WO2003091342A1 - Composition de resine thermoplastique ignifuge - Google Patents

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WO2003091342A1
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weight
thermoplastic resin
flame
metal salt
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Kazunori Saegusa
Tomomichi Hashimoto
Hiroshi Tsuneishi
Nobuo Miyatake
Hiroshi Tone
Akira Takaki
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Kaneka Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a flame-retardant thermoplastic resin composition.
  • Thermoplastic resins are widely used as electrical and electronic parts, office automation equipment, household goods, or building materials because of their excellent impact resistance, heat resistance, and electrical properties.
  • Polycarbonate resins have higher flame retardancy than polystyrene resins, but there are fields where higher flame retardancy is required, especially in the fields of electrical and electronic components and OA equipment. Improvements have been made by adding various flame retardants. For example, addition of an organic halogen compound or an organic phosphorus compound has hitherto been widely performed. However, many of the organic halogen compounds and the organic phosphorus compounds have a problem in terms of toxicity, and in particular, the organic halogen compounds have a problem that they generate corrosive gas upon combustion. For these reasons, the demand for flame retardancy with non-halogen / non-phosphorus flame retardants has been increasing in recent years.
  • polyorganosiloxane compounds also called silicones
  • a flame-retardant resin can be obtained by kneading a silicone resin comprising a monoorganopolysiloxane with a non-silicone polymer.
  • Japanese Patent Publication No. 3-488947 it is described that a mixture of a silicone resin and a Group IA metal salt imparts flame retardancy to a thermoplastic resin.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-113137 discloses that a silicone resin prepared by mixing 100 parts by weight of a polyorganosiloxane and 10 to 150 parts by weight of a silica filler is converted into a thermoplastic resin. A method of obtaining a flame-retardant resin composition by dispersing is described.
  • JP-A-10-1393964 discloses that a silicone resin soluble in a solvent having a weight average molecular weight of 10,000 to 270,000 is added to a non-silicone resin containing an aromatic ring. It is described that a flame-retardant resin composition can be obtained by this.
  • thermoplastic resin is made of a composite rubber-based flame retardant obtained by graft polymerizing a Bier monomer onto a composite rubber comprising a polyorganosiloxane rubber and a polyalkyl (meth) acrylate rubber. It is described that a flame-retardant resin composition can be obtained by blending.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-264935 discloses that a thermoplastic resin is blended with a polyorganosiloxane-containing graft copolymer obtained by graft-polymerizing a butyl monomer onto polyorganosiloxane particles having a particle size of 0.2 ⁇ m or less. It is described that a flame-retardant resin composition can be obtained.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-264935 describes that a polyorganosiloxane-containing graft copolymer can be recovered as a powder by a spray drying method, but no specific composition is exemplified. In the range studied by the present inventors, flame retardant performance is exhibited by the polyorganosiloxane-containing graft copolymer recovered by spray drying, but it has another problem, namely, compared to that recovered by the salt coagulation method. It was found that the powder characteristics were poor and the blocking resistance was particularly insufficient. Summary of the Invention
  • An object of the present invention is to provide a flame-retardant thermoplastic resin composition which is non-halogen / non-phosphorus and has both excellent flame retardancy and impact resistance.
  • Another object of the present invention is to provide a flame retardant for thermoplastic resin having good blocking resistance without impairing moldability represented by thermal stability.
  • the present inventors have conducted intensive studies on the above problems, and as a result, by combining a specific polyorganosiloxane-containing daraft copolymer, a specific metal salt, and a fluorine-based resin into a thermoplastic resin, flame retardancy was obtained. That a flame-retardant thermoplastic resin composition having both excellent heat resistance and impact resistance can be obtained, and that a flame retardant for thermoplastic resins having good blocking resistance without impairing thermal stability can be obtained. This led to the completion of the present invention.
  • the thermoplastic resin (A) is a polycarbonate resin, and the blending amount of the polyorganosiloxane-containing graft copolymer (B) is 0.5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • the metal salt (C) is an alkali metal salt of a sulfur-containing organic compound and a divalent or higher valent metal salt of Z or a sulfur-containing organic compound, and the compounding amount thereof is 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
  • thermoplastic resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the divalent or higher metal salt is an alkaline earth metal salt (Claim 4).
  • thermoplastic resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the polyorganosiloxane particles (B-1) are in the form of a latex (Claim 8).
  • thermoplastic resin characterized by containing a divalent or higher valent metal salt (Claim 16),
  • a method for producing a flame retardant for a thermoplastic resin according to claim 16, comprising: A monomer (B-3) containing a polyfunctional monomer (B-2) containing at least two polymerizable unsaturated bonds in the molecule in the presence of the liorganosiloxane particles (B-1) and / or Or, after obtaining a polyorganosiloxane-containing daraft copolymer containing a divalent or higher valent metal salt of a sulfur-containing organic compound by a coagulation method by emulsion polymerization of one or more stages of a bull monomer (B-4).
  • a method comprising mixing a polyorganosiloxane-containing graft copolymer containing a divalent or higher valent metal salt of the sulfur-containing organic compound, and an alkali metal salt of the sulfur-containing organic compound (claim 1). Section 7).
  • the flame-retardant thermoplastic resin composition of the present invention comprises 100 parts by weight of a thermoplastic resin (A), 0.1 to 30 parts by weight of a polyorganosiloxane-containing graft copolymer (B), At least one metal salt selected from the group consisting of a salt and a divalent or higher metal salt (C) 0.005 to 5 parts by weight, and a fluororesin (D) 0.05 to 2 parts by weight. It contains parts by weight.
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer (B) is used by blending it with the thermoplastic resin (A) to improve the flame retardancy and impact resistance of the obtained molded article.
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer (B) of the present invention is used in an amount of 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin. When the amount is less than this, both flame retardancy and impact resistance are not exhibited, and when the amount is too large, the flame retardancy and the heat resistance temperature of the molded article decrease, which is not preferable. It is preferably at least 0.5 part by weight, more preferably at least 0.7 part by weight, even more preferably at least 1 part by weight. Further, it is preferably at most 20 parts by weight, more preferably at most 10 parts by weight, further preferably at most 6 parts by weight, particularly preferably at most 4 parts by weight.
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer (B) is a polyfunctional monomer (B-2) containing two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule in the presence of the polyorganosiloxane particles (B-1). )) And one or more stages of polymerization of a monomer (B-3) containing Z) and a Z or vinyl monomer (B-4).
  • polyolga With the total amount of the organosiloxane-containing graft copolymer (B) being 100 parts by weight, polyorganosiloxane particles (B-1) having 40 to 95 parts by weight and containing two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule.
  • Monomer consisting of 100 to 20% by weight of functional monomer (B-2) and other copolymerizable monomer (B-5) 0 to 80% by weight (B-3) 0 to 10 It is obtained by polymerizing at least one part by weight of one part or more, and further polymerizing 5 to 50 parts by weight of a monomer (B_4) at least one step.
  • the volume average particle diameter of the polyorganosiloxane particles (B-1) determined by light scattering method or electron microscopic observation is preferably at least 0.008 ⁇ , more preferably at least 0.1 ⁇ l juni. And more preferably at least 0.1 ⁇ . Further, it is preferably 0.6 // m or less, more preferably 0.38 ⁇ or less, and still more preferably 0.3 ⁇ or less. It tends to be difficult to obtain particles having a volume average particle diameter of less than 0.008 ⁇ , and if it exceeds 0.6 m, the flame retardancy tends to be poor.
  • the polyorganosiloxane particles (B-1) have a toluene-insoluble content (toluene-insoluble content of 0.5 g of this particle immersed in 80 ml of toluene at room temperature for 24 hours) of 95% or less, and even 50% or less.
  • a content of 20% or less is preferable from the viewpoint of flame retardancy and impact resistance.
  • the polyorganosiloxane particles (B-1) in the present invention include not only particles composed of only polyorganosiloxane but also modified polyorganosiloxane containing 5% by weight or less of another (co) polymer. It is. That is, the polyorganosiloxane particles may contain, for example, 5% by weight or less of polybutyl acrylate, butyl acrylate-styrene copolymer, or the like.
  • polyorganosiloxane particles (B-1) include polydimethylsiloxane particles, polymethylphenylsiloxane particles, and dimethylsiloxane-diphenylsiloxane copolymer particles.
  • the polyorganosiloxane particles (B-1) may be used alone or in combination of two or more.
  • Group-containing silane compounds ( 5) an organosiloxane and a silane compound containing a radical reactive group, (6) a bifunctional silane compound and a silane compound containing a vinyl polymerizable group, (7) a bifunctional silanized compound and a silane compound containing a radical reactive group, (8) ) An organosiloxane, a bifunctional silane compound and a silane compound having a butyl polymerizable group, (9) an organosiloxane, a bifunctional silane compound and a silane compound having a radical reactive group, or (10) an organosiloxane and a bifunctional silane
  • the compound can be obtained by polymerizing a compound, a butyl-based polymerizable group-containing silane compound, a radical reactive group-containing silane compound, or the like, or by further adding a trifunctional or more functional silane compound thereto.
  • the “bifunctional silane compound” refers to a silane compound having a total of two hydroxyl groups and hydrolyzable groups bonded to a silicon atom.
  • the term “trifunctional or higher silane compound” refers to a silane compound having a total of three or more hydroxyl groups and hydrolyzable groups bonded to a silicon atom.
  • the organosiloxane and the bifunctional silane compound are components constituting the main skeleton of the polyorganosiloxane chain.
  • Specific examples of the organosiloxane include hexamethylcyclotrisiloxane (D 3), octamethylcyclotetrasiloxane (D 4), decamethylcyclopentasiloxane (D 5), and dodecamethylcyclohexasiloxane (
  • Specific examples of bifunctional silane compounds such as D6), tetradecamethylcycloheptasiloxane (D7), and hexadecamethylcyclooctasiloxane (D8) include ethoxydimethylsilane and dimethoxydimethylsilane.
  • a mixture of 04 or a mixture of 03 to D7 or a mixture of D3 to D8 is used in an amount of 70 to 100%, more preferably 80 to 1%. 0%, and as the remaining components, those containing 0 to 30%, preferably 0 to 20%, of diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and the like are preferably used.
  • the ratio of the organosiloxane, the bifunctional silane compound, the butyl-based polymerizable group-containing silane compound, the radical-reactive group-containing silane compound, and the silane compound having three or more functional groups used in the polymerization is usually organosiloxane and / or 2 Functional silane compound (The ratio between the organosiloxane and the bifunctional silane compound is usually 100 OZO 0/100 by weight, more preferably 100 to 70 to 30) 50 to 99.
  • the same emulsification of the same butyl monomer (eg, styrene, butyl acrylate, methyl methacrylate, etc.) as used in the graft polymerization described below is carried out.
  • a bullet-type (co) polymer obtained by (co) polymerization by a polymerization method is used as seed particles, and in the presence thereof, for example, the polyorganosiloxane-forming component, water and an emulsifier are emulsified by mechanical shearing.
  • alkylbenzenesulfonate sodium alkylbenzenesulfonate, alkylsulfonate, sodium alkylsulfonate and sodium (di) alkylsulfosuccinate are preferred because of the relatively high emulsification stability of the emulsion.
  • alkylbenzenesulfonic acid and alkylsulfonic acid are particularly preferred because they also act as polymerization catalysts for the polyorganosiloxane-forming component.
  • the heating for the polymerization is preferably from 60 to 120 ° C, more preferably from 70 to 100 ° C, from the viewpoint that an appropriate polymerization rate can be obtained.
  • the polyorganosiloxane particles (B-1) thus obtained are, for example, When formed by adding a siloxane compound containing a vinyl polymerizable group or a silane compound containing a radically reactive group to these, and then forming a polymer by adding a silane compound containing a vinyl-type polymerizable group or a silane compound containing a radical-reactive group, these compounds are usually copolymerized randomly to form a butyl compound. It becomes a polymer having a reactive group or a radical reactive group. Further, when a trifunctional or higher functional silane compound is copolymerized, it has a crosslinked network structure.
  • a monomer (B-2) containing a polyfunctional monomer (B-2) having two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule (B-2) obtained by the above process, a monomer (B-2) containing a polyfunctional monomer (B-2) having two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule (
  • the graft copolymer (B) containing polyorganosiloxane can be obtained by graft-polymerizing B-3) and a vinyl or vinyl monomer (B-4) in one or more stages.
  • the polyfunctional monomer (B-2) containing two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule used for the graft copolymer (B) to be hardened is insoluble in acetone of the graft copolymer (B). It is a component that suppresses an increase in amount and improves flame retardancy.
  • the polyfunctional monomer (B-12) can be used as a monomer (B-3) mixed with another copolymerizable monomer (B-5). At this time, the ratio of the polyfunctional monomer (B-2) to the monomer (B-3) is preferably 100 to 20% by weight, more preferably 100 to 5% by weight.
  • the ratio of the copolymerizable monomer (B-5) to the monomer (B-3) is preferably 0 to 80% by weight, more preferably 0 to 5% by weight. 0% by weight).
  • the proportion of the polyfunctional monomer (B-2) in the monomer (B-3) is too small, the flame retardancy becomes insufficient.
  • Examples of the vinyl monomer (B-4) include aromatic vinyl monomers such as styrene, ⁇ -methylstyrene, paramethylstyrene, and parabutylstyrene, and cyanide such as acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • Vinyl monomers methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, -2-ethylhexyl acrylate, glycidyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, methyl methacrylate, methyl methacrylate, Ethyl methacrylate, butyl methacrylate, lauryl methacrylate, glycidyl methacrylate, hydroxyshethyl methacrylate, and other (meth) acrylate monomers, itaconic acid, (meth) acrylic acid, fumaric acid, maleic acid, etc. Carboxy group-containing vinyl Such systems monomer.
  • the vinyl monomers ( ⁇ -4) may be used alone or in combination of two or more. Among them, a mixture of an aromatic vinyl monomer such as styrene and a vinyl cyanide monomer such as atarilonitrile, methyl methacrylate, or methyl methacrylate or acrylonitrile containing methyl methacrylate as a main component. Is preferred because a small amount can exhibit impact resistance.
  • the solubility parameter ⁇ c of the copolymer was determined to be the value of the main component when the weight fraction was less than 5%, and that when the weight fraction was 5% or more, additivity was established by the weight fraction. That is, it can be calculated by the equation (1) from the solubility parameter 1 ⁇ n of the homopolymer of each vinyl monomer constituting the copolymer composed of m kinds of vinyl monomers and its weight fraction Wn. .
  • ⁇ c Y / js nw n
  • the solubility of the vinyl polymer component in the obtained graft copolymer is changed.
  • the parameter ⁇ s is the value obtained by dividing the total weight of the finally obtained vinyl polymer component by the weight of the vinyl polymer component obtained in each step, that is, the additive weight is obtained by using the weight fraction. Is established. That is, the polymerization is performed in the q step, and the polymer can be calculated by the equation (2) from the solubility parameter ⁇ i and the weight fraction W i of the polymer obtained in each step.
  • polymerization is performed in two stages, and in the first stage, 50 parts by weight of a copolymer composed of 75% of styrene and 25% of acrylonitrile is obtained, and in the second stage, 50 parts by weight of a polymer of methyl methacrylate is obtained.
  • the solubility parameter of the polymer obtained in this two-stage polymerization is as follows: the solubility parameter of styrene 75% and acrylonitrile 25% copolymer.Parameter 9.95 [(cal / cm 3 ) 1 / 2 ] and the solubility parameter of polymethyl methacrylate 9.25 [(ca 1 / cm 3 ) 1/2 ] and 9.60 [(ca 1 / cm 3 ) 1/2 ] is obtained.
