JP2004250634A - Flame-retardant plastic material and its molded article - Google Patents
Flame-retardant plastic material and its molded article Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004250634A JP2004250634A JP2003044437A JP2003044437A JP2004250634A JP 2004250634 A JP2004250634 A JP 2004250634A JP 2003044437 A JP2003044437 A JP 2003044437A JP 2003044437 A JP2003044437 A JP 2003044437A JP 2004250634 A JP2004250634 A JP 2004250634A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- plastic material
- flame
- component
- material according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は難燃性の優れたプラスチック材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機系のプラスチック材料は、ガラス等の無機材料に比較して成形性に優れることに加え、耐衝撃性に優れていることから、自動車部品、家電部品、ＯＡ機器部品を始めとする多岐の分野で使用されているが、メイン樹脂として使用される熱可塑性樹脂の易燃性のためにその用途が制限されている。
【０００３】
プラスチックの難燃化の方法としては、ハロゲン系、リン系、無機系の難燃剤を添加することが知られており、それによりある程度難燃化が達成されている。
しかしながら、近年火災に対する安全性の要求がとみにクローズアップされ、家電製品、ＯＡ機器等に対する米国ＵＬ（アンダーライターズ・ラボラトリー）垂直法燃焼試験の規制が年とともに厳しくなってきたことや、軽量化、経済性向上のため、製品、部品の肉厚が薄くなってきたことから、より高度な難燃化技術の開発が強く望まれてきている。
【０００４】
より高度な難燃性を付与するため難燃剤を増量する方法は、元来高価な難燃剤を大量に使用することになり、経済的でないだけでなく、有毒ガスの発生やプラスチック製品の機械的性質の低下を助長するために好ましくない。
【０００５】
一方、プラスチック材料には、ラップなどの透明フィルムを除いてほとんどの場合各種フィラーが添加されている。炭酸カルシウム、タルク、マイカ、モンモリロナイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリカ、酸化チタン、カーボンブラックなど多数のフィラーが知られており、その効果もプラスチック材料の機械的強度向上にとどまらず、難燃性、紫外線吸収性、抗菌性、導電性などの付与や、着色など、様々なものがある。
【０００６】
プラスチック材料の難燃性の向上に関係する従来技術の代表例として、特開平８−３１１２８０号公報には、表面エネルギーの低い元素を有する難燃剤を使用することにより難燃剤をプラスチック表面に偏在させて難燃性を向上する技術が開示されている。
【０００７】
また、特開平１１−２１７４９４号公報には、ポリカーボネート樹脂、特定のシリコーン化合物、及び芳香族硫黄化合物の金属塩（難燃成分）を配合してなる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−３１１２８０号公報
【特許文献２】
特開平１１−２１７４９４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
不燃性のフィラーを用いた場合、プラスチック材料の燃焼熱は当然小さくなるが、プラスチック自体はかえって燃えやすくなることが知られている。これは、プラスチックの表面にフィラーが露出することで溶融プラスチックの表面積が増大し、蒸気圧を高めているからである。これを、ローソク効果という。
このように、ローソク効果はプラスチックの難燃性向上の大きな障害となっている。
【００１０】
本発明は、難燃剤を無闇に増量することなしに、ローソク効果を抑制することによりプラスチック材料の難燃性を向上することを目的する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、プラスチック材料のメインとなる熱可塑性樹脂と、その樹脂に対して親和性を持つフィラーと、その樹脂を一部変成して表面エネルギーを小さくした樹脂を含むプラスチック材料を使用することにより、成形時にフィラーが製品プラスチックの表面に露出するのを防ぎ、ローソク効果を抑制して難燃性向上が可能であることを見いだした。
【００１２】
すなわち、本発明の難燃性プラスチック材料は、次の（１）〜（３）の成分を含むことを特徴とする。
（１）熱可塑性樹脂。
（２）（１）の樹脂に対して親和性を持つフィラー。
（３）（１）の樹脂を変性して（１）の樹脂より表面エネルギーを小さくした部分を有する樹脂。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の難燃性プラスチック材料にあっては、ローソク効果の抑制により難燃性向上の効果が得られる。これは、以下の理由によるものである。
