TWI618746B - 聚碳酸酯樹脂用強化劑、聚碳酸酯樹脂組成物、成形品、以及聚碳酸酯樹脂用強化劑的製造方法 - Google Patents

聚碳酸酯樹脂用強化劑、聚碳酸酯樹脂組成物、成形品、以及聚碳酸酯樹脂用強化劑的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種樹脂用強化劑,其可對聚碳酸酯樹脂賦予優異的耐衝擊性、耐熱著色性以及耐濕熱性。本發明的聚碳酸酯樹脂用強化劑包含橡膠質接枝聚合物,且對於使該樹脂用強化劑3質量份與黏度平均分子量為24,000的芳香族聚碳酸酯樹脂97質量份在特定的條件下進行成形而獲得的成形體進行測定,由溫度140℃下的12小時熱處理而得的YI值的增加量為36以下,且由溫度為120℃、相對濕度為100%的條件下的60小時熱處理而得的MFR值的增加量為3以下。本發明還提供一種包含該樹脂用強化劑及聚碳酸酯樹脂的樹脂組成物。

Description

聚碳酸酯樹脂用強化劑、聚碳酸酯樹脂組成物、成 形品、以及聚碳酸酯樹脂用強化劑的製造方法
本發明是有關於一種聚碳酸酯樹脂用強化劑、以及包含該聚碳酸酯樹脂用強化劑及聚碳酸酯樹脂的聚碳酸酯樹脂組成物。另外,本發明有關於一種對該聚碳酸酯樹脂組成物進行成形而成的成形品。
聚碳酸酯樹脂作為通用工程塑膠的透明性、耐衝擊性、耐熱性、尺寸穩定性等優異,由於其優異的特性,而在工業上被廣泛用作汽車領域、印表機等辦公室自動化(office automation,OA)機器領域、行動電話等電氣.電子領域的材料等。近來,尤其以小型化、輕量化、高功能化等為目的,該些材料逐年薄化。因此,經薄化以及輕量化的成形體中亦要求充分的耐衝擊性等機械特性良好、且表現出優異的耐熱著色性、耐濕熱性的樹脂材料。
先前,芳香族聚碳酸酯樹脂作為具有優異的耐熱性、耐衝擊性、透明性的工程塑膠,而被廣泛用於汽車、OA機器領域等 各種用途。另一方面,芳香族聚碳酸酯樹脂通常是使用衍生自石油資源的原料來製造,但考慮到近年來擔憂石油資源枯竭的情勢,而要求提供使用由植物等生質資源所獲得的原料的塑膠成形品。另外,還因擔憂由二氧化碳排出量的增加、蓄積所引起的地球暖化導致氣候變動等,故而要求開發出即便使用後進行廢棄處置亦為碳中和(carbon neutral)的、由將源自植物的單體作為原料的塑膠而得的成形品或材料零件,尤其在大型成形品的領域中該要求強烈。
因此,先前開發了將源自植物的單體作為原料的各種聚碳酸酯樹脂。例如提出有使用異山梨醇(isosorbide)作為源自植物的單體,藉由與碳酸二苯酯的酯交換而獲得聚碳酸酯樹脂(專利文獻1)。另外,提出有將雙酚A進行共聚合而成的聚碳酸酯樹脂作為異山梨醇與其他二羥基化合物(dihydroxy compound)的共聚合聚碳酸酯(專利文獻2),進而,嘗試藉由將異山梨醇與脂肪族二醇進行共聚合來改善包含異山梨醇的均聚碳酸酯樹脂的剛直性(stiffness)(專利文獻3)。
另一方面,亦提出有:將作為脂環式二羥基化合物的1,4-環己烷二甲醇進行聚合而成的聚碳酸酯樹脂(專利文獻4、專利文獻5)、或於藉由異山梨醇與碳酸二苯酯的酯交換而獲得的聚碳酸酯樹脂中添加有橡膠質聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物(專利文獻6)。進而,提出有於藉由異山梨醇與碳酸二苯酯的酯交換而獲得的聚碳酸酯樹脂中添加有苯乙烯系樹脂的聚碳酸酯樹脂組成物 (專利文獻7)。另外,提出有於藉由異山梨醇與碳酸二苯酯的酯交換而獲得的聚碳酸酯樹脂中添加有衝擊強度改質劑的聚碳酸酯樹脂組成物(專利文獻8)。
作為添加有衝擊強度改質劑的聚碳酸酯樹脂組成物,亦提出有熱穩定性得到改善的芳香族碳酸酯聚合物組成物,其包含如聚碳酸酯或者聚碳酸酯/聚酯摻合物(blend)之類的芳香族碳酸酯聚合物、以及不含有會使聚碳酸酯觸媒性劣化的鹼性物質的耐衝擊性改良劑(專利文獻9)。該耐衝擊性改良劑是藉由乳化聚合製程而製備的pH值為約3~8的材料,且乳化聚合製程中所使用的較佳乳化劑為具有碳原子數6~18的烷基的烷基磺酸鹽。
另外,專利文獻10中提出有熱塑性樹脂組成物以及其成形品,所述熱塑性樹脂組成物是對芳香族聚碳酸酯樹脂、芳香族聚酯樹脂、滑石、碳纖維進行調配而成,且線膨脹係數小,具有高的剛性、機械特性,而且適於成形品的表面外觀優異的汽車外裝零件等。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]英國專利第1079686號說明書
[專利文獻2]日本專利特開昭56-55425號公報
[專利文獻3]國際公開第04/111106號小冊子
[專利文獻4]日本專利特開平6-145336號公報
[專利文獻5]日本專利特公昭63-12896號公報
[專利文獻6]國際公開第08/146719號小冊子
[專利文獻7]日本專利特開2007-70438號公報
[專利文獻8]國際公開第2012/008344號小冊子
[專利文獻9]日本專利特開平11-158365號公報
[專利文獻10]日本專利特開2010-275449號公報
然而,使用異山梨醇作為源自植物的單體、且藉由與碳酸二苯酯的酯交換而獲得的所述聚碳酸酯樹脂為褐色,就透明性的觀點而言並無法滿足。另外,將作為脂環式二羥基化合物的1,4-環己烷二甲醇進行聚合而成的所述聚碳酸酯樹脂的分子量最多低至4000左右,大多為玻璃轉移溫度低者。
另外,於藉由異山梨醇與碳酸二苯酯的酯交換而獲得的聚碳酸酯樹脂中添加有橡膠質聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物的玻璃轉移溫度高。因此,於欲獲得具有實用性強度的分子量的聚碳酸酯樹脂組成物的情況下,熔融黏度變得過高,而難以利用工業方法進行聚合,且所獲得的聚碳酸酯樹脂組成物的流動性不足而難以成形,若欲確保流動性而提高成形溫度,則存在導致聚碳酸酯樹脂著色、分子量下降、以及分解氣體產生等問題。另一方面,若為了確保聚碳酸酯樹脂的流動性而降低分子量,則只會獲得耐衝擊性等的強度差的聚碳酸酯樹脂,即便添加橡膠質聚合物,其效果亦有限。另外,添加有苯乙烯系樹脂的聚碳酸酯樹脂組成物 在透明性方面並無法滿足,添加有衝擊強度改質劑的聚碳酸酯樹脂組成物需要改善YI值、總光線透過率、霧度的值。
如上所述,先前,提出有使用由植物等生質資源獲得的原料的各種聚碳酸酯樹脂,但在要求兼具透明性及強度的建築材料領域、電氣.電子領域、汽車領域、光學零件領域等中無法令人滿意地使用。
尤其於開關保護(switch protection)用透明罩、用於防止忘記關閉的點燈式開關、樹脂製護板(shield)、兩輪車前面的屏幕(screen)、採光用透明建材、車庫屋頂等用途中,要求兼具透明性以及強度。但是,在使用了由生質資源獲得的原料的聚碳酸酯樹脂中,先前並未獲得充分適於該些用途的樹脂。
另外,本發明者等人著眼於所述背景技術中的如下問題點。即,於先前廣泛使用的芳香族聚碳酸酯樹脂的情況下,樹脂其本身的耐衝擊性優異,但使用異山梨醇作為原料的二羥基化合物的聚碳酸酯樹脂與現有的芳香族聚碳酸酯樹脂相比,耐衝擊性差而需要改良。針對該問題,如上所述,提出有將含有玻璃轉移溫度高的聚碳酸酯樹脂及橡膠質聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物作為提高耐衝擊性者(所述專利文獻6)。
然而,專利文獻6中明確記載的聚碳酸酯樹脂組成物是使用異山梨醇的均聚物、或者將異山梨醇與少量的1,3-丙二醇或1,1-雙(4-羥基苯基)癸烷等進行共聚合而成的聚碳酸酯樹脂。於使用該些聚碳酸酯樹脂的聚碳酸酯樹脂組成物的情況下,發現如下 課題:雖然耐衝擊性,即作為一般的物性值的耐衝擊值得到改良,但耐面衝擊性,即作為更接近實用物性的評價的耐面衝擊值或延性斷裂率的改良效果低,並不適於辦公室自動化(Office Automation,OA)機器、電子電氣零件、精密機器零件的框體、汽車內外裝零件等用途。
另外,先前如專利文獻1~專利文獻5所記載,提出有使用異山梨醇的聚碳酸酯樹脂,但仍未提供滿足適用於大型成形品的耐熱性、耐衝擊性的樹脂。另外,該些文獻中所揭示的僅為玻璃轉移溫度以及基本的機械特性,並未充分揭示對於所述大型成形品來說重要的耐衝擊性。
因此,為了解決此種問題,所述專利文獻7中揭示有如下的樹脂組成物,該樹脂組成物是相對於含有異山梨醇的聚碳酸酯樹脂100質量份,以25質量份~400質量份的比例調配加成聚合型聚合物而成。另外,所述專利文獻6中揭示有如下樹脂組成物,該樹脂組成物是相對於含有異山梨醇的聚碳酸酯樹脂100質量份,以1質量份~30質量份的比例調配橡膠質聚合物而成。
然而,由專利文獻1中揭示的技術所獲得的聚碳酸酯樹脂為褐色,並不具有可耐受在廣泛領域中使用的外觀。另外,由專利文獻2及專利文獻3中揭示的技術所獲得的聚碳酸酯樹脂由於機械強度、特別是耐衝擊性差,故而對於在廣泛領域中使用而言並不充分。除此以外,專利文獻4及專利文獻5中揭示的聚碳酸酯樹脂的數量平均分子量為4,000左右,與一般的芳香族聚碳酸 酯樹脂相比而言較低,大多為耐衝擊性、耐熱性差者。
進而,專利文獻7所揭示的技術中,雖藉由在含有異山梨醇的聚碳酸酯中調配丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(以下有時稱為「ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)樹脂」)來提高耐衝擊性,但並未看到充分的耐衝擊性提高效果。另外,藉由調配ABS樹脂,則聚碳酸酯樹脂的透明性下降,因此難以在廣泛領域中使用。除此以外,專利文獻6所揭示的技術中,雖然由橡膠質聚合物帶來的耐衝擊性的提高效果與ABS樹脂相比而言較高,但聚碳酸酯樹脂的透明性下降是不可避免的,與專利文獻1同樣用途受限。
另外,專利文獻9所揭示的技術中,使用包含烷基磺酸鹽(強酸-鹼鹽)的乳化劑,雖然所得成形品的耐濕性優異,但耐熱著色性低。專利文獻10所揭示的技術中,由於使用氯化鈣(強酸-強鹼的鹽)作為回收橡膠質接枝聚合物(gum graft polymer)時的凝析劑,故而所得的成形品雖然耐濕熱性優異,但耐熱著色性低。除此以外,由於包含大量的氯(鹵素系)元素,故而成形時的耐金屬腐蝕性差。
如上所述,現有的技術非常難以提供透明性、耐熱著色性、耐熱性、耐濕熱特性、包含耐面衝擊性的耐衝擊性的全部均優異的聚碳酸酯樹脂組成物。
本發明的目的在於解決所述課題,提供可對聚碳酸酯樹脂賦予耐衝擊性、耐熱著色性、以及耐濕熱性的聚碳酸酯樹脂用 強化劑。
另外,本發明的目的在於解決所述課題,提供兼具優異的透明性以及強度,可適用於建築材料領域、印表機等OA機器領域、行動電話等電氣.電子領域、汽車領域、光學零件領域等的聚碳酸酯樹脂組成物以及聚碳酸酯樹脂成形品。
另外,本發明的另一目的在於提供耐面衝擊性、耐衝擊性等優異的聚碳酸酯樹脂組成物以及其聚碳酸酯樹脂成形品,進而提供色相、耐熱性、耐光性、成形性、機械強度等各種物性亦優異的聚碳酸酯樹脂組成物以及聚碳酸酯樹脂成形品。
進而,本發明的另一目的在於提供兼具透明性、耐熱性、耐衝擊性的聚碳酸酯樹脂組成物以及聚碳酸酯樹脂成形品。
本發明者等人發現,包含特定的橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂用強化劑可解決所述課題,從而完成本發明。
另外,本發明者等人發現,包含聚碳酸酯樹脂與具有特定的橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂用強化劑的聚碳酸酯樹脂組成物可解決所述課題,所述聚碳酸酯樹脂含有由具有特定部位的二羥基化合物而來的結構單元,且玻璃轉移溫度低於規定值,從而完成本發明。
即,本發明是將以下的[1]~[24]作為要旨。
[1]一種聚碳酸酯樹脂用強化劑,其包含橡膠質接枝聚合物;使包含該橡膠質接枝聚合物3質量份及黏度平均分子量為 24,000的芳香族聚碳酸酯樹脂(三菱工程塑膠(股)製造的Iupilon S-2000F)97質量份的聚碳酸酯樹脂組成物,於下述條件下進行成形而成的試驗片的⊿YI值為36以下,且該聚碳酸酯樹脂組成物的顆粒(pellet)的⊿MFR值為3以下;「條件1」顆粒以及試驗片的製作條件:利用經加熱至轉筒(barrel)溫度280℃的去揮發式擠出機(devolatilization extruder)(池貝(股)製造的PCM-30),以螺桿轉速為150rpm的條件將所述聚碳酸酯樹脂組成物進行混練而獲得顆粒;利用100 t射出成形機(住友重機(股)製造的SE-100DU),以滾筒(cylinder)溫度為280℃、模具溫度為90℃的條件,使該顆粒進行成形而獲得平板狀的試驗片(長度100mm、寬度50mm、厚度2mm);「條件2」⊿YI值的測定條件:試驗片的YI值是依據JIS K7105,使用分光色差計(機種名「SE2000」,日本電色工業(股)製造),以C光源、2度視野的條件利用反射光測定法來測定;首先,測定熱老化(heat aging)前的試驗片的YI值(YIB);繼而,使用高溫烘箱(機種名「PMS-B」,塔巴依愛斯佩克(Tabai Espec)(股)製造),將所述試驗片於溫度140℃下進行12小時熱老化後,測定其YI值(YIA);利用以下的式子來算出⊿YI值;⊿YI=YIA-YIB;「條件3」⊿MFR值的測定條件: 顆粒的熔體質量流動速率(melt mass flow rate,MFR)值是依據ISO1133,使用熔融指數測定儀(melt indexer)(機種名「S-111」,東洋精機製作所(股)製造),以滾筒溫度300℃、負重1.2kg進行測定;首先,測定熱老化前的顆粒的MFR值(MFRB);繼而,使用壓力鍋(pressure cooker)(機種名「不飽和型超加速壽命試驗裝置PC-422R」,平山製作所(股)),將其他的所述顆粒於溫度為120℃、相對濕度為100%的條件下進行60小時熱老化後,測定其MFR值(MFRA);利用以下的式子來算出⊿MFR值;⊿MFR=MFRA-MFRB
[2]如所述[1]所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑,其中藉由下述利用熱水的萃取處理來測定的所述橡膠質接枝聚合物中所含的硫酸根離子(SO4 2-)與亞硫酸根離子(SO3 2-)的合計量(g/g)為3.5ppm以下;熱水萃取條件:量取所述橡膠質接枝聚合物20.0g於玻璃製耐壓容器中,於其中添加去離子水200ml,於齒輪烘箱(gear oven)內95℃下、進行20小時的利用熱水的萃取處理。
[3]如所述[1]或[2]所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑,其中所述橡膠質接枝聚合物中所含的氯離子(Cl-)的含量(g/g)為150ppm以下。
[4]如所述[1]~[3]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂用強 化劑,其中所述橡膠質接枝聚合物包含分子量為700以上的硫醚系抗氧化劑。
[5]如所述[1]~[4]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑,其中所述橡膠質接枝聚合物的橡膠部包含丁二烯結構單元。
[6]如所述[1]~[5]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑,其中所述橡膠質接枝聚合物的橡膠部包含70質量%以上的丁二烯結構單元。
[7]如所述[1]~[6]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑,其中所述橡膠質接枝聚合物的接枝部包含甲基丙烯酸甲酯結構單元。
[8]一種聚碳酸酯樹脂組成物,其包含如所述[1]~[7]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑以及聚碳酸酯樹脂。
[9]如所述[8]所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂於結構的一部分中含有由具有下述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元;
其中,所述式(1)所表示的部位為-CH2-O-H的一部分的情況除外。
[10]如所述[8]或[9]所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中 更包含分子量為700以上的硫醚系抗氧化劑。
[11]一種成形品,其是對如所述[8]~[10]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂組成物進行成形而獲得。
[12]一種聚碳酸酯樹脂用強化劑的製造方法,所述聚碳酸酯樹脂用強化劑包含橡膠質接枝聚合物,所述製造方法包括下述步驟(1)及步驟(2);步驟(1):於包含乳化劑的橡膠乳膠(rubber latex)的存在下,對乙烯基單體(g)進行乳化聚合而獲得橡膠質接枝聚合物乳膠的步驟,所述乳化劑為弱酸與強鹼的鹽;步驟(2):對所述橡膠質接枝聚合物乳膠進行噴霧回收,或者使用凝析劑來進行凝析回收的步驟,所述凝析劑為弱酸與強鹼的鹽。
[13]如所述[12]所述的方法,其中所述橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑為0.01μm~1μm。
[14]一種聚碳酸酯樹脂組成物,其含有聚碳酸酯樹脂及橡膠質接枝聚合物,所述聚碳酸酯樹脂於結構的一部分中含有由具有下述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元,且玻璃轉移溫度低於145℃,所述聚碳酸酯樹脂的特徵在於:該橡膠質接枝聚合物的折射率與所述聚碳酸酯樹脂的折射率之差為0.005以下,該橡膠質接枝聚合物的橡膠部具有丁二烯結構單元以及丙烯酸烷酯(alkyl acrylate)結構單元;[化2]
所述式(1)所表示的部位為-CH2-O-H的一部分的情況除外。
[15]如所述[14]所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度低於145℃。
[16]如所述[14]或[15]所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂具有如下結構單元,即,選自由源自下述式(2)~式(5)所表示的二羥基化合物的結構單元所組成的組群中的任一種結構單元;[化3]HO-R1-OH (2) HO-CH2-R2-CH2-OH (3) H-(O-R3)p-OH (4) HO-R4-OH (5)
其中,式(2)中,R1表示碳數4~20的經取代或未經取代的伸環烷基(cycloalkylene);式(3)中,R2表示碳數4~20的經取代或未經取代的伸環烷基;式(4)中,R3表示碳數2~10的經取代或未經取代的伸烷基,p為2~100的整數;式(5)中,R4表示碳數2~20的經取代或未經取代的伸烷基、或者經取代或未經取代的具有縮醛環(acetal ring)的基團。
[17]如所述[14]~[16]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中相對於所述聚碳酸酯樹脂100質量份,而含有1質量份以上、20質量份以下的所述橡膠質接枝聚合物。
[18]如所述[14]~[17]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述橡膠質接枝聚合物是使用鹼土類金屬鹽,對藉由使用脂肪族系乳化劑的乳化聚合而獲得的橡膠質接枝聚合物乳膠進行凝析並回收而得的聚合物。
[19]如所述[18]所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述橡膠質接枝聚合物乳膠是於橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單體(g')進行聚合而獲得,該乙烯基單體(g')含有具有極性基的乙烯基單體(p)。
[20]如所述[19]所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑為0.1μm~1μm。
[21]一種聚碳酸酯樹脂成形品,其特徵在於:對如所述[14]~[20]中任一項所述的聚碳酸酯樹脂組成物進行成形而獲得。
[22]如所述[21]所述的聚碳酸酯樹脂成形品,其中所述聚碳酸酯樹脂成形品是利用射出成形法進行成形而獲得。
[23]一種聚碳酸酯樹脂用強化劑的製造方法,所述聚碳酸酯樹脂用強化劑是如所述[1]~[7]中任一項所述的包含橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂用強化劑,所述製造方法包括下述步驟(1)及步驟(2):步驟(1):於包含乳化劑的橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單 體(g)進行乳化聚合而獲得橡膠質接枝聚合物乳膠的步驟,所述乳化劑為弱酸與強鹼的鹽;步驟(2):對所述橡膠質接枝聚合物乳膠進行噴霧回收,或者使用凝析劑來進行凝析回收的步驟,所述凝析劑為弱酸與強鹼的鹽。
[24]如所述[23]所述的方法,其中所述橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑為0.01μm~1μm。
依據本發明,能夠提供可對聚碳酸酯樹脂賦予耐衝擊性、耐熱著色性、以及耐濕熱性的聚碳酸酯樹脂用強化劑。
