JP2008074906A - Flame-retardant resin composition - Google Patents

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貴雄 道信
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a flame-retardant resin composition that contains neither a halogen atom nor a phosphorus atom, develops an extremely high flameproofing effect. <P>SOLUTION: The flame-retardant resin composition comprises 100 pts. by wt. of an aromatic ring-containing resin (A), 0.1-20 pts. by wt. of an aromatic ring-containing silicone compound (B) represented by an average composition formula (1) R<SP>1</SP><SB>m</SB>R<SP>2</SP><SB>n</SB>Si(OH)<SB>p</SB>O<SB>(4-m-n-p)/2</SB>(1) (R<SP>1</SP>s are each a 1-4C monofunctional aliphatic hydrocarbon group; R<SP>2</SP>s are each a 6-24C monofunctional aromatic hydrocarbon group; when a plurality of R<SP>1</SP>s and a plurality of R<SP>2</SP>s exist, respectively, they may be the same or different; m, n and p are each a number satisfying 0≤m<2.9, 0<n≤2.9 and 0.01≤p≤0.1) containing a silanol group as an essential substituent group and 0.1-20 parts by wt. of a metal silicate compound (C) having pH ≥8.0, comprising ≥30 wt.% of SiO<SB>2</SB>unit and having an average particle diameter of 1 nm-100 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、難燃剤としてハロゲン原子やリン原子を含有せず、高度に難燃化された難燃性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a flame retardant resin composition that does not contain a halogen atom or a phosphorus atom as a flame retardant and is highly flame retardant.

難燃性樹脂組成物は、火災に対する安全性を確保するため、電気電子分野、建材分野等、種々の分野に利用されている。これら樹脂組成物は、一般に塩素系や臭素系等のハロゲン系化合物を難燃剤として用いていたが、近年のヨーロッパを中心とした環境問題に関する関心の高まりから、リン系難燃剤をはじめとしてハロゲンを含まない難燃剤の使用が種々検討されている。   Flame retardant resin compositions are used in various fields such as the electrical and electronic fields and the building materials field in order to ensure safety against fire. These resin compositions generally use halogen-based compounds such as chlorine and bromine as flame retardants. However, in recent years due to increasing interest in environmental issues mainly in Europe, halogens including phosphorus-based flame retardants have been used. Various attempts have been made to use flame retardants that do not contain them.

しかしながら、リン系難燃剤であるリン酸エステル系化合物等を用いて難燃化した場合、一般的に配合量が多く、押出・成形加工時に臭気が発生したり、機械的特性や熱的特性が低下する等の問題があるため、添加量の低減が望まれている。   However, when using a phosphoric acid ester compound, which is a phosphorus-based flame retardant, the amount is generally large, an odor is generated during extrusion / molding, and mechanical and thermal properties are poor. Since there is a problem such as reduction, reduction of the amount added is desired.

一方、ハロゲンやリン系化合物を用いずに難燃化した樹脂組成物としては、シリコーン系難燃剤を添加する技術が報告されている。例えば、RSiO1.5単位とRSiO1.0単位を構成成分とするシリコーン化合物(例えば特許文献1、2参照)や、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基を有し、分子量が10000以下であるシリコーン化合物(例えば特許文献3参照)が開示されている。しかしながら、これらのシリコーン化合物は、ポリカーボネート樹脂単体には有効であるが、ポリカーボネート樹脂と他の樹脂とのアロイには殆ど効果が無く、汎用的な合成樹脂に使用できるものではなかった。 On the other hand, as a resin composition flame-retarded without using a halogen or a phosphorus compound, a technique of adding a silicone flame retardant has been reported. For example, it has a silicone compound (for example, see Patent Documents 1 and 2) having RSiO 1.5 units and R 2 SiO 1.0 units as constituents, a phenyl group, an alkyl group, and an alkoxy group, and has a molecular weight of 10,000 or less. A certain silicone compound (for example, refer to Patent Document 3) is disclosed. However, these silicone compounds are effective for the polycarbonate resin alone, but have little effect on the alloy of the polycarbonate resin and other resins, and cannot be used for general-purpose synthetic resins.

シリコーン化合物を用いた、ポリカーボネート樹脂と他の樹脂とのアロイにも有用な難燃性を付与する技術として、SiO単位を構成成分とする特定構造のシリコーン樹脂や、特定溶融特性条件を有するシリコーン樹脂が開示されている(例えば特許文献4、5、6参照)が、経済性の観点から、難燃剤として使用するシリコーン樹脂のさらなる低減が望まれている。
特開平10−139964号公報 特開平11−140294号公報 特開平11−222559号公報 特開平2001−311081号公報 特開平2001−316671号公報 特開平2001−323269号公報
Silicone compounds that use flame retardant properties that are also useful for alloying polycarbonate resins with other resins, silicone resins with a specific structure containing SiO 2 units, and silicones with specific melting characteristics Although resin is disclosed (for example, refer to Patent Documents 4, 5, and 6), further reduction of the silicone resin used as a flame retardant is desired from the viewpoint of economy.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-139964 JP-A-11-140294 JP-A-11-222559 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-311081 JP 2001-316671 A JP-A-2001-323269

本発明の目的は、上記現状に鑑み、ハロゲン系やリン系難燃剤などを用いずに、高度に難燃化された難燃性樹脂組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a flame retardant resin composition that is highly flame retardant without using a halogen-based or phosphorus-based flame retardant.

本発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、特定の無機化合物を組み合わせることにより、少量のシリコーン化合物の添加でも相乗的に優れた難燃性を有することを見いだし、さらに鋭意検討した結果、シリコーン化合物がシラノール基を置換基として特定の量を有する場合、さらに少量のシリコーン化合物の添加でも相乗的に優れた難燃性を有することを見いだし、本発明を完成した。   As a result of studying to solve the above problems, the present inventors have found that by combining a specific inorganic compound, the addition of a small amount of a silicone compound has a synergistically excellent flame retardancy, and further studies have been made. As a result, when the silicone compound has a specific amount with a silanol group as a substituent, it was found that even if a small amount of the silicone compound is added, it has excellent flame retardancy, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、芳香環含有樹脂(A)100重量部に対して、平均組成式(1)
Si(OH)(4−m−n−p)/2(1)
(式中、Rは炭素数が1〜4の一価の脂肪族炭化水素基を表し、Rは炭素数が6〜24の一価の芳香族炭化水素基を表す。R、Rはそれぞれ複数個ある場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。m,n,pは、0≦m<2.9、0<n≦2.9、0.01≦p≦0.1を満たす数を表す。)で表されるシラノール基を必須置換基とする芳香環含有シリコーン化合物(B)0.1〜20重量部および、pHが8.0以上であり、SiO単位が30重量%以上を占め、平均粒子径が1nm〜100μmである金属ケイ酸塩化合物(C)0.1〜20重量部を含有することを特徴とする難燃性樹脂組成物に関する。
That is, the present invention relates to an average composition formula (1) with respect to 100 parts by weight of the aromatic ring-containing resin (A).
R 1 m R 2 n Si ( OH) p O (4-m-n-p) / 2 (1)
(In the formula, R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms. R 1 , R When there are a plurality of 2's , they may be the same or different.m, n, p are 0 ≦ m <2.9, 0 <n ≦ 2.9, 0.01 ≦ p. 0.1-20 parts by weight of an aromatic ring-containing silicone compound (B) having a silanol group represented by the following formula as an essential substituent, and a pH of 8.0 or more, SiO 2 The present invention relates to a flame retardant resin composition comprising 2 to 20% by weight and containing 0.1 to 20 parts by weight of a metal silicate compound (C) having an average particle diameter of 1 nm to 100 μm.

本発明の難燃性樹脂組成物は、塩素、臭素、リン、窒素、等を含む難燃剤を用いなくても非常に優れた難燃性を示し、樹脂が本来有する特徴を損なうことも殆どなく、かつ、安価な原料を用いて比較的容易に合成することが可能である。このような難燃性樹脂組成物は、工業的に非常に有用である。   The flame retardant resin composition of the present invention exhibits extremely excellent flame retardancy without using a flame retardant containing chlorine, bromine, phosphorus, nitrogen, etc., and hardly impairs the inherent characteristics of the resin. In addition, it can be synthesized relatively easily using inexpensive raw materials. Such a flame retardant resin composition is very useful industrially.

