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JP2013209568A - ポリカーボネート樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents

ポリカーボネート樹脂組成物およびその成形品 Download PDF

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Abstract

【課題】耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れ、しかもハードコートなどを有さなくとも表面硬度に優れ、耐傷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】ポリカーボネート樹脂(A)10〜95重量部と、スチレン系樹脂(B)90〜5重量部からなるポリカーボネート樹脂組成物(C)を含み、前記ポリカーボネート樹脂(A)が、下記式(1)の化合物に由来する構造単位からなるポリカーボネート樹脂部位(D)を少なくとも含有するポリカーボネート樹脂組成物。

【化1】
Figure 2013209568

【選択図】なし

Description

本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物に関する。より詳しくは、ポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂からなるポリカーボネート樹脂組成物およびその成形品に関するものである。
ポリカーボネート樹脂(以下、「PC」ということがある。)は、耐衝撃性等の機械的特性、耐熱性、成形性、透明性等に優れ、各種機械部品、光学用ディスク、自動車部品、建材等の用途に広く用いられている。
ポリカーボネート樹脂の物性を更に高める為に、他の樹脂を混ぜた熱可塑性樹脂が知られている。例えば、ポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂からなる樹脂組成物は、耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れた樹脂として、種々の分野で幅広く用いられており、中でも自動車内装部品や電気・電子・OA機器筐体としての需要が近年増加している。
かかる樹脂組成物に関しては、例えば、特許文献1には、ポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂が本来有する耐衝撃性、成形加工性を生かし、かつ、耐熱疲労性や湿熱強度保持率に優れた樹脂組成物が記載されている。
また、特許文献2には、ポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂100重量部に対し、脂肪族ポリエステル樹脂を1から100重量部含有する流動性、耐衝撃性や押出加工性に優れた樹脂組成物が記載されている。
ところで、ポリカーボネート樹脂は、表面硬度、耐摩耗性、耐摩擦性が金属やガラスと比べ劣っている為に、表面特性を改良することが検討されている。例えば、特許文献3には、ポリカーボネート成形品の表面にエチレン性不飽和基とウレタン結合を含む硬化性組成物を用いハードコートを施すことが記載されている。しかし、この方法は、工程が増加し、それに伴うコスト・アップにより経済性が低下するなどの欠点がある。
ポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂からなる樹脂組成物についても、ポリカーボネート樹脂と同様に傷付き易いという欠点があり、ハードコートを施すことなく表面硬度を向上させることが課題となっていた。
特開2000−169687号公報 特開2007−211111号公報 特開2005−272708号公報
かかる現状下、本発明の目的は、耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れ、しかもハードコートなどを有さなくとも表面硬度に優れ、耐擦傷性に優れるポリカーボネートとスチレン系樹脂からなる樹脂組成物を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の構造単位を含むポリカーボネート樹脂を使用したポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂との樹脂組成物が上記目的に合致することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[9]のポリカーボネート樹脂組成物の発明に係るものである。
[1]ポリカーボネート樹脂(A)10〜95重量部と、スチレン系樹脂(B)90〜5重量部からなるポリカーボネート樹脂組成物(C)を含み、前記ポリカーボネート樹脂(A)が、下記式(1)の化合物に由来する構造単位からなるポリカーボネート樹脂部位(D)を少なくとも含有するポリカーボネート樹脂組成物。

Figure 2013209568

[2]ポリカーボネート脂組成物(C)が、ポリカーボネート樹脂(A)20〜90重量部と、スチレン系樹脂(B)80〜10重量部からなる前記[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[3]スチレン系樹脂(B)が、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂である前記[1]または[2]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[4]ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部中のポリカーボネート樹脂部位(D)の含有量が、10重量部以上である前記[1]から[3]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[5]ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部に対して、更に、酸化防止剤(E)としてヒンダートフェノール系酸化防止剤を0.001〜1重量部含有する前記[1]から[4]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[6]ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部に対して、更に、熱安定剤(F)としてホスファイト系熱安定剤を0.001〜1重量部含有する前記[1]から[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[7]ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部に対して、更に、離型剤(G)として脂肪族カルボン酸エステルを0.01〜1重量部含有する前記[1]から[6]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[8]前記[1]から[7]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を射出成形してなる射出成形品。
[9]前記[1]から[7]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物を押出成形してなることを特徴とする押出成形品。
本発明によれば、ポリカーボネート樹脂およびスチレン系樹脂からなる樹脂組成物本来の流動性を損なうことなく、また、ハードコートなどの2次加工によることなく、優れた表面硬度を有するポリカーボネート樹脂組成物を提供することができる。
本発明は、ポリカーボネート樹脂(A)10〜95重量部と、スチレン系樹脂(B)90〜5重量部からなるポリカーボネート樹脂組成物(C)を含み、前記ポリカーボネート樹脂(A)が、下記式(1)の化合物に由来する構造単位からなるポリカーボネート樹脂部位(D)を少なくとも含有するポリカーボネート樹脂組成物に係るものである。

Figure 2013209568
以下、本発明のポリカーボネート樹脂(A)、スチレン系樹脂(B)、ポリカーボネート樹脂組成物(C)およびポリカーボネート樹脂部位(D)について、先ず、説明する。
<ポリカーボネート樹脂(A)>
本発明において、ポリカーボネート樹脂(A)は、前記式(1)の化合物に由来する構造単位からなるポリカーボネート樹脂部位(D)を含有するポリカーボネート樹脂である。
前記式(1)の化合物は、2,2−ビス(4−ヒドロキシ-3−メチルフェニル)プロパン(以下、「BPC」と略記する場合がある。)であり、ポリカーボネート樹脂部位(D)を構成する。
ポリカーボネート樹脂(A)は、この式(1)の化合物に由来する構造単位からなるポリカーボネート樹脂部位(D)を少なくとも含むものであり、それ以外の構造単位からなるポリカーボネート樹脂部位(d)を含んでいてもよい。
ここに、ポリカーボネート樹脂部位(D)を少なくとも含むとは、ポリカーボネート樹脂部位(D)がポリカーボネート樹脂(A)の構成部位として含有されていることをいい、ポリカーボネート樹脂(A)が、すべてポリカーボネート樹脂部位(D)により構成されている場合を含む。
また、ポリカーボネート樹脂(A)は、ポリカーボネート樹脂部位(D)のみから構成されたポリカーボネート樹脂とそれ以外のポリカーボネート樹脂部位(d)から構成されたポリカーボネート樹脂をそれぞれ別々に製造しこれらを混合したものでもよく、あるいは、ポリカーボネート樹脂部位(D)とポリカーボネート樹脂部位(d)を共重合により同時に製造したものであってもよい。
そのようなポリカーボネート樹脂部位(d)としては、特に制限はないが、具体的には、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「ビスフェノールA」と称する場合がある。)、無水糖アルコール等の脂環式ジヒドロキシ化合物、スピログリコール等の環状エーテル化合物に由来する構造単位からなるものが挙げられる。この中でも耐衝撃性の観点からビスフェノールAに由来する構造単位からなるものが特に好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂(A)中のポリカーボネート樹脂部位(D)の含有量は、ポリカーボネート樹脂(A)全体を100重量部に対し、好ましくは10重量部以上、より好ましくは30重量部以上、さらに好ましくは50重量部以上である。
