JP2001181444A - Flame resistance-imparting agent for thermoplastic resin - Google Patents

Flame resistance-imparting agent for thermoplastic resin

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JP2001181444A
JP2001181444A JP37287099A JP37287099A JP2001181444A JP 2001181444 A JP2001181444 A JP 2001181444A JP 37287099 A JP37287099 A JP 37287099A JP 37287099 A JP37287099 A JP 37287099A JP 2001181444 A JP2001181444 A JP 2001181444A
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thermoplastic resin
polymer
imparting agent
flame resistance
styrene
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Shigeo Kiuchi
茂夫 木内
Toko Kengaku
とう子 見学
Yoichiro Kono
洋一郎 河野
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Lion Corp
Original Assignee
Lion Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flame resistance-imparting agent which is used for thermoplastic resins and can improve the flame resistance without deteriorating the original physiological properties of the thermoplastic resins. SOLUTION: This flame resistance-imparting agent for thermoplastic resins, characterized by comprising the sulfonation product of a styrenic polymer produced by a cation polymerization.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂が本
来有する物性を損なうことなく、難燃性を向上させるこ
とができる熱可塑性樹脂用難燃性付与剤に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flame retardant for a thermoplastic resin capable of improving the flame retardancy without impairing the physical properties of the thermoplastic resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、熱可塑性樹脂は、成形性に優れ
ることに加え、耐衝撃性に優れていることから、自動車
部品、家電製品、OA機器部品をはじめとする多岐の分
野で使用されているが、熱可塑性樹脂は燃えやすいため
にその用途が限定されている。
2. Description of the Related Art In general, thermoplastic resins have excellent impact resistance in addition to excellent moldability. Therefore, thermoplastic resins are used in various fields such as automobile parts, home electric appliances, and OA equipment parts. However, thermoplastic resins are flammable and their uses are limited.

【0003】従来より、熱可塑性樹脂の難燃化の方法と
しては、例えば、対ハロゲン系化合物、リン系化合物、
無機化合物等の難燃剤を熱可塑性樹脂に添加することが
知られており、これにより、ある程度の難燃化が達成さ
れている。しかしながら、近年、火災に対する安全性の
要求がクローズアップされ、更に、高度な難燃化技術の
開発と共に、環境上の問題や物性の低下のない技術開発
が強く望まれているのが現状である。
[0003] Conventionally, as a method of making a thermoplastic resin flame-retardant, for example, a halogen compound, a phosphorus compound,
It is known to add a flame retardant such as an inorganic compound to a thermoplastic resin, thereby achieving a certain degree of flame retardancy. However, in recent years, the demand for fire safety has been increasing, and in addition to the development of advanced flame retardant technology, there is a strong demand for the development of technology that does not cause environmental problems or decrease in physical properties. .

