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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-19
(45)【発行日】2024-12-27
(54)【発明の名称】ポリカーボネート樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
   C08L 69/00 20060101AFI20241220BHJP
   C08K 5/20 20060101ALI20241220BHJP
   C08K 5/25 20060101ALI20241220BHJP
   C08K 5/372 20060101ALI20241220BHJP
   C08K 5/526 20060101ALI20241220BHJP
   C08G 64/02 20060101ALI20241220BHJP
【FI】
C08L69/00
C08K5/20
C08K5/25
C08K5/372
C08K5/526
C08G64/02
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2023510808
(86)(22)【出願日】2022-03-11
(86)【国際出願番号】 JP2022010792
(87)【国際公開番号】W WO2022209725
(87)【国際公開日】2022-10-06
【審査請求日】2023-06-30
(31)【優先権主張番号】P 2021058235
(32)【優先日】2021-03-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021144709
(32)【優先日】2021-09-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021145178
(32)【優先日】2021-09-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021145189
(32)【優先日】2021-09-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021145175
(32)【優先日】2021-09-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021145177
(32)【優先日】2021-09-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000033
【氏名又は名称】旭化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】井手 翔太
(72)【発明者】
【氏名】戸田 達朗
(72)【発明者】
【氏名】中田 卓人
(72)【発明者】
【氏名】米田 久成
【審査官】横山 法緒
(56)【参考文献】
【文献】特開2006-265395(JP,A)
【文献】特開2007-297447(JP,A)
【文献】特開2016-216632(JP,A)
【文献】特表2012-530794(JP,A)
【文献】特開2003-082216(JP,A)
【文献】特許第4774610(JP,B2)
【文献】特許第6507495(JP,B2)
【文献】特許第5403537(JP,B2)
【文献】国際公開第2021/145443(WO,A1)
【文献】国際公開第2021/029341(WO,A1)
【文献】国際公開第2013/007760(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 1/00-101/14
C08K 3/00-13/08
C08G 64/00-64/42
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
環を構成し且つ隣接する二つの炭素にカーボネート基が連結する脂環式炭化水素部位を有する構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、
アミド結合を有する化合物と、を含有し、
前記アミド結合を有する化合物が下記式(2)~(4)で表される構造のいずれかを有し、
前記アミド結合を有する化合物の含有量が、500質量ppm~2000質量ppmであり、
前記ポリカーボネート樹脂における、ポリスチレンを標準試料として用いるサイズ排除クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量Mwが、50,000以上500,000以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
【化1】
(式(2)中、R 11 及びR 12 は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【化2】
(式(3)中、R 13 は、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、炭素数1~20のアルコキシレン基である。R 11 及びR 12 は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【化3】
(式(4)中、R 11 及びR 12 は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~6のアルキル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【請求項2】
前記脂環式炭化水素部位を有する構成単位が、下記式(1)で表される、請求項1に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化4】
(式(1)中、nは1~6の整数を表し、R1~R6は、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、アミノ基、ビニル基、アリル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20のエステル基、炭素数1~20のアシル基、又は、直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~20のアルキル基であり、アルキレン基又はカーボネート基を介して互いに結合して環状構造を形成していてもよく、前記アルキレン基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、主鎖にカルボニル基が挿入されていてもよく、前記アルコキシ基、前記エステル基、前記アシル基、前記アルキル基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【請求項3】
式(1)中、R4~R6は、水素原子である、請求項2に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項4】
前記ポリカーボネート樹脂が、ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)である、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項5】
前記ポリカーボネート樹脂の示査走査熱量計により測定されるガラス転移温度Tgが、80℃以上180℃以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項6】
硫黄化合物を更に含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項7】
前記硫黄化合物の含有量が、500質量ppm~10000質量ppmである、
請求項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項8】
前記硫黄化合物が下記式(2-1)で表される構造を有する、
請求項6又は7に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化5】
(式(2-1)中、R13及びR14は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、炭素数1~20のアルコキシレン基である。R11及びR12は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【請求項9】
前記硫黄化合物が、下記式(3-1)で表される構造を有する、
請求項6又は7に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化6】
(式(3-1)中、mは1から4の整数を表し、R12は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、又は炭素数1~20のアルコキシレン基であり、R11は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、R13は、アルコキシ基を有していてもよい、m価の炭化水素基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【請求項10】
亜リン酸エステル化合物を更に含有する、請求項1~9のいずれか1項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項11】
前記亜リン酸エステル化合物の含有量が、500質量ppm~10000質量ppmである、
請求項10に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項12】
前記亜リン酸エステル化合物が下記式(2-2)で表される構造を有する、
請求項10又は11のポリカーボネート樹脂組成物。
【化7】
(式(2-2)中、mは0~3の整数を表し、R11~R14は、各々独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【請求項13】
前記亜リン酸エステル化合物が下記式(3-2)で表される構造を有する、
請求項10又は11に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化8】
(式(3-2)中、mは1~4の整数を表し、R11及びR12は、各々独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、R13及びR14は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、R15は、m価の炭化水素基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物に関する。
【技術背景】
【0002】
脂肪族ポリカーボネートは、耐衝撃性や軽量性等の優れた特性を有するため、従来から医療用材料やエンジニアリングプラスチック等として有用であることが知られているが、ガラス転移点が低いという問題点を有している。一方、脂肪族ポリカーボネートの中でも、その主鎖構造に脂環式構造を有する脂環式ポリカーボネートは、他の脂肪族ポリカーボネートと比較して高いガラス転移点を示すため、盛んに開発が進められている。例えば、ペンタシクロペンタデカンジメタノールを骨格とし、透明性、耐熱性、色調に優れる多環脂環式ポリカーボネート樹脂が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、石油原料のみならず、バイオマス由来の原料を用い、透明性、耐熱性、吸水性、表面硬度、低複屈折性などのバランスに優れる、イソソルバイドを原料に用いたポリカーボネート樹脂が開示されている(例えば、特許文献2参照)
