DE69828380T3

DE69828380T3 - Flammhemmende mit beständigkeit gegen thermische zersetzung, harzzusammensetzung und formkörper

Info

Publication number: DE69828380T3
Application number: DE69828380T
Authority: DE
Inventors: Keiko Sakaide-shi KAZUKI; Takeshi Sakaide-shi Imahashi; Akira Sakaide-shi OKADA
Original assignee: Kyowa Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kyowa Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: EP0952189B1; EP0952189B2; WO1999005219A1; DE69828380T2; ATE286091T1; DE69828380D1; EP0952189A4; EP0952189A1; US6291570B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flammen verzögerndes Mittel mit Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme, welches Hydrotalcitverbindungsteilchen mit spezifischen Eigenschaften umfasst, sowie eine synthetische Harzzusammensetzung, welche selbiges in einem spezifischen Anteil umfasst, und Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme und Flammverzögerungsvermögen aufweist. Insbesondere betrifft sie ein Flammen verzögerndes Mittel mit Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme, welches Hydrotalcitverbindungsteilchen mit spezifischen Eigenschaften umfasst, nahezu frei von einer Verschlechterung durch Wärme während des Wärmeformens eines synthetischen Harzes ist und eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme und Flammverzögerungsvermögen an ein Harz vorsehen kann, sowie an eine Harzzusammensetzung, welche selbiges in einem spezifischen Anteil umfasst.
Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung, welche, obwohl sie ein Flammen verzögerndes Mittel mit Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme in relativ großen Mengen enthält, selten eine Verringerung ihrer physikalischen Festigkeit, verursacht durch die Verschlechterung durch Wärme eines Harzes zum Zeitpunkt des Formens oder des Gebrauchs erfährt, sowie einen geformten Artikel davon, welcher selten durch Verschlechterung durch Wärme weiß wird bzw. entfärbt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Harzzusammensetzung, welche ausgezeichnet ist im Hinblick auf die Dispergierbarkeit von Teilchen, die Nichtanhaftungseigenschaft, die Formbarkeit und physikalische Eigenschaften, wie Schlagfestigkeit, sowie geformte Artikel davon.
Das Flammverzögerungsvermögen wurde Jahr für Jahr in zunehmendem Maße und in immer strengerem Maße von synthetischen Harzen verlangt. Hierfür wurde ein Flammen verzögerndes Mittel, welches ein organisches Halogenid und Antimontrioxid in Kombination aufweist, vorgeschlagen und in breitem Umfang eingesetzt. Da sich aber dieses Flammen verzögernde Mittel teilweise zersetzt und Halogengas während des Formungsverfahrens erzeugt, ist es mit verschiedenen Problemen behaftet, nämlich dass es eine Verarbeitungsmaschine und eine Formungsmaschine korrodiert, für Arbeiter toxisch ist, einen schlechten Einfluss auf die Wärmebeständigkeit oder Witterungsbeständigkeit eines Harzes oder Gummis ausübt, eine große Menge Rauch einschließlich schädlichem Gas zum Zeitpunkt der Verbrennung des gebrauchten geformten Artikels erzeugt und dergleichen.
Daher kommt es zu einer starken Nachfrage nach einem Flammen verzögernden Nicht-Halogen-Mittel ohne irgendeines der oben stehenden Probleme, und die Aufmerksamkeit gilt nun Aluminiumhydroxidteilchen, Magnesiumhydroxidteilchen und dergleichen.
Da aber Aluminiumhydroxidteilchen bei einer Temperatur von etwa 190°C sich zu entwässern beginnen und bei dem geformten Artikel zu einem Schäumungsproblem führen, muss die Formungstemperatur unter 190°C gehalten werden. Deshalb sind die Aluminiumhydroxidteilchen mit dem Problem behaftet, dass die Typen der verwendbaren Harze begrenzt sind.
Da Magnesiumhydroxidteilchen eine Entwässerungs-Anfangstemperatur von etwa 340°C aufweisen, hat dies den Vorteil, dass sie mit nahezu alle Typen von Harzen verwendet werden können. Wenn allerdings ein geformter Artikel aus synthetischem Harz, welcher Magnesiumhydroxid in einer hohen Konzentration als Flammen verzögerndes Mittel enthält, an kohlensäurehaltiges Wasser, sauren Regen oder dergleichen über eine lange Zeit ausgesetzt wird, kommt es zu dem Problem, dass in einer Säure gelöstes Magnesiumhydroxid sich auf der Oberfläche des Artikels in der Form von Magnesiumcarbonat, basischem Magnesiumsulfat oder dergleichen unter Weißwerden der Oberflächen absondert, wodurch das Aussehen des geformten Artikels beeinträchtigt wird und weiterhin in dem Harz enthaltendes Magnesiumhydroxid allmählich an die Oberfläche des Artikels wandert, wodurch dessen ordnungsgemäßes Flammverzögerungsvermögen vermindert wird.
Andererseits wurden Hydrotalcitverbindungsteilchen als Flammen verzögerndes Mittel entwickelt, weil sie eine ausgezeichnete Säurebeständigkeit besitzen (siehe JP-A 52-90192 ).
Jedoch besitzen die Hydrotalcitverbindungsteilchen Eigenschaften, die für den Einsatz als Flammen hemmender geformter Artikel geeignet sind, wenn sie in ein Harz gefüllt werden, doch es zeigte sich, dass die Teilchen immer noch mit Problemen behaftet sind, die zusammen mit den steigenden Anforderungen in jüngster Zeit an die Eigenschaften der Teilchen zu lösen sind.
Das heisst, um Hydrotalcitverbindungsteilchen in ein synthetisches Harz zu füllen und die Güteklasse V-0 nach einem UL-94-Flammschutzstandard bei einer Dicke von 1/8 Inch bis 1/16 Inch zu erreichen, müssen etwa 150 bis 250 Gewichtsteile der Hydrotalcitverbindungsteilchen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Harzes, eingefüllt werden. Das Einfüllen einer solchen relativ großen Menge der Hydrotalcitverbindungsteilchen beschleunigt die Verschlechterung eines geformten Artikels durch Erwärmen zum Zeitpunkt des Formens oder Gebrauchs und vermindert die diesem eigenen physikalischen Eigenschaften, insbesondere wie die Kerbschlagzähigkeit nach Izod, Dehnung, Zugfestigkeit und dergleichen, des geformten Artikels.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Flammen verzögernde synthetische Harzzusammensetzung mit Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme, welche Hydrotalcitverbindungsteilchen umfasst, bereitzustellen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten Untersuchungen über die Reinheit und physikalischen Eigenschaften von Hydrotalcitverbindungsteilchen durch, um das oben stehende Ziel zu erreichen.
Als ein Resultat stellten sie fest, dass die Mengen der spezifischen Metallverbindungen als Verunreinigungen, die in den Hydrotalcitverbindungsteilchen enthalten sind, und der Wert des mittleren sekundären Teilchendurchmessers der Hydrotalcitverbindungsteilchen einen Einfluss auf die Verschlechterung durch Wärme des Harzes besitzen und dass ein Flammen verzögerndes Mittel mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme durch Regulieren dieser Werte auf spezifische Werte erhalten werden kann. Die vorliegende Erfindung wurde auf Basis dieser Erkenntnisse bewerkstelligt.
Die Hydrotalcitverbindungsteilchen enthalten verschiedene Verunreinigungen, die hauptsächlich von ihren Ausgangsmaterialien während des Herstellungsverfahrens stammen, und diese Verunreinigungen sind in den Hydrotalcitverbindungsteilchen als feste Lösung oder Beimischung enthalten.
Das heisst, die Hydrotalcitverbindungsteilchen werden industriell aus einem Magnesium-Ausgangsmaterial, einem Aluminium-Ausgangsmaterial und einem Alkali-Ausgangsmaterial als Hauptausgangsmaterialien hergestellt, und diese Ausgangsmaterialien beruhen in erster Linie auf natürlichen Ressourcen oder verarbeiteten Produkten davon. Daher enthalten diese Ausgangsmaterialien viele Arten von Metallverbindungen und Nichtmetallverbindungen und werden veredelt und innerhalb von Grenzen verwendet, welche die Kosten zulassen. Allerdings ist es unmöglich, den Einschluss vieler Arten von Verunreinigungen zu umgehen.
Während des Herstellungsverfahrens davon erfolgen die Elution und der Einschluss von Metallen, die von den Materialien von verschiedenen Vorrichtungen, wie Reaktor, Behälter, Transportleitungen, Kristallisator, Mühle und dergleichen, stammen, in einer nicht zu vernachlässigenden Menge.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung führten Untersuchungen zu Komponenten und Mengen davon hinsichtlich vieler Arten von Verunreinigungen durch, welche von ihren Ausgangsmaterialien stammen und in deren Herstellungsverfahren erzeugt werden und in der Hydrotalcitverbindung enthalten sind und welche einen Einfluss auf die Verschlechterung durch Wärme und die Verringerungen der physikalischen Eigenschaften, wenn ein Harz geformt wird, oder die Verschlechterung durch Wärme, wenn ein geformter Artikel verwendet wird, besitzen. Als ein Ergebnis stellten sie fest, dass, wenn eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung aus den verschiedenen Verunreinigungen in Spurenmengen als eine Beimischung oder gar als eine Feststofflösung enthalten sind, diese einen Einfluss auf die Verschlechterung durch Wärme des Harzes besitzen.
