JP2003137915A - メタクリル酸メチル系樹脂 - Google Patents

メタクリル酸メチル系樹脂

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要な難燃性を有し、耐熱性に優れ、燃焼時
のハロゲンガスの発生や金属に対する腐食性が低減され
たメタクリル酸メチル系樹脂を提供すること。 【解決手段】 メタクリル酸メチルおよびラジカル重合
可能な官能基を有する非ハロゲン系リン酸エステルを含
有する単量体混合物にさらに、メタクリル酸メチルを主
体とする不飽和単量体の重合体を存在させ、この重合体
含有混合物を重合させてなるメタクリル酸メチル系樹
脂。このメタクリル酸メチル系樹脂からなる樹脂板は、
注型重合法により好適に製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃製品の樹脂材
料等として有用なメタクリル酸メチル系樹脂に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、メタクリル系樹脂に難燃性を付与
する方法の1つとして、リン酸エステルを配合すること
が提案されている。例えば、特開平9−296090号
公報には、メタクリル酸メチル系樹脂に、トリス(クロ
ロエチル)ホスフェート等の含ハロゲンリン酸エステル
と、ジブチルスズマレート等のスズ化合物を配合するこ
とが提案されている。また、特開平9−302191号
公報には、多官能アリル化合物単位を有するメタクリル
酸メチル系樹脂に、トリフェニルホスフェート等の非ハ
ロゲンリン酸エステルや、トリス(クロロエチル)ホス
フェート等の含ハロゲンリン酸エステルを配合すること
が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されているリン酸エステル配合メタクリル酸メチル系
樹脂は、難燃性は有しているものの、耐熱性の点で満足
できるものではなかった。また、リン酸エステルとして
含ハロゲンリン酸エステルを配合した場合、難燃性の向
上効果は高いものの、燃焼時のハロゲンガスの発生や金
属に対する腐食性が問題となることがあった。
【0004】そこで本発明の目的は、上記問題点を解決
し、必要な難燃性を有し、耐熱性に優れ、燃焼時のハロ
ゲンガスの発生や金属に対する腐食性が低減されたメタ
クリル酸メチル系樹脂を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究を行
った結果、メタクリル酸メチルを特定のリン酸エステル
と重合体の存在下に重合させることにより、上記目的を
達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち本発明は、メタクリル酸メチルお
よびラジカル重合可能な官能基を有する非ハロゲン系リ
ン酸エステルを含有する単量体混合物にさらに、メタク
リル酸メチルを主体とする不飽和単量体の重合体を存在
させ、この重合体含有混合物を重合させてなるメタクリ
ル酸メチル系樹脂に係るものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のメタクリル酸メチル系樹脂は、メタクリル酸メ
チルとラジカル重合可能な官能基を有する非ハロゲン系
リン酸エステルを含有する単量体混合物に、メタクリル
酸メチルを主体とする不飽和単量体の重合体を存在さ
せ、その状態で重合させることにより得られるものであ
る。
【0008】上記単量体混合物に含有されるラジカル重
合可能な官能基を有する非ハロゲン系リン酸エステルと
は、アルケニル基やアルキニル基のようなラジカル重合
可能な官能基を分子内に少なくとも1個有するが、クロ
ロ基やブロモ基のようなハロゲノ基を有さないリン酸エ
ステルをいう。このようなリン酸エステルとしては、下
記一般式(1)
【化2】 (式中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭
素数2〜8のアルキレン基を表し、R3は水素原子また
はフェニル基を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0
〜2の整数を表し、m+n=3である。)で示される化
合物が好適に用いられる。この一般式(1)中、R2
エチレン基またはプロピレン基であるのが好ましく、m
は1または2であるのが好ましい。
【0009】ラジカル重合可能な官能基を有する非ハロ
ゲン系リン酸エステルの量は、単量体混合物全体の量を
基準として、得られる樹脂の難燃性の観点から、通常
0.5重量%以上、好ましくは1重量%以上であり、ま
た得られる樹脂の透明性の観点から、通常40重量%以
下、好ましくは20重量%以下である。
【0010】このようなリン酸エステルの市販品の例と
しては、共栄社化学(株)製のライトエステルPシリー
ズや、大八化学工業(株)製の含リンモノマーMRシリ
ーズ等が挙げられる。
【0011】上記単量体混合物には、必要に応じて、メ
タクリル酸メチルおよびラジカル重合可能な官能基を有
する非ハロゲン系リン酸エステル以外の不飽和単量体
を、メタクリル酸メチルと等重量以下含有させてもよ
い。このような不飽和単量体としては、ラジカル重合可
能な官能基を分子内に1個有する単官能不飽和単量体を
