JP2002506905A

JP2002506905A - 難燃性ナイロン用の相乗剤

Info

Publication number: JP2002506905A
Application number: JP2000536785A
Authority: JP
Inventors: マービンマイケルマーチンズ; れい子越田; ウェンディートビン; ジョセリンエム．ウィリス
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2002-03-05
Also published as: CA2322286A1; EP1068263A1; WO1999047597A1

Abstract

(57)【要約】改善された耐燃性を有する、アンチモンを含まないポリアミド成形組成物を開示する。これらの組成物は、融点が２１５〜３４０℃のポリアミド２０〜７７重量％と、無機充填剤１０〜６０重量％と、臭素５０〜７０重量％を含む難燃剤１０〜３５重量％と、ホウ酸亜鉛３〜１０重量％と、熱安定剤０〜２重量％とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（関連出願の相互参照）本出願は、１９９８年３月１８日に出願された、米国仮出願第６０／０７８，
３９２号の利益を請求するものである。

【０００２】（発明の背景）（発明の分野）本発明は、改善された耐燃性を有するポリアミドの成形組成物に関する。より
詳細には、本発明は、優れた物理的特性を有するアンチモンを含まないポリアミ
ド組成物に関する。

【０００３】（従来技術の説明）一般に産業界では、ナイロンの成形組成物中で、ハロゲンを含む難燃剤の効果
を上げるために、相乗剤として種々のアンチモン化合物（酸化アンチモンおよび
アンチモン酸ナトリウム）を使用する。産業界は、難燃性組成物中の有毒な重金
属アンチモンをなくす試みを長年続けてきたが、アンチモン化合物とほぼ同程度
の効果的なものは何も開発できなかった。

【０００４】難燃化された高温ナイロンの改善された熱安定性を求める間に、驚くべきこと
にホウ酸亜鉛が、ポリアミド組成物中で、アンチモン化合物の直接の（同等に効
果的な）代替物として使用できることが発見された。

【０００５】この発見のもう１つの予想外の副次的な利益は、ホウ酸亜鉛を相乗剤として使
用することによって、物理的特性（すなわち、破断の引張強度および伸び）が、
著しく改善されることである。

【０００６】（発明の概要）本明細書に、改善された耐燃性を有する、アンチモンを含まないポリアミド成
形組成物であって、（ａ）融点が２１５〜３４０℃のポリアミド２０〜７７重量％と、（ｂ）無機充填剤１０〜６０重量％と、（ｃ）臭素５０〜７０重量％を含む、難燃剤１０〜３５重量％と、（ｄ）ホウ酸亜鉛３〜１０重量％と、（ｅ）熱安定剤０〜２重量％とを含む、組成物を開示し、特許請求する。

【０００７】本明細書ではさらに、上記のような成形組成物を提供する段階と、この組成物
を成形して成形部品を製造する段階とを含む、ポリアミド樹脂の温度安定性およ
び耐燃性を改善する方法を開示し、特許請求する。このような方法から製造され
る成形部品もまた、開示される。

【０００８】（発明の詳細な説明）本発明に使用されるポリアミドは、約２１５℃から約３４０℃の任意の融点を
有する、２０〜７７％（特に指定がない限り、パーセンテージはすべて重量パー
セントである）のポリアミドでありうる。適切なポリアミドの例は、ヘキサメチ
レンテレフタルアミドから誘導されたユニット２０〜８０モル％と、ヘキサメチ
レンアジパミドから誘導されたユニット８０〜２０モル％とから構成されるコポ
リアミドである。このポリアミドを、これ以後６Ｔ／６６共重合体と呼ぶ。他の
適切なポリアミドには、ヘキサメチレンテレフタルアミドから誘導されたユニッ
ト２０〜８０モル％と、ヘキサメチレンセバカミド、ヘキサメチレンドデカミド
、ヘキサメチレンイソフタラミド、２−メチルペンタメチレンテレフタラミド、
またはこれらの混合物から誘導されたユニット８０〜２０モル％から構成される
ポリアミドが含まれる。

