WO2013115182A1 - ポリカーボネート樹脂組成物、成形品 - Google Patents
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Definitions
- the phosphorus antioxidant (B) is a phosphite antioxidant and the resin composition does not substantially contain the component (C), the phosphite antioxidant as the component (B)
- the polycarbonate resin composition according to any one of the above [1] to [3], wherein the content of the agent is 0.002 parts by mass or more and less than 0.020 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
- the phosphorus antioxidant (B) is a phosphite antioxidant, and the content of the phosphite antioxidant which is the component (B) with respect to 100 parts by mass of the component (A) is 0.020.
- the molded product according to [9] or [10], wherein the molded product is a product or a part used in an environment having a temperature of 60 ° C. or higher and a relative humidity of 90% or higher.
- a molded product molded using a resin composition having a viscosity average molecular weight reduction rate P of more than 20% is obtained as the molded product is repeatedly subjected to steam cleaning, hot water cleaning, and the like.
- the molecular weight of the resin decreases, and the impact resistance performance decreases at an accelerated rate. If it becomes like this, the destruction risk in a low-temperature environment will become high.
- the initial molecular weight of the resin composition needs to be increased to a large extent.
- the viscosity average molecular weight of the resin composition after the pressure cooker test is preferably 16000 or more, more preferably 17000 or more, and further preferably 18000 or more. . If the said viscosity average molecular weight is 16000 or more, it can apply as materials, such as a distribution goods for a frozen warehouse which performs a steam washing
- a resin composition having both hydrolysis resistance and low-temperature impact properties as described above can be achieved by the following constitution.
- the resin composition includes a resin mixture (A) composed of a PC-POS copolymer (A-1) and another PC resin (A-2).
- the content of the PC-POS copolymer (A-1) is 5 to 100% by mass, preferably 20 to 95% by mass, more preferably 35 to 93% by mass, based on the total amount of the component (A). More preferably, it is 50 to 90% by mass.
- the content of the PC resin (A-2) blended as necessary is 0 to 95% by mass, preferably 5 to 80% by mass, more preferably based on the total amount of the component (A). Is 7 to 65% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.
- the content of the polyorganosiloxane unit in the total amount of component (A) is 1% by mass or more, preferably 1 to 35% by mass, more preferably 1.5 to 30% by mass, and still more preferably 2 to 20%. % By mass, more preferably 3 to 15% by mass.
- the impact resistance performance in a low temperature environment is, for example, that of logistics goods and containers used in a freezing warehouse where the atmosphere is -30 ° C. or lower. It does not increase to the level of low temperature impact performance required as a material.
- PC-POS copolymer (A-1) The PC-POS copolymer (A-1) contained in the resin composition of the present invention includes a polycarbonate part (PC part) composed of a structural unit represented by the following general formula (I), and the following general formula (The copolymer containing the polyorganosiloxane part (POS part) which consists of a structural unit represented by II) is preferable.
- examples of the alkyl group independently represented by R 1 and R 2 include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, various butyl groups (“various” means And the like, and the same applies hereinafter), various pentyl groups, various hexyl groups, and the like.
- the alkoxy group represented R 1 and R 2 are each independently a group such as an alkyl group moiety is a said alkyl group.
- Examples of the alkylene group represented by X include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a hexamethylene group, and the like, and an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
- Examples of the alkylidene group represented by X include an ethylidene group and an isopropylidene group.
- Examples of the cycloalkylene group represented by X include a cyclopentanediyl group, a cyclohexanediyl group, a cyclooctanediyl group, and the like, and a cycloalkylene group having 5 to 10 carbon atoms is preferable.
- Examples of the cycloalkylidene group represented by X include a cyclohexylidene group, a 3,5,5-trimethylcyclohexylidene group, a 2-adamantylidene group, and the like, and a cycloalkylidene group having 5 to 10 carbon atoms is preferable.
- a cycloalkylidene group having 5 to 8 carbon atoms is more preferred.
- a and b each independently represent an integer of 0 to 4, preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.
- examples of the halogen atom independently represented by R 3 to R 6 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
- examples of the alkyl group and alkoxy group independently represented by R 3 to R 6 include the same groups as those for R 1 and R 2 .
- Examples of the aryl group independently represented by R 3 to R 6 include a phenyl group and a naphthyl group.
- Examples of the organic residue containing an aliphatic group represented by Y include an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms).
- Examples of the organic residue containing an aromatic group represented by Y include an arylene group having 6 to 12 ring carbon atoms such as a phenylene group, a naphthylene group, and a biphenyldiyl group.
- the average repeating number n of the POS part is 20 to 1000, preferably 30 to 600, more preferably 35 to 250, and still more preferably 40 to 150. If n is 20 or more, impact resistance at low temperatures can be sufficiently improved. Further, if it is 1000 or less, there is no problem in handling of POS, and it is preferable from the viewpoint of production of a PC-POS copolymer.
- the value of this average repetition number n is a value calculated by nuclear magnetic resonance (NMR) measurement.
- the content of the structural unit (PC part) represented by the general formula (I) is preferably 70 to 98% by mass, more preferably 85 to 97.5% in the PC-POS copolymer (A-1). % By mass, more preferably 90 to 97% by mass.
- the content of the structural unit (POS part) represented by the general formula (II) is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 20% in the PC-POS copolymer (A-1). % By mass, more preferably 3 to 15% by mass. If it is 1% by mass or more, the effect of improving impact strength is sufficient, while if it is 30% by mass or less, sufficient heat resistance is obtained.
- the content of the structural unit in the PC-POS copolymer is a value calculated by nuclear magnetic resonance (NMR) measurement.
- the viscosity average molecular weight of the PC-POS copolymer (A-1) is preferably 12000 to 70000, more preferably 14000 to 50000, from the viewpoint of the balance between the strength and productivity of the molded product. It is preferably 16000 to 30000.
- R 1 and R 2 , X, a and b are the same as those in the general formula (I).
- R 3 to R 6 , Y, n Is the same as in the general formula (II)
- m is 0 or 1
- Z is halogen, —R 7 OH, —R 7 COOH, —R 7 NH 2 , —COOH or —SH
- 7 represents a linear, branched or cyclic alkylene group, an aryl-substituted alkylene group, an aryl-substituted alkylene group which may have an alkoxy group on the ring, or an arylene group.
- dihydric phenols other than bisphenol A include bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2 -Bis (4-hydroxyphenyl) octane, bis (4-hydroxyphenyl) phenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, bis (4- Hydroxyphenyl) naphthylmethane, 1,1-bis (4-hydroxy-t-butylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-) 3,5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-chlorophenyl) Bis (hydroxyaryl) alkanes such as propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-
- the polyorganosiloxane represented by the general formula (2) is a phenol having an olefinically unsaturated carbon-carbon bond, preferably vinylphenol, allylphenol, eugenol, isopropenylphenol or the like having a predetermined average number of repetitions n. It can be easily produced by subjecting the end of a polyorganosiloxane chain having a hydrosilation reaction.
- the phenols are more preferably allylphenol or eugenol.
- Y in the general formula (II) is an organic residue derived from allylphenol or eugenol.
- Examples of the polyorganosiloxane represented by the general formula (2) include compounds represented by the following general formulas (3) to (11).
- R 3 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, 6 represents an alkoxy group having 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and n represents an average repeating number of the organosiloxane constituent unit and represents a number of 20 to 1000.
- R 8 represents an alkyl, alkenyl, aryl or aralkyl group, and c each independently represents a positive integer, usually an integer of 2 to 6.
- a phenol-modified polyorganosiloxane represented by the general formula (3) is preferable.
- ⁇ , ⁇ -bis [3- (o-hydroxyphenyl) propyl] polydimethylsiloxane which is one of the compounds represented by the general formula (4), is represented by the general formula (5): ⁇ , ⁇ -bis [3- (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) propyl] polydimethylsiloxane, which is one of the compounds shown, is preferred.
