WO2019049563A1 - 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

難燃性ポリカーボネート樹脂組成物 Download PDF

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WO2019049563A1
WO2019049563A1 PCT/JP2018/028858 JP2018028858W WO2019049563A1 WO 2019049563 A1 WO2019049563 A1 WO 2019049563A1 JP 2018028858 W JP2018028858 W JP 2018028858W WO 2019049563 A1 WO2019049563 A1 WO 2019049563A1
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flame retardant
resin composition
polycarbonate resin
mass
polytetrafluoroethylene
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PCT/JP2018/028858
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恵子 坂口
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住化ポリカーボネート株式会社
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    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
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    • C08L83/04Polysiloxanes

Definitions

  • the present invention relates to a flame retardant polycarbonate resin composition.
  • Polycarbonate resin compositions are widely used in the fields of electricity, electronics, ITE, machinery, automobiles, building materials and the like because they are excellent in transparency, flame retardancy, heat resistance, mechanical strength and the like.
  • higher flame retardancy is required in these fields, for example, flame retardant in compliance with UL94 test (combustibility test of plastic material for parts of equipment) prescribed by Underwriters Laboratories Inc.
  • UL94 test combustion test of plastic material for parts of equipment
  • a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) is blended in the polycarbonate resin composition.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Patent Document 1 discloses a polycarbonate-based resin blended with a flame retardant and polytetrafluoroethylene, and further produced by suspension polymerization as polytetrafluoroethylene. The technology used is disclosed. However, also by this method, polytetrafluoroethylene aggregates in the polycarbonate resin composition, and polytetrafluoroethylene particles float on the surface of the molded article of the polycarbonate resin composition to form a streak-like line, or the surface The problem of the deterioration of the appearance, such as the occurrence of variations in the hue of the color, has not been sufficiently solved.
  • PTFE is further fibrillated by strong shear during injection molding, and within the narrow field of view, the diameter of the thickest part of fibrils is 2 ⁇ m or less However, the surface appearance of the molded article can not be sufficiently improved.
  • An object of the present invention is to provide a novel polycarbonate resin composition which gives a molded article of a polycarbonate resin composition which has both excellent flame retardancy, mechanical strength and excellent appearance.
  • the inventor of the present invention has intensively studied a production method to solve the above problems, and it is found that the flame retardant polycarbonate resin composition containing polycarbonate, a specific flame retardant, polytetrafluoroethylene, and an elastomer is a specific flame retardant. Deterioration of the appearance which could not be avoided in the conventional polycarbonate resin composition containing polytetrafluoroethylene, after maintaining excellent flame retardancy by containing a specific amount of polytetrafluoroethylene and an elastomer. It has been found that streak-like line formation in which a fluorocarbon resin floats out on the surface of a molded article, hue variation) is effectively suppressed, and the present invention has been completed.
  • the present invention provides at least one flame retardant selected from the group consisting of (A) polycarbonate, (B) silicone flame retardant, halogen flame retardant and phosphate ester flame retardant, and (C) polytetrafluoroethylene.
  • the elastomer (D) is a methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer, a methyl methacrylate-butadiene copolymer, a styrene-butadiene triblock copolymer, a styrene-isoprene triblock copolymer, an olefin-based thermoplastic resin Preferably, it is at least one selected from the group consisting of elastomers.
  • thermoplastic resin selected from the group consisting of (E) styrene-acrylonitrile copolymer, polymethacrylic styrene, polyester, polyamide, and ethylene vinyl acetate polymer.
  • thermoplastic resin (E) is preferably 0.005 to 5% by mass in the flame retardant polycarbonate resin composition.
  • the number of foreign substances of 50 ⁇ m or more present in a 80 mm ⁇ 52 mm ⁇ 2 mm molded product obtained by injection molding a flame retardant polycarbonate resin composition is 10 or less.
  • the average particle size of polytetrafluoroethylene (C) is preferably 200 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter of the thermoplastic resin (E) is preferably 5 ⁇ m or less.
  • the present invention also relates to a resin molded product obtained by molding the flame retardant polycarbonate resin composition.
  • the flame retardant polycarbonate resin composition of the present invention is a flame retardant polycarbonate resin composition containing polycarbonate, a specific flame retardant, polytetrafluoroethylene, an elastomer, wherein the specific flame retardant, polytetrafluoroethylene, elastomer
  • the composition is molded using the polycarbonate resin composition because it contains a specific amount of C, an appearance that can not be avoided in the conventional polycarbonate resin composition containing polytetrafluoroethylene while maintaining excellent flame retardancy Can be effectively suppressed.
  • the flame retardancy is the same, the blending amount of polytetrafluoroethylene (C) can be reduced, and the appearance can be improved.
  • the flame retardant polycarbonate resin composition of the present invention comprises at least one flame retardant selected from the group consisting of (A) polycarbonate, (B) silicone flame retardant, halogen flame retardant and phosphate ester flame retardant, A flame retardant polycarbonate resin composition comprising (C) polytetrafluoroethylene and (D) an elastomer, wherein the content of the flame retardant (B) in the composition is 0.001 to 40% by mass, poly It is characterized in that the content of tetrafluoroethylene (C) is 0.1 to 1.0% by mass and the content of elastomer (D) is 1.5% by mass or less.
  • a flame retardant polycarbonate resin composition comprising (C) polytetrafluoroethylene and (D) an elastomer, wherein the content of the flame retardant (B) in the composition is 0.001 to 40% by mass, poly It is characterized in that the content of tetrafluoroethylene (C) is 0.1 to 1.0% by mass and the
  • the polycarbonate (A) used in the present invention is a polymer obtained by the phosgene method in which various dihydroxy diaryl compounds and phosgene are reacted, or the transesterification method in which dihydroxy diaryl compounds and carbonic esters such as diphenyl carbonate are reacted. is there.
  • Representative ones include polycarbonate resins produced from 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (generally called bisphenol A).
  • dihydroxy diaryl compounds in addition to bisphenol A, 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, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl-3-methylphenyl) propane, 1,1-bis (4-hydroxy-3) -Tert-butylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) propane, 2,2-bis Bis (hydroxyaryl) alkanes such as 4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) propane, 1,1- Bis (4-hydroxyphenyl) cyclopentane, bis (hydroxyaryl) cycloalkanes such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane,
  • a trivalent or higher phenol compound as shown below may be mixed and used together with the above dihydroxy aryl compound.
  • the viscosity average molecular weight (Mv) of the polycarbonate (A) is not particularly limited, but is preferably 10000 to 100000, and more preferably 15000 to 35000 in view of molding processability and strength. Moreover, when manufacturing this polycarbonate, a molecular weight modifier, a catalyst, etc. can be used as needed.
  • the proportion of polycarbonate contained in the flame retardant polycarbonate resin composition of the present invention is 50 to 99.5 from the viewpoint of imparting excellent flame retardancy, mechanical strength and excellent appearance to the polycarbonate resin composition. % By mass is preferable, 70 to 99.5% by mass is more preferable, and 85 to 99.5% by mass is more preferable.
  • the form of the polycarbonate (A) is not particularly limited, and examples thereof include pellets, flakes and beads. Among them, flakes are preferable, and porous flakes are more preferable, from the viewpoint of obtaining homogeneous dispersibility.
  • the bulk density of the polycarbonate is also not particularly limited, but is preferably 0.1 to 0.9, and more preferably 0.1 to 0.7. Here, the bulk density means a value measured in accordance with the solid apparent bulk density of JIS K 7370.
  • the size of the polycarbonate is not particularly limited, but is preferably 5 mm or less.
  • the flame retardant (B) used in the present invention is at least one selected from the group consisting of silicone flame retardants, halogen flame retardants, and phosphate ester flame retardants. From the viewpoint of exhibiting excellent flame retardancy and excellent appearance, silicone flame retardants are particularly preferable.
  • silicone flame retardant for example, silicone compounds having an aromatic group in an organic functional group having a branched main chain and contained in the main chain described in JP-A-11-217494 are preferable.
  • those having a branched main chain and containing an aromatic group as an organic functional group as shown in the following general formula that is, those having T units and / or Q units as branching units preferable.
  • R 1 , R 2 and R 3 are organic functional groups in the main chain, and X is a terminal functional group.
  • L, m and n are each an integer of 1 or more.
  • these contain 20 mol% or more of the whole siloxane units. If it is less than 20 mol%, the heat resistance of the silicone compound may be lowered to lower its flame retardancy effect, and the viscosity of the silicone compound itself may be too low to adversely affect the kneadability and moldability with polycarbonate. . More preferably, they are 30 mol% or more and 95 mol% or less. If it is 30 mol% or more, the heat resistance of the silicone compound is further improved, and the flame retardancy of the polycarbonate resin containing the same is significantly improved. However, if it exceeds 95 mol%, the degree of freedom of the main chain of the silicone may be reduced, which may make it difficult to cause condensation of aromatic groups at the time of combustion, and it may be difficult to express remarkable flame retardancy.
  • an aromatic group is 20 mol% or more among the organic functional groups which a silicone compound has. If it is less than this range, condensation of aromatic groups may be difficult to occur during combustion, and the flame retardant effect may be reduced. More preferably, it is 40 to 95 mol%. If it is 40 mol% or more, the aromatic group at the time of combustion can be condensed more efficiently, and at the same time, the dispersibility of the silicone compound in the polycarbonate resin (A) is greatly improved, and a very good flame retardant effect is exhibited it can. If it exceeds 95 mol%, due to steric hindrance of the aromatic groups, these condensation may be difficult to occur, and it may be difficult to express a remarkable flame retardant effect.
  • the aromatic group is phenyl, biphenyl, naphthalene or derivatives thereof, but from the viewpoint of safety of the silicone compound, a phenyl group is preferable.
  • a methyl group is preferable as an organic group other than the aromatic group, and further, the terminal group is a methyl group, a phenyl group, a hydroxyl group, an alkoxy Among the groups (in particular, methoxy groups), one selected or a mixture of two to four of these is preferable.
  • the weight average molecular weight of the silicone compound is preferably 5,000 to 500,000. If it is less than 5000, the heat resistance of the silicone compound itself is reduced and the flame retardancy effect is reduced, and furthermore, the melt viscosity is too low and the silicone compound exudes on the surface of the polycarbonate resin (A) during molding, If it exceeds 500,000, the melt viscosity may increase, the uniform dispersion in the polycarbonate resin (A) may be lost, and the flame retardancy effect and the formability may be reduced. More preferably, it is 10000 to 270000.
  • the silicone compound can be dispersed extremely uniformly in the polycarbonate resin (A), and there is no excessive seepage on the surface, so that the flame retardancy and moldability are further improved. Can be achieved.
  • the proportion of the flame retardant (B) contained in the flame retardant polycarbonate resin composition of the present invention is 0.001 to 40 mass from the viewpoint of imparting excellent flame retardancy and excellent appearance to the polycarbonate resin composition. %.
  • silicone flame retardants 0.05 to 5% by mass is preferable.