依據本發明,能夠提供兼具優異的透明性及強度,可適用於建築材料領域、印表機等OA機器領域、行動電話等電氣.電子領域、汽車領域、光學零件領域等的聚碳酸酯樹脂組成物以及聚碳酸酯樹脂成形品。
另外,依據本發明,能夠提供耐面衝擊性、耐衝擊性等優異的聚碳酸酯樹脂組成物以及聚碳酸酯樹脂成形品。進而,本發明的較佳實施方式能夠提供色相、耐熱性、耐光性、成形性、機械強度等各種物性亦優異的聚碳酸酯樹脂組成物以及聚碳酸酯樹脂成形品。
進而,依據本發明,能夠提供兼具透明性、耐熱性、耐衝擊性的聚碳酸酯樹脂組成物以及聚碳酸酯樹脂成形品。
以下,對本發明中使用的聚碳酸酯樹脂、本發明的包含橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂用強化劑、以及本發明的聚碳酸酯樹脂組成物依次進行說明。此外,本發明並不限定於以下的實施形態,可於其要旨的範圍內進行各種變形來實施。
[聚碳酸酯樹脂]
本發明中,聚碳酸酯樹脂可使用現有公知的任意樹脂。即,本發明中,可使用芳香族聚碳酸酯樹脂、脂肪族聚碳酸酯樹脂、芳香族-脂肪族聚碳酸酯樹脂作為聚碳酸酯樹脂。
聚碳酸酯樹脂(以下有時稱為「PC(Polycarbonate)樹脂」)是利用以下方法來獲得的聚合物:使各種二羥基二芳基化合物與光氣(phosgene)進行反應的光氣法、或者使二羥基二芳基化合物與碳酸二苯酯等碳酸酯進行反應的酯交換法等。代表性的聚碳酸酯可列舉由2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)製造的聚碳酸酯。
除了雙酚A以外,所述二羥基二芳基化合物可列舉以下化合物。雙(4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、雙(4-羥基苯基)苯基甲烷等。該些化合物可單獨使用或者將2種以上組合使用。
本發明中,聚碳酸酯樹脂的黏度平均分子量較佳為10,000~40,000,更佳為15,000~30,000。若聚碳酸酯樹脂的黏度 平均分子量為10,000以上,則當在高溫下成形為成形體時,難以產生分子量的下降,而衝擊強度保持率或耐熱著色性優異。另外,若黏度平均分子量為40,000以下,則所得聚碳酸酯樹脂組成物的熔融流動性優異。此外,「黏度平均分子量」是由使用二氯甲烷作為溶劑,根據於溫度25℃下測定的溶液黏度進行換算而獲得的分子量。
本發明中,作為聚碳酸酯樹脂,較佳為於結構的一部分中含有由具有下述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元的聚碳酸酯樹脂(以下有時稱為「PC樹脂(B)」),更佳為於結構的一部分中含有由具有下述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元、且玻璃轉移溫度(Tg)低於145℃的聚碳酸酯樹脂。另外,該聚碳酸酯樹脂的折射率與本發明的橡膠質接枝聚合物的折射率之差較佳為0.005以下。
其中,所述式(1)所表示的部位為-CH2-O-H的一部分的情況除外。
<具有式(1)所表示的部位的二羥基化合物>
本發明的PC樹脂(B)於結構的一部分中至少包括由具有所述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元(以下有時稱為「結構單元(1)」)。
PC樹脂(B)中,相對於聚碳酸酯樹脂中所含的源自全部二羥基化合物的結構單元,結構單元(1)的含量較佳為1莫耳%以上且小於90莫耳%。於結構單元(1)的含量少於所述範圍的情況下,樹脂的耐熱性不足,存在由於熱而成形品變形的顧慮。另一方面,於結構單元(1)的含量多於所述範圍的情況下,難以設為高分子量,因此樹脂的耐衝擊性不足,存在成形品於使用時會破裂的顧慮。相對於聚碳酸酯樹脂中所含的源自全部二羥基化合物的結構單元,PC樹脂(B)中的結構單元(1)的含量更佳為30莫耳%以上,尤佳為50莫耳%以上。另外,相對於聚碳酸酯樹脂中所含的源自全部二羥基化合物的結構單元,PC樹脂(B)中的結構單元(1)的含量更佳為小於80莫耳%,尤佳為小於70莫耳%,尤佳為65莫耳%以下,最佳為60莫耳%以下。
於結構的一部分具有所述式(1)所表示的部位的二羥基化合物(以下有時稱為「二羥基化合物(1)」)只要於分子結構的一部分中包含所述式(1)所表示的部位,則並無特別限定,具體而言可列舉以下的化合物。可列舉:二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇等氧伸烷基二醇類、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-異丙基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-異丁基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-第三丁基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-環己基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3-苯基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)-3,5-二甲基苯基)茀、9,9-雙(4-(2-羥基乙氧 基)-3-第三丁基-6-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-(3-羥基-2,2-二甲基丙氧基)苯基)茀等於側鏈上具有芳香族基且主鏈的醚基為所述式(1)所表示的部位的二羥基化合物。
另外,可列舉下述式(1A)所表示的二羥基化合物所代表的脫水糖醇(anhydrosugar alcohol)、下述式(1B)所表示的螺甘油(spiroglycol)等具有環狀醚結構的化合物等的雜環基的一部分為所述式(1)所表示的部位的二羥基化合物。二羥基化合物(1)特佳為雜環基的一部分為所述式(1)所表示的部位的二羥基化合物。
所述通式(1B)中,R11~R14分別獨立地為碳數1~3的烷基。
所述式(1A)所表示的二羥基化合物可列舉存在立體異構物的關係的異山梨醇(isosorbide)、異甘露糖醇(isomannide)、 異艾杜糖醇(isoidide)。另外,所述式(1B)所表示的二羥基化合物例如可列舉以下的化合物。3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥基乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺環(5.5)十一烷(慣用名:螺甘油)、3,9-雙(1,1-二乙基-2-羥基乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺環(5.5)十一烷、3,9-雙(1,1-二丙基-2-羥基乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺環(5.5)十一烷、二噁烷二醇等。
該些二羥基化合物(1)可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。
該些二羥基化合物(1)中,就存在豐富的資源而能夠容易獲取的觀點而言,更佳為具有雜環基的化合物,特佳為所述式(1A)所表示的二羥基化合物。另外,就獲取及製造的容易度、光學特性、成形性的方面而言,最佳為將由各種澱粉製造的山梨糖醇(sorbitol)進行脫水縮合而獲得的異山梨醇。
此外,異山梨醇等具有環狀醚結構的二羥基化合物(1)容易被氧緩緩地氧化。因此,於保管或製造時的操作之際,為了防止由氧引起的分解,必須不混入水分。另外,較佳為使用脫氧劑,或者於氮氣環境(nitrogen atmosphere)下進行操作。若異山梨醇被氧化,則產生包含甲酸的分解物。例如,若使用包含該些分解物的異山梨醇來製造聚碳酸酯樹脂,則會成為所得的聚碳酸酯樹脂產生著色、或者使物性顯著劣化的原因。另外,亦存在對聚合反應帶來影響而無法獲得高分子量的聚合物的情況,故而欠佳。
因此,二羥基化合物(1)中較佳為使用穩定劑。穩定劑較佳為使用還原劑、製酸劑、抗氧化劑、脫氧劑、光穩定劑、pH穩定劑、熱穩定劑等穩定劑,尤其於酸性下由於二羥基化合物(1)容易變質,故而較佳為使用鹼性穩定劑。其中還原劑可列舉硼氫化鈉、硼氫化鋰等,製酸劑可列舉氫氧化鈉等鹼。其中,由於存在所添加的鹼金屬成為聚碳酸酯樹脂製造時的聚合觸媒的情況,故而此種鹼金屬鹽的添加若過剩,則變得無法控制聚合反應,因此欠佳。
鹼性穩定劑例如可列舉以下的化合物。長週期型週期表(無機化學命名(IUPAC推薦2005)(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005))中的1族或者2族金屬的氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、亞磷酸鹽、次磷酸鹽、硼酸鹽、脂肪酸鹽,或四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨、三甲基苄基氫氧化銨、三甲基苯基氫氧化銨、三乙基甲基氫氧化銨、三乙基苄基氫氧化銨、三乙基苯基氫氧化銨、三丁基苄基氫氧化銨、三丁基苯基氫氧化銨、四苯基氫氧化銨、苄基三苯基氫氧化銨、甲基三苯基氫氧化銨、丁基三苯基氫氧化銨等鹼性銨化合物,4-胺基吡啶、2-胺基吡啶、N,N-二甲基-4-胺基吡啶、4-二乙基胺基吡啶、2-羥基吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、2-二甲基胺基咪唑、2-甲氧基咪唑、咪唑、2-巰基咪唑、2-甲基咪唑、胺基喹啉等胺系化合物。其中,就所述效果及後述蒸餾去除的容易度而言,較佳為鈉或鉀 的磷酸鹽、亞磷酸鹽,其中較佳為磷酸氫二鈉、亞磷酸氫二鈉。
該些鹼性穩定劑於二羥基化合物(1)中的含量並無特別限制,通常相對於二羥基化合物(1),所述鹼性穩定劑的含量為0.0001質量%~1質量%,較佳為0.001質量%~0.1質量%。若該含量過少,則存在無法獲得防止二羥基化合物(1)變質的效果的可能性,若過多,則存在導致二羥基化合物(1)改質的情況。
若使用添加有該些穩定劑的二羥基化合物(1)作為聚碳酸酯樹脂原料,則根據穩定劑的種類,存在所得的聚碳酸酯樹脂會產生著色,或者使物性顯著劣化的情況。例如,若使用含有所述鹼性穩定劑的二羥基化合物(1)作為聚碳酸酯樹脂的製造原料,則鹼性穩定劑自身成為聚合觸媒,難以控制聚合速度或品質,而且導致初期色相的惡化,結果使所得聚碳酸酯樹脂成形品的耐光性惡化。因此,於使用二羥基化合物(1)作為聚碳酸酯樹脂的製造原料之前,較佳為以離子交換樹脂或蒸餾等而去除鹼性穩定劑等穩定劑。
另外,如上所述,若使用包含二羥基化合物(1)的氧化分解產物的二羥基化合物(1)作為聚碳酸酯樹脂的製造原料,則存在導致所得聚碳酸酯樹脂的著色的可能性,另外,存在使物性顯著劣化的可能性,而且存在對聚合反應帶來影響而無法獲得高分子量的聚合物的情況。因此,為了獲得不含氧化分解物的二羥基化合物(1),另外,為了去除所述的鹼性穩定劑,較佳為進行二羥基化合物(1)的蒸餾純化。該情況下的所謂蒸餾可為單蒸 餾,亦可為連續蒸餾,並無特別限定。作為蒸餾的條件,較佳為於氬氣或氮氣等惰性氣體環境中,於減壓下實施蒸餾,為了抑制由熱引起的改質,較佳為以250℃以下、較佳為200℃以下、特佳為180℃以下的條件來進行。
藉由此種蒸餾純化,而將二羥基化合物(1)中的氧化分解產物,例如甲酸含量設為20質量ppm以下、較佳為10質量ppm以下、特佳為5質量ppm以下,藉此可於不損及聚碳酸酯樹脂製造時的聚合反應性的情況下,製造色相或熱穩定性優異的聚碳酸酯樹脂。
此外,使用離子層析法,依據以下程序來進行二羥基化合物(1)的「甲酸含量」的測定。以下程序中,作為代表的二羥基化合物(1),以異山梨醇為例。
精確秤量異山梨醇約0.5g,採集於50ml的量瓶中,以純水進行定容。使用甲酸鈉水溶液作為標準試樣,將滯留時間(retention time)與標準試樣一致的峰值作為甲酸,根據峰值面積,以絕對標準曲線法(absolute calibration curve method)進行定量。離子層析儀是使用戴安(Dionex)公司製造的DX-500型,偵檢器使用電導偵檢器。作為測定管柱,保護管柱(guard column)使用戴安公司製造的AG-15,分離管柱使用戴安公司製造的AS-15。將測定試樣注入至100μl的樣品環路(sample loop)中,溶離液使用10mM-NaOH,以流速1.2ml/分鐘、恆溫槽溫度35℃進行測定。抑制器(suppressor)使用膜抑制器,再生液使用12.5 mM-H2SO4水溶液。
<二羥基化合物(1)以外的二羥基化合物>
PC樹脂(B)較佳為於結構的一部分中除具有所述結構單元(1)以外,還具有選自由源自下述式(2)~式(5)所表示的二羥基化合物的結構單元所組成的組群中的任一種結構單元。
以下,有時將式(2)、式(3)、式(4)、式(5)所表示的二羥基化合物分別稱為「二羥基化合物(2)」、「二羥基化合物(3)」、「二羥基化合物(4)」、「二羥基化合物(5)」。另外,有時將由二羥基化合物(2)、二羥基化合物(3)、二羥基化合物(4)、二羥基化合物(5)而來的結構單元分別稱為「結構單元(2)」、「結構單元(3)」、「結構單元(4)」、「結構單元(5)」。
[化6]HO-R1-OH (2) HO-CH2-R2-CH2-OH (3) H-(O-R3)p-OH (4) HO-R4-OH (5)
式(2)中,R1表示碳數4~20的經取代或未經取代的伸環烷基。式(3)中,R2表示碳數4~20的經取代或未經取代的伸環烷基。式(4)中,R3表示碳數2~10的經取代或未經取代的伸烷基,p為2~100的整數。式(5)中,R4表示碳數2~20的經取代或未經取代的伸烷基、或者經取代或未經取代的具有縮醛環的基團。
所述二羥基化合物(2)~二羥基化合物(5)中,特佳為包含源自脂肪族二羥基化合物的結構單元,其中較佳為包含由脂環式二羥基化合物而來的結構單元,於該情況下,可對所得的聚碳酸酯樹脂賦予柔軟性。
(脂肪族二羥基化合物)
脂肪族二羥基化合物可列舉所述式(5)所表示的二羥基化合物中,R4為碳數2~20的經取代或未經取代的伸烷基的脂肪族二羥基化合物,此種脂肪族二羥基化合物例如可列舉以下的化合物。1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、2-乙基-1,6-己二醇、2,2,4-三甲基-1,6-己二醇、1,10-癸二醇、氫化二亞油基二醇(hydrogenated dilinoleyl glycol)、氫化二油基二醇(hydrogenated dioleyl glycol)等。
此外,所述例示化合物為本發明可使用的脂肪族二羥基化合物的一例,不受該些化合物的任何限定。該些脂肪族二羥基化合物可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
(脂環式二羥基化合物)
脂環式二羥基化合物並無特別限定,通常可列舉包含5員環結構或者6員環結構的化合物。藉由脂環式二羥基化合物為5員環結構或者6員環結構,存在所得聚碳酸酯樹脂的耐熱性提高的可能性。6員環結構亦可藉由共價鍵而固定為椅子形或者舟形。脂環式二羥基化合物中所含的碳數通常為70以下,較佳為50以下,尤佳為30以下。雖然脂環式二羥基化合物的碳數越多,樹脂的耐 熱性越提高,但存在合成變得困難,或純化變得困難,或成本變得昂貴的傾向。脂環式二羥基化合物的碳數越少,則存在越容易純化、越容易獲取的傾向。
包含5員環結構或者6員環結構的脂環式二羥基化合物具體而言可列舉所述二羥基化合物(2)及二羥基化合物(3)。
所述式(3)所表示的脂環式二羥基化合物即環己烷二甲醇包含所述式(3)中,R2由下述式(3a)(式中,R5表示氫原子、或者經取代或未經取代的碳數1~碳數12的烷基)所表示的各種異構物。此種化合物具體而言可列舉1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇等。
所述式(3)所表示的脂環式二羥基化合物即三環癸烷二甲醇、五環十五烷二甲醇包含所述式(3)中,R2由下述式(3b)(式中,n表示0或1)所表示的各種異構物。
所述式(3)所表示的脂環式二羥基化合物即十氫萘二甲醇或者三環十四烷二甲醇包含所述式(3)中,R2由下述式(3c)(式中,m表示0或1)所表示的各種異構物。此種化合物具體而言可列舉2,6-十氫萘二甲醇、1,5-十氫萘二甲醇、2,3-十氫萘二甲醇等。
另外,所述式(3)所表示的脂環式二羥基化合物即降冰片烷二甲醇包含所述式(3)中,R2由下述式(3d)所表示的各種異構物。此種化合物具體而言可列舉2,3-降冰片烷二甲醇、2,5-降冰片烷二甲醇等。
所述式(3)所表示的脂環式二羥基化合物即金剛烷二甲醇包含所述式(3)中,R2由下述通式(3e)所表示的各種異構物。此種化合物具體而言可列舉1,3-金剛烷二甲醇等。
[化11]
另外,所述式(2)所表示的脂環式二羥基化合物即環己二醇包含所述式(2)中,R1由下述式(2a)(式中,R5表示氫原子、經取代或未經取代的碳數1~碳數12的烷基)所表示的各種異構物。此種化合物具體而言可列舉1,2-環己二醇、1,3-環己二醇、1,4-環己二醇、2-甲基-1,4-環己二醇等。
所述式(2)所表示的脂環式二羥基化合物即三環癸二醇、五環十五烷二醇包含所述式(2)中,R1由下述通式(2b)(式中,n表示0或1)所表示的各種異構物。
所述式(2)所表示的脂環式二羥基化合物即十氫萘二醇或者三環十四烷二醇包含所述式(2)中,R1由下述通式(2c)(式中,m表示0或1)所表示的各種異構物。此種化合物具體而 言可使用2,6-十氫萘二醇、1,5-十氫萘二醇、2,3-十氫萘二醇等。
所述式(2)所表示的脂環式二羥基化合物即降冰片烷二醇包含所述式(2)中,R1由下述通式(2d)所表示的各種異構物。此種化合物具體而言可使用2,3-降冰片烷二醇、2,5-降冰片烷二醇等。
所述式(2)所表示的脂環式二羥基化合物即金剛烷二醇包含所述式(2)中,R1由下述式(2e)所表示的各種異構物。此種化合物具體而言可使用1,3-金剛烷二醇等。
所述脂環式二羥基化合物的具體例中,較佳為環己烷二 甲醇類、三環癸烷二甲醇類、金剛烷二醇類、五環十五烷二甲醇類。另外,就獲取的容易度、操作的容易度的觀點而言,特佳為1,4-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,2-環己烷二甲醇、三環癸烷二甲醇。
此外,所述例示化合物為本發明可使用的脂環式二羥基化合物的一例,不受該些化合物的任何限定。該些脂環式二羥基化合物可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
(聚氧伸烷基二羥基化合物)
所述式(4)所表示的二羥基化合物即聚氧伸烷基二羥基化合物是R3為碳數2~10、較佳為碳數2~5的經取代或未經取代的伸烷基的化合物。p為2~100的整數,較佳為2~50,更佳為6~30,特佳為12~15。所述式(4)所表示的二羥基化合物即聚氧伸烷基二羥基化合物的具體例可列舉二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇(分子量為150~4000)等,但不受該些化合物的任何限定。所述式(4)的化合物較佳為分子量為300~2000的聚乙二醇,其中較佳為分子量為600~1500的聚乙二醇。根據所得聚碳酸酯共聚物的要求性能,該些化合物可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
此外,所述例示化合物為本發明可使用的聚氧伸烷基二羥基化合物的一例,不受該些化合物的任何限定。該些聚氧伸烷基二羥基化合物可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
(包括伸烷基、或者具有縮醛環的基團的二羥基化合物)
所述式(5)所表示的二羥基化合物(以下有時簡稱為「式(5)的化合物」)是R4為碳數2~20、較佳為碳數2~10的經取代或未經取代的伸烷基、或者經取代或未經取代的具有縮醛環的基團的二羥基化合物。於R4的伸烷基具有取代基的情況下,該取代基可列舉碳數1~5的烷基。另外,於R4的具有縮醛環的基團具有取代基的情況下,該取代基可列舉碳數1~3的烷基。
所述式(5)的化合物中,R4為碳數2~20的經取代或未經取代的伸烷基的二羥基化合物例如可列舉:1,3-丙二醇、1,2-丙二醇等丙二醇類,1,4-丁二醇、1,3-丁二醇等丁二醇類,1,5-庚二醇等庚二醇類,1,6-己二醇等己二醇類等,但不受該些化合物的任何限定。該些化合物中較佳為己二醇類。
另一方面,R4為經取代或未經取代的具有縮醛環的基團的二羥基化合物並無特別限定,其中,較佳為如下述式(8)、式(9)所表示的具有螺環結構的二羥基化合物,特佳為如下述式(8)所表示的具有多個環結構的二羥基化合物。
該些二羥基化合物中,就獲取的容易度、操作的容易度、聚合時的反應性高度、所得聚碳酸酯共聚物的色相的觀點而言,較佳為1,3-丙二醇、1,6-己二醇。另外,就樹脂的耐熱性的觀點而言,較佳為包括具有縮醛環的基團的二羥基化合物類,特佳為如所述式(8)所代表的具有多個環結構的化合物。根據所得聚碳酸酯共聚物的要求性能,該些化合物可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
