CN116057106A - 聚碳酸酯系树脂组合物及其成形体 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种聚碳酸酯系树脂组合物,其含有聚碳酸酯系树脂(S)和共聚物(B),所述聚碳酸酯系树脂(S)含有聚碳酸酯‑聚有机硅氧烷共聚物(A),所述聚碳酸酯‑聚有机硅氧烷共聚物(A)含有包含特定重复单元的聚碳酸酯嵌段(A‑1)以及含有特定重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A‑2),所述共聚物(B)具有特定结构的结构单元(b‑1)、特定结构的结构单元(b‑2)和特定结构的结构单元(b‑3)。
Description
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯系树脂组合物及其成形体。
背景技术
聚碳酸酯系树脂的耐冲击性、耐热性和透明性等优异,因此有效利用该特征而作为电气电子领域、汽车领域等中的各种部件的材料使用。
根据使用这些部件的场所,有时要求滑动性。关于这一点,例如单独使用包含双酚A的聚碳酸酯系树脂时有滑动性差的趋势,尝试了滑动性的改良。例如,已知有在聚碳酸酯树脂中配合有橡胶强化苯乙烯系树脂的体系中分别以特定量共同含有特定结构的共聚物的聚碳酸酯树脂组合物(专利文献1)。
然而,在将这样的聚碳酸酯系树脂组合物作为汽车构件、特别是在汽车室内的环境下使用时,产生耐冲击性等机械特性降低的问题。
聚碳酸酯-聚有机硅氧烷(以下,有时简记为PC-POS)共聚物作为耐冲击性和阻燃性优异的聚碳酸酯树脂而广为人知(参照专利文献2)。
然而,PC-POS共聚物与其他聚碳酸酯树脂相比有滑动性差的趋势,尝试了滑动性的改良。例如,已知具有特定结构和特定链长的组合的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物、以及具有特定化合物的聚碳酸酯系树脂组合物(专利文献3),其滑动性存在改善的余地。
另外,PC-POS共聚物与其他聚碳酸酯树脂相比有黄色调变强的趋势,因此在用于汽车内装时色调有改善的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-141078号公报
专利文献2:日本特开2010-037495号公报
专利文献3:日本特开2020-7402号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于得到滑动性和耐冲击性优异且色调良好的聚碳酸酯系树脂组合物及其成形体。
用于解决课题的手段
本发明人等发现,含有包含具有特定结构的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物的聚碳酸酯系树脂、以及特定化合物的聚碳酸酯系树脂组合物具有优异的滑动性和耐冲击性,并且具有优异的色调。本发明涉及下述[1]~[8]。
[1]一种聚碳酸酯系树脂组合物,其含有聚碳酸酯系树脂(S)和共聚物(B),所述聚碳酸酯系树脂(S)含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A),所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)含有包含下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段(A-1)以及含有下述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2),所述共聚物(B)具有下述通式(X1)所示的结构单元(b-1)、下述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和下述通式(X3)所示的结构单元(b-3)。
[化学式1]
[化学式2]
[式中,R1和R2各自独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基。X表示单键、碳数1~8的烷撑基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环烷撑基、碳数5~15的环烷叉基、芴二基、碳数7~15的芳基烷撑基、碳数7~15的芳基烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-。R3和R4各自独立地表示氢、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基。a和b各自独立地表示0~4的整数。
R31独立地表示卤素原子或碳数1~10的烷基。c表示0~5的整数。]
[2]根据上述[1]所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)构成上述共聚物(B)的侧链。
[3]根据上述[1]或[2]所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和通式(X 3)所示的结构单元(b-3)构成上述共聚物(B)的主链。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述共聚物(B)的含量相对于上述聚碳酸酯系树脂(S)100质量份为0.5质量份以上且20质量份以下。
[5]根据上述[1]~[4]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其还含有脱模剂(C)。
[6]根据上述[5]所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述脱模剂(C)为脂肪酸酯。
[7]根据上述[1]~[6]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长为50以上。
[8]一种成形体,其是将上述[1]~[7]中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物成形而成的。
发明效果
根据本发明,能够得到滑动性和耐冲击性优异且色调良好的聚碳酸酯系树脂组合物及其成形体。
附图说明
图1表示摩擦系数评价的示意图。
图2表示摩擦摩耗试验的一个例子。
具体实施方式
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物含有聚碳酸酯系树脂(S)和共聚物(B),所述聚碳酸酯系树脂(S)含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A),所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)含有包含特定重复单元的聚碳酸酯嵌段(A-1)以及含有特定重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2),所述共聚物(B)具有通式(X1)所示的结构单元(b-1)、通式(X2)所示的结构单元(b-2)和通式(X3)所示的结构单元(b-3)。
以下,对本发明的聚碳酸酯系树脂组合物及其成形体进行详细说明。在本说明书中,优选的规定可以任意采用,优选的规定彼此的组合可以说更优选。在本说明书中,“XX~YY”的记载是指“XX以上且YY以下”。
[聚碳酸酯系树脂组合物]
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物含有聚碳酸酯系树脂(S)和共聚物(B),所述聚碳酸酯系树脂(S)含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A),所述共聚物(B)含有结构单元(b-1)、结构单元(b-2)和结构单元(b-3)。
<聚碳酸酯系树脂(S)>
构成本发明的聚碳酸酯系树脂组合物的聚碳酸酯系树脂(S)含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A),所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)含有包含下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段(A-1)以及含有下述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)。
[化学式3]
