TWI296635B - - Google Patents

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TWI296635B
TWI296635B TW090121903A TW90121903A TWI296635B TW I296635 B TWI296635 B TW I296635B TW 090121903 A TW090121903 A TW 090121903A TW 90121903 A TW90121903 A TW 90121903A TW I296635 B TWI296635 B TW I296635B
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Taiwan
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resin
region
resin component
extruder
supply
Prior art date
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TW090121903A
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English (en)
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Akira Miyamoto
Kazuhiro Shibuya
Hiroshi Hachiya
Zhong-Neng Wu
Wen-Yi Su
Original Assignee
Asahi Kasei Chemicals Corp
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1296635 A7 __B7五、發明説明(1) 技術領域 本發明係有關難燃性聚碳酸酯 。更詳細地說係有關利用螺旋擠押 所形成之樹脂成分及有機磷化合物 燃性聚碳酸酯樹脂組成物之方法, 磷化合物之酸値爲0 · lmgKOH 機中樹脂溫度爲3 0 0 °C以下及 留時間爲4 0秒以下之條件進行擠 可得,既使長時間曝露於高溫高濕 物性及色調,且因有機磷化合物而 酯樹脂組成物。 樹脂組成物之製造方法 機,將主要由聚碳酸酯 混煉並擠押,而製造難 又,其特徵爲,該有機 以下,且係於擠押 ,擠押機內樹脂成分滯 押。利用本發明之方法 環境下亦極少降低機械 難燃化之難燃性聚碳酸 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 目前技術 聚碳酸酯(P 組成物,或摻混A 脂等之樹脂組成物 脂組成物,故具有 熱性、耐光變色性 電腦、印刷機、文 機器之機架材料。 但,含有有機 脂組成物(下面亦 因有機磷化合物之 將該材料長時間曝 C )摻混有機磷化合 BS (丙烯腈—丁二 因係使用非氯•溴系 優之熔融流動性、剛 等諸特性,而被廣泛 字處理機、影印機等 磷化合物系難燃劑之 單稱爲難燃性聚碳酸 熱分解或加水分解而 露於高溫高溫環境下 物系難燃劑之樹脂 烯-苯乙烯)系樹 難燃劑之難燃性樹 性、耐衝撃性、耐 利用爲電氣製品、 公司事務(0 A ) 難燃性聚碳酸酯樹 酯樹脂組成物)會 降低物性,特別是 ,會有明顯降低耐 ,錄 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -4- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7五、發明説明(2 ) 衝擊性、破斷強度等機械物性及降低色調之問題。其將大 大損害該材料長期使用之信賴性,故強烈需求改良該材料 之耐尚溫局濕性。 爲了解決上述問題而有各種方法之提案。例如日本國 特開平9 — 1 88808號公報(對應EP 711 ,851)所揭示,含橡膠接枝共聚物之難燃性聚 碳酸酯樹脂組成物及,利用提高樹脂組成物中橡膠接枝共 聚物之添加量,而抑制高溫高濕環境下艾佐德衝擊度降低 情形之方法。但,該增加橡膠接枝聚合物添加量之方法, 除了維持高溫高濕環境下艾佐德衝擊強度之效果不足外, 隨著橡膠量增加,會有降低組成物剛性、熔融動性及及難 燃性之缺。又,日本國特開平1 1 一 3 1 0 6 9 5號公報 (對應E P 9 3 6,2 4 3 )所揭示,以低於1 mg K〇H/g之有機磷化合物作爲聚碳酸酯系樹脂之難燃劑 的方法。但,以該公報所示之低酸値有機磷化合物爲難燃 劑時,不易得到充分提升耐高溫高濕性之樹脂組成物。又 ,日本國特開平1 1 一 1 8 9 7 1 4號公報(對應EP 9 0 9,7 9 0 )曾嘗試針對磷化合物分解所產生之酸性 物質添加酸淨化劑,而改良組成物之耐高溫高濕性。但, 該方法中不易將酸淨化劑添加量控制於適當量,即,過剩 的酸淨化劑會有降低組成物之熔融流動性或相反地降低耐 衝擊性等缺點。 又,日本國特開平1 1 — 246721號公報(對應 美國專利第4,177,492),日本國特開2000 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 Ϊ 本 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -5- 1296635 A7 B7 五、發明説明(3) 一 9 5 9 3 5號公報及日本國特開2000 -1 0 9 6 7 0號公報(對應美國專利第 6,177,492)所揭示,將苯乙烯系樹脂、聚亞苯 基醚系樹脂、飽和聚酯系樹脂等加入聚碳酸酯系樹脂中, 再加入有機磷化合物難燃劑之難燃化樹脂組成物,但,該 公報所記載之樹脂組成物的耐光變色性及耐衝擊強度不足 。雖然該公報曾記載製造樹脂組成物時混煉時間較佳爲 20分鐘以下,例如曰本國特開平1 1 — 24 6 72 1號 公報之實施例的1 0 0秒混煉時間,但未觸及組成物之耐 高溫高濕性,且無改良用技術。 因此,強烈需求改良含有機磷化合物系難燃劑之難燃 性聚碳酸酯樹脂組成物的耐高溫高濕性,但現狀上無法得 到能充分提升耐高溫高濕性之難燃性聚碳酸酯樹脂組成物 (請先閲讀背面之注意事項再 -- 本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明槪要 有鑑於此,本發明者們針對除了具有優良難燃性、機 械物性及色調外,既使長時間曝露於高溫高濕環境下,亦 極少機械物性及色調之,含有有機磷化合物難燃劑的難燃 性聚碳酸酯樹脂組成物之製造方法提出專心硏究後驚訝地 發現,利用螺旋擠押機將主要由聚碳酸酯所形成之樹脂成 分及有機磷化合物混煉並擠押,而製造難燃性聚碳酸酯樹 脂組成物的方法中,使有機磷化合物之酸値爲0 . 1 mg K〇H / g以下,且係於擠押機內樹脂溫度爲3 0 0 °C以 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -6 - 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(4 ) " 下及,擠押機內樹脂成分滯留時間爲4 0秒以下之條件進 行擠押機的方法,可有效率地製造上述優良的難燃性聚碳 酸酯樹脂組成物,而完成本發明。 因此,本發明第1項主要目的爲,提供一種能有效率 製造具有優良難燃性、機械物性及色調,且既使長時間曝 露於高溫高濕環境下亦極少降低機械物性及色調之,含有 有機磷化合物難燃劑的難燃性聚碳酸酯樹脂組成物之方法 〇 本發明之上述及其他目的,諸特徵及利益可於參考所 附圖表下,由下列說明及申請範圍得知。 圖面簡單說明 圖1爲,說明使用本發明方法之擠押機一例的內部構 造槪略側剖面圖。 圖2爲,說明實施例1至3及比較例1至4所使用之 擠押機的內部構造槪略側剖面圖。 圖3爲,說明實施例4至6及比較例5至7所使用之 擠押機的內部構造槪略側剖面圖。 圖4 (a)至11 (b)各自爲,使用本發明方法之 擠押機螺旋元件例圖。 符號說明 a :將樹脂成分維持爲未熔融狀態之區域(a ) b ··將樹脂成分維持爲部分熔融狀態之區域(b ) (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1296635 A7 B7 五、發明説明(5) c :將樹脂成分維持爲完全熔融狀態之區域(c ) 1 :防止供給區域(b )之有機磷化合物逆流至區域(a (請先閲讀背面之注意事項再本頁) )的區域(I ) H =樹脂成分、有機磷化合物及氟聚合物水性分散物混煉 用之區域(Π ) m :防止熔融樹脂由放池口流出(樹脂彎曲)之區域m B 1至B 1 0 :第1至第1 0圖筒段 1 ( a ^ ):樹脂成分及氟聚合物水性分散液的供給口( a ^ ) 2 :料斗 3 a - 1 :聚碳酸酯或含有聚碳酸酯之原料混合物 3a — 2、3 a — 3及3a-4 :聚碳酸酯以外之樹脂或 添加劑 4 :氟聚合物水性分散液供給用噴嘴 5 ( b ^ ):有機磷化合物供給口( b / ) 5 b :有機磷化合物供給用噴嘴 6 :放池口 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 :篩網 8 :模頭接連部 9 :難燃性聚碳酸酯樹脂組成物吐出口 1 0 :順方向螺紋螺旋元件 1 1 :順方向捏合元件 1 2 :逆方向捏合元件 1 3 :順方向螺旋混合元件 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -8- 1296635 A7
1 4 =自然捏合元件 15:逆方向螺紋螺旋元件 16:螺旋回轉軸 17:回轉軸之軸線 18:由濟押機吐出口看到之回轉軸的回軸方向 s 1至S 5 :構成圖6至8之捏合元件的似橢圓形盤 發明詳細說明 本發明係提供一種利用螺旋擠押機將主要由聚碳酸酯 所形成之樹脂成分及有機磷化合物混煉,而製造難燃性聚 碳酸酯樹脂組成物之方法, 又,其特徵爲,使用具有1個或複數個樹脂成分與有 機磷化合物供給口及,混煉所得之難燃性聚碳酸酯樹脂組 成物吐出口的擠押機之方法中包含, 經由供給口將樹脂成分連續供給擠押機,另外,經由 樹脂成分供給用之供給口或不同的供給口將有機磷化合物 連續供給擠押機,且該有機磷化合物之酸値爲0 · 1 mg K〇H / g以下; 將樹脂成分及有機磷化合物混煉並擠押推向吐出口時 ,係於擠押機內樹脂溫度爲3 0 0 °C以下及,擠押機內樹 脂成分滯留時間爲4 0秒以下之條件進行擠押’而生成難 燃性聚碳酸酯樹脂組成物,同時由前述吐出口排出該難燃. 性聚碳酸酯樹脂組成物。 爲了易於理解本發明,首先將列舉本發明之基本特徵 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 太 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(7) 及較佳態樣。 1 · 一種難燃性聚碳酸酯樹脂組成物之製造方法,其 爲,利用螺旋擠押機將主要由聚碳酸酯所形成之樹脂成分 及有機磷化合物混煉,而製造難燃性聚碳酸酯樹脂組成物 之方法, 又,其特徵爲,使用具有1個或複數個樹脂成分與有 機磷化合物供給口及,混煉所得之難燃性聚碳酸酯樹脂組 成物吐出口之擠押機的方法中包含, 經由樹脂成分供給口將樹脂成分連續供給擠押機,另 外,經由樹脂成分供給口或不同的供給口將有機磷化合物 連續供給擠押機,且該有機磷化合物之酸値爲0 . 1 IDg K〇H / g以下; 將樹脂成分及有機磷化合物混煉並擠押推向吐出口時 ,係於擠押機內樹脂溫度爲3 0 0 °C以下及,擠押機內樹 脂成分滯留時間爲4 0秒以下之條件進行擠押,而生成難 燃性聚碳酸酯樹脂組成物,同時由前述吐出口排出該難燃 性聚碳酸酯樹脂組成物。 2·如前項1·所記載之方法,其中,擠押機內樹脂 成分滯留時間爲3 0秒以下。 3 ·如前項1 ·所記載之方法,其中,擠押機爲雙軸 擠押機。 4 .如前項1 .所記載之方法,其中,供給擠押機之 樹脂成分爲固體,擠押機爲依擠押方向依序配置區域(a )、區域(b)及區域(c),且區域(c)係直接連通 請先閲讀背面§意事項本頁) -裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -10- 1296635 A7 B7 五、發明説明(8 ) 吐出口之擠押機,又,區域(a )中樹脂成分維持爲未熔 融狀態,區域(b )中樹脂成分維持爲部分熔融狀態,區 域(c )中樹脂成分維持爲完全熔融狀態。 5 ·如前項4 ·所記載之方法,其中,擠押機具有直 接連通區域(a )之樹脂成分供給口( a >)及,直接連 通區域(b)之有機磷化合物供給口(1>/),且經由供 給口( a /)將樹脂成分供給區域(a )及,經由供給口 (b / )將有機磷化合物供給區域(b ),又,對樹脂成 分供給速度(k g/h r )有機磷化合物供給速度(k g / h r )爲 1 至 3 Ο %。 6 ·如前項5 _所記載久方法,其係於爲了防止供給 區域(b )之有機磷化合物逆流至區域(a )而設置於區 域(b )內沿擠押機擠押方向之有機磷化合物供給位上游 側的區域(I )中,增加擠押機內部空間,以樹脂成分容 積比定義的樹脂塡充率,又,樹脂成分及有機磷化合物混 煉過程主要係於沿擠押機擠押方向之有機磷化合物供給位 下游側的區域Π中進行。 7 ·如前項1 .所記載之方法,其中,樹脂成分係由 聚碳酸酯及橡膠改性樹脂所形成。 8 .如前項1 ·所記載之方法,其中,有機磷化合物 爲,下列式(1 )所示化合物群中所選出至少1種之化合 物, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 -- 本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 1296635 A7 B7 五、發明説明(9 )
