JP2001200164A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents
難燃性樹脂組成物Info
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Abstract
い、環境上好ましい難燃性樹脂組成物の提供。 【解決手段】 ハロゲン化合物やリン化合物を含まず
に、シリコーン化合物および環状窒素化合物とを含有し
てなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。
Description
難燃性樹脂組成物に関する。
には従来よりハロゲン系化合物、リン系化合物、および
これらの併用やさらには三酸化アンチモンとを添加する
等の難燃化手法が用いられてきた。
有害であると言われており、最近では特に環境面からハ
ロゲン、アンチモン、リンなどを含有しない難燃性樹脂
組成物が求められている。
は、従来より金属水酸化物を多量に配合した材料が開発
されているが材料の比重が大幅にアップするだけでな
く、耐衝撃性や成形流動性の低下が大きく実用性に乏し
いのが現状である。
特許第1935582号、公開公報平10−13996
4号、公開公報平11−140294号、公開公報平1
1−222559号等には特定のシリコーン化合物を配
合することにより難燃化された樹脂組成物が開示されて
いる。さらに、シリコーン化合物を添加しても難燃性が
得られ難いために、登録特許第2719486号、登録
特許第2746519号、公開公報平11−21749
4号等には、シリコーン化合物とパーフルオロアルカン
スルホン酸金属塩とを併用したポリカーボネート樹脂系
の難燃性樹脂組成物が開示されている。しかしながら、
パーフルオロアルカンスルホン酸金属塩はフッ素を含ん
でおり、ハロゲンを用いない難燃性樹脂組成物とは言え
ないだけでなく、ポリカーボネート樹脂以外では難燃効
果がほとんど見られない。
燃剤を含まない代表的難燃樹脂として、リン系難燃剤を
添加したポリフェニレンエーテルおよびそれとポリスチ
レンとのポリマーブレンド物が知られている。ポリフェ
ニレンエーテル系樹脂においてもシリコーン化合物を配
合した難燃樹脂組成物が登録特許第1935582号に
開示されているが、難燃性は満足できるものではなかっ
た。
合物やリン化合物を含まずに、環境上好ましく、樹脂本
来の特性を損なわずに、かつ高度の難燃性を有する難燃
性樹脂組成物を提供することである。
達成する技術を鋭意検討した結果、芳香環を含有する特
定の合成樹脂に、シリコーン化合物および環状窒素化合
物を併用添加する新規の難燃化手法によって、優れた難
燃性樹脂組成物が得られることを見いだし、本発明を完
成するに至った。
ル樹脂、芳香族ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリエス
テル樹脂、芳香族エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およ
びスチレン系樹脂から選ばれた1種以上を含む合成樹脂
(A)に、シリコーン化合物(B)および環状窒素化合
物(C)を含有してなることを特徴とする難燃性樹脂組
成物であり、シリコーン化合物(B)と環状窒素化合物
(C)を併用添加することにより、特異的に難燃性が向
上することを見出したものであり、ハロゲン化合物やリ
ン化合物を含まないために環境上好ましものである。
フェニレンエーテル樹脂、芳香族ポリカーボネート樹
脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、およびスチレン系樹脂から選ばれた2種
以上からなる混合物やポリマーアロイも含まれる。さら
には、上記樹脂を1種以上含むポリオレフィン、ポリア
ミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイ
ドなどの上記以外の合成樹脂やゴム状重合体との混合物
やポリマーアロイも用いることができる。この中で特
に、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンエー
テル樹脂とスチレン系樹脂との混合樹脂において本発明
は効果的である。
ル樹脂とは、一般式(I)及び/または(II)で表さ
れる繰り返し単位を有する単独重合体、あるいは共重合
体である。
5、R6は独立に炭素数1〜4のアルキル基、アリール
基、ハロゲン、水素を表す。但し、R5、R6は同時に
水素ではない。)
の代表例としては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−
フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−エチル
−14−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジエチ
ル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル
−6−n−プロピル−1,4−フェニレン)エーテルポ
リ(2,6−ジ−n−プロピル−1,4−フェニレン)
エーテル、ポリ(2−メチル−6−n−ブチル−1,4
−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル−6−イソ
プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−
メチル−6−クロロエチル−1,4−フェニレン)エー
テル、ポリ(2−メチル−6−ヒドロキシエチル−1,
4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−ク
ロロエチル−1,4−フェニレン)エーテル等のホモポ
リマーが挙げられる。
4−フェニレン)エーテルが好ましく、特開昭63−3
01222号公報等に記載されている、2−(ジアルキ
ルアミノメチル)−6−メチルフェニレンエーテルユニ
ットや2−(N−アルキル−N−フェニルアミノメチ
ル)−6−メチルフェニレンエーテルユニット等を部分
構造として含んでいるポリフェニレンエーテルは特に好
ましい。
は、フェニレンエーテル構造を主単量単位とする共重合
体である。その例としては、2,6−ジメチルフェノー
ルと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体、
2,6−ジメチルフェノールとo−クレゾールとの共重
合体あるいは2,6−ジメチルフェノールと2,3,6
−トリメチルフェノール及びo−クレゾールとの共重合
体等がある。
樹脂の一部又は全部を、特開平2−276823号公
報、特開昭63−108059号公報、特開昭59−5
9724号公報等に記載されている、炭素−炭素二重結
合を持つ化合物により変性したポリフェニレンエーテル
に置き換えて用いることができる。
スチレン系化合物、またはスチレン系化合物と共重合可
能な化合物をゴム質重合体存在または非存在下に重合し
て得られる重合体である。
レン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレ
ン、モノクロロスチレン、p−メチルスチレン、p−t
ert−ブチルスチレン、エチルスチレン等が挙げら
れ、最も好ましいのはスチレンである。また、スチレン
系化合物と共重合可能な化合物としては、メチルメタク
リレート、エチルメタクリレート等のメタクリル酸エス
テル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不
飽和ニトリル化合物類;無水マレイン酸等の酸無水物等
が挙げられ、スチレン系化合物とともに使用される。共
重合可能な化合物の使用量は、スチレン系化合物との合
計量に対して20重量%以下が好ましく、さらに好まし
くは15重量%以下である。
ゴムあるいは共役ジエンと芳香族ビニル化合物との共重
合体あるいはエチレン−プロピレン共重合体系ゴム等が
挙げられる。具体的には特に、ポリブタジェンおよびス
チレン−ブタジェン共重合体が好ましい。また、不飽和
ゴム質重合体を用いる場合に、部分的に水添したゴムを
用いることが好ましい。該スチレン系樹脂の具体例とし
ては、ポリスチレンおよびゴム補強ポリスチレン、スチ
レン−アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)およびゴ
ム補強スチレン−アクリロニトリル共重合体(ABS樹
脂)、その他のスチレン系共重合体等が挙げられる。特
に好ましいのは、ポリスチレンおよびゴム変性ポリスチ
レンである。
しいものは、ポリフェニレンエーテル単独またはポリフ
ェニレンエーテルとスチレン系樹脂との混合物である。
ポリフェニレンエーテルとスチレン系樹脂との混合比率
は、重量比で100/0〜10/90、好ましくは90
/10〜30/20である。
は、オルガノポリシロキサンまたはオルガノポリシロキ
サンを含む変性物であり、常温で液状或いは固体状を問
わない。オルガノポリシロキサンの骨格構造は、線状構
造、分岐構造どちらでも良いが、分子中に三官能性や四
官能性構造を有することによる分岐構造さらには3次元
構造を含むことが好ましい。主鎖や分岐した側鎖の結合
基は、水素または炭化水素基であり、好ましくはフェニ
ル基、メチル基、エチル基およびプロピル基であるが、
その他の炭化水素基が使用されても構わない。末端結合
基は、−OHまたはアルコキシ基、または炭化水素基の
いずれも使用される。
ーン化合物は、4種のシロキサン単位(M単位:R3S
iO0.5、D単位:R2SiO1.0、T単位:RSi
O1.5、Q単位:SiO2.0)のいずれかが重合してなる
ポリマーである。本発明において使用される好ましいオ
ルガノポリシロキサンは、4種のシロキサン単位の合計
量の中、式RSiO1.5で示されるシロキサン単位(T
単位)を60モル%以上、さらに好ましくは90モル%
以上有し、重量平均分子量が2,000以上500,0
00未満、さらに好ましくは2,000以上10,00
0未満であり、かつ、使用する全シリコーン化合物にお
いて、前記Rで示される全シロキサン単位中の結合炭化
水素基は少なくとも60モル%、さらに好ましくは80
モル%以上がフェニル基を有するものである。これらの
オルガノポリシロキサンは、結合基がアミノ基、エポキ
シ基、メルカプト基その他の変性基で置換された変性シ
リコーンも使用される。また、オルガノポリシロキサン
をシリカやタルク等の無機充填剤に化学吸着或いは物理
吸着させた変性物も使用される。
基本的に分子中にハロゲンやリンを含まないトリアジン
骨格を有する化合物およびメラミン誘導体である。その
具体例としては、メラミン、アンメリド、アンメリン、
ベンゾグアナミン、サクシノグアナミン、メラミンシア
ヌレート、メラム、メレム、メトン、メロン等のトリア
ジン骨格を有する化合物およびこれらの硫酸塩等が挙げ
られるが、メラム、メレム、メトン、メロンがより好ま
しく、メレムが特に好ましい。環状窒素化合物(C)
は、難燃性樹脂組成物の性能の為には微粉化されたもの
が好ましい。微粉化された粒子径は、好ましくは平均粒
子径30μm以下、より好ましくは0.05〜5μmに
微粉化されたものである。微粉化された粒子を高級脂肪
酸の金属塩や脂肪酸アミド類などの分散剤や滑剤で分散
処理したもの、或いはシランカップリング剤、チタンカ
ップリング剤、アルミニウムキレート剤等で表面処理し
たものは、本発明難燃性樹脂組成物の機械物性や表面外
観においてさらに好ましい。
(C)とを併用添加することにより、燃焼時の滴下を防
止するだけでなく、燃焼時間においても大幅に短縮さ
れ、両成分の相乗効果が発揮される。また、添加量を抑
制できるために樹脂本来の特性を犠牲にすることなく、
経済的にも有利であり、ハロゲンガスやホスフィンガス
の発生もないため安全環境面に優れた材料を提供するこ
とができる。
(C)との添加量は、合成樹脂(A)100重量部に対
し、シリコーン化合物(B)が0.1〜15重量部、好
ましくは0.5〜10重量部、環状窒素化合物(C)が
0.1〜15重量部、好ましくは0.5〜10重量部で
ある。これらの添加量および併用比率は、ベースの合成
樹脂本来の特性を損なわなければ特に制限されるもので
はなく、適宜必要性能を満足する量を選択すればよい
が、経済的には極力制限されるべきである。
維、ガラスフレーク、カオリンクレー、タルク等の無機
充填剤やその他の繊維状補強剤等を配合し、流動性と耐
熱性に優れた高強度複合体を得ることができる。また、
耐衝撃付与剤としてゴム状重合体、例えばスチレン−ブ
タジェンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロ
ック共重合体およびそれらの水素添加エラストマーが好
適に用いられる。
特性を付与するため、または本発明の効果を損なわない
範囲で他の添加剤、例えば可塑剤、酸化防止剤、及び紫
外線吸収剤などの安定剤、帯電防止剤、離型剤、染顔
料、あるいはその他の樹脂を添加することができる。ま
た、従来より知られた各種難燃剤および難燃助剤、例え
ば結晶水を含有する水酸化マグネシウムや水酸化アルミ
ニウム等のアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金
属水酸化物、ホウ酸亜鉛化合物、スズ酸亜鉛化合物、さ
らにはシリカ、カオリンクレー、タルクなどの無機ケイ
素化合物を添加して更なる難燃性の向上も可能である。
規定するものではなく、押出機、加熱ロール、ニーダ
ー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練製造す
ることができる。その中でも押出機による混練りが、生
産性の面で好ましい。混練り温度は、ベース樹脂の好ま
しい加工温度に従えばよく、目安としては200〜36
0℃の範囲、好ましくは240〜320℃の範囲であ
る。
体的に説明するが、本発明は以下の例に限定されるもの
ではない。得られた樹脂組成物の物性評価は、以下の方
法及び条件で行った。
みの射出成形試験片を用いて測定し、燃焼時間と燃焼時
の滴下物の有無を評価した。難燃性のレベルは、V−0
が最も優れ、V−1、V−2のランクになるにしたがっ
て劣り、燃焼時間が30秒を越えた場合はランク外であ
る。
荷重たわみ温度を測定し、耐熱性の尺度とした。 (3)アイゾッド衝撃強度 ASTM D256に基づき測定した。 (4)引張り強度 ASTM D790に基づき測定した。
合で混合し、加熱シリンダーの最高温度を300℃に設
定したスクリュー直径25mmの二軸押出機に供給し
て、スクリュー回転数300rpmで溶融混練りし、ス
トランドを冷却裁断して難燃性樹脂組成物ペレットを得
た。次に、得られた樹脂組成物ペレットを、射出成形に
より物性試験片を成形し、上記試験法により物性試験を
行い、表1の結果を得た。
各成分は以下のものである。 (1)ポリフェニレンエーテル(PPE) 30℃のクロロホルム溶液で測定したηsp/cが0.
54のポリ−2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエ
ーテル。
リックスポリスチレンのηsp/cが0.64、体積平
均ゴム粒子径が1.5μmのゴム補強ポリスチレン。
(モル比)、末端OH約3重量%、重量平均分子量約1
500、主鎖構造のT単位が100%のオルガノポリシ
ロキサン。 (Si−2):末端OH約5重量%、重量平均分子量約
1700、主鎖構造のT単位が100%のポリ−フェニ
ルシロキサン。 (Si−3):結合フェニル基/メチル基=42/58
(モル比)、末端OCH 3約10%、重量平均分子量約
900、主鎖構造のT単位が約40%およびD単位が約
60%のオルガノポリシロキサン。 (Si−4):結合フェニル基/メチル基=67/33
(モル比)、末端OH約1%、重量平均分子量約100
00、主鎖構造のT単位が100%のオルガノポリシロ
キサン。
ート (N−3):平均粒径約1.8μmのメレム (N−4):平均粒径約2μmのメロン
−741(芳香族縮合リン酸エステル)
溶液で測定したηsp/cが0.50のポリ−2,6−
ジメチル−1,4−フェニレンエーテルを55重量部、
ゴム含量9%のゴム補強ポリスチレンを45重量部、平
均粒径約1.8μmのメレムを5重量部および表2に示
すオルガノポリシロキサンを5重量部の割合で混合し、
加熱シリンダーの最高温度を300℃に設定したスクリ
ュー直径25mmの二軸押出機に供給して、スクリュー
回転数300rpmで溶融混練りし、ストランドを冷却
裁断して難燃性樹脂組成物ペレットを得た。次に、得ら
れた樹脂組成物ペレットを、射出成形により物性試験片
を成形し、難燃性を評価し、表2の結果を得た。
物を含まずに、環境上好ましく、樹脂本来の特性を損な
わずに、かつ高度の難燃性を有する難燃性樹脂組成物を
提供する。
Claims (8)
- 【請求項1】 ポリフェニレンエーテル樹脂、芳香族ポ
リカーボネート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびスチレン系樹脂
から選ばれた1種以上を含む合成樹脂(A)に、シリコ
ーン化合物(B)および環状窒素化合物(C)を含有し
てなる難燃性樹脂組成物。 - 【請求項2】 環状窒素化合物(C)が、メラミンの誘
導体であることを特徴とする請求項1記載の難燃性樹脂
組成物。 - 【請求項3】 環状窒素化合物(C)が、メレムまたは
メロンであることを特徴とする請求項1記載の難燃性樹
脂組成物。 - 【請求項4】 合成樹脂(A)が、ポリフェニレンエー
テルまたはポリフェニレンエーテルとスチレン系樹脂と
の混合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項5】 シリコーン化合物(B)が、式RSiO
1.5で(R:炭化水素基)示される単位を60モル%以
上有し、前記シリコーン化合物(B)の重量平均分子量
が2,000以上500,000未満であり、かつ、全
シリコーン化合物の結合炭化水素基の少なくとも60モ
ル%がフェニル基であることを特徴とする請求項1〜4
のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項6】 シリコーン化合物(B)が、重量平均分
子量が2,000以上10,000未満であることを特
徴とする請求項5記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項7】 シリコーン化合物(B)が、式RSiO
1.5で示される単位を90モル%以上有し、かつ、全シ
リコーン化合物の結合炭化水素基の少なくとも80モル
%がフェニル基であることを特徴とする請求項1〜4の
いずれかに記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項8】 シリコーン化合物(B)が、重量平均分
子量が2,000以上10,000未満であることを特
徴とする請求項7記載の難燃性樹脂組成物。
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