JP3071550B2 - 難燃性ポリアミド系樹脂組成物および難燃剤 - Google Patents
難燃性ポリアミド系樹脂組成物および難燃剤Info
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Description
撃強度低下を抑制した難燃剤および該難燃剤を含有する
難燃性ポリアミド系樹脂組成物に関する。
試験にかけるとHB級またはV−2級の難燃性を示す。
またこの樹脂は、加工時や火災時にはアンモニアガス、
アミン系のガス、あるいはシアンガスのような有害ガス
を発生する。このため、難燃性のさらなる向上が望まれ
ている。
採用されてきた技術としては、シアヌール酸メラミン等
のトリアジン化合物、ハロゲン系難燃剤、水酸化マグネ
シウム、赤リン、あるいは水酸化マグネシウムと赤リン
との併用物等の難燃剤をポリアミド系樹脂に充填する技
術が知られている。しかしこれらの技術はいずれも以下
に述べるような問題点を有している。
用では、加工や火災の際にアンモニアガス、アミン系ガ
スあるいはシアンガスの発生を抑制できない。またナイ
ロン6・6のように300℃前後の高温加工が必要な樹
脂では、トリアジン化合物は熱分解して発泡し、加工不
能となったり、あるいは加工された成形品に欠陥を生ず
る場合が多くみられる。
して新たにハロゲンガスを発生する。また樹脂加工の時
に、混練機、成形機等の加工機械を腐食させるという問
題点をも有している。水酸化マグネシウムは無毒なノン
ハロゲン系難燃剤であり、有害ガスの発生、加工機械の
腐食等の問題を生ずることなく好ましい難燃剤である。
しかし水酸化マグネシウム単独で十分な難燃性を発揮さ
せるためには、樹脂に多量に配合する必要があり、衝撃
強度等の機械的特性が低下するという問題を有してい
る。
の配合でポリアミド系樹脂を難燃化できるが、衝撃強度
等が低下するという問題点を残している。また赤リンは
加工時や火災時にホスフィンが発生するという問題があ
り、安全性からみて赤リンの配合量を減少させることが
好ましい。
るポリアミド系樹脂の難燃化は、ポリアミド系樹脂がフ
ィラー充填による衝撃強度の低下が著しいという特性を
有しているため、十分な難燃性を発現する領域まで併用
物の配合量を増加した場合、衝撃強度が低下するという
問題点を残している。
に少量の配合で高い難燃性を発揮し、かつ実用上十分な
衝撃強度を有する難燃剤、および該難燃剤を配合した難
燃性ポリアミド系樹脂組成物の提供を目的とする。
のポリアミド系樹脂に対し、2〜50重量部の水酸化マ
グネシウム、1〜15重量部の赤リン、0.1〜5重量
部のエポキシ樹脂を充填したことを特徴とする難燃性ポ
リアミド系樹脂組成物を提供する。さらに本発明は、1
00重量部の水酸化マグネシウム、2〜750重量部、
好ましくは2〜500重量部の赤リンおよび0.2〜2
50重量部、好ましくは0.2〜100重量部のエポキ
シ樹脂とからなることを特徴とする難燃剤を提供する。
を生ずることがあるトリアジン化合物、ハロゲン化合物
等を含むことのない難燃剤および難燃性ポリアミド系樹
脂組成物を提供する。本発明においては、ホスフィンの
発生、衝撃強度の低下をもたらす赤リン、および衝撃強
度の低下をもたらす水酸化マグネシウムの配合量を低く
し、ドリップ防止剤として劇的な効果をもたらす本発明
者の発見にかかるエポキシ樹脂を添加した点に特徴を有
する。
E法における1/16インチV−0が達成できる難燃剤
の添加量は、本発明の難燃剤は水酸化マグネシウムと赤
リンの併用系に比して半分以下、水酸化マグネシウムに
比して1/10の量でよいという極めて顕著な作用効果
を有する。さらに本発明の難燃剤は、衝撃強度、中でも
デユポン衝撃強度の低下を著しく減少する。
えばドリップ防止効果についての理由は明らかではない
が、難燃性ポリアミド系樹脂組成物が燃焼の際にエポキ
シ樹脂とポリアミド系樹脂の分解生成物例えばアミン系
化合物、カルボン酸系化合物とが三次元網目構造を組む
硬化反応を起こすことが主因になっているものと推定さ
れる。
は、必要に応じ、従来公知の表面処理剤で表面処理され
てもよい。表面処理剤の使用量は、水酸化マグネシウム
100重量部当たり約0.1〜10重量部が好ましく用
いられる。好ましい表面処理剤を下記に例示する。オレ
イン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸またはそのアルカ
リ金属塩類、ビニルエトキシシラン、ビニル−トリス
(2−メトキシ)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、オルト
リン酸とステアリルアルコールとのモノまたはジエステ
ルであってそれらの酸またはアルカリ金属塩等のリン酸
部分エステル類等。
ては、ナイロン3、ナイロン4、ナイロン4−6、ナイ
ロン6T、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロ
ン6−12、ナイロン7、ナイロン8、ナイロン9、ナ
イロン11、ナイロン12、ポリアミドMXD6、ポリ
アミド樹脂エラストマー、ポリアミド樹脂含有ポリマー
アロイ樹脂等のアミド結合を有する樹脂が例示される。
は、平均粒子系0.2〜5μm、アスペクト比200以
下のものが好ましく使用され、一次粒子としての形状は
六角板状、針状のいずれでもよく、あるいはそれらの混
合物であってもよい。針状粒子の場合、一般にアスペク
ト比の高いものは衝撃強度の低下する傾向が認められ
る。しかし本発明の難燃性ポリアミド系樹脂組成物は、
難燃剤の配合量が少ないため難燃性ポリアミド系樹脂組
成物としては高い衝撃強度を示す。また衝撃強度の低下
は配合される赤リンに1〜10μm程度の微粒子を使用
することによっても抑制できる。
約1〜50μmのものが好ましく用いられ、必要に応じ
表面処理されたものであってもよい。表面処理された赤
リンとしては、オレフィン被覆赤リン、カルボン酸重合
体被覆赤リン、酸化チタン被覆赤リン、チタン−アルミ
ニウム縮合物被覆赤リン、チタン−コバルト複合水和酸
化物被覆赤リン等が好ましい例として挙げられる。
は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ
樹脂、異節環状型エポキシ樹脂、フェノール・ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂、クレゾ
ール・ノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化オレフィ
ン樹脂、多官能性エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、
ポリフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ変性アルキド
樹脂、ポリグリシジルアミン型エポキシ樹脂、アルコー
ル型エポキシ樹脂、エステル型エポキシ樹脂等のエポキ
シ基を含む樹脂が例示される。
脂100重量部当たり0.1〜5重量部が好ましく採用
される。上記範囲の下限よりも少ないと難燃性が不十分
であり、上限を超えると加工の時にポリアミド系樹脂と
硬化反応する部分が多くなりすぎて粘度が上がり加工性
を低下させる。エポキシ樹脂のエポキシ含有量は、0.
