(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025100795
(43)【公開日】2025-07-03
(54)【発明の名称】熱可塑性樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 69/00 20060101AFI20250626BHJP
C08L 51/00 20060101ALI20250626BHJP
C08L 25/12 20060101ALI20250626BHJP
C08K 3/34 20060101ALI20250626BHJP
C08K 3/32 20060101ALI20250626BHJP
C08K 5/521 20060101ALI20250626BHJP
【FI】
C08L69/00
C08L51/00
C08L25/12
C08K3/34
C08K3/32
C08K5/521
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2025069339
(22)【出願日】2025-04-21
(62)【分割の表示】P 2023113415の分割
【原出願日】2023-07-11
(31)【優先権主張番号】P 2022112123
(32)【優先日】2022-07-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】399034220
【氏名又は名称】日本エイアンドエル株式会社
(72)【発明者】
【氏名】菊池 美沙貴
(57)【要約】
【課題】本発明は、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、寸法安定性及び熱安定性のバランスに優れる熱可塑性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂、グラフト共重合体、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む共重合体、及びタルクを特定量含有する熱可塑性樹脂組成物、並びに、ポリカーボネート樹脂、グラフト共重合体、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む共重合体、タルク及びリン酸化合物を特定量含有する熱可塑性樹脂組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、及びタルク(D)を含み、下記条件(1)~(7)を満足する熱可塑性樹脂組成物。
(1)ポリカーボネート樹脂(A)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に40~80質量%。
(2)グラフト共重合体(B)が、ゴム質重合体(b-1)と芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる少なくとも1種を含む単量体成分(b-2)とがグラフト重合して成るグラフト共重合体。
(3)グラフト共重合体(B)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~45質量%。
(4)共重合体(C)が、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む単量体成分を重合して成る共重合体。
(5)共重合体(C)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に0~39質量%。
(6)タルク(D)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~30質量%。
(7)熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHが5.0~6.8である。
【請求項2】
リン酸化合物(E)を(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、0.01~1.5質量部含むことを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項3】
ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、タルク(D)及びリン酸化合物(E)を含み、下記条件(1)~(8)を満足する熱可塑性樹脂組成物。
(1)ポリカーボネート樹脂(A)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に40~80質量%。
(2)グラフト共重合体(B)が、ゴム質重合体(b-1)と芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる少なくとも1種を含む単量体成分(b-2)とがグラフト重合して成るグラフト共重合体。
(3)グラフト共重合体(B)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~45質量%。
(4)共重合体(C)が、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む単量体成分を重合して成る共重合体。
(5)共重合体(C)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に0~39質量%。
(6)タルク(D)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~30質量%。
(7)リン酸化合物(E)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、0.01~1.5質量部。
(8)熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHが6.8以下である。
【請求項4】
ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、タルク(D)及びリン酸化合物(E)を含み、下記条件(1)~(8)を満足する熱可塑性樹脂組成物。
(1)ポリカーボネート樹脂(A)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に40~80質量%。
(2)グラフト共重合体(B)が、ゴム質重合体(b-1)と芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる少なくとも1種を含む単量体成分(b-2)とがグラフト重合して成るグラフト共重合体。
(3)グラフト共重合体(B)の樹脂pHが3~6.6である。
