JP2001031771A - 難燃性付与用マスターバッチ及び難燃性樹脂組成物 - Google Patents
難燃性付与用マスターバッチ及び難燃性樹脂組成物Info
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Abstract
100重量部、 (B)フェニル基含有シリコーン樹脂
20〜200重量部を主成分としてなることを特徴と
する難燃性付与用マスターバッチ。 【効果】 本発明のマスターバッチは、各樹脂への混練
が容易で均一分散しやすく、微量の定量添加ができ、優
れた難燃性を付与させることができるといった利点を有
する。
Description
樹脂に難燃性を付与するために配合するマスターバッチ
及び難燃性樹脂組成物に関する。
電気・電子機器部品、建材、自動車部品、日用品等の樹
脂成形品に難燃性を付与すべく、熱可塑性有機樹脂に有
機ハロゲン化合物、或いは三酸化アンチモン化合物等が
添加されている。しかしながら、これらの化合物は有害
であったり、燃焼時有害なガスを発生する等の欠点があ
り、その解決が求められていた。
コーン樹脂を添加して難燃性を向上させる方法が開発さ
れ、注目されている(特開昭54−36365号、特開
平4−226159号、特開平9−169914号、特
開昭54−102352号、特開平6−306265号
公報)。
種々の形状のものが適用可能であるが、固形状シリコー
ン樹脂の場合、粉体化する工程が必要となり、粉体のた
めに混練時の取り扱いが容易でなく、微量の定量添加が
難しく、均一分散が難しいといった欠点がある。また、
液状シリコーン樹脂の場合、シェアーが掛かりにくく、
少量の成分を熱可塑性樹脂中に均一分散することが難し
い等の問題点がある。
されたもので、特に各種熱可塑性有機樹脂に少量でも容
易に均一分散することができ、この熱可塑性有機樹脂に
優れた難燃性を付与することができる難燃性付与用マス
ターバッチ及びこれを配合した難燃性樹脂組成物を提供
することを目的とする。
発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った
結果、フェニル基含有シリコーン樹脂、特に下記平均組
成式(1) (C6H5)mRnSiXpO(4-m-n-p)/2 (1) 〔但し、Rは水素原子又はフェニル基を除く一価の有機
基であり、XはOH基又は加水分解性基であり、m,n
は0.3≦m≦1.8、0≦n≦1.5、1.0≦m+
n<2.0、0.2≦m/(m+n)≦1.0の範囲を
満たす数であり、pは0≦p≦1.5、1.0≦m+n
+p≦3.0を満たす数である。〕で示されるフェニル
基含有シリコーン樹脂を熱可塑性有機樹脂と混合乃至は
混練した組成物を難燃性付与用マスターバッチとして、
特に各種熱可塑性有機樹脂に配合した場合、このマスタ
ーバッチが難燃性を付与されるべき熱可塑性有機樹脂に
容易に均一分散されて、この熱可塑性有機樹脂に優れた
難燃性が付与されること、この場合、上記マスターバッ
チの使用量が極く少量でも熱可塑性有機樹脂に対する均
一分散性に優れ、良好な作業性を与えることを知見し、
本発明をなすに至ったものである。
本発明の難燃性付与用マスターバッチは、(A)熱可塑
性有機樹脂100部(重量部、以下同じ)と、(B)フ
ェニル基含有シリコーン樹脂20〜200部を主成分と
するものである。
脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポ
リビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリア
ミドイミド、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、アクリロ
ニトリル−スチレン共重合樹脂等、スチレン系、オレフ
ィン系、エステル系、ウレタン系、フッ素系等の熱可塑
性エラストマーが例示され、熱可塑性有機樹脂であれば
特に限定されない。なお、上記の例示からも明らかなよ
うに、本発明において熱可塑性有機樹脂は熱可塑性エラ
ストマーを含む意味で用いる。本成分としては、これら
の樹脂を単独で使用しても良く、また2種類以上の混合
物を使用しても良い。
ェニル基含有シリコーン樹脂としては、下記平均組成式
(1) (C6H5)mRnSiXpO(4-m-n-p)/2 (1) で表されるシリコーン樹脂が好適に用いられる。ここ
で、Rは水素原子又はフェニル基を除く一価の有機基で
ある。Rの有機基としては、炭素数1〜12のアルキル
基、シクロアルキル基、アルケニル基等の脂肪族又は脂
環式の一価炭化水素基、例えばメチル、エチル、ビニ
ル、プロピル、アリル、iso−プロピル、ヘキシル、
シクロヘキシル、デシル基等の他、難燃性の損なわない
範囲で上記非置換の一価炭化水素基の水素原子の一部を
エポキシ基、(メタ)アクリル基、アミノ基、メルカプ
ト基等の有機反応性基で置換した置換一価炭化水素基を
