(57)【要約】  ハロゲン含有量が最小限であり、難燃性および/または防滴特性を有する組成物が開示される。該組成物は、任意選択で防滴剤の存在下で、有効量のポリカーボネート、ガラス繊維、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマー、および、ジフェニルスルホンスルホン酸カリウム等の芳香族スルホンスルホン酸塩と、トルエンスルホン酸のナトリウム塩等の芳香族スルホン酸塩の相乗的組合せを含む。ポリカーボネート組成物は、特に、電子および機械物品の製造に有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
(i)100重量部のポリカーボネートと;(ii)約5重量部から約40重量部のガラス繊維と;(iii)約5重量部から約30重量部のポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーと;(iv)約0.0001重量部から約0.2重量部の芳香族スルホンスルホン酸塩と;(v)約0.002重量部から約0.5重量部の芳香族スルホン酸塩と;(vi)任意選択で、約0.01重量部から約0.3重量部の防滴剤とを含む難燃性組成物であって、前記組成物の成形試料は、1.6mmの厚さでUL94 V0等級を達成することができる難燃性組成物。
【請求項２】
前記組成物の成形試料は、1.2mmの厚さでUL94 V0等級を達成することができる、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項３】
前記芳香族スルホンスルホン酸塩は、式(K-1)の化合物:
【化１】
2009526898.tif 000032
を含み、式中、R1、R2、およびR3は、独立してC1〜C6アルキル基から選択され;Mは金属であり;nは整数であり、かつ1≦n≦3であり;wは整数であり、かつ0≦w≦5であり;pおよびqは整数であり、かつp≧0、q≧0、およびp+q≦4である、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項４】
前記芳香族スルホンスルホン酸塩は、式(K-2)の化合物すなわちジフェニルスルホンスルホン酸カリウム(KSS):
【化２】
2009526898.tif 000033
を含む、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項５】
前記芳香族スルホン酸塩は、式(N-1)の化合物:
【化３】
2009526898.tif 000034
を含み、式中、R4はC1〜C6アルキル基から選択され;Mは金属であり;nは整数であり、かつ1≦n≦3であり;yは整数であり、かつ≦y≦5である、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項６】
前記芳香族スルホン酸塩は、式(N-2)の化合物すなわちトルエンスルホン酸のナトリウム塩(NaTS):
【化４】
2009526898.tif 000035
を含む、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項７】
前記防滴剤は、フッ素ポリマー系防滴剤を含む、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項８】
前記防滴剤は、TSANを含む、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項９】
ハロゲンの含有量が、前記組成物の総重量を基準として約0.1重量%以下となるよう制御される、請求項7に記載の難燃性組成物。
【請求項１０】
(i)100重量部のポリカーボネートと;(ii)約5重量部から約40重量部のガラス繊維と;(iii)約5重量部から約30重量部のポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーと;(iv)約0.0001重量部から約0.2重量部のKSSと;(v)約0.002重量部から約0.5重量部のNaTSと;(vi)任意選択で、約0.01重量部から約0.26重量部のTSANとを含む、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項１１】
約0.00066重量部から約0.001重量部のKSSを含む、請求項10に記載の難燃性組成物。
【請求項１２】
約0.04重量部から約0.055重量部のNaTSを含む、請求項10に記載の難燃性組成物。
【請求項１３】
約0.15重量部から約0.26重量部のTSANを含む、請求項10に記載の難燃性組成物。
【請求項１４】
前記ポリカーボネートは、式(A-1)の繰り返し構造のカーボネート単位:
【化５】
2009526898.tif 000036
を含み、式中、A1およびA2のそれぞれは、単環式の二価アリール基であり、Y1は、A1をA2から隔てる1つまたは2つの原子を有する架橋基である、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項１５】
前記ポリカーボネートは、式(A-2)の繰り返し構造のカーボネート単位:
【化６】
2009526898.tif 000037
を含み、式中、RaおよびRbは、それぞれハロゲン原子または一価炭化水素基を表し、同じでも異なっていてもよく;pおよびqは、それぞれ独立して、0から4の整数であり;Xaは、式(5)の基:
【化７】
2009526898.tif 000038
のうちの1つを表し、式中、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素原子または一価の直鎖もしくは環式の炭化水素基を表し、Reは二価炭化水素基である、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項１６】
前記ポリカーボネートは、式(A-3)の繰り返し構造のカーボネート単位:
【化８】
2009526898.tif 000039
を含む、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項１７】
前記ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーは、約50重量%から約99重量%のカーボネート単位と、約1重量%から約50重量%のシロキサン単位とを含む、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項１８】
前記ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーの量は、前記組成物中の成分(i)ポリカーボネートの総重量を基準として、約12重量%から約20重量%である、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項１９】
加水分解安定剤、衝撃改質剤、充填剤/補強剤、視覚効果促進剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、離型剤、潤滑剤、帯電防止剤、顔料、染料、加工助剤、放射線安定剤、およびそれらの組合せよりなる群から選択される、1つまたは複数の任意選択の添加剤をさらに含む、請求項1に記載の難燃性組成物。
【請求項２０】
請求項1に記載の組成物から作製される難燃性の物品。
【請求項２１】
電子部品または機械部品である、請求項20に記載の物品。
【請求項２２】
1.6mmでUL94燃焼性等級V0を得るために、有効量のポリカーボネート、ガラス繊維、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマー、芳香族スルホンスルホン酸塩、芳香族スルホン酸塩、および任意選択で防滴剤を含む組成物から成形される難燃性の物品。
【請求項２３】
1.2mmでUL94燃焼性等級V0を得るために、有効量のポリカーボネート、ガラス繊維、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマー、芳香族スルホンスルホン酸塩、芳香族スルホン酸塩、および任意選択で防滴剤を含む組成物から成形される難燃性の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、様々な例示的実施形態において、ハロゲン含有量を最小限とし、改善された難燃性および/または防滴特性を有するポリカーボネート組成物、およびそのような組成物から形成された物品、ならびにその使用に関する。例えば、本開示は、強固な薄肉難燃性、許容耐衝撃性、および良好な製造および加工特性を有する、ガラス繊維強化ポリカーボネート系樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリカーボネート(PC)およびコポリカーボネート樹脂は、その強度と透明度により、多くの重要な利点を提供し、数々の異なる商業的用途に利用されている。ポリカーボネート材料は、今日、電子工学(「E&E」)部品や機械部品等の用途で、重大な役割を果たしている。残念ながら、ポリカーボネート樹脂は、本質的に可燃性であり、また高温の溶融物が滴って近接した材料をも発火させる可能性がある。したがって、多くの用途でポリカーボネートを安全に利用するためには、材料の燃焼性を阻害する添加剤、および/または液垂れを低減させる添加剤を含有させる必要がある。
【０００３】
難燃性(FR)および/または防滴性ポリカーボネートの生成に使用するための、様々な異なる材料が説明されている。これらの例は、米国特許第3971756号;第4028297号;第4110299号;第4130530号;第4303575号;第4335038号;第4552911号;第4916194号;第5218027号;および第5508323号に記載されている材料である。
【０００４】
今日適用されている難燃添加剤は、典型的には、様々なスルホン酸塩、亜リン酸エステル、臭素化および/または塩素化難燃剤等を含む。また、比較的高い投入量(>5%、同様のV0性能を得るには10%程度)で使用されるリン酸エステル添加剤は、材料全体の機械的性能を低下させる。加えて、ある投入量での臭素化および塩素化添加剤、さらにはいくつかのフッ素化添加剤は、Blue Angel、TCO'99、DIN/VDE等の様々なNGO規定および環境保護規定により禁止されている。結果的に、難燃性ポリカーボネート材料を生成するために、スルホン酸塩が産業において極めて広範に使用されるようになった。
【０００５】
そのようなスルホン酸塩の例は、ペルフルオロブタンスルホン酸カリウム(「KPFBS」、他に「Rimar塩」としても知られる)やジフェニルスルホンスルホン酸カリウム(「KSS」)等のペルフルオロアルカンスルホン酸塩である。例えば、ポリカーボネート樹脂におけるペルフルオロアルカンスルホン酸塩の使用は、米国特許第3775367号に記載されている。また、米国特許第6353046号は、ペルフルオロブタンスルホン酸カリウム、およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン等の環状シロキサンをポリカーボネートに組み込むことにより、ポリカーボネート樹脂組成物に改善された耐火性を付与することができることを開示している。
【０００６】
KSSについては、単独で使用された場合、限定された難燃性能しか得ることができない。透明性を維持しつつ難燃性を高めるための従来の手段は、可溶性有機ハロゲン添加剤をKSSに組み込むことである。例えば、商用グレードのLEXAN(登録商標)(ゼネラルエレクトリック社(General Electric Co.))ポリカーボネート樹脂(940A、920A等)は、KSS(0.3phr)とテトラブロモ-ビスフェノール/ビスフェノールAコポリマー(0.5phr、正味臭素含有量0.13phr)の組合せを含有する。臭素がないと、920Aおよび940Aグレードは、これらのグレードが満たすよう設計されているUL94 V0 125mil燃焼性試験で一貫性のない/信頼性のない性能を示す。
【０００７】
一方、今日では、環境への懸念やそれらの問題に対するガイドラインが特に重要となっている。そのような規制やガイドラインには、Blue-Angel、TCO99、およびDIN/VDEが含まれる。例えば、ほとんどの場合Rimar塩を0.05〜0.08%の濃度で含有した、現在の「エコFR」であるLEXAN(登録商標)は、そのフッ素含有量によりBlue Angelに適合していない。また、Rimarは、比較的高い加工温度でヘーズのもととなる気泡を発生する可能性がある。「エコフレンドリー」基準が臭素または塩素系難燃添加剤の含有を禁じているため、KSSと併用される臭素化添加剤は、そのような基準の対象となる消費者製品には適していない。
【０００８】
さらに、ガラス繊維強化ポリカーボネートが、その機械的性質と熱抵抗性の良好な組合せのために広範に使用されており、耐炎性を備えたそのようなポリカーボネートのグレードは、今日、E&E部品や機械構造部品等、様々な用途において重大な役割を果たしていることが知られている。これらの樹脂の使用は、近年、関連した工業開発とともに急速に増えてきている。また、高いFR等級、およびより薄い厚さを備えた新たな配合物に対する市場ニーズが増えてきている。
【０００９】
しかし、そのようなガラス繊維強化ポリカーボネート組成物の製造における問題は、特に酸化チタン等の堅い粒子を含有すると、強固な耐炎性能を有しないことである。
【特許文献１】米国特許第3971756号
【特許文献２】米国特許第4028297号
【特許文献３】米国特許第4110299号
【特許文献４】米国特許第4130530号
【特許文献５】米国特許第4303575号
【特許文献６】米国特許第4335038号
【特許文献７】米国特許第4552911号
【特許文献８】米国特許第4916194号
【特許文献９】米国特許第5218027号
【特許文献１０】米国特許第5508323号
【特許文献１１】米国特許第3775367号
【特許文献１２】米国特許第6353046号
【特許文献１３】米国特許第3671487号
【特許文献１４】米国特許第3723373号
【特許文献１５】米国特許第6613824号
【特許文献１６】米国特許第6405759号
【特許文献１７】米国特許第6657018号
【非特許文献１】UL94、「The Standard for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、当技術分野において、臭素および塩素等のハロゲンの含有量を最小限とした製造品を容易に生成することができる、ある量のガラス繊維を有するポリカーボネート組成物の生成が必要とされている。これらの組成物は、コスト効率の良い方法で、良好な難燃性および防滴性を示し、より薄い厚さと、特に良好な製造可能性を有する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書では、ハロゲン含有量を最小限とし、向上した耐炎性および/または防滴性を有する組成物が開示される。該組成物は、所望の性質を得るために、任意選択でフッ素ポリマー系防滴剤等の防滴剤の存在下、有効量のポリカーボネート、ガラス繊維、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマー、および、ジフェニルスルホンスルホン酸カリウム等の芳香族スルホンスルホン酸塩と、トルエンスルホン酸のナトリウム塩等の芳香族スルホン酸塩の相乗的組合せを含む。ポリカーボネート組成物は、特に、成形された電子および機械部品等の物品の製造に有用である。
【００１２】
他の態様では、1.6mmでUL94燃焼性等級V0を有する物品を生成するために、有効量のポリカーボネート、ガラス繊維、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマー、芳香族スルホンスルホン酸塩、芳香族スルホン酸塩、および任意選択で防滴剤を含む難燃性組成物が開示される。
【００１３】
さらなる態様において、本開示は、ハロゲン含有量が最小限である、すなわち組成物の総重量を基準として約0.1重量%以下のハロゲンを含み、また改善された難燃性および/または防滴特性を有する、熱可塑性組成物等の組成物を提供する。該組成物は、(i)100重量部のポリカーボネートと;(ii)約5重量部から約40重量部のガラス繊維と;(iii)約5重量部から約30重量部のポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーと;(iv)約0.0001重量部から約0.2重量部の芳香族スルホンスルホン酸塩と;(v)約0.002重量部から約0.5重量部の芳香族スルホン酸塩と;(vi)任意選択で、約0.01重量部から約0.3重量部のフッ素ポリマー系防滴剤とを含む。
【００１４】
さらに他の態様において、本開示は、上述の組成物から製造される、電子部品または機械部品等の物品を提供する。例えば、該組成物は、1.6mmの厚さでUL94 V0等級を有する成形難燃性部品を生成するために利用することができる。さらなる態様において、該組成物は、代替として、1.2mmの厚さでUL94 V0等級を有する成形部品等の難燃性の物品を生成するために利用することができる。
【００１５】
