JP3457805B2 - ポリカーボネート系樹脂組成物 - Google Patents

ポリカーボネート系樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリカーボネート
系樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、機械的・熱的性
質および外観に優れた難燃性のポリカーボネート系樹脂
組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリカーボネート樹脂は、優れた機械的
・熱的性質を有しており、自動車分野、OA機器分野、
電気・電子分野をはじめ工業的に広く利用されている。
一方、近年、OA機器、家電製品等の用途を中心に、使
用する合成樹脂材料の難燃化の要望が強く、これらの要
望に応えるために多数の難燃剤が開発検討されている。
通常、ポリカーボネート樹脂の難燃化には主にハロゲン
化合物等が配合され、さらに三酸化アンチモン等が難燃
助剤として併用されることが多い。しかし、難燃剤とし
てハロゲン化合物を合成樹脂に配合した場合、火災発生
時あるいは焼却処理時に環境汚染を引き起こす恐れがあ
る。また、ポリカーボネート樹脂本来の優れた機械的性
質を損なったり、成形時の変色、さらに、高温で長期に
使用した場合の物性低下や着色などの問題を有してい
る。このため難燃性樹脂に使用されるハロゲン系化合物
の減量化が望まれている。
【0003】芳香族ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性
樹脂に芳香族オリゴマー系リン酸エステルを配合した組
成物は、特開昭59−202240号公報に開示されて
いるが、優れた難燃性を得るためには、芳香族オリゴマ
ー系リン酸エステルを比較的多量に添加する必要があ
り、機械的・熱的性質が損なわれるという問題がある。
また、ポリカーボネート樹脂にABS系樹脂をブレンド
し、流動性等を改良しようとする試みがなされており、
さらに難燃性向上のためにリン酸エステル系化合物を配
合する試みがなされているが、ABS系樹脂とリン酸エ
ステル系化合物とを配合したポリカーボネート樹脂組成
物は、耐熱性が不十分であり、高い耐熱性が要求される
用途での使用が制限されるという問題がある。
【0004】ポリカーボネート樹脂に、ポリカーボネー
ト−オルガノポリシロキサン共重合体を配合することに
よる耐衝撃性の改良方法は、特開昭55−160052
号、特開昭61−215652号公報等に開示されてお
り、また、ポリカーボネート樹脂に、シロキサン共重合
体とリン含有化合物とを有するポリカーボネートブレン
ドは、特開平7−150028号公報に開示されてお
り、耐衝撃性、難燃性に優れているものの、成形品の外
観および剛性の点では必ずしも満足できるものではなか
った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、難燃
性、耐衝撃性、耐熱性に優れ、且つ成形外観と剛性に優
れたポリカーボネート系樹脂組成物を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するためになされたものであり、その要旨は、
(A)ポリカーボネート樹脂1〜99重量%と(B)ポ
リカーボネート−オルガノポリシロキサン共重合体99
〜1重量%とからなりケイ素の含有量が0.5重量%未
満のポリカーボネート系樹脂100重量部に対して、
(C)リン酸エステル系化合物0.1〜5重量部および
(D)フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエ
チレン0.2〜2重量部を配合してなるポリカーボネー
ト系樹脂組成物に存する。
【0007】以下、本発明につき詳細に説明する。本発
明における(A)ポリカーボネート樹脂としては、2価
フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法又は溶融法
で反応せしめて製造されるものである。2価フェノール
としては、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]、ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−
ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒド
ロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)サルファイド、ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)スルホン等が挙げられ、好ましくはビス
(4−ヒドロキシフェニル)アルカン系、特にビスフェ
ノールAを主原料とするものが挙げられる。カーボネー
ト前駆体としては、カルボニルハライド、カルボニルエ
ステルまたはハロホルメート等が挙げられ、好ましくは
ホスゲン、ジフェニルカーボネート、2価のフェノール
のジハロホルメートおよびそれらの混合物が挙げられ
る。ポリカーボネート樹脂を製造するにあたり、前記2
価フェノールを単独でまたは2種以上を混合して使用す
ることもできる。
【0008】ポリカーボネート樹脂を製造するにあた
り、更に分岐化剤を用いて分岐化ポリカーボネートにす
ることもでき、分岐化剤の量としては、上記の二価フェ
ノール系化合物に対して、0.01〜3モル%、好まし
くは0.1〜1.0モル%である。分岐化剤としては、
フロログリシン、2,6−ジメチル−2,4,6−トリ
(4−ヒドロキシフェニル)ヘプテン−3、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、1,3,5−トリ(2−ヒドロキシフェ
ニル)ベンゾール、1,1,1−トリ(4−ヒドロキシ
フェニル)エタン、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、α,
α’,α”−トリ(4−ヒドロキシフェニル)−1,
3,5−トリイソプロピルベンゼンなどで例示されるポ
リヒドロキシ化合物、及び3,3−ビス(4−ヒドロキ
シアリール)オキシインドール(=イサチンビスフェノ
ール)、5−クロルイサチン、5,7−ジクロルイサチ
ン、5−ブロムイサチンなどが例示される。
【0009】ポリカーボネート樹脂の分子量は、溶媒と
してメチレンクロライドを用い、温度25℃で測定され
た溶液粘度より換算した粘度平均分子量で、1万〜10
万であり、成形性と成形品物性の点より好ましくは1.
