JP2000351893A - 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

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JP2000351893A
JP2000351893A JP11166202A JP16620299A JP2000351893A JP 2000351893 A JP2000351893 A JP 2000351893A JP 11166202 A JP11166202 A JP 11166202A JP 16620299 A JP16620299 A JP 16620299A JP 2000351893 A JP2000351893 A JP 2000351893A
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polycarbonate resin
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compound
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JP11166202A
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English (en)
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Kazuhiko Ishii
一彦 石井
Yuji Tada
祐二 多田
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Otsuka Chemical Co Ltd
Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Original Assignee
Otsuka Chemical Co Ltd
Mitsubishi Engineering Plastics Corp
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Publication date
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的物性、難燃性及び低モールドデポジッ
ト性に優れると共に、耐候性にも優れた難燃性ポリカー
ボネート樹脂組成物を提供することを課題とする。 【解決手段】 (a)芳香族ポリカーボネート樹脂10
0重量部に、(b)特定構造のホスファゼン化合物0.
5〜40重量部、(c)ポリフルオロエチレン樹脂0.
01〜5重量部、(d)耐衝撃性改良剤0.5〜30重
量部及び(e)紫外線吸収剤0.01〜1重量部を配合
してなる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性ポリカーボ
ネート樹脂組成物、更に詳しくは耐候性に優れた難燃性
ポリカーボネート樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリカーボネート樹脂組成物は、優れた
エンジニアリングプラスチックとして各種分野に使用さ
れてきており、難燃性を必要とする用途にも使用されて
きている。難燃性ポリカーボネート樹脂としては、非ハ
ロゲン材料として、燐酸エステルに代表されるリン系難
燃剤を添加した樹脂組成物が数多く開示され、特に成形
時のモールドデポジットの問題から、例えば、レゾルシ
ンから誘導される構造を有する縮合型燐酸エステルを使
用する例が見られる。
【0003】また、特開平6−228426号公報や特
開平7−53876号公報には、ポリカーボネート樹脂
等の熱可塑性樹脂にビスフェノールから誘導される構造
を有する縮合燐酸エステルを配合した樹脂組成物が開示
されており、ブリード性あるいは耐加水分解性を改善す
ることが開示されている。
【0004】しかしながら、縮合型燐酸エステルを配合
したポリカーボネート樹脂組成物は、耐候性の点で満足
できるものではない。
【0005】さらに、特開昭51ー37149号公報、
特開昭53ー77247号公報及び特開平7ー2922
33号公報には、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹
脂にホスファゼン化合物を配合した組成物が開示されて
いるが、該組成物の耐候性についての記載はなく、また
本発明者が実際に調べたところでは該組成物の耐候性は
不十分であった。
【0006】加えて、従来の樹脂組成物では、燃焼時に
樹脂が溶融滴下してドリッピングを生じるために、難燃
性を発現するのが困難である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、機械的物
性、難燃性及び低モールドデポジット性に優れると共
に、耐候性にも優れた難燃性ポリカーボネート樹脂組成
物を提供することを課題とする。
【0008】本発明は、燃焼時でも樹脂が溶融滴下して
ドリッピングを生じることのないポリカーボネート樹脂
組成物を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、(a)芳香族ポ
リカーボネート樹脂100重量部に、(b)ホスファゼ
ン化合物0.5〜40重量部、(c)ポリフルオロエチ
レン0.01〜5重量部、(d)耐衝撃性改良剤0.5
〜30重量部及び(e)紫外線吸収剤0.01〜2重量
部を配合してなる樹脂組成物が所望の難燃性ポリカーボ
ネート樹脂組成物になり得ることを見い出した。本発明
は、斯かる知見に基づき完成されたものである。
【0010】即ち、本発明は、(a)芳香族ポリカーボ
ネート樹脂100重量部に、(b)ホスファゼン化合物
0.5〜40重量部、(c)ポリフルオロエチレン0.
01〜5重量部、(d)耐衝撃性改良剤0.5〜30重
量部及び(e)紫外線吸収剤0.01〜2重量部を配合
してなる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物に係る。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明における(a)芳香族ポリ
カーボネート樹脂としては、例えば芳香族ヒドロキシ化
合物又はこれと少量のポリヒドロキシ化合物をホスゲン
又は炭酸のジエステルと反応させることによって作られ
る分岐していてもよい熱可塑性芳香族ポリカーボネート
