TWI788490B - 聚碳酸酯一聚二有機矽氧烷共聚物、其樹脂組成物、及其製造方法 - Google Patents

聚碳酸酯一聚二有機矽氧烷共聚物、其樹脂組成物、及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明目的在於提供一種兼具優良之耐衝擊性,尤為於極低溫下之耐衝擊性與抗化學性的聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物或其樹脂組成物及其製造方法。 本發明之共聚物或其樹脂組成物係包含聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物與任意之聚碳酸酯樹脂的共聚物或其樹脂組成物,其中, 前述共聚物係包含(A-1)聚碳酸酯嵌段、及(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段, 前述(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段係於前述共聚物或其樹脂組成物中,以2.5~8.0重量%含有,且 滿足以下(i)及(ii): (i)於前述共聚物或其樹脂組成物之使用電子束顯微鏡的剖面觀察影像中,在850nm見方(722,500nm2 )之區域存在1~20個最大長徑為80nm以上的結構域;及 (ii)平均結構域大小為30~100nm。

Description

聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物、其樹脂組成物、及其製造方法
本發明係有關於一種聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物(以下有簡稱為「PC-POS共聚物」)或樹脂組成物、及該樹脂組成物的製造方法。更詳而言之,係有關於一種具備優良之耐衝擊性,尤為於極低溫下之耐衝擊性及抗化學性的PC-POS共聚物或樹脂組成物、及該樹脂組成物的製造方法。
聚碳酸酯由於耐衝擊性優良且具有高耐熱性,而於光學零件、電氣/電子設備領域、汽車領域經廣泛使用。而且,為了因應近年來用途領域的擴大,有人著手開發對雙酚A(以下簡稱為BPA)等一般的單體原料導入各種共聚合單體單元而成的共聚合聚碳酸酯。其中,由BPA與聚二有機矽氧烷共單體構成的PC-POS共聚物周知其阻燃性及耐衝擊性優良,而經揭示於諸多文獻(專利文獻1~3)。
作為改善PC-POS共聚物之耐衝擊性,尤為於低溫下之耐衝擊性的方法,有人揭示一種方法,其係著眼於所用之聚二有機矽氧烷結構中的鏈長,而使用長鏈長聚二有機矽氧烷(專利文獻4~5)。
此外,專利文獻6中揭示一種方法,其係著眼於成形品中所形成的矽氧烷結構域大小,藉由適當摻混透光率不同的2種PC-POS共聚物而兼具一定的透明性與耐衝擊性。
專利文獻7中揭示一種樹脂組成物的製造方法,其係包含以長鏈長聚二有機矽氧烷及短鏈長聚二有機矽氧烷為原料的PC-POS共聚物,其中示出同樣兼具一定的透明性與耐衝擊性之實例。
然而,迄此包含PC-POS共聚物或者PC-POS共聚物的樹脂組成物,其耐衝擊性,尤為假想至高緯度地帶或山岳地帶等高處之於極低溫下之耐衝擊性的性能均不充分,而無法獲得兼具更高之抗化學性、塗裝耐久性之包含PC-POS共聚或者PC-POS共聚物的樹脂組成物。
此外,就PC-POS共聚物單質,無法獲得基於UL規格94之V-0等高度的阻燃性。因此,為了獲得高阻燃性而有一種對此PC-POS共聚物摻混阻燃劑的方法(專利文獻2及8)。然而,此等方法仍算不上薄壁阻燃性充分者。另一方面,已知有一種將聚四氟乙烯粒子與阻燃劑添加於聚碳酸酯的方法(專利文獻9及10)。然而,此等文獻中並未記載透過選擇特定的PC-POS共聚物作為聚碳酸酯樹脂,來獲得極高之阻燃性與低溫衝擊特性者。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平5-186675號公報 [專利文獻2]日本特開平5-247195號公報 [專利文獻3]日本專利2662310號公報 [專利文獻4]WO91/00885號公報 [專利文獻5]日本特開2012-246430號公報 [專利文獻6]日本特表2006-523243號公報 [專利文獻7]日本特開2015-163722號公報 [專利文獻8]日本特開平5-189975號公報 [專利文獻9]日本特開2005-263908號公報 [專利文獻10]日本特開2004-27113號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明目的在於提供一種具備優良之耐衝擊性,尤為於極低溫下之耐衝擊性及抗化學性的聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物或其樹脂組成物。 [解決課題之手段]
本案發明人等為達成此目的而致力累積多次研究的結果發現,藉由下述構成,可解決上述課題,終至達成本發明。
《構成1》 一種共聚物或其樹脂組成物,其係包含聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物與任意之聚碳酸酯樹脂的前述共聚物或其樹脂組成物,其中, 前述共聚物係包含(A-1)聚碳酸酯嵌段、及(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段, 前述(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段係於前述共聚物或其樹脂組成物中,以2.5~8.0重量%含有,且 滿足以下(i)及(ii): (i)於前述共聚物或其樹脂組成物之使用電子束顯微鏡的剖面觀察影像中,在850nm見方(722,500nm2 )之區域存在1~20個最大長徑為80nm以上的結構域;及 (ii)平均結構域大小為30~100nm。
《構成2》 如構成1之共聚物或其樹脂組成物,其中前述(A-1)聚碳酸酯嵌段係以下述通式[1]表示:
Figure 02_image001
[(上述通式[1]中,R1 及R2 各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數3~14之芳基、碳原子數3~14之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基,各有多個時,彼等可相同或相異,e及f各自為1~4之整數,W為單鍵或者選自由下述通式[2]所示之基所成群組的至少一種基)
Figure 02_image003
(上述通式[2]中,R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 各自獨立表示選自由氫原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數3~14之芳基及碳原子數7~20之芳烷基所成群組之基,R19 及R20 各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數3~14之芳基、碳原子數6~10之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基,有多個時彼等可相同或相異,g為1~10之整數,h為4~7之整數)]。
《構成3》 如構成2之共聚物或其樹脂組成物,其中前述(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段係以下述通式[3]表示:
Figure 02_image005
(上述通式[3]中,R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 各自獨立為氫原子、碳數1~12之烷基或碳數6~12之經取代或者未取代之芳基,R9 及R10 各自獨立為氫原子、鹵素原子、碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基,p為自然數,q為0或自然數,平均鏈長p+q為30~100之自然數;X為C2~C8之二價脂肪族基)。
《構成4》 如構成1~3中任一項之共聚物或其樹脂組成物,其係進一步滿足以下(iii): (iii)於前述共聚物或其樹脂組成物之使用電子束顯微鏡的剖面觀察影像中,在5片試料切片中於850nm見方(722,500nm2 )之區域均不存在最大長徑為400nm以上的結構域。
《構成5》 如構成1~4中任一項之共聚物或其樹脂組成物,其黏度平均分子量為11,000~30,000。
《構成6》 如構成1~5中任一項之共聚物或其樹脂組成物,其中, 前述(A-1)聚碳酸酯嵌段係衍生自2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷,且 前述(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段係衍生自(2-烯丙基酚)末端聚二有機矽氧烷、或(2-甲氧基-4-烯丙基酚)末端聚二有機矽氧烷。
《構成7》 如構成1~6中任一項之共聚物或其樹脂組成物,其係包含100~1重量%之前述共聚物、與0~99重量%之前述聚碳酸酯樹脂。
《構成8》 如構成7之樹脂組成物,其中前述聚碳酸酯樹脂係以下述通式[1]表示:
Figure 02_image007
[(上述通式[1]中,R1 及R2 各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數3~14之芳基、碳原子數3~14之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基,各有多個時,彼等可相同或相異,e及f各自為1~4之整數,W為單鍵或者選自由下述通式[2]所示之基所成群組的至少一種基)
Figure 02_image009
(上述通式[2]中,R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 各自獨立表示選自由氫原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數3~14之芳基及碳原子數7~20之芳烷基所成群組之基,R19 及R20 各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數3~14之芳基、碳原子數6~10之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基,有多個時彼等可相同或相異,g為1~10之整數,h為4~7之整數)]。
《構成9》 一種樹脂組成物,其係含有:如構成1~8中任一項之共聚物或其樹脂組成物、與相對於前述共聚物或其樹脂組成物100質量份為0.001~20重量份的(B)阻燃劑。
《構成10》 如構成9之樹脂組成物,其中前述(B)阻燃劑為金屬鹽系阻燃劑及/或有機磷系阻燃劑。
《構成11》 如構成9或10之樹脂組成物,其係進一步包含(C)含氟防淌劑及/或(D)紫外線吸收劑。
《構成12》 一種成形品,其係由如構成1~7中任一項之共聚物或其樹脂組成物、或如構成8~11中任一項之樹脂組成物所形成。
《構成13》 如構成12之成形品,其中基於ASTM D1003 (ISO13468)所測得之厚度2mm之成形品的總透光率為80%以下。
《構成14》 一種如構成3之共聚物或樹脂組成物的製造方法,其係包含以下步驟(a)及(b): (a)在對水呈不溶性之有機溶媒與鹼水溶液的混合液中,使下述式[4]所示之二元酚(I)與光氣反應,而調製含有具末端氯甲酸酯基之碳酸酯寡聚物的溶液;
Figure 02_image011
(式中,R1 、R2 、e、f及W係與前述相同);及 (b)其次,一邊攪拌該溶液,一邊添加下述式[5]所示之羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)而使羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)與碳酸酯寡聚物進行界面聚合;
Figure 02_image013
(式中,R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 、R10 、p、q及X係與前述相同), 於此,係按式[4]及式[5]所示之二元酚總量每1莫耳,以8莫耳以上且未達11莫耳使用對水呈不溶性之有機溶媒。
《構成15》 如構成14之製造方法,其中按式[4]及式[5]所示之二元酚的總量每1莫耳,使用8莫耳以上且未達9.5莫耳之對水呈不溶性之有機溶媒而起始界面聚縮合反應後,進一步按式[4]及式[5]所示之二元酚的總量每1莫耳,添加2莫耳以上之對水呈不溶性之有機溶媒。 [發明之效果]
本發明之PC-POS共聚物或其樹脂組成物由於具備優良之耐衝擊性,尤為於極低溫下之耐衝擊性及抗化學性,而且亦具備更高的塗裝耐久性,因此其可發揮之產業上的效果極顯著。
[實施發明之形態]
以下,更詳細說明本發明。 《聚碳酸酯共聚物或樹脂組成物》 本發明之PC-POS共聚物係包含(A-1)聚碳酸酯嵌段、與(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段。又,本發明之樹脂組成物為包含上述共聚物的樹脂組成物,較佳為由100~1重量%之PC-POS共聚物與0~99重量%之聚碳酸酯樹脂所構成。於此,本發明之共聚物或其樹脂組成物其(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段的含量為2.5~8.0重量%,且滿足以下(i)及(ii): (i)於使用電子束顯微鏡的樹脂組成物剖面觀察影像中,在850nm見方(722,500nm2 )之區域存在1~20個最大長徑為80nm以上的結構域;及 (ii)平均結構域大小為30~100nm。
本案發明人等發現,藉由使聚二有機矽氧烷與具有末端氯甲酸酯基之碳酸酯寡聚物,以向來未曾進行過之極高濃度在溶媒中反應,可使PC-POS共聚物形成特定的平均大小之結構域,同時可使80nm以上的粗大結構域形成,而且發現此種結構域的分散狀態對PC-POS共聚物的耐衝擊性(尤為於極低溫下之耐衝擊性)等極為有利。
此外,於本說明書中,有將PC-POS共聚物與聚碳酸酯樹脂之組合簡稱為A成分。
<聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷(PC-POS)共聚物> 於本發明中,PC-POS共聚物係包含(A-1)聚碳酸酯嵌段與(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段,較佳含有式[1]之(A-1)聚碳酸酯嵌段及式[3]之(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段。
<PC-POS共聚物-(A-1)聚碳酸酯嵌段> 本發明中,(A-1)聚碳酸酯嵌段為PC-POS共聚物中所含之聚碳酸酯系部分,其種類不特別限定。例如,此種聚碳酸酯系部分可為芳香族聚碳酸酯系部分。
例如,(A-1)聚碳酸酯嵌段係以下述式[1]表示:
Figure 02_image015
[(上述式[1]中,R1 及R2 各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數6~14之芳基、碳原子數6~14之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基。當R1 及R2 各有多個時,彼等可相同或相異)]。
作為鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子等。作為碳原子數1~18之烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二基、十四基等。較佳為碳原子數1~6之烷基。作為碳原子數1~18之烷氧基,可例舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基等。較佳為碳原子數1~6之烷氧基。
作為碳原子數6~20之環烷基,可例舉環己基、環辛基等。較佳為碳原子數6~12之環烷基。作為碳原子數6~20之環烷氧基,較佳可例舉環己氧基、環辛氧基等。較佳為碳原子數6~12之環烷氧基。
作為碳原子數2~10之烯基,可例舉次甲基(methenyl)、乙烯基(ethenyl)、丙烯基、丁烯基、戊烯基等。較佳為碳原子數1~6之烯基。
作為碳原子數6~14之芳基,可例舉苯基、萘基等。作為碳原子數6~14之芳氧基,可例舉苯氧基、萘氧基等。作為碳原子數7~20之芳烷基,可例舉苄基、苯乙基等。作為碳原子數7~20之芳烷氧基,可例舉苄氧基、苯基乙氧基等。
e及f各自獨立為1~4之整數。 W為單鍵或者選自由下述式[2]所示之基所成群組的至少一種基)。
Figure 02_image017
(上述式[2]中,R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 各自獨立表示選自由氫原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數3~14之芳基及碳原子數7~20之芳烷基所成群組之基)。
作為碳原子數1~18之烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二基等。較佳為碳原子數1~6之烷基。
作為碳原子數6~14之芳基,可例舉苯基、萘基等。此等可經取代。作為取代基,可例舉甲基、乙基、丙基、丁基等碳原子數1~6之烷基。作為碳原子數7~20之芳烷基,可例舉苄基、苯乙基等。
R19 及R20 各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數6~14之芳基、碳原子數6~10之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基。有多個時彼等可相同或相異。
作為鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子等。作為碳原子數1~18之烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二基、十四基等。較佳為碳原子數1~6之烷基。作為碳原子數1~10之烷氧基,可例舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基等。較佳為碳原子數1~6之烷氧基。
作為碳原子數6~20之環烷基,可例舉環己基、環辛基等。較佳為碳原子數6~12之環烷基。作為碳原子數6~20之環烷氧基,可例舉環己氧基、環辛氧基等。較佳為碳原子數6~12之環烷氧基。
作為碳原子數2~10之烯基,可例舉次甲基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基等。較佳為碳原子數1~6之烯基。
作為碳原子數6~14之芳基,可例舉苯基、萘基等。作為碳原子數6~14之芳氧基,可例舉苯氧基、萘氧基等。作為碳原子數7~20之芳烷基,可例舉苄基、苯乙基等。作為碳原子數7~20之芳烷氧基,可例舉苄氧基、苯基乙氧基等。
g為1~10之整數,較佳為1~6之整數。h為4~7之整數,較佳為4~5之整數。 式[1]所示之聚碳酸酯嵌段較佳為衍生自2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷之嵌段。