用いてもよいし、ラジカル重合可能な官能基を分子内に
少なくとも2個有する多官能不飽和単量体を用いてもよ
いし、両者を併用してもよい。
【0012】該単官能不飽和単量体としては、例えば、
アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−
エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシルのようなア
クリル酸エステル類;メタクリル酸エチル、メタクリル
酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシルの
ようなメタクリル酸エステル類;アクリル酸、メタクリ
ル酸のような不飽和酸類;スチレン、α−メチルスチレ
ンのようなスチレン類等が挙げられ、必要に応じてそれ
らの2種以上を用いることもできる。
【0013】また、該多官能不飽和単量体としては、例
えば、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エチレ
ングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レートのようなジ−またはそれを越えるアクリレート
類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレ
ングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコ
ールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメ
タクリレートのようなジ−またはそれを越えるメタクリ
レート類;アリルアクリレート、アリルメタクリレート
等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いる
こともできる。
【0014】上記単量体混合物にさらに、メタクリル酸
メチルを主体とする不飽和単量体の重合体を存在させ、
この重合体含有混合物を重合させることにより、本発明
のメタクリル酸メチル系樹脂を得ることができる。ここ
で、メタクリル酸メチルを主体とする不飽和単量体の重
合体とは、メタクリル酸メチルを50重量%以上含む不
飽和単量体の重合体を意味し、実質的にメタクリル酸メ
チルの単独重合体であってもよいし、メタクリル酸メチ
ル50重量%以上とこれ以外の不飽和単量体50重量%
以下からなる混合物の重合体であってもよい。このメタ
クリル酸メチル以外の不飽和単量体の例は、先にメタク
リル酸メチルおよびラジカル重合可能な官能基を有する
非ハロゲン系リン酸エステル以外の不飽和単量体として
例示した単官能不飽和単量体や多官能不飽和単量体と同
様であり、必要に応じてそれらの2種以上を用いること
もできる。
【0015】メタクリル酸メチルを主体とする不飽和単
量体の重合体の量は、この重合体および上記単量体混合
物全体の量を基準として、通常2重量%以上、好ましく
は3重量%以上であり、また、通常30重量%以下、好
ましくは20重量%以下である。
【0016】上記単量体混合物にこの重合体を存在させ
るには、例えば、メタクリル酸メチルを主体とする不飽
和単量体を塊状重合、懸濁重合、乳化重合、分散重合等
の方法で重合させることにより得られた重合体を、メタ
クリル酸メチルおよび非ハロゲン系リン酸エステルと混
合してもよいし、メタクリル酸メチルを主体とする不飽
和単量体をあらかじめ部分重合させることにより得られ
た部分重合体シロップを、非ハロゲン系リン酸エステル
と混合してもよい。
【0017】上記単量体混合物をこの重合体の存在下に
重合させる際に用いることができるラジカル重合開始剤
としては、例えば、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾ
イルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、
t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−
ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキ
シピバレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t
−ブチルパーオキシアセテート、ジイソプロピルパーオ
キシジカーボネート、ジ−s−ブチルパーオキシジカー
ボネートのような過酸化物系開始剤や、2,2’−アゾ
ビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4
−ジメチルバレロニトリル)のようなアゾ系開始剤等が
挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いること
もできる。また、上記過酸化物系開始剤を、アミン類
や、メルカプタン類のような還元性化合物と組み合わせ
ることにより、レドックス系開始剤を構成させてもよ
い。
【0018】この重合は、塊状重合、懸濁重合、乳化重
合、分散重合等の方法により行うことができるが、中で
も塊状重合、特に注型重合が好ましい。この注型重合に
より本発明のメタクリル酸メチル系樹脂からなるメタク
