CN111801381B - 阻燃高衰减材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阻燃性优异的高衰减材料。阻燃高衰减材料含有：(A)苯乙烯系弹性体100质量份、(B)温度40℃下的运动粘度为380mm2/s以上的高粘度油68～72质量份、(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂72～132质量份、(D)有机次膦酸金属盐系阻燃剂121～173质量份以及(E)增粘树脂90～186质量份。

Description

阻燃高衰减材料
技术领域
本发明涉及一种阻燃高衰减材料。
背景技术
以往，作为打印机、投影仪的风扇、此外作为变换器的一种的功率调节器等设备的减振对策，使用衰减性高的减振性材料。作为这样的减振性材料，例如，已知含有热塑性高分子有机材料、石蜡系加工油以及氢化石油树脂的物质(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-19853号公报
发明内容
发明要解决的问题
再者，通常对电气设备要求阻燃性。上述专利文献1中记载的减振性材料发挥优异的减振性，但对于阻燃性还不充分，要求进一步改良。
本发明是基于上述情况而完成的，其目的在于提供一种阻燃性优异的高衰减材料。
技术方案
为了解决上述问题而进行了深入研究，结果得到如下见解：通过使用下述组合物，能得到阻燃性优异的阻燃高衰减材料，所述组合物在苯乙烯系的弹性体中以规定的比例含有高粘度油、聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂、有机次膦酸金属盐系阻燃剂以及增粘树脂。
即本发明为一种阻燃高衰减材料，其含有：
(A)苯乙烯系弹性体100质量份；
(B)温度40℃下的运动粘度为380mm2/s以上的高粘度油68～72质量份；
(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂72～132质量份；
(D)有机次膦酸金属盐系阻燃剂121～173质量份；以及
(E)增粘树脂90～186质量份。
一般而言，在高衰减材料中配合有阻燃剂，但本发明是基于如下发现而完成的，即，通过以规定的比例配合至少规定的两种磷系阻燃剂，阻燃性大幅提高。与以往的材料相比，这样的阻燃高衰减材料的阻燃性更优异。
上述阻燃高衰减材料可以含有作为阻燃助剂的氢氧化镁和碳。
有益效果
根据本发明，可得到阻燃性优异的高衰减材料。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。本发明为一种高衰减材料，其含有：
(A)苯乙烯系弹性体100质量份；
(B)温度40℃下的运动粘度为380mm2/s以上的高粘度油68～72质量份；
(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂72～132质量份；
(D)有机次膦酸金属盐系阻燃剂121～173质量份；以及
(E)增粘树脂90～186质量份。
作为用作基材树脂的上述(A)苯乙烯系弹性体，可列举出聚苯乙烯嵌段与柔软的聚烯烃结构的弹性体嵌段的嵌段共聚物。具体而言，可以使用选自聚苯乙烯-聚(乙烯/丙烯)嵌段(SEP)、聚苯乙烯-聚(乙烯/丙烯)嵌段-聚苯乙烯(SEPS)、聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)嵌段-聚苯乙烯(SEBS)、聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯/丙烯)嵌段-聚苯乙烯(SEEPS)等中的一种以上。
这些苯乙烯系弹性体在宽的温度范围内示出如橡胶一样的高弹性、高强度，其耐热劣化性、耐候性、低温特性优异。
作为苯乙烯系弹性体(例如，SEEPS)，可列举出商品名“SEPTON 4055”(株式会社可乐丽制)、商品名“SEPTON 4077”(株式会社可乐丽制)、商品名“SEPTON 4099”(株式会社可乐丽制)等。
作为用作软化剂的上述(B)高粘度油，例如可以使用选自石蜡系加工油、环烷系加工油、芳香系加工油、聚α烯烃(PAO)、液态聚丁烯以及液态聚异丁烯等中的一种以上。
优选的是，本发明中使用的高粘度油是温度40℃下的运动粘度为380mm2/s以上以的石蜡系加工油。石蜡系加工油与作为基材树脂的上述(A)苯乙烯系弹性体的相容性高，能抑制渗油的产生。此外，能抑制因渗油产生的油移动至上述阻燃高衰减材料的被粘物而导致被粘物被污染。
作为高粘度的石蜡系加工油，例如可以利用Diana process oil PW-380(商品名，出光兴产株式会社制，Mw＝750，Mw/Mn＝1.15，运动粘度(40℃)＝380mm2/s)等。
相对于(A)苯乙烯系弹性体100质量份，高粘度油的配合比例为68～72质量份，优选为69～72质量份。当高粘度油的含量为68质量份以上时，硬度降低，减振性变得良好。另一方面，当高粘度油的含量为72质量份以下时，能抑制渗油的产生、粘性。
如上述那样，本发明的阻燃高衰减材料通过含有至少规定的两种磷系阻燃剂，大幅提高了阻燃性。两种磷系阻燃剂是(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂和(D)有机次膦酸(Phosphinic Acid)金属盐系阻燃剂。作为金属，例如可列举出Al、Mg、Ca、Ti、Zn、Sn等。
对于这些阻燃剂的配合比例而言，相对于(A)苯乙烯系弹性体100质量份，(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂为72～132质量份，优选为79～108质量份；(D)有机次膦酸金属盐系阻燃剂为121～173质量份，优选为127～159质量份。通过使它们的配合比例分别为72质量份、121质量份以上，能得到充分的阻燃性。此外，当它们的配合比例分别132质量份、173质量份以下时，高衰减材料中的阻燃剂的配合比例得到抑制，因此能确保作为高衰减材料的特性的重要的减振性(损失系数)。
相对于整体，高衰减材料中的阻燃剂((C)与(D)之和)的配合比例为37～48质量份，优选为39～46质量份。当阻燃剂的配合比例为37质量份以上时，能得到充分的阻燃性，通过使阻燃剂的配合比例少于48质量份，能抑制配合比例而使减振性良好。此外，(C)与(D)的质量比优选在1:1～5:11的范围内。当质量比在该范围内时，容易得到两种阻燃剂的协同效果。
作为上述(E)的增粘树脂，可以将与苯乙烯系弹性体具有亲和性的、例如选自氢化萜烯树脂、萜烯树脂、芳香族改性萜烯树脂、脂肪族系石油树脂、氢化松香酯、芳香族系树脂、苯乙烯系树脂等中的一种以上混合使用。
作为增粘树脂，例如可以使用Alcon P-100(商品名，荒川化学工业株式会社制，软化点100±5℃)。
相对于(A)苯乙烯系弹性体100质量份，增粘树脂的配合比例为90～186质量份，优选为101～158质量份。当增粘树脂的含量为90质量份以上时，损失系数升高，减振性提高。另一方面，通过使增粘树脂的含量为186质量份以下，能确保阻燃性，并且抑制了粘性。
而且，也可以含有作为阻燃助剂的氢氧化镁和/或碳。
只要不损害本发明的目的，阻燃高衰减材料还可以配合其他成分。作为其他成分，例如可列举出着色剂(颜料、染料等)、导电性填料、紫外线吸收剂、增塑剂、防腐剂、溶剂等以及其他种类的阻燃剂。
本实施方式的阻燃高衰减材料可以将(A)苯乙烯系弹性体、(B)温度40℃下的运动粘度为380mm2/s以上的高粘度油、(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂、(D)有机次膦酸金属盐系阻燃剂以及(E)增粘树脂以规定的比例混合，通过使用捏合机、挤出机等进行加热溶融/混炼而制作。此外，可以根据需要添加着色剂等添加剂。
混炼后，例如可以通过注塑成型、挤压成型、T模头挤出成型等成型为片状等所期望的形状。片状阻燃高衰减材的加工性、成型性等优异。需要说明的是，阻燃高衰减材的形态只要不损害本发明的目的就没有特别限制。
此外，阻燃高衰减材料可以直接接触于振动源等减振对象物来使用，也可以以将双面粘合型的粘合剂层(双面胶带)的一方的粘合面贴合于阻燃高衰减材料，另一方的粘合面贴合于减振对象物的形式使用。
实施例
以下，基于实施例对本发明进一步详细地进行说明。需要说明的是，本发明不受这些实施例的任何限定。
相对于作为基础聚合物的苯乙烯系弹性体100质量份，以表1至表5所示的配合比例(质量份)配合软化剂、阻燃剂、增粘树脂以及阻燃助剂，将它们的混合物使用LABOPLASTOMILL(产品名“4C150型LABO PLASTOMILL”，东洋精机公司制)以30rpm、180℃的条件混炼5分钟，由此得到实施例1～14和比较例1～17的各组合物。将各组合物放冷至100℃以下后，从LABO PLASTOMILL中取出，在180℃、10MPa、1分钟的条件下进行热压成型，得到片状的高衰减材料。
需要说明的是，各实施例和比较例中所使用的各成分(材料)如下所示。
苯乙烯系弹性体：SEEPS(苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物)，商品名“SEPTON 4055”，株式会社可乐丽制。
软化剂(低粘度)：加工油，商品名“Diana process oil PW-90”，出光兴产株式会社制。
软化剂(高粘度)：加工油，商品名“Diana process oil PW-380”，出光兴产株式会社制。
磷系阻燃剂A：聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂。
磷系阻燃剂B：有机次膦酸金属盐系阻燃剂。
磷系阻燃剂C：磷腈系阻燃剂。
磷系阻燃剂D：磷酸胺系阻燃剂。
磷系阻燃剂E：有机磷系阻燃剂。
磷系阻燃剂F：磷酸胺系阻燃剂。
增粘树脂：商品名“Alcon P-100”，荒川化学工业株式会社制。
阻燃助剂a：氢氧化镁。
阻燃助剂b：碳。
需要说明的是，上述高粘度油在温度40℃下的运动粘度为380mm2/s，上述低粘度油在温度40℃下的运动粘度为92mm2/s。
<评价方法>
(1)硬度
对于从各样品切出60mm×60mm×厚度6mm的试验片，依据JIS K6253规定的方法，测定施加低压载荷后30秒后的A型硬度。测定设备使用橡胶/塑料硬度计(Teclock公司制)。
(2)阻燃性
对于从各样品切出125mm×13mm×厚度1.5mm的试验片和125mm×13mm×厚度1.0mm的试验片，依据UL94规定的方法，进行燃烧试验。
在以下的表1～表5的阻燃性评价一栏中，上段示出厚度1.5mm的结果，下段示出厚度1.0mm的结果。此外，燃烧性分类为V-0的结果以◎表示，为V-1的结果以○表示，为not的结果以×表示。需要说明的是，不存在V-2的结果。
(3)损失系数(减振性评价)
从各样品各切出4片5mm×5mm×厚度3mm的试验片，在23℃的室温条件下在能以任意频率振动的激振台上设置质量1000g的载荷，在该载荷的四角，在载荷与激振台之间夹持试验片，将载荷以四点支承的状态固定。
在该状态下使激振台以加速度0.4G振动，花7.5分钟使其振动的频率从10Hz变化至1000Hz，引起一次、二次的共振。通过加速度传感器检测此时载荷的振动，基于该数据制作共振曲线。
接着，基于表示共振曲线的峰值(共振倍率)的共振频率f0(Hz)和表示比该峰值低3dB的值的频率f1、f2(f1<f0<f2)，根据下述数学式(1)计算出损失系数tanδ，通过以下的基准评价减振性。在〇和◎的情况下，判断为存在减振性。
×：损失系数为0.8以下。
○：损失系数为0.9～1.0。
◎：损失系数为1.0以上。
tanδ＝Δf/f0(其中Δf＝f2-f1)···(1)
(4)耐水解性
在98℃的气氛下进行24小时加热后观察表面，通过目视确认是否发生水解。将未观察到水解设为○，观察到水解设为×。
(5)粘性
在台式精密万能试验机中，将
Figure BDA0002637697730000072
的压头从片厚度的位置(开始位置)以速度30mm/min下降至4.9N的位置为止，从施加4.9N的力的时刻开始压接10秒。压接后，以30mm/min拉起，从上升至开始位置的时刻开始测定粘性(N)。测定设备使用台式精密万能试验机(岛津制作所社制)。
将评价结果一并示于表1至表5。
[表1]
Figure BDA0002637697730000071
Figure BDA0002637697730000081
[表2]
Figure BDA0002637697730000082
[表3]
Figure BDA0002637697730000083
Figure BDA0002637697730000091
[表4]
Figure BDA0002637697730000093
Figure BDA0002637697730000101
[表5]
Figure BDA0002637697730000102
各物质的配合量的单位为质量份。
根据表1～表5可知，相对于(A)苯乙烯系弹性体100质量份，以(B)高粘度油68～72质量份、(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂72～132质量份、(D)有机次膦酸金属盐系阻燃剂121～173质量份以及(E)增粘树脂90～186质量份的范围内进行配合的实施例1至实施例14中，UL94中的阻燃性为V-1以上，损失系数为0.9以上，水解性、粘性也良好。即，得到了阻燃性优异的高衰减材料。
另一方面，根据表1可知，在(B)高粘度油少的比较例1中，硬度高且损失系数为低的0.8。即，减振性低。此外，在(B)高粘度油多的比较例2中，粘性强。而且，在使用与实施例2等量的低粘度油代替(B)高粘度油的比较例3中，阻燃性不良。由此可知，为了提高阻燃性可以使用高粘度油。
在表2至表4中，示出了对阻燃剂的种类和量进行调查的结果。根据表2和表3可知，在(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂和(D)有机次膦酸金属盐少于规定的值的比较例4和比较例6中，阻燃性均不良。此外，在反而多于规定值的比较例5和比较例7中，阻燃性良好，但是损失系数均为低的0.8，存在减振性降低的倾向。认为这是因为，高衰减材料中的阻燃材的配合比例过大而减少了(E)增粘树脂的配合比例。
此外，根据表4可知，在仅配合有(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂或(D)有机次膦酸金属盐中的任一方作为阻燃剂的比较例8至比较例11中，虽然配合了与实施例相同程度的充分的量的阻燃剂，但是UL94中的阻燃性均为不良的not。此外，在配合有除了(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂和(D)有机次膦酸金属盐以外的物质作为阻燃剂的比较例12至15中，阻燃性同样不良。此外，在它们中也观察到了水解。根据该结果可知，将(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂和(D)有机次膦酸金属盐双方以规定的比例配合的高衰减材料示出优异的阻燃性。
而且，根据表5可知，在(E)增粘树脂少的比较例16中，损失系数为低的0.8，存在减振性低的倾向。此外，在(E)增粘树脂多的比较例17中，在样品的厚度为1.0mm的情况下，阻燃性和粘性不良。
本发明并不限制于上述实施方式，可以不脱离本发明的精神和范围地进行各种变更和变形。因此，为了公开本发明的范围，附上权利要求书。
本申请主张基于2018年2月22日提出的日本专利申请特愿2018-029859的优先权，将其记载的全部内容引用于此。

Claims (2)

1.一种阻燃高衰减材料，其含有：
(A)苯乙烯系弹性体100质量份；
(B)温度40℃下的运动粘度为380mm2/s以上的高粘度油68～72质量份；
(C)聚磷酸三聚氰胺系阻燃剂72～132质量份；
(D)有机次膦酸金属盐系阻燃剂121～173质量份；以及
(E)增粘树脂90～186质量份。
2.根据权利要求1所述的阻燃高衰减材料，其含有作为阻燃助剂的氢氧化镁和碳。
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