JP2001181432A - 難燃性ポリプロピレン系樹脂押出発泡ボード - Google Patents

難燃性ポリプロピレン系樹脂押出発泡ボード

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JP2001181432A
JP2001181432A JP37369099A JP37369099A JP2001181432A JP 2001181432 A JP2001181432 A JP 2001181432A JP 37369099 A JP37369099 A JP 37369099A JP 37369099 A JP37369099 A JP 37369099A JP 2001181432 A JP2001181432 A JP 2001181432A
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foam board
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polypropylene resin
resin
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JP37369099A
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Tetsuo Okura
徹雄 大倉
Osamu Miyama
治 三山
Haruo Tomita
春生 冨田
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 難燃性に優れた、厚みの厚い、低密度なポリ
プロピレン系樹脂押出発泡ボードを提供する。 【解決手段】 (a)ポリプロピレン系樹脂50〜95
重量部と(b)ポリスチレン系樹脂50〜5重量部、お
よび(a)+(b)100重量部に対し、0.5〜1
5.0重量部の(c)相溶化剤からなり、密度が50〜
10Kg/m3、厚みが20mm以上、平均気泡径が
1.4mm以下の押出発泡ボードであって、さらにJI
S−A9511に準じて測定した消炎時間が3秒間以内
となるように難燃化剤を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリプロピレン系樹
脂からなる押出発泡ボードに関する。更に詳しくは、た
とえば建築物の壁、床間仕切などの構造材、断熱材など
に好適に使用し得る、難燃性の改良されたポリプロピレ
ン系樹脂押出発泡ボードに関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂からなる発泡体は、一般に
軽量で断熱性や外部からの応力の緩衝性が良好であるこ
とから、断熱材、緩衝材、芯材、食品容器などに幅広く
利用されている。とくに、ポリプロピレン系樹脂からな
る発泡体は、耐薬品性、耐衝撃性および耐熱性が良好で
あるため、その特徴を生かして緩衝材などにとくに好適
に利用されている。しかしながらポリプロピレン系樹脂
は燃焼しやすい樹脂であることから、ポリプロピレン系
樹脂からなる発泡体を建築資材などの用途で使用する場
合、難燃性を向上させることが求められる。
【0003】ポリオレフィン系樹脂の発泡体を難燃化す
る試みとして、例えば特公昭43−12004号公報で
は、ポリオレフィン系樹脂に塩素化パラフィンや三酸化
アンチモンなどを添加することが開示されているが、こ
の方法はポリオレフィン系樹脂を架橋したのちに発泡す
るために厚みの厚い発泡ボードを製造することが困難で
あった。また、この公報ではポリオレフィン系樹脂とし
ては、ポリエチレンのみの記載しかなくポリプロピレン
は記載されていない。
【0004】また、特開平8−208875号公報に
は、ポリオレフィン系樹脂に中和処理された熱膨張性黒
鉛とポリリン酸アンモニウム類の混合物を添加して押出
発泡することが開示されている。しかしながら、前記方
法では厚みの薄いシート形状の物しか得られておらず、
厚みの厚い、低密度な発泡ボードを得ることが困難であ
る。
【0005】このようにポリプロピレン系樹脂の特徴を
損なわず、難燃性が高く、厚みが厚く、低密度で、平均
気泡径の小さいポリプロピレン系樹脂発泡ボードを、押
出発泡によって製造する方法が未だ見出されていないの
が現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、難燃
性に優れた、厚みの厚い、低密度で、平均気泡径の小さ
いポリプロピレン系樹脂押出発泡ボードを提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ポリプロピレン系
樹脂とポリスチレン系樹脂と相溶化剤からなる樹脂組成
物に難燃化剤を含有せしめることにより、難燃性が高
く、厚みが厚く、低密度であり、平均気泡径の小さい押
出発泡ボードが得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
【0008】すなわち、本発明は、(a)ポリプロピレ
ン系樹脂50〜95重量部と(b)ポリスチレン系樹脂
50〜5重量部、および(a)+(b)100重量部に
対し、0.5〜15.0重量部の(c)相溶化剤からな
り、密度が50〜10Kg/m3、厚みが20mm以
上、平均気泡径が1.4mm以下の押出発泡ボードであ
って、さらにJIS−A9511に準じて測定した消炎
時間が3秒間以内、好ましくは3秒間未満となるように
難燃化剤を含有することを特徴とする、難燃性を有する
ポリプロピレン系樹脂押出発泡ボードに関する。
【0009】
【発明の実施の形態】ポリプロピレン系樹脂から難燃性
が高く、厚みの厚い、低密度なポリプロピレン系樹脂押
