JP7332389B2 - ポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体 - Google Patents
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Description
本発明の第二の目的は、熱水処理後においても、極めて高い難燃性を維持するポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体を提供することにある。
1.下記一般式[1]で表されるポリカーボネートブロックと下記一般式[3]で表されるポリジオルガノシロキサンブロックおよび下記一般式[4]で表されるポリジオルガノシロキサンブロックを含むポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
3.前記一般式[3]のアルケニル基を含むシロキサン繰り返し単位数が、1~50である前記1又は2に記載のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
4.前記共重合体中のアルケニルシロキサン成分含有量が、0.1~6重量%である前記1~3のいずれかに記載のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
5.前記アルケニル基がビニル基である前記1~4のいずれかに記載のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
本発明のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体は、式[1]のポリカーボネートブロックおよび式[3]のポリジオルガノシロキサンブロックおよび式[4]のポリジオルガノシロキサンブロックを含有する。
<式[1]のポリカーボネートブロック>
ポリカーボネートブロックは、下記式[1]で表される。
ヒドロキシアリール末端ポリジオルガノシロキサンから誘導される下記式[3]で表される。
ヒドロキシアリール末端ポリジオルガノシロキサンから誘導される下記式[4]で表される。
本発明のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体は、機能剤や他の樹脂を配合して樹脂組成物として用いることができ、他の樹脂としては熱可塑性樹脂が挙げられ、具体的にはポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリアリレート、ABS樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリカーボネート等を少なくとも一つ含んでいてもよい。なかでもポリカーボネートであることが好ましく、後述する共重合体(A)が挙げられる。
本発明のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体は、工程(i)および工程(ii)により製造することができる。
工程(i)は、水に不溶性の有機溶媒とアルカリ水溶液との混合液中において、下記式[5]で表わされる二価フェノールと炭酸エステル形成性化合物とを反応させ、末端クロロホーメート基を有するカーボネートオリゴマーを含有する溶液を調製する工程である。
式[5]で表される二価フェノールとしては、上述のポリカーボネート(B)を誘導する二価フェノールが好適に使用される。
工程(i)で調製した二価フェノールのカーボネートオリゴマーと下記式[6]および下記式[7]であるヒドロキシアリール末端ポリジオルガノシロキサンとの界面重縮合反応を行い、本発明のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体を得る工程である。
次式にて算出される比粘度(ηSP)を20℃で塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求め、
比粘度(ηSP)=(t-t0)/t0
[t0は塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
求められた比粘度(ηSP)から次の数式により粘度平均分子量Mvを算出する。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c (但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10-4Mv0.83
c=0.7
日本電子株式会社製 JNM-AL400を用い、得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体とそれを含む樹脂組成物の1H-NMRスペクトルを測定し、二価フェノール(ビスフェノールA)由来のピーク(1.4~1.8ppm)の積分曲線とポリジオルガノシロキサン由来のピーク(-0.2~0.3ppm)の積分曲線、アルケニルシロキサン由来ピーク(ビニル基の場合は、5.6~6.1ppm)の積分曲線から算出した積分比より各成分含有量を算出した。同様に、ヒドロキシアリール末端由来のピーク(0.4~0.6ppmおよび2.5~2.7ppm)の積分曲線とポリジオルガノシロキサン由来のピークの積分曲線から算出した積分比を比較することによりポリジオルガノシロキサンの繰り返し数を算出した。
米国アンダーライターラボラトリー社の定める方法(UL94)により、垂直燃焼試験(UL94V)を実施。
(a)3.2mm合計燃焼秒数および(b)3.2mm難燃性クラス
試験片厚さ3.2mmにおける垂直燃焼試験を実施して評価した。その際、5個の試料に合計10回の接炎を行い、合計燃焼秒数を表記した。なお、V-0、V-1、V-2のいずれの判定にもあてはまらないものについてはnot-Vと表記した。
(c)1.6mm(難燃剤処方あり)難燃性クラス
試験片厚さ1.6mmにおける垂直燃焼試験を実施して評価した。また、別途、80℃温水中に1週間保管した後、25℃、50%RH環境下で2週間調湿し、同様に評価を実施した。なお、V-0、V-1、V-2のいずれの判定にもあてはまらないものについてはnot-Vと表記した。
実施例および比較例では、下記構造のポリジオルガノシロキサン化合物を使用した。
(実施例1)
温度計、撹拌機、還流冷却器付き反応器にイオン交換水17590部、25%水酸化ナトリウム水溶液6883部を入れ、上記一般式[1]で表される二価フェノール(I)として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)3748部(16.41モル)、およびハイドロサルファイト7.5部を溶解した後、塩化メチレン14060部(二価フェノール(I)に対して10モル当量)を加え、撹拌下16~24℃でホスゲン1900部を70分要して吹き込んだ。25%水酸化ナトリウム水溶液1324部、p-tert-ブチルフェノール107部を塩化メチレン8000部に溶解した溶液を加え、攪拌しながらPMVS-1 222部(0.071モル)およびPDMS208部(0.071モル)を塩化メチレン800部に溶解した溶液を作成し、該溶液を加えて乳化状態とした後、再度激しく撹拌した。かかる攪拌下、反応液が26℃の状態でトリエチルアミン4.2部を加えて温度26~31℃において1時間撹拌を続けて反応を終了した。反応終了後有機相を分離し、塩化メチレンで希釈して水洗を繰り返し洗浄液が中性になったところで塩酸酸性水にて水洗した。その後、イオン交換水で繰り返し洗浄し水相の導電率がイオン交換水と殆ど同じになったところで温水を張ったニーダーに投入して、攪拌しながら塩化メチレンを蒸発し、ポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体のパウダーを得た。脱水後、熱風循環式乾燥機により120℃で12時間乾燥した。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PMVS-PC-1)の粘度平均分子量は19,500、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は8.4重量%、アルケニルシロキサン成分含有量は1.5重量%であった。
