專利名稱:熱塑性樹脂組合物的制作方法
技術領域:
本發明涉及熱塑性樹脂組合物,該組合物可用作辦公自動化(OA)裝置、通訊裝置、家用電器外殼、車底盤、其他成型件和汽車零部件等的材料。更具體地說,本發明涉及熱塑性樹脂組合物與阻燃性樹脂組合物,該組合物含有作為主要組分的聚碳酸酯樹脂與苯乙烯樹脂,并具有優良的可加工性或模塑性、外觀性能、耐沖擊性及熱穩定性。
聚碳酸酯樹脂具有優良的尺寸穩定性、優良的機械特性和優良的熱性質(耐熱性),因此,工業上有廣泛的用途(電子和家用電器、精密儀器、OA裝置、醫療儀器、家用器皿、體育運動裝置等的零部件)。然而,除了相對昂貴以外,聚碳酸酯樹脂在耐化學性和可加工性,尤其是流動特性方面還較差。因此,已經開發了很多其與其它熱塑性樹脂的聚合物共混物。在日本專利公開號15225/1963(JP-B-1525)、71/1964(JP-B-39-71)、11496/1967(JP-B-42-11496)和11142/1976(JP-B-51-11142)中公開的是通過在熱塑性樹脂中用聚碳酸酯樹脂混合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS樹脂)可以改善聚碳酸酯樹脂的模塑性和降低沖擊強度的厚度依賴性。為了改進流動能力即流動性和降低成本的目的,這樣的聚合共混物被廣泛地用于汽車、OA裝置、電子和電氣領域(這些只是其中之一)中。
然而,聚碳酸酯樹脂和橡膠改性的聚苯乙烯樹脂例如耐沖擊的苯乙烯樹脂(高沖擊聚苯乙烯)的聚合物共混物在相容性、機械特性、熱穩定性和耐沖擊性方面較差,因此現在很少使用。
在日本專利申請號197554/1991(JP-A-3-197554)中公開的是通過加入相容劑和彈性體組分可以增強芳香族聚碳酸酯系列樹脂與聚亞苯基醚樹脂的相容性,因此可以改進模制制品的沖擊強度。
此外,在日本專利申請號54160/1973(JP-A-54160)和107354/1974(JP-A-49-107354)中公開的是芳香聚碳酸酯和聚酯系列樹脂的組合物。可是,這些組合物在熔融穩定性方面較差,并且當該組合物在模塑過程中停留時,其軟化點降低。在日本專利申請號247248/(JP-A-247248)和100400/1997(JP-A-100400)中已經進行了解決這些問題的嘗試,但效果還不令人滿意。
在日本專利申請號131056/1987(JP-A-62-131056)中公開了通過使用芳香聚碳酸酯和丙烯酸樹脂的組合物可以改進表面硬度,因此可以改進耐磨性。可是,這些樹脂的組合在相容性方面仍然較差,并且耐磨性方面的改進效果也不令人滿意。
另一方面,在OA裝置和家用電器(這些只是其中之一)領域中,需要合成樹脂具有阻燃性,并且含鹵素阻燃劑,即含溴或氯的阻燃劑通常用作外加的防火或阻燃劑。這樣的阻燃劑可以提供相對高的防火性,但在加工或燃燒時會生成腐蝕性或有毒性氣體。從近年來環境問題日益感興趣的角度來看,需要研制不含氯或溴鹵素化合物的阻燃樹脂作為解決上述缺點的方法。
因此,本發明的目的是通過用二烯系列嵌段共聚物改進聚碳酸酯樹脂的相容性來提供一種熱塑性樹脂組合物,該組合物具有極好的模塑性并且用于生產具有優良外觀和耐沖擊性的模塑制品。
本發明的另一個目的是提供一種熱塑性樹脂組合物,盡管它是含有聚碳酸酯系列樹脂、二烯系列嵌段共聚物樹脂和熱塑性樹脂(橡膠改性的苯乙烯樹脂等)作為主要組分,但該組合物在流動性和耐沖擊性方面可與聚碳酸酯樹脂和ABS樹脂的聚合物混合物相比美。
本發明的又一個目的是提供一種熱塑性樹脂,該樹脂在質量方面改進了聚碳酸酯系列樹脂和熱塑性樹脂作為主要組份的聚合物混合物,具有高的安全性、無腐蝕(無害)和高防火性。
本發明人為了實現上述目的進行了深入細致的研究,結果發現(ⅰ)將具有端羥基的聚碳酸酯樹脂與二烯系列嵌段共聚物組合增強了它們之間的相容性并改進了該樹脂組合物的流動性和耐沖擊性;(ⅱ)聚碳酸酯系列樹脂、二烯嵌系列段共聚物和熱塑性樹脂的組合,可以顯著地改進上述特性,并且當與聚碳酸酯樹脂和ABS樹脂的聚合物混合物比較時,其流動性是極好的;和(ⅲ)通過加入阻燃劑例如有機磷化合物或阻燃助劑例如含氟的樹脂(氟樹脂)可以顯著地改進防火性和耐沖擊性。
因此,本發明的熱塑性樹脂組合物含有(1)端羥基百分比是1%(摩爾)或1%(摩爾)以上(相對于所有端基)的聚碳酸酯系列樹脂,和(2)二烯系列嵌段共聚物。該二烯系列嵌段共聚物在同一個分子中包括主要含有乙烯基芳香化合物的聚合物嵌段(A)和主要含有共軛二烯化合物的聚合物嵌段(B)。該二烯系列嵌段共聚物可以是嵌段共聚物(C),其在同一分子中包括主要含有乙烯基芳香化合物的聚合物嵌段(A)和主要含有共軛二烯化合物的聚合物嵌段(B);嵌段共聚物(C)的加氫產物(D);環氧改性或引入環氧嵌段的共聚物(E),其中從嵌段共聚物(C)和/或其部分加氫產物(D)的共軛二烯化合物得到的雙鍵是環氧化的;或該嵌段共聚物(C)和/或其加氫產物(D)的酸改性或引入酸性基團的嵌段共聚物(F)。該二烯系列嵌段共聚物的含量是約0.1-30重量份(相對于100重量份聚碳酸酯樹脂)。
另外,該熱塑性樹脂組合物可以含有第2熱塑性樹脂(3)。作為第2熱塑性樹脂,可以使用聚酯系列樹脂、聚酰胺系列樹脂、芳香族聚醚系列樹脂、橡膠改性的聚合物或含橡膠的聚合物、聚硫化物系列樹脂、丙烯酸樹脂和聚烯烴樹脂。聚碳酸酯系列樹脂(1)相對于第2熱塑性樹脂(3)的比是約1/99-99/1(%重量),二烯系列共聚物的含量可以是約0.1-30重量份(相對于100重量份包括聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)的樹脂組合物)。該樹脂組合物可以含有約1-40重量份的阻燃劑和/或約0.01-30重量份的阻燃劑輔助配合劑(相對于100重量份包括聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)的樹脂組合物)。
在本發明說明書中,術語“第2熱塑性樹脂”指的是除了聚碳酸酯系列樹脂(1)和二烯系列嵌段共聚物(2)以外的熱塑性樹脂。
圖1是由聚碳酸酯、聚苯乙烯和相容劑構成的熱塑性樹脂組合物在剖面上的電子顯微照片的示意性復制圖。
圖2由聚碳酸酯和聚苯乙烯構成的熱塑性樹脂組合物在剖面上的電子顯微照片的示意性復制圖。樹脂(1)的聚碳酸酯系列樹脂可以容易地通過常規的方法例如用溶解或者熔體或熔化技術,將二價苯酚和碳酸酯前體進行反應制得。該聚碳酸酯系列樹脂可以通過下面方法制備在溶劑如二氯甲烷中并在已知的酸接受體或分子量調節劑存在下,(ⅰ)將二價苯酚與碳酸酯前體例如碳酰氯反應,或(ⅱ)將二價苯酚與碳酸酯前體例如碳酸二苯酯的轉移酯化反應。
該二價苯酚的例子是2,2-二(4-羥苯基)丙烷(雙苯酚A),2,2-二(4-羥苯基)丁烷,2,2-二(4-羥苯基)-4-甲基戊烷,2,2-二(4-羥苯基)辛烷,二(4-羥基苯基)甲烷,1,1-二(4-羥苯基)乙烷,1,1-二(4-羥基苯基)丁烷,2,2-二(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷,2,2-二(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷,2,2-二(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷,2,2-二(4-羥基-3-仲丁基苯基)丙烷,2,2-二(4-羥基-3-叔丁基苯基)丙烷,2,2-二(3,5-二溴-4-羥苯基)丙烷,4,4’-二羥基-2,2,2-三苯基乙烷,二(4-羥基苯基)砜,二(4-羥基苯基)醚,二(4-羥基苯基)酮,二(4-羥基苯基)硫化物,和氫醌。
優選的二價苯酚是二(4-羥基苯基)烷烴(例如二(4-羥基苯基)-C1-4烷烴),尤其是雙酚A。這些二價苯酚可以單獨或混合使用。
碳酸酯化合物(碳酸二酯)的例子是碳酸二芳基酯例如碳酸二苯基酯,碳酸二甲苯基酯,碳酸二(氯代苯基)酯,碳酸間羥甲苯基酯,碳酸二萘酯,碳酸雙(二苯基)酯;碳酸二烷基酯例如碳酸二甲基酯,碳酸二乙基酯,碳酸二丁基酯,碳酸二環己基酯。這些碳酸酯中,碳酸二苯基酯是特別優選的。
當用熔體技術制備聚碳酸酯時,使用酸接受體(例如堿催化劑)。作為堿催化劑,可以舉出的例子有含氮的堿性化合物例如給電子的胺,堿金屬化合物,堿土金屬化合物。優選的催化劑包括含氮化合物,和堿金屬或堿土金屬的硼酸鹽等。這樣的催化劑可以單獨或混合使用。
作為給電子的胺,可以舉出的例子有具有取代基的吡啶,例如2-氨基吡啶,4-氨基吡啶,2-羥基吡啶,4-羥基吡啶,2-甲氧基吡啶,4-甲氧基吡啶,4-(4-甲基-1-哌啶基)吡啶,4-(4-甲基吡咯烷基)吡啶;可以具有取代基的咪唑類,例如咪唑,2-甲基咪唑,4-甲基咪唑,2-甲氧基咪唑,2-二甲基氨基咪唑,2-巰基咪唑,氨基喹啉,苯并咪唑;二氮雜二環辛烷(DABCO),1,8-二氮雜二環[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)。
作為形成該給電子胺的抗衡離子的酸,可以舉出的例子有有機酸和無機酸例如碳酸,甲酸,乙酸,硝酸,亞硝酸,草酸,硫酸,磷酸,氟代硼酸和硼烷酸。