(4)グラフト共重合体(B)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~45質量%。
(5)共重合体(C)が、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む単量体成分を重合して成る共重合体。
(6)共重合体(C)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に0~39質量%。
(7)タルク(D)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~30質量%。
(8)リン酸化合物(E)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、0.01~1.5質量部。
【請求項5】
リン酸エステルを(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、3~13質量部含むことを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、寸法安定性及び熱安定性のバランスに優れる熱可塑性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリカーボネート樹脂とABS系樹脂からなる組成物(以下、PC/ABS系樹脂と記す)は、耐衝撃性、耐熱性、成形加工性に優れることから、車両用部品、家庭電化製品、事務機器部品をはじめとする多様な用途に使用されている。特に、車両用部品等は大型化の傾向が見られ、形状がより複雑なデザインになる傾向にある。また、車両重量の軽量化のために、成形品肉厚は薄肉化に設計される傾向にあるため、成形加工性、耐衝撃性、及び耐熱性などの性能に優れている材料が求められている。その選択肢の一つとしてPC/ABS系樹脂が採用されるケースが見られる。
【0003】
PC/ABS系樹脂において、剛性や寸法安定性を向上させるべくガラス繊維やカーボン繊維等を配合した場合、耐衝撃性が低下し、更には成形品外観が低下する問題がある。これに対してタルクを配合した場合、成形品外観は良好になるものの熱安定性が低下し、射出成形の工程において成形品表面にシルバーと呼ばれる外観不良が発生するといった問題がある。
【0004】
そして、タルクを配合した場合の熱安定性を改善する方法として、例えば、特許文献1にはポリカーボネート樹脂、グラフト重合体、タルク及び燐酸エステル系化合物を含む樹脂組成物が開示されており、特許文献2には、芳香族ポリカーボネート樹脂を必須成分とした樹脂に顆粒状有機リン酸エステル化合物含有タルクとゴム性重合体を含む樹脂組成物が開示されており、特許文献3には、芳香族ポリカーボネート樹脂、乳化重合された熱可塑性樹脂及び構造式を規定した酸性リン酸エステルを含む樹脂組成物が開示されている。
【0005】
しかしながら、近年にみられる成形部品の大型化、形状デザインの複雑化や軽量化による薄肉化の傾向から成形温度も高くなる傾向にあり、より一層の熱安定性が求められており、未だ満足できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【0007】
【0008】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、寸法安定性及び熱安定性のバランスに優れる熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
すなわち、本発明は以下の[1]~[5]で構成される。
[1] ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、及びタルク(D)を含み、下記条件(1)~(7)を満足する熱可塑性樹脂組成物。
(1)ポリカーボネート樹脂(A)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に40~80質量%。
(2)グラフト共重合体(B)が、ゴム質重合体(b-1)と芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる少なくとも1種を含む単量体成分(b-2)とがグラフト重合して成るグラフト共重合体。
(3)グラフト共重合体(B)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~45質量%。
(4)共重合体(C)が、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む単量体成分を重合して成る共重合体。
(5)共重合体(C)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に0~39質量%。
(6)タルク(D)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~30質量%。
(7)熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHが5.0~6.8である。
[2] リン酸化合物(E)を(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、0.01~1.5質量部含むことを特徴とする[1]に記載の熱可塑性樹脂組成物。
[3] ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、タルク(D)及びリン酸化合物(E)を含み、下記条件(1)~(8)を満足する熱可塑性樹脂組成物。
(1)ポリカーボネート樹脂(A)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に40~80質量%。
(2)グラフト共重合体(B)が、ゴム質重合体(b-1)と芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる少なくとも1種を含む単量体成分(b-2)とがグラフト重合して成るグラフト共重合体。
(3)グラフト共重合体(B)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~45質量%。
(4)共重合体(C)が、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む単量体成分を重合して成る共重合体。
(5)共重合体(C)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に0~39質量%。
(6)タルク(D)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~30質量%。