各自獨立爲碳數6至12之芳基;η爲1至5之正整數; j 、k、1及m各自獨立爲〇或1 )。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 _如前項8 ·所記載之方法,其中,供給擠押機內 區域(b )之有機磷化合物所含的金屬原子及氯原子量各 自爲3 0 p pm以下及2 0 P pm以下。 I 0 ·如前項1 ·所記載之方法,其中,再將氟聚合 物供給擠押機。 II ·如前項4 ·所記載之方法,其中,擠押機具有 直接連通區域(a)之1個或複數個供給口(a >),且 經由供給口( a /)將樹脂成分供給區域(a ),又,經 由樹脂成分供給口( a /)或不同之供給口( a /)將氟 聚合物水性分散液供給區域(a ),又,對樹脂成分供給 速度(k g / h r )之氟聚合物水性分散液供給速度( kg/hr)爲 0 . 01 至 10%。 1 2 ·如前項1 1 ·所記載之方法,其中,供給擠押 機之區域(a )的氟聚合物水性分散物溫度爲5至3 0 °C 〇 1 3 · —種成形品,其爲,將前項1 ·至1 2 ·中任 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) -12 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1296635 A7 B7 五、發明説明(1〇) 何一項之製造方法所得的難燃性聚碳酸酯樹脂組成物成形 而得。 下面將具體說明本發明。 本發明中,使用於樹脂成分之聚碳酸酯較佳爲芳香族 聚碳酸酯。本發明所使用之芳香族聚碳酸酯樹脂較佳爲, 具有下列式(2 )所示重覆單位所形成之主鏈。 -{—0—Ar—0—C—)— (2) 0 (式中,A r爲二價碳數5至2 0 0之芳香族殘基,例如 亞苯基、亞萘基、聯亞苯基、亞吡啶基或下列式(3 )所 示之基) 一 Ar1 - Y — Ar2— (3) (式中,Ar 1及A r 2各自爲亞芳基,例如,亞苯基、亞 萘基、聯亞苯基、亞吡啶基,Y爲下列式(4 )所示之伸 烷基或取代伸烷基)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13- 1296635 A7 -___ B7___ 五、發明説明(11) (請先閲讀背面之注意事項再本頁) $6之低級烷基、碳數5至1之環烷基、碳數6至3 0之 芳基、碳數7至3 1之芳烷基,又,依情形可受鹵原子、 碳數1至1 0之烷氧基取代;k爲3至1 1之整數;R5及 R6可依各X而選擇爲相互獨立之氫原子、碳數1至6之低 級烷基、碳數6至3 0之芳基,又,依情形可受鹵原子、 碳數1至10之烷氧基取代;X爲碳原子)° 另外,可含有下列式(5 )所示二價芳香族殘基作爲 共聚物成分。 —Ar1- Z - Ar2 - (5) (式中,Ari'Ar2同式(3) ;Z爲單鍵或一〇一、 —C〇 一 、一 S — 、一 s〇2 — 、一 C〇2 —、 一 CON (R1) — (R1 同式(4))等二價基)° 式(2 )之A r及式(5 )所示二價芳香族殘基之具 體例如,下列式所示之物等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )A4規格(210x297公釐) -14- 1296635 A7 B7 五、發明説明(12)
(R?)m
(R7)·
CH, CH (R7)m—{(J^CHrCHr^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (R7)m (pn (R7h (p -<Q>- (R7)m (K8)n (R7)m (^)n (R7)m (p8)n (R7)m (^8)n-^〇>-s〇r<〇)-、^〇^c〇~<〇>-(R?)m (pn (η" ff (f8)n CONH— 鲁^#-及
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -15- 1296635 A7 B7 五、發明説明(13) (式中,R7及R9各自獨立爲氫原子、鹵原子、碳數1至 1 0之烷基、碳數1至1 0之烷氧基、碳數5至1 0之環 院基或碳數6至3 0之芳基;m及η爲1至4之整數,m 爲2至4時,各R7可相同或相異,η爲2至4時,各R8 可相同或相異)。 其中又以下列式(6 )所示之基爲佳。
(6 ) 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 _ 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 特別佳爲’含有8 5莫耳%以上(以聚碳酸酯中全部 單體單位爲基準)以式(6)之基爲A I*的式(2)之重 覆單位的聚碳酸酯。 本發明所使用之聚碳酸酯可具有,以三價以上碳數6 至3 0 0之芳香族殘基爲支化點的支化構造。 聚合物末端之分子構造並無特別限制,可鍵結苯酚性 末端基、芳基碳酸酯基、烷基碳酸酯基中所選出1種以上 之末端基。 該芳基碳酸酯末端基如,下列式(7 )所示之基。 —0 —C —0 - (7 (式中’ Ar3爲一價碳數6至3〇之芳香族殘基,又,芳 香環可受取代)。 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(21GX297公廣 16 1296635 Α7 Β7 五、發明説明(14) 芳香基碳酸酯末端基之具體例如下列式所示之基。 ο I c—o - ο
ο — c — ο Β Ο
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 烷基碳酸酯末端基如下列式(8 )所示。 -〇 。 〇 R 9 ( 8 ) (式中,R9爲碳數1至2 0之直鏈或支鏈狀烷基) 烷基碳酸酯末端基之具體例如下列式所示之基。
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -17- 1296635 Α7 Β7 五、發明説明(15) —0—C—0—C g Η 2 7 、 一C—Ο—0^2^25 、及 d « —Ο —C —Ο — C 1 8 Η 3 7
I 其中又以苯酣性末端基、苯基碳酸酯基、Ρ - t - 丁 基苯基碳酸酯基、P -枯基苯基碳酸酯基等爲佳。 本發明中,苯酚性末端與其他末端之比率並無特別限 制,但,就得到更優良色調及機械物性的觀點,又以苯酚 性末端基比率爲全部末端基數之2 0 %以上爲佳,更佳爲 2 0至8 0%。苯酚性末端基比率超過全部末端基數之 8 0 %時,會有若干降低熔融時熱安定性之傾向。 苯酚性末端量之測定方法可爲,一般使用N M R之測 定法(N M R法),使用鈦之測定法(鈦法),使用U V 或I R之測定法(U V法或I R法)。 本發明所使用之芳香族聚碳酸酯的重量平均分子量( Mw) —般較佳爲5,000至50,000,又以 10,000 至 40,000 爲佳,更佳爲 15,000 至 30,000,特佳爲 18,000 至 25 ,000。 低於5,0 0 0時會有,所得難燃性聚碳酸酯樹脂組成物 之耐衝擊性不足的傾向,又,超過5 0,〇 〇 〇時會有, 樹脂組成物之熔融流動性不足的傾向。 測定重量平均分子量(M w )之方式可爲,利用凝膠 滲透色層分析法(G P C )以下列條件測定。即,以四氫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X29*7公釐) (請先閲讀背面之注意事項 •Η裝-- 本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 1296635 0 3 8 8 A7 B7 五、發明説明(16) 呋喃爲溶劑及使用聚苯乙烯凝膠下,利用由標準單分散聚 苯乙烯構成曲線以下列式計算所得之換算分子量校正曲線 求得。
Mpc = 〇 · 3591Mp (式中,Mp c爲聚碳酸酯之重量平均分子量,Mp si 聚苯乙烯之重量平均分子量) 本發明所使用之芳香族聚碳酸酯可爲,利用已知方法 製得之物。具體例如,使芳香族二羥基化合物與碳酸酯先 驅物反應之已知方法,例如,存在氫氧化鈉水溶液及二氯 甲烷溶劑下,使芳香族二羥基化合物與碳酸酯先驅物(例 如光氣)反應的表面聚合法(例如光氣流):使芳香族二 羥基化合物與碳酸二酯(例如二苯基碳酸酯)等反應之酯 交換法(熔融法):使光氣法或熔融法所得之結晶化碳酸 酯預聚物固相聚合之方法〔日本國特開平1 -1 5 8 0 3 3號公報(對應美國專利第 4,948,871號說明書),日本國特開平1 — 271426號公報,日本國特開平3-68627號公 報(對應美國專利第5,204,377號說明書)〕等 方法所製得之物。 芳香族聚碳酸酯較佳如,由2價苯酚(芳香族二羥基. 化合物)與碳酸二酯之酯交換法製得的實質不含氯原子之 聚碳酸酯。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) M規格(21〇χ297公釐) 讀 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 _ 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ B7五、發明説明(17) 又,本發明可使用構造不同或2種以上不同分子量之 聚碳酸酯的組合物。 本發明方法所使用之樹脂成分可爲,僅由上述聚碳酸 酯形成之物,或以聚碳酸酯爲主體且含有聚碳酸酯以外之 熱可塑性樹脂者。 樹脂成分所使用之聚碳酸酯以外的熱可塑性樹脂如, 丙烯腈一苯乙烯(A S )樹脂、甲基甲基丙烯酸酯一苯乙 烯(MS )樹脂等苯乙烯系樹脂、丙烯腈—丁二烯一苯乙 烯(AB S)樹脂、丙烯腈一丁基丙烯酸酯一苯乙烯( AAS)樹脂、甲基甲基丙烯酸酯一丁二烯一苯乙烯( MBS)樹脂、HIPS ( high impact polystyrene)樹脂 等橡膠改性苯乙烯系樹脂、聚亞苯醚系樹脂、聚醯胺樹脂 、聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚甲醛系樹脂、聚甲基丙 烯酸甲酯樹脂、聚氯乙烯樹脂及代表芯殼型橡膠之作爲耐 衝擊性改良劑的接枝橡膠或各種彈性體等。 樹脂成分係由聚碳酸酯及聚碳酸酯以外之熱可塑性樹 脂形成時,聚碳酸酯以外之熱可塑性樹脂對樹脂成分的重 量較佳爲5 0至0 · 1重量%,又以4 0至5重量%爲佳 ,更佳爲30至10重量%。 本發明特佳之樹脂成分爲,由聚碳酸酯及橡膠改性樹 脂所形成之樹脂成分。 該橡膠改性樹脂係指,含有橡膠質量合體及至少1種 乙烯系化合物的橡膠改性樹脂。 橡膠改性樹脂所使用之橡膠質量合體可爲,玻璃化溫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐1 " -20- (請先閲讀背面之注意事項 --裝—馨旁 訂
1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7___五、發明説明(18) 度爲0°C以下之物。具體例如,聚丁二烯、苯乙烯—丁二 烯共聚合橡膠、丙烯腈-丁二烯共聚合橡膠等二烯系橡膠 、聚丙烯酸丁酯等丙烯系橡膠、聚異戊二烯、聚氯戊二烯 、乙烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯三元共聚合橡膠、 苯乙烯-丁二烯嵌段共聚合橡膠、苯乙烯-異戊二烯嵌段 共聚合橡膠等嵌段共聚物及其加氫物等。其中又以聚丁二 烯、苯乙烯-丁二烯共聚合橡膠、丙烯腈-丁二烯共合橡 膠、聚丙烯酸丁酯等爲佳。 橡膠改性樹脂中橡膠質量合體之使用比率爲1至9 5 重量%,但,可依必要之機械強度、剛性及成形加工性而 定,較佳爲5至4 5重量%,更佳爲1 0至4 0重量%。 橡膠改性樹脂所使用之乙烯系化合物如,苯乙烯、α -甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯等芳香族乙烯系化合物;甲 基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、乙基丙 烯酸酯等烷基(甲基)丙烯酸酯類;丙烯酸、甲基丙烯酸 等(甲基)丙烯酸類;丙烯腈、甲基丙烯腈等丙烯腈單體 ;馬來酸酐等α,/5 -不飽和羧酸、Ν -苯基馬來醯亞胺 、Ν -甲基馬來醯亞胺、Ν -環己基馬來醯亞胺等馬來醯 亞胺系單體;縮水甘油基甲基丙烯酸酯等含縮水甘油基單 ,其中又以芳香族乙烯系化合物、烷基(甲基)丙烯酸酯 類、丙烯腈單體、馬來醯亞胺系單體爲佳,更佳爲苯乙烯 、丙烯腈、Ν -苯基馬來醯亞胺、丁基丙烯酸酯。又,可 單獨使用或2種以上組合使用,其中又以芳香族乙烯系化 合物及芳香族以外之乙烯系化合物的組合物爲佳。該芳香 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 fi 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -21 - 1296635 A7 B7 五、發明説明(19) 族乙烯系化合物及芳香族以外之乙烯系化合物的使用比率 可隨意,但’芳香族以外之乙烯系化合物對芳香族乙烯系 化合物及芳香族以外之乙烯系化合物合計量的比率較佳爲 5 至 8 0 %。 橡膠改性樹脂之製造方法並無特別限制,可如本體聚 合、溶液聚合、懸浮聚合、乳化聚合等一般已知之製造方 聚碳酸酯中摻混橡膠改性樹脂時,其比率可依必要之 機械強度、剛性、成形加工性及耐熱性而定,其中又以對 聚碳酸酯5 0至9 5重量單位之橡膠改性樹脂5 0至5重 量單位爲佳,更佳爲對聚碳酸酯6 0至9 0重量單位之橡 膠改性樹脂4 0至1 0重量單位。 本發明所使用之樹脂成分可爲熔融狀態,但以固體狀 爲佳,即,顆粒狀及/或粉末狀之樹脂成分。 又,本發明之製造方法中,樹脂成分係由聚碳酸酯及 其他熱可塑性樹脂形成時,可爲預先以機械式混合聚碳酸 酯顆粒及/或粉末與其他熱可塑性樹脂顆粒及/或粉末而 得之物,或各自獨立將樹脂送入擠押機。又,可使用預先 將聚碳酸酯及其他熱可塑性樹脂熔融混合而得之熔融狀樹 脂成分或其顆粒化之物。 本發明方法所使用之有機磷化合物爲,含至少1種之 有機磷化合物,即,其構造內具有1個以上磷子之化合物. 〇 構造內具有1個磷原子之化合物(以下稱爲單有機磷 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製 -22-