  • polyorganosiloxane particles (B-1) are 40 parts by weight or more (more preferably 63 parts by weight or more) with 95 parts by weight of the entire graft copolymer being 100 parts by weight. Parts by weight or less (more preferably 85 parts by weight or less), a monomer (B-3) comprising a polyfunctional monomer (B-2) and another copolymerizable monomer (B-5) 0 to 10 parts by weight (more preferably 0 to 7 parts by weight), and a vinyl monomer (B-4) 5 parts by weight or more (more preferably 7 parts by weight or more), 50 parts by weight It is preferable to use the following (more preferably 30 parts by weight or less).
  • Acetone-insoluble content of the graft copolymer (B) is at least 80% by weight, preferably 85% by weight or more, more preferably 90% by weight or more is preferable in that the flame retardant effect is good.
  • a vinyl-based polymerizable group-containing silane compound or a radical-reactive group-containing silane compound is appropriately selected, or the polyfunctional monomer (B-2) is obtained. Must be used in a sufficient amount.
  • Examples of the suitable vinyl-based polymerizable group-containing silane compound include, for example, methacryloyloxypropyl dimethoxymethylsilane, ⁇ -methacryloyloxy lip trimethoxysilane, ⁇ -methacryloyloxypropyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloyl
  • a silane compound containing a (meth) acryloyloxy group such as xyloxypropyl ethoxymethylsilane, 0-attaryloyloxypropyl dimethoxymethylsilane, and ⁇ -attaryloyloxypropyltrimethoxysilane, can be selected.
  • a graft copolymer (II) having an acetone-insoluble content of 80% or more can be obtained without using the polyfunctional monomer (II-2).
  • the chain transfer agent is an optional component, but when used, the amount used is as follows: 100 parts by weight of the total of the monomer (B-3) and the Z or butyl monomer (B-4) used.
  • the amount of the monomer used in each stage is preferably 0.01 to 5 parts by weight as 100 parts by weight.
  • the type and amount of the chain transfer agent in each stage may be the same or different. If the amount of the chain transfer agent is less than 0.01 part by weight, the effect used cannot be obtained, and if it exceeds 5 parts by weight, the polymerization rate tends to be slow and the production efficiency tends to be low.
  • the polyorganosiloxane particles (B_l) contain a vinyl-based polymerizable group or a radical-reactive group, these become the graft reaction sites, and the monomers (B-3) and A graft is formed when radical polymerization of the butyl monomer (B-4) is performed.
  • a specific radical initiator for example, t-butyl peroxylaurate, can be used to convert the silicon atom into a silicon atom.
  • Hydrogen is extracted from the bound organic group such as a methyl group, and the resulting radical polymerizes the monomer (B-3) and / or the butyl monomer (B-4) to form a graft.
  • the vinyl monomer (B-4) is further graft-polymerized after graft-polymerizing the monomer (B-3)
  • the butyl monomer (B-4) is used as a radical polymerization initiator.
  • it not only reacts with the polyorganosiloxane particles (B-1) in the same manner as the monomer (B-3), but also has a multifunctional monomer in the monomer (B-3).
  • a graft is formed by the vinyl monomer (B-4).
  • the graft copolymer ( ⁇ ) obtained by emulsion polymerization can be prepared by a conventional method, for example, by adding an inorganic salt of a divalent or higher-valent metal such as calcium chloride, magnesium chloride, magnesium sulfate, or aluminum chloride to latex.
  • Latex can be obtained by coagulation, separation, washing, dehydration, and drying (coagulation method).
  • the coagulation method is not particularly limited, and various coagulation methods can be used.
  • the method of adding the inorganic salt of a divalent or higher-valent metal includes flame retardancy, impact resistance, and packing resistance. Particularly preferred from the viewpoint.
  • a spray drying method can also be used.
  • the recovery of the graft copolymer ( ⁇ ) as a powder by the spray drying method may be performed while adding a divalent or higher valent metal salt of a sulfur-containing organic compound.
  • any form may be used, either as a powder of the divalent or higher valent metal salt or as an aqueous dispersion.
  • Aqueous dispersion When adding in the form of, the drying is further continued to finally remove water to a substantial extent.
  • the substantial degree means that the weight fraction of water contained in the recovered mixture of the graft copolymer (B) and the metal salt of the sulfur-containing organic compound is 5% by weight or less, preferably 2% by weight or less.
  • the addition of the divalent or higher valent metal salt of the sulfur-containing organic compound is preferably performed not to the latex but to the spray particles being dried or to the obtained powder. If added to latex, nozzle clogging may occur and spray drying may not be possible.
  • a divalent or higher valent metal salt of a sulfur-containing organic compound is added in the form of powder in the spray drying method, mixing is not as fine as in the coagulation method, so the blocking resistance improving effect may be inferior to the coagulation method. .
  • the sulfur-containing organic compound metal salt of the sulfur-containing organic compound that can be used in the present invention is used in combination with the polyorganosiloxane-containing graft copolymer (B), the flame retardancy can be synergistically enhanced.
  • the alkali metal salts may be used alone or in combination of two or more.
  • alkylsulfonic acids such as dodecylsulfonic acid, etc.
  • dialkylsulfosuccinic acids such as dioctylsulfosuccinic acid and didodecylsulfosuccinic acid are preferably selected, and potassium salts, sodium and the like thereof are preferable. Used.
  • sulfate examples include monoesters of alkyl sulfate represented by monoester of dodecyl sulfate, and potassium salts and sodium salts thereof are preferably used.
  • the flame retardant performance of the flame-retardant thermoplastic resin composition of the present invention can be enhanced by further adding an antioxidant (E) to 100 parts by weight of the thermoplastic resin (A). .
  • the amount is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.8 part by weight or less, and even more preferably 0.7 part by weight or less. If more than 2 parts by weight is used, the impact resistance tends to decrease.
  • the lower limit is preferably at least 0.05 part by weight.
  • the polycarbonate resin may have a branched structure.
  • branching agent examples include 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyrene) ethane, ⁇ , ⁇ ,, ⁇ "-tris (4- (Vidroxyphenyl) i 1,3,5— triisopropylbenzene, phloroglysin, trimellitic acid, isatin bis ( ⁇ -cresol), etc.
  • phenol, ⁇ -t— Butylphenol, p-octylphenol, p_cumylphenol and the like are used.
  • the flame-retardant thermoplastic resin composition of the present invention further includes a pigment, a filler, an impact modifier, an antioxidant other than the antioxidant (E), an ultraviolet absorber, a glass fiber, a lubricant, and a polymer.
  • a lubricant or the like can be blended.
  • the flame-retardant thermoplastic resin composition of the present invention can be produced by mixing and melt-kneading the respective components.
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer (B) contains a metal salt (C). When it is contained, it is not necessary to add the metal salt (C) separately, but it may be added separately.
  • One or more stages of emulsion polymerization of the hopno- or butyl-based monomer (B-4) are carried out, followed by a spray-drying method while adding a divalent or higher valent metal salt of a sulfur-containing organic compound, to thereby obtain an emulsifier.
  • thermoplastic resin flame retardant of the present invention is easy to handle because of its excellent powder properties, especially excellent blocking resistance, and has a flame retardancy-impact resistance by being blended with the above-mentioned thermoplastic resin.
  • a thermoplastic resin composition having excellent heat resistance can be obtained.
  • the flame retardant for a thermoplastic resin of the present invention comprises a polyfunctional monomer (B-2) containing two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule in the presence of the polyorganosiloxane particles (B-1).
  • B-3 polyfunctional monomer
  • B-4 polyvinyl-based monomer
  • Daraft copolymer containing polyorganosiloxane containing divalent or higher valent metal salt of organic compound After the union is obtained, it can be produced by mixing a polyorganosiloxane-containing graft copolymer containing a divalent or higher valent metal salt of the sulfur-containing organic compound, and an alkali metal salt of the sulfur-containing organic compound.
  • a divalent or higher valent metal salt of a sulfur-containing organic compound may be separately added.
  • a monomer (B-3) containing a polyfunctional monomer (B-2) containing two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule And / or a vinyl monomer (B-4) is emulsion-polymerized in one or more stages, and then spray-dried to obtain a polyorganosiloxane-containing graft copolymer containing an alkali metal salt of a sulfur-containing organic compound derived from an emulsifier.
  • a polyorganosiloxane-containing graft copolymer containing the alkali metal salt of the sulfur-containing organic compound, and a divalent or higher-valent metal salt of the sulfur-containing organic compound are produced by mixing.
  • an alkali metal salt of a sulfur-containing organic compound may be separately added.
  • a monomer (B-3) containing a polyfunctional monomer (B-2) containing at least two polymerizable unsaturated bonds in the molecule in the presence of the polyorganosiloxane particles (B-1) And / or a vinyl monomer (B-4) is emulsion-polymerized in one or more stages, and then spray-dried while adding a divalent or higher valent metal salt of a sulfur-containing organic compound.
  • the latex was dried in a hot air dryer at 120 ° C for 2 hours, and calculated as (weight of the residue after drying the latex at 130 ° C for 2 hours) / (weight of the original latex before drying) .
  • Total charge (parts) X solid content-1 (Emulsifier charge (parts) + inorganic acid and / or Was calculated as the charged amount of organic acid (part) + the charged amount of radical polymerization initiator (part))) Z (the charged monomer amount (part)).
  • the graft copolymer (1 g) was immersed in acetone 8 Om1 for 48 hours at room temperature, centrifuged at 1800 rpm for 10 minutes, and the precipitate was determined as the acetone-insoluble content (%) of the graft copolymer.
  • the volume average particle diameter of the polyorganosiloxane particles and the graft copolymer was measured in a state of a lattus. Using MICR OTRAC UP A manufactured by LEED & NORTHHRUP INSTRUMENTS as a measuring device, the volume average particle diameter (/ im) and the coefficient of variation of particle diameter distribution (standard The deviation Z volume average particle diameter (%)) was measured.
  • the latex containing the St-BA copolymer is kept at 80 ° C, and 1.2 parts (solid content) of a 10% 083 aqueous solution is added to the system, and then the emulsion of the polyorganosiloxane-forming component is added.
  • the pH was adjusted to 6.4 with sodium hydroxide to terminate the polymerization, and a latex containing polyorganosiloxane particles (S-2) was obtained.
  • Table 1 shows the results of measurement of the polymerization conversion, the volume average particle diameter of the latex of polyorganosiloxane particles, and the amount of toluene-insoluble matter.
  • the polyorganosiloxane particles consist of 98% by weight of a polyorganosiloxane component and 2% by weight of a St-BA copolymer component.
  • Polycarbonate resin (PC-1: Teflon FN 1900 A manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) and polyorganosiloxane-containing graft copolymer (SG-:! ⁇ 9) obtained in Reference Examples 4 to 12 or Reference Example 1 Graft copolymer obtained in 3 to 18
  • Example 10 instead of the polyorganosiloxane-containing graft copolymer (SG-7) used in Example 10, the polyorganosiloxane-containing graft obtained in Reference Example 20 was used.
  • the copolymer (SG-10) was used, and sodium dodecylbenzenesulfonate and calcium dodecylbenzenesulfonate were not added.
  • Sodium dodecylbenzenesulfonate and dodecyl used in the production of SG-10 were used.
  • PC-2 ⁇ 100 one 100 100 100 one one ⁇ 100 100 one one one
  • a polyorganosiloxane-containing graft copolymer (SG-7, SG-10, SG'-7) and sodium dodecylbenzenesulfonate and / or calcium dodecylbenzenesulfonate were prepared in the same manner as in Examples 7, 19, and 20.
  • a polyorganosiloxane-containing graft copolymer composition was prepared, and its blocking resistance was measured. The flame retardancy and impact resistance of these polyorganosiloxane-containing graft copolymer compositions were evaluated in the same manner as in Example 7. The results are shown in Table 6. Table 6
  • the flame-retardant thermoplastic resin composition of the present invention highly improves the flame retardancy-impact balance of the polycarbonate resin.
  • the flame retardant thermoplastic resin composition of the present invention has good flame retardancy. You can see that it shows sex.
  • thermoplastic resin of the present invention imparts good flame retardancy to the thermoplastic resin and has excellent powder properties represented by its blocking resistance.