(7)リン酸化合物(E)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、0.01~1.5質量部。
(8)熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHが6.8以下である。
[4] ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、タルク(D)及びリン酸化合物(E)を含み、下記条件(1)~(8)を満足する熱可塑性樹脂組成物。
(1)ポリカーボネート樹脂(A)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に40~80質量%。
(2)グラフト共重合体(B)が、ゴム質重合体(b-1)と芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる少なくとも1種を含む単量体成分(b-2)とがグラフト重合して成るグラフト共重合体。
(3)グラフト共重合体(B)の樹脂pHが3~6.6である。
(4)グラフト共重合体(B)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~45質量%。
(5)共重合体(C)が、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む単量体成分を重合して成る共重合体。
(6)共重合体(C)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に0~39質量%。
(7)タルク(D)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~30質量%。
(8)リン酸化合物(E)の含有量が、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、0.01~1.5質量部。
[5]リン酸エステルを(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、3~13質量部含むことを特徴とする[1]~[4]の何れか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物
【発明の効果】
【0011】
本発明は、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、寸法安定性及び熱安定性のバランスに優れる熱可塑性樹脂組成物を提供するこができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明につき詳細に説明する。
【0013】
本発明の第1の形態に係る熱可塑性樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、タルク(D)を含有する熱可塑性樹脂組成物であって、該熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHを特定範囲に規定するものである。
【0014】
本発明の第2の形態に係る熱可塑性樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、タルク(D)及びリン酸化合物(E)を含有する熱可塑性樹脂組成物であって、該熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHを特定範囲に規定するものである。
【0015】
本発明の第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、タルク(D)及びリン酸化合物(E)を含有する熱可塑性樹脂組成物であって、該グラフト共重合体(B)の樹脂pHを特定範囲に規定するものである。
【0016】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂(A)としては、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、又はジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネート等の炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、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”から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。
【0017】
上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールAの他に、ビス(4-ヒドロキシジフェニル)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-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-第3ブチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-ブロモフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジクロロフェニル)プロパンのようなビス(ヒドロキシアリール)アルカン類、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンのようなビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルファイド、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルファイドのようなジヒドロキシジアリールスルファイド類、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。
【0018】
これらは単独又は2種類以上混合して使用されるが、これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、4,4’-ジヒドロキシジフェニル類等を混合しても良い。
【0019】