【0003】
このような脂環式ポリカーボネート樹脂のうち、シクロヘキサン骨格を有するポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)は、ベンゼン環に対応する飽和の炭素六員環を有する最も単純な脂環式ポリカーボネートである。ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)は、シクロヘキセンオキシドと二酸化炭素との共重合や、1,2-シクロヘキセンカーボネートの開環重合等によって合成できることが広く知られている(例えば、特許文献3及び非特許文献1参照)。上記のようにして得られるポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)は、透明性や所定温度で完全に分解する特性を有しており、光学用材料や熱分解材料等での活用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第4774610号公報
【文献】特許第6507495号公報
【文献】特許第5403537号公報
【非特許文献】
【0005】
【文献】Yonghang Xu,Tao Zhang,Yiluan Zhou,Danmin Zhou,Zixin Shen,Limiao Lin,Polymer Degradation and Stability 168,2019,108957
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述した通り、ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)は透明性に優れる一方、成型加工時の熱分解や、それに伴う機械的強度の低下などがおこる場合があり、改善の余地がある。しかしながら、ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)の透明性を維持したまま熱安定性を十分に向上させる報告はこれまでない。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた熱安定性を有するポリカーボネート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】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、アミド結合を有する化合物、硫黄化合物、及び亜リン酸エステル化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上を使用することにより、ポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性が著しく向上することを見出し、本発明に至った。
【0009】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1]
環を構成し且つ隣接する二つの炭素にカーボネート基が連結する脂環式炭化水素部位を有する構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、
アミド結合を有する化合物、硫黄化合物、及び亜リン酸エステル化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上と、を含有し、
前記ポリカーボネート樹脂における、ポリスチレンを標準試料として用いるサイズ排除クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量Mwが、50,000以上500,000以下である、ポリカーボネート樹脂組成物。
[2]
前記脂環式炭化水素部位を有する構成単位が、下記式(1)で表される、[1]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化1】
(式(1)中、nは1~6の整数を表し、R~Rは、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、アミノ基、ビニル基、アリル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20のエステル基、炭素数1~20のアシル基、又は、直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~20のアルキル基であり、アルキレン基又はカーボネート基を介して互いに結合して環状構造を形成していてもよく、前記アルキレン基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、主鎖にカルボニル基が挿入されていてもよく、前記アルコキシ基、前記エステル基、前記アシル基、前記アルキル基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
[3]
式(1)中、R~Rは、水素原子である、[2]に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[4]
前記ポリカーボネート樹脂が、ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)である、[1]~[3]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[5]
前記ポリカーボネート樹脂の示査走査熱量計により測定されるガラス転移温度Tgが、80℃以上180℃以下である、[1]~[4]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[6]
前記アミド結合を有する化合物の含有量が、500質量ppm~10000質量ppmである、[1]~[5]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[7]
前記アミド結合を有する化合物が下記式(2)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化2】
(式(2)中、R11及びR12は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
[8]
前記アミド結合を有する化合物が下記式(3)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化3】
(式(3)中、R13は、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、炭素数1~20のアルコキシレン基である。R11及びR12は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
[9]
前記アミド結合を有する化合物が下記式(4)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化4】
(式(4)中、R11及びR12は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~6のアルキル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
[10]
前記硫黄化合物の含有量が、500質量ppm~10000質量ppmである、
[1]~[9]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[11]
前記硫黄化合物が下記式(2-1)で表される構造を有する、
[1]~[10]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化5】
(式(2-1)中、R13及びR14は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、炭素数1~20のアルコキシレン基である。R11及びR12は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
[12]
前記硫黄化合物が、下記式(3-1)で表される構造を有する、
[1]~[10]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化6】
(式(3-1)中、mは1から4の整数を表し、R12は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、又は炭素数1~20のアルコキシレン基であり、R11は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、R13は、アルコキシ基を有していてもよい、m価の炭化水素基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
[13]
前記アミド結合を有する化合物、及び前記硫黄化合物を含有する、
[1]~[12]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[14]
前記アミド結合を有する化合物、及び硫黄化合物の含有量が、各々500質量ppm~10000質量ppmである、
[1]~[13]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[15]
前記亜リン酸エステル化合物の含有量が、500質量ppm~10000質量ppmである、
[1]~[14]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[16]
前記亜リン酸エステル化合物が下記式(2-2)で表される構造を有する、
[1]~[15]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化7】
(式(2-2)中、mは0~3の整数を表し、R11~R14は、各々独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
[17]
前記亜リン酸エステル化合物が下記式(3-2)で表される構造を有する、
[1]~[15]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【化8】
(式(3-2)中、mは1~4の整数を表し、R11及びR12は、各々独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、R13及びR14は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、R15は、m価の炭化水素基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
[18]
前記アミド結合を有する化合物、及び亜リン酸エステル化合物を含有量する、
[1]~[17]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
[19]
前記アミド結合を有する化合物、及び亜リン酸エステル化合物の含有量が、
各々500質量ppm~10000質量ppmである、
[1]~[18]のいずれかに記載のポリカーボネート樹脂組成物。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば優れた熱安定性を有する脂環式ポリカーボネート樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【0012】
(ポリカーボネート樹脂組成物)
