JP2002080729A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents
難燃性樹脂組成物Info
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- JP2002080729A JP2002080729A JP2000274561A JP2000274561A JP2002080729A JP 2002080729 A JP2002080729 A JP 2002080729A JP 2000274561 A JP2000274561 A JP 2000274561A JP 2000274561 A JP2000274561 A JP 2000274561A JP 2002080729 A JP2002080729 A JP 2002080729A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 難燃性が優れた難燃性樹脂組成物の提供。
【解決手段】 下記の成分を含有する難燃性樹脂組成
物。 （Ａ）合成樹脂、（Ｂ）多価アルコール又は炭水化物
類、（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）難燃性脱水剤及び（Ｅ）無機
酸が担持された金属酸化物。塗料、接着剤、各種成形体
等の材料として適用できる。
物。 （Ａ）合成樹脂、（Ｂ）多価アルコール又は炭水化物
類、（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）難燃性脱水剤及び（Ｅ）無機
酸が担持された金属酸化物。塗料、接着剤、各種成形体
等の材料として適用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性樹脂組成物
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】耐火
性、難燃性を改良した有機材料、例えば合成樹脂を使用
することは多くの用途で必要不可欠であるが、合成樹脂
の耐火性は低く、火災時に腐食性ガス、有毒ガスを放出
し、煙を出す等の多くの問題がある。
性、難燃性を改良した有機材料、例えば合成樹脂を使用
することは多くの用途で必要不可欠であるが、合成樹脂
の耐火性は低く、火災時に腐食性ガス、有毒ガスを放出
し、煙を出す等の多くの問題がある。
【０００３】炎の延焼をできる限り小さくするための方
法として、一般には燃焼遅延剤又は不燃性物質と呼ばれ
る化合物、例えば塩化パラフィン、ポリブロモジフェニ
ルエーテル等の塩素化又は臭素化有機化合物を合成樹脂
に添加することが推奨されている。更に効果を高めるた
めには、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）等の補助燃焼遅延
剤を燃焼遅延剤又は不燃性物質と組み合わせることがで
きる。これらの添加剤は、難燃化すべき合成樹脂に対し
て数％〜数十％の割合で使用される。
法として、一般には燃焼遅延剤又は不燃性物質と呼ばれ
る化合物、例えば塩化パラフィン、ポリブロモジフェニ
ルエーテル等の塩素化又は臭素化有機化合物を合成樹脂
に添加することが推奨されている。更に効果を高めるた
めには、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）等の補助燃焼遅延
剤を燃焼遅延剤又は不燃性物質と組み合わせることがで
きる。これらの添加剤は、難燃化すべき合成樹脂に対し
て数％〜数十％の割合で使用される。
【０００４】しかし、これらのハロゲン含有添加剤を大
量に使用すると、特に難燃化合成樹脂の製造（配合及び
成形）時に問題が生じる。すなわち、ハロゲン含有添加
剤を大量に使用した合成樹脂は、製造中に高温度にな
り、機械的応力を受けて分解を起こし、機械的性質と耐
火性が低下する。また、分解生成物は使用装置の金属部
分を腐食させ、劣化させる。これらの欠点を無くすため
に多くのハロゲンを含まない化合物等が提案されてい
る。
量に使用すると、特に難燃化合成樹脂の製造（配合及び
成形）時に問題が生じる。すなわち、ハロゲン含有添加
剤を大量に使用した合成樹脂は、製造中に高温度にな
り、機械的応力を受けて分解を起こし、機械的性質と耐
火性が低下する。また、分解生成物は使用装置の金属部
分を腐食させ、劣化させる。これらの欠点を無くすため
に多くのハロゲンを含まない化合物等が提案されてい
る。
【０００５】燃焼時に各化合物が相互作用して不燃性の
ハチの巣状の尿素を含む又は炭化された発泡体（mousse
carbonee）を形成して、合成樹脂の分解で生じる引火
性ガスの放出を遅くする成分系を合成樹脂に加えること
は公知である。このような成分系（以下「膨張剤系」と
いう）は、通常下記の３つの主成分で構成されている。
ハチの巣状の尿素を含む又は炭化された発泡体（mousse
carbonee）を形成して、合成樹脂の分解で生じる引火
性ガスの放出を遅くする成分系を合成樹脂に加えること
は公知である。このような成分系（以下「膨張剤系」と
いう）は、通常下記の３つの主成分で構成されている。
【０００６】１）炭化された発泡体の生成を助ける窒
素、アンモニア等の非引火性気体又は蒸気を生じさせる
膨張剤（以下「発泡剤」という）、 ２）発泡体の生成に寄与する化合物（一般には、糖、ト
リメチロールプロパン、モノ又はポリペンタエリトリト
ール等のポリヒドロキシル化合物である）、 ３）脱水剤（一般には、燃焼時に酸を生じる化合物であ
り、最も広く用いられている脱水剤は、ポリ燐酸アンモ
ニウム、燐酸メラミン、硫酸メラミンである）。
素、アンモニア等の非引火性気体又は蒸気を生じさせる
