JP3040098B1 - 難燃性組成物 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 熱可塑性の難燃性組成物の難燃性及び柔軟性
を確保し、外観良好な成形品を得る。 【解決手段】 熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリマーを
１００重量部としたときに５０〜２０００重量部の軟化
剤及び熱可塑性ポリマーと軟化剤との混合物の融点より
も高融点の臭素系難燃化剤を含むことにより、目的の難
燃性組成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性組成物の技
術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器等では、例えば衝撃対策や振動
防止等を目的として柔軟な樹脂組成物が使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような樹脂組成物
では難燃性が要求されるが、柔軟性を高めるために軟化
剤（オイル成分）の添加量を増やすと、難燃性の確保が
困難であった。また、難燃性を付与するための難燃剤が
成形性を低下させたり、外観を損なうという問題もあっ
た。

【０００４】なお、従来は、成形温度よりも融点の低い
難燃剤を選択することにより、均一な相溶または分散を
得ていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明者は、成形性の低下
や外観の悪化は、成形時の加熱によって難燃剤が溶融し
て軟化剤成分と相溶するために、難燃剤が軟化剤成分と
共にブリーディングして成形品の表面に難燃剤が偏析し
たことが原因であることを解明し、成形に際して軟化剤
成分と相溶しないような難燃剤を選択すればこの問題を
解決できることに想到し、本発明を完成するに至った。

【０００６】上記の課題を解決するための請求項１記載
の難燃性組成物は、スチレン系エラストマー、該スチレ
ン系エラストマーを１００重量部としたときに５０〜２
０００重量部の鉱物油系軟化剤及び前記スチレン系エラ
ストマーと前記鉱物油系軟化剤との混合物の融点よりも
高融点の臭素系難燃化剤を含むことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の難燃性組成物は、請求項１
記載の難燃性組成物において、前記臭素系難燃化剤の該
難燃性組成物全体に対する配合比が５〜５０重量％であ
ることを特徴とする。請求項３記載の難燃性組成物は、
請求項１または２記載の難燃性組成物において、三酸化
アンチモンを添加したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１ないし３記載の難燃性組
成物に使用されるスチレン系エラストマーには、イソプ
レン系、エチレン−プロピレン系、エチレン−ブタジエ
ン系などのエラストマーがあるが、特に限定なく使用で
きる。これらのスチレン系エラストマーは主に単独で用
いられるが、２種類以上をブレンドしてもよい。

【０００９】軟化剤には鉱物油系軟化剤が用いられる。
鉱物油系軟化剤としては、ナフテン系、パラフィン系な
どのプロセス油が例示され、そのなかでもある種のプロ
セスオイルが好適に用いられる。軟化剤は、１種を単独
で用いてもよいし、互いの相溶性が良好であれば２種以
上を混合して用いてもよい。

【００１０】軟化剤の配合量は、スチレン系エラストマ
ーを１００重量部としたときに５０〜２０００重量部が
好ましい。軟化剤は可塑剤としても作用するので、これ
が少なすぎると（上記の下限値を下回ると）熱可塑性組
成物が固くなるだけでなく、成形性が良好でなくなる。
またあまり多すぎると、軟化剤のにじみ出しや成形品か
らのアウトガス量が増加するおそれがあり、上記の上限
値を超えるのは好ましくない。

【００１１】臭素系難燃化剤は、スチレン系エラストマ
ーと鉱物油系軟化剤との混合物の融点との関係で選択さ
れるが、融点に関する制限（スチレン系エラストマーと
鉱物油系軟化剤との混合物の融点よりも高融点）を満た
しさえすれば、特に限定なく使用できる。いくつか例示
すると、デカブロモジフェニルエーテル（融点３１０
℃）、２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキ
シフェニル）（融点１８２℃）、１，２，５，６，９，
１０−ヘキサブロモシクロドデカン（融点１９０℃）、
ヘキサブロモベンゼン（融点３１０℃）、テトラブロモ
無水フタル酸（融点２７５℃）、ペンタブロモトルエン
（融点２８０℃）等がある。

