JP2756426B2 - 難燃性を有する熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
難燃性を有する熱可塑性樹脂組成物Info
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Description
樹脂組成物に係り、さらに詳しくは組成物中にハロゲン
系難燃剤を含有しない熱可塑性ポリカーボネート樹脂と
グラフト−ABS(g−ABS)よりなされた基礎樹
脂、燐系難燃剤としてトリアリールフォースフェート
(triarylphosphate)とアリールフォ
ースフェートオリゴマー(arylphosphate
oligoma)の混合物または合成されたアリール
フォースフェートオリゴマー及びフルオロ系樹脂よりな
された難燃性を有する熱可塑性樹脂組成物に関する。
性及び耐熱性が優秀であり、電気電子製品及び自動車部
品などに多用されている。しかし、ポリカーボネート樹
脂は加工性が不良なので他の種の樹脂と混合して使われ
ている。例えば、ポリカーボネート樹脂とスチレン系樹
脂の混合物は高いノッチ(notch) 衝撃強度を有し加工性
を向上させた樹脂混合物である。
その樹脂が難燃性を有すべき点である。樹脂組成物に難
燃性を与える技術は今まで多くの研究がなされつつあ
り、そのうちポリカーボネート樹脂にハロゲン化合物と
アンチモン化合物を溶融混合して樹脂組成物に難燃性を
与える方法が使われている。
4,983,658号及び同第4,883,835号に
はポリカーボネート樹脂にハロゲン化合物とリン酸エス
テル系化合物を難燃剤として使い、ポリテトラフルオロ
エチレンの流液をグラフトABS樹脂と混合して難燃性
を与えた樹脂組成物が開示されている。
難燃の機能を十分発揮するが、樹脂加工中に分解ガスが
生じて金型に腐食を起こすのみならず、ブロモ(bromo)
化合物のブロモ化ジフェニルエ−テルを使う場合はジオ
キシンやジフランのような人体に致命的な害を与える有
毒ガスが生ずる可能性が高い。
488号ではハロゲン非含有ポリカーボネート、スチレ
ンと(メタ)アクリロニトリルのハロゲン非含有共重合
体、ハロゲン非含有燐化合物、テトラフルオロエチレン
重合体、添加剤よりなされた樹脂組成物が開示されてお
り、さらに、アメリカ合衆国特許第5,204,394
号では芳香族ポリカーボネート、スチレン−含有共重合
体及び/またはスチレン−含有グラフト共重合体及び難
燃剤としてのフォースフェートオリゴマーまたはフォー
スフェートオリゴマーの混合物よりなされた樹脂組成物
が開示されている。前記アメリカ特許で使われた燐化合
物としてはトリアリールフォースフェート及び縮合燐酸
エステルがある。トリアリールフォースフェートをポリ
カーボネート樹脂に使う場合は加工中に凝力を多く受け
る部位で気化された難燃剤が層を形成してジューシング
(juicing)を生ずる可能性が高い。また、トリ
アリールフォースフェートの使用はポリカーボネート樹
脂の耐熱性を低下させ、多量に使う場合はホッパで混入
不良を起こして工程上の問題を招く。縮合リン酸エステ
ルであるアリールフォースフェートオリゴマーをポリカ
ーボネート樹脂に使う場合はジューシング現象がほぼ発
生しないが、押出または射出のような加工中に外観不良
と表面変色、すなわち射出物の表面に黒いラインのよう
な表面不良が生ずる問題点があった。
るために案出されたものであり、その目的はジューシン
グ現象が生じなく加工性が良好であり、加工過程中に物
性偏差が生じない新規な難燃性を有する熱可塑性樹脂組
成物を提供することである。
は基礎樹脂としてポリカーボネート樹脂とSAN(styr
ene/acrylonitrile)共重合体樹脂を使用し、これにグラ
フトABS(graft-acrylonitrile/butadiene/styrene
)樹脂を溶融混合した樹脂を使う。しかし、これら基
礎樹脂は加工条件に応じてグラフトされたゴム粒子がS
AN相(SAN phase)に凝集される現象が生ずることを見
出した。すなわち、樹脂の加工条件に応じてg−ABS
樹脂は常用親和性の一層良好なグラフトされないSAN
樹脂に主に凝集される可能性が極めて高く、SAN樹脂
はポリカーボネート樹脂と常用性を有しないので加工中
に相分離が生ずる。従って、グラフトされたゴム粒子が
樹脂全体に均一に分布されず親和力のさらに良好なSA
N樹脂に集中的に集まる現象が生ずる。このようにグラ
フトされたゴム粒子がSAN上に集まる現象は樹脂の物
性偏差をひどく生じさせる要因となる。特に、このよう
