專利名稱:芳香族聚碳酸酯樹脂組合物及其成形產(chǎn)品的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及芳香族聚碳酸酯樹脂組合物及其成形產(chǎn)品。更具體地,本發(fā)明涉及具有阻燃性、表面硬度(從而不需要硬涂層)、優(yōu)異的耐熱性、儲藏穩(wěn)定性和可再生性的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物。
背景技術:
近年來,要求減輕各個領域的設備的外殼的厚度和重量,例如作為家用電器代表的電子/電器設備、辦公自動化(OA)設備和信息/通信設備。為了滿足上述要求,還要求構(gòu)成上述設備的樹脂材料具有改善的機械強度。因此,樹脂材料正在經(jīng)歷如下過渡使用薄但具有高機械強度的聚碳酸酯(PC)樹脂替代以聚苯乙烯(PQ樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABQ樹脂等等作為代表的常規(guī)通用塑料。此外,考慮到環(huán)保的社會需求,要求設備由不包含鹵化阻燃劑(諸如氯化合物或溴化合物)的樹脂材料制成。具體地,對于其中添加了磷阻燃劑的PC樹脂(PC樹脂、ABS樹脂和PC樹脂的復合材料等)而不是其中添加了溴阻燃劑的阻燃性PS樹脂或阻燃性ABS樹脂具有不斷增加的需求。在PC樹脂作為在上述條件下的外殼或外部部件的材料的情況下,因為PC樹脂不具有足夠的表面硬度,因此需要在PC樹脂的表面上形成保護層以防刮傷或保持外觀。關于這一點,例如審過的日本專利申請公告特公平3-746 號公報和審過的日本專利申請公告特公平6-2374號公報建議在PC樹脂中使用丙烯酸類單體或有機烷氧基硅烷單體以在表面上提供硬涂層。不過,當形成這樣的附加保護層時,制造工藝的步驟大大增加,從而導致巨大的成本(例如材料成本或人力成本)增加負擔。此外,保護層是不同的材料,因而難以回收,這樣不利于資源保護,也帶來巨大的環(huán)境負擔。此外,通常將磷酸鹽/酯阻燃劑(諸如磷酸酯)添加到當前實用化的阻燃性PC樹脂中。然而,磷酸類阻燃劑易于水解或熱解,因而向PC樹脂的添加量不得不增加。由于這個原因,其中添加有磷酸類阻燃劑的PC樹脂組合物具有在注射成形時生成氣體的問題以及耐熱性、在高溫和高濕度條件下的儲藏穩(wěn)定性、和樹脂組合物的回收性顯著下降的問題。對于這一點,稍后描述的專利文獻1建議如下的阻燃性聚碳酸酯樹脂組合物作為不包含鹵化阻燃劑或磷酸類阻燃劑的阻燃性PC樹脂,所述阻燃性聚碳酸酯樹脂組合物包含50至97. 95質(zhì)量%的聚碳酸酯樹脂作為組分(A),2至47質(zhì)量%的除聚碳酸酯樹脂之外的熱塑性樹脂作為組分(B),和0. 05至3質(zhì)量%的含有酸基的鹽的芳香族乙烯基樹脂作為組分(C)。本文中,熱塑性樹脂例如是苯乙烯樹脂或聚酯樹脂,并且芳香族乙烯基樹脂例如是聚苯乙烯磺酸金屬鹽。此外,可以并入例如0. 02至5質(zhì)量份的起到氟樹脂作用的防滴劑作為組分(D),并且可以并入0. 1至10質(zhì)量份的含官能團的硅酮化合物作為組分(E)。專利文獻1描述了,上述構(gòu)成可以提供具有優(yōu)異流動性、耐溶劑性和阻燃性的阻燃性聚碳酸酯樹脂組合物,并且該阻燃性聚碳酸酯樹脂組合物還能夠獲得其上無灰塵附著的具有優(yōu)異的抗靜電性能的持久性的成形產(chǎn)品。
此外,在稍后的專利文獻2中,由與專利文獻1相同的申請人提出了聚酯樹脂組合物。該聚碳酸酯樹脂組合物由(A) 60至97質(zhì)量%的芳香族聚碳酸酯樹脂和(B)3至40質(zhì)量%的丙烯腈-苯乙烯樹脂構(gòu)成,其中,該丙烯腈-苯乙烯在200°C、5kg負荷下的熔融流動速率(MFR)為5或更高,并且該聚碳酸酯樹脂組合物還適當?shù)匕?,相對?00質(zhì)量份的 (A)和⑶總和,(C)O至37質(zhì)量份的抗沖擊改進劑、(D)O至3質(zhì)量份的有機堿金屬鹽和/ 或有機堿土金屬鹽、(E) 0至3質(zhì)量份的含官能團硅酮化合物、(F) 0至55質(zhì)量份的無機填料和(G)O至2質(zhì)量份的聚氟烯烴樹脂。專利文獻2描述了,通過使用丙烯腈-苯乙烯樹脂(該樹脂在200°C、5kg負荷下的熔融流動速率(MFR)為5或更高)能夠使芳香族聚碳酸酯樹脂組合物實現(xiàn)顯著較高的流動性同時保持阻燃性和耐熱性。此外,專利文獻2描述了,通過添加抗沖擊改進劑能夠使獲得的成形產(chǎn)品具有高沖擊性。此外,上述申請人在稍后描述的專利文獻3中提出了,聚碳酸酯組合物包含(A) 5 至50質(zhì)量%的由芳香族聚碳酸樹脂底物制成的記錄介質(zhì)的粉碎物、(B)O. 05至3質(zhì)量%的含官能團的硅酮化合物、和(C)47至94. 95質(zhì)量%的芳香族聚碳酸酯樹脂的組合,其中,所述聚碳酸酯樹脂組合物是阻燃性聚碳酸酯樹脂組合物,其特征在于,(B)組分與(A)組分的質(zhì)量比(B)/(A)為0.005至0.2。專利文獻3還描述了,記錄介質(zhì)的粉碎物可以重復使用, 從而獲得與專利文獻1或2所述類似的阻燃性聚碳酸酯樹脂組合物。專利文獻1 日本專利申請?zhí)亻_2002-220527號公報(權利要求1-7,第4-6,9-11 頁,實施例4-6)專利文獻2 日本專利申請?zhí)亻_2004-143410號公報(權利要求1,第7-13頁,實施例6)專利文獻3 日本專利申請?zhí)亻_2005-54085號公報(權利要求1,第3、7、9和10 頁,實施例4)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題在專利文獻1至3中顯示了,作為不含鹵化阻燃劑或磷酸類阻燃劑的阻燃性PC樹脂,使用含有芳香族聚碳酸酯樹脂、丙烯腈-苯乙烯樹脂、聚氟烯烴樹脂、有機磺酸鹽阻燃劑和硅酮阻燃劑的阻燃性聚碳酸酯樹脂組合物的實例,但是仍無法獲得足夠的阻燃性,而且家用電器所需要的厚度降低和阻燃性也無法實現(xiàn)。此外,也未研究表面硬度。本發(fā)明就是鑒于上述情況所進行的。本發(fā)明的目的在于提供一種如下聚碳酸酯樹脂組合物,該聚碳酸酯樹脂組合物很薄,但具有高阻燃性和不需要硬質(zhì)涂層的表面硬度,成形加工時很少發(fā)生氣體生成,具有優(yōu)異的耐熱性、儲存穩(wěn)定性和可回收性,并且不含溴類和磷酸類阻燃劑;本發(fā)明的目的還在于提供一種上述聚碳酸酯樹脂組合物的成形產(chǎn)品。解決上述技術問題的手段本發(fā)明的發(fā)明人專門進行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)上述技術問題可以通過將具有阻燃性的特定材料添加到如下樹脂材料中得以解決,從而實現(xiàn)了本發(fā)明,在上述樹脂材料中,具有特定重均分子量的芳香族聚碳酸酯樹脂和不含橡膠組分的聚苯乙烯樹脂以特定質(zhì)量比進行
