CN108641042B - 含聚有机硅氧烷的接枝共聚物、树脂组合物、成形体、滑动性改良剂和滑动部件 - Google Patents

含聚有机硅氧烷的接枝共聚物、树脂组合物、成形体、滑动性改良剂和滑动部件 Download PDF

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Abstract

本申请提供可以在不对热塑性树脂的显色性和阻燃性有较大损害的情况下从低温到高温的较宽的环境条件中具有高耐冲击性、滑动性、耐化学性的热塑性树脂组合物。本申请提供一种含橡胶的接枝共聚物(GF2),其特征在于,是在含有聚有机硅氧烷(B1)和聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)的复合橡胶上接枝聚合1种以上的乙烯基单体而得的含橡胶的接枝共聚物,该聚有机硅氧烷(B1)中来源于含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的成分的含量为1~10质量%,该含橡胶的接枝共聚物的体积平均粒径为300~2000nm,该含橡胶的接枝共聚物中的该聚有机硅氧烷(B1)的含量为70~98质量%,且丙酮可溶性成分为5.0质量%以上、30.0质量%以下。

Description

含聚有机硅氧烷的接枝共聚物、树脂组合物、成形体、滑动性 改良剂和滑动部件
本申请为下述申请的分案申请。
发明名称:含聚有机硅氧烷的接枝共聚物、树脂组合物、成形体、滑动性改良剂和滑动部件
申请日:2013年8月13日
申请号:201380080183.6(PCT/JP2013/071890)
技术领域
本发明涉及一种含聚有机硅氧烷的接枝共聚物,该共聚物在提高热塑性树脂的耐冲击性的同时,在由热塑性树脂得到的成形体中体现出高阻燃性、滑动性以及显色性(颜料着色性)。此外,本发明还涉及含有该接枝共聚物、并具有高阻燃性、滑动性以及显色性(颜料着色性)的热塑性树脂组合物及其成形体。
此外,本发明还涉及滑动性、显色性(颜料着色性)以及耐冲击强度优异的包含含聚有机硅氧烷的接枝共聚物的滑动性改良剂、含有该滑动性改良剂的热塑性树脂组合物、以及将该热塑性树脂组合物成形而成的滑动部件。
背景技术
阻燃性以及机械特性优异的热塑性树脂组合物在电气·电子领域等的市场中有较大需求,需要热塑性树脂组合物具有高性能。尤其是聚碳酸酯树脂作为通用工程塑料,透明性、耐冲击性、耐热性、尺寸稳定性等优异,因其优异的特性,作为汽车领域、打印机等办公自动化机器领域、手机等电气·电子领域的材料等而在工业上被广泛使用。其中,个人电脑外装部件等的部件也要求具有高度的阻燃性和耐冲击性。为了满足这样的安全上的要求,这些部件需要具有相当于UL94V-0、V-1的高阻燃性。
此外,最近,这些部件特别是以小型化、轻量化、高功能化等为目的而逐年变薄。因此,薄壁化和轻量化的成形体也需要充分的耐冲击性等机械特性良好、且阻燃性、耐热性优异的树脂材料。
因此,为了提高热塑性树脂、特别是聚碳酸酯系树脂的阻燃性,以往使用混合卤素系阻燃剂、磷系阻燃剂的方法。但是,混合了含有氯或溴的卤素系阻燃剂的热可塑性树脂组合物存在燃烧时产生腐蚀性气体的问题,期待使用不含这些卤素系阻燃剂的阻燃剂。
此外,使用混合了过量磷系阻燃剂的热可塑性树脂组合物的产品在废弃时,磷系阻燃剂从中渗出,有引起环境污染的可能性。因此,强烈期望尽可能减少磷系阻燃剂的使用量或者不使用磷系阻燃剂也能赋予高阻燃性的热塑性树脂组合物。
此外,由这些材料获得的成形品在沾上护手霜、洗涤剂等化学品时,有时会出现破裂等不良情形,为了不出现这些不良情形,也期望耐化学性优异的热塑性树脂组合物。
为了提高阻燃性、耐冲击性等,提出有各种材料。例如,专利文献1中提出了含有含聚有机硅氧烷65~99重量%的接枝共聚物、聚碳酸酯树脂以及磷酸酯化合物的阻燃性热塑性树脂组合物。专利文献2提出了在聚有机硅氧烷系橡胶40~90质量%的存在下聚合含具有芳基或苄基的(甲基)丙烯酸酯单体的乙烯基单体10~60质量%而得的接枝共聚物。此外,专利文献3中提出了一种含有复合橡胶系接枝共聚物和树脂成分的热塑性树脂组合物,所述复合橡胶系接枝共聚物是含有聚有机硅氧烷和聚丙烯酸烷基酯的复合橡胶系接枝共聚物,其中聚有机硅氧烷含量为30~70质量%,所述复合橡胶系接枝共聚物的体积平均粒径为300~2000nm,粒径分布Dw/Dn(质均粒径/数均粒径)为1.0~2.0。
此外,对汽车领域、电气·电子机器领域、打印机等办公自动化机器等中使用的成形体也要求滑动性、显色性(颜料着色性)、高耐冲击性等。近年来,随着混合动力车、电动汽车的普及,汽车内的嵌入式部件等为了防止嘎吱嘎吱声而需求滑动性的例子在增加。
已知为了提高热塑性树脂的滑动性,在热塑性树脂中添加低分子量的聚四氟乙烯、硅油的方法,但存在热塑性树脂的耐冲击强度下降的问题。因此,提出例如将使乙烯基系单体与含有聚有机硅氧烷的橡胶成分接枝共聚而得的含聚有机硅氧烷的接枝共聚物混合在热塑性树脂中,防止强度下降的同时赋予滑动性。
例如,专利文献4中提出,数均粒径为300~2000nm、聚有机硅氧烷含量为20~70质量%的硅氧烷/丙烯酸复合橡胶系接枝共聚物、以及含有该复合橡胶类接枝共聚物的热塑性树脂组合物。专利文献5中记载了含有聚有机硅氧烷含量为60~90质量%的含聚有机硅氧烷的接枝共聚物的、滑动性优异的热塑性树脂组合物。专利文献6中提出聚有机硅氧烷含量高的复合橡胶系接枝共聚物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-17136号公报
专利文献2:日本特开2011-63706号公报
专利文献3:日本特开2011-179016号公报
专利文献4:日本特开2004-359889号公报
专利文献5:国际公开WO06/11384号
专利文献6:日本特开2011-26476号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,专利文献1中得到的成形体不能满足阻燃性、耐冲击性和显色性。专利文献2中得到的成形体不能满足阻燃性、耐冲击性和滑动性。此外,专利文献3中得到的成形体不能满足阻燃性和滑动性。
专利文献4虽然记载了耐冲击性和颜料着色性的改善,但是没有关于滑动性的记载。专利文献5和专利文献6的橡胶系接枝共聚物由于体积平均粒径小,因此显色性不够。
本发明的目的是提供一种不太损失热塑性树脂的显色性和阻燃性而具有高耐冲击性的热塑性树脂组合物。此外,本发明的目的还在于提供一种能够给热塑性树脂赋予这样的性质的接枝共聚物(以下,将这些课题称为“第1课题”。)。
此外,本发明的目的在于,提供滑动性、显色性和耐冲击强度的平衡良好的热塑性树脂组合物、以及能够给热塑性树脂赋予这样的性质的滑动性改良剂(以下,将这些课题称为“第2课题”。)。
解决课题的技术手段
所述“第1课题”通过以下第1发明组〔1〕~〔25〕解决。
[1]一种含橡胶的接枝共聚物(GF1),其特征在于,是在含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶上接枝聚合1种以上的乙烯基单体而得的含橡胶的接枝共聚物,该聚有机硅氧烷(B1)中来源于含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的成分的含量为1~10质量%,该含橡胶的接枝共聚物的体积平均粒径为300~2000nm,该含橡胶的接枝共聚物中的该聚有机硅氧烷(B1)的含量为70~98质量%,由下式(1)求出的接枝率在10质量%以下。
[数1]
Figure BDA0001661396640000041
wa:试样中丙酮不溶性成分的质量(g)、
wo:试样总量(g)、
R:制造接枝共聚物时的下料原料中含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶的分率(质量%)。
〔2〕一种含橡胶的接枝共聚物(GF2),其特征在于,是在含有聚有机硅氧烷(B1)和聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)的复合橡胶上接枝聚合1种以上的乙烯基单体而得的含橡胶的接枝共聚物,该聚有机硅氧烷(B1)中来源于含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的成分的含量为1~10质量%,该含橡胶的接枝共聚物的体积平均粒径为300~2000nm,该含橡胶的接枝共聚物中的该聚有机硅氧烷(B1)的含量为70~98质量%,且丙酮可溶性成分在5.0质量%以上、30.0质量%以下。
〔3〕一种含橡胶的接枝共聚物(GF3),其特征在于,是在含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶上接枝聚合1种以上的乙烯基单体而得的含橡胶的接枝共聚物,该聚有机硅氧烷(B1)中来源于含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的成分的含量为1~10质量%,该含橡胶的接枝共聚物的体积平均粒径为300~2000nm,该含橡胶的接枝共聚物中的该聚有机硅氧烷(B1)的含量为70~98质量%且来源于多官能性乙烯基单体的成分的含量大于0质量%、小于5质量%。
〔4〕如所述〔1〕~〔3〕中任一项记载的含橡胶的接枝共聚物,所述体积平均粒径为400~1000nm。
〔5〕如所述〔2〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述聚有机硅氧烷(B1)和所述聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)之比“B1/B2”为“74/26~99/1”质量%。
〔6〕一种热塑性树脂组合物,其特征在于,相对于热塑性树脂(A)100质量份,还含有所述〔1〕~〔5〕中任一项记载的含橡胶的接枝共聚物0.1~12质量份、0.01~5质量份的氟系树脂(C)以及0.01~10质量份的阻燃剂(D)。
〔7〕如所述〔6〕记载的热塑性树脂组合物,所述热塑性树脂(A)为具有选自碳酸酯键、酯键和酰胺键中的至少一种键的热塑性树脂。
〔8〕如所述〔6〕记载的热塑性树脂组合物,所述热塑性树脂(A)为聚碳酸酯系树脂。
〔9〕如所述〔6〕~〔8〕中任一项记载的热塑性树脂组合物,所述阻燃剂(D)含有选自磷系阻燃剂和有机金属盐系阻燃剂中的至少一种阻燃剂。
〔10〕一种成形体,其特征在于,将所述〔6〕~〔9〕中任一项记载的热塑性树脂组合物成形而得。
〔11〕如所述〔1〕~〔5〕中任一项记载的含橡胶的接枝共聚物,所述接枝共聚物100质量%中,含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶的含量为85~99质量%。
〔12〕如所述〔11〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述聚有机硅氧烷(B1)用的单体原料100质量%中,硅氧烷系交联剂的使用量为0~30质量%,且所述接枝共聚物用的单体原料100质量%中,所述含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的使用量为0.7~9.8质量%,以及多官能性乙烯基单体的使用量为大于0质量%、小于5质量%。
〔13〕如所述〔11〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述聚有机硅氧烷(B1)用的单体原料100质量%中,硅氧烷系交联剂的使用量为0.1~10质量%,且所述接枝共聚物用的单体原料100质量%中,所述含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的使用量为0.7~9.8质量%、以及多官能性乙烯基单体的使用量为0.1质量%以上、3质量%以下。
〔14〕如所述〔1〕~〔5〕中任一项记载的含橡胶的接枝共聚物,所述接枝共聚物100质量%中,含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶的含量为71质量%以上、小于85质量%。
〔15〕如所述〔14〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述接枝用乙烯基单体含有多官能性乙烯基单体,所述接枝共聚物用的单体原料100质量%中,多官能性乙烯基单体的使用量大于0质量%且在4质量%以下。
〔16〕如所述〔14〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述接枝用乙烯基单体含有多官能性乙烯基单体,所述接枝共聚物用的单体原料100质量%中,该多官能性乙烯基单体的使用量为0.1~1质量%。