  • halogen-based flame retardants and phosphoric acid ester-based flame retardants can also be used.
  • halogen-based flame retardants include polycarbonates from tetrabromobisphenol A [2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane], copolycarbonates of tetrabromobisphenol A and bisphenol A, decabromo Diphenyl ether, octabromodiphenyl ether, hexabromodiphenyl ether, tetrabromodiphenyl ether, hexabromocyclododecane, ethylene bistetrabromophthalamide, tris (pentabromobenzyl) isocyanurate, brominated polystyrene, tetrabromobisphenol A-epoxy resin, etc.
  • a phosphate ester flame retardant for example, phenyl resorcinol polyphosphate, cresyl resorcinol polyphosphate, phenyl cresyl resorcinol polyphosphate, phenyl hydroquinone polyphosphate, cresyl hydroquinone polyphosphate, phenyl cresyl hydroquinone polyphosphate , Phenyl ⁇ 2, 2-bis (4-oxyphenyl) propane (: bisphenol A type) polyphosphate, cresyl ⁇ 2, 2-bis (4-oxyphenyl) propane (: bisphenol A type) polyphosphate, phenyl ⁇ Cresyl ⁇ 2, 2-bis (4-oxyphenyl) propane (: bisphenol A type) polyphosphate, phenyl ⁇ Cresyl ⁇ 2, 2-bis (4-oxyphenyl) propane (: bisphenol A type) polyphosphate, xylyl resorcinol polyphosphate, phenyl, p-tert-butylphen
  • each flame retardant (B) is more preferably 5 to 35% by mass in the case of a halogen-based flame retardant.
  • a halogen-based flame retardant In the phosphoric acid ester flame retardant, 3 to 25% by mass is preferable.
  • the polytetrafluoroethylene (C) used in the present invention is not particularly limited, and although a polytetrafluoroethylene homopolymer may be used, it contains a copolymer and a terpolymer to such an extent that the performance of the polytetrafluoroethylene is not impaired. May be used.
  • the polytetrafluoroethylene may also be a copolymer.
  • the form of polytetrafluoroethylene (C) is not particularly limited, but particles are preferred. 200 micrometers or less are preferable and, as for an average particle diameter, 100 micrometers or less are more preferable. If it is 200 micrometers or less, the outstanding flame retardance and the outstanding appearance can be provided.
  • the average particle size refers to a solution obtained by adding 50 ml of methylene chloride to 1 g of composite resin particles and leaving it to stand at 23 ° C. for 3 hours with a stirrer for 20 minutes without dissolving it. The major and minor axes of the remaining 100 PTFE particles were measured, (major axis + minor axis) / 2 being the particle size, and the average particle size of the 100 PTFE particles is said.
  • PTFE-containing additives that can be used to add polytetrafluoroethylene particles to polycarbonate resin compositions are commercially available (for example, A3800 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., SN3307 manufactured by Shine Polymer Co., Ltd., etc.)
  • the additive does not have an average particle size of 200 ⁇ m or less as measured by the above measuring method.
  • Polytetrafluoroethylene (C) is used as an aqueous dispersion in that it has relatively uniform dispersibility, ie, less generation of polytetrafluoroethylene aggregates, and is excellent in uniform dispersibility and reproducibility. Is preferred.
  • the solid fraction of polytetrafluoroethylene (C) in the aqueous dispersion is not particularly limited, but is preferably 20 to 65% by mass, and more preferably 20 to 70% by mass.
  • the content of polytetrafluoroethylene (C) contained in the flame retardant polycarbonate resin composition of the present invention is 0.1 from the viewpoint of imparting excellent flame retardancy and excellent appearance to the polycarbonate resin composition. It is -1.0% by mass, but 0.1-0.5% by mass is more preferable.
  • polytetrafluoroethylene can disperse polytetrafluoroethylene particles having low affinity to the polycarbonate resin composition in the polycarbonate resin composition with high uniformity
  • a composite previously mixed with the polycarbonate resin particles It is preferable to use as a resin particle.
  • the composite resin particles are blended into the polycarbonate resin composition, the polycarbonate resin particles in the composite resin particles melt into the polycarbonate resin composition, and the polytetrafluoroethylene particles are high in the polycarbonate resin composition. It disperses uniformly, and aggregation of polytetrafluoroethylene particles during mixing is effectively suppressed.
  • the affinity to the polycarbonate resin composition is further enhanced by the effect of the thermoplastic resin, and dispersion with high uniformity is possible.
  • the appearance of the polycarbonate resin composition containing polytetrafluoroethylene particles is degraded (e.g., a fluorocarbon resin floats up on the surface of a molded product to form a streak-like line, or a variation occurs in the hue of the surface). It can be effectively suppressed.
  • the average particle diameter of the polycarbonate resin particles used for the composite resin particles is not particularly limited, but from the viewpoint of imparting excellent flame retardancy and excellent appearance to the polycarbonate resin composition, 5 mm or less is preferable, and 3 mm. The following are more preferable.
  • the composite resin particles of the present invention can be easily dispersed uniformly in the polycarbonate resin composition.
  • the bulk density of the polycarbonate resin particles is 0.1 to 0.9, and more preferably 0.1 to 0.7. If it is less than 0.1 or more than 0.9, the dispersed state can not be expressed uniformly, or the material supply during processing becomes unstable.
  • bulk density means a value measured in accordance with JIS K 7370 solidified apparent bulk density.
  • the proportion of polycarbonate resin particles contained in the composite resin particles is preferably 0 to 99.5% by mass from the viewpoint of imparting excellent flame retardancy, mechanical strength and excellent appearance to the polycarbonate resin composition. 70 to 99.5% by mass is more preferable, and 85 to 99.5% by mass is more preferable.
  • the proportion of polytetrafluoroethylene particles contained in the composite resin particles is 0.1 to 33% by mass from the viewpoint of imparting excellent flame retardancy, mechanical strength and excellent appearance to the polycarbonate resin composition. Is preferable, 0.2 to 25% by mass is more preferable, and 3 to 15% by mass is more preferable.
  • Such composite resin particles can be suitably produced, for example, by a method comprising the following steps.
  • Step 1 The aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene particles and the aqueous dispersion of thermoplastic resin particles are mixed to prepare a mixed dispersion.
  • Step 2 The polycarbonate resin particles and the mixed dispersion are mixed.
  • the details of the polytetrafluoroethylene particles, the thermoplastic resin particles, and the polycarbonate resin particles are as described above.
  • the blending ratio thereof may be adjusted to be the content in the composite resin particle of the present invention.
  • aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene particles and the aqueous dispersion of thermoplastic resin particles in step 1 for example, commercially available products can be used.
  • the solid content in the aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene particles is usually 20 to 65% by mass.
  • the solid content of the aqueous dispersion of thermoplastic resin particles is usually 20 to 70% by mass.
  • step 1 the mixing of the aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene particles and the aqueous dispersion of thermoplastic resin particles can be carried out using a stirrer or the like.
  • step 2 the polycarbonate resin particles and the mixed dispersion can be mixed using a common mixer (for example, Nauta mixer, Henschel mixer, butterfly mixer, etc.), homogenizer, blender or the like.
  • a common mixer for example, Nauta mixer, Henschel mixer, butterfly mixer, etc.
  • homogenizer for example, blender or the like.
  • a drying step is provided after step 2.
  • various drying means such as hot air drying, vacuum drying, steam drying, spin drying, suction drying and the like can be mentioned.
  • the elastomer (D) used in the present invention is not particularly limited, but is preferably a graft copolymer obtained by graft copolymerization of a rubber component and a monomer component copolymerizable therewith.
  • the method for producing the graft copolymer may be any production method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, etc.
  • the copolymerization system may be a single-step graft or multi-step graft.
  • the rubber component has a glass transition temperature of usually 0 ° C. or less, preferably ⁇ 20 ° C. or less, and more preferably ⁇ 30 ° C. or less.
  • Specific examples of the rubber component include polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, polyalkyl acrylate rubbers such as polybutyl acrylate, poly (2-ethylhexyl acrylate), butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate copolymer, polyorganosiloxane rubber, etc.
  • Silicone-based rubber butadiene-acrylic composite rubber, IPN (Interpenetrating Polymer Network) type composite rubber consisting of polyorganosiloxane rubber and polyalkyl acrylate rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-butene rubber, ethylene-octene rubber, etc. And ethylene- ⁇ -olefin rubber, ethylene-acrylic rubber, fluororubber and the like. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
  • IPN Interpenetrating Polymer Network
  • polybutadiene rubber polyalkyl acrylate rubber, polyorganosiloxane rubber, IPN type composite rubber composed of polyorganosiloxane rubber and polyalkyl acrylate rubber, and styrene-butadiene rubber are preferable in terms of mechanical properties and surface appearance. .
  • monomer components that can be graft-copolymerized with rubber components include aromatic vinyl compounds, vinyl cyanide compounds, (meth) acrylic acid ester compounds, (meth) acrylic acid compounds, glycidyl (meth) acrylates, etc. Epoxy group-containing (meth) acrylic acid ester compounds; maleimide compounds such as maleimide, N-methyl maleimide, N-phenyl maleimide, etc .; ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid compounds such as maleic acid, phthalic acid, itaconic acid etc. and their anhydrides Substances (eg, maleic anhydride etc.) and the like. These monomer components may be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic vinyl compounds, vinyl cyanide compounds, (meth) acrylic acid ester compounds and (meth) acrylic acid compounds are preferable in terms of mechanical properties and surface appearance, and more preferably (meth) acrylic acid esters It is a compound.
  • (meth) acrylic acid ester compounds include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate and the like be able to.
  • the elastomer (D) used in the present invention is preferably of the core / shell type graft copolymer from the viewpoint of impact resistance and surface appearance.
  • at least one rubber component selected from polybutadiene-containing rubber, polybutyl acrylate-containing rubber, polyorganosiloxane rubber, and IPN type composite rubber consisting of polyorganosiloxane rubber and polyalkyl acrylate rubber is used as a core layer, and around it Particularly preferred is a core / shell graft copolymer comprising a shell layer formed by copolymerizing (meth) acrylic acid ester.
  • the core / shell type graft copolymer one containing 40% by weight or more of the rubber component is preferable, and one containing 60% by weight or more is more preferable. Moreover, what contains 10 weight% or more of (meth) acrylic acid is preferable.
  • the core / shell type in the present invention does not necessarily have to be able to clearly distinguish between the core layer and the shell layer, and broadly includes a compound obtained by graft polymerization of a rubber component around the core portion. It is.
  • these core / shell type graft copolymers include methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (MBS), methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (MABS), methyl methacrylate-butadiene copolymer Combined (MB), methyl methacrylate-acrylic rubber copolymer (MA), methyl methacrylate-acrylic rubber-styrene copolymer (MAS), methyl methacrylate-acrylic butadiene rubber copolymer, methyl methacrylate-acrylic butadiene rubber- Styrene copolymer, methyl methacrylate- (acrylic silicone IPN rubber) copolymer, silicone-acrylic composite rubber containing polyorganosiloxane and polyalkyl (meth) acrylate, etc.
