CN101469124B - 聚碳酸酯树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种具有高的焊接强度并且刚性、尺寸稳定性及成型加工性也优异的聚碳酸酯树脂组合物。本发明提供了一种树脂组合物,该树脂组合物包括芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)98~40重量%、由液晶聚酯树脂(B成分)以及末端羧基量为1~50eq/ton的热塑性聚酯树脂(C成分)构成的树脂成分2~60重量%,其中,B成分与C成分的重量比(B)/(C)=98/2~33/67,并且分别由聚碳酸酯树脂(A成分)形成连续相、由液晶聚酯树脂(B成分)形成分散相,长径与短径之比为1以上且低于3的液晶聚酯树脂分散粒子的平均粒径为0.4~5μm。本发明的树脂组合物,具有高度的焊接强度并且刚性、尺寸稳定性及成型加工性也优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种包含芳香族聚碳酸酯树脂、液晶聚酯树脂以及热塑性聚酯树脂的树脂组合物。更详细地说,本发明涉及一种焊接强度、刚性、尺寸稳定性、成型加工性优异的特别适于薄壁精密部件的树脂组合物。
背景技术
芳香族聚碳酸酯树脂,是耐热性、耐冲击性、尺寸稳定性等优异的树脂,因而,其广泛应用于电气/电子部件领域、机械部件领域、汽车部件领域、OA机器部件领域等的多种用途中。特别是在作为能充分利用其尺寸稳定性、耐冲击性的电气/电子部件领域的精密部件的利用,也正在推进。近年来,由于制品的轻薄小型化的进展,对材料进行薄壁设计时,也在寻求能够保持强度的高的刚性或能够保持焊接强度、成型加工性的良好的流动性以及保持制品的尺寸稳定性。特别是,随着精密部件的复杂形状化的推进,多数情形下需要寻求高的焊接强度。
现有技术中,提出了多种,通过在热塑性树脂中配合显示液晶性的液晶聚酯树脂并使液晶聚酯树脂在组合物中纤维化,从而能够同时改善刚性与流动性的方法。在芳香族聚碳酸酯树脂中配合液晶聚酯树脂,也已进行了很多尝试,已报道有,为了进一步提高刚性,而配合纤维状强化材料或板状强化材料的例子(参照专利文献1)。另外,也报道有为了改善液晶聚酯树脂的尺寸稳定性而配合纤维状强化材料或板状强化材料的例子(参照专利文献2)或配合聚碳酸酯树脂的例子(参照专利文献3)。
专利文献1中,公开了一种树脂组合物,其由芳香族聚碳酸酯树脂、液晶聚酯树脂、纤维状强化材料(玻璃纤维)、板状强化材料(玻璃片)构成,但是,在该文献中丙没有公开焊接强度及尺寸稳定性的数据,因而,不能认为其已充分公开了该技术课题的解决方法。
专利文献2中,公开了一种树脂组合物,其由液晶聚酯树脂、纤维状强化材料、板状强化材料构成,其虽然公开了使用强化材料而获得的尺寸稳定性的效果,但是,其并没有公开关于焊接强度的数据,因而,不能认为其已充分公开了该技术课题的解决方法。
专利文献3中,公开了一种树脂组合物,其由芳香族聚碳酸酯树脂、液晶聚酯树脂构成,其虽然公开了通过使用液晶聚酯树脂而提高的薄壁流动性来提高尺寸稳定性,但是,其并没有公开关于焊接强度的数据。
专利文献4中,公开了一种树脂组合物,其由热塑性树脂与液晶聚酯树脂构成,其公开了液晶聚酯树脂的平均粒径为0.1~0.8μm的范围即可改善弯曲性以及断裂伸长。专利文献4中,平均粒径为测量的从任意剖面看去的液晶聚酯树脂粒子的长径,由于作为分散相的液晶聚酯树脂根据施加的应力可以为各种形态,例如,在进行测定观察样品的表面部分与中心部分的平均粒径时,表面部分与中心部分的平均粒径有很大不同,难以表示组合物中包含的液晶聚酯树脂粒子的平均粒径。另外,由于没有公开关于焊接强度的数据,因而,不能认为其已充分公开了该技术课题的解决方法。
另外,由于已公知液晶聚酯树脂自身的焊接强度低,因而,可容易推测出,在聚碳酸酯树脂中配合液晶聚酯树脂会导致焊接强度的大幅降低。
综上,由于没有公开关于由芳香族聚碳酸酯树脂、液晶聚酯树脂构成的树脂组合物的焊接强度的数据,因而,不能充分地对应精密部件的复杂形状,从而不能认为已充分公开了该技术课题的解决方法。
专利文献1:JP特开平07-258531号公报
专利文献2:JP特开2002-294038号公报
专利文献3:JP特开2002-348460号公报
专利文献4:JP特开2007-146123号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种焊接强度、刚性、尺寸稳定性、成型加工性优异的特别适于复杂形状的精密部件的树脂组合物。
本发明人等,为了解决该课题,进行了锐意研究。其结果是发现,现有技术所没有充分研究的在由芳香族聚碳酸酯树脂与液晶聚酯树脂组成的树脂组合物中配合特定的热塑性聚酯树脂的聚碳酸酯树脂组合物,是能够解决上述课题的树脂材料。通过进一步推进研究,从而完成了本发明。
根据本发明,提供了一种树脂组合物,该树脂组合物包括芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)98~40重量%、由液晶聚酯树脂(B成分)以及末端羧基量为1~50eq/ton的热塑性聚酯树脂(C成分)构成的树脂成分2~60重量%,其中,B成分与C成分的重量比(B)/(C)=98/2~33/67,并且分别由芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)形成连续相、由液晶聚酯树脂(B成分)形成分散相,长径与短径之比为1以上且低于3的液晶聚酯树脂分散粒子的平均粒径为0.4~5μm。
本发明的树脂组合物,显示出高的焊接强度,并且刚性、尺寸稳定性以及成型加工性也优异,具有现有技术中所不具有的特性。
具体实施方式
以下,更详细地说明本发明。
(A成分:芳香族聚碳酸酯树脂)
在本发明中作为A成分使用的芳香族聚碳酸酯树脂,是将二价苯酚和碳酸酯前驱体加以反应而得到的树脂。作为反应方法的例子,可以举出界面聚合法、熔融酯交换法、碳酸酯预聚物的固相酯交换法以及环状碳酸酯化合物的开环聚合法等。
作为在此使用的二价苯酚的代表性例子,可以举出氢醌、间苯二酚、4,4’-双酚、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(通常称之为双酚A(BPA))、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、4,4’-(对亚苯基二异亚丙基)二酚、4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)二酚、1,1-双(4-羟基苯基)-4-异丙基环己烷、双(4-羟基苯基)氧化物、双(4-羟基苯基)硫化物、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)酮、双(4-羟基苯基)酯、双(4-羟基-3-甲基苯基)硫化物、9,9-双(4-羟基苯基)芴以及9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等。优选的二价苯酚为双(4-羟基苯基)链烷烃,其中,从耐冲击性方面考虑,特别优选双酚A,其已被广泛应用。
在本发明中,除了作为通用聚碳酸酯的双酚A类聚碳酸酯以外,作为A成分还可以使用通过其他的二价苯酚类而制造的特殊的聚碳酸酯。
例如,作为二价苯酚成分的一部分或全部,使用4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)二酚(以下有时简称为“BPM”)、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(以下有时简称为“Bis-TMC”)、9,9-双(4-羟基苯基)芴以及9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(以下有时简称为“BCF”)的聚碳酸酯(均聚物或共聚物),适合用于对吸水的尺寸变化或形状稳定性要求特别严格的用途上。这些除了BPA以外的二价苯酚,优选使用构成该聚碳酸酯的二价苯酚成分总量的5摩尔%以上,特别优选为10摩尔%以上。
尤其是,当要求具有高刚性且更良好的耐水解性的情况下,特别优选构成树脂组合物的A成分为下述(1)~(3)的聚碳酸酯共聚物。
(1)在100摩尔%的构成该聚碳酸酯的二价苯酚成分中,BPM为20~80摩尔%(更优选为40~75摩尔%,进一步优选为45~65摩尔%)、且BCF为20~80摩尔%(更优选为25~60摩尔%,进一步优选为35~55摩尔%)的聚碳酸酯共聚物。
(2)在100摩尔%的构成该聚碳酸酯的二价苯酚成分中,BPA为10~95摩尔%(更优选为50~90摩尔%,进一步优选为60~85摩尔%)、且BCF为5~90摩尔%(更优选为10~50摩尔%,进一步优选为15~40摩尔%)的聚碳酸酯共聚物。
(3)在100摩尔%的构成该聚碳酸酯的二价苯酚成分中,BPM为20~80摩尔%(更优选为40~75摩尔%,进一步优选为45~65摩尔%)、且Bis-TMC为20~80摩尔%(更优选为25~60摩尔%,进一步优选为35~55摩尔%)的聚碳酸酯共聚物。
这些特殊的聚碳酸酯既可以单独使用,也可以两种以上适当地混合使用。另外,也可以将这些与通用的双酚A型聚碳酸酯混合使用。
关于这些特殊的聚碳酸酯的制造方法以及特性,例如在JP特开平6-172508号公报、JP特开平8-27370号公报、JP特开2001-55435号公报以及JP特开2002-117580号公报等中有详细的记载。
另外,在上述的各种聚碳酸酯中,通过调整共聚物组成将吸水率以及Tg(玻璃化转变温度)调整在下述范围内的聚碳酸酯,其聚合物自身的耐水解性良好,且成型后的低弯曲性也特别优异,因此,特别适合用于要求具有形状稳定性的领域中。
(i)吸水率为0.05~0.15%,优选为0.06~0.13%,且Tg为120~180℃的聚碳酸酯;或者
(ii)Tg为160~250℃,优选为170~230℃,且吸水率为0.10~0.30%、优选为0.13~0.30%,更优选为0.14~0.27%的聚碳酸酯。
在此,聚碳酸酯的吸水率,是利用直径为45mm、厚度为3.0mm的圆板状试片,根据ISO62-1980,测定在23℃的水中浸渍24小时后的水分含量而得到的数值。另外,Tg(玻璃化转变温度),是根据JIS K7121,用差示扫描量热仪(DSC)测定而求得的数值。
作为聚碳酸酯前躯体,使用酰卤(Carbonyl halide)、碳酸二酯或者卤代甲酸酯(ハロホルメ一ト)等,具体地说,可以举出光气(Phosgene)、二苯基碳酸酯或二价苯酚的卤代二甲酸酯等。
当通过界面聚合法,由上述二价苯酚和碳酸酯前躯体制造芳香族聚碳酸酯树脂时,根据需要也可以使用催化剂、末端停止剂、抗氧化剂等,其中抗氧化剂用以防止二价苯酚的氧化。另外,本发明的芳香族聚碳酸树脂包括:将三官能度以上的多官能芳香族化合物加以共聚合的支链聚碳酸酯树脂;将芳香族或者脂肪族(包含脂环式)的二官能度羧酸加以共聚合的聚酯碳酸酯树脂;将二官能度醇(包含脂环式)加以共聚合的聚碳酸酯;以及将该二官能度羧酸和二官度醇加以共聚合的聚酯碳酸酯树脂。另外,也可以是将所得到的芳香族聚碳酸酯树脂的两种以上加以混合的混合物。