さらに、上記のジヒドロキシジアリール化合物と以下に示すような3価以上のフェノール化合物を混合使用しても良い。3価以上のフェノールとしてはフロログルシノール、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、4,6-ジメチル-2,4,6-トリ-(4-ヒドロキシフェニル)-ヘプタン、1,3,5-トリ-(4-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)エタン及び2,2-ビス-[4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキシル]プロパン等が挙げられる。なお、これらポリカーボネート樹脂を製造するに際し、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量は、通常10000~80000であり、好ましくは15000~60000である。分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することが出来る。なお、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定することができる。
【0020】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物に用いるグラフト共重合体(B)は、ゴム質重合体(b-1)に、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる少なくとも1種を含む単量体成分(b-2)がグラフト重合して得られるものである。
【0021】
グラフト共重合体(B)を構成するゴム質重合体(b-1)としては特に制限はなく、公知の重合方法により得られる、ポリブタジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)等の共役ジエン系ゴム、エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-非共役ジエン(エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン等)ゴム等のエチレン-プロピレン系ゴム、ポリブチルアクリレートゴム等のアクリル系ゴム、シリコーン系ゴムを1種又は2種以上用いることができる。上記アクリル系ゴムには、コアシェル構造を有するゴムも含まれる。コアシェル構造を有するゴム(コア/シェルで記載)としては、例えば、共役ジエン系ゴム/アクリル系ゴム、シリコーン系ゴム/アクリル系ゴム、硬質重合体(ガラス転移温度が20℃以上)/アクリル系ゴム等が挙げられる。硬質重合体(ガラス転移温度が20℃以上)としては、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる1種以上を含有する単量体を重合してなる重合体等が挙げられる。上記の中でも、ポリブタジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、共役ジエン系ゴム/アクリル系ゴム、シリコーン系ゴム/アクリル系ゴム、硬質重合体(ガラス転移温度が20℃以上)/アクリル系ゴムが好ましい。硬質重合体のガラス転移温度は、FOXの式より算出することができる。
【0022】
ゴム質重合体(b-1)の重量平均粒子径に特に制限はないが、耐衝撃性の点から、0.1~2.0μmが好ましく、0.15~1.0μmがより好ましい。また、重量平均粒子径が0.05~0.3μmのゴム質重合体を凝集肥大化させることで調整することもできる。
【0023】
グラフト共重合体(B)は、上述のゴム質重合体(b-1)に、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体から選ばれる少なくとも1種を含む単量体成分(b-2)をグラフト重合して成るものである。
【0024】
単量体成分(b-2)の芳香族ビニル系単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、パラメチルスチレン、ブロムスチレン等が挙げられ、1種又は2種以上用いることができる。
【0025】
単量体成分(b-2)のシアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられ、1種又は2種以上用いることができる。
【0026】
単量体成分(b-2)の(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸4-t-ブチルフェニル、(メタ)アクリル酸(ジ)ブロモフェニル、(メタ)アクリル酸クロルフェニル等が挙げられ、1種又は2種以上用いることができる。
【0027】
単量体成分(b-2)には、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体と共重合可能なその他の単量体が含まれていてもよく、マレイミド系単量体、アミド系単量体、不飽和カルボン酸系単量体、多官能性単量体等が挙げられ、1種又は2種以上用いることができる。
【0028】
マレイミド系単量体としては、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。
【0029】
アミド系単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド等が挙げられる。
【0030】
不飽和カルボン酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸等が挙げられる。
【0031】
多官能性単量体としては、ジビニルベンゼン、アリル( メタ) アクリレート、エチレングリコールジ( メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、ジシクロペンタジエンジ(メタ) アクリレート、トリメチロールプロパントリ( メタ) アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ( メタ)アクリレート、1 , 4 - ブタンジオールジ( メタ)アクリレート、1 , 6 - ヘキサンジオールジ( メタ) アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
【0032】
ゴム質重合体(b-1)にグラフト重合される、上記単量体の組成比率に特に制限はないが、芳香族ビニル系単量体50~90質量%、シアン化ビニル系単量体10~50質量%及び共重合可能な他の単量体0~40質量%の組成比率、芳香族ビニル系単量体0~50質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体50~100質量%及び共重合可能な他のビニル系単量体0~50質量%の組成比率、芳香族ビニル系単量体20~70質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体20~70質量%、シアン化ビニル系単量体10~60質量%及び共重合可能な他の単量体0~50質量%の組成比率であることが好ましい(ゴム質重合体にグラフト重合される単量体合計量を100質量%とする)。
【0033】