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Description

明細書
難燃性熱可塑性樹脂組成物 技術分野
本発明は、 難燃性熱可塑性樹脂組成物に関する。 背景技術
熱可塑性樹脂、 特にポリカーボネート系樹脂は、 優れた耐衝擊性、 耐熱性、 電 気的特性などにより、 電気 ·電子部品、 O A機器、 家庭用品あるいは建築材料と して広く用いられている。 ポリカーボネート系樹脂は、 ポリスチレン系樹脂など に比べると高い難燃性を有しているが、 電気 '電子部品、 O A機器などの分野を 中心に、 さらに高い難燃性を要求される分野があり、 各種難燃剤の添加により、 その改善が図られている。 たとえば、 有機ハロゲン系化合物や有機リン系化合物 の添加が従来広く行なわれている。 しかし、 有機ハロゲン系化合物や有機リン系 化合物の多くは毒性の面で問題があり、 特に有機ハロゲン系化合物は、 燃焼時に 腐食性ガスを発生するという問題があった。 このようなことから、 近年、 非ハロ ゲン ·非リン系難燃剤による難燃化の要求が高まりつつある。
非ハロゲン ·非リン系難燃剤としては、 ポリオルガノシロキサン系化合物 (シ リコーンともいう) の利用が提案されている。 たとえば、 特開昭 5 4— 3 6 3 6 5号公報には、 モノオルガノポリシロキサンからなるシリコーン樹脂を非シリコ ーンポリマーに混練することで難燃性樹脂が得られることが記載されている。 特公平 3— 4 8 9 4 7号公報には、 シリコーン樹脂と第 I I A族金属塩の混合 物が熱可塑性樹脂に難燃性を付与すると記載されている。
特開平 8— 1 1 3 7 1 2号公報には、 ポリオルガノシロキサン 1 0 0重量部と シリカ充填剤 1 0〜1 5 0重量部とを混合することによって調製したシリコーン 樹脂を熱可塑性樹脂に分散させることで難燃性樹脂組成物を得る方法が記載され ている。
特開平 1 0— 1 3 9 9 6 4号公報には、 重量平均分子量が 1万以上 2 7万以下 の溶剤に可溶なシリコーン樹脂を芳香環を含有する非シリコーン樹脂に添加する ことで難燃性樹脂組成物が得られることが記載されている。
しかしながら、 前記公報記載のシリコーン樹脂は、 難燃性の付与の効果が認め られるが不十分で、 それを補うため量を増やすと樹脂組成物の耐衝撃性を悪化さ せ、 難燃性おょぴ耐衝撃性のバランスがとれた難燃性樹脂組成物を得ることが困 難という課題がある。
特開 2000— 1 7029号公報には、 ポリオルガノシロキサンゴムとポリア ルキル (メタ) アタリレートゴムとからなる複合ゴムにビエル系単量体をグラフ ト重合した複合ゴム系難燃剤を熱可塑性樹脂に配合することで難燃性樹脂組成物 が得られることが記載されている。
特開 2000_ 226420号公報には、 芳香族基を有するポリオルガノシロ キサンとビュル系重合体との複合粒子にビュル系単量体をグラフトしたポリオル ガノシロキサン系難燃剤を熱可塑性樹脂に配合することで難燃性樹脂組成物が得 られることが記載されている。
特開 2000— 264935号公報には、 0. 2 μ m以下のポリオルガノシロ キサン粒子にビュル系単量体をグラフト重合したポリオルガノシロキサン含有グ ラフト共重合体を熱可塑性樹脂に配合することで難燃性樹脂組成物が得られるこ とが記載されている。
特開 2000— 1 7029号公報、 特開 2000— 226420号公報及び特 開 2000— 264935号公報に記載のいずれの難燃性樹脂組成物も、 耐衝撃 性は満足できるレベルであるが、 難燃性が不十分であることから、 難燃性一耐衝 撃性バランスが悪いという課題を有している。
また特開 2000-264935号公報においてはポリオルガノシロキサン含 有グラフト共重合体をスプレー乾燥法により粉体として回収できることが述べら れているが、 具体的な組成物は例示されていない。 本発明者らが検討を行った範 囲では、 スプレー乾燥により回収したポリオルガノシロキサン含有グラフト共重 合体では難燃性能は発現するが、 別の課題、 すなわち塩凝固法により回収したも のに比べてその粉体特性が悪く、 特に耐ブロッキング性が不十分なことが見いだ された。 発明の要約
本発明の目的は、 非ハロゲン ·非リン系であって、 難燃性と耐衝撃性がともに 優れた難燃性熱可塑性樹脂組成物を提供することである。
また本発明は同時に、 熱安定性に代表される成形性を損なうことなく耐ブロッ キング性が良好な熱可塑性樹脂用難燃剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、 上記課題について鋭意検討を重ねた結果、 特定のポリオルガノ シロキサン含有ダラフト共重合体と特定の金属塩とフッ素系樹脂を併用して熱可 塑性樹脂に配合することにより、 難燃性と耐衝撃性がともに優れた難燃性熱可塑 性樹脂組成物が得られること、 ならびに、 熱安定性を損なうことなく耐ブロッキ ング性が良好な熱可塑性樹脂用難燃剤が得られることを見出し、 本発明を完成す るに至った。
すなわち、 本発明は、
熱可塑性樹脂 (A) 1 0 0重量部、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の 存在下に、 分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および またはビュル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上重 合して得られるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B ) 0 . :!〜 3 0重量部、 アルカリ金属塩および二価以上の金属塩からなる群より選択される少 なくとも 1種の金属塩 (C ) 0 . 0 0 0 5〜5重量部、 並びに、 フッ素系樹脂 ( D) 0 . 0 5〜 2重量部を含有することを特徴とする難燃性熱可塑性樹脂組成物 (請求の範囲第 1項) 、
熱可塑性樹脂 (A) がポリカーボネート系樹脂であり、 ポリオルガノシロキサ ン含有グラフト共重合体 (B ) の配合量が、 前記ポリカーボネート系樹脂 1 Ό 0 重量部に対して 0 . 5〜2 0重量部であり、 金属塩 (C ) が含硫黄有機化合物の アルカリ金属塩および Zまたは含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩であり、 そ の配合量が、 前記ポリカーボネート系樹脂 1 0 0重量部に対して合計で 0 . 0 0 1〜 5重量部である請求の範囲第 1項記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物 (請求の 範囲第 2項) 、
金属塩 (C ) として、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩と含硫黄有機化合物 の二価以上の金属塩の両方を含有する請求の範囲第 2項記載の難燃性熱可塑性樹 脂組成物 (請求の範囲第 3項) 、
二価以上の金属塩がアル力リ土類金属塩である請求の範囲第 1〜 3項のいずれ か 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物 (請求の範囲第 4項) 、
ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B) は、 当該共重合体全量を 1 0 0重量部として、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) 4 0〜 9 5重量部 の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) 1 0 0〜 2 0重量%およびその他の共重合可能な単量体 (B— 5) 0〜8 0重 量%からなる単量体 (B— 3) 0〜1 0重量部を 1段以上重合し、 さらにビュル 系単量体 (B— 4) 5〜5 0重量部を 1段以上重合して得られるものであること を特徴とする請求の範囲第 1〜4項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂 組成物 (請求の範囲第 5項) 、
ポリオルガノシロキサン粒子 (B_ l) は、 体積平均粒子径が 0. 0 0 8〜0. 6 μ mのものである請求の範囲第 1〜 5項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑 性樹脂組成物 (請求の範囲第 6項) 、
ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) は、 3官能以上のシラン化合物を用い ずに製造されるものである範囲第 1〜 6項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑 性樹脂組成物 (請求の範囲第 7項) 、
ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) がラテックス状のものである請求の範 囲第 1〜 7項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物 (請求の範囲第 8項) 、
ビュル系単量体 (B_4) は、 当該単量体のみからなる重合体の溶解度パラメ 一ターが 9. 1 5〜: L 0. 1 5 ( c a 1 / c m3) 1/2を示すものであることを 特徴とする請求の範囲第 1〜 8項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組 成物 (請求の範囲第 9項) 、
ビニル系単量体 (B— 4) i 芳香族ビニル系単量体、 シアン化ビニル系単量 体、 (メタ) アクリル酸エステル系単量体およびカルボキシル基含有ビュル系単 量体からなる群より選ばれる少なくとも 1種の単量体である請求の範囲第 1〜 9 項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物 (請求の範囲第 1 0項) 、 含硫黄有機化合物が、 スルホンアミ ド、 (アルキル) 芳香族スルホン酸、 パー フルォロアルカンスルホン酸、 脂肪族スルホン酸おょぴジフエニルスルホンスル ホン酸からなる群より選択される少なくとも 1種の化合物であることを特徴とす る請求の範囲第 2〜1 0項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物 ( 請求の範囲第 1 1項) 、
含硫黄有機化合物が、 (アルキル) 芳香族スルホン酸であることを特徴とする 請求の範囲第 2〜1 0項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物 (請 求の範囲第 1 2項) 、
さらに酸化防止剤 (E ) を 2重量部以下含むことを特徴とする請求の範囲第 1 〜1 2項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物 (請求の範囲第 1 3 項) 、
酸化防止剤 (E ) が、 イソシァヌル環構造を分子内に有する 1種以上の酸化防 止剤と、 1種以上の他の酸化防止剤との組み合わせであることを特徴とする請求 の範囲第 1 3項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物 (請求の範囲第 1 4項) 、 請求の範囲第 3項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物を製造する方法であって、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合 を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および/また はビニル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳化重合し、 凝固法により、 含硫黄有機 化合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 を取得した後、 熱可塑性樹脂 (A) 、 前記含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩 を含むポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体、 含硫黄有機化合物のアル カリ金属塩、 及び、 フッ素系樹脂 (D ) を溶融混練することを特徴とする方法 ( 請求の範囲第 1 5項) 、
ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性不飽和結 合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および Zま たはビュル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上重合して得られるポリオルガノシロキ サン含有グラフト共重合体、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩、 並びに、 含硫 黄有機化合物の二価以上の金属塩を含有することを特徴とする熱可塑性樹脂用難 燃剤 (請求の範囲第 1 6項) 、
請求の範囲第 1 6項記載の熱可塑性樹脂用難燃剤を製造する方法であって、 ポ リオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および/または ビュル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳化重合し、 凝固法により、 含硫黄有機化 合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有ダラフト共重合体を 取得した後、 前記含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガノシロ キサン含有グラフト共重合体、 及び、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩を混合 することを特徴とする方法 (請求の範囲第 1 7項) である。
以下に本発明を詳述する。 発明の詳細な開示
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、 熱可塑性樹脂 (A) 1 0 0重量部、 ポ リオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B ) 0 . 1〜3 0重量部、 アル力 リ金属塩および二価以上の金属塩からなる群より選択される少なくとも 1種の金 属塩 (C ) 0 . 0 0 0 5〜5重量部、 並びに、 フッ素系樹脂 (D) 0 . 0 5〜2 重量部を含有するものである。
前記ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B ) は、 熱可塑性樹脂 ( A) に配合して用いることで、 得られる成形体の難燃性と耐衝撃性を改良するも のである。 本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B ) は、 前 記熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対して 0 . 1〜3 0重量部用いる。 これよりも少 ない場合には難燃性 ·耐衝撃性がともに発現せず、 多すぎると難燃性の低下と、 成形体の耐熱温度の低下をもたらすので好ましくない。 好ましくは 0 . 5重量部 以上であり、 より好ましくは 0 . 7重量部以上であり、 さらに好ましくは 1重量 部以上である。 また、 好ましくは 2 0重量部以下であり、 より好ましくは 1 0重 量部以下であり、 さらに好ましくは 6重量部以下、 特に好ましくは 4重量部以下 である。
前記ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B ) は、 ポリオルガノシ ロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む 多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および Zまたはビニル系単量 体 (B— 4 ) を 1段以上重合して得られるものである。 好ましくは、 ポリオルガ ノシロキサン含有グラフト共重合体 (B) 全量を 100重量部として、 ポリオル ガノシロキサン粒子 (B— 1) 40〜 95重量部の存在下に、 分子内に重合性不 飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2) 100〜20重量%およびそ の他の共重合可能な単量体 (B— 5) 0〜80重量%からなる単量体 (B— 3) 0〜10重量部を 1段以上重合し、 さらにビュル系単量体 (B_4) 5〜50重 量部を 1段以上重合して得られるものである。
ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) は、 光散乱法または電子顕微鏡観察か ら求められる体積平均粒子径が、 好ましくは 0. 008 μπι以上であり、 より好 ましくは 0. O l juni以上であり、 さらに好ましくは 0. Ι μπι以上である。 ま た、 好ましくは 0. 6 //m以下であり、 より好ましくは 0. 38 μπι以下であり、 さらに好ましくは 0. 3 μπι以下である。 該体積平均粒子径が 0. 008 μπι未 満のものを得ることは困難な傾向にあり、 0. 6 mを超える場合には、 難燃性 が悪くなる傾向にある。
ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) は、 トルエン不溶分量 (該粒子 0. 5 gをトルエン 80 m 1に室温で 24時間浸漬した場合のトルエン不溶分量) が 9 5%以下、 さらには 50%以下、 とくには 20%以下であるものが難燃性 ·耐衝 撃性の点から好ましい。
なお、 本発明におけるポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) は、 ポリオルガ ノシロキサンのみからなる粒子だけでなく、 他の (共) 重合体を 5重量%以下を 含んだ変性ポリオルガノシロキサンを含んだ概念である。 すなわち、 ポリオルガ ノシロキサン粒子は、 粒子中に、 たとえば、 ポリアクリル酸ブチル、 アクリル酸 プチルースチレン共重合体などを 5重量%以下含有してもよい。
前記ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) の具体例としては、 ポリジメチル シロキサン粒子、 ポリメチルフエニルシロキサン粒子、 ジメチルシロキサン一ジ フエニルシロキサン共重合体粒子などが挙げられる。 ポリオルガノシロキサン粒 子 (B— 1) は単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよレ、。
前記ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) は、 たとえば、 (1) オルガノシ ロキサン、 (2) 2官能シラン化合物、 (3) オルガノシロキサンと 2官能シラ ン化合物、 (4) オルガノシロキサンとビニル系重合性基含有シラン化合物、 ( 5 ) オルガノシロキサンとラジカル反応性基含有シラン化合物、 (6 ) 2官能シ ラン化合物とビニル系重合性基含有シラン化合物、 (7 ) 2官能シラン化化合物 とラジカル反応性基含有シラン化合物、 (8 ) オルガノシロキサン、 2官能シラ ン化合物及びビュル系重合性基含有シラン化合物、 (9 ) オルガノシロキサン、 2官能シラン化合物及びラジカル反応性基含有シラン化合物、 あるいは、 (1 0 ) オルガノシロキサン、 2官能シラン化合物、 ビュル系重合性基含有シラン化合 物及びラジカル反応性基含有シラン化合物、 等を重合する、 あるいは、 これらに 更に 3官能以上のシラン化合物を加えて重合することにより得ることができる。 なお 「2官能シラン化合物」 とは、 ケィ素原子に結合した水酸基及び加水分解性 基の合計個数が 2個のシラン化合物のことをいう。 また 「3官能以上のシラン化 合物」 とは、 ケィ素原子に結合した水酸基及び加水分解性基の合計個数が 3個以 上のシラン化合物のことをいう。
