JP5636329B2 - ポリカーボネート樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
しかしながら、リン系難燃剤の配合量を多くすると、ポリカーボネート樹脂本来の優れた耐熱性や優れた耐衝撃性が著しく低下する傾向にあり、また、リン系難燃剤を過剰に配合した場合は、廃棄時においては製品からリン系難燃剤がブリードアウトし、環境汚染を引き起こす可能性があり、また近年、人体へ危険性も指摘されている。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、粘度平均分子量[Mv]が22,000〜30,000のポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、
有機スルホン酸金属塩(B)0.001〜1質量部、
フルオロポリマー(C)0.001〜1質量部、
ジエン系ゴムに(メタ)アクリル酸エステル化合物をグラフト重合させてなる平均粒径が160〜240nmのグラフト共重合体(D)0.5〜6質量部、
紫外線吸収剤(E)0.01〜0.5質量部、
酸化チタン(F−1)またはカーボンブラック(F−2)から選ばれる少なくとも1種の隠蔽剤(F)0.00001〜5質量部を含有することを特徴とする。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定して解釈されるものではない。
なお、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
・ポリカーボネート樹脂(A)の分子量
ポリカーボネート樹脂(A)の分子量は、溶液粘度から換算した粘度平均分子量[Mv]が、22,000〜30,000の範囲にあることが必要である。本発明においては、このような従来射出成形用途において適用されてきた分子量より高い分子量範囲とする。粘度平均分子量を22,000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、30,000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。粘度平均分子量[Mv]は、好ましくは22,500以上であり、好ましくは28,000以下、より好ましくは27,000以下である。
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。
なお、式(1)中、X1は、一般には炭化水素基であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたX1を用いてもよい。
1,2−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジヒドロキシベンゼン(即ち、レゾルシノール)、1,4−ジヒドロキシベンゼン等のジヒドロキシベンゼン類;
2,5−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類;
2,2’−ジヒドロキシ−1,1’−ビナフチル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類;
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。
ポリカーボネート樹脂の末端水酸基濃度は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、通常1,000ppm以下、好ましくは800ppm以下、より好ましくは600ppm以下である。これにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の滞留熱安定性及び色調をより向上させることができる。また、その下限は、特に溶融エステル交換法で製造されたポリカーボネート樹脂では、通常10ppm以上、好ましくは30ppm以上、より好ましくは40ppm以上である。これにより、分子量の低下を抑制し、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の機械的特性をより向上させることができる。
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。
本発明の樹脂組成物には、有機スルホン酸金属塩(B)を使用する。
有機スルホン酸金属塩が有する金属の種類としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)等のアルカリ金属;マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)等のアルカリ土類金属;並びに、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブテン(Mo)等が挙げられる。これらの中でもアルカリ金属又はアルカリ土類金属が好ましい。ポリカーボネート樹脂の燃焼時の炭化層形成を促進し、難燃性をより高めることができると共に、ポリカーボネート樹脂が有する耐衝撃性等の機械的物性、耐熱性、電気的特性などの性質を良好に維持できる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属のうち、アルカリ金属がさらに好ましく、ナトリウム、カリウム、セシウムまたはリチウムがより好ましく、さらにはナトリウム、カリウム、セシウムが、特にはナトリウム、カリウムが好ましい。
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、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、フルオロポリマー(C)を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.001〜1質量部含有する。フルオロポリマー(C)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。
さらに、ビニル系単量体を重合してなる多層構造を有するフルオロエチレン重合体も使用することができ、このようなフルオロエチレン重合体としては、ポリスチレン−フルオロエチレン複合体、ポリスチレン−アクリロニトリル−フルオロエチレン複合体、ポリメタクリル酸メチル−フルオロエチレン複合体、ポリメタクリル酸ブチル−フルオロエチレン複合体等が挙げられ、具体例としては三菱レイヨン社製「メタブレンA−3800」、GEスペシャリティケミカル社製「ブレンデックス449」等が挙げられる。
なお、フルオロポリマー(C)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。
なお、標準比重(SSGともいう。)は、ASTM D4895に準拠して成形されたサンプルを用い、水置換法により測定する値である。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ジエン系ゴムに(メタ)アクリル酸エステル化合物をグラフト重合させてなる平均粒径が160〜240nmのグラフト共重合体(D)を含有する。このような特定のエラストマーを含有することで、ポリカーボネート樹脂組成物の耐衝撃性を改良することができる。従来、エラストマーとしては、ジエン系ゴムが使用されることが多かったが、ジエン系ゴムは酸化劣化あるいは成形時に変色しやすく、本発明では、このような特定のグラフト共重合体(D)を、前記成分(B)〜(C)、後記する成分(E)〜(F)と組み合わせて使用することにより、耐衝撃性、低温衝撃性、耐候性、湿熱安定性に優れた難燃性ポリカーボネート樹脂材料とすることができる。
フェニルメタクリレート、ナフチルメタクリレート等のアリールメタクリレート;
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グリシジル基含有メタクリレート;等が挙げられるが、なかでも耐熱性とポリカーボネート樹脂とのバランスの面よりメタクリル酸アルキルエステルが好ましく、メチルメタクリレートがより好ましい。
なお、上記上記(メタ)アクリル酸エステル化合物は1種または2種以上を使用することができる。
スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;
メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
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);
等が挙げられる。
エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート等の多価アルコール;
トリメタクリル酸エステル、トリアクリル酸エステル、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル等のカルボン酸アリルエステル;
ジアリルフタレート、ジアリルセバケート、トリアリルトリアジン等のジ及びトリアリル化合物等の架橋性単量体を併用することもできる。
ジエン系ゴムの含有量が、上記下限値以下の場合は、本発明のポリカーボネート樹脂の耐衝撃性の低下、難燃性の低下を招く可能性があるため好ましくない。またジエン系ゴムの含有量が、上記上限値を越える場合もやはり耐衝撃性の低下、難燃性の低下を招く可能性があるため好ましくない。
(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有量が、上記下限値未満の場合は、本発明のポリカーボネート樹脂の耐衝撃性の低下、難燃性の低下を招くため可能性があるため好ましくない。また(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有量が、上記上限を越える場合もやはり耐衝撃性の低下、難燃性の低下を招くため可能性があるため好ましくない。
また、本発明に用いるグラフト共重合体は、耐衝撃性や難燃性、表面外観が向上しやすい点よりコア/シェル型グラフト共重合体タイプのものが好ましい。
このような観点より、上記硫黄含有量は、200〜1,000ppmがより好ましく、300〜800ppmがさらに好ましく、400〜700ppmが最も好ましい。
本発明に使用する紫外線吸収剤(E)としては、例えば、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤;ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、サリシレート化合物、シアノアクリレート化合物、トリアジン化合物、オギザニリド化合物、マロン酸エステル化合物、ヒンダードアミン化合物などの有機紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの中では有機紫外線吸収剤が好ましく、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物、シアノアクリレート化合物がより好ましく、ベンゾトリアゾール化合物がさらに好ましい。有機紫外線吸収剤を選択することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の透明性や機械物性が良好なものになる。
このようなベンゾトリアゾール化合物としては、具体的には例えば、シプロ化成社製「シーソーブ701」、「シーソーブ705」、「シーソーブ703」、「シーソーブ702」、「シーソーブ704」、「シーソーブ709」、共同薬品社製「バイオソーブ520」、「バイオソーブ582」、「バイオソーブ580」、「バイオソーブ583」、ケミプロ化成社製「ケミソーブ71」、「ケミソーブ72」、サイテックインダストリーズ社製「サイアソーブUV5411」、アデカ社製「LA−32」、「LA−38」、「LA−36」、「LA−34」、「LA−31」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「チヌビンP」、「チヌビン234」、「チヌビン326」、「チヌビン327」、「チヌビン328」等が挙げられる。
このようなベンゾフェノン化合物としては、具体的には例えば、シプロ化成社製「シーソーブ100」、「シーソーブ101」、「シーソーブ101S」、「シーソーブ102」、「シーソーブ103」、共同薬品社製「バイオソーブ100」、「バイオソーブ110」、「バイオソーブ130」、ケミプロ化成社製「ケミソーブ10」、「ケミソーブ11」、「ケミソーブ11S」、「ケミソーブ12」、「ケミソーブ13」、「ケミソーブ111」、BASF社製「ユビヌル400」、BASF社製「ユビヌルM−40」、BASF社製「ユビヌルMS−40」、サイテックインダストリーズ社製「サイアソーブUV9」、「サイアソーブUV284」、「サイアソーブUV531」、「サイアソーブUV24」、アデカ社製「アデカスタブ1413」、「アデカスタブLA−51」等が挙げられる。
このため成形加工時の金型メンテナンスの負担が低減し、本発明のポリカーボネート樹脂組成物成形体の生産性が向上する効果があるほか、本発明のポリカーボネート樹脂成形品の外観が良好となる。このような観点から、紫外線吸収剤(E)の分子量は、550g/mol以上であることがより好ましく、600g/mol以上であることがさらに好ましく、700g/mol以上であることが特に好ましい。
また一般に、より高い分子量の有機化合物はポリカーボネート樹脂への相溶性が著しく低下し、分散性に劣る傾向にあるため、紫外線吸収剤(E)の分子量は、通常3000g/mol以下、より好ましくは、2500g/mol以下、さらに好ましくは2000g/mol以下、特に好ましくは1500g/mol以下である。
なお、紫外線吸収剤は、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。
本発明においては、隠蔽剤として、酸化チタン(F−1)またはカーボンブラック(F−2)]を、ポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、0.00001〜5質量部を含有する。酸化チタン(F−1)とカーボンブラック(F−2)]の両方を含有する場合はその合計量である。