グラフト共重合体(B)中のゴム質重合体(b-1)の含有量は、耐衝撃性、流動性などの物性バランスから、20~80質量%が好ましく、40~70質量%がより好ましい。
【0034】
グラフト共重合体(B)のグラフト率及びアセトン可溶分の還元粘度に特に制限はないが、耐衝撃性、流動性などの物性バランスの観点から、グラフト率は20~150%であることが好ましく、30~100%がより好ましく、36~75%が特に好ましい。アセトン可溶分の還元粘度は、0.2~1.5dl/gであることが好ましく、0.3~1.0dl/gであることがより好ましい。
【0035】
上記グラフト率及びアセトン可溶分の還元粘度は、下記により求めることができる。
【0036】
分別方法
三角フラスコにグラフト共重合体(B)を約2g、アセトンを60ml投入し、24時間浸漬させた。その後、遠心分離器を用いて15,000rpmで30分間、遠心分離することで可溶部と不溶部に分離する。不溶分は、真空乾燥により常温で一昼夜乾燥させることで得られる。可溶分は、アセトン可溶部をメタノールに沈殿させ、真空乾燥により常温で一昼夜乾燥させることで得られる。
グラフト率
グラフト率(%)=(X―Y)/Y×100
X:真空乾燥後のアセトン不溶分量(g)
Y:グラフト共重合体中のゴム質重合体量(g)
アセトン可溶分の還元粘度(dl/g)
アセトン可溶分をN,N-ジメチルホルムアミドに溶解し、0.4g/100mlの濃度の溶液とした後、キャノンフェンスケ型粘度管を用い30℃で測定した流下時間より還元粘度を求める。
【0037】
上述のようにして得られたグラフト共重合体(B)には、通常、ゴム質重合体(b-1)に単量体成分(b-2)を含む単量体成分がグラフトしたグラフト化重合体(B1成分)が主として含有される他、ゴム質重合体(b-1)にグラフトしていない単量体成分(b-2)を含む単量体成分が共重合された共重合体(B2成分と呼ぶ)が含まれる。そのため、本発明ではグラフト共重合体(B)に含まれるB2成分が、共重合体(C)を構成する単量体成分を満たす場合、共重合体(C)を含有していることを意味する。
【0038】
グラフト共重合体(B)の重合方法には特に制限はなく、例えば乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法及びこれらを組み合わせた方法により製造することができ、中でも乳化重合法であることが好ましい。
【0039】
グラフト共重合体(B)が乳化重合法で製造された場合、通常、出来上がりはラテックスである。得られたラテックスは、凝固、洗浄、脱水、乾燥する工程を経ることでパウダーを得ることができる。凝固工程で使用される凝固剤としては、硫酸、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸アルミニウムなどを水に溶解し、1種又は2種以上用いることができる。また、凝固剤を用いず、スプレードライヤーなどによる回収、乾燥方法も用いることができる。
【0040】
グラフト共重合体(B)の樹脂pHは、
本発明の第1の形態及び第2の形態においては、特に制限はなく、3~6.6であることが好ましく、4~6.3であることがより好ましく、4.5~5.9であることがさらに好ましい。
本発明の第3の形態においては、3~6.6である必要があり、4~6.3であることが好ましく、4.5~5.9であることがより好ましい。上記範囲に調整することで熱安定性に優れたものが得られる傾向にある。グラフト共重合体(B)の樹脂pHは、粉末(パウダー)状や顆粒状等の固形物の状態で測定され、実施例に記載の方法で測定されたものである。なお、グラフト共重合体(B)と、共重合体(C)の一部ないし全量をラテックス状態で混合して固形物を得る場合は、混合して得られた固形物のpHをグラフト共重合体(B)の樹脂pHとする。
【0041】
グラフト共重合体(B)の樹脂pHの調整方法としては、例えば乳化重合法により得られる場合、凝固工程で得られるスラリー(凝固粒子の水分散体)のpHを調整することで、得られるパウダーの樹脂pHを調整することができる。例えば、凝固工程で硫酸や塩酸などの酸性水溶液を添加しスラリーのpHを低く調整することで得ることができる。
【0042】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物に用いる共重合体(C)は、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体を含む単量体成分を重合して得られるものである。
【0043】
共重合体(C)を構成する芳香族ビニル系単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、パラメチルスチレン、ブロムスチレン等が挙げられ、1種又は2種以上用いることができる。
【0044】
共重合体(C)を構成するシアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられ、1種又は2種以上用いることができる。
【0045】
さらに、共重合体(C)には、芳香族ビニル系単量体及びシアン化ビニル系単量体と共重合可能なその他の単量体が含まれていてもよく、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、マレイミド系単量体、アミド系単量体、不飽和カルボン酸系単量体、多官能性単量体等が挙げられ、1種又は2種以上用いることができる。これら単量体としては、上述の単量体成分(b-2)と同様のものを用いることができる。
【0046】
共重合体(C)を構成する単量体の組成比率に特に制限はないが、芳香族ビニル系単量体50~90質量%、シアン化ビニル系単量体10~50質量%及び共重合可能な他の単量体0~40質量%の組成比率、芳香族ビニル系単量体20~70質量%、シアン化ビニル系単量体10~60質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体20~70質量%及び共重合可能な他の単量体0~50質量%の組成比率が挙げられる。
【0047】
共重合体(C)の還元粘度に特に制限はないが、耐衝撃性、流動性などの物性バランスの観点から0.2~1.5dl/gであることが好ましく、0.3~1.0dl/gであることがより好ましい。
【0048】
上記還元粘度は、下記式により求めることができる。
【0049】
共重合体(C)を、N,N-ジメチルホルムアミドに溶解し、0.4g/100mlの濃度の溶液とした後、キャノンフェンスケ型粘度管を用い30℃で測定した流下時間より還元粘度を求める。
【0050】
上記熱可塑性樹脂組成物を構成する共重合体(C)の重合方法には特に制限はなく、例えば乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法及びこれらを組み合わせた方法により製造することができる。