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、環を構成し且つ隣接する二つの炭素にカーボネート基が連結する脂環式炭化水素部位を有する構成単位を含むポリカーボネート樹脂と、アミド結合を有する化合物、硫黄化合物、及び亜リン酸エステル化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上と、を含有し、前記ポリカーボネート樹脂における、ポリスチレンを標準試料として用いるサイズ排除クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量Mwが、50,000以上500,000以下である。本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、上記のような特徴を有することにより熱安定性に優れる。
【0013】
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の熱分解機構は明確にはなっていないが、ポリマー末端におけるカーボネート基の閉環反応によって、モノマーが脱離することに起因するものと考えられる。特に脂環式炭化水素の隣接する二つの炭素にカーボネート基が連結する脂環式炭化水素部位を有すると、上記閉環反応が進行しやすくなるが、ポリカーボネート樹脂に、アミド結合を有する化合物、硫黄化合物、及び亜リン酸エステル化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上を添加することにより、ポリマー末端におけるカーボネート基と該添加化合物との間に水素結合作用が生じ、カーボネート基の閉環反応が抑制されると推定される。
上述のメカニズムは推定でありこれに限定されない。
【0014】
(ポリカーボネート樹脂)
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂は、環を構成し且つ隣接する二つの炭素にカーボネート基が連結する脂環式炭化水素部位を有する構成単位(以下、単に「脂環式炭化水素部位を有する構成単位」とも記す)を含む。
脂環式炭化水素部位を有する構成単位は、下記式(1)で表されることが好ましい。
【0015】
【化9】
【0016】
(式(1)中、nは1~6の整数を表し、R~Rは、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、アミノ基、ビニル基、アリル基、炭素数1~20のアルコキシ基(好ましくは炭素数1~12,より好ましくは炭素数1~10)、炭素数1~20のエステル基(好ましくは炭素数1~12,より好ましくは炭素数1~11)、炭素数1~20のアシル基(好ましくは炭素数1~12,より好ましくは炭素数1~11)、又は、直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~20のアルキル基(好ましくは炭素数1~12,より好ましくは炭素数1~10)であり、アルキレン基又はカーボネート基を介して互いに結合して環状構造を形成していてもよく、前記アルキレン基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、主鎖にカルボニル基が挿入されていてもよく、前記アルコキシ基、前記エステル基、前記アシル基、前記アルキル基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
なお、式(1)中、nが1の場合、環構造がシクロペンタンであることを意味し、nが2の場合、環構造がシクロヘキサンであることを意味し、nが3の場合、環構造がシクロヘプタンであることを意味し、nが4の場合、環構造がシクロオクタンであることを意味し、nが5の場合、環構造がシクロノナンであることを意味し、nが6の場合、環構造がシクロデカンであることを意味する。また、式(1)中、2つの波線部分が繰り返し単位の結合部分である。
原料の入手容易性の観点から、式(1)中、nは1~4の整数であることが好ましく、1~3の整数であることがより好ましい。
式(1)中、R~Rは、水素原子であってもよい。
【0017】
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂は、A及びAで表される末端構造を有する下記式(5)で表される構成単位を含むことが好ましい。
【0018】
【化10】
【0019】
(式(5)中、A及びAは、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、アミノ基、ビニル基、アリル基、フェニル基、ベンジル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~30のシリル基、炭素数1~30のシリルアルコキシ基、炭素数1~11のエステル基、炭素数1~11のアシル基、又は、直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~10のアルキル基である。また、AとAが互いに結合して環状構造を形成していてもよい。すなわち、A及びAで表される末端構造を有しなくてもよい。なお、式(5)中、n及びR~Rは、式(1)中のものと同様である。)
なお、式(5)で表される構成単位の繰り返し数は、例えば、300~3500である。
式(5)中、R~Rは、水素原子であってもよい。
【0020】
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂は、ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)であることが好ましい。本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂がポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)であると、熱安定性と共に透明性にも優れる傾向にある。
【0021】
(ポリカーボネート樹脂の平均分子量)
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂は、ポリスチレンを標準試料として用いるサイズ排除クロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量Mwが、50,000以上、500,000以下である。本実施形態のポリカーボネート樹脂は、Mwが上記の範囲内にあることで、成形加工が容易となる。また、そのようなポリカーボネート樹脂は、耐熱性、光学特性、及び離型性により優れるものとなる。同様の観点から、Mwは、より好ましくは80,000以上400,000以下であり、さらに好ましくは100,000以上300,0000以下である。
【0022】
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂における、ポリスチレンを標準試料として用いるサイズ排除クロマトグラフィーにより測定される数平均分子量Mnは、好ましくは、50,000以上500,000以下であり、より好ましくは80,000以上400,000以下であり、さらに好ましくは100,000以上300,0000以下である。
サイズ排除クロマトグラフィーによるポリカーボネート樹脂の重量平均分子量、数平均分子量は、具体的には実施例に記載の方法によって測定することができる。
【0023】
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂において、重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを上記の範囲内に制御するためには、重合性モノマーと重合開始剤及び添加剤の割合を適宜調整すればよく、また、後述する製造方法によってポリカーボネート樹脂を製造すればよい。重合性モノマーに対する重合開始剤の割合を減らすことにより、Mw及びMnを大きくすることができる傾向にある。さらに、撹拌翼、フローミキサーを用いて撹拌を行うことにより、Mw及びMnを大きくすることができる傾向にある。
【0024】
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の示査走査熱量計により測定されるガラス転移温度Tgが、80℃以上180℃以下であることが好ましく、90℃以上180℃以下であることがより好ましく、100℃以上180℃以下であることがさらに好ましい。本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgが前記範囲内であると、熱安定性に一層優れる傾向にある。
【0025】
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgを前記範囲内に制御する方法としては、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量を制御する方法が挙げられる。
【0026】
ポリカーボネート樹脂が脂環式炭化水素部位を有する構成単位を複数種有する場合、本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の分子配列はランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体が挙げられ、2種類以上の重合配列を有してもよい。
【0027】
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の立体規則性は、アイソタクチック構造、シンジオタクチック構造、アタクチック構造が挙げられ、より透明性を向上させる観点から、非晶質となるアタクチック構造が好ましい。
【0028】
(ポリカーボネート樹脂の製造方法)
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、下記式(6)で表される脂環式環状カーボネートの開環重合、下記式(7)で表される脂環式環状オキシドと二酸化炭素との共重合、下記式(8)で表される脂環式ジオールとカーボネート前駆体とのエステル交換法等の従来法が挙げられる。
【0029】
【化11】
【化12】
【化13】
【0030】
(式(6)~(8)中、nは1~5の整数を表し、R~Rは、各々独立して、水素原子、水酸基、リン酸基、アミノ基、ビニル基、アリル基、炭素数1~20のアルコキシ基(好ましくは炭素数1~12,より好ましくは炭素数1~10)、炭素数1~20のエステル基(好ましくは炭素数1~12,より好ましくは炭素数1~11)、炭素数1~20のアシル基(好ましくは炭素数1~12,より好ましくは炭素数1~11)、又は、直鎖状、分岐状、若しくは環状の炭素数1~20のアルキル基(好ましくは炭素数1~12,より好ましくは炭素数1~10)であり、アルキレン基又はカーボネート基を介して互いに結合して環状構造を形成していてもよく、前記アルキレン基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、主鎖にカルボニル基が挿入されていてもよく、前記アルコキシ基、前記エステル基、前記アシル基、前記アルキル基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよい。)
【0031】
(開環重合)
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の製造方法において、開環重合に用いる環状カーボネートとしては、1種類の脂環式環状カーボネートを単独で用いてもよく、式(6)中のR~Rが異なる任意の2種類以上の脂環式環状カーボネートを組み合わせて用いてもよい。
【0032】