【００１４】
プラスチック材料の成形物では、使用するプラスチック材料のうちの表面エネルギーが小さい部分が表面に、表面エネルギーが大きい部分は内部に集まる性質がある。そのため前述の成分（１）〜（３）を含む系においては、変成した樹脂成分（３）の表面エネルギーを小さくされた部分が表面に集まり、フィラーが表面に露出するのを防ぐ。また、特性の異なる樹脂どうしを組み合わせた材料では、それから得られた成型物においてそれらが互いに相分離して、成形物の品質を損なうことがあるが、本発明で用いる変性樹脂成分（３）は、メインの樹脂（１）を一部変成しただけのものであるため、変成されて表面エネルギーが小さくなった部分が表面側に、変成されておらず表面エネルギーの小さい部分がバルク側（内側）に配向する。そのため、成分（１）の樹脂と成分（３）の変性樹脂どうしが相分離を起こすなどのトラブルを回避できる。
【００１５】
特開平８−３１１２８０号公報では、表面エネルギーの低い元素を有する難燃剤を使用することによって難燃剤をプラスチック表面に偏在させ、プラスチック材料の難燃性を向上させている。しかし、難燃剤を表面に偏在させることは、フィラーの表面露出を防止することにならず、この公報ではローソク効果抑制について触れてはいない。また、メイン樹脂を一部変成した樹脂を使用して相分離を防ぐことについても開示していない。
【００１６】
本発明のプラスチック材料における成分（１）の樹脂（メイン樹脂）としては、フィルム成形、押出成形、射出成形などの通常の成形手法により成形可能な熱可塑性樹脂を使用することができる。代表的な熱可塑性樹脂の例を挙げると、ポリカーボネートやアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）などの一般的な樹脂を始め、生分解性の樹脂類、例えば脂肪族ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート、変性澱粉、天然高分子、ポリ乳酸、ポリイソシアネート、ポリ３−ヒドロキシブチレート、ポリ３−ヒドロキシバレエート又はそれらの共重合体、などである。
【００１７】
生分解性樹脂をメイン樹脂とする生分解性プラスチックは、環境負荷の低減などから注目されているが、難燃性の付与が大きな課題とされている。特に生分解プラスチックでは、生分解性を損なうほどの大量の難燃剤を添加するわけにはいかないので、難燃剤の増量に頼らずに難燃性向上を実現可能な本発明は、生分解性プラスチックにとって好適であると言える。
【００１８】
生分解プラスチックの中でも、特にポリ乳酸又はポリイソシアネートをメイン樹脂とするものは、現在、ＬＳＩの搬送などに使用するＬＳＩトレイやエンボステープで使用されており、パーソナルコンピュータの一部部品にも採用されている。更に、これらは今後筐体にまで適用することが計画されるほど研究が進んでおり、本発明のプラスチック材料において特に好ましい熱可塑性樹脂である。
【００１９】
本発明のプラスチック材料で使用する樹脂成分（３）は、メイン樹脂成分（１）の熱可塑性樹脂より表面エネルギーを小さくした部分を持つよう成分（１）の熱可塑性樹脂を変性して得ることができる。この変性は、例えば、熱可塑性樹脂の分子の一部に下式の置換基
−ＭＲ１Ｒ２Ｒ３
（この式中のＭは炭素又はケイ素を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ、水素、フッ素、炭素数１〜８のアルキル基、又はアリール基のいずれかである）
を導入することで行うことができる。置換基としては、特にトリフルオロメチル基、トリメチルシリル基などが好ましい。
【００２０】
成分（２）のフィラーは、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、マイカ、モンモリロナイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリカ、酸化チタン、カーボンブラックなどの既知のフィラーのうちから、目的に応じて適宜選んだものを使用することができる。とは言え、フィラーとしては、その添加がプラスチックの難燃性発現に寄与することができる不燃性のフィラーを用いるのが好ましい。場合によっては、２種以上のフィラーの混合物も使用可能である。
【００２１】
樹脂成分とフィラー成分から構成される複合材料に共通であるように、本発明の難燃性プラスチック材料にあっても、フィラー成分（２）は成分（１）の樹脂に対して親和性を持つことが必要である。親和性の乏しいフィラーを使用すると、マトリクス成分である樹脂へのフィラーの分散が不十分となり、機械的強度などの特性が意に満たない成形物しか得られなくなる。フィラー自体が既に親和性を有している場合は問題ないが、親和性を有していない場合は、シランカップリング剤を用いてフィラーを表面シリル化処理することが好ましい。この処理には、熱可塑性樹脂の構造単位の一部と類似の部分を有するシランカップリング剤を用いるのが特に好ましい。例えば、スチレン系樹脂に対してはｐ−スチリルトリメトキシシランカップリング剤が好適である。
【００２２】
本発明のプラスチック材料における難燃性は、主として、不燃性のフィラーの存在によりもたらされる。
場合によっては、表面エネルギーを小さくした変性樹脂自体に、難燃剤としての効果が期待できる。例えば、トリフルオロメチル基の導入により変成した樹脂を使用した場合、成形物表面にトリフルオロメチル基が集合して、燃焼時のドリッピングを抑制し延焼を防ぐ効果がある。また、トリメチルシリル基で変成した樹脂を使用した場合、成形物表面に集合したトリメチルシリル基が、燃焼時に不燃性の酸化ケイ素を形成し、燃焼を抑制する効果がある。
