JP2005534755A - 防炎成形組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グラフトポリマー、ポリアルキレンテレフタレートおよびビスフェノールAに基づくオリゴマーリン酸エステルを含有する、処理ウィンドーを広げた防炎性ポリカーボネート成形組成物に関する。
米国特許出願第5 030 675号公報は、芳香族ポリカーボネート、ABS−ポリマー、ポリアルキレンテレフタレートおよびさらには防炎添加剤としてモノホスフェートおよびフッ素化ポリオレフィンの防炎熱可塑性成形組成物を開示している。この成形組成物は特に高い継ぎ目強度を有するが、比較的高い処理温度での化学物質の作用の結果、応力割れを形成する傾向がより強くある。
欧州特許出願第0 363 608号公報は、芳香族ポリカーボネート、スチレン−含有コポリマーおよび/またはグラフトポリマーおよびさらには防炎添加剤としてオリゴマーホスフェートおよびフッ素化ポリオレフィンを含むポリマー混合物を開示している。これらの混合物の継ぎ目強度のレベルは、しばしば一般的に多くの継ぎ目を有する複雑な薄壁収納部品の製造に適していない。
欧州特許出願第0 594 021号公報は、芳香族ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、グラフトポリマーおよび防炎添加剤としてレゾルシノール−架橋オリゴマーリン酸エステルおよびフッ素化ポリオレフィンのポリマー混合物を開示している。これらの成形組成物から製造された成形部品は、低い処理温度で製造されたものであるのでが、応力割れに高い耐性を有する。また、これらの混合物から製造された成形体は高いノッチ衝撃強度と表面品質を有する。しかし、特に薄壁部品の製造にはより高い処理温度が求められるので、経験はこれらの成形組成物はしばしば応力割れの問題を有することを示している。処理温度上昇に伴うESC性の著しい低下は、恐らくポリカーボネートとポリエステル間のポリマー分解過程および/またはエステル交換反応の結果であろう。
本発明の目的は、300℃までの高い処理温度で、改良された機械特性、特に、化学物質の作用の結果としての応力割れ欠陥に対するより高い耐性を有する薄壁成形部品に加工することができ、かつ高い継ぎ目強度と破断時の伸長を併せ持つことを特徴とする、良好な熱形成安定性を備えた防炎組成物を提供することである。
ポリアルキレンテレフタレートと防炎添加剤としてビスフェノールAに基づくオリゴマーリン酸エステルを含有するポリカーボネート/ABS組成物が、所望の特性を有することを見出した。これらの成形組成物は特に、処理中でさえ高い処理温度および圧力が使用される材料に少なからず負荷されるような、データ技術用途用の薄壁成形部品の製造に好適である。
300℃の処理温度でさえ、発明による組成物から製造される成形部品は、化学物質の作用の結果としての応力割れ欠陥に対して優れた耐性を有する。また、成形組成物は、比較できるような処理特性(すなわち溶融流動性)を有する防炎PC/ABS成形組成物に比べて、非常に良好な継ぎ目強度を有する。
発明は、
A)40〜95重量部、好ましくは50〜90重量部、特に好ましくは55〜85重量部、特に60〜80重量部の芳香族ポリカーボネートおよび/またはポリエステルカーボネート、
B)0.5〜30重量部、好ましくは1〜20重量部、特に好ましくは2〜15重量部、特に3〜10重量部のポリアルキレンテレフタレート、
C)0.5〜30重量部、好ましくは1〜20重量部、特に好ましくは2〜15重量部、特に3〜12重量部のグラフトポリマー、
D)0.5〜25重量部、好ましくは1〜20重量部、特に好ましくは2〜18重量部、特に5〜15重量部の式(I)のオリゴマーリン化合物、
(ここで、R1、R2、R3、R4は互いに独立して、C1〜C8−アルキル、C5〜C6−シクロアルキル、C6〜C10−アリールまたはC7〜C12−アラルキルを意味し、
nは互いに独立して0または1、好ましくは1を意味し、
qは0.5〜15、好ましくは0.8〜10、特に好ましくは1〜5、特に1〜2を意味し、
R5およびR6は互いに独立して、C1〜C4−アルキル、特にメチルを意味し、
mは互いに独立して、0、1、2、3または4を意味し、かつ
YはC1〜C7−アルキリデン、C1〜C7−アルキレン、C5〜C12−シクロアルキレン、C5〜C12−シクロアルキリデン、−O−、−S−、−SO2−または−O−、好ましくはイソプロピリデンまたはメチレンを意味する)および
E)0〜1重量部、好ましくは0.1〜1重量部、特に好ましくは0.1〜0.5重量部、特に0.2〜0.5重量部のフッ素化ポリオレフィン
の防炎熱可塑性成形組成物を提供する。
A+B+C+D+Eの全ての重量部の合計は100である。
A)40〜95重量部、好ましくは50〜90重量部、特に好ましくは55〜85重量部、特に60〜80重量部の芳香族ポリカーボネートおよび/またはポリエステルカーボネート、
B)0.5〜30重量部、好ましくは1〜20重量部、特に好ましくは2〜15重量部、特に3〜10重量部のポリアルキレンテレフタレート、
C)0.5〜30重量部、好ましくは1〜20重量部、特に好ましくは2〜15重量部、特に3〜12重量部のグラフトポリマー、
D)0.5〜25重量部、好ましくは1〜20重量部、特に好ましくは2〜18重量部、特に5〜15重量部の式(I)のオリゴマーリン化合物、
nは互いに独立して0または1、好ましくは1を意味し、
qは0.5〜15、好ましくは0.8〜10、特に好ましくは1〜5、特に1〜2を意味し、
R5およびR6は互いに独立して、C1〜C4−アルキル、特にメチルを意味し、
mは互いに独立して、0、1、2、3または4を意味し、かつ
YはC1〜C7−アルキリデン、C1〜C7−アルキレン、C5〜C12−シクロアルキレン、C5〜C12−シクロアルキリデン、−O−、−S−、−SO2−または−O−、好ましくはイソプロピリデンまたはメチレンを意味する)および
E)0〜1重量部、好ましくは0.1〜1重量部、特に好ましくは0.1〜0.5重量部、特に0.2〜0.5重量部のフッ素化ポリオレフィン