混合ο
具體地,本發(fā)明涉及一種芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,該組合物中,作為主要樹脂材料,包含占所述主要樹脂材料的85至95質(zhì)量%且具有37000至55000的重均分子量 (以聚苯乙烯換算的分子量計)的芳香族聚碳酸酯樹脂和占所述主要樹脂材料的15至5質(zhì)量%且不含橡膠組分的聚苯乙烯樹脂;并且作為添加劑,包含聚氟烯烴樹脂、有機磺酸鹽阻燃劑和硅酮阻燃劑。此外,本發(fā)明涉及一種成形產(chǎn)品,其通過將所述芳香族聚碳酸酯樹脂組合物成形為預定形狀而形成。應當注意到,聚苯乙烯換算的分子量是指分子量的估值,其中,假定樣品的分子量與在GPC(凝膠滲透色譜)測定中利用氯仿作為溶劑以與樣品相同的洗脫時間洗脫的聚苯乙烯分子量標準物質(zhì)的分子量相同。此外,“主要樹脂材料”中的“主要”是指,在芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的性質(zhì)不受影響的前提條件下,還可以包含除該主要樹脂材料之外的其他樹脂組分,例如由于使用回收材料可以包含少量未指明的樹脂組分。發(fā)明效果在本發(fā)明的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物中,具有37000至55000的重均分子量 (以聚苯乙烯換算的分子量計)的芳香族聚碳酸酯樹脂如稍后描述的實施例所示適于適度地保持芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的機械強度(特別是抗沖擊性)、阻燃性、耐溶劑性、流動性和成形加工性能。此外,聚苯乙烯樹脂改善了芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的表面硬度、 耐油性、耐溶劑性和流動性。作為本發(fā)明的一個技術特征,所述聚苯乙烯樹脂不含橡膠組分,因而芳香族聚碳酸酯樹脂的機械強度和阻燃性較少受損,從而獲得較高的表面硬度。如果主要樹脂材料中的芳香族聚碳酸酯樹脂的比例以及聚苯乙烯樹脂的比例分別為所述主要樹脂材料的85至95質(zhì)量%和15至5質(zhì)量%,那么如稍后描述的實施例所示,芳香族聚碳酸樹脂對改善機械強度和阻燃性的效果以及芳香族聚碳酸酯樹脂組合物對改善表面硬度的效果得以有效發(fā)揮。在芳香性聚碳酸酯樹脂組合物中,聚氟烯烴樹脂在燃燒時起到抑制滴液現(xiàn)象的作用。有機磺酸鹽阻燃劑使芳香族聚碳酸酯樹脂組合物具有阻燃性。硅酮阻燃劑覆蓋燃燒著的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的表面,從而例如防止該芳香族聚碳酸酯樹脂組合物繼續(xù)燃燒,并容易滅火。在芳香族聚碳酸酯樹脂組合物中,這三種組分的全部效果得以發(fā)揮,從而實現(xiàn)所必需的阻燃性。因此,那些添加劑的添加量不必太高,因此樹脂材料的特性不會受損。結(jié)果,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物具有優(yōu)異的機械性質(zhì)、表面硬度、耐溶劑性、耐熱性和在高溫和高濕度下的儲藏穩(wěn)定性,并且還具有適當?shù)牧鲃有院统尚渭庸ば阅?。此外,因為硬涂層不是必要的,所以改善了回收性能。結(jié)果,芳香族聚碳酸酯樹脂尾料(套筒材料或流道材料等)可以作為再生的原料,這在很大程度上起到了節(jié)省資源的作用。本發(fā)明的
具體實施例方式在本發(fā)明的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物中,芳香族聚碳酸酯樹脂和聚苯乙烯樹脂可以分別占所述主要樹脂材料的93至95質(zhì)量%和7至5質(zhì)量%。此外,聚氟烯烴樹脂的添加量對所述主要樹脂材料的質(zhì)量比可以為0.002至 0. 005。此外,有機磺酸鹽阻燃劑的添加量對所述主要樹脂材料的質(zhì)量比可以為0. 0005 至 0. 010。
此外,硅酮阻燃劑的添加量對所述主要樹脂材料的質(zhì)量比可以為0. 001至0. 020。此外,聚苯乙烯樹脂可以包含一種或多種聚苯乙烯樹脂和/或一種或多種丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂。此外,有機磺酸鹽阻燃劑可以包含具有如下結(jié)構(gòu)的化合物,該結(jié)構(gòu)中,磺酸鹽基團被引入具有芳香族環(huán)的聚合物。此外,有機磺酸鹽阻燃劑可以包含的磺酸鹽的數(shù)量相當于0. 01至15質(zhì)量%的硫含量。此外,硅酮阻燃劑可以包含聚有機硅氧烷樹脂。此后,將基于本發(fā)明的實施方式對芳香族聚碳酸酯樹脂組合物進行詳細描述,但本發(fā)明并不局限于這些實施例。應當注意到,如上所述,“主要樹脂材料”中的術語“主要” 是指,在芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的性質(zhì)不受影響的前提條件下,由于使用回收材料而包含的少量未指明的樹脂組分。該術語并不具有其他實質(zhì)含義,因此為了簡便“主要樹脂材料”此后被簡稱為“樹脂材料”。<A組分芳香族聚碳酸酯樹脂>芳香族聚碳酸酯樹脂具有以聚苯乙烯換算的分子量計37000至55000的重均分子量,其適于適度保持芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的機械強度、阻燃性、耐溶劑性、流動性和成形加工性能。芳香族聚碳酸酯樹脂可以單獨使用或者可以兩種或更多種樹脂組合使用。在組合兩種或更多種樹脂的情況下,要求重均分子量的算術平均值落在37000至55000的范圍內(nèi), 其中重均分子量的算術平均值由下式表示重均分子量的算術平均值=Σ (每個芳香族聚碳酸酯樹脂組分的重均分子量X含有率)。應當注意到在上述表達式中,所述和是所有芳香族聚碳酸酯樹脂組分的總和。在芳香族聚碳酸酯樹脂的重均分子量大于55000的情況下,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的流動性和成形加工性能在熔融時變得很差,從而難以通過注射成形等進行成形。 另一方面,在上述重均分子量小于37000的情況下,上述樹脂組合物的機械強度(特別是抗沖擊度)或阻燃性下降,或者耐溶劑性下降,因而易于發(fā)生溶劑裂化(由化學品引起的裂化)。