  • MVS methacrylate-butadiene-styrene copolymer
  • MABS methyl meth
  • Polyorganosiloxane and polyalkyl (meth) silicone containing acrylate - acrylic composite rubber and methyl methacrylate - butadiene copolymer (MB) is particularly preferred.
  • Such rubbery polymers may be used alone or in combination of two or more.
  • the elastomer (D) used in the present invention is preferably a methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (MBS resin), a methyl methacrylate-butadiene copolymer, SBS, a styrene-butadiene called SEBS.
  • MFS resin methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer
  • SBS methyl methacrylate-butadiene copolymer
  • SEBS styrene-butadiene
  • SPS SPS
  • SEPS a styrene-isoprene-based triblock copolymer and its hydrogenated product
  • an olefin-based thermoplastic elastomer called TPO a polyester-based elastomer And siloxane based rubbers, acrylate based rubbers, etc.
  • methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer methyl methacrylate-butadiene copolymer
  • styrene-butadiene based triblock copolymer styrene-isoprene based triblock co-block Polymer
  • olefin-based thermoplastic elastomer More suitably be used.
  • elastomer (D) for example, “Paraloid (registered trademark, the same as the following) EXL 2602”, “Pararoid EXL 2603”, “Pararoid EXL 2655”, “Pararoid EXL 2311”, manufactured by Rohm and Haas Japan Ltd.
  • the proportion of the elastomer (D) contained in the flame retardant polycarbonate resin composition of the present invention is 1.5% by mass or less, preferably 0.1 to 1.5% by mass. If it exceeds 1.5% by mass, heat resistance and flame retardancy are poor. On the other hand, if it is 0.1 parts by mass or more, the deterioration of the appearance (the formation of streak-like lines in which the fluorocarbon resin floats on the surface of the molded article, the hue variation) can be effectively suppressed.
  • the flame-retardant polycarbonate resin composition of the present invention can be blended with various components generally blended in the flame-retardant polycarbonate resin composition.
  • various resins, further flame retardants, antioxidants, optical brighteners, colorants, fillers, release agents, ultraviolet absorbers, antistatic agents, softeners, spreading agents (Liquid paraffin, epoxidized soybean oil etc.), further organic metal salts etc. may be mentioned.
  • blended with a polycarbonate resin composition can be mix
  • Various resins include polystyrene, high impact polystyrene, ABS, AES, AAS, AS, acrylic resin, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyarylate, polysulfone, polyphenylene sulfide resin and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more.
  • blended with a polycarbonate resin composition can be used.
  • the antioxidant include phosphorus-based antioxidants and phenol-based antioxidants.
  • hindered phenolic antioxidants are suitably used, for example, pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], thiodiethylene-bis [ 3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] and the like.
  • the compounding amount of the antioxidant is, for example, 0.005 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
  • blended with a polycarbonate resin composition can be used.
  • the colorant is not particularly limited, and dyes, pigments (titanium dioxide, carbon black, etc.) can be used.
  • the blending amount of the coloring agent is, for example, 0.0001 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
  • blended with a polycarbonate resin composition can be used as a filler.
  • the filler is not particularly limited, and glass fiber, carbon fiber, silica, talc, mica and the like can be mentioned.
  • the blending amount of the filler is preferably 3 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
  • organic metal salt a known organic metal salt blended in a polycarbonate resin composition can be used.
  • the organic metal salt is not particularly limited, and examples thereof include aromatic sulfur compound metal salts and perfluoroalkanesulfonic acid metal salts.
  • the metal of the organic sulfonic acid metal salt include alkali metals and alkaline earth metals.
  • the blending amount of the organic metal salt is preferably 0.001 to 5 parts by mass, and more preferably 0.003 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
  • the flame retardant polycarbonate resin composition of the present invention is a case where the vertical combustion test (V test) of the UL-94 standard (combustibility test of plastic material for parts of equipment) is performed with a thickness of 1.5 mm of the test piece It is preferred that the grade is V-0 or V-1.
  • the resin composition a fractured surface obtained by freezing and breaking the test resin composition prepared without blending the elastomer used in the present invention in a direction perpendicular to the flow direction was observed with a scanning electron microscope of 127 ⁇ m ⁇ 95 ⁇ m It is preferable that the diameter of the thickest part of fibrils of polytetrafluoroethylene (C) present in any one field of view is 2 ⁇ m or less.
  • the direction (TD direction) perpendicular to the flow direction of the resin composition means the direction perpendicular to the flow direction of the resin in the resin pellet.
  • the dispersion state of polytetrafluoroethylene (C) in the pellet can be understood. Specifically, the pellets are cooled to a very low temperature with liquid nitrogen or the like so that the dispersion state of polytetrafluoroethylene (C) does not change, and fibrillated poly is produced by causing the polycarbonate resin which is a matrix resin to be brittlely broken. The dispersion form of tetrafluoroethylene (C) is observed.
  • the visual field to be observed observes a relatively wide range of 127 ⁇ m ⁇ 95 ⁇ m in order to confirm the entire state.
  • the number of visual fields to be observed is not particularly limited, but it is preferable to observe, for example, three or more pellet fracture surfaces.
  • the diameter of the thickest portion (maximum width in the minor axis direction) is used.
  • the diameter of the thickest part of fibrils is 2 ⁇ m or less, preferably 1 ⁇ m or less.
  • the diameter of the thickest portion exceeds 2 ⁇ m, the appearance is degraded such as formation of streaky lines or variation in surface hue. If the diameter is 2 ⁇ m or less in the form of pellets, in an extremely thin-walled injection-molded product prescribed by the UL-94 standard, PTFE is further fibrillated and dispersed well by strong shear at the time of injection molding.
  • the number of white foreign matter present in an 80 mm ⁇ 52 mm ⁇ 2 mm molded product obtained by injection molding the flame retardant polycarbonate resin composition of the present invention is preferably 10 or less, more preferably 5 or less. When 11 or more are present, the surface is rough and the appearance tends to be deteriorated.
  • the white foreign matter is determined by observing the injection molded article visually and with an optical microscope and counting foreign matters of 50 ⁇ m or more present in the entire molded article.
  • the method for producing the polycarbonate resin composition of the present invention is not particularly limited.
  • a step of pre-mixing polycarbonate (A) and polytetrafluoroethylene (C) to obtain a pre-mixture, and the obtained pre-mixture (A) a production method including a step of melt-kneading with a flame retardant (B) and an elastomer (D) to obtain a melt-kneaded product, polycarbonate (A), flame retardant (B) and polytetrafluoroethylene (C)
  • Preparing by a manufacturing method including the steps of pre-mixing to obtain a pre-mixture, and melt-kneading the obtained pre-mixture with polycarbonate (A) and elastomer (D) to obtain a melt-kneaded product it can.
  • polytetrafluoroethylene can be well dispersed in polycarbonate, and the fibril diameter can be reduced.
  • Premixing step> In the pre-mixing, the polycarbonate (A) and the polytetrafluoroethylene (C) are mixed to prepare a master batch before melt-kneading. If necessary, the flame retardant (B) can also be premixed together.
  • the mixing method is not particularly limited, and a method of mixing an aqueous dispersion of polycarbonate (A) and polytetrafluoroethylene (C) in solid state, and mixing polycarbonate (A) and polytetrafluoroethylene (C) in solid state Dry blend and the like.
  • a method of mixing an aqueous dispersion of polycarbonate (A) in a solid state and polytetrafluoroethylene (C) is preferable in that uniform dispersibility is obtained.
  • the mixing means is not particularly limited, but it is preferable to mix while stirring, and a common mixer (for example, a Nauta mixer, a Henschel mixer, a butterfly mixer, etc.), a homogenizer, a blender, etc. can be used.
  • a common mixer for example, a Nauta mixer, a Henschel mixer, a butterfly mixer, etc.
  • a homogenizer for example, a blender, etc.
  • the pH may be adjusted using an acid or a base.
  • the mixing amount of polytetrafluoroethylene (C) in the pre-mixing step is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 33 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate (A) used in the pre-mixing step -25 parts by mass is more preferable, and 3-15 parts by mass is more preferable.
  • the mixing amount of the flame retardant (B) is not particularly limited, but 0.005 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate (A) used in the preparatory mixing step Preferably, 0.01 to 80 parts by mass is more preferable.
  • the thermoplastic resin (E) may be mixed with the polycarbonate (A) and the polytetrafluoroethylene (C), and the polytetrafluoroethylene (C) and the thermoplastic resin (E) are mixed in advance. You may pre-mix with a polycarbonate (A) and an elastomer (D) later.
  • the polytetrafluoroethylene (C) and the thermoplastic resin (E) are preferably used as an aqueous dispersion.
  • the kneading amount of the thermoplastic resin (E) in the preliminary mixing is also not particularly limited, but is preferably 0.1 to 33% by mass, relative to 100 parts by mass of the polycarbonate (A) used in the preliminary mixing step. % By mass is more preferable, and 3 to 20% by mass is even more preferable.
  • a drying step is provided after the pre-mixing.
  • various drying means such as hot air drying, vacuum drying, steam drying, spin drying, suction drying and the like can be mentioned.
  • melt-kneading process In melt-kneading, the premix obtained in the preliminary mixing step is melt-kneaded with the polycarbonate (A), the flame retardant (B), and the elastomer (D).
  • the flame retardant (B) When the flame retardant (B) is mixed in the preliminary mixing step, it is not necessary to knead the flame retardant in the melt-kneading step.
  • the kneading method is not particularly limited, and examples thereof include an extruder (melt kneader, melt kneader), a batch kneader, and the like.
  • the extruder may be a single-screw or multi-screw, and in the case of multi-screw, a twin-screw extruder such as an interlocking type co-rotating twin-screw extruder or a multi-screw extruder having two or more screws can be preferably used. .
  • a normal meshing type co-rotating twin-screw extruder or the like is preferably used.
  • the kneading temperature is not particularly limited, but is preferably 220 ° C. to 340 ° C., and more preferably 240 ° C. to 320 ° C. When the temperature is higher than 340 ° C., decomposition of the resin and additives tends to occur and aggregation of the additives occurs to cause appearance defect of the molded article.
  • the addition amount of the polycarbonate (A) to be newly blended in the melt-kneading step is not particularly limited, but is preferably 250 to 10000 parts by mass, more preferably 500 to 5000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the preliminary mixture. If it exceeds 10000 parts by mass, the productivity is poor, and if it is less than 250 parts by mass, uniform flame retardancy tends not to be obtained.
  • the addition amount of the flame retardant (B) to be added in the melt-kneading step is not particularly limited, but 0.01 to 40 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the polycarbonate contained in the prekneaded material and the polycarbonate newly added.