聚碳酸酯嵌段的長度,以式[1]之重複單元的平均數計,較佳為10~100,更佳為30~100,再更佳為50~70。
聚碳酸酯嵌段的含量,尤為式[1]所示之聚碳酸酯嵌段的含量,以共聚物的總重量為基準,較佳為50~99.9重量%,更佳為70~99.5重量%,再更佳為80~99.0重量%。
<PC-POS共聚物-(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段> 本發明之共聚物係包含聚二有機矽氧烷嵌段,聚二有機矽氧烷嵌段在其共聚物或樹脂組成物中的含量為2.5~8.0重量%。
例如,聚二有機矽氧烷嵌段係以下述式[3]表示:
Figure 02_image019
[上述式[3]中,R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 各自獨立為氫原子、碳數1~12之烷基或碳數6~12之經取代或者未取代之芳基。
作為碳數1~12之烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二基等。較佳為碳原子數1~6之烷基。作為碳數6~12之經取代或者未取代之芳基,可例舉苯基、萘基等。作為取代基,可例舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等碳數1~12之烷基。R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 較佳為甲基。 R9 及R10 各自獨立為氫原子、鹵素原子、碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基。
作為鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子等。作為碳原子數1~10之烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二基等。較佳為碳原子數1~6之烷基。作為碳原子數1~10之烷氧基,可例舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等。較佳為碳原子數1~6之烷氧基。
p為自然數,q為0或自然數,平均鏈長p+q為30~100之自然數。平均鏈長p+q較佳為35~90,更佳為50~70。p較佳為35~90,更佳為50~70。 q較佳為0~80,更佳為0~50。
平均鏈長p+q若為30~100,則可充分獲得低溫下的耐衝擊性與抗化學性。低於下限時,無法展現充分的極低溫耐衝擊性;而且,高於上限時,則外觀(顏色不均、剝離不良)會惡化。
X為碳數2~8之二價脂肪族基。作為二價脂肪族基,可舉出碳數2~8之伸烷基。作為伸烷基,可列舉伸乙基、伸丙基、伸丁基等。
上述式[3]所示之聚二有機矽氧烷嵌段較佳為衍生自(2-烯丙基酚)末端聚二有機矽氧烷、或者(2-甲氧基-4-烯丙基酚)末端聚二有機矽氧烷之嵌段。亦即,較佳的是,式[3]中X為伸丙基且R9 及R10 為氫原子,或者X為伸丙基且R9 及R10 為甲氧基。
諸如上述,於本發明之共聚物或樹脂組成物中之聚二有機矽氧烷嵌段的含量雖為2.5~8.0重量%,惟PC-POS共聚物含於本發明之樹脂組成物時,此PC-POS共聚物能以與此範圍不同之含量含有聚二有機矽氧烷嵌段。聚二有機矽氧烷嵌段的含量,尤為上述[3]所示之聚二有機矽氧烷嵌段的含量,以PC-POS共聚物的總重量為基準,可為例如3.0~30.0重量%、3.5~20.0重量%、或4.0~15.0重量%。再者,當PC-POS共聚物含於本發明之樹脂組成物時,PC-POS共聚物可為4.0~70.0重量%、8.0~60.0重量%、10.0~30.0重量%、或12.0~25.0重量%。若為此種範圍,則有製造方面的優點,例如可形成極大的結構域而能夠展現低溫耐衝擊性;又,由於可形成乳化狀態而能夠進行聚合反應,而且玻璃轉移溫度合宜而能夠進行造粒等。
共聚物的黏度平均分子量較佳為5.0×103 ~3.5×104 ,更佳為1.0×104 ~2.5×104 ,再更佳為1.2×104 ~2.0×104 ,特佳為1.5×104 ~1.8×104 。共聚物的黏度平均分子量若未達下限,則不易獲得諸多領域中符合實用的機械強度,而且與待混合之聚碳酸酯樹脂等的熔融黏度差較大而導致混練性惡化;若超過上限,則熔融黏度較高,通常需要高成形加工溫度,而容易導致樹脂的熱劣化等不良情形或製造時之水洗步驟中的分離不良所引起的生產性降低。
<聚碳酸酯樹脂> 本發明之樹脂組成物中任意含有的聚碳酸酯樹脂,只要可賦予本發明之有利的效果則其種類不特別限定。聚碳酸酯樹脂可為例如不含如上述之(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段,而由(A-1)聚碳酸酯嵌段所構成的聚碳酸酯,而且,聚碳酸酯樹脂亦可衍生自下述通式[4]所示之二元酚(I)。例如,作為該二元酚,可例舉例如4,4’-二羥基聯苯、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)-1-苯基乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、2,2-雙(4-羥基-3,3’-聯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷、2,2-雙(3-第三丁基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥基苯基)辛烷、2,2-雙(3-溴-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-環己基-4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(3-環己基-4-羥基苯基)環己烷、雙(4-羥基苯基)二苯基甲烷、9,9-雙(4-羥基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環戊烷、4,4’-二羥基二苯基醚、4,4’-二羥基-3,3’-二甲基二苯基醚、4,4’-磺醯基二酚、4,4’-二羥基二苯基亞碸、4,4’-二羥基二苯基硫醚、2,2’-二甲基-4,4’-磺醯基二酚、4,4’-二羥基-3,3’-二甲基二苯基亞碸、4,4’-二羥基-3,3’-二甲基二苯基硫醚、2,2’-二苯基-4,4’-磺醯基二酚、4,4’-二羥基-3,3’-二苯基二苯基亞碸、4,4’-二羥基-3,3’-二苯基二苯基硫醚、1,3-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯、1,4-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯、1,4-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,3-雙(4-羥基苯基)環己烷、4,8-雙(4-羥基苯基)三環[5.2.1.02,6 ]癸烷、4,4’-(1,3-金剛烷二基)二酚、1,3-雙(4-羥基苯基)-5,7-二甲基金剛烷等。
其中,較佳為1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、4,4’-磺醯基二酚、2,2’-二甲基-4,4’-磺醯基二酚、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、1,3-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯、1,4-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯,尤以2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷(BPZ)、4,4’-磺醯基二酚、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀為佳。其中最佳為強度優良,且具有良好之耐久性的2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷。又,此等可單獨或組合二種以上使用。
<共聚物及樹脂組成物的組成> 本發明之共聚物及樹脂組成物係由100~1重量%之PC-POS共聚物與0~99重量%之聚碳酸酯所構成。
本發明中之聚二有機矽氧烷嵌段的含量,以樹脂組成物(尤為僅樹脂組成物的樹脂重量)為基準,係2.5~8.0wt%,較佳為3.0~7.0wt%,更佳為3.5~6.5wt%。低於下限時,無法展現充分的極低溫耐衝擊性;而且,高於上限時,則外觀(顏色不均、剝離不良)會惡化、剛性降低、玻璃轉移溫度降低、熱彎曲耐性降低等物性方面較差。
上述樹脂組成物的黏度平均分子量較佳為11,000~30,000,更佳為12,000~25,000。小於11,000時,無法展現充分的低溫耐衝擊性;而且,大於上限值時,則會發生溶液黏度增加所引起的生產性降低或成形流動性不足等。
<聚二有機矽氧烷的結構域大小> 本發明中之PC-POS共聚物係具有聚二有機矽氧烷結構域分散於聚碳酸酯聚合物之基質中而成的凝聚結構。
此外,本發明中之聚二有機矽氧烷結構域係指以分散於聚碳酸酯之基質中的聚二有機矽氧烷為主成分之結構域,亦可包含其他成分。如上述,聚二有機矽氧烷結構域由於係藉由與基質之聚碳酸酯的相分離而形成其結構,因此未必由單一成分所構成。
本發明中,於使用電子束顯微鏡(以下有稱為TEM)之共聚物或其樹脂組成物的剖面觀察影像中,在850nm見方(722,500nm2 )之區域存在1~20個最大長徑為80nm以上的聚二有機矽氧烷結構域,較佳存在2~20,再更佳為4~20,最佳為5~20個。若無任何最大長徑為80nm以上的聚二有機矽氧烷結構域時,無法展現充分的極低溫耐衝擊性;有20個以上時,則外觀會惡化(顏色不均、剝離不良),且極低溫衝擊性亦降低。再者,本發明中,較佳的是最大長徑為400nm以上的聚二有機矽氧烷結構域,在5片試料切片中均不存在於850nm見方(722,500nm2 )之區域。當結構域的平均大小為30~100nm的範圍時,不存在最大長徑為400nm以上的聚二有機矽氧烷結構域,而其存在1個以上時,有外觀(顏色不均、剝離不良)與抗化學性皆降低之傾向。又,偏離此等範圍時,則阻燃性亦會惡化。
又,本發明中之聚二有機矽氧烷結構域的平均大小為30~100nm或超過45nm且100nm以下,較佳為40~80nm,更佳為50~70nm。
所述平均大小之下限較佳為30nm,更佳為40nm,特佳為50nm。所述平均大小之上限較佳為100nm,更佳為80nm,特佳為70nm。若未達所述範圍之下限,無法充分發揮耐衝擊性或抗化學性;超過所述範圍之上限則外觀會惡化(顏色不均、剝離不良),且抗化學性亦降低。
本發明中之共聚物成形品之聚二有機矽氧烷結構域的最大長徑係於使用電子束顯微鏡之850nm見方(722,500nm2 )的樹脂組成物剖面觀察影像中評定。
本發明中之共聚物成形品之聚二有機矽氧烷結構域的平均結構域大小係指各個結構域大小的數量平均之意。
本發明中,所用之用語「結構域的最大長徑」、「平均結構域大小」係指由藉由射出成形所形成之厚度4.0mm的成形片切出薄片切片,並藉由TEM進行觀察所得的測定值。
具體而言,係使用藉由射出成形所製作之寬度10mm、長度80mm、厚度4.0mm的成形片,利用切片機,在室溫下對成形片之距澆口15mm處切出薄片切片,並藉由TEM以倍率20,000倍進行觀察,使用影像解析軟體Win ROOF Ver.6.6(三谷商事(股))對所得TEM照片進行粒子解析,而得到試料薄片中之聚二有機矽氧烷結構域的平均大小及粒徑分布(頻率分布)。此處作為各結構域的大小,係利用最大長徑(以粒子外側輪廓線上的任意2點之間的長度達最大的方式選出任2點時的長度)。於5片試料切片進行同樣的解析,以其平均值作為各試料的值。
(聚二有機矽氧烷) 本發明中,係使用特定平均鏈長的聚二有機矽氧烷作為原料。亦即,以下述通式[5]所示之羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)表示,且平均鏈長p+q為30~100,較佳為35~90,更佳為50~70。
Figure 02_image021
(式中,R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 、R10 、p、q及X係與前述1相同)。
平均鏈長p+q小於30時,無法展現充分的極低溫耐衝擊性;又,大於上限值時,則外觀會惡化(顏色不均、剝離不良)。又,為了滿足所述特定鏈長範圍,亦可混合不同的2種或更多之具有平均鏈長p+q的羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)原料來調製。此時,係使用平均鏈長p+q為1以上且未達60的聚二有機矽氧烷(X-1),及平均鏈長p+q為60以上200以下的聚二有機矽氧烷(X-2)作為原料。作為聚二有機矽氧烷原料的混合調製方法,可為將末端經羥基芳基改質之適當的聚二有機矽氧烷原料彼此混合的方法、或將末端經羥基芳基改質前具有適當的平均鏈長之聚二有機矽氧烷前驅物彼此預先混合後,使末端經羥基芳基改質的方法任一種。使該聚二有機矽氧烷原料與二元酚及聚碳酸酯前驅物反應而得之PC-POS共聚物中的聚二有機矽氧烷嵌段的平均鏈長p+q係如上述較佳為30~100,更佳為35~90,再更佳為50~70。該平均鏈長p+q可藉由核磁共振(NMR)測定來算出。
將上述聚二有機矽氧烷(X-1)與聚二有機矽氧烷(X-2)混合時,較佳以(X-1):(X-2)質量比=1:99~99:1的比例使用,更佳以10:90~90:10的比例使用。
作為聚二有機矽氧烷原料,較佳使用將上述聚二有機矽氧烷(X-1)與(X-2)預先摻混而得之聚二有機矽氧烷(X);此摻混比係與上述(X-1):(X-2)質量比相同,較佳為質量比1:99~99:1,更佳為10:90~90:10。
預先摻混時,上述聚二有機矽氧烷(X-1)的平均鏈長p+q之下限較佳為1以上,更佳為20以上,再更佳為30以上;上限較佳為未達60,更佳為未達50,再更佳為未達45。上述聚二有機矽氧烷(X-2)的平均鏈長p+q之下限較佳為60以上,更佳為70以上,再更佳為90以上;上限較佳為200以下,更佳為100以下。作為通式[5]所示之羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II),宜使用例如如以下所示之化合物。
Figure 02_image023
羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)係具有烯烴性不飽和碳-碳鍵之酚類,較佳為藉由使乙烯基酚、2-烯丙基酚、異丙烯基酚、2-甲氧基-4-烯丙基酚與具有既定聚合度的聚矽氧烷鏈的末端進行矽氧化反應而容易地製造。其中,較佳為(2-烯丙基酚)末端聚二有機矽氧烷、(2-甲氧基-4-烯丙基酚)末端聚二有機矽氧烷,尤以(2-烯丙基酚)末端聚二甲基矽氧烷、(2-甲氧基-4-烯丙基酚)末端聚二甲基矽氧烷為佳。
《PC-POS共聚物的製造方法》 本發明中之PC-POS共聚物可藉由步驟(a)及步驟(b)來製造。
此外,於本說明書中,「二元酚(I)」等係可提供聚碳酸酯嵌段之前驅物;「二元酚(II)」等則為可提供聚二有機矽氧烷嵌段之前驅物。
<步驟(a)> 步驟(a)係在對水呈不溶性之有機溶媒與鹼水溶液的混合液中,使下述式[4]所示之二元酚(I)與光氣反應,而調製含有具末端氯甲酸酯基之碳酸酯寡聚物的溶液之步驟。
Figure 02_image025
(式中,R1 、R2 、e、f及W係與前述相同)。
作為式[4]所示之二元酚(I),較佳為例如1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、4,4’-磺醯基二酚、2,2’-二甲基-4,4’-磺醯基二酚、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、1,3-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯、及1,4-雙{2-(4-羥基苯基)丙基}苯。
尤以2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷(BPZ)、4,4’-磺醯基二酚、及9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀為佳。其中最佳為強度優良,且具有良好之耐久性的2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷。又,此等可單獨或組合二種以上使用。
作為本發明之PC-POS共聚物的製造方法,為了使80nm以上之粗大結構域形成,較有效的是使聚二有機矽氧烷以高濃度與具有末端氯甲酸酯基之碳酸酯寡聚物反應,藉此,可於矽氧烷嵌段的含量較少的區域展現前所未有的分散狀態。
進而,如上述,使用特定平均鏈長的聚二有機矽氧烷作為原料,羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)可僅使用1種,又亦可使用2種以上。
具體而言,係使用以下述通式[5]所示之羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)表示,且平均鏈長p+q為30~100的原料。又,為了滿足所述特定鏈長範圍,亦可混合使用不同的2種或更多之具有平均鏈長p+q的羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)原料。
此時,較佳使用平均鏈長p+q為1以上且未達60的聚二有機矽氧烷(X-1),及平均鏈長p+q為60以上200以下的聚二有機矽氧烷(X-2)作為原料,或者使用將末端經羥基芳基改質前具有適當的平均鏈長之聚二有機矽氧烷前驅物彼此預先混合後,使末端經羥基芳基改質而得之原料。
再者,使碳酸酯前驅物及二元酚反應前,可預先將前述聚二有機矽氧烷(X-1)與前述聚二有機矽氧烷(X-2)摻混,亦可未預先摻混而並行地投入至反應溶液,或將(X-1)及(X-2)分批逐次地投入於反應溶液而使碳酸酯前驅物及二元酚反應。
更佳的是,將前述聚二有機矽氧烷(X-1)投入至反應溶液後,將前述聚二有機矽氧烷(X-2)投入至反應溶液,而使碳酸酯前驅物及二元酚反應,在以下方面有利而較佳:因製造步驟設備簡化所達之效率化/成本效果、及有助於耐衝擊性提升之80nm以上之結構域的形成。
藉由最後單獨加入前述聚二有機矽氧烷(X-2),研判容易對聚合物鏈局部導入平均鏈長較大的聚二有機矽氧烷嵌段,對80nm以上之結構域形成可有利地作用。在任何情況下,羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)均較佳為盡可能不花時間地投入至反應溶液,較佳為一次投入。
藉由使羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)以更高濃度狀態反應,研判容易對聚合物鏈局部導入平均鏈長較大的聚二有機矽氧烷嵌段,對80nm以上之結構域形成可有利地作用。作為原料使用之聚二有機矽氧烷(X-1)與(X-2)的質量比係如上述,就碳酸酯前驅物及二元酚係於後述。