芳香族聚碳酸酯樹脂在樹脂材料中的比例占樹脂材料質(zhì)量的85至95質(zhì)量%,更優(yōu)選占93至95質(zhì)量%。在芳香族聚碳酸酯樹脂的比值小于85質(zhì)量%的情況下,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的機械強度或阻燃性下降。另一方面,在該比值大于95質(zhì)量%的情況下,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的表面硬度下降。芳香族聚碳酸酯樹脂的結(jié)構(gòu)并未特別受限。然而,通常可以使用通過二元苯酚和碳酸酯前驅(qū)體的反應合成的芳香族聚碳酸酯樹脂。要使用的二元苯酚和碳酸酯前驅(qū)體也并未特別受限,可以使用各種類型的材料。此外,合成方法也未特別受限,合成方法的實例包括界面聚合法、熔融酯交換法、碳酸酯預聚物的固相酯交換法、和環(huán)狀碳酸酯化合物的開環(huán)
水口估0芳香族聚碳酸酯樹脂可以是新合成的原始材料、制造工藝中產(chǎn)生的廢料或廢物、 為制造其他芳香族聚碳酸酯樹脂產(chǎn)品所使用的樹脂尾料(套筒材料或流道材料等)、由用過的芳香族聚碳酸酯樹脂產(chǎn)品回收的回收材料。上述芳香族聚碳酸酯樹脂產(chǎn)品的實例包括光盤,例如數(shù)字通用型盤(DVD ;注冊商標)、緊湊型盤(CD ;注冊商標)、磁光盤(M0 ;注冊商標)、迷你型盤(MD ;注冊商標)和藍光盤(BD ;注冊商標),液晶電視用光學膜,和瓶裝水的瓶子。在使用由用過的產(chǎn)品回收的芳香族聚碳酸酯樹脂的情況下,各種附著物(諸如標簽、膜、金屬反射層、電鍍層、記錄材料層和膠粘劑層)保留在樹脂中。在本發(fā)明中,可以使用具有這些附著物的樹脂,或者可以使用已通過常規(guī)已知方法分離/去除了所述附著物的樹脂。附著物并未特別受限,其包括在光盤中常用的用于形成膜或印刷材料的材料。上述材料的實例包括聚烯烴膜(聚乙烯膜、聚丙烯膜等),樹脂,紙標簽,由鋁Al、金Au或硅Si 制成的金屬反射層,有機染料(包括花青染料),由碲Te、硒%、硫S、鍺Ge、銦In、銻Sb、鐵狗、鋱Tb、鈷Co、銀Ag、鈰Ce和鉍Bi制成的記錄材料層,由丙烯酸類丙烯酸酯、醚類丙烯酸酯和乙烯基單體、低聚物或聚合物中的至少一種制成的膠粘劑層,由可紫外固化單體、低聚物和聚合物中的至少一種、聚合引發(fā)劑、顏料和佐劑制成的標簽油墨層。從以盡可能低的成本回收的觀點出發(fā),合適的是重新利用含有雜質(zhì)的樹脂。例如, 理想的是,將回收的芳香族聚碳酸酯樹脂粉碎成小塊、留置、或與特定的添加劑混煉/熔融,并且?;?,從而以芳香族聚碳酸酯樹脂材料(A組分)的形式使用?;蛘?,根據(jù)注射成形裝置的結(jié)構(gòu),可以將回收的芳香族聚碳酸酯樹脂與其他樹脂組分或各種添加劑一起直接置于注射成形裝置的加料斗中,從而可以獲得由芳香族聚碳酸酯樹脂組合物制成的成形體。應當注意到,附著物可以通過例如日本專利申請公報特開平6-223416、特開平 10-269634、特開平10449315等中建議的機械方法或化學方法去除?!碆組分不含橡膠組分的聚苯乙烯樹脂>聚苯乙烯樹脂用于改善芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的表面硬度、耐油性、耐溶劑性和流動性。作為本發(fā)明的一個技術特征,所述聚苯乙烯樹脂不含橡膠組分,因而所述芳香族聚碳酸酯樹脂的機械強度和阻燃性較少受損,并且獲得較高的表面硬度。所述聚苯乙烯樹脂在樹脂材料中的比率為5至15質(zhì)量%,更優(yōu)選為5至7質(zhì)量%。在聚苯乙烯樹脂的比率小于5質(zhì)量%的情況下,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的表面硬度下降。另一方面,在該比值大于15質(zhì)量%的情況下,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的機械強度或阻燃性下降。對上述不含橡膠組分的聚苯乙烯樹脂沒有特別限定。聚苯乙烯樹脂的實例包括丙烯腈-苯乙烯共聚物(AQ樹脂、聚苯乙烯(PQ樹脂、丙烯腈-氯化的聚乙烯-苯乙烯(ACS) 樹脂和丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)樹脂。其中,AS樹脂、PS樹脂和ASA樹脂是更優(yōu)選的,并且從與PC樹脂相容的觀點出發(fā),AS樹脂是最優(yōu)選的。當含有橡膠組分的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABQ樹脂用在稍后描述的對比例6中作為苯乙烯樹脂時, 阻燃性顯著下降??紤]其原因在于,包含在橡膠組分中的C = C雙鍵富反應性。另一方面, 專利文獻1至3并未報道,利用AS樹脂的情況與利用ABS樹脂的情況二者所產(chǎn)生的樹脂組合物的阻燃性差異。在本發(fā)明中,為了改善樹脂組合物的表面硬度,構(gòu)成樹脂受到局限,結(jié)果可能造成上述差異。這些不含橡膠組分的聚苯乙烯樹脂的重均分子量以聚苯乙烯換算的分子量計通常為50000至500000,但優(yōu)選為100000至300000。在重均分子量小于50000的情況下,可
能出現(xiàn)無法獲得改善芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的耐油性和耐溶劑性的效果的情況,并且可能出現(xiàn)機械性質(zhì)(諸如抗沖擊性)下降的情況。此外,在重均分子量大于500000的情況下,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的流動性可能下降。上述不含橡膠組分的聚苯乙烯樹脂可以是新合成的原始材料、制造工藝中產(chǎn)生的廢料或廢物、為制造其他聚苯乙烯樹脂產(chǎn)品所使用的聚苯乙烯樹脂尾料(套筒材料或流道材料等)、或由用過的聚苯乙烯樹脂產(chǎn)品回收的回收材料。作為這樣的聚苯乙烯樹脂產(chǎn)品, 例如可以使用用在商用錄像帶中的透明卷軸材料或用過的電扇的葉片作為AS樹脂?;蛘?, 可以使用在魚箱和家用電器中作為緩沖材料使用的發(fā)泡的聚苯乙烯泡沫,或者食品用聚苯乙烯托盤作為PS樹脂。〈C組分聚氟烯烴樹脂>聚氟烯烴樹脂在芳香性聚碳酸酯樹脂組合物中在燃燒時起到抑制滴液現(xiàn)象的作用。聚氟烯烴樹脂在芳香族聚碳酸酯樹脂組合物中的添加量優(yōu)選對樹脂材料的質(zhì)量比為0. 002至0. 005(0. 2至0. 5% )。