JP7186642B2 - organic-inorganic composite - Google Patents
organic-inorganic composite Download PDFInfo
- Publication number
- JP7186642B2 JP7186642B2 JP2019044980A JP2019044980A JP7186642B2 JP 7186642 B2 JP7186642 B2 JP 7186642B2 JP 2019044980 A JP2019044980 A JP 2019044980A JP 2019044980 A JP2019044980 A JP 2019044980A JP 7186642 B2 JP7186642 B2 JP 7186642B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- acid
- polycarbonate resin
- organic
- fine particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Description
特許法第30条第2項適用 2018年度高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・高分子ナノテクノロジー研究会合同討論会講演要旨集、第50~51頁 発行所:公益社団法人高分子学会 発行日:平成30年12月19日 [刊行物等] 2018年度高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会 高分子ナノテクノロジー研究会合同討論会 開催日:平成30年12月20日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law 2018 Research Group on Fundamental Polymer Properties, Research Group on Polymer Computer Science, Research Group on Polymer Nanotechnology, pp. 50-51 Published by: Public Interest Incorporated Association The Society for Molecular Science Publication date: December 19, 2018 [Publications] 2018 Research Group on Basic Polymer Physics, Research Group on Polymer Computer Science, Research Group on Polymer Nanotechnology Date: December 20, 2018 Day
本開示は、ポリカーボネート樹脂及び無機微粒子を含む有機無機複合材料に関する。 The present disclosure relates to an organic-inorganic composite material containing a polycarbonate resin and inorganic fine particles.
近年、光学材料の開発が盛んに行われている。例えば、光学レンズの分野においては、高屈折率、高アッベ数、耐熱性、透明性に優れた光学材料が求められている。従来用いられていたガラスは、要求される様々な光学特性を実現することが可能であると共に、環境耐性に優れているが、加工性に劣るという問題があった。これに対し、ガラス材料に比べて安価であると共に加工性に優れる樹脂材料が、光学部品に用いられてきている。しかし、樹脂材料はガラスに比べて一般的に屈折率が低く、例えば、樹脂材料からなる光学部品を薄肉化するには、樹脂材料を高屈折率化することが求められている。 In recent years, the development of optical materials has been actively carried out. For example, in the field of optical lenses, optical materials with high refractive index, high Abbe's number, heat resistance and excellent transparency are required. Conventionally used glass can realize various required optical properties and is excellent in environmental resistance, but has a problem of poor workability. In contrast, resin materials, which are less expensive than glass materials and have excellent workability, have been used for optical components. However, resin materials generally have a lower refractive index than glass. For example, in order to reduce the thickness of an optical component made of a resin material, it is required to increase the refractive index of the resin material.
樹脂材料を高屈折率化する方法としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の無機酸化物の微粒子を樹脂に分散させる方法がある。しかしながら、このような微粒子は、粒子の表面エネルギーが大きく、マトリクスとなる樹脂に分散させることは困難であるため、これまで様々な検討がなされている。 As a method of increasing the refractive index of a resin material, for example, there is a method of dispersing fine particles of an inorganic oxide such as titanium oxide or zirconium oxide in a resin. However, since such fine particles have a large surface energy and are difficult to disperse in a matrix resin, various studies have been made so far.
微粒子を樹脂に分散させる手法として、微粒子表面を表面修飾剤で化学修飾する手法がある。例えば、特許文献1には、特定の化学構造で修飾した粒子と樹脂等を混合してマスターバッチを作製し、その後、かかるマスターバッチと熱可塑性樹脂とを溶融混練し、透明な樹脂組成物を得る方法が記載されている。 As a technique for dispersing fine particles in a resin, there is a technique for chemically modifying the fine particle surface with a surface modifier. For example, in Patent Document 1, particles modified with a specific chemical structure are mixed with a resin or the like to prepare a masterbatch, and then the masterbatch and a thermoplastic resin are melt-kneaded to form a transparent resin composition. It describes how to get it.
別の方法として、極性官能基を有するポリマーを用いる手法がある。例えば、特許文献2及び非特許文献1には、カルボキシル基を含有するポリマーを用いて、無機微粒子を分散させる方法が記載されている。また、特許文献3には、極性官能基含有グラフトポリマーを用いて、無機微粒子を分散させる方法が記載されている。 Another approach is to use polymers with polar functional groups. For example, Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 describe a method of dispersing inorganic fine particles using a polymer containing a carboxyl group. Further, Patent Document 3 describes a method of dispersing inorganic fine particles using a polar functional group-containing graft polymer.
特許文献4及び5には、ポリカーボネート樹脂に無機フィラー等を配合し得ることが記載されている。特許文献6には、ミスカット量が低減されたポリカーボネート樹脂ペレット及びその製造方法が記載されている。 Patent Documents 4 and 5 describe that an inorganic filler or the like can be blended with a polycarbonate resin. Patent Document 6 describes polycarbonate resin pellets with a reduced amount of miscut and a method for producing the same.
特許文献1に記載される方法によって得られる樹脂組成物は、無機微粒子の含有割合が少ないため、樹脂材料を十分に高屈折率化させることは困難であった。 Since the resin composition obtained by the method described in Patent Document 1 contains a small amount of inorganic fine particles, it has been difficult to sufficiently increase the refractive index of the resin material.
特許文献2及び非特許文献1に記載される方法を、ポリカーボネートのような重縮合反応によって得られるポリマーに適用した場合、重合中にカルボキシル基が反応することから、ポリマーに多量のカルボキシル基を導入できない。そのため、ポリカーボネート樹脂材料中に無機微粒子を十分に分散させることは困難であった。 When the methods described in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 are applied to a polymer obtained by a polycondensation reaction such as polycarbonate, the carboxyl groups react during polymerization, so a large amount of carboxyl groups are introduced into the polymer. Can not. Therefore, it has been difficult to sufficiently disperse the inorganic fine particles in the polycarbonate resin material.
特許文献3に記載される方法は、ラジカル重合によって極性官能基を有するグラフト鎖を導入しているため、主鎖と極性官能基を結ぶ側鎖連結鎖長が制御できず、有機無機複合材料とした場合に、流動性、無機微粒子の分散安定性などが影響されるおそれがあった。 In the method described in Patent Document 3, since a graft chain having a polar functional group is introduced by radical polymerization, the side chain linking chain length connecting the main chain and the polar functional group cannot be controlled, resulting in an organic-inorganic composite material. In this case, the fluidity, the dispersion stability of the inorganic fine particles, etc. may be affected.
本開示の目的は、無機微粒子のポリカーボネート樹脂への分散性を向上させた有機無機複合材料を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide an organic-inorganic composite material with improved dispersibility of inorganic fine particles in a polycarbonate resin.
〈態様1〉
下記式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂、及び無機微粒子を含む、有機無機複合材料:
R1及びR2は、それぞれ独立に、アルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基、及びシクロアルキレン基からなる群から選ばれる基を表し、R2の水素原子はカルボキシル基で置換されてもよい。
〈態様2〉
前記ポリカーボネート樹脂が、下記式2で表される構造単位を含む、態様1に記載の有機無機複合材料:
R3及びR4は、前記式1で表される基を表し、
a及びbは、それぞれ独立に、a+b≧1を満たす0~4の整数であり、
R5及びR6は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アルケニル基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アラルキルオキシ基、ニトロ基、アルデヒド基、及びシアノ基からなる群から選ばれる基を表し、
c及びdは、それぞれ独立に、c≦4-a及びd≦4-bを満たす0~4の整数であり、
Xは、単結合、アルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基、シクロアルキレン基、硫黄原子、又は酸素原子を表す。
〈態様3〉
前記無機微粒子の表面が、表面修飾剤により修飾されている、態様1又は2に記載の有機無機複合材料。
〈態様4〉
前記表面修飾剤が、酸性官能基を有する、態様3に記載の有機無機複合材料。
〈態様5〉
前記酸性官能基が、スルホン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、及びカルボン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1つの酸性官能基である、態様4に記載の有機無機複合材料。
〈態様6〉
前記無機微粒子の表面が、前記無機微粒子に対して1~30質量%の前記表面修飾剤により修飾されている、態様3~5のいずれかに記載の有機無機複合材料。
〈態様7〉
前記無機微粒子の平均粒子径が、1~20nmである、態様1~6のいずれかに記載の有機無機複合材料。
〈態様8〉
前記無機微粒子の含有量が、前記ポリカーボネート樹脂に対して1~95質量%である、態様1~7のいずれかに記載の有機無機複合材料。
〈態様9〉
前記無機微粒子が、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化ケイ素、及び酸化アルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種である、態様1~8のいずれかに記載の有機無機複合材料。
〈態様10〉
態様1~9のいずれかに記載の有機無機複合材料を用いて得られる成形品。
〈態様11〉
炭素-炭素二重結合を有するポリカーボネート樹脂、及びカルボキシル基を有するチオール化合物を反応させて、前記式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂を調製することと、
前記式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂、及び無機微粒子を混合することと
を含む、態様1~9のいずれかに記載の有機無機複合材料の製造方法。
<Aspect 1>
An organic-inorganic composite material comprising a polycarbonate resin having a group represented by the following formula 1 and inorganic fine particles:
R 1 and R 2 each independently represent a group selected from the group consisting of an alkylene group, an aralkylene group, an arylene group and a cycloalkylene group, and the hydrogen atom of R 2 may be substituted with a carboxyl group.
<Aspect 2>
The organic-inorganic composite material according to aspect 1, wherein the polycarbonate resin comprises a structural unit represented by the following formula 2:
R 3 and R 4 represent a group represented by the formula 1,
a and b are each independently an integer of 0 to 4 that satisfies a+b≧1;
R5 and R6 each independently represent a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a cycloalkyl group, a cycloalkoxy group, an alkenyl group, an aryl group, an aryloxy group, an aralkyl group, an aralkyloxy group, a nitro group, an aldehyde group; , and represents a group selected from the group consisting of a cyano group,
c and d are each independently an integer of 0 to 4 that satisfies c ≤ 4-a and d ≤ 4-b;
X represents a single bond, an alkylene group, an aralkylene group, an arylene group, a cycloalkylene group, a sulfur atom, or an oxygen atom.
<Aspect 3>
The organic-inorganic composite material according to aspect 1 or 2, wherein the surfaces of the inorganic fine particles are modified with a surface modifier.
<Aspect 4>
The organic-inorganic composite material according to aspect 3, wherein the surface modifier has an acidic functional group.
<Aspect 5>
The organic-inorganic composite material according to aspect 4, wherein the acidic functional group is at least one acidic functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a phosphinic acid group, and a carboxylic acid group.
<Aspect 6>
The organic-inorganic composite material according to any one of aspects 3 to 5, wherein the surfaces of the inorganic fine particles are modified with 1 to 30% by mass of the surface modifier with respect to the inorganic fine particles.
<Aspect 7>
The organic-inorganic composite material according to any one of aspects 1 to 6, wherein the inorganic fine particles have an average particle size of 1 to 20 nm.
<Aspect 8>
The organic-inorganic composite material according to any one of aspects 1 to 7, wherein the content of the inorganic fine particles is 1 to 95% by mass with respect to the polycarbonate resin.
<Aspect 9>
The organic-inorganic composite material according to any one of aspects 1 to 8, wherein the inorganic fine particles are at least one selected from the group consisting of zirconium oxide, titanium oxide, tin oxide, silicon oxide, and aluminum oxide.
<Aspect 10>
A molded article obtained using the organic-inorganic composite material according to any one of aspects 1 to 9.
<Aspect 11>
reacting a polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond and a thiol compound having a carboxyl group to prepare a polycarbonate resin having a group represented by the formula 1;
The method for producing an organic-inorganic composite material according to any one of aspects 1 to 9, which comprises mixing a polycarbonate resin having a group represented by Formula 1 and inorganic fine particles.
本開示によれば、無機微粒子のポリカーボネート樹脂への分散性を向上させた有機無機複合材料を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an organic-inorganic composite material with improved dispersibility of inorganic fine particles in a polycarbonate resin.
以下、本開示の実施の形態について詳述する。本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、発明の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail. The present disclosure is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the spirit of the invention.
一実施態様の有機無機複合材料は、下記式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂、及び無機微粒子を含む有機無機複合材料である:
本開示の有機無機複合材料は、ポリカーボネート樹脂に対する無機微粒子の分散性、特に、高温条件下での分散性に優れている。原理によって限定されるものではないが、本開示の有機無機複合材料の作用原理は、以下のとおりであると考えられる。 The organic-inorganic composite material of the present disclosure is excellent in dispersibility of inorganic fine particles in polycarbonate resin, especially under high-temperature conditions. Although not limited by the principle, the working principle of the organic-inorganic composite material of the present disclosure is believed to be as follows.
本開示の有機無機複合材料中のポリカーボネート樹脂は、特許文献2に記載されるように、重縮合反応中にポリカーボネート樹脂の生成と並行してポリカーボネート樹脂にカルボキシル基を導入するのではなく、重縮合反応によりポリカーボネート樹脂を生成した後、エンチオール反応などの付加反応によって、カルボキシル基を含む上記式1で表される基がポリカーボネート樹脂に導入される。その結果、特許文献2のようなポリカーボネート樹脂重合時のカルボキシル基の反応に関する問題を回避することができ、かつ、カルボキシル基を定量的にポリカーボネート樹脂に導入できるため、従来に比べて無機微粒子の分散性を向上することができると考えられる。 The polycarbonate resin in the organic-inorganic composite material of the present disclosure does not introduce carboxyl groups into the polycarbonate resin in parallel with the formation of the polycarbonate resin during the polycondensation reaction, as described in Patent Document 2. After the polycarbonate resin is produced by the reaction, a group represented by the above formula 1 containing a carboxyl group is introduced into the polycarbonate resin by an addition reaction such as an enethiol reaction. As a result, it is possible to avoid the problem related to the reaction of the carboxyl group during the polymerization of the polycarbonate resin as in Patent Document 2, and the carboxyl group can be quantitatively introduced into the polycarbonate resin, so that the dispersion of the inorganic fine particles is higher than before. It is considered that the quality can be improved.
また、上記式1で表される基には硫黄原子が含まれており、硫黄原子を含まない系に比べて耐熱性が向上するものと考えられる。その結果、本開示の有機無機複合材料は、高温環境下、例えば、加熱成形時における無機微粒子の分散性を向上させ得るものと考えられる。 In addition, the group represented by Formula 1 above contains a sulfur atom, and is considered to have improved heat resistance compared to a system containing no sulfur atom. As a result, it is believed that the organic-inorganic composite material of the present disclosure can improve the dispersibility of the inorganic fine particles in a high-temperature environment, for example, during thermoforming.
《有機無機複合材料》
本開示の有機無機複合材料は、無機微粒子の分散性に優れるため、例えば、以下に示す性能を呈することができる。
《Organic-inorganic composite materials》
Since the organic-inorganic composite material of the present disclosure has excellent dispersibility of inorganic fine particles, it can exhibit the following performances, for example.
〈透明性〉
本開示の有機無機複合材料は、優れた透明性を呈することができる。例えば、有機無機複合材料から得られる厚さ100μmのフィルムを使用した場合、かかるシートにおける透過率は、80%以上、83%以上、又は85%以上とすることができる。この上限値については特に制限はないが、例えば、99%以下、97%以下、又は95%以下とすることができる。本開示における透過率とは、分光光度計を用いて25℃で測定された波長589nmの光線透過率を意味する。本開示の有機無機複合材料から得られるフィルムは、その製法には特に限定はなく、例えば、溶融押出法、溶液キャスティング法(流延法)等の公知の方法により得ることができる。
<transparency>
The organic-inorganic composite material of the present disclosure can exhibit excellent transparency. For example, when using a 100 μm thick film obtained from an organic-inorganic composite, the transmittance in such a sheet can be 80% or more, 83% or more, or 85% or more. This upper limit is not particularly limited, but can be, for example, 99% or less, 97% or less, or 95% or less. Transmittance in the present disclosure means light transmittance at a wavelength of 589 nm measured at 25° C. using a spectrophotometer. The film obtained from the organic-inorganic composite material of the present disclosure is not particularly limited in its manufacturing method, and can be obtained, for example, by known methods such as a melt extrusion method and a solution casting method (casting method).
〈屈折率〉
本開示の有機無機複合材料は、高い屈折率を呈することができる。例えば、有機無機複合材料から得られる厚さ100μmのフィルムを使用した場合、かかるシートにおける屈折率は、1.585以上、1.590以上、又は1.595以上とすることができる。この上限値については特に制限はないが、例えば、1.900以下、1.850以下、又は1.800以下とすることができる。本開示における屈折率とは、ASTM D542に準拠してアッベ屈折計を用いて25℃、波長589nmで測定された値を意味する。
<Refractive index>
The organic-inorganic composite material of the present disclosure can exhibit a high refractive index. For example, when using a 100 μm thick film obtained from an organic-inorganic composite, the refractive index in such a sheet can be 1.585 or greater, 1.590 or greater, or 1.595 or greater. This upper limit is not particularly limited, but can be, for example, 1.900 or less, 1.850 or less, or 1.800 or less. A refractive index in the present disclosure means a value measured at 25° C. and a wavelength of 589 nm using an Abbe refractometer according to ASTM D542.
