JP2885358B2 - 水酸化マグネシウム系固溶体、その製造法および使用 - Google Patents

水酸化マグネシウム系固溶体、その製造法および使用

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な水酸化マグネシウ
ム系固溶体、その製造法、該水酸化マグネシウム系固溶
体を樹脂および/またはゴム類に配合してなる難燃性樹
脂および/またはゴム組成物、および該水酸化マグネシ
ウム系固溶体を有効成分として含有する難燃剤に関す
る。さらに詳しくは、二価の遷移金属元素を水酸化マグ
ネシウム系固溶体の結晶表面近傍に高濃度で偏在固溶さ
せることにより、該二価遷移金属の効果を最小の固溶量
で発揮させることを可能にした、新規な水酸化マグネシ
ウム系固溶体、その製造法、該固溶体を配合してなる優
れた難燃性、機械的強度、耐酸性等を示す難燃性樹脂お
よび/またはゴム組成物、および該水酸化マグネシウム
系固溶体を有効成分として含有する難燃剤に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂およびゴムに対する難燃化の要望は
益々強くなりつつある。しかも、難燃化の手段としては
現在主流のハロゲン系と三酸化アンチモンとを併用し
た、いわゆるハロゲン系難燃剤ではなく、安全な金属水
酸化物に制限しようという要望が強い。しかしながら、
金属水酸化物の中で最も欠点の少ない水酸化マグネシウ
ムにおいてさえ、目標とされるレベルの難燃性を達成す
るためには、樹脂および/またはゴムに対し約70重量
%という大量配合が必要である。このため、樹脂やゴム
本来の物性のいくつかを許容できない程度に損なうとい
う問題がある。
【0003】そこで本発明者らの一人は、先に式(2) Mg1-x2+ x(OH)2 (2) [式中、M2+はMn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu
2+およびZn2+の少なくとも一種を示し、xは0.00
1≦x≦0.9の範囲の数を示す]で表される二価の遷
移金属を固溶した水酸化マグネシウム系固溶体を提案し
た。この水酸化マグネシウム系固溶体を樹脂および/ま
たはゴムに配合すると、難燃性、耐酸性等が著しく改善
され、その結果、目標レベルの難燃性を水酸化マグネシ
ウムよりも少ない配合量で達成できることとなった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、その後さらに
研究を進めた結果、式(2)で示される水酸化マグネシ
ウム系固溶体においても、解決されるべき問題のあるこ
とが判明してきた。その第1は、マグネシウム原料と比
較してM2+原料の価格が高い、特にCoとかNiが高価
であるという問題である。例えば、Mg1-xNix(O
H)2系の水酸化マグネシウム固溶体において、xが
0.2≦x≦0.6の範囲で顕著に難燃性および耐酸性
が水酸化マグネシウムに比して改善される。しかし、こ
れだけの量のNiを含有する固溶体は、水酸化マグネシ
ウムに比して高価である。第2の問題は、水酸化マグネ
シウムに固溶するM2+の増加と共に該固溶体の結晶成長
と分散性が悪くなるという傾向が現れることである。た
だしその程度は、固溶する個々のM2+の種類によっても
異なる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を進めた。その結果、水酸化マグ
ネシウム系固溶体が水酸化マグネシウムに比して優れた
難燃性を示すのは、固溶したM2+の触媒効果と脱結晶水
の開始温度が水酸化マグネシウムのそれよりも低いこと
に起因することが明らかとなった。しかも触媒効果は脱
結晶水の開始温度の相違よりも難燃性改善への効果が大
きいことも判明した。そこで少なくともM2+の触媒効果
は、樹脂および/またはゴムと接触しているあるいは接
触可能な水酸化マグネシウム系固溶体の表面に露出して
いるM2+のみが寄与しているものと推定した。そうする
と、水酸化マグネシウムの結晶の表面近傍だけにM2+
選択的に固溶させることができれば、M2+を水酸化マグ
ネシウムの結晶全体にわたって均一に固溶させる場合に
比べて著しく少ないM2+の固溶量で均一に固溶させたも
のと同レベルの触媒効果を発揮させることができるもの
と推定した。しかも水酸化マグネシウムの結晶表面近傍
にM2+が高濃度に偏在固溶した水酸化マグネシウム系固
溶体の結晶表面近傍では、水酸化マグネシウムよりもか
なり低い温度で結晶水の脱離が起こる筈であるから、低
温で脱離する結晶水量が、結晶全体にわたって均一にM
2+が高濃度に固溶した場合に比して少ないとは言え、こ
の効果もある程度難燃性に寄与できる筈である。
【0006】以上の推理に基づき、本発明の特異な水酸
化マグネシウム系固溶体が誕生することとなった。すな
わち本発明によれば、式(1) Mg1-x2+ x(OH)2 (1) (式中、M2+はMn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cu
2+およびZn2+からなる群から選ばれた少なくとも一種
の二価金属イオンを示し、xは0.001≦x<0.
