WO2004092236A1 - ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体、それを含有する樹脂組成物およびポリオルガノシロキサンエマルジョンの製造方法 - Google Patents

ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体、それを含有する樹脂組成物およびポリオルガノシロキサンエマルジョンの製造方法 Download PDF

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polyorganosiloxane
weight
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graft copolymer
vinyl monomer
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Tomomichi Hashimoto
Akira Takaki
Kazunori Saegusa
Takao Manabe
Takao Michinobu
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Kaneka Corporation
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    • C08K5/0066Flame-proofing or flame-retarding additives

Definitions

  • the present invention relates to a polyorganosiloxane-containing graft copolymer, a resin composition containing the same, and a method for producing a polyorganosiloxane emulsion.
  • the present invention relates to a flame-retardant resin composition. More specifically, the present invention relates to a polyorganosiloxane-containing graft copolymer and a resin composition containing the same which is excellent in flame retardancy and impact resistance. The present invention also relates to a method for producing a polyorganosiloxane emulsion. Background art
  • Polycarbonate resins are widely used as electrical and electronic parts, ⁇ A equipment, household goods, and building materials due to their excellent impact resistance, heat resistance, and electrical properties. Polycarbonate resins have higher flame retardancy than polystyrene resins, but there are fields where high flame retardancy is required, especially in fields such as electrical and electronic parts and OA equipment. Improvement has been achieved by adding 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 during combustion. For these reasons, there has been a growing demand for non-halogen and non-phosphorus flame retardants in recent years.
  • a polyorganosiloxane compound also called silicone
  • a method for obtaining a flame-retardant resin composition using a polyorganosiloxane compound has been A method of obtaining a flame-retardant resin by mixing a silicone resin composed of a noorganopolysiloxane with a non-silicone polymer (Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • polyorganosiloxane 100 A method of obtaining a flame-retardant resin composition by dispersing a silicone resin prepared by mixing 10 parts by weight of a silica filler with 10 to 150 parts by weight in a thermoplastic resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-113) No. 7 12), a flame-retardant resin composition obtained by adding a silicone resin soluble in a solvent having a weight average molecular weight of 10,000 to 270,000 to a non-silicone resin containing an aromatic ring. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-139964) is known.
  • silicone resins have the effect of imparting flame retardancy, but the effect is insufficient, and if the amount of silicone resin is increased to compensate for this, the impact resistance of the resin composition deteriorates.
  • a method for obtaining an impact-resistant flame-retardant resin composition using a polyorganosiloxane compound is as follows: a vinyl rubber is added to a composite rubber composed of a polyorganosiloxane rubber and a polyalkyl (meth) acrylate rubber.
  • a method of obtaining a flame-retardant resin composition by blending a polymerized composite rubber-based flame retardant into a thermoplastic resin Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-170209, which has an aromatic group.
  • a method of obtaining a flame-retardant resin composition by blending a thermoplastic resin with a polyorganosiloxane-based flame retardant obtained by grafting a vinyl-based monomer to composite particles of a polyorganosiloxane and a vinyl-based polymer Japanese Unexamined Patent Publication No.
  • a polyorganosiloxane-containing graft copolymer obtained by graft-polymerizing a vinyl monomer onto polyorganosiloxane particles of 0.2 m or less is blended into a thermoplastic resin.
  • each of the flame-retardant resin compositions is at a satisfactory level, but a molded article in the thin-walled field, which is increasing in the market, does not have a sufficient level of flame retardancy, and the flame retardancy is large. Is expected to improve.
  • Japanese Patent Publication No. 56-38909 Japanese Patent Publication No. 56-38909
  • a method of producing a 3- to 4-functional alkoxysilane during the polymerization of siloxane is known.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-252526 Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • a polyorgano-organic compound obtained by adding a di- to tetra-functional alkoxysilane as a crosslinking agent in the presence of an organopolysiloxane is disclosed. It describes a method for producing a siloxane emulsion, and more specifically, a polysiloxane 1 to 50 times A method is described in which a cyclic or linear low molecular weight siloxane and a crosslinking agent are emulsion-polymerized in the presence of an amount of, preferably 10 to 30% by weight.
  • the present invention relates to a polyfunctional monomer (b-1) 10 containing two or more polymerizable unsaturated bonds in a molecule in the presence of 30 to 95 parts by weight of a polyorganosiloxane (A) in a latex state. 0 to 20% by weight and other copolymerizable monomers (b-2) 0 to 80% by weight of a vinyl monomer (B) 0 to 10 parts by weight, and vinyl The total amount of the polyorganosiloxane (A), the vinyl monomer (B) and the vinyl monomer (C) is 100 parts by weight, To a polyorganosiloxane-containing graft copolymer obtained by polymerization as follows.
  • the polyorganosiloxane (A) is preferably obtained by seed polymerization of an organosiloxane using a seed polymer that swells in the organosiloxane.
  • the particle size of the seed polymer is preferably from 0.001 to 0.03 / m.
  • the T g (glass transition point) of the seed polymer is preferably o: or less.
  • the ratio of the seed polymer to the polyorganosiloxane (A) is preferably 0.1 to 10% by weight.
  • the swelling volume ratio of the seed polymer is preferably 3 to 50 times, more preferably 5 to 25 times.
  • the vinyl monomer (C) is a group consisting of an aromatic vinyl monomer, a pinyl cyanide monomer, a (meth) acrylate monomer and a carboxyl group-containing vinyl monomer. Preferably, it is at least one monomer selected from
  • the solubility in water is 0.5 to 10 g / 100 g (2O :) and the hydrogen abstraction property is 10 to 30. % Of the radical polymerization initiator (D).
  • the polyorganosiloxane (A) is preferably modified with a graft crosslinking agent (E).
  • the graft crosslinking agent (E) is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyorganosiloxane (A).
  • the polyorganosiloxane (A) modified by the graft crossing agent (E) is reacted with the graft crossing agent (F), and the vinyl monomer (B) and the vinyl monomer (C) are further polymerized. Is preferred.
  • the reaction temperature of the graft-linking agent (F) and the vinyl monomer (B) is preferably 20 to 60.
  • the present invention relates to a flame retardant comprising the polyorganosiloxane-containing graft copolymer.
  • the present invention relates to a resin composition obtained by blending 0.1 to 20 parts by weight of the flame retardant with 100 parts by weight of a thermoplastic resin.
  • the present invention provides a method for producing a cyclic organosiloxane under acidic conditions of pH 5 or less. After emulsion polymerization to obtain polyorganosiloxane (H), formula (1): RS i (OR 2 ) ( 4 — n) ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • R 1 is an organic group
  • R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • n is an integer of 0 to 3
  • the present invention relates to a method for producing a polyorganosiloxane emulsion, to which a condensation-reactive organosilane represented by the formula (I) or a partially hydrolyzed condensate (I) thereof (hereinafter referred to as condensation-reactive organosilane (I)) is added.
  • a condensation-reactive organosilane represented by the formula (I) or a partially hydrolyzed condensate (I) thereof hereinafter referred to as condensation-reactive organosilane (I)
  • condensation-reactive organosilane (I) is added to 100 parts by weight of the polyorganosiloxane (H).
  • the reaction is preferably carried out at the following temperature.
  • the temperature of the polyorganosiloxane (H) when adding the condensation-reactive organosilane (I) is preferably from 10 to 50.
  • the polyorganosiloxane (H) is obtained by polymerizing 100 parts by weight of a cyclic organosiloxane and 0.01 to 20 parts by weight of an alkoxysilane compound (J) having a radical polymerizable functional group in a molecule. It is preferable that it can be obtained.
  • the polyorganosiloxane (H) is preferably obtained by emulsion polymerization under acidic conditions, followed by aging at a temperature of 10 to 50 for at least 6 hours.
  • the radically polymerizable functional group of the alkoxysilane compound (J) is preferably one type of functional group selected from the group consisting of a (meth) acryloyloxy group, a mercapto group, a vinyl group, and a styryl group.
  • the present invention relates to a polyorganosiloxane emulsion obtained by the above-mentioned production method, wherein the total amount of the vinyl-organic monomer is 5 to 70 parts by weight based on 95 to 30 parts by weight of the polyorganosiloxane particles.
  • the present invention relates to a polyorganosiloxane-containing graft copolymer obtained by polymerizing so as to be 0 parts by weight.
  • the present invention relates to a polyfunctional monomer containing two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule in the presence of 30 to 95 parts by weight of a polyorganosiloxane (A) in a latex state, and 100 to 20 parts by weight of a polyfunctional monomer (b-1). % And other copolymerizable monomers (b-2) 0 to 80% by weight of a vinyl monomer (B) 0 to 10 parts by weight, and a vinyl monomer (C ) A polymer obtained by polymerizing 5 to 70 parts by weight so that the total amount of the polyorganosiloxane (A), the vinyl monomer (B) and the vinyl monomer (C) becomes 100 parts by weight.
  • the present invention relates to an organosiloxane-containing graft copolymer.
  • the polyorganosiloxane (A) used in the present invention can be obtained by ordinary emulsion polymerization
  • the seed polymer that swells in the organosiloxane can be obtained from the advantages of narrow particle size distribution in the latex state and good flame retardancy.
  • the organosiloxane is used for seed polymerization.
  • the polyorganosiloxane (A) is obtained by subjecting a cyclic organosiloxane to emulsion polymerization under acidic conditions of pH 5 or less to obtain a polyorganosiloxane (H), and then formula (1):
  • R 1 is an organic group
  • R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • n is an integer of 0 to 3
  • condensation-reactive organosilane represented by the formula (1) or a partially hydrolyzed condensate (I) thereof It is preferable from the viewpoint of availability and cost to use those obtained by adding the condensation-reactive organosilane represented by the formula (1) or a partially hydrolyzed condensate (I) thereof.
  • the seed polymer only needs to swell when the organosiloxane is added, and it does not matter whether it is hydrophilic. Although it can be obtained by ordinary emulsion polymerization, the synthesis method is not particularly limited. Seed polymer swelling in organosiloxane One is not limited to rubber components such as butyl acrylate rubber, butadiene rubber, butadiene-styrene or butadiene-acrylonitrile rubber, but includes butyl acrylate-styrene copolymer and styrene-acrylonitrile copolymer. There is no problem with polymers such as coalescence. Also, the polymerization of the seed polymer is not water-soluble because no chain transfer agent is added.
  • the Tg of the seed polymer is preferably Ot: or less, and more preferably ⁇ 20 or less.
  • the particle diameter of the seed polymer in the latex state is preferably 0.01 to 0.03 m, more preferably 0.05 to 0.01 m.
  • the swelling property of the seed polymer is preferably 3 to 50 times, more preferably 5 to 25 times the swelling volume ratio.
  • the swelling volume ratio is less than 3 times, the effect of improving the flame retardancy of the final molded product is reduced, and it is difficult to synthesize a seed polymer having a swelling volume ratio exceeding 50 times.
  • the swelling volume ratio is defined as the particle diameter of the seed polymer latex before swelling with the organosiloxane, and adding 50 times (weight) of the organosiloxane of the seed polymer solid to the seed polymer latex.
  • 3 ⁇ 4 The value obtained from the ratio with the latex particle size after stirring for 1 hour in the following formula.
  • Swelling volume ratio (particle diameter after swelling / particle diameter before swelling) 3 — 1
  • the seed polymer is preferably used for the polyorganosiloxane (A). Is used in an amount of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the polymerization time becomes extremely long, and the particle size of the resulting polyorganosiloxane (A) becomes too large, so that the flame retardancy and impact resistance of the final molded product may be reduced. If the amount of the seed polymer exceeds 10% by weight, flammable components other than polyorganosiloxane will increase in the polyorganosiloxane (A) particles, and the flame retardancy of the final molded product may decrease. There is.
  • the organosiloxane used for the polymerization of the polyorganosiloxane (A) has the formula:
  • R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and m is an integer of 0 to 3 having a structural unit represented by the following formula: Has a cyclic structure, but is preferably an organosiloxane having a cyclic structure.
  • the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group possessed by the organosiloxane include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a phenyl group and a substituted hydrocarbon obtained by substituting the hydrogen atom of the organosiloxane with a cyano group. Groups and the like.
  • organosiloxane examples include hexamethylcyclotrisiloxane (D3), octamethylcyclotetrasiloxane (D4), decamethylcyclopentylsiloxane (D5), and dodecamethylcyclohexasiloxane (D6).
  • organosiloxanes in addition to cyclic compounds such as trimethyltriphenylcyclotrisiloxane and the like. These organosiloxanes can be used alone or in combination of two or more.
  • a graft crosslinking agent (E) can be used.
  • grafting agent (E) poly Modification of the organosiloxane (A) is preferable in that the vinyl monomer (B) and the vinyl monomer (C) are efficiently graft-polymerized.
  • Examples of the grafting agent (E) that can be used in the present invention include p-vinylphenylmethyldimethoxysilane, p-vinylphenylmethyldimethoxysilane, 2- (p-vinylphenyl) ethylmethyldimethoxysilane, and 3- ( p-vinylbenzyloxy) propylmethyldimethoxysilane, P-vinylphenylmethyldimethoxysilane, biermethyldimethoxysilane, tetravinyltetramethylcyclosiloxane, arylmethyldimethoxysilane, amercaptopropylmethyldimethoxysilane, Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane and the like. One or more of these can be appropriately selected and used.
  • the proportion of the grafting agent (E) used is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 1 to 8% by weight, and even more preferably 2 to 6% by weight, based on the weight of the organosiloxane. . If the amount of the graft crossing agent (E) used is too large, the flame retardancy and impact resistance of the final molded product may be reduced.
  • crosslinking agent When synthesizing the polyorganosiloxane (A) used in the present invention, a crosslinking agent can be added, if necessary.
  • the crosslinking agent include trifunctional crosslinking agents such as methyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and ethyltriethoxysilane, tetraethoxysilane, 1,3-bis [2-
  • crosslinking agents can be used alone or as a mixture of two or more.
  • the amount of the crosslinking agent to be added is preferably 10% by weight or less, more preferably 3.0% by weight or less, based on the polyorganosiloxane (A). If it exceeds 10% by weight, the flexibility of the polyorganosiloxane (A) may be impaired, and the impact resistance of the final molded article may be reduced.
  • the average particle size of the polyorganosiloxane (A) is preferably from 0.008 to 0.6 m, more preferably from 0.1 to 0.3 / m. It may be difficult to stably obtain particles having an average particle diameter of less than 0.008 m. If the average particle diameter exceeds 0.6 tm, the flame retardancy and impact resistance of the final molded product may deteriorate.
  • the vinyl monomer (B) used in the present invention is used for improving the flame retardant effect and the impact resistance improving effect, and contains two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule.
  • Polyfunctional monomer (b-1) 100 to 20%, preferably 100 to 50%, more preferably 100 to 80%, and other copolymerizable monomer (b-2) 0 to 80% Preferably from 0 to 50%, more preferably from 0 to 20%.
  • polyfunctional monomer (b-1) examples include allyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, and divinylbenzene. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the other copolymerizable monomer (b-2) include, for example, aromatic vinyl monomers such as styrene and ⁇ -methylstyrene, and acrylonitrile.
  • Biel cyanide monomers such as tolyl, and (meth) acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, etc. And the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the vinyl monomer (C) used in the present invention is a component used to secure compatibility between the graft copolymer and the thermoplastic resin and to uniformly disperse the graft copolymer in the thermoplastic resin. is there.
  • the vinyl monomer (C) is not particularly limited, but specific examples include aromatic vinyl monomers such as styrene and ⁇ -methylstyrene, vinyl cyanide monomers such as acrylonitrile, and acrylic.
  • (Meth) acrylate monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, itaconic acid, (meth) acrylic acid, fumaric acid
  • (meth) acrylic acid, fumaric acid examples include carboxyl group-containing vinyl monomers such as acid and maleic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, at least one monomer selected from the group consisting of aromatic vinyl monomers, vinyl cyanide monomers, (meth) acrylic acid ester monomers and carboxyl group vinyl monomers. It is preferable to use a monomer in terms of availability and cost.
  • the present invention relates to a polyorganosiloxane ( ⁇ ) in an amount of 30 to 95 parts by weight, preferably 50 to 90 parts by weight, a vinyl monomer ( ⁇ ) in an amount of 0 to 10 parts by weight, preferably 1 to 8 parts by weight, 5 to 70 parts by weight of vinyl monomer (C), preferably 10 to 50 parts by weight of polyorganosiloxane ( ⁇ ), vinyl monomer ( ⁇ ) and vinyl It is preferably obtained by polymerization so that the total amount of the monomer (C) is 100 parts by weight.
  • the polyorganosiloxane ( ⁇ ) content is less than 30 parts by weight, the final molded product will not have sufficient flame retardancy and impact resistance. Flame retardancy, impact resistance, and appearance of the body tend to deteriorate. If the amount of the vinyl monomer (B) exceeds 10 parts by weight, the impact resistance of the final molded article tends to decrease. If the amount of the vinyl monomer (C) is less than 5 parts by weight, the appearance, flame retardancy, and impact resistance of the final molded article are reduced. Impact properties tend to decrease.
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer contains 30 to 94.9 parts by weight of the polyorganosiloxane (A) modified with the graft crossing agent (E), and 0.1 to 10 weight% of the graft crossing agent (F). 5 to 70 parts by weight of Bier monomer (C), and 100 parts by weight of polyorganosiloxane (A), grafting agent (F) and vinyl monomer (C) in total. It is preferably obtained by polymerization as follows. In a more preferred embodiment, a polyorganosiloxane modified with a graft replacement agent (E) is used.
  • a neutralization reaction is performed.
  • a polyfunctional monomer (g-1) containing two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule is 100 to 20% by weight and other copolymerizable monomers.
  • Monomer (g-2) 0-80% by weight of vinyl monomer (G) 0-10 parts by weight is reacted in one or more stages, and then vinyl monomer (C) is 70 parts by weight may be polymerized.
  • the graft crossing agent (F) is a component for copolymerizing with an organosiloxane, a bifunctional silane compound, a trifunctional or higher silane compound, etc., and introducing a vinyl polymerizable group into a side chain or a terminal of the copolymer.
  • the vinyl polymerizable group is a vinyl (co) polymer formed from the vinyl monomer (B) and Z or the vinyl monomer (C) and / or the vinyl monomer (G).
  • the radical polymerization initiator can cause a radical reaction between the graft active points to form a cross-linking bond, and is also a component that can be used as a cross-linking agent. Therefore, the total amount of the graft crossing agent (E) and the graft crossing agent (F) is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, based on the organosiloxane particles. Is preferred. When the total amount of the graft crossing agent (E) and the graft crossing agent (F) exceeds 10% by weight, excessive cross-linking is formed and the flame retardancy of the final molded product is reduced.
  • the total amount of the graft-linking agent (E) and the graft-linking agent (F) is less than 0.1% by weight, the number of active graft sites decreases, and the flame retardancy and molding of the final molded product are reduced. There is a possibility that the property is reduced.