【0004】一方、ポリスチレンスルホン酸塩等の、芳
香環にスルホン酸基が置換した芳香族ビニル系樹脂を添
加した各種組成物が知られている。例えば、ポリスチレ
ンスルホン酸ナトリウムとポリ塩化ビニルとの安定化樹
脂の製法(特開平7−268028号公報)、ポリスチ
レンスルホン酸ナトリウムとポリオレフィンとの安定化
樹脂の製法(特開平6−3312883号公報、特開平
1−8090号公報)、ポリスチレンスルホン酸のアル
カノールアミン塩を含有する感熱印刷紙(特開平2−1
36285号公報)、ポリスチレンスルホン酸塩を含有
するアクリルエマルションからなる感熱記録材料(特開
平2−69283号公報)、ポリスチレンスルホン酸
塩、メチロール基含有ポリスチレンを含有する熱硬化性
樹脂(特開平1−294729号公報)、ポリスチレン
スルホン酸塩を含有する感熱記録材料(特開平6−33
12883、特開平1−8090号公報)、ポリスチレ
ンスルホン酸塩を含有する有機半導体用材料(特開平6
−3215722号公報)、ポリスチレンスルホン酸ナ
トリウムを含有する帯電防止性ポリエステルフィルム
(特開平6−141525号公報)、ポリスチレンスル
ホン酸塩を含有する感圧性コピー紙用マイクロカプセル
(ドイツ特許3232811号公報,3037309号
公報)、ポリスチレン/ポリフェニレンオキサイド系ア
ロイからなる耐熱性樹脂[Proceedings of the 6th Son
y Research Forum p.552(1996)]、ポリスチレン/ポリ
フェニレンオキサイドにスルホン酸塩を導入したポリマ
ーシステムの相溶性[Polymer,Vol.33,No6,1210(199
2)]等が知られているが、これらの各公報等に記載され
るものは、本発明の熱可塑性樹脂用難燃性付与剤とはそ
の目的、技術思想(構成等)が全く異なるものである。
On the other hand, various compositions are known in which an aromatic vinyl resin in which a sulfonic acid group is substituted on an aromatic ring, such as a polystyrene sulfonate, is added. For example, a method for producing a stabilized resin of sodium polystyrene sulfonate and polyvinyl chloride (JP-A-7-268028), a method of producing a stabilized resin of sodium polystyrene sulfonate and polyolefin (JP-A-6-331883, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 1-8090), a thermal printing paper containing an alkanolamine salt of polystyrene sulfonic acid (Japanese Patent Laid-Open No. 2-1).
No. 36285), a thermosensitive recording material comprising an acrylic emulsion containing a polystyrene sulfonate (JP-A-2-69283), a thermosetting resin containing a polystyrene sulfonate and a polystyrene containing a methylol group (JP-A-1-69283). 294729), a heat-sensitive recording material containing a polystyrene sulfonate (JP-A-6-33).
12883, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-8090), a material for organic semiconductor containing polystyrene sulfonate (Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 3,215,722), an antistatic polyester film containing sodium polystyrene sulfonate (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-141525), and a microcapsule for pressure-sensitive copy paper containing polystyrene sulfonate (German Patent No. 3232811, 3037309). Publication), heat-resistant resin composed of polystyrene / polyphenylene oxide alloy [Proceedings of the 6th Son
y Research Forum p.552 (1996)], Compatibility of Polymer Systems with Sulfonate Incorporated into Polystyrene / Polyphenylene Oxide [Polymer, Vol. 33, No. 6, 1210 (199)
2)] and the like, but those described in each of these publications are completely different from the flame-retardant imparting agent for thermoplastic resin of the present invention in the purpose and technical concept (structure, etc.). It is.

【0005】他方、特開平11−172063号公報に
は、ポリスチレンスルホン酸塩を熱可塑性樹脂の難燃剤
として使用する難燃性熱可塑性樹脂成形材料が開示され
ている。しかしながら、上記公報に用いられているポリ
スチレンスルホン酸塩では、未だ十分な難燃性が発揮さ
れていないという課題がある。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-172603 discloses a flame-retardant thermoplastic resin molding material using polystyrene sulfonate as a flame retardant for a thermoplastic resin. However, there is a problem that the polystyrene sulfonate used in the above publication does not yet exhibit sufficient flame retardancy.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題等について、これを解消しようとするものであり、
熱可塑性樹脂本来の物性を損なうことなく、熱可塑性樹
脂に対し優れた難燃性を付与することができる熱可塑性
樹脂用難燃性付与剤を提供することを目的とするもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and the like.
An object of the present invention is to provide a flame retardant-imparting agent for a thermoplastic resin that can impart excellent flame retardancy to the thermoplastic resin without impairing the physical properties of the thermoplastic resin.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
の課題等に鑑み、熱可塑性樹脂に難燃性を付与するため
に鋭意検討した結果、特定のスチレン系ポリマーのスル
ホン化物が、極めて優れた難燃性付与効果を有すると同
時に、熱可塑性樹脂本来の物性を保持することを見い出
すことにより、本発明を完成するに至ったのである。す
なわち、本発明の熱可塑性樹脂用難燃性付与剤は、カチ
オン重合により製造されるスチレン系ポリマーのスルホ
ン化物からなることを特徴とする。
Means for Solving the Problems In view of the above-mentioned conventional problems and the like, the present inventors have conducted intensive studies for imparting flame retardancy to a thermoplastic resin, and as a result, a sulfonated product of a specific styrene-based polymer has been obtained. The present invention has been completed by finding out that it has an extremely excellent effect of imparting flame retardancy and at the same time retains the original physical properties of the thermoplastic resin. That is, the flame retardant imparting agent for a thermoplastic resin of the present invention is characterized by comprising a sulfonated styrene polymer produced by cationic polymerization.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。本発明の熱可塑性樹脂用難燃性付与剤
は、カチオン重合により製造されるスチレン系ポリマー
のスルホン化物からなることを特徴とするものである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The flame retardant imparting agent for thermoplastic resin of the present invention is characterized by comprising a sulfonated styrene polymer produced by cationic polymerization.

【0009】本発明のスチレン系ポリマーとは、例え
ば、スチレンのホモポリマー、αメチルスチレンのホモ
ポリマー、スチレンあるいはαメチルスチレンと他のモ
ノマーとのコポリマーを意味する。他のモノマーとして
は、例えば、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ブタ
ジエン、イソプレン、ペンタジエン、シクロペンタジエ
ン、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン等の
オレフィン性二重結合をもつ炭化水素が挙げられる。こ
れらのコポリマー中のスチレンあるいはαメチルスチレ
ンの割合は50〜99質量%が好ましい。特に好ましく
は、スチレンあるいはαメチルスチレンのホモポリマー
である。
The styrene polymer of the present invention means, for example, a homopolymer of styrene, a homopolymer of α-methylstyrene, or a copolymer of styrene or α-methylstyrene with another monomer. Examples of other monomers include hydrocarbons having an olefinic double bond such as vinyltoluene, vinylnaphthalene, butadiene, isoprene, pentadiene, cyclopentadiene, ethylene, propylene, butene, and isobutylene. The proportion of styrene or α-methylstyrene in these copolymers is preferably from 50 to 99% by mass. Particularly preferred is a homopolymer of styrene or α-methylstyrene.

【0010】本発明は、重合方法をカチオン重合により
行うことが特徴である。カチオン重合方法は、カチオン
重合触媒により多くの方法があるが、ハロゲン化金属を
触媒とする方法が好ましい。特に、本発明と同じ出願人
による特開平3−52902号公報に記載の方法が好ま
しい。すなわち、重合に際し、二塩化スズ、四塩化ス
ズ、塩化アルミニウム等のハロゲン化金属を触媒とし、
該ハロゲン化金属に対して3倍モル以上の水を含むハロ
ゲン化炭化水素を溶媒として、30〜150℃で重合す
る方法である。ハロゲン化炭化水素としては、例えば、
ジクロロエタン、ジクロロメタン、四塩化炭素、クロロ
ホルム等が挙げられる。重合終了後、必要により、ハロ
ゲン化金属触媒は、アンモニア等で中和して生成する沈
殿を濾過、水洗等により除去する。このようにして重合
度部分布の狭いスチレン系ポリマーを高重合率で得るこ
とができる。
[0010] The present invention is characterized in that the polymerization method is carried out by cationic polymerization. There are many cationic polymerization methods using a cationic polymerization catalyst, but a method using a metal halide as a catalyst is preferable. Particularly, the method described in JP-A-3-52902 by the same applicant as the present invention is preferable. That is, upon polymerization, tin dichloride, tin tetrachloride, a metal halide as a catalyst such as aluminum chloride,
This is a method in which polymerization is carried out at 30 to 150 ° C. using a halogenated hydrocarbon containing water at least three times the mol of the metal halide as a solvent. As the halogenated hydrocarbon, for example,
Examples include dichloroethane, dichloromethane, carbon tetrachloride, chloroform and the like. After the polymerization, if necessary, the metal halide catalyst is neutralized with ammonia or the like, and the precipitate formed is removed by filtration, washing with water, or the like. In this way, a styrene-based polymer having a narrow distribution of the degree of polymerization can be obtained at a high conversion.

【0011】次いで、スルホン化反応を行うが、スルホ
ン化剤としては、例えば、無水硫酸、硫酸、発煙硫酸等
を用いるが、好ましくは無水硫酸である。溶媒として
は、上記のスルホン化剤に不活性なハロゲン炭化水素を
用いる。特に、本発明と同じ出願人による特開平3−5
2902号公報記載による重合方法の場合、重合での溶
媒をそのまま用いることができるので、一旦ポリマーを
単離することなく、スルホン化工程に移行できて経済的
である。スルホン化終了後、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、アンモニア、有機アミン等の公知の中和剤で
中和後、溶媒を留去等により除去、乾燥して、目的のス
チレン系ポリマーのスルホン化物を得る。このようにカ
チオン重合により製造されるスチレン系ポリマーのスル
ホン化物の重量平均分子量は、400〜500,00
0、好ましくは、1000〜300,000、好ましく
は、2000〜100,000である。
Next, a sulfonation reaction is carried out. As the sulfonating agent, for example, sulfuric anhydride, sulfuric acid, fuming sulfuric acid and the like are used, and sulfuric anhydride is preferred. As the solvent, an inert halogen hydrocarbon is used for the sulfonating agent. In particular, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the case of the polymerization method described in Japanese Patent No. 2902, the solvent in the polymerization can be used as it is, so that it is economical to shift to the sulfonation step without once isolating the polymer. After the sulfonation is completed, the mixture is neutralized with a known neutralizing agent such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, or an organic amine, and the solvent is removed by distillation or the like, followed by drying to obtain the desired sulfonated styrene polymer. obtain. The weight average molecular weight of the sulfonated styrene polymer produced by the cationic polymerization is 400 to 500,000.
0, preferably 1000 to 300,000, preferably 2000 to 100,000.

【0012】本発明のポリマーからなる難燃性付与剤
は、種々の熱可塑性樹脂に使用できる。熱可塑性樹脂と
しては、例えば、ポリカーボネート系、ポリフェニレン
エーテル系、ポリスチレン系、ポリ(メタ)アクリレー
ト系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビ
ニル系、ポリアミド系、ポリフェニレンスルフィド系の
樹脂が挙げられる。これらのうち、特に、ポリカーボネ
ート系、ポリエステル系、ポリフェニレンエーテル系の
熱可塑性樹脂に好ましく使用することができる。
The flame retardant of the present invention can be used for various thermoplastic resins. Examples of the thermoplastic resin include polycarbonate-based, polyphenylene ether-based, polystyrene-based, poly (meth) acrylate-based, polyester-based, polyolefin-based, polyvinyl chloride-based, polyamide-based, and polyphenylene sulfide-based resins. Among these, it can be particularly preferably used for polycarbonate-based, polyester-based, and polyphenylene ether-based thermoplastic resins.

【0013】このように構成される本発明の熱可塑性樹
脂用難燃性付与剤は、熱可塑性樹脂本来の物性を損なう
ことなく、極めて優れた難燃性付与効果を発揮すること
ができることとなる。本発明の難燃性付与剤の熱可塑性
樹脂への添加量は、熱可塑性樹脂100質量部(以下、
単に「部」という)に対し、0.01〜10部である。
好ましくは、0.01〜5部、より好ましくは、0.0
2〜3部である。難燃性付与剤の添加量が0.01部未
満の場合は、十分な難燃性が得られにくく、また、10
重量部を越えると、樹脂物性が低下しやすくなり、好ま
しくない。
The flame retardant-imparting agent for a thermoplastic resin of the present invention thus constituted can exert an extremely excellent effect of imparting flame retardancy without impairing the physical properties of the thermoplastic resin. . The amount of the flame retardant-imparting agent of the present invention added to the thermoplastic resin is 100 parts by mass of the thermoplastic resin (hereinafter, referred to as the thermoplastic resin).
(Hereinafter simply referred to as “parts”).
Preferably, 0.01 to 5 parts, more preferably, 0.0
2-3 parts. If the amount of the flame retardant is less than 0.01 part, it is difficult to obtain sufficient flame retardancy.
If the amount exceeds the weight part, the physical properties of the resin are apt to deteriorate, which is not preferable.

【0014】また、難燃性付与剤を添加する熱可塑性樹
脂には、必要に応じて、本発明の目的が損なわれない範
囲で、例えば、無機質充填剤をはじめとする各種の添加
剤、その他の合成樹脂、エラストマーなどを配合するこ
とができる。上記無機質充填剤は、樹脂組成物の機械強
度や耐久性の向上または増量を目的として配合されるも
のであり、例えば、ガラス繊維、ガラスビーズ、ガラス
フレーク、カーボンブッラク、硫酸カルシウム、炭酸カ
ルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、
シリカ、アスベスト、タルク、クレー、マイカ、石英粉
などが挙げられる。また、前記各種添加剤としては、例
えば、ヒンダードフェノール系、亜燐酸エステル系、燐
酸エステル系、アミン系などの酸化防止剤、ベンゾトリ
アゾール系、ベンゾフェノン系などの紫外線吸収剤、ヒ
ンダードアミン系などの光安定剤、脂肪族カルボン酸エ
ステル系、パラフィン系、シリコーンオイル、ポリエチ
レンワックスなどの内部滑剤、常用の難燃化剤、難燃助
剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤などが挙げられる。
The thermoplastic resin to which the flame retardancy-imparting agent is added may be added to the thermoplastic resin, if necessary, within a range that does not impair the object of the present invention. Synthetic resins, elastomers, etc. can be blended. The inorganic filler is compounded for the purpose of improving or increasing the mechanical strength and durability of the resin composition, for example, glass fiber, glass beads, glass flakes, carbon black, calcium sulfate, calcium carbonate, silica Calcium oxide, titanium oxide, alumina,
Examples include silica, asbestos, talc, clay, mica, and quartz powder. Examples of the various additives include antioxidants such as hindered phenols, phosphites, phosphates, and amines; ultraviolet absorbers such as benzotriazoles and benzophenones; and light absorbers such as hindered amines. Examples include stabilizers, aliphatic carboxylic acid esters, paraffins, internal lubricants such as silicone oil and polyethylene wax, common flame retardants, flame retardant auxiliaries, mold release agents, antistatic agents, coloring agents, and the like.

【0015】その他の合成樹脂としては、例えば、ポリ
エステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレートなど)、ポリアミド、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチ
レン(AS)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・ス
チレン(ABS)樹脂、ポリメチルメタクリレートなど
を挙げることができる。さらに、エラストマーとして
は、例えば、イソブチレン−イソプレンゴム、スチレン
−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリ
ル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリ
アミド系エラストマー、コアシェル型のエラストマーで
あるMBS、MASなどが挙げられる。
Other synthetic resins include, for example, polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polyamide, polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile / styrene (AS) resin, acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS) resin, Methyl methacrylate and the like can be mentioned. Furthermore, examples of the elastomer include isobutylene-isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, acrylic elastomer, polyester elastomer, polyamide elastomer, MBS and MAS which are core-shell type elastomers.

【0016】難燃性熱可塑性樹脂は、本発明のスルホン
酸基含有スチレン系ポリマーと、熱可塑性樹脂と、必要
に応じて用いられる各種添加成分を配合し、混練するこ
とによって調製することができる。上記配合、混練に
は、通常用いられている方法、例えば、リボンブレンダ
ー、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、ドラム
タンブラー、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押
出機、コニーダ、多軸スクリュー押出機、などを用いる
方法により行うことができる。このようにして得られる
難燃性熱可塑性樹脂は、既知の種々の成形方法、例え
ば、射出成形、中空成形、押出成形、圧縮成形、カレン
ダー成形、回転成形などを適用して家電分野の成形品を
はじめとして、各種成形品を製造するのに供することが
できる。
The flame-retardant thermoplastic resin can be prepared by blending and kneading the sulfonic acid group-containing styrenic polymer of the present invention, the thermoplastic resin, and various additives used as necessary. . For the above blending and kneading, a method commonly used, for example, a ribbon blender, a Henschel mixer, a Banbury mixer, a drum tumbler, a single screw extruder, a twin screw extruder, a co-kneader, a multi-screw extruder, etc. It can be performed by the method used. The flame-retardant thermoplastic resin obtained in this way can be molded by applying various known molding methods, for example, injection molding, hollow molding, extrusion molding, compression molding, calender molding, rotational molding, etc. in the home appliance field. And other various molded articles.

【0017】次に、本発明を実施例及び比較例により具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるも
のではない。
Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0018】下記に記載の製造例1〜2及び比較製造例
1により実施例及び比較例に用いるポリマーを製造し
た。得られたポリマーの分子量及びポリマー中のスルホ
ン酸基導入率を下記方法により測定した。
Polymers used in Examples and Comparative Examples were produced according to Production Examples 1 and 2 and Comparative Production Example 1 described below. The molecular weight of the obtained polymer and the sulfonic acid group introduction rate in the polymer were measured by the following methods.

【0019】(ポリマーの分子量の測定方法)標準物質
として標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを用い、
分離カラムとして東ソー(株)製TSK−G3000S
WとG4000SW(7.5mmID×30cm)を使
用し、紫外線検出器(測定波長238nm)を用いてG
PC法により求めた。
(Method of measuring molecular weight of polymer) Using a standard sodium polystyrene sulfonate as a standard substance,
TSK-G3000S manufactured by Tosoh Corporation as a separation column
Using W and G4000SW (7.5 mm ID x 30 cm), G using an ultraviolet detector (measuring wavelength 238 nm)
It was determined by the PC method.

【0020】(ポリマー中のスルホン酸基導入率の測定
方法)元素分析計(カルロエルバ社製EA−1108
型)により測定した硫黄原子の含有量からスルホン酸基
導入率を計算した。なお、該水溶性ポリマー中に硫酸塩
を含む場合は、イオンクロマトグラフィーでその量を定
量し、その硫黄原子量を元素分析計で得た硫黄原子量よ
り差し引いた。
(Measurement method of sulfonic acid group introduction ratio in polymer) Elemental analyzer (EA-1108 manufactured by Carlo Elba)
), The sulfonic acid group introduction rate was calculated from the sulfur atom content measured by the above method. When a sulfate was contained in the water-soluble polymer, the amount was determined by ion chromatography, and the amount of sulfur was subtracted from the amount of sulfur obtained by an elemental analyzer.

【0021】〔製造例1(ポリマーの製造)〕重量平均
分子量5,000のポリスチレン(特開平3−5290
2号公報の実施例1記載のポリマー)100部を1,2
−ジクロロエタン400部に溶解し、さらにアセトフェ
ノン1.0重量部を添加して原料溶液を調製した。この
原料溶液をタービン型攪拌機付きのスルホン化反応器に
スルホン化剤であるSO3と共に連続的に供給して、4
5℃でスルホン化反応を行った。この場合、供給速度
は、原料溶液24g/分、SO33.61g/分、ポリ
スチレン中のスチレン単位に対するSO3のモル比は
0.98、また、反応器はジャケット付きで容量400
mlのものを使用した。得られたスルホン化物を10%
水酸化カリウム水溶液で中和後、分離・濃縮、さらに乾
燥してポリスチレンスルホン酸カリウムの粉末を得た。
得られたカチオン重合によるポリスチレンスルホン酸カ
リウム(ポリマーA)の重量平均分子量は10,00
0、スチレン単位に対する全スルホン酸基導入率は95
%であった。
[Production Example 1 (Production of polymer)] Polystyrene having a weight average molecular weight of 5,000 (JP-A-3-5290)
No. 2, 100 parts of the polymer described in Example 1
Dissolved in 400 parts of dichloroethane and further added 1.0 part by weight of acetophenone to prepare a raw material solution. This raw material solution was continuously supplied to a sulfonation reactor equipped with a turbine type stirrer together with SO 3 as a sulfonating agent,
The sulfonation reaction was performed at 5 ° C. In this case, feed rate, feed solution 24 g / min, SO 3 3.61 g / min, molar ratio of SO 3 to styrene units in the polystyrene 0.98 also, the reactor volume 400 jacketed
ml. 10% of the obtained sulfonated product
After neutralization with an aqueous solution of potassium hydroxide, separation, concentration and drying were performed to obtain a powder of potassium polystyrene sulfonate.
The weight average molecular weight of the resulting potassium polystyrene sulfonate (Polymer A) by cationic polymerization is 10,000.
0, the total sulfonic acid group introduction rate with respect to the styrene unit is 95.
%Met.

【0022】〔製造例2(ポリマーの製造)〕1,2−
ジクロロエタン(四塩化スズに対して、5.1倍モルの
水を含む)100部に、無水四塩化スズ0.15部を加
えた後、還流下撹拌した。このものに、スチレン100
部を5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに3時間
還流下撹拌を行った。得られたポリスチレンの重量平均
分子量は5,000であった。得られたポリスチレン溶
液に、更に、1,2−ジクロロエタン200部を加え原
料溶液を調製した。この原料溶液をタービン型攪拌機付
きのスルホン化反応器にスルホン化剤であるSO3とと
もに連続的に供給して、45℃でスルホン化反応を行っ
た。この場合、供給速度は、原料溶液24g/分、SO
34.05g/分、ポリスチレン中のスチレン単位に対
するSO3のモル比は1.10、また、反応器はジャケ
ット付きで容量400mlのものを使用した。得られた
スルホン化物を10%水酸化ナトリウム水溶液で中和
後、分離・濃縮した。さらに、再結晶法により硫酸ナト
リウムを除去し、乾燥してポリスチレンスルホン酸ナト
リウムの粉末を得た。得られたカチオン重合によるポリ
スチレンスルホン酸ナトリウム(ポリマーB)の重量平
均分子量は13,700、スチレン単位に対する全スル
ホン酸基導入率は105%(ベンゼン骨格に対してスル
ホン酸基が2つ結合しているものが一部生成しているの
で100%を越える)であった。
[Production Example 2 (Production of polymer)] 1,2-
0.15 parts of anhydrous tin tetrachloride was added to 100 parts of dichloroethane (containing 5.1 moles of water with respect to tin tetrachloride), and the mixture was stirred under reflux. Add styrene 100
Was added dropwise over 5 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred under reflux for 3 hours. The weight average molecular weight of the obtained polystyrene was 5,000. 200 parts of 1,2-dichloroethane was further added to the obtained polystyrene solution to prepare a raw material solution. This raw material solution was continuously supplied to a sulfonation reactor equipped with a turbine type stirrer together with SO 3 as a sulfonating agent, and a sulfonation reaction was performed at 45 ° C. In this case, the feed rate was 24 g / min of the raw material solution, SO
3 4.05 g / min, the molar ratio of SO 3 to styrene units in polystyrene was 1.10, and the reactor was jacketed and had a capacity of 400 ml. The resulting sulfonated product was neutralized with a 10% aqueous sodium hydroxide solution, and then separated and concentrated. Further, sodium sulfate was removed by a recrystallization method and dried to obtain a powder of sodium polystyrene sulfonate. The weight average molecular weight of the obtained sodium polystyrene sulfonate (polymer B) by cationic polymerization is 13,700, and the total sulfonic acid group introduction ratio to styrene units is 105% (two sulfonic acid groups are bonded to a benzene skeleton. Is more than 100% because some of them are produced).

【0023】〔比較製造例1(比較用ポリマーの製
造)〕重量平均分子量20,000の公知のラジカル重
合により製造されたポリスチレン100部を1,2−ジ
クロロエタン400部に溶解後、濃硫酸1,000部を
加え、80℃で3時間撹拌した。反応混合物を1,00
0部の水で希釈後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し
た。濃縮後、再結晶法により硫酸ナトリウムを除去し、
さらに、乾燥することによりポリスチレンスルホン酸ナ
トリウムの粉末を得た。得られたポリスチレンスルホン
酸ナトリウム(ポリマーC)の重量平均分子量は40,
000、スチレン単位に対する全スルホン酸基導入率は
100%であった。
Comparative Production Example 1 (Production of Comparative Polymer) 100 parts of polystyrene produced by a known radical polymerization having a weight average molecular weight of 20,000 was dissolved in 400 parts of 1,2-dichloroethane, and concentrated sulfuric acid was added. 000 parts and stirred at 80 ° C. for 3 hours. The reaction mixture is
After dilution with 0 parts of water, the mixture was neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution. After concentration, sodium sulfate was removed by a recrystallization method,
Further, by drying, a powder of sodium polystyrene sulfonate was obtained. The weight average molecular weight of the obtained sodium polystyrene sulfonate (Polymer C) is 40,
000, the total sulfonic acid group introduction ratio to the styrene unit was 100%.

【0024】〔実施例1〜3及び比較例1〕ポリカーボ
ネート(PC)樹脂(三菱エンジニアリングプラスチッ
クス社製、ユーピロンS−3000)に、上記製造例1
〜2及び比較製造例1で製造したポリマーを下記表1に
示す割合(質量部の比率)で各成分を配合し、押出機に
供給し、300℃で混練し、ペレット化した。得られた
ペレットを120℃で4時間乾燥した後、射出成形機を
用いて成形温度300℃で射出成形して、126mm×
13mm×3mmの試験片を得た。得られた試験片につ
いて、下記方法により、限界酸素指数、耐熱性及び耐光
性を測定又は評価した。これらの結果を下記表1に示
す。
Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 A polycarbonate (PC) resin (Iupilon S-3000, manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics Corp.)
Each of the polymers prepared in Comparative Examples 1 to 2 and Comparative Production Example 1 was blended at the ratios shown in Table 1 (parts by mass), supplied to an extruder, kneaded at 300 ° C., and pelletized. The obtained pellet was dried at 120 ° C. for 4 hours, and then injection-molded at a molding temperature of 300 ° C. using an injection molding machine to obtain 126 mm ×
A test piece of 13 mm × 3 mm was obtained. With respect to the obtained test pieces, the limiting oxygen index, heat resistance and light resistance were measured or evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1 below.

【0025】(限界酸素指数の測定方法)JIS K7
201に準拠(試験条件:126mm×13mm×3m
mの試験片使用)して測定した。なお、限界酸素指数と
は、上記試験条件下において、被験材料が燃焼を維持す
るのに必要な最低酸素濃度を空気中の容量%で示した値
である。この値が大きいほど、その材料の難燃性能が高
いことを示す。
(Method of measuring critical oxygen index) JIS K7
201 (Test conditions: 126 mm x 13 mm x 3 m
m test piece). The limiting oxygen index is a value indicating the minimum oxygen concentration required for the test material to maintain combustion under the above test conditions by volume% in air. The larger the value, the higher the flame retardancy of the material.

【0026】(耐熱性の評価方法)試験片(樹脂板)を
140℃で500時間保存した後の樹脂板の濁りの度合
いを、目視により保存前と比較し、変化のないものを
○、やや劣化の見られるものを△、劣化の見られるもの
を×として評価した。
(Evaluation method of heat resistance) The degree of turbidity of the resin plate after the test piece (resin plate) was stored at 140 ° C. for 500 hours was visually compared with that before storage, and those having no change were evaluated as ○ or slightly. Those with deterioration were evaluated as Δ, and those with deterioration were evaluated as x.

【0027】(耐光性の評価方法)試験片(樹脂板)に
キセノンランプを300時間照射した後の黄変の度合い
を、目視により照射前と比較し、変化のないものを○、
やや黄変したものを△、黄変したものを×とし評価し
た。
(Evaluation method of light resistance) The degree of yellowing after irradiating a test piece (resin plate) with a xenon lamp for 300 hours was visually compared with that before irradiation, and those having no change were evaluated as ○,
Those that were slightly yellowed were evaluated as Δ, and those that were yellowed were evaluated as X.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】上記表1の結果から明らかなように、本発
明範囲となる実施例1〜3の難燃性付与剤は、本発明の
範囲外となるラジカル重合により製造された比較例1に
較べ、耐熱性及び耐光性に優れると共に、優れた難燃性
を発揮できることが判明した。
As is clear from the results in Table 1 above, the flame retardancy-imparting agents of Examples 1 to 3 which fall within the scope of the present invention are compared with Comparative Example 1 produced by radical polymerization which falls outside the scope of the present invention. It has been found that they are excellent in heat resistance and light resistance and can exhibit excellent flame retardancy.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、熱可塑性樹脂に対し
て、優れた難燃性を付与すると共に、樹脂の耐熱性、耐
光性に優れた熱可塑性樹脂用難燃性付与剤が提供され
る。
According to the present invention, there is provided a flame retardant-imparting agent for a thermoplastic resin which imparts excellent flame retardancy to a thermoplastic resin and which has excellent heat resistance and light resistance of the resin. You.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 洋一郎 東京都墨田区本所一丁目3番7号 ライオ ン株式会社内 Fターム(参考) 4J002 BC121 4J100 AA02Q AA03Q AA06Q AB00Q AB02P AB03P AB04Q AR17Q AS02Q AS03Q BA56H CA01 CA04 CA31 HA61 HB52  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yoichiro Kono 1-3-7 Honjo, Sumida-ku, Tokyo F-term in Lion Corporation (reference) 4J002 BC121 4J100 AA02Q AA03Q AA06Q AB00Q AB02P AB03P AB04Q AR17Q AS02Q AS03Q BA56H CA01 CA04 CA31 HA61 HB52

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カチオン重合により製造されるスチレン
系ポリマーのスルホン化物からなることを特徴とする熱
可塑性樹脂用難燃性付与剤。
1. A flame retardant for a thermoplastic resin, comprising a sulfonated styrene polymer produced by cationic polymerization.
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