【００１２】臭素系難燃化剤の選択に当たってスチレン
系エラストマーと鉱物油系軟化剤との混合物の融点より
も高融点であることを条件にしているのは、成形時の加
熱によってスチレン系エラストマーと鉱物油系軟化剤と
の混合物が溶融した際でも臭素系難燃化剤を溶融させな
いことにより、軟化剤成分との相溶を防止し、この相溶
を原因とするブリーディングや偏析を防止するためであ
る。そして、それにより、成形性の低下や外観の悪化は
防止され、難燃性でかつ柔軟性に富み、しかも外観良好
な成形品を得ることができる。

【００１３】ただし、臭素系難燃化剤の配合量が少なす
ぎると期待する難燃性を得られないことがあるので、難
燃性組成物中の５重量％以上とするのが好ましい。ま
た、臭素系難燃剤の配合量が多くなると、難燃性組成物
の諸物性が低下し（例えば引張強度や引裂強度の低下、
伸び率の減少など）又は成形不良（焼け、ショートショ
ットなど）も発生するか、難燃性組成物中の５０重量％
以下とするのが好ましい。すなわち、請求項２に記載す
るように、臭素系難燃化剤の難燃性組成物全体に対する
配合比を５〜５０重量％とするのが好ましい。

【００１４】さらに、請求項３記載のように、請求項１
または２記載の難燃性組成物において、三酸化アンチモ
ンを添加すると、三酸化アンチモンと臭素系難燃化剤と
の相乗効果により、より高い難燃化効果を発揮させるこ
とができる。この効果は、ＳｂＢｒ₃ ガスによる酸素遮
断効果、ＳｂＯＢｒの脱水炭化作用、ＳｂＢｒ₃ のフリ
ーラジカルトラップ効果などによると考えられ、また三
酸化アンチモンと臭素系難燃化剤とが加熱された際に生
成するガラス状のＳｂ₂Ｏ₃が溶融滴下を防ぐことも難燃
化効果の向上に関わっていると思われる。

【００１５】三酸化アンチモンの添加量はスチレン系エ
ラストマー、臭素系難燃化剤、鉱物油系軟化剤の種類や
配合比に応じて適宜決定すればよいが、通常は臭素系難
燃化剤の１／２〜１／３（重量）が好適である。難燃性
組成物を製造するには、各成分を秤量し、それらを例え
ばニーダー（例えば二軸混練機）にて混練したりミキサ
にて攪拌後２軸の押出成形機に通したりすればよい。混
練あるいは攪拌の温度や時間などの条件は配合される成
分などによって異なるが、例えば１４０〜１５０℃、１
５分程度である。また、混練あるいは攪拌に当たっての
熱劣化を予防するために熱安定剤を数％添加するとよ
い。なお、これらの条件は、実験などに基づいて好適な
条件を設定するとよい。混練あるいは攪拌に用いる装置
等に特に限定はなく、例えばバンバリーミキサ、２本ロ
ール、加圧式ニーダーなどを用いることもできる。

【００１６】

【実施例及び比較例】 （実施例１）配合 スチレン系エラストマー（ＳＩＳ共重合体）： １００重量部 パラフィン系プロセスオイル： ６００重量部 ペンタブロモトルエン： ２５０重量部 三酸化アンチモン： １２０重量部 なお、スチレン系エラストマー（ＳＩＳ共重合体）の平
均分子量は１０万〜４５万で、パラフィン系プロセスオ
イル（Ｃ_nＨ_2n+2 ）はｎ＝２５〜４００（平均分子量が
３５０〜５５００）で、このＳＩＳ共重合体とパラフィ
ン系プロセスオイルの混合物の融点は約１５０℃であ
る。