重合体又は共重合体を挙げることができる。斯かるポリ
カーボネート重合体又は共重合体の製造方法について
は、限定されるものではなく、ホスゲン法(界面重合
法)、溶融法(エステル交換法)等の従来公知の各種方
法で製造することができる。
【0012】また、本発明においては、溶融法で製造さ
れた、末端基のOH基量を調整した芳香族ポリカーボネ
ート樹脂を使用することができる。
【0013】芳香族ジヒドロキシ化合物としては、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)、テトラメチルビスフェノールA、ビス
(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベン
ゼン、ハイドロキノン、レゾルシノール、4,4−ジヒ
ドロキシジフェニル等が挙げられ、好ましくはビスフェ
ノールAが挙げられる。
【0014】分岐した芳香族ポリカーボネート樹脂を得
るには、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、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)ベンゼン、1,
1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタン等のポ
リヒドロキシ化合物、あるいは3,3−ビス(4−ヒド
ロキシアリール)オキシインドール(=イサチンビスフ
ェノール)、5−クロルイサチン、5,7−ジクロルイ
サチン、5−ブロムイサチン等を前記芳香族ジヒドロキ
シ化合物の一部として用い、上記の方法に従えばよい。
これらの化合物の使用量は、芳香族ジヒドロキシ化合物
に対して通常0.01〜10モル%、好ましくは0.1
〜2モル%である。
【0015】芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量を調
節するには、一価芳香族ヒドロキシ化合物を用いればよ
く、m−及びp−メチルフェノール、m−及びp−プロ
ピルフェノール、p−tert−ブチルフェノール及び
p−長鎖アルキル置換フェノール等が挙げられる。
【0016】好ましい芳香族ポリカーボネート樹脂とし
ては、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパンから誘導されるポリカーボネート樹脂、又
は2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと
他の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカ
ーボネート共重合体等が挙げられる。
【0017】本発明では、これら芳香族ポリカーボネー
ト樹脂は、1種単独で、又は2種以上混合して使用でき
る。
【0018】芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は、
溶媒としてメチレンクロライドを用い、温度25℃で測
定された溶液粘度より換算した粘度平均分子量で、好ま
しくは16000〜30000であり、より好ましくは
18000〜26000である。
【0019】本発明における(b)成分のホスファゼン
化合物としては、分子中にリン及び窒素を含む化合物で
あり、従来公知のものを広く使用することができる。
【0020】ホスファゼン化合物としては、例えば、
(1) 一般式(1)
【0021】
【化4】
【0022】〔式中mは3〜25の整数を示す。Phは
フェニル基を示す。〕で表される環状フェノキシホスフ
ァゼン、(2) 一般式(2)
【0023】
【化5】
【0024】〔式中X1は基−N=P(OPh)3又は基
−N=P(O)OPhを示し、Y1は基−P(OPh)4
又は基−P(O)(OPh)2を示す。nは3〜100
00の整数を示す。Phは前記に同じ。〕で表される鎖
状フェノキシホスファゼン、並びに(3) 前記環状フェノ
キシホスファゼン及び前記鎖状フェノキシホスファゼン
からなる群より選ばれる少なくとも1種のホスファゼン
化合物が、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−
フェニレン基及び一般式(3)
【0025】
【化6】
【0026】〔式中Aは−C(CH32−、−SO
2−、−S−又は−O−を示す。aは0又は1を示
す。〕で表されるビスフェニレン基からなる群より選ば
れる少なくとも1種の架橋基により架橋されてなる化合
物であって、(a)該架橋基はホスファゼン化合物のフ
ェニル基が脱離した2個の酸素原子間に介在し、(b)
フェニル基の含有割合が上記ホスファゼン化合物(1)
及び/又は(2)中の全フェニル基の総数を基準に50
〜99.9%であり、且つ(c)分子内にフリーの水酸
基を有していない架橋フェノキシホスファゼン化合物等
を挙げることができる。
【0027】上記一般式(1)で表される環状フェノキ
シホスファゼン化合物及び一般(2)で表される鎖状フ
ェノキシホスファゼン化合物は、例えば、H.R.All
cock著、″Phosphorus−Nitroge
n Compounds″,Academic Pre
ss,(1972)、J.E.Mark、H.R.Allc
ock、R.West著、″Inorganic Po
lymers″Prentice−Hall Inte
rnational,Inc.(1992)等に記載され
ている方法で合成することができる。
【0028】その合成例として、例えばクロルベンゼン
又はテトラクロルエタン等を溶媒とし、塩化アンモニウ
ムと五塩化リン、又は塩化アンモニウムと三塩化リンと
塩素とを、120〜130℃程度で反応して得た一般式
(1)及び(2)のOPhが塩素原子(Cl)で表さ
れ、且つ、m及びnが3から25の整数で表される環状
及び鎖状のジクロルホスファゼンオリゴマー混合物にフ
ェノールを置換し、製造することができる。
【0029】また、上記で得られた環状及び鎖状のジク
ロルホスファゼンオリゴマー混合物から、蒸留又は再結
晶により、ヘキサクロルシクロトリホスファゼン、オク
タクロルシクロテトラホスファゼン及びデカクロルシク
ロペンタホスファゼン等の環状のジクロルホスファゼン
の単一物を取り出し、これにフェノールを置換したヘキ
サフェノキシシクロトリホスファゼン、オクタフェノキ
シシクロテトラホスファゼン、又はデカフェノキシシク
ロペンタホスファゼン等の環状フェノキシホスファゼン
化合物が挙げられる。