の防炎熱可塑性成形組成物を提供する。
A+B+C+D+Eの全ての重量部の合計は100である。
(成分A)
発明による組成物は、ポリカーボネートおよび/またはポリエステルカーボネート、好ましくは芳香族ポリカーボネートおよび/またはポリエステルカーボネートを含む。発明に従って好適な成分Aによる芳香族ポリカーボネートおよび/または芳香族ポリカーボネートは文献から公知であり、文献から公知の方法、例えば、相界面法または溶融重合法で製造されうる(芳香族ポリカーボネートの製造に関しては、例えば、シュネル(Schnell)、「ポリカーボネートの化学と物理」、インターサイエンス・パブリッシャーズ(Interscience Publishers)、1964年、およびドイツ特許出願第DE−AS1 495 626号公報、ドイツ特許出願第2 232 877号公報、ドイツ特許出願第2 703 376号公報、ドイツ特許出願第2 714 544号公報、ドイツ特許出願第3 000 610号公報、ドイツ特許出願第3 832 396号公報参照;芳香族ポリエステルカーボネートの製造に関しては、例えば、ドイツ特許出願第3 077 934号公報参照)。
発明による組成物は、ポリカーボネートおよび/またはポリエステルカーボネート、好ましくは芳香族ポリカーボネートおよび/またはポリエステルカーボネートを含む。発明に従って好適な成分Aによる芳香族ポリカーボネートおよび/または芳香族ポリカーボネートは文献から公知であり、文献から公知の方法、例えば、相界面法または溶融重合法で製造されうる(芳香族ポリカーボネートの製造に関しては、例えば、シュネル(Schnell)、「ポリカーボネートの化学と物理」、インターサイエンス・パブリッシャーズ(Interscience Publishers)、1964年、およびドイツ特許出願第DE−AS1 495 626号公報、ドイツ特許出願第2 232 877号公報、ドイツ特許出願第2 703 376号公報、ドイツ特許出願第2 714 544号公報、ドイツ特許出願第3 000 610号公報、ドイツ特許出願第3 832 396号公報参照;芳香族ポリエステルカーボネートの製造に関しては、例えば、ドイツ特許出願第3 077 934号公報参照)。
芳香族ポリカーボネートは例えば、ジフェノールを、炭酸ハライド、好ましくはホスゲンと、および/または芳香族ジカルボン酸ジハロゲニド、好ましくはベンゼンジカルボン酸ジハロゲニドと、相界面法によって、任意に鎖停止剤(例えば、モノフェノール)を用いて、かつ任意に3官能性または3官能性以上の分岐剤(例えば、トリフェノールまたはテトラフェノール)を用いて反応させることによって製造される。
芳香族ポリカーボネートおよび/または芳香族ポリエステルカーボネートの製造用のジフェノールは好ましくは、式(II)のものであり、
ここで、Aは、単結合、C1〜C5−アルキレン、C2〜C5−アルキリデン、C5〜C6−シクロアルキリデン、−O−、−SO−、−CO−、−S−、−SO2−、C6〜C12−アリーレン(これにさらに任意に複素原子を含有する他の芳香族環を縮合しうる)、または式(III)または(IV)の基
でありうり、
Bは、各場合においてC1〜C12−アルキル、好ましくはメチルを意味し、
xは各場合において、互いに独立して、0、1または2を意味し、
pは1または0を意味し、
R5およびR6は各X1について独立して選択され、互いに独立して、ハロゲンまたはC1〜C6−アルキル、好ましくはハロゲン、メチルまたはエチルを意味し、
X1は炭素を意味し、かつ
mは4〜7、好ましくは4または5の全数を意味し、但し、少なくとも1つのX1原子上では、R5およびR6は同時にアルキルである。
Bは、各場合においてC1〜C12−アルキル、好ましくはメチルを意味し、
xは各場合において、互いに独立して、0、1または2を意味し、
pは1または0を意味し、
R5およびR6は各X1について独立して選択され、互いに独立して、ハロゲンまたはC1〜C6−アルキル、好ましくはハロゲン、メチルまたはエチルを意味し、
X1は炭素を意味し、かつ
mは4〜7、好ましくは4または5の全数を意味し、但し、少なくとも1つのX1原子上では、R5およびR6は同時にアルキルである。
好ましいジフェノールは、ヒドロキノン、レゾルシノール、ジヒドロキシジフェノール、ビス−(ヒドロキシフェニル)−C1〜C5−アルカン、ビス−(ヒドロキシフェニル)−C5〜C6−シクロアルカン、ビス−(ヒドロキシフェニル)−エーテル、ビス−(ヒドロキシフェニル)−スルホキシド、ビス−(ヒドロキシフェニル)−ケトン、ビス−(ヒドロキシフェニル)−スルホンおよびα,α−ビス−(ヒドロキシフェニル)−ジイソプロピルベンゼンである。
特に好ましいジフェノールは、4,4’−ジヒドロキシジフェニール、ビスフェノールA、2,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−3.3.5−トリメチルシクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィドおよび4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンである。2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン(ビスフェノールA)が特に好ましい。
ジフェノールは単独でも、またはいずれの種類の混合物としても使用されうる。ジフェノールは、文献で公知であり、文献で公知の方法によって得ることができる。
熱可塑性芳香族ポリカーボネートの製造に好適な鎖停止剤は、例えば、フェノール、p−tert.−ブチルフェノール、さらに長鎖アルキルフェノール、例えば、ドイツ特許出願第2 842 005号公報による4−(1,3−テトラメチルブチル)−フェノール、またはアルキル置換基中に全部で8〜20個の炭素原子を有するモノアルキルフェノールまたはジアルキルフェノール、例えば、3,5−ジ−tert.−ブチルフェノール、p−イソ−オクチルフェノール、p−tert.−オクチルフェノール、p−ドデシルフェノールおよび2−(3,5−ジメチルヘプチル)−フェノールおよび4−(3,5−ジメチルヘプチル)−フェノールである。使用される鎖停止剤の量は、一般に各場合において使用されるジフェノールのモル合計に関して、0.5mol%〜10mol%である。