5万〜6万である。これらの粘度平均分子量を持つポリ
カーボネート樹脂を製造するに際し、適当な分子量調節
剤、反応を促進するための触媒等を添加することもでき
る。
【0010】本発明における(B)ポリカーボネート−
オルガノポリシロキサン共重合体としては、芳香族ポリ
カーボネートから誘導されたブロックとジオルガノシロ
キサンから誘導されたブロックとを有する共重合体であ
る。ポリカーボネート−オルガノポリシロキサン共重合
体としては、例えば、特開昭50−29695号、特開
平3−292359号、特開平4−202466号各公
報に開示されている共重合体が挙げられ、好ましくは、
式(1)で表される構造単位からなるポリカーボネート
ブロックと、式(2)で表される構造単位からなるジオ
ルガノシロキサンから誘導されたブロックとを分子中に
併せ有するブロック共重合体が挙げられる。
【0011】
【化2】
【0012】式(1)において、Bは、炭素数1〜10
の直鎖、分岐鎖若しくは環状のアルキリデン基、アリー
ル置換アルキレン基、アリール置換アルキレン基、アリ
レン基、−O−,−S−,−CO−または−SO2−を
示す。R1、R2、R3およびR4は、それぞれ、水素、ハロ
ゲンまたは炭素数1〜4のアルキル基を示す。式(2)
において、R5は、芳香族基と直接結合している炭素原
子が少なくとも1個の水素原子と結合している炭素数2
〜6のアルキレン基を示し、具体的には、エチレン、プ
ロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレンなどの基
が挙げられる。式(2)中のシロキサン単位の繰り返し
数nは1〜200の整数である。nが1未満だと耐衝撃
性の改良効果が不十分であり、200を越えると流動性
が低下しやすい。耐衝撃性と流動性のバランスの点より
nは好ましくは5〜100の整数である。
【0013】ポリカーボネート−オルガノポリシロキサ
ン共重合体中の式(2)で表される構造単位の割合とし
ては、好ましくは2〜40重量%、より好ましくは3〜
25重量%である。ポリカーボネート−オルガノポリシ
ロキサン共重合体としては、公知の方法によって製造す
ることができ、かかる方法としては、前述の特許公報に
記載の方法が挙げられる。すなわち、ポリカーボネート
−オルガノポリシロキサン共重合体の製造方法として
は、前述の(A)ポリカーボネート樹脂の製造方法にお
いて、2価フェノールの一部を、式(2)で表される構
造単位を生成するシラン化ビスフェノールに置き換える
こと以外は全く同様の方法が挙げることができる。シラ
ン化ビスフェノールは、式(2)の両末端のベンゼン核
に結合している−O−基および−OCO−基をいずれも
水酸基に変えた、2価フェノールであって、水酸基の結
合位置は、−R5−基に対してo−、m−またはp−の
いずれの位置にあってもよい。
【0014】式(2)で表される構造単位を生成する、
上記のシラン化ビスフェノールとしては、オレフィン性
の不飽和炭素−炭素結合を有するフェノール、好ましく
は、ビニルフェノール、イソプロペニルフェノール等
を、所定の重合度(n)を有するポリシロキサン鎖の末
端に、ハイドロシラネーション反応させることにより製
造できる。
【0015】本発明においてポリカーボネート系樹脂
は、(A)ポリカーボネート樹脂と(B)ポリカーボネ
ート−ポリオルガノシロキサン共重合体とからなる。
(A)ポリカーボネート樹脂と(B)ポリカーボネート
−ポリオルガノシロキサン共重合体との割合としては、
重量比で(A):(B)=1:99〜99:1であり、
好ましくは(A):(B)=30:70〜99:1であ
る。
【0016】ポリカーボネート系樹脂におけるケイ素の
含有量は、0.5重量%未満である。0.5重量%以上
であると、成形品の外観が悪化するので好ましくない。
ケイ素の含有量は、好ましくは0.01重量%以上0.