な現象は押出時に十分な混練がなされたポリカ−ボネ−
ト系樹脂組成物を射出させる場合、射出による熱履歴を
受けて混合された樹脂の親和力の差によると判断され
る。
しようと基礎樹脂としてSAN共重合体樹脂を使わずポ
リカーボネート樹脂とg−ABS樹脂のみを使い、特定
の燐化合物とフルオロ系樹脂を使うことによりグラフト
されたゴム粒子の凝集が発生しなく、ジュ−シング現象
が生じなく、一般の加工条件下で衝撃強度の変化のない
難燃性の樹脂組成物を開発するに至った。
る熱可塑性樹脂組成物は、組成物中にハロゲン系難燃剤
を含有しない熱可塑性ポリカーボネート樹脂80〜96
重量%と、ガラス転移温度が10℃以下のゴム30〜7
0重量%と、スチレン、α−置換スチレン及び核置換ス
チレンからなる群から選択されたいずれか一つ以上の化
合物20〜55重量%と、アクリロニトリル5〜25重
量%と、メタクリル酸メチル0〜20重量%をグラフト
重合させた共重合体としてそのグラフト率が40〜90
%でありアセトンに溶解されないゲルの含量が50重量
%以上のg−ABS樹脂20〜4重量%よりなされた1
00重量部の基礎樹脂に、トリアリールフォースフェー
ト30〜60重量%とアリールフォースフェートオリゴ
マー70〜40重量%の混合物または合成されたアリー
ルフォースフェートオリゴマー5〜20重量部の燐系難
燃剤と、0.1〜2.0重量部のフルオロ系樹脂を混合
させた樹脂組成物である。
じて無機物添加剤、熱安定剤、光安定剤、顔料及び/ま
たは染料が付加されうる。
物はポリカーボネートとg−ABSよりなされた基礎樹
脂と、燐系難燃剤及びフルオロ系樹脂よりなされる。こ
れらの各成分に対する説明は次の通りである。
ドである。ポリカーボネート樹脂は80〜96重量%に
使われ、g−ABS樹脂は20〜4重量%に使われる。
り芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート及
び芳香族脂肪族ポリカーボネートがあり、これらは単独
または混合物形態に使えられるが、特に、芳香族ポリカ
ーボネ−トが好適であり、そのうちその構造単位がビス
フェノールAのポリカーボネートがさらに望ましい。
れるg−ABS樹脂はガラス転移温度が10℃以下のゴ
ム30〜70重量%と、スチレン、α−置換スチレン及
び核置換スチレンのうち選択された一つ以上の化合物2
0〜55重量%と、アクリロニトリル5〜25重量%
と、メタクリル酸メチル0〜20重量%をグラフト重合
させた共重合体としてそのグラフト率が40〜90重量
%でありアセトンに溶解されないゲルの含量が50重量
%以上であることが望ましい。グラフト率が40%以下
であったりまたはゲル含量が50重量%以下ならg−A
BS樹脂中にグラフトされないSAN樹脂が相対的に多
いのでグラフトされたゴム粒子が樹脂内に全体的に均一
に分布されず凝集される可能性が高い。また、グラフト
率が90重量%以上ならゴムの衝撃強度補強効果が低下
されるので不向きである。特に、本発明の樹脂組成物の
基礎樹脂には別途に重合されたSAN共重合体樹脂を添
加しないことを特徴とする。
れるゴムとしてはアクリルゴム、ブタジエングム、エチ
レン/プロピレンゴム、スチレン/ブタジエンゴム及び
アクリロニトリル/ブタジエンゴムがあり、このうちア
クリルゴムとブタジエンゴムが望ましい。
ェートとアリールフォースフェートオリゴマーを適正比
率に混合した混合物または合成されたアリールフォース
フェートオリゴマーである。前記トリアリールフォース
フェート、アリールフォースフェートオリゴマー及び本
発明で合成されたアリールフォースフェートオリゴマー
は下記の一般式で示す。
R5 は互いに独立にハロゲンを含有しないC6 −C20ア
リ−ル基またはアルキル置換されたもので、nは0から
5の範囲である。
たもので、本発明で使われる前記一般式の燐系難燃剤の
nの平均値は0.3ないし0.8である。上記式におい
てnが0の場合の化合物は通常の単分子形の燐系難燃剤
であり、nが0より大きい場合の化合物はオリゴマ−形
の燐系難燃剤である。すなわち、この燐系難燃剤は通常
にnが0ないし5までの値を有する混合物の形態に存
し、この際その平均値が0.3ないし0.8の場合の化
合物が本発明で用いられる。
化合物の例としてはトリフェニルフォースフェート、ト
リ(2,6−ジメチルフェニル)フォースフェート、ト
リ(4,メチルフェニル)フォースフェート、トリクレ
シルフォースフェート、ジフェニル2−エチルクレシル
フォースフェート、ジフェニルクレシルフォースフェー
ト、トリ(イソプロピルフェニル)フォースフェート、
トリクシレニルフォースフェート、クシレニルジフェニ
ルフォースフェートなどがある。
たの化合物が本発明の目的上全部使えられることではな
い。nが0の場合の前記単分子形の燐系難燃剤は200
℃以上の高温で揮発される性質を有するので、射出のよ
うな加工過程中に揮発された難燃剤が積層されジューシ
ング現象を発生させる欠点を有する。従って、nが0の
単分子形の燐系難燃剤は難燃性樹脂組成物において不向
きである。また、nが1.2以上の場合はジューシング
現象は著しく現象するが、nが0の場合の単分子形の燐
系難燃剤を使う時より難燃性が低下され、樹脂内でグラ
フトされたゴム粒子の均一な分布に悪影響を与えて機械
的物性特に衝撃強度が低下される。従って、本発明で使
われる燐系難燃剤は前記一般式のnの平均値が0.3〜
0.8の方が望ましい。
されたアリールフォースフェートオリゴマーが本発明で
使える。合成されたアリールフォースフェートオリゴマ
ーはフェノール、レゾルシノール及びジクロロマグネシ
ウムをベンゼンに混合して加熱した後、トリクロロフォ
スフィンオキサイドを滴下して製造する。合成されたト
リアリールフォースフェートオリゴマーの前記一般式に
おけるnの値も0.3〜0.8の範囲が望ましい。
フォースフェートオリゴマーの混合物や合成されたアリ
ールフォースフェートオリゴマーは本発明の基礎樹脂1
00重量部に対して5〜20重量部の範囲に使った方が
望ましい。
ラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフ
ルオロエチレンとフッ化ビニリデンの共重合体テトラフ
ルオロエチレンとフルオロアルキルビニルエーテルの共
重合体、及びテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロ
プロピレンの共重合体がある。これらは互いに独立に使
えられ、相異なる2種以上を混合した混合物が使えられ
る。
め、樹脂と共に混合して押出させる際樹脂内に繊維状の
網(fibrillar network )を形成して燃焼時に樹脂の流
れ粘度を低下させ収縮率を増加させ樹脂の滴下現象を防
ぐ。エマルジョン状態のフルオロ系樹脂を使えば全体樹
脂に対してフルオロ系樹脂の分散性が良好であるが、工
程が複雑になる短所がある。従って、粉末状態であって
も全体樹脂に適宜に分散され繊維状の網が形成できれば
望ましく使える。本発明に望ましく使えるフルオロ系樹
脂としてはポリテトラフルオロエチレンがある。粒子の
大きさが20〜500μのポリテトラフルオロエチレン
が混合において適合である。フルオロ系樹脂の使用量は
基礎樹脂100重量部に対して0.1〜2.0重量部で
ある。
用途に応じて無機物添加剤、熱安定剤、酸化防止剤、光
安定剤、顔料、及び/または染料が加えられる。加えら
れる無機物添加剤としては石綿、ガラス繊維、タルク及
びセラミックスなどがあり、これらは基礎樹脂100重
量部に対して0〜30重量部の範囲内で使える。
ネートとg−ABSよりなされる基礎樹脂にトリフェニ
ルフォースフェート、トリ(2、6−ジメチルフェニ
ル)フォースフェートまたはトリ(4−メチルフェニ
ル)フォースフェートのようなトリアリールフォースフ
ェートのうち一つとアリールフォースフェートオリゴマ
ーの混合物または合成されたアリールフォースフェート
オリゴマーを難燃剤として用い、フルオロ系樹脂を含有
させることにより従来のハロゲン化合物を難燃剤として
使った場合の問題点である有毒ガスの発生が防げ、従来
のトリアリールフォースフェートのみを難燃剤として使
った場合の問題点であるジューシング現象のような表面
状態不良問題と耐熱性の低下が防げ、従来のアリールフ
ォースフェートオリゴマーのみを難燃剤として使った場
合の問題点である加工性の低下による加工中の表面変色
問題を著しく改善でき、グラフトされたゴム粒子が樹脂
全体に均一に分布され均一な物性が提供できる。
ネート樹脂とg−ABSよりなされる基礎樹脂にトリフ
ェニルフォースフェート、トリ(2,6−ジメチルフェ
ニル)フォースフェートまたはトリ(4−メチルフェニ
ル)フォースフェートのような燐化合物のうち一つとア
リールフォースフェートオリゴマの混合物または合成さ
れたアリールフォースフェートオリゴマーを難燃剤とし
て用い、フルオロ系樹脂を混合してこの混合物に必要な
無機物添加剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料