〈ポリカーボネート樹脂〉
本開示の有機無機複合材料に使用されるポリカーボネート樹脂は、下記式1で表される基を有している:
The polycarbonate resin used in the organic-inorganic composite material of the present disclosure has a group represented by Formula 1 below:
式1において、R1及びR2は、同一であっても或いは異なっていてもよく、それぞれ独立に、アルキレン基(アルカンジイル基)、アラルキレン基、アリーレン基、及びシクロアルキレン基からなる群から選ばれる基を表す。R2の水素原子はカルボキシル基で置換されてもよい。 In Formula 1, R 1 and R 2 may be the same or different and are each independently selected from the group consisting of an alkylene group (alkanediyl group), an aralkylene group, an arylene group, and a cycloalkylene group. represents a group A hydrogen atom of R2 may be substituted with a carboxyl group.
無機微粒子の分散性の観点から、好ましくは、R1及びR2は、炭素原子数1~10のアルキレン基、炭素原子数6~10のアリーレン基、又は炭素原子数7~20のアラルキレン基であり、より好ましくは、炭素原子数1~6のアルキレン基、炭素原子数6~10のアリーレン基、又は炭素原子数7~12のアラルキレン基である。 From the viewpoint of dispersibility of inorganic fine particles, R 1 and R 2 are preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms. and more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkylene group having 7 to 12 carbon atoms.
ポリカーボネート樹脂は、無機微粒子の分散性の観点から、下記式2で表される構造単位を含むことが好ましい:
式2において、R3及びR4は、前記式1で表される基を表し、a及びbはそれぞれ独立に、a+b≧1を満たす0~4の整数であり、R5及びR6は、同一であっても或いは異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アルケニル基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アラルキルオキシ基、ニトロ基、アルデヒド基、及びシアノ基からなる群から選ばれる基を表し、c及びdはそれぞれ独立に、c≦4-a及びd≦4-bを満たす0~4の整数であり、Xは、単結合、アルキレン基(アルカンジイル基)、アラルキレン基、アリーレン基、シクロアルキレン基、硫黄原子、又は酸素原子を示す。 In Formula 2, R 3 and R 4 represent groups represented by Formula 1, a and b are each independently an integer of 0 to 4 satisfying a+b≧1, and R 5 and R 6 are which may be the same or different and are each independently a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a cycloalkyl group, a cycloalkoxy group, an alkenyl group, an aryl group, an aryloxy group, an aralkyl group, an aralkyloxy group, represents a group selected from the group consisting of a nitro group, an aldehyde group, and a cyano group, c and d are each independently an integer of 0 to 4 satisfying c≦4-a and d≦4-b, and X is , a single bond, an alkylene group (alkanediyl group), an aralkylene group, an arylene group, a cycloalkylene group, a sulfur atom, or an oxygen atom.
無機微粒子の分散性の観点から、好ましくは、R5及びR6は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルコキシ基、炭素原子数5~20のシクロアルキル基、炭素原子数6~20のシクロアルコキシ基、炭素原子数2~10のアルケニル基、炭素原子数6~10のアリール基、炭素原子数6~10のアリールオキシ基、炭素原子数7~20のアラルキル基、又は炭素原子数7~20のアラルキルオキシ基である。より好ましくは、R5及びR6は、それぞれ独立に、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数6~20のシクロアルキル基、又は炭素原子数6~10のアリール基である。 From the viewpoint of the dispersibility of inorganic fine particles, R 5 and R 6 are each independently preferably a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or 5 carbon atoms. -20 cycloalkyl group, 6-20 carbon cycloalkoxy group, 2-10 carbon alkenyl group, 6-10 carbon aryl group, 6-10 carbon aryloxy group, carbon It is an aralkyl group having 7 to 20 atoms or an aralkyloxy group having 7 to 20 carbon atoms. More preferably, R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
好ましくは、前記式2中のa及びbは、a+b≧1であることを条件としてそれぞれ独立に0~2の整数であり、より好ましくは、それぞれ1の整数である。 Preferably, a and b in Formula 2 are each independently an integer of 0 to 2, more preferably an integer of 1, provided that a+b≧1.
好ましくは、前記式2中のc及びdは、c≦4-a及びd≦4-bであることを条件としてそれぞれ独立に0~2の整数であり、より好ましくは、それぞれ0~1の整数である。 Preferably, c and d in formula 2 are each independently an integer of 0 to 2, more preferably each of 0 to 1, provided that c ≤ 4-a and d ≤ 4-b is an integer.
好ましくは、前記式2中のXは、単結合、炭素原子数1~10のアルキレン基、炭素原子数6~10のアリーレン基、又は炭素原子数7~20のアラルキレン基、硫黄原子、又は酸素原子であり、より好ましくは、単結合、炭素原子数1~6のアルキレン基、炭素原子数6~10のアリーレン基、又は炭素原子数7~12のアラルキレン基である。 Preferably, X in Formula 2 is a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms, a sulfur atom, or an oxygen is an atom, more preferably a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkylene group having 7 to 12 carbon atoms.
ポリカーボネート樹脂は、以下のようなカルボキシル基量、及び各種性能を有することができる。 The polycarbonate resin can have the following carboxyl group content and various performances.
(カルボキシル基量)
ポリカーボネート樹脂のカルボキシル基量は、例えば、無機微粒子の分散性、得られる成形品の性能(例えば機械的性能)などを考慮し、1eq/ton-ポリカーボネート(以下、「eq/ton」ともいう。)以上、50eq/ton以上、100eq/ton以上、又は150eq/ton以上とすることができ、また、2,000eq/ton以下、1,700eq/ton以下、1,500eq/ton以下、又は1,000eq/ton以下とすることができる。
(Carboxyl group amount)
The amount of carboxyl groups in the polycarbonate resin is, for example, 1 eq/ton-polycarbonate (hereinafter also referred to as "eq/ton") in consideration of the dispersibility of inorganic fine particles, the performance (eg, mechanical performance) of the resulting molded product, and the like. above, 50eq/ton or more, 100eq/ton or more, or 150eq/ton or more, and 2,000eq/ton or less, 1,700eq/ton or less, 1,500eq/ton or less, or 1,000eq/ton /ton or less.
カルボキシル基量は、例えば、ポリカーボネート樹脂を窒素雰囲気下でベンジルアルコールに溶解させ、水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液でフェノールレッドを指示薬として滴定し、その滴下量から算出することができる。 The amount of carboxyl groups can be calculated, for example, by dissolving a polycarbonate resin in benzyl alcohol under a nitrogen atmosphere, titrating with a benzyl alcohol solution of sodium hydroxide using phenol red as an indicator, and calculating the amount of the solution dropped.
(ガラス転移温度:Tg)
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は、例えば、耐熱安定性、成形性等の観点から、好ましくは90~160℃であり、より好ましくは100~150℃である。
(Glass transition temperature: Tg)
The glass transition temperature of the polycarbonate resin is, for example, preferably 90 to 160°C, more preferably 100 to 150°C, from the viewpoint of heat resistance stability, moldability, and the like.
ガラス転移温度は、JIS K7121に準拠して、窒素雰囲気下(窒素流量:40mL/min)、昇温速度:20℃/minの条件下で、示差走査熱量測定(DSC)装置を使用して決定することができる。 The glass transition temperature is determined using a differential scanning calorimetry (DSC) device under the conditions of a nitrogen atmosphere (nitrogen flow rate: 40 mL/min) and a heating rate of 20°C/min in accordance with JIS K7121. can do.
(粘度平均分子量:Mv)
ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、例えば、耐衝撃性、溶融流動性、成形加工性等の観点から、好ましくは15,000~40,000であり、より好ましくは16,000~35,000であり、さらに好ましくは18,000~30,000である。
(Viscosity average molecular weight: Mv)
The viscosity-average molecular weight (Mv) of the polycarbonate resin is preferably 15,000 to 40,000, more preferably 16,000 to 35, more preferably 16,000 to 35, from the viewpoint of, for example, impact resistance, melt fluidity, molding processability, and the like. 000, more preferably 18,000 to 30,000.
ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、例えば、20℃で塩化メチレン100mLにポリカーボネート樹脂0.7gを溶解した溶液を試料溶液とし、オストワルド粘度計を使用して以下の式3にて算出した比粘度(ηSP)を用い、以下の式4及び式5から算出することができる:
比粘度(ηSP)=(t-t0)/t0 …式3
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c …式4
[η]=1.23×10-4Mv0.83 …式5
ここで、式3中の、t0は、塩化メチレンの落下秒数であり、tは、試料溶液の落下秒数であり、式4及び式5中の[η]は、極限粘度であり、cは、0.7である。
The viscosity-average molecular weight of the polycarbonate resin is, for example, the specific viscosity (η SP ) and can be calculated from Equations 4 and 5 below:
Specific viscosity (η SP )=(tt 0 )/t 0 Equation 3
η SP /c=[η]+0.45×[η] 2 c Equation 4
[η]=1.23×10 −4 Mv 0.83 Equation 5
Here, in formula 3, t 0 is the number of seconds for methylene chloride to fall, t is the number of seconds for the sample solution to fall, and [η] in formulas 4 and 5 is the limiting viscosity, c is 0.7.
〈前記式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂の製造方法〉
前記式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、例えば、炭素-炭素二重結合を有するポリカーボネート樹脂を製造する工程i、及び工程iで得られたポリカーボネート樹脂とカルボキシル基を有するチオール化合物を反応させる工程iiにより製造することができる。
<Method for Producing Polycarbonate Resin Having Group Represented by Formula 1>
The method for producing a polycarbonate resin having a group represented by the formula 1 is not particularly limited, and for example, step i for producing a polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond, and the polycarbonate resin obtained in step i and a step ii of reacting a thiol compound having a carboxyl group.
(工程i)
炭素-炭素二重結合を有するポリカーボネート樹脂は、通常のポリカーボネート樹脂を製造する公知の反応において、少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を有するジオール化合物を用いることで製造することができる。
(Step i)
A polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond can be produced by using a diol compound having at least one carbon-carbon double bond in a known reaction for producing a normal polycarbonate resin.
反応の方法としては、例えば、界面重縮合法、溶融エステル交換法、及びカーボネートプレポリマーの固相エステル交換法を挙げることができる。ここで、界面重縮合の場合は、通常一価フェノール化合物の末端停止剤が使用される。 Reaction methods include, for example, interfacial polycondensation, melt transesterification, and solid phase transesterification of carbonate prepolymers. Here, in the case of interfacial polycondensation, a terminal terminator of a monohydric phenol compound is usually used.
炭素-炭素二重結合を有するポリカーボネート樹脂は、例えば、脂肪族ジカルボン酸若しくは芳香族ジカルボン酸、及び/又はビニル系単量体を更に共重合させた共重合ポリカーボネートであってもよい。炭素-炭素二重結合を有するポリカーボネート樹脂は、例えば、三官能成分を共重合させた分岐型のポリカーボネート樹脂であってもよい。 A polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond may be, for example, a copolymerized polycarbonate obtained by further copolymerizing an aliphatic dicarboxylic acid or an aromatic dicarboxylic acid and/or a vinyl monomer. A polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond may be, for example, a branched polycarbonate resin obtained by copolymerizing a trifunctional component.
炭素-炭素二重結合を有するジオール化合物として、例えば、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(3-アリル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロパン、2-(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)-2-(4’-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジアリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、又は二種以上組み合わせて用いてもよい。 Examples of diol compounds having a carbon-carbon double bond include 2,2-bis(3-allyl-4-hydroxyphenyl)propane and 2,2-bis(3-allyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propane, 2-(3-allyl-4-hydroxyphenyl)-2-(4'-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-diallyl-4-hydroxyphenyl)propane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
炭素-炭素二重結合を有するポリカーボネート樹脂の製造において、炭素-炭素二重結合を有するジオール化合物以外にその他の各種ジオール化合物を併用することができる。かかるジオール化合物としては、例えば、芳香族ジオール化合物、脂肪族ジオール化合物、及び脂環式ジオール化合物を挙げることができる。具体的には、例えば、特許文献4及び5に記載のジオール化合物、及びジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのオキシアルキレングリコール化合物が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、又は二種以上組み合わせて用いてもよい。以下にかかるジオール化合物の代表的な具体例を示すが、それらによって限定されるものではない。 In the production of a polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond, various diol compounds other than the diol compound having a carbon-carbon double bond can be used in combination. Examples of such diol compounds include aromatic diol compounds, aliphatic diol compounds, and alicyclic diol compounds. Specific examples include diol compounds described in Patent Documents 4 and 5, and oxyalkylene glycol compounds such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and polyethylene glycol. These may be used alone or in combination of two or more. Typical specific examples of such diol compounds are shown below, but are not limited thereto.
芳香族ジオール化合物としては、具体的には、例えば、4,4’-ビフェノール、3,3’,5,5’-テトラフルオロ-4,4’-ビフェノール、α,α’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-o-ジイソプロピルベンゼン、α,α’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-m-ジイソプロピルベンゼン(通常「ビスフェノールM」と称される。)、α,α’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-p-ジイソプロピルベンゼン、α,α’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-m-ビス(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン、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(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-ヒドロキシフェニル)-4-イソプロピルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-シクロヘキシル-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)シクロペンタン、1,1-ビス(3-フルオロ-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)パーフルオロシクロヘキサン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3’-ジメチル-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3’-ジメチル-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジフェニルスルフィド、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジフェニルスルホキシド、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジフェニルスルホン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン(通常「ビスフェノールF」と称される。)、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(通常「ビスフェノールA」と称される。)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン(通常「ビスフェノールC」と称される。)、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)ペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-フェニルフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-イソプロピル-4-ヒドロキシフェニル)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、4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン、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)デカン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、1,1-ビス(2,3-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)デカン、2,2-ビス(3-ブロモ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-イソプロピルシクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン(通常「ビスフェノールAF」と称される。)、6,6’-ジヒドロキシ-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、7,7’-ジメチル-6,6’-ジヒドロキシ-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、7,7’-ジフェニル-6,6’-ジヒドロキシ-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、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-ジクロロ-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-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、及び9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレンが挙げられる。 Specific examples of aromatic diol compounds include 4,4′-biphenol, 3,3′,5,5′-tetrafluoro-4,4′-biphenol, α,α′-bis(4- hydroxyphenyl)-o-diisopropylbenzene, α,α'-bis(4-hydroxyphenyl)-m-diisopropylbenzene (usually referred to as "bisphenol M"), α,α'-bis(4-hydroxyphenyl )-p-diisopropylbenzene, α,α'-bis(4-hydroxyphenyl)-m-bis(1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl)benzene, 1,1-bis(4- hydroxyphenyl)cyclohexane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-4-isopropylcyclohexane, 1,1-bis(3 -cyclohexyl-4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclopentane, 1,1-bis(3-fluoro-4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 1,1-bis(4-hydroxy phenyl) perfluorocyclohexane, 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenyl ether, 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfoxide, 4,4 '-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3'-dimethyl-4,4'-dihydroxydiphenyl sulfide, 3,3'-dimethyl-4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4'-dihydroxy-3,3'- Diphenyl sulfide, 4,4'-dihydroxy-3,3'-diphenyl sulfoxide, 4,4'-dihydroxy-3,3'-diphenyl sulfone, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)methane (usually "bisphenol F ), 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane (usually referred to as “bisphenol A”), 1,1- Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane (usually referred to as "bisphenol C"), 2,2-bis(4- hydroxyphenyl)butane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)pentane, 2,2-bis(4-hydroxy-3 -phenylphenyl)propane, 2,2-bis(3-isopropyl-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propane, 4,4-bis(4- hydroxyphenyl)heptane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)octane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)decane, 1,1-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)decane, 1, 1-bis(2,3-dimethyl-4-hydroxyphenyl)decane, 2,2-bis(3-bromo-4-hydroxyphenyl)propane, bis(4-hydroxyphenyl)diphenylmethane, 1,1-bis(4 -hydroxyphenyl)-4-isopropylcyclohexane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane (commonly referred to as “bisphenol AF”). ), 6,6′-dihydroxy-3,3,3′,3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 7,7′-dimethyl-6,6′-dihydroxy-3,3,3′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 7,7′-diphenyl-6,6′-dihydroxy-3,3,3′,3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 2,2 -bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-1,1 , 1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis(3-fluoro-4-hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (3,5-difluoro-4-hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)propane, 2, 2-bis(3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) ) propane, and 9,9-bis(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluorene.
上記の中でも、ビスフェノールM、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(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、3,3’-ジメチル-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、ビスフェノールA、ビスフェノールC、ビスフェノールAF、6,6’-ジヒドロキシ-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、及び1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)デカンが好ましい。安価に入手可能であるビスフェノールAが特に好ましい。 Among the above, bisphenol M, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 3,3′-dimethyl-4, 4'-dihydroxydiphenyl sulfide, bisphenol A, bisphenol C, bisphenol AF, 6,6'-dihydroxy-3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindane, 9,9-bis(4 -(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluorene and 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)decane are preferred. Bisphenol A is particularly preferred as it is inexpensively available.