- the phenol-modified polyorganosiloxane can be produced by a known method. As a manufacturing method, the method shown below is mentioned, for example. First, cyclotrisiloxane and disiloxane are reacted in the presence of an acidic catalyst to synthesize ⁇ , ⁇ -dihydrogenorganopolysiloxane. At this time, ⁇ , ⁇ -dihydrogenorganopolysiloxane having a desired average repeating unit can be synthesized by changing the charging ratio of cyclotrisiloxane and disiloxane.
- this ⁇ , ⁇ -dihydrogenorganopolysiloxane is subjected to an addition reaction with a phenol compound having an unsaturated aliphatic hydrocarbon group such as allylphenol or eugenol, to thereby obtain a desired compound.
- a phenol compound having an unsaturated aliphatic hydrocarbon group such as allylphenol or eugenol
- a phenol-modified polyorganosiloxane having an average repeating unit can be produced.
- the resin mixture (A) may contain another PC resin (A-2) which is an aromatic polycarbonate other than the component (A-1).
- Other PC resins (A-2) include a tertiary amine or a quaternary ammonium salt after reacting with a dihydric phenol compound and phosgene in the presence of an organic solvent inert to the reaction and an aqueous alkali solution.
- aromatic polycarbonate such as interfacial polymerization method in which polymerization catalyst is added and polymerized, or pyridine method in which dihydric phenol compound is dissolved in pyridine or a mixed solution of pyridine and inert solvent and phosgene is introduced directly Those obtained by the production method can be used.
- Examples of the dihydric phenol compound used in the production of the component (A-2) aromatic polycarbonate include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane [common name: bisphenol A], bis (4-hydroxy). Phenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) octane, bis (4-hydroxyphenyl) Phenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) naphthylmethane, 1,1-bis (4-hydroxy-3) -T-butylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) pro Bread, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-chlorophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,
- Dihydroxy diaryl sulfides such as 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfoxide, 4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethyldiphenyl sulfoxide, 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4 ′ -Dihydroxydiaryl sulfones such as dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenyl sulfone, dihydroxy diphenyls such as 4,4'-dihydroxydiphenyl, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, Dihydroxydiarylfluorenes such as bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene, 1,3-bis (4-hydroxyphenyl) adamantane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) adamantane, 1,3- Dihydroxydiaryladamantanes such as bis (4-hydroxyphenyl) -5,7-dimethyladamantane, 4,4 ′-
- a molecular weight regulator In the production of the aromatic polycarbonate component (A-2), a molecular weight regulator, a terminal terminator, and the like may be used as necessary. Any of these can be used as long as they are usually used for polymerization of polycarbonate resin.
- Specific molecular weight regulators include monohydric phenols such as phenol, on-butylphenol, mn-butylphenol, pn-butylphenol, o-isobutylphenol, m-isobutylphenol, and p-isobutylphenol.
- terminal terminator monovalent carboxylic acid and derivatives thereof, and monovalent phenol can be used.
- examples of such a terminal terminator include p-tert-butyl-phenol, p-phenylphenol, p-cumylphenol, p-perfluorononylphenol, p- (perfluorononylphenyl) phenol, p- (perfluorocarbon).
- a branched polycarbonate can be obtained by using a branching agent for the above dihydric phenol compound.
- the amount of the branching agent added is preferably 0.01 to 3.0 mol%, more preferably 0.1 to 2.0 mol%, based on the dihydric phenol compound.
- branching agent examples include 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, 4,4 ′-[1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl ] Ethylidene] bisphenol, ⁇ , ⁇ ′, ⁇ ′′ -tris (4-hydroxyphenyl) -1,3,5-triisopropylbenzene, 1- [ ⁇ -methyl- ⁇ - (4′-hydroxyphenyl) ethyl]
- Examples include compounds having three or more functional groups such as -4- [ ⁇ ′, ⁇ ′-bis (4 ′′ -hydroxyphenyl) ethyl] benzene, phloroglucin, trimellitic acid, and isatin bis (o-cresol).
- the viscosity average molecular weight of the other PC resin (A-2) is preferably 15000 to 80000, more preferably 16000 to 60000, and further preferably 17000 to 35000.
- the viscosity average molecular weight of the obtained resin composition can be adjusted to a desired range.
- phosphite antioxidants tris-2,4-di-tert-butylphenyl phosphite is preferable from the viewpoint of hydrolysis resistance.
- a phosphite type antioxidant has the property which itself is easy to hydrolyze. Therefore, when a molded article comprising a polycarbonate resin composition containing a polycarbonate resin and a phosphite antioxidant is used in a high temperature and high humidity environment, hydrolysis of the polycarbonate resin does not occur easily. Phyto antioxidants are easily hydrolyzed.
- the content of the phosphorus antioxidant (B) is 0.002 to 0.200 parts by mass, preferably 0.003 to 0.100 parts by mass, more preferably 100 parts by mass of the component (A). Is 0.003 to 0.080 parts by mass. If the amount is less than 0.002 parts by mass, discoloration of the resin composition and generation of silver when staying at a high temperature cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, if it exceeds 0.200 parts by mass, the rate of decrease in the viscosity average molecular weight after the pressure cooker test becomes large, and it becomes difficult to adjust the rate of decrease.
- the phosphite antioxidant hydrolyzate has a great influence on the resin composition, It becomes difficult to adjust the rate of decrease in the viscosity average molecular weight after the pressure cooker test to a predetermined value or less. That is, when the content of the phosphite antioxidant is less than 0.020 parts by mass, the rate of decrease in the viscosity average molecular weight of the resin composition after the pressure cooker test is not more than a predetermined value without including the component (C). Can be adjusted.
- substantially free of the component (C) means that the component (C) is intentionally not included, and the content of the component (C) in the resin composition is 0.001 mass. %, Preferably less than 0.0001% by mass, more preferably less than 0.00001% by mass.
- the resin composition of the present invention basically preferably contains an epoxidation stabilizer (C).
- Phosphite-based antioxidants are more easily hydrolyzed than polycarbonate resins in a humid heat environment, and further, decomposition products such as phosphorous acids and phenols generated by hydrolysis significantly accelerate the hydrolysis of polycarbonate resins. There is an effect.
- the component (B) is an important component from the viewpoint of processing stability and service stability, and the resin composition requires a certain amount or more. However, when the component (B) is a phosphite antioxidant for the above reason, The amount added is limited to 0.020 parts by mass or less.
- the present inventors have suppressed the hydrolysis of the phosphite antioxidant to the epoxidation stabilizer (C), or The present inventors have found that a phosphite antioxidant has an action of detoxifying a decomposition product generated by hydrolysis. From this viewpoint, even when 0.020 parts by mass or more of the phosphite antioxidant is added to the polycarbonate resin (A), if the epoxidation stabilizer (C) is used in combination, the rate of decrease in the viscosity average molecular weight can be reduced. It was possible to adjust to a predetermined value or less.
- Examples of the epoxidation stabilizer (C) include compounds in which a part of the structure is epoxidized.
- epoxidized stabilizers (C) 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexenecarboxylate (trade name “Celoxide 2021P manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.” is used from the above viewpoint.
- Examples of the epoxidized natural oil having an oxirane oxygen concentration of 4% or more include Sanso Sizer E-2000H (trade name, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., epoxidized soybean oil, oxirane oxygen concentration of 6.7% or more), Sanso Sizer E-9000H (trade name, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., epoxidized linseed oil, oxirane oxygen concentration of 8.5% or more) and the like.
- Examples of the epoxidized synthetic oil having an oxirane oxygen concentration of 4% or more include, for example, Sansosizer E-PO (trade name, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., epoxyhexahydrophthalate diepoxystearyl, oxirane oxygen concentration 5.5% And the like), Sansosizer E-4030 (trade name, manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., epoxidized fatty acid butyl, oxirane oxygen concentration of 4.5% or more), and the like.
