JP2004051917A - Flame retardant resin composition and molded product thereof - Google Patents

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JP2004051917A JP2002214951A JP2002214951A JP2004051917A JP 2004051917 A JP2004051917 A JP 2004051917A JP 2002214951 A JP2002214951 A JP 2002214951A JP 2002214951 A JP2002214951 A JP 2002214951A JP 2004051917 A JP2004051917 A JP 2004051917A
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Katsuhiro Yamanaka
山中 克浩
Yutaka Takeya
竹谷 豊
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Teijin Ltd
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Teijin Chemicals Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flame-retardant polyester resin composition substantially free from a halogen, and capable of easily achieving a V-2 level of UL-94 standard, sometimes a V-0 level under a favorable condition, and having excellent hydrolysis resistance. <P>SOLUTION: The flame-retardant polyester composition comprises (A) 100 pts. wt. resin component (A-component) containing at least 60 wt.% aromatic polyester resin, (B) 1-100 pts. wt. organophosphorus compound (B-component) äsuitable example: 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5,5]undecane-3,9-bis(diphenylmethyl)-3,9-dioxide compound}, (C) 0.1-100 pts. wt. inorganic salt (C-component) of at least one kind selected from the group consisting of an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt, (D) 0-50 pts. wt. flame retardance-improving resin (D-component) and (E) 0-200 pts. wt. filler (E-component). The molded product comprises the composition. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高度な難燃性、良好な物性、さらに高度な耐加水分解性を有する難燃性ポリエステル樹脂組成物およびそれからの成形品に関する。さらに詳しくは特定の有機リン化合物および特定の無機金属塩を含有しかつ実質的にハロゲンフリーの難燃性ポリエステル樹脂組成物およびそれからの成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリブチレンテレフタレート(以下PBTと略する)をはじめとする熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂は優れた機械特性、耐熱性、耐薬品性等を有するため、電気・電子分野、機械構成部品分野、自動車分野などの用途の成形品として広く使用されている。
【0003】
これらの中でも、難燃性が要求される用途は非常に多く、従来は主にハロゲン含有化合物およびアンチモン化合物をそれぞれ難燃剤および難燃助剤とし、難燃性を付与した樹脂が提供されている。
【0004】
しかしながら、ハロゲン含有難燃剤は分解生成物が電気製品中の金属を腐食する場合があり、さらに近年、一部のハロゲン含有難燃剤は環境への影響が問題となっており、樹脂成形品は欧州を中心として非ハロゲン化の動きが盛んになってきた。そのため難燃剤においても非ハロゲンの需要が高まり、各樹脂に対する非ハロゲンの難燃剤の開発が盛んになった。ポリエステル樹脂に関しても種々の非ハロゲンによる難燃化技術が報告されているが、種々の問題から、実用化には至っていない。
【0005】
非ハロゲン難燃剤としては、リン含有化合物が一般に用いられることが多く、本分野では赤リンやトリフェニルホスフェート(以下TPPと略する)等のリン酸エステルがよく用いられている。しかしながら、PBTなどのポリエステル樹脂は比較的加工温度が高く赤リンでは毒性の高いホスフィンガスの発生が指摘され、また、赤リンを用いた場合には組成物が赤リン特有の褐色になり、その使用範囲が限定されるという問題もある。一方、低分子量のTPPではブリードアウトの問題があり、さらに、TPPに代表される芳香族リン酸エステルは一般に可塑効果を有するため、組成物の耐熱性が著しく低下する問題があった。
【0006】
次にリン含有化合物を難燃剤として使用した難燃性樹脂組成物の改良技術について知られた文献を紹介する。例えば特開平7−126498号公報にポリエステル樹脂、分子内に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物並びにフェノール樹脂および/またはエポキシ基と反応しうる官能基を有するリン、窒素、ホウ素系化合物とを溶融反応してなる、ポリエステル樹脂用の非ハロゲン難燃剤が開示されている。特開平7−278267号公報には上記非ハロゲン難燃剤5〜50重量部をポリエステル樹脂100重量部に添加した難燃性ポリエステル樹脂組成物が開示されている。しかしながら、かかる樹脂組成物は難燃性が未だ不十分であるだけでなく、流動性に劣り、さらにコスト的にも不利であるという問題がある。
【0007】
特開平8−208884号公報にはポリスチレンやポリエステルの如き熱可塑性樹脂にリン酸エステルや亜リン酸エステルの如きリン含有化合物(具体的にはトリフェニルホスフェート)とオルト位もしくはパラ位が置換されたフェノール樹脂類を併用添加することにより得られる難燃性樹脂組成物が開示されている。この樹脂組成物はブリードアウトや耐熱性低下の問題のみならず、充分な難燃性が得られないという欠点がある。
【0008】
また、特公平2−37370号公報にはポリエチレンテレフタレートの如き150℃以上の軟化点を有する熱可塑性ポリエステル樹脂99〜34重量部、熱硬化性樹脂により被覆された赤リン1〜25重量部、および強化充填剤10〜55重量部からなる難燃性ポリエステル樹脂組成物が開示されている。しかしながら、この樹脂組成物は先にも述べたように着色に関する問題、成形時におけるホスフィンガス発生の問題がある。
【0009】
さらに、特開昭50−58319号公報には繊維形成性線状ポリエステル、アリールスピロホスフェート、および少なくとも40%の塩素原子または臭素原子を含有するハロゲン含有難燃剤からなる難燃性ポリエステル繊維組成物が開示されている。この公報は、具体的にはポリエチレンテレフタレートにアリールスピロホスフェートおよびハロゲン含有化合物を難燃成分として併用し配合した繊維の難燃性が示されている。
【0010】
また、特開昭52−12329号公報(ドイツ特許第2630693および英国特許第1515223号)にはポリエステル繊維に特定の有機リン含有化合物を配合することによって、難燃性が発現することが開示されている。具体的にはポリエチレンテレフタレートと特定の有機リン化合物を混合して繊維を得て、この繊維から織物とし、その難燃性(例えば酸素指数)が僅かに向上する例が記載されている。この公報に記載された技術は、ポリエチレンテレフタレート繊維の難燃化に関し教示しているに過ぎない。
【0011】
また、米国特許3,866,405号明細書では、特定のポリエステル樹脂とハロゲン含有スピロジホスフェートからなる難燃性繊維組成物が開示されている。この公報は、具体的にはポリエチレンナフタレート樹脂にハロゲン元素を含有するスピロジホスフェートを配合し、得られた繊維の難燃性が示されている。しかしながら、この米国特許は繊維に関するものであり、ポリエステル繊維の難燃性の向上が見られるけれども、ハロゲン含有難燃剤を使用しており、前述したように環境への影響が問題となる。
【0012】
また、米国特許4,257,931号明細書ではポリエステル樹脂とメラミンピロホスフェートと有機環状リン化合物からなる難燃性樹脂組成物が開示されている。この公報では、上記2種の難燃剤を併用することにより高い難燃効果が得られている。この難燃効果はメラミンピロホスフェートによるものが大きいが、このメラミンピロホスフェートを用いた場合には、成形品の外観不良が起こるため、実用化が困難であるという問題がある。
【0013】
さらに、従来のリン系難燃剤を用いる技術では、樹脂組成物の耐加水分解性が悪く、湿熱条件下で樹脂分解が起こり、実用化は困難であった。特にメラミン系化合物を用いる組成物では、湿熱条件下での耐性に劣っており、従来の技術では難燃性と耐加水分解性を兼ね備えた難燃性樹脂組成物は皆無であった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第1の目的は、高度な難燃性を有し、且つ工業的に有用な耐熱性および機械的特性等のバランスを兼ね備え、さらに耐加水分解性が良好であるポリエステル樹脂組成物およびそれからの成形品を提供することにある。
【0015】
本発明の第2の目的は、実質的にハロゲンを含有しないで、UL94規格のV−2レベル以上、好適条件下ではV−0レベル以上の高度な難燃性を達成することができるポリエステル樹脂組成物およびそれからの成形品を提供することにある。
【0016】
本発明の第3の目的は、家電製品部品、電気・電子部品、機械構成部品、自動車部品などに有利に利用できる難燃性のポリエステル樹脂組成物およびそれからの成形品を提供することにある。
【0017】
本発明のさらに他の目的は、透明性に優れた難燃性樹脂組成物を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、前記本発明の目的は、
(A)芳香族ポリエステル樹脂を少なくとも60重量%含有する樹脂成分(A成分)100重量部、
(B)下記一般式(1)で表される有機リン化合物(B成分)1〜100重量部、
(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である無機塩(C成分)0.1〜100重量部、
(D)難燃性改良樹脂(D成分)0〜50重量部および、
(E)充填剤(E成分)0〜200重量部
からなる難燃性樹脂組成物およびそれからの成形品により達成される。
【0019】
【化4】

Figure 2004051917
【0020】
(式中、RおよびRは、同一または異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基またはフェニル基、ナフチル基もしくはアントリル基であり、その芳香環に置換基を有していてもよい。R、R、RおよびRは、同一または異なっていてもよく、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基であり、その芳香環に置換基を有していてもよい。)
本発明によれば、高度な耐加水分解性および優れた機械的特性を有し、かつ難燃レベルが少なくともV−2、好適条件下ではV−0を達成する難燃性ポリエステル樹脂組成物が得られる。
【0021】
以下本発明の難燃性樹脂組成物についてさらに詳細に説明する。
【0022】
本発明において樹脂成分は芳香族ポリエステル樹脂が構成樹脂成分(A成分)中主たる成分を占めればよく、好ましくは芳香族ポリエステル樹脂(A−1成分)が少なくとも60重量%、好ましくは少なくとも70重量%、特に好ましくは少なくとも80重量%であればよい。A成分中40重量%未満、好ましくは30重量%未満、特に好ましくは20重量%未満は他の樹脂(A−2成分)であってもよい。この他の樹脂については後で詳しく説明する。
【0023】
本発明の構成樹脂成分(A成分)中の芳香族ポリエステル樹脂(A−1成分)は芳香族ジカルボン酸を主たるジカルボン酸成分とし、炭素数2〜10の脂肪族ジオールを主たるグリコール成分とするポリエステルである。好ましくはジカルボン酸成分の80モル%以上、より好ましくは90モル%以上が芳香族ジカルボン酸成分からなる。一方、グリコール成分は好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上が炭素数2〜10の脂肪族ジオール成分からなる。
【0024】
芳香族ジカルボン酸成分としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、メチルテレフタル酸、メチルイソフタル酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸等を好ましい例として挙げることができる。これらは1種または2種以上を用いることができる。芳香族ジカルボン酸以外の従たるジカルボン酸としては例えばアジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸または脂環族ジカルボン酸などを挙げることができる。
【0025】
炭素数2〜10の脂肪族ジオールとしては、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族ジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオールを挙げることができる。炭素数2〜10の脂肪族ジオール以外のグリコールとしては例えばp,p’−ジヒドロキシエトキシビスフェノールA、ポリオキシエチレングリコール等を挙げることができる。
【0026】
芳香族ポリエステル樹脂(A−1成分)の好ましい例としては、主たるジカルボン酸成分がテレフタル酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸から選ばれる少なくとも1種のジカルボン酸と、主たるジオール成分がエチレングリコール、トリメチレングリコール、およびテトラメチレングリコールから選ばれる少なくとも1種のジオールからなるエステル単位を有するポリエステルである。
【0027】
具体的な芳香族ポリエステル樹脂(A−1成分)は、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂およびポリトリメチレンナフタレート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。
【0028】
特に好ましくは、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂およびポリエチレンナフタレート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種である。とりわけポリブチレンテレフタレート樹脂が特に好ましい。
【0029】
また、本発明の芳香族ポリエステル樹脂(A−1成分)として、上記繰り返し単位をハードセグメントの主たる繰り返し単位とするポリエステルエラストマーを用いることもできる。
【0030】
テトラメチレンテレフタレートまたはテトラメチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートをハードセグメントの主たる繰り返し単位とするポリエステルエラストマーのソフトセグメントとしては、例えばジカルボン酸がテレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸およびアジピン酸より選ばれる少なくとも1種のジカルボン酸からなり、ジオール成分が炭素数5〜10の長鎖ジオールおよびH(OCHCHOH(i=2〜5)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のジオールからなり、さらに融点が100℃以下または非晶性であるポリエステルまたはポリカプロラクトンからなるものを用いることができる。
【0031】
なお、主たる成分とは、全ジカルボン酸成分または全グリコール成分の80モル%以上、好ましくは90モル%以上の成分であり、主たる繰り返し単位とは、全繰り返し単位の80モル%以上、好ましくは90モル%以上の繰り返し単位である。
【0032】
本発明における芳香族ポリエステル樹脂の分子量は、通常成形品として使用しうる固有粘度を有していればよく、35℃、オルトクロロフェノール中で測定した固有粘度が好ましくは0.5〜1.6dl/g、さらに好ましくは0.6〜1.5dl/gである。
【0033】
また芳香族ポリエステル樹脂は、末端カルボキシル基(−COOH)量が1〜60当量/T(ポリマー1トン)であるのが有利である。この末端カルボキシル基量は、例えばm−クレゾール溶液をアルカリ溶液で電位差滴定法により求めることができる。
【0034】
本発明の構成樹脂(A成分)は、前記芳香族ポリエステル樹脂(A−1成分)の他に他の熱可塑性樹脂(A−2成分)を含有していてもよい。前述したように他の樹脂(A−2成分)はA成分に基づいて40重量%未満であり、好ましくは30重量%未満である。
【0035】
このA−2成分としての熱可塑性樹脂としてはポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリアミド樹脂(PA)、ポリオレフィン樹脂(PO)、スチレン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)およびポリエーテルイミド樹脂(PEI)からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。これらA−2成分のうち、好ましいのはポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリアミド樹脂(PA)、ポリオレフィン樹脂(PO)およびスチレン系樹脂である。
【0036】
次のこのA−2成分としての熱可塑性樹脂について具体的に説明する。
【0037】
A−2成分としてのポリフェニレンエーテル樹脂としては、通常PPE樹脂として知られたものが使用できる。かかるPPEの具体例としては、(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル、(2,6−ジエチル−1,4−フェニレン)エーテル、(2,6−ジプロピル−1,4−フェニレン)エーテル、(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレン)エーテル、(2−メチル−6−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、(2,3,6−トリメチル−1,4−フェニレン)エーテル等の単独重合体および/または共重合体が挙げられ、特に好ましくはポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルが挙げられる。また、これらのPPEにスチレン化合物がグラフト重合した共重合体であってもよい。かかるPPEの製造法は特に限定されるものではなく、例えば、米国特許第3,306,874号記載の方法による第一銅塩とアミン類の錯体を触媒として用い、2,6−キシレノールを酸化重合することにより容易に製造できる。
【0038】
PPE樹脂の分子量の尺度である還元粘度ηsp/C(0.5g/dl、トルエン溶液、30℃測定)は、0.2〜0.7dl/gであり、好ましくは0.3〜0.6dl/gである。還元粘度がこの範囲のPPE樹脂は成形加工性、機械物性のバランスがよく、PPE製造時の触媒量等を調整する事により、容易に還元粘度を調整することが可能である。
【0039】
A−2成分としてのポリカーボネート系樹脂(PC)とは、塩化メチレン等の溶媒を用いて種々のジヒドロキシアリール化合物とホスゲンとの界面重合反応によって得られるもの、またはジヒドロキシアリール化合物とジフェニルカーボネートとのエステル交換反応により得られるものが挙げられる。代表的なものとしては、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンとホスゲンの反応で得られるポリカーボネートである。
【0040】
ポリカーボネートの原料となるジヒドロキシアリール化合物としては、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)プロパン、2,2’−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシ−3−シクロヘキシルフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)プロパン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロドデカン、4,4’−ジヒドロキシフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチルジフェニルスルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトンなどがある。これらのジヒドロキシアリール化合物は単独でまたは2種以上組み合わせて使用できる。
【0041】
好ましいジヒドロキシアリール化合物には、耐熱性の高い芳香族ポリカーボネートを形成するビスフェノール類、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどのビス(ヒドロキシフェニル)アルカン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなどのビス(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン、ジヒドロキシジフェニルスルフィド、ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルケトンなどである。特に好ましいジヒドロキシアリール化合物には、ビスフェノールA型芳香族ポリカーボネートを形成する2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンである。
【0042】