脂肪族ジオール化合物としては、例えば、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサングリコール、1,2-オクタングリコール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2-ジイソブチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジイソアミル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオールなどが挙げられる。 Examples of aliphatic diol compounds include 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, and 1,9-nonanediol. , 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-n-butyl-2-ethyl -1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,2-hexane glycol, 1,2-octane glycol, 2- ethyl-1,3-hexanediol, 2,2-diisobutyl-1,3-propanediol, 2,2-diisoamyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, etc. is mentioned.
脂環式ジオール化合物としては、例えば、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール、イソソルビド(1,4;3,6-ジアンヒドロ-D-ソルビトール)などが挙げられる。 Examples of alicyclic diol compounds include cyclohexanedimethanol, tricyclodecanedimethanol, adamantanediol, pentacyclopentadecanedimethanol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol, isosorbide (1 , 4; 3,6-dianhydro-D-sorbitol) and the like.
ポリカーボネート樹脂の製造においては、カーボネート前駆体を用いる方法を採用することができる。 In the production of polycarbonate resin, a method using a carbonate precursor can be adopted.
カーボネート前駆体として、例えばホスゲンを使用する反応では、通常酸結合剤及び溶媒の存在下で反応を行う。 In reactions using, for example, phosgene as a carbonate precursor, the reaction is usually carried out in the presence of an acid binder and a solvent.
酸結合剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物又はピリジン等のアミン化合物が用いられる。溶媒としては、例えば、塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素が用いられる。反応促進のために、例えば、第三級アミン又は第四級アンモニウム塩等の触媒を用いることもできる。 Examples of acid binders include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and amine compounds such as pyridine. Examples of the solvent include halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chlorobenzene. Catalysts such as, for example, tertiary amines or quaternary ammonium salts can also be used to accelerate the reaction.
反応温度は、通常0~40℃であり、反応時間は、通常1分~5時間である。 The reaction temperature is generally 0 to 40° C., and the reaction time is generally 1 minute to 5 hours.
カーボネート前駆体として、例えば炭酸ジエステルを用いるエステル交換反応は、不活性ガス雰囲気下、所定割合のジオール化合物を炭酸ジエステルと加熱しながら撹拌して、生成するアルコール又はフェノール化合物を留出させる方法により行われる。 The transesterification reaction using, for example, a carbonic acid diester as a carbonate precursor is carried out by stirring a predetermined ratio of a diol compound with a carbonic acid diester under an inert gas atmosphere while heating to distill off the resulting alcohol or phenol compound. will be
反応温度は、生成するアルコール又はフェノール化合物の沸点等により異なるが、通常120~300℃の範囲である。反応はその初期から減圧にして生成するアルコール又はフェノール化合物を留出させながら反応を完結させる。反応を促進するために、エステル交換反応に使用される通常の触媒を使用することもできる。 The reaction temperature varies depending on the boiling point of the alcohol or phenol compound to be produced, but is usually in the range of 120 to 300°C. The reaction is completed under reduced pressure from the initial stage while the alcohol or phenol compound produced is distilled off. In order to accelerate the reaction, the usual catalysts used for transesterification reactions can also be used.
エステル交換反応に使用される炭酸ジエステルとしては、例えば、ジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ジフェニル)カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート等が挙げられる。これらのうち特にジフェニルカーボネートが好ましい。 Carbonic acid diesters used in transesterification include, for example, diphenyl carbonate, dinaphthyl carbonate, bis(diphenyl) carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate and the like. Among these, diphenyl carbonate is particularly preferred.
ポリカーボネート樹脂の製造においては、末端停止剤を使用することができる。末端停止剤としては、例えば、単官能フェノール化合物を使用することができる。カーボネート前駆体としてホスゲンを使用する反応の場合、単官能フェノール化合物は末端停止剤として分子量調節のために一般的に使用される。このようにして得られたポリカーボネート樹脂は、末端が単官能フェノール化合物に由来する基によって封鎖されているので、熱安定性をより向上させることができる。 A terminal terminator can be used in the production of the polycarbonate resin. A monofunctional phenol compound, for example, can be used as the terminal terminator. In the case of reactions using phosgene as the carbonate precursor, monofunctional phenolic compounds are commonly used as end-capping agents for molecular weight control. The polycarbonate resin obtained in this way is end-blocked with a group derived from a monofunctional phenol compound, so that the thermal stability can be further improved.
単官能フェノール化合物の具体例としては、例えば、フェノール、m-メチルフェノール、p-メチルフェノール、m-プロピルフェノール、p-プロピルフェノール、1-フェニルフェノール、2-フェニルフェノール、p-tert-ブチルフェノール、p-クミルフェノール、イソオクチルフェノール、p-長鎖アルキルフェノール等が挙げられる。 Specific examples of monofunctional phenol compounds include phenol, m-methylphenol, p-methylphenol, m-propylphenol, p-propylphenol, 1-phenylphenol, 2-phenylphenol, p-tert-butylphenol, Examples include p-cumylphenol, isooctylphenol, p-long-chain alkylphenol and the like.
本開示のポリカーボネート樹脂には、必要に応じて脂肪酸を共重合させることができる。このような脂肪酸としては、例えば、アジピン酸(ヘキサン二酸)、ドデカン二酸、イソフタル酸(1,3-ベンゼンジカルボン酸)、テレフタル酸(1,4-ベンゼンジカルボン酸)、2,6-ナフタレンジカルボン酸、3-ヒドロキシ安息香酸、及び4-ヒドロキシ安息香酸が挙げられる。 The polycarbonate resin of the present disclosure can optionally be copolymerized with a fatty acid. Examples of such fatty acids include adipic acid (hexanedioic acid), dodecanedioic acid, isophthalic acid (1,3-benzenedicarboxylic acid), terephthalic acid (1,4-benzenedicarboxylic acid), and 2,6-naphthalene. Dicarboxylic acids, 3-hydroxybenzoic acid, and 4-hydroxybenzoic acid are included.
本開示のポリカーボネート樹脂は、芳香族又は脂肪族(脂環式を含む)のジカルボン酸を共重合させたポリエステルカーボネート樹脂を包含することができる。脂肪族ジカルボン酸は、α,ω-ジカルボン酸が好ましい。より具体的には、脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸(ヘキサン二酸)、セバシン酸(デカン二酸)、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、オクタデカン二酸、及びイコサン二酸などの直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸、並びにシクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸が好ましく挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、イソフタル酸(1,3-ベンゼンジカルボン酸)、テレフタル酸(1,4-ベンゼンジカルボン酸)、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸が好ましく挙げられる。 Polycarbonate resins of the present disclosure can include polyester carbonate resins copolymerized with aromatic or aliphatic (including cycloaliphatic) dicarboxylic acids. Aliphatic dicarboxylic acids are preferably α,ω-dicarboxylic acids. More specifically, aliphatic dicarboxylic acids include straight diacids such as adipic acid (hexanedioic acid), sebacic acid (decanedioic acid), dodecanedioic acid, tetradecanedioic acid, octadecanedioic acid, and icosanedioic acid. Chain saturated aliphatic dicarboxylic acids and alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid are preferred. Preferred aromatic dicarboxylic acids include isophthalic acid (1,3-benzenedicarboxylic acid), terephthalic acid (1,4-benzenedicarboxylic acid), and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid.
本開示のポリカーボネート樹脂は、必要に応じてポリオルガノシロキサン単位を含有する構成単位を共重合させることもできる。 The polycarbonate resin of the present disclosure may optionally be copolymerized with structural units containing polyorganosiloxane units.
本開示のポリカーボネート樹脂は、必要に応じて三官能以上の多官能性芳香族化合物を含有する構成単位を共重合させて、分岐型のポリカーボネート樹脂とすることもできる。分岐型のポリカーボネート樹脂に使用される三官能以上の多官能性芳香族化合物としては、例えば、4,6-ジメチル-2,4,6-トリス(4-ヒドロキジフェニル)ヘプテン-2、2,4,6-トリメチル-2,4,6-トリス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,3,5-トリス(4-ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,1-トリス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)エタン、2,6-ビス(2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)-4-メチルフェノール、及び4-{4-[1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン}-α,α-ジメチルベンジルフェノール等のトリスフェノールが好適に例示される。中でも1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタンが好ましい。 The polycarbonate resin of the present disclosure can also be made into a branched polycarbonate resin by copolymerizing a structural unit containing a trifunctional or higher polyfunctional aromatic compound, if necessary. Trifunctional or higher polyfunctional aromatic compounds used in branched polycarbonate resins include, for example, 4,6-dimethyl-2,4,6-tris(4-hydroxydiphenyl)heptene-2,2,4 ,6-trimethyl-2,4,6-tris(4-hydroxyphenyl)heptane, 1,3,5-tris(4-hydroxyphenyl)benzene, 1,1,1-tris(4-hydroxyphenyl)ethane, 1,1,1-tris(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)ethane, 2,6-bis(2-hydroxy-5-methylbenzyl)-4-methylphenol, and 4-{4-[1 ,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethyl]benzene}-α,α-dimethylbenzylphenol and the like are preferred examples. Among them, 1,1,1-tris(4-hydroxyphenyl)ethane is preferred.
多官能性芳香族化合物から誘導される構成単位(以下、「分岐構造単位」ともいう。)の割合は、例えば、他の二価成分からの構成単位との合計100モル%を基準として、好ましくは0.03~1.5モル%、より好ましくは0.1~1.2モル%、特に好ましくは0.2~1.0モル%である。分岐構造単位の割合については、例えば、1H-NMR測定により算出することが可能である。 The ratio of structural units derived from polyfunctional aromatic compounds (hereinafter also referred to as "branched structural units") is preferably, for example, based on the total 100 mol% of structural units from other divalent components. is 0.03 to 1.5 mol %, more preferably 0.1 to 1.2 mol %, particularly preferably 0.2 to 1.0 mol %. The proportion of branched structural units can be calculated, for example, by 1 H-NMR measurement.
分岐構造単位は、多官能性芳香族化合物から誘導されるだけでなく、多官能性芳香族化合物を用いることなく誘導されるもの、例えば、溶融エステル交換法による重合反応時に生じる副反応によって誘導されるものであってもよい。 The branched structural unit is not only derived from a polyfunctional aromatic compound, but also derived without using a polyfunctional aromatic compound. can be anything.
(工程ii)
工程iにて製造した炭素-炭素二重結合を有するポリカーボネート樹脂と、カルボキシル基を有するチオール化合物とを反応(例えばエンチオール反応)させることにより、前記式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂を製造することができる。
(Step ii)
A polycarbonate resin having a group represented by the above formula 1 is produced by reacting a polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond produced in step i with a thiol compound having a carboxyl group (for example, an enthiol reaction). can do.
エンチオール反応とは、炭素-炭素二重結合とチオール基が1対1で付加する反応である。すなわち、チオールに光照射をするか、又はラジカル発生剤を加えると、容易にチイルラジカルが発生し、炭素-炭素二重結合に付加する。それにより生成した炭素ラジカルがチオール基から水素を引き抜くことで1対1の付加体が生成する。水素を引き抜かれたチオール基はチイルラジカルになるので、連鎖的に反応が進行する。このように、エンチオール反応を用いることにより、定量的かつ高収率にて、式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂を製造することができる。 The enthiol reaction is a reaction in which a carbon-carbon double bond and a thiol group are added in a one-to-one ratio. That is, when a thiol is exposed to light or a radical generator is added, a thiyl radical is easily generated and added to a carbon-carbon double bond. The resulting carbon radical abstracts hydrogen from the thiol group to form a one-to-one adduct. Since the thiol group withdrawn hydrogen becomes a thiyl radical, a chain reaction proceeds. Thus, by using the enethiol reaction, a polycarbonate resin having a group represented by Formula 1 can be produced quantitatively and in high yield.
カルボキシル基を有するチオール化合物としては、例えば、3-メルカプトプロパン酸、3-メルカプト-2-メチルプロパン酸、メルカプトコハク酸、2-メルカプト安息香酸、1-(メルカプトメチル)シクロプロパン酢酸等が挙げられる。 Examples of thiol compounds having a carboxyl group include 3-mercaptopropanoic acid, 3-mercapto-2-methylpropanoic acid, mercaptosuccinic acid, 2-mercaptobenzoic acid, 1-(mercaptomethyl)cyclopropaneacetic acid and the like. .
エンチオール反応においては、ラジカル発生剤を用いることが好ましい。エンチオール反応は、光(例えば紫外線)を照射することによるラジカル反応であってもよい。ラジカル発生剤としては、アゾ化合物、有機過酸化物等が挙げられ、熱によりラジカルが発生するもの、光照射によりラジカルが発生するもののいずれも好適に用いることができる。アゾ化合物の例としては、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(ABCN)等が挙げられる。有機過酸化物の例としては、ジ-tert-ブチルペルオキシド、過酸化ベンゾイル等が挙げられる。 In the enthiol reaction, it is preferable to use a radical generator. The enethiol reaction may be a radical reaction by irradiation with light (eg, ultraviolet rays). Examples of radical generators include azo compounds and organic peroxides, and those that generate radicals by heat and those that generate radicals by light irradiation can be preferably used. Examples of azo compounds include azobisisobutyronitrile (AIBN), 1,1'-azobis(cyclohexanecarbonitrile) (ABCN), and the like. Examples of organic peroxides include di-tert-butyl peroxide, benzoyl peroxide, and the like.
エンチオール反応は、より詳細には、炭素-炭素二重結合を有するポリカーボネート樹脂と、カルボキシル基を有するチオール化合物と、ラジカル発生剤とを、有機溶媒に溶解させ、ラジカルが発生する条件下に保持することにより行うことができる。反応温度は、特に限定するものではないが、50~120℃であることが好ましい。エンチオール反応は、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。 More specifically, the enethiol reaction involves dissolving a polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond, a thiol compound having a carboxyl group, and a radical generator in an organic solvent and maintaining the conditions under which radicals are generated. It can be done by Although the reaction temperature is not particularly limited, it is preferably 50 to 120°C. The enethiol reaction may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas.
有機溶媒としては、例えば、アルコール(エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルキルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールなど)、炭化水素(ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素など)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルムなど)、エーテル(ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどの鎖状エーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテルなど)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酪酸エチルなど)、ケトン(アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、N-メチル-2-ピロリドンなど)、セロソルブ(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなど)、カルビトール(メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトールなど)、プロピレングリコールモノアルキルエーテル(プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテルなど)、グリコールエーテルエステル(エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど)、アミド(N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドなど)、スルホキシド(ジメチルスルホキシドなど)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリルなど)、N-メチルピロリドンなどの有機溶媒が挙げられる。有機溶媒は、単独で使用してもよく、又は二種以上組み合わせて用いてもよい。 Examples of organic solvents include alcohols (alkyl alcohols such as ethanol, propanol and isopropanol; glycols such as ethylene glycol and propylene glycol); hydrocarbons (aliphatic hydrocarbons such as hexane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene), halogenated hydrocarbons (methylene chloride, chloroform, etc.), ethers (chain ethers such as dimethyl ether and diethyl ether, cyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran), esters (methyl acetate , ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, ethyl butyrate, etc.), ketones (acetone, ethyl methyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.), cellosolves (methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, etc.) , carbitol (methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, etc.), propylene glycol monoalkyl ether (propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, etc.), glycol ether ester (ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc.), amides (N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, etc.), sulfoxides (dimethylsulfoxide, etc.), nitriles (acetonitrile, benzonitrile, etc.), N-methylpyrrolidone and organic solvents such as The organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
〈無機微粒子〉
本開示の有機無機複合材料で使用される無機微粒子としては特に制限はなく、例えば、ZrO2(酸化ジルコニウム)、TiO2(酸化チタン)、SnO2(酸化スズ)、SiO2(酸化ケイ素)、Al2O3(酸化アルミニウム)等を挙げることができる。中でも、光学部材又は光学部品としての利用の観点から、屈折率が1.80以上又は2.00以上の無機微粒子が好ましく、ZrO2及びTiO2がより好ましく、ZrO2が特に好ましい。無機微粒子は単独で使用してもよく、又は二種以上組み合わせて用いてもよい。
<Inorganic fine particles>
The inorganic fine particles used in the organic-inorganic composite material of the present disclosure are not particularly limited. Al 2 O 3 (aluminum oxide) and the like can be mentioned. Among them, inorganic fine particles having a refractive index of 1.80 or more or 2.00 or more are preferable, ZrO 2 and TiO 2 are more preferable, and ZrO 2 is particularly preferable, from the viewpoint of utilization as an optical member or optical component. The inorganic fine particles may be used alone or in combination of two or more.
