CN116438239A - 阻燃性聚丙烯系树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种阻燃性良好的同时还不易出现喷霜、且耐热性优异的阻燃性树脂组合物。本发明涉及一种阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其特征在于,包含:(A)聚丙烯系树脂:100重量份;(B)特定的双酚S衍生物的混合物:2~50重量份;(C)(c1)四溴双酚A双(2,3‑二溴丙基)醚以及(c2)三(2,3‑二溴丙基)异氰脲酸酯中的至少1种:0.2~20重量份;以及(D)三氧化二锑、五氧化二锑、钼酸锌、三氧化二硼及硼酸锌中的至少1种:1~20重量份。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的阻燃性聚丙烯系树脂组合物。
背景技术
聚丙烯等聚烯烃因为轻、强度高,耐水性、耐药品性、电绝缘性等良好,加上成形加工也容易,所以大范围地使用在例如建筑材料、电气机器用材料、车辆零件、汽车内饰材料、电线被覆材等,以及各种工业用品、家庭用品等。然而,聚烯烃具有容易燃烧的缺点。因此,提出许多用于对聚烯烃进行阻燃化的方法。
作为阻燃化的方法,到目前有采用将阻燃剂配合至树脂的方法。例如存在包含溴化合物与锑化合物的阻燃剂,作为所述溴化合物,作为阻燃性高的物质已知有溴化双酚S衍生物。因此,提出各种配合有这些阻燃剂的树脂组合物。
例如,公开有一种具有(A)聚烯烃系树脂70~98重量%、及(B)含溴阻燃剂2~30重量%的比率的阻燃性聚烯烃系树脂组合物,该组合物包含特定化合物作为所述含溴阻燃剂(专利文献1)。同时,专利文献1中记载了可将三氧化二锑作为阻燃助剂与含溴阻燃剂一起并用(专利文献1)。
又例如,已知有一种聚丙烯系树脂组合物,其包含满足特定条件的聚丙烯系树脂(A)、填料(B)、满足特定条件的卤素系阻燃剂(C)、阻燃助剂(E)(专利文献2)。
这些阻燃性树脂组合物能获得一定程度的阻燃性,但在聚烯烃系树脂与阻燃剂等混炼时或该混炼后(也包含成形后),容易在树脂表面出现阻燃剂等渗出并泛白的现象(喷霜(blooming))。
因此,本发明人等为开发能抑制喷霜的阻燃剂,之前已提出一种包含溴化双酚S衍生物的溴系阻燃剂(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本特开2004-99780号公报
[专利文献2]日本特开2015-78276号公报
[专利文献3]日本特许第4817726号
发明内容
发明要解决的课题
然而,如专利文献3所示的溴系阻燃剂虽然抑制喷霜的效果优异,但仍有进一步改善的余地。即,包含溴化双酚S衍生物的溴系阻燃剂会存在包含该溴系阻燃剂的树脂组合物在成形加工时等当中发生热分解的问题。在发生热分解的情况下,会有产生毒性强的丙烯醛、还有卤素系化合物等的分解产物,在操作环境中释放的风险。因此,有必要开发出同时具有在成形加工时等当中即使在加热下也难以产生分解产物的性质(以下称为“耐热性”)的阻燃性树脂组合物。
因此,本发明的主要目的在于提供一种阻燃性良好的同时还不易出现喷霜、且耐热性优异的阻燃性树脂组合物。
用于解决课题的手段
本发明人等为达成上述目的而反复进行深入研究的结果,发现通过采用作为阻燃剂的特定化合物的组合能够达成上述目的,进而完成本发明。
即,本发明涉及下述聚丙烯系树脂组合物。
1.一种阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其特征在于,包含下述成分(A)~(D):
(A)聚丙烯系树脂:100重量份;
(B)下述通式(1)所示的双酚S衍生物,其为m+n为4的所述衍生物b1与m+n为0~3的所述衍生物b2的混合物,且为依据使用液相色谱法的面积百分率法所得的b1及b2的比率[b1∶b2]为92%:8%~70%:30%的混合物:2~50重量份
[化1]
[式中,R1及R2彼此相同或不同地表示氢或可具有取代基的碳数1~3的烷基;m及n彼此相同或不同地表示0~2的整数];
(C)(c1)四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚以及(c2)三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯中的至少1种:0.2~20重量份;及
(D)三氧化二锑、五氧化二锑、钼酸锌、三氧化二硼及硼酸锌中的至少1种:1~20重量份。
2.根据所述项1所述的阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其中,R1及R2相同或不同地为溴取代丙基。
3.根据所述项1或2所述的阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其中,R1及R2相同或不同地为2,3-二溴丙基或2-羟基-3-溴丙基。
4.根据所述项1至3中任一项所述的阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其中,所述(B)成分及所述(C)成分在将两者的合计量设为100重量%时,以所述(B)成分:所述(C)成分=40重量%:60重量%~90重量%:10重量%的比例包含在组合物中。
5.一种成形体,其是将所述项1至4中任一项所述的阻燃性聚丙烯系树脂组合物成形而成的。
发明效果
根据本发明,能提供一种阻燃性良好的同时还不易出现喷霜、且耐热性优异的阻燃性树脂组合物。特别是,本发明的组合物中后述所示的第1阻燃成分与第2阻燃成分以特定的含量并用,所以能在有效地抑制喷霜的同时还获得高耐热性。即,能够一举消除阻燃剂渗出到成形体表面、以及成形加工时阻燃剂挥发的问题。
具有这样特征的本发明的阻燃性聚丙烯系树脂组合物能够适用于对阻燃性有要求的聚丙烯系制品的制造(成形)。例如,能够作为电子零件、家电制品、医疗机器、建筑材料等广泛地应用。
具体实施方式
1.阻燃性聚丙烯系树脂组合物
(1)树脂组合物的构成
本发明的阻燃性聚丙烯系树脂组合物(本发明组合物)的特征在于包含下述所示成分(A)~(D):
(A)聚丙烯系树脂:100重量份
(B)下述通式(1)所示的双酚S衍生物,其为m+n为4的所述衍生物b1与m+n为0~3的所述衍生物b2的混合物,且为依据使用液相色谱法的面积百分率法所得的b1及b2的比率[b1∶b2]为92%∶8%~70%∶30%的混合物∶2~50重量份
[化2]
[式中,R1及R2彼此相同或不同地表示氢或可具有取代基的碳数1~3的烷基;m及n彼此相同或不同地表示0~2的整数];
(C)(c1)四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚以及(c2)三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯中的至少1种:0.2~20重量份;及
(D)三氧化二锑、五氧化二锑、钼酸锌、三氧化二硼及硼酸锌中的至少1种:1~20重量份。
以下将对构成本发明组合物的各成分等进行说明。
(A)聚丙烯系树脂
聚丙烯系树脂只要是包含[-CH(CH3)CH2-]作为单体即可,可以是均聚物或共聚物中的任意者。同时,可以是包含聚丙烯树脂的聚合物合金。这些聚丙烯系树脂可使用公知或市售的物质。
当聚丙烯系树脂为均聚物时,可以是等规立构或间规立构中的任意者。
当聚丙烯系树脂为共聚物时,作为其他单体,只要不妨碍本发明的效果,则无特别限制,例如可举出乙烯、丁烯、己烯、辛烯等碳数2~10的烯烃的至少1种。其他单体的含有比例会基于所使用的单体种类等,但通常优选40摩尔%以下(特别是30摩尔%以下)。
同时,作为聚丙烯系树脂,可以是含有聚丙烯树脂的聚合物合金。例如可举出聚酰胺、聚乳酸、聚酯、聚丙烯酸酯、乙烯丙烯橡胶、聚苯乙烯等的至少1种。当为聚合物合金时,聚丙烯的含量可设定为例如60~90重量%,但不限于此。
聚丙烯系树脂的重均分子量可以在例如10万~150万左右的范围内,但不限于此。
聚丙烯系树脂的MFR(日本产业规格JIS K7210,测定温度230℃)可以在例如0.5~50左右的范围内,但不限于此。
本发明组合物中聚丙烯系树脂的含量并无特别限制,通常能够适宜地设定在80~100重量%的范围内。据此,可设为例如90~95重量%的范围内。即,在不妨碍本发明效果的范围内,可以包含有聚丙烯系树脂以外的树脂成分(例如聚酰胺、聚乳酸、聚酯、聚丙烯酸酯、乙烯丙烯橡胶、聚苯乙烯等)。此时所述树脂成分的含量只要以使聚丙烯系树脂的含量成为上述范围内的方式进行设定即可。
(B)第1阻燃成分
作为阻燃成分之一,本发明组合物中使用下述通式(1)所示的双酚S衍生物,其为m+n为4的所述衍生物b1与m+n为0~3的所述衍生物b2的混合物,且为依据使用液相色谱法的面积百分率法所得的b1及b2的比率[b1∶b2]为92%∶8%~70%∶30%的混合物(以下也称为“第1阻燃成分”)。
[化3]
[式中,R1及R2彼此相同或不同地表示氢或可具有取代基的碳数1~3的烷基;m及n彼此相同或不同地表示0~2的整数。]
第1阻燃成分是由上述双酚S衍生物之中、特别是m+n为4的衍生物(即,苯基上所取代的溴总数为4的物质;以下称为“四取代体”)与m+n为0~3的衍生物(即,苯基上所取代的溴总数为0~3的物质;以下称为“非四取代体”)的混合物所构成。此外,上述混合物中的上述四取代体与非四取代体的混合比为92%∶8%~70%∶30%。在该混合比的范围内时,能获得更为优异的喷霜抑制效果及耐热性。
上述混合比是依据使用液相色谱法的面积百分率法所得的值。即,将色谱图中检测出的峰的总面积设为100%,求出四取代体的峰面积合计与非四取代体的峰面积合计的比率并进行定量即可。
本发明所使用的液相色谱法的装置及操作条件如以下所示。
a)使用装置:ACQUITY UPLC H-Class;管柱:ACQUITY UPLC BEH C181.7μm,内径2.1mm×长度100mm(Waters公司制造)
b)流速:0.35mL/分钟
c)管柱温度:40℃
d)分析时间:9分钟
e)流动相:乙腈/0.1%甲酸水溶液的混合液(体积比50%∶50%)→乙腈/0.1%甲酸水溶液的混合液(体积比95%∶5%)(5.5分钟)的线性梯度→乙腈/0.1%甲酸水溶液的混合液(体积比95%∶5%)(9分钟)
f)测定波长:UV210~410nm(分析UV254nm)。
上述通式(1)中,R1及R2相同或不同地表示氢或可具有取代基的碳数1~3的烷基。
作为上述的取代基,例如可举出卤素基团、羟基等。作为可具有取代基的碳数1~3的烷基虽无特别限定,但优选溴取代丙基。另外,溴取代丙基只要是取代基的至少一个为溴即可,不限于全部取代基均为溴。作为这样的溴取代丙基,特别优选2,3-二溴丙基或2-羟基-3-溴丙基。
上述通式(1)中,m及n彼此相同或不同地表示0~2的整数。其中,在m+n为4(四取代体)的情况下,各个苯基上各取代有2个(总数为4)溴原子。四取代体的适宜的具体例如以下所示。
[化4]
另外,在m+n为0~3(非四取代体)的情况下,苯基上取代的溴原子总数为3以下。具体来说,非四取代体可分类为m+n为3的“三取代体”、m+n为2的“二取代体”、m+n为1的“一取代体”以及m+n为0的“零取代体”。三取代体、二取代体、一取代体及零取代体的具体例将依次揭示。
作为三取代体,例示有以下的物质。
[化5]
作为二取代体,例示有以下的物质。
[化6]
作为一取代体,例示有以下的物质。
[化7]
作为零取代体,例示有以下的物质。
[化8]
如前所述,第1阻燃成分实质上是四取代体70~92%及非四取代体8~30%的混合物。只要是在相关范围内则含有比例不受限定,但特别优选四取代体:非四取代体=92%∶8%~75%∶25%。当四取代体的比例超过92%时,与聚烯烃系树脂混炼之后会存在无法充分抑制喷霜产生的风险。当四取代体的比例小于70%时,则会存在耐热性恶化的风险。
第1阻燃成分本身可使用公知或市售的物质。另外,可使用依据公知制造方法所制造的物质。例如,可通过日本特许第4817726号中记载的方法适宜地制造。
相对于聚丙烯系树脂100重量份,第1阻燃成分的含量通常为2~50重量份,特别优选3~20重量份,其中更加优选4~15重量份。通过设定于上述的范围内,能够获得阻燃性、喷霜抑制效果及耐热性都优异的效果。
(C)第2阻燃成分
本发明组合物中,使用(c1)四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚以及(c2)三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯中的至少1种(以下也称为“第2阻燃成分”)。通过使第1阻燃成分与第2阻燃成分并存于本发明组合物中,能同时获得较高的渗出(bleed)抑制效果以及优异的耐热性。
从如上述的作用效果的观点来看,相对于聚丙烯系树脂100重量份,第2阻燃成分的含量通常为0.2~20重量份,特别优选0.5~15重量份。
同时,第1阻燃成分与第2阻燃成分的重量比并无限定,但将两者合计设为100重量%时,特别优选第1阻燃成分:第2阻燃成分=40重量%:60重量%~90重量%:10重量%的比例。通过以这样的重量比将两者并用,能赋予本发明组合物更为优异的渗出抑制效果及耐热性。
(D)阻燃助剂
本发明组合物包含有选自三氧化二锑、五氧化二锑、钼酸锌、三氧化二硼及硼酸锌中的至少1种(以下也称为“阻燃助剂“)。当包含有这些阻燃助剂时,能发挥更好的阻燃性能。上述之中,优选三氧化二锑、五氧化二锑中的至少1种,特别是从能赋予高度的阻燃性的观点来看,优选三氧化二锑。同时,阻燃助剂的性状并无特别限定,可使用例如呈粉末状的形态的物质。这些阻燃助剂可使用公知或市售的物质。
相对于聚丙烯系树脂100重量份,本发明组合物中阻燃助剂的含量通常设为1~20重量份,特别优选2~15重量份。由此能在获得高阻燃性的同时还获得高渗出抑制效果及优异的耐热性。
(E)其他添加剂
本发明组合物中,在不妨碍本发明效果的范围内,可应需求而添加公知或市售的树脂组合物或其成形体中所配合的各种添加剂。例如,聚丙烯系树脂以外的树脂成分之外,可举出分散剂、表面活性剂、耐候稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防雾剂、抗静电剂、抗菌剂、耐冲击剂、发泡剂、填充材料(填料)、导电性粉末、成核剂、交联剂、着色剂、润滑剂等。
(2)本发明组合物的性状
本发明组合物的性状并无特别限定,在常温·常压下可为固体(粉末状),加热下可为熔融物的状态。进一步地,也可为熔融物固化的固态物的形态。而且,也可为应需求而将上述固体溶解或分散于溶剂中而成的液体。
(3)本发明组合物的调制
本发明组合物的调制方法只要能将各成分均匀地混合,则无特别限定。另外,可为通过将各成分混合而得到未成形·未熔融的混合物(粉末状)的方法,也可为使之熔融再固化而得到固态物的方法。例如,可以采用将构成本发明组合物的各成分以亨舍尔混合机、转鼓型混合机、转子型混合机等混合机进行预先混合之后,供给至加热到聚丙烯系树脂的熔融温度的混炼机,由此获得树脂组合物颗粒的方法。
另外,各成分也可不事先混合(预混合),分别通过定量给料机供给至混炼机。也可将各成分(例如第1阻燃成分、第2阻燃成分、阻燃助剂等)与聚丙烯系树脂分别通过定量给料机供给至混炼机。
2.成形体
本发明也包括使本发明组合物成形而成的成形体。此时,成形体的大小、形状等可依据成形体的用途、使用型态等作适当设定。
作为成形体的成形方法,只要是能将本发明组合物的熔融物、本发明组合物的片状物等进行成形的方法则无特别限制,例如可采用压机成形、注射成形、挤出成形、吹制成形、真空成形等各种成形方法。因此,可使用例如加热压缩成形机、注射成型机等公知或市售的成形装置。
作为本发明的成形体的用途,只要是至少对阻燃性有要求的物品即无特别限制,例如可举出洗衣机、冰箱、食器干燥机、电饭锅、电风扇、电视、个人计算机、音响、微波炉、加温马桶、熨斗等的零件及外盖;手机、个人计算机、打印机、传真机等电子机器电路基板;空调、暖炉、炉具、热风器、热水器等的零件及外盖;建筑材料、汽车、船舶、航空器等的零件及内饰材料等。
实施例
以下,通过列举实施例及比较例来进一步说明本发明。但本发明不受这些实施例的限制。
1.关于起始原料
(A)聚丙烯系树脂
作为聚丙烯系树脂,使用市售的聚丙烯树脂(制品名“Prime Polypro J707G”,(MFR:30g/10min,block-PP),PRIME POLYMER制(PP))。
(B)第1阻燃成分
通过以下方法制造出第1阻燃成分。
制造例1(本发明制品)
准备好具有搅拌装置、冷凝器、温度计、滴液漏斗及加热冷却装置的玻璃制反应容器。在反应容器中装入水1000g及双酚S250g(1摩尔)。一边搅拌内容物一边将溴591g(3.7摩尔)花费2小时滴加,由此对苯基进行溴取代。滴加造成内容物的温度从5℃上升到40℃。滴加完成后,再让反应继续1小时。在此,反应液因为游离溴而带有红色,所以加入亚硫酸钠(还原剂)直至红色消失。此外,再花费1小时使还原反应结束。另外,制造例1中将溴的量设为591g,是因为要将取代反应后的四取代体:非四取代体的重量比设定为约9∶1。
接着,将50%氢氧化钠水溶液464g(作为氢氧化钠5.8摩尔)花费30分钟添加至反应液。添加后的反应液的pH为9以上。添加造成反应液的温度从5℃上升到40℃。该添加是以中和由取代反应产生的溴化氢、以及将溴取代双酚S变成水溶性的碱金属盐(Na盐)为目的而进行的。然后,在反应液中添加异丙醇(IPA)(沸点82.5℃)400g与氯丙烯187.4g(2.45摩尔)并回流。回流造成液温从40上升至83℃。该操作是将溴取代双酚S烯丙基醚化。此外,反应中的反应液pH变成酸性时,添加氢氧化钠水溶液直至表现碱性。该反应的终点是依据后述进行判断。即,取出少量反应液,将添加盐酸水溶液后不会表现出白浊~乳白色时作为终点。制造例1中,直至不会表现出白浊~乳白色需要花费8小时。反应结束后在反应容器生成了二烯丙基醚的针状结晶。
接着,将液体成分从反应容器中去除之后,向反应容器中加水,清洗容器与反应产物,将不需要的碱盐、IPA、氯丙烯等溶解·去除。再将反应产物移至瓷制过滤器后,注入1000ml的水,将不需要的碱盐、IPA、氯丙烯等彻底溶解·去除。将清洗后的反应产物移至容量2升的玻璃制茄形烧瓶后,将茄形烧瓶连接到热水(60℃)的蒸发器,在减压度20torr下进行减压干燥。然后,准备好具有搅拌装置、冷凝器、温度计、滴液漏斗及加热冷却装置的玻璃制反应容器。将干燥后的反应产物收纳于反应容器,再加入二氯甲烷(溶剂)600g使其完全溶解。将溴2摩尔以滴液漏斗向该溶液中每次少量地滴加。该滴加使得溴取代双酚S衍生物的烯丙基的不饱和键上有溴加成。因为该反应伴随有激烈发热,所以充分地进行搅拌和冷却。反应中的液温控制在不超过40℃。溴加成反应的终点设为在将特定量的溴滴加结束后,反应液呈现保持着带有红色的状态之时。在制造例1中,从溴的滴加起算需要2小时。
之后,为了后固化,再花费1小时继续反应。然后,在反应液中加入1000ml水后强搅拌并使不需要的未反应的溴溶解于水相后,反复进行倾析并除去水相。接着,将反应产物花费5分钟投入强搅拌状态的2000ml甲醇中,使其再沉淀。先将沉淀碾碎,再在甲醇中静置10小时使其结晶化。接着,通过过滤除去大部分的甲醇后,移至玻璃制2000ml的茄形烧瓶。茄形烧瓶连接到热水(70℃)的蒸发器,在减压度10Torr下馏除不需要的溶剂(甲醇、水等)。反应产物(溴系阻燃剂)的收量为745g。
将反应产物的四取代体:非四取代体的面积百分率以液相色谱法鉴别,结果为89∶11。同时,通过示差扫描热析仪测定反应产物的熔融吸热峰温度的结果,在122℃确认到熔点峰。所获得的反应产物的化学式如下所示。
[化9]
制造例2(本发明制品)
除了在双酚S中加入溴559.3g(3.5摩尔),以及为了烯丙基醚化反应而添加的50%氢氧化钠水溶液的量设为448g(作为氢氧化钠5.6摩尔)以外,与制造例1同样地进行并获得溴系阻燃剂。反应产物(溴系阻燃剂)的收量为711g。
将反应生成物的四取代体:非四取代体的面积百分率以液相色谱法鉴别,结果为73∶27。同时,通过示差扫描热析仪测定反应产物的熔融吸热峰温度的结果,在105℃确认到熔点峰。所获得的反应产物的化学式如下所示。
[化10]
制造例3(比较制品)
除了作为溴取代双酚S,以包含有95重量%以上的溴取代数4(四取代体)双酚S的四溴双酚S(TBS,商品名EB400S,Manac股份有限公司制造)用作烯丙基醚化的起始原料,且将作为烯丙基醚化反应催化剂的溴化钠412g(4摩尔)溶解于反应液以外,与制造例1同样地进行并获得溴系阻燃剂。反应产物(溴系阻燃剂)的收量为765g。
将反应生成物的四取代体:非四取代体的面积百分率以液相色谱法鉴别,结果为99∶1。同时,通过示差扫描热析仪测定反应产物的熔融吸热峰温度的结果,在120℃确认到熔点峰。所获得的反应产物的化学式如下所示。
[化11]
制造例4(比较制品)
除了在双酚S中加入溴527.3g(3.3摩尔),以及为了烯丙基醚化反应而添加的50%氢氧化钠水溶液的量设为432g(作为氢氧化钠5.4摩尔)以外,与制造例1同样地进行并获得溴系阻燃剂。反应产物(溴系阻燃剂)的收量为670g。
将反应生成物的四取代体:非四取代体的面积百分率以液相色谱法鉴别,结果为65∶35。同时,通过示差扫描热析仪测定反应生成物的熔融吸热峰温度的结果,在98℃确认到熔点峰。所获得的反应产物的化学式如下所示。
[化12]
(C)第2阻燃成分
作为第2阻燃成分,使用下述市售品。
·制品名“PyroguardSR 720”(四溴双酚A双(2,3-二溴丙基醚),第一工业制药制造(以下标示为“TBA-DBP”)
·制品名“TAIC-6B”(三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯),日本化成制造(以下标示为“TBIC”)
(D)阻燃助剂
作为阻燃助剂,使用粉末状的三氧化二锑(平均粒径3μm)。
2.关于树脂组合物
实施例1~6及比较例1~10
将所述1.所示各成分依据表1~表2所示的配合比例将上述(A)~(D)进行干混,并使用双轴混炼机“KTX30型”(神户制钢所股份有限公司制造)在200~210℃温度下挤出混炼,切断条状物而获得颗粒状阻燃性树脂组合物。
所获得的颗粒以注射成型机(日精树脂工业股份有限公司制造,FE80S 18ASE,料筒温度200℃,模具温度40℃)成型,制作出UL94所规定的垂直燃烧试验片(127mm×12.7mm,厚度;1/32英寸)。
同样地以注射成型机(日精树脂工业股份有限公司制造,FE80S18ASE,料筒温度200℃,模具温度40℃)成型,制作出喷霜性评价用板(35mm×48mm×厚1.5mm)。
试验例1
使用各实施例及比较例中制作的试样,针对以下的物性分别进行检测。其结果一同示于表1中。
(1)燃烧性
树脂组合物的燃烧性评价依据美国Underwriter Laboratories的安全基准“UL-94燃烧试验”,使用上述垂直燃烧试验片进行垂直燃烧试验。UL-94燃烧试验大致区分为水平试验(HB法)与垂直试验(V法)2种。燃烧性综合评价为阻燃性依FAIL<HB<V-2<V-1<V-0的顺序升高。V-0表示最高的阻燃性。
(2)喷霜性
将所述喷霜性试验用板在80℃下加热48小时,使用堀场制作所的光泽度计IG-320在以测定角60°下测定试验前后的光泽度的差(光泽差)。阻燃剂的喷霜会导致成形品表面产生白华,引起光泽降低,而一般来说以目视观察到白华时的光泽差在20以上,所以将光泽差未满20的情况视为“无喷霜”,光泽差20以上的情况视为“有喷霜”。
(3)耐热性
成形加工时,在溴系阻燃剂分解的情况下,会生成毒性强的丙烯醛、卤素系化合物等分解产物并释放到操作环境中。对于这样的成形加工时的加热状态进行模拟,将溴系阻燃剂0.1g(含有第2阻燃成分时则为第1阻燃成分与第2阻燃成分的合计量)于密闭容器中在230℃下加热15分钟后,使用Agilent Technologies公司制造的顶空进样气相色谱质谱仪(Headspacesampler gas chromatography mass spectrometer)测定总挥发性有机化合物(TVOC)的浓度。相对于溴系阻燃剂,TVOC比例为1ppm以上时视为“耐热性不良”,小于1ppm时视为“耐热性良好”。
[表1]
[表2]
表1~表2的结果显而易见,可知本发明的成形品发挥优异的阻燃性的同时还没有产生喷霜,保持优良的外观。同时,因为TVOC的值小于1ppm(特别是在0.70ppm以下),可知对于成形加工时产生的气体(有臭味的有害气体)能够有效地抑制(即耐热性优异)。
与之相对地,可知比较例的成形品在喷霜性或耐热性的至少任一点上出现问题。
更具体地,如表2所示,由比较例1可知,虽然四取代体与非四取代体的混合比例在本发明的范围内,但由于不含有第2阻燃成分,所以与并用第1阻燃成分和第2阻燃成分的实施例4相比,TVOC值变得更高。同样地,由比较例2可知,虽然四取代体与非四取代体的混合比例在本发明的范围内,但由于不含有第2阻燃成分,所以与并用第1阻燃成分和第2阻燃成分的实施例5或实施例6相比,TVOC值变得更高。
由比较例3可知,虽然配合有10重量份的四取代体与非四取代体的混合比例为99∶1的第1阻燃成分,由此气体的产生得到抑制,能够赋予V-0等级的高度的阻燃性,但产生了喷霜,成形品外观显著地恶化,因此四取代体没有抑制喷霜的效果。
由比较例4可知,虽然配合有10重量份的四取代体与非四取代体的混合比例为65∶35的非四取代体含量相对较多的第1阻燃成分,由此赋予了高度的阻燃性,维持优良的外观,但由于含有较多量的非四取代体,所以耐热性差,加工时会产生气体。
由比较例5~6可知,虽然分别配合有各10重量份的作为第2阻燃成分的TBA-DBP以及TBIC,由此赋予了高度的阻燃性,气体的产生得到抑制,但由于完全不含有第1阻燃成分,所以产生了喷霜,成形品外观显著地恶化。
由比较例7可知,虽然配合有10重量份的含1%非四取代体的第1阻燃成分与作为第2阻燃成分的TBA-DBP以9∶1混合的混合物,由此气体的产生得到抑制,赋予了高度的阻燃性,但由于非四取代体的含量较少,所以产生了喷霜,成形品外观显著地恶化。
由比较例8可知,虽然配合有10重量份的含35%非四取代体的第1阻燃成分与作为第2阻燃成分的TBA-DBP以9∶1混合的混合物,由此赋予了高度的阻燃性,维持优良的外观,但耐热性差,加工时会产生气体。
由比较例9可知,虽然并用第1阻燃成分与第2阻燃成分,但第1阻燃成分中的四取代体与非四取代体的混合比例为99∶1,所以产生了喷霜,成形品外观显著地恶化。
由比较例10可知,由于使用了四取代体与非四取代体的混合比例为65∶35的非四取代体含量相对较多的第1阻燃成分,所以耐热性差,加工时会产生气体。
Claims (5)
1.一种阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其特征在于,包含下述成分(A)~(D):
(A)聚丙烯系树脂:100重量份;
(B)下述通式(1)所示的双酚S衍生物,其为m+n为4的所述衍生物b1与m+n为0~3的所述衍生物b2的混合物,且为依据使用液相色谱法的面积百分率法所得的b1及b2的比率即b1:b2为92%:8%~70%:30%的混合物:2重量份~50重量份
式中,R1及R2彼此相同或不同地表示氢或任选地具有取代基的碳数1~3的烷基;m及n彼此相同或不同地表示0~2的整数;
(C)(c1)四溴双酚A双(2,3-二溴丙基)醚以及(c2)三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯中的至少1种:0.2重量份~20重量份;及
(D)三氧化二锑、五氧化二锑、钼酸锌、三氧化二硼及硼酸锌中的至少1种:1重量份~20重量份。
2.根据权利要求1所述的阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其中,R1及R2彼此相同或不同地为溴取代丙基。
3.根据权利要求1所述的阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其中,R1及R2彼此相同或不同地为2,3-二溴丙基或2-羟基-3-溴丙基。
4.根据权利要求1所述的阻燃性聚丙烯系树脂组合物,其中,所述(B)成分及所述(C)成分在将两者的合计量设为100重量%时,以所述(B)成分:所述(C)成分=40重量%:60重量%~90重量%:10重量%的比例包含在组合物中。
5.一种成形体,其是将权利要求1至4中任一项所述的阻燃性聚丙烯系树脂组合物成形而成的。
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