5、好ましくは0.005≦x≦0.2、さらに好まし
くは0.001≦x≦0.1の範囲の数を示す。)で表
される水酸化マグネシウム系固溶体において、各結晶の
表面近傍にM2+が高濃度に偏在固溶していることを特徴
とする水酸化マグネシウム系固溶体が提供される。さら
に本発明によれば、各結晶の表面近傍に偏在固溶してい
るM2+の濃度が、水酸化マグネシウム系固溶体中のM2+
の固溶量の少なくとも2倍、好ましくは少なくとも5倍
である上記水酸化マグネシウム系固溶体が提供される。
さらには、上記水酸化マグネシウム系固溶体を有効成分
として含有する難燃剤が提供される。さらには樹脂およ
び/またはゴム100重量部に対して上記難燃剤を20
〜250重量部配合した難燃性樹脂および/またはゴム
組成物が提供される。さらに本発明によれば、上記水酸
化マグネシウム系固溶体の製造方法が提供される。
【0007】式(1)の水酸化マグネシウム系固溶体
は、結晶子径が0.2〜4μm、さらに好ましくは0.
4〜2μmの範囲であり、かつ二次凝集が殆ど無いかも
しくはより少ないものが好ましく用いられる。さらに詳
しく述べると、二次粒子径が0.2〜4μm、好ましく
は0.4〜2μmの範囲であり、BET比表面積が1〜
20m2/g、好ましくは3〜10m2/gであるものが
好ましい。水酸化マグネシウム系固溶体の上記範囲は、
樹脂および/またはゴムに配合したときの相溶性、分散
性、成形または加工性、成形品外観、機械的強度および
難燃性等の諸特性を好適な範囲に維持するために好まし
い範囲である。式(1)の水酸化マグネシウム系固溶体
において、M2+はMn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,C
2+およびZn2+からなる群から選ばれた少なくとも一
種の二価金属イオンであり、M2+が複数の金属イオンで
ある場合にはxはそれぞれの合計を示す。上記二価金属
イオンの中でも、Ni、Co、Mnが好ましく、特に好
ましいのはNiとMnである。Niは耐酸性改善に顕著
な効果を示すと共に、難燃性、耐熱老化性等に優れてい
る。Mnは難燃性が特に優れていると共に、白色であっ
て、着色が自由である。
【0008】本発明の水酸化マグネシウム系固溶体は、
2+が均一に固溶した水酸化マグネシウム系固溶体と異
なり、化学分析で測定したM2+の固溶量xよりもXPS
とかAugeで測定した結晶表面近傍のM2+の濃度が著
しく高い。さらに多くのM2+について、例えばNiにつ
いてPH STAT法で測定した初期の酸反応速度が均
一固溶体に比して著しく遅い。
【0009】次に本発明の水酸化マグネシウム系固溶体
の製造方法について説明する。水酸化マグネシウムを均
一に分散させた水媒体系、または該水媒体系に塩化カル
シウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム等の水溶液
を添加した系にM2+の水溶液を十分な撹拌下に添加し、
反応させることにより製造することができる。反応温度
は約20〜200℃、好ましくは約70〜150℃であ
り、反応時間は反応温度によっても異なるが、約0.1
〜5時間、好ましくは約0.2〜2時間である。またM
2+の濃度は低い方が好ましい。上記した本発明の水酸化
マグネシウム系固溶体の製造方法によれば、出発物質で
ある水酸化マグネシウムの結晶粒子径および分散性に対
しなんらの悪影響を及ぼすことなく、水酸化マグネシウ
ムの表面近傍にだけM2+を固溶させることができる。
【0010】本発明で用いる水酸化マグネシウムは種々
の方法で製造することができる。例えば、塩化マグネシ
ウム等のマグネシウムイオンを含有する水溶液にマグネ
シウムに対し約0.5〜0.95当量の水酸化カルシウ
ム等のアルカリを約40℃以下、好ましくは30℃以下
で、撹拌下に加えて反応させた後、母液と共に約100
〜200℃で数時間水熱処理することにより製造でき
る。さらに例えば、約1200〜1600℃で高温焼成
した酸化マグネシウムを酢酸等の一価の酸の共存下に水
和させる方法によっても製造できる。
【0011】本発明の水酸化マグネシウム系固溶体は、
難燃剤としてそのまま用いることができると共に、さら
に例えば高級脂肪酸、アニオン系界面活性剤、リン酸エ