  • the amount is preferably 0.01 to 25 parts by mass, more preferably 0.01 to 10 parts by mass, and particularly preferably 0.01 to 5 parts by mass. If the amount is less than 0.01 parts by mass, it will be difficult to obtain stable flame retardance, and if it exceeds 40 parts by mass, decomposition of the polycarbonate may be caused to cause a problem in production.
  • the present invention also relates to a resin molded product obtained by molding the flame retardant polycarbonate resin composition. Since the flame-retardant polycarbonate resin composition of the present invention is used, the molded article has few foreign substances, and is excellent in not only flame retardancy and mechanical strength but also surface appearance.
  • the polycarbonate resin composition of the present invention is rated V when the vertical combustion test (V test) according to UL Standard 94 (combustibility test of plastic material for parts of equipment) is performed with a test piece thickness of 1.5 mm. It is preferably -0 or V-1.
  • a polytetrafluoroethylene particle aqueous dispersion primary particle diameter: 0.15 to 0.25 ⁇ m: Polyflon D210-C manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • a styrene-acrylonitrile copolymer particle aqueous solution A dispersion (primary particle diameter: 0.05 to 1 ⁇ m: K-1158 manufactured by Japan
  • Premixture A a neutralized mixed solution (solid content 0.46 parts by mass) was added to 4 parts by mass of a powder of polycarbonate resin particles (primary particle diameter 1 mm). Next, the mixture was heated to 80 ° C., stirred for 0.5 hours using a super mixer, and then dried to prepare Premixture A.
  • the mass ratio of PC resin particles to PTFE particles to SAN particles in Premixture A is 89.0: 6.5: 6.5.
  • the obtained pre-mixture A had an average particle diameter of 5 mm or less.
  • Premix B was prepared as in Example 1.
  • the mass ratio of PC resin particles to PTFE particles to SAN particles in Premixture B is 89.7: 6.7: 3.6.
  • the obtained pre-mixture B had an average particle diameter of 5 mm or less.
  • Premix C was prepared as in Example 1.
  • the mass ratio of PC resin particles to PTFE particles to SAN particles in Premixture C is 82.3: 6.2: 11.5.
  • the obtained pre-mixture C had an average particle diameter of 5 mm or less.
  • Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 Each component was charged into a tumbler so as to have the composition described in Table 1, and dry mixed for 10 minutes. Next, using a twin-screw extruder (TEX30 ⁇ manufactured by Japan Steel Works, Ltd.), the mixture was kneaded at a melting temperature of 280 ° C. to obtain pellets of each polycarbonate resin composition. The obtained pellet was injection-molded by an injection molding machine (ROBOSHOT S-2000i manufactured by FANAC), and the obtained molded product was subjected to the evaluation described later.
  • the details of each component described in Table 1 are as follows. Premixtures A to C were prepared in the above-mentioned Preparation Examples 1 to 3. Moreover, in all the Examples and Comparative Examples, a small amount of an antioxidant (phosphorus type and phenol type) and a mold release agent are commonly added.
  • PC polycarbonate resin (SD polycarbonate 200-20 manufactured by Sumika Polycarbonate Co., Ltd .: aromatic polycarbonate resin, bulk density 0.7 g / ml)
  • Flame retardant Silicone flame retardant (copolymer of diorganodichlorosilane, monoorganotrichlorosilane, and tetrachlorosilane, M / D / T / Q of main chain structure 14/16/70/0 (mole Ratio), the ratio of phenyl group in all organic functional groups is 32 mol%, terminal group is methyl group, weight average molecular weight is about 65,000)
  • Elastomer Kaneace M711 manufactured by Kaneka Co., Ltd., core
  • ⁇ Appearance Evaluation 1 Number of Foreign Matter>
  • the pellets obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6 were dried at 125 ° C. for 4 hours, and then using an injection molding machine (ROBOSHOT S-2000i manufactured by FANAC), the temperature at the time of test piece molding 300 Test pieces (80 mm ⁇ 52 mm ⁇ 2 mm flat plate) were produced under the conditions of ° C., injection pressure 100 MPa, and mold temperature 100 ° C. Next, the visible area of each test piece was observed visually and with an optical microscope, and the number of foreign substances having a diameter of 50 ⁇ m or more was counted. The following criteria evaluated. The results are shown in Table 1. : The number of foreign particles is 0 to 5 and the surface roughness is hardly ⁇ : the number of foreign particles is 6 to 10 and the surface roughness is slightly x: the number of foreign particles is more than 10, The surface roughness is large
  • ⁇ Appearance evaluation 2 surface color unevenness>
  • a polycarbonate resin composition was tested in the same manner as in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 except that 1.0% by mass of TiO 2 and 0.0025% by mass of carbon black were blended as colorants. It was a piece. Specifically, pellets obtained in the same manner as in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6 except that 1.0% by mass of TiO 2 and 0.0025% by mass of carbon black were blended as coloring agents. After drying for 4 hours at 125 ° C., using an injection molding machine (ROBOSHOT S-2000i manufactured by FANAC), the test was performed under the conditions of temperature 300 ° C., injection pressure 100 MPa and mold temperature 100 ° C.
  • ROBOSHOT S-2000i manufactured by FANAC
  • a piece (80 mm ⁇ 52 mm ⁇ 2 mm flat plate) was produced.
  • a flat LED light about 170 mm ⁇ 120 mm
  • a light surface of about 170 mm ⁇ 120 mm (Nan Guang Web LED Photo Light WP-960) from both directions of 90 ° to the main surface on one side of the test specimen in a dark screen.
  • the white light of light illumination (about 2180 Lx / 50 cm) was irradiated.
  • a two-dimensional color luminance meter (CA2000 manufactured by Konica Minolta) was installed at a distance of about 10 cm in the vertical direction from the main surface of the test piece, and the luminance was measured at 12 points on the main surface.
  • Hue variation ((maximum luminance ⁇ minimum luminance) / average luminance) ⁇ 100 was calculated using the maximum luminance and the minimum luminance among the obtained luminances and the average luminance at 12 locations. The average of the hue variation (%) of the five test pieces was taken as the average hue variation (%). From the result of the average hue variation (%) obtained, the color unevenness of the surface was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