ポリカーボネート樹脂(A)中のポリカーボネート樹脂部位(D)の含有量が、10重量部未満では、本発明の目的とする高硬度のポリカーボネート樹脂、ひいては樹脂組成物が得られなくなるおそれがある。
本発明のポリカーボネート樹脂(A)のISO 15184で規定される鉛筆硬度は、通常HB以上、好ましくはF以上、さらに好ましくはH以上である。鉛筆硬度が低いと、表面硬度が低くなり、成形品とした場合に傷つきやすい場合がある。
本発明のポリカーボネート樹脂(A)のイエローインデックス(YI)は、通常4.0以下、好ましくは3.5以下、更に好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.5以下である。YIが高すぎると、色調が悪くなり、成形品として意匠性が乏しくなり、とりわけ着色が必要な成形品においては明度が十分でなくなり、くすんだ色となる可能性がある。
本発明のポリカーボネート樹脂(A)の溶融粘度は、温度280℃、剪断速度122(sec-1)において、15,000Poise以下が好ましく、11,000Poise以下がさらに好ましく、9,000以下が特に好ましい。溶融粘度が15,000Poise以上であると、流動性が大きく低下し、成形性が悪化する虞がある。尚、該溶融粘度は後述するキャピラリーレオメーター(東洋精機株式会社製)を用いて測定した値である。
ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量は、通常1,000〜100,000の範囲であり、好ましくは3,000〜50,000、より好ましくは5,000〜30,000、さらに好ましくは6,000〜20,000、最も好ましくは6,000〜19,000の範囲である。粘度平均分子量が高すぎると、ポリカーボネート樹脂組成物(C)の溶融粘度が高くなり、また表面硬度向上効果が小さくなる可能性があり好ましくない。また粘度平均分子量が低すぎると、ポリカーボネート樹脂組成物(C)の表面硬度向上効果が小さくなり、また耐衝撃性、強度なども低くなる場合があるため好ましくない。
<スチレン系樹脂(B)>
次に、本発明で使用されるスチレン系樹脂(B)について説明する。
スチレン系樹脂(B)としては、スチレン系単量体から成るスチレン系重合体、スチレン系単量体と他の共重合可能なビニル系単量体との共重合体、ゴム質重合体の存在下に重合して得られる上記と同様のスチレン系単量体または共重合体の群より選ばれる1種以上の重合体を言う。これらの中で、好ましくは、ゴム質重合体の存在下に重合して得られる上記と同様のスチレン系単量体または共重合体である。
スチレン系単量体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、P−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、エチルビニルベンゼン、ジメチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン等のスチレン誘導体が挙げられ、これらの中ではスチレンが好ましい。これらは2種以上併用してもよい。
上記のスチレン系単量体と共重合可能なビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルシアン化合物;メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アミルアクリレート、へキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、へキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル;フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート等のアクリル酸アリールエステル;フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート等のメタクリル酸アリールエステル;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有アクリル酸エステル;メタクリル酸エステル、マレイミド、N,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系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのα,β−不飽和カルボン酸またはその無水物などが挙げられる。
上記のゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエンランダム共重合体(及びブロック共重合体)、アクリロニトリル−ブタジエンランダム共重合体(及びブロック共重合体)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルとブタジエンとの共重合体、ポリブタジエン−ポリイソプレンジエン系共重合体の他、エチレン−イソプレンランダム共重合体(及びブロック共重合体)、エチレン−ブテンランダム共重合体(及びブロック共重合体)等のエチレンとα−オレフィンとの共重合体;エチレン−メタクリレート共重合体、エチレン−ブチルアクリレート共重合体などのエチレンとα,β−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体;エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ヘキサジエン共重合体などのエチレン−プロピレン−非共役ジエンターポリマー;アクリル系ゴム、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又はメタクリレートゴムとから成る複合ゴム等が挙げられる。
上記の様なスチレン系樹脂としては、例えば、高衝撃ポリスチレン(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)、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(A
レイン酸共重合体などが挙げられる。これらの中では、好ましくは、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)であり、更に好ましくは、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)であり、特に好ましくは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)である。これらは2種以上を併用してもよい。
上記のスチレン系樹脂は、乳化重合、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、塊状・懸濁重合などの方法により製造されるが、本発明においては、所謂スチレン系重合体またはスチレン系ランダム共重合体あるいはブロック共重合体の場合は、塊状重合、懸濁重合または塊状・懸濁重合により製造されたものが好適であり、スチレン系グラフト共重合体の場合は、塊状重合、塊状・懸濁重合または乳化重合によって製造されたものが好適である。
本発明において、特に好適に使用されるアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)とは、ブタジエンゴム成分にアクリロニトリルとスチレンをグラフト重合した熱可塑性グラフト共重合体とアクリロニトリルとスチレンの共重合体の混合物である。ブタジエンゴム成分の含有量は、ABS樹脂中の割合として、通常5〜40重量%、好ましくは10〜35重量%、更に好ましくは13〜25重量%である。また、ゴム粒子の直径は、通常0.1〜5μm、好ましくは0.2〜3μm、更に好ましくは0.〜1.5μm 、特に好ましくは0.4 〜0.9μmである。ゴム粒子径の分布は、単一分布でも二山以上の複数の分布を有するものの何れであってもよい。
本発明のポリカーボネート樹脂(A)とスチレン系樹脂(B)とのポリカーボネート樹脂組成物(C)(以下、単に「樹脂組成物(C)」ということがある。)中の割合(両者の合計、すなわち、樹脂組成物(C)全体を100重量部とする。)は、ポリカーボネート樹脂(A)10〜95重量部、スチレン系樹脂(B)90〜5重量部であり、好ましくは、ポリカーボネート樹脂(A)20〜90重量部、スチレン系樹脂(B)80〜10重量部であり、更に好ましくは、ポリカーボネート樹脂(A)30〜80重量部、スチレン系樹脂(B)70〜20重量部である。
また、本発明の樹脂組成物(C)中のポリカーボネート樹脂部位(D)の含有量は、ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部に対し、10重量部以上、好ましくは20重量部以上、より好ましくは30重量部以上である。
樹脂組成物(C)中のポリカーボネート樹脂部位(D)の含有量が、10重量部未満では、本発明の目的とする高硬度のポリカーボネート樹脂、ひいては樹脂組成物が得られなくなるおそれがある。
<その他の成分>
本発明の樹脂組成物は、樹脂組成物(C)を含むが、必要に応じ、本発明の目的を損なわない範囲において、他の樹脂や各種樹脂添加剤を含有していてもよい。
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、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリメタクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
他の樹脂の含有量は、最終製品の用途等により適宜選択されるが、通常、ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部に対し、1〜50重量部、好ましくは、1〜30重量部、より好ましくは、1〜10重量部である。
各種樹脂添加剤としては、酸化防止剤、熱安定剤、離型剤、染顔料、強化剤、難燃剤、耐衝撃性改良剤、耐候性改良剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤・アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、防菌剤などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。以下、本発明の熱可塑性樹脂組成物に好適な添加剤の一例について具体的に説明する。
(酸化防止剤(E))