當聚氟烯烴樹脂的添加量對樹脂材料的質(zhì)量比小于 0. 002(0.2% )時,難以抑制滴液現(xiàn)象。另一方面,當該添加量大于0.005(0. 5% )時,抑制滴液現(xiàn)象的效果飽和,從而造成由于下降的效率而引起的高成本,或者造成樹脂的機械強度或流動性下降的負面效果容易發(fā)生。對上述聚氟烯烴樹脂沒有特別限定,其實例包括聚二氟乙烯、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物以及四氟乙烯和乙烯單體的共聚物。這些材料可以單獨使用,或者可以各種組合使用。其中,更優(yōu)選聚四氟乙烯,其平均分子量優(yōu)選為50000或更高,更優(yōu)選等于或大于100000,但等于或小于20000000。優(yōu)選的聚氟烯烴樹脂具有纖維形成能力。<D組分有機磺酸鹽阻燃劑>有機磺酸鹽阻燃劑用于為芳香族聚碳酸酯樹脂組合物提供阻燃性。有機磺酸鹽阻燃劑在芳香族聚碳酸酯樹脂組合物中的添加量對樹脂材料的質(zhì)量比優(yōu)選為0. 0005 至0.010(0.05至1.0% )。當有機磺酸鹽阻燃劑的添加量對樹脂材料的質(zhì)量比小于 0. 0005(0. 05%)時,為芳香族聚碳酸酯樹脂組合物提供阻燃性的效果不足。另一方面,當該添加量大于0. 010(1. 0% )時,由于下降的效率導致經(jīng)濟效率變差,并且提供阻燃性的效果也飽和了,這降低了效率。具有特定的化學組成或結(jié)構(gòu)是必要的??梢允褂酶鞣N材料作為有機磺酸鹽阻燃劑,其實例包括具有至少一個碳原子的有機磺酸鹽。有機磺酸鹽可以是堿金屬鹽,諸如鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽或銫鹽,或堿土金屬鹽,諸如鎂鹽、鈣鹽、鍶鹽或鋇鹽,也可以是諸如鐵狗、錫 Sn或鋅S1等金屬單質(zhì)的鹽,氨鹽或有機烷基胺鹽。有機磺酸鹽的有機基團可以被鹵原子(諸如氟、氯或溴)取代。在鹵原子中,氟是最優(yōu)選的,由通式(CnF2n+lS03)mM代表的全氟烷磺酸的堿金屬鹽或堿土金屬鹽是常見的, 其中η表示1至10的自然數(shù),M表示鋰、鈉、鉀和銫,或鎂、鈣、鍶和鋇,m等于M的化合價1 或2。更具體地,可以使用全氟甲烷磺酸鹽、全氟乙烷磺酸鹽、全氟丙烷磺酸鹽、全氟丁烷磺酸鹽、全氟己烷磺酸鹽、全氟庚烷磺酸鹽、全氟辛烷磺酸鹽等等。其中,全氟丁烷磺酸鉀是特別適宜的。此外,可以使用烷基磺酸鹽、苯磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、二苯基磺酸鹽、萘磺酸鹽、 2,5- 二氯苯磺酸鹽、2,4,5-三氯苯磺酸鹽、二苯基砜-3-磺酸鹽、二苯基砜-3,3’ - 二磺酸鹽、萘三磺酸鹽和它們的氟取代物。其中,二苯基磺酸鹽是特別適宜的。
此外,在適宜的芳香族聚合物磺酸鹽中,磺基被引入高分子量的芳香族聚合物中, 并且被轉(zhuǎn)化成鹽。這種芳香族聚合物可以包括其側(cè)鏈中具有芳香族環(huán)的聚合物和其主鏈中具有芳香族環(huán)的聚合物,其中前者更適宜。其側(cè)鏈中具有芳香族環(huán)的聚合物可以包括例如,聚苯乙烯(PS)、高沖擊聚苯乙烯 (HIPS 苯乙烯-丁二烯共聚物)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-氯化的聚乙烯-苯乙烯(ACS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物 (ASA)、丙烯腈-乙烯丙烯橡膠-苯乙烯共聚物(AES)和丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯共聚物(AEPDMQ。其中,可以使用這些聚合物中的任意一種或任意多種。這些側(cè)鏈中具有芳香族環(huán)的聚合物的重均分子量以聚苯乙烯換算的分子量計優(yōu)選為50000至1000000, 最適宜為100000至300000。其主鏈中具有芳香族環(huán)的聚合物可以包括例如,聚碳酸酯(PC)、聚亞苯基氧 (PPO)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚砜(PSF)。其中, 可以使用這些聚合物中的任意一種或任意多種。這些主鏈中具有芳香族環(huán)的聚合物的重均分子量以聚苯乙烯換算的分子量計優(yōu)選為10000至200000,最適宜為25000至100000。在上述高分子量的芳香族聚合物中,具有芳香族環(huán)的單體單元的含量在lmol%至 IOOmol %的范圍內(nèi),優(yōu)選在30mol %至IOOmol %的范圍內(nèi),更優(yōu)選在40mol %至IOOmol %的范圍內(nèi)。當具有芳香族環(huán)的單體單元小于lmol%時,磺基向芳香族聚合物的引入率下降,因而不能為芳香族聚碳酸酯樹脂組合物有效地提供阻燃性。作為上述芳香族聚合物,可以使用例如使用過的和回收的材料或者工廠中產(chǎn)生的被切下的部分。使用回收的材料或被切下的部分作為原料使成本得以下降。特定量的磺基被引入芳香族聚合物中并被轉(zhuǎn)化成鹽,由此可以獲得阻燃劑,在這種阻燃劑包含在芳香族聚碳酸酯樹脂組合物中的情況下可以提供高阻燃劑。將磺基引入芳香族聚合物的方法包括例如通過特定量的磺化劑對芳香族聚合物進行磺化處理的方法。作為磺化劑,期望水分含量為3質(zhì)量%或更低的磺化劑。具體地,磺化劑的實例包括三氧化硫(無水硫酸)、發(fā)煙硫酸、氯磺酸和聚烷基苯磺酸。其中,這些磺化劑中的任意一種可以單獨使用,或者可以與其他磺化劑組合使用。此外,作為磺化劑,可以使用諸如烷基磷酸酯或二氧雜環(huán)己烷的路易斯堿的絡合物。在使用96質(zhì)量%的濃硫酸作為磺化劑的情況下,如果芳香族聚合物中存在氰基或酯基,那么通過芳香族聚合物的磺化中包含的水分對這些基團進行水解,并使其轉(zhuǎn)化成酰胺基或羧基,從而產(chǎn)生具有高水分吸收效應的含有酰胺基團或羧基的阻燃劑。當使用這樣的含有大量酰胺基團或羧基的阻燃劑時,可以為芳香族聚碳酸酯樹脂組合物提供高阻燃性。然而,隨著時間的流逝,從外界吸收的水分可能由于變色而損害芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的外觀,或者可能成為諸如樹脂組合物的機械強度劣化等各種缺陷的起因??紤]到上述情況,理想的是在水分含量盡可能低的狀態(tài)下對芳香族聚合物進行磺化處理。這樣的方法包括將特定量的特定磺化劑添加到通過在有機溶劑(氯溶劑)中溶解芳香族聚合物而獲得的溶液中并使它們進行反應的方法。