  • Good Average hue variation is 31.0% or more and less than 32.0%, and although color unevenness is small, some color unevenness can be recognized visually.
  • X The average hue variation is 32.0% or more, the color unevenness is large, and the color unevenness can be clearly recognized visually.
  • a molded article molded from the obtained resin composition has both excellent flame retardancy, mechanical strength and excellent appearance, and is paint-less, surface Since there are many merits such as eliminating the need for coating, etc., it can be suitably applied to applications requiring improvement in appearance and has extremely high industrial utility value.

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Abstract

本発明は、優れた難燃性、機械的強度、および優れた外観を両立したポリカーボネート樹脂組成物成形品を与える新規なポリカーボネート樹脂組成物を提供する。 本発明は、(A)ポリカーボネート、(B)シリコーン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤およびリン酸エステル系難燃剤からなる群より選択される少なくとも1種の難燃剤、(C)ポリテトラフルオロエチレン、および、(D)エラストマーを含有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物であって、組成物中の難燃剤(B)の含有量が0.001~40質量%、ポリテトラフルオロエチレン(C)の含有量が0.1~1.0質量%、エラストマー(D)の含有量が1.5質量%以下であることを特徴とする難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に関する。

Description

難燃性ポリカーボネート樹脂組成物
本発明は、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に関する。
ポリカーボネート樹脂組成物は、透明性、難燃性、耐熱性、機械的強度などに優れていることから、電気、電子、ITE、機械、自動車、建材等の分野で広く用いられている。近年、これらの分野においては、より高い難燃性が要求されており、例えばアンダーライターズ・ラボラトリーズ・インクが定めているUL94試験(機器の部品用プラスチック材料の燃焼性試験)に準拠した難燃性の評価において、V-0やV-1に適合するような高い難燃性が求められている。
ポリカーボネート樹脂組成物がこのような高い難燃性を発揮するためには、燃焼時の樹脂の滴下(ドリップ)が生じないことが必要である。燃焼時の樹脂の滴下を抑制する手段としては、ポリカーボネート樹脂組成物に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂を配合する。しかしながら、ポリカーボネート樹脂組成物にポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂を配合すると、フッ素樹脂が凝集し、ポリカーボネート樹脂組成物の成形品の表面にフッ素樹脂粒子が浮き出るなど、外観が劣化するという問題がある。
このような問題を解決する方法として、例えば特許文献1には、ポリカーボネート系樹脂に対して、難燃剤とポリテトラフルオロエチレンを配合し、さらに、ポリテトラフルオロエチレンとして懸濁重合により製造したものを用いる技術が開示されている。しかしながら、この方法によっても、ポリカーボネート樹脂組成物中において、ポリテトラフルオロエチレンが凝集し、ポリカーボネート樹脂組成物の成形品の表面にポリテトラフルオロエチレン粒子が浮き出て筋状のラインが形成されたり、表面の色相にばらつきが発生するなど、外観が劣化する問題が十分に解決できていない。UL-94規格に規定する極めて薄肉の射出成型品では、射出成形時の強力なせん断によってPTFEがさらにフィブリル化し、狭い視野の中ではフィブリルの最も太い部分の直径であっても2μm以下となることがあるが、成形品の表面外観は充分に改善できるものではない。
近年、ポリカーボネート樹脂組成物の成形品には、優れた難燃性と共に、より優れた外観が要求されているが、特許文献1に開示されたような方法では、ポリカーボネート樹脂組成物に求められる優れた難燃性と外観とを両立することができないという問題がある。外観を改良できれば塗装レス、表面コーティングが不要となるなど工程が減るメリットが多くあるため、さらなる外観改良の要求が高まっている。
特開2010-106097号公報
本発明は、優れた難燃性、機械的強度、および優れた外観を両立したポリカーボネート樹脂組成物成形品を与える新規なポリカーボネート樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、前記課題を解決すべく製造方法について鋭意検討を行ったところ、ポリカーボネート、特定の難燃剤、ポリテトラフルオロエチレン、エラストマーを含有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物において、特定の難燃剤、ポリテトラフルオロエチレン、エラストマーを特定量含有させることにより、優れた難燃性が維持されたうえで、ポリテトラフルオロエチレンを含む従来のポリカーボネート樹脂組成物では避けることができなかった外観の劣化(成形品の表面にフッ素樹脂が浮き出た筋状のライン形成、色相ばらつき)が、効果的に抑制されることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、(A)ポリカーボネート、(B)シリコーン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤およびリン酸エステル系難燃剤からなる群より選択される少なくとも1種の難燃剤、(C)ポリテトラフルオロエチレン、および、(D)エラストマーを含有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物であって、組成物中の難燃剤(B)の含有量が0.001~40質量%、ポリテトラフルオロエチレン(C)の含有量が0.1~1.0質量%、エラストマー(D)の含有量が1.5質量%以下であることを特徴とする、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に関する。
エラストマー(D)は、メタクリル酸メチル-ブタジエン-スチレン共重合体、メタクリル酸メチル-ブタジエン共重合体、スチレン-ブタジエン系トリブロック共重合体、スチレン-イソプレン系トリブロック共重合体、オレフィン系熱可塑性エラストマーからなる群より選択される少なくとも1種であるのが好ましい。
さらに、(E)スチレン-アクリロニトリル共重合体、ポリメタクリルスチレン、ポリエステル、ポリアミド、および、エチレンビニルアセテート重合体からなる群より選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
熱可塑性樹脂(E)の含有量が、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物中、0.005~5質量%であることが好ましい。
前記樹脂組成物において、エラストマー(D)を配合せずに作製した試験用樹脂組成物を流動方向に垂直な方向に凍結破断させた破断面を走査型電子顕微鏡で観察した127μm×95μmの任意の一視野に存在するポリテトラフルオロエチレン(C)のフィブリルの最も太い部分の直径が2μm以下であることが好ましい。
難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形して得られた80mm×52mm×2mmの成形品に存在する50μm以上の異物の個数が10個以下であることが好ましい。
ポリテトラフルオロエチレン(C)の平均粒子径が200μm以下であることが好ましい。
熱可塑性樹脂(E)の平均粒子径が5μm以下であることが好ましい。
また、本発明は、前記難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られた樹脂成形品に関する。
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物では、ポリカーボネート、特定の難燃剤、ポリテトラフルオロエチレン、エラストマーを含有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物であって、特定の難燃剤、ポリテトラフルオロエチレン、エラストマーを特定量含有するため、該ポリカーボネート樹脂組成物を用いて成形すると、優れた難燃性が維持されたうえで、ポリテトラフルオロエチレンを含む従来のポリカーボネート樹脂組成物では避けることができなかった外観の劣化が、効果的に抑制できる。その結果、同じ難燃性であれば、ポリテトラフルオロエチレン(C)の配合量を低減できるとともに、外観も改善できる。
以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は、以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、(A)ポリカーボネート、(B)シリコーン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤およびリン酸エステル系難燃剤からなる群より選択される少なくとも1種の難燃剤、(C)ポリテトラフルオロエチレン、および、(D)エラストマーを含有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物であって、組成物中の難燃剤(B)の含有量が0.001~40質量%、ポリテトラフルオロエチレン(C)の含有量が0.1~1.0質量%、エラストマー(D)の含有量が1.5質量%以下であることを特徴とする。
<配合成分>
本発明で使用するポリカーボネート(A)とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体である。代表的なものとしては、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。
上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールAの他に、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、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル-3-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-第三ブチルフェニル)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-ジブロモフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジクロロフェニル)プロパンのようなビス(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)シクロヘキサンのようなビス(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’-ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジ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のような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のような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のような、ジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。
これらは単独または2種類以上混合して使用されるが、これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、4,4’-ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。
さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物とともに以下に示すような3価以上のフェノール化合物を混合使用してもよい。3価以上のフェノール化合物としてはフロログルシン、4,6-ジメチル-2,4,6-トリ-(4-ヒドロキシフェニル)-ヘプテン、2,4,6-ジメチル-2,4,6-トリ-(4-ヒドロキシフェニル)-ヘプタン、1,3,5-トリ-(4-ヒドロキシフェニル)-ベンゾール、1,1,1-トリ-(4-ヒドロキシフェニル)-エタンおよび2,2-ビス-〔4,4-(4,4’-ジヒドロキシジフェニル)-シクロヘキシル〕-プロパンなどが挙げられる。
ポリカーボネート(A)の粘度平均分子量(Mv)は、特に限定されないが、成形加工性、強度の面より10000~100000が好ましく、15000~35000が好ましい。また、かかるポリカーボネートを製造するに際し、分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。なお、ポリカーボネートの粘度平均分子量(Mv)は、0.5質量%の塩化メチレン溶液とし、キャノンフェンスケ型粘度管を用い、温度20℃で比粘度(ηsp)を測定し、濃度換算により極限粘度〔η〕を求め、下記のSCHNELLの式から算出した値である。
     〔η〕=1.23×10-4×Mv0.83
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に含まれるポリカーボネートの割合としては、ポリカーボネート樹脂組成物に対して優れた難燃性、機械的強度および優れた外観を付与する観点から、50~99.5質量%が好ましく、70~99.5質量%がより好ましく、85~99.5質量%がさらに好ましい。
ポリカーボネート(A)の形態は特に限定されず、たとえばペレット状物、フレーク状物、ビーズ状物等が挙げられる。なかでも、均質な分散性を得られる点で、フレーク状物が好ましく、多孔質フレーク状物がより好ましい。ポリカーボネートの嵩密度も特に限定されないが、0.1~0.9が好ましく、0.1~0.7がより好ましい。ここで、嵩密度とは、JISK7370の固め見かけかさ密度に準拠して測定される値をいう。ポリカーボネートの大きさは特に制限されないが、5mm以下が好ましい。