熱可塑性芳香族ポリ(エステル)カーボネートは10,000〜200,000、好ましくは15,000〜80,000、特に好ましくは17,000〜40,000、特に18,000〜35,000の重量平均分子量(MW、例えば、遠心分離測定、比濁分析またはゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される)を有する。
熱可塑性、芳香族ポリカーボネートは公知の方法で、好ましくは使用されるジフェノールの合計に関して、0.05〜2.0mol%の3官能性または3官能性以上の化合物、例えば、3以上のフェノール性基を有する化合物を導入することによって、分岐されうる。
ホモポリカーボネートとコポリカーボネートはともに好適である。使用されるジフェノールの全量に関して、1〜25重量%、好ましくは2.5〜25重量%のヒドロキシアリールオキシ末端基を有するポリジオルガノシロキサンを、発明に従って成分Aによるコポリカーボネートの製造に用いることもできる。これらは公知であり(米国特許第3 419 634号公報)、文献で公知の方法によって製造されうる。ポリジオルガノシロキサンを含有するコポリカーボネートの製造は、ドイツ特許出願第3 334 782号公報に記載されている。
好ましいポリカーボネートは、ビスフェノールAホモポリカーボネートに加えて、ビスフェノールAのコポリカーボネートであり、これは、ジフェノールのモル合計に関して、15mol%以下で、好ましいまたは特に好ましいとして前述したもの以外のジフェノールを含む。
芳香族ポリエステルカーボネートの製造用の芳香族ジカルボン酸ジハロゲニドは好ましくは、イソフタル酸、テレフタル酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸およびナフタレン−2,6−ジカルボン酸の二酸二塩化物である。
イソフタル酸とテレフタル酸の二酸二塩化物の1:20〜20:1の比の混合物が特に好ましい。
また、ポリエステルカーボネートの製造では、炭酸ハライド、好ましくはホスゲンを二官能性酸誘導体として使用する。
前述のモノフェノールに加えて、そのクロロ炭酸エステルおよび芳香族モノカルボン酸の酸塩化物(これらは任意に、C1〜C22−アルキル基によって置換されてもよい)、さらには脂肪族C2〜C22−モノカルボン酸塩化物も、芳香族ポリエステルカーボネートの製造に可能な鎖停止剤である。
鎖停止剤の量は、フェノール性鎖停止剤の場合にはジフェノールのモルに関して、モノカルボン酸塩化物鎖停止剤の場合にはジカルボン酸ジクロライドのモルに関して、各場合0.1〜10mol%である。
芳香族ポリエステルカーボネートはまた、芳香族ヒドロキシカルボン酸を導入してもよい。
芳香族ポリエステルカーボネートは線形でも、公知の方法で分岐されてもよい(この主題についてはドイツ特許出願第2 940 024号公報およびドイツ特許出願第3 007 934号公報参照)。
3官能性または多官能性のカルボン酸塩化物、例えば、トリメシン酸トリクロライド、シアヌル酸トリクロライド、3,3’−,4,4’−ベンゾフェノン−テトラカルボン酸テトラクロライド、1,4,5,8−ナフタリンテトラカルボン酸テトラクロライドまたはピロメリト酸テトラクロライドを、(使用されるジカルボン酸ジクロライドに関して)0.01〜1.0mol%の量で、または3官能性または多官能性のフェノール、例えば、フロログルシノール、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプテン−2、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプタン、1,3,5−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ベンゼン、1,1,1−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−エタン、トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−フェニルメタン、2,2−ビス[4,4−ビス(4−ヒドロキシ−フェニル)−シクロヘキシル]−プロパン、2,4−ビス−(4−ヒドロキシフェニル−イソプロピル)−フェノール、テトラ−(4−ヒドロキシフェニル)−メタン、2,6−ビス(2−ヒドロキシ−5−メチル−ベンジル)−4−メチル−フェノール、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−プロパン、テトラ−(4−[4−ヒドロキシ−フェニル−イソプロピル]−フェノキシ)−メタン、1,4−ビス[4,4’−ジヒドロキシトリ−フェニル]メチル]−ベンゼンを、使用されるジフェノールに関して0.01〜1.0mol%の量で、例えば、分岐剤として、使用することができる。フェノール性分岐剤をジフェノールとともに添加することができ、酸塩化物分岐剤を酸二塩化物とともに導入することができる。
熱可塑性芳香族ポリエステルカーボネート中のカーボネート構造ユニットの割合は、適宜変更することができる。カーボネート基の割合は、エステル基およびカーボネート基の合計に関して、好ましくは100mol%以下、特に80mol%以下、特に好ましくは50mol%以下である。芳香族ポリエステルカーボネートのエステルの部分とカーボネートの部分は共に、縮重合体中にブロックの形態で、または統計的に分布した形態で存在することができる。
熱可塑性芳香族ポリカーボネートおよびポリエステルカーボネートは、単独で、またはいずれの混合物で用いることができる。
(成分B)