ステル、カップリング剤(シラン系、チタネート系、ア
ルミニウム系)および多価アルコールと脂肪酸のエステ
ル類からなる群から選ばれた表面処理剤の少なくとも一
種により表面処理して用いてもよい。
【0012】表面処理剤として好ましく用いられるもの
を例示すれば次の通りである。ステアリン酸、オレイン
酸、エルカ酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ベヘニン酸
等の炭素数10以上の高級脂肪酸類;前記高級脂肪酸の
アルカリ金属塩;ステアリルアルコール、オレイルアル
コール等の高級アルコールの硫酸エステル塩;ポリエチ
レングリコールエーテルの硫酸エステル塩、アミド結合
硫酸エステル塩、エステル結合硫酸エステル塩、エステ
ル結合スルホネート、アミド結合スルホン酸塩、エーテ
ル結合スルホン酸塩、エーテル結合アルキルアリルスル
ホン酸塩、エステル結合アルキルアリルスルホン酸塩、
アミド結合アルキルアリルスルホン酸塩等のアニオン系
界面活性剤類;オルトリン酸とオレイルアルコール、ス
テアリルアルコール等のモノまたはジエステルまたは両
者の混合物であって、それらの酸型またはアルカリ金属
塩またはアミン塩等のリン酸エステル類;ビニルエトキ
シシラン、ビニル−トリス(2−メトキシーエトキシ)
シラン、ガンマ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
ベーター(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルト
リメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、ガンマ−メルカプトプロピルトリメト
キシシラン等のシランカップリング剤類;イソプロピル
トリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス
(ジオクチルパイロフォスフェート)チタネート、イソ
プロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタ
ネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチ
タネート等のチタネート系カップリング剤類;アセトア
ルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニ
ウム系カップリング剤類;グリセリンモノステアレー
ト、グリセリンモノオレエート等の多価アルコールと脂
肪酸のエステル類。
【0013】表面処理剤による式(1)の水酸化マグネ
シウム系固溶体の表面コーティング処理は、それ自体公
知の湿式または乾式法により実施できる。例えば、湿式
法としては、水酸化マグネシウム系固溶体のスラリーに
該表面処理剤を液状またはエマルジョン状で加え、約1
00℃までの温度で機械的に十分混合すればよい。乾式
法としては、水酸化マグネシウム系固溶体の粉末を、ヘ
ンシェルミキサー等の混合機により十分撹拌下に表面処
理剤を液状、エマルジョン状、固形状で加え、加熱また
は非加熱下に十分に混合すればよい。表面処理剤の添加
量は適宜選択できるが、該水酸化マグネシウム系固溶体
の重量に基づいて約0.1〜約10重量%とするのが好
ましい。表面処理をした後は、必要に応じ、例えば水
洗、脱水、造粒、乾燥、粉砕、分級等の手段を適宜選択
して実施し、最終製品形態とすることができる。
【0014】本発明で用いられる樹脂およびゴムの例と
しては、例えばポリエチレン、エチレンと他のα−オレ
フィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニル、アクリル
酸エチルまたはアクリル酸メチルとの共重合体、ポリプ
ロピレン、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合
体、ポリ塩化ビニル、ポリブテン−1、ポリスチレン、
スチレンとアクリロニトリル、エチレンとプロピレンジ
エンゴムまたはブタジエンとの共重合体、酢酸ビニル、
ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリウレタ
ン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド等の熱可
塑性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等の熱硬化
性樹脂、EPDM、SBR、NBR、ブチルゴム、イソ
プレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等を例示で
きるが、これらに限定されるものではない。
【0015】本発明において、樹脂および/またはゴム
に対する式(1)の水酸化マグネシウム系固溶体の配合
量は、樹脂および/またはゴムの種類、および式(1)
の水酸化マグネシウム系固溶体の種類等によっても適宜
変更選択されるが、樹脂および/またはゴム100重量
部に対して表面処理したまたは処理しない式(1)水酸
化マグネシウム系固溶体の約20〜約250重量部、好
ましくは約30〜約200重量部が配合される。式
(1)の水酸化マグネシウム系固溶体の配合量が上記範
囲よりも少なすぎると難燃性が不十分となり、また逆に
多すぎると、例えば引張強度、アイゾット衝撃強度等が
低下するあるいは耐酸性が悪化する等の不利益を生ずる
おそれがあるので、上記配合量範囲で適宜選択して配合
するのが良い。
【0016】樹脂および/またはゴムと式(1)の水酸
化マグネシウム系固溶体との混合、混練方法には特別な
制約はなく、両者を均一に混合しうる任意の混合手段を
採用できる。例えば一軸または二軸押出機、ロール、バ
ンバリーミキサー等である。成形方法にも特別な制約は
なく、樹脂および/またはゴムの種類、所望成形品の種
類等に応じて、それ自体公知の成形手段を任意に採用で
きる。例えば、射出成形、押出成形、ブロー成形、プレ
ス成形、回転成形、カレンダー成形、シートフォーミン
グ成形、トランスファー成形、積層成形、真空成形等で
ある。
【0017】本発明の難燃性樹脂および/またはゴム組
成物は、式(1)の水酸化マグネシウム系固溶体の他に
各種添加剤を必要に応じ添加してもよい。例えば、炭素
粉末、フェロセン、アントラセン、ポリアセチレン、赤
リン、アクリル繊維、酸化ニッケル、繊維状水酸化マグ
ネシウムの少なくとも一種を含有する難燃助剤である。
このような難燃助剤の配合量として、樹脂および/また
はゴム100重量部に対して約0.01〜約10重量部
が好ましく採用される。さらに他の添加剤として、ベヘ
ニン酸亜鉛、ベヘニン酸マグネシウム、ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸アルミニウム等の滑
剤兼耐水、耐酸(耐白化性)改良剤を必要に応じ添加し
てもよい。このような滑剤の配合量として、樹脂および
/またはゴム100重量部に対して約0.1〜約10重
量部が好ましく採用される。
【0018】本発明の難燃性樹脂組成物は、上記成分以
外にも慣用の他の添加剤を配合してもよい。このような
添加剤としては、例えば酸化防止剤、紫外線防止剤、帯
電防止剤、顔料、発泡剤、可塑剤、充填剤、補強剤、有
機ハロゲン難燃剤、架橋剤等を例示できる。以下実施例
に基づき本発明をより詳細に説明する。以下の各例にお
いて、部および%は特にことわりの無い限りそれぞれ重
量部および重量%を意味する。
【0019】実施例1 2モル/リットルの塩化カルシウムに当量の2モル/リ
ットルの水酸化ナトリウムを加えて合成した水酸化カル
シウムを、塩化マグネシウム2.0モル/リットル、塩
化カルシウム0.8モル/リットルを含有するイオン苦
汁中のマグネシウム成分に対し、25℃で0.9当量加
えて撹拌した。得られた反応生成物をそのまま洗浄する
ことなくオートクレーブに入れ、170℃で2時間加
温、加圧して水熱処理した。得られた水酸化マグネシウ
ムは、平均二次粒子径0.81μm、BET比表面積
7.0m2/gで結晶が良く発達し、分散していた。オ
ートクレーブから取り出した水酸化マグネシウムを、温
度70℃に調節後、撹拌下に、0.2モル/リットルの
塩化ニッケル水溶液を水酸化マグネシウムに対しモル比
Ni/Mg=0.02に相当する量加え、70℃で1時
間反応させた。その後濾過、水洗し、一部は脱水、乾燥
した。残りの大部分はさらに80℃の温水に再分散させ
た後、水酸化マグネシウム系固溶体の重量に対し3%の