本開示の実施形態の、上述および他の制限されない特徴および/または特性は、以下の詳細な説明により、さらに具体的に例示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本明細書では、任意選択でTeflon(商標)グラフトスチレン-アクリロニトリルコポリマー(TSAN)等の防滴剤の存在下、ジフェニルスルホンスルホン酸カリウム(KSS)等の芳香族スルホンスルホン酸塩と、トルエンスルホン酸のナトリウム塩(NaTS)等の芳香族スルホン酸塩の相乗的組合せを含む、ガラス繊維強化ポリカーボネート組成物が開示される。該ポリカーボネート組成物は、特に最小限のハロゲン含有量や改善された難燃性および/または防滴特性等、特に望ましい性質を示す。
【００１７】
本明細書で使用される「ポリカーボネート」という用語は、同じもしくは異なるカーボネート単位を含むポリマー、または、同じもしくは異なるカーボネート単位、および1種類または複数種類のカーボネート以外の単位を含むコポリマー(すなわち、コポリカーボネート)を指し;「脂肪族」という用語は、原子価が少なくとも1であり、環式ではない炭素原子の線形または分岐鎖配列を有する炭化水素基を指し;「芳香族」は、原子価が少なくとも1であり、少なくとも1つの芳香族基を有する基を指し;「脂環式」は、原子価が少なくとも1であり、環式ではあるが芳香族ではない炭素原子の配列を有する基を指し;「アルキル」は、直鎖または分岐鎖の一価炭化水素基を指し;「アルキレン」は、直鎖または分岐鎖の二価炭化水素基を指し;「アルキリデン」は、直鎖または分岐鎖の二価炭化水素基であって、単一の共通炭素原子上にその両方の原子価を有する基を指し;「アルケニル」は、炭素間二重結合により接続された少なくとも2つの炭素を有する直鎖または分岐鎖の一価炭化水素基を指し;「シクロアルキル」は、少なくとも3つの炭素原子を有する非芳香族脂環式一価炭化水素基であって、不飽和度が少なくとも1である基を指し;「シクロアルキレン」は、少なくとも3つの炭素原子を有する非芳香族脂環式二価炭化水素基であって、不飽和度が少なくとも1である基を指し;「アリール」は、一価の芳香族ベンゼン環基、または、少なくとも1つの任意選択で置換されたベンゼン環に融合した任意選択で置換されたベンゼン環系基を指し;「芳香族基」は、原子価が少なくとも1であり、少なくとも1つの芳香族基を有する基を指し;芳香族基の例としては、フェニル、ピリジル、フラニル、チエニル、ナフチル等が挙げられ;「アリーレン」は、ベンゼン環ジ基、または、少なくとも1つの任意選択で置換されたベンゼン環に融合したベンゼン環系ジ基を指し;「アシル」は、カルボニル炭素原子に接続された一価炭化水素基を指し、該カルボニル炭素は隣接した基にさらに連結し;「アルキルアリール」は、上に定義されたアリール上に置換された、上に定義されたアルキル基を指し;「アリールアルキル」は、上に定義されたアルキル上に置換された、上に定義されたアリール基を指し;「アルコキシ」は、酸素基を介して隣接した基に連結された、上に定義されたアルキル基を指し;「アリールオキシ」は、酸素基を介して隣接した基に連結された、上に定義されたアリール基を指し;数量に関連して使用される「約」という修飾語句は、示された値を含み、文脈により決定される意味を有し(例えば、特定の数量の測定に関連したある程度の誤差を含む);「任意選択の」または「任意選択で」は、次いで説明される事象または状況が生じても生じなくてもよいことを意味し、またその説明が、事象が生じる場合および生じない場合を含むことを意味し;「直接結合」は、構造上の変数指定の部分において、「直接結合」として考えられる、変数の直前または直後の置換基の直接的な接続を指す。
【００１８】
本明細書では、化合物は、標準的命名法を用いて記載されている。2つの文字または記号の間にはないダッシュ(「-」)は、置換基の結合点を示すために使用される。例えば、-CHOは、カルボニル(C=O)基の炭素を介して結合される。文脈上異なる定義が明示されていない限り、単数形は複数形の呼称も含む。同じ特性または成分について示すすべての範囲の端点は、独立して組合せ可能であり、挙げられた端点を含む。すべての参考文献は、参照することにより本明細書に組み入れられる。本明細書において、「第1」、「第2」等の用語は、いかなる順番、量、または重要性をも示すものではなく、1つの要素を別の要素と区別するために使用される。
【００１９】
組成物は、最小限のハロゲン含有量や改善された難燃性および/または防滴特性を得るために、有効量の成分を含む。一実施形態では、本開示は、熱可塑性組成物等の難燃性(FR)組成物であって、
(i)100重量部のポリカーボネートと;
(ii)約5重量部から約40重量部のガラス繊維と;
(iii)約5重量部から約30重量部のポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーと;
(iv)約0.0001重量部から約0.2重量部の芳香族スルホンスルホン酸塩と;
(v)約0.002重量部から約0.5重量部の芳香族スルホン酸塩と;
(vi)任意選択で、約0.01重量部から約0.3重量部の防滴剤とを含む組成物を提供する。
【００２０】
さらなる実施形態において、芳香族スルホンスルホン酸塩は、式(K-1)の化合物:
【００２１】
【化１】
2009526898.tif 000002
【００２２】
を含み、式中、R1、R2、およびR3は、独立してメチル基やエチル基等のC1〜C6アルキル基から選択され;Mは、ナトリウムまたはカリウム等の金属であり;nは整数であり、かつ1≦n≦3であり;wは整数であり、かつ0≦w≦5であり;pおよびqは整数であり、かつp≧0、q≧0、およびp+q≦4である。
【００２３】
例えば、式(K-1)において、Mはカリウム、n=1、およびw=p=q=0であってもよい。したがって、熱可塑性組成物の成分(ii)は、ジフェニルスルホンスルホン酸カリウム(KSS)、例えば式(K-2)の化合物である。
【００２４】
【化２】
2009526898.tif 000003
【００２５】
他の実施形態において、芳香族スルホン酸塩は、式(N-1)の化合物:
【００２６】
【化３】
2009526898.tif 000004
【００２７】
を含み、式中、R4は、メチル基やエチル基等のC1〜C6アルキル基から選択され;Mは、ナトリウムまたはカリウム等の金属であり;nは整数であり、かつ1≦n≦3であり;yは整数であり、かつ0≦y≦5である。
【００２８】
例えば、式(N-1)において、R4はp-メチル基、Mはナトリウム、n=1、およびy=1であってもよい。したがって、熱可塑性組成物の成分(iii)は、式(N-2)の化合物すなわちトルエンスルホン酸のナトリウム塩(NaTS)であってもよい。
【００２９】
【化４】
2009526898.tif 000005
【００３０】
さらなる実施形態では、組成物に使用される防滴剤は、ポリカーボネートの溶融強度を増加させ、それにより融点近くまで加熱された際に樹脂が垂れる傾向を低減する、いかなる好適な添加剤であってもよい。好適な防滴剤の例には、フッ素ポリマー系防滴剤が含まれる。好適なフッ素ポリマーおよびそのようなフッ素ポリマーの作製方法は既知であり、例えば米国特許第3671487号および第3723373号に記載されている。好適なフッ素ポリマーには、1種類または複数種類のフッ素化α-オレフィンモノマーから得られる構造単位を有するホモポリマーおよびコポリマーが含まれる。「フッ素化α-オレフィンモノマー」という用語は、少なくとも1つのフッ素原子置換基を含むα-オレフィンモノマーを意味する。好適なフッ素化α-オレフィンモノマーには、例えば、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、1,1-ジフルオロエチレン、フルオロエチレン、1,1-ジフルオロ-2-クロロエチレン、1,1-ジフルオロ-1,1-ジクロロエチレン、1,2-ジフルオロ-1,2-ジクロロエチレン、1-フルオロ-2,2-ジクロロエチレン、1-クロロ-1-フルオロエチレン、および1,1,2-トリクロロ-2-フルオロエチレン等のフルオロエチレン;ならびに、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、1,1,1,3-テトラフルオロプロピレン、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロピレン、および1,1,1,2-テトラフルオロプロピレン等のフルオロプロピレンが含まれる。他の実施形態では、好適なフッ素化α-オレフィンコポリマーには、例えばポリ(テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン)等の、2種類以上のフッ素化α-オレフィンコポリマーから得られる構造単位を有するコポリマー、ならびに、例えばポリ(テトラフルオロエチレン-エチレン-プロピレン)コポリマー等の、1種類または複数種類のフッ素化モノマーおよび該フッ素化モノマーと共重合可能な1種類または複数種類の非フッ素化モノエチレン性不飽和モノマーから得られる構造単位を有するコポリマーが含まれる。好適な非フッ素化モノエチレン性不飽和モノマーには、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン等のα-オレフィンモノマー、例えばメチルメタクリレート、ブチルアクリレート等のアクリレートモノマー、例えばシクロヘキシルビニルエーテル、エ
チルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル、例えば酢酸ビニル等のビニルエステル、およびビニルバーサテートが含まれる。フッ素ポリマーは、例えば2003年9月2日発行の米国特許第6613824号に開示されている方法等、当技術分野で知られているいかなる方法によっても組成物中に組み込むことができる。
【００３１】
さらなる実施形態では、フッ素ポリマーは、カプセル化フッ素ポリマーの形態で使用される。具体的なカプセル化フッ素ポリマーは、スチレン-アクリロニトリルコポリマーカプセル化ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、またはTeflon(商標)グラフトスチレン-アクリロニトリルコポリマー(TSAN)である。TSANは、部分的にSANでカプセル化されたTeflon(商標)粒子を得るため、Teflon(商標)の水性分散液/エマルジョンの存在下でスチレンとアクリロニトリルを共重合させることにより作製することができる。TSANは、例えば、カプセル化フッ素ポリマーの総重量を基準として、約50wt%のPTFEと約50wt%のスチレン-アクリロニトリルコポリマーを含むことができる。スチレン-アクリロニトリルコポリマーは、例えば、コポリマーの総重量を基準として、約75wt%スチレンから約25wt%アクリロニトリルまでとなることができる。TSANは、ポリテトラフルオロエチレンに勝る大きな利点を提供する。すなわち、TSANはより容易に組成物中に分散する。TSAN粒子は、典型的には約35から約70マイクロメートル、具体的には約40から約65マイクロメートルの粒径を有する。
【００３２】
他の実施形態において、フッ素(F)等のハロゲンの含有量は、DIN/VDE等のあるエコ規制を満たすために、難燃性組成物の総重量を基準として、約0.1重量%以下となるよう制御される。
【００３３】
本明細書に開示される組成物に含まれるガラス繊維は、当業者には周知であり、数多くの製造者から広く入手可能である。最終的に電気関連用途に使用される組成物では、比較的ナトリウム分の少ない石灰-アルミニウムホウケイ酸ガラスよりなる繊維状ガラスフィラメントを使用することが好ましい。これは「E」ガラスとしても知られる。しかし、他のガラス組成物も有用である。そのようなガラスはすべて、本開示の範囲に含まれることが企図される。フィラメントは、蒸気または空気吹付、火炎吹付、および機械的引出等による標準的なプロセスで作製される。プラスチック強化に望ましいフィラメントの例は、機械的引出により作製される。フィラメントの直径は、約0.00012から約0.00075インチの範囲となることができるが、これは本開示には重要ではない。しかし、フィラメントの直径が小さいほど、それで処理されたプラスチックの強度が増加することが、当業者には既知である。
【００３４】
ガラスフィラメントの長さ、ならびにそれらが繊維として束ねられているかどうか、さらにその繊維が糸、ロープまたは粗紡として束ねられているか、またはマットとして織られているか等も、本開示には重要ではない。しかし、本開示の成形組成物の調製では、約1/8インチから約2インチの長さの短繊維ストランドの形態でのフィラメント状ガラスを使用するのが好都合である。一方、当該組成物から成形される物品では、配合中に著しい破砕が起こるため、より短い長さのものとなるだろう。
【００３５】
例えば、ガラス繊維は、オーウェンスコーニング社(Owens Corning)CRATEC(登録商標)ブランドのドライ短繊維ストランドファイバグレード415A(シランサイズ剤を含む非結合グレード)(長さ4mm)を含んでもよい。
【００３６】
本開示で有用なガラス繊維は、「サイズ」剤と呼ばれる化学コーティングで処理されてもよい。サイズ剤は、例えば米国特許第6405759号に記載のようにガラス繊維に適用することができる。いくつかのサイズ剤の例としては、フィルム形成ポリマー材料(低分子量エポキシエマルジョン等)、オルガノシラン、カップリング剤またはキーイング剤、カチオン性または非イオン性潤滑剤、加工助剤、シラン、有機官能シラン(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、および3-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン等)、および架橋剤(ビス-シランおよび酸化防止剤等)が挙げられる。
【００３７】
一実施形態において、本開示で有用なガラス繊維は、繊維を保護するための試薬で表面処理される。
【００３８】
他の実施形態において、本開示は、ガラス繊維強化ポリカーボネート組成物であって、
(i)100重量部のポリカーボネートと;
(ii)約5重量部から約40重量部のガラス繊維と;
(iii)約5重量部から約30重量部のポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーと;
(iv)約0.0001重量部から約0.2重量部の芳香族スルホンスルホン酸塩と;
(v)約0.002重量部から約0.5重量部の芳香族スルホン酸塩と;
(vi)任意選択で、約0.01重量部から約0.26重量部の防滴剤とを含む組成物を提供する。
【００３９】
ガラス繊維の量は、組成物中のポリカーボネートの総重量を基準として、一般に約5重量部から約40重量部であり、具体的には約5重量部から約30重量部、例えば約6重量部から約20重量部となることができ、最も具体的には約7重量部から約9重量部となることができる。
【００４０】
ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーの量は、組成物中のポリカーボネートの総重量を基準として、一般に約5重量部から約30重量部、例えば約8重量部から約25重量部であり、より具体的には、約10重量部から約25重量部、例えば約12重量部から約20重量部である。組成物中に存在するポリシロキサン-ポリカーボネートにより決まる、樹脂組成物のポリシロキサン含有量は、組成物中の成分(i)ポリカーボネートの総重量を基準として、樹脂組成物の約0.25から約6wt%、具体的には約0.4から約5wt%、より具体的には約0.6から約4wt%の量となることができる。
【００４１】
KSS等の芳香族スルホンスルホン酸塩の量は、組成物中のポリカーボネートの総重量を基準として、一般に約0.0001重量部から約0.2重量部であり、具体的には約0.0003重量部から約0.01重量部、例えば約0.0005重量部から約0.005重量部となることができ、最も具体的には約0.00066重量部から約0.001重量部となることができる。
【００４２】
NaTS等の芳香族スルホン酸塩の量は、組成物中のポリカーボネートの総重量を基準として、一般に約0.002重量部から約0.5重量部、例えば約0.006重量部から約0.2重量部であり、より具体的には約0.02重量部から約0.1重量部となることができ、最も具体的には約0.04重量部から約0.055重量部となることができる。
【００４３】
TSAN等の防滴剤の量は、組成物中のポリカーボネートの総重量を基準として、一般に約0.01重量部から約0.3重量部であり、具体的には約0.05重量部から約0.26重量部、例えば約0.1重量部から約0.26重量部となることができ、最も具体的には約0.15重量部から約0.26重量部となることができる。
【００４４】
他の実施形態において、組成物は、ある条件下において優れた難燃性能をもたらす水溶性キャリアと組み合わせられる。例えば、より具体的な実施形態では、上で特定した2つの例示的な塩、すなわちKSSおよびNaTSのうちの1つまたは複数を、水などの好適な溶媒中で予め混合しておき、次いで本開示に従う組成物に調合してもよい。
【００４５】
組成物のポリカーボネートは、式(1)の繰り返し構造のカーボネート単位:
【００４６】
【化５】