以下に本発明を詳述する。   The present invention is described in detail below.

本発明の(A)成分である芳香環含有樹脂は、分子内に少なくとも1個以上の芳香環を有する合成樹脂を示す。芳香環含有樹脂のなかでも、芳香族ポリカーボネート系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、芳香族ビニル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、N−芳香族置換マレイミド系樹脂及び芳香族ポリイミド系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を用いるのが好ましい。上記芳香環含有樹脂のうち、芳香族ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、芳香族ビニル系樹脂より選択される少なくとも1種を用いるのがより好ましく、ポリフェニレンエーテル系樹脂と芳香族ビニル系樹脂のアロイが更に好ましい。   The aromatic ring-containing resin as component (A) of the present invention is a synthetic resin having at least one aromatic ring in the molecule. Among aromatic ring-containing resins, aromatic polycarbonate resins, aromatic polyester resins, polyphenylene ether resins, aromatic vinyl resins, polyphenylene sulfide resins, N-aromatic substituted maleimide resins and aromatic polyimide resins. It is preferable to use at least one selected from the group consisting of Among the aromatic ring-containing resins, it is more preferable to use at least one selected from aromatic polycarbonate resins, polyphenylene ether resins, and aromatic vinyl resins, and an alloy of polyphenylene ether resins and aromatic vinyl resins. Is more preferable.

これらの樹脂は、単独で用いてもよく、また2種以上を併用してアロイとしてもよい。アロイとする場合の樹脂の組合せには特に限定はないが、例えば、芳香族ポリカーボネート系樹脂とABS樹脂のアロイ、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレンまたはハイインパクトポリスチレン(HIPS)などの組み合わせが挙げられる。アロイにする場合の、好ましい組成としては、例えば、芳香族ポリカーボネート系樹脂/ABS樹脂=40〜100/60〜0(重量%)、ポリフェニレンエーテル系樹脂/ポリスチレンまたはハイインパクトポリスチレン=30〜100/70〜0(重量%)である。   These resins may be used alone or in combination of two or more. There are no particular limitations on the combination of resins in the case of alloying, and examples thereof include an alloy of an aromatic polycarbonate resin and an ABS resin, and a combination of a polyphenylene ether resin and polystyrene or high impact polystyrene (HIPS). As a preferable composition in the case of alloying, for example, aromatic polycarbonate resin / ABS resin = 40 to 100/60 to 0 (wt%), polyphenylene ether resin / polystyrene or high impact polystyrene = 30 to 100/70. ˜0 (% by weight).

本発明の(B)成分である芳香環含有シリコーン化合物は、平均組成式(1)
Si(OH)(4−m−n−p)/2(1)
(式中、Rは炭素数が1〜4の一価の脂肪族炭化水素基を表し、Rは炭素数が6〜24の一価の芳香族炭化水素基を表す。R、Rはそれぞれ複数個ある場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。m,n,pは、0≦m<2.9、0<n≦2.9、0.01≦p≦0.1を満たす数を表す。)で表されるシラノール基を必須置換基とするシリコーン化合物である。
The aromatic ring-containing silicone compound as the component (B) of the present invention has an average composition formula (1)
R 1 m R 2 n Si ( OH) p O (4-m-n-p) / 2 (1)
(In the formula, R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms. R 1 , R When there are a plurality of 2's , they may be the same or different.m, n, p are 0 ≦ m <2.9, 0 <n ≦ 2.9, 0.01 ≦ p. It is a silicone compound having a silanol group represented by ≦ 0.1 as an essential substituent.

平均組成式(1)で表される芳香環含有シリコーン化合物(B)は、ケイ素原子上に結合した有機基として分子内に少なくとも1個以上の芳香環を有することを必須とし、残りの有機基は脂肪族炭化水素基、または、シラノール基である。   The aromatic ring-containing silicone compound (B) represented by the average composition formula (1) must have at least one aromatic ring in the molecule as an organic group bonded on a silicon atom, and the remaining organic groups Is an aliphatic hydrocarbon group or a silanol group.

の炭素数1〜4の一価の脂肪族炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等のアルキル基等が例示される。これらの中で難燃化効果に優れるため好ましいのは、メチル基及びエチル基であり、より好ましいのはメチル基である。当該芳香環含有シリコーン化合物(B)に、複数のRに該当する部分が存在する場合、それらは全て同一であってもよいし、異なる基が混在していてもよい。また、脂肪族炭化水素基の炭素数が5以上になると、芳香環含有シリコーン化合物自体の難燃性が低下するため、難燃化効果が低くなる。 The monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms of R 1 is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and an i-butyl. And an alkyl group such as t-butyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferred because of their excellent flame retarding effect, and a methyl group is more preferred. In the aromatic ring-containing silicone compound (B), when there are a plurality of portions corresponding to R 1 , they may all be the same or different groups may be mixed. Moreover, when the number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group is 5 or more, the flame retardancy of the aromatic ring-containing silicone compound itself is lowered, so the flame retarding effect is lowered.

の炭素数6〜24の一価の芳香族炭化水素基としては特に限定されず、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等の置換基を有していてもよいアリール基等が例示される。これらの中で難燃化効果に優れるため好ましいのは、芳香環上に置換基を有しない芳香族炭化水素基であり、より好ましくはフェニル基である。当該芳香環含有シリコーン化合物(B)には複数のRに該当する部分が存在するが、これらは全て同一であってもよいし、異なる基が混在していてもよい。 The monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms of R 2 is not particularly limited, and examples thereof include substituents such as a phenyl group, a methylphenyl group, a dimethylphenyl group, an ethylphenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group. And an aryl group which may have Among these, an aromatic hydrocarbon group having no substituent on the aromatic ring is preferable because of its excellent flame retarding effect, and a phenyl group is more preferable. In the aromatic ring-containing silicone compound (B), there are a plurality of portions corresponding to R 2 , all of which may be the same or different groups may be mixed.

上記平均組成式(1)において、ケイ素原子上の炭素数1〜4の一価の脂肪族炭化水素基Rと炭素数6〜24の一価の芳香族炭化水素基Rを合わせた全炭化水素基とSi原子数とのモル比m+nは、1.1≦m+n≦1.7が好ましく、より好ましくは1.15≦m+n≦1.65、さらに好ましくは1.18≦m+n≦1.6である。m+nの値が1.1〜1.7の範囲にあることにより、樹脂との親和性や難燃性がより向上する。 In the average composition formula (1), the total of the monovalent aliphatic hydrocarbon group R 1 having 1 to 4 carbon atoms and the monovalent aromatic hydrocarbon group R 2 having 6 to 24 carbon atoms on the silicon atom is combined. The molar ratio m + n between the hydrocarbon group and the number of Si atoms is preferably 1.1 ≦ m + n ≦ 1.7, more preferably 1.15 ≦ m + n ≦ 1.65, and still more preferably 1.18 ≦ m + n ≦ 1. 6. When the value of m + n is in the range of 1.1 to 1.7, affinity with the resin and flame retardancy are further improved.

また、炭素数1〜4の一価の脂肪族炭化水素基Rと炭素数6〜24の一価の芳香族炭化水素基Rとのモル比n/mは、樹脂との親和性や難燃性の点から、0.4≦n/m≦2.5が好ましい。さらに、1.1≦m+n≦1.7かつ0.4≦n/m≦2.5を満たすことが好ましい。 Further, the molar ratio n / m of the monovalent aliphatic hydrocarbon group R 1 having 1 to 4 carbon atoms and the monovalent aromatic hydrocarbon group R 2 having 6 to 24 carbon atoms depends on the affinity with the resin. From the viewpoint of flame retardancy, 0.4 ≦ n / m ≦ 2.5 is preferable. Furthermore, it is preferable that 1.1 ≦ m + n ≦ 1.7 and 0.4 ≦ n / m ≦ 2.5 are satisfied.