堿金屬化合物包括例如,氫氧化物例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰;碳酸氫鹽例如碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰;碳酸鹽例如碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰;脂族羧酸鹽例如相應于碳酸鹽的乙酸鹽和硬脂酸;相應于碳酸鹽的硼酸鹽;相應于碳酸鹽的硼酸鹽加氫物和苯基化的硼酸鹽;芳香羧酸鹽例如相應于碳酸鹽的苯甲酸鹽;相應于碳酸鹽的磷酸氫鹽(例如磷酸氫二鈉);雙酚A或苯酚的堿金屬(鈉、鉀、鋰)鹽等。作為金屬化合物,金屬硼酸鹽例如硼酸鈉和乙酸鹽例如乙酸鉀是優選使用的。
堿土金屬化合物包括堿土金屬(鈣、鋇、鎂、鍶等)的氫氧化物、碳酸氫鹽、碳酸鹽、脂族羧酸鹽(例如乙酸鹽、硬脂酸鹽)、硼酸鹽等。硼酸鹽例如硼酸鎂是特別優選的。
在熔體技術中,通常需要加入用于中和堿性催化劑的酸性物質以便進行熔體酯轉移縮合聚合。酸性物質的例子包括硼酸、亞磷酸銨等。該酸性物質可以單獨或混合使用。
加入的該酸性物質的量可以選擇在約0.01-500摩爾(相對于1摩爾堿性催化劑)的范圍內,當使用含氮化合物作為堿性催化劑時,特別是0.01-10摩爾,當使用堿金屬或堿土金屬化合物時,優選約5-200摩爾。當該量小于0.01摩爾時,對熱穩定性沒有效果,而該量超過500摩爾則導致可能抑制聚合度。
當加入二價苯酚、碳酸二酯和催化劑時,可以在任選的時間點(在該點聚合物的相對粘度(聚合物濃度0.5g/dL,20℃,在二氯甲烷中測定)達到約1.1或更高)將酸性物質與它們一起加入,或者在反應開始后加入。
作為分子量調節劑,其例子是通常用于碳酸酯聚合的各種化合物,例如,單羥基酚類(例如苯酚、對甲苯酚、對叔丁基苯酚、對叔辛基苯酚、對枯基苯酚、壬基苯酚)。
本發明的作為樹脂組份(1)的聚碳酸酯系列樹脂可以是在上述二價酚中使用單一二價酚的均聚物,使用多種二價酚的共聚物,或多種聚碳酸酯系列樹脂的混合物。
在機械強度和模塑性方面,該聚碳酸酯系列樹脂(1)的粘均分子量是約10,000-100,000,優選約15,000-70,000,尤其是約15,000-40,000。
本發明的特征在于使用具有端羥基的聚碳酸酯樹脂作為聚碳酸酯樹脂。在該聚碳酸酯樹脂中,相對于所有端基,該端羥基的百分比是約1%(摩爾)或更高(例如約1-50%(摩爾)),優選約1-40%(摩爾)(例如5-40%(摩爾)),更優選約1-30%(摩爾)(例如5-30%(摩爾)),特別是7-30%(摩爾)。當端羥基的濃度小于1%(摩爾)時,不怎么改進沖擊強度,而當超過50%(摩爾)時,由于損壞熱穩定性,所以往往發生變色或機械強度的降低。在使用熔體技術制備聚碳酸酯中,通常難以將端羥基(酚羥基端基)保持在小于3%(摩爾),并且其約為3%(摩爾)或更高(例如3-50%(摩爾)),優選3-40%(摩爾)(例如3-30%(摩爾))。
可以根據二價酚(例如雙酚A)和碳酸酯前體(例如碳酸二苯基酯)的摩爾比調節聚碳酸酯系列樹脂的端羥基濃度。也可以通過用單羥基酚化合物處理該端羥基來調節該濃度。舉一個例子來說,當使用雙酚A和碳酸二苯基酯作為組份時,端羥基的百分比隨相對于雙酚A的碳酸二苯基酯的摩爾比的增加而增加。可是,當端羥基的濃度變高時,在顏色色調或耐熱穩定性方面損壞的可能性會增加。因此,根據實際應用,可以將該濃度調節到50%(摩爾)或更低,優選40%(摩爾)或更低(例如30%(摩爾)或更低)。
通過流行的方法例如使用NMR的測定方法,Titan法方法和其中根據通過紫外(UV)吸收光譜法或紅外(IR)吸收光譜法直接判斷端羥基OH計算百分比的方法和通過粘度方法或凝膠滲透色譜(GPC)得到的分子量可以測定端羥基的百分比。本發明的1個實施方案的特征在于具有端羥基的聚碳酸酯系列樹脂與二烯系列嵌段共聚物的結合。
作為組份(2),該嵌段共聚物包括(ⅰ)嵌段共聚物(C),其在同一分子中包括主要含有乙烯基芳香化合物的聚合物嵌段(A)和主要含有共軛二烯化合物的聚合物嵌段(B),和該嵌段共聚物的部分或全部加氫產物(D);(ⅱ)環氧改性或含有環氧基團的嵌段共聚物(E),其中由于嵌段共聚物(C)和/或其加氫產物(D),所以雙鍵被環氧化;和(ⅲ)該嵌段共聚物(C)和/或其加氫產物(D)的酸改性或含酸基團的嵌段共聚物(F)。可以單獨或兩種或多種混合地使用這些共聚物(C)、(D)、(E)和(F)。
作為構成嵌段共聚物(C)的聚合物嵌段(A)的主要組份的“乙烯基芳香化合物”,可以舉出的例子有苯乙烯、α-烷基苯乙烯(例如α-甲基苯乙烯)、乙烯基甲苯(例如對甲基苯乙烯)、對叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、1,1-二苯基苯乙烯。這些化合物中,優選使用苯乙烯。這些乙烯基化合物可以單獨或兩種或多種混合地使用。
作為構成嵌段共聚物(C)的主要組份的“共軛二烯化合物”,可以舉出的例子有丁二烯、異戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、戊間二烯、3-丁基-1,3-辛二烯、苯基-1,3-丁二烯。這些共軛二烯化合物可以單獨或兩種或多種混合地使用。這些化合物中,丁二烯、異戊二烯和其混合物是優選的。
使用鋰催化劑或類似物在惰性溶劑中,通過常規的方法(例如公開于日本專利申請號23798/1965(JP-B-23798)、日本專利申請號17979/1968(JP-B-17979)、日本專利申請號32415/1971(JP-B-32415)和日本專利申請號28925/1981(JP-B-28925)中的方法)可以制備該二烯系列嵌段共聚物。
嵌段共聚物(C)在同一分子中包括由乙烯基芳香化合物組成的聚合物嵌段(A)和由共軛二烯化合物組成的聚合物嵌段(B)。該乙烯基芳香化合物和該共軛二烯化合物的共聚(重量)比可以選擇在下面范圍乙烯基芳香化合物/共軛二烯化合物=約5/95-95/5,優選約5/95-80/20(例如約5/95-70/30),特別是約10/90-60/40。
該嵌段共聚物(C)的分子結構可以是直鏈、支鏈、輻射形的,或者是這些的任意組合。作為含有聚合物嵌段(A)和聚合物嵌段(B)的結構,可以提到的有例如,下面類型A-B、A-B-A、A-B-A-B、(A-B-)4Si、A-B-A-B-A等。
特別地,優選的嵌段共聚物包括端部具有B嵌段的二烯系列嵌段共聚物,例如具有線性A-B嵌段結構或線性A-B-A-B嵌段結構的嵌段共聚物。
嵌段共聚物(C)的數均分子量可以選擇在下面范圍例如約5000-600000,優選約10000-500000(例如約50000-500000)。該嵌段共聚物(C)的分子量分布[重均分子量(Mw)和數均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)]優選是約10或更低(例如約1-10),特別是約1.5-7。在這樣的分子量分布中,可以得到各組份之間相容性的合適的量。
可以部分或全部地加氫該嵌段共聚物(C)中的共軛二烯化合物的不飽和鍵以便形成完全或部分加氫的共聚物(D)。該加氫產物(D)可以通過下面常規方法制備例如用公開于日本專利申請號8704/1967(JP-B-8704)、日本專利申請號6636/1968(JP-B-6636)、日本專利申請號133203/1984(JP-B-133203)中的方法。在加氫催化劑存在下和在惰性溶劑中通過加氫進行該制備。該嵌段共聚物(C)或部分加氫產物(D)可以進行改性。此外,也可以使用該嵌段共聚物的部分或全部加氫產物(D)用于制備酸改性的嵌段共聚物(F)。
通過將嵌段共聚物(C)和/或其部分加氫產物(D)與環氧化試劑(例如氫過氧化物、過酸)在惰性溶劑中反應可以得到該環氧改性或引入環氧基團的嵌段共聚物(E)。
作為氫過氧化物,可以舉出的例子有過氧化氫、叔丁基氫過氧化物、枯烯過氧化物。作為過酸,可以舉出的例子有過苯甲酸、過甲酸、過乙酸和三氟過乙酸。特別地,過乙酸是便宜和容易得到的,具有高的穩定性,因此優選作為環氧化試劑。
為了環氧化,如果需要,可以使用催化劑。例如,當使用氫過氧化物作為環氧化試劑時,通過使用例如鎢酸和苛性蘇打的混合物,或有機酸和過氧化氫的混合物,或六羰基鉬和叔丁基氫過氧化物可以得到催化作用。當使用過酸時,通過使用例如上述過酸和堿(例如碳酸鈉)或酸(例如硫酸)的混合物可以得到催化作用。
使用用于反應中的惰性溶劑通過稀釋以便降低原料的粘度或以便穩定環氧化試劑。作為該溶劑的例子,當使用過酸作為環氧化試劑時,可以提到的有脂族烴例如己烷,脂環烴例如環己烷,芳香化合物(例如芳香烴如苯、甲苯),醚例如二乙醚和酯例如乙酸乙酯。優選的溶劑包括例如己烷、環己烷、甲苯、苯、乙酸乙酯和鹵代烷烴(例如二氯甲烷、四氯化碳、氯仿)。