なお、耐熱性、機械的強度などを損なわない範囲であれば、ビスフェノールA型芳香族ポリカーボネートを製造する際、ビスフェノールAの一部を、他のジヒドロキシアリール化合物で置換してもよい。
【0043】
ポリカーボネート樹脂の分子量は特に制限する必要はないが、あまりに低いと強度が十分でなく、あまりに高いと溶融粘度が高くなり成形し難くなるので、粘度平均分子量で表して通常10,000〜50,000、好ましくは、15,000〜30,000である。ここでいう粘度平均分子量(M)は塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを20℃で溶解した溶液から求めた比粘度(ηsp)を次式に挿入して求めたものである。
ηsp/C=[η]+0.45×[η]
[η]=1.23×10−40.83
(但し[η]は極限粘度、Cはポリマー濃度で0.7)
【0044】
ポリカーボネート樹脂を製造する基本的な手段を簡単に説明する。カーボネート前駆物質としてホスゲンを用いる界面重合法(溶液重合法)では、通常酸結合剤および有機溶媒の存在下に反応を行う。酸結合剤としては例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、またはピリジン等のアミン化合物が用いられる。有機溶媒としては例えば塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素が用いられる。また反応促進のために例えば第三級アミンや第四級アンモニウム塩等の触媒を用いることができ、分子量調節剤として例えばフェノールやp−tert−ブチルフェノールのようなアルキル置換フェノール等の末端停止剤を用いることが望ましい。反応温度は通常0〜40℃、反応時間は数分〜5時間、反応中のpHは10以上に保つのが好ましい。尚結果として得られた分子鎖末端の全てが末端停止剤に由来の構造を有する必要はない。
【0045】
カーボネート前駆物質として炭酸ジエステルを用いるエステル交換反応(溶融重合法)では、不活性ガスの存在下に所定割合の二価フェノールを炭酸ジエステルと加熱しながら攪拌し、生成するアルコールまたはフェノール類を留出させる方法により行う。反応温度は生成するアルコールまたはフェノール類の沸点等により異なるが、通常120〜350℃の範囲である。反応はその初期から減圧にして生成するアルコールまたはフェノール類を留出させながら反応を完結させる。かかる反応の初期段階で二価フェノール等と同時にまたは反応の途中段階で末端停止剤を添加させる。また反応を促進するために現在公知のエステル交換反応に用いられる触媒を用いることができる。このエステル交換反応に用いられる炭酸ジエステルとしては、例えばジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート等が挙げられる。これらのうち特にジフェニルカーボネートが好ましい。
【0046】
A−2成分としてのポリアミド樹脂(PA)としては、例えば、環状ラクタムの開環重合物、アミノカルボン酸の重合物、二塩基酸とジアミンとの重縮合物などが挙げられ、具体的にはナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12などの脂肪族ポリアミドおよびポリ(メタキシレンアジパミド)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(ノナメチレンテレフタルアミド)、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)、ポリ(テトラメチレンイソフタルアミド)などの脂肪族−芳香族ポリアミド、およびこれらの共重合体や混合物を挙げることができる。本発明に使用できるポリアミドとしては特に限定されるものではない。
【0047】
このようなポリアミド樹脂の分子量としては特に限定されるものではないが、98%硫酸中、濃度1%、25℃で測定する相対粘度が1.7〜4.5を使用することができ、好ましくは、2.0〜4.0、特に好ましくは2.0〜3.5である。
【0048】
A−2成分としてのポリオレフィン樹脂とは、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィン類の単重合体もしくは共重合体、あるいはこれらのオレフィン類と共重合可能な単量体成分との共重合体である。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体等が挙げられる。これらポリオレフィン樹脂の分子量に関しては特に限定されるものではないが、高分子量のものほど難燃性が良好となる。
【0049】
A−2成分としてのスチレン系樹脂とは、スチレン、α−メチルスチレンまたはビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体の単独重合体または共重合体、これらの単量体とアクリロニトリル、メチルメタクリレート等のビニル単量体との共重合体、ポリブタジエン等のジエン系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、アクリル系ゴムなどにスチレンおよび/またはスチレン誘導体、またはスチレンおよび/またはスチレン誘導体と他のビニルモノマーをグラフト重合させたものである。スチレン系樹脂の具体例としては、例えばポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS樹脂)、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体(MBS樹脂)、メチルメタクリレート・アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(MABS樹脂)、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル・エチレンプロピレン系ゴム・スチレン共重合体(AES樹脂)等の樹脂、またはこれらの混合物が挙げられる。耐衝撃性の観点からは、ゴム変性スチレン系樹脂が好ましく、ゴム変性スチレン系樹脂はビニル芳香族系重合体よりなるマトリックス中にゴム状重合体が粒子状に分散してなる重合体をいい、ゴム状重合体の存在下に芳香族ビニル単量体、必要に応じてビニル単量体を加えて単量体混合物を公知の塊状重合、塊状懸濁重合、溶液重合または乳化重合することにより得られる。
【0050】
前記ゴム状重合体の例としては、ポリブタジエン、ポリ(スチレン−ブタジエン)、ポリ(アクリロニトリル−ブタジエン)等のジエン系ゴムおよび上記ジエンゴムを水素添加した飽和ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系ゴム、およびエチレン−プロピレン−ジエンモノマー三元共重合体(EPDM)等を挙げることができ、特にジエン系ゴムが好ましい。
【0051】
上記のゴム状重合体の存在下に重合させるグラフト共重合可能な単量体混合物中の必須成分の芳香族ビニル単量体は、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン等であり、スチレンが最も好ましい。
【0052】
必要に応じて添加することが可能な、ビニル単量体としては、アクリロニトリル、メチルメタクリレート等が挙げられる。
【0053】
ゴム変性スチレン樹脂におけるゴム状重合体は、1〜50重量%、好ましくは2〜40重量%である。グラフト重合可能な単量体混合物は、99〜50重量%、好ましくは98〜60重量%である。
【0054】
A−2成分としてのポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)は下記式で表される繰返し単位を有する。
【0055】
【化5】
Figure 2004051917
【0056】
式中、nは1以上の整数であり、50〜500の整数が好ましく100〜400の整数がより好ましく、直鎖状、架橋状いずれであってもよい。
【0057】
ポリフェニレンサルファイド樹脂の製造方法の例としてはジクロロベンゼンと二硫化ナトリウムとを反応させる方法が挙げられる。架橋状のものは低重合度のポリマーを重合ののち、空気の存在下で加熱し、部分架橋を行い高分子量化する方法で製造することができ、直鎖状のものは重合時に高分子量化する方法で製造することができる。
【0058】
A−2成分としてのポリエーテルイミド樹脂(PEI)は、下記式で表される繰返し単位を有する。
【0059】
【化6】
Figure 2004051917
【0060】
式中のArは芳香族ジヒドロキシ化合物残基を示し、Arは芳香族ジアミン残基を示す。芳香族ジヒドロキシ化合物としては、前述したポリカーボネート樹脂の説明で示した芳香族ジヒドロキシ化合物が挙げられ、特にビスフェノールAが好ましい。芳香族ジアミンとしてはm−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニル、3,4’−ジアミノジフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンおよびジアミノジフェニルスルフィド等が挙げられる。
【0061】
前記式中のnは5〜1,000の整数を示し、10〜500の整数が好ましい。
【0062】
また、ポリエーテルイミド樹脂の製造方法の例は、米国特許第3,847,867号、米国特許第3,847,869号、米国特許第3,850,885号、米国特許第3,852,242号および米国特許第3,855,178号などに記載されている。
【0063】
前述した種々のA−2成分のうち、ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリアミド樹脂(PA)またはスチレン系樹脂が好ましい。
【0064】
本発明の難燃性樹脂組成物では、下記一般式(1)で表される有機リン化合物(B成分)が難燃剤として使用される。
【0065】
【化7】
Figure 2004051917
【0066】
上記一般式(1)において、RおよびRは、同一又は異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基またはその芳香環に置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基もしくはアントリル基であり、なかでも水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基またはその芳香環に置換基を有していてもよいフェニル基が好ましい。炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル(異性体を含む)基、ブチル(異性体を含む)基が挙げられる。フェニル基、ナフチル基もしくはアントリル基は、その芳香環の水素原子が置換されていてもよく、置換基としてはメチル、エチル、プロピル(異性体を含む)、ブチル(異性体を含む)もしくはその芳香環の結合基が、酸素原子、イオウ原子または炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を介する炭素数6〜14のアリール基が挙げられる。RおよびRの好ましい具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基(異性体を含む)、フェニル基、クレジル基、キシリル基、トリメチルフェニル基、4−フェノキシフェニル基、クミル基、ナフチル基、4−ベンジルフェニル基等が挙げられ、水素原子、メチル基またはフェニル基がより好ましく、特に水素原子が好ましい。
【0067】
上記一般式(1)において、R、R、RおよびRは、同一または異なっていてもよく、その芳香環に置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基またはアントリル基であり、好ましくはフェニル基である。かかるフェニル基、ナフチル基またはアントリル基は、その芳香環の水素原子が置換されていてもよく、置換基としてはメチル、エチル、プロピル(異性体を含む)、ブチル(異性体を含む)もしくはその芳香環の結合基が、酸素原子、イオウ原子または炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を介する炭素数6〜14のアリール基が挙げられる。R、R、RおよびRの好ましい具体例としては、フェニル基、クレジル基、キシリル基、トリメチルフェニル基、4−フェノキシフェニル基、クミル基、ナフチル基、4−ベンジルフェニル基等が挙げられ、特にフェニル基が好ましい。
【0068】
前記式(1)で表される有機リン化合物(B成分)は、芳香族ポリエステル樹脂に対して極めて優れた難燃効果を発現する。本発明者らが知る限り、従来芳香族ポリエステル樹脂のハロゲンフリーによる難燃化において、リン化合物単独の使用でV−0レベルを達成することはできなかった。リン化合物を使用してV−0レベルを達成するためには、難燃助剤や炭化促進物質の併用もしくは異なる種類の難燃剤の併用が不可欠であった。ところが本発明によれば、前記有機リン化合物(B成分)は驚くべきことにそれ自体単独の使用により芳香族ポリエステル樹脂のV−0レベルの難燃化が容易に達成される。しかし本発明ではB成分の他に、後述する難燃性改良樹脂、B成分以外のリン化合物、フッ素含有樹脂、充填剤または他の添加剤は、B成分の使用割合の低減、成形品の難燃性の改善、成形品の物理的性質の改良、成形品の化学的性質の向上またはその他の目的のために当然配合することができる。これらの他の配合成分については後に具体的に説明する。
【0069】
本発明の難燃性樹脂組成物における難燃剤としての有機リン化合物(B成分)は、前記一般式(1)で表されるが、最も好ましい代表的化合物は下記式(1−a)で示される化合物である。
【0070】
【化8】
Figure 2004051917
【0071】
次に本発明における前記有機リン化合物(B成分)の合成法について説明する。B成分は、以下に説明する方法以外の方法によって製造されたものであってもよい。
【0072】
B成分は例えばペンタエリスリトールに三塩化リンを反応させ、続いて酸化させた反応物を、ナトリウムメトキシド等のアルカリ金属化合物により処理し、次いでアラルキルハライドを反応させることにより得られる。
【0073】
また、ペンタエリスリトールにアラルキルホスホン酸ジクロリドを反応させる方法や、ペンタエリスリトールに三塩化リンを反応させることによって得られた化合物にアラルキルアルコールを反応させ、次いで高温でArbuzov転移を行う方法により得ることもできる。後者の反応は、例えば米国特許第3,141,032号明細書、特開昭54−157156号公報、特開昭53−39698号公報に開示されている。
【0074】
B成分の具体的合成法を以下説明するが、この合成法は単に説明のためであって、本発明において使用されるB成分は、これら合成法のみならず、その改変およびその他の合成法で合成されたものであってもよい。より具体的な合成法は後述する調製例に説明される。
(i)B成分中の前記(1−a)の有機リン化合物;
ペンタエリスリトールにジフェニルメチルホスホン酸ジクロリドを反応させることにより得ることができる。
【0075】
また別法としては、ペンタエリスリトールに三塩化リンを反応させ、得られた生成物とジフェニルメチルアルコールの反応生成物を触媒共存下で加熱処理する事により得られる。
【0076】
前述したB成分は、その酸価が好ましくは0.7mgKOH/g以下、より好ましくは0.5mgKOH/g以下であるものが使用される。酸価がこの範囲のB成分を使用することにより、難燃性および色相に優れた成形品が得られ、かつポリエステル樹脂の分解が起り難く熱安定性の良好な成形品が得られる。B成分は、その酸価が0.4mgKOH/g以下のものが最も好ましい。ここで酸価とは、サンプル(B成分)1g中の酸成分を中和するのに必要なKOHの量(mg)を意味する。
【0077】
さらに、B成分は、そのHPLC純度が、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%であるものが使用される。かかる高純度のものは成形品の難燃性、色相および熱安定性に優れ好ましい。ここでB成分のHPLC純度の測定は、以下の方法を用いることにより効果的に測定が可能となる。
【0078】
カラムは野村化学(株)製Develosil ODS−7 300mm×4mmφを用い、カラム温度は40℃とした。溶媒としてはアセトニトリルと水の6:4(容量比)の混合溶液を用い、5μlを注入した。検出器はUV−260nmを用いた。
【0079】
B成分中の不純物を除去する方法としては、特に限定されるものではないが、水、メタノール等の溶剤でリパルプ洗浄(溶剤で洗浄、ろ過を数回繰り返す)を行う方法が最も効果的で、且つコスト的にも有利である。
【0080】
前記B成分は、樹脂成分(A成分)100重量部に対して1〜100重量部、好ましくは2〜90重量部、より好ましくは5〜70重量部の範囲で配合される。特に10〜50重量部の範囲が好ましい。B成分の配合割合は、所望する難燃性レベル、樹脂成分(A成分)の種類、混合比などによりその好適範囲が決定される。さらに他の難燃剤、難燃助剤、フッ素含有樹脂の使用によってもB成分の配合量を変えることができ、多くの場合、これらの使用によりB成分の配合割合を低減することができる。
【0081】
また、本発明においてC成分として用いられる無機塩は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選択される少なくとも1種であり、好ましくは、アルカリ金属の炭酸塩またはリン酸塩およびアルカリ土類金属の炭酸塩またはリン酸塩からなる群より選択される少なくとも1種である。特に好ましい具体例としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムおよびリン酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも1種である。これらの無機塩は単独で用いてもまたは2種以上用いてもよい。
【0082】
前記無機塩は、弱塩基性塩または弱酸性塩が好ましく、より好ましくは弱塩基性塩である。強酸性または強塩基性の無機塩は、樹脂および難燃剤の分解を促進させるため好ましくない。
【0083】
前記C成分の配合割合としては、A成分100重量部に対して0.1〜100重量部であり、好ましくは0.5〜70重量部であり、より好ましくは1〜50重量部である。配合割合が0.1重量部より低い場合は、良好な耐加水分解性が得られず、100重量部より高い場合は樹脂組成物の物性低下の原因となり、さらにコスト的にも不利である。
【0084】
また、かかるC成分は、前記B成分と混合し芳香族ポリエステル樹脂用の難燃剤組成物として良好な耐加水分解性を与える。かかる難燃剤組成物において、B成分とC成分との割合は重量比で1:1〜100:1の範囲であり、2:1〜50:1の範囲が好ましい。
【0085】
次に本発明の難燃性樹脂組成物に配合することができる難燃性改良樹脂(D成分)について説明する。D成分の配合により難燃性を向上することができる。難燃性改良樹脂としてはフェノール樹脂(D−i成分)、エポキシ樹脂(D−ii成分)またはスチレン系樹脂(D−iii)成分が好適である。以下これらD−i成分〜D−iii成分について具体的に説明する。
【0086】
D−i成分として使用されるフェノール樹脂とは、フェノール性水酸基を複数有する高分子であれば任意であり、例えばノボラック型、レゾール型および熱反応型の樹脂、あるいはこれらを変性した樹脂が挙げられる。これらは、硬化剤未添加の未硬化樹脂、半硬化樹脂、あるいは硬化樹脂であってもよい。中でも、硬化剤未添加で非反応性であるフェノールノボラック樹脂が難燃性、耐衝撃性、経済性の点で好ましい。また、形状は特に限定されず、粉砕品、粒状、フレーク状、粉末状、針状、液状など何れも使用できる。上記フェノール樹脂は必要に応じて1種または2種以上の混合物として使用することができる。
【0087】
フェノール樹脂は特に限定するものではなく、一般に市販されているものを使用することができる。例えば、ノボラック型フェノール樹脂の場合、フェノール類とアルデヒド類のモル比を1:0.7〜1:0.9となるように反応槽に仕込み、さらにシュウ酸、塩酸、硫酸、トルエンスルホン酸等の触媒を加えた後に加熱、還流反応を行う。生成した水を除去するため真空脱水あるいは静置脱水し、さらに残っている水と未反応のフェノール類を除去することにより得られる。これらの樹脂は複数の原料成分を用いることにより、共縮合フェノール樹脂を得ることができ、これについても同様に使用することができる。
【0088】
また、レゾール型フェノール樹脂の場合、フェノール類とアルデヒド類のモル比を1:1〜1:2となるように反応槽に仕込み、さらに水酸化ナトリウム、アンモニア水、その他の塩基性物質などの触媒を加えた後、ノボラック型フェノール樹脂と同様の操作を行うことによって得ることができる。
【0089】
ここで、フェノール類とはフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、チモール、p−tert−ブチルフェノール、tert−ブチルカテコール、カテコール、イソオイゲノール、o−メトキシフェノール、4,4’−ジヒドロキシフェニルプロパン、サルチル酸イソアミル、サルチル酸ベンジル、サルチル酸メチル、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール等が挙げられる。これらのフェノール類は必要に応じて1種または2種以上の混合物として用いることができる。一方、アルデヒド類とは、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、ポリオキシメチレン、トリオキサン等が挙げられる。これらのアルデヒド類についても必要に応じて1種または2種以上の混合物として用いることができる。
【0090】
フェノール樹脂の分子量についても、特に限定されるものではないが、好ましくは数平均分子量200〜2,000、さらに好ましくは400〜1,500の範囲のものが機械的物性、成形加工性、経済性に優れ好ましい。
【0091】
D−ii成分として使用されるエポキシ樹脂とは、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらのエポキシ樹脂は、その使用にあたって1種類のみに限定されるものではなく、2種類以上の併用または、各種変性されたものでも使用可能である。
【0092】
難燃性改良樹脂としてのD−iii成分と使用されるスチレン系樹脂としては、スチレン、α−メチルスチレンまたはビニルトルエンなどの芳香族ビニル単量体の単独重合体またはこれらの共重合体の他に、これら単量体とビニルモノマーとの共重合体が挙げられる。D−iii成分としてのスチレン系樹脂は、前記芳香族ビニル単量体成分の含有量が50重量%以上、好ましくは60重量%以上、特に好ましくは70重量%以上のものが好適である。
【0093】