前記オルガノシロキサン、 2官能シラン化合物はポリオルガノシロキサン鎖の 主骨格を構成する成分である。 オルガノシロキサンの具体例としては、 たとえば へキサメチルシクロ トリシロキサン (D 3 ) 、 ォクタメチルシクロテトラシロキ サン (D 4 ) 、 デカメチルシクロペンタシロキサン (D 5 ) 、 ドデカメチルシク 口へキサシロキサン (D 6 ) 、 テトラデカメチルシクロへプタシロキサン (D 7 ) 、 へキサデカメチルシクロォクタシロキサン (D 8 ) など、 2官能シラン化合 物の具体例としては、 ジェトキシジメチルシラン、 ジメ トキシジメチルシラン、 ジフエ二ルジメ トキシシラン、 ジフエ二ルジェトキシシラン、 3—クロ口プロピ ルメチルジメ トキシシラン、 3—グリシドキシプロピルメチルジメ トキシシラン、 ヘプタデカフルォロデシルメチルジメ トキシシラン、 トリフルォロプロピルメチ ルジメ トキシシラン、 ォクタデシルメチルジメ トキシシランなどが挙げられる。 これらのなかでは、 経済性および難燃性が良好という点から、 0 4または0 3〜 D 7の混合物もしくは D 3〜D 8の混合物を 7 0〜 1 0 0 %、 さらには 8 0〜1 0 0 %を含み、 残りの成分としてはジフエ二ルジメ トキシシラン、 ジフエニルジ エトキシシランなどが 0〜3 0 %、 さらには 0〜2 0 %を含むものが好ましく用 いられる。
前記ビニル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジカル反応性基含有シラン 化合物は、 前記オルガノシロキサン、 2官能シラン化合物、 3官能以上のシラン 化合物などと共重合し、 共重合体の側鎖または末端にビニル系重合性基もしくは ラジカル反応性基を導入するための成分であり、 このビュル系重合性基もしくは ラジカル反応性基は、 後述する分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む多官能 性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および/またはビュル系単量体 (B - 4 ) から形成される (共) 重合体と化学結合する際のグラフト活性点として作 用する。 さらには、 ラジカル重合開始剤によってグラフト活性点間をラジカル反 応させて架橋結合を形成させることができ架橋剤としても使用できる成分でもあ る。 このときのラジカル重合開始剤は後述のグラフト重合において使用され得る ものと同じものが使用できる。 なお、 ラジカル反応によって架橋させたばあいで も、 一部はグラフト活性点として残るのでグラフトは可能である。
前記ビュル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジカル反応性基含有シラン 化合物の具体例としては、 たとえば、 γ—メタクリロイルォキシプロピルジメ ト キシメチルシラン、 γ—メタクリロイルォキシプロビルトリメ トキシシラン、 γ —メタクリロイルォキシプロピルトリエトキシシラン、 γ—メタクリロイルォキ シプロピルジェトキシメチルシラン、 γ—ァクリロイルォキシプロピルジメ トキ シメチルシラン、 γ—ァクリロイルォキシプロビルトリメ トキシシランなどの ( メタ) アタリロイルォキシ基含有シラン化合物、 ρ _ビニルフエ二ルジメ トキシ メチルシラン、 ρ—ビニルフエニルトリメ トキシシランなどのビュルフエニル基 含有シラン化合物、 ビュルメチルジメ トキシシラン、 ビニルトリメ トキシシラン、 ビュルトリエトキシシランなどのビュル基含有シラン化合物、 メルカプトプロピ ルトリメ トキシシラン、 メルカプトプロピルジメ トキシメチルシランなどのメル カプト基含有シラン化合物等が挙げられる。 これらのなかでは (メタ) アタリ口 ィルォキシ基含有シラン化合物、 ビュル基含有シラン化合物、 メルカプト基含有 シラン化合物が経済性の点から好ましく用いられる。 ビュル系重合性基含有シラ ン化合物あるいはラジカル反応性基含有シラン化合物は、 単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよレ、。
なお、 前記ビニル系重合性基含有シラン化合物がトリアルコキシシラン型であ る場合には、 次に示す 3官能以上のシラン化合物の役割も有する。 前記 3官能以上のシラン化合物は、 前記オルガノシロキサン、 2官能シラン化 合物、 ビュル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジカル反応性基含有シラン 化合物などと共重合することによりポリオルガノシロキサンに架橋構造を導入し てゴム弾性を付与するための成分、 すなわちポリオルガノシロキサンの架橋剤と して用いられる。 もしくは、 ポリオルガノシロキサンの分子量を高める成分とし て用いられる。 具体例としては、 テトラエトキシシラン、 メチルトリエトキシシ ラン、 メチルトリメ トキシシラン、 ェチルトリエトキシシラン、 3—グリシドキ シプロビルトリメ トキシシラン、 ヘプタデカフルォロデシルトリメ トキシシラン、 トリフルォロプロピルトリメ トキシシラン、 ォクタデシルトリメ トキシシランな どの 4官能、 3官能のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。 これらのなか ではテトラエトキシシラン、 メチルトリエトキシシランが架橋効率の高さの点か ら好ましく用いられる。
前記オルガノシロキサン、 2官能シラン化合物、 ビュル系重合性基含有シラン 化合物、 ラジ力ル反応性基含有シラン化合物および 3官能以上のシラン化合物の 重合時の使用割合は、 通常、 オルガノシロキサンおよび/または 2官能シラン化 合物 (オルガノシロキサンと 2官能シラン化合物との割合は、 通常重量比で 1 0 O Z O 0 / 1 0 0、 さらには 1 0 0 0〜7 0 Ζ 3 0 ) 5 0〜9 9 . 9 %、 さ らには 6 0〜9 9 . 5 %、 ビュル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジカル 反応性基含有シラン化合物 0〜4 0 %、 さらには 0 . 5〜3 0 %、 3官能以上の シラン化合物 0〜5 0 %、 さらには 0〜3 9 %であるのが好ましい。 なお、 ビニ ル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジカル反応性基含有シラン化合物、 3 官能以上のシラン化合物は同時に 0 %になることはなく、 いずれかは 0 . 1 %以 上使用するのが好ましい。
前記オルガノシロキサンおよび 2官能シラン化合物の使用割合があまりにも少 なすぎる場合には、 配合して得られた樹脂組成物がもろくなる傾向がある。 また、 あまりにも多い場合には、 難燃性ゃ耐衝撃性が発現されにくくなつたり、 成形体 の外観に不良が生じたりする傾向にある。 また、 前記ビニル系重合性基含有シラ ン化合物あるいはラジカル反応性基含有シラン化合物、 前記 3官能以上のシラン 化合物の割合があまりにも少ない場合には、 難燃性ゃ耐衝撃性の発現効果が低く なったり、 または成形体の外観に不良が生じ、 また、 あまりにも多い場合には、 配合して得られた樹脂組成物が脆くなる傾向がある。
また前記 3官能以上のシラン化合物は前述したトルェン不溶分量を高める場合 が多いので、 難燃性 ·耐衝撃性の観点から、 前記 3官能以上のシラン化合物を用 いず、 前記ビュル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジカル反応性基含有シ ラン化合物のみを前記オルガノシロキサンおょぴ Zまたは 2官能シラン化合物と ともに用いることが好ましい。
前記ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) は、 たとえば、 前記オルガノシロ キサン、 2官能シラン化合物、 ビュル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジ カル反応性基含有シラン化合物、 必要に応じて使用される 3官能以上のシラン化 合物等からなるポリオルガノシロキサン形成成分を乳化重合することにより製造 することが好ましい。
前記乳化重合は、 たとえば、 前記ポリオルガノシロキサン形成成分および水を 乳化剤の存在下で機械的剪断により水中に乳化分散して酸性状態にすることで行 なうことができる。 この場合、 機械的剪断により数 μ πΐ以上の乳化液滴を調製し た場合には、 重合後に得られるポリオルガノシロキサン粒子 (Β— 1 ) の体積平 均粒子径は使用する乳化剤の量、 前記乳化液滴の径、 後述する無機酸あるいは有 機酸の種類と量などにより 0 . 0 2〜0 . 6 μ ΐηの範囲で制御することができる。 また、 粒子径分布の狭いポリオルガノシロキサン粒子を製造する場合、 後述す るグラフト重合時に用いるのと同様のビュル系単量体 (例えばスチレン、 アタリ ル酸ブチル、 メタクリル酸メチルなど) を通常の乳化重合法により (共) 重合し てなるビュル系 (共) 重合体をシード粒子として用いて、 その存在下に、 たとえ ば前記ポリオルガノシロキサン形成成分、 水および乳化剤を機械的剪断により乳 化して得られた、 数 / m以上の乳化液滴からなるェマルジヨンを酸性状態で乳化 重合する方法を用いることができる。 このようにして得られたポリオルガノシロ キサン粒子は、 前述と同様の方法により体積平均粒子径が 0 . 0 1〜0 . 5 μ ηι で、 かつ粒子径分布の変動係数が 1 0〜 6 0 %に制御可能である。
なお、 前記数 μ ιη以上の乳化液滴は、 ホモミキサーなど高速撹拌機を使用する ことにより調製することができる。 前記ポリオルガノシロキサン形成成分の乳化重合は、 1段階で行ってよく、 ま たは多段階に分けて行ってもよい。
前記乳化重合では、 酸性状態下で乳化能を失わない乳化剤が用いられる。 具体 例としては、 ァノレキノレベンゼンスルホン酸、 ァノレキルベンゼンスルホン酸ナトリ ゥム、 アルキルスルホン酸、 アルキルスルホン酸ナトリ ウム、 (ジ) アルキルス ルホコハク酸ナトリゥム、 ポリオキシエチレンノエルフェニルエーテノレスルホン 酸ナトリウム、 アルキル硫酸ナトリウムなどが挙げられる。 乳化剤は単独で用い てもよく 2種以上を併用してもよレ、。 これらのなかで、 アルキルベンゼンスルホ ン酸、 アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、 アルキルスルホン酸、 アルキル スルホン酸ナトリウム、 (ジ) アルキルスルホコハク酸ナトリウムがェマルジョ ンの乳化安定性が比較的高いことから好ましい。 さらに、 アルキルベンゼンスル ホン酸およびアルキルスルホン酸はポリオルガノシロキサン形成成分の重合触媒 としても作用するので特に好ましい。
酸性状態は、 系に硫酸や塩酸などの無機酸やアルキルベンゼンスルホン酸、 ァ ルキルスルホン酸、 トリフルォロ酢酸などの有機酸を添加することで得られ、 p Hは生産設備を腐食させないことや適度な重合速度が得られるという点で 1〜 3 に調整することが好ましく、 さらに 1 . 0〜2 . 5に調整することがより好まし レ、。
重合のための加熱は適度な重合速度が得られるという点で 6 0〜1 2 0 °Cが好 ましく、 7 0〜: 1 0 0 °Cがより好ましい。
なお、 酸性状態下ではポリオルガノシロキサンの骨格を形成している S i - O 一 S i結合は切断と生成の平衡状態にあり、 この平衡は温度によって変化するの で、 ポリオルガノシロキサン鎖の安定化のために、 水酸化ナトリウム、 水酸化力 リウム、 炭酸ナトリゥムなどのアルカリ水溶液の添加により中和することが好ま しい。 さらには、 該平衡は、 低温になるほど生成側により、 高分子量または高架 橋度のものが生成しやすくなるので、 高分子量または高架橋度のものを得るため には、 ポリオルガノシロキサン形成成分の重合を 6 0 °C以上で行ったあと室温以 下に冷却して 5〜1 0 0時間程度保持してから中和することが好ましい。
かくして、 得られるポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) は、 たとえば、 ォ ルガノシロキサンあるいは 2官能シラン化合物、 更にこれらにビニル系重合性基 含有シラン化合物あるいはラジカル反応性基含有シラン化合物を加えて重合し形 成された場合、 それらは通常ランダムに共重合してビュル系重合性基あるいはラ ジカル反応性基を有した重合体となる。 また、 3官能以上のシラン化合物を共重 合したばあい、 架橋された網目構造を有したものとなる。 また、 後述するグラフ ト重合時に用いられるようなラジカル重合開始剤によってビュル系重合性基間を ラジカル反応により架橋させたばあい、 ビニル系重合性基間が化学結合した架橋 構造を有し、 かつ一部未反応のビュル系重合性基が残存したものとなる。
前記プロセスで得られたポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量 体 (B— 3 ) およびノまたはビニル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上グラフト重合 させることによりポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B ) が得られ る。 なお前記グラフト重合では、 グラフト共重合体の枝にあたる部分 (ここでは、 前記多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および またはビニル系 単量体 (B— 4 ) の (共) 重合体) が幹成分 (ここではポリオルガノシロキサン 粒子 (B— 1 ) ) にグラフトせずに枝成分だけで単独に重合して得られるいわゆ るフリーポリマーも副生し、 グラフト共重合体とフリーポリマーの混合物として 得られるが、 本発明においてはこの両者を併せてグラフト共重合体という。
かくなるグラフト共重合体 (B ) に用いる分子内に重合性不飽和結合を 2っ以 上含む多官能性単量体 (B— 2 ) は、 前記グラフト共重合体 (B ) のアセトン不 溶分量の増加を抑制し難燃性を向上させる成分である。 前記多官能性単量体 (B 一 2 ) は、 その他の共重合可能な単量体 (B— 5 ) と混合した単量体 (B— 3 ) として用いることも可能である。 このとき、 前記多官能性単量体 (B— 2 ) の前 記単量体 (B— 3 ) に対する割合は 1 0 0〜2 0重量%が好ましく、 より好まし くは 1 0 0〜5 0重量%である (対応して前記共重合可能な単量体 (B— 5 ) の 前記単量体 (B— 3 ) に対する割合は 0〜 8 0重量%が好ましく、 より好ましく は 0〜5 0重量%である) 。 前記単量体 (B— 3 ) 中における前記多官能性単量 体 (B— 2 ) の割合が少なすぎると、 難燃性が十分でなくなる。
前記多官能性単量体 (B— 2 ) の具体例としては、 メタクリル酸ァリル、 ァク リル酸ァリル、 シァヌル酸トリアリル、 イソシァヌル酸トリアリル、 フタル酸ジ ァリル、 ジメタクリル酸エチレングリコール、 ジメタクリル酸 1, 3—ブチレン グリコール、 ジビュルベンゼンなどが挙げられる。 多官能性単量体 (B— 2) は 単独で使用してもよく 2種以上を併用してもよい。 これらの中では、 経済性およ び効果の点でとくにメタクリル酸ァリルの使用が好ましい。 前記その他の共重合 可能な単量体 (B— 5) としては、 後述するビニル系単量体 (B— 4) と同様の ものを例示することができる。 共重合可能な単量体 (B— 5) は単独で用いても よく、 2種以上を併用してもよい。
前記グラフト共重合体 (B) に用いるビニル系単量体 (B— 4) は、 後述する 熱可塑性樹脂 (A) との混練に際して前記グラフト共重合体 (B) を良好に前記 熱可塑性樹脂中に分散させ、 耐衝撃性を発現させる成分である。
前記ビニル系単量体 (B— 4) としては、 例えばスチレン、 α—メチルスチレ ン、 パラメチルスチレン、 パラプチルスチレンなどの芳香族ビュル系単量体、 ァ クリロニトリル、 メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル系単量体、 アクリル 酸メチル、 アタリル酸ェチル、 アタリル酸プロピル、 アタリル酸ブチル、 アタリ ル酸 _ 2—ェチルへキシル、 アクリル酸グリシジル、 アクリル酸ヒドロキシェチ ル、 アクリル酸ヒドロキシブチル、 メタクリル酸メチル、 メタクリル酸ェチル、 メタクリル酸ブチル、 メタクリル酸ラウリル、 メタクリル酸グリシジル、 メタク リル酸ヒ ドロキシェチルなどの (メタ) アクリル酸エステル系単量体、 ィタコン 酸、 (メタ) アクリル酸、 フマル酸、 マレイン酸などのカルボキシル基含有ビニ ル系単量体などが挙げられる。 ビニル系単量体 (Β— 4) は単独で使用してもよ く 2種以上を併用してもよい。 なかでもスチレンなどの芳香族ビニル系単量体と アタリロニトリルなどのシアン化ビュル系単量体の混合物、 メタクリル酸メチル、 あるいはメタクリル酸メチルを主成分としたそのァクリル酸メチル、 ァクリロニ トリルなどとの混合物が少量で耐衝撃性を発現できることから好ましい。
特に、 前記ビニル系単量体 (Β— 4) は、 前記ビニル系単量体 (Β— 4) のみ からなる重合体の溶解度パラメーターが好ましくは 9. 1 5 (c a l /cm3) 1/2以上のものであり、 より好ましくは 9. 1 7 (c a l /c m3) 1/2以上の ものであり、 さらに好ましくは 9. 20 (c a l /cm3) 1/2以上のものであ る。 また、 好ましくは 10. 1 5 (c a 1 /cm3) 1/2以下のものであり、 よ り好ましくは 10. 1 0 (c a l Zc m3) 1/2以下のものであり、 さらに好ま しくは 1 0. 05 (c a l Zc m3) 1/2以下のものである。 溶解度パラメータ 一が前記範囲から外れると難燃性 ·耐衝撃性がともに低下する傾向にある。
なお、 溶解度パラメータ一は、 J o h n W i 1 e y &S o n社出版 「ポリマ 一ハンドブック」 1 999年、 第 4版、 セクション V I I第 682〜685頁に 記載のグループ寄与法で S ma 1 1のグループパラメーターを用いて算出した値 である。 たとえば、 ポリメタクリル酸メチル (繰返単位分子量 100 g Zm o 1、 密度 1. 1 9 g/ cm3として) 9. 25 [ (c a 1 /cm3) 1/2] 、 ポリメタ クリル酸ブチル (繰返単位分子量 142 gZmo 1、 密度 1. 06 gZc m3と して) 9. 47 [ (c a 1 /cm3) 1/2] 、 ポリアクリル酸メチル (繰返単位 分子量 86 g/mo 1、 密度 1. 19 gZc m3として) 9. 4 7 [ ( c a 1 / c m3) 1/2] 、 ポリアクリル酸ブチル (繰返単位分分子量 1 28 gZmo 1、 密度 1. 06 gZcm3として) 8. 97 [ (c a 1 Xcm3) 1/2] 、 ポリスチ レン (繰返単位分子量 104、 密度 1. 05 g/ cm3として) 9. 03 [ (c a 1 /cm3) 1/2] 、 ポリアク リロニトリル (繰返単位分子量 53、 密度 1. 18 gZcm3として) 1 2. 71 [ (c a 1 /cm3) 1/2] である。 なお、 各 重合体の密度は、 VCH社出版の 「ウルマンズ エンサイクロペディア ォブ インダス トリアル ケミス トリー (ULLMANN' S ENCYCLOPED I A OF I NDUSTR I AL CHEMI STRY) 」 1 992年、 第 A 21卷、 第 169頁記載の値を用いた。 また、 共重合体の溶解度パラメーター δ cは、 重量分率 5%未満の場合は主成分の値を用い、 重量分率 5%以上の場合で は重量分率で加成性が成立するとした。 すなわち、 m種類のビニル系単量体から なる共重合体を構成する個々のビニル系単量体の単独重合体の溶解度パラメータ 一 δ nとその重量分率 Wnとから式 (1) により算出できる。