脂環式環状カーボネートを開環重合するための開始剤としては、特に限定されないが、例えば、酸触媒、塩基触媒、及び酵素触媒が挙げられる。塩基触媒としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ金属、金属アルコキシド、金属有機酸塩、環状アミン、トリアミン化合物、複素環式化合物が挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属、金属アルコキシドが好ましい。
【0033】
開環重合において、脂環式環状カーボネートを開始剤の存在下で反応させる方法としては、特に限定されないが、例えば、バッチ重合、セミバッチ重合、フロー重合等の通常用いられる重合方法であれば、どのような方法を用いてもよい。
【0034】
(CO共重合)
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の製造方法において、二酸化炭素との共重合に用いる脂環式環状オキシドとしては、1種類の脂環式環状オキシドを単独で用いてもよく、式(7)中のR~Rが異なる任意の2種類以上の脂環式環状オキシドを組み合わせて用いてもよい。
【0035】
二酸化炭素と脂環式環状オキシドとを共重合するための重合触媒としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム触媒、亜鉛触媒等の金属触媒が挙げられる。これらの中でも、脂環式環状オキシドと二酸化炭素との反応性から、亜鉛触媒が好ましく、より好ましくは有機亜鉛触媒が挙げられる。
【0036】
CO共重合において、脂環式環状オキシドと二酸化炭素とを重合触媒の存在下で反応させる方法としては、特に限定されないが、例えば、オートクレーブに前記脂環式環状オキシド、重合触媒を混合した後、二酸化炭素を圧入して反応させる方法が挙げられる。
【0037】
(エステル交換法)
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の製造方法において、エステル交換法に用いる脂環式環状ジオールとしては、1種類の脂環式環状ジオールを単独で用いてもよく、式(8)中のR~Rが異なる任意の2種類以上の脂環式環状ジオールを組み合わせて用いてもよい。
【0038】
カーボネート前駆体としては、特に限定されないが、例えば、カーボネートエステル、カルボニルハライド等が使用され、具体的には、特に限定されないが、例えば、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ホスゲン等が挙げられる。
【0039】
脂環式環状ジオールとするための重合触媒としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、有機アミン等が挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属水酸化物が好ましい。
【0040】
エステル交換法において、脂環式環状ジオールとカーボネート前駆体とを重合触媒の存在下で反応させる方法としては、特に限定されないが、例えば、溶融重合、固相重合等の通常用いられる重合方法であれば、どのような方法を用いてもよい。
【0041】
(精製工程)
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の製造方法では、精製工程を有することが好ましい。精製方法としては特に限定されないが、例えば、減圧加温による脱揮精製や沈殿溶媒を用いた沈殿精製が挙げられる。また、上記の精製工程は一種類を単独で用いてもよく、二種を組み合わせて用いてもよい。
【0042】
(脱揮精製)
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の精製工程では、脱揮精製を用いてもよく、用いなくてもよい。脱揮精製条件としては本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂を精製することができる範囲内であれば特に限定されないが、脱揮温度は好ましくは0~300℃、より好ましくは0~270℃、さらに好ましくは100~270℃である。また、脱揮圧力は好ましくは0~80kPaA、より好ましくは0~50kPaA、さらに好ましくは0~10kPaAである。
【0043】
(沈殿精製)
本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂の精製工程では、沈殿精製を用いてもよく、用いなくてもよい。沈殿精製条件としては本実施形態に用いるポリカーボネート樹脂を精製することができる範囲内であれば特に限定されないが、沈殿溶媒は好ましくはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール等のアルコール溶媒が挙げられる。
【0044】
(アミド結合を有する化合物)
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、特に窒素中での熱安定性を顕著に高める観点から、アミド結合を有する化合物を含有することが好ましい。本実施形態に用いるアミド結合を有する化合物は、分子中にアミド結合を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、脂肪酸アミド、フェニルアミド系安定剤、シュウ酸アニリド系安定剤が挙げられる。
【0045】
アミド結合を有する化合物は、下記式(2)で表される構造を有する化合物、下記式(3)で表される構造を有する化合物、又は下記式(4)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
【0046】
【化14】
(式(2)中、R11及びR12は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【化15】
(式(3)中、R13は、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、炭素数1~20のアルコキシレン基であり、R11及びR12は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【化16】
(式(4)中、R11及びR12は、各々独立に水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~6のアルキル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。)
【0047】
脂肪酸アミドとしては、特に限定されないが、例えば、N-ビニルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-エチルアセトアミド、N-メチルプロピオンアミド、2-アミノ-N-メチルアセトアミド、2-ヒドロキシ-N-メチルアセトアミド、N-ヒドロキシメチルアセトアミド、2-クロロ-N-メチルアセトアミド、2-ブロモ-N-メチルアセトアミド、イミダゾリジオン-4-オン塩酸塩、N,N-ジメチルプロプ-2-yナミド、N,N-ジエチルプロプ-2-yナミド、1,2-ジアセチルヒドラジン、4-オキソ-4-[N’-(チオフェン-2-カルボニル)-ヒドラジノ]酪酸、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド等が挙げられる。
【0048】
フェニルアミド系安定剤としては、特に限定されないが、例えば、N-(2H-1,2,4-トリアゾール-5-イル)サリチルアミド、ドデカン二酸ビス[N2-(2-ヒドロキシベンゾイル)ヒドラジド]、2’,3’-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、N,N’-ヘキサメチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパンアミド]、N,N’-ビス-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル-1,3-ベンゼンジカルボキシアミド等が挙げられる。
【0049】
シュウ酸アニリド系熱安定剤としては、特に限定されないが、例えば、2-エトキシ-2’-エチルシュウ酸ビスアニリド、N-(2-エチルフェニル)-N’-(2-エトキシフェニル)シュウ酸ジアミド、2,2,4,4-テトラメチル-7-オキサ-3,20-ジアザジスピロ[5.1.11.2]ヘニコサン-21-オンが挙げられる。
【0050】
本発明の効果をより有効かつ確実に奏する観点から、特に窒素中での熱安定性を顕著に高める観点から、本実施形態に用いるアミド結合を有する化合物は、好ましくはフェニルアミド系安定剤であり、より好ましくは上記式(4)で表される構造を有する化合物であり、さらに好ましくは2’,3’-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジンが挙げられる。これらは一種類単独で用いてもよく、二種類以上を組み合わせてもよい。窒素中における熱安定性を高めることで、例えば、樹脂製造時の溶媒脱揮プロセス及び成形プロセスでの熱安定性や、真空下等の脱酸素雰囲気での製品熱安定性が向上する傾向にある。
【0051】
窒素中及び空気中での熱安定性を顕著に高める観点から、本実施形態に用いるアミド結合を有する化合物は、好ましくは上記式(2)で表される構造を有する化合物又は上記式(3)で表される構造を有する化合物であり、より好ましくはN-(2H-1,2,4-トリアゾール-5-イル)サリチルアミド、又はドデカン二酸ビス[N2-(2-ヒドロキシベンゾイル)ヒドラジド]が挙げられる。空気中での熱安定性を高めることで、例えば、空気下での製品熱安定性が向上する傾向にある。
【0052】
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物に用いるアミド結合を有する化合物の含有量は本発明の効果を十分に得られる添加量、及びコストの観点から、ポリカーボネート樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは500質量ppm~10000質量ppm、より好ましくは500質量ppm~5000質量ppm、更に好ましくは1000質量ppm~5000質量ppmである。
【0053】
(硫黄化合物)
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、空気中での熱安定性を顕著に高める観点から、硫黄化合物を含有することが好ましい。
硫黄化合物は、分子中に硫黄を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、メルカプト酢酸メチル、メルカプト酢酸エチル、2-(メチルチオ)酢酸エチル、システインメチル、塩化メトキシカルボニルスルフェニル、2-エチルスルファニル酢酸メチル、酢酸メチルチオメチル、2-メルカプトプロピオン酸メチルエステル、3-メルカプトプロピオン酸メチル、3-メルカプトプロパン酸エチル、2-メルカプトプロピオン酸エチル、β-メルカプトプロピオン酸、メトキシブチル-3-メルカプトプロピオネート、ステアリル-3-メルカプトプロピオネート、トリメチロールプロパン-トリス(3-メルカプトプロピオネート)、メチルチオ酢酸メチル、2-メチルチオプロピオン酸メチル、3-メチルチオプロピオン酸メチル、2-エチルヘキシル-3-メルカプトプロピオネート、n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、テトラエチレングリコール-ビス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトール-ヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)、3,3’-チオジプロピオン酸、ジチオジプロピオン酸、ドデシルチオプロピオン酸、チオジグリコール酸、3-チアアジピン酸ジメチル、2-[(2-メトキシ-2-オキソエチル)スルファニル]酢酸エチル、[(エトキシカルボニル)チオ]酢酸エチル、2,2’-チオ二酢酸ジエチル、3-[(2-メトキシ-2-オキソエチル)チオ]ブタン酸メチル、ジラウリル-3,3’-チオジプロピオネート、3,3’-チオビスプロピオン酸ジトリデシル、ジミリスチル-3,3’-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3’-チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-ミリスチルチオプロピオネート)、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-ステアリルチオプロピオネート)、テトラキス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]ペンタエリトリトール、2-[(2-メトキシ-2-オキソエチル)スルファニル]プロパン酸エチル、チオグリコール酸-アンモニウム、チオグリコール酸-モノエタノールアミン、ジチオジグリコール酸-ジアンモニウム、2,5-チアシレンメチル、トリス[2-t-ブチル-4-チオ(2’-メチル-4’-ヒドロキシ-5’-t-ブチル)フェニル?5?メチル]?フェニルホスファイト等が挙げられる。