かかるD−iii成分としてのスチレン系樹脂としては、例えばポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS樹脂)、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体(MBS樹脂)、メチルメタクリレート・アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(MABS樹脂)、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル・エチレンプロピレン系ゴム・スチレン共重合体(AES樹脂)等の樹脂、またはこれらの混合物が挙げられる。
【0094】
前記難燃性改良樹脂(D成分)を配合する場合、その割合は、A成分100重量部に対して0.01〜45重量部、好ましくは0.1〜40重量部、特に好ましくは0.5〜35重量部である。D成分がD−iii成分である場合、その配合割合がA成分100重量部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部の少量であっても、難燃性が著しく改良される。
【0095】
本発明の難燃性樹脂組成物には、充填剤(E成分)を配合することができる。充填剤は成形品の物性、殊に機械的特性を改良する目的で配合されるものであればよく、無機あるいは有機の充填剤いずれであってもよい。好ましくは繊維状の充填剤である。
【0096】
充填剤(E成分)としては、例えばガラスチョップドファイバー、ガラスミルドファイバー、ガラスロービングストランド、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラス粉末等のガラス系充填剤;カーボンファイバー、カーボンミルドファイバー、カーボンロービングストランド、カーボンフレーク等のカーボン系充填剤;タルク、マイカ、ワラストナイト、カオリン、モンモリロナイト、ベントナイト、セピオライト、ゾノトライト、クレー、シリカ等の無機充填剤;アラミドファイバー等の有機充填剤;酸化チタン等の無機顔料、カーボンブラック等が挙げられ、これらのなかから選択するか、またはこれらの組み合わせとすることができる。また、樹脂組成物を補強する目的では、繊維状の充填剤を配合することが好ましく、ガラス繊維、または炭素繊維、もしくはこれらの混合物を配合することが好ましい。
【0097】
これらの無機充填剤は必要に応じて収束剤または表面処理剤を用いることができる。収束剤または表面処理剤の種類としては特に限定はされないが、一般に官能性化合物、例えばエポキシ系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物等が挙げられ、樹脂に適したものを選択することが好ましい。好ましくはエポキシ系化合物、より好ましくはビスフェノールA型または/およびノボラック型エポキシ樹脂である。
【0098】
前記充填剤(E成分)を配合する場合、その割合は前記樹脂成分(A成分)100重量部に対して、1〜200重量部、好ましくは1〜150重量部、より好ましくは1〜100重量部である。200重量部より多く配合すると樹脂組成物の難燃性および物性低下の原因となり、また操作性、成形性についても困難となる場合がある。
【0099】
本発明の難燃性樹脂組成物にはフッ素含有樹脂(F成分)を配合することができる。F成分の配合により成形品の難燃性が改良される。殊に成形品の燃焼テストにおける滴下が抑制される。
【0100】
F成分として使用するフッ素含有樹脂としては、フィブリル形成能を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばテトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ビニルフルオライド、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン等のフッ素含有モノマーの単独または共重合体が挙げられる。特にフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンが好ましい。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンとしてはテトラフルオロエチレンを乳化重合して得られるラテックスを凝析および乾燥した粉末(いわゆるポリテトラフルオロエチレンのファインパウダーであり、ASTM規格においてタイプ3に分類されるもの)が挙げられる。あるいはそのラテックスに界面活性剤を加え濃縮および安定化して製造される水性分散体(いわゆるポリテトラフルオロエチレンのディスパージョン)が挙げられる。
【0101】
かかるフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンの分子量は、標準比重から求められる数平均分子量において100万〜1,000万、より好ましく200万〜900万である。
【0102】
さらにかかるフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンは、1次粒子径が0.05〜1.0μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは0.1〜0.5μmである。ファインパウダーを使用する場合の2次粒子径としては1〜1,000μmのものが使用可能であり、さらに好ましくは10〜500μmのものを用いることができる。
【0103】
かかるポリテトラフルオロエチレンはUL規格の垂直燃焼テストにおいて試験片の燃焼テスト時に溶融滴下防止性能を有しており、かかるフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンとしては具体的には、例えば三井・デュポンフロロケミカル(株)製のテフロン6Jおよびテフロン30J、ダイキン化学工業(株)製のポリフロンMPA FA−500、ポリフロンF−201LおよびポリフロンD−1、および旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製のCD076などを挙げることができる。
【0104】
かかるポリテトラフルオロエチレンはファィンパウダーにおいて、2次凝集を防止するために各種の処理を施したものがより好ましく使用される。かかる処理としては、ポリテトラフルオロエチレンの表面を焼成処理することが挙げられる。またかかる処理としては、フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンの表面を非フィブリル形成能のポリテトラフルオロエチレンで被覆することが挙げられる。本発明においてより好ましいのは後者の処理を行ったポリテトラフルオロエチレンである。前者の場合には、目的とするフィブリル形成能が低下しやすいためである。かかる場合フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンが全体量の70〜95重量%の範囲であることが好ましい。またフィブリル非形成能ポリテトラフルオロエチレンとしては、その分子量が標準比重から求められる数平均分子量において1万〜100万、より好ましく1万〜80万である。
【0105】
かかるポリテトラフルオロエチレン(以下PTFEと称することがある)は、上記の通り固体形状の他、水性分散液形態のものも使用可能である。
【0106】
かかるポリテトラフルオロエチレンは、通常の固体形状の他、水性エマルジョン、およびディスパージョン形態のものも使用可能であるが、分散剤成分が耐湿熱性に悪影響を与えやすいため、特に固体状態のものが好ましく使用できる。
【0107】
またかかるフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンは樹脂中での分散性を向上させ、さらに良好な外観および機械的特性を得るために、ポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンとビニル系重合体のエマルジョンとの凝集混合物も好ましい形態として挙げることができる。
【0108】
ここでビニル系重合体としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、HIPS、AS樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、MABS樹脂、AAS樹脂、ポリメチル(メタ)アクリレート、スチレンおよびブタジエンからなるブロック共重合体およびその水添共重合体、スチレンおよびイソプレンからなるブロック共重合体、およびその水添共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレンのランダム共重合体およびブロック共重合体、エチレン−ブテンのランダム共重合体およびブロック共重合体、エチレンとα−オレフィンの共重合体、エチレン−ブチルアクリレート等のエチレン−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体、ブチルアクリレート−ブタジエン等のアクリル酸エステル−ブタジエン共重合体、ポリアルキル(メタ)アクリレート等のゴム質重合体、ポリオルガノシロキサンおよびポリアルキル(メタ)アクリレートを含む複合ゴム、さらにかかる複合ゴムにスチレン、アクリロニトリル、ポリアルキルメタクリレート等のビニル系単量体をグラフトした共重合体等を挙げることができる。
【0109】
かかる凝集混合物を調製するためには、平均粒子径0.01〜1μm、特に0.05〜0.5μmを有する上記ビニル系重合体の水性エマルジョンを、平均粒子径0.05〜10μm、特に0.05〜1.0μmを有するポリテトラフルオロエチレンの水性エマルジョンと混合する。かかるポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンは、含フッ素界面活性剤を用いる乳化重合でポリテトラフルオロエチレンを重合させることにより得られる。なお、かかる乳化重合の際、ヘキサフルオロプロピレン等の他の共重合体成分をポリテトラフルオロエチレン全体の10重量%以下で共重合させることも可能である。
【0110】
なお、かかる凝集混合物を得る際には、適当なポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンは通常40〜70重量%、特に50〜65重量%の固形分含量を有し、ビニル系重合体のエマルジョンは25〜60重量%、特に30〜45重量%の固形分を有するものが使用される。さらに凝集混合物中のポリテトラフルオロエチレンの割合は、凝集混合物に使用されるビニル系重合体との合計100重量%中、1〜80重量%、特に1〜60重量%のものが好ましく使用できる。上記のエマルジョンを混合後、攪拌混合し塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等の金属塩を溶解した熱水中に投入し、塩析、凝固させることにより分離回収する製造方法を好ましく挙げることができる。他に攪拌した混合エマルジョンをスプレー乾燥、凍結乾燥等の方法により回収する方法も挙げることができる。
【0111】
また、フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンとビニル系重合体のエマルジョンとの凝集混合物の形態は種々のものが使用可能であり、例えばポリテトラフルオロエチレン粒子の周りをビニル系重合体が取り囲んだ形態、ビニル系重合体の周りをポリテトラフルオロエチレンが取り囲んだ形態、1つの粒子に対して、数個の粒子が凝集した形態などを挙げることができる。
【0112】
さらに、凝集混合体のさらに外層に、同じまたは別の種類のビニル系重合体がグラフト重合したものも使用可能である。かかるビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、アクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸ドデシル、アクリロニトリル、アクリル酸−2−エチルヘキシルを好ましく挙げることができ、これらは単独でもまた共重合することも可能である。
【0113】
上記のフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンとビニル系重合体のエマルジョンとの凝集混合物の市販品としては、三菱レイヨン(株)よりメタブレン「A3000」、およびGEスペシャリティーケミカルズ社より「BLENDEX449」を代表例として挙げることができる。
【0114】
F成分を配合する場合その割合は、A成分100重量部に対して0.01〜10重量部が好ましく、より好ましくは0.1〜5重量部である。0.01重量部以上では十分な溶融滴下防止性能が得られ易く、10重量部以下では外観不良や分散不良を起こし難くなり、さらに経済的にも有利となるため好ましい。
【0115】
次に本発明の難燃性樹脂組成物における実施態様のいくつかについて説明する。
【0116】
その一つの実施態様は、下記(A)〜(F)の成分よりなる難燃性樹脂組成物であり、この態様による組成物はF成分としてフッ素含有樹脂が含有され、成形品の燃焼テストにおいて、滴下防止効果が優れている。
(A)芳香族ポリエステル樹脂を少なくとも60重量%含有する樹脂成分(A成分)100重量部、
(B)前記一般式(1)で表される有機リン化合物(B成分)1〜100重量部、
(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である無機塩(C成分)0.1〜100重量部、
(D)難燃性改良樹脂(D成分)0〜50重量部、
(E)充填剤(E成分)0〜200重量部、および
(F)フッ素含有樹脂(F成分)0.01〜10重量部からなる難燃性樹脂組成物。
【0117】
他の実施態様は、下記(A)〜(F)よりなりかつ耐加水分解性(曲げ強度保持率)が70%以上、好ましくは80%以上である難燃性樹脂組成物であり、この態様による組成物はB成分の純度(とりわけ酸価またはHPLC純度)が優れていること、およびB成分とC成分とを組み合わせて樹脂に配合したことに起因して成形品の耐加水分解性が優れている。ここで耐加水分解性の測定は、後述する方法に従って調べられる。また、この態様による組成物はB成分の純度(とりわけ酸価またはHPLC純度)が優れていることに起因して成形品の熱安定性(殊に機械的強度の熱による安定性)が優れている。
(A)芳香族ポリエステル樹脂を少なくとも60重量%含有する樹脂成分(A成分)100重量部、
(B)前記一般式(1)で表される有機リン化合物(B成分)1〜100重量部、
(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である無機塩(C成分)0.1〜100重量部、
(D)難燃性改良樹脂(D成分)0〜50重量部、
(E)充填剤(E成分)0〜200重量部および、
(F)フッ素含有樹脂(F成分)0〜10重量部からなる難燃性樹脂組成物。
【0118】
さらに他の実施態様は、下記(A)、(B)、(C)、(D)および(F)の成分よりなり透明性を有する難燃性樹脂組成物である。この態様による組成物は、実質的に充填剤を含有していない透明性の良好な成形品を与える。B成分の有機リン化合物は無着色の粉末であり、A成分の樹脂に対する相溶性にも優れているので、この組成物の成形品は透明性に優れしかも顔料や染料を添加した場合、鮮やかな着色を有する透明性成形品が得られる。
(A)芳香族ポリエステル樹脂を少なくとも60重量%含有する樹脂成分(A成分)100重量部、
(B)前記一般式(1)で表される有機リン化合物(B成分)1〜100重量部、
(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である無機塩(C成分)0.1〜100重量部、
(D)難燃性改良樹脂(D成分)0〜50重量部および
(F)フッ素含有樹脂(F成分)0〜10重量部からなる難燃性樹脂組成物。
【0119】
前記した本発明の難燃性樹脂組成物は、高度な耐加水分解性を有しており、さらにハロゲンを実質的に含有しない組成物であり、V−2レベル以上は当然のこと、大部分の実施態様ではV−0レベルの難燃性が達成される。本発明の樹脂組成物は、具体的には厚さ1.6mmの成形品においてUL−94規格の難燃レベルV−0を達成することができ、また好適条件では、厚さ0.8mmの成形品においてもV−0を達成することができる。
【0120】
本発明の難燃性樹脂組成物において、これら組成物を構成するA成分、B成分、C成分、D成分、E成分およびF成分については既に説明したが、これら成分以外であっても必要に応じて他の成分を本発明の目的を損なわない限り、使用することができる。以下添加することができる他の成分について説明する。
【0121】
(1)リンまたはリン化合物(G成分);
本発明の難燃性樹脂組成物において、有機リン化合物(B成分)以外に、難燃剤としてそれ自体公知のリンまたはリン化合物(G成分)を使用することができる。B成分にG成分を併用することにより、難燃効果、物理的強度または耐熱性を改良することもでき、さらにコストを低減できる効果がある。
【0122】
G成分としては下記(G−1)〜(G−5)を例示することができる。
(G−1);赤リン
(G−2);下記一般式(G−2)で表されるトリアリールホスフェート
【0123】
【化9】
Figure 2004051917
【0124】
(G−3);下記一般式(G−3)で表される縮合リン酸エステル
【0125】
【化10】
Figure 2004051917
【0126】
(G−4);下記一般式(G−4)で表される縮合リン酸エステル
【0127】
【化11】
Figure 2004051917
【0128】
(G−5);下記一般式(G−5)で表される有機リン化合物
【0129】
【化12】
Figure 2004051917
【0130】
前記式(G−2)〜(G−4)中Q〜Qは、それぞれ同一もしくは異なっていてもよく、炭素数6〜15のアリール基、好ましくは炭素数6〜10のアリール基である。このアリール基の具体例としてはフェニル基、ナフチル基、またはアントリル基が挙げられる。これらアリール基は1〜5個、好ましくは1〜3個の置換基を有していてもよく、その置換基としては、(i)メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ネオペンチル基およびノニル基の如き炭素数1〜12のアルキル基、好ましくは炭素数1〜9のアルキル基、(ii)メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基およびペントキシ基の如き炭素数1〜12のアルキルオキシ基、好ましくは炭素数1〜9のアルキルオキシ基、(iii)メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基およびペンチルチオ基の如き炭素数1〜12のアルキルチオ基、好ましくは炭素数1〜9のアルキルチオ基および(iv)Ar−W−式で表される基(ここでWは−O−、−S−または炭素数1〜8、好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基を示し、Arは炭素数6〜15、好ましくは炭素数6〜10のアリール基を示す)が挙げられる。
【0131】
式(G−3)および(G−4)において、ArおよびArは、両者が存在する場合(G−4の場合)には同一または異なっていてもよく、炭素数6〜15のアリーレン基、好ましくは炭素数6〜10のアリーレン基を示す。具体例としては、フェニレン基またはナフチレン基が挙げられる。このアリーレン基は1〜4個、好ましくは1〜2個の置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、(i)メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基およびtert−ブチル基の如き炭素数1〜4のアルキル基、(ii)ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基およびクミル基の如き炭素数7〜20のアラルキル基、(iii)Q−W−式で示される基(ここでWは−O−または−S−を示し、Qは炭素数1〜4、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基または炭素数6〜15、好ましくは6〜10のアリール基を示す)および(iv)フェニル基の如き炭素数6〜15のアリール基が挙げられる。
【0132】
式(G−3)および(G−4)において、mは1〜5の整数、好ましくは1〜3の整数を示し、特に好ましくは1である。
【0133】
式(G−4)においてZはArおよびArを結合する単結合もしくは基であり、−Ar−Z−Ar−は通常ビスフェノールから誘導される残基である。かくしてZは単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−または炭素数1〜3のアルキレン基を示し、好ましくは単結合、−O−、またはイソプロピリデンである。
【0134】
前記(G−1)〜(G−5)のリンまたはリン化合物以外のリン化合物であってもB成分と併用することができる。
【0135】
前記(G−1)〜(G−5)のリンもしくはリン化合物(G成分)を樹脂組成物に配合する場合、その割合は、有機リン化合物(B成分)100重量部当たり、好ましくは1〜100重量部、より好ましくは5〜80重量部、特に好ましくは10〜60重量部の範囲が適当である。前記(G−1)〜(G−5)のリンもしくはリン化合物の内、好ましくは(G−2)〜(G−5)のリン化合物である。
【0136】
(2)ビスクミル化合物;
本発明の難燃性樹脂組成物には、さらに下記式で示されるビスクミル化合物を配合することができる。
【0137】
【化13】
Figure 2004051917
【0138】
このビスクミル化合物を樹脂組成物に配合する場合、その割合は、樹脂成分(A成分)100重量部に対して0.01〜3重量部の範囲が好ましく、0.02〜2重量部の範囲がより好ましく、0.03〜1重量部の範囲が特に好ましい。
【0139】
(3)難燃助剤;
本発明の難燃性樹脂組成物には、さらに知られた難燃助剤を配合することができる。難燃助剤としては、例えばシリコーンオイルを挙げることができる。かかるシリコーンオイルとしては、ポリジオルガノシロキサンを骨格とし、好ましくはポリジフェニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジメチルシロキサン、あるいはそれらの任意の共重合体または混合物であり、なかでもポリジメチルシロキサンが好ましく用いられる。その粘度は好ましくは0.8〜5,000センチポイズ(25℃)、より好ましくは10〜1,000センチポイズ(25℃)、さらに好ましくは50〜500センチポイズ(25℃)であり、かかる粘度の範囲のものは難燃性に優れ好ましい。かかるシリコーンオイルの配合量は、樹脂成分(A成分)100重量部に対して、0.5〜10重量部の範囲が好ましい。
【0140】
(4)相溶化剤;
本発明の難燃性樹脂組成物には、必要に応じて、相溶化剤を添加してもよい。本相溶化剤の種類に関しては特に限定されるものではなく、A成分中のA−1成分とA−2成分、またはA成分およびD成分を2種以上の混合物として使用する際に、重合体同士、A成分および/またはD成分の樹脂成分とその他の添加剤を相溶化できるものが好ましい。相溶化剤を添加することによって、本発明の難燃性樹脂組成物の機械物性等を向上させるのみならず、難燃性についても向上させることが可能である。相溶化剤の添加量に関しては、特に限定されるものではなく、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
