JP2007326895A - 有機樹脂難燃化用添加剤、難燃性樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ケイ素原子に結合したフェニル基、炭化水素基(但し、ヘテロ原子を含んでいても良い)を介してケイ素原子に結合したスルホン酸アルカリ金属塩基又はスルホン酸アルカリ土類金属塩基、及びシロキサン結合を有するシリコーン化合物からなることを特徴とする有機樹脂難燃化用添加剤。
【選択図】 なし
Description
また、上記のシリコーン化合物は、ポリカーボネート樹脂への分散性が良好なため、ポリカーボネート系樹脂組成物に配合しても、この組成物の硬化物は機械的強度や外観等に優れていることを見出し、本発明をなすに至った。
また、本発明は、(A)ポリカーボネート樹脂50〜100質量%と(B)ポリカーボネート樹脂以外の熱可塑性樹脂0〜50質量%からなる樹脂100質量部に対し、(C)上記のケイ素原子に結合したフェニル基、炭化水素基(但し、ヘテロ原子を含んでいても良い)を介してケイ素原子に結合したスルホン酸アルカリ金属塩基又はスルホン酸アルカリ土類金属塩基、及びシロキサン結合を有するシリコーン化合物からなる有機樹脂難燃化用添加剤0.01〜5.0質量部を配合してなる難燃性樹脂組成物、及びこの難燃性樹脂組成物を成形して得られた成形品を提供する。
本発明の有機樹脂難燃化用添加剤は、ケイ素原子に結合したフェニル基、炭化水素基(但し、ヘテロ原子を含んでいても良い)を介してケイ素原子に結合したスルホン酸アルカリ金属塩基又はスルホン酸アルカリ土類金属塩基、及びシロキサン結合を有するシリコーン化合物からなるものである。
なお、上記フェニル基、及びスルホン酸アルカリ金属塩基又はスルホン酸アルカリ土類金属塩基を含む炭化水素基以外の有機基は、炭素数1〜18、特に1〜10等のアルキル基、アルケニル基、フェニル基以外のアリール基、アラルキル基等の非置換1価炭化水素基、及びこれらのハロゲン原子、エポキシ基、メルカプト基置換等の置換1価炭化水素基が挙げられ、その割合は、ケイ素原子に結合する全有機基中、0〜77モル%、特に0〜65モル%であることが好ましい。
SiO2単位 : 0〜50モル%、特に0〜30モル%、
RSiO3/2単位 : 20〜100モル%、特に40〜90モル%、
R2SiO単位 : 0〜80モル%、特に10〜60モル%、
R3SiO1/2単位 : 0〜30モル%、特に0〜20モル%
であることが好ましい。なお、Rは上記有機基である。
SiX4 : 0〜50モル%、特に0〜30モル%、
R1SiX3 : 20〜100モル%、特に40〜90モル%、
R1 2SiX2 : 0〜80モル%、特に10〜60モル%、
R1 3SiX : 0〜30モル%、特に0〜20モル%
(但し、Xは塩素等のハロゲン原子、アルコキシ基、アシロキシ基等の加水分解性基を示し、R1は独立にフェニル基及びフェニル基以外の置換又は非置換1価炭化水素基を示し、フェニル基の一部及び/又はフェニル基以外の置換もしくは非置換1価炭化水素基の一部又は全部をスルホン酸アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩化した後は上述したRを構成する基である。)
の割合のシラン混合物を共加水分解、縮合した後、上述したようにしてフェニル基の一部及び/又はフェニル基以外の置換もしくは非置換1価炭化水素基の一部又は全部をスルホン酸アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩化する方法を採用することができる。
(1)ポリカーボネート樹脂:ポリ−4,4−イソプロピリデンジフェニルカーボネート、商品名:ユーピロン(登録商標)S−3000(粘度平均分子量21,500)、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製(以下、「PC樹脂」と略記する)。
(2)ABS樹脂:CBT−698、テクノポリマー(株)製。
(3)本発明のケイ素原子に結合したフェニル基、炭化水素基を介してケイ素原子に結合したスルホン酸アルカリ金属塩基、及びシロキサン結合を有するシリコーン化合物からなる有機樹脂難燃化用添加剤:下記合成例1〜4によるシリコーン化合物1〜4。
(4)本発明範囲外の、ケイ素原子に結合したフェニル基を含有せず、炭化水素基を介してケイ素原子に結合したスルホン酸アルカリ金属塩基とシロキサン結合を有するシリコーン化合物:下記比較合成例1によるシリコーン化合物5、及び炭化水素基を介してケイ素原子に結合したスルホン酸アルカリ金属塩基又はスルホン酸アルカリ土類金属塩基を含有せず、ケイ素原子に結合したフェニル基とシロキサン結合を有するシリコーン化合物:シリコーン化合物6=ポリメチルフェニルシロキサン、商品名:KF50、信越化学工業(株)製。
(5)燐系難燃剤:トリフェニルフォスフェート、大八化学(株)製(以下、「TPP」と略記する)。
(6)フェノール系酸化防止剤:ペンタエリスリトール テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート],商品名:IRGANOX1010,チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製(以下、「酸化防止剤」と略記する)。
(7)熱安定剤:トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト,商品名:アデカスタブ2112,旭電化工業(株)製(以下、「熱安定剤」と略記する)。
撹拌装置、冷却コンデンサー、温度計、滴下ロートを取り付けた容量1.2Lのフラスコに、フェニルトリメトキシシラン59.5g(0.3モル)、ジフェニルジメトキシシラン48.9g(0.2モル)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン58.9g(0.3モル)、ジメチルジメトキシシラン24.0g(0.2モル)及びメタノール450.0gを仕込み、撹拌して均一溶液とした。ここへ、水浴中で冷却して内温20〜30℃を保ちながら、30質量%の過酸化水素水119.0gを2時間かけて滴下した。続けてフラスコ内を加熱して内温67℃のメタノール還流条件下に5時間撹拌して熟成反応させた。なお、反応液は還流熟成の途中より徐々に濁り始め、熟成終了時には完全に白濁した均一分散液となっていた。この反応液のpHをpH試験紙により確認したところ1〜2であり、また過酸化水素チェッカー(試験紙)によって過酸化水素残存量を確認したところ、0.5mg/L以下であった。
合成例1における30質量%の水酸化カリウム水溶液72.6gを、30質量%の水酸化ナトリウム水溶液45.4gに代えた以外は同様の操作を行い、白色微粉末119gを得た。
撹拌装置、冷却コンデンサー、温度計、滴下ロートを取り付けた容量1.2Lのフラスコに、フェニルトリメトキシシラン99.1g(0.5モル)、ジフェニルジメトキシシラン58.6g(0.24モル)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン19.6g(0.1モル)、ジメチルジメトキシシラン19.2g(0.16モル)及びメタノール580.0gを仕込み、撹拌して均一溶液とした。ここへ、水浴中で冷却して内温20〜30℃を保ちながら、30質量%の過酸化水素水39.7gを2時間かけて滴下した。続けてフラスコ内を加熱して内温67℃のメタノール還流条件下に5時間撹拌して熟成反応させた。なお、反応液は還流熟成の途中より徐々に濁り始め、熟成終了時には完全に白濁した均一分散液となっていた。この反応液のpHをpH試験紙により確認したところ2〜3であり、また過酸化水素チェッカー(試験紙)によって過酸化水素残存量を確認したところ、1mg/L以下であった。
撹拌装置、冷却コンデンサー、温度計、滴下ロートを取り付けた容量2Lのフラスコに、フェニルトリメトキシシラン69.4g(0.35モル)、ジフェニルジメトキシシラン9.8g(0.04モル)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン88.4g(0.45モル)、ジメチルジメトキシシラン19.2g(0.16モル)及びメタノール600.0gを仕込み、撹拌して均一溶液とした。ここへ、水浴中で冷却して内温20〜30℃を保ちながら、30質量%の過酸化水素水178.6gを2時間かけて滴下した。続けてフラスコ内を加熱して内温67℃のメタノール還流条件下に5時間撹拌して熟成反応させた。なお、反応液は還流熟成の初期より徐々に濁り始め、熟成終了時には完全に白濁した均一分散液となっていた。この反応液のpHをpH試験紙により確認したところ1であり、また過酸化水素チェッカー(試験紙)によって過酸化水素残存量を確認したところ、0.5mg/L以下であった。
撹拌装置、冷却コンデンサー、温度計、滴下ロートを取り付けた容量1.2Lのフラスコに、メチルトリメトキシシラン40.9g(0.3モル)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン58.9g(0.3モル)、ジメチルジメトキシシラン48.1g(0.4モル)及びメタノール400.0gを仕込み、撹拌して均一溶液とした。ここへ、水浴中で冷却して内温20〜30℃を保ちながら、30質量%の過酸化水素水119.0gを2時間かけて滴下した。続けてフラスコ内を加熱して内温67℃のメタノール還流条件下に5時間撹拌して熟成反応させた。なお、反応液は還流熟成の途中より徐々に濁り始め、熟成終了時には完全に白濁した均一分散液となっていた。この反応液のpHをpH試験紙により確認したところ1〜2であり、また過酸化水素チェッカー(試験紙)によって過酸化水素残存量を確認したところ、0.5mg/L以下であった。
表1及び表2に示す配合処方で各成分を配合し、単軸押出機VS−40(田辺プラスチック社製)によりバレル温度260℃で混練、ペレット化した。得られたペレットを120℃(ABS樹脂を配合した場合は110℃)、5時間乾燥した後、住友重機械工業社製、サイキャップM−2、型締め力75Tを用いて、シリンダー温度:270℃(ABS樹脂を配合した場合は260℃),金型温度:100℃の条件でサイクル60秒にて各種試験片の射出成形を行い、得られた試験片を用いて下記の方法により評価を行い、結果を表1及び表2に示した。表1と表2を比較することにより、本発明の難燃性樹脂組成物は、難燃性、アイゾット衝撃強度、全光線透過率(透明性/PC樹脂単独系)、成形品外観(ABS樹脂配合系)、耐モールドデボジット性(ABS樹脂配合系)に優れていることが明らかになった。
(1)燃焼性:UL94垂直燃焼性試験に従い、2.0mm厚みの燃焼性試験を行った。
(2)アイゾット衝撃強度:ASTM D256に従った。
(3)光線透過率:80mm×40mm×3.2mmtのプレートを成形し、ASTM D1003に従い、全光線透過率を測定した(PC樹脂単独系のみ)。
(4)成形品外観:ウエルド部のない引張り試験片のゲート近傍を目視観察し、フローマークのない試験片を○、フローマークの少し発生している試験片を△、フローマークの発生している試験片を×と評価した(ABS樹脂配合系のみ)。
(5)モールドデボジット:実施例に記載された成形条件にて連続成形を500ショット行い、成形終了後金型の付着物の有無について評価を行った(ABS樹脂配合系のみ)。
Claims (6)
- ケイ素原子に結合したフェニル基、炭化水素基(但し、ヘテロ原子を含んでいても良い)を介してケイ素原子に結合したスルホン酸アルカリ金属塩基又はスルホン酸アルカリ土類金属塩基、及びシロキサン結合を有するシリコーン化合物からなることを特徴とする有機樹脂難燃化用添加剤。
- シリコーン化合物が、分岐構造を有することを特徴とする請求項1記載の有機樹脂難燃化用添加剤。
- シリコーン化合物中のスルホン酸アルカリ金属塩基又はスルホン酸アルカリ土類金属塩基が、スルホン酸ナトリウム塩基又はスルホン酸カリウム塩基であることを特徴とする請求項1又は2記載の有機樹脂難燃化用添加剤。
- (A)ポリカーボネート樹脂50〜100質量%と(B)ポリカーボネート樹脂以外の熱可塑性樹脂0〜50質量%からなる樹脂100質量部に対し、(C)請求項1乃至3のいずれか1項に記載の有機樹脂難燃化用添加剤0.01〜5.0質量部を配合してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。
- (B)ポリカーボネート樹脂以外の熱可塑性樹脂が、ゴムの存在下に少なくともスチレン系単量体と(メタ)アクリロニトリルとを重合してなるゴム変性スチレン/(メタ)アクリロニトリル系グラフト共重合体であることを特徴とする請求項4記載の難燃性樹脂組成物。
- 請求項4又は5記載の難燃性樹脂組成物を成形して得られた成形品。
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