  • grafting agent (grafting agent (E)) which had been mixed in its entirety during the polymerization of the polyorganosiloxane, was added in portions, and after the polymerization conversion of the polyorganosiloxane reached an equilibrium state, the latex was added.
  • the final molded product obtained has high impact resistance High flame retardancy while maintaining
  • the grafting agent (F) is added to the inside of the particle by the equilibrium reaction of the polyorganosiloxane by adding the grafting agent (F) under conditions where the ring-opening polymerization reaction of the polyorganosiloxane is difficult to proceed. It is presumed that the speed decreased, and this resulted in the formation of particles in which the graft crossing agent (F) was unevenly distributed in the surface layer.
  • the graft-linking agent (E) is used in an amount of 0.1 to 10% to obtain 100 parts by weight of the modified polyorganosiloxane (A). It is preferable to use parts by weight, more preferably 1 to 4 parts by weight. If the amount of the graft replacement agent (E) is less than 0.1 part by weight, the flame retardancy and the appearance of the final molded article tend to decrease. If the amount exceeds 10 parts by weight, the impact resistance tends to decrease. is there.
  • the modified polyorganosiloxane (A) is reacted by, for example, emulsifying and dispersing an organosiloxane, a graft-linking agent (E) and water in water in the presence of an emulsifier by mechanical shearing to form an acidic state. Is obtained.
  • the grafting agent (F) is directly added to the acidic polyorganosiloxane (A)
  • the grafting agents (F) react with each other before reacting with the polyorganosiloxane particles to form foreign substances.
  • the graft replacement agent (F) be emulsified in advance with pure water containing a small amount of an emulsifier before use.
  • the reaction temperature of (B) is preferably from 20 to 60, and more preferably from 30 to 50. If it is lower than 20, the radical polymerization reaction of the Bier monomer (B) does not proceed, and the number of unreacted monomers increases. In some cases, the equilibrium reaction of sun (A) progresses excessively, and the effective grafting active site decreases, so that a sufficient flame retardancy improvement effect may not be obtained.
  • the grafting agent on the particle surface decreases due to the equilibrium reaction, so immediately after the reaction, add an aqueous alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, etc. It is preferable to neutralize more.
  • the polymerization rate of the polyorganosiloxane (A) can be improved by polymerizing the vinyl monomer (C) after the reaction with the grafting agent (F) and after the neutralization step.
  • polymerizable unsaturated bonds are contained in the molecule constituting the vinyl monomer (B).
  • Polyfunctional monomer (b-1) and the multifunctional monomer (g-1) containing two or more polymerizable unsaturated bonds in the molecule constituting the vinyl monomer (G) It is preferably from 100 to 20% by weight, more preferably from 100 to 50% by weight, particularly preferably from 100 to 80% by weight.
  • copolymerizable monomers (b-2) constituting the vinyl monomer (B) and other copolymerizable monomers (g) constituting the vinyl monomer (G) —2) is preferably 0 to 80% by weight, more preferably 0 to 50% by weight, and particularly preferably 0 to 20% by weight. If the amount of polyfunctional monomer (b-1) or polyfunctional monomer (g-1) is too small, other copolymerizable monomer (b-12) or other copolymerizable When the amount of the monomer (g-2) is too large, the effect of improving the flame retardancy and the effect of improving the impact resistance of the finally obtained graft copolymer tend to decrease.
  • polyfunctional monomer (g-1) constituting the vinyl monomer (G) the same one as the polyfunctional monomer (b-1) can be used.
  • polymerizable monomer (g-2) other copolymerizable monomers The same as (b-2) can be used.
  • the vinyl monomer (B) and the vinyl monomer are added to 100 parts by weight of the polyorganosiloxane particles in the polyorganosiloxane (A).
  • the lower limit of the total amount of (G) used is preferably 1 part by weight or more, and the upper limit is preferably less than 10 parts by weight, more preferably less than 8 parts by weight.
  • the total amount of the vinyl monomer (B) and the vinyl monomer (G) is less than 1 part by weight, or the total amount of the vinyl monomer (B) and the vinyl monomer (G) is 10 parts by weight. If the amount is more than 10 parts by weight, the effect of improving the flame retardancy and the effect of improving the impact resistance of the finally obtained graft copolymer tend to be low.
  • the amount of the vinyl monomer (G) when dividedly added is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 3 parts by weight. Within this range, the polyorganosiloxane
  • vinyl monomer (B), vinyl monomer (C) and vinyl monomer (G) are subjected to polymerization, emulsion polymerization can be applied, and the monomer is denatured by a grafting agent. Radical polymerization may be performed in a latex of the polyorganosiloxane (A).
  • radical polymerization initiator when polymerizing (G) include cumenehydroxide, t-butylhydroxide peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, tert-butyl peroxide, t-butyl peroxylaurate, p-methylperoxide, t-hexylperoxide, lauroyl peroxide, succinic peroxide, cyclohexanone peroxide, acetylacetone peroxide, etc.
  • Inorganic peroxides such as organic peroxides, potassium persulfate, and ammonium persulfate; 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2, -azobis-2,4-dimethylvalero And azo compounds such as nitrile.
  • organic peroxides and inorganic peroxides are preferred because of their high reactivity.
  • the reducing agent used in the redox system is ferrous sulfate / Dalcoz Z sodium sodium pyrophosphate, ferrous sulfate Z dextrose sodium pyrophosphate, or ferrous sulfate Z sodium sodium formaldehyde sulfoxylate. And a mixture of ethylenediamine acetate and the like.
  • the solubility in water is 0.5 ⁇ :! O gZl OO g (2 OX :), preferably 0.5 to 5 gZl 00 g (20), and a radical polymerization initiator (D) having a hydrogen abstracting property of 10 to 30%, preferably 15 to 25% Is preferred in that the polyorganosiloxane (A) is efficiently covered with the vinyl monomer (C).
  • a radical polymerization initiator (D) include t-hexyl hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide and the like.
  • the hydrogen abstraction property of the radical polymerization initiator (D) is measured by the MS D trapping method (Makrol. Chem., 155, 239 (1972)). If the hydrogen extraction property is lower than 10%, the conversion rate of the graft polymerization is hardly increased, and the flame retardancy of the final molded article is also reduced. If the hydrogen abstractability exceeds 30%, the polymerization rate will decrease during the course of graft polymerization, and the flame retardancy of the final molded product will also decrease. You.
  • the polymerization using the radical polymerization initiator (D) was carried out using ferrous sulfate monoformaldehyde sulfoxylate sodium-ethylenediamine tetraacetate '2Na salt, ferrous sulfate-sodium glucose monopyrophosphate, ferrous sulfate- Redox systems such as sodium pyrophosphate and sodium phosphate complete the polymerization even at low polymerization temperatures.
  • the amount of the radical polymerization initiator (D) to be used is usually 8 relative to the vinyl monomer (B), vinyl monomer (C) or vinyl monomer (G) 1 used.
  • X 10- 8 ⁇ 4 X 10- 3 mo 1 are preferred, rather more preferably is 3X 10- 7 ⁇ ; LX 10- 3 mo 1, particularly preferably at 5 X 10- 6 ⁇ 2 X 10- 4 mo l is there.
  • the amount of the radical polymerization initiator (D) is less than 8 X 10- 8 mo 1 has a low reaction rate, there is poor tends production efficiency, heat generation during the reaction with more than 4X 10- 3 mo 1 And production tends to be difficult.
  • the method for separating the graft copolymer from the polyorganosiloxane-containing graft copolymer latex obtained as described above is not particularly limited.
  • a metal salt such as calcium chloride, magnesium chloride, or magnesium sulfate may be added to the latex.
  • a method of coagulating, separating, washing with water, dehydrating, and drying the latex by adding water is used. Spray drying can also be used.
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer obtained in this manner gives a resin composition having excellent flame retardancy and impact resistance when blended with various thermoplastic resins.
  • thermoplastic resin a polycarbonate resin containing 50% by weight or more of polycarbonate is preferred in that good flame retardancy can be obtained.
  • the polycarbonate resin include polycarbonate, Polycarbonate Z polyester mixed resin such as carbonated polyethylene terephthalate mixed resin and polycarbonate Z polybutylene terephthalate mixed resin, Polycarbonate / acrylonitrile-styrene copolymer mixed resin, Polycarbonate Z butadiene-styrene copolymer
  • HIPS resin Polycarbonate Acrylonitrile-butene rubber-styrene copolymer
  • ABS resin Polycarbonate Acrylonitrile-butene rubber-styrene copolymer
  • Z-Acrylonitrile-butadiene rubber- ⁇ -methylstyrene copolymer mixed resin Polycarbonate Polyethylene styrene-butadiene rubber-acrylonitrile- ⁇ -phenylmaleimide copolymer mixed resin
  • polycarbonate polyacrylonitrile-acrylic rubber-styrene copolymer (AA S resin) mixed resin, etc. can be used. it can.
  • the amount of the polyorganosiloxane-containing graft copolymer to be added to the thermoplastic resin is from 100 to 100 parts by weight of the thermoplastic resin from the viewpoint of flame retardancy. It is preferable to add 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight. If the amount is less than 0.1 part by weight, the flame retardancy of the final molded product may not be improved. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by weight, the moldability (particularly, fluidity) of the molded article may be significantly reduced.
  • Coagulation from latex Heat treatment ⁇ Dehydration ⁇ Dried flame-retardant powder composed of polyorganosiloxane-containing graft copolymer and thermoplastic resin are mixed with a Henschel mixer, ribbon blender, etc. It can be performed by melt-kneading with an extruder, a kneader or the like.
  • the compounding agents usually used namely antioxidants, anti-dripping agents, polymer processing aids, flame retardants, impact modifiers, plasticizers, lubricants, UV absorbers, pigments, glass fibers, filling Agents, polymer lubricants and the like can be blended.
  • the molding method of the flame-retardant resin composition there is a usual molding method of a thermoplastic resin composition.
  • an injection molding method, an extrusion molding method, a blow molding method, a calendar molding method, or the like can be applied.
  • the use of the molded article obtained from the flame-retardant resin composition of the present invention is not particularly limited. Examples thereof include a desktop computer, a notebook computer, a sunset computer, a server computer, and a pre-computer. Applications where flame retardancy is required, such as copy machines.
  • the obtained molded article has excellent flame retardancy and impact resistance.
  • R 1 is an organic group
  • R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • n is an integer of 0 to 3
  • the present invention relates to a method for producing a polyorganosiloxane emulsion containing the addition of a condensation-reactive organosilane (I) represented by the formula:
  • the polyorganosiloxane (H) is obtained by emulsion polymerization of a cyclic organosiloxane under an acidic condition of pH 5 or less.
  • the cyclic organopolysiloxane is represented by the formula:
  • R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a vinyl group, an aryl group, and a phenyl group.
  • m is a number of 3 to 8.
  • R 3 and R 4 may be the same or different.
  • Examples thereof include 4-tetramethylcyclotetrasiloxane, dodecamethylcyclohexasiloxane, and 1,2,3,4-tetraphenyl-1,2,3,4-tetramethylcyclotetrasiloxane.
  • Condensation-reactive organosilane (I) is an essential component for improving the polymerization conversion.
  • the condensation-reactive organosilane (I) in the present invention has the following formula: RS i (OR 2 ) (4 — n) ⁇ (1)
  • R 1 is an organic group
  • R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • n represents an integer of 0 to 3
  • R 1 is not particularly limited as long as it is an arbitrary organic group, and specific examples include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group, and an aryl group such as a phenyl group and a tolyl group. You.
  • R 1 may be the above-described radically polymerizable functional group or an alkyl group having a radically polymerizable functional group.
  • the condensation-reactive organosilane (I) can be the same component as the alkoxysilane compound (J) described below, but after the polycondensation of the polyorganosiloxane (H) and the alkoxysilane compound (J), Even if the same component as the alkoxysilane compound (J) is added as the condensation-reactive organosilane (I), There is no particular problem when the polymerization conversion rate, which is the object of the present invention, is achieved.
  • R 2 is not particularly limited as long as it is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the condensation-reactive group OR 2 in the formula undergoes a condensation reaction with a silanol terminal of polyorganosiloxane (H) obtained by emulsion polymerization of cyclic organosiloxane.
  • the condensation-reactive organosilane (I) reacts with the low-molecular-weight organosiloxane-terminated silanol under acidic conditions, so that the low-molecular-weight organosiloxane can be non-volatilely differentiated. It is considered that the polymerization conversion rate is improved.
  • the condensation reactive group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably 2 to 4 carbon atoms, from the viewpoint of selectivity of the reaction and suppression of the generation of by-products such as scale particles. . If the number of carbon atoms is small, the hydrolyzability is high, the selectivity of the reaction is low, and scale particles may be formed. However, when R 1 is an aryl group, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms can be preferably used because the condensation reactivity is suppressed and the selectivity of the reaction can be ensured.
  • n in the formula determines the number of condensation-reactive silanol groups (when R 2 is a hydrogen atom) or alkoxy groups (when R 2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms). It is a major factor that determines the properties of the polyorganosiloxane particles contained in the resulting polyorganosiloxane emulsion.
  • n 0 or 1
  • the condensation-reactive organosilane (I) has 4 or 3 condensation-reactive groups and functions as a cross-linking agent for the polyorganosiloxane (H).
  • rubber elasticity can be provided.
  • the number of condensation-reactive groups can be arbitrarily selected according to the desired properties.
  • the addition amount of the condensation-reactive organosilane (I) in the present invention is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.5 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyorganosiloxane (H). It is preferable to use it in the range of 0 parts by weight. If the addition amount is too small, the effect of improving the polymerization conversion rate is not exhibited, and if it is too large, there is a possibility that problems such as formation of scale particles due to side reactions may occur.
  • the alkoxysilane compound (J) in the present invention is an alkoxysilane compound having a radical polymerizable functional group in a molecule, and is an essential component for obtaining a polyorganosiloxane-containing graft copolymer described later.
  • the alkoxysilane compound (J) in the present invention is a compound having a structure represented by the following formula (2).
  • R 5 is an organic group having a radical polymerizable functional group
  • R 6 is any organic group and may be the same as R 5
  • R 7 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • m is 0 Or represents an integer of 1)
  • radical polymerizable functional group R 5 examples are not particularly limited, (meth) ⁇ methacryloyl Ruo alkoxy group, a mercapto group, a vinyl group, and, styryl group, a functional group introduced easiness and polymerization reaction It is preferable in terms of properties.
  • alkoxysilane compound (J) component more specifically, for example, ⁇ -methacryloyloxypropyldimethoxymethylsilane, ⁇ -methacryloyloxypropyl trimethoxysilane, ⁇ -methacryloyloxypropyl Containing (meth) acryloyloxy groups such as ethoxysilane, methacryloyloxypropyl methoxymethylsilane, acryloyloxypropyldimethoxymethylsilane, and acryloyloxypropyl trimethoxysilane Silane compound, p-vinylphenyldimethoxy Vinyl phenyl group-containing silane compounds such as methylsilane and p-biphenyltrimethoxysilane; vinyl group-containing silane compounds such as vinylmethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane; mercaptopropyl trimethoxys
  • the alkoxysilane compound (J) is an alkoxy group on a silicon atom.
  • the number of alkoxy groups is 2
  • the polyorganosiloxane particles contained in the polyorganosiloxane emulsion obtained by the present invention have a linear structure
  • an alkoxysilane compound Since (J) also has a function as a crosslinking agent, it can impart rubber elasticity to the polyorganosiloxane particles.
  • the alkoxysilane compound (J) is preferably used in an amount of 0.01 to 20 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cyclic organosiloxane. If the amount is less than 0.01 part by weight, large lumps may be formed during coagulation and heat treatment, and the powder properties of the resin may be degraded. If the amount exceeds 20 parts by weight, the impact resistance of the final molded body is reduced. There are cases.
  • the cyclic organosiloxane and, if necessary, the alkoxysilane compound (J) having a radically polymerizable functional group in the molecule are preferably added in an amount of 0.1 to 100 parts by weight of the cyclic organosiloxane. 0 1 to 20 parts by weight, together with surfactant and water, uniformly emulsify and disperse in water using homogenizer, colloid mill, homogenizer, etc. An emulsion is obtained and emulsion polymerization is performed.
  • the amount of water used is not particularly limited as long as it is an amount necessary for emulsifying and dispersing the low-polymerization degree organopolysiloxane, and is usually 100 parts by weight of the cyclic organosiloxane. It is 100 to 500 parts by weight. If the amount of water is less than 10 parts by weight, the amount of the low-polymerization degree organopolysiloxane, which is a hydrophobic oil, is too large, so that the emulsion does not invert from WZO to o / w and the water becomes a continuous phase. When it exceeds 500 parts by weight, the stability may be poor.
  • a surfactant that does not lose the emulsifying ability under an acidic condition is suitably used.
  • Specific examples include alkylbenzenesulfonic acid, sodium alkylbenzenesulfonate, alkylsulfonic acid, sodium alkylsulfonate, sodium (di) alkylsulfosuccinate, sodium polyoxyethylene nonylphenylethersulfonate, sodium alkylsulfate, and the like. Can be These may be used alone or in combination of two or more.
  • alkylbenzenesulfonic acid sodium alkylbenzenesulfonate, alkylsulfonic acid, sodium alkylsulfonate, and sodium (di) alkylsulfosuccinate are preferred because the emulsion stability of emulsion is relatively high.
  • alkylbenzenesulfonic acid and alkylsulfonic acid are particularly preferable because they also act as polymerization catalysts for the polyorganosiloxane-forming component.
  • the amount of the surfactant used is preferably from 0.05 to 20% by weight in the above-mentioned initial emulsion, and more preferably from 0.1 to 10% by weight. Is preferred. If the amount of the surfactant is too small, the stability of the obtained emulsion may be reduced. On the other hand, if it is too large, the polyorganosiloxane emulsion obtained by the present invention and the polyorganosiloxane obtained therefrom The use of the graft copolymer may be limited.
  • the above-mentioned initial emulsion is subjected to emulsion polymerization under stirring to obtain a polyorganosiloxane (H).
  • the emulsion polymerization is carried out at a pH of 5 or less, and the reaction temperature is preferably 30 to 951 :. If it is less than 30, the polymerization speed will be slow, and if it exceeds 95, the stability may be poor. Further, the polymerization time is less than 1 hour, the polymerization is insufficient, and even if the polymerization is performed for more than 100 hours, the polymerization reaction does not proceed any more. 5 to 50 hours.
  • the pH of the emulsion polymerization is preferably 5 or less. If the pH is higher than 5, the progress of polymerization is slowed, and a sufficient conversion tends to be not obtained.
  • the Si-O-Si bonds forming the skeleton of the polyorganosiloxane obtained by polymerization of the cyclic organosiloxane are in an equilibrium state of cleavage and formation, and this equilibrium depends on temperature. The higher the temperature, the easier it is to produce high molecular weight polyorganosiloxanes. Therefore, in the polycondensation of the polyorganosiloxane (H) and the alkoxysilane compound (J) as required, the polymerization conversion is preferably 75% to 89%, more preferably 82% to 89%.