【0141】
(5)添加剤;
本発明の難燃性樹脂組成物には、種々の添加剤、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤などの劣化防止剤、滑剤、帯電防止剤、離型剤、可塑剤、着色剤(顔料)などを添加してもよい。前記添加剤の使用量は、難燃性、耐熱性、耐衝撃性、機械的強度などを損なわない範囲で、添加剤の種類および目的に応じて適当に選択できる。
【0142】
本発明の難燃性樹脂組成物の調製は、樹脂成分(A成分)、有機リン化合物(B成分)および必要に応じてその他成分を、V型ブレンダー、スーパーミキサー、スーパーフローター、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いて予備混合し、かかる予備混合物は混練機に供給し、溶融混合する方法が好ましく採用される。混練機としては、種々の溶融混合機、例えばニーダー、単軸または二軸押出機などが使用でき、なかでも二軸押出機を用いて樹脂組成物を220〜280℃、好ましくは230〜270℃の温度で溶融して、サイドフィーダーにより液体成分を注入し、押出し、ペレタイザーによりペレット化する方法が好ましく使用される。
【0143】
本発明の難燃性樹脂組成物は、実質的にハロゲンを含有せず、非常に高い難燃性能を有し、家電製品部品、電気・電子部品、自動車部品、機械・機構部品、化粧品容器などの種々の成形品を成形する材料として有用である。具体的には、ブレーカー部品、スイッチ部品、モーター部品、イグニッションコイルケース、電源プラグ、電源コンセント、コイルボビン、コネクター、リレーケース、ヒューズケース、フライバクトランス部品、フォーカスブロック部品、ディストリビューターキャップ、ハーネスコネクターなどに好適に用いることができる。さらに、薄肉化の進むハウジング、ケーシングまたはシャーシ、例えば、電子・電気製品(例えば電話機、パソコン、プリンター、ファックス、コピー機、ビデオデッキ、オーディオ機器などの家電・OA機器またはそれらの部品など)のハウジング、ケーシングまたはシャーシに有用である。特に優れた耐熱性、難燃性が要求されるプリンターの筐体、定着ユニット部品、ファックスなど家電・OA製品の機械・機構部品などとしても有用である。
【0144】
成形方法としては射出成形、ブロー成形、プレス成形等、特に限定されるものではないが、好ましくはペレット状の樹脂組成物を射出成形機を用いて、射出成形することにより製造される。
【0145】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、評価は下記の方法で行った。
【0146】
(1)耐加水分解性
耐加水分解性試験は、曲げ試験片を用いて、120℃、100%RH条件下、24時間放置して、その後曲げ試験片を130℃、5時間乾燥させた。加水分解試験前後の曲げ試験片の曲げ強度を、ISO178に準拠して測定し、下記式により、曲げ強度保持率(△Y)を求めた。
△Y=Y/Y×100(%)
;加水分解試験前の曲げ強度
;加水分解試験後の曲げ強度
上記式で求められた曲げ強度保持率より耐加水分解性の判定を行った。尚判定基準については下記の基準を用いた。
○:△Yが70%以上のもの
×:△Yが70%未満のもの
【0147】
(2)難燃性(UL−94評価)
難燃性は厚さ1/16インチ(1.6mm)および1/32インチ(0.8mm)のテストピースを用い、難燃性の評価尺度として、米国UL規格のUL−94に規定されている垂直燃焼試験に準じて評価を行った。どの試験片も炎を取り去った後の燃焼が10秒以内で消火し、且つ、滴下物が綿着火をおこさないものがV−0、燃焼が30秒以内で消火し、且つ、滴下物が綿着火をおこすものがV−2であり、この評価基準以下のものをnotVとした。
【0148】
(3)酸価
JIS−K−3504に準拠して測定を実施した。
【0149】
調製例1
2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン,3,9−ビス(ジフェニルメチル)−3,9−ジオキサイド(FR−1)の調製
攪拌装置、攪拌翼、還流冷却管、温度計を備えた10リットル三つ口フラスコに、ジフェニルメチルホスホン酸ジクロリドを2058.5g(7.22モル)とペンタエリスリトール468.3g(3.44モル)、ピリジン1169.4g(14.8モル)、クロロホルム8200gを仕込み、窒素気流下、60℃まで加熱し、6時間攪拌させた。反応終了後、クロロホルムを塩化メチレンで置換し、当該反応混合物にに蒸留水6Lを加え攪拌し、白色粉末を析出させた。これを吸引濾過により濾取し、得られた白色物をメタノールを用いて洗浄した後、100℃、1.33×10Paで10時間乾燥し、白色の固体1156.2gを得た。得られた固体は31P−NMR、H−NMRスペクトルおよび元素分析により2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン,3,9−ビス(ジフェニルメチル)−3,9−ジオキサイドである事を確認した。31P−NMR純度は99%であった。また、本文記載の方法で測定したHPLC純度は99%であった。酸価は0.3mgKOH/gであった。
【0150】
H−NMR(DMSO−d6,300MHz):δ7.20−7.60(m,20H),5.25(d,2H),4.15−4.55(m,8H)、31P−NMR(DMSO−d6,120MHz):δ20.9、融点:265℃、元素分析 計算値:C,66.43;H,5.39、測定値:C,66.14;H,5.41
【0151】
調製例2
2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン,3,9−ビス(ジフェニルメチル)−3,9−ジオキサイド(FR−2)の調製
3口フラスコに攪拌機、温度計、およびコンデンサーを取り付け、窒素気流下、このフラスコに3,9−ビス(ジフェニルメトキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン40.4g(0.072モル)、ジフェニルメチルブロマイド35.5g(0.14モル)、キシレン48.0g(0.45モル)を入れ、還流温度(約130℃)で3時間加熱、攪拌した。加熱終了後、室温まで放冷し、キシレン30mLを加え、さらに30分攪拌した。析出した結晶をろ過により分離し、キシレン30mLで2回洗浄した。得られた粗精製物とメタノール100mLをナス型フラスコにいれ、コンデンサーを取り付け、約1時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール50mLで2回洗浄した後、120℃にて減圧乾燥した。得られた固体は31P−NMR、H−NMRスペクトルおよび元素分析により2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン,3,9−ビス(ジフェニルメチル)−3,9−ジオキサイドである事を確認した。得られた固体は白色の粉末であり、収量は36.8g、収率は91%であった。31PNMR純度は99%であった。また、本文記載の方法で測定したHPLC純度は99%であった。酸価は0.07mgKOH/gであった。
【0152】
H−NMR(DMSO−d,300MHz):δ7.2−7.6(m,20H),6.23(d,J=9Hz、2H),3.89−4.36(m,6H),3.38−3.46(m,2H)、31P−NMR(CDCl,120MHz):δ20.9(S)、融点:265℃、元素分析 計算値:C,66.43;H,5.39、測定値:C,66.14;H,5.41
【0153】
実施例、比較例で用いる各成分は以下のものを用いた。
(I)ポリエステル樹脂(A−1成分)
▲1▼ポリブチレンテレフタレート(帝人(株)製TRB−H)を用いた(以下PBT−1と称する)。230℃、3.8kg荷重で測定したMVR値は、9.5cm/10minであった。
▲2▼ポリブチレンテレフタレート(帝人(株)製TRB−J)を用いた(以下PBT−2と称する)。230℃、3.8kg荷重で測定したMVR値は、12.5cm/10minであった。
▲3▼ポリエチレンテレフタレート(帝人(株)製TR−8580H)を用いた(以下PET−1と称する)。280℃、1.2kg荷重で測定したMVR値は、42.4cm/10minであった。
▲4▼ポリエチレンテレフタレート(帝人(株)製TR−8550T)を用いた(以下PET−2と称する)。280℃、1.2kg荷重で測定したMVR値は、51.5cm/10minであった。
【0154】
(II)熱可塑性樹脂(A−2成分)
▲1▼ポリフェニレンエーテル(旭化成工業(株)製ザイロンP−402)を用いた(以下PPEと称する)。
▲2▼ポリカーボネート(帝人化成(株)製パンライトL−1225WP)を用いた(以下PCと称する)。
▲3▼ナイロン6(帝人(株)製NF−8020)を用いた(以下PAと称する)。
▲4▼ABS樹脂(日本エイアンドエル(株)製サンタックUT−61)を用いた(以下ABSと称する)。
【0155】
(III)有機リン化合物(B成分)
▲1▼調製例1で合成した2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン,3,9−ビス(ジフェニルメチル)−3,9−ジオキサイド{前記一般式(1−a)で示されるリン系化合物(以下FR−1と称する)}
▲2▼調製例2で合成した2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン,3,9−ビス(ジフェニルメチル)−3,9−ジオキサイド{前記一般式(1−a)で示されるリン系化合物(以下FR−2と称する)}
【0156】
(IV)その他の有機リン化合物
▲1▼トリフェニルホスフェート{大八化学工業(株)製TPP(以下TPPと称する)}
▲2▼1,3−フェニレンビス[ジ(2,6−ジメチルフェニル)フォスフェート]{前記一般式(G−3)でArがフェニレン基、Q、Q、QおよびQが2,6−ジメチルフェニル基である有機リン酸エステル化合物、旭電化工業(株)製アデカスタブFP−500(以下FP−500と称する)}
【0157】
(V)無機塩(C成分)
▲1▼炭酸カルシウム(和光純薬工業(株)製炭酸カルシウム試薬特級)を用いた(以下CaCOと称する)。
▲2▼炭酸マグネシウム(和光純薬工業(株)製炭酸マグネシウム試薬特級)を用いた(以下MgCOと称する)。
▲3▼炭酸バリウム(和光純薬工業(株)製炭酸バリウム試薬特級)を用いた(以下BaCOと称する)。
▲4▼リン酸カルシウム(和光純薬工業(株)製リン酸カルシウム試薬特級)を用いた(以下Ca(POと称する)。
【0158】
(VI)難燃性改良樹脂(D成分)
▲1▼フェノール樹脂(住友ベークライト(株)製PR−53195)を用いた(以下D−1と称する)。
▲2▼エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製エピコート828)を用いた(以下D−2と称する)。
【0159】
(VII)充填剤(E成分)
▲1▼ガラスミルドファイバー(日東紡績(株)製PFE−301S)を用いた(以下E−1と称する)。
▲2▼ガラスチョップドファイバー(日本電気硝子(株)製ECS03T−187H)を用いた(以下E−2と称する)。
【0160】
(VIII)フッ素含有樹脂(F成分)
▲1▼ポリテトラフルオロエチレン(ダイキン化学工業(株)製ポリフロンMPA
FA−500)を用いた(以下F−1と称する)。
▲2▼AS被覆ポリテトラフルオロエチレン(GEスペシャリティーケミカルズ社製BLENDEX449)を用いた(以下F−2と称する)。
尚、BLENDEX449に関しては、PTFE含有量が50%、アクリロニトリル成分含有量が10%、スチレン成分含有量が40%であった。
【0161】
[実施例1〜25および比較例1〜62]
表1〜6記載の各成分を表1〜6記載の量(重量部)でタンブラーにて配合し、15mmφ二軸押出機(テクノベル製、KZW15)にてペレット化した。なお、ガラスチョップドファイバーを添加した組成に関しては30mmφ単軸押出機にてペレット化した。得られたペレットを130℃の熱風乾燥機にて5時間乾燥を行った。乾燥したペレットを射出成形機((株)日本製鋼所製 J75Si)にて成形した。成形板を用いて評価した結果を表1〜6に示した。
【0162】
【表1】
Figure 2004051917
【0163】
【表2】
Figure 2004051917
【0164】
【表3】
Figure 2004051917
【0165】
【表4】
Figure 2004051917
【0166】
【表5】
Figure 2004051917
【0167】
【表6】
Figure 2004051917
【0168】
【発明の効果】
本発明の難燃性樹脂組成物およびそれから形成された成形品は、従来の難燃性ポリエステル樹脂組成物に比べて下記の利点が得られる。
(i)実質的にハロゲン含有難燃剤を使用することなく高度な難燃性および高度な耐加水分解性を有するポリエステル樹脂組成物が得られる。
(ii)難燃剤としての有機リン化合物は、ポリエステル樹脂に対して優れた難燃効果を有するので、比較的少ない使用量でもV−2レベルは達成される。またV−0レベルの難燃効果を有する組成物も容易に得られる。すなわち、V−0レベルを達成するために多くの成分の添加を必要とせず、比較的簡単な組成によりV−0レベルの組成物が得られる。
(iii)難燃剤としての有機リン化合物は、特定の難燃性改良樹脂と組合せることにより、有機リン化合物の比較的少ない配合により容易にV−0レベルのポリエステル組成物が得られる。
(iv)難燃剤として使用する有機リン化合物の構造並びに特性に起因して、ポリエステル樹脂の成形時または成形品の使用時に、ポリエステル樹脂の熱劣化をほとんど起さず、熱安定性に優れた樹脂組成物が得られる。従って難燃性、機械的強度および熱安定性がいずれもバランスよく優れた組成物が得られる。
(v)難燃剤としての有機リン化合物は、無色でありポリエステル樹脂に対して相溶性であるから、透明性に優れた成形品を得ることができる。従来V−0レベルを有しかつ透明性に優れたポリエステル樹脂成形品は市販されていなかった。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flame-retardant polyester resin composition having a high level of flame retardancy, good physical properties, and a high degree of hydrolysis resistance, and a molded article formed therefrom. More specifically, the present invention relates to a substantially halogen-free flame-retardant polyester resin composition containing a specific organic phosphorus compound and a specific inorganic metal salt, and a molded article thereof.
[0002]
[Prior art]
Since thermoplastic aromatic polyester resins such as polybutylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PBT) have excellent mechanical properties, heat resistance, chemical resistance, etc., they are used in the fields of electric / electronics, mechanical components, and automobiles. Widely used as molded products for applications.
[0003]
Among these, there are very many applications where flame retardancy is required. Conventionally, a resin having flame retardancy has been provided, mainly using a halogen-containing compound and an antimony compound as a flame retardant and a flame retardant auxiliary, respectively. .
[0004]
However, decomposition products of halogen-containing flame retardants may corrode metals in electrical products, and in recent years, some halogen-containing flame retardants have had a problem of affecting the environment. The movement of non-halogenation has been prosperous. As a result, the demand for non-halogen flame retardants has increased, and the development of non-halogen flame retardants for each resin has become active. Various flame-retarding technologies using non-halogen have been reported for polyester resins, but have not been put into practical use due to various problems.
[0005]
As the non-halogen flame retardant, a phosphorus-containing compound is often used in general, and phosphoric esters such as red phosphorus and triphenyl phosphate (hereinafter abbreviated as TPP) are often used in this field. However, the processing temperature of polyester resins such as PBT is relatively high, and the generation of highly toxic phosphine gas is pointed out with red phosphorus. When red phosphorus is used, the composition becomes brown peculiar to red phosphorus. There is also a problem that the use range is limited. On the other hand, low molecular weight TPP has a problem of bleed-out, and furthermore, aromatic phosphate esters represented by TPP generally have a plasticizing effect, so that the heat resistance of the composition is significantly reduced.
[0006]
Next, literatures which are known about an improvement technique of a flame-retardant resin composition using a phosphorus-containing compound as a flame retardant are introduced. For example, JP-A-7-126498 discloses a polyester resin, an epoxy compound having two or more epoxy groups in a molecule, and a phenol resin and / or a phosphorus, nitrogen or boron compound having a functional group capable of reacting with an epoxy group. A non-halogen flame retardant for polyester resin which is obtained by a melt reaction is disclosed. JP-A-7-278267 discloses a flame-retardant polyester resin composition in which 5 to 50 parts by weight of the above non-halogen flame retardant is added to 100 parts by weight of a polyester resin. However, such a resin composition not only has insufficient flame retardancy, but also has poor fluidity and is disadvantageous in cost.
[0007]
JP-A-8-208884 discloses that a thermoplastic resin such as polystyrene or polyester is substituted with a phosphorus-containing compound such as a phosphoric acid ester or a phosphite (specifically, triphenyl phosphate) at the ortho or para position. A flame-retardant resin composition obtained by adding a phenolic resin in combination is disclosed. This resin composition has not only the problems of bleed-out and reduction of heat resistance, but also a drawback that sufficient flame retardancy cannot be obtained.