支链聚碳酸酯树脂,能够向本发明的强化芳香族聚碳酸酯树脂组合物赋予防滴落功能等。作为用于该支链聚碳酸酯树脂中的三官能度以上的多官能芳香族化合物,可以举出间苯三酚、根皮葡酚或者4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基二苯基)庚炔-2、2,4,6-三甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羟基苯基)苯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)乙烷、2,6-双(2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚、4-{4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯}-α,α-二甲基苄基苯酚等的三酚;四(4-羟基苯基)甲烷、双(2,4-二羟基苯基)酮、1,4-双(4,4-二羟基三苯基甲基)苯或者偏苯甲酸、均苯四甲酸、二苯酮四甲酸(Benzophenone tetracarboxylic)以及它们的酸氯化物等,其中,优选1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)乙烷,特别优选为1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷。
在100摩尔%的从二价苯酚衍生的结构单元和从该多官能度芳香族化合物衍生的结构单元的总和中,优选支链聚碳酸酯中的从多官能度芳香族化合物衍生的结构单元为0.01~1摩尔%、优选为0.05~0.9摩尔%、特别优选为0.05~0.8摩尔%。
另外,特别是采用熔融酯交换法时,有时作为副反应产生支链结构单元,关于该支链结构单元的含量,也在100摩尔%的从二价苯酚衍生的结构单元的总量中占0.001~1摩尔%、优选为0.005~0.9摩尔%、特别优选为0.01~0.8摩尔%。另外,上述支链结构的含量可通过1H-NMR测定来算出。
脂肪族的二官能度羧酸,优选为α,ω-二羧酸。作为脂肪族的二官能度羧酸,优选可以举出癸二酸(decanedioic acid)、十二二酸(Dodecandioic acid)、十四二酸、十八二酸、二十烷二酸等直链饱和脂肪族二羧酸;以及环己烷二羧酸等的脂环族二羧酸。作为二官能度醇,优选为脂环族二醇,例如可以举出环己烷二甲醇、环己烷二醇以及三环癸烷二甲醇等。
另外,还可以使用对聚有机硅氧烷单元加以共聚合的聚碳酸酯-聚有机硅氧烷共聚物。
作为芳香族聚碳酸酯树脂的制造方法的界面聚合法、熔融酯交换法、碳酸酯预聚物固相酯交换法、以及环状聚碳酸酯化合物的开环聚合法等反应方式,是通过各种文献以及专利公报等已公知的方法。
芳香族聚碳酸酯树脂的粘均分子量(M),未作特别的限定,但优选为1×104~5×104、更优选为1.4×104~3×104、进一步优选为1.4×104~2.4×104。
在粘均分子量低于1×104的芳香族聚碳酸酯树脂中,无法得到良好的机械特性。另一方面,由粘均分子量超过5×104的芳香族聚碳酸酯树脂得到的树脂组合物,其在注射成型时的流动性差,因此通用性差。
另外,芳香族聚碳酸酯树脂,也可以通过将粘均分子量在上述范围以外的芳香族聚碳酸酯树脂加以混合而得到。特别是,具有超过上述范围(5×104)的粘均分子量的芳香族聚碳酸酯树脂,可提高树脂的熵弹性(entropyelasticity)。其结果,在将强化树脂材料成型为结构部件时采用的气体辅助成型、以及发泡成型中,能发挥良好的成型加工性。此时成型加工性的改善比上述支链聚碳酸酯更优异。作为更优选的形式,也可以使用A成分由粘均分子量为7×104~3×105的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1-1成分)、以及粘均分子量为1×104~3×104的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1-2成分)组成,其粘均分子量为1.6×104~3.5×104的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1成分)(以下,有时也称作“含高分子量成分的芳香族聚碳酸酯树脂”)。
在上述含高分子量成分的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1成分)中,优选A-1-1成分的分子量为7×104~2×105、更优选为8×104~2×105、进一步优选为1×105~2×105、特别优选为1×105~1.6×105。另外,A-1-2成分的分子量优选为1×104~2.5×104、更优选为1.1×104~2.4×104、进一步优选为1.2×104~2.4×104、特别优选为1.2×104~2.3×104。
含高分子量成分的芳香族聚碳酸酯树脂(A-1成分),可通过将上述A-1-1成分和A-1-2成分以各种比例加以混合,并将其调整为满足规定的分子量范围而得到。在100重量%的A-1成分中,优选A-1-1成分为2~40重量%、更优选为3~30重量%、进一步优选为4~20重量%、特别优选为5~20重量%。
另外,作为A-1成分的制备方法,可以举出(1)分别独立地聚合A-1-1成分和A-1-2成分,并将它们加以混合的方法;(2)采用以JP特开平5-306336号公报所示方法为代表的、将根据GPC方法的分子量分布图中表示多个聚合物峰值的芳香族聚碳酸酯树脂在相同体系内进行制造的方法,并使该芳香族聚碳酸酯树脂制造成满足本发明的A-1成分的条件的方法:以及(3)将通过制造方法(2)得到的芳香族聚碳酸酯树脂和另行制造的A-1-1成分及/或A-1-2成分加以混合的方法等。
本发明所说的粘均分子量,可根据下述方法算出。首先,从在20℃下将0.7g芳香族聚碳酸酯溶解在100ml二氯甲烷而得到的溶液中,用奥斯特瓦尔特粘度计,通过下式求出比粘度(ηsp):
比粘度(ηsp)=(t-t0)/t0
[t0为二氯甲烷落下的秒数、t为试样溶液落下的秒数];
根据所得到的比粘度(ηsp),通过下式算出粘均分子量M:
(ηsp)/c=[η]+0.45×[η]2c([η]是极限粘度)
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7。
另外,本发明的树脂组合物中,芳香族聚碳酸酯树脂的粘均分子量的计算是按照下述方法进行。即,将该组合物与其重量的20~30倍的二氯甲烷进行混合,从而溶解组合物中的可溶成分。通过硅藻土过滤得到该可溶成分。然后,去除所得溶液中的溶剂。对去除溶剂后的固体进行充分的干燥,得到能够溶解在二氯甲烷的固体成分。从将0.7g该固体溶解在100ml二氯甲烷而得到的溶液中,与上述同样操作求出20℃下的比粘度,并从该比粘度,与上述同样操作求出粘均分子量M。
(B成分:液晶聚酯树脂)
本发明中使用的作为B成分的液晶聚酯树脂,是指热致型液晶聚酯树脂,具有在熔融状态下其聚合物分子链向一定方向排列的性质。而该排列状态的形式,可以是向列型、层列型、胆固醇型以及碟型中的任意形式,也可以是呈现两种以上的排列形式。而且,作为液晶聚酯树脂的结构,可以是主链型、侧链型以及刚直主链弯曲侧链型等中的任意结构,但优选为主链型液晶聚酯树脂。
上述排列状态的形式,即各向异性熔融相的性质,可通过利用了正交偏光镜的、通常的偏光检测法来确认。更具体地说,各向异性熔融相的确认,通过使用Leitz偏光显微镜,将搭载在Leitz热台(hotstage)上的熔融试样在氮气环境下以40倍的倍率观察而实施。用正交偏光镜之间检查时,即使本发明的聚合物是熔融静止状态,偏光也可以透过,显示出光学各向异性。
另外,液晶聚酯树脂的耐热性可以是任意范围内,但优选在接近于聚碳酸酯树脂的加工温度的温度中进行熔融,并形成熔融液晶相。从这一方面考虑,优选液晶聚酯的载荷下挠曲温度为150~280℃、优选为180~250℃。该液晶聚酯树脂是属于所谓的耐热性分类的II型的树脂。具有该耐热性时,相比于耐热性更高的I型具有更优异的成型加工性,且相比于耐热性更低的III型则具有更良好的阻燃性。
本发明中使用的液晶聚酯树脂为含有聚酯单元以及聚酯酰胺单元的树脂,优选为芳香族聚酯树脂以及芳香族聚酯酰胺树脂,也可以优选使用将芳香族聚酯单元以及芳香族聚酯酰胺单元包含在同一分子链中的一部分上的液晶聚酯树脂。
特别优选的是全芳香族聚酯树脂、全芳香族聚酯酰胺树脂,所述全芳香族聚酯树脂、全芳香族聚酯酰胺树脂作为单元结构成分具有来自选自由芳香族羟基羧酸、芳香族羟胺、芳香族二胺所组成的组中的一种或两种以上化合物的单元结构成。更具体地说,可以举出(1)主要由选自由芳香族羟基羧酸及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物合成的液晶聚酯树脂;(2)主要由下述a、b、c化合物合成的液晶聚酯树脂,其中,a为选自由芳香族羟基羧酸及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物,b为选自由芳香族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上化合物,c为选自由芳香族二醇、脂环族二醇、脂肪族二醇及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物;(3)主要由下述a、b、c化合物合成的液晶聚酯酰胺树脂,其中,a为选自由芳香族羟基羧酸及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物,b为选自由芳香族羟胺、芳香族二胺及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物,c为选自由芳香族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物;(4)主要由下述a、b、c、d化合物合成的液晶聚酯酰胺树脂,其中,a为选自由芳香族羟基羧酸及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物,b为选自由芳香族羟胺、芳香族二胺及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物,c为选自由芳香族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上化合物,d为选自由芳香族二醇、脂环族二醇、脂肪族二醇及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物。优选(1)的主要由选自由芳香族羟基羧酸及其衍生物所组成的组中的一种或两种以上的化合物合成的液晶聚酯树脂。
而且,根据需要,可在上述结构成分中并用分子量调节剂。
作为本发明的液晶聚酯树脂的合成中使用的具体化合物的优选例子,可以举出2,6-萘二羧酸、2,6-二羟基萘、1,4-二羟基萘以及6-羟基-2-萘甲酸等的萘化合物;4,4’-二苯基二羧酸、4,4’-二羟基联苯等的联苯化合物;对羟基安息香酸、对苯二甲酸、氢醌、对氨基苯酚以及对亚苯基二胺等的对位取代的苯化合物及其它们的亲核取代苯化合物(取代基选自氯、溴、甲基、苯基、1-苯基乙基);间苯二甲酸、间苯二酚等的间位取代的苯化合物;以及用下述通式(2)、(3)或者(4)表示的化合物。其中,特别优选为对羟基安息香酸和6-羟基-2-萘甲酸,优选将两者加以混合而成的液晶聚酯树脂。作为两者的混合比,优选前者为90~50摩尔%的范围、更优选为80~65摩尔%的范围,优选后者为10~50摩尔%的范围、更优选为20~35摩尔%的范围。