〔17〕如所述〔14〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述接枝用乙烯基单体不含多官能性乙烯基单体,所述含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶是含有聚有机硅氧烷(B1)和聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)的复合橡胶,且所述接枝共聚物用的单体原料100质量%中,复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分和接枝用乙烯基单体中所含的多官能性乙烯基单体的总使用量大于0质量%、且在4质量%以下。
〔18〕如所述〔14〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述接枝用乙烯基单体不含多官能性乙烯基单体,所述含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶是含有聚有机硅氧烷(B1)和聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)的复合橡胶,且所述接枝共聚物用的单体原料100质量%中,复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分和接枝用乙烯基单体中所含的多官能性乙烯基单体的总使用量为0.1~1质量%。
〔19〕如所述〔14〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述接枝用乙烯基单体不含多官能性乙烯基单体,所述含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶不含聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2),且所述聚有机硅氧烷(B1)用的单体原料100质量%中,硅氧烷系交联剂的使用量为0~1.8质量%,所述接枝共聚物用的单体原料100质量%中,含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的使用量为0.7~5质量%。
〔20〕如所述〔14〕记载的含橡胶的接枝共聚物,所述接枝用乙烯基单体不含多官能性乙烯基单体,含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶不含聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2),且所述聚有机硅氧烷(B1)用的单体原料100质量%中,硅氧烷系交联剂的使用量为0.1~1.6质量%,所述接枝共聚物用的单体原料100质量%中,含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的使用量为0.7~1.5质量%。
〔21〕一种热塑性树脂组合物,其特征在于,相对于热塑性树脂(A)100质量份,还含有所述〔11〕~〔20〕中任一项记载的含橡胶的接枝共聚物0.1~12质量份、0.01~5质量份的氟系树脂(C)以及0.01~10质量份的阻燃剂(D)。
〔22〕如所述〔21〕记载的热塑性树脂组合物,所述热塑性树脂(A)为具有选自碳酸酯键、酯键和酰胺键中的至少一种键的热塑性树脂。
〔23〕如所述〔21〕记载的热塑性树脂组合物,所述热塑性树脂(A)为聚碳酸酯系树脂。
〔24〕如所述〔21〕~〔23〕中任一项记载的热塑性树脂组合物,所述阻燃剂(D)含有选自磷系阻燃剂和有机金属盐系阻燃剂中的至少一种阻燃剂。
〔25〕一种成形体,其特征在于,将所述〔21〕~〔24〕中任一项记载的热塑性树脂组合物成形而得。
所述“第2课题”通过以下第2发明组〔26〕~〔36〕解决。
〔26〕一种滑动性改良剂,其特征在于,包含:在含有聚有机硅氧烷的橡胶上接枝聚合1种以上的乙烯基单体而得的含橡胶的接枝共聚物(GS)的粉体,该含橡胶的接枝共聚物(GS)中聚有机硅氧烷的含量为40~95质量%,该含橡胶的接枝共聚物(GS)的乳胶的质均粒径Dw为300~2000nm。
〔27〕如所述〔26〕记载的滑动性改良剂,所述含橡胶的接枝共聚物(GS)的乳胶的粒径分布(质均粒径Dw/数均粒径Dn)为1.0~2.0。
〔28〕如所述〔26〕或〔27〕记载的滑动性改良剂,所述含橡胶的接枝共聚物(GS)中的聚有机硅氧烷的含量为41~74质量%。
〔29〕如所述〔26〕~〔28〕中任一项记载的滑动性改良剂,所述含橡胶的接枝共聚物(GS)的乳胶的质均粒径Dw为400~1000nm。
〔30〕如所述〔26〕~〔29〕中任一项记载的滑动性改良剂,所述含有聚有机硅氧烷的橡胶是含有聚有机硅氧烷和聚丙烯酸烷基酯的复合橡胶。
〔31〕一种滑动部件用热塑性树脂组合物,其特征在于,含有所述〔26〕~〔30〕中任一项记载的滑动性改良剂和热塑性树脂。
〔32〕如所述〔31〕记载的滑动部件用热塑性树脂组合物,所述滑动性改良剂的含量为4~16质量%,所述热塑性树脂的含量为96~84质量%。
〔33〕如所述〔31〕记载的滑动部件用热塑性树脂组合物,所述滑动性改良剂的含量为5.1~16质量%、所述热塑性树脂的含量为94.9~84质量%。
〔34〕如所述〔31〕记载的滑动部件用热塑性树脂组合物,所述滑动性改良剂的含量为7~15质量%,所述热塑性树脂的含量为93~85质量%。
〔35〕如所述〔31〕~〔34〕中任一项记载的滑动部件用热塑性树脂组合物,所述热塑性树脂为聚碳酸酯树脂。
〔36〕一种滑动部件,其特征在于,由所述〔31〕~〔35〕中任一项记载的滑动部件用热塑性树脂组合物成形而成。
发明的效果
通过将第1发明组的接枝共聚物混合在热塑性树脂中,可以得到不会大大地损害热塑性树脂的显色性和阻燃性而具有高耐冲击性的树脂组合物。
通过将第2发明组的滑动性改良剂混合在热塑性树脂中,能够赋予滑动性、同时使树脂组合物的显色性和耐冲击强度的平衡良好。
附图说明
[图1]是表示注塑成形试验片的算术平均粗糙度Ra的测定点A(浇口附近)和B(中心部)的图。符号1表示浇口。
具体实施方式
本发明中,“(甲基)丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”的至少其一。此外,“(共)聚物”表示“聚合物”和“共聚物”的至少其一。
以下,详述本发明,只要没有特别说明,关于材料、制造条件等的全部记载通用于第1发明组和第2发明组。
<含橡胶的接枝共聚物>
本发明的含橡胶的接枝共聚物(以下,有时简称为“接枝共聚物”。)是在含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶上接枝共聚1种以上的乙烯基单体而得的共聚物。
〔含有聚有机硅氧烷的橡胶〕
含有聚有机硅氧烷的橡胶优选是聚有机硅氧烷橡胶、或含有聚有机硅氧烷和聚(甲基)丙烯酸烷基酯的复合橡胶。
[聚有机硅氧烷]
聚有机硅氧烷是含有有机硅氧烷单元作为构成单元的聚合物。聚有机硅氧烷橡胶可以通过聚合含有“有机硅氧烷”和“含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物”、或根据需要使用的成分的有机硅氧烷混合物而得。根据需要使用的成分可以例举硅氧烷系交联剂、和具有封端基的硅氧烷低聚物等。
有机硅氧烷可以任意使用链状有机硅氧烷、环状有机硅氧烷。环状有机硅氧烷由于聚合稳定性高、聚合速度快,故而优选。环状有机硅氧烷优选3~7元环的有机硅氧烷,例如,如下的有机硅氧烷。六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、三甲基三苯基环三硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷等。它们可以单独使用1种或者并用2种以上。其中,由于容易控制含有聚有机硅氧烷的橡胶的粒径分布,优选60质量%以上为八甲基环四硅氧烷。
[含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物]
含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物用作为硅氧烷系接枝交叉剂。含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物是同时具有硅氧基和能与乙烯基单体共聚的官能团的硅烷化合物。通过使用含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物,可以得到具有能与乙烯基单体共聚的官能团的聚有机硅氧烷。通过使用这样的接枝交叉剂,从而可以通过自由基聚合使后述的复合橡胶用(甲基)丙烯酸烷基酯成分或乙烯基单体接枝在聚有机硅氧烷上。
含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物可以例举式(1)所示的硅氧烷。
[化1]
RSiR1 n(OR2)3-n (1)
式(1)中,R1表示甲基、乙基、丙基、或苯基。R2表示烷氧基中的有机基团,例如可以举出甲基、乙基、丙基、或苯基。n表示0、1或2。R表示式(2)~(5)所示的任一基团。
[化2]
CH2=C(R3)-COO-(CH2)p- (2)
CH2=C(R4)-C6H4- (3)
CH2=CH- (4)
HS-(CH2)p- (5)
这些式中,R3和R4分别表示氢或甲基,p表示1~6的整数。
式(2)所示的官能团可以例举甲基丙烯酰氧基烷基。具有该基团的硅氧烷可以例举以下硅氧烷。β-甲基丙烯酰氧基乙基二甲氧基甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二乙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基甲基硅烷、δ-甲基丙烯酰氧基丁基二乙氧基甲基硅烷等。
式(3)所示的官能团可以例举乙烯基苯基等。具有所述基团的硅氧烷可以例举乙烯基苯基乙基二甲氧基硅烷。
具有式(4)所示的官能团的硅氧烷可以例举乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷。
式(5)所示的官能团可以例举巯基烷基。具有该基团的硅氧烷可以例举以下硅氧烷。γ-巯基丙基二甲氧基甲基硅烷、γ-巯基丙基甲氧基二甲基硅烷、γ-巯基丙基二乙氧基甲基硅烷、γ-巯基丙基乙氧基二甲基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷等。
其中,从经济性的方面考虑,优选使用具有式(2)、式(4)和式(5)所示的官能团的含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物,其中,更优选具有式(2)所示的官能团的含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物。
这些含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物可以单独使用1种或者并用2种以上。含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的含量,在有机硅氧烷混合物100质量%中,为1~10质量%,优选为1~5质量%。若含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的量小于1质量%,则得到的成形体的外观劣化,耐冲击性、阻燃性变低。含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的量即使大于10质量%,得到的成形体的耐冲击性和阻燃性也变低。
硅氧烷系交联剂优选具有硅氧基的交联剂。通过使用硅氧烷系交联剂,可以得到具有交联结构的聚有机硅氧烷。硅氧烷系交联剂可以例举三甲氧基甲基硅烷、三乙氧基苯基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷等的3官能性或4官能性的交联剂。其中,优选4官能性的交联剂,更优选四乙氧基硅烷。硅氧烷系交联剂的含量,在有机硅氧烷混合物100质量%中,优选为0~30质量%,更优选为0.1~30质量%,进一步优选为0.1~10质量,特别优选为0.1~1.8质量%,最优选为0.1~1.6质量%。
具有封端基的硅氧烷低聚物是指在有机硅氧烷低聚物的末端具有烷基等、使聚有机硅氧烷的聚合停止的硅氧烷低聚物。具有封端基的硅氧烷低聚物可以例举六甲基二硅氧烷、1,3-二(3-环氧丙氧基丙基)四甲基二硅氧烷、1,3-二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、甲氧基三甲基硅烷。
[聚有机硅氧烷橡胶的制造方法]
聚有机硅氧烷橡胶的制造方法没有特别限定,可以使用例如以下的制造方法。
首先,将含有有机硅氧烷和含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物、或者还有根据需要使用的成分的有机硅氧烷混合物,通过乳化剂和水使其乳化而配制乳液,然后,用酸催化剂使其在高温下聚合。接着,通过碱性物质中和酸,得到聚有机硅氧烷橡胶的乳胶。
该制造方法中,乳液的配制方法可以例举使用通过高速旋转产生的剪切力微粒子化的均质混合器的方法、使用由高压发生器产生的喷出力微粒子化的均化器等通过高速搅拌而混合的方法等。其中,使用均化器的方法由于聚有机硅氧烷橡胶的乳胶的粒径分布变狭窄,故而优选。