[0008]
Japanese Patent Publication No. 2-37370 discloses 99 to 34 parts by weight of a thermoplastic polyester resin having a softening point of 150 ° C. or more, such as polyethylene terephthalate, 1 to 25 parts by weight of red phosphorus coated with a thermosetting resin, and A flame retardant polyester resin composition comprising 10 to 55 parts by weight of a reinforcing filler is disclosed. However, as described above, this resin composition has a problem of coloring and a problem of generation of phosphine gas during molding.
[0009]
Further, JP-A-50-58319 discloses a flame-retardant polyester fiber composition comprising a fiber-forming linear polyester, an aryl spirophosphate, and a halogen-containing flame retardant containing at least 40% of chlorine or bromine atoms. It has been disclosed. This publication specifically shows the flame retardancy of a fiber obtained by combining an aryl spirophosphate and a halogen-containing compound with polyethylene terephthalate as a flame retardant component.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-12329 (German Patent No. 2630693 and British Patent No. 1515223) discloses that flame retardancy is exhibited by blending a specific organic phosphorus-containing compound into polyester fiber. I have. Specifically, there is described an example in which polyethylene terephthalate and a specific organic phosphorus compound are mixed to obtain a fiber, and the fiber is used as a fabric to slightly improve the flame retardancy (for example, oxygen index). The technique described in this publication only teaches about flame retardancy of polyethylene terephthalate fiber.
[0011]
U.S. Pat. No. 3,866,405 discloses a flame-retardant fiber composition comprising a specific polyester resin and a halogen-containing spirodiphosphate. This publication specifically shows the flame retardancy of a fiber obtained by blending a spirodiphosphate containing a halogen element with a polyethylene naphthalate resin. However, this US patent relates to fibers, and although the flame retardancy of polyester fibers is improved, the use of a halogen-containing flame retardant causes environmental impact as described above.
[0012]
U.S. Pat. No. 4,257,931 discloses a flame-retardant resin composition comprising a polyester resin, melamine pyrophosphate and an organic cyclic phosphorus compound. In this publication, a high flame retardant effect is obtained by using the two types of flame retardants in combination. This flame-retardant effect is largely due to melamine pyrophosphate. However, when this melamine pyrophosphate is used, there is a problem that it is difficult to put the product into practical use due to poor appearance of a molded article.
[0013]
Furthermore, with the conventional technology using a phosphorus-based flame retardant, the hydrolysis resistance of the resin composition is poor, and the resin is decomposed under wet heat conditions, and it has been difficult to commercialize the resin composition. In particular, a composition using a melamine-based compound is inferior in resistance under moist heat conditions, and there is no flame-retardant resin composition having both flame retardancy and hydrolysis resistance in the prior art.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
A first object of the present invention is to provide a polyester resin composition having high flame retardancy, having a balance between industrially useful heat resistance and mechanical properties, and further having good hydrolysis resistance. It is to provide a molded article from it.
[0015]
A second object of the present invention is to provide a polyester resin which can achieve high flame retardancy of not less than V-2 level of UL94 standard and not less than V-0 level under preferable conditions without containing halogen substantially. It is to provide a composition and a molded article therefrom.
[0016]
A third object of the present invention is to provide a flame-retardant polyester resin composition which can be advantageously used for home electric appliance parts, electric / electronic parts, mechanical component parts, automobile parts and the like, and a molded article therefrom.
[0017]
Still another object of the present invention is to provide a flame-retardant resin composition having excellent transparency.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
According to the study of the present inventors, the object of the present invention is to:
(A) 100 parts by weight of a resin component (A component) containing at least 60% by weight of an aromatic polyester resin,
(B) 1 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound (component B) represented by the following general formula (1),
(C) 0.1 to 100 parts by weight of at least one inorganic salt (component C) selected from the group consisting of alkali metal salts and alkaline earth metal salts;
(D) 0 to 50 parts by weight of a flame retardant improving resin (D component),
(E) It is achieved by a flame-retardant resin composition comprising 0 to 200 parts by weight of a filler (E component) and a molded article thereof.
[0019]
Embedded image
Figure 2004051917
[0020]
(Wherein, R 1 and R 4 may be the same or different and each represent a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group, a naphthyl group or an anthryl group; R 2 , R 3 , R 5 and R 6 may be the same or different and are a phenyl group, a naphthyl group or an anthryl group, and have a substituent on the aromatic ring. May be.)
According to the present invention, there is provided a flame-retardant polyester resin composition having high hydrolysis resistance and excellent mechanical properties, and having a flame-retardant level of at least V-2 and V-0 under preferable conditions. can get.
[0021]
Hereinafter, the flame retardant resin composition of the present invention will be described in more detail.
[0022]
In the present invention, as the resin component, the aromatic polyester resin may occupy the main component in the constituent resin component (component A), and the aromatic polyester resin (component A-1) is preferably at least 60% by weight, preferably at least 70% by weight. %, Particularly preferably at least 80% by weight. Less than 40% by weight, preferably less than 30% by weight, particularly preferably less than 20% by weight of the component A may be another resin (component A-2). Other resins will be described later in detail.
[0023]
The aromatic polyester resin (A-1 component) in the constituent resin component (A component) of the present invention is a polyester containing an aromatic dicarboxylic acid as a main dicarboxylic acid component and an aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms as a main glycol component. It is. Preferably, at least 80 mol%, more preferably at least 90 mol%, of the dicarboxylic acid component comprises the aromatic dicarboxylic acid component. On the other hand, the glycol component preferably comprises at least 80 mol%, more preferably at least 90 mol%, of an aliphatic diol component having 2 to 10 carbon atoms.
[0024]
Preferred examples of the aromatic dicarboxylic acid component include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, methyl terephthalic acid, methyl isophthalic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid. One or more of these can be used. Examples of the secondary dicarboxylic acid other than the aromatic dicarboxylic acid include, for example, adipic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, azelaic acid, dodecanedicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid, and alicyclic dicarboxylic acids. it can.
[0025]
Examples of the aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms include aliphatic diols such as ethylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, and neopentyl glycol; and alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanedimethanol. Can be mentioned. Examples of the glycol other than the aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms include p, p'-dihydroxyethoxybisphenol A and polyoxyethylene glycol.
[0026]
Preferable examples of the aromatic polyester resin (A-1 component) include a main dicarboxylic acid component of at least one dicarboxylic acid selected from terephthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and a main diol component of ethylene glycol and triglyceride. It is a polyester having an ester unit composed of at least one diol selected from methylene glycol and tetramethylene glycol.
[0027]
Specific aromatic polyester resins (A-1 component) include polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polybutylene naphthalate resin, polycyclohexanedimethyl terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate resin, and polytrimethylene. It is preferably at least one selected from the group consisting of naphthalate resins.
[0028]
Particularly preferred is at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin and polyethylene naphthalate resin. In particular, polybutylene terephthalate resin is particularly preferred.
[0029]
Further, as the aromatic polyester resin (A-1 component) of the present invention, a polyester elastomer having the above-mentioned repeating unit as a main repeating unit of a hard segment can also be used.
[0030]
As a soft segment of a polyester elastomer having tetramethylene terephthalate or tetramethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate as a main repeating unit of a hard segment, for example, a dicarboxylic acid is selected from terephthalic acid, isophthalic acid, sebacic acid and adipic acid. A diol component comprising at least one dicarboxylic acid, wherein the diol component is at least one diol selected from the group consisting of a long-chain diol having 5 to 10 carbon atoms and H (OCH 2 CH 2 ) i OH (i = 2 to 5); Further, a polyester or polycaprolactone having a melting point of 100 ° C. or less or amorphous can be used.
[0031]
The main component is a component of 80 mol% or more, preferably 90 mol% or more of all dicarboxylic acid components or all glycol components, and the main repeating unit is 80 mol% or more, preferably 90 mol% of all repeating units. It is a repeating unit of at least mol%.
[0032]
The molecular weight of the aromatic polyester resin in the present invention may be any one having an intrinsic viscosity that can be used as a molded product, and the intrinsic viscosity measured at 35 ° C. in orthochlorophenol is preferably 0.5 to 1.6 dl. / G, more preferably 0.6 to 1.5 dl / g.
[0033]
It is advantageous that the aromatic polyester resin has a terminal carboxyl group (—COOH) content of 1 to 60 equivalents / T (1 ton of polymer). The amount of terminal carboxyl groups can be determined, for example, by potentiometric titration of an m-cresol solution with an alkaline solution.
[0034]
The constituent resin (A component) of the present invention may contain another thermoplastic resin (A-2 component) in addition to the aromatic polyester resin (A-1 component). As described above, the content of the other resin (A-2 component) is less than 40% by weight, and preferably less than 30% by weight, based on the A component.
[0035]
The thermoplastic resin as the component A-2 includes polyphenylene ether resin (PPE), polycarbonate resin (PC), polyamide resin (PA), polyolefin resin (PO), styrene resin, polyphenylene sulfide resin (PPS) and polyether. At least one selected from the group consisting of imide resins (PEI) is included. Among these A-2 components, preferred are polyphenylene ether resin (PPE), polycarbonate resin (PC), polyamide resin (PA), polyolefin resin (PO), and styrene resin.
[0036]
Next, the thermoplastic resin as the component A-2 will be specifically described.
[0037]
As the polyphenylene ether resin as the component A-2, those generally known as PPE resins can be used. Specific examples of such PPE include (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether, (2,6-diethyl-1,4-phenylene) ether, and (2,6-dipropyl-1,4-phenylene). ) Ether, (2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene) ether, (2-methyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether, (2,3,6-trimethyl-1,4- Examples thereof include homopolymers and / or copolymers such as phenylene) ether, and particularly preferably poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether. Further, a copolymer in which a styrene compound is graft-polymerized on these PPEs may be used. The method for producing such PPE is not particularly limited. For example, 2,6-xylenol is oxidized using a complex of a cuprous salt and an amine as a catalyst according to the method described in US Pat. No. 3,306,874. It can be easily produced by polymerization.
[0038]
The reduced viscosity η sp / C (0.5 g / dl, toluene solution, measured at 30 ° C.), which is a measure of the molecular weight of the PPE resin, is 0.2 to 0.7 dl / g, preferably 0.3 to 0.1 dl / g. 6 dl / g. A PPE resin having a reduced viscosity in this range has a good balance between moldability and mechanical properties, and the reduced viscosity can be easily adjusted by adjusting the amount of catalyst or the like during PPE production.
[0039]
The polycarbonate resin (PC) as the component A-2 is obtained by an interfacial polymerization reaction between various dihydroxyaryl compounds and phosgene using a solvent such as methylene chloride, or an ester of a dihydroxyaryl compound and diphenyl carbonate. Examples include those obtained by an exchange reaction. A typical example is a polycarbonate obtained by reacting 2,2'-bis (4-hydroxyphenyl) propane with phosgene.
[0040]
Examples of the dihydroxyaryl compound serving as a raw material of polycarbonate include bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1′-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2'-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2'-bis (4-hydroxyphenyl) octane, 2,2'-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 2,2'-bis (4-hydroxy-3-t-butylphenyl) propane, 2,2′-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2′-bis (4-hydroxy-3-cyclohexylphenyl) Propane, 2,2'-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) propane, 1,1'-bis (4-hydroxyphenyl) cyclopenta 1,1′-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 1,1′-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane, 4,4′-dihydroxyphenyl ether, 4,4′-dihydroxy-3,3 '-Dimethylphenyl ether, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfide, 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylsulfide, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfoxide, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, bis (4-hydroxyphenyl) ketone and the like. These dihydroxyaryl compounds can be used alone or in combination of two or more.
[0041]
Preferred dihydroxyaryl compounds include bisphenols forming an aromatic polycarbonate having high heat resistance, bis (hydroxyphenyl) alkane such as 2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, and bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane Such as bis (hydroxyphenyl) cycloalkane, dihydroxydiphenylsulfide, dihydroxydiphenylsulfone, and dihydroxydiphenylketone. A particularly preferred dihydroxyaryl compound is 2,2'-bis (4-hydroxyphenyl) propane, which forms a bisphenol A type aromatic polycarbonate.
[0042]
In the production of bisphenol A-type aromatic polycarbonate, a part of bisphenol A may be replaced with another dihydroxyaryl compound as long as heat resistance, mechanical strength and the like are not impaired.
[0043]
The molecular weight of the polycarbonate resin does not need to be particularly limited. However, if it is too low, the strength is not sufficient, and if it is too high, the melt viscosity becomes high and molding becomes difficult. Therefore, it is usually 10,000 to 50,000 expressed in terms of viscosity average molecular weight. , Preferably 15,000 to 30,000. The viscosity average molecular weight (M) is determined by inserting a specific viscosity (η sp ) obtained from a solution of 0.7 g of a polycarbonate resin in 100 ml of methylene chloride at 20 ° C. into the following equation.
η sp /C=[η]+0.45×[η] 2 C
[Η] = 1.23 × 10 −4 M 0.83
(However, [η] is the intrinsic viscosity and C is the polymer concentration of 0.7)
[0044]
Basic means for producing a polycarbonate resin will be briefly described. In the interfacial polymerization method (solution polymerization method) using phosgene as a carbonate precursor, the reaction is usually performed in the presence of an acid binder and an organic solvent. As the acid binder, for example, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, or an amine compound such as pyridine is used. As the organic solvent, for example, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chlorobenzene are used. Further, a catalyst such as a tertiary amine or a quaternary ammonium salt can be used to promote the reaction, and a terminal stopper such as an alkyl-substituted phenol such as phenol or p-tert-butylphenol can be used as a molecular weight regulator. It is desirable to use. The reaction temperature is usually 0 to 40 ° C., the reaction time is preferably several minutes to 5 hours, and the pH during the reaction is preferably maintained at 10 or more. It is not necessary that all of the resulting molecular chain ends have a structure derived from the terminator.
[0045]
In the transesterification reaction using a carbonic acid diester as a carbonate precursor (melt polymerization method), a predetermined ratio of a dihydric phenol is stirred with a carbonic acid diester while heating in the presence of an inert gas to distill off the alcohol or phenols formed. It is performed by the method of causing. The reaction temperature varies depending on the boiling point of the produced alcohol or phenol, and is usually in the range of 120 to 350 ° C. The reaction is completed under reduced pressure from the beginning while distilling off alcohol or phenols produced. At the initial stage of the reaction, a terminal capping agent is added simultaneously with the dihydric phenol or the like or at an intermediate stage of the reaction. Further, in order to accelerate the reaction, a catalyst which is currently used in a transesterification reaction can be used. Examples of the carbonic acid diester used in the transesterification include diphenyl carbonate, dinaphthyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate and the like. Of these, diphenyl carbonate is particularly preferred.
[0046]
Examples of the polyamide resin (PA) as the component A-2 include a ring-opening polymer of a cyclic lactam, a polymer of an aminocarboxylic acid, and a polycondensate of a dibasic acid and a diamine. Aliphatic polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 46, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, etc. and poly (meta-xylene adipamide), poly (hexamethylene terephthalamide), poly (nonamethylene terephthalamide) And aliphatic-aromatic polyamides such as poly (hexamethylene isophthalamide) and poly (tetramethylene isophthalamide), and copolymers and mixtures thereof. The polyamide that can be used in the present invention is not particularly limited.
[0047]
Although the molecular weight of such a polyamide resin is not particularly limited, a relative viscosity of 1.7% to 4.5 as measured at 25 ° C. in 98% sulfuric acid can be used. Is 2.0 to 4.0, particularly preferably 2.0 to 3.5.
[0048]
The polyolefin resin as the component A-2 is a homopolymer or copolymer of olefins such as ethylene, propylene, and butene, or a copolymer of a monomer component copolymerizable with these olefins. . Specifically, polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene-α-olefin copolymer Coalescence, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene copolymer and the like. The molecular weight of these polyolefin resins is not particularly limited, but the higher the molecular weight, the better the flame retardancy.
[0049]
The styrene resin as the component A-2 is a homopolymer or a copolymer of an aromatic vinyl monomer such as styrene, α-methylstyrene or vinyltoluene, or a monomer such as acrylonitrile or methyl methacrylate. Graft polymerization of styrene and / or styrene derivatives, or styrene and / or styrene derivatives and other vinyl monomers onto copolymers with vinyl monomers, diene rubbers such as polybutadiene, ethylene / propylene rubbers, acrylic rubbers, etc. It was made. Specific examples of the styrene resin include, for example, polystyrene, impact-resistant polystyrene (HIPS), acrylonitrile / styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS resin), methyl methacrylate / butadiene / styrene Copolymer (MBS resin), methyl methacrylate / acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (MABS resin), acrylonitrile / acryl rubber / styrene copolymer (AAS resin), acrylonitrile / ethylene propylene rubber / styrene copolymer ( (AES resin), or a mixture thereof. From the viewpoint of impact resistance, a rubber-modified styrene-based resin is preferable, and the rubber-modified styrene-based resin refers to a polymer in which a rubber-like polymer is dispersed in a matrix in a matrix composed of a vinyl aromatic-based polymer, An aromatic vinyl monomer in the presence of a rubbery polymer, obtained by subjecting the monomer mixture to known bulk polymerization, bulk suspension polymerization, solution polymerization or emulsion polymerization by adding a vinyl monomer as necessary. Can be
[0050]
Examples of the rubbery polymer include diene rubbers such as polybutadiene, poly (styrene-butadiene), and poly (acrylonitrile-butadiene), and saturated rubbers obtained by hydrogenating the diene rubbers, isoprene rubber, chloroprene rubber, and polybutyl acrylate. And ethylene-propylene-diene monomer terpolymer (EPDM). Diene rubber is particularly preferred.