Sie stellten ebenfalls fest, dass nicht nur die Gehalte dieser in den Hydrotalcitverbindungsteilchen enthaltenen spezifischen Verunreinigungen, sondern auch der Teilchendurchmesser der Hydrotalcitverbindungsteilchen einen deutlichen Einfluss auf die Verschlechterung durch Wärme besitzen. Daher fand man heraus, dass für den Erhalt einer Zusammensetzung, die in ein Harz gefüllt wird und selten zu einer Verschlechterung durch Wärme führt, (i) die Mengen der in den Hydrotalcitverbindungsteilchen enthaltenen spezifischen Metallverbindungen auf kleinere Werte als die vorbestimmten Werte verringert werden sollten und (ii) der mittlere sekundäre Teilchendurchmesser der Hydrotalcitverbindungsteilchen auf einen kleineren Wert als einen vorbestimmten Wert verringert werden sollte (das heisst, die meisten Teilchen agglomerieren nicht sekundär).
Somit zeigte sich gemäß den durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durchgeführten Untersuchungen, dass eine Harzzusammensetzung und ein geformter Artikel, welche selten eine Verminderung ihrer physikalischen Eigenschaften erfahren, die durch Verschlechterung durch Wärme bewirkt wird, aus hochreinen Hydrotalcitverbindungsteilchen erhalten werden können, welche vorbestimmte Mengen oder weniger einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung enthalten und einen mittleren sekundären Teilchendurchmesser von 2 μm oder weniger aufweisen (das bedeutet, die meisten Teilchen sind primäre Teilchen, die sich nicht sekundär agglomerieren).
Wege zur Lösung der Probleme
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das oben stehende Ziel der vorliegenden Erfindung durch eine Flammen verzögernde synthetische Harzzusammensetzung mit Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme erreicht, welche (a) ein synthetisches Harz und (b) Hydrotalcitverbindungsteilchen in einer Menge von 15 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (a) und (b), umfasst, wobei die Hydrotalcitverbindungsteilchen angegeben sind durch die folgende Formel (1), welche (i) einen mittleren sekundären Teilchendurchmesser von 2 μm oder weniger besitzen, gemessen durch ein Laser-Diffraktions-Streuungs-Verfahren, (ii) eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung in einer Gesamtmenge von 0,02 Gew.-% oder weniger in Bezug auf die Metalle enthalten und (iii) eine spezifische Oberfläche, gemessen durch eine BET-Methode, von 3 bis 20 m²/g aufweisen. M_1–xAl_x(OH)₂A^n– _x/n·mH₂O (1)worin M Mg und/oder Zn ist, A^n– ein Anion mit einer Wertigkeit von n ist und x und m positive Zahlen sind, die die folgenden Ausdrücke erfüllen: 0 < x < 0,5, 0 ≤ m < 1.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das andere Ziel der vorliegenden Erfindung durch ein Flammen verzögerndes Mittel mit Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme erreicht, welches die oben stehende Hydrotalcitverbindung umfasst.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Die Hydrotalcitverbindungsteilchen in der vorliegenden Erfindung werden chemisch durch die folgende allgemeine Formel (1) repräsentiert: M_1–xAl_x(OH)₂A^n– _x/n·mH₂O (1)worin M Mg und/oder Zn ist, A^n– ein Anion mit einer Wertigkeit von n ist und x und m positive Zahlen sind, die die folgenden Ausdrücke erfüllen: 0 < x < 0,5, 0 ≤ m < 1.
In der oben stehenden allgemeinen Formel (1) ist M Mg und/oder Zn. M ist vorzugsweise Mg allein oder eine Mischung (Feststofflösung) von Mg und Zn. Wenn M eine Mischung von Mg und Zn ist, ist die Menge von Zn vorzugsweise gleich oder kleiner als das Äquivalent von Mg.
In der Formel (1) erfüllen x und m vorzugsweise die folgenden Ausdrücke: 0,1 < x < 0,4, 0 ≤ m < 0,7.
Weiterhin ist in der Formel (1) A^n– ein Anion mit einer Wertigkeit von n. Es kann ein Anion in einer Hydrotalcitverbindung sein, und ist insbesondere vorzugsweise CO₃ ^2–, NO₃ ^–, HPO₄ ^2–, OH^– oder ein Oxysäureanion von S, Si oder B. A^n– ist besonders bevorzugt CO₃ ^2–.
Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, sollten die Hydrotalcitverbindungsteilchen einen mittleren sekundären Teilchendurchmesser von 2 μm oder weniger, gemessen durch ein Laser-Diffraktions-Streuungs-Verfahren, aufweisen. Das bedeutet, die meisten Teilchen müssen primäre Teilchen sein, die sich nicht sekundär agglomeriert haben. Die Teilchen besitzen vorzugsweise einen mittleren sekundären Teilchendurchmesser von 0,4 bis 1,0 μm.
Weiterhin besitzt jedes der Hydrotalcitverbindungsteilchen eine spezifische Oberfläche, gemessen durch die BET-Methode, von 3 bis 20 m²/g. Wenn zudem die Hydrotalcitverbindungsteilchen ein Verhältnis der spezifischen Oberfläche, gemessen durch ein BET-Verfahren, zu einer spezifischen Oberfläche, gemessen durch ein Blaine-Verfahren, von 1 bis 6, vorzugsweise von 1 bis 3 besitzen, ist die Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Harz ausgezeichnet und damit von Vorteil.
Ferner enthalten die Hydrotalcitverbindungsteilchen der vorliegenden Erfindung eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung als Verunreinigungen in einer Gesamtmenge von 0,02 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 0,01 Gew.-% oder weniger, in Bezug auf die Metalle (Fe + Mn).
Der Gesamtgehalt einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung in den Hydrotalcitverbindungsteilchen der vorliegenden Erfindung liegt innerhalb des oben genannten Bereichs in Bezug auf die Metalle (Fe + Mn). Vorzugsweise liegt der Gesamtgehalt der Schwermetallverbindungen einschließlich einer Kobaltverbindung, Chromverbindung, Kupferverbindung, Vanadiumverbindung und Nickelverbindung innerhalb des oben genannten Bereichs in Bezug auf die Metalle. Das bedeutet, es ist vorteilhafter, dass die Hydrotalcitverbindungsteilchen einen Gesamtgehalt von (Fe + Mn + Co + Cr + Cu + V + Ni) als Metalle von 0,02 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise von 0,01 Gew.-% oder weniger aufweisen sollten.
In dem Maße, wie der Gesamtgehalt einer in den Hydrotalcitverbindungsteilchen enthaltenen Eisenverbindung und einer Manganverbindung zunimmt, verursachen diese eine deutliche Verringerung der thermischen Stabilität des Mischharzes. Allerdings kann nicht gesagt werden, dass die Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme des Harzes ausgezeichnet ist und die physikalischen Eigenschaften des Harzes nicht gemindert werden, wenn nur die Gesamtmenge der Eisenverbindung und der Manganverbindung den oben genannten Bereich erfüllt. Der mittlere sekundäre Teilchendurchmesser der Hydrotalcitverbindungsteilchen muss ebenfalls den obigen Bereich erfüllen. In dem Maße, wie der mittlere sekundäre Teilchendurchmesser der Hydrotalcitverbindungsteilchen zunimmt, nimmt die Kontaktoberfläche jedes Teilchens mit dem Harz ab, und die thermische Stabilität verbessert sich, hingegen verschlechtern sich die mechanische Festigkeit und das äußere Aussehen.
Wenn weiterhin jedes der Hydrotalcitverbindungsteilchen eine spezifische Oberfläche von mehr als 20 m²/g besitzt, wie durch die BET-Methode bestimmt, nimmt die Dispergierbarkeit der Teilchen in dem Harz ab, und die thermische Stabilität davon verschlechtert sich.
Wie oben beschrieben, wenn die Hydrotalcitverbindungsteilchen angegeben sind durch (i) eine chemische Strukturformel der oben stehenden allgemeinen Formel (1) und (ii) einen mittleren sekundären Teilchendurchmesser, (iii) eine spezifische Oberfläche und (iv) einen Gesamtgehalt einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung (ebenfalls einen Gesamtgehalt der anderen Metallverbindungen) innerhalb der oben genannten jeweiligen Bereiche besitzen, kann eine Harzzusammensetzung erhalten werden, welche verschiedene charakteristische Eigenschaften, wie Kompatibilität für ein Harz, Dispergierbarkeit, eine Nichtanhaftungseigenschaft, Formbarkeit, äußeres Aussehen eines geformten Artikels, mechanische Festigkeit, Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme, Flammschutzeigenschaft und dergleichen, besitzt.
Das Verfahren und die Bedingungen für die Herstellung der Hydrotalcitverbindungsteilchen der vorliegenden Erfindung unterliegen keiner Beschränkung, wenn Hydrotalcitverbindungsteilchen, welche die oben genannten Anforderungen (i) bis (iv) erfüllen, erhalten werden. Die Ausgangsmaterialien und Herstellungsbedingungen für den Erhalt der Hydrotalcitverbindungsteilchen sind an sich bekannt, und die Hydrotalcitverbindungsteilchen können grundsätzlich gemäß den bekannten Verfahren hergestellt werden (zum Beispiel JP B-46-2280 und dessen entsprechendes US-Patent 3 650 704 ; JP-B 47-32198 und dessen entsprechendes US-Patent 3 879 525 ; JP-B 50-30039 ; JP-B 48-29477 und JP-B-29129 ).
Die Ausgangsmaterialien, welche zur Massenproduktion der Hydrotalcitverbindungsteilchen im industriellen Maßstab verwendet werden, sind Aluminiumsulfat oder Aluminiumhydroxid als Aluminium-Ausgangsmaterial, Magnesiumchlorid (wie Sole bzw. Kochsalzlösung, Ionensalzmutterlauge) als ein Magnesium-Ausgangsmaterial und Kalk (oder ein gelöschtes Produkt davon) als Alkali-Ausgangsmaterial. Die meisten davon sind natürliche Ressourcen oder verarbeitete Produkte davon.
Die meisten dieser industriellen Rohmaterialien der Hydrotalcitverbindungsteilchen enthalten Verunreinigungsmetallverbindungen, wie eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung in nicht kleinen Mengen, wie später beschrieben wird, Hydrotalcitverbindungsteilchen, die aus diesen Rohmaterialien erhalten werden, enthalten diese Verunreinigungsmetallverbindungen als eine Feststofflösung oder Verunreinigungssubstanz, und diese Verunreinigungsmetallverbindungen können nicht mit einfachen Mitteln entfernt werden.
Selbst wenn Rohmaterialien, die Verunreinigungsmetallverbindungen in kleinen Mengen enthalten (diese sind allgemein teuer), bei der Herstellung von Hydrotalcitverbindungsteilchen im industriellen Maßstab verwendet werden, ist es unmöglich, den Einschluss von Komponenten zu vermeiden, die von den Materialien von Vorrichtungen, wie Reaktor, Lagertank, Transportleitungen, Kristallisator, Mühle, Trockner und dergleichen, stammen. Da das Herstellungsverfahren der Hydrotalcitverbindungsteilchen den Schritt einer Reaktion unter alkalischen Bedingungen und den Schritt des Erwärmens und Alterns über einen langen Zeitraum umfasst, erfolgt der Einschluss von Verunreinigungsmetallverbindungen, wie einer Eisenverbindung, ohne dass den Materialien der Vorrichtungen besondere Aufmerksamkeit geschenkt wird, unvermeidbar.
Für diesen Zweck muss dem Erhalt von Hydrotalcitverbindungsteilchen mit extrem geringen Gehalten einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Das bedeutet, es ist notwendig, (i) Rohmaterialien auszuwählen und zu verwenden, bei welchen Verunreinigungsmetallverbindungen, wie eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung, zuvor entfernt werden oder welche kleine Gehalte dieser Verunreinigungsmetallverbindungen aufweisen und (ii) Vorrichtungen aus Materialien zu verwenden, aus welchen Verunreinigungsmetallverbindungen kaum eluieren oder in die Teilchen während des Herstellungsverfahrens von Hydrotalcitverbindungsteilchen gelangen.
Das US-Patent Nr. 3 650 704 offenbart Hydrotalcitverbindungsteilchen mit einem Schwermetallverunreinigungsgehalt von 30 ppm oder weniger. Die oben genannten speziellen Hydrotalcitteilchen sind synthetisierte Hydrotalcitverbindungsteilchen für die Verwendung als Magensäure neutralisierende Substanz bzw. Antazidum, welche in hoch gereinigter Form vorliegen, um dem menschlichen Körper verabreicht zu werden, und besitzen eine hohe Säure neutralisierende Wirkung. Dieses Patent lehrt, dass der Einschluss von für den menschlichen Körper schädlichen Verunreinigungen durch die sorgfältige Auswahl der Klasse des Rohmaterials (zweite Spalte, Zeilen 12 bis 26) vermieden werden kann, doch es fehlt eine spezifische und ausführliche Beschreibung der Klasse des Rohmaterials. Dieses Patent spezifiziert lediglich den Gesamtgehalt von Schwermetallverunreinigungen in den Hydrotalcitverbindungsteilchen als Medizin. Die Hydrotalcitverbindungsteilchen werden aus speziellen Rohmaterialien unter Einsatz spezieller Vorrichtungen von geringer Größe (wie einem Glasgefäß und einer glasverkleideten Vorrichtung) erhalten.
Die Hydrotalcitverbindungsteilchen der vorliegenden Erfindung werden durch Entfernen von Verunreinigungsmetallverbindungen, wie einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung, von Rohmaterialien oder Wählen und Verwenden von Rohmaterialien mit kleinen Gehalten dieser Verunreinigungsmetallverbindungen erhalten. Um die Hydrotalcitverbindungsteilchen herzustellen, sollten Vorrichtungen aus alkalibeständigen und säurebeständigen Materialien, aus welchen eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung, insbesondere eine Eisenverbindung selten eluieren und erzeugt werden, gewählt werden.
Die Hydrotalcitverbindungsteilchen der vorliegenden Erfindung sind ein Harzadditiv, welches auf industriellen Gebieten verwendet wird und billig sein muss. Daher ist es nicht ratsam, das gesamte Aluminium-Ausgangsmaterial, Magnesium-Ausgangsmaterial und Alkali-Ausgangs-material übermäßig zu reinigen, weil dies die Kosten in die Höhe treibt.
Somit kann eine Harzzusammensetzung, welche die Anforderungen für eine Erhöhung der Qualität des Harzes erfüllt, nämlich für eine hohe Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme und Flammschutzeigenschaft, durch den Erhalt der Hydrotalcitverbindungsteilchen der Teilchen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, welche hauptsächlich keine Eisenverbindung und keine Manganverbindung enthalten und einen spezifizierten mittleren Teilchendurchmesser aufweisen und einen spezifizierten spezifischen Oberflächenbereich.
Genauer gesagt, für die Herstellung der Hydrotalcitverbindungsteilchen der vorliegenden Erfindung können Meereswasser, natürliche Sole oder Ionensalzmutterlauge, aus welchen eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung mit Reinigungsmitteln entfernt wurden, als Magnesium-Ausgangsmaterial verwendet werden, und Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid für den industriellen Einsatz können als ein Aluminium-Ausgangsmaterial verwendet werden.
Weiterhin ist Natriumhydroxid (Ätznatron) für den industriellen Gebrauch für die Verwendung als ein Alkali-Ausgangsmaterial geeignet, während natürlicher Kalk nicht bevorzugt ist, weil er schwer zu reinigen ist. Natriumcarbonat oder Carbonsäuregas für den industriellen Gebrauch können als Ausgangsmaterial für Carbonsäureionen verwendet werden. Die Zusammensetzung jedes der Ausgangsmaterialien, insbesondere der Gehalt einer Eisenverbindung und der Gehalt einer Manganverbindung werden speziell in den nachstehenden Beispielen beschrieben. Das Material jeder Vorrichtung wird ebenfalls im Folgenden beschrieben.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Hydrotalcitverbindungsteilchen können mit einem synthetischen Harz direkt, oder nachdem jedes Teilchen mit einem Oberflä chenbehandlungsmittel behandelt wurde, vermischt werden. Letzteres ist allgemein bevorzugt.
Das Oberflächenbehandlungsmittel ist mindestens ein Vertreter, gewählt aus der Gruppe bestehend aus höheren Fettsäuren, anionischen Tensiden, Phosphorsäureestern, Kupplungsmitteln (auf Silan-, Titanat- und Aluminiumbasis) und Estern von mehrwertigen Alkoholen und Fettsäuren.
Bevorzugte Beispiele für das Oberflächenbehandlungsmittel schließen höhere Fettsäuren mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen, wie Stearinsäure, Erucasäure, Palmitinsäure, Laurinsäure und Behensäure; Alkalimetallsalze der höheren Fettsäuren; Schwefelsäureestersalze von höheren Alkoholen, wie Stearylalkohol und Oleylalkohol; anionische Tenside, wie Schwefelsäureestersalze, Amid-gebundene Schwefelsäureestersalze, Ester-gebundene Schwefelsäureestersalze, Ester-gebundene Sulfonate, Amid-gebundene Sulfonate, Ether-gebundene Sulfonate, Ether-gebundene Alkylarylsulfonate, Ester-gebundene Alkylarylsulfonate und Amid-gebundene Alkylarylsulfonate von Polyethylenglykolethern; Phosphorsäureester, wie Mono- oder Diester von Orthophosphorsäure und Oleylalkohol, Stearylalkohol und dergleichen oder Mischungen davon oder Alkalimetallsalze und Aminsalze davon; Silan-Kupplungsmittel, wie Vinylethoxysilan, Vinyltris(2-methoxyethoxy)-silan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Aminopropyltrimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, Glycidoxypropyltrimethoxysilan und γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan; Kupplungsmittel auf Titanatbasis, wie Isopropyltriisostearoyltitanat, Isopropyltris(dioctylpyrophosphat)titanat, Isopropyltri-(N-aminoethyl-aminoethyl)titanat und Isopropyltridecylbenzolsulfonyltitanat; Kupplungsmittel auf Aluminiumbasis, wie Acetoalkoxyaluminiumdiisopropylat; und Ester von mehrwertigen Alkoholen und Fettsäuren, wie Glycerinmonostearat und Glycerinmonooleat, ein.
Die Oberfläche jedes Hydrotalcitverbindungsteilchens kann unter Verwendung der oben stehenden Oberflächenbehandlungsmittel gemäß einem an sich bekannten Nass- oder Trockenverfahren beschichtet werden. Zum Beispiel umfasst das Nassverfahren das Zusetzen des Oberflächenbehandlungsmittels im Zustand einer Flüssigkeit oder Emulsion zu einer Aufschlämmung von Hydrotalcitverbindungsteilchen und das vollständige mechanische Mischen von diesen bei einer Temperatur bis zu etwa 100°C. Das Trockenverfahren umfasst das Zusetzen des Oberflächenbehandlungsmittels im Zustand einer Flüssigkeit, Emulsion oder eines Feststoffs zu Hydrotalcitverbindungsteilchen, während die Hydrotalcitverbindungsteilchen vollständig mit einem Mischer, wie einem Henschel-Mischer, gerührt werden, und deren vollständiges Vermischen unter Erwärmung oder ohne Erwärmung. Die Menge des zugesetzten Oberflächenbehandlungsmittels kann in geeigneter Weise gewählt werden, beträgt aber vorzugsweise etwa 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Hydrotalcitverbindungsteilchen.
Die oberflächenbehandelten Hydrotalcitverbindungsteilchen können nach Bedarf mit Wasser gewaschen, entwässert, granuliert, getrocknet, zermahlen oder klassiert werden, um ein Endprodukt daraus herzustellen. Die Hydrotalcitverbindungsteilchen der vorliegenden Erfindung werden in ein Harz in einer Menge von 15 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des synthetischen Harzes (a) und der Hydrotalcitverbindungsteilchen (b), gefüllt.
Das in die Hydrotalcitverbindungsteilchen der vorliegenden Erfindung zu füllende synthetische Harz ist ein thermoplastisches synthetisches Harz, welches allgemein als geformter Artikel verwendet wird, wie durch Polymere und Copolymere von Olefinen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen (α-Olefine) beispielhaft angegeben, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen/Propylen-Copolymer, Polybuten und Poly·4-methylpenten-1, Copolymere dieser Olefine und Diene, Ethylen-Acrylat-Copolymere, Polystyrol, ABS-Harz, AAS-Harz, AS-Harz, MBS-Harz, Ethylen/Vinylchlorid-Copolymerharz, Ethylen-Vinylacetat-Copolymerharz, Ethylen-Vinylchlorid-Vinylacetat-Pfropfpolymerharz, Vinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, chloriertes Polyethylen, chloriertes Polypropylen, Vinylchlorid-Propylen-Copolymer, Vinylacetatharz, Phenoxyharz, Polyacetate, Polyamide, Polyimide, Polycarbonate, Polysulfone, Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Methacrylharze und thermoplastische Elastomere.
Von diesen thermoplastischen Harzen sind Polyolefine und Copolymere davon, die mit einer ausgezeichneten Wärme-Verschlechterungs-Verhinderungswirkung und die mechanische Festigkeit beibehaltenden Charakteristika durch die Hydrotalcitverbindungsteilchen ausgestattet sind, bevorzugt, wie beispielhaft angegeben durch Harze auf Po lypropylen-Basis, wie Polypropylenhomopolymer und Ethylen-Propylen-Copolymer, Harze auf Polyethylen-Basis, wie hochdichtes Polyethylen, niederdichtes Polyethylen, geradkettiges niederdichtes Polyethylen, Polyethylen von extrem geringer Dichte, EVA (Ethylenvinylacetatharz), EEA (Ethylenethylacrylatharz), EMA (Ethylen-Methylacrylat-Copolymerharz), EAA (Ethylen-Acrylsäure-Copolymer-harz) und ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen, und Polymere und Copolymere von Olefinen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen (α-Ethylene), wie Polybuten und Poly·4-methylpenten-1.
Weiterhin können auch wärmehärtbare Harze, wie Epoxyharze, Phenolharze, Melaminharze, ungesättigte Polyesterharze, Alkydharze und Harnstoffharze und synthetischer Kautschuk, wie EPDM, Butylkautschuk, Isoprenkautschuk, SBR, NBR und chlorsulfoniertes Polyethylen als synthetisches Harz verwendet werden.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete synthetische Harz ist durch sein Herstellungsverfahren nicht beschränkt. Im Falle eines Polyolefins wird das Herstellungsverfahren gewählt aus einem Ziegler-Verfahren, Ziegler-Natta-Verfahren, Friedel-Craft-Verfahren, Metallocen-Verfahren und Phillips-Verfahren entsprechend dem Polymerisationskatalysator.
Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst im Wesentlichen das oben stehende Harz (a) und die oben stehenden Hydrotalcitverbindungsteilchen (b) und kann weiter eine geringe Menge eines Flammenverzögerungshilfsstoffs (c) enthalten. Wenn die Harzzusammensetzung diesen Flammenverzögerungshilfsstoff (c) enthält, kann der Anteil der Hydrotalcitverbindungsteilchen (b) verringert werden, und die Flammschutzwirkung kann verbessert werden.
Der Flammenverzögerungshilfsstoff (c) ist vorzugsweise rotes Phosphorpulver, Kohlenstoffpulver oder eine Mischung davon. Als roter Phosphor kann allgemein roter Phosphor für den Gebrauch als Flammen verzögerndes Mittel und roter Phosphor, beschichtet mit einem wärmehärtbaren Harz, Polyolefin, Carbonsäurepolymer, Titanoxid oder Titan-Aluminium-Kondensat, verwendet werden. Das Kohlenstoffpulver ist Ruß, Aktivkohle oder Graphit, und der Ruß wird durch ein Ölofenverfahren, Gasofenverfahren, Kanalverfahren, thermisches Verfahren oder Acetylen-Verfahren hergestellt.
Wenn der Flammenverzögerungshilfsstoff (c) verwendet wird, beträgt dessen Menge 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des thermoplastischen Harzes (a) und der Hydrotalcitverbindungsteilchen (b).
Um die Festigkeit der Harzzusammensetzung zu verbessern, kann ein Polymer-Legierung-Kompatibilisierungsmittel in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Veranschaulichende Beispiele des Polymer-Legierung-Kompatibilisierungsmittels schließen Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Styrol-Ethylen-Butylenharz, Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Styrol-Ethylen-Butadienharz, Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen, Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EPR, Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polypropylen, Carboxyl-modifiziertes Polyethylen, Epoxy-modifiziertes Polystyrol/PMMA, Polystyrol-Polyimid-Blockcopolymer, Polystyrol-Methylpolymethacrylat-Blockcopolymer, Polystyrol-Polyethylen-Blockcopolymer, Polystyrol-Ethylacrylat-Pfropfcopolymer, Polystyrol-Polybutadien-Pfropfcopolymer, Polypropylen-Ethylen-Propylen-Dien-Pfropfcopolymer, Polypropylen-Polyamid-Pfropfcopolymer, Ethylpolyacrylat-Polyamid-Pfropfcopolymer und dergleichen ein.
Die Harzzusammensetzung mit einer Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme und Flammenverzögerungseigenschaft der vorliegenden Erfindung kann andere üblicherweise verwendete Additive zusätzlich zu den oben genannten Komponenten enthalten. Die Additive schließen ein Antioxidans, antistatisches Mittel, Pigment, Schäumungsmittel, Plastifizierungsmittel, Füllmittel, Verstärkungsmittel, Vernetzungsmittel, Lichtstabilisator, Nukleierungsmittel, UV-Absorber, Gleitmittel, andere anorganische und organische Flammen verzögernde Mittel und dergleichen ein.
Um die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung herzustellen, unterliegt das Mittel zum Füllen der Hydrotalcitverbindungsteilchen in das Harz keiner speziellen Beschränkung. Zum Beispiel können die Hydrotalcitverbindungsteilchen in das synthetische Harz zusammen mit anderen Harzmischungsbestandteilen oder getrennt von diesen so gleichmäßig wie möglich durch die gleichen Mittel wie die üblicherweise angewandten bekannten Mittel zum Einfüllen eines Stabilisators oder Füllmittels in diese Harze gefüllt werden. Zum Beispiel kann das Mittel eine bekannte Mischvorrichtung, wie ein Bandmischer, ein Hochgeschwindigkeitsmischer, eine Knetmaschine, Pelletiermaschine oder Extruder, zum Einfüllen dieser Komponenten, oder Mittel zum Hinzufügen einer Suspension eines Flammen verzögernden Mittels, welches Hydrotalcitverbindungsteilchen als wirksamen Bestandteil umfasst, zu einer Aufschlämmung nach der Polymerisation, Umrühren, Mischen und Trocknen sein.
Beispiele
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung. ”%” bedeutet Gew.-%, mit der Ausnahme, dass der Anteil eines Antioxidans ein Anteil (%), bezogen auf das Gesamtgewicht des synthetischen Harzes (a), der Hydrotalcitverbindungsteilchen (b) und des Flammenverzögerungshilfsstoffs (c), ist.
In den nachstehenden Beispielen waren der mittlere sekundäre Teilchendurchmesser (a) und die spezifische Oberfläche (b) gemäß BET der Hydrotalcitverbindungsteilchen die durch die folgenden Messverfahren gemessenen Werte.
(1) Mittlerer sekundärer Teilchendurchmesser von Hydrotalcitverbindungsteilchen
Dieser wird mit Hilfe eines MICROTRAC-Teilchengrößen-Analysengeräts vom SPA-Typ von der LEEDS & NORTHRUP INSTRUMENTS CO.; LTD, gemessen und bestimmt.
700 mg eines Probenpulvers werden zu 70 ml Wasser hinzugegeben und mit Ultraschallwellen (Modell US-300 von NISSEI Co., LTD., mit einem Strom von 300 μA) 3 Minuten lang dispergiert, und danach werden 2 bis 4 ml der resultierenden Dispersion gesammelt und der Probenkammer des oben genannten Teilchengrößen-Analysengeräts, welche 250 ml entgastes Wasser enthielt, hinzugegeben. Das Analysengerät wird in Betrieb genommen, um die Suspension 8 Minuten lang zirkulieren zu lassen, um die Teilchengrößenverteilung zu bestimmen. Die Teilchengrößenverteilung wird insgesamt zweimal gemessen und der arithmetische Mittelwert von 50% der kumulativen sekundären Teilchendurchmesser, erhalten durch die oben genannten Messungen, wird berechnet und als mittlerer sekundärer Teilchendurchmesser der Probe herangezogen.
(2) Spezifische Oberfläche nach BET von Hydrotalcitverbindungsteilchen
Diese wird gemäß einem Flüssig-Stickstoff-Adsorptionsverfahren gemessen.
(3) Kerbschlagzähigkeit nach Izod
Diese wird gemäß JIS K7110 gemessen.
(4) Zugfestigkeit
Diese wird gemäß JIS K7113 gemessen.
(5) Flammschutzeigenschaft
Ein Teststück wird in Ionenaustauschwasser bei 40°C 10 Tage lang eingetaucht, an die Luft herausgenommen und gemäß der UL 94VE-Methode und der UL 94HB-Methode gemessen.
(6) Analyse der Metalle
Die Messung erfolgt durch ICP-MS (Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektroskopie).
I. Herstellung und Eigenschaften von Hydrotalcitverbindungsteilchen:
I-(1) Chemische Strukturformeln von Hydrotalcitverbindungsteilchen;

Die chemischen Strukturformeln und Probennummern der in den nachstehenden Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 bis 5 hergestellten Hydrotalcitverbindungsteilchen sind unten stehend aufgeführt.

Probennummer	Chemische Strukturformel
A-I	Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,5H₂O
A-II	Mg_0,5Zn_0,2Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
B-I	Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)0,15·0,5H₂O
B-II	Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
B-III	Mg_0,4Zn_0,3Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
B-IV	Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
B-V	Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O

I-2 Art und Eigenschaften jedes der Rohmaterialien

Die Eigenschaften jedes der in den nachstehenden Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 verwendeten Rohmaterialien für die Herstellung von Hydrotalcitverbindungsteilchen sind unten stehend aufgeführt.

	Rohmaterial Nr. 1: ungereinigte Sole	Rohmaterial Nr. 2: gereinigte Sole	Rohmaterial Nr. 3: Ionensalzmutterlauge	Rohmaterial Nr. 4: Aluminiumsulfat	Rohmaterial Nr. 5: Zinkchlorid
MgCl₂ g/l	314,6	312,1	168,2
CaCl₂ g/l			68,3
ZnCl₂ g/l					572,7
Al₂O₃ g/l				106,8
Fe mg/l	89,2	1 ≥	1 ≥	10	1 ≥
Mn mg/l	3,5	1 ≥	1 ≥	0,5 ≥	13,9

	Rohmaterial Nr. 6: Wässrige Lösung von Natriumhydroxid	Rohmaterial Nr. 7: Natriumcarbonat	Rohmaterial Nr. 8: Gelöschtes Produkt von natürlichem Kalk	Rohmaterial Nr. 9: Wasser	Rohmaterial Nr. 10: Natriumstearat
NaOH %	48,7
Na₂CO₃ %		99,9
Ca(OH)₂ %			96,1
C₁₇H₃₆COONa %					93,4
Fe %	0,001	0,002	0,07	0,0001 ≥	0,0003
Mn %	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,003	0,0001 ≥	0,0001 ≥

	Rohmaterial Nr. 11: Aluminiumhydroxid
Al(OH)₃ %	99,7
Fe %	0,0035
Mn %	0,0001

Beispiel 1 (Herstellung der Hydrotalcitverbindungsteilchen A-1)
Gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) wurde in einen Konzentrations-Regulierungstank überführt und Aluminiumsulfat (Rohmaterial Nr. 4) wurde zu der gereinigten Sole hinzugegeben, um eine wässrige Mischlösung (A) mit einer Mg-Konzentration von 1,95 Mol/l (Liter) und einer Al-Konzentration von 0,847 Mol/l herzustellen. Anschließend wurde Natriumhydroxid (Rohmaterial Nr. 6) in einen anderen Konzentrations-Regulierungstank überführt, und Natriumcarbonatpulver (Rohmaterial Nr. 7) und Wasser (Rohmaterial Nr. 9) wurden hinzugegeben, um eine wässrige Lösung (B) mit einer NaOH-Konzentration von 3 Mol/l und einer Na₂CO₃-Konzentration von 0,23 Mol/l herzustellen.
Die wässrige Mischlösung (A) und die wässrige Lösung (B) wurden in einem Verhältnis von (A):(B) = 1,18:2,2 (Liter) in einen Wasser enthaltenden Reaktor gleichzeitig unter Bewegung eingespritzt, um sicherzustellen, dass die Verweildauer 60 Minuten war, um eine Reaktionsaufschlämmung von Hydrotalcit (H.T.) zu erhalten. 800 Liter dieser Reaktionsaufschlämmung wurden gesammelt und in einen Autoklaven überführt, um durch Erwärmen bei 170°C während 20 Stunden unter Bewegung gealtert zu werden. Nach dem Kühlen wurde die Aufschlämmung in einen Oberflächenbehandlungstank überführt und auf 80°C unter Bewegung erwärmt, und es wurden 2 kg Natriumstearat (Rohmaterial Nr. 10), gelöst in 50 Liter heißem Wasser, das bei 80°C erwärmt wurde, in den Tank nach und nach gefüllt und 30 Minuten lang gerührt, um eine Oberflächenbehandlung abzuschließen. Ein festes Material wurde durch Filtration abgeschieden, gewaschen, mit einem Heißlufttrockner getrocknet und mit einer Hammermühle gemahlen, um eine Probe herzustellen.
Als das erhaltene Hydrotalcit analysiert wurde, ergab sich eine Zusammensetzung hierfür von Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,5H₂O
Die eingesetzten Vorrichtungen waren aus den folgenden Materialien hergestellt.

1. Rohmaterialtank (für Sole): SUS 304, ausgekleidet mit FRP
2. Rohmaterialtank (für Aluminiumsulfat): SUS 304, ausgekleidet mit FRP
3. Konzentrations-Regulierungstank (für Sole + Aluminiumsulfat): SUS 304, ausgekleidet mit FRP
4. Rohmaterialtank (für Natriumhydroxid): SUS 304
5. Konzentrations-Regulierungstank (für Natriumhydroxid + Natriumcarbonat): SUS 304
6. Transportleitung (für Sole und Mischlösung): PVC-Rohr
7. Transportleitung (für Natriumhydroxid und Mischlösung): SUS 304
8. Transportleitung (für hydrothermisch behandeltes Material): SUS 316L
9. Reaktor und Autoklav: SUS 304, ausgekleidet mit Hastelloy C276
10. Rührer: SUS 316L
11. Filter, Trockner und Mühle: SUS 304

Reinigungsverfahren für natürliche unterirdische Sole
Die oben genannte gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) wurde durch Reinigen von natürlicher Sole (Rohmaterial Nr. 1) gemäß dem folgenden Verfahren erhalten.
Eisen und Mangan, die in der aus dem Erdboden gewonnenen Sole enthalten sind, liegen in den Formen von zweiwertigen Ionen oder dreiwertigen Ionen, kolloidalem Eisen und dergleichen vor. Um Eisen und Mangan zu entfernen, wurde die Sole durch Belüftung bzw. Anreicherung mit Sauerstoff und danach mit Chlor oxidiert. Das erhaltene Oxid wurde kondensiert und durch Filtration abgeschieden unter Erhalt von gereinigter Sole (Rohmaterial Nr. 2).
Beispiel 2 (Herstellung von Hydrotalcitverbindungsteilchen A-II)
Eine Reaktion wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 mit Hilfe der völlig gleichen Vorrichtungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Ionensalzmutter lauge und Zinkchlorid an Stelle der gereinigten Sole aus den Rohmaterialien verwendet wurden. Das heisst, Ionensalzmutterlauge (Rohmaterial Nr. 3) wurde in einen Konzentrations-Regulierungstank überführt, und Zinkchlorid (Rohmaterial Nr. 5) und Aluminiumsulfat (Rohmaterial Nr. 4) wurden hinzugegeben, um eine wässrige Mischlösung mit einer Mg-Konzentration von 1,05 Mol/l, einer Zn-Konzentration von 0,42 Mol/l und einer Al-Konzentration von 0,63 Mol/l herzustellen. An diesem Punkt wurde Calciumsulfat in dem Mischtank ausgefällt und durch Filtration abgetrennt unter Erhalt eines Filtrats (A). Anschließend wurde Natriumhydroxid (Rohmaterial Nr. 6) in einen anderen Konzentrations-Regulierungstank überführt, und Natriumcarbonatpulver (Rohmaterial Nr. 7) und Wasser (Rohmaterial Nr. 9) wurden hinzugegeben, um eine wässrige Lösung (B) mit einer NaOH-Konzentration von 3 Mol/l und einer Na₂CO₃-Konzentration von 0,225 Mol/l herzustellen.
Die Lösung (A) und die Lösung (B) wurden in einem Verhältnis von (A):(B) = 1:1,4 (Liter) in einen Wasser enthaltenden Reaktor gleichzeitig unter Bewegung eingespritzt, um sicherzustellen, dass die Verweildauer 60 Minuten war, um eine Reaktionsaufschlämmung von Hydrotalcit (H.T.) zu erhalten.
800 Liter dieser Reaktionsaufschlämmung wurden gesammelt und in einen Autoklaven überführt, um durch Erwärmen bei 140°C während 10 Stunden unter Bewegung gealtert zu werden. Nach dem Kühlen wurde die Aufschlämmung in einen Oberflächenbehandlungstank überführt und auf 80°C unter Bewegung erwärmt, und es wurden 1,3 kg Natriumstearat (Rohmaterial Nr. 10), gelöst in 50 Liter heißem Wasser, das bei 80°C erwärmt wurde, in den Tank nach und nach gefüllt und 30 Minuten lang gerührt, um eine Oberflächenbehandlung abzuschließen. Ein festes Material wurde durch Filtration abgeschieden, gewaschen, erneut emulgiert und sprühgetrocknet, um eine Probe herzustellen.
Als das erhaltene Hydrotalcit analysiert wurde, ergab sich eine Zusammensetzung hierfür von Mg_0,5Zn_0,2Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
Vergleichsbeispiel 1 (Herstellung von Hydrotalcitverbindungsteilchen B-I)
Eine Reaktionsaufschlämmung von Hydrotalcit wurde mit Hilfe derselben Vorrichtungen und derselben Rohmaterialien in den gleichen Konzentrationen wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass ungereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 1) an Stelle von gereinigter Sole verwendet wurde.
800 Liter dieser Aufschlämmung wurden gesammelt, durch Erwärmen gealtert, mit Natriumstearat oberflächenbehandelt und demselben Verfahren wie in Beispiel 1 unterzogen zur Herstellung einer Probe.
Als das erhaltene Hydrotalcit analysiert wurde, ergab sich eine Zusammensetzung hierfür von Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)0,15·0,5H₂O
Vergleichsbeispiel 2 (Herstellung von Hydrotalcitverbindungsteilchen B-II)
Ein Produkt wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass der Reaktor, Autoklav und Oberflächenbehandlungstank aus einer Kohlenstoffstahlplatte für ein Medium und Normaldruckbehälter (SGP-Material, JIS G3118-1977) bestanden und alle Transportleitungen Kohenstoffstahlrohre (SGP-Material, JIS G3452-1984) waren.
Als das erhaltene Hydrotalcit analysiert wurde, ergab sich eine Zusammensetzung hierfür von Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
Vergleichsbeispiel 3 (Herstellung von Hydrotalcitverbindungsteilchen B-III)
Gelöschter Kalk (Rohmaterial Nr. 8), der aus natürlichem Kalk erhalten wurde, wurde in einen Konzentrations-Regulierungstank überführt, um eine Aufschlämmung mit einer Ca(OH)₂-Konzentration von 200 g/l zu erhalten. Inzwischen wurde gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) in einen anderen Konzentrations-Regulierungstank überführt, und es wurde Wasser (Rohmaterial Nr. 9) zugegeben zur Herstellung einer wässrigen Lösung mit einer Mg-Konzentration von 2 Mol/l. Die wässrige Lösung wurde in einen Reaktor überführt, und 0,726 Liter der wässrigen Ca(OH)₂-Lösung wurden zu 1 Liter der wässrigen Mg-Lösung nach und nach unter Bewegung hinzugegeben. Die erhaltene Aufschlämmung von Magnesiumhydroxid wurde mit einem Filter entwässert und mit Wasser gewaschen, und Wasser wurde hinzugefügt, um die Aufschlämmung erneut zu emulgieren, um eine Aufschlämmung mit einer Magnesiumhydroxid-Konzentration von 50 g/l zu erhalten. 35,1 Liter Zinkchlorid (Rohmaterial Nr. 5) und 70,9 Liter Aluminiumsulfat (Rohmaterial Nr. 4) wurden zu 229,4 Litern der Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung unter Bewegung zugegeben, und 327,9 Liter Natriumhydroxid mit einer Konzentration von 3 Mol/l, in welcher 7,83 kg Natriumcarbonat gelöst waren, wurden nach und nach eingespritzt unter Erhalt einer gemischten Aufschlämmung. Dieser Aufschlämmung wurde Wasser zugegeben, um 800 Liter der wässrigen Lösung zuzubereiten, welche danach in einen Autoklaven überführt wurde, um durch Erwärmen bei 150°C während 6 Stunden unter Bewegung gealtert zu werden, unter Erhalt einer Hydrotalcit-Aufschlämmung. Nach dem Kühlen wurde die Aufschlämmung in einen Oberflächenbehandlungstank überführt und auf 80°C unter Bewegung erwärmt, und es wurden 0,75 kg Natriumstearat (Rohmaterial Nr. 10), gelöst in 50 Litern heißem Wasser, das bei 80°C erwärmt wurde, in den Tank nach und nach gefüllt und 30 Minuten lang gerührt, um eine Oberflächenbehandlung abzuschließen. Ein festes Material wurde durch Filtration abgeschieden, gewaschen, mit Heißluft getrocknet und zermahlen, um eine Probe herzustellen.
Der Reaktor, Autoklav und Oberflächenbehandlungstank waren aus einer Kohlenstoffstahlplatte für ein Medium und Normaldruckbehälter (SGP-Material, JIS G3118-1977) hergestellt, und alle Transportleitungen sind Kohenstoffstahlrohre (SGP-Material, JIS G3452-1984).
Als das erhaltene Hydrotalcit analysiert wurde, ergab sich eine Zusammensetzung hierfür von Mg_0,4Zn_0,3Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
Vergleichsbeispiel 4 (Herstellung von Hydrotalcitverbindungsteilchen B-IV)
Gelöschter Kalk (Rohmaterial Nr. 8), der aus natürlichem Kalk erhalten wurde, wurde in einen Konzentrations-Regulierungstank überführt, um eine Aufschlämmung mit einer Ca(OH)₂-Konzentration von 200 g/l zu erhalten. Inzwischen wurde gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) in einen anderen Konzentrations-Regulierungstank überführt, und es wurde Wasser (Rohmaterial Nr. 9) zugegeben zur Herstellung einer wässrigen Lösung mit einer Mg-Konzentration von 2 Mol/l. Die wässrige Lösung wurde in einen Reaktor überführt, und die wässrige Ca(OH)₂-Lösung wurde zu der wässrigen Mg-Lösung in einem Verhältnis der wässrigen Ca(OH)₂-Lösung zu der wässrigen Mg-Lösung = 0,726:1 (Liter) nach und nach unter Bewegung hinzugegeben. Die erhaltene Aufschlämmung von Magnesiumhydroxid wurde mit einem Filter entwässert und mit Wasser gewaschen, und Wasser wurde hinzugefügt, um die Aufschlämmung erneut zu emulgieren, um eine Aufschlämmung mit einer Magnesiumhydroxid-Konzentration von 100 g/l zu erhalten. 17,01 Kilogramm Aluminiumhydroxid (Rohmaterial Nr. 11), 11,54 kg Natriumcarbonat (Rohmaterial Nr. 7), gelöst in Wasser, und Wasser (Rohmaterial Nr. 9) wurden zu 295,7 Litern der Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung unter Bewegung zugegeben, um 800 Liter einer gemischten Aufschlämmung herzustellen.
Diese gemischte Aufschlämmung wurde danach in einen Autoklaven überführt, um durch Erwärmen bei 180°C während 20 Stunden unter Bewegung gealtert zu werden, unter Erhalt einer Hydrotalcit-Aufschlämmung. Nach dem Kühlen wurde die Aufschlämmung in einen Oberflächenbehandlungstank überführt, um eine Bewegungsbehandlung unter Verwendung von 1,7 kg Natriumstearat in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchzuführen. Es wurde ähnliche Vorrichtungen wie in Beispiel 1 eingesetzt.
Als das erhaltene Hydrotalcit analysiert wurde, ergab sich eine Zusammensetzung hierfür von Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
Vergleichsbeispiel 5 (Herstellung von Hydrotalcitverbindungsteilchen B-V)
Gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) wurde in einen Konzentrations-Regulierungstank überführt, und Aluminiumsulfat (Rohmaterial Nr. 4) wurde hinzugegeben, um eine wässrige Mischlösung (A) mit einer Mg-Konzentration von 1,95 Mol/l (Liter) und einer Al-Konzentration von 0,847 Mol/l herzustellen. Anschließend wurde Natriumhydroxid (Rohmaterial Nr. 6) in einen anderen Konzentrations-Regulierungstank überführt, und Natriumcarbonatpulver (Rohmaterial Nr. 7) und Wasser wurden hinzugegeben, um eine wässrige Lösung (B) mit einer NaOH-Konzentration von 3 Mol/l und einer Na₂CO₃-Konzentration von 0,23 Mol/l herzustellen.
Die wässrige Mischlösung (A) und die wässrige Lösung (B) wurden in einem Verhältnis von (A):(B) = 1,18:2,2 (Liter) in einen Wasser enthaltenden Reaktor gleichzeitig unter Bewegung eingespritzt, um sicherzustellen, dass die Verweildauer 60 Minuten war, um eine Reaktionsaufschlämmung von Hydrotalcit zu erhalten. 800 Liter dieser Reaktionsaufschlämmung wurden in einen Oberflächenbehandlungstank überführt und auf 80°C unter Bewegung erwärmt, und es wurden 2 kg Natriumstearat (Rohmaterial Nr. 10), gelöst in 50 Litern heißem Wasser, das bei 80°C erwärmt wurde, in den Tank nach und nach gefüllt und 30 Minuten lang gerührt, um eine Oberflächenbehandlung abzuschließen. Ein festes Material wurde durch Filtration abgeschieden, gewaschen, mit einem Heißlufttrockner getrocknet und gemahlen, um eine Probe herzustellen.
Als das erhaltene Hydrotalcit analysiert wurde, ergab sich eine Zusammensetzung hierfür von Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15·0,55H₂O
Es wurden ähnliche Vorrichtungen wie in Beispiel 1 verwendet.

