JP2009120717A - 加工性の改善された難燃剤組成物、難燃性合成樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

加工性の改善された難燃剤組成物、難燃性合成樹脂組成物及びその成形品 Download PDF

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Abstract

【課題】加工安定性(目ヤニ発生抑制)及び難燃性に優れた難燃剤組成物並びに難燃性合成樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】リン酸ピペラジン、ピロリン酸ピペラジン、ポリリン酸ピペラジン又はこれらのピペラジン塩の2以上の混合物から選択されるピペラジンと無機リン化合物の塩((A)成分)1〜99質量部と、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン又はこれらのメラミン塩の2以上の混合物から選択されるメラミンと無機リン化合物の塩((B)成分)99〜1質量部(但し、前記(A)成分と(B)成分の合計は100質量部)からなる難燃剤組成物に、シリコーンオイル((C)成分)0.01〜10質量部、及び高級脂肪族カルボン酸のモノアミド化合物及び/又は高級脂肪族カルボン酸と1価〜3価のアルコール化合物とを反応させてなるモノエステル化合物((D)成分)0.01〜20質量部を配合してなる難燃剤組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ピペラジン及びメラミンの(ポリ/ピロ)リン酸塩化合物、シリコーンオイル、及び高級脂肪族カルボン酸のモノアミド化合物及び/又は高級脂肪族カルボン酸と1価〜3価のアルコールとを反応させてなるモノエステル化合物を必須成分とする難燃剤組成物に関し、より詳細には、特定の構造を有するリン酸エステル化合物にシリコーンオイルと特定のアミド化合物及び/又は特定のエステル化合物を配合することにより、加工時の目ヤニ発生を抑制した、優れた加工性安定性及び難燃性を有する難燃剤組成物並びに該難燃剤組成物を用いた難燃性合成樹脂組成物に関する。
従来、合成樹脂は優れた化学的、機械的特性により建材、自動車部品、包装用資材、農業用資材、家電製品のハウジング材、玩具等に広く用いられている。
しかし、多くの合成樹脂は可燃性物質であり、用途によっては難燃化が不可欠であった。そして、難燃化方法としてはハロゲン系難燃剤、赤燐やポリリン酸アンモニウム等のポリリン酸系難燃剤からなる無機リン系難燃剤、トリアリールリン酸エステル化合物に代表される有機リン系難燃剤、金属水酸化物や難燃助剤である酸化アンチモン、メラミン化合物を単独又は組み合わせて用いることが広く知られている。
このうち、ハロゲン系難燃剤は、難燃化効果には優れるものの、燃焼時にハロゲン化水素ガスやダイオキシン類等の有害物質を発生するため、ハロゲン系難燃剤を用いない難燃化方法が望まれていた。また、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物は多量に配合しないと難燃性が得られないため、樹脂の加工性や成型品の物性を低下させる問題があった。
さらに、リン系難燃剤ではポリカーボネート等の難燃化に優れるリン酸エステル化合物やポリオレフィンの難燃化に優れる無機リン系難燃剤が用いられている。
例えば、下記特許文献1には、樹脂に対して、ポリリン酸アンモニウム、多価水酸基含有化合物、トリアジン環含有化合物及び金属水酸化物を配合した難燃性樹脂組成物が開示されている。
また、下記特許文献2及び3には、樹脂に対してメラミンポリホスフェート及び(ペンタ〜トリペンタ)エリスリトールを配合した難燃性合成樹脂組成物が開示されている。
また、下記特許文献4には、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、メラミンピロホスフェート及び芳香族ホスフェート・オリゴマーを含有する難燃性合成樹脂組成物が開示されている。
さらに下記特許文献5及び6には、PBT等のポリマーの難燃化にメラミンピロホスフェート及び他のリン化合物が有効であることが記載されている。
また、下記特許文献7には、メラミン、無水リン酸及びピペラジン水和物から得られる難燃剤が記載されている。
しかしながら、これらの難燃化効果は未だ不十分であり、少ない配合量で優れた難燃性を付与する難燃剤が望まれていた。
特開平8−176343号公報 米国特許3936416号公報 米国特許4010137号公報 特開平11−152402号公報 米国特許4278591号公報 米国特許5618865号公報 特開平10−183124号公報
また、下記特許文献8には、樹脂に対して、メラミンピロホスフェート、ピロリン酸ピペラジン及び二酸化ケイ素を配合した難燃性樹脂組成物が開示されている。該難燃性樹脂組成物においては、難燃効果は向上したものの、加工安定性(目ヤニ)には問題があった。
さらに、下記特許文献9〜12には、合成樹脂に対して特定の構造を有するリン酸エステル化合物を配合させることにより、優れた加工安定性が奏されることが開示されている。
しかしながら、該化合物を難燃剤と組み合わせた際の加工安定性については何ら記載はなかった。
また、下記特許文献13には、特定のリン酸エステル化合物を配合させることにより、加工安定性(目ヤニ)が改良されることが開示されているが、短時間の安定性には優れるものの、長時間の連続安定性には劣るものであった。
USP45899375号公報 特開昭54−34355号公報 特開平6−248120号公報 特開平10−60181号公報 特開2000−160033号公報 特開2004−238568号公報
目ヤニと呼ばれる多量の析出物は、これを取り除く作業により生産性が低下したり、成形品に付着し外観不良や色相の低下、さらには機械的強度の低下等様々な問題を引き起こす。