[式中,R1和R2各自独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基。X表示单键、碳数1~8的烷撑基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环烷撑基、碳数5~15的环烷叉基、芴二基、碳数7~15的芳基烷撑基、碳数7~15的芳基烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-。R3和R4各自独立地表示氢、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基。a和b各自独立地表示0~4的整数。]
上述通式(I)中,作为R1和R2各自独立地表示的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
作为R1和R2各自独立地表示的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基(“各种”表示包含直链状和所有支链状的基团。以下,在说明书中是同样的。)、各种戊基和各种己基。作为R1和R2各自独立地表示的烷氧基,可举出具有上述烷基作为烷基部位的烷氧基。
作为X所示的烷撑基,例如可举出甲撑基、乙撑基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基等,优选为碳数1~5的烷撑基。作为X所示的烷叉基,可举出乙叉基、异丙叉基等。作为X所示的环烷撑基,可举出环戊烷二基、环己烷二基、环辛烷二基等,优选为碳数5~10的环烷撑基。作为X所示的环烷叉基,例如可举出环己叉基、3,5,5-三甲基环己叉基、2-金刚烷叉基等,优选为碳数5~10的环烷叉基,更优选为碳数5~8的环烷叉基。作为X所示的芳基烷撑基的芳基部位,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基等成环碳数6~14的芳基,作为烷撑基,可举出上述的烷撑基。作为X所示的芳基烷叉基的芳基部位,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基等成环碳数6~14的芳基,作为烷叉基,可举出上述的烷叉基。
a和b各自独立地表示0~4的整数,优选为0~2,更优选为0或1。
其中,适宜的是a和b为0、且X为单键或碳数1~8的烷撑基的情况、或者a和b为0、且X为碳数3的烷撑基、特别是异丙叉基的情况。
上述通式(II)中,作为R3或R4所示的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。作为R3或R4所示的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基和各种己基。作为R3或R4所示的烷氧基,可举出烷基部位为上述烷基的情况。作为R3或R4所示的芳基,可举出苯基、萘基等。
R3和R4均优选为氢原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基,更优选均为甲基。
更具体而言,包含上述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)优选具有下述通式(II-I)~(II-III)中的至少任一式所示的单元。
[化学式4]
[式中,R3~R6各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基,多个R3~R6可以相同也可以不同。Y表示-R7O-、-R7COO-、-R7NH-、-R7NR8-、-COO-、-S-、-R7COO-R9-O-、或-R7O-R10-O-,多个Y相互可以相同也可以不同。上述R7表示单键、直链、支链或环状烷撑基、芳基取代烷撑基、取代或未取代的亚芳基、或二亚芳基。R8表示烷基、烯基、芳基、或芳烷基。R9表示二亚芳基。R10表示直链、支链或环状烷撑基、或二亚芳基。β表示来自于二异氰酸酯化合物的2价基团、或者来自于二羧酸或二羧酸的卤化物的2价基团。n表示聚有机硅氧烷的平均链长,n-1以及p和q分别表示聚有机硅氧烷单元的重复数,为1以上的整数,p与q之和为n-2。]
作为R3~R6各自独立地表示的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。作为R3~R6各自独立地表示的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基、和各种己基。作为R3~R6各自独立地表示的烷氧基,可举出烷基部位为上述烷基的情况。作为R3~R6各自独立地表示的芳基,可举出苯基、萘基等。
作为R3~R6,均优选为氢原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基。
通式(II-I)、(II-II)和/或(II-III)中的R3~R6均优选为甲基。
作为Y所示的-R7O-、-R7COO-、-R7NH-、-R7NR8-、-R7COO-R9-O-、或-R7O-R10-O-中的R7所示的直链或支链烷撑基,可举出碳数1~8、优选为碳数1~5的烷撑基。作为R7所示的环状烷撑基,可举出碳数5~15、优选为碳数5~10的环烷撑基。
作为R7所示的芳基取代烷撑基,可以在芳香环上具有烷氧基、烷基之类的取代基,作为其具体的结构,例如可以示出下述的通式(i)或(ii)的结构。在此,在R7表示芳基取代烷撑基的情况下,烷撑基与Si键合。
[化学式5]
(式中c表示正的整数,通常为1~6的整数)
R7、R9和R10所示的二亚芳基是指二个亚芳基直接或经由二价的有机基团连接成的基团,具体而言是具有-Ar1-W-Ar2-所表示的结构的基团。在此,Ar1和Ar2表示亚芳基,W表示单键或2价的有机基团。W所示的2价的有机基团例如为异丙叉基、亚甲基、二亚甲基、三亚甲基。
作为R7、Ar1和Ar2所示的亚芳基,可举出亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚蒽基等成环碳数6~14的亚芳基。这些亚芳基可以具有烷氧基、烷基等任选的取代基。
作为R8所示的烷基,为碳数1~8、优选为1~5的直链或支链的烷基。作为R8所示的烯基,可举出碳数2~8、优选为2~5的直链或支链的烯基。作为R8所示的芳基,可举出苯基、萘基等。作为R8所示的芳烷基,可举出苯基甲基、苯基乙基等。
R10所示的直链、支链或环状烷撑基与R7同样。
作为Y,优选为-R7O-,R7为芳基取代烷撑基,特别是具有烷基的酚系化合物的残基,更优选为来自于烯丙基苯酚的有机残基、来自于丁香酚的有机残基。
需要说明的是,关于式(II-II)中的p和q,优选p=q。
β表示来自于二异氰酸酯化合物的2价基团或者来自于二羧酸或二羧酸的卤化物的2价基团,例如可举出以下的通式(iii)~(vii)所示的2价基团。
[化学式6]
PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长n优选为20以上且500以下。需要说明的是,平均链长n是指式(II)所示的重复单元的平均重复次数。式(II-I)和(II-III)中的n为20以上且500以下,在(II-II)的情况下,p与q之和加上2的数为上述范围。该平均链长通过核磁共振(NMR)测定算出。如果聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)的平均链长为20以上且500以下,则最终得到的聚碳酸酯系树脂组合物的耐冲击性、滑动性等优异,并且能够得到优异的色调。
聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的平均链长更优选为35以上,进一步优选为45以上,更进一步优选为50以上,特别优选为70以上,更优选为300以下,进一步优选为150以下,更进一步优选为100以下。
PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率优选为0.1质量%以上且60质量%以下。如果PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷量为上述范围内,则能够得到具有更优异的耐冲击性和透明性色调以及优异的滑动性的聚碳酸酯系树脂组合物。PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率通过核磁共振(NMR)测定算出。
PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上,特别优选为4质量%以上,更优选为50质量%以下,进一步优选为35质量%以下,更进一步优选为15质量%以下,特别优选为10质量%以下,最优选为8质量%以下。
