CN108368330A - 聚乳酸类树脂组合物和聚酯类树脂组合物及其制备方法和其成形体 - Google Patents
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Abstract
根据本发明实施方式的树脂组合物具有:第一组合物,所述第一组合物包含聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、经表面处理的金属水合物和碳二亚胺化合物;或第二组合物,所述第二组合物以特定含量比含有混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂、磷阻燃剂、金属水合物和含氟聚合物。
Description
技术领域
本发明涉及聚乳酸类树脂组合物和聚酯类树脂组合物以及其制造方法和其成形体。
背景技术
由聚酯代表的热塑性树脂具有优异的成形加工性、刚性等。其中,包括聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯类树脂的聚羟基羧酸具有相对优异的成形加工性、韧性、刚性等。聚羟基羧酸如聚乳酸能够从天然原料如玉米合成;特别是聚乳酸,因为具有优异的成形加工性、生物降解性等而正在作为环境友好树脂在各种领域中进行开发。
然而,聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯类树脂通常容易燃烧;并且例如在用于需要高阻燃性的应用如家用电器和OA设备的外壳以及汽车装饰部件的情况下,需要阻燃措施。
例如,在将聚乳酸类树脂用于电器外壳的情况下,该树脂需要满足诸如美国UL标准的阻燃标准。
此外,由于与使用石油作为原料的诸如ABS树脂的树脂相比,聚乳酸在具有优异的物理性质的同时具有较差的耐冲击性和对弯曲断裂应变等的柔性,因此难以将聚乳酸用于电气和电子设备的外包装材料、汽车装饰部件等,所述应用都需要高耐冲击性。
专利文献1描述了一种生物可降解树脂组合物,所述生物可降解树脂组合物含有聚乳酸和有机硅-乳酸共聚物以用于提高耐冲击性、阻燃性等。然而,对于该生物可降解树脂组合物而言,有机硅-乳酸共聚物的制造工序是复杂的。另外,生物可降解树脂组合物尽管具有阻燃性,但与在电气和电子设备的应用中常规使用的树脂相比耐冲击性不足,不适用于实际使用的制品。
专利文献2描述了一种聚乳酸类树脂组合物,所述聚乳酸类树脂组合物包含聚乳酸类树脂、用硅烷偶联剂进行表面处理的低苏打金属氢氧化物、增塑剂和磷化合物以用于提高耐冲击性和柔性。然而,树脂组合物尽管具有阻燃性,但在某些情况下在要求高耐冲击性的应用方面未达到实用的水平。
专利文献3描述了一种树脂组合物,其含有聚乳酸类树脂、聚碳酸酯树脂和含氨基的增链剂以用于提供具有改善的耐热性、机械强度、耐水解性等的环境友好的树脂组合物。描述了通过利用含氨基的增链剂使聚乳酸类树脂的粘度升高并且利用聚碳酸酯树脂控制形态来实现目标物理性质。然而,树脂组合物抑制作为聚乳酸类树脂特性的高流动性,并且不适用于薄壁成形。此外,由于源自石油的聚碳酸酯树脂是必需组分,所以树脂组合物的环境友好性差。
专利文献4公开了一种聚乳酸类树脂组合物,其由80~40质量份的交联聚乳酸类树脂(A)、20~60质量份的金属氧化物和/或金属氢氧化物(B)和另外相对于总计100质量份(A)和(B)为0.05~5质量份的防滴剂(C)构成。进一步描述的是,提供一种树脂组合物和成形体,其具有比常规树脂组合物更大的阻燃性改善效果,同时具有优异的成形性和机械强度,并且对石油产物的依赖性低。
专利文献5中公开了含有聚乳酸类树脂且用含异氰酸酯的硅烷偶联剂进行了表面处理的金属水合物的聚乳酸类树脂组合物,其中金属水合物中碱金属类物质的含量为0.2质量%以下。进一步描述的是,目的是提供具有优异的耐热性和耐冲击性以及进一步的柔性的聚乳酸类树脂组合物和成形体。
专利文献6中公开了含有聚乳酸类树脂和碳纤维的聚乳酸类树脂组合物,其中所述聚乳酸类树脂具有聚乳酸类化合物的链段和在侧链中具有氨基的含氨基聚硅氧烷化合物的链段,并且相对于含氨基聚硅氧烷化合物以平均0.01质量%以上且2.5质量%以下的范围并且相对于聚乳酸类化合物以平均3质量ppm以上且300质量ppm以下的范围包含氨基。还描述了,一个目的是提供一种聚乳酸类树脂,由所述聚乳酸类树脂通过简单方法,能够制造具有与ABS树脂等等同的耐冲击性、对弯曲断裂应变和拉伸断裂应变具有优异的柔性并具有抗渗性、可用作需要高导热性和耐冲击性的应用中的ABS树脂等的替代品的成形品,并且提供使用所述聚乳酸类树脂和制造方法的组合物和成形品。
引用列表
专利文献
专利文献1:JP2004-277575A
专利文献2:WO2009/125872
专利文献3:JP2009-293031A
专利文献4:JP2008-150560A
专利文献5:JP2009-270087A
专利文献6:JP2010-202845A
发明内容
技术问题
因此,本发明的第一个目的是提供聚乳酸类树脂组合物及其成形体,所述聚乳酸类树脂组合物具有高阻燃性和优异的耐冲击性和柔性。
作为聚酯类树脂组合物的课题,需要更高的阻燃性。于是,本发明的第二个目的是提供具有高阻燃性的聚酯类树脂组合物及其成形体。
解决问题的方案
(第一手段)
根据本发明的一个方面,
提供一种聚乳酸类树脂组合物,所述聚乳酸类树脂组合物包含聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、金属水合物和碳二亚胺化合物,
其中所述金属水合物是经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。
根据本发明的另一个方面,提供一种通过使用上述聚乳酸类树脂组合物形成的成形体。
根据本发明的另一个方面,提供一种制造聚乳酸类树脂组合物的方法,所述方法包括对包含聚乳酸类化合物、脂族聚酯类树脂、碳二亚胺化合物和金属水合物的熔融态的混合物进行混合和搅拌的步骤,
其中所述金属水合物是用氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。
在上述制造方法中,优选进一步添加在侧链具有氨基的含氨基聚硅氧烷化合物并混合且搅拌。
氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物的含量优选在0.01质量%~2.5质量%的范围内。氨基相对于聚乳酸类化合物的含量优选在3质量ppm~300质量ppm的范围内。
含氨基聚硅氧烷化合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的添加量(共混量)优选在1.5质量%~5质量%的范围内。
(第二手段)
根据本发明的一个方面,
提供一种聚酯类树脂组合物,所述聚酯类树脂组合物包含:混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R),包含混合的聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C);含磷阻燃剂(G);金属水合物(I);和含氟聚合物(J),
其中所述聚酯类化合物(P)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在30~65质量%的范围内,
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在1.5~10质量%的范围内,
所述含磷阻燃剂(G)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在1~20质量%的范围内,
所述金属水合物(I)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在30~60质量%的范围内,且
所述含氟聚合物(J)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.1~5质量%的范围内。
根据本发明的另一个方面,
提供了一种使用所述聚酯类树脂组合物形成的成形体。
根据本发明的另一个方面,
提供一种制造聚酯类树脂组合物的方法,所述聚酯类树脂组合物包含:混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R),包含混合的聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C);含磷阻燃剂(G);金属水合物(I);和含氟聚合物(J),
所述方法包括对包含聚酯类化合物(P)、含氨基聚硅氧烷化合物(C)、含磷阻燃剂(G)、金属水合物(I)和含氟聚合物(J)的熔融态的混合物进行混合和搅拌的步骤,
其中所述聚酯类化合物(P)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在30~65质量%的范围内;
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在1.5~10质量%的范围内;
所述含磷阻燃剂(G)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在1~20质量%的范围内;
所述金属水合物(I)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在30~60质量%的范围内;且
所述含氟聚合物(J)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在0.1~5质量%的范围内。
发明的有益效果
根据本发明第一手段的示例性实施方式,能够提供聚乳酸类树脂组合物及其成形体,所述聚乳酸类树脂组合物具有高阻燃性和优异的耐冲击性和柔性。
根据本发明第二手段的示例性实施方式,能够提供具有高阻燃性的聚酯类树脂组合物及其成形体。
具体实施方式
为了实现第一个目的,本发明人详细研究了聚乳酸类树脂的阻燃性、耐冲击性和柔性(弯曲断裂应变等)的改进。结果发现,通过使用经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物作为包含聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、金属水合物和碳二亚胺化合物的聚乳酸类树脂组合物中的金属水合物,能够获得优异的阻燃性和耐冲击性、以及良好的对弯曲断裂应变等的柔性。
还发现,通过在所述聚乳酸类树脂组合物中将含磷阻燃剂和/或含氟聚合物共混,能够在保持优异的耐冲击性和良好的对弯曲断裂应变等的柔性的同时,获得更高的阻燃性等。
此外,作为聚乳酸类树脂,可以使用通过使聚乳酸类化合物与含氨基聚硅氧烷化合物反应而得到的改性聚乳酸类树脂。可以通过在与所述含氨基聚硅氧烷化合物反应之前将含氨基聚硅氧烷化合物与未改性聚乳酸类树脂(聚乳酸类化合物)熔融混合而得到所述改性聚乳酸类树脂。
此处,根据本示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物可以包含未改性聚乳酸类树脂(聚乳酸类化合物)作为聚乳酸类树脂,但是从提供更优异的耐冲击性和良好的对弯曲断裂应变等的柔性以及更高的阻燃性的观点出发,优选所述聚乳酸类树脂包含改性聚乳酸类树脂。
据认为,根据本发明示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物表现出特别优异的机械性能如耐冲击性的原因是因为所述脂族聚酯类树脂与所述聚乳酸类树脂的酯交换反应形成聚酯-聚乳酸共聚物。据认为,聚酯-聚乳酸共聚物的存在能够赋予通过使用这种聚乳酸类树脂组合物而得到的成形品优异的耐冲击性和良好的对弯曲断裂应变等的柔性。然而,这些机制是推定的,并且不再限制本发明。
优选的是,这种聚乳酸类树脂组合物为通过熔融混合包含聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、金属水合物和碳二亚胺化合物的材料而得到的组合物。此处所提及的熔融混合是指以至少所述聚乳酸类树脂和所述脂族聚酯类树脂熔融的状态混合。在熔融混合中,能够形成聚酯-聚乳酸共聚物。
此外认为,当所述聚乳酸类树脂在聚乳酸类树脂组合物中具有含氨基聚硅氧烷化合物的链段和聚乳酸类化合物的链段时,形成其中所述链段相互结合的聚硅氧烷-聚乳酸共聚物(改性聚乳酸类树脂)。据认为,聚硅氧烷-聚乳酸共聚物的存在能够赋予通过使用这种聚乳酸类树脂组合物得到的成形品以优异的耐冲击性和良好的对弯曲断裂应变等的柔性,并且能够进一步赋予其更高的阻燃性。此处认为,通过含氨基聚硅氧烷化合物的氨基与聚乳酸类化合物的酯基(酯键部分)的反应形成所述聚硅氧烷-聚乳酸共聚物。
此外,所述聚乳酸类树脂组合物还具有优异的抗渗性。尽管聚乳酸类化合物和聚硅氧烷化合物本来相容性差并容易导致差的分散和渗出,但是其中具有特定量的氨基的聚硅氧烷化合物与聚乳酸类化合物的反应中形成的聚硅氧烷-聚乳酸共聚物,将特定量的聚硅氧烷化合物引入聚乳酸类树脂组合物中的聚乳酸类化合物中。该聚硅氧烷-聚乳酸共聚物良好地分散在聚乳酸类树脂组合物中,并形成与聚乳酸类树脂界面良好结合的有机硅弹性体粒子。因此认为,能够将抗渗性赋予通过使用聚乳酸类树脂组合物得到的成形品。然而,这些机制是推定的,并且不再限制本发明。
这种聚乳酸类树脂组合物优选为通过将包含聚乳酸类化合物、含氨基聚硅氧烷化合物、脂族聚酯类树脂、金属水合物和碳二亚胺化合物的材料熔融混合而得到的组合物。此处所提及的熔融混合是指以至少聚乳酸类化合物、含氨基聚硅氧烷化合物和脂族聚酯类树脂熔融的状态混合。在熔融混合中,能够形成改性聚乳酸类树脂(聚硅氧烷-聚乳酸共聚物),并且能够进一步形成改性聚乳酸类树脂与脂族聚酯类树脂的反应产物(聚酯-聚乳酸共聚物)。
为了实现第二个目的,本发明人详细研究了聚酯类化合物如聚乳酸的物理性质,特别是阻燃性的改进。结果发现,通过将其中用含氨基聚氧硅烷化合物对至少一部分聚酯类化合物进行改性的混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)与含磷阻燃剂(C)、金属水合物(D)和含氟聚合物(J)以特定的共混量混合,能够得到具有足够的机械性能并同时具有优异阻燃性的组合物。
还发现,在所述聚酯类树脂组合物中,使用经特定硅烷偶联剂表面处理的金属水合物,除了优异的阻燃性之外,还能够提供更好的机械性能(耐冲击性、柔性(弯曲断裂应变等))。
混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)能够包含通过使聚酯类化合物(P)与含氨基聚硅氧烷化合物(C)反应而得到的改性聚酯类化合物。能够通过将含氨基聚硅氧烷化合物(C)与聚酯类化合物(P)熔融混合而形成所述改性聚酯类化合物。
聚酯类化合物(P)没有特别限制,只要其具有充分的成形加工性并展示期望的机械性能即可,但能够适当使用后述的聚羟基羧酸树脂如聚乳酸类化合物或聚丁二酸丁二醇酯树脂。
聚酯类化合物(P)还包括:脂族聚酯如聚己内酯(PCL)、聚(己内酯/丁二酸丁二醇酯)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)和聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA);
改性脂族聚酯如聚(己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)、聚(己二酸/对苯二甲酸四亚甲基酯)、聚(对苯二甲酸/丁二酸乙二醇酯)和聚(丁二酸/碳酸丁二醇酯)(PBSC);以及
芳族聚酯如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
其中,从成形加工性、生物降解性等观点考虑,优选:聚乳酸类聚酯,例如聚羟基羧酸如聚乳酸、(聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯)嵌段共聚物;以及由羟基羧酸和二醇制成的脂族聚酯。