於PC樹脂(B)具有源自脂環式二羥基化合物的結構單元的情況下,PC樹脂(B)中的結構單元(1)、與源自所述二羥基化合物(2)~二羥基化合物(5)的結構單元的莫耳比率可以任意的比例來選擇,但藉由調整所述莫耳比率,存在衝擊強度(例如有缺口簡支梁衝擊強度(notched Charpy impact strength))提高的可能性,進而可對聚碳酸酯樹脂賦予所需的玻璃轉移溫度。
PC樹脂(B)中,結構單元(1)與源自二羥基化合物(2)~二羥基化合物(5)的結構單元的莫耳比率較佳為30:70~99:1,更佳為40:60~90:10,特佳為50:50~80:20。若為所述的較佳範圍內,則可獲得著色少、高分子量、衝擊強度高、進而玻璃轉移溫度高的聚碳酸酯樹脂。
(其他的二羥基化合物)
PC樹脂(B)中,除了所述結構單元(1)以及結構單元(2)~結構單元(5)以外,可更包含源自其他二羥基化合物的結構單元。其他的二羥基化合物可列舉芳香族系二羥基化合物等。
芳香族系二羥基化合物可列舉經取代或未經取代的雙酚化合物,具體而言例如可列舉以下的化合物。雙(4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、1,1-雙(4-羥基苯基)戊烷、2,2-雙(4-羥基苯基)戊烷、3,3-雙(4-羥基苯基)戊烷、2,2-雙(4-羥基苯基)-3-甲基丁烷、1,1-雙(4-羥基苯基)己烷、2,2-雙(4-羥基苯基)己烷、3,3-雙(4-羥基苯基)己烷、2,2-雙(4-羥基苯基)-4-甲基戊烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環戊烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷等在芳香族環上不具有取代基的雙酚化合物;雙(3-苯基-4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(3-苯基-4-羥基苯基)乙烷、1,1-雙(3-苯基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-苯基-4-羥基苯基)丙烷等在芳香族環上具有芳基作為取代基的雙酚化合物;雙(4-羥基-3-甲基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環己烷、雙(4-羥基-3-乙基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基-3-乙基苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥基-3-乙基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-乙基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基-3-乙基苯基)環己烷、2,2-雙(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-(第二丁基)苯基)丙烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)環己烷、雙(4-羥基-3,6-二甲基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基-3,6-二甲基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基-3,6-二甲基苯基)丙烷、雙(4-羥基 -2,3,5-三甲基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基-2,3,5-三甲基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基-2,3,5-三甲基苯基)丙烷、雙(4-羥基-2,3,5-三甲基苯基)苯基甲烷、1,1-雙(4-羥基-2,3,5-三甲基苯基)苯基乙烷、1,1-雙(4-羥基-2,3,5-三甲基苯基)環己烷等在芳香族環上具有烷基作為取代基的雙酚化合物;雙(4-羥基苯基)苯基甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基丙烷、雙(4-羥基苯基)二苯基甲烷、雙(4-羥基苯基)二苄基甲烷等將芳香族環連結的2價基具有芳基作為取代基的雙酚化合物;4,4'-二羥基二苯基醚、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二羥基二苯基醚等將芳香族環以醚鍵連結而成的雙酚化合物;4,4'-二羥基二苯基碸、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二羥基二苯基碸等將芳香族環以碸鍵連結而成的雙酚化合物;4,4'-二羥基二苯基硫醚、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二羥基二苯基硫醚等將芳香族環以硫醚鍵連結而成的雙酚化合物等。較佳為可列舉2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(以下有時簡稱為「雙酚A」)。
PC樹脂(B)中,相對於PC樹脂(B)中所含的由全部二羥基化合物而來的結構單元,由所述芳香族二羥基化合物而來的結構單元的含量較佳為0莫耳%以上且小於1莫耳%,更佳為0莫耳%以上且小於0.8莫耳%,尤佳為0莫耳%以上且小於0.5莫耳%。藉由聚碳酸酯樹脂包含由芳香族二羥基化合物而來的結構單元,可期待耐熱性、耐面衝擊性、成形加工性等的改良,但於由芳香族二羥基化合物而來的結構單元的含量過多的情況下,存在著色變得顯著的顧慮。
所述其他的羥基化合物可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
<碳酸二酯>
PC樹脂(B)可利用通常使用的聚合方法來製造,該聚合方法可為使用光氣的界面聚合法、以及與碳酸二酯進行酯交換反應的熔融聚合法(melt polymerization)的任一種方法,較佳為熔融聚合法,即:於聚合觸媒的存在下,使二羥基化合物與對環境的毒性更低的碳酸二酯進行反應。
該情況下,PC樹脂(B)可藉由如下的熔融聚合法而獲得,即:使包含所述二羥基化合物(1)的二羥基化合物與碳酸二酯進行酯交換反應。所使用的碳酸二酯通常可列舉下述式(6)所表示的碳酸二酯。該些碳酸二酯可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
所述式(6)中,A1及A2分別獨立地為經取代或未經取代的碳數1~18的脂肪族基、或者經取代或未經取代的芳香族基。
所述式(6)所表示的碳酸二酯例如可列舉:碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯等經取代的碳酸二苯酯,碳酸二甲酯、碳酸二 乙酯及碳酸二-第三丁酯等。較佳為碳酸二苯酯、經取代的碳酸二苯酯,特佳為碳酸二苯酯。此外,碳酸二酯存在包含氯化物離子等雜質的情況,該些雜質有時會阻礙聚合反應,或者會使所得聚碳酸酯樹脂的色相惡化,因此較佳為使用視需要藉由蒸餾等而純化的碳酸二酯。
相對於熔融聚合中使用的全部二羥基化合物,碳酸二酯較佳為以0.90~1.20的莫耳比率使用,更佳為以0.95~1.10的莫耳比率使用,進而更佳為以0.96~1.10的莫耳比率使用,特佳為以0.98~1.04的莫耳比率使用。若該莫耳比率小於0.90,則存在如下的可能性:所製造的聚碳酸酯樹脂的末端羥基增加,聚合物的熱穩定性惡化,將聚碳酸酯樹脂組成物成形時會導致著色,或酯交換反應的速度下降,無法獲得所需的高分子量體。另外,若該莫耳比率大於1.20,則存在如下情況:不僅在同一條件下,酯交換反應的速度下降,難以製造所需分子量的聚碳酸酯樹脂,而且所製造的聚碳酸酯樹脂中的殘存碳酸二酯量增加,該殘存碳酸二酯成為成形時的臭氣的原因、或者成形品的臭氣的原因,故而欠佳。另外,若該莫耳比率大於1.20,則存在如下可能性:使聚合反應時的熱歷程增大,結果使所得的聚碳酸酯樹脂的色相或耐候性惡化。
進而,若使相對於全部二羥基化合物的碳酸二酯的莫耳比率增大,則存在如下情況:所得聚碳酸酯樹脂中的殘存碳酸二酯量增加,該些殘存碳酸二酯吸收紫外線而使聚碳酸酯樹脂的耐 光性惡化,故而欠佳。PC樹脂(B)中殘存的碳酸二酯的濃度較佳為200質量ppm以下,尤佳為100質量ppm以下,特佳為60質量ppm以下,其中適宜為30質量ppm以下。其中,事實上,聚碳酸酯樹脂有時包含未反應的碳酸二酯,聚碳酸酯樹脂中的未反應的碳酸二酯濃度的下限值通常為1質量ppm。
<酯交換反應觸媒>
PC樹脂(B)可以所述方式來製造:使包含二羥基化合物(1)的二羥基化合物與所述式(6)所表示的碳酸二酯進行酯交換反應。更詳細而言,藉由進行酯交換反應,將副生成的單羥基化合物等去除至系統外而獲得。該情況下,通常於酯交換反應觸媒的存在下藉由酯交換反應來進行熔融聚合。
PC樹脂(B)的製造時可使用的酯交換反應觸媒(以下有時簡稱為「觸媒」)例如可列舉:長週期型週期表(無機化學命名(IUPAC推薦2005)(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005))中的1族或者2族(以下僅表述為「1族」、「2族」)的金屬化合物、鹼性硼化合物、鹼性磷化合物、鹼性銨化合物、胺系化合物等鹼性化合物。該些化合物中,較佳為使用1族金屬化合物及/或2族金屬化合物。
使用1族金屬化合物及/或2族金屬化合物的同時,亦可輔助性地併用鹼性硼化合物、鹼性磷化合物、鹼性銨化合物、胺系化合物等鹼性化合物,但特佳為僅使用1族金屬化合物及/或2族金屬化合物。另外,1族金屬化合物及/或2族金屬化合物的形 態通常是以氫氧化物或者碳酸鹽、羧酸鹽、酚鹽等鹽的形態來使用,但就獲取的容易度、操作的容易度而言,較佳為氫氧化物、碳酸鹽、乙酸鹽,就聚碳酸酯樹脂的色相及聚合活性的觀點而言,較佳為乙酸鹽。
1族金屬化合物例如可列舉以下的化合物。氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銫,碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰、碳酸氫銫,碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫,乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸鋰、乙酸銫,硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋰、硬脂酸銫,硼氫化鈉、硼氫化鉀、硼氫化鋰、硼氫化銫,苯基硼化鈉、苯基硼化鉀、苯基硼化鋰、苯基硼化銫,苯甲酸鈉、苯甲酸鉀、苯甲酸鋰、苯甲酸銫,磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鋰、磷酸氫二銫,苯基磷酸二鈉、苯基磷酸二鉀、苯基磷酸二鋰、苯基磷酸二銫,鈉、鉀、鋰、銫的醇化物、酚化物,雙酚A的二鈉鹽、二鉀鹽、二鋰鹽、二銫鹽等。其中較佳為銫化合物、鋰化合物。
2族金屬化合物例如可列舉以下的化合物。氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鎂、氫氧化鍶、碳酸氫鈣、碳酸氫鋇、碳酸氫鎂、碳酸氫鍶、碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鎂、碳酸鍶、乙酸鈣、乙酸鋇、乙酸鎂、乙酸鍶、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鍶等。其中較佳為鎂化合物、鈣化合物、鋇化合物,尤佳為鎂化合物及/或鈣化合物。
鹼性硼化合物例如可列舉以下的化合物。四甲基硼、四 乙基硼、四丙基硼、四丁基硼、三甲基乙基硼、三甲基苄基硼、三甲基苯基硼、三乙基甲基硼、三乙基苄基硼、三乙基苯基硼、三丁基苄基硼、三丁基苯基硼、四苯基硼、苄基三苯基硼、甲基三苯基硼、丁基三苯基硼等的鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、鈣鹽、鋇鹽、鎂鹽、或者鍶鹽等。
鹼性磷化合物例如可列舉以下的化合物。三乙基膦、三-正丙基膦、三異丙基膦、三-正丁基膦、三苯基膦、三丁基膦、或者四級鏻鹽等。
鹼性銨化合物例如可列舉以下的化合物。四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨、三甲基苄基氫氧化銨、三甲基苯基氫氧化銨、三乙基甲基氫氧化銨、三乙基苄基氫氧化銨、三乙基苯基氫氧化銨、三丁基苄基氫氧化銨、三丁基苯基氫氧化銨、四苯基氫氧化銨、苄基三苯基氫氧化銨、甲基三苯基氫氧化銨、丁基三苯基氫氧化銨等。
胺系化合物例如可列舉以下的化合物。4-胺基吡啶、2-胺基吡啶、N,N-二甲基-4-胺基吡啶、4-二乙基胺基吡啶、2-羥基吡啶、2-甲氧基吡啶、4-甲氧基吡啶、2-二甲基胺基咪唑、2-甲氧基咪唑、咪唑、2-巰基咪唑、2-甲基咪唑、胺基喹啉等。
所述化合物中,為了使所得聚碳酸酯樹脂的透明性、色相、耐光性等各種物性優異,較佳為使用選自由2族金屬化合物以及鋰化合物所組成的組群中的至少1種金屬化合物作為觸媒。 另外,為了使所述聚碳酸酯樹脂的透明性、色相、耐光性特別優異,觸媒較佳為選自由鎂化合物以及鈣化合物所組成的組群中的至少1種金屬化合物。
於1族金屬化合物及/或2族金屬化合物的情況下,相對於提供給反應的全部二羥基化合物1莫耳,所述觸媒的使用量以金屬換算量計,較佳為0.1微莫耳(μmol)~300μmol,更佳為0.1μmol~100μmol,尤佳為0.5μmol~50μmol,進而更佳為1μmol~25μmol的範圍內。
所述化合物中,於使用包含選自由鋰及2族金屬所組成的組群中的至少1種金屬的化合物的情況下,尤其於使用鎂化合物及/或鈣化合物的情況下,觸媒的使用量以金屬換算量計,相對於提供給反應的全部二羥基化合物1莫耳,較佳為0.1μmol以上,尤佳為0.5μmol以上,特佳為0.7μmol以上。另外,觸媒的使用量的上限較佳為20μmol,尤佳為10μmol,特佳為3μmol,最佳為2.0μmol。
若觸媒的使用量過少,則存在如下可能性:無法獲得製造所需分子量的聚碳酸酯樹脂所需要的聚合活性,無法獲得充分的破壞能量。另一方面,若觸媒的使用量過多,則存在如下情況:不僅所得聚碳酸酯樹脂的色相惡化,而且會產生副產物,流動性的下降或凝膠的產生增多,會成為脆性破壞的原因,從而存在難以製造目標品質的聚碳酸酯樹脂的可能性。
<聚碳酸酯樹脂的製造方法>
PC樹脂(B)是藉由如下方式而獲得:藉由酯交換反應,使包含二羥基化合物(1)的二羥基化合物與碳酸二酯進行熔融聚合,但作為原料的二羥基化合物與碳酸二酯較佳為於酯交換反應前進行均勻混合。混合的溫度通常為80℃以上,較佳為90℃以上,其上限通常為250℃以下,較佳為200℃以下,尤佳為150℃以下。其中適宜為100℃以上、120℃以下。若混合的溫度過低,則存在溶解速度緩慢,溶解度不足的可能性,常常導致固化等不良情況,另一方面,若混合的溫度過高,則存在導致二羥基化合物的熱劣化的情況,結果存在所得聚碳酸酯樹脂的色相惡化,對耐光性造成不良影響的可能性。
另外,就防止所得聚碳酸酯樹脂的色相惡化的觀點而言,將二羥基化合物與碳酸二酯進行混合的操作較佳為於氧濃度為10體積%以下、尤佳為0.0001體積%~10體積%的環境下進行,其中較佳為於0.0001體積%~5體積%,特佳為0.0001體積%~1體積%的環境下進行。
PC樹脂(B)較佳為使用觸媒,使用多個反應器,以多階段進行熔融聚合來製造。以多個反應器來實施熔融聚合的原因是:在熔融聚合反應初期,由於反應液中所含的單體多,故而重要的是一邊維持所需的聚合速度,一邊抑制單體的揮發,另一方面,在熔融聚合反應後期,由於平衡向聚合側偏移,故而重要的是使副生成的單羥基化合物充分蒸餾去除。如此,於設定不同的聚合反應條件時,就生產效率的觀點而言,較佳為使用串聯配置 的多個反應器。所述反應器如上所述,只要是2個以上即可,但就生產效率等觀點而言為3個以上,較佳為3~5個,特佳為4個。
反應的形式可為分批式、連續式、或者分批式與連續式的組合的任一種方法。
進而,為了抑制所餾出的單體的量,有效的是於聚合反應器中使用回流冷卻器,尤其是於未反應單體成分多的聚合初期的反應器中所述效果大。導入至回流冷卻器中的冷卻介質(cooling medium)的溫度可根據所使用的單體來適當選擇,但通常,導入至回流冷卻器中的冷卻介質的溫度於該回流冷卻器的入口處為45℃~180℃,較佳為80℃~150℃,特佳為100℃~130℃。若導入至回流冷卻器中的冷卻介質的溫度過高,則回流量減少,所述效果下降,另外,若冷卻介質的溫度過低,則存在本來應蒸餾去除的單羥基化合物的蒸餾去除效率下降的傾向。冷卻介質可使用溫水、蒸氣、加熱介質油(heat medium oil)等,較佳為蒸氣、加熱介質油。
為了適當地維持聚合速度,抑制單體的餾出,而且不損及最終所得的聚碳酸酯樹脂的色相或熱穩定性、耐光性等,重要的是選定所述觸媒的種類及量。
製造PC樹脂(B)時,若所述反應器為2個以上,則於該反應器中,亦可進而具有條件不同的多個反應階段,另外,亦可連續地改變溫度.壓力。
PC樹脂(B)的製造中,觸媒可添加於原料製備槽、原 料儲存槽中,亦可直接添加於反應器中。就觸媒供給的穩定性、熔融聚合的控制的觀點而言,較佳為於向反應器內供給之前的原料線的中途設置觸媒供給線,較佳為以水溶液來供給。
聚合條件較佳為:於聚合初期在相對的低溫、低真空下獲得預聚物,另外,於聚合後期在相對的高溫、高真空下使分子量上升至規定的值為止。於自聚合初期至聚合後期為止的各階段,就所得聚碳酸酯樹脂的色相或耐光性的觀點而言,重要的是適當選擇套管溫度及內溫、反應系統內的壓力。例如,若於達到聚合反應開始時的運轉條件之前,使溫度、壓力的任一者過度快速地變化,則未反應的單體自反應容器中餾出,使反應容器內的二羥基化合物與碳酸二酯的莫耳比混亂,導致聚合速度的下降,或無法獲得具有規定的分子量或末端基的聚合物,結果存在無法達成本發明的目的的可能性。
酯交換反應的溫度若過低,則導致生產性的下降或製品的耐熱老化性的下降,若過高,則導致單體的揮發,而且存在助長聚碳酸酯樹脂的分解或著色的可能性。
本發明的聚碳酸酯樹脂的製造中,使包含二羥基化合物(1)的二羥基化合物與碳酸二酯在觸媒的存在下進行酯交換反應的方法通常是以2階段以上的多階段步驟來實施。具體而言,第1階段的酯交換反應溫度(以下有時稱為「內溫」)較佳為140℃以上,更佳為150℃以上,尤佳為180℃以上,進而更佳為200℃以上。另外,第1階段的酯交換反應溫度較佳為270℃以下,更佳為 240℃以下,尤佳為230℃以下,進而更佳為220℃以下。第1階段的酯交換反應中的滯留時間通常為0.1小時~10小時,較佳為0.5小時~3小時,第1階段的酯交換反應是一邊將所產生的單羥基化合物蒸餾去除至反應系統外一邊實施。第2階段以後的酯交換反應提高反應溫度,通常於210℃~270℃、較佳為220℃~250℃的溫度下進行酯交換反應,同時一邊將所產生的單羥基化合物去除至反應系統外,一邊將反應系統的壓力自第1階段的酯交換反應的壓力緩緩下降,並且為了最終使反應系統的壓力成為200Pa以下,通常進行0.1小時~10小時、較佳為0.5小時~6小時、特佳為1小時~3小時的反應。
若酯交換反應溫度過高,則當將所得的聚碳酸酯樹脂製成成形品時,存在色相惡化、容易脆性破壞的可能性。若酯交換反應溫度過低,則存在如下情況:聚碳酸酯樹脂的目標分子量不提高,另外,分子量分佈變廣,衝擊強度差。另外,若酯交換反應的滯留時間過長,則存在所得的聚碳酸酯樹脂容易脆性破壞的情況。若滯留時間過短,則存在聚碳酸酯樹脂的目標分子量不提高,衝擊強度差的情況。
就資源有效活用的觀點而言,副生成的單羥基化合物較佳為視需要進行純化後,作為碳酸二酯、或各種雙酚化合物的原料而再利用。
尤其為了抑制聚碳酸酯樹脂的著色或熱劣化或者樹脂燃燒,獲得衝擊強度高的良好的聚碳酸酯樹脂,全部反應階段中 的反應器內溫的最高溫度較佳為低於255℃,更佳為250℃以下,特佳為225℃~245℃。另外,為了抑制聚合反應後半部分的聚合速度的下降,將聚碳酸酯樹脂的熱劣化抑制為最小限度,較佳為於反應的最終階段使用塞流(plug flow)性及界面更新性優異的水平反應器。
另外,為了得到衝擊強度高的聚碳酸酯樹脂,獲得分子量高的聚碳酸酯樹脂,故而存在儘可能提高聚合溫度,延長聚合時間的情況,但於該情況下,存在於聚碳酸酯樹脂中產生異物或樹脂燃燒,容易脆性破壞的傾向。因此,為了滿足提高衝擊強度以及使脆性破壞變得困難這兩者,較佳為進行以下調整:將聚合溫度抑制為低值,使用用以縮短聚合時間的高活性觸媒,設定反應系統的適當壓力等。進而,於反應的中途或者反應的最終階段,利用過濾器等將反應系統中所產生的異物或樹脂燃燒物等去除,亦使脆性破壞變得困難,故而較佳。