聚碳酸酯系树脂组合物中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率优选为0.1质量%以上且45质量%以下。如果PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷量为上述范围内,则能够得到具有更优异的耐冲击性和色调以及优异的滑动性的聚碳酸酯系树脂组合物。聚碳酸酯系树脂组合物中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率与PC-POS共聚物(A)中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率同样地通过核磁共振(NMR)测定算出。
聚碳酸酯系树脂组合物中的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)的含有率更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上,特别优选为4质量%以上,更优选为35质量%以下,进一步优选为25质量%以下,特别优选为10质量%以下,最优选为8质量%以下。
关于PC-POS共聚物(A)的粘均分子量(Mv),根据所使用的用途、产品,可以通过使用分子量调节剂(封端剂)等进行适当调整以达到目标分子量。PC-POS共聚物(A)的粘均分子量优选为9000以上且50000以下。如果粘均分子量为9000以上,则能够得到充分的成形体的强度。如果粘均分子量为50000以下,则能够在不引起热劣化的温度下进行注射成形、挤出成形。
PC-POS共聚物(A)的粘均分子量更优选为12000以上,进一步优选为14000以上,特别优选为16000以上,更优选为30000以下,进一步优选为25000以下,更进一步优选为23000以下,特别优选为20000以下。
粘均分子量(Mv)是对20℃的二氯甲烷溶液的特性粘度〔η〕进行测定并根据下述Schnell式算出的值。
[数学式1]
[η]=1.23×10-5×Mv0.83
上述PC-POS共聚物(A)可以通过界面聚合法(碳酰氯法)、吡啶法、酯交换法等公知的制造方法进行制造。特别是在采用界面聚合法的情况下,容易进行包含PC-POS共聚物的有机相与包含未反应物、催化剂残渣等的水相的分离工序,容易进行碱清洗、酸清洗、纯水洗涤等各清洗工序中的包含PC-POS共聚物的有机相与水相的分离。因此,可以高效地得到PC-POS共聚物。作为制造PC-POS共聚物的方法,例如可以参照日本特开2014-80462号公报等中记载的方法。
具体而言,可以使后述的事先制造的聚碳酸酯低聚物与聚有机硅氧烷溶于非水溶性有机溶剂(二氯甲烷等),添加二元酚系化合物(双酚A等)的碱性化合物水溶液(氢氧化钠水溶液等),作为聚合催化剂使用叔胺(三乙胺等)、季铵盐(三甲基苄基氯化铵等),在封端剂(对叔丁基苯酚等一元酚)的存在下进行界面缩聚反应来制造。另外,PC-POS共聚物(A)也可以通过使聚有机硅氧烷、二元酚与碳酰氯、碳酸酯或氯甲酸酯进行共聚来制造。
作为成为原料的聚有机硅氧烷,可以使用以下的通式(1)、(2)和/或(3)所示的聚有机硅氧烷。
[化学式7]
式中,R3~R6、Y、β、n-1、p和q如上所述,具体例和优选例也同样。
Z表示氢或卤素原子,多个Z相互可以相同也可以不同。
例如,作为通式(1)所示的聚有机硅氧烷,可举出以下的通式(1-1)~(1-11)的化合物。
[化学式8]
上述通式(1-1)~(1-11)中,R3~R6、n-1和R8如上述定义,优选例也相同。c表示正的整数,通常为1~6的整数。
其中,从聚有机硅氧烷的聚合容易性的观点出发,优选上述通式(1-1)所示的酚改性聚有机硅氧烷。另外,从获得的容易性的观点出发,优选作为上述通式(1-2)所示的化合物中的一种的α,ω-双[3-(邻羟基苯基)丙基]聚二甲基硅氧烷、作为上述通式(1-3)所示的化合物中的一种的α,ω-双[3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙基]聚二甲基硅氧烷。
另外,作为聚有机硅氧烷原料,可以使用具有以下的通式(4)的聚有机硅氧烷原料。
[化学式9]
式中,R3和R4与上述例子相同。通式(4)所示的聚有机硅氧烷嵌段的平均链长为(r×m),(r×m)的范围与上述n相同。
在将上述(4)用作聚有机硅氧烷原料的情况下,聚有机硅氧烷嵌段(A-2)优选具有下述通式(II-IV)所示的单元。
[化学式10]
[式中的R3、R4、r和m如上所述]
作为聚有机硅氧烷嵌段(A-2),可以具有下述通式(II-V)所示的结构。
[化学式11]
[式中,R18~R21各自独立地为氢原子或碳数1~13的烷基。R22为碳数1~6的烷基、氢原子、卤素原子、羟基、碳数1~6的烷氧基、或碳数6~14的芳基。Q2为碳数1~10的2价的脂肪族基团。n表示平均链长,如上所述。]
通式(II-V)中,作为R18~R21各自独立地表示的碳数1~13的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基、各种庚基、各种辛基、2-乙基己基、各种壬基、各种癸基、各种十一烷基、各种十二烷基、各种十三烷基。其中,R18~R21优选表示氢原子或碳数1~6的烷基,均更优选表示甲基。
作为R22所示的碳数1~6的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基。作为R22所示的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作为R22所示的碳数1~6的烷氧基,可举出烷基部位为上述烷基的情况。作为R22所示的碳数6~14的芳基,可举出苯基、甲苯基、二甲基苯基和萘基等。
上述中,R22优选表示氢原子、或碳数1~6的烷氧基,更优选表示氢原子或碳数1~3的烷氧基,进一步优选表示氢原子。
作为Q2所示的碳数1~10的2价的脂肪族基团,优选碳数1以上且10以下的、直链或支链的2价的饱和脂肪族基团。该饱和脂肪族基团的碳数优选为1以上且8以下,更优选为2以上且6以下,进一步优选为3以上且6以下,更进一步优选为4以上且6以下。另外,平均链长n如上所述。
作为结构单元(II-V)的优选方式,可举出下述式(II-VI)所示的结构。
[化学式12]
[式中,n-1如上所述。]
上述通式(II-V)或(II-VI)所示的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)可以是通过使用下述通式(5)或(6)所示的聚有机硅氧烷原料而得到的。
[化学式13]
[式中,R18~R22、Q2和n-1如上所述。]
[化学式14]
[式中,n-1如上所述。]
上述聚有机硅氧烷的制造方法没有特别限定。例如,根据日本特开平11-217390号公报中记载的方法,可以使环三硅氧烷和二硅氧烷在酸性催化剂存在下进行反应,合成α,ω-二氢有机五硅氧烷,接下来在氢化硅烷化反应用催化剂的存在下使酚性化合物(例如2-烯丙基苯酚、4-烯丙基苯酚、丁香酚、2-丙烯基苯酚等)等与该α,ω-二氢有机五硅氧烷进行加成反应,由此得到粗聚有机硅氧烷。另外,根据日本专利第2662310号公报中记载的方法,可以使八甲基环四硅氧烷和四甲基二硅氧烷在硫酸(酸性催化剂)的存在下进行反应,将所得到的α,ω-二氢有机聚硅氧烷与上文同样地在氢化硅烷化反应用催化剂的存在下使酚性化合物等进行加成反应,由此得到粗聚有机硅氧烷。需要说明的是,α,ω-二氢有机聚硅氧烷也可以通过其聚合条件适当调整其链长n加以使用,也可以使用市售的α,ω-二氢有机聚硅氧烷。具体而言,可以使用日本特开2016-098292号公报中记载的α,ω-二氢有机聚硅氧烷。
聚碳酸酯低聚物可以在二氯甲烷、氯苯、氯仿等有机溶剂中通过二元酚与碳酰氯、三碳酰氯之类的碳酸酯前体的反应来进行制造。在使用酯交换法制造聚碳酸酯低聚物时,也可以通过二元酚与碳酸二苯酯之类的碳酸酯前体的反应来进行制造。
作为二元酚,优选使用下述通式(viii)所示的二元酚。
[化学式15]
式中,R1、R2、a、b和X如上所述。
作为上述通式(viii)所示的二元酚,例如可举出2,2-双(4-羟基苯基)丙烷〔双酚A〕、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷等双(羟基苯基)链烷烃系、4,4’-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)环烷烃、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)酮等。这些二元酚可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