(其中,X是选自由碳原子数为1~4的烷撑基以及烷叉基、-O-、-SO-、-SO2-、-S-以及-CO-所组成的组中的基团;Y是选自由-(CH2)n-(n=1~4)、-O(CH2)nO-(n=1~4)所组成的组中的基团。)
另外,本发明中使用的液晶聚酯树脂,除了上述结构成分之外,在同一分子链中还可以存在一部分来自不显示各向异性的熔融相的聚亚烷基对苯二甲酸酯的单元。此时的烷基的碳原子数为2~4。
对本发明中采用的液晶聚酯树脂的基本制造方法,未作特别的限定,可根据公知的液晶聚酯树脂的缩聚法来制造。而且,在60℃下将上述液晶聚酯树脂以0.1重量%的浓度溶解在五氟苯酚中时,通常至少显示约2.0dI/g、例如约2.0~10.0dI/g的对数粘度(IV值)。
本发明的树脂组合物中,需要分别由芳香族聚碳酸酯树脂形成连续相、由液晶聚酯树脂形成分散相,只能满足该状态才能达成良好的焊接强度。
本发明的树脂组合物中,优选长径/短径之比为1以上且不足3的液晶聚酯树脂的平均粒径为0.4~5μm。长径/短径之比超过3,则液晶聚酯树脂的分散形态成为纤维状,其长径为纤维长度,成为包括了施加到液晶聚酯树脂上的剪切应力的效果,从而不能呈现液晶聚酯树脂的分散状态。长径/短径之比为1以上且不足3,则液晶聚酯树脂几乎为球状而能呈现液晶聚酯树脂的分散状态。优选长径/短径之比为1以上且不足3的液晶聚酯树脂的平均粒径为0.4~5μm,更优选为0.4~3μm,进一步优选为0.4~2μm。液晶聚酯树脂的平均粒径小于0.4μm,则液晶聚酯树脂产生的流动性及刚性的改良效果降低,液晶聚酯树脂的平均粒径超过5μm,则焊接强度降低,因而不优选。
另外,长径/短径之比及平均粒径通过如下方法进行测定。
即,成型出宽13mm、长130mm、厚1.6mm的长方形试片,将该成型品在浇口(gate)位置切成两段。从切断面开始30mm的位置设置缺口,用液氮冷冻后,用艾氏冲击试验机施加冲击,在从切断面开始30mm的位置形成破断面,用扫描式电子显微镜(JSM-6100,日本电子(株)制造)在观察倍率6000倍下观察,选择50个长径/短径之比为1以上且不足3的液晶聚酯分散粒子,计算其长径的数均粒径作为平均粒径。
(C成分:热塑性聚酯树脂)
作为本发明中使用的热塑性聚酯树脂,包括脂肪族聚酯树脂以及芳香族聚酯树脂中的任一种。作为脂肪族聚酯树脂,可例示,由乳酸等脂肪族羟基羧酸或ε-己内酯形成的聚酯聚合物或共聚物。芳香族聚酯树脂,是芳香族二羧酸与二醇形成的聚酯聚合物及由羟基芳香族羧酸形成的聚酯聚合物,可举出,聚对苯二甲酸亚烷基酯(包括其他的芳香族二羧酸的共聚物)、聚对萘二甲酸亚烷基酯(包括其他的芳香族二羧酸的共聚物),以及二价酚与芳香族二羧酸的聚合物以及羟基芳香族羧酸的聚合物等的全芳香族聚酯树脂,可利用上述的任何一种。芳香族聚酯树脂,是指在100摩尔%二羧酸成分中,芳香族二羧酸成分为80摩尔以上,优选为90摩尔%以上,更优选为95摩尔%以上的聚酯树脂。芳香族聚酯树脂的二醇成分,优选在100摩尔%中,脂肪族二醇或脂环式二醇为80摩尔%以上,优选为90摩尔%以上,更优选为95摩尔%以上。在此,作为二羧酸成分,可举出来自芳香族聚酯树脂的二羧酸或其酯形成性衍生物的结构单元,另外作为二醇成分,可举出来自芳香族聚酯树脂的二醇或其酯形成性衍生物的结构单元。
聚己内酯,例如可在酸、碱、有机金属化合物等的催化剂的存在下使己内酯开环聚合而制造。另外,聚己内酯的末端也可实施酯化或醚化等的末端处理。聚己内酯的分子量没有特别限制,用数均分子量表示优选为300~40000,更优选为400~30000,进一步优选为400~15000,特别优选为500~12000。该优选分子量的聚己内酯,同时具有良好的热稳定性与流动改性效果。
作为由脂肪族羟基羧酸形成的聚酯树脂,可使用聚乳酸及/或乳酸类与其它的羟基羧酸的共聚物。聚乳酸,通常可由称作乳酸交酯的乳酸的环状二聚体开环聚合合成,其制造方法,已在USP1995970、USP2362511、USP2683136中公开。另外,乳酸与其他的羟基羧酸的共聚物,通常由乳酸交酯与羟基羧酸的环状酯中间体通过开环聚合合成,其制造方法,已在USP3635956、USP3797499中公开。在不通过开环聚合而是通过直接脱水缩聚制造乳酸类树脂的情形,将乳酸类与根据需要的其他的羟基羧酸,优选在有机溶剂特别是苯基醚类溶剂的存在下共沸脱水缩合,特别优选从通过共沸馏出的溶剂中除去水而成为实质上无水的状态的溶剂,使该溶剂返回反应体系的方法而聚合,由此得到适于本发明的聚合度的乳酸类树脂。作为原料的乳酸类,可使用L-乳酸以及D-乳酸或其混合物、乳酸的二聚体的乳酸交酯的任一种。另外,作为可与乳酸类并用的其他的羟基羧酸类,有羟基乙酸、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、4-羟基戊酸、5-羟基戊酸、6-羟基己酸等,进一步,也可使用羟基羧酸的环状中间体,例如羟基乙酸的二聚体乙交酯或6-羟基己酸的环状酯ε-己内酯。
作为构成芳香族聚酯树脂的芳香族二羧酸的例子,可例示如下。另外,在以下的二羧酸成分或二醇成分的具体的例子中,均简称其成分。即,可举出,对苯二甲酸,异苯二甲酸、2-氯对苯二甲酸、2,5-二氯对苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、4,4-茋二羧酸、4,4-联苯二羧酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、双安息香酸、双(对羧基苯基)甲烷、蒽二羧酸、4,4-二苯基醚二羧酸、4,4-二苯氧基乙烷二羧酸、5-Na磺基间苯二甲酸、乙烯-双对安息香酸等。这些二羧酸即可单独使用也可两种以上混合使用。其中,优选使用对苯二甲酸以及2,6-萘二羧酸。
作为其他的可共聚合的二羧酸,可举出己二酸、癸二酸、壬二酸、十二碳二酸、1,3-环己烷二羧酸、以及1,4-环己烷二羧酸等的脂肪族二羧酸以及脂环式二羧酸。即可单独使用芳香族二羧酸以及可聚合的二羧酸,也可混合两种以上使用。
另外,作为芳香族聚酯树脂的二醇成分,例如,可举出,乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、反-或-顺2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇以及环癸二醇等的脂肪族二醇,1,4-环己二甲醇、1,3-环己二甲醇、以及环己二醇等的脂环式二醇以及对二甲苯二醇、以及双酚A等的二价酚。进一步,作为二醇成分,还可以使用少量的分子量为400~6000的长链二醇,即也可一种以上共聚聚乙二醇、聚-1,3-丙二醇、聚四甲二醇等。这些二醇成分即可单独使用也可以混合两种以上使用。
作为共聚成分而包含二价酚的情形,优选二醇成分中的二价酚为30摩尔%以下。
作为具体的芳香族聚酯树脂,可举出,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环己烷二甲醇共聚物PET、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚乙烯-1,2-双(苯氧基)乙烷-4,4’-二羧酸酯、以及聚异苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚异苯二甲酸丁二醇酯共聚物、聚萘二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物、以及聚萘二甲酸丁二醇酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物等。
芳香族聚酯树脂的末端羧基量为1~50eq/ton的范围,优选为3~45eq/ton,更优选为5~40eq/ton的范围。末端羧基量降低到1eq/ton以下,则实质上制造困难,因此实用上不优选,超过50eq/ton,则难以达成良好的焊接强度,不能获得通过液晶聚酯树脂的配合来使流动性改善的效果,另外,还会过度促进芳香族聚碳酸酯树脂的酯交换反应,使芳香族聚碳酸酯树脂的分子量降低,阻燃性降低。另外,芳香族聚酯树脂的末端也可含有羟基,末端基上的羟基与末端基的比例几乎相同以外,也可以某一方的比例多。
芳香族聚酯树脂的制造,可按照通常的方法,在含有钛、锗、锑等的缩聚催化剂的存在下,在加热的同时使衍生二羧酸或其酯成分的化合物与衍生二醇或其酯成分的化合物聚合,将副反应产生的水或低级醇排出体系外来进行。例如,作为锗类聚合催化剂,可例示,锗的氧化物、氢氧化物、卤化物、醇化物、酚化物等,进一步具体地,可例示,氧化锗、氢氧化锗、四氯化锗、四甲氧基锗等。另外,作为钛类聚合催化剂的有机钛化合物,可例示,四丁氧基钛、异丙氧基钛、草酸钛、醋酸钛、安息香酸钛、三苯六甲酸钛以及四丁基钛酸酯与三钛六甲酸酐的反应物等。有机钛化合物的优选的使用量为,钛原子相对于构成芳香族聚酯树脂的酸成分,为3~12mg原子%的比例。
另外,本发明中,可一同使用在以往公知的缩聚的前阶段的酯交换反应中使用的锰、锌、钙、镁等的化合物,也可在酯交换反应结束后通过磷酸或亚磷酸的化合物等使该催化剂失活而缩聚。芳香族聚酯树脂的制造方法,可以采用批次式、连续聚合式中的任意方法。另外,得到的芳香族聚酯树脂中也可配合各种稳定剂及改性剂。
芳香族聚酯树脂的熔融特性没有特别限制,优选在280℃以及负载21.18N(2.16kg)的条件下按照ISO1133的方法测定的MVR值为5~200cm3/10分钟的范围,更优选为7~100cm3/10分钟的范围,进一步优选为10~70cm3/10分钟的范围。
这些芳香族聚酯树脂中优选聚对苯二甲酸亚烷基酯。本发明的聚对苯二甲酸亚烷基酯,其主要重复单元为对苯二甲酸亚烷基酯,在其二羧酸成分100摩尔%中,对苯二甲酸成分为80摩尔%以上,优选为90摩尔%以上,更优选为95摩尔%以上。在其二醇成分100摩尔%中,亚烷基二醇成分为80摩尔%以上,优选为90摩尔%以上,更优选为95摩尔%以上。其他的可共聚的二羧酸成分及二醇成分如上所述。
更合适的对苯二甲酸亚烷基酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯(以下有时简称为PBT)以及对苯二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为PET)。本发明中所说的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),是主要的重复单元为对苯二甲酸丁二醇酯,在上述的聚对苯二甲酸亚烷基酯中,亚烷基二醇成分为1,4-丁二醇成分的聚酯。
另外,对于PBT的制造方法,可采用上述的各种方法,更优选的是连续聚合方式。这种方式,品质稳定性高,且成本方面也是有利的。进一步地,作为聚合催化剂优选使用有机钛化合物。这对酯交换反应等的影响有小的倾向。
PBT的熔融特性,在上述的范围中,优选在280℃以及负载21.18N(2.16kg)的条件下按照ISO1133的方法测定的MVR值为10~100cm3/10分钟的范围,更优选为10~70cm3/10分钟的范围。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),是主要重复单元为对苯二甲酸乙二醇酯,上述聚对苯二甲酸亚烷基酯中的亚烷基二醇成分为乙二醇成分的聚酯。作为制造时的催化剂,可使用含有钛、锗或锑的缩聚催化剂中的任一种。更优选的PET,作为对苯二甲酸成分以外的二羧酸成分,以100摩尔%的二羧酸成分作为基准,含有5摩尔%以下的间苯二甲酸,并且作为乙二醇以外的二醇成分,以100摩尔%的二醇成分作为基准,含有0.5~5摩尔%(更优选为0.7~4摩尔%)的二醇成分。通常聚合时的副反应生成物,在二醇成分100摩尔%中,含有约0.5摩尔%以上的二乙二醇成分。因此,在制造时,二乙二醇作为共聚合成分的原料并非必须配合。