環氧化的反應條件沒有特別的限制。可以根據所用環氧化試劑的反應性選擇反應溫度。例如,當使用過酸時,約0-70℃的反應溫度是優選的。當其低于0℃時,反應進行的很慢。當其超過70℃,過酸開始分解。通過攪拌原料混合物約2-10小時而無需任何特殊操作就可以進行該環氧化。環氧化的二烯系列嵌段共聚物(E)的分離可以通過常規的方法進行,例如通過使用不良溶劑沉淀,通過將反應混合物傾倒進熱水中同時攪拌以便將溶劑蒸發出,或者通過直接除去溶劑進行分離。
在環氧化中,環氧化試劑的量沒有特別的限制并且可以根據環氧化物種類、所需要的環氧化度和嵌段共聚物(C)和/或部分加氫產物(D)的種類自由地選擇。理想的是這樣選擇環氧化試劑的量,致使最終得到的環氧改性的嵌段共聚物(E)具有約140-2700的環氧當量。
該環氧改性的嵌段共聚物(E)的環氧當量優選是約200-2000(例如約300-1500)。當環氧當量低于140時,聚合物的彈性性質可能幾乎表現不出來。當其超過2700時,由環氧化得到的特征物理性質可能幾乎表現不出來。
用環氧乙烷的氧濃度表示,該環氧改性的嵌段共聚物(E)的環氧基當量是約0.2-5.0%(重量),優選約0.3-4.5%(重量)。
環氧當量計算如下
環氧當量=1600/X其中X是在環氧改性的嵌段共聚物中的環氧乙烷氧的濃度(%重量)。
該環氧當量表示每摩爾環氧乙烷氧中環氧改性的嵌段共聚物的重量。通過使用溴化氫在乙酸中的溶液滴定可以確定環氧乙烷的氧濃度。
通過進行該嵌段共聚物(C)和/或其加氫產物與羧酸或其衍生物的反應(例如接枝反應)可以將該酸改性的或含酸的嵌段共聚物(F)改性。作為改性劑的羧酸或其衍生物的例子可以舉出的例子是可聚合的不飽和的羧酸例如(甲基)丙烯酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸。特別地,羧酸酐(一般是馬來酸酐)是優選的。
上述二烯系列嵌段共聚物(2)(特別是改性的二烯系列嵌段共聚物)和聚碳酸酯系列樹脂的組合可以改進不同樹脂之間的相容性,并且有可能制備出優良的聚合物混合物。
相對于100重量份的聚碳酸酯系列樹脂,該二烯系列嵌段共聚物(2)的比是約0.1-30重量份,優選約0.5-25重量份。本發明的另一個實施方案的特征在于具有端羥基的聚碳酸酯樹脂(1)、二烯系列嵌段共聚物(2)和第2熱塑性樹脂(3)的組合。
作為組份(3)的第2熱塑性樹脂是由除了聚碳酸酯系列樹脂和二烯系列嵌段共聚物(2)以外的熱塑性樹脂。這樣的熱塑性樹脂的例子是聚酯系列樹脂(包括聚丙烯酸酯)、聚酰胺系列樹脂、芳香聚醚系列樹脂、橡膠改性的或含橡膠的聚合物、聚硫化物系列樹脂、丙烯酸樹脂和聚烯烴樹脂。
作為聚酯系列樹脂,可以使用聚亞烷基芳香化物系列樹脂。該聚亞烷基芳香化物是從含有芳香二羧酸或其反應性衍生物(例如低級烷基酯例如二甲基酯或酸酐)的芳香二羧酸組份和選自脂族、脂環族和芳香族二元醇并且基本上含有至少一個脂族和/或脂環族二元醇的二元醇組份得到的反應產物,或上述反應產物的混合物。可以用常規的方法制備聚亞烷基芳香化物,例如,通過酯化或酯轉移化方法。
芳香族二羧酸組份包括至少一個選自對苯二酸、萘二羧酸(例如,2,6-萘二羧酸)或其反應性衍生物(例如C1-4烷基酯,例如對苯二酸二甲基酯)的物質。優選的芳香族二羧酸組份可以由至少一個對苯二酸或其反應性衍生物構成。
該芳香族二羧酸組份可以還含有至少一個選自其它二羧酸(例如含約8-14個碳原子的芳香二羧酸例如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸和4,4’-二苯基二羧酸;含約8-14個碳原子的脂環族二羧酸例如環己烷二羧酸和環己烷二乙酸;含約4-12個碳原子的脂族二羧酸例如琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸)的物質。
該二元醇組份包括至少一個選自下面的物質例如脂族亞烷基二元醇(例如C2-12脂族二元醇如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2-乙基-1,3-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-乙基-2,4-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,4-戊二醇和2,2,4-三甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇和2,5-己二醇,優選直鏈C2-6亞烷基二元醇,特別是直鏈C2-4亞烷基二元醇)和脂環族二元醇(例如環己烷二元醇例如1,4-二羥基環己烷、1,4-環己烷二甲醇、2,2-雙(4-羥基環己基)丙烷、2,4-二羥基-1,1,3,3-四甲基環丁烷)。
還可以與氧化烯二元醇(例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇或類似物)或芳香族二元醇(例如,含約6-21個碳原子的二元醇例如1,4-二(β-羥基乙氧基)苯、2,2-二(3-β-羥基乙氧基苯氧基)丙烷、2,2-二(4-羥基乙氧基苯基)丙烷、2,2-二(4-羥基丙氧基苯基)丙烷、2,2-二(4-羥基丙基苯基)丙烷)或類似物一起使用該二元醇組份。這些二元醇組份可以單獨或兩種或多種混合地使用。
優選的二元醇組份含有至少一個選自乙二醇、1,4-丁二醇和1,4-環己烷二甲醇的物質。
如果需要,該聚亞烷基芳香化物系列樹脂可以具有支鏈結構,其來自使用相對少量的多元醇(甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇或類似物)或多價羧酸(1,3,5-苯三酸、偏苯三酸或類似物),或其衍生物。
優選的聚亞烷基芳香化物系列樹脂包括例如,對聚亞烷基對苯二酸酯(聚C2-4亞烷基對苯二酸酯例如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯)、聚亞烷基萘酸酯(聚C2-4亞烷基萘酯例如聚亞乙基萘酯和聚亞丁基萘酯)、聚(1,4-環己烷二亞甲基對苯二酸)和具有這些單元或部分(共聚酯)的共聚物。這些聚酯樹脂可以是聚酯彈性體。
該聚亞烷基芳香化物樹脂的分子量可以選擇在下面范圍內例如,約10000-1000000,優選約20000-500000,該量是以重均分子量表示的。
聚酰胺系列樹脂包括例如尼龍3、尼龍4-6、尼龍6、尼龍6-10、尼龍6-12、尼龍11、尼龍12、和這些聚酰胺的共聚物(例如尼龍6/6-6/6-6-10、尼龍6/6-12、尼龍6/6-6/6-10/12)。作為聚酰胺樹脂,可以使用聚酰胺彈性體。
芳香族聚醚系列樹脂包括聚氧化-C6-12亞芳基(特別是聚亞苯基醚系列樹脂)等。
上述聚亞苯基醚系列樹脂是具有用下式(Ⅰ)和/或(Ⅱ)表示重復單元的均聚物或共聚物。這些聚亞苯基醚系列樹脂可以單獨或兩種或多種混合地使用。
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6各自獨立地表示具有約1-4個碳原子的烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基和叔丁基),芳基(例如苯基)或氫原子,除去其中R5和R6都是氫原子的情況。
作為均聚物聚亞苯基醚系列樹脂,可以舉出的例子有聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-正丙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-乙基-6-正丙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2,6-二正丙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-正丙基-1,4-亞苯基)醚、聚(2-乙基-6-異丙基-1,4-亞苯基)醚和聚(2-甲基-6-羥乙基-1,4-亞苯基)醚。這些樹脂中,聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基)醚是最優選的。
該聚亞苯基醚系列樹脂共聚物是具有亞苯基醚結構作為其主要單體單元的共聚物并且包括例如形成上述均聚物(尤其是2,6-二甲基苯酚)的單體和其它酚的共聚物,例如至少一個選自2,6-二甲基苯酚和2,3,6-三甲基苯酚的共聚物、2,6-二甲基苯酚和鄰甲苯酚的共聚物,和2,6-二甲基苯酚、鄰甲苯酚和2,3,6-三甲基苯酚的共聚物。
聚硫化物系列樹脂包括例如,聚砜樹脂。作為聚砜樹脂,可以舉出的例子有聚砜、聚醚砜等,并且可以在二鹵代二苯基砜與雙酚A的縮聚反應中得到聚砜。
作為丙烯酸樹脂,可以舉出的例子有使用單體例如(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸的烷基酯得到的共聚物,含羥基的單體[例如羥基C1-4烷基(甲基)丙烯酸酯如羥乙基(甲基)丙烯酸酯、羥丙基(甲基)丙烯酸酯]、含縮水甘油基的單體[例如縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯],或含羧基的單體[例如(甲基)丙烯酸]的均聚物,和上述單體與其它可共聚單體(例如乙烯基單體)的共聚物。上述提到的(甲基)丙烯酸的烷基酯包括(甲基)丙烯酸的C1-20烷基酯例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯。作為優選的丙烯酸樹脂,聚(甲基)丙烯酸甲酯是其說明性的例子。
