JP2019206650A - 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
〔η〕=1.23×10−4×Mv0.83
工程1:ポリテトラフルオロエチレン粒子の水性分散体と熱可塑性樹脂粒子の水性分散体とを混合して、混合分散体を調製する。
工程2:ポリカーボネート樹脂粒子及び混合分散体を混合する。
ポリカーボネート樹脂(A):
(1)ビスフェノールAとホスゲンから合成されたポリカーボネート樹脂
(住化ポリカーボネート株式会社製SDポリカ200−3、粘度平均分子量28000、以下「PC1」と略記)
(2)ビスフェノールAとホスゲンから合成されたポリカーボネート樹脂
(住化ポリカーボネート株式会社製SDポリカ200−13、粘度平均分子量21000、以下「PC2」と略記)
(1)扁平断面ガラス繊維
CSG 3PA−820(日東紡績株式会社製、長径28μm、短径7μm、繊維長3mm、 ウレタン系集束剤、以下「GF1」と略記)
(2)円形断面ガラス繊維
CS321(KCC社製、繊維径10μm、繊維長3mm、エポキシ系集束剤、以下「GF2」と略記)
(3)円形断面ガラス繊維
CS311(KCC社製、繊維径10μm、繊維長3mm、ウレタン系集束剤、以下「GF3」と略記)
以下の式で表される、3,9−ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン
シリコーン系難燃剤(C)は、一般的な製造方法に従って製造した。すなわち、シリコーン化合物成分の分子量およびシリコーン化合物を構成するM単位、D単位、T単位およびQ単位の割合に応じて、適量のジオルガノジクロロシラン、モノオルガノトリクロロシランおよびテトラクロロシラン、あるいはそれらの部分加水分解縮合物を有機溶剤中に溶解し、水を添加して加水分解して、部分的に縮合したシリコーン化合物を形成し、さらにトリオルガノクロロシランを添加して反応させることによって、重合を終了させ、その後、溶媒を蒸留等で分離した。
得られたシリコーンの構造特性は、以下の通りである。
(C−1)シリコーン化合物1(以下、「SiIR1」と略記)
・主鎖構造のD/T/Q単位の比率:40/60/0(モル比)
・全有機官能基中のフェニル基の比率(*):80モル%
・末端基:メチル基のみ
・重量平均分子量(**):10000
(C−2)シリコーン化合物2(以下、「SiIR2」と略記)
・主鎖構造のD/T/Q単位の比率:40/60/0(モル比)
・全有機官能基中のフェニル基の比率(*):60モル%
・末端基:メチル基のみ
・重量平均分子量(**):65000
*:フェニル基は、T単位を含むシリコーン中ではT単位にまず含まれ、残った場合がD単位に含まれる。D単位にフェニル基が付く場合、1個付くものが優先し、さらにフェニル基が残余する場合に2個付く。末端基を除き、有機官能基は、フェニル基以外は全てメチル基である。
**:重量平均分子量は、有効数字2桁。
レゾルシノールビス−ジキシレニルホスフェート、PX−200(大八化学株式会社製、以下「PIR」と略記)
ネオフロンFA500(ダイキン工業株式会社製、(以下「PTFE1」と略記)
Bee’s wax(蜜蝋)(以下「WAX」と略記)
ポリテトラフルオロエチレン粒子水性分散液(一次粒子径0.28μm:三井デュポンフルオロケミカル社製31JR)と、スチレン−アクリルニトリル共重合体粒子水性分散液(一次粒子径0.05〜1μm:日本A&L社製K−1158)とを、50:50(=PTEF粒子:SAN粒子)の質量比(固形分比)で混合した。得られた混合液を酸で中和して中和混合液を得た。次に、ポリカーボネート樹脂粒子(一次粒子径1mm、嵩密度0.2g/cm3)の粉末4質量部に、中和混合液(固形分0.46質量部)を添加した。次に、80℃に加温して、スーパーミキサーを用いて0.5時間攪拌した後、乾燥させて複合樹脂粒子を製造した(以下、「G1」と略記)。複合樹脂粒子中のPC樹脂粒子と、PTFE粒子と、SAN粒子の質量比は、89.0:6.5:6.5である。また、得られた複合樹脂粒子は、前述の方法により測定した結果、5mm以下の平均粒子径を有していた。
PTFE複合粒子1gに対して、50mlの塩化メチレンを加えて、23℃下、3時間放置した。次に、得られた溶液を20分間スターラーで攪拌し、溶解せずに残ったPTFE粒子100個について、長径及び短径を測定し、(長径+短径)/2を粒径とし、100個のPTFE粒子の粒径の平均値を、PTFE粒子の平均粒子径とした。その結果、複合粒子における当該平均粒子径は、70μmであった。なお、短径の最小値は9μm、長径の最大値は264μmであった。
前述の各種配合成分を表1に示す配合比率にて、二軸押出機(東芝機械社製TEM−37SS)を用いて、溶融温度300℃にて混練し、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を得た。難燃性ポリカーボネート樹脂は、ガラス繊維以外の成分を第一フィーダー(原料供給口)から押出機バレル内に供給し、樹脂組成物を十分に溶融した後に、ガラス繊維を第二フィーダー(充填剤供給口)から押出機バレル内に供給した後、混練を行い、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物ペレットを得た。
ガラス繊維を配合しないこと以外、実施例1と同様にして難燃性ポリカーボネート樹脂組成物ペレット(試験用)を作製した。得られたペレットにノッチを入れた後に、液体窒素で凍結し、流動方向に垂直な方向に破断させた。破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、127μm×95μmの任意の一視野に存在するポリテトラフルオロエチレン(D)のフィブリルの最も太い部分の直径(短軸方向最大幅)が5μmを超えるフィブリルの個数、および、2μmを超えるフィブリルの個数を数えた。合計3つのペレットについて測定し、以下の基準で評価した。これらの評価結果を表1に示す。なお、ペレット破断面に露出するフィブリルにおいて、フィブリル断面の短軸方向最大幅をフィブリル直径と見做した。