従って、本発明の目的は、加工安定性(目ヤニ発生抑制)及び難燃性に優れた難燃剤組成物並びに難燃性合成樹脂組成物を提供することにある。
本発明者等は、上記の諸目的を解決するために鋭意検討した結果、ピペラジン及びメラミンの(ポリ/ピロ)リン酸塩化合物、シリコーンオイル、及び高級脂肪族モノカルボン酸のモノアミド化合物及び/又は高級脂肪族カルボン酸のモノエステル化合物を必須成分とする難燃剤組成物が、目ヤニ発生を抑制することができ、加工性及び難燃性に優れることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、リン酸ピペラジン、ピロリン酸ピペラジン、ポリリン酸ピペラジン又はこれらのピペラジン塩の2以上の混合物から選択されるピペラジンと無機リン化合物の塩((A)成分)1〜99質量部と、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン又はこれらのメラミン塩の2以上の混合物から選択されるメラミンと無機リン化合物の塩((B)成分)99〜1質量部(但し、前記(A)成分と(B)成分の合計は100質量部)からなる難燃剤組成物に、シリコーンオイル((C)成分)0.01〜10質量部、及び高級脂肪族カルボン酸のモノアミド化合物及び/又は高級脂肪族カルボン酸と1価〜3価のアルコール化合物とを反応させてなるモノエステル化合物((D)成分)0.01〜20質量部を配合してなる難燃剤組成物を提供するものである。
また、本発明は、合成樹脂100質量部に対し、上記難燃剤組成物3〜100質量部を配合してなる難燃性合成樹脂組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記難燃性合成樹脂組成物を成形してなる難燃性合成樹脂組成物成形品を提供するものである。
本発明は、合成樹脂に対して、特定のリン酸塩化合物、シリコーンオイル及び特定の高級脂肪族カルボン酸のモノアミド化合物及び/又は高級脂肪族カルボン酸と1価〜3価のアルコール化合物とを反応させてなるモノエステル化合物を配合することにより、加工時における目ヤニの発生を抑え長時間の加工安定に優れ、さらに燃焼時に有害なガスを発生するハロゲン系難燃剤を用いることなく、少量の難燃剤で優れた難燃性を有する難燃剤組成物及び難燃性合成樹脂組成物を提供することが出来る。
以下、本発明の難燃剤組成物及び難燃性合成樹脂組成物について詳述する。
本発明における(A)成分であるピペラジンと無機リン化合物の塩は、リン酸ピペラジン、ピロリン酸ピペラジン、及びポリリン酸ピペラジンから選択され、これらは単独でも混合物で使用されてもよい。
ピペラジンと無機リン化合物の配合比((A)成分の組成比)は、難燃化効果が発現する範囲であれば特に制限されず、好ましくは、ピペラジンの窒素原子と無機リン化合物のリン原子のモル比が1:5〜5:1が好ましく、1:2〜2:1が特に好ましい。
本発明における(B)成分であるメラミンと無機リン化合物の塩は、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、及びポリリン酸メラミンから選択され、これらは単独でも混合物で使用されてもよい。
メラミンと無機リン化合物の配合比((B)成分の組成比)は、難燃化効果が発現する範囲であれば特に制限されず、好ましくは、メラミンの窒素原子と無機リン化合物のリン原子のモル比が1:5〜5:1が好ましく、1:3〜3:1が特に好ましい。
本発明における上記(A)成分と(B)成分の質量比は、1:99〜99:1であり、10:90〜90:10が好ましく、30:70〜70:30がより好ましい。
本発明における(C)成分であるシリコーンオイルは、好ましくは25℃での粘度が5000mm2/s以下、より好ましくは3000mm2/s以下のものが樹脂への分散性等の作業性が良いため特に好ましい。(C)成分の配合量は、上記(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.01〜10質量部であり、0.1〜5質量部が好ましく、0.5〜3質量部がより好ましい。
また、上記シリコーンオイルの構造は、メチルシロキサン構造のものが好ましい。メチルシロキサン構造のシリコーンオイルには、ジメチルポリシロキサン構造からなるものと、ジメチルポリシロキサン構造とメチルハイドロジェンポリシロキサン構造の両者を含む構造からなるものと、メチルハイドロジェンポリシロキサン構造のみからなるものとがある。また、上記シリコーンオイルは、エポキシ変性、カルボキシル変性、カルビノール変性及び/又はアミノ変性されたものでもよい。
また、シリコーンオイルの添加方法は特に限定されず、例えば、難燃剤粉末とシリコーンオイルを100〜150℃に加熱しながら撹拌することで二次凝集が抑制された、難燃化効果に優れ、加工性への悪影響が抑制された難燃剤組成物が得られる。他の添加処理方法として、噴霧乾燥して添加・混合、混合造粒、コーティング、分散、混練等の処理を100〜150℃で行うことも可能である。
シリコーンオイルは、ジメチルポリシロキサン構造のものとしては、KF−96(信越化学(株)製:粘度3000mm2/s)、メチルハイドロジェン構造が100%のものとしては、KF−99(信越化学(株)製:粘度20mm2/s)、一部がメチルハイドロジェン構造のものとしては、HMS−151(Gelest社製:粘度25〜35mm2/s)、HMS−071(Gelest社製:粘度25〜35mm2/s)、HMS−301(Gelest社製:粘度25〜35mm2/s)、DMS−H21(Gelest社製:粘度100mm2/s)等があり、エポキシ変性品、例えば、X−22−2000(信越化学(株)製:粘度190)、KF−102(信越化学(株)製:粘度4000mm2/s)、カルボキシル変性、例えば、X−22−4015(信越化学(株)製:粘度130mm2/s)、カルビノール変性、例えば、X−22−4015(信越化学(株)製:粘度2000mm2/s)、アミノ変性、例えば、KF−393(信越化学(株)製:粘度20mm2/s)等の変性品を用いても良い。