【0030】また、ヘキサクロルシクロトリホスファゼ
ンを220〜250℃に加熱し、開環重合して得られる
一般式(2)のnが3から10,000の整数で表され
る鎖状のジクロルホスファゼンにフェノールを置換した
鎖状フェノキシホスファゼン化合物を挙げることができ
る。
【0031】ジクロルホスファゼンは、環状のジクロル
ホスファゼンと鎖状のジクロルホスファゼンとを混合し
たまま、又は分離して各々単独で、用いてもよい。
【0032】架橋フェノキシホスファゼン化合物は、前
記一般式(1)及び/又は(2)で表される環状及び/
又は鎖状ホスファゼン化合物中のフェニル基の一部が、
分子内に1又は2個以上のベンゼン環を有し且つ2個の
ヒドロキシ基を有する芳香族ジヒドロキシ化合物で置き
換え、すなわち、o−フェニレン基、m−フェニレン
基、p−フェニレン基及び前記一般式(3)で表される
(架橋)基で、架橋することで製造することができる。
【0033】具体的には、前記のジクロルホスファゼン
化合物に、先ずフェノールのアルカリ金属塩及びジヒド
ロキシ化合物のアルカリ金属塩の混合物を反応させ、ク
ロルホスファゼン化合物の塩素が一部残存した部分置換
体を合成した後、次にフェノールのアルカリ金属塩を反
応することにより、ジヒドロキシ化合物の片端ヒドロキ
シ基が実質的になく、架橋構造によって高分子量化した
フェノキシホスファゼン化合物を得ることができる。ジ
クロルホスファゼン化合物と、フェノール及び/又は芳
香族ジヒドロキシ化合物のアルカリ金属塩との反応は、
通常、室温〜150℃程度の温度で、トルエン等の芳香
族炭化水素類、クロルベンゼン等のハロゲン化芳香族炭
化水素類等の溶媒中にて行われる。
【0034】架橋ホスファゼン化合物の製造法を、さら
に詳しく説明すると、第一段目の反応において、ジクロ
ルホスファゼンオリゴマーに対するフェノールのアルカ
リ金属塩と芳香族ジヒドロキシ化合物のアルカリ金属塩
の使用量を、両アルカリ金属塩の合計量で、通常0.0
5〜0.9当量程度(ジクロルホスファゼンオリゴマー
の塩素量を基準として)、好ましくは0.1〜0.8当
量程度(塩素量を基準として)とすればよい。
【0035】第一段目の反応において、ジクロルホスフ
ァゼンオリゴマーに対するフェノールのアルカリ金属塩
と芳香族ジヒドロキシ化合物のアルカリ金属塩の使用量
が0.05当量より著しく少ないと、使用できる芳香族
ジヒドロキシ化合物の量が少なく、架橋化合物の効果が
低くなる。一方、使用量が0.9当量より大幅に大きく
なると、ジヒドロキシ化合物の片端ヒドルキシ基が実質
的にない架橋フェノキシホスファゼン化合物が得られ難
くなる。
【0036】両アルカリ金属塩の使用比(芳香族ジヒド
ロキシ化合物のアルカリ金属塩/フェノールのアルカリ
金属塩、モル比)は特に制限はなく広い範囲から適宜選
択できるが、通常1/2000〜1/4程度とすればよ
い。この範囲内で、所望の架橋フェノキシホスファゼン
化合物を得ることができる。この使用比が1/2000
より著しく小さいと、架橋化合物の効果が低くなり、ポ
リカーボネート樹脂のドリッピングを防止することが困
難になる可能性がある。一方、使用比が、1/4より大
幅に大きくなると、架橋が進みすぎて、得られる架橋フ
ェノキシホスファゼン化合物が不溶、不融となり、樹脂
への分散が低下する虞が生ずる場合がある。
【0037】次の第二段目の反応において、フェノール
のアルカリ金属塩の使用量を通常1〜1.5当量程度
(ジクロルホスファゼンオリゴマーの塩素量を基準とし
て)、好ましくは1〜1.2当量程度(塩素量を基準と
して)とすればよい。
【0038】架橋ホスファゼン化合物の製造に用いられ
る芳香族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、レゾル
シノール、ハイドロキノン、カテコール、4,4’−イ
ソプロピリデンジフェノール(ビスフェノール−A、
4,4’−スルホニルジフェノール(ビスフェノール−
S)、4,4’−チオジフェノール、4,4’−オキシ
ジフェノール、4,4’−ジフェノール類を挙げること
ができる。また、芳香族ジヒドロキシ化合物及び/又は
フェノールのアルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、
カリウム塩、リチウム塩等が好ましい。芳香族ジヒドロ
キシ化合物は、一種を単独で使用、又は2種以上を併用
することができる。
【0039】架橋フェノキシホスファゼン化合物中のフ
ェニル基の含有量は、上記ホスファゼン化合物(1)及
び又は(2)中の全フェニル基の総数を基準に50〜9
9.9%であり、好ましくは70〜90%である。
【0040】斯くして本発明の(b)成分として使用さ
れるホスファゼン化合物が、すなわち、一般式(1)で
表される環状ホスファゼン化合物、一般式(2)で表さ
れる鎖状ホスファゼン化合物、並びに、前記一般式
(1)及び/又は一般式(2)で表される環状及び鎖状
ホスファゼン化合物中のフェニル基の一部がo−フェニ
ル基、m−フェニル基、p−フェニル基及び前記一般式
(3)で表される架橋基で置き換えられた架橋フェノキ
シホスファゼン化合物が製造される。
【0041】本発明の鎖状、環状及び架橋フェノキシホ
スファゼン化合物はハロゲンを含まないことから、分解
又は燃焼する際に、ハロゲン化水素等の生物に対する有
害ガスや煙を発生することがない。また、樹脂成形時に
金型の腐食や樹脂の劣化及び着色を起こすことはない。
また、上記フェノキシホスファゼン化合物は、樹脂の成
形温度を低下させることなく、揮発性が低く、混練時の
ブロッキングや滲みだし(ジューシング)、燃焼時のド
リッピング等の問題が生じることはない。
【0042】また、本発明の架橋フェノキシホスファゼ
ン化合物は、ジヒドロキシ化合物の片端ヒドロキシ基が
実質的にない架橋フェノキシホスファゼン化合物である
ことから、樹脂の分子量を低下させることがなく、耐衝
撃性等の機械的特性、耐熱性、成形加工性等の樹脂本来
の特性を低下させることがない。
【0043】(b)成分であるホスファゼン化合物の配合
量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対
し、0.5〜40重量部である。ホスファゼン化合物の
添加量が0.5重量部未満であると難燃性が不十分であ
り、40重量部を越えると機械的物性が低下しやすい。
ホスファゼン化合物の配合量は、芳香族ポリカーボネー
ト樹脂100重量部に対し、好ましくは1〜30重量
部、さらに好ましくは2〜25重量部である。