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−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−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナミド)、2,4−ジメチル−6−(1−メチルペンタデシル)フェノール、ジエチル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフォエート、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン,2,6−ジ−tert−ブチル−4−(4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)フェノール等が挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
上記の中では、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートが好ましい。これら2つのフェノール系酸化防止剤は,チバ・スペシャルテイ・ケミカルズ社より、「イルガノックス1010」及び「イルガノックス1076」の名称で市販されている。
酸化防止剤(E)の含有量は、樹脂組成物(C)100重量部に対し、通常0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部である。酸化防止剤の含有量が0.001重量部未満の場合は抗酸化剤としての効果が不十分であり、1重量部を超える場合は効果が頭打ちとなり経済的ではない。
(熱安定剤(F))
本発明で使用される熱安定剤としては、分子中の少なくとも1つのエステルがフェノール及び/又は炭素数1〜25のアルキル基を少なくとも1つ有するフェノールでエステル化された亜リン酸エステル化合物(a)、亜リン酸(b)及びテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジ−ホスホナイト(c)の群から選ばれた少なくとも1種のホスファイト系熱安定剤である。
上記の亜リン酸エステル化合物(a)の具体例としては、トリオクチルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(オクチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジフェニルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。これらは、単独でも2種以上を混合して使用してもよい。上記の中で、特にトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトが好ましい。
熱安定剤(F)の含有量は、樹脂組成物(C)100重量部に対し、通常0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部である。熱安定剤の含有量が0.001重量部未満の場合は熱安定剤としての効果が不十分であり、1重量部を超える場合は耐加水分解性が悪化する場合がある。
(離型剤(G))
本発明の樹脂組成物は、離型剤(G)を含有するのが好ましい。
好ましい離型剤は、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステル、及び数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素化合物から選ばれる化合物である。中でも、脂肪族カルボン酸、及び脂肪族カルボン酸エステルから選ばれる化合物が好ましく用いられる。
脂肪族カルボン酸としては、飽和又は不飽和の脂肪族モノカルボン酸、ジカルボン酸又はトリカルボン酸を挙げることができる。本明細書では、脂肪族カルボン酸の用語は、脂環式カルボン酸も包含する意味で用いる。脂肪族カルボン酸の中でも、炭素数6〜36のモノ又はジカルボン酸が好ましく、炭素数6〜36の脂肪族飽和モノカルボン酸がより好ましい。このような脂肪族カルボン酸の具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、吉草酸、カプロン酸、カプリン酸、ラウリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、メリシン酸、テトラリアコンタン酸、モンタン酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸等を挙げることができる。
脂肪族カルボン酸エステルを構成する脂肪族カルボン酸成分としては、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。一方、脂肪族カルボン酸エステルを構成するアルコール成分としては、飽和又は不飽和の1価アルコール、飽和又は不飽和の多価アルコール等を挙げることができる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基等の置換基を有していても良い。これらのアルコールのうち、炭素数30以下の1価又は多価の飽和アルコールが好ましく、さらに炭素数30以下の脂肪族飽和1価アルコール又は多価アルコールが好ましい。ここで脂肪族アルコールは、脂環式アルコールも包含する。これらのアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2−ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等を挙げることができる。これらの脂肪族カルボン酸エステルは、不純物として脂肪族カルボン酸及び/又はアルコールを含有していても良く、複数の化合物の混合物であっても良い。脂肪族カルボン酸エステルの具体例としては、蜜ロウ(ミリシルパルミテートを主成分とする混合物)、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸オクチルドデシル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレートを挙げることができる。
これらの離型剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
本発明の離型剤(G)の含有量は、樹脂組成物(C)100重量部に対し、0.01〜1重量部であることが好ましい。離型剤の含有量が上記範囲であると、耐加水分解性の低下がなく、離型効果が得られるので好ましい。
<ポリカーボネート樹脂の製造方法>
次に、本発明のポリカーボネート樹脂(A)の製造方法について説明する。
本発明のポリカーボネート樹脂は、ジヒドロキシ化合物とカルボニル化合物とを用いて重合することにより得られる。具体的には、前記式(1)で表されるBPC等のジヒドロキシ化合物と塩化カルボニル(以下「CDC」もしくは「ホスゲン」と称することがある。)とを、任意に混合しない有機相と水相との界面にて反応させることによりポリカーボネート樹脂を製造する界面重縮合法(以下、「界面法」と称することがある。)と、ジヒドロキシ化合物とカルボニル化合物とをエステル交換反応触媒存在下、溶融状態にてエステル交換反応させることによりポリカーボネート樹脂を製造する溶融重縮合法(以下、「溶融法」と称することがある。)がある。
以下、界面法および溶融法のそれぞれについて、具体的に説明する。
<界面法>
界面法による本発明のポリカーボネート樹脂は、通常、ジヒドロキシ化合物のアルカリ水溶液を調製し、縮合触媒として、例えばアミン化合物の存在下で、ジヒドロキシ化合物とホスゲンとの界面重縮合反応を行い、次いで、中和、水洗、乾燥工程を経てポリカーボネート樹脂が得られる。具体的には、界面法によるポリカーボネート樹脂製造プロセスは、モノマー成分等の原料調製を行う原調工程、オリゴマー化反応が行われるオリゴマー化工程、オリゴマーを用いた重縮合反応が行われる重縮合工程、重縮合反応後の反応液をアルカリ洗浄、酸洗浄、水洗浄により洗浄する洗浄工程、洗浄された反応液を予濃縮しポリカーボネート樹脂を造粒後に単離するポリカーボネート樹脂単離工程、単離されたポリカーボネート樹脂の粒子を乾燥する乾燥工程を、少なくとも有している。以下、各工程について説明する。
(原調工程)
原調工程では、原調タンクに、ジヒドロキシ化合物と、水酸化ナトリウム(NaOH)等のアルカリ金属化合物の水溶液又は水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属化合物の水溶液と、脱塩水(DMW)と、さらに必要に応じてハイドロサルファイト(HS)等の還元剤を含むジヒドロキシ化合物のアルカリ水溶液等の原料が調製される。
(ジヒドロキシ化合物)
界面法において、原料となるジヒドロキシ化合物としては、例えば以下のものが挙げられる。
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(=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(=テトラブロモビスフェノールA)、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、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)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−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)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、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、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−ヒドロキシフェニル)−1,1,1−トリクロロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサクロロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等のビス(ヒドロキシアリール)アルカン類が挙げられる。