無機微粒子の平均粒子径としては特に制限はなく、例えば、屈折率、透明性等の観点から、1~20nmの範囲が好ましく、1~10nmの範囲がより好ましい。無機微粒子の平均粒子径は、例えば、動的光散乱法(DLS)によって測定することができる。 The average particle size of the inorganic fine particles is not particularly limited, and is preferably in the range of 1 to 20 nm, more preferably in the range of 1 to 10 nm, from the viewpoint of refractive index, transparency, and the like. The average particle size of inorganic fine particles can be measured, for example, by a dynamic light scattering method (DLS).
本開示の有機無機複合材料における無機微粒子の含有量は、使用用途などに応じて適宜調整すればよく特に制限はないが、例えば、無機微粒子の添加効果、機械物性の低下などを考慮し、ポリカーボネート樹脂に対して、1質量%以上、3質量%以上、5質量%以上、又は10質量%以上とすることができ、また、95質量%以下、65質量%以下、45質量%以下、35質量%以下、又は30質量%以下とすることができる。 The content of the inorganic fine particles in the organic-inorganic composite material of the present disclosure may be appropriately adjusted depending on the intended use, and is not particularly limited. With respect to the resin, it can be 1% by mass or more, 3% by mass or more, 5% by mass or more, or 10% by mass or more, and 95% by mass or less, 65% by mass or less, 45% by mass or less, 35% by mass % or less, or 30% by mass or less.
(表面修飾剤)
無機微粒子は、分散性をより向上させるために、その表面が表面修飾剤によって修飾されていてもよい。表面修飾剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用することができる。表面修飾剤は、使用するポリカーボネート樹脂との親和性を向上させやすい表面修飾剤を適宜選択して用いることが望ましい。
(Surface modifier)
The surface of the inorganic fine particles may be modified with a surface modifier in order to further improve dispersibility. Surface modifiers can be used alone or in combination of two or more. As for the surface modifier, it is desirable to appropriately select and use a surface modifier that tends to improve the affinity with the polycarbonate resin to be used.
表面修飾剤としては、複合化するポリカーボネート樹脂に対する無機微粒子の分散性を確保できるものであれば特に制限はなく、例えば、酸性官能基を有する表面修飾剤を使用することができる。中でも、スルホン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、及びカルボン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1つの酸性官能基を有する表面修飾剤が好ましい。このような表面修飾剤は、無機微粒子の分散性又は屈折率をより向上させることができる。 The surface modifier is not particularly limited as long as it can ensure the dispersibility of the inorganic fine particles in the composite polycarbonate resin. For example, a surface modifier having an acidic functional group can be used. Among them, a surface modifier having at least one acidic functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a phosphinic acid group and a carboxylic acid group is preferred. Such a surface modifier can further improve the dispersibility or refractive index of the inorganic fine particles.
スルホン酸基を有する表面修飾剤としては、例えば、ブタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、ドデカンスルホン酸等のアルキルスルホン酸、及びベンゼンスルホン酸、メチルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等のアリールスルホン酸が挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂に対する分散性、及び屈折率の向上効果の観点から、アリールスルホン酸が好ましい。 Examples of surface modifiers having a sulfonic acid group include alkylsulfonic acids such as butanesulfonic acid, hexanesulfonic acid and dodecanesulfonic acid, and arylsulfonic acids such as benzenesulfonic acid, methylbenzenesulfonic acid and dodecylbenzenesulfonic acid. mentioned. Among them, arylsulfonic acid is preferable from the viewpoint of the dispersibility in polycarbonate resin and the effect of improving the refractive index.
ホスホン酸基を有する表面修飾剤としては、例えば、プロパンホスホン酸等のアルキルホスホン酸、及びベンゼンホスホン酸等のアリールホスホン酸が挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂に対する分散性、及び屈折率の向上効果の観点から、アリールホスホン酸が好ましい。 Examples of surface modifiers having a phosphonic acid group include alkylphosphonic acids such as propanephosphonic acid and arylphosphonic acids such as benzenephosphonic acid. Among them, arylphosphonic acid is preferable from the viewpoint of dispersibility in polycarbonate resin and the effect of improving the refractive index.
ホスフィン酸基を有する表面修飾剤としては、例えば、ジメチルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジ(2-エチルへキシル)ホスフィン酸等のアルキルホスフィン酸、及びフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸等のアリールホスフィン酸が挙げられる。ホスフィン酸基を構成する酸素原子を硫黄原子で置換したチオホスフィン酸、又はジチオホスフィン酸を用いることで、より屈折率の高い無機微粒子を得ることができる。中でも、ポリカーボネート樹脂に対する分散性、及び屈折率向上効果の観点から、アリールホスフィン酸が好ましく、フェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸がさらに好ましく、ジフェニルホスフィン酸が特に好ましい。 Examples of surface modifiers having a phosphinic acid group include alkylphosphinic acids such as dimethylphosphinic acid, diethylphosphinic acid and di(2-ethylhexyl)phosphinic acid, and arylphosphinic acids such as phenylphosphinic acid and diphenylphosphinic acid. are mentioned. By using thiophosphinic acid or dithiophosphinic acid in which an oxygen atom constituting a phosphinic acid group is substituted with a sulfur atom, inorganic fine particles having a higher refractive index can be obtained. Among them, arylphosphinic acid is preferable, phenylphosphinic acid and diphenylphosphinic acid are more preferable, and diphenylphosphinic acid is particularly preferable, from the viewpoint of dispersibility in polycarbonate resin and effect of improving the refractive index.
カルボン酸基を有する表面修飾剤としては、例えば、ブタン酸、イソブタン酸、メタクリル酸、ヘキサン酸、オクタン酸、オレイン酸、リノール酸、ラウリル酸等のアルキルカルボン酸、及び安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、フェノキシ安息香酸等のアリールカルボン酸が挙げられる。カルボキシル基を構成する酸素原子を硫黄原子で置換したチオカルボン酸、又はジチオカルボン酸を用いることで、より屈折率の高い無機微粒子を得ることができる。中でも、ポリカーボネート樹脂に対する分散性、及び屈折率の向上効果の観点から、アリールカルボン酸が好ましく、オルト、メタ又はパラ位にフェノキシ基を有するフェノキシ安息香酸がさらに好ましく、パラフェノキシ安息香酸が特に好ましい。 Examples of surface modifiers having a carboxylic acid group include alkylcarboxylic acids such as butanoic acid, isobutanoic acid, methacrylic acid, hexanoic acid, octanoic acid, oleic acid, linoleic acid, and lauric acid, as well as benzoic acid, hydroxybenzoic acid, Arylcarboxylic acids such as phenoxybenzoic acid can be mentioned. By using a thiocarboxylic acid or a dithiocarboxylic acid in which an oxygen atom constituting a carboxyl group is substituted with a sulfur atom, inorganic fine particles having a higher refractive index can be obtained. Among these, arylcarboxylic acids are preferable, phenoxybenzoic acids having a phenoxy group at the ortho-, meta- or para-position are more preferable, and para-phenoxybenzoic acid is particularly preferable, from the viewpoint of dispersibility in polycarbonate resins and the effect of improving the refractive index.
無機微粒子の表面修飾の方法としては特に制限はないが、例えば、以下のような方法により行われる。 The method of surface modification of the inorganic fine particles is not particularly limited, but it is carried out, for example, by the following methods.
親水性の無機微粒子を分散させた水分散液にメタノールを混合した混合液に、表面修飾剤を添加し、その後、水とメタノールを共沸操作によって除去し、トルエン又は塩化メチレンに溶媒置換することによって、表面修飾された無機微粒子が分散した分散液を調製することができる。任意に、その後さらに溶媒留去することによって、表面修飾された無機微粒子を得ることができる。 A surface modifier is added to a mixture of methanol mixed with an aqueous dispersion of hydrophilic inorganic fine particles, then water and methanol are removed by azeotropic operation, and the solvent is replaced with toluene or methylene chloride. can prepare a dispersion in which surface-modified inorganic fine particles are dispersed. Optionally, surface-modified inorganic microparticles can be obtained by further solvent evaporation thereafter.
表面修飾剤の使用量としては、特に制限はないが、例えば、ポリカーボネート樹脂への分散性、及び屈折率の向上効果の観点から、無機微粒子に対して、1~30質量%であることが好ましく、3~25質量%であることがより好ましく、5~20質量%であることが特に好ましい。 The amount of the surface modifier used is not particularly limited, but for example, from the viewpoint of the dispersibility in polycarbonate resin and the effect of improving the refractive index, it is preferably 1 to 30% by mass relative to the inorganic fine particles. , more preferably 3 to 25% by mass, particularly preferably 5 to 20% by mass.
〈任意成分〉
本開示の有機無機複合材料は、本開示の効果を損なわない範囲で、例えば、離型剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、流動改質剤、帯電防止剤などの公知の機能性添加剤を含有することができる。これらは単独で又は二種以上組み合わせて使用することができる。以下に、いくつかの任意成分について詳細に記載するが、添加し得る任意成分はこれらに限定されない。
<Optional component>
The organic-inorganic composite material of the present disclosure has known functions such as release agents, heat stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, flow modifiers, and antistatic agents within a range that does not impair the effects of the present disclosure. may contain a sexual additive. These can be used alone or in combination of two or more. Although some optional ingredients are described in detail below, optional ingredients that can be added are not limited to these.
(離型剤)
離型剤としては、例えば、脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス(ポリエチレンワックス、1-アルケン重合体など、酸変性など官能基含有化合物で変性されているものも含む)、フッ素化合物(ポリフルオロアルキルエーテルなどのフッ素オイルなど)、パラフィンワックス、蜜蝋などを挙げることができる。これらの中でも入手の容易さ、離型性及び透明性の点から脂肪酸エステルが好ましい。離型剤の配合量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、好ましくは0.005~0.5質量部、より好ましくは0.007~0.4質量部、更に好ましくは0.01~0.3質量部である。配合量が上記範囲の下限以上では、離型性の改良効果が明確に発揮され、上限以下の場合、成形時の金型汚染などの悪影響を低減することができる。
(Release agent)
Release agents include, for example, fatty acid esters, polyolefin waxes (polyethylene waxes, 1-alkene polymers, etc., including those modified with functional group-containing compounds such as acid modification), fluorine compounds (polyfluoroalkyl ethers, etc. fluorine oil, etc.), paraffin wax, beeswax, and the like. Among these, fatty acid esters are preferred from the viewpoints of ease of availability, releasability and transparency. The amount of the release agent is preferably 0.005 to 0.5 parts by mass, more preferably 0.007 to 0.4 parts by mass, and still more preferably 0.01 to 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin. .3 parts by mass. When the blending amount is above the lower limit of the above range, the effect of improving releasability is clearly exhibited, and when it is below the upper limit, adverse effects such as mold contamination during molding can be reduced.
上記の中でも好ましい離型剤として用いられる脂肪酸エステルについて、さらに詳述する。脂肪酸エステルは、脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのエステルである。脂肪族アルコールは1価アルコールであっても2価以上の多価アルコールであってもよい。脂肪族アルコールの炭素原子数は、3~32であることが好ましく、5~30であることがより好ましい。1価アルコールとしては、例えば、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、エイコサノール、テトラコサノール、セリルアルコール、及びトリアコンタノールが挙げられる。多価アルコールとしては、例えば、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ポリグリセロール(トリグリセロールからヘキサグリセロール)、ジトリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、及びマンニトールが挙げられる。脂肪酸エステルは多価アルコールであることがより好ましい。 Among the above, the fatty acid ester used as the preferred release agent will be further described in detail. Fatty acid esters are esters of fatty alcohols and fatty carboxylic acids. The aliphatic alcohol may be a monohydric alcohol or a dihydric or higher polyhydric alcohol. The number of carbon atoms in the aliphatic alcohol is preferably 3-32, more preferably 5-30. Monohydric alcohols include, for example, dodecanol, tetradecanol, hexadecanol, octadecanol, eicosanol, tetracosanol, ceryl alcohol, and triacontanol. Polyhydric alcohols include, for example, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, polyglycerol (triglycerol to hexaglycerol), ditrimethylolpropane, xylitol, sorbitol, and mannitol. More preferably, the fatty acid ester is a polyhydric alcohol.
脂肪族カルボン酸の炭素原子数は、3~32であることが好ましく、10~22であることがより好ましく、14~20であることがさらに好ましい。脂肪族カルボン酸としては、例えば、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸(パルミチン酸)、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸(ステアリン酸)、ノナデカン酸、イコサン酸、ドコサン酸(ベヘン酸)等の飽和脂肪族カルボン酸、及びパルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エイコセン酸、エイコサペンタエン酸、セトレイン酸等の不飽和脂肪族カルボン酸を挙げることができる。脂肪族カルボン酸は、飽和脂肪族カルボン酸であることが好ましい。脂肪族カルボン酸は通常、動物性油脂(牛脂、豚脂など)、植物性油脂(パーム油など)などの天然油脂から製造される。このような天然油脂由来の脂肪族カルボン酸は、通常炭素原子数の異なる2種以上のカルボン酸を含む混合物である。 The number of carbon atoms in the aliphatic carboxylic acid is preferably 3-32, more preferably 10-22, even more preferably 14-20. Examples of aliphatic carboxylic acids include decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid (palmitic acid), heptadecanoic acid, octadecanoic acid (stearic acid), nonadecanic acid, icosanoic acid, Saturated aliphatic carboxylic acids such as docosanoic acid (behenic acid) and unsaturated aliphatic carboxylic acids such as palmitoleic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, eicosenoic acid, eicosapentaenoic acid and cetoleic acid can be mentioned. The aliphatic carboxylic acid is preferably saturated aliphatic carboxylic acid. Aliphatic carboxylic acids are usually produced from natural oils such as animal oils (beef tallow, lard, etc.) and vegetable oils (palm oil, etc.). Such aliphatic carboxylic acids derived from natural oils and fats are usually mixtures containing two or more carboxylic acids having different numbers of carbon atoms.
脂肪酸エステルの酸価は、20以下(実質的に0を取り得る)であることが好ましい。脂肪酸エステルが全エステル(フルエステル)の場合には、離型性を向上させるため、少量の遊離の脂肪酸を含有することが好ましく、脂肪酸フルエステルの酸価は3~15であることが好ましい。脂肪酸エステルのヨウ素価は、10以下(実質的に0を取り得る)であることが好ましい。脂肪酸エステルの酸価及びヨウ素価はJIS K 0070:1992に規定された方法により決定することができる。 The acid value of the fatty acid ester is preferably 20 or less (can be substantially 0). When the fatty acid ester is a full ester (full ester), it preferably contains a small amount of free fatty acid in order to improve releasability, and the acid value of the fatty acid full ester is preferably 3-15. The iodine value of the fatty acid ester is preferably 10 or less (can be substantially 0). The acid value and iodine value of the fatty acid ester can be determined by the method specified in JIS K 0070:1992.
脂肪酸エステルは、部分エステル及びフルエステルのいずれであってもよいが、より良好な離型性及び耐久性の点で部分エステルが好ましく、特にグリセリンモノエステルが好ましい。グリセリンモノエステルは、グリセリンと脂肪酸のモノエステルが主成分であり、好適な脂肪酸としてはラウリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、アラキン酸、モンタン酸等の飽和脂肪酸、及びオレイン酸、リノール酸、及びソルビン酸等の不飽和脂肪酸が挙げられ、特にステアリン酸、パルミチン酸、又はベヘン酸のグリセリンモノエステルを主成分としたものが好ましい。脂肪酸は、天然油脂から製造されたものであってもよく、この場合、脂肪酸は上述のとおり炭素原子数の異なる2種以上のカルボン酸を含む混合物である。脂肪酸が天然油脂由来の場合でも、脂肪酸エステル中のグリセリンモノエステルの割合は60質量%以上であることが好ましい。 Fatty acid esters may be either partial esters or full esters, but partial esters are preferred in terms of better releasability and durability, and glycerol monoesters are particularly preferred. Glycerin monoester is mainly composed of monoester of glycerin and fatty acid. Suitable fatty acids include saturated fatty acids such as lauric acid, stearic acid, palmitic acid, behenic acid, arachidic acid and montanic acid, oleic acid and linoleic acid. , and unsaturated fatty acids such as sorbic acid, and particularly those containing stearic acid, palmitic acid, or glycerin monoester of behenic acid as the main component are preferred. Fatty acids may be those produced from natural fats and oils, in which case the fatty acid is a mixture containing two or more carboxylic acids having different numbers of carbon atoms, as described above. Even when the fatty acid is derived from natural fats and oils, the proportion of glycerin monoester in the fatty acid ester is preferably 60% by mass or more.
部分エステルは、熱安定性の点ではフルエステルに対して劣る場合が多い。部分エステルの熱安定性を向上させるため、部分エステルのナトリウム金属含有量は、好ましくは20ppm未満、より好ましくは5ppm未満、更に好ましくは1ppm未満とすることが好ましい。ナトリウム金属含有量が1ppm未満の脂肪酸部分エステルは、脂肪酸部分エステルを通常の方法で製造した後、分子蒸留などにより精製して製造することができる。 Partial esters are often inferior to full esters in terms of thermal stability. To improve the thermal stability of the partial ester, the sodium metal content of the partial ester is preferably less than 20 ppm, more preferably less than 5 ppm, and even more preferably less than 1 ppm. A fatty acid partial ester having a sodium metal content of less than 1 ppm can be produced by producing a fatty acid partial ester by a conventional method and then purifying it by molecular distillation or the like.