5重量%未満である。ケイ素量が、0.01重量%未満
では、耐衝撃性の改良効果が不十分である。ケイ素の含
有量は、耐衝撃性と成形外観とのバランスの点より、よ
り好ましくは、0.05〜0.4重量%である。
【0017】本発明における(C)リン酸エステル系化
合物としては、式(3)で示されるリン酸エステル系化
合物が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
【0018】
【化3】
【0019】式(3)中、R6、R7、R8およびR9は、そ
れぞれ、水素原子または有機基を表すが、R6、R7、R8
およびR9がいずれもHの場合を除く。有機基として
は、置換されていてもよい、アルキル基、シクロアルキ
ル基およびアリール基等が挙げられる。置換されている
場合、置換基としては例えばアルキル基、アルコキシ
基、アルキルチオ基、ハロゲン、アリール基、アリール
オキシ基、アリールチオ基およびハロゲン化アリール基
等が挙げられ、これらの置換基を組み合わせた基(例え
ばアリールアルコキシアルキル基等)またはこれらの置
換基を酸素原子、イオウ原子、窒素原子等により結合し
て組み合わせた基(例えば、アリールスルホニルアリー
ル基等)であってもよい。
【0020】Xは2価以上の有機基を表し、2価以上の
有機基とは上記の有機基から炭素原子に結合している水
素原子の1個以上を除いてできる2価以上の基を意味
し、例えば、アルキレン基、(置換)フェニレン基、多
核フェノール類例えばビスフェノール類から誘導される
基が挙げられ、2以上の遊離原子価の相対的位置は任意
である。特に好ましいものとしては、ヒドロキノン、レ
ゾルシノール、ジフェニロールメタン、ジフェニロール
ジメチルメタン、ジヒドロキシジフェニル、p,p’−
ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシナフタ
レン等が挙げられる。pは0または1であり、qは1以
上の整数、好ましくは1〜30の整数であり、rは0以
上の整数、好ましくは1〜10の整数を表す。ただし、
rが0の場合は、R6、R8およびR9のうちの少なくとも
一つが有機基を表す。
【0021】リン酸エステル系化合物の具体例として
は、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェー
ト、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェー
ト、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホ
スフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフ
ェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェー
ト、ジイソプロピルフェニルホスフェート、トリス(ク
ロロエチル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピ
ル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェ
ート、ビス(2,3−ジブロモプロピル)−2,3−ジ
クロロプロピルホスフェート、トリス(2,3−ジブロ
モプロピル)およびビス(クロロプロピル)モノオクチ
ルホスフェート、R5〜R8がアルコキシ例えばメトキ
シ、エトキシおよびプロポキシ、または好ましくは(置
換)フェノキシ例えばフェノキシ、メチル(置換)フェ
ノキシであるところのビスフェノールAビスホスフェー
ト、ヒドロキノンビスホスフェート、レゾルシンビスホ
スフェート、トリオキシベンゼントリホスフェート等が
挙げられ、好ましくはトリフェニルホスフェートおよび
各種ビスホスフェートである。これらは単独で用いても
良いし、2種以上組み合わせて用いても良い。
【0022】リン酸エステル系化合物の割合としては、
(A)ポリカーボネート樹脂と(B)ポリカーボネート
−オルガノポリシロキサン共重合体からなるポリカーボ
ネート系樹脂100重量部に対して、0.1〜5重量部
である。0.1重量部未満では難燃性が不十分であり、
5重量部を越えると耐熱性が低下しやすい。難燃性と耐
熱性のバランスの点より、リン酸エステル系化合物の割
合は、好ましくは0.5〜4重量部である。
【0023】本発明における(D)フィブリル形成能を
有するポリテトラフルオロエチレンとしては、ASTM
規格でタイプ3に分類され、重合体中に容易に分散し、
かつ重合体同士を結合して繊維状材料を作る傾向を示す
化合物である。フィブリル形成能を有するポリテトラフ
ルオロエチレンとしては、例えば、三井・デュポンフロ
ロケミカル(株)より、テフロン6Jまたはテフロン3
0Jとして、あるいはダイキン化学工業(株)よりポリ
フロンとして市販されており、容易に入手できる。
【0024】フィブリル形成能を有するポリテトラフル
オロエチレンの割合としては、(A)ポリカーボネート
樹脂と(B)ポリカーボネート−オルガノポリシロキサ
ン共重合体からなるポリカーボネート系樹脂100重量
部に対して、0.2〜2重量部である。フィブリル形成
能を有するポリテトラフルオロエチレンの割合が、0.