【0044】本発明において(c)成分として用いられ
るポリフルオロエチレンとしては、例えばフィブリル形
成能を有するポリテトラフルオロエチレン等が挙げら
れ、重合体中に容易に分散し、且つ重合体同士を結合し
て繊維状材料を作る傾向を示すものである。フィブリル
形成能を有するポリテトラフルオロエチレンはASTM
規格でタイプ3に分類される。
【0045】フィブリル形成能を有するポリテトラフル
オロエチレンとしては、例えば三井・デュポンフロロケ
ミカル(株)よりテフロン6J又はテフロン30Jとし
て、あるいはダイキン工業(株)よりポリフロンとして
市販されている。
【0046】ポリフルオロエチレンの配合量は、芳香族
ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、0.01〜
5重量部である。ポリフルオロエチレンが0.01重量
部未満であると難燃性が不十分であり、5重量部を越え
ると成形品外観の低下が起こりやすい。ポリフルオロエ
チレンの配合量は、芳香族ポリカーボネート樹脂100
重量部に対し、好ましくは0.02〜4重量部であり、
さらに好ましくは0.05〜3重量部である。
【0047】本発明において(d)成分として用いられ
る耐衝撃性改良剤としては、例えばアクリル系ゴム、ス
チレン/水添ブタジエン/スチレンブロック共重合体、
スチレン/水添イソプレン/スチレンブロック共重合
体、AES樹脂、AAS樹脂、ポリブタジエン、ブタジ
エン/スチレン共重合体、ポリイソプレン等が挙げら
れ、好ましくは、アクリル系ゴム、スチレン/水添ブタ
ジエン/スチレンブロック共重合体、スチレン/水添イ
ソプレン/スチレンブロック共重合体、AES樹脂、A
AS樹脂等が挙げられ、より好ましくは、アクリル系ゴ
ム等が挙げられる。
【0048】アクリル系ゴムとしては、例えば、アルキ
ル(メタ)アクリレート系重合体を含む多層構造重合体
等が挙げられる。アクリル酸アルキル重合体におけるア
ルキル基の炭素数は1〜8程度である。アクリル酸アル
キル重合体としては、例えば、アクリル酸エチル、アク
リル酸ブチル、アクリル酸エチルヘキシル等が挙げられ
る。アクリル酸アルキル重合体には、エチレン性不飽和
単量体等の架橋剤が用いられていてもよい。架橋剤とし
ては、例えば、アルキレンジオール、ジ(メタ)アクリ
レート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ジビニ
ルベンゼン、トリビニルベンゼン、シアヌル酸トリアリ
ル、(メタ)アクリル酸アリル等が挙げられる。
【0049】アルキル(メタ)アクリレート系重合体を
含む多層構造重合体としては、例えば飽和あるいは不飽
和のゴム成分からなるコアとアルキル(メタ)アクリレ
ートからなるシェルとからなる多層構造重合体を挙げる
ことができる。ここでコアになる飽和あるいは不飽和の
ゴム成分としては、例えば、アルキルアクリレート、ブ
タジエン、ブタジエン/スチレン共重合体等が挙げられ
る。シェルになるアルキル(メタ)アクリレートとして
は、アルキル基の炭素数が1〜8程度のアルキル(メ
タ)アクリレート等が挙げられる。また、多層構造重合
体は、最内核層を芳香族ビニル単量体からなる重合体で
形成し、中間層をガラス転移温度の低いゴム状重合体で
形成し、さらに最外郭層をアルキル(メタ)アクリレー
ト系重合体で形成した多層構造重合体であってもよい。
このような多層構造重合体は、例えば先の段階の重合体
を後の段階の重合体が順次被覆するような連続した多段
階シード重合によって製造される。
【0050】耐衝撃性改良剤の配合量は、芳香族ポリカ
ーボネート樹脂100重量部に対し、0.5〜30重量
部である。耐衝撃性改良剤が0.5重量部未満であると
耐衝撃性が不十分であり、30重量部を越えると成形品
外観の低下が起こりやすい。耐衝撃性改良剤の配合量
は、芳香族ポリカーボネート樹脂100重量部に対し、
好ましくは1〜25重量部であり、さらに好ましくは2
〜20重量部である。
【0051】本発明において(e)成分として用いられ
る紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾト
リアゾール系、サリチル酸フェニル系、ヒンダードアミ
ン系等の従来公知の紫外線吸収剤等が挙げられる。
【0052】ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、
例えば2,4−ジヒドロキシ−ベンゾフェノン、2−ヒ
ドロキシ−4−メトキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロ
キシ−4−n−オクトキシ−ベンゾフェノン、2−ヒド
ロキシ−4−ドデシロキシ−ベンゾフェノン、2−ヒド
ロキシ−4−オクタデシロキシ−ベンゾフェノン、2,
2’−ジヒドロキシ−4−メトキシ−ベンゾフェノン、
2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−ベン
ゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシ−
ベンゾフェノン等が挙げられる。
【0053】ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤として
は、例えば2−(2’−ヒドロキシ−5−メチルフェニ
ル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−
3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾト
リアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert
−ブチル,5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
等が挙げられる。
【0054】サリチル酸フェニル系紫外線吸収剤として
は、例えばフェニルサルチレート、2,4−ジ−ter
t−ブチルフェニル−3,5−ジ−tert−ブチル4
−ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
【0055】ヒンダードアミン系紫外線吸収剤として
は、例えばビス(2,2,6,6−テトラメチルピペジ
ニル4)セパケート等が挙げられる。
【0056】紫外線吸収剤としては、上記以外に紫外線
の保有するエネルギーを、分子内で振動エネルギーに変