具体的には、スプレーノズル式脱ガス装置によりガス分及び低沸点物質を除去した後に流下膜式蒸留装置を用い蒸留温度120~150℃、真空度0.01~0.03kPaの条件にてグリセリン等の多価アルコール分を除去し、更に遠心式分子蒸留装置を用いて、蒸留温度160~230℃、真空度0.01~0.2Torrの条件にて高純度の脂肪酸部分エステルを留出分として得る方法などがあり、ナトリウム金属は蒸留残渣として除去できる。得られた留出分に対し、繰り返し分子蒸留を行うことにより、更に純度を上げ、ナトリウム金属含有量の更に少ない脂肪酸部分エステルを得ることもできる。前もって適切な方法にて分子蒸留装置内を十分に洗浄し、気密性を高めるなどにより外部環境からのナトリウム金属成分の混入を防ぐことも肝要である。かかる脂肪酸エステルは、専門業者(例えば理研ビタミン株式会社)から入手可能である。 Specifically, after removing gas and low-boiling substances with a spray nozzle type degassing device, glycerin is distilled under the conditions of a distillation temperature of 120 to 150 ° C. and a degree of vacuum of 0.01 to 0.03 kPa using a falling film distillation device. After removing polyhydric alcohols such as alcohol, a centrifugal molecular distillation apparatus is used to distill a high-purity fatty acid partial ester under the conditions of a distillation temperature of 160 to 230 ° C. and a degree of vacuum of 0.01 to 0.2 Torr. and the like, and sodium metal can be removed as a distillation residue. By repeatedly subjecting the obtained distillate to molecular distillation, it is possible to further increase the purity and obtain a fatty acid partial ester with an even lower sodium metal content. It is also important to thoroughly clean the inside of the molecular distillation apparatus in advance by an appropriate method, and to prevent contamination of the sodium metal component from the external environment by, for example, increasing airtightness. Such fatty acid esters are available from specialist vendors (eg, Riken Vitamin Co., Ltd.).
(リン系安定剤:熱安定剤)
本開示の有機無機複合材料には、その成形加工時の熱安定性を向上させることを主たる目的として各種のリン系安定剤が更に配合されることが好ましい。かかるリン系安定剤としては、例えば、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸及びこれらのエステル、並びに第三級ホスフィンが挙げられる。
(Phosphorus stabilizer: heat stabilizer)
The organic-inorganic composite material of the present disclosure preferably further contains various phosphorus-based stabilizers mainly for the purpose of improving the thermal stability during molding. Such phosphorus-based stabilizers include, for example, phosphorous acid, phosphoric acid, phosphonous acid, phosphonic acid and their esters, and tertiary phosphines.
ホスファイト化合物としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、トリス(ジエチルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ-iso-プロピルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ-n-ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,6-ジ-tert-ブチルフェニル)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、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、及びジシクロヘキシルペンタエリスリトールジホスファイトが挙げられる。 Phosphite compounds include, for example, triphenylphosphite, tris(nonylphenyl)phosphite, tridecylphosphite, trioctylphosphite, trioctadecylphosphite, didecylmonophenylphosphite, dioctylmonophenylphosphite, diisopropyl monophenylphosphite, monobutyldiphenylphosphite, monodecyldiphenylphosphite, monooctyldiphenylphosphite, tris(diethylphenyl)phosphite, tris(di-iso-propylphenyl)phosphite, tris(di-n-butyl phenyl)phosphite, tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite, tris(2,6-di-tert-butylphenyl)phosphite, distearylpentaerythritol diphosphite, bis(2,4 -di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-tert-butyl-4 -ethylphenyl)pentaerythritol diphosphite, phenylbisphenol A pentaerythritol diphosphite, bis(nonylphenyl)pentaerythritol diphosphite, and dicyclohexylpentaerythritol diphosphite.
ホスファイト化合物として、二価フェノール化合物と反応して形成された環状構造を有するものも使用できる。そのようなホスファイト化合物としては、例えば、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)(2-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ホスファイト、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェニル)(2-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ホスファイト、及び2,2’-エチリデンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェニル)(2-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ホスファイトが挙げられる。 A phosphite compound having a ring structure formed by reacting with a dihydric phenol compound can also be used. Examples of such phosphite compounds include 2,2-methylenebis(4,6-di-tert-butylphenyl)octylphosphite, 2,2′-methylenebis(4,6-di-tert-butylphenyl) (2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite, 2,2′-methylenebis(4,6-di-tert-butylphenyl)(2-tert-butyl-4-methylphenyl)phosphite, 2, 2′-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenyl)(2-tert-butyl-4-methylphenyl)phosphite and 2,2′-ethylidenebis(4-methyl-6-tert-butylphenyl) ) (2-tert-butyl-4-methylphenyl)phosphite.
ホスフェート化合物としては、例えば、トリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロルフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレジルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、トリス(ブトキシエチル)ホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、及びジイソプロピルホスフェートが挙げられ、好ましくはトリフェニルホスフェート、及びトリメチルホスフェートである。 Phosphate compounds include, for example, tributyl phosphate, trimethyl phosphate, tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, trichlorophenyl phosphate, triethyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate, diphenyl monoorthoxenyl phosphate, tris(butoxyethyl) phosphate, dibutyl phosphate. , dioctyl phosphate, and diisopropyl phosphate, preferably triphenyl phosphate and trimethyl phosphate.
ホスホナイト化合物としては、例えば、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,4’-ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,3’-ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-3,3’-ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,4’-ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,3’-ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6-ジ-tert-ブチルフェニル)-3,3’-ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4-フェニル-フェニルホスホナイト、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-3-フェニル-フェニルホスホナイト、ビス(2,6-ジ-n-ブチルフェニル)-3-フェニル-フェニルホスホナイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェニル)-4-フェニル-フェニルホスホナイト、及びビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェニル)-3-フェニル-フェニルホスホナイトが挙げられ、テトラキス(ジ-tert-ブチルフェニル)-ビフェニレンジホスホナイト、及びビス(ジ-tert-ブチルフェニル)-フェニル-フェニルホスホナイトが好ましく、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-ビフェニレンジホスホナイト、及びビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-フェニル-フェニルホスホナイトがより好ましい。ホスホナイト化合物は、上記アルキル基で2以上置換されたアリール基を有するホスファイト化合物と併用することができ好ましい。 Phosphonite compounds include, for example, tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylenediphosphonite, tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,3'- biphenylene diphosphonite, tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-3,3'-biphenylene diphosphonite, tetrakis(2,6-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylenedi Phosphonite, Tetrakis(2,6-di-tert-butylphenyl)-4,3'-biphenylenediphosphonite, Tetrakis(2,6-di-tert-butylphenyl)-3,3'-biphenylenediphosphonite , bis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4-phenyl-phenylphosphonite, bis(2,4-di-tert-butylphenyl)-3-phenyl-phenylphosphonite, bis(2,6 -di-n-butylphenyl)-3-phenyl-phenylphosphonite, bis(2,6-di-tert-butylphenyl)-4-phenyl-phenylphosphonite, and bis(2,6-di-tert- butylphenyl)-3-phenyl-phenylphosphonite, preferably tetrakis(di-tert-butylphenyl)-biphenylenediphosphonite, and bis(di-tert-butylphenyl)-phenyl-phenylphosphonite, tetrakis (2,4-Di-tert-butylphenyl)-biphenylenediphosphonite and bis(2,4-di-tert-butylphenyl)-phenyl-phenylphosphonite are more preferred. A phosphonite compound can be preferably used in combination with a phosphite compound having an aryl group substituted with two or more alkyl groups.
ホスホネート化合物としては、例えば、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、及びベンゼンホスホン酸ジプロピルが挙げられる。 Phosphonate compounds include, for example, dimethyl benzenephosphonate, diethyl benzenephosphonate, and dipropyl benzenephosphonate.
第三級ホスフィンとしては、例えば、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリアミルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジフェニルオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ-p-トリルホスフィン、トリナフチルホスフィン、及びジフェニルベンジルホスフィンが挙げられる。第三級ホスフィンは、好ましくはトリフェニルホスフィンである。 Tertiary phosphines include, for example, triethylphosphine, tripropylphosphine, tributylphosphine, trioctylphosphine, triamylphosphine, dimethylphenylphosphine, dibutylphenylphosphine, diphenylmethylphosphine, diphenyloctylphosphine, triphenylphosphine, tri-p - tolylphosphine, trinaphthylphosphine, and diphenylbenzylphosphine. Tertiary phosphine is preferably triphenylphosphine.
リン系安定剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。リン系安定剤は、ホスファイト化合物又はホスホナイト化合物であることが好ましい。これらの中でも、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,4’-ビフェニレンジホスホナイト及びビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-フェニル-フェニルホスホナイトが好ましい。ホスファイト化合物又はホスホナイト化合物とホスフェート化合物との併用も好ましい。 A phosphorus stabilizer can be used individually or in combination of 2 or more types. The phosphorus stabilizer is preferably a phosphite compound or a phosphonite compound. Among these, tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite, tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylenediphosphonite and bis(2,4- Di-tert-butylphenyl)-phenyl-phenylphosphonite is preferred. A combined use of a phosphite compound or a phosphonite compound and a phosphate compound is also preferred.
(ヒンダードフェノール系安定剤:酸化防止剤)
本開示の有機無機複合材料には、その成形加工時の熱安定性、及び耐熱老化性を向上させることを主たる目的としてヒンダードフェノール系安定剤を配合することができる。かかるヒンダードフェノール系安定剤としては、例えば、α-トコフェロール、ブチルヒドロキシトルエン、シナピルアルコール、ビタミンE、n-オクタデシル-β-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)プロピオネート、2-tert-ブチル-6-(3’-tert-ブチル-5’-メチル-2’-ヒドロキシベンジル)-4-メチルフェニルアクリレート、2,6-ジ-tert-ブチル-4-(N,N-ジメチルアミノメチル)フェノール、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホネートジエチルエステル、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-シクロヘキシルフェノール)、2,2’-ジメチレン-ビス(6-α-メチル-ベンジル-p-クレゾール)、2,2’-エチリデン-ビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-ブチリデン-ビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、トリエチレングリコールビス-3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート、1,6-へキサンジオールビス[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]、ビス[2-tert-ブチル-4-メチル-6-(3-tert-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシベンジル)フェニル]テレフタレート、3,9-ビス{2-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ]-1,1,-ジメチルエチル}-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-チオビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルフィド、4,4’-ジチオビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-トリチオビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-チオジエチレンビス-[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4-ビス(n-オクチルチオ)-6-(4-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、N,N’-ヘキサメチレンビス-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナミド)、N,N’-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、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)イソシアヌレート、トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(4-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス[2-[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]イソシアヌレート、及びテトラキス[メチレン-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]メタンが挙げられる。これらはいずれも入手容易である。ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
(Hindered phenol stabilizer: antioxidant)
The organic-inorganic composite material of the present disclosure can be blended with a hindered phenol-based stabilizer for the main purpose of improving the thermal stability during molding and heat aging resistance. Examples of such hindered phenol stabilizers include α-tocopherol, butylhydroxytoluene, sinapyl alcohol, vitamin E, n-octadecyl-β-(4′-hydroxy-3′,5′-di-tert-butyl phenyl)propionate, 2-tert-butyl-6-(3′-tert-butyl-5′-methyl-2′-hydroxybenzyl)-4-methylphenyl acrylate, 2,6-di-tert-butyl-4- (N,N-dimethylaminomethyl)phenol, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate diethyl ester, 2,2′-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2 '-methylenebis(4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-methylenebis(2,6-di-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-cyclohexylphenol), 2,2′-dimethylene-bis(6-α-methyl-benzyl-p-cresol), 2,2′-ethylidene-bis(4,6-di-tert-butylphenol), 2,2′-butylidene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis(3-methyl-6-tert-butylphenol), triethylene glycol bis-3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5- methylphenyl)propionate, 1,6-hexanediol bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], bis[2-tert-butyl-4-methyl-6-( 3-tert-butyl-5-methyl-2-hydroxybenzyl)phenyl]terephthalate, 3,9-bis{2-[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]- 1,1,-dimethylethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane, 4,4′-thiobis(6-tert-butyl-m-cresol), 4,4′- thiobis(3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-thiobis(4-methyl-6-tert-butylphenol), bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)sulfide, 4,4′-dithiobis(2,6-di-tert-butylphenol), 4,4′-trithiobis(2,6-di-tert-butylphenol) nol), 2,2′-thiodiethylenebis-[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 2,4-bis(n-octylthio)-6-(4- Hydroxy-3′,5′-di-tert-butylanilino)-1,3,5-triazine, N,N′-hexamethylenebis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamide) , N,N′-bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl]hydrazine, 1,1,3-tris(2-methyl-4-hydroxy-5-tert- Butylphenyl)butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, tris(3,5-di-tert-butyl- 4-hydroxyphenyl)isocyanurate, tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate, 1,3,5-tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6- dimethylbenzyl)isocyanurate, 1,3,5-tris[2-[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy]ethyl]isocyanurate, and tetrakis[methylene-3- (3′,5′-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane. All of these are readily available. Hindered phenolic antioxidants can be used alone or in combination of two or more.
リン系安定剤及びヒンダードフェノール系酸化防止剤の量はそれぞれ、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、好ましくは0.0001~1質量部、より好ましくは0.001~0.5質量部、さらに好ましくは0.005~0.1質量部である。リン系安定剤及びヒンダードフェノール系酸化防止剤の量が上記範囲の下限以上であれば良好な安定化効果を得ることができ、上記範囲の上限以下であれば、材料の物性低下及び成形時の金型汚染を抑制することができる。 The amount of the phosphorus stabilizer and the hindered phenol antioxidant is preferably 0.0001 to 1 part by mass, more preferably 0.001 to 0.5 part by mass, and further preferably 0.001 to 0.5 part by mass, based on 100 parts by mass of the polycarbonate resin. It is preferably 0.005 to 0.1 parts by mass. If the amount of the phosphorus-based stabilizer and the hindered phenol-based antioxidant is at least the lower limit of the above range, a good stabilizing effect can be obtained. mold contamination can be suppressed.
本開示の有機無機複合材料には、適宜上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤以外の他の酸化防止剤を使用することもできる。かかる他の酸化防止剤としては、例えば、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)、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)、及びグリセロール-3-ステアリルチオプロピオネートが挙げられる。これら他の酸化防止剤の使用量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.001~0.05質量部であることが好ましい。 In the organic-inorganic composite material of the present disclosure, antioxidants other than the above hindered phenol-based antioxidants can be used as appropriate. Such other antioxidants include, for example, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate), and glycerol-3-stearylthiopropionate. The amount of these other antioxidants to be used is preferably 0.001 to 0.05 parts by weight per 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
(紫外線吸収剤)
本開示の有機無機複合材料は紫外線吸収剤を含有することができる。かかる紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系では、例えば、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-ベンジロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン-5-スルホキシレートハイドライト、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン-5-スルホン酸ナトリウム、ビス(5-ベンゾイル-4-ヒドロキシ-2-メトキシフェニル)メタン、2-ヒドロキシ-4-n-ドデシルオキシベンソフェノン、及び2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノンが挙げられる。
(Ultraviolet absorber)
The organic-inorganic composite material of the present disclosure can contain an ultraviolet absorber. Benzophenone-based UV absorbers include, for example, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-benzyloxybenzophenone, 2 -hydroxy-4-methoxy-5-sulfoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfoxylate hydrate, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2',4,4 '-Tetrahydroxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone-5-sodium sulfonate, bis(5-benzoyl-4- hydroxy-2-methoxyphenyl)methane, 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone, and 2-hydroxy-4-methoxy-2'-carboxybenzophenone.