聚合时的酸催化剂的混合方法可以例举(1)将酸催化剂与有机硅氧烷混合物、乳化剂和水一起添加、混合的方法、(2)在有机硅氧烷混合物的乳液中连续或一次性添加酸催化剂水溶液的方法、(3)将有机硅氧烷混合物的乳液以一定速度滴入高温的酸催化剂水溶液中混合的方法等。由于容易控制聚有机硅氧烷的粒径,优选将有机硅氧烷混合物的乳液保持在70~85℃,接着,将酸催化剂水溶液连续或一次性添加的方法。
第1发明组的情况下,聚合温度优选为50℃以上,进一步优选为70℃以上。此外,将酸催化剂水溶液一次性添加到所述乳液中聚合的情况下,聚合时间通常为2小时以上,优选为5小时以上。
第2发明组的情况下,聚合温度优选为50℃~95℃,更优选为70℃~95℃。此外,将酸催化剂与有机硅氧烷混合物、乳化剂和水一起混合、进行微粒子化后聚合的情况下,聚合时间优选为2~15小时,更优选为5~10小时。
此外,由于在30℃以下的温度,会进行硅烷醇间的交联反应,因此,为了提高聚有机硅氧烷的交联密度,也可以在50℃以上的高温下聚合后,在30℃以下的温度保持5小时至100小时左右。
有机硅氧烷混合物的聚合反应可以通过氢氧化钠、氢氧化钾、氨水溶液等的碱性物质将乳胶中和至pH6~8而结束。
上述制造方法中使用的乳化剂,只要可以乳化有机硅氧烷混合物即可,没有特别限定,优选阴离子系乳化剂或非离子系乳化剂。阴离子系乳化剂可以例举以下乳化剂。烷基苯磺酸钠、烷基二苯基醚二磺酸钠、烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基硫酸钠、聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸钠等。
非离子系乳化剂可以例举以下乳化剂。聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯亚烷基烷基醚、聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯三苄基苯基醚、聚氧乙烯聚氧基丙二醇等。
这些乳化剂可以单独使用1种或者并用2种以上。
乳化剂的使用量,相对于有机硅氧烷混合物100质量份,优选为0.05~10质量份,更优选为0.1~5质量份。可以通过乳化剂的使用量调整到期望的粒径。通过使乳化剂的使用量为0.05质量份以上,有机硅氧烷混合物的乳液的乳化稳定性变得充分,通过使乳化剂的使用量在10质量份以下,可以抑制由乳化剂引起的接枝共聚物的着色和树脂组合物的耐热分解性的降低。
有机硅氧烷混合物的聚合中使用的酸催化剂可以例举脂肪族磺酸、脂肪族取代苯磺酸、脂肪族取代萘磺酸等的磺酸类和硫酸、盐酸、硝酸等的无机酸类。这些酸催化剂既可以单独使用1种,也可以并用2种以上。其中,使用硫酸、盐酸、硝酸等的无机酸时,可以使聚有机硅氧烷橡胶的乳胶的粒径分布变窄,还可以降低由聚有机硅氧烷橡胶的乳胶中的乳化剂成分引起的成形体的外观不良。酸催化剂的使用量,从能够调整到期望的粒径的方面考虑,例如,相对于有机硅氧烷混合物100质量份,优选使用0.1~0.5质量份的浓度95%的硫酸。
聚有机硅氧烷橡胶的乳胶的质均粒径Dw优选为250nm~1000nm。通过使聚有机硅氧烷橡胶的乳胶的质均粒径为250nm~1000nm,可以将接枝共聚物的体积平均粒径或接枝共聚物的乳胶的质均粒径调整为300~2000nm。
含有聚有机硅氧烷的橡胶的乳胶的粒径分布(质均粒径Dw/数均粒径Dn)优选为1.0~1.7。通过使Dw/Dn为1.0~1.7,可以得到显色性高的接枝共聚物。
含有聚有机硅氧烷的橡胶的乳胶的质均粒径Dw和数均粒径Dn、以及接枝共聚物的乳胶的质均粒径Dw、数均粒径Dn和接枝共聚物的体积平均粒径的测定方法如后所述。
通过上述方法得到的含有聚有机硅氧烷的橡胶的乳胶中,出于提高机械稳定性的目的,根据需要,可以添加乳化剂。乳化剂优选与上述例示的乳化剂相同的阴离子系乳化剂、非离子系乳化剂。
[复合橡胶]
本发明中,含有聚有机硅氧烷的橡胶可以使用含有聚有机硅氧烷(B1)和聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)的复合橡胶(以下,有时简称为“复合橡胶”。)。复合橡胶是含有所述聚有机硅氧烷和以下的FOX式所示的玻璃转化温度(Tg)为0℃以下的聚(甲基)丙烯酸烷基酯的橡胶。
1/(273+Tg)=Σ(wi/(273+Tgi))。
上述式中,Tg是共聚物的玻璃转化温度(℃),wi是单体i的质量分率,Tgi是将单体i聚合而得到的均聚物的玻璃转化温度(℃)。均聚物的Tg值是聚合物手册(POLYMERHANDBOOK)卷1(WILEY-INTERSCIENCE)中记载的值。
复合橡胶优选为在聚有机硅氧烷橡胶的存在下将(甲基)丙烯酸烷基酯聚合而得到的橡胶。
构成复合橡胶的聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)可以聚合(甲基)丙烯酸烷基酯成分(以下,有时简称为“复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分”。)而得。复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分优选含有“均聚物的Tg为0℃以下的(甲基)丙烯酸烷基酯”和“交联性单体”。
均聚物的Tg为0℃以下的(甲基)丙烯酸烷基酯可以例举丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等。它们既可以单独使用1种,也可以并用2种以上。其中,考虑热塑性树脂组合物的耐冲击性以及成形体的光泽时,特别优选丙烯酸正丁酯。
“交联性单体”可以例举以下的“多官能性乙烯基单体”。(甲基)丙烯酸烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、二乙烯基苯、萘酸二烯丙酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,3-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、偏苯三酸三烯丙酯等。它们既可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
[复合橡胶的制造方法]
复合橡胶的制造方法没有特别限定,可以通过例如乳液聚合法、悬浮聚合法、微悬浮聚合法制造,优选乳液聚合法。其中,特别优选在聚有机硅氧烷橡胶的乳胶中添加复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分、使复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分浸入橡胶粒子后,将复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分乳液聚合、得到复合橡胶的乳胶的方法。
配制聚有机硅氧烷橡胶的乳胶与复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分的混合物的方法可以例举在聚有机硅氧烷橡胶的乳胶中添加上述(甲基)丙烯酸烷基酯以及多官能性乙烯基单体的方法。由此,使复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分浸入聚有机硅氧烷橡胶的粒子中后,升温,使公知的自由基聚合引发剂发挥作用进行聚合。该制造方法中,在聚有机硅氧烷橡胶的乳胶中添加复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分的方法可以例举,一次性添加其全量的方法、以一定速度滴入添加的方法。
制造复合橡胶的乳胶时,为了使乳胶稳定化、控制复合橡胶的乳胶的质均粒径,可以添加乳化剂。乳化剂没有特别限定,优选阴离子系乳化剂和非离子系乳化剂。
阴离子系乳化剂可以例举如下乳化剂。烷基苯磺酸钠、烷基二苯基醚二磺酸钠、烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基硫酸钠、聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸钠、肌氨酸钠、脂肪酸钾、脂肪酸钠、链烯基琥珀酸二钾、松香酸皂、聚氧乙烯烷基磷酸钠、聚氧乙烯烷基磷酸钙等。
非离子系乳化剂可以例举聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯三苄基苯基醚。这些乳化剂可以单独使用1种或者并用2种以上。
复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分的聚合中使用的自由基聚合引发剂可以例举偶氮系引发剂、过氧化物、以及组合了过氧化物和还原剂的氧化还原系引发剂。它们可以单独使用1种或者并用2种以上。其中,从抑制树脂组合物的脱气的观点,优选偶氮系引发剂、氧化还原系引发剂。
偶氮系引发剂可以例举如下引发剂。2,2’-偶氮二异丁腈、二甲基2,2’-偶氮二(丙酸2-甲基酯)等的油溶性偶氮系引发剂;4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮二[N-(2-羧基甲基)-2-甲基丙脒]水合物、2,2’-偶氮二-(N,N’-二亚甲基异丁基脒)二盐酸盐、2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐等的水溶性偶氮类引发剂。它们可以单独使用1种或者并用2种以上。
过氧化物可以例举如下。过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵等的无机过氧化物、二异丙苯过氧化氢、对薄荷烷过氧化氢、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、琥珀酸过氧化物、过氧化新癸酸叔丁基酯、过氧化新庚酸叔丁基酯、过氧化特戊酸叔丁基酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯等的有机过氧化物等。这些过氧化物可以单独使用1种或者并用2种以上。
将过氧化物与还原剂组合成氧化还原系引发剂时,优选将上述的过氧化物与、甲醛次硫酸钠、L-抗坏血酸、果糖、葡萄糖、山梨糖、肌醇等的还原剂以及、硫酸亚铁·乙二胺四乙酸二钠盐组合使用。
这些还原剂可以单独使用1种或者并用2种以上。当作为还原剂使用甲醛次硫酸钠时,从抑制树脂组合物的气体溢出的观点考虑,优选尽可能减少使用量。
使用偶氮系引发剂时,相对于复合橡胶100质量份,其使用量优选为0.01~1质量份。
使用氧化还原系引发剂时,过氧化物的使用量相对于复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分100质量份,优选为0.01~10质量份。还原剂的使用量相对于复合橡胶100质量份优选为0.01~1质量份。
复合橡胶中的、聚有机硅氧烷(B1)和聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)之比“B1/B2”,优选为“74/26~99/1”质量%,更优选为“80/20~95/5”质量%。通过使“B1/B2”之比为“74/26~99/1”质量%,成形而得到的成形体的耐冲击强度变良好,故而优选。
〔接枝共聚物〕
本发明的含橡胶的接枝共聚物可以通过在含有聚有机硅氧烷的橡胶的存在下接枝聚合1种以上的乙烯基单体而得到。因此,本发明的接枝共聚物中,接枝部由1种以上的乙烯基单体的聚合物而形成。乙烯基单体将会在后面进行说明,乙烯基单体可以使用“多官能性乙烯基单体”。
以下的说明中,有时将第1发明组的“第1实施方式”、“第2实施方式”和“第3实施方式”的各接枝共聚物(GF1)、(GF2)和(GF3)统称为接枝共聚物(GF)。此外,将第2发明组的接枝共聚物称为接枝共聚物(GS)。
第1发明组中,接枝共聚物(GF)的体积平均粒径为300~2000nm。体积平均粒径优选为400~1000nm,更优选为400~800nm,特别优选为410~550nm。接枝共聚物(GF)的体积平均粒径为300nm以上时,将接枝共聚物(GF)混合在热塑性树脂中而得到的成形体的耐冲击性(特别是低温耐冲击性)变良好。此外,接枝共聚物(GF)的体积平均粒径为2000nm以下时,将接枝共聚物(GF)混合在热塑性树脂中而得到的成形体的显色性和耐冲击性(特别是低温耐冲击性)变良好,同时表面外观变良好。
第1发明组中,接枝共聚物(GF)100质量%中,“聚有机硅氧烷”的含量为70~98质量%。该含量优选为70~90质量%,更优选为75~85质量%。聚有机硅氧烷的含量为70质量%以上的情况下,成形体的阻燃性和滑动性、低温下的冲击强度变良好,此外,98质量%以下的情况下,成形体的表面外观变良好,故而优选。
第1发明组中,接枝共聚物(GF)100质量%中,“含有聚有机硅氧烷的橡胶”的含量优选71~99质量%,更优选85~99质量%。若含有聚有机硅氧烷的橡胶的含量为71质量%以上,则低温下成形体的冲击强度变充分,此外,若是99质量%以下,则成形体的表面外观变良好,故而优选。