其中,优选双(羟基苯基)链烷烃系二元酚,更优选双酚A。在使用双酚A作为二元酚的情况下,成为上述通式(i)中X为异丙叉基、且a=b=0的PC-POS共聚物。
作为双酚A以外的二元酚,例如可举出双(羟基芳基)链烷烃类、双(羟基芳基)环烷烃类、二羟基芳醚类、二羟基二芳基硫醚类、二羟基二芳基亚砜类、二羟基二芳基砜类、二羟基联苯类、二羟基二芳基芴类、二羟基二芳基金刚烷类等。这些二元酚可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
作为双(羟基芳基)链烷烃类,例如可举出双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)萘基甲烷、1,1-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)丙烷等。
作为双(羟基芳基)环烷烃类,例如可举出1,1-双(4-羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,5,5-三甲基环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)降冰片烷、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷等。作为二羟基芳基醚类,例如可举出4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基苯基醚等。
作为二羟基二芳基硫醚类,例如可举出4,4’-二羟基二苯基硫醚、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯基硫醚等。作为二羟基二芳基亚砜类,例如可举出4,4’-二羟基二苯亚砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯亚砜等。作为二羟基二芳基砜类,例如可举出4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基-3,3’-二甲基二苯砜等。
作为二羟基联苯类,例如可举出4,4’-二羟基联苯等。作为二羟基二芳基芴类,例如可举出9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等。作为二羟基二芳基金刚烷类,例如可举出1,3-双(4-羟基苯基)金刚烷、2,2-双(4-羟基苯基)金刚烷、1,3-双(4-羟基苯基)-5,7-二甲基金刚烷等。
作为上述以外的二元酚,例如可举出4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双酚、10,10-双(4-羟基苯基)-9-蒽酮、1,5-双(4-羟基苯硫基)-2,3-二氧杂戊烷等。
为了调整所得到的PC-POS共聚物的分子量,可以使用封端剂(分子量调节剂)。作为封端剂,例如可举出苯酚、对甲酚、对叔丁基苯酚、对叔辛基苯酚、对枯基苯酚、对壬基苯酚、间十五烷基苯酚和对叔戊基苯酚等一元酚。这些一元酚可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述界面缩聚反应后,可以通过适当进行静置而分离为水相和有机溶剂相[分离工序],对有机溶剂相进行清洗(优选依次利用碱性水溶液、酸性水溶液、水进行清洗)[清洗工序],对所得到的有机相进行浓缩[浓缩工序],以及进行干燥[干燥工序],由此得到PC-POS共聚物(A)。
<聚碳酸酯系树脂(A’)>
聚碳酸酯系树脂(S)可以包含除了PC-POS共聚物(A)以外的聚碳酸酯系树脂(A’)。作为上述聚碳酸酯系树脂(A’),没有特别限制,可以使用各种公知的聚碳酸酯系树脂。
聚碳酸酯系树脂(A’)的粘均分子量(Mv)通常为10000~50000,优选为13000~35000,更优选为14000~28000,进一步优选为16000~25000。
粘均分子量(Mv)是与PC-POS共聚物(A)同样地利用Schnell式算出的值。
作为聚碳酸酯系树脂(A’),具体而言,可以使用:通过在对反应惰性的有机溶剂和碱水溶液的存在下使二元酚系化合物和碳酰氯反应后,添加叔胺或季铵盐等聚合催化剂进行聚合的界面聚合法、将二元酚系化合物溶解于吡啶或吡啶和惰性溶剂的混合溶液,导入碳酰氯进行直接制造的吡啶法等以往的聚碳酸酯的制造法而得到的聚碳酸酯系树脂。在上述反应时,根据需要使用分子量调节剂(封端剂)、支化剂等。
作为二元酚系化合物,可举出下述通式(III’)所示的二元酚系化合物。
[化学式16]
[式中,R1、R2、X、a和b如上述定义,优选例也相同。]
作为该二元酚系化合物的具体例,可举出在上文的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)的制造方法中描述的化合物,优选例也相同。其中,优选双(羟基苯基)链烷烃系二元酚,更优选双酚A。
上述聚碳酸酯系树脂(A’)可以单独使用1种,也可以并用2种以上。聚碳酸酯系树脂(A’)与聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A)不同,不具有式(II)所示那样的聚有机硅氧烷嵌段(A-2)。例如,聚碳酸酯系树脂(A’)可以为均聚碳酸酯树脂,优选为芳香族聚碳酸酯系树脂。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中所含的聚碳酸酯系树脂(S)可以仅为上述的PC-POS共聚物(A),也可以包含PC-POS共聚物(A)和聚碳酸酯系树脂(A’)。
从成形体的耐冲击性和滑动性的观点出发,聚碳酸酯系树脂组合物中所含的聚碳酸酯系树脂(S)中的PC-POS共聚物(A)的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为30质量%以上,更进一步优选为50质量%以上,更进一步优选为60质量%以上,更进一步优选为70质量%以上,更进一步优选为80质量%以上,更进一步优选为90质量%以上,特别优选为95质量%以上,最优选为100质量%(即,不含聚碳酸酯系树脂(A’))。
<共聚物(B)>
本发明的聚碳酸酯树脂组合物所含有的共聚物(B)为具有下述通式(X1)所示的结构单元(b-1)、下述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和下述通式(X3)所示的结构单元(b-3)的共聚物。
[化学式17]
[式中,R31独立地表示卤素原子或碳数1~10的烷基。c表示0~5的整数。]
结构单元(b-1)由上述通式(X1)表示。
上述通式(X1)中,作为R31所示的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
作为R31所示的碳数1~10的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基、各种庚基、各种辛基、各种壬基和各种癸基。
c表示0~5的整数,优选为0~3,更优选为0或1。特别优选为c=0。
结构单元(b-2)由上述通式(X2)表示。结构单元(b-3)由上述通式(X3)表示。
共聚物(B)只要具有上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)、上述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和上述通式(X3)所示的结构单元(b-3)就没有特别限定。共聚物(B)可以为具有上述结构单元(b-1)、上述结构单元(b-2)和上述结构单元(b-3)的无规共聚物或嵌段共聚物中的任一种。另外,共聚物(B)可以是上述结构单元(b-1)、上述结构单元(b-2)和上述结构单元(b-3)这3种构成直链或支链的主链的共聚物、选自上述结构单元(b-1)、上述结构单元(b-2)和上述结构单元(b-3)中的1种或2种构成主链,至少另1种进行聚合(例如接枝聚合)而构成侧链的共聚物。
从优异的滑动性和色调的观点出发,优选上述结构单元(b-1)构成上述共聚物(B)的侧链,和/或上述结构单元(b-2)和结构单元(b-3)构成上述共聚物(B)的主链,更优选上述结构单元(b-1)构成上述共聚物(B)的侧链且结构单元(b-2)和结构单元(b-3)构成上述共聚物(B)的主链。
共聚物(B)中,上述结构单元(b-1)、上述结构单元(b-2)和上述结构单元(b-3)在共聚物中的含量没有特别限定,例如可举出以下的方式。