出発泡ボードを得るには、発泡を阻害せず、かつ難燃性
を付与できる量の難燃化剤を添加すると共に、ポリプロ
ピレン系樹脂が気泡膜を保持するのに充分な溶融張力を
有することが重要となる。
【0010】本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂
としてはとくに制限はないが、230℃で測定したメル
トテンションが5g以上であることが好ましい。メルト
テンションが5g未満であると発泡ボードの密度が高く
なる傾向があり、また、平均気泡径が大きくなる傾向が
ある。
【0011】230℃でのメルトテンションが5g以上
あるポリプロピレン系樹脂としては、たとえば線状のポ
リプロピレン樹脂に放射線を照射するまたは線状のポリ
プロピレン樹脂、ラジカル重合開始剤、単量体を溶融混
合するなどの方法により得られる分岐構造あるいは高分
子量成分を含有するポリプロピレン系樹脂があげられ
る。これらのなかでは線状ポリプロピレン樹脂、ラジカ
ル重合開始剤および単量体を溶融混合して得られる改質
ポリプロピレン系樹脂が安価に製造できる点から好まし
い。
【0012】前記単量体としてはスチレン単量体、イソ
プレン単量体および1,3−ブタジエン単量体を単独で
も組み合わせて使用してもよい。通常は、ポリプロピレ
ン系樹脂100重量部に対して0.05〜10重量部程
度の単量体を使用することが好ましい。単量体の使用量
が少ないと230℃でのメルトテンションが5g未満と
なる傾向があり、多いと発泡ボードの難燃性が損なわれ
る傾向がある。
【0013】ラジカル重合開始剤としては、たとえば、
1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−ト
リメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプ
ロピルカーボネート、α,α′−ジ(t−ブチルパーオ
キシ−m−イソプロピル)ベンゼンなどを使用すること
ができる。通常は、ポリプロピレン系樹脂100重量部
に対して0.01〜5重量部程度のラジカル重合開始剤
を使用することが好ましい。ラジカル重合開始剤の使用
量が少ないと230℃でのメルトテンションが5g未満
となる傾向があり、多いと改質ポリプロピレン系樹脂の
特徴である経済性が損なわれる傾向がある。
【0014】前記の溶融混練の装置としては、ロール、
コニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダー、単軸
押出機、2軸押出機などの混練機、2軸表面更新機、2
軸多円板装置などの横型攪拌機またはダブルヘリカルリ
ボン攪拌機などの縦型攪拌機など高分子材料を適宜の温
度に加熱することができ、適宜の剪断応力を与えながら
混練することができる装置があげられる。これらのう
ち、とくに単軸または2軸押出機が生産性の点から好ま
しい。
【0015】前述のようにして、本発明における改質ポ
リプロピレン系樹脂を製造することができる。
【0016】また、ポリスチレン系樹脂としては、スチ
レンの単独重合体や、α−メチルスチレン、アクリロニ
トリル、ブタジエン、メチルメタアクリレートなどのス
チレンと共重合できる単量体とのスチレンを主成分とす
る共重合体や、これらの混合物を使用することができる
が、望ましくはスチレンの単独重合体である。
【0017】前記ポリスチレン系樹脂のメルトフローレ
ートとしては0.5〜20g/10分(200℃×5K
g)の範囲が好ましい。メルトフローレートが小さいポ
リスチレン系樹脂は入手が困難な傾向があり、大きいポ
リスチレン系樹脂では発泡ボードの平均気泡径が大きく
なる傾向がある。
【0018】また、本発明で用いられる相溶化剤として
は、スチレン−プロピレングラフト共重合体、スチレン
−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素化され
たスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、水
素化されたスチレン−イソプレン−スチレンブロック共
重合体などがあげられる。
【0019】これらの内、水素化されたスチレン−ブタ
ジエン−スチレンブロック共重合体、水素化されたスチ
レン−イソプレン−スチレンブロック共重合体が好まし
い。
【0020】また、本発明の発泡ボードは、JIS−A
9511に準じて測定した消炎時間が3秒間以内、好ま
しくは3秒間未満となるように難燃化剤を含有する。本
発明で用いられる難燃化剤としては、押出発泡ボードを
製造することができ、かつ発泡ボードに難燃性を付与で
きるものであればとくに限定はない。
【0021】難燃化剤としては、例えば、臭素化脂肪
族、臭素化芳香族、臭素化リン酸エステル、臭素化ポリ
マーなどの臭素系化合物;塩素化脂肪族、塩素化芳香
族、塩素化リン酸エステル、塩素化ポリマーなどの塩素
系化合物;リン酸エステル、リン酸塩、ポリリン酸塩、
赤リンなどのリン系化合物;シリコンオイル、シリコン
ポリマー、シリコンエラストマー、シリカゲルなどのシ
リコン系化合物;酸化アンチモン、金属水酸化物、金属
酸化物、金属炭酸塩、酸化ホウ素、ホウ酸塩、黒鉛など
の無機系化合物、などの1種または2種以上があげられ
る。
【0022】これらの内、臭素系化合物単独、または臭
素系化合物と無機系化合物の併用が好ましい。
【0023】前記臭素系化合物としては、例えば、ヘキ
サブロモシクロドデカン、トリス(2,3−ジブロモプ
ロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジブロモプロ
ピル)イソシアヌレート、テトラブロモ−ビニルシクロ
ヘキサン、テトラブロモシクロオクタン、ペンタブロモ
シクロヘキサン、ヘキサブロモ−2−ブテン、テトラブ