【００２３】
とは言え、難燃性評価用のＵＬ９４Ｖ試験でＶ−０クラスといった高い難燃性を要求される場合は、本発明のプラスチック材料にやはり別に難燃剤も添加するのが好ましい。ハロゲン系、リン系、無機系などの周知の各種難燃剤が使用可能である。
【００２４】
本発明のプラスチック材料は、必要とされる機械的強度や難燃性等の特性を満たす限り、成分（１）〜（３）を任意の割合で含むことができ、その割合は特定のプラスチック材料を設計する都度、適宜決定されるべきである。
【００２５】
本発明の難燃性プラスチック材料は、所期の難燃性を損なわない限り、成分（１）〜（３）以外に、目的に応じて任意の成分を追加して含むこともできる。そのような追加成分の例としては、可塑剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、導電性付与剤、着色剤などの、プラスチック材料で広く使用されるものを挙げることができる。
【００２６】
本発明のプラスチック材料を混練し、混練物を成形することで、プラスチック成形物を得ることができる。成形には、フィルム成形、押出成形、射出成形などの種々の成形法を利用することができる。各種の成形物が可能であり、例えば、パーソナルコンピュータ用部品としての回路基板、筐体、キーボード部品などに利用することができる。
【００２７】
【実施例】
次に、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
プラスチック材料の原料として、以下のものを用いた。
ポリ乳酸（レイシアＨ−１００Ｊ、三井化学社）
ポリブチレンサクシネート（ビオノーレ１０２０、昭和高分子社）
タルク（ＨＳ−Ｔ０．５、林化成社）
ポリリン酸アンモニウム系発泡性難燃剤（Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ ７５０、クラリアント社）
【００２９】
以下の手順により、一部のポリ乳酸を変性した。
ポリ乳酸１００ｇをクロロホルム３００ｃｍ３に溶解し、トリメチルエトキシシラン１１ｇ及び濃度４００ｐｐｍの硝酸水５ｇを滴下し、滴下終了後２時間の攪拌を行う。その後硝酸マグネシウム５ｇを添加し、過剰の水分を除去する。ロータリエバポレータを用いて反応溶液を除去し、更に１，４−ジオキサンを使用して凍結乾燥を行うことにより、ポリ乳酸の一部（分子末端部と思われる）にトリメチルシリル基を有する変成ポリ乳酸を得た。
【００３０】
これらを用いて、表１の組成（ｗｔ％）で、実施例（本発明例）と比較例のプラスチック材料を作製した。
【００３１】
【表１】
各プラスチック材料を射出成形機内で温度１６５℃に保持して溶融混練し、射出成形により難燃性評価用の試験片（１２５×１３×１．６ｍｍ及び１２５×１３×３．２ｍｍ）を成形し、ＵＬ９４Ｖ試験（機器の部品用プラスチック材料の燃焼性試験）に準拠した難燃性の評価を行った。
【００３３】
ＵＬ９４Ｖ試験とは、米国ＵＬ（アンダーライターズ・ラボラトリー）垂直法燃焼試験のことであり、鉛直に保持した所定の大きさの試験片にバーナーの炎を１０秒間接炎した後の残炎時間やドリップ性から難燃性を評価する方法であって、評価結果は、試験結果に基づき表２に示すＶ−０、Ｖ−１、Ｖ−２のクラスに分けられる。
【００３４】
【表２】
表２に示す残炎時間とは、着火源を遠ざけた後の、試験片が有炎燃焼を続ける時間の長さであり、ドリップによる綿の着火とは、試験片の下端から約３００ｍｍ下にある標識用の綿が、試験片からの滴下（ドリップ）物によって着火されるかどうかによって決定される。
【００３６】
難燃性試験の結果、比較例の試験片は、燃焼時間が合計１８２秒、ドリップによる綿着火ありでＶ−２相当だったのに対して、本発明に基づいた試験片は、燃焼時間が合計８４秒、ドリップによる綿着火なしでＶ−１相当であった。実施例と比較例の材料の組成がほとんど変わらないにも関わらず本発明の試験片でこのように燃焼時間が大幅に減少したのは、変成ポリ乳酸の使用によるローソク効果抑制のためと考えられる。
【００３７】
本発明は、以上説明したとおりであるが、その特徴を種々の態様ととも付記すれば、次のとおりである。
（付記１）次の成分（１）〜（３）を含むことを特徴とする難燃性プラスチック材料。
（１）熱可塑性樹脂
（２）（１）の樹脂に対して親和性を持つフィラー
（３）（１）の樹脂を変性して（１）の樹脂より表面エネルギーを小さくした部分を有する樹脂
（付記２）成分（１）の熱可塑性樹脂が生分解性樹脂である、付記１記載のプラスチック材料。
（付記３）前記生分解性樹脂が、脂肪族ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート、変性澱粉、天然高分子、ポリ乳酸、ポリイソシアネート、ポリ３−ヒドロキシブチレート、ポリ３−ヒドロキシバレエート、又はそれらの共重合体である、付記２記載のプラスチック材料。
（付記４）前記生分解性樹脂が、ポリ乳酸、ポリイソシアネート、又はそれらの共重合体である、付記２記載のプラスチック材料。
（付記５）成分（３）の樹脂が、成分（１）の熱可塑性樹脂をその分子の一部に下式の置換基
−ＭＲ１Ｒ２Ｒ３
（この式中のＭは炭素又はケイ素を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ、水素、フッ素、炭素数１〜８のアルキル基、又はアリール基のいずれかである）