上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)的含量相对于上述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和上述通式(X3)所示的结构单元(b-3)的合计100质量%优选为10质量%以上且50质量%以下。
上述通式(X2)所示的结构单元(b-2)的含量相对于上述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和上述通式(X3)所示的结构单元(b-3)的合计100质量%优选为80质量%以上且99质量%以下,更优选为90质量%以上且97质量%以下。
上述通式(X3)所示的结构单元(b-3)的含量相对于上述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和上述通式(X3)所示的结构单元(b-3)的合计100质量%优选为1质量%以上且20质量以下%,更优选为3质量%以上且10质量%以下。
<具有苯乙烯系(共)聚合物链段的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B’)>
作为共聚物(B)的优选方式,可举出具有苯乙烯系(共)聚合物链段的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B’)。具有苯乙烯系(共)聚合物链段的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B’)只要是包含苯乙烯系(共)聚合物部分(链段)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物部分(链段)的共聚物就没有限制,优选为包含苯乙烯系(共)聚合物链段和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物链段的接枝共聚物。此外,优选以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物链段为主链、以苯乙烯系(共)聚合物链段为侧链的接枝共聚物。
(苯乙烯系(共)聚合物链段)
苯乙烯系(共)聚合物链段包含上述的上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)。苯乙烯系(共)聚合物链段是仅包含上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)的聚合物、或者包含上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)和下述通式(X4)或下述通式(X5)所示的结构单元(b-4)的共聚物。
[化学式18]
[式中,R41和R43各自独立地表示氢原子或甲基。R42表示碳数1~8的烷基或环氧丙基。]
上述通式(X4)中,作为R42所示的碳数1~8的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基、各种庚基、和各种辛基。
上述通式(X4)中,R41优选为甲基。另外,R42优选为环氧丙基。
上述通式(X5)中,R43优选为甲基。
苯乙烯系(共)聚合物链段中的上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)和上述通式(X4)或上述通式(X5)所示的结构单元(b-4)的含量没有特别限制,以上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)和上述通式(X4)或上述通式(X5)所示的结构单元(b-4)的合计100质量%为基准计,优选上述通式(X1)所示的结构单元(b-1)的含量为50质量%以上且100质量%以下。
(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为包含上述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和上述通式(X3)所示的结构单元(b-3)的共聚物。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以为乙烯与乙酸乙烯酯的无规共聚物,也可以为嵌段共聚物。
相对于上述通式(X2)所示的结构单元(b-2)和上述通式(X3)所示的结构单元(b-3)的合计质量,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的上述通式(X3)所示的结构单元(b-3)的比例优选为1~20质量%,更优选为2~15质量%,进一步优选为3~10质量%。
在具有苯乙烯系(共)聚合物链段的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B’)的优选方式中,该共聚物是以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物链段为主链、以苯乙烯系(共)聚合物链段为侧链的接枝共聚物。在此,主链是指共聚物分子中最长的链状结构部分。
具有苯乙烯系(共)聚合物链段的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B’)可以通过各种公知的方法制造。作为其适宜的方法,可举出:在向乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中添加了悬浊剂而成的水性悬浊液中将苯乙烯系单体、或者进一步将其他乙烯基系单体和自由基聚合性有机过氧化物混合并加热搅拌,使上述成分浸渗于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物后,进一步进行升温使其聚合来制造的方法。
另外,具有苯乙烯系(共)聚合物链段的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B’)为市售的,例如可以从日油株式会社的商品名“MODIPER”系列中选择并获得。例如,可举出“MODIPERAS100”。
从成形体的优异的滑动性和色调(YI值)的观点出发,上述共聚物(B)的含量相对于上述聚碳酸酯系树脂(S)100质量份优选为0.5质量份以上且20质量份以下,更优选为1质量份以上且15质量份以下,进一步优选为2质量份以上且10质量份以下,更进一步优选为2质量份以上且7质量份以下。
<脱模剂(C)>
从优异的滑动性的观点出发,本发明的聚碳酸酯系树脂组合物可以进一步含有脱模剂(C)。
作为脱模剂(C),例如可举出脂肪酸酯,更具体而言,可优选举出季戊四醇与脂肪族羧酸所成的全酯。季戊四醇与脂肪族羧酸所成的全酯是通过使季戊四醇与脂肪族羧酸进行酯化反应,制成全酯而得到的物质。
作为全酯的构成成分的脂肪族羧酸优选可以使用碳数12~30的脂肪族羧酸。
脂肪族羧酸可以使用利用各种植物性油脂、动物性油脂制造的脂肪族羧酸。这些油脂类是包含各种脂肪酸作为成分的酯化合物。因此,例如利用上述植物性油脂、动物性油脂制造的硬脂酸通常含有大量的棕榈酸等其他脂肪酸成分。在本发明中,可以使用这样的利用植物性油脂、动物性油脂制造的包含多种脂肪酸的混合脂肪酸,也可以是经提纯分离的脂肪酸。
碳数12~30的脂肪族羧酸中,优选碳数12~22的脂肪族羧酸。脂肪族羧酸中,优选使用饱和脂肪酸,特别是进一步优选使用碳数12~22的饱和脂肪酸。碳数12~22的饱和脂肪酸中,优选硬脂酸、棕榈酸、山嵛酸。
季戊四醇与脂肪族羧酸所成的全酯的优选的具体化合物为季戊四醇硬脂酸全酯、季戊四醇棕榈酸全酯和季戊四醇山嵛酸全酯。从考虑到符合欧洲REACH标准的观点等出发,特别优选使用季戊四醇棕榈酸全酯与季戊四醇硬脂酸全酯的混合比以质量比计为9:1~1:9、优选为5:5~3:7的混合物。例如,季戊四醇硬脂酸全酯以往也被广泛用作脱模剂,因此,在REACH中,已经作为现有物质而被预注册。与此相对,季戊四醇棕榈酸全酯作为新型物质而需要新进行预注册,但是注册所需经费高昂,手续也更烦杂。因此,优选使用季戊四醇硬脂酸全酯的组成比率高而可被作为季戊四醇硬脂酸全酯进行对待的混合物。另外,作为优选季戊四醇硬脂酸全酯的组成比率高的理由,还可举出碳链为C18的季戊四醇硬脂酸全酯与C16的季戊四醇棕榈酸全酯相比,在制成树脂组合物时的脱模性能等更加优异等。
脱模剂(C)的含量相对于聚碳酸酯系树脂(S)100质量份优选为0.10质量份以上,更优选为0.15质量份以上,进一步优选为0.20质量份以上,更进一步优选为0.25质量份以上,优选为0.45质量份以下,更优选为0.40质量份以下,进一步优选为0.35质量份以下,更进一步优选为0.30质量份以下。
<其他添加剂>
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中,可以在不损害本发明效果的范围内进一步配合其他添加剂。作为其他成分,例如可举出耐水解剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、阻燃助剂、增强材料、填充剂和耐冲击性改良用的弹性体、颜料、染料等。对若干成分进行详述。
<抗氧化剂>
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物优选还包含抗氧化剂。通过在聚碳酸酯系树脂组合物中配合抗氧化剂,能够抑制聚碳酸酯系树脂组合物在熔融时的氧化劣化,能够抑制因氧化劣化而导致的着色等。作为抗氧化剂,可以适宜地使用磷系抗氧化剂和/或酚系抗氧化剂等。
作为酚系抗氧化剂,例如可举出3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、季戊四醇四〔3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕等受阻酚类。
这些抗氧化剂中,优选双(2,6-二叔丁基4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯等具有季戊四醇二亚磷酸酯结构的物质、三苯基膦。
作为市售的酚系抗氧化剂,例如可举出Irganox1010(BASF Japan株式会社制,商标)、Irganox1076(BASFJapan株式会社制,商标)、Irganox1330(BASF Japan株式会社制,商标)、Irganox3114(BASF Japan株式会社制,商标)、BHT(武田药品工业株式会社制,商标)、CYANOX1790(SOLVAY公司制,商标)和Sumilizer GA-80(住友化学株式会社制,商标)等。
作为磷系抗氧化剂,例如可举出亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基壬基酯、二苯基(2-乙基己基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、二苯基异辛基亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、二苯基异癸基亚磷酸酯、二苯基单(十三烷基)亚磷酸酯、苯基二异癸基亚磷酸酯、苯基二(十三烷基)亚磷酸酯、三(2-乙基己基)亚磷酸酯、三(异癸基)亚磷酸酯、三(十三烷基)亚磷酸酯、二丁基氢亚磷酸酯、三月桂基三硫代亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、4,4’-异丙叉基二苯酚十二烷基亚磷酸酯、4,4’-异丙叉基二苯酚十三烷基亚磷酸酯、4,4’-异丙叉基二苯酚十四烷基亚磷酸酯、4,4’-异丙叉基二苯酚十五烷基亚磷酸酯、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯基)二(十三烷基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、季戊四醇二亚磷酸二硬脂基酯、苯基双酚A季戊四醇二亚磷酸酯、四苯基二丙二醇二亚磷酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-二(十三烷基)亚磷酸酯-5-叔丁基苯基)丁烷、3,4,5,6-二苯并-1,2-氧杂膦、三苯基膦、二苯基丁基膦、二苯基十八烷基膦、三(对甲苯基)膦、三(对壬基苯基)膦、三(萘基)膦、二苯基(羟基甲基)膦、二苯基(乙酰氧基甲基)膦、二苯基(β-乙基羧基乙基)膦、三(对氯苯基)膦、三(对氟苯基)膦、苄基二苯基膦、二苯基(β-氰基乙基)膦、二苯基(对羟基苯基)膦、二苯基(1,4-二羟基苯基)-2-膦、苯基萘基苄基膦等。
作为市售的磷系抗氧化剂,例如可举出Irgafos 168(BASF Japan株式会社制,商标)、Irgafos 12(BASF Japan株式会社制,商标)、Irgafos 38(BASF Japan株式会社制,商标),ADEKA STAB 2112(株式会社ADEKA制,商标)、ADEKA STAB C(株式会社ADEKA制,商标)、ADEKA STAB 329K(株式会社ADEKA制,商标)、ADEKA STAB PEP36(株式会社ADEKA制,商标)、JC-263(城北化学工业株式会社制,商标)、Sandstab P-EPQ(CLARIANT公司制,商标)、DoverphosS-9228PC(Dover Chemical公司制,商标)等。
上述抗氧化剂可以组合使用1种或2种以上。本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中的抗氧化剂的配合量相对于聚碳酸酯系树脂(S)100质量份优选为0.001质量份以上且0.5质量份以下,优选为0.01质量份以上且0.3质量份以下,更优选为0.05质量份以上且0.3质量份以下。如果抗氧化剂的量相对于聚碳酸酯系树脂(S)100质量份为上述范围,则可以得到充分的抗氧化作用,并且能够抑制成形时的模具污染。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物可以通过具有上述组成,从而能够兼具优异的滑动性和耐冲击性、以及优异的色调。
需要说明的是,滑动性是指物品的接触部分和/或可动部分平滑地移动的状态。滑动性例如可以根据动摩擦系数、静摩擦系数进行评价。
本说明书中,色调良好是指黄色感少。色调例如可以根据YI值进行评价。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物的一个方式中,聚碳酸酯系树脂(S)和共聚物(B)的合计含量以聚碳酸酯系树脂组合物的总量100质量%为基准计优选为80质量%以上且100质量%以下,更优选为95质量%以上且100质量%以下,进一步优选为97质量%以上且100质量%以下,更进一步优选为98质量%以上且100质量%以下,特别优选为99质量%以上且100质量%以下。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物的另一方式中,聚碳酸酯系树脂(S)和共聚物(B)、以及上述其他成分的合计含量以聚碳酸酯系树脂组合物的总量100质量%为基准计优选为90质量%以上且100质量%以下,更优选为95质量%以上且100质量%以下,进一步优选为97质量%以上且100质量%以下,更进一步优选为98质量%以上且100质量%以下,特别优选为99质量%以上且100质量%以下。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中,聚碳酸酯系树脂(S)的含量以聚碳酸酯系树脂组合物的总量100质量%为基准计优选为65质量%以上且99.5质量%以下,更优选为80质量%以上且99质量%以下,进一步优选为85质量%以上且98质量%以下,更进一步优选为90质量%以上且98质量%以下。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中,PC-POS共聚物(A)的含量以聚碳酸酯系树脂组合物的总量100质量%为基准计优选为20质量%以上且99.5质量%以下,更优选为40质量%以上且99质量%以下,进一步优选为60质量%以上且98质量%以下,更进一步优选为80质量%以上且98质量%以下。
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中,共聚物(B)的含量以聚碳酸酯系树脂组合物的总量100质量%为基准计优选为0.4质量%以上且20质量%以下,更优选为1质量%以上且15质量%以下,进一步优选为1.5质量%以上且10质量%以下,更进一步优选为2质量%以上且10质量%以下。
[聚碳酸酯系树脂组合物的制造方法]
本发明的聚碳酸酯系树脂组合物可以通过将上述各成分以上述比例配合,并且将根据需要使用的各种任选成分以适当比例配合,进行混炼而得到。
配合和混炼可以利用如下的方法进行:用通常使用的设备例如螺条式混合机、鼓式滚筒等进行预混合后,使用亨舍尔搅拌机、班伯里密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机和双向捏和机(日文:コニ一ダ)等的方法。混炼时的加热温度通常在240℃以上且320℃以下的范围适当选择。作为该熔融混炼,优选使用挤出机,特别优选使用排气式的挤出机。
[成形体]
可以将上述熔融混炼后的本发明的聚碳酸酯系树脂组合物、或所得到的颗粒作为原料,利用注射成形法、注射压缩成形法、挤出成形法、吹塑成形法、压制成形法、真空成形法和发泡成形法等来制造各种成形体。特别是可以使用熔融混炼得到的颗粒而合适地用于基于注射成形和注射压缩成形的注射成形体的制造。