此外,於使用碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯等經取代的碳酸二苯酯作為所述式(6)所表示的碳酸二酯來製造聚碳酸酯樹脂的情況下,不可避免地副生成苯酚、經取代的苯酚而殘存於聚碳酸酯樹脂中。由於苯酚、經取代的苯酚亦具有芳香環,故而不僅存在吸收紫外線而成為聚碳酸酯樹脂的耐光性惡化的要因的情況,而且存在成為成形時的臭氣的原因的情況。聚碳酸酯樹脂中,於通常的分批反應後包含1000質量ppm以上的副生成苯酚等具有芳香環的芳香族單羥基化合物,但就耐光性或臭氣減少的觀點而 言,較佳為使用去揮發性能優異的水平反應器或帶有真空排氣口的擠出機,來去除該芳香族單羥基化合物。較佳為將聚碳酸酯樹脂中的芳香族單羥基化合物的含量設為較佳為700質量ppm以下,尤佳為設為500質量ppm以下,特佳為設為300質量ppm以下。其中,在工業上難以將芳香族單羥基化合物完全去除,聚碳酸酯樹脂中的芳香族單羥基化合物的含量的下限通常為1質量ppm。此外,該些芳香族單羥基化合物藉由所使用的原料,當然可具有取代基,例如可具有碳數為5以下的烷基等。
另外,1族金屬,其中鋰、鈉、鉀、銫,特別是鈉、鉀、銫並非僅僅源自所使用的觸媒,有時會自原料或反應裝置中混入至聚碳酸酯樹脂中。若該些金屬大量地包含於聚碳酸酯樹脂中,則存在對色相帶來不良影響的可能性,因此本發明的聚碳酸酯樹脂中的該些化合物的合計含量較佳為少,聚碳酸酯樹脂中的金屬量通常為1質量ppm以下,較佳為0.8質量ppm以下,更佳為0.7質量ppm以下。
此外,聚碳酸酯樹脂中的金屬量可利用現有公知的各種方法來測定,可利用濕式灰化等方法將聚碳酸酯樹脂中的金屬回收後,使用原子發光、原子吸光、感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma,ICP)等方法進行測定。
本發明的聚碳酸酯樹脂如上所述進行熔融聚合後,通常使其冷卻固化,以旋轉式切割器等進行顆粒化。顆粒化的方法並未限定,例如可列舉:(1)自最終聚合反應器中,將聚碳酸酯樹 脂以熔融狀態取出,以股線的形態使其冷卻固化而顆粒化的方法;(2)自最終聚合反應器中,以熔融狀態向單軸或者雙軸的擠出機中供給樹脂,進行熔融擠出後,使其冷卻固化而顆粒化的方法;或者(3)自最終聚合反應器中以熔融狀態取出,以股線的形態使其冷卻固化而暫時顆粒化,然後再次向單軸或者雙軸的擠出機中供給樹脂,進行熔融擠出後,使其冷卻固化而顆粒化的方法等。
此時,可於擠出機中將殘存單體進行減壓去揮發。另外,亦可將通常所知的熱穩定劑、中和劑、紫外線吸收劑、脫模劑、著色劑、抗靜電劑、滑劑、潤滑劑、塑化劑、相溶化劑、阻燃劑等添加於擠出機中,進行混練。
擠出機中的熔融混練溫度依存於聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度或分子量,但通常為150℃~300℃,較佳為200℃~270℃,尤佳為230℃~260℃。若熔融混練溫度低於150℃,則聚碳酸酯樹脂的熔融黏度高,對擠出機的負荷變大,生產性下降。若所述熔融混練溫度高於300℃,則聚碳酸酯樹脂的熱劣化變得劇烈,會導致由分子量的下降所引起的機械強度的下降,或著色、氣體的產生、異物的產生、進而樹脂燃燒的產生。用以去除所述異物或樹脂燃燒物的過濾器較佳為設置於該擠出機中或者擠出機出口。
所述過濾器的異物去除的大小(孔徑)是以去除99%以上的異物的過濾精度為目標,通常為400μm以下,較佳為200μm 以下,特佳為100μm以下。若過濾器的孔徑過大,則存在無法以過濾器來去除異物或樹脂燃燒物的情況,於將聚碳酸酯樹脂成形的情況下,存在成形品產生脆性破壞的可能性。另外,所述過濾器的孔徑可根據本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的用途來調整。例如於應用於膜用途的情況下,由於排除缺陷的要求,所述過濾器的孔徑較佳為40μm以下,更佳為10μm以下。
進而,所述過濾器亦可將多個串聯設置來使用,另外,亦可使用將葉盤(leaf disc)型聚合物過濾器積層多個而成的過濾裝置。
另外,當將熔融擠出的聚碳酸酯樹脂冷卻而進行顆粒化時,較佳為使用氣冷、水冷等冷卻方法。氣冷時使用的空氣理想為使用如下空氣,即,利用高效率微粒空氣(high efficiency particulate air,HEPA)過濾器(較佳為JIS Z8112中規定的過濾器)等,將空氣中的異物事先去除的空氣,來防止空氣中的異物的再附著。較佳為:在清潔度更佳為高於JIS B 9920(2002年)中定義的等級7、尤佳為高於等級6的無塵室中實施。當使用水冷時,理想為使用如下的水:以離子交換樹脂等將水中的金屬成分去除,進而利用過濾器將水中的異物去除而得的水。所使用的過濾器的孔徑有各種,較佳為孔徑為0.01μm~0.45μm的過濾器。
當利用熔融聚合法來製造本發明的聚碳酸酯樹脂時,出於防止著色的目的,可於聚合時添加磷酸化合物或亞磷酸化合物的1種或2種以上。
磷酸化合物適合使用磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等磷酸三烷基酯的1種或者2種以上。該些化合物較佳為相對於提供給反應的全部羥基化合物,而添加0.0001莫耳%以上、0.005莫耳%以下,更佳為添加0.0003莫耳%以上、0.003莫耳%以下。若磷化合物的添加量少於所述下限,則聚碳酸酯樹脂的著色防止效果小,若多於所述上限,則會使透明性下降,或相反會促進著色,使耐熱性下降。
另外,亞磷酸化合物可任意選擇下述所示的熱穩定劑來使用。尤其可適合使用亞磷酸三甲酯、亞磷酸三乙酯、亞磷酸三壬基苯酯、磷酸三甲酯、亞磷酸三(2,4-二-第三丁基苯基)酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯的1種或者2種以上。該些亞磷酸化合物較佳為相對於提供給反應的全部羥基化合物,而添加0.0001莫耳%以上、0.005莫耳%以下,更佳為添加0.0003莫耳%以上、0.003莫耳%以下。若亞磷酸化合物的添加量少於所述下限,則聚碳酸酯樹脂的著色防止效果小,若多於所述上限,則會使透明性下降,或相反會促進著色,或使耐熱性下降。
所述磷酸化合物與亞磷酸化合物亦可併用來添加,該情況下的添加量以磷酸化合物與亞磷酸化合物的總量計,相對於提供給反應的全部羥基化合物,較佳為設為0.0001莫耳%以上、0.005莫耳%以下,尤佳為0.0003莫耳%以上、0.003莫耳%以下。若該添加量少於所述下限,則聚碳酸酯樹脂的著色防止效果小,若多於所述上限,則會使透明性下降,或相反會促進著色,或使耐熱 性下降。
另外,以上述方式製造的聚碳酸酯樹脂中,為了防止成形時等的分子量下降或色相惡化,亦可調配熱穩定劑的1種或者2種以上。
所述熱穩定劑可列舉:亞磷酸、磷酸、亞膦酸、膦酸、以及該些酸的酯等,具體而言例如可列舉以下的化合物。亞磷酸三苯酯、亞磷酸三(壬基苯基)酯、亞磷酸三(2,4-二-第三丁基苯基)酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三-十八烷基酯、亞磷酸二癸基單苯基酯、亞磷酸二辛基單苯基酯、亞磷酸二異丙基單苯基酯、亞磷酸單丁基二苯基酯、亞磷酸單癸基二苯基酯、亞磷酸單辛基二苯基酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、2,2-亞甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)辛基亞磷酸酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三苯基酯、磷酸二苯基單鄰-聯苯基酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二異丙酯、4,4'-伸聯苯基二次膦酸四(2,4-二-第三丁基苯基)酯、苯膦酸二甲酯、苯膦酸二乙酯、苯膦酸二丙酯等。其中,較佳為使用亞磷酸三壬基苯基酯、磷酸三甲酯、亞磷酸三(2,4-二-第三丁基苯基)酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、以及苯膦酸二甲酯。
所述熱穩定劑可於熔融聚合時添加,並且可於成形時等 追加添加。即,將適量的亞磷酸化合物或磷酸化合物調配於聚合用原料中,獲得聚碳酸酯樹脂後,利用下文所記載的調配方法,於成形時等進而調配亞磷酸化合物,藉此可避免聚合時的樹脂的透明性下降、著色、以及耐熱性的下降,可於成形品中調配大量的熱穩定劑,可防止色相的惡化。
相對於聚碳酸酯樹脂100質量份,該些熱穩定劑的含量較佳為0.0001質量份~1質量份,更佳為0.0005質量份~0.5質量份,尤佳為0.001質量份~0.2質量份。
<聚碳酸酯樹脂的物性>
關於PC樹脂(B)的較佳物性,示於以下。
(玻璃轉移溫度)
PC樹脂(B)的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為低於145℃。於聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度高於該溫度的情況下,存在容易著色、難以提高衝擊強度的顧慮。另外,於該情況下,當成形時將模具表面的形狀轉印於成形品上時,需要將模具溫度設定為高值。因此,存在可選擇的溫度調節機受到限制,或模具表面的轉印性惡化的顧慮。
PC樹脂(B)的玻璃轉移溫度更佳為低於140℃,尤佳為低於135℃。另外,PC樹脂(B)的玻璃轉移溫度通常為90℃以上,較佳為95℃以上。
將本發明的聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度設為低於145℃的方法可列舉:[1]減少聚碳酸酯樹脂中的結構單元(1)的 比例的方法;[2]選定耐熱性低的脂環式二羥基化合物來作為用於製造聚碳酸酯樹脂的二羥基化合物的方法;[3]減少聚碳酸酯樹脂中的由雙酚化合物等芳香族系二羥基化合物而來的結構單元的比例的方法等。此外,聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度的測定方法如後所述。
(還原黏度)
PC樹脂(B)的聚合度的指標即「還原黏度」較佳為0.40dl/g以上、2.0dl/g以下。本發明中「還原黏度」是以如下方式測定的值:於作為溶劑的苯酚與1,1,2,2,-四氯乙烷的質量比為1:1的混合溶劑100ml中,溶解聚碳酸酯樹脂1.00g,於溫度30.0℃±0.1℃下進行測定。該還原黏度的下限尤佳為0.42dl/g以上,特佳為0.45dl/g以上,但根據本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的用途,有時適合使用0.60dl/g以上者,進而適合使用0.85dl/g以上者。另外,該還原黏度的上限尤佳為1.7dl/g以下,特佳為1.4dl/g以下。若聚碳酸酯樹脂的還原黏度過低,則存在機械強度變弱的情況,若聚碳酸酯樹脂的還原黏度過高,則存在如下傾向:成形時的流動性下降,使回收再利用性下降,成形品的應變增大,容易因熱而變形。
[聚碳酸酯樹脂用強化劑]
本發明的包含橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂用強化劑的特徵在於:對包含該橡膠質接枝聚合物3質量份及黏度平均分子量為24,000的芳香族聚碳酸酯樹脂(三菱工程塑膠(股)製造的 Iupilon S-2000F)97質量份的聚碳酸酯樹脂組成物,以下述條件進行成形而成的試驗片的⊿YI值為36以下,該聚碳酸酯樹脂組成物的顆粒的⊿MFR值為3以下。
「條件1」顆粒以及試驗片的製作條件:
利用經加熱至轉筒溫度280℃的去揮發式擠出機(池貝(股)製造的PCM-30),以螺桿轉速為150rpm的條件將所述聚碳酸酯樹脂組成物進行混練而獲得顆粒。利用100 t射出成形機(住友重機(股)製造的SE-100DU),以滾筒溫度為280℃、模具溫度為90℃的條件將該顆粒成形而獲得平板狀的試驗片(長度100mm、寬度50mm、厚度2mm)。
「條件2」⊿YI值的測定條件:
試驗片的YI值是依據JIS K7105,使用分光色差計(機種名「SE2000」,日本電色工業(股)製造),以C光源、2度視野的條件利用反射光測定法來測定。首先,測定熱老化前的試驗片的YI值(YIB)。繼而,使用高溫烘箱(機種名「PMS-B」,塔巴依愛斯佩克(股)製造),將所述試驗片於溫度140℃下進行12小時熱老化後,測定其YI值(YIA)。利用以下的式子來算出⊿YI值。
⊿YI=YIA-YIB
「條件3」⊿MFR值的測定條件:
顆粒的熔體質量流動速率(MFR)值是依據ISO1133,使用 熔融指數測定儀(機種名「S-111」,東洋精機製作所(股)製造),以滾筒溫度300℃、負重1.2kg進行測定。首先,測定熱老化前的顆粒的MFR值(MFRB)。繼而,使用壓力鍋(機種名「不飽和型超加速壽命試驗裝置PC-422R」,平山製作所(股)),將其他的所述顆粒於溫度為120℃、相對濕度為100%的條件下進行60小時熱老化後,測定其MFR值(MFRA)。利用以下的式子來算出⊿MFR值。
⊿MFR=MFRA-MFRB
[橡膠質接枝聚合物]
顯示所述⊿YI值以及⊿MFR值的本發明的橡膠質接枝聚合物(以下有時稱為「橡膠聚合物(A)」)於含有該橡膠聚合物(A)及聚碳酸酯樹脂的聚碳酸酯樹脂組成物中,發揮抑制聚碳酸酯樹脂的耐熱著色性以及耐濕熱性下降的效果。橡膠聚合物(A)可藉由選定在聚合時使用的乳化劑以及在粉體回收時使用的凝析劑而獲得。
於將橡膠粒子用單體進行聚合時或接枝聚合時使用作為強酸與強鹼的鹽的乳化劑的情況,或於將橡膠質接枝聚合物的乳膠進行凝析而回收橡膠質接枝聚合物時使用強酸或者作為強酸與強鹼的鹽的凝析劑的情況下,於橡膠質接枝聚合物中殘存微量的由乳化劑或者凝析劑而來的強酸或者鹽。藉由自所述強酸或者 鹽中游離的強酸性離子,橡膠質接枝聚合物的橡膠部中所含的丁二烯橡膠被氧化劣化,故而欠佳。另外,當將該橡膠質接枝聚合物調配於聚碳酸酯樹脂中時,所述游離的強酸性的離子使聚碳酸酯樹脂分解,因此耐熱著色性、耐濕熱性下降,故而欠佳。因此,本發明的橡膠質接枝聚合物的製造中,藉由使用作為弱酸與強鹼的鹽的乳化劑、及作為弱酸與強鹼的鹽的凝析劑,可改良所述的缺點,達成⊿YI值以及⊿MFR值的改善。或者可藉由以下方式來達成:使用作為弱酸與強鹼的鹽的乳化劑進行接枝聚合後,對所得的橡膠質接枝聚合物的乳膠進行噴霧回收,來回收橡膠質接枝聚合物。其原因在於,若為噴霧回收,則不使用強酸或者作為強酸與強鹼的鹽的凝析劑。進而,藉由將本發明的橡膠質接枝聚合物與分子量為700以上的硫醚系抗氧化劑加以組合,則與未添加該些的聚碳酸酯樹脂相比較,可加乘地改善⊿YI值。
<⊿YI>
由包含本發明的橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物所獲得的成形品需要⊿YI值為36以下。若⊿YI值為36以下,則包含橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物的耐熱著色性優異。為了將⊿YI值設為36以下,只要使用作為弱酸與強鹼的鹽的乳化劑、或作為弱酸與強鹼的鹽的凝析劑即可。或者,只要藉由噴霧回收來回收橡膠質接枝聚合物即可。另外,藉由將分子量為700以上的硫醚系抗氧化劑以及橡膠質接枝聚合物併用,則所得聚碳酸酯樹脂組成物的耐熱著色性進一步得到改善,為優異。若考慮 到於汽車領域、印表機等OA機器領域、行動電話等電氣.電子領域等中的適用性,則該⊿YI值較佳為30以下,更佳為25以下,最佳為20以下。
<⊿MFR>
另外,由包含本發明的橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物所獲得的成形品需要⊿MFR值為3以下。若⊿MFR值為3以下,則包含橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物的耐濕熱性優異。為了將⊿MFR值設為3以下,只要使用作為弱酸與強鹼的鹽的乳化劑、或作為弱酸與強鹼的鹽的凝析劑即可。或者,只要藉由噴霧回收來回收橡膠質接枝聚合物即可。若考慮到於汽車領域等中的適用性,該⊿MFR值較佳為2.6以下,更佳為2.3以下,最佳為2以下。
<橡膠質接枝聚合物的製造方法>
本發明中橡膠質接枝聚合物是於橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單體進行聚合而獲得。本發明的橡膠質接枝聚合物可列舉所述橡膠聚合物(A)以及後述橡膠聚合物(A')。
[橡膠部]
橡膠聚合物(A)的橡膠部較佳為使用彈性體,其中較佳為使用熱塑性的彈性體。熱塑性彈性體可使用各種共聚合樹脂,玻璃轉移溫度通常為-20℃以下,其中較佳為-30℃以下者,更佳為-50℃以下者,尤佳為-70℃以下者。
橡膠聚合物(A)的橡膠部為具有二烯結構單元、(甲基) 丙烯酸烷酯結構單元、以及有機矽氧烷結構單元等玻璃轉移溫度為-20℃以下的結構單元的聚合物,橡膠部的結構單元可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。就包含橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物的低溫時的衝擊強度表現性、或發色性的觀點而言,橡膠聚合物(A)的橡膠部較佳為包含二烯結構單元,更佳為包含丁二烯結構單元。
成為二烯結構單元的原料的單體並無特別限定,可列舉丁二烯、異戊二烯等二烯系單體,例如1,3-丁二烯。
當將橡膠部設為100質量%時,橡膠聚合物(A)的橡膠部較佳為包含70質量%以上的丁二烯結構單元,更佳為包含80質量%以上,尤佳為包含90質量%以上。若橡膠部包含70質量%以上的丁二烯結構單元,則由包含橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物所獲得的成形品的低溫時的衝擊強度優異。
成為(甲基)丙烯酸烷酯結構單元的原料的單體並無特別限定,例如可列舉:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸第三丁酯。該些單體可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。就乳化聚合的聚合穩定性的觀點而言,丙烯酸烷酯單體較佳為碳數為2~8的丙烯酸烷酯,更佳為碳數為3~6的丙烯酸烷酯,特佳為丙烯酸丁酯。
成為有機矽氧烷結構單元的原料的單體並無特別限定,例如可列舉:有機矽氧烷、具有乙烯基聚合性官能基的矽氧 烷,視需要的矽氧烷系交聯劑、具有末端封鏈基的矽氧烷。有機矽氧烷例如可列舉六甲基環三矽氧烷、八甲基環四矽氧烷。具有乙烯基聚合性官能基的矽氧烷例如可列舉:β-(甲基)丙烯醯氧基乙基二甲氧基甲基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基二甲氧基甲基矽烷。矽氧烷系交聯劑例如可列舉四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷。具有末端封鏈基的矽氧烷例如可列舉:六甲基二矽氧烷、1,3-雙(3-縮水甘油氧基丙基)四甲基二矽氧烷。該些單體可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
本發明的橡膠質接枝聚合物較佳為橡膠部具有丁二烯結構單元以及丙烯酸烷酯結構單元的橡膠質接枝聚合物(以下有時稱為「橡膠聚合物(A')」)。橡膠聚合物(A')較佳為將藉由使用脂肪族系乳化劑的乳化聚合而獲得的橡膠質接枝聚合物乳膠,使用鹼土類金屬鹽進行凝析來回收而獲得。該橡膠質接枝聚合物乳膠較佳為於具有丁二烯結構單元以及丙烯酸烷酯結構單元的橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單體(g'),較佳為含有具有極性基的乙烯基單體(p)的乙烯基單體(g')進行聚合而獲得。
成為所述「橡膠聚合物(A')」的原料的橡膠乳膠較佳為使用彈性體,其中較佳為使用熱塑性的彈性體。熱塑性彈性體可使用各種共聚合樹脂,但玻璃轉移溫度通常為-20℃以下,其中較佳為-30℃以下者,更佳為-50℃以下者,尤佳為-70℃以下者。
成為「橡膠聚合物(A')」的原料的具有丁二烯結構單元以及丙烯酸烷酯結構單元的橡膠乳膠較佳為具有丁二烯結構單 元1質量%~99質量%、丙烯酸烷酯結構單元99質量%~1質量%以及其他的乙烯基單體結構單元0質量%~30質量%(其中,將橡膠乳膠中的固體成分整體設為100質量%)。另外,更佳為具有丁二烯結構單元1質量%~99質量%、丙烯酸烷酯結構單元99質量%~1質量%以及其他的乙烯基單體結構單元0質量%~10質量%。若橡膠乳膠中的丁二烯結構單元的含有率為1質量%以上,則就耐衝擊性的方面而言較佳,若為99質量%以下,則就YI值(熱著色性)的方面而言較佳。若其他的乙烯基單體結構單元為30質量%以下,則本發明的橡膠質接枝聚合物與本發明的聚碳酸酯樹脂的折射率之差變小,因此較佳。
此外,其中,所謂丁二烯結構單元,是指由用於製造橡膠乳膠的丁二烯單體而來的結構單元,所謂丙烯酸烷酯結構單元,是指由用於製造橡膠乳膠的烷基烷基化物(alkyl alkylate)單體而來的結構單元,所謂乙烯基單體結構單元,是指由視需要用於製造橡膠乳膠的其他乙烯基單體而來的結構單元。
所述橡膠乳膠是藉由將丁二烯單體、丙烯酸烷酯單體以及視需要使用的「其他的乙烯基單體」進行聚合而獲得。
丁二烯單體並無特別限定,可列舉丁二烯、異戊二烯等二烯系單體,例如1,3-丁二烯。丙烯酸烷酯單體並無特別限定,例如可列舉:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸第三丁酯。該些單體可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
就乳化聚合的聚合穩定性的理由而言,丙烯酸烷酯單體較佳為碳數為2~8的丙烯酸烷酯,更佳為碳數為3~6的丙烯酸烷酯,特佳為丙烯酸丁酯。
「其他的乙烯基單體」可使用丁二烯單體或丙烯酸烷酯單體與共聚合性的單官能性或者多官能性乙烯基單體,例如可列舉以下的單體。丙烯腈、甲基丙烯酸烷酯所代表的單官能性單體;二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等多官能性單體。該些單體亦可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
製造成為「橡膠聚合物(A)」以及「橡膠聚合物(A')」的原料的橡膠粒子時的聚合方法並無特別限定,水系中可列舉乳化聚合或懸浮聚合,溶液系中可列舉溶液聚合等。就橡膠粒子的粒徑控制、容易獲得核-殼(core-shell)結構的橡膠粒子的理由而言,較佳為乳化聚合。
所述聚合中使用的聚合起始劑並無特別限定,例如可使用偶氮系起始劑、過氧化物系起始劑。該些聚合起始劑可單獨使用1種,亦可將2種以上併用。通常相對於單體100質量份,聚合起始劑的使用量較佳為設為0.05質量份~1.0質量份,特佳為設為0.1質量份~0.3質量份左右。
<乳化劑>
於橡膠質接枝聚合物為所述「橡膠聚合物(A)」的情況下, 製造成為原料的橡膠粒子時的聚合中使用的乳化劑較佳為作為弱酸與強鹼的鹽的乳化劑,可使用選自羧酸系乳化劑、磷酸系乳化劑、或者非離子性乳化劑中的至少1種以上的乳化劑。若將含有橡膠乳膠的橡膠質接枝聚合物的乳膠進行凝析,則於橡膠質接枝聚合物中以酸或者鹼、或鹽的狀態殘存微量的乳化劑,存在藉由自該些鹽等中游離的離子而使橡膠部中所含的丁二烯橡膠氧化劣化的顧慮。另外,當將橡膠質接枝聚合物調配於聚碳酸酯樹脂中時,存在該游離的離子使聚碳酸酯樹脂分解的顧慮。因此,較佳為離子游離時的酸性度低的磷酸系乳化劑或羧酸系乳化劑、或者不會產生離子的非離子性乳化劑。另外,磺酸系乳化劑欠佳。
羧酸系乳化劑例如可列舉以下的化合物。辛酸(caprylic acid)、壬酸(pelargonic acid)、癸酸(capric acid)、月桂酸(lauric acid)、肉豆蔻酸(myristic acid)、棕櫚酸(palmitic acid)、十七酸(margaric acid)、硬脂酸、花生酸(arachidic acid)、山萮酸(behenic acid)、二十四酸(lignoceric acid)、蠟酸(cerinic acid)、二十八酸(montanic acid)、肉豆蔻油酸(myristoleic acid)、棕櫚油酸(palmitoleic acid)、油酸(oleic acid)、反油酸(elaidic acid)、11-十八碳烯酸(vaccenic acid)、蓖麻油酸(ricinoleic acid)、鱈油酸(gadoleic acid)、二十烯酸(eicosenoic acid)、芥子酸(erucic acid)、二十四烯酸(nervonic acid)、亞麻油酸(linoleic acid)、二十碳二烯酸(eicosadienoic acid)、二十二碳二烯酸(docosadienoic acid)、次亞麻油酸(linolenic acid)、皮諾斂酸 (pinolenic acid)、油硬脂酸(eleostearic acid)、米德酸(Mead acid)、二十碳三烯酸(eicosatrienoic acid)、十八碳四烯酸(stearidonic acid)、花生油酸(arachidonic acid)、二十碳四烯酸(eicosatetraenoic acid)、腎上腺酸(adrenic acid)、十八碳五烯酸(bosseopentaenoic acid)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid)、二十二碳五烯酸(osbond acid)、鰶油酸(clupanodonic acid)、二十四碳五烯酸(tetracosapentaenoic acid)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid)、鯡酸(nisinic acid)等具有碳數8~28的烷基的飽和/不飽和脂肪酸的金屬鹽;烯基琥珀酸等低聚羧酸化合物的金屬鹽;N-月桂醯基肌胺酸(N-lauroyl sarcosine)、N-椰油醯基肌胺酸(N-cocoylsarcosine)等肌胺酸衍生物的金屬鹽。
羧酸系乳化劑的市售品例如可列舉:花王(股)製造的「NS Soap」、「SS-40N」、「FR-14」、「FR-25」、「Latemul ASK」,東邦化學工業(股)製造的「Diplodine K-25」、「Neoscope SLN-100」等。
磷酸系乳化劑例如可列舉:聚氧乙烯苯基醚磷酸、聚氧乙烯烷基苯基醚磷酸、聚氧乙烯烷基醚磷酸、烷基磷酸等。該些磷酸系乳化劑可為酸型,亦可為鈉鹽、鉀鹽等鹽型。
磷酸系乳化劑的市售品例如可列舉:東邦化學工業(股)製造的「Phosphanol ML-200」、「Phosphanol GF-199」、「Phosphanol RA-600」、「Phosphanol RS-610NA」、「Phosphanol SC-6103」、「Phosphanol LP-700」等。
非離子性乳化劑例如可列舉以下的化合物。聚氧伸烷基烷基醚、聚氧乙烯伸烷基烷基醚、聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯三苄基苯基醚、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯等。
非離子性乳化劑的市售品例如可列舉:花王(股)製造的「Emulgen 120」、「Emulgen LS-114」、「Emulgen A-90」、「Rheodol SP-L10」、「Rheodol TW-L120」、「Emanon 1112」等。
所述的羧酸系乳化劑、磷酸系乳化劑以及非離子性乳化劑可單獨使用,亦可將2種以上併用。另外,為了容易進行凝析,所述的乳化劑中,較佳為包含選自羧酸系乳化劑以及磷酸系乳化劑中的至少1種乳化劑。
所述乳化劑的使用量並無特別限定,相對於橡膠乳膠中的樹脂固體成分100質量份,較佳為0.1質量份~20.0質量份,更佳為0.1質量份~15.0質量份,尤佳為0.1質量份~10.0質量份,特佳為0.1質量份~8.0質量份,最佳為1.5質量份~8.0質量份。若乳化劑的使用量為0.1質量份以上,則乳化穩定性優異,若為20.0質量份以下,則橡膠質接枝聚合物的乳膠的凝析變得容易。
於橡膠質接枝聚合物為所述「橡膠聚合物(A')」的情況下,製造成為原料的橡膠粒子時的聚合中所使用的乳化劑可使用:陰離子系乳化劑、非離子系乳化劑、陽離子系乳化劑、非離子陰離子系乳化劑。該些聚合起始劑可單獨使用1種,亦可將2種以上併用。就聚碳酸酯樹脂的熱著色減少的觀點而言,乳化劑 較佳為使用N-月桂醯基肌胺酸鈉、油酸鉀等脂肪族系乳化劑。通常相對於單體100質量份,脂肪族系乳化劑等乳化劑的使用量較佳為設為0.05質量份~3質量份,特佳為設為0.1質量份~2質量份左右。
(橡膠粒子的體積平均粒徑)
成為本發明橡膠質接枝聚合物的原料的橡膠乳膠中的橡膠粒子的「體積平均粒徑」較佳為0.1μm~1μm,更佳為0.15μm以上。另外,橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑更佳為0.7μm以下,尤佳為0.5μm以下。若橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑為0.1μm以上,則可提高於聚碳酸酯樹脂中添加有橡膠質接枝聚合物的本發明聚碳酸酯樹脂組成物於低溫下的耐衝擊性。另外,若該橡膠粒子的體積平均粒徑為1μm以下,則於橡膠聚合物(A)的製造時難以產生玻璃屑(cullet)。此處,橡膠乳膠中的橡膠粒子的「體積平均粒徑」是指使用光散射粒子計來測定的橡膠乳膠中的橡膠粒子的50%體積平均粒徑。該測定方法如後所述。
(橡膠粒子的肥大化)
藉由通常的乳化聚合,橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑成為約0.1μm。為了將該體積平均粒徑設為0.1μm~1μm,而使用藉由肥大化劑來使橡膠乳膠中的橡膠粒子肥大化等方法。橡膠粒子的肥大化可藉由對橡膠乳膠添加肥大化劑來進行。肥大化劑可自公知者中任意選擇,但較佳為使用含酸基的共聚物(K)及/或氧酸鹽(M)。
含酸基的共聚物(K)較佳為將不飽和酸、丙烯酸烷酯以及視需要使用的「其他的可共聚合的單體」進行聚合而獲得的聚合物。
不飽和酸例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、桂皮酸、山梨酸以及對苯乙烯磺酸。其中,就獲取容易度、以及操作容易度的方面而言,較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸。該些不飽和酸可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
丙烯酸烷酯較佳為烷基的碳數為1~12的丙烯酸烷酯,例如可列舉:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂基酯。該些丙烯酸烷酯可單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
「其他的可共聚合的單體」例如可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯衍生物,甲基丙烯酸烷酯、以及丙烯腈。該些「其他的可共聚合的單體」可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
含酸基的共聚物(K)中使用的單體混合物的比例較佳為不飽和酸3質量%~40質量%、丙烯酸烷酯97質量%~35質量%以及「其他的可共聚合的單體」0質量%~40質量%,更佳為不飽和酸5質量%~35質量%、丙烯酸烷酯95質量%~40質量%以及「其他的可共聚合的單體」0質量%~35質量%。藉由組成在所述範圍內,則進行肥大化時的乳膠的穩定性優異,容易控制進行 肥大化而獲得的橡膠乳膠的橡膠粒徑。
含酸基的共聚物(K)可藉由利用公知的乳化聚合法,將所述組成的單體混合物進行聚合而獲得。聚合可以一階段進行,亦可以多階段進行。藉由以多階段進行聚合,可獲得具有2層以上的多層結構的含酸基的共聚物(K)。
橡膠粒子的肥大化時,可於不妨礙橡膠質接枝聚合物的性能的範圍內使用氧酸鹽(M)。
氧酸鹽(M)較佳為氧酸的鹼金屬鹽或鹼土類金屬鹽,或者選自鋅、鎳及鋁的鹽中的至少一種氧酸鹽(M)。此種氧酸鹽(M)的例子可列舉硫酸、硝酸、磷酸等與鉀、鈉、鎂、鈣、鎳、鋁等的鹽。就進行肥大化時的粒徑控制的進行容易度、獲取容易度、以及操作容易度的方面而言,氧酸鹽(M)較佳為硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸鎂、硫酸鋁、磷酸鈉、磷酸鎂等。
該些含酸基的共聚物(K)以及氧酸鹽(M)分別可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。於將該些含酸基的共聚物(K)以及氧酸鹽(M)分別單獨使用的情況下,以聚合物固體成分計,相對於橡膠乳膠的固體成分100質量份,含酸基的共聚物(K)的添加量較佳為0.1質量份~5質量份,更佳為0.5質量份~4質量份,尤佳為0.5質量份~3質量份。另外,相對於橡膠乳膠的固體成分100質量份,氧酸鹽(M)的添加量較佳為0.1質量份~5質量份,更佳為0.1質量份~4質量份。藉由在該些範圍內添加含酸基的共聚物(K)以及氧酸鹽(M),而更有效率地進 行橡膠乳膠中的橡膠粒子的肥大化,所得的肥大化橡膠乳膠的穩定性亦大幅度提高。
此外,於使用含酸基的共聚物(K)來進行肥大化處理的情況下,橡膠乳膠的pH值較佳為7以上。於pH值位於酸性側的情況下,存在即便添加含酸基的共聚物(K),肥大化效率亦低的情況。橡膠乳膠的pH值可於橡膠乳膠的製造中調整,另外,亦可於肥大化處理之前另外進行調整。
[接枝部]
本發明的橡膠質接枝聚合物是於含有包含橡膠部的橡膠粒子的橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單體進行聚合而獲得的聚合物。於橡膠乳膠的存在下進行聚合的乙烯基單體為接枝單體成分,是選自(甲基)丙烯酸酯、芳香族乙烯基單體以及氰化乙烯基單體中的至少1種單體。於本發明的橡膠質接枝聚合物為橡膠聚合物(A)的情況下,較佳為接枝單體成分的至少一部分接枝鍵結於橡膠部而形成接枝聚合物。
接枝用(甲基)丙烯酸酯並無特別限定,例如可列舉以下的化合物。(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。該些化合物可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
接枝用芳香族乙烯基單體例如可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯。該些單體可單獨使用1種,或 者將2種以上組合使用。接枝用氰化乙烯基單體例如可列舉丙烯腈、甲基丙烯腈。該些單體可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
於本發明的橡膠質接枝聚合物為橡膠聚合物(A)的情況下,接枝部較佳為包含甲基丙烯酸甲酯結構單元。接枝用乙烯基單體(g)100質量%中的甲基丙烯酸甲酯的比例較佳為0.1質量%~99.9質量%,更佳為20質量%~80質量%。若乙烯基單體(g)含有0.1質量%以上的甲基丙烯酸甲酯,則可使橡膠聚合物(A)均勻分散於聚碳酸酯樹脂中。
於本發明的橡膠質接枝聚合物為橡膠聚合物(A')的情況下,橡膠質接枝聚合物乳膠是藉由在所述橡膠乳膠中,對乙烯基單體(g')進行接枝聚合而獲得。就將橡膠質接枝聚合物乳膠進行凝析而作為粉體來回收時,控制粉體的粒徑或體積密度的觀點而言,乙烯基單體(g')較佳為使用將其進行聚合而獲得的聚合物的玻璃轉移溫度成為70℃~120℃的成分。
作為乙烯基單體(g'),不具有極性基的乙烯基單體例如可列舉以下單體。(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸異冰片基酯、(甲基)丙烯酸第三丁基環己酯、(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸4-第三丁基苯基酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對第三丁 基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、乙烯基蒽、苯甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯等。此外,此處所謂「(甲基)丙烯酸酯」,是指「丙烯酸酯」與「甲基丙烯酸酯」的一者或者兩者。該些單體可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
乙烯基單體(g')較佳為含有具有極性基的乙烯基單體(p)。藉由乙烯基單體(g')含有具有極性基的乙烯基單體(p),可使本發明的橡膠質接枝聚合物均勻分散於本發明的聚碳酸酯樹脂中。另外,藉此可提高所得聚碳酸酯樹脂組成物的耐衝擊性。
具有極性基的乙烯基單體(p)例如可列舉以下的化合物。(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸、二甲基丙烯醯胺、二甲基胺基乙基丙烯酸酯氯化甲基四級鹽、丙烯醯基嗎啉、二甲基胺基丙基丙烯醯胺、二甲基胺基丙基丙烯醯胺氯化甲基四級鹽、異丙基丙烯醯胺、二乙基丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸溴苯基酯、(甲基)丙烯酸二溴苯基酯、(甲基)丙烯酸2,4,6-三溴苯基酯、(甲基)丙烯酸單氯苯基酯、(甲基)丙烯酸二氯苯基酯、(甲基)丙烯酸三氯苯基酯、2-乙烯基-2-噁唑啉、對甲氧基苯乙烯、鄰甲氧基苯乙烯、順丁烯二酸酐、N-苯基順丁烯二醯亞胺、環己基順丁烯二醯亞胺。就乳化聚合的容易度(玻璃屑的生成少,與其他接枝單體的共聚合性優異等)的觀點而言,較佳為甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯。該些單體可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。
乙烯基單體(g')100質量%中的具有極性基的乙烯基單體(p)的比例可任意地設定,但較佳為0.1質量%~20質量%,更佳為0.5質量%~5質量%。藉由乙烯基單體(g')含有0.1質量%以上的具有極性基的乙烯基單體(p),可使橡膠聚合物(A')均勻分散於聚碳酸酯樹脂中。另一方面,就減小聚碳酸酯樹脂與橡膠聚合物(A')的折射率差的觀點、或減少聚合中的玻璃屑量的觀點而言,較佳為乙烯基單體(g')含有20質量%以下的具有極性基的乙烯基單體(p)。
橡膠質接枝聚合物100質量%中的橡膠粒子的比例可任意地設定,但較佳為50質量%~90質量%。若該值為50質量%以上,則就強度表現的方面而言較佳。另外,若該值為90質量%以下,則就於本發明的聚碳酸酯樹脂中的分散性、橡膠質接枝聚合物的凝固、回收的觀點而言較佳。
乙烯基單體於橡膠乳膠中的接枝聚合方法並無特別限定,但就粒徑的控制、可容易形成核.殼結構的理由而言,較佳為乳化聚合。乳化聚合法可採用單體的總括添加聚合、單體的連續添加聚合、多階段聚合等通常所知的乳化聚合法。乳化劑的添加亦可採用與單體的添加相同的方法。
接枝層可為1層,亦可為2層以上。若使具有丁二烯結構單元的橡膠,與疏水性高且聚合性低的乙烯基單體,例如苯乙烯進行共聚合,則會造成丁二烯橡膠與苯乙烯進行共聚合,存在橡膠變硬或橡膠質接枝聚合物的折射率容易變動的情況。因此, 接枝聚合中,較佳為將親水性高、聚合性高且玻璃轉移溫度高的單體,例如以甲基丙烯酸甲酯作為主成分的單體進行接枝聚合後,將苯乙烯之類的疏水性高的乙烯基單體進行聚合。
橡膠質接枝聚合物乳膠的聚合中使用的聚合起始劑可使用與將橡膠乳膠進行聚合時的聚合起始劑相同者,通常相對於單體100質量份,所述聚合起始劑的使用量較佳為設為0.05質量份~1.0質量份,特佳為設為0.1質量份~0.3質量份左右。另外,橡膠質接枝聚合物乳膠的聚合中使用的乳化劑可使用與將橡膠乳膠進行聚合時的乳化劑相同者,通常相對於單體100質量份,所述乳化劑的使用量較佳為設為0.05質量份~3質量份,特佳為設為0.1質量份~2質量份左右。
(橡膠質接枝聚合物的回收)
本發明的橡膠質接枝聚合物是藉由自以所述方式獲得的橡膠質接枝聚合物乳膠中進行噴霧回收、或者凝析來回收而獲得。本發明中,為了獲得粉體而使用的橡膠質接枝聚合物的乳膠可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
橡膠質接枝聚合物乳膠的凝析法例如可列舉如下方法:使該乳膠與溶解有凝析劑的熱水接觸,一邊攪拌一邊使聚合物進行凝析而製成漿料,將所生成的析出物進行脫水、清洗、乾燥的方法。
於本發明的橡膠質接枝聚合物為橡膠聚合物(A)的情況下,若將橡膠質接枝聚合物乳膠進行凝析時的凝析劑為強酸或 者強酸與強鹼的鹽,則所得的橡膠質接枝聚合物中殘存有微量的由凝析劑而來的強酸或者鹽,存在藉由自該強酸或者鹽中游離的強酸性的離子,橡膠部中所含的丁二烯橡膠氧化劣化的顧慮。另外,當將該聚合物調配於聚碳酸酯樹脂中時,存在所述強酸性的離子使聚碳酸酯樹脂進行分解的顧慮,因此欠佳。因此於製造本發明的橡膠聚合物(A)的情況下,較佳為使用弱酸與強鹼的鹽作為凝析劑,更佳為使用弱酸的鹼(土類)金屬鹽。
作為弱酸與強鹼的鹽的凝析劑例如可列舉以下的化合物。乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸鈣、乙酸鎂、乙酸鋇等有機酸的鹼(土類)金屬鹽;磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸鈣等硫酸以外的無機酸的鹼(土類)金屬鹽。該些凝析劑可單獨使用,亦可將2種以上併用。該些凝析劑可作為水溶液來使用,因此較佳為水溶性高。另外,凝析劑較佳為於凝析時,與含有橡膠質接枝聚合物的乳膠中所含的乳化劑形成難解離性的鹽的凝析劑。其原因在於,此種凝析劑即便於橡膠質接枝聚合物中殘存微量,亦難以使將該聚合物調配於聚碳酸酯樹脂中而獲得的樹脂組成物的熱穩定性下降。
就以上2種觀點而言,所述凝析劑中,較佳為有機酸的鹼土類金屬鹽或者硫酸以外的無機酸的鹼土類金屬鹽,其中更佳為鈣鹽、鎂鹽,尤佳為乙酸鈣。
利用凝析回收法而獲得的凝析物的清洗方法並無特別限定,為了提高清洗效率,較佳為利用水或者甲醇、乙醇、異丙醇等碳原子數4以下的醇進行清洗,特佳為利用水及/或甲醇進行 清洗。
自橡膠質接枝聚合物乳膠中的橡膠聚合物(A)的回收並不藉由凝析,而是可藉由噴霧回收來進行。其原因在於,若為噴霧回收,則不需要使用強酸或者強酸與強鹼的鹽作為凝析劑。其中,作為橡膠聚合物(A)的回收方法,較噴霧回收法而言,更佳為使用作為弱酸與強鹼的鹽的凝析劑的凝析回收法。其原因在於,凝析回收由於包含清洗步驟,故而可進一步減少殘存於橡膠中的離子量。