m
δ c =Y / js nw n
λ ( 1 ) たとえば、 スチレン 75%とァクリロニトリル 25%からなる共重合体の溶解 度パラメータ一は、 ポリスチレンの溶解度パラメーター 9. 03 [ (c a l Zc m3) 1/2] 、 とポリアクリロニトリルの溶解度パラメーター 1 2. 7 1 [ (c a 1 /cm3) 1/2] を用いて式 (1) に代入して 9. 9 5 [ (c a 1 /cm3) 1/2] の値が得られる。
また、 ビュル系単量体を 2段階以上で、 かつ各段階においてビュル系単量体の 種類や組成を変えて重合した場合には、 得られるグラフト共重合体中のビニル系 重合体成分の溶解度パラメーター δ sは、 最終的に得られたビニル系重合体成分 の全重量を各段階で得られたビニル系重合体成分の重量で割った値、 すなわち重 量分率を用いることで加成性が成立するとした。 すなわち、 q段階で重合し、 各 段階で得られた重合体の溶解度パラメータ δ i とその重量分率 W iとから式 (2 ) により算出できる。 二
Figure imgf000018_0001
( 2 ) たとえば、 2段階で重合し、 1段階目にスチレン 7 5%とアクリロニトリル 2 5%からなる共重合体が 50重量部得られ、 2段階目にメタクリル酸メチルの重 合体が 50重量部得られたとすると、 この 2段階の重合で得られた重合体の溶解 度パラメータ一は、 スチレン 7 5%とアクリロニトリル 2 5%共重合体の溶解度 パラメーター 9. 9 5 [ (c a l /c m3) 1/2] とポリメタクリル酸メチルの 溶解度パラメーター 9. 2 5 [ (c a 1 /c m3) 1/2] を用いて式 (2) に代 入して 9. 60 [ (c a 1 /c m3) 1/2] の値が得られる。
かくなるグラフト共重合体 (B) においては、 前記グラフト共重合体全体を 1 00重量部としてポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) 40重量部以上 (より 好ましくは 6 3重量部以上) 、 9 5重量部以下 (より好ましくは 8 5重量部以下 ) 、 多官能性単量体 (B— 2) とその他の共重合可能な単量体 (B— 5) からな る単量体 (B— 3) 0〜1 0重量部 (より好ましくは 0〜 7重量部) 、 及び、 ビ 二ル系単量体 (B— 4) 5重量部以上 (より好ましくは 7重量部以上) 、 50重 量部以下 (より好ましくは 30重量部以下) を用いることが好ましい。 ポリオル ガノシロキサン粒子 (B— 1) の割合がこれより多い (対応してビニル系単量体 ( B - 4 ) がこれより少ない) と、 グラフト共重合体 (B ) が熱可塑性樹脂 (A ) に良好に分散せず、 耐衝撃性が低下する場合が多い。 逆に少なすぎる (対応し て単量体 (B— 3 ) および Zまたはビニル系単量体 (B— 4 ) が多すぎる) と、 難燃性が低下する傾向がある。 前記単量体 (B— 3 ) の割合が多すぎると、 最終 的に得られる成形体の耐衝撃性が低下する傾向がある。
前記グラフト共重合体 (B ) のアセトン不溶分量 (該グラフト共重合体 1 gを アセトン 8 0 m 1に室温で 4 8時間浸漬した場合のァセトン不溶分量) は、 8 0 重量%以上、 好ましくは 8 5重量%以上、 さらには 9 0重量%以上のものが難燃 化効果が良好な点から好ましい。 かくなるグラフト共重合体 (B ) を得るにはビ 二ル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジカル反応性基含有シラン化合物を 適切に選択するか、 もしくは多官能性単量体 (B— 2 ) を十分な量用いる必要が ある。
前記適切なビニル系重合性基含有シラン化合物として、 たとえば、 メタク リロイルォキシプロピルジメ トキシメチルシラン、 γ—メタクリロイルォキシプ 口ビルトリメ トキシシラン、 γ—メタクリロイルォキシプロピルトリエトキシシ ラン、 γ—メタクリロイルォキシプロピルジェトキシメチルシラン、 0 —アタリ ロイルォキシプロピルジメ トキシメチルシラン、 γ —アタリロイルォキシプロピ ルトリメ トキシシランなどの (メタ) ァクリロイルォキシ基含有シラン化合物を 選択することができる。 この場合には、 多官能性単量体 (Β— 2 ) を用いずとも グラフト共重合体 (Β ) のアセトン不溶分量が 8 0 %以上のものを得ることがで きる。
また、 前記ビニル系重合性基含有シラン化合物あるいはラジカル反応性基含有 シラン化合物として、 たとえば、 ρ—ビュルフエ二ルジメ トキシメチルシラン、 ρ _ビニルフエニノレトリメ トキシシランなどのビュルフエニル基含有シラン化合 物、 ビニルメチルジメ トキシシラン、 ビニルトリメ トキシシラン、 ビニノレトリェ トキシシランなどのビュル基含有シラン化合物、 メルカプトプロビルトリメ トキ シシラン、 メルカプトプロピルジメ トキシメチルシランなどのメルカプト基含有 シラン化合物を選択した場合には、 グラフト共重合体 (Β ) 全体を 1 0 0重量部 として多官能性単量体 (Β— 2 ) とその他の共重合可能な単量体 (Β— 5 ) から なる単量体 (B— 3 ) を 1 . 5〜8重量部用いることが好ましく、 より好ましく は 2 . 5〜 7重量部用いる。 前記単量体 (B _ 3 ) が少なすぎるとアセトン不溶 分量が 8 0 %を下まわって難燃性が低下し、 多すぎると最終的に得られる成形体 の耐衝撃性が低下する場合がある。
本発明のグラフト共重合体 (B ) を得るには、 通常のシード乳化重合が適用で き、 簡便で好ましい方法としてラテックス状にあるポリオルガノシロキサン粒子 ( B— 1 ) の存在下に前記単量体 (B— 3 ) および またはビニル系単量体 (B 一 4 ) を 1段以上でラジカル (グラフト) 重合する方法が挙げられる。 このラジ カル重合は、 ラジカル重合開始剤を熱分解することにより反応を進行させる方法 でも、 また、 還元剤を使用するレドックス系での反応などとくに限定なく行なう ことができる。
ラジカル重合開始剤の具体例としては、 クメンハイドロパーォキサイ ド、 t - ブチルハイ ド口パーオキサイ ド、 ベンゾィルパーオキサイド、 t一ブチルパーォ キシィソプロピルカーボネート、 ジ— t—ブチルバーォキサイ ド、 t—ブチルバ 一ォキシラウレイ ト、 ラウロイルパーオキサイ ド、 コハク酸パーオキサイ ド、 シ クロへキサンノンパーォキサイド、 ァセチルァセトンパーォキサイドなどの有機 過酸化物、 過硫酸カリウム、 過硫酸アンモニゥムなどの無機過酸化物、 2 , 2 ' —ァゾビスィソブチロニトリルなどのァゾ化合物などが挙げられる。 このうち、 乳化重合における取り扱いやすさから有機過酸化物または無機過酸化物が特に好 ましい。
また、 前記レドックス系で使用される還元剤としては硫酸第一鉄/ダルコース
//ピロリン酸ナトリゥム、 硫酸第一鉄 zデキストロースノピロリン酸ナトリゥム、 または硫酸第一鉄 ナトリゥムホルムアルデヒ ドスルホキシレート /エチレンジ ァミン酢酸塩などの混合物などが挙げられる。
前記ラジカル重合開始剤の使用量は、 用いられる単量体 (B— 3 ) および Zま たはビュル系単量体 (B— 4 ) の合計 1 0 0重量部として、 または、 多段階で重 合を行う場合には各段で使用する単量体 1 0 0重量部として、 通常 0 . 0 0 5〜 2 0重量部、 好ましくは 0 . 0 1〜1 0重量部であり、 とくに好ましくは 0 . 0 4〜5重量部であるのが好ましい。 多段階で重合を行う場合、 各段のラジカル重 合開始剤の種類と使用量は同じであってもよいし、 異なっていてもよい。 前記ラ ジカル重合開始剤の量が少ないと反応速度が低く、 生産効率がわるくなる傾向が あり、 多すぎると反応中の発熱が大きくなり生産が難しくなる傾向がある。
また、 ラジカル重合の際に要すれば連鎖移動剤も使用できる。 連鎖移動剤は通 常の乳化重合で用いられているものであればよく、 とくに限定はされない。 t— ドデシルメルカプタン、 n—ォクチルメルカプタン、 n—テトラデシルメルカプ タン、 n—へキシルメルカプタンなどが例示できる。
連鎖移動剤は任意成分であるが、 使用する場合の使用量は、 用いられる単量体 ( B— 3 ) および Zまたはビュル系単量体 (B— 4 ) の合計 1 0 0重量部として、 または、 多段階で重合を行う場合には各段で使用する単量体 1 0 0重量部として、 0 . 0 1〜5重量部であることが好ましい。 多段階で重合を行う場合、 各段の連 鎖移動剤の種類と使用量は同じであってもよいし、 異なっていてもよい。 前記連 鎖移動剤の量が 0 . 0 1重量部未満の場合には用いた効果が得られず、 5重量部 をこえると重合速度が遅くなり生産効率が低くなる傾向がある。
重合時の反応温度は、 制御の容易さの観点から通常 3 0〜1 2 0 °Cであるのが 好ましい。
前記重合では、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B _ l ) がビニル系重合性基あ るいはラジカル反応性基を含有する場合には、 これらがグラフト反応点となり、 前記単量体 (B— 3 ) および/またはビュル系単量体 (B— 4 ) がラジカル重合 する際にグラフトが形成される。 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) にビニ ル重合性基あるいはラジカル反応性基が存在しないばあい、 特定のラジカル開始 剤、 たとえば t —ブチルパーォキシラウレートなどを用いれば、 ケィ素原子に結 合したメチル基などの有機基から水素を引く抜き、 生成したラジカルによって単 量体 (B— 3 ) および/またはビュル系単量体 (B— 4 ) が重合しグラフトが形 成される。 さらに、 単量体 (B— 3 ) をグラフト重合した後さらにビニル系単量 体 (B— 4 ) をグラフト重合する場合には、 ビュル系単量体 (B— 4 ) がラジカ ル重合開始剤によって重合する際に、 単量体 (B— 3 ) と同じようにポリオルガ ノシロキサン粒子 (B— 1 ) と反応するだけでなく、 単量体 (B— 3 ) 中の多官 能性単量体 (B— 2 ) によって形成された重合体中に存在する不飽和結合にも反 応してビニル系単量体 (B— 4 ) によるグラフトが形成される。
グラフト共重合体 (B ) がラテックス状である場合の粒子径は、 好ましくは 0 .
Ο ΐ μ ιη以上、 より好ましくは 0 . 0 3 μ πι以上、 さらに好ましくは 0 . 1 0 μ m以上であり、 また、 好ましくは 0 . 7 111以下、 より好ましくは 0 . 5 πι以 下、 さらに好ましくは 0 . 3 5 μ ΐη以下である。 粒子径が小さすぎても大きすぎ ても耐衝撃性が低下する傾向がある。
グラフト共重合体 (Β ) がラテックス状である場合の粒子径分布の変動係数は、 好ましくは 1 0 0 %以下、 より好ましくは 6 0 %以下、 さらに好ましくは 4 0 % 以下である。 変動係数が大きすぎると難燃性が低下する場合がある。 変動係数の 下限は限定されず、 小さいほど好ましいが、 実質的に 5 %以下のものを得るのは 困難である。
乳化重合によって得られたグラフト共重合体 (Β ) は、 通常の方法、 たとえば ラテックスに塩化カルシウム、 塩化マグネシウム、 硫酸マグネシウム、 塩化アル ミニゥムなどの二価以上の金属の無機塩を添加することなどによりラテックスを 凝固、 分離、 水洗、 脱水し、 乾燥する方法 (凝固法) により取得することができ る。 上記凝固法としては特に限定されず、 種々の凝固法を使用することができる 力 上記二価以上の金属の無機塩を添加する方法が、 難燃性、 耐衝撃性及び耐ブ 口ッキング性の観点から特に好ましい。 上記二価以上の金属の無機塩としては、 特に経済的に安価に入手でき、 さらに取扱い上の安全性および環境への配慮の点 から、 塩化カルシウム、 塩化マグネシウム、 硫酸マグネシウムに代表されるアル 力リ土類金属の無機塩を用いることが好ましい。 これら二価以上の金属の無機塩 を適用することにより、 乳化重合時に用いた乳化剤がほぼ定量的にそれの二価以 上の金属塩に変換され、 当該金属塩がグラフト共重合体 (Β ) に含まれることに なる。 生成した乳化剤由来の二価以上の金属塩は、 本発明のグラフト共重合体 ( Β ) の粉体特性、 特に耐ブロッキング性を改良する成分として有効である。
本発明ではまた、 スプレー乾燥法も使用できる。 スプレー乾燥法によるグラフ ト共重合体 (Β ) の粉体としての回収は、 含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩 を添加しながら行ってもよい。 添加の方法は、 前記二価以上の金属塩の粉体のま ま、 もしくは水性分散液として、 いずれの形で用いてもかまわない。 水性分散液 の形で添加する場合にはさらに乾燥を継続させて最終的に実質的な程度にまで水 分を除去する。 ここで実質的な程度とは、 回収されたグラフ ト共重合体 (B ) と 含硫黄有機化合物の金属塩の混合物に含まれる水分の重量分率が 5重量%以下、 好ましくは 2重量%以下であることを言う。 前記含硫黄有機化合物の二価以上の 金属塩の添加はラテックスに対して行うのではなく、 乾燥中のスプレー粒子に対 して、 あるいは得られたパウダーに対して行うことが好ましい。 ラテックスに対 して添加すると、 ノズルつまりなどが生じスプレー乾燥できなくなる場合がある。 スプレー乾燥法において含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を粉体の状態で 添加すると、 凝固法におけるほど微細に混合できないため、 耐ブロッキング性改 良効果が凝固法に比べて劣る場合がある。 スプレー乾燥法において含硫黄有機化 合物の二価以上の金属塩を水性分散液の状態で添加する場合にも、 含硫黄有機化 合物の二価以上の金属塩は水溶性が低いためにスラリーとして添加することにな る場合があり、 この際も耐ブロッキング性改良効果が凝固法に比べて劣る場合が ある。 本発明に用いる金属塩 (C ) は、 アルカリ金属塩および二価以上の金属塩から なる群より選択される少なくとも 1種のものであればよい。 難燃性及び耐衝撃性、 さらに耐ブロッキング性の観点から、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩、 およ び/または、 含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩が好ましい。 特に、 本発明の 難燃性熱可塑性樹脂組成物が、 含硫黄有機化合物のアル力リ金属塩と含硫黄有機 化合物の二価以上の金属塩の両方を含有する態様が好ましい。
本発明に用いることができる含硫黄有機化合物のアル力リ金属塩は、 ポリオル ガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B ) と併用することで相乗的に難燃性能 を高めることができる。 前記アルカリ金属塩は単独で用いてもよく、 2種以上を 併用してもよレ、。
前記含硫黄有機化合物としては、 好ましくは、 スルホン酸、 スルホンアミ ド、 硫酸エステル等が挙げられる。 このうち、 難燃性の観点から、 より好ましくはス ルホン酸が選ばれ、 特に好ましくは、 (アルキル) 芳香族スルホン酸、 パーフル ォロアルカンスルホン酸、 脂肪族スルホン酸、 ジフエニルスルホンスルホン酸が 選ばれる。 前記アルカリ金属塩の金属としては、 ナトリウム、 カリウム、 リチウ ム、 ルビジウム、 セシウム等が挙げられ、 好ましくはナトリウム又はカリウムで ある。
(アルキル) 芳香族スルホン酸としては、 好ましくはドデシルベンゼンスルホ ン酸、 パラ トルエンスルホン酸、 ジクロロベンゼンスルホン酸、 ベンゼンスルホ ン酸、 ナフタレンスルホン酸などが選択され、 これらのカリウム塩、 ナトリウム 塩等が特に好ましく用いられる。
パーフルォロアルカンスルホン酸は、 好ましくは炭素数 1〜1 9の、 より好ま しくは炭素数 4〜 8のパーフルォロアルカン基を有するスルホン酸であり、 より 好ましくはパーフルォロブタンスルホン酸、 パーフルォロメチノレブタンス/レホン 酸、 パーフルォロオクタンスルホン酸などが選択され、 これらのナトリウム塩、 カリウム塩等が特に好ましく用いられる。
脂肪族スルホン酸としては、 例えば、 ドデシルスルホン酸などのアルキルスル ホン酸、 ジォクチルスルホコハク酸、 ジドデシルスルホコハク酸などのジアルキ ルスルホコハク酸などが好ましく選択され、 それらのカリウム塩、 ナトリウム等 が好ましく用いられる。
ジフエニルスルホンスルホン酸としては、 例えば、 ジフエニルスルホン一 3— スノレホン酸、 4 · 4, 一ジブロモジフエ二ルースルホン一 3—スルホン酸、 4— クロ口一 4, 一ニトロジフエニノレスノレホン一 3—スノレホン酸、 ジフエニノレスノレホ ン一 3 · 3, 一ジスルホン酸が好ましく選択され、 これらのジナトリウム塩、 ジ 力リゥム塩等が好ましく用いられる。
スルホンアミ ドとしては、 例えば、 サッカリン、 N— (p—トリルスルホニル ) — p— トルエンスルホイミ ド、 N— (Ν' —ベンジルァミノカルボニル) スル ファニノレイミ ド、 Ν— (フェニ^^カルボキシ^^) —スノレフアニメレイミ ド等が挙げ られ、 これらのカリウム塩, ナトリウム塩等が好ましく用いられる。
硫酸エステルとしては、 ドデシル硫酸のモノエステルに代表されるアルキル硫 酸のモノエステルなどが挙げられ、 これらのカリウム塩, ナトリウム塩等が好ま しく用いられる。
上記のうち、 少しでも塩素または臭素を含まないという観点から、 および難燃 性能が少量で発現できるという点から、 ジフエニルスルホンー 3—スルホン酸の 力リゥム塩、 パーフルォロブタンスルホン酸の力リゥム塩、 ドデシルベンゼンス ルホン酸のナトリゥム塩、 ドデシルベンゼンスルホン酸の力リゥム塩が特に好ま しく使用される。 ドデシルベンゼンスルホン酸に代表される (アルキル) 芳香族 スルホン酸のナトリウム塩が、 工業的に安価に入手して利用でき、 最も好ましい。 本発明に用いることができる含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩は、 得られ る難燃性熱可塑性樹脂組成物の熱安定性を損なうことなく、 本発明のダラフト共 重合体 (B ) を粉体として回収する際の粉体特性、 特に耐ブロッキング性を改良 することができる。 これらは単独で用いても良く、 2種以上を併用しても良い。 ここで用いる含硫黄有機化合物は、 前述の含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩で 用いるものと同一であって良く、 別の化合物を用いても差し支えない。 含硫黄有 機化合物以外の化合物の金属塩の添加は成形時の着色を引き起こすなど、 得られ る熱可塑性樹脂組成物の熱安定性を損ない、 場合によっては成形そのものが実施 できないほどに熱可塑性樹脂の劣化を引き起こすため好ましくない。 また、 含硫 黄有機化合物の一価の金属塩だけでは十分な耐ブロッキング性改良効果を得るこ とが困難である。 好ましくは前述の含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩において 例示したのと同様の含硫黄有機化合物を選択し、 そのアルカリ土類金属塩、 例え ば力ルシゥム塩、 マグネシウム塩などを用いる。
前記金属塩 (C ) は、 合計として、 熱可塑性樹脂 (A) 1 0 0重量部に対して 0 . 0 0 0 5重量部以上 (好ましくは 0 . 0 0 1重量部以上、 より好ましくは 0 .