ステアリン酸ナトリウムを溶解した80℃の温水を撹拌
下に加え、約30分間維持し、表面処理を行った。この
後、濾過、水洗、脱水、造粒、乾燥した。
【0020】化学組成はキレート滴定法により、結晶表
面の組成はXPSにより測定した。BET比表面積は窒
素吸着法により、平均二次粒子径は0.2%ヘキサメタ
リン酸ナトリウム水溶液中で試料粉末を超音波分散処理
した後マイクロトラック法により測定した。耐酸性は試
料粉末200mgをpH4に調節した100ミリリット
ルの脱イオン水に添加し、pH4に維持しつつN/10
・塩酸が10.3ミリリットル(15モル%に相当)消
費されるに要した時間(分)を30℃でpHスタット法
で測定した(T15)。化学組成、結晶表面の化学組成、
耐酸性、BET比表面積および平均二次粒子径を表面処
理していない試料について測定した。それらの結果を表
1に示す。
【0021】実施例2 実施例1において、水熱処理が終わった後、110℃ま
で冷却した。ついでオートクレーブに0.2モル/リッ
トルの塩化ニッケル水溶液を、Ni/Mgのモル比が
0.02に相当する量、プランジャーポンプで圧入し、
撹拌下に110℃で1時間維持した。この後実施例1と
同様に操作して、表面処理、濾過、水洗、脱水、造粒、
乾燥を行った。生成物の評価結果を表1に示す。
【0022】実施例3 実施例1において、オートクレーブから取り出した水酸
化マグネシウムを、濾過、水洗した後、水に再分散させ
た。ついで、撹拌下に、0.4モル/リットルの塩化ニ
ッケル水溶液を、Ni/Mgのモル比が0.02に相当
する量約25℃で加え、約30分間撹拌を継続した後、
オートクレーブに移し、140℃で1時間水熱処理を行
った。この後、実施例1と同様に操作して、表面処理、
濾過、水洗、脱水、造粒、乾燥を行った。生成物の評価
結果を表1に示す。
【0023】実施例4、5 実施例2において、塩化ニッケル水溶液の注加量を、N
i/Mgのモル比で0.01(実施例4)、0.05
(実施例5)に変更した以外は、実施例2と同様に操作
した。生成物の評価結果を表1に示す。
【0024】比較例1 実施例1において、オートクレーブにより水熱処理した
水酸化マグネシウムを一部は濾過、水洗後乾燥した。残
りは、濾過、水洗後水に再分散して、撹拌下に、80℃
で、水酸化マグネシウムの重量に対し3%のステアリン
酸ナトリウムを溶解した水溶液を加え、表面処理を行っ
た。その後濾過、水洗、脱水、乾燥した。生成物の評価
結果を表1に示す。
【0025】比較例2、3 塩化マグネシウムと塩化ニッケルの混合水溶液(Mg2+
=0.8モル/リットル、Ni2+=0.3モル/リット
ル、比較例2)(Mg2+=1.1モル/リットル、Ni
2+=0.01モル/リットル、比較例3)40リットル
(20℃)に、撹拌下に2モル/リットルの水酸化カル
シウム18リットル(20℃)を加えた。反応物を母液
と共に、オートクレーブに移し、175℃で4時間水熱
処理を行った。その後一部を濾過、水洗、乾燥すると共
に、残りを濾過、水洗後水に再分散して、実施例1と同
様に操作してステアリン酸ナトリウムで表面処理を行っ
た。この後、濾過、水洗、脱水、造粒、乾燥した。
【0026】 表1 平均化学組成 表面化学組成 BET 平均二次粒子径 耐酸性(T 15 Ni/Mgモル比 Ni/Mgモル比 (m2/g) (μm) (分) 実施例1 0.02 0.32 7.7 0.78 86 実施例2 0.02 0.27 7.1 0.80 71 実施例3 0.02 0.24 7.5 0.71 62 実施例4 0.01 0.13 7.0 0.80 20 実施例5 0.05 0.62 7.1 0.81 112 比較例1 0 0 7.0 0.81 1.5 比較例2 0.30 0.30 8.2 0.70 80 比較例3 0.01 0.01 7.6 0.76 3.0
【0027】実施例6 実施例1において、オートクレーブにより水熱処理した
後、110℃まで冷却し、オートクレーブを窒素で置換
した後、オートクレーブ内の水酸化マグネシウムに対
し、Co/Mgのモル比が0.02に相当する塩化コバ
ルトの0.1モル/リットル水溶液をプランジャーポン
プで圧入した後、110℃で1時間維持した。その後、