【００１７】上記の成分をニーダー（二軸混練機）にて
混練して（１４０℃、４０分）、難燃性組成物を得た。
この難燃性組成物は、ＵＬ（Underwriters Laboratorie
s Inc.）９４垂直燃焼試験で自消性があり、高分子計器
株式会社製のアナログ硬さ計（商品名アスカー）のＦＰ
型で好適に硬度を計測できる、アスカーＦＰクラスの低
硬度であった。また、この難燃性組成物を溶融して金型
に射出し成形したところ、流動性及び離型性とも良好で
あり、成形品にはブリードはなく、外観にも問題なかっ
た。 （実施例２）配合 スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体： ５．７％ パラフィン系プロセスオイル： ４５．３％ ペンタブロモトルエン（融点２８０℃）： ２６．０％ 三酸化アンチモン： １３．０％ なお、スチレン系エラストマーに該当するスチレン−エ
チレン−プロピレン−スチレン共重合体の平均分子量は
１０万〜４５万で、パラフィン系プロセスオイル（Ｃ_n
Ｈ_2n+2 ）はｎ＝２５〜４００（平均分子量が３５０〜
５５００）で、このスチレン−エチレン−プロピレン−
スチレン共重合体とパラフィン系プロセスオイルの混合
物の融点は約１５０℃である。

【００１８】上記の成分を実施例１と同様条件で混練し
て難燃性組成物を得た。この難燃性組成物は、ＵＬ９４
Ｖ０レベルの難燃性であり、アスカーＦＰクラスの低硬
度であった。また、この難燃性組成物を溶融して金型に
射出し成形したところ、湯流れ及び離型性とも良好であ
り、成形品にはブリードはなく、外観にも問題なかっ
た。 （実施例３）配合 スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体： ６．４％ パラフィン系プロセスオイル： ６３．６％ ペンタブロモトルエン： ２０．０％ 三酸化アンチモン： １０．０％ なお、スチレン系エラストマーに該当するスチレン−エ
チレン−プロピレン−スチレン共重合体の平均分子量は
１０万〜４５万で、パラフィン系プロセスオイル（Ｃ_n
Ｈ_2n+2 ）はｎ＝２５〜４００（平均分子量が３５０〜
５５００）で、このスチレン−エチレン−プロピレン−
スチレン共重合体とパラフィン系プロセスオイルの混合
物の融点は約１５０℃である。

【００１９】上記の成分を実施例１と同様条件で混練し
て難燃性組成物を得た。この難燃性組成物は、ＵＬ９４
Ｖ２レベルで自消性があり、アスカーＦＰクラスの低硬
度であった。また、この難燃性組成物を溶融して金型に
射出し成形したところ、湯流れ及び離型性とも良好であ
り、成形品にはブリードはなく、外観にも問題なかっ
た。 （実施例４）配合 スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体： １３．８％ パラフィン系プロセスオイル： ４１．２％ ペンタブロモトルエン： ３０．０％ 三酸化アンチモン： １５．０％ なお、スチレン系エラストマーに該当するスチレン−エ
チレン−プロピレン−スチレン共重合体の平均分子量は
１０万〜４５万で、パラフィン系プロセスオイル（Ｃ_n
Ｈ_2n+2 ）はｎ＝２５〜４００（平均分子量が３５０〜
５５００）で、このスチレン−エチレン−プロピレン−
スチレン共重合体とパラフィン系プロセスオイルの混合
物の融点は約１５０℃である。

【００２０】上記の成分を実施例１と同様条件で混練し
て難燃性組成物を得た。この難燃性組成物は、ＵＬ９４
ＨＢレベルの難燃性で、また柔軟性は、実施例１〜３よ
りもやや劣るが、成形時の湯流れ及び離型性とも問題は
なく、成形品にブリードはなく、外観にも問題なかっ
た。 （実施例５）配合 スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体： ７．９％ パラフィン系プロセスオイル： ４７．１％ デカブロモジフェニルエーテル： ３０．０％ 三酸化アンチモン： １５．０％ なお、スチレン系エラストマーに該当するスチレン−エ
チレン−プロピレン−スチレン共重合体の平均分子量は
１０万〜４５万で、パラフィン系プロセスオイル（Ｃ_n
Ｈ_2n+2 ）はｎ＝２５〜４００（平均分子量が３５０〜
５５００）で、このスチレン−エチレン−プロピレン−
スチレン共重合体とパラフィン系プロセスオイルの混合
物の融点は約１５０℃である。

【００２１】上記の成分を実施例１と同様条件で混練し
て難燃性組成物を得た。この難燃性組成物は、ＵＬ９４
ＨＢレベルの難燃性で、また柔軟性は、実施例１〜３よ
りもやや劣り、離型性にも若干問題があるが、成形品に
ブリードはなく、外観にも問題なかった。 （比較例１）配合 スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体： ７．９％ パラフィン系プロセスオイル： ４７．１％ テトラブロモビスフェノールＡ： ２７．０％ 三酸化アンチモン： １３．０％ なお、スチレン系エラストマーに該当するスチレン−エ
チレン−プロピレン−スチレン共重合体の平均分子量は
１０万〜４５万で、パラフィン系プロセスオイル（Ｃ_n
Ｈ_2n+2 ）はｎ＝２５〜４００（平均分子量が３５０〜
５５００）で、このスチレン−エチレン−プロピレン−
スチレン共重合体とパラフィン系プロセスオイルの混合
物の融点は約１５０℃である。

【００２２】上記の成分を実施例１と同様条件で混練し
て難燃性組成物を得た。この難燃性組成物は、ＵＬ９４
ＨＢレベルの難燃性であったが、柔軟性に劣り、テトラ
ブロモビスフェノールＡの融点が９５℃であるために、
ブリードが発生し、偏析し、離型性も良好ではなかっ
た。 （比較例２）配合 スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体）： １３．０％ パラフィン系プロセスオイル： ３９．０％ テトラブロモビスフェノールＡ： １９．５％ 三酸化アンチモン： ７．５％ カーボンブラック（＃５５００）： ５．０％ なお、スチレン系エラストマーに該当するスチレン−エ
チレン−プロピレン−スチレン共重合体の平均分子量は
１０万〜４５万で、パラフィン系プロセスオイル（Ｃ_n
Ｈ_2n+2 ）はｎ＝２５〜４００（平均分子量が３５０〜
５５００）で、このスチレン−エチレン−プロピレン−
スチレン共重合体とパラフィン系プロセスオイルの混合
物の融点は約１５０℃である。

【００２３】上記の成分を実施例１と同様条件で混練し
て難燃性組成物を得た。この難燃性組成物は、ＵＬ９４
ＨＢレベルの難燃性であったが、柔軟性に劣り、テトラ
ブロモビスフェノールＡの融点が９５℃であるために、
ブリードが発生し、偏析し、離型性も良好ではなかっ
た。

【００２４】これら実施例及び比較例からも、スチレン
系エラストマーと鉱物油系軟化剤との混合物の融点より
も高融点の臭素系難燃化剤を採用することにより、ブリ
ーディング、成形性の低下及び外観の悪化は防止され、
難燃性でかつ柔軟性に富み、しかも外観良好な成形品を
得られることが確認できる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したとおり、請求項１記
載の難燃性組成物は、ブリーディング、成形性の低下及
び外観の悪化は防止され、難燃性でかつ柔軟性に富み、
しかも外観良好な成形品を得られる。

【００２６】特に、請求項２記載のように、臭素系難燃
化剤の配合量を難燃性組成物中の５〜５０重量％とする
と、難燃性組成物において、難燃性と諸物性（例えば引
張強度、引裂強度、伸び率など）が良好又は成形性が良
好（焼けやショートショットなどが発生しない）とを好
適に両立させることができる。

【００２７】また、請求項３記載のように、三酸化アン
チモンを添加すると、三酸化アンチモンと臭素系難燃化
剤との相乗効果により、より高い難燃化効果を発揮させ
ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 55/02 Ｃ０８Ｌ 55/02 91/00 91/00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 1/00 - 101/16 C08K 3/00 - 13/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレン系エラストマー、該スチレン系
   エラストマーを１００重量部としたときに５０〜２００
   ０重量部の鉱物油系軟化剤及び前記スチレン系エラスト
   マーと前記鉱物油系軟化剤との混合物の融点よりも高融
   点の臭素系難燃化剤を含むことを特徴とする難燃性組成
   物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の難燃性組成物において、
   前記臭素系難燃化剤の該難燃性組成物全体に対する配合
   比が５〜５０重量％であることを特徴とする難燃性組成
   物。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の難燃性組成物に
   おいて、 三酸化アンチモンを添加したことを特徴とする難燃性組
   成物。