挙げることができる。なお、フッ素原子以外のハロゲン
置換炭化水素基、特に臭素原子置換炭化水素基は好まし
くない。これらの中では、特に耐熱性、耐候性を考慮す
れば、メチル基が好ましい。XはOH基又は加水分解性
基を表し、加水分解性基としては炭素数1〜6のオルガ
ノオキシ基が好ましい。具体的には、OH、メトキシ、
エトキシ、プロポキシ、iso−プロポキシ、ブトキ
シ、t−ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロヘキシルオ
キシ、フェノキシ基等を例示できる。なお、メトキシ、
エトキシ基は加水分解して経時変化し易いため、オルガ
ノオキシ基としては炭素数3〜6のもの、特に炭素数3
〜6のアルコキシ基が好ましく、Xとしては、特にOH
基、プロポキシ基、ブトキシ基がより好ましい。
が難燃性や加工性の点で好ましい。mは0.3≦m≦
1.8、nは0≦n≦1.5、pは0≦p≦1.5、更
に1.0≦m+n<2.0、0.2≦m/(m+n)≦
1.0、1.0≦m+n+p≦3.0の各範囲を満たす
ことが好ましい。
リコーン樹脂において、フェニル基は、熱可塑性有機樹
脂への分散を促進すると共に、難燃性を付与する役割を
果たす。その含有率mが0.3未満では、分散性並びに
難燃性を付与するに必要なフェニル基の絶対量が不足す
ることがあり、1.8を超過するとフェニル基により引
き起こされる立体障害のため合成が難しくなることがあ
る。更に好ましくは、0.3≦m≦1.5の範囲を満た
すのが良い。水素原子又はフェニル基以外の有機基であ
るRは含有されなくても良いが、その含有率nが1.5
を超過すると潤滑性が発現し、混練性が不良となること
がある。更に好ましくは0≦n≦1.2の範囲を満たす
のが良い。OH基又は加水分解性基は含有されなくても
良いが、その含有率pが1.5を超過すると、分子末端
の比率が高く、結果的に分子サイズが小さくなり、難燃
性が低下することがある。更に好ましくは、0.01≦
p≦1.2の範囲を満たすのが良い。また、フェニル基
とRの含有率(m+n)が1.0未満では、2官能単位
(D単位)を含まなくなるため、フェニル基含有シリコ
ーン樹脂は固くなり、分散性が不良となり、更に空間的
広がりが小さくなることにより難燃性が低下することが
ある。含有率(m+n)が2.0以上では、フェニル基
含有シリコーン樹脂が液状になり、滑り性が発現するた
め配合・混練が困難となったり、成型品にベタツキが発
生することがある。フェニル基及びR中のフェニル基の
含有率(m/(m+n))が0.2未満では、分子全体
のフェニル基含有率が低くなり、十分な難燃性を発現し
なくなることがある。更に好ましくは、0.5≦m/
(m+n)≦1.0の範囲を満たすのが良い。また、
(m+n+p)は1.0〜3.0、更に好ましくは1.
0〜2.6の範囲である。
ン樹脂は、従来公知の種々の方法で製造することができ
る。即ち、対応する原料のクロルシラン又はアルコキシ
シランを溶剤中で加水分解・縮合する方法、クロルシラ
ンを脱水反応でシロキサン結合を形成する方法、アルコ
キシシランをアルカリ性触媒を用いて加水分解・縮合す
る方法等を例示することができる。これらの製造方法に
限定される必要はなく、上記構造を形成できる方法であ
ればどのような方法でも適用できる。
トリクロルシラン、メチルトリクロルシラン、エチルト
リクロルシラン、ビニルトリクロルシラン、プロピルト
リクロルシラン、アリルトリクロルシラン、iso−プ
ロピルトリクロルシラン、ヘキシルトリクロルシラン、
シクロヘキシルトリクロルシラン、デシルトリクロルシ
ラン、フェニルトリクロルシラン、メチルハイドロジェ
ンジクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、エチルメ
チルジクロルシラン、ビニルメチルジクロルシラン、プ
ロピルメチルジクロルシラン、アリルメチルジクロルシ
ラン、iso−プロピルジクロルシラン、ヘキシルメチ
ルジクロルシラン、シクロヘキシルメチルジクロルシラ
ン、デシルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジク
ロルシラン、ジフェニルジクロルシラン、ジメチルハイ
ドロジェンクロルシラン、トリメチルクロルシラン、ジ
メチルヘキシルクロルシラン、ジメチルフェニルクロル
シラン、ジフェニルメチルクロルシラン等のクロルシラ
ン類、及びこれらクロルシランに対応するメトキシシラ
ン、エトキシシラン、イソプロポキシシラン等のアルコ
キシシラン、並びにこれらアルコキシシランの部分加水
分解・縮合物を使用することができる。場合により、γ
−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ
−(メタクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラ
ン、γ−(アクリロキシプロピル)トリメトキシシラン