Ra-(0
(〇)iir-R (式中,X 爲 ;尺3、1^、1^及11£1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1296635 A7 ____B7 _ __ 五、發明説明(20) 化合物)如,三苯基磷酸酯、三甲酚磷酸酯、甲酚苯基磷 酸酯、三二甲苯基磷酸酯、二甲苯基苯基磷酸酯等。 但,使用單有機磷化合物形成難燃性聚碳酸酯樹脂組 ,成物時,易有模具表面積垢(MD)之缺點,因此,本發 明所使用之有機磷化合物較佳爲,構造內具有2個以上磷 原子之化合物的有機磷化合物低聚物。 本發明所使用之特別佳的有機磷化合物低聚物如,下 列式(1 )所示化合物群中所選出之物。 d ofo- 各自獨立爲碳數6至12之芳基;m爲1至5之正整數; j 、k、1及m各自獨立爲〇或1)。 式(1 )中,取代基Ra、Rb、11°及1^各自獨立爲 碳數6至1 2之芳基,又,其中一個以上氫原子可受或不 受取代。其中一個以上氫原子受取代時,取代基如,碳數 1至30之烷基、烷氧基、烷基硫基、芳基、芳氧基、$ 硫基、鹵化芳基及鹵素等,又,可使用前述取代基之組合 基(例如芳基院氧基烷基)等,或取代基利用氧原子、硫 原子、氮原子等鍵結之組合基(例如芳基磺醯芳基等)。 取代基Ra、Rb、中特別佳之芳基爲,苯基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 本頁 -23- 1296635 A7 ___B7_ 五、發明説明(21) ,甲酚基、二甲苯基、丙基苯基及丁基苯基。又,式(2 )之化合物中,取代基Ra、Rb、尺^及!^爲烷基或環烷 基時,一般熱安定性不足而易於熔融混煉時產生分解。 有機磷化合物例之化合物群的式(1 )中,X爲二羥 苯基二甲基甲烷殘基。一般所使用之低聚物系磷酸酯多爲 ,X爲間苯二酚殘基或氫醌殘基之物,比較下,有機磷化 合物爲式(1) (X爲二羥苯基二甲基甲烷殘基)所示化 合物群中所選出之物時,因可提升有機磷化合物之耐加水 分解性及熱安定性,且將樹脂組成物之機械物性惡化(特 別是高溫高濕環境下機械物性惡化)抑制於低水準,故可 明顯提升材料之信賴性。另外,比較目前所使用之低聚型 磷酸酯,使用式(1 )所示有機磷化合物進行成形加工時 ,模具表面所附著之積垢量可飛躍式降至低水準。 所使用之式(1 )所示有機磷化合物低聚物一般多爲 ,具有式(1 )中不同η値(η爲自然數)之複數個不同 的有機磷化合物低聚物之混合物。該複數個不同之有機磷 化合物低聚物的重量平均縮合度(Ν)較佳爲1至低於 1 . 2。該Ν可由,利用凝膠滲透色層分析或液體色層分 析求取有不同η値之各自成分的重量分率(A η )(例如以 η爲1之有機磷化合物低聚物之重量分率(Ai),再以下 列式 Σ(η·Απ)/Σ(Απ) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 _ 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
N -24 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(22) 算出。 爲了求取A n,一般係使用U V檢測器或R I檢測器。 但上述有機磷化合物爲,式(1 )之有機磷化合物低聚物 及式(1 )中η爲〇之構造化合物(即,1分子中僅有1 個磷原子之單有機化合物)的混合物時,計算Ν時η爲0 之化合物需除外。重量平均縮合度Ν —般爲1以上5以下 ’又以1以上2以下爲佳,更佳爲1以上1 · 5以下,特 別佳爲1以上低於1 · 2。Ν較小時,與樹脂成分可具有 優良之相溶性、熔融流動性及高難燃性。特別是Ν = 1之 化合物,樹脂組成物可具有特別優良且均衡之難燃性及熔 融流動性。有機磷化合物爲,Ν爲5以上之式(1 )的化 合物時’該化合物之粘度較高,而有降低特別是高剪斷速 度領域下之熔融流動性及降低難燃性的傾向。 又’本發明所使用之有機磷化合物的酸値爲0 . 1 mg 仄〇^1/2以下,又以〇.〇51^1^〇11/2以下爲佳, 更佳爲0 · 02mgK〇H/g以下,特佳爲〇 · Olmg KOH/g以下。使用酸値較低之有機磷化合物時,可得 到高溫高濕環境下能明顯減少機械物性及色調惡化之難燃 性聚碳酸酯樹脂組成物。因此,本發明使用有機磷化合物 時’爲了避免增加該酸値,而需重視貯藏、移送時防止水 分混入及必要以上之加熱等。 又’式(1 )所示有機磷化合物可利用如,美國專利 第2 ’ 520,〇90號公報、日本國特公昭62 -25706號公報、日本國特開昭63-227632號 (請先閲讀背面之注意事 丨 項本頁 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -25- 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(23) 公報等所記載之方法,於存在氯化鎂及氯化鈷等路易酸觸 下,使氧氯化磷與雙酚A及一價苯酚類反應合成後,將所 得粗有機磷化合物洗淨精製、乾燥而得製品。但,就製造 高溫高濕環境下機械物性及色調惡化程度較小之難燃性聚 碳酸酯樹脂組成物而言,本發明所使用之有機化合物中, 有機磷化合物所含之主要來自觸媒的鎂、鋁及,洗淨精製 時使用含碱金屬、碱土類金屬等金屬離子之水溶液時可能 導入的鈉、鉀、鈣等金屬原子量較佳爲3 0 P pm以下, 又以20ppm以下爲佳,更佳爲l〇ppm以下,特佳 爲5 p p m以下。 又,就製造高溫高濕環境下機械物性及色調惡化程度 較小之難燃性聚碳酸酯樹脂組成物而言,有機磷化合物所 含之氯原子較佳爲2 0 p pm以下,又以1 0 p pm以下 爲佳,更佳爲5 p pm以下,特佳爲1 p pm以下。 有機磷化合物之添加量可依必要之難燃性水準而定, 但’對樹脂成分1 0 0重量單位較佳爲1至3 0重量單位 。因此,本發明方法較佳爲,以對樹脂成分供給速度( k g/h r )爲1至3 0%之供給速度,有機磷化合物連 續供給擠押機。有機磷化合物之添加量低於1重量單位時 ,將無法發揮必要的難燃效果,又,超過3 0重量單位時 除了不易添加有機磷化合物外,還會降低樹脂組成物之耐 衝擊性及耐熱性。有機磷化合物之添加量較佳爲2至2 0 重量單位,特佳爲5至1 8重量單位。 本發明方法中,爲了防止所得難燃性聚碳酸酯樹脂組
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -26- 1296635 A7 B7 五、發明説明(24) 成物於燃燒時燃燒物滴落,較佳爲,將氟聚合物加入擠押 機內。 本發明之方法中可使用具有原纖維形成能力之氟聚合 物,又,可使用精細粉末狀氟聚合物、氟聚合物水性分散 液、粉體氟聚合物與A S及PMMA等其他樹脂之粉體狀 混合物等各種形態的氟聚合物。 本發明方法又以使用氟聚合物水性分散液爲佳。該氟 聚合物如,聚四氟乙烯、四氟乙烯-丙烯共聚物等四氟乙 烯聚合物或聚四氟乙烯以外之全氟鏈烷聚合物,其中又以 四氟乙烯聚合物爲佳,特佳爲聚四氟乙烯。又,氟聚合物 四氟乙烯時,氟聚合物水性分散液可爲,例如以「氟樹脂 手冊」(日本國日刊工業新聞社1 9 9 0年刊)所記載之 方法’於水性媒體中使其與共聚用單體懸浮聚合或乳化聚 合後’將所得氟聚合物水性分散液濃縮,使水性分散液中 氟聚合物微粒子之濃度爲4 0至7 0重量%後,利用表面 活性劑安定化而得之乳白色狀水性分散液。氟聚合物水性 分散液中氟聚合物濃度於分散狀態安定下,可以水稀釋, 但以5至70重量%爲佳,更佳爲20至6 5重量%,特 佳爲3 0至6 0重量%。又,水性分散液中氟聚合物粒子 之平均一次粒子徑較佳爲〇 · 〇 1至〇 · 6//m,更佳爲 0 · 05 至 〇 · 4//m,特佳爲 0 · 18 至 0 · 3//m。 使氟聚合物水性分散液安定化的表面活性劑較佳爲, 乙氧化烷基苯酚、乙氧化高級醇等非離子系表面活劑,一 般其添加量爲1至1 5重量%,又以2至1 0重量%,更 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 請 先 聞 讀 背 面 之 注 意 事 項 _ 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 1296635 A7 B7 五、發明説明(25) 佳爲3至7重量%。又,該氟聚合物水性分散液之ρ η値 一般又以調整爲9至1 0爲佳。水性分散液中氟聚合物濃 度爲60重量%時,其液比重約爲1 · 5且粘度(25 °C )爲 15 至 30cp。 本發明所使用之氟聚合物水性分散液較佳如,日本三 井都彭(股)製「特氟隆30J」、日本泰金工業(股) 製「聚氟隆D—1」、「聚氟隆D-2」、「聚氟隆D-2C」、「聚氟隆D-2CE」。 上述粉體氟聚合物與A S及PMMA等其他樹脂之粉 體狀混合物可參考日本國特開平9 一 9 5 5 8 3號公報、 曰本國特開平1 1 一 4 9 9 1 2號公報、日本國特開 2000-143966號公報、曰本國特開2000— 2 9 7 1 8 9號公報等。本發明製造方法中所使用之含氟 聚合物的粉體狀混合物較佳如,美國G E斯佩夏公司製^ Blendex 4 4 9」、日本三菱人造絲(股)製「梅塔普A — 3 0 0 0」。 氟聚合物對樹脂成分1 0 0重量單位之添加量一般較 佳爲0·01至3重量單位,又以0·05至2重量單位 爲佳,更佳爲0 . 1至1重量單位,特佳爲0 · 2至0 · 6重量單位。氟聚合物對樹脂成分1 0 0重量單位之添加 量低於0 . 0 1重量單位時,防止燃燒物滴落之效果將不 足,而難得高難燃性。又,超過3重量單位時會有降低熔. 融流動性及耐衝擊性之傾向。 本發明方法係利用螺旋擠押機將上述樹脂成分、有機 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 "Ή裝-- 本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7_五、發明説明(巧 磷化合物及所需之氟聚合物混煉,而製得難燃 樹脂組成物。 具體而言即,本發明係使用直接連通1個 脂成分及有機磷化合物用之供給口,與難燃性 脂組成物用之吐出口的擠押機,又,由供給口 連續供給擠押機,又,由樹脂成分用供給口或 口將有機磷化合物連續供給擠押機,混煉下朝 ,且係擠押機內樹脂溫度爲3 0 0 °C以下及, 脂成分滯留時間爲4 0秒以下之條件進行擠押。 又,本發明方法中,供給擠押機之樹脂成 脂成分,該擠押機爲,依擠押方向依序配置區 區域(b)及區域(c),且區域(c)直接 之擠押機,又,以區域(a )中樹脂成分維持 態,區域(b )中樹脂成分維持爲部分熔融狀 c )中樹脂成分維持爲完全熔融狀態爲佳。 利用具有上述區域(a )至(c )之擠押 成分及有機磷化合物混煉,且該擠押機具有直 (a )之樹脂成分用供給口( a >)及直接連 )之有機磷化合物用供給口( b / )時,係由 /)將樹脂成分供給區域(a )及,由供給口 有機磷化合物供給區域(b ),又,對樹脂成 (kg/h r )之有機磷化合物供給速度(k 較佳爲1至3 0 %。此時又以於爲了防止供給 之有機磷化合物逆流主區域(a )而設置於沿 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 性聚碳酸酯 或複數個樹 聚碳酸酯樹 將樹脂成分 不同的供給 吐出口擠押 擠押機內樹 分爲固體樹 域(a )、 連通吐出口 爲未溶融狀 態,區域( 機進行樹脂 接連通區域 通區域(b 供給口( a (b。將 分供給速度 g / h r ) 區域(b ) 擠押機擠押 請 先 閲 讀 背 面 i 事 項 ψι 訂 29- 1296635 A7 B7 五、發明説明(27) (請先閲讀背面之注意事項再$本頁) 方向之有機磷化合物供給位上游側之區域I中,增加擠押 機內部空間以樹脂成分容積比定義的樹脂塡充劑,且樹脂 成分及有機磷化合物之混煉過程主要係於擠押機擠押方向 之有機磷化合物供給位下游側之區域Π (以下亦稱爲「主 要混煉區域π」)中進行爲佳。 又,利用具有上述區域(a )至(C )之擠押機進行 樹脂成分、有機磷化合物及氟聚合物水性分散液混煉,且 該擠押機具有1個或複數個直接連通區域(a )之供給口 (a / )時,係由供給口( a / )將樹脂成分供給區域( a ),另外由樹脂成分用供給口( a /)或不同之供給口 (a /)單獨將氟聚合物水性分散液供給區域(a ),且 對樹脂成分供給速度(k g / h r )之氟聚合物水性分散 液供給速度(k g / h r )較佳爲〇 . 〇 1至1 %。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明方法中,上述擠押機較佳爲雙軸擠押機,最佳 爲同方向回轉咬合型雙軸擠押機。因同方向回轉咬合型雙 軸擠押機中左右螺旋軸相互咬合,而具有自動淸潔之效果 ,又,能縮短擠押機內樹脂原料滯留時間,而具有優良樹 脂輸送性能、混煉性能及脫揮性能,因此適用於本發明。 特別是使用高轉矩對應型而可得高回轉之螺旋回轉數的雙 軸擠押機時,可提升生產速度及降低混煉時之熔融樹脂溫 度,而特別適用於本發明。該擠押機所得之螺旋回轉數較 佳爲3 0 0 r pm以上,又以4 0 0 r pm以上爲佳,更 佳爲5 0 0 r pm以上。 本發明所使用之特佳的擠押機如,日本東芝機械工業 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -30 - 1296635 A7 __B7_ 五、發明説明(28) (股)製 T EM — S S 系列、德國 Werner & Pfleiderer 公 司製Z SK - MC系列,日本製鋼所(股)製 TEX Super α〜II系列。 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 本發明所使用之擠押機具有圖1所示擠押機圓筒段B i 至B9般,連結複數個圓筒段所形成的圓筒狀機筒(以下亦 單稱爲「圓筒」)。 又,本發明方法之雙軸擠押機較佳爲,可依擠押機要 素(螺旋元件)自由選擇擠押機螺旋結構(螺旋外形), 且擠押機之圓筒溫度可由各個圓筒段控制。使用這類擠押 機時,可適當選擇螺旋外形及擠押機內之溫度,而調節區 域(a)、 (b) 、 (c)之長度及,於擠押機內形成區 訂 域I、混煉用區域Π。