再者,為使80nm以上之粗大結構域形成,在獲得本發明之PC-POS共聚物的界面聚縮合法中,按[4]及式[5]所示之二元酚的總量每1莫耳,對水呈不溶性之有機溶媒較佳為8莫耳以上且未達11莫耳,更佳為8~9.5莫耳。
此處所稱該二元酚的總量,係指聚碳酸酯之原料的雙酚與聚二有機矽氧烷單體的合計量。
又,該不溶性有機溶媒量係指直至添加觸媒而起始聚縮合反應時間點前所用的合計量,即聚碳酸酯寡聚物的製造時所使用的量、聚二有機矽氧烷單體及鏈終止劑的溶解所使用的量、供調整界面聚縮合反應時之乳化狀態而追加的量之合計量。
在獲得本發明之PC-POS共聚物的界面聚縮合法中,按[4]及式[5]所示之二元酚的總量每1莫耳,對水呈不溶性之有機溶媒未達下限時,會因聚合時的乳化狀態惡化而導致聚合物品質降低,而且因溶液黏度過高而生產性亦變差;超過上限時,則無法充分形成80nm以上之結構域而無法展現極低溫耐衝擊性。再者,進行所述碳酸酯前驅物及二元酚與聚二有機矽氧烷的反應後,亦可立即添加對水呈不溶性之有機溶媒。具體而言,較佳為在所用之聚二有機矽氧烷當中,反應溶液中之未反應之聚二有機矽氧烷的比率成為10%以下的時候,按式[4]及式[5]所示之二元酚的總量每1莫耳添加2莫耳以上之對水呈不溶性之有機溶媒。藉此,可確保充分的反應進行度,同時亦可抑制因高濃度化導致聚合物成分析出的風險。
此外,在不妨礙本發明之製造方法的範圍內,亦可相對於共聚物的總重量,以10重量%以下的範圍併用上述二元酚(I)、羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)以外的其他共單體。
於本發明之製造方法中,係預先藉由對水呈不溶性之有機溶媒與鹼水溶液的混合液中之二元酚(I)與碳酸酯形成性化合物的反應來調製包含具末端氯甲酸酯基之寡聚物的混合溶液。
於生成二元酚(I)之寡聚物時,可使本發明之方法所使用之二元酚(I)的總量一次形成寡聚物,或者將其一部分作為後添加單體而以反應原料添加於後段之界面聚縮合反應。後添加單體係指為迅速促進後段之聚縮合反應所添加者,無此需要時無須刻意添加。
此寡聚物生成反應之方式不特別限定,一般較佳為在酸結合劑的存在下,於溶媒中進行的方式。
碳酸酯形成性化合物的使用比例,只要考量反應的化學計量比(當量)適宜調整即可。又,使用光氣等氣體狀碳酸酯形成性化合物時,可較佳採用將其吹入至反應系統中的方法。
作為前述酸結合劑,可使用例如氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物、碳酸鈉、碳酸鉀等鹼金屬碳酸鹽、如吡啶等有機鹼或者該等的混合物等。
酸結合劑的使用比例亦與上述相同,只要考量反應的化學計量比(當量)適宜決定。具體而言,相對於用於寡聚物的形成之二元酚(I)的莫耳數(通常1莫耳相當於2當量),較佳使用2當量或者較其稍微過多量的酸結合劑。
作為前述溶劑,只要將周知之製造聚碳酸酯時所使用者等對各種反應為惰性的溶劑,以1種單獨或是混合溶劑的方式使用即可。作為代表性實例,可舉出例如二甲苯等烴溶媒、以二氯甲烷及氯苯為首之鹵化烴溶媒等。尤其可適合使用二氯甲烷等鹵化烴溶媒。
寡聚物生成的反應壓力不特別限制,可為常壓、加壓、減壓任一種,通常在常壓下進行反應係較為有利。反應溫度係選自-20~50℃的範圍,由於常會隨著聚合而放熱,因此較佳進行水冷卻或冰冷卻。反應時間係由其他條件所控制,無法一概地規定,通常係以0.2~10小時進行。
寡聚物生成反應的pH範圍係與周知之界面反應條件相同,pH常調製成10以上。
本發明係如此獲得包含具末端氯甲酸酯基之二元酚(I)的寡聚物的混合溶液後,一邊攪拌該混合溶液一邊將前述羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)添加於二元酚(I),使該羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)與該寡聚物進行界面聚縮合而得到PC-POS共聚物。
於進行界面聚縮合反應時,亦可斟酌反應的化學計量比(當量)而適宜追加酸結合劑。作為酸結合劑,可使用例如氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物、碳酸鈉、碳酸鉀等鹼金屬碳酸鹽、吡啶等有機鹼或者此等的混合物等。具體而言,將使用之羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)、或如上述將二元酚(I)的一部分以後添加單體添加在此反應階段添加時,相對於後添加分之二元酚(I)與羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)的合計莫耳數(通常1莫耳相當於2當量)較佳使用2當量或者較其過量的鹼。
二元酚(I)之寡聚物與羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)的界面聚縮合反應所產生的聚縮合係藉由劇烈攪拌上述混合液來進行。
於所述聚合反應中,一般使用鏈終止劑或者分子量調節劑。作為鏈終止劑,可舉出具有一元酚性羥基之化合物,除了一般的苯酚、對第三丁基酚、對異丙苯基酚、三溴酚等以外,尚可例示長鏈烷基酚、脂肪族羧醯氯、脂肪族羧酸、羥基苯甲酸烷基酯、羥基苯基烷基酸酯、烷基醚酚等。相對於使用之全部二元酚系化合物100莫耳,其用量為100~0.5莫耳,較佳為50~2莫耳的範圍,理當亦可併用二種以上之化合物。
為促進聚縮合反應,亦可添加如三乙胺之三級胺或四級銨鹽等觸媒。
所述聚合反應的反應時間,為減少未反應聚二有機矽氧烷成分則需設得較長。較佳為30分鐘以上,更佳為50分鐘以上。另一方面,長時間攪拌反應溶液可能會發生聚合物的析出,故較佳為180分鐘以下,更佳為90分鐘以下。
視需求,亦可添加少量亞硫酸鈉、亞硫酸氫鹽等抗氧化劑。
又,本發明之共聚物可與上述二元酚系化合物併用分支化劑而形成分支化共聚物。作為所述分支共聚物所使用之三官能以上之多官能性芳香族化合物,可例舉根皮三酚、根皮葡酚、或4,6-二甲基-2,4,6-參(4-羥基苯基)庚烯-2、2,4,6-三甲基-2,4,6-參(4-羥基苯基)庚烷、1,3,5-參(4-羥基苯基)苯、1,1,1-參(4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-參(3,5-二甲基-4-羥基苯基)乙烷、2,6-雙(2-羥基-5-甲苄基)-4-甲酚、4-{4-[1,1-雙(4-羥基苯基)乙基]苯}-α,α-二甲苄基苯酚等的參酚、肆(4-羥基苯基)甲烷、雙(2,4-二羥基苯基)酮、1,4-雙(4,4-二羥基三苯基甲基)苯、或1,2,4-苯三甲酸、焦蜜石酸、二苯基酮四羧酸及該等的醯氯等,其中較佳為1,1,1-參(4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-參(3,5-二甲基-4-羥基苯基)乙烷,尤以1,1,1-參(4-羥基苯基)乙烷為佳。
反應壓力可為減壓、常壓、加壓任一種,通常能以常壓或者約為反應系統本身的壓力合宜地進行。反應溫度係選自-20~50℃的範圍,由於常會隨著聚合而放熱,因此較佳進行水冷卻或冰冷卻。反應時間係隨反應溫度等其他條件而異,無法一概地規定,通常係以0.5~10小時進行。
視情況而定,亦可對所得聚碳酸酯共聚物適宜施以物理處理(混合、區分等)及/或化學處理(聚合物反應、交聯處理、部分分解處理等)而以期望還原黏度[ηSP /c]的聚碳酸酯共聚物取得。
所得反應生成物(粗製生成物)可施以周知之分離純化法等各種的後處理,而以期望純度(純化度)的PC-POS共聚物回收。
又,本發明之PC-POS共聚物,在不損及本發明之效果的範圍內可摻混一般摻混於聚碳酸酯樹脂組成物的各種阻燃劑、強化填充材料、添加劑。
<B成分:阻燃劑> 作為本發明之B成分使用的阻燃劑,可應用向來周知作為熱塑性樹脂,尤為芳香族聚碳酸酯樹脂之阻燃劑的各種化合物,更佳為(b1)有機金屬鹽系阻燃劑(例如有機磺酸鹼(土)金屬鹽、硼酸金屬鹽系阻燃劑、及錫酸金屬鹽系阻燃劑等)、(b2)有機磷系阻燃劑(例如單磷酸酯化合物、磷酸酯寡聚物化合物、膦酸酯寡聚物化合物、磷腈(phosphonitrile)寡聚物化合物、及膦酸醯胺化合物等)、(b3)由聚矽氧化合物所構成的聚矽氧系阻燃劑。此外,摻混作為阻燃劑使用之化合物不僅可提升阻燃性,根據各化合物的性質,還可提升例如抗靜電性、流動性、剛性、及熱穩定性等。
B成分的含量,相對於A成分100重量份為0.001~20重量份,較佳為0.01~15重量份,更佳為0.05~10重量份。B成分的含量未達0.001重量份時,無法維持阻燃性;超過20重量份時,則無法滿足耐衝擊性及阻燃性。
<阻燃劑-有機金屬鹽系阻燃劑> 有機金屬鹽系阻燃劑對大致維持耐熱性係屬有利。本發明中可最有利地使用的有機金屬鹽系阻燃劑為磺酸鹼(土)金屬鹽。其中較佳者為氟取代有機磺酸之鹼(土)金屬鹽,特佳者為具全氟烷基之磺酸之鹼(土)金屬鹽。於此,全氟烷基的碳數較佳為1~18的範圍,更佳為1~10的範圍,再更佳為1~8的範圍。
構成氟取代有機磺酸鹼(土)金屬鹽之金屬離子的金屬為鹼金屬或者鹼土金屬,作為鹼金屬可舉出鋰、鈉、鉀、銣及銫,作為鹼土金屬,可舉出鈹、鎂、鈣、鍶及鋇。更佳為鹼金屬。從而,較佳之有機金屬鹽系阻燃劑為全氟烷基磺酸鹼金屬鹽。所述鹼金屬當中,更要求透明性時較佳為銣及銫,惟此等較不常用且亦不易純化,結果成本上較為不利。另一方面,鋰及鈉在成本或阻燃性方面較為有利,反之在透明性上則較為不利。斟酌此等情形,可區分使用全氟烷基磺酸鹼金屬鹽中的鹼金屬,但就任一點而言最佳為特性均衡的全氟烷基磺酸鉀鹽。亦可併用所述鉀鹽與由其他鹼金屬構成的全氟烷基磺酸鹼金屬鹽。
作為所述全氟烷基磺酸鹼金屬鹽,可例舉三氟甲磺酸鉀、全氟丁烷磺酸鉀、全氟己磺酸鉀、全氟辛烷磺酸鉀、五氟乙磺酸鈉、全氟丁烷磺酸鈉、全氟辛烷磺酸鈉、三氟甲磺酸鋰、全氟丁烷磺酸鋰、全氟庚烷磺酸鋰、三氟甲磺酸銫、全氟丁烷磺酸銫、全氟辛烷磺酸銫、全氟己磺酸銫、全氟丁烷磺酸銣、及全氟己磺酸銣等,此等可1種或者併用2種以上而使用。此等當中尤以全氟丁烷磺酸鉀為佳。
上述有機金屬鹽系阻燃劑其藉由離子層析法所測得之氟化物離子的含量較佳為50ppm以下,更佳為20ppm以下,再更佳為10ppm以下。氟化物離子的含量愈低,阻燃性或耐光性愈良好。氟化物離子的含量之下限亦可實質上為0,而由兼顧純化工時與效果而言,實用上較佳為0.2ppm左右。所述氟化物離子的含量之全氟烷基磺酸鹼金屬鹽係例如如以下方式進行純化。使全氟烷基磺酸鹼金屬鹽以40~90℃(更佳為60~85℃)的範圍溶解於該金屬鹽之2~10重量倍的離子交換水中。該全氟烷基磺酸鹼金屬鹽係藉由將全氟烷基磺酸以鹼金屬之碳酸鹽或氫氧化物中和的方法、或者將全氟烷基磺醯基氟化物以鹼金屬之碳酸鹽或氫氧化物中和的方法(更佳為後者之方法)所生成。又,該離子交換水特佳為電阻值為18MΩ・cm以上的水。於上述溫度下將溶有金屬鹽的溶液攪拌0.1~3小時,更佳為0.5~2.5小時。其後將該溶液冷卻至0~40℃,更佳為10~35℃的範圍。藉由冷卻而使結晶析出。藉由過濾取出析出之結晶。由此即製成較佳之經純化的全氟烷基磺酸鹼金屬鹽。
使用氟取代有機磺酸鹼(土)金屬鹽作為阻燃劑時,相對於A成分100重量份,其摻混量較佳為0.01~1.0重量份,更佳為0.05~0.8重量份,再更佳為0.08~0.6重量份。愈為所述較佳範圍,愈可發揮摻混氟取代有機磺酸鹼(土)金屬鹽所期望達到的效果(例如阻燃性或抗靜電性等)。
作為氟取代有機磺酸鹼(土)金屬鹽以外的有機金屬鹽系阻燃劑,宜為不含氟原子之有機磺酸的金屬鹽。作為該金屬鹽,可舉出例如脂肪族磺酸之鹼金屬鹽、脂肪族磺酸之鹼土類金屬鹽、芳香族磺酸之鹼金屬鹽、及芳香族磺酸之鹼土類金屬鹽等(均不含氟原子)。
作為脂肪族磺酸金屬鹽的較佳實例,可舉出烷基磺酸鹼(土)金屬鹽,此等可使用1種或者併用2種以上(於此,鹼(土)金屬鹽之表記係以包含鹼金屬鹽、鹼土類金屬鹽之任一者的意義使用)。作為所述烷基磺酸鹼(土)金屬鹽所使用之烷磺酸得較佳實例,可舉出甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、甲基丁磺酸、己磺酸、庚磺酸、辛磺酸等,此等可使用1種或者併用2種以上。
作為芳香族磺酸鹼(土)金屬鹽所使用之芳香族磺酸,可舉出選自由單體狀或聚合物狀之芳香族硫醚的磺酸、芳香族羧酸及酯的磺酸、單體狀或聚合物狀之芳香族醚的磺酸、芳香族磺酸鹽的磺酸、單體狀或聚合物狀的芳香族磺酸、單體狀或聚合物狀的芳香族碸磺酸、芳香族酮的磺酸、雜環磺酸、芳香族亞碸的磺酸、芳香族磺酸之藉由亞甲基型鍵的縮合體所成群組的至少1種酸,此等可使用1種或者併用2種以上。
作為芳香族磺酸鹼(土)金屬鹽的具體例,可舉出例如二苯基硫醚-4,4’-二磺酸二鈉、二苯基硫醚-4,4’-二磺酸二鉀、5-磺酸基異酞酸鉀、5-磺酸基異酞酸鈉、聚伸乙基對酞酸聚磺酸鈉、1-甲氧基萘-4-磺酸鈣、4-十二烷基苯基醚二磺酸二鈉、聚(2,6-二甲基苯醚)聚磺酸鈉、聚(1,3-苯醚)聚磺酸鈉、聚(1,4-苯醚)聚磺酸鈉、聚(2,6-二苯基苯醚)聚磺酸鉀、聚(2-氟-6-丁基苯醚)聚磺酸鋰、苯磺酸鹽的磺酸鉀、苯磺酸鈉、苯磺酸鍶、苯磺酸鎂、對苯二磺酸二鉀、萘-2,6-二磺酸二鉀、聯苯基-3,3’-二磺酸鈣、二苯碸-3-磺酸鈉、二苯碸-3-磺酸鉀、二苯碸-3,3’-二磺酸二鉀、二苯碸-3,4’-二磺酸二鉀、α,α,α-三氟苯乙酮-4-磺酸鈉、二苯基酮-3,3’-二磺酸二鉀、噻吩-2,5-二磺酸二鈉、噻吩-2,5-二磺酸二鉀、噻吩-2,5-二磺酸鈣、苯并噻吩磺酸鈉、二苯基亞碸-4-磺酸鉀、萘磺酸鈉的福馬林縮合物、及蒽磺酸鈉的福馬林縮合物等。
不含氟原子之有機磺酸的金屬鹽當中,較佳為芳香族磺酸鹼(土)金屬鹽,尤以鉀鹽為佳。摻混所述芳香族磺酸鹼(土)金屬鹽作為阻燃劑時,相對於A成分100重量份,其含量較佳為0.01~1重量份,更佳為0.05~0.8重量份,再更佳為0.08~0.6重量份。
<阻燃劑-有機磷系阻燃劑> 作為本發明之有機磷系阻燃劑,宜為磷酸酯化合物,尤佳為磷酸芳酯化合物。所述磷酸酯化合物對阻燃性的提升係屬有效,且因磷酸酯化合物具塑化效果,耐熱性雖會降低,但在可提高本發明之樹脂組成物的成形加工性方面係屬有利。所述磷酸酯化合物可使用以往周知作為阻燃劑的各種磷酸酯化合物,更佳為尤其可舉出下述通式[6]所示之1種或2種以上之磷酸酯化合物。
Figure 02_image027
(式中的Y為衍生自選自氫醌、間苯二酚、雙(4-羥基二苯基)甲烷、雙酚A、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-3-甲基環己烷、二羥基二苯基、二羥基萘、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基苯基)酮、及雙(4-羥基苯基)硫醚所成群組的二羥基化合物之二元酚殘基,g、h、i及j各自獨立為0或1,若為n為0~5之整數、或n數不同之磷酸酯的混合物時則為彼等的平均值,R21 、R22 、R23 、及R24 各自獨立為衍生自選自苯酚、甲酚、二甲苯酚、異丙基苯酚、丁基苯酚、及對異丙苯基苯酚所成群組的芳基之一元酚殘基)。 上述式[6]之磷酸酯化合物可為具有不同n數之化合物的混合物,若為所述混合物時,平均之n數較佳為0.5~1.5,更佳為0.8~1.2,再更佳為0.95~1.15,特佳為1~1.14的範圍。
作為衍生上述式[6]之Y的二元酚的較佳具體例,係間苯二酚、雙酚A、及二羥基二苯基,其中較佳為間苯二酚、雙酚A。
作為衍生上述式[6]之R21 、R22 、R23 、及R24 的一元酚的較佳具體例,係苯酚、甲酚、二甲苯酚、2,6-二甲酚,其中較佳為苯酚及2,6-二甲酚。
作為上述式[6]之磷酸酯化合物的具體例,較佳為磷酸三苯酯及磷酸三(2,6-二甲苯基)酯等的單磷酸酯化合物、以及以間苯二酚雙(二(2,6-二甲苯基)磷酸酯)為主體之磷酸酯寡聚物;以4,4-二羥基二苯基雙(磷酸二苯酯)為主體之磷酸酯寡聚物;及以雙酚A雙(磷酸二苯酯)為主體之磷酸酯寡聚物,其中較佳為以間苯二酚雙(二(2,6-二甲苯基)磷酸酯)為主體之磷酸酯寡聚物;以4,4-二羥基二苯基雙(磷酸二苯酯)為主體之磷酸酯寡聚物;及以雙酚A雙(磷酸二苯酯)為主體之磷酸酯寡聚物。
作為其他有機磷系阻燃劑,可舉出磷腈。磷腈透過於分子中含有磷原子與氮原子,可賦予樹脂組成物阻燃性。磷腈只要是不含鹵素原子且於分子中具有磷腈結構的化合物則不特別限定。此處所稱磷腈結構,係表示式:-P(R)=N-[式中,R為有機基]所示之結構。磷腈化合物係以通式[7]、[8]表示。
Figure 02_image029
Figure 02_image031
(式中,R25 、R26 、R27 、及R28 表示氫、羥基、胺基、或不含鹵素原子之有機基。又,n表示3~10之整數)。 上述式[7]、[8]中,作為R25 、R26 、R27 、及R28 所示之不含鹵素原子之有機基,可舉出例如烷氧基、苯基、胺基、烯丙基等。 其中,較佳為下述通式[9]所示之環狀苯氧基磷腈。
Figure 02_image033
使用有機磷系阻燃劑作為阻燃劑時,相對於A成分100重量份,其摻混量較佳為1~20重量份,更佳為2~15重量份,再更佳為3~10重量份。愈為所述較佳範圍,愈可發揮摻混有機磷系阻燃劑所期望達到的效果(例如阻燃性等)。
<阻燃劑-聚矽氧系阻燃劑> 本發明之聚矽氧化合物,只要可獲得本發明目的之阻燃性或透明性則不特別限定,較佳為具有芳香族基之聚矽氧化合物,更佳為25℃下的黏度為300cSt以下。黏度愈高則成形品的透明性愈有可能降低。再者,為使聚矽氧化合物有效發揮阻燃效果,重要的是燃燒過程中的分散狀態。作為決定所述分散狀態的重要因子,可舉黏度。研判這是因為,在燃燒過程中聚矽氧化合物太容易揮發時,亦即聚矽氧化合物黏度過低時,則燃燒時殘留於系統內的聚矽氧較為稀薄,而於燃燒時不易形成均勻的聚矽氧架構之故;基於所述觀點,25℃下的黏度更佳為10~300cSt,再更佳為15~200cSt,最佳為20~170cSt。
聚矽氧化合物所具之芳香族基係鍵結於聚矽氧原子,有益於提升與聚碳酸酯之相溶性或維持透明性,且對燃燒時形成碳化皮膜形成亦屬有利,而不易展現阻燃效果。不具有芳香族基時則有不易獲得成形品的透明性,且亦不易獲得高度的阻燃性之傾向。
本發明之聚矽氧化合物較佳為含有Si-H基之聚矽氧化合物。尤其是更佳為分子中含有Si-H基及芳香族基的聚矽氧化合物,且選自 (1)Si-H基所含的量(Si-H量)為0.1~1.2mol/100g (2)下述通式[10]所示之芳香族基所含比例(芳香族基量)為10~70重量%,且
Figure 02_image035
(式[10]中,X各自獨立表示OH基、可具有含雜原子官能基之碳數1~20之烴基。m1表示0~5之整數。而且,式[10]中,當m1為2以上時可取各自彼此不同種類的X)。
(3)平均聚合度為3~150之聚矽氧化合物中的至少一種以上之聚矽氧化合物。 更佳的是,作為含Si-H基單元,係下述通式[11]及[12]所示之構成單元當中,選自包含至少一種以上之式所示之構成單元的聚矽氧化合物中的至少一種以上之聚矽氧化合物。
Figure 02_image037
Figure 02_image039
(式[11]及式[12]中,Z1 ~Z3 各自獨立表示氫原子、可具有含雜原子官能基之碳數1~20之烴基、或下述通式[13]所示之化合物。α1~α3各自獨立表示0或1。m2表示0或者1以上之整數。而且,式[11]中,當m2為2以上時,重複單元可取各自彼此不同的多個重複單元)。
Figure 02_image041