本発明における(D)成分である高級脂肪族カルボン酸のモノアミド化合物(d−1)及び/又は高級脂肪族カルボン酸と1価〜3価のアルコール化合物とを反応させてなるモノエステル化合物(d−2)を提供する高級脂肪族カルボン酸は、炭素原子数12以上の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸であり、飽和脂肪酸として具体的には、ラウリン酸(ドデカン酸)、イソデカン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸(テトラデカン酸)、ペンタデシル酸、パルミチン酸(ヘキサデカン酸)、マルガリン酸(ヘプタデカン酸)、ステアリン酸(オクタデカン酸)、イソステアリン酸、ツベルクロステアリン酸(ノナデカン酸)、12−ヒドロキシステアリン酸、アラキジン酸(イコサン酸)、ベヘン酸(ドコサン酸)、リグノセリン酸(テトラドコサン酸)、セロチン酸(ヘキサドコサン酸)、モンタン酸(オクタドコサン酸)、メリシン酸等が挙げられ、特に、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、12−ヒドロキシステアリン酸及びモンタン酸等が好ましい。
また、上記不飽和脂肪酸として、具体的には、ミリストレイン酸(テトラデセン酸)、パルミトレイン酸(ヘキサデセン酸)、オレイン酸(cis-9-オクタデセン酸)、エライジン酸(trans-9-オクタデセン酸)、リシノール酸(オクタデカジエン酸)、バクセン酸(cis-11-オクタデセン酸)、リノール酸(オクタデカジエン酸)、リノレン酸(9,11,13-オクタデカトリエン酸)、エレステアリン酸(9,11,13-オクタデカトリエン酸)、ガドレイン酸(イコサン酸)、エルカ酸(ドコサン酸)、ネルボン酸(テトラドコサン酸)等が挙げられ、耐熱性の面でモノ不飽和脂肪酸及びジ不飽和脂肪酸が好ましく、特に、オレイン酸及びエルカ酸等が好ましい。
また、上記高級脂肪酸モノアミド化合物(d−1)を提供するアミン化合物としては、例えばアンモニア;メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、(イソ)プロピルアミン、ジ(イソ)プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、セチルアミン、ヤシアルキルアミン、大豆油由来アルキルアミン、牛脂由来アルキルアミン、オレイルアミン、ステアリルアミン等のアルキルアミン類;モノエタノールアミン、N−メチルモノエタノールアミン、N−エチルモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、アミノエチルエタノールアミン、N,N,N',N'−テトラキス(ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン等のアルカノールアミン類又はこれらのアルキレンオキサイド付加物;N−ブチルジエタノールアミン、N−ヘキシルジエタノールアミン、N−オクチルジエタノールアミン、N−デシルジエタノールアミン、N−ヤシアルキルジエタノールアミン、N−大豆油由来アルキルジエタノールアミン、N−牛脂由来アルキルジエタノールアミン、N−オレイルジエタノールアミン、N−ステアリルジエタノールアミン、N,N−ジブチルモノエタノールアミン、N、N−ジヘキシルモノエタノールアミン、N,N−ジオクチルモノエタノールアミン、N,N−ジデシルモノエタノールアミン、N,N−ビス(ヤシアルキル)モノエタノールアミン、N,N−ビス(大豆油由来アルキル)モノエタノールアミン、N,N−ビス(牛脂由来アルキル)モノエタノールアミン、N−ジオレイルモノエタノールアミン、N−ジステアリルモノエタノールアミン等のN−長鎖アルキルアルカノールアミン類又はこれらのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられ、中でもアンモニアによる酸アミド化合物が本発明の効果が高く好ましい。
また、上記(D)成分の高級脂肪酸モノエステル化合物(d−2)を供給する1価〜3価のアルコール化合物としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、イソペンタノール、tert−ペンタノール、n−ヘキサノール、tert−ヘキサノール、n−ヘプタノール、イソヘプタノール、tert−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、tert−オクタノール、n−ノニルアルコール、イソノニルアルコール、tert−ノニルアルコール、n−デカノール、イソデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の1価のアルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、イソプレングリコール(3−メチル−1,3−ブタンジオール)、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオール、オクタンジオール(2−エチル−1,3−ヘキサンジオール)、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,2−デカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,2−テトラデカンジオール、1,2−ヘキサデカンジオール、1,2−オクタデカンジオール、1,12−オクタデカンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールA、ソルバイド、メチルジエタノールアミン等の2価アルコール;グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、2−メチル−1,2,3−プロパントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、1,2,4−ペンタントリオール、1,3,5−ペンタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、2−メチル−2,3,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、2,3,4−ヘキサントリオール、2−エチル−1,2,3−ブタントリオール、トリメチロールプロパン、4−プロピル−3,4,5−ヘプタントリオール、ペンタメチルグリセリン(2,4−ジメチル−2,3,4−ペンタントリオール)、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等の3価アルコールが挙げられ、中でも、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン等が価格及び作業性の面で好ましい。
また、上記(D)成分の中でも、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、12−ヒドロキシステエアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、オレイン酸及びエルカ酸の群から選ばれる少なくとも1種の高級脂肪酸のモノアミド化合物又はモノエステル化合物が好ましく、特に、グリセリンモノステアレート、モンタン酸ヒドロキシエチルエステル、モンタン酸ヒドロキシブチルエステル及びエルカ酸アミド等の化合物が本発明の効果(目ヤニ発生抑制)に優れるため好ましい。
本発明における(D)成分の配合量は、上記(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.01〜10質量部であり、0.05〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。
本発明における(E)成分である金属酸化物は、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム及び酸化モリブデン及びその表面処理品が挙げられ、中でも難燃助剤としての効果の面から、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム及び酸化ケイ素が好ましく、例えば、酸化亜鉛1種(三井金属工業(株)製)、部分被膜型酸化亜鉛(三井金属工業(株)製)、ナノファイン50(平均粒径0.02μmの超微粒子酸化亜鉛:堺化学工業(株)製)、ナノファインK(平均粒径0.02μmの珪酸亜鉛被膜した超微粒子酸化亜鉛:堺化学工業(株)製)、TIPAQUE R−680(酸化チタン:石原産業(株)製)、キョーワマグ150(酸化マグネシウム:協和化学工業(株)製)等が挙げられる。
本発明における(E)成分の配合量は(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。
本願発明の難燃剤組成物を難燃化する合成樹脂に配合するタイミングは特に制限されず、例えば、あらかじめ上記(A)〜(E)成分の中から2種以上をワンパックにして合成樹脂に配合する方法、又は各々の成分を合成樹脂に対して配合する方法等が挙げられる。
ワンパック化する場合は、難燃剤成分は、粉砕してから混合する方法、又は混合してから粉砕する方法のどちらでも構わないが、最終的に難燃剤組成物として使用する際に平均粒径は50μm以下、さらに好ましくは30μm以下のものが好適である。
本発明の難燃剤組成物には、他の難燃剤、難燃助剤を配合してもよく、さらに、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等の酸化防止剤;紫外線吸収剤、ヒンダードアミン化合物等の耐候性向上剤;造核剤、重金属不活性化剤、金属石鹸、ハイドロタルサイト類、充填剤、帯電防止剤、滑剤、顔料、抗菌剤、防黴剤、防鼠剤等の樹脂配合剤を配合してもよい。
上記他の難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物等が挙げられる。
上記難燃助剤には無機系難燃助剤と有機系難燃助剤とがあり、無機系難燃助剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、タルク等の無機化合物、及びその表面処理品が挙げられ、例えば、DHT−4A(ハイドロタルサイト:協和化学工業(株)製)、アルカマイザー4(亜鉛変性ハイドロタルサイト:協和化学工業(株)製)、キスマー5A(水酸化マグネシウム:協和化学工業(株)製)等が挙げられる。また、有機系難燃助剤としては、例えば、メラミンシアヌレート、ペンタエリスリトール、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。
各難燃助剤は単独でも組合わせて用いてもよい。難燃助剤の添加により難燃剤の配合量を低減できたり、難燃剤単独では得られない難燃性が得られたりするので、難燃剤を配合する樹脂の種類や用途に応じて適宜併用することが好ましい。ポリテトラフルオロエチレンに代表されるドリップ防止剤は難燃化効果に優れるので好ましい。難燃助剤の粒径、融点、粘度等は難燃化効果や粉体特性で優れたものになるように選択される。