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 適用於本發明方法之擠押機的具體例如,具有圖1所 示內部構造之擠押機。圖1爲,說明本發明方法所使用之 擠押機一例的內部構造槪略側剖面圖,又,圖1所示擠押 機內螺旋結構爲,適用於實施本發明方法之螺旋結構一例 。參考圖1說明本發明方法之前,將先說明本發明適用之 擠押機螺旋元件。 本發明方法中,擠押機螺旋結構用擠押機旋要素較佳 爲,順方向螺紋螺族元件、逆方向螺紋螺旋元件、順方向 捏合元件、逆方向捏合元件、中性捏合元件、順方向螺旋 混合元件、逆方向螺旋混合元件、密封環元件等。由前述 元件可組合成本發明所需之擠押機螺旋結構。 下面將參考圖4(a)至11(b)說明各擠押機螺 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) 31 1296635 A7 B7 五、發明説明(29) 旋元件及其作用效果。 圖4 ( a )爲,由擠押機吐出口方向看到的安裝於擠 (請先閲讀背面之注意事項本頁) 押機回轉軸之順方向螺紋螺旋元件槪略圖,圖4 ( b )爲 ’該順方向螺紋螺旋元件之槪略側面圖。「順方向螺紋螺 旋元件」係指,具有連續右旋方向之螺旋構造,且利用該 螺旋回轉(由擠押機吐出口看到的回轉方向爲右方向回轉 )可具有將樹脂成分往擠押方向移動作用之擠押機螺旋元 件。又,本發明適用之雙軸擠押機中,該元件係成對設置 於對應2個回轉軸上之位置。順方向螺紋螺旋元件之條數 (螺紋數)一般爲1條至3條,可依使用目的而定,至於 圖4 (a)及圖4 (b)爲適用於本發明之使用頻率高的 雙螺紋順方向螺紋螺旋元件。圖4 ( a )中,螺旋外徑( D。)與螺旋內徑(Di)之比D (以下稱爲螺旋咬 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 合比)一般爲1 . 3至1 . 8,本發明九以1 . 4至 1 · 7爲佳,更佳爲1 · 5至1 · 6,特佳爲使用螺旋咬 合比1 · 5 5之順方向螺紋螺旋元件。又,順方向螺紋螺 旋元件之螺紋螺距一般對螺旋外徑D。爲0 . 5至2 . 0倍 長,可依使用目的而定。一般該螺紋螺距較長時會增加樹 脂搬送量而降低樹脂塡充率,相反地較短時會降低樹脂搬 送量而增加樹脂塡充率。又,順方向螺紋螺旋元件中,樹 脂行進方向爲圖4 (b)之右向左。 圖5 (a)爲,由擠押機吐出口看到的安裝於擠押機. 回轉軸上之逆方向螺紋螺旋元件槪略圖,圖5 ( b )爲, 該逆方向螺紋螺旋元件之槪略側面圖。「逆方向螺紋螺旋 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(3〇) 元件」係指,具有連續左旋方向之螺旋構造,且利用該螺 旋回轉而具有將樹脂往擠押方向之相反方向移動作用的擠 押機螺旋元件。又,本發明適用之雙軸擠押中,該元件係 成對設置於對應2個回轉軸上之位置。圖5爲適用於本發 明之使用頻率最高之雙螺紋的逆方向螺紋螺旋元件。一般 逆方向螺紋螺旋元件之螺紋數爲2,且螺旋咬合比D。/ Di爲1 . 3至1 . 8,螺紋螺距一般對螺旋外徑D。爲 0 . 5至1 . 0倍長。因逆方向螺紋螺旋元件將樹脂往擠 押方向之相反方向移動效果較大,故使用該擠押機螺旋元 件時,由擠押方向看到的擠押機螺旋元件上游側的實質樹 脂塡充率爲1 ,即完全塡滿狀態。因此,將後述之順方向 捏合元件、逆方向捏合元件、中性捏合元件、順方向螺旋 混合元件、逆方向螺旋混合元件等混煉效果較高之擠押機 螺旋元件插入沿擠押方向之逆方向螺紋元件上游側時,可 於擠押機內部以完全塡滿樹脂狀態進行樹脂熔融混煉,而 對樹脂具有強熔融混煉作用。 圖6 (a)爲,由擠押機吐出口方向看到的固定於擠 押機回轉軸上之順方向捏合元件槪略圖,圖6 ( b )爲, 該順方向捏合元件之槪略側面圖。「順方向捏合元件」係 指,複數個似橢圓形盤以各似橢圓形盤中心通過螺旋回轉 軸之軸線方式連續地平行固定於螺旋回轉軸上,且如圖6 所示般,將該複數個似橢圓形盤相互錯開設置,又,連續 設置於回轉軸上沿擠押機擠押方向之相反方向的複數個盤 中,相互接鄰之盤的回轉軸回轉方向爲正(+ )時,扭轉 (請先閲讀背面之注意事' -- 項本頁) 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -33- 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(31) 角度(staggering angle )爲正(+ )方向上大於〇度且小 於9 0度之螺旋元件。該擠押機螺旋元件可利用擠押機螺 旋元件回轉,而同時具有將樹脂往擠押方向移動作用及將 樹脂混煉作用。順方向捏合元件較佳爲,由至少3枚以上 該似橢圓形盤,又以5枚以上爲佳層合構成。又,似橢圓 形盤對螺旋外徑較佳爲5至0·5倍厚。該盤爲長徑/短 徑比爲1 . 1至2 . 0之似橢圓形,又,似橢圓形之最大 徑對圓筒本體內徑比較佳爲0 . 950至0 · 995。圖 6 (a)及(b)爲,適用於本發明之以+45度的扭轉 角度(staggering angle)連續且相互平行錯開固定於螺旋 回轉軸上之5枚似橢圓形盤所形成的順方向捏合元件。 圖7 (a)爲,由擠押機吐出口看到的安裝於擠押機 回轉軸上之逆方向捏合元件槪略圖,圖7 (b )爲,該逆 方向捏合元件之槪略側面圖。「逆方向捏合元件」係指, 複數個似橢圓形盤以各似橢圓形盤中心通過螺旋回轉軸的 軸線方式連續平行固定於螺旋回轉軸上且該複數個似橢圓 形盤如圖7所示般係相互錯開設置,又,連續設置於回轉 軸上沿擠押機擠押方向之反方向上的複數個盤中,相互接 鄰之盤的回轉軸回轉方向之反方向爲負(一)時,扭轉角 度(staggering angle)爲負(―)方向上大於〇度小於 9 0度之螺旋元件。該擠押機螺旋元件可利用擠押機螺旋 元件回轉,而同時具有將樹脂往擠押方向之反方向移動作. 用及將樹脂混煉作用。該似橢圓形盤較佳由,至少3枚以 上,又以5枚以上爲佳層合構成。該似橢圓形盤之厚度、 (請先閲讀背面之注 意事項本頁 -裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -34- 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(32) 長徑/短徑比、似橢圓形之最大徑同順方向捏合元件。圖 7 (a)及(b)爲,適用於本發明之以—45度之扭轉 角度連續地平行且錯開固定於螺旋回轉軸上的5枚似橢圓 形盤S 1至S 5所構成之逆方向捏合元件。 圖8 (a)爲,由擠押機吐出口方向看到的安裝於擠 押機回轉軸之中性捏合元件槪略圖,圖8 (b )爲,該中 性捏合元件之槪略側面圖。「中性捏合元件」係指,複數 個似橢圓形盤以各似橢圓形盤中心通過螺旋回轉軸之軸線 方式連續平行固定於螺旋回轉軸上,且該複數個似橢圓形 盤如圖8 (a)所示般錯開設置,又,連續設置於回轉軸 上沿擠押方向之反方向上的複數個盤中,相互接鄰之盤的 正(+ )及負(一)方向之扭轉角度(staggering angle ) 實質上均爲9 0度之螺旋元件。該擠押機螺旋元件可利用 擠押機螺旋元件回轉,而具有將樹脂混煉作用。實質上中 性捏合元件中,似橢圓形盤相互具有9 0度之扭轉角度( staggering angle ),因此,無將樹脂往擠押方向或反方向 移動之機能。又,該似橢圓形盤較佳由至少3枚以上,又 以5枚以上爲佳層合構成。其厚度、長徑/短徑比、似橢 圓形之最大徑同順反向捏合元件。使用該中性捏合元件時 ,可得比一般使用順方向捏合元件或逆方向捏合元件更強 的混煉用。圖8 ( a )及(b )爲,適用於本發明之,以 9 0度之扭轉角度(staggering angel )方式連續地平行且 錯開固定於螺旋回轉軸上的5枚似橢圓形盤S i至S 5所形 成之中性捏合元件。 (請先閲讀背面之注意事項 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -35- 1296635 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(33) 圖9 (a)爲,由擠押機吐出口方向看到的安裝於擠 押機回轉軸上之順方向螺旋混合元件槪略圖,圖9 ( b ) 爲,該順方向螺旋混合元件之槪略側面圖。「順方向螺旋 混合元件」係指,如圖9 ( a )及9 ( b )所示般,順方 向螺紋螺旋之螺紋上具有缺角構造,而可利用該螺旋回轉 將樹脂往擠押方向移動及,由缺角部分將部分樹脂往擠押 方向之反方向移動,而具有混合樹脂作用之擠押機螺旋元 件。又,本發明適用之雙軸擠押機中,該元件係同順方向 螺紋螺旋元件,成對設置於對應2個螺旋軸之位置上。圖 9爲,適用於本發明之順方向螺旋混合元件。 圖10 (a)爲,由擠押機吐出口方向看到的安裝於 擠押機回轉軸上之逆方向螺旋混合元件槪略圖,圖1 〇 ( b )爲’該逆方向螺旋混合兀件之槪略側面圖。「逆方向 螺旋混合兀件」係指,如圖10 (a)及1〇 (b)所示 般,逆方向螺紋螺旋之螺紋上具有缺角構造,而可利用該 螺旋回轉將樹脂往擠押方向之反方向移動及,由缺角部分 將部分樹脂往擠押方向移動,而具有混合樹脂作用之擠押 機螺旋元件。因該擠押機螺旋元件之螺旋具有左旋方向之 構造,故利用該螺旋回轉而將樹脂往擠押方向及反方向移 動作用較強,而可提高樹脂塡充率。因此,使樹脂混合之 作用力比使用順方向螺旋混合元件強。又,本發明適用之 雙軸擠押機中,其係同上述逆方向螺紋螺旋元件,成對設,. 置於對應2個螺旋軸之位置上。圖1 0爲,適用於本發明 之逆方向螺旋混合元件。 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 η 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -36- 1296635 A7 B7 五、發明説明(34) 圖11(a)爲,由擠押機吐出口方向看到的安裝於 擠押機回轉軸上之密封環元件槪略圖,圖11 (b)爲, 該密封環元件之槪略側面圖。「密封環元件」係指,基本 上由至少一個圓形盤所構成,而具有阻止樹脂前進而提高 樹脂塡充率之作用。使用密封環元件時,樹脂會由圓筒本 體及封環之間隙溢出。本發明較佳之雙軸擠押機所使用的 密封環元件一般爲,各自1枚設置於2個螺旋軸上,又, 可依用途設置2枚以上。該密封環元件螺旋軸方向之厚度 對螺旋外徑較佳爲0.05至0.5倍長。又,其圓形盤 之直徑對圓筒本體內徑較佳爲0 · 950至0 . 995倍 。圖1 1爲,適用於本發明之密封環元件。 本發明方法係將擠押機之區域(a )內的樹脂成分維 持爲未熔融狀態。例如,區域(a )內之擠押機螺旋僅由 順方向螺紋螺旋所構成,且將圓筒段溫度設定爲2 0至 200 °C,又以30至lOOt:爲佳,更佳爲40至70 °c下,可防止含有聚碳酸酯之樹脂成分熔融。該區域(a )之長度除了螺旋結構及圓筒段溫度外,還會受擠押機之 螺旋回轉數及樹脂成分供給速度(處理速度)影響,即, 增加回轉數及處理速度時,可增長該區域。區域(a )爲 ,完全無法觀測到樹脂成分(顆粒狀及/或粉末狀樹脂) 之熔融狀態,又,確認方式可爲,經由擠押機圓筒段開口 部(擠押機之供給口( a /))及設置於擠押機圓筒段之.· 窺視窗進行目視觀測。本發明方法使用氟聚合物水性分散 液時,係將氟聚合物水性分散液連續供給區域(a ),又 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意