  • the heating is stopped, and the temperature is lowered to a temperature lower than the polymerization temperature, specifically, for example, preferably to 10 to 50, more preferably to 20 to 45, and aging is performed for at least 6 hours. It is preferred to do so. At this time, if the temperature is lower than 10, the cooling requires a long time, so that productivity is not excellent. If it is higher than 50, the polyorganosiloxane may not be sufficiently polymerized by aging. Usually, in order to stabilize the polyorganosiloxane chain, it is common to neutralize with an alkaline component such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate.
  • an alkaline component such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate.
  • organosilane (I) Since it is used by reacting with organosilane (I), there is no particular need for neutralization with alkali components such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate. However, for a long time If storage is required, or if it is desired to control the molecular weight of the polyorganosiloxane within a narrow range, neutralization may be performed as necessary, and the acidic condition may be applied again when producing the polyorganosiloxane emulsion according to the present invention. It may be adjusted. Next, 0.01 to 20 parts by weight of condensation-reactive organosilane (I) is added to 100 parts by weight of the aged polyorganosiloxane (H).
  • alkali components such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate.
  • the temperature of the emulsion of the polyorganosiloxane (H) when adding the condensation-reactive organosilane (I) is preferably from 10 to 50, and more preferably from 20 to 45. When the temperature exceeds 50, side reactions take precedence before reacting with the silanol groups of the polyorganosiloxane in the micelle, and the effect of improving the polymerization conversion cannot be obtained. Furthermore, since the condensation-reactive organosilane (I) generates by-products such as scale particles generated by hydrolysis and condensation, the polyorganosiloxane emulsion and the polyorganosiloxane-containing graft copolymer obtained therefrom are produced. Possibility of adverse effects on physical properties of coalescence. If the temperature is too low, it takes time for cooling and reheating, which is not preferable in terms of productivity.
  • the reaction temperature of the condensation-reactive organosilane (I) is preferably from 30 to 95, and more preferably from 35 to 85. When the reaction temperature is lower than 30, the progress of the condensation reaction is slow, and a sufficient conversion rate improving effect tends not to be obtained.
  • the condensation-reactive organosilane (I) preferably reacts at pH 5 or less. If the pH is greater than 5, the progress of the condensation reaction tends to be slow, and a sufficient conversion rate improving effect tends not to be obtained.
  • the polymerization conversion rate in the present invention is a conversion rate of a cyclic organosiloxane to a low volatile content used in the production of polyorganosiloxane (H), and is calculated from a solid content concentration in a polymer.
  • (polymerization conversion) [(parts by weight of all components in emulsion) X (solid content of polymerized emulsion) one (parts by weight of solids other than cyclic organosiloxane)] / (cyclic (Parts by weight of organosiloxane).
  • the solid content concentration is a ratio of a solid content remaining after collecting about 1 to 2 g of the emulsion at the time of polymerization in an ointment can, heating and drying in an oven of 130 T for 1 hour.
  • the polymerization conversion of the cyclic organosiloxane during the production of the polyorganosiloxane (H) can be further increased by 5 to 10% by the addition of the condensation-reactive organosilane (I). It is possible to suppress the generation of by-products such as scale particles. Further, new functionality can be provided by the functional group contained in the condensation-reactive organosilane (I).
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer obtained by the present invention is blended with various thermoplastic resins and thermosetting resins to give a resin composition having excellent impact resistance and the like.
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer of the present invention contains polyorganosiloxane particles contained in the polyorganosiloxane emulsion obtained by the present invention, preferably 95 to 30 parts by weight, and more preferably 90 to 90 parts by weight.
  • the vinyl monomer is polymerized in the presence of up to 50 parts by weight, preferably 5 to 70 parts by weight, more preferably 10 to 50 parts by weight, so that the total amount becomes 100 parts by weight. can get.
  • the amount of the polyorganosiloxane particles is too small, the properties (impact absorption, flame retardancy, water repellency, etc.) exhibited by the polyorganosiloxane as the entire graft copolymer will not be exhibited, If the amount of the monomer is too small, good dispersibility in the matrix resin tends not to be obtained.
  • Vinyl monomers include aromatic alkenyl compounds such as styrene and ⁇ -methylstyrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Methacrylates such as ethylhexyl methacrylate and butyl methacrylate; acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate and butyl acrylate; vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile; and olefins such as ethylene and propylene Examples thereof include conjugated diolefins such as benzene, isoprene, isoprene, and chloroprene, vinyl acetate, vinyl chloride, aryl methacrylate, triallyl isocyanurate, and ethylene dimethyl acrylate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • graft polymerization ordinary seed emulsion polymerization can be applied, and the radical polymerization of the vinyl monomer may be performed in the polyorganosiloxane emulsion obtained according to the present invention. Further, the vinyl monomer may be polymerized in one step or in two or more steps.
  • the radical polymerization can be carried out by a method in which the reaction is advanced by thermally decomposing a radical polymerization initiator, or in a redox system using a reducing agent without any particular limitation.
  • radical polymerization initiator the same ones as described above can be used.
  • reducing agent used in the redox system the same ones as described above can be used.
  • the amount of the radical polymerization initiator used is usually preferably 0.005 to 20 parts by weight, more preferably 0.01 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the vinyl monomer used. Parts by weight, particularly preferably from 0.03 to 5 parts by weight.
  • the amount of the radical polymerization initiator is less than 0.05 parts by weight, the reaction rate is low and the production efficiency is low.
  • the amount exceeds 20 parts by weight the heat generated during the reaction tends to increase and the production tends to be difficult.
  • a chain transfer agent can be used as needed at the time of radical polymerization.
  • the chain transfer agent may be any one used in ordinary emulsion polymerization, There is no particular limitation.
  • chain transfer agent examples include t-dodecyl mercaptan, n-butyryl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, n-hexyl mercaptan and the like.
  • the chain transfer agent is an optional component, but when used, the amount used is preferably from 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the vinyl monomer. If the amount of the chain transfer agent is less than 0.01 part by weight, the effect used cannot be obtained. If the amount exceeds 5 parts by weight, the polymerization rate tends to be slow and the production efficiency tends to be low. Further, the reaction temperature during the polymerization is usually preferably from 30 to 95.
  • the polyorganosiloxane-containing graft copolymer obtained by emulsion polymerization may be used by separating the polymer from the emulsion, or may be used as it is.
  • a latex is coagulated, separated, washed with water, dehydrated, and dried by adding a metal salt such as calcium chloride, magnesium chloride, or magnesium sulfate to latex. And the like. Also, a spray drying method can be used.
  • the latex was dried in a hot air drier at 120 for 1 hour to determine the amount of solid components, and was calculated as 10 O x solid components / charged monomer (%).
  • the volume average particle diameters of the seed polymer, polyorganosiloxane particles and graft copolymer were measured in the state of a latex.
  • LEED & N ORTHRUPIN The volume average particle diameter (m) was measured by the light scattering method using MI CROTRAC UPA manufactured by STRUMENTS).
  • Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were subjected to the Izod test at 110, and were compared with Examples 13 to 18, 24 to 28 and Examples 2 and 3 were evaluated by the Izod test at 0.
  • the particle diameter of the seed polymer latex was measured by MI CROTRAC UPA.
  • Emulsion by mixing 50 times (weight) of organosiloxane (octamethylcyclotetrasiloxane) and 0.1% by weight of an aqueous solution of 0.1% emal 2F (manufactured by Kao Corporation) of seed polymer (solid content)
  • the obtained liquid was mixed with 5% by weight of a seed polymer latex, stirred at 23 t for 1 hour, and the particle size was measured by MI CROTRAC UPA.
  • the swelling volume ratio was determined by the following formula.
  • the Tg of the seed polymer was determined by differential thermal analysis (DTA).
  • the latex was diluted with pure water to adjust the solid content to 15%, and then 4 parts by weight (solid content) of a 25% aqueous calcium chloride solution was added to obtain a coagulated slurry.
  • the coagulated slurry was heated to 95, cooled to 50, dehydrated, and dried to obtain a powder of a polyorganosiloxane-based graft copolymer.
  • the anti-dripping agent is polytetrafluoroethylene (Polyflon FA-500 manufactured by Daikin Industries, Ltd.), the stabilizer is a phosphorus-based antioxidant (ADEKA STAB PEP 36 manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) and a phenol-based stabilizer (Topanol CA manufactured by ICI Japan) ) Is shown.
  • the obtained compound was melt-mixed with a twin-screw extruder (TEX44SS manufactured by Nippon Steel Corporation) at 27 to produce pellets.
  • the obtained pellets were subjected to a 1Z8 inch test piece for impact resistance evaluation and a 1/16 inch test piece for flame retardancy evaluation using a FANUC FAS 100B injection molding machine set at a cylinder temperature of 280. It was created.
  • evaluation was performed according to the evaluation method described above. Table 2 shows the results of the impact resistance and flame retardancy of the molded body.
  • Example 4 The synthesis, coagulation, heat treatment, dehydration, drying, and powdering were performed in the same manner as in Example 1 except that the seed polymer was not added during the polymerization of the polyorganosiloxane latex. .
  • the latex was diluted with pure water to a solid content of 15%, and then 4 parts by weight (solid content) of a 2.5% calcium chloride aqueous solution was added to obtain a coagulated slurry.
  • the coagulated slurry is heated to 95, cooled to 50, dehydrated and dried to obtain a powder of polyorganosiloxane-based graft copolymer.
  • Polycarbonate resin manufactured by Teijin Chemicals Ltd., trade name: Panlite L1225WX
  • anti-drip agent are polytetrafluoroethylene (Daikin The composition shown in Table 5 was obtained by using a powder of the polyorganosiloxane-based graft copolymer (SG —:!-6) obtained in Examples 7 to 12 and trade name: Polyflon FA-500 manufactured by Kogyo Co., Ltd. Was blended.
  • the obtained compound was melt-mixed at 270 with a twin-screw extruder (TEX44SS manufactured by Nippon Steel Works, Ltd.) to produce pellets.
  • the obtained pellets were tested on a FANUC Co., Ltd.
  • FAS10 OB injection molding machine set at a cylinder temperature of 280 using a 1/20 inch flame-retardant test specimen and a 18-inch impact resistance test. Test pieces were prepared. Using the obtained test pieces, evaluation was performed according to the evaluation method described above. Table 5 shows the results of the impact resistance and flame retardancy of the molded body.
  • Example 12 Polyorgano
  • Siloxane particles (A) SR-1 80 80 80 80 80 80 80 80 (parts)
  • Anti-dripping agent parts
  • Fluoroethylene 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Total burning seconds (sec) 45 92 61 62 52 90 Flame retardant
  • the temperature of the polyorganosiloxane particles was increased to 4 O under a nitrogen stream while stirring.
  • a mixture consisting of 5.2 parts by weight of pure water, 1 part by weight of mercaptopropyldimethoxymethylsilane (MPr DMS) and 0.005 parts by weight of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) (solid content)
  • MPr DMS mercaptopropyldimethoxymethylsilane
  • SDBS sodium dodecyl benzene sulfonate
  • Synthesis was performed in the same manner as in Production Example 3 except that the solid content was changed to a polyorganosiloxane latex (SR-3).
  • Table 6 shows the polymerization rate and volume average particle size of the obtained polyorganosiloxane latex.
  • a mixture of 3 parts by weight of lil (ALMA) and 0.1 part by weight of p-menthane hydroperoxide (RY_2) (solid content) was added all at once, and stirring was continued at 40 T for 1 hour. Then, a mixture of 30 parts by weight of methyl methyl methacrylate (MMA) and 0.23 parts by weight of p-menthaneide peroxide (RY-2) (solid content) was added dropwise over 1.5 hours. After completion, stirring was continued for 3 hours to obtain a graft copolymer latex.
  • Table 7 shows the polymerization rate and volume average particle size of the obtained graft copolymer latex.
  • the latex was diluted with pure water to a solid content of 15%, and 4 parts by weight (solid content) of a 2.5% calcium chloride aqueous solution was added to obtain a coagulated slurry.
  • the coagulated slurry was heated to 95, cooled to 50, dehydrated, and dried to obtain a polyorganosiloxane-based graft copolymer powder (SG-7 to 11).
  • Polycarbonate resin manufactured by Teijin Chemicals Ltd., trade name: Panlite L1225WX
  • anti-drip agent were polytetrafluoroethylene (manufactured by Daikin Industries, Ltd., trade name: polyflon FA-500) and Examples 19 to 23
  • the composition shown in Table 8 was blended using the powder of the polyorganosiloxane-based graft copolymer (SG-7 to 11) obtained in the above.
  • the obtained compound was melt-mixed at 270 with a twin-screw extruder (TEX44SS manufactured by Nippon Steel Works, Ltd.) to produce pellets.
  • the obtained pellets were tested with a FANUC FAS 10 OB injection molding machine set at a cylinder temperature of 280 using a 1Z20 inch flame retardancy test specimen and an 18 inch impact resistance test specimen. It was created.
  • evaluation was performed according to the evaluation method described above. Table 8 shows the results of the impact resistance and flame retardancy of the molded body.
  • Example 19 Example 20 Example 21 Example 22 Example 23
  • Anti-dripping agent (parts) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
  • Methyl silicide 51 manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.
  • the pH at the time of the reaction was 2.
  • the mixture was adjusted to pH 6.9 with sodium hydrogen carbonate.
  • the temperature of the polyorganosiloxane emulsion at the time of adding the methyl silicide 51 was 25.
  • the polyorganosiloxane emulsion obtained in Production Example 8 was added with mercaptopropyltrimethoxysilane in an amount equivalent to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of octamethylcyclotetrasiloxane used. , 6 Ot: for 3 hours.
  • the pH at the time of the reaction was 2. After the completion of the reaction, the pH was adjusted to 6.9 with sodium hydrogen carbonate. The ratio of mercaptoprovir was found to be 251 :.
  • the polyorganosiloxane emulsion thus obtained was placed in an ointment can (1 g), heated in an oven at 130 for 1 hour, the solid concentration was calculated, and the polymerization conversion was calculated.
  • Table 9 shows the evaluation of the polymerization conversion and the scale amount.
  • Methyl Silicate 51 manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.
  • the pH at the time of the reaction was 2.
  • the pH was adjusted to 6.9 with sodium hydrogen carbonate.
  • the temperature of the polyorganosiloxane emulsion at the time of adding the methylsilicate 51 was 25.
  • the polyorganosiloxane emulsion thus obtained was placed in an ointment can (1 g), heated in an oven of 13 O: for 1 hour, the solid content was calculated, and the polymerization conversion was calculated.
  • Table 9 shows the evaluation of the polymerization conversion and the scale amount.
  • the present invention makes it possible to improve the polymerization conversion rate and to suppress the generation amount of scale particles.
  • Example 30 In a 5-neck flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet, a monomer addition port, and a thermometer, the polyorganosiloxane emulsion obtained in Example 30 was added in an amount of 70% in terms of polyorganosiloxane particles. Parts by weight (solid content) and 240 parts by weight of pure water (including the amount brought in from the organosiloxane emulsion) were charged, and the system was heated to 40 under a nitrogen stream while stirring the system.
  • the latex was diluted with pure water to make the solid content concentration 15%, and 4 parts by weight (solid content) of a 25% calcium chloride aqueous solution was added to obtain a coagulated slurry.
  • the coagulated slurry was heated to 85, cooled to 5 O :, dehydrated, and dried to obtain a powder of a polyorganosiloxane-based graft copolymer. The appearance of the obtained powder was good.
  • the present invention it is possible to obtain a flame retardant which gives a thermoplastic resin composition having excellent flame retardancy and impact resistance. Further, by blending the flame retardant into a thermoplastic resin, the flame retardancy and impact resistance can be obtained. A flame-retardant resin composition having excellent heat resistance can be obtained. Further, according to the present invention, the polymerization conversion rate can be improved in the method for producing a polyorganosiloxane emulsion.