また、本発明に記載のシリコーン化合物は、官能基としてシラノール基を含有することを特徴としている。シラノール基は、燃焼時に樹脂の熱分解を促進すると同時に、シラノール基自身が架橋してチャーを形成することにより、着火後、瞬時に不燃層を形成することが可能となる。上記平均組成式(1)において、シラノール基含有量を規定するpは、0.01≦p≦0.1であることが好ましく、より好ましくは0.02≦p≦0.08である。シラノール基含有量が多すぎると、樹脂の分解のみが促進されてしまい、難燃性は悪化する。シラノール含有量が少なすぎると、本願の効果が得られにくくなる。なお、各元素、各炭化水素基及びシラノール基の割合は、水素、炭素及びケイ素のNMRを用いて算出することができる。   The silicone compound described in the present invention is characterized by containing a silanol group as a functional group. The silanol group promotes thermal decomposition of the resin at the time of combustion, and at the same time, the silanol group itself crosslinks to form char, whereby an incombustible layer can be formed instantaneously after ignition. In the average composition formula (1), p defining the silanol group content is preferably 0.01 ≦ p ≦ 0.1, and more preferably 0.02 ≦ p ≦ 0.08. When there is too much silanol group content, only decomposition | disassembly of resin will be accelerated | stimulated and a flame retardance will deteriorate. If the silanol content is too small, the effect of the present application is difficult to obtain. In addition, the ratio of each element, each hydrocarbon group, and silanol group can be calculated using NMR of hydrogen, carbon, and silicon.

また、当該芳香環含有シリコーン化合物(B)は、芳香族基含有オルガノシロキサン化合物からなり、Q単位(SiO)、T単位(RSiO1.5)、D単位(RSiO)及びM単位(RSiO0.5)という4種類の構成単位のうち、上記平均組成式(1)を満たすように、任意の組合せで構成されるものである。式中、Rは、特に限定されないが、芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を表す。 The aromatic ring-containing silicone compound (B) is composed of an aromatic group-containing organosiloxane compound, and includes Q units (SiO 2 ), T units (RSiO 1.5 ), D units (R 2 SiO), and M units ( Among the four types of structural units of R 3 SiO 0.5 ), they are configured in any combination so as to satisfy the above average composition formula (1). In the formula, R is not particularly limited, but represents an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group.

さらに、当該芳香環含有シリコーン化合物(B)は、耐熱性や難燃性の観点から、骨格中にT単位及び/又はQ単位を、より具体的にはRSiO3/2単位(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜24の芳香族炭化水素基を表し、当該単位が複数個ある場合は、Rは同一であっても異なっていてもよい)及び/又はSiO単位を、当該単位由来のSi原子が全Si原子中の10%以上(つまり10モル%以上)となるように含有するものが好ましく、15%以上がより好ましく、20%以上がさらに好ましい。 Further, the aromatic ring-containing silicone compound (B) has a T unit and / or a Q unit in the skeleton, more specifically an R 3 SiO 3/2 unit (in the formula, from the viewpoint of heat resistance and flame retardancy). R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms, and when there are a plurality of such units, R 3 may be the same or different. And / or SiO 2 units are preferably contained so that Si atoms derived from the units are 10% or more (that is, 10 mol% or more) of all Si atoms, more preferably 15% or more, and more preferably 20% or more. Is more preferable.

における炭素数1〜4のアルキル基としては、上記Rの炭素数1〜4の一価の脂肪族炭化水素基で例示したものと同様のものが挙げられる。また、炭素数6〜24の芳香族炭化水素基としては、上記Rの炭素数6〜24の一価の芳香族炭化水素基で例示したものと同様のものが挙げられる。 The alkyl group having 1 to 4 carbon atoms for R 3, include the same ones exemplified for the monovalent aliphatic hydrocarbon group of carbon number 1 to 4 above R 1. The aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms include the same ones exemplified for the monovalent aromatic hydrocarbon group of carbon number 6 to 24 above R 2.

このような芳香環含有シリコーン化合物(B)は、既知のシリコーン合成法により容易に合成することができる。すなわち、RSiXで表される一官能性ケイ素化合物、RSiXで表される二官能性ケイ素化合物、RSiXで表される三官能性ケイ素化合物、四ハロゲン化ケイ素、テトラアルコキシシラン、及びそれらの縮合物である有機ケイ素化合物や、水ガラス、金属ケイ酸塩等の無機ケイ素化合物のなかから必要に応じて選択した少なくとも1種、好ましくは少なくとも2種のケイ素化合物を、縮合反応させることにより合成できる。なお、式中、Rは、芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を表す。Xは、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基等の、縮合してシロキサン結合を形成しうる基を表す。 Such an aromatic ring-containing silicone compound (B) can be easily synthesized by a known silicone synthesis method. That is, a monofunctional silicon compound represented by R 3 SiX, a bifunctional silicon compound represented by R 2 SiX 2 , a trifunctional silicon compound represented by RSiX 3 , silicon tetrahalide, tetraalkoxysilane, And at least one, preferably at least two silicon compounds selected as necessary from organic silicon compounds which are condensates thereof and inorganic silicon compounds such as water glass and metal silicate. Can be synthesized. In the formula, R represents an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group. X represents a group that can be condensed to form a siloxane bond, such as a halogen atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group.

反応条件は、用いる基質や目的化合物の組成及び分子量によって異なる。当該縮合反応は、一般的に、必要により水、酸及び/又は有機溶媒の存在下で、必要により加熱しながら、ケイ素化合物を混合することにより行うことができる。各ケイ素化合物の使用割合は、得られる芳香環含有シリコーン化合物が上記m、nの条件を満たすよう、各単位の含量、芳香族炭化水素基と脂肪族炭化水素基の比率を考慮して、適宜設定すればよい。   The reaction conditions vary depending on the substrate used and the composition and molecular weight of the target compound. The condensation reaction can be generally carried out by mixing a silicon compound with heating if necessary in the presence of water, an acid and / or an organic solvent as necessary. The use ratio of each silicon compound is appropriately determined in consideration of the content of each unit and the ratio of the aromatic hydrocarbon group to the aliphatic hydrocarbon group so that the obtained aromatic ring-containing silicone compound satisfies the above conditions m and n. You only have to set it.

一般に、上記縮合反応により芳香環含有シリコーン化合物を合成した場合、末端構造としてSi原子上に縮合残基としてXが残留する場合がある。Xが残留すると、その種類によっては、樹脂に添加した場合に樹脂の熱安定性が低下したり、難燃性が劣るため好ましくない。それを防ぐためには、重合後に過剰のRSiXで表される一官能性ケイ素化合物を反応させて処理することにより、Xを封鎖することができる。一方、このRSiXで表される一官能性ケイ素化合物の量を調整することにより、残留させるXの量を調整することが出来る。Xは既知の方法で加水分解することにより、シラノール基へと容易に誘導可能である。このような方法を用いることにより、目的とするシリコーン化合物中のシラノール基量の調整は容易に達成できる。 Generally, when an aromatic ring-containing silicone compound is synthesized by the above condensation reaction, X may remain as a condensed residue on a Si atom as a terminal structure. When X remains, depending on the type, it is not preferable because when added to the resin, the thermal stability of the resin is lowered or the flame retardancy is poor. In order to prevent this, X can be blocked by reacting and treating a monofunctional silicon compound represented by excess R 3 SiX after polymerization. On the other hand, by adjusting the amount of the monofunctional silicon compound represented by R 3 SiX, the amount of X remaining can be adjusted. X can be easily derived into a silanol group by hydrolysis by a known method. By using such a method, adjustment of the amount of silanol groups in the target silicone compound can be easily achieved.