聚酯类化合物(P)优选特别包含后述的聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B)。
在聚酯类化合物(P)包含聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B)的情况下,根据本发明示例性实施方式的聚酯类树脂组合物能够表现出优异的机械性能如耐冲击性。可考虑其原因是因为脂族聚酯类树脂与聚乳酸类化合物的酯交换反应形成聚酯-聚乳酸共聚物。据认为,聚酯-聚乳酸共聚物的存在能够将优异的耐冲击性和良好的对弯曲断裂应变等的柔性赋予通过使用这种聚酯类树脂组合物(聚乳酸类树脂组合物)得到的成形品。然而这些机制是推定的,不再限制本发明。
根据示例性实施方式的聚酯类树脂组合物优选为通过将包含聚酯类化合物(优选包含聚乳酸类化合物和脂族聚酯类树脂)、含氨基聚硅氧烷化合物、含磷阻燃剂、金属水合物和含氟聚合物的材料熔融混合而得到的组合物。此处所提及的熔融混合是指将聚酯类化合物(当聚酯类化合物包含聚乳酸类化合物和脂族聚酯类树脂两者时,是指所述两者)和含氨基聚硅氧烷化合物以熔融态混合。在熔融混合中,通过聚酯类化合物(特别是聚乳酸类化合物)与含氨基聚硅氧烷化合物的反应能够形成聚硅氧烷改性的聚酯类化合物(例如聚硅氧烷-聚乳酸共聚物)。此外,在其中聚酯类化合物包含聚乳酸类化合物和脂族聚酯类树脂的情况下,能够形成聚酯-聚乳酸共聚物。含氨基聚硅氧烷化合物能够结合到聚酯-聚乳酸共聚物。
从具有原纤维状结构和形成显示高耐热性的成形品的观点来看,根据本示例性实施方式的聚酯类树脂组合物优选是通过将组分的混合物进行熔融混合并挤出而得到的组合物。
在本示例性实施方式中,通过将高极性聚酯类化合物与低极性反应性有机硅(氨基有机硅:含氨基聚硅氧烷化合物)结合(共聚),能够将柔性赋予聚酯类化合物。当将含氟聚合物作为防滴剂添加到包含赋予了柔性的改性聚酯类化合物的树脂组合物中时,通过将所述树脂组合物成形而得到的成形品容易在燃烧中收缩(收敛)并且成形品的厚度能够变大;因此能够获得高阻燃性。此外,引入在燃烧时引起吸热反应并阻燃化的金属水合物(例如,低碱含量的氢氧化铝)和在燃烧时产生不可燃气体的含磷阻燃剂(例如磷腈衍生物)能够实现更高的阻燃性。
此外,在聚酯类树脂组合物中,认为在混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)中,形成具有含氨基聚硅氧烷化合物(C)的链段和聚酯类化合物(P)的链段且所述链段彼此结合的聚硅氧烷聚酯共聚物(改性聚酯类化合物)。此外,在其中聚酯类化合物(P)包含聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B)的情况下,认为形成了具有含氨基聚硅氧烷化合物(C)的链段和聚乳酸类化合物(A)的链段等且所述链段彼此结合的改性聚乳酸类化合物。
据认为,这种混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)(例如改性聚乳酸类树脂化合物)的存在能够将优异的耐冲击性和良好的对弯曲断裂应变等的柔性赋予通过将聚酯类树脂组合物成形而得到的成形品,并且此外能够通过与其它组分(含磷阻燃剂、金属水合物、含氟聚合物)的相互作用赋予其更高的阻燃性。
此处,在混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)中,认为通过含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基与聚酯类化合物(P)(例如,聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B))的酯基(酯键部分)的反应生成改性聚酯类化合物。
此外,根据本示例性实施方式的聚酯类树脂组合物还具有优异的抗渗性。尽管聚酯类化合物(例如聚乳酸类化合物和脂族聚酯类树脂)和聚硅氧烷化合物本来相容性差并且易于导致差的分散和渗出,但形成了聚硅氧烷-聚酯共聚物(例如聚硅氧烷-聚乳酸共聚物),其中通过聚酯类树脂组合物中的具有特定量氨基的聚硅氧烷化合物与聚酯类化合物(例如聚乳酸类化合物)的反应,将特定量的聚硅氧烷化合物引入聚酯类化合物(例如聚乳酸类化合物)中。该聚硅氧烷-聚酯共聚物(例如聚硅氧烷-聚乳酸共聚物)良好地分散在聚酯类树脂组合物中,并且形成良好地结合到树脂界面的有机硅弹性体粒子。因此认为能够将抗渗性赋予通过使用聚酯类树脂组合物得到的成形品。然而,这些机制是推定的,并且不再限制本发明。
(聚酯类树脂组合物的组成例)
优选的是,根据本发明第二手段的示例性实施方式的阻燃性优异的聚酯类树脂组合物具有如下组成。
在根据本示例性实施方式的聚酯类树脂组合物中,混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)包含熔融混合的聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C),
其中构成混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)的聚酯类化合物(P)相对于聚酯类树脂组合物的含量在30~65质量%的范围内;
构成混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)的含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于聚酯类树脂组合物的含量在1.5~10质量%(优选1.5~5.0质量%)的范围内;
含磷阻燃剂(G)相对于聚酯类树脂组合物的含量在1~20质量%(优选1~15质量%,更优选2~10质量%)的范围内;
金属水合物(I)相对于聚酯类树脂组合物的含量在30~60质量%(优选30~50质量%,更优选40~50质量%)的范围内;且
含氟聚合物(J)相对于聚酯类树脂组合物的含量在0.1~5质量%(优选0.1~3质量%,更优选0.1~2质量%,还更优选0.2~2质量%)的范围内。
构成混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)的含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于聚酯类树脂组合物的含量优选在1.5~10质量%的范围内,更优选1.5~5.0质量%的范围内。当含氨基聚硅氧烷化合物的含量为1.5质量%以上时,阻燃性能够显著提高。另外,当含氨基聚硅氧烷化合物的含量为10质量%以下时,机械性能(例如耐冲击性、对弯曲强度的柔性)的降低受到抑制,并能够同时提高阻燃性。相对于聚酯类树脂组合物,含氨基聚硅氧烷化合物的含量更优选为2质量%以上,并且还优选为5质量%以下,更优选4质量%以下,并且还更优选3.5质量%以下。
聚酯类化合物(P)优选包含聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B)。此时,构成聚酯类化合物(P)的聚乳酸类化合物(A)相对于聚酯类树脂组合物的含量优选在25~55质量%的范围内,更优选25~50质量%的范围内。此外,构成聚酯类化合物(P)的脂族聚酯类树脂(B)相对于聚酯类树脂组合物的含量优选在5~20质量%的范围内,更优选5~15质量%的范围内。
金属水合物(I)优选为经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。
此外,在金属水合物(I)中碱金属类物质的含量优选为0.2质量%以下。
根据本示例性实施方式的聚酯类树脂组合物优选还包含碳二亚胺化合物。于是,碳二亚胺化合物相对于聚酯类树脂组合物的含量优选在0.5~3质量%的范围内。
根据本示例性实施方式的聚酯类树脂组合物优选还包含晶体成核剂。于是,晶体成核剂相对于聚酯类树脂组合物的含量优选在0.2~2质量%的范围内。
根据本示例性实施方式的聚酯类树脂组合物可以进一步包含增塑剂。在含有增塑剂的情况下,其相对于聚酯类树脂组合物的含量优选在0.5~5质量%的范围内。
根据本示例性实施方式的聚酯类树脂组合物可以还包含玻璃纤维。在含有玻璃纤维的情况下,其相对于聚酯类树脂组合物的含量优选在1~10质量%的范围内。
下文中,将进一步描述第一和第二手段的示例性实施方式。
(含氨基聚硅氧烷化合物)
在含氨基聚硅氧烷化合物的链段中,氨基优选结合到聚硅氧烷化合物的侧链。在侧链中具有氨基的含氨基聚硅氧烷化合物中,氨基浓度易于调节;与聚乳酸类化合物(或聚酯类化合物)的链段的反应的调节变得容易。特别是当氨基是二氨基基团时,与聚乳酸类化合物的反应性比与单氨基基团的反应性更高,这是优选的。
氨基相对于含氨基聚硅氧烷化合物的含量优选在保持与聚乳酸类化合物的链段的反应性的同时,使得含氨基聚硅氧烷化合物的分子量高,并在制造时含氨基聚硅氧烷化合物的挥发受到抑制的范围内。氨基的这种含量在0.01质量%~2.5质量%的范围内,优选0.01质量%~1.0质量%的范围内。当氨基的含量为0.01质量%以上时,则充分形成与聚乳酸类化合物的链段键合的酰胺键;于是,能够实现高效的制造,并且能够抑制聚硅氧烷链段由于其在成形品中的分离而引起的渗出。当氨基的含量为2.5质量%以下时,则在制造时聚乳酸类化合物的水解受到抑制并且聚集受到抑制;于是,能够获得具有高机械强度并具有均匀组成的成形品。
能够通过如下表达式(I)确定氨基的含量。
氨基的含量(质量%)=(16/氨基当量)×100 (I)
氨基当量:每1摩尔氨基的含氨基聚硅氧烷化合物的质量平均值(g/mol)
此外,含氨基聚硅氧烷化合物的氨基相对于聚乳酸类化合物的共混量(在第二手段中,在其中含有聚乳酸类化合物(A)作为聚酯类化合物(P)的情况下)优选在3质量ppm~300质量ppm的范围内,并且更优选50质量ppm~300质量ppm的范围内。当氨基的共混量为3质量ppm以上时,能够实现由成形品中的含氨基聚硅氧烷化合物的链段引起的耐冲击性的提高。当氨基的共混量为300质量ppm以下时,聚乳酸类化合物(或聚酯类化合物)和含氨基聚硅氧烷化合物的分散变得容易,并且聚乳酸类树脂(或聚酯类化合物)的分子量的显著降低受到抑制;于是能够提供诸如冲击强度的机械强度优异的成形品。
能够通过如下表达式(II)确定氨基的共混量。
氨基的共混量(质量ppm)=100×氨基相对于含氨基聚硅氧烷化合物的含量(质量%)×含氨基聚硅氧烷化合物对聚乳酸类化合物的比率(质量%) (II)
构成这种链段的含氨基聚硅氧烷化合物优选为在不使用任何特殊手段的条件下在温和熔融条件下容易结合到聚乳酸类化合物(或聚酯类化合物)的链段的含氨基聚硅氧烷化合物。这种含氨基聚硅氧烷化合物的实例包括由下式(1)和下式(2)表示的化合物。
在上式(1)和(2)中,R4~R8和R10~R14各自独立地表示各自具有18个以下碳原子的烷基、烯基、芳基、芳烷基或烷基芳基,或-(CH2)α-NH-C6H5(α为1~8的整数),且这些可以全部或部分地被卤素原子取代;R9、R15和R16各自独立地表示二价有机基团;且d'和h'各自表示0以上的整数,且e和i各自表示1以上的整数。
烷基优选为甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基等。所述烯基优选为乙烯基。所述芳基优选为苯基、萘基等。所述烷基芳基包括苄基。所述卤素原子包括氯、氟和溴。具有这种卤素取代基的基团具体包括氯甲基、3,3,3-三氟甲基、全氟丁基、全氟辛基。R4~R8和R10~R14尤其优选为甲基或苯基。
苯基具有提高聚硅氧烷化合物的链段的透明度的功能。通过调节苯基的含量,能够调节聚乳酸类树脂(或聚酯类树脂)的折射率。通过使聚硅氧烷化合物的链段的折射率与聚乳酸类树脂(或聚酯类树脂)的链段的折射率一致,能够在成形品中形成均匀的折射率,并且能够赋予成形品以期望的透明程度。
二价有机基团包括:亚烃基如亚甲基、亚乙基、亚丙基和亚丁基;烷基亚芳基如亚苯基和甲代亚苯基;氧化烯基团或聚氧化烯基团如-(CH2-CH2-O)b-(b为1~50的整数)和-[CH2-CH(CH3)-O]c-(c为1~50的整数);以及-(CH2)d-NHCO-(d为1~8的整数)。其中,特别优选R16为亚乙基;且R9和R15为亚丙基。
d'、h'、e和j优选为使得聚硅氧烷化合物的数均分子量落入后述范围内的值。d'和h'各自优选为1~15000的整数,更优选1~400的整数,还更优选1~100的整数。e和i各自优选在1~15000的范围内,更优选为满足由上述式(I)确定的氨基相对于含氨基聚硅氧烷化合物的含量在0.01质量%~2.5质量%的范围内的整数。
在由上式(1)和(2)表示的含氨基聚硅氧烷化合物中,根据重复单元的数目d'、h'、e和i分别重复的重复单元可以与相同的重复单元连续连接,可以交替连接,或可以随机连接。
含氨基聚硅氧烷化合物的数均分子量优选在900~120000的范围内。当数均分子量为900以上时,在制造聚乳酸类树脂组合物(或聚酯类树脂组合物)时,能够抑制在与熔融的聚乳酸类化合物捏合时由于含氨基聚硅氧烷化合物的挥发而造成的损失。当数均分子量为120000以下时,分散性良好并能够提供均匀的成形品。数均分子量更优选在900~20000的范围内,还更优选900~8000的范围内。
作为数均分子量,能够采用例如通过样品的0.1%氯仿溶液的GPC(凝胶渗透色谱法)分析法测量的测量值(用聚苯乙烯标准样品校准)。
在不抑制含氨基聚硅氧烷化合物的功能的范围内,含氨基聚硅氧烷化合物的链段可以包含在主链的末端具有氨基的聚硅氧烷化合物的链段以及另外的不具有氨基的聚硅氧烷化合物等的链段。在主链末端具有氨基的聚硅氧烷化合物和不具有氨基的聚硅氧烷化合物在含氨基聚硅氧烷化合物中的含量(在包含两种化合物的情况下,含量为其全部)优选在0质量%~5质量%的范围内。在主链末端具有氨基的聚硅氧烷化合物和不具有氨基的聚硅氧烷化合物的数均分子量优选在900~120000的范围内。
于是,含氨基聚硅氧烷化合物更优选为由式(2)代表的侧链二氨基型聚硅氧烷化合物,因为与由式(1)代表的侧链单氨基型聚硅氧烷化合物相比,侧链二氨基型聚硅氧烷化合物在熔融捏合时与聚乳酸类化合物的反应性更好且反应更快。
(聚乳酸类化合物)
根据本示例性实施方式的用于聚乳酸类树脂组合物(或聚酯类树脂组合物)的聚乳酸类化合物(或所述改性聚乳酸类树脂中包含的构成所述聚乳酸类化合物的链段的聚乳酸类化合物)包括:得自生物质原料、其衍生物或其改性化合物的聚乳酸类化合物的提取物;通过使用得自生物质原料的乳酸类化合物的单体、低聚物、其衍生物或其改性化合物合成的缩聚物;以及另外通过使用生物质原料之外的原料合成的聚乳酸类化合物。这种聚乳酸类化合物的实例包括由下式(3)代表的化合物。
在上式(3)中,R17表示具有18个以下碳原子的烷基;且a和c各自表示1以上的整数,且b'表示0以上的整数。
a优选为500~13000的整数,更优选1500~4000的整数。b'优选为0~5000的整数。c优选为1~50的整数。在由式(3)代表的聚乳酸类化合物中,根据重复单元的数目a和b'分别重复的重复单元可以与相同的重复单元连续连接,或者可以交替连接。
由式(3)代表的聚乳酸类化合物具体包括:L-乳酸、D-乳酸或其衍生物的聚合物;以及包含这些作为主要组分的共聚物。这种共聚物包括从L-乳酸、D-乳酸和/或其衍生物;以及例如乙醇酸、聚羟基丁酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇酯和聚羟基链烷酸酯中的一种或两种以上得到的共聚物。
其中,从节省石油资源的观点出发,优选使用源自植物的原料的聚乳酸类化合物;在耐热性和成形性方面,尤其优选聚(L-乳酸)、聚(D-乳酸)、以及L-乳酸与D-乳酸的共聚物。由聚(L-乳酸)作为主要组分制备的聚乳酸根据D-乳酸组分的比例而具有不同的熔点,但考虑到成形品的机械性能和耐热性,优选的是,由式(3)代表的聚乳酸类化合物是具有160℃以上的熔点的聚乳酸类化合物。
聚乳酸类化合物的重均分子量(通过凝胶渗透色谱法(GPC)确定的标准聚苯乙烯换算值)优选在30000~1000000的范围内,更优选50000~300000的范围内。
