JP2007211119A - 難燃性ｅｐｄｍ系発泡体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】難燃性ＥＰＤＭ系発泡体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る難燃性ＥＰＤＭ系発泡体の製造方法は、ムーニー粘度３５〜４５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂７０〜９０重量部と８５〜９５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂３０〜１０重量部の混合物にデカブロモジフェニルエーテル１０〜５０重量部、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、赤リン、軟化剤、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加混練して発泡性樹脂組成物を得、得られた発泡性樹脂組成物を加圧下で加熱し、中間発泡体を生成させる第一工程と、次いで、該中間発泡体を常圧下で加熱し、発泡剤を分解する第二工程からなることを特徴とする製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、難燃性ＥＰＤＭ系発泡体及びその製造方法に関するものである。

エチレンプロピレン系ゴム発泡体は、その優れたクッション性や圧縮性により一般ゴム製品、工業用ゴム製品、自動車用ゴム製品、建築用ゴム製品等に使用されている。例えば、ＥＰＤＭ発泡性組成物を金型内で加熱して1次加熱段階の予防処理を施した後、大型の金型枠内で加熱する2次加熱段階により製造する方法（特許第３１８１５４９号公報）が提案されている。

しかしＥＰＤＭ系樹脂は燃焼しやすく、電子機器の緩衝材、電気製品の断熱材等の用途に使用するには難燃性が必要になっている。

難燃性ＥＰＤＭ系発泡体を得る方法としては、（１）ＥＰＤＭ系樹脂に炭酸カルシウムと含水無機フィラーを配合する方法（特開２００１−２８８２９２号公報）、（２）水和金属化合物と膨張性黒鉛を配合する方法（特開２００２−１２８９３２号公報）、（３）水和金属化合物とエチレンビスペンタブロモジフェニルを配合する方法（特許第３５８８２９１号公報）や（４）水和金属化合物とポリリン酸アンモニウム、メラミン系難燃剤、ポリフェニレンオキシドを配合する方法（特開２００２−２９３９７６号公報）が知られている。
特開２００１−２８８２９２号公報 特開２００２−１２８９３２号公報 特許第３５８８２９１号公報 特開２００２−２９３９７６号公報

しかしながら、（１）の方法は、密度０．０８ｇ／ｃｍ^３のゴム系難燃性発泡体を例示しているが、難燃性のレベルが低く、ＵＬ９４ＨＦ−１に合格しない。（２）は、膨張性黒鉛の作用により優れた難燃性を得られるが、発泡体の密度０．０９g/ｃｍ3以上のものしか得られない。（３）は、密度０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ^３の難燃性発泡体しか得られない。（４）は、ＵＬ−９４ＨＦ−１に合格するが、密度０．１６ｇ／ｃｍ^３の発泡体しか得られない。

本発明者は、ＥＰＤＭ系樹脂にデカブロモジフェニルエーテル、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、赤リン、軟化剤、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加することにより、０．０９ｇ／ｃｍ^３未満の高倍率で車材燃試に合格する難燃性ＥＰＤＭ系発泡体を開発した。

本発明に係る難燃性ＥＰＤＭ系発泡体は、ムーニー粘度３５〜４５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂７０〜９０重量部と８５〜９５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂３０〜１０重量部の混合物にデカブロモジフェニルエーテル、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、赤リン、軟化剤、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加混練して加熱、発泡させてなるものである。

上記発泡体において、デカブロモジフェニルエーテルの添加量は、ＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して１０〜５０重量部であることが好ましい。１０重量部未満の場合、難燃性が不足する。５０重量部を超える場合は、発泡を阻害する。

上記発泡体において、軟化剤の添加量は、ＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して５〜３０重量部であることが好ましい。５重量部未満の場合は割れが発生し満足な発泡体が得られない。３０重量部を超える場合は、燃焼時に難燃効果が得られない。

上記発泡体において、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの添加量は、ＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して３０〜７０重量部であることが好ましい。３０重量部未満の場合は、難燃性が不足する。７０重量部を超える場合は、発泡を阻害する。

本発明に係る難燃性ＥＰＤＭ系発泡体の製造方法は、ムーニー粘度３５〜４５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂７０〜９０重量部と８５〜９５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂３０〜１０重量部の混合物にデカブロモジフェニルエーテル、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、赤リン、軟化剤、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加混練して加熱、発泡させてなる難燃性ＥＰＤＭ系発泡体の製造方法である。

上記本発明の製造方法において、デカブロモジフェニルエーテルの添加量は、ＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して１０〜５０重量部であることが好ましい。１０重量部未満の場合、難燃性が不足する。５０重量部を超える場合は、発泡を阻害する。

上記本発明の製造方法において、軟化剤の添加量は、ＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して５〜３０重量部であることが好ましい。５重量部未満の場合は割れが発生し満足な発泡体が得られない。３０重量部を超える場合は、燃焼時に難燃効果が得られない。

上記本発明の製造方法において、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの添加量は、ＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して３０〜７０重量部であることが好ましい。３０重量部未満の場合は、難燃性が不足する。７０重量部を超える場合は、発泡を阻害する。

本発明の方法によれば、高発泡倍率で鉄道車両用規格である車材燃試に合格する難燃性ＥＰＤＭ系発泡体を得ることが出来る。

本発明に係るＥＰＤＭ系樹脂は、例えばエチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンターポリマーなどの適宜なものを用いることができ、ムーニー粘度３５〜４５ＭＬ（１＋４）１００℃と８５〜９５Ｌ（１＋４）１００℃の２種類のＥＰＤＭ系樹脂を使用する。

本発明において、デカブロモジフェニルエーテルの添加量はＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して１０〜５０重量部であることが好ましい。添加量が上記範囲未満である場合、十分な難燃性が得られず、上記範囲を越えて添加する場合、発泡成形を阻害し、満足な発泡体が得られない。

本発明において、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムの添加量はＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して３０〜７０重量部であることが好ましい。添加量が上記範囲未満である場合、十分な難燃性が得られず、上記範囲を越えて添加する場合、発泡成形を阻害し、満足な発泡体が得られない。

本発明において、三酸化アンチモンの添加量はＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して５〜３０重量部であることが好ましい。添加量が上記範囲未満である場合、十分な難燃性が得られず、上記範囲を越えて添加する場合、発泡成形を阻害し、満足な発泡体が得られない。

本発明でいう軟化剤とは、プロセスオイル、可塑剤、パラフィンワックス、流動性パラフィン等のゴムとの相溶性が良いものであり、ＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して、５〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部含むことが望ましい。軟化剤の添加量が上記範囲未満である場合、発泡体の柔軟性が乏しくなり割れが発生し、上記範囲を越えて添加する場合、燃焼時に難燃効果が得られない。

本発明でいう加硫促進剤とは、チアゾール系の２−メルカプトベンゾチアゾール等；グアニジン系のジフェニルグアニジン等；チウラム系のテトラメチルチウラムジスルフィドまたはジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等；ジチオカルバメート系のジブチルジチオカルバミン酸亜鉛等のゴムに常用されるものである。

本発明でいう発泡剤とは、アゾ系化合物のアゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート等；ニトロソ系化合物のジニトロソペンタメチレンテトラミン、トリニトロトリメチルトリアミン等；ヒドラジッド系化合物のｐ，ｐ‘−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド等；スルホニルセミカルバジッド系化合物のｐ，ｐ‘−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジッド、トルエンスルホニルセミカルバジッド等である。

本発明でいう加硫剤とは、硫黄粉、硫黄化合物のアルキルフェノールジスルフィド等；有機過酸化物のジクミルパーオキサイド等である。

本発明において、発泡助剤を発泡剤の種類に応じて添加することができる。発泡助剤としては尿素を主成分とした化合物、酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸等を主成分とする化合物、即ち高級脂肪酸あるいは高級脂肪酸の金属化合物などがある。

本発明の難燃性ＥＰＤＭ系発泡体の製造方法は、用いた発泡剤や加硫剤などによる発泡温度や加硫開始温度などにより、従来公知の方法及び適宜な条件で行うことができる。特に好ましい方法及び条件を下記に記述する。

ムーニー粘度３５〜４５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ樹脂７０〜９０重量部と８５〜９５Ｌ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ樹脂３０〜１０重量部の混合物にデカブロモジフェニルエーテル１０〜５０重量部、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム３０〜７０重量部、三酸化アンチモン５〜３０重量部、軟化剤５〜３０重量部、赤リン３〜１５重量部、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加し、これをミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機等によって練和する。次いで、得られた発泡性樹脂組成物をプレス中の金型に充填し、一定時間加圧下に９０〜１１０℃で加熱し、未加硫ゴムをスコーチ状態にし、かつ、発泡剤を部分的に分解し、好ましくは発泡倍率１．０〜１．２の中間発泡体を生成させる。次いで、該中間発泡体を常圧下にて密閉系でない直方体型などの所望の形状の型内に入れ、１３０〜１５０℃で加熱し、発泡剤及び加硫剤を完全に分解させて発泡体を得る。

以上のようにして得られた気泡体（いわゆる独立気泡体）は、次いで例えば等速二本ロール等により圧縮変形を加えることによって気泡膜は破壊され、気泡が連通化されて連続気泡体が得られる。等速二本ロールの表面に無数の小さい針を設けるか、又は等速二本ロールの前及び／又は後に無数の小さい針を設けたロールを配置して、該気泡体の表面に無数の小孔を開けることによって、気泡の連通化を促進させることができる。

本発明によって得られる発泡体は、米国ＵＬ（Underwriters Laboratories）に定められた水平燃焼試験の９４ＨＦ−１に合格し、また、社団法人鉄道車両機械技術協会に定められた車材燃試の難燃性に合格するものであった。従って、得られる難燃性ＥＰＤＭ系発泡体は、電子機器の緩衝材、電気製品の断熱材等に適用できる。

ＥＰＤＭ樹脂（商品名：ＥＰ−２２、ムーニー粘度４２ＭＬ（１＋４）１００℃、ＪＳＲ株式会社製）８０重量部と、ＥＰＤＭ樹脂（ＥＰ−５７Ｃ、ムーニー粘度９０ＭＬ（１＋４）１００℃、ＪＳＲ株式会社製）２０重量部、デカブロモジフェニルエーテル（商品名：ファイアカットＦＣＰ−８３Ｄ、株式会社鈴裕化学製）３０重量部、水酸化アルミニウム５０重量部、水酸化マグネシウム５０重量部、三酸化アンチモン１５重量部、赤リン４重量部、プロセスオイル１０重量部、アゾジカルボンアミド２２重量部、硫黄粉１重量部、発泡助剤（物質名：尿素系複合剤）６重量部及び加硫促進剤（２−メルカプトベンゾチアゾール）３重量部からなる組成物を１０２℃に加熱された、プレス内の金型（３０×１５０×１５０ｍｍ）に充填し、１００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で３０分間加熱し、中間発泡体（３２×１５５×１５５ｍｍ）を生成した。

次いで、中間発泡体を気密でない金型（８０×４７０×４７０ｍｍ）の略中央に載置し、１３８℃で８０分間加熱して取り出し、発泡体（８０×５００×５００ｍｍ）を得た。

得られた発泡体をロール間隔２０ｍｍに設定した等速二本ロールの間を５回通化させて気泡膜を破壊させ、気泡の連通化を行った。

得られた発泡体の見掛け密度は７３ｋｇ／ｍ^３であり、連続気泡率は８０〜１００％であった。
得られた発泡体について前記のＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試の燃焼試験を行った結果、すべての要求を満たし合格した。

ＥＰＤＭ樹脂ＥＰ−２２とＥＰ−５７Ｃの比率を７０：３０に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７３ｋｇ／ｍ^３であり、ＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試に合格した。

ＥＰＤＭ樹脂ＥＰ−２２とＥＰ−５７Ｃの比率を９０：１０に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７４ｋｇ／ｍ^３であり、ＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試に合格した。
比較例１

ＥＰＤＭ樹脂ＥＰ−２２とＥＰ−５７Ｃの比率を６０：４０に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、割れがひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。
比較例２

ＥＰＤＭ樹脂ＥＰ−２２とＥＰ−５７Ｃの比率を９５：５に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、割れがひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。

デカブロモジフェニルエーテルを１０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７２ｋｇ／ｍ^３であり、ＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試に合格した。

デカブロモジフェニルエーテルを５０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７５ｋｇ／ｍ^３であり、ＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試に合格した。
比較例３

デカブロモジフェニルエーテルを５重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７３ｋｇ／ｍ^３であったが、ＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試に合格しなかった。
比較例４

デカブロモジフェニルエーテルを６０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、割れがひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。

軟化剤を５重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７４ｋｇ／ｍ^３であり、ＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試に合格した。

軟化剤を３０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７４ｋｇ／ｍ^３であり、ＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試に合格した。
比較例５

軟化剤を３重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、割れがひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。
比較例６

軟化剤を４０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７５ｋｇ／ｍ^３であったが、ＵＬ９４ＨＦ−１およびの車材燃試に合格しなかった。

以上のように、本発明の方法によれば、高発泡倍率で難燃性に優れたＥＰＤＭ系発泡体を製造できる。本発明の方法によって製造された難燃性ＥＰＤＭ系発泡体は、電子機器の緩衝材、電気製品の断熱材等に有用である。

Claims (8)

1. ムーニー粘度３５〜４５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂７０〜９０重量部と８５〜９５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂３０〜１０重量部の混合物にデカブロモジフェニルエーテル、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、赤リン、軟化剤、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加混練して加熱、発泡させてなる難燃性ＥＰＤＭ系発泡体。
2. 前記デカブロモジフェニルエーテルの添加量がＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して１０〜５０重量部である請求項１記載の発泡体。
3. 前記軟化剤の添加量がＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して５〜３０重量部である請求項１記載の発泡体。
4. 前記水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの添加量がＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して３０〜７０重量部である請求項１記載の発泡体。
5. ムーニー粘度３５〜４５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂７０〜９０重量部と８５〜９５ＭＬ（１＋４）１００℃のＥＰＤＭ系樹脂３０〜１０重量部の混合物にデカブロモジフェニルエーテル、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、赤リン、軟化剤、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加混練して加熱、発泡させてなる難燃性ＥＰＤＭ系発泡体の製造方法。
6. 前記デカブロモジフェニルエーテルの添加量がＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して１０〜５０重量部である請求項５記載の発泡体の製造方法。
7. 前記軟化剤の添加量がＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して５〜３０重量部である請求項５記載の発泡体の製造方法。
8. 前記水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムの添加量がＥＰＤＭ系樹脂１００重量部に対して３０〜７０重量部である請求項１記載の発泡体の製造方法。