等のアクリル官能性シラン類、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
エトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエ
トキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)
エチルトリメトキシシラン、β−(3,4エポキシシク
ロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン等のエポキ
シ官能性シラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ官能性シラン
類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカ
プト官能性シラン類等の有機官能性シランを使用するこ
ともできる。
ン樹脂は、25℃(室温)において固体であるものが好
ましく、また、その数平均分子量は、500〜100,
000、特に2,000〜50,000とすることが好
ましい。
100部に対して、(B)成分のフェニル基含有シリコ
ーン樹脂の配合割合は、20〜200部の範囲であり、
好ましくは20〜150部の範囲である。(B)成分の
フェニル基含有シリコーン樹脂が20部未満であると、
マスターバッチとしての付加価値が低くなり、200部
を超えると、得られたマスターバッチの粘性が高くなり
ペレット化が困難となる。
(B)成分を混合乃至は混練することにより得ることが
でき、またペレットとして成形、使用することが好まし
い。
脂の溶融温度以上の温度条件下で(A)成分の熱可塑性
有機樹脂を溶融し、(B)成分のフェニル基含有シリコ
ーン樹脂と混練するが、(A)成分の熱可塑性有機樹脂
の溶融温度より高い温度、特に5℃以上高い温度条件下
で行うことが好ましい。混合装置としては、ヘンシェル
ミキサー、バンバリーミキサー、プラベンダー、プラス
チーコーダー、加圧ニーダー、一軸混練押出機、二軸混
練押出機等が挙げられる。なお、マスターバッチをペレ
ット状に成形する場合には通常ペレタイザーが使用され
る。
に難燃性を付与するために使用される。この場合、樹脂
としては、熱硬化性のものでも良いが、特に熱可塑性有
機樹脂であることが好ましい。このマスターバッチが配
合される熱可塑性有機樹脂としては、先に(A)成分の
熱可塑性有機樹脂で例示したものを挙げる事ができる。
この場合、マスターバッチが配合される熱可塑性有機樹
脂とマスターバッチの製造に用いた熱可塑性有機樹脂と
は互いに同一でも異なっていても良いが、両者が同系又
は同一の樹脂であることが好ましい。上記マスターバッ
チの配合量は樹脂、特に熱可塑性有機樹脂100部に対
して0.2〜10部であることが好ましく、上記(B)
成分のフェニル基含有シリコーン樹脂がマスターバッチ
中の(A)成分の熱可塑性有機樹脂を含む樹脂成分全体
の0.1〜5重量%、特に0.2〜3重量%であること
が好ましい。
具体的に説明する。なお、「部」及び「%」は、特に断
らない限り「重量部」及び「重量%」を示す。また、難
燃性の評価は、アンダーライターズ・ラボラトリーズ・
Incの定めている規格(UL94:機器部品用プラス
チック材料の燃焼性試験の規格)に準拠し、1/16イ
ンチ厚の板を成型して使用した。
軸セグメント混練押出機((株)東洋精機製作所製:型
式2D50F)の第一バレル部を280℃にし、この第
一バレル部にホッパーからペレット状のポリカーボネー
ト樹脂を20kg/hrの速度で定量供給した。また、
第二バレル部に平均組成式(C6H5)0.9(CH3)0.6
Si(OH)0.04O1.23で表され、数平均分子量が3,
000のフェニル基含有シリコーン樹脂(i)(室温で
固体)を20kg/hrの速度で定量供給した。このよ
うにしてポリカーボネート樹脂とフェニル基含有シリコ
ーン樹脂を溶融混練してフェニル基含有シリコーン樹脂
を50%含有するマスターバッチとし、更にペレット化
した。次に、前記二軸セグメント混練押出機の第一バレ
ル部を280℃にし、この第一バレル部にホッパーから
ペレット状のポリカーボネート94部と、上記マスター
バッチ6部とを混合したものを供給して溶融混練してフ
ェニル基含有シリコーン樹脂を3%含有する樹脂組成物
を得た。得られた樹脂組成物を射出成形機にて1/16
インチ厚の板を作製し、その難燃性(n=3)を測定し
た。なお、分散性も電子顕微鏡を用いて測定した。これ
らの結果を表1に示した。
脂として平均組成式(C6H5)1.0(CH3)0.4Si
(OC2H5)0.16O1.22で表され、数平均分子量が1,
100のフェニル基含有シリコーン樹脂(ii)(室温
で固体)を使用し、実施例1と同様にしてフェニル基含
有シリコーン樹脂を50%含有するマスターバッチを得
た。次にポリカーボネート樹脂98部とフェニル基含有