於本發明的橡膠質接枝聚合物為橡膠聚合物(A')的情況下,將橡膠質接枝聚合物乳膠進行凝析時的凝析劑可使用:硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸等無機酸;乙酸等有機酸;鈉、鉀、鈣、鎂、鋁等與無機酸、有機酸的鹽等。該些凝析劑可單獨使用或者將2種以上組合使用。其中,由於可防止所得聚碳酸酯樹脂組成物的黃變,故而較佳為鹼土類金屬鹽,更佳為不含硫酸鹽的鹼土類金屬鹽,特佳為乙酸鈣。該些凝固劑作為水溶液來使用,其添加量並無特別限定,使用使乳膠充分凝固的量。
於本發明的橡膠質接枝聚合物為橡膠聚合物(A)或者橡膠聚合物(A')的情況下,將橡膠質接枝聚合物乳膠進行凝析時的凝析劑的使用量只要是使乳膠充分凝析的量,則並無特別限定,相對於含有橡膠質接枝聚合物的乳膠中的樹脂固體成分100質量份,較佳為0.1質量份~20質量份,更佳為0.1質量份~12質量份,尤佳為0.5質量份~10質量份,特佳為0.5質量份~8質 量份。若凝析劑的使用量為0.1質量份以上,則橡膠質接枝聚合物的粉體回收性以及粉體操作性良好。若凝析劑的使用量為20質量份以下,則將所得的橡膠質接枝聚合物調配於聚碳酸酯樹脂中的樹脂組成物的熱穩定性良好。
當對本發明的橡膠質接枝聚合物乳膠進行噴霧回收時,可於橡膠質接枝聚合物的乳膠中視需要添加抗氧化劑等添加劑。「噴霧回收」是指:於噴霧回收裝置中,將橡膠質接枝聚合物的乳膠以微小液滴狀進行噴霧後,藉由吹拂熱風而乾燥。
於噴霧回收裝置中,將橡膠質接枝聚合物的乳膠以微小液滴狀進行噴霧的方法例如可列舉:旋轉圓盤式、壓力噴嘴式、二流體噴嘴式、加壓二流體噴嘴式等方法。噴霧回收裝置的容量可為如實驗室中所使用的小規模容量至如工業上所使用的大規模容量為止的任一容量。噴霧回收裝置中的乾燥用加熱氣體的供給部的結構、乾燥用加熱氣體以及乾燥粉末的排出部的結構只要根據目的來適當選擇即可。乾燥用加熱氣體的溫度較佳為200℃以下,更佳為120℃~180℃。
本發明中,為了提高噴霧回收時防止粉體結塊或增加體積比重等粉體特性,可於橡膠質接枝聚合物的乳膠中添加二氧化矽等無機微粒子來進行噴霧回收。
本發明的包含橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂用強化劑的製造方法較佳為包括下述步驟(1)以及步驟(2)的方法。
步驟(1):於包含乳化劑的橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單 體(g)進行乳化聚合而獲得橡膠質接枝聚合物乳膠的步驟,所述乳化劑為弱酸與強鹼的鹽。
步驟(2):對所述橡膠質接枝聚合物乳膠進行噴霧回收,或者使用凝析劑進行凝析回收的步驟,所述凝析劑為弱酸與強鹼的鹽。
(硫酸根離子(SO4 2-)、亞硫酸根離子(SO3 2-)量)
本發明中,將橡膠質接枝聚合物20.0g於溫度為95℃以上的熱水200ml中浸漬20小時後,藉由測定被萃取至該熱水中的硫酸根離子(SO4 2-)與亞硫酸根離子(SO3 2-)的濃度,而獲得該橡膠質接枝聚合物中所含的硫酸根離子(SO4 2-)與亞硫酸根離子(SO3 2-)的合計量(g/g),所述合計量(g/g)較佳為3.5ppm以下,另外更佳為3ppm以下,最佳為2.5ppm以下。於該些兩種離子的合計量多於3.5ppm的情況下,於橡膠質接枝聚合物的粉體中殘存有由乳化劑、或者凝析劑而來的硫酸鹽,藉由自該硫酸鹽中游離的離子,橡膠質中所含的丁二烯橡膠被氧化劣化,故而欠佳。另外,當將該橡膠質接枝聚合物調配於聚碳酸酯樹脂中時,游離的離子會使聚碳酸酯樹脂分解,因此耐熱著色性、耐濕熱性下降,故而欠佳。
為了將所述兩種離子的合計量設為3.5ppm以下,較佳為相對於橡膠質接枝聚合物100質量份,將包含所述離子的乳化劑或凝析劑的使用量設為1.0質量份以下,更佳為設為0.5質量份以下,尤佳為不使用。
(氯離子(Cl-)量)
本發明中,橡膠質接枝聚合物中所含的氯離子(Cl-)量(g/g)較佳為150ppm以下,更佳為100ppm以下,最佳為50ppm以下。於氯離子(Cl-)量多於150ppm情況下,製造本發明的橡膠質接枝聚合物時、或調配於聚碳酸酯樹脂中來進行射出成形時,會使製造線的金屬製配管、或成形機的模具等腐蝕,因此欠佳。
為了將所述氯離子(Cl-)量設為150ppm以下,較佳為相對於橡膠質接枝聚合物100質量份,將包含所述離子的乳化劑或凝析劑的使用量設為1.0質量份以下,更佳為設為0.5質量份以下,尤佳為不使用。
(抗氧化劑)
本發明的橡膠質接枝聚合物中,出於抗氧化的目的,可添加通常所知的抗氧化劑的1種或者2種以上。於橡膠質接枝聚合物中添加抗氧化劑的方法並無特別限定,可列舉作為具有數百μm的粒徑的粉體或錠劑,或者以分散於水中的狀態(分散液(dispersion))來添加的方法等。本發明中,最佳為以分散液將抗氧化劑添加於包含橡膠質接枝聚合物的乳膠中的方法。藉由以分散液來添加抗氧化劑,可使抗氧化劑接近於橡膠質接枝聚合物,可更均勻地添加,因此抑制丁二烯橡膠等橡膠部的氧化劣化,獲得優異的耐熱著色性。
於使用抗氧化劑的情況下,相對於本發明的橡膠質接枝聚合物100質量份,所述抗氧化劑通常為0.0001質量份以上、10 質量份以下,其下限量較佳為0.001質量份以上,更佳為0.01質量份以上。另外,其上限量較佳為6質量份以下,更佳為3質量份以下。若抗氧化劑的含量為所述下限值以上,則存在成形時的著色的抑制效果變得良好的傾向。若抗氧化劑的含量為所述上限值以下,則射出成形時的於模具上的附著物得到抑制,藉此可獲得表面外觀良好的製品。
抗氧化劑較佳為選自由酚系抗氧化劑、硫醚系抗氧化劑以及磷酸酯系抗氧化劑所組成的組群中的至少1種,尤佳為酚系抗氧化劑及/或硫醚系抗氧化劑。
酚系抗氧化劑例如可列舉以下的化合物。季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、甘油-3-硬脂基硫代丙酸酯、三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、季戊四醇-四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)苯、N,N-六亞甲基雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基-氫桂皮醯胺)、3,5-二-第三丁基-4-羥基-苄基膦酸酯基-二乙基酯、三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)異氰脲酸酯、4,4'-伸聯苯基二次膦酸四(2,4-二-第三丁基苯基)酯、3,9-雙{1,1-二甲基-2-[β-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]乙基}-2,4,8,10-四氧雜螺環(5,5)十一烷等。
該些化合物中,較佳為經碳數5以上的烷基取代1個以 上的芳香族單羥基化合物,具體而言可列舉以下的化合物。十八烷基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、季戊四醇-四{3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯}、1,6-己二醇-雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)苯等。所述化合物中,特佳為季戊四醇-四{3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯。
硫醚系抗氧化劑例如可列舉以下的化合物。3,3'-硫代二丙酸二月桂基酯、3,3'-硫代二丙酸二-十三烷基酯、3,3'-硫代二丙酸二肉豆蔻基酯、3,3'-硫代二丙酸二硬脂基酯、3,3'-硫代二丙酸月桂基硬脂基酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、雙[2-甲基-4-(3-月桂基硫代丙醯氧基)-5-第三丁基苯基]硫醚、十八烷基二硫醚、巰基苯并咪唑、2-巰基-6-甲基苯并咪唑、1,1'-硫代雙(2-萘酚)(雙[3-(十二烷基硫基)丙酸]2,2-雙[[3-(十二烷基硫基)-1-氧代丙氧基]甲基]-1,3-丙二酯)等。所述化合物中,較佳為(雙[3-(十二烷基硫基)丙酸]2,2-雙[[3-(十二烷基硫基)-1-氧代丙氧基]甲基]-1,3-丙二酯)。
硫醚系抗氧化劑較佳為分子量為700以上的化合物。若分子量為700以上,則為低揮發性,因此聚碳酸酯樹脂組成物的高溫成形時亦顯示出優異的耐熱著色性。
磷酸酯系抗氧化劑例如可列舉以下的化合物。亞磷酸三苯酯、亞磷酸三壬基苯基酯、亞磷酸三(2,4-二-第三丁基苯基)酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三-十八烷基酯、亞磷酸二 癸基單苯基酯、亞磷酸二辛基單苯基酯、亞磷酸二異丙基單苯基酯、亞磷酸單丁基二苯基酯、亞磷酸單癸基二苯基酯、亞磷酸單辛基二苯基酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、2,2-亞甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)辛基亞磷酸酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯等。
該些化合物中,較佳為:亞磷酸三壬基苯基酯、亞磷酸三苯酯、亞磷酸三(2,4-二-第三丁基苯基)酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯,尤佳為亞磷酸三(2,4-二-第三丁基苯基)酯。
[聚碳酸酯樹脂組成物]
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物是包含聚碳酸酯樹脂、及本發明的橡膠質接枝聚合物(即橡膠聚合物(A))的樹脂組成物。該聚碳酸酯樹脂較佳為於結構的一部分中含有由具有所述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元的聚碳酸酯樹脂。
另外,本發明的聚碳酸酯樹脂組成物是含有聚碳酸酯樹脂(即PC樹脂(B))、及本發明的橡膠質接枝聚合物的聚碳酸酯樹脂組成物,所述聚碳酸酯樹脂(即PC樹脂(B))於結構的一部分中含有由具有所述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元,並且該橡膠質接枝聚合物與該聚碳酸酯樹脂的折射率之差為0.005以下,該橡膠質接枝聚合物較佳為具有丁二烯結構單元以及丙烯酸烷酯結構單元的聚合物(即橡膠聚合物(A'))。
玻璃轉移溫度低於145℃的本發明的聚碳酸酯樹脂是著色少,且於耐熱性以及耐衝擊性方面取得平衡的樹脂,但在實用上存在需要進一步改良耐衝擊性的情況。因此,本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,藉由在含有具有所述結構單元(1)的聚碳酸酯樹脂的同時,還含有本發明的橡膠質接枝聚合物,來改良所述缺點,達成YI值、總光線透過率、霧度等的改善。進而,若將所述聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度設為低於145℃,則可於低的熔融黏度的狀態下達成高的還原黏度。而且,藉由將所述聚碳酸酯樹脂與本發明的橡膠質接枝聚合物進行組合,則與玻璃轉移溫度為145℃以上的聚碳酸酯樹脂的情況相比較,可加乘地提高耐衝擊性。而且,本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,藉由在抑制熔融黏度的狀態下提高還原黏度,則成形性與耐衝擊性的並存亦變得容易。另外,本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,即便含有橡膠質接枝聚合物,亦不會大幅度損及透明性。
<折射率>
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,橡膠聚合物(A')的折射率與PC樹脂(B)的折射率之差較佳為0.005以下。若該折射率之差為0.005以下,則所得聚碳酸酯樹脂組成物的透明性優異。若考慮到於透明構件中的適用性或透明淡色著色時的清晰性,則該折射率之差較佳為0.003以下,更佳為0.001以下。折射率差的下限值並無特別限定,就相同的理由而言,較佳為0以上。具有所述結構單元(1)的PC樹脂(B)的折射率通常為1.49~1.52,因 此橡膠聚合物(A)的折射率較佳為1.49~1.52。此外,聚碳酸酯樹脂以及橡膠質接枝聚合物的折射率的測定方法如後所述。
為了將橡膠質接枝聚合物的折射率設為1.49~1.52,較佳為將構成橡膠部的聚合物的折射率與構成接枝部的聚合物的折射率分別設為1.49~1.52。為了將構成橡膠質接枝聚合物的橡膠部的聚合物的折射率設為1.49~1.52,例如可列舉於所述橡膠乳膠的製造時,將所使用的丁二烯單體與丙烯酸烷酯單體的使用比例進行調整的方法。即,由於聚丁二烯的折射率為1.52左右,聚丙烯酸烷酯的折射率為1.49左右,故而若使用大量的丁二烯單體,則構成橡膠部的聚合物的折射率接近於1.52,若使用大量的丙烯酸烷酯單體,則構成橡膠部的聚合物的折射率接近於1.49。
<樹脂組成比>
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,較佳為相對於聚碳酸酯樹脂100質量份,本發明的橡膠質接枝聚合物的調配量為0.1質量份以上、30質量份以下。橡膠質接枝聚合物的調配量更佳為0.5質量份以上,最佳為1質量份以上。橡膠質接枝聚合物的調配量更佳為20質量份以下,尤佳為15質量份以下,另外,尤佳為12.5質量份以下,最佳為10質量份以下。
於本發明的橡膠質接枝聚合物的調配量少於所述範圍的情況下,無法獲得充分的衝擊強度的改質效果,存在成形構件破裂的顧慮。另一方面,於本發明的橡膠質接枝聚合物的調配量多於所述範圍的情況下,會損及良好的成形性,存在成形時產生 樹脂燃燒,或發色性受損的顧慮。
[聚碳酸酯樹脂組成物的製造方法]
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物可藉由將聚碳酸酯樹脂與本發明的橡膠質接枝聚合物進行混合來製造。具體而言,例如可藉由使用擠出機,將顆粒狀的聚碳酸酯樹脂、與本發明的橡膠質接枝聚合物進行混合,擠出為股線狀,以旋轉式切割器等切割為顆粒狀,從而獲得本發明的聚碳酸酯樹脂組成物。
<添加劑>
聚碳酸酯樹脂與本發明的橡膠質接枝聚合物的混合時,視需要可適當添加下述的抗氧化劑、脫模劑等添加劑。
(抗氧化劑)
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,當將聚碳酸酯樹脂與本發明的橡膠質接枝聚合物進行混合時,出於抗氧化的目的,可調配通常所知的抗氧化劑的1種或者2種以上。相對於聚碳酸酯樹脂100質量份,抗氧化劑的使用量通常為0.0001質量份以上、1質量份以下,較佳為0.001質量份以上,更佳為0.01質量份以上,另外,通常為1質量份以下,較佳為0.5質量份以下,更佳為0.3質量份以下。若抗氧化劑的含量為所述下限以上,則存在成形時的著色抑制效果變得良好的傾向,若抗氧化劑的含量多於所述上限,則射出成形時的於模具上的附著物變多,或藉由擠出成形而形成膜時於輥上的附著物變多,藉此存在製品的表面外觀受損的顧慮。
抗氧化劑較佳為選自由酚系抗氧化劑、磷酸酯系抗氧化劑以及硫系抗氧化劑所組成的組群中的至少1種,尤佳為酚系抗氧化劑及/或磷酸酯系抗氧化劑。
酚系抗氧化劑以及磷酸酯系抗氧化劑可列舉與橡膠質接枝聚合物的項中記載的化合物相同的化合物,另外,較佳的抗氧化劑可列舉相同的化合物。
硫系抗氧化劑例如可列舉以下的化合物。3,3'-硫代二丙酸二月桂基酯、3,3'-硫代二丙酸二-十三烷基酯、3,3'-硫代二丙酸二肉豆蔻基酯、3,3'-硫代二丙酸二硬脂基酯、3,3'-硫代二丙酸月桂基硬脂基酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、雙[2-甲基-4-(3-月桂基硫代丙醯氧基)-5-第三丁基苯基]硫醚、十八烷基二硫醚、巰基苯并咪唑、2-巰基-6-甲基苯并咪唑、1,1'-硫代雙(2-萘酚)等。所述化合物中,較佳為季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)。
(脫模劑)
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,為了進一步提高片材成形時自冷卻輥上的輥脫離、或者射出成形時自模具上的脫模性等,亦可於不損及本發明目的的範圍內調配脫模劑。所述脫模劑例如可列舉以下的化合物。一元醇或多元醇的高級脂肪酸酯、高級脂肪酸、石蠟(paraffin wax)、蜜蠟、烯烴系蠟、含有羧基及/或羧酸酐基的烯烴系蠟、矽酮油、有機聚矽氧烷等。脫模劑可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
高級脂肪酸酯較佳為碳數1~碳數20的一元醇或多元 醇與碳數10~碳數30的飽和脂肪酸的部分酯或者全酯。所述一元醇或多元醇與飽和脂肪酸的部分酯或者全酯例如可列舉以下的化合物。硬脂酸單甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯、硬脂酸單山梨糖醇酯、硬脂酸硬脂基酯、二十二酸單甘油酯、二十二酸二十二烷基酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇四壬酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、硬脂酸硬脂基酯、棕櫚酸棕櫚基酯、硬脂酸丁酯、月桂酸甲酯、棕櫚酸異丙酯、聯苯基聯苯酚鹽(biphenyl biphenate)、脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、硬脂酸2-乙基己酯等。其中,較佳為使用硬脂酸單甘油酯、硬脂酸三甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯、二十二酸二十二烷基酯。就脫模性與透明性的觀點而言,脫模劑更佳為硬脂酸酯。
硬脂酸酯較佳為經取代或未經取代的碳數1~碳數20的一元醇或多元醇與硬脂酸的部分酯或者全酯。所述一元醇或多元醇與硬脂酸的部分酯或者全酯的更佳化合物可列舉以下的化合物。乙二醇二硬脂酸酯、硬脂酸單甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯、硬脂酸單山梨糖醇酯、硬脂酸硬脂基酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、硬脂酸硬脂基酯、硬脂酸丁酯、脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、硬脂酸2-乙基己酯等。其中,尤佳為硬脂酸單甘油酯、硬脂酸三甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸硬脂基酯,特佳為乙二醇二硬脂酸酯、硬脂酸單甘油酯。
高級脂肪酸較佳為經取代或未經取代的碳數10~碳數 30的飽和脂肪酸。其中更佳為未經取代的碳數10~碳數30的飽和脂肪酸,此種高級脂肪酸可列舉肉豆蔻酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、二十二酸等。其中尤佳為碳數16~18的飽和脂肪酸,此種飽和脂肪酸可列舉棕櫚酸、硬脂酸等,特佳為硬脂酸。
於使用脫模劑的情況下,相對於聚碳酸酯樹脂100質量份,所述脫模劑的調配量通常為0.001質量份以上,較佳為0.01質量份以上,更佳為0.1質量份以上,另外,通常為2質量份以下,較佳為1質量份以下,更佳為0.5質量份以下。若脫模劑的含量過多,則存在成形時模具附著物增加的情況,於大量地實施成形的情況下,存在模具的整備需要勞力的可能性,另外,存在對所得成形品造成外觀不良的可能性。若聚碳酸酯樹脂組成物中的脫模劑的含量為所述下限以上,則具有成形時,成形品容易自模具上脫模,容易取得成形品的優點。
(紫外線吸收劑.光穩定劑)
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物與現有的聚碳酸酯樹脂組成物相比較,由紫外線引起的變色顯著小,但進而出於改良的目的,亦可於不損及本發明目的的範圍內,於聚碳酸酯樹脂組成物中調配紫外線吸收劑、光穩定劑的1種或者2種以上。其中,紫外線吸收劑只要是具有紫外線吸收能力的化合物,則並無特別限定。具有紫外線吸收能力的化合物可列舉有機化合物、無機化合物。其中,有機化合物由於容易確保與聚碳酸酯樹脂的親和性,容易均勻分散,故而較佳。
具有紫外線吸收能力的有機化合物的分子量並無特別限定,通常為200以上,較佳為250以上。另外,通常為600以下,較佳為450以下,更佳為400以下。若分子量過小,則存在引起長期使用時的耐紫外線性能下降的可能性。若分子量過大,則存在引起長期使用時的樹脂組成物的透明性下降的可能性。
