CN103374193A - 阻燃性树脂组合物 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种减少重金属化合物、卤素化合物或磷类化合物的使用量，且能够赋予阻燃性的阻燃性树脂组合物。作为其解决方法，是使用一种阻燃性树脂组合物，其含有丙烯酸类树脂乳液以及苯乙烯-丁二烯类树脂乳液中的至少一种、氢氧化铝、羧甲基纤维素、水溶性铝化合物或锌化合物、环氧化合物、壬基苯酚，以及十二烷基硫酸钠。

Description

阻燃性树脂组合物

技术领域

本发明涉及一种阻燃性树脂组合物，其能够内衬加工于，例如，汽车内的地面以及平台部的地毯、或住宅、办公室等的地面部的地毯等的纤维制品上。

背景技术

近几年，伴随着汽车数量的增加以及住宅密集化，关于汽车和住宅的火灾的对策变得极为重要。特别地，人们对于汽车以及住宅中的地毯等的内部装饰材料的阻燃化的期望很大，并对于阻燃化技术提出了各种技术方案。另一方面，具有阻燃性的原材料（例如，重金属化合物以及卤素类化合物）多具有某些有害性，在被密封的空间里所使用的汽车内部装饰用途中，人们强烈要求不使用，或者尽可能减少使用有害成分。

专利文献1中公开了一种以丙烯酸类树脂为主要成分的阻燃性材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开第2008－297343号公报

发明内容

发明要解决的问题

以丙烯酸类树脂为主要成分的阻燃性材料中，使用磷类化合物作为阻燃化剂。人们通常认为磷类化合物与重金属化合物或卤素类化合物相比安全性高，但是，如果考虑在废弃时对环境的负荷等，则应优选不使用或者减少使用磷类化合物。

本发明的课题在于提供一种能够减少重金属化合物、卤素化合物或磷类化合物的使用量的阻燃性树脂组合物。

解决问题的手段

本发明的阻燃性树脂组合物含有树脂乳液（ａ）、氢氧化铝（ｂ）、以及水溶性纤维素（ｃ）。

发明的效果

本发明的阻燃性树脂组合物即使减少重金属化合物、卤素化合物或磷类化合物的使用量，也具有阻燃性。因此，其特别适用于在密封空间内使用的，且暴露在高温或直射的阳光下的汽车内部装饰用地毯等的纤维材料的衬垫。

具体实施方式

本发明的阻燃性树脂组合物含有树脂乳液（ａ）。树脂乳液（ａ），例如，起到粘合剂的作用。可以使用公知的树脂乳液，但是，从阻燃性、作为粘合剂的耐水性能、防止粘连等的方面考虑时，优选丙烯酸类树脂乳液或苯乙烯－丁二烯类树脂乳液。此外，由于同样的理由，优选树脂乳液（ａ）的玻璃化转变温度（Ｔｇ）为20℃以上。

氢氧化铝（ｂ）使阻燃性树脂组合物的阻燃性提高。氢氧化铝与其他的无机填充材料相比，能够以更少的添加量来提高阻燃性。因此，能够抑制氢氧化铝（ｂ）的添加量，并能够抑制对衬垫性能影响。相对于所述树脂乳液（ａ）的固体成分100重量份，优选添加25～500重量份的氢氧化铝。设定为25重量份为以上时，能够显著地提高阻燃性，设定为500重量份为以下时，能够更进一步地抑制对衬垫性能的影响。

水溶性纤维素（ｃ）为通过将纤维素变性，使之具有水溶性的物质，具体而言，可以是，例如，羧甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、水溶性磷酸纤维素等、以及上述物质的混合物、也可以是钠盐等的盐类化合物。水溶性纤维素（ｃ）使阻燃性树脂组合物的阻燃性提高。仅通过添加烃类化合物的水溶性纤维素提高阻燃性的理由尚不明确，但是可以认为是由于在树脂成膜时形成了抑制燃烧的结构。

另一方面，由于水溶性纤维素具有增粘作用，从而有可能使阻燃性树脂组合物的粘度变的过高，或使贮藏稳定性降低。因此，优选水溶性纤维素的醚化度为0．55以上，而且浓度为2％的水溶性纤维素的水溶液的粘度为900ｍＰａ·ｓ以下，更优选为500ｍＰａ·ｓ以下。更进一步地，优选水溶性纤维素的醚化度为0．65以上，并且浓度为2％的水溶性纤维素的水溶液的粘度为100ｍＰａ·ｓ以下，更优选为20ｍＰａ·s以下。

相对于上述树脂乳液（ａ）的固体成分100重量份，优选添加水溶性纤维素30～200重量份，更优选添加30～150重量份。设定为30重量份以上时，阻燃性显著提高，当设定为200重量份以下时，能够抑制阻燃性树脂组合物的过量的增粘。

更进一步地，通过使用上述水溶性纤维素（ｃ）并同时使用水溶性铝化合物，或锌化合物（ｄ），能够提高树脂皮膜的的耐水性。在要求耐水性的用途中优选配合。在此，树脂皮膜是指阻燃性树脂组合物的干燥的皮膜。

作为铝化合物，例如，优选如氯化铝一样的具有水溶性的物质。而且，因为上述氢氧化铝（ｂ）不具有水溶性，不一定适于作为要求金属交联效果的（ｄ）成分。锌化合物不一定必需具有水溶性，可以使用氧化锌、醋酸锌、碱式碳酸锌以及硫酸锌等。

相对于水溶性纤维素（ｃ）的水溶性铝化合物或者锌化合物（ｄ）的添加量过量时，水溶性纤维素中的亲水性基团的金属交联比例增高，丧失水溶性成为凝胶状，阻燃性树脂组合物的阻燃性有可能降低。

因此，优选调整水溶性铝化合物或锌化合物（ｄ）的添加量以使得水溶性纤维素（ｃ）的亲水性基团以一定的比例进行金属交联。具体的添加量各不相同，但是，当使用氧化锌时，相对于水溶性纤维素100重量份优选为约0．1～3重量份。

另外，氯化铝等属于广义上的卤素化合物，但是，若与具有碳－卤键的化合物相比，对环境等的影响非常小，因此即使使用氯化铝等也不会影响本发明的目的。

此外，通过添加环氧化合物（ｅ），能够使阻燃性树脂组合物的阻燃性能更加安定。相对于换算为固体成分的上述树脂乳液（ａ）100重量份，优选添加环氧化合物5～30重量份。

本发明的阻燃性树脂组合物、由于含有水溶性纤维素，粘度易于变高。因此，通过添加壬基苯酚（ｆ）降低阻燃性树脂组合物的粘度，从而能够提高制造时和使用时的操作性以及贮藏稳定性。相对于换算为固体成分的上述树脂乳液（ａ）100重量份，优选添加壬基苯酚1～6重量份。

本发明的阻燃性树脂组合物特别适于作为汽车内部装饰用的地毯等的纤维材料的衬垫材料使用。在该用途中，例如，因为要进行使阻燃性树脂组合物处于发泡状态下，并将其涂布于纤维材料上的发泡加工，可以添加表面活性剂以使得阻燃性树脂组合物易于起泡。但是，当阻燃性树脂组合物含有水溶性纤维素时，通常所使用的表面活性剂可能不易起泡。在此，本发明人等在研究中发现通过配合十二烷基硫酸钠（ｇ）可使阻燃性树脂组合物变得易于起泡，并能够得到适于发泡加工的特性。

相对于上述树脂乳液（ａ）的固体成分100重量份，优选添加十二烷基硫酸钠1～10重量份。

另外，两性表面活性剂也对于起泡有同样的效果，但是，由于加热干燥时的臭味显著，因此优选十二烷基硫酸钠。

本发明的阻燃性树脂组合物中除了上述配合成分之外，在不妨碍本发明的优良效果的使用范围内，可以更进一步地配合各种添加剂。例如，硼类化合物、锆类化合物等的阻燃剂、封闭异氰酸酯的水溶液或水分散液等的交联剂。

此外，可以使用无机填充剂、分散剂、增粘剂、湿润剂、发泡剂、整泡剂、消泡剂、颜料、染料、可塑剂、防老剂、紫外线吸收剂、防腐剂等。

通过上述方法所得到的本发明的阻燃性树脂组合物的固体成分、ｐＨ以及粘度中的每一个都不特别限定，但是，从该组合物的沉降稳定性等的角度考虑，一般地，固体成分，例如，为30～70重量％、优选为约30～60重量％，ｐＨ，例如，为5～10、优选为6～10，粘度（ＢＭ型粘度计、20℃、12ｒｐｍ），例如，为1000～15000ｍＰａ·ｓ、优选为1000～10000ｍＰａ·ｓ。

通过将本发明的阻燃性树脂组合物用于地毯料等的纤维材料的衬垫层，能够得到阻燃性优良的地毯。作为地毯料，优选在火灾时不产生有害气体，作为防缩剂等的处理剂优选使用不产生甲醛的处理剂。作为地毯料，可以是，例如，聚酯、聚丙烯、尼龙、丙烯酸等的合成纤维、羊毛等的天然纤维或者上述纤维的混纺。此外，对于将本发明的阻燃性树脂组合物作为衬垫层的针刺地毯，为了更进一步地提高成形性和防渗性而实施将聚乙烯等的热塑性树脂熔融挤出并层叠为衬垫的加工时，发现针刺地毯也具有有效的阻燃性。

本发明的阻燃性树脂组合物作为衬垫层的涂布量为，例如，固体成分为25～300ｇ／ｍ2，优选为30～250ｇ／ｍ2。当涂布量为25ｇ／ｍ2以上时，质感难以变得柔软，阻燃性进一步提高，当为300ｇ／ｍ2以下时，不易产生落粉，而且很经济。

以下，将通过列举实施例以及比较例对本发明进行更加详细的说明，但是，这些例子为具体示出的例子，并不特别限定于此。

【实施例】

1．环氧乳液Ａ（环氧化合物）的调制

向环氧树脂ＥＰＩＣＬＯＮ840（商品名，ＤＩＣ株式会社制造）100重量份中添加聚氧乙烯聚氧丙烯乙二醇（商品名：ＥＰＡＮ485，第一工业制药株式会社制造）5重量份、十二烷基苯磺酸钠0．5重量份、以及水70重量份，并充分搅拌混合，从而得到稳定的环氧乳液Ａ。

2．阻燃性树脂组合物的制造

通过混合固体成分为100重量份的丙烯酸共聚树脂乳液（商品名：乌鲁透拉走卢（ウルトラゾール）Ａ－25，爱克工业株式会社制造，固体成分48％、Ｔｇ47℃、）、氧化锌（ＪＩＳ编号（日本工业规格的规格编号）：ＪＩＳＫ－14101种）4重量份、氢氧化铝（商品名：Ｂ－303，日本轻金属株式会社制造）255重量份、固体成分为14重量份的环氧乳液Ａ、羧甲基纤维素钠（商品名：ＣＥＬＬＯＧＥＮ5Ａ，第一工业制药株式会社制造）80重量份、壬基苯酚（商品名：ＮＯＩＧＥＮＥＡ－160，第一工业制药株式会社制造）3重量份，以及作为起泡剂的十二烷基硫酸钠（商品名：ＭＯＮＯＧＥＮＹ－100，第一工业制药株式会社制造）5．5重量份，并进一步添加水，将固体成分调整为43％，从而得到实施例1的阻燃性树脂组合物。

此外，按照表1记载的配合，通过基本上与上述实施例1相同的制造方法，获得实施例2～7以及比较例1～2的阻燃性树脂组合物。另外，比较例1为，用纤维素粉代替水溶性纤维素的例子。此外，比较例2为，不使用氢氧化铝的例子。

在表1中，苯乙烯－丁二烯类树脂乳液为哪鲁斯达ＳＲ－100（ナルスターＳＲ－100）（商品名，日本Ａ＆Ｌ株式会社制造，固体成分51％、Ｔｇ27℃），羟乙基纤维素为ＡＬ－15（商品名，住友精化株式会社制造）、纤维素粉为ＫＣＦＬＯＣＫＷ－300Ｇ（商品名，日本制纸化学株式会社制造）。另外，表1中的配合量为换算为固体成分的重量。

表1

3．阻燃性树脂组合物的评价

（1）样品的制作

使各阻燃性树脂组合物发泡并涂布于聚酯制的针刺地毯（克重200ｇ／ｍ2）上。换算为固体成分的涂布量为50ｇ／ｍ2。之后，在170℃的气氛中干燥10分钟。将实施了上述处理的针刺地毯裁剪为350ｍｍ×200ｍｍ的大小，并在20℃、65％ＲＨ的气氛中放置24小时后的制品作为样品。

（2）阻燃性的评价

按照作为面向汽车内部装饰领域的阻燃标准的ＦＭＶＳＳ－302，对所制作的样品通过水平法进行燃烧试验。在四处进行试验，并评价平均燃烧速度以及标准偏差（σ）。评价结果表示在上述表1中。

（3）贮藏稳定性的评价

在测量各阻燃性树脂组合物的初期粘度后，将其封入玻璃瓶中，并在40℃的气氛中保存一个月之后，再次测量粘度，并与保存前的粘度相比较，用以下的基准进行评价。评价结果表示在上述表1中。

◎：与初期粘度相比的粘度增加为30％未满

○：与初期粘度相比的粘度增加在30％以上、60％未满的范围内

×：与初期粘度相比的粘度增加为60％以上

（4）发泡加工性的评价

向容量为1Ｌ的塑料烧杯中量取各阻燃性树脂组合物150ｇ，并用手动混合器（松下电工株式会社制造，型号：ＭＫ－Ｈ3）搅拌。首先在手动混合器的刻度为3的状态下搅拌120秒钟，接下来，在刻度为1的状态下搅拌5秒钟。在搅拌之后立即向预先测量了重量的最大容量为145ｍｌ的聚丙烯杯中转移且盛满刮平阻燃性树脂组合物，并通过测量145ｍｌ的阻燃性树脂组合物的重量，来测量发泡比重，并且用以下的基准进行评价。评价结果表示在上述表1中。

○：发泡比重为0．35未满

△：发泡比重为0．35以上、0．70未满

×：发泡比重为0．70以上

当使用实施例1～7的阻燃性树脂组合物时，即使在不使用重金属化合物、卤素化合物或磷类化合物、或者使用量较少的情况下，其燃烧速度小，并且阻燃性良好。此外，含有环氧化合物的组合物的阻燃性更加优良，含有金属交联成分的组合物能够抑制燃烧速度的偏差。

更进一步地，含有壬基苯酚的组合物的贮藏稳定性更加优良，含有十二烷基硫酸钠的组合物的发泡加工性也很优良。

另一方面，当使用比较例的阻燃性树脂组合物时，燃烧速度都快。

Claims (14)

1.一种阻燃性树脂组合物，其含有：

树脂乳液（ａ）、氢氧化铝（ｂ）、以及水溶性纤维素（ｃ）。

2.根据权利要求1所述的阻燃性树脂组合物，其中，所述树脂乳液（ａ）含有丙烯酸类树脂乳液以及苯乙烯－丁二烯类树脂乳液中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的阻燃性树脂组合物，其中，相对于换算为固体成分的所述树脂乳液（ａ）100重量份，配合所述水溶性纤维素（ｃ）30～200重量份。

4.根据权利要求1或2所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合水溶性铝化合物和锌化合物中的至少一种（ｄ）。

5.根据权利要求1或2所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合环氧化合物（ｅ）。

6.根据权利要求1或2所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合壬基苯酚（ｆ）。

7.根据权利要求1或2所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合十二烷基硫酸钠（ｇ）。

8.根据权利要求3所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合水溶性铝化合物和锌化合物中的至少一种（ｄ）。

9.根据权利要求8所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合环氧化合物（ｅ）。

10.根据权利要求8所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合壬基苯酚（ｆ）。

11.根据权利要求8所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合十二烷基硫酸钠（ｇ）。

12.根据权利要求9所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合壬基苯酚（ｆ）。

13.根据权利要求9所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合十二烷基硫酸钠（ｇ）。

14.根据权利要求12所述的阻燃性树脂组合物，其中，更进一步配合十二烷基硫酸钠（ｇ）。