【0054】
これらの中でも、特に空気中での熱安定性を顕著に高める観点から、下記式(2-1)で表される構造を有する化合物、又は下記式(3-1)で表される構造を有する化合物であることが好ましく、より好ましくは、3,3’-チオビスプロピオン酸ジトリデシル、テトラキス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]ペンタエリトリトールが挙げられる。
これらは一種類単独で用いてもよく、二種類以上を組み合わせてもよい。空気中での熱安定性を高めることで、例えば、空気下での製品熱安定性が向上する。
【0055】
【化17】
【0056】
式(2-1)中、R13及びR14は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、炭素数1~20のアルコキシレン基である。R11及びR12は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。
【0057】
【化18】
【0058】
式(3-1)中、mは1から4の整数を表し、R12は、各々独立して、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数2~20のアルケニレン基、又は炭素数1~20のアルコキシレン基であり、R11は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、R13は、アルコキシ基を有していてもよい、m価の炭化水素基であり、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アルコキシレン基、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。
【0059】
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物において、硫黄化合物を含有する場合、硫黄化合物の含有量は、本発明の効果を十分に得られる添加量、及びコストの観点から、ポリカーボネート樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは500質量ppm~10000質量ppm、より好ましくは500質量ppm~5000質量ppm、さらに好ましくは1000質量ppm~5000質量ppmである。
【0060】
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、空気中及び窒素中での熱安定性を顕著に高める観点から、アミド結合を有する化合物、及び硫黄化合物を含有することが好ましい。
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物において、アミド結合を有する化合物、及び硫黄化合物を含有する場合、アミド結合を有する化合物、及び硫黄化合物の含有量は、本発明の効果を十分に得られる添加量、及びコストの観点から、ポリカーボネート樹脂組成物の全質量に対して、各々、好ましくは500質量ppm~10000質量ppm、より好ましくは500質量ppm~5000質量ppm、さらに好ましくは1000質量ppm~5000質量ppmである。
【0061】
(亜リン酸エステル化合物)
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、窒素中での熱安定性を顕著に高める観点から、亜リン酸エステル化合物を含有することが好ましい。
亜リン酸エステル化合物は、分子中に亜リン酸エステルを有し、カーボネートと亜リン酸エステル間に十分な相互作用を生じさせる観点から、亜リン酸エステル化合物中のエーテル近傍に嵩高い置換基を有さない化合物であればよい。亜リン酸エステル化合物としては、以下に限定されないが、例えば、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリアリルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリヘキシルホスファイト、トリ(2-エチルヘキシル)ホスファイト、トリイソデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリオレイルホスファイト、トリステアリルホスファイト、1,2-フェニレンホスホロクロリダイト、2-クロロ-4H-1,3,2-ベンゾジオキサホスホリン-4-オン、トリス(β-クロロエチル)ホスファイト、ジフェニルメチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、エチルヘキシルジフェニルホスファイト、デシルジフェニルホスファイト、トリス(p-メチルフェニル)ホスファイト、トリメチロールプロパンホスファイト、トリス(トリメチルシリル)ホスファイト、3,9-ビス(オクタデシルオキシ)-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、トリスノニフェニルホスファイト、テトラアルキル(C12~15)-4,4’-イソプロピリデンジフェニルジホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、2-tert-ブチル-6-メチル-4-{3-[(2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル)オキシ]プロピル}フェノール等が挙げられる。
【0062】
特に窒素中での熱安定性を顕著に高める観点から、例えば、下記式(2-2)で表される構造を有する化合物、又は下記式(3-2)で表される構造を有する化合物であることが好ましく、より好ましくは、トリスノニフェニルホスファイト、テトラアルキル(C12~15)-4,4’-イソプロピリデンジフェニルジホスファイト等が挙げられる。
これらは一種類単独で用いてもよく、二種類以上を組み合わせてもよい。
窒素中における熱安定性を高めることにより、例えば、樹脂製造時の溶媒脱揮プロセス及び成形プロセスでの熱安定性や、真空下等の脱酸素雰囲気での製品熱安定性が向上する。
【0063】
【化19】
【0064】
式(2-2)中、mは0~3の整数を表し、R11~R14は、各々独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。
【0065】
【化20】
【0066】
式(3-2)中、mは1~4の整数を表し、R11及びR12は、各々独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数2~20のヘテロアリール基であり、R13及びR14は、各々独立して、水素原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数3~30のシクロアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~30のアリール基、又は炭素数2~30のヘテロアリール基であり、R15は、m価の炭化水素基であり、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基、前記シクロアルキル基、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、水酸基、リン酸基、アミノ基、アルコキシ基、又はエステル基によって置換されていてもよく、前記アラルキル基、前記アリール基、及び前記ヘテロアリール基は、炭素数1~20のアルキル基により置換されていてもよい。
【0067】
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物において、亜リン酸エステル化合物を含有する場合、亜リン酸エステル化合物の含有量は、本発明の効果を十分に得られる添加量、及びコストの観点から、ポリカーボネート樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは500質量ppm~10000質量ppm、より好ましくは500質量ppm~5000質量ppm、さらに好ましくは1000質量ppm~5000質量ppmである。
【0068】
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は、窒素中での熱安定性を顕著に高める観点から、アミド結合を有する化合物、及び亜リン酸エステル化合物を含有することが好ましい。
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物において、アミド結合を有する化合物、及び亜リン酸エステル化合物を含有する場合、アミド結合を有する化合物、及び亜リン酸エステル化合物の含有量は、本発明の効果を十分に得られる添加量、及びコストの観点から、ポリカーボネート樹脂組成物の全質量に対して、各々、好ましくは500質量ppm~10000質量ppm、より好ましくは500質量ppm~5000質量ppm、さらに好ましくは1000質量ppm~5000質量ppmである。
【0069】
本実施形態のポリカーボネート樹脂組成物には、その他の添加剤として、中和剤、紫外線吸収剤、離型剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、潤滑剤、可塑剤、相溶加剤、難燃剤、ブルーイング剤、流動性改質剤等を添加してもよい。
【0070】
(ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法)
本実施形態において、ポリカーボネート樹脂に配合する、アミド結合を有する化合物、硫黄化合物、及び亜リン酸エステル化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上の化合物(以下、単に「添加化合物」にとも記す)、混合時期、及び混合方法は特に限定されない。混合時期としては熱分解防止の観点から、例えば、重合停止剤添加後、沈殿精製後が好ましい。
【0071】
(配合方法)
本実施形態において、ポリカーボネート樹脂への添加化合物の配合方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ニーダー、タンブラーミキサー、V型混合機、ナウターミキサー、バンバリミキサー、ロール機、押出機で混練する方法、あるいは、例えばアセトン等の共通の良溶媒に溶解させた状態で混合する溶液ブレンド方法等が挙げられるが、通常用いられるブレンド方法であればどのような方法を用いてもよい。