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Description

明 細 ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体、 それを含有する樹脂組成物 およびポリオルガノシロキサンェマルジョンの製造方法 技術分野
本発明は、 難燃性樹脂組成物に関する。 さらに詳しくは、 ポリオルガノ シロキサン含有グラフト共重合体およびそれを含有する難燃性と耐衝撃性 に優れた樹脂組成物に関する。 また、 本発明は、 ポリオルガノシロキサン ェマルジョンの製造方法に関する。 背景技術
ポリカーボネート系樹脂は、 優れた耐衝撃性、 耐熱性、 電気的特性など により、 電気 ·電子部品、 〇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、 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。 従来、 ポリオルガノ シロキサン系化合物を利用して難燃性樹脂組成物を得る方法としては、 モ ノオルガノポリシ口キサンからなるシリコーン樹脂を非シリコーンポリマ —に混鍊することで難燃性樹脂を得る方法 (特開昭 5 4— 3 6 3 6 5号公 報) 、 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 (特開平 8— 1 1 3 7 1 2号公報) 、 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 一ン榭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 脂組成物を得る方法 (特開平 1 0— 1 3 9 9 6 4号公報) などが知られて いる。 しかしながら、 シリコーン樹脂は、 難燃性の付与の効果が認められ るが、 その効果は不十分で、 それを補うためにシリコーン樹脂の量を増や すと樹脂組成物の耐衝撃性を悪化させ、 難燃性と耐衝撃性の双方に優れた 難燃性樹脂組成物をうることが困難という課題がある。
ポリオルガノシロキサン系化合物を利用して耐衝撃性をもつ難燃性樹脂 組成物を得る方法としては、 ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキル (メタ) ァクリレートゴムとからなる複合ゴムにビニ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 組成物を得る方法 (特開 2 0 0 0 - 1 7 0 2 9号公報) 、 芳香族基を有す るポリオルガノシロキサンとビニル系重合体との複合粒子にビニル系単量 体をグラフ卜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を得る方法 (特開 2 0 0 0— 2 2 6 4 2 0号 公報) 、 0 . 2 m以下のポリオルガノシロキサン粒子にビニル系単量体 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を得る方法 (特開 2 0 0 0 - 2 6 4 9 3 5号公報) 、 0 . 2 / m以下のポリオルガノシロキサン粒子に ビニ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 共重合体とポリテトラフルォロェチレンをそれぞれ特定量用いて熱可塑性 樹脂に配合することで難燃性樹脂組成物を得る方法 (特開 2 0 0 2— 3 4 8 4 5 3号公報) などがしられている。 しかしながら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、 市場で高まる薄肉分野 の成型体では充分なレベルの難燃性が得られておらず、 大幅な難燃性の向 上が期待されている。
ところで、 一般に環状シロキサンの酸触媒条件下での乳化重合において は、 重合転化率は概ね 8 5 %程度に留まることが広く知られており、 重合 転化率の改善が期待されている (たとえば、 米国特許 5 3 2 4 7 1号明細 書、 または 「けい素樹脂」 日刊工業新聞社出版、 昭和 4 9年 2月 2日、 p . 3 8を参照) 。
また、 近年、 ポリオルガノシロキサン樹脂での低分子量シロキサンの残 留による汚染の問題や、 低分子量環状シロキサンによる環境の影響につい ても問題となっており、 可能な限り、 低分子量シロキサンの残留を少なく 抑えることが必要となってきている。
一方、 ポリオルガノシロキサンの乳化重合技術として、 ポリオルガノポ リシロキサン、 および、 ケィ素原子結合縮合反応性基を有するオルガノシ ランまたはその部分加水分解縮合物から得られるポリオルガノシロキサン ェマルジョンの製造方法は公知である。
たとえば、 環状オルガノシロキサンと官能基結合オルガノトリアルコキ シシランとを乳化重合する方法 (特公昭 5 6— 3 8 6 0 9号公報) 、 また、 シロキサンの重合時に 3〜 4官能性のアルコキシシラン類を架橋剤として 添加する方法 (特開昭 6 0 - 2 5 2 6 1 3号公報) が知られている。 また 別の文献 (特開昭 6 1 - 1 0 6 6 1 4号公報) では、 オルガノポリシロキ サンの存在下に、 2〜 4官能性のアルコキシシラン類を架橋剤として添加 してなるポリオルガノシロキサンェマルジヨンの製造方法について記載さ れ、 さらに詳しくは、 予備重合ラテックスとしてポリシロキサン 1〜5 0重 量%、 好ましくは 1 0〜3 0重量%の存在下、 環状または直鎖状の低分子 シロキサンおよび架橋剤を乳化重合させる方法が記載されている。
これらは、 乳化重合時において、 環状シロキサン以外の加水分解性ケィ 素官能基を有する化合物 (アルコキシシラン) を共存させる技術であるが、 ポリシロキサン重合時に、 低分子量シロキサン成分として多官能アルコキ シランを共存させることで、 重合時に所望しない架橋剤同士の縮合反応が 進行し、 スケール粒子の副生成物が生成するため、 物性に悪影響を与える 可能性が懸念されていた。 また、 重合転化率も充分ではなく、 更なる重合 転化率の向上手段が望まれていた。
発明の開示
本発明は、 ラテックス状態のポリオルガノシロキサン (A) 3 0〜9 5 重量部の存在下、 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— 1 ) 1 0 0〜2 0重量%ぉよびその他の共重合可能な単量体 (b - 2 ) 0〜 8 0重量%からなるビニル系単量体 (B ) 0〜1 0重量部、 さ らにビ二ル系単量体 (C ) 5〜7 0重量部を、 ポリオルガノシロキサン (A) 、 ビニル系単量体 (B ) およびビニル系単量体 (C ) の合計量が 1 0 0重量部となるように重合してえられるポリオルガノシロキサン含有グ ラフト共重合体に関する。
ポリオルガノシロキサン (A) は、 オルガノシロキサンに膨潤するシー ドポリマーを用いて、 オルガノシロキサンをシード重合することにより得 られることが好ましい。
シードポリマーの粒子径は 0 . 0 0 1〜0 . 0 3 / mであることが好ま しい。
シードポリマーの T g (ガラス転移点) は o :以下であることが好まし い。 ポリオルガノシロキサン (A) に対するシードポリマーの割合は 0. 1 〜10重量%であることが好ましい。
シードポリマーの膨潤体積比は 3〜 50倍、 さらには 5〜 25倍である ことが好ましい。
ビニル系単量体 (C) は、 芳香族ビニル系単量体、 シアン化ピニル系単 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 二ル系単量体よりなる群から選ばれた少なくとも 1種の単量体であること が好ましい。
ビニル系単量体 (B) および/またはビニル系単量体 (C) の重合時に、 水に対する溶解性が 0. 5〜10 g/100 g (2 O :) かつ水素引抜き 性が 10〜 30%であるラジカル重合開始剤 (D) を使用することが好ま しい。
ポリオルガノシロキサン (A) はグラフト交叉剤 (E) により変性され ていることが好ましい。
ポリオルガノシロキサン (A) 100重量部に対してグラフト交叉剤 (E) が 0. 1〜10重量部であることが好ましい。
グラフト交叉剤 (E) により変成されたポリオルガノシロキサン (A) を、 グラフト交叉剤 (F) と反応させ、 さらにビニル系単量体 (B) およ びビニル系単量体 (C) を重合することが好ましい。
グラフト交叉剤 (F) およびビニル系単量体 (B) の反応温度が 20〜 60 であることが好ましい。
本発明は、 前記ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体からなる 難燃剤に関する。
本発明は、 熱可塑性樹'脂 100重量部に対して該難燃剤 0. 1〜 20重 量部を配合してなる樹脂組成物に関する。
また、 本発明は、 環状オルガノシロキサンを PH 5以下の酸性条件下で 乳化重合してポリオルガノシロキサン (H) を得たのちに、 式 (1 ) : R S i (O R 2) (4n) · · · ( 1 )
(式中、 R 1は有機基、 R 2は水素原子、 または、 炭素数 1〜5のアルキ ル基、 nは 0〜3の整数を表す)
で表される縮合反応性オルガノシランまたはその部分加水分解縮合物 ( I ) (以下、 縮合反応性オルガノシラン (I ) という) を添加するポリ オルガノシロキサンェマルジヨンの製造方法に関する。
ポリオルガノシロキサン (H) 1 0 0重量部に対して、 縮合反応性オル ガノシラン (I ) を 0 . 1〜 5 0重量部添加し、 p H 5以下の酸性条件下、 3 0〜9 5での温度で反応させることが好ましい。
縮合反応性オルガノシラン (I ) を添加する際のポリオルガノシロキサ ン (H) の温度は、 1 0〜5 0 であることが好ましい。
ポリオルガノシロキサン (H) は、 環状オルガノシロキサン 1 0 0重量 部、 および、 分子中にラジカル重合性官能基を有するアルコキシシラン化 合物 (J ) 0 . 0 1〜2 0重量部を重合して得られるものであることが好 ましい。
ポリオルガノシロキサン (H) は、 酸性条件下で乳化重合したのち、 少 なくとも 6時間、 1 0〜5 0での温度で熟成させて得られるものであるこ とが好ましい。
アルコキシシラン化合物 (J ) のラジカル重合性官能基は、 (メタ) ァ クリロイルォキシ基、 メルカプト基、 ビニル基、 および、 スチリル基から なる群より選択される 1種の官能基であることが好ましい。
本発明は、 前記製造方法によって得られるポリオルガノシロキサンエマ ルジョン中のポリオルガノシロキサン粒子 9 5〜3 0重量部に対し、 ビニ ル系単量体 5〜7 0重量部を、 合計量が 1 0 0重量部となるように重合し 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に関する。 発明を実施するための最良の形態
本発明は、 ラテックス状態のポリオルガノシロキサン (A) 30〜95 重量部の存在下、 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— 1) 100〜20重量%ぉよびその他の共重合可能な単量体 (b -2) 0〜 80重量%からなるビニル系単量体 (B) 0〜10重量部、 さ らにビ二ル系単量体 (C) 5〜70重量部を、 ポリオルガノシロキサン (A) 、 ビニル系単量体 (B) およびビニル系単量体 (C) の合計量が 1 00重量部となるように重合してえられるポリオルガノシロキサン含有グ ラフト共重合体に関する。
本発明に用いるポリオルガノシロキサン (A) は通常の乳化重合でも得 られるが、 ラテックス状態での粒子径分布が狭くでき難燃性が良好になる 利点などからも、 オルガノシロキサンに膨潤するシードポリマーを用いて、 オルガノシロキサンをシード重合することが好ましい。 また、 ポリオルガ ノシロキサン (A) は、 後述するように、 環状オルガノシロキサンを pH 5以下の酸性条件下で乳化重合してポリオルガノシロキサン (H) を得た のちに、 式 (1) :
R'nS i (OR2) (4_n) · · · (1)
(式中、 R1は有機基、 R2は水素原子、 または、 炭素数 1〜5のアルキ ル基、 nは 0〜3の整数を表す)
で表される縮合反応性オルガノシランまたはその部分加水分解縮合物 (I) を添加して得られたものを用いることが、 入手のし易さとコストの 点で好ましい。
シードポリマーは、 オルガノシロキサンを添加した際に膨潤するもので あればよく、 親水性であるかは問わない。 通常の乳化重合でも得られるが、 合成法は特に限定されない。 オルガノシロキサンに膨潤するシードポリマ 一としては、 アクリル酸ブチルゴム、 ブタジエンゴム、 ブタジエン—スチ レンやブタジエン—アクリロニトリルゴムなどのゴム成分に限定されるも のではなく、 ァクリル酸ブチル—スチレン共重合体やスチレン—ァクリ口 二トリル共重合体などの重合体でも問題ない。 また、 シードポリマーの重 合には、 連鎖移動剤を添加しないので、 水溶性はもたない。
シードポリマーのオルガノシロキサンに対する膨潤性を向上させる方法 としては、 シードポリマーの T gを低くすることやシードポリマーの粒子 径を小さくすることが有効である。 特に後者の効果は非常に大きい。 シー ドポリマーの T gは O t:以下が好ましく、 更には— 2 0 以下が好ましい。 また、 ラテックス状態でのシードポリマーの粒子径は、 好ましくは 0 . 0 0 1〜0 . 0 3 m、 更には 0 . 0 0 5〜0 . 0 1 mにすることが好ま しい。 上記範囲内であれば、 シードポリマーを安定的に合成することが容 易であり、 シードポリマーは良好な膨潤性を有し、 また、 最終成形体の難 燃性は向上する。
シードポリマーの膨潤性は、 膨潤体積比で好ましくは 3〜 5 0倍、 更に は 5〜2 5倍であることが好ましい。 膨潤体積比が 3倍未満である場合は、 最終成形体の難燃性向上効果は少なくなり、 膨潤体積比が 5 0倍を超える シードポリマーの合成は難しい。
ここで、 膨潤体積比とは、 オルガノシロキサンで膨潤する前のシードポ リマ一ラテックスの粒子径と、 シードポリマー固形分の 5 0倍量 (重量) のオルガノシロキサンをシードボリマ一ラテックスに添加して 2 3 ¾:で1 時間攪拌したのちのラテックス粒子径との比から求められる値であり、 次 式:
膨潤体積比 = (膨潤後粒子径/膨潤前粒子径) 3— 1
により、 求められる。
シードポリマ一は、 ポリオルガノシロキサン (A) に対して、 好ましく は 0 . 1〜1 0重量%、 更に好ましくは 0 . 5〜3重量%を使用する。 0 . 1重量%より少ないと重合時間が非常に長くなり、 でき上がりのポリオ ルガノシロキサン (A) の粒子径が大きくなり過ぎて最終成形体の難燃性 や耐衝擊性が低下する場合がある。 シードポリマー量が 1 0重量%を越え ると、 ポリオルガノシロキサン (A) の粒子中に、 ポリオルガノシロキサ ン以外の燃え易い成分が増加するため、 最終成形体の難燃性が低下する恐 れがある。
ポリオルガノシロキサン (A) の重合に使用されるオルガノシロキサン は、 式:
° ί〇(4 - m)/ 2
(式中、 Rは置換または非置換の 1価の炭化水素基であり、 mは 0〜3の 整数を示す) で表される構造単位を有するものであり、 直鎖状、 分岐状ま たは環状構造を有するが、 好ましくは環状構造を有するオルガノシロキサ ンである。 このオルガノシロキサンの有する置換または非置換の 1価の炭 化水素基としては、 たとえばメチル基、 ェチル基、 プロピル基、 フエニル 基、 およびそれらの有する水素原子をシァノ基などで置換した置換炭化水 素基などをあげることができる。
オルガノシロキサンの具体例としては、 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 ルシクロペン夕シロキサン (D 5 ) 、 ドデカメチルシクロへキサシロキサ ン (D 6 ) 、 トリメチルトリフエニルシクロトリシロキサンなどの環状化 合物のほかに、 直鎖状あるいは分岐状のオルガノシロキサンをあげること ができる。 これらオルガノシロキサンは、 単独でも、 あるいは 2種以上を 併用することができる。
本発明に用いるポリオルガノシロキサン (A) の重合ではグラフト交叉 剤 (E) を使用することが出来る。 グラフト交叉剤 (E) によって、 ポリ オルガノシロキサン (A) を変性することは、 ビニル系単量体 (B ) ゃビ 二ル系単量体 (C) を効率良くグラフト重合する点で好ましい。
本発明に用いることができるグラフト交叉剤 (E ) は、 たとえば、 p— ビニルフエ二ルメチルジメトキシシラン、 p—ビニルフエ二ルェチルジメ トキシシラン、 2— ( p—ビニルフエニル) ェチルメチルジメトキシシラ ン、 3— (p—ビニルベンゾイロキシ) プロピルメチルジメトキシシラン、 P—ビニルフエ二ルメチルジメトキシシラン、 ビエルメチルジメトキシシ ラン、 テトラビ二ルテトラメチルシクロシロキサン、 ァリルメチルジメト キシシラン、 ァーメルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、 ァ一メタ クリロキシプロピルメチルジメトキシシランなどがあげられ、 これらの 1 種以上を適宜選択して使用することが出来る。
このグラフ卜交叉剤 (E) の使用割合は、 オルガノシロキサンに対して 好ましくは 0 . 1〜1 0重量%、 より好ましくは 1〜8重量%、 さらに好 ましくは 2〜6重量%である。 グラフト交叉剤 (E) の使用量が多過ぎる と最終成形体の難燃性ゃ耐衝撃性が低下する場合があり、 グラフト交又剤
( E ) の使用量が少な過ぎると最終成形体の成形性が低下する場合がある。 本発明に用いるポリオルガノシロキサン (A) の合成の際に、 必要なら 架橋剤を添加することもできる。 この架橋剤としては、 たとえばメチルト リメトキシシラン、 フエニルトリメトキシシラン、 ェチルトリエトキシシ ランなどの 3官能性架橋剤、 テトラエトキシシラン、 1, 3—ビス 〔2—
(ジメトキシメチルシリル) ェチル〕 ベンゼン、 1, 4—ビス 〔2— (ジ メトキシメチルシリル) ェチル〕 ベンゼン、 1 , 3—ビス 〔1— (ジメト キシメチルシリル) ェチル〕 ベンゼン、 1, 4一ビス 〔1一 (ジメトキシ メチルシリル) ェチル〕 ベンゼン、 1— 〔1 _ (ジメトキシメチルシリ ル) ェチル〕 一 3 _ 〔2— (ジメトキシメチルシリル) ェチル〕 ベンゼン、 1— 〔1一 (ジメトキシメチルシリル) ェチル〕 _ 4一 〔2—ジメトキシ メチルシリル) ェチル〕 ベンゼンなどの 4官能性架橋剤をあげることがで きる。 これら架橋剤は、 1種単独で使用することも、 あるいは 2種以上を 混合して用いることもできる。 この架橋剤の添加量は、 ポリオルガノシロ キサン (A) に対して好ましくは 10重量%以下、 更に好ましくは 3. 0 重量%以下を使用することができる。 10重量%を超えると、 ポリオルガ ノシロキサン (A) の柔軟性が損なわれ、 最終成形体の耐衝撃性が低下す る場合がある。
ポリオルガノシロキサン (A) の平均粒子径は 0. 008〜0. 6 m が好ましいが、 0. 1〜0. 3 / mにするとさらに好ましい。 平均粒子径 が 0. 008 m未満のものを安定的に得ることは難しい場合があり、 0 . 6 tmを越えると最終成形体の難燃性ゃ耐衝撃性が悪くなることがある。 本発明に用いるビニル系単量体 (B) は、 難燃化効果および耐衝擊性改 良効果を向上させるために使用するものであり、 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— 1) 100〜20%、 好ましくは 100〜50%、 より好ましくは 100〜80%、 およびその他の共重合 可能な単量体 (b— 2) 0〜80%、 好ましくは 0〜50%、 より好まし くは 0〜20 %からなる。
多官能性単量体 (b- 1) の量が少なすぎる場合、 共重合可能な単量体
(b-2) の量が多すぎる場合、 いずれも、 最終的にえられるグラフト共 重合体の耐衝撃性改良効果が低くなる傾向にある。
多官能性単量体 (b— 1) の具体例としては、 メタクリル酸ァリル、 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、 ジビニルベンゼンなどがあげられる。 これらは単独で使用しても よく 2種以上を併用してもよい。
その他の共重合可能な単量体 (b— 2) の具体例としては、 たとえば、 スチレン、 α—メチルスチレンなどの芳香族ビニル系単量体、 ァクリロ二 トリルなどのシアン化ビエル系単量体、 アクリル酸メチル、 アクリル酸ェ チル、 アクリル酸プチル、 メ夕クリル酸メチル、 メ夕クリル酸ェチル、 メ タクリル酸ブチルなどの (メタ) アクリル酸エステル系単量体などがあげ られる。 これらは単独で使用してもよく 2種以上を併用してもよい。
本発明に用いるビニル系単量体 (C ) は、 グラフト共重合体と熱可塑性 樹脂との相溶性を確保して熱可塑性樹脂にグラフト共重合体を均一に分散 させるために使用される成分である。 ビニル系単量体 (C ) は、 特に限定 されないが、 具体的な例としては、 スチレン、 α—メチルスチレンなどの 芳香族ビニル系単量体、 ァ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、 アクリル酸ェチル、 アクリル酸プチル、 メタクリル酸 メチル、 メ夕クリル酸ェチル、 メ夕クリル酸ブチルなどの (メタ) ァクリ 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あげられる。 こ れら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、 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ビニル系単量体よりなる群から選ばれた 少なくとも 1種の単量体であることが、 入手のし易さやコス卜の点で好ま しい。