膨張剤（以下「発泡剤」という）、 ２）発泡体の生成に寄与する化合物（一般には、糖、ト
リメチロールプロパン、モノ又はポリペンタエリトリト
ール等のポリヒドロキシル化合物である）、 ３）脱水剤（一般には、燃焼時に酸を生じる化合物であ
り、最も広く用いられている脱水剤は、ポリ燐酸アンモ
ニウム、燐酸メラミン、硫酸メラミンである）。
【０００７】G.Camino等は、ポリ燐酸アンモニウムと、
ペンタエリトリトールとの混合物とからなる膨張剤系を
エチレン系ポリマーに用いることを提案している〔Poly
m．Degrad.7.25-31，(1984)及び12,203，(1985)〕。し
かし、エチレン系ポリマーに対し、上記膨張剤系混合物
を３０重量％配合しても酸素指数は６％しか増加せず、
機械的性質も低下することから、実用上問題があった。
ペンタエリトリトールとの混合物とからなる膨張剤系を
エチレン系ポリマーに用いることを提案している〔Poly
m．Degrad.7.25-31，(1984)及び12,203，(1985)〕。し
かし、エチレン系ポリマーに対し、上記膨張剤系混合物
を３０重量％配合しても酸素指数は６％しか増加せず、
機械的性質も低下することから、実用上問題があった。
【０００８】ポリ燐酸アンモニウムと、ペンタエリトリ
トールとの混合物からなる膨張剤系は、耐衝撃ポリスチ
レン又はＡＢＳ樹脂に代表されるスチレン系樹脂に対し
ても、難燃効果を示すことがわかっている。しかし、十
分な難燃効果を発現させるには、配合量を３０重量％以
上にする必要があり、配合量の増加に伴う機械物性の低
下、外観不良等の問題がおき、実用化には不十分であっ
た。
トールとの混合物からなる膨張剤系は、耐衝撃ポリスチ
レン又はＡＢＳ樹脂に代表されるスチレン系樹脂に対し
ても、難燃効果を示すことがわかっている。しかし、十
分な難燃効果を発現させるには、配合量を３０重量％以
上にする必要があり、配合量の増加に伴う機械物性の低
下、外観不良等の問題がおき、実用化には不十分であっ
た。
【０００９】その他、特開昭５１−１２５４４０号公
報、同５２−４２５４７号公報、特許登録２８６８６９
８号公報には、難燃性の改良を目的としてゼオライトが
用いられているが、難燃性や機械的性質の改良が十分と
はいえない。
報、同５２−４２５４７号公報、特許登録２８６８６９
８号公報には、難燃性の改良を目的としてゼオライトが
用いられているが、難燃性や機械的性質の改良が十分と
はいえない。
【００１０】また、合成樹脂の成形体自体が難燃性であ
っても、塗装に使用した塗料や、複数の部品の接着に使
用した接着剤が易燃性であれば、成形体自体の難燃性に
も悪影響を及ぼすことにもなる。
っても、塗装に使用した塗料や、複数の部品の接着に使
用した接着剤が易燃性であれば、成形体自体の難燃性に
も悪影響を及ぼすことにもなる。
【００１１】本発明は、ハロゲン化合物を含まない新し
い難燃性組成物及びそれから得られる塗料、接着剤、成
形品を提供することにある。
い難燃性組成物及びそれから得られる塗料、接着剤、成
形品を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の成分を
含有する難燃性樹脂組成物を提供する。
含有する難燃性樹脂組成物を提供する。
【００１３】（Ａ）合成樹脂、（Ｂ）多価アルコール又
は炭水化物類、（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）難燃性脱水剤及び
（Ｅ）無機酸が担持された金属酸化物。
は炭水化物類、（Ｃ）発泡剤、（Ｄ）難燃性脱水剤及び
（Ｅ）無機酸が担持された金属酸化物。
【００１４】更に本発明は、上記の難燃性樹脂組成物を
含む塗料又は接着剤、上記の難燃性樹脂組成物からなる
成形品を提供する。
含む塗料又は接着剤、上記の難燃性樹脂組成物からなる
成形品を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明で用いる（Ａ）成分の合成
樹脂としては、下記のものを挙げることができる。 （１）ポリオレフィン系樹脂 エチレンのポリマー又はコポリマー、例えば高密度ポ
リエチレン（密度が０．９６〜０．９７）、ラジカル低
密度ポリエチレン（密度が約０．９２〜０．９３）及び
エチレンと３〜８個の炭素原子を有する少なくとも１つ
のα−オレフィンのコポリマー（密度が約０．８９〜
０．９５） プロピレンのホモポリマー及びエチレンのモル比が
０．５〜３０％のエチレンとプロピレンとのコポリマー エチレンと酢酸ビニル又はプロパン酸ビニル等の２〜
６個の炭素原子を有する少なくとも１つの飽和カルボン
酸ビニルエステルとのコポリマー エチレンと好ましくはカルボキシル基の隣りにエチレ
ン不飽和を有する不飽和酸のエステルとのコポリマー。
不飽和酸はアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸又は
桂皮酸等の一塩基酸が好ましいが、マレイン酸、フマル
酸、シトラコン酸、グルタコン酸又はムコン酸等の二塩
基酸でもよい。二塩基酸の場合には、不飽和酸エステル
はモノエステルでもよいが、ジエステルが好ましい。不
飽和酸エステルを誘導するアルコールは、１〜８個の炭
素原子を有するものが好ましい。エステル基は、直鎖で
も分岐していてもよく、例えばメチル、エチル、ｎ−プ
ロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−
ブチル、イソアミル、ｎ−ヘキシル、２−エチルヘキシ
ル又はイソオクチルにすることができる。
樹脂としては、下記のものを挙げることができる。 （１）ポリオレフィン系樹脂 エチレンのポリマー又はコポリマー、例えば高密度ポ
リエチレン（密度が０．９６〜０．９７）、ラジカル低