本発明で使用する難燃剤(B)は、シリコーン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤からなる群より選択される少なくとも1種である。優れた難燃性と優れた外観を発揮する観点から、シリコーン系難燃剤が特に好ましい。シリコーン系難燃剤としては、例えば、特開平11-217494号公報に記載された主鎖が分岐構造でかつ含有する有機官能基中に芳香族基を持つシリコーン化合物が好ましい。
より具体的には、下記一般式に示されるような、主鎖が分岐構造でかつ有機官能基として芳香族基を含有するもの、すなわち、分岐単位として T単位および/またはQ単位を持つものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(ここで、R、RおよびRは主鎖の有機官能基を、Xは末端の官能基を表わす。l、m、nは、それぞれ1以上の整数である。)
これらは全体のシロキサン単位の20mol%以上含有することが好ましい。20mol%未満であると、シリコーン化合物の耐熱性が低下してその難燃性の効果が下がり、またシリコーン化合物自体の粘度が低すぎてポリカーボネートとの混練性や成形性に悪影響を及ぼす場合がある。さらに好ましくは30mol%以上、95mol%以下である。30mol%以上だとシリコーン化合物の耐熱性が一層上がり、これを含有したポリカーボネート樹脂の難燃性が大幅に向上する。しかし95mol%を超えるとシリコーンの主鎖の自由度が減少して、燃焼時の芳香族基の縮合が生じにくくなる場合があり、顕著な難燃性を発現しにくくなる場合がある。
また、シリコーン化合物が有する有機官能基のうち、芳香族基が20mol%以上であることが好ましい。この範囲未満であると、燃焼時に芳香族基同士の縮合が起こりにくくなり難燃効果が低下する場合がある。さらに好ましくは40~95mol%である。40mol%以上であれば、燃焼時の芳香族基が一層効率的に縮合できると同時に、ポリカーボネート樹脂(A)中でのシリコーン化合物の分散性が大幅に改良され、極めて良好な難燃効果を発現できる。95mol%を超えると芳香族基同士の立体障害により、これらの縮合が生じにくくなる場合があり、顕著な難燃効果を発現できにくくなる場合がある。
芳香族基としては、フェニル、ビフェニル、ナフタレン、またはこれらの誘導体であるが、シリコーン化合物の安全面からは、フェニル基が好ましい。シリコーン化合物中の有機官能基で、主鎖や分岐した側鎖に付いたもののうち、芳香族基以外の有機基としてはメチル基が好ましく、さらに、末端基はメチル基、フェニル基、水酸基、アルコキシ基(特にメトキシ基)の内から、選ばれた1種またはこれらの2種から4種までの混合物であることが好ましい。これらの末端基の場合、反応性が低いため、ポリカーボネート樹脂(A)とシリコーン化合物の混練時に、シリコーン化合物のゲル化(架橋化)が起こりにくいので、シリコーン化合物がポリカーボネート樹脂(A)中に均一に分散でき、その結果、一層良好な難燃効果を持つことができ、さらに成形性も向上する。特に好ましくはメチル基である。これの場合、極端に反応性が低いので、分散性が極めて良好になり、難燃性をさらに向上することができる。
シリコーン化合物の重量平均分子量は、5000~500000が好ましい。5000未満だとシリコーン化合物自体の耐熱性が低下して難燃性の効果が低下し、さらに溶融粘度が低すぎて成形時にポリカーボネート樹脂(A)の成形体表面にシリコーン化合物が浸み出して成形性を低下させる場合があり、また500000を超えると溶融粘度が増加してポリカーボネート樹脂(A)中での均一な分散が損なわれ難燃性の効果や成形性が低下する場合がある。さらに特に好ましくは10000~270000である。この範囲ではシリコーン化合物の溶融粘度が最適となるため、ポリカーボネート樹脂(A)中でシリコーン化合物が極めて均一に分散でき、表面への過度な浸みだしもないため、一層良好な難燃性と成形性を達成できる。
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に含まれる難燃剤(B)の割合は、ポリカーボネート樹脂組成物に対して優れた難燃性および優れた外観を付与する観点から、0.001~40質量%である。シリコーン系難燃剤では0.05~5質量%が好ましい。
難燃剤(B)としては、ハロゲン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤も使用することができる。ハロゲン系難燃剤としては、例えばテトラブロモビスフェノールA[2,2-ビス(3,5-ジブロモ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン]からのポリカーボネート、テトラブロモビスフェノールAとビスフェノールAとのコポリカーボネート、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、テトラブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモシクロドデカン、エチレンビステトラブロモフタルミド、トリス(ペンタブロモベンジル)イソシアヌレート、ブロム化ポリスチレン、テトラブロモビスフェノールA-エポキシ樹脂等を挙げることができる。リン酸エステル系難燃剤としては、例えば、フェニル・レゾルシンポリホスフェート、クレジル・レゾルシンポリホスフェート、フェニル・クレジル・レゾルシンポリホスフェート、フェニル・ヒドロキノンポリホスフェート、クレジル・ヒドロキノンポリホスフェート、フェニル・クレジル・ヒドロキノンポリホスフェート、フェニル・2,2-ビス(4-オキシフェニル)プロパン(:ビスフェノ-ルA型)ポリホスフェート、クレジル・2,2-ビス(4-オキシフェニル)プロパン(:ビスフェノールA型)ポリホスフェート、フェニル・クレジル・2,2-ビス(4-オキシフェニル)プロパン(:ビスフェノールA型)ポリホスフェート、キシリル・レゾルシンポリホスフェート、フェニル、p-t-ブチルフェニルレゾルシン・ポリホスフェート、フェニルイソプロピルフェニルレゾルシンポリホスフェート、クレジルキシリルレゾルシンポリホスフェート、フェニルイソプロピルフェニルジイソプロピルフェニルレゾルシンポリホスフェート等が挙げられる。これらは市販品、例えば大八化学工業社製CR741、CR733S、PX-200等として入手可能である。各難燃剤(B)の割合としては、ハロゲン系難燃剤では5~35質量%がより好ましい。リン酸エステル系難燃剤では3~25質量%が好ましい。
本発明で使用するポリテトラフルオロエチレン(C)は特に限定されず、ポリテトラフルオロエチレンホモポリマーを使用しても良いが、ポリテトラフルオロエチレンの性能を損なわない程度のコポリマー及びターポリマーを含有しているものを使用してもよい。また、ポリテトラフルオロエチレンは、コポリマーであっても良い。
ポリテトラフルオロエチレン(C)の形態は特に限定されないが、粒子が好ましい。平均粒子径は200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。200μm以下であれば、優れた難燃性及び優れた外観を付与することができる。ここで、平均粒子径とは、複合樹脂粒子1gに対して、50mlの塩化メチレンを加えて、23℃下、3時間放置して得られた溶液を20分間スターラーで攪拌し、溶解せずに残ったPTFE粒子100個について、長径及び短径を測定し、(長径+短径)/2を粒径とし、100個のPTFE粒子の粒径の平均値をいう。
なお、ポリテトラフルオロエチレン粒子をポリカーボネート樹脂組成物に添加するために使用することができる、PTFE含有添加剤が市販されているが(例えば、三菱レイヨン社製のA3800、シャインポリマー社製のSN3307など)、該添加剤は、上記の測定方法で測定した平均粒子径は200μm以下にはならない。
ポリテトラフルオロエチレン(C)は、比較的均一な分散性の点、すなわち、ポリテトラフルオロエチレンの凝集物の発生を少なく、均一な分散性・再現性に優れる点で、水性分散体として使用することが好ましい。水性分散体におけるポリテトラフルオロエチレン(C)の固形分率は特に限定されないが、20~65質量%が好ましく、20~70質量%がより好ましい。
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に含まれるポリテトラフルオロエチレン(C)の含有量は、ポリカーボネート樹脂組成物に対して優れた難燃性および優れた外観を付与する観点から、0.1~1.0質量%であるが、0.1~0.5質量%がより好ましい。
ポリテトラフルオロエチレン(C)は、ポリカーボネート樹脂組成物に対して親和性の低いポリテトラフルオロエチレン粒子をポリカーボネート樹脂組成物中に均一性高く分散することができるため、ポリカーボネート樹脂粒子とあらかじめ混合した複合樹脂粒子として用いることが好ましい。複合樹脂粒子はポリカーボネート樹脂組成物中に配合された際に、複合樹脂粒子中のポリカーボネート樹脂粒子が、ポリカーボネート樹脂組成物中に溶融する際に、ポリテトラフルオロエチレン粒子がポリカーボネート樹脂組成物中に高い均一性で分散し、混合中にポリテトラフルオロエチレン粒子が凝集することが効果的に抑制される。また、複合粒子が熱可塑性樹脂を含む場合、熱可塑性樹脂の効果によりポリカーボネート樹脂組成物との親和性がより高まり、さらに均一性の高い分散が可能となる。これにより、ポリテトラフルオロエチレン粒子を含むポリカーボネート樹脂組成物の外観の劣化(成形品の表面にフッ素樹脂が浮き出て筋状のラインが形成されたり、表面の色相にばらつきが発生するなど)が、効果的に抑制できる。
複合樹脂粒子に使用するポリカーボネート樹脂粒子の平均粒子径としては、特に制限されないが、ポリカーボネート樹脂組成物に対して、優れた難燃性及び優れた外観を付与する観点から、5mm以下が好ましく、3mm以下がより好ましい。ポリカーボネート樹脂粒子がこのような粒子径を備えていることにより、本発明の複合樹脂粒子をポリカーボネート樹脂組成物中に均一に分散させやすくなる。
ポリカーボネート樹脂粒子の嵩密度は0.1~0.9であるが、0.1~0.7がより好ましい。0.1未満または0.9を超えると、均一に分散状態が発現出来ない、または加工時の材料供給性が不安定になる。ここで、嵩密度とは、JISK7370固め見かけ嵩密度に準拠して測定される値をいう。
複合樹脂粒子に含まれるポリカーボネート樹脂粒子の割合としては、ポリカーボネート樹脂組成物に対して優れた難燃性、機械的強度および優れた外観を付与する観点からは、0~99.5質量%が好ましく、70~99.5質量%がより好ましく、85~99.5質量%がさらに好ましい。
複合樹脂粒子に含まれるポリテトラフルオロエチレン粒子の割合としては、ポリカーボネート樹脂組成物に対して優れた難燃性、機械的強度、優れた外観を付与する観点からは、0.1~33質量%が好ましく、0.2~25質量%がより好ましく、3~15質量%がさらに好ましい。
このような複合樹脂粒子は、たとえば次の工程を備える方法により好適に製造することができる。
工程1:ポリテトラフルオロエチレン粒子の水性分散体と熱可塑性樹脂粒子の水性分散体とを混合して、混合分散体を調製する。
工程2:ポリカーボネート樹脂粒子及び混合分散体を混合する。
ポリテトラフルオロエチレン粒子、熱可塑性樹脂粒子、及びポリカーボネート樹脂粒子の詳細(樹脂の種類や粒子径など)については、前述の通りである。また、これらの配合割合についても、本発明の複合樹脂粒子における含有量となるように調整すればよい。
工程1において、ポリテトラフルオロエチレン粒子の水性分散体及び熱可塑性樹脂粒子の水性分散体としては、例えば、市販品を使用することができる。ポリテトラフルオロエチレン粒子の水性分散体中における固形分としては、通常、20~65質量%が挙げられる。また、熱可塑性樹脂粒子の水性分散体における固形分としては、通常、20~70質量%が挙げられる。
また、工程1において、ポリテトラフルオロエチレン粒子の水性分散体及び熱可塑性樹脂粒子の水性分散体の混合は、攪拌機などを用いて行うことができる。なお、これらの樹脂粒子の混合分散体を調製する際には、酸または塩基を用いてpHを調整してもよい。
工程2において、ポリカーボネート樹脂粒子および混合分散体を混合する方法としては、一般的なミキサー(例えば、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、バタフライミキサーなど)、ホモジナイザー、ブレンダーなどを用いて行うことができる。
工程2の後に、乾燥工程を設けることが好ましい。乾燥手段としては、熱風乾燥、真空乾燥、蒸気乾燥、スピン乾燥、吸引乾燥などの各種乾燥手段が挙げられる。
本発明で使用するエラストマー(D)は、特に限定されないが、ゴム成分にこれと共重合可能な単量体成分とをグラフト共重合したグラフト共重合体が好ましい。グラフト共重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などのいずれの製造方法であってもよく、共重合の方式は一段グラフトでも多段グラフトであってもよい。
ゴム成分は、ガラス転移温度が通常0℃以下であるが、-20℃以下がより好ましく、-30℃以下がさらに好ましい。ゴム成分の具体例としては、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブチルアクリレートやポリ(2-エチルヘキシルアクリレート)、ブチルアクリレート・2-エチルヘキシルアクリレート共重合体などのポリアルキルアクリレートゴム、ポリオルガノシロキサンゴムなどのシリコーン系ゴム、ブタジエン-アクリル複合ゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN(Interpenetrating  Polymer  Network)型複合ゴム、スチレン-ブタジエンゴム、エチレン-プロピレンゴムやエチレン-ブテンゴム、エチレン-オクテンゴムなどのエチレン-α-オレフィン系ゴム、エチレン-アクリルゴム、フッ素ゴムなど挙げることができる。これらは、単独でも2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、機械的特性や表面外観の面から、ポリブタジエンゴム、ポリアルキルアクリレートゴム、ポリオルガノシロキサンゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴム、スチレン-ブタジエンゴムが好ましい。
ゴム成分とグラフト共重合可能な単量体成分の具体例としては、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、(メタ)アクリル酸化合物、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物;マレイミド、N-メチルマレイミド、N-フェニルマレイミド等のマレイミド化合物;マレイン酸、フタル酸、イタコン酸等のα,β-不飽和カルボン酸化合物やそれらの無水物(例えば無水マレイン酸等)などが挙げられる。これらの単量体成分は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、機械的特性や表面外観の面から、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、(メタ)アクリル酸化合物が好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物である。(メタ)アクリル酸エステル化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル等を挙げることができる。
本発明にて使用されるエラストマー(D)は、耐衝撃性や表面外観の点からコア/シェル型グラフト共重合体タイプのものが好ましい。なかでもポリブタジエン含有ゴム、ポリブチルアクリレート含有ゴム、ポリオルガノシロキサンゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴムから選ばれる少なくとも1種のゴム成分をコア層とし、その周囲に(メタ)アクリル酸エステルを共重合して形成されたシェル層からなる、コア/シェル型グラフト共重合体が特に好ましい。上記コア/シェル型グラフト共重合体において、ゴム成分を40重量%以上含有するものが好ましく、60重量%以上含有するものがさらに好ましい。また、(メタ)アクリル酸は、10重量%以上含有するものが好ましい。尚、本発明におけるコア/シェル型とは必ずしもコア層とシェル層が明確に区別できるものでなくてもよく、コアとなる部分の周囲にゴム成分をグラフト重合して得られる化合物を広く含む趣旨である。
これらコア/シェル型グラフト共重合体の好ましい具体例としては、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体(MBS)、メチルメタクリレート-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(MABS)、メチルメタクリレート-ブタジエン共重合体(MB)、メチルメタクリレート-アクリルゴム共重合体(MA)、メチルメタクリレート-アクリルゴム-スチレン共重合体(MAS)、メチルメタクリレート-アクリル・ブタジエンゴム共重合体、メチルメタクリレート-アクリル・ブタジエンゴム-スチレン共重合体、メチルメタクリレート-(アクリル・シリコーンIPNゴム)共重合体、ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含むシリコーン-アクリル複合ゴム等が挙げられ、ポリオルガノシロキサンとポリアルキル(メタ)アクリレートとを含むシリコーン-アクリル複合ゴムおよびメチルメタクリレート-ブタジエン共重合体(MB)が特に好ましい。このようなゴム性重合体は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明で使用するエラストマー(D)は、好適には、メタクリル酸メチル-ブタジエン-スチレン共重合体(MBS樹脂)、メタクリル酸メチル-ブタジエン共重合体、SBS、SEBSと呼ばれているスチレン-ブタジエン系トリブロック共重合体とその水添物、SPS、SEPSと呼ばれているスチレン-イソプレン系トリブロック共重合体とその水添物、TPOと呼ばれているオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系エラストマー、シロキサン系ゴム、アクリレート系ゴム等が挙げられ、メタクリル酸メチル-ブタジエン-スチレン共重合体、メタクリル酸メチル-ブタジエン共重合体、スチレン-ブタジエン系トリブロック共重合体、スチレン-イソプレン系トリブロック共重合体、オレフィン系熱可塑性エラストマーがより好適に使用できる。
このようなエラストマー(D)としては、例えば、ローム・アンド・ハース・ジャパン社製の「パラロイド(登録商標、以下同じ)EXL2602」、「パラロイドEXL2603」、「パラロイドEXL2655」、「パラロイドEXL2311」、「パラロイドEXL2313」、「パラロイドEXL2315」、「パラロイドKM330」、「パラロイドKM336P」、「パラロイドKCZ201」、三菱レイヨン社製の「メタブレン(登録商標、以下同じ)C-223A」、「メタブレンE-901」、「メタブレンS-2001」、「メタブレンSRK-200」、「メタブレンS-2030」カネカ社製の「カネエース(登録商標、以下同じ)M-511」、「カネエースM-600」、「カネエースM-400」、「カネエースM-580」、「カネエースM-711」、「カネエースMR-01」、宇部興産社製の「UBESTA XPA」等が挙げられる。
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に含まれるエラストマー(D)の割合は、1.5質量%以下であるが、0.1~1.5質量%が好ましい。1.5質量%を超えると、耐熱性、難燃性に劣る。一方、0.1質量部以上であれば、外観の劣化(成形品の表面にフッ素樹脂が浮き出た筋状のライン形成、色相ばらつき)を効果的に抑制できる。
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、前述した(A)~(D)成分以外に、難燃性のポリカーボネート樹脂組成物に一般的に配合される各種成分を配合することができる。このような成分としては、例えば、各種の樹脂、さらなる難燃剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、着色剤、充填材、離型剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、軟化材、展着剤(流動パラフィン、エポキシ化大豆油等)、さらなる有機金属塩などが挙げられる。
各種の樹脂としては、ポリカーボネート樹脂組成物に配合される公知の樹脂を配合することができる。各種の樹脂としては、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、ABS、AES、AAS、AS、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
酸化防止剤としては、ポリカーボネート樹脂組成物に配合される公知の酸化防止剤を使用することができる。酸化防止剤としては、リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤などが挙げられる。なかでも、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好適に使用され、例えば、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、チオジエチレン-ビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]などが挙げられる。酸化防止剤の配合量としては、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、例えば0.005~1質量部が挙げられる。
着色剤としては、ポリカーボネート樹脂組成物に配合される公知の着色剤を使用することができる。着色剤としては、特に制限されず、染料、顔料(二酸化チタン、カーボンブラックなど)を使用することができる。着色剤の配合量としては、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、例えば0.0001~10質量部が挙げられる。
充填材としては、ポリカーボネート樹脂組成物に配合される公知の充填材を使用することができる。充填材としては、特に制限されず、ガラス繊維、炭素繊維、シリカ、タルク、マイカなどが挙げられる。充填材の配合量としては、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、3~120質量部が好ましい。
有機金属塩としては、ポリカーボネート樹脂組成物に配合される公知の有機金属塩を使用することができる。有機金属塩としては、特に制限されず、芳香族硫黄化合物金属塩、パーフルオロアルカンスルホン酸金属塩などが挙げられる。有機スルホン酸金属塩の金属としてはアルカリ金属、アルカリ土類金属が挙げられる。有機金属塩の配合量としては、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.001~5質量部が好ましく、0.003~3質量部がより好ましい。
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物は、UL-94規格(機器の部品用プラスチック材料の燃焼性試験)の垂直燃焼試験(V試験)を、試験片の厚み1.5mmで行った場合の等級が、V-0またはV-1であることが好ましい。
前記樹脂組成物において、本発明に使用するエラストマーを配合せずに作製した試験用樹脂組成物を流動方向に垂直な方向に凍結破断させた破断面を走査型電子顕微鏡で観察した127μm×95μmの任意の一視野に存在するポリテトラフルオロエチレン(C)のフィブリルの最も太い部分の直径が2μm以下であることが好ましい。
樹脂組成物の流動方向に垂直な方向(TD方向)とは、樹脂ペレットにおいて樹脂の流動方向に垂直な方向をいう。流れ方向に垂直な断面を観察することによって、ペレット内でのポリテトラフルオロエチレン(C)の分散状態が理解できる。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(C)の分散状態が変化しないように、液体窒素等によりペレットを極めて低温まで冷却して、マトリックス樹脂であるポリカーボネートを脆性破壊させることによって、フィブリル化したポリテトラフルオロエチレン(C)の分散形態を観察する。冷却しない場合には、ポリカーボネートが延性破壊して、ポリテトラフルオロエチレン(C)を覆い、フィブリルを観察できなくなる。観察する視野は、全体の状態を確認するために、127μm×95μmという比較的広い範囲を観察する。観察する視野の個数は特に限定されないが、たとえば3つ以上のペレットの破断面を観察することが好ましい。3つのペレットを観察して、最も太い部分の直径が2μmを超えるポリテトラフルオロエチレン(C)のフィブリルが存在しなければ、全体にわたってポリテトラフルオロエチレン(C)の凝集はほとんど見られず、高い難燃性を発揮することになる。
ポリテトラフルオロエチレン(C)が、不均一な太さで分散している場合、最も太い部分の直径(短軸方向最大幅)を利用する。フィブリルの最も太い部分の直径は2μm以下であるが、1μm以下が好ましい。最も太い部分の直径が2μmを超えると、筋状のラインが形成されたり、表面の色相にばらつきが発生するなど、外観が劣化する。ペレットの状態で直径が2μm以下であれば、UL-94規格に規定する極めて薄肉の射出成型品では、射出成形時の強力なせん断によってPTFEはさらにフィブリル化し、良好に分散する。
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形して得られた80mm×52mm×2mmの成形品に存在する白色異物の個数は10個以下が好ましく、5個以下がより好ましい。11個以上存在すると、表面がざらつき、外観が劣化する傾向にある。ここで、白色異物は、射出成形品を目視と光学顕微鏡で観察し、成形品全体に存在する50μm以上の異物を数えることにより求める。
本願発明のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法は特に限定されないが、たとえばポリカーボネート(A)およびポリテトラフルオロエチレン(C)を予備混合して予備混合物を得る工程、および、得られた予備混合物を、ポリカーボネート(A)、難燃剤(B)およびエラストマー(D)と溶融混練して溶融混錬物を得る工程を含む製造方法や、ポリカーボネート(A)、難燃剤(B)およびポリテトラフルオロエチレン(C)を予備混合して予備混合物を得る工程、および、得られた予備混合物を、ポリカーボネート(A)およびエラストマー(D)と溶融混練して溶融混錬物を得る工程を含む製造方法によって作製することができる。これらの方法であれば、ポリカーボネート中において、ポリテトラフルオロエチレンを良好に分散させることができ、フィブリル径を小さくすることが可能である。
<予備混合工程>
予備混合とは、溶融混練させる前に、ポリカーボネート(A)とポリテトラフルオロエチレン(C)を混合して、マスターバッチを作製する。必要に応じて、難燃剤(B)も合わせて予備混合することもできる。混合方法としては特に限定されず、固体状態のポリカーボネート(A)とポリテトラフルオロエチレン(C)の水性分散体を混合する方法、ポリカーボネート(A)とポリテトラフルオロエチレン(C)を固体状態で混合するドライブレンドなどが挙げられる。なかでも、均一な分散性が得られる点で、固体状態のポリカーボネート(A)とポリテトラフルオロエチレン(C)の水性分散体を混合する方法が好ましい。混合手段は特に限定されないが、撹拌しながら混合することが好ましく、一般的なミキサー(例えば、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、バタフライミキサーなど)、ホモジナイザー、ブレンダーなどを使用できる。また、これらの樹脂粒子の混合分散体を調製する際には、酸または塩基を用いてpHを調整してもよい。
予備混合工程におけるポリテトラフルオロエチレン(C)の混合量は特に限定されないが、予備混合工程で使用するポリカーボネート(A)100質量部に対して、0.1~33質量部が好ましく、0.2~25質量部がより好ましく、3~15質量部がさらに好ましい。難燃剤(B)も予備混合する場合、難燃剤(B)の混合量は特に限定されないが、予備混合工程で使用するポリカーボネート(A)100質量部に対して、0.005~100質量部が好ましく、0.01~80質量部がより好ましい。
予備混合工程では、ポリカーボネート(A)とポリテトラフルオロエチレン(C)とともに、熱可塑性樹脂(E)を混合しても良く、予めポリテトラフルオロエチレン(C)と熱可塑性樹脂(E)を混合した後に、ポリカーボネート(A)およびエラストマー(D)と予備混合しても良い。ポリテトラフルオロエチレン(C)および熱可塑性樹脂(E)は、水性分散体として使用することが好ましい。
予備混合における熱可塑性樹脂(E)の混練量も特に限定されないが、予備混合工程で使用するポリカーボネート(A)100質量部に対して、0.1~33質量%が好ましく、0.2~25質量%がより好ましく、3~20質量%がさらに好ましい。
予備混合の後に、乾燥工程を設けることが好ましい。乾燥手段としては、熱風乾燥、真空乾燥、蒸気乾燥、スピン乾燥、吸引乾燥などの各種乾燥手段が挙げられる。
<溶融混練工程>
溶融混練とは、予備混合工程で得られた予備混合物を、ポリカーボネート(A)、難燃剤(B)、エラストマー(D)と溶融混練する。なお、予備混合工程で難燃剤(B)を混合した場合には、溶融混練工程で難燃剤を混練する必要はない。混練方法としては特に限定されず、例えば押出機(溶融混練機、溶融捏和機)、バッチ式混練機などが挙げられる。押出機としては、単軸でも多軸でも良く、多軸の場合、噛合い型同方向回転二軸押出機等の二軸押出機、二軸以上の多軸押出機を好ましく使用することができる。通常、通常の噛合い型同方向回転二軸押出機等が好ましく使用される。混練温度は特に限定されないが、220℃~340℃が好ましく、240℃~320℃がより好ましい。340℃を超える、高温になりすぎた場合、樹脂・添加剤の分解が発生および添加剤の凝集が発生し成形品の外観不良を引き起こす傾向がある。
溶融混練工程で新たに配合するポリカーボネート(A)の添加量は特に限定されないが、予備混合物100質量部に対して、250~10000質量部が好ましく、500~5000質量部がより好ましい。10000質量部を超えると、生産性が劣り、250質量部未満では、均一な難燃性が得られなくなる傾向がある。
溶融混練工程で添加する難燃剤(B)の添加量は特に限定されないが、予備混練物に含まれるポリカーボネートと新たに添加するポリカーボネートの合計100質量部に対して、0.01~40質量部が好ましく、0.01~25質量部がより好ましく、0.01~10質量部がさらに好ましく、0.01~5質量部が特に好ましい。0.01質量部未満では、安定した難燃性を得ることが難しくなり、40質量部を超えると、ポリカーボネートの分解を引き起こし、製造上において不具合が発生する可能性がある。
また、本発明は、前記難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られた樹脂成形品に関する。本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を使用するため、成形品には異物が少なく、難燃性、機械的強度とともに表面外観にも優れている。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、UL規格94(機器の部品用プラスチック材料の燃焼性試験)の垂直燃焼試験(V試験)を、試験片の厚み1.5mmで行った場合の等級が、V-0またはV-1であることが好ましい。
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、特にことわりがない限り、「部」及び「%」はそれぞれ質量基準である。
(製造例1)予備混合物Aの製造
ポリテトラフルオロエチレン粒子水性分散液(一次粒子径0.15~0.25μm:ダイキン工業株式会社製ポリフロンD210-C)と、スチレン-アクリロニトリル共重合体粒子水性分散液(一次粒子径0.05~1μm:日本A&L社製K-1158)とを、50:50(=PTEF粒子:SAN粒子)の質量比(固形分比)で混合した。得られた混合液を酸で中和して中和混合液を得た。次に、ポリカーボネート樹脂粒子(一次粒子径1mm)の粉末4質量部に、中和混合液(固形分0.46質量部)を添加した。次に、80℃に加温して、スーパーミキサーを用いて0.5時間攪拌した後、乾燥させて予備混合物Aを製造した。予備混合物A中のPC樹脂粒子と、PTFE粒子と、SAN粒子の質量比は、89.0:6.5:6.5である。また、得られた予備混合物Aは、前述の方法により測定した結果、5mm以下の平均粒子径を有していた。
<PTFE粒子の平均粒子径の測定>
予備混合物A1gに対して、50mlの塩化メチレンを加えて、23℃下、3時間放置した。次に、得られた溶液を20分間スターラーで攪拌し、溶解せずに残ったPTFE粒子100個について、長径及び短径を測定し、(長径+短径)/2を粒径とし、100個のPTFE粒子の粒径の平均値を、PTFE粒子の平均粒子径とした。その結果、予備混合物Aにおける当該平均粒子径は、70μmであった。なお、短径の最小値は9μm、長径の最大値は264μmであった。
(製造例2)予備混合物Bの製造
ポリテトラフルオロエチレン粒子水性分散液(一次粒子径0.15~0.25μm :ダイキン工業株式会社製ポリフロンD210-C)と、スチレン-アクリロニトリル共重合体粒子水性分散液(一次粒子径0.05~1μm:日本A&L社製K-1158)とを、65:35(=PTEF粒子:SAN粒子)の質量比(固形分比)で混合したこと以外は、製造例1と同様にして、予備混合物Bを製造した。予備混合物B中のPC樹脂粒子と、PTFE粒子と、SAN粒子の質量比は、89.7:6.7:3.6である。また、得られた予備混合物Bは、前述の方法により測定した結果、5mm以下の平均粒子径を有していた。
(製造例3)予備混合物Cの製造
ポリテトラフルオロエチレン粒子水性分散液(一次粒子径0.15~0.25μm :ダイキン工業株式会社製ポリフロンD210-C)と、スチレン-アクリロニトリル共重合体粒子水性分散液(一次粒子径0.05~1μm:日本A&L社製K-1158)とを、35:65(=PTEF粒子:SAN粒子)の質量比(固形分比)で混合したこと以外は、製造例1と同様にして、予備混合物Cを製造した。予備混合物C中のPC樹脂粒子と、PTFE粒子と、SAN粒子の質量比は、82.3:6.2:11.5である。また、得られた予備混合物Cは、前述の方法により測定した結果、5mm以下の平均粒子径を有していた。
(実施例1~7及び比較例1~6)
表1に記載の組成となるようにして、各成分をタンブラーに投入し、10分間乾式混合した。次に、二軸押出機((株)日本製鋼所製のTEX30α)を用いて、溶融温度280℃で混練し、各ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットを、射出成形機(FANAC社製のROBOSHOT S-2000i)で射出成形し、得られた成形品を後述の評価に供した。表1に記載の各成分の詳細は、以下の通りである。なお、予備混合物A~Cは、前述の製造例1~3で製造したものである。また、全ての実施例及び比較例において、共通して、酸化防止剤(リン系及びフェノール系)及び離型剤が微量添加されている。
(各成分)
・PC:ポリカーボネート樹脂(住化ポリカーボネート社製のSDポリカ200-20:芳香族ポリカーボネート樹脂、嵩密度 0.7g/ml)
・難燃剤:シリコーン系難燃剤(ジオルガノジクロロシラン、モノオルガノトリクロロシラン、及びテトラクロロシランの共重合体であり、主鎖構造のM/D/T/Q=14/16/70/0(モル比)、全有機官能基中のフェニル基の比率が32モル%、末端基がメチル基、重量平均分子量が65000程度)
・A3800:三菱レイヨン社製のPTFE/MS(ポリメタクリルスチレン)=50/50の粒子
・SN3307:シャインポリマー社製のPTFE/SAN(スチレン-アクリロニトリル共重合体)=50/50の粒子
・エラストマー: カネエースM711 カネカ社製、コア-シェル型メチルメタアクリレート・ブタジエンゴム(メタクリル酸メチル-ブタジエン共重合体)
・PTSNa:パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩
・C4:パーフルオロブタンスルホン酸カリウム塩
<A3800及びSN3307のPTFE粒子の平均粒子径の測定>
A3800及びSN3307について、前述の予備混合物Aと同様にして、PTFE粒子の平均粒子径を測定した。その結果、A3800の当該平均粒子径は317μmであった。なお、短径の最小値は82μm、長径の最大値は715μmであった。一方、SN3307の当該平均粒子径は253μmであった。なお、短径の最小値は79μm、長径の最大値は633μmであった。
<フィブリル直径(短軸方向最大幅)>
エラストマーを配合しないこと以外、実施例1と同様にして難燃性ポリカーボネート樹脂組成物ペレット(試験用)を作成した。得られたペレットにノッチを入れた後に、液体窒素で凍結し、流動方向に垂直な方向に破断させた。破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、127μm×95μmの任意の一視野に存在するポリテトラフルオロエチレン(C)のフィブリルの最も太い部分の直径(短軸方向最大幅)が2μmを超えるフィブリルの個数を数えた。合計3つのペレットについて測定し、2μmを超えるフィブリルが存在するものを×、存在しないものを〇として評価した。これらの結果を表1に示す。なお、ペレット破断面に露出するフィブリルにおいて、フィブリル断面の短軸方向最大幅をフィブリル直径と見做した。
<難燃性評価>
表1に示す配合比率の各実施例1~8および比較例1~6で得られたペレットを用いて、UL-94規格(機器の部品用プラスチック材料の燃焼性試験)に従い、垂直燃焼試験(V試験)を、試験片の厚み1.5mmで行い、その等級を評価した。結果を表1に示す。
<外観評価1:異物個数>
実施例1~8及び比較例1~6で得られたペレットを、125℃で4時間乾燥後、射出成形機(FANAC社製のROBOSHOT S-2000i)を用いて、試験片成形時の温度300℃、射出圧力100MPa、金型温度100℃の条件下で試験片(80mm×52mm×2mmの平板)を作製した。次に、各試験片の視認できる領域を目視及び光学顕微鏡で観察して、直径が50μm以上の異物の数をカウントした。以下の基準により評価した。結果を表1に示す。
〇:異物の数が0~5個であり、表面のざらつきが殆どない
△:異物の数が6~10個であり、表面のざらつきがややある
×:異物の数が10個超であり、表面のざらつきが大きい
<外観評価2:表面の色むら>
着色剤としてTiOを1.0質量%、カーボンブラックを0.0025質量%配合したこと以外は、実施例1~7及び比較例1~6と同様にして作製した、ポリカーボネート樹脂組成物を試験片とした。具体的には、着色剤としてTiOを1.0質量%、カーボンブラックを0.0025質量%配合したこと以外は、実施例1~8及び比較例1~6と同様にして得られたペレットを、125℃で4時間乾燥後、射出成形機(FANAC社製のROBOSHOT S-2000i)を用いて、試験片成形時の温度300℃、射出圧力100MPa、金型温度100℃の条件下で試験片(80mm×52mm×2mmの平板)を作製した。次に、暗幕中で、試験片の一方側の主面に対して90°の両方向から、ライト光面 約170mm×120mmのLED平面ライト(NanGuang社製Web LED Photo Light WP-960)を用いてライト照度(約2180Lx/50cm)の白色光を照射した。試験片の当該主面から垂直方向に約10cmの距離をおいて、2次元色彩輝度計(コニカミノルタ社製CA2000)を設置し、前記主面の12箇所について輝度を測定した。得られた各輝度のうちの最大輝度及び最小輝度、12箇所の平均輝度を用いて、色相ばらつき=((最大輝度-最小輝度)/平均輝度)×100を算出した。5つの試験片についての色相ばらつき(%)の平均を、平均色相ばらつき(%)とした。得られた平均色相ばらつき(%)の結果から、以下の基準により表面の色むらを評価した。結果を表1に示す。
◎:平均色相ばらつきが、31.0%未満であり、色むらが極めて少なく、目視でも色むらは殆ど認識できない。
〇:平均色相ばらつきが、31.0%以上32.0%未満であり、色むらは少ないが、目視で若干色むらが認識できる。
×:平均色相ばらつきが、32.0%以上であり、色むらは多く、目視で色むらがはっきりと認識できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物によれば、得られた樹脂組成物から成形した成形体は、優れた難燃性と機械的強度と優れた外観を両立しており、塗装レス、表面コーティングが不要となるなどのメリットが多くあるため、外観改良が要求される用途に好適に適用でき、極めて工業的利用価値が高い。

Claims (9)

  1. (A)ポリカーボネート、(B)シリコーン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤およびリン酸エステル系難燃剤からなる群より選択される少なくとも1種の難燃剤、(C)ポリテトラフルオロエチレン、および、(D)エラストマーを含有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物であって、
    組成物中の難燃剤(B)の含有量が0.001~40質量%、ポリテトラフルオロエチレン(C)の含有量が0.1~1.0質量%、エラストマー(D)の含有量が1.5質量%以下であることを特徴とする難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  2. エラストマー(D)が、メタクリル酸メチル-ブタジエン-スチレン共重合体、メタクリル酸メチル-ブタジエン共重合体、スチレン-ブタジエン系トリブロック共重合体、スチレン-イソプレン系トリブロック共重合体、オレフィン系熱可塑性エラストマーからなる群より選択される少なくとも1種である請求項1に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  3. さらに、(E)スチレン-アクリロニトリル共重合体、ポリメタクリルスチレン、ポリエステル、ポリアミド、および、エチレンビニルアセテート重合体からなる群より選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含む請求項1又は2のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  4. 熱可塑性樹脂(E)の含有量が、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物中、0.005~5質量%である請求項3に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  5. 前記樹脂組成物において、エラストマー(D)を配合せずに作製した試験用樹脂組成物を流動方向に垂直な方向に凍結破断させた破断面を走査型電子顕微鏡で観察した127μm×95μmの任意の一視野に存在するポリテトラフルオロエチレン(C)のフィブリルの最も太い部分の直径が2μm以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  6. 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形して得られた80mm×52mm×2mmの成形品に存在する50μm以上の異物の個数が10個以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  7. ポリテトラフルオロエチレン(C)の平均粒子径が200μm以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  8. 熱可塑性樹脂(E)の平均粒子径が5μm以下である、請求項4~7のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  9. 請求項1~8のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られた樹脂成形品。
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