JP2012007054A - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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- YIEIMGAENVRDAJ-UHFFFAOYSA-N C[Si+](c1ccccc1)(c1ccccc1)O[Si+](C)(c1ccccc1)O[Si+](C)(c1ccccc1)c1ccccc1 Chemical compound C[Si+](c1ccccc1)(c1ccccc1)O[Si+](C)(c1ccccc1)O[Si+](C)(c1ccccc1)c1ccccc1 YIEIMGAENVRDAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Abstract
難燃性、透明性、低ガス性、熱老化性、湿熱安定性に優れるポリカーボネート樹脂組成物を提供する。
【解決手段】
組成物に、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部と、有機スルホン酸金属塩(B)0.01〜1質量部と、動粘度1〜120センチストークス、屈折率1.45〜1.55、かつフェニル基含有量が、15〜45モル%のポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマー(C)0.05〜3質量部とを含有させる。
【選択図】なし
Description
なかでも透明な難燃性ポリカーボネート樹脂は、電機電子機器の意匠性部位、照明器具部材、建築・建材用の窓部材、屋根部材等に盛んに採用されている。
ン系難燃剤をポリカーボネート樹脂に配合することがなされてきた。しかしながら、塩素や臭素を含有するハロゲン系難燃剤を配合したポリカーボネート樹脂組成物は、熱安定性の低下や色相の悪化を招いたり、成形加工時における成形機のスクリューや成形金型の腐食を招いたりすることがあった。また、リン系難燃剤を配合したポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂の特徴である高い透明性を阻害したり、耐衝撃性や耐熱性の低下を招いたりするため、その用途が制限されることがあった。加えて、これらのハロゲン系難燃剤及びリン系難燃剤は、製品の廃棄、回収時に環境汚染を惹起する可能性があるため、近年ではこれらの難燃剤を使用することなく難燃化することが強く望まれている。
また、特許文献3で提案されているポリオルガノシロキサンは、アルコキシ基を含有するため、耐熱性に劣り、ポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性や熱老化性、湿熱安定性を低下させやすいという欠点を有していた。
さらに、特許文献4〜5で使用されているポリ(メチルフェニルシロキサン)もやはり、耐熱性に劣るため、このものを含むポリカーボネート樹脂組成物は、ガスが多く、金型汚染を引き起こしやすいという欠点を有していた。
特に特許文献5で提案されているポリカーボネート樹脂は、上述の理由で使用が好ましくないハロゲン系、リン系の難燃剤を含有しており、有機スルホン酸金属塩とポリ(メチルフェニルシロキサン)のみの組合せのものは、透明性、難燃性共に不十分であった。
その結果、ポリカーボネート樹脂に有機スルホン酸金属塩と、特定のポリオルガノシロキサンを含有させることで、耐衝撃性及び耐熱性のいずれも損なうことなく、難燃性が著しく向上し、さらには透明性、熱老化性、湿熱安定性にも優れるポリカーボネート樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成させた。
ポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマー(C)0.05〜3質量部とを含有することを特徴とする。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、少なくとも、ポリカーボネート樹脂と、有機スルホン酸金属塩と、特定のポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマーとを配合してなる。また、本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、必要に応じて、その他の成分を含有していてもよい。
また、離型性、耐擦傷性、撥水性、撥油性、耐薬品性、防汚性、絶縁性等を向上させることも期待できる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂の種類に制限は無い。また、ポリカーボネート樹脂は、1種類を用いてもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で併用してもよい。
なかでも、ポリカーボネート樹脂は、そのうちの一定割合以上として、構造粘性指数Nが所定範囲にあるポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
1,1−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)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(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
α,α'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、
1,3−ビス[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、
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)(4−プロペニルフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−ナフチルエタン、
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、
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)ペンタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、
4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン、
10−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン、
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ドデカン、
等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類;
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
4−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)−3,3−ジメチルシクロヘキサン、