2重量部未満では燃焼時の溶融滴下防止効果が不十分で
あり、2重量部を越えると外観が悪くなりやすい。溶融
滴下防止効果と外観とのバランスの点より、フィブリル
形成能を有するポリテトラフルオロエチレンの割合は、
好ましくは0.3〜1重量部である。
【0025】本発明において、ポリカーボネート系樹脂
100重量部に対する、リン酸エステル系化合物の割合
c重量部とフィブリル形成能を有するポリテトラフルオ
ロエチレンの割合d重量部とは、下記の式を満足するこ
とが、難燃性、耐熱性、耐衝撃性の点より好ましい。
【0026】
【数1】0.5≦c×d≦2
【0027】c×dが0.5未満では、難燃性が不十分
であり、c×dが2を越えると耐熱性や耐衝撃性が低下
しやすい。
【0028】本発明のポリカーボネート系樹脂組成物
は、上記各成分をタンブラー、V型ブレンダー、ナウタ
ーミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機
等の如き混合機により混合して製造することができる。
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物の製造において
は、各成分の混合方法、混合の順序は特に限定されるこ
とはない。好ましい方法としは、全成分をあらかじめタ
ンブラー、V型ブレンダー等で混合し、押出機によって
均一に溶融混合する方法であるが、成分の形状に応じて
これらの成分の中の2種以上の混合物に残りの成分を混
合する方法を用いることも差し支えない。
【0029】本発明のポリカーボネート系樹脂組成物に
は、本発明の効果を損なわない範囲で、その効果が発現
する量の種々の添加剤、例えば安定剤、離型剤、紫外線
吸収剤、染顔料、無機充填材、他の公知の難燃剤等を含
有することができる。本発明のポリカーボネート系樹脂
組成物は、押出成形、射出成形、圧縮成形等の方法で容
易に成形加工が可能であり、またブロー成形、真空成
形、ガスインジェクション成形等にも適用でき、優れた
難燃性が要求される電子・電気製品、OA機器等のハウ
ジングあるいはシャーシ用途、各種部品の材料として好
適に使用できる。
【0030】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。以下の実施例中の部はす
べて重量部を表す。物性評価は、樹脂組成物ペレットか
ら試験片を成形後、以下の手順により行った。 (1)燃焼性 UL規格94に従って作成した1/16”厚みの試験片
を用いて、UL規格94の20mm垂直燃焼試験を実施
した。 (2)燃焼時間 UL規格94の20mm垂直燃焼試験における、5試
料、即ち、10回接炎後の総合計燃焼時間を、秒の単位
で表示した。
【0031】(3)荷重たわみ温度 ASTM規格 D−648に従って作成した試験片を用
いて、1820kPaにおけるASTM D−648の
試験を実施した。荷重たわみ温度は、℃の単位で表示し
た。 (4)アイゾッド衝撃強さ ASTM規格 D−256に従って作成した衝撃試験片
を用いて、ASTMD−256の1/8”ノッチ付き衝
撃試験を実施した。アイゾッド衝撃強さは、kg・cm
/cmの単位で表示した。 (5)外観 成形品を目視により観察した。評価は次の基準によっ
た。すなわち、◎は非常に良好、○は良好、×は不良を
示す。 (6)曲げ弾性率 ASTM規格 D−790に従って作成した曲げ試験片
を用いて、ASTMD−790の曲げ試験を実施した。
曲げ弾性率は、kg/cm2の単位で表示した。
【0032】以下の各実施例または比較例において、使
用した原材料は下記の通りである。 (7)ポリカーボネ−ト樹脂(以下PCと記載す
る。)、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)
製、商品名ユーピロンS−3000、粘度平均分子量2
2,000。 (8)ポリシロキサン−ポリカーボネート共重合体−1
(以下SiPC−1と記載する。)、ポリジメチルシロ
キサンの量が共重合体全体の15重量%であるポリカー
ボネート−オルガノポリシロキサン共重合体(ケイ素含
量は5.25重量%)、粘度平均分子量22,000。 (9)ポリシロキサン−ポリカーボネート共重合体−2
(以下SiPC−2と記載する。)、ポリジメチルシロ