(式[13]中,Z4 ~Z8 各自獨立表示氫原子、可具有含雜原子官能基之碳數1~20之烴基。α4~α8各自獨立表示0或1。m3表示0或者1以上之整數。而且,式[13]中,當m3為2以上時,重複單元可取各自彼此不同的多個重複單元)。 更佳的是M為1官能性矽氧烷單元、D為2官能性矽氧烷單元、T為3官能性矽氧烷單元時,由MD單元或MDT單元構成的聚矽氧化合物。
作為上述通式[11]、[12]及[13]所示之構成單元之Z1 ~Z8 、及通式[10]之X中可具有含雜原子官能基之碳數1~20之烴基,可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、己基、癸基等烷基、環己基等環烷基、乙烯基、烯丙基等烯基、苯基、甲苯基等芳基及芳烷基,而且此等基可為包含環氧基、羧基、羧酸酐基、胺基、及巰基等各種官能基者。更佳為碳數1~8之烷基、烯基或芳基,尤以甲基、乙基、丙基等碳數1~4之烷基、乙烯基、或苯基為佳。
前述通式[11]及[12]所示之構成單元當中,包含至少一種以上之式所示之構成單元的聚矽氧化合物中,具有多個矽氧烷鍵之重複單元時,彼等可採隨機共聚合、嵌段共聚合、錐形共聚合之任一種形態。
於本發明中,就較佳之含有Si-H基的聚矽氧化合物,聚矽氧化合物中的Si-H量宜取0.1~1.2mol/100g的範圍。透過Si-H量處於0.1~1.2mol/100g的範圍,燃燒時容易形成聚矽氧架構。更佳為Si-H量處於0.1~1.0mol/100g的範圍,最佳為0.2~0.6mol/100g的範圍之聚矽氧化合物。Si-H量較少,則不易形成聚矽氧架構;Si-H量較多則組成物的熱穩定性會降低。此外,此處所稱聚矽氧架構,係指藉由聚矽氧化合物彼此的反應、或樹脂與聚矽氧的反應所生成的網狀結構。
又,此處所稱Si-H基量,係指聚矽氧化合物每100g所含之Si-H結構的莫耳數,其可藉由鹼分解法,測定聚矽氧化合物每單位重量所產生之氫氣的體積來求得。例如,於25℃下聚矽氧化合物每1g產生122ml的氫氣時,根據下述計算式,Si-H量為0.5mol/100g。 122×273/(273+25)÷22400×100≒0.5 就本發明之聚矽氧化合物而言,聚矽氧化合物中的芳香族基量較佳為10~70重量%。更佳為芳香族基量處於15~60重量%的範圍,最佳為25~55重量%的範圍之聚矽氧化合物。聚矽氧化合物中的芳香族基量少於10重量%,聚矽氧化合物會分布不均而造成分散不良,且造成外觀不良。芳香族基量多於70重量%,則聚矽氧化合物本身的分子剛性會變高,仍會分布不均而造成分散不良,且造成外觀不良。
此外,此處所稱芳香族基量,係指在聚矽氧化合物中,前述通式[10]所示之芳香族基所含的比例,可依下述計算式求得。 芳香族基量=[A/M]×100(重量%) 於此,上述式中的A、M分別表示以下數值。 A=聚矽氧化合物1分子中所含之所有通式[10]所示之芳香族基部分的合計分子量 M=聚矽氧化合物的分子量 而且,本發明所使用之聚矽氧化合物其25℃下的折射率較佳處於1.40~1.60的範圍。更佳為折射率處於1.42~1.59的範圍,最佳為1.44~1.59的範圍之聚矽氧化合物。折射率處於上述範圍內時,由於聚矽氧化合物微分散於芳香族聚碳酸酯中,得以提供白濁較少之染色性良好的樹脂組成物。
再者,本發明所使用之聚矽氧化合物,其根據105℃/3小時之加熱減量法的揮發量宜為18%以下。更佳為揮發量為10%以下的聚矽氧化合物。揮發量大於18%,則將本發明之樹脂組成物擠出而進行顆粒化時,會發生來自樹脂之揮發物的量變多的問題,甚而有成形品中所產生之氣泡容易變多的問題。
就使用之聚矽氧化合物而言,只要滿足上述條件則可為直鏈狀或具分支結構,可使用於分子結構中之側鏈、末端、分支點任一處或多個部位具有Si-H基的各種化合物。
一般而言,分子中含有Si-H基之聚矽氧化合物的結構係藉由任意組合以下所示4種矽氧烷單元而構成: M單元:(CH3 )3 SiO1/2 、H(CH3 )2 SiO1/2 、H2 (CH3 )SiO1/2 、(CH3 )2 (CH2 =CH)SiO1/2 、(CH3 )2 (C6 H5 )SiO1/2 、(CH3 )(C6 H5 )(CH2 =CH)SiO1/2 等1官能性矽氧烷單元 D單元:(CH3 )2 SiO、H(CH3 )SiO、H2 SiO、H(C6 H5 )SiO、(CH3 )(CH2 =CH)SiO、(C6 H5 )2 SiO等2官能性矽氧烷單元 T單元:(CH3 )SiO3/2 、(C3 H7 )SiO3/2 、HSiO3/2 、(CH2 =CH)SiO3/2 、(C6 H5 )SiO3/2 等3官能性矽氧烷單元 Q單元:SiO2 所示之4官能性矽氧烷單元。 本發明中所使用之含有Si-H基之聚矽氧化合物的結構,具體而言,作為其示性式可舉出Dn 、Tp 、Mm Dn 、Mm Tp 、Mm Qq 、Mm Dn Tp 、Mm Dn Qq 、Mm Tp Qq 、Mm Dn Tp Qq 、Dn Tp 、Dn Qq 、Dn Tp Qq 。其中較佳之聚矽氧化合物的結構為Mm Dn 、Mm Tp 、Mm Dn Tp 、Mm Dn Qq ,更佳之結構為Mm Dn 或Mm Dn Tp 。 (上述示性式中的係數m、n、p、q為表示各矽氧烷單元之聚合度的整數。又,當m、n、p、q之任一者為2以上之數值時,附有該係數之矽氧烷單元可為鍵結之氫原子或可具有含雜原子官能基之碳數1~20之烴基不同的2種以上之矽氧烷單元)。 於此,各示性式中的係數合計為聚矽氧化合物的平均聚合度。於本發明中,此平均聚合度較佳取3~150的範圍,更佳為4~80的範圍,再更佳為5~60的範圍。聚合度小於3時,由於聚矽氧化合物本身的揮發性會變高,在摻有此聚矽氧化合物之樹脂組成物的加工時,有來自樹脂的揮發分容易變多的問題。聚合度大於150時,則摻有此聚矽氧化合物之樹脂組成物的阻燃性或透明性易有不足。此外,上述聚矽氧化合物可各自單獨使用,亦可組合2種以上使用。
此種具有Si-H鍵的聚矽氧化合物可根據其本身向來周知的方法來製造。例如,按目標聚矽氧化合物之結構,將相應之有機氯矽烷類共水解,再去除副產物之鹽酸或低沸點成分,可獲得目標物。又,以分子中具有Si-H鍵或通式[10]所示之芳香族基、其他可具有含雜原子官能基之碳數1~20之烴基的矽油、環狀矽氧烷或烷氧基矽烷類作為起始原料時,可透過使用鹽酸、硫酸、甲磺酸等酸觸媒,並視情況添加用於水解的水,使其進行聚合反應後,同樣地去除使用之酸觸媒或低沸點成分,而得到目標聚矽氧化合物。
再者,含有Si-H基之聚矽氧化合物係具有下述結構式所示之矽氧烷單元M、MH 、D、DH 、Dφ 2 、T、Tφ (惟,M:(CH3 )3 SiO1/2 MH :H(CH3 )2 SiO1/2 D:(CH3 )2 SiODH :H(CH3 )SiODφ 2 :(C6 H5 )2 SiT:(CH3 )SiO3/2 Tφ :(C6 H5 )SiO3/2 ),將每1分子所具有之各矽氧烷單元的平均數分別設為m、mh 、d、dh 、dp2 、t、tp 時,較佳滿足所有下述關係式。
Figure 02_image043
若偏離此範圍,則本發明之樹脂組成物不易同時達成良好的阻燃性與優良的透明性,且視情況而定不易製造含有Si-H基之聚矽氧化合物。
本發明中所使用之聚矽氧化合物的含量,相對於A成分100重量份較佳為0.1~7重量份,更佳為0.1~4重量份,再更佳為0.1~2重量份,最佳為0.1~1重量份。含量過多的話,有樹脂的耐熱性降低,而於加工時更容易產生氣體的問題;過少的話則有無法發揮阻燃性的問題。
<C成分:含氟防淌劑> 本發明之樹脂組成物較佳含有含氟防淌劑(C成分)。透過含有此含氟防淌劑,可無損成形品之物性地達成良好的阻燃性。
作為含氟防淌劑,可舉出具原纖形成能力之含氟聚合物;作為所述聚合物,可舉出聚四氟乙烯、四氟乙烯系共聚物(例如四氟乙烯/六氟丙烯共聚物等)、如美國專利第4379910號公報所示之部分氟化聚合物、由氟化二酚所製造之聚碳酸酯樹脂等。其中較佳為聚四氟乙烯(以下有稱為PTFE)。
具原纖形成能力之PTFE的分子量係具有極高之分子量,係顯示藉由剪切力等外在作用使PTFE彼此結合而呈纖維狀之傾向者。就其分子量,由標準比重所求得之數量平均分子量為100萬~1000萬,更佳為200萬~900萬。所述PTFE,除固體形狀外,亦可使用水性分散液形態者。又,所述具原纖形成能力之PTFE,為了提升於樹脂中之分散性並獲得更良好之阻燃性及機械的特性,亦可使用與其他樹脂之混合形態的PTFE混合物。
所述具原纖形成能力之PTFE的市售品,可舉出例如Dupont‐Mitsui Fluorochemicals(股)之Teflon(註冊商標)6J、DAIKIN INDUSTRIES(股)之Polyflon MPA FA500及F-201L等。PTFE之水性分散液市售品,可舉出Asahi ICI Fluoropolymers(股)製之Fluon AD-1、AD-936、DAIKIN INDUSTRIES(股)製之Fluon D-1及D-2、Dupont‐Mitsui Fluorochemicals(股)製之Teflon(註冊商標)30J等作為代表。
就混合形態之PTFE,可使用根據(1)將PTFE之水性分散液與有機聚合物之水性分散液或溶液混合,進行共沉澱而得到共凝聚混合物之方法(日本特開昭60-258263號公報、日本特開昭63-154744號公報等所記載之方法);(2)將PTFE之水性分散液與乾燥之有機聚合物粒子混合之方法(日本特開平4-272957號公報所記載之方法);(3)將PTFE之水性分散液與有機聚合物粒子溶液均勻混合,而由所述混合物同時去除各介質之方法(日本特開平06-220210號公報、日本特開平08-188653號公報等所記載之方法);(4)於PTFE之水性分散液中將形成有機聚合物之單體之方法(日本特開平9-95583號公報所記載之方法);及(5)將PTFE之水性分散液與有機聚合物分散液均勻混合後,進一步在該混合分散液中將乙烯基系單體聚合,其後獲得混合物之方法(日本特開平11-29679號等所記載之方法)而得者。作為此等混合形態之PTFE的市售品,可舉出MITSUBISHI RAYON(股)之「Metablen A3800」(商品名)、及GE SPECIALTY CHEMICALS公司製「BLENDEX B449」(商品名)等。
就混合形態之PTFE的比例,於PTFE混合物100重量%中,PTFE較佳為1~60重量%,更佳為5~55重量%。PTFE的比例處於所述範圍時,可達成PTFE之良好的分散性。此外,上述C成分的比例係表示淨防淌劑量,若為混合形態之PTFE時,則表示淨PTFE量。
C成分的含量,相對於A成分100重量份較佳為0.01~5重量份,更佳為0.05~1.5重量份,再更佳為0.1~1重量份。防淌劑偏離上述範圍而過少時,阻燃性不充分。另一方面,防淌劑偏離上述範圍而過多時,不僅PTFE會在成形品表面析出而導致外觀不良,還會引起樹脂組成物的成本提高而不佳。
<D成分:紫外線吸收劑> 作為本發明之D成分使用的紫外線吸收劑,具體而言,二苯基酮系可例示例如2,4-二羥基二苯基酮、2-羥基-4-甲氧基二苯基酮、2-羥基-4-辛氧基二苯基酮、2-羥基-4-苄氧基二苯基酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸氧基二苯基酮、2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯基酮、2,2’,4,4’-四羥基二苯基酮、2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基二苯基酮、2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基-5-鈉磺酸氧基二苯基酮、雙(5-苯甲醯基-4-羥基-2-甲氧基苯基)甲烷、2-羥基-4-正十二烷氧基二苯基酮、及2-羥基-4-甲氧基-2’-羧基二苯基酮等。作為紫外線吸收劑,具體而言,苯并三唑系可例示例如2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-第三辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3,5-二異丙苯基苯基)苯基苯并三唑、2-(2-羥基-3-第三丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2,2’-亞甲基雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(2-羥基-3,5-二-第三丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3,5-二-第三丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羥基-3,5-二-第三戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-第三辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-第三丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-4-辛氧基苯基)苯并三唑、2,2’-亞甲基雙(4-異丙苯基-6-苯并三唑苯基)、2,2’-對苯雙(1,3-苯并噁嗪-4-酮)、及2-[2-羥基-3-(3,4,5,6-四氫酞基亞胺基甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑、以及2-(2’-羥基-5-甲基丙烯醯氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑及可與該單體共聚合的乙烯基系單體之共聚物、2-(2’-羥基-5-丙烯醯氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑及可與該單體共聚合的乙烯基系單體之共聚物等具有2-羥基苯基-2H-苯并三唑骨架之聚合物等。紫外線吸收劑,具體而言,羥基苯基三嗪系可例示例如2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-甲氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-乙氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-丙氧基苯酚、及2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-丁氧基苯酚等。再者,可舉出2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基苯酚等上述例示化合物之苯基變為2,4-二甲基苯基的化合物。紫外線吸收劑,具體而言,環狀亞胺基酯系可例示例如2,2’-對苯雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-間苯雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、及2,2’- p,p’-二伸苯雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)等。又,作為紫外線吸收劑,具體而言,氰基丙烯酸酯系可例示例如1,3-雙-[(2’-氰基-3’,3’-二苯基丙烯醯基)氧基]-2,2-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯醯基)氧基]甲基)丙烷、及1,3-雙-[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯醯基)氧基]苯等。再者,上述紫外線吸收劑液可為透過採用可進行自由基聚合的單體化合物之結構,而將所述紫外線吸收性單體及/或光安定性單體與(甲基)丙烯酸烷基酯等單體共聚合而成的聚合物型紫外線吸收劑。作為前述紫外線吸收性單體,較佳例示於(甲基)丙烯酸酯之酯取代基中含有苯并三唑骨架、二苯基酮骨架、三嗪骨架、環狀亞胺基酯骨架、及氰基丙烯酸酯骨架的化合物。前述當中,由紫外線吸收能力而言較佳為苯并三唑系及羥基苯基三嗪系;由耐熱性或色相而言,較佳為環狀亞胺基酯系及氰基丙烯酸酯系。具體而言可列舉例如CHEMIPRO KASEI(股)「KEMISORB 79」、BASF Japan(股)「TINUVIN 234」等。前述紫外線吸收劑可單獨或者以2種以上之混合物使用。
D成分的含量,相對於樹脂成分100重量份較佳為0.01~3重量份,更佳為0.01~1重量份,再更佳為0.05~1重量份,特佳為0.05~0.5重量份。含量未達0.01重量份時耐候性不充分,超過3重量份時則阻燃性會變得不充分。
<E成分:其他的添加劑> (e1)磷系安定劑 作為磷系安定劑,可例示亞磷酸、磷酸、亞膦酸、膦酸及此等的酯,以及三級膦等。
具體而言,作為亞磷酸酯化合物,可舉出例如亞磷酸三苯酯、參(壬基苯基)亞磷酸酯、亞磷酸十三酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸參十八酯、亞磷酸二癸基一苯酯、亞磷酸二辛基一苯酯、亞磷酸二異丙基一苯酯、亞磷酸一丁基二苯酯、亞磷酸一癸基二苯酯、亞磷酸一辛基二苯酯、亞磷酸參(二乙基苯基)酯、亞磷酸一丁基二苯酯、亞磷酸一癸基二苯酯、亞磷酸一辛基二苯酯、亞磷酸參(二乙基苯基)酯、亞磷酸參(二異丙基苯基)酯、亞磷酸參(二-正丁基苯基)酯、亞磷酸參(2,4-二-第三丁基苯基)酯、亞磷酸參(2,6-二-第三丁基苯基)酯、二硬脂醯基新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-乙基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-雙(1-甲基-1-苯基乙基)苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、苯基雙酚A新戊四醇二亞磷酸酯、雙(壬基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、及二環己基新戊四醇二亞磷酸酯等。
而且,作為其他的亞磷酸酯化合物,亦可使用與二元酚類反應且具有環狀結構者。可舉出例如2,2’-亞甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯、2,2’-亞甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)(2-第三丁基-4-甲基苯基)亞磷酸酯、及2,2-亞甲基雙(4,6-二-第三丁基苯基)辛基亞磷酸酯等。
作為磷酸酯化合物,可舉出磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三甲苯酯(tricresyl phosphate)、磷酸三苯酯、磷酸三氯苯酯、磷酸三乙酯、磷酸二苯基甲苯酯、磷酸二苯基一鄰聯苯酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二異丙酯等,較佳為磷酸三苯酯、磷酸三甲酯。