また、上記以外の芳香族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、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)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等で例示されるビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類;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)フルオレン等で例示されるカルド構造含有ビスフェノール類;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等で例示される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、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で例示される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で例示される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で例示されるジヒドロキシジアリールスルホン類;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が挙げられる。
上記の中では、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン類が好ましく、特に耐衝撃性の点から、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[=ビスフェノールA]が好ましい。ジヒドロキシ化合物は2種類以上を併用してもよい。
(アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物)
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、通常、水酸化物が好ましく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。これらの中でも、水酸化ナトリウムが特に好ましい。
ジヒドロキシ化合物に対するアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の割合は、通常、1.0〜1.5(当量比)、好ましくは、1.02〜1.04(当量比)である。アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の割合が過度に多い又は過度に少ない場合は、後述するオリゴマー化工程において得られるカーボネートオリゴマーの末端基に影響し、その結果、重縮合反応が異常となる傾向がある。
(オリゴマー化工程)
次に、オリゴマー化工程では、所定の反応器において、原調工程で調製されたジヒドロキシ化合物のアルカリ水溶液とホスゲン(CDC)とを、塩化メチレン(CH2Cl2)等の有機溶媒の存在下で、ジヒドロキシ化合物のホスゲン化反応が行われる。
続いて、ジヒドロキシ化合物のホスゲン化反応が行われた混合液に、トリエチルアミン(TEA)等の縮合触媒と、p−t−ブチルフェノール(pTBP)等の連鎖停止剤が添加され、ジヒドロキシ化合物のオリゴマー化反応が行われる。
次に、ジヒドロキシ化合物のオリゴマー化反応液は、さらにオリゴマー化反応が進められた後、所定の静置分離槽に導入され、カーボネートオリゴマーを含有する有機相と水相とが分離され、分離された有機相は、重縮合工程に供給される。
ここで、ジヒドロキシ化合物のホスゲン化反応が行われる反応器にジヒドロキシ化合物のアルカリ水溶液が供給されてから静置分離槽に入るまでのオリゴマー化工程における滞留時間は、通常、120分以下、好ましくは、30分〜60分である。
(ホスゲン)
オリゴマー化工程で使用するホスゲンは、通常、液状又はガス状で使用される。オリゴマー化工程におけるCDCの好ましい使用量は、反応条件、特に、反応温度及び水相中のジヒドロキシ化合物の濃度によって適宜選択され、特に限定されない。通常、ジヒドロキシ化合物の1モルに対し、CDC1モル〜2モル、好ましくは1.05モル〜1.5モルである。CDCの使用量が過度に多いと、未反応CDCが多くなり原単位が極端に悪化する傾向がある。また、CDCの使用量が過度に少ないと、クロロフォルメート基量が不足し、適切な分子量伸長が行われなくなる傾向がある。
(有機溶媒)
オリゴマー化工程では、通常、有機溶媒を使用する。有機溶媒としては、オリゴマー化工程における反応温度及び反応圧力において、ホスゲン及びカーボネートオリゴマー、ポリカーボネート樹脂等の反応生成物を溶解し、水と相溶しない(または、水と溶液を形成しない)任意の不活性有機溶媒が挙げられる。
このような不活性有機溶媒として、例えば、ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ジクロロプロパン及び1,2−ジクロロエチレン等の塩素化脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素;クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン及びクロロトルエン等の塩素化芳香族炭化水素;その他、ニトロベンゼン及びアセトフェノン等の置換芳香族炭化水素等が挙げられる。
これらの中でも、ジクロロメタン又はクロロベンゼン等の塩素化された炭化水素が好適に使用される。これらの不活性有機溶媒は、単独であるいは他の溶媒との混合物として使用することができる。
(縮合触媒)
オリゴマー化反応は、縮合触媒の存在下で行うことができる。縮合触媒の添加時期は、CDCを消費した後が好ましい。縮合触媒としては、二相界面縮合法に使用されている多くの縮合触媒の中から、任意に選択することができる。例えば、トリアルキルアミン、N−エチルピロリドン、N−エチルピペリジン、N−エチルモルホリン、N−イソプロピルピペリジン、N−イソプロピルモルホリン等が挙げられる。中でも、トリエチルアミン、N−エチルピペリジンが好ましい。
(連鎖停止剤)
本実施の形態において、オリゴマー化工程では、通常、連鎖停止剤としてモノフェノールを使用する。モノフェノールとしては、例えば、フェノール;p−t−ブチルフェノール、p−クレゾール等の炭素数1〜炭素数20のアルキルフェノール;p−クロロフェノール、2,4,6−トリブロモフェノール等のハロゲン化フェノールが挙げられる。モノフェノールの使用量は、得られるカーボネートオリゴマーの分子量に応じ適宜選択され、通常、ジヒドロキシ化合物に対して、0.5モル%〜10モル%である。
界面法において、ポリカーボネート樹脂の分子量は、モノフェノール等の連鎖停止剤の添加量で決定される。このため、ポリカーボネート樹脂の分子量を制御する観点から、連鎖停止剤の添加時期は、カーボネート形成性化合物の消費が終了した直後から、分子量伸長が始まる前での間が好ましい。
カーボネート形成性化合物の共存下でモノフェノールを添加すると、モノフェノール同士の縮合物(炭酸ジフェニル類)が多く生成し、目標とする分子量のポリカーボネート樹脂が得られにくい傾向がある。モノフェノールの添加時期が極端に遅れると、分子量制御が困難となり、さらに、分子量分布の低分子側に特異な肩を有する樹脂となり、成形時には垂れを生じる等の弊害が生じる傾向がある。
(分岐剤)
また、オリゴマー化工程では、任意の分岐剤を使用することができる。このような分岐剤としては、たとえば、2,4−ビス(4−ヒドロキシフェニルイソプロピル)フェノール、2,6−ビス(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェノール、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス(4,4’−ジヒドロキシトリフェニルメチル)ベンゼン等が挙げられる。また、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、トリメシン酸、塩化シアヌル等も使用しうる。これらの中でも、少なくとも3個のフェノール性ヒドロキシル基を有する分岐剤が好適である。分岐剤の使用量は、得られるカーボネートオリゴマーの分岐度に応じ適宜選択され、通常、ジヒドロキシ化合物に対し、0.05モル%〜2モル%である。
オリゴマー化工程では、二相界面縮合法を採用した場合、ジヒドロキシ化合物のアルカリ金属化合物水溶液又はアルカリ土類金属化合物水溶液とホスゲンとの接触に先立ち、ジヒドロキシ化合物を含む有機相とアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含む水相と、水と任意に混合しない有機相とを接触させ、乳濁液を形成させることが特に好ましい。
このような乳濁液を形成する手段としては、例えば、所定の撹拌翼を有する撹拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー、コロイドミル、フロージェットミキサー、超音波乳化機等の動的ミキサー、静的ミキサー等の混合機を使用するのが好ましい。乳濁液は、通常、0.01μm〜10μmの液滴径を有し、乳化安定性を有する。
乳濁液の乳化状態は、通常、ウェーバー数又はP/q(単位容積当たりの負荷動力値)で表される。ウェーバー数としては、好ましくは10,000以上、さらに好ましくは20,000以上、最も好ましくは35,000以上である。また、上限としては1,000,000以下程度で十分である。また、P/qとしては、好ましくは200kg・m/L以上、さらに好ましくは500kg・m/L以上、最も好ましくは1,000kg・m/L以上である。
乳濁液とCDCとの接触は、前述した乳化条件よりも弱い混合条件下で行うのがCDCの有機相への溶解を抑制する意味で好ましい。ウェーバー数としては、10,000未満、好ましくは5,000未満、さらに好ましくは2,000未満である。また、P/qとしては、200kg・m/L未満、好ましくは100kg・m/L未満、さらに好ましくは50kg・m/L未満である。CDCの接触は、管型反応器や槽型反応器にCDCを導入することによって達成することができる。
オリゴマー化工程における反応温度は、通常、80℃以下、好ましくは60℃以下、さらに好ましくは10℃〜50℃の範囲である。反応時間は反応温度によって適宜選択され、通常、0.5分〜10時間、好ましくは1分〜2時間である。反応温度が過度に高いと、副反応の制御ができず、CDC原単位が悪化する傾向がある。反応温度が過度に低いと、反応制御上は好ましい状況ではあるが、冷凍負荷が増大し、コストアップとなる傾向がある。