- the oxirane oxygen concentration of the epoxidized natural oil or epoxidized synthetic oil is 4% or more, preferably 5% or more, more preferably 6% or more, and further preferably 7% or more.
- the oxirane oxygen concentration is less than 4%, the hydrolysis of the phosphite-based antioxidant is suppressed, or the effect of detoxifying the decomposition product generated by the hydrolysis is low, and as a result, the hydrolysis of the polycarbonate can be suppressed. Therefore, it is difficult to adjust the molecular weight reduction rate to a predetermined value or less.
- the above oxirane oxygen concentration means a value measured using an acetic acid solution of hydrogen bromide based on ASTM-1652.
- the content of the epoxidation stabilizer (C) is 0 to 0.200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
- the content exceeds 0.200 parts by mass the flowability of the polycarbonate resin composition is increased, and burning and silver are caused during molding.
- a phosphine-based antioxidant having no hydrolyzability as the component (B)
- a decomposition product that promotes hydrolysis of the polycarbonate resin, such as a phosphite-based antioxidant is not generated.
- agent (C) is not necessary.
- a phosphine antioxidant is used as the component (B) in order not to cause an unnecessary reaction between them. Is preferably substantially free of component (C). Note that “substantially free of component (C)” means that component (C) is not intentionally included.
- the content of the component (C) is preferably less than 0.001 part by mass, more preferably 100 parts by mass of the component (A). Less than 0.0001 parts by mass.
- a phosphite antioxidant having hydrolyzability is used as the component (B), and the content of the phosphite antioxidant as the component (B) with respect to 100 parts by mass of the component (A) is 0.020 to 0.
- the content of the component (C) is 100 parts by mass of the component (A) from the viewpoint of adjusting the rate of decrease in the viscosity average molecular weight after pressure cooker of the obtained resin composition to a predetermined value or less. Is preferably greater than 0 parts by weight and less than or equal to 0.200 parts by weight, more preferably 0.002 to 0.200 parts by weight, still more preferably 0.01 to 0.100 parts by weight, and still more preferably. 0.015 to 0.050 part by mass.
- additives In the resin composition of the present invention, in addition to the components (A) to (C) described above, various known conventional additives that are conventionally added to the polycarbonate resin composition, as long as the effects of the present invention are not impaired. It is possible to add these additives. These additives include reinforcing materials, fillers, stabilizers, antioxidants, UV absorbers, antistatic agents, lubricants, mold release agents, dyes, pigments, flame retardants and elastomers for improving impact resistance. Can be mentioned.
- a molded article made of the polycarbonate resin composition of the present invention can be obtained by molding and kneading the above components.
- the kneading method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a ribbon blender, a Henschel mixer, a Banbury mixer, a drum tumbler, a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader, a multi screw extruder, and the like. .
- the heating temperature at the time of kneading is usually selected in the range of 240 to 330 ° C., preferably 250 to 320 ° C.
- the molding method conventionally known various molding methods can be used, for example, injection molding method, injection compression molding method, extrusion molding method, blow molding method, press molding method, vacuum molding method and foam molding method. It is done.
- the components other than the polycarbonate resin can be added in advance as a masterbatch by melt-kneading with the polycarbonate resin or other thermoplastic resin. Further, it is preferably pelletized and injection molded, and special molding methods such as general injection molding method or injection compression molding method and gas assist molding method can be used, and various molded products can be produced. .
- the molded body made of the polycarbonate resin composition of the present invention can maintain excellent impact resistance at a low temperature for a long period of time even when it is repeatedly used in a high temperature and high humidity environment. Therefore, the molded article of the present invention is a product or part that is cleaned with hot water of 90 ° C. or higher and / or steam of 100 ° C. or higher, in an environment of a temperature of 60 ° C. or higher and a relative humidity of 90% or higher, and these environments. It is suitable for products or parts that are used in an environment where the low temperature environment is repeatedly reduced to below zero.
- molded product of the present invention More specific uses include chocolate processing molds and ice processing molds that are used after being frozen and steam cleaned, containers for storing frozen foods, processed seafood pools, tableware dryers, rice cookers Applications such as containers used for the like are preferred. Moreover, it is also suitable for uses such as industrial parts such as instrumentation boxes, junction boxes, underground buried members in cold regions, etc. in a high temperature and high humidity environment.
- VN viscosity number
- VN viscosity number
- Production Example 1 (Synthesis example of polycarbonate oligomer) Add 2,000 mass ppm sodium dithionite to 5.6 mass% aqueous sodium hydroxide solution to bisphenol A that is dissolved later, and add bisphenol A to the bisphenol A concentration to 13.5 mass%. It melt
- the tubular reactor had a jacket portion, and the temperature of the reaction solution was kept at 40 ° C. or lower by passing cooling water through the jacket.
- the reaction solution exiting the tubular reactor was continuously introduced into a 40-liter baffled tank reactor equipped with a receding blade, and further 2.8 L / hr of sodium hydroxide aqueous solution of bisphenol A, 25
- the reaction was carried out by adding 0.04 L / hr of a mass% aqueous sodium hydroxide solution, 17 L / hr of water, and 0.64 L / hr of an aqueous 1 mass% triethylamine solution.
- the reaction liquid overflowing from the tank reactor was continuously extracted and allowed to stand to separate and remove the aqueous phase, and the methylene chloride phase was collected.
- the polycarbonate oligomer thus obtained had a concentration of 318 g / L and a chloroformate group concentration of 0.75 mol / L.
- the weight average molecular weight (Mw) was 1190.
- the weight average molecular weight (Mw) was measured using GPC [column: TOSOH TSK-GEL MULTIPIORE HXL-M (2) + Shodex KF801 (1)], temperature 40 ° C., flow rate 1. It was measured as a standard polystyrene equivalent molecular weight (weight average molecular weight: Mw) at 0 ml / min, detector: RI].
- the methylene chloride solution of the polycarbonate-polydimethylsiloxane copolymer obtained by washing was concentrated and pulverized, and the obtained flakes were dried at 120 ° C. under reduced pressure.
- the polycarbonate-polydimethylsiloxane copolymer (PC-PDMS copolymer (SIPC-1)) obtained as described above has an amount of polydimethylsiloxane residue determined by NMR measurement of 6.0% by mass, The viscosity number was 46.9 and the viscosity average molecular weight was 17,400.
- the methylene chloride solution of the polycarbonate-polydimethylsiloxane copolymer thus obtained was washed successively with 15% by volume of 0.03 mol / L sodium hydroxide aqueous solution and 0.2 mol / L hydrochloric acid with respect to the solution. The washing was repeated with pure water until the electric conductivity in the aqueous phase after washing was 0.01 ⁇ S / m or less.
- the methylene chloride solution of the polycarbonate-polydimethylsiloxane copolymer obtained by washing was concentrated and pulverized, and the obtained flakes were dried at 120 ° C. under reduced pressure.