シリコーン樹脂を50%含有するマスターバッチ2部と
ジフェニルスルホン酸ナトリウム0.5部を溶融混練
し、フェニル基含有シリコーン樹脂を1%含有する樹脂
組成物を得て実施例1と同様にして成型板を評価した。
結果を表1に示した。
ボネート樹脂の代わりに芳香族系エポキシ樹脂を使用
し、同様に評価を行った。結果を表1に示した。
基含有シリコーン樹脂(i)の代わりに、平均組成式
(C6H5)0.84(CH3)0.56Si(OC4H9)0.28O
1.16で表され、数平均分子量が1,050のフェニル基
含有シリコーン樹脂(iii)(室温で液状)を使用
し、実施例1と同様にして得た成型板を評価した。結果
を表1に示した。
軸セグメント混練押出機((株)東洋精機製作所製:型
式2D50F)の第一バレル部を280℃にし、この第
一バレル部にホッパーからペレット状のポリカーボネー
ト樹脂を19.4kg/hrの速度で定量供給した。ま
た、第二バレル部に平均組成式(C6H5)0.9(CH3)
0.6Si(OH)0.04O1.23で表され、数平均分子量が
3,000のフェニル基含有シリコーン樹脂(i)を
0.6kg/hrの速度で定量供給した。このようにし
てポリカーボネート樹脂とフェニル基含有シリコーン樹
脂を溶融混練してフェニル基含有シリコーン樹脂を3%
含有するマスターバッチとし、更にペレット化した。次
に、前記二軸セグメント混練押出機の第一バレル部を2
80℃にし、この第一バレル部にホッパーからペレット
状のポリカーボネート94部と、上記マスターバッチ6
部とを混合したものを供給して溶融混練して、フェニル
基含有シリコーン樹脂を0.18%含有する樹脂組成物
を得た。得られた樹脂組成物を射出成形機にて1/16
インチ厚の板を作製し、その難燃性(n=3)を測定し
た。なお、分散性も電子顕微鏡を用いて測定した。これ
らの結果を表1に示した。
脂として平均組成式(C6H5)1.0(CH3)0.4Si
(OC2H5)0.16O1.22で表され、数平均分子量が1,
100のフェニル基含有シリコーン樹脂(ii)を使用
し、比較例1と同様にしてマスターバッチを得た。次に
ポリカーボネート樹脂98部とフェニル基含有シリコー
ン樹脂を50%含有するマスターバッチ2部とジフェニ
ルスルホン酸ナトリウム0.5部を溶融混練し、比較例
1と同様にして得た成型板を評価した。結果を表1に示
した。
ボネート樹脂の代わりに芳香族系エポキシ樹脂を使用
し、同様に評価を行った。結果を表1に示した。
混練が容易で均一分散しやすく、微量の定量添加がで
き、優れた難燃性を付与させることができるといった利
点を有する。
Claims (7)
- 【請求項1】 (A)熱可塑性有機樹脂 100重量部、 (B)フェニル基含有シリコーン樹脂 20〜200重量部 を主成分としてなることを特徴とする難燃性付与用マス
ターバッチ。 - 【請求項2】 (B)成分のフェニル基含有シリコーン
樹脂が、下記平均組成式(1) (C6H5)mRnSiXpO(4-m-n-p)/2 (1) 〔但し、Rは水素原子又はフェニル基を除く一価の有機
基であり、XはOH基又は加水分解性基であり、m,n
は0.3≦m≦1.8、0≦n≦1.5、1.0≦m+
n<2.0、0.2≦m/(m+n)≦1.0の範囲を
満たす数であり、pは0≦p≦1.5、1.0≦m+n
+p≦3.0を満たす数である。〕で示されるフェニル
基含有シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1
記載の難燃性付与用マスターバッチ。 - 【請求項3】 (B)成分のフェニル基含有シリコーン
樹脂の加水分解性基が、炭素数3〜6のアルコキシ基で
あることを特徴とする請求項1又は2記載の難燃性付与
用マスターバッチ。 - 【請求項4】 (B)成分のフェニル基含有シリコーン
樹脂が、25℃で固体であることを特徴とする請求項1
乃至3のいずれか1項記載の難燃性付与用マスターバッ
チ。 - 【請求項5】 (A)成分の溶融温度より高い温度で
(A)成分の熱可塑性有機樹脂と(B)成分のフェニル
基含有シリコーン樹脂を混練りすることにより得られる
請求項1乃至4のいずれか1項記載の難燃性付与用マス
ターバッチ。 - 【請求項6】 ペレット状である請求項1乃至5のいず
れか1項記載の難燃性付与用マスターバッチ。 - 【請求項7】 熱可塑性有機樹脂100重量部に対して
請求項1乃至6のいずれか1項記載の難燃性付与用マス
ターバッチを0.2〜10重量部配合してなることを特
徴とする難燃性樹脂組成物。
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1999
- 1999-07-22 JP JP20751399A patent/JP3608607B2/ja not_active Expired - Fee Related
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