有機相中のカーボネートオリゴマー濃度は、得られるカーボネートオリゴマーが可溶な範囲であればよく、具体的には、10重量%〜40重量%程度である。有機相の割合はジヒドロキシ化合物のアルカリ金属塩水溶液又はアルカリ土類金属塩水溶液を含む水相に対し、0.2〜1.0の容積比であることが好ましい。
(重縮合工程)
次に、重縮合工程では、静置分離槽で水相と分離されたカーボネートオリゴマーを含有する有機相は、撹拌機を有するオリゴマー貯槽に移送される。オリゴマー貯槽には、トリエチルアミン(TEA)等の縮合触媒がさらに添加される。
続いて、オリゴマー貯槽内で撹拌された有機相は所定の重縮合反応槽に導入され、続いて、重縮合反応槽に、脱塩水(DMW)、塩化メチレン(CH2Cl2)等の有機溶媒及び水酸化ナトリウム水溶液が供給され、撹拌混合されてカーボネートオリゴマーの重縮合反応が行われる。
重縮合反応槽中の重縮合反応液は、その後、複数の重縮合反応槽に連続的に順次導入され、カーボネートオリゴマーの重縮合反応が完結される。
ここで、重縮合工程において、連続的にカーボネートオリゴマーの重縮合反応が行われる重縮合反応槽における滞留時間は、通常、12時間以下、好ましくは、0.5時間〜5時間である。
重縮合工程の好ましい態様としては、先ず、カーボネートオリゴマーを含む有機相と水相とを分離し、分離した有機相に必要に応じて不活性有機溶媒を追加し、カーボネートオリゴマーの濃度を調整する。この場合、重縮合反応によって得られる有機相中のポリカーボネート樹脂の濃度が5重量%〜30重量%となるように、不活性有機溶媒の量を調整する。次に、新たに水及びアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を含む水溶液を加え、さらに、重縮合条件を整えるために、好ましくは縮合触媒を添加し、界面重縮合法に従い重縮合反応を行う。重縮合反応における有機相と水相との割合は、容積比で有機相:水相=1:0.2〜1:1程度が好ましい。
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物としては、前述したオリゴマー化工程において使用するものと同様な化合物が挙げられる。中でも、工業的に水酸化ナトリウムが好ましい。アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の使用量は、重縮合反応中、反応系が常にアルカリ性に保たれる量以上であればよく、重縮合反応の開始時に、全量を一括して添加してもよく、また、重縮合反応中に適宜分割して添加してもよい。
アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の使用量が過度に多いと、副反応である加水分解反応が進む傾向がある。そのため、重縮合反応終了後における水相に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の濃度が0.05N以上、好ましくは0.05N〜0.3N程度となるようにするのがよい。
重縮合工程における重縮合反応の温度は、通常、常温付近である。反応時間は0.5時間〜5時間、好ましくは1時間〜3時間程度である。
(洗浄工程)
次に、重縮合反応槽における重縮合反応が完結した後、重縮合反応液は、公知の方法により、アルカリ洗浄液によるアルカリ洗浄、酸洗浄液による酸洗浄及び洗浄水による水洗浄が行われる。尚、洗浄工程の全滞留時間は、通常、12時間以下、好ましくは、0.5時間〜6時間である。
(ポリカーボネート樹脂単離工程)
ポリカーボネート樹脂単離工程では、先ず、洗浄工程において洗浄されたポリカーボネート樹脂を含む重縮合反応液は、所定の固形分濃度に濃縮された濃縮液として調製される。濃縮液におけるポリカーボネート樹脂の固形分濃度は、通常、5重量%〜35重量%、好ましくは、10重量%〜30重量%である。
次に、濃縮液は、所定の造粒槽に連続的に供給され、所定の温度の脱塩水(DMW)と撹拌混合される。そして、水中で懸濁状態を保ちながら有機溶媒を蒸発させる造粒処理が行われ、ポリカーボネート樹脂粒状体を含む水スラリーが形成される。
ここで、脱塩水(DMW)の温度は、通常、37℃〜67℃、好ましくは、40℃〜50℃である。また、造粒槽内で行われる造粒処理によりポリカーボネート樹脂の固形化温度は、通常、37℃〜67℃、好ましくは、40℃〜50℃である。
造粒槽から連続的に排出されるポリカーボネート樹脂粉状体を含む水スラリーは、その後、所定の分離器に連続的に導入され、水スラリーから水が分離される。
(乾燥工程)
乾燥工程では、分離器において、水スラリーから水が分離されたポリカーボネート樹脂粉状体が、所定の乾燥機に連続的に供給され、所定の滞留時間で滞留させた後、連続的に抜き出される。乾燥機としては、例えば流動床型乾燥機が挙げられる。尚、複数の流動床型乾燥機を直列につなぎ、連続的に乾燥処理を行ってもよい。
ここで、乾燥機は、通常、熱媒ジャケット等の加熱手段を有し、例えば、水蒸気にて、通常、0.1MPa−G〜1.0MPa−G、好ましくは、0.2MPa−G〜0.6MPa−Gに保持されている。これにより、乾燥機の中を流通する窒素(N2)の温度は、通常、100℃〜200℃、好ましくは、120℃〜180℃に保持されている。
<溶融法>
次に、溶融法について説明する。
(ジヒドロキシ化合物)
溶融法において、原料となるジヒドロキシ化合物は、上述の界面法で記載したジヒドロキシ化合物を用いることができる。好適なジヒドロキシ化合物も同様であり、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン類が好ましく、特に耐衝撃性の点から、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[=ビスフェノールA]が好ましい。また、ジヒドロキシ化合物は2種類以上を併用してもよい。
(炭酸ジエステル)
本発明に係るポリカーボネート樹脂の原料である炭酸ジエステルとしては、下記式(2)で示される化合物が挙げられる。
Figure 2013209568
ここで、式(2)中、A’は、置換されていてもよい炭素数1〜炭素数10の直鎖状、分岐状又は環状の1価の炭化水素基である。2つのA’は、同一でも相互に異なるものでもよい。
なお、A’上の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1〜炭素数10のアルキル基、炭素数1〜炭素数10のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、ビニル基、シアノ基、エステル基、アミド基、ニトロ基等が例示される。
炭酸ジエステル化合物の具体例としては、例えば、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、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−t−ブチルカーボネート等のジアルキルカーボネートが挙げられる。
これらの中でも、ジフェニルカーボネート(以下、「DPC」と称する場合がある。)、置換ジフェニルカーボネートが好ましい。これらの炭酸ジエステルは、単独又は2種以上を混合して用いることができる。
また、上記の炭酸ジエステル化合物は、好ましくはその50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下の量を、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換してもよい。
代表的なジカルボン酸又はジカルボン酸エステルとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル等が挙げられる。このようなジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
本発明のポリカーボネート樹脂の溶融法による製造方法において、これらの炭酸ジエステル(上記の置換したジカルボン酸又はジカルボン酸エステルを含む。以下同じ。)の使用量は、通常、ジヒドロキシ化合物1モルに対して、炭酸ジエステル化合物が1.01モル〜1.30モル、好ましくは1.02モル〜1.20モルの比で用いられる。前記炭酸ジエステルのモル比が過度に小さいと、エステル交換反応速度が低下し、所望の分子量を有するポリカーボネート樹脂の生産が困難となったり、得られるポリカーボネート樹脂の末端水酸基濃度が高くなり、熱安定性が悪化したりする傾向にある。また、前記炭酸ジエステルのモル比が過度に大きいと、エステル交換の反応速度が低下し、所望の分子量を有するポリカーボネート樹脂の生産が困難となる傾向となる他、樹脂中の炭酸ジエステル化合物の残存量が多くなり、成形加工時や成形品としたときの臭気の原因となることがあり、好ましくない。
(エステル交換触媒)
本発明のポリカーボネート樹脂の溶融法による製造方法において使用されるエステル交換触媒としては、通常、エステル交換法によりポリカーボネート樹脂を製造する際に用いられる触媒が挙げられ、特に限定されない。
一般的には、例えば、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、ベリリウム化合物、マグネシウム化合物、塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物等の塩基性化合物が挙げられる。これらの中でも、実用的にはアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物が好ましい。これらのエステル交換触媒は、単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
エステル交換触媒の使用量は、通常、全ジヒドロキシ化合物1モルに対して1×10-9モル〜1×10-3モルの範囲で用いられるが、成形特性や色相に優れたポリカーボネート樹脂を得るためには、エステル交換触媒の量は、アルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物を用いる場合、全ジヒドロキシ化合物1モルに対して、好ましくは1.0×10-8モル〜1×10-4モルの範囲内、より好ましくは1.0×10-8モル〜1×10-5モルの範囲内であり、特に好ましくは1.0×10-7モル〜5.0×10-6モルの範囲内である。上記下限量より少なければ、所望の分子量のポリカーボネート樹脂を製造するのに必要な重合活性が得られず、上記上限量より多い場合は、ポリマー色相が悪化し、分岐成分量が多すぎて流動性が低下し、目標とする溶融特性の優れたポリカーボネート樹脂が製造できない。
アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素化合物等の無機アルカリ金属化合物;アルカリ金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等の有機アルカリ金属化合物等が挙げられる。ここで、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等が挙げられる。
これらのアルカリ金属化合物の中でも、セシウム化合物が好ましく、特に、炭酸セシウム、炭酸水素セシウム、水酸化セシウムが好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、例えば、アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩等の無機アルカリ土類金属化合物;アルカリ土類金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等が挙げられる。ここで、アルカリ土類金属としては、例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。
また、ベリリウム化合物及びマグネシウム化合物としては、例えば、当該金属の水酸化物、炭酸塩等の無機金属化合物;前記金属のアルコール類、フェノール類、有機カルボン酸類との塩等が挙げられる。
塩基性ホウ素化合物としては、ホウ素化合物のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩、ストロンチウム塩等が挙げられる。ここで、ホウ素化合物としては、例えば、テトラメチルホウ素、テトラエチルホウ素、テトラプロピルホウ素、テトラブチルホウ素、トリメチルエチルホウ素、トリメチルベンジルホウ素、トリメチルフェニルホウ素、トリエチルメチルホウ素、トリエチルベンジルホウ素、トリエチルフェニルホウ素、トリブチルベンジルホウ素、トリブチルフェニルホウ素、テトラフェニルホウ素、ベンジルトリフェニルホウ素、メチルトリフェニルホウ素、ブチルトリフェニルホウ素等が挙げられる。
塩基性リン化合物としては、例えば、トリエチルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の3価のリン化合物、又はこれらの化合物から誘導される4級ホスホニウム塩等が挙げられる。
塩基性アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、テトラフェニルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリフェニルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
アミン系化合物としては、例えば、4−アミノピリジン、2−アミノピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、2−ヒドロキシピリジン、2−メトキシピリジン、4−メトキシピリジン、2−ジメチルアミノイミダゾール、2−メトキシイミダゾール、イミダゾール、2−メルカプトイミダゾール、2−メチルイミダゾール、アミノキノリン等が挙げられる。
(触媒失活剤)
本発明に於いては、エステル交換反応終了後に、エステル交換触媒を中和失活させるための触媒失活剤を添加しても良い。このような処理により得られたポリカーボネート樹脂の耐熱性、耐加水分解性が向上する。
このような触媒失活剤としては、スルホン酸やスルホン酸エステルのようなpKaが3以下の酸性化合物が好ましく、具体的にはベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸プロピル、ベンゼンスルホン酸ブチル、p−トルエンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエンスルホン酸プロピル、並びにp−トルエンスルホン酸ブチルなどが挙げられる。
これらの中でも、p−トルエンスルホン酸並びにp−トルエンスルホン酸ブチルが好適に用いられる。
溶融法によるポリカーボネート樹脂の製造方法は、原料であるジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの原料混合溶融液を調製し(原調工程)、前記原料混合溶融液を、エステル交換反応触媒の存在下、溶融状態で複数の反応槽を用いて多段階で重縮合反応をさせる(重縮合工程)ことによって行われる。反応方式は、バッチ式、連続式、又はバッチ式と連続式の組合せのいずれでもよい。反応槽は、複数基の竪型撹拌反応槽、及び必要に応じてこれに続く少なくとも1基の横型撹拌反応槽が用いられる。通常、これらの反応槽は直列に設置され、連続的に処理が行われる。
重縮合工程後、反応を停止させ、重縮合反応液中の未反応原料や反応副生物を脱揮除去する工程や、熱安定剤、離型剤、色剤等を添加する工程、ポリカーボネート樹脂を所定の粒径に形成する工程等を適宜追加してもよい。
次に、製造方法の各工程について説明する。
(原調工程)
ポリカーボネート樹脂の原料として使用するジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物とは、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下、バッチ式、半回分式又は連続式の撹拌槽型の装置を用いて、原料混合溶融液として調製される。溶融混合の温度は、例えば、ジヒドロキシ化合物としてビスフェノールAを用い、炭酸ジエステル化合物としてジフェニルカーボネートを用いる場合は、通常120℃〜180℃、好ましくは125℃〜160℃の範囲から選択される。
以下、ジヒドロキシ化合物としてビスフェノールA、炭酸ジエステル化合物としてジフェニルカーボネートを原料として用いる場合を例として説明する。
この際、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物との割合は、炭酸ジエステル化合物が過剰になるように調整され、ジヒドロキシ化合物1モルに対して、炭酸ジエステル化合物は、通常1.01モル〜1.30モル、好ましくは1.02モル〜1.20モルの割合になるように調整される。
(重縮合工程)
ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物とのエステル交換反応による重縮合は、通常、2段階以上、好ましくは3段階〜7段階の多段方式で連続的に行われる。各段階の具体的な反応条件としては、温度:150℃〜320℃、圧力:常圧〜0.01Torr(1.3Pa)、平均滞留時間:5分〜150分の範囲である。
多段方式の各反応槽においては、エステル交換反応の進行とともに副生するフェノール等のモノヒドロキシ化合物をより効果的に系外に除去するために、上記の反応条件内で、段階的により高温、より高真空に設定する。
重縮合工程を多段方式で行う場合は、通常、竪型撹拌反応槽を含む複数基の反応槽を設けて、ポリカーボネート樹脂の平均分子量を増大させる。反応槽は通常2基〜6基、好ましくは4基〜5基設置される。
ここで、反応槽としては、例えば、撹拌槽型反応槽、薄膜反応槽、遠心式薄膜蒸発反応槽、表面更新型二軸混練反応槽、二軸横型撹拌反応槽、濡れ壁式反応槽、自由落下させながら重縮合する多孔板型反応槽、ワイヤーに沿わせて落下させながら重縮合するワイヤー付き多孔板型反応槽等が用いられる。
竪型撹拌反応槽の撹拌翼の形式としては、例えば、タービン翼、パドル翼、ファウドラー翼、アンカー翼、フルゾーン翼((株)神鋼環境ソリューション製)、サンメラー翼(三菱重工業(株)製)、マックスブレンド翼(住友重機械工業(株)製)、ヘリカルリボン翼、ねじり格子翼((株)日立プラントテクノロジー製)等が挙げられる。
また、横型撹拌反応槽とは、撹拌翼の回転軸が横型(水平方向)であるものをいう。横型撹拌反応槽の撹拌翼としては、例えば、円板型、パドル型等の一軸タイプの撹拌翼やHVR、SCR、N−SCR(三菱重工業(株)製)、バイボラック(住友重機械工業(株)製)、あるいはメガネ翼、格子翼((株)日立プラントテクノロジー製)等の二軸タイプの撹拌翼が挙げられる。
尚、ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル化合物との重縮合に使用するエステル交換触媒は、通常、予め溶液として準備されていてもよい。触媒溶液の濃度は特に限定されず、触媒の溶媒に対する溶解度に応じて任意の濃度に調整される。溶媒としては、アセトン、アルコール、トルエン、フェノール、水等を適宜選択することができる。
触媒の溶媒として水を選択した場合、水の性状は、含有される不純物の種類ならびに濃度が一定であれば特に限定されないが、通常、蒸留水や脱イオン水等が好ましく用いられる。
<樹脂組成物(C)の製法>
本発明の樹脂組成物(C)は、従来公知の任意の方法を適宜選択して製造することが出来る。具体的には、タンブラーやヘンシェルミキサーなどの各種混合機を使用し、前述の必須成分および任意成分を予め混合した後、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、ニーダー等で溶融混練して樹脂組成物を製造することが出来る。また、各成分を予め混合せずに、または、一部の成分のみ予め混合し、フィダーを使用して押出機に供給し、溶融混練して樹脂組成物を製造することも出来る。
<成形品の製法>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物から樹脂成形品を製造するには、通常の押出成形機・射出成形機が使用される。
かかる成形温度は、特に規定はないが、200℃以上が好ましく、220℃以上がより好ましく、240℃以上がさらに好ましい。また、320℃以下が好ましく、300℃以下がより好ましく、280℃以下がさらに好ましい。成形する温度が低すぎると、溶融粘度が高くなり、流動性が低下し、成形性が低下する可能性がある。成形する温度が高すぎるとポリカーボネート樹脂が着色してしまい、ポリカーボネート樹脂組成物の色調が悪化する場合があり、好ましくない。
<射出成形品の製法>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物から射出成形品を製造するには、通常の射出成形機が使用される。