- PCT Measurement Items Before Pressure Cooker Test
- VN Viscosity Number
- Mv Viscosity Average Molecular Weight
Abstract
Description
このため、温水やスチームを使って洗浄を繰り返した場合でも、低温での耐衝撃性能を長期間維持できる成形体の材料となり得るポリカーボネート樹脂組成物が望まれていた。
さらに、本発明者らは、この分子量低下の原因として、ポリカーボネート樹脂自体の加水分解による分子量低下も起こり得るが、これよりも、樹脂組成物中に添加されているリン系酸化防止剤の加水分解によって生じる分解物(例えば亜リン酸)の影響でポリカーボネート樹脂の分子量低下が促進されると推定した。
推定を検証するため、本発明者らは、PC-POS共重合体を含む特定処方のポリカーボネート樹脂組成物を使って製造した平板サンプルを、所定条件のプレッシャークッカー試験に掛けた後、所定条件の自動落錘衝撃試験を行って、平板サンプルの衝撃低下と分子量の関係の把握、及び脆性的に破壊しないような条件を探索した。
その結果、本発明者らは、樹脂組成物中のPC-POS共重合体と共に含有するリン系酸化防止剤の特定の含有量に対し、そのリン系酸化防止剤の加水分解を抑制し得るエポキシ化安定剤を特定量含有させることによって、プレッシャークッカー試験前後の粘度平均分子量の低下率が特定値以下であるように調整したポリカーボネート樹脂組成物が、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成した。
〔1〕芳香族ポリカーボネート-ポリオルガノシロキサン共重合体(A-1)5~100質量%、及び(A-1)成分以外の芳香族ポリカーボネート樹脂(A-2)95~0質量%からなり、ポリオルガノシロキサン単位の含有量が1質量%以上となる芳香族ポリカーボネート樹脂混合物(A)100質量部に対して、リン系酸化防止剤(B)0.002~0.200質量部、エポキシ化安定剤(C)0~0.200質量部を含む、ポリカーボネート樹脂組成物であり、下記計算式(I)から算出される該ポリカーボネート樹脂組成物の粘度平均分子量の低下率Pが20%以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
計算式(I):P〔%〕=(M1-M2)/M1×100
(上記式(I)中、M1は、前記ポリカーボネート樹脂組成物をペレットとした後に測定した該樹脂組成物の粘度平均分子量であり、M2は、該ペレットを、121℃に設定したプレッシャークッカー試験機に投入して300時間処理した後に測定した、プレッシャークッカー試験後の該樹脂組成物の粘度平均分子量を表す。Pは、前記プレッシャークッカー試験前の該樹脂組成物の粘度平均分子量に対する、該試験後の該樹脂組成物の粘度平均分子量の低下率を表す。)
〔2〕前記計算式(I)中のM2で表される前記プレッシャークッカー試験後の前記樹脂組成物の粘度平均分子量が16000以上である、上記〔1〕に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔3〕リン系酸化防止剤(B)が、ホスファイト系酸化防止剤又はホスフィン系酸化防止剤である、上記〔1〕又は〔2〕に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔4〕リン系酸化防止剤(B)が、ホスファイト系酸化防止剤であり、且つ前記樹脂組成物中に(C)成分を実質含まない場合、(B)成分であるホスファイト系酸化防止剤の含有量が、(A)成分100質量部に対して0.002質量部以上0.020質量部未満である、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔5〕リン系酸化防止剤(B)が、ホスファイト系酸化防止剤であり、且つ(A)成分100質量部に対する(B)成分であるホスファイト系酸化防止剤の含有量が0.020~0.200質量部である場合、(A)成分100質量部に対する(C)成分の含有量が0質量部より多く0.200質量部以下である、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔6〕リン系酸化防止剤(B)が、ホスフィン系酸化防止剤である場合、前記樹脂組成物中に(C)成分を実質含まない、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔7〕エポキシ化安定剤(C)が、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、及び2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物から選ばれる1種以上である、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔8〕エポキシ化安定剤(C)が、オキシラン酸素濃度が4%以上のエポキシ化天然油又はオキシラン酸素濃度が4%以上のエポキシ化合成油である、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
〔9〕上記〔1〕~〔8〕のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる、成形品。
〔10〕前記成形品が、90℃以上の温水、及び100℃以上のスチームの少なくとも一方で洗浄が行われる製品又は部品である、上記〔9〕に記載の成形品。
〔11〕前記成形品が、温度60℃以上、相対湿度90%以上の環境下で使われる製品又は部品である、上記〔9〕又は〔10〕に記載の成形品。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう)は、芳香族ポリカーボネート-ポリオルガノシロキサン共重合体(A-1)(以下、「PC-POS共重合体(A-1)」ともいう)と、必要に応じて配合される(A-1)成分以外の芳香族ポリカーボネート樹脂(A-2)(以下、「他のPC樹脂(A-2)」ともいう)とからなる芳香族ポリカーボネート樹脂混合物(A)100質量部に対して、リン系酸化防止剤(B)0.002~0.200質量部、エポキシ化安定剤(C)0~0.200質量部を含むポリカーボネート樹脂組成物である。
本発明の樹脂組成物は、以下の特徴を有するものである。
(上記式(I)中、M1は、前記ポリカーボネート樹脂組成物をペレットとした後に測定した該樹脂組成物の粘度平均分子量であり、M2は、該ペレットを、121℃に設定したプレッシャークッカー試験機に投入して300時間処理した後に測定した、プレッシャークッカー試験後の該樹脂組成物の粘度平均分子量を表す。Pは、前記プレッシャークッカー試験前の該樹脂組成物の粘度平均分子量に対する、該試験後の該樹脂組成物の粘度平均分子量の低下率を表す。)
なお、本発明において、上記のペレットとは、押出機等を用いて、本発明の樹脂組成物を、溶融及び/又は混練した後に、平均代表長さ0.1~20mm程度の大きさに粒状に加工したものである。
この様な樹脂組成物を成形加工して得られる成形体は、スチーム洗浄や温水洗浄等の高温、高湿環境下で繰り返し使っても、該成形体を構成する樹脂組成物の加水分解による分子量低下が小さいため、低温衝撃性能の低下も少なく、安全性の高い成形体が得られる。このため、樹脂組成物の仕込み分子量を小さく出来、成形体に加工しやすい流動性が得られる。
なお、計算式(I)から算出がされるPの値は低ければ低いほど高温、高湿環境下での耐久性が高いことを示し下限値については、特に制限は無い。
なお、上記PCT後の樹脂組成物の粘度平均分子量の上限値としては、特に制限はないが、当該粘度平均分子量は、通常80000以下、好ましくは60000以下である。
樹脂組成物は、PC-POS共重合体(A-1)及び他のPC樹脂(A-2)よりなる樹脂混合物(A)を含む。
PC-POS共重合体(A-1)の含有量は、(A)成分の総量に対して、5~100質量%であり、好ましくは20~95質量%、より好ましくは35~93質量%、更に好ましくは50~90質量%である。
一方、必要に応じて配合されるPC樹脂(A-2)の含有量は、(A)成分の総量に対して、0~95質量%であるが、好ましくは5~80質量%、より好ましくは7~65質量%、更に好ましくは10~50質量%である。
また、(A)成分の総量中のポリオルガノシロキサン単位の含有量は1質量%以上であり、好ましくは1~35質量%、より好ましくは1.5~30質量%、更に好ましくは2~20質量%、より更に好ましくは3~15質量%である。
ポリオルガノシロキサン単位の含有量が1質量%未満であると、低温環境下での耐衝撃性能が、例えば、-30℃以下の雰囲気になるような冷凍倉庫等で使われる物流用品や容器類の材料として要求される低温衝撃性能の水準まで上がらない。
PCT前の樹脂組成物の粘度平均分子量は、通常80000以下、好ましくは10000~80000、より好ましくは16000~60000である。
以下、(A-1)成分及び(A-2)成分について詳述する。