2009526898.tif 000006
【００４７】
を含むことができ、式中、R1基は、あらゆる芳香族基、脂環式基、および脂肪族基から選択することができる。一実施形態では、R1基の少なくとも60%が芳香族有機基である。
【００４８】
さらなる実施形態では、R1は芳香族有機基、例えば式(2)の基:
【００４９】
【化６】
2009526898.tif 000007
【００５０】
であり、式中A1およびA2のそれぞれは、単環式の二価アリール基であり、Y1は、A1をA2から隔てる1つまたは2つの原子を有する架橋基である。例示的な実施形態では、1つの原子がA1をA2から隔てている。この種の基の例示的な限定されない例は、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O2)-、-C(O)-、メチレン、シクロヘキシル-メチレン、2-[2.2.1]-ビシクロヘプチリデン、エチリデン、イソプロピリデン、ネオペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンタデシリデン、シクロドデシリデン、およびアダマンチリデンである。架橋基Y1は、炭化水素基、またはメチレン、シクロヘキシリデン、もしくはイソプロピリデン等の飽和炭化水素基であってもよい。
【００５１】
他の実施形態において、ポリカーボネートは、式(A-1)の繰り返し構造のカーボネート単位:
【００５２】
【化７】
2009526898.tif 000008
【００５３】
を有することができ、式中、Y1、A1およびA2は、上に定義された通りである。
【００５４】
さらに他の実施形態では、ポリカーボネートは、式(3)のジヒドロキシ化合物:
【００５５】
【化８】
2009526898.tif 000009
【００５６】
を含む式HO-R1-OHを有するジヒドロキシ化合物の界面反応を介して生成されてもよく、式中、Y1、A1およびA2は、上に定義された通りである。
【００５７】
さらに他の実施形態において、ポリカーボネートは、一般式(4)のビスフェノール化合物:
【００５８】
【化９】
2009526898.tif 000010
【００５９】
の界面反応を介して生成されてもよく、式中、RaおよびRbは、それぞれハロゲン原子または一価炭化水素基を表し、同じでも異なっていてもよく;pおよびqは、それぞれ独立して0から4の整数であり;Xaは、式(5)の基:
【００６０】
【化１０】
2009526898.tif 000011
【００６１】
のうちの1つを表し、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素原子または一価の直鎖もしくは環式の炭化水素基を表し、Reは二価炭化水素基を表す。
【００６２】
さらなる実施形態において、ポリカーボネートは、1種類または複数種類の一般式(B-1)のビスフェノール化合物:
【００６３】
【化１１】
2009526898.tif 000012
【００６４】
の界面反応を介して生成されてもよく、式中、各G1は、それぞれ出現する毎に、独立して、C6〜C20芳香族基であり;Eは、それぞれ出現する毎に、独立して、結合、C3〜C20脂環式基、C3〜C20芳香族基、C1〜C20脂肪族基、硫黄含有連結基、セレン含有連結基、リン含有連結基、または酸素原子であり;「t」は1以上の数字であり;「s」は0または1であり;「u」はゼロを含む自然数である。
【００６５】
好適なジヒドロキシ化合物のいくつかの例示的な限定されない例としては、レゾルシノール; C1-3アルキル-置換レゾルシノール; 4-ブロモレゾルシノール、ヒドロキノン、4,4'-ジヒドロキシビフェニル、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン; 2,2-ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(2-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-6-メチルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-6-メチルフェニル)ブタン; 1,3-ビス[4-ヒドロキシフェニル-1-(1-メチルエチリジン)]ベンゼン; 1,4-ビス[4-ヒドロキシフェニル-1-(1-メチルエチリジン)]ベンゼン; 1,3-ビス[3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-6-メチルフェニル-1-(1-メチルエチリジン)]ベンゼン; 1,4-ビス[3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-6-メチルフェニル-1-(1-メチルエチリジン)]ベンゼン; 4,4'-ビフェノール; 2,2',6,8-テトラメチル-3,3',5,5'-テトラブロモ-4,4'-ビフェノール; 2,2',6,6'-テトラメチル-3,3',5-トリブロモ-4,4'-ビフェノール; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2,2,2-トリクロロエタン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-シアノエタン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジシアノメタン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-シアノ-1-フェニルメタン; 2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノルボルナン; 3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フタリド; 1,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン; 1,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロペノン; ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド; 4,4'-オキシジフェノール; 4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン酸; 4,4-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)ペンタン酸; 2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)酢酸; 2,4'-ジヒドロキシジフェニルメタン; 2-ビス(2-ヒドロキシフェニル)メタン; ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン; ビス(4-ヒドロキシ-5-ニトロフェニル)メタン; ビス(4-ヒドロキシ-2,6-ジメチル-3-メトキシフェニル)メタン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-2-クロロフェニル)エタン; 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); 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(4ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-イソプロピルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3,5-ジブロモ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシ-5-イソプロピルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシ-5-イソプロピルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-t-ブチル-5-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-ブロモ-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-クロロ-5-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3-ブロモ-5-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3,5-ジソプロピル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラクロロフェニル)プロパン; 2,2-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラブロモフェニル)プロパン; 2,2-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラメチルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(2,6-ジクロロ-3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(2,6-ジブロモ-3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン; 2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-エチルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン; 2,2-ビス(3,5,3',5'-テトラクロロ-4,4'-ジヒドロキシフェニル)プロパン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタン; 2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルプロパン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-イソプロピルフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジブロモ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 4,4'-[1-メチル-4-(1-メチル-エチル)-1,3-シクロヘキサンジイル]ビスフェノール(1,3 BHPM); 4-[1-[3-(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルシクロヘキシル]-1-メチル-エチル]-フェノール(2,8 BHPM); 3,8-ジヒドロキシ-5a,10b-ジフェニルクマラノ-2',3',2,3-クマラン(DCBP); 2-フェニル-3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フタリミジン; 1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシ-5-イソプロピルフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシ-5-イソプロピルフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-t-ブチル-5-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-クロロ-5-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-5-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジソプロピル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラクロロフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラブロモフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラメチルフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(2,6-ジクロロ-3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(2,6-ジブロモ-3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-イソプロピルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジブロモ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシ-5-イソプロピルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシ-5-イソプロピルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-t-ブチル-5-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; ビス(3-クロロ-5-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3-ブロモ-5-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジソプロピル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(3,5-ジフェニル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラクロロフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラブロモフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシ-2,3,5,6-テトラメチルフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(2,6-ジクロロ-3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 1,1-ビス(2,6-ジブロモ-3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン; 4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)デカン; 1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン; 1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン; 4,4'ジヒドロキシ-1,1-ビフェニル; 4,4'-ジヒドロキシ-3,3'-ジメチル-1,1-ビフェニル; 4,4'-ジヒドロキシ-3,3'-ジオクチル-1,1-ビフェニル; 4,4'-(3,3,5-トリメチルシクロヘキシリデン)ジフェノール; 4,4'-ビス(3,5-ジメチル)ジフェノール; 4,4'-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4'-ジヒドロキシジフェニルチオエーテル、1,3-ビス(2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン; 1,3-ビス(2-(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-2-プロピル)ベンゼン; 1,4-ビス(2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン; 1,4-ビス(2-(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-2-プロピル)ベンゼン; 2,4'-ジヒドロキシフェニルスルホン; 4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルホン(BPS); ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン; 2,6-ジヒドロキシナフタレン; ヒドロキノン; 3-(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,3-トリメチルインダン-5-オール; 1-(4-ヒドロキシフェニル)-1,3,3-トリメチルインダン-5-オール; 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-ジクロロジフェニルエーテル; 4,4-ジヒドロキシ-2,5-ジヒドロキシジフェニルエーテル; 4,4-チオジフェノール; 2,2,2',2'-テトラヒドロ-3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビ[1H-インデン]-6,6'-ジオール; ビス(4-ヒドロキシフェニル)アセトニトリル; ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド; ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホ���; 9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フッ素; 2,7-ジヒドロキシピレン; 6,6'-ジヒドロキシ-3,3,3',3'-テトラメチルスピロ(ビス)インダン("スピロビインダンビスフェノール"); 3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フタリド; 2,6-ジヒドロキシジベンゾ-p-ジオキシン; 2,6-ジヒドロキシチアントレン; 2,7-ジヒドロキシフェノキサチン; 2,7-ジヒドロキシ-9,10-ジメチルフェナジン; 3,6-ジヒドロキシジベンゾフラン; 3,6-ジヒドロキシジベンゾチオフェン; 2,7-ジヒドロキシカルバゾール等、および上記ジヒドロキシ化合物のうち少なくとも1つを含む組合せが挙げられる。