|§! 严裝 頁I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -37- 1296635 A7 _ B7_ 五、發明説明(岣 ,區域(a )中最佳之氟聚合物水性分散液供給位置爲, 樹脂成分投入用料斗之下方,又,該料斗下方之圓筒段溫 度較佳爲4 0至7 0 °C。 本發明方法係將濟押機之區域(b )內的樹脂成分維 持爲部分熔融狀態。例如,該區域(b )中之擠押機螺旋 係由順方向螺紋螺旋元件,或其與順方向捏合元件、逆方 向捏合元件、中性捏合元件、順方向螺旋混合元件、逆方 向螺旋混合元件等擠押機螺旋元件組合成,且將圓筒段溫 度設定爲20 1至3 50 °C,又以2 1 0至3 00 °C爲佳 ’更佳爲2 2 0至2 8 0 °C下,利用擠押機螺旋元件之混 煉機能及來自圓筒部之熱供給,而將部分樹脂成分熔融。 區域(b )中部分樹脂係熔融狀態,其確認方法可爲,經 由設置於擠押機圓筒段之窺視窗進行目視觀測或使運轉中 之擠押機停擺後直接擠押機圓筒段冷卻,再取出擠押機螺 旋,而觀察擠押機內樹脂熔融狀態(但,觀察時需停止供 給有機磷化合物之難燃劑)。此時可以目視確認樹脂未熔 融部分,又區域(b )中熔融狀態樹脂成分較佳爲 0 · 01至90重量%,又以0 · 1至70重量%爲佳, 更佳爲1至50重量%。 本發明係爲難燃劑之有機磷化合物較佳爲連續供給區 域(b ),添加有機磷化合物之方式可爲,利用齒輪泵或 柱塞泵等定量地經由安裝於擠押機圓筒段之噴嘴壓入。又 ,因樹脂壓較低時易添加有機磷化合物,故有機磷化合物 供給位置之擠押機螺旋元件較佳爲,由順方向螺紋螺旋元 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' -38- (請先閲讀背面之注意事項 -- 本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1296635 A7 B7 五、發明説明(% 件或順方向螺旋混合元件所構成,且樹脂塡充率低於1, 又以0.4至0.8爲佳之物。 上述「主要混煉區域Π」之擠押機螺旋結構係由,逆 方向螺紋螺旋元件或密封環元件等樹脂密封性優良之擠押 機螺旋元件及,沿該擠押機螺旋元件之擠押方向上游側, 組合複數個順方向捏合元件、逆方向捏合元件、中性捏合 元件、順方向螺旋混合元件、逆方向螺旋混合元件等熔融 混煉作用優良之擠押機螺旋元件所構成,又,將圓筒段溫 度設定爲201至350 °C,又以21 0至300 °C爲佳 ,更佳爲2 2 0至2 8 0 °C下,利用擠押機螺旋元件之混 煉機能及來自圓筒部之熱供給,可以樹脂成分、有機磷化 合物及更佳爲添加氟聚合物之樹脂塡充率爲1的狀態充分 進行熔融混煉。本發明方法中,混煉區域(II )之螺旋結 構需爲,通過該主要混煉區域Π後,熔融混煉程度達完全 無未熔融樹脂粒子者。觀察通過主要混煉區域Π後區域( c )之熔融樹脂狀態的方法可爲,擠押機圓筒段設置窺視 窗而以目視觀察,或強制使運轉中擠押機停擺後直接將擠 押機圓筒段冷卻,再取出擠押機螺旋而觀察擠押機內部樹 脂熔融狀態。又,擠押機內主要混煉區域Π之數目可爲1 個或複數個所構成。 上述區域I中,使用順方向捏合元件、逆方向捏合元 件、中性捏合元件、窄螺距之順方向螺紋螺旋元件(螺紋 之螺距對螺旋外徑D。爲〇 · 5至0 · 8倍之物)中所選出 1至3個之擠押機螺旋元件,而使樹脂塡充率爲〇 · 7至 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 _ 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -39- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ B7_五、發明説明(37) 1 · 0,且將圓筒段溫度設定爲201至35 210至300 °C爲佳,更佳爲220至28 防止供給區域(b )之有機磷化合物逆流至區 區域I (以下亦稱爲「有機磷化合物」逆流防 充區域)之長度及樹脂塡充率可因樹脂成分供 理速度)及擠押機螺旋回轉數而異,一般增加 給速度(Q )與螺旋回轉數(N s )比(Q / 可增加該區域長及樹脂塡充率。 本發明所使用之擠押機設有放池口時,主 (Π )係設置於沿擠押方向之施池部上游側。 有放池口之擠押機時較佳爲,·設有防止樹脂成 口(樹脂彎曲)用之「防止彎曲用樹脂塡滿區 防止彎曲用樹脂塡滿區域m係利用使樹脂塡充 至1 · 0,而降低設於防止彎曲用樹脂塡滿區 ,放池口附近樹脂塡充率之方式,以防止樹脂 池口流出。又,防止彎曲用樹脂塡滿區域m所 機螺旋結構較佳爲,順方向捏合元件、逆方向 中性捏合元件、逆方向螺紋螺旋元件或密封環 物,又,將圓筒段溫度設定爲2 0 1至3 5 0 °C 210至300t爲佳,更佳爲220至28 ,放池部之螺旋結構中設有順方向螺紋螺旋元 可利用開放或真空泵等進行減壓脫氣。 利用擠押機製造因有機磷化合物而難燃化 碳酸酯樹脂組成物的本發明方法具有下列(1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 0 °c,又以 0 °c時,可 域(a ) 〇 止用樹脂塡 給速度(處 樹脂成分供 N s )時, 要混煉區域 又,使用具 分流出放池 域ΠΙ」。該 率爲0 · 7 域瓜下游側 組成物由放 使用之擠押 捏合元件、 元件之組合 ,又以 0 °c。另外 件。放池部 之難燃性聚 )至(3 ) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 項
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-40- 1296635 A7 B7 五、發明説明(38) 之特徵。 (1 )本發明方法之第一項特徵爲,使用酸値爲 0 · lmgKOH/g以下之有機磷化合物。因使用酸値爲 0 · lmgKOH/g以下之有機磷化合物時,既使於高溫 ®下亦可得到極少降低機械物性及色調之優良樹脂 組成物。 (2 )本發明方法之二項特徵爲,擠押機中樹脂溫度 爲3 0 0 °C以下。本發明方法中,一般係以擠押機前端部 模頭附近之樹脂溫度最高的條件進行擠押,因此以模頭附 近所測得之熔融樹脂溫度爲擠押機中樹脂最高溫度。模頭 附近之熔融樹脂溫度可利用安裝於模頭附近之熱電對測定 。又’樹脂溫度除了設定溫度外,還受螺旋結構、原料供 給速度、螺旋回轉數等運轉條件影響,因此,本發明係以 擠押機內樹脂溫度爲3 0 0 t以下之方式慎選該運轉條件 以進行生產。擠押機內樹脂溫度超過3 0 0 °C時會有,進 行激烈之有機磷化合物分解而使樹脂成分變差及,增加熔 融流動性、激烈降低耐衝擊性等缺點。又,高溫高濕環境 下會有明顯降低機械物性及色調。爲了提升樹脂組成物之 機械物性及抑制著色,擠押機內樹脂溫度於能熔融混煉範 圍內,愈低愈佳,但,降低樹脂溫度時會增加熔融樹脂之 粘度,而增加擠押機負荷及降低樹脂組成物之生產性。因 此,就樹脂組成物之性能與生產性的平衡觀點,樹脂溫度 較佳爲2 3 0 °C至2 9 0 t,又以2 4 0 t至2 8 0 °C爲 佳,特佳爲2 5 0 °C至2 8 0 °C。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) " -41 - (請先閲讀背面之注意事項再_本頁) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1296635 A7 B7 五、發明説明( (3 )本發明方法之第三項特徵爲,擠押機內樹脂成 分滞留時間爲4 0秒以下。本發明方法之擠押機內樹脂成 分'滯留時間係指’將彩色粒投入擠押機之樹脂成分投入位 置後’由投入後到模頭部開始吐出因投入彩色粒而著色之 樹脂的時間。本發明中,擠押機內原料樹脂滯留時間爲 4 0秒以下’因此可非常有效地抑制高溫高濕環境下降低 樹脂組成物之機械性質及色調(即,可得到具有耐高溫高 濕性特性之樹脂組成物)。但,擠押機內熔融樹脂滯留時 間太短時,混煉將不足,而使樹脂組成物之性能不足。本 發明之擠押機內原料樹脂滯留時間較佳爲1至3 5秒,又 以5至3 0秒爲佳,更佳爲8至2 5秒,特佳爲1 0至 2 0秒。 擠押機內樹脂成分滯留時間特別受各成分之供給速度 、螺旋回轉數、擠押機之L/D (長度/直徑比)、擠押 機模頭部分之空間容積等因素影響。 爲了縮短本發明之擠押機內樹脂成分滯留時間,擠押 機之L / D於能充分熔融混煉原料之範圍下愈小愈佳,因 此,L/D較佳爲25至50,又以30至40爲佳,更 佳爲3 5至4 0。又,儘可能減小擠押機模頭部分之空間 容積下,可防止樹脂滞留時間增加而爲佳。 另外,可以使擠押機內滯留時間如上述般方式慎選各 成分供給速度及擠押機螺旋回轉數。各成分對擠押機之供.. 給速度雖受限於擠押機之處理能力,但以儘可能提高各成 分供給速度,而可減低熔融樹脂溫度及縮短擠押機內樹脂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 項 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42- 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(4〇) 成分滯留時間爲佳 時,可縮短擠押機 螺旋回轉數時,會 融樹脂之溫度,因 良影響,故較佳爲 轉數。 如上述般,本 之擠押機(例如具 機磷化合物較佳爲 機磷化合物時,易 ,而可抑制熔融混 溫度,故能以擠押 燃性聚碳酸酯樹脂 提升熔融樹脂之搬 能以高生產速度製 佳。 下面將說明除 造條件。 本發明方法所 ,如上述般較佳爲 (a > )供給區域 )之方式爲,樹脂 ,因有機磷化合物 易使樹脂成分熔融 。又, 內樹脂 明顯使 此對所 考量熔 發明方 有圖1 供給區 使熔融 煉時因 機回轉 組成物 送能力 造耐局 一般擠押機螺旋回轉數爲高回轉 成分滯留時間,但,增加擠押機 樹脂產生剪斷發熱而過度提升熔 得樹脂組成物之物性及色調有不 融樹脂溫度下選擇擠押機螺旋回 法使用具 所示內部 域(b ) 樹脂可塑 剪斷發熱 數較高的 。因擠押 ,而縮短 溫高濕性 有區域 構造之 。對區 化及降 而過度 擠押機 機螺旋 擠押機 優良之 擠押機 域(b 低熔融 上揚之 運轉條 回轉數 內滯留 樹脂組 至(c ) )時,有 )添加有 樹脂粘度 熔融樹脂 件生產難 較高時可 時間,故 成物而爲 了上述特徵(1 )至(3)外較佳之製 使用之有機磷化合物較佳爲液狀物,又 ,不預先混合樹脂成份而單獨由供給口 (b )。將有機磷化合物供給區域(b 成分開始熔融的同時添加有機磷化合物 對樹脂成分具有熔融可塑劑之作用,故 而減少擠押機負荷及,以高生產速度製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
-43- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明(41) 得樹脂組成物。另外,添加有機磷化合物可降低熔融樹脂 之粘度,而防止混煉時剪斷發熱所造成的過度提升樹脂溫 度,而得色調優良、機械物性亦優良之樹脂組成物。 添加有機磷化合物之方式較佳,預先加熱至6 0至 120 °C,又以70至100 °C爲佳,而降低熔融粘度後 ,經由安裝於擠押機之一定圓筒段的注入用噴嘴,利用齒 輪泵、柱塞泵等進行定量壓入。又,本發明所使用之有機 磷化合物爲粉狀物時,可預先混合含有聚碳酸酯之樹脂成 分,再投入擠押機內進行熔融混煉,但以使用前述預先加 熱至6 0至1 2 0°C之熔融液狀爲佳。 將難燃劑之有機磷化合物以上述供給速度連續供給區 域(b)之一定位置時,會隨著有機磷化合物添加量的增 加,而有有機磷化合物逆流至添加位上游側之現象(以下 稱爲「有機磷化合物逆流」)。有機磷化合物逆流易產生 於高有機磷化合物添量時及,樹脂成分爲顆粒狀形態且於 區域(b )內未完全熔融情況下而未溶融顆粒之空隙較多 時。逆流的有機磷化合物會波及樹脂成分供給用料斗之下 方,而使樹脂成分供給擠押機產生障礙。爲了避免此現象 可如上述般,設置有機磷化合物逆流防止用樹脂塡滿區域 I 。但,區域I不以熔融混煉爲主要目的,因此,區域長 只需爲均抑制有機磷化合物逆的最小範圍。該區域I之擠 押機螺旋結構係利用導入1至3個順方向捏合元件、逆方 向捏合元件、中性捏合元件、窄螺距之順方向螺紋螺旋元 件(螺紋之螺距對螺旋外徑D。爲0 · 5至0 . 8倍之物) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -44 1296635 A7 __B7__ 五、發明説明(42) 等擠押機螺旋要素,而以該擠押機螺旋要素之剪斷力將部 分樹脂成分熔融,以減少顆粒間空隙。又,區域I之樹脂 塡充率較佳爲0 . 7至1 · 0。區域I之長度超過所需時 ,除了會增加熔融樹脂之剪斷發熱,而降低樹脂組成物色 調及耐衝擊性等機械物性外,會因增加擠押機負荷而有降 低生產性等不良影響。因此,就抑制樹脂成分發熱過剩而 言,本發明之區域I較佳爲,不組合逆方向螺紋螺旋元件 或密封環元件等樹脂密封性較高之擠押機元件要素。又, 設置該區域I時,既使以有機磷化合物對樹脂成分1 0 0 重量單位爲1 5至3 0重量單位般高添加量,亦可安定地 連續運轉。 本發明方法中,製造樹脂組成物時之比能量(單位: kw·hr/kg)較佳爲〇.13至0.20kw· h r / k g,此情形下可得機械強度及色調優良,且燃燒 時防止燃燒物滴落之優良機能的難燃性樹脂組成物。該比 能量係指,以1 k g / h I*速度製造難燃性樹脂組成物時 螺旋擠押機運轉馬達所消耗之輸出力(k w )所示的代表 樹脂混煉程度之尺度。比能量低於〇 · 1 3 k w · h r / k g時,樹脂組成物之混煉程度將不足,而有降低目的物 之樹脂組成物性能。又,比能量超過0 . 2 0 k w · h r / k g時,會增加熔融混煉時之剪斷發熱,而過度升高熔 融樹脂溫度,因此,除了樹脂組成物會明顯著色外,還會.. 有降低樹脂組成物之耐衝擊性、延伸性及防止燃燒物滴落 機能等傾向。本發明方法中,比能量較佳爲0 . 1 3 5至 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項