0 0 4重量部以上) 、 5重量部以下 (好ましくは 0 . 8重量部以下、 より好まし くは 0 . 2重量部以下) 用いる。 前記金属塩 (C ) は少ないと効果がなく、 多い と成形時に樹脂焼けなどの成形不良が発生する。 本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物には、 熱可塑性樹脂 (A) 1 0 0重量部に 対してさらに酸化防止剤 (E ) を含めることで、 その難燃性能を高めることがで きる。 配合量は 2重量部以下が好ましく、 0 . 8重量部以下がより好ましく、 0 . 7重量部以下がさらに好ましい。 2重量部より多く用いた場合には、 耐衝撃性が 低下する傾向がある。 下限は 0 . 0 5重量部以上が好ましい。 酸化防止剤の作用 機構は不明だが、 成形時の熱可塑性樹脂の分解もしくはポリオルガノシロキサン 含有グラフト共重合体 (B ) のグラフト成分の分解防止に寄与しているものと推 定される。 酸化防止剤 (E ) は単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。 前記酸化防止剤 (E ) としては、 イソシァヌル環構造を分子内に有する 1種以 上の酸化防止剤と、 1種以上の他の酸化防止剤とを組み合わせて用いることが特 に効果的である。 全酸化防止剤中のィソシァヌル環構造を分子内に有する 1種以 上の酸化防止剤の割合は、 1 0重量%以上が好ましく、 2 0重量%以上がより好 ましい。 また、 9 0重量%以下が好ましく、 8 0重量%以下がより好ましい。 こ の範囲より多くても少なくても、 難燃性の改良効果は得られにくく、 むしろ悪化 させる場合がある。 イソシァヌル環構造を分子内に有する酸化防止剤としては、 トリス (3, 5—ジ一 t e r t—ブチル一4—ヒ ドロキシベンジル) イソシァヌ レイ トを例示することができる。 他の酸化防止剤としては、 1, 1, 3—トリス ( 2—メチルー 4ーヒ ドロキシー 5— t e r t—ブチルフエニル) ブタン、 ジラ ゥリルチオジプロピオネート、 ジステアリルチオジプロピオネート、 ジミリスチ ルチオジプロピオネートなどのジアルキルチオプロピオネートなどを例示するこ とができる。 本発明に用いる熱可塑性樹脂 (A) としては特に限定されず、 耐衝撃性の観点 から、 特に、 アクリロニトリル一スチレン共重合体、 アクリロニトリル一ブタジ ェンゴム一スチレン共重合体 (A B S樹脂) 、 アクリロニトリル—ブタジエンゴ ム一 α—メチノレスチレン共重合体、 スチレン一ブタジエンゴム一ァクリロ二トリ ル一Ν—フエニルマレイミ ド共重合体、 アタリロニトリルーァクリルゴム一スチ レン共重合体 (AA S樹脂) 、 アクリロニトリル—アクリルゴム— α—メチルス チレン共重合体、 スチレン一ァクリルゴム一ァクリ ロニトリル一 Ν—フエニルマ レイミ ド共重合体、 アクリロニトリル—アクリル Ζシリコーン複合ゴムースチレ ン共重合体、 ァクリロニトリルーァクリル シリコーン複合ゴム—α—メチルス チレン共重合体、 スチレン一ァクリル/シリコーン複合ゴム—ァクリロ二トリル —Ν—フエエルマレイミ ド共重合体、 アタリロニトリル一エチレンプロピレンゴ ム一スチレン共重合体 (A E S樹脂) 、 ポリカーボネート、 ポリエステル、 ポリ フエ二レンエーテル、 ポリスチレン、 ポリメタクリル酸メチル、 メタクリル酸メ チルースチレン共重合体およびポリアミ ドからなる群から選ばれた少なくとも 1 種の熱可塑性樹脂であることが好ましい。
本発明において、 前記熱可塑性樹脂 (A) は、 ポリカーボネート系樹脂である ことが好ましい。 前記ポリカーボネート系樹脂とは、 ポリカーボネート樹脂を 7 0重量%以上、 より好ましくは 8 5重量%以上含むものが好ましく、 実質的にポ リカーボネート樹脂が単独である場合が最も好ましい。 ここで実質的にポリカー ボネート樹脂が単独であるとは、 少なくともポリカーボネート樹脂を 9 5重量% 以上含んでなることを意味する。 ポリカーボネート樹脂が前述の割合にある場合 には良好な難燃性と耐衝撃性がバランスよく得られ、 その効果はポリカーボネー ト系樹脂の比率が高まるほどよく、 実質的にポリカーボネート系樹脂が単独であ る場合に最大となる。 ポリカーボネート系樹脂中のポリカーボネート樹脂以外の 成分としては、 上記の熱可塑性樹脂等が挙げられる。 ポリカーボネート樹脂は単 独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。
前記ポリカーボネート樹脂としては、 特に限定されるものはなく種々のものを 挙げることができる。 通常、 二価フヱノールとカーボネート前駆体との反応によ り製造される芳香族ポリカーボネートを用いることができる。 すなわち、 二価フ ェノールとカーボネート前駆体とを溶液法あるいは溶融法、 すなわち、 二価フエ ノールとホスゲンの反応、 二価フエノールとジフエ二ルカーボネートなどとのェ ステル交換法により反応させて製造されたものを使用することができる。
二価フエノールとしては、 色々なものが挙げられるが、 特に 2 , 2 _ビス (4 —ヒ ドロキシフエニル) プロパン 〔ビスフエノーノレ A〕 、 ビス (4—ヒ ドロキシ フエニル) メタン、 1 , 1一ビス (4ーヒ ドロキシフエニル) ェタン、 2 , 2 - ビス (4—ヒ ドロキシ一 3, 5—ジメチルフエニル) プロパン、 4, 4, 一ジヒ ドロキシジフエニル、 ビス (4—ヒ ドロキシフエニル) シクロアルカン、 ビス ( 4—ヒ ドロキシフエニル) ォキシド、 ビス (4—ヒ ドロキシフエニル) スルフィ ド、 ビス (4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) ス^^ホン、 ビス (4—ヒ ドロキシフエ二ノレ ) スノレホキシド、 ビス (4—ヒ ドロキシフェニ^^) ェ一テノレ、 ビス (4—ヒ ドロ キシフエニル) ケトンなどが挙げられる。 特に好ましい二価フエノールとしては、 ビス (ヒ ドロキシフエニル) アルカン 系、 特にビスフエノール Aを主原料としたものである。 また、 カーボネート前駆 体としては、 カルボニルハライド、 カルボニルエステル、 またはハロホルメート などであり、 具体的にはホスゲン、 二価フエノーノレのジハロホーメート、 ジフエ ニルカーボネート、 ジメチルカーボネート、 ジェチルカーボネートなどである。 この他、 二価フエノーノレとしては、 ハイ ドロキノン、 レゾノレシン、 力テコーノレ 等が挙げられる。 これらの二価フエノールは、 それぞれ単独で用いてもよいし、 2種以上を混合して用いてもよい。
なお、 ポリカーボネート樹脂は、 分岐構造を有していてもよく、 分岐剤として は、 1, 1, 1—トリス (4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) ェタン、 α, α, , α" - トリス (4—ビドロキシフエニル) 一 1, 3, 5— トリイソプロピルベンゼン、 フロログリシン、 トリメ リッ ト酸、 ィサチンビス (ο—クレゾール) などがある。 また、 分子量の調節のためには、 フエノール、 ρ— t—ブチルフエノール、 p— tーォクチルフエノール、 p _クミルフエノールなどが用いられる。
また、 前記ポリカーボネート系樹脂としては、 ポリエステル一ポリカーボネー ト樹脂などの共重合体あるいは、 種々のポリカーボネート系樹脂の混合物を用い ることもできる。 前記のごとく共重合体を用いる場合には、 ポリマー中のカーボ ネート単位の割合が前述の割合となるようにする。
前記ポリカーボネート系樹脂の粘度平均分子量は、 下限として 1 3000以上 が好ましく、 1 5000以上がより好ましい。 上限としては 25000以下が好 ましく、 22000以下がより好ましく、 20000以下がさらに好ましい。 粘 度平均分子量が低すぎると耐衝撃性が悪くなる傾向にあり、 また粘度平均分子量 が高くなりすぎると成形加工性が悪くなる傾向にある。 なお、 粘度平均分子量 ( Mv) は、 ウベローデ型粘度計を用いて、 20°Cにおける塩化メチレン溶液の粘 度を測定し、 これより極限粘度 [η] を求め、 [ 77 ] = 1. 23 Χ 10_5Μν0· 83の式にて算出する値である。 また、 分子量の異なるポリカーボネート樹脂を ブレンドしてもよレ、。 本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物には、 さらにフッ素系樹脂 (D) を配合す ることができる。 前記フッ素系樹脂は、 U L— 9 4試験などの燃焼試験時に溶融 した樹脂が滴下する (ドリップともいう) のを防止する機能を担うものである。 滴下防止効果が大きい点で好ましい具体例として、 ポリモノフルォロエチレン、 ポリジフルォロエチレン、 ポリ トリフルォロエチレン、 ポリテトラフルォロェチ レン、 テトラフルォロエチレン/へキサフルォロエチレン共重合体などのフッ素 化ポリオレフィン樹脂、 ポリフッ化ビニリデン樹脂などを挙げることができる。 フッ素系樹脂 (D ) は単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。
前記フッ素系樹脂 (D) は、 熱可塑性樹脂 (A) 1 0 0重量部に対して、 2重 量部以下、 好ましくは 1重量部以下、 さらに好ましくは 0 . 6重量部以下の量を 用いる。 フッ素系樹脂は多く用いるほど滴下防止効果が大きいが、 多すぎるとコ ストが高くなりすぎる一方で滴下防止効果が飽和し、 好ましくない。 また前記フ ッ素系樹脂 (D) は、 0 . 0 5重量部以上、 好ましくは 0 . 1重量部以上、 さら に好ましくは 0 . 2重量部以上の量を用いる。 本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物には、 さらに、 顔料、 充填剤、 耐衝撃改良 剤、 前記酸化防止剤 (E ) 以外の酸化防止剤、 紫外線吸収剤、 ガラス繊維、 滑剤、 高分子滑剤などを配合することができる。
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、 各成分を混合し、 溶融混練することに より製造することができるが、 ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 ( B ) が金属塩 (C ) を含有する場合には、 金属塩 (C ) を別途添加する必要はな いが、 別途添加してもよい。
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物が、 金属塩 (C ) として、 含硫黄有機化合 物のアルカリ金属塩と含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩の両方を含有する場 合には、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性不 飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B _ 3 ) およ びノまたはビュル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳化重合し、 次いで、 二価以上 の金属の無機塩を用いる凝固法により、 乳化剤由来の含硫黄有機化合物の二価以 上の金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を取得した後、 熱可塑性樹脂 (A) 、 前記含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を含むポリオル ガノシロキサン含有グラフト共重合体、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩、 及 び、 フッ素系樹脂 (D) を溶融混練することにより製造するのが好ましい。 溶融 混練の際には、 含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を別途追加してもよい。 また、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性不 飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) およ ぴ/またはビュル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳化重合し、 次いで、 スプレー 乾燥法により、 乳化剤由来の含硫黄有機化合物のアル力リ金属塩を含むポリオル ガノシロキサン含有グラフト共重合体を取得した後、 熱可塑性樹脂 (A) 、 前記 含硫黄有機化合物のアル力リ金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有ダラフト 共重合体、 含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩、 及び、 フッ素系樹脂 (D ) を 溶融混練することにより製造することもできる。 溶融混練の際には、 含硫黄有機 化合物のアルカリ金属塩を別途追加してもよい。
さらに、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性 不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) お ょぴノまたはビュル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳化重合し、 次いで、 含硫黄 有機化合物の二価以上の金属塩を添加しながらのスプレー乾燥法により、 乳化剤 由来の含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩、 及び、 前記含硫黄有機化合物の二価 以上の金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体を取得した後、 熱可塑性樹脂 (A) 、 前記含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩及び含硫黄有機化 合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体、 及び、 フッ素系樹脂 (D ) を溶融混練することにより製造することもできる。 溶 融混練の際には、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩及び/又は含硫黄有機化合 物の二価以上の金属塩を別途追加してもよい。
かくして、 得られた難燃性熱可塑性樹脂組成物は、 難燃性 *耐衝撃性に優れた ものである。
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物には、 他の難燃剤を配合してもよい。 たと えば、 併用する難燃剤として非ハロゲン ·非リン系という点で好ましい具体例と しては、 有機シリコーン化合物および Zまたはシリカ、 特にポリオルガノシロキ サン含有グラフト共重合体以外の芳香族基含有有機シリコーン化合物が挙げられ る。 その他に、 シァヌル酸、 シァヌル酸メラミンなどのトリアジン系化合物、 酸 化ホウ素、 ホウ酸亜鉛などのホウ素系化合物などを挙げることができる。 また、 トリフエニルホスフェート、 縮合リン酸エステル、 安定化赤リンなどのリン系化 合物との併用も可能である。 この場合は、 リン系難燃剤の組成物において、 本発 明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を用いることでリン系難燃剤を減らすことができ るメリットがある。
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、 通常の熱可塑性樹脂組成物の成形に用 いられる成形法、 すなわち、 射出成形法、 押出成形法、 ブロー成形法、 カレンダ 一成形法などにより成形され、 特に限定されないが、 たとえば、 デスク トップ型 コンピューター、 ノート型コンピューター、 タワー型コンピューター、 プリンタ 一、 コピー機、 F A X機、 携帯電話、 P H S、 T V、 ビデオデッキ等の各種 O A /情報 家電機器のハゥジングぉよびシヤーシー部品、 各種建材部材ぉよび各種 自動車部材などの難燃性および耐衝撃性が必要となる用途に供される。
得られた成形品は耐衝撃性および難燃性に優れたものとなる。 本発明の熱可塑性樹脂用難燃剤は、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B _ l ) の 存在下に、 分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および/またはビニル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上重 合して得られるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体、 含硫黄有機化合 物のアルカリ金属塩、 並びに、 含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を含有する ものである。 各成分については上述したものと同様である。 本発明の熱可塑性樹 脂用難燃剤は、 粉体特性、 特に耐ブロッキング性に優れているため取扱いが容易 であり、 かつ、 上述の熱可塑性樹脂に配合することにより難燃性ー耐衝撃性に優 れた熱可塑性樹脂組成物とすることができる。