[接枝率]
第1发明组的“第1实施方式”的接枝共聚物(GF1)的接枝率在10质量%以下。接枝率在10质量%以下时,可以提高成形体的滑动性和阻燃性。接枝率优选为-20质量%以上。接枝率更优选为-20~8质量%,进一步优选为-20~5质量%,特别优选为-5~5质量%。通过接枝率在此范围内,得到的成形体显示较高的耐冲击性、滑动性和阻燃性。
[数2]
Figure BDA0001661396640000151
wa:试样中丙酮不溶性成分的质量(g)、
wo:试样总量(g)、
R:制造接枝共聚物时的下料原料中含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶的分率(质量%)。
如上所述,本发明的接枝率是实验性地求出的丙酮不溶性成分wa和下料原料中的橡胶的分率R所算出的值。理论上,丙酮不溶性成分的质量wa相当于含有聚有机硅氧烷的橡胶的质量wr和来源于与其接枝聚合的乙烯基单体的成分的质量wv的合计,“wo×R/100”相当于所采用的含有聚有机硅氧烷的橡胶的质量。
但是,实际上,试样总量wo中,除了接枝共聚物之外还含有聚合反应的副产物和未反应原料,因此也考虑到“wo×R/100”的值超过“试样中丙酮不溶性成分的质量wa”的情况,实验性地求出的接枝率也有可能成为负值。
为了使接枝率的值在上述范围内,可以例举以下(1)~(4)的方法。
(1)当接枝共聚物(GF)100质量%中含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶的含量的目标值为85~99质量%时,聚有机硅氧烷(B1)用的单体原料100质量%中,使硅氧烷系交联剂的使用量为0~30质量%,优选为0.1~10质量%,接枝共聚物(GF)用的单体原料100质量%中,使含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的使用量为0.7~9.8质量%,使多官能性乙烯基单体的使用量大于0质量%、小于5质量%,优选为0.1质量%以上、3质量%以下的方法。
(2)当接枝共聚物(GF)100质量%中含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶的含量的目标值小于85质量%、接枝用乙烯基单体含有多官能性乙烯基单体时,接枝共聚物(GF)用的单体原料100质量%中,使多官能性乙烯基单体的使用量大于0质量%、且在4质量%以下,优选为0.1~3质量%,更优选为0.1~2质量%,进一步优选为0.1~1质量%的方法。
(3)当接枝共聚物(GF)100质量%中含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶的含量的目标值小于85质量%、接枝用乙烯基单体不含多官能性乙烯基单体、含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶是含有聚有机硅氧烷(B1)和聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)的复合橡胶时,接枝共聚物(GF)用的单体原料100质量%中,使复合橡胶用(甲基)丙烯酸酯成分和接枝用乙烯基单体中所含有的多官能性乙烯基单体的合计使用量大于0质量%且在4质量%以下,优选为0.1~3质量%,更优选为0.1~2质量%,进一步优选为0.1~1质量%的方法。
(4)当接枝共聚物(GF)100质量%中含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶的含量的目标值小于85质量%、接枝用乙烯基单体不含多官能性乙烯基单体、含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶是不含聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)的橡胶时,聚有机硅氧烷(B1)用的单体原料100质量%中,使硅氧烷系交联剂的使用量为0~1.8质量%,优选为0.1~1.6质量%,接枝共聚物(GF)用的单体原料100质量%中,使含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的使用量为0.7~5质量%,优选0.7~1.5质量%的方法。
[丙酮可溶性成分]
第1发明组的“第2实施方式”的接枝共聚物(GF2)中,丙酮可溶性成分为5.0质量%以上、30.0质量%以下。丙酮可溶性成分更优选为5.0质量%以上、20.0质量%以下。通过使丙酮可溶性成分在5.0质量%以上、30.0质量%以下,将接枝共聚物(GF2)混合在热塑性树脂中而得到的成形体,滑动性、耐冲击强度和阻燃性变良好。要得到这样的接枝共聚物(GF2),需要适当地选择含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物和多官能性乙烯基单体的量以及种类。具体地,通过在接枝共聚物(GF)用的单体原料100质量%中,使含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的使用量为0.7~9.8质量%,聚有机硅氧烷(B1)用的单体原料100质量%中,使硅氧烷系交联剂的使用量为0~30质量%,优选0.1~10质量%,以及接枝共聚物(GF)用的单体原料100质量%中,使多官能性乙烯基单体的使用量大于0质量%、小于5质量%,优选0.1质量%以上、3质量%以下,从而可以得到丙酮可溶性成分在5.0质量%以上、30.0质量%以下的接枝共聚物。接枝共聚物的丙酮可溶性成分的测定方法如后所述。
第1发明组中,接枝共聚物(GF)100质量%中,来源于多官能性乙烯基单体的成分的含量没有特别限定,优选为0质量%以上、10质量%以下,更优选为大于0质量%、小于5质量%,进一步优选为大于0质量%且在3质量%以下,特别优选为0.1质量%以上、1.5质量%以下,最优选为0.1质量以上、1.0质量%以下。通过使来源于多官能性乙烯基单体的成分的含量为0质量%以10质量%以下,由此得到的成形体显示较高的耐冲击性和滑动性。
第1发明组的“第3实施方式”的接枝共聚物(GF3)100质量%中,来源于多官能性乙烯基单体的成分的含量大于0质量%、小于5质量%,优选为0.01质量%以上、3质量%以下。通过使来源于多官能性乙烯基单体的成分的含量在此范围内,得到的成形体显示较高的耐冲击性、滑动性和阻燃性。
第1发明组中,接枝共聚物(GF)100质量%中,来源于含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的成分的含量没有特别限定,优选为0.7~9.8质量%,更优选为0.7~5质量%,进一步优选为0.7~1.5质量%。
第2发明组中,接枝共聚物(GS)的乳胶的质均粒径为300~2000nm。若乳胶的质均粒径在300nm以上,则由热塑性树脂组合物得到的成形体的显色性良好,若乳胶的质均粒径在2000nm以下,则成形体在低温时的耐冲击性良好。乳胶的质均粒径优选为400~2000nm,更优选为400~1000nm,进一步优选为410~650nm,特别优选为420~550nm。
第2发明组中,接枝共聚物(GS)的乳胶的粒径分布(质均粒径Dw/数均粒径Dn)优选为1.0~2.0,更优选为1.0~1.5。若乳胶的粒径分布(Dw/Dn)为2.0以下,则由热塑性树脂组合物得到的成形体的显色性(颜料着色性)良好。质均粒径Dw和数均粒径Dn的测定方法将后述。
第2发明组中,接枝共聚物(GS)中的“聚有机硅氧烷”的含量为40~95质量%。若该含量为40质量%以上,则成形体的滑动性得以充分体现,低温时的耐冲击性也良好。此外,若该含量为95质量%以下,则成形体的显色性(颜料着色性)良好。该含量优选为41~74质量%,更优选为50~70质量%。
第2发明组中,接枝共聚物(GS)100质量%中“含有聚有机硅氧烷的橡胶”的含量优选为65~99质量%,更优选为80~95质量%。若含有聚有机硅氧烷的橡胶的含量为65质量%以上,则低温下的成形体的冲击强度变充分,此外,若99质量%以下,则成形体的表面外观变良好,故而优选。
本发明中,含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶优选为含有聚有机硅氧烷(B1)和聚(甲基)丙烯酸烷基酯(B2)的复合橡胶。此外,更优选为含有聚有机硅氧烷和聚丙烯酸烷基酯的复合橡胶,进一步优选为含有聚有机硅氧烷和聚丙烯酸丁酯的复合橡胶。若含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶为复合橡胶,则成形体的耐冲击性变良好。此外,若含有聚有机硅氧烷(B1)的橡胶为复合橡胶,则成形体的阻燃性变良好。
本发明的接枝共聚物中,接枝部由1种以上的乙烯基单体的聚合物形成,该聚合物的上述FOX公式所示的玻璃转化温度大于0℃,优选在50℃以上。接枝聚合中使用的乙烯基单体没有特别限定,可以例举以下的单体。苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、邻甲氧基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、乙烯基蒽等的芳香族乙烯基单体;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基苯基酯、(甲基)丙烯酸一溴苯基酯、(甲基)丙烯酸二溴苯基酯、(甲基)丙烯酸2,4,6-三溴苯基酯、(甲基)丙烯酸一氯苯基酯、(甲基)丙烯酸二氯苯基酯、(甲基)丙烯酸三氯苯基酯、(甲基)丙烯酸萘基酯等的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙基酯等的含羧基单体;(甲基)丙烯腈等的氰化乙烯基单体;乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚等的乙烯基醚单体;安息香酸乙烯酯、醋酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等的羧酸乙烯酯单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚等的具有缩水甘油基的乙烯基单体;乙烯、丙烯、丁烯等的烯烃类。这些乙烯基系单体可以单独使用1种或者并用2种以上。
使用2种以上时,乙烯基单体混合物根据需要可以含有“多官能性乙烯基单体”。多官能性乙烯基单体可以例举如下单体。(甲基)丙烯酸烯丙基酯、氰尿酸三烯丙基酯、异氰尿酸三烯丙基酯、二乙烯基苯、对苯二甲酸二烯丙基酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,3-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、偏苯三酸三烯丙基酯。他们可以单独使用1种或者并用2种以上。
其中,1种以上的乙烯基单体含有(甲基)丙烯酸甲酯等的(甲基)丙烯酸酯时,得到的接枝共聚物在聚碳酸酯系树脂等的热塑性树脂(A)中的相容性、分散性优异。此外,1种以上的乙烯基单体含有苯乙烯等的芳香族乙烯基单体时,将热塑性树脂组合物成形而得到的成形体阻燃性优异。因此,优选单独使用或并用这些乙烯基单体。
接枝聚合中使用的原料中,可以添加用于调整接枝聚合物的分子量和接枝率的各种链转移剂和接枝交叉剂。
[接枝共聚物的制造方法]
接枝部的聚合方法可以例举,在含有聚有机硅氧烷的橡胶的乳胶中添加接枝聚合用的1种以上的乙烯基单体,以1步或多步聚合的方法。多步聚合时,优选在聚有机硅氧烷橡胶系橡胶的乳胶中,将接枝聚合用的1种以上的乙烯基单体分开逐次添加或连续添加、聚合。这样的聚合方法的聚合稳定性良好,且可稳定地得到具有期望的粒径和粒径分布的接枝共聚物的乳胶。
接枝部聚合时,可以根据需要在原料中追加乳化剂。乳化剂可以例举与制造复合橡胶时使用的上述乳化剂同样的乳化剂,优选阴离子系乳化剂和非离子系乳化剂。乳化剂的使用量,相对于接枝聚合用的乙烯基单体100质量份,优选为0.1~10质量份,更优选为0.2~5质量份。
用于接枝部的聚合的聚合引发剂可以例举与制造复合橡胶时使用的聚合引发剂同样的引发剂,优选偶氮系引发剂、氧化还原系引发剂。
从接枝共聚物的乳胶回收接枝共聚物的粉体时,可使用喷雾干燥法、凝固法中的任一种方法。
喷雾干燥法是将接枝共聚物的乳胶在干燥机中喷雾成微小液滴状,使其接触干燥用的加热气体以干燥的方法。作为产生微小液滴的方法,可举例如,旋转圆盘型式、压力喷嘴式、双流体喷嘴式、加压双流体喷嘴式。作为干燥机的容量,从实验室使用的小规模容量到工业中使用的大规模容量的任一种都可以。干燥用的加热气体的温度优选为200℃以下,更优选为120~180℃。
可以将分别制造的2种以上的接枝共聚物的乳胶也一同喷雾干燥。进一步地,为改善喷雾干燥时的阻塞、松比重等的粉末特性,也可向接枝共聚物的乳胶中添加二氧化硅等任意成分后喷雾干燥。