嫌丨 奢I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -45 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(4今 0 · 18kw· hr/kg,又以 〇 · 14 至 0 kw·hr/kg爲佳,最佳爲〇.145至0 kw · h r/k g。控制比能量之方法可爲, 押機螺旋結構、螺旋回轉數、各成分供給速度 溫度、樹脂分子量及添加組成比等。 本發明方法係將有機磷化合物供給樹脂成 熔融狀態之區域(b )以進行混煉,因係於存 有機磷化合物下將樹脂成分混煉,故有機磷化 化促進作用於較低的擠押機圓筒設定溫度下, 地使樹脂成分可塑化。因此,既使擠押機之圓 較低,亦能於比能量低之情形下進行熔融混煉 機磷化合物供給區域(b )時,亦可以低熔融 行熔融混煉,而得機械物性、難燃性及色調優 聚碳酸酯樹脂組成物。 本發明方法使用氟聚合物水性分散液時較 ,將氟聚合物水性分散液、樹脂成分及有機磷 獨立供給擠押機,且以對樹脂成分供給速度( )爲0 · 01至10%之供給速度(kg/h 將氟聚^物水性分散液供給擠押機內樹脂維持 態之區域(a )。該氟聚合物水性分散液供給 成分供給速度低於0 · 0 1%時,防止燃燒時 將不足,又,超過1 0 %時會因擠押機之原料 樹脂成分,而使樹脂成分供不安定及樹脂組成 ,因此會降低物性而不宜。該「滲出」係指, .1 7 .1 6 適當選擇擠 、圓筒設定 分維持部分 在難燃劑之 合物之可塑 亦能有效率 筒設定溫度 。又,將有 樹脂溫度進 良的難燃性 佳如上述般 化合物各自 k g / h r r )方式, 爲未熔融狀 速度對樹脂 滴落之效果 投入口滲出 物含過量水 樹脂成分混 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項
嫌丨貪I 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -46- 1296635 A7 B7 五、發明説明(Μ 合過多的氟聚合物水性分散液時,原料投入口附近之樹脂 成分會以濕潤狀態硬化而無法流動。又,將該氟聚合物水 性分散液供給擠押機之本發明方法中,難燃性聚碳酸_樹 脂組成物中的氟聚合物可勻分散,而使組成物整體形成均 質之原纖構造,故,可得防止燃燒物滴落機能優良之樹脂 組成物。又,將氟聚合物水性分散液供給區域(a )時, 氟聚合物對熔融樹脂混煉無滑劑作用,而有抑制熔融樹脂 混煉時發熱之作用及,減少熔融混煉時擠押機負荷之作用 〇 使用氟聚合物水性分散液時,其添加位置較佳爲區域 (a ),又,區域(a )中氟聚合物水性分散液之最佳供 給位置爲上述樹脂成分投入用料斗之下方,該料斗下方之 圓同段溫度較佳爲3 0至1 0 0 C,又以4 0至7 0°C爲 佳。 本發明方法中,擠押機螺旋回轉數爲高回轉時,會有 提升樹脂組成物中氟聚合物之分散性,而得防止燃燒物滴 落機能優良之樹脂組成物。擠押機螺旋回轉數較佳爲 200 至 1 ’ 500rpm,又以 300 至 1,〇〇〇 r pm爲佳,更佳爲4 0 0至8 0 0 r pm。但,增加螺 旋回轉數時會增加混煉時熔融樹脂發熱,而降低樹脂組成 物之色調或機械物性,因此,螺旋回轉數係於考量擠押機 中樹脂溫度、各成分供給速度、比能量等而定。 將氟聚合物水性分散液直接連續供給擠押機時,氟聚 合物水性分散液溫度爲5至3 0 °C,又以5至2 0 °C爲佳 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 --裝-- 着 本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -47- 1296635 A7 __B7_ 五、發明説明(呻 ,更佳爲5至1 5°C。又,提高溫度時易使氟聚合物水性 分散液中之氟聚合物產生凝聚,因此該分散液溫度超過3 〇°C時,水性分散液供給用之泵及供給管線內會因氟聚合 物聚而產生阻塞。又,該分散液溫度低於5 °C時會減少實 質效果,且冷卻時會浪費能量而不宜。 氟聚合物水性分散液用進料泵可爲,隔膜泵、柱塞泵 、管並泵等,但,爲了連續定量進料又以隔膜泵爲佳。特 別是使用較少機械性接觸部分之泵時可抑制氟聚合物凝聚 ,而有利於供給安定性。該「機械性接觸部分」係指,爲 了產生泵作用而需有部品間接觸之部分,具體例如,隔膜 泵之隔膜部分及逆止閥部分、柱塞泵之活塞部分及逆止閥 部分、管道泵之管道夾緊部分(回轉部分)。 對擠押機之氟聚合物水性分散液用供給管線及注入用 噴嘴爲二重管構造,又,進行循環型冷卻器等冷卻裝進行 冷卻等措施,可防止因氟聚合物水性分散液凝聚所造成的 供管線及注入用噴嘴部分阻塞而爲佳。 下面將參考圖1說明本發明方法之較佳態樣一例。 圖1爲,說明適用於本發明方法之擠押機一例的內部 構造槪略側剖面圖。 圖1所示擠押機爲,由9個圓筒段B 1至B 9 (以擠 押機最上游之圓筒段爲第1圓筒,最下游之圓筒段爲第9 圓筒)及1個模頭接連段8所構成之咬合型同方向回轉雙 軸擠押機。又,圖1所示擠押機之螺旋結構可由,適當組 合擠押機螺旋元件而得,且各圓筒段可獨立控制溫度。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' -48- (請先閲讀背面之注意事項
Mi 再本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1296635 A7 B7 五、發明説明(4今 圖1中,a、b及c所示領域分別爲’樹脂成分維持 爲未溶融狀態之區域(a)、樹脂成分維持爲部分熔融狀 態之區域(b )及樹脂成分維持爲完全熔融狀態之區域( C ) 〇 圖1所示擠押機中,由擠押機擠押方向上游到下游具 有5個順方向螺紋螺旋元件1 0、1個5枚似橢圓形盤層 合而得之順方向捏合元件1 1、1個5枚似橢圓形盤層合 而得之逆方向捏合元件1 2、2個順方向螺旋混合元件1 3、2個由5枚似橢圓形盤層合而得之順方向捏合元件1 1、2個由5枚似橢圓形盤層合而得之中性捏合元件1 4 、1個由7枚似橢圓形盤層合而得之逆方向捏合元件1 2 ' 1個逆方向螺紋螺旋元件1 5、3個順方向螺紋螺旋元 件1 0、1個由5枚似橢圓形盤層合而得之順方向捏合元 件1 1、1個由5枚似橢圓形盤層合而得之逆方向捏合元 件1 2、1個逆方向螺紋螺旋元件1 5及4個順方向螺紋 螺旋元件1 〇組合而成之螺旋。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又’ 9個圓筒段B1至B 9之設定溫度分別爲,第1 圓筒段B 1爲3 0至70°C、第2圓筒段B2爲1 80至 220 °c、第3圓筒段B3爲220至260 °C、第4圖 商段64爲220至28CKC、第5至第9圓筒段B5至 B9爲220至270 °C,模頭接連段8之設定溫度爲2 3 〇 至 2 7 0 °C。 本發明方法係利用重量進料器或帶式進料器,經由擠 押機料斗2各自獨立將定量之樹脂成分3 a - 1 (僅爲聚
-49 - 1296635 A7 B7 五、發明説明(47) 碳酸酯,或聚碳酸酯與上述聚碳酸酯以外之樹脂)及添加 劑成分3 a - 2供給供給口 1 (a >)。該成分用定量進 料器個數並無特別限制。氟聚合物水性分散液未預先混合 樹脂成分下,單獨利用隔膜泵或柱塞泵以對樹脂成分供給 速度(kg/h r )爲〇 · 〇 1至1 〇%之供給速度(k g/hr),經由冷卻後注入用噴嘴4連續供給相當於區 域(a )之第1及第2圓筒段61及62,又以料斗2下方 之第1圓筒段B 1爲佳。又,如上述般圖1之第1圓筒段 B 1溫度較佳爲,設定爲3 0至70艺。 圖1之第3至5圓筒段B 3至B 5相當於樹脂成分維 持爲部分熔融狀態之區域(b ),即,熔融樹脂成分及未 熔融樹脂成分混合之擠押機區域。有機磷化合物預先加熱 至6 0至1 2 後,利用齒輪泵(無圖示)或柱塞泵( 無圖示)以對樹脂成分供給速度(k g / h r )爲1至3 0%之供給速度,經由安裝於第4圓筒段B 4之注入噴嘴 56由供給口5 (b>)連續供給。該注入噴嘴5b設置 於有機磷化合物逆流防止用樹脂塡滿區域I及主要混煉區 域Π之中間部分,而經此供給之有機磷化合物於樹脂成分 熔融過程具有熔融可塑劑之作用及,可降低擠押機負荷與 剪斷發熱,故可以高生產速度生產高性能樹脂組成物。 圖1中,有機磷化合物逆流防止用樹脂塡滿區域I係 由,1個順方向捏合元件1 1及1個逆方向捏合元件1 2 組合而成。利用該擠押機螺旋結構時,可以剪斷力將部分 樹脂成分押碎熔融,再利用對有逆方向捏合元件上游側之 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 項 旁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -50- 1296635 A 7 B7 五、發明説明(, (請先閲讀背面之注意事項 樹脂移動作用,而使樹脂塡充率爲0 · 7至1 · 0狀態。 如此可防止圖1之供給口5 ( b / )所供給的有機磷化合 物逆流至擠押方向上游側。 訂 圖1之主要混煉區域Π係利用順方向捏合元件1 1、 中性捏合元件1 4、逆方向捏合元件1 2及逆方向螺紋螺 旋元件1 5之組合物,將樹脂成分、有機磷化合物、氟聚 合物及必要時所需之其他添加成分以樹脂塡充率爲1之狀 態充分熔融混煉。主要混煉區域Π中熔融混煉不足時,除 了所得樹脂組成物之品質不安定外,單絲切斷等運轉上會 有問題而不得不停止擠押機等,而喪失連續製造安定性。 但,過度的熔融混煉會降低樹脂組成物之色調、難燃性及 機械物性而不宜。 圖1之防止彎曲用樹脂塡滿區域m中,爲了防止放池 口 6熔融樹脂彎曲,而須提高樹脂塡充率。圖1之防止彎 曲用樹脂塡滿區域m係由,1個順方向捏合元件1 1、1 個逆方向捏合元件1 2及1個逆方向螺紋螺旋元件1 5組 合成。必要時可於區域ΙΠ中提高熔融樹脂混煉度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖1所示,可利用施池口 6進行開放揮脫,又以減 壓揮脫爲佳。 又,必要時可於模頭接連段8裝置去除異物用濾網7 。由吐出口將樹脂組成物擠押成單絲後進行水冷,再造粒 而得顆粒狀難燃性聚碳酸酯樹脂組成物。 本發明之製造方法係利用安裝於模頭附近之熱電對測 定樹脂溫度。樹脂溫度及比能量受螺旋結構、原材料供給 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -51 - 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(4弓 速度、螺旋回轉數、擠押機設定溫度等運轉條件影響,因 此需慎選該運轉條件而使樹脂溫度爲3 0 0 °C以下,又以 比能量爲0.13至0.20kw·hr/kg爲佳。 由本發明方法所得之難燃性聚碳酸酯樹脂組成物製造 各種成形品之成形方法並無特別限制,例如,擠押成形、 壓縮成形、射出成形、氣助成形等,又以射出成形爲佳。 成形品例如,筆記型電腦外殼、電腦監視器、影印機、印 刷機、複印機等0A機器外殼、0A機器機殻、行動電話 機房等。 實施發明之最佳形態 下面將以實施例及比較例更詳細說明本發明,但非限 於此例。 又,實施例及比較例係使用下列成分製造聚碳酸酯樹 脂組成物。 1.芳香族聚碳酸酯 (P C - 1 ) 利用光氣法製得之顆粒狀雙酚A系聚碳酸酯 日本三菱工程塑料(股)製,商品名「優皮隆S — 2000」及商品名「優皮隆Η - 40 00」之混合物( Α - 2000/Η — 4000 = 60/40 (重量比)) (P C - 2 ) 利用熔融酯方法由雙酚A及二苯基碳酸酯所製得之顆 粒狀雙酚A系聚碳酸酯 (請先閲讀背面之注意事 -- 項本頁) 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -52- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7五、發明説明(% 重量平均分子量(Mw) = 22,000 苯酚性末端基比率(苯酚性末端基佔全部末端基數之 比率)=3 3 % (P C - 3 ) 利用光氣法製得之雙酚A系聚合物的粉末狀樹脂及顆 粒狀樹脂之混合物 三菱工程塑料(股)製,商品名「優皮隆S -2000F」(粉末狀)及商品名「優皮隆H — 4000 」(顆粒狀)之重量比S — 2000F/H— 4000 = 7 5 / 2 5之粉末樹脂/顆粒樹脂混合物 2.橡膠改性苯乙烯系樹脂 (A B S — 1 ) 塊狀聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(AB S )樹脂與 乳化聚合A B S之混合物所形成的顆粒狀A B S樹脂(丁 二烯橡膠含量:22wt%) 台灣奈美實業製「PA709N」 (A B S - 2 ) 粉末狀A B S樹脂 三菱人造絲(股)製「R C」 (S A N ) 顆粒狀之丙烯腈單位25·〇wt%及苯乙烯單位 75·Owt%所形成的丙烯腈一苯乙烯共聚物 Mw=l l〇,000 (MBS) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項
