CN104508041A - 阻燃性热塑性聚酯树脂组合物及成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供维持高度的阻燃性、并且成型品的耐漏电起痕性及机械特性优异的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物及将其成型得到的成型品。本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中,相对于(A)热塑性聚酯树脂50~95重量份和(B)甲基丙烯酸树脂5~50重量份的总计100重量份,含有选自(C-1)缩合磷酸酯、(C-2)磷腈化合物及(C-3)有机次膦酸金属盐中的2种以上的(C)磷系阻燃剂1~70重量份、及(D)氮系阻燃剂1~90重量份。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃性热塑性聚酯树脂组合物及将其成型得到的成型品。特别地,本发明涉及通过含有特定量的甲基丙烯酸树脂而提高了成型品的耐漏电起痕性的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物及将其成型得到的成型品。
背景技术
热塑性聚酯树脂发挥其优异的注射成型性、机械物性等各特性,被用于机械机构部件、电气·电子部件及汽车部件等广泛的领域。
然而,由于热塑性聚酯树脂本质上为可燃性,所以为了用作机械机构部件、电气部件、电子部件及汽车部件等工业用材料,除了要求一般的化学及物理的各特性的均衡性之外,还要求对于火焰的安全性、即阻燃性,通常需要显示UL-94标准的V-0的高度的阻燃性。另外,在有电流的环境下使用时,要求针对因为由放电导致的树脂的分解、碳化的原因而着火的漏电起痕破坏的安全性,即耐漏电起痕性,通常需要显示IEC60112标准的CTI等级0的高度的耐漏电起痕性。特别是,近年来环境意识提高,因此电动汽车受到瞩目,要求更高的耐漏电起痕性。
作为对热塑性聚酯树脂赋予耐漏电起痕性的方法,使其含有有机次膦酸化合物、氰尿酸三聚氰胺等电特性提高剂的方法等为通常的方法。
关于热塑性聚酯树脂,作为提高阻燃性和电特性的方法,例如,提出了由聚对苯二甲酸亚烷基酯树脂、乙烯基系树脂、磷酸酯、以及三嗪系化合物与氰尿酸或异氰尿酸的盐构成的、提高了电特性的阻燃性树脂组合物(参见专利文献1)。但是,该提案中,存在阻燃性、电特性尚不充分这一问题。
另外,作为提高阻燃性和电特性的其他方法,例如,提出了由基体树脂、与卤素系阻燃剂、有机次膦酸或其盐、阻燃助剂、及氰尿酸三聚氰胺等电特性提高助剂构成的、提高了电特性的阻燃性树脂组合物(参见专利文献2)。然而,该提案中,存在耐漏电起痕性尚不充分的问题。另外,含有卤素系阻燃剂的树脂组合物在燃烧时有可能产生有害的二噁英,因此寻求一种使用非卤素系阻燃剂的阻燃性树脂组合物。
作为使用非卤素系阻燃剂的阻燃性树脂组合物,例如提出了以下树脂组合物:配合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、磷酸酯系化合物及甲基丙烯酸树脂等热塑性树脂而成的树脂组合物(参见专利文献3);含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、甲基丙烯酸树脂等热塑性树脂、磷酸酯系阻燃剂、选自碱金属盐及碱土金属盐中的至少一种金属盐、及三嗪系化合物与氰尿酸或异氰尿酸形成的盐的树脂组合物(参见专利文献4)。另外,作为使用非卤素系阻燃剂、兼具机械物性和阻燃性的阻燃性树脂组合物,例如提出了:含有热塑性聚酯系树脂、磷腈系阻燃剂、磷酸酯系阻燃剂、及三聚氰胺·氰尿酸加成物等氮化合物的树脂组合物(参见专利文献5);在热塑性聚酯树脂中配合特定的芳香族磷酸酯化合物、由分子量100~500的磷酸酯化合物形成的磷系阻燃剂、及氮化合物系阻燃剂等阻燃助剂而得到的树脂组合物(参见专利文献6)。但是,上述专利文献3和专利文献4中记载的树脂组合物虽然能够改善成型品的低翘曲性等,但耐漏电起痕性存在问题。另外,上述专利文献5和专利文献6中记载的树脂组合物也存在耐漏电起痕性不充分的问题。
专利文献1:日本特开2002-294051号公报
专利文献2:国际公开第2006/090751号公报
专利文献3:日本特开2009-96969号公报
专利文献4:日本特开2008-169363号公报
专利文献5:日本特开2011-231150号公报
专利文献6:日本特开2010-6965号公报
发明内容
对于热塑性聚酯树脂,由于放电等而分解、碳化了的碳化物残留在树脂表面,由此形成导电物质,使耐漏电起痕性下降。作为提高热塑性聚酯树脂的耐漏电起痕性的方法,有含有下述树脂的方法:所述树脂的树脂结构中含有的、由于完全燃烧时需要高能量因而不完全燃烧从而容易将碳化物残留在树脂表面的苯环等结构少。然而,不具有苯环等结构的树脂通常阻燃性差,因此由于含有这样的树脂,导致存在树脂组合物整体的阻燃性易降低的倾向。另外,虽然通过含有大量非卤素系阻燃剂,能够提高阻燃性,但存在机械物性降低的问题。
因此,本发明的目的在于提供一种维持高度的阻燃性、并且成型品的耐漏电起痕性及机械特性优异的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物及将其成型而得到的成型品。
本申请的发明人为了解决上述课题进行反复研究,结果发现:通过在(A)热塑性聚酯树脂中含有特定量(B)甲基丙烯酸树脂,并且含有特定量的选自(C-1)缩合磷酸酯、(C-2)磷腈化合物及(C-3)有机次膦酸金属盐中的2种以上的(C)磷系阻燃剂以及(D)氮系阻燃剂,能够解决上述课题,从而完成了本发明。
本发明的目的在于解决上述课题,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中,相对于(A)热塑性聚酯树脂50~95重量份和(B)甲基丙烯酸树脂5~50重量份的总计100重量份,含有选自(C-1)缩合磷酸酯、(C-2)磷腈化合物及(C-3)有机次膦酸金属盐中的2种以上的(C)磷系阻燃剂1~70重量份及(D)氮系阻燃剂1~90重量份。
根据本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的优选方案,上述(A)热塑性聚酯的含量为70~90重量份,而且上述(B)甲基丙烯酸树脂的含量为10~30重量份。
根据本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的优选方案,上述(C)磷系阻燃剂含有(C-1)缩合磷酸酯及(C-2)磷腈化合物。
根据本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的优选方案,对于上述(C-1)缩合磷酸酯与(C-2)磷腈化合物的含量比来说,相对于(C-1)缩合磷酸酯和(C-2)磷腈化合物的总计100重量%,(C-1)缩合磷酸酯为30~70重量%,(C-2)磷腈化合物为70~30重量%。
根据本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的优选方案,其进一步含有相对于上述(A)热塑性聚酯树脂和(B)甲基丙烯酸树脂的总计100重量份而言为1~50重量份的(E)芳香族聚碳酸酯树脂。
根据本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的优选方案,上述(C-1)缩合磷酸酯和上述(C-2)磷腈化合物的总含量相对于上述(B)甲基丙烯酸树脂和上述(E)芳香族聚碳酸酯树脂的总含量之比({(C-1)+(C-2)}/{(B)+(E)})为50/50~30/70(重量比)。
根据本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的优选方案,其进一步含有相对于(A)热塑性聚酯树脂和(B)甲基丙烯酸树脂的总计100重量份而言为0.01~5重量份的(F)碱土金属盐。
根据本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的优选方案,上述(F)碱土金属盐为碳酸钙。
根据本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的优选方案,其进一步含有相对于上述(A)热塑性聚酯树脂和上述(B)甲基丙烯酸树脂的总计100重量份而言为1~150重量份的(G)玻璃纤维。
对于本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物而言,可以将其熔融成型制成成型品。
根据本发明的成型品的优选方案,该成型品依据IEC60112的相比漏电起痕指数为400V以上。
根据本发明的成型品的优选方案,该成型品在燃烧时来自磷系阻燃剂的层从表层开始形成20nm以上。
根据本发明,能够得到维持高度的阻燃性且成型品的耐漏电起痕性和机械物性的均衡性优异的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物、以及将其成型得到的成型品。由本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物形成的成型品作为机械机构部件、电气·电子部件及汽车部件等成型品有用。
具体实施方式
接下来,针对本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物进行详细说明。
本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中,相对于(A)热塑性聚酯树脂50~95重量份和(B)甲基丙烯酸树脂5~50重量份的总计100重量份,含有选自(C-1)缩合磷酸酯、(C-2)磷腈化合物及(C-3)有机次膦酸金属盐中的2种以上的(C)磷系阻燃剂1~70重量份及(D)氮系阻燃剂1~90重量份。
本发明中使用的(A)热塑性聚酯树脂是以选自(a)二羧酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物、(b)羟基羧酸或其酯形成性衍生物、及(c)内酯中的一种以上的残基作为主结构单元的聚合物或共聚物。此处,所谓作为主结构单元,是指全部结构单元中具有50摩尔%以上选自(a)~(c)中的一种以上的残基,具有80摩尔%以上是优选方案。
作为上述二羧酸或其酯形成性衍生物,可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、双(对羧基苯基)甲烷、蒽二羧酸、4,4’-二苯基醚二甲酸、5-四丁基鏻间苯二甲酸(Tetrabutyl phosphonium isophthalic acid)、间苯二甲酸-5-磺酸钠等芳香族二羧酸;草酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、丙二酸、戊二酸、二聚酸等脂肪族二羧酸;1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸等脂环式二羧酸及它们的酯形成性衍生物等。
另外,作为上述二醇或其酯形成性衍生物,可以举出乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、环己烷二甲醇、环己烷二醇、二聚二醇等碳原子数2~20的脂肪族二醇、聚乙二醇、聚-1,3-丙二醇、聚丁二醇等分子量200~100000的长链二醇,4,4’-二羟基联苯、氢醌、叔丁基氢醌、双酚A、双酚S、双酚F等芳香族二氧基化合物及它们的酯形成性衍生物等。