凝固法是将接枝共聚物的乳胶凝析,分离接枝共聚物,回收、干燥的方法。首先,向溶解有凝固剂的热水中投入接枝共聚物的乳胶,盐析,凝固,据此分离接枝共聚物。接下来,将分离的湿润状的接枝共聚物通过脱水等,回收水分量降低了的接枝共聚物。回收的接枝共聚物通过压缩脱水机或热风干燥剂干燥。
凝固剂可举出氯化铝、硫酸铝、硫酸钠、硫酸镁、硝酸钠等的无机盐、醋酸钙等的有机盐,硫酸等的酸,特别优选醋酸钙。这些凝固剂可单独使用1种或2种以上组合使用。并用凝固剂时,需要选择不会形成不溶于水的盐的组合。例如,若将醋酸钙和硫酸或其钠盐并用,则会形成不溶于水的钙盐,因而并不优选。
上述凝固剂通常作为水溶液使用。凝固剂水溶液的浓度,从将接枝共聚物稳定地凝固、回收的观点出发,优选为0.1质量%以上,特别优选为1质量%以上。此外,回收的接枝共聚物中残存的凝固剂的量多时,成形体的耐热分解性劣化,因此,凝固剂水溶液的浓度优选为20质量%以下,特别优选为15质量%以下。凝固剂水溶液相对于乳胶的量并无特别限制,相对于乳胶100质量份,优选为10质量份以上、500质量份以下。
使乳胶接触凝固剂水溶液的方法没有特别限制,通常可举出以下方法。(1)搅拌凝固剂水溶液,同时向其中连续添加乳胶并保持一定时间的方法,(2)将凝固剂水溶液和乳胶按照一定比率向带有搅拌机的容器内连续注入并使之接触,将含有凝析的聚合物和水的混合物从容器中连续移出的方法。使乳胶与凝固剂水溶液接触时的温度没有特别限制,但优选为30℃以上、100℃以下。接触时间没有特别限制。
凝析的接枝共聚物被用1~100倍左右质量的水洗涤,滤出的湿润状的接枝共聚物被用流动干燥机或压缩脱水机等干燥。干燥温度、干燥时间可根据得到的接枝共聚物的Tg适当确定即可。此外,可以不回收从压缩脱水机或挤出机排出的接枝共聚物,而直接送入制造树脂组合物的挤出机或成形机中,与热塑性树脂混合而得到成形体。
本发明中,从接枝共聚物和热塑性树脂混合得到的树脂组合物的耐热分解性的观点出发,接枝共聚物优选用凝固法回收。
在这样回收的接枝共聚物的粉体中,有时会含有接枝聚合乙烯基单体时未与含有聚有机硅氧烷的橡胶接枝键和而聚合的(共)聚合物。
<热塑性树脂组合物>
第1发明组的接枝共聚物可以与热塑性树脂(A)混合作为热塑性树脂组合物使用。热塑性树脂组合物优选含有热塑性树脂(A)、接枝共聚物(GF)、氟系树脂(C)和阻燃剂(D)的热塑性树脂组合物。
〔热塑性树脂(A)〕
热塑性树脂(A)可举例如下。聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等的聚烯烃烯树脂;聚苯乙烯(PS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、(甲基)丙烯酸酯·苯乙烯共聚物(MS)、苯乙烯·丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯·马来酸酐共聚物(SMA)、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯酸酯、苯乙烯·丙烯腈共聚物(ASA)、丙烯腈·乙烯·丙烯橡胶·苯乙烯共聚物(AES)等的苯乙烯(St)系树脂;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等的丙烯酸(Ac)系树脂;聚碳酸酯系树脂(PC系树脂);聚酰胺(PA)树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚乳酸(PLA)等的聚醚砜(PEs)树脂;(改性)聚亚苯基醚((m-)PPE)树脂、聚甲醛(POM)树脂、聚砜(PSO)树脂、聚芳酯(PAr)树脂、聚亚苯(PPS)树脂、热塑性聚氨酯(PU)树脂等的工程塑料;苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、氯乙烯系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、氟系弹性体、1,2-聚丁二烯、反式1,4-聚异戊二烯等的热塑性弹性体(TPE);PC/ABS等的PC树脂和St系树脂的混合物;PVC/ABS等的PVC系树脂和St系树脂的混合物;PA/ABS等的PA树脂和St系树脂的混合物;PA树脂和TPE的混合物;PA/PP等的PA树脂和聚烯烃系树脂的混合物;PC/PBT等的PC树脂和PEs树脂的混合物;聚烯烃系树脂/TPE与PP/PE等的烯烃系树脂间的混合物;PPE/HIPS、PPE/PBT、PPE/PA等的PPE系树脂间的混合物;PVC/PMMA等的PVC系树脂和Ac系树脂的混合物等的聚合物混合物;硬质氯乙烯基树脂、半硬质氯乙烯基树脂、软质氯乙烯基树脂等的PVC系树脂。
其中,从提高得到的成形体的耐冲击性和阻燃性的观点考虑,热塑性树脂(A)优选是具有选自碳酸酯键、酯键、和酰胺键中的至少一个键的热塑性树脂。具有选自碳酸酯键、酯键、和酰胺键中的至少一个键的热塑性树脂,可以例举PC系树脂、PBT、PET、PA树脂、PLA。也可以使用含有这些树脂的被称为混合物·共混物的树脂。进一步地,特别优选含有50质量%以上的芳香族聚碳酸酯单元的PC系树脂。
PC系树脂是通过使芳香族羟基化合物与光气或碳酸的二酯反应、或者使芳香族羟基化合物和少量的多羟基化合物与光气或碳酸的二酯反应而得到的可具有支链的热塑性芳香族聚碳酸酯聚合物或共聚物。芳香族聚碳酸酯树脂的制造方法没有特别限制,可采用公知的方法,即光气法(界面聚合法)、熔融法(酯交换法)等。PC系树脂由于其末端OH基量有影响热稳定性、水解稳定性等的倾向,因此,本发明中,也可使用由熔融法制造的、且通过调整反应时的减压度等调整了末端OH基量的芳香族聚碳酸酯树脂。
PC系树脂可举例如下。三菱工程塑料株式会社制的商品名IUPILON S-1000、IUPILON S-2000、IUPILON S-3000、IUPILON H-3000或IUPILON H-4000、或者帝人化成株式会社制的商品名PANRIGHT(パンライト)L1250、PANRIGHT(パンライト)L1225或PANRIGHT(パンライト)K1300等。
接枝共聚物(GF)的使用量,相对于热塑性树脂(A)100质量份,优选添加接枝共聚物(GF)0.1~12质量份,更优选0.5~10质量份,进一步优选1~8质量份。若接枝共聚物(GF)的使用量为0.1~12质量份,则可以得到能提供耐冲击性和表面外观优异的成形体的树脂组合物。
〔氟系树脂(C)〕
出于防止燃烧时的滴落的目的,可以使用氟系树脂(C)。氟系树脂(C)可以使用公知的氟系树脂,可以使用适当合成的合成物,也可以使用市售品。市售品可举例如下。“Polyflon FA-500”(商品名、大金工业(株)制)等的聚四氟乙烯;“BLENDEXB449”(商品名、加拉塔化工公司(ガラタケミカルズ社)制)等的SAN改性聚四氟乙烯;“METABLEN A-3000”、“METABLEN A-3750”、“METABLEN A-3800”(商品名、三菱丽阳(株)制)等的丙烯酸改性聚四氟乙烯。这些氟系树脂(C)可以单独使用1种或者并用2种以上。
这些氟系树脂(C)中,由于在得到的成形体中的分散性优异、成形体的机械特性、耐热性、阻燃性优异,因此优选SAN改性聚四氟乙烯、丙烯酸改性聚四氟乙烯,更优选丙烯酸改性聚四氟乙烯。
SAN改性聚四氟乙烯中、或者丙烯酸改性聚四氟乙烯中的聚四氟乙烯的含量,优选在氟系树脂(C)100质量%中为10~80质量%,更优选为20~70质量%。若该含量为10质量%以上,则得到的成形体阻燃性优异。此外,若该含量为80质量%以下,则得到的成形体外观优异。
氟系树脂(C)的混合量,相对于热塑性树脂(A)100质量份,优选为0.01~5质量份,更优选为0.1~5质量份,进一步优选为0.3~2质量份。若该混合量在0.01质量份以上,则得到的成形体阻燃性优异。此外,若该混合量在5质量份以下,则不会损害热塑性树脂(A)本来的性质。
〔阻燃剂(D)〕
阻燃剂(D)可以使用公知的阻燃剂,例如以下的阻燃剂。由卤化双酚A、卤化聚碳酸酯低聚物、溴化环氧化合物等的卤素系化合物和氧化锑等的阻燃助剂的组合构成的卤素系阻燃剂;有机盐系阻燃剂;磷酸酯系阻燃剂、卤化磷酸酯型阻燃剂等的磷系阻燃剂;芳香族磺酸的金属盐、全氟链烷磺酸的金属盐等的磺酸系阻燃剂;含支链的苯基硅氧烷化合物、苯基硅氧烷系树脂等的有机聚硅氧烷等的硅氧烷系阻燃剂。
这些阻燃剂(D)中,由于是非卤素系、得到的成形体的阻燃性优异,因此,优选磷酸酯系阻燃剂等的磷系阻燃剂;芳香族磺酸的金属盐、全氟链烷磺酸的金属盐等的有机金属盐系阻燃剂,进一步地,出于非磷系这一点考虑,更优选有机金属盐系阻燃剂。
阻燃剂(D)的混合量,优选相对于热塑性树脂(A)100质量份为0.01~10质量份,更优选为0.1~10质量份。若该混合量在0.01质量份以上,得到的成形体阻燃性优异。此外,若该混合量在10质量份以下,则不会损害热塑性树脂(A)本来的性质。若该混合量过少,则得到的成形体的阻燃效果降低。此外,若该混合量过多,则树脂成形体的机械强度降低。
磷系阻燃剂可以例举红磷、被包覆的红磷、聚磷酸盐系化合物、磷酸酯系化合物、膦酸酯系化合物、亚磷酸酯系化合物、次膦酸酯系化合物、磷腈类化合物等。其中,优选磷酸酯系化合物。磷酸酯系化合物的例子可以例举如下。磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁氧基乙基酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸甲酚二苯基酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸二异丙基苯酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三异丁基酯、磷酸双-(异丙基苯基)二苯基酯、磷酸三-(异丙基苯基)酯、1,3亚苯基双(二苯基磷酸酯)、1,3亚苯基双(二2,6二甲苯基磷酸酯)、双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双二苯基磷酸酯、磷酸辛基二苯酯、二乙烯乙基酯磷酸酯、二羟基丙烯丁基酯磷酸酯、乙烯二钠酯磷酸酯、叔丁基苯基二苯基磷酸酯、双-(叔丁基苯基)苯基磷酸酯、三-(叔丁基苯基)磷酸酯、三(氯乙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、双(2,3-二溴丙基)-2,3-二氯丙基磷酸酯等。它们可以单独使用1种或者并用2种以上。
磷系阻燃剂的混合量,相对于热塑性树脂(A)100质量份,优选为1~10质量份,更优选为2~8质量份,进一步优选为3~6质量份的范围内。
有机金属盐系阻燃剂,添加很少的量就可显示出阻燃效果,因此,在难以降低成形体的耐热性的同时能够赋予成形体较多的抗静电性的方面有利。本发明中被用得最好的有机金属盐系阻燃剂是含氟有机金属盐化合物。含氟有机金属盐化合物是指由有机酸构成的阴离子成分和阳离子成分所构成的金属盐化合物,其中,所述有机酸具有氟取代的烃基,所述阳离子成分由金属离子构成。其中,优选氟取代有机磺酸的金属盐、氟取代有机硫酸酯的金属盐、以及氟取代有机磷酸酯的金属盐。含氟有机金属盐化合物可以单独使用1种或者并用2种以上。其中优选的是氟取代有机磺酸的金属盐、特别优选的是具有全氟烷基的磺酸的金属盐。
此外,作为上述含氟有机金属盐化合物以外的有机金属盐系阻燃剂,合适的是不含氟原子的有机磺酸的金属盐。该金属盐可以例举脂肪族磺酸的金属盐、芳香族磺酸的金属盐。其中优选芳香族磺酸的金属盐。
构成有机金属盐系阻燃剂的金属离子的金属种类可以例举钠、钾等的碱金属、钙等的碱土类金属。有机金属盐系阻燃剂具体可以例举如下。4-甲基-N-(4-甲基苯基)磺酰基-苯磺酰胺的钾盐、二苯基砜-3-磺酸钾、二苯基砜-3,3’-二磺酸钾、对甲苯磺酸钠、全氟丁烷磺酸钠、全氟丁烷磺酸钾盐、全氟甲基丁烷磺酸钠、全氟甲基丁烷磺酸钾、全氟辛烷磺酸钠、全氟辛烷磺酸钾、全氟丁烷磺酸的四乙基铵盐等。其中,优选全氟丁烷磺酸钾。它们可以单独使用1种或者并用2种以上。
有机金属盐系阻燃剂的混合量,相对于热塑性树脂(A)100质量份,优选为0.01~2质量份,更优选为0.03~1质量份,进一步优选为0.05~0.5质量份的范围内。
〔酸化防止剂(E)〕