本発明の熱可塑性樹脂用難燃剤は、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の 存在下に、 分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および/またはビニル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳 化重合し、 二価以上の金属の無機塩を用いる凝固法により、 乳化剤由来の含硫黄 有機化合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有ダラフト共重 合体を取得した後、 前記含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガ ノシロキサン含有グラフト共重合体、 及び、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩 を混合することにより製造することができる。 溶融混練の際には、 含硫黄有機化 合物の二価以上の金属塩を別途追加してもよい。
また、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B _ l ) の存在下に、 分子内に重合性不 飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) およ ぴ またはビニル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳化重合し、 次いで、 スプレー 乾燥法により、 乳化剤由来の含硫黄有機化合物のアル力リ金属塩を含むポリオル ガノシロキサン含有グラフト共重合体を取得した後、 前記含硫黄有機化合物のァ ルカリ金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体、 及び、 含硫 黄有機化合物の二価以上の金属塩を混合することにより製造することもできる。 上記混合の際には、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩を別途追加してもよい。 さらに、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性 不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) お よび/またはビニル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳化重合し、 次いで、 含硫黄 有機化合物の二価以上の金属塩を添加しながらのスプレー乾燥法を行うことによ り製造することもできる。 発明を実施するための最良の形態
本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、 本発明はこれらのみに限定され ない。 以下 「部」 は 「重量部」 を表す。
なお、 以下の実施例および比較例における測定おょぴ試験はつぎのように行つ た。
[固形分含有率]
ラテックスを 1 2 0 °Cの熱風乾燥機で 2時間乾燥し、 (ラテックスを 1 3 0 °C で 2時間乾燥した後の残渣の重量) / (乾燥前のもとのラテックス重量) として 算出した。
[重合転化率]
(仕込み総量 (部) X固形分含有率一 (乳化剤仕込み量 (部) +無機酸及び/又 は有機酸仕込み量 (部) +ラジカル重合開始剤仕込み量 (部) ) ) Z (仕込み単 量体量 (部) ) として算出した。
[トルエン不溶分量]
ラテックスから乾燥させて得られたポリオルガノシロキサン粒子の固体 0. 5 gを室温にてトルエン 8 Om 1に 24時間浸漬し、 1 2000 r p mにて 60分 間遠心分離してポリオルガノシロキサン粒子のトルエン不溶分の重量分率 (%) を測定した。
[アセトン不溶分量]
グラフト共重合体 1 gを室温にてァセトン 8 Om 1に 48時間浸漬し、 180 00 r pmにて 10分間遠心分離して、 沈殿部をグラフト共重合体のァセトン不 溶分量 (%) として求めた。
[体積平均粒子径]
ポリオルガノシロキサン粒子およびグラフト共重合体の体積平均粒子径をラテ ッタスの状態で測定した。 測定装置として、 リード &ノースラップインスツルメ ント (LEED&NORTHRUP I NSTRUMENTS) 社製の M I C R OTRAC UP Aを用いて、 光散乱法により体積平均粒子径 (/im) および粒 子径分布の変動係数 (標準偏差 Z体積平均粒子径 (%) ) を測定した。
[耐衝撃性]
ASTM D— 256に準じて、 ノッチつき 1 8インチバーを用いて一 10 °Cでのアイゾット試験により評価した。
[難燃性]
UL 94 V試験により評価した。 ただし、 評価には 1. 6mm厚に加えて 1. 2 mm厚の試験片を用いた。
[耐ブ口ッキング性]
グラフト共重合体組成物の粉体 30 gを直径 5 Ommの筒状の容器に入れ、 4 0°Cで 1 k g/c m2の加重を 3時間かけてブロックを作り、 このブロックをホ ソカヮミクロン株式会社製のパウダーテスター PEEにより 6 OHzの振動を 1 00秒間与えて崩壊させ、 1 8メッシュのふるいを通過した粉体の全粉体量に対 する割合を求めた。 数値が高いほど耐ブロッキング性が高いことを示す。 (参考例 1) ポリオルガノシロキサン粒子 (S— 1) の製造
次の成分からなる水溶液をホモミキサーにより 8000 r pmで 5分間撹拌し てェマルジヨンを調製した。
成分 量 (部)
純水 250
ドデシノレベンゼンスルホン酸ナトリ ウム (SDB S) 1. 0 オタタメチルシクロテトラシロキサン (D4) 97
γ—メタクリロイノレォキシプロピルジメ トキシメチルシラン 3
このェマルジヨンを撹拌機、 還流冷却器、 窒素吹込口、 単量体追加口、 温度計 を備えた 5口フラスコに一括して仕込んだ。 系を撹拌しながら、 10%ドデシル ベンゼンスルホン酸 (DB SA) 水溶液 1部 (固形分) を添加し、 80°Cに約 4 0分かけて昇温後、 80°Cで 10時間反応させた。 その後、 25°Cに冷却して、 20時間放置後、 系の pHを水酸化ナトリウムで 6. 5に戻して重合を終了し、 ポリオルガノシロキサン粒子 (S— 1) を含むラテックスを得た。 重合転化率、 ポリオルガノシロキサン粒子のラテックスの体積平均粒子径ぉよびトルェン不溶 分量を測定した結果を表 1に示す。
(参考例 2) ポリオルガノシロキサン粒子 (S— 2) の製造
撹拌機、 還流冷却器、 チッ素吹込口、 単量体追加口、 温度計を備えた 5ロフラ スコに、
成分 量 (部)
純水 186
SDB S 2
を仕込んだ。
つぎに、 系をチッ素置換しながら 70°Cに昇温し、 純水 4部と過硫酸カリウム (KP S) 0. 1部からなる水溶液を添加してから、 つづいて
成分 量 (部)
スチレン (S t) 0. 5 ァクリル酸ブチル (B A) 1. 5
t—ドデシルメルカプタン ( t—DM) 0. 1 5 からなる混合液を 1時間で連続追加して、 1時間撹拌して重合を完結させて、 S t一 BA共重合体のラテックスを得た。 重合転化率は 99%であった。 得られた ラテックスの固形分含有率は 2. 0%、 体積平均粒子径 0. 02 μπιであった。 また、 このときの変動係数は 39%であった。 S t—Β Α共重合体のトルエン不 溶分量は 0%であった。
別途、 つぎの成分からなる混合物をホモミキサーで 8000 r pmで 5分間撹 拌してポリオルガノシロキサン形成成分のェマルジヨンを調製した。
成分 量 (部)
純水 70
SDB S 0. 5
D 4 95
メルカプトプロピルジメ トキシメチルシラン (MPDS) 5
つづいて、 S t— B A共重合体を含むラテックスを 80°Cに保ち、 系に 10% 083八水溶液1. 2部 (固形分) を添加したのち、 上記ポリオルガノシロキサ ン形成成分のェマルジヨンを一括で添加した後 1 5時間撹拌を続けたのち、 25 °Cに冷却して 25時間放置した。 その後、 水酸化ナトリウムで pHを 6. 4にし て重合を終了し、 ポリオルガノシロキサン粒子 (S— 2) を含むラテックスを得 た。 重合転化率、 ポリオルガノシロキサン粒子のラテックスの体積平均粒子径ぉ よびトルエン不溶分量を測定した結果を表 1に示す。 該ポリオルガノシロキサン 粒子は、 ポリオルガノシロキサン成分 98重量%および S t— BA共重合体成分 2重量%からなる。 (参考例 3) ビュル系シード粒子 (S v— 1) の製造
参考例 2のポリオルガノシロキサン粒子 (S— 2) を製造する途中段階の S t —B A共重合体をビュル系シード粒子 (S V — 1) とした。 このビニル系シード 粒子 (S v_ l) の体積平均粒子径およびトルエン不溶分量を測定した結果を表 1に示す。 参考例 1 参考例 2 参考例 3 ホ'リオルカソシロキサン粒子
I v 1
又はビニル系シ-ト'粒子
ホ。リオルカ 'ノシロキサン成分
87 87
重合転化率 (%)
平均粒子径 ( im) 0.17 0.29 0.02
変動係数 (%) 37 35 39
トルエン不溶分量 (%) 0 0 0
(参考例 4〜 12 )
撹拌機、 還流冷却器、 窒素吹込口、 単量体追加口および温度計を備えた 5ロフ ラスコに、 純水 300部 (ポリオルガノシロキサン粒子 (B—1) ラテックスか らの持ち込み分を含む) 、 ナトリウムホルムアルデヒ ドスルホキシレート (SF S) 0. 4部、 エチレンジァミン 4酢酸 2ナトリウム (EDTA) 0. 01部、 硫酸第一鉄 0. 0025部および表 2に示されるポリオルガノシロキサン粒子 ( B— 1) ラテックスを仕込み、 系を撹拌しながら窒素気流下に 50°Cまで昇温さ せた。 50°C到達後、 表 2に示される単量体 (B—3) とラジカル重合開始剤の 混合物を、 表 2に示される追加時間で追加したのち、 50°Cで 1時間撹拌を続け た。 その後、 さらに表 2に示される単量体 (B— 4) とラジカル重合開始剤の混 合物を、 表 2に示される追加時間で滴下追加し、 追加終了後 4時間撹拌を続ける ことによってグラフト共重合体のラテックスを得た。 ここで、 参考例 4〜6に関 しては、 単量体 (B— 3) 混合物の追加は省略して単量体 (B— 4) 混合物の追 加を行った。
続いて、 ラテックスを純水で希釈し、 固形分濃度を 15%にしたのち、 2%塩 化カルシウム水溶液 2. 5部 (固形分) を添加して、 凝固スラリーを得た。 凝固 スラリーを撹拌しながら 98 °Cまで加熱し、 その後 50°Cまで冷却して脱水、 5 0°Cの熱風乾燥機で 72時間乾燥させてポリオルガノシロキサン含有グラフト共 重合体 (SG— 1〜SG— 9) の粉体を得た。 重合転化率、 アセトン不溶分量を 表 2に示す。
Figure imgf000037_0001
¾2 なお表中 A 1 MAはメタクリル酸ァリル、 B Aはアクリル酸ブチル、 MAはァ クリル酸メチル、 MMAはメタクリル酸メチル、 S tはスチレン、 ANはアタリ ロニトリル (以上、 単量体) 、 CHPはクメンハイ ド口パーオキサイド、 TBP は t一ブチルハイ ドロパーォキサイ ド、 TB P I PCは t一ブチルパーォキシィ ソプロピルカーボネート (以上、 ラジカル重合開始剤) であり、 重合体 S Pはビ 二ル系単量体 (B— 4) の重合体の溶解度パラメーターを本明細書記載の方法で 求めた値を示す。
(参考例 1 3〜 1 5 )
参考例 7において用いたポリオルガノシロキサン粒子 (B_ 1) ラテックスの かわりに表 2に示されたビュル系シード粒子 (S v— l) ラテックスを用いたこ と、 単量体 (B— 3) 混合物および単量体 (B— 4) 混合物を表 2に示されたと おりとしたこと、 および単量体 (B— 4) 混合物の滴下追加中 2時間ごとにドデ シルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0. 1部 (1 5%水溶液) を追加したこと以 外には、 参考例 7と同様とし、 グラフト共重合体 (SG' _ 1〜3) の粉体を得 た。 ここで、 参考例 14および 1 5に関しては、 単量体 (B_3) 混合物の追加 は省略して単量体 (B— 4) 混合物の追加を行った。 重合転化率、 アセトン不溶 分量を表 2に示す。 (参考例 16 )
参考例 7において用いたポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) ラテックスの かわりに表 2に示されたビニル系シード粒子 (S v— l) ラテックスを用いたこ と、 単量体 (B— 3) 混合物および単量体 (B_4) 混合物を表 2に示されたと おりとしたこと、 および単量体 (B— 3) 混合物の滴下追加中 2時間ごとにドデ シルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0. 1部 (1 5%水溶液) を追加したこと以 外には、 参考例 7と同様とし、 グラフト共重合体 (SG' -4) を得た。 重合転 化率、 アセトン不溶分量を表 2に示す。
(参考例 1 7) 参考例 13において用いたビュル系シード粒子 (S v— 1) ラテックスのかわ りにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0. 5部 (20%水溶液) を用いた こと、 単量体 (B— 3) 混合物および単量体 (B— 4) 混合物を表 2に示された とおりとしたこと以外は、 参考例 1 3と同様とし、 グラフト共重合体 (SG' - 5) を得た。 重合転化率、 アセトン不溶分量を表 2に示す。
(参考例 18)
参考例 16において用いたビュル系シード粒子 (S v_ l) ラテックスのかわ りにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0. 5部 (20%水溶液) を用いた こと、 単量体 (B— 3) 混合物および単量体 (B_4) 混合物を表 2に示された とおりとしたこと以外は、 参考例 1 6と同様とし、 グラフト共重合体 (SG' - 6) を得た。 重合転化率、 アセトン不溶分量を表 2に示す。
(参考例 1 9)
参考例 10のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (SG— 7) と同 じラテックスを用い、 グラフト共重合体をラテックスから単離する際、 塩化カル シゥム水溶液による凝固を行わず、 スプレー乾燥法により単離を行った以外は、 参考例 10と同様とし、 グラフト共重合体 (SG' — 7) を得た。 SG' _7の 重合転化率、 アセトン不溶分量を表 2に示す。
(参考例 20)
スプレー乾燥法により単離を行うに際して、 ドデシルベンゼンスルホン酸 (ソ フ ト型) (東京化成工業株式会社製) の 10%水溶液を水酸化カルシウム (和光 純薬工業株式会社製) の 10%水分散液に滴下し、 pH= 4となるように調整し たドデシルベンゼンスルホン酸カルシウムの水性分散液 1部 (固形分相当) をラ テックスとは別にスプレー乾燥機に導入し、 スプレー乾燥機中で混合しながら乾 燥した以外は参考例 19と同様とし、 グラフト共重合体 (SG— 10) を得た。 SG— 10の重合転化率、 アセトン不溶分量を表 2に示す。 (実施例 1〜 9および比較例 1〜 6 )
ポリカーボネート樹脂の難燃化
ポリカーボネート樹脂 (PC— 1 :出光石油化学株式会社製タフロン FN 19 00 A) および参考例 4〜1 2で得られたポリオルガノシロキサン含有グラフト 共重合体 (SG— :!〜 9) または参考例 1 3〜18で得られたグラフト共重合体
(SG, - 1-6) を用いて表 3に示す組成で配合した。 ドデシルベンゼンスル ホン酸ナトリゥムは 2%水溶液をポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体
(SG— :!〜 9) またはグラフト共重合体 (SG, _ 1〜6) の粉体に表 3に示 す組成となるようあらかじめ配合し、 乾燥させたものを用いた。 表 3のドデシル ベンゼンスルホン酸カルシウム量には、 ポリオルガノシロキサン含有グラフト共 重合体 (SG— 1〜9) またはグラフト共重合体 (SG' - 1-6) の製造にお いて用いた乳化剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリゥムがすべてカルシ ゥム塩に転化したものとして換算した結果を示した。
得られた配合物を 2軸押出機 (日本製鋼株式会社製 TEX44 S S) で 27 0°Cにて溶融混練し、 ペレッ トを製造した。 得られたペレッ トをシリンダー温度 300°Cに設定した株式会社ファナック (FANUC) 製の FAS 10 O B射出 成形機で 1/8インチのアイゾット試験片および 1Z16インチ ' 1Z20イン チ難燃性評価用試験片を作成した。 得られた試験片を用いて前記評価方法に従つ て評価した。 結果を表 3に示した。
実施例 比較例
5
(A)熱可塑性樹脂
PC-1 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 (重量部)
SG-1
SG-2
SG-3
SG-4
SG-5
SG-6
(B)ホ。リオルカソシロキサン SG-7
含有ゲラフト共重合体 SG-8
(重量部) SG-9
SG' -1
SG' -2
SG' - 3
SG'— 4
SG'— 5
SG' - 6
(C)金属塩 SDBS 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 (重量部) CDBS 0.06 0.05 0.07 0.08 0.10 0.10 0.12 0.12 0.12 0.06 0.15 0.15 0.15 0.01 0.01
(D)フッ素系樹脂
PTFE 0.25 0.25 0.25 0.25 0,25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 (重量部)