を導入することにより変性した樹脂である、付記１から４までのいずれか一つに記載のプラスチック材料。
（付記６）前記置換基がトリフルオロメチル基又はトリメチルシリル基である、付記５記載のプラスチック材料。
（付記７）前記フィラーが表面シリル化処理されている、付記１から６までのいずれか一つに記載のプラスチック材料。
（付記８）前記表面シリル化が、成分（１）の熱可塑性樹脂の構造単位の一部と類似の部分を有するシランカップリング剤によりなされている、付記７記載のプラスチック材料。
（付記９）難燃剤成分を更に含む、付記１から８までのいずれか一つに記載のプラスチック材料。
（付記１０）付記１から９までのいずれか一つに記載のプラスチック材料を成形して得られた成形物。
【００３８】
【発明の効果】
本発明により、難燃剤を無闇に増量することなくローソク効果を抑制することにより難燃性の向上したプラスチック材料を提供することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plastic material having excellent flame retardancy.
[0002]
[Prior art]
Organic plastic materials have excellent moldability and excellent impact resistance compared to inorganic materials such as glass, so they are used in a wide variety of fields, including automotive parts, home appliance parts, and OA equipment parts. However, its use is limited due to the flammability of the thermoplastic resin used as the main resin.
[0003]
As a method of making a plastic flame-retardant, it is known to add a halogen-based, phosphorus-based, or inorganic-based flame retardant, thereby achieving some degree of flame retardancy.
However, in recent years, the demand for fire safety has been noticeably highlighted, and the regulations of the US UL (Underwriters Laboratory) vertical combustion test for home electric appliances, OA equipment, etc. have become stricter with the years, Since the thickness of products and parts has become thinner in order to improve economy, development of more advanced flame retardant technology has been strongly desired.
[0004]
Increasing the amount of flame retardant to provide a higher degree of flame retardancy would result in the use of large amounts of expensive flame retardants, which is not only economical, but also generates toxic gases and mechanically It is not preferable because it promotes the property deterioration.
[0005]
On the other hand, various fillers are added to a plastic material in most cases except for a transparent film such as a wrap. Numerous fillers such as calcium carbonate, talc, mica, montmorillonite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, silica, titanium oxide, and carbon black are known, and their effects are not limited to improving the mechanical strength of plastic materials, and they are also flame-retardant. There are various things such as imparting properties, ultraviolet absorption, antibacterial properties, and conductivity, and coloring.