由本发明的聚碳酸酯系树脂组合物形成的成形体例如可以适合地用作电视机、收音机、相机、摄像机、音响播放器、D VD播放器、空调、移动电话、智能手机、步话机、显示器、计算机、平板终端、便携游戏设备、台式游戏设备、穿戴型电子设备、收银机、计算器、复印机、打印机、传真机、通信基站、电池、机器人等电气和电子设备用部件的外部装饰和内部部件等、以及汽车、铁道、船舶、航空器、航天产业用设备、医疗设备的外部装饰和内部部件以及建材的部件。
实施例
通过实施例进一步具体地说明本发明,但本发明不受这些示例的任何限定。各例中的特性值、评价结果按照以下要点求出。
(1)聚二甲基硅氧烷链长和含有率
利用NMR测定,根据聚二甲基硅氧烷的甲基的积分值比来算出。
需要说明的是,在本说明书中,有时将聚二甲基硅氧烷简称为PDM S。
<聚二甲基硅氧烷的链长的定量方法>
1H-NMR测定条件
NMR装置:株式会社JEOL RESONANCE制ECA-500
探针:50TH5AT/FG2
观测范围:-5~15ppm
观测中心:5ppm
脉冲重复时间:9秒
脉冲宽度:45°
NMR试样管:5φ
样品量:30~40mg
溶剂:氘代氯仿
测定温度:室温
累积次数:256次
烯丙基苯酚封端聚二甲基硅氧烷的情况
A:δ-0.02~0.5附近观测到的二甲基硅氧烷部的甲基的积分值
B:δ2.50~2.75附近观测到的烯丙基苯酚的亚甲基的积分值聚二甲基硅氧烷的链长=(A/6)/(B/4)
丁香酚封端聚二甲基硅氧烷的情况
A:δ-0.02~0.5附近观测到的二甲基硅氧烷部的甲基的积分值
B:δ2.40~2.70附近观测到的丁香酚的亚甲基的积分值
聚二甲基硅氧烷的链长=(A/6)/(B/4)
<聚二甲基硅氧烷含有率的定量方法>
将烯丙基苯酚封端聚二甲基硅氧烷共聚而得的P TBP封端聚碳酸酯中的聚二甲基硅氧烷共聚量的定量方法
NMR装置:株式会社JEOL RESONANCE制ECA-500
探针:50TH5AT/FG2
观测范围:-5~15ppm
观测中心:5ppm
脉冲重复时间:9秒
脉冲宽度:45°
累积次数:256次
NMR试样管:5φ
样品量:30~40mg
溶剂:氘代氯仿
测定温度:室温
A:δ1.5~1.9附近观测到的BPA部的甲基的积分值
B:δ-0.02~0.3附近观测到的二甲基硅氧烷部的甲基的积分值
C:δ1.2~1.4附近观测到的对叔丁基苯基部的丁基的积分值
a=A/6
b=B/6
c=C/9
T=a+b+c
f=a/T×100
g=b/T×100
h=c/T×100
TW=f×254+g×74.1+h×149
PDMS(质量%)=g×74.1/TW×100
(2)粘均分子量
关于粘均分子量(Mv),使用乌氏型粘度计测定20℃时的二氯甲烷溶液的粘度,由此求出特性粘度[η],利用下式(Schnell式)算出。
[数学式2]
[η]=1.23×10-5×Mv0.83
(3)摩擦系数评价
关于摩擦系数评价,使用滑动倾斜角测定机(株式会社东洋精机制作所制,AN),根据逐渐提高倾斜板的倾斜角度时的试验片的开始滑动的角度来计算静摩擦系数的倾斜法,对试验片间的静摩擦系数进行评价。试验片在下述测定条件的环境下保持24小时以上后,供于试验。
在图1中示出摩擦系数评价的示意图。关于上部试验片,在重物(滑体(日文:スレツド))上分别用双面胶带(住友3M株式会社制,透明双面胶带C at.No.665-3-12)固定了试验片的两侧面2个位置,关于下部试验片,在倾斜板上用双面胶带(住友3M株式会社制,透明双面胶带Cat.No.665-3-12)固定了试验片的两侧面2个位置。另外,试验片的朝向以各自成为流动方向(MD方向)的方式进行设置。测定了上部试验片的滑动距离达到10mm时的倾斜板的倾斜角θ。
[数学式3]
μS=tanθ
在本评价中,代入按照上述式(莫兰的法则)测定的θ的值,将算出的结果作为静摩擦系数μs。该静摩擦系数的值越小,摩擦越小,越优异。
测定5次静摩擦系数,求出其平均值。
[测定条件]
上部试验片形状:纵70mm,横100mm,厚度3.0mm
下部试验片:同一材料(共材),纵150mm,横150mm,厚度3.0mm
倾斜板的倾斜角的变化速度:2.7°/S
滑体截面积:65cm2(即,面间压力15g/cm2)
滑体重量:1.0kg
测定方向:MD方向
测定次数:5次
测定温度:23±1℃,相对湿度50±5%
测定条件:无润滑。
(4)摩擦摩耗评价
使用恒定负荷测定机(HEIDONTYPE-40,新东科学株式会社制),以使利用浇口切割机(株式会社DUMBBELL制)切割的面成为与下部平板试验片的接触面的方式将下部平板试验片固定于装置侧后,以使两者垂直的方式进行设置。
在第200次往复滑动时的返程中,在240.5~241(秒)的范围内,按照摩擦系数的极大值从大到小的顺序设为μM1、μM2、μM3,紧接μM1、μM2、μM3之后的极小值分别设为μm1、μm2、μm3。在图2中示出一个例子。
利用下式分别算出最大摩擦系数μM和Δμ,将小数点以下3位四舍五入的结果示于表3。
最大摩擦系数μM=(μM1+μM2+μM3)/3
粘滑后的摩擦系数μm=(μm1+μm2+μm3)/3
Δμ=μM-μm
[测定条件]
上部长条试验片形状:纵40mm,横10mm,厚度4.0mm
下部平板试验片形状:同一材料(共材),纵80mm,横80mm,厚度3.0mm
负荷条件:500g
测定速度:500mm/min
测定长度:10mm
往复次数:200次。
(5)异响评价
使用噪音计(DT-805L,SHENZHENEVERBESTMACHINERYINDUSTRY公司制)测定上述摩擦摩耗试验的实施中的异响的产生。使固定在带台座的夹具上的噪音计接近距固定在上部台钳夹具上的长条试验片10mm的距离进行测定。将测定中的最大音量(dB)示为结果。
[测定条件]
响应速度:FAST
范围:Low。
(6)性能评价
<耐冲击性评价>
(夏比冲击强度)
使用各实施例、比较例和参考例中得到的评价用颗粒,利用按照JIS K 6719-2:2011的下述条件下成形的厚度4mm的成形体制作按照JIS K 7139:2009的试验片。使用制作后的试验片,按照JIS K 7111-1:2012在温度23℃和-40℃下测定夏比冲击强度。
(成形条件)
颗粒干燥:120℃,5小时
注射成形机:EC100SX(东芝机械株式会社制)
料筒温度:280℃
试验片形状:长度80±2mm,宽度10±0.2mm
<色调评价>
(YI值)
使用注射成形机(株式会社NIIGATA MACHINE TECHNO制,MD50XB),通过注射成形法,将各实施例、比较例和参考例中得到的评价用颗粒在料筒温度280℃、模具温度80℃、循环时间40秒的条件下成形50×30×厚度3m的平板状试验片。
对于所得到的试验片,使用分光光度计,在C光源、2度视野、测定孔:30mmφ的条件下利用反射法测定5次YI值,求出其平均值。
在实施例1~6、比较例1~3和参考例1~3中,使用SE2000(日本电色工业株式会社制)作为分光光度计。在实施例7~11、比较例4~6中,使用SE7700(日本电色工业株式会社制)作为分光光度计。
<制造例1:聚碳酸酯低聚物的制造>
在5.6质量%的氢氧化钠水溶液中,加入相对于双酚A(BPA)(之后溶解)为2000ppm的连二亚硫酸钠。在其中溶解BPA,以使得BPA浓度成为13.5质量%,制备BPA的氢氧化钠水溶液。
以该BPA的氢氧化钠水溶液为40L/hr、二氯甲烷为15L/hr和碳酰氯为4.0kg/hr的流量连续地通入内径6mm、管长30m的管型反应器。管型反应器具有夹套部分,向夹套通入冷却水并将反应液的温度保持在40℃以下。将从管型反应器出来的反应液连续地导入到具备后掠叶片的内容积40L的带折流板的槽型反应器中,向其中进一步以2.8L/hr的流量添加BPA的氢氧化钠水溶液,以0.07L/hr的流量添加25质量%的氢氧化钠水溶液,以17L/hr的流量添加水,以0.64L/hr的流量添加1质量%的三乙胺水溶液,进行反应。通过连续地抽出从槽型反应器中溢出的反应液并静置来分离除去水相,采集二氯甲烷相。
这样得到的聚碳酸酯低聚物的浓度为341g/L,氯甲酸酯基浓度为0.71mol/L。
<聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A1)>
在具备挡板、桨型搅拌叶片和冷却用夹套的50L槽型反应器中投入上述制造例1中制造的聚碳酸酯低聚物溶液15L、二氯甲烷10.1L、聚二甲基硅氧烷的平均链长n为37的邻烯丙基苯酚封端改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)407g和三乙胺8.4mL,在搅拌下向其中加入将氢氧化钠85g溶于纯水980mL而成的氢氧化钠水溶液1065g,进行20分钟的聚碳酸酯低聚物与烯丙基苯酚封端改性PDMS的反应。