さらに、上記芳香環含有シリコーン化合物の数平均分子量は、特に限定されないが、1000〜200000が好ましく、1500〜1500000がより好ましく、2000〜100000がさらに好ましい。一般に、従来技術で挙げたシリコーン系化合物においては分子量と難燃性について議論されているが、本発明においては、分子量の大小に関係なく、分子内のシロキサン結合の任意の比率によりシリコーンの耐熱性が制御できるので、上記数平均分子量の範囲内においては、分子量が難燃性に致命的に影響を及ぼすものではない。数平均分子量が1000より小さい場合には芳香環含有シリコーン化合物の耐熱性が低くなったり、難燃性も不十分となり易い傾向がある。また、数平均分子量が200000より大きい場合は、樹脂中での分散性や加工成形性が低下する傾向がある。なお、クロロホルムを溶媒として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算の数平均分子量を求めることができる。   Furthermore, although the number average molecular weight of the said aromatic ring containing silicone compound is not specifically limited, 1000-200000 are preferable, 1500-1500000 are more preferable, 2000-100000 are further more preferable. In general, the molecular weight and flame retardancy are discussed in the silicone compounds mentioned in the prior art, but in the present invention, regardless of the molecular weight, the heat resistance of the silicone is determined by an arbitrary ratio of siloxane bonds in the molecule. Therefore, within the range of the number average molecular weight, the molecular weight does not critically affect the flame retardancy. When the number average molecular weight is less than 1000, the heat resistance of the aromatic ring-containing silicone compound tends to be low, and the flame retardancy tends to be insufficient. Moreover, when the number average molecular weight is larger than 200000, the dispersibility in the resin and the processability tend to be lowered. The polystyrene-reduced number average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) using chloroform as a solvent.

芳香環含有シリコーン化合物(B)の添加量は、芳香環含有樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部であり、物性の発現及び経済的な面から、0.3〜15重量部が好ましく、0.5〜10重量部がより好ましい。添加量が0.1重量部未満では難燃性が不十分である場合があり、20重量部を超えると物性面での問題は特にないが、より経済性が求められる。   The addition amount of the aromatic ring-containing silicone compound (B) is 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic ring-containing resin (A). -15 parts by weight is preferable, and 0.5-10 parts by weight is more preferable. When the addition amount is less than 0.1 parts by weight, the flame retardancy may be insufficient. When the addition amount exceeds 20 parts by weight, there is no particular problem in terms of physical properties, but more economical is required.

(C)成分として用いる、SiO単位が30重量%以上を占める金属ケイ酸塩化合物としては特に限定されず、K、Na、Li、Ca、Mn、Fe、Ni、Mg、Fe、Al、Ti、Zn、Zrのうちから選ばれる一種以上金属元素を含有するものである。具体的な物質としては珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、タルク、マイカ、ワラストナイト、カオリン、珪藻土、スメクタイト等が挙げられる。なかでも、マイカ、タルク、カオリン又はスメクタイトが、得られる樹脂組成物の難燃性や機械的強度にも優れるため好ましく、特にタルクが好ましい。尚、タルクとは、含水ケイ酸マグネシウム(組成式:MgSi10(OH)) のことである。 (C) used as the component is not particularly restricted but includes metal silicate compounds SiO 2 units account for at least 30 wt%, K, Na, Li, Ca, Mn, Fe, Ni, Mg, Fe, Al, Ti One or more metal elements selected from Zn, Zr, and Zn are contained. Specific examples of the substance include magnesium silicate, aluminum silicate, calcium silicate, talc, mica, wollastonite, kaolin, diatomaceous earth, and smectite. Of these, mica, talc, kaolin, and smectite are preferable because they are excellent in flame retardancy and mechanical strength of the resulting resin composition, and talc is particularly preferable. Talc is hydrous magnesium silicate (compositional formula: Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ).

金属ケイ酸塩化合物(C)は、平均粒子径が1nm〜100μmの微粒子である。平均粒子径が100μmを超えると得られる成形品の外観が損なわれたり、樹脂組成物の衝撃強度が低下する傾向が見られる。好ましくは1nm〜70μmであり、より好ましくは10nm〜50μm、さらには0.5〜30μmが好ましい。なお、本発明でいう平均粒子径とはマイクロトラックレーザー回折法により測定できる。また、ここでいう粒子とは、球状の物に限らず針状、板状等のものであってもよい。   The metal silicate compound (C) is fine particles having an average particle diameter of 1 nm to 100 μm. When the average particle diameter exceeds 100 μm, the appearance of the obtained molded product is impaired, and the impact strength of the resin composition tends to decrease. The thickness is preferably 1 nm to 70 μm, more preferably 10 nm to 50 μm, and further preferably 0.5 to 30 μm. In addition, the average particle diameter as used in the field of this invention can be measured by the micro track laser diffraction method. In addition, the term “particle” used herein is not limited to a spherical object, but may be a needle shape or a plate shape.

金属ケイ酸塩化合物(C)の形状については特に限定されないが、代表的なものとして、粉体状、粒状、針状、板状等が挙げられる。この無機化合物は天然物であってもよいし、合成されたものであってもよい。天然物の場合、産地等には特に限定はなく、適宜選択することができる。   Although it does not specifically limit about the shape of a metal silicate compound (C), A powder form, a granular form, needle shape, plate shape etc. are mentioned as a typical thing. This inorganic compound may be a natural product or synthesized. In the case of a natural product, there are no particular limitations on the production area and the like, which can be selected as appropriate.

本発明の金属ケイ酸塩化合物(C)は、pHが8.0以上を示すものである。金属ケイ酸塩化合物のpHが8.0以上であるということは、ケイ酸アニオンと金属カチオンとから構成されるイオン結合的性質を有していることであり、金属ケイ酸塩自身は熱的に安定であるものも、シリコーン化合物が共存する場合にはそのイオン結合性により高温条件でシリコーン化合物と化学的相互作用し難燃性に相乗的に効果を及ぼす。なお、本発明でいうpHは、JIS−K−5101 B法に基づき、デジタルpH計にて測定する事ができる。   The metal silicate compound (C) of the present invention has a pH of 8.0 or higher. The fact that the pH of the metal silicate compound is 8.0 or more means that it has an ion-binding property composed of a silicate anion and a metal cation. In the case where a silicone compound coexists, it also has a synergistic effect on flame retardancy by chemically interacting with the silicone compound at high temperature conditions due to its ionic bond. In addition, pH as used in the field of this invention can be measured with a digital pH meter based on JIS-K-5101 B method.

このような金属ケイ酸塩化合物(C)は、樹脂との接着性を高めるため、シラン処理剤等の各種表面処理剤で表面処理がなされたものであってもよい。表面処理剤としては特に限定されず、従来公知のものを使用することができるが、エポキシシラン等のエポキシ基含有シランカップリング剤、及び、アミノシラン等のアミノ基含有シランカップリング剤は、樹脂の物性を低下させることが少ないため好ましい。その他にもポリオキシエチレンシラン等を用いることができる。表面処理方法としては特に限定されず、通常の処理方法を利用できる。   Such a metal silicate compound (C) may be subjected to a surface treatment with various surface treatment agents such as a silane treatment agent in order to enhance the adhesion to the resin. Although it does not specifically limit as a surface treating agent, Although a conventionally well-known thing can be used, epoxy group containing silane coupling agents, such as an epoxy silane, and amino group containing silane coupling agents, such as amino silane, are resin. It is preferable because the physical properties are hardly lowered. In addition, polyoxyethylene silane or the like can be used. The surface treatment method is not particularly limited, and a normal treatment method can be used.

これら金属ケイ酸塩化合物(C)は、1種類のみを単独で用いてもよいし、平均粒子径、種類、表面処理剤等が異なる2種以上を併用してもよい。   These metal silicate compounds (C) may be used alone or in combination of two or more different in average particle diameter, type, surface treatment agent and the like.

本発明の熱可塑性樹脂組成物における金属ケイ酸塩化合物(C)の使用量は、芳香環含有樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜20重量部である。0.1重量部未満であると、得られる樹脂組成物の難燃性が不十分であり、20重量部を超えると、得られる成形品の難燃性や耐衝撃性が低下するうえ、溶融混練時の樹脂との混練が困難となる傾向がある。好ましくは0.3〜15重量部であり、より好ましくは0.5〜10重量部である。   The usage-amount of the metal silicate compound (C) in the thermoplastic resin composition of this invention is 0.1-20 weight part with respect to 100 weight part of aromatic ring containing resin (A). If the amount is less than 0.1 parts by weight, the flame retardancy of the resulting resin composition is insufficient, and if it exceeds 20 parts by weight, the flame retardancy and impact resistance of the resulting molded product are reduced and melted. Kneading with the resin during kneading tends to be difficult. Preferably it is 0.3-15 weight part, More preferably, it is 0.5-10 weight part.

本発明の難燃性樹脂組成物においては、さらにフッ素系樹脂(D)を添加することができる。フッ素系樹脂(D)とは、フッ素原子を有する樹脂である。具体的には、ポリモノフルオロエチレン、ポリジフルオロエチレン、ポリトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素化ポリオレフィン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂等を挙げることができる。また、該フッ素系樹脂の製造に用いる単量体と共重合可能な単量体とを併用し、重合して得られた共重合体を用いてもよい。共重合可能な単量体としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。   In the flame-retardant resin composition of the present invention, a fluorine-based resin (D) can be further added. The fluorine-based resin (D) is a resin having a fluorine atom. Specific examples include fluorinated polyolefin resins such as polymonofluoroethylene, polydifluoroethylene, polytrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymers, and polyvinylidene fluoride resins. it can. Moreover, you may use the copolymer obtained by using together the monomer used for manufacture of this fluororesin, and the monomer which can be copolymerized, and superposing | polymerizing. The copolymerizable monomer is not particularly limited, and a known monomer can be used.

フッ素系樹脂(D)のうち、好ましくはフッ素化ポリオレフィン樹脂であり、より好ましくは、平均粒径が700μm以下のフッ素化ポリオレフィン樹脂である。ここでいう平均粒径とは、フッ素化ポリオレフィン樹脂の一次粒子が凝集して形成される二次粒子の平均粒径をいう。   Of the fluororesin (D), a fluorinated polyolefin resin is preferable, and a fluorinated polyolefin resin having an average particle size of 700 μm or less is more preferable. The average particle size here means the average particle size of secondary particles formed by agglomeration of primary particles of a fluorinated polyolefin resin.

さらに、フッ素化ポリオレフィン樹脂のうち、密度と嵩密度の比(密度/嵩密度)が6.0以下のフッ素化ポリオレフィン樹脂が好ましい。ここでいう密度と嵩密度とは、JIS−K6891に記載されている方法にて測定したものである。   Furthermore, among the fluorinated polyolefin resins, a fluorinated polyolefin resin having a density / bulk density ratio (density / bulk density) of 6.0 or less is preferable. The density and bulk density here are measured by the method described in JIS-K6891.

フッ素系樹脂(D)は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて使用する場合には、組合せは特に限定されない。例えば、種類の異なるもの等が任意に用いられる。   The fluororesin (D) may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the combination is not particularly limited. For example, different types or the like are arbitrarily used.

フッ素系樹脂(D)を使用する場合、その使用量は、芳香環含有樹脂(A)100重量部に対して、0.005〜1重量部が好ましく、より好ましくは0.01〜0.75重量部、さらに好ましくは0.02〜0.6重量部である。使用量が0.005未満では、(D)成分による難燃性向上効果が十分でない傾向があり、1重量部を超えると本発明の難燃性樹脂組成物の成形流動性、成形体表面外観性が低下する傾向がある。   When using a fluorine-type resin (D), the usage-amount is 0.005-1 weight part with respect to 100 weight part of aromatic ring containing resin (A), More preferably, it is 0.01-0.75. Part by weight, more preferably 0.02 to 0.6 part by weight. If the amount used is less than 0.005, the effect of improving flame retardancy by the component (D) tends to be insufficient. Tend to decrease.

本発明の難燃性樹脂組成物には、さらに成形流動性を高めたり、難燃性をより向上させるために、本発明の特性(難燃性等)を損なわない範囲で、本発明の難燃剤としての(B)成分以外のシリコーン等を添加することができる。   In the flame-retardant resin composition of the present invention, in order to further improve the molding fluidity or to further improve the flame retardancy, the present invention is difficult within the range that does not impair the characteristics of the present invention (such as flame retardancy). Silicone other than the component (B) as a flame retardant can be added.

本発明の(B)成分以外のシリコーンとは、本発明の(B)成分を除く広義のポリオルガノシロキサンのことをさし、具体的には、ジメチルシロキサン、フェニルメチルシロキサン等の(ポリ)ジオルガノシロキサン化合物;メチルシルセスキオキサン、フェニルシルセスキオキサン等の(ポリ)オルガノシルセスキオキサン化合物;トリメチルシルヘミオキサン、トリフェニルシルヘミオキサン等の(ポリ)トリオルガノシルヘミオキサン化合物;これらを重合して得られる共重合体;ポリジメチルシロキサン、ポリフェニルメチルシロキサン等が挙げられる。ポリオルガノシロキサンである場合には、分子末端がエポキシ基、水酸基、カルボキシル基、メルカプト基、アミノ基、エーテル基等により置換された変性シリコーンも有用である。シリコーンの形状には特に制限はなく、オイル状、ガム状、ワニス状、粉体状、ペレット状等、任意のものが利用可能である。   Silicone other than the component (B) of the present invention refers to a polyorganosiloxane in a broad sense excluding the component (B) of the present invention. Specifically, (poly) disiloxane such as dimethylsiloxane and phenylmethylsiloxane. Organosiloxane compounds; (poly) organosilsesquioxane compounds such as methyl silsesquioxane and phenyl silsesquioxane; (poly) triorganosyl hemioxanes such as trimethylsilhemioxane and triphenylsylhemioxane Compounds; copolymers obtained by polymerizing these; polydimethylsiloxane, polyphenylmethylsiloxane and the like. In the case of polyorganosiloxane, modified silicones whose molecular ends are substituted with epoxy groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, mercapto groups, amino groups, ether groups, etc. are also useful. There is no restriction | limiting in particular in the shape of silicone, Arbitrary things, such as oil shape, gum shape, varnish shape, powder shape, pellet shape, can be utilized.

さらに本発明の難燃性樹脂組成物は、本発明の特性(難燃性等)を損なわない範囲で強化充填剤を組み合わせることにより、強化材料としてもよい。すなわち、強化充填剤を添加することで、さらに耐熱性や機械的強度等の向上を図ることができる。このような強化充填剤としては特に限定されず、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維等の繊維状充填剤;ガラスビーズ、ガラスフレーク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等が挙げられる。   Furthermore, the flame-retardant resin composition of the present invention may be used as a reinforcing material by combining reinforcing fillers within a range that does not impair the characteristics of the present invention (such as flame retardancy). That is, by adding a reinforcing filler, it is possible to further improve heat resistance, mechanical strength, and the like. Such reinforcing filler is not particularly limited, and examples thereof include fibrous fillers such as glass fibers, carbon fibers, and potassium titanate fibers; glass beads, glass flakes, calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, and the like. .

また本発明の難燃性樹脂組成物をより高性能な物にするため、フェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤等の酸化防止剤、リン系安定剤等の熱安定剤等を、単独又は2種類以上併せて使用することが好ましい。さらに必要に応じて、通常良く知られた、安定剤、滑剤、離型剤、可塑剤、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料、染料、帯電防止剤、導電性付与剤、分散剤、相溶化剤、抗菌剤等の添加剤を、単独又は2種類以上併せて使用することができる。   In addition, in order to make the flame retardant resin composition of the present invention higher performance, an antioxidant such as a phenolic antioxidant, a thioether antioxidant, a thermal stabilizer such as a phosphorus stabilizer, etc. Or it is preferable to use together 2 or more types. Furthermore, as required, stabilizers, lubricants, mold release agents, plasticizers, UV absorbers, light stabilizers, pigments, dyes, antistatic agents, conductivity-imparting agents, dispersants, compatibilizing agents Additives such as agents and antibacterial agents can be used alone or in combination of two or more.