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系では、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、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2,2’-メチレンビス[4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール]、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-アミルフェニル)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、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-4-オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’-メチレンビス(4-クミル-6-ベンゾトリアゾールフェニル)、2,2’-p-フェニレンビス(1,3-ベンゾオキサジン-4-オン)、及び2-[2-ヒドロキシ-3-(3,4,5,6-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5-メチルフェニル]ベンゾトリアゾール、並びに2-(2’-ヒドロキシ-5’-メタクリロキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾールと、該ベンゾトリアゾールモノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体、2-(2’-ヒドロキシ-5’-アクリロキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾールと、該ベンゾトリアゾールモノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体などの2-ヒドロキシフェニル-2H-ベンゾトリアゾール骨格を有する重合体が挙げられる。 Benzotriazole-based UV absorbers include, for example, 2-(2-hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazole, 2-(2-hydroxy-5-tert-octylphenyl)benzotriazole, 2-(2- hydroxy-3,5-dicumylphenyl)benzotriazole, 2-(2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2,2′-methylenebis[4-(1, 1,3,3-tetramethylbutyl)-6-(2H-benzotriazol-2-yl)phenol], 2-(2-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)benzotriazole, 2-( 2-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2-hydroxy-3,5-di-tert-amylphenyl)benzotriazole, 2-(2-hydroxy- 5-tert-octylphenyl)benzotriazole, 2-(2-hydroxy-5-tert-butylphenyl)benzotriazole, 2-(2-hydroxy-4-octoxyphenyl)benzotriazole, 2,2′-methylenebis( 4-cumyl-6-benzotriazolephenyl), 2,2′-p-phenylenebis(1,3-benzoxazin-4-one), and 2-[2-hydroxy-3-(3,4,5, 6-tetrahydrophthalimidomethyl)-5-methylphenyl]benzotriazole and 2-(2′-hydroxy-5′-methacryloxyethylphenyl)-2H-benzotriazole, and a vinyl system copolymerizable with the benzotriazole monomer 2, such as a copolymer with a monomer, a copolymer of 2-(2'-hydroxy-5'-acryloxyethylphenyl)-2H-benzotriazole and a vinyl monomer copolymerizable with the benzotriazole monomer; A polymer having a -hydroxyphenyl-2H-benzotriazole skeleton can be mentioned.
紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニルトリアジン系では、例えば、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-ヘキシルオキシフェノール、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-メチルオキシフェノール、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-エチルオキシフェノール、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-プロピルオキシフェノール、及び2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-ブチルオキシフェノール、並びに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-ヘキシルオキシフェノールなど、上記化合物のフェニル基が2,4-ジメチルフェニル基に置換された化合物が挙げられる。 Examples of UV absorbers in the hydroxyphenyltriazine series include 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-hexyloxyphenol, 2-(4,6-diphenyl -1,3,5-triazin-2-yl)-5-methyloxyphenol, 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-ethyloxyphenol, 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-propyloxyphenol and 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5 -butyloxyphenol, and 2-(4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin-2-yl)-5-hexyloxyphenol. , 4-dimethylphenyl group-substituted compounds.
紫外線吸収剤としては、環状イミノエステル系では、例えば、2,2’-p-フェニレンビス(3,1-ベンゾオキサジン-4-オン)、2,2’-(4,4’-ジフェニレン)ビス(3,1-ベンゾオキサジン-4-オン)、及び2,2’-(2,6-ナフタレン)ビス(3,1-ベンゾオキサジン-4-オン)が挙げられる。 Cyclic iminoester-based UV absorbers include, for example, 2,2′-p-phenylenebis(3,1-benzoxazin-4-one), 2,2′-(4,4′-diphenylene)bis (3,1-benzoxazin-4-one), and 2,2′-(2,6-naphthalene)bis(3,1-benzoxazin-4-one).
紫外線吸収剤としては、シアノアクリレート系では、例えば、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、及び1,3-ビス-[(2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリロイル)オキシ]ベンゼンが挙げられる。 Examples of cyanoacrylate-based UV absorbers include 1,3-bis-[(2′-cyano-3′,3′-diphenylacryloyl)oxy]-2,2-bis[(2-cyano-3 ,3-diphenylacryloyl)oxy]methyl)propane, and 1,3-bis-[(2-cyano-3,3-diphenylacryloyl)oxy]benzene.
紫外線吸収剤は、ラジカル重合性基を有する紫外線吸収性単量体と、アルキル(メタ)アクリレートなどの単量体とを共重合したポリマー型の紫外線吸収剤であってもよい。好適な紫外線吸収性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルのエステル置換基中にベンゾフェノン骨格、ベンゾトリアゾール骨格、ヒドロキシフェニルトリアジン骨格、環状イミノエステル骨格、又はシアノアクリレート骨格を含有する化合物が挙げられる。 The UV absorber may be a polymer-type UV absorber obtained by copolymerizing a UV-absorbing monomer having a radically polymerizable group and a monomer such as an alkyl (meth)acrylate. Examples of suitable UV-absorbing monomers include compounds containing a benzophenone skeleton, a benzotriazole skeleton, a hydroxyphenyltriazine skeleton, a cyclic iminoester skeleton, or a cyanoacrylate skeleton in the ester substituent of the (meth)acrylic acid ester. are mentioned.
紫外線吸収剤は、紫外線吸収能の観点からは、ベンゾトリアゾール系及びヒドロキシフェニルトリアジン系が好ましく、耐熱性及び色相の観点からは、環状イミノエステル系及びシアノアクリレート系が好ましい。紫外線吸収剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Benzotriazole-based and hydroxyphenyltriazine-based UV absorbers are preferable from the viewpoint of UV-absorbing ability, and cyclic iminoester-based and cyanoacrylate-based UV absorbers are preferable from the viewpoint of heat resistance and hue. A ultraviolet absorber can be used individually or in combination of 2 or more types.
紫外線吸収剤の量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して一般に0.01~2質量部、好ましくは0.03~2質量部、より好ましくは0.04~1質量部、更に好ましくは0.05~0.5質量部である。 The amount of the ultraviolet absorber is generally 0.01 to 2 parts by mass, preferably 0.03 to 2 parts by mass, more preferably 0.04 to 1 part by mass, still more preferably 0.04 to 1 part by mass, with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin. 05 to 0.5 parts by mass.
(流動改質剤)
本開示の有機無機複合材料は、本開示の効果を損なわない範囲で、流動改質剤を含むことができる。かかる流動改質剤としては、例えば、スチレン系オリゴマー、ポリカーボネートオリゴマー(高度分岐型、ハイパーブランチ型及び環状オリゴマー型を含む)、ポリアルキレンテレフタレートオリゴマー(高度分岐型、ハイパーブランチ型及び環状オリゴマー型を含む)、高度分岐型及びハイパーブランチ型の脂肪族ポリエステルオリゴマー、テルペン樹脂、並びにポリカプロラクトンが好適なものとして挙げられる。流動改質剤の量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部、より好ましくは1~20質量部、さらに好ましくは2~15質量部である。流動改質剤としてポリカプロラクトンが好ましく、ポリカプロラクトンの量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、好ましくは2~7質量部である。ポリカプロラクトンの数平均分子量は一般に1,000~70,000であり、1,500~40,000が好ましく、2,000~30,000がより好ましく、2,500~15,000が更に好ましい。数平均分子量は標準ポリスチレンを用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で決定される値である。
(flow modifier)
The organic-inorganic composite material of the present disclosure can contain a flow modifier within a range that does not impair the effects of the present disclosure. Such flow modifiers include, for example, styrene-based oligomers, polycarbonate oligomers (including highly branched, hyperbranched and cyclic oligomer types), polyalkylene terephthalate oligomers (including highly branched, hyperbranched and cyclic oligomer types). ), highly branched and hyperbranched aliphatic polyester oligomers, terpene resins, and polycaprolactones. The amount of the flow modifier is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, still more preferably 2 to 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polycarbonate resin. Polycaprolactone is preferred as the fluidity modifier, and the amount of polycaprolactone is preferably 2 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin. The number average molecular weight of polycaprolactone is generally 1,000 to 70,000, preferably 1,500 to 40,000, more preferably 2,000 to 30,000, even more preferably 2,500 to 15,000. Number average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography (GPC) using standard polystyrene.
(帯電防止剤)
本開示の有機無機複合材料には、帯電防止性を向上させることを主たる目的として帯電防止剤を配合することができる。帯電防止剤としては、例えば、スルホン酸ホスホニウム塩、亜リン酸エステル、及びカプロラクトン系重合体が挙げられ、スルホン酸ホスホニウム塩が好ましい。スルホン酸ホスホニウム塩としては、例えば、ドデシルスルホン酸テトラブチルホスホニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸トリブチルオクチルホスホニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラオクチルホスホニウム、オクタデシルベンゼンスルホン酸テトラエチルホスホニウム、ジブチルベンゼンスルホン酸トリブチルメチルホスホニウム、ジブチルナフタレンスルホン酸トリフェニルメチルホスホニウム、及びジイソプロピルナフタレンスルホン酸トリオクチルメチルホスホニウムが挙げられる。ポリカーボネートとの相溶性及び入手が容易な点で、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウムが好ましい。帯電防止剤の量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1~5.0質量部、より好ましくは0.2~3.0質量部、さらに好ましくは0.3~2.0質量部、特に好ましくは0.5~1.8質量部である。帯電防止剤の量がポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.1質量部以上であれば、帯電防止の効果を得ることができ、5.0質量部以下であれば、透明性又は機械的強度に優れた成形品を得ることができ、成形品表面におけるシルバー又は剥離などの外観不良の発生を抑制することができる。
(Antistatic agent)
An antistatic agent can be blended into the organic-inorganic composite material of the present disclosure for the main purpose of improving antistatic properties. Antistatic agents include, for example, phosphonium sulfonates, phosphites, and caprolactone-based polymers, with phosphonium sulfonates being preferred. Examples of sulfonic acid phosphonium salts include tetrabutylphosphonium dodecylsulfonate, tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate, tributyloctylphosphonium dodecylbenzenesulfonate, tetraoctylphosphonium dodecylbenzenesulfonate, tetraethylphosphonium octadecylbenzenesulfonate, and dibutylbenzenesulfonate. tributylmethylphosphonium acid, triphenylmethylphosphonium dibutylnaphthalenesulfonate, and trioctylmethylphosphonium diisopropylnaphthalenesulfonate. Tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate is preferred in terms of compatibility with polycarbonate and easy availability. The amount of the antistatic agent is preferably 0.1 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.2 to 3.0 parts by mass, and still more preferably 0.3 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin. 0 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 1.8 parts by weight. If the amount of the antistatic agent is 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin, an antistatic effect can be obtained, and if it is 5.0 parts by mass or less, transparency or mechanical strength It is possible to obtain a molded product excellent in the surface of the molded product, and it is possible to suppress the occurrence of appearance defects such as silver or peeling on the surface of the molded product.
本開示の有機無機複合材料は、ブルーイング剤、蛍光染料、難燃剤、及び染顔料などの各種の添加剤をさらに含有してもよい。これらは、本開示の効果を損なわない範囲で、適宜選択して使用することができる。 The organic-inorganic composite material of the present disclosure may further contain various additives such as bluing agents, fluorescent dyes, flame retardants, and dyes and pigments. These can be appropriately selected and used as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
ブルーイング剤は、ポリカーボネート樹脂を基準として有機無機複合材料に0.05~3.0ppm(質量割合)含むことが好ましい。ブルーイング剤としては、例えば、バイエル社のマクロレックスバイオレットB及びマクロレックスブルーRR、並びにクラリアント社のポリシンスレンブルーRLSが挙げられる。 The bluing agent is preferably contained in the organic-inorganic composite material in an amount of 0.05 to 3.0 ppm (mass ratio) based on the polycarbonate resin. Bluing agents include, for example, Macrolex Violet B and Macrolex Blue RR from Bayer, and Polysynthrene Blue RLS from Clariant.
蛍光染料(蛍光増白剤を含む)としては、例えば、クマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、ペリレン系蛍光染料、アンスラキノン系蛍光染料、チオインジゴ系蛍光染料、キサンテン系蛍光染料、キサントン系蛍光染料、チオキサンテン系蛍光染料、チオキサントン系蛍光染料、チアジン系蛍光染料、及びジアミノスチルベン系蛍光染料が挙げられる。蛍光染料(蛍光増白剤を含む)の量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して0.0001~0.1質量部が好ましい。 Examples of fluorescent dyes (including fluorescent brighteners) include coumarin-based fluorescent dyes, benzopyran-based fluorescent dyes, perylene-based fluorescent dyes, anthraquinone-based fluorescent dyes, thioindigo-based fluorescent dyes, xanthene-based fluorescent dyes, and xanthone-based fluorescent dyes. , thioxanthene-based fluorescent dyes, thioxanthone-based fluorescent dyes, thiazine-based fluorescent dyes, and diaminostilbene-based fluorescent dyes. The amount of the fluorescent dye (including the fluorescent brightening agent) is preferably 0.0001 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
難燃剤としては、例えば、スルホン酸金属塩系難燃剤、ハロゲン含有化合物系難燃剤、リン含有化合物系難燃剤、及びケイ素含有化合物系難燃剤が挙げられる。これらの中でも、スルホン酸金属塩系難燃剤が好ましい。難燃剤の量は、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.01~1質量部が好ましく、0.05~1質量部がより好ましい。 Examples of flame retardants include metal sulfonate flame retardants, halogen-containing compound flame retardants, phosphorus-containing compound flame retardants, and silicon-containing compound flame retardants. Among these, metal sulfonate flame retardants are preferred. The amount of the flame retardant is preferably 0.01 to 1 part by mass, more preferably 0.05 to 1 part by mass, with respect to 100 parts by mass of the polycarbonate resin.
本開示の有機無機複合材料は、本開示の効果を著しく損なわない限り、適宜、上述したもの以外にその他の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、ポリカーボネート樹脂以外の樹脂が挙げられる。その他の成分は、単独で又は2種以上の任意の組み合わせ及び比率で使用することができる。ポリカーボネート樹脂以外の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT樹脂)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)等の熱可塑性ポリエステル樹脂;ポリスチレン樹脂(PS樹脂)、高衝撃ポリスチレン樹脂(HIPS)、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル-スチレン-アクリルゴム共重合体(ASA樹脂)、アクリロニトリル-エチレンプロピレン系ゴム-スチレン共重合体(AES樹脂)等のスチレン系樹脂;ポリエチレン樹脂(PE樹脂)、ポリプロピレン樹脂(PP樹脂)、環状シクロオレフィン樹脂(COP樹脂)、環状シクロオレフィン共重合体(COP)樹脂等のポリオレフィン樹脂;ポリアミド樹脂(PA樹脂);ポリイミド樹脂(PI樹脂);ポリエーテルイミド樹脂(PEI樹脂);ポリウレタン樹脂(PU樹脂);ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE樹脂);ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂);ポリスルホン樹脂(PSU樹脂);及びポリメタクリレート樹脂(PMMA樹脂)が挙げられる。 The organic-inorganic composite material of the present disclosure may appropriately contain other components in addition to those mentioned above as long as the effects of the present disclosure are not significantly impaired. Other components include, for example, resins other than polycarbonate resins. Other components can be used alone or in any combination and ratio of two or more. Examples of resins other than polycarbonate resins include thermoplastic polyester resins such as polyethylene terephthalate resin (PET resin), polytrimethylene terephthalate (PTT resin), polybutylene terephthalate resin (PBT resin); Impact polystyrene resin (HIPS), acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), acrylonitrile-styrene-acrylic rubber copolymer (ASA resin), acrylonitrile-ethylene propylene system Styrene resin such as rubber-styrene copolymer (AES resin); polyethylene resin (PE resin), polypropylene resin (PP resin), cyclic cycloolefin resin (COP resin), cyclic cycloolefin copolymer (COP) resin, etc. polyolefin resin; polyamide resin (PA resin); polyimide resin (PI resin); polyetherimide resin (PEI resin); polyurethane resin (PU resin); polysulfone resins (PSU resins); and polymethacrylate resins (PMMA resins).
本開示の有機無機複合材料に添加剤を配合させる方法は、特に限定されるものではなく公知の方法を利用できる。最も一般的な方法として、ポリカーボネート樹脂及び添加剤を予備混合した後、押出機に投入して溶融混練を行い、押出されたスレッドを冷却し、ペレタイザーにより切断して、ペレット状の成形材料を製造する方法が挙げられる。 The method for adding the additive to the organic-inorganic composite material of the present disclosure is not particularly limited, and known methods can be used. As the most common method, after pre-mixing polycarbonate resin and additives, it is put into an extruder and melt-kneaded, and the extruded threads are cooled and cut by a pelletizer to produce a pellet-shaped molding material. method.
上記方法における押出機は単軸押出機、及び二軸押出機のいずれもが利用できるが、生産性及び混練性の観点からは二軸押出機が好ましい。二軸押出機の代表的な例としては、ZSK(Werner&Pfleiderer社製、商品名)を挙げることができる。同様のタイプの具体例としてはTEX(株式会社日本製鋼所製、商品名)、TEM(東芝機械株式会社製、商品名)、KTX(株式会社神戸製鋼所製、商品名)などを挙げることができる。押出機としては、原料中の水分、又は溶融混練樹脂から発生する揮発ガスを脱気できるベントを有するものが好ましく使用できる。発生した水分又は揮発ガスを効率よくベントから押出機外部へ排出するための真空ポンプが好ましく設置される。押出原料中に混入した異物などを除去するためのスクリーンを押出機ダイス部手前のゾーンに設置し、異物を樹脂組成物から取り除いてもよい。スクリーンとしては、例えば、金網、スクリーンチェンジャー、及び焼結金属プレート(ディスクフィルターなど)を挙げることができる。 Both a single-screw extruder and a twin-screw extruder can be used as the extruder in the above method, but the twin-screw extruder is preferable from the viewpoint of productivity and kneadability. A representative example of the twin-screw extruder is ZSK (manufactured by Werner & Pfleiderer, trade name). Specific examples of similar types include TEX (manufactured by Japan Steel Works, Ltd., trade name), TEM (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., trade name), and KTX (manufactured by Kobe Steel, Ltd., trade name). can. As the extruder, it is preferable to use an extruder having a vent capable of degassing moisture in the raw material or volatile gas generated from the melt-kneaded resin. A vacuum pump is preferably installed to efficiently discharge the generated moisture or volatile gas from the vent to the outside of the extruder. A screen for removing foreign matters and the like mixed in the extruded raw material may be installed in a zone in front of the die part of the extruder to remove foreign matters from the resin composition. Screens can include, for example, wire mesh, screen changers, and sintered metal plates (such as disc filters).