作為聚烯烴樹脂,可以舉出的例子有脂肪族聚烯烴例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物,和芳香聚烯烴例如苯乙烯樹脂。優選的聚烯烴樹脂包括例如苯乙烯樹脂。
上面提到的苯乙烯樹脂可以是芳香族乙烯基化合物的均聚物或共聚物,或者是芳香族乙烯基化合物和可共聚的乙烯基單體的共聚物。
作為形成苯乙烯樹脂的芳香族乙烯基系列單體的例子,可以舉出的例子有苯乙烯、烷基苯乙烯(例如,乙烯基甲苯如鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯和間甲基苯乙烯,對乙基苯乙烯,對異丙基苯乙烯,對丁基苯乙烯,對叔丁基苯乙烯,2,4-二甲基苯乙烯)和α-烷基苯乙烯(例如,α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯)。這些芳香族乙烯基單體可以單獨或混合使用。苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯是優選的芳香族乙烯基單體。苯乙烯是更優選的。
芳香族乙烯基單體可以與可共聚的單體或數種單體(例如,(甲基)丙烯酸的C1-10烷基酯例如(甲基)丙烯酸甲酯;α,β-乙烯不飽和羧酸例如丙烯酸和甲基丙烯酸;不飽和的多價羧酸或其酸酐例如馬來酸和馬來酸酐;可聚合的酰亞胺例如馬來酰亞胺,N-甲基馬來酰亞胺和N-苯基馬來酰亞胺)一起使用。
上面提到的苯乙烯樹脂包括例如,丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS樹脂)和聚苯乙烯。
作為苯乙烯樹脂(3),可以使用含丙烯腈作為可共聚單體的樹脂。不含丙烯腈的苯乙烯樹脂,即無丙烯腈的苯乙烯樹脂是優選的。
作為橡膠改性的聚合物,可以使用上面提到的樹脂和橡膠狀聚合物等的共聚物。
橡膠狀聚合物(橡膠組份)的例子是二烯系列橡膠[例如,聚丁二烯(低順式或高順式的聚丁二烯),異戊二烯橡膠,苯乙烯-丁二烯共聚物,乙烯-丁二烯共聚物],乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸橡膠、乙烯丙烯橡膠(EPDM),乙烯丁烯橡膠,氯化聚乙烯橡膠,氟化橡膠,硅橡膠,聚氨酯橡膠,表氯醇橡膠和聚硫化物橡膠。這些橡膠狀聚合物可以單獨地,或者作為兩種或多種的混合物或共聚物,或者作為其加氫產物加以使用。可以使用市售商品作為橡膠狀聚合物。
優選的橡膠狀聚合物是具有共軛的1,3-二烯的聚合物或其衍生物(例如,2-氯-1,3-丁二烯、1-氯-1,3-丁二烯的聚合物),特別是,二烯橡膠(例如,聚丁二烯(丁二烯橡膠)、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠,等)。
優選的第2熱塑性樹脂可以是芳香族乙烯基單體的聚合物、或者通過使用橡膠狀聚合物改進質量的聚合物(橡膠改性的苯乙烯樹脂)。
橡膠改性的苯乙烯樹脂是包括由芳香族乙烯基系列聚合物(苯乙烯樹脂)組成的基質和以顆粒形式分散在該基質中的橡膠或橡膠狀聚合物的聚合物。它可以是嵌段共聚物或接枝共聚物。該橡膠改性的苯乙烯樹脂包括例如,其中含有具有2-8個碳原子的α-單烯烴作為主要重復結構單元的共聚單元被接枝共聚到其它單體上的接枝聚合物(例如,其中丙烯腈-苯乙烯共聚物與乙烯丙烯共聚物接枝共聚的接枝共聚物;其中丙烯腈-苯乙烯共聚物與乙烯丁烯共聚物接枝共聚的接枝共聚物;其中丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物被接枝共聚到乙烯丁烯共聚物上的接枝共聚物;其中甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物被接枝共聚到乙烯丁烯共聚物上的接枝共聚物);丙烯腈-乙烯丙烯橡膠-苯乙烯共聚物(AES樹脂);丙烯腈-丙烯酸橡膠一苯乙烯共聚物(AAS樹脂);丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物(ACS樹脂),甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS樹脂);苯乙烯-丙烯腈-丁二烯-(甲基)丙烯酸共聚物;高耐沖擊性的聚苯乙烯(HIPS);苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物(ABS樹脂);苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物的加氫產物;苯乙烯-丙烯腈-乙烯共聚物;苯乙烯嵌段共聚物(例如,苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)共聚物,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物,苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)共聚物)。不是ABS樹脂的高耐沖擊性聚苯乙烯樹脂是優選的。
優選作為橡膠改性的聚苯乙烯樹脂的是接枝共聚物,其通常可以通過將含至少一種芳香族乙烯基系列單體的單體混合物在橡膠或橡膠狀聚合物存在下用常規的方法(例如本體聚合、本體懸浮液聚合、溶液聚合、乳液聚合)聚合得到。
聚苯乙烯樹脂(包括橡膠改性聚苯乙烯樹脂))的分子量并不是特別限定的,可以是例如1×104~100×104,優選約5×104~50×104,尤其是約10×104~50×104,該量表示重均分子量。
在橡膠改性聚苯乙烯樹脂中的橡膠狀聚合物(橡膠組分)的含量是例如約2-30%(重量),優選約5-25%(重量),特別是約5-20%(重量)。
分散在聚苯乙烯樹脂所基質中的橡膠狀聚合物的分散形式沒有特殊的限定,包括芯/殼型結構、洋蔥形結構、沙拉米香腸(Salami)形結構等。可以根據該樹脂組合物的應用情況選擇構成分散相的橡膠狀聚合物的粒徑,例如可以是0.1~10微米,優選0.2-7微米,特別是約0.5~5微米,該值表示體積平均粒徑。
此外,作為第2熱塑性樹脂,可以使用聚酰亞胺或基本上低飽和或不飽和程度的橡膠。該橡膠包括例如,苯乙烯/丁二烯橡膠的加氫產物;丁腈橡膠的加氫產物;乙烯/丙烯橡膠;乙烯/丙烯/二烯橡膠;乙烯/丁烯橡膠;乙烯/丁二烯橡膠;丙烯酸橡膠;氯化聚乙烯橡膠;氟化橡膠;硅橡膠;聚氨酯橡膠;表氯醇橡膠;聚硫化物橡膠;苯乙烯/丁二烯系列嵌段共聚物的加氫產物;α,β-不飽和腈、丙烯酸酯,和共軛二烯共聚物橡膠。
上面提到的第2熱塑性樹脂可以單獨或兩種或多種混合地使用。特別優選的第2熱塑性樹脂是聚酰胺樹脂;聚酯樹脂;聚酰胺彈性體;聚酯彈性體;聚甲基丙烯酸甲酯樹脂;聚亞苯基醚樹脂和苯乙烯樹脂(特別是橡膠改性的苯乙烯樹脂)。
當使用上述熱塑性樹脂時,可以將二烯系列共聚物(2)加入到由聚碳酸酯樹脂和苯乙烯樹脂組成的樹脂組合物中以便形成本發明的樹脂組合物。在這種情況下,通過使用不含丙烯腈單元的苯乙烯樹脂(特別是非ABS樹脂)可以改進該樹脂組合物的流動能力或流動性。此外,上述優選的樹脂對改進芳香族聚碳酸酯樹脂的機械性質是有效的。通過與聚亞烷基芳香化物、聚亞苯基醚樹脂、或聚亞烷基芳香化物和聚亞苯基醚樹脂一起使用上述苯乙烯樹脂可以進一步改進本發明的特性。
在本發明優選的實施方案中,苯乙烯樹脂(3)的區域結構(分散相)被或用二烯系列嵌段共聚物(2)包圍或包封。換言之,該二烯系列嵌段共聚物(2)起相容劑的作用并且其確實存在于由聚碳酸酯樹脂(1)構成的基質和由苯乙烯樹脂(3)構成的區域結構之間的幾乎所有界面中。
圖1是由具有羥基作為端基的雙酚A基聚碳酸酯(1)、聚苯乙烯(3a)和環氧改性的嵌段共聚物(相容劑)組成的熱塑性樹脂組合物的電子顯微照片的示意性復制圖。圖2是通過去除相容劑(2)由上述熱塑性樹脂組合物得到的樹脂組合物的電子顯微照片的示意性復制圖。在不含相容劑的樹脂組合物中,如圖2所示,在由聚碳酸酯構成的基質1和由聚苯乙烯構成的區域結構2之間的界面中不存在相容劑。相反,在本發明的熱塑性樹脂組合物中,在由聚碳酸酯構成的基質1和由聚苯乙烯構成的區域結構3之間的界面中確實存在著作為相容劑的二烯系列嵌段共聚物2,因此該區域結構2被包圍或包封在該嵌段共聚物3中。在界面中該嵌段共聚物3的厚度可以是均勻的,或者是到處或各處是不均勻的。該嵌段共聚物的厚度取決于該嵌段共聚物的使用量,因此,并不是特定的。然而,其是,例如,約0.5-500nm(例如1-100nm),優選約3-50nm。在該電子顯微照片中,通過鋨酸染色可以證實存在于上述基質和區域結構之間界面中的該組份是完全嵌段的共聚物2。