作为以二羧酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物作为结构单元的聚合物或共聚物,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸丙二醇酯、聚间苯二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚间苯二甲酸己二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯/对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene isophthalate/terephthalate)、聚间苯二甲酸丙二醇酯/对苯二甲酸丙二醇酯、聚间苯二甲酸丁二醇酯/对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯/萘二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/癸烷二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠(Polyethylene terephthalate/5-sodium sulfoisophthalate)、聚对苯二甲酸丙二醇酯/间苯二甲酸丙二醇酯-5-磺酸钠、聚对苯二甲酸丁二醇酯/间苯二甲酸丁二醇酯-5-磺酸钠、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙二醇(Polyethylene terephthalate/polyethylene glycol)、聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚乙二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚乙二醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚丁二醇、聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚丁二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚丁二醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯/间苯二甲酸乙二醇酯/聚丁二醇、聚对苯二甲酸丙二醇酯/间苯二甲酸丙二醇酯/聚丁二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯/间苯二甲酸丁二醇酯/聚丁二醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯/丁二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯/丁二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/己二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯/己二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/己二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/癸二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯/癸二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/癸二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/间苯二甲酸乙二醇酯/己二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯/间苯二甲酸丙二醇酯/己二酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/间苯二甲酸丁二醇酯/丁二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/间苯二甲酸丁二醇酯/己二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/间苯二甲酸丁二醇酯/癸二酸丁二醇酯等芳香族聚酯树脂、聚草酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚癸二酸乙二醇酯、聚癸二酸丙二醇酯、聚癸二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯/己二酸乙二醇酯、聚丁二酸丙二醇酯/己二酸丙二醇酯、及聚丁二酸丁二醇酯/己二酸丁二醇酯等脂肪族聚酯树脂等。此处,“/”表示共聚物。
另外,作为上述羟基羧酸或其酯形成性衍生物,可以举出乙醇酸、乳酸、羟基丙酸、羟基丁酸、羟基戊酸、羟基己酸、羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、及它们的酯形成性衍生物等。另外,作为将上述物质作为结构单元的聚合物或共聚物,可以举出聚乙醇酸、聚乳酸、聚乙醇酸/乳酸及聚羟基丁酸/β-羟基丁酸/β-羟基戊酸等脂肪族聚酯树脂等。
另外,作为上述内酯,可以举出己内酯、戊内酯、丙内酯、十一内酯及1,5-氧杂环庚烷-2-酮等。另外,作为将它们作为结构单元的聚合物或共聚物,可以举出聚己内酯、聚戊内酯、聚丙内酯及聚己内酯/戊内酯等。
其中,作为上述(A)热塑性聚酯树脂,优选以二羧酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物作为主结构单元的聚合物或共聚物,更优选以芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物和脂肪族二醇或其酯形成性衍生物作为主结构单元的聚合物或共聚物,进一步优选以对苯二甲酸、萘二甲酸或其酯形成性衍生物和选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、环己烷二甲醇中的脂肪族二醇或其酯形成性衍生物作为主结构单元的聚合物或共聚物。
其中,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯/对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸丙二醇酯/对苯二甲酸丙二醇酯、聚间苯二甲酸丁二醇酯/对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯/萘二甲酸丙二醇酯、及聚对苯二甲酸丁二醇酯/萘二甲酸丁二醇酯等芳香族聚酯树脂,最优选聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、及聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯。另外,也可以以任意的含量使用2种以上的上述物质。
本发明中,对苯二甲酸或其酯形成性衍生物相对于以上述二羧酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物作为主结构单元的聚合物或共聚物中的全部二羧酸的比例优选为30摩尔%以上,更优选为40摩尔%以上。
本发明中,作为(A)热塑性聚酯树脂,可以使用熔融时能形成各向异性的液晶性聚酯。作为液晶性聚酯的结构单元,可以举出芳香族氧基羰基单元、芳香族二氧基单元、芳香族及/或脂肪族二羰基单元、亚烷基二氧基单元、及芳香族亚氨基氧基单元等。
从流动性、耐水解性及耐热性的方面考虑,本发明中使用的(A)热塑性聚酯树脂的羧基末端基团量优选为50eq/t以下,更优选为30eq/t以下,进一步优选为20eq/t以下,特别优选为10eq/t以下。羧基末端基团量的下限值为0eq/t左右。此处,(A)热塑性聚酯树脂的羧基末端基团量是溶解在邻甲酚/氯仿溶剂中后用乙醇性氢氧化钾滴定并测得的值。
从成型性和流动性的方面考虑,本发明中使用的(A)热塑性聚酯树脂的羟基末端基团量优选为50eq/t以上,更优选为80eq/t以上,进一步优选为100eq/t以上,特别优选为120eq/t以上。羟基末端基团量的上限值为180eq/t。
关于本发明的(A)热塑性聚酯树脂的粘度,从成型性的方面考虑,于25℃的温度下测定邻氯苯酚溶液时的特性粘度优选在0.50~1.50dl/g的范围内。
关于本发明中使用的(A)热塑性聚酯树脂的分子量,从耐热性的方面考虑,重均分子量(Mw)优选在大于8000且为500000以下的范围内,更优选在大于8000且为300000以下的范围内,进一步优选在大于8000且为250000以下的范围内。本发明中,(A)热塑性聚酯树脂的Mw是通过使用六氟异丙醇作为溶剂的凝胶渗透色谱法(GPC)测定的换算为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的值。
本发明中的(A)热塑性聚酯树脂可通过已知的缩聚法、开环聚合法等制造。制造方法可以为间歇聚合及连续聚合中的任一种,另外,也可以应用酯交换反应及利用直接聚合的反应中的任一种,但从能够减少羧基末端基团量、并且流动性提高效果变大的方面考虑,优选连续聚合,从成本的方面考虑,优选使用直接聚合。
本发明中使用的(A)热塑性聚酯树脂,是以二羧酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物作为主成分的通过缩合反应得到的聚合物或者共聚物时,可以通过使二羧酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物进行酯化反应或酯交换反应,接着进行缩聚反应,由此来制造。
为了有效地进行酯化反应或酯交换反应和缩聚反应,优选在它们反应时添加聚合反应催化剂。作为聚合反应催化剂的具体例,可以举出钛酸的甲酯、四正丙基酯、四正丁基酯、四异丙基酯、四异丁基酯、四叔丁基酯、环己基酯、苯基酯、苄基酯、甲苯基酯、或它们的混合酯等有机钛化合物、二丁基氧化锡、甲基苯基氧化锡、四乙基锡、六乙基二锡氧化物(hexaethyl ditin oxide)、六环己基二锡氧化物(cyclohexahexyl ditin oxide)、双十二烷基氧化锡、三乙基氢氧化锡、三苯基氢氧化锡、乙酸三异丁基锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二苯基锡、单丁基三氯化锡、二丁基二氯化锡、三丁基氯化锡、二丁基硫化锡、丁基羟基氧化锡、甲基锡酸、乙基锡酸、丁基锡酸等烷基锡酸等锡化合物、四正丁醇锆等氧化锆化合物、三氧化锑、及乙酸锑等锑化合物等。
所述聚合反应催化剂中,优选有机钛化合物和锡化合物,进一步优选钛酸的四正丙基酯、四正丁基酯及四异丙基酯,特别优选使用钛酸的四正丁基酯。本发明中,也可以并用2种以上所述聚合反应催化剂。从机械特性、成型性及色调的方面考虑,聚合反应催化剂的添加量相对于热塑性聚酯树脂100重量份而言优选为0.005~0.5重量份的范围,更优选0.01~0.2重量份的范围。
本发明中,通过含有(B)甲基丙烯酸树脂,作为电特性之一的耐漏电起痕性提高。另外,通过含有(B)成分,也具有抑制(C)磷系阻燃剂的渗出的效果,特别是对于抑制(C)成分为(C-1)缩合磷酸酯及(C-2)磷腈化合物时的渗出来说具有显著的效果。
本发明中的(B)甲基丙烯酸树脂是以甲基丙烯酸酯的残基作为主结构单元的聚合物,例如既可以为聚甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯的均聚物,也可以为50重量%以上的甲基丙烯酸酯和50重量%以下的甲基丙烯酸酯以外的单体的共聚物。此处,所谓作为主结构单元,是指具有50重量%以上的甲基丙烯酸酯的残基,优选具有70重量%以上,更优选具有90重量%以上。本发明中,可以含有2种以上(B)甲基丙烯酸酯。
作为上述甲基丙烯酸酯,优选甲基丙烯酸烷基酯,其中,更优选具有碳原子数1~4的烷基的酯。具有碳原子数1~4的烷基的酯中,特别优选使用甲基丙烯酸甲酯。上述甲基丙烯酸酯既可以仅为1种,也可以为2种以上。
另外,作为除甲基丙烯酸酯以外的单体,例如可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等丙烯酸酯,苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族链烯基化合物,丙烯酸、甲基丙烯酸等不饱和羧酸,及丙烯腈、甲基丙烯腈等链烯基氰化物等。其中,优选丙烯酸酯,更优选使用丙烯酸甲酯。
关于将上述单体成分进行聚合时的聚合方法,例如可以采用本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳化聚合等公知的聚合法。聚合中,通常使用链转移剂、自由基聚合引发剂。作为链转移剂,例如优选使用十二烷基硫醇、辛基硫醇等硫醇类,作为自由基聚合引发剂,例如优选使用有机过氧化物、偶氮化合物。
从阻燃性、机械特性及渗出抑制优异的方面考虑,本发明中使用的(B)甲基丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)优选为50,000以上,更优选为80,000以上。另外,从流动性优异的方面考虑,重均分子量(Mw)优选为300,000以下,更优选为200,000以下。本发明中使用的(B)甲基丙烯酸树脂的Mw是通过使用六氟异丙醇作为溶剂的凝胶渗透色谱法(GPC)测定的换算为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的值。
从流动性的方面考虑,本发明中使用的(B)甲基丙烯酸树脂的熔体流动速率(MFR)优选为0.1g/10分钟以上,更优选为0.5g/10分钟以上,进一步优选为1g/10分钟以上。另外,从机械特性和渗出优异的方面考虑,熔体流动速率(MFR)优选为40g/10分钟以下,更优选为30g/10分钟以下,进一步优选为20g/10分钟以下。