Die Eigenschaften und Metallgehalte der in den oben stehenden Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 erhaltenen Hydrotalcitverbindungsteilchen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1

Zusammensetzung u. Eigenschaften	Probe
Zusammensetzung u. Eigenschaften	Bsp.1	Bsp. 2	Vergl.-Bsp. 1	Vergl.-Bsp. 2	Vergl.-Bsp. 3	Vergl.-Bsp. 4	Vergl.-Bsp. 5
Hydrotalcitverbindungsteilchen	A-I	A-II	B-I	B-II	B-III	B-IV	B-V
Mittlerer sekundäre Teilchendurchmesser (μm)	0,6	0,7	0,6	0,6	2,1	1,3	4,7
Spezifische Oberfläche (m²/g)	8,5	5,3	8,7	8,9	16,0	6,5	60
Reinheit der Hydrotalcitverbindung (%)	99,89	99,82	99,65	99,59	99,35	99,60
Fe (%)	0,0019	0,0072	0,0265	0,0376	0,0551	0,0490	0,0025
Mn (%)	0,0004	0,0004	0,0010	0,0007	0,003	0,003	0,0004
Cu (%)	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥
V (%)	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	''	''
Co (%)	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	''	''
Ni (%)	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	''	''
Cr (%)	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	0,0001 ≥	''	''

Bsp.: Beispiel, Vergl.-Bsp.: Vergleichsbeispiel

II. Herstellung und Bewertung der physikalischen Eigenschaften von Harzzusammensetzungen
Beispiele 3 und 4 und Vergleichsbeispiele 6 bis 10 (Bewertung der thermischen Stabilität und der physikalischen Eigenschaften der Harzzusammensetzungen)
Teststücke mit den folgenden Zusammensetzungen wurden unter Verwendung der in Tabelle 1 aufgeführten Hydrotalcitverbindungsteilchen der oben stehenden Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 hergestellt.

50%: Hydrotalcitverbindungsteilchen (oberflächenbehandelt mit 3 Gew.-% Stearinsäure)
50%: Polypropylen (einer schlagbeständigen Güteklasse mit einem MFI von 2 g/10 min)
0,1%: Antioxidans (Irganox 1010 von Ciba-Geigy AG)
0,1%: Antioxidans (DLTP von Yoshitomi Pharmaceutical Industries, Ltd.)
0,3%: Bis(P-ethylbenzyliden)sorbitol (Nukleierungsmittel)

(i) Herstellung eines Teststücks
Die oberflächenbehandelten Hydrotalcitverbindungsteilchen jeder Probe wurden vorbehandelt und getrocknet bei 105°C während 16 Stunden und danach bei 150°C während 4 Stunden, um daran anhaftendes Wasser zu entfernen, und mit einem Harz (Polypropylen), Antioxidans und Nukleierungsmittel durch einen Doppelschneckenextruder bei 185°C geknetet, und die erhaltene Mischung wurde bei 120°C 4 Stunden lang getrocknet und bei 185°C durch eine Spritzgießmaschine geformt.

Doppelschneckenextruder: BT-30-S2-30-L von Research Laboratory of Plastic Technology Co., LTD.
Spritzgießmaschine: FS 120S 18A SE von Nissei Plastic Industrial Co., LTD.

(ii) Messung der thermischen Stabilität

Vorrichtung: GPHH-100-Getriebeofen von Tabai Espec Co., Ltd.
Einstellbedingungen: bei 150°C, Schieber- bzw. Drosselöffnung 50%

Zwei Teststücke wurden als ein Set in ihrem oberen Bereich Sandwich-artig zwischen ein gefaltetes Papier gelegt, mit einer Metallklammer befestigt, an einem drehbaren Ring aufgehängt und nach Ablauf einer bestimmten Zeit ausgewertet.

Teststück: 12,7 × 12,7 × 2,1 mm
Bewertung: Die Zeit, die verstrichen ist, bis das Weißwerden der Teststücke zu beobachten war, wurde als ein Maß für die Verschlechterung durch Wärme herangezogen. Weiterhin wurde die Zeit, die verstrichen ist, bevor das Gewicht des Teststücks um 10% bei 150°C verringert wurde, ebenfalls gemessen. Ein Stück für einen Izod-Schlagversuch und ein Stück für einen Zugtest, die bei 150°C 7 Tage lang erwärmt wurden, wurden bei 23°C ± 2°C und 50% ± 5% RH 4 Tage lang stehen gelassen, um die Kerbschlagzähigkeit nach Izod und die Zugfestigkeit zu messen.

(iii) Bewertungsresultate

Die Bewertungsresultate sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2

	Bsp. 3	Bsp. 4	Vergl.-Bsp. 6	Vergl.-Bsp. 7	Vergl.-Bsp. 8	Vergl.-Bsp. 9	Vergl.-Bsp. 10
Hydrotalcitverbindungsteilchen	A-I	A-II	B-I	B-II	B-III	B-IV	B-V
Zahl der Tage vor dem Weißwerden	20	16	3	2	1	1,5	5
Kerbschlagzähigkeit nach Izod (Kerbung, kgf cm/cm)	15,2	17,3	14,0	13,5	11,2	13,6	1,3
Zugfestigkeit (kgf/mm²)	2,38	2,45	2,08	2,03	1,93	2,01	1,42
Flammenverzögerungstest (UL 94 HB 1/8 Inch)	Bestanden	Bestanden	Bestanden	Bestanden	Bestanden	Bestanden	Bestanden
10 Gew.-% Verringerung (Stunden)	520	420	120	100	50	60	160
Kerbschlagzähigkeit nach Izod 150°C × 7 Tage (Kerbung, kgf cm/cm)	14,5	15,8	1 ≥	1 ≥	1 ≥	1 ≥	1 ≥
Zugfestigkeit 150°C × 7 Tage (kgf cm/cm)	2,33	2,40	0,5 ≥	0,5 ≥	0,5 ≥	0,5 ≥	0,5 ≥

Bsp.: Beispiel, Vergl.-Bsp.: Vergleichsbeispiel

Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 11
Es wurde eine Harzzusammensetzung mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt.

90 Gewichtsteile: Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (enthaltend 41% Vinylacetat)
10 Gewichtsteile: Polymerlegierung-Kompatibilisierungsmittel (Taftec M-1943 von Asahi Chemical Industry Co., Ltd.)
150 Gewichtsteile: Hydrotalcitverbindungsteilchen (A-I oder B-I; oberflächenbehandelt mit 0,25 Gewichtsteilen Natriumoleat, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Hydrotalcitverbindungsteilchen)
2 Gewichtsteile: DCP (Dicumylperoxid)
1 Gewichtsteil: Silan-Kupplungsmittel (NUC A-172)
1 Gewichtsteil: Antioxidans (Irganox 1010 von Ciba-Geigy AG).

Herstellung eines Teststücks
Die Harzzusammensetzung wurde mit einem Einschnecken-Knetextruder bei 120°C geknetet.
Das resultierende Extrudat wurde vorgeformt durch eine Kompressionsformmaschine bei 120°C während 5 Minuten und bei 180°C 15 Minuten lang vernetzt, wodurch 2 mm dicke und 6,36 mm dicke Platten erhalten wurden.
Messung der thermischen Stabilität

Wärmebeständigkeit: Ein Teststück mit einer Breite von 25 mm und einer Länge von 50 mm wurde aus der 2 mm dicken vernetzten Platte erhalten, und es wurde ein Wärmebeständigkeitstest mit dem Teststück in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Zugfestigkeit: Ein JIS 7113-Nr.-2-Teststück wurde hergestellt und bezüglich seiner Zugfestigkeit mit einer Testgeschwindigkeit von 200 mm/min gemessen.

Bewertungsresultate

Die Messresultate sind in der unten stehenden Tabelle 3 aufgeführt. Tabelle 3

	Bsp. 5	Vergl.-Bsp. 11
Hydrotalcitverbindungsteilchen	A-I	B-I
Anzahl der Tage vor dem Weißwerden	23	5
Zugfestigkeit (kgf/mm²)	1,63	1,45
Flammverzögerungseigenschaft (UL 94VE 1/4 Inch)	V-0	V-0

Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel 12
Es wurden Harzzusammensetzungen mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt.

70%: Hydrotalcitverbindungsteilchen (A-II oder B-III; oberflächenbehandelt mit 2 Gew.-% Isopropyltriisostearoyltitanat, bezogen auf die Hydrotalcitverbindungsteilchen)
30%: Polypropylen (einer schlagbeständigen Güteklasse mit einem MFI von 2 g/10 min)
0,1%: Antioxidans (Irganox 1010 von Ciba-Geigy AG)
0,1%: Antioxidans (DLTP von Yoshitomi Pharmaceutical Industries, Ltd.)
0,3%: Bis(P-ethylbenzyliden)sorbitol (Nukleierungsmittel)

Es wurden Teststücke aus den oben genannten Harzzusammensetzungen in derselben Weise wie in Beispiel 3 gebildet und bezüglich ihrer thermischen Stabilität und Flammverzögerungseigenschaft bewertet. Die Resultate sind in der unten stehenden Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 4

Hydrotalcitverbindungsteilchen	A-II (Bsp. 6)	B-III (Vergl.-Bsp. 12)
Zahl der Tage vor dem Weißwerden	15	0,5
Kerbschlagzähigkeit nach Izod (kgf cm/cm)	6,5	3,5
Zugfestigkeit (kgf/mm²)	1,85	1,45
10 Gew.-% Verringerung (Stunden)	400	20
Flammverzögerungseigenschaft (UL 94VE 1/16 Inch)	V-0	V-0
Kerbschlagzähigkeit nach Izod (kgf cm/cm) 150°C × 7 Tage	6,0	1 ≥
Zugfestigkeit (kgf/mm²) 150°C × 7 Tage	1,81	0,5 ≥

Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 13
Es wurden Harzzusammensetzungen mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt.

30%: Hydrotalcitverbindungsteilchen (A-II oder B-III; oberflächenbehandelt mit 0,5 Gew.-% γ-Aminopropyltrimethoxysilan, bezogen auf die Hydrotalcitverbindungsteilchen)
7%: roter Phosphor (Nova Excel 140 von Rin Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
3%: Ruß (FEF, hergestellt durch ein Ölofenverfahren)
50%: Polyropylen (einer schlagbeständigen Güteklasse mit einem MFI von 2 g/10 min)
5%: Polymerlegierung-Kompatibilisierungsmittel (Taftec M-1943 von Asahi Chemical Industry Co., Ltd.)
5%: Thermoplastisches Elastomer (Milastomer 7030N von Mitsui Kagaku Co., Ltd.)
0,1%: Antioxidans (Irganox 1010 von Ciba-Geigy AG)
0,1%: Antioxidans (DLTP von Yoshitomi Pharmaceutical Industries Ltd.)
0,3%: Bis(P-ethylbenzyliden)sorbitol (Nukleierungsmittel)

Es wurden Teststücke aus den oben genannten Harzzusammensetzungen in derselben Weise wie in Beispiel 3 gebildet und bezüglich ihrer thermischen Stabilität und Flammverzögerungseigenschaft bewertet. Die Resultate sind in der unten stehenden Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle 5

Hydrotalcitverbindungsteilchen	A-II (Bsp. 7)	B-III (Vergl.-Bsp. 13)
Zahl der Tage vor dem Weißwerden	18	1,5
Kerbschlagzähigkeit nach Izod (kgf cm/cm)	21,3	15,8
Zugfestigkeit (kgf/mm²)	2,65	2,10
10 Gew.-% Verringerung (Stunden)	450	45
Flammverzögerungseigenschaft (UL 94VE 1/8 Inch)	V-0	V-0
Kerbschlagzähigkeit nach Izod (kgf cm/cm) 150°C × 7 Tage	13,6	1 ≥
Zugfestigkeit (kgf/mm²) 150°C × 7 Tage	2,10	0,5 ≥

Beispiel 8
Die folgenden Harzzusammensetzungen (1) bis (3) wurden hergestellt, und es wurden Teststücke aus diesen Harzzusammensetzungen in derselben Weise wie in Beispiel 3 gebildet und hinsichtlich ihrer Flammschutzeigenschaft bewertet. Im Falle von Nylon 6 wurden das Kneten und Spritzgießen bei 250°C durchgeführt. Als ein Resultat wiesen 1/16-Inch-Teststücke der Harzzusammensetzungen (1) und (2) eine Bewertung V-0 für die Flammschutzeigenschaft in dem UL94-VE-Test auf, und ein 1/4-Inch-Teststück der Harzzusammensetzung (3) bestand den UL94-HB-Test.
(1)

68%: Hydrotalcitverbindungsteilchen (A-I)
32%: Nylon 6 (eine Spritzgussgüteklasse mit einer relativen Dichte von 1,14)
0,2%: Antioxidans (Irganox 1098 von Ciba-Geigy AG)

(2)

70%: Hydrotalcitverbindungsteilchen (A-I)
30%: hochdichtes Polyethylen (MFI mit einer Spritzgussgüteklasse von 5,0 g/10 min)
0,1%: Antioxidans (Irganox 1010 von Ciba-Geigy AG)
0,1% Antioxidans (DLTP von Yoshitomi Pharmaceutical Industries Ltd.)

(3) (vergleichend)

10%: Hydrotalcitverbindungsteilchen (A-I)
10%: roter Phosphor (Nova Excel 140 von Rin Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
5%: Ruß (FEF, hergestellt durch ein Ölofenverfahren)
70%: ABS-Harz (einer schlagbeständigen Güteklasse mit einem MFI von 25 g/10 min)
5%: Nylon 6 (einer Spritzgussklasse mit einer relativen Dichte von 1,14)
0,2%: Antioxidans (Irganox 1010 von Ciba-Geigy AG).

Beispiel 9
Es wurde die folgende Zusammensetzung hergestellt, grob geknetet mit einer offenen Walze bei 70°C und nach einem Tag bei 160°C 30 Minuten lang vulkanisiert, um eine 1/8 Inch dicke Platte zu erhalten. Ein 1/8-Inch-Teststück für einen UL94-VE-Test wurde aus der erhaltenen Platte geformt. Der UL94-VE-Test wurde mit diesem Teststück durchgeführt. Als Resultat ergab sich eine Flammschutzeigenschaft des Teststücks der Güteklasse V-1.
Zusammensetzung

100 Gewichtsteile: EPDM-Kautschuk (Ethylen/Propylen-Verhältnis = 50/50 Mol)
170 Gewichtsteile: Hydrotalcitverbindungsteilchen (A-I)
3 Gewichtsteile: Dicumylperoxid
0,5 Gewichtsteile: Poly(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydrochinolin)
1 Gewichtsteil: Silan-Kupplungsmittel (A-172 von Nippon Unicar Co., Ltd.)
1 Gewichtsteil: Stearinsäure
1 Gewichtsteil: Schwefel

Beispiel 10
Es wurde die folgende Zusammensetzung hergestellt, mit einem Kneter bei etwa 30°C geknetet und bei 90°C 15 Minuten lang gehärtet, um eine 1/8 Inch dicke Platte zu erhalten. Ein 1/8-Inch dickes Teststück für einen UL94-VE-Test wurde aus der erhaltenen Platte geformt. Der UL94-VE-Test wurde mit diesem Teststück durchgeführt. Als Resultat ergab sich eine Flammschutzeigenschaft des Teststücks der Güteklasse V-1.
Zusammensetzung

100 Gewichtsteile: Epoxyharz (relative Dichte von 1,17)
100 Gewichtsteile: Hydrotalcitverbindungsteilchen (A-I)
5 Gewichtsteile: roter Phosphor (Nova Excel 140 von Rin Kagaku Co., Ltd.)
1 Gewichtsteil: Russ (FEF, hergestellt durch ein Ölofenverfahren)
10 Gewichtsteile: Härtungsmittel (HY951 von Ciba-Geigy AG)
1 Gewichtsteil: Stearinsäure
0,2 Gewichtsteile: Irganox 1010

Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt, wenn eine große Menge eines Flammen verzögernden Mittels mit Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme in ein synthetisches Harz gefüllt wird, eine Harzzusammensetzung, welche selten durch Wärme eine Verschlechterung erfährt, eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit und färbt sich kaum weiß, und man kann davon einen geformten Artikel erhalten.
Somit können eine Harzzusammensetzung, die kein Flammschutzmittel auf Halogenbasis enthält, und ein daraus geformter Artikel bereitgestellt werden. Sie besitzen ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und erzeugen kein gefährliches Gas zum Zeitpunkt der Verbrennung des geformten Artikels.

Claims

Flammen verzögernde synthetische Harzzusammensetzung mit Beständigkeit gegenüber Verschlechterung durch Wärme, umfassend: (a) ein synthetisches Harz und (b) Hydrotalcitverbindungsteilchen in einer Menge von 15 bis 75 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Komponenten (a) und (b), wobei die Hydrotalcitverbindungsteilchen durch die folgende Formel (1) repräsentiert sind: M_1–xAl_x(OH)₂A^n– _x/n·mH₂O (1)worin M Mg und/oder Zn ist, A^n– ein Anion mit einer Wertigkeit von n ist und x und m positive Zahlen sind, die die folgenden Ausdrücke erfüllen: 0 < x < 0,5, 0 ≤ m < 1wobei die Teilchen (i) einen mittleren sekundären Teilchendurchmesser, gemessen durch ein Laser-Diffraktions-Streuungs-Verfahren, von 2 μm oder weniger besitzen und (ii) eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung in einer Gesamtmenge von 0,02 Gew.-% oder weniger in Bezug auf die Metalle enthalten und (iii) eine spezifische Oberfläche, gemessen durch eine BET-Methode, von 3 bis 20 m²/g aufweisen.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Hydrotalcitverbindungsteilchen einen mittleren sekundären Teilchendurchmesser, gemessen durch eine Laser-Diffraktions-Streuungs-Methode von 0,4 bis 1,0 μm aufweisen.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Hydrotalcitverbindungsteilchen Eisen- und Manganverbindungen in einer Gesamtmenge von 0,01 Gew.-% oder weniger in Bezug auf die Metalle enthalten.
Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hydrotalcitverbindungsteilchen Eisen-, Mangan-, Cobalt-, Chrom-, Vanadium- und Nickelverbindungen in einer Gesamtmenge von 0,02 Gew.-% oder weniger in Bezug auf die Metalle enthalten.
Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hydrotalcitverbindungsteilchen bei 150 bis 300°C entwässert werden.
Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das synthetische Harz ein Polyolefin, ein Copolymer davon, oder ein Halogen enthaltendes Harz von diesen ist.
Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hydrotalcitverbindungsteilchen mit mindestens einem Oberflächenbehandlungsmittel, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus höheren Fettsäuren, anionischen Tensiden, Phosphorsäureestern, Kupplungsmitteln und Estern von mehrwertigen Alkoholen und Fettsäuren besteht, oberflächenbehandelt sind.
Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, welche ferner einen Flammenverzögerungshilfsstoff in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des synthetischen Harzes und der Hydrotalcitverbindungsteilchen, enthält.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, wobei der Flammenverzögerungshilfsstoff rotes Phosphorpulver oder Kohlenstoffpulver ist.
Geformte Artikel der Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9.