密度ポリエチレン（密度が約０．９２〜０．９３）及び
エチレンと３〜８個の炭素原子を有する少なくとも１つ
のα−オレフィンのコポリマー（密度が約０．８９〜
０．９５） プロピレンのホモポリマー及びエチレンのモル比が
０．５〜３０％のエチレンとプロピレンとのコポリマー エチレンと酢酸ビニル又はプロパン酸ビニル等の２〜
６個の炭素原子を有する少なくとも１つの飽和カルボン
酸ビニルエステルとのコポリマー エチレンと好ましくはカルボキシル基の隣りにエチレ
ン不飽和を有する不飽和酸のエステルとのコポリマー。
不飽和酸はアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸又は
桂皮酸等の一塩基酸が好ましいが、マレイン酸、フマル
酸、シトラコン酸、グルタコン酸又はムコン酸等の二塩
基酸でもよい。二塩基酸の場合には、不飽和酸エステル
はモノエステルでもよいが、ジエステルが好ましい。不
飽和酸エステルを誘導するアルコールは、１〜８個の炭
素原子を有するものが好ましい。エステル基は、直鎖で
も分岐していてもよく、例えばメチル、エチル、ｎ−プ
ロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−
ブチル、イソアミル、ｎ−ヘキシル、２−エチルヘキシ
ル又はイソオクチルにすることができる。
【００１６】このコポリマーは、エチレンから誘導され
た基や不飽和酸エステルから誘導された基の以外の下記
のような各種の基から誘導された基を有することができ
る。
た基や不飽和酸エステルから誘導された基の以外の下記
のような各種の基から誘導された基を有することができ
る。
【００１７】不飽和ジカルボン酸無水物（これはコポリ
マー中に約５重量％までの比率で存在することができ
る。この無水物は、無水シトラコン酸、無水イタコン
酸、無水テトラヒドロフタル酸、好ましくは無水マレイ
ン酸の中から選択する）、不飽和グリシジルモノマー
（これはコポリマー中に約１８重量％までの比率で存在
することができる。グリシジルモノマーは、グリシジル
メタクリレート及びアクリレート、イタコン酸モノ−又
はジグリシジル、ブテントリカルボン酸モノ−、ジ−及
びトリグリシジルの中から選択することができる）、イ
オノマー（Ｃａ、Ｍｇ又はＺｎで、全体又は一部が塩型
にされたエチレン／アクリル又はメタクリル酸のコポリ
マー等）。 （２）スチレン系樹脂 スチレン、α−メチルスチレン等のα−置換スチレン、
オルトクロロスチレン、パラメチルスチレン等の芳香環
が置換されたスチレン等のビニル芳香族化合物ポリマ
ー、アクリロニトリル等のモノマーと上記のビニル芳香
族化合物とのコポリマー、ポリブタジエン又はポリイソ
プレンにグラフトした上記ポリマーを挙げることがで
き、具体例としては、ポリスチレン、耐衝撃ポリスチレ
ン（ＨＩＰＳ樹脂）と呼ばれるポリブタジエンにグラフ
トされたポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル
−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、メタクリル酸エステ
ル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＭＢＳ樹脂）を挙げる
ことができる。 （３）ポリアミド １つ又は複数のアミノカプロン酸、アミノ−７−ヘプタ
ン酸、アミノ−１１−ウンデカン酸等のアミノ酸、１つ
又は複数のカプロラクタム、ラウリルラクタム等のラク
タム、１つ又は複数のヘキサメチレンジアミン、ドデカ
メチレンジアミン等のジアミンの塩又は混合物と、テレ
フタル酸、アジピン酸、アゼライン酸等の二塩基酸との
縮合で得られるポリアミド又は上記モノマーの混合物の
縮合で得られるコポリアミド、ナイロン６、ナイロン６
６、ナイロン１１、ナイロン１２を挙げることができ
る。 （４）アクリル樹脂 アクリル酸、メタクリル酸、これらのアルキルエステル
の単独重合体又は共重合体、例えば、ポリメタクリル酸
メチルを挙げることができる。 （５）ポリエーテルエステルアミド （６）ポリビニルアルコール エチレン−ビニルエステルコポリマーの一部又は全部を
アルコール化して得られる、３〜７５モル％のエチレン
を含むエチレン−ビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯ
Ｈ）。 （７）ポリエステル ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレン
テレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル。 （８）ポリカーボネート （９）ポリウレタン （１０）その他として、エポキシ樹脂、ポリスルフォン
樹脂。 （１１）上記樹脂から選ばれる２又は３以上の混合物。
マー中に約５重量％までの比率で存在することができ
る。この無水物は、無水シトラコン酸、無水イタコン
酸、無水テトラヒドロフタル酸、好ましくは無水マレイ
ン酸の中から選択する）、不飽和グリシジルモノマー
（これはコポリマー中に約１８重量％までの比率で存在
することができる。グリシジルモノマーは、グリシジル
メタクリレート及びアクリレート、イタコン酸モノ−又
はジグリシジル、ブテントリカルボン酸モノ−、ジ−及
びトリグリシジルの中から選択することができる）、イ
オノマー（Ｃａ、Ｍｇ又はＺｎで、全体又は一部が塩型
にされたエチレン／アクリル又はメタクリル酸のコポリ
マー等）。 （２）スチレン系樹脂 スチレン、α−メチルスチレン等のα−置換スチレン、
オルトクロロスチレン、パラメチルスチレン等の芳香環
が置換されたスチレン等のビニル芳香族化合物ポリマ