【0051】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物に用いるタルク(D)は、層状構造を有する含水珪酸マグネシウムであり、レーザー回折粒度測定法による平均粒子径としては、0.1~50μmであることが好ましく、0.5~25μmであることがより好ましく、1~15μmであることがさらに好ましい。
【0052】
本発明の第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物に用いるリン酸化合物(E)は、リン原子にヒドロキシル基とオキソ基が結合した化合物であり、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、二リン酸(ポリリン酸)、リン酸メチル、リン酸ジメチル等が挙げられる。
【0053】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物を構成するポリカーボネート樹脂(A)の含有量は、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に40~80質量%である必要があり、42~77質量%であることが好ましく、45~75質量%であることがより好ましい。上記範囲に調整することで流動性、耐衝撃性、耐熱性のバランスを向上させることができる。
【0054】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物を構成するグラフト共重合体(B)の含有量は、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に5~45質量%である必要があり、7~35質量%であることが好ましく、10~28質量%であることがより好ましい。上記範囲に調整することで耐衝撃性を向上させることができる。
【0055】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物を構成する共重合体(C)の含有量は、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%中に0~39質量%である必要があり、2~36質量%であることが好ましく、4~33質量%であることがより好ましい。上記範囲に調整することで流動性(成形性)を向上させることができる。また、グラフト共重合体(B)に含まれるB2成分が、共重合体(C)を構成する単量体成分を満たす場合、共重合体(C)の含有量は、グラフト共重合体(B)のグラフト率より算出したB2成分を加えたものとなる。
【0056】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物を構成するタルク(D)の含有量は、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%に対して、5~30質量%である必要があり、8~27質量%であることが好ましく、12~22質量%であることがより好ましい。上記範囲に調整することで寸法安定性及び耐候性を向上させることができる。
【0057】
本発明の第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物を構成するリン酸化合物(E)の含有量は、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、0.01~1.5質量部である必要があり、0.03~1.0質量部であることが好ましく、0.05~0.7質量部であることがより好ましい。上記範囲に調整することで熱安定性を向上させることができる。また、本発明の第1の形態においても、リン酸化合物(E)を任意で添加することができ、(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、0.01~1.5質量部であることが好ましく、0.03~1.0質量部であることがより好ましく、0.05~0.7質量部であることがさらに好ましい。
【0058】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の熱可塑性樹脂を配合することもできる。このような他の熱可塑性樹脂として、例えば、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ乳酸樹脂等のポリエステル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリイミド系樹脂等を使用することができる。
【0059】
さらに、本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、ヒンダードアミン系の光安定剤;ヒンダードフェノール系、含硫黄有機化合物系、含リン有機化合物系等の酸化防止剤;フェノール系、アクリレート系等の熱安定剤;ベンゾエート系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系等の紫外線吸収剤;有機ニッケル系、高級脂肪酸アミド類等の滑剤;ポリブロモフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノール-A、臭素化エポキシオリゴマー、臭素化等の含ハロゲン系化合物、リン酸エステル、三酸化アンチモン等の難燃剤・難燃助剤;臭気マスキング剤;カーボンブラック、酸化チタン等の顔料;染料等を添加することもできる。さらに、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラスウール、炭素繊維、金属繊維等の補強剤や充填剤を添加することもできる。
【0060】
中でも、リン酸エステルを(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量部に対して、流動性向上の点で3~13質量部含むことが好ましく、4~10質量部含むことがより好ましい。