第1发明组的热塑性树脂组合物中,根据需要可以含有抗氧化剂(E)。抗氧化剂(E)不仅以抑制在制造成形体时树脂的氧化分解为目的,而且是以提高成形体的阻燃性为目的的成分。抗氧化剂(E)如果是通常成形时使用的抗氧化剂,则没有特别限定。具体例可以例举如下。三[N-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)]异氰尿酸酯((株)ADEKA制、ADEKASTAB AO-20等)、四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基甲基]甲烷(BASF公司制、IRGANOX 1010等)、双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯丙烷酸)乙烯双(氧乙烯)(BASF公司制、IRGANOX 245等)、3,5-二-叔丁基-4-羟基苯丙酸十八烷基酯(BASF公司制、IRGANOX 1076等)、亚丁基-1,1-双-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基-苯基((株)ADEKA制、ADEKASTAB AO-40等)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷(吉冨精细化工(株)制、YOSHINOX 930等)等的酚系抗氧化剂;双(2,6,二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇亚磷酸酯((株)ADEKA制、ADEKASTAB PEP-36等)、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯((株)ADEKA制、ADEKASTAB 2112等)、2,2-亚甲基双(4,6-二-叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯((株)ADEKA制、ADEKASTAB HP-10等)等的磷系抗氧化剂;二月桂基3,3’-硫代-二丙酸酯(吉冨精细化工(株)制、YOSHINOX DLTP)、二肉豆蔻基3,3’-硫代-二丙酸酯(吉冨精细化工(株)制、YOSHINOX DMTP)等的硫系抗氧化剂等。
抗氧化剂(E)的混合量,相对于热塑性树脂(A)100质量份,优选为0~2质量份,更优选为0.01~1质量份,进一步优选为0.05~0.8质量份。通过使混合量在2质量份以下,可以抑制成形体的耐冲击性下降。
〔其它添加剂〕
第1发明组的热塑性树脂组合物中,根据需要还可以混合以下的成分。增塑剂、润滑剂;脱模剂(例如季戊四醇四硬脂酸酯等);成核剂、抗静电剂、稳定剂、填充材;强化材料(例如,玻璃纤维、碳纤维、云母、高岭土、滑石、CaCO3以及玻璃片);色素以及颜料。他们可以单独使用1种或者并用2种以上。
〔树脂组合物的配制方法〕
第1发明组的热塑性树脂组合物的配制方法没有特别限定。例如,可以将热塑性树脂(A)、接枝共聚物(GF)与根据需要添加的氟系树脂(C)、阻燃剂(D)、抗氧化剂(E)、各种添加剂通过V型混合机、亨舍尔混合机等混合分散,通过挤压机或者班伯里混合机、加压捏合机、辊等的捏合机等熔融捏合将该混合物来配制。这些各成分的混合可以分批或者连续实施,各成分的混合顺序没有特别限定。可以将熔融捏合物制成颗粒,用于各种成形。
<成形体>
第1发明组的热塑性树脂组合物的成形方法可以例举通常在热塑性树脂组合物的成形中使用的成形法,例如,注塑成形法、挤压成形法、吹塑成形法、压延成形法等。
第1发明组的成形体具有优异的耐冲击性、阻燃性、显色性,因此作为汽车领域、办公自动化机器领域、家电、电气·电子领域等的各种材料,可以在工业上广泛应用。更具体地,可以用作为电子机器部件、汽车构造部件、汽车内装部件和光反射板。更具体地,可以用作为计算机外壳、手机外壳、个人数码助理外壳、便携式游戏机外壳、打印机、复印机等的内装·外装部件。
<滑动性改良剂>
第2发明组的“滑动性改良剂(H)”由所述接枝共聚物(GS)的粉体形成。该接枝共聚物(GS)中,聚有机硅氧烷含量被限定在特定范围内,进一步接枝共聚物(GS)的乳胶的质均粒径被限定在特定的范围内,因此,作为滑动性改良剂而被优化。因此,提高滑动性的效果变大,显色性(颜料着色性)以及成形外观、耐冲击强度的平衡良好。用于接枝共聚物(GS)的制造的含有聚有机硅氧烷的橡胶优选是含有聚有机硅氧烷和聚丙烯酸烷基酯的复合橡胶。
<滑动部件用热塑性树脂组合物>
第2发明组的滑动性改良剂(H)可以与热塑性树脂(K)混合用作为滑动部件用热塑性树脂组合物。
〔热塑性树脂(K)〕
热塑性树脂(K)可以例举与热塑性树脂(A)相同的树脂。
其中,优选以下的树脂或者混合物。St系树脂、PC系树脂、PA树脂、PET树脂、PBT树脂、间位PPE树脂、POM树脂、PU树脂;PC/ABS等的PC系树脂与St系树脂的混合物、PA/ABS等的PA树脂与St系树脂的混合物、PA树脂与TPE的混合物、PA/PP等的PA树脂与聚烯烃系树脂的混合物、PC/PBT等的PC树脂与PEs树脂的混合物、PPE/PBT、PPE/PA等的PPE系树脂之间的混合物等。其中,热塑性树脂(K)为PC系树脂时,尤其可以发挥本发明的效果,因此更优选。这些树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
PC系树脂可以例举例如,使芳香族二羟基化合物或使其与少量的多羟基化合物与碳酰氯或碳酸二酯反应而得到的聚合物。PC系树脂可以是直链状或支链状的任意一种。此外,聚碳酸酯系树脂可以是均聚物或共聚物的任意一种。
芳香族二羟基化合物可以例举,2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(即双酚A)、四甲基双酚A、双(4-羟基苯基)对二异丙基苯、对苯二酚、间苯二酚和4,4-二羟基二苯基。它们他们可以单独使用1种或者并用2种以上。此外,芳香族二羟基化合物可以使用键和有1个以上磺酸四烷基膦的化合物。
为了得到支链PC系树脂作为PC系树脂,可以将上述芳香族二羟基化合物的一部分用支化剂取代。支化剂可以例举以下的物质。间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚烯-2、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚烷、2,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚烯-3、1,3,5-三(4-羟基苯基)苯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷等的多羟基化合物;3,3-双(4-羟基芳基)羟基吲哚(即靛红双酚)、5-氯靛红、5,7-二氯靛红和5-溴靛红。支化剂的使用量,相对于芳香族二羟基化合物,通常为0.01~10摩尔%,优选0.1~2摩尔%。
从耐热性、柔软性的方面考虑,PC系树脂优选由含有双酚A的芳香族二羟基化合物得到的PC系树脂。此外,PC系树脂可以使用聚碳酸酯和具有硅氧烷结构的聚合物或低聚物的共聚物等的以PC系树脂为主体的共聚物。PC系树脂可以单独使用1种或者并用2种以上。
PC系树脂的粘均分子量优选16,000~30,000,更优选18,000~28,000。PC系树脂的粘均分子量是从使用二氯甲烷作为溶剂、在温度25℃下测定的溶液粘度换算而得的值。通过粘均分子量在30,000以下,存在含有滑动性改良剂的树脂组合物的熔融流动性变得良好的倾向,通过在16,000以上,存在本发明的成形体的耐冲击性变得良好的倾向。
为了调节PC系树脂的分子量,例如,将上述的芳香族二羟基化合物的一部分用间甲基苯酚、对甲基苯酚、间丙基苯酚、对丙基苯酚、对叔丁基苯酚、对长链烷基取代苯酚等的一价芳香族羟基化合物取代即可。
PC系树脂的制造方法没有特别限定,可以通过公知的光气法(界面聚合法)、溶融法(酯交换法)制造。此外,也可以使用通过由熔融法制造并调节反应时的减压度等而调整了末端的OH基量的芳香族聚碳酸酯树脂。
〔热塑性树脂组合物〕
含有第2发明组的滑动性改良剂的热塑性树脂组合物是含有上述的滑动性改良剂(H)和热塑性树脂(K)的组合物。该热塑性树脂组合物中,优选滑动性改良剂(H)的含量为4~16质量%、热塑性树脂(K)的含量为96~84质量%。若滑动性改良剂(H)的含量为4质量%以上,则滑动部件的滑动性提高效果充分,若在16质量%以下,则滑动部件的显色性(颜料着色性)、成形外观良好。
该热塑性树脂组合物中,优选滑动性改良剂(H)的含量为5.1~16质量%、热塑性树脂(K)的含量为94.9~84质量%。该热塑性树脂组合物中,特别优选滑动性改良剂(H)的含量为7~15质量%、热塑性树脂(K)的含量为93~85质量%。
所述树脂组合物中,在不损害本来的目的的范围内,可以含有例如以下的成分。玻璃纤维、金属纤维、金属片、碳纤维等的补强剂或填充剂;2,6-二-丁基-4-甲基苯酚、4,4′-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)等的苯酚系抗氧化剂;三(混合、单以及二壬基苯基)亚磷酸盐、二苯基·异癸基亚磷酸盐等的亚磷酸盐系抗氧化剂;硫代二丙酸二月桂基酯、硫代二丙酸二肉豆蔻基酯、硫代二丙酸二硬脂基酯等的硫系抗氧化剂;2-羟基-4-辛氧基二苯酮、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***等的苯并***系紫外线吸收剂;双(2,2,6,6)-四甲基-4-哌啶基)等的光稳定剂;羟基烷基胺、磺酸盐等的防静电剂;乙烯二硬脂酰胺、金属皂等的润滑剂;以及四溴苯酚A、十溴苯酚氧化物、TBA环氧低聚物、TBA聚碳酸酯低聚物、三氧化锑、TPP、磷酸酯等的阻燃剂;聚四氟乙烯(以下,有时简称为“PTFE”)、将乙烯基单体聚合得到的硬质聚合物与氟树脂混合而成的改性氟树脂(例如,被乙烯基聚合物等改性的PTFE)等的防滴落剂等。
〔树脂组合物的配制方法〕
制造第2发明组的热塑性树脂组合物的方法没有特别限定,优选使用熔融混合法。此外,根据需要,可以使用少量的溶剂。
具体地,将必须成分滑动性改良剂(H)和热塑性树脂(K)以及根据需要添加的任意成分混合规定量,首先,例如用亨舍尔混合机、转鼓等混合。接着,将所得的混合物用辊、班伯里密炼机、单轴挤压机、2轴挤压机等的通常的捏合机捏合来配制。这些可以分批或连续运转,各成分的混合顺序没有特别限定。
优选将本发明的热塑性树脂组合物做成颗粒状。
<成形体>
第2发明组的热塑性树脂组合物的成形方法可以例举用于通常的热塑性树脂组合物的成形的成形法,例如注塑成形法、挤压成形法、吹塑成形法、压延成形法等。
第2发明组的热塑性树脂组合物由于含有接枝共聚物(GS),因此滑动性、显色性(颜料着色性)、耐冲击性、成形外观的平衡良好。该热塑性树脂组合物的用途没有特别限定,可用于例如汽车领域、办公自动化机器领域、家电、电气·电子领域、建材、玩具、文具等的杂货等各种材料。特别是,由于滑动性和显色性、耐冲击强度的平衡良好,由此可以用于例如以下产品的滑动部件。汽车、办公自动化设备、电气·电子机器制品等的部件、特别是事务用计算机·动力机器的轴承、齿轮、开关部件、相机模块部件、滑动螺钉、齿轮、凸轮、皮带轮、卷轴、轴套、隔板、辊、轴承、轴承保持器、音频磁带录音机用导带辊机械密封的端面材料、阀的阀座、V环、活塞杆用密封件、活塞环、压缩机的旋转轴和旋转套筒、活塞、叶轮、叶片、转子、导轨等。
实施例
以下,通过实施例和比较例具体说明本发明。实施例1~14和比较例1~17涉及第1发明组。实施例21~29和比较例21~27涉及第2发明组。
在实施例之前,对各种评价方法、聚有机硅氧烷橡胶的乳胶的制造例1~3、5和6、以及含有聚四氟乙烯的粉体的制造例4进行说明。以下的说明中“份”和“%”,只要没有特别限定,表示“质量份”和”质量%”。
涉及第1发明组的各评价用试验片,将树脂组合物(或者其颗粒)通过100t注塑成形机(住友重机(株)制SE-100DU)在料筒温度310℃、模具温度90℃的条件下成形。
涉及第2发明组的各评价用试验片,将树脂组合物(或者其颗粒)通过100t注塑成形机(住友重机(株)制SE-100DU)在料筒温度280℃、模具温度80℃的条件下成形。
<1.评价方法>
(1)接枝率
根据实验求出的丙酮不溶性成分wa和下料原料中的橡胶的分率R,通过所述式(1)算出接枝率[%]。
(2)固体成分
将质量w1的聚有机硅氧烷橡胶的乳胶在180℃的热风干燥机中干燥30分钟,测定干燥后的残渣的质量w2,通过下式算出固体成分[%]。
固体成分[%]=w2/w1×100···(2)。
(3)质均粒径和粒径分布(Dw/Dn)
将“聚有机硅氧烷橡胶的乳胶”或者”接枝共聚物的乳胶”用去离子水稀释到浓度约3%后作为试样,用美国MATEC公司制CHDF2000型粒度分布计测定乳胶的质均粒径Dw和粒径分布(Dw/Dn)。
测定通过MATEC公司建议的以下标准条件进行。
卡座:粒子分离用毛细管式卡座(商品名;C-202)、
载液:专用载液(商品名;2XGR500)、
载液的液性:大致中性、
载液的流速:1.4ml/分、
载液的压力:约4,000psi(2,600kPa)、
测定温度:35℃、
试样使用量:0.1ml。
此外,标准粒径物质使用美国DUKE公司制的已知粒径的单分散聚苯乙烯、粒径在40~800nm的粒径范围内的12种粒子。
(4)丙酮可溶性成分
将接枝共聚物的粉体1g溶解在丙酮50g,70℃下进行6小时回流和提取操作,将得到的分散液用离心分离装置((株)日立制作所制CRG SERIES(商品名)),在4℃下以14,000rpm离心分离30分钟。分离的丙酮可溶性成分通过倾析除去,得到丙酮不溶性成分。
得到的丙酮不溶性成分通过真空干燥仪在50℃下干燥24小时,测定丙酮不溶性成分的质量w3,通过下式算出接枝共聚物的粉体中的丙酮可溶性成分[%]。
丙酮可溶性成分[%]=(1-w3)×100···(3)。
(5)体积平均粒径
通过以下的方法,测定接枝共聚物的体积平均粒径。