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,4−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ジメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−プロピル−5−メチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−tert−ブチル−シクロヘキサン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−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)−4−フェニルシクロヘキサン、
等のビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。以下、これらの方法のうち特に好適なものについて具体的に説明する。
まず、ポリカーボネート樹脂を界面重合法で製造する場合について説明する。界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常pHを9以上に保ち、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体(好ましくは、ホスゲン)とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤(末端停止剤)を存在させるようにしてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
なお、反応温度は通常0〜40℃であり、反応時間は通常は数分(例えば、10分)〜数時間(例えば、6時間)である。
次に、ポリカーボネート樹脂を溶融エステル交換法で製造する場合について説明する。溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物;ジフェニルカーボネート;ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。中でも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートがより好ましい。なお、炭酸ジエステルは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
構造粘性指数Nとは、溶融体の流動特性を評価する指標である。通常、ポリカーボネート樹脂の溶融特性は、数式:γ=a・σNにより表示することができる。なお、前記の式中、γ:剪断速度、a:定数、σ:応力、N:構造粘性指数を表す。
上述の数式において、N=1のときはニュートン流動性を示し、Nの値が大きくなるほど非ニュートン流動性が大きくなる。つまり、構造粘性指数Nの大小により溶融体の流動特性が評価される。一般に、構造粘性指数Nが大きいポリカーボネート樹脂は、低剪断領域における溶融粘度が高くなる傾向がある。このため、構造粘性指数Nが大きいポリカーボネート樹脂を別のポリカーボネート樹脂と混合した場合、得られるポリカーボネート樹脂組成物の燃焼時の滴下を抑制し、難燃性を向上させることができる。
ポリカーボネート樹脂の中でも特に構造粘性指数Nが所定範囲にあるポリカーボネート樹脂を製造する場合には、上述のポリカーボネート樹脂の製造法に従って製造すればよい。この際、分岐構造を有するポリカーボネート樹脂(以下、適宜「分岐ポリカーボネート樹脂」という。)を製造するようにすると、構造粘性指数Nが所定範囲にあるポリカーボネート樹脂が得られやすく、好ましい。分岐ポリカーボネート樹脂は構造粘性指数Nが高くなる傾向があるためである。
1,3,5−トリヒドロキシベンゼン(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、
2,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−3、1,3,5−トリ(4−ヒドロキシフェニル)べンゼン、
C6H5−Si−(O−SiPh2−C3H6−C6H4−OH)3、
C6H5−Si−(O−SiMe2−C2H4−C6H4−OH)3、
C6H5−Si−(O−SiPh2−C2H4−C6H4−OH)3、
C6H5−Si−([O−SiMe2]5−C3H6−C6H4−OH)3、
C6H5−Si−([O−SiMe2]10−C3H6−C6H4−OH)3、
C6H5−Si−([O−SiMe2]50−C3H6−C6H4−OH)3、
C6H5−Si−([O−SiPh2]50−C3H6−C6H4−OH)3、
C6H5−Si−([O−SiMe2]8−[O−SiPh2]2−C3H6−C6H4−OH)3、
C6H5−Si−([O−SiMe2]16−[O−SiPh2]4−C3H6−C6H4−OH)3、等のケイ素原子含有トリスフェノール化合物、
1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−メタン、
1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−エタン、
1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、
1−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−メタン、
1,1,1−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−エタン、
1−トリス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−メタン、
1−トリス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−エタン、
1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−メタン、
1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−エタン、等が挙げられる。
なお、多官能性化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
ポリカーボネート樹脂の分子量は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、溶液粘度から換算した粘度平均分子量[Mv]は、通常10000以上、好ましくは16000以上、より好ましくは18000以上であり、また、通常40000以下、好ましくは30000以下である。粘度平均分子量を前記範囲の下限値以上とすることにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の機械的強度をより向上させることができ、機械的強度の要求の高い用途に用いる場合により好ましいものとなる。一方、粘度平均分子量を前記範囲の上限値以下とすることにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の流動性低下を抑制して改善でき、成形加工性を高めて成形加工を容易に行えるようになる。なお、粘度平均分子量の異なる2種類以上のポリカーボネート樹脂を混合して用いてもよく、この場合には、粘度平均分子量が上記の好適な範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合してもよい。
ただし、再生されたポリカーボネート樹脂は、本発明の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樹脂のうち、80質量%以下であることが好ましく、中でも50質量%以下であることがより好ましい。再生されたポリカーボネート樹脂は、熱劣化や経年劣化等の劣化を受けている可能性が高いため、このようなポリカーボネート樹脂を前記の範囲よりも多く用いた場合、色相や機械的物性を低下させる可能性があるためである。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は有機スルホン酸金属塩を含有する。このように有機スルホン酸金属塩を含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の難燃性を向上させることができる。
また、含フッ素脂肪族スルホン酸金属塩としては分子中に少なくとも1つのC−F結合を有する含フッ素脂肪族スルホン酸のアルカリ金属塩がより好ましく、パーフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩が特に好ましく、具体的にはパーフルオロブタンスルホン酸カリウム等が好ましい。芳香族スルホン酸金属塩としては芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩がより好ましく、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウム、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウム等のジフェニルスルホン−スルホン酸のアルカリ金属塩;パラトルエンスルホン酸ナトリウム、及びパラトルエンスルホン酸カリウム、パラトルエンスルホン酸セシウム等のパラトルエンスルホン酸のアルカリ金属塩;が特に好ましく、パラトルエンスルホン酸のアルカリ金属塩がさらに好ましい。
なお、金属塩化合物は1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
なお、平均粒径は、日機装(株)社製、マイクロトラックMT3300型レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用い、分散圧力200kPaの条件で、0.1〜10000μmの範囲測定し、50%累積頻度となるときの体積平均粒径(D50)を表す。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマーを含有する。このようにポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマーを、有機スルホン酸金属塩と同時に含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の難燃性を著しく向上させることができる。また、本発明に係るポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマーを用いることで、従来用いられているポリ(メチルフェニルシロキサン)やアルコキシ基含有ポリオルガノシロキサンと比較し、驚くべきことに高い透明性と高い難燃性のバランスに優れ、さらには熱老化性及び湿熱安定性にも優れたポリカーボネート樹脂組成物が得られる。
また、ポリ(ジメチルシロキサン)ホモポリマーと比較し、透明性、難燃性が高く、表面外観に優れたポリカーボネート樹脂組成物が得られる。
またポリ(ジフェニルシロキサン)ホモポリマーと比較し、透明性、離型性、撥水性、撥油性、耐薬品性が高いポリカーボネート樹脂組成物が得られる。
このような構造のポリオルガノシロキサンを選択することで、ポリカーボネート樹脂への分散性が向上し、上述のとおり、従来用いられているシロキサン化合物と異なり、アウトガスを多量に発生させることなく、高い透明性、難燃性を付与できる。
動粘度を前記範囲の下限値以上とすることで本発明のポリカーボネート樹脂組成物の金型汚染を低減することができ、好ましいものとなる。一方、動粘度を前記範囲の上限値以下とすることで、本発明のポリカーボネート樹脂に対する分散性が向上し、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の透明性、難燃性が著しく向上し、機械物性も向上する傾向にある。なお、動粘度の異なる2種類以上のポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマーを混合して用いてもよく、この場合には、動粘度が上記の好適な範囲外であるポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマーを混合してもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望によって滑剤を含有することが好ましい。滑剤を含有することで、溶融混練時の熱劣化を抑制したり、成形加工時の離型性が向上したりするほか、驚くべきことに本発明のポリカーボネート樹脂組成物の透明性を向上させることができる。
また、前記の脂肪族炭化水素の数平均分子量は、好ましくは5000以下である。
なお、脂肪族炭化水素は単一物質であってもよいが、構成成分や分子量が様々なものの混合物であっても、主成分が上記の範囲内であれば使用できる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望によって熱安定剤を含有することが好ましい。熱安定剤を含有することで、色相劣化や、熱滞留時の機械物性の低下が抑制できる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望によって酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤を含有することで、色相劣化や、熱滞留時の機械物性の低下が抑制できる。
なお、酸化防止剤は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望によって紫外線吸収剤を含有することが好ましい。紫外線吸収剤を含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の耐候性を向上できる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望によって染顔料を含有することが好ましい。染顔料を含有することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の隠蔽性、耐候性を向上できるほか、本発明のポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られる成形体のデザイン性が向上する。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、カドミウムイエロー等の硫化物系顔料;群青などの珪酸塩系顔料;酸化チタン、亜鉛華、弁柄、酸化クロム、鉄黒、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタンコバルト系グリーン、コバルトグリーン、コバルトブルー、銅−クロム系ブラック、銅−鉄系ブラック等の酸化物系顔料;黄鉛、モリブデートオレンジ等のクロム酸系顔料;紺青などのフェロシアン系顔料などが挙げられる。
なお、染顔料は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。また、染顔料は、押出時のハンドリング性改良、樹脂組成物中への分散性改良の目的のために、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂とマスターバッチ化されたものも用いてもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、所望の諸物性を著しく損なわない限り、必要に応じて、上述したもの以外にその他の成分を含有していてもよい。その他の成分の例を挙げると、ポリカーボネート樹脂以外の樹脂、各種樹脂添加剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
その他の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT樹脂)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)、ポリ乳酸(PLA)、ポリブチレンサクシネート樹脂(PBS)、ポリカプロラクトン(PCL)等の熱可塑性ポリエステル樹脂;
ポリスチレン樹脂(PS樹脂)、高衝撃ポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレン系ゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)等のスチレン系樹脂;
ポリエチレン樹脂(PE樹脂)、ポリプロピレン樹脂(PP樹脂)、シクロオレフィン樹脂(COP樹脂)、シクロオレフィン共重合体(COC)樹脂等のポリオレフィン樹脂;
ポリアミド樹脂(PA樹脂);ポリイミド樹脂(PI樹脂);ポリエーテルイミド樹脂(PEI樹脂);ポリウレタン樹脂(PU樹脂);ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE樹脂);ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂);ポリスルホン樹脂(PSU樹脂);ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂);等が挙げられる。
なお、その他の樹脂は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
樹脂添加剤としては、例えば、難燃剤、滴下防止剤、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、摺動性改質剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤などが挙げられる。なお、樹脂添加剤は1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていても良い。
以下、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に好適な添加剤の例について具体的に説明する。
滴下防止剤としては、例えば、フルオロポリマーが挙げられ、なかでもフルオロオレフィン樹脂が好ましい。フルオロオレフィン樹脂は、通常フルオロエチレン構造を含む重合体あるいは共重合体であり、具体例としては、ジフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂等が挙げられるが、なかでもテトラフルオロエチレン樹脂が好ましい。
また、この上述のフルオロポリマーとしては、フィブリル形成能を有するものが好ましく、具体的には、フィブリル形成能を有するフルオロオレフィン樹脂が挙げられる。このように、フィブリル形成能を有することで、燃焼時の滴下防止性が著しく向上する傾向にある。
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸トリデシル、メタクリル酸トリデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体;
無水マレイン酸等のα,β−不飽和カルボン酸;N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体;
グリシジルメタクリレート等のグリシジル基含有単量体;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル系単量体;酢酸ビニル、酪酸ビニル等のカルボン酸ビニル系単量体;
エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン系単量体;
ブタジエン、イソプレン、ジメチルブタジエン等のジエン系単量体等を挙げることができる。なお、これらの単量体は、単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法に制限はなく、公知のポリカーボネート樹脂組成物の製造方法を広く採用できる。
具体例を挙げると、本発明に係るポリカーボネート樹脂及び有機スルホン酸金属塩、ポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマー、並びに、必要に応じて配合されるその他の成分を、例えばタンブラーやヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなどの各種混合機を用い予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、単軸混練押出機、二軸混練押出機、ニーダーなどの混合機で溶融混練する方法が挙げられる。
また、例えば、一部の成分を予め混合し押出機に供給して溶融混練することで得られる樹脂組成物をマスターバッチとし、このマスターバッチを再度残りの成分と混合し、溶融混練することによって本発明のポリカーボネート樹脂組成物を製造することもできる。
また、例えば、分散し難い成分を混合する際には、その分散し難い成分を予め水や有機溶剤等の溶媒に溶解又は分散させ、その溶液又は分散液と混練するようにすることで、分散性を高めることもできる。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、通常、任意の形状に成形して成形体(樹脂組成物成形体)として用いる。この成形体の形状、模様、色彩、寸法などに制限はなく、その成形体の用途に応じて任意に設定すればよい。
得られた本発明の成形体は、上述したようにポリカーボネート樹脂の優れた性質を損なうことなく、難燃性、機械物性の高い実用的な成形体として用いることが可能である。
後述する表2〜表4に記した各成分を、表5〜表9に記した割合(質量比)で配合し、タンブラーにて20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製(TEX30HSST)に供給し、スクリュー回転数200rpm、吐出量15kg/時間、バレル温度290℃の条件で混練し、ストランド状に押出された溶融樹脂を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
ブレンド方法A:A1〜A2成分(粉体)80質量%と、C成分またはX成分20質量%をスーパーミキサーで3分間混合してマスターバッチを作成後、マスターバッチを残りの各成分とともにタンブラーミキサーで20分混合。
(実施例1の場合、A1成分0.4質量部とC1成分0.1質量部をスーパーミキサーで混合してマスターバッチを作成後、マスターバッチ0.5質量部をA1成分29.18質量部および残りの成分とタンブラ−ミキサーで混合した)
ブレンド方法B:A1〜A2成分(粉体)95質量%と、C成分またはX成分5質量%をスーパーミキサーで3分間混合してマスターバッチを作成後、マスターバッチを他の成分とともにタンブラーミキサーで20分混合。
ブレンド方法C:A1〜A2成分(粉体)90質量%と、C成分またはX成分10質量%をスーパーミキサーで3分間混合してマスターバッチを作成後、マスターバッチを他の成分とともにタンブラーミキサーで20分混合。
ブレンド方法D:C成分またはX成分10質量%をn−ヘキサンに溶解し、その溶液にA1〜A2成分(粉体)90質量%を分散させた後、n−ヘキサンを揮発させることにより得られたマスターバッチを、他の成分とともにタンブラーミキサーで20分混合。
ブレンド方法E:マスターバッチを作成せずに、各成分を一括でタンブラーミキサーで20分混合。
上述の製造方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業社製のSE100DU型射出成形機を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度80℃、成形サイクル30秒の条件で射出成形し、長さ125mm、幅13mm、厚さ1.6mmのUL試験用試験片を成形した。
また、同様に上述の製造方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業社製のNEX80型射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、金型温度80℃、成形サイクル35秒の条件で射出成形し、平板状試験片(90mm×50mm×3mm厚)を成形した。
各ポリカーボネート樹脂組成物の難燃性の評価は、上述の方法で得られたUL試験用試験片を温度23℃、湿度50%の恒温室の中で48時間調湿し、米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ(UL)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試験)に準拠して行なった。UL94Vとは、鉛直に保持した所定の大きさの試験片にバーナーの炎を10秒間接炎した後の残炎時間やドリップ性から難燃性を評価する方法であり、V−0、V−1及びV−2の難燃性を有するためには、以下の表1に示す基準を満たすことが必要となる。
JIS K−7105に準じ、上述の平板状試験片(3mm厚)を試験片とし、日本電色工業(株)製のNDH−2000型ヘイズメーターでヘイズ値(単位「%」)を測定した。ヘイズ(Haze)は、樹脂の濁度の尺度として用いられる値であり、数値が小さい程、透明性が高いことを示し、好ましい。結果を表5〜表9に示す。なお、表5〜表9中、ヘイズ値を「Haze」と表記する。
熱老化性は、下記式で表されるΔYI(黄変度)で評価した。この値が小さいほど黄変が小さく好ましい。
ΔYI=YI(24h)−YI(0h)
YI(24h):熱風オーブン130℃、24h処理後のYI
YI(0h):初期のYI
なお、YI(24h)、YI(0h)は、上述平板状試験片(3mm厚)を試験片とし、日本電色工業社製、SE−2000型色彩計を用いて、C/2光源、透過法、測定孔10φの条件で測定した。
湿熱安定性は、下記式で表されるΔHzで評価した。この値が小さいほど湿熱試験による失透が小さく、本発明におけるポリカーボネート樹脂組成物の湿熱安定性が優れることを意味し、好ましい。
ΔHz=Hz(2h)−Hz(0h)
Hz(2h):湿熱試験2h処理後のHz
Hz(0h):初期のHz
なお、Hz(0h)は、上述の透明性評価と同様の方法で求めたヘイズの値を表す。また、Hz(2h)は、上述の平板状試験片(3mm厚)を試験片とし、平山製作所社製PC−422R5F型プレッシャークッカーを用いて、121℃、2hの条件で処理した後に、上述の透明性評価と同様の方法で求めたヘイズの値を表す。
Claims (10)
- ポリカーボネート樹脂(A)100質量部と、有機スルホン酸金属塩(B)0.01〜1質量部と、動粘度1〜120センチストークス、屈折率1.45〜1.55、かつフェニル基含有量が、15〜45モル%のポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマー(C)0.05〜3質量部とを含有することを特徴とするポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリカーボネート樹脂(A)が、構造粘性指数Nが1.2以上の芳香族ポリカーボネート樹脂を20重量%以上含むことを特徴とする請求項1または2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 有機スルホン酸金属塩(B)が、含フッ素脂肪族スルホン酸アルカリ金属塩であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 平均粒径20〜200μmの有機スルホン酸金属塩(B)を配合することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、滑剤(D)を、0.001〜1質量部含有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 滑剤(D)が、脂肪族カルボン酸誘導体であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、熱安定剤(E)、酸化防止剤(F)、紫外線吸収剤(G)、染顔料(H)からなる群より選ばれる少なくとも1種の添加剤を0.0001〜3質量部含有することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマー(C)を予め、粉体または液体と混合したマスターバッチとして使用することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 上記マスターバッチが、ポリ(ジメチルシロキサン)−ポリ(ジフェニルシロキサン)コポリマー(C)と、ポリカーボネート樹脂粉末とのマスターバッチであることを特徴とする請求項9に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
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