(脂族聚酯类树脂)
脂族聚酯类树脂的实例包括聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯和聚己内酯。脂族聚酯类树脂的数均分子量(通过GPC确定的标准聚苯乙烯换算值)没有特别限制,例如为10000~100000,优选30000~90000,更优选30000~70000;且重均分子量(通过GPC确定的标准聚苯乙烯换算值)没有特别限制,例如为20000~200000,优选40000~190000,更优选100000~180000。所述脂族聚酯类树脂可以满足例如上述数均分子量和上述重均分子量两者或其中任一者。这种脂族聚酯类树脂优选为聚丁二酸己二酸丁二醇酯。
(第一手段中聚乳酸类树脂组合物中树脂组分的共混量)
从充分获得本发明示例性实施方式的期望效果的观点来看,根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物中的聚乳酸类树脂相对于聚乳酸类树脂组合物总量的含量(共混量)优选为25%质量以上且60质量%以下,更优选30质量%以上,还更优选55质量%以下,且还更优选50质量%以下。
此处,对于该聚乳酸类树脂的含量(共混量)而言,在根据本示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物包含所述聚乳酸类化合物(未改性聚乳酸类树脂)作为所述聚乳酸类树脂的情况下,是指所述聚乳酸类化合物的共混量,且在包含所述改性聚乳酸类树脂作为所述聚乳酸类树脂的情况下,是指对应于构成所述改性聚乳酸类树脂的聚乳酸类化合物的链段的聚乳酸类化合物的共混量。
根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物中的含氨基聚硅氧烷化合物相对于聚乳酸类树脂组合物总量的含量(共混量)可以设定为0质量%以上且5质量%以下,并且从充分获得含氨基聚硅氧烷化合物的效果的观点考虑,优选为0.1质量%以上,更优选0.5质量%以上,还更优选1质量%以上,且特别是从提高阻燃性考虑,优选为1.5质量%以上。含量可以超过5质量%,但难以获得与含量相对应的改善效果,并存在降低所得成形品的机械性能的风险。因此,所述含量优选为5质量%以下。
此处,含氨基聚硅氧烷化合物的含量(共混量)包含与构成改性聚乳酸类树脂的含氨基聚硅氧烷化合物链段对应的含氨基聚硅氧烷化合物的共混量。此外,在含氨基聚硅氧烷化合物与脂族聚酯类树脂的酯基(酯键)反应的情况下,所述含量(共混量)包含与构成反应产物的含氨基聚硅氧烷化合物链段对应的含氨基聚硅氧烷化合物的共混量。即,与聚乳酸类树脂组合物中所结合组分的种类无关,所述含氨基聚硅氧烷化合物的含量(共混量)包含与含氨基聚硅氧烷化合物链段对应的含氨基聚硅氧烷化合物。
从充分获得本发明示例性实施方式的期望效果的观点来看,根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物中的脂族聚酯类树脂相对于聚乳酸类树脂组合物总量的含量(共混量)优选为0.05%质量以上且40质量%以下。当含量低于0.05质量%时,不能获得充分的耐冲击性改善效果;且当含量超过40质量%时,则即使增加添加量,也难以获得对应于所述增加的耐冲击性改善效果。脂族聚酯类树脂的含量更优选为1质量%以上,还更优选5质量%以上,且更优选30质量%以下,还更优选20质量%以下且特别优选15质量%以下。
(第二手段的聚酯类树脂组合物中树脂组分的共混量)
从充分获得本发明示例性实施方式的期望效果的观点出发,根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物中聚乳酸类化合物相对于聚酯类树脂组合物总量的含量(共混量)优选为25质量%以上且60质量%以下,更优选30质量%以上,更优选40质量%以上,且还更优选55质量%以下,还更优选50质量%以下。
特别是从提高阻燃性的观点出发,根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物中含氨基聚硅氧烷化合物相对于聚酯类树脂组合物总量的含量(共混量)优选为1.5质量%以上。该含量可以超过10质量%,但难以达到与所述含量相对应的改善效果,并且存在降低所得成形品的机械性能的风险。因此,所述含量优选为10质量%以下,更优选5质量%以下。
此处,含氨基聚硅氧烷化合物的含量(共混量)包含与构成改性聚乳酸类树脂的含氨基聚硅氧烷化合物链段对应的含氨基聚硅氧烷化合物的共混量。此外,在含氨基聚硅氧烷化合物与脂族聚酯类树脂的酯基(酯键)反应的情况下,所述含量(共混量)包含与构成反应产物的含氨基聚硅氧烷化合物链段对应的含氨基聚硅氧烷化合物的共混量。即,与聚酯类树脂组合物中结合的组分的种类无关,含氨基聚硅氧烷化合物的含量(共混量)包含与含氨基聚硅氧烷化合物链段对应的含氨基聚硅氧烷化合物。
从充分获得本发明示例性实施方式的期望效果的观点出发,根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物中脂族聚酯类树脂相对于聚酯类树脂组合物总量的含量(共混量)优选为0.05质量%以上且40质量%以下。当含量低于0.05质量%时,不能获得充分的耐冲击性改善效果;而当所述含量超过40质量%时,即使增加添加量,也难以获得与所述增加相对应的耐冲击性改善效果。脂族聚酯类树脂的含量更优选为1质量%以上且还更优选5质量%以上,且还更优选30质量%以下,还更优选20质量%以下且特别优选15质量%以下。
(碳二亚胺化合物)
碳二亚胺化合物包括聚碳二亚胺化合物和单碳二亚胺化合物。聚碳二亚胺化合物包括具有如下通式(4)的基本结构的化合物。
式(4)中,n表示2以上的整数;且R表示由C和H构成的脂族或芳族有机基团。作为脂族有机基团,优选脂环族有机基团。n优选为2~50。例如,能够使用n在2~20的范围内的聚碳二亚胺,且还能够使用n在5~20的范围内的聚碳二亚胺。
关于碳二亚胺化合物,能够使用通过通常熟知的方法合成的碳二亚胺化合物。作为碳二亚胺化合物,能够使用例如通过使用有机磷化合物或有机金属化合物作为催化剂将各种有机二异氰酸酯在无溶剂或惰性溶剂中在约70℃以上的温度下进行脱碳缩合反应而合成的化合物。
作为用于制造聚碳二亚胺化合物的原料的有机二异氰酸酯,能够使用选自如下中的一种:脂族二异氰酸酯(优选脂环族二异氰酸酯)、芳族二异氰酸酯及其两种以上的混合物。其具体实例包括:1,5-萘二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲代亚苯基二异氰酸酯、2,6-甲代亚苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、3,3',5,5'-四异丙基联苯-4,4'-二异氰酸酯和1,3,5-三异丙基苯-2,4-二异氰酸酯。
单碳二亚胺包括二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二苯基碳二亚胺、双(甲基苯基)碳二亚胺、双(甲氧基苯基)碳二亚胺、双(硝基苯基)碳二亚胺、双(二甲基苯基)碳二亚胺、双(二异丙基)碳二亚胺、双(叔丁基)碳二亚胺、N-乙基-N'-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺、双(三苯基甲硅烷基)碳二亚胺和N,N'-二-2,6-二异丙基苯基碳二亚胺。
聚碳二亚胺包括:脂族聚碳二亚胺如聚(4,4'-二环己基甲烷碳二亚胺);和芳族聚碳二亚胺如聚(4,4'-二苯基甲烷碳二亚胺)、聚(对亚苯基碳二亚胺)、聚(间亚苯基碳二亚胺)、聚(甲基亚苯基碳二亚胺)、聚(二异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(甲基二异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(1,3,5-三异丙基亚苯基碳二亚胺)和聚(1,3,5-三异丙基亚苯基和1,5-二异丙基亚苯基碳二亚胺)。
作为脂族聚碳二亚胺,优选具有诸如环己烷环的脂环结构的脂族聚碳二亚胺。其实例包括其中上述通式的有机连接基团R包含至少诸如亚环己基的二价脂环基团的聚碳二亚胺。作为这种脂族聚碳二亚胺,能够适当使用聚(4,4'-二环己基甲烷碳二亚胺)。作为市售的聚(4,4'-二环己基甲烷碳二亚胺)产品,能够使用日清纺化学公司制造的CarbodiliteLA-1(商品名)。
芳族聚碳二亚胺包括具有诸如苯环的芳族结构、且例如其中上述通式的有机连接基团R至少含有取代或未取代的亚苯基的聚碳二亚胺。亚苯基的取代基优选为具有1~6个碳原子的烷基,并且更优选为具有1~4个碳原子的烷基。烷基包括甲基、乙基、丙基(正丙基、异丙基)、丁基(正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基)、直链或支化的戊基、直链或支化的己基和环己基。亚苯基可以具有多个取代基。
碳二亚胺化合物可以单独或以两种以上组合的方式使用。此外,可以同时使用单碳二亚胺化合物和聚碳二亚胺化合物,也可以同时使用脂族碳二亚胺化合物和芳族碳二亚胺化合物。
从充分获得本发明示例性实施方式的效果的观点出发,在第一手段的情况下相对于聚乳酸类树脂组合物的总量(在第二手段的情况下,相对于聚酯类树脂组合物),所述碳二亚胺化合物的含量优选为0.1质量%以上且10质量%以下。在低于0.1质量%的条件下,不能获得充分的耐水解性改善效果;且在高于10质量%的条件下,即使增加添加量,也不能获得与所述增加相对应的耐水解性改善效果。所述含量更优选为0.2质量%以上,还更优选0.5质量%以上,且还更优选5质量%以下,还更优选3质量%以下。优选的是,所述碳二亚胺包含脂族碳二亚胺化合物,且脂族碳二亚胺化合物为脂环族碳二亚胺化合物。此外,脂族碳二亚胺化合物和芳族碳二亚胺化合物可以同时使用。脂族碳二亚胺对芳族碳二亚胺的混合比(质量比)优选为9/1~1/9,更优选7/3~3/7,还更优选6/4~4/6。在根据本示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物(或聚酯类树脂组合物)中另外引入碳二亚胺化合物,由于能够抑制酯类树脂的水解,因此能够提供能够承受在高温高湿条件下的使用和长期使用的耐久性。
(金属水合物)
根据本发明第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物(和根据本发明第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物)包含金属水合物。在所述金属水合物中,从抑制诸如聚乳酸类树脂(聚乳酸类化合物)的聚酯类化合物的水解的观点出发,金属水合物中的碱金属类物质的含量优选为0.2质量%以下。碱金属类物质是指诸如锂、钠或钾的碱金属或诸如铍、镁、钙、锶或钡的碱土金属的氧化物或氯化物。碱金属类物质的含量例如能够通过原子吸收光谱法、ICP原子发射光谱法等来测定。
金属水合物的实例包括氢氧化铝、氢氧化镁、片钠铝石、铝酸钙、水合石膏、氢氧化钙、硼酸锌、偏硼酸钡、硼砂、高岭土和碳酸钙;优选氢氧化铝、氢氧化镁和氢氧化钙,更优选氢氧化铝。
因此,所述金属水合物优选由平均粒径为10μm以下的粒状体制成;更优选金属水合物由平均粒径为0.1μm~5μm的粒状体制成。此处,金属水合物的平均粒径例如能够通过利用衍射散射法测定体积基准的中值直径来确定。能够测量平均粒径的市售仪器的实例包括由贝克曼库尔特公司(Beckman coulter,Inc.)制造的激光衍射散射粒度分析仪LS230。
所述金属水合物优选为经硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。得到经硅烷偶联剂表面处理的金属水合物的方法没有特别限制,其实例包括如下所述的方法:将溶液喷雾或涂布在金属水合物的表面上,在所述溶液中将硅烷偶联剂溶解于诸如丙酮、乙酸乙酯或甲苯的溶剂中,且所述金属水合物具有0.2质量%以下的碱金属类物质含量;以及其后进行干燥以除去溶剂。在经表面处理的金属水合物中,特别是用氨基硅烷、脲基硅烷、异氰酸酯硅烷或环氧硅烷改性的金属水合物与聚乳酸类树脂的粘附性优异,并且能够同时满足优异的阻燃性和耐冲击性两者。
作为经硅烷偶联剂表面处理的金属水合物,能够使用利用硅烷偶联剂以其对处理之前的金属水合物的质量比为0.1~5.0质量%的方式进行处理的金属水合物;从获得充分的表面处理效果的观点出发,所述质量比优选为0.3质量%以上,更优选0.5质量%以上,且从在尽可能高的反应率下实现表面处理效果的观点出发,优选3质量%以下,更优选2质量%以下。
在使用表面处理剂进行表面处理的情况下,能够使用常规方法如干式法、湿式法、喷雾***或整体共混***。具体地,能够使用:干式法,其中在使用V-共混器等对金属水合物进行搅拌的同时,利用用于处理的干燥空气或氮气喷涂表面处理剂;湿式法,其中当金属水合物已分散在水中并形成浆料状态时,添加表面处理剂以进行处理;喷雾***,其中在将金属水合物在高温炉中加热之后喷涂表面处理剂以进行处理;整体共混***,其中将金属水合物、其他树脂材料和表面处理剂同时装入挤出机中以进行处理;等等。
此处,关于在干式法、湿式法和喷雾***中使用的表面处理剂,表面处理剂可以直接使用,或可以用有机溶剂(或水)稀释并作为溶液加以使用。
对于金属水合物,特别是用氨基硅烷偶联剂或异氰酸酯硅烷偶联剂改性的金属水合物,由于促进了聚乳酸类树脂(或聚酯类树脂)的结晶化并且能够缩短成形时间,因此是更优选的。
第一手段的示例性实施方式的情况中相对于聚乳酸类树脂组合物(在第二手段的示例性实施方式的情况中,相对于聚酯类树脂组合物),金属水合物的含量优选在1质量%~50质量%的范围内,更优选30质量%~50质量%的范围内,且还更优选40质量%~50质量%的范围内。当金属水合物的含量为1质量%以上时,能够获得足够的赋予阻燃性的效果。当金属水合物的含量为50质量%以下时,能够防止机械性能的下降。
(阻燃剂)
优选的是,根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物包含阻燃剂。作为阻燃剂,能够使用公知的阻燃剂,但是优选含磷阻燃剂,并且磷腈衍生物和芳族缩合磷酸酯因为具有优异的阻燃效果而是更优选的。磷腈衍生物的实例包括由下式代表的环状磷腈化合物。
n表示3以上的整数,优选在3~25的范围内,更优选3~5的范围内。n为3时,P(磷元素)和N(氮元素)形成6元环;n为4时,P和N形成8元环;并且即使n为5以上时,P和N也类似地形成环结构。R19和R20各自独立地表示有机基团,并且是例如取代或未取代的苯氧基、或者取代或未取代的萘氧基(例如β-萘氧基)。
磷腈衍生物的实例包括:具有苯氧基的环磷腈化合物、具有氰基苯氧基的环磷腈化合物、具有氨基苯氧基的环磷腈化合物和具有取代或未取代的萘氧基的环磷腈化合物。在这些环磷腈化合物中,优选具有取代或未取代的苯氧基或取代或未取代的萘氧基的环三磷腈、环四磷腈和环五磷腈;且特别优选具有取代或未取代的苯氧基的环三磷腈。其具体实例包括六苯氧基环三磷腈(所述苯氧基可以具有取代基)。环磷腈化合物由于容易形成因氧化而引起着色的醌结构,因此优选不具有酚式羟基。磷腈衍生物可以单独使用或同时使用两种以上。
所述芳族缩合磷酸酯包括1,3-亚苯基双(二-2,6-二甲苯基磷酸酯)、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双2,6-二甲苯基磷酸酯、间苯二酚双2,6-双二苯基磷酸酯、联苯酚-二苯基磷酸酯和4,4'-双(二苯基磷酰基)-1,1'-联苯。
阻燃剂的含量尽管优选在检查效果的同时确定,但从阻燃性、弯曲断裂应变、耐冲击性、耐热性和抗渗性的观点来看,在第一手段的示例性实施方式的情况中相对于聚乳酸类树脂组合物(在第二手段的示例性实施方式的情况中,相对于聚酯类树脂组合物),优选在0.5质量%~20质量%的范围内,更优选在1质量%~15质量%的范围内,还更优选2质量%~10质量%。
(含氟聚合物)