作為亞膦酸酯化合物,可舉出肆(2,4-二-第三丁基苯基)-4,4’-伸聯苯基二亞膦酸酯、肆(2,4-二-第三丁基苯基)-4,3’-伸聯苯基二亞膦酸酯、肆(2,4-二-第三丁基苯基)-3,3’-伸聯苯基二亞膦酸酯、肆(2,6-二-第三丁基苯基)-4,4’-伸聯苯基二亞膦酸酯、肆(2,6-二-第三丁基苯基)-4,3’-伸聯苯基二亞膦酸酯、肆(2,6-二-第三丁基苯基)-3,3’-伸聯苯基二亞膦酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)-4-苯基-苯基亞膦酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)-3-苯基-苯基亞膦酸酯、雙(2,6-二-正丁基苯基)-3-苯基-苯基亞膦酸酯、雙(2,6-二-第三丁基苯基)-4-苯基-苯基亞膦酸酯、雙(2,6-二-第三丁基苯基)-3-苯基-苯基亞膦酸酯等,較佳為肆(二-第三丁基苯基)-伸聯苯基二亞膦酸酯、雙(二-第三丁基苯基)-苯基-苯基亞膦酸酯,更佳為肆(2,4-二-第三丁基苯基)-伸聯苯基二亞膦酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)-苯基-苯基亞膦酸酯。所述亞膦酸酯化合物可與具有經2個以上之上述烷基取代的芳基之亞磷酸酯化合物併用而較佳。
作為膦酸酯化合物,可舉出苯膦酸二甲酯、苯膦酸二乙酯、及苯膦酸二丙酯等。
作為三級膦,可例示三乙膦、三丙膦、三丁膦、三辛膦、三戊膦、二甲基苯膦、二丁基苯膦、二苯基甲膦、二苯基辛膦、三苯膦、三對甲苯膦、三萘膦及二苯基苄膦等。特佳之三級膦為三苯膦。
上述磷系安定劑不僅可使用1種,亦可混合2種以上使用。上述磷系安定劑當中,較佳為亞膦酸酯化合物或者下述通式[14]所示之亞磷酸酯化合物。
Figure 02_image045
(式([14]中,R及R’表示碳數6~30之烷基或碳數6~30之芳基,可彼此相同或相異)。 如上述,作為亞膦酸酯化合物,較佳為肆(2,4-二-第三丁基苯基)-伸聯苯基二亞膦酸酯。以該亞膦酸酯作為主成分之安定劑可利用以Sandostab P-EPQ(商標,Clariant公司製)及Irgafos P-EPQ(商標,CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司製)市售之任一者。
又,上述式[14]中,較適合的亞磷酸酯化合物係二硬脂醯基新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、及雙{2,4-雙(1-甲基-1-苯基乙基)苯基}新戊四醇二亞磷酸酯。
二硬脂醯基新戊四醇二亞磷酸酯可利用例如以Adekastab PEP-8(商標,旭電化工業(股)製)、JPP681S(商標,城北化學工業(股)製)市售之任一者。雙(2,4-二-第三丁基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯可利用以Adekastab PEP-24G(商標,旭電化工業(股)製)、Alkanox P-24(商標,Great Lakes公司製)、Ultranox P626(商標,GE Specialty Chemicals公司製)、Doverphos S-9432(商標,Dover Chemical公司製)、以及Irgaofos 126及126FF(商標,CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司製)等市售之任一者。雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯係例如以Adekastab PEP-36(商標,旭電化工業(股)製)市售,能夠容易地利用。又,雙{2,4-雙(1-甲基-1-苯基乙基)苯基}新戊四醇二亞磷酸酯可利用以Adekastab PEP-45(商標,旭電化工業(股)製)、及Doverphos S-9228(商標,Dover Chemical公司製)市售的任一者。
(e2)受阻酚系抗氧化劑 作為受阻酚化合物,可使用一般摻混於樹脂的各種化合物。作為所述受阻酚化合物,可例示例如α-生育酚、丁基羥基甲苯、芥子醇(sinapyl alcohol)、維生素E、十八基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、2-第三丁基 -6-(3’-第三丁基-5’-甲基-2’-羥苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,6-二-第三丁基-4-(N,N-二甲胺基甲基)苯酚、3,5-二-第三丁基-4-羥苄基膦酸酯二乙酯、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)、4,4’-亞甲基雙(2,6-二-第三丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-環己基苯酚)、2,2’-二亞甲基雙(6-α-甲基-苄基-對甲酚)、2,2’-亞乙基-雙(4,6-二-第三丁基苯酚)、2,2’-亞丁基-雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、4,4’-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、三乙二醇-N-雙-3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)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]、雙[2-第三丁基-4-甲基6-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥苄基)苯基]對酞酸酯、3,9-雙{2-[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷、4,4’-硫雙(6-第三丁基-間甲酚)、4,4’-硫雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2’-硫雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、雙(3,5-二-第三丁基-4-羥苄基)硫醚、4,4’-二-硫雙(2,6-二-第三丁基苯酚)、4,4’-三-硫雙(2,6-二-第三丁基苯酚)、2,2-硫二伸乙基雙-[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,4-雙(正辛硫基)-6-(4-羥基-3,5-二-第三丁基苯胺基-1,3,5-三嗪、N,N’-六亞甲基雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基氫化肉桂醯胺)、N,N’-雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯基]肼、1,1,3-參(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二-第三丁基-4-羥苄基)苯、參(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)異三聚氰酸酯、參(3,5-二-第三丁基-4-羥苄基)異三聚氰酸酯、1,3,5-參(4-第三丁基-3-羥基-2,6-二甲苄基)異三聚氰酸酯、1,3,5-參2[3(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯氧基]乙基異三聚氰酸酯、肆[亞甲基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷、三乙二醇-N-雙-3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯、三乙二醇-N-雙-3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)乙酸酯、3,9-雙[2-{3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)乙醯氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷、肆[亞甲基-3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]甲烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3-第三丁基-4-羥基-5-甲苄基)苯、及參(3-第三丁基-4-羥基-5-甲苄基)異三聚氰酸酯等。
上述化合物當中,於本發明可適合利用肆[亞甲基-3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]]甲烷、十八基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯及3,9-雙[2-{3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷。以3,9-雙[2-{3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷為特佳。上述受阻酚系抗氧化劑可單獨或組合2種以上使用。
磷系安定劑及受阻酚系抗氧化劑係以摻混任一種為佳,更佳為併用此等。磷系安定劑及受阻酚系抗氧化劑的含量,相對於A成分100重量份較佳為0.001~3重量份,更佳為0.005~2重量份,再更佳為0.01~1重量份。若併用時,相對於A成分100重量份,更佳摻混0.01~0.3重量份之磷系安定劑及0.01~0.3重量份之受阻酚系抗氧化劑。
(e3)脫模劑 本發明之樹脂組成物中,以提升其成形時的生產性或減少成形品的變形為目的,係以進一步摻混脫模劑為佳。作為所述脫模劑,可使用周知者。可舉出例如飽和脂肪酸酯、不飽和脂肪酸酯、聚烯烴系蠟(聚乙烯蠟、1-烯聚合物等。經含有酸改質等的官能基之化合物改質者亦可使用)、聚矽氧化合物、氟化合物(以聚氟烷基醚為代表之氟油等)、石蠟、蜜蠟等。其中可舉出脂肪酸酯作為較佳脫模劑。所述脂肪酸酯係脂肪族醇與脂肪族羧酸之酯。所述脂肪族醇可為一元醇或二元以上的多元醇。又,就該醇的碳數而言,係3~32的範圍,更佳為5~30的範圍。作為所述一元醇,可例示例如十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、二十醇、二十四醇、蠟醇、及三十醇等。作為所述多元醇,可舉出新戊四醇、二新戊四醇、三新戊四醇、聚甘油(三甘油~六甘油)、雙三羥甲基丙烷、木糖醇(xylitol)、山梨糖醇、及甘露糖醇等。就本發明之脂肪酸酯係以多元醇為更佳。
另一方面,脂肪族羧酸係以碳數3~32為佳,以碳數10~22的脂肪族羧酸為特佳。作為該脂肪族羧酸,可舉出例如癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸(棕櫚酸)、十七烷酸、十八烷酸(硬脂酸)、十九烷酸、蘿酸、二十烷酸、及二十二烷酸等的飽和脂肪族羧酸、以及棕櫚油酸、油酸、亞麻油酸、次亞麻油酸(linolenic acid)、二十烯酸、二十烷五烯酸、及鯨油酸(cetoleic acid)等的不飽和脂肪族羧酸。上述當中,脂肪族羧酸係以碳原子數14~20為佳。其中較佳為飽和脂肪族羧酸。尤以硬脂酸及棕櫚酸為佳。
硬脂酸和棕櫚酸等上述之脂肪族羧酸,由於通常係由以牛油和豬油等作為代表之動物性油脂及以棕櫚油和向日葵油作為代表之植物性油脂等的天然油脂類所製造,該等脂肪族羧酸通常為含有碳原子數不同的其他羧酸成分之混合物。因而,在製造本發明脂肪酸酯時,由所述天然油脂類所製造且由含有其他的羧酸成分之混合物的形態所構成之脂肪族羧酸,亦特別適合使用硬脂酸和棕櫚酸。
本發明之脂肪酸酯可為部分酯及全酯(全酯,full ester)任一種。然而,部分酯一般而言羥基價較高,且高溫時容易引起樹脂的分解等,因此更佳為全酯。本發明之脂肪酸酯的酸價,由熱穩定性而言較佳為20以下,更佳為4~20的範圍,再更佳為4~12的範圍。此外,酸價可實質上取0。又,脂肪酸酯的羥基價更佳為0.1~30的範圍。再者,碘價較佳為10以下。此外,碘價可實質上取0。此等特性可根據JIS K 0070所規定的方法求得。
脫模劑的含量,相對於A成分100重量份較佳為0.005~2重量份,更佳為0.01~1重量份,再更佳為0.05~0.5重量份。於所述範圍,則樹脂組成物具有良好的脫模性及脫輥性。尤其是所述量的脂肪酸酯可提供一種無損良好之色相地具有良好之脫模性及脫輥性的阻燃性樹脂組成物。
(e4)其他熱安定劑 本發明之阻燃性樹脂組成物中亦可摻混上述磷系安定劑及受阻酚系抗氧化劑以外的其他熱安定劑。所述其他熱安定劑較佳與此等安定劑及抗氧化劑之任一者併用,特佳為與兩者併用。作為所述其他熱安定劑,可較佳例示例如以3-羥基-5,7-二-第三丁基-呋喃-2-酮與鄰二甲苯之反應生成物為代表的內酯系安定劑(所述安定劑之細節係記載於日本特開平7-233160號公報)。所述化合物係以Irganox HP-136(商標,CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司製)市售,可利用該化合物。再者,市面上有該化合物與各種亞磷酸酯化合物及受阻酚化合物混合而成的安定劑販售。可較佳例示例如上述公司製之Irganox HP-2921。於本發明中,亦可利用所述預先經混合之安定劑。內酯系安定劑的摻混量,相對於A成分100重量份較佳為0.0005~0.05重量份,更佳為0.001~0.03重量份。
又,作為其他安定劑,可例示新戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)、新戊四醇肆(3-月桂硫基丙酸酯)、及丙三醇-3-十八硫基丙酸酯等含硫安定劑。所述安定劑在樹脂組成物應用於旋轉成形時係特別有效。所述含硫安定劑的摻混量,相對於A成分100重量份較佳為0.001~0.1重量份,更佳為0.01~0.08重量份。
(e5)染顏料 本發明之樹脂組成物可以提供進一步含有各種染顏料且體現各種設計屬性之成形品。本發明中使用之染顏料可例舉苝(perylene)系染料、香豆素(coumarin)系染料、硫靛(thioindigoid)系染料、蒽醌系染料、噻噸酮(thioxanthone)系染料、鐵藍(iron blue)等亞鐵氰化物(ferrocyanide)、紫環酮(perinone)系染料、喹啉(quinoline)系染料、喹吖啶酮(quinacridone)系染料、二噁嗪(dioxazine)系染料、異吲哚啉酮(isoindolinone)系染料、及酞花青(phthalocyanine)系染料等。而且,本發明之樹脂組成物亦可摻混金屬顏料而獲得更良好的金屬色彩。就金屬顏料而言,宜為鋁粉。又,藉由摻混螢光增白劑或除此之外的可發光之螢光染料,可賦予產生發光色之更良好的設計效果。
(e6)螢光增白劑 本發明之樹脂組成物中,螢光增白劑只要是用來將樹脂等的色調改善成為白色或者青白色者則不特別限制,可舉出例如二苯乙烯系、苯并咪唑系、苯并噁唑系、萘醯亞胺系、羅丹明系、香豆素系、噁嗪系化合物等。具體而言可舉出例如CI Fluorescent Brightener 219:1、Eastman Chemical公司製EASTOBRITE OB-1或昭和化學(股)製「Hakkol PSR」等。於此,螢光增白劑係具有吸收光線之紫外部分的能量,並將此能量放射至可見光部分之作用者。螢光增白劑的含量,相對於樹脂成分100重量份較佳為0.001~0.1重量份,更佳為0.001~0.05重量份。縱使超過0.1重量份,該組成物的色調改良效果亦較小。
(e7)具熱射線吸收能力之化合物 本發明之樹脂組成物可含有具熱射線吸收能力之化合物。所述化合物合宜例示酞花青系近紅外線吸收劑、ATO、ITO、氧化銥及氧化釕、氧化亞胺氧化鈦等金屬氧化物系近紅外線吸收劑、硼化鑭、硼化鈰及硼化鎢等金屬硼化物系或氧化鎢系近紅外線吸收劑等近紅外吸收能力優異的各種金屬化合物,以及碳填充物。所述酞花青系近紅外線吸收劑可舉例如三井化學(股)製MIR-362在市售之容易獲得者。碳填充物可例示碳黑、石墨(包含天然及人工之任一種)及富勒烯等,較佳為碳黑及石墨。此等能以單質或併用2種以上來使用。酞花青系近紅外線吸收劑的含量,以樹脂成分100重量份為基準較佳為0.0005~0.2重量份,更佳為0.0008~0.1重量份,再更佳為0.001~0.07重量份。金屬氧化物系近紅外線吸收劑、金屬硼化物系近紅外線吸收劑及碳填充物的含量,在本發明之樹脂組成物中較佳為0.1~200ppm(重量比例)的範圍,更佳為0.5~100ppm的範圍。
(e8)光擴散劑 本發明之樹脂組成物中,可摻混光擴散劑而賦予光擴散效果。作為所述光擴散劑,可例示如高分子微粒子、碳酸鈣之低折射率無機微粒子、及此等的複合物等。所述高分子微粒子為既以周知作為聚碳酸酯樹脂之光擴散劑的微粒子。更佳可例示以粒徑數μm之丙烯酸交聯粒子及聚有機倍半矽氧烷為代表的聚矽氧交聯粒子等。光擴散劑之形狀可例示球形、圓盤形、柱形及不定形等。所述球形無需為正球形,係包含變形者;所述柱形係包含立方體。較佳之光擴散劑為球形,其粒徑愈均勻愈佳。光擴散劑的含量,以樹脂成分100重量份為基準較佳為0.005~20重量份,更佳為0.01~10重量份,再更佳為0.01~3重量份。此外,光擴散劑可併用2種以上。
(e9)光高反射用白色顏料 本發明之樹脂組成物中可摻混光高反射用白色顏料而賦予光反射效果。就所述白色顏料而言,特佳為二氧化鈦(尤為經聚矽氧等有機表面處理劑處理之二氧化鈦)顏料。所述光高反射用白色顏料的含量,以樹脂成分100重量份為基準較佳為3~30重量份,更佳為8~25重量份。此外,光高反射用白色顏料可併用2種以上。
(e10)抗靜電劑 本發明之樹脂組成物有時要求抗靜電性能,而較佳包含所述場合抗靜電劑。作為所述抗靜電劑,可舉例如(1)如十二烷基苯磺酸鏻鹽所代表的芳基磺酸鏻鹽、及烷基磺酸鏻鹽等的有機磺酸鏻鹽,以及四氟硼酸鏻鹽之硼酸鏻鹽。該鏻鹽的含量,相對於樹脂成分100重量份宜為5重量份以下,較佳為0.05~5重量份,更佳為1~3.5重量份,再更佳為1.5~3重量份的範圍。作為抗靜電劑,可列舉例如(2)有機磺酸鋰、有機磺酸鈉、有機磺酸鉀、有機磺酸銫、有機磺酸銣、有機磺酸鈣、有機磺酸鎂及有機磺酸鋇等的有機磺酸鹼(土)金屬鹽。所述金屬鹽係如前述,亦作為阻燃劑使用。所述金屬鹽,更具體而言可例示例如十二烷基苯磺酸之金屬鹽或全氟烷磺酸之金屬鹽等。有機磺酸鹼(土)金屬鹽的含量,以樹脂成分100重量份為基準宜為0.5重量份以下,較佳為0.001~0.3重量份,更佳為0.005~0.2重量份。尤以鉀、銫、及銣等鹼金屬鹽為佳。
作為抗靜電劑,可舉出例如(3)烷基磺酸銨鹽及芳基磺酸銨鹽等的有機磺酸銨鹽。以樹脂成分100重量份為基準,該銨鹽宜為0.05重量份以下。作為抗靜電劑,可舉出例如(4)如聚醚酯醯胺之含有聚(氧基亞烷基)乙二醇(polyoxyalkylene glycol)成分作為其構成成分的聚合物。以樹脂成分100重量份為基準,該聚合物宜為5重量份以下。
(e11)填充材料 本發明之樹脂組成物中可摻混周知之各種填充材料作為強化填料。作為所述填充材料,可利用各種的纖維狀填充材料、板狀填充材料、及粒狀填充材料。於此,纖維狀填充材料係其形狀為纖維狀(包含棒狀、針狀或其軸朝多種方向延伸之形狀任一種),板狀填充材料係其形狀為板狀(包含於表面具有凹凸者、板具有彎曲者)的填充材料。粒狀填充材料係包含不定形狀之此等以外之形狀的填充材料。上述纖維狀或板狀之形狀係大多藉由填充材料的形狀觀察而闡明,例如就與所謂的不定形之差異,其縱橫比為3以上者可稱為纖維狀或板狀。