射出成形機等を使用する場合の金型温度は、特に制限はないが、150℃以下が好ましく、120℃以下がさらに好ましく、100℃以下が最も好ましい。また、30℃以上が好ましく、50℃以上が特に好ましい。金型温度が高すぎると、成形時の冷却時間を長くする必要があり、成形品の製造サイクルが長くなり、生産性が低下する場合がある。金型温度が低すぎると、樹脂組成物の溶融粘度が高くなりすぎ、均一な成形品を得ることができない可能性があり、成形品表面にムラができるなどの問題が生じ、好ましくない。
<押出成形品の製法>
本発明のポリカーボネート樹脂組成物から押出成形品を製造するには、通常の押出成形機が使用される。該押出成形機には一般的には、Tダイや丸ダイ等が装着されており、種々形状の押出成形品を得ることができる。得られた押出成形品はシート、フィルム、板、チューブ、パイプ等が挙げられる。これらのなかでも、シート又はフィルムが好ましい。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物の押出成形品の接着性、塗装性、印刷性改善のため、必要であれば更に、ハードコート層を該押出成形品の両面もしくは片面に積層したり、耐候性及び/又は耐擦傷性改善フィルムを該押出成形品の両面もしくは片面に熱ラミネートしたりしてもよいし、表面のしぼ加工や半透明及び不透明加工等の処理を施してもよい。
また、各種樹脂添加剤としては、酸化防止剤、熱安定剤、離型剤、染顔料、強化剤、難燃剤、耐衝撃性改良剤、耐候性改良剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤・アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、防菌剤などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、幅広い分野に使用することが可能であり、電気・電子機器やその部品、OA機器、情報端末機器、機械部品、家電製品、車輌部品、建築部材、各種容器、レジャー用品・雑貨類、照明機器などの各種用途に有用であり、特に電気・電子機器やO A 機器、情報端末機器のハウジング部材、車輌外装・外板部品、車輌内装部品への適用が期待できる。
電気・電子機器やOA機器、情報端末機器のハウジング部材としては、パソコン、ゲーム機、テレビなどのディスプレイ装置、プリンター、コピー機、スキャナー、ファックス、電子手帳やPDA、カメラ、ビデオカメラ、携帯電話、記録媒体のドライブや読み取り装置などのハウジング部材が挙げられる。
車輌外装・外板部品としては、アウタードアハンドル、バンパー、フェンダー、ドアパネル、トランクリッド、フロントパネル、リアパネル、ルーフパネル、ボンネット、ピラー、サイドモール、ガーニッシュ、ホイールキャップ、フードバルジ、フューエルリッド、各種スポイラー、モーターバイクのカウルなどが挙げられる。車輌内装部品としては、インナードアハンドル、センターパネル、インストルメンタルパネル、コンソールボックス、ラゲッジフロアボード、カーナビゲーションなどのディスプレイハウジングなどが挙げられる。
以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例で使用した樹脂組成物の物性は、下記の方法により評価した。
(1)成形品の鉛筆硬度
射出成形機(株式会社日本製鋼所製J50E2)を用い、射出成形条件はバレル温度260℃、金型温度80℃、射出速度80%、射出時間10秒、冷却時間30秒として、射出圧力はショートショットやヒケ等の外観不良とならない最小充填圧力にて、厚み3mm、縦60mm、横60mmのプレート(成形品)を射出成形した。この成形品について、ISO 15184に準拠し、鉛筆硬度試験機(東洋精機株式会社製)を用いて、750g荷重にて測定した鉛筆硬度を求めた。
(2)樹脂組成物の流動性
前記プレート成形時の最小充填圧力で樹脂組成物の流動性を評価した。前記最小充填圧力が低い程、流動性が優れると言える。
(3)粘度平均分子量(Mv)
ポリカーボネート樹脂を塩化メチレンに溶解し(濃度6.0g/L)、ウベローデ粘度管を用いて20℃における比粘度(ηsp)を測定し、下記の式により粘度平均分子量(Mv)を算出した。
ηsp/C=[η](1+0.28ηsp)
[η]=1.23×10-4Mv0.83
なお、実施例、比較例で使用したA成分のポリカーボネート樹脂は、次の通りである。
(参考例1)PC(1)の合成:BPAホモポリマーの合成(界面法)
原料のジヒドロキシ化合物としてBPA(三菱化学製)を360重量部、25重量%水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液520.4重量部および水1785.8重量部をハイドロサルファイト0.41重量部の存在下に、40℃で溶解したのち20℃に冷却し、BPC水溶液を得た。この水溶液8.87kg/時間と塩化メチレン4.50kg/時間とを、還流冷却器、攪拌機、冷媒ジャケットを有する1.8Lのガラス製第一反応器に導入し、ここに別途供給される常温のホスゲン0.579kg/時間とを接触させた。このときの反応温度は35℃に達した。次にこの反応液・反応ガスを反応器に取り付けてあるオーバーフロー管にて次の第一反応器と同じ形状を有する第二反応器(1.8L)に導入し、反応させた。第二反応器には、別途、分子量調整剤としてp−t−ブチルフェノール(8重量%塩化メチレン溶液)0.26kg/時間を導入した。次いで、第二反応器に取り付けてあるオーバーフロー管より反応液・反応ガスを第一反応器と同じ形状を有するオリゴマー化槽(4.5L)に導入した。オリゴマー化槽には別途触媒として2重量%トリメチルアミン水溶液0.020kg/時間を導入した。次いで、このようにして得られたオリゴマー化された乳濁液をさらに内容積5.4Lの分液槽(セトラー)に導き、水相と油槽を分離し、オリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
上記オリゴマーの塩化メチレン溶液のうち、2.80kgを内容積6.8Lのパドル翼付き反応槽に仕込み、これに希釈用塩化メチレン2.24kgを追加し、さらに25重量%水酸化ナトリウム水溶液0.223kg、水0.970kg、2重量%トリエチルアミン水溶液8.37g、p−t−ブチルフェノール1.41gを加え、10℃で攪拌し、180分間重縮合反応を行った。
上記重縮合反応液のうち、3.12kgを内容積5.4Lのパドル翼付き反応槽に仕込み、これに塩化メチレン2.54kg及び水0.575kgを加え、15分間攪拌した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。分離した有機相に、0.1N塩酸1.16kgを加え15分間攪拌し、トリエチルアミン及び少量残存するアルカリ成分を抽出した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。更に、分離した有機相に、純水1.16kgを加え、15分間攪拌した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。この操作を3回繰り返した。得られたポリカーボネート溶液を60〜75℃温水中にフィードすることで粉化し、乾燥し、粉末状ポリカーボネート樹脂を得た。得られたポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は25,000であった。
(参考例2)PC(2)の合成:BPCホモポリマーの合成(界面法)
原料のジヒドロキシ化合物としてBPC(本州化学製)を360重量部、25重量%水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液585.1重量部および水1721.5重量部をハイドロサルファイト0.41重量部の存在下に、40℃で溶解したのち20℃に冷却し、BPC水溶液を得た。このBPC水溶液8.87kg/時間と塩化メチレン4.50kg/時間とを、還流冷却器、攪拌機、冷媒ジャケットを有する1.8Lのガラス製第一反応器に導入し、ここに別途供給される常温のホスゲン0.672kg/時間とを接触させた。このときの反応温度は35℃に達した。次にこの反応液・反応ガスを反応器に取り付けてあるオーバーフロー管にて次の第一反応器と同じ形状を有する第二反応器(1.8L)に導入し、反応させた。第二反応器には、別途、分子量調整剤としてp−t−ブチルフェノール(8重量%塩化メチレン溶液)0.21kg/時間を導入した。次いで、第二反応器に取り付けてあるオーバーフロー管より反応液・反応ガスを第一反応器と同じ形状を有するオリゴマー化槽(4.5L)に導入した。オリゴマー化槽には別途触媒として2重量%トリメチルアミン水溶液0.020kg/時間を導入した。次いで、このようにして得られたオリゴマー化された乳濁液をさらに内容積5.4Lの分液槽(セトラー)に導き、水相と油槽を分離し、オリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
上記オリゴマーの塩化メチレン溶液のうち、2.60kgを内容積6.8Lのパドル翼付き反応槽に仕込み、これに希釈用塩化メチレン2.44kgを追加し、さらに25重量%水酸化ナトリウム水溶液0.278kg、水0.927kg、2重量%トリエチルアミン水溶液8.37g、p−t−ブチルフェノール1.73gを加え、10℃で攪拌し、180分間重縮合反応を行った。
上記重縮合反応液のうち、3.12kgを内容積5.4Lのパドル翼付き反応槽に仕込み、これに塩化メチレン2.54kg及び水0.575kgを加え、15分間攪拌した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。分離した有機相に、0.1N塩酸1.16kgを加え15分間攪拌し、トリエチルアミン及び少量残存するアルカリ成分を抽出した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。更に、分離した有機相に、純水1.16kgを加え、15分間攪拌した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。この操作を3回繰り返した。得られたポリカーボネート溶液を60〜75℃温水中にフィードすることで粉化し、乾燥し、粉末状ポリカーボネート樹脂を得た。得られたポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は25,000であった。
(参考例3)PC(3)の合成:BPA/BPC(70/30wt%)コポリマーの合成(界面法)