譫丨i I 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -53- 1296635 A7 B7 五、發明説明(51) 粉末狀甲基甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 台灣台灣塑膠製「Μ — 5」 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 I V % 本 頁 3 .有機磷化合物 (磷酸酯一 1 ) 式(1 )所示之有機磷化合物低聚物,又,取代基R 、Rb、Re及Rd全爲苯基、重量平均縮合度(Ν)爲 1 . 10、酸値爲0 · OlmgKOH/g、鎂含量爲 2 · 5ppm及氯含量爲lppm以下之物。 (磷酸酯一 2 ) 式(1 )所示之有機磷化合物低聚物,又,取代基R 、Rb、及Rd*爲苯基、重量平均縮合度(N)爲 1 . 12、酸値爲0 · 05mgK〇H/g、鎂含量爲 5 . 2ppm及氯含量爲1 ppm以下之物。 (磷酸酯一 3 ) 式(1 )所示之有機磷化合物低聚物,又,取代基R 、Rb、Re及Rd*爲苯基、重量平均縮合度(N)爲 1 · 09、酸値爲0 . 5 lmgK〇H/g、鎂含量爲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 · 5 p pm及氯含量爲1 p pm以下之物。 (磷酸酯一 4 ) 酸値爲0 · 0 5mgK〇H/g及鎂含量爲3 · 4 P pm之間苯二酚雙(二苯基)磷酸酯 日本大八化學工業(股)製「CR7 3 3 S」 4 .氟聚合物 (D i s . P T F E ) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -54 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(θ 固體成分含量爲6 〇w t %且含有聚乙醛烷基醚作爲 表面活性劑之水性P T F E分散液 日本泰金工業(股)製,聚四氟乙烯之水性p 丁 F E分 散液(商品名「聚呋喃D - 2CE」) (PTFE混合粉體) 聚四氟乙烯與丙烯腈-苯乙烯共聚物之5 〇/5 0 ( 重量比)粉體狀混合物 美國GE斯佩夏(股)公製,商品名「Blendex 4 4 9」) 5.其他成分 (添加劑一 1 ) n—十八基—3 — (3 ’ 5 / —二叔丁基一 4 ^一 羥基苯基)丙酸酯 瑞士吉巴斯公司製,商品名「I RGANOX 1 0 7 6」 (添加劑一 2 ) 三(2,4 一二叔丁基苯基)亞磷酸酯 瑞士吉巴斯公司製,商品名「I RGAFO S 16 8」 實施例1 利用具有圖2所示構造之雙軸擠押機(Τ Ε Μ -58SS、L/D = 37、日本東芝機械(股)公司製) 進行熔融混煉,製造難燃性聚合物樹脂組成物。 (請先閲讀背面之注意事項 --裝-- 看 再本頁) 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -55- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __ B7五、發明説明(θ 圖2所示之擠押機螺旋結構係由.,沿擠押方向上游到 下游之5個順方向螺紋螺旋元件1 〇、1個由5枚似橢圓 形盤層合而得之順方向捏合元件1 1、2個順方向螺旋混 合元件1 3、3個由5枚似橢圓形盤層合而得之順方向捏 合元件1 1、2個由5枚似橢圓形盤層合而得之中性捏合 元件1 4、1個由7枚似橢圓形盤層合而得之逆方向捏合 元件1 2、1個逆方向螺紋螺旋元件1 5、4個順方向螺 紋螺旋元件1 〇、1個由5枚似橢圓形盤層合而得之順方 向捏合元件11、1個由7枚似橢圓形盤層合而得之逆方 向捏合元件1 2及4個順方向螺紋螺旋元件1 〇組合而成 〇 又,9個圓筒段Β 1至Β 9之設定溫度分散爲’第1 圓筒段Β 1爲5 Ot、第2圓筒Β2爲220 °C、第3圓 筒段B3爲250 °C、第4圓筒段B4爲260 °C、第5 至第9圓筒段B5至B9爲250 °C,又,模頭接連段8 之設定溫度爲2 5 0 °C。 經由料斗2將聚碳酸酯樹脂顆粒混合物(P C - 1 ) 3a - 1以560kg/hr、顆粒狀丙烯腈一丁二烯一 本乙燒樹脂(ABS — 1) 3 a — 2 以 12〇kg/hr 、粉末狀甲基甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(Μ B S ) 3 a - 2以2 0 k g / h ]:、添加劑-1及添加劑 —2之粉末混合物3 a - 4 (添加劑_ 1 :添加劑一 2 =. 1 〇 : 1 )以0 . 7 k g / h r之供給速度連續供給供給 口( a / )。又,利用隔膜泵以3 · 5 k g / h r之供給 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項 -- 本頁) 訂
-56 - 1296635 A7 __ B7_ 五、發明説明(叫 速度,經由利用循環式冷媒冷卻至1 0 °C之注入用噴嘴4 ,將冷卻至1 0 °C之氟聚合物水性分散液(D i s · PTFE)連續供給供給口(a>)。圖2中符號a所示 區域爲本發明之區域(a),又,由供給口(a /)目視 確認該區之樹脂成分爲未熔融。 其次將有機磷化合物(磷酸酯- 1 )預熱至8 0°C ’ 再利用柱塞泵以1 0 0 k g / h r之供給速度,經由注入 用噴嘴5 b連續供給供給口(b * )。圖2中符b所示區 域爲本發明之區域(b),又,經由設置於圓筒段B4之 窺視窗(無圖示)目視確認該區域之樹脂成分爲部分熔融 狀態。 圖2之區域I中,沿供給口5 (b/)之擠押方向上 設置著,利用提高區域I之樹脂塡充率而防止供給口 5 ( b >)所供給之有機磷化合物逆流的順方向捏合元件1 1 ,而形成「有機磷化合物逆流防止用樹脂塡滿區域」。區 域Π爲,設置3個順方向擠押機1 1、2個中性捏合元件 1 4、1個逆方向捏合元件1 2、1個逆方向螺紋螺旋元 件1 5而形成之「主要混煉區域」。又,區域m爲,設置 著利用提高樹脂充滿率而防止熔融樹脂流出放池口 6之1 個順方向捏合元件1 1及1個逆方向捏合元件1 2而形成 的「防止泄漏增加用樹脂塡滿區域」。 擠押機螺旋回轉數爲4 8 0 r pm,又,放池口 6以 5 OmmHg進行減壓揮脫。模頭接連段8設有1 2 0 m e s h濾網7。對吐出口 9所擠出之樹脂組成物單絲進 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 μ 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -57- 1296635 A7 B7 五、發明説明(岣 行後進行顆粒化,得難燃性聚碳酸酯組成物顆粒。 以下列方法評估實施例之擠押特性及所得樹脂組成物 的物性。 (1) 模頭部之熔融樹脂溫度 利用熱電對測定模頭附近之熔融樹脂溫度(單位:°c ) (2) 擠押機內樹脂成分滯留時間 將各原料成分安定供給擠押機後,由樹脂成分供給口 1 ( a /)投入2至3個黑色主膠料顆粒,再利用跑表計 測入後主擠押機模頭部出現黑著色之熔融樹脂所需時間( 單位:秒)。 (3) 難燃性 將所得顆粒乾燥後,利用汽缸溫度設定爲2 6 〇 °C, 模具溫度設定爲6 0°C之射出成形機(日本范那庫公司製 歐特修5 0 D )成形,以製成燃燒試驗用短冊形狀成形體 請 先 閲 讀 背 面 之 項 in 本 頁 (厚 1 / 1 5 i h 其後依據U L 9 4規格2 Ο 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 MM垂直燃燒試驗(分類爲V — O、\「一1或\^一 2 (難 燃性程度:V - 〇 > V - 1 > V - 2 ))評估難燃性水準 -58- 1296635 A7 五、發明説明($ RH%),再依據ASTM D256#l/8inch 厚、附切口方式測定艾佐德強度之經時變化(單位: kgf*cm/cm)。 許 先 閱 讀 背 i 事 項 靝 本 (5) 80°C、95RH%環境下色調變化 利用汽缸溫度設定爲2 4 0 °C、模具溫度設定爲6 0 °C之射出成形機,使1/8 i n c h厚之試驗用短冊片成 形。將試驗短冊片曝露於高溫高濕環境下(8 0 °C、9 5 RH%),再利用氣體試驗機彩色電腦「模型SM5色差 計」測定黃色度(Y I )之經時變化。 結果如表1所示。 由表1得知,將實施例1所製得之樹脂組成物曝露於 高溫高濕環境下,可減緩耐衝擊強度之經時惡化及減少 Y I値增加(即,減少色調變化)。因此,利用本發明製 造方法之實施例1可得,既使長時間曝露於高溫高濕環境 下亦極少降低機械物性及色調,且因有機磷化合物而難燃 化之難燃性聚碳酸酯組成物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例2 除了將磷酸酯- 1變更爲磷酸酯- 2外,其他同實施 例1製造樹脂組成物。 同實施例1之方法評估實施例2之擠押特性及所得樹 脂組成物之物性。結果如表1所示。 實施例3 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -59- 1296635 A7 B7 五、發明説明(叼 除了將磷酸酯- 1變更爲磷酸酯- 4外,其他同實施 例1製造樹脂組成物。 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 同實施例1之方法評估實施例3之擠押特性及所得樹 脂組成物之物性。結果如表1所示。 比較例1 除了將磷酸酯- 1變更爲磷酸酯一 3外,其他同實施 例1製造樹脂組成物。 同實施例1之方法評估比較例1之擠押特性及所得樹 脂組成物之物性。結果如表1所示。由表1得知,比較例 1曝露於高溫高濕環境下之耐衝擊強度的經時惡化比實施 例1快,且Y I値增加程度較大(即,色調惡化程度較激 烈)。 比較例2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除了將擠押機內9個圓筒段B 1至B 9之溫度分別設 定爲,第1圓筒段B 1爲50°C、第2圓筒段B2爲 260 °C、第3圓筒段B3爲280 °C、第4至第9圓筒 段B 4至B 9爲3 0 0 °C及模頭接連段之溫度設定爲 3 0 0 °C外,其他同實施例1製造樹脂組成物。又,比較 例2之模頭部的熔融樹脂溫度爲3 1 2 °C。同實施例1之 方法評估比較例2之擠押特性及所得樹脂組成物之物性, 結果如表1所示。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -60- 1296635 Α7 Β7 五、發明説明(5弓 比較例3 將擠押機螺旋回轉數由4 8 0 r pm改爲9 0 0 r p m外,其他同實施例1製造樹脂組成物。又,比較例 3之模頭部的熔融樹脂溫度爲3 2 1 °C。同實施例1之方 法評估比較例3之擠押特性及所得樹脂組成物之物性。 比較例4 除了使聚碳酸酯樹脂(PC - 1) 3 a - 1之供給速 度爲 140kg/hr、ABS 樹脂(ABS — 1) 3a —2之供給速度爲30kg/hr、MBS樹脂3a - 3 之供給速度爲5 k g / h 1:、添加劑一 1及添加劑一 2之 粉末混合物3 a - 4 (添加劑—1 :添加劑一 2 = 1 0 : 1)之供給速度爲0 · 17kg/hr、Di s · PTFE之供給速度爲〇 · 87kg/hr 、磷酸酯—1 之供給速度爲2 5 k g/h r及及螺旋回轉數爲3 5 Ο r p m外,其他同實施例1製造難燃性聚碳酸酯樹脂組成 物顆粒。同實施例1之方法評估比較例4之擠押特性及所 得樹脂組成物之物性,結果如表1所示。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意
If! ί I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -61 - 1296635
7 B 五、發明説明(岣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 實施例 實施例 實施例 比較例 比較例 比較例 比較例 1 2 3 1 2 3 4 螺旋-回轉數[rpm] 480 480 480 480 480 900 350 樹脂組成物之生產速度 800 800 800 800 800 800 200 [k_ 有機磷化合物之: 讎 磷酸酯- 磷酸酯- 磷酸酯- 磷酸 磷酸 磷酸 磷酸 1 2 4 酯-3 酯-1 酯-1 酯-1 有機磷化合物之酸値 0.01 0.05 0.05 0.51 0.01 0.01 0.01 [mgKOH/g] 模頭部之熔融樹脂溫度rc] 261 262 264 262 312 321 275 樹脂成分之擠押機內滯留時 15.3 15.5 15.8 15.5 15.1 12.2 65 間[秒] 難燃性[UL94規格20MM垂 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 直燃燒試驗、 試驗片厚 :1/16,,] 80°C,95RH%環 0時間後 63 64 63 58 55 55 54 境下附切口 1/8” 24時間後 55 52 52 45 41 38 35 艾佐德強度變化 48時間後 52 44 33 20 32 31 25 [kgf.cm/cm] 96時間後 42 35 25 18 15 15 18 144時間後 33 25 21 14 12 11 12 192時間後 25 18 16 9 8 7 10 80°C,95RH%環 0時間後 -0.3 -0.2 -0.3 3.2 2.8 3.5 2.0 境下YI値變化 24時間後 1.5 2.1 2.3 6.2 5.2 6.8 4.5 48時間後 2.1 2.8 4.3 9.3 8.6 10.2 7.1 %時間後 2.6 3.5 6.2 11.0 11.2 12.8 9.2 (請先閲讀背面之注意事項本頁) 再 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -62- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(69 實施例4 利用具有圖3所示構造之雙軸擠押機(z s k - 2 5 、L/D = 3 7、德國、Werner & Pfleiderer 公司製)進 行熔融混煉,製造難燃性聚碳酸酯樹脂組成物。 圖3之擠押機螺旋結構係由,沿擠押方向上游至下游 之7個順方向螺紋螺旋元件1 〇、1個由5枚似橢圓形盤 層合而得之順方向捏合元件1 1、2個順方向螺旋混合元 件1 3、1個順方向螺紋螺旋元件1 〇、2個由5枚似橢 圓形盤層合而得之順方向捏合元件1 1、2個由5枚似橢 圓形盤層合而得之中性捏合元件1 4、1個由7枚似橢圓 形盤層合而得之逆方向捏合元件1 2、1個逆方向螺紋螺 旋元件1 5、4個順方向螺紋螺旋元件1 〇、1個由5枚 似橢圓形盤層合而得之順方向捏合元件1 1、1個由7枚 似橢圓形盤層合而得之逆方向捏合元件1 2及5個順方向 螺紋螺旋元件1 0組合而成。 又,10個圓筒段B1至B10之設定溫度分別爲, 第1圓筒段B1爲50t:、第2圓筒段B2爲220 °C、 第3圓筒段B3爲250乞、第4圓筒段B4爲260 t 、第5至1 〇圓筒段B5至B 1 0爲2 50 °C,且模頭接 連段8之設定溫度爲2 5 0 °C。 經由料斗2以2 0 k g / h r之供給速度將預先以下 列組成比混合而得之原料混合物3 a - 1連續供給供給口 1 ( a ^ ) 〇 (原料混合物3 a - 1之組成) 請 先 閲 讀 背 之 注