板狀填充材料較佳例示玻璃薄片、滑石、雲母、高嶺土、金屬薄片、碳薄片、及石墨,以及對此等填充劑在表面被覆例如金屬或金屬氧化物等異種材料而成之板狀填充材料等。其粒徑較佳為0.1~300μm的範圍。就所述粒徑,約10μm為止之區域係指根據以屬液相沉降法之1的X光穿透法所測得之粒徑分布的中值徑(D50)的值,10~50μm之區域則指根據以雷射繞射-散射法所測得之粒徑分布的中值徑(D50)的值,50~300μm之區域則為根據振動式篩分法的值。所述粒徑為在樹脂組成物中的粒徑。板狀填充材料亦可以各種矽烷系、鈦酸鹽系、鋁酸鹽系及鋯酸鹽等之偶合劑施以表面處理;另外,亦可為以烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、環氧系樹脂及胺甲酸酯系樹脂等各種樹脂或高級脂肪酸等施以集束處理,或者施以壓縮處理而成之造粒物。
纖維狀填充材料其纖維徑較佳為0.1~20μm的範圍。纖維徑之上限更佳為13μm,再更佳為10μm。另外,纖維徑之下限較佳為1μm。此處所稱纖維徑係指數量平均纖維徑。此外,所述數量平均纖維徑係由對將成形品溶解於溶劑或者將樹脂以鹼性化合物分解後所採取之殘渣、及在坩堝中進行灰化後所採取之灰化殘渣進行掃描式電子顯微鏡觀察之影像所算出的值。作為所述纖維狀填充材料,可例示例如玻璃纖維、扁平剖面玻璃纖維、玻璃研磨纖維、碳纖維、碳研磨纖維、金屬纖維、石棉、岩絨、陶瓷纖維、礦渣纖維、鈦酸鉀晶鬚、硼晶鬚、硼酸鋁晶鬚、碳酸鈣晶鬚、氧化鈦晶鬚、矽灰石、硬矽鈣石、鎂鋁皮石(厄帖浦石)及海泡石等纖維狀無機填充材料;芳族聚醯胺纖維、聚醯亞胺纖維及聚苯并噻唑纖維等耐熱有機纖維所代表之纖維狀耐熱有機填充材料,以及對此等填充材料在表面被覆例如金屬或金屬氧化物等異種材料而成之纖維狀填充材料等。在表面被覆異種材料之填充材料可舉例如金屬塗佈玻璃纖維、金屬塗佈玻璃片、氧化鈦塗佈玻璃片、及金屬塗佈碳纖維等。異種材料之表面被覆方法不特別限定,可舉例如周知的各種鍍敷法(例如電解鍍敷、無電解鍍敷、熔融鍍敷等)、真空蒸鍍法、離子鍍法、CVD法(例如熱CVD、MOCVD、電漿CVD等)、PVD法及濺鍍法等。此處所稱纖維狀填充材料,係指縱橫比為3以上,較佳為5以上,更佳為10以上的纖維狀之填充材料。縱橫比之上限為10,000左右,較佳為200。所述填充材料的縱橫比為在樹脂組成物中的值。又,扁平剖面玻璃纖維係指纖維剖面的長徑的平均值為10~50μm,較佳為15~40μm,更佳為20~35μm且長徑與短徑之比(長徑/短徑)的平均值為1.5~8,較佳為2~6,再更佳為2.5~5的玻璃纖維。纖維狀填充材料亦可與上述板狀填充材料同樣地以各種偶合劑施以表面處理,亦可藉由各種樹脂等進行集束處理,並藉由壓縮處理製成粒子。所述填充材料的含量,以樹脂成分100重量份為基準較佳為200重量份以下,更佳為100重量份以下,再更佳為50重量份以下,特佳為30重量份以下。
(e12)其他樹脂或彈性體 本發明之樹脂組成物中亦可在可發揮本發明效果的範圍內,以低比例使用其他的樹脂或彈性體,來替代A成分之樹脂成分的一部分。其他的樹脂或彈性體的摻混量,在與A成分的合計100重量%中,較佳為20重量%以下,更佳為10重量%以下,再更佳為5重量%以下。作為所述其他樹脂,可舉出例如聚對酞酸乙二酯、聚對酞酸丁二酯等的聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、聚矽氧樹脂、聚苯醚(polyphenylene ether)樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚碸樹脂、聚甲基丙烯酸酯樹脂、酚樹脂、環氧樹脂等的樹脂。又,作為彈性體,可舉出例如異丁烯/異戊二烯橡膠、苯乙烯/丁二烯橡膠、乙烯/丙烯橡膠、丙烯酸系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、芯殼型彈性體之MBS(甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丁二烯)橡膠、MB(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯)橡膠、MAS(甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈/苯乙烯)橡膠等。
(e13)其他的添加劑 本發明之樹脂組成物中可摻混如其他流動改質劑、抗菌劑、流動石蠟之分散劑、光觸媒系防汙劑及光色劑等。
<關於樹脂組成物的製造> 要製造本發明之樹脂組成物,可採用任意方法。可舉出例如將A成分、B成分及任意其他成分分別使用V型摻合機、亨舍爾攪拌器(Henschel Mixer)、機械化學攪拌裝置、擠出混合機等預混合手段予以充分混合後,視需求藉由擠出造粒器或壓塊機等進行造粒,其後藉由以排氣式雙軸擠出機為代表的熔融混練機進行熔融混練、及藉由造粒機等機器予以顆粒化的方法。
本發明中之PC-POS共聚物可使用如單軸擠出機、雙軸擠出機之擠出機進行熔融混練而顆粒化。於製作所述顆粒之際,亦可摻混上述各種阻燃劑、強化填充劑、添加劑。
<成形品的製造> 本發明之樹脂組成物一般可將所述顆粒進行射出成形而得到成形品。於所述射出成形中,不僅可藉由一般的冷流道方式成形法,亦可藉由可採無流道的熱流道來製造。又,於射出成形中,不僅可使用一般的成形方法,亦可使用氣體輔助射出成形、射出壓縮成形、超高速射出成形、射出衝壓成形、雙色成形、夾芯成形、模內塗佈成形、嵌入成形、發泡成形(包含利用超臨界流體者)、急速加熱冷卻模具成形、絕熱模具成形及模具內再熔融成形、以及由此等之組合所構成的成形法等。再者,對於由樹脂組成物所形成之成形品,可進行各種表面處理。作為表面處理,可進行加飾塗裝、硬塗、撥水・撥油塗佈、親水塗佈、紫外線吸收塗佈、紅外線吸收塗佈、電磁波吸收塗佈、發熱塗佈、抗靜電塗佈、制電塗佈、導電塗佈,以及金屬化(鍍敷、化學蒸鍍(CVD)、物理蒸鍍(PVD)、熔射等)等各種的表面處理。
本發明中之PC-POS共聚物,一般而言可將如前述所製造的顆粒進行射出成形而製造各種製品。再者,亦可未經由顆粒,而以擠出機將熔融混練之樹脂直接製成薄片、薄膜、異型擠出成形品、直接吹塑成形品、及射出成形品。
於所述射出成形中,不僅可使用一般的成形方法,亦可適宜視目的而定,使用射出壓縮成形、射出衝壓成形、氣體輔助射出成形、發泡成形(包含採超臨界流體注入者)、嵌入成形、模內塗佈成形、絕熱模具成形、急速加熱冷卻模具成形、雙色成形、夾芯成形、及超高速射出成形等射出成形法製得成形品。此等各種成形法的優點既已廣為人知。又,成形可選擇冷流道方式及熱流道方式之任一者。
再者,本發明中之PC-POS共聚物亦可藉由擠出成形而以各種異形擠出成形品、薄片及薄膜等形式利用。又,薄片、薄膜的成形亦可使用充氣法、壓延法、澆鑄法等。而且,藉由施以特定的延伸操作,亦可成形為熱收縮管。又,亦可將本發明之PC-POS共聚物藉由旋轉成形或吹塑成形等而作成成形品。
再者,於本發明中,對於由PC-POS共聚物所構成的成形品,可進行各種的表面處理。此處所稱表面處理,係指在蒸鍍(物理蒸鍍、化學蒸鍍等)、鍍敷(電鍍、無電解電鍍、熔融鍍敷等)、塗裝、塗覆、印刷等之樹脂成形品的表層上使新的層形成,可應用一般用於聚碳酸酯樹脂的方法。作為表面處理,具體而言可例示硬塗、撥水・撥油塗佈、紫外線吸收塗佈、紅外線吸收塗佈,以及金屬化(蒸鍍等)等各種的表面處理。
《PC-POS共聚物或其樹脂組成物的特性值》 <極低溫衝擊強度> 本發明之共聚物及其組成物其依據ISO179,測定冷卻至-30℃之試片之附缺口夏比衝擊強度的值較佳為30kJ/m2 以上、40kJ/m2 以上、50kJ/m2 以上、或60kJ/m2 以上。
又,測定冷卻至-50℃之試片之附缺口夏比衝擊強度的值較佳為40kJ/m2 以上,更佳為50kJ/m2 以上。 又,測定冷卻至-60℃之試片之附缺口夏比衝擊強度的值較佳為30kJ/m2 以上,更佳為35kJ/m2 以上。又,測定冷卻至-75℃之試片之附缺口夏比衝擊強度的值較佳為22kJ/m2 以上,更佳為30kJ/m2 以上。
測定附缺口夏比衝擊強度的值若各自未達適當的範圍,則不易應用於針對極寒冷地區之屋外結構構件或各種殼體構件、汽車相關零件。
<塗裝耐藥衝擊強度> 本發明之共聚物及其樹脂組成物其經既定的塗裝後依據ISO179測定冷卻至-30℃之試片之附缺口夏比衝擊強度的值較佳為40kJ/m2 以上,更佳為45kJ/m2 以上。又,其經既定的塗裝後依據ISO179測定冷卻至-50℃之試片之附缺口夏比衝擊強度的值較佳為10kJ/m2 以上,更佳為20kJ/m2 以上,再更佳為30kJ/m2 以上。
若未達上述範圍,則不易應用於針對極寒冷地區之屋外結構構件或各種殼體構件、汽車相關零件。
<透明性及外觀> 本發明之共聚物及其樹脂組成物,其針對3層型平板之厚度2.0mm部分的總透光率與霧度,使用日本電飾工業(股)製Haze Meter NDH 2000,依據ASTM D1003所測得之總透光率的值較佳為80%以下,更佳為55%以下。又,所得3層型平板的外觀係以未有明顯之筋痕狀外觀不良、大理石調外觀不良、變黃/變黑外觀不良、表面剝離、顏色不均/穿透不均等不良為特徵,較佳為雖可見上述外觀不良,但屬輕微或不良發生率未達50%,更佳為未看出特別醒目的外觀不良。尤其是透明性及外觀為上述範圍以上時,外觀不良率高而生產性降低或非適用於作為外裝材料。
<抗化學性> 本發明之共聚物及其組成物,在下述耐藥試驗中,較佳為僅在試片產生1~3mm左右之微細裂痕的程度,更佳為無目視外觀上的變化。對使用包含本發明之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚合的樹脂組成物並以射出成形而得之寬度10mm、長度80mm、全長150、厚度4mm的ISO啞鈴形拉伸試片以120℃進行90分鐘熱處理後,固定於圖1記載之3點彎曲工具,並對成形片中心部施加0.4%的應變。暴露於施加部,被覆小片,塗佈鹼性清潔劑無磷FORWARD (CXS股份有限公司)原液0.5mL後,保持在保溫於40℃的恆溫槽內24小時。評定取出之成形片的藥液暴露部的外觀。
尤其是在抗化學性不滿足上述範圍時,不易應用於設想可能暴露於鹼或清潔劑或洗淨之用途。
<剪切黏度> 本發明之共聚物及其組成物其依據ISO11443(JIS K 7199),利用毛細管型流變儀(東洋精機製作所(股)製CAPILOGRAPH 1D),使用東洋精機製作所(股)製毛細管型式EF(徑:1.0mm、長度:10.01mm、L/D:10)作為毛細管,於爐體溫度300℃、剪切速度1.22×103 sec-1 下之剪切黏度的值為50~400Pa・s,更佳為150~350Pa・s,特佳為200~300Pa・s。若為所述較佳範圍之下限以上,可獲得在諸多領域中符合實用的機械強度;若為所述上限以下,則於射出成形中可確保充分的樹脂流動性,而能夠因應廣泛的製品設計規格。
<用途> 本發明之共聚物及其樹脂組成物由於具有良好之低溫耐衝擊性及薄壁阻燃性,而適合利用於針對極寒冷地區之屋外結構構件或各種殼體構件、汽車相關零件的材料。又,亦有用於各種電子・電氣設備零件、相機零件、OA機器零件、精密機械零件、機械零件、車輛零件、其他農業資材、運送容器、遊戲機及雜貨等各種用途,其可發揮之產業上的效果極顯著。 [實施例]
以下根據實施例更詳細地說明本發明,惟此等並非意圖限定本發明。除非特別記載,否則實施例中的份為重量份,%為重量%。此外,評定係依循下述方法。
《評定方法》 (1)黏度平均分子量(Mv) 由在20℃將聚碳酸酯樹脂顆粒0.7g溶解於二氯甲烷100ml的溶液,使用奧士瓦黏度計求出依下式所算出之比黏度(ηSP), 比黏度(ηSP)=(t-t0 )/t0 [t0 為二氯甲烷的落下秒數,t為試料溶液的落下秒數] 由求得之比黏度(ηSP),根據以下數學式算出黏度平均分子量Mv。 ηSP/c=[η]+0.45×[η]2 c (惟,[η]為極限黏度) [η]=1.23×10-4 Mv0.83 c=0.7
(2)聚二有機矽氧烷成分含量及聚二有機矽氧烷平均重複數(p+q) 使用日本電子股份有限公司製NMR JNM-AL400,測定PC-POS共聚物的1H-NMR光譜,藉由比較源於二元酚(I)之譜峰的積分比與源於羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)之譜峰的積分比來算出。同樣地,藉由比較源於羥基芳基末端之譜峰的積分比與源於聚二有機矽氧烷之譜峰的積分比來算出平均鏈長p+q。
(3)總透光率及霧度 將顆粒以120℃進行5小時熱風乾燥後,使用射出成形機(日本製鋼所(股)製,JSW J-75EIII),以成形溫度290℃、模具溫度80℃、成形循環50秒成形寬度50mm、長度90mm、厚度距澆口側為3.0mm(長度20mm)、2.0mm(長度45mm)、1.0mm(長度25mm),算術平均粗糙度(Ra)為0.03μm的3層型平板。 使用日本電飾工業(股)製Haze Meter NDH 2000,依據ASTM D1003測定所述3層型平板之厚度2.0mm部分的總透光率與霧度。
(4)成形片目視外觀 上述(3)中所得之3層平板中,以目視進行外觀評定。就外觀異常,可舉出筋痕狀外觀不良、大理石調外觀不良、變黃/變黑外觀不良、表面剝離、顏色不均/穿透不均等,基於各者之有無或其程度加以評定。 ◎:未看出特別醒目的外觀不良。 〇:雖可見上述外觀不良,但屬輕微或不良發生率未達50%。 × :明顯顯現上述外觀不良,為不易使用之水準。
(5)低溫衝擊性評定(附缺口夏比衝擊強度) 將顆粒以120℃進行5小時熱風乾燥後,使用射出成形機(日本製鋼所(股)製,JSW J-75EIII),以成形溫度290℃、模具溫度80℃、成形循環40秒作成寬度10mm、長度80mm、厚度為4.0mm的成形片。依循ISO179測定試片厚度4mm且冷卻至-30℃、-50℃、-60℃、-75℃之試片的附缺口夏比衝擊強度。
(6)塗裝耐藥衝擊性評定(附缺口夏比衝擊強度) 依循ISO179,對上述(5)中所得之成形片製作缺口,對所述缺口面以ASPEN LACQUER SPRAY(透明) (ASAHIPEN(股)製)進行噴吹塗裝。為了均等地進行塗裝,而以成形片與噴霧噴射口隔開20cm之狀態噴吹1秒,等待1分鐘,予以共計重複3次而反覆塗刷。塗裝後之成形片係於室溫下經乾燥24小時。將所述試片冷卻至-30℃、 -50℃,依循ISO179測定附缺口夏比衝擊強度。
(7)剪切黏度 依循ISO11443(JIS K 7199),使用毛細管型流變儀(東洋精機製作所(股)製CAPILOGRAPH 1D),使用東洋精機製作所(股)製毛細管型式EF(徑:1.0mm、長度:10.01mm、L/D:10)作為毛細管,求出爐體溫度300℃、剪切速度1.22×103 sec-1 下的剪切黏度。將所得顆粒以120℃進行5小時熱風乾燥後作為試樣。
(8)聚二有機矽氧烷結構域的平均大小及粒徑分布 使用切片機(Leica Microsystems公司製EM UC6),與樹脂的流動方向垂直地切削上述(5)中所得之成形片之距澆口15mm、自側端部5mm之交點的深度2mm的部分,而作成超薄切片,使其附著於格柵(日本電子股份有限公司製EM FINE GRID No.2632 F-200-CU 100PC/CA),並使用日本電子股份有限公司製TEM JEM-2100以加速電壓200kV進行觀察。觀察倍率係設為20,000倍。 對所得顯微鏡照片使用影像解析軟體Win ROOF Ver.6.6(三谷商事(股))進行粒子解析,而得到試料薄片中之聚二有機矽氧烷結構域的平均大小及粒徑分布(頻率分布)。此處作為各結構域的大小,係利用最大長徑(以粒子外側輪廓線上的任意2點之間的長度達最大的方式選出任2點時的長度)。於5片試料切片進行同樣的解析,以其平均值作為各試料的值。
(9)抗化學性評定(3點彎曲試驗) 將所得顆粒以120℃進行5小時熱風乾燥後,使用射出成形機(日本製鋼所(股)製,JSW J-75EIII),以成形溫度290℃、模具溫度80℃、成形循環50秒成形中央部之寬度10mm、長度80mm、全長150、厚度4mm的ISO啞鈴形拉伸試片(A型)。對所得成形片以120℃進行90分鐘熱處理後,固定於圖3記載之3點彎曲工具,並對成形片中心部施加0.4%的應變。暴露於施加部,被覆小片,塗佈鹼性清潔劑無磷FORWARD(CXS(股))原液0.5mL後,保持在保溫於40℃的恆溫槽內24小時。評定取出之成形片的藥液暴露部的外觀。 ◎:無目視外觀上的變化 〇:僅有微細的裂痕(長度1以上且未達3mm)。 △:有裂痕(長度3以上且未達7mm)。 × :有多條大的裂痕(長度7mm以上),或已斷裂。
(10)阻燃性 將顆粒以120℃進行5小時熱風乾燥後,使用射出成形機,以成形溫度300℃、模具溫度80℃、成形循環40秒製作UL試片(寬度13mm×長度125mm×厚度1.0或1.5mm)。使用所得UL試片,依循UL94實施V試驗。
《原料》 [兩末端酚改質聚二有機矽氧烷] 於實施例及比較例中,作為具有聚二有機矽氧烷結構之二元酚(II)係使用下述結構之聚二有機矽氧烷化合物。 (II)-1:p+q=35(信越化學工業(股)製 KF-2201); (II)-2:p+q=65(信越化學工業(股)製 X-22-1822); (II)-3:p+q=87(信越化學工業(股)製 KF-2102); (II)-4:依據日本專利2662310號公報記載之2-烯丙基酚末端改質聚二有機矽氧烷的製造法所合成之p+q=200的2-烯丙基酚末端改質聚二甲基矽氧烷; (II)-5:依據日本專利2662310號公報記載之2-烯丙基酚末端改質聚二有機矽氧烷的製造法所合成之p+q=800的2-烯丙基酚末端改質聚二甲基矽氧烷。
上述二甲基矽氧烷單元之平均重複數p+q的值係以1H-NMR測定來評定。
實驗A:PC-POS共聚物的評定
《製造例》 [PC-POS共聚物的製造] (PC-POS-1的製造法) 在附有溫度計、攪拌機、回流冷卻器之反應器中加入離子交換水17590份、25%氫氧化鈉水溶液6883份,將作為通式[4]所示之二元酚(I)的2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)3748份(16.41莫耳)、及亞硫酸氫鹽7.5份溶解後,添加二氯甲烷11246份(相對於二元酚總量為8莫耳當量),於攪拌下、16~24℃下以70分鐘吹入光氣1900份。添加25%氫氧化鈉水溶液1324份、對第三丁基酚149份溶於二氯甲烷1342份(相對於二元酚總量為0.96莫耳當量)的溶液,一邊攪拌一邊添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2201 198份(0.064莫耳)溶於二氯甲烷100份(相對於二元酚總量為0.07莫耳當量)的溶液,接著添加KF-2102 463份(0.064莫耳)溶於二氯甲烷230份(相對於二元酚總量為0.16莫耳當量)的溶液而形成乳化狀態後,再度劇烈攪拌。於所述攪拌下,在反應液為26℃的狀態下添加三乙胺4.2份,自此15分鐘後添加二氯甲烷2795份(相對於二元酚總量為2莫耳當量),於溫度26~31℃自添加三乙胺後持續攪拌1小時而完成反應。反應結束後分離有機相,以二氯甲烷稀釋並水洗後使其呈鹽酸酸性並水洗,在水相的導電率與離子交換水幾乎相同的時候投入至裝滿溫水的捏合機,一邊攪拌一邊將二氯甲烷蒸發,而得到PC-POS共聚物的粉末。脫水後,藉由熱風循環式乾燥機以120℃乾燥12小時。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為16,100、聚二有機矽氧烷成分含量(POS含量)為12.5wt%。
