CN107735445A - 高反射阻燃热塑性树脂组合物、成形体和照明机器用反射板 - Google Patents

高反射阻燃热塑性树脂组合物、成形体和照明机器用反射板 Download PDF

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Abstract

一种含有下述成分(A)～(D)的热塑性树脂组合物。(A)热塑性树脂：100质量份、(B)白色颜料：5～40质量份、(C)熔点为250℃以下的阻燃剂：2～40质量份、(D)阻燃助剂：1～15质量份。

Description

高反射阻燃热塑性树脂组合物、成形体和照明机器用反射板
技术领域
本发明涉及热塑性树脂组合物。更详细而言，涉及光反射率高、阻燃性优异的热塑性树脂组合物。
背景技术
灯饰招牌、照明器具、显示装置等为了高效地利用光源发出的光而在光源的周围使用用于反射光的反射体。通过反射体，除了能够利用源自光源的直接光之外，还能够利用将光源的照射至侧部等的光用反射体反射而得到的间接光(反射光)，从而对想要用照明照亮的区域、方向高效地照射光。
作为反射体，使用例如含有氧化钛等的树脂组合物。树脂组合物能够成形为各种形状，因此，可以考虑光源的种类、大小和使用环境等而加工成适当的形状。
另一方面，为了不因光源的放热而起火，对反射体要求阻燃性，因此，树脂组合物中添加有阻燃剂。
例如，专利文献1和2公开了含有氧化钛、阻燃剂的树脂组合物。专利文献1和2中，制作了反射率为93～95％且具有阻燃性的树脂组合物。然而，要求具有更高反射率的树脂组合物。
作为提高树脂组合物的反射率的方法，可以考虑增加树脂组合物中的氧化钛的含量。然而，为了对树脂组合物赋予充分的阻燃性而配合有阻燃剂时，存在阻燃剂阻碍由氧化钛带来的反射率提高这一问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-155230号公报
专利文献2：日本特开2014-152293号公报
发明内容
本发明的目的是，提供具有高反射率的阻燃性树脂组合物。
根据本发明，提供以下的热塑性树脂组合物等。
1.一种热塑性树脂组合物，其含有下述成分(A)～(D)。
(A)热塑性树脂：100质量份
(B)白色颜料：5～40质量份
(C)熔点为250℃以下的阻燃剂：2～40质量份
(D)阻燃助剂：1～15质量份
2.一种热塑性树脂组合物，其含有下述成分(A)～(D)。
(A)热塑性树脂：100质量份
(B)白色颜料：5～40质量份
(C)熔点为250℃以下的阻燃剂：10～40质量份
(D)阻燃助剂：1～15质量份
3.根据1或2所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(B)为二氧化钛或硫化锌。
4.根据1～3中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(B)为二氧化钛。
5.根据1～4中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(C)为溴系阻燃剂。
6.根据1～5中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(C)包含源自双酚A或双酚S的结构。
7.根据1～6中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(C)包含源自双酚A的结构。
8.根据1～7中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(C)为2，2-双[3，5-二溴-4-(2，3-二溴丙氧基)苯基]丙烷。
9.根据1～8中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(D)为锑化合物。
10.根据1～9中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(D)为锑的氧化物。
11.根据1～10中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(D)为Sb2O3。
12.根据1～11中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(A)包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
13.根据1～12中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(B)与成分(C)的质量比(白色颜料∶阻燃剂)为1∶8～9∶1。
14.根据1～13中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，上述成分(B)与成分(C)的质量比(白色颜料∶阻燃剂)为3∶7～7∶3。
15.一种成形体，其包含1～14中任一项所述的热塑性树脂组合物。
根据本发明，能够提供具有高反射率的阻燃性树脂组合物。
具体实施方式
本发明的第一树脂组合物的特征在于，其以下述质量份包含下述成分(A)～(D)。
(A)热塑性树脂：100质量份
(B)白色颜料：5～40质量份
(C)熔点为250℃以下的阻燃剂：2～40质量份
(D)阻燃助剂：1～15质量份
本发明的第二树脂组合物的特征在于，其以下述质量份包含下述成分(A)～(D)。
(A)热塑性树脂：100质量份
(B)白色颜料：5～40质量份
(C)熔点为250℃以下的阻燃剂：10～40质量份
(D)阻燃助剂：1～15质量份
本发明的第一树脂组合物与本发明的第二树脂组合物除了(C)熔点为250℃以下的阻燃剂的含量不同之外，其余相同。以下，有时将本发明的第一树脂组合物和本发明的第二树脂组合物统称为“本发明的树脂组合物”。
此外，本说明书中，“x～y”表示“x以上且y以下”。
