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Info
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Description
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。
・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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- 【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 - 【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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