I 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(2i〇X297公嫠) -63- 1296635 A7 B7 五、發明説明( 八33—2:10重量單位 添加劑- 1及添加劑- 2之混合物(添加劑- 1 :添 加劑—2 = 10:1) :〇·ΐ重量單位 Dis.PTFE:〇.5重量單位 又,將有機磷化合物(磷酸酯- 1 )預熱至8 後 ,利用齒輪泵以2 · 8 k g / h r之供給速度,經由注入 用噴嘴5b連續供給供給口5 (a/) 圖3之區域I中,沿供給口5 (b>)之擠押方向上 設著,利用提高上游側之區域I的樹脂塡充率而防止供給 口 5 ( b /)所供給之有機磷化合物逆流的順方向捏合元 件1 1,而形成之「有機磷化合物逆流防止用樹脂塡充率 區域」。區域Π爲,設置著2個順方向捏合元件1 1、2 個中性捏合元件1 4、1個逆方向捏合元件1 2、1個逆 方向螺紋螺旋元件1 5所形成的「主要混煉區域」。又, 區域3爲,沿放泄口 6之擠押方向上設置著,利用提高上 流側之區域ΠΙ的樹脂塡充率而防止熔融樹脂由放泄口 6流 山之1個順边向捏合元件1 1 、1個逆方向捏合元件1 2 而形成的「防止泄漏增加用樹脂塡滿區域」。 擠押機螺旋回轉數爲3 0 0 r pm,且以2 0 mmHg對放泄口進行減壓揮脫。對利用模頭(3mm直 徑X 6穴)擠出的樹脂組成物單絲進行水冷後造粒,得難 燃性聚碳酸酯樹脂組成物顆粒。 同實施例1之方法評估實施例4之擠押特性及所得樹 脂組成物之物性,結果如表2所示。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) " " -64- ---------^— ......士4 請先閲讀背面之注意事項本頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(珣 比較例5 除了使原料實施例3 a - 1對擠押機之供給速度爲 l〇kg/hr及磷酸酯1之供給速度爲1·4kg/ h r外,其他同實施例4製造難燃性聚碳酸酯樹脂組成物 顆粒。 同實施例1之方法評估比較例5之擠押特性及所得樹 脂組成物的物性,結果如表2所示。 實施例5 除了以下列方式更改原料混合物3 a - 1之組成外, 其他同實施例4製造難燃性聚碳酸酯樹脂組成物顆粒。 (原料混合物3 a - 1之組成) PC - 2 : 80重量單位 ABS - 2 : 10重量單位 S A N : 1 〇重量單位 添加劑- 1及添加劑- 2之混合物(添加劑-1 :添 加劑一 2二1 0 ·· 1 ) : 〇 . 1重量單位 Dis.PTFE:0.5重量單位 同實施例1之方法評估實施例5之擠押特性及所得樹 脂組成物之物性,結果如表2所示。 比較例6 除了使原料混合物3 a - 1對擠押機之供給速度爲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -65- 1296635 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -66- 1296635
A B 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五 、發明説明( 64 表2 實施例4 實施例5 比較例5 比較例6 螺旋—回轉數[rpm] 300 300 300 300 樹脂組成物之生產速度[kg/Hr] 22.8 22.8 11.4 44.4 有機磷化合物之讎 磷酸酯·1 磷酸酯-1 磷酸酯-1 磷酸酯·1 有機磷化合物之酸値 0.01 0.01 0.01 0.01 [mgKOH/g] 模頭部之熔融樹脂溫度[°C] 275 277 282 284 樹脂成分之擠押機內滯留時間[秒] 23 26 43 45 難燃性[UL94規格20MM垂直燃燒 V-0 V-0 V-0 V-0 §式驗、§式驗片厚:1/16”] 80°C,95RH%環境 0時間後 68 64 66 55 下附切口 1/8”艾佐 24時間後 62 52 53 35 德強度變化 48時間後 52 41 28 22 [kgf.cm/cm] 96時間後 42 33 15 18 144時間後 35 20 14 15 192時間後 24 18 12 12 8(TC,95RH%環境 0時間後 1.2 0.5 3.3 2.4 下YI値變化 24時間後 2.3 1.5 5.8 3.5 48時間後 3.5 3.4 6.4 4.6 96時間後 4.3 4.2 7.8 8.8 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐)
JI訂
-67- 1296635 A7 B7 五、發明説明(6§ 實施例6 t锖先閲读背面之注意事項 除了以下列方式更改原料混合物3 a - 1之組成外’ 其他同實施例4製造難燃性聚碳酸酯樹脂組成物顆粒。 (原料混合物3 a — 1之組成) PC-3:80重量單位 ABS-1:14重量單位 SAN:3重量單位 MBS:3重量單位 添加劑- 1及添加劑一 2之混合物(添加劑-1 :添 加劑一 2 = 1 0 ·· 1 ) ·· 0 · 1重量單位 P T F E混合粉體:0 · 8重量單位
1T 同實施例1之方法評估實施例6之擠押特性及所得樹 脂組成物之物性,結果如表3所示。 比較例7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除了將磷酸酯- 1改爲磷酸酯- 3外,其他同實施例 6製造樹脂組成物。同實施例1之方法評估比較例7之擠 押特性及所得樹脂組成物的物性,結果如表3所示。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -68- 1296635
A 五、發明説明(闭 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表3 實施例6 比較例7 螺旋一回轉數[rpm] 300 300 樹脂組成物之生產速度[kg/Hr] 22.8 22.8 有機磷化合物之種類 磷酸酯-1 磷酸酯-3 有機磷化合物之酸値 0.01 0.51 [mgKOH/g] 模頭部之熔融樹脂溫度[°C ] 281 282 樹脂成分之擠押機內滯留時間[秒] 25 26 難燃性[UL94規格20MM垂直燃燒 V-0 V-0 試驗、試驗片厚:1/16”] 80 °C , 95RH% 0時間後 67 66 環境下附切口 24時間後 59 46 1/8”艾佐德強 48時間後 55 25 度變化 96時間後 43 24 [kgf .cm/cm] 144時間後 40 18 192時間後 32 14 80 t:,95RH% 0時間後 1.3 3.1 環境下YI値 24時間後 1.8 4.1 變化 48時間後 4.3 5.2 96時間後 4.8 9.5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -69 - 1296635 A7 B7 五、發明説明(叼 產業上利用可能性 利用本發明方法可得具有優良難燃性' 機械物性及色 調,且既使長時間曝露於高溫高濕環境下亦極少降低機械 物性及色調之,因有機磷化合物而難燃性的難燃性聚碳酸 酯樹脂組成物,因此,工業上本發明方法極有用。 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) -70-

Claims (1)

1Ϊ296635
A8 B8 C8 D8 L·^.__'____ ^ 申請專利範圍] 第901 21903號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年12月29日修正 1 · 一種難燃性聚碳酸酯樹脂組成物之製造方法,其 爲,利用螺旋擠押機將主要由聚碳酸酯所形成之樹脂成分 及有機磷化合物混煉,而製造難燃性聚碳酸酯樹脂組成物 之方法,又,其特徵爲, 使用具有1個或複數個樹脂成分及有機磷化合物用之 供給口及,混煉後所得之難燃性聚碳酸酯樹脂組成物吐出 示口的長度對直徑之比(L/D)爲2 5〜5 0之擠押機的方 > 本法中,包含 f 一 ♦ | 經由供給口將樹脂成分連續供給擠押機,又,經由樹 |脂成分供給用之供給口或不同的供給口/將有機磷化合物 g連續供給擠押機,且有機磷化合物之酸値爲Q · 1呢 I K〇H / g以下; f 將樹脂成分及有機磷化合物混煉並朝吐出口擠押時, ή 浐係於擠押機內樹脂溫度爲3 0 0 °C以下,濟押機內樹脂成 分滯留時間爲4 0秒以下之條件下進行擠押,而生成難燃 性聚碳酸酯樹脂組成物,並同時由吐出口排出難燃性聚碳 酸酯樹脂組成物。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中,擠押機內 樹脂成分滯留時間爲3 0秒以下。 3 .如申請專利範圍第1項之方法,其中,擠押機爲 雙軸擠押機。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1296635 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範1¾ 4 .如申請專利範圍第1項之方法,其中’供給擠押 機之樹脂成分爲固體,擠押機爲,沿擠押方向依序配置區 域(a )、區域(b )及區域(c ),且區域(c )直接 連通吐出口之擠押機,又,區域(a )中之樹脂成分維持 爲未熔融狀態,區域(b )中之樹脂成分維持爲部分熔融 狀態,區域(c )中之樹脂成分維持爲完全熔融狀態。 5 ·如申請專利範圍第4項之方法,其中’擠押機具 有直接連通區域(a )之樹脂成分用供給口( a /)及直 接連通區域(b )之有機磷化合物用供給口( b / ) ‘,且 經由供給口( a >)將樹脂成分供給區域(a )及,經由 供給口( b / )將有機磷化合物供給區域(b ),又,對 樹脂成分供給速度(k g / h r )之有機磷化合物供給速 度(kg/hr)爲 1 至 30%。 6 ·如申請專利範圍第5項之方法,其係於爲了防止· 供給區域(b )之有機磷化合物逆流至區域(a )而設置 於沿擠押機擠押方向之有機磷化合物供給位上游側的區域 I中,增加擠押機內部空間以樹脂成分之容積比定義的樹 脂塡充率,且主要的樹脂成分及有機磷化合物混煉過程係 於,沿擠押機擠押方向之有機磷化合物供給位下游側的區 域Π中進行。 7 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中,樹脂成分 係由聚碳酸酯及橡膠改性樹脂所形成。 8 .如申請專利範圍第1項之方法,其中,有機磷化 合物係由下列式(1 )所示化合物群中所選出至少1種之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -2- 1296635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範吗 化合物,
各自獨立爲碳數6至12之芳基;η爲1至5之正整數; 』、1^、1及]11各自獨立爲〇或1)。 9 ·如申請專利範圍第8項之方法,其中,供給擠押 機內區域(b )之有機磷化合物所含的金屬原子及氯原子 量各自爲3 Ο ρ p m以下及2 0 P P m以下。 1 〇 .如申請專利範圍第1項之方法,其中,再將氟 聚合物供給擠押機。 1 1 ·如申請專利範圍第4項之方法,其中,擠押機 具有1個或複數個直接連通區域(a )之供給口( a > ) ,且經由供給口( a /)將樹脂成分供給區域(a )及, 經由樹脂成分供給口( a / )或不同之供給口( a / )單 獨將氟聚合物之水性分散液供給區域(a ),又,對樹脂 成分供給速度(k g / h r )的氟聚合物水性分散液供給 速度(kg/hr)爲 〇.〇1 至 1〇%。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之方法,其中,供給 擠押機內區域(a )的氟聚合物水性分散液之溫度爲5至 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210><297公釐) ‘(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}
-3- 1296635 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範ft 3 0 〇C。 1 3 · —種成形品,其係由申請專利範圍第1至1 2 項中任何一項之製造方法所製得的難燃性聚碳酸酯樹脂組 成物成形而得。 ,裝----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -4-
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