ー、アクリロニトリル等のモノマーと上記のビニル芳香
族化合物とのコポリマー、ポリブタジエン又はポリイソ
プレンにグラフトした上記ポリマーを挙げることがで
き、具体例としては、ポリスチレン、耐衝撃ポリスチレ
ン（ＨＩＰＳ樹脂）と呼ばれるポリブタジエンにグラフ
トされたポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル
−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、メタクリル酸エステ
ル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＭＢＳ樹脂）を挙げる
ことができる。 （３）ポリアミド １つ又は複数のアミノカプロン酸、アミノ−７−ヘプタ
ン酸、アミノ−１１−ウンデカン酸等のアミノ酸、１つ
又は複数のカプロラクタム、ラウリルラクタム等のラク
タム、１つ又は複数のヘキサメチレンジアミン、ドデカ
メチレンジアミン等のジアミンの塩又は混合物と、テレ
フタル酸、アジピン酸、アゼライン酸等の二塩基酸との
縮合で得られるポリアミド又は上記モノマーの混合物の
縮合で得られるコポリアミド、ナイロン６、ナイロン６
６、ナイロン１１、ナイロン１２を挙げることができ
る。 （４）アクリル樹脂 アクリル酸、メタクリル酸、これらのアルキルエステル
の単独重合体又は共重合体、例えば、ポリメタクリル酸
メチルを挙げることができる。 （５）ポリエーテルエステルアミド （６）ポリビニルアルコール エチレン−ビニルエステルコポリマーの一部又は全部を
アルコール化して得られる、３〜７５モル％のエチレン
を含むエチレン−ビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯ
Ｈ）。 （７）ポリエステル ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレン
テレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル。 （８）ポリカーボネート （９）ポリウレタン （１０）その他として、エポキシ樹脂、ポリスルフォン
樹脂。 （１１）上記樹脂から選ばれる２又は３以上の混合物。
【００１８】組成物中の（Ａ）成分の含有量は、好まし
くは４０〜９８重量％、より好ましくは５０〜９５重量
％、更に好ましくは６０〜９０重量％である。
くは４０〜９８重量％、より好ましくは５０〜９５重量
％、更に好ましくは６０〜９０重量％である。
【００１９】本発明で用いる（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）成
分は、組成物中において、上記した膨張剤系を構成する
成分である。
分は、組成物中において、上記した膨張剤系を構成する
成分である。
【００２０】本発明で用いる（Ｂ）成分の多価アルコー
ル又は炭水化物類としては、グルコース、マルトース及
びアラビノース等の糖類、アラビトール、エリトリトー
ル、ソルビトール、イノシトール、トリメチロールプロ
パン、グリセロール、モノ−、ジ−及びトリペンタエリ
トリトール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル等のポリヒドロキシルポリマー、式（Ｃ6Ｈ10Ｏ5）n
のデンプン、ポリエチレングリコール等のポリヒドロキ
シルアルコール及びエチレン／ビニルアルコールコポリ
マー、燃焼中に熱分解によってヒドロキシル化合物を生
成するようなポリウレタン又はポリエステルが挙げられ
る。これらの化合物の中ではモノ−、ジー及びトリペン
タエリトリトールが特に好ましい。
ル又は炭水化物類としては、グルコース、マルトース及
びアラビノース等の糖類、アラビトール、エリトリトー
ル、ソルビトール、イノシトール、トリメチロールプロ
パン、グリセロール、モノ−、ジ−及びトリペンタエリ
トリトール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル等のポリヒドロキシルポリマー、式（Ｃ6Ｈ10Ｏ5）n
のデンプン、ポリエチレングリコール等のポリヒドロキ
シルアルコール及びエチレン／ビニルアルコールコポリ
マー、燃焼中に熱分解によってヒドロキシル化合物を生
成するようなポリウレタン又はポリエステルが挙げられ
る。これらの化合物の中ではモノ−、ジー及びトリペン
タエリトリトールが特に好ましい。
【００２１】本発明で用いる（Ｃ）成分の発泡剤は、一
般に燃焼時に窒素やアンモニアのような非引火性ガスを
形成する窒素含有化合物が好ましい。
般に燃焼時に窒素やアンモニアのような非引火性ガスを
形成する窒素含有化合物が好ましい。
【００２２】このような化合物としては、メラミン、メ
ラム、メレム、アンメ燐、アンメリド、尿素、グアナミ
ン、シアナミド、３−アミノ−１，２，４−トリアゾー
ル、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール、グアナゾ
ール、ウラゾール、ベンジイミダゾール、エチレンジメ
ラミン、ジエチレントリメラミン、ピペラジンを挙げる
ことができる。これらの化合物の中でメラミンとその誘
導体、例えばグアナミンが好ましい。
ラム、メレム、アンメ燐、アンメリド、尿素、グアナミ
ン、シアナミド、３−アミノ−１，２，４−トリアゾー
ル、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール、グアナゾ
ール、ウラゾール、ベンジイミダゾール、エチレンジメ
ラミン、ジエチレントリメラミン、ピペラジンを挙げる
ことができる。これらの化合物の中でメラミンとその誘