上記フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ第三ブチル−p−クレゾール、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、ジステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド〕、4,4’−チオビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−第三ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−第三ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)、2,2’−エチリデンビス(4,6―ジ第三ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4−第二ブチル−6−第三ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−第三ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−アクリロイルオキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェノール、ステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス〔3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸メチル〕メタン、チオジエチレングリコールビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、ビス〔3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−第三ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、ビス〔2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5−トリス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、トリエチレングリコールビス〔(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕等が挙げられ、難燃化される合成樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部、より好ましくは、0.05〜5質量部が用いられる。
上記リン系酸化防止剤としては、例えば、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス〔2−第三ブチル−4−(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニルチオ)−5−メチルフェニル〕ホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、ジ(デシル)モノフェニルホスファイト、ジ(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ第三ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)イソプロピリデンジフェノールジホスファイト、テトラ(トリデシル)−4,4’−n−ブチリデンビス(2−第三ブチル−5−メチルフェノール)ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)−1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、9,10−ジハイドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、2,2’−メチレンビス(4,6−第三ブチルフェニル)−2−エチルヘキシルホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−第三ブチルフェニル)−オクタデシルホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ第三ブチルフェニル)フルオロホスファイト、トリス(2−〔(2,4,8,10−テトラキス第三ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ〕エチル)アミン、2−エチル−2−ブチルプロピレングリコールと2,4,6−トリ第三ブチルフェノールのホスファイト等が挙げられ、難燃化される合成樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部、より好ましくは、0.05〜5質量部が用いられる。
上記イオウ系酸化防止剤としては、例えば、チオジプロピオン酸ジラウリル、チオジプロピオン酸ジミリスチル、チオジプロピオン酸ジステアリル等のジアルキルチオジプロピオネート類及びペンタエリスリトールテトラ(β−アルキルメルカプトプロピオン酸エステル類が挙げられ、難燃化される合成樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部、より好ましくは、0.05〜5質量部が用いられる。
上記紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、5,5’−メチレンビス(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン)等の2−ヒドロキシベンゾフェノン類;2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ第三ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾ−ル、2−(2’−ヒドロキシ−3’−第三ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾ−ル、2−(2’−ヒドロキシ−5’−第三オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2,2’−メチレンビス(4−第三オクチル−6−(ベンゾトリアゾリル)フェノール)、2−(2’−ヒドロキシ−3’−第三ブチル−5’−カルボキシフェニル)ベンゾトリアゾール等の2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類;フェニルサリシレート、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4−ジ第三ブチルフェニル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2,4−ジ第三アミルフェニル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート類;2−エチル−2’−エトキシオキザニリド、2−エトキシ−4’−ドデシルオキザニリド等の置換オキザニリド類;エチル−α−シアノ−β、β−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート等のシアノアクリレート類;2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)−s−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−4,6−ジフェニル−s−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−プロポキシ−5−メチルフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)−s−トリアジン等のトリアリールトリアジン類が挙げられ、難燃化される合成樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部、より好ましくは、0.05〜5質量部が用いられる。
上記ヒンダードアミン化合物としては、例えば、1−オキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシピペリジン、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルステアレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルステアレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,4,4−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−ブチル−2−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノ−ル/コハク酸ジエチル重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−モルホリノ−s−トリアジン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−第三オクチルアミノ−s−トリアジン重縮合物、1,5,8,12−テトラキス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1,5,8,12−テトラキス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕−1,5,8−12−テトラアザドデカン、1,6,11−トリス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕アミノウンデカン、1,6,11−トリス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕アミノウンデカン等のヒンダードアミン化合物が挙げられ、難燃化される合成樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部、より好ましくは、0.05〜5質量部が用いられる。
上記造核剤としては、例えば、p−t−ブチル安息香酸アルミニウム、安息香酸ナトリウム等の安息香酸類の金属塩、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)リン酸エステルナトリウム、メチレンビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)リン酸エステルナトリウム、ビス〔メチレンビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)リン酸エステル〕ヒドロキシアルミニウム等の芳香族リン酸エステル金属塩及び芳香族リン酸エステル金属塩とアルカリ金属化合物の混合物、ジベンジリデンソルビトール、ビス(メチルベンジリデン)ソルビトール、ビス(ジメチルベンジリデンソルビトール)等のジベンジリデンソルビトール類、アミノ酸金属塩、ロジン酸金属塩等が挙げられ、難燃化される合成樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部、より好ましくは、0.05〜5質量部が用いられる。
上記重金属不活性化剤としては、サリチルアミド−1,2,4−トリアゾール−3−イル、ビスサリチル酸ヒドラジド、ドデカンジオイルビス(2−(2−ヒドロキシベンゾイル)ヒドラジド)、ビス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸)ヒドラジド等が挙げられ、難燃化される合成樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部、より好ましくは、0.05〜5質量部が用いられる。
上記ハイドロタルサイト類としては、天然物でも合成品でもよく、例えば、マグネシウムとアルミニウムの塩基性複合炭酸塩及びマグネシウムの一部又は全部がアルカリ金属で置換されたもの、炭酸アニオンの一部又は全部が過塩素酸アニオン等の他のアニオンで置換されたものが挙げられ、難燃化される合成樹脂100質量部に対して、0.001〜20質量部、より好ましくは、0.05〜10質量部が用いられる。
上記充填剤としては、例えば、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、ガラス繊維、カーボン繊維、窒化ホウ素、チタン酸カリウム等の無機物ウィスカー、カーボンナノチューブ、フラーレン等のナノ微粒子等の公知の樹脂用充填剤、強化材が用いられ、表面処理の有無や粒径、形状は適宜選択される。
本発明の難燃剤により難燃化される合成樹脂としては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリブテン−1、ポリ−3−メチルペンテン等のα−オレフィン重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン及びこれらの共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、塩化ゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル三元共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−マレイン酸エステル共重合体、塩化ビニル−シクロヘキシルマレイミド共重合体等の含ハロゲン樹脂、石油樹脂、クマロン樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、スチレン及び/又はα−メチルスチレンと他の単量体(例えば、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、メタクリル酸メチル、ブタジエン、アクリロニトリル等)との共重合体(例えば、AS(アクリロニトリル―スチレン)樹脂、ABS(アクリロニトリル―ブタジエン―スチレン)樹脂、MBS(メタクリル酸メチル―ブタジエン―スチレン)樹脂、耐熱ABS樹脂等)、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレート及びポリテトラメチレンテレフタレート等の直鎖ポリエステル、ポリ乳酸等の生分解性プラスチック、ポリフェニレンオキサイド、ポリカプロラクタム及びポリヘキサメチレンアジパミド等のポリアミド、ポリカーボネート、分岐ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリウレタン、繊維素系樹脂等の熱可塑性樹脂及びこれらのブレンド物あるいはフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。更に、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム等のエラストマーであってもよい。これらの樹脂は、単独あるいは2以上の前記合成樹脂の組成物であってもよい。これらの樹脂の中でも、ポリオレフィン又はエチレン―酢酸ビニル共重合体が好ましく、該ポリオレフィンの中では、ポリエチレン又はポリプロピレンが好ましい。
本発明の難燃剤組成物を、前記合成樹脂100質量部に対して、好ましくは3〜100質量部、より好ましくは10〜90質量部、特に好ましくは25〜80質量部配合することにより、本発明の難燃性合成樹脂組成物が得られる。
本発明の難燃剤組成物は、配合する合成樹脂の密度、軟化点、溶媒への不溶分の割合、立体規則性の程度、触媒残渣の有無、原料となるオレフィン等の種類や配合比率、重合触媒の種類(例えば、チーグラー触媒、メタロセン触媒等)等により、本発明の効果、即ち、目ヤニの抑制、並びに難燃剤合成樹脂組成物の難燃性の程度に差異はあるものの、いずれにおいても有効である。
本発明の難燃剤組成物により難燃化される合成樹脂は、必要に応じて、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤等により安定化することが好ましい。また、造核剤、帯電防止剤、金属石鹸、ハイドロタルサイト、充填剤、顔料、滑剤、発泡剤等を添加してもよい。これら樹脂配合剤としては、具体的には、上記の難燃剤組成物に配合できる化合物が挙げられる。
本発明の難燃性合成樹脂組成物を成形することにより、本発明の難燃性合成樹脂成形品を得ることができる。成形方法は、特に限定されるものではなく、押し出し加工、カレンダー加工、射出成形、ロール、圧縮成形、ブロー成形等が挙げられ、樹脂板、シート、フィルム、異形品等の種々の形状の成形品が製造できる。
また、本発明の難燃性合成樹脂組成物及び難燃性合成樹脂成形品は、電気・電子・通信、農林水産、鉱業、建設、食品、繊維、衣類、医療、石炭、石油、ゴム、皮革、自動車、精密機器、木材、家具、印刷、楽器等の幅広い産業分野に使用できる。
より具体的には、本発明の難燃性合成樹脂組成物及び難燃性合成樹脂成形品は、プリンター、パソコン、ワープロ、キーボード、PDA(小型情報端末機)、電話機、複写機、ファクシミリ、ECR(電子式金銭登録機)、電卓、電子手帳、カード、ホルダー、文具等の事務、OA機器、洗濯機、冷蔵庫、掃除機、電子レンジ、照明器具、ゲーム機、アイロン、コタツ等の家電機器、TV、VTR、ビデオカメラ、ラジカセ、テープレコーダー、ミニディスク、CDプレーヤー、スピーカー、液晶ディスプレー等のAV機器、コネクター、リレー、コンデンサー、スイッチ、プリント基板、コイルボビン、半導体封止材料、LED封止材料、電線、ケーブル、トランス、偏向ヨーク、分電盤、時計等の電気・電子部品及び通信機器等の用途に用いられる。
さらに、本発明の難燃性合成樹脂組成物及び難燃性合成樹脂成形品は、座席(詰物、表地等)、ベルト、天井張り、コンパーチブルトップ、アームレスト、ドアトリム、リアパッケージトレイ、カーペット、マット、サンバイザー、ホイルカバー、マットレスカバー、エアバック、絶縁材、吊り手、吊り手帯、電線被覆材、電気絶縁材、塗料、コーティング材、上張り材、床材、隅壁、カーペット、壁紙、壁装材、外装材、内装材、屋根材、防音板、断熱板、窓材等の自動車、車両、船舶、航空機及び建築用材料や、衣料、カーテン、シーツ、合板、合繊板、絨毯、玄関マット、シート、バケツ、ホース、容器、眼鏡、鞄、ケース、ゴーグル、スキー板、ラケット、テント、楽器等の生活用品、スポーツ用品等の各種用途に使用される。
実施例等により本発明を詳細に示す。ただし、本発明は以下の実施例等によりなんら制限されるものではない。
〔実施例1〕
〔難燃剤組成物の調整〕
ピロリン酸ピペラジン(ピペラジンの窒素原子:ピロリン酸のリン原子=1:1)((A)成分)50質量部とピロリン酸メラミン(メラミンの窒素原子:ピロリン酸のリン原子=3:1)((B)成分)50質量部とをジェットミル((株)セイシン企業製:Co−JETSystemα−mkIII)に入れ、室温でノズル圧力0.8mPa、供給速度500g/時間で粉砕して難燃剤粉末を得た。得られた難燃剤粉末に、ジメチルシリコーンオイル((C)成分;信越化学(株)製、製品名KF-96)1.2質量部とグリセリンモノステアレート((D)成分)0.7質量部とを添加し、FMミキサー(三井鉱山(株)製:FM20C/I)を用い120℃において2800rpmで10分間撹拌して本発明の難燃剤組成物の粉末を得た。
〔難燃性合成樹脂組成物の作成〕
低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン(株)製:PES−120、メルトフローインデックス= 1.7g/10分)37.0質量部及びエチレン―酢酸ビニル樹脂(東ソー(株)製:ウルトラセン635)20.0質量部に、上記で得られた難燃剤組成物43.0質量部、ポリテトラフルオロエチレン(ダイキン工業(株)製:ポリフロンFA−500)0.2質量部、テトラキス(3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシメチル)メタン0.1質量部、トリス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト0.1質量部を加え、プラストミル2軸押出機を用い、スクリュー回転数75rpm、190℃、吐出量20Kg/hrで押出して本発明の難燃性合成樹脂組成物を作成した。作成時に発生した目ヤニを採取し目ヤニ評価(mg/10分)を行った。
また押出で得られたペレット状の難燃性合成樹脂組成物をさらに250℃で射出成形してUL−94に基づき難燃性を評価した。評価結果を下記〔表1〕に示す。
〔実施例2〜8〕
ピロリン酸ピペラジン((A)成分)50質量部とピロリン酸メラミン((B)成分)50質量部を固定し、(C)成分及び(D)成分を下記〔表1〕の様に配合量を変えた以外は、上記実施例1と同様の条件にて難燃剤組成物の調整及び難燃性合成樹脂組成物の作成並びその評価を行った。結果を〔表1〕にあわせて示す。
〔比較例1〜9〕
(D)成分の代わりに、(D)成分以外の高級脂肪酸を用い、ピロリン酸ピペラジン((A)成分)50質量部とピロリン酸メラミン((B)成分)50質量部を固定し、下記〔表2〕の如く(C)成分及び高級脂肪酸を配合し、上記実施例1と同様の条件にて難燃剤組成物の調整及び難燃性合成樹脂組成物の作成並びにその評価を行った。結果を〔表2〕にあわせて示す。
Figure 2009120717
Figure 2009120717
上記〔表1〕及び〔表2〕から明らかなように、比較例におけるビスアミド、ジエステル及び多価(4価)アルコールのエステル化合物等では、目ヤニ抑制の効果は発現されず、本発明における特定の高級脂肪酸モノアミド化合物及びモノエステル化合物とシリコーンオイルとを併用することによってのみ、目ヤニの発生が抑制されることがわかる。
本発明は、特定の高級脂肪酸化合物とシリコーンオイルとの併用により、目ヤニの発生を抑制しすることが可能で加工安定性に優れ、かつ、難燃性に優れた難燃性合成樹脂組成物を提供することができる。

Claims (8)

  1. リン酸ピペラジン、ピロリン酸ピペラジン、ポリリン酸ピペラジン又はこれらのピペラジン塩の2以上の混合物から選択されるピペラジンと無機リン化合物の塩((A)成分)1〜99質量部と、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン又はこれらのメラミン塩の2以上の混合物から選択されるメラミンと無機リン化合物の塩((B)成分)99〜1質量部(但し、前記(A)成分と(B)成分の合計は100質量部)からなる難燃剤組成物に、シリコーンオイル((C)成分)0.01〜10質量部、及び高級脂肪族カルボン酸のモノアミド化合物及び/又は高級脂肪族カルボン酸と1価〜3価のアルコール化合物とを反応させてなるモノエステル化合物((D)成分)0.01〜20質量部を配合してなる難燃剤組成物。
  2. 上記(D)成分が、エルカ酸アミド、グリセリンモノステアレート及びモンタン酸エステルの群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1に記載の難燃剤組成物。
  3. さらに金属酸化物(E)を配合してなる請求項1又は2記載の難燃剤組成物。
  4. 上記金属酸化物(E)が、酸化亜鉛(ZnO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化マグネシウム(MgO)及び酸化ケイ素(SiO2)の群から選ばれる少なくとも1種の化合物である難燃剤組成物。
  5. 合成樹脂100質量部に対し、請求項1〜4の何れかに記載の難燃剤組成物3〜100質量部を配合してなる難燃性合成樹脂組成物。
  6. 上記合成樹脂が、ポリオレフィン及び/又はエチレン―酢酸ビニル共重合体である請求項5に記載の難燃性合成樹脂組成物。
  7. 上記ポリオレフィンが、ポリプロピレン及び/又はポリエチレンである請求項5又は6に記載の難燃性合成樹脂組成物。
  8. 請求項5〜7の何れかに記載の難燃性合成樹脂組成物を成形してなる難燃性合成樹脂組成物成形品。
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