在该聚合液中,添加对叔丁基苯酚(PTBP)的二氯甲烷溶液(将147g的PTBP溶解于二氯甲烷1.0L而成)、双酚A的氢氧化钠水溶液(在将氢氧化钠618g和连二亚硫酸钠2.1g溶解于纯水9.0L而成的水溶液中溶解1093g的双酚A而成),进行40分钟聚合反应。
为了稀释而加入二氯甲烷13L并搅拌20分钟后,分离为包含聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物(PC-PDMS共聚物)的有机相以及包含过量的双酚A和氢氧化钠的水相,分离出有机相。
对于如此所得到的PC-PDMS共聚物的二氯甲烷溶液,依次利用相对于该溶液为15体积%的0.03mol/L氢氧化钠水溶液、0.2mol/L盐酸进行清洗,接下来,利用纯水反复清洗直至清洗后的水相中的电导率为5μS/cm以下为止。
对于通过清洗得到的PC-PDMS共聚物的二氯甲烷溶液进行浓缩·粉碎,将所得到的薄片在减压下于120℃进行干燥,制造PC-PDMS共聚物(A1)。
所得到的PC-PDMS共聚物(A1)的通过NMR求出的PDMS嵌段部分的含量为6.0质量%,粘均分子量Mv为17700。
<聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A2)>
除了使用聚二甲基硅氧烷的平均链长n为88的邻烯丙基苯酚封端改性PDMS以外,与上述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物(A1)同样地操作,制造PC-PDMS共聚物(A2)。
所得到的PC-PDMS共聚物(A2)的通过核磁共振(NMR)求出的PDMS嵌段部分的含量为6.0质量%,粘均分子量Mv为17700。
<聚碳酸酯系树脂(A’)>
芳香族均聚碳酸酯树脂[出光兴产株式会社制,TARFLONFN1700(商品名),粘均分子量=17700]
<共聚物(B)>
“MODIPERAS100(商品名)”[日油株式会社制]
<脱模剂(C)>
季戊四醇硬脂酸全酯与季戊四醇棕榈酸全酯的混合物(混合比为C16∶C18=1∶1.1)[RIKENVITAMIN株式会社制,EW440A]
<其他成分>
抗氧化剂:“IRGAFOS168(商品名)”[亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯,BASFJapan株式会社制]
实施例1~6、比较例1~3、参考例1~3
将上述PC-POS共聚物(A1)或(A2)、具有苯乙烯系(共)聚合物链段的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B)、脱模剂(C)以及抗氧化剂以表1和表2所示的配合比例进行混合,供给至排气式双螺杆挤出机(东芝机械株式会社制,TEM35B),以螺杆转速250rpm、喷出量25kg/hr、树脂温度280℃进行熔融混炼,得到了评价用颗粒样品。
将该评价用颗粒样品在120℃干燥5小时后,使用注射成形机(东芝机械株式会社制,IS150E-5A),在料筒温度280℃、模具温度80℃的条件下进行注射成形,制作了2片用于进行摩擦系数评价的平板试验片(纵150mm,横150mm,厚度3mm)。1片用作下部试验片。另1片在之后使用带锯机(日文:コンタ一マシン)(YSkoki株式会社制,Vz-300)进行切削,用砂纸除去切削面的毛刺,制作了上部试验片(纵70mm,横100mm,厚度3mm)。
将摩擦系数试验、冲击特性和色调的评价结果示于表1和表2。
[表1]
[表2]
实施例7~11、比较例4~7
将上述PC-POS共聚物(A1)或(A2)、具有苯乙烯系(共)聚合物链段的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(B)、脱模剂(C)以及抗氧化剂以表3所示的配合比例进行混合,供给至排气式双螺杆挤出机(东芝机械株式会社制,TEM35B),以螺杆转速250rpm、喷出量25kg/hr、树脂温度280℃进行熔融混炼,得到了评价用颗粒样品。
将该评价用颗粒样品在120℃干燥5小时后,使用注射成形机(东芝机械株式会社制,EC100SX),在料筒温度280℃、模具温度80℃的条件下进行注射成形,制作了依据JISK7139:2009和ISO20753:2008的哑铃形拉伸试验片(A型)。然后,使用设定为88℃的浇口切割机(株式会社DUMBBELL制)切出长条形状(纵80mm,横10mm,厚度4mm),使用带锯机(YSkoki株式会社制,Vz-300)切成一半后,用剃刀等将利用浇口切割机切割后的面去除毛刺,从而制作了用作摩擦摩耗评价的上部试验片的长条试验片(纵40mm,横10mm,厚度4mm)。
另外,将上述评价用颗粒样品在120℃干燥5小时后,使用注射成形机(日精树脂工业株式会社制,NEX110),在料筒温度280℃、模具温度80℃下进行注射成形,从而制作了用作摩擦摩耗评价的下部试验片的平板试验片(纵80mm,横80mm,厚度3mm)。
需要说明的是,实施例7~11、比较例4~7与上述实施例1~6、比较例1~3、参考例1~3独立地进行。
将摩擦摩耗评价、异响评价、冲击特性和色调的评价结果示于表3。
[表3]
产业上的可利用性
根据本发明,能够在不损害聚碳酸酯系树脂所具有的优异的耐冲击性的情况下得到滑动性改良且色调优异的聚碳酸酯系树脂组合物及其成形体。通过本发明得到的成形体的滑动性优异,因此能够抑制例如摩擦异响等。
Claims (8)
1.一种聚碳酸酯系树脂组合物,其含有聚碳酸酯系树脂S和共聚物B,
所述聚碳酸酯系树脂S含有聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物A,
所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物A含有包含下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段A-1以及含有下述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段A-2,
所述共聚物B具有下述通式(X1)所示的结构单元b-1、下述通式(X2)所示的结构单元b-2和下述通式(X3)所示的结构单元b-3,
式中,R1和R2各自独立地表示卤素原子、碳数1~6的烷基或碳数1~6的烷氧基,X表示单键、碳数1~8的烷撑基、碳数2~8的烷叉基、碳数5~15的环烷撑基、碳数5~15的环烷叉基、芴二基、碳数7~15的芳基烷撑基、碳数7~15的芳基烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-,R3和R4各自独立地表示氢、卤素原子、碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基或碳数6~12的芳基,a和b各自独立地表示0~4的整数,
R31独立地表示卤素原子或碳数1~10的烷基,c表示0~5的整数。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,
所述通式(X1)所示的结构单元b-1构成所述共聚物B的侧链。
3.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,
所述通式(X2)所示的结构单元b-2和通式(X3)所示的结构单元b-3构成所述共聚物B的主链。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述共聚物B的含量相对于100质量份的所述聚碳酸酯系树脂S为0.5质量份以上且20质量份以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其还含有脱模剂C。
6.根据权利要求5所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,所述脱模剂C为脂肪酸酯。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物,其中,
所述聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物A中的聚有机硅氧烷嵌段A-2的平均链长为50以上。
8.一种成形体,其是将权利要求1~7中任一项所述的聚碳酸酯系树脂组合物成形而成的。
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