【００６６】
式(4)で表されるビスフェノール化合物の種類の具体的な例としては、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)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)プロパン(以下「ビスフェノールA」または「BPA」と称する)、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、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)n-ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-1-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-t-ブチルフェニル)プロパン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フタルイミジン、2-フェニル-3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フタルイミジン(PPPBP)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン(BPI)、および1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)シクロヘキサン(DMBPC)が挙げられる。上記ジヒドロキシ化合物のうち少なくとも1つを含む組合せも使用可能である。
【００６７】
一実施形態において、ポリカーボネートは、式(A-2)の繰り返し構造のカーボネート単位:
【００６８】
【化１２】
2009526898.tif 000013
【００６９】
を含むことができ、式中、p、q、Ra、RbおよびXaは、上に定義された通りである。
【００７０】
他の実施形態において、ポリカーボネートは、式(A-3)の繰り返し構造のカーボネート単位、すなわちBPA単位を含むことができる。
【００７１】
【化１３】
2009526898.tif 000014
【００７２】
分岐鎖のポリカーボネートだけでなく、線状ポリカーボネートと分岐ポリカーボネートのブレンドもまた有用である。分岐ポリカーボネートは、重合中に分岐剤を添加することにより調製することができる。これらの分岐剤には、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボン酸無水物基、ハロホルミル基、およびこれらの官能基の混合から選択される少なくとも3つの官能基を含有する多官能性有機化合物が含まれる。具体的な例としては、トリメリト酸、トリメリト酸無水物、トリメリト酸トリクロライド、トリス-p-ヒドロキシフェニルエタン、イサチン-ビス-フェノール、トリス-フェノールTC(1,3,5-トリス((p-ヒドロキシフェニル)イソプロピル)ベンゼン)、トリス-フェノールPA(4(4(1,1-ビス(p-ヒドロキシフェニル)-エチル)α,α-ジメチルベンジル)フェノール)、4-クロロホルミルフタル酸無水物、トリメシン酸、およびベンゾフェノンテトラカルボン酸が挙げられる。分岐剤は、ポリカーボネートの0.05から2.0wt%の濃度で添加してもよい。ポリカーボネートにおいては、すべての種類のポリカーボネート末端基が有用であることが企図されるが、ただしそのような末端基はポリカーボネート生成物の望ましい性質に大きく影響しないことを条件とする。
【００７３】
ポリカーボネートは、試料濃度1ミリリットルあたり1ミリグラムで、架橋スチレン-ジビニルベンゼンカラムを用いたゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリカーボネート標準物質で較正して、約10,000から約40,000、例えば約20,000から約30,000、最も具体的には約24,000から約28,000の重量平均分子量(Mw)を有することができる。
【００７４】
一実施形態では、ポリカーボネートは、薄い物品の製造に好適な流動性を有する。メルトボリュームフローレート(しばしばMVRと略される)は、所定の温度および荷重のもとで、熱可塑性樹脂が開口部から押し出される割合の指標である。薄い物品の形成に好適なポリカーボネートは、ASTM D1238-04に従い300℃/1.2kgで測定したMVR、10分あたり0.5から80立方センチメートル(cc/10分)を有することができる。具体的な実施形態において、好適なポリカーボネート組成物は、ASTM D1238-04に従い300℃/1.2kgで測定したMVRが、0.5から50cc/10分、具体的には1から25cc/10分、より具体的には3から15cc/10分である。全体的に望ましい流動性を達成するために、異なる流動性を有するポリカーボネートの混合物が使用されてもよい。
【００７５】
本開示のポリカーボネートは、カーボネート鎖単位と他の単位とを含むコポリマーを含んでもよい。具体的な好適なコポリマーは、ポリエステル-ポリカーボネートであり、これはコポリエステル-ポリカーボネートやポリエステル-カーボネートとしても知られている。ポリカーボネートとポリエステル-ポリカーボネートの組合せもまた使用可能である。本明細書で使用される「組合せ」は、すべての混合物、ブレンド、合金、反応生成物等を含む。
【００７６】
しかし、組成物中のポリエステル-ポリカーボネートおよび/またはポリエステルの量は、組成物のFR特性に対しまったく悪影響を及ぼさない程低い濃度を維持する必要がある。例えば、ポリエステル-ポリカーボネートおよび/またはポリエステルの量は、微量であるか、またはゼロ近くまで低くてもよい。
【００７７】
好適なポリカーボネートは、界面重合や溶融重合等のプロセスにより製造することができる。界面重合の反応条件は変化する可能性があるが、例示的なプロセスは、一般に、二価フェノール反応物質を苛性ソーダまたは苛性カリの水溶液中に溶解または分散させ、得られた混合物を水に非混和性の好適な溶剤に加え、トリエチルアミンまたは相間移動触媒等の好適な触媒の存在下で、また制御されたpH条件下、例えば8から11で、反応物質をカーボネート前駆体に接触させる工程を含む。最も一般的に使用される水に非混和性の溶剤には、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、トルエン等が含まれる。好適なカーボネート前駆体には、例えば、臭化カルボニルもしくは塩化カルボニル等のハロゲン化カルボニル、または、二価フェノールのビスハロホルメート(例えば、ビスフェノールA、ヒドロキノン等のビスクロロホルメート)もしくはグリコールのビスハロホルメート(例えば、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール等のビスハロホルメート)等のハロホルメートが含まれる。上記の種類のカーボネート前駆体のうち少なくとも1つを含む組合せも使用可能である。
【００７８】
重合中に鎖停止剤(キャッピング剤とも呼ばれる)が含まれてもよい。鎖停止剤は分子量の増加率を制限し、ポリカーボネートにおける分子量を制御する。鎖停止剤は、モノフェノール化合物、モノカルボン酸塩化物、および/またはモノクロロホルメートのうちの少なくとも1つであってもよい。
【００７９】
例えば、鎖停止剤として好適なモノフェノール化合物には、フェノール、C1〜C22アルキル置換フェノール、p-クミル-フェノール、p-tert-ブチルフェノール、ヒドロキシジフェニル等の単環式フェノール;p-メトキシフェノール等のジフェノールのモノエーテルが含まれる。アルキル置換フェノールには、8個から9個の炭素原子を有する分岐鎖アルキル置換基を有するものが含まれる。キャッピング剤として、モノフェノール系UV吸収剤を使用してもよい。そのような化合物には、4-置換-2-ヒドロキシベンゾフェノンおよびその誘導体、サリチル酸アリール、レゾルシノールモノベンゾエート等のジフェノールのモノエステル、2-(2-ヒドロキシアリール)-ベンゾトリアゾールおよびその誘導体、2-(2-ヒドロキシアリール)-1,3,5-トリアジンおよびその誘導体等が含まれる。具体的には、モノフェノール系鎖停止剤には、フェノール、p-クミルフェノール、および/またはレゾルシノールモノベンゾエートが含まれる。
【００８０】
モノカルボン酸塩化物も鎖停止剤として好適となり得る。これらには、ベンゾイルクロライド、C1〜C22アルキル置換ベンゾイルクロライド、トルオイルクロライド、ハロゲン置換ベンゾイルクロライド、ブロモベンゾイルクロライド、シンナモイルクロライド、4-ナジミドベンゾイルクロライド、およびそれらの混合物等の単環式モノカルボン酸塩化物;無水トリメリト酸クロライドおよびナフトイルクロライド等の多環式モノカルボン酸塩化物;ならびに、単環式および多環式モノカルボン酸塩化物の混合物が含まれる。最大22個の炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸塩化物が好適である。アクリロイルクロライドやメタクリロイルクロライド等の官能化された脂肪族モノカルボン酸塩化物も好適である。また、フェニルクロロホルメート、アルキル置換フェニルクロロホルメート、p-クミルフェニルクロロホルメート、トルエンクロロホルメート、およびそれらの混合物等の単環式モノクロロホルメートを含む、モノクロロホルメートも好適である。
【００８１】
一実施形態では、ポリエステル-ポリカーボネートは、界面重合により調製することができる。ジカルボン酸を利用するよりも、対応する酸ハロゲン化物、特に酸二塩化物や酸二臭素化物等、酸の反応性誘導体を使用することが可能であり、時にはさらに好ましい場合もある。したがって、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、またはそれらの混合物を使用する代わりに、二塩化イソフタロイル、二塩化テレフタロイル、およびそれらの混合物を使用することが可能である。
【００８２】
相間移動触媒のうち使用できるのは、式(R3)4Q+Xの触媒であり、式中、各R3は同じかまたは異なり、C1〜10アルキル基であり;Qは、窒素またはリン原子であり;Xは、ハロゲン原子、C1〜8アルコキシ基またはC6〜18アリールオキシ基である。好適な相間移動触媒には、例えば、[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX、[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NX、およびCH3[CH3(CH2)2]3NXが含まれ、式中、Xは、Cl-、Br-、C1〜8アルコキシ基またはC6〜18アリールオキシ基である。一実施形態では、相間移動触媒の有効量は、ホスゲン化混合物中のビスフェノールの重量を基準として、0.1から10wt%となることができる。他の実施形態では、相間移動触媒の有効量は、ホスゲン化混合物中のビスフェノールの重量を基準として、0.5から2wt%となることができる。
【００８３】
あるいは、ポリカーボネートを作製するために溶融プロセスを使用することができる。一般に、溶融重合プロセスでは、ポリカーボネートは、溶融状態において、ジヒドロキシ反応物質とジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネートエステルを、エステル交換触媒の存在下、Banbury(登録商標)ミキサーや二軸押出機等の中で共反応させて均一に分散させることにより調製することができる。揮発性一価フェノールは溶融反応物から留去され、ポリマーが溶融残渣として単離される。
【００８４】
上述のように、組成物は、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーも含むが、これはポリシロキサン-ポリカーボネートとも呼ばれる。コポリマーのポリシロキサン(本明細書では「ポリジオルガノシロキサン」とも呼ばれる)ブロックは、式(8)の繰り返しシロキサン単位(本明細書では「ジオルガノシロキサン単位」とも呼ばれる):
【００８５】
【化１４】
2009526898.tif 000015
【００８６】
を含み、式中、各Rの出現は同じかまたは異なり、C1〜13一価有機基である。例えば、Rは、独立して、C1〜C13アルキル基、C1〜C13アルコキシ基、C2〜C13アルケニル基、C2〜C13アルケニルオキシ基、C3〜C6シクロアルキル基、C3〜C6シクロアルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C7〜C13アリールアルキル基、C7〜C13アリールアルコキシ基、C7〜C13アルキルアリール基、またはC7〜C13アルキルアリールオキシ基であってもよい。これらの基は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、またはそれらの組合せにより、完全に、または部分的にハロゲン化されていてもよい。上述のR基の組合せが同じコポリマーに使用されてもよい。
【００８７】
式(8)のDの値は、熱可塑性組成物中の各成分の種類と相対量、組成物の所望の性質、およびそれと同様の事項に依存して広く変化してよい。一般に、Dの平均値は2から1,000、具体的には2から500、より具体的には5から100であってよい。一実施形態では、Dの平均値は10から75であり、さらに別の実施形態では、Dの平均値は40から60である。Dの値が比較的小さい、例えば40未満である場合は、比較的多量のポリカーボネート-ポリシロキサンコポリマーを使用するのが望ましい。逆に、Dの値が比較的大きい、例えば40より大きい場合は、比較的少量のポリカーボネート-ポリシロキサンコポリマーを使用することが必要となり得る。
【００８８】
第1および第2の(またはさらに多くの)ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーの組合せが使用されてもよく、この場合第1のコポリマーのDの平均値は、第2のコポリマーのDの平均値よりも小さい。
【００８９】
一実施形態では、ポリジオルガノシロキサンブロックは、式(9)の繰り返し構造単位:
【００９０】
【化１５】
2009526898.tif 000016
【００９１】
により定められ、式中、Dは上に定義された通りであり;各Rは、独立して、同じでも異なっていてもよく、上に定義された通りであり;各Arは、独立して、同じでも異なっていてもよく、置換または非置換C6〜C30アリーレン基であり、結合は芳香族部分に直接接続されている。式(9)における好適なAr基は、C6〜C30ジヒドロキシアリーレン化合物、例えば上記式(3)、(4)または(7)のジヒドロキシアリーレン化合物から得られるものであってもよい。上記ジヒドロキシアリーレンのうち少なくとも1つを含む組合せも使用可能である。好適なジヒドロキシアリーレン化合物の具体的な例は、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)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)プロパン、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、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)n-ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-1-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4-ヒドロキシフェニルスルフィド)、および1,1-ビス(4-ヒドロキシ-t-ブチルフェニル)プロパンである。上記ジヒドロキシ化合物のうち少なくとも1つを含む組合せも使用可能である。
【００９２】
式(9)の単位は、式(10)の対応するジヒドロキシ化合物:
【００９３】
【化１６】
2009526898.tif 000017
【００９４】
から得られるものであってもよく、式中、R、Ar、およびDは、上に定義された通りである。式(10)の化合物は、相間移動条件下での、ジヒドロキシアリーレン化合物と、例えばα,ω-ビスアセトキシポリジオルガノシロキサンの反応により得ることができる。
【００９５】
他の実施形態では、ポリジオルガノシロキサンブロックは、式(11)の単位:
【００９６】
【化１７】
2009526898.tif 000018
【００９７】
を含み、式中、RおよびDは、上に定義された通りであり、各R1の出現は、独立して、二価C1〜C30アルキレンであり、また重合ポリシロキサン単位は、その対応するジヒドロキシ化合物の反応残渣である。具体的な実施形態では、ポリジオルガノシロキサンブロックは、式(12)の繰り返し構造単位:
【００９８】
【化１８】
2009526898.tif 000019
【００９９】
により定められ、式中、RおよびDは、上に定義された通りである。式(12)中の各R2は、独立して、二価C2〜C8脂肪族基である。式(12)中の各Mは、同じでも異なっていてもよく、ハロゲン、シアノ、ニトロ、C1〜C8アルキルチオ、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C2〜C8アルケニル、C2〜C8アルケニルオキシ基、C3〜C8シクロアルキル、C3〜C8シクロアルコキシ、C6〜C10アリール、C6〜C10アリールオキシ、C7〜C12アリールアルキル、C7〜C12アリールアルコキシ、C7〜C12アルキルアリール、またはC7〜C12アルキルアリールオキシであってもよく、各nは、独立して、0、1、2、3、または4である。
【０１００】
一実施形態では、Mは、ブロモもしくはクロロ、または、メチル、エチル、もしくはプロピル等のアルキル基、メトキシ、エトキシ、もしくはプロポキシ等のアルコキシ基、または、フェニル、クロロフェニル、もしくはトリル等のアリール基であり;R2は、ジメチレン、トリメチレン、またはテトラメチレン基であり;Rは、C1〜8アルキル、トリフルオロプロピル等のハロアルキル、シアノアルキル、または、フェニル、クロロフェニルもしくはトリル等のアリールである。他の実施形態では、Rは、メチル、またはメチルとトリフルオロプロピルの混合、またはメチルとフェニルの混合である。さらに別の実施形態では、Mはメトキシ、nは1、R2は二価C1〜C3脂肪族基、Rはメチルである。
【０１０１】
式(12)の単位は、対応するジヒドロキシポリジオルガノシロキサン(13):
【０１０２】
【化１９】
2009526898.tif 000020
【０１０３】
から得られるものであってもよく、式中、R、D、M、R2、およびnは、上に定義された通りである。そのようなジヒドロキシポリシロキサンは、式(14)のシロキサン水素化物:
【０１０４】
【化２０】
2009526898.tif 000021
【０１０５】
の間の白金触媒付加反応を生じさせることにより作製可能であり、式中、RおよびDは、上に定義された通りであり、脂肪族不飽和一価フェノールである。好適な脂肪族不飽和一価フェノールには、例えば、オイゲノール、2-アリルフェノール、4-アリル-2-メチルフェノール、4-アリル-2-フェニルフェノール、4-アリル-2-ブロモフェノール、4-アリル-2-t-ブトキシフェノール、4-フェニル-2-フェニルフェノール、2-メチル-4-プロピルフェノール、2-アリル-4,6-ジメチルフェノール、2-アリル-4-ブロモ-6-メチルフェノール、2-アリル-6-メトキシ-4-メチルフェノールおよび2-アリル-4,6-ジメチルフェノールが含まれる。これらの物質のうち少なくとも1つを含む混合物も使用可能である。
【０１０６】
他の実施形態では、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーは、約50から約99wt%のカーボネート単位と、約1から約50wt%のシロキサン単位を含む。この範囲内で、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーは、約70から約98wt%、具体的には約75から約97wt%のカーボネート単位と、約2から約30wt%、具体的には約3から約25wt%のシロキサン単位を含んでもよい。
【０１０７】
ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーは、ASTM D1003-00に従い測定される光透過率が、55%以上、具体的には60%以上、より具体的には70%以上であってもよい。コポリマーは、ASTM D1003-00に従い測定されるヘーズが、50%以下、具体的には40%以下、最も具体的には30%以下であってもよい。
【０１０８】
1つの具体的な実施形態において、ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーは、ポリシロキサン単位と、ビスフェノールA、すなわち式(3)のジヒドロキシ化合物から得られるカーボネート単位を含み、式中、A1およびA2はそれぞれp-フェニレンであり、Y1はイソプロピリデンである。ポリシロキサン-ポリカーボネートは、試料濃度が1ミリリットルあたり1ミリグラムで、ポリカーボネート標準物質で較正した、架橋スチレン-ジビニルベンゼンカラムを用いたゲル透過クロマトグラフィーにより測定した場合、2,000から100,000、具体的には5,000から50,000の重量平均分子量を有してもよい。
【０１０９】
ポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーは、300℃/1.2kgで測定したメルトボリュームフローレートが、10分あたり1から35立方センチメートル(cc/10分)、具体的には2から30cc/10分となることができる。全体的に望ましい流動性を達成するために、異なる流動性を有するポリシロキサン-ポリカーボネートの混合物が使用されてもよい。
【０１１０】
本明細書において利用可能な好適なポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーは、米国特許第6657018号(参照することによりその全体が本明細書に組み入れられる)に記載のものを含む。また、米国特許第6657018号で具体的に言及されているものよりも多数のポリシロキサン単位を有するポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーも含まれる。
【０１１１】
一実施形態では、組成物は、C9030P(ゼネラルエレクトリック社(General Electric Co.))等のポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーを含む。C9030Pは、20重量%のシロキサンセグメントを有するPC-シロキサンコポリマーである。樹脂組成物は、他の成分の存在下で、ポリシロキサン-ポリカーボネートを、それから調製される熱可塑性組成物の少なくとも1種類の機械的性質を維持するために有効な量で含む。ポリシロキサン-ポリカーボネートの量は、組成物中の成分(i)ポリカーボネートの総重量を基準として、一般に約5重量%から約30重量%、具体的には約8重量%から約25重量%、より具体的には約10重量%から約25重量%、最も具体的には約12重量%から約20重量%の範囲であってもよい。
【０１１２】
組成物中に存在するポリシロキサン-ポリカーボネートにより決まる、樹脂組成物のポリシロキサン含有量は、組成物中の成分(i)ポリカーボネートの総重量を基準として、樹脂組成物の約0.25から約6wt%、具体的には約0.4から約5wt%、より具体的には約0.6から約4wt%の量となることができる。
【０１１３】
いかなる具体的な理論にも拘束されることを望まないが、KSSとNaTSの組合せは、ハロゲン化難燃添加剤は存在せず防滴剤は存在する状態で、ポリカーボネート組成物中で低い濃度で相乗的に作用することができると考えられている。例えば、防滴剤の存在下で、0.005phrのKSSと0.025phrのNaTSの組合せにより、1.6mmで、さらには1.2mmでUL V0性能がもたらされた。
【０１１４】
1つの具体的な実施形態において、本開示の難燃性組成物は、従来のガラス繊維充填のもの等のポリカーボネートの優れた機械的性能を維持しつつ、1.6mmで強固なV0性能を示し、さらに最適化された難燃添加剤を含有すれば、1.2mmでの強固なV0を得ることができる。さらに、材料の衝撃特性は、既存の製品と比較して著しく改善される。
【０１１５】
さらなる実施形態では、本開示の組成物は、
(i)100重量部のポリカーボネートと;
(ii)約5重量部から約30重量部のガラス繊維と;
(iii)約5重量部から約30重量部のポリシロキサン-ポリカーボネートコポリマーと;
(iv)約0.0001重量部から約0.2重量部の芳香族スルホンスルホン酸塩と;
(v)約0.002重量部から約0.5重量部の芳香族スルホン酸塩と;
(vi)任意選択で、約0.01重量部から約0.26重量部の防滴剤と;
(vii)加水分解安定剤、衝撃改質剤、充填剤/補強剤、視覚効果促進剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、離型剤、潤滑剤、帯電防止剤、顔料、染料、難燃剤、加工助剤、放射線安定剤、およびそれらの組合せよりなる群から選択される、1つまたは複数の任意選択の添加剤とを含む。
【０１１６】
様々な実施形態において、組成物に通常組み込まれる添加剤は、組成物の望ましい性質に悪影響を及ぼさないように選択される。添加剤の混合物も使用可能である。そのような添加剤は、組成物を形成するために成分を混合している間、適時に混合される。
【０１１７】
本開示の組成物は、エステルおよび/またはカーボネート基の加水分解を低減するために、1つまたは複数の加水分解安定剤を含んでもよい。典型的な加水分解安定剤としては、2,2',6,6'-テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド等、2位および2'位が置換された芳香族および/または脂環式モノカルボジイミド等のカルボジイミド系添加剤を含めることができる。1モルあたり500グラムを超える分子量を有するポリカルボジイミドも好適である。加水分解安定剤として有用な他の化合物には、エポキシ変性アクリルオリゴマーまたはポリマー、および脂環式エポキシドをベースとしたオリゴマーが含まれる。好適なエポキシ官能性安定剤の具体的な例としては、コネチカット州ダンベリーのユニオンカーバイド社(Union Carbide Corporation)(ダウケミカル社(Dow Chemical)の子会社)から供給されている脂環式エポキシド樹脂(Cycloaliphatic Epoxide Resin)ERL-4221;ならびに、ウィスコンシン州スターテバントのジョンソンポリマー社(Johnson Polymer Inc)から入手可能なJONCRYL(登録商標)ADR-4300およびJONCRYL(登録商標)ADR-4368が挙げられる。存在する場合、加水分解安定剤は、熱可塑性組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.05から1重量パーセント、具体的には0.1から0.5重量パーセント、より具体的には0.12から0.3重量パーセントの量で使用することができる。
【０１１８】
組成物は、顔料および/または染料添加剤等の着色剤を含んでもよい。好適な顔料には、無機顔料、例えば酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化鉄等、金属酸化物および混合金属酸化物;硫化亜鉛等の硫化物;アルミン酸塩;スルホケイ酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、クロム酸ナトリウム等;カーボンブラック;亜鉄酸亜鉛;ウルトラマリンブルー;ピグメントブラウン24;ピグメントレッド101;ピグメントイエロー119;有機顔料、例えばアゾ顔料、ジアゾ顔料、キナクリドン、ペリレン、ナフタレンテトラカルボン酸、フラバントロン、イソインドリノン、テトラクロロイソインドリノン、アントラキノン、アンタントロン、ジオキサジン、フタロシアニン、およびアゾレーキ;ピグメントブルー60、ピグメントレッド122、ピグメントレッド149、ピグメントレッド177、ピグメントレッド179、ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット29、ピグメントブルー15、ピグメントグリーン7、ピグメントイエロー147、およびピグメントイエロー150、または、これらの顔料のうち少なくとも1つを含む組合せが含まれる。存在する場合、顔料は、熱可塑性組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.01から10重量パーセントの量で使用することができる。
【０１１９】
好適な染料は有機材料であってもよく、例えば、クマリン460(青)、クマリン6(緑)、ナイルレッド等のクマリン染料;ランタニド錯体;炭化水素および置換炭化水素染料;多環芳香族炭化水素染料;オキサゾールもしくはオキサジアゾール染料等の蛍光染料;アリール置換もしくはヘテロアリール置換ポリ(C2〜8)オレフィン染料;カルボシアニン染料;インダントロン染料;フタロシアニン染料;オキサジン染料;カルボスチリル染料;ナフタレンテトラカルボン酸染料;ポルフィリン染料;ビス(スチリル)ビフェニル染料;アクリジン染料;アントラキノン染料;シアニン染料;メチン染料;アリールメタン染料;アゾ染料;インジゴイド染料、チオインジゴイド染料、ジアゾニウム染料;ニトロ染料;キノンイミン染料;アミノケトン染料;テトラゾリウム染料;チアゾール染料;ペリレン染料、ペリノン染料;ビス-ベンズオキサゾリルチオフェン(BBOT);トリアリールメタン染料;キサンテン染料;チオキサンテン染料;ナフタルイミド染料;ラクトン染料;近赤外波長で吸収を示し、可視波長で放出するアンチストークスシフト染料等のフルオロフォア等;7-アミノ-4-メチルクマリン等の発光染料;3-(2'-ベンゾチアゾリル)-7-ジエチルアミノクマリン;2-(4-ビフェニリル)-5-(4-t-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール;2,5-ビス-(4-ビフェニリル)-オキサゾール;2,2'-ジメチル-p-クオーターフェニル;2,2-ジメチル-p-ターフェニル;3,5,3"",5""-テトラ-t-ブチル-p-キンクフェニル;2,5-ジフェニルフラン;2,5-ジフェニルオキサゾール;4,4'-ジフェニルスチルベン;4-ジシアノメチレン-2-メチル-6-(p-ジメチルアミノスチリル)-4H-ピラン;1,1'-ジエチル-2,2'-カルボシアニンヨウ化物;3,3'-ジエチル-4,4',5,5'-ジベンゾチアトリカルボシアニンヨウ化物;7-ジメチルアミノ-1-メチル-4-メトキシ-8-アザキノロン-2;7-ジメチルアミノ-4-メチルキノロン-2;2-(4-(4-ジメチルアミノフェニル)-1,3-ブタジエニル)-3-エチルベンゾチアゾリウムパークロレート;3-ジエチルアミノ-7-ジエチルイミノフェノキサゾニウムパークロレート;2-(1-ナフチル)-5-フェニルオキサゾール;2,2'-p-フェニレン-ビス(5-フェニルオキサゾール);ローダミン700;ローダミン800;ピレン;クリセン;ルブレン;コロネン等、またはこれらの染料のうち少なくとも1つを含む組合せを含む。存在する場合、染料は、熱可塑性組成物に使用されるポリカーボネートの総重量を基準として、0.01から10重量パーセントの量で使用することができる。
【０１２０】
組成物は、耐衝撃性を増加させるために、任意選択で衝撃改質剤を含んでもよいが、この衝撃改質剤は、組成物の望ましい性質に悪影響を及ぼさない量で存在する。これらの衝撃改質剤には、(i)10℃未満、より具体的には-10℃未満、さらに具体的には-40℃から-80℃のTgを有するエラストマー性(すなわちゴム状)ポリマー基材、および(ii)該エラストマー性ポリマー基材にグラフトされた硬質ポリマー基材(superstrate)を含む、エラストマー変性グラフトコポリマーが含まれる。既知のように、エラストマー変性グラフトコポリマーは、まずエラストマー性ポリマーを提供し、次いで硬質相の構成モノマーをエラストマーの存在下で重合してグラフトコポリマーを得ることにより調製することができる。グラフトは、グラフト枝またはシェルとして、エラストマーコアに付着されてもよい。シェルは、単に物理的にコアを包み込んでもよく、または、シェルは、部分的に、もしくは原則的に完全にコアにグラフトされてもよい。
【０１２１】
エラストマー相としての使用に好適な材料には、例えば、共役ジエンゴム;共役ジエンと50wt%未満の共重合可能なモノマーのコポリマー;エチレンプロピレンコポリマー(EPR)またはエチレンプロピレン-ジエンモノマーゴム(EPDM)等のオレフィンゴム;エチレン-ビニルアセテートゴム;シリコーンゴム;エラストマー性C1〜8アルキル(メタ)アクリレート;C1〜8アルキル(メタ)アクリレートとブタジエンおよび/またはスチレンのエラストマー性コポリマー;または、上記エラストマーのうち少なくとも1つを含む組合せが含まれる。
【０１２２】
エラストマー相の調製に好適な共役ジエンモノマーは、式(15):
【０１２３】
【化２１】
2009526898.tif 000022
【０１２４】
で表され、式中、各Xbは、独立して、水素、C1〜C5アルキル等である。使用可能な共役ジエンモノマーの例としては、ブタジエン、イソプレン、1,3-ヘプタジエン、メチル-1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-エチル-1,3-ペンタジエン;1,3-および2,4-ヘキサジエン等、ならびに上記共役ジエンモノマーのうち少なくとも1つを含む混合物が挙げられる。具体的な共役ジエンホモポリマーには、ポリブタジエンおよびポリイソプレンが含まれる。
【０１２５】
例えば、共役ジエンと、それと共重合可能な1種類または複数種類のモノマーとの水性エマルジョンラジカル重合により生成されるもの等、共役ジエンゴムのコポリマーも使用可能である。ビニル芳香族化合物がエチレン性不飽和ニトリルモノマーと共重合してコポリマーを形成することができるが、このビニル芳香族化合物は、式(16)のモノマー:
【０１２６】
【化２２】
2009526898.tif 000023
【０１２７】
を含むことができ、式中、各Xcは、独立して、水素、C1〜C12アルキル、C3〜C12シクロアルキル、C6〜C12アリール、C7〜C12アリールアルキル、C7〜C12アルキルアリール、C1〜C12アルコキシ、C3〜C12シクロアルコキシ、C6〜C12アリールオキシ、クロロ、ブロモ、またはヒドロキシであり、Rは、水素、C1〜C5アルキル、ブロモ、またはクロロである。使用可能な好適なモノビニル芳香族モノマーの例としては、スチレン、3-メチルスチレン、3,5-ジエチルスチレン、4-n-プロピルスチレン、α-メチルスチレン、α-メチルビニルトルエン、α-クロロスチレン、α-ブロモスチレン、ジクロロスチレン、ジブロモスチレン、テトラ-クロロスチレン等、および上記化合物のうち少なくとも1つを含む組合せが挙げられる。スチレンおよび/またはα-メチルスチレンを、共役ジエンモノマーと共重合可能なモノマーとして使用してもよい。
【０１２８】
共役ジエンと共重合可能な他のモノマーは、モノビニルモノマー、例えばイタコン酸、アクリルアミド、N-置換アクリルアミドもしくはメタクリルアミド、無水マレイン酸、マレイミド、N-アルキル置換、アリール置換、もしくはハロアリール置換マレイミド、グリシジル(メタ)アクリレート、および一般式(17)のモノマー:
【０１２９】
【化２３】
2009526898.tif 000024
【０１３０】
であり、式中、Rは、水素、C1〜C5アルキル、ブロモ、またはクロロであり、Xcは、C1〜C12アルコキシカルボニル、C1〜C12アリールオキシカルボニル、ヒドロキシカルボニル等である。式(17)のモノマーの例としては、アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等、および上記モノマーのうち少なくとも1つを含む組合せが挙げられる。n-ブチルアクリレート、エチルアクリレート、および2-エチルヘキシルアクリレート等のモノマーが、共役ジエンモノマーと共重合可能なモノマーとして一般的に使用される。上記モノビニルモノマーとモノビニル芳香族モノマーの混合物も使用可能である。
【０１３１】
エラストマー相としての使用に適した好適な(メタ)アクリレートモノマーは、例えばn-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート等のC1〜8アルキル(メタ)アクリレート、具体的にはC4〜6アルキルアクリレート、および上記モノマーのうち少なくとも1つを含む組合せの、架橋型微粒子エマルジョンホモポリマーまたはコポリマーであってもよい。C1〜8アルキル(メタ)アクリレートモノマーは、任意選択で、最大15wt%の式(15)、(16)、または(17)のコモノマーと混合されて重合されてもよい。例示的なコモノマーには、ブタジエン、イソプレン、スチレン、メチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、フェネチルメタクリレート、N-シクロヘキシルアクリルアミド、ビニルメチルエーテル、および上記コモノマーの少なくとも1つを含む混合物が含まれるが、これらに限定されない。任意選択で、例えばジビニルベンゼン、グリコールビスアクリレート等のアルキレンジオールジ(メタ)アクリレート、アルキレントリオールトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ビスアクリルアミド、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、アリル(メタ)アクリレート、マレイン酸ジアリル、フマル酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、クエン酸のトリアリルエステル、リン酸のトリアリルエステル等、および上記架橋剤のうち少なくとも1つを含む組合せ等、最大5wt%の多官能性架橋コモノマーが存在してもよい。
【０１３２】
エラストマー相は、連続プロセス、半バッチプロセス、またはバッチプロセスを用いた、塊、エマルジョン、懸濁液、溶液、またはバルク-懸濁液、エマルジョン-バルク、バルク-溶液等の複合プロセス、または他の技法等により重合可能である。エラストマー基材の粒径は決定的とはならない。例えば、エマルジョンベースの重合でのゴム格子には、平均粒径として、0.001から25マイクロメートル、具体的には0.01から15マイクロメートル、またはさらに具体的には0.1から8マイクロメートルを使用することができる。バルク重合でのゴム基材には、0.5から10マイクロメートル、具体的には0.6から1.5マイクロメートルの粒径を使用することができる。粒径は、単純な光透過法またはキャピラリーハイドロダイナミッククロマトグラフィー(CHDF)により測定することができる。エラストマー相は、微粒子の適度に架橋された共役ブタジエンまたはC4〜6アルキルアクリレートゴムであってもよく、好ましくはゲル含有量が70wt%を超える。ブタジエンとスチレンおよび/またはC4〜6アルキルアクリレートゴムの混合物もまた適している。
【０１３３】
エラストマー相は、全グラフトコポリマーの5から95wt%、より具体的にはエラストマー変性グラフトコポリマーの20から90wt%、さらに具体的には40から85wt%(残りは硬質グラフト相)であってもよい。
【０１３４】
エラストマー変性グラフトコポリマーの硬質相は、モノビニル芳香族モノマーと、任意選択で1種類または複数種類のコモノマーとを含む混合物の、1種類または複数種類のエラストマー性ポリマー基材の存在下でのグラフト重合により形成することができる。
【０１３５】
上述の式(16)のモノビニル芳香族モノマーは、スチレン、α-メチルスチレン、ジブロモスチレン等のハロスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ブチルスチレン、パラ-ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン等、または上記モノビニル芳香族モノマーのうち少なくとも1つを含む組合せを含み、硬質グラフト相に使用することができる。好適なコモノマーには、例えば、上述のモノビニルモノマーおよび/または一般式(17)のモノマーが含まれる。一実施形態では、Rは、水素またはC1〜C2アルキルであり、Xcは、シアノまたはC1〜C12アルコキシカルボニルである。硬質相での使用に好適な具体的なコモノマーには、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート等、および上記コモノマーのうち少なくとも1つを含む組合せが含まれる。
【０１３６】
硬質グラフト相でのモノビニル芳香族モノマーとコモノマーの相対比率は、エラストマー基材の種類、モノビニル芳香族モノマーの種類、コモノマーの種類、および衝撃改質剤の望ましい性質に依存して幅広く変化する可能性がある。硬質相は、通常、最大100wt%のモノビニル芳香族モノマー、具体的には30から100wt%、より具体的には50から90wt%のモノビニル芳香族モノマー(残りはコモノマー)を含むことができる。
【０１３７】
存在するエラストマー変性ポリマーの量に依存して、グラフトされていない硬質ポリマーまたはコポリマーの別個のマトリックスまたは連続相が、エラストマー変性グラフトコポリマーと同時に得られる可能性がある。典型的には、そのような衝撃改質剤は、衝撃改質剤の総重量を基準として、40から95wt%のエラストマー変性グラフトコポリマーと、5から65wt%のグラフト(コ)ポリマーとを含む。他の実施形態では、そのような衝撃改質剤は、衝撃改質剤の総重量を基準として、50から85wt%、より具体的には75から85wt%のゴム変性グラフトコポリマーと、15から50wt%、より具体的には15から25wt%のグラフト(コ)ポリマーとを含む。
【０１３８】
エラストマー変性衝撃改質剤の他の具体的な種類は、少なくとも1種類のシリコーンゴムモノマー、式H2C=C(Rd)C(O)OCH2CH2Reで表される分岐鎖アクリレートゴムモノマー(式中、Rdは、水素またはC1〜C8線形または分岐鎖アルキル基であり、Reは、分岐鎖C3〜C16アルキル基である);第1のグラフト連結モノマー;重合可能なアルケニル含有有機材料;および第2のグラフト連結モノマーから得られる構造単位を有する。シリコーンゴムモノマーは、例えば、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサン、テトラメチルテトラフェニルシクロテトラシロキサン、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサンおよび/またはテトラエトキシシラン等、環状シロキサン、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、(アクリルオキシ)アルコキシシラン、(メルカプトアルキル)アルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、またはアリルアルコキシシランを、単独で、または組み合わせて含んでもよい。
【０１３９】
例示的な分岐鎖アクリレートゴムモノマーには、イソ-オクチルアクリレート、6-メチルオクチルアクリレート、7-メチルオクチルアクリレート、6-メチルヘプチルアクリレート等が、単独で、または組み合わされて含まれる。重合可能なアルケニル含有有機材料は、例えばスチレン、α-メチルスチレン、または、メチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート等の非分岐(メタ)アクリレート等の、式(16)または(17)のモノマーの単独、または組合せであってもよい。
【０１４０】
少なくとも1種類の第1のグラフト連結モノマーは、例えば、(γ-メタクリルオキシプロピル)(ジメトキシ)メチルシランおよび/または(3-メルカプトプロピル)トリメトキシシラン等、(アクリルオキシ)アルコキシシラン、(メルカプトアルキル)アルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、またはアリルアルコキシシランの単独、または組合せであってもよい。少なくとも1種類の第2のグラフト連結モノマーは、例えばアリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、またはトリアリルイソシアヌレート等の、少なくとも1つのアリル基を有するポリエチレン性不飽和化合物の単独、または組合せである。
【０１４１】
シリコーン-アクリレート衝撃改質剤組成物は、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸等の表面活性剤の存在下、30℃から110℃の温度で少なくとも1種類のシリコーンゴムモノマーが少なくとも1種類の第1のグラフト連結モノマーと反応してシリコーンゴムラテックスを形成する、エマルジョン重合により調製することができる。あるいは、シクロオクタメチルテトラシロキサン等の環状シロキサンおよびテトラエトキシオルトシリケートを、(γ-メタクリルオキシプロピル)メチルジメトキシシラン等の第1のグラフト連結モノマーと反応させて、平均粒径が100ナノメートルから2マイクロメートルまでのシリコーンゴムを生成することができる。次いで、任意選択でアリルメタクリレート等の架橋モノマーの存在下で、また過酸化ベンゾイル等のフリー基生成重合触媒の存在下で、少なくとも1種類の分岐鎖アクリレートゴムモノマーをシリコーンゴム粒子と重合させる。このラテックスを、次いで重合可能なアルケニル含有有機材料および第2のグラフト連結モノマーと反応させる。グラフトシリコーン-アクリレートゴムハイブリッドのラテックス粒子を、凝固(凝固剤を用いた処理による)によって水相から分離し、乾燥させて微粉末とし、シリコーン-アクリレートゴム衝撃改質剤組成物を生成することができる。この方法は、100ナノメートルから2マイクロメートルの粒径を有するシリコーン-アクリレート衝撃改質剤を生成するために一般的に使用することができる。
【０１４２】
上述のエラストマー変性グラフトコポリマーの形成のための既知の方法には、連続プロセス、半バッチプロセス、またはバッチプロセスを用いた、塊、エマルジョン、懸濁液、および溶液プロセス、またはバルク-懸濁液、エマルジョン-バルク、バルク-溶液等の複合プロセス、または他の技法等が含まれる。
【０１４３】
SANコポリマーを含む上述の種類の衝撃改質剤は、必要に応じて、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸リチウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム等のC6〜30脂肪酸のアルカリ金属塩;アルカリ金属炭酸塩、ドデシルジメチルアミン、ドデシルアミン等のアミン;およびアミンのアンモニウム塩等の塩基性材料を含まないエマルジョン重合プロセスにより調製することができる。そのような材料はエマルジョン重合において界面活性剤として一般的に使用されており、ポリカーボネートのエステル交換および/または分解を触媒することができる。代わりに、イオン性硫酸塩、スルホン酸塩、またはリン酸塩界面活性剤が、衝撃改質剤、具体的には衝撃改質剤のエラストマー基材部分の調製に使用されてもよい。好適な界面活性剤には、例えば、C1〜22アルキルまたはC7〜25アルキルアリールスルホン酸塩、C1〜22アルキルまたはC7〜25アルキルアリール硫酸塩、C1〜22アルキルまたはC7〜25アルキルアリールリン酸塩、置換ケイ酸塩、およびそれらの混合物が含まれる。具体的な界面活性剤は、C6〜16、より具体的にはC8〜12アルキルスルホン酸塩である。
【０１４４】
組成物中に使用可能な具体的な衝撃改質剤は、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)衝撃改質剤である。ABSおよびMBS以外のエラストマー変性グラフトコポリマーの他の例としては、アクリロニトリル-スチレン-ブチルアクリレート(ASA)、メチルメタクリレート-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(MABS)、およびアクリロニトリル-エチレン-プロピレン-ジエン-スチレン(AES)が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１４５】
存在する場合、衝撃改質剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、約0.1から約30重量パーセントの量で存在することができる。組成物は、充填剤または補強剤を含んでもよい。使用される場合、好適な充填剤または補強剤には、例えば、ケイ酸アルミニウム(ムライト)、合成ケイ酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、溶融石英、結晶シリカグラファイト、天然ケイ砂等のケイ酸塩およびシリカ粉末;窒化ホウ素粉末、ホウ素シリケート粉末等のホウ素粉末;TiO2、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の酸化物;硫酸カルシウム(無水物、二水和物もしくは三水和物として);チョーク、石灰石、大理石、合成沈降炭酸カルシウム等の炭酸カルシウム;繊維状タルク、モジュラータルク、針状タルク、層状タルク等を含むタルク;珪灰石;表面処理珪灰石;中空および中実ガラス球、ケイ酸塩球、セノスフェア、アルミノケイ酸塩(アルモスフェア)等のガラス球;硬質カオリン、軟質カオリン、焼成カオリン、ポリマーマトリックス樹脂との適合性を促進するための当技術分野で知られた様々なコーティングを含むカオリン等のカオリン;炭化ケイ素、アルミナ、炭化ホウ素、鉄、ニッケル、銅等の単結晶繊維もしくは「ウィスカー」;アスベスト、炭素繊維、E、A、C、ECR、R、S、D、もしくはNEガラス等の追加のガラス繊維等の繊維(長繊維および短繊維を含む);硫化モリブデン、硫化亜鉛等の硫化物;チタン酸バリウム、バリウムフェライト、硫酸バリウム、重晶石等のバリウム化合物;粒子状または繊維状アルミニウム、青銅、亜鉛、銅およびニッケル等の金属および金属酸化物;ガラスフレーク、フレーク状炭化ケイ素、二ホウ化アルミニウム、アルミニウムフレーク、スチールフレーク等のフレーク状充填剤;ケイ酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、および硫酸カルシウム半水和物のうち少なくとも1つを含むブレンドから得られるもの等の無機短繊維等の、繊維状充填剤;木材の微粉砕により得られる木粉や、セルロース、木綿、サイザル麻、ジュート、デンプン、コルク粉末、リグニン、挽いたナッツの殻、コーン、米の籾殻等の繊維状生産物等の天然充填剤および補強剤;ポリテトラフルオロエチレン等の有機充填剤;ポリ(エーテルケトン)、ポリイミド、ポリベンズオキサゾール、ポリ(フェニレンスルフィド)、ポリ
エステル、ポリエチレン、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、アクリル樹脂、ポリ(ビニルアルコール)等の繊維を形成可能な有機ポリマーから形成される有機繊維状補強充填剤;ならびに、雲母、粘度、長石、煙塵、フィライト、石英、珪岩、パーライト、トリポリ石、珪藻土、カーボンブラック等の追加の充填剤および補強剤、または、上記充填剤または補強剤の少なくとも1つを含む組合せが含まれる。
【０１４６】
充填剤および補強剤は、導電性を促進するために金属材料の層で被覆してもよく、またはポリマーマトリックス樹脂との接着性および分散性を改善するためにシランで表面処理してもよい。さらに、補強充填剤は、モノフィラメント繊維またはマルチフィラメント繊維の形態で提供されてもよく、また、単独で、または他の種類の繊維と組み合わせて、例えば共製織またはコア/シース、並列構成、オレンジタイプ、もしくはマトリックスおよびフィブリル構成により、または、繊維製造分野での当業者に知られた他の方法により使用されてもよい。好適な共製織構造には、例えば、ガラス繊維-炭素繊維、炭素繊維-芳香族ポリイミド(アラミド)繊維、および芳香族ポリイミド繊維-ガラス繊維等が含まれる。繊維状充填剤は、例えば、粗紡、0〜90度織り等の織布繊維強化材等;長繊維ストランドマット、短繊維ストランドマット、ティッシュ、紙およびフェルト等の非織布繊維強化材等;または、ブレイズ等の3次元強化材の形態で供給されてもよい。存在する場合、充填剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0から90重量パーセントの量で使用することができる。
【０１４７】
視覚効果促進剤は、時に視覚効果添加剤または顔料としても知られるが、カプセル化された形態、カプセル化されていない形態、またはポリマー樹脂を含む粒子に積層された状態で存在してもよい。視覚効果添加剤のいくつかの限定されない例は、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、チタン、ステンレススチール、硫化ニッケル、硫化コバルト、硫化マンガン、金属酸化物、白雲母、黒雲母、真珠雲母、人工雲母、二酸化チタン被覆雲母、金属被覆ガラスフレーク、およびペリレンレッドを含むがこれに限定されない着色剤である。視覚効果添加剤は、アスペクト比が高くても低くてもよく、1を超えるファセットを有してもよい。ソルベントブルー35、ソルベントブルー36、ディスパースバイオレット26、ソルベントグリーン3、アナプラストオレンジLFP、ペリレンレッド、およびモープラスレッド36等の染料が使用されてもよい。また、パーマネントピンクR(カラーインデックスピグメントレッド181、クラリアントコーポレーション(Clariant Corporation)製)、ホスタゾルレッド5B(カラーインデックス#73300、CAS#522-75-8、クラリアントコーポレーション(Clariant Corporation)製)およびマクロレックス蛍光イエロー10GN(カラーインデックスソルベントイエロー160:1、バイエルコーポレーション(Bayer Corporation)製)を含むがこれに限定されない蛍光染料が使用されてもよい。二酸化チタン、硫化亜鉛、カーボンブラック、クロム酸コバルト、チタン酸コバルト、硫酸カドミウム、酸化鉄、スルホケイ酸ナトリウムアルミニウム、スルホケイ酸ナトリウム、クロムアンチモンチタンルチル、ニッケルアンチモンチタンルチル、および酸化亜鉛等の顔料が使用されてもよい。カプセル化された形態の視覚効果添加剤は、通常、ポリマーでカプセル化されたアルミニウムフレークのような、高アスペクト比材料等の視覚効果材料を含む。カプセル化された視覚効果添加剤は、ビーズ形状を有する。存在する場合、視覚効果促進剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.01から10重量パーセントの量で使用することができる。
【０１４８】
好適な酸化防止剤添加剤には、例えば、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)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等の有機亜リン酸エステル;アルキル化モノフェノールもしくはポリフェノール;テトラキス[メチレン(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロケイヒ酸)]メタン等のポリフェノールとジエンのアルキル化反応生成物;p-クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物;アルキル化ヒドロキノン;ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル;アルキリデン-ビスフェノール;ベンジル化合物;β-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸と一価もしくは多価アルコールのエステル;β-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-プロピオン酸と一価もしくは多価アルコールのエステル;ジステアリルチオプロピオネート、ジラウリルチオプロピオネート、ジトリデシルチオジプロピオネート、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のチオアルキルまたはチオアリール化合物のエステル;β-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオン酸等のアミド、または、上記酸化防止剤のうち少なくとも1つを含む組合せが含まれる。存在する場合、酸化防止剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、約0.0001から約1重量パーセントの量で使用することができる。
【０１４９】
好適な熱安定剤添加剤には、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス-(2,6-ジメチルフェニル)ホスファイト、トリス-(混合モノ-およびジノニルフェニル)ホスファイト等の有機亜リン酸エステル;ジメチルベンゼンホスホネート等のホスホン酸エステル、リン酸トリメチル等のリン酸エステル、または上記熱安定剤のうち少なくとも1つを含む組合せが含まれる。存在する場合、熱安定剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.0001から1重量パーセントの量で使用することができる。
【０１５０】
光安定剤および/または紫外線(UV)吸収添加剤が使用されてもよい。好適な光安定剤添加剤には、例えば、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-オクチルフェニル)-ベンゾトリアゾールおよび2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン等のベンゾトリアゾール、または上記光安定剤のうち少なくとも1つを含む組合せが含まれる。存在する場合、光安定剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.0001から1重量パーセントの量で使用することができる。
【０１５１】
好適なUV吸収添加剤には、例えば、ヒドロキシベンゾフェノン;ヒドロキシベンゾトリアゾール;ヒドロキシベンゾトリアジン;シアノアクリレート;オキサニリド;ベンズオキサジノン;2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-フェノール(CYASORB(商標)5411);2-ヒドロキシ-4-n-オクチルオキシベンゾフェノン(CYASORB(商標)531);2-[4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-(オクチルオキシ)-フェノール(CYASORB(商標)1164);2,2'-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンズオキサジン-4-オン)(CYASORB(商標)UV-3638);1,3-ビス[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]-2,2-ビス[[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル]プロパン(UVINUL(商標)3030);2,2'-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンズオキサジン-4-オン);1,3-ビス[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]-2,2-ビス[[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル]プロパン;酸化チタン、酸化セリウム、および酸化亜鉛等のナノサイズ無機材料(すべて粒径は100ナノメートル未満)等、または、上記UV吸収剤のうち少なくとも1つを含む組合せが含まれる。存在する場合、UV吸収剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.0001から1重量パーセントの量で使用することができる。
【０１５２】
可塑剤、潤滑剤、および/または離型剤添加剤が使用されてもよい。これらの種類の材料には重複するものが多く、例えば、ジオクチル-4,5-エポキシ-ヘキサヒドロフタレート等のフタル酸エステル;トリス-(オクトキシカルボニルエチル)イソシアヌレート;トリステアリン;レゾルシノールテトラフェニルジホスフェート(RDP)、ヒドロキノンのビス(ジフェニル)ホスフェート、およびビスフェノール-Aのビス(ジフェニル)ホスフェート等の二官能性もしくは多官能性芳香族リン酸エステル;ポリ-α-オレフィン;エポキシ化大豆油;シリコーン油を含むシリコーン;エステル、例えばステアリン酸メチル等のアルキルステアリルエステル等の脂肪酸エステル;ステアリン酸ステアリル、ペンタエリスリトールテトラステアレート等;ステアリン酸メチルと、ポリエチレングリコールポリマー、ポリプロピレングリコールポリマー、およびそのコポリマーを含む、親水性および疎水性非イオン性界面活性剤の混合物、例えば適切な溶媒中でのステアリン酸メチルとポリエチレン-ポリプロピレングリコールコポリマー;蜜ろう、モンタンろう、パラフィンろう等のろうが含まれる。存在する場合、そのような材料は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.001から1重量パーセント、具体的には0.01から0.75重量パーセント、より具体的には0.1から0.5重量パーセントの量で使用することができる。
【０１５３】
「帯電防止剤」という用語は、ポリマー樹脂に加工することができ、かつ/または材料もしくは物品に噴霧して導電性および全体的な物理的性能を改善することができる、モノマー材料、オリゴマー材料、またはポリマー材料を指す。モノマー帯電防止剤の例としては、グリセロールモノステアレート、グリセロールジステアレート、グリセロールトリステアレート、エトキシル化アミン、1級、2級および3級アミン、エトキシル化アルコール、アルキルサルフェート、アルキルアリールサルフェート、アルキルホスフェート、アルキルアミンサルフェート、ステアリルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルスルホン酸塩、4級アンモニウム塩、4級アンモニウム樹脂、イミダゾリン誘導体、ソルビタンエステル、エタノールアミド、ベタイン等、または上記モノマー帯電防止剤のうち少なくとも1つを含む組合せが挙げられる。
【０１５４】
例示的なポリマー帯電防止剤には、あるポリエステルアミドポリエーテル-ポリアミド(ポリエーテルアミド)ブロックコポリマー、ポリエーテルエステルアミドブロックコポリマー、ポリエーテルエステル、またはポリウレタンが含まれるが、それぞれ、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール部分ポリアルキレンオキシド単位を含む。そのようなポリマー帯電防止剤は、例えばPelestat(商標)6321(三洋化成工業株式会社)またはPebax(商標)MH1657(アトフィナ社(Atofina))、Irgastat(商標)P18およびP22(チバガイギー社(Ciba-Geigy))等、市販されている。帯電防止剤として使用可能な他のポリマー材料は、ポリアニリン(パニポール社(Panipol)からPANIPOL(登録商標)EBとして市販されている)、ポリピロールおよびポリチオフェン(バイエル社(Bayer)から市販されている)等、本質的に導電性のポリマーであり、これらは高温での溶融プロセスの後その固有の導電性をある程度維持する。一実施形態では、組成物の静電気を散逸させるために、炭素繊維、炭素ナノ繊維、炭素ナノチューブ、カーボンブラック、またはこれらの材料の任意の組合せを、化学帯電防止剤を含むポリマー樹脂に使用することができる。存在する場合、帯電防止剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.0001から5重量パーセントの量で使用することができる。
【０１５５】
一実施形態では、実質的にハロゲンを含まない等の組成物の性能または他の望ましい特性にマイナスの影響がない限り、他の好適な難燃剤と本開示のKSS/NaTSの組合せを任意選択で使用することができる。加えることができる好適な難燃剤は、リンを含む有機化合物であってもよい。規制上の理由で、ある用途では、例えば有機リン酸エステルおよびリン-窒素結合を含有する有機化合物等の非臭素化および非塩素化リン含有難燃剤が好ましい場合がある。
【０１５６】
例示的な有機リン酸エステルの1つの種類は、式(GO)3P=O(式中、各Gは、独立して、アルキル、シクロアルキル、アリール、アルキルアリール、またはアリールアルキル基であり、ただし少なくとも1つのGは芳香族基である)の芳香族リン酸エステルである。G基のうち2つは互いに連結して、例えばジフェニルペンタエリスリトールジホスフェート等の環式基をなすことができる。他の好適な芳香族リン酸エステルは、例えば、フェニルビス(ドデシル)ホスフェート、フェニルビス(ネオペンチル)ホスフェート、フェニルビス(3,5,5'-トリメチルヘキシル)ホスフェート、エチルジフェニルホスフェート、2-エチルヘキシルジ(p-トリル)ホスフェート、ビス(2-エチルヘキシル)p-トリルホスフェート、トリトリルホスフェート、ビス(2-エチルヘキシル)フェニルホスフェート、トリ(ノニルフェニル)ホスフェート、ビス(ドデシル)p-トリルホスフェート、ジブチルフェニルホスフェート、2-クロロエチルジフェニルホスフェート、p-トリルビス(2,5,5'-トリメチルヘキシル)ホスフェート、2-エチルヘキシルジフェニルホスフェート等であってもよい。具体的な芳香族リン酸エステルは、例えばトリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、イソプロピル化トリフェニルホスフェート等、各Gが芳香族であるものである。
【０１５７】
二官能性または多官能性芳香族リン含有化合物、例えば下記式の化合物:
【０１５８】
【化２４】
2009526898.tif 000025
【０１５９】
も有用であり、式中、各G1は、独立して、1個から30個の炭素原子を有する炭化水素であり;各G2は、独立して、1個から30個の炭素原子を有する炭化水素またはヒドロカルボノキシであり;各Xaは、独立して、1個から30個の炭素原子を有する炭化水素であり;各Xは、独立して、臭素または塩素であり;mは0から4であり、nは1から30である。好適な二官能性または多官能性芳香族リン含有化合物には、レゾルシノールテトラフェニルジホスフェート(RDP)、ヒドロキノンのビス(ジフェニル)ホスフェートおよびビスフェノール-Aのビス(ジフェニル)ホスフェート、それぞれのオリゴマーおよびポリマーに対応するもの等が含まれる。
【０１６０】
例示的な適したリン-窒素結合含有難燃剤化合物には、塩化窒化リン、リンエステルアミド、リン酸アミド、ホスホン酸アミド、ホスフィン酸アミド、およびトリス(アジリジニル)ホスフィンオキシドが含まれる。存在する場合、リン含有難燃剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.1から10重量パーセントの量で存在することができる。
【０１６１】
また、例えば、ペルフルオロブタンスルホン酸カリウム(Rimar塩)、パーフルオロオクタンスルホン酸カリウム、テトラエチルアンモニウムパーフルオロヘキサンスルホン酸塩、およびジフェニルスルホンスルホン酸カリウム等のC2〜16アルキルスルホン酸塩;アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属(リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、およびバリウム塩)を、無機酸錯塩、例えばオキソアニオンと反応させることにより形成される塩、例えば炭酸のアルカリ金属およびアルカリ土類金属塩等(Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3、およびBaCO3等)、または、フルオロアニオン錯体と反応させることにより形成される塩等(Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6、および/またはNa3AlF6)の、無機難燃剤も使用可能である。存在する場合、無機難燃性塩は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.1から5重量パーセントの量で存在することができる。
【０１６２】
放射線安定剤、具体的にはγ線安定剤が存在してもよい。好適なγ線安定剤には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、メソ-2,3-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、2,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、1,4-ヘキサンジオール等のジオール;1,2-シクロペンタンジオール、1,2-シクロヘキサンジオール等の脂環式アルコール;2,3-ジメチル-2,3-ブタンジオール(ピナコール)等の分岐鎖非環式ジオール、およびポリオール、さらにアルコキシ置換環式または非環式アルカンが含まれる。不飽和部を有するアルケノールもまた有用なアルコールのクラスであり、例えば4-メチル-4-ペンテン-2-オール、3-メチル-ペンテン-3-オール、2-メチル-4-ペンテン-2-オール、2,4-ジメチル-4-ペネ-2-オール、および9-デセン-1-オール等が挙げられる。好適な他のアルコールのクラスは、少なくとも1つのヒドロキシ置換第3炭素を有する第3級アルコールである。これらの例としては、2-メチル-2,4-ペンタンジオール(へキシレングリコール)、2-フェニル-2-ブタノール、3-ヒドロキシ-3-メチル-2-ブタノン、2-フェニル-2-ブタノール等、および、1-ヒドロキシ-1-メチル-シクロヘキサン等の脂環式第3炭素が挙げられる。好適な他のアルコールのクラスは、芳香環における不飽和炭素に結合した飽和炭素上にヒドロキシ置換を有するヒドロキシメチル芳香族化合物である。ヒドロキシ置換飽和炭素は、メチロール基(-CH2OH)であってもよく、または、(-CR4HOH)または(-CR42OH)での場合(式中R4は複雑な、または単純な炭化水素である)のように、より複雑な炭化水素基の一部であってもよい。具体的なヒドロキシメチル芳香族化合物は、ベンズヒドロール、1,3-ベンゼンジメタノール、ベンジルアルコール、4-ベンジルオキシベンジルアルコール、およびベンジルベンジルアルコールであってもよい。具体的なアルコールは、2-メチル-2,4-ペンタンジオール(へキシレングリコールとしても知られる)、ポリエチレングリコール、およびポリプロピレングリコールである。存在する場合、放射線安定剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、典型的には0.001から1wt%、より具体的には0.01から0.5wt%の量で使用される。
【０１６３】
使用可能な加工助剤の限定されない例としては、Doverlube(登録商標)FL-599(ドーバーケミカル社(Dover Chemical Corporation)より入手可能)、Polyoxyter(登録商標)(ポリケムアロイ社(Polychem Alloy,Inc.)より入手可能)、Glycolube P(ロンザケミカル社(Lonza Chemical Company)より入手可能)、ペンタエリスリトールテトラステアレート、Metablen A-3000(三菱レイヨン株式会社より入手可能)、ネオペンチルグリコールジベンゾエート等が挙げられる。存在する場合、加工助剤は、組成物に使用されるポリカーボネートの重量を基準として、0.001から1重量パーセントの量で使用することができる。
【０１６４】
組成物は、当技術分野で通常利用可能な方法により製造することができるが、例えば、一実施形態では、手順の一方式として、HENSCHEL-Mixer(登録商標)高速ミキサーで粉末ポリカーボネートと任意選択のあらゆる添加剤をまずブレンドする。手練り等を含むがこれに限定されない他の低せん断プロセスでも、このブレンドを達成することができる。次いでブレンドをホッパを介して押出機の供給口に供給する。あるいは、供給口から、および/または下流側で側部導入口から直接押出機に供給することにより、成分の1つまたは複数を組成物に組み込むことができる。添加剤をマスターバッチへ投入して所望のポリマー樹脂と配合し、押出機に供給してもよい。押出機は通常、組成物を流動させるのに必要な温度よりも高い温度で稼動させる。押出物は水槽ですぐに冷却され、ペレット化される。そのように調製されたペレットは、押出物が切断される際、必要に応じて1/4インチ以下の長さとすることができる。そのようなペレットは、後の成形、造形、または形成に使用することができる。
【０１６５】
具体的な実施形態では、熱可塑性の物品を調製する方法は、ポリカーボネート、および任意選択のあらゆる添加剤を溶融混合して熱可塑性組成物を形成するステップを含む。溶融混合は押出により行うことができる。一実施形態では、ポリカーボネートと任意選択のあらゆる添加剤の比率は、機械的性能を所望のレベルに維持しながら組成物の光学特性が最高となるように選択される。
【０１６６】
具体的な実施形態では、押出機は二軸押出機である。押出機は、典型的には180から385℃の温度、具体的には200から330℃の温度、より具体的には220から300℃の温度で稼動されるが、ダイの温度は異なってもよい。押し出された組成物は水で冷却され、ペレット化される。
【０１６７】
組成物を含む、造形、形成、または成形された物品もまた提供される。組成物は、射出成形、押出、回転成形、ブロー成形および熱成形等の様々な手段により、有用な造形物に成形することができる。具体的な実施形態では、成形は射出成形により行われる。望ましくは、熱可塑性組成物は、優れた型充填性を有し、ボトル、チューブ、ビーカー、遠心分離管、ピペット、グルコース計、吸入器、トレイ、歯科用器具等、機械部品や自動車部品の物品を形成するのに有用である。
【０１６８】
異なるように指定されていない限り、本明細書で開示される組成物の難燃性は、UL94燃焼性試験基準により決定された。この点に関して、一般に、燃焼特性を測定するために、プラスチック材料に対してアンダーライターズラボラトリー(UL)により実施されている2種類の事前選択試験プログラムがある。第1は、試験片が点火された場合に、材料に消火する傾向があるかまたは炎が広がる傾向があるかを決定する。このプログラムは、UL94、「The Standard for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances」に記載されており、これは現在IEC60707、60695-11-10および60695-11-20、ならびにISO9772および9773と調和している(これは参照することにより全体が本明細書に組み入れられる)。
【０１６９】
第2の試験プログラムは、電気的点火源に対するプラスチックの点火耐性を測定するものである。点火に対する材料の耐性および表面トラッキング特性はUL746Aに記載されており、これはIEC60112、60695および60950に記載の試験手順と類似している。
【０１７０】
UL94に関して、12の燃焼性分類が規定されており、小規模の燃焼性試験の結果に基づいてそれらが材料に割り当てられる。燃焼性の降順で以下に列挙するこれらの分類は、管理された実験室条件下で試験片が特定の試験火炎に曝された後、材料の燃焼特性を区別するために使用される。
【０１７１】
分類のうち6つ(5VA、5VB、V-0、V-1、V-2、HB)は、家電製品に見られる筐体、構造部品および絶縁体の製造に一般に使用される材料に関する。
【０１７２】
残りの6分類のうち3つ(HF-1、HF-2、HBF)は、スピーカーグリルや防音材料の製造に一般に使用される低密度発泡材料に関する。
【０１７３】
最後の3分類(VTM-0、VTM-1、VTM-2)は、通常水平の位置では自重を支えることができない、非常に薄い膜に割り当てられる。これらは通常フレキシブルプリント基板上の基材に割り当てられる。
【０１７４】
試験中、プラスチック材料から成形された試験片は、関連試験法の規定により水平または垂直位置に配向され、所定の火炎点火源に、所定の時間曝される。水平燃焼(HB)試験の場合のように試験火炎が1回だけ接炎される試験もあれば、2回以上火炎が接炎される試験もある。
【０１７５】
HB燃焼等級は、材料が水平位置で試験され、ある特定の最大値未満の速度で燃えることが判明したことを示す。3つの垂直等級V2、V1およびV0は、材料が垂直位置で試験され、点火源が離されてから所定の時間内に自然に燃焼が止まったことを示す。垂直等級はまた、試料の下に置かれた脱脂綿の指標を点火させる燃焼粒子を、試験片が滴下したかどうかを示す。UL94はまた、5VAまたは5VB等級の試験において、試験火炎が5回まで接炎される方法を説明している。これらの小規模試験は、材料が点火された場合に消火するかまたは炎が広がる傾向を測定するものである。
【０１７６】
本明細書で利用されるUL94 V0燃焼性等級のパラメータのより詳細な説明を以下に記載する。
【０１７７】
本開示は、以下の限定されない実施例によりさらに例示される。
【実施例】
【０１７８】
一連の実験は、中間色および白色パッケージ(詳細は以下に示す)を含有するガラス繊維充填ポリカーボネート組成物を用いて行ったが、これは、TiO2等の比較的高い投入量により、これらの2つの色パッケージが、ガラス繊維充填ポリカーボネートには比較的困難な色パッケージと思われるためである。ガラス繊維(GF)は、オーウェンスコーニング社(Owens-Corning)製ガラス繊維(商標415A-14C)からのE型非結合ガラス繊維とした。繊維長4mm、フィラメント径14マイクロメートルであった。LEXAN(登録商標)EXLは、20重量%のシロキサンセグメントを有するPC-シロキサンコポリマーであるC9030 Pである。使用した熱安定剤は、IRGAPHOS(商標)168(トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト)であった。UV安定剤は、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-フェノール(CYASORB(商標)5411)であった。離型剤はペンタエリスリトールテトラステアレートであった。白色顔料はTiO2であった。着色剤は黄色、キノフタロンイエローPY138であった。使用したポリカーボネート、すなわちPC1およびPC2は、以下の一般特性を有する。使用したポリカーボネートPC1は、界面法により21,900の分子量(ポリカーボネート標準物質を使用したゲル透過クロマトグラフィー測定に基づく)を目標に調製された高流動性ビスフェノール-Aポリカーボネートであり、使用したポリカーボネートPC2は、界面法により29,900の分子量(ポリカーボネート標準物質を使用したゲル透過クロマトグラフィー測定に基づく)を目標に調製された低流動性ビスフェノール-Aポリカーボネートであった。
【０１７９】
成形組成物に対する燃焼性試験は統計「ULツール」を使用して行い、UL94試験プロトコルを使用して所定の厚さの5つのバーを燃焼させ、燃焼時間の総計を計算した。それぞれ厚さ1.6mmおよび1.2mmの2つのバーを試験した。以下の表は、UL94基準でのV0、V1およびV2の一般的指標を示す。
【０１８０】
【表１】
2009526898.tif 000026
【０１８１】
成形組成物の機械的性質は、以下に示すようにASTM基準により測定した。
【０１８２】
【表２】
2009526898.tif 000027
【０１８３】
実験は、PC/GFおよびPC/EXL/GFマトリックスにおけるKSS/NaTSの異なる比率に基づいて実施した。いずれの成分も非常に低い濃度で加えられたため、キャリアとして0.2%の水を用いて溶液とし、次いで押出の前にその溶液を他のすべての樹脂および添加剤と予めブレンドした。以下の実験において、成分はその重量部で記載されている。
【０１８４】
表1に示されているように、1.6mmでの強固なUL94 V0等級は、0.0007w%KSSおよび0.4w%NaTSを含むPC/GF組成物では達成することができなかった(中間色および白色の両方において)。これは、KSS/NaTSの組合せが、PC/GF組成物のみではUL性能を向上させることができないことを示唆していた。
【０１８５】
【表３】
2009526898.tif 000028
【０１８６】
しかし、表2に示されるように、表1と同じKSSおよびNaTS投入量において、KSS/NaTSの組合せは、PC/EXL/GF組成物で相乗効果を示した。0.0007重量部のKSSおよび0.04重量部のNaTSという調合では、中間色および白色の両方で1.6mmでV0が達成され(配合2-4および2-5を参照)、一方対照配合(または表1におけるEXLなしの配合)では失敗した。配合1-4および1-5を参照。表2では、配合2-1、2-2および2-3は、配合にKSSもNaTSも含まない、KSSのみ含む、またはNaTSのみを含む比較実験であり、その結果から、単独成分の添加剤では利点がほとんど得られないことが分かった。
【０１８７】
【表４】
2009526898.tif 000029
【０１８８】
さらに、広範なKSS/NaTS投入濃度において、標準条件(23℃、48時間)および熟成条件(70℃、168時間)の両方で1.6mmでの強固なV0性能を得ることができることも判明した。以下の表3を参照。また、比較用の対照試料を各実験に対し設け、使用したFRパッケージは標準KSS投入量と防滴剤としての0.2%TSANであった。
【０１８９】
表3において、試験データは、この難燃剤パッケージが機械的性能にまったく影響を与えなかったことを示した。すべての配合が、対照配合(3-1)の場合と同様に、良好な弾性率、HDTおよびアイゾッド衝撃強度のデータを示した。さらに、ジフェニルスルホンスルホン酸のカリウム塩(KSS)とトルエンスルホン酸のナトリウム塩(NaTS)の組合せが、ハロゲン化難燃添加剤は存在せず防滴剤は存在する状態で、ポリカーボネート組成物中で低い濃度で相乗的に作用したことが判明した。例えば、防滴剤の存在下で、0.005重量部のKSSと0.025重量部のNaTSの組合せにより、1.6mmでUL94 V0性能がもたらされた。
【０１９０】
【表５】
2009526898.tif 000030
【０１９１】
上記表3のデータによればこの傾向は良好であることが示されたため、さらに高い投入濃度のNaTSおよびより低い投入濃度のKSSでさらなる試験(第4実験)を行った。表4において、NaTS投入量を高めで比較的一定としながら、KSS濃度の違いについて、前の実験での投入量(すなわち0.005)の約10分の1(すなわち0.00044)から始めて探究した。具体的には、KSSの量を0.00044%から0.001%の範囲;NaTSの量を0.03%から0.05%とした。この実験では、ほとんどの配合が良好な難燃性能を示した。これは、1.2mm UL V0性能の有望で実行可能な設計を示唆していた。さらに、1.6mmでのUL94燃焼性試験は、配合が標準条件および熟成条件の両方で合格することを示し;厚さを1.2mmに変更した場合、4-5、4-6、4-7および4-8の配合が両方の条件で燃焼性試験に合格した。
【０１９２】
【表６】
2009526898.tif 000031
【０１９３】
例示目的で典型的な実施形態を記載したが、上記の説明は、本発明の範囲を制限するとみなされるべきではない。したがって、本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、当業者により様々な修正、適合、および代替がなされ得る。
【国際調査報告】
2009526898.tif 000040
2009526898.tif 000041