用去离子水稀释接枝共聚物的乳胶,使用激光衍射散射式粒度分布计(岛津制SALD-7100),求出体积平均中的中值径。乳胶的试样浓度通过装置附带的散射光强度监控器适当调整到适宜的范围内。标准粒径物质是已知粒径的单分散聚苯乙烯,使用粒径在20~800nm范围内的12种粒子。
(6)夏比冲击强度
以JIS K 7111为基准,在温度23℃和-30℃下,测定试验片(长80.0mm、宽10.0mm、厚4mm、带有V型缺口)的夏比冲击强度。
(7)总透光率
以JIS K 7375为基准,使用日本电色工业(株)制雾度测定仪NDH4000,测定试验片(长100mm、宽50mm、厚2mm)对D65光源的总透光率。
(8)显色性(颜料着色性)
根据JIS Z 8729(根据L*a*b*表色系的物体颜色表示方法)测定试验片(长100mm、宽50mm、厚2mm)的L*。使用日本电色工业(株)制分光式色差计SE-2000,在以JISZ8722为基准的以下的测定条件下测定三刺激值(XYZ)。接着,使用CIE色差式计算L*值。
装置:分光式色差计SE-2000(日本电色工业株式会社制、0-45°后分光方式)、
测定范围:380~780nm、
测定光源:C光(2°视野)。
(9)阻燃性
对1/16英寸的试验片(长127mm、宽12.7mm、厚1.6mm),进行UL-94V试验。
(10)外观(目测评价)
将试验片(长100.0mm、宽50.0mm、厚2mm)的平板成形,目测观察浇口附近的流痕(在成形体的浇口附近呈现条纹状的花纹)、表面粗糙度的外观评价,根据以下的标准进行评价。
++:看不到流痕、表面粗糙。
+:可见流痕、表面粗糙,但不明显。
-:流痕、表面粗糙略明显。
--:流痕、表面粗糙明显。
(11)外观(成形体的表面的算术平均粗糙度Ra)
成形为试验片(长100.0mm、宽50.0mm、厚2mm)的平板,如图1所示,在A点(浇口附近)和B点(中心部)的位置中,通过接触式表面粗度计(东京精密工业(株)制SURFCOM1400D),使用1μmR、55°的圆锥金刚石针(010-2528),以驱动速度0.3mm/秒,测定平板的表面粗度。测定长为4mm,截止波长为0.8mm,截止类別为高斯(ガウシアン)。通过最小二乘直线,进行萃取曲线的平均线的斜率修正后,以按照JISB 0601-2001的方法测定算术平均粗度(Ra),作为成形体的表面平滑性的指标。
(12)滑动性
成形为试验片(长100mm、宽50mm、厚2mm)的平板,通过针板型摩擦试验机(东洋精机制作所(株)制),在安装荷重W[N]:30N、移动距离:20mm、移动速度:2mm/s、测定温度:23℃下测定摩擦力F[N],通过以下的式测定“动摩擦系数”。
动摩擦系数[-]=F[N]/W[N]…(4)。
(13)耐化学性
成形试验片(长127mm、宽12.7mm、厚1.5mm),通过1/4椭圆法,在23℃下将评价用化学药品涂布在试验片上,静置48小时,根据试验片上的裂纹、裂缝的位置通过下式求出“临界应变(%)”。作为评价用化学药品,使用弱碱洗剂花王(株)制“MYPET(マイペット)”。
“临界应变(%)”是指成形品在一定的应变下与化学药品接触时,受到该化学药品的影响的最低应变。可以认为“临界应变(%)”的数字越高,耐化学性越良好。
[数3]
Figure BDA0001661396640000321
A:夹具的长轴(12cm)、
B:夹具的短轴(4cm)、
t:试验片的厚度(0.15cm)、
X:裂缝的端点到椭圆中心的长轴方向的距离[cm]。
(14)黑度感
目视观察试验片(长100mm、宽50mm、厚2mm),按照以下的基准进行判定
○:黑色、
×:灰色。
<制造例>
[制造例1]聚有机硅氧烷橡胶的乳胶(S-1)的制造:
混合四乙氧基硅烷(TEOS)2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷(DSMA)2份和、八甲基环四硅氧烷(迈图高新材料日本(株)制、产品名:TSF404)96份,得到有机硅氧烷混合物100份。将去离子水150份中溶解有十二烷基苯磺酸钠(DBSNa)1份的水溶液添加到所述混合物中,用高速搅拌机在10,000rpm下搅拌5分钟后,在均化器中以20MPa的压力通过2次,得到稳定的预混合乳液。
接着,在具备冷却冷凝器的容量5升的可分离式烧瓶内装入上述乳液后,将该乳液加热到温度80℃,接着,用时3分钟连续投入硫酸0.20份和去离子水49.8份的混合物。在温度加热到80℃的状态下维持6小时,使其发生聚合反应后,冷却到室温(25℃),将得到的反应液在室温下保持6小时。然后,添加5%氢氧化钠水溶液将反应液中和到pH7.0,得到聚有机硅氧烷橡胶的乳胶(S-1)。该乳胶的评价结果示于表1。
[制造例2]聚有机硅氧烷橡胶的乳胶(S-2)的制造:
将TEOS 2份、DSMA 0.5份和环状有机硅氧烷混合物(信越硅氧烷(株)制、产品名:DMC、3~6元环的环状有机硅氧烷的混合物)97.5份混合,得到有机硅氧烷混合物100份。将十二烷基苯磺酸钠(DBSNa)和十二烷基苯磺酸(DBSH)各0.68份溶解于去离子水200份中而得的水溶液添加到所述混合物中,用高速搅拌机在10,000rpm下搅拌2分钟后,在均化器中以20MPa的压力通过2次,得到稳定的预混合乳液。
接着,在具备冷却冷凝器的容量5升的可分离式烧瓶内装入上述乳液后,将该乳液加热到温度85℃,维持该温度6小时使其进行聚合反应后,冷却到室温(25℃),得到的反应物在室温下保持12小时。然后,添加5%氢氧化钠水溶液将反应液中和到pH7.0,得到聚有机硅氧烷橡胶的乳胶(S-2)。该乳胶的评价结果示于表1。
[制造例3]聚有机硅氧烷橡胶的乳胶(S-3)的制造:
混合TEOS 2份、DSMA 0.5份和TSF404 97.5份,得到有机硅氧烷混合物100份。将去离子水170份中溶解有DBSNa 1份而得的水溶液添加到所述混合物中,通过高速搅拌机在10,000rpm下搅拌5分钟后,在均化器中以20MPa的压力通过2次,得到稳定的预混合乳液。
接着,在具备冷却冷凝器的容量5升的可分离式烧瓶内装入上述乳液后,将该乳液加热到温度80℃,接着,用3分钟连续投入硫酸0.20份和去离子水14.7份的混合物。在温度加热到80℃的状态下维持6小时,使其发生聚合反应后,冷却到室温(25℃),将得到的反应液在室温下保持6小时。然后,添加5%氢氧化钠水溶液将反应液中和到pH7.0,得到聚有机硅氧烷橡胶的乳胶(S-3)。该乳胶的评价结果示于表1。
[制造例4]含有聚四氟乙烯的粉体(J-1)的制造:
将乳化剂链烯基琥珀酸二钾6.0份和去离子水230份装入具有搅拌翼、冷凝器、热电偶、氮气导入口的容量2升的可分离式烧瓶内,在氮气流下在室温下搅拌30分钟。所述链烯基琥珀酸二钾在预先溶解于一部分所述去离子水的状态下使用。
接着,将该烧瓶内的液体的温度升温至70℃,将过硫酸钾0.2份溶解于去离子水3份而得的水溶液添加至烧瓶内。然后,将由甲基丙烯酸甲酯(MMA)50份、苯乙烯(St)30份、丙烯酸正丁基酯(n-BA)20份、正辛基硫醇0.1份构成的混合物历时4小时滴入该烧瓶内,进行自由基聚合。结束滴定后,将该烧瓶内的液体的温度保持在70℃,同时搅拌1小时,得到含有乙烯基聚合物(p2)的乳胶(p2-1)。该乳胶中的乙烯基聚合物(p2)的含量为30%。
在具备搅拌装置的容量5升的反应器内,装入所述乳胶(p2-1)166.7份、和含有PTFE系聚合物(p1)的乳胶“Fluon AD939E”(旭硝子(株)制、PTFE的浓度60%、PTFE的质量平均分子量约1500万、聚氧亚烷基烷基醚的浓度3%)83.3份,搅拌5分钟,得到乳胶(J-1)。该乳胶中含有PTFE 50份、聚氧亚烷基烷基醚2.5份、所述乙烯基聚合物(p2)50份。
接着,将含有作为凝结剂的醋酸钙5.0份的醋酸钙水溶液325份装入容量10升的烧瓶内。将该水溶液加热到温度80℃,一边搅拌,一边慢慢将所述乳胶(j-1)滴入该水溶液中,使聚合物凝析得到浆料。然后,使该浆料的温度上升到90℃后,继续搅拌5分钟。接着,将得到的析出物从浆料中分离,过滤、水洗、干燥、得到含有聚四氟乙烯的粉体(J-1)100份。
[制造例5]聚有机硅氧烷的乳胶(S-4)的制造:
混合四乙氧基硅烷(TEOS)2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基甲基硅烷(DSMA)0.5份和八甲基环四硅氧烷(迈图高新材料日本合同会社制、制品名:TSF-404)97.5份,得到硅氧烷系混合物100份。向其中添加溶解有十二烷基苯磺酸钠(DBSNa)1.0份的去离子水150份,通过高速搅拌机以10000rpm搅拌5分钟后,在均化器中以20MPa的压力通过2次,得到稳定的予混合有机硅氧烷乳液。
在具备冷凝器的容量5升的可分离式烧瓶内装入上述乳液后,用3分钟加入硫酸0.20份和去离子水49.8份的混合物。在将该水溶液加热到80℃的状态下维持7小时,冷却至室温(25℃)。接着,将该反应物在室温下保持6小时后,用10%氢氧化钠水溶液中和至pH7.0,得到聚有机硅氧烷的乳胶(S-4)。将乳胶的评价结果示于表1。
[制造例6]聚有机硅氧烷的乳胶(S-5)的制造:
将TEOS 2份、DSMA 0.5份和环状有机硅氧烷混合物(信越化学工业(株)制、制品名:DMC)97.5份混合得到有机硅氧烷混合物100份。向其中加入溶解有DBSNa 0.68份的去离子水300份,用高速搅拌机在10,000rpm的转速下搅拌2分钟后,在均化器中以20MPa的压力通过2次,测定稳定的预混合乳液。另一方面,在具备冷凝器的容量5升的可分离式烧瓶内注入十二烷基苯磺酸(DBSH)10份和去离子水90份,配制水溶液。
在加热到90℃的该水溶液中,历时4小时滴下上述予混合乳液,滴下结束后维持该温度2小时,冷却到室温(25℃)。接着,将该反应物在室温下维持12小时后,用10%氢氧化钠水溶液中和至pH7.0,得到聚有机硅氧烷的乳胶(S-5)。将乳胶的评价结果示于表1。
[实施例1]
取换算成聚合物79.7份的制造例1中得到的聚有机硅氧烷橡胶的乳胶(S-1)装入容量5升的可分离式烧瓶内,添加去离子水46份,混合。接着,在该可分离式烧瓶内添加丙烯酸正丁基酯(n-BA)10.0份、甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)0.3份、异丙苯过氧化氢(CHP)0.04份的混合物。
通过在该可分离式烧瓶内通入氮气流,进行烧瓶内气氛的氮气置换,将液温升温至50℃。当液温升至50℃的时间点,添加硫酸亚铁(Fe)0.001份、乙二胺四醋酸二钠盐(EDTA)0.003份、甲醛次硫酸钠(SFS)0.18份溶解于去离子水4.2份而得的水溶液,引发自由基聚合。为了完成丙烯酸酯成分的聚合,维持液温70℃的状态1小时,得到聚有机硅氧烷和聚丙烯酸正丁基酯的复合橡胶的乳胶。
在将上述复合橡胶的乳胶的温度维持在70℃的状态下,历时1小时向该乳胶中滴入MMA 9.5份、n-BA 0.5份、叔丁基过氧化氢(t-BH)0.03份的混合液,进行聚合。滴下结束后,将液温在70℃下维持1小时后冷却到25℃,得到含聚有机硅氧烷的接枝共聚物(G-1)的乳胶。接枝共聚物(G-1)的体积平均粒径示于表2。
接着,将醋酸钙的浓度为1质量%的水溶液500份维持在温度40℃,一边搅拌,一边慢慢在其中滴下接枝共聚物(G-1)的乳胶300份,凝固。过滤得到的接枝共聚物、脱水。接着,相对于接枝共聚物100份加入10倍量的水后,在带有搅拌机的烧瓶内进行10分钟清洗,过滤,脱水。重复两次该操作后,使其干燥,得到接枝共聚物(G-1)的粉体。接枝共聚物(G-1)的接枝率和体积平均粒径示于表2。
[实施例2和3、比较例1~3和5]
除了将实施例1中使用的各原料的种类和量变更为表2所示的条件以外,与实施例1同样地制造含聚有机硅氧烷的接枝共聚物(G-2、G-3、G’-1、G’-2,G’-3和G’-5),进而得到其粉体。得到的各接枝共聚物的接枝率和体积平均粒径示于表2。
[实施例4]
取换算成聚合物90份的制造例1中得到的聚有机硅氧烷橡胶的乳胶(S-1)装入容量5升的可分离式烧瓶内,添加去离子水46份,混合。接着,在该可分离式烧瓶内添加AMA0.5份、CHP 0.07份的混合物。通过在该可分离式烧瓶内通入氮气流,进行烧瓶内气氛的氮气置换,将液温升温至50℃。当液温升至50℃的时间点,添加硫酸亚铁(Fe)0.001份、EDTA0.003份、SFS 0.18份溶解于去离子水4.2份而得的水溶液,引发自由基聚合。为了完成甲基丙烯酸烯丙酯成分的聚合,维持液温70℃的状态1小时。这样进行第1阶段的接枝聚合。然后,历时1.0小时滴下MMA 9份、n-BA 0.5份、CHP 0.1份的混合液,聚合。这样进行第2阶段的接枝聚合。接着,维持液温70℃的状态1小时,然后,冷却至25℃,得到含聚有机硅氧烷的接枝共聚物(G-4)的乳胶。接枝共聚物(G-4)的接枝率和体积平均粒径示于表2。然后,与实施例1同样地得到接枝共聚物(G-4)的粉体。
[实施例5]
除了将实施例4中使用的各原料的种类和量变更为表2所示的条件以外,与实施例4同样地制造含聚有机硅氧烷的接枝共聚物(G-5),进而得到其粉体。得到的接枝共聚物的接枝率和体积平均粒径示于表2。