成分Bのポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸またはその反応性誘導体、例えば、ジメチルエステルまたは無水物と、脂肪族、脂環族またはアラリファティックジオールとの反応生成物、さらにはこれらの反応生成物の混合物である。
成分Bのポリアルキレンテレフタレートは、芳香族ジカルボン酸またはその反応性誘導体、例えば、ジメチルエステルまたは無水物と、脂肪族、脂環族またはアラリファティックジオールとの反応生成物、さらにはこれらの反応生成物の混合物である。
好ましいポリアルキレンテレフタレートは、ジカルボン酸成分に関して、少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90重量%のテレフタル酸基と、ジオール成分に関して、少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90mol%のエチレングリコール−および/またはブタンジオール−1,4−基を含む。
好ましいポリアルキレンテレフタレートは、テレフタル酸エステルに加えて、20mol%以下、好ましくは10mol%以下で、8〜14個の炭素原子を有する他の芳香族または脂環族ジカルボン酸の基または4〜12個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸の基、例えば、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、シクロヘキサン二酢酸の基を含んでもよい。
好ましいポリアルキレンテレフタレートは、エチレングリコール−またはブタンジオール−1,4−基に加えて、20mol%以下、好ましくは10mol%以下で、3〜12個の炭素原子を有する他の脂肪族ジオールまたは6〜21個の炭素原子を有する脂環族ジオール、例えば、プロパンジオール−1,3、2−エチルプロパンジオール−1,3、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール−1,5、ヘキサンジオール−1,6、シクロヘキサン−ジメタノール−1,4、3−エチルペンタンジオール−2,4、2−メチルペンタンジオール−2,4、2,2,4−トリメチルペンタンジオール−1,3、2−エチルヘキサンジオール−1,3、2,2−ジエチルプロパンジオール−1,3、ヘキサンジオール−2,5、1,4−ジ−(β−ヒドロキシエトキシ)−ベンゼン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−プロパン、2,4−ジヒドロキシ−1,1,3,3−テトラメチル−シクロブタン、2,2−ビス−(4−β−ヒドロキシエトキシ−フェニル)−プロパンおよび2,2−ビス−(4−ヒドロキシプロポキシ−フェニル)−プロパンの基を含んでもよい(ドイツ特許出願第2 407 674号公報、ドイツ特許出願第2 407 776号公報、ドイツ特許出願第2 715 932号公報)。
ポリアルキレンテレフタレートは、例えば、ドイツ特許出願第1 900 270号公報および米国特許第US−PS3 692 744号公報に従って、比較的少量の3価または4価のアルコールまたは3−または4−塩基性カルボン酸を組み込むことによって、分岐することができる。好ましい分岐剤の例は、トリメシン酸、トリメリト酸、トリメチロールエタンおよび−プロパンおよびペンタエリスリトールである。
テレフタル酸およびその反応性誘導体(例えば、そのジアルキルエステル)と、エチレングリコールおよび/またはブタンジオール1,4とからのみ製造されるポリアルキレンテレフタレート、およびこれらのポリアルキレンテレフタレートの混合物は特に好ましい。
ポリアルキレンテレフタレートの好ましい混合物は、0〜50重量%、好ましくは0〜30重量%のポリブチレンテレフタレートと50〜100重量%、好ましくは70〜100重量%のポリエチレンテレフタレートを含む。
純粋なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
結晶化傾向の高いポリアルキレンテレフタレートは特に好ましい。これらは、実施例の欄で与えられた方法によって決定される等温結晶化時間が、好ましくは<20分、特に好ましくは<10分、特に<7分であることを特徴とする。
一般的に好ましく使用されるポリアルキレンテレフタレートは、0.4〜1.5cm3/g、好ましくは0.5〜1.2cm3/g、の固有粘度を有し、これはウッベローデ(Ubbelohde)粘度計において25℃でフェノール/o−ジクロロベンゼン(1:1重量部)中で測定される。
ポリアルキレンテレフタレートは公知の方法(例えば、クンストストッフ−ハンドブッフ(Kunststoff−Handbuch)第VIII巻、p.695ff.、カール−ハンサー−ベラグ(Carl−Hanser−Verlag)、ムニッヒ1973)で製造することができる。
(成分C)
好ましくは発明による組成物は、
C.1 5〜95重量%、好ましくは10〜90重量%、特に20〜50重量%の少なくとも1つのビニルモノマーの、
C.2 95〜5重量%、好ましくは90〜10重量%、特に80〜50重量%の、<10℃、好ましくは<0℃、特に好ましくは<−20℃、特に<−40℃のガラス転移温度を有する1以上のグラフトベースにおける
1以上のグラフトポリマーを、
衝撃強度改良剤Cとして含む。
好ましくは発明による組成物は、
C.1 5〜95重量%、好ましくは10〜90重量%、特に20〜50重量%の少なくとも1つのビニルモノマーの、
C.2 95〜5重量%、好ましくは90〜10重量%、特に80〜50重量%の、<10℃、好ましくは<0℃、特に好ましくは<−20℃、特に<−40℃のガラス転移温度を有する1以上のグラフトベースにおける
1以上のグラフトポリマーを、
衝撃強度改良剤Cとして含む。
グラフトベースC.2は一般的に0.05〜10μm、好ましくは0.1〜5μm、特に好ましくは0.1〜1μm、特に0.2〜0.5μmの平均粒子サイズ(d50値)を有する。
好ましくはモノマーC.1は、