PET的熔融特性,从冲击性代表的机械特性来看,在上述范围中,优选在280℃以及负载21.18N(2.16kg)的条件下按照ISO1133的方法测定的MVR值为5~100cm3/10分钟的范围,更优选为10~70cm3/10分钟的范围。另一方面,更重视流动性的场合,优选使用超过100cm3/10分钟的200cm3/10分钟以下的PET。
本发明的树脂组合物,为由下述成分组成的聚碳酸酯树脂组合物,即,包括芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)98~40重量%,优选为97~45重量%,更优选为95~50重量%,以及由液晶聚酯树脂(B成分)以及热塑性聚酯树脂(C成分)构成的树脂成分2~60重量%,优选为3~55重量%,更优选为5~50重量%。由液晶聚酯树脂(B成分)以及热塑性聚酯树脂(C成分)构成的树脂成分的比例比60重量%大,则液晶聚酯树脂及芳香族聚酯树脂配合引起的焊接强度降低幅度大,并且芳香族聚碳酸酯树脂的酯交换反应被过度促进,阻燃性降低。小于2重量%,则由液晶聚酯树脂以及芳香族聚酯树脂引起的流动性改善效果不充分。另外,B成分与C成分的比例,重量比(B)/(C)=98/2~33/67,更优选为98/2~35/65,进一步优选为98/2~37/63。液晶聚酯树脂的含有比例,超过该范围,则相对于液晶聚酯树脂的含量,热塑性聚酯树脂的含量变得过低,由此,配合热塑性聚酯树脂所得到的液晶聚酯树脂的分散的微细效果丧失,不能达成良好的焊接强度,另外,液晶聚酯树脂的含有比例比该范围小时,热塑性聚酯树脂引起的液晶聚酯树脂的微细分散效果变得过大,液晶聚酯树脂的配比不充分,不能得到配合液晶聚酯树脂的充分流动性或焊接强度的改良效果。
(D成分:亚磷酸酯化合物)
本发明的树脂组合物也可含有亚磷酸酯化合物(D成分)。
作为具体的亚磷酸酯(phosphite)化合物,例如,可举出,亚磷酸三苯酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三癸基亚磷酸酯、三辛基亚磷酸酯、三(十八烷基)亚磷酸酯、二癸基单苯基亚磷酸酯、二辛基单苯基亚磷酸酯、二异丙基单苯基亚磷酸酯、单丁基二苯基亚磷酸酯、单癸基二苯基亚磷酸酯、单辛基二苯基亚磷酸酯、三(二乙基苯基)亚磷酸酯、三(二异丙基苯基)亚磷酸酯、三(二正丁基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(2,6-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、二硬脂酰季戊四醇二亚磷酸酯、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(2,6-二叔丁基-4-乙基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双{2,4-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯基}季戊四醇二亚磷酸酯、苯基双酚A季戊四醇二亚磷酸酯、双(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二环己基季戊四醇二亚磷酸酯等。
进一步,作为其他的亚磷酸酯化合物,可以使用与二元苯酚类反应且具有环状结构的亚磷酸酯化合物。例如,可以举出2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)(2-叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯等。
该亚磷酸酯化合物中,优选用下式(1)表示的季戊四醇二亚磷酸酯,特别优选二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、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。
式(1)中,R1及R2分别独立,表示选自由氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基及烷基芳基、碳原子数7~30的芳烷基、碳原子数4~20的环烷基以及碳原子数15~25的2-(4-氧代苯基)丙基取代芳基组成的组中。另外,环烷基以及芳基也可被烷基取代。
每A~C成分的合计100重量份,亚磷酸酯化合物的含量优选为0.001~2重量份,更优选为0.001~1重量份,进一步优选为0.001~0.5重量份。该亚磷酸酯化合物的含量在0.001重量份以下时,本发明的树脂组合物的熔融热稳定性降低,超过2重量份的情形,得到的熔融热稳定性效果饱和,不能得到该效果,因而不优选。该亚磷酸酯化合物可使用一种,或并用两种以上。
(E成分:磷酸酯化合物)
本发明的树脂组合物也可含有磷酸酯化合物(E成分)。
作为分子量为300以上的磷酸酯化合物,可以举出磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、三氯苯基磷酸酯、磷酸三乙酯、二苯基甲苯磷酸酯、二苯基单邻联苯基磷酸酯、三丁氧基乙基磷酸酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二异丙酯等,其中,优选磷酸三丁酯、磷酸三甲酯等的磷酸三烷基酯。该磷酸酯化合物的分子量超过300,则在树脂中的分散变差,作为稳定剂的效果降低。该磷酸酯化合物可使用一种,或并用两种以上。
每A~C成分的合计100重量份,磷酸酯化合物的含量优选为0.001~2重量份,更优选为0.001~1重量份,进一步优选为0.001~0.5重量份。该磷酸酯化合物的含量在0.001重量份以下时,本发明的树脂组合物的熔融热稳定性降低,超过2重量份的情形,得到的熔融热稳定性的效果已经饱和,不能得到相应的配合效果,因而不优选。
(F成分:强化材料)
本发明的树脂组合物也可含有强化材料(F成分)。
强化材料是指从板状强化材料、纤维状强化材料以及粒状强化材料中选择的至少一种强化材料,其中,优选板状强化材料。
作为板状强化材料,可举出滑石、云母、粘土、蒙脱石(montmorillonite)、蒙脱石(smectite)、高岭土、碳酸钙、玻璃片、碳片、金属片、金属涂层玻璃片、石墨等。板状强化材料自身的各向异性低,适于寻求高度的尺寸稳定性的精密部件。该板状强化材料的平均粒径优选为0.1~300μm的范围,特别是优选0.1~200μm的范围。该平均粒径是指用激光衍射·散射法测定的平均粒径(D50(粒径分布的中间直径))。该测定,例如可利用(株)堀场制作所制造的激光衍射·散射方式粒径分布测定装置。板状强化材料的平均粒径超过300μm,则有时会堵塞浇口部或热流道的喷嘴部,在高度自动化的近年来的成型现场,导致生产效率的降低。特别是,近年来由于成型循环的提高或成型品外观的提高,浇口直径或喷嘴直径有小径化的倾向,更高水平地解决堵塞问题变得非常重要。将板状强化材料的平均粒径降至低于0.1μm,则板状强化材料的刚性或尺寸稳定性的改良效果变小。
作为纤维状强化材料,可以举出硅灰石、玻璃纤维、玻璃切断短纤维、金属纤维、金属涂层玻璃纤维、金属涂层碳纤维、陶瓷纤维、高弹力纤维(aramide纤维)、聚丙烯酸酯纤维、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、碱性硫酸镁晶须等的各种晶须等,或者,碳纤维、碳切断短纤维、气相生长碳纤维、以及碳纳米管等。碳纳米管可以是纤维直径为0.003~0.1μm、单层、2层以及多层的任一项,优选为多层(MVCNT)。
作为粒状强化材料,可举出,玻璃珠、玻璃球、碳珠、陶瓷粒子、陶瓷球、氧化铝粒子、二氧化硅。
作为强化材料,在不损害本发明的效果的范围内,也可用链烯烃类树脂、苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、环氧类树脂、以及氨酯类树脂等进行集束处理,也可用硅烷耦合剂、高级脂肪族酯以及石蜡等的各种表面处理剂进行表面处理。另外,也可以造粒的形态使用,作为造粒方法,有使用粘合剂的情形,也有不使用粘合剂的情形,更优选不使用粘合剂。作为不使用粘合剂情形的造粒方法,可举出脱气压缩的方法(例如,在真空状态下脱气的同时通过造粒机等进行辊压缩的方法等)以及转动造粒或凝集造粒的方法等。
如前所述,作为强化材料包含被异种材料进行表面涂覆的材料。作为该异种材料,可例示金属及金属氧化物。作为金属,可举出银、铜、镍、以及铝等。另外,作为金属氧化物,可举出氧化钛、氧化铈、氧化锆、氧化铁、氧化铝以及氧化硅等。作为该异种材料的表面涂覆的方法,没有特别限定,例如可举出各种镀(例如,电镀、非电解电镀、熔融电镀等)、真空蒸镀法、离子喷镀法、CVD法(例如,热CVD、MOCVD、等离子体CVD等)、PVD法以及溅射法等。
每A~C成分的合计100重量份,强化填充材料的含量优选为1~200重量份,更优选为2~180重量份,进一步优选为3~150重量份。该强化填充材料的含量在1重量份以下时,刚性及尺寸稳定性的改良效果会降低;超过200重量份的情形,则流动性降低而导致成型性恶化,因而不优选。
(G成分:阻燃剂)
本发明的树脂组合物也可含有阻燃剂(G成分)。
该阻燃剂,是从由有机磷类阻燃剂(例如,单磷酸酯化合物、磷酸酯低聚物、膦酸酯低聚物、磷腈低聚物以及磷酸酰胺等)及有机金属盐类阻燃剂(例如,有机磺酸碱(碱土类)金属盐、硼酸金属盐类阻燃剂以及锡酸金属盐类阻燃剂等)所组成的组中选出的一种以上的阻燃剂。
每A~C成分的合计100重量份,本发明的树脂组合物中阻燃剂的含量优选为0.001~20重量份,更优选为0.005~18重量份,进一步优选为0.01~15重量份。
(i)有机磷类阻燃剂
作为有机磷类阻燃剂,优选磷酸酯化合物,特别优选芳基磷酸酯化合物。这是因为磷酸酯化合物通常色泽都很优异的缘故。另外,磷酸酯化合物具有可塑性效果,因此,在提高本发明的树脂组合物的成型加工性方面有利。另外,在此所说的作为有机磷类阻燃剂的磷酸酯化合物,是指分子量为300以上的磷酸酯化合物。若分子量低于300,则磷酸酯化合物的沸点与树脂组合物的燃烧温度之差变大,燃烧时磷酸酯化合物的挥发增多,因此,作为阻燃剂的效果降低,故不优选。该磷酸酯化合物可以使用以往作为阻燃剂公知的各种磷酸酯化合物,但更优选使用下述通式(5)表示的一种或两种以上的磷酸酯化合物。
式(5)中,X为从二羟基化合物衍生的二价苯酚残基,其中,所述二羟基化合物选自由氢醌、间苯二酚、双(4-羟基二苯基)甲烷、双酚A、二羟基二苯基、二羟基萘、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)酮以及双(4-羟基苯基)硫化物所组成的组中;n为0~5的整数,或者当n数不同的磷酸酯的混合物时,这些n的平均值在0~5之间;R1、R2、R3以及R4分别独立、且为从芳基衍生的一价苯酚残基,其中,所述芳基选自由苯酚、甲酚、二甲苯酚、异丙基苯酚、丁基苯酚以及对异丙苯基苯酚所组成的组。