[0051]
The aromatic vinyl monomer as an essential component in the graft copolymerizable monomer mixture to be polymerized in the presence of the rubbery polymer is, for example, styrene, α-methylstyrene, paramethylstyrene, and the like, Styrene is most preferred.
[0052]
Vinyl monomers that can be added as needed include acrylonitrile, methyl methacrylate, and the like.
[0053]
The rubber-like polymer in the rubber-modified styrene resin is 1 to 50% by weight, preferably 2 to 40% by weight. The graft polymerizable monomer mixture is 99 to 50% by weight, preferably 98 to 60% by weight.
[0054]
The polyphenylene sulfide resin (PPS) as the component A-2 has a repeating unit represented by the following formula.
[0055]
Embedded image
Figure 2004051917
[0056]
In the formula, n is an integer of 1 or more, preferably an integer of 50 to 500, more preferably an integer of 100 to 400, and may be linear or crosslinked.
[0057]
An example of a method for producing a polyphenylene sulfide resin includes a method of reacting dichlorobenzene with sodium disulfide. A crosslinked polymer can be produced by polymerizing a polymer with a low degree of polymerization and then heating in the presence of air to partially crosslink to increase the molecular weight. It can be manufactured by a method.
[0058]
The polyetherimide resin (PEI) as the component A-2 has a repeating unit represented by the following formula.
[0059]
Embedded image
Figure 2004051917
[0060]
In the formula, Ar 1 represents an aromatic dihydroxy compound residue, and Ar 2 represents an aromatic diamine residue. Examples of the aromatic dihydroxy compound include the aromatic dihydroxy compounds described in the description of the polycarbonate resin, and bisphenol A is particularly preferable. As the aromatic diamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl, 3,4′-diaminodiphenyl, 4,4′-diaminodiphenylether, 3,4′-diaminodiphenylether, diaminodiphenylmethane, Examples include diaminodiphenyl sulfone and diaminodiphenyl sulfide.
[0061]
N in the above formula represents an integer of 5 to 1,000, preferably an integer of 10 to 500.
[0062]
Examples of the method for producing a polyetherimide resin include US Pat. No. 3,847,867, US Pat. No. 3,847,869, US Pat. No. 3,850,885, and US Pat. No. 3,852. 242 and U.S. Pat. No. 3,855,178.
[0063]
Among the various A-2 components described above, a polyphenylene ether resin (PPE), a polycarbonate resin (PC), a polyamide resin (PA), or a styrene resin is preferable.
[0064]
In the flame-retardant resin composition of the present invention, an organic phosphorus compound (component B) represented by the following general formula (1) is used as a flame retardant.
[0065]
Embedded image
Figure 2004051917
[0066]
In the general formula (1), R 1 and R 4 may be the same or different, and may have a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or a substituent on the aromatic ring thereof. Preferred are a phenyl group, a naphthyl group and an anthryl group, and among them, a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms or a phenyl group which may have a substituent on an aromatic ring thereof is preferable. Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl (including isomer) group, and a butyl (including isomer) group. A phenyl group, a naphthyl group or an anthryl group may be substituted with a hydrogen atom of the aromatic ring. Examples of the substituent include methyl, ethyl, propyl (including isomers), butyl (including isomers) and aromatic groups. Examples of the ring-bonding group include an aryl group having 6 to 14 carbon atoms via an oxygen atom, a sulfur atom, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. Preferred specific examples of R 1 and R 4 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group (including isomers), a phenyl group, a cresyl group, a xylyl group, a trimethylphenyl group, a 4-phenoxyphenyl group, and cumyl. Group, naphthyl group, 4-benzylphenyl group and the like, and a hydrogen atom, a methyl group or a phenyl group is more preferable, and a hydrogen atom is particularly preferable.
[0067]
In the above general formula (1), R 2 , R 3 , R 5 and R 6 may be the same or different, and a phenyl group, naphthyl group or anthryl group which may have a substituent on the aromatic ring thereof And preferably a phenyl group. Such a phenyl group, naphthyl group or anthryl group may be substituted with a hydrogen atom of the aromatic ring, and the substituent may be methyl, ethyl, propyl (including isomers), butyl (including isomers) or a derivative thereof. The bonding group of the aromatic ring includes an oxygen atom, a sulfur atom, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms via an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. Preferred specific examples of R 2 , R 3 , R 5 and R 6 include phenyl, cresyl, xylyl, trimethylphenyl, 4-phenoxyphenyl, cumyl, naphthyl, 4-benzylphenyl and the like. And a phenyl group is particularly preferred.
[0068]
The organic phosphorus compound (component B) represented by the formula (1) exhibits an extremely excellent flame retardant effect on an aromatic polyester resin. As far as the present inventors are aware, it has not been possible to achieve a V-0 level by using a phosphorus compound alone in the conventional flame retardancy of halogen-free aromatic polyester resins. In order to achieve the V-0 level by using a phosphorus compound, it is essential to use a flame retardant aid or a carbonization promoting substance or a flame retardant of a different kind in combination. However, according to the present invention, the organic phosphorus compound (component B) surprisingly easily achieves V-0 level flame retardancy of the aromatic polyester resin by itself. However, in the present invention, in addition to the component B, a flame-retardant-improving resin described later, a phosphorus compound other than the component B, a fluorine-containing resin, a filler, or other additives reduces the use ratio of the component B and reduces the difficulty of molding. Naturally, it can be blended for improving the flammability, improving the physical properties of the molded article, improving the chemical properties of the molded article, or for other purposes. These other components will be specifically described later.
[0069]
The organic phosphorus compound (component B) as a flame retardant in the flame-retardant resin composition of the present invention is represented by the general formula (1), and the most preferred representative compound is represented by the following formula (1-a). Compound.
[0070]
Embedded image
Figure 2004051917
[0071]
Next, a method for synthesizing the organic phosphorus compound (component B) in the present invention will be described. The component B may be manufactured by a method other than the method described below.
[0072]
The component B is obtained, for example, by reacting pentaerythritol with phosphorus trichloride, treating the oxidized reactant with an alkali metal compound such as sodium methoxide, and then reacting with aralkyl halide.
[0073]
Further, it can also be obtained by a method of reacting aralkylphosphonic dichloride with pentaerythritol or a method of reacting aralkyl alcohol with a compound obtained by reacting pentaerythritol with phosphorus trichloride and then performing Arbuzov transition at a high temperature. . The latter reaction is disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 3,141,032, JP-A-54-157156 and JP-A-53-39698.
[0074]
A specific method for synthesizing the component B will be described below. However, this synthesis method is merely for explanation, and the component B used in the present invention is not limited to these synthetic methods, but may be modified or otherwise synthesized. It may be synthesized. A more specific synthesis method will be described in Preparation Examples described later.
(I) the organic phosphorus compound of (1-a) in the B component;
It can be obtained by reacting pentaerythritol with diphenylmethylphosphonic dichloride.
[0075]
Alternatively, it can be obtained by reacting pentaerythritol with phosphorus trichloride and subjecting the obtained product to a reaction product of diphenylmethyl alcohol by heat treatment in the presence of a catalyst.
[0076]
As the component B, those having an acid value of preferably 0.7 mgKOH / g or less, more preferably 0.5 mgKOH / g or less are used. By using the component B having an acid value in this range, a molded article having excellent flame retardancy and hue can be obtained, and a molded article having good heat stability, in which decomposition of the polyester resin does not easily occur, can be obtained. The component B most preferably has an acid value of 0.4 mgKOH / g or less. Here, the acid value means the amount (mg) of KOH required to neutralize the acid component in 1 g of the sample (B component).
[0077]
Further, as the component B, one whose HPLC purity is preferably at least 90%, more preferably at least 95% is used. Such a high-purity product is preferable because of its excellent flame retardancy, hue and thermal stability. Here, the HPLC purity of the component B can be effectively measured by using the following method.
[0078]
The column used was Develosil ODS-7 300 mm × 4 mmφ manufactured by Nomura Chemical Co., Ltd., and the column temperature was 40 ° C. As a solvent, a mixed solution of acetonitrile and water 6: 4 (volume ratio) was used, and 5 μl was injected. The detector used was UV-260 nm.
[0079]
The method of removing impurities in the B component is not particularly limited, but a method of performing repulping washing (repeating washing with a solvent and filtration several times) with a solvent such as water or methanol is most effective, It is also advantageous in terms of cost.
[0080]
The B component is blended in an amount of 1 to 100 parts by weight, preferably 2 to 90 parts by weight, more preferably 5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component (A component). Particularly, the range of 10 to 50 parts by weight is preferable. The preferred range of the compounding ratio of the component B is determined by the desired flame retardancy level, the type of the resin component (component A), the mixing ratio, and the like. Furthermore, the blending amount of the B component can be changed by using another flame retardant, a flame retardant auxiliary, or a fluorine-containing resin, and in many cases, the blending ratio of the B component can be reduced by using them.
[0081]
In addition, the inorganic salt used as the component C in the present invention is at least one selected from the group consisting of alkali metal salts and alkaline earth metal salts, and is preferably an alkali metal carbonate or phosphate and an alkali metal salt. It is at least one selected from the group consisting of earth metal carbonates and phosphates. Particularly preferred specific examples are at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate and calcium phosphate. These inorganic salts may be used alone or in combination of two or more.
[0082]
The inorganic salt is preferably a weakly basic salt or a weakly acidic salt, and more preferably a weakly basic salt. Strongly acidic or strongly basic inorganic salts are not preferred because they promote the decomposition of resins and flame retardants.
[0083]
The compounding ratio of the component C is 0.1 to 100 parts by weight, preferably 0.5 to 70 parts by weight, more preferably 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the component A. When the amount is less than 0.1 part by weight, good hydrolysis resistance cannot be obtained, and when the amount is more than 100 parts by weight, physical properties of the resin composition are deteriorated, which is disadvantageous in cost.
[0084]
Further, the component C is mixed with the component B to provide a good hydrolysis resistance as a flame retardant composition for an aromatic polyester resin. In such a flame retardant composition, the ratio of the component B to the component C is in the range of 1: 1 to 100: 1 by weight, preferably in the range of 2: 1 to 50: 1.
[0085]
Next, the flame-retardant resin (D component) that can be blended with the flame-retardant resin composition of the present invention will be described. Flame retardancy can be improved by blending the component D. Phenol resin (Di component), epoxy resin (D-ii component) or styrene-based resin (D-iii) component is preferable as the flame retardancy improving resin. Hereinafter, the components Di to D-iii will be specifically described.
[0086]
The phenol resin used as the Di component is not particularly limited as long as it is a polymer having a plurality of phenolic hydroxyl groups, and examples thereof include novolak-type, resol-type and heat-reactive resins, or resins modified from these. . These may be an uncured resin, a semi-cured resin, or a cured resin without a curing agent added. Among them, a phenol novolak resin which is non-reactive without adding a curing agent is preferable in terms of flame retardancy, impact resistance, and economy. The shape is not particularly limited, and any of pulverized products, granules, flakes, powders, needles, and liquids can be used. The phenolic resin can be used as a single kind or as a mixture of two or more kinds as necessary.
[0087]
The phenol resin is not particularly limited, and generally commercially available phenol resins can be used. For example, in the case of a novolak-type phenol resin, a phenol and an aldehyde are charged into a reaction tank in a molar ratio of 1: 0.7 to 1: 0.9, and oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, toluenesulfonic acid and the like are further added. After the addition of the catalyst, a heating and reflux reaction is performed. It is obtained by vacuum dehydration or standing dehydration to remove generated water, and further removing remaining water and unreacted phenols. By using a plurality of raw material components, a co-condensed phenol resin can be obtained from these resins, which can be used in the same manner.
[0088]
In the case of a resol type phenol resin, the reaction tank is charged so that the molar ratio of phenols and aldehydes is 1: 1 to 1: 2, and a catalyst such as sodium hydroxide, aqueous ammonia, or another basic substance is used. And then performing the same operation as for the novolak-type phenol resin.
[0089]
Here, phenols are phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, thymol, p-tert-butylphenol, tert-butylcatechol, catechol, isoeugenol, o-methoxyphenol, 4,4′-dihydroxy Examples include phenylpropane, isoamyl salicylate, benzyl salicylate, methyl salicylate, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, and the like. These phenols can be used as a single kind or a mixture of two or more kinds as necessary. On the other hand, aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, polyoxymethylene, trioxane and the like. These aldehydes can also be used alone or as a mixture of two or more as required.
[0090]
The molecular weight of the phenolic resin is not particularly limited, but preferably has a number average molecular weight of 200 to 2,000, and more preferably 400 to 1,500. And preferred.
[0091]
The epoxy resin used as the D-ii component includes, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin , A naphthalene type epoxy resin, a biphenol type epoxy resin and the like, but are not particularly limited thereto. The use of these epoxy resins is not limited to one type, and two or more types may be used in combination or various modified resins may be used.
[0092]
Examples of the styrene resin used with the D-iii component as a flame retardant improving resin include homopolymers of aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene or vinyltoluene or copolymers thereof. And copolymers of these monomers and vinyl monomers. The styrene resin as the D-iii component preferably has a content of the aromatic vinyl monomer component of 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, and particularly preferably 70% by weight or more.
[0093]
Examples of the styrene resin as the D-iii component include polystyrene, high impact polystyrene (HIPS), acrylonitrile / styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS resin), and methyl methacrylate. -Butadiene-styrene copolymer (MBS resin), methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (MABS resin), acrylonitrile-acrylic rubber-styrene copolymer (AAS resin), acrylonitrile-ethylene propylene rubber-styrene A resin such as a copolymer (AES resin) or a mixture thereof is exemplified.
[0094]
When the flame retardancy-improving resin (component D) is blended, the proportion is 0.01 to 45 parts by weight, preferably 0.1 to 40 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 40 parts by weight, per 100 parts by weight of the component A. 5 to 35 parts by weight. When the component D is a D-iii component, the composition is flame retardant even if the compounding ratio is as small as 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the component A. Is significantly improved.
[0095]
The flame retardant resin composition of the present invention may contain a filler (E component). The filler may be any compound as long as it is blended for the purpose of improving the physical properties of the molded article, particularly the mechanical properties, and may be either an inorganic or organic filler. Preferably, it is a fibrous filler.
[0096]
Examples of the filler (E component) include glass-based fillers such as glass chopped fiber, glass milled fiber, glass roving strand, glass flake, glass beads, and glass powder; carbon fiber, carbon milled fiber, carbon roving strand, and carbon flake. Fillers such as talc, mica, wollastonite, kaolin, montmorillonite, bentonite, sepiolite, zonotlite, clay, silica, etc .; organic fillers such as aramid fiber; inorganic pigments such as titanium oxide, carbon Black and the like can be mentioned, and can be selected from these or a combination thereof. For the purpose of reinforcing the resin composition, it is preferable to mix a fibrous filler, and it is preferable to mix glass fiber, carbon fiber, or a mixture thereof.
[0097]
For these inorganic fillers, a sizing agent or a surface treatment agent can be used as necessary. The type of the sizing agent or the surface treatment agent is not particularly limited, but generally includes a functional compound such as an epoxy-based compound, a silane-based compound, a titanate-based compound, and the like. Preferred are epoxy compounds, and more preferred are bisphenol A type and / or novolak type epoxy resins.
[0098]
When the filler (E component) is blended, the proportion is 1 to 200 parts by weight, preferably 1 to 150 parts by weight, more preferably 1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin component (A component). Department. If the amount is more than 200 parts by weight, it may cause the flame retardancy and physical properties of the resin composition to deteriorate, and also may cause difficulty in operability and moldability.
[0099]
The flame-retardant resin composition of the present invention may contain a fluorine-containing resin (F component). The flame retardancy of the molded article is improved by blending the F component. In particular, dripping in a combustion test of a molded article is suppressed.
[0100]
The fluorine-containing resin used as the component F is not particularly limited as long as it has a fibril-forming ability. Examples thereof include tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, and hexafluoropropylene. Or a copolymer of the above-mentioned fluorine-containing monomers. Particularly, polytetrafluoroethylene having a fibril-forming ability is preferable. As polytetrafluoroethylene having a fibril forming ability, a powder obtained by coagulating and drying a latex obtained by emulsion polymerization of tetrafluoroethylene (a so-called fine powder of polytetrafluoroethylene, which is classified into type 3 in the ASTM standard) ). Alternatively, an aqueous dispersion (a so-called polytetrafluoroethylene dispersion) produced by adding a surfactant to the latex and concentrating and stabilizing the latex may be mentioned.
[0101]
The molecular weight of polytetrafluoroethylene having such a fibril-forming ability is 1,000,000 to 10,000,000, more preferably 2,000,000 to 9,000,000, in terms of the number average molecular weight determined from the standard specific gravity.
[0102]
Further, the polytetrafluoroethylene having such a fibril-forming ability preferably has a primary particle diameter in the range of 0.05 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 0.5 μm. When the fine powder is used, the secondary particle diameter can be 1 to 1,000 μm, and more preferably 10 to 500 μm.
[0103]
Such a polytetrafluoroethylene has an anti-dripping property at the time of a combustion test of a test piece in a UL standard vertical combustion test, and as the polytetrafluoroethylene having such a fibril-forming ability, specifically, for example, Mitsui DuPont Teflon 6J and Teflon 30J manufactured by Fluorochemicals Co., Ltd .; Can be mentioned.
[0104]
As such polytetrafluoroethylene, fine powder that has been subjected to various treatments to prevent secondary aggregation in a fine powder is more preferably used. As such a treatment, firing the surface of polytetrafluoroethylene may be mentioned. In addition, as such a treatment, the surface of polytetrafluoroethylene having a fibril-forming ability may be covered with polytetrafluoroethylene having a non-fibril-forming ability. More preferred in the present invention is polytetrafluoroethylene subjected to the latter treatment. In the former case, the intended fibril-forming ability tends to decrease. In such a case, the content of polytetrafluoroethylene having a fibril-forming ability is preferably in the range of 70 to 95% by weight of the total amount. The molecular weight of the non-fibril-forming polytetrafluoroethylene is 10,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 800,000 in terms of the number average molecular weight determined from the standard specific gravity.
[0105]
Such polytetrafluoroethylene (hereinafter sometimes referred to as PTFE) may be in the form of an aqueous dispersion in addition to the solid form as described above.
[0106]
As such polytetrafluoroethylene, in addition to the usual solid form, an aqueous emulsion and a dispersion form can also be used. However, since the dispersant component tends to have an adverse effect on wet heat resistance, a solid state is particularly preferable. Can be used.
[0107]
In addition, polytetrafluoroethylene having a fibril-forming ability improves dispersibility in a resin, and in order to obtain better appearance and mechanical properties, an emulsion of polytetrafluoroethylene and an emulsion of a vinyl polymer are used. Aggregated mixtures can also be mentioned as a preferred form.
[0108]
Here, as the vinyl polymer, a block copolymer composed of polypropylene, polyethylene, polystyrene, HIPS, AS resin, ABS resin, MBS resin, MABS resin, AAS resin, polymethyl (meth) acrylate, styrene and butadiene, and its water Block copolymer consisting of styrene and isoprene, hydrogenated copolymer thereof, acrylonitrile-butadiene copolymer, random copolymer and block copolymer of ethylene-propylene, and random copolymer of ethylene-butene. Polymer and block copolymer, copolymer of ethylene and α-olefin, copolymer of ethylene-unsaturated carboxylic acid ester such as ethylene-butyl acrylate, acrylate-butadiene copolymer such as butyl acrylate-butadiene , Rubbery polymers such as polyalkyl (meth) acrylates, composite rubbers containing polyorganosiloxanes and polyalkyl (meth) acrylates, and vinyl monomers such as styrene, acrylonitrile and polyalkylmethacrylate grafted onto such composite rubbers And the like.
[0109]
In order to prepare such an agglomerated mixture, an aqueous emulsion of the vinyl polymer having an average particle size of 0.01 to 1 μm, particularly 0.05 to 0.5 μm, is prepared by mixing an aqueous emulsion of an average particle size of 0.05 to 10 μm, especially 0 to 10 μm. It is mixed with an aqueous emulsion of polytetrafluoroethylene having a pore size of 0.05 to 1.0 μm. Such an emulsion of polytetrafluoroethylene is obtained by polymerizing polytetrafluoroethylene by emulsion polymerization using a fluorinated surfactant. In addition, at the time of such emulsion polymerization, it is also possible to copolymerize another copolymer component such as hexafluoropropylene at 10% by weight or less of the whole polytetrafluoroethylene.
[0110]
When obtaining such an agglomerated mixture, a suitable polytetrafluoroethylene emulsion usually has a solids content of 40 to 70% by weight, especially 50 to 65% by weight, and a vinyl polymer emulsion has a solid content of 25 to 70% by weight. Those having a solids content of 60% by weight, in particular 30-45% by weight, are used. Further, the proportion of polytetrafluoroethylene in the aggregated mixture is preferably 1 to 80% by weight, especially 1 to 60% by weight, based on 100% by weight of the total with the vinyl polymer used in the aggregated mixture. After mixing the above-mentioned emulsions, stirring, mixing, throwing into hot water in which a metal salt such as calcium chloride, magnesium sulfate or the like is dissolved, salting out and coagulating to preferably separate and recover the production method can be preferably mentioned. Other examples include a method of recovering the stirred mixed emulsion by a method such as spray drying and freeze drying.
[0111]
In addition, various forms of a coagulated mixture of an emulsion of polytetrafluoroethylene having a fibril-forming ability and an emulsion of a vinyl-based polymer can be used in various forms.For example, a vinyl-based polymer is formed around polytetrafluoroethylene particles. Examples include a form in which the polymer is surrounded, a form in which polytetrafluoroethylene is surrounded around the vinyl polymer, and a form in which several particles are aggregated with respect to one particle.
[0112]
Further, the same or another type of vinyl polymer graft-polymerized on the outer layer of the aggregated mixture can also be used. Preferred examples of such a vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, methyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, dodecyl methacrylate, dodecyl acrylate, acrylonitrile, and 2-ethylhexyl acrylate. Can be used alone or copolymerized.
[0113]
Commercially available aggregates of the above-mentioned polytetrafluoroethylene emulsion having a fibril-forming ability and an emulsion of a vinyl polymer are commercially available as Metablen “A3000” from Mitsubishi Rayon Co., Ltd. and “BLENDEX449” from GE Specialty Chemicals. ] Can be mentioned as a representative example.
[0114]
When the component F is blended, the proportion is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component A. When the amount is 0.01 part by weight or more, sufficient melting drop prevention performance is easily obtained, and when the amount is 10 parts by weight or less, poor appearance and poor dispersion are unlikely to occur, and it is economically advantageous.
[0115]
Next, some embodiments of the flame-retardant resin composition of the present invention will be described.
[0116]
One embodiment is a flame-retardant resin composition comprising the following components (A) to (F). The composition according to this embodiment contains a fluorine-containing resin as the F component, and is used in a combustion test of a molded product. Excellent drip prevention effect.
(A) 100 parts by weight of a resin component (A component) containing at least 60% by weight of an aromatic polyester resin,
(B) 1 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound (component B) represented by the general formula (1),
(C) 0.1 to 100 parts by weight of at least one inorganic salt (component C) selected from the group consisting of alkali metal salts and alkaline earth metal salts;
(D) a flame retardant resin (D component) 0 to 50 parts by weight,
A flame-retardant resin composition comprising (E) a filler (E component) in an amount of 0 to 200 parts by weight and (F) a fluorine-containing resin (F component) in an amount of 0.01 to 10 parts by weight.
[0117]
Another embodiment is a flame-retardant resin composition comprising the following (A) to (F) and having a hydrolysis resistance (bending strength retention) of 70% or more, preferably 80% or more. Is excellent in the hydrolysis resistance of the molded article due to the excellent purity of the B component (particularly the acid value or HPLC purity) and the fact that the B component and the C component are combined into a resin and blended. ing. Here, the hydrolysis resistance is measured according to the method described later. In addition, the composition according to this embodiment has excellent heat stability (particularly heat stability of mechanical strength) of the molded article due to the excellent purity of the component B (particularly, acid value or HPLC purity). I have.
(A) 100 parts by weight of a resin component (A component) containing at least 60% by weight of an aromatic polyester resin,
(B) 1 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound (component B) represented by the general formula (1),
(C) 0.1 to 100 parts by weight of at least one inorganic salt (component C) selected from the group consisting of alkali metal salts and alkaline earth metal salts;
(D) a flame retardant resin (D component) 0 to 50 parts by weight,
(E) a filler (E component) 0 to 200 parts by weight, and
(F) A flame-retardant resin composition comprising 0 to 10 parts by weight of a fluorine-containing resin (F component).
[0118]
Still another embodiment is a flame-retardant resin composition having the following components (A), (B), (C), (D) and (F) and having transparency. The composition according to this embodiment provides a molded article having good transparency and substantially no filler. Since the organophosphorus compound of the component B is a non-colored powder and has excellent compatibility with the resin of the component A, a molded article of this composition has excellent transparency and, when a pigment or a dye is added, is vivid. A transparent molded article having coloring is obtained.
(A) 100 parts by weight of a resin component (A component) containing at least 60% by weight of an aromatic polyester resin,
(B) 1 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound (component B) represented by the general formula (1),
(C) 0.1 to 100 parts by weight of at least one inorganic salt (component C) selected from the group consisting of alkali metal salts and alkaline earth metal salts;
A flame-retardant resin composition comprising (D) 0 to 50 parts by weight of a flame-retardant resin (D component) and (F) 0 to 10 parts by weight of a fluorine-containing resin (F component).
[0119]
The above-described flame-retardant resin composition of the present invention has a high degree of hydrolysis resistance and is a composition substantially free of halogen. In the embodiment, the flame retardancy of the V-0 level is achieved. Specifically, the resin composition of the present invention can achieve a flame-retardant level V-0 of UL-94 standard in a molded product having a thickness of 1.6 mm. V-0 can be achieved also in a molded product.
[0120]
In the flame-retardant resin composition of the present invention, the A component, B component, C component, D component, E component, and F component constituting these compositions have already been described. Accordingly, other components can be used as long as the object of the present invention is not impaired. Hereinafter, other components that can be added will be described.
[0121]
(1) phosphorus or a phosphorus compound (G component);
In the flame-retardant resin composition of the present invention, in addition to the organic phosphorus compound (component B), a known phosphorus or a phosphorus compound (component G) can be used as a flame retardant. By using the G component together with the B component, the flame retardant effect, the physical strength or the heat resistance can be improved, and the cost can be further reduced.
[0122]
Examples of the G component include the following (G-1) to (G-5).
(G-1); red phosphorus (G-2); triaryl phosphate represented by the following general formula (G-2)
Embedded image
Figure 2004051917
[0124]
(G-3): a condensed phosphate represented by the following general formula (G-3)
Embedded image
Figure 2004051917
[0126]
(G-4); a condensed phosphate represented by the following general formula (G-4)
Embedded image
Figure 2004051917
[0128]
(G-5): an organic phosphorus compound represented by the following general formula (G-5)
Embedded image
Figure 2004051917
[0130]
In the formulas (G-2) to (G-4), Q 1 to Q 4 may be the same or different, and each represents an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. is there. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group. These aryl groups may have 1 to 5, preferably 1 to 3, substituents, which include (i) methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl Group, sec-butyl group, tert-butyl group, neopentyl group and nonyl group, alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, (ii) methoxy group, ethoxy group, propoxy group , A butoxy group and a pentoxy group, such as an alkyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyloxy group having 1 to 9 carbon atoms, and (iii) carbon atoms such as methylthio group, ethylthio group, propylthio group, butylthio group and pentylthio group. An alkylthio group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkylthio group having 1 to 9 carbon atoms and (iv) a group represented by the formula Ar 6 -W 1- And W 1 represents —O—, —S— or an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and Ar 6 represents an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms. Is shown).
[0131]
In the formulas (G-3) and (G-4), Ar 4 and Ar 5 may be the same or different when both are present (in the case of G-4), and may have 6 to 15 carbon atoms. Group, preferably an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples include a phenylene group or a naphthylene group. The arylene group may have 1 to 4, preferably 1 to 2 substituents. Examples of such a substituent include (i) an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group and a tert-butyl group; An aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms such as a group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a naphthylmethyl group and a cumyl group; (iii) a group represented by the formula Q 5 -W 2- (where W 2 is -O- or Q 5 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms) and (iv) a phenyl group. And aryl groups having 6 to 15 carbon atoms.
[0132]
In the formulas (G-3) and (G-4), m represents an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and particularly preferably 1.
[0133]
In the formula (G-4), Z is a single bond or a group connecting Ar 4 and Ar 5 , and —Ar 4 —Z—Ar 5 — is a residue usually derived from bisphenol. Thus Z is a single bond, -O -, - CO -, - S -, - SO 2 - or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a single bond, -O-, or isopropylidene.
[0134]
Even phosphorus or a phosphorus compound other than the phosphorus (G-1) to (G-5) can be used in combination with the B component.
[0135]
When the phosphorus (G-1) to (G-5) or the phosphorus compound (component G) is blended in the resin composition, the proportion thereof is preferably 1 to 100 parts by weight of the organic phosphorus compound (component B). A suitable range is 100 parts by weight, more preferably 5 to 80 parts by weight, particularly preferably 10 to 60 parts by weight. Among the phosphorus (G-1) to (G-5) or the phosphorus compound, the phosphorus compounds (G-2) to (G-5) are preferable.
[0136]
(2) biscumyl compounds;
The flame retardant resin composition of the present invention may further contain a biscumyl compound represented by the following formula.
[0137]
Embedded image
Figure 2004051917
[0138]
When this biscumyl compound is blended with the resin composition, the proportion is preferably in the range of 0.01 to 3 parts by weight, and more preferably in the range of 0.02 to 2 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin component (A component). More preferably, the range is from 0.03 to 1 part by weight.
[0139]
(3) flame retardant aids;
The flame retardant resin composition of the present invention may further contain a known flame retardant aid. Examples of the flame retardant aid include silicone oil. Such a silicone oil has a polydiorganosiloxane skeleton, and is preferably polydiphenylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polydimethylsiloxane, or any copolymer or mixture thereof, and among them, polydimethylsiloxane is preferably used. . Its viscosity is preferably 0.8 to 5,000 centipoise (25 ° C.), more preferably 10 to 1,000 centipoise (25 ° C.), and even more preferably 50 to 500 centipoise (25 ° C.). Are preferred because of their excellent flame retardancy. The amount of the silicone oil is preferably in the range of 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component (A component).
[0140]
(4) a compatibilizer;
If necessary, a compatibilizer may be added to the flame-retardant resin composition of the present invention. The type of the compatibilizer is not particularly limited, and when the A-1 component and the A-2 component in the A component, or the A and D components are used as a mixture of two or more, the polymer Those which can compatibilize each other, the resin component of the A component and / or the D component, and other additives are preferable. By adding the compatibilizer, it is possible to improve not only the mechanical properties and the like of the flame-retardant resin composition of the present invention, but also the flame retardancy. The amount of the compatibilizer to be added is not particularly limited, and the compatibilizer can be added within a range that does not impair the purpose of the present invention.
[0141]
(5) additives;
The flame-retardant resin composition of the present invention includes various additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, deterioration inhibitors such as light stabilizers, lubricants, antistatic agents, release agents, plasticizers, and coloring agents. An agent (pigment) may be added. The amount of the additive to be used can be appropriately selected according to the kind and purpose of the additive within a range not impairing the flame retardancy, heat resistance, impact resistance, mechanical strength and the like.
[0142]
The flame-retardant resin composition of the present invention is prepared by mixing a resin component (A component), an organic phosphorus compound (B component) and other components as necessary with a V-type blender, a super mixer, a super floater, a Henschel mixer, or the like. A method of pre-mixing using a mixer, supplying the pre-mixture to a kneader, and melt-mixing is preferably employed. As a kneader, various melt mixers, for example, a kneader, a single-screw or twin-screw extruder, and the like can be used. Are melted at a temperature of, and a liquid component is injected by a side feeder, extruded, and pelletized by a pelletizer.
[0143]
The flame-retardant resin composition of the present invention contains substantially no halogen, has extremely high flame-retardant performance, and is used for home electric appliance parts, electric / electronic parts, automobile parts, machine / mechanical parts, cosmetic containers, etc. It is useful as a material for molding various molded articles. Specifically, breaker parts, switch parts, motor parts, ignition coil cases, power plugs, power outlets, coil bobbins, connectors, relay cases, fuse cases, flyback transformer parts, focus block parts, distributor caps, harness connectors, etc. Can be suitably used. Furthermore, housings, casings, or chassis that are becoming thinner, such as housings for electronic and electrical products (for example, home appliances and OA equipment such as telephones, personal computers, printers, faxes, copiers, VCRs, audio equipment, and parts thereof). Useful for casings or chassis. In particular, it is useful as a housing of a printer requiring excellent heat resistance and flame retardancy, a fixing unit part, and a machine / mechanical part of home appliances and OA products such as a facsimile.
[0144]
The molding method is not particularly limited, such as injection molding, blow molding, and press molding. Preferably, the resin composition is produced by injection molding a pellet-shaped resin composition using an injection molding machine.
[0145]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The evaluation was performed by the following method.
[0146]
(1) Hydrolysis Resistance In the hydrolysis resistance test, a bending test piece was left at 120 ° C. and 100% RH for 24 hours, and then the bending test piece was dried at 130 ° C. for 5 hours. The bending strength of the bending test piece before and after the hydrolysis test was measured in accordance with ISO178, and the bending strength retention (ΔY) was determined by the following equation.
ΔY = Y 2 / Y 1 × 100 (%)
Y 1 : Bending strength before hydrolysis test Y 2 ; Bending strength after hydrolysis test The hydrolysis resistance was determined from the bending strength retention obtained by the above formula. The following criterion was used as the criterion.
○: ΔY is 70% or more ×: ΔY is less than 70%
(2) Flame retardancy (UL-94 rating)
Flame retardancy is measured using test pieces 1/16 inch (1.6 mm) and 1/32 inch (0.8 mm) in thickness, and is specified in UL-94 of the US UL standard as an evaluation scale of flame retardancy. The evaluation was performed according to the vertical combustion test. All test pieces extinguished the fire within 10 seconds after the flame was removed, and V-0 was used when the drop did not ignite the cotton. What caused ignition was V-2, and those not exceeding this evaluation standard were notV.
[0148]
(3) Acid value The measurement was carried out according to JIS-K-3504.