為了形成具有這樣膠囊結構的聚合物混合物,可以使用上述各種二烯系列嵌段共聚物。盡管如此,特別優選的二烯系列嵌段共聚物(3)是環氧改性的共聚物(E)。此外,在二烯系列嵌段共聚物中,端基具有B嵌段的二烯系列嵌段共聚物(特別是具有線性A-B嵌段結構或線性A-B-A-B嵌段結構的嵌段共聚物,其中尤其是環氧改性的共聚物(E))是優選的。
該熱塑性樹脂組合物還可以含有阻燃劑(4)。本發明的作為組份(4)的阻燃劑包括含鹵素阻燃劑,含磷阻燃劑,有機或無機銻化合物,無機阻燃劑,等等。這些阻燃劑可以單獨或兩種或多種混合地使用。
作為含鹵素阻燃劑,可以提到的有例如,含有溴和/或氯原子(特別是含溴原子)的有機化合物,如鹵化的雙酚(例如溴化雙酚,溴化雙酚低聚物如四溴雙酚A,四溴雙酚A基的環氧樹脂低聚物、溴化的雙酚基的苯氧樹脂),鹵化的芳香化合物(例如,十溴二苯基氧化物),鹵化的聚碳酸酯(例如,溴化的雙酚基聚碳酸酯),鹵化芳香乙烯基聚合物(例如,溴化聚苯乙烯、溴化的交聯聚苯乙烯),鹵化聚亞苯基醚(例如,溴化聚亞苯基氧化物,聚二溴亞苯基氧化物,十溴二苯基氧化物-雙酚縮合物),鹵化的氰尿酸酯樹脂,以及含鹵磷酸酯。
加入到本發明的樹脂組合物中的含磷的阻燃劑并無專門的限定,只要至少含有一個磷原子就行。它們包括有機磷化合物(例如,磷酸酯、亞磷酸酯、膦、氧化膦、雙膦、磷鎓鹽、膦酸及其鹽)和無機磷酸鹽。
作為有機磷化合物中的磷酸酯,可以舉出的例子有正磷酸酯及其縮合物,如脂族的磷酸酯(磷酸三甲基酯、磷酸三乙基酯、磷酸三丁基酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三丁氧基乙基酯、磷酸三油基酯、磷酸二丁基酯、磷酸單丁基酯、磷酸二(2-乙基己基)酯、磷酸單異癸基酯、酸磷2-烯丙酰氧乙基酸酯、磷酸2-甲基烯丙酰氧乙基酸酯、二環戊基連二磷酸酯),芳香磷酸酯(三苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三(二甲苯基)磷酸酯、三(異丙基苯基)磷酸酯、三(鄰苯基苯基)磷酸酯、三(對苯基苯基)磷酸酯、三萘基磷酸酯、甲苯基二(苯基)磷酸酯、二甲苯基二(苯基)磷酸酯、二(異丙基苯基)苯基磷酸酯、鄰苯基苯基二(甲苯基)磷酸酯、三(2,6-二甲基苯基)磷酸酯,四苯基間亞苯基二磷酸酯,四苯基對亞苯基二磷酸酯,苯基/間苯二酚/聚磷酸酯,雙酚A/雙(二苯基磷酸酯),雙酚A/聚苯基磷酸酯,二鄰苯二酚連二磷酸酯等),脂芳族磷酸酯(二苯基(2-乙基己基)磷酸酯、二苯基2-烯丙酰氧乙基磷酸酯、二苯基-2-甲基烯丙酰氧乙基磷酸酯、苯基新戊基磷酸酯、季戊四醇二(苯基)二磷酸酯、乙基鄰苯二酚磷酸酯等)。
在有機磷化合物中,亞磷酸酯包括亞磷酸酯例如芳香的亞磷酸酯(三苯基亞磷酸酯、三壬基苯基亞磷酸酯、苯基鄰苯二酚亞磷酸酯等),脂族亞磷酸酯(三(十三烷基)亞磷酸酯、二丁基氫亞磷酸酯、甲基新戊基亞磷酸酯、季戊四醇二乙基二亞磷酸酯、二新戊基次磷酸酯等),以及它們的縮合物。
有機磷化合物還包括甲基新戊基膦酸酯、三苯基氧化膦、三甲苯基氧化膦、二苯基甲膦酸酯、二乙基苯基膦酸酯等。
這些有機磷化合物可以單獨或二種或多種混合地使用。
作為含磷阻燃劑的上述無機磷酸鹽包括例如多磷酸銨等。
紅磷可用作含磷的阻燃劑。紅磷可以預先進行表面處理。紅磷的表面處理包括用金屬氫氧化物(例如,氫氧化鎂、氫氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鈦)涂膜的表面涂敷處理,用包括上述金屬氫氧化物與熱固性樹脂的涂膜的表面涂敷處理,以及用包括金屬氫氧化物涂膜與熱固性樹脂涂膜的多層涂膜的表面涂敷處理。
優選的含磷阻燃劑是至少含有一個直接鍵合到磷原子上的可形成酯的氧原子的有機磷化合物(有機磷酸酯)及其縮合物。當將上述有機磷化合物加入到熱塑性樹脂組合物時,使該組合物具有阻燃性,并改進了其耐沖擊性。這些磷酸酯中,特別優選的是芳香磷酸酯(磷酸三苯酯等)及其縮合物。
可以適當選擇芳香磷酸酯中芳香環上取代基的碳原子總數,并且其可以是大約10-20個(例如,12-18個)。作為烷基取代的芳香磷酸酯可以是例如,二(C5-10烷基苯基)苯基磷酸酯(二(壬基苯基)苯基磷酸酯等)。這些磷酸酯中,含羥基的芳香磷酸酯(例如,具有至少一個在芳香磷酸酯(如三甲苯基磷酸酯與三苯基磷酸酯)上被取代的酚羥基的磷酸酯)也是優選的。作為上述磷酸酯的例子,可以提到的有間苯二酚基二苯基磷酸酯,雙酚A二苯基磷酸酯等。
作為無機銻化合物的例子,可以提到的有銻與無機酸的酯[例如,酒石酸銻、己酸銻、Sb(OCH2CH3)3、Sb[OCH(CH3)CH2CH3]3、環烷基銻酸酯(例如,聚亞甲基甘醇酸銻)、芳基銻酸酯(例如,三苯基銻)]。
作為無機銻化合物的例子,可以提到的有氧化銻(Sb2O3)、磷酸銻、KSb(OH)6、NH4SbF6、SbS3等。
優選的銻化合物包括氧化銻。
作為無機阻燃劑的例子,可以提到的有各種金屬化合物,例如金屬氫氧化物如氫氧化鈣、白云石、水滑石等;金屬氧化物如氧化錫、氧化鋯等;金屬碳酸鹽(它可以是堿性金屬碳酸鹽)如碳酸鎂,碳酸鋅、碳酸鈣、碳酸鋇等;以及金屬硼酸鹽如硼酸鋅、偏硼酸鋅、偏硼酸鋇等。上述無機阻燃劑可以單獨或兩種或多種混合地使用。
除了上述阻燃劑外,本發明的熱塑性樹脂組合物還可以包括阻燃劑輔助配合劑(5)。作為阻燃劑輔助配合劑(5)的例子,可以提到的有三嗪化合物,酚醛清漆樹脂,金屬化合物,硅氧烷化合物(例如,硅氧烷樹脂或硅油),硅石、芳族酰胺纖維、聚丙烯腈纖維與氟樹脂等。為了達到更高阻燃的目的,與上述阻燃劑(F)一起使用這樣的阻燃劑輔助配合劑。作為阻燃劑輔助配合劑,可以使用從這些化合物中選出的至少一種阻燃劑輔助配合劑。
作為三嗪化合物的例子,可以提到的是具有在改進阻燃性方面有效的三嗪骨架的化合物,例如,密胺及其衍生物(密白胺、蜜勒胺、氰尿酰胺、密胺、氰尿酸酯、密胺磷酸酯、密胺樹脂、BT樹脂等)和胍胺,及其衍生物(琥珀胍胺、己二胍胺、甲基戊二胍胺等)。
酚醛清漆樹脂是在酸催化劑(例如,硫酸、鹽酸、磷酸)存在下,使苯酚與醛進行縮合反應制備的,它具有液滴滴落抑制劑的作用,以防止在燃燒時即時形成的灼熱物質的滴落。
作為是酚醛清漆樹脂原料的苯酚,可以提到的是例如,苯酚;各種含有一個或多個取代基的酚類(甲苯酚類,例如鄰位、間位及對位的甲苯酚等),該取代基選自C1-20烷基(甲基、乙基、異丙基、叔丁基、正辛基、硬脂基等),芳基(苯基等),烷氧基(甲氧基、乙氧基等),芳氧基(苯氧基等)等;鄰苯二酚;間苯二酚;對苯二酚;水楊醛;水楊酸;對羥基苯甲酸;對位或鄰位的氰基苯酚;等等。
作為醛的例子,可以提到的是甲醛,乙醛,正丙醛,異丙醛,正丁醛,異丁醛,苯醛等。
可用作金屬化合物的是金屬氧化物(例如,氧化鋁、氧化鐵、氧化鈦、氧化錳、氧化鎂、氧化鋯、氧化鋅、氧化鉬、氧化鈷、氧化鉍、氧化錫、氧化銻、氧化鎳、氧化銅、氧化鎢等,以及其從這些金屬氧化物得到的復合金屬氧化物等)和金屬粉末(相應于上述金屬氧化物的金屬及這些金屬的合金)。
硅氧烷化合物包括硅氧烷樹脂與硅油。該硅氧烷樹脂可以通過將水解的有機鹵硅烷聚合制得。該硅油包括聚二有機硅氧烷,一般是聚二甲基硅氧烷,以及含有各種取代基(例如,C1-6烷基,C6-12芳基,(甲基)丙烯酰基,乙烯基)的聚二有機硅氧烷。
該硅油的粘度,在25℃時,例如為約500~1,000,000厘泊,優選約90,000~150,000厘泊,更優選約90000~150000厘泊。
硅石(例如,無定型二氧化硅)可以用硅烷偶合劑(例如,至少含有一個選自烴基、乙烯基、環氧基和氨基官能基的硅烷偶合劑)進行表面處理。
芳族酰胺纖維可以通過將間苯二酰胺或聚對亞苯基對苯二酸酰胺溶解于溶劑(酰胺溶劑或硫酸)中,并進行溶液紡絲制得的。其平均纖維直徑通常約為1-500微米,其平均纖維長度通常約為0.1~10毫米。
聚丙烯腈纖維的平均纖維直徑可以選擇在約1-500微米的范圍內,其平均纖維長度可以選擇在約0.1~10毫米范圍內。
用作阻燃輔助劑的氟樹脂是其數均分子量Mn至少為10,000的高分子化合物,并且其玻璃轉化溫度不低于-30℃(優選約40-130℃,更優選約100-130℃)。該含氟樹脂中的氟含量大約為50-76%(重量),優選約65-76%(重量)為宜,更優選約70-76%(重量)。以粉末形式(顆粒形式)使用該含氟樹脂,該含氟樹脂的平均粒徑為例如約0.05-1,000微米,優選約0.08~20微米。該含氟樹脂的密度約為1.2~2.3克/厘米3。
該含氟樹脂在進一步提高抗滴落性方面是有效的。作為該含氟樹脂的例子,可以提到的是含氟乙烯基單體的均聚物或共聚物,含氟乙烯基單體與不含氟乙烯基單體(例如,乙烯、丙烯)的共聚物,例如聚一氟乙烯、聚二氟乙烯、聚三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等。優選的氟樹脂包括聚四氟乙烯。這些含氟樹脂可以單獨地或兩種或多種混合地使用。當需要時,本發明的樹脂組合物還可以含有一種或多種流動改進劑,例如,芳香乙烯基單體(例如,苯乙烯)與(甲基)丙烯酸酯單體(例如,C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸丁酯)的共聚物,脂族烴(蠟例如液體石蠟、石蠟、微晶蠟、聚烯烴蠟和其部分氧化劑),高級脂肪酸(飽和脂肪酸如己酸、棕櫚酸及硬脂酸,以及不飽和脂肪酸如蓖麻醇酸),高級脂肪酸酯(硬脂酸甘油三酯等),高級脂肪酸酰胺(硬脂酰胺,油酰胺(油酸酰胺),亞乙基二硬脂酰胺(亞乙基二硬脂酸酰胺),等等),高級醇(硬脂醇等),金屬皂,等等。