[0006]
As a typical example of the prior art relating to the improvement of the flame retardancy of a plastic material, JP-A-8-31280 discloses that a flame retardant having an element having a low surface energy is used so that the flame retardant is unevenly distributed on the plastic surface. There is disclosed a technique for improving flame retardancy.
[0007]
JP-A-11-217494 describes a flame-retardant polycarbonate resin composition comprising a polycarbonate resin, a specific silicone compound, and a metal salt (a flame-retardant component) of an aromatic sulfur compound. .
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-8-31280 [Patent Document 2]
JP-A-11-217494
[Problems to be solved by the invention]
It is known that when a non-combustible filler is used, the heat of combustion of the plastic material is naturally reduced, but the plastic itself is more easily burned. This is because the surface area of the molten plastic is increased by exposing the filler to the surface of the plastic, thereby increasing the vapor pressure. This is called a candle effect.
Thus, the candle effect is a major obstacle to improving the flame retardancy of plastics.
[0010]
An object of the present invention is to improve the flame retardancy of a plastic material by suppressing the candle effect without increasing the amount of a flame retardant.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a thermoplastic resin, which is a main plastic material, a filler having an affinity for the resin, and a surface energy of the resin which is partially modified. It has been found that by using a plastic material containing a resin having a reduced size, the filler can be prevented from being exposed on the surface of the product plastic during molding, and the candle effect can be suppressed to improve the flame retardancy.
[0012]
That is, the flame-retardant plastic material of the present invention is characterized by containing the following components (1) to (3).
(1) Thermoplastic resin.
(2) A filler having an affinity for the resin of (1).
(3) A resin having a portion obtained by modifying the resin of (1) to have a surface energy smaller than that of the resin of (1).
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the flame retardant plastic material of the present invention, the effect of improving the flame retardancy can be obtained by suppressing the candle effect. This is for the following reason.
[0014]
In a molded product of a plastic material, a portion of the plastic material to be used having a small surface energy is collected on the surface, and a portion having a large surface energy is collected inside. Therefore, in the system containing the above-mentioned components (1) to (3), portions of the denatured resin component (3) whose surface energy has been reduced are gathered on the surface, thereby preventing the filler from being exposed on the surface. Further, in a material obtained by combining resins having different properties, in a molded product obtained therefrom, they may be phase-separated from each other and impair the quality of the molded product. However, the modified resin component (3) used in the present invention is Since the main resin (1) is only partially modified, the portion where the surface energy is reduced due to the modification is on the surface side, and the portion which is not modified and has low surface energy is on the bulk side (inside). Orientation. Therefore, troubles such as phase separation between the resin of the component (1) and the modified resin of the component (3) can be avoided.
[0015]
In JP-A-8-31280, the flame retardant is unevenly distributed on the plastic surface by using a flame retardant having an element having a low surface energy to improve the flame retardancy of the plastic material. However, uneven distribution of the flame retardant on the surface does not prevent the surface of the filler from being exposed, and this publication does not mention suppression of the candle effect. Further, it does not disclose how to prevent phase separation by using a resin obtained by partially modifying the main resin.
[0016]
As the resin (main resin) of the component (1) in the plastic material of the present invention, a thermoplastic resin that can be molded by a normal molding technique such as film molding, extrusion molding, injection molding or the like can be used. Examples of typical thermoplastic resins include general resins such as polycarbonate and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), and biodegradable resins such as aliphatic polyester, polyvinyl alcohol, polycaprolactone, Hydroxyalkanoate, modified starch, natural polymer, polylactic acid, polyisocyanate, poly3-hydroxybutyrate, poly3-hydroxyvalerate or a copolymer thereof.
[0017]
Biodegradable plastics using a biodegradable resin as a main resin have attracted attention from the viewpoint of, for example, reducing the environmental burden, but the provision of flame retardancy is a major issue. Particularly in the case of biodegradable plastics, it is not possible to add a large amount of flame retardant so as to impair the biodegradability. It can be said that it is suitable for.
[0018]
Among biodegradable plastics, those using polylactic acid or polyisocyanate as a main resin are currently used in LSI trays and embossed tapes used for transporting LSIs, and are also used in some parts of personal computers. ing. Furthermore, these have been studied so much that they are planned to be applied to housings in the future, and are particularly preferable thermoplastic resins in the plastic material of the present invention.