本発明における酸化チタン(F−1)は、ポリカーボネート樹脂組成物から得られる成形品の遮光性、白度、光線反射特性等を向上させるように機能する。酸化チタン(F−1)に用いられる酸化チタンは、製造方法、結晶形態および平均粒子径などは、特に限定されるものではない。酸化チタンの製造方法には硫酸法および塩素法があるが、硫酸法で製造された酸化チタンは、これを添加した組成物の白度が劣る傾向があるため、本発明の目的を効果的に達成するには、塩素法で製造されたものが好適である。
このような観点より上記処理量は、酸化チタン(F−1)100質量部に対し、0.1〜6質量部がより好ましく、0.5〜5質量部がさらに好ましく、1〜4質量が特に好ましい。
本発明に用いるカーボンブラック(F−2)は、その製造方法、原料種等に制限はなく、従来公知の任意のもの、例えばオイルファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のいずれも使用することができる。これらの中でも、着色性とコストの点から、オイルファーネスブラックが好ましい。
なお、DBP吸収量はJIS K6217に準拠して測定することができる。また、カーボンブラック(F−2)は、そのpHについても特に制限はないが、通常、2〜10であり、3〜9であることが好ましく、4〜8であることがさらに好ましい。
なお、カーボンブラックの含有量は通常、連続生産性と隠蔽性、所望の色相とのバランスで適宜選択して用いる。
[リン系安定剤]
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、リン系安定剤を含有することが好ましい。リン系安定剤を含有することで、ポリカーボネート樹脂の色相が良好なものとなり、さらには耐変色性や連続生産性も向上する。
リン系安定剤としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸;酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第1族または第2B族金属のリン酸塩;ホスフェート化合物、ホスファイト化合物、ホスホナイト化合物などが挙げられるが、ホスファイト化合物が特に好ましい。ホスファイト化合物を選択することで、より高い耐変色性と連続生産性を有するポリカーボネート樹脂組成物が得られる。
上記式(2)で表されるホスファイト化合物としては、なかでもトリフェニルホスファイト、トリス(モノノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト等が好ましく、なかでもトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトがより好ましい。このような、有機ホスファイト化合物としては、具体的には例えば、アデカ社製「アデカスタブ1178」、住友化学社製「スミライザーTNP」、城北化学工業社製「JP−351」、アデカ社製「アデカスタブ2112」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガフォス168」、城北化学工業社製「JP−650」等が挙げられる。
上記式(3)で表されるホスファイト化合物としては、なかでもビス(2,4−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイトがより好ましい。このような、有機ホスファイト化合物としては、具体的には例えば、アデカ社製「アデカスタブPEP−24G」、「アデカスタブPEP−36」等が挙げられる。
なお、リン系安定剤は、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、フェノール系安定剤を含有することも好ましい。フェノール系安定剤としては、例えば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、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート等が挙げられる。
なお、フェノール系安定剤は、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。
また、必要により、滑剤を含有することも好ましい。滑剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15,000の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。
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5,000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。
なお、上述した滑剤は、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。
また、必要により、染顔料を含有することも好ましい。染顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料、有機染料などが挙げられる。
無機顔料としては、例えば、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;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。
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、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性ポリエステル樹脂;
ポリスチレン樹脂、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−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)などのスチレン系樹脂;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等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;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリメタクリレート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、前述したもの以外では、例えば、帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、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。
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、ポリカーボネート樹脂(A)、有機スルホン酸金属塩(B)、フルオロポリマー(C)、グラフト共重合体(D)、紫外線吸収剤(E)および隠蔽剤(F)、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。