此外,本發明的樹脂組合物還可以含有各種的添加劑,例如,滑石(例如,平均粒徑為也0.1-50微米的滑石),穩定劑(抗氧化劑,紫外線吸收劑,抗光劑,熱穩定劑等),增強劑,抗靜電劑,潤滑劑,脫模劑(模具潤滑劑),填料,顏色色調改進劑,著色劑(例如,顏料,染料),增塑劑,晶核劑等。
作為填料的例子,可以提到的有例如,鋁粉,金屬氧化物例如氧化鐵和氧化鎳,非金屬例如碳絲,硅酸鹽(例如,云母,硅酸鋁(粘土)),石棉,二氧化鈦,磨石,須晶例如鈦酸鉀和其它鈦酸鹽,玻璃薄片,玻璃珠,玻璃纖維,聚合物纖維等。在本發明的樹脂組合物中各組份的比例如下。
在該熱塑性樹脂組合物中,相對于100重量份含有聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)的樹脂組合物,二烯系列嵌段共聚物(2)(即嵌段共聚物(C)-酸改性的嵌段共聚物(F))的比例是約0.1-30重量份,優選約0.1-25重量份(例如約0.5-20重量份)。該聚碳酸酯樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)的比例是前者/后者=約1/99-99/1(%重量),優選約30/70-95/5(%重量),更優選約40/60-90/10(%重量)。
特別地,當第2熱塑性樹脂是苯乙烯樹脂時,相對于100重量份含有聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)的樹脂組合物,二嵌段系列共聚物(2)的比例是0.1-20重量份,優選約0.5-15重量份(例如,1-10重量份),和更優選約1-5重量份。該聚碳酸酯系列樹脂(1)和苯乙烯樹脂(3)的比例是前者/后者=約30/70-95/5(%重量),優選約40/60-90/10(例如50/50-90/10)(%重量),特別是約60/40-80/20(%重量)。在該情況下,當聚碳酸酯系列樹脂的比例低于30%(重量)時,熱變形溫度將降低。當其超過95%(重量)時,模塑性或加工性往往會下降。另外,當二烯系列嵌段共聚物(2)的量低于0.1重量份時,在聚碳酸酯系列樹脂和苯乙烯樹脂之間的相容性不能被令人滿意地改進,并且在某些情況下生產的熱塑性樹脂組合物的機械性能可能降低。另一方面,當加入量超過20重量份時,它可能有害地影響阻燃性和/或降低彎曲模數或彎曲模量和降低熱變形溫度。
當與聚亞烷基芳香化物或聚亞苯基醚一起使用該苯乙烯樹脂時,相對于100重量份含有聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)的樹脂組合物,聚亞烷基芳香化物和/或聚亞苯基醚樹脂的比例是約0.1-20重量份(例如,0.2-15重量份),優選約0.5-10重量份,更優選約0.5-5重量份。
盡管使用聚亞烷基芳香化物樹脂并不是必需的,但加入聚亞烷基芳香化物系列有助于進一步改進聚碳酸酯系列樹脂和聚苯乙烯系列樹脂之間的相容性,因此改進表面沖擊強度。當加入聚亞苯基芳香化物系列樹脂的量超過20重量份時,阻燃性受到有害的影響并且懸臂梁式沖擊強度會降低。也可以不加入聚亞苯基醚系列樹脂,而加入該聚亞苯基醚系列樹脂進一步增強聚碳酸酯系列樹脂和聚苯乙烯系列樹脂之間的相容性,因此增強表面沖擊強度和阻燃性。當加入該聚亞苯基醚系列樹脂的量超過20重量份時,懸臂梁式沖擊強度會降低。
根據阻燃劑種類可以將阻燃劑(4)的含量選擇在例如相對于100重量份含有聚碳酸酯樹脂系列(1)和第2熱塑性樹脂(3)例如苯乙烯樹脂的樹脂組合物約1-40重量份內,優選約5-30重量份,更優選約8-20重量份。當阻燃劑的加入量低于1重量份時,阻燃效果不夠。當其超過40重量份時,阻燃熱塑性樹脂組合物的機械特性會降低。
相對于100重量份含有聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)例如苯乙烯樹脂的樹脂組合物,是優選阻燃劑的有機磷化合物(尤其是磷酸酯和其縮合物)使用的量為約1-40重量份,優選約3-30重量份,更優選約5-20重量份。
相對于100重量份含有聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)例如苯乙烯樹脂的樹脂組合物,根據阻燃劑輔助配合劑的種類,將阻燃劑輔助配合劑(5)的量選擇在例如不大于30重量份(例如0.01-30重量份)的范圍內,優選約0.01-10重量份。
相對于100重量份含有聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)例如苯乙烯樹脂的樹脂組合物,優選作為阻燃劑輔助配合劑的含氟樹脂的使用量為約0.05-5重量份,優選約0.1-1重量份。當在上述范圍內使用該含氟樹脂時,其與阻燃劑(特別是有機磷化合物)的混合使用導致足以防止由樹脂的可塑化引起的滴落,而不損害該阻燃樹脂組合物的機械特性。因此,與上述有機磷化合物一起使用含氟樹脂(它是優選的阻燃劑輔助配合劑)作為輔助阻燃劑是有利的。
此外,甚至不加入含氟樹脂或其它阻燃劑輔助配合劑也可以得到有實用程度的阻燃性,并且該阻燃的熱塑性樹脂組合物具有極好的流動性和耐沖擊性。
在需要的地方,相對于100重量份含有聚碳酸酯系列樹脂(1)和第2熱塑性樹脂(3)例如苯乙烯樹脂的樹脂組合物,可以將流動性改進劑的量選擇在約0.1-10重量份的范圍內,優選0.1-5重量份,更優選約0.1-2重量份。
用常規方法,將上述各個組分相互混合,可以制備本發明的阻燃性熱塑性樹脂組合物與熱塑樹脂組合物。例如,當需要時,可以通過用例如亨舍爾混合機、轉鼓摻合機或捏和機以合適的量預先使各組分預混合,然后,用擠出機或捏和機例如加熱轉筒或班伯里混合器將這些組份熔化捏和,并且進行制丸或研磨處理來制備本發明的樹脂組合物。
根據本發明,聚碳酸酯系列樹脂和第2熱塑性樹脂(3)例如聚苯乙烯樹脂(例如橡膠改性的聚苯乙烯樹脂)的聚合物混合物可以有效地得到改性,而迄今這種共混聚合物一直是難以改性的。特別地,本發明的阻燃性熱塑樹脂組合物與熱塑樹脂組合物都具有極好的模塑性,耐沖擊性,熱穩定性及阻燃性。因此,本發明的樹脂組合物適用于模制OA裝置,通訊裝置,家用電器外殼,車底盤,其他成型部件,以及汽車成型部件等。可以用各種技術例如注塑法、擠塑成形與吹塑法等使本發明的樹脂組合物模塑成形。實際上,可以用注塑法制得模塑制品。
根據本發明,可以顯著地改進不同樹脂之間的相容性和分散性,并且通過混合使用特定的聚碳酸酯系列樹脂和二烯系列嵌段共聚物(它可以被改性)可以實現該樹脂組合物的改進的耐沖擊性,甚至在包括聚碳酸酯系列樹脂和二嵌段系列共聚物的聚合物混合物中也是如此。
此外,這樣的組合可以顯著地改進與第2熱塑性樹脂的相容性以及上面提到的2種樹脂之間的相容性。另外,甚至在包括聚碳酸酯系列樹脂和聚苯乙烯樹脂作為主要樹脂組份的聚合物混合物中,通過加入二烯系列嵌段共聚物(即聚碳酸酯系列樹脂、聚苯乙烯樹脂和二烯系列嵌段共聚物的組合)可以得到流動性、模塑性或加工性、耐沖擊性可與聚碳酸酯樹脂和ABS樹脂的聚合物混合物不相上下的熱塑性樹脂組合物。另外,這樣的組合可以有效地改性上述聚合物混合物,并且通過加入阻燃劑或阻燃劑輔助配合劑可以得到具有高阻燃性的熱塑性樹脂組合物。特別地,通過選擇阻燃劑和阻燃劑輔助配合劑,可以得到不僅阻燃性、耐沖擊性和模塑性是極好的,而且是非常安全和無腐蝕的并且無鹵素的阻燃熱塑性樹脂組合物。
實施例下列實施例具體地描述本發明,然而決不是對本發明范圍的限制。
在下面實施例與比較例中所使用的測試方法如下(1)沖擊強度(公斤·厘米/厘米)根據ASTM試驗方法D256,用切口懸臂梁沖擊強度試驗機對1/4英寸厚度的試樣進行其沖擊強度測試。
(2)表面沖擊強度(落重沖擊強度,kgf·cm)與穿孔直徑=20R的,下落重量為4公斤的自由落體物一使用其厚度為2毫米的平板試樣測定落重沖擊強度。
(3)阻燃性(UL94)根據在美國UL技術要求UL94中規定的垂直燃燒試驗(94V-0),測試阻燃性,所用的試樣(條型試樣)的厚度為1/16英寸。
(4)流動性(毫米)在氣缸溫度為250℃,模壓溫度為60℃與注塑壓力為500公斤/厘米2的條件下,測定在旋流空腔(截面2毫米厚,20毫米寬)中的流動距離。
根據下面合成實施例制備在實施例和比較例中所用的聚碳酸酯(1)、二烯系列嵌段共聚物(2)(相容劑)和聚苯乙烯樹脂(3)。每個聚碳酸酯系列樹脂的粘均分子量和端羥基濃度計算如下。
(粘均分子量)用Ubbelohde粘度計在20℃測定二氯甲烷的特性粘度,并且用下式計算粘均分子量(Mv)[η]=1.11×104(Mv)0.82(端羥基濃度)用13C-NMR方法(測定方式門偶合)由114.80ppm和129.50ppm的比例計算端羥基的濃度。
合成實施例1通過熔體酯轉移合成芳香族聚碳酸酯樹脂(1-1)通過將22.8kg(100mole)的2,2-二(4-羥基苯基)丙烷、21.9kg(102.5mole)的碳酸二苯基酯和85mg(1×10-3mole)的偏硼酸鋰二水合物的水溶液以及1.0(2.4×10-2mole)的硼酸加入燒瓶中,將裝入的料在180℃氮氣氛下熔融,很好攪拌下升高溫度達到0.1torr(乇)和270℃以便蒸發形成的苯酚從而得到無色清澈的芳香聚碳酸酯樹脂。該樹脂的粘均分子量是Mw=23000,端羥基濃度是28%(摩爾)。
合成實施例2環氧改性的加氫二烯系列嵌段共聚物A的合成將300g聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯二烯系列嵌段共聚物[JapanSyntheticRubberCo_Ltd,TR200的產品]和300g環己烷加入到裝有攪拌器和溫度計的夾套反應器中,并將該混合物溶解。然后,向該混合溶液中加入通過在0℃、2.5kg/cm2的氫壓下將作為催化劑的40ml二對甲苯基雙(1-環戊二烯基)鈦/環己烷溶液(濃度1毫摩爾/升)和8ml正丁基鋰溶液(濃度5毫摩爾/升)混合制備的混合物,并讓該混合物在2.5kg/cm2的氫分壓60℃下反應30分鐘。通過在減壓下干燥除去得到的部分加氫共聚物溶液的溶劑(總丁二烯部分的加氫比30%)。將300g部分加氫的聚合物和1500g環己烷加入到反應器(裝有夾套的2升燒瓶)中,并將該混合物溶解。然后,向該混合物中連續地滴加300g過乙酸在乙酸乙酯中的30%(重量)溶液,并在40℃進行環氧化反應3小時同時攪拌。為了得到環氧化的加氫二烯系列嵌段共聚物(環氧改性共聚物A),將該反應混合物冷卻到室溫,從反應器中取出反應混合物,通過加入大量的甲醇將該聚合物沉淀,過濾,用水洗滌并干燥。該環氧改性的共聚物A的環氧當量是275。
合成實施例3環氧改性的二烯系列嵌段共聚物B的合成將300g聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯二烯系列嵌段共聚物[JapanSyntheticRubberCo_Ltd的產品,TR200]和1500g乙酸乙酯加入到裝有攪拌器和溫度計的夾套反應器中,并將該混合物溶解。然后,向該混合物連續地滴加169g過乙酸在乙酸乙酯中的30%(重量)溶液,并在40℃進行環氧化反應3小時同時攪拌。
將該反應混合物冷卻到室溫,從反應器中取出反應混合物,通過加入大量的甲醇將該聚合物沉淀,過濾,用水洗滌并干燥,從而得到環氧化的二烯系列嵌段共聚物(環氧改性共聚物B)。該環氧改性的共聚物B的環氧當量是470。
合成實施例4環氧改性的二烯系列嵌段共聚物C的合成將300g聚苯乙烯-聚丁二烯的二烯系列嵌段共聚物[AsahiChemicalIndustryCo_Ltd的產品,Asaflex810]和1500g環己烷加入到裝有攪拌器、回流冷凝器和溫度計的夾套反應器中,并將該混合物溶解。然后,向該嵌段共聚物溶液連續地滴加150g過乙酸在乙酸乙酯中的30%(重量)溶液,并在40℃進行環氧化反應3小時同時攪拌。
將該反應混合物冷卻到室溫,從反應器中取出反應混合物,通過加入大量的甲醇將該聚合物沉淀,過濾,用水洗滌并干燥,從而得到環氧化的二烯系列嵌段共聚物(環氧改性共聚物C)。該環氧改性的共聚物C的環氧當量是650。
合成實施例5環氧改性的二烯系列嵌段共聚物D的合成將300g苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-丁二烯系列嵌段共聚物[AsahiChemicalIndustryCo_Ltd的產,Asaflex810,苯乙烯/丁二烯=70/30(重量比)]和900g乙酸乙酯加入到裝有攪拌器、回流冷凝器和溫度計的夾套反應器中,并將該混合物溶解。然后,向該嵌段共聚物溶液連續地滴加130g過乙酸在乙酸乙酯中的30%(重量)溶液,并在40℃進行環氧化反應3小時同時攪拌。
將該反應混合物冷卻到室溫,從反應器中取出反應混合物,并通過在減壓下干燥除去溶劑。該環氧改性的共聚物D的環氧當量是767。
合成實施例6環氧改性的二烯系列嵌段共聚物E的合成將300g苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物[JapanSyntheticRubberCo_Ltd的產品,TR2000,苯乙烯/丁二烯=40/60(重量比)]和1500g環己烷加入到裝有攪拌器、回流冷凝器和溫度計的夾套反應器中,并將該混合物溶解以便制備嵌段共聚物溶液。然后,向該嵌段共聚物溶液連續地滴加169g過乙酸在乙酸乙酯中的30%(重量)溶液,并在40℃進行環氧化反應3小時同時攪拌。將該反應混合物冷卻到室溫,用水洗滌,從反應器中取出反應混合物,通過加入大量的甲醇將該聚合物沉淀。將該沉淀物過濾,用水洗滌并干燥,從而得到環氧改性的烯嵌段共聚物E。得到的該環氧改性的共聚物E的環氧當量是510。
合成實施例7苯乙烯樹脂的合成向100重量份含有90重量份苯乙烯單體和10重量份聚丁二烯橡膠(NipponZeonCo_Ltd.的產品,BR1220SG)的混合物中加入10重量份乙苯和0.015重量份的二叔丁基過氧化物(DTBPO),并將混合物溶解。將得到的用于聚合的原料溶液加入到裝有攪拌器的罐式反應器中。將反應器中的聚合溫度調節到120-150℃。
連續地進行聚合直到苯乙烯的聚合轉化率達到79%。在230℃下在雙螺桿擠塑機中加熱該聚合混合物的同時減壓除去揮發性物質,并將剩余物造粒。這樣得到的橡膠改性的聚苯乙烯樹脂的分析表明橡膠含量為8.9%(重量),橡膠的體積平均粒徑是2.1μm,重均分子量Mw=215000。
在合成實施例7中得到的該橡膠改性的聚苯乙烯樹脂在下文中稱之為HIPS-1。
合成實施例8苯乙烯樹脂的合成按照合成實施例7的方法只是使用85重量份的苯乙烯單體和15重量份的聚丁二烯(NipponZeonCo_Ltd的產品,BR1220SG)得到橡膠改性的聚苯乙烯樹脂。該橡膠改性的聚苯乙烯樹脂的分析表明橡膠含量為11.5%(重量),橡膠的體積平均粒徑是1.8μm,重均分子量Mw=220000。
在合成實施例8中得到的該橡膠改性的聚苯乙烯樹脂在下文中稱之為HIPS-2。
實施例和比較例中,使用下列材料。
(1)聚碳酸酯系列樹脂(1-1)雙酚A基的聚碳酸酯樹脂在合成實施例1中合成的樹脂(相對于全部端基,端羥基的比例為28%(摩爾),數均分子量Mn=23000)(1-2)雙酚A基的聚碳酸酯樹脂(相對于全部端基,端羥基的比例為0%(摩爾),數均分子量Mn=22000)(1-3)雙酚A基的聚碳酸酯樹脂(相對于全部端基,端羥基的比例為7.4%(摩爾),數均分子量Mn=22000)(1-4)雙酚A基的聚碳酸酯樹脂(相對于全部端基,端羥基的比例為22.4%(摩爾),數均分子量Mn=22000)(1-5)光氣法制得的芳香碳酸酯樹脂HPC(MitsubishiGasChemicalCompany,Inc.的產品IupironS3000(商品名),端羥基濃度低于1%(摩爾)并且不多于鑒定(可檢測)極限)根據雙酚A和碳酸二苯基酯的加入摩爾比分別調節聚碳酸酯系列樹脂(1-3)和(1-4)的端羥基濃度。通過13C-NMR(裝置JEOL的產品,JNM-A500高分辨率NMR)計算相對于全部端基的端羥基比(2)二烯系列嵌段共聚物
(2-1)在合成實施例2中得到的環氧改性的加氫嵌段共聚物A(2-2)在合成實施例3中得到的環氧改性的嵌段共聚物B(2-3)在合成實施例4中得到的環氧改性的嵌段共聚物C(2-4)在合成實施例5中得到的環氧改性的嵌段共聚物D(2-5)在合成實施例6中得到的環氧改性的嵌段共聚物E(2-6)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在合成實施例5中使用的苯乙烯-丁二烯系列嵌段共聚物(JapanSyntheticRubberCo_Ltd的產品,TR2000,苯乙烯/丁二烯=40/60(重量比))(2-7)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-丁二烯系列嵌段共聚物在合成實施例6中使用的苯乙烯-丁二烯系列嵌段共聚物(AsahiChemicalIndustryCo_Ltd的產品,Asaflex810,苯乙烯/丁二烯=70/30(重量比))(3)第2熱塑性樹脂苯乙烯樹脂(3-1)芳香族乙烯基-二烯-乙烯基氰化物共聚物ABS(DaicelChemicalIndustryCo_Ltd的產品,CevianV(商品名))(3-2)丙烯腈-苯乙烯共聚物AS(DaicelChemicailIndustryCo_Ltd的產品,CevianN(商品名))(3-3)聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT(PolyolasticsCo_Ltd的產品,Durane400FP)(3-4)聚甲基丙烯酸酯樹脂PMMA(MitsubishiRayon的產品,AcrypetIR-H-70)(3-5)聚苯乙烯PS(DaicelChemicalIndustryCo_Ltd的產品,R53)(3-6)尼龍6(UbeIndustries,Ltd.的產品)(3-7)聚芳香化物PAR(UnitikaLtd.的產品,U聚合物P5001,與聚碳酸酯的合金化聚合物)(3-8)ABS樹脂(DaicelChemicalIndustryCo_Ltd的產品,CevianV520)