実施例1と同様に操作して、表面処理、濾過、水洗、脱
水、造粒、乾燥を行った。生成物の評価結果を表2に示
す。
【0028】実施例7 実施例6において、塩化コバルトの代わりに、水酸化マ
グネシウムに対しMn/Mgのモル比が0.01に相当
する硝酸マンガンを用いた以外は実施例6と同様に操作
した。生成物の評価結果を表2に示す。
【0029】実施例8 実施例6において、塩化コバルトの代わりに、塩化第1
鉄を用いた以外は実施例6と同様に操作した。生成物の
評価結果を表2に示す。
【0030】実施例9、10 実施例3において、塩化ニッケルの代わりに、0.1モ
ル/リットルの硝酸第2銅(実施例9)、または硝酸亜
鉛と塩化ニッケルの混合水溶液(Zn2+=0.1モル/
リットル、Ni2+=0.1モル/リットル、実施例1
0)を、水酸化マグネシウムに対しCu/Mg=0.0
1、(Zn+Ni)/Mg=0.01のモル比となるよ
うにそれぞれ添加し、撹拌下に、100℃に加温し、こ
の温度で1時間維持した。その後一部は濾過、水洗、乾
燥し、残りは実施例1と同様に操作して表面処理を行っ
た。生成物の評価結果を表2に示す。
【0031】 表2 平均化学組成 表面化学組成 BET 平均二次粒子径 M2+/Mgモル比 M2+/Mgモル比 (m2/g) (μm) 実施例6 0.02 0.28 7.2 0.80 実施例7 0.01 0.15 7.5 0.81 実施例8 0.02 0.25 6.9 0.82 実施例9 0.01 0.16 7.0 0.83 実施例10 0.01 0.14 7.1 0.80
【0032】実施例11〜15、比較例4〜6 実施例1〜10および比較例1〜3で得られた、表面処
理した水酸化マグネシウム系固溶体または水酸化マグネ
シウムを、エチレンとのブロック共重合体ポリプロピレ
ン100重量部に対し、表3に示す配合比で混合した。
ついで押出機を用い、約230℃で混練し、得られたペ
レットを真空乾燥した後、約230℃で射出成形し、テ
ストピースを作成した。テストピースについて燃焼性と
機械強度を測定した。測定結果を表4に示す。なお燃焼
性は、厚さ1/16インチのテストピースについてUL
94VE試験を行った。
【0033】 注:各実施例、比較例共に酸化防止剤イルガノックス1
010(チバガイギー(株)製)を0.2部、およびウエ
ストン626(GE社製)を0.1部配合した。
【0034】 表4 燃焼性 引張強度 引張伸び アイゾット衝撃 (kg・f/mm2) (%) 強度(kg・cm/cm) 実施例11 V−0 1.75 30 15 実施例12 V−0 1.73 26 12 実施例13 V−0 1.72 25 11 実施例14 V−0 1.68 18 10 実施例15 V−0 1.86 42 20 比較例4 V−0 1.60 5 6 比較例5 V−0 1.71 24 13 比較例6 V−0 1.64 8 7 注:アイゾット衝撃強度はノッチ付きの厚さ1/16イ
ンチのテストピースで試験した。
【0035】表3および表4の結果が示すように、難燃
性試験においてUL94VE、1/16インチ厚さでV
−0に合格するための最小配合量は、水酸化マグネシウ
ムの場合205部であった。本発明の偏在固溶体の場合
にはニッケルを2モル%用いるだけで約150部の配合
量でV−0に合格した。これは、ニッケルをほぼ30モ
ル%均一固溶した固溶体の場合に匹敵する。
【0036】実施例16〜20、比較例7 実施例6〜10および比較例1で得られた、表面処理し
た水酸化マグネシウム系固溶体または水酸化マグネシウ
ムを、100部のナイロン6に対し、表5に示す配合比
で混合した。ついで、押出機を用いて約230℃で混練
し、得られたペレットを真空乾燥した後、約230℃で
射出成形してテストピースを作成した。各テストピース
について、難燃性と機械的強度を測定した。測定結果を
表6に示す。
【0037】 表5 難燃剤 配合量 2+ 式(1)のx 実施例16 実施例6 45 Co 0.02 実施例17 実施例7 45 Mn 0.01 実施例18 実施例8 45 Fe 0.02 実施例19 実施例9 45 Cu 0.01 実施例20 実施例10 45 Zn,Ni 0.01 比較例7 比較例1 70 − 0 注:各例共に酸化防止剤イルガノックス1010を0.
2部配合した。
【0038】 表6 燃焼性 引張強度 アイゾット衝撃 (kg・f/mm2) 強度(kg・cm/cm) 実施例16 V−0 8.50 3.1 実施例17 V−0 8.45 3.2 実施例18 V−0 8.30 3.2 実施例19 V−0 8.20 3.0 実施例20 V−0 8.52 3.2 比較例7 V−0 7.50 2.4 注:燃焼性試験は、厚さ1/8インチのテストピースに
よりUL94VEに従って試験した。
【0039】アイゾット衝撃強度試験(ノッチ付き)
は、厚さ1/8インチのテストピースにより試験した。
表5および表6の結果が示すように、燃焼性試験におい
て、1/8インチ厚さでUL94VE試験でV−0に合
格するための最小配合量が水酸化マグネシウムの場合7
0部であった。これに対し本発明の偏在固溶体の場合に
は、Co等を1〜2モル%用いるだけで、45部の最小
配合量でV−0に合格することができた。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、Mn、Fe、Co、N
i等の二価金属イオンを各結晶の表面近傍に偏在固溶さ
せた水酸化マグネシウム系固溶体、該固溶体を有効成分
として含有する難燃剤、該難燃剤を樹脂および/または
ゴムに配合した難燃性樹脂組成物、および該水酸化マグ
ネシウム系固溶体の製造方法が提供される。この水酸化
マグネシウム系固溶体は、少量の二価金属イオンを用い
るだけで、二価金属イオンを均一に固溶させた水酸化マ
グネシウム系固溶体に比して勝るとも劣らぬ優れた難燃
剤としての特性を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 突々 公也 兵庫県赤穂市尾崎376 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C01G 53/00 C01F 5/14 C08K 3/22 C09C 1/02

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(1) Mg1-x2+ x(OH)2 (1) (式中、M2+はMn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cu
    2+およびZn2+からなる群から選ばれた少なくとも一種
    の二価金属イオンを示し、xは0.001≦x<0.5
    の範囲の数を示す。)で表される水酸化マグネシウム系
    固溶体において、各結晶の表面近傍にM2+が高濃度に偏
    在固溶していることを特徴とする水酸化マグネシウム系
    固溶体。
  2. 【請求項2】 表面近傍に偏在固溶しているM2+の濃度
    が、水酸化マグネシウム系固溶体中のM2+の固溶量の少
    なくとも2倍である請求項1記載の水酸化マグネシウム
    系固溶体。
  3. 【請求項3】 水酸化マグネシウムを均一に分散した水
    媒体系、または水酸化マグネシウムの水媒体系に塩化マ
    グネシウム、塩化カルシウムおよび塩化ナトリウムから
    なる群から選ばれた少なくとも一種の塩を溶解した水媒
    体系に、十分な撹拌下に、M2+の塩類の水溶液を添加
    し、反応させることを特徴とする請求項1記載の水酸化
    マグネシウム系固溶体の製造方法。
  4. 【請求項4】 100重量部の樹脂および/またはゴム
    と20〜250重量部の請求項1記載の水酸化マグネシ
    ウム系固溶体とからなることを特徴とする難燃性樹脂お
    よび/またはゴム組成物。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の水酸化マグネシウム系固
    溶体のM2+が、Ni2+および/またはMn2+であること
    を特徴とする請求項4記載の難燃性樹脂および/または
    ゴム組成物。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の水酸化マグネシウム系固
    溶体が、高級脂肪酸またはそのアルカリ金属塩、アニオ
    ン系界面活性剤、リン酸エステル、シラン系カップリン
    グ剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カ
    ップリング剤、および多価アルコールト脂肪酸のエステ
    ルからなる群から選ばれた表面処理剤の少なくとも一種
    で表面処理されたものであることを特徴とする請求項4
    記載の難燃性樹脂および/またはゴム組成物。
  7. 【請求項7】 式(1) Mg1-x2+ x(OH)2 (1) (式中、M2+はMn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cu
    2+およびZn2+からなる群から選ばれた少なくとも一種
    の二価金属イオンを示し、xは0.001≦x<0.5
    の範囲の数を示す。)で表される水酸化マグネシウム系
    固溶体において、各結晶の表面近傍にM2+が高濃度に偏
    在固溶している水酸化マグネシウム系固溶体を有効成分
    として含有することを特徴とする難燃剤。
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