[比较例4]
除了将实施例1中使用的各原料的种类和量变更为表2所示的条件以外,与实施例1同样地制造聚有机硅氧烷和丙烯酸正丁基酯的复合橡胶的乳胶。
在将上述复合橡胶的乳胶的温度维持在65℃的状态下,投入AMA 5.0份、CHP 0.3份的混合液,聚合。如此进行第1阶段的接枝聚合。投入后,将液温在65℃下维持1小时后,历时10分钟滴下甲基丙烯酸苯酯(PhMA)15.0份、CHP 0.2份的混合液,聚合。这样进行第2阶段的接枝聚合。接着,维持液温65℃的状态1小时,然后冷却至25℃,得到含聚有机硅氧烷的接枝共聚物(G’-4)的乳胶。接枝共聚物(G’-4)的接枝率和体积平均粒径示于表2。
然后,与实施例1同样地得到接枝共聚物(G’-4)的粉体。得到的接枝共聚物的接枝率和体积平均粒径示于表2。
[实施例6~12、比较例6~15]
将实施例1、实施例3、实施例4、实施例5或者比较例1~5中得到的接枝共聚物(G-1、G-3、G-4、G-5、G’-1~G’-5)的粉体、有机磺酸金属盐(DIC(株)制、商品名:Megafac F-114)、作为防滴落剂的制造例3中得到的含有聚四氟乙烯的粉体J-1、和聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料(株)制、商品名;Iupilon S-2000F、粘均分子量22,000),以及酚系抗氧化剂(汽巴日本(株)制、商品名:IRGANOX245)、磷系抗氧化剂((株)ADEKA制、商品名:ADEKASTABPEP36)按照表3或者表4记载的量混合。将该混合物用料筒内径30mm的双轴挤压机(L/D=30),在料筒温度280℃、螺杆转速150rpm下熔融混合,得到聚碳酸酯系树脂组合物。接着,将该聚碳酸酯系树脂组合物赋形为颗粒。
将得到的颗粒在80℃干燥12小时后,供给至100t注塑成形机(住友重机(株)制、商品名;SE-100DU),在料筒温度280℃和模具温度90℃下注塑成形,得到各试验片。接着,使用各试验片进行夏比冲击强度的测定、总透光率的测定和UL-94V试验,得到表3或者表4所示的评价结果。
[实施例13、14、比较例16、17]
将实施例1、实施例2或者比较例1中得到的接枝共聚物(G-1、G-2、G’-1)的粉体、芳香族磷酸酯系阻燃剂(大八化学工业(株)制、商品名:PX-200)、作为防滴落剂的含有聚四氟乙烯的粉体J-2(三菱丽阳(株)制、商品名:METABLEN A-3800)、和聚碳酸酯树脂(IupilonS-2000F)按照表5记载的量混合。除这些以外,与实施例6同样操作,得到聚碳酸酯类系树脂组合物和各试验片。评价结果示于表5。
〔第1发明组的树脂组合物的性能比较〕
可知混合了接枝共聚物(G-1)1.0份的实施例6的树脂组合物与比较例6的树脂组合物相比,阻燃性、耐冲击性和总透光率优异。此外,可知混合了接枝共聚物(G-1)3.1份的实施例7的树脂组合物与比较例7的树脂组合物相比,阻燃性、耐冲击性和总透光率优异。可知混合了接枝共聚物(G-1)、(G-3)、(G-4)或者(G-5)5.3份的实施例8~11的树脂组合物与比较例8~11的树脂组合物相比,阻燃性、耐冲击性、总透光率和外观的平衡良好。比较例8的树脂组合物中,接枝共聚物(G’-1)的体积平均粒径小于300nm,聚有机硅氧烷(B1)中的来自含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的成分的含量小于1质量%,因此,阻燃性、总透光率和浇口附近的外观等级低。
比较例9的树脂组合物中,由于接枝共聚物(G’-2)的聚有机硅氧烷的含量小于70质量%,因此阻燃性等级低。比较例10的树脂组合物中,接枝共聚物(G’-3)的接枝率大于10质量%且多官能性乙烯基单体的使用量为0质量%、且不含聚丙烯酸烷基酯(B2),因此,阻燃性、低温耐冲击强度和浇口附近的外观等级低。比较例11的树脂组合物中,由于接枝共聚物(G’-5)的聚有机硅氧烷(B1)中的来自含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的成分的含量小于1质量%,因此,阻燃性、低温耐冲击强度、总透光率、浇口附近的外观等级低。比较例12的树脂组合物由于不含接枝共聚物,因此耐冲击强度等级低。
可知混合了接枝共聚物(G-1)10.0份的实施例12的树脂组合物与比较例13~15的树脂组合物相比,阻燃性、耐冲击强度、总透光率、滑动性和耐化学性的平衡良好。比较例13的树脂组合物,由于接枝共聚物(G’-2)中的聚有机硅氧烷的含量小于70质量%,因此,阻燃性和滑动性等级低。比较例14的树脂组合物,由于接枝共聚物(G’-4)的丙酮可溶性成分小于5质量%、接枝率超过10质量%,因此阻燃性、滑动性和耐化学性等级低。比较例15的树脂组合物由于不含接枝共聚物,因此低温耐冲击强度、滑动性和耐化学性等级低。
可知即使在阻燃剂使用磷系的情况下,实施例13和14的树脂组合物与比较例16的树脂组合物相比,阻燃性和低温耐冲击性也优异。比较例16的树脂组合物,由于接枝共聚物(G’-1)的体积平均粒径小于300nm,聚有机硅氧烷(B1)中的来自含乙烯基系聚合性基团的硅烷化合物的成分的含量小于1质量%,因此阻燃性和低温耐冲击强度等级低。此外,比较例17的树脂组合物由于不含接枝共聚物,因此阻燃性和低温耐冲击强度等级低。
以下是第2发明组的实施例。
[实施例21]
在具备冷却管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的容量5升的可分离式烧瓶内,投入制造例5中得到的聚有机硅氧烷的乳胶(S-4)272.1份(聚有机硅氧烷80份)。进而,添加去离子水50份并混合后,添加丙烯酸丁基酯(n-BA)10.0份、甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)0.18份、异丙苯过氧化氢(CHP)0.04份的混合物。
通过在可分离式烧瓶中通入氮气流,进行烧瓶内的氮气置换,升温至60℃。使液温为60℃,添加由硫酸亚铁(Fe)0.001份、乙二胺四醋酸二钠盐(EDTA)0.003份、甲醛次硫酸钠(SFS)0.3份、去离子水2.5份构成的水溶液,然后,将液温70℃的状态保持1小时,得到复合橡胶的乳胶。
将上述复合橡胶的乳胶的温度维持在70℃的状态下,历时60分钟滴下甲基丙烯酸甲酯(MMA)9.5份、丙烯酸丁基酯(n-BA)0.5份、叔丁基过氧化氢(t-BH)0.05份的混合物,聚合。
滴下结束后,将液温70℃的状态维持1小时后冷却至25℃,得到接枝共聚物(G-21)的乳胶。该乳胶中的接枝共聚物的质均粒径Dw和粒径分布Dw/Dn的测定结果示于表6。
接着,将氯化钙的浓度为5.0质量%的水溶液500份加热至温度60℃,搅拌。向其中慢慢滴下所述乳胶340份,凝固。将得到的接枝共聚物过滤、脱水。然后,加入相对于接枝共聚物100份为10倍量的水后,在带有搅拌机的烧瓶内清洗10分钟,过滤、脱水。重复该操作2次后,使其干燥,得到接枝共聚物(G-21)的粉体。接枝共聚物(G-21)的粉体可用作滑动性改良剂。
[实施例22]
将实施例21中得到的接枝共聚物(G-21)3份、PC树脂(三菱工程塑料(株)制、IUPILON S-2000F)97份、炭黑(三菱化学(株)制、#960B)手动混合。然后,将得到的树脂组合物用
Figure BDA0001661396640000391
双轴挤压机(L/D=30)在料筒温度280℃和螺杆转速150rpm下熔融混合,赋形为颗粒。
得到的颗粒在80℃下干燥12小时后,供给至100t注塑成形机(住友重机械工业(株)制、制品名;SE-100DU),在料筒温度280℃和模具温度80℃下进行注塑成形。以JISK7152为基准,使用反套制品模具(family mold),得到夏比冲击强度(长80.0mm、宽10.0mm、厚4mm、带有V型缺口)、滑动性、显色性(纵100mm、横50mm、厚2mm)的评价用各试验片。使用颗粒和各试验片的各种评价结果示于表7。
[实施例23和24]
除了改变接枝共聚物(G-21)和PC树脂的使用量以外,与实施例22同样地得到热塑性树脂组合物、颗粒和试验片。各种评价结果示于表7。
[实施例25]
除了变更为表6所示的组成以外,与实施例21同样地进行聚合,得到接枝共聚物(G-25)。该接枝共聚物的评价结果示于表6。
[实施例26~29]
除了使接枝共聚物(G-25)和PC树脂的使用量为表7所示的值以外,与实施例21同样地得到热塑性树脂组合物、颗粒和试验片。各种评价结果示于表7。
[比较例21]
除了使进行接枝聚合时的原料为表6所示的组成以外,与实施例21同样地进行接枝聚合,得到接枝共聚物(G’-21)。该接枝共聚物的评价结果示于表6。
[比较例22和23]
除了使接枝共聚物(G’-21)和PC树脂的使用量为表7所示的值以外,与实施例21同样地得到热塑性树脂组合物、颗粒和试验片。各种评价结果示于表7。
[比较例24]
除了使进行接枝聚合时的原料为表6所示的组成以外,与实施例21同样地进行聚合,得到接枝共聚物(G’-24)。该接枝共聚物的评价结果示于表6。
[比较例25~27]
除了使接枝共聚物(G’-24)和PC树脂的使用量为表7所示的值以外,与实施例21同样地得到热塑性树脂组合物、颗粒和试验片。各种评价结果示于表7。
〔第2发明组的树脂组合物的性能比较〕
由实施例22~24和26~29可知,使用本发明的滑动性改良剂的热塑性树脂组合物其滑动性优异,且获得显色性和夏比冲击强度、成形外观也良好的结果。
另一方面,比较例22和23的热塑性树脂组合物由于使用的滑动性改良剂中的聚有机硅氧烷含量少,因此滑动性以及低温下的夏比冲击强度低。比较例25和26的热塑性树脂组合物中,由于使用的滑动性改良剂的质均粒径小,因此,显色性等级低,此外,成形时在浇口附近容易出现流痕,成形外观差。比较例27的热塑性树脂,由于没有使用滑动性改良剂,因此滑动性等级低,且低温下的夏比冲击强度也显著劣化。
[表1]
表1
Figure BDA0001661396640000401
[表2]
Figure BDA0001661396640000411
[表3]
Figure BDA0001661396640000421
[表4]
表4
Figure BDA0001661396640000431
[表5]
表5
Figure BDA0001661396640000432
[表6]
表6
Figure BDA0001661396640000441
[表7]
Figure BDA0001661396640000451
产业上的可利用性
将第1发明组的接枝共聚物(GF)混合到热塑性树脂(特别是聚碳酸酯树脂)中而得到的树脂组合物,阻燃性、耐冲击性、显色性、滑动性、耐化学性优异。该树脂组合物作为汽车领域、打印机等的办公自动化仪器领域、手机等电气·电子领域的材料等有用。
将由第2发明组的接枝共聚物(GS)的粉体构成的滑动性改良剂混合到热塑性树脂中得到的树脂组合物,滑动性、显色性(颜料着色性)、冲击强度的平衡优异、成形外观也良好。由该树脂组合物得到的成形体可广泛用于汽车、建材、玩具、文具等的杂货、以及以办公自动化仪器、家电机器为首的各种领域,特别是可以用作滑动部件。

Claims (8)

1.一种聚碳酸酯树脂组合物,其特征在于,含有滑动性改良剂和聚碳酸酯树脂,所述滑动性改良剂的含量为4~16质量%,所述聚碳酸酯树脂的含量为96~84质量%,
所述滑动性改良剂包含:在含有聚有机硅氧烷的橡胶上接枝聚合1种以上的乙烯基单体而得的含橡胶的接枝共聚物GS的粉体,该含橡胶的接枝共聚物GS中聚有机硅氧烷的含量为40~95质量%,该含橡胶的接枝共聚物GS的乳胶的质均粒径Dw为300~2000nm。
2.如权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,所述含橡胶的接枝共聚物GS的乳胶的粒径分布,即质均粒径Dw/数均粒径Dn,为1.0~2.0。
3.如权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,所述含橡胶的接枝共聚物GS中的聚有机硅氧烷的含量为41~74质量%。
4.如权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,所述含橡胶的接枝共聚物GS的乳胶的质均粒径Dw为400~1000nm。
5.如权利要求1~4中任一项所述的聚碳酸酯树脂组合物,所述含有聚有机硅氧烷的橡胶是含有聚有机硅氧烷和聚丙烯酸烷基酯的复合橡胶。
6.如权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,所述滑动性改良剂的含量为5.1~16质量%,所述聚碳酸酯树脂的含量为94.9~84质量%。
7.如权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物,所述滑动性改良剂的含量为7~15质量%,所述聚碳酸酯树脂的含量为93~85质量%。
8.一种滑动部件,其特征在于,由权利要求1所述的聚碳酸酯树脂组合物成形而成。
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