較佳的紫外線吸收劑可列舉:苯并三唑系化合物、二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物、苯甲酸酯系化合物、水楊酸苯基酯系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、丙二酸酯系化合物、草酸醯苯胺系化合物等。其中,較佳為使用苯并三唑系化合物、羥基二苯甲酮系化合物、丙二酸酯系化合物。該些化合物可單獨使用,亦可將2種以上併用。
苯并三唑系化合物的更具體的例子可列舉以下的化合物。2-(2'-羥基-3'-甲基-5'-己基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-第三丁基-5'-己基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二-第三丁基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-甲基-5'-第三辛基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-5'-第三-十二烷基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-甲基-5'-第三-十二烷基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-5'-第三丁基苯基)苯并三唑、甲基-3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯等。
二苯甲酮系化合物可列舉:2,2'-二羥基二苯甲酮、2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮等羥基二苯甲酮系化合物等。
丙二酸酯系化合物可列舉:2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯 類、四乙基-2,2'-(1,4-伸苯基-二伸次甲基)-雙丙二酸酯等。
三嗪系化合物可列舉以下的化合物。2-[4-[(2-羥基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(2,4-二甲基苯基)-6-(2-羥基-4-異辛氧基苯基)-均三嗪、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚(汽巴-嘉基(Ciba-Geigy)公司製造,Tinuvin 1577FF)等。
氰基丙烯酸酯系化合物可列舉:乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、2'-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯等。
草酸醯苯胺系化合物可列舉2-乙基-2'-乙氧基-乙二醯苯胺(科萊恩(Clariant)公司製造,Sanduvor VSU)等。
所述紫外線吸收劑、光穩定劑的含量可根據紫外線吸收劑、光穩定劑的種類來適當選擇,但較佳為於聚碳酸酯樹脂組成物100質量%中,含有0.001質量%~5質量%的紫外線吸收劑、光穩定劑,以相對於聚碳酸酯樹脂100質量份的添加量計,較佳為0.01質量份~2質量份。
(上藍劑(blueing agent))
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,為了消除黃化,亦可調配上藍劑的1種或者2種以。上藍劑只要是現有的聚碳酸酯樹脂中使用的上藍劑,則可無特別阻礙地使用。通常,蒽醌(anthraquinone)系染料容易獲取,故而較佳。
具體的上藍劑例如可列舉以下的化合物。通稱溶劑紫13[CA.No.(染料索引編號(Colour Index No.))60725]、通稱溶 劑紫31[CA.No.68210]、通稱溶劑紫33[CA.No.60725]、通稱溶劑藍94[CA.No.61500]、通稱溶劑紫36[CA.No.68210]、通稱溶劑藍97[拜耳(Bayer)公司製造的「馬高列斯紫(Macrolex Violet)RR」]、以及通稱溶劑藍45[CA.No.61110]等。
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中的該些上藍劑的含量通常相對於聚碳酸酯樹脂100質量份,較佳為0.1×10-4質量份~2×10-4質量份。
(其他的添加劑等)
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物除了所述添加劑的以外,可於不損及本發明目的的範圍內含有眾所周知的各種添加劑,例如:阻燃劑、阻燃助劑、水解抑制劑、抗靜電劑、發泡劑、染顏料等。另外,例如可為混合有以下樹脂的樹脂組成物:芳香族聚碳酸酯樹脂;芳香族聚酯、聚醯胺、聚苯乙烯、聚烯烴、丙烯酸、非晶聚烯烴等合成樹脂,聚乳酸、聚丁二酸丁二酯(polybutylene succinate)等生物降解性樹脂等。
<調配方法>
於本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中調配如上所述的各種添加劑等的方法只要是通常使用的摻合方法,則可使用任一種方法。例如可列舉:利用轉筒(tumbler)、V型摻合機(blender)、高速混合機(super mixer)、諾塔混合機(Nauta mixer)、班布里混合機(Banbury mixer)、混練輥、擠出機等進行混合.混練的方法;或者例如以溶解於二氯甲烷等共用良溶劑中的狀態進行混合的溶 液摻合方法等,但其並無特別限定。
以上述方式獲得的本發明的聚碳酸酯樹脂組成物可於其中添加各種添加劑等,直接或者以熔融擠出機暫時形成顆粒狀後,利用擠出成形法、射出成形法、壓縮成形法等通常所知的成形方法來成形為所需形狀。
[聚碳酸酯樹脂組成物的物性]
以下,示出本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的較佳物性。
<YI值>
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中,若考慮到透明淡色著色時的明度,則於240℃下進行熔融成形而獲得3mm厚的成形品,依據JIS K7105對所述成形品進行測定而得的YI值較佳為30以下,更佳為10以下。就相同的理由而言,該YI值的下限值較佳為-5以上,更佳為0以上。該YI值可藉由聚合觸媒的種類、添加量或觸媒去活劑的種類、添加量來控制。此外,更具體而言,所述YI值是利用後述的實施例的項中記載的方法來測定。
<總光線透過率>
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物於其總光線透過率小於60%的情況下,存在難以適用於建築材料領域、電氣.電子領域、汽車領域、光學零件領域等中的顧慮。本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的總光線透過率較佳為70%以上,更佳為80%以上。另外,就實現的困難性的觀點而言,總光線透過率的上限為94%。本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的總光線透過率可藉由調整用於製造本發明聚 碳酸酯樹脂的二羥基化合物的種類及其莫耳比率、本發明的橡膠質接枝聚合物的種類及其含量等來控制。此外,總光線透過率的測定方法如後所述。
<有缺口簡支梁衝擊強度>
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的有缺口簡支梁衝擊強度較佳為15kJ/m2以上,更佳為20kJ/m2以上,尤佳為25kJ/m2以上,進而更佳為40kJ/m2以上,特佳為49kJ/m2以上。另外,就實現的困難性的觀點而言,本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的有缺口簡支梁衝擊強度的上限為200kJ/m2。有缺口簡支梁衝擊強度可藉由調整聚碳酸酯樹脂的分子量(還原黏度)、用於製造聚碳酸酯樹脂的二羥基化合物的種類及莫耳比率、本發明的橡膠質接枝聚合物的種類及其含量等來控制。此外,有缺口簡支梁衝擊強度的測定方法如後所述。
<熔融黏度>
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的熔融黏度較佳為100Pa.s以上。於熔融黏度過度低於所述下限的情況下,機械強度不足,存在以下顧慮:於射出成形等成形後自模具中取出時成形品會裂開,或者於成形品的使用時會產生龜裂。本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的熔融黏度更佳為200Pa.s以上,尤佳為500Pa.s以上。另外,本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的熔融黏度較佳為800Pa.s以下。於熔融黏度過度高於所述上限的情況下,存在難以在工業上製造強度高的成形品的顧慮。另外,該情況下,存在容易導致 流動性的惡化或由成形溫度的上升所引起的著色、分子量的下降、分解氣體的產生等顧慮。本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的熔融黏度更佳為700Pa.s以下,尤佳為640Pa.s以下。
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的熔融黏度可藉由調整聚合反應的溫度、壓力、聚合時間來控制。此外,聚碳酸酯樹脂組成物的「熔融黏度」是使用毛細管粘度儀(Capillograph)來測定,以測定溫度240℃、剪切速度912sec-1的條件來測定。
[聚碳酸酯樹脂成形品]
藉由對本發明的聚碳酸酯樹脂組成物進行成形,可獲得本發明的聚碳酸酯樹脂成形品。較佳為本發明的聚碳酸酯樹脂成形品是利用射出成形法來成形的成形品。該情況下,可製成形狀複雜的本發明的聚碳酸酯樹脂成形品。而且,若成形為複雜的形狀,則容易產生應力集中部,但本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中可獲得如上所述的衝擊強度的提高效果,因此可抑制由應力集中所引起的破裂。
另外,本發明的聚碳酸酯樹脂成形品亦可為將本發明的聚碳酸酯樹脂組成物利用擠出成形法等而成形為膜或者片的成形品。另外,本發明的聚碳酸酯樹脂成形品亦可為利用射出成形法或者擠出成形法等而成形的板。
[實施例]
以下,藉由實施例,對本發明進一步進行詳細說明。實施例1~實施例5是與第一發明組群(使用橡膠聚合物(A)的發 明組群)有關的例子,實施例11~實施例14以及實施例21~實施例25是與第二發明組群(使用PC樹脂(B)以及橡膠聚合物(A')的發明組群)有關的例子。首先,對評價方法進行說明。評價(1)~評價(9)是關於第一發明組群的評價方法,評價(10)~評價(18)是關於第二發明組群的評價方法。
[第一發明組群的評價方法]
(1)橡膠質接枝聚合物中所含的硫酸根離子以及亞硫酸根離子量
量取橡膠質接枝聚合物20.0g於玻璃製耐壓容器中,於其中添加去離子水200ml,於齒輪烘箱內95℃下、進行20小時的利用熱水的萃取處理。將該溶液冷卻至室溫後,以孔徑為0.2μm的纖維素混合酯製膜過濾器進行過濾,將濾液作為試樣液。
使用離子層析儀(日本戴安(Dionex)(股)製造,商品名:IC-20型,分離管柱:IonPac AS12A),來測定所述試樣液中的硫酸根離子(SO4 2-)以及亞硫酸根離子(SO3 2-)的量。標準曲線是使用硫酸鈉的標準液(岸田化學(Kishida Chemical)(股)製造,離子層析法用硫酸根離子標準液(SO4 2-):1000mg/L)以及亞硫酸鈉的標準液(岸田化學(股)製造,離子層析法用亞硫酸根離子標準液(SO3 2-):1000mg/L),以SO4 2-以及SO3 2-:各20ppm的一點來製成而進行。根據由離子層析儀所定量的濃度,算出橡膠質接枝聚合物中所含的硫酸根離子量以及亞硫酸根離子量的合計量(g/g)。
(2)橡膠質接枝聚合物粉體中的氯離子量
使橡膠質接枝聚合物0.05g於試樣燃燒裝置(三菱化學(股)製造,商品名:QF-02)中完全燃燒,將使產生氣體吸收於0.3%過氧化氫水20ml中而得的溶液作為試樣液。使用離子層析儀(日本戴安(股)製造,商品名:IC-20型,分離管柱:IonPac AS12A)來測定試樣液中的氯(Cl-)的量。標準曲線是使用岸田化學(股)製造的離子層析法用氯化物離子標準液(Cl-):1000mg/L,以Cl-:20ppm的一點製成來進行。根據由離子層析儀所定量的濃度,算出橡膠質接枝聚合物中所含的氯含量(g/g)。
(3)耐金屬腐蝕性
秤量橡膠質接枝聚合物的粉體10g於耐熱玻璃製容器中,於添加有去離子水10g的溶液中,加入合金工具鋼製的夾具。於常溫(23℃)下保持10天後,以目視來確認合金工具鋼製的夾具的腐蝕狀態。
a:無腐蝕。
c:有腐蝕(有鏽)。
(4)顆粒以及試驗片的製作方法
調配橡膠質接枝聚合物3質量份及黏度平均分子量為24,000的芳香族聚碳酸酯樹脂(三菱工程塑膠(股)製造的Iupilon S-2000F)97質量份,利用經加熱至轉筒溫度280℃的去揮發式擠出機(池貝(股)製造的PCM-30),以螺桿轉速為150rpm的條件進行混練而獲得「顆粒」。使用熱風乾燥機,將該顆粒於80℃下 進行6小時乾燥後,利用100 t射出成形機(住友重機(股)製造的SE-100DU),以滾筒溫度為280℃、模具溫度為90℃的條件進行成形而獲得平板狀的「試驗片1」(長度100mm、寬度50mm、厚度2mm)以及「試驗片2」(長度80mm、寬度8mm、厚度4mm)。
(5)⊿YI值(耐熱著色性)
依據JIS K7105,使用分光色差計(機種名「SE2000」,日本電色工業(股)製造),以C光源、2度視野的條件,利用反射光測定法來測定所述「試驗片1」的YI值。首先,測定熱老化前的試驗片的YI值(YIB)。繼而,使用高溫烘箱(機種名「PMS-B」,塔巴依愛斯佩克(股)製造),於溫度140℃下將所述試驗片進行12小時熱老化後,測定其YI值(YIA)。利用以下的式子來算出⊿YI值。
⊿YI=YIA-YIB
此外,⊿YI是以36以下作為合格。
(6)⊿MFR值(耐濕熱性)
依據ISO1133,使用熔融指數測定儀(機種名「S-111」,東洋精機製作所(股)製造),以滾筒溫度300℃、負重1.2kg來測定所述「顆粒」的熔體質量流動速率(MFR)值。首先,測定熱老化前的顆粒的MFR值(MFRB)。繼而,使用壓力鍋(機種名「不飽和型超加速壽命試驗裝置PC-422R」,平山製作所(股)),於溫度為120℃、相對濕度為100%的條件下將其他的所述顆粒進行60小時熱老化後,測定其MFR值(MFRA)。利用以下的式子來算出 ⊿MFR值。
⊿MFR=MFRA-MFRB
此外,⊿MFR是以3以下作為合格。
(7)有缺口簡支梁衝擊強度
使用所述「試驗片2」,依據JIS K7111,於-30℃以及23℃的測定溫度下進行測定。
(8)橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑
將橡膠乳膠以去離子水進行稀釋,使用雷射繞射散射式粒度分佈計(島津製作所製造:SALD-7100),測定橡膠粒子的體積平均粒徑。將橡膠粒子的折射率設為1.50來算出體積平均粒徑。
(9)橡膠質接枝聚合物的體積平均粒徑
將橡膠質接枝聚合物的乳膠以去離子水進行稀釋,使用雷射繞射散射式粒度分佈計(島津製作所製造:SALD-7100),測定橡膠質接枝聚合物粒子的體積平均粒徑。將橡膠質接枝聚合物的折射率設為1.50來算出體積平均粒徑。
[第二發明組群的評價方法]
(10)聚碳酸酯樹脂的折射率
利用經加熱至加熱器溫度300℃的加壓成形機(莊司鐵工(股)製造),以10MPa的條件將聚碳酸酯樹脂進行加壓,獲得厚度為0.5mm的聚碳酸酯樹脂的「壓片3」。以阿貝折射計(愛拓(Atago) 公司製造的「DR-M4」),使用589nm(D射線)的干涉濾光器,對所述壓片3測定折射率nD。
(11)聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度
使用示差掃描熱析儀(精工電子奈米技術(SII NanoTechnology)公司製造的DSC6220),來測定聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度。將樹脂試樣約10mg放入精工電子奈米技術公司製造的鋁製盤中並密封,於50mL/分鐘的氮氣流下,以升溫速度20℃/分鐘自室溫升溫至250℃。將該溫度維持3分鐘後,以20℃/分鐘的速度冷卻至30℃。於30℃下維持3分鐘,再次以20℃/分鐘的速度升溫至200℃。將藉由第2次升溫而獲得的測定資料的示差掃描熱析儀(differential scanning calorimeter,DSC)的峰頂的值作為Tg。
(12)試驗片的作成方法
相對於聚碳酸酯樹脂100質量份,調配橡膠質接枝聚合物5質量份或者10質量份,利用經加熱至轉筒溫度240℃的去揮發式擠出機(池貝(股)製造的PCM-30),以螺桿轉速為150rpm的條件進行混練而獲得顆粒。使用熱風乾燥機,將聚碳酸酯樹脂組成物的顆粒於80℃進行6小時乾燥。繼而,將乾燥的聚碳酸酯樹脂組成物的顆粒供給至射出成形機(日本製鋼所公司製造的J75EII型)中,以樹脂溫度為240℃、模具溫度為60℃、成形週期為40秒的條件,成形為「射出成形板4」(長度60mm×寬度60mm×厚度3mm)、「射出成形片5」(長度100mm×寬度100mm×厚度2mm) 以及機械物性用ISO「試驗片6」。
(13)總光線透過率以及霧度
對於所述「射出成形板4」,依據JIS K7105(1981年),使用霧度計(日本電色工業公司製造的NDH2000),利用D65光源來測定總光線透過率以及霧度值。此外,總光線透過率是以85%以上作為合格,霧度值是以20%以下作為合格。
(14)色相
對於所述「射出成形板4」,依據JIS K7105(1981年),使用分光色差計(日本電色工業公司製造的SE2000),利用C光源透過法來測定黃色指數(yellow index,YI)值。YI值越小,表示無黃化,品質越優異,將10以下作為合格。
(15)面衝擊脆性破壞率
對於所述「射出成形片5」,依據ISO6603-2,利用高速穿刺(puncture)衝擊試驗機(島津製作所公司製造:Hydro Shot HITS-P10),來測定衝擊能量以及觀察破壞形態。此外,使用試驗速度為4.4m/s、衝壓撞針(punching striker)的直徑為20mm、前端形狀為半球狀、荷重元(load cell)容量為10kN、按壓夾具的孔徑為40mm的試驗機。
將所述射出成形片於23℃的各環境下放置1小時以上來進行脆性破壞率的測定。將試驗次數設為5次,於1張的片材破裂為多片的情況下設為產生破壞者,將產生破壞的次數除以試驗次數,藉此求出所述面衝擊脆性破壞率(%)。該值越低,表示 越難以破壞,0%表示試驗中1次也未產生破壞。
(16)有缺口簡支梁衝擊強度
對於所述「試驗片6」,依據ISO179(2000年),實施有缺口簡支梁衝擊試驗。此外,有缺口簡支梁衝擊強度將20kJ/m2以上作為合格。
(17)橡膠質接枝聚合物的折射率
利用經加熱至加熱器溫度180℃的加壓成形機(莊司鐵工(股)製造),以10MPa的條件將橡膠質接枝聚合物進行加壓,獲得厚度為0.5mm的橡膠質接枝聚合物的「壓片7」。對於該壓片7,以阿貝折射計(愛拓公司製造的「DR-M4」),使用589nm(D線)的干涉濾光器來測定折射率nD。
(18)橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑
以與所述(8)相同的方式進行測定來算出。
[材料]
另外,以下的實施例以及比較例中使用的化合物的略號如下所述。
此外,將Metablen C-223A、Paraloid EXL2603分別於200℃下進行加壓成形,以阿貝折射率計來測定折射率,結果Metablen C-223A的折射率為1.5210,Paraloid EXL2603的折射率為1.5080。
另外,利用乾灰化法(dry ashing method),使1g~2g的Metablen C-223A進行灰化,以鹽酸水溶液將灰分溶解,以水進 行稀釋,使用ICP發光分光分析裝置(賽默飛世爾科技(Thermo Fisher Scientific)公司,IRIS IntrepidII XSP)進行測定,結果,於Metablen C-223A中未偵檢出鹼土類金屬成分的Ca。
另外,利用三氟化硼甲醇溶液,將0.2g的Paraloid EXL2603進行甲酯化,使用毛細管氣相層析法(安捷倫(Agilent)製造的6890,毛細管柱HP-5,長度30m×內徑0.32mm×膜厚0.25μm,偵檢器為火焰游離偵檢器(flame ionization detector,FID))進行測定,結果,於Paraloid EXL2603中未偵檢出源自脂肪酸的成分。
[實施例1]
<1.橡膠乳膠(H-1)的製造>
將表2中成分(1)的欄中所示的6種材料投入至容量為70L的高壓釜中,進行升溫,於達到43℃的時刻,將包含表2中成分(2)的欄中所示的4種材料的氧化還原系起始劑添加於高壓釜內,開始聚合後,進而升溫至60℃為止。自聚合開始起進行8小時反應,獲得丁二烯系橡膠聚合物乳膠(H-1)。所得的丁二烯系橡膠聚合物乳膠(H-1)中的丁二烯系橡膠聚合物的體積平均粒徑為90nm。