本発明は、 ポリオルガノシロキサン (Α) 3 0〜9 5重量部、 好ましく は 5 0〜 9 0重量部の存在下、 ビニル系単量体 (Β ) 0〜1 0重量部、 好 ましくは 1〜8重量部、 ビニル系単量体 (C ) 5〜7 0重量部、 好ましく は 1 0〜5 0重量部を、 ポリオルガノシロキサン (Α) 、 ビニル系単量体 ( Β ) およびビニル系単量体 (C) の合計量が 1 0 0重量部となるように 重合してえられることが好ましい。
ポリオルガノシロキサン (Α) が 3 0重量部未満であると、 最終成形体 で充分な難燃性と耐衝擊性が得られず、 9 5重量部を超えると、 最終成形 体の難燃性、 耐衝撃性、 外観が悪化する傾向にある。 ビニル系単量体 (B) が 10重量部を超えると、 最終成形体の耐衝撃性が低下する傾向に ある。 ビニル系単量体 (C) が 5重量部未満であると、 最終成形体の外観、 難燃性、 耐衝撃性が低下し、 70重量部を超えると、 最終成形体の難燃性 と耐衝撃性が低下する傾向にある。
また、 ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体は、 グラフト交叉 剤 (E) により変性されたポリオルガノシロキサン (A) 30〜94. 9 重量部を、 グラフト交叉剤 (F) 0. :!〜 10重量部と反応させ、 さらに ビエル系単量体 (C) 5〜70重量部を、 ポリオルガノシロキサン (A) 、 グラフト交叉剤 (F) およびビニル系単量体 (C) が合わせて 100重量 部となるように重合して得られることが好ましい。 より、 好ましい態様と しては、 グラフト交又剤 (E) により変性されたポリオルガノシロキサン
(A) 30〜94. 9重量部を、 グラフト交叉剤 (F) 0. 1〜: 10重量 部と反応させ、 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- 1) 100〜 20重量%およびその他の共重合可能な単量体 (b— 2) 0〜80重量%からなるビエル系単量体 (B) 0〜10重量部を 1段 以上反応させ、 そののちにビニル系単量体 (C) 5〜70重量部を重合さ せることがあげられる。 さらに好ましい態様としては、 ビニル系単量体
(B) を反応させたのちに中和反応を行うことがあげられる。 また、 より 好ましい態様としては、 中和後、 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 (g— 1) 100〜20重量%ぉよびその他の共重合可 能な単量体 (g— 2) 0〜 80重量%からなるビニル系単量体 (G) 0〜 10重量部を 1段以上反応させ、 そののちにビニル系単量体 (C) を 5〜 70重量部重合させることがあげられる。
グラフト交叉剤 (F) としては、 グラフト交叉剤 (E) と同様のものを 使用できる。 グラフト交叉剤 (E ) は、 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 ビニル系重合性基を導入するための成分であり、 このビニル系重合性基は ビニル系単量体 (B ) および Zまたはビニル系単量体 (C) および/また はビニル系単量体 (G) から形成されるビニル系 (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。 このため、 グラフト 交叉剤 (E) およびグラフト交叉剤 (F ) の総使用量は、 オルガノシロキ サン粒子に対して 0 . 1〜1 0重量%が好ましく、 さらには 0 . 5〜5重 量%が好ましい。 グラフ卜交又剤 (E) およびグラフト交叉剤 (F ) の総 使用量が 1 0重量%を超えると過剰に架橋結合が形成されて最終成形体の 難燃性ゃ耐衝撃性が低下する場合があり、 逆にグラフト交叉剤 (E) およ びグラフト交 ¾剤 (F ) の総使用量が 0 . 1重量%未満になるとグラフト 活性点が減少して最終成形体の難燃性や成形性が低下する恐れがある。 従来、 ポリオルガノシロキサン重合時に全量混合していたグラフト交叉 剤の一部 (グラフト交叉剤 (E ) ) を分割添加し、 ポリオルガノシロキサ ンの重合転化率が平衡状態に達した後、 そのラテックスにグラフト交叉剤 の残りの分割分 (グラフト交叉剤 (F ) ) をポリオルガノシロキサンの開 環重合反応の進行し難い条件下で添加 ·反応させることで、 得られる最終 成形体は高い耐衝撃性を維持したままで高い難燃性を示す。
これはポリオルガノシロキサンの開環重合反応の進行し難い条件下でグ ラフト交叉剤 (F ) を添加することにより、 ポリオルガノシロキサンの平 衡反応でグラフト交叉剤 (F ) が粒子内部に取り込まれる速度が低下し、 これによりグラフト交叉剤 (F ) が表層部に多く偏在した粒子が形成され るものと推測される。 これにより従来ポリオルガノシロキサンの粒子内部 に均一に存在していたためにグラフト活性点として機能していなかった中 央層のグラフ卜交叉剤が粒子表面に集中することで、 従来の粒子に比べて グラフト活性点の機能を有効に活用させることに成功したものと推測され る。 このためグラフト交叉剤の総使用量を維持したままで有効なグラフト 活性点の数が増加し、 最終成型体で耐衝撃性を維持したまま難燃性が向上 する。
なお、 グラフト交叉剤 (E ) により変性されたポリオルガノシロキサン
(A) を、 グラフト交叉剤 (F ) と反応させる際の、 グラフト交叉剤 (E) は、 変成されたポリオルガノシロキサン (A) 1 0 0重量部を得る ために、 0 . 1〜1 0重量部を使用することが好ましく、 さらには 1〜4 重量部使用することが好ましい。 グラフト交又剤 (E) の使用量が 0 . 1 重量部未満になると難燃性と最終成型体の外観が低下する傾向にあり、 1 0重量部を超えると耐衝撃性が低下する傾向がある。
変成されたポリオルガノシロキサン (A) は、 たとえば、 オルガノシロ キサンとグラフト交叉剤 (E) 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反応させることで得られる。 また、 グラフト交叉剤 (F ) を直接、 酸性状態のポリオルガノシロキサ ン (A) に添加すると、 ポリオルガノシロキサン粒子と反応する前にダラ フト交叉剤 (F ) どうしが反応して異物を生成し、 難燃性と耐衝擊性の低 下の原因となる。 このためグラフト交又剤 (F ) は予め少量の乳化剤を含 有する純水にてェマルジョン化してから用いることが望ましい。
また酸性状態下におけるポリオルガノシロキサン (A) の平衡反応は温 度によって変化するため、 グラフト交叉剤 (F ) およびビニル系単量体
( B ) の反応温度は 2 0〜6 0 が好ましく、 さらには 3 0〜 5 0 が好 ましい。 2 0でより低いとビエル系単量体 (B ) のラジカル重合反応が進 行せずに未反応の単量体が増加し、 6 0 を超えるとポリオルガノシロキ サン (A) の平衡反応が過度に進行して有効なグラフト活性点が減少して 充分な難燃性改良効果が得られない場合がある。
さらに酸性条件下でラテツクスを長時間放置すると平衡反応により粒子 表面のグラフト交又剤が減少するため、 反応終了後は速やかに水酸化ナト リウム、 水酸化カリウム、 炭酸ナトリウ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。
また、 ビニル系単量体 (C) をグラフト交又剤 (F ) の反応後、 中和ェ 程ののちに重合することにより、 ポリオルガノシロキサン (A) の重合率 を向上させることが出来る。
グラフト交叉剤をグラフト交叉剤 (E) およびグラフト交又剤 (F ) と に分割して使用する場合、 ビニル系単量体 (B ) を構成する分子内に重合 性不飽和結合を 2つ以上含む多官能性単量体 (b— 1 ) およびビニル系単 量体 (G) を構成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 (g— 1 ) は、 好ましくは 1 0 0〜2 0重量%、 更に好ましくは 1 0 0〜5 0重量%、 特に好ましくは 1 0 0〜8 0重量%である。 また、 ビニル系単量体 (B ) を構成するその他の共重合可能な単量体 (b— 2 ) 、 ビニル系単量体 (G) を構成するその他の共重合可能な単量体 (g— 2 ) は、 好ましくは 0〜8 0重量%、 更に好ましくは 0〜5 0重量%、 特に好 ましくは 0〜2 0重量%である。 多官能性単量体 (b— 1 ) 、 多官能性単 量体 (g— 1 ) の量が少なすぎる場合、 その他の共重合可能な単量体 (b 一 2 ) 、 その他の共重合可能な単量体 (g— 2 ) の量が多すぎる場合、 い ずれも、 最終的にえられるグラフト共重合体の難燃性改良効果と耐衝撃性 改良効果が低くなる傾向にある。
ビニル系単量体 (G) を構成する多官能性単量体 (g— 1 ) としては、 多官能性単量体 ( b - 1 ) と同様のものを使用することができ、 その他の 共重合可能な単量体 (g— 2 ) としては、 その他の共重合可能な単量体 ( b - 2 ) と同様のものを使用することができる。
さらに、 ポリオルガノシロキサン (A) 中のポリオルガノシロキサン粒 子 1 0 0重量部に対するビニル系単量体 (B ) およびビニル系単量体
(G) の使用量は合わせて、 下限は 1重量部以上が好ましく、 上限は 1 0 重量部未満が好ましく、 さらには 8重量部未満が好ましい。 ビニル系単量 体 (B ) とビニル系単量体 (G) の総量が 1重量部未満の場合、 もしくは ビニル系単量体 (B ) とビニル系単量体 (G) の総量が 1 0重量部を超え る場合、 いずれも最終的にえられるグラフト共重合体の難燃性改良効果と 耐衝撃性改良効果が低くなる傾向がある。 分割して添加する際のビニル系 単量体 (G) の量は、 好ましくは 1〜1 0重量部であり、 更に好ましくは 1〜3重量部である。 この範囲内であると、 ポリオルガノシロキサン
(A) の重合率が向上し、 更に難燃性も向上するため好ましい。
また前述のビニル系単量体 (B ) 、 ビニル系単量体 (C) およびビニル 系単量体 (G) を重合に供する際には、 乳化重合が適用でき、 グラフト交 又剤によって変成されたポリオルガノシロキサン (A) のラテックス中で ラジカル重合を行なえばよい。
ビニル系単量体 (B ) 、 ビニル系単量体 (C ) およびビエル系単量体
(G) を重合する際のラジカル重合開始剤の具体例としては、 クメンハイ ドロパーオキサイド、 t一ブチルハイド口パーオキサイド、 ベンゾィルパ —ォキサイド、 t—プチルパーォキシイソプロピルカーボネート、 ジー t 一ブチルパーオキサイド、 t—プチルパ一ォキシラウレイト、 p _メン夕 ン八イド口パーオキサイド、 t一へキシル八イド口パーオキサイド、 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 一オキサイド、 ァセチルアセトンパーオ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 ビスイソブチロニトリル、 2, 2, —ァゾビス— 2, 4—ジメチルバレロ 二トリルなどのァゾ化合物などがあげられる。 このうち、 反応性の高さか ら有機過酸化物または無機過酸化物が好ましい。
また、 レドックス系で使用される還元剤としては硫酸第一鉄/ダルコ一 ス Zピロリン酸ナトリウム、 硫酸第一鉄 Zデキストロース ピロリン酸ナ トリゥム、 または硫酸第一鉄 Zナトリゥムホルムアルデヒドスルホキシレ ート /エチレンジアミン酢酸塩などの混合物などがあげられる。
なかでも、 水に対する溶解性が 0. 5〜:! O gZl O O g (2 OX:) 、 好ましくは、 0. 5〜5 gZl 00 g (20 ) 、 かつ水素引抜き性が 10〜30%、 好ましくは 15〜 25%であるラジカル重合開始剤 (D) が、 ポリオルガノシロキサン (A) をビニル系単量体 (C) で効率的に被 覆する点で好ましい。 ラジカル重合開始剤 (D) の具体例としては、 t— へキシルハイドロパーォキサイド、 p—メンタンハイドロパーォキサイド などがあげられる。
ラジカル重合開始剤の 20 における水に対する溶解性が 0. 5 g/ 100 gより低くなると、 ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体 のグラフト効率 (= (グラフトポリマー重量) / (グラフトモノマー重 量) ) は高くなるが、 ポリオルガノシロキサン粒子内部でグラフト重合が 起こり、 粒子表面でグラフト重合する割合が相対的に低くなると推定され、 最終成形体の難燃性が低下する。 20 における水に対する溶解性が 10 g/100 gを越えると、 水相でのグラフトモノマーの重合が起こるため グラフ卜効率が低下し、 最終成形体の難燃性が低下する。
ラジカル重合開始剤 (D) の水素引抜き性は、 MS Dトラッピング法 (Ma k r o l . Ch em. , 1 55, 239 (1972) ) により測定 される。 水素引抜き性が 10%より低いとグラフト重合の転化率は上がり にくく、 最終成形体の難燃性も低下する。 水素引抜き性が 30%を越える とグラフト重合途中で重合速度が低下して、 最終成形体の難燃性も低下す る。
ラジカル重合開始剤 (D) を用いた重合を硫酸第一鉄一ホルムアルデヒ ドスルフォキシル酸ソーダ—エチレンジアミンテトラァセティックァシッ ド ' 2Na塩、 硫酸第一鉄—グルコース一ピロリン酸ナトリウム、 硫酸第 一鉄—ピロリン酸ナトリゥムーリン酸ナトリゥムなどのレドックス系で行 うと低い重合温度でも重合が完了する。
ラジカル重合開始剤 (D) の使用量は、 用いられるビニル系単量体 (B) 、 ビニル系単量体 (C) またはビニル系単量体 (G) lmo 1に対 して、 通常、 8 X 10— 8〜4 X 10— 3mo 1が好ましく、 さらに好まし くは 3X 10— 7〜; L X 10— 3mo 1、 特に好ましくは 5 X 10— 6〜2 X 10— 4mo lである。 ラジカル重合開始剤 (D) の使用量が 8 X 10- 8 mo 1未満の場合には反応速度が低く、 生産効率のわるくなる傾向があり、 4X 10— 3mo 1をこえ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。
上記のようにして得られたポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合 体ラテックスから該グラフト共重合体を分離する方法としては、 特に限定 はなく、 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 マグネシウムなどの金属塩を添加することによりラテックスを凝固、 分離、 水洗、 脱水し、 乾燥する方法などがあげられる。 また、 スプレー乾燥法も 使用できる。
このように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 は、 各種の熱可塑性樹脂に配合することにより、 難燃性 *耐衝撃性に優れ た樹脂組成物を与える。
熱可塑性樹脂としては、 ポリカーボネートを 50重量%以上含んだポリ カーポネ一ト系樹脂が良好な難燃性が得られるという点で好ましい。 ポリ カーボネート系樹脂の好ましい具体例としては、 ポリカーボネート、 ポリ カーボネートノポリエチレンテレフタレート混合樹脂、 および、 ポリカー ボネート Zポリブチレンテレフ夕レート混合樹脂などのポリカーボネート Zポリエステル混合樹脂、 ポリカーボネート/アクリロニトリル—スチレ ン共重合体混合樹脂、 ポリカーボネート Zブタジエンースチレン共重合体
(H I P S樹脂) 混合樹脂、 ポリカーボネート アクリロニトリル—ブ夕 ジェンゴム一スチレン共重合体 (A B S樹脂) 混合樹脂、 ポリ力一ポネー ト Zアクリロニトリル—ブタジエンゴム— α—メチルスチレン共重合体混 合樹脂、 ポリ力一ポネ一ト スチレン—ブタジエンゴム—ァクリロニトリ ル—Ν—フエニルマレイミド共重合体混合樹脂、 ポリカーボネート Ζァク リロ二トリル一アクリルゴム—スチレン共重合体 (AA S樹脂) 混合樹脂 などを用いることができる。
熱可塑性樹脂に対するポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体の 添加量としては、 難燃性の点から熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対して、 当 該グラフト共重合体 (難燃剤) 0 . 1〜2 0重量部を配合することが好ま しく、 0 . 5〜1 0重量部を配合することがより好ましい。 0 . 1重量部 より少ないと最終成形体の難燃性が向上しない場合がある。 また、 2 0重 量部を越えると成形体の成形性 (特に流動性) が大きく低下する場合があ る。
ラテックスから凝固 ·熱処理 ·脱水 ·乾燥されたポリオルガノシロキサ ン含有グラフト共重合体からなる難燃剤粉体と熱可塑性樹脂との混合は、 ヘンシェルミキサー、 リボンプレンダーなどで混合したのち、 ロール、 押 出機、 ニーダ一などで熔融混練することにより行うことができる。
このとき、 通常使用される、 配合剤、 すなわち酸化防止剤、 滴下防止剤、 高分子加工助剤、 難燃剤、 耐衝撃性改良剤、 可塑剤、 滑剤、 紫外線吸収剤、 顔料、 ガラス繊維、 充填剤、 高分子滑剤などを配合することができる。 難燃性樹脂組成物の成形法としては、 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、 カレンダー成形法などを適用することができる。
本発明の難燃性樹脂組成物から得られる成形品の用途としては、 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一、 ノート型コン ピュー夕一、 夕ヮ一型コンピューター、 サーバー型コンピューター、 プリ ン夕一、 コピー機などの難燃性が必要となる用途があげられる。 得られた 成形品は難燃性と耐衝擊性に優れたものとなる。
また、 本発明は、 環状オルガノシロキサンを p H 5以下の酸性条件下で 乳化重合してポリオルガノシロキサン (H) を得たのちに、 式 (1 ) : R S i (O R 2) (4n) · · · ( 1 )
(式中、 R 1は有機基、 R 2は水素原子、 または、 炭素数 1〜5のアルキ ル基、 nは 0〜3の整数を表す)
で表される縮合反応性オルガノシラン (I ) を添加するポリオルガノシロ キサンェマルジョンの製造方法に関する。
ポリオルガノシロキサン (H) は、 環状オルガノシロキサンを p H 5以 下の酸性条件下で乳化重合して得られる。 ここで、 環状オルガノポリシ口 キサンとしては、 式:
Figure imgf000023_0001
(ただし、 式中 R 3、 R 4はそれぞれ水素原子またはメチル基、 ェチル基、 プロピル基、 ブチル基、 ビニル基、 ァリル基、 フエニル基などの炭素数 1 〜8の 1価炭化水素基であり、 mは 3〜8の数である。 各繰り返し単位に おいて、 R 3、 R 4は同一または異なっていてもよい。 ) で示されるもの が好ましい。 さらに具体的には、 へキサメチルシクロトリシロキサン、 ォクタメチル シクロテトラシロキサン、 デカメチルシクロペン夕シロキサン、 1, 1— ジェチルへキサメチルシクロテトラシロキサン、 フエニルヘプタメチルシ クロテトラシロキサン、 1, 1ージフエニルへキサメチルシクロテトラシ ロキサン、 1, 2, 3, 4ーテトラビ二ルー 1, 2, 3, 4—テトラメチ ルシクロテトラシロキサン、 1, 2, 3, 4—テトラハイド口— 1, 2, 3, 4ーテトラメチルシクロテトラシロキサン、 ドデカメチルシクロへキ サシロキサン、 1, 2, 3, 4ーテトラフエ二ルー 1, 2, 3, 4—テト ラメチルシクロテトラシロキサンなどが例示される。 なかでも、 入手のし 易さやコス卜の点で、 ォクタメチルシクロテトラシロキサンが好ましい。 縮合反応性オルガノシラン (I) は、 重合転化率を向上させるための必 須成分である。 本発明における縮合反応性オルガノシラン (I) は下式: R S i (OR2) (4n) · · · (1)
(式中、 R1は有機基、 R2は水素原子、 または、 炭素数 1〜5のアルキ ル基、 nは 0〜3の整数を表す) で表される縮合反応性オルガノシラン、 または、 その部分加水分解縮合物であれば、 特に制限はない。 以下、 式
(1) の構成について、 さらに詳細に説明する。
式中 R1は任意の有機基であれば特に制限はないが、 具体的には、 メチ ル基、 ェチル基、 プロピル基などのアルキル基、 フエニル基、 トルィル基 などのァリール基などが例示される。
また、 R1としては、 前述のラジカル重合性官能基、 あるいは、 ラジカ ル重合性官能基を有するアルキル基であっても良い。 この場合、 縮合反応 性オルガノシラン (I) は、 後述のアルコキシシラン化合物 (J) と同一 の成分となりうるが、 ポリオルガノシロキサン (H) およびアルコキシシ ラン化合物 (J) の重縮合を実施したのちに、 縮合反応性オルガノシラン ( I) としてアルコキシシラン化合物 (J) と同一の成分を添加しても、 本発明の目的である重合転化率の向上が達成される場合は、 特に問題とな らない。