C.1.1 50〜99重量%の、ビニル芳香族および/またはコア置換ビニル芳香族(例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン)および/またはメタクリル酸−(C1〜C8)−アルキルエステル(例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート)および
C.1.2 1〜50重量%の、ビニルシアニド(不飽和ニトリル、例えば、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル)および/または(メタ)アクリル酸−(C1〜C8)−アルキルエステル(例えば、メチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、tert.−ブチルアクリレート)および/または不飽和カルボン酸の誘導体(例えば、無水物およびイミド)(例えば、マレイン酸無水物およびN−フェニル−マレイン酸イミド)
の混合物である。
C.1.1 50〜99重量%の、ビニル芳香族および/またはコア置換ビニル芳香族(例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン)および/またはメタクリル酸−(C1〜C8)−アルキルエステル(例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート)および
C.1.2 1〜50重量%の、ビニルシアニド(不飽和ニトリル、例えば、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル)および/または(メタ)アクリル酸−(C1〜C8)−アルキルエステル(例えば、メチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、tert.−ブチルアクリレート)および/または不飽和カルボン酸の誘導体(例えば、無水物およびイミド)(例えば、マレイン酸無水物およびN−フェニル−マレイン酸イミド)
の混合物である。
好ましいモノマーC.1.1はモノマーのスチレン、α−メチルスチレンおよびメチルメタクリレートの少なくとも1つから選択され、好ましいモノマーC.1.2は、モノマーのアクリロニトリル、マレイン酸無水物およびメチルメタクリレートの少なくとも1つから選択される。
特に好ましいモノマーはC.1.1スチレンとC.1.2アクリロニトリルである。
グラフトポリマーCに好適なグラフトベースC.2は、例えば、ジエンゴム、EP(D)Mゴム、すなわち、エチレン/プロピレンに基づくものおよび任意にジエン、アクリレート−、ポリウレタン−、シリコン−、クロロプレン−、およびエチレン/ビニルアセテートゴムである。このリストからの異なったゴムのコンポジットもグラフトベースとして好適である。
好ましいグラフトベースC.2はジエンゴム(例えば、ブタジエン、イソプレンに基づく)またはジエンゴムの混合物またはジエンゴムのコポリマーまたは他の共重合可能なモノマーとの混合物(例えば、C.1.1およびC.1.2による)であり、但し、成分C.2のガラス転移温度は<10℃、好ましくは<0℃、特に好ましくは<−20℃、特に<−40℃である。純粋なポリブタジエンゴムは特に好ましい。
特に好ましいポリマーCは、例えば、ABSポリマー(エマルジョン−、組成物−、懸濁液−ABS)、例えば、ドイツ特許出願第2 035 390号公報(=米国特許第US−PS3 644 574号公報)またはドイツ特許出願第2 248 242号公報(=英国特許第GB−PS1 409 275号公報)またはウルマンズ・エンチクロペディエ・デア・テクニシェン・ヘミー(Ullmanns Enzyklopaedie der Technischen Chemie)、第19巻(1980)、p.280ff.に開示されているものである。グラフトベースB.2のゲル含有量は少なくとも30重量%、好ましくは少なくとも40重量%(トルエン中での測定)である。
グラフトコポリマーCは、ラジカル重合によって、例えば、エマルジョン−、懸濁液−、溶液−または組成物重合によって、好ましくはエマルジョン重合によって製造される。
また、特に好適なグラフトゴムはABSポリマーであり、これは米国特許出願第4 937 285号公報に従って、有機ヒドロ過酸化物とアスコルビン酸の開始剤システムを用いた酸化還元開始によって製造される。
グラフトモノマーはグラフト反応時にグラフトベースに完全にグラフトする必要はないことは公知であるので、発明によるグラフトポリマーBは、処理中にグラフトベースの存在中でグラフトモノマーの(共)重合によって得られた生成物および生じたものを意味するものとも理解される。
ポリマーCのC.2による好適なアクリレートゴムは、好ましくはC.2に関して、40重量%以下の他の重合可能なエチレン性不飽和モノマーを任意に含むアクリル酸アルキルエステルのポリマーである。好ましい重合可能なアクリル酸エステルには、C1〜C8アルキルエステル、好ましくはメチル−、エチル−、ブチル−、n−オクチル−および2−エチルヘキシルエステルおよびこれらのモノマーの混合物がある。
1つ重合可能な二重結合を有するモノマーを架橋用として共重合させることができる。架橋するモノマーの好ましい例は、3〜8個の炭素原子を有する不飽和モノカルボン酸と、3〜12個の炭素原子を有する不飽和1価のアルコールとの、または2〜4個のOH基と2〜20個の炭素原子を有する飽和ポリオールとのエステル、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、アリルメタクリレート;多価不飽和複素環化合物、例えばトリビニル−およびトリアリルシアヌレート;多官能性ビニル化合物、例えば、ジ−およびトリビニルベンゼン;さらにはトリアリルホスフェートおよびジアリルフタレートである。
好ましい架橋モノマーはアリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレートおよび少なくとも3つのエチレン性不飽和基を有する複素環化合物である。