本発明の樹脂組成物中に含まれるPC-POS共重合体(A-1)としては、下記一般式(I)で表される構成単位からなるポリカーボネート部(PC部)と、下記一般式(II)で表される構成単位からなるポリオルガノシロキサン部(POS部)とを含む共重合体が好ましい。
また、上記一般式(II)中、R3~R6は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基を示す。Yは、脂肪族又は芳香族を含む有機残基を示す。nは平均繰り返し数であって、20~1000の数を示す。
R1及びR2がそれぞれ独立して示すアルコキシ基としては、アルキル基部位が前記アルキル基である基等が挙げられる。
Xが示すアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられ、炭素数1~5のアルキレン基が好ましい。
Xが示すアルキリデン基としては、例えば、エチリデン基、イソプロピリデン基等が挙げられる。
Xが示すシクロアルキレン基としては、例えば、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロオクタンジイル基等が挙げられ、炭素数5~10のシクロアルキレン基が好ましい。
Xが示すシクロアルキリデン基としては、例えば、シクロヘキシリデン基、3,5,5-トリメチルシクロヘキシリデン基、2-アダマンチリデン基等が挙げられ、炭素数5~10のシクロアルキリデン基が好ましく、炭素数5~8のシクロアルキリデン基がより好ましい。
a及びbは、それぞれ独立に0~4の整数を示すが、好ましくは0~2、より好ましくは0又は1である。
R3~R6がそれぞれ独立して示すアルキル基、アルコキシ基としては、R1及びR2の場合と同じものが挙げられる。
R3~R6がそれぞれ独立して示すアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
Yが示す脂肪族を含む有機残基としては、例えば、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6、より好ましくは炭素数1~3)のアルキレン基等が挙げられる。
Yが示す芳香族を含む有機残基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニルジイル基等の環形成炭素数6~12のアリーレン基等が挙げられる。
一方、上記一般式(II)で表される構成単位(POS部)の含有量は、PC-POS共重合体(A-1)中、好ましくは1~30質量%、より好ましくは2~20質量%、更に好ましくは3~15質量%である。1質量%以上であれば耐衝撃強さ向上の効果が十分であり、一方、30質量%以下であれば十分な耐熱性を有する。
なお、PC-POS共重合体中の構成単位の含有量は、核磁気共鳴(NMR)測定により算出された値である。
ビスフェノールA以外の二価フェノールとしては、例えば、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-t-ブチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-ブロモフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-クロロフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジクロロフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパン等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノルボルナン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルフェニルエーテル等のジヒドロキシアリールエーテル類、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシジアリールスルフィド類、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホキシド等のジヒドロキシジアリールスルホキシド類、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類、4,4’-ジヒドロキシジフェニル等のジヒドロキシジフェニル類、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン等のジヒドロキシジアリールフルオレン類、1,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)アダマンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)アダマンタン、1,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-5,7-ジメチルアダマンタン等のジヒドロキシジアリールアダマンタン類、4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスフェノール、10,10-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-9-アントロン、1,5-ビス(4-ヒドロキシフェニルチオ)-2,3-ジオキサペンタン等が挙げられる。
これらの二価フェノールは、単独で又は二種以上を混合して用いてもよい。
これらの中でも、重合の容易さの観点においては、一般式(3)に示すフェノール変性ポリオルガノシロキサンが好ましい。また、入手の容易さの観点においては、一般式(4)に示す化合物中の一種であるα,ω-ビス[3-(o-ヒドロキシフェニル)プロピル]ポリジメチルシロキサン、一般式(5)に示す化合物中の一種であるα,ω-ビス[3-(4-ヒドロキシ-3-メトキシフェニル)プロピル]ポリジメチルシロキサンが好ましい。
まず、シクロトリシロキサンとジシロキサンとを酸性触媒存在下で反応させ、α,ω-ジハイドロジェンオルガノポリシロキサンを合成する。このとき、シクロトリシロキサンとジシロキサンとの仕込み比を変えることで所望の平均繰り返し単位を持つα,ω-ジハイドロジェンオルガノポリシロキサンを合成することができる。次いで、ヒドロシリル化反応用触媒の存在下に、このα,ω-ジハイドロジェンオルガノポリシロキサンにアリルフェノールやオイゲノール等の不飽和脂肪族炭化水素基を有するフェノール化合物を付加反応させることで、所望の平均繰り返し単位を有するフェノール変性ポリオルガノシロキサンを製造することができる。
また、この段階では、低分子量の環状ポリオルガノシロキサンや過剰量の上記フェノール化合物が不純物として残存するために、減圧下で加熱し、これらの低分子化合物を留去することが好ましい。
樹脂混合物(A)中には、(A-1)成分以外の芳香族ポリカーボネートである、他のPC樹脂(A-2)を含有してもよい。
他のPC樹脂(A-2)としては、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下、二価フェノール系化合物及びホスゲンと反応させた後、第三級アミンもしくは第四級アンモニウム塩等の重合触媒を添加して重合させる界面重合法や、二価フェノール系化合物をピリジン又はピリジンと不活性溶媒の混合溶液に溶解し、ホスゲンを導入し直接製造するピリジン法等、従来の芳香族ポリカーボネートの製造法により得られるものが使用できる。
具体的な分子量調節剤としては、一価フェノールとして、例えば、フェノール、o-n-ブチルフェノール、m-n-ブチルフェノール、p-n-ブチルフェノール、o-イソブチルフェノール、m-イソブチルフェノール、p-イソブチルフェノール、o-t-ブチルフェノール、m-t-ブチルフェノール、p-t-ブチルフェノール、o-n-ペンチルフェノール、m-n-ペンチルフェノール、p-n-ペンチルフェノール、o-n-ヘキシルフェノール、m-n-ヘキシルフェノール、p-n-ヘキシルフェノール、p-t-オクチルフェノール、o-シクロヘキシルフェノール、m-シクロヘキシルフェノール、p-シクロヘキシルフェノール、o-フェニルフェノール、m-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、o-ノニルフェノール、m-ノニルフェノール、p-ノニルフェノール、o-クミルフェノール、m-クミルフェノール、p-クミルフェノール、o-ナフチルフェノール、m-ナフチルフェノール、p-ナフチルフェノール、2,5-ジ-t-ブチルフェノール、2,4-ジ-t-ブチルフェノール、3,5-ジ-t-ブチルフェノール、2,5-ジクミルフェノール、3,5-ジクミルフェノール、p-クレゾール、p-ブロモフェノール、2,4,6-トリブロモフェノール、平均炭素数12~35の直鎖状又は分岐状のアルキル基をオルト位、メタ位又はパラ位に有するモノアルキルフェノール、9-(4-ヒドロキシフェニル)-9-(4-メトキシフェニル)フルオレン、9-(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-9-(4-メトキシ-3-メチルフェニル)フルオレン、4-(1-アダマンチル)フェノール等が挙げられる。