【０００９】本明細書で使用する「合成ポリアミド」は、人により製造されたポリマーを含
むが、羊毛や絹のような天然繊維は含まれない。「脂肪族ポリアミド」とは、主
鎖中にアミド基を含む繰り返し単位を有し、これらアミド基の少なくとも一部、
好ましくは少なくとも５０モルパーセントが（アミド基の窒素原子および／また
はカルボニル炭素原子を介して）脂肪族炭素原子と結合しているポリマーを意味
する。好ましいポリアミドには、ナイロン−６，６、ナイロン−６、ナイロン６
，１２、ナイロン−６，６とナイロン６の共重合体が含まれる。ナイロン−６，
６およびナイロン６、ならびにその共重合体が特に好ましく、ナイロン−６，６
がより好ましい。

【００１０】本発明の組成物に使用されるコポリアミドの製造方法に、特別な制限はない。
通常の溶融重合によって、容易に製造することができる。本発明の共重合体を製
造する一方法は、米国特許第５，３７８，８００号に教示されたオートクレーブ
ワンステップ重合法であり、その開示を参照により本明細書に組み込む。その方
法は、反応器に所望の二塩基酸とジアミンを混合した水性塩溶液を送り込むこと
と、圧力下でその溶液を加熱することと、減圧することと、ほぼ大気圧以下の圧
力で反応混合物を維持することと、反応器からポリアミドを取り出すこととを含
む。代替方法には、プレポリマーを調製することと、このプレポリマーを固相重
合にかけるか、または押出機中で溶融混合させ、重合度を増大させることが含む
。プレポリマーは、６Ｔ塩（ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸から形成さ
れる塩）と、６６塩（ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸から形成される塩）
を含む水溶液を、１５０℃〜３２０℃で加熱することによって調製される。代替
方法は、６Ｔ塩と６６塩を、融点よりも低い温度で、直接、固相重合にかけるこ
とからなる。

【００１１】本発明の組成物は、例えば、ガラス繊維や炭素繊維のような繊維強化剤、ガラ
スビーズ、タルク、カオリン、珪灰石、雲母を含む無機充填剤または補強剤を１
０〜６０％含む。これらの中で好ましいのは、ガラス繊維である。本発明で使用
するのに適したガラス繊維は、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の補強剤として
一般に使用されているものである。好ましいガラス繊維は、直径３〜２０マイク
ロメートルの連続グラスフィラメントから製造される、グラスロービング、グラ
スチョップトストランド、およびグラスヤーンの形のものである。

【００１２】本発明の樹脂組成物は、難燃剤を１０〜３５％含む。難燃剤は、５０〜７０重
量％の臭素を含む臭素化されたポリスチレン、および／または臭素化されたポリ
フェニレンエーテルをベースにしたものである。ポリスチレンは、重量平均分子
量が５０００より大きく、２０，０００より大きいことが好ましく、２８，００
０より大きいことがより好ましい。エーテルは、少なくとも分子量６０００を有
する。好ましい難燃剤は、臭素化されたポリスチレンまたはポリジブロモスチレ
ンである。

【００１３】上記のように、本発明の組成物はホウ酸亜鉛を３〜１０％含むが、アンチモン
化合物は全く含まない。

【００１４】また、ヨウ化銅のような熱安定剤が、２％まで存在することもできる。

【００１５】本発明のコポリアミド樹脂には、耐衝撃性改良剤、粘度調整剤、顔料、染料、
抗酸化剤、耐熱改良剤などの種々の添加剤を、コポリアミド樹脂の特徴的な性質
を損なわない量で含むことができる。

【００１６】さらに、本発明のコポリアミド樹脂は、着色料濃縮物（color concentrate）（カーボンブラックなど）を５％まで、ならびに潤滑剤を１％まで含むことがで
きる。ドリップ阻止剤もまた、５％の量まで存在することができる。

【００１７】（実施例）本発明を、以下の実施例および比較例によって説明する。

【００１８】種々の組成物の試料を、商用規模の５８ｍｍ二軸スクリュー押出機（Ｗｅｒｎ
ｅｒａｎｄＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒ、Ｒａｍｓｅｙ、ＮｅｗＪｅｒｓｅｙ）
で、１時間あたり６００ポンドにて生成した。生成物は、熱重量分析器（ＤｕＰ
ｏｎｔＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ［Ｓｅｒｉｅｓ９５１］、ＤｕＰｏｎｔＣｏ
ｍｐａｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、Ｄｅｌａｗａｒｅ）で分析し、３０分保持
後の３４０℃での重量の保持率を測定した。標準ＡＳＴＭ法に従って、試料の標
準的な物理的特性もまた試験した。

【００１９】実施例Ｅ１〜Ｅ２２および比較例ＣＥ１〜ＣＥ３で使用したナイロンは、融点
が約３１５℃のナイロン６６／６Ｔ（４５／５５モル％）であり、実施例Ｅ２３
および比較例ＣＥ４では、融点が約２６５℃のナイロン６６であった。使用され
たアンチモン化合物は、６６ナイロン中に、三酸化アンチモン７０％である。

【００２０】燃焼性の評価は、１９９５年４月１９日付のＵＬＴｅｓｔＮｏ．ＵＬ−９
４を用いて行った。

【００２１】

【表１−１】

【００２２】

【表１−２】

───────────────────────────────────────────────────── 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 3:38）Ｃ０８Ｋ 3:38） (Ｃ０８Ｋ 13/02 (Ｃ０８Ｋ 13/02 5:00） 5:00） (72)発明者越田れい子神奈川県横浜市港北区箕輪町２−14−19− 608 (72)発明者トビンウェンディーカナダケー７エム４ジー８オンタリオキングストンシャーマンストリート 152 (72)発明者ウィリスジョセリンエム．カナダケー７エム８アール２オンタリオキングストンイバンジェラインアベニュー 544 Ｆターム(参考） 4J002 BC112 CL001 CL011 CL031 DA016 DD087 DJ036 DJ046 DJ056 DK008 DL006 FA046 FD016 FD018 FD067 FD132

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】改善された耐燃性を有する、アンチモンを含まないポリアミ
ド成形組成物であって、重量％で、（ａ）２０〜７７％の２１５〜３４０℃の融点を有するポリアミド、（ｂ）１０〜６０％の無機充填剤、（ｃ）５０〜７０％の臭素を有する、１０〜３５％の難燃剤、（ｄ）３〜１０％のホウ酸亜鉛、（ｅ）０〜２％の熱安定剤とを含むことを特徴とする組成物。
【請求項２】ポリアミド（ａ）が、ヘキサメチレンテレフタルアミドから
誘導されたユニット２０〜８０モル％と、ヘキサメチレンアジパミドから誘導さ
れたユニット８０〜２０モル％から構成されるコポリアミドであることを特徴と
する請求項１に記載の組成物。
【請求項３】無機充填剤（ｂ）が、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズ
、タルク、カオリン、珪灰石、および雲母よりなる群から選択されることを特徴
とする請求項１に記載の組成物。
【請求項４】難燃剤（ｃ）が、臭素化されたポリスチレンまたはポリジブ
ロモスチレンであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項５】熱安定剤（ｅ）が、ヨウ化銅であることを特徴とする請求項
１に記載の組成物。
【請求項６】ポリアミド樹脂の難燃性を改善する方法であって、請求項１に記載の成形組成物を提供する工程と、成形組成物を成形し、成形された部品を製造する工程とを含むことを特徴とす
る方法。
【請求項７】請求項６に記載の方法から製造されることを特徴とする成形
部品。