添加剤は、ポリカーボネート樹脂とは独立して押出機に供給することもできるが、前述のとおりポリカーボネート樹脂と予備混合することが好ましい。予備混合の手段としては、例えば、ナウターミキサー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、及び押出混合機が挙げられる。より好適な方法は、例えばポリカーボネート樹脂の一部と添加剤とをヘンシェルミキサーなどの高速撹拌機で混合してマスター剤を作成した後、かかるマスター剤を残りのポリカーボネート樹脂とナウターミキサーなどの高速でない撹拌機で混合する方法である。 Although the additives can be supplied to the extruder independently of the polycarbonate resin, they are preferably premixed with the polycarbonate resin as described above. Means for premixing include, for example, Nauta mixers, V-blenders, Henschel mixers, mechanochemical devices, and extrusion mixers. A more suitable method is, for example, to prepare a master agent by mixing a portion of the polycarbonate resin and additives with a high-speed agitator such as a Henschel mixer, and then mix the master agent with the remaining polycarbonate resin and a high-speed agitator such as a Nauta mixer. It is a method of mixing with a stirrer that is not
押出機より押出された樹脂は、直接切断してペレット化するか、又はストランドを形成した後かかるストランドをペレタイザーで切断してペレット化される。外部の埃などの影響を低減する必要がある場合には、押出機周囲の雰囲気を清浄化することが好ましい。ペレットの製造においては、光学ディスク用ポリカーボネート樹脂において既に提案されている様々な方法を用いて、ペレットの形状分布の狭小化、ミスカット物の更なる低減、運送又は輸送時に発生する微小粉の更なる低減、並びにストランド又はペレット内部に発生する気泡(真空気泡)の低減を行うことが好ましい。ミスカット物の低減には、ペレタイザーでの切断時のスレッドの温度管理、切断時のイオン風の吹き付け、ペレタイザーのすくい角の適正化、及び離型剤の適切な配合などの手段、並びに切断されたペレットと水との混合物を濾過してペレットと水及びミスカット物とを分離する方法などが挙げられる。その方法の一例としては、例えば、特許文献6に開示された方法が挙げられる。このようにして、成形をハイサイクル化し、シルバーなどの不良発生を低減することができる。 The resin extruded from the extruder is directly cut and pelletized, or is pelletized by forming strands and then cutting the strands with a pelletizer. It is preferable to clean the atmosphere around the extruder when it is necessary to reduce the influence of external dust and the like. In the production of pellets, various methods that have already been proposed for polycarbonate resins for optical discs are used to narrow the shape distribution of pellets, further reduce miscuts, and further reduce fine powder generated during transportation. It is preferable to reduce the amount of air bubbles (vacuum bubbles) generated inside the strands or pellets. In order to reduce miscuts, measures such as temperature control of threads during cutting with a pelletizer, blowing of ionized air during cutting, optimization of the rake angle of the pelletizer, and appropriate formulation of release agent, as well as measures such as cutting and filtering the mixture of pellets and water to separate pellets, water and miscuts. An example of the method is the method disclosed in Patent Document 6, for example. In this way, the molding can be made into a high cycle, and the occurrence of defects such as silver can be reduced.
成形材料(ペレット)におけるミスカット物の量は、好ましくは10ppm以下、より好ましくは5ppm以下である。ここで、ミスカット物とは、目開き1.0mmのJIS標準篩を通過する所望の大きさのペレットより細かい粉粒体を意味する。ペレットの形状は、円柱、角柱、及び球状など一般的な形状であってよく、好適には円柱(楕円柱を含む)であり、かかる円柱の直径は好ましくは1.5~4mm、より好ましくは2~3.5mmである。楕円柱において長径に対する短径の割合は、好ましくは60%以上、より好ましくは65%以上である。円柱の長さは好ましくは2~4mm、より好ましくは2.5~3.5mmである。 The amount of miscuts in the molding material (pellet) is preferably 10 ppm or less, more preferably 5 ppm or less. Here, the miscut material means a powder or granular material finer than a pellet of a desired size that passes through a JIS standard sieve with an opening of 1.0 mm. The shape of the pellet may be a general shape such as a cylinder, a prism, and a sphere, preferably a cylinder (including an elliptical cylinder), and the diameter of such a cylinder is preferably 1.5 to 4 mm, more preferably 2 to 3.5 mm. The ratio of the minor axis to the major axis of the elliptic cylinder is preferably 60% or more, more preferably 65% or more. The length of the cylinder is preferably 2-4 mm, more preferably 2.5-3.5 mm.
〈有機無機複合材料の製造方法〉
本開示の有機無機複合材料の製造方法は、式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂を得ること、及び無機微粒子をそのポリカーボネート樹脂に分散させることを含む。式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂を得る工程については、ポリカーボネート樹脂の製造方法に関して上述したとおりである。
<Method for producing organic-inorganic composite material>
A method for producing an organic-inorganic composite material of the present disclosure includes obtaining a polycarbonate resin having a group represented by Formula 1, and dispersing inorganic fine particles in the polycarbonate resin. The steps for obtaining the polycarbonate resin having the group represented by Formula 1 are as described above for the method for producing the polycarbonate resin.
無機微粒子をポリカーボネート樹脂に分散させる工程については、特に限定されるものではない。具体的には、ポリカーボネート樹脂溶液と、無機微粒子分散液を混合する方法、ポリカーボネート樹脂粉体と無機微粒子粉体を溶融混合する方法を挙げることができる。 The step of dispersing the inorganic fine particles in the polycarbonate resin is not particularly limited. Specific examples include a method of mixing a polycarbonate resin solution and an inorganic fine particle dispersion, and a method of melting and mixing a polycarbonate resin powder and an inorganic fine particle powder.
例えば、ポリカーボネート樹脂溶液と無機微粒子分散液を混合する方法では、ポリカーボネート樹脂溶液と、無機微粒子分散液とを一回で混合してもよいし、ポリカーボネート樹脂溶液を、無機微粒子分散液に徐々に滴下し混合してもよい。分散工程で可塑剤を使用してもよい。可塑剤はポリカーボネート樹脂溶液又は無機微粒子分散液に予め添加しておいてもよく、ポリカーボネート樹脂溶液と無機微粒子分散液の混合時に添加してもよい。 For example, in the method of mixing the polycarbonate resin solution and the inorganic fine particle dispersion, the polycarbonate resin solution and the inorganic fine particle dispersion may be mixed at once, or the polycarbonate resin solution is gradually added dropwise to the inorganic fine particle dispersion. may be mixed. A plasticizer may be used in the dispersing step. The plasticizer may be added in advance to the polycarbonate resin solution or the inorganic fine particle dispersion, or may be added at the time of mixing the polycarbonate resin solution and the inorganic fine particle dispersion.
〈有機無機複合材料の成形方法〉
本開示の有機無機複合材料の成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形、キャスト成形等、一般のポリカーボネート樹脂の成形法を採用することができる。有機無機複合材料の流動性の観点から、圧縮成形及びキャスト成形が好ましい。
<Method of forming organic-inorganic composite material>
As a method for molding the organic-inorganic composite material of the present disclosure, general polycarbonate resin molding methods such as injection molding, extrusion molding, compression molding, and cast molding can be employed. Compression molding and cast molding are preferred from the viewpoint of fluidity of the organic-inorganic composite material.
本開示の有機無機複合材料は、種々の成形体として利用することができ、特に透明性又は高屈折率が要求される成形体として好適に利用することができる。本開示の有機無機複合材料は、例えば、光学レンズ、光学ディスク、液晶パネル、光カード、シート、フィルム、光ファイバー、コネクター、蒸着プラスチック反射鏡、ディスプレイなどの光学部品の構造材料、パソコン又は携帯電話の外装又は前面板などの電気電子部品、自動車のヘッドランプ又は窓などの自動車用途、及び機能材料用途の成形体として有利に使用することができ、特に光学レンズ及び光学フィルムに好適である。 The organic-inorganic composite material of the present disclosure can be used as various molded articles, and can be suitably used as molded articles that particularly require transparency or a high refractive index. The organic-inorganic composite material of the present disclosure is, for example, optical lenses, optical discs, liquid crystal panels, optical cards, sheets, films, optical fibers, connectors, evaporated plastic reflectors, structural materials for optical parts such as displays, personal computers or mobile phones. It can be advantageously used as molded articles for electric and electronic parts such as exteriors or front panels, automobile applications such as automobile headlamps or windows, and functional material applications, and is particularly suitable for optical lenses and optical films.
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中「部」とは「質量部」を意味する。実施例において使用したポリカーボネート樹脂、無機微粒子及び各評価方法は以下のとおりである。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, "parts" in the examples means "mass parts". The polycarbonate resins, inorganic fine particles and respective evaluation methods used in the examples are as follows.
〈評価方法〉
(カルボキシル基量)
有機無機複合材料の試料を窒素雰囲気下でベンジルアルコールに溶解させ、水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液でフェノールレッドを指示薬に滴定し算出した。
<Evaluation method>
(Carboxyl group amount)
A sample of the organic-inorganic composite material was dissolved in benzyl alcohol under a nitrogen atmosphere, and titration was performed with a benzyl alcohol solution of sodium hydroxide using phenol red as an indicator.
(ガラス転移温度(Tg))
有機無機複合材料の試料8mgを用いてティー・エイ・インスツルメント株式会社製の熱分析システムDSC-2910を使用して、JIS K7121に準拠して窒素雰囲気下(窒素流量:40mL/min)、昇温速度:20℃/minの条件下で測定した。
(Glass transition temperature (Tg))
Using a thermal analysis system DSC-2910 manufactured by TA Instruments Co., Ltd. using 8 mg of an organic-inorganic composite sample, under a nitrogen atmosphere (nitrogen flow rate: 40 mL / min) in accordance with JIS K7121, Temperature rising rate: Measured under the condition of 20°C/min.
(透過率)
有機無機複合材料を用いて形成したフィルムの25℃における波長589nmの光線透過率を、日立製作所株式会社製分光光度計U-3310を用いて測定した。
(Transmittance)
The light transmittance at a wavelength of 589 nm at 25° C. of the film formed using the organic-inorganic composite material was measured using a spectrophotometer U-3310 manufactured by Hitachi, Ltd.
(屈折率)
有機無機複合材料を用いて形成したフィルムの25℃における屈折率(波長:589nm)を、ATAGO製DR-M2アッベ屈折計を用いて測定した。
(refractive index)
The refractive index (wavelength: 589 nm) at 25° C. of the film formed using the organic-inorganic composite material was measured using an ATAGO DR-M2 Abbe refractometer.
(透明性)
目視により、白濁がない場合を良好、白濁がある場合を不良として評価した。
(transparency)
By visual observation, the case where there was no white turbidity was evaluated as good, and the case where there was white turbidity was evaluated as poor.
(平均粒子径)
無機微粒子の塩化メチレン分散液を用いて、無機微粒子の平均粒子径を動的光散乱法(DLS)により測定した。
(Average particle size)
Using a methylene chloride dispersion of inorganic fine particles, the average particle size of the inorganic fine particles was measured by dynamic light scattering (DLS).
〈ポリカーボネート樹脂〉
(PC1の製造方法)
温度計及び撹拌機の付いた反応器に、48%水酸化ナトリウム水溶液89.7部及びイオン交換水448部を仕込み、これにハイドロサルファイト0.1部、及び2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(以下BPA)63.9部を溶解した後、2,2-ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(以下BPDAL)9.6部を塩化メチレン264部に溶解させた溶液を加え、撹拌下、15~25℃でホスゲン40.0部を約70分かけて吹き込んだ。ホスゲンの吹き込み終了後、48%水酸化ナトリウム水溶液12.8部及びp-tert-ブチルフェノール1.9部を加え、撹拌を再開、乳化後、トリエチルアミン0.1部を加え、さらに25~35℃で1時間撹拌して反応を終了した。
<Polycarbonate resin>
(Manufacturing method of PC1)
A reactor equipped with a thermometer and a stirrer was charged with 89.7 parts of a 48% aqueous sodium hydroxide solution and 448 parts of ion-exchanged water, and 0.1 part of hydrosulfite and 2,2-bis(4- After dissolving 63.9 parts of hydroxyphenyl)propane (hereinafter referred to as BPA), 9.6 parts of 2,2-bis(3-allyl-4-hydroxyphenyl)propane (hereinafter referred to as BPDAL) was dissolved in 264 parts of methylene chloride. After adding the solution, 40.0 parts of phosgene was blown into the mixture at 15 to 25° C. over about 70 minutes while stirring. After phosgene was blown in, 12.8 parts of a 48% aqueous sodium hydroxide solution and 1.9 parts of p-tert-butylphenol were added, stirring was resumed, and after emulsification, 0.1 part of triethylamine was added, and the mixture was further stirred at 25 to 35°C. The reaction was terminated after stirring for 1 hour.
反応終了後、生成物を塩化メチレンで希釈して水洗した後、塩酸を加え、酸性にして水洗し、さらに水相の導電率がイオン交換水とほぼ同じになるまで水洗を繰り返し、塩化メチレンを留去してポリカーボネート樹脂のフレークを得た(PC1)。得られたフレークについて各種評価を行った。その結果を表1に記載する。 After completion of the reaction, the product was diluted with methylene chloride and washed with water, then hydrochloric acid was added to make it acidic, and the water was washed with water. Evaporation gave polycarbonate resin flakes (PC1). Various evaluations were performed on the obtained flakes. The results are listed in Table 1.
(PC2の製造方法)
スターラーチップをセットしたフラスコに、PC1のフレーク30.0部、アゾビスイソブチロニトリル(以下AIBN)7.0部、及び3-メルカプトプロパン酸9.0部を仕込み、トルエン105部及びクロロホルム178部を加え溶解した後、窒素雰囲気下70℃に加熱し、4時間反応させた。
(Manufacturing method of PC2)
A flask equipped with a stirrer tip was charged with 30.0 parts of PC1 flakes, 7.0 parts of azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as AIBN), and 9.0 parts of 3-mercaptopropanoic acid, and 105 parts of toluene and 178 parts of chloroform. After adding and dissolving parts, the mixture was heated to 70° C. under a nitrogen atmosphere and reacted for 4 hours.
反応終了後、反応溶液をメタノールに添加し、ポリカーボネート樹脂を沈殿させた後、減圧ろ過で沈殿物を回収した。次いで、得られた沈殿物を塩化メチレンに溶解させた後に、ヘキサンに添加し、ポリカーボネート樹脂を沈殿させた。得られた沈殿物を減圧ろ過で回収し、乾燥してポリカーボネート樹脂のパウダーを得た(PC2)。得られたパウダーについて同様の評価を行った。その結果を表1に記載する。 After completion of the reaction, the reaction solution was added to methanol to precipitate the polycarbonate resin, and the precipitate was collected by filtration under reduced pressure. Then, after dissolving the obtained precipitate in methylene chloride, it was added to hexane to precipitate the polycarbonate resin. The resulting precipitate was collected by filtration under reduced pressure and dried to obtain a polycarbonate resin powder (PC2). The obtained powder was evaluated in the same manner. The results are listed in Table 1.
(PC3の製造方法)
BPA67.4部、BPDAL4.8部を原料として用いた以外はPC1の製造方法と同様の操作を行った。得られたフレークについて同様の評価を行った。その結果を表1に記載する。
(Manufacturing method of PC3)
The same operation as the production method of PC1 was performed except that 67.4 parts of BPA and 4.8 parts of BPDAL were used as raw materials. The same evaluation was performed on the obtained flakes. The results are listed in Table 1.
(PC4の製造方法)
PC1の代わりにPC3のフレーク30.0部を原料として用い、AIBN3.5部、3-メルカプトプロパン酸4.5部とした以外はPC2の製造方法と同様の操作を行った。得られたパウダーについて同様の評価を行った。その結果を表1に記載する。
(Manufacturing method of PC4)
30.0 parts of flakes of PC3 were used instead of PC1, and the same operation as in the production method of PC2 was performed except that 3.5 parts of AIBN and 4.5 parts of 3-mercaptopropanoic acid were used. The obtained powder was evaluated in the same manner. The results are listed in Table 1.