◎:2μmを超えるフィブリルが1個以下
〇:2μmを超えるフィブリルが2個以上であるが、5μmを超えるフィブリルが1個以下
×:5μmを超えるフィブリルが2個以上
表1に示す配合比率にて得られた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物ペレットを120℃で4時間乾燥した後に、射出成形機(ファナック株式会社製、ROBOSHOT S2000i100A)を用いて設定温度260℃、射出圧力180MPaにて難燃性評価用試験片(125×13×1.5mm)を作製した。
V−0(◎) V−1(○) V−2(△)
各試料の残炎時間 10秒以下 30秒以下 30秒以下
5試料の全残炎時間 50秒以下 250秒以下 250秒以下
ドリップによる綿の着火 なし なし あり
*上記の条件に満たない物は“NR”(No Rating)(×)と表示される。
残炎時間とは着火源を遠ざけた後の試験片が燃焼を続ける時間の長さであり、ドリップによる綿の着火とは試験片の下端から300mm下にある標識用の綿が試験片からの滴下(ドリップ)物によって着火されるかどうかによって決定される。
上記で得られた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物ペレットを120℃で4時間乾燥した後に、射出成型機(ファナック社製、ROBOSHOT S2000i100B)を用いて設定温度300℃、射出圧力80MPaにてISO試験法に準じた厚み4mmの試験片を作成し、得られた試験片を用いてISO 178に準じ曲げ弾性率(剛性)を測定し、以下の基準で評価した。これらの評価結果を表1に示す。
◎:曲げ弾性率が10GPa以上
〇:曲げ弾性率が6GPa以上10GPa未満
×:曲げ弾性率が6GPa未満
上記で得られた難燃性ポリカーボネート樹脂組成物ペレットを120℃で4時間乾燥した後に、射出成型機(ファナック社製、ROBOSHOT S2000i100B)を用いて設定温度300℃、射出圧力80MPaにてISO試験法に準じた厚み4mmの試験片を作製した。得られた試験片を用いてISO179−1に準じノッチ付きシャルピー衝撃強度を測定し、以下の基準で評価した。これらの評価結果を表1に示す。
◎:衝撃強度が15kJ/m2以上
〇:衝撃強度が10kJ/m2以上15kJ/m2未満
×:衝撃強度が10kJ/m2未満
曲げ弾性率(剛性)を測定した試験片について、ガラス繊維の浮きによる成形品表面の荒れ具合について目視にて観察し、以下の基準で評価した。これらの評価結果を表1に示す。
◎:ガラス繊維の浮きによる成形品表面の荒れがないもの
○:ガラス繊維の浮きによる成形品表面の荒れがわずかしかないもの
×:ガラス繊維の浮きによる成形品表面の荒れが多く認められるもの
Claims (11)
- ポリカーボネート樹脂(A)30〜70質量%およびガラス繊維(B)30〜70質量%からなる樹脂組成物100質量部に対し、シリコーン系難燃剤(C)0.5〜8質量部、および、ポリテトラフルオロエチレン(D)を含有する難燃性ポリカーボネート樹脂組成物であって、
組成物中のポリテトラフルオロエチレン(D)の含有量が0.1〜1.0質量%である、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。 - ガラス繊維(B)がエポキシ系集束剤またはウレタン系集束剤で処理され、繊維断面の平均直径が6〜20μmである請求項1に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- ガラス繊維(B)が繊維断面の長径の平均値が10〜50μmであり、長径と短径の比(長径/短径)の平均値が2〜8である扁平断面を有する、請求項1または2に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリメタクリルスチレン、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリアミド、および、エチレンビニルアセテート重合体からなる群より選択される少なくとも1種の(E)熱可塑性樹脂を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂(E)の平均粒子径が5μm以下である請求項4に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂(E)の含有量が、難燃性ポリカーボネート樹脂組成物中、0.005〜5質量%である請求項4または5に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- さらに、リン酸エステル系難燃剤を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物において、ガラス繊維を配合せずに作製した試験用樹脂組成物を流動方向に垂直な方向に凍結破断させた破断面を走査型電子顕微鏡で観察した127μm×95μmの任意の一視野に存在するポリテトラフルオロエチレン(D)のフィブリルの最も太い部分の直径が5μm以下であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリテトラフルオロエチレン(D)のフィブリルの最も太い部分の直径が2μm以下であることを特徴とする、請求項8に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリテトラフルオロエチレン(D)の平均粒子径が200μm以下である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の難燃性ポリカーボネート樹脂組成物を成形して得られた樹脂成形品。
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