此处所述的MFR,是根据ASTM D 1238-04中记载的方法测定的值,是在230℃的温度且37.2N的负荷下测定的数值。
从耐热性的方面考虑,本发明中使用的(B)甲基丙烯酸树脂的玻璃化温度优选为90℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为110℃以上。从流动性的方面考虑,玻璃化温度的上限值优选为150℃以下的温度。
此处所述的玻璃化温度,是根据JIS K7121:1987中记载的方法测定的值,是通过DSC测定、以20℃/分钟进行升温时的玻璃化转变中点温度。
对于本发明中使用的(B)甲基丙烯酸树脂,从机械特性及渗出抑制优异的方面考虑,间同规整度(syndiotacticity)优选为40%以上,更优选为45%以上。另一方面,从流动性的方面考虑,间同规整度优选为90%以下,更优选为80%以下。
另外,从耐漏电起痕性、机械特性及渗出抑制优异的方面考虑,(B)甲基丙烯酸树脂的杂同规整度(heterotacticity)优选为45%以下,更优选为40%以下。杂同规整度的下限值优选为20%以上,更优选为30%以上。
另外,从机械特性及渗出抑制优异的观点考虑,(B)甲基丙烯酸树脂的全同规整度优选为20%以下,更优选为15%以下。全同规整度的下限值优选为5%以上,更优选为8%以上,进一步优选为10%以上。
此处所述的间同规整度、杂同规整度及全同规整度的立体规整度可如下算出:在使用氘代氯仿作为溶剂的1H-NMR测定中,作为间同规整度、杂同规整度及全同规整度,将分别观察到的0.9ppm、1.0ppm、1.2ppm的直链分支的甲基的峰的积分强度的总计设为100%,将各个峰的积分强度的比例以百分率表示。
本发明中,从阻燃性、耐漏电起痕性及耐热性的均衡性的方面考虑,对于(A)热塑性聚酯树脂及(B)甲基丙烯酸树脂的含量,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,(A)成分为50~95重量份,(B)成分为5~50重量份。(A)成分的含量小于50重量份、且(B)成分的含量大于50重量份时,阻燃性下降。特别是从阻燃性、机械特性、流动性及耐热性的方面考虑,(A)成分的含量优选为60重量份以上,更优选为65重量份以上,特别优选为70重量份以上。另外,从阻燃性、机械特性、流动性及耐热性的方面考虑,(B)成分的含量优选为40重量份以下,更优选为35重量份以下,特别优选为30重量份以下。
另一方面,(A)成分的含量大于95重量份、且(B)成分的含量小于5重量份时,耐漏电起痕性和(C)成分的渗出抑制效果下降。从耐漏电起痕性、流动性、耐热性及渗出抑制效果的方面考虑,(A)成分的含量优选为90重量份以下。另外,从耐漏电起痕性及渗出抑制效果优异的方面考虑,(B)成分的含量优选为10重量份以上。
本发明中使用的(C)磷系阻燃剂,是由选自由(C-1)缩合磷酸酯、(C-2)磷腈化合物及(C-3)有机次膦酸金属盐组成的组中的2种以上的含磷化合物构成的磷系阻燃剂。通过含有(C)成分,能够提高阻燃性,通过组合2种以上选自上述组的磷系阻燃剂,进一步提高阻燃性、流动性及韧性。
另外,作为(C)成分的组合,通过(C-1)和(C-3)的组合,尤其是能够在维持较高的机械特性的同时改善阻燃性。另外,从阻燃性、机械特性、生产率和成本的观点出发,优选为选自(C-1)和(C-1)、(C-1)和(C-2)、(C-1)和(C-3)中的任一种组合,从电特性、阻燃性及机械特性的均衡性的观点出发,更优选(C-1)和(C-2)的组合。通过(C-1)和(C-2)的组合,在燃烧时形成于成型品表层的阻燃剂层的厚度变厚,尤其能够显著改善阻燃性。
作为本发明中的(C-1)缩合磷酸酯,例如可以举出间苯二酚磷酸酯类(间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二甲苯基磷酸酯)、间苯二酚双(双二甲苯基磷酸酯)、氢醌双(二苯基磷酸酯))、氢醌磷酸酯类(氢醌双(二甲苯基磷酸酯)、氢醌双(双二甲苯基磷酸酯))、联苯酚磷酸酯类(联苯酚双(二苯基磷酸酯)、联苯酚双(二甲苯基磷酸酯)、联苯酚双(双二甲苯基磷酸酯))、双酚磷酸酯类(双酚-A双(二苯基磷酸酯)、双酚-A双(二甲苯基磷酸酯)、及双酚-A双(双二甲苯基磷酸酯))等。可以含有2种以上的上述化合物。
作为(C-1)缩合磷酸酯的市售品,可以举出大八化学工业(株)制PX-202、CR-741、PX-200、PX-201、及(株)ADEKA制FP-500、FP-600、FP-700、FP-800、PFR等。
作为(C)磷系阻燃剂,使用(C-1)和(C-1)的组合时,从进一步提高阻燃性的方面考虑,优选使用间苯二酚磷酸酯类和联苯酚磷酸酯类的组合。作为间苯二酚磷酸酯类的市售品,可以举出大八化学工业(株)制PX-200等,作为联苯酚磷酸酯类的市售品,可以举出(株)ADEKA制FP-800等。
本发明中使用的(C-2)磷腈化合物可以为分子中具有-P=N-键的化合物,例如可以举出具有下述通式(1)所示结构的链状或环状的磷腈化合物。
(上述通式(1)中,n表示1~1000的整数。R1及R2分别独立地表示氢原子、碳原子数1以上18以下的直链状、支链状或环状的烷基、碳原子数1以上30以下的直链状、支链状或环状的烷氧基、碳原子数6以上30以下的芳基或碳原子数6以上30以下的芳氧基。)
上述通式(1)中,作为烷基,例如可以举出甲基及乙基等。作为烷氧基,例如可以举出甲氧基、乙氧基等。作为芳基,例如可以举出苯基等。作为芳氧基,例如可以举出苯基氧基等。n优选为3~30,上述通式(1)表示的结构优选为键合为环状的环状磷腈化合物。
另外,(C-2)磷腈化合物可以为用交联基团进行了交联的交联磷腈化合物。这样的交联磷腈化合物例如可以通过用2价的交联基团将上述通式(1)所示的链状或环状的磷腈化合物进行交联而得到。作为2价的交联基团,可举出亚苯基(邻亚苯基、间亚苯基、对亚苯基)、及以下通式(2)所示的双亚苯基(bisphenylene)等。上述交联基团可以单独使用,或组合2种以上使用。
(通式(2)中,A表示-C(CH3)2-、-SO2-、-S-或-O-。a表示0或1。)
(C-2)磷腈化合物既可以使用合成的化合物,也可以使用市售品。磷腈化合物的合成方法可以参照《ホスフアゼン化合物の合成と応用(磷腈化合物的合成与应用)》作者梶原。作为市售品,可以举出作为交联磷腈化合物的大琢化学(株)制SPS-100、SPB-100、SPE-100等。
作为本发明中使用的(C-3)有机次膦酸金属盐,可以举出以下通式(3)所示的次膦酸的金属盐、和通式(4)所示的二次膦酸的金属盐等。
(通式(3)中,R3及R4分别独立地表示氢原子、碳原子数1~16的直链状或支链状的烷基、碳原子数5~8的环烷基或碳原子数6~10的芳基。M为钙、铝或锌。另外,m为1~4的整数。)
(通式(4)中,R3及R4分别独立地表示氢原子、碳原子数1~16的直链状或支链状的烷基、碳原子数5~8的环烷基或碳原子数6~10的芳基。R5表示碳原子数1~10的直链状或支链状的亚烷基、碳原子数6~10的亚芳基、碳原子数7~10的烷基亚芳基或碳原子数7~10的芳基亚烷基。M为钙、铝或锌。另外,m为1~4的整数。)
作为上述(C-3)有机次膦酸金属盐的市售品,例如可以举出Clariant Japan(株)制“Exolit”(注册商标)OP1230、OP1240等。另外,该公司也出售含有(C-3)成分和含氮化合物及/或含硼化合物等的混合物,作为市售品的例子,可以举出OP1312,均可以在本发明中优选使用。
另外,从阻燃性和韧性的均衡性的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,(C)成分的含量为1~70重量份。(C)成分的含量小于1重量份时,阻燃性变得不充分。(C)成分的含量优选为10重量份以上,更优选为20重量份以上。另一方面,(C)成分的含量大于70重量份时,韧性下降。(C)成分的含量优选为65重量份以下,更优选为60重量份以下。
另外,(C)成分的组合中,各(C)磷系阻燃剂的含量优选在(C)成分总计100重量%中分别为1重量%以上。
例如,含有2种(C-1)时,对于各(C-1)的含量比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-1)的总计100重量%,优选为1重量%以上。从阻燃性更优异的方面考虑,各(C-1)的含量更优选为15重量%以上,进一步优选为30重量%以上。另外,对于各(C-1)的含量比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-1)的总计100重量%,优选为99重量%以下。从阻燃性更优异的方面考虑,更优选为85重量%以下,进一步优选为70重量%以下。
另外,对于含有(C-1)及(C-2)时的(C-1)的含量比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-2)的总计100重量%,优选为1重量%以上。从阻燃性更优异的方面考虑,更优选为15重量%以上,进一步优选为30重量%以上。另外,对于(C-1)的含量比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-2)的总计100重量%,优选为99重量%以下。从阻燃性更优异的方面考虑,更优选为85重量%以下,进一步优选为70重量%以下。另外,对于含有(C-1)及(C-2)时的(C-2)的含量比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-2)的总计100重量%,优选为1重量%以上。从阻燃性更优异的方面考虑,更优选为15重量%以上,进一步优选为30重量%以上。另外,对于(C-2)的含量比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-2)的总计100重量%,优选为99重量%以下。从阻燃性更优异的方面考虑,更优选为85重量%以下,进一步优选为70重量%以下。
另外,对于含有(C-1)和(C-3)时的(C-1)的含有比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-3)的总计100重量%,优选为1重量%以上。从机械特性及流动性更优异的方面考虑,更优选为10重量%以上,进一步优选为20重量%以上。另外,对于(C-1)的含有比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-3)的总计100重量%,优选为99重量%以下。从阻燃性更优异的方面考虑,更优选为50重量%以下,进一步优选为40重量%以下。另外,对于含有(C-1)和(C-3)时的(C-3)的含有比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-3)的总计100重量%,优选为1重量%以上。从阻燃性更优异的方面考虑,更优选为50重量%以上,进一步优选为60重量%以上。另外,对于(C-3)的含有比(重量比)来说,相对于(C-1)和(C-3)的总计100重量%,优选为99重量%以下。从机械物性及流动性更优异的方面考虑,更优选为90重量%以下,进一步优选为80重量%以下。
本发明中,通过含有(D)氮系阻燃剂,阻燃性提高。作为本发明中使用的(D)氮系阻燃剂,例如可以举出脂肪族胺化合物、芳香族胺化合物、含氮杂环化合物、氰化物、脂肪族酰胺化合物、芳香族酰胺化合物、尿素及硫脲等。可以含有2种以上的氮系阻燃剂。其中,优选使用含氮杂环化合物。
作为上述脂肪族胺化合物,可以举出乙基胺、丁基胺、二乙基胺、乙二胺、丁二胺、三亚乙基四胺、1,2-二氨基环己烷及1,2-二氨基环辛烷等。
作为上述芳香族胺化合物,可以举出苯胺、苯二胺等。
作为上述含氮杂环化合物,可以举出尿酸、腺嘌呤、鸟嘌呤、2,6-二氨基嘌呤、2,4,6-三氨基吡啶及三嗪化合物等。
作为上述氰化物,可以举出双氰胺等。
作为上述脂肪族酰胺化合物、芳香族酰胺化合物,可以举出N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二苯基乙酰胺等。
在上述含氮杂环化合物中例示的三嗪化合物,是具有三嗪骨架的化合物。例如,可以举出三嗪、三聚氰胺、苯胍胺、甲基胍胺(methylguanamine)、氰尿酸、氰尿酸三聚氰胺、异氰尿酸三聚氰胺、三甲基三嗪、三苯基三嗪、三聚氰酸二酰胺(ammeline)、三聚氰酸一酰胺(ammelide)、三聚硫氰酸、二氨基巯基三嗪、二氨基甲基三嗪、二氨基苯基三嗪、二氨基异丙氧基三嗪及聚磷酸三聚氰胺等,特别优选使用氰尿酸三聚氰胺、异氰尿酸三聚氰胺及聚磷酸三聚氰胺。