1eq/kg以上のものが好ましく用いられる。0.1
eq/kgよりも少ないと難燃性の改善効果に乏しい。
シ樹脂をポリアミド系樹脂に配合するとき、粉末状、液
状でもよいが、作業性、生産性を考慮すると造粒して使
用するのが好ましい。エポキシ樹脂は、配合量が多くな
ると加工中樹脂の粘度が上がり流動性が悪くなる場合が
ある。そのときは滑剤、可塑剤、離型剤、反応性希釈剤
等を任意に選択して配合して流動性を改善してもよい。
赤リンおよびエポキシ樹脂の配合方法については、特に
制約はなく、均一に配合できる手段であればいずれでも
よい。例えば単軸押出機、二軸押出機等である。得られ
た難燃性ポリアミド系樹脂組成物の成形方法にも特に制
約はない。例えば射出成形、押出成形、ブロー成形、プ
レス成形等の方法を任意に採用できる。
は、各種の充填剤、強化剤、添加剤等を加えることがで
き、それらの一部を次に例示する。酸化防止剤、金属不
活性化剤、紫外線吸収剤、架橋剤、硬化剤、発泡剤、造
核剤、着色剤、ガラス繊維、ミルドガラス繊維、ガラス
パウダー、カーボン繊維、無機繊維、芳香族ポリアミド
繊維、金属繊維、金属フレーク、金属パウダー、繊維状
塩基性硫酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、クレー、
カーボンブラック、酸化アンチモン、ポリマーアロイ相
溶化剤等。
明する。以下の各例中、部および%はとくにことわりの
無い限り重量部および重量%を意味する。実施例1〜9
射出成形グレードポリアミド6樹脂と、一次粒子の形状
が六角板状、BET比表面積6m2/g、平均二次粒子
径0.8μmである2%量のオレイン酸で表面処理され
た水酸化マグネシウム、平均二次粒子径25μmの赤リ
ン(商品名ノーバレッド#120、燐化学(株)製)、エ
ポキシ含量4.3eq/kgのフェノール・ノボラック
型エポキシ樹脂、および酸化防止剤(商品名イルガノッ
クス1098、チバ・ガイギー(株)製)を表1に示す配
合比で予め混合した後、単軸混練押出機を用いて250
℃で溶融混練した。
0℃で射出成形し、デユポン衝撃試験用のテストピース
(直径50mm、厚さ2mmの円盤)およびアイゾット
衝撃試験用テストピース(JIS K7110用、ノッ
チ付)を得た。各試験用テストピースについて、UL9
4VE試験、デユポン衝撃試験(撃芯3/16イン
チ)、アイゾット衝撃試験(JIS K7110)を2
3℃±2℃、50%±5%RHの雰囲気下で実施した。
試験結果を表1に示す。
びエポキシ樹脂の配合比を表1に示すように変化させた
他は、実施例1と同様に操作して、難燃性および衝撃強
度を測定した。試験結果を表1に示す。
kg)を示す。
衝撃値の単位はkgf・cm/cmを示す。
用した他は、実施例1と同様に操作して、表2の配合比
からなる難燃性樹脂組成物から得られた各テストピース
について難燃性および衝撃強度を測定した。試験結果を
表2に示す。
μm、BET比表面積15m2/gの水酸化マグネシウ
ムを、2%量のオレイン酸で表面処理したものを使用し
た他は、実施例1と同様に操作して、表2の配合比から
なる難燃性樹脂組成物から得られた各テストピースにつ
いて難燃性および衝撃強度を測定した。試験結果を表2
に示す。
として使用した他は、実施例1と同様に操作して、表2
の配合比からなる難燃性樹脂組成物から得られた各テス
トピースについて難燃性および衝撃強度を測定した。試
験結果を表2に示す。
撃強度低下を抑制して難燃性を付与できる難燃剤、およ
び該難燃剤を配合した難燃性ポリアミド系樹脂組成物が
提供される。
Claims (2)
- 【請求項1】 100重量部のポリアミド系樹脂に対
し、2〜50重量部の水酸化マグネシウム、1〜15重
量部の赤リン、0.1〜5重量部のエポキシ樹脂を充填
したことを特徴とする難燃性ポリアミド系樹脂組成物。 - 【請求項2】 100重量部の水酸化マグネシウム、2
〜750重量部の赤リンおよび0.2〜250重量部の
エポキシ樹脂とからなることを特徴とする難燃剤。
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