PMVS-1をPMVS-2 240部(0.071モル)に変更した以外は、PMVS-PC-1の製造法と同様にした。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PMVS-PC-2)の粘度平均分子量は19,700、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は8.8重量%、アルケニルシロキサン成分含有量は4.4重量%であった。
PMVS-1をPMVS-3 217部(0.071モル)に変更した以外は、PMVS-PC-1の製造法と同様にした。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PMVS-PC-3)の粘度平均分子量は19,500、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は8.3重量%、アルケニルシロキサン成分含有量は0.7重量%であった。
PMVS-1をPMVS-4 213部(0.071モル)に変更した以外は、PMVS-PC-1の製造法と同様にした。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PMVS-PC-4)の粘度平均分子量は19,400、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は8.3重量%、アルケニルシロキサン成分含有量は0.12重量%であった。
PMVS-1をPMVS-5 270部(0.071モル)に変更した以外は、PMVS-PC-1の製造法と同様にした。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PMVS-PC-5)の粘度平均分子量は19,300、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は9.0重量%、アルケニルシロキサン成分含有量は1.6重量%であった。
PMVS-1を PMVS-3 434部(0.142モル)に変更し、PDMSを使用しない以外は、PMVS-PC-1の製造法と同様にした。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PMVS-PC-6)の粘度平均分子量は19,500、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は8.4重量%、アルケニルシロキサン成分含有量は1.5重量%であった。
PMVS-1を 444部(0.142モル)に変更し、PDMSを使用しない以外は、PMVS-PC-1の製造法と同様にした。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PMVS-PC-7)の粘度平均分子量は19,600、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は8.4重量%、アルケニルシロキサン成分含有量は3.0重量%であった。
PMVS-2を 480部(0.142モル)に変更し、PDMSを使用しない以外は、PMVS-PC-1の製造法と同様にした。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PMVS-PC-8)の粘度平均分子量は19,600、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は9.1重量%、アルケニルシロキサン成分含有量は8.6重量%であった。
PMVS-1を使用せず、PDMS 415部(0.142モル)に変更した以外は、PMVS-PC-1の製造法と同様にした。得られたポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体(PDMS-PC)の粘度平均分子量は19,500、ポリジオルガノシロキサン成分含有量は8.3重量%であった。
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンを繰返し骨格とする溶液粘度分子量19,700の直鎖状芳香族ポリカーボネート樹脂パウダー(帝人(株)製パンライトL-1225WX)。
上記製造法で得られたPMVS-PCとPDMS-PC、PCとを表2の配合割合を参考に、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト(BASF(株)製:イルガフォス168)300ppmを混合した。また、難燃剤処方としてトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト1000ppm、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸(BASFジャパン(株)製:イルガノックス1076)1000ppm、メガファックF-114P(DIC(株)製)500ppm、SN3310(Guangzhou Shine Polymer Technology Co., Ltd.製:PTFEパウダー)2000ppmも別途混合した。その後、ベント式二軸押出機(テクノベル(株)製,KZW15-25MG)により280℃で溶融混錬して各混合品からなるペレットを得た。押出条件は、吐出量2.5kg/h、スクリュー回転数200rpmであり、押出温度は第1供給口からダイス部分まで280℃とした。得られたペレットを射出成形機(日本製鋼所(株)製、JSW J-75EIII)にてUL試験片2種類(3.2mm、1.6mm(難燃剤処方あり))を作製し難燃性を評価した。また、3.2mmの試験片の合計燃焼秒数を測定した。評価結果を表2に示す。
Claims (5)
- 下記一般式[1]で表されるポリカーボネートブロックと下記一般式[3]で表されるポリジオルガノシロキサンブロックおよび下記一般式[4]で表されるポリジオルガノシロキサンブロックを含むポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体であって、式[3]で表されるポリジオルガノシロキサンブロックおよび下記一般式[4]で表されるポリジオルガノシロキサンブロックの割合が、式[3]/式[4]=70~1/30~99(モル%/モル%)である、ポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
- 前記一般式[3]中の全R3~R8中に占めるアルケニル基の含有率が、1~60モル%である請求項1に記載のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
- 前記一般式[3]のアルケニル基を含むシロキサン繰り返し単位数が、1~50である請求項1又は2に記載のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
- 前記共重合体中のアルケニルシロキサン成分含有量が、0.1~6重量%である請求項1~3のいずれかに記載のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
- 前記アルケニル基がビニル基である請求項1~4のいずれかに記載のポリカーボネート-ポリジオルガノシロキサン共重合体。
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