポリマーの含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜1質量部が好ましく、より好ましくは0.03質量部以上、さらに好ましくは0.05質量部以上、特に好ましくは0.1質量部以上であり、また、より好ましくは0.8質量部以下、さらに好ましくは0.7質量部以下である。フルオロポリマーの含有量が0.01質量部未満の場合は、滴下防止剤による難燃性の効果が不十分となり、含有量が1質量部を超える場合は、ポリカーボネート樹脂組成物を成形した成形品の外観不良や機械的強度の低下が生じやすい。
[離型剤]
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は離型剤を含有することが好ましい。
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、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などが好ましく挙げられる。
脂肪族カルボン酸としては、例えば、飽和又は不飽和の脂肪族一価、二価又は三価カルボン酸を挙げることができる。ここで脂肪族カルボン酸とは、脂環式のカルボン酸も包含する。これらの中で好ましい脂肪族カルボン酸は、炭素数6〜36の一価又は二価カルボン酸であり、炭素数6〜36の脂肪族飽和一価カルボン酸がさらに好ましい。かかる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、アゼライン酸などが挙げられる。
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルにおける脂肪族カルボン酸としては、例えば、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。一方、アルコールとしては、例えば、飽和又は不飽和の一価又は多価アルコールが挙げられる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数30以下の一価又は多価の飽和アルコールが好ましく、炭素数30以下の脂肪族飽和一価アルコール又は脂肪族飽和多価アルコールがさらに好ましい。なお、ここで脂肪族とは、脂環式化合物も包含する用語として使用される。
かかる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。
なお、上記のエステルは、不純物として脂肪族カルボン酸及び/又はアルコールを含有していてもよい。また、上記のエステルは、純物質であってもよいが、複数の化合物の混合物であってもよい。さらに、結合して一つのエステルを構成する脂肪族カルボン酸及びアルコールは、それぞれ、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
脂肪族カルボン酸とアルコールとの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、例えば、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。なお、ここで脂肪族炭化水素としては、脂環式炭化水素も含まれる。また、これらの炭化水素は部分酸化されていてもよい。
これらの中では、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、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。
また、前記の脂肪族炭化水素の数平均分子量は、好ましくは5,000以下である。
なお、脂肪族炭化水素は、単一物質であってもよいが、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使用できる。
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、メチルフェニ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る。
なお、上述した離型剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
離型剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、通常0.001質量部以上、好ましくは0.01質量部以上であり、また、通常2質量部以下、好ましくは1質量部以下である。離型剤の含有量が前記範囲の下限値未満の場合は、離型性の効果が十分でない場合があり、離型剤の含有量が前記範囲の上限値を超える場合は、耐加水分解性の低下、射出成形時の金型汚染などが生じる可能性がある。
[2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)以外のフェノール系化合物]
また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)以外のフェノール系化合物を含んでもよい。
その具体例としては、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、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,4−ビス−(α,α−ジメチルベンジル)フェノールなどが挙げられる。
2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)以外のフェノール系化合物を含有する場合の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、特に好ましくは0.3質量部以下である。
[その他の成分]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上述したもの以外にその他の樹脂や添加剤等を含有してもよい。
その他の樹脂としては、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−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;ポリスルホン樹脂等が挙げられる。
なお、その他の樹脂は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
ただし、その他の樹脂を含有する場合の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、20質量部以下とすることが好ましく、10質量部以下がより好ましく、さら5質量部以下、特には3質量部以下とすることが好ましい。
樹脂添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、染顔料、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。なお、樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
[成形体]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、通常、任意の形状に成形して成形体として用いる。この成形体の形状、模様、色彩、寸法などに制限はなく、その成形体の用途に応じて任意に設定すればよい。
成形体の例を挙げると、電気・電子機器、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、照明機器等の部品が挙げられる。これらの中でも、特に電気・電子機器やOA機器の筐体に用いて好適であり、プリンター、複写機、プロジェクター、モデム及びルーター等の筐体に特に好適である。
成形体の製造方法は、ポリカーボネート樹脂組成物について一般に採用されている成形法を任意に採用できる。その例を挙げると、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、ブロー成形法などが挙げられる。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できる。
上記の中でも、射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法などの射出成形法が好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、高温の成形条件下であっても、熱安定性が優れる。本発明のポリカーボネート樹脂組成物が、グラフト共重合体(B)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、10〜40質量部含有する場合では、樹脂温度が260℃以上というような高温の成形条件下であっても、熱安定性が優れるので、樹脂温度を265℃以上、特には270℃以上で射出成形することが可能となる。この際の樹脂温度の上限は好ましくは280℃程度である。本発明のポリカーボネート樹脂組成物が、グラフト共重合体(B)の含有量が、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0〜10質量部の場合には、樹脂温度が290℃以上というような高温の成形条件下であっても、熱安定性が優れるので、樹脂温度を290℃以上、特には300℃以上で射出成形することが可能である。この際の樹脂温度の上限は好ましくは320℃程度である。
以下、実施例を示して本発明について、更に具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
以下の実施例及び比較例に使用した各成分は以下の表1の通りである。
(実施例1〜20、比較例1〜11)
[樹脂ペレット製造]
上記表1に記したC成分以外の各成分を、後記表2〜6に記した割合(全て質量部で記載)で配合し、タンブラーにて20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製二軸押出機(TEX30α)に上流のフィーダーより供給し、さらにC成分を、表2〜6に記した割合(質量部)で、バレルの途中より供給しながら、回転数250rpm、吐出量40kg/時間、バレル温度260℃の条件で混練し、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、樹脂組成物のペレットを得た。