1/16 総燃焼時間 (秒) 18 21 25 23 18 12 18 22 231 158 203 221 258 214 inch ト'リップの有無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 有 有 有 有 有 有 難燃性
1/20 総燃焼時間 (秒) 39 49 32 48 48 42 29 40 49 *
inch ト'リップの有無 無 無 無 無 y 無 無 無 無 有 有 有 有 有 有 耐衝撃性 -10°C (kJ/mz) 32 28 30 27 29 34 30 31 29 28 30
*自己消沈 ¾" !成形体が燃え尽きた
なお、 表中 PTFEはポリテトラフルォロエチレン (ダイキン工業株式会社製 ポリフロン F A— 500) 、 SDB Sはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム (花王株式会社製ネオべレックス F— 25) 、 CDB Sはドデシルベンゼンスル ホン酸カルシウム (重合時に使用した乳化剤がカルシウム塩に転化したもの) を 示す。
(実施例 10〜 21および比較例 7〜 9 )
ポリカーボネート樹脂 (PC— 1、 PC— 2 :出光石油化学株式会社製タフ口 ン FN1 70 OA) および参考例 10で得られたポリオルガノシロキサン含有グ ラフト共重合体 (SG— 7) を用いて表 4に示す組成で配合した。 ドデシルペン ゼンスルホン酸カリ ウムは、 ドデシルベンゼンスルホン酸 (ソフ ト型) (東京化 成工業株式会社製) の 10%水溶液を水酸化カリウム (和光純薬工業株式会社製 ) の 10%水溶液を用いて pH= 6. 5となるよう中和した水溶液を 2%水溶液 に希釈し、 実施例 7のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリゥムと同様にポリオル ガノシロキサン含有グラフト共重合体 (SG— 7) にあらかじめ表 4に示す組成 となるよう配合して乾燥させたものを用いた。 ドデシルべンゼンスルホン酸カル シゥムは、 ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (SG— 7) 製造にお いて用いたドデシルベンゼンスルホン酸ナトリゥムがすべてカルシウム塩に転化 したものとみなした。 実施例 20においてのみ、 別にドデシルベンゼンスルホン 酸 (ソフト型) (東京化成工業株式会社製) の 10%水溶液を水酸化カルシウム (和光純薬工業株式会社製) の 10%水分散液に滴下し、 pH=4となるように 調整した水性分散液を乾燥して粉末状のドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム を作成し、 その 0. 01部をさらに添加した (表 4には合計量を示した) 。 以降実施例 7と同様とし、 得られた試験片を用いて前記評価方法に従って評価 した。 結果を表 4に示した。
(実施例 22〜 23及び比較例 10 )
実施例 10において用いたポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (S G- 7) の代わりに参考例 20で得られたポリオルガノシロキサン含有グラフト 共重合体 (S G— 1 0 ) を用い、 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、 ドデ シルベンゼンスルホン酸カルシウムのさらなる添加は行わず、 S G— 1 0の製造 時に用いたドデシルベンゼンスルホン酸ナトリゥムおよぴドデシルベンゼンスル ホン酸の水酸化ナトリゥムによる中和生成物の和を算出してそれをドデシルベン ゼンスルホン酸ナトリゥム使用量とみなしたこと、 スプレー乾燥時に添加したド デシルベンゼンスルホン酸カルシゥムをそのまま用いたこと、 表 5に示す組成で 配合したこと以外は、 実施例 1 0と同様とした。 ただし比較例 1 0においてはド デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5 %水溶液をポリカーボネ一ト樹脂 P C— 1に 0 . 5部 (固形分) 添加し乾燥させたマスターバッチを作成し、 これを P C _ 1で希釈して表 5の組成となるように調製した。 結果を表 5に示した。
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 7 8 9
PC-1 100
(A)熱可塑性樹脂 一 100 100 ― ― ― 100 100 100 ― ― 100 100 100
(重量部)
PC-2 ― 100 一 100 100 100 一 一 ― 100 100 一 一 一
(B)ホ 'リオルカソシロキサン
含有クフフト共重合体 SG-7 3 3 1 8 3 3 3 3 3 3 3 3 一 35 3
(重量部)
PPFBS ― 一 ― 一 0.01 一 ― ― 一 ― 一 ― ― ― 一
PDPSS
(G)金属塩 一 一 一 0.01
SDBS 0.01 0.01 0.01 0.01
(重量部) 一 一 0.01 0.01 0.01 0.01 7
PDBS 一 0.01
CDBS 0.12 0.12 0.04 0.31 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.13 0.12 1.34 0.12
t
(D)乃素系樹脂
PTFE 0.25 0.2 0.25 0.25 0.2 0.2 0.2 0.25 0.25 0.25 0.2 0.2 0.25 0.25 0.25
(重量部)
TDBHIC 0.4 0.4
(E)酸化防止剤
TMHBB 0.4
(重量部)
DLTP U.4
総燃焼時間 (秒) 18 21 20 16 19 25 24 12 15 41 54 80 25 108 **
1.6 mm
ドリップの有無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 有 ** 難燃性
総燃焼時間 (秒) 39 48 41 38 42 50 49 28 33 113 97 155 44 198 **
1.2 mm
ト'リップの有無 無 無 無 無 無 無 無 無 無 有 有 有 有 ** 耐衝擎性 -10。C (kJ/m2) 32 28 25 38 30 28 26 27 23 34 24 24 7 39 **
**¾fl 焼けのため ¾でき かった
^ 表 5
Figure imgf000045_0001
なお、 表中 P P F B Sはパーフルォロブタンスルホン酸カリウム (大日本イン キ化学工業株式会社製メガファック F— 1 14) 、 PDP S Sはジフ-ニルスル ホン一 3—スノレホン酸の力リゥム塩 (S e a I S a n d s Ch em i c a 1 s社 製 KS S) 、 PDB Sはドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、 CDB Sはドデ シルベンゼンスルホン酸カルシウム、 TDBH I Cはトリス (3, 5—ジ一 t e r t—ブチルー 4ーヒ ドロキシベンジル) イソシァヌレイ ト (旭電化工業株式会 社製アデカスタブ AO— 20) 、 TMHBBは 1, 1, 3—トリス (2—メチル —4—ヒ ドロキシ一 5— t e r t一ブチルフヱニル).ブタン (旭電化工業株式会 社製アデカスタブ AO— 30) 、 DLTPはジラウリルチオジプロピオネート ( 吉富ファインケミカル株式会社製 DLTP 「ヨシトミ」 ) である <
(実施例 24、 25及び比較例 1 1、 1 2)
実施例 7、 1 9、 20と同様にしてポリオルガノシロキサン含有グラフト共重 合体 (SG— 7、 SG— 10、 SG' —7) と ドデシルベンゼンスルホン酸ナト リゥム及び またはドデシルベンゼンスルホン酸カルシウムからなるポリオルガ ノシロキサン含有グラフト共重合体組成物を作成し、 その耐ブロッキング性を測 定した。 またこれらポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体組成物による 難燃性及び耐衝撃性を実施例 7と同様にして評価した。 結果を表 6に示した。 表 6
Figure imgf000046_0001
表 3〜5から、 本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、 ポリカーボネート樹脂 の難燃性ー耐衝撃性バランスを高度に改良することがわかる。 特に、 従来の方法 では良好な難燃性を発現することが困難な薄い (1. 2 mm厚み) 成形体を用い た場合でも、 本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は良好な難燃性を示すことが分 かる。
また表 6より、 本発明の熱可塑性樹脂用難燃剤は熱可塑性樹脂に良好な難燃性 を与え、 かつその耐ブロッキング性に代表される粉体特性が優れることが分かる。 産業上の利用可能性
本発明により、 難燃性ー耐衝撃性バランスに優れ、 特に成形体厚みを薄くして も良好な難燃性を有する難燃性熱可塑性樹脂組成物、 ならびに難燃性ー耐衝撃性 バランスに優れ、 粉体特性にも優れた熱可塑性樹脂用難燃剤を得ることができる。

Claims

請求の範囲
1. 熱可塑性樹脂 (A) 100重量部、
ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合 を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2) を含む単量体 (B— 3) および/また はビニル系単量体 (B— 4) を 1段以上重合して得られるポリオルガノシロキサ ン含有グラフト共重合体 (B) 0. 1〜30重量部、
アルカリ金属塩および二価以上の金属塩からなる群より選択される少なくとも 1 種の金属塩 (C) 0. 0005〜5重量部、 並びに、
フッ素系樹脂 (D) 0. 05〜2重量部
を含有することを特徴とする難燃性熱可塑性樹脂組成物。
2. 熱可塑性樹脂 (A) がポリカーボネート系樹脂であり、
ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B) の配合量が、 前記ポリカー ボネート系樹脂 100重量部に対して 0. 5〜20重量部であり、
金属塩 (C) が含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩および Zまたは含硫黄有機化 合物の二価以上の金属塩であり、 その配合量が、 前記ポリカーボネート系樹脂 1
00重量部に対して合計で 0. 001〜5重量部である
請求の範囲第 1項記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
3. 金属塩 (C) として、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩と含硫黄有機化 合物の二価以上の金属塩の両方を含有する請求の範囲第 2項記載の難燃性熱可塑 性樹脂組成物。
4. 二価以上の金属塩がアルカリ土類金属塩である請求の範囲第 1〜 3項のい ずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
5. ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 (B) は、 当該共重合体全 量を 100重量部として、 ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) 40〜 95重 量部の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B — 2) 1 0 0〜2 0重量%およびその他の共重合可能な単量体 (B— 5) 0〜8 0重量%からなる単量体 (B— 3) 0〜1 0重量部を 1段以上重合し、 さらにビ 二ル系単量体 (B— 4) 5〜5 0重量部を 1段以上重合して得られるものである ことを特徴とする請求の範囲第 1〜4項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性 樹脂組成物。
6. ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) は、 体積平均粒子径が 0. 0 0 8 〜0. 6 μ πιのものである請求の範囲第 1〜5項のいずれか 1項に記載の難燃性 熱可塑性樹脂組成物。
7. ポリオルガノシロキサン粒子 (Β— 1 ) は、 3官能以上のシラン化合物を 用いずに製造されるものである範囲第 1〜 6項のいずれか 1項に記載の難燃性熱 可塑性樹脂組成物。
8. ポリオルガノシロキサン粒子 (Β— 1 ) がラテックス状のものである請求 の範囲第 1〜 7項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
9. ビュル系単量体 (Β— 4) は、 当該単量体のみからなる重合体の溶解度パ ラメ一ターが 9. 1 5〜: L 0. 1 5 ( c a 1 / c m3) 1/2を示すものであるこ とを特徴とする請求の範囲第 1〜 8項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹 脂組成物。
1 0. ビニル系単量体 (B— 4) 力 芳香族ビュル系単量体、 シアン化ビュル 系単量体、 (メタ) アクリル酸エステル系単量体およびカルボキシル基含有ビニ ル系単量体からなる群より選ばれる少なくとも 1種の単量体である請求の範囲第 1〜 9項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
1 1. 含硫黄有機化合物が、 スルホンアミ ド、 (アルキル) 芳香族スルホン酸、 パーフルォロアルカンスルホン酸、 脂肪族スルホン酸およびジフエニルスルホン スルホン酸からなる群より選択される少なくとも 1種の化合物であることを特徴 とする請求の範囲第 2〜 10項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成 物。
1 2. 含硫黄有機化合物が、 (アルキル) 芳香族スルホン酸であることを特徴 とする請求の範囲第 2〜 10項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成 物。
1 3. さらに酸化防止剤 (E) を 2重量部以下含むことを特徴とする請求の範 囲第 1〜 1 2項のいずれか 1項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
14. 酸化防止剤 (E) 力 イソシァヌル環構造を分子内に有する 1種以上の 酸化防止剤と、 1種以上の他の酸化防止剤との組み合わせであることを特徴とす る請求の範囲第 1 3項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
1 5. 請求の範囲第 3項に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物を製造する方法で あって、
ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合 を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2) を含む単量体 (B— 3) および Zまた はビニル系単量体 (B— 4) を 1段以上乳化重合し、
凝固法により、 含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガノシロキ サン含有グラフト共重合体を取得した後、
熱可塑性樹脂 (A) 、 前記含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を含むポリオル ガノシロキサン含有グラフト共重合体、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩、 及 び、 フッ素系樹脂 (D) を溶融混練することを特徴とする方法。
16. ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1) の存在下に、 分子内に重合性不 飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2) を含む単量体 (B— 3) およ び Zまたはビュル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上重合して得られるポリオルガノ シロキサン含有グラフト共重合体、
含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩、 並びに、
含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩
を含有することを特徴とする熱可塑性樹脂用難燃剤。
1 . 請求の範囲第 1 6項記載の熱可塑性樹脂用難燃剤を製造する方法であつ て、
ポリオルガノシロキサン粒子 (B— 1 ) の存在下に、 分子内に重合性不飽和結合 を 2つ以上含む多官能性単量体 (B— 2 ) を含む単量体 (B— 3 ) および /また はビニル系単量体 (B— 4 ) を 1段以上乳化重合し、
凝固法により、 含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガノシロキ サン含有グラフト共重合体を取得した後、
前記含硫黄有機化合物の二価以上の金属塩を含むポリオルガノシロキサン含有グ ラフ ト共重合体、 及び、 含硫黄有機化合物のアルカリ金属塩を混合することを特 徴とする方法。
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