特に好ましい架橋モノマーは環状モノマーのトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアクリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、トリアリルベンゼンである。好ましくは架橋されるモノマーは、グラフトベースC.2に関して、0.02〜5、特に0.05〜2重量%の量である。
少なくとも3つのエチレン性不飽和基を有する環状架橋モノマーを、グラフトベースC.2の1重量%以下の量に制限することが有効である。
好ましい「他の」重合可能な、エチレン性不飽和モノマーを、アクリル酸エステルに加えてグラフトベースC.2を製造するために任意に使用することができ、それは、例えば、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミド、ビニル−C1〜C6−アルキルエーテル、メチルメタクリレート、ブタジエンである。グラフトベースC.2として好ましいアクリレートゴムは少なくとも60重量%のゲル含有量を有するエマルジョンポリマーである。
C.2による他の好適なグラフトベースはグラフト活性部位を有するシリコンゴム、例えばドイツ特許出願第3 704 657号公報、ドイツ特許出願第3 704 655号公報、ドイツ特許出願第3 631 540号公報およびドイツ特許出願第3 631 539号公報に記載されているものである。
グラフトベースC.2のゲル含有量は、25℃で好適な溶媒中で決定される(M.ホフマン(Hoffmann)、H.クロマー(Kruemer)、R.カーン(Kuhn)、ポリメラナリチック(Polymeranalytik)IおよびII、ゲオルグ・タイム−ベラグ(Georg Thieme−Verlag)、シュツットガルト1977)。
平均粒子サイズd50は、各場合、粒子の50重量%が位置する上下の直径である。これは、遠心分離測定によって測定されうる(W.ショルタン(Scholtan)、H.ランゲ(Lange)、コロイド、Z.ウントZ.ポリマー250(1972)、782〜1796)。
好ましくは、R1、R2、R3およびR4は互いに独立して、C1〜C4−アルキル、フェニル、ナフチルまたはフェニル−C1〜C4−アルキルを表す。芳香族基R1、R2、R3およびR4はそれ自身、アルキル基、好ましくはC1〜C4−アルキルで置換されうる。特に好ましいアリール基は、クレジル、フェニル、キシレニル、プロピルフェニルまたはブチルフェニルである。
式(I)のnは互いに独立して0または1でありうり、nは好ましくは1である。
qは0.5〜12、好ましくは0.8〜10、特に好ましくは1〜5、特に1〜2の値を表す。
成分Dによるリン化合物は公知であり(例えば、欧州特許出願第0 363 608号公報、欧州特許出願第0 640 655号公報参照)、公知の方法によって(例えば、ウルマンズ・エンチクロペディエ・デア・テクニシェン・ヘミー(Ullmanns Enzyklopaedie der technischen Chemie)、第18巻、p.301ff.、1979;ホウベン−ウェイル(Houben−Weyl)、メソーデン・デア・オルガニッシェン・ヘミー(Methoden der organischen Chemie)、第12/1巻、p.43;バイルシュタイン(Beilstein)第6巻、p.177参照)、同様に製造されうる。
平均q値は、好適な方法(ガスクロマトグラフィー(GC)、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC))によってホスフェート混合物の組成(モル質量分布)を決定し、これに基づいてqについて平均値を計算することによって決定することができる。
(成分E)
成分Dによる防炎剤は、液滴防止剤と組み合わせて使用され、これは火災時に燃焼する液だれを生じる材料の傾向を低減するものである。フッ素化ポリオレフィン、シリコン、およびアラミドファイバーの物質群の化合物はこれらの例である。これらも発明による組成物中に使用することができる。フッ素化ポリオレフィンは液滴防止剤として好ましい。
成分Dによる防炎剤は、液滴防止剤と組み合わせて使用され、これは火災時に燃焼する液だれを生じる材料の傾向を低減するものである。フッ素化ポリオレフィン、シリコン、およびアラミドファイバーの物質群の化合物はこれらの例である。これらも発明による組成物中に使用することができる。フッ素化ポリオレフィンは液滴防止剤として好ましい。
フッ素化ポリオレフィンは公知であり、例えば、欧州特許出願第0 640 655号公報に開示されている。これらは例えば、デュポンによってテフロン30Nとして市販されている。
フッ素化ポリオレフィンを純粋な形態で使用することもでき、フッ素化ポリオレフィンのエマルジョンと、グラフトポリマー(成分C)のエマルジョンとの、またはコポリマー(好ましくはスチレン/アクリロニトリルに基づく)のエマルジョンとの凝固混合物の形態で使用することもでき、フッ素化ポリオレフィンをエマルジョンとしてグラフトポリマーまたはコポリマーのエマルジョンと混合し、次いで凝固させる。
さらにフッ素化ポリオレフィンを、グラフトポリマー(成分C)またはコポリマー(好ましくはスチレン/アクリロニトリルに基づく)とのプレ−化合物として用いることもできる。フッ素化ポリオレフィンを、粉末として、グラフトポリマーまたはコポリマーの粉末または顆粒とともに混合し、溶融状態で、一般に200〜330℃の温度で、常套の装置、例えば、内部混練機、押出成形機または二軸押出成形機中で合成する。
また、フッ素化ポリオレフィンは、マスターバッチの形態で使用することもでき、これは、少なくとも1つのモノエチレン性不飽和モノマーの、フッ素化ポリオレフィンの水性分散体の存在中でのエマルジョン重合によって製造される。好ましいモノマー成分は、スチレン、アクリロニトリルおよびその混合物である。酸で沈殿させ、乾燥させた後、ポリマーは流動性粉末として使用される。
凝固物、プレ−化合物およびマスターバッチは一般的に、5〜95重量%、好ましくは7〜60重量%のフッ素化ポリオレフィンを含む。