導体、例えばグアナミンが好ましい。
【００２３】（Ｄ）成分の難燃性脱水剤は、燃焼時に酸
を生成する化合物であり、特にＨ3ＰＯ4、Ｈ3ＰＯ3、Ｈ
4Ｐ2Ｏ7等の燐を含む酸を生じるものが好ましい。燐を
含む酸の発生剤である化合物は、通常アンモニウム塩又
はエステルの形をしている。この化合物の例としては、
燐酸アンモニウム、ピロ燐酸アンモニウム、ポリ燐酸ア
ンモニウム、燐酸メラミン、亜燐酸メラミン、亜燐酸ピ
レラジン、二亜燐酸ピレラジン、亜燐酸グアナゾール、
ピロ燐酸メラミン、ピロ燐酸ピペラジン、トリエチルホ
スフェート等の燐酸エステル、エチルホスフォン酸ジエ
チル等のホスフォン酸エステルを挙げることができる。
特に、一般式（ＮＨ4）n+2ＰnＯ3n+1（ここで、ｎ≧２
の整数を表す）に対応するポリ燐酸アンモニウムが好ま
しい。
を生成する化合物であり、特にＨ3ＰＯ4、Ｈ3ＰＯ3、Ｈ
4Ｐ2Ｏ7等の燐を含む酸を生じるものが好ましい。燐を
含む酸の発生剤である化合物は、通常アンモニウム塩又
はエステルの形をしている。この化合物の例としては、
燐酸アンモニウム、ピロ燐酸アンモニウム、ポリ燐酸ア
ンモニウム、燐酸メラミン、亜燐酸メラミン、亜燐酸ピ
レラジン、二亜燐酸ピレラジン、亜燐酸グアナゾール、
ピロ燐酸メラミン、ピロ燐酸ピペラジン、トリエチルホ
スフェート等の燐酸エステル、エチルホスフォン酸ジエ
チル等のホスフォン酸エステルを挙げることができる。
特に、一般式（ＮＨ4）n+2ＰnＯ3n+1（ここで、ｎ≧２
の整数を表す）に対応するポリ燐酸アンモニウムが好ま
しい。
【００２４】膨張剤系を構成する（Ｂ）〜（Ｄ）成分
は、それぞれが別々の化合物でもよいし、２種又は３種
が単一化合物を形成していてもよく、例えば、（Ｃ）成
分の発泡剤と（Ｄ）成分の難燃性脱水剤とを、アミン
塩、アンモニウム塩等の単一化合物の形で使用してもよ
い。
は、それぞれが別々の化合物でもよいし、２種又は３種
が単一化合物を形成していてもよく、例えば、（Ｃ）成
分の発泡剤と（Ｄ）成分の難燃性脱水剤とを、アミン
塩、アンモニウム塩等の単一化合物の形で使用してもよ
い。
【００２５】好ましいアンモニウム塩の例としては特に
ポリ燐酸アンモニウムが挙げられ、本発明では、膨張剤
系として、このポリ燐酸アンモニウムを（Ｃ）及び
（Ｄ）成分とし、（Ｂ）成分のモノ、ジ又はトリペンタ
エリトリトールと併用することが好ましい。
ポリ燐酸アンモニウムが挙げられ、本発明では、膨張剤
系として、このポリ燐酸アンモニウムを（Ｃ）及び
（Ｄ）成分とし、（Ｂ）成分のモノ、ジ又はトリペンタ
エリトリトールと併用することが好ましい。
【００２６】組成物中の（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）成分の
配合比は、〔（Ｃ）＋（Ｄ）成分〕／（Ｂ）成分の重量
比が好ましくは１〜７、より好ましくは１．２〜５、更
に好ましくは１．５〜４である。
配合比は、〔（Ｃ）＋（Ｄ）成分〕／（Ｂ）成分の重量
比が好ましくは１〜７、より好ましくは１．２〜５、更
に好ましくは１．５〜４である。
【００２７】組成物中の（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）成分
の合計含有量は、好ましくは１〜５０重量％、より好ま
しくは１０〜４０重量％である。
の合計含有量は、好ましくは１〜５０重量％、より好ま
しくは１０〜４０重量％である。
【００２８】本発明で用いる（Ｅ）成分は、無機酸を担
持してなる金属酸化物であり、無機酸が金属酸化物に物
理的に吸着されているもののほか、無機酸が金属酸化物
と化学結合を形成しているものでもよいが、物理的に吸
着されているものの方が難燃性改良の点において好まし
い。（Ｅ）成分として使用される金属酸化物は、結晶性
であっても非晶性でもよく、単一の化合物でも、２種類
以上の金属酸化物の混合物又は化合物でもよい。
持してなる金属酸化物であり、無機酸が金属酸化物に物
理的に吸着されているもののほか、無機酸が金属酸化物
と化学結合を形成しているものでもよいが、物理的に吸
着されているものの方が難燃性改良の点において好まし
い。（Ｅ）成分として使用される金属酸化物は、結晶性
であっても非晶性でもよく、単一の化合物でも、２種類
以上の金属酸化物の混合物又は化合物でもよい。
【００２９】金属酸化物としては、酸化鉄、酸化珪素、
酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸
化タングステン、酸化ホウ素、酸化珪素−酸化アルミニ
ウム、酸化珪素−酸化マグネシウム、酸化珪素−酸化ジ
ルコニウム、酸化珪素−酸化チタン、酸化鉄−酸化チタ
ン、酸化チタン−酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム
−酸化ホウ素等が挙げられ、特に、酸化アルミニウム及
び酸化ジルコニウムが好ましい。
酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸
化タングステン、酸化ホウ素、酸化珪素−酸化アルミニ
ウム、酸化珪素−酸化マグネシウム、酸化珪素−酸化ジ
ルコニウム、酸化珪素−酸化チタン、酸化鉄−酸化チタ
ン、酸化チタン−酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム
−酸化ホウ素等が挙げられ、特に、酸化アルミニウム及
び酸化ジルコニウムが好ましい。
【００３０】無機酸としては、硫酸、燐酸、五弗化アン
チモン、メチル硫酸、トリフルオロメチル硫酸、三弗化
ホウ素、三塩化アルミニウム等が挙げられるが、特に硫
酸が好ましい。
チモン、メチル硫酸、トリフルオロメチル硫酸、三弗化
ホウ素、三塩化アルミニウム等が挙げられるが、特に硫