优选的是,根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物包含在树脂组合物中形成纤维状结构(原纤维状结构)的含氟聚合物。将含氟聚合物共混使得抑制在燃烧时的滴落现象的效果得以增强。
含氟聚合物的实例包括聚四氟乙烯、四氟乙烯共聚物(例如四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)和部分氟化的聚合物。此外,作为含氟聚合物,还能够使用各种形式的氟聚合物,例如细粉状氟聚合物、氟聚合物的水性分散体、粉末状氟聚合物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物、以及粉末状氟聚合物和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物。
在第一手段的示例性实施方式的情况中相对于聚乳酸类树脂组合物(在第二手段的示例性实施方式的情况中相对于聚酯类树脂组合物),含氟聚合物的含量能够设定为0.05质量%以上,并且能够进一步设定为0.1质量%以上,并且优选0.2质量%以上。此外,含氟聚合物相对于聚乳酸类树脂组合物(或聚酯类树脂组合物)的共混量能够优选设定为5质量%以下,并且优选为3质量%以下,更优选为2质量%以下,并能够设定为1质量%以下且还能够设定为0.8质量%以下。当含氟聚合物的共混量为0.05质量%以上时,能够稳定地获得燃烧时的防滴落效果。当含氟聚合物的共混量为0.1质量%以上时,聚乳酸类树脂组合物(或聚酯类树脂组合物)的阻燃性变得好得多。当含氟聚合物的共混量为5质量%以下时,由于含氟聚合物容易分散在树脂中,因此变得容易与聚乳酸类树脂组合物(或聚酯类树脂组合物)均匀混合并能够稳定地制造具有阻燃性的树脂组合物。当含氟聚合物的共混量为2质量%以下,并且进一步为1质量%以下时,含氟聚合物更均匀地混合并且聚乳酸类树脂组合物(或聚酯类树脂组合物)的阻燃性变得好得多;而当含氟聚合物的共混量为0.8质量%以下时,聚乳酸类树脂组合物(或聚酯类树脂组合物)的阻燃性变得好得多。
(增塑剂)
根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物能够还包含增塑剂。从获得足够的添加效果的观点来看,增塑剂在第一手段的示例性实施方式的情况中相对于聚乳酸类树脂组合物(在第二手段的示例性实施方式的情况中相对于聚酯类树脂组合物)的含量优选为0.05质量%以上,更优选0.1质量%以上,且还更优选0.5质量%以上。此外,从不损害所期望的机械性能的观点出发,并从抑制渗出的观点出发,所述含量优选为20质量%以下,更优选10质量%以下以及5质量%以下。
增塑剂包括:脂族二元酸酯如己二酸酯;邻苯二甲酸酯如烷基邻苯二甲酰基烷基乙醇酸酯(例如乙基邻苯二甲酰乙基乙醇酸酯);蓖麻油酸酯如乙酰基蓖麻油酸酯(例如乙酰基蓖麻油酸甲酯);偏苯三酸酯如三(2-乙基己基)偏苯三酸酯;均苯四甲酸酯;三羟甲基丙烷三苯甲酸酯;二季戊四醇;聚己内酯;对羟基苯甲酸烷基酯;聚乙二醇及其酯;聚甘油乙酸酯;环氧化油如环氧化大豆油、环氧化亚麻籽油和环氧化亚麻籽油脂肪酸丁酯;乙酰基柠檬酸三丁酯;和脂肪酸酯如蔗糖脂肪酸酯和脱水山梨糖醇脂肪酸酯。其中,优选脂族二元酸的酯,且其实例包括:己二酸二烷基酯如己二酸二丁酯、己二酸二异丁酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二异壬基酯、己二酸二异癸基酯、双[2-(2-丁氧基乙氧基)乙基]己二酸酯和双[2-(2-丁氧基乙氧基)乙基]己二酸酯;己二酸与混合基团的酯(二元酸与两种以上醇或醚醇的酯);壬二酸二烷基酯如双(2-乙基己基)壬二酸酯;癸二酸二烷基酯如癸二酸二丁酯和癸二酸二(2-乙基己基)酯;和丁二酸二烷基酯如丁二酸二乙基酯。
增塑剂优选为二元酸与混合基团的酯(例如二元酸与两种以上醇或/和醚醇的酯),特别是脂族二元酸与混合基团的酯。与混合基团形成酯的醇包括:具有1~7个碳原子的低级脂族醇例如丁醇、戊醇和己醇;具有8~22个碳原子的高级脂族醇;以及芳族醇如苄醇,且所述醚醇包括亚烷基二醇化合物,包括乙二醇化合物(或丙二醇化合物)如二乙二醇单甲醚、二乙二醇单***和二乙二醇单丁醚。二元酸优选脂族二元酸,并且优选具有4~10个碳原子的脂族二元酸,包括丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸和癸二酸;并且己二酸是更优选的。其结构式的一个实例示于如下。
(其他组分)
根据第一和第二手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和聚酯类树脂组合物可以在不抑制其功能的范围内包含各种类型的添加剂,例如晶体成核剂、热稳定剂、抗氧化剂、着色剂、荧光增白剂、填料、脱模剂、软化材料和抗静电剂、耐冲击性改进剂、吸热剂如金属氢氧化物和硼酸盐、氮化合物如三聚氰胺、含卤素的阻燃剂等。
(晶体成核剂)
在根据第一和第二手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和聚酯类树脂组合物包含结晶树脂的情况下,在对成形品进行成形时,为了进一步促进具有低流动开始温度的无定形内容物的结晶化,优选使用晶体成核剂。在对成形品进行成形时,晶体成核剂本身形成晶核,所述晶核发挥作用以使得树脂的构成分子排列成规则的三维结构,并且能够改进成形品的成形性、缩短成形时间、改善机械强度和耐热性。另外,即使在成形时的模具温度高的情况下,由于晶体成核剂仍促进了无定形内容物的结晶化,因此晶体成核剂抑制了成形品的变形,这能够使成形之后的脱模容易。即使在模具温度高于树脂的玻璃化转变温度(Tg)的情况下,也能够获得相同的效果。
晶体成核剂包括无机晶体成核剂和有机晶体成核剂。
作为无机晶体成核剂,能够使用滑石、碳酸钙、云母、氮化硼、合成硅酸、硅酸盐、二氧化硅、高岭土、炭黑、锌白、蒙脱石、粘土矿物、碱式碳酸镁、石英粉末、玻璃纤维、玻璃粉末、硅藻土、白云石粉末、钛氧化物、锌氧化物、锑氧化物、硫酸钡、硫酸钙、氧化铝、硅酸钙、氮化硼等。
有机晶体成核剂的实例包括:
(1)有机羧酸:辛酸、甲苯甲酸、庚酸、壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山嵛酸、蜡酸、褐煤酸、蜂花酸、苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、对苯二甲酸、对苯二甲酸单甲酯、间苯二甲酸、间苯二甲酸单甲酯、松香酸、12-羟基硬脂酸、胆酸等;
(2)有机羧酸碱金属盐和有机羧酸碱土金属盐:有机羧酸的碱金属盐和碱土金属盐等;
(3)具有羧基金属盐的聚合物有机化合物:如下物质的金属盐:通过聚乙烯的氧化而得到的含羧基的聚乙烯;通过聚丙烯的氧化而得到的含羧基的聚丙烯;诸如乙烯、丙烯、丁烯-1等的烯烃与丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物;苯乙烯与丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物;烯烃与马来酸酐的共聚物;苯乙烯与马来酸酐的共聚物等;
(4)脂族羧酸酰胺:油酸酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、山嵛酸酰胺、N-油基棕榈酰胺、N-硬脂基芥酸酰胺、N,N'-亚乙基双(硬脂酰胺)、N,N'-亚甲基双(硬脂酰胺)、羟甲基硬脂酰胺、亚乙基双油酸酰胺、亚乙基双山嵛酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、亚丁基双硬脂酸酰胺、N,N'-二油基癸二酸酰胺、N,N'-二油基己二酸酰胺、N,N'-二硬脂基己二酸酰胺、N,N'-二硬脂基癸二酸酰胺、间亚二甲苯基双硬脂酸酰胺、N,N'-二硬脂基间苯二甲酸酰胺、N,N'-二硬脂基对苯二甲酸酰胺、N-油基油酸酰胺、N-硬脂基油酸酰胺、N-硬脂基芥酸酰胺、N-油基硬脂酰胺、N-硬脂基硬脂酸酰胺、N-丁基-N'-硬脂基尿素、N-丙基-N'-硬脂基尿素、N-烯丙基-N'-硬脂基尿素、N-苯基-N'-硬脂基尿素、N-硬脂基-N'-硬脂基尿素、二甲基妥尔油酰胺、二甲基月桂酸酰胺、二甲基硬脂酸酰胺、N,N'-环己烷双(硬脂酰胺)、N-月桂酰基-L-谷氨酸-α-γ-正丁基酰胺等;
(5)聚合物有机化合物:具有5个以上碳原子的3位支化的α-烯烃如3,3-二甲基丁烯-1,3-甲基丁烯-1,3-甲基戊烯-1,3-甲基己烯-1,3,5,5-三甲基己烯-1;乙烯基环烷烃如乙烯基环戊烷、乙烯基环己烷和乙烯基降冰片烷的聚合物;聚亚烷基二醇如聚乙二醇和聚丙二醇;聚乙醇酸、纤维素、纤维素酯、纤维素醚、聚酯、聚碳酸酯等;
(6)磷酸或亚磷酸的有机化合物及其金属盐:磷酸二苯酯、亚磷酸二苯酯、磷酸双(4-叔丁基苯基)钠、磷酸亚甲基(2,4-叔丁基苯基)钠等;
(7)山梨糖醇衍生物如双(对甲基亚苄基)山梨糖醇和双(对乙基亚苄基)山梨糖醇;
(8)胆固醇衍生物如硬脂酸胆甾醇基酯和胆甾醇基氧基硬脂酰胺;
(9)巯基乙酸酐、对甲苯磺酸、对甲苯磺酸酰胺及其金属盐等;和
(10)苯基膦酸、其金属盐等。
其中,由不促进聚酯水解的中性物质构成的晶体成核剂因为能够抑制聚乳酸类树脂(或聚酯类树脂)经历水解而分子量降低,因此是优选的。于是,为了抑制因聚乳酸类树脂(或聚酯类树脂)的酯交换反应引起的分子量降低,作为晶体成核剂的衍生物的酯和酰胺化合物比具有羧基的晶体成核剂更好;且类似地,作为晶体成核剂的衍生物的酯和醚化合物比具有羟基的晶体成核剂更好。
无机晶体成核剂优选为诸如滑石的层状化合物,其在注射成形等中以高温熔融态共溶于或精细分散于树脂中,在模具中在成形冷却阶段析出或相分离,并充当晶体成核剂。
关于晶体成核剂,可以同时使用无机晶体成核剂和有机晶体成核剂,或者也能够组合使用其多种。晶体成核剂在第一手段的示例性实施方式的情况中相对于聚乳酸类树脂组合物(在第二手段的示例性实施方式的情况中相对于聚酯类树脂组合物)的含量能够设定在0.1质量%~20质量%的范围内,并且还能够设定在0.1质量%~10质量%的范围内,并且优选在0.2质量%~2质量%的范围内。
(热稳定剂和抗氧化剂)
热稳定剂和抗氧化剂的实例包括位阻酚、磷化合物、位阻胺、硫化合物、铜化合物、碱金属的卤化物和维生素E。其相对于聚乳酸类树脂(或聚酯类树脂)优选在0.5质量%以下的范围内使用。
(填料)
填料的实例包括玻璃珠、玻璃片、滑石粉、粘土粉、云母、硅灰石粉和二氧化硅粉。
(改善耐冲击性的材料)
作为改善耐冲击性的材料,能够使用软组分。软组分的实例包括:聚酯链段、聚醚链段和聚羟基羧酸链段的聚合物嵌段(共聚物);通过相互结合聚乳酸类链段、芳族聚酯类链段和聚亚烷基醚链段制备的嵌段共聚物;由聚乳酸链段和聚己内酯链段构成的嵌段共聚物;具有不饱和羧酸烷基酯单元作为其主要组分的聚合物;脂族聚酯如聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚己内酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯和聚丁二酸己二酸丁二醇酯以及己二酸类脂族聚酯。
(其他树脂组分)
根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物可根据需要进一步包含其他热塑性树脂如聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯及其合金。
作为具有结晶性的热塑性树脂,优选使用聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、其与聚乳酸类树脂或聚酯类化合物的合金等。
此外,根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物还可以包含:热固性树脂如酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氰酸酯树脂、异氰酸酯树脂、呋喃树脂、酮树脂、二甲苯树脂、热固性聚酰亚胺、热固性聚酰胺、苯乙烯基吡啶树脂、腈端基树脂、可加成固化的喹喔啉和可加成固化的聚喹喔啉树脂;以及使用植物作为原料的热固性树脂如木质素、半纤维素和纤维素。在使用热固性树脂的情况下,优选使用固化反应所需的固化剂和固化促进剂。
(增强纤维)
根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物可以还包含增强纤维。
在该增强纤维中,游离水分量优选为0.1%以下。此处,游离水分量是根据在烘箱中于100℃下干燥12小时后增强纤维的重量由在25℃下95%湿度下放置24小时后增强纤维的重量增量算出的量。当游离水分量为0.1%以下时,增强纤维的表面的极性低,且表面变得疏水。
所述增强纤维可以包含纤维如无机纤维、有机合成纤维和源自植物的天然纤维。无机纤维包括金属纤维、玻璃纤维、金属硅酸盐纤维、无机氧化物纤维和无机氮化物纤维。有机合成纤维包括聚酰胺纤维和聚芳酯纤维。从耐热性等观点考虑,无机纤维是优选的;然后从耐热性高且廉价的观点出发,特别优选玻璃纤维。
增强纤维可以单独或作为两种以上的混合物使用。可以混合并使用两种以上的无机纤维、有机合成纤维和源自植物的天然纤维;并且优选增强纤维包含至少无机纤维。引入增强纤维使得能够实现成形品的热变形防止效果和滴落抑制效果。
增强纤维的形状可以在纤维横截面上是圆形,但可以是多边形、不确定或具有凹凸的形状。从增大与树脂的接合面积的观点出发,期望具有长宽比高的凹凸的形状和纤维直径小的形状。
根据需要,为了增强与成为基材的树脂的亲和性或纤维的缠结,可以对增强纤维进行表面处理。作为表面处理方法,有效的是:用硅烷、钛酸酯或其它类型的偶联剂进行的处理;用表面处理剂进行的处理,包括用磷酸烷基酯型表面活性剂进行的处理;用臭氧或等离子体进行的处理等。在使用玻璃纤维作为增强纤维的情况下,优选用表面处理剂对玻璃纤维进行处理。从优异的耐渗性的观点考虑,所述表面处理剂优选包含选自如下中的至少一种树脂作为其主要组分:聚烯烃树脂;和具有环氧基作为其官能团的树脂。
因此,在使用与聚乳酸类树脂的界面粘附性(亲和性)高的纤维的情况下,存在不仅促进诸如含磷化合物的阻燃剂的渗出,而且降低在注射成形时聚乳酸类树脂组合物的流动性的可能性。另一方面,在使用与聚乳酸类树脂的界面粘附性(亲和性)显著低的纤维的情况下,尽管与界面粘附性高的纤维相比,抗渗性和流动性提高,但存在机械强度如强度和耐冲击性降低的可能性。因此,所述纤维优选具有合适的界面粘附性。
增强纤维的平均纤维长度(不包括纤维碎屑的数均纤维长度)优选在0.1mm~20mm的范围内,并且更优选0.1mm~10mm的范围内。此外,所述增强纤维优选包含纤维长度为300μm~20mm的纤维。对增强纤维的含量没有特别限制,但是在第一手段的示例性实施方式的情况中基于聚乳酸类树脂组合物的总量(在第二手段的示例性实施方式的情况中基于聚酯类树脂组合物的总量)能够设定为1质量%以上且30质量%以下。从获得充分的添加效果的观点出发,所述含量优选为2质量%以上,更优选3质量%以上。此外从充分确保树脂组合物的成形性和机械强度的观点出发,所述含量优选为20质量%以下,更优选10质量%以下。
(根据第一手段的聚乳酸类树脂组合物的制造方法)
例如按如下能够制造根据第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物。即,首先将聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、碳二亚胺化合物、金属水合物以及根据需要的其它添加剂混合并搅拌。混合和搅拌能够使用与稍后描述的在聚乳酸类树脂制造中赋予剪切力的设备类似的设备。混合和搅拌能够例如通过捏合挤出机进行;将上述混合物进行熔融捏合,挤出成例如股线,并切割成碎片或球粒,由此能够得到聚乳酸类树脂组合物作为成形材料。
关于聚乳酸类树脂,可以将聚乳酸类化合物作为聚乳酸类树脂组分混合。
此外,聚乳酸类树脂可以作为聚乳酸类化合物与含氨基聚硅氧烷化合物的反应产物在混合步骤中形成。