フッ素化ポリオレフィンの量はフッ素化ポリオレフィンの絶対量に関して与えられる。
(他の成分)
発明による組成物はまた、10重量部以下、好ましくは0.1〜5重量部の少なくとも1つの常套のポリマー添加剤、例えば、潤滑剤または離型剤、例えば、ペンタエリスリトールテトラステアレート、核化剤、静電防止剤、安定剤、光−保護剤、充填剤および補強剤、染料または顔料およびさらなる防炎剤または防炎相乗剤、例えばナノスケールの形態での無機物質および/またはシリコン材料、例えばタルクまたは珪灰石を含んでもよい。
発明による組成物はまた、10重量部以下、好ましくは0.1〜5重量部の少なくとも1つの常套のポリマー添加剤、例えば、潤滑剤または離型剤、例えば、ペンタエリスリトールテトラステアレート、核化剤、静電防止剤、安定剤、光−保護剤、充填剤および補強剤、染料または顔料およびさらなる防炎剤または防炎相乗剤、例えばナノスケールの形態での無機物質および/またはシリコン材料、例えばタルクまたは珪灰石を含んでもよい。
発明による組成物は、各成分を公知の方法で混合し、これを200℃〜300℃の温度で、常套の装置、例えば、内部混練機、押出成形機および二軸押出成形機中で、溶融合成および溶融押出成形することによって製造される。
個々の成分は、公知の方法で、連続的にでも同時にでも、かつ約20℃(室温)ででもより高温ででも混合することができる。
発明による組成物を用いて、いずれのタイプの成形体を製造してもよい。これらは例えば、射出成形、押出成形およびブロー成形によって製造されてもよい。別の処理方法は、予め加工されたシートまたはフィルムから深絞りすることによって成形体を製造するものである。
このような成形体の例は、フィルム、異形材、すべてのタイプの収納部品、例えば、家庭用品用、例えば、ジュース圧搾機、コーヒーメーカー、フードミキサー;オフィス装置用、例えば、モニター、プリンター、複写機;さらにはシート、チューブ、電気絶縁配管、建築業界、内装および外部用途用の異形材;電気業界の部品、例えば、スイッチおよびプラグおよび内外自動車部品である。
特に発明による組成物を、例えば、以下の成形体および成形部品を製造するために使用することができる:列車、船、飛行機、バスおよび自動車用の内部構造部品、ハブキャップ、小さい変圧器を有する電気装置用の収納容器、情報処理および通信のための装置用の収納容器、医療目的の収納容器およびケース、マッサージ機およびマッサージ機用の収納容器、子供用おもちゃの自動車、シート状の壁要素、安全装置用の収納容器、リアスポイラー、自動車本体部品、断熱輸送容器、小動物を保持または世話するための装置、トイレおよび浴室用成形部品、換気口用のカバー格子、庭の納屋および道具格納庫用の成形部品、ガーデニング用品用の収納容器。
以下の実施例は発明をさらに説明するものである。
表1に挙げ、以下に簡単に説明する成分をca220℃で内部混練機中で合成した。成形体をアルブルグ(Arburg)270E射出成形装置において、300℃で製造した。
(成分A)
ビスフェノールAに基づく線形ポリカーボネート:マクロ−ロン(Makrolon)2600、ベイヤー(Bayer)AG、レベルクッセン(ドイツ)。
(成分A)
ビスフェノールAに基づく線形ポリカーボネート:マクロ−ロン(Makrolon)2600、ベイヤー(Bayer)AG、レベルクッセン(ドイツ)。
(成分B)
ポリエチレンテレフタレート:これは0.74cm3/gの固有粘度IVとca4.2分の215℃での等温結晶化時間を有するポリエチレンテレフタレートである。
ポリエチレンテレフタレート:これは0.74cm3/gの固有粘度IVとca4.2分の215℃での等温結晶化時間を有するポリエチレンテレフタレートである。
固有粘度はフェノール/o−ジクロロベンゼン(1:1重量部)中で25℃で測定される。
PETの等温結晶化時間は、DSC(示差走査熱量測定)法によって、PERKIN ELMER DSC 7 示差走査熱量計(試料ca.10mg、穴明きAlパン)を用いて、以下の温度プログラムで決定する:
1.30℃から290℃に40℃/分で加熱
2.290℃で5分間等温
3.290℃から215℃に160℃/分で冷却
4.215℃で30分間等温(結晶化温度)
評価ソフトウェアはPE熱分析4.00である。
1.30℃から290℃に40℃/分で加熱
2.290℃で5分間等温
3.290℃から215℃に160℃/分で冷却
4.215℃で30分間等温(結晶化温度)
評価ソフトウェアはPE熱分析4.00である。
(成分C)
40重量部のスチレンとアクリロニトリル(73:27の比)のコポリマーの、60重量部の粒子形状の架橋ポリブタジエンゴム(平均粒子直径d50=0.3μm)への、エマルジョン重合によって製造されたグラフトポリマー。
40重量部のスチレンとアクリロニトリル(73:27の比)のコポリマーの、60重量部の粒子形状の架橋ポリブタジエンゴム(平均粒子直径d50=0.3μm)への、エマルジョン重合によって製造されたグラフトポリマー。
(成分D1)
ビスフェノールA−架橋オリゴマーリン酸エステル:レオフォス(Reofos)BAAP、グレイト・レイクス・ケミカル・コーポレーション(Great Lakes Chemical Corporation)(USA)。
ビスフェノールA−架橋オリゴマーリン酸エステル:レオフォス(Reofos)BAAP、グレイト・レイクス・ケミカル・コーポレーション(Great Lakes Chemical Corporation)(USA)。
(成分D2)
トリフェニルホスフェート:ディスフラモル(Disflamol)TP、ベイヤーAG、レベルクッセン(ドイツ)。
トリフェニルホスフェート:ディスフラモル(Disflamol)TP、ベイヤーAG、レベルクッセン(ドイツ)。
(成分D3)
レゾルシノール−架橋オリゴマーリン酸エステル:CR−733S、ダイハチ化学工業社(日本)の市販品。
レゾルシノール−架橋オリゴマーリン酸エステル:CR−733S、ダイハチ化学工業社(日本)の市販品。
(成分E)
ブレンデックス(Blendex)449:GE・スペシャルティ・ケミカルズ(GE Specialty Chemicals)、ベルゲン・op・ズーム(オランダ)からの50重量%のスチレン−アクリロニトリルコポリマーと50重量%のPTFEのテフロンマスターバッチ。
ブレンデックス(Blendex)449:GE・スペシャルティ・ケミカルズ(GE Specialty Chemicals)、ベルゲン・op・ズーム(オランダ)からの50重量%のスチレン−アクリロニトリルコポリマーと50重量%のPTFEのテフロンマスターバッチ。
(成分F1)
ペンタエリスリトールテトラステアレート(PETS)
ペンタエリスリトールテトラステアレート(PETS)
(成分F2)
ホスフィト安定剤
ホスフィト安定剤
(発明による成形組成物の特性の試験)
ノッチ衝撃強度akを、ISO180/1Aに従って測定する。
ノッチ衝撃強度akを、ISO180/1Aに従って測定する。
燃焼特性を、UL−Subj.94Vに従って127mm×127mm×1.5mmのバーについて決定する。
Vicat B熱形成安定性を、ISO306に従って80mm×10mm×4mmのバーについて決定する。
破断時の伸長を、ISO527に照らして引っ張り試験によって決定する。
継ぎ目強度を決定するために、両側射出された170mm×10mm×4mmの試験体の継ぎ目での衝撃強度をISO179/1Uに従って測定する。
環境応力割れ特性(ESC特性)を80mm×10mm×4mmのバーについて試験する。試験媒体は60体積%のトルエンと40体積%のイソプロパノールの混合物である。試験体を、弓型の治具を用いて予め引き伸ばし、室温で前述の試験媒体中で貯蔵する。応力割れ特性は最大プレ−伸長(εx)によって決定し、最大プレ−伸長とは応力割れ欠陥が5分間試験媒体中で生じないこと(すなわち、割れなし)である。
全ての試験体は、300℃の高い処理温度での射出成形処理によって製造された。
発明による組成物およびこれらから得られた試験体の特性の概要を表1に与える。
驚くべきことに、実施例は、PC/ABS/PET混合物中で防炎添加剤としてビスフェノールA−架橋オリゴマーリン酸エステルを使用することが、高い処理温度での環境応力割れ抵抗性に著しい改良をもたらす、すなわち処理ウィンドーを広げることを示している。また、組成物は、良好な衝撃強度、継ぎ目強度、破断時の伸長および防炎性を保持しつつ、改良された熱形成安定性を有する。
モノホスフェート(この場合にはトリフェノールホスフェート)を用いた場合、非常に劣悪な破断時の伸長が観察される。その環境応力割れ抵抗性は、等価のビスフェノール−ジホスフェートに基づく組成物の環境応力割れ抵抗性よりも、温度が低下するにつれて著しく顕著に減少する。
レゾルシノール−架橋オリゴマーリン酸エステルを用いた場合には、高い処理温度での破断時の伸長は高いレベルで保持されるが、これは環境応力割れ抵抗性の著しい減少を伴う。
Claims (17)
- A)40〜95重量部の芳香族ポリカーボネートおよび/またはポリエステルカーボネート、
B)0.5〜30重量部のポリアルキレンテレフタレート、
C)0.5〜30重量部のグラフトポリマー、
D)0.5〜25重量部の式(I)のオリゴマーリン化合物、
nは互いに独立して0または1を意味し、
qは0.5〜15を意味し、
R5およびR6は互いに独立して、C1〜C4−アルキルを意味し、
mは互いに独立して、0、1、2、3または4を意味し、かつ
YはC1〜C7−アルキリデン、C1〜C7−アルキレン、C5〜C12−シクロアルキレン、C5〜C12−シクロアルキリデン、−O−、−S−、−SO2−または−CO−を意味する)および
E)0〜1重量部のフッ素化ポリオレフィン
を含み、
A)〜E)の重量部の合計が100である組成物。 - 50〜90重量部の成分A)を含む請求項1による組成物。
- 1〜20重量部のポリアルキレンテレフタレートを含む請求項1による組成物。
- 3〜10重量部のポリアルキレンテレフタレートを含む請求項3による組成物。
- 成分B)として、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートまたはその混合物を含む請求項1による組成物。
- 1〜20重量部のグラフトポリマーを含む請求項1による組成物。
- 2〜18重量部の成分D)を含む請求項1による組成物。
- 5〜95重量%の少なくとも1つのビニルモノマー(C.1)の、95〜5重量%の、<10℃のガラス転移温度を有する1以上のグラフトベースにおける1以上のグラフトポリマーを含む請求項1による組成物。
- グラフトモノマーC.1は、
C.1.1 50〜99重量%の、ビニル芳香族、コア置換ビニル芳香族およびメタクリル酸−(C1〜C8)−アルキルエステルの群からの少なくとも1つのモノマーおよび
C.1.2 1〜50重量%の、ビニルシアニド、(メタ)アクリル酸−(C1〜C8)−アルキルエステルおよび不飽和カルボン酸の群からの少なくとも1つのモノマー
から選択される請求項8による組成物。 - グラフトベースは、ジエンゴム、ジエンゴムのコポリマー、EP(D)Mゴムおよびアクリレートゴムの群の少なくとも1つのから選択される請求項8による組成物。
- 式(I)におけるqは1〜5を意味し、Yはイソプロピリデンまたはメチレンを意味する請求項1による組成物。
- qは1〜2を意味し、Yはイソプロピリデンを意味する請求項1による組成物。
- <20分で等温結晶化(時間)を有するポリアルキレンテレフタレートを含む請求項1による組成物。
- 潤滑剤および離型剤、核化剤、静電防止剤、安定剤、光−保護剤、充填剤および補強剤、染料、顔料、成分D)以外の他の防炎剤および防炎相乗剤の群の少なくとも1つから選択される添加剤を含む請求項1による組成物。
- 成分は高温で混合され、溶融合成され、溶融押出しされる請求項1による組成物の製造方法。
- 成形部品の製造のための請求項1による組成物の使用。
- 請求項1による組成物から得られうる成形部品。
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