(3-9)在合成實施例8中得到的HIPS-1(3-10)在合成實施例9中得到的HIPS-2(3-11)乙二醇作為共聚單體得到的聚(1,4-環己烷二亞甲基對苯二酸酯)[PCTG;Eastman Chemical Company的產品,EasterDN003](3-12)聚(2,6-二乙基-1,4-亞苯基)醚[GE Specialty Chemicals,Inc.的產品,BLENDE X HPP820](4)阻燃劑(有機磷化合物)(4-1)三壬基苯基亞磷酸酯(4-2)三苯基磷酸酯(4-3)由下面式(Ⅲ)表示的縮聚磷酸酯[Daihachi Chenucal IndustryCo_Ltd.;CR-733S](4-4)由下面式(Ⅳ)表示的縮聚磷酸酯[Daihachi Chemical IndustryCo_Ltd.的產品,CR-741](4-5)由下面式(V)表示的縮聚磷酸酯[Daihachi Chemical IndustryCo_Ltd.的產品,PX-741]
(5)阻燃劑輔助配合劑(含氟樹脂)(5-1)聚四氟乙烯[Mitsui-DuPontFluorochemicalsCo_Ltd.的產品,Teflon6-J]實施例1和2,比較例1和2根據表1,將聚碳酸酯系列樹脂(1)、二烯系列嵌段共聚物(2)和苯乙烯樹脂(3)在亨舍爾混合機中混合,用雙螺桿擠出機(IkegaiTekkoCo_Ltd.的產品,PCM-30)將混合物熔化捏和,以將樹脂組合物造粒。然后,用注塑機(MeikiSeisakusho的產品,SJ45/70;模塑溫度50℃)將顆粒形式的各樹脂組合物模制成用于試驗物理性質的試件,并測定物理性質。
此外,為了比較,試驗端羥基濃度低于1%(摩爾)的樹脂作為聚碳酸酯樹脂,并用與實施例中相同的方法進行評價。結果示于表1中。
表1
*重量份數實施例3-14和比較例3-14根據表2-7,用與實施例1相同的方法只是使用各種熱塑性樹脂代替實施例1的(3-1)和(3-2)制備試件和測定物理性質。得到的結果列于表2-7中。
表2
重量份數表5
*重量份數表6
*重量份數表7
*重量份數實施例15-24和比較例15-17在轉鼓混合機中按照表8-10中所示的配方和比例(重量份數)混合上述材料,并將混合物用擠塑機熔融捏合從而得到顆粒形式的樹脂組合物。然后,用注塑機(氣缸溫度240℃;模塑溫度60℃)將顆粒形式的各樹脂組合物模制試驗試件,對這些試件進行物理性質試驗。這樣得到的結果列于表8-10中。
表8
*重量份數**2mm 厚/kgf·cm
表9
*重量份數**2mm 厚/kgf·cm表10
*重量份數**2mm 厚/kgf·cm
如從上述表中明顯看出的,與聚碳酸酯系列和ABS系列樹脂的聚合物混合物相比,主要由聚碳酸酯系列樹脂和橡膠改性聚苯乙烯樹脂組成的實施例的熱塑性樹脂組合物顯示出幾乎相同的沖擊強度和更高的流動性(模塑性和加工性)。
此外,實施例15試驗試件的電子顯微照片(在剖面上)觀察顯示出在圖1中所示的膠囊結構。在該形態中,其中橡膠改性的苯乙烯樹脂作為區域結構分散在聚碳酸酯樹脂基質中,該區域結構被環氧改性的嵌段共聚物包圍。
實施例25-38和比較例18-20在轉鼓混合機中按照表11-14中所示的配方和比例(重量份數)混合上述材料,并將混合物用擠塑機熔融捏合從而得到顆粒形式的樹脂組合物。然后,用注塑機(氣缸溫度240℃;模塑溫度60℃)將顆粒形式的各樹脂組合物模制試驗試件,對這些試件進行物理性質試驗。這樣得到的結果列于表11-14中。
表11
>*重量份數**2mm 厚/kgf·cm
表12
*重量份數**2mm 厚/kgf·cm
表13
*重量份數**2m 厚/kgf·cm
表14
*重量份數**2mm厚/kgf·cm
如從上述表中所明顯看出的,關于含阻燃劑和阻燃劑輔助配合劑的阻燃劑熱塑性樹脂組合物,與聚碳酸酯系列樹脂和ABS系列樹脂基的組合物相比,實施例的樹脂組合物在耐沖擊性方面不相上下,而在阻燃性和流動性(模塑性和加工性)方面則更好。
權利要求
1.一種熱塑性樹脂組合物,其包括具有相對于全部端基的1%(摩爾)或1%(摩爾)以上端羥基的聚碳酸酯系列樹脂(1)和二烯系列嵌段共聚物(2),其中在同一分子中,該二烯系列嵌段共聚物具有主要包括乙烯基芳香化合物的聚合物嵌段(A)和主要包括共軛二烯化合物的聚合物嵌段(B)。
2.根據權利要求1的熱塑性樹脂組合物,其中相對于所述聚碳酸酯系列樹脂(1)的全部端基,該端羥基的比是1-40%(摩爾)。
3.根據權利要求1的熱塑性樹脂組合物,其中相對于所述聚碳酸酯系列樹脂(1)的全部端基,該端羥基的比是5-40%(摩爾)。
4.根據權利要求1的熱塑性樹脂組合物,其中所述的二烯系列嵌段共聚物(2)選自下面至少一個共聚物在同一個分子中具有主要包括乙烯基芳香化合物的聚合物嵌段(A)和主要包括共軛二烯化合物的聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物(C),嵌段共聚物(C)的部分和全部加氫產物D,環氧改性的嵌段共聚物(E),其中從至少一個選自嵌段共聚物(C)和該部分加氫產物(D)的共軛二烯化合物得到的雙鍵是被環氧化的,和至少一個選自嵌段共聚物(C)和其加氫產物(D)的酸改性的嵌段共聚物(F)。
5.根據權利要求4的熱塑性樹脂組合物,其中以環氧乙烷氧濃度為單位,所述環氧改性嵌段共聚物的引入的環氧基的量是0.2-5.0%(重量)。
6.根據權利要求1的熱塑性樹脂組合物,其中相對于100重量份所述聚碳酸酯系列樹脂,所述二烯系列嵌段共聚物比是0.1-30重量份。
7.根據權利要求1的熱塑性樹脂組合物,其還包括第2熱塑性樹脂組合物(3)。
8.根據權利要求7的熱塑性樹脂組合物,其中所述的第2熱塑性樹脂(3)選自下面樹脂的至少一個聚酯系列樹脂、聚酰胺系列樹脂、芳香聚醚系列樹脂、橡膠改性的聚合物、聚硫化物系列樹脂、丙烯酸樹脂和聚烯烴樹脂。
9.根據權利要求7的熱塑性樹脂組合物,其中所述的第2樹脂(3)是苯乙烯樹脂。
10.根據權利要求7的熱塑性樹脂組合物,其中所述的苯乙烯樹脂(3)是橡膠改性的苯乙烯樹脂。
11.根據權利要求7的熱塑性樹脂組合物,其中所述的聚碳酸酯系列樹脂(1)與所述的第2熱塑性樹脂(3)的比是1/99-99/1(重量%),并且相對于100重量份包括所述聚碳酸酯系列樹脂(1)和所述第2熱塑性樹脂(3)的樹脂組合物,所述的二烯系列嵌段共聚物(2)是0.1-30重量份。
12.根據權利要求9的熱塑性樹脂組合物,其中所述的聚碳酸酯樹脂(1)與所述的苯乙烯樹脂(3)的比是30/70-95/5(重量%),并且相對于100重量份包括所述聚碳酸酯樹脂(1)和所述苯乙烯樹脂(3)的樹脂組合物,所述的二烯系列嵌段共聚物(2)是0.1-20重量份。
13.根據權利要求10的熱塑性樹脂組合物,其中構成分散相的苯乙烯樹脂區域結構被所述的二烯系列嵌段共聚物(2)包圍。
14.根據權利要求1的熱塑性樹脂組合物,其中所述的二烯系列嵌段共聚物(2)是具有B嵌段作為端基嵌段的二烯系列嵌段共聚物。
15.根據權利要求8的熱塑性樹脂組合物,相對于100重量份包括所述聚碳酸酯系列樹脂(1)和所述苯乙烯樹脂(3)的樹脂組合物,其包括0.1-20重量份的聚亞烷基芳香化物系列樹脂。
16.根據權利要求8的熱塑性樹脂組合物,相對于100重量份包括所述聚碳酸酯系列樹脂(1)和所述苯乙烯樹脂(3)的樹脂組合物,其包括0.1-20重量份的聚亞苯基醚系列樹脂。
17.根據權利要求9的熱塑性樹脂組合物,相對于100重量份包括所述聚碳酸酯系列樹脂(1)和所述苯乙烯樹脂(3)的樹脂組合物,其還包括1-40重量份的阻燃劑(4)。
18.根據權利要求9的熱塑性樹脂組合物,相對于100重量份包括所述聚碳酸酯系列樹脂(1)和所述苯乙烯樹脂(3)的樹脂組合物,其還包括0.01-30重量份的阻燃劑輔助配合劑(5)。
19.根據權利要求18的熱塑性樹脂組合物,相對于100重量份該樹脂組合物,其中所述的阻燃劑輔助配合劑(5)是含氟樹脂,并且該含氟樹脂的含量是0.05-5重量份。
全文摘要
向100重量份樹脂組合物中加入0.1—20重量份的二烯系列嵌段共聚物可得到熱塑性樹脂組合物,該組合物含有:具有相對于全部端基的1%(摩爾)或更高(約5—40%(摩爾))端羥基的聚碳酸酯樹脂(1)作為基本組分。該聚碳酸酯系列樹脂還可含有熱塑性樹脂(3),如橡膠改性的苯乙烯樹脂。該嵌段共聚物組分(2)包括環氧改性的嵌段共聚物等。當加入有機磷化合物作為阻燃劑(4)或含氟樹脂作為阻燃輔助配合劑(5)時,可得到無鹵素的阻燃熱塑性樹脂組合物。通過改性該聚碳酸酯系列樹脂和苯乙烯系列樹脂的聚合物混合物可得到具有改進流動性和沖擊強度的熱塑性樹脂。
文檔編號C08L69/00GK1206027SQ9811632
公開日1999年1月27日 申請日期1998年7月20日 優先權日1998年7月20日
發明者片山昌広, 伊藤雅章, 大塚喜弘 申請人:大賽璐化學工業株式會社