例如通过将含氨基聚硅氧烷化合物和聚乳酸类化合物以使氨基的比例成为规定比例的方式共混,并在熔融态下施加剪切力的同时对其混合物进行混合和搅拌,能够得到聚乳酸类树脂。然后,为了确保使聚乳酸类化合物与含氨基聚硅氧烷化合物反应,使得在混合其他组分(添加剂等)之前,将这些化合物在熔融态下施加剪切力的同时混合并搅拌,并制成其母料,然后与其它组分(添加剂等)一起熔融捏合。
(根据第二手段的聚酯类树脂组合物的制造方法)
根据第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物能够例如按如下制造。
即,首先,将聚酯类化合物(聚乳酸类化合物和脂族聚酯类树脂)、含氨基聚硅氧烷化合物、含磷阻燃剂、金属水合物、含氟聚合物和根据需要的其它添加剂混合并搅拌。混合和搅拌能够使用与稍后描述的在混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)的制造中赋予剪切力的设备类似的设备。混合和搅拌能够例如通过捏合挤出机进行;将上述混合物进行熔融捏合,挤出成例如股线,并切割成碎片或球粒,由此能够得到聚酯类树脂组合物以作为成形材料。
例如通过将含氨基聚硅氧烷化合物(C)和聚酯类化合物(P)以使氨基的比例成为规定比例的方式共混,并且在熔融态下施加剪切力的同时对其混合物进行混合和搅拌,能够得到混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R)。于是,为了确保使聚酯类化合物(P)(例如特别是聚乳酸类化合物(A))与含氨基聚硅氧烷化合物(C)反应,使得在混合诸如添加剂的其他组分之前,将这些化合物在熔融态下施加剪切力的同时混合并搅拌,并制成其母料,然后与其它组分(添加剂等)一起进行熔融捏合。
在根据第一和第二手段的示例性实施方式的树脂组合物的制备方法中,为了将剪切力赋予熔融的聚乳酸类化合物(或聚酯类化合物)和含氨基聚硅氧烷化合物,能够使用设备如辊、挤出机、捏合机或具有回流装置的分批式捏合机。对于挤出机,从容易供应原料和取出产品的观点来看,优选采用带有通气口的单螺杆或多螺杆挤出机。剪切温度是等于或高于原料的聚乳酸类化合物(或聚酯类化合物)的熔融流动温度的温度,并且优选设为比熔融流动温度高10℃以上并且等于或低于分解温度的温度。熔融剪切时间例如优选在0.1分钟~30分钟的范围内,并且更优选在0.5分钟~10分钟内的范围内。当熔融剪切时间为0.1分钟以上时,聚乳酸类化合物(或聚酯类化合物)与含氨基聚硅氧烷化合物的反应能够充分进行。当熔融剪切时间为30分钟以下时,能够抑制所得聚乳酸类树脂(或混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂)的分解。在添加诸如聚酯类树脂的其他树脂的情况下,剪切温度优选为等于或高于所述树脂的熔融温度且等于或高于聚乳酸类化合物的熔融流动温度的温度,并且优选为等于或低于其它树脂的分解温度并且等于或低于聚乳酸类化合物的分解温度的温度。
能够通过熔融聚合法或熔融聚合法和固相聚合法的组合使用来制造所述聚乳酸类化合物。在这些方法中,关于将聚乳酸类化合物的熔融流动速率调节在预定范围内的方法,在熔融流动速率过高的情况下,能够使用通过使用少量增链剂如二异氰酸酯化合物、环氧化合物、酸酐等来提高树脂的分子量的方法。此外,在熔融流动速率太低的情况下,能够使用与具有高熔融流动速率的生物可降解聚酯类树脂和低分子量化合物混合的方法。
(成形品)
根据第一手段的示例性实施方式,能够获得通过使用聚乳酸类树脂组合物成形的成形品。根据第二手段的示例性实施方式,能够获得通过使用聚酯类树脂组合物成形的成形品。作为这些成形品的成形方法,能够使用例如注射成形、注射压缩成形、挤出或模具成形。特别是从通过成形品的原纤维状结构提供高耐热性的观点出发,优选是的经历了使用注射或挤出的成形工序的成形品。由于能够得到耐冲击性和机械强度优异的成形品,所以优选在制造步骤期间或在成形之后促进结晶化。促进结晶化的方法包括在上述范围内使用上述晶体成核剂的方法。
这种成形品的阻燃性高且耐冲击性、柔性和机械强度优异,并且由于渗出引起的劣化受到抑制,并适用于各种电气电子部件和汽车部件等。这种成形品特别适用于要求高阻燃性和优异的耐冲击性和柔性的家用电器和电子设备(例如复印机)的部件(例如外包装、内部部件)。
实施例
然后,将对本发明的实施例以及比较例一起进行说明。此处,本发明不受如下实施例和比较例的限制和约束。在本发明的实施例和比较例中使用的原料的细节如下。
1.聚乳酸类化合物(PLA)(A):由奈琪沃克公司(NatureWorks LLC)制造,商品名:INGEO 3251D(熔点:170℃)
2.脂族聚酯类树脂(B)
作为脂族聚酯类树脂,使用如下物质。
聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA):由昭和电工公司(Showa Denko K.K.)制造,商品名:Bionole(3001MD);和
聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA-2):三菱化学公司(Mitsubishi ChemicalCorp.)制,商品名:GS Pla(BioPBS FD92PM)
3.含氨基聚硅氧烷化合物(C)
作为含氨基聚硅氧烷化合物(C),使用如下物质。
C1-4:侧链二氨基型聚硅氧烷化合物(由道康宁东丽公司(Dow Corning Torayco.,Ltd.)制造,商品名:FZ-3705)
(粘度(25℃):230mm2/s,氨基当量:4000(g/mol),氨基含量:0.40质量%)
此处,例如根据有机硅手册(SILICONE HANDBOOK),日刊工业新闻社(The NikkanKogyo Shinbun,Ltd)(1990),第165页中的描述,能够制造含氨基聚硅氧烷化合物。其例如通过使用通过氨基烷基甲基二甲氧基硅烷的水解而得到的硅氧烷低聚物和环状硅氧烷以及碱性催化剂能够合成。
4.有机晶体成核剂(E)
作为有机晶体成核剂,使用如下物质。
E:苯基膦酸锌(日产化学工业公司(Nissan Chemical Industries,Ltd.)制,商品名:Ecopromote)
5.增塑剂(F)
作为增塑剂(F),使用如下物质。
F:由大八化学工业公司(Daihachi Chemical Industry Co.,Ltd.)制造,商品名:DAIFATTY-101(包含脂族二元酸的混合基团酯:苄基=2-(2-甲氧基乙氧基)乙基=己二酸酯(式6)作为其主要组分的反应产物)
6.含磷阻燃剂(G)
作为含磷阻燃剂(G),使用如下物质。
G-1:缩合磷酸酯:1,3-亚苯基双(二-2,6-二甲苯基磷酸酯)(由大八化学工业公司制造,商品名:PX-200)
G-2:环状苯氧基磷腈(大冢化学公司(Otsuka Chemical Co.,Ltd.)制造,商品名:SPS-100)
7.金属水合物(I)
作为金属水合物(I),使用如下物质。
I-1:氢氧化铝(日本轻金属公司(Nippon Light Metal Co.,Ltd.)制造,商品名:BE023)
(平均粒径:3.1μm,组成:Al(OH)3(99.94%)、SiO2(0.01%)、Fe2O3(0.01%)、Na2O(0.04%,碱金属类物质))
I-2:1%异氰酸酯硅烷偶联剂处理的氢氧化铝(日本轻金属公司制造,商品名:BE023-STI)
(平均粒径:3.1μm,组成:Al(OH)3(99.94%)、SiO2(0.01%)、Fe2O3(0.01%)、Na2O(0.04%,碱金属类物质))
(硅烷偶联剂相对于处理前的氢氧化铝的量:1质量%)
I-3:1.3%氨基硅烷偶联剂处理的氢氧化铝
(平均粒径:3.1μm,组成:Al(OH)3(99.94%)、SiO2(0.01%)、Fe2O3(0.01%)、Na2O(0.04%,碱金属类物质))
(硅烷偶联剂相对于处理前的氢氧化铝的量:1.3质量%)
I-3按如下制造。
在超级混合机(Supermixer)中预先搅拌由日本轻金属公司制造的氢氧化铝(商品名:BE023),相对于氢氧化铝以1.35质量%的量向其喷施由信越化学工业公司(Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.)制造的氨基硅烷偶联剂(商品名:KBE-903),然后干燥,从而获得I-3。
I-4:1.3%脲基硅烷偶联剂处理的氢氧化铝
(平均粒径:3.1μm,组成:Al(OH)3(99.94%)、SiO2(0.01%)、Fe2O3(0.01%)、Na2O(0.04%,碱金属类物质))
(硅烷偶联剂相对于处理前的氢氧化铝的量:1.3质量%)
I-4按如下制造。
在超级混合机中预先搅拌由日本轻金属公司制造的氢氧化铝(商品名:BE023);相对于氢氧化铝以2.5质量%的量向其喷施由信越化学工业公司制造的脲基硅烷偶联剂(商品名:KBE-585,醇溶液,硅烷偶联剂的含量:约45质量%),然后干燥,从而获得I-4。
I-5:环氧硅烷偶联剂处理的氢氧化铝(由日本轻金属公司制造,商品名:BE023-STE)
(平均粒径:3.1μm,组成:Al(OH)3(99.94%)、SiO2(0.01%)、Fe2O3(0.01%)、Na2O(0.04%,碱金属类物质))
(硅烷偶联剂相对于处理前的氢氧化铝的量:1质量%)
I-6:甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂处理的氢氧化铝(由日本轻金属公司制造,商品名:BE023-STM)
(平均粒径:3.1μm,组成:Al(OH)3(99.94%)、SiO2(0.01%)、Fe2O3(0.01%)、Na2O(0.04%,碱金属类物质))
(硅烷偶联剂相对于处理前的氢氧化铝的量:1质量%)
I-7:乙烯基硅烷偶联剂处理的氢氧化铝(由日本轻金属公司制造,商品名:BE023-STV)
(平均粒径:3.1μm,组成:Al(OH)3(99.94%)、SiO2(0.01%)、Fe2O3(0.01%)、Na2O(0.04%,碱金属类物质))
(硅烷偶联剂相对于处理前的氢氧化铝的量:1质量%)
I-8:硬脂酸处理的氢氧化铝(由日本轻金属公司制造,商品名:BE023-S)
(平均粒径:3.1μm,组成:Al(OH)3(99.94%)、SiO2(0.01%)、Fe2O3(0.01%)、Na2O(0.04%,碱金属类物质))
(硬脂酸相对于处理前的氢氧化铝的量:1质量%)
8.含氟聚合物(J)
作为含氟聚合物(J),使用如下物质。
J:聚四氟乙烯(由大金工业公司(Daikin Industries,Ltd.)制造,商品名:Polyfuron MPA FA-500H)
9.碳二亚胺化合物(K)
作为碳二亚胺化合物(K),使用如下物质。
K-1:聚碳二亚胺类改性剂(由日清纺化学公司制造,商品名:Carbodilite LA-1)
K-2:聚(1,3,5-三异丙基亚苯基碳二亚胺)(由莱茵化学莱瑙公司(Rhein ChemieRheinau GmbH)制造,商品名:Stabaxol P)
10.玻璃纤维(L)
作为玻璃纤维(L),使用如下物质。
L:由欧文斯康宁日本公司(Owens Corning Japan LLC)制造,商品名:03JAFT792
[实施例1~15和比较例1~17以及实施例16~27]
将聚乳酸类化合物(PLA)和根据需要的脂族聚酯类树脂(PBSA,PBSA-2)、有机晶体成核剂(E)、含磷阻燃剂(G)、金属水合物(I)、含氟聚合物(J)、碳二亚胺化合物(K)、增塑剂(F)、含氨基聚硅氧烷化合物(C)和玻璃纤维(L)以表2~7和表8和9中所示的共混比(质量比)进行干混。
此处,作为表示根据第二手段的示例性实施方式的阻燃效果(5VB)的实施例,表8中显示了实施例18~22和对比例(实施例16~17),且表9中显示了实施例20和24~27以及对比例(实施例23)。在这些实施例中,将聚酯类化合物(P)(聚乳酸类化合物(PLA)和脂族聚酯类树脂(PBSA或PBSA-2))、含氨基聚硅氧烷化合物(C)、含磷阻燃剂(G)、金属水合物(I)和含氟聚合物(J)以及另外的有机晶体成核剂(E)、增塑剂(F)和碳二亚胺化合物(K)以及根据需要的另外的玻璃纤维(L)以表8和表9中所示的混合比进行干混。
将得到的混合物各自从设定在200℃的料筒温度的连续捏合挤出机(ZE40A×40D,L/D=40,螺杆直径由克劳斯玛菲贝尔斯托夫公司(KraussMaffei Berstorff GmbH)制造)的料斗口供应,并根据需要,另外从通气孔以表2~7和表8和9中所示的共混比将含氨基聚硅氧烷化合物(C1-4)分别装入,使得其每1小时的总供应量为15~20kg。通过在150rpm下旋转螺杆将混合物在熔融剪切下混合并搅拌;其后,将增塑剂(F)以液体形式注入并在熔融剪切下进一步混合和搅拌;且其后,(在共混了玻璃纤维(L)的情况下,从固定在连续捏合挤出机上的侧面进料器供应玻璃纤维(L),并混合且搅拌,其后),将制得物以股线形式从挤出机的模口挤出,在水中冷却,并然后切成球粒,从而得到聚乳酸类树脂组合物的球粒。
将得到的球粒在100℃下干燥5小时,其后使用注射成形成形机(EC20P-0.4A,由东芝机械公司(Toshiba Machine Co.,Ltd.)制造,成形温度:200℃,模具温度:90℃,模具保持时间:90秒)成形为样品(125mm×13mm×1.6mm,62.5mm×13mm×3.2mm,127mm×12.7mm×3mm)。根据以下方法进行阻燃性的评价以及艾佐德(Izod)冲击强度和弯曲性能(弯曲强度、弯曲弹性模量、弯曲断裂应变)的评价。将结果示于表2~7以及表8和9中。另外,将负载变形温度的评价结果示于表8和9中。
(阻燃性评价UL94V)
在将通过注射成形获得的用于阻燃性评价的样品(125mm×13mm×1.6mm)在23℃的温度和50%湿度下的恒温室中放置48小时之后,根据Underwriters实验室发布的UL94测试(用于设备和器具的部件的塑料材料的易燃性测试),实施阻燃性评价UL94V。
UL94V是指在将燃烧器的火焰施加到预定尺寸的垂直保持的样品上10秒之后,根据样品的续燃时间、滴落性能等来评价阻燃性的方法,并且将评价分为如下表1-1中所示的类别。
[表1-1]
此处,在假定除上述分类之外的某种燃烧形式的情况下,将评价归类为非V-2。评价结果按照阻燃性更差的顺序表示为V-0、V-1和(V-2或非V-2)。
续燃时间是在除去点火源之后样品的有焰燃烧持续的时间长度,且t1是在第一次火焰施加之后的续燃时间;t2是第二次火焰施加之后的续燃时间;并且t3是第二次火焰施加之后的余辉(非有焰燃烧)时间。通过在第一次火焰施加之后在火焰熄灭后,立即将燃烧器的火焰施加到样品上10秒来实施第二次火焰施加。然后,由放置在样品下端下方约300mm处的标记棉花是否被样品的滴落点燃,确定因滴落而使得棉花燃烧。
(阻燃性评价UL94-5V)
在将通过注射成形获得的用于阻燃性评价的样品(125mm×13mm×1.6mm)在23℃的温度和50%湿度下的恒温室中放置48小时之后,根据Underwriters实验室发布的UL94-5V测试(125mm垂直燃烧试验),实施阻燃性评价UL94-5V。
UL94-5V是如下所述的方法:将样品垂直安装在夹具上;实施5次125mm火焰的5秒火焰施加;并通过燃烧行为来判断阻燃性,将阻燃性分为表1-2中所示的如下类别。针对符合V-0或V-1等级的材料进行UL94-5V测试。此处,在本评价中,未进行“5V-A”的测试(火焰施加后存在/不存在烧穿),并且将满足至少5V-B的基准的情况判断为“5VB”。
[表1-2]
(艾佐德冲击强度和弯曲性能的评价)
将样品在110℃的恒温室中放置1小时,从而使样品完全结晶化,然后恢复到室温,并评价艾佐德冲击强度和弯曲性能。将样品(62.5mm×13mm×3.2mm)切口并根据JIS K7110进行艾佐德冲击强度的测量。根据ASTM D790使用万能试验机(由英斯特朗公司(InstronCorp.)制造,5567)对弯曲性能进行评价。
(负载变形温度)
关于负载变形温度,按照JIS K7191-2-2007附录,以恒定速率(120℃/h)升高油温,并对条状样品(127×12.7×3mm)施加规定的弯曲应力,并将样品达到规定变形量的温度定义为负载变形温度。
测量条件如下。
设置方式:沿边
弯曲应力:1.80MPa(高载荷),0.45MPa(低载荷)
支点之间的距离:100mm
升温速率:120℃/h
热介质:硅油
[表2]
如表2所示,由实施例1和2的结果发现,与脂族聚酯类树脂(PBSA)、碳二亚胺化合物(K-1、2)和用硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-3、4)共混的聚乳酸类化合物(PLA)的聚乳酸类树脂组合物具有V-1以上的高阻燃性并同时具有优异的冲击强度和弯曲断裂应变。
相反,从比较例1和2中发现,不包含脂族聚酯类树脂(PBSA)的聚乳酸类树脂组合物,虽然具有V-1以上的高阻燃性,但其冲击强度和弯曲断裂应变非常低。
从实施例3和12的结果还发现,与含氨基聚硅氧烷化合物(C1-4)、脂族聚酯类树脂(PBSA)、碳二亚胺化合物(K-1、2)和用硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-3、4)共混的聚乳酸类化合物(PLA)的聚乳酸类树脂组合物具有V-1以上的高阻燃性并同时具有优异的冲击强度和弯曲断裂应变。
[表3]
如表3所示,从实施例4~8的结果发现,与含氨基聚硅氧烷化合物(C1-4)、脂族聚酯类树脂(PBSA)、碳二亚胺化合物(K-1、2)和用异氰酸酯硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-2)共混的聚乳酸类化合物(PLA)的聚乳酸类树脂组合物具有V-1以上的高阻燃性并同时具有优异的冲击强度和弯曲断裂应变。
相反,发现聚乳酸类化合物(PLA)的比较例3单独地具有低的阻燃性和冲击强度。还发现,不含碳二亚胺化合物的比较例4的冲击强度和弯曲断裂应变非常低。
表4
如表4所示,从比较例6~10的结果发现,不含脂族聚酯类树脂(PBSA)的聚乳酸类树脂组合物即使具有V-1以上的高阻燃性也具有非常低的冲击强度和差的实用性。
从比较例9和比较例10的结果还发现,如比较例10所示,不含脂族聚酯类树脂(PBSA)并使用未经表面处理的金属水合物(I-1)的聚乳酸类树脂组合物,尽管具有V-1以上的高阻燃性,但冲击强度和弯曲断裂应变非常低。
表5
[表6]
如表5和6所示,从实施例9~11和实施例13~15的结果发现,与含氨基聚硅氧烷化合物(C1-4)、脂族聚酯类树脂(PBSA)、碳二亚胺化合物(K)和经异氰酸酯硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-2)、经氨基硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-3)、经脲基硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-4)或经环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-5)共混的聚乳酸类化合物(PLA)的聚乳酸类树脂组合物具有V-1以上的高阻燃性并同时具有优异的冲击强度和弯曲断裂应变。
相比之下,从比较例11和12的结果发现,不含脂族聚酯类树脂(PBSA)的聚乳酸类树脂组合物,即使具有V-1以上的高阻燃性,也具有非常低的冲击强度和弯曲断裂应变,并且实用性差。
表7
如表7和表3所示,从比较例13~17和实施例6和7的结果发现,与含氨基聚硅氧烷化合物(C1-4)、脂族聚酯类树脂(PBSA)、碳二亚胺化合物(K)和未经表面处理的金属水合物(I-1)、经甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-6)、经乙烯基硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-7)或经硬脂酸表面处理的金属水合物(I-8)共混的聚乳酸类化合物(PLA)的聚乳酸类树脂组合物,虽然具有V-1以上的高阻燃性,但冲击强度和弯曲断裂应变非常低,且实用性差。
[表8]
如表8所示,由实施例16~22的结果发现,与含氨基聚硅氧烷化合物(C1-4)、脂族聚酯类树脂(PBSA或PBSA-2)、碳二亚胺化合物(K)和经氨基硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-3)共混的聚乳酸类化合物(PLA)的聚乳酸类树脂组合物具有V-1以上的高阻燃性并同时具有优异的冲击强度和弯曲断裂应变。
从实施例18~22的结果还发现,在含氨基聚硅氧烷化合物(C1-4)的共混量为2.0%以上的情况下,达到了5VB的更高阻燃性。
通过将实施例18的结果与实施例19~22的结果进行比较,还发现,通过将与含氨基聚硅氧烷化合物(C1-4)、脂族聚酯类树脂(PBSA或PBSA-2)、碳二亚胺化合物(K)和经氨基硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-3)共混的聚乳酸类化合物(PLA)的聚乳酸类树脂组合物与玻璃纤维共混,所述聚乳酸类树脂组合物具有5VB以上的高阻燃性并同时冲击强度和弯曲断裂应变优异,并且负载变形温度得到改善。
此处,玻璃纤维(L)的添加通常可能提高刚性(弹性模量),但可能降低弯曲断裂应变。
如表8所示,从实施例18~22的结果发现,含有聚酯类树脂(聚乳酸类化合物(A:PLA)和脂族聚酯类树脂(B:PBSA或PBSA-2)(P)、含氨基聚硅氧烷化合物(C:C1-4)、含磷阻燃剂(G:G-1和G-2)、金属水合物(I:I-3)和含氟聚合物(J)并具有1.5质量%以上含氨基聚硅氧烷化合物(C:C1-4)的含量的聚酯类树脂组合物,能够获得5VB的高阻燃性。
相反,不含有含氨基聚硅氧烷化合物(C:C1-4)的情况(实施例16)和含氨基聚硅氧烷化合物(C:C1-4)的含量为1.0质量%的情况(实施例17)不能达到5VB。
如表8所示,从实施例18~22的结果还发现,使用经氨基硅烷偶联剂表面处理的金属水合物(I-3)作为金属水合物(I)的情况具有高阻燃性并同时诸如冲击强度和弯曲断裂应变的机械性能优异。
通过实施例18的结果和实施例19~22的结果的比较还发现,通过将聚酯类树脂组合物(聚乳酸类树脂组合物)进一步与玻璃纤维(L)共混,所述组合物具有5VB以上的高阻燃性并同时冲击强度和弯曲断裂应变优异,且进一步提高负载变形温度。
[表9]
如实施例23~25、20和26~27的结果所示,已经发现,含氨基聚硅氧烷化合物(C)(C1-4:侧链二氨基型聚硅氧烷化合物)的共混比率为1.0质量%的情况(实施例23)无法获得5VB的阻燃性,但共混比率为1.5质量%以上的情况(实施例24~25、20、以及26和27)能够达到5VB的阻燃性。此处发现,含氨基聚硅氧烷化合物(C)(C1-4:侧链二氨基型聚硅氧烷化合物)的共混比率相对高的情况(实施例27)容易降低冲击强度和弯曲强度。
以上,参考示例性实施方式和实施例对本发明进行了说明,然而,本发明不限于所述示例性实施方式和实施例。在本发明的范围内可以对本发明的构成和细节进行本领域技术人员能够理解的各种修改。
第一手段的示例性实施方式的一部分或全部也能够被描述为如下示例性实施方式,但是不限于如下实施方式。
(另外的示例性实施方式A1)
一种聚乳酸类树脂组合物,所述聚乳酸类树脂组合物包含聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、金属水合物和碳二亚胺化合物,
其中所述金属水合物是经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。
(另外的示例性实施方式A2)
根据实施方式A1所述的聚乳酸类树脂组合物,
其中所述聚乳酸类树脂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在25质量%~55质量%的范围内;
所述脂族聚酯类树脂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在5质量%~20质量%的范围内;
所述金属水合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在30质量%~50质量%的范围内;且
所述碳二亚胺化合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.5质量%~3质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A3)
根据实施方式A2所述的聚乳酸类树脂组合物,
其中所述聚乳酸类树脂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在25质量%~50质量%的范围内;且
所述脂族聚酯类树脂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在5质量%~15质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A4)
根据实施方式A1~A3中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,其中在所述金属水合物中碱金属类物质的含量为0.2质量%以下。
(另外的示例性实施方式A5)
根据实施方式A1~A4中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含含磷阻燃剂,
其中所述含磷阻燃剂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在1质量%~15质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A6)
根据实施方式A1~A5中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含含氟聚合物,
其中所述含氟聚合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.1质量%~5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A7)
根据实施方式A1~A4中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含混合在所述组合物中的在侧链中具有氨基的含氨基聚硅氧烷化合物。
(另外的示例性实施方式A8)
根据实施方式A7所述的聚乳酸类树脂组合物,其中所述含氨基聚硅氧烷化合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的共混量在1.5质量%~5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A9)
根据实施方式A7或A8所述的聚乳酸类树脂组合物,
其中所述聚乳酸类树脂是通过将所述含氨基聚硅氧烷化合物与聚乳酸类化合物混合而得到的聚乳酸类树脂,
其中所述氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述氨基相对于所述聚乳酸类化合物的含量在3质量ppm~300质量ppm的范围内。
(另外的示例性实施方式A10)
根据实施方式A7~A9中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含含磷阻燃剂和含氟聚合物,
其中所述含磷阻燃剂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在1质量%~15质量%的范围内;且
所述含氟聚合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.1质量%~5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A11)
根据实施方式A10所述的聚乳酸类树脂组合物,
其中所述含磷阻燃剂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在2质量%~10质量%的范围内;且
所述含氟聚合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.2质量%~2质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A12)
根据实施方式A1~A11中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含晶体成核剂,
其中所述晶体成核剂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.2质量%~2质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A13)
根据实施方式A1~A12中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含增塑剂,
其中所述增塑剂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.5质量%~5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A14)
根据实施方式A1~A13中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含玻璃纤维,
其中所述玻璃纤维相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在1质量%~10质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A15)
一种成形体,所述成形体是通过使用根据实施方式A1~A14中任一项的聚乳酸类树脂组合物而形成的。
(另外的示例性实施方式A16)
一种制造聚乳酸类树脂组合物的方法,所述方法包括将包含聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、碳二亚胺化合物和金属水合物的熔融态的混合物进行混合和搅拌的步骤,
其中所述金属水合物是经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。
(另外的示例性实施方式A17)
根据实施方式A16的制造聚乳酸类树脂组合物的方法,还包括添加在侧链中具有氨基的含氨基聚硅氧烷化合物、含磷阻燃剂和含氟聚合物,
其中所述聚乳酸类树脂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在25质量%~55质量%的范围内;
所述脂族聚酯类树脂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在5质量%~20质量%的范围内;
所述金属水合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在30质量%~50质量%的范围内;
所述碳二亚胺化合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.5质量%~3质量%的范围内;
所述含氨基聚硅氧烷化合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在1.5质量%~5质量%的范围内;
所述含磷阻燃剂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在1质量%~15质量%的范围内;且
所述含氟聚合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.1质量%~5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A18)
根据实施方式A17所述的制造聚乳酸类树脂组合物的方法,
其中所述含磷阻燃剂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在2质量%~10质量%的范围内;且
所述含氟聚合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.2质量%~2质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式A19)
根据实施方式A17或A18所述的制造聚乳酸类树脂组合物的方法,
其中所述聚乳酸类树脂是通过将所述含氨基聚硅氧烷化合物和聚乳酸类化合物进行混合而得到的聚乳酸类树脂,
其中所述氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述氨基相对于所述聚乳酸类化合物的含量在3质量ppm~300质量ppm的范围内。
(另外的示例性实施方式A20)
一种聚乳酸类树脂组合物,所述聚乳酸类树脂组合物包含聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、金属水合物和碳二亚胺化合物,
其中所述金属水合物是经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物,
其中所述聚乳酸类树脂是通过将在侧链中具有氨基的含氨基聚硅氧烷化合物与聚乳酸类化合物混合而得到的聚乳酸类树脂,
其中所述含氨基聚硅氧烷化合物的氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述含氨基聚硅氧烷化合物的氨基相对于所述聚乳酸类化合物的含量在3质量ppm以上且300质量ppm以下的范围内。
(另外的示例性实施方式A21)
根据实施方式A20所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含含磷阻燃剂和含氟聚合物。
(另外的示例性实施方式A22)
根据实施方式A7~A11以及A20~A21中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,其中所述含氨基聚硅氧烷化合物包含由下式(1)代表的化合物和由下式(2)代表的化合物中的至少一种。
其中在式(1)和(2)中,R4~R8和R10~R14各自独立地表示各自具有18个以下碳原子的烷基、烯基、芳基、芳烷基或烷基芳基,或-(CH2)α-NH-C6H5(α为1~8的整数),且这些可以全部或部分地被卤素原子取代;R9、R15和R16各自独立地表示二价有机基团;且d'和h'各自表示0以上的整数,且e和i各自表示1以上的整数。
第二手段的示例性实施方式的一部分或全部也能够被描述为如下示例性实施方式,但是不限于以下示例性实施方式。
(另外的示例性实施方式B1)
一种聚酯类树脂组合物,所述聚酯类树脂组合物包含:混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R),包含混合的聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C);含磷阻燃剂(G);金属水合物(I);和含氟聚合物(J),
其中所述聚酯类化合物(P)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在30~65质量%的范围内;
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在1.5~10质量%的范围内;
所述含磷阻燃剂(G)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在1~20质量%的范围内;
所述金属水合物(I)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在30~60质量%的范围内;且
所述含氟聚合物(J)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.1~5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B2)
根据实施方式B1的聚酯类树脂组合物,其中所述聚酯类化合物(P)包含聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B)。
(另外的示例性实施方式B3)
根据实施方式B2所述的聚酯类树脂组合物,
其中所述聚乳酸类化合物(A)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在25~55质量%的范围内;且
所述脂族聚酯类树脂(B)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在5~20质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B4)
根据实施方式B2或B3所述的聚酯类树脂组合物,
其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述聚乳酸类化合物(A)的含量在3~300质量ppm的范围内。
(另外的示例性实施方式B5)
根据实施方式B1~B3中任一项所述的聚酯类树脂组合物,其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的含量在0.01~2.5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B6)
一种聚酯类树脂组合物,所述聚酯类树脂组合物包含:通过将聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C)混合而得到的混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R);含磷阻燃剂(G);金属水合物(I);和含氟聚合物(J),
其中所述聚酯类化合物(P)包含聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B),
其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量为1.5~10质量%;且
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述聚乳酸类化合物(A)的含量在3~300质量ppm的范围内。
(另外的示例性实施方式B7)
根据实施方式B1~B6中任一项所述的聚酯类树脂组合物,其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)是在侧链中具有氨基的聚硅氧烷化合物。
(另外的示例性实施方式B8)
根据实施方式B1~B7中任一项所述的聚酯类树脂组合物,其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)包含由下式(1)代表的化合物和由下式(2)代表的化合物中的至少一种。
其中在式(1)和(2)中,R4~R8和R10~R14各自独立地表示各自具有18个以下碳原子的烷基、烯基、芳基、芳烷基或烷基芳基,或-(CH2)α-NH-C6H5(α为1~8的整数),且这些可以全部或部分地被卤素原子取代;R9、R15和R16各自独立地表示二价有机基团;且d'和h'各自表示0以上的整数,且e和i各自表示1以上的整数。
(另外的示例性实施方式B9)
根据实施方式B1~B8中任一项所述的聚酯类树脂组合物,其中所述金属水合物是经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。
(另外的示例性实施方式B10)
根据实施方式B1~B9中任一项所述的聚酯类树脂组合物,其中在所述金属水合物(I)中碱金属类物质的含量为0.2质量%以下。
(另外的示例性实施方式B11)
根据实施方式B1~B10中任一项所述的聚酯类树脂组合物,还包含碳二亚胺化合物,
其中所述碳二亚胺化合物相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.5~3质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B12)
根据实施方式B1~B11中任一项所述的聚酯类树脂组合物,还包含晶体成核剂,
其中所述晶体成核剂相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.2~2质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B13)
根据实施方式B1~B12中任一项所述的聚酯类树脂组合物,还包含增塑剂,
其中所述增塑剂相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.5~5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B14)
根据实施方式B1~B13中任一项所述的聚酯类树脂组合物,还包含玻璃纤维,
其中所述玻璃纤维相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在1~10质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B15)
一种成形体,所述成形体是通过使用根据实施方式B1~B14中任一项的聚酯类树脂组合物而形成的。
(另外的示例性实施方式B16)
一种制造聚酯类树脂组合物的方法,所述聚酯类树脂组合物包含:混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R),包含混合的聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C);含磷阻燃剂(G);金属水合物(I);和含氟聚合物(J),
所述方法包括将所述聚酯类化合物(P)、所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)、所述含磷阻燃剂(G)、所述金属水合物(I)和所述含氟聚合物(J)的熔融态的混合物进行混合和搅拌的步骤,
其中所述聚酯类化合物(P)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在30~65质量%的范围内;
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在1.5~10质量%的范围内;
所述含磷阻燃剂(G)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在1~20质量%的范围内;
所述金属水合物(I)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在30~60质量%的范围内;且
所述含氟聚合物(J)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在0.1~5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B17)
根据实施方式B16所述的制造聚酯类树脂组合物的方法,
其中所述聚酯类化合物(P)包含聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B),
其中所述聚乳酸类化合物(A)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在25~55质量%的范围内;且
所述脂族聚酯类树脂(B)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在5~20质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B18)
根据实施方式B17所述的制造聚酯类树脂组合物的方法,
其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述聚乳酸类化合物(A)的含量在3~300质量ppm的范围内。
(另外的示例性实施方式B19)
根据实施方式B16或B17所述的制造聚酯类树脂组合物的方法,
其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的含量在0.01~2.5质量%的范围内。
(另外的示例性实施方式B20)
根据实施方式B16~B19中任一项所述的制造聚酯类树脂组合物的方法,其中所述含氨基聚硅氧烷化合物是在侧链具有氨基的聚硅氧烷化合物。
工业应用性
如上所述,根据本发明第一手段的示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物具有高阻燃性和优异的耐冲击性和柔性。此外,根据本发明第二手段的示例性实施方式的聚酯类树脂组合物具有更高的阻燃性。根据本发明示例性实施方式的聚乳酸类树脂组合物和聚酯类树脂组合物的应用没有特别限制,并且这些能够广泛地应用于例如家用电器和OA设备的外壳、汽车装饰部件等。
本申请要求基于2015年12月4日提交的日本专利申请2015-238042号的优先权、基于2016年10月24日提交的日本专利申请2016-207913号的优先权和基于2016年11月22日提交的日本专利申请2016-226736号的优先权,通过参考将其全部内容并入本文中。
Claims (20)
1.一种聚乳酸类树脂组合物,包含:聚乳酸类树脂;脂族聚酯类树脂;金属水合物;和碳二亚胺化合物,
其中所述金属水合物是经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸类树脂组合物,
其中所述聚乳酸类树脂包含聚乳酸类化合物的链段和在侧链中具有氨基的含氨基聚硅氧烷化合物的链段,
其中所述氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述氨基相对于所述聚乳酸类化合物的含量在3质量ppm~300质量ppm的范围内。
3.根据权利要求2所述的聚乳酸类树脂组合物,其中所述含氨基聚硅氧烷化合物包含由下式(1)代表的化合物和由下式(2)代表的化合物中的至少一种:
其中R4~R8和R10~R14各自独立地表示各自具有18个以下碳原子的烷基、烯基、芳基、芳烷基或烷基芳基,或-(CH2)α-NH-C6H5(α为1~8的整数),且这些可以全部或部分地被卤素原子取代;R9、R15和R16各自独立地表示二价有机基团;且d'和h'各自表示0以上的整数,且e和i各自表示1以上的整数。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,其中所述脂族聚酯类树脂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.05质量%~40质量%的范围内。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,其中所述碳二亚胺化合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.05质量%~10质量%的范围内。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,
其中在所述金属水合物中碱金属类物质的含量为0.2质量%以下;且