[0019]
The resin component (3) used in the plastic material of the present invention can be obtained by modifying the thermoplastic resin of the component (1) so as to have a portion having a surface energy smaller than that of the thermoplastic resin of the main resin component (1). it can. This modification is achieved, for example, by adding a substituent -MR 1 R 2 R 3 of the following formula to a part of the molecule of the thermoplastic resin.
(In the formula, M represents carbon or silicon, and R 1 , R 2 , and R 3 are each hydrogen, fluorine, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group.)
Can be performed by introducing As the substituent, a trifluoromethyl group, a trimethylsilyl group and the like are particularly preferable.
[0020]
The filler of the component (2) is appropriately selected from known fillers such as calcium carbonate, talc, kaolin, mica, montmorillonite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, silica, titanium oxide, and carbon black according to the purpose. Things can be used. Nevertheless, as the filler, it is preferable to use a nonflammable filler whose addition can contribute to the development of the flame retardancy of the plastic. In some cases, a mixture of two or more fillers can be used.
[0021]
As is common to composite materials composed of a resin component and a filler component, even in the flame-retardant plastic material of the present invention, the filler component (2) has an affinity for the resin of the component (1). It is necessary. When a filler having poor affinity is used, the dispersion of the filler in the resin which is a matrix component becomes insufficient, and only a molded product having unsatisfactory properties such as mechanical strength can be obtained. There is no problem if the filler itself has an affinity, but if it does not, it is preferable to subject the filler to a surface silylation treatment using a silane coupling agent. For this treatment, it is particularly preferable to use a silane coupling agent having a part similar to a part of the structural unit of the thermoplastic resin. For example, a p-styryltrimethoxysilane coupling agent is suitable for a styrene resin.
[0022]
The flame retardancy in the plastics material according to the invention is mainly provided by the presence of non-flammable fillers.
In some cases, the modified resin itself having reduced surface energy can be expected to have an effect as a flame retardant. For example, when a resin denatured by the introduction of a trifluoromethyl group is used, the trifluoromethyl group is aggregated on the surface of the molded product, and has an effect of suppressing dripping during combustion and preventing fire spread. In addition, when a resin modified with a trimethylsilyl group is used, the trimethylsilyl group collected on the surface of the molded product forms incombustible silicon oxide at the time of combustion, and has an effect of suppressing combustion.
[0023]
However, when a high flame retardancy such as V-0 class is required in the UL94V test for flame retardancy evaluation, it is preferable to add a flame retardant separately to the plastic material of the present invention. Various known flame retardants such as halogen-based, phosphorus-based, and inorganic-based flame retardants can be used.
[0024]
The plastic material of the present invention can contain the components (1) to (3) in an arbitrary ratio as long as the required properties such as mechanical strength and flame retardancy are satisfied. Should be determined as appropriate each time a design is made.
[0025]
The flame-retardant plastic material of the present invention may further contain optional components in addition to components (1) to (3) according to the purpose, as long as the desired flame retardancy is not impaired. Examples of such additional components include those widely used in plastic materials, such as plasticizers, ultraviolet absorbers, antibacterial agents, conductivity-imparting agents, and colorants.
[0026]
A plastic molded product can be obtained by kneading the plastic material of the present invention and molding the kneaded product. Various molding methods such as film molding, extrusion molding, and injection molding can be used for molding. Various types of molded products are possible, and for example, can be used for circuit boards, housings, keyboard parts, and the like as parts for personal computers.
[0027]
【Example】
Next, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0028]
The following materials were used as raw materials for plastic materials.
Polylactic acid (Laissia H-100J, Mitsui Chemicals, Inc.)
Polybutylene succinate (Bionole 1020, Showa Polymer)
Talc (HS-T0.5, Hayashi Kasei)
Ammonium polyphosphate foaming flame retardant (Exolit AP 750, Clariant)
[0029]
Some polylactic acid was modified by the following procedure.
100 g of polylactic acid is dissolved in 300 cm 3 of chloroform, and 11 g of trimethylethoxysilane and 5 g of nitric acid having a concentration of 400 ppm are added dropwise. After completion of the addition, stirring is performed for 2 hours. Thereafter, 5 g of magnesium nitrate is added to remove excess water. By removing the reaction solution using a rotary evaporator and freeze-drying using 1,4-dioxane, the modified polylactic acid having a trimethylsilyl group at a part of the polylactic acid (probably at the molecular end) is obtained. Obtained.
[0030]
Using these, plastic materials of the example (example of the present invention) and the comparative example were produced with the composition (wt%) shown in Table 1.
[0031]
[Table 1]
Each plastic material was melted and kneaded at a temperature of 165 ° C. in an injection molding machine, and test pieces (125 × 13 × 1.6 mm and 125 × 13 × 3.2 mm) for flame retardancy evaluation were formed by injection molding. Flammability test based on UL94V test (flammability test of plastic material for equipment parts).
[0033]
The UL94V test is a UL (Underwriters Laboratory) vertical combustion test in the United States. The residual flame time after the burner flame is indirectly flamed for 10 seconds on a test piece of a predetermined size held vertically. This is a method of evaluating flame retardancy from drip properties, and the evaluation results are classified into V-0, V-1, and V-2 classes shown in Table 2 based on the test results.
[0034]
[Table 2]
The afterflame time shown in Table 2 is the length of time after which the test piece continues flaming combustion after the ignition source is moved away, and the ignition of cotton by drip is about 300 mm below the lower end of the test piece. Is ignited by the dripping material from the test specimen.
[0036]
As a result of the flame retardancy test, the test piece of the comparative example had a burning time of 182 seconds in total, and was equivalent to V-2 with cotton ignition by drip, whereas the test piece based on the present invention had a burning time of It was equivalent to V-1 without cotton ignition by drip for a total of 84 seconds. The reason why the burning time was significantly reduced in the test piece of the present invention in spite of the fact that the compositions of the materials of the example and the comparative example hardly changed was considered to be due to the suppression of the candle effect by using the modified polylactic acid. .
[0037]
Although the present invention has been described above, the features of the present invention will be described below with various aspects thereof.
(Supplementary Note 1) A flame-retardant plastic material comprising the following components (1) to (3):
(1) Thermoplastic resin (2) Filler having an affinity for resin (1) (3) Resin having a portion whose surface energy is smaller than that of resin (1) by modifying resin of (1) ( (Supplementary note 2) The plastic material according to supplementary note 1, wherein the thermoplastic resin of the component (1) is a biodegradable resin.
(Supplementary Note 3) The biodegradable resin is an aliphatic polyester, polyvinyl alcohol, polycaprolactone, polyhydroxyalkanoate, modified starch, natural polymer, polylactic acid, polyisocyanate, poly3-hydroxybutyrate, poly3-hydroxy 3. The plastic material according to claim 2, wherein the plastic material is ballate or a copolymer thereof.
(Supplementary note 4) The plastic material according to supplementary note 2, wherein the biodegradable resin is polylactic acid, polyisocyanate, or a copolymer thereof.
(Supplementary Note 5) The resin of the component (3) is obtained by adding a thermoplastic resin of the component (1) to a part of its molecule by a substituent of the following formula -MR 1 R 2 R 3
(In the formula, M represents carbon or silicon, and R 1 , R 2 , and R 3 are each hydrogen, fluorine, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group.)
5. The plastic material according to any one of Supplementary notes 1 to 4, which is a resin modified by introducing a polymer.
(Supplementary note 6) The plastic material according to supplementary note 5, wherein the substituent is a trifluoromethyl group or a trimethylsilyl group.
(Supplementary Note 7) The plastic material according to any one of Supplementary Notes 1 to 6, wherein the filler is subjected to a surface silylation treatment.
(Supplementary note 8) The plastic material according to supplementary note 7, wherein the surface silylation is performed by a silane coupling agent having a portion similar to a part of the structural unit of the thermoplastic resin of the component (1).
(Supplementary note 9) The plastic material according to any one of Supplementary notes 1 to 8, further comprising a flame retardant component.
(Supplementary Note 10) A molded product obtained by molding the plastic material according to any one of Supplementary Notes 1 to 9.
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a plastic material having improved flame retardancy by suppressing the candle effect without increasing the amount of flame retardant indiscriminately.