作为上述氰尿酸三聚氰胺或异氰尿酸三聚氰胺,优选氰尿酸或异氰尿酸与三嗪化合物的加成物,可以举出通常具有1比1(摩尔比)、根据情况具有1比2(摩尔比)的组成的加成物。它们可以利用已知的方法来制造,例如,将三聚氰胺和氰尿酸或异氰尿酸的混合物制成水浆料,均匀混合使两者的盐形成微粒状,然后将该浆料过滤、干燥,由此通常以粉末状得到。另外,上述盐没必要完全纯净,可以残留少许未反应的三聚氰胺或氰尿酸、异氰尿酸。另外,分散性差的情况下,可以并用三(β-羟基乙基)异氰尿酸酯等分散剂、聚乙烯醇及二氧化硅等金属氧化物等公知的表面处理剂等。另外,从成型品的阻燃性、机械强度及表面性的方面考虑,氰尿酸三聚氰胺或异氰尿酸三聚氰胺的树脂中含有的前后的平均粒径均优选为0.1~100μm。此处,平均粒径是通过激光微米粒度仪(Laser micronsizer)法测定的累积分布50%粒径。作为氰尿酸三聚氰胺或异氰尿酸三聚氰胺的市售品,优选使用日产化学(株)制MC-4000、MC-4500及MC-6000等。
另外,关于(D)成分的含量,从阻燃性和韧性的均衡性的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,为1~90重量份。若(D)成分的含量小于1重量份,则阻燃性变得不充分。(D)成分的含量优选为5重量份以上,更优选为10重量份以上。另一方面,若(D)成分的含量大于90重量份,则韧性下降。(D)成分的含量优选为85重量份以下,更优选为80重量份以下。
对于本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物而言,在(C)磷系阻燃剂含有(C-1)缩合磷酸酯和(C-2)磷腈化合物时,进一步通过含有(E)芳香族聚碳酸酯树脂,具有抑制(C-1)成分或(C-2)成分的磷系阻燃剂在成型品表面析出即抑制产生渗出的效果。另外,还具有注射成型时的成型收缩率变小、尺寸精度提高的效果。
作为本发明中的(E)芳香族聚碳酸酯树脂,可以举出通过使芳香族二元酚系化合物与碳酰氯、或碳酸二酯反应而得到的芳香族均聚碳酸酯或共聚碳酸酯。
另外,作为上述芳香族二元酚系化合物,可以使用2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二乙基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二乙基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、及1-苯基-1,1-双(4-羟基苯基)乙烷等。也可以使用2种以上的上述化合物。
本发明中使用的(E)芳香族聚碳酸酯树脂的重均分子量优选在10000~1100000的范围内。若重均分子量为10000以上,则机械特性进一步提高。重均分子量为60000以上是更优选的方案。另一方面,若重均分子量为1100000以下,则成型时的流动性提高。此处所述的重均分子量,是使用四氢呋喃作为溶剂、通过凝胶渗透色谱法换算为聚苯乙烯进行测定所得的值。
另外,本发明中使用的(E)芳香族聚碳酸酯树脂,在300℃的温度且11.8N的负荷条件下测定的熔体流动速率(MFR)优选在1~100g/10分钟的范围内,从机械特性的方面考虑,1~50g/10分钟的范围是更优选的方案。
另外,关于(E)成分的含量,从渗出抑制、韧性、阻燃性及耐漏电起痕性的均衡性的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为1~50重量份。特别是从阻燃性、韧性及渗出抑制的方面考虑,(E)成分的含量优选为1重量份以上,更优选为2重量份以上,进一步优选为3重量份以上。另一方面,特别是从耐漏电起痕性的方面考虑,(E)成分的含量优选为50重量份以下,更优选为45重量份以下,特别优选为40重量份以下。
本发明中,从阻燃性、机械特性及渗出抑制的均衡性特别优异的方面考虑,(C)磷系阻燃剂的(C-1)缩合磷酸酯和(C-2)磷腈化合物的总含量相对于(B)甲基丙烯酸树脂和(E)芳香族聚碳酸酯树脂的总计之比({(C-1)+(C-2)}/{(B)+(E)})}优选为50/50~30/70(重量比)。(C-1)成分和(C-2)成分的总含量相对于(B)成分和(E)成分的总含量之比若为50/50以下,则能更有效地抑制(C-1)成分及/或(C-2)成分的渗出。另一方面,(C-1)成分和(C-2)成分的总含量相对于(B)成分和(E)成分的总计之比若为30/70以上,则能够进一步提高阻燃性。
通过在本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中进一步含有(F)碱土金属盐,能够进一步提高作为电特性之一的耐漏电起痕性。另外,通过含有(F)碱土金属盐,能够显著提高水解特性及热解特性。
作为构成本发明中的(F)碱土金属盐的盐,可以举出碳酸盐、硫酸盐、及磷酸盐等无机酸盐,乙酸盐、乳酸盐、油酸、棕榈酸、硬脂酸及褐煤酸等有机酸盐。作为上述(F)碱土金属盐的具体例,可以举出碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、硫酸镁、硫酸钙、硫酸钡、磷酸镁、磷酸钙、磷酸钡、乙酸镁、乙酸钙、乙酸钡、乳酸镁、乳酸钙、乳酸钡、以及油酸、棕榈酸、硬脂酸及褐煤酸等有机酸的镁盐、钙盐及钡盐等,上述盐可以使用1种或2种以上。其中,从机械特性和成本的方面考虑,优选使用碱土金属的碳酸盐,更优选使用碳酸钙。
上述碳酸钙,根据制造方法,已知胶体碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、湿式粉碎微粉重质碳酸钙及湿式重质碳酸钙(白垩)等,均可在本发明中使用。
这些(F)碱土金属盐可以用硅烷偶联剂、有机物及无机物等1种以上的表面处理剂进行处理。另外,从分散性等的观点考虑,(F)碱土金属盐的形状优选为10μm以下的粉末状。
另外,关于(F)成分的含量,从耐漏电起痕性及韧性的均衡性的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.01~5重量份。若(F)成分的含量为0.01重量份以上,则耐漏电起痕性进一步提高。(F)成分的含量更优选为0.1重量份以上,进一步优选为0.5重量份以上。另一方面,若(F)成分的含量为5重量份以下,则韧性进一步提高。(F)成分的含量更优选为4重量份以下,进一步优选为3重量份以下。
本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可进一步含有(G)玻璃纤维,由此,主要能够提高机械强度及耐热性。
作为本发明中使用的(G)玻璃纤维,可以举出短切原丝(choppedstrands)类型、粗纱类型的玻璃纤维。优选使用通过氨基硅烷化合物、环氧硅烷化合物等硅烷偶联剂及/或集束剂(其含有氨基甲酸酯、乙酸乙烯酯、双酚A二缩水甘油醚、Novolacs系环氧化合物等一种以上的环氧化合物等)处理过的玻璃纤维。硅烷偶联剂及/或集束剂可以混合成乳状液进行使用。另外,玻璃纤维的纤维直径优选为1~30μm,更优选为5~15μm。
另外,也可以使用圆形玻璃纤维、任意纵横比的椭圆形玻璃纤维、扁平玻璃纤维及眉型形状玻璃纤维等具有任意形状的截面的玻璃纤维。通过使用扁平玻璃纤维、眉型形状玻璃纤维,从而具有注射成型时的流动性提高和能够得到翘曲少的成型品的特征。
另外,关于(G)成分的含量,从机械强度、耐热性、注射成型时的流动性及注射成型机、模具的耐久性的均衡性的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为1~150重量份。若(G)成分的含量为1重量份以上,则机械强度和耐热性进一步提高。(G)成分的含量优选为2重量份以上,进一步优选为3重量份以上。另一方面,若注射成型时的(G)成分的含量为150重量份以下,则注射成型时的流动性提高,能够抑制模具的磨耗。(G)成分的含量优选为140重量份以下,更优选130重量份以下。
进而,在不破坏本发明目的的范围内,可以使本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中含有1种以上的紫外线吸收剂、光稳定剂、增塑剂及抗静电剂等公知的添加剂等。
为了使酯化反应催化剂或交换反应催化剂失活,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可以含有酯交换抑制剂。作为酯交换抑制剂,优选使用磷酸酯系化合物。磷酸酯系化合物是醇类和磷酸的部分酯化合物的总称,低分子量的磷酸酯系化合物为无色液体,高分子量的磷酸酯系化合物为白色蜡状、片状固体,作为具体例,可以举出磷酸单甲基酯(mono-methyl phosphate)、磷酸单乙基酯、磷酸单异丙基酯、磷酸单丁基酯、磷酸单月桂基酯、磷酸单硬脂基酯、磷酸单十二烷基酯、磷酸单山嵛基酯、磷酸二甲基酯、磷酸二乙基酯、磷酸二异丙基酯、磷酸二丁基酯、磷酸月桂基酯、磷酸二硬脂基酯、磷酸双十二烷基酯、磷酸二山嵛基酯、磷酸三甲基酯、及磷酸三乙基酯等。可以含有2种以上的上述化合物。
作为优选使用的磷酸酯系化合物,可以举出磷酸单硬脂基酯及磷酸二硬脂基酯的混合物等磷酸长链烷基酯化合物,作为市售品,为由(株)ADEKA以“ADEKA STAB”(注册商标)以AX-71的名称市售的、具有熔点的片状固体。
关于上述酯交换抑制剂的含量,从阻燃性和热变形温度的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.01~5重量份。如果酯交换抑制剂的含量为0.01重量份以上,则能够提高耐热性。酯交换抑制剂的含量更优选为0.02重量份以上,进一步优选为0.03重量份以上。另一方面,如果酯交换抑制剂的含量为5重量份以下,则能够进一步提高阻燃性。酯交换抑制剂的含量更优选为4重量份以下,进一步优选为3重量份以下。
为了提高水解性,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可以含有多官能环氧化合物。此处,多官能环氧化合物是分子中含有2个以上环氧基的化合物,可以使用液体或固体状的物质。作为多官能环氧化合物,例如可以举出乙烯、丙烯及1-丁烯等α-烯烃与丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙基丙烯酸缩水甘油酯等α,β-不饱和酸缩水甘油酯形成的共聚物;将具有不饱和双键的高分子的双键部进行了环氧化的含环氧基的高分子化合物;双酚A、间苯二酚、氢醌、邻苯二酚、双酚F、水杨醇(Saligenin)、1,3,5-三羟基苯、双酚S、三羟基-二苯基二甲基甲烷、4,4’-二羟基联苯、1,5-二羟基萘、腰果酚、2,2,5,5-四(4-羟基苯基)己烷等双酚-缩水甘油基醚系环氧化合物;邻苯二甲酸缩水甘油酯等缩水甘油酯系环氧化合物;N-缩水甘油基苯胺等缩水甘油基胺系环氧化合物;及使表氯醇与Novolacs型酚醛树脂反应所得的Novolacs型环氧树脂等。
作为多官能环氧化合物,优选α-烯烃和α,β-不饱和羧酸缩水甘油酯的共聚物、使表氯醇与Novolacs型酚醛树脂反应所得的Novolacs型环氧树脂,其中,由于能够进一步提高水解性和焊接物性,所以特别优选使用使表氯醇与Novolacs型酚醛树脂反应所得的Novolacs型环氧树脂。
关于多官能环氧化合物的含量,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.01~3重量份。若多官能环氧化合物的含量为0.01重量份以上,则能够提高耐热性。多官能环氧化合物的含量更优选为0.02重量份以上,进一步优选为0.03重量份以上。另一方面,如果多官能环氧化合物的含量为3重量份以下,则能够进一步提高阻燃性。多官能环氧化合物的含量更优选为2.5重量份以下,进一步优选为2重量份以下。
为了提高注射成型等成型加工时的流动性,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可以优选含有具有3个以上官能团的包含1个以上的烯化氧单元的多元醇化合物。此处,所谓多元醇化合物,是指具有2个以上羟基的化合物。具有3个以上官能团的包含1个以上烯化氧单元的多元醇化合物既可以为低分子化合物,也可以为聚合物,如果为3官能性化合物、4官能性化合物及5官能性化合物等具有3个以上官能团的包含1个以上烯化氧单元的多元醇化合物,则均可以优选使用。另外,所谓3个以上官能团的官能团,优选为选自羟基、醛基、羧基、磺酸基、氨基、缩水甘油基、异氰酸酯基、碳二亚胺基、噁唑啉基、噁嗪基、酯基、酰胺基、硅烷醇基、及甲硅烷醚基中的至少一种,更优选具有3个以上它们中的相同或不同的官能团,尤其从流动性、机械物性、耐久性、耐热性及生产率的方面考虑,为相同的官能团是更优选的方案。
另外,作为具有3个以上官能团的包含一个以上烯化氧单元的多元醇化合物的烯化氧单元的优选例,可以举出碳原子数1~4的脂肪族烯化氧单元。作为具体例,可以举出甲醛(methylene oxide)单元、环氧乙烷单元、氧杂环丁烷(trimethylene oxide)单元、环氧丙烷单元、氧杂环戊烷(tetramethylene oxide)单元、1,2-环氧丁烷单元、及2,3-环氧丁烷单元或异环氧丁烷单元等。