除了該方法,還有將特定量的特定磺化劑添加到通過在有機溶劑中分散粉末狀的芳香族聚合物而獲得的分散液中并使它們進行反應的方法。此外,考慮到了將芳香族聚合物直接置于磺化劑中進行反應的方法, 將磺化劑(諸如三氧化硫SO3氣體)直接噴射到粉末狀芳香族化合物上進行反應的方法,等等。這些方法之中,特別優(yōu)選的是,其中不使用有機溶劑將磺化劑直接噴射到粉末狀芳香族化合物上的方法。芳香族聚合物的磺基引入率可以根據(jù)磺化劑的添加量、與磺化劑的反應時間、路易斯堿的種類和用量等等進行調(diào)整,該調(diào)整更優(yōu)選基于磺化劑的添加量、與磺化劑的反應時間、反應溫度等進行。具體地,芳香族聚合物的磺基引入率按硫的含量計為0. 01至15質(zhì)量% (芳香族聚合物磺酸鹽中的硫的質(zhì)量% ),更優(yōu)選為0. 1至5質(zhì)量%,還要更優(yōu)選為0. 5 至3.5質(zhì)量%。如果芳香族聚合物的磺酸鹽引入率按硫的含量計小于0.01質(zhì)量%,那么難以為芳香族聚合物樹脂組合物提供阻燃性。此外,如果該引入率按硫的含量計大于15質(zhì)量%, 那么可能存在如下情況芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的分散性下降,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物由于吸收水分隨時間易于變化,并且燃燒的起霜時間(blooming time)變長。芳香族聚合物的磺酸鹽引入率可以通過如下容易地計算例如對進行磺化處理過的芳香族聚合物中所包含的硫通過燒瓶燃燒方法等進行定量分析。從與芳香族聚碳酸酯樹脂的相容性、阻燃性的提供效果以及樹脂性質(zhì)的保持力的觀點出發(fā),上述高分子量的芳香族聚合物比低分子量的有機磺酸鹽更好。<E組分硅酮阻燃劑>硅酮阻燃劑被用于為芳香族聚碳酸酯樹脂組合物提供阻燃性。硅酮阻燃劑在芳香族聚碳酸酯樹脂組合物中的添加量對樹脂材料的質(zhì)量比優(yōu)選為0. 001至0. 02(0. 1至 2%).如果硅酮阻燃劑的添加量對樹脂材料的質(zhì)量比小于0. 001 (0. ),那么為芳香族聚碳酸酯樹脂組合物提供阻燃性的效果不足。另一方面,如果該添加量大于0. 02 ),那么由于下降的效率導致經(jīng)濟效率變差,并且提供阻燃性的效果也飽和了,這降低了效率。硅酮阻燃劑的實例包括聚有機硅氧烷(硅酮、有機硅酸鹽等)和硅石。其中,可以單獨使用這些中的任意一種,或者可以組合使用這些中的任意多種。例如,可以使用聚甲基苯基硅氧烷、聚(二甲基-二苯基-甲基氫)硅氧烷、聚二甲基二苯基硅氧烷、聚(甲基乙基硅氧烷)、聚(二甲基硅氧烷)、聚甲基苯基硅氧烷、聚(二苯基硅氧烷)、聚二乙基硅氧烷、聚乙基苯基硅氧烷以及含有這些的混合物的樹脂或油。在這些聚有機硅氧烷的烷基部分上,例如可以包含烷基、烷氧基、羥基、氨基、羧基、硅羥基、硫羥基、環(huán)氧基、乙烯基、芳基氧基團、聚氧亞烷基基團、氫或鹵基等官能團,特別優(yōu)選的是包含烷基、烷氧基、羥基、乙烯基等。這些之中,最優(yōu)選的是甲基苯基硅氧烷樹脂。甲基、苯基、氫和甲氧基是適宜的。此外,甲基和苯基的組合,二甲基、二苯基、甲基和氫的組合,甲基和甲氧基的組合,苯基和甲氧基的組合,甲氧基和氫的組合等是適宜的。在硅酮阻燃劑是聚有機硅氧烷樹脂的情況下,其平均分子量為100或更高,優(yōu)選在500至5000000的范圍內(nèi),其形式可以為例如油狀、漆狀、膠狀、粉末狀和顆粒狀。此夕卜, 通過烴化合物的硅烷偶聯(lián)劑對其進行表面處理的硅石是適宜的,但更優(yōu)選的是上述聚有機硅氧烷樹脂。<其他阻燃組分>除了上述阻燃劑以外,可以一起使用其他阻燃劑。其他阻燃劑的實例包括有機磷酸酯阻燃劑、鹵化的磷酸酯阻燃劑、無機磷阻燃劑、鹵化的雙酚阻燃劑、其他鹵化化合物阻燃劑、銻阻燃劑、氮阻燃劑、硼酸阻燃劑、金屬鹽阻燃劑、無機阻燃劑和硅阻燃劑,可以單獨使用它們中的任意一種,或者可以組合使用它們中的任意多種。有機磷酸酯阻燃劑的實例包括,三苯基磷酸酯、甲基新芐基磷酸酯 (methylneobenzyl phosphate)、季戊四醇二乙基二磷酸酯、甲基新戊基磷酸酯、苯基新戊基磷酸酯、季戊四醇二苯基磷酸酯、二環(huán)戊基次二磷酸酯、二新戊基次亞磷酸酯、苯基鄰苯二酚亞磷酸酯、乙基鄰苯二酚磷酸酯、和二鄰苯二酚次二磷酸酯??梢詥为毷褂盟鼈冎械娜我庖环N,或者可以組合使用它們中的任意多種。鹵化磷酸酯阻燃劑的實例包括,三(β-氯乙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯、 三(β-溴乙基)磷酸酯、三(二溴丙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、三(二溴苯基)磷酸酯、三(三溴苯基)磷酸酯、三(三溴新戊基)磷酸酯、縮合的聚磷酸酯和縮合的聚膦酸酯??梢詥为毷褂盟鼈冎械娜我庖环N,或者可以組合使用它們中的任意多種。無機磷阻燃劑的實例包括,紅磷和無機磷酸鹽。可以單獨使用它們中的任意一種, 或者可以組合使用它們中的任意多種。鹵化的雙酚阻燃劑的實例包括四溴雙酚A及其低聚物和雙(溴乙基醚)四溴雙酚 Α??梢詥为毷褂盟鼈冎械娜我庖环N,或者可以組合使用它們中的任意多種。其他鹵化化合物阻燃劑的實例包括十溴化的二苯基醚、六溴苯、六溴環(huán)十二烷、四溴鄰苯二甲酸酐、(四溴雙酚)環(huán)氧低聚物、六溴二苯基醚、三溴苯酚、二溴甲苯基縮水甘油基醚、十溴二苯基氧、鹵化的聚碳酸酯、鹵化的聚碳酸酯共聚物、鹵化的聚苯乙烯、鹵化的聚烯烴、氯化的石蠟和全氯環(huán)癸烷??梢詥为毷褂盟鼈冎械娜我庖环N,或者可以組合使用它們中的任意多種。銻阻燃劑的實例包括三氧化銻、四氧化銻、五氧化銻和銻酸鈉??梢詥为毷褂盟鼈冎械娜我庖环N,或者可以組合使用它們中的任意多種。氮阻燃劑的實例包括三聚氰胺、烷基或芳香基取代的三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸酯、異氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯、三嗪、胍化合物、尿素、各種氰尿酸衍生物和疊氮膦化合物(phosphazene compound) 0可以單獨使用它們中的任意一種,或者可以組合使用它們中的任意多種。硼酸阻燃劑的實例包括,硼酸鋅、偏硼酸鋅和偏硼酸鋇??梢詥为毷褂盟鼈冎械娜我庖环N,或者可以組合使用它們中的任意多種。金屬鹽阻燃劑的實例包括諸如全氟烷烴磺酸、烷基苯磺酸、鹵化的烷基苯磺酸、烷基磺酸和萘磺酸的堿金屬鹽和堿土金屬鹽。可以單獨使用它們中的任意一種,或者可以組合使用它們中的任意多種。無機阻燃劑的實例包括氫氧化鎂,氫氧化鋁,氫氧化鋇,氫氧化鈣,白云石,水滑石,堿性碳酸鎂,氫化鋯,無機金屬化合物水合物(諸如氧化錫水合物),金屬氧化物(諸如鋁氧化物、鐵氧化物、鈦氧化物、錳氧化物、鎂氧化物、鋯氧化物、鋅氧化物、鉬氧化物、鈷氧化物、鉍氧化物、鉻氧化物、錫氧化物、鎳氧化物、銅氧化物和鎢氧化物),金屬粉末(鋁、鐵、 銅、鎳、鈦、錳、錫、鋅、鉬、鈷、鉍、鉻、鎢和銻的金屬粉末),和碳酸鹽(諸如碳酸鋅、碳酸鎂、 碳酸鈣和碳酸鋇)??梢詥为毷褂盟鼈冎械娜我庖环N,或者可以組合使用它們中的任意多種。上述常規(guī)已知阻燃劑的添加量根據(jù)其種類、所需要的阻燃水平或被提供阻燃性的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的種類而不同,但通常對聚碳酸酯樹脂的質(zhì)量比為ο至0. 50(0至50% ),優(yōu)選為0至0. 30(0至30% ),更優(yōu)選為0至0. 10(0至10% )。此外,除了上述添加劑以外,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物可以包含無機填料,抗沖擊改進劑,抗氧化劑(受阻酚基抗氧化劑、磷基抗氧劑和硫基抗氧化劑),抗靜電劑,紫外吸收劑(二苯甲酮基紫外吸收劑、苯并三唑基紫外吸收劑、羥苯基三嗪基紫外吸收劑、環(huán)狀亞氨基酯基紫外吸收劑和氰基丙烯酸酯基紫外吸收劑),光穩(wěn)定劑,增塑劑,增容劑,著色劑 (顏料和染料),光擴散劑,光穩(wěn)定劑,成核劑,抗菌劑,流動改善劑,抗菌劑,紅外線吸收劑, 熒光體,水解抑制劑,脫模劑,和表面處理劑。采用這些,改善了阻燃性、注射成形性、抗沖擊性、外觀、耐熱性、耐候性、顏色或剛性。無機填料用于改善芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的機械強度或進一步改善阻燃性的目的。無機填料的實例包括結(jié)晶硅石、熔融硅石、礬土、氧化鎂、滑石、云母、高嶺土、粘土、 硅藻土、硅酸鈣、硫酸鈣、氧化鈦、玻璃纖維、氟化鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、磷酸鈣、碳纖維、碳納米管和鈦酸鉀纖維??梢詥为毷褂盟鼈冎械娜我庖环N,或者可以組合使用它們中的任意多種。這些無機填料中,優(yōu)選使用滑石、云母、碳或玻璃,特別優(yōu)選使用滑石。無機填料的添加量對芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的質(zhì)量比為0. 025至0. 20(2. 5 至20% ),更優(yōu)選為0. 05至0. 15 (5至15% )。如果無機填料的添加量對芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的質(zhì)量比大于0. 20,那么可能引起如下缺陷,諸如在芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的注射成形時熔融的樹脂組合物的流動性下降,以及抗沖擊性下降。為了改善芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的抗沖擊性的目的,添加了抗沖擊改進劑。 抗沖擊改進劑當單獨使用時有效改善了聚碳酸酯樹脂的韌性或伸長率。在聚碳酸酯樹脂和 AS樹脂的混合物中,抗沖擊改進劑與它們二者相容或部分反應從而改善了相容性,并且改善了樹脂混合物的機械性質(zhì)或成形性。作為抗沖擊改進劑,通??梢允褂糜糜跇渲男缘牟牧?橡膠狀彈性體、熱塑性彈性體、相容劑等等)。抗沖擊改進劑的實例包括,橡膠狀彈性體,諸如ABS樹脂、HIPS樹脂、 苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯樹脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBQ樹脂、異戊二烯-苯乙烯橡膠、異戊二烯橡膠、聚丁二烯(PB)、丁二烯-丙烯酸類、異戊二烯-丙烯酸類橡膠和乙烯-丙烯橡膠;除此之外,還包括熱塑性彈性體,諸如聚苯乙烯類(SBC)、氯乙烯類(TPVC)、聚烯烴類(TPO)、聚氨酯類(PU)、聚酯類(TPEE)、腈類、聚酰胺類(TPAE)、氟類、氯化的聚乙烯類(CP21E)、間同立構(gòu)-1,2-聚丁二烯、反式-1,4-異戊二烯和硅酮基熱塑性彈性體;氯化的乙烯共聚物交聯(lián)體合金;以及酯商聚合物合金。更具體地,苯乙烯類材料,諸如苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS 氫化的苯乙烯熱塑性彈性體)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS 氫化的苯乙烯熱塑性彈性體)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBQ、苯乙烯-氫化的丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIQ、苯乙烯-乙烯基噁唑啉共聚物和環(huán)氧化的苯乙烯彈性體;接枝到丙烯腈-丁二烯聚合物上的聚碳酸酯;通過聚合C5-C9級分而得到的石油樹脂; 通過橡膠細顆粒的聚合物的表面修飾物;核殼顆粒(橡膠組分的外側(cè)上具有接枝層,其中該橡膠組分是丁二烯橡膠、丙烯酸類橡膠、硅酮-丙烯酸類復合物橡膠)的抗沖擊改進劑; 等等;可以優(yōu)選地組合。這些抗沖擊改進劑中,特別優(yōu)選的是ABS樹脂、HIPS樹脂和苯乙烯熱塑性彈性體。 苯乙烯熱塑性彈性體的實例包括SEBS、SEPS、SBS、苯乙烯-氫化丁二烯-苯乙烯共聚物、SIS、苯乙烯-乙烯基噁唑啉共聚物和環(huán)氧化的苯乙烯彈性體。這些之中,SEBS是最優(yōu)選的。應當注意到,上述抗沖擊改進劑可以單獨使用,或者可以多種組合使用。抗沖擊改進劑的添加量對芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的質(zhì)量比通常為0.002 至0. 10(0. 2至10% ),更優(yōu)選為0. 005至0. 075(0. 5至7. 5 % ),還要更優(yōu)選為0. 01至 0. 05(1至5% )。如果抗沖擊改進劑的添加量對芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的質(zhì)量比大于 0. 1(10% ),那么芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的阻燃性和流動性下降。芳香族聚碳酸酯樹脂組合物可以例如如下制備。首先,將樹脂材料和各種添加劑混合。此刻,例如采用諸如翻轉(zhuǎn)機、再共混機、混合機、擠出機或混煉機的混煉設備將樹脂材料和各種添加劑基本上均勻地分散。然后,將混合物通過諸如注射成形、注射擠壓成形、擠出成形、吹塑成形、真空成形、壓力成形、發(fā)泡成形或超臨界成形等成形方法成形成特定形狀,例如如家用電器、汽車、信息設備、商務設備、電話機、文具、家具和纖維等各種產(chǎn)品的外殼或構(gòu)成部件的形狀,從而完成所述芳香族聚碳酸酯樹脂組合物。
實施例以下,將根據(jù)具體實施例描述芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,但本發(fā)明并不局限于如下實施例。實施例1至實施例5在實施例1至5中,芳香族聚碳酸酯樹脂組合物使用下述特定的材料制備,然后測定并評價其特性。[芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的材料]<A組分芳香族聚碳酸酯(PC)樹脂><A-1>平均分子量為43000的芳香族PC樹脂(商品名Panlite L-1225L ;由TEIJIN CHEMICAL LTD.(帝人化成株式會社)制造)<A_2>平均分子量為61500的芳香族PC樹脂(商品名Panlite K-1300Y ;由TEIJIN CHEMICAL LTD.制造)<A-3>平均分子量為55000的芳香族PC樹脂,由使用過的容器(瓶裝水的瓶子) 回收<A_4>平均分子量為30000的芳香族PC樹脂,由被丟棄的壓縮盤(⑶)回收,通過使用溫熱的水性氫氧化鈉從該壓縮盤上溶解并去除涂層膜?!碆組分不含橡膠組分的聚苯乙烯(PQ樹脂><B-1>AS 樹脂(商品名 LITAC-A 120PF 由 NIPPON A&L INC.制造)<B-2>由被丟棄的商用錄像帶中的線軸回收的PS樹脂<B-3>由使用過的發(fā)泡聚苯乙烯泡沫回收的PS樹脂<B_4> 在對比例 6 中,ABS 樹脂(商品名 DP-611,由 Techno Polymer Co. ,Ltd.(大科能樹脂株式會社)制造)被用作含有橡膠組分的PS樹脂〈C組分聚氟烯烴樹脂><C-1>聚四氟乙烯(PTFE)樹脂(商品名Fluon PTFE細粉末CD076 ;由Asahi Glass Co. Ltd.(旭硝子株式會社)制造)<D組分有機磺酸鹽阻燃劑>
<D-1>AS樹脂磺酸鹽(PASS-K,硫的含有率=1. 2質(zhì)量% )AS樹脂磺酸鹽如下合成。首先,用液氮對AS樹脂(丙烯腈苯乙烯的質(zhì)量比=75 25,以聚苯乙烯計的重均分子量=102000)進行冷凍,然后粉碎成粉末,并通過80目的篩子。將50g的樹脂粉末轉(zhuǎn)移到其上連接有旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的茄子形狀的燒瓶中,并加熱至60°C并旋轉(zhuǎn)。此刻,樹脂粉末通過蒸發(fā)器的旋轉(zhuǎn)在燒瓶中進入流體狀態(tài)。然后,利用真空泵除去燒瓶中的氣體并減壓至約O.OlMPa。隨后,通過閥門的打開 /閉合操作,將S03氣體從事先填充了 2.2g SO3的罐中加料到燒瓶中,并加熱至60°C。通過注射S03氣體,燒瓶中的壓力為0. 02MPa。在該密封狀態(tài)下,將溫度保持在60°C,并進行磺化反應4小時。此后,將燒瓶中的S03氣體用氮氣置換、去除。然后,向燒瓶中的樹脂粉末添加氫氧化鉀溶液以調(diào)節(jié)至pH = 7,其中,被引入樹脂的磺基被中和,從而得到鉀鹽。此后,使用玻璃過濾器從反應溶液中濾出樹脂粉末。在用水洗滌樹脂粉末之后,再次進行過濾以濾出樹脂粉末。使用熱空氣循環(huán)干燥機通過在100°c下吹風干燥樹脂粉末,從而得到52g的白色粉末。對這種粉末進行硫含量分析,硫的含有率為 1. 2質(zhì)量%。<D-2>PS樹脂磺酸鹽I (PSS-K,硫的含有率=0. 6質(zhì)量% )替代上述AS樹脂,使用由用過的發(fā)泡聚苯乙烯泡沫回收的PS樹脂(重均分子量 =198000),除了事先被注射到罐中的SO3不是2. 2g而是1. Ig之外其余與D-I類似,該PS 樹脂被磺化以合成PS樹脂磺酸鹽I。所得到的樹脂粉末中的硫的含有率為0. 6質(zhì)量%。<D_3>全氟丁烷磺酸鉀使用可商購的全氟丁烷磺酸鉀(商品名F-114,由DIC Corporation制造的聚碳酸酯的阻燃劑)作為阻燃劑<D-4>PS樹脂磺酸鹽II (PSS_Na,硫的含有率=15. 1質(zhì)量% )在稍后描述的實施例3中,使用可商購的聚苯乙烯磺酸鈉(重均分子量=70000, 硫的含有率=15. 1質(zhì)量% )作為具有高硫含有率的阻燃劑。<E組分硅酮阻燃劑〉<E_1> 二甲基二苯基甲基氫硅油(商品名 KR-2710 ;Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.(信越化學工業(yè)株式會社))<E-2> 甲基苯基硅酮樹月旨(商品名 X-40-9805 ;由 Shin-Etsu Chemical Co. ,Ltd. 制造)(芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的制法)首先,將上述樹脂材料和添加劑以稍后描述的表1中所描述的組合量組合并用翻轉(zhuǎn)機混合,然后用雙螺桿單向旋轉(zhuǎn)混煉擠出機(商品名ΖΕ0Α,由Berstorff Corporation 制造)熔融并混煉,從而得到芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的小球。擠出條件是出料率為 Mkg/h,螺桿旋轉(zhuǎn)速度為150rpm,由第一供料口到模口部分的擠出溫度為265°C。然后,將小球用熱空氣循環(huán)干燥機在120°C下干燥8小時。此后,利用注射成形機在280°C的筒溫和65°C的模具溫度下進行注射成形,從而制成用于測量阻燃性的測試片、 用于測量鉛筆硬度的測試片、用于測量耐熱性(負荷下的撓曲溫度)的測試片、用于測量 Izod沖擊強度的測試片、用于測量撓性模量的測試片、耐溶劑性測試片(板),并且制成為確認成形性的用于液晶電視的帶槽框(前框部分,平均厚度2. Omm)。測定并評估芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的特性采用以上獲得的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的測試片,對阻燃性、鉛筆硬度、流動性、熱變形溫度、Izod沖擊強度和撓性模量等樹脂性質(zhì)以及對注射成形性、成形產(chǎn)品的耐溶劑性、高溫高濕度下的時間穩(wěn)定性(temporal stability)和回收性等特性進行測定和評估。〈阻燃性〉對厚度為2. Omm的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物進行UL標準94 (UL94V)垂直燃燒測試,以評估阻燃性。阻燃性從優(yōu)至劣的次序為V-O > V-I > V-2,其中V-I或更高的級別是必需的。〈鉛筆硬度〉根據(jù)JIS K5400,測量芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的表面硬度。F或更高的鉛筆硬度是必需的。 <流動性(MFR 熔融流動速率)>根據(jù)JIS K7210,在樹脂溫度為^0°C、負荷為2. 16kg的條件下測定芳香族聚碳酸酯樹脂組合物在熔融時的流動性。7至8或更高的流動性是必需的?!茨蜔嵝?熱變形溫度)>根據(jù)ASTM D648 (方法A),在4. 6kfg/cm2的測試條件下測定負荷下的變形溫度。<Izod沖擊強度〉根據(jù)JIS K7110,進行帶缺口的Izod沖擊強度的測試。5或更高的Izod沖擊強度是必需的?!磽闲阅A俊蹈鶕?jù)ASTM A790,測定撓性模量?!闯尚涡浴凳褂靡壕щ娨暤膸Р劭虻哪>?厚度2.0mm)進行成形,并且進行外觀(縮痕或焊線的狀態(tài))的確認以及焊接部分的強度和重復10次螺絲擰緊的凸部(boss)強度的評估,以確認實際應用的水平?!茨腿軇┬浴瞪a(chǎn)測試板,并且確認耐溶劑性(外觀),包括耐油性和耐油脂性(蓖麻油 400C X95% X24小時)以及耐醇性(乙醇;環(huán)境溫度,65°C X95% XM小時)。<高溫和高濕度的保存性>將樹脂小球保存在恒溫恒濕的罐(85°C X80RH% )中400小時,并且通過GPC測定儲存前后聚碳酸酯樹脂部分的分子量的變化(以聚苯乙烯計)。根據(jù)保存前的分子量在保存400小時后是否保持90%或更高來確認長期保存穩(wěn)定性。〈回收性〉阻燃性PC樹脂重復進行三次熔融和混煉并且其Izod沖擊強度仍保持為相當于初始值的90%被認為良好。表1總體上表示實施例1至5的樹脂材料的組成、添加劑的種類和用量以及所得芳香族聚碳酸酯樹脂組合物的特性。在該表中,樹脂組分的量由樹脂材料中的質(zhì)量%表示,添加劑的添加量由相對于樹脂材料的質(zhì)量比(% )表示。表 權利要求
1.一種芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,該組合物中,作為主要樹脂材料,包含占所述主要樹脂材料的85至95質(zhì)量%且具有37000至55000 的以聚苯乙烯換算的分子量計的重均分子量的芳香族聚碳酸酯樹脂和占所述主要樹脂材料的15至5質(zhì)量%且不含橡膠組分的聚苯乙烯樹脂;并且作為添加劑,包含聚氟烯烴樹脂、有機磺酸鹽阻燃劑和硅酮阻燃劑。
2.如權利要求1的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,其中,所述芳香族聚碳酸酯樹脂和所述聚苯乙烯樹脂分別占所述主要樹脂材料的93至95質(zhì)量%和7至5質(zhì)量%。
3.如權利要求1的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,其中,所述聚氟系統(tǒng)樹脂的添加量對所述主要樹脂材料的質(zhì)量比為0. 002至0. 005。
4.如權利要求1的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,其中,所述有機磺酸鹽阻燃劑的添加量對所述主要樹脂材料的質(zhì)量比為0. 0005至0. 010。
5.如權利要求1的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,其中,所述硅酮阻燃劑的添加量對所述主要樹脂材料的質(zhì)量比為0. 001至0. 020。
6.如權利要求1的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,其中,所述聚苯乙烯樹脂包含一種或多種聚苯乙烯樹脂和/或一種或多種丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂。
7.如權利要求1的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,其中,所述有機磺酸鹽阻燃劑包括具有如下結(jié)構(gòu)的化合物磺酸鹽基團被引入具有芳香族環(huán)的聚合物中。
8.如權利要求1的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,其中,所述有機磺酸鹽阻燃劑包含對應于0. 01至15質(zhì)量%的硫含量的數(shù)量的磺酸鹽基團。
9.如權利要求1的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物,其中,所述硅酮阻燃劑包含聚有機硅氧烷樹脂。
10.一種成形產(chǎn)品,其通過將權利要求1至9中任意一項的芳香族聚碳酸酯樹脂組合物成形為預定形狀而形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚碳酸酯樹脂組合物,該組合物即使很薄仍具有高阻燃性,具有表面硬度因而不需任何硬涂層,當成形加工時產(chǎn)生很少氣體,具有優(yōu)異的耐熱性、保存穩(wěn)定性和回收特性,并且不含溴化合物和磷酸阻燃劑。本發(fā)明還提供了一種成形制品。用于該聚碳酸酯樹脂組合物的主要樹脂材料由85至95質(zhì)量%的具有37000至55000的以聚苯乙烯計的重均分子量的芳香族聚碳酸酯樹脂和15至5質(zhì)量%的不含橡膠組分的聚苯乙烯樹脂構(gòu)成。由于例如使用回收的原料,所以除了這些樹脂之外還可以包含其他成分,只要這些樹脂成分不會損害樹脂組合物的性質(zhì)即可。聚氟烯烴樹脂、有機磺酸鹽阻燃劑和硅化合物阻燃劑被添加到樹脂材料中。這種芳香族聚碳酸酯樹脂組合物被成形成特定形狀。
文檔編號C08L83/04GK102333821SQ201080009800
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權日2009年3月3日
發(fā)明者稻垣靖史 申請人:索尼公司