これらの一価フェノールの中では、p-t-ブチルフェノール、p-クミルフェノール、p-フェニルフェノール等が好ましい。また、これらの化合物は、単独で又は二種以上の化合物を併用して用いることができる。
分岐化剤としては、例えば、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、4,4’-[1-[4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、α,α’,α’’-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリイソプロピルベンゼン、1-[α-メチル-α-(4’-ヒドロキシフェニル)エチル]-4-[α’,α’-ビス(4’’-ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、フロログルシン、トリメリット酸、イサチンビス(o-クレゾール)等の官能基を3つ以上有する化合物が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、リン系酸化防止剤(B)を含む。リン系酸化防止剤(B)を含むことで、成形加工時に樹脂組成物を高温で滞留しても、変色やシルバー発生等を抑制し得る、優れた加工安定性を樹脂組成物に付与することができる。
リン系酸化防止剤としては、高温で滞留しても変色等の発生を抑制し得る樹脂組成物を得る観点から、ホスファイト系酸化防止剤又はホスフィン系酸化防止剤が好ましい。
他にも、下記式(12)~(15)で表される化合物が挙げられる。
なお、ホスファイト系酸化防止剤は、上述のとおり、それ自体が加水分解し易い性質を有する。このため、ポリカーボネート樹脂とホスファイト系酸化防止剤を含有するポリカーボネート樹脂組成物からなる成形品を、高温、高湿環境下で使用した場合、ポリカーボネート樹脂の加水分解は容易には起きない一方、ホスファイト系酸化防止剤は容易に加水分解される。ホスファイト系酸化防止剤が加水分解され、その加水分解物(例えば亜リン酸等)が一定量以上生成されると、ポリカーボネート樹脂自体の加水分解を促進し、ポリカーボネート樹脂の分子量を低下させる傾向がある。
このため、ホスファイト系酸化防止剤を一定量以上含有する場合は、(C)成分であるエポキシ化安定剤を特定量添加して、ホスファイト系酸化防止剤の加水分解を抑制する必要がある。
本発明において、(B)成分としてホスフィン系酸化防止剤を用いる場合、樹脂組成物中には(C)成分であるエポキシ化安定剤を実質含まないことが好ましい。その理由としては、(1)ホスフィン系酸化防止剤は加水分解性を有しないため、(C)成分を添加する必要がないこと、(2)ホスフィン系酸化防止剤とエポキシ化安定剤(C)との相互作用により、上述のプレッシャークッカー後の樹脂組成物の粘度平均分子量の低下率が大きくなり、該低下率の調整が困難となること、(3)(C)成分との相互作用により、成形加工時に樹脂組成物を高温で滞留した際にシルバー等が発生し、加工安定性が低下することが挙げられる。
なお、本発明において「(C)成分を実質含まない」とは、(C)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対して、0.001質量部未満、好ましくは0.0001質量部未満であることを意味する(以下の記載でも同様のことを意味する)。
なお、「(C)成分を実質含まない」とは、意図的に(C)成分を含まないことを意味するものであり、樹脂組成物中の(C)成分の含有量が0.001質量%未満、好ましくは0.0001質量%未満、より好ましくは0.00001質量%未満である。
本発明の樹脂組成物は、(B)成分としてホスファイト系酸化防止剤を使った場合には、基本的にはエポキシ化安定剤(C)を含む方が好ましい。
ホスファイト系酸化防止剤は、湿熱環境下でポリカーボネート樹脂以上に加水分解しやすく、更には、加水分解で発生する亜リン酸類やフェノール類等の分解物が、ポリカーボネート樹脂の加水分解を著しく促進させる作用がある。
(B)成分は、加工安定性やサービス安定性から重要な成分で、樹脂組成物には一定量以上は必要となるが、上記理由により(B)成分がホスファイト系酸化防止剤の場合は、添加量が0.020質量部以下に制約されてしまう。
そこで、本発明者らは、ホスファイト系酸化防止剤の加水分解を抑制する方法について鋭意検討した結果、エポキシ化安定剤(C)に、ホスファイト系酸化防止剤の加水分解を抑制し、あるいは、ホスファイト系酸化防止剤が加水分解して発生する分解物を無毒化する作用があることを見出した。この見地により、ポリカーボネート樹脂(A)にホスファイト系酸化防止剤を0.020質量部以上添加する場合であっても、エポキシ化安定剤(C)を併用すれば、粘度平均分子量の低下率を所定値以下に調整することを可能とした。
そのようなエポキシ化安定剤(C)の中でも、上述の観点から、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート(ダイセル化学工業株式会社製の商品名「セロキサイド2021P」等)、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物(ダイセル化学工業株式会社製の商品名「EHPE3150」等)、これら2種の混合物(ダイセル化学工業株式会社製の商品名EHPE3150CE)、並びに、オキシラン酸素濃度が4%以上であるエポキシ化天然油又はエポキシ化合成油が好ましい。
さらに、樹脂組成物からなる成形体を食品用容器等の用途として用いる場合、食品を安全に保存できる成形体とする観点から、オキシラン酸素濃度が4%以上であるエポキシ化天然油又はエポキシ化合成油がより好ましい。
オキシラン酸素濃度が4%以上であるエポキシ化合成油としては、例えば、サンソサイザーE-PO(商品名、新日本理化株式会社製、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジエポキシステアリル、オキシラン酸素濃度5.5%以上)、サンソサイザーE-4030(商品名、新日本理化株式会社製、エポキシ化脂肪酸ブチル、オキシラン酸素濃度4.5%以上)等が挙げられる。
なお、(B)成分として加水分解性を有しないホスフィン系酸化防止剤を用いる場合、ホスファイト系酸化防止剤のような、ポリカーボネート樹脂の加水分解を促進する分解物が発生しないので、エポキシ化安定剤(C)の添加は必要としない。エポキシ化安定剤(C)及びホスフィン系酸化防止剤は、共に活性の高い化合物であることから、両者の無用な反応を起こさないために、(B)成分としてホスフィン系酸化防止剤を使用する場合は、(C)成分を実質含まないことが好ましい。
なお、「(C)成分を実質含まない」とは、(C)成分を意図的に含まないことを意味する。
具体的な(B)成分としてホスフィン系酸化防止剤を使用する場合の(C)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.001質量部未満、より好ましくは0.0001質量部未満である。
本発明の樹脂組成物には、上述の(A)~(C)成分の他、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、従来、ポリカーボネート樹脂組成物に添加される公知の種々の添加剤の配合が可能である。
これらの添加剤としては、補強材、充填剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、難燃剤や耐衝撃性改良用のエラストマー等が挙げられる。
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物からなる成形品は、上述の各成分を配合し、混練したものを成形することで得られる。
混練方法としては、特に制限されず、例えば、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、ドラムタンブラー、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、コニーダ、多軸スクリュー押出機等を用いる方法が挙げられる。また、混練の際の加熱温度は、通常240~330℃、好ましくは250~320℃の範囲で選択される。
成形方法としては、従来公知の各種成形方法を用いることができ、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、ブロー成形法、プレス成形法、真空成形法及び発泡成形法等が挙げられる。
また、ペレット化させ、射出成形することが好ましく、一般的な射出成形法又は射出圧縮成形法、そしてガスアシスト成形法等の特殊成形法を用いることができ、各種成形品を製造することができる。
なお、本実施例における以下の物性値等の測定方法(算出方法)は、下記のとおりである。
ISO1628-4(1999)に準拠して測定した。
(2)粘度平均分子量の測定方法
ウベローデ型粘度管にて、20℃における塩化メチレン溶液の極限粘度〔η〕を測定し、次の関係式(Schnellの式)より計算した。