本发明中,特别是从流动性、再利用性、耐久性、耐热性及机械物性优异的方面考虑,优选使用含有环氧乙烷单元或环氧丙烷单元作为烯化氧单元的化合物。另外,从耐水解性及韧性(拉伸断裂伸长率)优异的方面考虑,使用含有环氧丙烷单元的化合物是特别优选的方案。关于烯化氧单元数,从流动性更优异的方面考虑,每1个官能团的烯化氧单元优选为0.1以上,更优选为0.5以上,进一步优选为1以上。另一方面,从机械物性更优异的方面考虑,每1个官能团的烯化氧单元优选为20以下,更优选为10以下,进一步优选为5以下。
另外,具有3个以上官能团的包含1个以上烯化氧单元的多元醇化合物,可以与(A)热塑性聚酯树脂反应,被导入(A)成分的主链及侧链,也可以不与(A)成分反应,保持配合时的结构。
本发明中,关于具有3个以上官能团的包含1个以上烯化氧单元的多元醇化合物的含量,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.01~3重量份。如果多元醇化合物的含量为0.01重量份以上,则能够提高流动性。含量更优选为0.05重量份以上,进一步优选为0.1重量份以上。另一方面,如果多元醇化合物的含量为3重量份以下,则能够进一步提高机械特性。含量更优选为2.0重量份以下,进一步优选为1.5重量份以下。
为了提高冲击强度等韧性,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可以含有(B)甲基丙烯酸树脂以外的乙烯基系树脂。作为上述乙烯基系树脂,可以举出将选自芳香族乙烯基化合物、乙烯基氰化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯及马来酰亚胺系单体中的一种以上的单体进行聚合而成的树脂,或者将所述单体与聚丁二烯系橡胶等橡胶系成分进行接枝聚合或共聚而成的树脂等。所有单体中,芳香族乙烯基化合物、乙烯基氰化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯及马来酰亚胺系单体的总量为50重量%以上是优选的方案。
作为上述芳香族乙烯基化合物,可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯等,作为乙烯基氰化合物,可以举出丙烯腈、甲基丙烯腈等,作为马来酰亚胺系单体,可以举出马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺及其衍生物等N-取代马来酰亚胺等。另外,上述单体与二烯化合物、马来酸二烷基酯、烯丙基烷基醚、不饱和氨基化合物与乙烯基烷基醚等进行共聚而成的乙烯基系树脂也可以在本发明中使用。
另外,作为乙烯基系树脂的优选例,可以举出甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈、聚苯乙烯树脂、丙烯腈/苯乙烯树脂(AS树脂)、苯乙烯/丁二烯树脂、苯乙烯/N-苯基马来酰亚胺树脂、苯乙烯/丙烯腈/N-苯基马来酰亚胺树脂等乙烯基系(共)聚合物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂(ABS树脂)、丙烯腈/丁二烯/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯树脂(MABS树脂)、高抗冲聚苯乙烯树脂等用橡胶质聚合物进行了改性的苯乙烯系树脂、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯树脂、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯树脂、及苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯树脂等嵌段共聚物等。特别优选聚苯乙烯树脂及丙烯腈/苯乙烯树脂,进一步优选使用将丙烯腈和苯乙烯共聚而成的共聚物即丙烯腈/苯乙烯共聚物。
另外,作为丙烯腈/苯乙烯树脂,特别优选使用含有15重量%以上且小于35重量%的丙烯腈的丙烯腈/苯乙烯树脂。
另外,芳香族乙烯基化合物可以为在乙烯基系树脂上接枝聚合或共聚不饱和单羧酸类、不饱和二羧酸类、不饱和酸酐或含环氧基的乙烯基系单体而得的乙烯基系树脂。其中,优选接枝聚合或共聚不饱和酸酐或含环氧基的乙烯基系单体而得的乙烯基系树脂。
上述不饱和酸酐类是在一分子中共有能够进行自由基聚合的乙烯基和酸酐这两者的化合物,作为具体例,优选举出马来酸酐等。
另外,含有环氧基的乙烯基系单体是在一分子中共有能够进行自由基聚合的乙烯基和环氧基这两者的化合物,作为具体例,可以举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸缩水甘油酯等不饱和有机酸的缩水甘油基酯类、及烯丙基缩水甘油醚等缩水甘油醚类及甲基丙烯酸2-甲基缩水甘油酯等上述的衍生物类,其中,可以优选使用丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。另外,它们既可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
关于接枝聚合或共聚不饱和单羧酸类、不饱和二羧酸类、不饱和酸酐或含环氧基的乙烯基系单体时的使用量,相对于乙烯基系树脂优选为0.05重量%以上。以大量共聚时,存在流动性下降、凝胶化的倾向,优选为20重量%以下,更优选为10重量%以下,进一步优选为5重量%以下。
另外,芳香族乙烯基化合物可以是利用过氧化物类、过甲酸、过乙酸、及过苯甲酸等环氧化剂将乙烯基系树脂进行了环氧改性所得的乙烯基系树脂。这种情况下,为了有效进行环氧改性,优选在乙烯基系树脂中无规共聚或嵌段共聚二烯系的单体。作为二烯系单体的例子,优选使用丁二烯、异戊二烯等。这些环氧改性乙烯基系树脂的适合的制造法的例子记载于日本特开平6-256417号公报、日本特开平6-220124号公报等中。
另外,也优选使用具有橡胶层的最内层(芯层)和覆盖最内层的乙烯基系树脂作为外层(壳层)的1种而构成的乙烯基系树脂,也优选使用具有被称作所谓的芯壳型的结构的芯壳型橡胶。
对于上述橡胶层的种类来说,只要由具有橡胶弹性的聚合物成分构成即可。橡胶层的种类,例如可以举出由使下述成分聚合而成的聚合物构成的橡胶,所述成分为丙烯酸成分、硅氧烷成分、苯乙烯成分、腈成分、共轭二烯成分、氨基甲酸酯成分及乙烯丙烯成分等。作为优选的橡胶,例如为由使下述成分聚合而成的聚合物构成的橡胶,所述成分为丙烯酸乙酯单元、丙烯酸丁酯单元等丙烯酸成分,二甲基硅氧烷单元、苯基甲基硅氧烷单元等硅氧烷成分,苯乙烯单元、α-甲基苯乙烯单元等苯乙烯成分,丙烯腈单元、甲基丙烯腈单元等腈成分,及丁二烯单元、异戊二烯单元等共轭二烯成分。另外,也优选使用由组合2种以上的上述成分并进行共聚而成的聚合物构成的橡胶。
另外,对于外层(壳层)中使用的乙烯基系树脂,可以为接枝聚合或共聚有不饱和单羧酸类、不饱和二羧酸类、不饱和酸酐或含环氧基的乙烯基系单体的乙烯基系树脂,或者用过氧化物类、过甲酸、过乙酸、及过苯甲酸等环氧化剂将乙烯基系树脂进行了环氧改性的乙烯基系树脂。
另外,作为芯壳型橡胶的优选例,可以举出芯层为二甲基硅氧烷/丙烯酸丁酯聚合物、最外层为甲基丙烯酸甲酯聚合物或丙烯腈/苯乙烯共聚物的橡胶,芯层为丁二烯/苯乙烯聚合物、最外层为甲基丙烯酸甲酯聚合物或丙烯腈/苯乙烯共聚物的橡胶,及芯层为丙烯酸丁酯聚合物、最外层为甲基丙烯酸甲酯聚合物或丙烯腈/苯乙烯共聚物的橡胶等。进而,橡胶层或最外层的任一方或两方的层为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯单元的聚合物是更优选的方案。
另外,芯壳型橡胶中,关于芯与壳的重量比,相对于芯壳型橡胶整体而言,芯层优选为10重量%以上、90重量%以下,进一步优选为30重量%以上、80重量%以下。
另外,作为芯壳型橡胶,可以使用满足上述条件的市售品,另外,也可以通过已知的方法来制作并使用。作为多层结构体的市售品,例如可以举出MITSUBISHI RAYON(株)制“Metablen”(注册商标)、(株)Kaneka制”Kaneace”(注册商标)、Dow Chemical(株)制“PARALOID”(注册商标)、及(株)KURARAY制“Parapet”(注册商标)SA等,它们可以单独使用,也可以使用2种以上。
另外,本发明中,可以使用含有乙烯基系树脂作为接枝共聚物的分支链的乙烯基系树脂,作为成为主链的树脂的例子,可以举出聚烯烃树脂、丙烯酸系树脂及聚碳酸酯树脂等。分支链及主链的任一方可以被甲基丙烯酸缩水甘油酯、酸酐等改性,作为具体例,可以举出聚(乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯)-g-聚甲基丙烯酸甲酯(E/GMA-g-PMMA)、聚(乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯)-g-聚苯乙烯(E/GMA-g-PS)、聚(乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯)-g-丙烯腈/苯乙烯(E/GMA-g-AS)、聚(乙烯-g-丙烯腈/苯乙烯(E-g-AS)、及聚碳酸酯-g-丙烯腈/苯乙烯(PC-g-AS)等(上述中,“-g-”表示接枝,“-/-”表示共聚)。
另外,作为上述市售品,例如可以举出日本油脂(株)制“Modiper”(注册商标)等,它们可以单独使用,也可以与其他乙烯基系树脂混合使用。
另外,关于乙烯基系树脂的含量,从韧性和机械特性的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.1~40重量份。如果乙烯基系树脂的含量为0.1重量份以上,则韧性进一步提高。乙烯基系树脂的含量更优选为0.5重量份以上,进一步优选为1重量份以上。另一方面,如果乙烯基系树脂的含量为40重量份以下,则机械特性进一步提高。乙烯基系树脂的含量更优选为35重量份以下,进一步优选为30重量份以下。
本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中除上述乙烯基系树脂以外可以含有改善冲击强度的树脂。作为除乙烯基系树脂以外改善冲击强度的树脂,可以举出乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、天然橡胶、聚硫橡胶(thiokolrubber)、硫化橡胶(Polysulfide rubber)、聚醚橡胶、表氯醇橡胶及乙烯被马来酸酐等酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯及环氧化剂进行了环氧改性的改性烯烃系树脂等,还可以举出具有各种交联度的树脂,具有各种微观结构例如顺式结构及反式结构等的树脂等。
作为上述的乙烯被马来酸酐等酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯及环氧化剂进行了环氧改性的改性烯烃系树脂,可以举出乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯/1-丁烯/马来酸酐、乙烯/丙烯/马来酸酐、乙烯/马来酸酐及用过氧化物等将乙烯进行环氧化的环氧化烯烃系树脂等作为具体例,作为市售品的例子,可以举出住友化学(株)制“Bondfast”(注册商标)E(乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯)、三井化学(株)制“Tafmer”(注册商标)MH-5010、MH-5020(乙烯/1-丁烯/马来酸酐)等。由于乙烯/1-丁烯/马来酸酐显著改善冲击强度,所以特别优选使用。
另外,对于除乙烯基系树脂以外使用的改善冲击强度的树脂的含量,相对于(A)成分和(B)成分的100重量份,优选为0.1~10重量份。如果含量为0.1重量份以上,则冲击强度进一步提高。含量更优选为0.5重量份以上,进一步优选为1重量份以上。另一方面,如果含量为10重量份以下,则机械特性进一步提高。含量更优选为8重量份以下,进一步优选为6重量份以下。
本发明中,可以在不破坏本发明效果的范围内含有除本发明的(C)磷系阻燃剂以外的公知的磷系阻燃剂。
上述除(C)成分以外的磷系阻燃剂,为含有磷成分的磷系阻燃剂,例如可以举出磷杂菲化合物、聚磷酸铵、聚磷酸三聚氰胺及磷酸酯酰胺及红磷等,优选使用磷杂菲化合物。可以含有2种以上的上述物质。
上述磷杂菲化合物是分子内具有至少一个磷杂菲骨架的磷系阻燃剂,作为市售品,可以举出三光(株)公司制HCA、HCA-HQ、BCA、SANKO-220及M-Ester等。对于这些磷系阻燃剂,特别是M-Ester,可以预期在熔融混炼时末端的羟基和(A)热塑性聚酯树脂的末端发生反应,具有高温多湿下的渗出抑制的效果,优选使用。