本发明中，使用熔点为250℃以下的阻燃剂。由此，能够降低由阻燃剂导致的反射率降低。以往，即使增加白色颜料的添加量，反射率的提高也会因阻燃剂的阻碍效果而存在极限。例如，赋予特定的阻燃性时，树脂组合物的反射率的极限为95％左右。本发明发现：通过使用熔点为250℃以下的阻燃剂，反而使阻燃剂有助于提高反射率。其结果，本发明能够具有高阻燃性，且例如使反射率为98％以上。以下，针对各成分进行说明。
(A)热塑性树脂
作为本发明中使用的热塑性树脂，可列举出聚丙烯系树脂、聚乙烯系树脂等。热塑性树脂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
作为聚丙烯系树脂，可列举出丙烯均聚物、丙烯与除了丙烯之外的α-烯烃形成的无规共聚物、丙烯与除了丙烯之外的α-烯烃形成的嵌段共聚物等。
作为除了丙烯之外的α-烯烃，可列举出乙烯、1-丁烯等。
作为聚乙烯系树脂，可列举出聚乙烯均聚物、乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物等。
(A)热塑性树脂优选为聚丙烯系树脂、或者聚丙烯系树脂与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物。
(A)热塑性树脂为聚丙烯系树脂与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物时，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的含量相对于聚丙烯系树脂100质量份优选为0.5～30质量份、更优选为1.0～20质量份、进一步优选为1.5～10质量份、特别优选为2.0～4.0质量份。如果乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的含量为上述范围，则能够得到更高的反射率而不招致阻燃性的降低。
(B)白色颜料
作为本发明中使用的白色颜料，可列举出二氧化钛、氧化铝、氧化锆、硫化锌、氧化锌、氧化镁、氧化锑、二氧化硅、钛酸钾、硫酸钡、碳酸钙、硅酮粒子、无机中空粒子等。
从白色颜料的分散性的观点出发，白色颜料的平均粒径优选为0.01～0.5μm、更优选为0.1～0.4μm、进一步优选为0.15～0.3μm。
可以利用硅化合物、铝化合物、有机物等对白色颜料适当进行表面处理，可列举出例如烷基化处理、三甲基甲硅烷基化处理、硅酮处理、利用偶联剂的处理等。
白色颜料可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
作为本发明中使用的白色颜料，从高光反射率和获取容易性的观点出发，优选为二氧化钛或硫化锌，特别优选为二氧化钛。
二氧化钛可以利用锐钛矿型、金红石型、板钛矿型中的任一者，特别优选为结构最稳定的金红石型。
作为二氧化钛，优选为用选自无机化合物和有机化合物的组中的至少一种以上进行了表面处理的粉粒体。
作为无机化合物，可列举出铝、硅、锆、钛、锑、锡或铈等金属的含水氧化物、氧化物、氢氧化物和硅氧烷等。作为有机化合物，可列举出多元醇、硅烷偶联剂等。
尤其是，用二氧化硅、氧化铝进行了表面处理的二氧化钛从在室外、光源附近历经较长时间后防止阻燃树脂组合物的劣化这一点出发是优选的，用多元醇进行了表面处理的二氧化钛从在阻燃树脂组合物中的分散性优异这一点出发是优选的。
白色颜料的配合量相对于热塑性树脂100质量份设为5～40质量份。如果为该范围，则能够得到具有充分反射率的树脂组合物。白色颜料的配合量优选为13～38质量份、更优选为21～36质量份、特别优选为29～34质量份。
(C)阻燃剂
本发明中，使用熔点为250℃以下的阻燃剂。如果是熔点为250℃以下，则种类不限。此外，熔点使利用差示扫描量热计(DSC)测定的值。阻燃剂的熔点优选为50℃以上且250℃以下、更优选为70℃以上且200℃以下、进一步优选为80℃以上且150℃以下、特别优选为90℃以上且120℃以下。
以往，通常使用的高熔点的阻燃剂在组合物中以固体的形式残留，因此可以认为其具有遮蔽白色颜料的提高反射率的效果这一性质。另一方面，推测低熔点的阻燃剂因混炼时施加的热而暂时熔融，因此其在树脂中的分散性变得良好，在组合物中呈现小粒子的状态。其结果可推测：即使为了赋予高阻燃性而添加必要量的阻燃剂，也不会阻碍白色颜料的提高反射率的效果。
此外，通过大量分散在树脂中，还具有抑制树脂组合物的耐冲击性降低的效果。
作为熔点为250℃以下的阻燃剂，可列举出例如溴系阻燃剂或磷系阻燃剂。其中，优选为溴系阻燃剂。
作为溴系阻燃剂，可列举出2，2-双[3，5-二溴-4-(2，3-二溴丙氧基)苯基]丙烷、双[3，5-二溴-4-(2，3-二溴丙氧基)苯基]砜、磷酸三[3-溴-2，2-双(溴甲基)丙基]酯、丙烯酸五溴苯甲基酯聚合物、1，2，5，6，9，10-六溴环十二烷、2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪、2，2-双(溴甲基)-1，3-丙二醇、三溴新戊醇、2，2-双(4-烯丙氧基-3，5-二溴苯基)丙烷、BC-52四溴双酚A、BC-58四溴双酚A、四溴双酚A、异氰尿酸三(2，3-二溴丙基)酯、1，1’-[亚甲基双氧基]双(2，4，6-三溴苯)、丙烯酸五溴苯甲基酯、三溴苯酚丙烯酸酯、八溴二苯醚、2，2’-[异丙叉基双[(2，6-二溴-4，1-亚苯基)氧基]]二乙醇、N-甲基六溴二苯胺、TBA双溴乙醚等。
本发明中，阻燃剂优选包含源自双酚A或双酚S的结构。由此，能够以少量的添加来高效地赋予阻燃性。特别优选包含源自双酚A的结构。此处，“源自…的结构”的含义是指，包括在双酚A或双酚S上进一步取代有官能团的结构和/或一部分羟基进行酯化等后的结构。
具体而言，可列举出2，2-双[3，5-二溴-4-(2，3-二溴丙氧基)苯基]丙烷、双[3，5-二溴-4-(2，3-二溴丙氧基)苯基]砜等。优选为2，2-双[3，5-二溴-4-(2，3-二溴丙氧基)苯基]丙烷。
阻燃剂的配合量相对于热塑性树脂100质量份设为2～40质量份。如果为该范围，则能够得到具有充分阻燃性的树脂组合物。阻燃剂的配合量优选为7～40质量份、更优选为10～35质量份、进一步优选为13～35质量份、特别优选为16～30质量份、最优选为19～25质量份。