式中 R 2は、 水素原子、 または、 炭素数 1〜5のアルキル基であれば特 に制限はない。 ここで、 式中の縮合反応性基 O R 2は、 環状オルガノシロ キサンの乳化重合で得られるポリオルガノシロキサン (H) のシラノール 末端と縮合反応する。 このとき、 酸性条件下にて、 縮合反応性オルガノシ ラン (I ) が低分子量のオルガノシロキサン末端のシラノールと反応する ことで、 低分子量のオルガノシロキサンが不揮発分化することが可能とな り、 結果として、 重合転化率が向上するものと考えられる。 しかしながら、 反応の選択性、 スケール粒子などの副生成物の生成の抑制という観点から、 縮合反応性基は炭素数 1〜5のアルキル基、 さらには、 炭素数 2〜 4であ ることが好ましい。 炭素数が少ないと加水分解性が高く、 反応の選択性が 低くスケール粒子などが生成する場合がある。 ただし、 R 1がァリール基 である場合、 縮合反応性が抑えられ、 反応の選択性が確保できることから、 水素原子、 あるいは、 炭素数 1〜 5のアルキル基を好ましく使用すること ができる。
式中の整数 nは、 縮合反応性のシラノール基 (R 2が水素原子の場合) 、 またはアルコキシ基 (R 2が炭素数 1〜5のアルキル基の場合) の数を決 定するものであり、 得られるポリオルガノシロキサンエマルジョンに含ま れるポリオルガノシロキサン粒子の特性を決定する大きな因子となる。 n = 0または 1の場合、 縮合反応性オルガノシラン ( I ) は縮合反応性 基を 4または 3個有し、 ポリオルガノシロキサン (H) の架橋剤として機 能するため、 得られるポリオルガノシロキサン粒子に、 ゴム弾性を付与す ることができる。 一方、 n = 2の場合、 2官能性の縮合反応性オルガノシ ランとなり、 前述の n = 0または 1の場合と異なり、 架橋剤としての機能 を有さず、 直鎖状のポリオルガノシロキサンの粒子を含むポリオルガノシ ロキサンェマルジヨンを得ることができる。 縮合反応性基の数は、 所望の 特性に応じて、 任意に選択することができる。
本発明における縮合反応性オルガノシラン (I ) の添加量は、 ポリオル ガノシロキサン (H) 1 0 0重量部に対して、 0 . 1〜5 0重量部が好ま しく、 さらには 0 . 5〜2 0重量部の範囲で使用することが好ましい。 添 加量が少なすぎると、 重合転化率向上の効果が発現されず、 また、 多すぎ ると、 副反応によるスケール粒子の生成などの問題を起こす可能性がある。 本発明におけるアルコキシシラン化合物 (J ) は、 分子中にラジカル重 合性官能基を有するアルコキシシラン化合物であり、 後述のポリオルガノ シロキサン含有グラフト共重合体を得るための必須成分である。
本発明におけるアルコキシシラン化合物 (J ) としては、 下式 (2 ) に 示すような構造を有する化合物である。
R 5 (R 6) m S i (O R 7) ( 3一 m) · · · ( 2 )
(式中、 R 5はラジカル重合性官能基を有する有機基、 R 6は任意の有機 基で R 5と同一であっても良い、 R 7は炭素数 1〜5のアルキル基、 mは 0または 1の整数を表す)
ここで、 ラジカル重合性官能基 R 5としては、 特に限定されないが、 (メタ) ァクリロイルォキシ基、 メルカプト基、 ビニル基、 および、 スチ リル基が、 官能基導入のし易さや重合反応性の点で好ましい。 また、 アル コキシシラン化合物 (J ) 成分として、 さらに具体的には、 たとえば、 Ύ —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、 ァ一メタクリ ロイルォキシプロビルトリメトキシシラン、 ァ一メタクリロイルォキシプ 口ピルトリエトキシシラン、 ァ—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、 ァ—ァクリロイルォキシプロピルジメトキシメチルシラ ン、 ァ一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) ァクリロイルォキシ基含有シラン化合物、 p—ビニルフエ二ルジメトキシ メチルシラン、 p—ビエルフエニルトリメトキシシランなどのビニルフエ 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、 ビニルトリエトキシシランなどのビニ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があげられる。 こ れらのなかでは (メタ) ァクリロイルォキシ基含有シラン化合物、 ビエル 基含有シラン化合物、 メルカブ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。
また、 アルコキシシラン化合物 (J ) は、 ケィ素原子上のアルコキシ基
O R 7の数が、 2 (式 (2 ) において m= lの場合) または 3 (式 ( 2 ) において m= 0の場合) のものを好適に用いることができる。 アルコキシ 基の数が 2の場合、 本発明によって得られるポリオルガノシロキサンエマ ルジョンに含まれるポリオルガノシロキサン粒子は直鎖状の構造を有し、 また、 アルコキシ基の数が 3の場合、 アルコキシシラン化合物 (J ) は架 橋剤としての機能も有するため、 ポリオルガノシロキサン粒子にゴム弾性 を付与することができる。
アルコキシシラン化合物 (J ) は、 環状オルガノシロキサン 1 0 0重量 部に対して、 0 . 0 1〜2 0重量部が好ましく、 0 . 1〜 1 0重量部がさ らに好ましい。 0 . 0 1重量部未満の場合、 凝固 ·熱処理時に大きな塊が できて、 樹脂の粉体特性が悪化することがあり、 2 0重量部を超えると、 最終成形体の耐衝撃性が低下する場合がある。
本発明においては、 環状オルガノシロキサン、 また、 必要に応じて分子 中にラジカル重合性官能基を有するアルコキシシラン化合物 (J ) を、 環 状オルガノシロキサン 1 0 0重量部に対して、 好ましくは 0 . 0 1〜2 0 重量部、 界面活性剤および水とともに、 ホモミキサー、 コロイドミル、 ホ モジナイザーなどの乳化機器を使用して、 水中へ均一に乳化分散して初期 ェマルジヨンを得、 乳化重合を行なう。 ここで、 使用する水の量について は特に制限はなく、 低重合度オルガノポリシロキサンを乳化分散させるた めに必要な量であればよく、 通常、 環状オルガノシロキサンの 1 0 0重量 部に対して 1 0〜5 0 0重量部である。 この水の量が 1 0重量部未満であ ると、 疎水性油である低重合度オルガノポリシロキサンの量が多すぎてェ マルジヨンが WZOから o/wへ転相せず、 水が連続相となり難く、 また、 5 0 0重量部を超えると、 安定性に乏しくなる場合がある。 また、 乳化重 合では、 酸性状態下で乳化能を失わない界面活性剤が好適に用いられる。 具体例としては、 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、 ポリオキシエチレンノニルフ ェニルエーテルスルホン酸ナトリゥム、 アルキル硫酸ナトリゥムなどがあ げられる。 これらは単独で用いてもよく 2種以上を組み合わせて用いても よい。 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 ゥム、 (ジ) アルキルスルホコハク酸ナトリウムがェマルジヨンの乳化安 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。
界面活性剤の使用量は、 上記の初期ェマルジヨン中に 0 . 0 5〜2 0重 量%となる量であることが好ましく、 更には、 0 . 1〜1 0重量%となる 量であることが好ましい。 界面活性剤の使用量が少なすぎると、 得られる ェマルジヨンの安定性が低下する恐れがあり、 一方、 多すぎると、 本発明 によって得られるポリオルガノシロキサンェマルジヨン、 また、 それから 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の用途が限定され る恐れがある。 前述の初期ェマルジヨンについて、 攪拌のもと、 乳化重合を行ない、 ポ リオルガノシロキサン (H) を得る。 この際、 乳化重合は、 p H 5以下で 行い、 反応温度は 3 0〜9 51:であることが好ましい。 3 0で未満では重 合速度が遅くなり、 9 5 を超えると安定性の乏しいものとなる恐れがあ る。 また、 重合時間は、 1時間未満だと重合が不十分であり、 1 0 0時間 を超えて重合してもそれ以上重合反応は進行しないため、 1〜1 0 0時間 が好ましく、 さらに好ましくは 5〜 5 0時間である。 乳化重合の p Hは、 5以下が好ましい。 p Hが 5より大きくなると、 重合の進行が遅くなり、 充分な転化率が得られない傾向にある。
通常、 酸性条件下では、 環状オルガノシロキサンの重合によって得られ るポリオルガノシロキサンの骨格を形成している S i - 0 - 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し、 さらには、 低温になるほど高分子量のポリオルガノシロキサンが生成しやすくなる。 よって、 本発明におけるポリオルガノシロキサン (H) 、 必要に応じてァ ルコキシシラン化合物 (J ) の重縮合において、 重合転化率が好ましくは 7 5 %〜8 9 %、 さらに好ましくは 8 2 %〜 8 9 %に達した時点で、 加熱 をやめ、 重合温度以下の温度、 具体的にたとえば、 好ましくは 1 0〜5 0 、 さらに好ましくは 2 0〜4 5 にまで、 冷却し、 少なくとも 6時間、 熟成を行うことが好ましい。 この際、 温度が 1 0 より低いと、 冷却に長 時間必要となるため生産性に優れず、 5 0 を超えると、 熟成によるポリ オルガノシロキサンの高分子量化が不十分となる恐れがある。 また、 通常、 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 カリウム、 炭酸ナトリゥムといったアル力リ成分で中和することが一般的 であるが、 本発明においては、 縮合反応性オルガノシラン (I ) と反応さ せて使用するため、 特に水酸化ナトリウム、 水酸化カリウム、 炭酸ナトリ ゥムといったアルカリ成分での中和の必要は特にない。 ただし、 長時間の 保管などの場合やポリオルガノシロキサンの分子量を狭い範囲で制御した い場合など、 必要に応じて、 中和を実施し、 本発明によるポリオルガノシ ロキサンェマルジヨンを製造する際に再度、 酸性条件に調整してもよい。 次に、 熟成を終えたポリオルガノシロキサン (H) 1 0 0重量部に対し て、 縮合反応性オルガノシラン (I ) 0 . 0 1〜2 0重量部を添加する。 縮合反応性オルガノシラン (I ) を添加する際のポリオルガノシロキサン (H) のェマルジヨンの温度は、 1 0〜5 0 が好ましく、 さらには 2 0 〜4 5 が好ましい。 温度が 5 0 を超えた場合、 ミセル内のポリオルガ ノシロキサンのシラノール基と反応する前に、 副反応が優先し、 重合転化 率向上の効果が得られない。 さらには、 縮合反応性オルガノシラン (I ) が加水分解および縮合することによって発生するスケール粒子などの副生 成物を生成するため、 ポリオルガノシロキサンェマルジョンやそれから得 られるポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体に物性面で悪影響を 与える可能性がある。 また、 温度が低すぎると、 冷却,再加熱に時間を要 するため、 生産性の面で好ましくない。
縮合反応性オルガノシラン (I ) の反応温度は、 3 0〜9 5 が好まし く、 より好ましくは 3 5〜8 5でである。 反応温度が 3 0 より低いと、 縮合反応の進行が遅く、 充分な転化率向上効果が得られない傾向にある。 また、 縮合反応性オルガノシラン (I ) は p H 5以下で反応するのが好ま しい。 p Hが 5より大きくなると、 縮合反応の進行が遅く、 充分な転化率 向上効果が得られない傾向にある。
なお、 本発明でいう重合転化率は、 ポリオルガノシロキサン (H) の製 造時に用いる、 環状オルガノシロキサンの低揮発分への転化率であり、 重 合中の固形分濃度から算出され、 さらに具体的には、 (重合転化率) = [ (ェマルジヨン中の全成分の重量部数) X (重合ェマルジヨンの固形分 濃度) 一 (環状オルガノシロキサン以外の固形分の重量部数) ] / (環状 オルガノシロキサンの重量部数) で算出される。 ここで、 固形分濃度は、 重合時のェマルジヨンを軟膏缶に 1〜2 g程度採取し、 1 3 0 Tのオーブ ンで 1時間加熱乾燥し、 残留する固形分の割合である。 本発明においては、 ポリオルガノシロキサン (H) 製造時の環状オルガノシロキサンの重合転 化率を、 縮合反応性オルガノシラン (I ) の添加により、 さらに 5〜1 0 %向上させることができ、 その際のスケール粒子など、 副生成物の発生を 抑制することが可能となる。 また、 さらには、 縮合反応性オルガノシラン ( I ) に含まれる官能基により、 新たな機能性を付与することが可能とな る。
次に、 本発明のポリオルガノシロキサンエマルジョンから得られるポリ オルガノシロキサン含有グラフト共重合体について、 説明する。
本発明によっ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 は、 各種の熱可塑性樹脂、 熱硬化性樹脂に配合され、 耐衝撃性などに優れ た樹脂組成物を与える。
本発明のポリオルガノシロキサン含有グラフ卜共重合体は、 本発明によ つて得られるポリオルガノシロキサンェマルジョンに含有されるポリオル ガノシロキサン粒子、 好ましくは 9 5〜 3 0重量部、 さらに好ましくは 9 0〜 5 0重量部の存在下、 ビニル系単量体を好ましくは 5〜 7 0重量部、 さらに好ましくは 1 0〜5 0重量部、 合計量が 1 0 0重量部になるように 重合して得られる。 該ポリオルガノシロキサン粒子が少なすぎる場合、 グ ラフト共重合体全体としてのポリオルガノシロキサンによって発現される 特性 (衝撃吸収、 難燃性、 撥水性など) の効果が発現されず、 また、 ビニ ル系単量体が少なすぎる場合、 マトリクス樹脂への良好な分散性が得られ ない傾向にある。
ビニル系単量体としては、 スチレン、 α—メチルスチレンなどの芳香族 アルケニル化合物、 メチルメタクリレート、 ェチルメタクリレート、 2— ェチルへキシルメタクリレート、 ブチルメタクリレートなどのメタクリ酸 エステル、 メチルァクリレート、 ェチルァクリレート、 プチルァクリレー トなどのアクリル酸エステル、 アクリロニトリル、 メタクリロニトリルな どのシアン化ビニル化合物、 エチレン、 プロピレンなどのォレフィン、 ブ 夕ジェン、 イソプレン、 クロ口プレンなどの共役ジォレフイン、 酢酸ビニ ル、 塩化ビニル、 ァリルメタクリレート、 トリアリルイソシァヌレート、 エチレンジメ夕クリレートなどが例示される。 これらは、 単独で使用して もよく、 2種以上を併用して使用してもよい。
グラフト重合は、 通常のシード乳化重合が適用でき、 本発明によって得 られるポリオルガノシロキサンェマルジヨン中でビニル系単量体のラジカ ル重合を行なえばよい。 また、 ビニル系単量体は、 いずれも 1段階で重合 させてもよく 2段階以上で重合させてもよい。
ラジカル重合としては、 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としては、 前述したものと、 同様のものを用いるこ とできる。 また、 レドックス系で使用される還元剤としては、 前述したも のと、 同様のものを用いることできる。
ラジカル重合開始剤の使用量は、 用いられるビニル系単量体 1 0 0重量 部に対して、 通常、 0 . 0 0 5〜2 0重量部が好ましく、 さらには 0 . 0 1〜 1 0重量部であり、 とくには 0 . 0 3〜 5重量部であるのが好ましレ^ ラジカル重合開始剤の量が 0 . 0 0 5重量部未満のばあいには反応速度が 低く、 生産効率が悪くなる傾向があり、 2 0重量部をこえると反応中の発 熱が大きくなり製造が難しくなる傾向がある。
また、 ラジカル重合の際に必要に応じて連鎖移動剤も使用することがで きる。 該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、 特に限定はされない。
連鎖移動剤の具体例としては、 t —ドデシルメルカブタン、 n—才クチ 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 タンなどがあげられる。
連鎖移動剤は任意成分であるが、 使用するばあいの使用量は、 ビニル系 単量体 1 0 0重量部に対して 0 . 0 1〜 5重量部であることが好ましい。 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重量部を超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。 また、 重合時の反応温度は、 通常 3 0〜9 5 であるのが好ましい。 乳化重合によってえられたポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合 体は、 ェマルジヨンからポリマーを分離して使用してもよく、 ェマルジョ ンのまま使用してもよい。 ポリオルガノシロキサン含有グラフ卜共重合体 を分離する方法としては、 たとえばラテックスに塩化カルシウム、 塩化マ グネシゥム、 硫酸マグネシウムなどの金属塩を添加することによりラテツ クスを凝固、 分離、 水洗、 脱水し、 乾燥する方法などがあげられる。 また、 スプレー乾燥法も使用できる。
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。 なお、 以下の実施例および比較例における測定および試験は つぎのように行った。
[重合転化率]
ラテックスを 1 2 0での熱風乾燥器で 1時間乾燥して固形成分量を求め て、 1 0 O x固形成分量/仕込み単量体量 (%) で算出した。
[体積平均粒子径]
シードポリマー、 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ク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 (L E E D &N O R T H R U P I N STRUMENTS) 社製の M I CROTRAC UPAを用いて、 光散 乱法により体積平均粒子径 ( m) を測定した。
[耐衝撃性]
ASTM D— 256に準じて、 ノッチつき 1 8インチバ一を用いて、 実施例 1〜 6および比較例 1については、 一 10 でのアイゾット試験に より、 実施例 13〜18、 24〜28および比較例 2、 3については、 0 でのアイゾット試験により、 評価した。
[難燃性]
UL94 V試験により評価した。
[膨潤性]
シードポリマーのラテックスに関して、 MI CROTRAC UPAに よって粒子径を測定した。 シードポリマ一 (固形分) の 50倍量 (重量) のオルガノシロキサン (ォクタメチルシクロテトラシロキサン) 及びそれ と同量の 0. 1重量%エマール 2 F (花王株式会社製) 水溶液を混合し乳 化した液を、 5重量%のシードポリマーのラテックスに混合し、 23tで 1時間攪拌して MI CROTRAC U P Aによって粒子径を測定した。 下記の計算式により膨潤体積比を求めた。
膨潤体積比 = (膨潤後粒子径 Z膨潤前粒子径) 3 - 1
[Tg]
シードポリマーの Tgは示差熱分析 (DTA) により求めた。
(実施例 1〜3、 5、 6)
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、 純水 300重量部、 ドデシルベンゼンスルホン酸ソ一ダ (S DBS) を表 1に示す量 (固形分) を混合したのち 50でに昇温し、 液温 が 50でに達した後、 窒素置換を行う。 その後、 表 1に示した混合比のブ チルァクリレートとスチレンの混合液 10重量部、 パラメンタンハイドロ パーオキサイド 0. 01重量部を加える。 30分のち硫酸第一鉄(F e S 04 · 7H20) 0. 002重量部、 エチレンジアミンテトラァセティック アシッド '2Na塩 0. 005重量部、 ホルムアルデヒドスルフォキシル 酸ソーダ 0. 2重量部を加えてさらに 1時間重合させた。 その後、 表 1に 示した混合比のプチルァクリレートとスチレンの混合液 90重量部、 パラ メンタンハイドロパーォキサイド 0. 1重量部の混合液を 3時間かけて連 続追加する。 2時間の後重合を行い、 シードポリマ一ラテックス (シード 1〜5) を得た。 合成後の体積平均粒子径、 膨潤度を測定し、 その結果を 表 1に示した。
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、 表 2に示されるシードポリマ一を 2重量部仕込んだ。 その後、 純水 300重量部、 SDBS 0. 5重量部 (固形分) 、 ォクタメチルシク ロテトラシロキサン 95重量部、 メルカプトプロピルジメトキシメチルシ ラン (MPDS) 5重量部の成分からなる混合物をホモミキサーで 700 0 r pmで 5分間撹拌してエマルシヨンを調製して一括で添加した。
つぎに 10%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液 1重量部 (固形分) を 添加し、 撹拌しながら窒素気流下で 80でまで昇温した。 80T:で 6時間 撹拌を続けた後 25tに冷却して 20時間放置した。 その後、 水酸化ナト リウムで pHを 6. 5にして重合を終了し、 ポリオルガノシロキサンラテ ックスを得た。
つづいて撹拌機、 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口フラスコに、 純水 240重量部、 および上記ポリオルガノシ ロキサン粒子 70重量部 (固形分) を仕込み、 撹拌しながら窒素気流下で 40 まで昇温した。 40 到達後、 ナトリウムホルムアルデヒドスルホ キシレート (SFS) 0. 2重量部、 エチレンジァミン 4酢酸 2ナトリウ ム (EDTA) 0. 01重量部、 硫酸第一鉄 0. 0025重量部を添加し たのち、 メ夕クリル酸ァリル (ALMA) 3重量部とクメンハイド口パー オキサイド 0. 01重量部 (固形分) の混合物を一括で追加し、 40 で 1時間撹拌を続けた。 そののち、 メタクリル酸メチル (MMA) 30重量 部とクメンハイド口パーオキサイド 0. 06重量部 (固形分) の混合物を 1. 5時間かけて滴下追加し、 追加終了後 1時間撹拌を続けてグラフト共 重合体ラテックスを得た。 体積平均粒子径を表 2に示す。