〔η〕=1.23×10-5×Mv0.83
(ポリカーボネートオリゴマーの合成例)
5.6質量%水酸化ナトリウム水溶液に、後から溶解するビスフェノールAに対して2000質量ppmの亜二チオン酸ナトリウムを加え、これにビスフェノールA濃度が13.5質量%になるようにビスフェノールAを溶解し、ビスフェノールAの水酸化ナトリウム水溶液を調製した。
このビスフェノールAの水酸化ナトリウム水溶液40L/hr、塩化メチレン15L/hrの流量で、ホスゲンを4.0kg/hrの流量で、内径6mm、管長30mの管型反応器に連続的に通した。管型反応器はジャケット部分を有しており、ジャケットに冷却水を通して反応液の温度を40℃以下に保った。
管型反応器を出た反応液は、後退翼を備えた内容積40Lのバッフル付き槽型反応器へ連続的に導入され、ここにさらにビスフェノールAの水酸化ナトリウム水溶液2.8L/hr、25質量%水酸化ナトリウム水溶液0.07L/hr、水17L/hr、1質量%トリエチルアミン水溶液を0.64L/hr添加して反応を行なった。槽型反応器から溢れ出る反応液を連続的に抜き出し、静置することで水相を分離除去し、塩化メチレン相を採取した。
このようにして得られたポリカーボネートオリゴマーは濃度318g/L、クロロホーメート基濃度0.75mol/Lであった。また、その重量平均分子量(Mw)は、1190であった。
なお、重量平均分子量(Mw)は、展開溶媒としてTHF(テトラヒドロフラン)を用い、GPC〔カラム:TOSOH TSK-GEL MULTIPORE HXL-M(2本)+Shodex KF801(1本)、温度40℃、流速1.0ml/分、検出器:RI〕にて、標準ポリスチレン換算分子量(重量平均分子量:Mw)として測定した。
(PC-PDMS共重合体(SIPC-1)の合成)
邪魔板、パドル型攪拌翼及び冷却用ジャケットを備えた50L槽型反応器に、製造例1で製造したポリカーボネートオリゴマー溶液15L、塩化メチレン8.9L、ジメチルシロキシ単位の平均繰り返し数nが90である2-アリルフェノール末端変性ポリジメチルシロキサン(PDMS-1)307g及びトリエチルアミン8.8mLを仕込み、攪拌下でここに6.4質量%水酸化ナトリウム水溶液1389gを加え、10分間ポリカーボネートオリゴマーと2-アリルフェノール末端変性ポリジメチルシロキサンの反応を行った。
この重合液に、p-t-ブチルフェノール(PTBP)の塩化メチレン溶液(PTBP129gを塩化メチレン2.0Lに溶解したもの)、ビスフェノールAの水酸化ナトリウム水溶液(水酸化ナトリウム581gと亜二チオン酸ナトリウム2.3gを水8.5Lに溶解した水溶液にビスフェノールA1147gを溶解させたもの)を添加し、50分間重合反応を実施した。希釈のため塩化メチレン10Lを加えてから10分間攪拌した後、ポリカーボネートを含む有機相と過剰のビスフェノールA及び水酸化ナトリウムを含む水相に分離し、有機相を単離した。
こうして得られたポリカーボネート-ポリジメチルシロキサン共重合体の塩化メチレン溶液を、その溶液に対して順次、15容積%の0.03mol/L水酸化ナトリウム水溶液、0.2mol/L塩酸で洗浄し、次いで洗浄後の水相中の電気伝導度が0.01μS/m以下になるまで純水で洗浄を繰り返した。洗浄により得られたポリカーボネート-ポリジメチルシロキサン共重合体の塩化メチレン溶液を濃縮・粉砕し、得られたフレークを減圧下120℃で乾燥した。
上記のようにして得られたポリカーボネート-ポリジメチルシロキサン共重合体(PC-PDMS共重合体(SIPC-1))は、NMR測定により求めたポリジメチルシロキサン残基の量が6.0質量%、粘度数が46.9であり、粘度平均分子量は17,400であった。
(PC-PDMS共重合体(SIPC-2)の合成)
邪魔板、パドル型攪拌翼及び冷却用ジャケットを備えた50L槽型反応器に、製造例1で製造したポリカーボネートオリゴマー溶液15L、塩化メチレン8.9L、ジメチルシロキシ単位の平均繰り返し数nが40である2-アリルフェノール末端変性ポリジメチルシロキサン(PDMS-2)307g及びトリエチルアミン8.8mLを仕込み、攪拌下でここに6.4質量%水酸化ナトリウム水溶液1389gを加え、10分間ポリカーボネートオリゴマーと2-アリルフェノール末端変性ポリジメチルシロキサンの反応を行った。
この重合液に、p-t-ブチルフェノール(PTBP)の塩化メチレン溶液(PTBP129gを塩化メチレン2.0Lに溶解したもの)、ビスフェノールAの水酸化ナトリウム水溶液(水酸化ナトリウム581gと亜二チオン酸ナトリウム2.3gを水8.5Lに溶解した水溶液にビスフェノールA1147gを溶解させたもの)を添加し、50分間重合反応を実施した。希釈のため塩化メチレン10Lを加えてから10分間攪拌した後、ポリカーボネートを含む有機相と過剰のビスフェノールA及び水酸化ナトリウムを含む水相に分離し、有機相を単離した。
こうして得られたポリカーボネート-ポリジメチルシロキサン共重合体の塩化メチレン溶液を、その溶液に対して順次、15容積%の0.03mol/L水酸化ナトリウム水溶液、0.2mol/L塩酸で洗浄し、次いで洗浄後の水相中の電気伝導度が0.01μS/m以下になるまで純水で洗浄を繰り返した。洗浄により得られたポリカーボネート-ポリジメチルシロキサン共重合体の塩化メチレン溶液を濃縮・粉砕し、得られたフレークを減圧下120℃で乾燥した。
上記のようにして得られたポリカーボネート-ポリジメチルシロキサン共重合体(PC-PDMS共重合体(SIPC-2))は、NMR測定により求めたポリジメチルシロキサン残基の量が6.2質量%、粘度数が46.9であり、粘度平均分子量は17,400であった。
(ペレットの作製)
第1表及び第2表に記載の成分を記載された配合量(単位:質量部)にて樹脂組成物を調製し、単軸押し出し機「NVC-50」(製品名、中谷機械(株)社製)を用いて、ヒータ温度を280℃に設定して、30kg/時間でストランドを押出し、ストランドカッターでペレットを作製した。
作製したペレットを充分に乾燥した後、射出成形機「IS150E」(製品名、東芝機械(株)社製)を用い、角板No.2金型を使って、成形温度310℃、金型温度80℃で射出成形して、厚み2.0mm×縦140mm×横140mmの試験板をそれぞれ30枚作製した。
(A-1)成分
・「SIPC-1」(製造例2で製造したPC-PDMS共重合体)
・「SIPC-2」(製造例3で製造したPC-PDMS共重合体)
(A-2)成分
・「タフロンFN1700A」(商品名、出光興産株式会社製、p-t-ブチルフェノールを末端基に有するビスフェノールAポリカーボネート、粘度数46.6、粘度平均分子量Mv=17,300)
・「タフロンFN1900A」(商品名、出光興産株式会社製、p-t-ブチルフェノールを末端基に有するビスフェノールAポリカーボネート、粘度数51.1、粘度平均分子量Mv=19,300)
・「タフロンFN2200A」(商品名、出光興産株式会社製、p-t-ブチルフェノールを末端基に有するビスフェノールAポリカーボネート、粘度数55.6、粘度平均分子量Mv=21,300)
・「タフロンFN2500A」(商品名、出光興産株式会社製、p-t-ブチルフェノールを末端基に有するビスフェノールAポリカーボネート、粘度数62.2、粘度平均分子量Mv=24,200)
・「タフロンFN2600A」(商品名、出光興産株式会社製、p-t-ブチルフェノールを末端基に有するビスフェノールAポリカーボネート、粘度数64.9、粘度平均分子量Mv=25,400)
・「ノバレックス7030PJ」(商品名、三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製、p-t-ブチルフェノールを末端基に有するビスフェノールAポリカーボネート、粘度数73.7、粘度平均分子量Mv=29,300)
・「IRGAFOS168」(商品名、BASF社製、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト)
・「JC263」(商品名、城北化学株式会社製、トリフェニルホスフィン)
(C)成分
・「セロキサイド2021P」(商品名、株式会社ダイセル製、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート)
・「サンソサイザーE-PO」(商品名、新日本化学株式会社製、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジエポキシステアリル、オキシラン酸素濃度:5.50%)
・「サンソサイザーE-2000H」(商品名、新日本化学株式会社製、エポキシ化大豆油、オキシラン酸素濃度:6.70%)
・「サンソサイザーE-9000H」(商品名、新日本化学株式会社製、エポキシ化亜麻仁油、オキシラン酸素濃度:8.50%)
・「サンソサイザーE-PS」(商品名、新日本化学株式会社製、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ2-エチルヘキシル、オキシラン酸素濃度:3.40%)