本发明的树脂组合物中的白色颜料与阻燃剂的质量比(白色颜料∶阻燃剂)优选为1∶8～9∶1、更优选为3∶7～7∶3、进一步优选为4∶6～6∶4、特别优选为5∶5～6∶4。如果为该范围，则具有更高的反射率，且能够实现更高的薄壁阻燃性。
(D)阻燃助剂
作为阻燃助剂，没有特别限定，可以使用例如三氧化锑、五氧化锑等锑化合物；硼酸锌、聚四氟乙烯、金属氧化物、二氧化硅、水滑石、碳酸氢镁、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化钒、氧化钼及其表面处理品、三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸酯、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、单季戊四醇、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯、聚四氟乙烯等。其中，优选为锑化合物，更优选为锑的氧化物，特别优选为三氧化锑(Sb2O3)。
阻燃助剂的含量相对于热塑性树脂100质量份设为1质量份～15质量份。阻燃助剂的配合量优选为3～13质量份、更优选为5～11质量份、特别优选为7～9质量份。
本发明的树脂组合物可以在上述成分(A)～(D)之外还包含其它成分，也可以实质上仅由成分(A)～(D)组成。
本发明中，“实质上”是指：组合物的90质量％以上且100质量％以下(优选为95质量％以上且100质量％以下)为成分(A)～(D)。
作为其它成分，可列举出下述添加剂等。此外，在不损害本发明效果的范围内，也可以包含其它不可避免的杂质。
本发明的树脂组合物中，除了上述成分(A)～(D)之外，根据需要也可以配合紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、结晶成核剂、软化剂、抗静电剂、填充剂等添加剂。添加剂的含量只要是本发明的树脂组合物的特性不会受损的范围，就没有特别限制。
本发明的树脂组合物可通过将上述成分(A)～(D)和根据需要配合的任意添加剂进行熔融混炼来制造。例如，可通过利用挤出成形机等将上述成分的混合物进行熔融混炼，并利用造粒机进行造粒而加工成粒料。此外，熔融混炼时的温度只要是比所用的(C)阻燃剂的熔点高的温度即可，例如可以在250℃以下进行熔融混炼。
此外，通过利用各种成形机对本发明的树脂组合物或粒料进行赋形，能够制成反射板等成形体。成形方法没有特别限定，可以应用注射成形、异形挤出成形、片材挤出成形等公知的方法。
本发明的成形体是将本发明的树脂组合物进行成形而得到的，反射性高且具有优异的阻燃性。因此，本发明的成形体可适合地用作照明器具用的反射体等。此外，本发明的成形体的用途不限定于此。
实施例
实施例1～6、比较例1～7
(1)造粒工序
以表1所示的配合将各成分混合而制成原料混合物。使用螺杆口径为35mm的双螺杆挤出成形机，将机筒温度设定为230℃，并将原料混合物进行熔融混炼。将从模具喷出的线料用冷却浴进行冷却，并用造粒机切断，从而制作树脂组合物的粒料。
(2)试验片的制作
利用将机筒温度设为210℃、模具温度设为50℃的注射成形机，对上述(1)中得到的粒料进行成形，制作下述的平板和试验片。
·平板
长：80mm、宽：80mm、厚：3.2mm
·阻燃性评价用的试验片
长：127mm、宽：12.7mm、厚：0.8mm
针对所制作的试样，利用下述方法进行评价。将结果示于表1和2。
(1)反射率
将制作的平板作为反射率测定用试样。关于反射率，使用分光光度计(V-650、积分球(150mmΦ)：ILV-724(日本分光公司))，测定波长550nm处的值。
本发明中，反射率优选为96％以上、更优选为97％以上、特别优选为98％以上。
(2)阻燃性
利用基于UL94的方法(50W(20mm火焰)垂直燃烧试验)进行评价。使用了上述阻燃性评价用的试验片(垂直燃烧试验片)。基于UL94的阻燃性的等级从阻燃性高的一侧起始示作V-0、V-1、V-2。本发明中，阻燃性的等级优选为V-2以上、更优选为V-1以上、特别优选为V-0。此外，表2中，“NOT V”表示处于UL94的标准外。
[表1]
[表2]
表1和2记载的各成分如下所示。
[成分(A)]
·树脂A：聚丙烯(HP648N、HMC Polymers公司)
·树脂B：聚丙烯(E-185G、Prime Polymer公司)
·树脂C：聚乙烯(5305E、Prime Polymer公司)
·树脂D：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(NUC-3461、NUC公司))
[成分(B)]
·白色颜料：TiO2(CR-60、石原产业公司)
[成分(C)]
·阻燃剂A：Br系阻燃剂(XZ-6800、寿光市海洋化工有限公司、熔点为105～117℃)
·阻燃剂B：Br系阻燃剂(SAYTEX8010、Albemarle Japan公司、熔点为345℃)
此外，本发明中的阻燃剂的熔点是通过基于JIS K 7121的方法，使用差示扫描量热计(DSC)测定的值。具体而言，将5～10mg试样以10℃/分钟的升温速度从25℃升温至可观测到熔融峰的温度以上，将所得DSC曲线中的熔融峰的顶点温度作为熔点。
[成分(D)]
·阻燃助剂：Sb2O3(Patox-MK、日本精矿公司)
[其它]
·滑石(SW-B、浅田制粉公司)
由实施例可以确认：本发明的树脂组合物具有以往难以实现的高反射率，并且，还能够实现高薄壁阻燃性。
产业上的可利用性
本发明的树脂组合物可用于例如照明器具的反射体等。
以上详细说明了几个本发明的实施方式和/或实施例，但本领域技术人员容易在实质上不脱离本发明的新教导和效果的情况下，对这些例示的实施方式和/或实施例施加大量变更。因此，这些大量变更也包括在本发明的范围内。
将成为本申请的巴黎公约优先权基础的日本申请说明书的内容全部并入本文。