上述式(5)的磷酸酯化合物,也可以是具有不同的n数的化合物的混合物,当为该混合物时,优选n的平均数为0.5~1.5、更优选为0.8~1.2、进一步优选为0.95~1.15、特别优选为1~1.14的范围。
作为衍生上述式(5)中的X的二价苯酚的优选具体例子,可以举出二甲苯酚、双酚A以及二羟基二苯基,其中,优选为二甲苯酚、双酚A。
作为衍生上述式(5)中的R1、R2、R3以及R4的一价苯酚的优选具体例子,可以举出苯酚、甲酚、二甲苯酚、2,6-二甲基苯酚,其中,优选为苯酚以及2,6-二甲基苯酚。
作为上述式(5)的磷酸酯化合物的具体例子,适合使用三苯基磷酸酯以及三(2,6-二甲苯基)磷酸酯等的单磷酸化合物;以及以间苯二酚双二(2,6-二甲苯基)磷酸酯为主体的磷酸酯低聚物;以4,4-二羟基二苯基双(二苯基磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物;以及以双酚A双(二苯基磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物。其中,优选以间苯二酚双二(2,6-二甲苯基)磷酸酯为主体的磷酸酯低聚物、以4,4-二羟基二苯基双(二苯基磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物、以及以双酚A双(二苯基磷酸酯)为主体的磷酸酯低聚物。
相对于A成分~C成分的合计100重量份,有机磷类阻燃剂的配合量为0.01~20重量份、优选为2~15重量份、更优选为2~10重量份。
(ii)有机金属盐类阻燃剂
本发明中的有机金属盐类阻燃剂优选是碳原子数为1~50、优选为1~40的有机磺酸碱(碱土类)金属盐。该有机磺酸碱(碱土类)金属盐,包括:含氟有机金属盐类阻燃剂,如碳原子数为1~10、优选为2~8的全氟烷基磺酸和碱金属或碱土金属的金属盐;以及碳原子数为7~50、优选为7~40的芳香族磺酸和碱金属或碱土金属的金属盐。
作为构成本发明的金属盐的碱金属,可以举出锂、钠、钾、铷以及铯;作为碱土金属,可以举出铍、镁、钙、锶以及钡。更优选的是碱金属。在该碱金属中,在透明性的要求更高的情况下优选使用离子半径更大的铷以及铯,但另一方面,由于它们不是通用的而且也难以精制,因此,在成本上存在缺陷。另外,锂以及钠等离子半径更小的金属则有时对阻燃性不利。可根据上述情况区别使用磺酸碱金属盐中的碱金属,但不管考虑哪一方面,特性平衡优异的磺酸钾盐都是最适合使用的。也可以将该钾盐与由其他的碱金属形成的磺酸碱金属盐并用。
作为全氟烷基磺酸金属盐的具体例子,可以举出三氟甲烷磺酸钾、全氟丁烷磺酸钾、全氟己烷磺酸钾、全氟辛烷磺酸钾、五氟乙烷磺酸钠、全氟丁烷磺酸钠、全氟辛烷磺酸钠、三氟甲烷磺酸锂、全氟丁烷磺酸锂、全氟庚烷磺酸锂、三氟甲烷磺酸铯、全氟丁烷磺酸铯、全氟辛烷磺酸铯、全氟己烷磺酸铯、全氟丁烷磺酸铷以及全氟己烷磺酸铷等。这些既可以单独使用一种,也可以两种以上并用。在此,全氟烷基的碳原子数优选为1~18的范围、更优选为1~10的范围、进一步优选为1~8的范围。其中,特别优选为全氟丁烷磺酸钾。
由碱金属形成的全氟烷基磺酸碱(碱土类)金属盐中,通常混入很多氟化物离子(F-)。该氟化物离子的存在有可能成为降低阻燃性的原因,因此,优选尽可能减少氟化物离子的存在。该氟化物离子的比例可通过离子色谱法来测定。优选氟化物离子的含量为100ppm以下、更优选为40ppm以下、特别优选为10ppm以下。另外,从制造效率考虑时,优选0.2ppm以上。减少了上述氟化物离子含量的全氟烷基磺酸碱(碱土类)金属盐,其制造方法采用公知的制造方法,并可通过如下方法来制得。即,减少制造含氟有机金属盐时原料中含有的氟化物离子含量的方法、用反应时产生的气体或加热来去除通过反应所得到的氟化氢等的方法、以及制造含氟有机金属盐时用再结晶以及再沉淀等的精制方法来减少氟化物离子含量的方法等。特别是,由于全氟烷基磺酸碱(碱土类)金属盐比较容易溶解于水,因此,特别优选通过下述工序进行制造。该工序是,采用离子交换水,特别是采用电阻值为18MΩ·cm以上,即电导率满足约为0.55μS/cm以下的水,在比常温高的温度下进行溶解并洗涤,然后加以冷却使其再结晶化的工序。
作为芳香族磺酸碱(碱土类)金属盐的具体例子,例如可以举出二苯基硫化物-4,4’-二磺酸二钠、二苯基硫化物-4,4’-二磺酸二钾、5-磺基异酞酸钾、5-磺基异酞酸钠、聚乙烯对苯二甲酸多磺酸多钠(ポリエチレンテレフタル酸ポリスルホン酸ポリナトリウム)、1-甲氧基萘-4-磺酸钙、4-月桂基苯基醚二磺酸二钠、聚(2,6-二甲基亚苯基氧化物)多磺酸多钠(ポリ(2,6-ジメチルフエ二レンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム)、聚(1,3-亚苯基氧化物)多磺酸多钠(ポリ(1,3-フエ二レンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム)、聚(1,4-亚苯基氧化物)多磺酸多钠(ポリ(1,4-フエ二レンオキシド)ポリスルホン酸ポリナトリウム)、聚(2,6-二苯基亚苯基氧化物)多磺酸多钾(ポリ(2,6-ジフエ二ルフエ二レンオキシド)ポリスルホン酸ポリ力リウム)、聚(2-氟代-6-丁基亚苯基氧化物)聚磺酸锂、苯磺酸酯的磺酸钾盐、苯磺酸钠、苯磺酸锶、苯磺酸镁、对苯二磺酸二钾、萘-2,6-二磺酸二钾、联苯-3,3’-二磺酸钙、二苯基砜-3-磺酸钠、二苯基磺酸-3-磺酸钾、二苯基砜-3,3’-二磺酸二钾、二苯基砜-3,4’-二磺酸二钾、α,α,α-三氟苯乙酮-4-磺酸钠、二苯甲酮-3,3’-二磺酸二钾、噻吩-2,5-二磺酸二钠、噻吩-2,5-二磺酸二钾、噻吩-2,5-二磺酸钙、苯并噻吩磺酸钠、二苯基亚砜-4-磺酸钾、萘磺酸钠的福尔马林缩合物、以及蒽磺酸钠的福尔马林缩合物等。在这些芳香族磺酸碱(碱土类)金属盐中,特别优选钾盐。在这些芳香族磺酸碱(碱土类)金属盐中,优选二苯基砜-3-磺酸钾以及二苯基砜-3,3’-二磺酸二钾,特别优选它们的混合物(前者和后者的重量比为15/85~30/70)。
作为磺酸碱(碱土类)金属盐以外的有机金属盐,优选可以举出硫酸酯的碱(碱土类)金属盐以及芳香族磺酰胺的碱(碱土类)金属盐等。作为硫酸酯的碱(碱土类)金属盐,特别地可以举出一元及/或多元醇类硫酸酯的碱(碱土类)金属盐,作为该一元及/或多元醇类硫酸酯,可以举出硫酸甲酯、硫酸乙酯、硫酸月桂酯、十六烷基硫酸酯、聚羟乙烯基烷基苯基醚的硫酸酯、季戊四醇的一、二、三、四硫酸酯、月硅酸单甘油酯的硫酸酯、棕榈酸单甘油酯的硫酸酯、硬脂酸单甘油酯的硫酸酯等。作为这些硫酸酯的碱(碱土类)金属盐,优选举出硫酸月桂酯的碱(碱土类)金属盐。
作为芳香族磺酰胺的碱(碱土类)金属盐,例如可以举出糖精、N-对甲苯磺酰基-对甲苯磺酰亚胺、N-(N-苄基氨基羰基)磺酰亚胺、以及N-(苯基羧基)磺酰亚胺的碱(碱土类)金属盐等。
相对于100重量份的A成分~C成分的总和,有机金属盐类阻燃剂的含量为0.01~20重量份、优选为0.01~10重量份、更优选为0.02~5重量份。
(H成分:由聚四氟乙烯粒子和有机类聚合物形成的聚四氟乙烯类混合物)
本发明的树脂组合物也可含有聚四氟乙烯类混合物(H成分)。
聚四氟乙烯类混合物(H成分),在聚四氟乙烯的外部具有涂层,该涂层由有机类聚合物构成,优选由包括来自苯乙烯类单体的单元及/或来自丙烯酸类单体的单元的聚合物构成。上述涂层形成于聚四氟乙烯的表面上。
聚四氟乙烯类混合物如下所示,可通过乳化聚合、悬浮聚合等的方法获得。其中,优选通过悬浮聚合制造的聚四氟乙烯类混合物。
乳化聚合的聚合方法,是通过在搅拌混合聚四氟乙烯类粒子分散液(H1)与有机物聚合物粒子分散液(H2)的分散液中聚合乙烯单体(h2)来制造聚四氟乙烯类混合物的方法。上述有机物聚合物粒子分散液(H2)是通过用乳化聚合等的公知的方法聚合乙烯类单体(h1)而获得。
上述聚四氟乙烯粒子水性分散液(H1)中包含的聚四氟乙烯粒子,优选其粒径为10μm以下,具体地,优选没有形成粒径超过10μm的凝聚体的聚四氟乙烯粒子。进一步地,从在芳香族聚碳酸酯树脂中配合时的分散性的观点来看,更优选粒径为0.05~1.0μm的聚四氟乙烯粒子。聚四氟乙烯粒子水性分散液(H1),可通过使用含氟表面活性剂的乳化聚合法使四氟乙烯单体聚合而得到。
聚四氟乙烯粒子乳化聚合时,在不损害聚四氟乙烯的特性的范围内,作为共聚成分可使用六氟丙烯、氯三氟乙烯、氟烷乙烯、全氟烷乙烯醚等的含氟烯烃或全氟烷基(甲基)丙烯酸酯等的含氟烷基(甲基)丙烯酸酯。相对于四氟乙烯,共聚成分的含量优选为10重量%以下。
作为聚四氟乙烯粒子分散液(H1)的市售原料,作为代表例子,可举出フルオンAD-1以及AD-936(Asahi-ICI Fluoropolymers Co.,Ltd制造)、ポリフロンD-1或者D-2(Daikin Industrles,Ltd制造)、テフロン(注册商标)30J(Mislui-Dupont fluoro chemicals Co.,Ltd制造)等。
在乳化聚合中,为了降低搅拌混合时的凝集速度,在混合前有必要在聚四氟乙烯系粒子及/或有机物聚合物粒子的表面上吸附非离子性乳化剂。
作为非离子性乳化剂,没有特别限制,作为具体例子,可以举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、二烷基苯氧基聚(乙氧基)乙醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、烷基纤维素等。
上述乙烯单体(h1)以及乙烯单体(h2)即可相同也可不同,没有特别的限制,从配合芳香族聚碳酸酯树脂时的分散性的观点来看,优选与芳香族聚碳酸酯树脂的亲和性高的乙烯单体。
作为乙烯单体(h1)以及乙烯单体(h2)的具体例子,可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、邻乙基苯乙烯、对氯苯乙烯、邻氯苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、邻甲氧基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯等的芳香族乙烯单体;丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯等的(甲基)丙烯酸酯单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等的氰化乙烯单体;马来酸酐等的α,β-不饱和羧酸;N-苯基马来酸酐缩亚胺、N-甲基马来酸酐缩亚胺、N-环己基马来酸酐缩亚胺等的马来酸酐缩亚胺单体;缩水甘油基甲基丙烯酸酯等的含环氧基单体;乙烯甲基醚、乙烯乙基醚等的乙烯醚单体;醋酸乙烯、丁酸乙烯等的羧酸乙烯单体;乙烯、丙烯、异丁烯等的α-烯烃单体;丁二烯、异戊二烯、二甲基丁二烯等的二烯单体等。这些单体既可以单独使用,也可以两种以上混合使用。
这些单体中,从与芳香族聚碳酸酯树脂的亲和性的观点来看,优选,可举出含有30重量%以上的从芳香族乙烯类单体、氰化乙烯类单体组成的组中的一种以上的单体的单体。特别优选,可举出,含有30重量%以上从苯乙烯、丙烯腈组成的组中的一种以上的单体的单体,进一步优选,含有30重量%以上丙烯腈的单体。
通过乳化聚合制造的聚四氟乙烯类混合物,将其水性分散液投入溶解有氯化钙、硫酸镁等的金属盐的热水中,盐析、凝固,然后通过干燥进行粉体化。
通过悬浮聚合的聚合方法,是往聚四氟乙烯类粒子分散液(H1)中添加上述乙烯单体(h1)以及水溶性引发剂,通过反应,制造聚四氟乙烯类混合物的方法。
使用的引发剂,只要是乙烯单体的聚合反应中使用的即可,没有特别限制。作为上述引发剂,可举出异丙苯过氧化氢、二叔丁基过氧化物、苯甲酰过氧化物、过氧化氢以及过氧化钾等,但并不限于此。根据反应条件,可以使用一种以上的上述引发剂。上述引发剂的使用量在考虑聚四氟乙烯的量以及单体的种类及/或量的基础上,在可使用的范围内自由选择,当将组合物的总量作为基准时,优选使用0.15~0.25重量份。
具体的制造工序如下所述。即,首先,在反应器中加入水及聚四氟乙烯类粒子分散液(固体成分浓度:60%,聚四氟乙烯粒径:0.15~0.3μm)后,边搅拌边添加丙烯酸单体、苯乙烯单体及水溶性引发剂异丙苯过氧化氢,在80~90℃下反应9小时。反应结束后,用离心分离机离心分离30分钟除去水分,得到膏状生成物。然后,在热风干燥机下用80~100℃干燥生成的膏状物8小时。然后进行该干燥的生成物的粉碎,得到本发明的聚四氟乙烯类混合物。
该悬浮聚合法,因为没有必要通过乳化聚合法中的乳化分散的聚合工序,所以没有必要添加乳化剂以及凝固沉淀聚合后的乳胶的电解质盐类。另外,乳化聚合法中制造的聚四氟乙烯混合物,因为混合物中的乳化剂以及电解质盐类容易混杂而难以除去,因而难以降低来自该乳化剂、电解质盐类的钠金属离子、钾金属离子。悬浮聚合法制造的聚四氟乙烯类混合物,由于不使用该乳化剂、电解质盐类,所以能够降低混合物中的钠金属离子、钾金属离子,能够提高热稳定性及耐加水分解性。
聚四氟乙烯类混合物(H成分)中含有的钾金属离子(其中,聚四氟乙烯中的钾金属离子除外)的含量为10ppm以下,优选为8ppm以下,更优选为5ppm以下。另外,聚四氟乙烯类混合物(H成分)中含有的钠金属离子(其中,聚四氟乙烯中的钠金属离子除外)的含量为15ppm以下,优选为10ppm以下,更优选为5ppm以下。若这些金属元素的含量超过规定值,则因挤出时、成型时产生的热量及/或水分等发挥促进聚碳酸酯树脂分解的催化效果,因此,降低配合有聚四氟乙烯类混合物(H成分)的树脂组合物的热稳定性及耐加水分解性。另外,用下述方法对上述钠金属离子以及钾金属离子的含量进行测定。
首先,称取约0.1g聚四氟乙烯类混合物至石英制容器中,并放入5ml硝酸并加以密封,通过微波照射(MULTIWAVE型,Anton Paar制造)进行分解。此时,聚四氟乙烯并没有被分解。分解后,取出聚四氟乙烯并利用超纯水进行洗涤,在洗涤液中添加分解液,用超纯水将其定容至50ml。对该定容溶液进行适当的稀释,并将其作为检测液。然后,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS法)(Agilent7500cs型,横河アナリテイシステムズ制造),对检测液中的钠金属离子、钾金属离子进行定量分析,并换算成每单位试样重量的浓度。
相对于100重量份的A成分~C成分的总和,聚四氟乙烯类混合物(H成分)的含量优选为0.001~5重量份、更优选为0.005~3重量份、进一步优选为0.01~2重量份。为了提高阻燃性,聚四氟乙烯类混合物中,在没有必要要求阻燃性的用途的领域中,可以没有必要配合该聚四氟乙烯类混合物。聚四氟乙烯类混合物的含量低于0.001重量份,则滴落抑制效果不充分,超过5重量份,则阻燃性的提高效果已经饱和,不能获得相应的配合效果,因而不优选。
(I成分:链连接剂)
本发明的树脂组合物也可含有链连接剂。
所谓I成分链连接剂,是指与本发明的树脂组合物中的液晶聚酯树脂(B成分)的羧基末端的一部分或全部反应而起到与热塑性聚酯树脂的羧基末端连结的效果(链连接效果)的物质,例如,可以举出,脂肪族醇或酰胺化合物等的缩合反应型化合物;碳化二亚胺化合物、环氧化合物、噁唑啉化合物、噁嗪化合物、氮杂环丙烷化合物等的加成反应型的化合物等。如果使用作为后者的加成反应型的化合物,例如,没有必要将通过醇与羧基的脱水缩合反应的链连接的多余的副产物排出反应体系。因此,通过添加加成反应型的链连接剂,使其混合、反应,能够抑制副产物导致的树脂的分解,并且,能够得到充分的链连接效果,能够得到具有实用性的充分的焊接强度的树脂组合物。
作为能够用于本发明的链连接剂的碳化二亚胺化合物(包括聚碳化二亚胺化合物),可使用通常已公知的方法合成的化合物。例如,作为催化剂使用有机磷类化合物或有机金属化合物,在约70度以上的温度,在无溶剂或非活性溶剂中通过脱碳酸缩合反应,合成各种聚异氰酸酯。
作为上述碳化二亚胺化合物中包括的单碳化二亚胺化合物,可举出,二环己基碳化二亚胺、二异丙基碳化二亚胺、二甲基碳化二亚胺、二异丁基碳化二亚胺、二辛基碳化二亚胺、叔丁基异丙基碳化二亚胺、二苯基碳化二亚胺、二叔丁基碳化二亚胺、二-β-萘基碳化二亚胺等,其中,特别是从工业上容易入手方面考虑,优选二环己基碳化二亚胺、二异丙基碳化二亚胺。
另外,作为上述碳化二亚胺化合物中包括的聚碳化二亚胺化合物,能够使用由各种的方法制造的物质,基本上,可通过以往的聚碳化二亚胺的制造方法进行制造(美国专利第2941956号说明书、JP特公昭47-33279号公报、J.Org.Chem.28,2069-2075(1963)、Chemical Review 1981,Vol.81,No.4p619-621)。
作为上述聚碳化二亚胺化合物的制造中的合成原料的有机二异氰酸酯,例如,可举出,芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯或他们的混合物。具体地,可举出1,5-萘二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物、环己烷二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、四甲基亚二甲苯二异氰酸酯、2,6-二异丙基苯基异氰酸酯、1,3,5-三异丙基苯-2,4-二异氰酸酯等。
另外,上述聚碳化二亚胺化合物的情形,使用单异氰酸酯等的与聚碳化二亚胺化合物的末端异氰酸酯反应的化合物,还能够适当地控制聚合度。
作为为了封端上述聚碳化二亚胺化合物的末端控制该聚合度的单异氰酸,例如,可举出苯基异氰酸酯、甲苯异氰酸酯、二甲基苯基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、丁基异氰酸酯、萘基异氰酸酯等。
作为能够用于本发明的链连接剂的环氧化合物的例子,可以举出,例如,N-缩水甘油基邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-4-甲基邻苯二酰亚胺、N-缩水甘汕基-4,5-二甲基邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-3-甲基邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-3,6-二甲基邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-4-乙氧基邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-4-氯邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-4,5-二氯邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-3,4,5,6-四溴邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-4-正丁基-5-溴邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基琥珀酰亚胺、N-缩水甘油基六氢邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基-1,2,3,6-四氢邻苯二酰亚胺、N-缩水甘油基顺丁烯二酰亚胺、N-缩水甘油基-α,β-二甲基琥珀酰亚胺、N-缩水甘油基-α-乙基琥珀酰亚胺、N-缩水甘油基-α-丙基琥珀酰亚胺、N-缩水甘油基苯甲酰胺、N-缩水甘油基对甲基苯甲酰胺、N-缩水甘油基萘酰胺、N-缩水甘油基乙酰磺胺、N-甲基-4,5-环氧环己烷-1,2-二羧酸酰亚胺、N-乙基-4,5-环氧环己烷-1,2-二羧酸酰亚胺、N-苯基-4,5-环氧环己烷-1,2-二羧酸酰亚胺、N-萘基-4,5-环氧环己烷-1,2-二羧酸酰亚胺、N-甲苯-3-甲基-4,5-环氧环己烷-1,2-二羧酸酰亚胺、邻苯基苯基缩水甘油基醚、2-甲基辛基缩水甘油基醚、苯基缩水甘油基醚、3-(2-联苯氧)-1,2-环氧丙烷、烯丙基缩水甘油基醚、丁基缩水甘油基醚、月桂基缩水甘油基醚、苄基缩水甘油基醚、环己基缩水甘油基醚、α-甲苯酚基缩水甘油基醚、对叔丁基苯基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油基醚、环氧乙烷、环氧丙烷、苯基环氧乙烷、环氧辛烷、氢醌二缩水甘油基醚、甲酚二缩水甘油基醚、1,6-己烷二醇二缩水甘油基醚、加氢双酚A-二缩水甘油基醚等,进一步地,还可举出,对苯二甲酸二缩水甘油基酯、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油基酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油基酯、邻苯二甲酸二甲基二缩水甘油基酯、亚苯基二缩水甘油基醚、亚乙基二缩水甘油基醚、三亚甲基二缩水甘油基醚、四亚甲基二缩水甘油基醚、六亚甲基二缩水甘油基醚等。可从这些环氧化合物中,任意选择一种或两种以上的化合物,连接液晶聚酯与热塑性聚酯树脂即可,但从反应性方面考虑,优选环氧乙烷、环氧丙烷、苯基二缩水甘油基醚、邻苯基苯基二缩水甘油基醚、对叔丁基苯基二缩水甘油基醚、N-缩水甘油基邻苯二酰亚胺、氢醌二缩水甘油基醚、甲酚二缩水甘油基醚、1,6-己烷二醇二缩水甘油基醚、加氢双酚A-二缩水甘油基醚等。
作为能够用于本发明的链连接剂的噁唑啉化合物的例子,可以举出,例如,2-甲氧基-2-噁唑啉、2-乙氧基-2-噁唑啉、2-丙氧基-2-噁唑啉、2-丁氧基-2-噁唑啉、2-戊氧基-2-噁唑啉、2-己氧基-2-噁唑啉、2-庚氧基-2-噁唑啉、2-辛氧基-2-噁唑啉、2-壬氧基-2-噁唑啉、2-癸氧基-2-噁唑啉、2-环戊氧基-2-噁唑啉、2-环己氧基-2-噁唑啉、2-烯丙氧基-2-噁唑啉、2-甲基烯丙氧基-2-噁唑啉、2-丁烯氧基-2-噁唑啉、2-苯氧基-2-噁唑啉、2-甲酚基-2-噁唑啉、2-邻乙基苯氧基-2-噁唑啉、2-邻丙基苯氧基-2-噁唑啉、2-邻苯基苯氧基-2-噁唑啉、2-间乙基苯氧基-2-噁唑啉、2-间丙基苯氧基-2-噁唑啉、2-对苯基苯氧基-2-噁唑啉、2-甲基-2-噁唑啉、2-乙基-2-噁唑啉、2-丙基-2-噁唑啉、2-丁基-2-噁唑啉、2-戊基-2-噁唑啉、2-己基-2-噁唑啉、2-庚基-2-噁唑啉、2-辛基-2-噁唑啉、2-壬基-2-噁唑啉、2-癸基-2-噁唑啉、2-环戊基-2-噁唑啉、2-环己基-2-噁唑啉、2-烯丙基-2-噁唑啉、2-甲基烯丙基-2-噁唑啉、2-丁烯基-2-噁唑啉、2-苯基-2-噁唑啉、2-邻乙基苯基-2-噁唑啉、2-邻丙基苯基-2-噁唑啉、2-邻苯基苯基-2-噁唑啉、2-间乙基苯基-2-噁唑啉、2-间丙基苯基-2-噁唑啉、2-对苯基苯基-2-噁唑啉等,进一步地,还可举出,2,2’-双(2-噁唑啉)、2,2’-双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4,4’-二甲基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4-乙基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4,4’-二乙基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4-丙基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4-丁基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4-己基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4-苯基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4-环己基-2-噁唑啉)、2,2’-双(4-苄基-2-噁唑啉)、2,2’-对亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2’-间亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2’-邻亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2’-对亚苯基双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2’-对亚苯基双(4,4’-二甲基-2-噁唑啉)、2,2’-间亚苯基双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2’-间亚苯基双(4,4’-二甲基-2-噁唑啉)、2,2’-亚乙基双(2-噁唑啉)、2,2’-四亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2’-六亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2’-八亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2’-十亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2’-亚乙基双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2’-四亚甲基双(4,4’-二甲基-2-噁唑啉)、2,2’-9,9’-二苯氧基乙烷双(2-噁唑啉)、2,2’-环己烷双(2-噁唑啉)、2,2’-二亚苯基双(2-噁唑啉)等。进一步地,还可举出作为单体单元含有上述化合物的聚噁唑啉化合物等,例如,可举出,苯乙烯·2-异丙烯基-2-噁唑啉共聚物等。任意选择这些噁唑啉化合物中的一种或两种以上的化合物连接聚酯树脂和热塑性聚酯树脂即可。
作为能够用于本发明的链连接剂的噁嗪化合物的例子,可以举出,例如,2-甲氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-乙氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-丙氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-丁氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-戊氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-己氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-庚氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-辛氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-壬氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-癸氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-环戊基氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-环己基氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-烯丙基氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-甲基烯丙基氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪、2-丁烯基氧基-5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪等,进一步,还可举出,2,2’-双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’-亚甲基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’亚乙基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’-亚丙基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’-亚丁基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’-六亚甲基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’-对亚苯基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’-间亚苯基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’-萘基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)、2,2’-P,P’-二亚甲基双(5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪)等。进一步地,还可举出,作为单体单元含有上述化合物的聚噁嗪化合物等。任意选择这些噁嗪化合物中的一种或两种以上的化合物连接聚酯树脂和热塑性聚酯树脂即可。
进一步地,也可任意地选择已经举出的上述的噁唑啉化合物及上述的噁嗪化合物等中的一种或两种以上的化合物并用来连接液晶聚酯与热塑性聚酯树脂,但从耐热性以及反应性或与脂肪族聚酯的亲和性方面考虑,优选2,2’-间亚苯基双(2-噁唑啉)或2,2’-对亚苯基双(2-噁唑啉)。
作为能够用于本发明的链连接剂的氮杂环丙烷化合物的例子,可以举出,例如,单、双或聚异氰酸酯化合物与乙抱亚胺的加成反应产物等。
作为能够用于本发明的链连接剂的上述的碳化二亚胺化合物、环氧化合物、噁唑啉化合物、噁嗪化合物、氮杂环丙烷化合物等的化合物中,也可并用两种以上的化合物作为连接剂。
相对于100重量份的A成分~C成分的总和,链连接剂(I成分)的含量优选为0.001~5重量份、更优选为0.005~3重量份、进一步优选为0.01~1重量份。上述链连接剂,在有必要进一步提高焊接强度时,根据需要添加即可,在不要求如此高度的焊接强度的用途领域中也可以不配合链连接剂。链连接剂的含量低于0.001重量份,则不能提高焊接强度,超过5重量份,则聚碳酸酯树脂组合物的热稳定性降低,因而不优选。
(上述以外的其它成分)
本发明的树脂组合物中,在不损害本发明的目的的范围内,还可配合其他的热塑性树脂(例如,聚酯、聚酰胺、聚乙缩醛、改性聚亚苯醚、ABS等的苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚烯烃类树脂、聚亚苯基硫化物等)、成核剂(例如,硬脂酸钠、亚乙基-丙烯酸钠等)、氧化防止剂(例如,受阻酚类化合物等)、冲击改性剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、脱模剂、润滑剂、着色剂等。
(关于树脂组合物的制造方法)
当制造本发明的树脂组合物时,可以采用任意的制造方法。例如,可以举出将各成分以及任意其他的成分预混合,然后熔融混炼而进行颗粒化的方法。作为预混合方法,例如可以举出诺塔混合器、V型混合器、亨舍尔混合器、化学动力装置以及挤出混合器等。在预混合中,可根据情形通过挤出造粒器或造粒机进行造粒。预混合后,在排气式双轴挤出机为代表的熔融混炼机中进行熔融混炼以及通过造颗粒机等的机器进行颗粒化。作为熔融混炼机,另外还可举出班伯里混合器、混炼辊、恒热搅拌容器等,但优选排气式双轴挤出机。另外,各成分也可不与其他的成分进行预混合,分别独立地供给至双轴挤出机为代表的熔融混炼机中的方法。
如上述得到的本发明的树脂组合物,通常注射成型如上述制造的颗粒制造各种制品。也可不经造粒,而将在挤出机熔融混炼的树脂制成直接片、膜、异型挤出成型品、吹塑成型品以及注射成型品。
在该注射成型中,不仅可以采用通常的成型方法,还可以根据目的,适当采用注射压缩成型、注射压力成型、气体辅助注射成型、发泡成型(包括通过超临界流体注入的成型)、插入成型、模内涂层(In-Mold Coating)成型、隔热模具成型、急速加热冷却模具成型、双色成型、夹层成型、以及超高速注射成型等的注射成型法,从而得到成型品。这些各种成型方法的优点都已经公知。另外,成型可以选择冷流道方式以及热流道方式中的任何一种。
另外,本发明的树脂组合物,也可通过挤出成型成为各种异型挤出成型品、片状、以及薄膜状等形式而加以利用。另外,在片状、薄膜状成型中,还可以使用吹塑法、压延法、铸塑法等。而且,通过实施特定的延伸操作,也可以成型为热收缩管。另外,也可以通过旋转成型或吹塑成型等,将本发明的聚碳酸酯树脂组合物制造成成型品。
由此,可以提供具有高度的强度并且刚性、尺寸稳定性或成型加工性也优异的由聚碳酸酯树脂组合物形成的成型品。即,根据本发明,提供了一种树脂组合物,该树脂组合物包括芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)98~40重量%、以及由液晶聚酯树脂(B成分)及末端羧基量为1~50eq/ton的热塑性聚酯树脂(C成分)构成的树脂成分2~60重量%,其中,B成分与C成分的重量比(B)/(C)=98/2~33/67,并且分别由芳香族聚碳酸酯树脂(A成分)形成连续相、由液晶聚酯树脂(B成分)形成分散相,长径与短径之比为1以上且低于3的液晶聚酯树脂分散粒子的平均粒径为0.4~5μm。
而且,对由本发明的树脂组合物形成的成型品,可以进行各种表面处理。在此所说的表面处理,是指蒸镀(物理蒸镀、化学蒸镀等)、镀敷(电镀、非电解电镀、熔融电镀等)、涂装、涂层、印刷等的在树脂成型品的表层形成新的涂层的处理,可以使用通常用于聚碳酸酯树脂中的方法。作为表面处理,具体地可以举出硬涂层、疏水/疏油涂层、紫外线吸收涂层、红外线吸收涂层、金属涂层(蒸镀)等的各种表面处理。