[試験片の作製]
上述の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業社製の射出成形機(SE100DU型)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度40℃の条件で射出成形し、長さ125mm、幅13mm、厚さが1.5mmのUL94−5V試験用試験片を成形した。
同様に上述の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製の射出成形機(NEX80III、型締め力80T)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度40℃の条件で射出成形し、ISO多目的試験片(3mm)を成形した。
[難燃性評価]
各樹脂組成物の難燃性の評価は、上記で得られたUL試験用試験片(1.5mm厚)を、温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿し、UL94−5V規格に準拠して行った。
[耐衝撃性(シャルピー衝撃値)]
上述の方法で得られた270℃成形ISO多目的試験片(3mm)を用い、ISO179に準拠してノッチ付シャルピー衝撃強度(単位:kJ/m)を測定し評価した。
[初期色相(初期b値)]
上述の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業社製射出成形機(SE100DU型)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度40℃で射出成形し、厚さ1.0mm、2.0mm、3.0mmの部分をそれぞれ有する3段プレートを得た。
3段プレートの厚さ3.0mmの部分について、コニカミノルタ社製の分光測色計(CM3600d)を用い、光源をD65、視野を10度に設定し、SCI通常測定モードにて、初期色相(初期b値)を測定した。
[湿熱試験後の色相(湿熱試験後b値)]
次に3段プレートを、65℃、湿度85%で1000時間保持した後、湿熱試験後の色相(湿熱試験後b値)を測定した。
以上の評価結果を以下の表2〜6に示す。
(実施例21〜29、比較例12〜21)
[樹脂ペレット製造]
前記表1に記したC成分以外の各成分を、後記表7〜8以下に記した割合(全て質量部で記載)で配合し、タンブラーにて20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製二軸押出機(TEX30α)に上流のフィーダーより供給し、さらにC成分を、表7〜8に記した割合(質量部)で、バレルの途中より供給しながら、回転数250rpm、吐出量40kg/時間、バレル温度260℃の条件で混練し、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、樹脂組成物のペレットを得た。
[試験片の作製]
上述の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業社製射出成形機(SE100DU型)を用いて、シリンダー温度300℃、金型温度40℃の条件で射出成形し、長さ125mm、幅13mm、厚さが0.8mm及び1.5mmのUL試験用試験片を成形した。
同様に上述の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業社製の射出成形機(NEX80III、型締め力80T)を用いて、シリンダー温度300℃、金型温度40℃の条件で射出成形し、ISO多目的試験片(3mm)を成形した。
[難燃性評価]
各樹脂組成物の難燃性の評価は、上記で得られたUL試験用試験片を、温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿し、1.5mm厚の試験片にてUL94−5V規格、0.8mm厚の試験片でUL94−V規格に準拠して行った。
さらに、前記と同様にして、耐衝撃性(シャルピー衝撃値)、初期色相(初期b値)、
湿熱試験後の色相(湿熱試験後b値)を評価した。
評価結果を以下の表7〜8に示す。
(実施例30〜33、比較例22〜25)
[樹脂ペレット製造]
前記表1に記したC成分以外の各成分を、下記表9に記した割合(全て質量部で記載)で配合し、タンブラーにて20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製二軸押出機(TEX30α)に上流のフィーダーより供給し、さらにC成分を、表8に記した割合(質量部)で、バレルの途中より供給しながら、回転数250rpm、吐出量40kg/時間、バレル温度260℃の条件で混練し、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、樹脂組成物のペレットを得た。
[試験片の作製]
上述の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業社製の射出成形機(SE100DU型)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度40℃の条件で射出成形し、長さ125mm、幅13mm、厚さが1.5mmのUL94−5V試験用試験片を成形した。
同様に上述の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製の射出成形機(NEX80III、型締め力80T)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度40℃の条件で射出成形し、ISO多目的試験片(3mm)を成形した。
前記と同様にして、難燃性(UL94−5V、1.5mm厚)、耐衝撃性(シャルピー衝撃値)、初期色相(初期b値)、湿熱試験後の色相(湿熱試験後b値)を測定した。
評価結果を下記表9に示す。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、高温成形に耐え得る高度の熱安定性を有し、優れた難燃性と耐衝撃性、さらに色相や耐湿熱性に優れるので、電気・電子機器、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、照明機器等の部品等に好適に使用できる。

Claims (10)

  1. ビスフェノールAを出発原料とするポリカーボネート樹脂を主成分とするポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を共重合単位として含むグラフト共重合体(B)0〜40質量部、リン酸エステル化合物(C)10〜30質量部、ホスファイト系酸化防止剤(D)0.001〜1.0質量部、及び2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)0.00001〜0.1質量部を含有し、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)とホスファイト系酸化防止剤(D)の含有量の質量比(E)/(D)が0.001〜0.5であることを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
  2. ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を共重合単位として含むグラフト共重合体(B)を10〜40質量部、リン酸エステル化合物(C)を15〜30質量部含有する請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  3. ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、芳香族ビニル単量体成分(b1)、シアン化ビニル単量体成分(b2)及びジエン系ゴム質重合体成分(b3)を共重合単位として含むグラフト共重合体(B)を0質量部以上10質量部未満、リン酸エステル化合物()を10〜25質量部含有する請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  4. ホスファイト系酸化防止剤(D)がトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトである請求項1〜3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  5. さらに、コア/シェル型エラストマー(F)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、1〜20質量部含有する請求項1〜4のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  6. さらに、タルク(G)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、1〜10質量部含有する請求項1〜5のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  7. さらに、白色顔料(H)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.01〜7質量部含有する請求項1〜6のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  8. 白色顔料(H)が酸化チタンである請求項7に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  9. ホスファイト系酸化防止剤(D)と2,4−ジ−tert−ブチルフェノール(E)の含有量の合計が、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.002〜1質量部である請求項1〜8のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  10. 請求項1〜のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
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