・「サンソサイザーE-6000」(商品名、新日本化学株式会社製、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ2-エチルヘキシル、オキシラン酸素濃度:3.50%)
(1-1)粘度数(VN)、粘度平均分子量(Mv)の測定
上述の測定方法に基づいて、プレッシャークッカー試験前の樹脂組成物(ペレット)の粘度数(VN)及び粘度平均分子量(Mv)を測定した。
作製した試験板を、エタノールに浸して、-30℃にて冷却した。そして、冷却した試験板を、JIS K7211-2に準じて、自動落錘衝撃試験機「HYDOSHOT」(島津製作所社製)を用いて、直径75mmの受台に固定し、直径12.7mmの撃芯を3.9m/秒の速度で突き当てて、試験板の破壊状況を確認した。撃芯が、試験板を突き抜け、試験板が割れたり、破片飛散等が起きない場合は延性破壊とし、割れて破片等が散る場合は脆性破壊とした。試験板5枚で実施して、5枚中の延性破壊した試験板の枚数をカウントした。同時に、衝撃時に発生する破壊エネルギー(J)を計測した。
MVR測定機を用いて、JIS K 7210に準じて測定した。即ち、MVR測定機を用い、測定機のシリンダーを300℃に昇温し15分間以上エージングしてから、試料(調製した樹脂組成物)を充填した。そして、当該試料の上に、加重が1.2kgとなるように、ピストンとおもりを載せ、予熱を行い、30秒間に流出した試料を切り取り、流出した試料を計量して、10分間当たりの流出量に換算した。
(1-4)流れ値(Q値)の測定
高架式フローテスターを用いて、JIS K 7210に準じて測定した、すなわち、280℃、15.7MPaの圧力下に、直径1mm、長さ10mmのノズルより流出する溶融樹脂量(mL/sec)を測定した。溶融粘度の低下と共に流れ値(Q値)は増加する。
作製した厚み2.0mm×縦140mm×横140mmの試験板の端に1mmの穴を2箇所空け、試験板より大きめのステンレス製の網籠に、ステンレス製の針金で試験板を吊るした。吊るした試験板同士が接触しない様に、各試験板をクリップで止めて、試験板間を1mm以上離して、処方毎に各10枚吊るした。その籠を、約5リットルの純水を底に張った、プレッシャークッカー試験機(NAKAYAMA社製)4台に、各々5処方分入れ、121℃にて300時間、試験機内で蒸した。同時に、分子量測定用に、試験板の作製で用いたものと同じペレットを10~20cm3入れた直径40mm×高さ15mmのステンレスシャーレに入れ、試験板と同じプレッシャークッカー試験機に入れて、同時に蒸した。この操作を、繰り返して、処方毎に20枚の試験板と、その試験板の加水分解度を評価するためのペレットを得た。
(2-1)粘度数(VN)、粘度平均分子量(Mv)の測定
プレッシャークッカー試験機に掛けた加水分解の程度を評価するペレットを用い、前述の測定方法に基づき、樹脂組成物(ペレット)の粘度数(VN)及び粘度平均分子量(Mv)を測定し、試験前の粘度平均分子量との差(ΔMv)及び、粘度平均分子量の低下率Pを以下の計算式で算出した。
P〔%〕=(M1-M2)/M1×100
(M1は、プレッシャークッカー試験前の樹脂組成物(ペレット)の粘度平均分子量であり、M2は、プレッシャークッカー試験後の樹脂組成物(ペレット)の粘度平均分子量を表す。)
プレッシャークッカー試験機に掛けた試験板を、前述と同じ条件で自動落錘衝撃試験を行い、破壊の状況を確認した。プレッシャークッカー試験機に掛けた試験板20枚で実施して、20枚中の延性破壊した試験板の枚数をカウントした。
実施例及び比較例で作製したプレッシャークッカー前のペレットを、40トン射出成形機(製品名「EC40N」、東芝機械社製)を用い、成形温度360℃、金型温度80℃で、平板状(厚み3.0mm×縦40mm×横80mm)に成形して成形体を得た。滞留評価は、成形温度360℃にて、温度条件が安定するまで20秒サイクルで20ショット分を成形し、その後に300秒にサイクルを変えて、5ショット分(20分間)を採取した。得られた成形体の変色やシルバーの発生の有無は、以下の基準により評価した。
A:成形体の変色(黄変)やシルバーの発生は見られない。
B:成形体の変色(黄変)やシルバーの発生が一部見られるが、目立つほどではない。
C:成形体の変色(黄変)やシルバーの発生が目立つ。
一方、第2表によれば、比較例1~4の樹脂組成物は、酸化防止剤(B)を含有していないため、少なくとも10分程度高温で滞留すると、変色が見られ、加工安定性が劣ることがわかる。また、比較例5~12の樹脂組成物は、プレッシャークッカー試験後の粘度平均分子量の低下率が20%を超えるため、本実施例に比べて、低温での耐衝撃性に問題がある結果となった。
そのため、本発明のポリカーボネート樹脂組成物からなる成形体は、冷凍使用された後にスチーム洗浄されるチョコレート加工型やアイス加工型、あるいは、冷凍食品の保存用コンテナー、魚介類の加工プール、食器乾燥機、炊飯機等に用いられる容器等や、高温、高湿環境下にある計装ボックス、ジャンクションボックス、寒冷地の地下埋設部材等の工業部品等の用途に好適である。
Claims (11)
- 芳香族ポリカーボネート-ポリオルガノシロキサン共重合体(A-1)5~100質量%、及び(A-1)成分以外の芳香族ポリカーボネート樹脂(A-2)95~0質量%からなり、ポリオルガノシロキサン単位の含有量が1質量%以上となる芳香族ポリカーボネート樹脂混合物(A)100質量部に対して、リン系酸化防止剤(B)0.002~0.200質量部、エポキシ化安定剤(C)0~0.200質量部を含む、ポリカーボネート樹脂組成物であり、下記計算式(I)から算出される該ポリカーボネート樹脂組成物の粘度平均分子量の低下率Pが20%以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
計算式(I):P〔%〕=(M1-M2)/M1×100
(上記式(I)中、M1は、前記ポリカーボネート樹脂組成物をペレットとした後に測定した該樹脂組成物の粘度平均分子量であり、M2は、該ペレットを、121℃に設定したプレッシャークッカー試験機に投入して300時間処理した後に測定した、プレッシャークッカー試験後の該樹脂組成物の粘度平均分子量を表す。Pは、前記プレッシャークッカー試験前の該樹脂組成物の粘度平均分子量に対する、該試験後の該樹脂組成物の粘度平均分子量の低下率を表す。) - 前記計算式(I)中のM2で表される前記プレッシャークッカー試験後の前記樹脂組成物の粘度平均分子量が16000以上である、請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- リン系酸化防止剤(B)が、ホスファイト系酸化防止剤又はホスフィン系酸化防止剤である、請求項1又は2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- リン系酸化防止剤(B)が、ホスファイト系酸化防止剤であり、且つ前記樹脂組成物中に(C)成分を実質含まない場合、(B)成分であるホスファイト系酸化防止剤の含有量が、(A)成分100質量部に対して0.002質量部以上0.020質量部未満である、請求項1~3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- リン系酸化防止剤(B)が、ホスファイト系酸化防止剤であり、且つ(A)成分100質量部に対する(B)成分であるホスファイト系酸化防止剤の含有量が0.020~0.200質量部である場合、(A)成分100質量部に対する(C)成分の含有量が0質量部より多く0.200質量部以下である、請求項1~3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- リン系酸化防止剤(B)が、ホスフィン系酸化防止剤である場合、前記樹脂組成物中に(C)成分を実質含まない、請求項1~3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- エポキシ化安定剤(C)が、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、及び2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物から選ばれる1種以上である、請求項1~3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- エポキシ化安定剤(C)が、オキシラン酸素濃度が4%以上のエポキシ化天然油又はオキシラン酸素濃度が4%以上のエポキシ化合成油である、請求項1~3のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1~8のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる、成形品。
- 前記成形品が、90℃以上の温水、及び100℃以上のスチームの少なくとも一方で洗浄が行われる製品又は部品である、請求項9に記載の成形品。
- 前記成形品が、温度60℃以上、相対湿度90%以上の環境下で使われる製品又は部品である、請求項9又は10に記載の成形品。
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