キサンの量が共重合体全体の5重量%であるポリカーボ
ネート−オルガノポリシロキサン共重合体(ケイ素含量
は1.75重量%)、粘度平均分子量22,000。 (10)リン酸エステル系化合物−1(以下リン酸エス
テル−1と記載する。)、縮合型リン酸エステル、大八
化学(株)製、商品名PX−200。 (11)リン酸エステル系化合物−2(以下リン酸エス
テル−2と記載する。)、トリフェニルホスフェート、
大八化学(株)製、商品名TPP。 (12)フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロ
エチレン(以下PTFEと記載する。)ポリテトラフル
オロエチレン、ダイキン工業(株)製、商品名ポリフロ
ンF201L。 (13)ABS樹脂(以下ABSと記載する。)、三井
東圧化学(株)製、商品名サンタックET−70。
【0033】〔実施例1〜5および比較例1〜5〕表−
1、表−2に記載の各成分を、同表記載の配合割合で混
合した後、40mmφ単軸押出機(いすゞ加工機(株)
製)を使用し、シリンダ温度250℃にて押し出してペ
レット化した。得られたペレットを、120℃で6時間
乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所(株)製、商品名
J−50EP)を用いて、シリンダ温度270℃、金型
温度80℃で、指定の試験片を成形した。ペレットの組
成および物性評価結果を、表−1および表−2に示し
た。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】本発明のポリカーボネート系樹脂組成物
は、難燃性、耐衝撃性、剛性、耐熱性に優れ、且つ外観
にも優れており、電子・電気製品、OA機器等のハウジ
ングあるいはシャーシ用途、各種部品の材料として非常
に有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−81620(JP,A) 特開 平7−150028(JP,A) 特開 平5−311079(JP,A) 特開 平4−202466(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 69/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ポリカーボネート樹脂1〜99重
    量%と(B)ポリカーボネート−オルガノポリシロキサ
    ン共重合体99〜1重量%とからなりケイ素の含有量が
    0.5重量%未満のポリカーボネート系樹脂100重量
    部に対して、(C)リン酸エステル系化合物0.1〜5
    重量部及び(D)フィブリル形成能を有するポリテトラ
    フルオロエチレン0.2〜2重量部を配合してなり、
    (A)ポリカーボネート樹脂100重量部に対する、
    (C)リン酸エステル系化合物の割合c重量部と(D)
    フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン
    の割合d重量部とが、下記の式を満足するポリカーボネ
    ート系樹脂組成物。 0.5≦c×d≦2
  2. 【請求項2】 (B)ポリカーボネート−オルガノポリ
    シロキサン共重合体が、下記式(1)で表される構造単
    位と下記式(2)で表される構造単位とを有するポリカ
    ーボネート−オルガノポリシロキサン共重合体である請
    求項1に記載のポリカーボネート系樹脂組成物。 【化1】 (式(1)において、Bは、炭素数1〜10の直鎖、分
    岐鎖若しくは環状のアルキリデン基、アリール置換アル
    キレン基、アリレン基、−O−,−S−,−CO−また
    は−SO2−を示し、R1、R2、R3及びR4は、それぞ
    れ、水素、ハロゲンまたは炭素数1〜4のアルキル基を
    示し、式(2)において、R5は、芳香族基と直接結合
    している炭素原子が少なくとも1個の水素原子と結合し
    ている炭素数2〜6のアルキレン基を示し、nは1〜2
    00の整数を示す。)
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