所谓上述磷酸酯酰胺,是含有磷原子和氮原子的芳香族酰胺系阻燃剂,是具有高熔点且在常温下为粉末状的物质,含有时的操作性优异,可以得到热变形温度高的阻燃性聚酯树脂。作为市售品,优选使用四国化成(株)公司制SP-703等。
作为上述聚磷酸铵,可以举出聚磷酸铵、三聚氰胺改性聚磷酸铵及氨基甲酰基聚磷酸铵等。上述聚磷酸铵可以被显示热固性的酚醛树脂、氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、环氧树脂及脲甲醛树脂等热固性树脂等覆盖。
作为上述聚磷酸三聚氰胺,可以举出磷原子磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、及三聚氰胺、蜜白胺(melam)及蜜勒胺(melem)与磷酸盐等形成的聚磷酸三聚氰胺。作为市售品,优选使用(株)三和化学制MPP-A、日产化学(株)制PMP-100、PMP-200等。
作为上述红磷,不仅可以使用未处理的红磷,而且也可以优选使用通过选自热固性树脂被膜、金属氢氧化物被膜及金属镀被膜中的1种以上的化合物被膜进行了处理的红磷。
作为热固性树脂被膜的热固性树脂,可以举出例如苯酚-甲醛系树脂、尿素-甲醛系树脂、三聚氰胺-甲醛系树脂及醇酸系树脂等。作为金属氢氧化物被膜的金属氢氧化物,例如可以举出氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锌及氢氧化钛等。作为金属镀被膜的金属,只要是能够被覆红磷的金属即可,没有特别限制,可以举出Fe、Ni、Co、Cu、Zn、Mn、Ti、Zr及Al或它们的合金等。进而,这些被膜可以组合2种以上或层合2种以上。
另外,关于除(C)以外的磷系阻燃剂的含量,从阻燃性和渗出的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为1~40重量份。如果含量为1重量份以上,则阻燃性进一步提高。含量更优选为2重量份以上,进一步优选为3重量份以上。另一方面,如果含量为40重量份以下,则能够进一步抑制磷系阻燃剂在成型品的表面析出即渗出。含量更优选为35重量份以下,进一步优选为30重量份以下。
本发明中,可以在不破坏本发明效果的范围内含有溴系阻燃剂等公知的卤素系阻燃剂。
作为上述溴系阻燃剂的具体例,可举出十溴二苯醚、八溴二苯醚、四溴二苯醚、四溴邻苯二甲酸酐、六溴环十二烷、双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷、乙烯双四溴邻苯二甲酰亚胺、六溴苯、1,1-磺酰基[3,5-二溴-4-(2,3-二溴丙氧基)]苯、聚二溴苯醚、四溴双酚-S、三(2,3-二溴丙基-1)异氰尿酸酯、三溴苯酚、三溴苯基烯丙基醚、三溴新戊醇、溴化聚苯乙烯、溴化聚乙烯、四溴双酚-A、四溴双酚-A衍生物、四溴双酚-A-环氧低聚物或聚合物、四溴双酚-A-碳酸酯低聚物或聚合物、溴化苯酚Novolacs环氧等溴化环氧树脂、四溴双酚-A-双(2-羟基二乙基醚)、四溴双酚-A-双(2,3-二溴丙基醚)、四溴双酚-A-双(烯丙基醚)、四溴环辛烷、乙烯双五溴联苯、三(三溴新戊基)磷酸酯、聚(五溴苄基聚丙烯酸酯)、八溴三甲基苯基茚满、二溴新戊二醇、五溴苄基聚丙烯酸酯、二溴甲苯基缩水甘油基醚、及N,N’-乙烯-双-四溴邻苯二甲酰亚胺等。其中,优选使用四溴双酚-A-环氧低聚物、四溴双酚-A-碳酸酯低聚物及溴化环氧树脂等。
另外,关于卤素系阻燃剂的含量,从进一步提高阻燃性的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总量100重量份,优选为1~50重量份,更优选为2~45重量份,进一步优选为3重量份~40重量份。
本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中,可以在不破坏本发明效果的范围内含有有机硅系阻燃剂及无机系阻燃剂等公知的阻燃剂。
作为上述有机硅系阻燃剂,可以举出有机硅树脂、硅油。作为上述有机硅树脂,可以举出具有将SiO2、RSiO3/2、及R2SiO、R3SiO1 /2的结构单元组合而成的三维网状结构的树脂等。此处,R表示甲基、乙基及丙基等烷基,或苯基、苄基等芳香族基团,或上述取代基中含有乙烯基的取代基。
作为上述硅油,可以举出聚二甲基硅氧烷、及聚二甲基硅氧烷的侧链或末端的至少一个甲基被选自氢元素、烷基、环己基、苯基、苄基、氨基、环氧基、聚醚基、羧基、巯基、氯代烷基、烷基高级醇酯基、醇基、芳烷基、乙烯基及三氟甲基中的至少一种基团改性了的改性聚硅氧烷、或它们的混合物。
关于上述有机硅系阻燃剂的含量,从有机硅系阻燃剂由于燃烧热的原因而移动至成型品表面、具有从成型品表面防止燃烧的效果的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.05重量份以上,更优选为0.1重量份以上,进一步优选为0.15重量份以上。另外,从机械物性更优异的方面考虑,上述有机硅系阻燃剂的含量优选为4重量份以下,更优选为3重量份以下,进一步优选为2重量份以下。
作为上述无机系阻燃剂,可以举出氢氧化镁水合物、氢氧化铝水合物、三氧化锑、五氧化锑、锑酸钠、羟基锡酸锌、锡酸锌、偏锡酸、氧化锡、氧化锡盐、硫酸锌、氧化锌、硼酸锌、硼酸锌水合物、羟基锌酸亚铁(ferrous hydroxyzincate)、氧化铁、硫化锌、氧化亚锡、氧化锡、硼酸铵、八钼酸铵、钨酸的金属盐、钨和准金属的复合氧化物酸、氨基磺酸铵、锆系化合物、石墨、及膨润性石墨等。
无机系阻燃剂可以用脂肪酸、硅烷偶联剂等进行表面处理。上述无机系阻燃剂中,从阻燃性的方面考虑,优选硼酸锌水合物和膨润性石墨,作为阻燃性和滞留稳定性优异的无机系阻燃剂,特别优选使用氧化镁和氧化铝的混合物、锡酸锌、偏锡酸、氧化锡、硫酸锌、氧化锌、硼酸锌、锌酸亚铁、氧化铁及硫化锌。
关于上述无机系阻燃剂的含量,从发挥燃烧热的吸热效果及由膨胀产生的防止燃烧效果的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.05重量份以上,更优选为0.1重量份以上,进一步优选为0.15重量份以上。另外,从机械物性优异的方面考虑,上述无机系阻燃剂的含量优选为4重量份以下,更优选为3重量份以下,进一步优选为2重量份以下。
为了抑制燃烧时的熔融落下、以及提高阻燃性,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中优选可以含有氟系树脂。
上述的氟系树脂,是物质分子中含有氟的树脂,具体可以举出聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、(四氟乙烯/六氟丙烯)共聚物、(四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚)共聚物、(四氟乙烯/乙烯)共聚物、(六氟丙烯/丙烯)共聚物、及聚偏二氟乙烯、(偏二氟乙烯/乙烯)共聚物等。
其中,优选聚四氟乙烯、(四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚)共聚物、(四氟乙烯/六氟丙烯)共聚物、(四氟乙烯/乙烯)共聚物、聚偏二氟乙烯,特别优选聚四氟乙烯、(四氟乙烯/乙烯)共聚物。
另外,关于氟系树脂的含量,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份而言优选为0.05~3重量份。如果含量为0.05重量份以上,则防止燃烧时的熔融落下的效果提高。含量更优选为0.1重量份以上,进一步优选为0.15重量份以上。另一方面,如果含量为2重量份以下,则机械特性进一步提高。含量优选为1.5重量份以下。
为了改善注射成型时的脱模性,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可以含有脱模剂。作为脱模剂,例如可以举出乙烯双硬脂酰胺等脂肪酸酰胺、乙二胺和硬脂酸及癸二酸形成的缩聚物或苯二胺和硬脂酸及癸二酸的缩聚物形成的脂肪酸酰胺、聚亚烃蜡(polyalkylene wax)、酸酐改性聚亚烃蜡及上述润滑剂和氟系树脂、氟系化合物的混合物等公知的塑料用脱模剂。
另外,关于脱模剂的含量,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.01~1重量份。如果含量为0.01重量份以上,则能够获得充分的脱模性效果。含量更优选为0.02重量份以上,进一步优选为0.03重量份以上。另一方面,如果含量为1重量份以下,则机械特性进一步提高。含量更优选为0.8重量份以下,进一步优选为0.6重量份以下。
为了提高机械强度和热变形温度,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可以含有除(G)玻璃纤维以外的填充材料。
作为上述填充材料的具体例,可以为针状、粒状及粉末状的填充材料中的任一种,例如可以举出芳族聚酰胺纤维、碳纤维、各种有机纤维、玻璃珠、玻璃鳞片、钛酸钾晶须、硅灰石、二氧化硅、高岭土、滑石、氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化镁和氧化铝的混合物、微粉硅酸、硅酸铝、氧化硅、蒙脱石系粘土矿物(蒙脱石、锂蒙脱石)、蛭石、云母、氟带云母(fluorine taeniolite)、磷酸锆、磷酸钛、及白云石等。
另外,关于填充材料的含量,从注射成型时的流动性和注射成型机、模具的耐久性的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的100重量份,优选为1~100重量份,更优选2~95重量份,进一步优选3~90重量份。
另外,可以对上述填充材料进行偶联剂处理、环氧化合物、或离子化处理等表面处理。
为了改善水解性,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可以含有一种以上环氧化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺改性异氰酸酯化合物及碳二亚胺化合物等封端剂。
另外,关于封端剂的含量,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.01~3重量份。如果含量为0.01重量份以上,则能够得到充分的水解性提高效果。另一方面,如果含量为3重量份以下,则机械强度进一步提高。含量更优选为2.5重量份以下,进一步优选为2重量份以下。
从本发明的组合物即使长期暴露在高温下也能赋予非常好的耐热老化性的方面考虑,本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物中可以进一步含有稳定剂。作为稳定剂,可以含有受阻酚系抗氧化剂、亚磷酸酯系抗氧化剂、及硫醚系抗氧化剂,也可以同时含有上述稳定剂。
另外,关于稳定剂的含量,从耐热老化性提高的方面考虑,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.01重量份以上,更优选为0.02重量份以上,进一步优选为0.03重量份以上。另外,从机械物性更优异的方面考虑,稳定剂的含量优选为2重量份以下,更优选为1.5重量份以下,进一步优选为1重量份以下。
本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物通过进一步含有1种以上的炭黑、氧化钛及各种颜色的颜料、染料,能够调色成各种颜色,也能够改良耐气候(光)性及导电性。
另外,关于颜料、染料的含量,相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份,优选为0.01~3重量份。如果含量为0.01重量份以上,则能够获得调色、耐气候(光)性及导电性效果。含量更优选为0.02重量份以上,进一步优选为0.03重量份以上。另一方面,如果含量为3重量份以下,则机械特性进一步提高。含量更优选为2重量份以下,进一步优选为1重量份以下。
另外,作为上述炭黑,可以举出槽法炭黑、炉黑、乙炔黑、蒽炭黑(anthracene black)、油烟、松烟、及石墨等。关于炭黑,优选使用平均粒径为500nm以下、邻苯二甲酸二丁酯吸油量为50~400cm3/100g的炭黑。炭黑可以用氧化铝、氧化硅、氧化锌、氧化锆、多元醇、及硅烷偶联剂等进行处理。
另外,作为上述氧化钛,优选使用具有金红石形或锐钛矿形等结晶形、平均粒径为5μm以下的氧化钛。氧化钛可以用氧化铝、氧化硅、氧化锌、氧化锆、多元醇及硅烷偶联剂等处理。
另外,对于上述炭黑、氧化钛及各种颜色的颜料、染料,为了提高与本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的分散性、提高制造时的操作性,可以以与各种热塑性树脂熔融混合或单独混合而成的混合材料的形式使用。
对于本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,例如可以通过将上述(A)~(D)及根据需要的其他成分进行熔融混炼而得到。