【実施例
【0072】
本発明を実施例及び比較例を用いて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例等により何ら限定されるものではない。
本明細書において、ポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性の測定は以下のように行った。
【0073】
(分子量の測定)
ポリカーボネート樹脂0.02gに対して、テトラヒドロフランを2.0gの割合で加えた溶液を測定試料とし、HPLC装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC-8420GPC」)を用いて、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を測定した。カラムとして、東ソー株式会社製のTSKガードカラムSuperH-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperH2000、及びTSKgel SuperH1000(いずれも東ソー株式会社製製品名)を直列に連結して用いた。カラム温度は40℃とし、テトラヒドロフランを移動相として、0.60mL/分の速度で分析した。検出器としては、RIディテクターを用いた。Polymer Standards Service製のポリスチレン標準試料(分子量:2520000、1240000、552000、277000、130000、66000、34800、19700、8680、3470、1306、370)を標準試料として、検量線を作成した。このようにして作成した検量線を基に、ポリカーボネート樹脂の数平均分子量及び重量平均分子量を求めた。
【0074】
(ガラス転移温度Tgの測定)
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgは、パーキンエルマージャパン株式会社製の示差走査熱量測定装置(製品名「DSC8500」)を用い、窒素ガス流量20mL/分の条件下、測定を行った。より詳細には、40℃で3分間保持した後、20℃/分で40℃から200℃まで1次昇温し、試料を完全に融解させた。その後、50℃/分で200℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持した。続いて、10℃/分で40℃から190℃まで2次昇温する際に描かれるDSC曲線の階段状変化部分曲線と各接線の延長線から縦軸方向に等距離にある直線とのとの交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)とした。
【0075】
(熱安定性の測定)
島津社製TG-DTA装置(製品名:DTG-60A)、及びアルミクリプトンセルを用いて、窒素気流中及び空気気流中10℃/分の速度でポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物を加熱した。ポリカーボネート樹脂組成物の熱分解(TGA)を測定し、TGA曲線の接線交点より熱分解開始温度を得た。なお、比較例1のポリカーボネート樹脂の試験片の熱分解開始温度を基準として、熱分解開始温度が高くなった場合を熱安定性の向上効果有り(表1中「〇」と標記した)、熱分解開始温度が低くなった場合を熱安定性の向上効果無し(表1中「×」と標記した)、と判定した。
【0076】
以下の実施例及び比較例で用いた化合物の略号は次の通りである。
(A)ポリカーボネート樹脂
A-1:ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)に由来する構造単位=100mol%で構成される、重量平均分子量が211,000であり、ガラス転移温度Tgが120℃のポリカーボネート樹脂
(B)アミド結合を有する化合物
B-1:2’,3’-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン
B-2:N-(2H-1,2,4-トリアゾール-5-イル)サリチルアミド
B-3:ドデカン二酸ビス[N2-(2-ヒドロキシベンゾイル)ヒドラジド]
(C)酸化防止剤
C-1:ヒンダードフェノール系化合物(BASF社製 Irganox 1010)
C-2:ヒンダードフェノール系化合物(BASF社製 Irganox 1076)
C-3:ヒンダードフェノール系化合物(住友化学社製 SUMILIZER GA-80)
C-4:亜リン酸エステル系化合物(BASF社製 Irgafos 168)
C-5:亜リン酸エステル系化合物(ADEKA社製 アデカスタブ PEP-36)
(D)光安定剤
D-1:ヒンダードアミン系化合物(ADEKA社製 アデカスタブ LA-81)
【0077】
[実施例1]
表1に示した組成となるようにポリカーボネート樹脂(A-1)1.0g、及び、アミド結合を有する化合物(B-1)を1000ppm含有するアセトン溶液2.0gを、マグネチックスターラーを用いて混合し、100℃の真空下で2時間乾燥させてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物を油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂組成物の試験片を得た。得られた試験片を用いて評価した熱安定性測定の結果を表1に示す。
【0078】
[実施例2~3]
添加剤(アミド結合を有する化合物)の配合を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は実施例1と同様に試験片成形後に評価し、その結果を表1に示す。
【0079】
[比較例1]
ポリカーボネート樹脂(A-1)1.0gにアセトン2.0gを添加し、マグネチックスターラーを用いて溶解させ、100℃の真空下で2時間乾燥させ、油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂の試験片を得た。得られたポリカーボネート樹脂は実施例1と同様に試験片成形後に評価し、その結果を表1に示す。
【0080】
[比較例2~7]
添加剤(酸化防止剤又は光安定剤)の配合を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は実施例1と同様に試験片成形後に評価し、その結果を表1に示す。
【0081】
【表1】
【0082】
表1から、実施例1~3のポリカーボネート樹脂組成物は、比較例1~7のポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物と比較して、熱分解開始温度が高くなり、熱安定性が向上することが分かった。
【0083】
以下、本実施形態について、別の具体的な実施例及び比較例を用いて説明するが、本実施形態は、以下の実施例等により何ら限定されるものではない。
【0084】
ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物の物性及び特性の測定は以下のように行った。
【0085】
〔物性及び特性〕
(ポリカーボネート樹脂の分子量の測定)
ポリカーボネート樹脂0.02gに対して、テトラヒドロフランを2.0gの割合で加えた溶液を測定試料とし、HPLC装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC-8420GPC」)を用いて、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を測定した。
カラムとして、東ソー株式会社製のTSKガードカラムSuperH-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperH2000、及びTSKgel SuperH1000(いずれも東ソー株式会社製製品名)を直列に連結して用いた。
カラム温度は40℃とし、テトラヒドロフランを移動相として、0.60mL/分の速度で分析した。
検出器としては、RIディテクターを用いた。
Polymer Standards Service製のポリスチレン標準試料(分子量:2520000、1240000、552000、277000、130000、66000、34800、19700、8680、3470、1306、370)を標準試料として、検量線を作成した。
このようにして作成した検量線を基に、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を求めた。
【0086】
(ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgの測定)
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgは、パーキンエルマージャパン株式会社製の示差走査熱量測定装置(製品名「DSC8500」)を用い、窒素ガス流量20mL/分の条件下、測定を行った。
より詳細には、40℃で3分間保持した後、20℃/分で40℃から200℃まで1次昇温し、試料を完全に融解させた。その後、50℃/分で200℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持した。続いて、10℃/分で40℃から190℃まで2次昇温する際に描かれるDSC曲線の階段状変化部分曲線と各接線の延長線から縦軸方向に等距離にある直線との交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)とした。
【0087】
(熱安定性の測定、及び評価)
島津社製TG-DTA装置(製品名:DTG-60A)、及びアルミクリプトンセルを用いて、空気気流中、10℃/分の速度でポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物を加熱した。ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物の熱分解(TGA)を測定し、TGA曲線の接線交点より熱分解開始温度を得た。
なお、比較例8のポリカーボネート樹脂の試験片の熱分解開始温度を基準として、熱分解開始温度が+3℃以上の場合を熱安定性の向上効果有り(表2中「〇」と標記した)、熱分解開始温度が+3℃未満の場合を熱安定性の向上効果無し(表2中「×」と標記した)、と評価した。
【0088】
〔ポリカーボネート樹脂組成物〕
以下の実施例及び比較例で用いた化合物の略号は次の通りである。
((A)ポリカーボネート樹脂)
A-1:ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)に由来する構造単位=100mol%で構成される、重量平均分子量が211,000であり、ガラス転移温度Tgが120℃のポリカーボネート樹脂
【0089】
((B)硫黄化合物)
B-1:3,3’-チオビスプロピオン酸ジトリデシル
B-2:テトラキス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]ペンタエリトリトール
【0090】
((C)酸化防止剤)
C-1:ヒンダードフェノール系化合物(BASF社製 Irganox 1010)
C-2:ヒンダードフェノール系化合物(BASF社製 Irganox 1076)
C-3:ヒンダードフェノール系化合物(住友化学社製 SUMILIZER GA-80)
C-4:亜リン酸エステル系化合物(BASF社製 Irgafos 168)
C-5:亜リン酸エステル系化合物(ADEKA社製 アデカスタブ PEP-36)
【0091】
((D)光安定剤)
D-1:ヒンダードアミン系化合物(ADEKA社製 アデカスタブ LA-81)
【0092】
参考例1
表2に示した組成となるようにポリカーボネート樹脂(A-1)1.0g、及び、硫黄化合物(B-1)を1000ppm含有するアセトン溶液2.0gを、マグネチックスターラーを用いて混合し、100℃の真空下で2時間乾燥させてポリカーボネート樹脂組成物を得た。
得られたポリカーボネート樹脂組成物を油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂組成物の試験片を得た。
得られた試験片を用いた熱安定性の測定及び評価結果を表2に示す。
【0093】
参考例2
添加剤(硫黄化合物)の配合を表2に示すように変更した以外は、参考例1と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は参考例1と同様に試験片を作製後、測定及び評価した。その結果を表2に示す。
【0094】
〔比較例8〕
ポリカーボネート樹脂(A-1)1.0gにアセトン2.0gを添加し、マグネチックスターラーを用いて溶解させ、100℃の真空下で2時間乾燥させ、油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂の試験片を得た。
得られたポリカーボネート樹脂は、参考例1と同様に測定及び評価した。その結果を表2に示す。
【0095】
〔比較例9~14〕
添加剤(酸化防止剤又は光安定剤)の配合を、表2に示すように変更した以外は、参考例1と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は参考例1と同様に試験片を作製後、測定及び評価した。その結果を表2に示す。
【0096】
【表2】
【0097】
表2から、参考例1、2のポリカーボネート樹脂組成物は、比較例8~14のポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物と比較して、熱分解開始温度が高くなり、熱安定性が向上することが分かった。
【0098】
以下、本実施形態について、別の具体的な実施例及び比較例を用いて説明するが、本実施形態は、以下の実施例等により何ら限定されるものではない。
【0099】
ポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物の物性及び特性の測定は、以下のように行った。
【0100】
〔物性及び特性〕
(ポリカーボネート樹脂の分子量の測定)
ポリカーボネート樹脂0.02gに対して、テトラヒドロフランを2.0gの割合で加えた溶液を測定試料とし、HPLC装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC-8420GPC」)を用いて、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を測定した。
カラムとして、東ソー株式会社製のTSKガードカラムSuperH-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperH2000、及びTSKgel SuperH1000(いずれも東ソー株式会社製製品名)を直列に連結して用いた。
カラム温度は40℃とし、テトラヒドロフランを移動相として、0.60mL/分の速度で分析した。
検出器としては、RIディテクターを用いた。
Polymer Standards Service製のポリスチレン標準試料(分子量:2520000、1240000、552000、277000、130000、66000、34800、19700、8680、3470、1306、370)を標準試料として、検量線を作成した。
このようにして作成した検量線を基に、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を求めた。
【0101】
(ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgの測定)
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgは、パーキンエルマージャパン株式会社製の示差走査熱量測定装置(製品名「DSC8500」)を用い、窒素ガス流量20mL/分の条件下、測定を行った。
より詳細には、40℃で3分間保持した後、20℃/分で40℃から200℃まで1次昇温し、試料を完全に融解させた。その後、50℃/分で200℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持した。続いて、10℃/分で40℃から190℃まで2次昇温する際に描かれるDSC曲線の階段状変化部分曲線と各接線の延長線から縦軸方向に等距離にある直線との交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)とした。
【0102】
(熱安定性の測定、及び評価)
島津社製TG-DTA装置(製品名:DTG-60A)、及びアルミクリプトンセルを用いて、窒素気流中又は空気気流中、10℃/分の速度でポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物を加熱した。ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物の熱分解(TGA)を測定し、TGA曲線の接線交点より熱分解開始温度を得た。
【0103】
〔ポリカーボネート樹脂組成物〕
以下の実施例及び比較例で用いた化合物の略号は次の通りである。
((A)ポリカーボネート樹脂)
A-1:ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)に由来する構造単位=100mol%で構成される、重量平均分子量が211,000であり、ガラス転移温度Tgが120℃のポリカーボネート樹脂
【0104】
((B)アミド結合を有する化合物)
B-1:2’,3’-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン
B-2:N-(2H-1,2,4-トリアゾール-5-イル)サリチルアミド
【0105】
((C)硫黄化合物)
C-1:テトラキス[3-(ドデシルチオ)プロピオン酸]ペンタエリトリトール
C-2:3,3’-チオビスプロピオン酸ジトリデシル
【0106】
〔実施例6〕
表3に示した組成となるようにポリカーボネート樹脂(A-1)1.0g、アミド結合を有する化合物(B-1)を1000ppm含有するアセトン溶液2.0g、硫黄化合物(C-1)を1000ppm含有するアセトン溶液2.0gを、マグネチックスターラーを用いて混合し、100℃の真空下で2時間乾燥させてポリカーボネート樹脂組成物を得た。
得られたポリカーボネート樹脂組成物を油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂組成物の試験片を得た。
得られた試験片を用いて評価した熱安定性測定の結果を表3に示す。
なお、比較例15、比較例16及び比較例19のポリカーボネート樹脂組成物の試験片の熱安定性の測定結果の中で、最も熱分解開始温度が高い物を基準として、熱分解開始温度が+3℃以上の場合を熱安定性の向上効果有り(表3中「〇」と標記した)、熱分解開始温度が+3℃未満の場合を熱安定性の向上効果無し(表3中「×」と標記した)、と判定した。
【0107】
〔実施例7~8〕
添加剤の配合を表4に示すように変更した以外は、実施例6と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。
得られたポリカーボネート樹脂組成物は実施例6と同様に試験片成形後に評価し、その結果を表4に示す。
なお、比較例15及び、比較例17~比較例19のポリカーボネート樹脂組成物の試験片の熱安定性の測定結果の中で、最も熱分解開始温度が高い物を基準として、熱分解開始温度が+3℃以上の場合を熱安定性の向上効果有り(表4中「〇」と標記した)、熱分解開始温度が+3℃未満の場合を熱安定性の向上効果無し(表4中「×」と標記した)、と判定した。
【0108】
〔比較例15〕
ポリカーボネート樹脂(A-1)1.0gにアセトン4.0gを添加し、マグネチックスターラーを用いて溶解させ、100℃の真空下で2時間乾燥させ、油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂の試験片を得た。得られたポリカーボネート樹脂は実施例6と同様に試験片成形後に評価し、その結果を表3及び表4に示す。
【0109】
〔比較例15~19〕
添加剤の配合を表3又は表4に示すように変更した以外は、実施例6と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は実施例6と同様に試験片成形後に評価し、その結果を表3又は表4に示す。
【0110】
【表3】
【0111】
表3から、実施例6のポリカーボネート樹脂組成物は、比較例15、比較例16、及び比較例19のポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物と比較して、熱安定性が向上することが分かった。
【0112】
【表4】
【0113】
表4から、実施例7~8のポリカーボネート樹脂組成物は、比較例15、比較例17~19のポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物と比較して、熱分解開始温度が高くなり、熱安定性が向上することが分かった。
【0114】
以下、本実施形態について、別の具体的な実施例及び比較例を用いて説明するが、本実施形態は、以下の実施例等により何ら限定されるものではない。
【0115】
ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物の物性及び特性の測定は以下のように行った。
【0116】
〔物性及び特性〕
(ポリカーボネート樹脂の分子量の測定)
ポリカーボネート樹脂0.02gに対して、テトラヒドロフランを2.0gの割合で加えた溶液を測定試料とし、HPLC装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC-8420GPC」)を用いて、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を測定した。
カラムとして、東ソー株式会社製のTSKガードカラムSuperH-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperH2000、及びTSKgel SuperH1000(いずれも東ソー株式会社製製品名)を直列に連結して用いた。
カラム温度は40℃とし、テトラヒドロフランを移動相として、0.60mL/分の速度で分析した。
検出器としては、RIディテクターを用いた。
Polymer Standards Service製のポリスチレン標準試料(分子量:2520000、1240000、552000、277000、130000、66000、34800、19700、8680、3470、1306、370)を標準試料として、検量線を作成した。
このようにして作成した検量線を基に、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を求めた。
【0117】
(ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgの測定)
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgは、パーキンエルマージャパン株式会社製の示差走査熱量測定装置(製品名「DSC8500」)を用い、窒素ガス流量20mL/分の条件下、測定を行った。