(PC5の製造方法)
9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(以下BPEF)30.0部、BPDAL1.1部、ジフェニルカーボネート(以下DPC)15.4部及び触媒として、水酸化ナトリウム2.9×10-6部とテトラメチルアンモニウムヒドロキシド6.7×10-4部を、窒素雰囲気下180℃で加熱し溶融させた。その後、20分かけて220℃へ昇温し、減圧度を13.7kPaに調整した。その後、さらに40分かけて260℃へ昇温し、減圧度を1kPaに調整した。10分間その温度で保持した後、減圧度を133Pa以下とした。反応終了後、反応槽の底より窒素加圧下吐出し、水槽で冷却しながら、ペレタイザーでカットしてペレットを得た(PC5)。得られたペレットについて各種評価を行った。その結果を表1に記載する。
(Manufacturing method of PC5)
30.0 parts of 9,9-bis(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluorene (hereinafter BPEF), 1.1 parts of BPDAL, 15.4 parts of diphenyl carbonate (hereinafter DPC) and 2 parts of sodium hydroxide as a catalyst. 9×10 −6 parts and 6.7×10 −4 parts of tetramethylammonium hydroxide were melted by heating at 180° C. in a nitrogen atmosphere. After that, the temperature was raised to 220° C. over 20 minutes, and the degree of pressure reduction was adjusted to 13.7 kPa. After that, the temperature was further raised to 260° C. over 40 minutes, and the degree of pressure reduction was adjusted to 1 kPa. After holding at that temperature for 10 minutes, the degree of pressure reduction was reduced to 133 Pa or less. After completion of the reaction, nitrogen was discharged from the bottom of the reaction tank under pressure, and while cooling in a water tank, pellets were obtained by cutting with a pelletizer (PC5). Various evaluations were performed on the obtained pellets. The results are listed in Table 1.
(PC6の製造方法)
PC1の代わりにPC5のペレット30.0部を原料として用い、AIBN2.0部、3-メルカプトプロパン酸2.6部とした以外はPC2の製造方法と同様の操作を行った。得られたパウダーについて同様の評価を行った。その結果を表1に記載する。
(Manufacturing method of PC6)
The same operation as the production method of PC2 was performed except that 30.0 parts of PC5 pellets were used as raw materials instead of PC1, and 2.0 parts of AIBN and 2.6 parts of 3-mercaptopropanoic acid were used. The obtained powder was evaluated in the same manner. The results are listed in Table 1.
(PC7の製造方法)
BPEF30.5部、2,4-ジヒドロキシ安息香酸(以下DHBA)0.1部、DPC14.8部、及び触媒として酸化亜鉛4.5×10-3部を窒素雰囲気下180℃で加熱し溶融させた。その後、200℃まで昇温し、減圧度を20kPaに調整した。その後、さらに240℃まで昇温し、減圧度を1kPaに調整し、1時間反応させた。その後、270℃へ昇温し、減圧度を200Pa以下とした。反応終了後、反応槽の底より窒素加圧下吐出し、水槽で冷却しながら、ペレタイザーでカットしてペレットを得た(PC7)。得られたペレットについて同様の評価を行った。その結果を表1に記載する。
(Manufacturing method of PC7)
30.5 parts of BPEF, 0.1 part of 2,4-dihydroxybenzoic acid (hereinafter referred to as DHBA), 14.8 parts of DPC, and 4.5×10 −3 parts of zinc oxide as a catalyst are heated at 180° C. in a nitrogen atmosphere to melt. rice field. After that, the temperature was raised to 200° C., and the degree of pressure reduction was adjusted to 20 kPa. After that, the temperature was further raised to 240° C., the degree of pressure reduction was adjusted to 1 kPa, and the reaction was carried out for 1 hour. After that, the temperature was raised to 270° C., and the degree of pressure reduction was set to 200 Pa or less. After completion of the reaction, nitrogen was discharged from the bottom of the reactor under pressure, and while cooling in a water tank, pellets were obtained by cutting with a pelletizer (PC7). Similar evaluation was performed on the obtained pellets. The results are listed in Table 1.
(PC8の製造方法)
BPEF28.1部、DHBA1.4部、DPC15.6部を原料として用いた以外はPC7の製造方法と同様の操作を行った。得られたポリカーボネートは塩化メチレンに溶解せず、均一なペレットが製造できなかった。
(Manufacturing method of PC8)
The same operation as the production method of PC7 was performed except that 28.1 parts of BPEF, 1.4 parts of DHBA and 15.6 parts of DPC were used as raw materials. The obtained polycarbonate did not dissolve in methylene chloride, and uniform pellets could not be produced.
〈ジルコニア微粒子の表面修飾〉
スターラーチップをセットした100mLナスフラスコに、ZrO2に対し10~30質量%に相当する量の表面修飾剤をとり、メタノール10g及びトルエン15gに溶解させた溶液に、ZrO2水分散液(堺化学工業株式会社製:SZR-W)を滴下し混合した。混合液を1時間室温で撹拌した後、ロータリーエバポレーターにより3~5mL程度になるまで溶媒を留去した。留去は液相内で突沸が生じない程度の圧力に減圧することにより行った。
<Surface modification of zirconia fine particles>
A surface modifier equivalent to 10 to 30% by mass of ZrO 2 is placed in a 100 mL eggplant flask equipped with a stirrer tip, and dissolved in 10 g of methanol and 15 g of toluene. Kogyo Co., Ltd.: SZR-W) was added dropwise and mixed. After the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, the solvent was distilled off with a rotary evaporator until the volume became about 3 to 5 mL. Distillation was carried out by reducing the pressure to such an extent that bumping does not occur in the liquid phase.
その混合液に、さらにメタノール10g、トルエン15gを加えて再び界面がない透明な分散液とし、再度3~5mL程度になるまで溶媒を留去した。この操作を数回重ねることにより、水/メタノール/トルエン混合溶媒から塩化メチレンのみの溶媒に置換してZrO2微粒子の塩化メチレン分散液を得た。さらに、この塩化メチレン分散液を室温で24時間真空乾燥させて、塩化メチレンを除去し、表面修飾ZrO2の粉末を得た。結果を表2に示す。 Further, 10 g of methanol and 15 g of toluene were added to the mixed solution to obtain a transparent dispersion without an interface, and the solvent was again distilled off until the volume became about 3 to 5 mL. By repeating this operation several times, the mixed solvent of water/methanol/toluene was replaced with methylene chloride alone to obtain a methylene chloride dispersion of ZrO2 fine particles. Further, the methylene chloride dispersion was vacuum-dried at room temperature for 24 hours to remove methylene chloride and obtain surface-modified ZrO 2 powder. Table 2 shows the results.
〈有機無機複合材料〉
(キャストフィルムの製造方法)
表面修飾ZrO2微粒子の塩化メチレン分散液に、ポリカーボネート樹脂の塩化メチレン溶液を5分かけて滴下して、その後30分撹拌した。この分散液をガラスシャーレ上にキャストし、室温で十分に乾燥させた後、100℃以下の温度にて12時間乾燥して、厚さ約100μmのフィルムを作製した。作製したフィルムの各種評価を行った。その結果を表3に記載する。使用した表面修飾剤の種類と無機成分としての添加量は、表3に示すとおりとした。
<Organic-inorganic composite materials>
(Manufacturing method of cast film)
The methylene chloride solution of the polycarbonate resin was added dropwise to the methylene chloride dispersion of the surface-modified ZrO2 fine particles over 5 minutes, followed by stirring for 30 minutes. This dispersion was cast on a glass petri dish, dried sufficiently at room temperature, and then dried at a temperature of 100° C. or less for 12 hours to prepare a film having a thickness of about 100 μm. Various evaluations of the produced film were performed. The results are listed in Table 3. Table 3 shows the types of surface modifiers used and the amounts added as inorganic components.
(成形品の製造方法)
キャストフィルムの製造方法と同様に成形品を作製した、表面修飾ZrO2微粒子及びポリカーボネート樹脂を含む塩化メチレン分散液を、80℃で4時間乾燥して塩化メチレンを留去し、有機無機複合体のフレークを得た。このフレークを、真空熱プレス装置(神藤金属工業所株式会社製圧縮成形機:SFV-10、真空ポンプユニット:GXD-360)でプレス成形し、厚さ約1mmの成形板を得た。プレス成形条件は、金型温度240℃、1次圧:1MPa(30秒)、2次圧:1.5MPa(5分)とした。製造した成形板の透明性評価を行った。その結果を表3に記載する。使用した表面修飾剤の種類と無機成分としての添加量は、表3に示すとおりとした。
(Method for manufacturing molded article)
A methylene chloride dispersion containing surface-modified ZrO2 fine particles and a polycarbonate resin, which was made into a molded article in the same manner as the cast film production method, was dried at 80 ° C. for 4 hours to distill off the methylene chloride, resulting in an organic-inorganic composite. Got flakes. The flakes were press-molded with a vacuum heat press machine (compression molding machine: SFV-10, vacuum pump unit: GXD-360 manufactured by Shindo Kinzoku Kogyo Co., Ltd.) to obtain a molded plate having a thickness of about 1 mm. Press molding conditions were a mold temperature of 240° C., a primary pressure of 1 MPa (30 seconds), and a secondary pressure of 1.5 MPa (5 minutes). Transparency evaluation of the manufactured molded plate was performed. The results are listed in Table 3. Table 3 shows the types of surface modifiers used and the amounts added as inorganic components.
〈結果〉
表3から明らかなように、実施例1~9では屈折率が向上し、透明性を有する有機無機複合材料を提供することができた。比較例1及び2のようにカルボキシル基を有しないポリカーボネート樹脂を用いた場合には、無機微粒子を均一に分散することができず、微粒子の凝集により透過率が低いため、アッベ屈折率計での屈折率測定が行えなかった。
<result>
As is clear from Table 3, in Examples 1 to 9, the refractive index was improved and an organic-inorganic composite material having transparency could be provided. When a polycarbonate resin having no carboxyl group is used as in Comparative Examples 1 and 2, the inorganic fine particles cannot be uniformly dispersed, and the aggregation of the fine particles results in a low transmittance. Refractive index measurement could not be performed.
また、表1及び3から明らかなように、比較例3及び4のようにカルボキシル基を有するジオールを共重合して得たポリカーボネート樹脂を用いた場合には、多量のカルボキシル基をポリカーボネート樹脂に導入することができず、成形品では均一な分散状態を維持できなかった。 Further, as is clear from Tables 1 and 3, when a polycarbonate resin obtained by copolymerizing a diol having a carboxyl group was used as in Comparative Examples 3 and 4, a large amount of carboxyl groups were introduced into the polycarbonate resin. It was not possible to maintain a uniform dispersion state in the molded product.
本開示の有機無機複合材料は、高屈折率で透明性に優れており、無機微粒子の含有量を調整することにより屈折率等の所望の特性を得ることができる。本開示の有機無機複合材料を用いて得られる成形品(例えばフィルム、及びシート)は各種分野に利用可能である。 The organic-inorganic composite material of the present disclosure has a high refractive index and excellent transparency, and desired properties such as a refractive index can be obtained by adjusting the content of the inorganic fine particles. Molded articles (for example, films and sheets) obtained using the organic-inorganic composite material of the present disclosure can be used in various fields.
Claims (8)
前記無機微粒子の表面が、表面修飾剤により修飾され、
前記表面修飾剤が、スルホン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、及びカルボン酸基からなる群より選ばれる少なくとも1つの酸性官能基を有する、
有機無機複合材料:
R1及びR2は、それぞれ独立に、アルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基、及びシクロアルキレン基からなる群から選ばれる基を表し、R2の水素原子はカルボキシル基で置換されてもよい。 Including a polycarbonate resin having a group represented by the following formula 1, and inorganic fine particles,
the surface of the inorganic fine particles is modified with a surface modifier,
the surface modifier has at least one acidic functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a phosphinic acid group, and a carboxylic acid group;
Organic-inorganic composites:
R 1 and R 2 each independently represent a group selected from the group consisting of an alkylene group, an aralkylene group, an arylene group and a cycloalkylene group, and the hydrogen atom of R 2 may be substituted with a carboxyl group.
R3及びR4は、前記式1で表される基を表し、
a及びbは、それぞれ独立に、a+b≧1を満たす0~4の整数であり、
R5及びR6は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、アルケニル基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、アラルキルオキシ基、ニトロ基、アルデヒド基、及びシアノ基からなる群から選ばれる基を表し、
c及びdは、それぞれ独立に、c≦4-a及びd≦4-bを満たす0~4の整数であり、
Xは、単結合、アルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基、シクロアルキレン基、硫黄原子、又は酸素原子を表す。 The organic-inorganic composite material according to claim 1, wherein the polycarbonate resin comprises a structural unit represented by the following formula 2:
R 3 and R 4 represent a group represented by the formula 1,
a and b are each independently an integer of 0 to 4 that satisfies a+b≧1;
R5 and R6 each independently represent a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a cycloalkyl group, a cycloalkoxy group, an alkenyl group, an aryl group, an aryloxy group, an aralkyl group, an aralkyloxy group, a nitro group, an aldehyde group; , and represents a group selected from the group consisting of a cyano group,
c and d are each independently an integer of 0 to 4 that satisfies c ≤ 4-a and d ≤ 4-b;
X represents a single bond, an alkylene group, an aralkylene group, an arylene group, a cycloalkylene group, a sulfur atom, or an oxygen atom.
前記式1で表される基を有するポリカーボネート樹脂、及び前記無機微粒子を混合することと
を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の有機無機複合材料の製造方法。 reacting a polycarbonate resin having a carbon-carbon double bond and a thiol compound having a carboxyl group to prepare a polycarbonate resin having a group represented by the formula 1;
7. The method for producing an organic-inorganic composite material according to any one of claims 1 to 6 , comprising mixing a polycarbonate resin having a group represented by formula 1 and the inorganic fine particles.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019044980A JP7186642B2 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | organic-inorganic composite |
| PCT/JP2019/047935 WO2020116646A1 (en) | 2018-12-07 | 2019-12-06 | Organic-inorganic composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019044980A JP7186642B2 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | organic-inorganic composite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020147654A JP2020147654A (en) | 2020-09-17 |
| JP7186642B2 true JP7186642B2 (en) | 2022-12-09 |
Family
ID=72429136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019044980A Active JP7186642B2 (en) | 2018-12-07 | 2019-03-12 | organic-inorganic composite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7186642B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7633016B2 (en) * | 2020-11-04 | 2025-02-19 | 帝人株式会社 | Organic-inorganic composite composition |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010235658A (en) | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Fujifilm Corp | Organic-inorganic composite composition, molded article, optical component and wet heat resistance improver |
| JP2018138626A (en) | 2017-02-24 | 2018-09-06 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | Organic-inorganic composite composition, and molding and optical component containing the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0372323A3 (en) * | 1988-12-07 | 1991-04-17 | General Electric Company | Polycarbonate cross-linker resin and fire resistant compositions made therefrom |
-
2019
- 2019-03-12 JP JP2019044980A patent/JP7186642B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010235658A (en) | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Fujifilm Corp | Organic-inorganic composite composition, molded article, optical component and wet heat resistance improver |
| JP2018138626A (en) | 2017-02-24 | 2018-09-06 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | Organic-inorganic composite composition, and molding and optical component containing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020147654A (en) | 2020-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5301811B2 (en) | Polycarbonate resin composition | |
| JP6580699B2 (en) | Polyamine resin with amine resistance | |
| CN101434750B (en) | Polycarbonate resin composition | |
| WO2017078076A1 (en) | Thermoplastic resin composition and molded article thereof | |
| JP2006249288A (en) | Light diffusing aromatic polycarbonate resin composition | |
| JP6328985B2 (en) | Polycarbonate resin composition | |
| JP7179040B2 (en) | polycarbonate copolymer | |
| JP2010158811A (en) | Method of manufacturing polycarbonate resin sheet having projection and resin sheet manufactured by the method | |
| JP7264683B2 (en) | Polycarbonate resin composition | |
| JP7186642B2 (en) | organic-inorganic composite | |
| JP7535939B2 (en) | Polycarbonate resin and manufacturing method | |
| JP2012108298A (en) | Brightness-improving film | |
| JP5684659B2 (en) | Black resin composition and black molded product | |
| JP7160272B2 (en) | organic-inorganic composite | |
| JP7267839B2 (en) | Flame-retardant polycarbonate resin composition | |
| JP7495288B2 (en) | Polycarbonate resin composition and molded article | |
| JP6684931B2 (en) | Polycarbonate copolymer | |
| JP4817678B2 (en) | Light highly reflective aromatic polycarbonate resin composition | |
| WO2020116646A1 (en) | Organic-inorganic composite material | |
| JP2006063212A (en) | Polycarbonate resin composition | |
| JP2012081671A (en) | Luminance increasing film | |
| JP5616470B2 (en) | Polycarbonate resin composition | |
| JP2013127075A (en) | Polycarbonate resin composition | |
| JP7335369B2 (en) | Polycarbonate resin and method for producing polycarbonate resin | |
| JP6918536B2 (en) | Polycarbonate resin composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20190411 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220816 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221011 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221101 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221129 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7186642 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |