JP2001323152A - 難燃化樹脂組成物 - Google Patents
難燃化樹脂組成物Info
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Abstract
境上好ましい難燃性樹脂組成物の提供。 【解決手段】 ポリフェニレンエーテル系樹脂、式RS
iO1.5と式R3SiO0. 5で示されるシロキサン単位を
有し、かつ結合炭化水素基としてフェニル基を含有する
オルガノポリシロキサン、および必要に応じ環状窒素化
合物を含むんでなることとを特徴とする難燃化樹脂組成
物。
Description
難燃化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。しかしながら、これ
ら従来よりの難燃剤は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。
録特許第1684119号、登録特許第1935582
号、特開平10−139964号公報、特開平11−1
40294号公報、特開平11−222559号公報等
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、特開平11−217494号公報等には、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ポリ
フェニレンエーテル系の難燃化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たな難燃化手法によって、優れた難
燃化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。
ル系樹脂(A)100重量部に対し、オルガノポリシロ
キサン(B)0.1〜10重量部、および環状窒素化合
物(C)0〜15重量部の割合で含有し、オルガノポリ
シロキサン(B)が式RSiO1.5(T単位)と式R3S
iO0.5(M単位)で示されるシロキサン単位を含有
し、結合全炭化水素基の少なくとも10モル%がフェニ
ル基であることを特徴としてなる難燃化樹脂組成物に関
する。
ンエーテル樹脂とは、一般式(I)及び/または(I
I)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。) ポリフェニレンエーテル樹脂の単独重合体の代表例とし
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−1,4−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。本発明で用いられる
スチレン系樹脂とは、スチレン系化合物、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
/10〜30/70である。一般に難燃剤として用いら
れるシリコーン化合物は、4種のシロキサン単位(M単
位:R3SiO0.5、D単位:R2SiO1.0、T単位:R
SiO1.5、Q単位:SiO2.0)のいずれかが重合して
なるオルガノポリシロキサンである。
ン(B)は、式RSiO1.5(T単位)と式R3SiO
0.5(M単位 )示されるシロキサン単位を含有し、 T
単位とM単位との合計が、好ましくは80モル%以上、
特に好ましくは90モル%以上有し、残りの結合は D
単位およびまたはQ単位からなる。本発明で用いられる
オルガノポリシロキサン(B)は、T単位とM単位との
モル比率が20/80〜99/1の範囲、好ましくは3
0/70〜95/5の範囲のものである。
ン(B)は、前記Rで示される側鎖結合基としてフェニ
ル基を含有し、結合全炭化水素基の20〜80モル%、
好ましくは30〜70モル%がフェニル基であり、残り
が炭素数1〜3のアルキル基である。本発明で用いられ
るオルガノポリシロキサン(B)のシラノール末端基
(SiOH)は、ヒドロキシル基(OH)としてのの含
有量が0.5重量%未満であることが好ましく、全てM
単位で封止されていることがより好ましい。またM単位
に結合した炭化水素基は、全てが炭素数1〜3のアルキ
ル基であることが好ましい。
ン(B)は、重量平均分子量が400〜500,000
のものが用いられ、好ましくは1,000〜100,0
00、より好ましくは2,000〜10,000であ
る。重量平均分子量が2,000以下のオルガノポリシ
ロキサンは、ポリフェニレンエーテル系樹脂への分散性
がよく本樹脂組成物の透明性に優れ、流動性にも優れる
が耐熱性が劣る。重量平均分子量が100,000以上
のオルガノポリシロキサンは、ポリフェニレンエーテル
系樹脂への分散性が低下し、本樹脂組成物中に約0.5
〜1μm程度に分散しているため、樹脂組成物は白濁し
透明性が損なわれ、流動性が低下する。
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。オルガノポリシロキサン(B)と環状窒素
化合物(C)との添加量は、ポリフェニレンエーテル系
樹脂(A)100重量部に対し、オルガノポリシロキサ
ン(B)が0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜1
0重量部、環状窒素化合物(C)が0〜15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。以下、実施例によって本発明を具体的に説明する
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。
−94垂直燃焼試験に基ずき、厚み1.6mmの射出成
形試験片を用いて燃焼時間を測定し、合計10回の平均
燃焼時間で評価した。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。 B.酸素指数: JIS K7201(酸素指数法によ
る高分子材料の燃焼試験方法)に基づき評価した。燃焼
し続ける最低酸素濃度(容量%)で表し、酸素指数値が
高いほど難燃性に優れる。
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。
ルム溶液で測定したηsp/cが0.43のポリ−2,6−
ジメチル−1,4−フェニレンエーテル90重量部、重
量平均分子量25万のポリスチレンを10重量部、およ
び表1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320℃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。
ンダー温度320℃、金型温度80℃に設定された型締
め圧80トンの射出成形機を用いて物性試験片を成形
し、上記試験法により物性試験を行い、表1の結果を得
た。
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、ゴム含量12
%、30℃、トルエン溶液で測定したマトリックスポリ
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、表2に示すオルガ
ノポリシロキサン、および環状窒素化合物としての平均
粒径約1.8μmのメレムを表2に示す割合で混合し、
加熱シリンダーの最高温度を320℃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。
ンダー温度300℃、金型温度80℃に設定された型締
め圧80トンの射出成形機を用いて物性試験片を成形
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 (9)
- 【請求項1】 ポリフェニレンエーテル系樹脂(A)1
00重量部に対し、オルガノポリシロキサン(B)0.
1〜10重量部、および環状窒素化合物(C)0〜15
重量部の割合で含有し、オルガノポリシロキサン(B)
が式RSiO 1.5(T単位)と式R3SiO0.5(M単
位)で示されるシロキサン単位を含有し、前記Rで示さ
れる結合炭化水素基としてフェニル基を含有することを
特徴としてなる難燃化樹脂組成物。 - 【請求項2】 オルガノポリシロキサン(B)が、T単
位とM単位との合計が80モル%以上からなることを特
徴とする請求項1に記載の難燃化樹脂組成物。 - 【請求項3】 オルガノポリシロキサン(B)が、T単
位とM単位とのモル比率が30/70〜95/5である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の難燃化樹脂
組成物。 - 【請求項4】 オルガノポリシロキサン(B)が、結合
全炭化水素基の20〜80モル%がフェニル基であるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の難燃化
樹脂組成物。 - 【請求項5】 オルガノポリシロキサン(B)が、 M
単位に結合した炭化水素基の全てが炭素数1〜3のアル
キル基であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
に記載の難燃化樹脂組成物。 - 【請求項6】 オルガノポリシロキサン(B)が、ヒド
ロキシル基の含有量が0.5重量%未満であることを特
徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の難燃化樹脂組
成物。 - 【請求項7】 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1〜6のいずれかに
記載の難燃化樹脂組成物。 - 【請求項8】 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1〜6のいずれか
に記載の難燃化樹脂組成物。 - 【請求項9】 ポリフェニレンエーテル系樹脂(A)
が、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1〜8のいずれかに記
載の難燃化樹脂組成物。
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