より詳細には、40℃で3分間保持した後、20℃/分で40℃から200℃まで1次昇温し、試料を完全に融解させた。その後、50℃/分で200℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持した。続いて、10℃/分で40℃から190℃まで2次昇温する際に描かれるDSC曲線の階段状変化部分曲線と各接線の延長線から縦軸方向に等距離にある直線との交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)とした。
【0118】
(熱安定性の測定、及び評価)
島津社製TG-DTA装置(製品名:DTG-60A)、及びアルミクリプトンセルを用いて、窒素気流中、10℃/分の速度でポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物を加熱した。ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物の熱分解(TGA)を測定し、TGA曲線の接線交点より熱分解開始温度を得た。
なお、比較例20のポリカーボネート樹脂の試験片の熱分解開始温度を基準として、熱分解開始温度が+3℃以上の場合を熱安定性の向上効果有り(表5中「〇」と標記した)、熱分解開始温度が+3℃未満の場合を熱安定性の向上効果無し(表5中「×」と標記した)、と評価した。
【0119】
〔ポリカーボネート樹脂組成物〕
以下の実施例及び比較例で用いた化合物の略号は次の通りである。
((A)ポリカーボネート樹脂)
A-1:ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)に由来する構造単位=100mol%で構成される、重量平均分子量が211,000であり、ガラス転移温度Tgが120℃のポリカーボネート樹脂
【0120】
((B)亜リン酸エステル化合物)
B-1:トリフェニルホスファイト
B-2:テトラアルキル(C12~15)-4,4’-イソプロピリデンジフェニルジホスファイト
B-3:トリスノニフェニルホスファイト
【0121】
((C)酸化防止剤)
C-1:ヒンダードフェノール系化合物(BASF社製 Irganox 1010)
C-2:ヒンダードフェノール系化合物(BASF社製 Irganox 1076)
C-3:ヒンダードフェノール系化合物(住友化学社製 SUMILIZER GA-80)
C-4:亜リン酸エステル系化合物(BASF社製 Irgafos 168)
C-5:亜リン酸エステル系化合物(ADEKA社製 アデカスタブ PEP-36)
【0122】
((D)光安定剤)
D-1:ヒンダードアミン系化合物(ADEKA社製 アデカスタブ LA-81)
【0123】
参考例3
表5に示した組成となるようにポリカーボネート樹脂(A-1)1.0g、及び、亜リン酸エステル化合物(B-1)を1000ppm含有するアセトン溶液2.0gを、マグネチックスターラーを用いて混合し、100℃の真空下で2時間乾燥させてポリカーボネート樹脂組成物を得た。
得られたポリカーボネート樹脂組成物を油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂組成物の試験片を得た。
得られた試験片を用いた熱安定性の測定及び評価結果を表5に示す。
【0124】
参考例4~5
添加剤(亜リン酸エステル化合物)の配合を表5に示すように変更した以外は、参考例3と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は参考例3と同様に試験片を成形後、測定及び評価した。その結果を表5に示す。
【0125】
〔比較例20〕
ポリカーボネート樹脂(A-1)1.0gにアセトン2.0gを添加し、マグネチックスターラーを用いて溶解させ、100℃の真空下で2時間乾燥させ、油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂の試験片を得た。
得られたポリカーボネート樹脂は、参考例3と同様に測定及び評価した。その結果を表5に示す。
【0126】
〔比較例21~26〕
添加剤(酸化防止剤又は光安定剤)の配合を、表5に示すように変更した以外は、参考例3と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は参考例3と同様に試験片を成形後、測定及び評価した。その結果を表5に示す。
【0127】
【表5】
【0128】
表5から、参考例3~5のポリカーボネート樹脂組成物は、比較例20~26のポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物と比較して、熱分解開始温度が高くなり、熱安定性が向上することが分かった。
【0129】
以下、本実施形態について、具体的な実施例及び比較例を用いて説明するが、本実施形態は、以下の実施例等により何ら限定されるものではない。
【0130】
ポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物の物性及び特性の測定は以下のように行った。
【0131】
〔物性及び特性〕
(ポリカーボネート樹脂の分子量の測定)
ポリカーボネート樹脂0.02gに対して、テトラヒドロフランを2.0gの割合で加えた溶液を測定試料とし、HPLC装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC-8420GPC」)を用いて、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を測定した。
カラムとして、東ソー株式会社製のTSKガードカラムSuperH-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperHM-H、TSKgel SuperH2000、及びTSKgel SuperH1000(いずれも東ソー株式会社製製品名)を直列に連結して用いた。
カラム温度は40℃とし、テトラヒドロフランを移動相として、0.60mL/分の速度で分析した。
検出器としては、RIディテクターを用いた。
Polymer Standards Service製のポリスチレン標準試料(分子量:2520000、1240000、552000、277000、130000、66000、34800、19700、8680、3470、1306、370)を標準試料として、検量線を作成した。
このようにして作成した検量線を基に、ポリカーボネート樹脂の重量平均分子量を求めた。
【0132】
(ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgの測定)
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度Tgは、パーキンエルマージャパン株式会社製の示差走査熱量測定装置(製品名「DSC8500」)を用い、窒素ガス流量20mL/分の条件下、測定を行った。
より詳細には、40℃で3分間保持した後、20℃/分で40℃から200℃まで1次昇温し、試料を完全に融解させた。その後、50℃/分で200℃から40℃まで降温し、40℃で5分間保持した。続いて、10℃/分で40℃から190℃まで2次昇温する際に描かれるDSC曲線の階段状変化部分曲線と各接線の延長線から縦軸方向に等距離にある直線との交点(中間点ガラス転移温度)をガラス転移温度(Tg)とした。
【0133】
(熱安定性の測定、及び評価)
島津社製TG-DTA装置(製品名:DTG-60A)、及びアルミクリプトンセルを用いて、窒素気流中、10℃/分の速度でポリカーボネート樹脂、及びポリカーボネート樹脂組成物を加熱した。ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物の熱分解(TGA)を測定し、TGA曲線の接線交点より熱分解開始温度を得た。
なお、比較例27~31の試験片の熱分安定性の測定結果の中で、最も熱分解開始温度が高い物を基準として、熱分解開始温度が+3℃以上の場合を熱安定性の向上効果有り(表6中「〇」と標記した)、熱分解開始温度が+3℃未満の場合を熱安定性の向上効果無し(表6中「×」と標記した)、と評価した。
【0134】
〔ポリカーボネート樹脂組成物〕
以下の実施例及び比較例で用いた化合物の略号は次の通りである。
((A)ポリカーボネート樹脂)
A-1:ポリ(1,2-シクロヘキセンカーボネート)に由来する構造単位=100mol%で構成される、重量平均分子量が211,000であり、ガラス転移温度Tgが120℃のポリカーボネート樹脂
【0135】
((B)アミド結合を有する化合物)
B-1:2’,3’-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン
【0136】
((C)亜リン酸エステル化合物)
C-1:トリフェニルホスファイト
C-2:トリスノニフェニルホスファイト
C-3:トリイソデシルホスファイト
【0137】
〔実施例12〕
表6に示した組成となるように、ポリカーボネート樹脂(A-1)1.0g、アミド結合を有する化合物(B-1)を1000ppm含有するアセトン溶液2.0g、亜リン酸エステル化合物(C-1)を1000ppm含有するアセトン溶液2.0gを、マグネチックスターラーを用いて混合し、100℃の真空下で2時間乾燥させてポリカーボネート樹脂組成物を得た。
得られたポリカーボネート樹脂組成物を油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂組成物の試験片を得た。
得られた試験片を用いた熱安定性の測定及び評価結果を表6に示す。
【0138】
〔実施例13~14〕
添加剤の配合を表6に示すように変更した以外は、実施例12と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は実施例12と同様に試験片を成形後、測定及び評価した。その結果を表6に示す。
【0139】
〔比較例27〕
ポリカーボネート樹脂(A-1)1.0gにアセトン4.0gを添加し、マグネチックスターラーを用いて溶解させ、100℃の真空下で2時間乾燥させ、油圧プレス20MPaGで加圧成形し、板状のポリカーボネート樹脂の試験片を得た。
得られたポリカーボネート樹脂は、実施例12と同様に測定及び評価した。その結果を表6に示す。
【0140】
〔比較例28~31〕
添加剤の配合を表6に示すように変更した以外は、実施例12と同様にしてポリカーボネート樹脂組成物を得た。得られたポリカーボネート樹脂組成物は実施例12と同様に試験片を成形後、測定及び評価した。その結果を表6に示す。
【0141】
【表6】
【0142】
表6から、実施例12~14のポリカーボネート樹脂組成物は、比較例27~31のポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物と比較して、熱分解開始温度が高くなり、熱安定性が向上することが分かった。
【0143】
本出願は、2021年3月30日出願の日本特許出願(特願2021-058235号)、2021年9月6日出願の日本特許出願(特願2021-144709号)、2021年9月7日出願の日本特許出願(特願2021-145175号)、2021年9月7日出願の日本特許出願(特願2021-145177号)、2021年9月7日出願の日本特許出願(特願2021-145178号)及び2021年9月7日出願の日本特許出願(特願2021-145189号)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【0144】
本発明のポリカーボネート樹脂組成物は、熱安定性に優れ、良好な成形性、色相、透明性などの光学特性に優れる傾向にあり、光学レンズ材料、光学デバイス、光学部品用材料、及びディスプレイ材料のような各種の光学用材料等の分野において産業上の利用可能性を有する。