原料のジヒドロキシ化合物としてBPA(三菱化学製)を245.0重量部、BPC(本州化学製)を105.4重量部、25重量%水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液570.7重量部および水1673.8重量部をハイドロサルファイト0.41重量部の存在下に、40℃で溶解したのち20℃に冷却し、BPAとBPCの水溶液を得た。この水溶液8.87kg/時間と塩化メチレン4.50kg/時間とを、還流冷却器、攪拌機、冷媒ジャケットを有する1.8Lのガラス製第一反応器に導入し、ここに別途供給される常温のホスゲン0.717kg/時間とを接触させた。このときの反応温度は35℃に達した。次にこの反応液・反応ガスを反応器に取り付けてあるオーバーフロー管にて次の第一反応器と同じ形状を有する第二反応器(1.8L)に導入し、反応させた。第二反応器には、別途、分子量調整剤としてp−t−ブチルフェノール(8重量%塩化メチレン溶液)0.26kg/時間を導入した。次いで、第二反応器に取り付けてあるオーバーフロー管より反応液・反応ガスを第一反応器と同じ形状を有するオリゴマー化槽(4.5L)に導入した。オリゴマー化槽には別途触媒として2重量%トリメチルアミン水溶液0.020kg/時間を導入した。次いで、このようにして得られたオリゴマー化された乳濁液をさらに内容積5.4Lの分液槽(セトラー)に導き、水相と油槽を分離し、オリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
上記オリゴマーの塩化メチレン溶液のうち、2.45kgを内容積6.8Lのパドル翼付き反応槽に仕込み、これに希釈用塩化メチレン2.59kgを追加し、さらに25重量%水酸化ナトリウム水溶液0.30kg、水0.910kg、2重量%トリエチルアミン水溶液8.37g、p−t−ブチルフェノール0.944gを加え、10℃で攪拌し、180分間重縮合反応を行った。
上記重縮合反応液のうち、3.12kgを内容積5.4Lのパドル翼付き反応槽に仕込み、これに塩化メチレン2.54kg及び水0.575kgを加え、15分間攪拌した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。分離した有機相に、0.1N塩酸1.16kgを加え15分間攪拌し、トリエチルアミン及び少量残存するアルカリ成分を抽出した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。更に、分離した有機相に、純水1.16kgを加え、15分間攪拌した後、攪拌を停止し、水相と有機相を分離した。この操作を3回繰り返した。得られたポリカーボネート溶液を60〜75℃温水中にフィードすることで粉化し、乾燥し、粉末状ポリカーボネート樹脂を得た。得られたポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は25,000であった。
(参考例4)PC(4)の合成:BPCホモポリマーの合成(溶融法)
原料のジヒドロキシ化合物として2,2−ビス(4−ヒドロキシ-3−メチルフェニル)プロパン(以下、「BPC」と略記する場合がある。)(本州化学社製)37.60kg(約147mol)とジフェニルカーボネート(DPC)32.20kg(約150mol)に、炭酸セシウムの水溶液を、炭酸セシウムがジヒドロキシ化合物1mol当たり2μmolとなるように添加して混合物を調整した。次に該混合物を、攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ、還流冷却器を具備した内容量200Lの第1反応器に投入した。
次に、第1反応器内を1.33kPa(10Torr)に減圧し、続いて、窒素で大気圧に復圧する操作を5回繰り返し、第1反応器の内部を窒素置換した。窒素置換後、熱媒ジャケットに温度230℃の熱媒を通じて第1反応器の内温を徐々に昇温させ、混合物を溶解させた。その後、55rpmで撹拌機を回転させ、熱媒ジャケット内の温度をコントロールして、第1反応器の内温を220℃に保った。そして、第1反応器の内部で行われるBPCとDPCのオリゴマー化反応により副生するフェノールを留去しながら、40分間かけて第1反応器内の圧力を絶対圧で101.3kPa(760Torr)から13.3kPa(100Torr)まで減圧した。
続いて、第1反応器内の圧力を13.3kPaに保持し、フェノールをさらに留去させながら、80分間、エステル交換反応を行った。
その後、系内を窒素で絶対圧で101.3kPaに復圧の上、ゲージ圧で0.2MPaまで昇圧し、予め200℃以上に加熱した移送配管を経由して、第1反応器内のオリゴマーを、第2反応器に圧送した。尚、第2反応器は内容量200Lであり、攪拌機、熱媒ジャケット、真空ポンプ並びに還流冷却管を具備しており、内圧は大気圧、内温は240℃に制御していた。
次に、第2反応器内に圧送したオリゴマーを16rpmで攪拌し、熱媒ジャケットにて内温を昇温し、第2反応器内を40分かけて絶対圧で101.3kPaから13.3kPaまで減圧した。その後、昇温を継続し、さらに40分かけて、内圧を絶対圧で13.3kPaから399Pa(3Torr)まで減圧し、留出するフェノールを系外に除去した。さらに、昇温を続け、第2反応器内の絶対圧が70Pa(約0.5Torr)に到達後、70Paを保持し、重縮合反応を行った。第2反応器内の最終的な内部温度は285℃であった。第2反応器の攪拌機が予め定めた所定の攪拌動力となったときに、重縮合反応を終了した。
次いで、第2反応器内を、窒素により絶対圧で101.3kPaに復圧の上、ゲージ圧で0.2MPaまで昇圧し、第2反応器の槽底からポリカーボネート樹脂をストランド状で抜き出し、水槽で冷却しながら、回転式カッターを使用してペレット化した。得られたポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は26,000であった。
(参考例5)ABS樹脂
B成分のABS樹脂として市販のテクノポリマー社製「商品名:テクノABS300(TFX−450)を用いた。
(参考例6)各種添加剤
E成分の酸化防止剤としてチバスペシャリテイ・ケミカルズ社製「商品名:Irganox1076」、F成分の熱安定剤として旭電化工業社製「商品名:アデカスタブAS2112」、G成分の離型剤として日本油脂社製「商品名:ユニスターH476」を用いた。
「実施例1」
ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、各種添加剤を表1に示す割合で1つのベント口を有する日本製鋼所製2軸押出機(LABOTEX30HSS−32)にて溶融混練し、該2軸押出機の出口からストランド状に押し出し、水で冷却固化させた後、回転式カッターでペレット化し、樹脂組成物を得た。このとき、該2軸押出機のバレル温度は260℃とした。尚、溶融混練時は、該2軸押出機のベント口は真空ポンプに連結し、該ベント口での圧力が500Paになるように制御した。
該樹脂組成物は前記評価項目に記載の方法に準じて鉛筆硬度、流動性を評価した。
「実施例2〜3、比較例1〜3」
ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、各種添加剤の割合を表1に示すとおり変更した以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物を得た。
該樹脂組成物は前記評価項目に記載の方法に準じて鉛筆硬度、流動性を評価した。
Figure 2013209568
本発明によれば、ポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂とからなる樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂およびスチレン系樹脂の本来の流動性を損なうことなく、また、ハードコートなどの2次加工によることなく、優れた表面硬度を有するポリカーボネート樹脂組成物を提供することができるため、ポリカーボネート樹脂組成物の利用分野の拡大が可能となる。

Claims (9)

  1. ポリカーボネート樹脂(A)10〜95重量部と、スチレン系樹脂(B)90〜5重量部からなるポリカーボネート樹脂組成物(C)を含み、前記ポリカーボネート樹脂(A)が、下記式(1)の化合物に由来する構造単位からなるポリカーボネート樹脂部位(D)を少なくとも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。
    Figure 2013209568
  2. ポリカーボネート脂組成物(C)が、ポリカーボネート樹脂(A)20〜90重量部と、スチレン系樹脂(B)80〜10重量部からなる請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  3. スチレン系樹脂(B)が、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂である請求項1または請求項2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  4. ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部中のポリカーボネート樹脂部位(D)の含有量が、10重量部以上である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  5. ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部に対して、更に、酸化防止剤(E)としてヒンダートフェノール系酸化防止剤を0.001〜1重量部含有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  6. ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部に対して、更に、熱安定剤(F)としてホスファイト系熱安定剤を0.001〜1重量部含有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  7. ポリカーボネート樹脂組成物(C)100重量部に対して、更に、離型剤(G)として脂肪族カルボン酸エステルを0.01〜1重量部含有する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を射出成形してなることを特徴とする射出成形品。
  9. 請求項1から7のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物を押出成形してなることを特徴とする押出成形品。
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