Claims (5)
（１）熱可塑性樹脂
（２）（１）の樹脂に対して親和性を持つフィラー
（３）（１）の樹脂を変性して（１）の樹脂より表面エネルギーを小さくした部分を有する樹脂A flame-retardant plastic material comprising the following components (1) to (3):
(1) Thermoplastic resin (2) Filler having affinity for resin (1) (3) Resin having a portion whose surface energy is smaller than that of resin (1) by modifying resin of (1)
−ＭＲ１Ｒ２Ｒ３
（この式中のＭは炭素又はケイ素を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ、水素、フッ素、炭素数１〜８のアルキル基、又はアリール基のいずれかである）
を導入することにより変性した樹脂である、請求項１から３までのいずれか一つに記載のプラスチック材料。The resin of the component (3) is obtained by adding a thermoplastic resin of the component (1) to a part of the molecule of the thermoplastic resin of the following formula -MR 1 R 2 R 3
(In the formula, M represents carbon or silicon, and R 1 , R 2 , and R 3 are each hydrogen, fluorine, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group.)
The plastic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin is a resin modified by introducing a resin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003044437A JP4215535B2 (en) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | Flame retardant plastic material and molded product thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003044437A JP4215535B2 (en) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | Flame retardant plastic material and molded product thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004250634A true JP2004250634A (en) | 2004-09-09 |
| JP4215535B2 JP4215535B2 (en) | 2009-01-28 |
Family
ID=33027137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003044437A Expired - Fee Related JP4215535B2 (en) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | Flame retardant plastic material and molded product thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4215535B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006176731A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Fire-retardant composition |
| CN111171539A (en) * | 2020-02-27 | 2020-05-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Flame-retardant biodegradable polylactic acid/starch composite material and preparation method thereof |
-
2003
- 2003-02-21 JP JP2003044437A patent/JP4215535B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006176731A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Fire-retardant composition |
| JP4548591B2 (en) * | 2004-12-24 | 2010-09-22 | 信越化学工業株式会社 | Flame retardant resin composition |
| CN111171539A (en) * | 2020-02-27 | 2020-05-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Flame-retardant biodegradable polylactic acid/starch composite material and preparation method thereof |
| CN111171539B (en) * | 2020-02-27 | 2022-05-31 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Flame-retardant biodegradable polylactic acid/starch composite material and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4215535B2 (en) | 2009-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3923441B2 (en) | Flame retardant synthetic resin composition | |
| KR101425256B1 (en) | Thermoplastic abs resin compositions having excellent resistance to flame property | |
| EP1889879A1 (en) | Flame retardant resin treated article | |
| JP2006070138A (en) | Bromine-based flame retardant composition for plastics | |
| TW201335171A (en) | Mixtures of at least one dialkylphosphinic acid with at least one other, different dialkylphosphinic acid, process for preparation thereof and use thereof | |
| JPH0292961A (en) | Nonflammable modified thermoplastic composition and its manufacture | |
| JPH08176343A (en) | Flame retardant resin composition | |
| JP2006316168A (en) | Flame retardant and synthetic resin composition containing the same | |
| JP2011241298A (en) | Flame retardancy resin composition and molded body | |
| JP2001131409A (en) | Flame-retardant aromatic polyamide resin composition | |
| JPH0225381B2 (en) | ||
| JP2010077333A (en) | Flame-retardant resin composition | |
| WO2011024806A1 (en) | Flame retardant, production method therefor, and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same | |
| JP4215535B2 (en) | Flame retardant plastic material and molded product thereof | |
| JP3452090B2 (en) | Flame retardant resin composition | |
| JP5300589B2 (en) | Polyester resin composition and molded product obtained therefrom | |
| JPH06128434A (en) | Flame-retardant resin composition | |
| JP4817726B2 (en) | Brominated flame retardant and flame retardant polyolefin resin composition containing the same | |
| JP2020117629A (en) | Styrenic transparent flame-retardant resin composition | |
| KR101630515B1 (en) | Char enhancing agent and phosphorus based flame retard resin composition | |
| KR101360118B1 (en) | Low volatile and flame retardant polyester resin composition and molded article thereof | |
| KR101533481B1 (en) | Thermoplastic flame retardant resin composition having improved impact strength | |
| KR101891338B1 (en) | Polycyclohexylenedimethyleneterephtalate resin composition comprising non-halogen flame retardant and flame retardant aid | |
| TWI382057B (en) | Flame retardant halogen-free pc/abs resin composition | |
| JP3098262B2 (en) | Self-extinguishing styrene resin composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050609 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070724 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071106 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081007 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081104 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131114 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |