JP2017179194A - Flame retardant composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハロゲン系ガスやホルムアルデヒドを発生せず、高い難燃性を発揮するとともに、繊維材料に適用した際にぬめりなどが発生しにくい難燃性組成物に関するものである。 The present invention relates to a flame retardant composition that does not generate halogen-based gas or formaldehyde, exhibits high flame retardancy, and is less susceptible to slime when applied to a fiber material.
従来より、樹脂、エラストマーやコーティング剤に難燃性を付与する目的で種々の難燃性添加剤が使用されてきた。例えばハロゲン含有化合物は高い難燃性を有することから、単独、または酸化アンチモン等のアンチモン化合物と組み合わせて使用されてきた。一方、これらを樹脂やエマルジョンに配合した難燃組成物は火災時にハロゲン系ガスや一酸化炭素を発生するおそれがあることから、使用が避けられるようになりつつある。
また、金属水酸化物を用いた場合はこのような問題はないものの、難燃性を発現させるためには大量に配合する必要があり、そのため、配合物本来の加工性や機械的強度が損なわれるといった問題点がある。
Conventionally, various flame retardant additives have been used for the purpose of imparting flame retardancy to resins, elastomers and coating agents. For example, since halogen-containing compounds have high flame retardancy, they have been used alone or in combination with antimony compounds such as antimony oxide. On the other hand, flame retardant compositions in which these are blended in resins and emulsions are likely to generate halogen-based gases and carbon monoxide in the event of a fire, and are thus being avoided.
In addition, when metal hydroxide is used, there is no such problem, but in order to develop flame retardancy, it is necessary to add a large amount. Therefore, the original processability and mechanical strength of the compound are impaired. There is a problem such as.
そこで、各種リン化合物が有力な選択肢として注目され、実際広く用いられている。中でも、ポリリン酸アンモニウムは難燃性に優れ、他のリン化合物よりも安全性が高く、ブリードアウトにしくいといった特長があり、自動車のシートやカーペット等の内装材織物用難燃剤(バッキング剤)等に添加されている。 Therefore, various phosphorus compounds have attracted attention as potential options and are actually widely used. Above all, ammonium polyphosphate is superior in flame retardancy, is safer than other phosphorus compounds, and is not easy to bleed out. It has been added to.
一方、シート織物が高温多湿の条件下におかれたり、水や温水をシート織物上にこぼしたりした場合、ポリリン酸アンモニウムが水溶性のため表面に溶出しやすく、シミやぬめりを生じることがある。
また、内装材を製造する際、ポリリン酸アンモニウムをアクリル樹脂などのバインダー成分とともに織物繊維の裏地にコーティングしてウレタン製のシート基材に貼り合わせるが、ポリリン酸アンモニウムが表面に溶出しているとぬめりによって織物繊維とシート基材がずれて貼り合わさったり、乾燥後にシミが発生(きわ付き)したりすることにより、外観不良になる場合がある。
On the other hand, when the sheet fabric is placed under hot and humid conditions, or when water or hot water is spilled on the sheet fabric, ammonium polyphosphate is soluble in water and may easily elute on the surface, resulting in spots and slime. .
In addition, when manufacturing interior materials, ammonium polyphosphate is coated on the back of the textile fiber together with a binder component such as an acrylic resin and bonded to a urethane sheet base material. When ammonium polyphosphate is eluted on the surface There are cases in which the appearance is poor due to slippage of the woven fiber and the sheet base material due to slimming, and the occurrence of spots (wrinkles) after drying.
特許文献1には、熱可塑性樹脂で被覆されたポリリン酸アンモニウム含有物質が開示されているが、溶出による影響として難燃性低下のみが評価されており、わずかな溶出でも問題となる外観不良については十分に検討されていない。また、熱可塑性樹脂で被覆されることにより、水性溶媒中での保存安定性は低下傾向にある。
特許文献2には、亜リン酸系難燃剤を用いた樹脂組成物が開示されており、ポリリン酸アンモニウムを用いていないことからぬめりは生じにくいものの、繊維加工用樹脂バインダーとして好適なアクリル系樹脂エマルジョンやスチレン−ブタジエン共重合系樹脂エマルジョンへの分散性に劣るため、繊維加工用としては適さなかった。
Patent Document 2 discloses a resin composition using a phosphite-based flame retardant, and an acrylic resin suitable for a fiber processing resin binder, although it does not cause slimming because it does not use ammonium polyphosphate. Since it is inferior in dispersibility in emulsion and styrene-butadiene copolymer resin emulsion, it was not suitable for fiber processing.
本発明の課題は、ハロゲン系ガスやホルムアルデヒドを発生せず、高い難燃性を発揮するとともに、繊維材料に適用した際にぬめりなどが発生しにくい難燃性組成物を提供することである。 An object of the present invention is to provide a flame retardant composition that does not generate a halogen-based gas or formaldehyde, exhibits high flame retardancy, and is less likely to cause slime when applied to a fiber material.
本発明者らが鋭意検討を行ったところ、ノニルフェニル基を有する界面活性剤を用いることにより、樹脂エマルジョン中へ亜リン酸系難燃剤を安定に分散できることを見出し、さらに検討を重ねて本発明を完成させるに至った。
本発明は、樹脂エマルジョン、亜リン酸アルミニウム、ノニルフェニル基を有する界面活性剤、を含有することを特徴とする難燃性組成物である。
As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that by using a surfactant having a nonylphenyl group, a phosphorous acid flame retardant can be stably dispersed in a resin emulsion. It came to complete.
The present invention is a flame retardant composition comprising a resin emulsion, aluminum phosphite, and a surfactant having a nonylphenyl group.
本発明にかかる難燃性組成物はハロゲン系ガスやホルムアルデヒドを発生せず、繊維材料に適用してもぬめりを発生しにくい。したがって、自動車用フロアーやマットなどに用いられる繊維材料に難燃性を付与する用途に適する。 The flame retardant composition according to the present invention does not generate a halogen-based gas or formaldehyde, and does not easily cause slimming even when applied to a fiber material. Therefore, it is suitable for the use which gives a flame retardance to the fiber material used for the floor for vehicles, a mat, etc.
本発明は難燃性組成物を提供するものであるが、本発明における難燃性とは火炎に対する抵抗性によって例えば燃焼量や燃焼速度を抑制する機能を意味するものであり、必ずしも特定の規格に適合することや、全く燃焼しないことを意味するものではない。 Although the present invention provides a flame retardant composition, the flame retardancy in the present invention means a function of suppressing, for example, the amount of combustion and the burning rate by resistance to flame, and it is not necessarily a specific standard. It does not mean that it conforms to or does not burn at all.
樹脂エマルジョン
本発明の難燃性組成物はバインダー成分として、樹脂エマルジョンを含有する。樹脂エマルジョンとしては公知のものを使用できるが、難燃性、バインダーとしての耐水性能、ブロッキング防止などの点から、アクリル系樹脂エマルジョンまたはスチレン−ブタジエン共重合系樹脂エマルジョンが好ましい。
また、繊維製品に加工した際、硬い風合いが得られるようにガラス転移温度(Tg)が0℃以上であることがより好ましい。
Resin emulsion The flame retardant composition of the present invention contains a resin emulsion as a binder component. Known resin emulsions can be used, but acrylic resin emulsions or styrene-butadiene copolymer resin emulsions are preferred from the viewpoints of flame retardancy, water resistance as a binder, prevention of blocking, and the like.
Further, when processed into a fiber product, the glass transition temperature (Tg) is more preferably 0 ° C. or higher so that a hard texture can be obtained.
亜リン酸アルミニウム
亜リン酸アルミニウムは、本発明の組成物に難燃性を付与するために用いられる。製造方法としては、例えば亜リン酸2水素アンモニウムおよび含水水酸化アルミニウムを反応させることによって得られ、より詳しくは特許第2899916号公報などに開示されている。なお、単独では前記樹脂エマルジョンへの分散性に劣るため、後述するノニルフェニル基を有する界面活性剤を分散剤として用いる必要がある。
Aluminum phosphite Aluminum phosphite is used to impart flame retardancy to the composition of the present invention. The production method is obtained, for example, by reacting ammonium dihydrogen phosphite and hydrous aluminum hydroxide, and is disclosed in detail in Japanese Patent No. 2899916. In addition, since it is inferior in the dispersibility to the said resin emulsion independently, it is necessary to use the surfactant which has the nonylphenyl group mentioned later as a dispersing agent.
亜リン酸アルミニウムの配合量は、固形分を基準として前記樹脂エマルジョン100重量部に対して50〜250重量部が好ましい。50重量部以上とすることで難燃性が顕著に向上し、250重量部以下とすることで貯蔵安定性を保つことでき、また、繊維製品に加工した際の粉落ちを抑制できる。 The compounding amount of aluminum phosphite is preferably 50 to 250 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin emulsion based on the solid content. By setting it as 50 weight part or more, a flame retardance improves notably, By making it 250 weight part or less, storage stability can be maintained, and the powder fall-off at the time of processing into a textiles can be suppressed.
ノニルフェニル基を有する界面活性剤
本発明の難燃性組成物において、ノニルフェニル基を有する界面活性剤は亜リン酸アルミニウムを樹脂エマルジョンに安定に分散させるための分散剤の役割を担う。ノニルフェニル基を有する界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンノニルフェニルエーテルなどが挙げられる。なお、アニオン系界面活性剤やノニルフェニル基を有しないノニオン系活性剤を用いても、亜リン酸アルミニウムを樹脂エマルジョンに安定して分散させることはできない。
Surfactant having nonylphenyl group In the flame retardant composition of the present invention, the surfactant having nonylphenyl group serves as a dispersant for stably dispersing aluminum phosphite in the resin emulsion. Examples of the surfactant having a nonylphenyl group include polyoxyalkylene nonylphenyl ether. Even if an anionic surfactant or a nonionic surfactant having no nonylphenyl group is used, aluminum phosphite cannot be stably dispersed in the resin emulsion.
ノニルフェニル基を有する界面活性剤の配合量は、固形分を基準として前記樹脂エマルジョン100重量部に対して1〜10重量部が好ましい。1重量部以上とすることで亜リン酸アルミニウムの分散性が顕著に向上し、10重量部以下とすることで繊維製品の硬い風合いを維持することができる。 The amount of the surfactant having a nonylphenyl group is preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin emulsion based on the solid content. When the amount is 1 part by weight or more, the dispersibility of aluminum phosphite is remarkably improved, and when the amount is 10 parts by weight or less, the hard texture of the fiber product can be maintained.
前記ノニルフェニル基を有する界面活性剤に加えて粘度調整剤を添加することにより、分散液の貯蔵安定性および樹脂エマルジョンへの混和性をさらに高めることができる。粘度調整剤としてはポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、キサンタンガムなどの水溶性高分子や、ベントナイトなどの無機系化合物などが挙げられる。 By adding a viscosity modifier in addition to the surfactant having the nonylphenyl group, the storage stability of the dispersion and the miscibility with the resin emulsion can be further enhanced. Examples of the viscosity modifier include water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, and xanthan gum, and inorganic compounds such as bentonite.
本発明の難燃性組成物に対して、亜リン酸アルミニウム以外の難燃性化合物を添加してもよい。具体的にはメラミンシアヌレートなどのメラミン化合物が挙げられる。また、本発明の効果を損なわない範囲において、顔料、染料、可塑剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、防腐剤、pH調整剤等を使用できる。 A flame retardant compound other than aluminum phosphite may be added to the flame retardant composition of the present invention. Specific examples include melamine compounds such as melamine cyanurate. In addition, pigments, dyes, plasticizers, anti-aging agents, ultraviolet absorbers, preservatives, pH adjusters, and the like can be used as long as the effects of the present invention are not impaired.
以下、実施例及び比較例にて本出願に係る難燃性組成物およびその製造方法について具体的に説明する。 Hereinafter, the flame retardant composition and the production method thereof according to the present application will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
実施例1
固形分を基準として、アクリル樹脂エマルジョンANX−150(アイカ工業製、Tg40℃、商品名)100重量部、ノニルフェニル基を有する界面活性剤であるノイゲンEA−160(第一工業製薬、商品名)5重量部、亜リン酸アルミニウム150重量部、メラミンシアヌレート25重量部、増粘剤としてキサンタンガムであるケルザンASXを混合することにより、実施例1の難燃性組成物を得た。
Example 1
Based on the solid content, acrylic resin emulsion ANX-150 (manufactured by Aika Industry, Tg 40 ° C., trade name) 100 parts by weight, Neugen EA-160 (Daiichi Kogyo Seiyaku, trade name) which is a surfactant having a nonylphenyl group The flame retardant composition of Example 1 was obtained by mixing 5 parts by weight, 150 parts by weight of aluminum phosphite, 25 parts by weight of melamine cyanurate, and Kelzan ASX which is xanthan gum as a thickener.
実施例2
実施例1において、ノイゲンEA−160の配合量を2重量部とし、メラミンシアヌレートを配合しなかった他は実施例1と同様に行い、実施例2の難燃性組成物を得た。
Example 2
In Example 1, the flame retardant composition of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of Neugen EA-160 was 2 parts by weight and no melamine cyanurate was added.
比較例1〜3
実施例1において、亜リン酸アルミニウムに代えてそれぞれ第一リン酸アルミニウム、第二リン酸アルミニウム、第三リン酸アルミニウムを配合した他は実施例1と同様に行い、比較例1〜3の各難燃性組成物を得た。
Comparative Examples 1-3
In Example 1, it replaced with aluminum phosphite, and it carried out similarly to Example 1 except having mix | blended primary aluminum phosphate, secondary aluminum phosphate, and tertiary aluminum phosphate, respectively, and each of Comparative Examples 1-3 A flame retardant composition was obtained.
比較例4
実施例1において、ノイゲンEA−160を配合しなかった他は実施例1と同様に行い、比較例4の難燃性組成物を得た。
Comparative Example 4
In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except not having mix | blended Neugen EA-160, and the flame-retardant composition of the comparative example 4 was obtained.
比較例5〜7
実施例1において、ノイゲンEA−160に代えてそれぞれノニルフェニル基を有しない界面活性剤であるラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルであるエマルゲン104P(花王社製、商品名)を配合した他は実施例1と同様に行い、比較例5〜7の難燃性組成物を得た。
Comparative Examples 5-7
In Example 1, instead of Neugen EA-160, surfactants having no nonylphenyl group, sodium lauryl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, and emulgen 104P, polyoxyethylene lauryl ether (trade name, manufactured by Kao Corporation) ) Was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain flame retardant compositions of Comparative Examples 5 to 7.
貯蔵安定性試験
各難燃性組成物をガラス瓶に入れて40℃雰囲気下で1ヶ月間保存した後に粘度を測定し、保存前の粘度と比較して以下のように評価した。
○:初期粘度から50%未満の増粘
×:初期粘度から50%以上の増粘
Storage Stability Test Each flame retardant composition was placed in a glass bottle and stored in a 40 ° C. atmosphere for 1 month, and then the viscosity was measured. The viscosity was evaluated as follows in comparison with the viscosity before storage.
○: Less than 50% thickening from initial viscosity x: 50% or more thickening from initial viscosity
難燃性
ポリエステル製の不織布(目付250g/m2)に各難燃性組成物を固形分として80g/m2塗布し、140℃雰囲気下で10分間乾燥した。これを350mm×200mmに裁断し、20℃、65%RH雰囲気中で24時間放置したものを試料とした。
自動車内装分野向け難燃規格であるFMVSS−302に従い、作成した試料について水平法により燃焼試験を行なった。試験は4点行い、平均燃焼速度(mm/分)および標準偏差(σ)について、燃焼速度+4σ=100以下であるものを合格とした。
Each flame-retardant composition the flame-retardant polyester nonwoven fabric (basis weight 250g / m 2) 80g / m 2 was applied as a solid, and dried 10 minutes at 140 ° C. atmosphere. The sample was cut into 350 mm × 200 mm and left in a 20 ° C., 65% RH atmosphere for 24 hours as a sample.
In accordance with FMVSS-302, which is a flame retardant standard for the automotive interior field, the prepared sample was subjected to a combustion test by the horizontal method. The test was performed at four points, and the average burning rate (mm / min) and standard deviation (σ) were determined to be acceptable if the burning rate + 4σ = 100 or less.
表1記載の評価結果のとおり、実施例の各難燃性組成物は難燃性、貯蔵性とも良好であった。一方、亜リン酸アルミニウムを含有しない比較例1〜3においては難燃性が十分ではなく、ノニルフェニル基を有する界面活性剤を含有しない比較例4〜7においては貯蔵安定性が十分ではなかった。 As the evaluation result of Table 1, each flame-retardant composition of an Example was favorable in both flame retardance and storage property. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 not containing aluminum phosphite, the flame retardancy was not sufficient, and in Comparative Examples 4 to 7 not containing a surfactant having a nonylphenyl group, the storage stability was not sufficient. .
Claims (3)
Furthermore, a melamine compound is contained, The flame-retardant composition of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
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JP2016070673A JP2017179194A (en) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | Flame retardant composition |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019102253A (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-24 | タイガースポリマー株式会社 | Resin composition for fireproof insulation structure of battery pack, and fireproof insulation member of battery pack |
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- 2016-03-31 JP JP2016070673A patent/JP2017179194A/en active Pending
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