酸が好ましい。
【００３１】（Ｅ）成分の調製方法は特に限定されるも
のではないが、硫酸／酸化ジルコニウムを例にあげる
と、硫酸水溶液又は硫酸アンモニウム水溶液を酸化ジル
コニウムに含浸させたものを５００℃〜６００℃で焼結
することにより、硫酸を酸化ジルコニウムに担持させて
得ることができる。
のではないが、硫酸／酸化ジルコニウムを例にあげる
と、硫酸水溶液又は硫酸アンモニウム水溶液を酸化ジル
コニウムに含浸させたものを５００℃〜６００℃で焼結
することにより、硫酸を酸化ジルコニウムに担持させて
得ることができる。
【００３２】（Ｅ）成分は、通常、直径が好ましくは１
μｍ以上、より好ましくは２〜５０μｍ、更に好ましく
は３〜３０μｍの粉末の形で用いる。
μｍ以上、より好ましくは２〜５０μｍ、更に好ましく
は３〜３０μｍの粉末の形で用いる。
【００３３】組成物中、（Ｅ）成分の含有量は、好まし
くは０．２５〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５
重量％、更に好ましくは１〜２重量％である。（Ｅ）成
分の含有量が０．２５重量％以上であると難燃効果が得
られ、１０重量％以下であると機械的性質が低下するこ
とがない。
くは０．２５〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５
重量％、更に好ましくは１〜２重量％である。（Ｅ）成
分の含有量が０．２５重量％以上であると難燃効果が得
られ、１０重量％以下であると機械的性質が低下するこ
とがない。
【００３４】本発明の組成物は、上記した（Ａ）〜
（Ｅ）成分を所定量配合してなるものであるが、その性
能を阻害しない範囲で、各種添加剤、例えば、着色顔
料、紫外線安定剤、離型剤、熱劣化安定剤、充填剤、滑
剤、補強剤、可塑剤、色相改良剤、帯電防止剤を配合す
ることができる。
（Ｅ）成分を所定量配合してなるものであるが、その性
能を阻害しない範囲で、各種添加剤、例えば、着色顔
料、紫外線安定剤、離型剤、熱劣化安定剤、充填剤、滑
剤、補強剤、可塑剤、色相改良剤、帯電防止剤を配合す
ることができる。
【００３５】また、本発明の組成物には、膨張剤系以外
の難燃剤として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム等の金属水酸化物、赤燐等の燐系化合物、トリアジ
ン化合物やグアニジン化合物等の窒素系難燃剤、シリコ
ーン化合物系難燃剤、有機燐酸エステル類等を配合する
こともでき、これらの中では有機燐酸エステル系の難燃
剤が特に好ましい。
の難燃剤として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム等の金属水酸化物、赤燐等の燐系化合物、トリアジ
ン化合物やグアニジン化合物等の窒素系難燃剤、シリコ
ーン化合物系難燃剤、有機燐酸エステル類等を配合する
こともでき、これらの中では有機燐酸エステル系の難燃
剤が特に好ましい。
【００３６】本発明の組成物は、予め粉砕・篩分けし、
直径が２００μｍ以下の粉末にした膨張剤系成分
（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）成分に（Ｅ）成分を加えた
ものを、溶融させた（Ａ）成分中に添加し、ニーダー、
一軸押出機、二軸押出機等で混和して製造することがで
きる。
直径が２００μｍ以下の粉末にした膨張剤系成分
（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）成分に（Ｅ）成分を加えた
ものを、溶融させた（Ａ）成分中に添加し、ニーダー、
一軸押出機、二軸押出機等で混和して製造することがで
きる。
【００３７】本発明の組成物は、大きな耐火特性を必要
とするペンキ、塗料、接着剤に配合することができ、更
に電気・電子部品、自動車部品を初めとする、（Ａ）成
分の合成樹脂が適用される各種分野の成形品としても適
している。また、本発明の組成物は、耐火・遮断扉の内
部被覆として用いると、火災時に膨張して炭化発泡体と
なって断熱効果を発揮するため望ましく、その他、電気
ケーブル等の被覆剤としても適用することができる。
とするペンキ、塗料、接着剤に配合することができ、更
に電気・電子部品、自動車部品を初めとする、（Ａ）成
分の合成樹脂が適用される各種分野の成形品としても適
している。また、本発明の組成物は、耐火・遮断扉の内
部被覆として用いると、火災時に膨張して炭化発泡体と
なって断熱効果を発揮するため望ましく、その他、電気
ケーブル等の被覆剤としても適用することができる。
【００３８】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。次に、実施例、比較例で使用した各成分の詳細を示
す。（Ａ）成分 耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）：Ｒ６５（東洋スチ
レン製） ＡＢＳ樹脂：セビアン５００（ダイセル化学工業製） ＡＢＳ／ＰＢＴブレンド：セピアン５００と、ポリブチ
レンテレフタレート（ポリプラスチックス社製、ジュラ
ネックス４００ＦＰ）との５０／５０（重量）ブレンド ＰＡ６：ポリアミド（ユニチカ製の“ユニチカナイロン
Ａ１０３０ＢＲＦ”）膨張剤系〔（Ｂ）／（Ｃ）の単一
化合物＋（Ｄ）成分〕 ポリ燐酸アンモニウム（ＡＰＰ）とジペンタエリトリト
ール（ｄｉＰＥＲ）とからなる、ＡＰＰ／ｄｉＰＥＲの
重量比が３／１の膨張剤系 ここで用いたポリ燐酸アンモニウムは、燐の含有量が２
９重量％であるクラリアントジャパン社から市販のエキ
ゾリト（ＥＸＯＬＩＴ）４２２であり、ジペンタエリト
リトールは広栄化学から市販されているジペントリット
である （Ｅ）成分 Ｈ2ＳＯ4−ＺｒＯ2：硫酸−酸化ジルコニウム触媒（Ｓ
ＺＡ−６０、ジャパンエナジー社製） Ｈ2ＳＯ4−Ａｌ2Ｏ3：硫酸−酸化アルミニウム触媒（ジ
ャパンエナジー社製） 実施例１〜８、比較例１〜５ 表１に示したペレット状乃至は粉末状の各成分（重量％
表示）をバレル中で乾燥状態で混合した後、二軸押出機
で溶融混練し、ペレット化した。得られたペレットを乾
燥し、射出成形又はプレス成形機により試験片を作成
し、ＪＩＳ規格Ｋ７２０１により酸素指数（ＯＩ）（％
で表示）を測定し、ＵＬ９４燃焼試験を実施した（試験
片の厚さ＝３．２ｍｍ）。なお、熱可塑性樹脂がベース
となっている場合には射出成形機を用い、熱硬化性樹脂
がベースになっている場合にはプレス成形機を用いた。
結果を表１に示す。
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。次に、実施例、比較例で使用した各成分の詳細を示
す。（Ａ）成分 耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）：Ｒ６５（東洋スチ
レン製） ＡＢＳ樹脂：セビアン５００（ダイセル化学工業製） ＡＢＳ／ＰＢＴブレンド：セピアン５００と、ポリブチ
レンテレフタレート（ポリプラスチックス社製、ジュラ
ネックス４００ＦＰ）との５０／５０（重量）ブレンド ＰＡ６：ポリアミド（ユニチカ製の“ユニチカナイロン
Ａ１０３０ＢＲＦ”）膨張剤系〔（Ｂ）／（Ｃ）の単一
化合物＋（Ｄ）成分〕 ポリ燐酸アンモニウム（ＡＰＰ）とジペンタエリトリト
ール（ｄｉＰＥＲ）とからなる、ＡＰＰ／ｄｉＰＥＲの
重量比が３／１の膨張剤系 ここで用いたポリ燐酸アンモニウムは、燐の含有量が２
９重量％であるクラリアントジャパン社から市販のエキ
ゾリト（ＥＸＯＬＩＴ）４２２であり、ジペンタエリト
リトールは広栄化学から市販されているジペントリット
である （Ｅ）成分 Ｈ2ＳＯ4−ＺｒＯ2：硫酸−酸化ジルコニウム触媒（Ｓ
ＺＡ−６０、ジャパンエナジー社製） Ｈ2ＳＯ4−Ａｌ2Ｏ3：硫酸−酸化アルミニウム触媒（ジ
ャパンエナジー社製） 実施例１〜８、比較例１〜５ 表１に示したペレット状乃至は粉末状の各成分（重量％
表示）をバレル中で乾燥状態で混合した後、二軸押出機
で溶融混練し、ペレット化した。得られたペレットを乾
燥し、射出成形又はプレス成形機により試験片を作成
し、ＪＩＳ規格Ｋ７２０１により酸素指数（ＯＩ）（％
で表示）を測定し、ＵＬ９４燃焼試験を実施した（試験
片の厚さ＝３．２ｍｍ）。なお、熱可塑性樹脂がベース
となっている場合には射出成形機を用い、熱硬化性樹脂
がベースになっている場合にはプレス成形機を用いた。
結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１から明らかなとおり、（Ｅ）成分を配
合することにより、膨張剤系の配合量を３０重量％未満
にした場合でも酸素指数を高くすることができ、優れた
難燃性が得られた。また、膨張剤系の配合量を３０重量
％未満にまで抑制することができるので、（Ａ）成分の
合成樹脂が本来有している機械的性質を損なうことがな
い。
合することにより、膨張剤系の配合量を３０重量％未満
にした場合でも酸素指数を高くすることができ、優れた
難燃性が得られた。また、膨張剤系の配合量を３０重量
％未満にまで抑制することができるので、（Ａ）成分の
合成樹脂が本来有している機械的性質を損なうことがな
い。
【００４１】
【発明の効果】本発明の難燃性樹脂組成物は、酸素指数
が高く、難燃性が非常に優れており、塗料、接着剤、各
種成形体等の材料として好適であり、本発明の難燃性樹
脂組成物を含んだ塗料、接着剤、成形体を組み合わせる
ことにより、より一層難燃性を向上させることができ
る。
が高く、難燃性が非常に優れており、塗料、接着剤、各
種成形体等の材料として好適であり、本発明の難燃性樹
脂組成物を含んだ塗料、接着剤、成形体を組み合わせる
ことにより、より一層難燃性を向上させることができ
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） Ｃ０８Ｋ 5/16 Ｃ０８Ｋ 5/16 5/49 5/49 5/521 5/521 9/02 9/02 Ｃ０９Ｄ 201/00 Ｃ０９Ｄ 201/00 Ｃ０９Ｊ 201/00 Ｃ０９Ｊ 201/00 Ｆターム(参考） 4F071 AA00 AA12X AA15 AA20 AA22 AA22X AA33 AA34X AA43 AA45 AA53 AA54 AB18 AB25 AC05 AC19 AE01 AE07 AF47 AH03 AH07 AH12 BC07 4J002 AA001 AB042 BB021 BB111 BC021 BC041 BG061 BN151 CF001 CF002 CF071 CG001 CH012 CK021 CK022 CL001 CL011 DE099 DE119 DE139 DE149 DH038 DH048 DH057 DH058 DJ019 DK009 EC046 EC056 EL086 ET007 ET017 EU117 EU137 EU167 EU187 EW048 EW128 FB079 FD138 FD327 GH01 GJ01 GL00 GN00 GQ00 GQ01 GR00 4J038 BA012 BA122 CB031 CB041 CB051 CB081 CB091 CC021 CC041 CC051 CC101 CE021 CE022 CE032 CF031 CG011 CG071 CG081 CG141 CH171 CP041 CP081 DB001 DD001 DD002 DD071 DE011 DG001 DG002 DH001 DH031 DK011 GA03 HA216 HA376 HA416 HA446 HA476 JA20 JA21 JB33 JB35 JB36 JB38 JC14 JC24 JC26 KA02 KA07 NA03 NA15 NA27 PB05 PB07 PC05 PC07 PC08 4J040 BA142 DA021 DA041 DA051 DA071 DA101 DA111 DB041 DB051 DD021 DF011 DF041 DF051 DF081 DG021 DL141 EC001 ED041 EF001 EG021 EG031 EG041 EJ031 HA096 HA136 HA256 HA276 HA286 HA306 HA326 HB02 HB11 HC25 HD23 HD24 JB01 KA23 KA24 KA36 KA37 LA07 LA08 MA10 NA06 NA08 NA12
Claims (19)
- 【請求項１】 下記の成分を含有する難燃性樹脂組成
物。 （Ａ）合成樹脂、 （Ｂ）多価アルコール又は炭水化物類、 （Ｃ）発泡剤、 （Ｄ）難燃性脱水剤及び （Ｅ）無機酸が担持された金属酸化物。 - 【請求項２】 （Ｅ）成分が、硫酸が担持された金属酸
化物である請求項１記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項３】 金属酸化物が、酸化ジルコニウム、酸化
アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン−酸化珪素、酸化ア
ルミニウム−酸化珪素、酸化チタン−酸化ジルコニウム
及び酸化アルミニウム−酸化ジルコニウムから選ばれる
１又は２以上である難燃性樹脂組成物。 - 【請求項４】 （Ｂ）成分の多価アルコールが、ポリヒ
ドロキシル化合物である請求項１〜３のいずれか１記載
の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項５】 ポリヒドロキシル化合物が、モノペンタ
エリトリトール、ジペンタエリトリトール及びトリペン
タエリトリトールから選ばれる１又は２以上である請求
項４記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項６】 （Ｃ）成分の発泡剤が窒素含有化合物で
ある請求項１〜５のいずれか１記載の難燃性樹脂組成
物。 - 【請求項７】 窒素含有化合物がメラミン、尿素、グア
ナゾール及びピペラジンの中から選ばれる１又は２以上
である請求項６記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項８】 （Ｄ）成分の難燃性脱水剤が、燃焼時に
酸を生成する燐を含む化合物である請求項１〜７のいず
れか１記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項９】 酸発生化合物がアンモニウム塩又はエス
テル化合物である請求項８記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項１０】 アンモニウム塩又はエステル化合物が
燐酸アンモニウム、ポリ燐酸アンモニウム及び燐酸メラ
ミンから選ばれる１又は２以上である請求項９記載の難
燃性樹脂組成物。 - 【請求項１１】 （Ｃ）成分の発泡剤と（Ｄ）成分の難
燃性脱水剤とが単一化合物を形成している請求項１〜１
０のいずれか１記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項１２】 単一化合物がアンモニウム塩である請
求項１１記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項１３】 上記の単一化合物が、式：（ＮＨ4）
n+2ＰnＯ3n+1（ここで、ｎは２以上の整数）で示される
ポリ燐酸アンモニウムである請求項１１又は１２記載の
難燃性組成物。 - 【請求項１４】 〔（Ｃ）＋（Ｄ）成分〕／（Ｂ）成分
の重量比が１〜７である請求項１〜１３のいずれか１記
載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項１５】 組成物中に占める（Ｅ）成分の含有量
が０．２５〜１０重量％であり、（Ｂ）、（Ｃ）及び
（Ｄ）成分の合計含有量が１〜５０重量％である請求項
１〜１４のいずれか１記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項１６】 更に有機燐酸エステル系難燃化剤を配
合した請求項１〜１５のいずれか１記載の難燃性樹脂組
成物。 - 【請求項１７】 （Ａ）成分の合成樹脂が、エチレン若
しくはプロピレンのホモポリマー又は共重合体、スチレ
ンのホモポリマー又は共重合体、ポリアミド、ポリカー
ボネート、ポリエステル、ポリメタクリル酸メチル、ポ
リウレタンから選ばれる１又は２以上のものである請求
項１〜１６のいずれか１記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれか１記載の難
燃性樹脂組成物を含む塗料又は接着剤。 - 【請求項１９】 請求項１〜１７のいずれか１記載の難
燃性樹脂組成物からなる成形品。
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| JP2000274561A JP4717191B2 (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | 難燃性樹脂組成物 |
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