ロモノナン、ヘキサブロモベンゼン、オクタブロモジフ
ェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、トリ
ブロモフェノール、テトラブロモジヒドロキシジフェニ
ルメタン、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジ
ルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、テ
トラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノ
ールA−ジ(2,3−ジブロモプロピルエーテル)、テ
トラブロモビスフェノールA−ジ(グリシジルエーテ
ル)、テトラブロモビスフェノールS、テトラブロモビ
スフェノールS−ジ(2,3−ジブロモプロピルエーテ
ル)、エチレンビステトラブロムフタルイミド、臭素化
ポリスチレン、などの1種または2種以上があげられ
る。これらのうち、とくに好ましい臭素系化合物として
は、ヘキサブロモシクロドデカン、ペンタブロモシクロ
ヘキサン、テトラブロモシクロオクタンなどがあげられ
る。
【0024】また前記無機系化合物としては、例えば、
三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化アル
ミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、
酸化錫、酸化錫水和物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム、酸化ホウ素、ホウ酸、ホウ酸亜鉛、ホウ酸バリウ
ム、メタホウ酸バリウム、カーボンブラック、黒鉛、膨
張性黒鉛などの1種または2種以上があげられる。これ
らのうち、とくに好ましい無機化合物としては、三酸化
アンチモン、酸化錫水和物などがあげられる。
【0025】前記無機系化合物を併用しない場合、すな
わち、前記臭素系化合物を単独で使用する場合は、ポリ
プロピレン系樹脂とポリスチレン系樹脂との合計量10
0重量部に対して5〜20重量部の臭素系化合物を添加
することが、難燃性が充分に発現し、かつ押出発泡ボー
ド化を阻害せず、経済的であるという点で好ましい。
【0026】前記臭素系化合物と前記無機系化合物を併
用する場合は、ポリプロピレン系樹脂とポリスチレン系
樹脂との合計量100重量部に対して0.5〜15重量
部の臭素系化合物を添加することが、難燃性が充分に発
現し、かつ押出発泡ボード化を阻害せず、経済的である
という点で好ましく、0.3〜10.0重量部の無機化
合物を添加することが、難燃性が充分に発現し、かつ経
済的であるという点で好ましい。
【0027】次に、本発明において、前記ポリプロピレ
ン系樹脂とポリスチレン系樹脂と相溶化剤と難燃化剤か
らなる組成物を混合し発泡させて押出発泡ボードを製造
する方法としては、例えば前記樹脂組成物に、揮発性発
泡剤を高温、高圧下に圧入して混合し、適性発泡温度ま
で冷却し、大気圧下に押出発泡させる方法などがあげら
れる。たとえば、前記樹脂組成物に第一段の押出機で揮
発性発泡剤を圧入して混合し、成型用金型に直結したダ
イを備えた第二段の押出機で押出発泡することによって
押出発泡ボードを製造することができる。第一段の押出
機は樹脂組成物が可塑化する温度(通常は150〜25
0℃程度)とし、第二段の押出機は適性発泡温度(通常
は120〜180℃程度)とすることができる。
【0028】なお、前記組成物は、それぞれの成分の粒
状または粉末をブレンダーで均一にブレンドしたもの、
これを一度混練押出機に通し溶融ブレンドしたもの、ま
たは、ポリスチレン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂
に難燃化剤を溶融ブレンドし、そののちに残余の樹脂を
ドライブレンドしたものいずれの方法で製造したもので
も良い。
【0029】本発明において好ましい揮発型発泡剤とし
ては、例えばプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、シク
ロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環
式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタ
ン、ジクロロフルオロメタン、クロロエタン、ジクロロ
トリフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、窒
素、空気などの無機ガス、などの1種または2種以上が
あげられる。
【0030】発泡剤の添加量は発泡剤の種類および目標
発泡倍率によって選択されるが、一般に樹脂組成物10
0重量部に対して1〜100重量部が好ましい。発泡剤
の添加量が少ないと発泡ボードの密度が高くなる傾向が
あり、多いと発泡ボードの厚みが薄くなる傾向がある。
【0031】また、気泡径のコントロールのため、必要
に応じて、マイカやタルク、重曹−クエン酸混合物など
の公知の発泡核剤を併用しても良い。発泡核剤の添加量
は、一般に樹脂組成物100重量部に対して0.01〜
1重量部が好ましい。発泡核剤の添加量が少ないと発泡
ボードの平均気泡径が大きい傾向があり、多いと発泡ボ
ードの厚みが薄くなる傾向がある。
【0032】
【実施例】つぎに実施例および比較例に基づいて本発明
に関する発泡ボードについて説明するが、本発明はかか
る実施例のみに限定されるものではない。
【0033】実施例および比較例には次のポリプロピレ
ン系樹脂を使用した。
【0034】PP−A:エチレンランダムポリプロピレ
ン(MFR=0.5)100重量部と、イソプレン2.
5重量部と、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)
3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.5重量部を
溶融混練した改質ポリプロピレン(230℃でのメルト
テンション7.6g)。 PP−B:市販の高溶融張力ポリプロピレン(モンテル
製、SD613、230℃でのメルトテンション7.0
g)。 PP−C:市販の汎用エチレンランダムポリプロピレン
(グランドポリマー(株)製、ハイポールB230、2
30℃でのメルトテンション4.3g)。
【0035】<メルトテンション測定方法>東洋精機
(株)製メルトテンションテスターを用い、口径1m
m、長さ10mm、流入角45度のオリフィスから19
0℃に加熱したポリプロピレン系樹脂を10mm/mi
nの速度で押出し、該押出物を張力検出用プーリ−を通
過させて1m/minの速度から加速させながら巻き取
り、該押出物が切断されるまでの引取りに要する張力を
測定する。この破断時の張力をもって該ポリプロピレン
系樹脂のメルトテンションとした。
【0036】<発泡ボードの評価方法>得られた押出発
泡ボードの密度、難燃性をつぎの方法により評価した。
【0037】発泡体の密度:重量と水没法により求めた
体積とから算出する。
【0038】平均気泡径:発泡体中央部の厚み方向、幅
方向、押出方向の直線上の気泡径を測定し、1.623
を掛け3方向の平均を示す。 気泡径 = 1.623×直線上の気泡弦長
【0039】発泡体の難燃性:JIS A9511に準
じて消炎時間を測定し、以下の基準で難燃性を評価し
た。 ○:消炎時間が3秒間以内 ×:消炎時間が3秒間を越える。
【0040】実施例1 PP−Aを65重量部、ポリスチレン(旭化成(株)
製、スタイロンG9305、MFR1.5)を35重量
部、相溶化剤として水素化されたスチレン−イソプレン
−スチレンブロック共重合体(クラレ(株)製、セプト
ン2104)を5重量部、難燃化剤としてヘキサブロモ
シクロドデカンを5重量部と三酸化アンチモンを2.5
重量部、および発泡核剤としてマイカ0.3重量部をリ
ボンブレンダーでドライブレンドしたのち、上記混合物
を50Kg/hで65mm−90mmタンデム型押出機
に供給し、第一段押出機(65mm)中にて200℃で
可塑化したのち、発泡剤としてイソブタンを混合樹脂1
00重量部に対して12重量部圧入し、第二段押出機
(90mm)中にて樹脂温度が143℃になるように冷
却し、スリット幅50mm、スリット厚3.0mm、ラ
ンド30mmの矩形ダイより押出し、矩形ダイに直結し
た成形用金型を通すことにより発泡ボードを得た。発泡
ボードの物性を表1に示す。
【0041】実施例2 臭素系化合物としてヘキサブロモシクロドデカンの代わ
りにペンタブロモシクロヘキサンを5重量部用いた他
は、実施例1と同様な方法で発泡ボードを得た。得られ
た発泡ボードの物性を表1に示す。
【0042】実施例3 臭素系化合物としてヘキサブロモシクロドデカンの代わ
りにトリス(ジブロモプロピルホスフェートを7重量部
用いた他は、実施例1と同様な方法で発泡ボードを得
た。得られた発泡体の物性を表1に示す。
【0043】実施例4 無機系化合物として三酸化アンチモンの代わりに酸化錫
水和物を3重量部用いた他は、実施例1と同様な方法で
発泡ボードを得た。得られた発泡ボードの物性を表1に
示す。
【0044】実施例5 ヘキサブロモシクロドデカンの配合量を15重量部に変
更し、三酸化アンチモンを添加しない他は、実施例1と
同様な方法で発泡ボードを得た。得られた発泡ボードの
物性を表1に示す。
【0045】実施例6 PP−Aを80重量部、実施例1のポリスチレンを20
重量部と比率を変え、ヘキサブロモシクロドデカンを8
重量部、三酸化アンチモンを4重量部とした他は、実施
例1と同様の方法で発泡ボードを得た。得られた発泡ボ
ードの物性を表1に示す。
【0046】実施例7 ポリプロピレン系樹脂をPP−Bに変更したほかは実施
例1と同様な方法で発泡ボードを得た。得られた発泡ボ
ードの物性値を表1に示す。
【0047】実施例8 相溶化剤を水素化されたスチレン−ブタジエン−スチレ
ンブロック共重合体(シェルジャパン(株)製、クレイ
トンG1652)5重量部に変更したほかは実施例1と
同様な方法で発泡ボードを得た。得られた発泡ボードの
物性値を表1に示す。
【0048】比較例1 ヘキサブロモシクロドデカンおよび三酸化アンチモンを
添加しないほかは実施例1と同様な方法で発泡ボードを
得た。得られた発泡ボードの物性値を表1に示す。難燃
性の不充分な発泡ボードとなった。
【0049】比較例2 ヘキサブロモシクロドデカンを添加しないほかは実施例
1と同様な方法で発泡ボードを得た。得られた発泡ボー
ドの物性値を表1に示す。難燃性の不充分な発泡体とな
った。
【0050】比較例3 ポリプロピレン系樹脂をPP−Cに変更したほかは実施
例1と同様な方法で発泡ボードを得た。得られた発泡ボ
ードの物性値を表1に示す。密度が高く、厚みが薄く、
平均気泡径の大きい発泡ボードとなった。
【0051】
【表1】
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、難燃性が高く、厚みが
厚く、低密度で、平均気泡径が小さいことから、建築用
断熱材として好適に用いることのできる発泡ボードを容
易に提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 23/26 C08L 23/26 25/08 25/08 53/02 53/02 // B29K 23:00 B29K 23:00 25:00 25:00 105:04 105:04 B29L 7:00 B29L 7:00 Fターム(参考) 4F074 AA24 AA32 AA32B AC17 AD02 AG10 BA35 BA38 CA22 CC22X DA02 DA03 DA18 DA23 DA32 4F207 AA11 AA13 AB04 AB05 AB07 AB19 AE10 AG02 AG20 AL06 KA01 KA11 KF04 KK23 KL84 4J002 BB111 BB201 BC022 BC032 BC042 BC052 BC062 BC072 BP013 DE077 DE087 DE107 DE127 DE137 DE147 EA018 EB046 EB096 EB136 FD136 FD137 FD328 GL01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)ポリプロピレン系樹脂50〜95
    重量部と(b)ポリスチレン系樹脂50〜5重量部、お
    よび(a)+(b)100重量部に対し、0.5〜1
    5.0重量部の(c)相溶化剤からなり、密度が50〜
    10Kg/m3、厚みが20mm以上、平均気泡径が
    1.4mm以下の押出発泡ボードであって、さらにJI
    S−A9511に準じて測定した消炎時間が3秒間以内
    となるように難燃化剤を含有することを特徴とする、難
    燃性を有するポリプロピレン系樹脂押出発泡ボード。
  2. 【請求項2】 難燃化剤が、臭素系化合物である請求項
    1記載の発泡ボード。
  3. 【請求項3】 難燃化剤が、臭素系化合物と無機系化合
    物である請求項1記載の発泡ボード。
  4. 【請求項4】 相溶化剤が、水素化されたスチレン−イ
    ソプレン−スチレンブロック共重合体または水素化され
    たスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体で
    ある請求項1、2または3記載の発泡ボード。
  5. 【請求項5】 ポリプロピレン系樹脂が、230℃にお
    けるメルトテンションが5g以上である請求項1、2、
    3または4記載の発泡ボード。
  6. 【請求項6】 ポリプロピレン系樹脂が、ポリプロピレ
    ン系樹脂をイソプレン、スチレンまたは1,3−ブタジ
    エンから選ばれる少なくとも1種の単量体およびラジカ
    ル重合開始剤との反応により改質された改質ポリプロピ
    レン系樹脂である請求項1、2、3または4記載の発泡
    ボード。
JP37369099A 1999-12-28 1999-12-28 難燃性ポリプロピレン系樹脂押出発泡ボード Pending JP2001181432A (ja)

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