作为熔融混炼的方法,例如存在以下方法:将(A)热塑性聚酯树脂、(B)甲基丙烯酸树脂、(C)磷系阻燃剂、及(D)氮系阻燃剂、及其中根据需要含有的各种添加剂等进行预混合,供给至挤出机等进行充分熔融混炼的方法;或者使用重量送料器等定量送料器将规定量的各成分供给至挤出机等中进行充分熔融混炼的方法等。
作为上述预混合的例子,可以举出干混的方法、及使用转鼓、螺条式混合机及亨舍尔混合机等机械混合装置进行混合的方法等。另外,纤维增强材料、除纤维增强材料以外的无机填充材料,可以在双螺杆挤出机等多螺杆挤出机的后装部和出口(vent)部的中途设置侧送料器进行添加。另外,液体添加剂的情况下,也可以使用以下方法:在双螺杆挤出机等多螺杆挤出机的后装部和出口部的中途设置添液喷嘴,使用栓塞泵进行添加的方法;从后装部等使用定量泵供给的方法等。
本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物优选颗粒化后进行成型加工。作为颗粒化的方法,可举出例如使用具备“Unimelt”或“Dulmage”型的螺杆的单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、三螺杆挤出机、锥形挤出机及捏合型的混炼机等,以条片状排出,用线束切割器(strand cutter)进行切割的方法。
通过将本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物熔融成型,可以得到膜、纤维及其他各种形状的成型品。作为熔融成型方法,例如可以举出注射成型、挤出成型及吹塑成型等,特别优选使用注射成型。
作为注射成型的方法,除通常的注射成型方法以外,已知气体辅助成型、双色成型(two color formation)、夹层成型(sandwichformation)、模内成型、嵌件成型及注射加压成型(injection pressformation)等,也可以应用任一种成型方法。
本发明的成型品依据IEC60112的相比漏电起痕指数优选为400V以上。作为使相比漏电起痕指数在上述范围内的方法,例如可以举出采用上述记载的方法将上述本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物成型的方法。
此处所述的IEC60112,是国际电气标准会议(InternationalElectrotechnical Commission,通称IEC)于2003年修订的耐漏电起痕性的安全标准,根据IEC60112:2003的相比漏电起痕指数的测定方法,可以使用0.1%氯化铵水溶液作为电解质溶液进行测定。该标准是关于漏电起痕破坏的安全标准,所述漏电起痕破坏是在树脂表面产生电场和尘埃、尘土等污染物质(电解质)从而部分放电,由于此时产生的热而进行树脂的分解·碳化,最终因表面的绝缘破坏和局部过热而引起着火,机械机构部件、电气电子部件或汽车部件等在电场附近使用的树脂材料要求高度的耐漏电起痕性。
对于本发明的成型品,在燃烧时来自磷系阻燃剂的层(阻燃剂层)从表层开始形成20nm以上是优选的方案。燃烧时形成的阻燃剂层的厚度,可以使用飞行时间型二次离子质谱仪TOF.SIMS5(ION-TOF GmbH公司制)(以下,有时简称为TOF-SIMS)求出。向试样表面照射经脉冲化的一次离子(Bi3 +(30kV)),测量从试样表面释放的二次离子自试样到达检测器的时间分布,由此得到二次离子的质量分布(质谱)。通过对得到的二次离子的质谱进行解析,能够鉴定试样表面存在的有机物、无机物,由其峰强度可获得关于存在量的信息。进而,通过合用蚀刻专用的离子束(Ar-GCIB(气体离化团束(Gas Cluster Ion))(5kV)),能够进行深度方向的分析,通过分析(A)热塑性聚酯和(C)磷系阻燃剂及其分解物的峰,能够测定阻燃剂层的厚度。从进一步提高阻燃性的观点考虑,阻燃剂层的厚度优选为20nm以上,更优选为25nm以上,进一步优选为30nm以上。对于阻燃剂层,例如通过组合(C-1)缩合磷酸酯和(C-2)磷腈化合物作为(C)磷系阻燃剂,能够形成20nm以上的厚度。另外,从渗出的观点出发,阻燃剂层的厚度的上限值优选为100nm以下,更优选为90nm以下,进一步优选为80nm以下。
本发明的成型品可以用作发挥了维持高度的阻燃性、并且拉伸强度、拉伸率等机械特性及耐热性优异的特点的机械机构部件、电气部件、电子部件及汽车部件的成型品。另外,由于本发明的成型品具有高度的耐漏电起痕性,所以特别是作为与电接触的部件、机器有用。
作为机械机构部件、电气部件、电子部件及汽车部件的具体的成型品,可以举出断路器、电磁开关、聚焦箱(a focus case)、回扫变压器、复印机或打印机的定影机用成型品、一般家庭电气制品、办公设备等的壳体、可变电容器外壳部件、各种端子板、变量器、印刷电路板、壳体、接线端子、线卷骨架、连接器、继电器、磁盘驱动器机箱(disc drive chassis)、变压器、开关部件、插座部件、电动机部件、插座、插头、电容器、各种外壳类、电阻器、组装有金属端子和导线的电气·电子部件、计算机关联部件、音响部件等声音部件、照明部件、电信设备关联部件、电话设备关联部件、空调部件、VTR或电视机等家电部件、复印机用部件、传真机用部件、光学设备用部件、汽车点火装置部件、汽车用连接器、及各种汽车用电气安装部件等。
实施例
接下来,通过实施例具体说明本发明的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的效果。以下给出实施例及比较例中使用的原料。此处,%及份均表示重量%及重量份,下述树脂名中的“/”表示共聚。
(A)热塑性聚酯树脂
<A-1>聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,使用TORAY(株)制“Torecon”(注册商标)、在邻氯苯酚溶液中于25℃的温度测定的特性粘度为0.80的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
<A-2>聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,使用TORAY(株)制“Torecon”(注册商标)、在邻氯苯酚溶液中于25℃的温度测定的特性粘度为1.00的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
<A-3>聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,使用三井化学(株)制“三井PET”(注册商标)J005、在邻氯苯酚溶液中于25℃的温度测定的特性粘度为0.63的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
<A-4>聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂,使用Shell Chemicals(株)“Korutera”(注册商标)CP509200、特性粘度为0.92的聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂。
(B)甲基丙烯酸树脂
<B-1>甲基丙烯酸树脂(住友化学(株)制“SUMIPEX”(注册商标)MHF、重均分子量9.5万、MFR(230℃、37.3N)2g/10分钟、玻璃化温度115℃、间同规整度47%)
<B-2>甲基丙烯酸树脂(住友化学(株)制“SUMIPEX”(注册商标)LG35、重均分子量10万、MFR(230℃、37.3N)35g/10分钟、玻璃化温度90℃、间同规整度39%)
(B’)主结构单元中的甲基丙烯酸酯小于50重量%的甲基丙烯酸共聚树脂
<B’-1>甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(新日铁住金化学(株)“Estyren”(注册商标)MS-300、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯=30重量%/70重量%)。
(C)磷系阻燃剂
(C-1)缩合磷酸酯
<C-1-1>1,3-亚苯基双(二2,6-二甲苯基磷酸酯),使用大八化学工业(株)制PX-200。
<C-1-2>4,4-双(二苯基磷酰基)-1,1-联苯,使用(株)ADEKA制FP-800。
(C-2)磷腈化合物
<C-2-1>交联苯氧基磷腈化合物,使用利用对亚苯基将通式(1)表示的环状苯氧基磷腈(通式(1)的n为3~20的混合物)交联而成的化合物,大冢化学(株)制SPB-100。
(C-3)有机次膦酸金属盐
<C-3-1>有机次膦酸金属盐,使用Clariant Japan(株)制“Exolit”(注册商标)OP-1240。
(D)氮系阻燃剂
<D-1>氰尿酸三聚氰胺,使用日产化学(株)制MC-4000、平均粒径为10μm的白色粉末。
(E)芳香族聚碳酸酯树脂
<E-1>芳香族聚碳酸酯树脂,使用出光兴产(株)制的A-2600。
(F)碱土金属盐
<F-1>碳酸钙,使用(株)Calfine制KSS1000。
<F-2>褐煤酸蜡的部分钙盐,使用Clariant Japan(株)制“Licowax”(注册商标)OP。
(G)玻璃纤维
<G-1>纤维直径约10μm的短切原丝状的玻璃纤维,使用日东纺织(株)制的3J948。
(H)其他添加剂
<H-1>磷酸长链烷基酯化合物,使用(株)ADEKA制“ADEKASTAB”(注册商标)AX-71。
<H-2>乙烯基系树脂,硅氧烷·丙烯酸复合芯壳型橡胶,使用MITSUBISHI RAYON(株)制“Metablen”(注册商标)S-2001。
<H-3>乙烯基系树脂,甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物,使用Dow Chemical(株)制“PARALOID”(注册商标)EXL-2603。
<H-4>受阻酚系抗氧化剂,四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷,使用BASF JAPAN(株)制“IRGANOX”(注册商标)1010。
<H-5>作为燃烧时熔融落下(滴下)防止剂起作用的氟系树脂、聚四氟乙烯,使用Du Pont-Mitsui Fluorochemicals(株)公司制“Teflon”(注册商标)6-J。
[各特性的测定方法]
实施例、比较例中,根据以下记载的测定方法,评价其特性。
1.拉伸物性
使用东芝机械制IS55EPN注射成型机,使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂作为(A)成分时,在成型温度250℃、模具温度80℃的温度条件下,此外,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂作为(A)成分时,在成型温度280℃、模具温度80℃的温度条件下,此外,使用聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂作为(A)成分时,在成型温度265℃、模具温度80℃的各温度条件下,在注射时间和保压时间共计10秒、冷却时间10秒的成型周期条件下,得到试验片厚度1/8英寸(约3.2mm)厚的ASTM1号哑铃形的拉伸物性评价用试验片。使用得到的机械强度评价用试验片,按照ASTMD638(2005年)测定拉伸断裂强度及拉伸断裂伸长率,值采用3片测定值的平均值。
对于拉伸断裂伸长率小于2.5%的材料,判断为韧性差,将拉伸断裂强度及拉伸断裂伸长率的数字大的材料判断为韧性优异。
2.耐热性
使用东芝机械制IS55EPN注射成型机,在与上述1.项的拉伸物性相同的注射成型条件下,得到1/8英寸(约3.18mm)厚的哑铃形的热变形温度评价用试验片。使用得到的热变形温度评价用试验片,根据ASTMD648(2005年),在测定负荷1.82MPa的条件下测定热变形温度,值采用3片测定值的平均值。
3.阻燃性
使用东芝机械制IS55EPN注射成型机,在与上述1.项的拉伸物性相同的注射成型条件下,得到1/32英寸(约0.79mm)厚的燃烧试验片。使用得到的燃烧试验片,根据UL94垂直试验中规定的评价基准,评价阻燃性。阻燃性按V-0>V-1>V-2的顺序下降而被赋予等级。另外,燃烧性差、未达到上述V-2、不属于上述阻燃性等级的材料,视为标准外。
4.渗出
使用东芝机械制IS55EPN注射成型机,在与上述1.项的拉伸物性相同的注射成型条件下,得到试验片厚度为1/8英寸(约3.2mm)厚的ASTM1号哑铃形的拉伸物性评价用试验片。将得到的ASTM1号哑铃片投入到被设定为80℃×95%RH的温度和湿度的ESPEC(株)公司制恒温恒湿器LHL-113中400小时,进行湿热处理。通过目视观察湿热处理后的成型品外观,进行以下渗出的判定。渗出的成型品是大大损害商品价值的成型品。