リン酸エステルの具体例としては、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(2-エチルヘキシル)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、トリキシレニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、トリス(フェニルフェニル)ホスフェート、トリナフチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2-エチルヘキシル)ホスフェート、ジ(イソプロピルフェニル)フェニルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、2-アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、ジフェニル-2-アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル-2-メタクリロイルオキシエチルホスフェート、メラミンホスフェート、ジメラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、トリフェニルホスフィンオキサイド、トリクレジルホスフィンオキサイド、メタンホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジエチル、レゾルシノールポリフェニルホスフェート、レゾルシノールポリ(ジ-2,6-キシリル)ホスフェート、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート、ハイドロキノンポリ(2,6-キシリル)ホスフェートならびにこれらの縮合物などの縮合リン酸エステルを挙げることができる。縮合リン酸エステルとしては、レゾルシノールビス(ジ-2,6-キシリル)ホスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)などが挙げられる。レゾルシノールビス(ジ-2,6-キシリル)ホスフェートの市販品としては、PX-200(大八化学工業(株)製)が挙げられる。レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)の市販品としては、CR-733S(大八化学工業(株)製)が挙げられる。ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)の市販品としては、CR-741(大八化学工業(株)製)が挙げられる。中でも、耐加水分解性や、耐熱性、低揮発性に優れる点から、レゾルシノールビス(ジ-2,6-キシリル)ホスフェートやビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)が好ましく用いられる。
【0061】
本発明の第1の形態、第2の形態及び第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物は、上述の成分を溶融混練することで得ることができる。溶融混練するためには、例えばロール、バンバリーミキサー、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー等公知の混練機を用いることができる。
【0062】
得られた熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHは、
本発明の第1の形態においては、5.0~6.8である必要があり、5.4~6.7であることが好ましい。
本発明の第2の形態においては、6.8以下である必要がある。
本発明の第3の形態においては、特に制限はないが、5.0~6.8であることが好ましく、5.4~6.7であることがより好ましい。
上記範囲に調整することで熱安定性に優れたものが得られる傾向にある。熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHは、ペレット等の顆粒状の固形物の状態で測定され、実施例に記載の方法で測定されたものである。
【0063】
熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHの調整方法としては、例えば、構成するグラフト共重合体(B)や共重合体(C)の樹脂pHを調整する方法が挙げられ、グラフト共重合体(B)の樹脂pHの調整方法と同様の方法で調整することができる。また、熱可塑性樹脂組成物に二リン酸等の酸性添加剤を添加することで調整することができる。
【0064】
このようにして得られた熱可塑性樹脂組成物は、射出成形、押出成形、圧縮成形、射出圧縮成形、ブロー成形等により成形され成形品を得ることができる。
【実施例0065】
以下に実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら制限されるものではない。なお、実施例中にて示す部及び%は重量に基づくものである。
また、各実施例、比較例での各種物性の測定は次の方法による。
【0066】
シャルピー衝撃強度(NC)
各実施例及び比較例で得られたペレットを用い、ISO試験方法294に準拠して各種試験片を成形し、ISO試験方法179に準拠し、4mm厚みで、ノッチ付きシャルピー衝撃値を測定した。単位:kJ/m2
【0067】
荷重たわみ温度(HDT)
各実施例及び比較例で得られたペレットを用い、ISO試験方法294に準拠して各種試験片を成形し、ISO75に準拠し、荷重1.8MPaの荷重たわみ温度を測定した。単位:℃
【0068】
熱安定性
射出成形機((株)日本製鋼所 J-180ADS、成形温度290℃、金型温度60℃)を用い、下記条件にて、平板試験片(縦×横×厚み=400mm×100mm×3mm)を成形した。計量は、成形品の材料計量分を100%とした場合、約140%を計量し、成形した。次に、シリンダー内に残存した約40%分の樹脂を含むような形で約140%を計量した後、270秒間滞留させ、射速30mm/sで成形した。得られた成形品の外観に不良が無いかを目視で判定した。外観不良は下記の様に評価した。
〇:成形品表面に点状シルバー無し
△:成形品表面に点状シルバーが1~10ヵ所未満ある
×:成形品表面に点状シルバーが10ヵ所以上ある
【0069】
寸法安定性
寸法安定性の評価として線膨張係数を測定した。
ISO試験方法294に準拠し、JIS K7139にあるタイプA1のダンベルを成形した。ダンベル中央部からサンプルを切出し、MD方向(樹脂の流れ方向)の線膨張係数をJIS K7197に準拠して測定した。熱分析装置は、(株)日立ハイテクサイエンス製 TMA-7100を用いた。
数値が低いほど寸法安定性が良好であることを示し、下記の様に評価した。
〇:線膨張係数が5×10-5/℃未満
△:線膨張係数が5×10-5/℃以上7×10-5/℃以下
×:線膨張係数が7×10-5/℃を超える
【0070】
耐候性
耐候試験には、各実施例及び比較例で得られたペレットを用い、射出成形機(SAV-30-30 シリンダー温度250℃、金型温度60℃)にて成形された成形品(縦×横×厚み=90mm×55mm×2.5mm)を用いた。スガ試験機(株)製 サンシャインウェザーメーター S80HBBを使用し、BPTが63℃、雨ありの条件下で500時間の加速暴露試験を行なった。その後、成形品表面の暴露前後のSCE方式での色差(ΔE)を測定した。色差は、分光測色計((株)村上色彩技術研究所製 CMS-35SP JC2型)を用い、下記のように評価した。
〇:ΔEが7未満