リル酸メチル系樹脂板を好適に製造することができる。
なお、重合の際には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、離型剤、染料、顔料、無機系充填剤等の添加
剤を存在させてもよい。
【0019】この注型重合は、好適には、メタクリル酸
メチル40〜97.5重量%、ラジカル重合可能な官能
基を有する非ハロゲン系リン酸エステル0.5〜40重
量%、およびメタクリル酸メチルを主体とする不飽和単
量体の重合体2〜20重量%を含有する混合物をセルに
注入し、熱処理して重合させることにより行うことがで
きる。
【0020】上記セルとしては、例えば、ガラス板や金
属板等の板2枚と軟質シール材から構成されるものを用
いてもよいし、2枚のステンレス製連続ベルトから構成
される連続セルを用いてもよい。セルの空隙の間隔は所
望の厚さの樹脂板が得られるように適宜調整されるが、
一般的には0.1〜30mmの範囲である。
【0021】重合の際の熱処理は、温風,温水,スチー
ム、赤外線ヒーター等の熱源を用いて行うことができ、
熱処理条件としては、一般的には温度50〜150℃、
1〜数十時間の範囲である。
【0022】このようにして得られるメタクリル酸メチ
ル系樹脂板等、本発明のメタクリル酸メチル系樹脂の用
途としては、例えば、照明材料、光学材料、看板、ディ
スプレイ、装飾部材、建築材料等が挙げられる。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。作製した樹脂板の評価
は以下の方法により行った。 (1)水平燃焼速度 JIS−K6911の耐燃性C法に準拠して測定した。 (2)ビカット軟化温度(VSP) JIS−K7206に準拠し、針が1mm浸入したとき
の温度を測定した。 (3)曇価 JIS−K7163に準拠して測定した。
【0024】また、ラジカル重合可能な官能基を有する
非ハロゲン系リン酸エステルとして、以下のものを用い
た。 リン酸エステル(A):2−メタクリロイロキシ−1−
メチルエチル ホスフェート:一般式(1)において、
1がメチル基、R2がプロピレン基、R3が水素原子で
あり、mが1、nが2である化合物。 リン酸エステル(B):2−メタクリロイロキシエチル
ホスフェート:一般式(1)において、R1がメチル
基、R2がエチレン基、R3が水素原子であり、mが1、
nが2である化合物。 リン酸エステル(C):ビス(2−メタクリロイロキシ
エチル) ホスフェート:一般式(1)において、R1
がメチル基、R2がエチレン基、R3が水素原子であり、
mが2、nが1である化合物。 リン酸エステル(D):2−アクリロイロキシエチル
ホスフェート:一般式(1)において、R1が水素原
子、R2がエチレン基、R3が水素原子であり、mが1、
nが2である化合物。 リン酸エステル(E):ビス(2−アクリロイロキシエ
チル) ホスフェート:一般式(1)において、R1
水素原子、R2がエチレン基、R3が水素原子であり、m
が2、nが1である化合物。
【0025】実施例1〜7 メタクリル酸メチル100重量部を、2,2’−アゾビ
スイソブチロニトリル0.002重量部と混合し、80
℃にて予備重合させ、5重量%の重合体を含有するシロ
ップを得た。該シロップと表1に示す種類のリン酸エス
テルとを表1に示す量比で混合し、この混合物100重
量部を、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.0
8重量部、紫外線吸収剤0.01重量部および離型剤
0.05重量部と混合した後、650mmHg(87k
Pa)にて30分脱気した。これを、撥水処理したガラ
ス板(厚さ10mm、30cm角)2枚と塩化ビニール
樹脂製ガスケットより構成されるガラスセルに注入し、
72℃にて3時間、次いで120℃にて1時間、熱風循
環炉中で重合させ、厚さ2mmの樹脂板を作製した。得
られた樹脂板の評価結果を表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、必要な難燃性を有し、
耐熱性に優れ、燃焼時のハロゲンガスの発生や金属に対
する腐食性が低減されたメタクリル酸メチル系樹脂が提
供される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メタクリル酸メチルおよびラジカル重合可
    能な官能基を有する非ハロゲン系リン酸エステルを含有
    する単量体混合物にさらに、メタクリル酸メチルを主体
    とする不飽和単量体の重合体を存在させ、この重合体含
    有混合物を重合させてなることを特徴とするメタクリル
    酸メチル系樹脂。
  2. 【請求項2】リン酸エステルが下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭
    素数2〜8のアルキレン基を表し、R3は水素原子また
    はフェニル基を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0
    〜2の整数を表し、m+n=3である。)で示される化
    合物である請求項1記載のメタクリル酸メチル系樹脂。
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