Claims (15)

1.一种热塑性树脂组合物，其含有下述成分(A)～(D)：
(A)热塑性树脂：100质量份
(B)白色颜料：5～40质量份
(C)熔点为250℃以下的阻燃剂：2～40质量份
(D)阻燃助剂：1～15质量份。
2.一种热塑性树脂组合物，其含有下述成分(A)～(D)：
(A)热塑性树脂：100质量份
(B)白色颜料：5～40质量份
(C)熔点为250℃以下的阻燃剂：10～40质量份
(D)阻燃助剂：1～15质量份。
3.根据权利要求1或2所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(B)为二氧化钛或硫化锌。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(B)为二氧化钛。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(C)为溴系阻燃剂。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(C)包含源自双酚A或双酚S的结构。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(C)包含源自双酚A的结构。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(C)为2，2-双[3，5-二溴-4-(2，3-二溴丙氧基)苯基]丙烷。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(D)为锑化合物。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(D)为锑的氧化物。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(D)为Sb2O3。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(A)包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(B)与成分(C)的质量比、即白色颜料∶阻燃剂为1∶8～9∶1。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的热塑性树脂组合物，其中，所述成分(B)与成分(C)的质量比、即白色颜料∶阻燃剂为3∶7～7∶3。
15.一种成形体，其包含权利要求1～14中任一项所述的热塑性树脂组合物。
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