A:成型品中未观察到液状或白粉状的渗出。
B:成型品的一部分或到处观察到液状或白粉状的渗出。
5.耐漏电起痕性
使用东芝机械制IS55EPN注射成型机,在成型温度250℃、模具温度80℃的条件下,得到被注射成型的80mm×80mm×厚3mm的矩形板。使用得到的矩形板,根据IEC60112:2003的相比漏电起痕指数的测定方法,使用0.1%氯化铵水溶液作为电解质溶液,测定相比漏电起痕指数。
6.阻燃剂层厚度测定
使用东芝机械制IS55EPN注射成型机,在成型温度250℃、模具温度80℃的条件下,得到被注射成型的80mm×80mm×厚3mm的矩形板。使用得到的矩形板,将矩形板在距离地面30cm高处相对于地面水平设置,使用根据UL94垂直试验的燃烧器和火焰,在燃烧器口从矩形板的下表面分开20mm的状态下,对矩形板下表面中心部进行燃烧处理5秒。对于燃烧处理后的矩形板的燃烧处理面的中心部200μm×200μm的范围,使用飞行时间型二次离子质谱仪TOF.SIMS5(ION-TOF GmbH公司制)对试样表面照射经脉冲化的一次离子(Bi3 +(加速电压30kV)),测量从试样表面释放的二次离子自试样到达检测器的时间的分布,得到最表面的二次离子的质量分布(质谱)。进而,为了研究深度方向上的质谱的变化,使用蚀刻专用的离子束(Ar-GCIB(气体离化团束)(加速电压5kV、团束尺寸(中央值)Ar1500)),进行燃烧处理后的矩形板的燃烧处理面的中心部600μm×600μm范围的蚀刻,对于进行了蚀刻的区域的中心部200μm×200μm范围的二次离子的质谱,按照蚀刻时间每1秒进行测量,得到各蚀刻深度处的二次离子的质谱。由得到的二次离子的质谱,求出最表面及各蚀刻深度处的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)峰即C7H4O2 -峰和来自磷系阻燃剂即磷酸化合物PO2 -峰的强度,相对于深度进行作图。需要说明的是,针对未进行燃烧处理的矩形板在同条件下进行测定,对于测定后的由蚀刻产生的坑的深度使用触针式表面粗糙度计进行测量,算出蚀刻速度,将蚀刻时间换算成深度。此时,将各蚀刻深度的C7H4O2 -的强度设为1时的各蚀刻深度的PO2 -的强度为10以上的深度范围作为阻燃剂层。
[实施例1~52]、[比较例1~27]
使用螺杆径30mm、L/D35的带有同方向旋转出口的双螺杆挤出机(日本制钢所制、TEX-30α),将(A)热塑性聚酯树脂、(B)甲基丙烯酸树脂、(C)磷系阻燃剂、(D)氮系阻燃剂、及根据需要的其他材料等按表1~表8所示的含有组成进行混合,从双螺杆挤出机的后装部进行添加。在后装部和出口部的中途设置侧送料器来添加(G)玻璃纤维。进而,在混炼温度260℃、螺杆旋转150rpm的挤出条件下进行熔融混合,以条片状排出,通过冷却浴,利用线束切割器进行颗粒化。
使用110℃的温度的热风干燥机将得到的颗粒干燥6小时,然后使用东芝机械制IS55EPN注射成型机,得到各种成型品。利用上述测定方法测定各种值,其结果示于表1~表8。
通过实施例1~7与比较例1~2、及实施例19~25与比较例13~14的比较可知,本发明的热塑性聚酯树脂含量50~95重量份、甲基丙烯酸树脂含量5~50重量份的范围内的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的阻燃性为V-2以上、且相比漏电起痕指数为400V以上,阻燃性和耐漏电起痕性的均衡性优异。
另外,由实施例2和实施例1和7、实施例20和实施例19和25的比较可知,本发明的热塑性聚酯树脂含量70~90重量份、甲基丙烯酸树脂含量10~30重量份的范围内的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的阻燃性为V-0,相比漏电起痕指数为500V以上,阻燃性和耐漏电起痕性的均衡性特别优异。
另外,作为(B)甲基丙烯酸树脂,使用主结构单元中的甲基丙烯酸酯小于50%的甲基丙烯酸共聚树脂的比较例12和比较例23的阻燃性不充分。
由实施例2、8~9和比较例3~6、及实施例20、26~27和比较例15~17的比较可知,含有2种以上(C)磷系阻燃剂的阻燃性热塑性聚酯树脂在维持阻燃性V-2以上的状态下,获得了拉伸断裂伸长率为2.5%以上的高度的韧性。含有(C-3)有机次膦酸金属盐的OP-1240的比较例6虽然能够维持阻燃性,但拉伸断裂伸长率为2.5%以下,韧性下降。
另外,由实施例51~52和比较例24~27的比较可知,合用(C-1)缩合磷酸酯和(C-2)磷腈化合物作为(C)磷系阻燃剂的实施例51~52,与不合用(C)磷系阻燃剂的比较例24~27相比,阻燃剂层厚度厚,阻燃性优异。
由改变了(C-1)/(C-3)的含量比的实施例2和实施例12~13的比较可知,(C-1)/(C-3)的含量比在20/80~40/60的范围内的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的韧性和阻燃性的均衡性优异。
由改变了(C-1)/(C-2)的含量比的实施例20和实施例30~35的比较可知,(C-1)/(C-2)的含量比在15/85~85/15的范围内的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的阻燃性优异,(C-1)/(C-2)的含量比在30/70~70/30的范围内的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的阻燃性更优异。
由改变了(C-1)/(C-1)的含有比的实施例26和实施例36~37的比较可知,(C-1)/(C-1)的含量比在30/70~70/30的范围内的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的阻燃性优异。
另外,由含有(C-1)/(C-2)作为(C)磷系阻燃剂的实施例20和含有(C-1)/(C-1)作为(C)磷系阻燃剂的实施例26、含有(C-1)/(C-3)作为(C)磷系阻燃剂的实施例29、含有(C-2)/(C-3)作为(C)磷系阻燃剂的实施例28的比较可知,含有(C-1)/(C-2)的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其阻燃性、耐漏电起痕性、拉伸强度及拉伸伸长率的均衡性优异。
由实施例2和实施例10~11的比较可知,(C)磷系阻燃剂的含量在20~60重量份的范围内的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其阻燃性和韧性的均衡性优异。
另外,不含(C)磷系阻燃剂的比较例7和比较例18的阻燃性变成标准外。另一方面,含有大于70重量份(C)磷系阻燃剂的比较例8~9和比较例19~20,虽然获得了阻燃性,但拉伸断裂伸长率小于2.5%,韧性不充分。
另外,不含(D)氮系阻燃剂的比较例10和比较例21的阻燃性不稳定,变成标准外。另一方面,含有大于90重量份(D)氮系阻燃剂的比较例11和比较例22,虽然获得了阻燃性,但拉伸断裂伸长率小于2.5%,韧性变得不充分。
由实施例41和实施例20的比较可知,含有(E)芳香族聚碳酸酯树脂的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其阻燃性和韧性提高,能够抑制渗出。另一方面,由实施例20和实施例42的比较可知,(E)芳香族聚碳酸酯树脂的含量为50重量份以下的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的相比漏电起痕指数优异。
另外,由实施例19~20及实施例41、43~44的比较可知,(C-1)缩合磷酸酯和(C-2)磷腈化合物的总含量相对于(B)甲基丙烯酸树脂和(E)芳香族聚碳酸酯树脂的总含量之比({(C-1)+(C-2)}/{(B)+(E)})在50/50~30/70(重量比)的范围内的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其阻燃性为V-1以上,没有发生渗出,阻燃性和渗出抑制的均衡性优异。
由实施例2和实施例14~15、实施例20和实施例38~39的比较可知,通过含有(F)碱土金属盐,相比漏电起痕指数提高。
另外,由实施例14和15及实施例38和39的比较可知,含有碳酸钙作为(F)碱土金属盐的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其耐漏电起痕性进一步提高。
另外,由实施例14和16及实施例38和40的比较可知,含有5重量份以下的(F)碱土金属盐的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其在维持了耐漏电起痕性的状态下,获得了高度的韧性。
由实施例17、实施例45和实施例2及实施例20的比较可知,含有(G)玻璃纤维的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物的拉伸强度和热变形温度提高。
另外,由实施例2和实施例18、实施例20和实施例46~50的比较确认了,在根据需要含有(H)其他添加剂时,也能发挥本发明的效果。
表1~5及8的实施例中记载的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其在维持高度的阻燃性(V-2以上)的状态下,耐漏电起痕性(相比漏电起痕指数400V以上)及韧性(拉伸断裂伸长率2.5%以上)的均衡性优异,得到了特别适合于在电场附近使用的材料的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物。
Claims (12)
1.一种阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,相对于(A)热塑性聚酯树脂50~95重量份和(B)甲基丙烯酸树脂5~50重量份的总计100重量份,含有选自(C-1)缩合磷酸酯、(C-2)磷腈化合物及(C-3)有机次膦酸金属盐中的2种以上的(C)磷系阻燃剂1~70重量份及(D)氮系阻燃剂1~90重量份。
2.如权利要求1所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其中,(A)热塑性聚酯的含量为70~90重量份,而且(B)甲基丙烯酸树脂的含量为10~30重量份。
3.如权利要求1或2所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其中,(C)磷系阻燃剂含有(C-1)缩合磷酸酯及(C-2)磷腈化合物。
4.如权利要求3所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其中,关于(C-1)缩合磷酸酯与(C-2)磷腈化合物的含量比,相对于(C-1)缩合磷酸酯和(C-2)磷腈化合物的总计100重量%,(C-1)缩合磷酸酯为30~70重量%,(C-2)磷腈化合物为70~30重量%。
5.如权利要求1~4中任一项所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其进一步含有相对于(A)热塑性聚酯树脂和(B)甲基丙烯酸树脂的总计100重量份而言为1~50重量份的(E)芳香族聚碳酸酯树脂。
6.如权利要求5所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其中,(C-1)缩合磷酸酯和(C-2)磷腈化合物的总含量相对于(B)甲基丙烯酸树脂和(E)芳香族聚碳酸酯树脂的总含量之比即{(C-1)+(C-2)}/{(B)+(E)}为50/50~30/70(重量比)。
7.如权利要求1~6中任一项所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其进一步含有相对于(A)热塑性聚酯树脂和(B)甲基丙烯酸树脂的总计100重量份而言为0.01~5重量份的(F)碱土金属盐。
8.如权利要求7所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其中,(F)碱土金属盐为碳酸钙。
9.如权利要求1~8中任一项所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物,其进一步含有相对于(A)热塑性聚酯树脂和(B)甲基丙烯酸树脂的总计100重量份而言为1~150重量份的(G)玻璃纤维。
10.一种成型品,是将权利要求1~9中任一项所述的阻燃性热塑性聚酯树脂组合物熔融成型而形成的。
11.如权利要求10所述的成型品,其中,依据IEC60112的相比漏电起痕指数为400V以上。
12.如权利要求10或11所述的成型品,其中,燃烧时来自磷系阻燃剂的层从表层开始形成20nm以上。
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