またペレットを経由せずに、押出機で溶融混練された樹脂を直接、射出成形品、ブロー成形品あるいは押出成形品等にすることもできる。
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。
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、難燃性、耐衝撃性、低温衝撃性、耐候性、湿熱安定性、耐薬品性にも優れるポリカーボネート樹脂材料であるので、各種用途における成形体として使用できる。
また、太陽電池モジュール用の部材、例えばモジュール用枠材等にも好ましく使用できる。
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。
なお、以下の説明において[部]とは、特に断りのない限り、質量基準に基づく「質量部」を表す。
[樹脂ペレット製造]
上記表1および表2に記した各成分を、後記表4、表5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二軸押出機(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280℃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。
上記製造方法で得られたペレットを80℃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280℃、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1.5mmのUL試験用試験片を射出成形した。
また、上記の製造方法で得られたペレットを80℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業社製射出成形機(サイキャップM−2、型締め力75T)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃の条件で、ISO多目的試験片(3mm厚)、および長さ100mm、幅50mm、厚さ3mmの平板状試験片を射出成形した。
各ポリカーボネート樹脂組成物の難燃性の評価は、上記方法で得られたUL試験用試験片(0.8mm厚)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3に示す基準を満たすことが必要となる。
上述の方法で得られたISO多目的試験片(3mm厚)および平板状試験片(3mm厚)を、サンシャインウェザオメーター(スガ試験機社製)を用い、ブラックパネル温度63℃、スプレー(12分/60分)の条件で、300時間処理を行った。
上述の方法で得られた280℃で成形したISO多目的試験片(3mm厚)を用い、ISO179に準拠し、R=0.25およびR=0.1のVノッチを入れ、23℃(R=0.25およびR=0.1)、及び−30℃(R=0.25)の条件で、それぞれノッチ有りシャルピー耐衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。また、上記SWOM処理後の試験片についてもR=0.25のVノッチを入れ、23℃の条件で、上述の方法と同じ方法にてノッチ有りシャルピー耐衝撃強度を測定した。
JIS K−7105に準じ、前記平板状試験片(3mm厚)を試験片とし、日本電色工業社製のSE2000型分光式色彩計で、反射法により測定した(初期YI)。
また、上記平板状試験片に300時間SWOM処理した後の試験片についても測定を行った(SWOM処理後YI)。さらに、平板状試験片に温度120℃で12時間エージング処理した後の試験片についても測定を行った(12hエージング後YI)。
日精樹脂社製PS−40型成形機を用い、しずく型金型を用いて、成形温度320℃、金型温度80℃の条件で50ショット及び100ショットの連続成形を行い、終了後金型の付着物の有無について、次の基準で評価した。
○:金型の付着物が少ない。×:金型の付着物が非常に多い。
以上の評価結果を表4、表5に示す。
一方、表5の比較例に示されるように、本発明で規定する要件を満たさない比較例のポリカーボネート樹脂組成物は、難燃性、耐衝撃性、低温衝撃性、耐候性、耐熱変色性の物性バランスを満たすことはできずいずれかの性質が劣ることがわかる。
また紫外線吸収剤(E)を特定のものとした場合(実施例4、6及び7)は、低金型汚染性に優れることがわかる。
したがって、上記の実施例及び比較例から、高度の難燃性と、耐衝撃性、低温衝撃性、耐候性、耐熱変色性を同時に満たすという効果は、本発明の構成によりはじめて得られるものであることが確認された。
Claims (11)
- 粘度平均分子量[Mv]が22,000〜30,000のポリカーボネート樹脂(A)100質量部に対し、
有機スルホン酸金属塩(B)0.001〜1質量部、フルオロポリマー(C)0.001〜1質量部、ジエン系ゴムに(メタ)アクリル酸エステル化合物をグラフト重合させてなる平均粒径が160〜240nmのグラフト共重合体(D)0.5〜6質量部、紫外線吸収剤(E)0.01〜0.5質量部、酸化チタン(F−1)またはカーボンブラック(F−2)から選ばれる少なくとも1種の隠蔽剤(F)0.00001〜5質量部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。 - グラフト共重合体(D)は、硫黄含有量が100〜1,500ppmであることを特徴とする請求項1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または2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 紫外線吸収剤(E)が、少なくとも500g/molの分子量を有することを特徴とする請求項1乃至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。
- 請求項1乃至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を成形してなることを特徴とする成形体。
- 成形体が、二次電池装置用部材である請求項5に記載の成形体。
- 電動自転車用または電動自動車用電池装置用部材である請求項6に記載の成形体。
- 電動自転車用または電動自動車用バッテリーケースである請求項6または7に記載の成形体。
- 屋外設置蓄電池用二次電池装置用部材である請求項5または6に記載の成形体。
- 太陽電池モジュール用部材である請求項5に記載の成形体。
- 成形体が、ノートブックパソコン、PDA、携帯電話、携帯オーディオプレーヤー、デジタルカメラ、電子ブック、電子辞書、無線機からなる群より選ばれる携帯電子機器のハウジングであることを特徴とする請求項5に記載の成形体。
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