本发明人等认为目前最佳的本发明的实施方式,是汇集了上述各要件的优选范围的实施方式,例如,在下面的实施例中记载了其代表例。当然本发明不受这些实施方式的限制。
实施例
以下通过实施例说明本发明。但是本发明并不限于此。
此外,实施例中各种特性的测定是按照以下的方法进行的。使用以下原料。
(1)焊接强度:通过热风干燥机对得到的颗粒在80℃下干燥6小时,然后,使用注射成型机(SG-150U,住友重机械工业(株)制造),在缸体温度300℃、金属模具温度80℃的条件下,成型厚度1.6mm的拉伸试片(基准试片)与在长度方向上的中央部位上生成焊接的厚度1.6mm的拉伸试片,根据ASTM D638测定上述试片的拉伸强度。用下式算出相对于基准试片的拉伸强度(W1)的试片的拉伸强度(W2)的比,作为焊接保持率。
焊接保持率(%)=(W2/W1)×100
(2)刚性:通过热风干燥机对得到的颗粒在80℃下干燥6小时,然后,使用注射成型机(SG-150U,住友重机械工业(株)制造),在缸体温度300℃、金属模具温度80℃的条件下,制成弯曲试片(壁厚度1.6mm),根据ISO178,测定弯曲弹性模量。
(3)成型收缩率:通过热风干燥机对得到的颗粒在80℃下干燥6小时,然后,使用注射成型机(SG-150U,住友重机械工业(株)制造),在缸体温度300℃、金属模具温度80℃的条件下,没有收缩或胀形地成型在短边一侧具有厚度1.5mm的膜浇口的短边50mm、长边100mm、厚度4mm的平板,在23℃、50%RH的条件下调整24小时,使用三维测定机(MICROPAK550,三丰制作所(株)制造)测定平板流动的流动方向以及直角方向的尺寸。用下式算出模具尺寸(流动的流动方向:S1-1,直角方向:S1-2)以及状态调整后的平板尺寸(流动的流动方向:S2-1,直角方向:S2-2)的比例,求出流动方向以及直角方向的成型收缩率。
成型收缩率(流动方向)(%)=(S1-1-S2-1)/S1-1
成型收缩率(直角方向)(%)=(S1-2-S2-2)/S1-2
接下来,求出用上式求出的成型收缩率的流动方向与直角方向的差的绝对值,作为各向异向性。各向异向性的值越接近于0越优选。
(4)流动性:使用注射成型机(SG-150U,住友重机械工业(株)制造),通过アルキメデス(archimedes)型螺旋流动金属模具(流路厚度1mm,流路宽度8mm)进行测定,测定条件是:缸体温度290℃、金属模具温度80℃、注射压力148MPa。
(5)燃烧性:通过美国保险商实验所规定的方法(UL94)进行评价。在试片厚度为0.8mm时,达到V-0等级的情形为○,不合格为×;试片厚度为1.6mm时,达到V-1等级的情形为○,不合格为×。
(6)末端羧基测定方法
根据Makromol.chem.,26,226(1958)记载的方法,按照通常的方法求出。采取样品100mg,将其在苄基醇5ml中加热溶解后,往其中添加三氯甲烷5ml稀释后,将酚红作为指示剂,通过0.1N氢氧化钠/苄基醇溶液进行滴定定量。
(7)聚四氟乙烯类混合物中的金属离子的测定
称取约0.1g聚四氟乙烯类混合物至石英制容器中,并放入5ml硝酸并加以密封,通过微波照射(MULTIWAVE型,Anton Paar制造)进行分解(此时,聚四氟乙烯并没有被分解)。分解后,取出聚四氟乙烯并利用超纯水进行洗涤,在洗涤液中添加分解液,用超纯水将其定容至50ml。对该定容溶液进行适当的稀释,并将其作为检测液。然后,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS法)(Agilent7500cs型,横河アナリテイシステムズ(株)制造),对检测液中的钠金属离子、钾金属离子进行定量分析,并换算成每单位试样重量的浓度。
(8)液晶聚酯树脂分散粒子的平均粒径
通过热风干燥机对得到的颗粒在80℃下干燥6小时,然后,使用注射成型机(SG-150U,住友重机械工业(株)制造),在缸体温度300℃、金属模具温度80℃的条件下,成型在成型品的中央配有宽度15mm、厚度1mm的扇形浇口的宽度13mm、长边130mm、厚度1.6mm的长方形状试片,在浇口位置将该成型品切成两段。从切断面开始30mm的位置设置缺口,用液氮冷冻后,用艾氏冲击试验机施加冲击,从切断面开始30mm的位置形成破断面,用扫描式电子显微镜(JSM-6100,日本电子(株)制造)在观察倍率6000倍的条件下观察,选择50个长径/短径之比为1以上且不足3的液晶聚酯分散粒子,计算其长径的数均粒径作为平均粒径。
实施例1~7及比较例1~8
将通过界面缩聚法由双酚A及光气制造的聚碳酸酯树脂粉末、液晶聚酯树脂、热塑性聚酯树脂、各种添加剂按照表1所述的配合比例配合,用捏合机混合后,使用排气式双轴挤出机(TEX-30α(完全啮合,同方向旋转,双线螺纹),(株)日本制钢所制造)熔融混炼,得到颗粒。使用的各种添加剂,分别以配合量的10~100倍的浓度预先制成与聚碳酸酯树脂的预混合物,然后,通过捏合机,进行全体混合。挤出条件为,吐出量为20kg/h、螺杆旋转数120rpm,排气的真空度为3kPa,从第一挤出口到第二挤出口的挤出温度为290℃,从第二挤出口至模部分为290℃。强化材料从上述挤出机的侧供料口从第二供给口供给,剩余的树脂成分及添加剂从第一供给口供给至挤出机。第一供给口为最远离模的供给口,第二供给口为位于第一供给口与挤出机的模之间的位置的供给口。
对所得到的颗粒用热风循环式干燥机在80℃下干燥6小时,然后,使用注射成型机,制作上述评价用的试片。各评价结果示于表1。
表1所记载的各成分的内容如下所述。
(A成分)
PC-1:用界面缩聚法由双酚A及作为末端停止剂的对叔丁基苯酚、以及光气合成的直链状芳香族聚碳酸酯树脂粉末(パンライトL-1225WP(商品名),粘均分子量为22400,帝人化成(株)制造)
PC-2:用界面缩聚法由双酚A及作为末端停止剂的对叔丁基苯酚、以及光气合成的直链状芳香族聚碳酸酯树脂粉末(CM-1000(商品名),粘均分子量为16000,帝人化成(株)制造)
(B成分)
LCP:ベクトラA-950(商品名)(液晶聚酯,ポリプラスチツクス(株)制造)
(C成分)
C-1:TR-4550(商品名)(使用锗化合物的聚合催化剂聚合的末端羧基量为22.0eq/ton、IV值为0.70的聚对苯二甲酸乙二醇酯,帝人化成(株)制造)
(C成分的比较用)
C-2:制备对苯二甲酸16.6kg、乙二醇6.2kg的浆液,在温度250℃、压力50hPa的条件下反应8小时,得到酯化物。相对于该酯化物,添加94ppm的二氧化锗(锗原子为65ppm)以及70ppm的磷酸三乙酯,然后,在缩聚反应容器中慢慢减压,最终在压力为0.67hPa、温度为280℃下熔融缩聚1小时。在熔融缩聚完成的时间取出,得到IV值为0.28的聚酯类预聚物的片。接下来,将该片装入旋转式固相聚合装置中,在1.33hPa的减压条件下,在70℃下预先干燥2小时,然后,在130℃下加热6小时,使其结晶。接下来,在流经氮气的同时,升温至230℃,进行1小时的固相聚合,得到IV值0.34、末端羧基量为53.0eq/ton的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
(D成分)
PEP:アデカスタブPEP-8(商品名)(二硬脂酸基季戊四醇二亚磷酸酯,旭电化工业(株)制造)
(E成分)
TMP:TMP(商品名)(磷类稳定剂,大八化学工业(株)制造)
(F成分)
GFL:フレカREFG-301(商品名)(颗粒状玻璃片,标准筛法测定的中间平均粒径为140μm,厚度为5μm,环氧类集束剂,日本板硝子(株)制造)
CF:ベスフアイトHTA-C6-U(商品名)(碳纤维,直径7.5μm,切断长度6mm,东邦テナツクス(株)制造)
(G成分)
G-1:PX-200(商品名)(以间苯二酚[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]为主要成分的磷酸酯,大八化学工业(株)制造)
G-2:メガフアツクF-114P(商品名)(全氟丁烷磺酸钾盐,大日本油墨化学(株)制造)
(H成分)
H-1:POLY TS AD001(商品名)(该聚四氟乙烯类混合物是由聚四氟乙烯粒子与苯乙烯-丙烯腈共聚物粒子形成的混合物(聚四氟乙烯含量为50重量%),PIC社制造)(钠金属离子:3.5ppm,钾金属离子:2.6ppm)
H-2:Blendex449(商品名)(该聚四氟乙烯类混合物是由聚四氟乙烯粒子与苯乙烯-丙烯腈共聚物粒子形成的混合物(聚四氟乙烯含量为50重量%),Cronpton社制造)(钠金属离子:19ppm,钾金属离子:31ppm)
(I成分)
LA-1:碳化二亚胺化合物(カルボジライトLA-1,日清纺(株)制造)
由上述1、2可知,本发明的树脂组合物,具有高度的焊接强度并且刚性、尺寸稳定性、成型加工性及阻燃性优异。
工业实用性
本发明的树脂组合物,具有阻燃性、焊接强度、刚性及尺寸稳定性以及成型加工性,可适用于各种电子·电气机器、OA机器、车辆部件、机械部件、其他的农业资材、搬运容器、游戏器具以及杂货等的各种用途中,其所起到的产业上的效果比较优异。
Claims (10)
1.一种树脂组合物,该树脂组合物包括作为A成分的芳香族聚碳酸酯树脂98~40重量%、以及由作为B成分的液晶聚酯树脂和作为C成分的末端羧基量为1~50eq/ton的热塑性聚酯树脂构成的树脂成分2~60重量%,其中,B成分与C成分的重量比B成分/C成分=98/2~33/67,并且,分别由作为A成分的芳香族聚碳酸酯树脂形成连续相、由作为B成分的液晶聚酯树脂形成分散相,长径与短径之比为1以上且低于3的液晶聚酯树脂分散粒子的平均粒径为0.4~5μm。
3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,相对于A~C成分的合计100重量份,还含有作为E成分的分子量为300以上的磷酸酯化合物0.001~2重量份。
4.根据权利要求3所述的树脂组合物,其中,作为E成分的磷酸酯化合物为三烷基磷酸酯化合物。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,相对于A~C成分的合计100重量份,还含有作为F成分的强化材料1~200重量份。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,B成分为含有由对羟基安息香酸衍生的重复单元以及由6-羟基-2-萘甲酸衍生的重复单元的液晶聚酯树脂。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,相对于A~C成分的合计100重量份,还含有作为G成分的选自由有机磷类阻燃剂与有机金属盐类阻燃剂组成的组中的一种以上的阻燃剂0.001~20重量份。
8.根据权利要求7所述的树脂组合物,其中,相对于A~C成分的合计100重量份,还含有作为H成分的由聚四氟乙烯粒子与有机类聚合物形成的聚四氟乙烯类混合物0.001~5重量份。
9.根据权利要求8所述的树脂组合物,其中,H成分中所含有的钠金属离子为10ppm以下,所述钠金属离子不包括聚四氟乙烯中所含有的钠金属离子。
10.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,相对于A~C成分的合计100重量份,还含有作为I成分的链连接剂0.001~5重量份。
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