及び/または染料を加えて通常の混合器で混合する。こ
の混合物を圧出器を通じてペレット状の樹脂組成物に製
造する。
でき、下記の実施例は本発明の例示目的のためのもので
あり、特許請求の範囲により限られる保護範囲を制限し
ようとすることではない。
とg−ABSよりなされた基礎樹脂に、トリアリールフ
ォースフェートとアリールフォースフェートオリゴマー
の混合物または合成されたアリールフォースフェートオ
リゴマーとフルオロ系樹脂を使うことにより、樹脂の粒
子が均一に分布され、ジューシング現象が生じなく加工
性が良好であり、加工過程中に物性偏差が生じなくな
る。
〜4で使われた基礎樹脂のそれぞれの成分であるポリカ
ーボネート樹脂、g−ABS樹脂、燐系難燃剤及びフル
オロ系樹脂の製造及び仕様は次の通りである。
50W Gradeを用いた(登録商標PANLIT
E)。
ラテックス50重量部、スチレン36重量部、アクリロ
ニトリル14重量部、及び脱イオン水150重量部の混
合物に必要な添加剤であるオレイン酸カリウム1.0重
量部、クメンヒドロペルオキシド0.4重量部、メルカ
プタン系連鎖移動剤0.3重量部を加えて5時間75℃
に維持して反応を完了し、g−ABSラテックスを製造
した。この結果の樹脂組成物に0.4重量部の硫酸を加
え凝固させg−ABSグラフト共重合体を粉末状に製造
した。
式会社のトリフェニルフォースフェート(TPP)を用
いた(前記一般式においてnが0の場合)。
本の大八化学工業株式会社のCR−733Sを用いた
(前記一般式(1)においてnが1.4の場合)。
ゴマー:フェノル114.7g、レゾルシノール220
g、及びジクロロマグネシウム0.2gをベンゼン10
0mに混合して70℃に加熱した後、この温度で2時間
にかけてトリクロロフォスフィンオキサイド82.8g
を滴下した。反応終了後120℃の温度で3時間攪拌し
て塩化水素ガスがこれ以上発生しない時まで保たせ、溶
剤と不純物を取り除いて実温で液体状に存し、凝固点が
−10℃以下であり、前記一般式(1)においてnの値
が0.3〜0.8の範囲であるアリールフォースフェー
トオリゴマーを製造した。
FLON)を用いた。
較例1〜4で使われた各成分の組成は表1の通りであ
る。実施例1〜3は本発明の樹脂組成物による実施例で
ある。比較例においては基礎樹脂としてポリカーボネー
ト、g−ABS及びSANの混合物を用いた。
成分を混合し250℃の押出条件で押出してペレット状
態の樹脂組成物を製造した。それぞれ製造されたペレッ
ト状の樹脂組成物を表1に示した射出温度下で射出して
試験片を製造した。
り製造された樹脂組成物の試験片について難燃性、耐熱
性及び衝撃強度を測定し、ジュ−シング現象とグラフト
されたゴム粒子が凝集したか否かを観察した。グラフト
されたゴム粒子が凝集したか否かは前記の実施例1〜3
及び比較例1〜4による試片をTEMで撮影して観察し
た。実施例1〜3による試片のTEM写真はグラフトさ
れたゴム粒子が凝集せず均一に分布する。しかし、比較
例1〜4による試片のTEM写真はグラフトされたゴム
粒子が射出温度条件に応じて常に均一に分布していない
ことを示す。比較例2及び4においてはグラフトされた
ゴム粒子がSAN上に凝集される現象が生ずる。しか
し、比較例1及び3においてグラフトされたゴム粒子が
凝集せず均一な分布を示す。これは樹脂組成物の組成や
射出作業条件に応じて異なることと推測される。これに
対する結果は表2に示した。
子が均一に分布され、ジューシング現象が生じなく加工
性が良好であり、加工過程中に物性偏差が生じなくなる
等といった優れた効果を発揮する。
子顕微鏡(TEM)(×5000)写真である。
子顕微鏡写真(×5000)である。
子顕微鏡写真(×5000)である。
子顕微鏡写真(×5000)である。
子顕微鏡写真(×5000)である。
子顕微鏡写真(×5000)である。
子顕微鏡写真(×5000)である。
Claims (9)
- 【請求項1】 組成物中にハロゲン系難燃剤を含有しな
い熱可塑性ポリカーボネート樹脂80〜96重量%と、
g−ABS樹脂20〜4重量%とからなる基礎樹脂10
0重量部に対して、 トリアリールフォースフェート30〜60重量%とフェ
ニルフォースフェートオリゴマー70〜40重量%より
なる燐系難燃剤5〜20重量部と、 フルオロ系樹脂0.1〜2.0重量部とを配合してなる
ことを特徴とする難燃性を有する熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項2】 上記燐系難燃剤は下記の一般式で示さ
れ、かつ、nの値が0.3〜0.8の範囲であることを
特徴とする請求項1記載の難燃性を有する熱可塑性樹脂
組成物。◎ 【化1】 (但し、上記式R1、R2、R3、R4及びR5は互い
に独立にハロゲンを含有しないC6−C20アリール基
またはアルキル置換されたものである。) - 【請求項3】 上記g−ABS樹脂が、ガラス転移温度
が10℃以下のゴム30〜70重量%と、スチレン、α
−置換スチレン及び核置換スチレンよりなされた群から
選択された一つ以上の化合物20〜55重量%と、アク
リロニトリル5〜25重量%と、メタクリル酸メチル0
〜20重量%をグラフト重合させた共重合体としてその
グラフト率が40〜90%でありアセトンに溶解されな
いゲルの含量が50重量%以上であることを特徴とする
請求項1記載の難燃性を有する熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項4】 上記フルオロ系樹脂が、ポリテトラフル
オロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロ
エチレンとフッ化ビニリデンの共重合体、テトラフルオ
ロエチレンとフルオロアルキルビニ−ルエ−テルの共重
合体、及びテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプ
ロピレンの共重合体よりなされた群から選択されたいず
れか一つ以上であることを特徴とする請求項1記載の難
燃性を有する熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項5】 前記基礎樹脂に、無機物添加剤、熱安定
剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料及び/または染料をさ
らに含むことを特徴とする請求項1記載の難燃性を有す
る熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項6】 組成物中にハロゲン系難燃剤を含有しな
い熱可塑性ポリカーボネート樹脂80〜96重量%と、
g−ABS樹脂20〜4重量%とからなる基礎樹脂10
0重量部に対して、 下記の一般式を有し、かつnの値が0.3〜0.8の範
囲の合成されたアリールフォースフェートオリゴマー5
〜20重量部と、 ◎ 【化1】 (但し、上記式R1、R2、R3 R4及び R5は互
いに独立にハロゲンを含有しないC6−C20アリール
基またはアルキル置換されたものである。)フルオロ樹
脂系0.1〜2.0重量部とを配合してなることを特徴
とする難燃性を有する熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項7】 上記g−ABS樹脂が、ガラス転移温度
が10℃以下のゴム30〜70重量%と、スチレン、α
−置換スチレン及び核置換スチレンよりなされた群から
選択された一つ以上の化合物20〜55重量%と、アク
リロニトリル5〜25重量%と、メタクリル酸メチル0
〜20重量%をグラフト重合させた共重合体としてその
グラフト率が40〜90%でありアセトンに溶解されな
いゲルの含量が50重量%以上であることを特徴とする
請求項6記載の難燃性を有する熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項8】 上記フルオロ系樹脂が、ポリテトラフル
オロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロ
エチレンとフッ化ビニリデンの共重合体、テトラフルオ
ロエチレンとフルオロアルキルビニールエーテルの共重
合体、及びテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプ
ロピレンの共重合体よりなされた群から選択されたいず
れか一つ以上であることを特徴とする請求項6記載の難
燃性を有する熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項9】 前記基礎樹脂が、無機物添加剤、熱安定
剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料及び/または染料をさ
らに含むことを特徴とする請求項6記載の難燃性を有す
る熱可塑性樹脂組成物。
Applications Claiming Priority (2)
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