JP6904482B2 - 熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、成形品のシルバーストリーク(Silver Streak)による外観不良(シルバー外観)を抑制し、流動性に優れる熱可塑性樹脂組成物およびその成形品に関するものである。
ポリカーボネート樹脂は、耐熱性、耐衝撃性に優れていることから、自動車分野、家電分野、OA機器分野、建材分野をはじめとする多岐の分野にわたって幅広く使用されている。一方、ABS樹脂に代表されるゴム強化スチレン樹脂は、優れた加工性、機械的特性を有していることから、自動車分野、家電分野、OA機器分野など広範な分野において、各種構成部材の成形材料として使用されている。
ポリカーボネート樹脂は、ゴム強化スチレン樹脂と比較して射出成形時の成形加工性、二次加工性に劣ることから、ポリカーボネート樹脂の欠点を補う目的で、ポリカーボネート樹脂とゴム強化スチレン樹脂を溶融混合してアロイ化されることが一般的である。特に自動車分野においては、耐熱性、耐衝撃性、成形性などに加え、寸法安定性も要求され、その改善のため、タルク等の無機充填材を配合する試みも為されている。
しかしながら、乳化重合/酸凝固/中和工程を経て製造されたゴム強化スチレン樹脂やタルク等のケイ酸塩化合物系の無機充填材は、アルカリ性を呈することがあり、ポリカーボネート樹脂に配合した場合、樹脂のアルカリ分解によるシルバーストリークといった成形品外観不具合が発生する課題があった。
ポリカーボネート樹脂/ゴム強化スチレン樹脂アロイに、タルク等のケイ酸塩化合物系の無機充填材を配合する従来の技術として、例えば、特許文献1には、芳香族ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、リン酸エステル系化合物および無機充填材を、特定組成で含有してなる樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献2には、芳香族ポリカーボネート、ABS樹脂、リン酸エステル系化合物、フルオロポリマー、タルクを特定組成で含有してなる樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献3には、特定分子量の芳香族ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、リン酸エステル系化合物、タルクを特定組成で配合してなる樹脂組成物が開示されている。
さらに特許文献4では、芳香族ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、タルクを特定組成で配合してなる樹脂組成物が開示されている。
特許文献5では、乳化重合によって製造されたABS樹脂が開示されている。
日本国特開2003−138122号公報 日本国特開2015−28135号公報 日本国特開2001−49106号公報 国際公開第2018/083975号 日本国特開2012−177088号公報
しかし、特許文献1に記載の樹脂組成物は、シルバー外観が若干改善されるものの、その効果は十分ではなく、また流動性にも課題がある。
また、特許文献2には、樹脂の分解起因によるシルバー外観の改善について記載は無く、その効果も十分ではない。
特許文献3も、樹脂の分解起因によるシルバー外観の改善についての記載は無く、その効果も不十分ではない。
特許文献4に記載の技術は、無機充填剤に起因して発生するシルバー外観不具合の改善に関し、結晶性樹脂に対しては有効であるが、乳化重合によって得られたゴム強化スチレン系樹脂に起因して発生するシルバー外観の不具合に対しては十分な有効性をもたらさない。
特許文献5に記載の技術も、シルバー外観の改善効果は不十分である。
そこで、本発明は、成形品のシルバー外観を抑制し、流動性に優れる熱可塑性樹脂組成物および成形品を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリカーボネート樹脂、グラフト共重合体、ビニル系共重合体、無機充填材、およびリン酸エステル系化合物を特定組成で配合し、かつ、ビニル系共重合体とポリカーボネートの溶融粘度比を制御することで、成形品のシルバー外観を抑制でき、かつ流動性に優れる熱可塑性樹脂組成物を得ることができることを見いだし、本発明に到達した。
すなわち、本発明は以下の(1)〜(3)で構成される。
(1) ポリカーボネート樹脂(I)、グラフト共重合体(II)、ビニル系共重合体(III)、無機充填材(IV)、およびリン酸エステル系化合物(V)が配合されてなる熱可塑性樹脂組成物であって、
グラフト共重合体(II)が、ジエン系ゴム質重合体の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含有する単量体混合物をグラフト重合してなるグラフト共重合体(II−1)、および、アクリル酸エステル系単量体と多官能性単量体を重合してなるアクリル系ゴム質重合体の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物をグラフト重合してなるグラフト共重合体(II−2)の少なくとも一方であり、
ビニル系共重合体(III)の重量平均分子量が110,000以下であり、
ビニル系共重合体(III)のメルトフローレート(IIIMF)[g/10min](240℃、10kg)とポリカーボネート樹脂(I)のメルトフローレート(IMF)[g/10min](温度:240℃、荷重:10kg)の比((IIIMF)/(IMF))が7以上12以下であり、
リン酸エステル系化合物(V)の配合量が、(I)〜(IV)の合計100重量部に対して、1〜10重量部である熱可塑性樹脂組成物。
(2) 無機充填材(IV)が、タルクおよびワラステナイトの少なくとも一方である上記(1)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
(3) 上記(1)または(2)に記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品。
本発明によれば、成形品のシルバー外観を抑制でき、歩留まり率を改善することができる。
また、本発明の熱可塑性樹脂は流動性が高いので、従来は成形できなかった大型成形品、複雑な形状を有する成形品、薄肉成形品を射出成形によって得ることができる。そのため、製品の大型化や形状の複雑化に適応できるだけでなく、薄肉化によって製品のコストダウンに繋げることができる。
図1(a)および図1(b)は実施例で使用する角形の平板を模式的に示す説明図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)の矢視A−A断面図である。
以下、本発明の熱可塑性樹脂組成物とその成形品について、具体的に説明する。
[ポリカーボネート樹脂(I)]
本発明に用いられるポリカーボネート樹脂(I)とは、下記一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有する樹脂である。
Figure 0006904482
(式中、Zは炭素数2〜5の置換あるいは非置換のアルキリデン基、シクロヘキシリデン基、酸素原子、硫黄原子またはスルホニル基を表す。R、R、R、Rは、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)。
本発明においては、Zはイソプロピリデン基、R〜Rは水素原子が好ましい。
ポリカーボネート樹脂(I)は、2,2−ビス(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)プロパンで代表的に例示される芳香族ジヒドロキシ化合物と、ホスゲンで代表的に例示されるカーボネート前駆体との反応によって得られる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂(I)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(I)、グラフト共重合体(II)、ビニル系共重合体(III)、および無機充填材(IV)の含有量の合計を100重量%としたときに、60〜90重量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは65〜85重量%、さらに好ましくは70〜80重量%である。ポリカーボネート樹脂(I)の添加量が60重量%を下回った場合には、流動性には優れるものの、耐衝撃性と耐熱性が低下することがある。一方、添加量が90重量%を超えた場合には、耐衝撃性、耐熱性には優れるものの、射出成形時の流動性が不足し、成形できない製品が発生することがある。
本発明において、ポリカーボネート樹脂(I)の粘度平均分子量(M)は、特に制限は無いが、好ましくは10,000以上、21,000以下、より好ましくは12,000以上、20,000以下、最も好ましくは15,000以上、18,000以下である。Mが10,000以上の場合には、耐衝撃性などの機械特性、耐熱性などが向上する傾向があり、21,000以下の場合には流動性向上、成形品外観良化する傾向があり、好ましい。
本発明において、ポリカーボネート樹脂(I)の粘度平均分子量(M)は、次の方法により求めることができる。まず、塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂(I)0.7gを20℃で溶解した溶液(濃度c=0.7)から、オストワルド粘度計を用いて、次式にて算出される比粘度(ηSP)を求める。
比粘度(ηSP)=(t−t)/t
[tは塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
続いて、求められた比粘度(ηSP)から次のSchnellの式により粘度平均分子量Mを算出することができる。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−4 0.83
本発明の熱可塑性樹脂組成物を組成するグラフト共重合体(II)は、ジエン系ゴム質重合体(A1)の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体(B)およびシアン化ビニル系単量体(C)を含有する単量体混合物をグラフト重合してなるグラフト共重合体(II−1)、および、アクリル酸エステル系単量体と多官能性単量体を共重合して得られるアクリル系ゴム質重合体(以下、「アクリル系ゴム質重合体(A2)」と記載することがある。)の存在下に、芳香族ビニル系単量体(B)およびシアン化ビニル系単量体(C)を含む単量体混合物をグラフト重合してなるグラフト共重合体(II−2)の少なくとも一方である。
[グラフト共重合体(II−1)]
グラフト共重合体(II−1)に用いることができるジエン系ゴム質重合体(A1)としては、ガラス転移温度が0℃以下のものが好適であり、その下限値は実用上−80℃程度である。使用できるジエン系ゴム質重合体を例示すると、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体およびアクリル酸ブチル−ブタジエン共重合体などが挙げられるが、なかでも、ポリブタジエンが好ましく用いられる。
ジエン系ゴム質重合体(A1)の重量平均粒子径は特に制限はないが、100〜1200nmであることが好ましく、200〜1200nmであることがより好ましい。ジエン系ゴム質重合体(A1)として重量平均粒子径が100nmに満たないものを使用すると、耐衝撃性が低下することがあり、一方、重量平均粒子径が1200nmを超えるものを使用する場合には、流動性が低下することがある。
また、ジエン系ゴム質重合体(A1)としては、耐衝撃性と流動性との両立の観点から、重量平均粒子径が200〜400nmの粒子と、重量平均粒子径が450〜1200nmの粒子を併用することが好ましく、より好ましくは重量平均粒子径が280〜400nmの粒子と600〜1200nmの粒子の併用、さらに好ましくは重量平均粒子径が320〜380nmの粒子と700〜1100nmの粒子の併用である。
粒形が異なる2種類のジエン系ゴム質重合体(A1)を用いる場合、耐衝撃性と流動性の観点から、低粒子径の粒子と高粒子径の粒子の重量比率は、90:10〜50:50の範囲にあることが好ましく、より好ましくは80:20〜60:40、さらに好ましくは75:25〜65:35の範囲である。
なお、ジエン系ゴム質重合体(A1)の重量平均粒子径は、「Rubbaer Age Vol.88 p.484〜490(1960)by E.Schmidt,P.H.Biddison」に記載のアルギン酸ナトリウム法(アルギン酸ナトリウムの濃度量割合とアルギン酸ナトリウム濃度の累積重量分率より累積重量分率50%の粒子径を求める。)により測定することができる。
グラフト共重合体(II−1)におけるジエン系ゴム質重合体(A1)の重量分率は、40〜65重量%であることが好ましく、より好ましくは40〜60重量%であり、さらに好ましくは40〜50重量%である。重量分率が40重量%以上では耐衝撃性が向上し、一方、65重量%以下では流動性が向上するため好ましい。
単量体混合物に含まれる芳香族ビニル系単量体(B)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、o−エチルスチレン、p−メチルスチレン、クロロスチレンおよびブロモスチレンなどが挙げられるが、特にスチレンが好ましく採用される。
単量体混合物に含まれるシアン化ビニル系単量体(C)としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルおよびエタクリロニトリルなどが挙げられるが、特にアクリロニトリルが好ましく採用される。
その他、単量体混合物には本発明の効果を失わない程度に芳香族ビニル系単量体(B)およびシアン化ビニル系単量体(C)と共重合可能な他のビニル系単量体が含まれうる。他のビニル系単量体の具体例としては、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミドおよびメタクリル酸メチルなどが挙げられ、それぞれの目的に応じて選択することができ、これらは単独でも複数でも用いることが可能である。なお、耐熱性や難燃性をさらに向上させる意図があれば、N−フェニルマレイミドが好ましい。また、硬度向上を重視させるのであれば、メタクリル酸メチルが好ましく用いられる。
グラフト共重合体(II−1)における芳香族ビニル系単量体(B)の重量分率は、26〜43重量%が好ましく、より好ましくは30〜41重量%、特に好ましくは35〜41重量%である。芳香族ビニル系単量体(B)の重量分率が26重量%以上の場合には、着色しにくい傾向があり、一方、43重量%以下の場合にはグラフト重合が進行しやすく、グラフト率が向上し、耐衝撃性が向上する傾向がある。
グラフト共重合体(II−1)におけるシアン化ビニル系単量体(C)の重量分率は、9〜17重量%が好ましく、より好ましくは10〜16重量%、さらに好ましくは12〜16重量%である。シアン化ビニル系単量体(C)の重量分率が9重量%以上の場合には、グラフト重合が進行しやすく、グラフト率が向上し、耐衝撃性が向上する傾向があり、17重量%以下の場合には、着色しにくい傾向がある。
グラフト共重合体(II−1)のグラフト率は、特に制限されるものではない。耐衝撃性と流動性のバランスから、グラフト率は7〜30%が好ましく、より好ましくは20〜28%、さらに好ましくは22〜26%である。グラフト率(%)は、次式で示される。
グラフト率(%)=[ジエン系ゴム質重合体にグラフト重合したビニル系重合体量]/[グラフト共重合体のゴム含有量]×100。
グラフト共重合体(II−1)の重合方法としては、乳化重合法、懸濁重合法、連続塊状重合法、溶液連続重合法などの任意の方法を用いることができ、これらを2種以上組みあわせてもよい。重合時の温度制御が容易であることから、乳化重合法が最も好ましい。
グラフト共重合体(II−1)として、例えばアクリロニトリル・ブタジエン・スチレングラフト共重合体(ABS樹脂)、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレングラフト共重合体(MBS樹脂)、メチルメタクリレート・アクリロニトリル・ブタジエン・スチレングラフト共重合体(MABS樹脂)等を挙げることができる。なかでもアクリロニトリル・ブタジエン・スチレングラフト共重合体(ABS樹脂)が好ましい。
[グラフト共重合体(II−2)]
グラフト共重合体(II−2)を含む熱可塑性樹脂組成物は耐候性に優れる。
グラフト共重合体(II−2)に用いることができるアクリル酸エステル系単量体(a)と多官能性単量体(b)を共重合して得られるアクリル系ゴム質重合体(A2)を構成するアクリル酸エステル系単量体(a)としては、炭素数1〜10のアルキル基を有するものが好ましく、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸オクチルなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらの中でも、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
アクリル系ゴム質重合体(A2)を構成する多官能性単量体(b)は、官能基を2以上有するものであれば特に限定されず、官能基としては、例えば、アリル基、(メタ)アクリロイル基などの炭素−炭素二重結合を有する基などが挙げられる。多官能性単量体(b)としては、例えば、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、マレイン酸ジアリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートなどのアリル系化合物、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ジ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などのジ(メタ)アクリル酸エステル系化合物などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらの中でも、後述するアクリル系ゴム質重合体(A2)のトルエン中におけるゲル膨潤度およびグラフト共重合体(II−2)のグラフト率を所望の範囲に調整しやすいことから、メタクリル酸アリルが好ましい。
本発明におけるアクリル系ゴム質重合体(A2)は、アクリル酸エステル系単量体(a)および多官能性単量体(b)の合計100重量%に対して、アクリル酸エステル系単量体(a)97〜99.5重量%、多官能性単量体(b)3〜0.5重量%を共重合して得ることが好ましい。アクリル酸エステル系単量体(a)が97重量%以上であり、多官能性単量体(b)が3重量%以下の場合、後述するアクリル系ゴム質重合体(A2)のトルエン中におけるゲル膨潤度が増加し、後述するグラフト共重合体(II−2)のグラフト率が低下する傾向がある。その結果、熱可塑性樹脂組成物の流動性が向上し、さらにグラフト共重合体(II−2)の粒子が凝集した構造を有することができるため、成形品の衝撃強度、面衝撃性が向上する。
アクリル酸エステル系単量体(a)が98重量%以上、多官能性単量体(b)が2重量%以下であることがより好ましく、アクリル酸エステル系単量体(a)が98.5重量%を超え、多官能性単量体(b)が1.5重量%未満であることがさらに好ましい。
一方、アクリル酸エステル系単量体(a)が99.5重量%以下で、多官能性単量体(b)が0.5重量%以上である場合、後述するグラフト共重合体(II−2)のグラフト率が向上し、成形品の衝撃強度、面衝撃性が向上するため好ましい。
アクリル酸エステル系単量体(a)は、99.3重量%以下であることがより好ましく、さらに好ましくは99.0重量%以下である。また、多官能性単量体(b)は、0.7重量%以上であることがより好ましく、さらに好ましくは1.0重量%以上である。
アクリル系ゴム質重合体(A2)の重合方法としては、乳化重合法、懸濁重合法、連続塊状重合法、溶液連続重合法などの任意の方法を用いることができ、これらを2種以上組みあわせてもよい。これらの中でも、乳化重合法または塊状重合法が好ましい。重合時の除熱により体積平均粒子径を所望の範囲に調整しやすいことから、乳化重合法が最も好ましい。
乳化重合法に用いる乳化剤は特に制限はなく、各種界面活性剤を使用できる。界面活性剤としては、カルボン酸塩型、硫酸エステル塩型、スルホン酸塩型などのアニオン系界面活性剤が好ましく使用される。これらを2種以上用いてもよい。
アニオン系界面活性剤の具体例としては、カプリル酸塩、カプリン酸塩、ラウリル酸塩、ミスチリン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、リノール酸塩、リノレン酸塩、ロジン酸塩、ベヘン酸塩、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩縮合物、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンラウリル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩などが挙げられる。ここで言う塩としては、アンモニウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩などが挙げられる。
重合に用いる開始剤は特に制限はなく、過酸化物としてクメンハイドロパーオキサイド、アゾ系化合物としてアゾビスイソブチロニトリルまたは過硫酸塩として過硫酸カリウムなどが好ましく、これらの開始剤を2種以上用いてもよい。
本発明において使用するグラフト共重合体(II−2)は、前記アクリル系ゴム質重合体(A2)の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体(B)およびシアン化ビニル系単量体(C)を含む単量体混合物をグラフト重合して得られる。つまり、前記グラフト共重合体(II−2)は、アクリル系ゴム質重合体(A2)に、芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物をグラフト重合せしめた共重合体である。
グラフト共重合体(II−2)を構成するアクリル系ゴム質重合体(A2)および単量体混合物の合計100重量部に対して、アクリル系ゴム質重合体(A2)の配合量は、20重量部以上が好ましく、30重量部以上がより好ましい。一方、アクリル系ゴム質重合体(A2)の配合量は、70重量部以下が好ましく、60重量部以下がより好ましい。また、単量体混合物の配合量は、30重量部以上が好ましく、40重量部以上がより好ましい。一方、単量体混合物の配合量は、80重量部以下が好ましく、70重量部以下がより好ましい。
グラフト共重合体(II−2)を構成する単量体混合物は、芳香族ビニル系単量体(B)およびシアン化ビニル系単量体(C)を含み、必要によりこれらと共重合可能な単量体をさらに含んでもよい。
芳香族ビニル系単量体(B)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、o−メチルスチレン、t−ブチルスチレンなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらの中でも、スチレンが好ましい。
シアン化ビニル系単量体(C)としては、例えば、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などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらの中でも、アクリロニトリルが好ましい。
共重合可能な他の単量体としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に制限はなく、例えば、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体としては(メタ)アクリル酸メチル、不飽和脂肪酸としてはメタクリル酸、アクリルアミド系単量体としてはアクリルアミドやメタクリルアミド、マレイミド系単量体としてはN−フェニルマレイミドなどが好ましく、これらを2種以上用いてもよい。
単量体混合物の混合比率は、単量体混合物の総量100重量%中、芳香族ビニル系単量体(B)が60〜80重量%、シアン化ビニル系単量体(C)が20〜40重量%、その他共重合可能な単量体が0〜20重量%の範囲が好ましい。
グラフト共重合体(II−2)のグラフト率(β)は、5〜40%であることが好ましい。グラフト率(β)はグラフト共重合体(II−2)の相溶性を表す指標であり、グラフト率が5%以上であれば、熱可塑性樹脂組成物中におけるグラフト共重合体(II−2)の相溶性が向上し、成形品の衝撃強度、面衝撃性をより向上させることができる。8%以上がより好ましい。一方、グラフト率が40%以下であれば、熱可塑性樹脂組成物中においてグラフト共重合体(II−2)の粒子同士が凝集しやすくなり、成形品の衝撃強度、面衝撃性をより向上させることができる。35%以下がより好ましく、30%以下がさらに好ましい。
なお、グラフト共重合体(II−2)のグラフト率(β)は、次の方法により求めることができる。まず、80℃で3時間真空乾燥を行ったグラフト共重合体(II−2)の所定量(m;約1.5g)にアセトニトリル100mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流する。この溶液を9000rpmで40分間遠心分離した後、不溶分を濾過し、この不溶分を80℃で5時間真空乾燥し、重量(n;単位g)を測定する。グラフト率(β)は下記式より算出する。ここでLはグラフト共重合体のゴム含有率(重量%)(すなわち、グラフト共重合体(II−2)中のアクリル系ゴム質重合体(A2)の含有率(重量%))である。
グラフト率(%)={[(n)−((m)×L/100)]/[(m)×L/100]}×100。
グラフト共重合体(II−2)のグラフト率は、例えば、前述のアクリル系ゴム質重合体(A2)を用い、重合に用いる連鎖移動剤、乳化剤、開始剤の量などによって所望の範囲に調整することができる。
グラフト共重合体(II−2)の重合方法としては、乳化重合法、懸濁重合法、連続塊状重合法、溶液連続重合法などの任意の方法を用いることができ、これらを2種以上組みあわせてもよい。重合時の温度制御が容易であることから、乳化重合法が最も好ましい。
グラフト共重合体(II−2)の乳化重合法で使用する乳化剤としては、アクリル系ゴム質重合体(A2)の乳化重合法に用いる乳化剤として例示したものを挙げることができる。また、グラフト共重合体(II−2)の重合に用いる重合開始剤としては、アクリル系ゴム質重合体(A2)の重合に用いる開始剤として例示したものを挙げることができる。
グラフト共重合体(II−2)の重合度およびグラフト率調整を目的として、連鎖移動剤を使用することもできる。連鎖移動剤の具体例としては、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタンなどのメルカプタン、テルピノレンなどのテルペンなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらのなかでも、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンが好ましく用いられる。
グラフト共重合体(II−2)のグラフト率を前述の好ましい範囲に調整する観点から、グラフト共重合体(II−2)の重合において、アクリル系ゴム質重合体(A2)および単量体混合物の合計100重量部に対して、連鎖移動剤を0.05〜0.5重量部、乳化剤を0.5〜5重量部、開始剤を0.1〜0.5重量部用いることが好ましい。
グラフト共重合体(II−2)として、例えばアクリロニトリル・アクリル系ゴム質重合体・スチレングラフト共重合体(ASA樹脂)、メチルメタクリレート・アクリル系ゴム質重合体・スチレングラフト共重合体(MSA樹脂)、メチルメタクリレート・アクリロニトリル・アクリル系ゴム質重合体・スチレングラフト共重合体(MASA樹脂)等を挙げることができる。なかでもアクリロニトリル・アクリル系ゴム質重合体・スチレングラフト共重合体(ASA樹脂)が好ましい。
本発明にて用いられるグラフト共重合体(II)は、採用される製法によっては、アルカリ性を呈することが多い。そして、本発明では、アルカリ性を呈するグラフト共重合体(II)が用いられた場合に、より顕著な効果がもたらされる。
例えば、本発明において、グラフト共重合体(II)は、典型的には、乳化重合で製造されたグラフト共重合体(II)の水分散体(ラテックス)に凝固剤を添加することにより、グラフト共重合体(II)を回収することができる。凝固剤としては、酸または水溶性の塩が用いられるが、本発明においては金型汚染性の観点から、酸による凝固が好ましい。凝固剤の具体例としては、硫酸、塩酸、リン酸、酢酸などが挙げられ、これらを2種以上用いることができる。なお、酸で凝固した場合には、グラフト共重合体(II)に酸が付着し、それが残存し、斯かる酸によって生産工程中の金属設備の腐食をすることがある。それを防止するため、グラフト共重合体(II)に残存した酸を、アルカリ性化合物(中和剤)を用いて、中和した後にグラフト共重合体(II)を回収する方法が好ましい。このとき、グラフト共重合体(II)には中和剤が付着するため、グラフト共重合体(II)はアルカリ性を呈することが多い。なお、本発明において、中和剤としては水酸化ナトリウムが好ましい。
ここで、本発明において、グラフト共重合体(II)はアルカリ性であるか否かは、以下の方法で判断することができる。最初に、グラフト共重合体(II)を水と混合して固形分濃度10重量%のスラリーとする。次いで、これを90℃のウォータバス中に3時間置き、その後、濾紙(5種A:JIS P 3801(1995年))を用いてグラフト共重合体(II)を除去する。そして、得られた濾液を20℃まで降温し、pH計で濾液のpHを測定する。pHが7を超えていればアルカリ性である。pHが7を超えたときに、本発明の効果が得られやすく、8以上であればより一層の効果が得られる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、グラフト共重合体(II)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(I)、グラフト共重合体(II)、ビニル系共重合体(III)、および無機充填材(IV)の含有量の合計を100重量%とした場合、3〜15重量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは4〜12重量%、さらに好ましくは5〜9重量%である。グラフト共重合体(II)の添加量が3重量%以上であれば、耐衝撃性が低下せず、15重量%以下であれば、流動性が低下せず好ましい。
[ビニル系共重合体(III)]
本発明の熱可塑性樹脂組成物を構成するビニル系共重合体(III)は、少なくとも芳香族ビニル系単量体(D)およびシアン化ビニル系単量体(E)を共重合して得られるビニル系共重合体であることが好ましい。
共重合に際して、芳香族ビニル系単量体(D)は60〜85重量%でありシアン化ビニル系単量体(E)は15〜40重量%であることが好ましく、より好ましくは、芳香族ビニル系単量体(D)は65〜80重量%であり、シアン化ビニル系単量体(E)は20〜35重量%であり、さらに好ましくは、芳香族ビニル系単量体(D)は70〜80重量%であり、シアン化ビニル系単量体(E)は20〜30重量%である。
芳香族ビニル系単量体(D)が60重量%以上の場合には、ポリカーボネート樹脂(I)との相溶性が向上し、耐衝撃性等の機械特性が向上する。また、芳香族ビニル系単量体(D)が85重量%以下の場合には、グラフト共重合体(II)との相溶性の向上により耐衝撃性が向上する傾向があるため、好ましい。
本発明において、ビニル系共重合体(III)は、ジエン系ゴム質重合体(A1)およびアクリル系ゴム質重合体(A2)を含まない。すなわち、グラフト共重合体(II−1)およびグラフト共重合体(II−2)とは異なる共重合体であるものとする。
ビニル系共重合体(III)の構成成分である芳香族ビニル系単量体(D)としては、前述のグラフト共重合体(II)での芳香族ビニル系単量体(B)と同様に、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、o−エチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられる。これらは必ずしも1種類で使用する必要はなく、複数種併用して使用することもできる。これらの中で特にスチレンが好ましく採用される。
ビニル系共重合体(III)の構成成分であるシアン化ビニル系単量体(E)としては、前述のグラフト共重合体(II)でのシアン化ビニル系単量体(C)と同様に、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルおよびエタクリロニトリルなどが挙げられるが、特にアクリロニトリルが好ましく採用される。これらは必ずしも1種類で使用する必要はなく、複数種併用して使用することもできる。
また、グラフト共重合体(II)と同様に、ビニル系共重合体(III)においても本発明の効果を失わない程度に芳香族ビニル系単量体(D)およびシアン化ビニル系単量体(E)と共重合可能な他のビニル系単量体を用いても良い。他のビニル系単量体の具体例としては、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミドおよびメタクリル酸メチルなどが挙げられ、それぞれの目的に応じて選択することができ、これらは単独でも複数でも用いることが可能である。耐熱性や難燃性をさらに向上させる意図があれば、N−フェニルマレイミドが好ましい。また、硬度向上を重視させるのであれば、メタクリル酸メチルが好ましく用いられる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を組成するビニル系共重合体(III)の重量平均分子量は、110,000以下であり、好ましくは105,000以下、さらに好ましくは100,000以下である。特に重量平均分子量の下限に制限は無いが、耐衝撃性の観点から90,000以上が好ましい。
ビニル系共重合体(III)として、例えばアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)、メチルメタクリレート・スチレン共重合体(MS樹脂)等を挙げることができる。なかでもアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)が好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、ビニル系共重合体(III)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(I)、グラフト共重合体(II)、ビニル系共重合体(III)、および無機充填材(IV)の含有量の合計を100重量%とした場合、4〜12重量%の範囲であることは好ましく、より好ましくは4〜10重量%、さらに好ましくは4〜8重量%である。ビニル系共重合体(III)の添加量が4重量%以上であれば、成形品のシルバー外観が発生しにくく、12重量%以下であれば、耐衝撃性が低下せず、好ましい。
本発明において、ビニル系共重合体(III)とポリカーボネート樹脂(I)の240℃、10kgにおけるMFR比((III)/(I))は、7以上12以下である。より好ましくは、7以上11以下であり、さらに好ましくは8以上11以下である。7以上であればシルバー外観が悪化せず、12以下であれば流動性が低下せず、好ましい。
ここで、本発明において、シルバー外観とは、シルバーストリーク(Silver Streak)による外観不良を言い、銀条模様を意味する。典型的には、射出成形機のシリンダー中に計量された樹脂組成物を金型に充填する際、ポリカーボネート樹脂のアルカリ分解によって樹脂組成物内に発生したガスが、溶融状態の樹脂組成物と金型との界面で発生する剪断により引き伸ばされることで、成形品表面で筋状になった外観不良を言う。
ポリカーボネート樹脂(I)、グラフト共重合体(II)を配合する樹脂組成物においては、グラフト共重合体(II)がアルカリ性を呈することがあり、斯様なグラフト共重合体(II)がポリカーボネート樹脂に接触すると、ポリカーボネート樹脂はアルカリ分解し、当該分解によって気泡(ガス)が発生し、シルバーストリークといった成形品外観不具合が発生する。アルカリ分解とは、カーボネート結合部分に水酸化物イオンなどのアルカリが触媒として作用し、加水分解が促進され、二酸化炭素や低分子量成分などのガスが発生することを言う。
二種以上の樹脂が配合された樹脂組成物においては、それぞれの樹脂の溶融粘度の比が小さいときに相溶する傾向がある。換言すると、樹脂の溶融粘度の比が大きいと相分離しやすい傾向がある。
そのため、本発明においては、ビニル系共重合体(III)とポリカーボネート樹脂(I)について、240℃での溶融粘度の差を特定の範囲とせしめることにより、ビニル系共重合体(III)がポリカーボネート樹脂(I)と相分離することを促している。
ビニル系共重合体(III)がポリカーボネート樹脂(I)と相分離すると、ビニル系共重合体(III)は、化学構造がより類似するグラフト共重合体(II)周囲に偏在すると考えられ、アルカリ性を呈するグラフト共重合体(II)とポリカーボネート樹脂(I)が接触する確率頻度が小さくなり、これによりポリカーボネート樹脂の分解が抑制され、シルバー外観を抑制できると推定している。
本発明において、ビニル系共重合体(III)の製造方法に関しては特に制限はなく、塊状重合、懸濁重合、塊状懸濁重合、溶液重合、乳化重合、沈殿重合およびこれらの組み合わせ等が用いられる。単量体の仕込み方法に関しても特に制限はなく、初期に一括添加してもよく、共重合体の組成分布を付けるため、あるいは防止するために添加方法は数回に分けて重合してもよい。
本発明において、ビニル系共重合体(III)の重合に使用される開始剤は、グラフト共重合体(II−1)にてあげた開始剤が好適に用いられる。
重合を行うに際しては、グラフト共重合体(II−1)、ビニル系共重合体(III)の重合度調節を目的として、メルカプタンやテルペンなどの連鎖移動剤を使用することも可能である。連鎖移動剤の具体例としては、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタンおよびテルピノレンなどが挙げられる。なかでも、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンおよびn−ドデシルメルカプタンが好ましく用いられる。これらの連鎖移動剤を使用する場合は、1種または2種以上を併用して使用される。
[無機充填材(IV)]
本発明の熱可塑性樹脂組成物を組成する無機充填材(IV)の形状としては、板状、繊維状、粉末状、粒状などのいずれの形状であってもよい。具体的には、ガラスフレーク、マイカ、タルク、アルミナフレーク、カオリン、カーボンフレーク、金属フレーク、鱗片状カーボン、黒鉛、クレーなどの板状、ガラス繊維、PAN系やピッチ系の炭素繊維、ステンレス繊維、アルミニウム繊維や黄銅繊維などの金属繊維、芳香族ポリアミド繊維などの有機繊維、石膏繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、ジルコニア繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、酸化チタン繊維、炭化ケイ素繊維、ガラス繊維、ロックウール、チタン酸カリウムウィスカー、チタン酸バリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、窒化ケイ素ウィスカーなどの繊維状、ウィスカー状充填剤、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスマイクロバルーン、二硫化モリブデン、ワラステナイト、モンモリロナイト、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ポリリン酸カルシウム、グラファイトなどの粉状、粒状の充填剤が挙げられる。
特にガラス繊維の種類は、一般に樹脂の強化用に用いるものなら特に限定はなく、例えば長繊維タイプや短繊維タイプのチョップドストランド、ミルドファイバーなどから選択して用いることができる。なお、上記無機充填剤はその表面を公知のカップリング剤(例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤など)、その他の表面処理剤で処理して用いることもできる。
また、ガラス繊維はエチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆あるいは集束されていてもよい。
無機充填材は、エチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆または集束処理されていてもよく、アミノシランやエポキシシランなどのカップリング剤などで処理されていてもよい。
これら充填材は2種以上併用することも可能である。
また、本発明においては、マイカ、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、ワラステナイトが好ましい。この中でも特にタルクおよびワラステナイトが寸法安定性および表面外観の点で好ましい。
無機充填材(IV)がタルクの場合、機械特性、寸法安定性および滞留安定性、成形品外観の高位でのバランスのため、タルクの平均粒径が、好ましくは1.0μm〜30.0μmであり、より好ましくは2.0μm〜20.0μm、さらに好ましくは3.0μm〜10.0μmである。平均粒径が、1.0μm以上の場合には、滞留安定性が向上し、成形品外観が良化する傾向があり、30.0μm以下の場合には、機械特性および寸法安定性が向上する傾向があり好ましい。
無機充填材(IV)がワラステナイトの場合、繊維長は5.0μm〜300.0μmが好ましく、より好ましくは6.0μm〜250.0μm、さらに好ましくは7.0〜200.0μmである。また、平均繊維径は、1.0μm〜10.0μmが好ましくは、より好ましくは2.0μm〜9.0μm、さらに好ましくは3.0μm〜8.0μmである。
アスペクト比は、3〜30が好ましく、より好ましくは3〜20、さらに好ましくは3〜15である。アスペクト比が3以上あることで補強効果が十分であり、また30以下の場合には成形品外観の荒れが抑えられ好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、無機充填材(IV)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(I)、グラフト共重合体(II)、ビニル系共重合体(III)、および無機充填剤(IV)の含有量の合計を100重量%とした場合、10〜20重量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは11〜19重量%、さらに好ましくは12〜18重量%である。無機充填材(IV)の添加量が10重量%以上であれば、機械特性および寸法安定性が低下せず、20重量%以下であれば、滞留安定性が低下せず、成形品のシルバー外観が悪化せず、好ましい。
[リン酸エステル系化合物(V)]
本発明の熱可塑性樹脂組成物を組成するリン酸エステル系化合物(V)としては、例えば下記一般式(2)にて示される化合物を使用することができる。
Figure 0006904482
一般式(2)においてR、R、RおよびRは、それぞれ互いに独立して、水素原子または1価の有機基を表すが、R、R、RおよびRの中の少なくとも一つは1価の有機基である。Xは2価の有機基であり、k、l、mおよびnはそれぞれ互いに独立して0または1であり、Nは0〜10の整数である。
上記一般式(2)において、1価の有機基とは、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、シクロアルキル基が挙げられ、置換されている場合の置換基としては例えばアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基が挙げられ、またこれら置換基を組み合わせた基(アリールアルコキシアルキル基等)、またはこれらの置換基を酸素、硫黄、窒素原子等により結合して組み合わせた基(アリールスルホニルアリール基等)が置換基であってもよい。特に1価の有機基としては、2,6−ジメチルフェニル基が好ましい。
また、2価の有機基とは、例えばアルキレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基、多価フェノール類、多核フェノール類(ビスフェノール類等)から誘導される基が挙げられる。特に2価の有機基としては、レゾルシノールが好ましい。
これらリン酸エステル系化合物(V)の好適な具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリシクロヘキシルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、ヒドロキシフェニルジフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、さらには、下記化学式(3)、化学式(4)または化学式(5)で示される化合物等が挙げられる。
Figure 0006904482
Figure 0006904482
Figure 0006904482
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、リン酸エステル系化合物(V)の含有量は、(I)〜(IV)の合計100重量部に対して、1〜10重量部の範囲である。1重量部以上の場合はシルバー外観が良化する傾向があり、10重量部以下の場合は耐熱性、耐衝撃性が向上する傾向がある。リン酸エステル系化合物(V)の含有量は、好ましくは、2重量部以上であり、さらに好ましくは3重量部以上である。また、好ましくは、8重量部以下であり、さらに好ましくは、6重量部以下である。
また、本発明の特性を損なわない範囲で、公知の耐衝撃改良材を使用することができる。但し、耐熱性が低下することから、ポリブチレンテレフタレートやポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ナイロン樹脂などの結晶性樹脂を使用しない方が好ましい。
また、本発明の特性を損なわない範囲で、公知の艶消し改良材を使用することができる。
また、本発明の特性を損なわない範囲で、必要に応じて、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、含硫黄化合物系酸化防止剤、含リン有機化合物系酸化防止剤、フェノール系、アクリレート系などの熱酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サクシレート系などの紫外線吸収剤、グラフト共重合体(II−2)以外のアクリル酸およびそのエステルや、メタクリル酸およびそのエステルからなる重合体または共重合体や変性ポリテトラフルオロエチレンなどの成形加工助剤、難燃剤・難燃助剤、銀系抗菌剤に代表される抗菌剤、抗カビ剤、カーボンブラック、酸化チタン、離型剤、潤滑剤、顔料および染料などを添加することもできる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、構成する各樹脂成分を溶融混合して得ることができる。溶融混合方法に関しては、特に制限は無いが、加熱装置、ベントを有するシリンダーで単軸または二軸のスクリューを使用して溶融混合する方法などが採用可能である。溶融混合の際の加熱温度は、通常230〜320℃の範囲から選択されるが、本発明の目的を損なわない範囲で、溶融混合時の温度勾配等を自由に設定することも可能である。また、二軸のスクリューを用いる場合は、互いに同方向回転でも異方向回転でも良い。また噛み合い型、非噛み合い型のスクリューのいずれでもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物の成形方法については特に限定されないが、射出成形により好適に成形される。射出成形は、好ましくは240〜300℃の通常、熱可塑性樹脂組を成形する温度範囲で実施することができる。また、射出成形時の金型温度は、好ましくは30〜80℃の通常成形に使用される温度範囲である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、成形品のシルバー外観を抑制し、流動性に優れる。また、グラフト共重合体(II−2)を含む熱可塑性樹脂組成物は、上記に加え耐候性にも優れる。このため本発明の熱可塑性樹脂組成物は、大型または複雑な形状を有する成形品に好適に供せられる。
すなわち、本発明の樹脂組成物は、自動車内装用のパワーウインドパネル、センターコンソール、センタークラスター、コンソールシャッター、レバーコントローラー、コンソールボックスなどに好適に使用できるだけでなく、自動車用の外装材、すなわちリアスポイラー、グリル、ガーニッシュ、ドアミラー、ルーフ、フェンダー、バンパーなどへも応用することができる。また電気電子用途、OA機器用途、住宅・建材用途にも好適に使用することができる。
本発明をさらに具体的に説明するため、以下に実施例を挙げるが、これらの実施例は本発明を何ら制限するものではなく、種々の変形が可能である。まず、各参考例、実施例および比較例における評価方法を下記する。
(1)グラフト率
下記により得られたグラフト共重合体(II−1)、(II−2)を所定量(m;約1g)秤量し、これにアセトン200mlを加え、70℃の温度の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8800r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離した後、不溶分を濾過した。得られたアセトン不溶分を60℃で5時間減圧乾燥し、その質量(n;単位g)を測定した。グラフト率は、下記式より算出した。ここでLは、グラフト共重合体のゴム含有率(0を超え1未満の実数)である。
グラフト率(質量%)={[(n)−{(m)×L}]/[(m)×L]}×100。
(2)重量平均分子量
下記により得られたビニル系共重合体(III−1)〜(III−5)を約0.03g秤量し、これをテトラヒドロフラン約15gに溶解せしめ、約0.2質量%の溶液を得た。当該溶液を用いてGPCクロマトグラムから、ポリスチレンを標準物質として換算することにより重量平均分子量を求めた。なお、GPC測定は下記条件により測定した。
・機器:Waters2695
・カラム温度:40℃
・検出器:RI2414(示差屈折率計)
・キャリア溶離液流量:0.3ml/分(溶媒:テトラヒドロフラン)
・カラム:TSKgel SuperHZM−M(6.0mmI.D.×15cm)、
TSKgel SuperHZM−N(6.0mmI.D.×15cm)
直列(いずれも東ソー(株)製)。
・標準試料:東ソー製単分散ポリスチレン。
(3)シルバー外観評価
射出成形機を使用して、シリンダー温度を290℃、金型温度を10℃に設定し、図1(a)および図1(b)に模式的に示す、長手方向に角45°のエッジを有する幅70mm、長さ150mm、厚さ3mmの角形の平板Pを成形した(図1(a)は、角形の平板Pの平面図、図1(b)は、角形の平板Pの矢視A−A断面図である。また射出成形のゲートの位置を白抜き矢印で示した)。得られた成形品は、シルバーストリークの発生が少ないほど、シルバー外観が優れ、以下の基準により目視で判定を行った。3〜5を合格レベルとし、1と2を不合格レベルとした。
5:シルバーストリークの発生無し。
4:シルバーストリークの発生個数が10個未満であり、問題にならないレベル。
3:シルバーストリークの発生個数が10個以上30個未満であり、問題にならないレベルである。
2:ゲート付近にシルバーストリークの発生が目立ち、外観に問題がある。
1:成形品全体にシルバーストリークの発生があり、外観に問題がある。
(4)流動性、メルトフローレート
ポリカーボネート系樹脂(I)、下記より得られたビニル系共重合体(III)および各実施例、比較例により得られたペレットについて、ISO1133(2011年版)に準拠して、温度:240℃、荷重:10kg条件でメルトフローレートを測定した。
(5)耐衝撃性
各実施例および比較例により得られたペレットから、シリンダー温度を250℃、金型温度を60℃に設定した射出成形機を用いて、JIS K 7139(2009年)に規定される多目的試験片タイプA1を成形し、これを切り出したタイプB2試験片を用いて、ISO179/1eA(2009年)に準拠してシャルピー衝撃強度を測定した。
(6)耐熱性
熱変形温度:ISO75−2(1.8MPa条件で測定)に準拠して測定した。試験片は、シリンダー温度を250℃、金型温度を60℃に設定した射出成形機を用いて、JIS K 7139(2009年)に規定される多目的試験片タイプA1を成形して得た。
<ポリカーボネート系樹脂(I)>
・ポリカーボネート系樹脂(I−1);商品名「“ユーピロン”(登録商標)H−4000」、粘度平均分子量:15,000、三菱エンジニアリングプラスチック(株)製
・ポリカーボネート系樹脂(I−2);商品名「“ユーピロン”(登録商標)H−3000」、粘度平均分子量:18,000、三菱エンジニアリングプラスチック(株)製
・ポリカーボネート系樹脂(I−3);商品名「“ユーピロン”(登録商標)S−3000」、粘度平均分子量:21,500、三菱エンジニアリングプラスチック(株)製
<グラフト共重合体(II−1)の調製>
ポリブタジエンラテックス(重量平均粒子径350nmと800nmの2種併用し、質量比率8:2、ジエン系ゴム質重合体(A1))45重量%(固形分換算)の存在下で、スチレン40重量%とアクリロニトリル15重量%からなる単量体混合物を、ステアリン酸カリウムを使用して乳化重合してゴム強化スチレン・アクリロニトリル共重合体ラテックスを得た。これを、希硫酸水溶液中に添加して凝集させた後、水酸化ナトリウム水溶液により中和し、その後に洗浄・脱水・乾燥工程を経て、グラフト共重合体(II−1)を調製した。グラフト率は25%であった。グラフト共重合体(II−1)はアルカリ性(pH8)を呈した。
<グラフト共重合体(II−2)の調製>
[アクリル系ゴム質重合体(A2)を得るための工程]
純水130重量部、乳化剤である不均化ロジン酸カリウム水溶液1重量部(固形分換算)を反応容器に仕込み、75℃まで昇温し、撹拌下、アクリル酸n−ブチル19.8重量部とメタクリル酸アリル0.2重量部の混合物(混合物1)を1時間かけて連続添加した(第1添加工程)。次いで2重量%過硫酸カリウム水溶液8重量部と、不均化ロジン酸カリウム水溶液1.5重量部(固形分換算)をそれぞれ6時間かけて連続添加した(第2添加工程)。また、過硫酸カリウム水溶液および不均化ロジン酸カリウム水溶液の添加開始から2時間後にアクリル酸n−ブチル79.2重量部とメタクリル酸アリル0.8重量部の混合物(混合物3)を4時間かけて添加した(第3添加工程)。添加終了後さらに1時間保持することでアクリル系ゴム質重合体(A2)ラテックスを乳化重合により得た。
[グラフト共重合体を得るための工程]
引き続いて、純水13.2重量部、無水ブドウ糖0.48重量部、ピロリン酸ナトリウム0.26重量部および硫酸第一鉄0.01重量部の混合物、オレイン酸カリウム0.4重量部および純水12.5重量部の混合物、アクリル系ゴム質重合体(A2)ラテックス50重量部(固形分換算)および純水94.3重量部を反応容器に仕込み、58℃まで昇温し、撹拌下、スチレン36.5重量部、アクリロニトリル13.5重量部およびt−ドデシルメルカプタン0.2重量部の混合物(i)を4時間かけて連続添加した。連続添加開始0.5時間後に、容器内温度を62℃に昇温し、クメンハイドロパーオキサイド0.3重量部、オレイン酸カリウム2.0重量部および純水12.5重量部の混合物を並行して5時間かけて連続添加した。続いて、混合物(i)の添加終了時にさらに65℃まで昇温し、グラフト共重合体ラテックスを重合率98%で得た。これを希硫酸水溶液中に添加して凝集させた後、水酸化ナトリウム水溶液により中和し、その後に洗浄・脱水・乾燥工程を経て、パウダー状のグラフト共重合体(II−2)を得た。グラフト率は30%であった。グラフト共重合体(II−2)はアルカリ性(pH8)を呈した。
<ビニル系共重合体(III)の調製>
スチレン76重量%とアクリロニトリル24重量%からなる単量体混合物を懸濁重合して得られたスラリーを、洗浄・脱水・乾燥工程を経て、重量平均分子量90,000のビニル系共重合体(III−1)を調製した。
スチレン76重量%とアクリロニトリル24重量%からなる単量体混合物を懸濁重合して得られたスラリーを、洗浄・脱水・乾燥工程を経て、重量平均分子量95,000のビニル系共重合体(III−2)を調製した。
スチレン76重量%とアクリロニトリル24重量%からなる単量体混合物を懸濁重合して得られたスラリーを、洗浄・脱水・乾燥工程を経て、重量平均分子量99,000のビニル系共重合体(III−3)を調製した。
スチレン76重量%とアクリロニトリル24重量%からなる単量体混合物を懸濁重合して得られたスラリーを、洗浄・脱水・乾燥工程を経て、重量平均分子量108,000のビニル系共重合体(III−4)を調製した。
スチレン76重量%とアクリロニトリル24重量%からなる単量体混合物を懸濁重合して得られたスラリーを、洗浄・脱水・乾燥工程を経て、重量平均分子量115,000のビニル系共重合体(III−5)を調製した。
<無機充填剤(IV)>
・タルク(IV−1);商品名「ミクロンホワイト #5000S」、平均粒子径4.8μm、林化成(株)製。
・ワラステナイト(IV−2);商品名「NYGLOS 4W 10992」、平均繊維径7μm、平均繊維長63μm、イメリススペシャリティーズジャパン(株)製。
<リン酸エステル系化合物(V)>
・芳香族縮合リン酸エステル;商品名「PX−200」大八化学(株)製。
(実施例1〜14、比較例1〜6)
前記ポリカーボネート系樹脂(I)、グラフト共重合体(II)、ビニル系共重合体(III)、無機充填剤(IV)、リン酸エステル系化合物(V)を、表に示したとおりに配合し、スクリュー径30mmの同方向回転の二軸押出機(温度範囲:240〜260℃)で溶融混練を行い、ペレットを得た。得られたペレットについて前述の評価を行った。また、得られたペレットから、射出成形機(成形温度250℃、金型温度60℃)を用いて試験片を作製し、前述の方法により評価を行った。ただし、前記(3)の表面外観確認用の成形品は、(3)に記載の条件で作製した。評価結果を表に示す。
実施例1〜14の熱可塑性樹脂組成物は、成形品のシルバー外観を抑制し、流動性に優れる。一方、実施例1〜4と比較例1〜3の比較からビニル系共重合体(III)とポリカーボネート系樹脂(I)のメルトフローレートの比が本発明で特定される範囲より小さいと外観が悪化し、大きいと流動性が悪化することがわかる。また、実施例5、6、7と比較例4との比較から、ビニル系共重合体(III)の分子量が、本発明で特定される範囲を超えると流動性が悪化することがわかる。実施例8〜10と比較例5、6との比較から、リン酸エステル化合物(V)の添加量が本発明で特定される範囲よりも少ないと外観が悪化し、多いと衝撃強度が低下することがわかる。
Figure 0006904482
Figure 0006904482
Figure 0006904482
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は2019年3月26日出願の日本特許出願(特願2019−58158)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、成形品のシルバー外観を抑制し、流動性に優れる熱可塑性樹脂組成物であり、自動車分野ではリアスポイラー、ホイールキャップ、ドアミラー、ラジエータグリルなどの自動車外装部品やパワーウインドパネル、センターコンソール、センタークラスター、レバーコントローラー、コンソールボックスなどの自動車内装用部品、リアスポイラー、グリル、ガーニッシュ、ドアミラー、ルーフ、フェンダー、バンパーなどの自動車外装用部品。自動車分野以外でもOA機器や家電機器、住宅建材、スーツケースやカバンなどの分野へ好適に使用することができる。
P 角形の平板

Claims (4)

  1. ポリカーボネート樹脂(I)、グラフト共重合体(II)、ビニル系共重合体(III)、無機充填材(IV)、および芳香族縮合リン酸エステル(V)が配合されてなる熱可塑性樹脂組成物であって、
    グラフト共重合体(II)が、ジエン系ゴム質重合体の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含有する単量体混合物をグラフト重合してなるグラフト共重合体(II−1)、および、アクリル酸エステル系単量体と多官能性単量体を重合してなるアクリル系ゴム質重合体の存在下に、少なくとも芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体を含む単量体混合物をグラフト重合してなるグラフト共重合体(II−2)の少なくとも一方であり、
    ビニル系共重合体(III)の重量平均分子量が110,000以下であり、
    ビニル系共重合体(III)のメルトフローレート(IIIMF)[g/10min](240℃、10kg)とポリカーボネート樹脂(I)のメルトフローレート(IMF)[g/10min](温度:240℃、荷重:10kg)の比((IIIMF)/(IMF))が7以上12以下であり、
    芳香族縮合リン酸エステル(V)の配合量が、(I)〜(IV)の合計100重量部に対して、1〜10重量部である熱可塑性樹脂組成物。
  2. 無機充填材(IV)が、タルクおよびワラステナイトの少なくとも一方である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 前記熱可塑性樹脂組成物が、結晶性樹脂を含まないことを特徴とする請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品。
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