所述金属水合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.05质量%~50质量%的范围内。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含含磷阻燃剂,
其中所述含磷阻燃剂相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.5质量%~20质量%的范围内。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物,还包含含氟聚合物,
其中所述含氟聚合物相对于所述聚乳酸类树脂组合物的含量在0.05质量%~5质量%的范围内。
9.一种成形体,所述成形体是通过使用根据权利要求1~8中任一项所述的聚乳酸类树脂组合物而形成的。
10.一种制造聚乳酸类树脂组合物的方法,所述方法包括将包含聚乳酸类树脂、脂族聚酯类树脂、碳二亚胺化合物和金属水合物的熔融态的混合物进行混合和搅拌的步骤,
其中所述金属水合物是经氨基硅烷偶联剂、脲基硅烷偶联剂、异氰酸酯硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂表面处理的金属水合物。
11.一种聚酯类树脂组合物,包含:混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R),包含混合的聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C);含磷阻燃剂(G);金属水合物(I);和含氟聚合物(J),
其中所述聚酯类化合物(P)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在30~65质量%的范围内;
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在1.5~10质量%的范围内;
所述含磷阻燃剂(G)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在1~20质量%的范围内;
所述金属水合物(I)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在30~60质量%的范围内;且
所述含氟聚合物(J)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.1~5质量%的范围内。
12.根据权利要求11所述的聚酯类树脂组合物,其中所述聚酯类化合物(P)包含聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B)。
13.根据权利要求12所述的聚酯类树脂组合物,
其中所述聚乳酸类化合物(A)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在25~55质量%的范围内;且
所述脂族聚酯类树脂(B)相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在5~20质量%的范围内。
14.根据权利要求12或13所述的聚酯类树脂组合物,
其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述聚乳酸类化合物(A)的含量在3~300质量ppm的范围内。
15.一种聚酯类树脂组合物,包含:通过将聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C)混合而得到的混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R);含磷阻燃剂(G);金属水合物(I);和含氟聚合物(J),
其中所述聚酯类化合物(P)包含聚乳酸类化合物(A)和脂族聚酯类树脂(B),
其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量为1.5~10质量%;且
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的含量在0.01~2.5质量%的范围内;且
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)的氨基相对于所述聚乳酸类化合物(A)的含量在3~300质量ppm的范围内。
16.根据权利要求11~15中任一项所述的聚酯类树脂组合物,其中所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)包含由下式(1)代表的化合物和由下式(2)代表的化合物中的至少一种,
其中R4~R8和R10~R14各自独立地表示各自具有18个以下碳原子的烷基、烯基、芳基、芳烷基或烷基芳基,或-(CH2)α-NH-C6H5(α为1~8的整数),且这些可以全部或部分地被卤素原子取代;R9、R15和R16各自独立地表示二价有机基团;且d'和h'各自表示0以上的整数,且e和i各自表示1以上的整数。
17.根据权利要求11~16中任一项所述的聚酯类树脂组合物,还包含:碳二亚胺化合物;晶体成核剂;和增塑剂,
其中所述碳二亚胺化合物相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.5~3质量%的范围内;
所述晶体成核剂相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.2~2质量%的范围内;且
所述增塑剂相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在0.5~5质量%的范围内。
18.根据权利要求11~17中任一项所述的聚酯类树脂组合物,还包含玻璃纤维,
其中所述玻璃纤维相对于所述聚酯类树脂组合物的含量在1~10质量%的范围内。
19.一种成形体,所述成形体是通过使用根据权利要求11~18中任一项所述的聚酯类树脂组合物而形成的。
20.一种制造聚酯类树脂组合物的方法,所述组合物包含:混合有聚硅氧烷的聚酯类树脂(R),包含混合的聚酯类化合物(P)和含氨基聚硅氧烷化合物(C);含磷阻燃剂(G);金属水合物(I);和含氟聚合物(J),
所述方法包括将所述聚酯类化合物(P)、所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)、所述含磷阻燃剂(G)、所述金属水合物(I)和所述含氟聚合物(J)的熔融态的混合物进行混合和搅拌的步骤,
其中所述聚酯类化合物(P)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在30~65质量%的范围内;
所述含氨基聚硅氧烷化合物(C)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在1.5~10质量%的范围内;
所述含磷阻燃剂(G)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在1~20质量%的范围内;
所述金属水合物(I)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在30~60质量%的范围内;且
所述含氟聚合物(J)相对于所述聚酯类树脂组合物的共混量在0.1~5质量%的范围内。
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Families Citing this family (3)
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JP7196492B2 (ja) * | 2018-03-23 | 2022-12-27 | 日本電気株式会社 | 樹脂組成物及びその成形品 |
CN109206871B (zh) * | 2018-10-22 | 2021-05-25 | 四川大学 | 一种阻燃增韧可生物降解的聚乳酸材料及其制备方法 |
JP2023550992A (ja) * | 2020-11-27 | 2023-12-06 | ブライトプラス オサケユキチュア | シラン変性ポリエステル組成物 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0980894A4 (en) * | 1998-03-05 | 2002-03-13 | Mitsui Chemicals Inc | POLYLACTIC ACID COMPOSITION AND FILM THEREOF |
JP2004161790A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-10 | Fujitsu Ltd | 生分解性樹脂組成物並びに成形体及びoa機器 |
CN1681884A (zh) * | 2002-09-06 | 2005-10-12 | 三菱树脂株式会社 | 阻燃树脂组合物和阻燃注塑制品 |
CN1867630A (zh) * | 2003-10-14 | 2006-11-22 | 索尼株式会社 | 阻燃性注塑制品 |
CN1898324A (zh) * | 2003-12-22 | 2007-01-17 | 伊斯曼化学公司 | 具有改进的流变性和改进的无缺口冲击强度的聚合物共混物 |
CN101065446A (zh) * | 2004-09-24 | 2007-10-31 | 三菱树脂株式会社 | 树脂组合物及其成型体 |
JP2009161658A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Nec Corp | 難燃性ポリ乳酸組成物 |
JP2009249521A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Kao Corp | ポリ乳酸樹脂組成物 |
CN101990565A (zh) * | 2008-04-08 | 2011-03-23 | 花王株式会社 | 聚乳酸树脂组合物 |
WO2012029421A1 (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | 日本電気株式会社 | ポリシロキサン変性ポリ乳酸樹脂組成物およびその製造方法 |
JP2012072351A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-04-12 | Nec Corp | ポリシロキサン変性ポリ乳酸系樹脂組成物およびその製造方法 |
CN102812086A (zh) * | 2010-03-26 | 2012-12-05 | 日本电气株式会社 | 含有磷化合物和聚硅氧烷化合物的聚乳酸树脂组合物及由其制成的模塑制品 |
CN102834458A (zh) * | 2010-03-30 | 2012-12-19 | 日本电气株式会社 | 阻燃的聚乳酸基树脂、其模塑制品以及模塑制品的生产方法 |
CN103635534A (zh) * | 2011-06-29 | 2014-03-12 | 东丽株式会社 | 热塑性树脂组合物以及由该热塑性树脂组合物形成的成型品 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP4374256B2 (ja) * | 2003-02-12 | 2009-12-02 | 三菱樹脂株式会社 | 射出成形体 |
JP2004277575A (ja) | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Fujitsu Ltd | 生分解性樹脂組成物並びに成形体及びoa機器 |
JP4379019B2 (ja) * | 2003-07-04 | 2009-12-09 | 東レ株式会社 | 電気・電子部品 |
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Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0980894A4 (en) * | 1998-03-05 | 2002-03-13 | Mitsui Chemicals Inc | POLYLACTIC ACID COMPOSITION AND FILM THEREOF |
CN1681884A (zh) * | 2002-09-06 | 2005-10-12 | 三菱树脂株式会社 | 阻燃树脂组合物和阻燃注塑制品 |
JP2004161790A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-10 | Fujitsu Ltd | 生分解性樹脂組成物並びに成形体及びoa機器 |
CN1867630A (zh) * | 2003-10-14 | 2006-11-22 | 索尼株式会社 | 阻燃性注塑制品 |
CN1898324A (zh) * | 2003-12-22 | 2007-01-17 | 伊斯曼化学公司 | 具有改进的流变性和改进的无缺口冲击强度的聚合物共混物 |
CN101065446A (zh) * | 2004-09-24 | 2007-10-31 | 三菱树脂株式会社 | 树脂组合物及其成型体 |
JP2009161658A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Nec Corp | 難燃性ポリ乳酸組成物 |
JP2009249521A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Kao Corp | ポリ乳酸樹脂組成物 |
CN101990565A (zh) * | 2008-04-08 | 2011-03-23 | 花王株式会社 | 聚乳酸树脂组合物 |
CN102812086A (zh) * | 2010-03-26 | 2012-12-05 | 日本电气株式会社 | 含有磷化合物和聚硅氧烷化合物的聚乳酸树脂组合物及由其制成的模塑制品 |
CN102834458A (zh) * | 2010-03-30 | 2012-12-19 | 日本电气株式会社 | 阻燃的聚乳酸基树脂、其模塑制品以及模塑制品的生产方法 |
WO2012029421A1 (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | 日本電気株式会社 | ポリシロキサン変性ポリ乳酸樹脂組成物およびその製造方法 |
JP2012072351A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-04-12 | Nec Corp | ポリシロキサン変性ポリ乳酸系樹脂組成物およびその製造方法 |
CN103635534A (zh) * | 2011-06-29 | 2014-03-12 | 东丽株式会社 | 热塑性树脂组合物以及由该热塑性树脂组合物形成的成型品 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
TIANCHI ZHOU,等: "Synthesis of a novel flame retardant phosphorus/nitrogen/siloxane and its application on cotton fabrics", 《TEXTILE RESEARCH JOURNAL》 * |
常少坤,等: "聚乳酸的阻燃改性研究进展", 《塑料》 * |
董晨空,等: "《塑料新型加工助剂应用技术》", 30 June 1999, 中国石化出版社 * |
Also Published As
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