つづいて、 ラテックスを純水で希釈し、 固形分濃度を 15%にしたのち、 25%塩化カルシウム水溶液 4重量部 (固形分) を添加して、 凝固スラリ —を得た。 凝固スラリーを 95 まで加熱したのち、 50 まで冷却して 脱水後、 乾燥させてポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体の粉体を 得た。
つぎにポリカーボネート樹脂 (出光石油化学株式会社製 夕フロン FN 190 OA) および上記ポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体の粉 体を用いて表 2に示す組成で配合した。 なお滴下防止剤はポリテトラフル 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) 、 安 定剤はリン系酸化防止剤 (旭電化株式会社製 アデカスタブ PEP 36) とフエノール系安定剤 ( I C Iジャパン社製 トパノール CA) の混合物 を示す。
得られた配合物を 2軸押出機 (日本製鋼株式会社製 TEX44SS) で 27 にて溶融混鍊し、 ペレットを製造した。 得られたペレットをシ リンダ一温度 280 に設定した株式会社ファナック (FANUC) 製の FAS 100B射出成形機で 1Z8インチの耐衝撃性評価用試験片および 1/16インチの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って評価した。 成型体の耐衝撃性と難燃性の結果を表 2に示す。
(実施例 4) ポリオルガノシロキサンラテックスの重合時にシードポリマーを無添加 にする以外は実施例 1と同様に合成 ·凝固 ·熱処理 ·脱水乾燥粉末化 ·配 合 '成型 '評価を行い、 その結果を表 2に示した。
(比較例 1 )
ポリカーボネート樹脂との配合においてポリオルガノシロキサン系ダラ フト共重合体を無添加にする以外は実施例 1と同様に配合 ·成型 ·評価を 行い、 その結果を表 2に示した。 表 1 シード シード シード シード シード 1 2 3 4 5 ドデシルベンゼンスルホン酸
24 16 16 6 6 ソーダ (ph r)
ブチルァクリレート (%) 100 100 80 100 0 スチレン (%) 0 0 20 0 100 ガラス転移点 ( ) -45 -45 -15 105 -45 平均粒子径 ( m) 0.008 0.02 0.02 0.05 0.05 膨潤体積比 (倍) 20 15 12 1 0.5
表 2 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 比較例 1 2 3 4 5 6 1 ポリカーボネート (部) 100 100 100 100 100 100 100 滴下防止剤 (部) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 配合
安定剤 (部) 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 難燃剤添加量 (部) 3 3 3 3 3 3 ― シード シード シード ― シード シード シードポリマー ―
1 2 3 4 5
シード量 (部) 2 2 2 2 2 ― グラフ卜交叉剤 MPDS MPDS MPDS M DS MPDS MPDS ― 難燃剤
一段グラフト ALMA ALMA ALMA ALMA ALMA ALMA ― ニ段グラフト MMA MMA MMA MMA MMA MMA ― 平均粒子径 (j^ m) 0.23 0.23 0.25 0.2 0.2 0.2 ― 耐衝撃性 アイゾット強度 (kj/m2) 20 20 20 20 20 20 14 特性 総燃焼秒数 (sec) 40 45 45 90 90 80 130 難燃性
U L 9 4 V判定 V- 0 v-o v-o V-2 V-2 V-2 Not-V
(製造例 1 )
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、 純水 300重量部、 ドデシルベンゼンスルホン酸ソ一ダ (S DBS) 8重量部 (固形分) を混合したのち 5 に昇温し、 液温が 50 でに達した後、 窒素置換を行う。 その後、 ブチルァクリレート (BA) 10 重量部、 tードデシルメルカプタン (tDM) 3重量部、 パラメン夕ンハ イド口パーオキサイド 0. 0 1重量部を加える。 30分のち硫酸第一鉄
(F e S04 · 7H20) 0. 002重量部、 エチレンジアミンテトラァ セティックアシッド · 2Na塩 0. 005重量部、 ホルムアルデヒドスル フォキシル酸ソーダ 0. 2重量部を加えてさらに 1時間重合させた。 その 後、 ブチルァクリレート (BA) 90重量部、 t—ドデシルメルカブタン
(tDM) 27重量部、 パラメンタンハイド口パーオキサイド 0. 1重量 部の混合液を 3時間かけて連続追加する。 2時間の後重合を行い、 シード ポリマーラテックス (SE— 1) を得た。 得られたシードポリマーラテツ クスの重合率は 92重量%であり、 体積平均粒子径は 0. 04 mであつ た。
(製造例 2)
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、 製造例 1のシードポリマー (SE— 1) を 2重量部 (固形 分) 仕込んだ。 その後、 純水 300重量部、 ドデシルベンゼンスルホン酸 ソ一ダ (SDBS) 0. 5重量部 (固形分) 、 ォクタメチルシクロテトラ シロキサン (D4) 98重量部、 メルカプトプロピルジメトキシメチルシ ラン (MP rDMS) 5重量部の成分からなる混合物をホモミキサーで 7000 r pmで 5分間撹拌してエマルシヨンを調製して一括で添加した。 つぎに 10%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液 1重量部 (固形分) を 添加し、 撹拌しながら窒素気流下で 80でまで昇温した。 8 O :で 15時 間撹拌を続けた後 25 に冷却して 30時間放置した。 その後、 水酸化ナ トリウムで pHを 6. 5にして重合を終了し、 ポリオルガノシロキサンラ テックス (SR— 1) を得た。 得られたポリオルガノシロキサンラテック スの重合率は 85重量%であり、 体積平均粒子径は 0. 28 mであった。 (実施例 7〜 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口フラスコに、 製造例 2で得たポリオルガノシロキサン粒子 80重量部
(固形分) を仕込み、 撹拌しながら窒素気流下で 40 まで昇温した。 40 到達後、 ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート (SFS) 0. 39重量部、 エチレンジァミン 4酢酸 2ナトリウム (EDTA) 0. 004重量部、 硫酸第一鉄 0. 001重量部を添加したのち、 メ夕ク リル酸ァリル (ALMA) 3重量部と表 3に示した RY— 1〜6を表 4に 示す重量部 (2. 1 1 X 1 0— 4mo 1 ) 混合したのち一括で追加し、 4 Ot:で 1時間撹拌を続けた。 そののち、 メ夕クリル酸メチル (MMA) 30重量部と表 3に示した RY— 1〜6を表 4に示す重量部 (4. 21 X 10— 4mo 1) 混合したのち 1. 5時間かけて滴下追加し、 追加終了後 3時間撹拌を続けてグラフト共重合体ラテックスを得た。 得られたグラフ ト共重合体ラテックスの重合率と体積平均粒子径を表 4に示す。
つづいて、 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. 5%塩化カルシウム水溶液 4重量部 (固形分) を添加して、 凝固スラ リーを得た。 凝固スラリーを 95 まで加熱したのち、 50でまで冷却し て脱水後、 乾燥させてポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体の粉体
( S G— :!〜 6 ) を得た。
(実施例 13〜18)
ポリカーボネート樹脂 (帝人化成株式会社製、 商品名:パンライト L 1 225WX) および滴下防止剤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、 商品名:ポリフロン FA— 500) および実施例 7〜: 12 で得たポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体の粉体 (SG—:!〜 6) を用いて表 5に示す組成で配合した。
得られた配合物を 2軸押出機 (株式会社日本製鋼所製 TEX44 S S) で 270 にて溶融混鍊し、 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 280でに設定した株式会社ファナック (FANUC) 製の FAS 10 OB射出成形機で 1/20インチの難燃性評価用試験片ぉ よび 1 8ィンチの耐衝撃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って評価した。 成型体の耐衝撃性と難燃性の結果 を表 5に示す。
(比較例 2)
ポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体の粉体を無添加にする以外 は実施例 13と同様に配合 ·成型 ·評価を行い、 その結果を表 5に示した。 表 3
水素
20 の
引き抜き性
開始剤 水に対する
MSDトラッ 分子量
No. 水溶性
ビング法
(g/100g水)
(%)
t一へキシル八ィドロパーォキサイド RY-1 2 20 118 p—メン夕ン八ィドロパ一ォキサイド RY-2 1.6 23 172 t一ブチルハイド口パーオキサイド RY-3 15.7 19 90 t一へキシルバーォキシイソプロピル
RY-4 0.01 19 204 モノカルボネー卜
クメン八ィドロパーォキサイド RY-5 1.6 48 152 t一ブチルパーォキシイソプロピル
RY-6 0.02 47 176 モノカルボネート 表 4 実施例 7 実施例 8 実施例 9 実施例 10 実施例 11 実施例 12 ポリオルガノ
シロキサン粒子 (A) SR- 1 80 80 80 80 80 80 (部)
ビニル系 ALMA 3 3 3 3 単量体 (B) RY RY - 2 RY-4 RY-5 RY-6 (部) 2.11 X10"4 mol 0.037 0.043 0.032 0.037 ビニル系 MMA 20 20 20 20 20 20 単量体 (C) RY RY-1 RY - 2 RY-3 RY-4 RY-5 RY-6 (部) 4.21X10—4 mol 0.05 0.072 0.038 0.086 0.064 0.074 ビニル系単量体(B)反応後 99 99 99 99 99 99 重合率 (%) CO
ビニル系単量体(C)反応後 991 99 99 99 99 99
^
粒子径 (/ m) 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 グラフト共重合体 No. SG-3 SG-5 SG-6
1 ^.= <> ^
_O C O C 寸
表 5 実施例 13 実施例 14 実施例 15 実施例 16 実施例 17 実施例 18 比較例 2 熱可塑性樹脂 (部) ポリカーボネー卜 100 100 100 100 100 100 100
SG- 1 3 ― ― ― ― ― ―
SG-2 ― 3 ― ― ― ― ― グラフト共重合体 SG- 3 3
(部) SG-4 3
SG- 5 ― ― ― ― 3 ― ―
SG-6 έ逋 ― 1 ― ― ― ―
ο 3 ― ポリテ卜ラ
滴下防止剤 (部) フルォロエチレン 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 総燃焼秒数 (秒) 45 92 61 62 52 90 難燃性
ドリップの有無 、、ゝ 有 "、、 有 有 有
1.2 mm厚成型体
判定 V-0 V-2 V-1 V-1 V-1 Not— V 耐衝撃性 o
24 24 24 20 24 24 14 1/8 incアイゾッ卜強度 ( k J /m2)
(製造例 3)
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、 製造例 1のシードポリマ一 (SE— 1) を 2重量部 (固形 分) 仕込んだ。 その後、 純水 300重量部、 ドデシルベンゼンスルホン酸 ソーダ (SDBS) 0. 5重量部 (固形分) 、 ォクタメチルシクロテトラ シロキサン (D4) 98重量部、 メルカプトプロピルジメトキシメチルシ ラン (MP rDMS) 4重量部の成分からなる混合物をホモミキサーで 7000 r pmで 5分間撹拌してエマルシヨンを調製して一括で添加した。 つぎに 10%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液 1重量部 (固形分) を 添加し、 撹拌しながら窒素気流下で 80 まで昇温した。 80 で 15時 間撹拌を続けた後 25 :に冷却して 30時間放置した。
つぎに上記ポリオルガノシロキサン粒子を撹拌しながら窒素気流下で 4 O まで昇温した。 40 到達後、 純水 5. 2重量部、 メルカプトプロ ピルジメトキシメチルシラン (MP r DMS) 1重量部、 ドデシルペンゼ ンスルホン酸ソーダ (SDBS) 0. 005重量部 (固形分) の成分から なる混合物をス夕一ラーで 30分間攪拌して調整したエマルシヨンを一括 で添加し 5分間攪拌を続けた。 つぎにナトリゥムホルムアルデヒドスルホ キシレート (SFS) 0. 06重量部、 エチレンジァミン 4酢酸 2ナトリ ゥム (EDTA) 0. 0006重量部、 硫酸第一鉄 0. 00015重量部 を添加したのち、 メタクリル酸ァリル (ALMA) 3. 8重量部と t—ブ チルバ一ォキシイソプロピルカーボネート (RY—6) 0. 1重量部 (固 形分) の混合物を一括で追加し、 4 Otで 3時間撹拌を続けた。 その後、 水酸化ナトリウムで pHを 6. 5にして重合を終了し、 ポリオルガノシロ キサンラテックス (SR— 2) を得た。 得られたポリオルガノシロキサン ラテックスの重合率と体積平均粒子径を表 6に示す。
(製造例 4) ォクタメチルシクロテトラシロキサン (D4) と同時に混合するメルカ ブトプロピルジメトキシメチルシラン (MP rDMS) を 3重量部とし、 冷却 ·放置 ·昇温ののちに添加するェマルジョンの成分を、 純水 10. 5 重量部、 メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン (MP rDMS) 2 重量部、 ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ (SDBS) 0. 01重量部
(固形分) にする以外は製造例 3と同様に合成し、 ポリオルガノシロキサ ンラテックス (SR— 3) を得た。 得られたポリオルガノシロキサンラテ ックスの重合率と体積平均粒子径を表 6に示す。
(製造例 5)
ォクタメチルシクロテトラシロキサン (D4) と同時に混合するメルカ プトプロピルジメトキシメチルシラン (MP rDMS) を 2重量部とし、 冷却 ·放置 '昇温ののちに添加するェマルジヨンの成分を、 純水 15. 7 重量部、 メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン (MP rDMS) 3 重量部、 ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ (SDB S) 0. 015重量 部 (固形分) にする以外は製造例 3と同様に合成し、 ポリオルガノシロキ サンラテックス (SR— 4) を得た。 得られたポリオルガノシロキサンラ テックスの重合率と体積平均粒子径を表 6に示す。
(製造例 6)
ォクタメチルシクロテトラシロキサン (D4) と同時に混合するメルカ ブトプロピルジメトキシメチルシラン (MP rDMS) を 5重量部とし、 冷却 ·放置 ·昇温ののちのェマルジヨン添加を行わない以外は製造例 3と 同様に合成し、 ポリオルガノシロキサンラテックス (SR—5) を得た。 得られたポリオルガノシロキサンラテックスの重合率と体積平均粒子径を 表 6に示す。
(製造例 7 )
ォクタメチルシクロテトラシロキサン (D4) と同時に混合するメルカ ブトプロピルジメトキシメチルシラン (MP rDMS) を 0重量部とし、 冷却 '放置 '昇温ののちに添加するェマルジヨンの成分を、 純水 26. 2 重量部、 メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン (MP rDMS) 5 重量部、 ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ (SDB S) 0. 025重量 部 (固形分) にする以外は製造例 3と同様に合成し、 ポリオルガノシロキ サンラテックス (SR— 6) を得た。 得られたポリオルガノシロキサンラ テックスの重合率と体積平均粒子径を表 6に示す。
(実施例 19〜 23 )
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口フラスコに、 表 7に示すポリオルガノシロキサン粒子 70重量部 (固 形分) を仕込み、 撹拌しながら窒素気流下で 40 まで昇温した。 40 到達後、 ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート (SFS) 0. 3 9重量部、 エチレンジァミン 4酢酸 2ナトリウム (EDTA) 0. 004 重量部、 硫酸第一鉄 0. 001重量部を添加したのち、 メタクリル酸ァリ ル (ALMA) 3重量部と p—メンタンハイドロパ一オキサイド (RY_ 2) 0. 1 1重量部 (固形分) の混合物を一括で追加し、 40Tで 1時間 撹拌を続けた。 そののち、 メ夕クリル酸メチル (MMA) 30重量部と p —メンタンハイド口パーオキサイド (RY— 2) 0. 23重量部 (固形 分) の混合物を 1. 5時間かけて滴下追加し、 追加終了後 3時間撹拌を続 けてグラフト共重合体ラテックスを得た。 得られたグラフト共重合体ラテ ックスの重合率と体積平均粒子径を表 7に示す。
つづいて、 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. 5%塩化カルシウム水溶液 4重量部 (固形分) を添加して、 凝固スラ リーを得た。 凝固スラリーを 95でまで加熱したのち、 50でまで冷却し て脱水後、 乾燥させてポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体の粉体 (SG—7〜1 1) を得た。 (実施例 24〜 28 )
ポリカーボネート樹脂 (帝人化成株式会社製、 商品名:パンライト L 1 225WX) および滴下防止剤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、 商品名:ポリフロン FA— 500) および実施例 19〜 23で得たポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体 (SG— 7〜 1 1) の粉体を用いて表 8に示す組成で配合した。
得られた配合物を 2軸押出機 (株式会社日本製鋼所製 TEX44 S S) で 270 にて溶融混鍊し、 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 280でに設定した株式会社ファナック (FANUC) 製の FAS 10 OB射出成形機で 1Z20インチの難燃性評価用試験片ぉ よび 1 8インチの耐衝撃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って評価した。 成型体の耐衝搫性と難燃性の結果 を表 8に示す。
(比較例 3 )
ポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体の粉体を無添加にする以外 は実施例 24と同様に配合 ·成型 ·評価を行い、 その結果を表 8に示した。
表 6 製造例 3 製造例 4 製造例 5 製造例 6 製造例 7
S E- 1 2 2 2 2 2 ポリオルガノ
シロキサン(A) D4 98 98 98 98 98 (部)
MP r DMS 4 3 2 5 0 グラフト交叉剤(F)
MP r DMS 1 2 3 0 5 (部)
ビニル系単量体(B) ALMA 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8
(部) RY- 6 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 単量体重合率 (%) ビニル系単量体(B)反応後 99 99 99 99 99 ポリオルガノシロキサン
85 85 85 85 85
D4重合率 (%) (A)作成時
ピニル系単量体(B)反応後 89 88 87.5 88.5 86.5 粒子径 ( zm) 0.23 0.24 0.24 0.23 0.25 ポリオルガノシロキサン粒子 No. SR-2 SR-3 SR-4 SR-6
1 表 7 実施例 19 実施例 20 実施例 21 実施例 22 実施例 23
S R- 2 70 一 ― ―
SR- 3 一 70 一 ポリオルガノ
S R- 4 ― 70 一 シロキサン(A) (部)
SR- 5 ― ― 70
SR-6 一 ― ― ― 70 ビニル系単量体(G) ALMA 3 3 3 3 3
(部) RY- 2 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 ビニル系単量体(C) MMA 30 30 30 30 30
(部) RY- 2 0.23 0.23 0.23 0.23 0.23 ォクタメチルシクロテトラシロキサン重合率(%) 91 91 88 90 87 粒子径 0.24 0.25 0.25 0.24 0.25 グラフト共重合体 No. SG-7 SG-8 SG-9 SG-11
o 表 8 実施例 24 実施例 25 実施例 26 実施例 27 実施例 28 比較例 3 熱可塑性樹脂 (部) ポリカーボネート 100 100 100 100 100 100
SG- 7 3 ― ― 一 ― ―
SG-8 3
グラフト共重合体
S G— 9 3 ― 一 (部)
SG- 10 3
SG- 11 ― ― ― 3 ― ポリテ卜ラ
滴下防止剤 (部) 0.5 0.5 0.5 0.5
フルォロエチレン 0.5 0.5 総燃焼秒数 (秒) 31 28 45 59 67 90 難燃性
ドリップの有無 有 有
1.2 mm厚成型体
判定 V-0 V— 0 V-0 V— 1 Not— V Not— V 耐衝撃性 0
42 49 35 35 23 12 l/8incアイゾット強度 (k J/m2)
(製造例 8 )
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 口フラスコに、 純水 3 0 0重量部、 5 %ドデシルベンゼンスルホン酸ソー ダ水溶液 0 . 5重量部 (固形分) 、 ォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部、 からなる混合物をホモミキサーにて 7 0 0 0 r p mで 5分 間撹拌してポリオルガノシロキサンの初期ェマルジヨンを調製し、 一括で 添加した。
次に、 1 0 %ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液 1重量部 (固形分) を 添加した後、 系を撹拌しながら窒素気流下で 8 0 まで昇温させた。 8 0 で到達後、 8 0 で 6時間撹拌を続けたのち、 2 5でに冷却して 2 0時間 放置した。 この際の、 環状オルガノシロキサンの重合転化率は 8 3 %であ つた。 このェマルジヨンの p Hは約 2であった。
(製造例 9 )
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 口フラスコに、 純水 3 0 0重量部、 5 %ドデシルベンゼンスルホン酸ソー ダ水溶液 0 . 5重量部 (固形分) 、 ォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部、 メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン 5重量部の成 分からなる混合物をホモミキサーにて 7 0 0 0 r p mで 5分間撹拌してポ リオルガノシロキサンの初期ェマルジヨンを調製し、 一括で添加した。 次に、 1 0 %ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液 1重量部 (固形分) を 添加した後、 系を撹拌しながら窒素気流下で 8 0でまで昇温させた。 8 0 :到達後、 8 0 ^で 6時間撹拌を続けたのち、 2 5 "Cに冷却して 2 0時間 放置した。 この際の、 環状オルガノシロキサンの重合転化率は 8 5 %であ つた。 このェマルジヨンの p Hは約 2であった。
(実施例 2 9 )
製造例 8で得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンについて、 使 用したォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部に対して、 5重 量部に相当する量のテトラメトキシシランの部分加水分解縮合物 (商品名
: メチルシリゲート 5 1、 多摩化学製) を添加し、 6 0 で 3時間反応 させた。 反応時の p Hは 2であった。 反応終了後、 炭酸水素ナトリウム で P H 6 . 9とした。 なお、 メチルシリゲート 5 1を添加する際のポリ オルガノシロキサンェマルジヨンの温度は、 2 5 であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンを 1 g軟 膏缶にとり、 1 3 のオーブンで 1時間加熱し、 固形分濃度を算出し、 重合転化率を算出した。 重合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。
(実施例 3 0 )
製造例 8で得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンについて、 使 用したォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部に対して、 5重 量部に相当する量のテトラエトキシシランを添加し、 8 0でで 3時間反応 させた。 反応時の p Hは 2であった。 反応終了後、 炭酸水素ナトリウムで P H 6 . 9とした。 なお、 テトラエトキシシランを添加する際のポリオル ガノシロキサンェマルジヨンの温度は、 2 5 ^であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンを 1 g軟 膏缶にとり、 1 3 のオーブンで 1時間加熱し、 固形分濃度を算出し、 重合転化率を算出した。 重合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。
(実施例 3 1 )
製造例 8で得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンについて、 使 用したォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部に対して、 3重 量部に相当する量のジフエ二ルジメトキシランを添加し、 8 0 Tで 3時間 反応させた。 反応終時の p Hは 2であった。 反応終了後、 炭酸水素ナトリ ゥムで Ρ Η 6 . 9とした。 なお、 ジフエ二ルジメトキシシランを添加する 際のポリオルガノシロキサンェマルジヨンの温度は、 2 5 *Cであった。 重 合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。
(実施例 3 2 )
製造例 8で得られたポリオルガノシロキサンェマルジヨンについて、 使 用したォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部に対して、 5 重量部に相当する量のメルカプトプロピル卜リメトキシシランを添加し、 6 O t:で 3時間反応させた。 反応時の p Hは 2であった。 反応終了後、 炭 酸水素ナトリウムで p H 6 . 9とした。 なお、 メルカプトプロビルトリメ は、 2 51:であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンを 1 g軟 膏缶にとり、 1 3 0 のオーブンで 1時間加熱し、 固形分濃度を算出し、 重合転化率を算出した。 重合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。
(実施例 3 3 )
製造例 9で得られたポリオルガノシロキサンェマルジヨンについて、 使 用したォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部に対して、 5重 量部に相当する量のテトラメトキシシランの加水分解部分縮合物 (商品名
:メチルシリゲート 5 1、 多摩化学 (株) 製) を添加し、 6 0でで 3時間 反応させた。 反応時の p Hは、 2であった。 反応終了後、 炭酸水素ナトリ ゥムで P H 6 . 9とした。 なお、 メチルシリケ一ト 5 1を添加する際のポ リオルガノシロキサンェマルジヨンの温度は、 2 5 であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサンェマルジヨンを 1 g軟 膏缶にとり、 1 3 0 のオーブンで 1時間加熱し、 固形分濃度を算出し、 重合転化率を算出した。 重合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。
(実施例 3 4 )
製造例 9で得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンについて、 使 用したォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部に対して、 5重 量部に相当する量のテトラエトキシシランを添加し、 8 0 で 3時間反応 させた。 反応時の p Hは 2であった。 反応終了後、 炭酸水素ナトリウムで P H 6 . 9とした。 なお、 テトラエトキシシランを添加する際のポリオル ガノシロキサンェマルジヨンの温度は、 2 5 であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンを 1 g軟 膏缶にとり、 1 3 O :のオーブンで 1時間加熱し、 固形分濃度を算出し、 重合転化率を算出した。 重合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。
(実施例 3 5 )
製造例 9で得られたポリオルガノシロキサンェマルジヨンについて、 使 用したォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部に対して、 3重 量部に相当する量のジフエ二ルジメトキシランを添加し、 8 0でで 3時間 反応させた。 反応時の p Hは 2であった。 反応終了後、 炭酸水素ナトリウ ムで P H 6 . 9とした。 なお、 ジフエ二ルジメトキシランを添加する際の ポリオルガノシロキサンェマルジヨンの温度は、 2 5 :であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサンエマルジョンを 1 g軟 膏缶にとり、 1 3 0でのオーブンで 1時間加熱し、 固形分濃度を算出し、 重合転化率を算出した。 重合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。
(実施例 3 6 )
製造例 9で得られたポリオルガノシロキサンェマルジヨンについて、 使 用したォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部に対して、 5 重量部に相当する量のメルカプトプロビルトリメトキシシランを添加し、 6 0 で 3時間反応させた。 反応時の p Hは 2であった。 反応終了後、 炭 酸水素ナトリウムで p H 6 . 9とした。
このようにして得られたポリオルガノシロキサンェマルジョンを 1 g軟 膏缶にとり、 1 3 0 のオーブンで 1時間加熱し、 固形分濃度を算出し、 重合転化率を算出した。 重合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。 (比較例 4 )
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 口フラスコに、 純水 3 0 0重量部、 5 %ドデシルベンゼンスルホン酸ソ一 ダ水溶液 0 . 5重量部 (固形分) 、 ォクタメチルシクロテトラシロキサン 1 0 0重量部、 テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物 (商品名:メ チルシリゲート 5 1、 多摩化学 (株) 製) 5重量部からなる混合物をホモ ミキサーにて 7 0 0 0 r p mで 5分間撹拌してポリオルガノシロキサンの 初期ェマルジヨンを調製し、 一括で添加した。
次に、 1 0 %ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液 1重量 (固形分) を添 加した後、 系を撹拌しながら窒素気流下で 8 0 まで昇温させた。 8 0 到達後、 8 0でで 6時間撹拌を続けたのち、 2 5でに冷却して 2 0時間放 置したのち、 炭酸水素ナトリウムで中和し、 p H 6 . 8とした。 このとき の環状オルガノシロキサンの重合転化率は 8 7 %であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサンェマルジヨンを 1 g軟 膏缶にとり、 1 3 0でのオーブンで 1時間加熱し、 固形分濃度を算出し、 重合転化率を算出した。 重合転化率およびスケール量の評価を表 9に示す。 重合器の底面や側面、 攪拌翼に多数のスケール粒子が発生していた。
表 9
Figure imgf000056_0001
以上の結果から、 本発明によって、 重合転化率を向上させることが可能 となり、 また、 スケール粒子の発生量の抑制が可能となることが、 明らか である。
(実施例 3 7 )
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口フラスコに、 実施例 3 0で得られたポリオルガノシロキサンェマルジ ヨンをポリオルガノシロキサン粒子量で 7 0重量部 (固形分) および、 純 水 2 4 0重量部 (オルガノシロキサンェマルジョンからの持ち込み分を含 む) を仕込み、 系を撹挣しながら窒素気流下に 4 0 まで昇温させた。 4 0 到達後、 ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート (S F S ) 0. 2 重量部、 エチレンジァミン 4酢酸 2ナトリウム (E D TA) 0. 0 1重量部、 硫酸第一鉄 0 . 0 0 2 5重量部を添加したのち、 メタクリル酸ァリル 1重 量部とクメンハイドロパ一オキサイド 0 . 0 1重量部 (固形分) の混合物 を一括で追加し、 4 0 で 1時間撹拌を続けた。 その後、 メタクリル酸メ チル 3 0重量部、 および、 クメンハイド口パーオキサイド 0 . 0 6重量部 (固形分) の混合物を 1 . 5時間かけて滴下追加し、 追加終了後、 さらに 1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。 このとき、 ビニル単量体の重合転化率は 9 9 %であった。
つづいて、 ラテックスを純水で希釈し、 固形分濃度を 1 5 %にしたのち、 2 5 %塩化カルシウム水溶液 4重量部 (固形分) を添加して、 凝固スラリ 一を得た。 凝固スラリーを 8 5でまで加熱したのち、 5 O :まで冷却して 脱水後、 乾燥させてポリオルガノシロキサン系グラフト共重合体の粉体を 得た。 得られた粉体の外観は良好であった。 産業上の利用可能性
本発明により、 難燃性と耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂組成物を与える 難燃剤を得ることができ、 また該難燃剤を熱可塑性樹脂に配合することに より難燃性と耐衝撃性に優れた難燃性樹脂組成物をうることができる。 また、 本発明によりポリオルガノシロキサンェマルジョンの製造方法に おいて重合転化率を向上させることができる。

Claims

言青求の範囲
1. ラテックス状態のポリオルガノシロキサン (A) 3 0〜9 5重量部の 存在下、 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 - 1 ) 1 0 0〜 2 0重量%およびその他の共重合可能な単量体 (b— 2 ) 0〜8 0重量%からなるビニル系単量体 (B ) 0〜1 0重量部、 さ らにビ二ル系単量体 (C) 5〜7 0重量部を、 ポリオルガノシロキサン
(A) 、 ビニル系単量体 (B ) およびビニル系単量体 (C) の合計量が 1 0 0重量部となるように重合してえられるポリオルガノシロキサン含 有グラフト共重合体。
2. ポリオルガノシロキサン (A) が、 オルガノシロキサンに膨潤するシ ードポリマーを用いて、 オルガノシロキサンをシード重合することによ り得られる請求の範囲第 1項記載のポリオルガノシロキサン含有グラフ ト共重合体。
3. シードポリマーの粒子径が 0 . 0 0 1〜0 . 0 3 mである請求の範 囲第 2項記載のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体。
4. シ一ドポリマーの T gが 0 以下である請求の範囲第 2項記載のポリ オルガノシロキサン含有グラフト共重合体。
5. ポリオルガノシロキサン (A) に対するシードポリマーの割合が 0 .
1〜 1 0重量%である請求の範囲第 2項記載のポリオルガノシロキサン 含有グラフト共重合体。
6. シードポリマーの膨潤体積比が 3〜5 0倍である請求の範囲第 2項記 載のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体。
7. シードポリマーの膨潤体積比が 5〜 2 5倍である請求の範囲第 2項記 載のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体。
8. ビニル系単量体 (C) が、 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 有ビニル系単量体よりなる群から選ばれた少なくとも 1種の単量体であ る請求の範囲第 1項記載のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合 体。
9. ビニル系単量体 (B) および Zまたはビニル系単量体 (C) の重合時 に、 水に対する溶解性が 0. 5〜: L O gZl O O g (20で) かつ水素 引抜き性が 10〜30%であるラジカル重合開始剤 (D) を使用する請 求の範囲第 1項記載のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体。
10. ポリオルガノシロキサン (A) がグラフト交叉剤 (E) により変性さ れている請求の範囲第 1項記載のポリオルガノシロキサン含有グラフト 共重合体。
11. ポリオルガノシロキサン (A) 100重量部に対してグラフト交叉剤 (E) が 0. 1〜10重量部である請求の範囲第 10項記載のポリオル ガノシロキサン含有グラフト共重合体。
12. グラフト交叉剤 (E) により変成されたポリオルガノシロキサン
(A) を、 グラフト交叉剤 (F) と反応させ、 さらにビニル系単量体
(B) およびビニル系単量体 (C) を重合して得られる請求の範囲第 1 0項記載のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体。
13. グラフト交叉剤 (F) およびビニル系単量体 (B) の反応温度が 20 〜60 である請求の範囲第 12項記載のポリオルガノシロキサン含有 グラフト共重合体。
14. 請求の範囲第 1項記載のポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合 体からなる難燃剤。
15. 熱可塑性樹脂 100重量部に対して請求の範囲第 14項記載の難燃剤 0. 1〜20重量部を配合してなる樹脂組成物。
16. 環状オルガノシロキサンを pH5以下の酸性条件下で乳化重合してポ リオルガノシロキサン (H) を得たのちに、 式 (1 ) :
R S i (O R 2) (4n) · · · ( 1 )
(式中、 R 1は有機基、 R 2は水素原子、 または、 炭素数 1〜5のアル キル基、 nは 0 ~ 3の整数を表す)
で表される縮合反応性オルガノシランまたはその部分加水分解縮合物 ( I ) を添加するポリオルガノシロキサンェマルジヨンの製造方法。
17. ポリオルガノシロキサン (H) 1 0 0重量部に対して、 縮合反応性ォ ルガノシランまたはその部分加水分解縮合物 (I ) を 0 . 1〜5 0重量 部添加し、 p H 5以下の酸性条件下、 3 0〜 9 5 の温度で反応させる 請求の範囲第 1 6項記載のポリオルガノシロキサンェマルジョンの製造 方法。
18. 縮合反応性オルガノシランまたはその部分加水分解縮合物 (I ) を添 加する際のポリオルガノシロキサン (H) の温度が 1 0〜5 0 である 請求の範囲第 1 7項記載のポリオルガノシロキサンェマルジョンの製造 方法。
19. ポリオルガノシロキサン (H) が、 環状オルガノシロキサン 1 0 0重 量部、 および、 分子中にラジカル重合性官能基を有するアルコキシシラ ン化合物 (J ) 0 . 0 1〜2 0重量部を重合して得られる請求の範囲第 1 6項記載のポリオルガノシロキサンェマルジョンの製造方法。
20. ポリオルガノシロキサン (H) が、 酸性条件下で乳化重合したのち、 少なくとも 6時間、 1 0〜5 0 の温度で熟成させて得られる請求の範 囲第 1 6項記載のポリオルガノシロキサンェマルジヨンの製造方法。
21. アルコキシシラン化合物 (J ) のラジカル重合性官能基が、 (メタ) ァクリロイルォキシ基、 メルカプト基、 ビニル基、 および、 スチリル基 からなる群より選択される 1種の官能基である請求の範囲第 1 9項記載 のポリオルガノシロキサンェマルジョンの製造方法。
22. 請求の範囲第 1 6項記載の製造方法によって得られるポリオルガノシ ロキサンェマルジョン中のポリオルガノシロキサン粒子 9 5〜3 0重量 部に対し、 ビニル系単量体 5〜 7 0重量部を、 合計量が 1 0 0重量部と なるように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。
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