<2.肥大化用含酸基的共聚物乳膠(K-1)的製造>
將表3中成分(3)的欄中所示的6種材料投入至反應容器內中,將內溫升溫至60℃後,將包含表3中成分(4)的欄中所示的3種材料的混合物,歷經2小時以連續滴加來投入,使其聚合。進而持續攪拌2小時,藉此獲得單體轉化率為97%以上的含酸基的共聚物乳膠(K-1)。
<3.肥大化橡膠乳膠(H-1')的製造>
於所製造的橡膠乳膠(H-1)中,將75質量份的橡膠乳膠(H-1)作為聚合物固體成分而調配於玻璃燒瓶中,於內溫50℃下添加2質量份的含酸基的共聚物乳膠(K-1)作為聚合物固體成分,保持30分鐘。所得的肥大化橡膠乳膠(H-1')的橡膠粒子的體積平均粒徑為200nm。
<4.橡膠質接枝聚合物(A-1)的製造>
於加入有所述肥大化橡膠乳膠(H-1')的反應容器內,添加表4中的初期投入的欄中所示的5種材料,將溫度升溫至65℃為止。繼而,花25分鐘來滴加包含表4中「第1階段接枝」的欄中所示的3種材料的混合物,進行聚合後,保持40分鐘,進行第1接枝聚合步驟。
其後,於該聚合物的存在下,花30分鐘來滴加包含表4 中「第2階段接枝」的欄中所示的2種材料的混合物後,保持1小時,進行第2接枝聚合步驟。
其後,於該聚合物的存在下,花10分鐘來滴加包含表4中「第3階段接枝」的欄中所示的2種材料的混合物後,保持2小時,進行第3接枝聚合步驟,獲得橡膠質接枝聚合物乳膠。
於所得的橡膠質接枝聚合物乳膠中,添加酚系抗氧化劑的Irg1076(3-(3',5'二-第三丁基-4'-羥基苯基)丙酸正十八烷基酯)0.25質量份、硫醚系抗氧化劑AO-412S(雙[3-(十二烷基硫基)丙酸]2,2-雙[[3-(十二烷基硫基)-1-氧代丙氧基]甲基]-1,3-丙二酯)0.75質量份。繼而,添加於加入有乙酸鈣5質量份的去離子水460質量份中,將聚合物進行凝析,水洗、脫水、乾燥而獲得橡膠質 接枝聚合物(A-1)。
<5.橡膠質接枝聚合物(A-1)的評價>
分別依據所述評價方法,來測定橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑、橡膠質接枝聚合物的體積平均粒徑、橡膠質接枝聚合物粉體中的硫酸根離子量、亞硫酸根離子量、以及氯離子量、由橡膠質接枝聚合物粉體引起的金屬腐蝕性。另外,分別依據所述評價方法(1)~評價方法(9),來測定由橡膠質接枝聚合物(A-1)與芳香族聚碳酸酯樹脂獲得的試驗片1的⊿YI值、包含橡膠質接枝聚合物(A-1)與芳香族聚碳酸酯樹脂的顆粒的⊿MFR、由橡膠質接枝聚合物(A-1)與芳香族聚碳酸酯樹脂獲得的試驗片2的簡支梁衝擊強度。獲得表6所示的評價結果。
[實施例2~實施例5]
除了將抗氧化劑的種類以及使用量變更為表5所示的條件以外,以與實施例1相同的方式,獲得橡膠質接枝聚合物(A-2)~橡膠質接枝聚合物(A-5)。另外,獲得表6所示的評價結果。
[比較例1]
除了將凝析劑的乙酸鈣變更為硫酸1.3質量份以外,以與實施例5相同的方式獲得橡膠質接枝聚合物(A"-1)。另外,獲得表6所示的評價結果。
[比較例2]
除了將用於製造橡膠乳膠(H-1)的乳化劑變更為烷基二苯基醚二磺酸鈉(花王(股)製造,商標名:Pelex SSL)1.5質量份以 外,以與實施例5相同的方式獲得橡膠質接枝聚合物(A"-2)。另外,獲得表6所示的評價結果。
[比較例3]
除了將凝析劑的乙酸鈣變更為氯化鈣5份以外,以與實施例5相同的方式獲得橡膠質接枝聚合物(A"-3)。另外,獲得表6所示的評價結果。
[樹脂組成物的性能比較]
實施例5的樹脂組成物與比較例1、比較例2及比較例3的樹脂組成物相比,可知耐熱著色性(⊿YI)或耐濕熱性(⊿MFR)優異。另外,包含分子量為700以上的硫醚系抗氧化劑的實施例1~實施例4的樹脂組成物與實施例5的樹脂組成物相比,可知顯示出更優異的耐熱著色性。
比較例1的樹脂組成物由於使用硫酸(強酸)作為凝析劑,故而硫酸根(SO4 2-)離子量多,耐熱著色性或耐濕熱性差。比較例2的樹脂組成物由於使用磺酸鹽(強酸-強鹼的鹽)作為乳化劑,故而硫酸根(SO4 2-)離子與亞硫酸根離子(SO3 2-)的合計量多,耐熱著色性差。比較例3的樹脂組成物由於使用氯化鈣(強酸-強鹼的鹽)作為凝析劑,故而氯(Cl-)離子量多,耐熱著色性或耐金屬腐蝕性差。
此外,於比較例2中使用的作為磺酸鹽(具有R-SO3 -結構的鹽)的乳化劑的情況下,由於乳化劑中包含硫酸根(SO4 2-)離子及亞硫酸根離子(SO3 2-)作為雜質,故而可藉由偵檢出兩種離子,來確認具有R-SO3 -結構的鹽的有無。
如表6所明示,調配有本發明的聚碳酸酯樹脂用強化劑的聚碳酸酯樹脂組成物與比較例的聚碳酸酯樹脂組成物相比,顯示出高的耐熱著色性及高的耐濕熱性、耐金屬腐蝕性。因此,由調配有本發明的聚碳酸酯樹脂用強化劑的聚碳酸酯樹脂組成物所獲得的成形品兼具優異的耐熱著色性及耐濕熱性,可適用於汽車 領域、印表機等OA機器領域、行動電話等電氣.電子領域等。
[實施例11]
<1.橡膠乳膠(H-11)的製造>
準備表7中成分(11)的欄中所示的9種材料。對於1,3-丁二烯除外的材料,注入氮氣,形成實質上不包含阻礙聚合反應的氧的狀態。其後,將該些材料作為聚合物固體成分,以成為100質量份的方式投入至高壓釜中。於50℃下花9小時進行聚合。其結果為獲得單體轉化率為97%左右、體積平均粒徑為0.08μm的橡膠乳膠(H-11)。
<2.肥大化用含酸基的共聚物乳膠(K-11)的製造>
將表8中成分(12)的欄中所示的6種材料投入至反應容器內,將內溫升溫至60℃後,將包含表8中成分(13)的欄中所示的3種材料的混合物,歷經2小時以連續滴加來投入,使其聚合。 進而持續攪拌2小時,藉此獲得單體轉化率為97%以上的含酸基的共聚物乳膠(K-11)。
<3.肥大化橡膠乳膠(H-11')的製造>
所述橡膠乳膠(H-11)中,將70質量份的橡膠乳膠(H-11)作為聚合物固體成分而投入玻璃燒瓶內,於內溫50℃下,添加1.4質量份的含酸基的共聚物乳膠(K-11)作為聚合物固體成分,保持30分鐘。所得的肥大化橡膠乳膠(H-11')的中的橡膠粒子的體積平均粒徑為0.15μm。
<4.橡膠質接枝聚合物乳膠的製造>
於加入有所述肥大化橡膠乳膠(H-11')的反應容器內,添加表9中「初期投入」的欄中所示的5種材料,將溫度升溫至80℃為止。繼而,花20分鐘來滴加包含表9中「第1階段接枝」的欄中所示的3種材料的混合物,進行聚合。保持30分鐘後,進而花 70分鐘來滴加包含表9中「第2階段接枝」的欄中所示的3種材料的混合物,進行聚合。進而保持60分鐘後,再次花30分鐘來滴加包含表9中「第3階段接枝」的欄中所示的4種材料的混合物,進行聚合。保持120分鐘,獲得橡膠質接枝聚合物乳膠。
藉由將所得的橡膠質接枝聚合物乳膠添加於加入有乙酸鈣5質量份的去離子水460質量份中,使其凝聚,獲得橡膠質接枝聚合物(A'-11)。
<5.橡膠質接枝聚合物的評價>
依據所述評價方法(17),來測定橡膠質接枝聚合物(A'-11)的折射率。橡膠質接枝聚合物(A'-11)的折射率為1.4975。
[實施例12]
以與實施例11相同的方式製造肥大化橡膠乳膠(H-11')。其後,於加入有肥大化橡膠乳膠(H-11')的反應容器內,以與實施例11相同的方式添加表9中「初期投入」的欄中所示的5種材料,將溫度升溫至80℃為止。繼而,將第1接枝聚合步驟至第3接枝聚合步驟的材料的使用量變更為表9所示的條件,除此以外,以與實施例11相同的方式獲得橡膠質接枝聚合物(A'-12)。橡膠質接枝聚合物(A'-12)的折射率為1.5000。
[實施例13]
該實施例中,在不使橡膠乳膠的橡膠粒子進行肥大化的情況下,製造橡膠質接枝聚合物。以與實施例11相同的方式製造橡膠乳膠(H-11)。所製造的橡膠乳膠(H-11)中,將70質量份的橡膠乳膠(H-11)作為聚合物固體成分而投入至反應容器中。繼而,於該反應容器內,以與實施例11相同的方式添加表9中「初期投入」的欄中所示的5種材料,將溫度升溫至80度為止。繼而,以與實施例11相同的方式進行第1接枝聚合步驟至第3接枝聚合步驟以及凝聚處理,獲得橡膠質接枝聚合物(A'-13)。橡膠質接枝聚合物(A'-13)的折射率為1.4975。
[實施例14]
該實施例中,在不使橡膠乳膠的橡膠粒子進行肥大化的情況 下,製造橡膠質接枝聚合物。以與實施例11相同的方式製造橡膠乳膠(H-11)。所製造的橡膠乳膠(H-11)中,將70質量份的橡膠乳膠(H-11)作為聚合物固體成分而投入至反應容器中。繼而,於該反應容器內,以與實施例12相同的方式添加表9中「初期投入」的欄中所示的5種材料,將溫度升溫至80度為止。繼而,以與實施例12相同的方式進行第1接枝聚合步驟至第3接枝聚合步驟以及凝聚處理,獲得橡膠質接枝聚合物(A'-14)。橡膠質接枝聚合物(A'-14)的折射率為1.5000。
[實施例21]
於具備攪拌翼以及經控制為100℃的回流冷卻器的聚合反應裝置中,將ISB以及CHDM、與進行蒸餾純化而將氯化物離子濃度設為10ppb以下的DPC以及乙酸鈣一水合物,以莫耳比率成為ISB/CHDM/DPC/乙酸鈣一水合物=0.70/0.30/1.00/1.3×10-6的方式投入,充分進行氮置換(氧濃度為0.0005體積%~0.001體積%)。
繼而以加熱介質進行加溫,於內溫達到100℃的時刻開始攪拌,一邊以內溫成為100℃的方式進行控制一邊使內容物進行熔解。其後,開始升溫,40分鐘後於內溫達到210℃的時刻一邊維持該溫度一邊開始減壓。達到210℃後,花90分鐘設為13.3kPa(絕對壓力,以下相同),一邊維持該壓力,一邊進而將該溫度維持60分鐘。
與聚合反應同時副生成的苯酚蒸氣導入至如下的回流冷卻器中,所述回流冷卻器使用向回流冷卻器的入口溫度被控制 為100℃的蒸氣作為冷卻介質,並且將苯酚蒸氣中包含若干量的單體成分返回至聚合反應器中,未凝縮的苯酚蒸氣繼續導入至使用45℃溫水作為冷卻介質的凝縮器中而回收。
將以所述方式經低聚物化的內容物暫時複壓至大氣壓後,轉移至另一聚合反應裝置中,該聚合反應裝置具備攪拌翼以及以與所述相同的方式經控制的回流冷卻器,開始進行升溫以及減壓,花60分鐘設為內溫220℃、壓力200Pa。其後,花20分鐘設為內溫230℃、壓力133Pa以下,於達到規定攪拌動力的時刻進行複壓,將內容物以股線的形態擠出,以旋轉式切割器來製成顆粒(聚碳酸酯樹脂1)。
利用所述評價方法(10)以及評價方法(11)來測定的聚碳酸酯樹脂1的玻璃轉移溫度為121℃,折射率為1.4990。
繼而,將聚碳酸酯樹脂1的顆粒、作為衝擊強度改質劑的橡膠質接枝聚合物(A'-11)(折射率:1.4975)、作為脫模劑的Unistar E-275、進而作為抗氧化劑的Irganox 1010以及Adekastab 2112,以表10所示的組成進行調配而獲得樹脂組成物。將該樹脂組成物供給至具有2個通氣口的日本製鋼所公司製造的雙軸擠出機(LABOTEX30HSS-32)中,以擠出機的出口的樹脂溫度成為250℃的方式擠出為股線狀,將股線以水進行冷卻固化後,以旋轉式切割器來進行顆粒化。此時,通氣口與真空泵連結,以通氣口的壓力成為500Pa的方式進行控制。對所得的顆粒狀的聚碳酸酯樹脂組成物進行藉由所述評價方法(12)~評價方法(16)的評 價,獲得表10所示的評價結果。
[實施例22~實施例24]
除了代替橡膠質接枝聚合物(A'-11),而使用橡膠質接枝聚合物(A'-12)(折射率:1.5000)、橡膠質接枝聚合物(A'-13)(折射率:1.4975)、或者橡膠質接枝聚合物(A'-14)(折射率:1.5000)以外,以與實施例21相同的方式進行聚碳酸酯樹脂組成物的製造與評價,獲得表10所示的評價結果。
[比較例11]
除了不添加橡膠質接枝聚合物(A'-11)以外,以與實施例21相同的方式進行聚碳酸酯樹脂組成物的製造與評價,獲得表10所示的評價結果。
[比較例12及比較例13]
除了代替橡膠質接枝聚合物(A'-11)而使用Metablen C-223A(折射率:1.5210)或者Paraloid EXL2603(折射率:1.5080)以外,以與實施例21相同的方式進行聚碳酸酯樹脂組成物的製造與評價,獲得表10所示的評價結果。
[實施例25]
於具備攪拌翼以及經控制為100℃的回流冷卻器的聚合反應裝置中,將ISB與CHDM、進行蒸餾純化而將氯化物離子濃度設為10ppb以下的DPC以及乙酸鈣一水合物作為反應原料,以莫耳比率成為ISB/CHDM/DPC/乙酸鈣一水合物=0.50/0.50/1.00/1.3×10-6的方式投入,除此以外,以與實施例21相同的方式獲得「聚碳酸酯樹脂2」。該聚碳酸酯樹脂2的玻璃轉移溫度為99℃,利用阿貝折射率計來測定的折射率為1.4985。
除了代替聚碳酸酯樹脂1而使用聚碳酸酯樹脂2,且相對於聚碳酸酯樹脂2的100質量份而將橡膠質接枝聚合物(A'-11)的調配量設為5.0質量份以外,以與實施例21相同的方式進行聚碳酸酯樹脂組成物的製造與評價,獲得表11所示的評價結果。
[比較例14]
除了不添加橡膠質接枝聚合物(A'-11)以外,以與實施例25相同的方式進行聚碳酸酯樹脂組成物的製造與評價,獲得表11所示的評價結果。
[比較例15及比較例16]
除了代替橡膠質接枝聚合物(A'-11)而使用Metablen C-223A(折射率:1.5210)或者Paraloid EXL2603(折射率:1.5080)以外,以與實施例25相同的方式進行聚碳酸酯樹脂組成物的製造與評價,獲得表11所示的評價結果。
如表10及表11所明示,本發明的聚碳酸酯樹脂組成物與比較例的聚碳酸酯樹脂組成物相比,顯示出高的總光線透過率與高的有缺口簡支梁衝擊強度。因此可知,本發明的聚碳酸酯樹脂成形品兼具優異的透明性及衝擊強度,可適用於建築材料領域、電氣.電子領域、汽車領域、光學零件領域等。

Claims (18)

  1. 一種聚碳酸酯樹脂用強化劑,其為橡膠質接枝聚合物,所述橡膠質接枝聚合物是藉由包含下述步驟(1)及步驟(2)的方法而獲得,步驟(1):於包含乳化劑的橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單體(g)進行乳化聚合而獲得橡膠質接枝聚合物乳膠的步驟,所述乳化劑為弱酸與強鹼的鹽;步驟(2):對所述橡膠質接枝聚合物乳膠添加分子量為700以上的硫醚系抗氧化劑後,進行噴霧回收,或者使用凝析劑來進行凝析回收的步驟,所述凝析劑為弱酸與強鹼的鹽;所述橡膠質接枝聚合物的橡膠部具有丁二烯結構單元以及丙烯酸烷酯結構單元,接枝部包含甲基丙烯酸甲酯結構單元;使包含所述橡膠質接枝聚合物3質量份、及黏度平均分子量為24,000的芳香族聚碳酸酯樹脂97質量份的聚碳酸酯樹脂組成物,於下述條件下進行成形而成的試驗片的⊿YI值為36以下,且所述聚碳酸酯樹脂組成物的顆粒的⊿MFR值為3以下,條件1 顆粒以及試驗片的製作條件:利用經加熱至轉筒溫度280℃的去揮發式擠出機,以螺桿轉速為150rpm的條件將所述聚碳酸酯樹脂組成物進行混練而獲得顆粒;利用100t射出成形機,以滾筒溫度為280℃、模具溫度為90℃的條件使所述顆粒進行成形而獲得平板狀的試驗片,所述平板狀的試驗片的長度為100mm、寬度為50mm、厚度為2mm; 條件2 ⊿YI值的測定條件:試驗片的YI值是依據JIS K7105,使用分光色差計,以C光源、2度視野的條件,利用反射光測定法來測定;首先,測定熱老化前的試驗片的YI值(YIB);繼而,使用高溫烘箱,於溫度140℃下將所述試驗片進行12小時熱老化後,測定其YI值(YIA);利用以下式子來算出⊿YI值;⊿YI=YIA-YIB;條件3 ⊿MFR值的測定條件:顆粒的熔體質量流動速率(MFR)值是依據ISO1133,使用熔融指數測定儀,以滾筒溫度300℃、負重1.2kg進行測定;首先,測定熱老化前的顆粒的MFR值(MFRB);繼而,使用壓力鍋,將其他的所述顆粒於溫度為120℃、相對濕度為100%的條件下進行60小時熱老化後,測定其MFR值(MFRA);利用以下的式子來算出⊿MFR值;⊿MFR=MFRA-MFRB
  2. 如申請專利範圍第1項所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑,其中藉由下述利用熱水的萃取處理來測定的所述橡膠質接枝聚合物中所含的硫酸根離子(SO4 2-)與亞硫酸根離子(SO3 2-)的合計量(g/g)為3.5ppm以下,熱水萃取條件:量取所述橡膠質接枝聚合物20.0g於玻璃製耐壓容器中,於 其中添加去離子水200ml,於齒輪烘箱內95℃下、進行20小時的利用熱水的萃取處理。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑,其中所述橡膠質接枝聚合物中所含的氯離子(Cl-)的含量(g/g)為150ppm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑,其中所述橡膠質接枝聚合物的橡膠部包含70質量%以上的丁二烯結構單元。
  5. 一種聚碳酸酯樹脂組成物,其包含如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚碳酸酯樹脂用強化劑以及聚碳酸酯樹脂,相對於所述聚碳酸酯樹脂100質量份,而含有1質量份以上、20質量份以下的所述聚碳酸酯樹脂用強化劑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂於結構的一部分中含有由具有下述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元: 其中,所述式(1)所表示的部位為-CH2-O-H的情況除外。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中更包含分子量為700以上的硫醚系抗氧化劑。
  8. 一種成形品,其是對如申請專利範圍第5項所述的聚碳酸 酯樹脂組成物進行成形而獲得。
  9. 一種聚碳酸酯樹脂用強化劑的製造方法,所述聚碳酸酯樹脂用強化劑為橡膠質接枝聚合物,所述製造方法包括下述步驟(1)及步驟(2):步驟(1):於包含乳化劑的橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單體(g)進行乳化聚合而獲得橡膠質接枝聚合物乳膠的步驟,所述乳化劑為弱酸與強鹼的鹽;步驟(2):對所述橡膠質接枝聚合物乳膠添加分子量為700以上的硫醚系抗氧化劑後,進行噴霧回收,或者使用凝析劑來進行凝析回收的步驟,所述凝析劑為弱酸與強鹼的鹽。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法,其中所述橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑為0.01μm~1μm。
  11. 一種聚碳酸酯樹脂組成物,其含有聚碳酸酯樹脂、及橡膠質接枝聚合物,所述聚碳酸酯樹脂於結構的一部分中含有由具有下述式(1)所表示的部位的二羥基化合物而來的結構單元,所述聚碳酸酯樹脂組成物的特徵在於:所述橡膠質接枝聚合物的折射率與所述聚碳酸酯樹脂的折射率之差為0.005以下,所述橡膠質接枝聚合物的橡膠部具有丁二烯結構單元以及丙烯酸烷酯結構單元,相對於所述聚碳酸酯樹脂100質量份,而含有1質量份以上、20質量份以下的所述橡膠質接枝聚合物: 所述式(1)所表示的部位為-CH2-O-H的情況除外。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂的玻璃轉移溫度低於145℃。
  13. 如申請專利範圍第11項或第12項所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂具有選自由源自下述式(2)~式(5)所表示的二羥基化合物的結構單元所組成的組群中的任一種結構單元:HO-R1-OH (2) HO-CH2-R2-CH2-OH (3) H-(O-R3)p-OH (4) HO-R4-OH (5)其中,式(2)中,R1表示碳數4~20的經取代或未經取代的伸環烷基;式(3)中,R2表示碳數4~20的經取代或未經取代的伸環烷基;式(4)中,R3表示碳數2~10的經取代或未經取代的伸烷基,p為2~100的整數;式(5)中,R4表示碳數2~20的經取代或未經取代的伸烷基、或者經取代或未經取代的具有縮醛環的基團。
  14. 如申請專利範圍第11項或第12項所述的聚碳酸酯樹脂組 成物,其中所述橡膠質接枝聚合物是使用鹼土類金屬鹽,對藉由使用脂肪族系乳化劑的乳化聚合而獲得的橡膠質接枝聚合物乳膠進行凝析並回收而得的聚合物。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述橡膠質接枝聚合物乳膠是於橡膠乳膠的存在下,對乙烯基單體(g')進行乳化聚合而獲得,且所述乙烯基單體(g')含有具有極性基的乙烯基單體(p)。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述橡膠乳膠中的橡膠粒子的體積平均粒徑為0.1μm~1μm。
  17. 一種聚碳酸酯樹脂成形品,其特徵在於:對如申請專利範圍第11項或第12項所述的聚碳酸酯樹脂組成物進行成形而獲得。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的聚碳酸酯樹脂成形品,其中所述聚碳酸酯樹脂成形品是利用射出成形法進行成形而獲得。
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