(PC-POS-2的製造法) 除添加二氯甲烷13354份(相對於二元酚總量為9.5莫耳當量),及添加三乙胺4.2份後15分鐘後未添加二氯甲烷以外,係與PC-POS-1的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為15,900、聚二有機矽氧烷成分含量為12.5wt%。
(PC-POS-3的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述X-22-1822 661份(0.128莫耳)溶於二氯甲烷356份(相對於二元酚總量為0.25莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-1的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為16,000、聚二有機矽氧烷成分含量為12.5wt%。
(PC-POS-4的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2201 66份(0.021莫耳)溶於二氯甲烷33份(相對於二元酚總量為0.02莫耳當量)的溶液,接著添加KF-2102 154份(0.021莫耳)溶於二氯甲烷77份(相對於二元酚總量為0.06莫耳當量)的溶液,並添加對第三丁基酚99份溶於二氯甲烷891份(相對於二元酚總量為0.64莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-1的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為20,000、聚二有機矽氧烷成分含量為4.4wt%。
(PC-POS-5的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2102 661份(0.091莫耳)溶於二氯甲烷356份(相對於二元酚總量為0.25莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-1的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為16,000、聚二有機矽氧烷成分含量為12.6wt%。
(PC-POS-6的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2102 220份(0.030莫耳)溶於二氯甲烷119份(相對於二元酚總量為0.09莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-4的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為19,500、聚二有機矽氧烷成分含量為4.5wt%。
(PC-POS-7的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2201 397份(0.128莫耳)溶於二氯甲烷214份(相對於二元酚總量為0.15莫耳當量)的溶液,接著添加KF-2102 264份(0.037莫耳)溶於二氯甲烷142份(相對於二元酚總量為0.10莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-2的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為16,000、聚二有機矽氧烷成分含量為12.5wt%。
(PC-POS-8的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2201 529份(0.171莫耳)溶於二氯甲烷285份(相對於二元酚總量為0.20莫耳當量)的溶液,接著添加KF-2102 132份(0.018莫耳)溶於二氯甲烷71份(相對於二元酚總量為0.05莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-2的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為16,000、聚二有機矽氧烷成分含量為12.4wt%。
(PC-POS-9的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2201 661份(0.213莫耳)溶於二氯甲烷356份(相對於二元酚總量為0.25莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-2的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為16,000、聚二有機矽氧烷成分含量為12.5wt%。
(PC-POS-10的製造法) 除添加二氯甲烷19680份(相對於二元酚總量為14莫耳當量),且添加三乙胺4.2份後15分鐘後未添加二氯甲烷以外,係與PC-POS-1的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為15,800、聚二有機矽氧烷成分含量為12.5wt%。
(PC-POS-11的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2201 440份(0.142莫耳)溶於二氯甲烷237份(相對於二元酚總量為0.17莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-9的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為16,000、聚二有機矽氧烷成分含量為8.4wt%。
(PC-POS-12的製造法) 除作為通式[5]所示之二元酚(II),使用上述矽氧烷重複數p+q為200者220份(0.015莫耳)、添加二氯甲烷19546份(相對於二元酚總量為14莫耳當量),且添加三乙胺4.2份後15分鐘後未添加二氯甲烷以外,係與PC-POS-6的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為20,100、聚二有機矽氧烷成分含量為4.6wt%。
(PC-POS-13的製造法) 除添加作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述矽氧烷重複數p+q為800者 661份(0.011莫耳)溶於二氯甲烷356份(相對於二元酚總量為0.26莫耳當量)的溶液以外,係與PC-POS-1的製造法同樣地進行。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為15,700、聚二有機矽氧烷成分含量為12.8wt%。
(PC-POS-14的製造法) 根據WO2011/013846號公報記載之實施例7的製造條件所製造的PC-POS共聚物。在附有溫度計、攪拌機、回流冷卻器之反應器中加入離子交換水21592份、48.5%氫氧化鈉水溶液3675份,將作為通式[4]所示之二元酚(I)的2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)3880份(17.00莫耳)、及亞硫酸氫鹽7.6份溶解後,添加二氯甲烷14565份(相對於二元酚總量為10莫耳當量),於攪拌下、22~30℃下以60分鐘吹入光氣1900份。添加二氯甲烷7283份(相對於二元酚總量為5莫耳當量),並添加48.5%氫氧化鈉水溶液1131份、對第三丁基酚108份溶於二氯甲烷800份(相對於二元酚總量為0.55莫耳當量)的溶液,一邊攪拌一邊將作為通式[5]所示之二元酚(II)的上述KF-2201 205份(0.067莫耳)溶於二氯甲烷800份(相對於二元酚總量為0.55莫耳當量)的溶液以二元酚(II)相對於二元酚(I)為0.0004莫耳當量/min的速度添加而形成乳化狀態後,再度劇烈攪拌。於所述攪拌下,在反應液為26℃的狀態下添加三乙胺4.3份,於溫度26~31℃持續攪拌1小時而完成反應。反應結束後分離有機相,以二氯甲烷稀釋並水洗後使其呈鹽酸酸性並水洗,在水相的導電率與離子交換水幾乎相同的時候投入至裝滿溫水的捏合機,一邊攪拌一邊將二氯甲烷蒸發,而得到PC-POS共聚物的粉末。脫水後,藉由熱風循環式乾燥機以120℃乾燥12小時。所得PC-POS共聚物的黏度平均分子量為19,400、聚二有機矽氧烷成分含量為4.2wt%。
(PC-POS-15) 測定商用化之矽氧烷-含聚碳酸酯(Sabic公司製之LEXAN EXL1414、矽氧烷含量:3.5重量%)的物性,記載於下述表1、2。
(PC-POS-16) 測定商用化之矽氧烷-含聚碳酸酯(出光公司製之TARFLON NEO AG1950、矽氧烷含量:5.0重量%)的物性,記載於下述表1、2。
Figure 02_image047
(PC-1) 以2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷為重複骨架之溶液黏度分子量23,900的直鏈狀芳香族聚碳酸酯樹脂粉末(帝人(股)製Panlite L-1250WP)。
[包含PC-POS共聚物之樹脂組成物的製造] [實施例1] 相對於製造例中所得之PC-POS-1 33重量%與PC-1 67重量%的聚碳酸酯樹脂100重量份,以參(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯(BASF(股)製:Irgafos 168)取300ppm的方式混合後,使用排氣式雙軸擠出機(TECHNOVEL(股)製,KZW15-25MG),排出量為2.5kg/h、螺桿旋轉數為200rpm,擠出溫度係從第1供給口至模具部分為270℃,進行熔融混練而顆粒化。然後,將所得顆粒以120℃進行5小時熱風乾燥後,使用射出成形機(日本製鋼所(股)製、JSW J-75EIII),以成形溫度290℃、模具溫度80℃、成形循環40秒成形寬度10mm、長度80mm、厚度為4.0mm的成形片。得到製成之射出成形片。該試片的矽氧烷含量為4.2重量%、平均矽氧烷重複數(p+q)為65、黏度平均分子量Mv為21,200。進而,使用所得試片,評定聚二有機矽氧烷結構域大小及粒徑分布、-30℃、-50℃、-60℃、-75℃之附缺口夏比衝擊值及塗裝後的耐衝擊性、目視外觀、穿透率、霧度、根據3點彎曲試驗之抗化學性。將評定結果示於表2。
[實施例2~10以及比較例1~8及11] 除變更所用之PC-POS共聚物的種類及/或摻合的重量比以外,係與實施例1同樣地製造實施例2~10及比較例1~8之樹脂組成物,然後進行與實施例1同樣的評定。將其結果記載於表2。
[比較例9] 將PC-POS-15以120℃進行5小時熱風乾燥後,使用射出成形機(日本製鋼所(股)製,JSW J-75EIII),以成形溫度290℃、模具溫度80℃、成形循環40秒成形寬度10mm、長度80mm、厚度為4.0mm的成形片。得到製成之射出成形片。使用所得試片,評定聚二有機矽氧烷結構域大小及粒徑分布、-30℃、-50℃、-60℃、-75℃之附缺口夏比衝擊值及塗裝後的耐衝擊性、目視外觀、穿透率、霧度、根據3點彎曲試驗之抗化學性。將評定結果示於表2。
[比較例10] 除將PC-POS-15變更為PC-POS-16以外,係進行與比較例9同樣的操作,並進行同樣的評定。將其結果記載於表2。
Figure 02_image049
Figure 02_image051
實驗B:包含阻燃劑之樹脂組成物的評定
(A成分:PC-POS共聚物) 使用實驗A中所使用的各種PC-POS共聚物作為PC-POS共聚物。
(B成分:阻燃劑) B-1:全氟丁烷磺酸鉀鹽(DIC(股)製MEGAFACE F-114P(商品名)) B-2:以雙酚A雙(二苯基磷酸酯)為主成分之磷酸酯(大八化學工業(股)製CR-741(商品名)) B-3:環狀苯氧基磷腈(大塚化學(股)製SPB-100(商品名))
(C成分:防淌劑) C-1:該聚四氟乙烯系混合體係由以乳化聚合法所製造之聚四氟乙烯丙烯酸系共聚物所構成的混合物(聚四氟乙烯含量50重量%)(MITSUBISHI RAYON(股)製:Metablen A3750(商品名))
(D成分:紫外線吸收劑) D-1:紫外線吸收劑(BASF製:TINUVIN 234(商品名))
(其他成分) SL900:脂肪酸酯系脫模劑(Riken Vitamin(股)製;RIKEMAL SL900(商品名)) irg1076:酚系熱安定劑(Ciba Specialty Chemicals K.K.製;IRGANOX1076(商品名)) irg168:磷系熱安定劑(Ciba Specialty Chemicals K.K.製;IRGANOX1076(商品名))
[樹脂組成物的製造] [實施例11~20、參考例1、及比較例12~18] 以表3及表4所示組成計量A~D成分及各種添加劑,使用摻合機予以均勻混合,並使用排氣式雙軸擠出機進行熔融混練而得到顆粒。使用之各種添加劑係分別以摻混量之10~100倍的濃度為基準預先作成與聚碳酸酯樹脂之預混合物後,藉由摻合機進行整體的混合。排氣式雙軸擠出機係使用神戶製鋼所(股)KTX-30(直徑30mmφ)。以料筒溫度及模具溫度為280℃、螺桿旋轉數150rpm、排出量20kg/h、排氣抽吸度為3kPa之條件擠出股線,於水浴中冷卻後以造粒機進行股線切割,予以顆粒化。將各種評定結果示於表3及表4。
Figure 02_image053
Figure 02_image055
由上述表可知,實施例11~20之組成物具有超過40kJ/m2 之良好的低溫耐衝擊性及1.5mmV-2或V-0之薄壁阻燃性。相對於此,不含B成分的參考例1其阻燃性不充分。A成分中之聚有機矽氧烷嵌段的含量少於2.5重量%的比較例12其低溫耐衝擊性較差。A成分中之聚有機矽氧烷嵌段的含量多於8.0重量%的比較例13或最大長徑80nm以上之結構域個數為20個以上的比較例6發生了外觀不良,阻燃性較差。不含最大長徑80nm以上之結構域的比較例14、15、17其低溫耐衝擊性較差。不含聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物的比較例18其低溫耐衝擊性較差。
[實施例21~22、比較例19~23] 以表5所示組成計量B成分之B-2除外的A~D成分及各種添加劑,使用摻合機予以均勻混合,由排氣式雙軸擠出機的第1供給口供給混合物,進行熔融混練而得到顆粒。使用之各種添加劑係分別以摻混量之10~100倍的濃度為基準預先作成與聚碳酸酯樹脂之預混合物後,藉由摻合機進行整體的混合。B成分之B-2係以加熱至80℃的狀態使用注液裝置(Fuji Techno Industries(股)製HYM-JS-08),自料筒中段的第3供給口(位於第1供給口與排氣口之間),以各達既定的比例之方式供給至擠出機。排氣式雙軸擠出機係使用(股)日本製鋼所TEX30α-38.5BW-3V(徑30mmφ)。以料筒溫度及模具溫度為280℃、螺桿旋轉數150rpm、排出量20kg/h、排氣的真空度3kPa之條件擠出股線,於水浴中冷卻後以造粒機進行股線切割,予以顆粒化。將各種評定結果示於表5。
Figure 107146507-A0305-02-0104-5
由上述表可知,實施例21及22之組成物具有良好的低溫耐衝擊性及1.0mmV-0之薄壁阻燃性。A成分中之聚有機矽氧烷嵌段含量少於2.5重量%的比較例19、平均結構域大小小於30nm的比較例21、22其低溫耐衝擊性較差。B成分過量的比較例20其低溫耐衝擊性及阻燃性較差。不含聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物的比較例23其低溫耐衝擊性較差。
[實施例23~25、比較例24~26]
以表6所示組成計量A~D成分及各種添加劑,使用摻合機予以均勻混合,並使用排氣式雙軸擠出機進行熔融混練而得到顆粒。使用之各種添加劑係分別以摻混量之10~100倍的濃度為基準預先作成與聚碳酸酯樹脂之預混合物後,藉由摻合機進行整體的混合。排氣式雙軸擠出機係使用神戶製鋼所KTX-30(直徑30mm
Figure 107146507-A0305-02-0105-14
)。以料筒溫度及模具溫度為280℃、螺桿旋轉數150rpm、排出量20kg/h、排氣抽吸度為3kPa之條件擠出股線,於水浴中冷卻後以造粒機進行股線切割,予以顆粒化。將各種評定結果示於表6。
Figure 107146507-A0305-02-0106-6
由上述表可知,實施例23~25之組成物具有良好的低溫耐衝擊性及1.0mmV-0之薄壁阻燃性。A成分中之聚有機矽氧烷嵌段含量少於2.5重量%的比較例24、平均結構域大小小於30nm的比較例25、不含聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物的比較例26其低溫耐衝擊性較差。
透過使用本發明之共聚物或其樹脂組成物,確認在極低溫下亦具有高衝擊性能,且亦可兼具塗裝後的衝擊耐久性或抗化學性。 [產業上可利用性]
本發明中所得之共聚物或其樹脂組成物由於具備優良之極低溫衝擊性及抗化學性,且亦具備高塗裝耐久性,而能夠於光學零件、電氣/電子設備領域、汽車・航空器等運輸/行動領域中廣泛使用。其中,設想可能暴露於高緯度圏或山岳地帶、上空等極寒冷環境或高溫熱處理、藥品處理等嚴峻環境的各種殼體成形品其實用性極高。
1‧‧‧y:撓曲量(mm) 2‧‧‧h:試片厚度(4mm) 3‧‧‧L:測定幅度(150mm)
圖1為實施例4中所觀察到之寬度10mm、長度80mm、厚度為4.0mm之成形片距澆口(gate)15mm、自側端部5mm之交點的深度2mm之部分的穿透型電子顯微鏡觀察影像(20,000倍)。 圖2為比較例7中所觀察到之寬度10mm、長度80mm、厚度為4.0mm之成形片距澆口15mm、自側端部5mm之交點的深度2mm之部分的穿透型電子顯微鏡觀察影像(20,000倍)。 圖3為3點彎曲抗化學性評定工具的圖。

Claims (15)

  1. 一種聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物,其包含(A-1)聚碳酸酯嵌段及(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段,前述(A-1)聚碳酸酯嵌段係以下述通式[1]表示:
    Figure 107146507-A0305-02-0108-7
    [(上述通式[1]中,R1及R2各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數3~14之芳基、碳原子數3~14之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基,各有多個時,彼等可相同或相異,e及f各自為1~4之整數,W為單鍵或者選自由下述通式[2]所示之基所成群組的至少一種基)
    Figure 107146507-A0305-02-0108-8
    (上述通式[2]中,R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17 及R18各自獨立表示選自由氫原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數3~14之芳基及碳原子數7~20之芳烷基所成群組之基,R19及R20各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數3~14之芳基、碳原子數6~10之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基,有多個時彼等可相同或相異,g為1~10之整數,h為4~7之整數)]前述(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段係以下述通式[3]表示:
    Figure 107146507-A0305-02-0109-9
    (上述通式[3]中,R3、R4、R5、R6、R7及R8各自獨立為氫原子、碳數1~12之烷基或碳數6~12之經取代或者未取代之芳基,R9及R10各自獨立為氫原子、鹵素原子、碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基,p為自然數,q為0或自然數,平均鏈長p+q為50~100之自然數;X為C2~C8之二價脂肪族基)前述(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段係於前述共聚物中,以2.5~8.0重量%含有,且 滿足以下(i)及(ii):(i)於前述共聚物之使用電子束顯微鏡的剖面觀察影像中,在850nm見方(722,500nm2)之區域存在1~20個最大長徑為80nm以上的結構域;及(ii)平均結構域大小為30~100nm。
  2. 如請求項1之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物,其係進一步滿足以下(iii):(iii)於前述共聚物之使用電子束顯微鏡的剖面觀察影像中,在5片試料切片中於850nm見方(722,500nm2)之區域均不存在最大長徑為400nm以上的結構域。
  3. 如請求項1或2之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物,其黏度平均分子量為11,000~30,000。
  4. 如請求項1或2之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物,其中,前述(A-1)聚碳酸酯嵌段係衍生自2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷,且前述(A-2)聚二有機矽氧烷嵌段係衍生自(2-烯丙基酚)末端聚二有機矽氧烷、或(2-甲氧基-4-烯丙基酚)末端聚二有機矽氧烷。
  5. 一種樹脂組成物,其係包含100~1重量%之如請求項 1~4中任一項之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物、與0~99重量%之聚碳酸酯樹脂。
  6. 如請求項5之樹脂組成物,其中前述聚碳酸酯樹脂係以下述通式[1]表示:
    Figure 107146507-A0305-02-0111-10
    [(上述通式[1]中,R1及R2各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~18之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數3~14之芳基、碳原子數3~14之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基,各有多個時,彼等可相同或相異,e及f各自為1~4之整數,W為單鍵或者選自由下述通式[2]所示之基所成群組的至少一種基)
    Figure 107146507-A0305-02-0111-11
    (上述通式[2]中,R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17 及R18各自獨立表示選自由氫原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數3~14之芳基及碳原子數7~20之芳烷基所成群組之基,R19及R20各自獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~18之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數2~10之烯基、碳原子數3~14之芳基、碳原子數6~10之芳氧基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數7~20之芳烷氧基、硝基、醛基、氰基及羧基所成群組之基,有多個時彼等可相同或相異,g為1~10之整數,h為4~7之整數)]。
  7. 一種樹脂組成物,其係含有:如請求項1~4中任一項之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物、與相對於前述共聚物100質量份為0.001~20重量份的(B)阻燃劑。
  8. 一種樹脂組成物,其係如請求項5或6之樹脂組成物,其含有相對於前述樹脂組成物100質量份為0.001~20重量份的(B)阻燃劑。
  9. 如請求項7之樹脂組成物,其中前述(B)阻燃劑為金屬鹽系阻燃劑及/或有機磷系阻燃劑。
  10. 如請求項8之樹脂組成物,其中前述(B)阻燃劑為金屬鹽系阻燃劑及/或有機磷系阻燃劑。
  11. 如請求項7或8之樹脂組成物,其係進一步包含(C)含氟防淌劑及/或(D)紫外線吸收劑。
  12. 一種成形品,其係由如請求項1~4中任一項之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物、或如請求項5~11中任一項之樹脂組成物所形成。
  13. 如請求項12之成形品,其中基於ASTM D1003(ISO13468)所測得之厚度2mm之成形品的總透光率為80%以下。
  14. 一種如請求項1之聚碳酸酯-聚二有機矽氧烷共聚物的製造方法,其係包含以下步驟(a)及(b):(a)在對水呈不溶性之有機溶媒與鹼水溶液的混合液中,使下述式[4]所示之二元酚(I)與光氣反應,而調製含有具末端氯甲酸酯基之碳酸酯寡聚物的溶液;
    Figure 107146507-A0305-02-0113-12
    (式中,R1、R2、e、f及W係與通式[1]中之R1、R2、e、f及W相同);及(b)其次,一邊攪拌該溶液,一邊添加下述式[5]所示 之羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)而使羥基芳基末端聚二有機矽氧烷(II)與碳酸酯寡聚物進行界面聚合;
    Figure 107146507-A0305-02-0114-13
    (式中,R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、p、q及X係與通式[3]中之R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、p、q及X相同),於此,係按式[4]及式[5]所示之二元酚總量每1莫耳,以8莫耳以上且未達11莫耳使用對水呈不溶性之有機溶媒。
  15. 如請求項14之製造方法,其中按式[4]及式[5]所示之二元酚的總量每1莫耳,使用8莫耳以上且未達9.5莫耳之對水呈不溶性之有機溶媒而起始界面聚縮合反應後,進一步按式[4]及式[5]所示之二元酚的總量每1莫耳,添加2莫耳以上之對水呈不溶性之有機溶媒。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019052323A (ja) * 2018-12-27 2019-04-04 日東紡績株式会社 ガラス繊維強化樹脂成形品
EP3719077B1 (de) * 2019-04-02 2022-09-21 Covestro Deutschland AG Siloxan-haltige blockcopolycarbonate mit geringer domänengrösse
KR20220113691A (ko) * 2019-12-06 2022-08-16 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 폴리카보네이트-폴리오가노실록세인 공중합체 및 해당 공중합체를 포함하는 수지 조성물
TWI792048B (zh) * 2020-08-26 2023-02-11 大陸商漢達精密電子(昆山)有限公司 一種高流動性阻燃聚碳酸酯材料及其製品
US20240117184A1 (en) * 2021-02-02 2024-04-11 Teijin Limited Polycarbonate resin composition and molded article
JPWO2022260077A1 (zh) * 2021-06-09 2022-12-15
DE112022002972T5 (de) * 2021-06-09 2024-03-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Polycarbonat-Harzzusammensetzung und Formkörper
CN114196001B (zh) * 2022-01-11 2023-09-19 万华化学集团股份有限公司 一种聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物、制造方法及包含该共聚物的树脂组合物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011173989A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Teijin Chem Ltd ポリカーボネート−ポリジオルガノシロキサン共重合体の製造方法
JP2016138195A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 帝人株式会社 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4379910A (en) 1980-12-31 1983-04-12 General Electric Co. Flame retardant aromatic polycarbonate compositions made from fluorinated diphenols
DE3420002A1 (de) 1984-05-29 1985-12-05 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Tetrafluorethylenpolymerisat enthaltende polymerisatpulverkompositionen
US4753994A (en) 1986-12-02 1988-06-28 Mobay Corporation Flame retardant polycarbonate compositions
BR9006848A (pt) 1989-07-07 1991-08-27 Idemitsu Petrochemical Co Copolimero de policarbonato-polidimetilsiloxano e processo para a sua producao
JP2662310B2 (ja) 1989-07-07 1997-10-08 出光石油化学株式会社 ポリカーボネート―ポリジメチルシロキサン共重合体及びその製造方法
EP0483510A3 (en) 1990-10-31 1992-09-02 General Electric Company Polycarbonate compositions with improved appearance and flammability characteristics
EP0522751B1 (en) 1991-07-01 1998-04-01 General Electric Company Polycarbonate-polysiloxane block copolymers
ES2173080T3 (es) 1991-07-01 2002-10-16 Gen Electric Mezclas de polimeros de copolimeros de bloque policarbonato-polisoloxano con policarbonato y poliestercarbonato.
JPH05189975A (ja) 1992-01-16 1993-07-30 Mitsubishi Electric Corp ランダムアクセスメモリ
CA2108411A1 (en) 1992-11-17 1994-05-18 Wie-Hin Pan Method of dispersing solid additives in polymeric resins
CH686306A5 (de) 1993-09-17 1996-02-29 Ciba Geigy Ag 3-Aryl-benzofuranone als Stabilisatoren.
JPH08188653A (ja) 1995-01-10 1996-07-23 General Electric Co <Ge> 固体の添加剤をポリマー中に分散させる方法およびそれによって得られる製品
FR2733504A1 (fr) 1995-04-28 1996-10-31 Gen Elec Plastics Abs Euro Bv Nouveaux alliages polymeres a base de polymerisat comprenant des motifs de derives de tetrafluoroethylene, procede de fabrication, articles obtenus a partir de tels alliages et utilisation de ces alliages dans des compositions polymeres
JP3272985B2 (ja) 1996-07-31 2002-04-08 三菱レイヨン株式会社 ポリテトラフルオロエチレン含有混合粉体の製造方法
JP4146175B2 (ja) 2002-06-27 2008-09-03 出光興産株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物及び成形品
US7166687B2 (en) 2003-02-21 2007-01-23 General Electric Company Translucent thermoplastic composition, method for making the composition and articles molded there from
JP2005263908A (ja) 2004-03-17 2005-09-29 Sumitomo Dow Ltd 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物
US6969745B1 (en) * 2004-06-30 2005-11-29 General Electric Company Thermoplastic compositions
JP4988293B2 (ja) 2006-10-19 2012-08-01 帝人化成株式会社 芳香族ポリカーボネート樹脂組成物
JP5301811B2 (ja) * 2007-11-14 2013-09-25 帝人株式会社 ポリカーボネート樹脂組成物
JP5684470B2 (ja) * 2009-11-11 2015-03-11 帝人株式会社 熱可塑性樹脂組成物
JP5805927B2 (ja) 2009-07-29 2015-11-10 帝人株式会社 ポリカーボネート−ポリジオルガノシロキサン共重合体、成形品およびその製造方法
WO2011013846A1 (ja) 2009-07-29 2011-02-03 帝人化成株式会社 ポリカーボネート−ポリジオルガノシロキサン共重合体
JP2011159340A (ja) 2010-01-29 2011-08-18 Teijin Chem Ltd 樹脂スタンパ
JP5852797B2 (ja) 2011-05-30 2016-02-03 出光興産株式会社 電池パック用ポリカーボネート樹脂組成物及び電池パック
KR20140097171A (ko) 2011-11-17 2014-08-06 데이진 가부시키가이샤 도광 성능을 갖는 수지 조성물, 그것으로 이루어지는 도광 성형품 및 면 광원체
WO2013081161A1 (ja) * 2011-12-02 2013-06-06 帝人株式会社 ポリカーボネート−ポリジオルガノシロキサン共重合樹脂を含有する難燃性樹脂組成物およびその成形品
US20140357809A1 (en) * 2012-03-21 2014-12-04 Teijin Limited Light-diffusing resin compostion
WO2013183521A1 (ja) * 2012-06-07 2013-12-12 帝人株式会社 導光性能を有する樹脂組成物、並びにそれからなる導光板および面光源体
JP5823944B2 (ja) 2012-10-16 2015-11-25 帝人株式会社 ポリカーボネート−ポリジオルガノシロキサン共重合体およびその製造方法
JP6196072B2 (ja) 2013-05-29 2017-09-13 帝人株式会社 加飾成形用樹脂組成物
KR102217411B1 (ko) 2013-12-10 2021-02-19 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 폴리카보네이트-폴리오르가노실록산 공중합체 및 그 제조 방법
ES2655496T3 (es) 2014-01-30 2018-02-20 Covestro Deutschland Ag Co-condensados de bloque de polisiloxano-policarbonato con propiedades reológicas mejoradas
US10385206B2 (en) 2014-12-02 2019-08-20 Teijin Limited Polycarbonate resin composition and molded article thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011173989A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Teijin Chem Ltd ポリカーボネート−ポリジオルガノシロキサン共重合体の製造方法
JP2016138195A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 帝人株式会社 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物

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