本発明の難燃性樹脂組成物の製造方法としては、特に限定されないが、上記(A)、(B)、(C)成分、さらに必要に応じて(D)成分や各種添加剤等を混合し、例えば、2軸押出機、1軸押出機、加熱ロールニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練することにより、当該難燃性樹脂組成物を製造することができる。   Although it does not specifically limit as a manufacturing method of the flame-retardant resin composition of this invention, Mixing said (A), (B), (C) component, and also (D) component and various additives as needed. For example, the flame-retardant resin composition can be produced by kneading using a kneader such as a twin-screw extruder, a single-screw extruder, a heated roll kneader, or a Banbury mixer.

本発明で製造された難燃性樹脂組成物の成形加工法は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂について一般に用いられている成形法、例えば、射出成形、ブロー成形、押出成形、真空成形、プレス成形、カレンダー成形等が適用できる。   The molding method of the flame-retardant resin composition produced in the present invention is not particularly limited, and a molding method generally used for thermoplastic resins, for example, injection molding, blow molding, extrusion molding, vacuum Molding, press molding, calendar molding, etc. can be applied.

本発明の難燃性樹脂組成物の用途としては、特に限定されないが、例えば、パソコン・プリンター・FAX・DVD等の情報通信機器のハウジング及び機構部品(シャーシ等)、TV等の家電製品のハウジング及び内部部品、自動車の内外装部品(インストゥルメンタルパネル、ホイールキャップ等)、自動販売機内部部品、給排水機器、医療機器等が挙げられる。   The use of the flame retardant resin composition of the present invention is not particularly limited. For example, housings of information communication equipment such as personal computers, printers, fax machines, DVDs, mechanical parts (chassis etc.), and housings of home appliances such as TVs. And internal parts, automobile interior and exterior parts (instrumental panels, wheel caps, etc.), vending machine internal parts, water supply / drainage equipment, medical equipment, and the like.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下では特にことわりがない限り、「部」は重量部を、「%」は重量%を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these. In the following description, “part” means part by weight and “%” means weight% unless otherwise specified.

また、数平均分子量は、クロロホルムを溶媒として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算の数平均分子量を求めた。カラム(いずれもShodex製)は、GPC K−G(ガードカラム)、GPC K−804(排除限界400,000)、K−802.5(排除限界20,000)をこの順に直列につないだものを用いた。   Moreover, the number average molecular weight calculated | required the number average molecular weight of polystyrene conversion by the gel permeation chromatography (GPC) using chloroform as a solvent. Columns (both made by Shodex) are GPC KG (guard column), GPC K-804 (exclusion limit 400,000), K-802.5 (exclusion limit 20,000) connected in series in this order Was used.

(製造例1):シリコーン化合物(B1)の製造
ジクロロジフェニルシラン(187g)、ジクロロジメチルシラン(30g)、多摩化学工業社製Mシリケート51(Sin−1(OCH2n+2で平均してn=4)(115g)を2Lフラスコに計りとり、メチルイソブチルケトン(MIBK)(480g)を加えた後、10℃以下で水(130g)を滴下した。その後、反応混合物を80℃に加熱して3時間反応させた。次いで、室温に戻した後、クロロトリメチルシラン(80g)、次いで水(18g)を滴下した後、60℃で3時間反応させた。得られた反応混合物は中性になるまで水洗し、分離した有機相について、減圧下で溶媒を留去することにより、目的のシリコーン化合物(B1)(数平均分子量2700)を得た。NMR分析から、平均組成式(1)で表される構成比率がm=0.76、n=0.60、p=0.020であり、従って、m+n=1.36、n/m=0.79と算出できた。また、NMR分析から、全Si原子中のうちSiO単位が占める割合は、40.8モル%と算出できた。
(Production Example 1) Production dichlorodiphenyl silane of the silicone compound (B1) (187 g), dichlorodimethylsilane (30 g), Tama Chemical Industry Co., Ltd. M silicate 51 (Si n O n-1 (OCH 3) averaged over 2n + 2 N = 4) (115 g) was weighed into a 2 L flask, methyl isobutyl ketone (MIBK) (480 g) was added, and water (130 g) was added dropwise at 10 ° C. or lower. Thereafter, the reaction mixture was heated to 80 ° C. and reacted for 3 hours. Next, after returning to room temperature, chlorotrimethylsilane (80 g) and then water (18 g) were added dropwise, followed by reaction at 60 ° C. for 3 hours. The obtained reaction mixture was washed with water until neutrality, and the solvent was distilled off from the separated organic phase under reduced pressure to obtain the desired silicone compound (B1) (number average molecular weight 2700). From the NMR analysis, the constitutional ratio represented by the average composition formula (1) is m = 0.76, n = 0.60, p = 0.020, and therefore m + n = 1.36, n / m = 0. .79. From the NMR analysis, the proportion of SiO 2 units in all Si atoms was calculated to be 40.8 mol%.

(製造例2):シリコーン化合物(B2)の製造
ジクロロジフェニルシラン(190g)、ジクロロジメチルシラン(32g)、多摩化学工業社製Mシリケート51(Sin−1(OCH2n+2で平均してn=4)(116g)を2Lフラスコに計りとり、メチルイソブチルケトン(MIBK)(480g)を加えた後、10℃以下で水(132g)を滴下した。その後、反応混合物を80℃に加熱して3時間反応させた。次いで、室温に戻した後、クロロトリメチルシラン(50g)、次いで水(17g)を滴下した後、60℃で3時間反応させた。得られた反応混合物は中性になるまで水洗し、分離した有機相について、減圧下で溶媒を留去することにより、目的のシリコーン化合物(B2)(数平均分子量2670)を得た。NMR分析から、平均組成式(1)で表される構成比率がm=0.70、n=0.60、p=0.044であり、従って、m+n=1.30、n/m=0.86と算出できた。また、NMR分析から、全Si原子中のうちSiO単位が占める割合は、41.8モル%と算出できた。
(Production Example 2): Production of silicone compound (B2) Averaged with dichlorodiphenylsilane (190 g), dichlorodimethylsilane (32 g), M silicate 51 (Si n O n-1 (OCH 3 ) 2n + 2 ) manufactured by Tama Chemical Industries, Ltd. N = 4) (116 g) was weighed into a 2 L flask, methyl isobutyl ketone (MIBK) (480 g) was added, and water (132 g) was added dropwise at 10 ° C. or lower. Thereafter, the reaction mixture was heated to 80 ° C. and reacted for 3 hours. Next, after returning to room temperature, chlorotrimethylsilane (50 g) and then water (17 g) were added dropwise, followed by reaction at 60 ° C. for 3 hours. The obtained reaction mixture was washed with water until neutrality, and the solvent was distilled off from the separated organic phase under reduced pressure to obtain the desired silicone compound (B2) (number average molecular weight 2670). From the NMR analysis, the constitutional ratio represented by the average composition formula (1) is m = 0.70, n = 0.60, p = 0.044, and therefore m + n = 1.30, n / m = 0. .86. From the NMR analysis, the proportion of SiO 2 units in all Si atoms was calculated to be 41.8 mol%.

(製造例3):シリコーン化合物(B3)の製造
ジクロロジフェニルシラン(190g)、ジクロロジメチルシラン(31g)、多摩化学工業社製Mシリケート51(Sin−1(OCH2n+2で平均してn=4)(117g)を2Lフラスコに計りとり、メチルイソブチルケトン(MIBK)(480g)を加えた後、10℃以下で水(132g)を滴下した。その後、反応混合物を80℃に加熱して3時間反応させた。次いで、室温に戻した後、クロロトリメチルシラン(37g)、次いで水(15g)を滴下した後、60℃で3時間反応させた。得られた反応混合物は中性になるまで水洗し、分離した有機相について、減圧下で溶媒を留去することにより、目的のシリコーン化合物(B3)(数平均分子量2740)を得た。NMR分析から、平均組成式(1)で表される構成比率がm=0.62、n=0.61、p=0.073であり、従って、m+n=1.23、n/m=0.98と算出できた。また、NMR分析から、全Si原子中のうちSiO単位が占める割合は、43.2モル%と算出できた。
(参考製造例1):オルガノシロキサン化合物(B4)の製造
ジクロロジフェニルシラン(468g)、ジクロロジメチルシラン(80g)、多摩化学工業社製Mシリケート51(Sin−1(OCH2n+2で平均してn=4)(291g)を5Lフラスコに計りとり、メチルイソブチルケトン(MIBK)(1200g)を加えた後、10℃以下で水(336g)を滴下した。その後、反応混合物を80℃に加熱して3時間反応させた。次いで、室温に戻した後、クロロトリメチルシラン(268g)、次いで水(44g)を滴下した後、60℃で3時間反応させた。得られた反応混合物は中性になるまで水洗し、分離した有機相について、減圧下で溶媒を留去することにより、目的のシリコーン化合物(B4)(数平均分子量2700)を得た。NMR分析から、平均組成式(1)で表される構成比率がm=0.82、n=0.60、p=0であり、従って、m+n=1.42、n/m=0.73と算出できた。また、NMR分析から、全Si原子中のうちSiO単位が占める割合は、39.9モル%と算出できた。
(参考製造例2):オルガノシロキサン化合物(B5)の製造
ジクロロジフェニルシラン(468g)、ジクロロジメチルシラン(80g)、多摩化学工業社製Mシリケート51(Sin−1(OCH2n+2で平均してn=4)(291g)を5Lフラスコに計りとり、メチルイソブチルケトン(MIBK)(1200g)を加えた後、10℃以下で水(336g)を滴下した。その後、反応混合物を80℃に加熱して3時間反応させた。得られた反応混合物は中性になるまで水洗し、分離した有機相について、減圧下で溶媒を留去することにより、目的のシリコーン化合物(B5)(数平均分子量2920)を得た。NMR分析から、平均組成式(1)で表される構成比率がm=0.20、n=0.60、p=0.25であり、従って、m+n=0.80、n/m=3.0と算出できた。また、NMR分析から、全Si原子中のうちSiO単位が占める割合は、49.9モル%と算出できた。
(Production Example 3): Production of Silicone Compound (B3) Dichlorodiphenylsilane (190 g), dichlorodimethylsilane (31 g), M silicate 51 (Si n O n-1 (OCH 3 ) 2n + 2 manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd.) N = 4) (117 g) was weighed into a 2 L flask, methyl isobutyl ketone (MIBK) (480 g) was added, and water (132 g) was added dropwise at 10 ° C. or lower. Thereafter, the reaction mixture was heated to 80 ° C. and reacted for 3 hours. Next, after returning to room temperature, chlorotrimethylsilane (37 g) and then water (15 g) were added dropwise, followed by reaction at 60 ° C. for 3 hours. The obtained reaction mixture was washed with water until it became neutral, and the solvent was distilled off from the separated organic phase under reduced pressure to obtain the desired silicone compound (B3) (number average molecular weight 2740). From the NMR analysis, the constituent ratios represented by the average composition formula (1) are m = 0.62, n = 0.61, p = 0.073, and therefore m + n = 1.23, n / m = 0. .98. From the NMR analysis, the proportion of the SiO 2 units in all Si atoms was calculated to be 43.2 mol%.
(Reference production example 1): Production of organosiloxane compound (B4) Dichlorodiphenylsilane (468 g), dichlorodimethylsilane (80 g), M silicate 51 (Si n O n-1 (OCH 3 ) 2n + 2 manufactured by Tama Chemical Industries) On average, n = 4) (291 g) was weighed into a 5 L flask, methyl isobutyl ketone (MIBK) (1200 g) was added, and water (336 g) was added dropwise at 10 ° C. or lower. Thereafter, the reaction mixture was heated to 80 ° C. and reacted for 3 hours. Next, after returning to room temperature, chlorotrimethylsilane (268 g) and then water (44 g) were added dropwise, followed by reaction at 60 ° C. for 3 hours. The obtained reaction mixture was washed with water until it became neutral, and the solvent was distilled off from the separated organic phase under reduced pressure to obtain the desired silicone compound (B4) (number average molecular weight 2700). From the NMR analysis, the composition ratio represented by the average composition formula (1) is m = 0.82, n = 0.60, p = 0, and therefore m + n = 1.42, n / m = 0.73. It was possible to calculate. From the NMR analysis, the proportion of the SiO 2 units in all Si atoms was calculated to be 39.9 mol%.
(Reference Production Example 2): Production of Organosiloxane Compound (B5) Dichlorodiphenylsilane (468 g), dichlorodimethylsilane (80 g), M silicate 51 (Si n O n-1 (OCH 3 ) 2n + 2 manufactured by Tama Chemical Industries) On average, n = 4) (291 g) was weighed into a 5 L flask, methyl isobutyl ketone (MIBK) (1200 g) was added, and water (336 g) was added dropwise at 10 ° C. or lower. Thereafter, the reaction mixture was heated to 80 ° C. and reacted for 3 hours. The obtained reaction mixture was washed with water until neutrality, and the solvent was distilled off from the separated organic phase under reduced pressure to obtain the desired silicone compound (B5) (number average molecular weight 2920). From the NMR analysis, the composition ratio represented by the average composition formula (1) is m = 0.20, n = 0.60, p = 0.25, and therefore m + n = 0.80, n / m = 3. Was calculated as 0.0. From the NMR analysis, the proportion of SiO 2 units in all Si atoms was calculated to be 49.9 mol%.

実施例、比較例で用いた原料を以下にまとめて示す。
PPE:対数粘度が0.50のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、PX100F)
PS:ポリスチレン樹脂(PSジャパン(株)製、GPPS HF77)
HIPS:ブタジエン・スチレン共重合体(PSジャパン(株)製、HIPS HT60)
PC:粘度平均分子量が22000のビスフェノールA型ポリカーボネート(出光興産(株)製、タフロンA2200)
ABS:アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(日本エイアンドエル(株)製、ABS GA−501)
PTFE:フッ素樹脂(テトラフルオロエチレン(ダイキン工業製、ポリフロンFA−500))
(C1):金属ケイ酸塩化合物(タルク(日本タルク(株)製 SG−200、pH=9.3、SiO単位含有量=60wt%、平均粒子径=3.2μm))
(実施例1)
樹脂組成物の調製
ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)80重量部、ポリスチレン樹脂(PS)20重量部、製造例1で製造した樹脂添加用難燃剤としてのシリコーン化合物(B1)3重量部、平均粒子径が3.2μmである金属ケイ酸塩化合物(C1)3重量部、フッ素樹脂(PTFE)0.5重量部、並びに、リン系安定剤及びフェノール系酸化防止剤としてそれぞれアデカスタブHP−10及びAO−60(いずれも旭電化製)各0.2重量部を、予めドライブレンドした後、シリンダー温度を300℃、スクリュ回転数100rpmに設定したベント付き二軸押出機(33mmφ、L/D=28、(株)日本製鋼所製、製品名TEX30HSS)のホッパーに供給し、溶融押出することにより、ペレット状の樹脂組成物を得た。
The raw materials used in Examples and Comparative Examples are summarized below.
PPE: poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether resin having a logarithmic viscosity of 0.50 (Mitsubishi Engineering Plastics, PX100F)
PS: Polystyrene resin (manufactured by PS Japan, GPPS HF77)
HIPS: Butadiene / styrene copolymer (manufactured by PS Japan Co., Ltd., HIPS HT60)
PC: Bisphenol A type polycarbonate having a viscosity average molecular weight of 22,000 (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd., Toughlon A2200)
ABS: Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (manufactured by Nippon A & L Co., Ltd., ABS GA-501)
PTFE: Fluororesin (Tetrafluoroethylene (Daikin Industries, Polyflon FA-500))
(C1): Metal silicate compound (Talc (Nihon Talc Co., Ltd. SG-200, pH = 9.3, SiO 2 unit content = 60 wt%, average particle size = 3.2 μm))
(Example 1)
Preparation of resin composition 80 parts by weight of polyphenylene ether resin (PPE), 20 parts by weight of polystyrene resin (PS), 3 parts by weight of silicone compound (B1) as a flame retardant for resin addition produced in Production Example 1 3 parts by weight of metal silicate compound (C1) having an average particle size of 3.2 μm, 0.5 parts by weight of fluororesin (PTFE), and ADK STAB HP-10 as a phosphorus stabilizer and a phenolic antioxidant, respectively. And AO-60 (both manufactured by Asahi Denka) 0.2 parts by weight of each were dry blended in advance, and then a twin-screw extruder with a vent (33 mmφ, L / D) set at a cylinder temperature of 300 ° C. and a screw rotation speed of 100 rpm = 28, manufactured by Nippon Steel Works, product name TEX30HSS) and melt-extruded to obtain a pellet-shaped resin composition.

(実施例2〜15、比較例1〜15)
表1〜2記載の配合成分及び量を用い、実施例1と同様にして樹脂組成物を得た。
(Examples 2-15, Comparative Examples 1-15)
Resin compositions were obtained in the same manner as in Example 1 using the blending components and amounts shown in Tables 1 and 2.

上記実施例及び比較例で得られた樹脂組成物を用い、以下のようにして試験片を作成し、難燃性を評価した。   Using the resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples, test pieces were prepared as follows and flame retardancy was evaluated.

試験片の作成
得られたペレットを120℃にて5時間乾燥させた後、35t射出成形機を用い、シリンダー温度295℃、金型温度80℃にて厚み1.6mmバー(幅12mm、長さ127mm)を作成して下記の評価を行った。結果を表1に示す。
Preparation of test piece After the obtained pellet was dried at 120C for 5 hours, using a 35t injection molding machine, the cylinder temperature was 295C, the mold temperature was 80C, and the thickness was 1.6 mm bar (width). 12 mm and a length of 127 mm) were prepared and evaluated as follows. The results are shown in Table 1.

評価方法
上記で得られた試験片を用い、UL−94規格に従い、難燃性をV試験で評価し、総燃焼時間を算出した。
当該評価結果を表1、表2に示す。
Evaluation method Using the test piece obtained above, the flame retardancy was evaluated by the V test according to the UL-94 standard, and the total burning time was calculated.
The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2008074906
Figure 2008074906

Figure 2008074906
表1に示す通り、実施例では、いずれも非常に良好な難燃性を示し、短時間に自己消火した。これに対して、比較例1〜5、9〜13では、実施例で使用したシリコーン化合物及び金属ケイ酸塩化合物が無添加であったり、どちらか一方のみを添加しているため、難燃性が不十分であった。比較例7、15では、シリコーン化合物が有するシラノール基量が多すぎるため、樹脂を分解してしまい、難燃性が大幅に悪化している。比較例6、8、14では、比較的良好な難燃性が得られているが、シラノール基を全く有しないシリコーン化合物を用いているため、実施例と同等の難燃性を得るためには、シリコーン化合物の添加量を増やす必要がある。また、添加量が同じ場合は、実施例ほどの難燃性は得られていない。よって、上記結果から、本発明の組成物を形成することにより、極少量のシリコーン化合物にて難燃性に優れた樹脂組成物が得られることがわかる。
Figure 2008074906
As shown in Table 1, all of the examples showed very good flame retardancy and self-extinguished in a short time. On the other hand, in Comparative Examples 1-5 and 9-13, the silicone compound and metal silicate compound used in the examples were not added or only one of them was added, so that the flame retardancy Was insufficient. In Comparative Examples 7 and 15, since the amount of silanol groups contained in the silicone compound is too large, the resin is decomposed and the flame retardancy is greatly deteriorated. In Comparative Examples 6, 8, and 14, relatively good flame retardancy was obtained, but since a silicone compound having no silanol group was used, in order to obtain flame retardance equivalent to that of the Examples It is necessary to increase the amount of silicone compound added. Moreover, when the addition amount is the same, the flame retardancy as in the examples is not obtained. Therefore, it can be seen from the above results that a resin composition excellent in flame retardancy can be obtained with a very small amount of silicone compound by forming the composition of the present invention.

Claims (7)

芳香環含有樹脂(A)100重量部に対して、平均組成式(1)
Si(OH)(4−m−n−p)/2(1)
(式中、Rは炭素数が1〜4の一価の脂肪族炭化水素基を表し、Rは炭素数が6〜24の一価の芳香族炭化水素基を表す。R、Rはそれぞれ複数個ある場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。m,n,pは、0≦m<2.9、0<n≦2.9、0.01≦p≦0.1を満たす数を表す。)で表されるシラノール基を必須置換基とする芳香環含有シリコーン化合物(B)0.1〜20重量部および、pHが8.0以上であり、SiO単位が30重量%以上を占め、平均粒子径が1nm〜100μmである金属ケイ酸塩化合物(C)0.1〜20重量部を含有することを特徴とする難燃性樹脂組成物。
Average composition formula (1) with respect to 100 parts by weight of the aromatic ring-containing resin (A)
R 1 m R 2 n Si ( OH) p O (4-m-n-p) / 2 (1)
(In the formula, R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms. R 1 , R When there are a plurality of 2's , they may be the same or different.m, n, p are 0 ≦ m <2.9, 0 <n ≦ 2.9, 0.01 ≦ p. 0.1-20 parts by weight of an aromatic ring-containing silicone compound (B) having a silanol group represented by the following formula as an essential substituent, and a pH of 8.0 or more, SiO 2 A flame retardant resin composition comprising 2 to 20% by weight of a metal silicate compound (C) having an average particle diameter of 1 nm to 100 μm and occupying 30% by weight or more.
さらにフッ素樹脂(D)0.005〜1重量部含有する請求項1記載の難燃性樹脂組成物。   Furthermore, the flame-retardant resin composition of Claim 1 which contains 0.005-1 weight part of fluororesins (D). (B)成分の芳香環含有シリコーン化合物が、RSiO3/2単位(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜24の芳香族炭化水素基を表し、当該単位が複数個ある場合は、Rは同一であっても異なっていてもよい)及び/又はSiO単位を、当該単位由来のSi原子中の10%以上含有するシリコーン化合物である請求項1又は2に記載の難燃性樹脂組成物。 The aromatic ring-containing silicone compound of component (B) is an R 3 SiO 3/2 unit (wherein R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms, and 2. When there are a plurality of units, R 3 may be the same or different, and / or is a silicone compound containing 10% or more of SiO 2 units in Si atoms derived from the units. Or the flame-retardant resin composition of 2. (B)成分の芳香環含有シリコーン化合物が、前記平均組成式(1)において、mとnが、さらに1.1≦m+n≦1.7、及び、0.4≦n/m≦2.5を満たす数を示すシリコーン化合物である請求項1〜3のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物。   In the average composition formula (1), the aromatic ring-containing silicone compound of the component (B) is such that m and n are 1.1 ≦ m + n ≦ 1.7 and 0.4 ≦ n / m ≦ 2.5. The flame retardant resin composition according to any one of claims 1 to 3, which is a silicone compound having a number satisfying (B)成分の芳香環含有シリコーン化合物の数平均分子量が1000〜200000である請求項1〜4のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物。   The flame-retardant resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the aromatic ring-containing silicone compound (B) has a number average molecular weight of 1,000 to 200,000. (C)成分の金属ケイ酸塩化合物が、K、Na、Li、Ca、Mg、Mn、Fe、Ni、Al、Ti、Zn及びZrから選ばれる一種以上の金属元素を含有してなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物。   The (C) component metal silicate compound contains one or more metal elements selected from K, Na, Li, Ca, Mg, Mn, Fe, Ni, Al, Ti, Zn, and Zr. The flame-retardant resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein (A)成分の芳香環含有樹脂が、芳香族ポリカーボネート系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、芳香族ビニル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、N−芳香族置換マレイミド系樹脂及び芳香族ポリイミド系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1〜7のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物。   The aromatic ring-containing resin (A) is an aromatic polycarbonate resin, aromatic polyester resin, polyphenylene ether resin, aromatic vinyl resin, polyphenylene sulfide resin, N-aromatic substituted maleimide resin, and aromatic resin. It is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of polyimide resin, The flame-retardant resin composition as described in any one of Claims 1-7.
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