[0149]
Preparation Example 1
Preparation of 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-bis (diphenylmethyl) -3,9-dioxide (FR-1) In a 10-liter three-necked flask equipped with a reflux condenser and a thermometer, 2058.5 g (7.22 mol) of diphenylmethylphosphonic dichloride, 468.3 g (3.44 mol) of pentaerythritol, and 1169.4 g of pyridine ( 14.8 mol) and 8200 g of chloroform were charged, heated to 60 ° C. under a nitrogen stream, and stirred for 6 hours. After completion of the reaction, chloroform was replaced with methylene chloride, 6 L of distilled water was added to the reaction mixture, and the mixture was stirred to precipitate a white powder. This was collected by suction filtration, and the obtained white matter was washed with methanol and then dried at 100 ° C. and 1.33 × 10 2 Pa for 10 hours to obtain 1156.2 g of a white solid. The obtained solid was analyzed by 31 P-NMR, 1 H-NMR spectrum and elemental analysis for 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-bis (diphenylmethyl). It was confirmed to be -3,9-dioxide. The 31 P-NMR purity was 99%. The HPLC purity measured by the method described in the text was 99%. The acid value was 0.3 mg KOH / g.
[0150]
1 H-NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ 7.20-7.60 (m, 20H), 5.25 (d, 2H), 4.15-4.55 (m, 8H), 31 P- NMR (DMSO-d6, 120 MHz): δ 20.9, melting point: 265 ° C, elemental analysis Calculated: C, 66.43; H, 5.39; Found: C, 66.14; H, 5.41
[0151]
Preparation Example 2
Preparation of 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-bis (diphenylmethyl) -3,9-dioxide (FR-2) , A thermometer and a condenser, and 40.4 g of 3,9-bis (diphenylmethoxy) -2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane was added to the flask under a nitrogen stream. (0.072 mol), 35.5 g (0.14 mol) of diphenylmethyl bromide, and 48.0 g (0.45 mol) of xylene, and the mixture was heated and stirred at a reflux temperature (about 130 ° C.) for 3 hours. After completion of the heating, the mixture was allowed to cool to room temperature, 30 mL of xylene was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. The precipitated crystals were separated by filtration and washed twice with 30 mL of xylene. The crude product obtained and 100 mL of methanol were placed in an eggplant-shaped flask, fitted with a condenser, and refluxed for about 1 hour. After cooling to room temperature, the crystals were separated by filtration, washed twice with 50 mL of methanol, and dried at 120 ° C. under reduced pressure. The obtained solid was analyzed by 31 P-NMR, 1 H-NMR spectrum and elemental analysis for 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane, 3,9-bis (diphenylmethyl). It was confirmed to be -3,9-dioxide. The obtained solid was a white powder, the yield was 36.8 g, and the yield was 91%. The 31 P NMR purity was 99%. The HPLC purity measured by the method described in the text was 99%. The acid value was 0.07 mgKOH / g.
[0152]
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 300 MHz): δ 7.2-7.6 (m, 20H), 6.23 (d, J = 9 Hz, 2H), 3.89-4.36 (m, 6H) ), 3.38-3.46 (m, 2H) , 31 P-NMR (CDCl 3, 120MHz): δ20.9 (S), melting point: 265 ° C., elemental analysis: calculated: C, 66.43; H , 5.39; Found: C, 66.14; H, 5.41.
[0153]
The following components were used for each component used in Examples and Comparative Examples.
(I) Polyester resin (A-1 component)
(1) Polybutylene terephthalate (TRB-H manufactured by Teijin Limited) was used (hereinafter referred to as PBT-1). 230 ° C., MVR value measured at 3.8kg load was 9.5cm 3 / 10min.
(2) Polybutylene terephthalate (TRB-J manufactured by Teijin Limited) was used (hereinafter referred to as PBT-2). 230 ° C., MVR value measured at 3.8kg load was 12.5 cm 3 / 10min.
(3) Polyethylene terephthalate (TR-8580H manufactured by Teijin Limited) was used (hereinafter referred to as PET-1). 280 ° C., MVR value measured at 1.2kg load was 42.4cm 3 / 10min.
(4) Polyethylene terephthalate (TR-8550T manufactured by Teijin Limited) was used (hereinafter referred to as PET-2). 280 ° C., MVR value measured at 1.2kg load was 51.5cm 3 / 10min.
[0154]
(II) Thermoplastic resin (A-2 component)
{Circle around (1)} Polyphenylene ether (Zylon P-402 manufactured by Asahi Kasei Corporation) was used (hereinafter referred to as PPE).
{Circle around (2)} Polycarbonate (Panlite L-1225WP manufactured by Teijin Chemicals Limited) was used (hereinafter referred to as PC).
{Circle around (3)} Nylon 6 (NF-8020 manufactured by Teijin Limited) was used (hereinafter referred to as PA).
(4) ABS resin (Santak UT-61 manufactured by A & L Japan Co., Ltd.) was used (hereinafter referred to as ABS).
[0155]
(III) Organic phosphorus compound (B component)
{Circle around (1)} 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-bis (diphenylmethyl) -3,9-dioxide synthesized in Preparation Example 1 Phosphorus-based compound represented by formula (1-a) (hereinafter referred to as FR-1)
(2) 2,4,8,10-Tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-bis (diphenylmethyl) -3,9-dioxide synthesized in Preparation Example 2 Phosphorus-based compound represented by formula (1-a) (hereinafter referred to as FR-2)
[0156]
(IV) Other organic phosphorus compounds (1) Triphenyl phosphate (TPP manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. (hereinafter referred to as TPP))
{Circle around (2)} 1,3-phenylenebis [di (2,6-dimethylphenyl) phosphate] In the general formula (G-3), Ar 4 is a phenylene group, and Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 are Organic phosphate compound which is a 2,6-dimethylphenyl group, Adekastab FP-500 (hereinafter referred to as FP-500) manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.
[0157]
(V) Inorganic salt (C component)
{Circle around (1)} Calcium carbonate (special grade calcium carbonate reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used (hereinafter referred to as CaCO 3 ).
(2) Magnesium carbonate (special grade of magnesium carbonate reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used (hereinafter referred to as MgCO 3 ).
▲ 3 ▼ using barium carbonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. barium carbonate reagent grade) (hereinafter referred to as BaCO 3).
(4) Calcium phosphate (special grade calcium phosphate reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used (hereinafter referred to as Ca 3 (PO 4 ) 2 ).
[0158]
(VI) Flame-retardant resin (D component)
(1) A phenol resin (PR-53195, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was used (hereinafter referred to as D-1).
(2) An epoxy resin (Epicoat 828 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) was used (hereinafter referred to as D-2).
[0159]
(VII) Filler (E component)
{Circle around (1)} A glass milled fiber (PFE-301S manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) was used (hereinafter referred to as E-1).
{Circle around (2)} Glass chopped fiber (ECS03T-187H manufactured by NEC Corporation) was used (hereinafter referred to as E-2).
[0160]
(VIII) Fluorine-containing resin (F component)
(1) Polytetrafluoroethylene (Polyflon MPA manufactured by Daikin Chemical Industry Co., Ltd.)
FA-500) (hereinafter referred to as F-1).
(2) AS-coated polytetrafluoroethylene (BLENDEX449 manufactured by GE Specialty Chemicals) was used (hereinafter referred to as F-2).
In addition, about BLENDEX449, PTFE content was 50%, acrylonitrile component content was 10%, and styrene component content was 40%.
[0161]
[Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 to 62]
Each component described in Tables 1 to 6 was blended in a tumbler in the amount (parts by weight) described in Tables 1 to 6, and pelletized with a 15 mmφ twin screw extruder (KZW15 manufactured by Technovel). In addition, about the composition which added the glass chopped fiber, it pelletized with the 30 mm (phi) single screw extruder. The obtained pellets were dried with a hot air dryer at 130 ° C. for 5 hours. The dried pellets were molded by an injection molding machine (J75Si manufactured by Japan Steel Works, Ltd.). Tables 1 to 6 show the results of evaluation using the molded plate.
[0162]
[Table 1]
Figure 2004051917
[0163]
[Table 2]
Figure 2004051917
[0164]
[Table 3]
Figure 2004051917
[0165]
[Table 4]
Figure 2004051917
[0166]
[Table 5]
Figure 2004051917
[0167]
[Table 6]
Figure 2004051917
[0168]
【The invention's effect】
The flame-retardant resin composition of the present invention and the molded article formed therefrom have the following advantages over conventional flame-retardant polyester resin compositions.
(I) A polyester resin composition having high flame retardancy and high hydrolysis resistance can be obtained without substantially using a halogen-containing flame retardant.
(Ii) Since the organic phosphorus compound as the flame retardant has an excellent flame retardant effect on the polyester resin, the V-2 level can be achieved even with a relatively small amount of use. In addition, a composition having a V-0 level flame retardant effect can be easily obtained. In other words, a composition having a V-0 level can be obtained by a relatively simple composition without adding many components to achieve the V-0 level.
(Iii) By combining an organic phosphorus compound as a flame retardant with a specific flame retardant improving resin, a V-0 level polyester composition can be easily obtained with a relatively small amount of the organic phosphorus compound.
(Iv) Due to the structure and characteristics of the organophosphorus compound used as a flame retardant, a resin which hardly undergoes thermal deterioration of the polyester resin during molding of the polyester resin or use of the molded article, and has excellent heat stability. A composition is obtained. Therefore, a composition having excellent balance of flame retardancy, mechanical strength and thermal stability can be obtained.
(V) Since the organic phosphorus compound as a flame retardant is colorless and compatible with the polyester resin, a molded article having excellent transparency can be obtained. Conventionally, a polyester resin molded article having a V-0 level and excellent in transparency has not been commercially available.

Claims (21)

(A)芳香族ポリエステル樹脂を少なくとも60重量%含有する樹脂成分(A成分)100重量部、
(B)下記一般式(1)で表される有機リン化合物(B成分)1〜100重量部、
(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である無機塩(C成分)0.1〜100重量部、
(D)難燃性改良樹脂(D成分)0〜50重量部および、
(E)充填剤(E成分)0〜200重量部
からなる難燃性樹脂組成物。
Figure 2004051917
(式中、RおよびRは、同一または異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基またはフェニル基、ナフチル基もしくはアントリル基であり、その芳香環に置換基を有していてもよい。R、R、RおよびRは、同一または異なっていてもよく、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基であり、その芳香環に置換基を有していてもよい。)
(A) 100 parts by weight of a resin component (A component) containing at least 60% by weight of an aromatic polyester resin,
(B) 1 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound (component B) represented by the following general formula (1),
(C) 0.1 to 100 parts by weight of at least one inorganic salt (component C) selected from the group consisting of alkali metal salts and alkaline earth metal salts;
(D) 0 to 50 parts by weight of a flame retardant improving resin (D component),
(E) A flame-retardant resin composition comprising 0 to 200 parts by weight of a filler (E component).
Figure 2004051917
(Wherein, R 1 and R 4 may be the same or different and each represent a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group, a naphthyl group or an anthryl group; R 2 , R 3 , R 5 and R 6 may be the same or different and are a phenyl group, a naphthyl group or an anthryl group, and have a substituent on the aromatic ring. May be.)
(A)芳香族ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂およびポリトリメチレンナフタレート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。(A) The aromatic polyester resin is a group consisting of polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polybutylene naphthalate resin, polycyclohexanedimethyl terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate resin, and polytrimethylene naphthalate resin. The flame-retardant resin composition according to claim 1, which is at least one member selected from the group consisting of: (A)芳香族ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂およびポリエチレンナフタレート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。The flame retardant resin composition according to claim 1, wherein (A) the aromatic polyester resin is at least one selected from the group consisting of a polyethylene terephthalate resin, a polybutylene terephthalate resin, and a polyethylene naphthalate resin. A成分は、芳香族ポリエステル樹脂(A−1成分)60〜100重量部およびポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂およびポリエーテルイミド樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂(A−2成分)40〜0重量部よりなる請求項1記載の難燃性樹脂組成物。The A component is selected from the group consisting of 60 to 100 parts by weight of an aromatic polyester resin (A-1 component) and a polyphenylene ether resin, a polycarbonate resin, a polyamide resin, a polyolefin resin, a styrene resin, a polyphenylene sulfide resin and a polyetherimide resin. The flame-retardant resin composition according to claim 1, comprising 40 to 0 parts by weight of at least one type of thermoplastic resin (component A-2). (B)有機リン化合物(B成分)は、酸価が0.7mgKOH/g以下である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。The flame retardant resin composition according to claim 1, wherein (B) the organic phosphorus compound (B component) has an acid value of 0.7 mgKOH / g or less. (B)有機リン化合物(B成分)は、HPLC純度が少なくとも90%である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein the (B) organic phosphorus compound (B component) has an HPLC purity of at least 90%. (B)有機リン化合物(B成分)は、上記式(1)中のR、R、R、およびRが同一または異なっていてもよく、置換基を有してもよいフェニル基である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。(B) The organophosphorus compound (component B) is a phenyl group in which R 2 , R 3 , R 5 and R 6 in the above formula (1) may be the same or different, and may have a substituent. The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein (B)有機リン化合物(B成分)は、上記式(1)中のRおよびRが同一または異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基、または置換基を有してもよいフェニル基である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。(B) In the organic phosphorus compound (component B), R 1 and R 4 in the above formula (1) may be the same or different, and may have a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a substituent. The flame-retardant resin composition according to claim 1, which is a good phenyl group. (B)有機リン化合物(B成分)は、下記式(1−a)で示される化合物である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
Figure 2004051917
The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein (B) the organic phosphorus compound (B component) is a compound represented by the following formula (1-a).
Figure 2004051917
A成分100重量部に対して、B成分が2〜90重量部の割合で含有する請求項1記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein the component B is contained in a proportion of 2 to 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component A. A成分100重量部に対して、B成分は5〜70重量部の割合で含有する請求項1記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein the component (B) is contained in an amount of 5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (A). (C)無機塩(C成分)は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムおよびリン酸カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein (C) the inorganic salt (C component) is at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, and calcium phosphate. (D)難燃性改良樹脂(D成分)は、フェノール樹脂(D−i成分)、エポキシ樹脂(D−ii成分)およびスチレン系樹脂(D−iii成分)からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、A成分100重量部に対して0.01〜45重量部である請求項1記載の難燃性樹脂組成物。(D) The flame-retardant resin (D component) is at least one selected from the group consisting of a phenol resin (Di component), an epoxy resin (D-ii component), and a styrene-based resin (D-iii component). The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein the amount is 0.01 to 45 parts by weight based on 100 parts by weight of the component A. (E)充填剤(E成分)が、A成分100重量部当り1〜150重量部配合されている請求項1記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein the filler (E) is incorporated in an amount of 1 to 150 parts by weight per 100 parts by weight of the component A. (A)芳香族ポリエステル樹脂を少なくとも60重量%含有する樹脂成分(A成分)100重量部、
(B)下記一般式(1)で表される有機リン化合物(B成分)1〜100重量部、
(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である無機塩(C成分)0.1〜100重量部、
(D)難燃性改良樹脂(D成分)0〜50重量部、
(E)充填剤(E成分)0〜200重量部、および
(F)フッ素含有樹脂(F成分)0.01〜10重量部からなる難燃性樹脂組成物。
Figure 2004051917
(式中、RおよびRは、同一または異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基またはフェニル基、ナフチル基もしくはアントリル基であり、その芳香環に置換基を有していてもよい。R、R、RおよびRは、同一または異なっていてもよく、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基であり、その芳香環に置換基を有していてもよい。)
(A) 100 parts by weight of a resin component (A component) containing at least 60% by weight of an aromatic polyester resin,
(B) 1 to 100 parts by weight of an organic phosphorus compound (component B) represented by the following general formula (1),
(C) 0.1 to 100 parts by weight of at least one inorganic salt (component C) selected from the group consisting of alkali metal salts and alkaline earth metal salts;
(D) a flame retardant resin (D component) 0 to 50 parts by weight,
A flame-retardant resin composition comprising (E) a filler (E component) in an amount of 0 to 200 parts by weight and (F) a fluorine-containing resin (F component) in an amount of 0.01 to 10 parts by weight.
Figure 2004051917
(Wherein, R 1 and R 4 may be the same or different and each represent a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group, a naphthyl group or an anthryl group; R 2 , R 3 , R 5 and R 6 may be the same or different and are a phenyl group, a naphthyl group or an anthryl group, and have a substituent on the aromatic ring. May be.)
実質的にハロゲンを含有しない請求項1または15記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1 or 15, which is substantially free of halogen. 厚さ1.6mmの成形品において、UL−94規格の難燃レベルV−0を達成する請求項1または15記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1 or 15, which achieves a flame-retardant level V-0 of UL-94 standard in a molded product having a thickness of 1.6 mm. 厚さ0.8mmの成形品において、UL−94規格の難燃レベルV−0を達成する請求項1または15記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1 or 15, which achieves a flame-retardant level V-0 of UL-94 standard in a molded product having a thickness of 0.8 mm. 耐加水分解性(曲げ強度保持率)が70%以上を有する請求項1または15記載の難燃性樹脂組成物。The flame-retardant resin composition according to claim 1 or 15, having a hydrolysis resistance (bending strength retention) of 70% or more. (B)前記一般式(1)で表される有機リン化合物(B成分)および(C)アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である無機塩(C成分)からなり、B成分とC成分との割合が重量比で1:1〜100:1である良好な耐加水分解性を与える芳香族ポリエステル樹脂用の難燃剤組成物。(B) at least one inorganic salt (component (C)) selected from the group consisting of the organic phosphorus compound (component B) represented by the general formula (1) and (C) an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt; A flame retardant composition for an aromatic polyester resin which has good hydrolysis resistance and has a weight ratio of component B to component C of 1: 1 to 100: 1. 前記請求項1または15に記載の難燃性樹脂組成物から形成された成形品。A molded article formed from the flame-retardant resin composition according to claim 1.
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