換し、その振動エネルギーを、熱エネルギー等として放
出する機能を有する化合物が含まれる。さらに、酸化防
止剤あるいは着色剤等との併用で効果を発現するもの、
あるいはクエンチャーと呼ばれる、光エネルギー変換剤
的に作用する光安定剤等も併用することができる。
【0057】紫外線吸収剤の配合量は、芳香族ポリカー
ボネート樹脂100重量部に対し、0.01〜2重量部
である。紫外線吸収剤が0.01重量部未満であると耐
侯性が不十分であり、2重量部を越えると黄味が強くな
り調色性に劣り、またブリードアウトの原因になりやす
い。紫外線吸収剤の配合量は、芳香族ポリカーボネート
樹脂100重量部に対し、好ましくは0.05〜1.8
重量部であり、さらに好ましくは0.1〜1.5重量部
である。
【0058】本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成
物において任意成分として配合される酸化チタンは、成
形品の白色度、遮光性、光線反射率等を向上させる。酸
化チタンは、硫酸法又は塩素法により製造されるが、硫
酸法で製造された酸化チタンは、白色度の点で塩素法で
製造された酸化チタンに劣るので、塩素法で製造された
ものが好適である。酸化チタンの結晶形態にはルチル型
とアナターゼ型があり、白色度、光線反射率及び耐光性
の観点からはルチル型が優れており、結晶形態はルチル
型が好適である。
【0059】酸化チタンは表面処理されていない場合
は、樹脂組成物を高温で溶融混練する際に、ポリカーボ
ネート樹脂の分子量低下や変色を引き起こしやすいの
で、表面処理されているものが好ましい。
【0060】酸化チタンの表面処理は、アルミナ水和
物、珪酸水和物から選ばれた1種以上の無機系表面処理
剤によって行われる。また、有機系表面処理剤、特に、
シリコーン系化合物で処理されている酸化チタンが好ま
しい。シリコーン系化合物としては、ポリオルガノシロ
キサン(特公昭63ー26140号公報参照)、ポリ炭
化水素シロキサン(特公昭63ー31513号公報参
照)、シランカップリング剤(特公平3ー2189号公
報参照)等が挙げられる。
【0061】酸化チタンの平均粒子径は、好ましくは
0.05〜0.5μmである。平均粒子径が0.05μ
m未満であると得られる成形品の遮光性及び光線反射率
が不十分になりやすく、0.5μmを越えると成形品の
遮光性及び光線反射率が不十分なりやすく、更に成形品
表面外観の低下や衝撃強度の低下を生じやすい。平均粒
子径は、より好ましくは0.08〜0.45μmであ
り、最も好ましくは0.1〜0.4μmである。
【0062】酸化チタンの配合量は、ポリカーボネート
樹脂100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重
量部である。酸化チタンを配合することで成形品の遮光
性が向上するが、20重量部を越えると衝撃強度の低下
を生じやすい。酸化チタンの配合量は、ポリカーボネー
ト樹脂100重量部に対して、より好ましくは1〜15
重量部である。
【0063】本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成
物の製造方法としては、特に制限はなく、例えば、芳香
族ポリカーボネート樹脂、ホスファゼン化合物、ポリテ
トラフルオロエチレン、耐衝撃性改良剤及び紫外線吸収
剤を一括溶融混練する方法、芳香族ポリカーボネート樹
脂、ホスファゼン化合物及びポリテトラフルオロエチレ
ンを予め混練後、耐衝撃性改良剤及び紫外線吸収剤を配
合し溶融混練する方法等が挙げられる。
【0064】本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成
物には、必要に応じて、酸化防止剤等の安定剤、顔料、
染料、滑剤、その他難燃剤、離型剤、摺動性改良剤等の
添加剤、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維状強化材、マイ
カ、タルク、ガラスフレーク等の板状強化材あるいはチ
タン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等のウィスカーを
添加配合することができる。
【0065】本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成
物においては、その特性を損なわない範囲で、スチレン
系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテ
レフタレートのようなポリエステル樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂を配合するこ
とができる。こうした熱可塑性樹脂の配合量は、好まし
くは本発明の樹脂組成物の40重量%以下、より好まし
くは30重量%以下である。
【0066】本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成
物は、非ハロゲンホスファゼン化合物を配合してなる難
燃性ポリカーボネート樹脂組成物であり、本発明の樹脂
組成物において配合される成分は、それぞれ非塩素、非
臭素であることから、成形機や金型の腐食問題をなくす
上で好ましい材料である。
【0067】本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組成
物は、通常の成形手段を適用することにより、難燃性ポ
リカーボネート樹脂成形体とすることができる。
【0068】
【発明の効果】本発明の難燃性ポリカーボネート樹脂組
成物は、衝撃強度、難燃性及び耐熱性に優れ、且つ耐候
性にも優れており、更に、成形時の金型及びスクリュー
等の腐食性の問題やモールドデポジットもなく成形性に
も優れている。
【0069】また、本発明の難燃性ポリカーボネート樹
脂組成物は、燃焼時でも樹脂が溶融滴下してドリッピン
グを生じることはない。
【0070】そのため、本発明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る成形体は、電気・電子
分野、自動車分野、一般工業分野のみならず耐候性の要
求される分野でも使用でき、耐候性の不足を補うための
塗装等の二次加工を必要とせず、製品の無塗装化が可能
であり工業的価値は大である。
【0071】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。
【0072】下記の実施例及び比較例においては次に記