△:ΔEが7以上15以下
×:ΔEが15超える
【0071】
樹脂pH
グラフト共重合体(B)や熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHを下記の通り測定した。
(1)100ml三角フラスコにグラフト共重合体(B)または熱可塑性樹脂組成物1gと1級テトラヒドロフラン(安定剤含有)40mlを加え、24時間静置させた。
(2)200mlビーカーに1級メタノール40mlを加え、マグネチックスターラーで撹拌させる。そこに(1)で得られた試料を加え、さらに純水40mlを加えて撹拌させる。
(3)(2)で得られた試料をJIS Z-8802に準拠してpHを測定した。pHの測定には、卓上型電気伝導率計(東亜DKK(株)製 CM-25R)を用いた。
【0072】
ポリカーボネート樹脂(A)
ホスゲンとビスフェノールAからなる粘度平均分子量20,500のポリカーボネート樹脂。
【0073】
グラフト共重合体(B-1)の製造
ガラスリアクターに、凝集肥大化スチレン-ブタジエンゴム(b-1)ラテックス(スチレン5質量%、ブタジエン95質量%、質量平均粒子径440nm)を固形分換算で60質量部仕込み、撹拌を開始させ、窒素置換を行った。窒素置換後、槽内を昇温し65℃に到達したところで、ブドウ糖0.06質量部、無水ピロリン酸ナトリウム0.03質量部及び硫酸第1鉄0.001質量部を脱イオン水10質量部に溶解した水溶液を添加した後に、70℃に昇温した。その後、アクリロニトリル10質量部、スチレン30質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.3部、t-ブチルハイドロパーオキサイド0.1質量部の混合液及びオレイン酸カリウム1.0質量部(固形分換算)を脱イオン水20質量部に溶解した乳化剤水溶液を4時間かけて連続的に滴下した。滴下後、3時間保持してグラフト共重合体(B-1)ラテックスを得た。その後、得られたグラフト共重合体(B-1)ラテックス100質量部(固形分)に対し、最終スラリー濃度が23%になるように脱イオン水を仕込み、硫酸マグネシウム4.5質量部、及び、10%硫酸0.8質量部を添加し、93℃に加温した。その後、グラフト共重合体(B-1)ラテックスを添加し凝固させることで、重合体を含むスラリーが得られた。その後、得られたスラリーを脱水、乾燥し、グラフト共重合体(B-1)のパウダーを得た。得られたグラフト共重合体(B-1)のグラフト率は42%、アセトン可溶部の還元粘度は0.28dl/g、樹脂pHは5.4であった。
また、上記凝集肥大化スチレン-ブタジエンゴムラテックスの質量平均粒子径は下記のように求めた。
四酸化オスミウム(OsO4)で染色し、乾燥後に透過型電子顕微鏡で写真撮影した。画像解析処理装置(装置名:旭化成(株)製IP-1000PC)を用いて800個のゴム粒子の面積を計測し、その円相当径(直径)を求め、質量平均粒子径を算出した。
【0074】
グラフト共重合体(B-2)の製造
得られたグラフト共重合体(B-1)ラテックス100質量部(固形分)に対し、最終スラリー濃度が23%になるように脱イオン水を仕込み、硫酸マグネシウム4.5質量部を添加し、93℃に加温した。その後、グラフト共重合体(B-1)ラテックスを添加し凝固させることで、重合体を含むスラリーが得られた。その後、得られたスラリーを脱水、乾燥し、グラフト共重合体(B-2)のパウダーを得た。得られたグラフト共重合体(B-2)のグラフト率は42%、アセトン可溶部の還元粘度は0.28dl/g、樹脂pHは8.4であった。
【0075】
共重合体(C)の製造
公知の塊状重合法により、スチレン75質量部、アクリロニトリル25質量部からなる共重合体(C)を得た。上述の方法により、得られた共重合体(C)の還元粘度は0.50dl/gであった。
【0076】
タルク(D)
林化成株式会社製、タルク:UPN-HST 0.5
【0077】
リン酸化合物(E)
富士フイルム和光純薬(株)製、二リン酸
【0078】
その他添加剤
大八化学工業株式会社製、芳香族縮合リン酸エステル:PX-200
【0079】
実施例1~7及び比較例1~5
ポリカーボネート樹脂(A)、グラフト共重合体(B)、共重合体(C)、タルク(D)、リン酸化合物(E)及びその他添加剤を表1記載の配合割合で混合した後、シリンダー温度260℃に設定したφ26mmの2軸押出機にて主スクリュー回転数450rpm、吐出量30kg/hrの条件で溶融混練し、ペレット化した。また、このペレットを用いて各種評価用試験片を射出成形機にて成形した。
【0080】
【0081】
表1から明らかなように、本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いた実施例1~7は、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、寸法安定性及び熱安定性のバランスに優れるものが得られた。
【0082】
本発明の第1の形態に係る熱可塑性樹脂組成物について、
比較例1~3は、熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHが規定範囲外であり、熱安定性に劣るものであった。
比較例4は、タルク(D)を添加していないため、寸法安定性と耐候性に劣るものであった。
比較例5は、タルク(D)の添加量が、規定範囲を超えるため、耐衝撃性に劣るものであった。
【0083】
本発明の第2の形態に係る熱可塑性樹脂組成物について、
比較例1~2は、熱可塑性樹脂組成物の樹脂pHが規定範囲外であり、熱安定性に劣るものであった。
比較例3は、リン酸化合物(E)の添加量が、規定範囲を超えるため、熱安定性に劣るものであった。
比較例4は、タルク(D)を添加していないため、寸法安定性と耐候性に劣るものであった。
比較例5は、タルク(D)の添加量が、規定範囲を超えるため、耐衝撃性に劣るものであった。
【0084】
本発明の第3の形態に係る熱可塑性樹脂組成物について、
比較例1は、グラフト共重合体(B)の樹脂pHが規定範囲外であり、熱安定性に劣るものであった。
比較例2は、リン酸化合物(E)を添加していないため、熱安定性に劣るものであった。
比較例3は、リン酸化合物(E)の添加量が規定範囲を超えるため、熱安定性に劣るものであった。
比較例4は、タルク(D)を添加していないため、寸法安定性と耐候性に劣るものであった。
比較例5は、タルク(D)の添加量が規定範囲を超えるため、耐衝撃性に劣るものであった。
上記のとおり、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、寸法安定性及び熱安定性のバランスに優れる熱可塑性樹脂組成物であることから、例えば車両外装用部品等、屋外で使用される大型の成形部品の材料として好適に使用することができる。