載の原材料を用いた。
【0073】(1)ポリカーボネート樹脂:ユーピロン
S−3000、三菱エンジニアリングプラスチックス
(株)製、粘度平均分子量21000、ポリ−4,4−
イソプロピリデンジフェニルカーボネート(以下、「P
C」とも称する。)。
【0074】(2)ホスファゼン:下記の合成例1〜4
に示す環状、鎖状及び架橋フェノキシホスファゼン化合
物 (3)燐酸エステル−1:燐酸エステルTPP、大八化
学工業(株)製。
【0075】(4)燐酸エステル−2:下記式(4)で
示される縮合燐酸エステル(n=1.3)、CR−73
3、大八化学工業(株)製。
【0076】
【化7】
【0077】(5)燐酸エステル−3:下記式(5)で
示される縮合燐酸エステル(n=1.01)、FP−5
00、旭電化工業(株)製。
【0078】
【化8】
【0079】(6)燐酸エステル−4:下記式(6)で
示される縮合燐酸エステル(n=1.1)、CR−74
7、大八化学工業(株)製。
【0080】
【化9】
【0081】(7)ポリテトラフルオロエチレン(以
下、PTFEと記す。):ポリフロンF−201L、ダ
イキン(株)。
【0082】(8)耐衝撃性改良剤−1:アルキルアク
リレートコア/メチルアクリレートシェルの多層構造重
合体、EXL2315、呉羽化学工業(株)製。
【0083】(9)耐衝撃性改良剤−2:ブタジエンコ
ア/メチルアクリレートシェルの多層構造重合体、EX
L2603、呉羽化学工業(株)製。
【0084】(10)紫外線吸収剤:2−(2’−ヒド
ロキシ−5’−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ
ール。
【0085】(11)酸化チタン:表面処理酸化チタ
ン、PC−3 石原産業(株)製、塩素法で製造され、
平均粒子径0.28μmで、無機系表面処理剤のアルミ
ナ水和物と珪酸水和物で表面処理された後、有機系表面
処理剤のオルガノ水素シロキサンで表面処理されたルチ
ル型酸化チタン。
【0086】なお、試験片の物性評価は次に記載のよう
に行った。
【0087】(12)燃焼性:0.8mm厚みのUL規
格の試験片により垂直燃焼試験を行い、UL規格(UL
−94)に準拠して評価した。
【0088】(13)色相(YI)及び反射率:90m
m×50mm×3mmのプレートを成形し、色相を多光
源分光測色計MSC−5N(スガ試験機製)で測定し、
反射率は分光光度計U−3400(日立製作所製)によ
り波長550nmにおける光線反射率を測定した。
【0089】(14)モールドデポジット性:各実験例
に記載された燃焼試験片の成形条件にて、500ショッ
ト連続成形を行い、終了後金型の付着物の有無について
評価を行った。○:金型の付着物が少ない。×:金型の
付着物が多い。
【0090】合成例1(環状フェノキシホスファゼン化
合物の合成) H.R.Allcock著、“Phosphorus−
Nitrogen Compounds“,Acade
mic Press,(1972)に記載の方法に準じ
て、環状フェノキシホスファゼン化合物を製造した。
【0091】すなわち、ジクロルホスファゼンオリゴマ
ー(3量体62%、4量体38%の混合体)1.0ユニ
ットモル(115.9g)を含む20%クロルベンゼン
溶液580gに、ナトリウムフェノラートのトルエン溶
液を攪拌下で添加した後、110℃で4時間反応した。
生成後の加水分解塩素は0.08%で、環状フェノキシ
ホスファゼン化合物を得た。
【0092】合成例2(パラフェニレンによる架橋構造
を有するフェノキシホスファゼン化合物の合成) 1.1モル(103.5g)のフェノール、1.1モル
(44.0g)の水酸化ナトリウム、水50g、及びト
ルエン500mlの混合物を加熱還流し、水のみを系外
に取り除くことにより、ナトリウムフェノラートのトル
エン溶液を調製した。
【0093】前記反応と並行し、2リットル四つ口フラ
スコに0.15モル(16.5g)のハイドロキノン、
1.0モル(94.1g)のフェノール、1.3モル
(31.1g)の水酸化リチウム、水52g及びトルエ
ン600mlの混合物を入れ、加熱還流し、水のみを系
外に取り除くことにより、ハイドロキノンとフェノール
のリチウム塩のトルエン溶液を調製した。このトルエン
溶液にジクロルホスファゼンオリゴマー(3量体62
%、4量体12%、5量体及び6量体11%、7量体3
%、8量体以上12%の混合物)1.0ユニットモル
(115.9g)を含む20%クロルベンゼン溶液58
0gを、攪拌下で30℃以下で滴下した後、110℃で
3時間攪拌反応した。次に、先に調製したナトリウムフ
ェノラートのトルエン溶液を攪拌下で添加した後、11
0℃で4時間反応を継続した。
【0094】反応終了後、反応混合物を3%水酸化ナト
リウム水溶液1.0リットルで3回洗浄し、次に、水
1.0リットルで3回洗浄した後、有機層を減圧下で濃
縮した。得られた生成物を80℃、3mmHg以下で1
1時間加熱真空乾燥して、211gの微黄色粉末を得
た。
【0095】上記で得られた架橋フェノキシホスファゼ
ン化合物の加水分解塩素は0.04%、重量平均分子量
(Mw)はポリスチレン換算(GPC分析による)で1
080であり、リン含有率並びにCHN元素分析値より
最終物の組成は、[N=P(−O−p−Ph−O−)
0.15(−O−Ph)1.7]であった。重量平均分子量
(Mw)はポリスチレン換算(GPC分析による)で1
100であり、TG/DTA分析では明確な融点は示さ
ず、分解開始温度は306℃、5%重量減少温度は31
1℃であった。またアセチル化法によって残存ヒドロキ
シ基の定量を行った結果、検出限界(サンプル1g当た
りのヒドロキシ当量として:1×10-6当量/g以下)
以下であった。
【0096】合成例3(2,2−ビス(p−オキシフェ
ニル)イソプロピリデン基による架橋構造を有するフェ
ノキシホスファゼン化合物の合成) フェノール0.7モル(65.9g)及びトルエン50
0mlを1リットル四つ口フラスコに入れ、攪拌下、内
部の液温を25℃に保ちつつ、金属ナトリウム0.65
グラム原子(14.9g)を細かく裁断して投入した。
投入終了後77〜113℃で金属ナトリウムが完全に消
失するまで8時間攪拌を続けた。
【0097】前記反応と並行し、ビスフェノール−A
0.25モル(57.1g)、フェノール1.1モル
(103.5g)及びテトラヒドルフラン(THF)8
00mlを3リットル四つ口フラスコに入れ、攪拌下、
内部の液温を25℃に保ちつつ、金属リチウム1.6グ
ラム原子(11.1g)を細かく裁断して投入した。投
入終了後、61〜68℃で金属リチウムが完全に消失す
るまで、8時間攪拌を続けた。このスラリー溶液にジク
ロルホスファゼンオリゴマー(濃度:37%、クロルベ
ンゼン溶液313g、組成:3量体75%、4量体17
%、5量体及び6量体6%、7量体1%、8量体以上1
%の混合体)1.0モル(115.9g)を攪拌下、内
部の液温を20℃以下に保ちつつ、1時間かけて滴下し
た後、80℃で2時間反応した。次いで攪拌下、内部の
液温を20℃に保ちつつ、別途調製したナトリウムフェ
ノラート溶液を1時間かけて添加した後、80℃で5時
間反応した。
【0098】反応終了後、反応混合物を濃縮しTHFを
除き、新たにトルエン1リットルを添加した。このトル
エン溶液を2%NaOH 1リットルで3回洗浄し、次
に、水1リットルで3回洗浄した後、有機層を減圧下で
濃縮した。得られた生成物を80℃、3mmHg以下で
11時間加熱真空乾燥して、229gの白色粉末を得
た。
【0099】上記で得られた架橋フェノキシホスファゼ
ン化合物の加水分解塩素は0.07%、リン含有率並び
にCHN元素分析値より最終物の組成は、[N=P(−
O−Ph−C(CH32−Ph−O−)0.25(−O−P
h)1.50]であった。重量平均分子量(Mw)はポリス
チレン換算(GPC分析による)で1130であり、T
G/DTA分析では明確な融点は示さず、分解開始温度
は308℃、5%重量減少温度は313℃であった。ま
た、アセチル化法によって残存ヒドロキシル基の定量を
行った結果、検出限界(サンプル1g当たりのヒドロキ
シル当量として:1×10-6当量/g以下)以下であっ
た。
【0100】合成例4(4,4−スルホニルジフェニレ
ン(ビスフェノール−S残基)による架橋構造を有する
フェノキシホスファゼン化合物の合成) フェノール0.4モル(37.6g)及びTHF 50
0mlを1リットル四つ口フラスコに入れ、攪拌下、内
部の液温を25℃に保ちつつ、金属ナトリウム0.45
グラム原子(9.2g)を細かく裁断して投入した。投
入終了後65〜72℃で金属ナトリウムが完全に消失す
るまで5時間攪拌を続けた。
【0101】前記反応と並行し、1リットルの四つ口フ
ラスコで、フェノール1.70モル(160.0g)と
ビスフェノール−S 0.05モル(12.5g)をテ
トラヒドロフラン(THF)500mlに溶解し、25
℃以下で金属ナトリウム1.8グラム原子(41.4
g)を投入し、投入終了後1時間かけて61℃まで昇
温、61℃〜68℃で6時間攪拌を続け、ナトリウムフ
ェノラート混合溶液を調製した。この溶液をジクロルホ
スファゼンオリゴマー(3量体62%、4量体12%、
5量体及び6量体11%、7量体3%、8量体以上12
%の混合体)1.0ユニットモル(115.9g)を含
む20%クロルベンゼン溶液580gに、25℃以下の
冷却・攪拌下で滴下後、71〜73℃で5時間攪拌反応
した。
【0102】次に、先に調製したナトリウムフェノラー
ト混合溶液を滴下した後、71〜73℃で3時間反応を
継続した。
【0103】反応終了後、反応混合物を濃縮し、クロル
ベンゼン500mlに再溶解した後、5%NaOH水洗
浄を3回、5%硫酸洗浄、5%重曹水洗浄、水洗3回を
行い、濃縮乾固して淡黄色のワックス状物218gを得
た。
【0104】上記で得られた架橋フェノキシホスファゼ
ン化合物の加水分解塩素は0.01%以下であり、燐含
有率並びにCHN元素分析値より、この物の組成はほぼ
[N=P(−O−Ph−SO2−Ph-O−)0.05(−O
−Ph)1.90]と決定した。重量平均分子量(Mw)は
ポリスチレン換算で1080であり、TG/DTA分析
による融解温度(Tm)は103℃、分解開始温度は3
20℃、5%重量減少温度は334℃であった。また、
アセチル化法によって残存ヒドロキシ基の定量を行った
結果、検出限界(サンプル1g当たりのヒドロキシ当量
として:1×10-6当量/g以下)以下であった。
【0105】実施例1 PC樹脂100重量部に、11.8重量部のホスファゼ
ン化合物(合成例1にて製造)、5.9重量部の耐衝撃
性改良剤−1、0.35重量部のPTFE及び0.35
重量部の紫外線吸収剤を配合し、タンブラーにて20分
混合後、30mm二軸押出機にてシリンダー温度270
℃でペレット化し、射出成形機にて、シリンダー温度2
80℃にて0.8mm厚みの燃焼試験片を成形し、UL
試験法に従って評価した。さらに、シリンダー温度28
0℃にて、500ショット連続成形を行い、成形後の金
型付着物を目視判定した。さらに、280℃にてプレー
トを成形し、プレートにてサンシャインフェードで耐候
性評価(200時間)を行いその前後の色相を評価し
た。アイゾット衝撃強度及び荷重撓み温度評価に使用す
る試験片についても、280℃にて成形を行い使用し
た。評価結果を表1に示す。
【0106】実施例2 実施例1において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)をホスファゼン化合物(合成例2にて製造)に変
更する以外は実施例1と同様の方法でペレット化し、同
様に成形、評価を行った。結果を表1に示す。
【0107】実施例3 実施例1において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)をホスファゼン化合物(合成例3にて製造)に変
更する以外は実施例1と同様の方法でペレット化し、同
様に成形、評価を行った。結果を表1に示す。
【0108】実施例4 実施例1において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)をホスファゼン化合物(合成例4にて製造)に変
更する以外は実施例1と同様の方法でペレット化し、同
様に成形、評価を行った。結果を表1に示す。
【0109】比較例1 実施例1において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)を燐酸エステル−2に変更する以外は実施例1と
同様の方法でペレット化し、同様に成形、評価を行っ
た。結果を表1に示す。
【0110】比較例2 実施例1において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)を燐酸エステル−3に変更する以外は実施例1と
同様の方法でペレット化し、同様に成形、評価を行っ
た。結果を表1に示す。
【0111】比較例3 実施例1において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)を燐酸エステル−4に変更する以外は実施例1と
同様の方法でペレット化し、同様に成形、評価を行っ
た。結果を表1に示す。
【0112】実施例5 実施例1における組成に、さらに酸化チタンを16.2
重量部添加し、実施例1と同様の方法でペレット化し、
同様に成形、評価を行った。評価においては、耐候性評
価前後のプレートでの反射率も測定した。結果を表1に
示す。
【0113】実施例6 実施例5において、耐衝撃性改良剤−1を耐衝撃性改良
剤−2に変更する以外は実施例1と同様の方法でペレッ
ト化し、同様に成形、評価を行った。結果を表1に示
す。
【0114】比較例4 実施例5において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)を燐酸エステル−1に変更した以外は、実施例1
と同様の方法でペレット化し、同様に成形、評価を行っ
た。結果を表1に示す。
【0115】比較例5 実施例5において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)を燐酸エステル−2に変更した以外は、実施例1
と同様の方法でペレット化し、同様に成形、評価を行っ
た。結果を表1に示す。
【0116】比較例6 実施例5において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)を燐酸エステル−3に変更した以外は、実施例1
と同様の方法でペレット化し、同様に成形、評価を行っ
た。結果を表1に示す。
【0117】比較例7 実施例5において、ホスファゼン化合物(合成例1にて
製造)を燐酸エステル−4に変更した以外は、実施例1
と同様の方法でペレット化し、同様に成形、評価を行っ
た。結果を表1に示す。
【0118】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) (C08L 69/00 85:02 27:18 33:10) (72)発明者 石井 一彦 神奈川県平塚市東八幡5丁目6番2号 三 菱エンジニアリングプラスチックス株式会 社技術センター内 (72)発明者 多田 祐二 徳島県徳島市川内町加賀須野463 大塚化 学株式会社徳島研究所内 Fターム(参考) 4J002 BD15Y BG04Z CG011 CG031 CQ01X DE138 EE037 EH127 EU077 EU177 EW156 FB078 FB098 FD057 FD130 GN00 GQ00 4J030 BA26 BA42 BB65 BB73 BC02 BC08 BD01 BD06 BF15 BG04 BG14 BG27 CA02 CB48 CD03 CD05 CE02 CF02 CG01 CG22

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)芳香族ポリカーボネート樹脂10
    0重量部に、(b)ホスファゼン化合物0.5〜40重
    量部、(c)ポリフルオロエチレン0.01〜5重量
    部、(d)耐衝撃性改良剤0.5〜30重量部及び
    (e)紫外線吸収剤0.01〜2重量部を配合してなる
    難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 (b)成分のホスファゼン化合物が一般
    式(1) 【化1】 〔式中mは3〜25の整数を示す。Phはフェニル基を
    示す。〕で表される環状フェノキシホスファゼン、一般
    式(2) 【化2】 〔式中X1は基−N=P(OPh)3又は基−N=P
    (O)OPhを示し、Y1は基−P(OPh)4又は基−
    P(O)(OPh)2を示す。nは3〜10000の整
    数を示す。Phは前記に同じ。〕で表される鎖状フェノ
    キシホスファゼン、並びに前記環状フェノキシホスファ
    ゼン及び前記鎖状フェノキシホスファゼンからなる群よ
    り選ばれる少なくとも1種のホスファゼン化合物が、o
    −フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基
    及び一般式(3) 【化3】 〔式中Aは−C(CH32−、−SO2−、−S−又は
    −O−を示す。aは0又は1を示す。〕で表されるビス
    フェニレン基からなる群より選ばれる少なくとも1種の
    架橋基により架橋されてなる化合物であって、(a)該
    架橋基はホスファゼン化合物のフェニル基が脱離した2
    個の酸素原子間に介在し、(b)フェニル基の含有割合
    が上記ホスファゼン化合物(1)及び/又は(2)中の
    全フェニル基の総数を基準に50〜99.9%であり、
    且つ(c)分子内にフリーの水酸基を有していない架橋
    フェノキシホスファゼン化合物の群から選ばれた少なく
    とも1種であることを特徴とする請求項1に記載の難燃
    性ポリカーボネート樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 (d)成分の耐衝撃性改良剤がアクリル
    系ゴムであることを特徴とする請求項1に記載の難燃性
    ポリカーボネート樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 アクリル系ゴムがアルキル(メタ)アク
    リレート系重合体を含む多層構造重合体であることを特
    徴とする請求項3に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂
    組成物。
  5. 【請求項5】 (a)成分の芳香族ポリカーボネート樹
    脂の粘度平均分子量が16000〜30000であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の難燃性ポリカーボネー
    ト樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 (a)芳香族ポリカーボネート樹脂10
    0重量部に対して、(f)表面処理された酸化チタン
    0.1〜20重量部を更に配合してなることを特徴とす
    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。
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