JP3976549B2 - Aromatic vinyl resin foam and method for producing the same - Google Patents

Aromatic vinyl resin foam and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP3976549B2
JP3976549B2 JP2001337709A JP2001337709A JP3976549B2 JP 3976549 B2 JP3976549 B2 JP 3976549B2 JP 2001337709 A JP2001337709 A JP 2001337709A JP 2001337709 A JP2001337709 A JP 2001337709A JP 3976549 B2 JP3976549 B2 JP 3976549B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aromatic vinyl
layered silicate
swellable layered
group
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001337709A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003138052A (en
Inventor
洋一 大原
融 吉田
正興 後藤
登志夫 宮川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Priority to JP2001337709A priority Critical patent/JP3976549B2/en
Publication of JP2003138052A publication Critical patent/JP2003138052A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3976549B2 publication Critical patent/JP3976549B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境適合性に優れた熱可塑性樹脂である芳香族ビニル系樹脂からなる発泡体及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、炎と接した際の溶融滴下、および高温に曝されたときの変形などが飛躍的に改善され、難燃性に優れた芳香族ビニル系樹脂発泡体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
合成樹脂発泡体は優れた断熱性を有している事から、建築材料として住宅等の断熱材に使用されている。そのような合成樹脂発泡体として、例えばスチレン系樹脂発泡体などの芳香族ビニル系樹脂発泡体が挙げられる。
【0003】
芳香族ビニル系樹脂にハロゲン化炭化水素類、炭化水素類、二酸化炭素などの発泡剤を含有させて、押出発泡成形、ビーズ法発泡成形などの発泡成形方法により発泡体を得ることは既に知られている。
【0004】
このような芳香族ビニル系樹脂発泡体を建築用断熱材として用いる場合、自己消火性などの難燃性が要求され、たとえば、JIS A9511にその燃焼性レベルが規定されている。このような難燃性の要求される芳香族ビニル系樹脂発泡体には一般にハロゲン系難燃剤が含有されている。しかしながら、このようにして得られた芳香族ビニル系樹脂発泡体は自己消火性ではあるものの、燃焼試験時、炎と接した場合には消失あるいは溶融滴下が起こって形態が保持されない。従って燃焼時に形状が保持されることが要望される用途への展開が制約されている。
【0005】
炎と接した場合にある程度形態が保持される樹脂発泡体としては、熱硬化性樹脂発泡体、例えばフェノール−ホルムアルデヒド樹脂発泡体などが挙げられる。しかしながら、このような発泡体では、溶融滴下が起こらず、形態は保持されるものの、発泡体が脆い、残存ホルムアルデヒドによる居住空間の汚染、さらには熱硬化性樹脂であるがためにリサイクル利用することが非常に困難であるといった環境適合性に問題がある。
【0006】
環境適合性に優れた熱可塑性樹脂押出発泡体としては、例えば、特開2001−200087号においては、熱可塑性樹脂にベントナイトを含有させ、発泡剤に水を用いた熱可塑性樹脂押出発泡体が提案されているが、該発明では特に、耐燃焼性を目的としたものではなく、ましてや、燃焼時の溶融滴下や、高温時の変形防止などを目的としたものでない。さらに、難燃剤を添加するとしても非ハロゲン系の難燃剤を使用することを考慮したものでない。
また、特開平10−60160号には、熱可塑性樹脂100重量部、リン系難燃剤0.5〜50重量部、層状珪酸塩0.01〜20重量部を溶融混練してなる難燃性樹脂組成物であって、ハロゲン系難燃剤を用いることなく、燃焼時の溶融滴下性を抑制した、難燃性熱可塑性樹脂組成物が提案されている。しかしながら該発明では、射出成形加工を目的としたものであって、発泡体特有の難燃性を考慮したものではなく、発泡体については何ら示唆されておらず、ましてや発泡体が高温に曝された場合の形状保持性については何ら述べられていない。
【0007】
このような問題に鑑み、我々は特願2000−337980号において、スチレン系樹脂100重量部に対して、1)リン系化合物1〜200重量部、および、2)トリアジン骨格含有化合物および/または多価アルコール類を1〜200重量部含有することを特徴とするスチレン系樹脂発泡体を提案した。該発明の発泡体では、JIS A9511に規定する燃焼性試験において自己消火性を発現すると共に、炎と接した場合でも溶融滴下せず炭化することで形状がある程度保持される特徴を有している。しかしながら、炎と接している時間が短いなど、比較的短時間の加熱に対しては有効であったが、例えば、建築基準法に規定される防火性能評価において、例えば、室外側に窯業系外壁材、その内側に芳香族ビニル系樹脂発泡体からなる断熱材、さらに室内側に不燃性あるいは準不燃性を有する板を配置した壁構造のように、発泡体に直接炎が接しないが、外壁材を介して輻射熱によって400℃〜600℃といった高温に長時間曝されるような場合、発泡炭化するものの形状が保持されず、室内側に熱が伝わってしまうという場合があることが判った。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記従来技術に鑑みてなされたものであり、このように、建築用断熱材料として、炎に短時間接した場合のみならず、高温に長時間曝された場合でもある程度形態が保持されるとともに、揮発性物質の放散が少なく、リサイクル性に優れるといった環境適合性を兼ね備えた断熱材として十分な性能をもつものは未だ見いだされていない。
【0009】
このような状況の下、本発明が解決しようとする課題は、芳香族ビニル系樹脂をベースとし、前記特性を具備した発泡体およびその製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、芳香族ビニル系樹脂に膨潤性層状珪酸塩およびリン原子含有化合物および/または窒素原子含有化合物を含有させた発泡体は、高温に曝された場合でも形状がある程度保持されると共に、炎と短時間接した時の溶融滴下性も抑制されて難燃性に優れることを見出し、本発明に至った。そしてこの発泡体は揮発性物質の放散が少なく、かつ、熱可塑性樹脂であることからリサイクル性にもすぐれた建築用断熱材料を提供することを可能とする。特に、ハロゲン系難燃剤を併用せず、非ハロゲン系の発泡剤を使用する場合には、非常に環境適合性に優れた発泡体を提供する。
【0011】
さらに本発明では、特に有機化処理された膨潤性層状珪酸塩を用い、さらに特定の芳香族ビニル系樹脂と組み合わせることにより、膨潤性層状珪酸塩が微細に分散し、更には分子状に分散させることが可能となる。このため比較的少量の膨潤性層状珪酸塩を用いるだけで、加熱時の形状保持性が付与されると共に、発泡体の成形性や断熱性の向上もはかれる。
【0012】
即ち、本発明は、(1)芳香族ビニル系樹脂100重量部に対し、膨潤性層状珪酸塩を0.1〜100重量部とリン原子含有化合物および/またはトリアジン骨格を含有する化合物、ジアゾ化合物、テトラゾール化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の窒素原子含有化合物1〜200重量部と、さらに多価アルコール類1〜200重量部を含有することを特徴とする芳香族ビニル系樹脂発泡体に関する。
【0013】
さらに本発明は()底面間隔が1.6nm以上の膨潤性層状珪酸塩を含有することを特徴とする(1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体に関する。
【0014】
さらに本発明は()粒子厚みが下記式を満足した膨潤性層状珪酸塩を含有することを特徴とする(1)または(2)項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体に関する。
(膨潤性層状珪酸塩の粒子厚みが100nm以下の粒子の数/膨潤性層状珪酸塩の粒子の総数)×100≧20
さらに本発明は(発泡体中における膨潤性層状珪酸塩の(001)面に由来するX線回折ピーク角値が検出されないことを特徴とする(1)〜()項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体に関する。
【0015】
さらに本発明は()芳香族ビニル系樹脂の一部または全部が極性基を含有した化合物単位を重合した樹脂であることを特徴とする(1)〜()項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体に関する。
【0016】
さらに本発明は()膨潤性層状珪酸塩が有機オニウム塩、極性基を有する有機化合物、シラン系化合物から選ばれる1種以上の有機化合物で処理されたものであることを特徴とする(1)〜()項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体に関する。
【0017】
さらに本発明は()リン原子含有化合物がリン原子および窒素原子を含有する化合物であることを特徴とする(1)〜()項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体に関する。
【0019】
さらに本発明は()芳香族ビニル系樹脂に非ハロゲン系発泡剤を含有させて発泡成形することを特徴とする(1)〜()項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体の製造方法に関する。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる芳香族ビニル系樹脂とは、芳香族ビニル系化合物を重合して得られる重合体、あるいは芳香族ビニル系化合物及びこれらと共重合可能な他の化合物を共重合して得られるランダム、ブロックあるいはグラフト共重合体である。
【0021】
芳香族ビニル系化合物としてはスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどのメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレンなどのジメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレンなどのハロゲン化スチレン、p−t−ブチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、スチレン−p−グリシジルエーテルなどのスチレン誘導体、およびジビニルベンゼンなどの多官能性芳香族ビニル化合物等が挙げられる。これら芳香族ビニル系化合物は1種単独、あるいは2種以上併用して用いられる。芳香族ビニル系化合物の中でも、得られた芳香族ビニル系樹脂の成形加工の容易さ等から、スチレンおよびスチレン誘導体が好ましく、特に芳香族ビニル系樹脂の重合の際の反応の容易さ等から好ましくはスチレンである。
【0022】
芳香族ビニル系化合物と共重合可能な他の化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸無水物、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルおよび(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2,3,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、マレイン酸モノエチルエステル等のマレイン酸アルキルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル化合物、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド化合物、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、酢酸ビニル等のビニル系化合物、ブダジエン、イソプレン等のジエン系化合物あるいはその誘導体、(メタ)アクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有不飽和化合物、アクリルアミン、(メタ)アクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノプロピル、アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチル、アミノスチレン、N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミン、アリルアミン、メタアリルアミン、N−メチルアリルアミン等のアミノ基含有不飽和化合物、3−ヒドロキシ−1−プロペン、4−ヒドロキシ−1−ブテン、シス−4−ヒドロキシ−2−ブテン、トランス−4−ヒドロキシ−2−ブテン、3−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロペン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロペン、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の水酸基含有不飽和化合物、ビニルオキサゾリン、2−イソプロペニル−オキサゾリン、2−アクロイル−オキサゾリン等のオキサゾリン基含有不飽和化合物等が挙げられる。これらは単独あるいは2種以上混合して使用することができる。
【0023】
芳香族ビニル系樹脂は単独あるいは2種以上混合して使用することができる。芳香族ビニル系樹脂を単独で用いる場合には、ポリスチレンホモポリマーが発泡成形性の点から好ましく、また、(メタ)アクリル酸共重合ポリスチレン、無水マレイン酸共重合ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルオキサゾリン共重合体等の極性基を含有する芳香族ビニル系樹脂が得られる発泡体中の膨潤性層状珪酸塩の分散性、加熱時の形状保持性等の点から好ましい。また、2種以上を併用して用いる場合には、ポリスチレンホモポリマーと(メタ)アクリル酸共重合ポリスチレン、無水マレイン酸共重合ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルオキサゾリン共重合体等の極性基を含有する芳香族ビニル系樹脂から選ばれる1種または2種以上を併用した芳香族ビニル系樹脂、あるいは、(メタ)アクリル酸共重合ポリスチレン、無水マレイン酸共重合ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルオキサゾリン共重合体等の極性基を含有する芳香族ビニル系樹脂から選ばれる2種以上併用した芳香族ビニル系樹脂が好ましく用いられる。
【0024】
本発明で用いられる膨潤性層状珪酸塩とは、主として酸化ケイ素の四面体シートと、主として金属水酸化物の八面体シートから成り、該四面体シートと八面体シートが単位層を形成し、単位層単独、層間に陽イオンなどを介して複数個層状に積層して一次粒子を形成、あるいは、一次粒子の凝集体の粒子を形成(二次粒子)し存在しうるものである。また、「膨潤性」とは、水、極性のある有機化合物、極性のある高分子、極性のない有機化合物、極性のない高分子などと接触させた場合、層状珪酸塩の底面間隔が拡大する、あるいは、単位層あるいは単位層が積層した状態でへき開あるいは剥離する特性をいう。ただし、極性のない有機化合物、極性のない高分子、さらに、極性のある有機化合物の種類によっては、膨潤させる場合、層間にある陽イオンを有機オニウムイオンなどの有機カチオンなどで置換する、単位層面と相互作用を有する有機化合物やシラン系化合物で処理するなどの、有機化処理することで膨潤させることが可能となる。
膨潤性層状珪酸塩の例としては、例えば、スメクタイト族粘土および膨潤性雲母などが挙げられる。
【0025】
前記のスメクタイト族粘土は下記一般式(1)
0.20.623410(OH)2・nH2O ・・・・・・・・・(1)
(ただし、XはK、Na、1/2Ca、及び1/2Mgから成る群より選ばれる1種以上であり、YはMg、Fe、Mn、Ni、Zn、Li、Al、及びCrから成る群より選ばれる1種以上であり、ZはSi、及びAlから成る群より選ばれる1種以上である。尚、H2Oは層間イオンと結合している水分子を表すが、nは層間イオンおよび相対湿度に応じて著しく変動する)で表される、天然または合成されたものである。該スメクタイト族粘土の具体例としては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、鉄サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイト及びベントナイト等、またはこれらの置換体、誘導体、あるいはこれらの混合物が挙げられる。
【0026】
また、前記の膨潤性雲母は下記一般式(2)
0.51.023(Z410)(F、OH)2 ・・・・・・・(2)
(ただし、XはLi、Na、K、Rb、Ca、Ba、及びSrから成る群より選ばれる1種以上であり、YはMg、Fe、Ni、Mn、Al、及びLiから成る群より選ばれる1種以上であり、ZはSi、Ge、Al、Fe、及びBから成る群より選ばれる1種以上である。)で表される、天然または合成されたものである。これらは、水、水と任意の割合で相溶する極性のある有機化合物、及び水と該極性のある有機化合物の混合溶媒中で膨潤する性質を有する物であり、例えば、リチウム型テニオライト、ナトリウム型テニオライト、リチウム型四ケイ素雲母、及びナトリウム型四ケイ素雲母等、またはこれらの置換体、誘導体、あるいはこれらの混合物が挙げられる。
【0027】
上記の膨潤性雲母の中にはバーミキュライト類と似通った構造を有するものもあり、この様なバーミキュライト類相当品等も使用し得る。該バーミキュライト類相当品には3八面体型と2八面体型があり、下記一般式(3)
(Mg,Fe,Al)23(Si4-xAlx)O10(OH)2・(M+,M2+ 1/2)x・nH2
・・・・・・・・・(3)
(ただし、MはNa及びMg等のアルカリまたはアルカリ土類金属の交換性陽イオン、x=0.6〜0.9、n=3.5〜5である)で表されるものが挙げられる。
【0028】
膨潤性層状珪酸塩は単独で用いても良く、2種以上組み合わせて使用しても良い。これらの内では、得られる発泡体中の分散性の点などからスメクタイト族粘土、膨潤性雲母が好ましく。さらに好ましくは、モンモリロナイト、ベントナイト、ヘクトライト、合成スメクタイトおよび膨潤性フッ素雲母などの層間にナトリウムイオンを有する膨潤性雲母が、芳香族ビニル系樹脂発泡体の製造時の成形性、加熱時の形状保持性など点から好ましい。
【0029】
膨潤性層状珪酸塩の結晶構造は、c軸方向に規則正しく積み重なった純粋度が高いものが望ましいが、結晶周期が乱れ、複数種の結晶構造が混じり合った、いわゆる混合層鉱物も使用され得る。
【0030】
膨潤性層状珪酸塩は、有機化処理することにより、芳香族ビニル系樹脂との親和性が高まるので、得られる発泡体中での膨潤性層状珪酸塩の分散性が向上する、膨潤性層状珪酸塩の底面間隔が拡充する、加熱時の形状保持特性改善効果がより一層発揮されうるなど有効である。さらに膨潤性層状珪酸塩の種類、有機化処理の方法、処理剤の種類、芳香族ビニル系樹脂の種類、製造方法等を適宜選択することで、膨潤性層状珪酸塩が単位層あるいは単位層が積層した粒子として細かく分散させることが容易となる。このように分散性が向上することにより、比較的少量の添加量であっても、得られた発泡体の加熱時の形状保持性、さらには発泡体成形性や断熱性の向上などの改善効果がより一層発揮されるうるので好ましい。
【0031】
膨潤性層状珪酸塩を有機化処理する方法は、例えば、有機オニウム塩と接触させて膨潤性層状珪酸塩の層間に存在する交換性陽イオンを有機オニウムイオンで交換する方法、膨潤性層状珪酸塩と水素結合性の極性基を有する有機化合物と接触させて、該化合物分子の全部あるいは一部を層間に挿入させる方法、膨潤性層状珪酸塩を単位層あるいは単位層が複数個積層した状態に膨潤させた後、シラン系化合物と接触させる方法、あるいはこれらの有機化処理する方法を2種以上組み合わせる方法が挙げられる。
【0032】
膨潤性層状珪酸塩の層間に存在する交換性陽イオンを有機オニウムイオンで交換する方法は、膨潤性層状珪酸塩と有機オニウムイオンとを公知の方法で反応させることにより製造することができる。有機オニウムイオンを導入するには、該イオンを含有する有機オニウム塩が用いられる。そのような塩としては、後述する有機オニウムイオンと例えば塩素イオン、臭素イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン等の陰イオンとの塩が挙げられる。有機オニウムイオンを導入する方法としては、例えば、水、メタノール、エタノールなどの極性を有する有機化合物などの分散媒中に膨潤性層状珪酸塩を添加して膨潤させた後、有機オニウム塩を添加する、あるいは、予め有機オニウムイオンを分散させた水、メタノール、エタノールなどの極性を有する有機化合物などの分散媒中に膨潤性層状珪酸塩を添加して膨潤させて、層状珪酸塩の層間イオンを有機オニウムイオンでイオン交換反応させる方法、あるいは、膨潤性層状珪酸塩に液状あるいは溶融させた有機オニウム塩を直接反応させることによる方法などが挙げられる。
【0033】
膨潤性層状珪酸塩に対する有機オニウムイオンの使用量は、芳香族ビニル系樹脂の種類、膨潤性層状珪酸塩の種類、膨潤性層状珪酸塩と芳香族ビニル系樹脂との親和性、膨潤性層状珪酸塩の添加量、膨潤性層状珪酸塩の底面間隔等に応じて適宜調整し得る。従って有機オニウムイオンの使用量は一概に数値で限定されるものではないが、膨潤性層状珪酸塩100重量部に対する有機オニウムイオンの使用量は、好ましくは0.1〜200重量部であり、さらに好ましくは1〜150重量部であり、より好ましくは5〜120重量部であり、最も好ましくは10〜100重量部である。有機オニウムイオンの使用量が0.1重量部未満であると膨潤性層状珪酸塩の分散性など目的とする処理効果が充分でなくなる傾向がある。また、有機オニウムイオンの使用量が200重量部を越えると微分散化効果が変わらない一方で、有機オニウムイオンにより芳香族ビニル系樹脂の優れた特性を損なったり、難燃性の低下を招くこともあるので、200重量部より多く使用する必要はない。
【0034】
有機オニウムイオンとしては、アンモニウムイオンやホスホニウムイオン、スルホニウムイオンなどが挙げられる。これらのなかではアンモニウムイオンとホスホニウムイオンが好ましく用いられる。オニウムイオンとしては、1級オニウム、2級オニウム、3級オニウム、4級オニウムのいずれでも良いが、樹脂中での膨潤性層状珪酸塩の分散性に優れることから、4級ホスホニウムイオン、4級アンモニウムイオン等の4級オニウムイオンが好ましい。これらの有機オニウムイオンは、膨潤性層状珪酸塩の層間に入り込み、底面間隔を拡大させる効果があるため、分子量の大きいイオンが好ましく、特に炭素数6以上のイオンが好ましく用いられる。さらに好ましくは炭素数8以上のイオンである。
【0035】
4級ホスホニウムイオンとしては、ドデシルトリブチルホスホニウム、ヘキサデシルトリブチルホスホニウム、オクタデシルトリブチルホスホニウム、ドデシルトリメチルホスホニウム、ヘキサデシルトリメチルホスホニウム、オクタデシルトリメチルホスホニウム、ジドデシルジブチルホスホニウム、ジヘキサデシルジブチルホスホニウム、ジオクタデシルジブチルホスホニウム、ジドデシルジメチルホスホニウム、ジヘキサデシルジメチルホスホニウム、ジオクタデシルジメチルホスホニウム、ベンジルジブチルドデシルホスホニウム、ドデシルトリフェニルホスホニウム、ヘキサデシルトリフェニルホスホニウム、オクタデシルトリフェニルホスホニウム、等が挙げられる。
【0036】
1級アンモニウムイオンとしては、デシルアンモニウム、ドデシルアンモニウム、オクタデシルアンモニウム、オレイルアンモニウム、ベンジルアンモニウム、等が挙げられる。
【0037】
2級アンモニウムイオンとしては、メチルドデシルアンモニウム、メチルオクタデシルアンモニウム、等が挙げられる。
【0038】
3級アンモニウムイオンとしては、ジメチルドデシルアンモニウム、ジメチルオクタデシルアンモニウム、等が挙げられる。
【0039】
4級アンモニウムイオンとしてはベンジルジメチルドデシルアンモニウム、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウム、ベンジルジメチルオクタデシルアンモニウムなどのベンジルトリアルキルアンモニウムイオン、トリメチルオクチルアンモニウム、トリメチルドデシルアンモニウム、トリメチルオクタデシルアンモニウムなどのアルキルトリメチルアンモニウムイオン、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジメチルジドデシルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルアンモニウムなどのジメチルジアルキルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウム、トリドデシルメチルアンモニウムなどのトリアルキルメチルアンモニウムイオン、ジアリルジメチルアンモニウム、メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウムなどのように炭素−炭素二重結合を有するアンモニウムイオン、ジメチルジエタノールアンモニウム、メチルトリエタノールアンモニウムなどのようにOH基を有するアンモニウムイオン、その他ジメチルベンジルフェニルアンモニウムイオン、ベンザルコニウムイオン、ベンゼトニウムイオン、などが挙げられる。
【0040】
また、これらの他にもメラミン、アニリン、p−フェニレンジアミン、α−ナフチルアミン、p−アミノジメチルアニリン、ベンジジン、ピリジン、ピペリジン、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸などから誘導されるアンモニウムイオンなども挙げられる。
これらの有機オニウムイオンは単独で用いても良いが、2種以上併用して使用しても良い。
【0041】
膨潤性層状珪酸塩の層間に水素結合性の極性基を有する有機化合物分子の全部あるいは一部を挿入させる方法としては、例えば、膨潤性層状珪酸塩を水などの分散媒中で膨潤させた後、水素結合性の極性基を有する有機化合物と接触させる方法、膨潤性層状珪酸塩を水素結合性の極性基を有する有機化合物と直接接触させる方法、膨潤性層状珪酸塩を有機オニウムイオンと接触させ、有機オニウムイオン変性膨潤性層状珪酸塩を得た後、水、有機化合物などの分散媒中で膨潤させ、次いで水素結合性の極性基を有する有機化合物と接触させる方法、膨潤性層状珪酸塩を有機オニウムイオンと接触させ、有機オニウムイオン変性膨潤性層状珪酸塩を得た後、水素結合性の極性基を有する有機化合物と直接接触させる方法などが挙げられる。
【0042】
前記水素結合性の極性基を有する化合物とは、主鎖及び/または側鎖に1つ又は2つ以上の水素結合性の極性基を有している化合物をいう。水素結合性の極性基は、化合物の主鎖、側鎖又は末端に結合しており、膨潤性層状珪酸塩の底面間隔をより大きく拡大させることができる点で、特に末端に結合していることが好ましい。水素結合性の極性基とは,分子内で電子が局在しており、電荷の偏りが生じたものをいう。上記極性基としては、例えば,水酸基(OH)、ハロゲン基(F,Cl,Br,I)、カルボキシル基(COOH)、チオール基(SH)、エポキシ基、又は一級、二級、若しくは三級のアミン(NH2 ,NH,N)であるアミノ基が挙げられる。水素結合性の極性基を有する化合物は、例えば、1以上の極性基を有し、かつ、飽和あるいは不飽和の直鎖状又は分岐状の構造を有し、さらに、その主鎖及び/又は側鎖に芳香環を含まない又は含む化合物である。水素結合性の極性基を有する化合物としては、アルコール類、グリコール類、有機カルボン酸、有機カルボン酸塩、一部あるいは全ての末端にOH、COOH、Cl、エポキシ基等の極性基を有するポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類あるいはこれらから誘導される、直鎖状又は分岐状の構造を有し、芳香環を含まない及び/又は芳香環を含む化合物などが挙げられる。
【0043】
水素結合性の極性基を有する有機化合物は、その混合割合が大きくなるに連れて、膨潤性層状珪酸塩の層間を広く拡張する傾向にある。極性基を有する有機化合物の使用量は、芳香族ビニル系樹脂の種類、膨潤性層状珪酸塩の種類、膨潤性層状珪酸塩と芳香族ビニル系樹脂との親和性、膨潤性層状珪酸塩の添加量、膨潤性層状珪酸塩の底面間隔、後述するリン原子含有化合物および/または窒素原子含有化合物の添加量等に応じて適宜調製し得る。従って水素結合性の極性基を有する有機化合物の使用量は一概に数値で限定されるものではないが、膨潤性層状珪酸塩100重量部に対して、10重量部以上であることが好ましいが、多く使用しすぎると難燃性の低下を招く可能性がある。水素結合性の極性基を有する有機化合物は、その極性基により、膨潤性層状珪酸塩と水素結合を形成している。そして、少なくともその一部が膨潤性層状珪酸塩の層間に介入している。
【0044】
さらに、水素結合性の極性基を有する有機化合物に、極性基を有していないあるいは極性の低い有機化合物、オリゴマー又はポリマーを併用してもよい。
【0045】
膨潤性層状珪酸塩を単位層あるいは単位層が積層した状態に膨潤させた後、シラン系化合物で処理する方法としては、例えば、膨潤性層状珪酸塩を水あるいは極性のある有機化合物などの分散媒中で膨潤させた後にシラン系化合物を添加する方法が挙げられる。膨潤性層状珪酸塩を分散媒中で膨潤させることは、該膨潤性層状珪酸塩を該分散媒中で充分に撹拌して分散させる事によりなし得る。このように、膨潤性層状珪酸塩を膨潤させて、凝集状態であったものをばらばらにし、単位層あるいは複数個の単位層が積層した状態で存在させた後にシラン系化合物を添加して撹拌する。
【0046】
シラン系化合物とは、通常一般に用いられる任意のものが使用され得、下記一般式(4)
nSiX4-n ・・・・・・・・・・・・・・(4)
で表されるものである。一般式(4)中のnは0〜3の整数であり、Yは、置換基を有していても良い炭素数1〜25の炭化水素基である。炭素数1〜25の炭化水素基が置換基を有する場合の置換基の例としては、例えばエステル結合で結合している基、エーテル結合で結合している基、エポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、末端にカルボニル基を有する基、アミド基、メルカプト基、スルホニル結合で結合している基、スルフィニル結合で結合している基、ニトロ基、ニトロソ基、ニトリル基、ハロゲン原子および水酸基などが挙げられる。これらの内の1種で置換されていても良く、2種以上で置換されていても良い。
【0047】
Xは加水分解性基および/または水酸基であり、該加水分解性基の例としては、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、ケトオキシム基、アシルオキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、ハロゲン原子よりなる群から選択される1種以上である。一般式(4)中、nまたは4−nが2以上の場合、n個のYまたは4−n個のXはそれぞれ同種でも異種でも良い。炭化水素基とは、直鎖または分岐鎖(すなわち側鎖を有する)の飽和または不飽和の一価または多価の脂肪族炭化水素基、および芳香族炭化水素基、脂環式炭化水素基を意味し、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基、ナフチル基、シクロアルキル基、および、アルキレン基等の多価の炭化水素基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基、ナフチレン基、及びシクロアルキレン基等が挙げられる。
【0048】
上記一般式(4)において、Yが炭素数1〜25の炭化水素基である場合の例としては、デシルトリメトキシシランの様に直鎖長鎖アルキル基を有するもの、メチルトリメトキシシランの様に低級アルキル基を有するもの、2−ヘキセニルトリメトキシシランの様に不飽和炭化水素基を有するもの、2−エチルヘキシルトリメトキシシランの様に側鎖を有するアルキル基を有するもの、フェニルトリエトキシシランの様にフェニル基を有するもの、3−β−ナフチルプロピルトリメトキシシランの様にナフチル基を有するもの、及びp−ビニルベンジルトリメトキシシランの様にアラルキル基を有するものが挙げられる。
【0049】
Yが炭素数1〜25の炭化水素基の中でも特にビニル基を有する基である場合の例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、及びビニルトリアセトキシシランが挙げられる。Yがエステル基で結合している基で置換されている基を有する基である場合の例としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがエーテル基で結合している基で置換されている基を有する基である場合の例としては、γ−ポリオキシエチレンプロピルトリメトキシシラン、及び2−エトキシエチルトリメトキシシランが挙げられる。
【0050】
Yがエポキシ基で置換されている基である場合の例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがアミノ基で置換されている基である場合の例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、及びγ−アニリノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yが末端にカルボニル基を有する基で置換されている基である場合の例としては、γ−ユレイドプロピルトリエトキシシランが挙げられる。Yがメルカプト基で置換されている基である場合の例としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがハロゲン原子で置換されている基である場合の例としては、γ−クロロプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
【0051】
Yがスルホニル基で結合している基で置換されている基を有する基である場合の例としては、γ−フェニルスルホニルプロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがスルフィニル基で結合している基で置換されている基を有する基である場合の例としては、γ−フェニルスルフィニルプロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがニトロ基で置換されている基である場合の例としては、γ−ニトロプロピルトリエトキシシランが挙げられる。Yがニトロソ基で置換されている基である場合の例としては、γ−ニトロソプロピルトリエトキシシランが挙げられる。Yがニトリル基で置換されている基である場合の例としては、γ−シアノエチルトリエトキシシランおよびγ−シアノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
【0052】
Yがカルボキシル基で置換されている基である場合の例としては、γ−(4−カルボキシフェニル)プロピルトリメトキシシランが挙げられる。前記以外にYが水酸基を有する基であるシラン系化合物もまた使用し得る。その様な例としては、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)アミノ−3−プロピルトリエトキシシランが挙げられる。水酸基はまたシラノール基(SiOH)の形であり得る。シラン系化合物の置換体、または誘導体もまた使用し得る。これらのシラン系化合物は、単独、又は2種以上組み合わせて使用され得る。
【0053】
膨潤性層状珪酸塩に導入されたシラン系化合物がさらに水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、あるいはビニル基などの様な反応活性な官能基を有している場合、この様な反応活性基と反応できる化合物を更に添加して、この化合物をこの反応活性基と反応させることも可能である。この様にして膨潤性層状珪酸塩に導入されたシラン系化合物の官能基鎖の鎖長を長くしたり、極性を変えることができる。この場合、添加される化合物としては上記のシラン系化合物自体も用いられ得るが、それらに限定されることなく、目的に応じて任意の化合物が用いられ得、例えば、エポキシ基含有化合物、アミノ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、酸無水物基含有化合物、及び水酸基含有化合物等が挙げられる。
【0054】
シラン系化合物の使用量は、芳香族ビニル系樹脂の種類、膨潤性層状珪酸塩の種類、膨潤性層状珪酸塩と芳香族ビニル系樹脂との親和性、膨潤性層状珪酸塩の添加量、膨潤性層状珪酸塩の底面間隔、後述するリン原子含有化合物および/または窒素原子含有化合物の添加量等に応じて適宜調製し得る。必要であるならば、異種の官能基を有する複数種のシラン系化合物を併用し得る。従ってシラン系化合物の使用量は一概に数値で限定されるものではないが、膨潤性層状珪酸塩100重量部に対して、0.1〜200重量部であり、好ましくは0.2から150重量部であり、より好ましくは0.3から120重量部であり、更に好ましくは0.5から100重量部である。シラン系化合物の量が0.1重量部未満であると膨潤性層状珪酸塩の分散性など目的とする処理効果が充分でなくなる傾向がある。200重量部以上では効果が変わらないと共に、難燃性の低下を招く場合もあるので、200重量部より多く添加する必要はない。
【0055】
有機化処理された膨潤性層状珪酸塩を製造する際に分散媒を用いた場合、分散媒中で膨潤させたまま用いることも可能であり、あるいは、分散媒を除去して有機化処理された膨潤性層状珪酸塩を取り出した後、用いることも可能である。さらには、分散媒を用いなかった場合、そのまま直接用いることが可能であり、あるいは、分散媒中で膨潤させて用いることも可能である。さらには、該分散媒を必要に応じて、発泡剤としても活用することができる。
【0056】
有機化処理された膨潤性層状珪酸塩に用いられる膨潤性層状珪酸塩としては、モンモリロナイト、合成スメクタイト、膨潤性フッ素雲母が加熱時の形状保持性などの点から好ましく、有機化処理する方法としては有機オニウムイオンで処理する方法が芳香族ビニル系樹脂への分散性の点から好ましい。さらに、ジアルキル(C14〜18)メチルアンモニウムイオンなどの4級アンモニウムイオンで処理されたモンモリロナイト、膨潤性フッ素雲母が加熱時の形状保持性などの点から特に好ましく、ジアルキル(C14〜18)メチルアンモニウムイオンなどの4級アンモニウムイオンで処理された膨潤性フッ素雲母が比較的少量の添加で加熱時の形状保持性の効果が発現される点で好ましい。
【0057】
本発明の芳香族ビニル系樹脂発泡体中における膨潤性層状珪酸塩の一部または全ての底面間隔が1.6nm以上であることが、膨潤性層状珪酸塩と芳香族ビニル系樹脂との親和性、加熱時の形状保持性および該特性を発現するための添加量が底面間隔が1.6nm未満の膨潤性層状珪酸塩に比べ低減できる可能性があるなどの点から好ましい。さらに好ましくは、2nm以上、特に好ましくは、2.5nm以上である。ここでいう底面間隔とは、膨潤性層状珪酸塩の結晶構造において、単位層の底面からc軸方向に次の単位層の底面までの距離のことである。該底面間隔は小角X線回折法(SAXS)などで確認し得る。すなわち、膨潤性層状珪酸塩の(001)面に由来するX線回折ピーク角値をSAXSで測定し、Braggの式に当てはめて算出することにより底面間隔を求める。
【0058】
層状珪酸塩化合物の底面間隔およびX線回折測定については、例えば「粘土ハンドブック」(日本粘土学会編:技報堂出版)などに記載されている。膨潤性層状珪酸塩が膨潤し、底面間隔が約4〜5nm以上となった場合、さらには単位層あるいは単位層に近い形、すなわち実質上分子状に分散した場合、膨潤性層状珪酸塩の(001)面に由来するX線回折ピーク角値は読みとり困難あるいは検出されなくなる。従って、膨潤性層状珪酸塩が分子状に分散していることは、膨潤性層状珪酸塩の(001)面に由来するX線回折ピーク角値が検出されないことでも確認される。
【0059】
芳香族ビニル系樹脂発泡体中の膨潤性層状珪酸塩の底面間隔を1.6nm以上とするためには、例えば、予め前記の如く有機化処理を行い、底面間隔を1.6nm以上とした膨潤性層状珪酸塩を用いる方法、芳香族ビニル系樹脂の一部又は全部に極性基を含有した芳香族ビニル系樹脂を用いる方法、膨潤性層状珪酸塩を分散媒により膨潤させた後、芳香族ビニル系樹脂に添加し溶融混練する方法、芳香族ビニル系樹脂を合成する際に膨潤性層状珪酸塩を添加する方法、さらには、これらを組み合わせる方法等が挙げられる。
【0060】
本発明の芳香族ビニル系樹脂発泡体では、発泡体中における膨潤性層状珪酸塩の粒子の厚みが下記式を満足することが、下記式を満足しない場合に比べ、比較的少量の膨潤性層状珪酸塩を添加した場合でも加熱時の形状保持性の効果が発現される点で好ましい。下記式は発泡体中に分散する膨潤性層状珪酸塩の粒子の内、厚みが100nm以下の粒子の割合を表し、値が高いほど膨潤性層状珪酸塩が細かく分散していることを示している。
【0061】
(膨潤性層状珪酸塩の粒子厚みが100nm以下の粒子の数/膨潤性層状珪酸塩の粒子の総数)×100≧20
ここで層状珪酸塩の粒子の厚みとは、膨潤性層状珪酸塩が単位層あるいは単位層が複数個積層した状態で分散したときの粒子の縦、横、高さの寸法の内、最も短い寸法をいう。即ち、前記粒子を板状に見なした場合の厚みに相当する。
【0062】
膨潤性層状珪酸塩の粒子の厚みは、透過型電子顕微鏡などを用いて、発泡体中の粒子の分散状態を撮影し、定規などを用いて計測して求めることができる。
【0063】
膨潤性層状珪酸塩の粒子厚みが100nm以下の粒子の数の割合は、20以上、好ましくは30以上、さらに好ましくは50以上である。
【0064】
さらに、本発明の芳香族ビニル系樹脂発泡体において、膨潤性層状珪酸塩が実質上分子状に分散していることが、比較的少量の膨潤性層状珪酸塩を用いることで加熱時の形状保持性の向上がはかれ、強度特性も付与され、断熱性の向上もはかれる点で特に好ましい。ここで、膨潤性層状珪酸塩が実質上、分子状に分散しているとは、該層状珪酸塩が単位層あるいは単位層が複数個積層しているが単位層に近い状態で分散していることを言う。膨潤性層状珪酸塩が実質上、分子状に分散していることは、膨潤性層状珪酸塩の(001)面に由来するX線回折ピーク角値が検出されないこと、あるいは、透過型電子顕微鏡などを用いて、発泡体中の粒子の分散状態を撮影し、粒子の厚みが用いた膨潤性層状珪酸塩の単位層あるいは単位層に近い厚みであることを計測することで確認されうる。
【0065】
芳香族ビニル系樹脂発泡体中の膨潤性層状珪酸塩の粒子厚みを100nm以下、更には実質上分子上に分散させる方法としては、例えば、予め前記の如く有機化処理を行った膨潤性層状珪酸塩を用い、より好ましくは、溶融混練時に高い剪断力を与える方法、芳香族ビニル系樹脂の一部又は全部に極性基を含有した芳香族ビニル系樹脂を用い、より好ましくは、溶融混練時に高い剪断力を与える方法、芳香族ビニル系樹脂の一部又は全部に極性基を含有した芳香族ビニル系樹脂と予め前記の如く有機化処理を行った膨潤性層状珪酸塩を組合せ溶融混練する方法、膨潤性層状珪酸塩を分散媒により粒子厚み100nm以下に膨潤させた後、芳香族ビニル系樹脂に添加し溶融混練する方法、芳香族ビニル系樹脂を合成する際に好ましくは有機化処理した膨潤性層状珪酸塩を添加する方法、さらには、これらを組み合わせた方法等が挙げられる。
【0066】
芳香族ビニル系樹脂発泡体中における膨潤性層状珪酸塩の含有量は、芳香族ビニル系樹脂発泡体中の芳香族ビニル系樹脂100重量部に対して0.1〜100重量部であり、好ましくは、0.5〜80重量部、さらに好ましくは、1〜60重量部である。膨潤性層状珪酸塩の含有量が0.1重量部未満の場合、加熱時の形状保持性の向上効果が見られず、100重量部を越えると発泡体の成形性、得られる発泡体の靭性などが低下する傾向にあるため好ましくない。ここで膨潤性層状珪酸塩の含有量は、得られた芳香族ビニル系樹脂発泡体を例えば650℃で2時間加熱するなどして灰化させ有機物を除去して、残存した膨潤性層状珪酸塩の重量を測定する方法、芳香族ビニル系樹脂発泡体を芳香族ビニル系樹脂および必要により膨潤性層状珪酸塩以外の添加剤を溶解させることが可能な溶媒で溶かした後、ろ別、遠心分離するなどして膨潤性層状珪酸塩を取り出し、更に必要に応じて灰化し、その重量を測定する方法などで確認されうる。
【0067】
本発明においては、加熱時の形状保持性および難燃性を付与する目的で、次に述べるごとき非ハロゲン系の化合物が使用される。すなわち、本発明で用いられるリン原子含有化合物とは、分子中にリン原子を含有する化合物をいう。その具体例としては、三酸化リン、四酸化リン、五酸化リンなどのリン酸化物、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸などのリン酸化合物、モノアンモニウムホスフェート、ジアンモニウムホスフェート、アンモニウムポリホスフェートなどのリン酸アンモニウム塩、メラミンモノホスフェート、メラミンジホスフェート、メラミンポリホスフェートなどのリン酸メラミン塩、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウムなどのリン酸金属塩などのリン酸塩類、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ(2−エチルヘキシル)ホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェートなどの脂肪族系リン酸エステル類、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、トリス(フェニルフェニル)ホスフェート、トリナフチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2−エチルヘキシル)ホスフェート、ジ(イソプロピルフェニル)フェニルホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェートなどの芳香族系リン酸エステル類、下記の一般式(5)で表されるリン酸エステル基を2以上有するリン酸エステル類、
【0068】
【化1】

Figure 0003976549
(式中、R1はレゾルシノール、ハイドロキノン、ビスフェノールA等の残基、R2はフェニル基、トリル基、キシリル基などであり、同一でも異なっていてもよい、nは1以上の整数である)
【0069】
一般式(5)で表されるリン酸エステル類としては、レゾルシノール・ビス(ジフェニルホスフェート)、レゾルシノール・ビス(ジキシレニルホスフェート)、レゾルシノール・ビス(ジクレジルホスフェート)、ハイドロキノン・ビス(ジフェニルホスフェート)、ハイドロキノン・ビス(ジキシレニルホスフェート)、ハイドロキノン・ビス(ジクレジルホスフェート)、ビスフェノールA・ビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールA・ビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールA・ビス(ジクレジルホスフェート)などの芳香族系ジ(リン酸エステル)類(前記一般式1において、n=1のもの)、ポリ(レゾルシノール・フェニルホスフェート)、ポリ(レゾルシノール・クレジルホスフェート)、ポリ(レゾルシノール・キシレニルホスフェート)、ポリ(ハイドロキノン・フェニルホスフェート)、ポリ(ハイドロキノン・クレジルホスフェート)、ポリ(ハイドロキノン・キシレニルホスフェート)、ポリ(ビスフェノールA・フェニルホスフェート)、ポリ(ビスフェノールA・クレジルホスフェート)、ポリ(ビスフェノールA・キシレニルホスフェート)などの芳香族系ポリ(リン酸エステル)類(前記一般式1においてnが2以上のもの)などのリン酸エステル類、ホスファゼン、ポリホスファゼンなどのホスファゼン類、リン酸アミン類、リン酸アミド類などが挙げられる。
【0070】
該リン系化合物が粒子状、粉体状、板状、針状などの固体形状であった場合にはメラミン樹脂、フェノール樹脂、グアナミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、シランカップリング剤などから選ばれる1種以上の化合物など表面被覆あるいは表面処理できる化合物で表面処理されたものであってもよい。
【0071】
該リン系化合物では、燃焼時の形状保持の観点から、アンモニウムホスフェート、アンモニウムポリホスフェート、メラミンホスフェート、メラミンポリホスフェートなどのリン酸塩、ホスファゼン、ポリホスファゼンなどのホスファゼン類などのリン原子および窒素原子を含有する化合物が好ましい。さらに、リン酸塩類では表面処理されたリン酸塩類がより好ましい。
【0072】
本発明で用いられる窒素原子を含有する化合物とは、分子中に窒素原子を含有する化合物をいい、その具体例としては、炭素原子と窒素原子からなるトリアジン構造を有する化合物であり、具体的にはメラミン、メチロールメラミン類などのメラミン誘導体、シアヌル酸、メチルシアヌレート、ジエチルシアヌレート、トリメチルシアヌレート、トリエチルシアヌレート、イソシアヌル酸、メチルイソシアヌレート、N,N’−ジエチルイソシアヌレート、トリスメチルイソシアヌレート、トリスエチルイソシアヌレート、ビス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレートなどのシアヌル酸、イソシアヌル酸またはその誘導体、メラミンシアヌレートなどのメラミン(誘導体)と(イソ)シアヌル酸(誘導体)との塩などが挙げられる。
【0073】
さらには、ジアゾ化合物、テトラゾールグアニジン塩、テトラゾールピペラジン塩、テトラゾールアンモニウム塩等のテトラゾールアミン塩類、また、テトラゾールナトリウム塩、テトラゾールマンガン塩等のテトラゾール金属塩類などのテトラゾール化合物、例えば5,5’−ビステトラゾール2グアニジン塩、5,5’−ビステトラゾール2アンモニウム塩、5,5’−ビステトラゾール2アミノグアニジン塩、5,5’−ビステトラゾールピペラジン塩が挙げられる。
【0074】
窒素原子含有化合物では、燃焼時の形状保持の観点から、トリアジン骨格含有化合物が好ましく、具体的にはメラミン、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミンシアヌレートなどが好ましい。
【0075】
本発明では、リン原子含有化合物または窒素原子含有化合物から選ばれる1種または2種以上の化合物が用いられるが、加熱時の形状保持性の向上の観点から、リン原子含有化合物と窒素原子含有化合物の両者ともを、それぞれ1種または2種以上併用して用いることが好ましい。
【0076】
リン原子含有化合物または窒素原子含有化合物から選ばれる1種または2種以上の化合物の含有量は、芳香族ビニル系樹脂100重量部に対して、1〜200重量部であり、好ましくは5〜150重量部、さらに好ましくは10〜120重量部である。該化合物が1重量部未満では自己消火性効果が見られず、200重量部を越えると発泡体の成形性が困難となるため好ましくない。
【0077】
さらに本発明では、燃焼時および加熱時の形状保持性の効果をより一層高める目的で、多価アルコール類が併用して用いられる。多価アルコール類は、1分子中に2個以上の水酸基を含有する化合物であって、その具体例としては、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールなどのペンタエリスリトール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールとプロピレングリコールとの共重合体などのグリコール類、グリセリン、レゾルシノール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。多価アルコール類では、燃焼時の形状保持の観点から、モノペンタエリスリトールが好ましい。
【0078】
多価アルコール類の含有量は、芳香族ビニル系樹脂100重量部に対して、1〜200重量部であり、好ましくは5〜150重量部、さらに好ましくは10〜120重量部である。含有量が1重量部未満では自己消火性効果が見られず、200重量部を越えると発泡体の成形性が困難となるため好ましくない。
【0079】
本発明では、リン原子含有化合物と多価アルコール類のいずれもを、それぞれ1種又は2種以上併用して用いること、窒素原子含有化合物と多価アルコール類のいずれもを、それぞれ1種又は2種以上併用して用いること、リン原子含有化合物、窒素原子含有化合物および多価アルコール類のいずれもを、それぞれ1種又は2種以上併用して用いることができるが、リン原子含有化合物、窒素原子含有化合物および多価アルコール類のいずれもを、それぞれ1種又は2種以上併用して用いることがより好ましい。
【0080】
本発明において用いられる発泡剤に特に制限はないが、例えば、プロパン、n−ブタン、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、ネオペンタンなどに例示される飽和炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、イソプロピルエーテル、n−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、フラン、フルフラール、2−メチルフラン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどに例示されるエーテル類、ジメチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルn−プロピルケトン、メチルn−ブチルケトン、メチルi−ブチルケトン、メチルn−アミルケトン、メチルn−ヘキシルケトン、エチルn−プロピルケトン、エチルn−ブチルケトンに例示されるケトン類、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、t−ブチルアルコールに例示されるアルコール類、蟻酸メチルエステル、蟻酸エチルエステル、蟻酸プロピルエステル、蟻酸ブチルエステル、蟻酸アミルエステル、プロピオン酸メチルエステル、プロピオン酸エチルエステルに例示されるカルボン酸エステル類、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、p−トルエンスルホニルヒドラジン、p,p’−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)、塩化メチル、塩化エチルなどに例示される有機発泡剤、トリクロロフルオロメタン(R11)、ジクロロジフルオロメタン(R12)、クロロジフルオロメタン(R22)、テトラクロロジフルオロエタン(R112)、ジクロロフルオロエタン(R141b)、クロロジフルオロエタン(R142b)、ジフルオロエタン(R152a)、HFC−245fa、HFC−236ea、HFC−245ca、HCFC−225caなどに例示されるフロン系発泡剤、水、二酸化炭素、窒素、空気などに例示される無機発泡剤などが挙げられる。これらは単独又は2種以上混合して使用することができる。
【0081】
これらの中でも、次に記す非ハロゲン系発泡剤を使用することにより、本発明の発泡体の環境適合性を更に向上させることができるため望ましい。すなわち、プロパン、n−ブタン、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、ネオペンタンなどに例示される飽和炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、イソプロピルエーテル、n−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、フラン、フルフラール、2−メチルフラン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどに例示されるエーテル類、 N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N’−ジメチルN,N’−ジニトロソテレフタールアミド、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジドアゾジカルボンアミド、 p−トルエンスルホニルヒドラジン、アゾビスホルムアミド、ジエチルアゾジカルボキシレート、アゾビスイソブチロニトリル 、p−トルエンスルホニルヒドラジン、p,p’−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)、3,3’−ジスルホヒドラジドジフェニルスルフォンなどの有機化学発泡剤、水、二酸化炭素、窒素、空気、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸アルミニウム、炭酸亜鉛、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、その他の炭酸塩、その他の炭酸水素塩、などに例示される無機発泡剤などの非ハロゲン系発泡剤が環境適合性の観点で好ましい。
【0082】
本発明の芳香族ビニル系樹脂発泡体の製造のために、添加される発泡剤の量としては、発泡倍率の設定値などに応じて適宜変えればよい。通常、発泡倍率20〜40倍程度であれば発泡剤の合計量を該芳香族ビニル系樹脂100重量部に対して2〜20重量部とするのが好ましい。発泡倍率が極小さくて良い場合は、発泡剤の添加量が2重量部未満でも充分である。逆に発泡倍率が100倍といった大きな場合は、20重量部を越えて添加する場合もあるが、この場合、過剰な発泡剤量のため発泡体中にボイドなどの不良を生じることに注意しなければならない。
【0083】
また本発明においては、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲でシリカ、タルク、ケイ酸カルシウム、ワラストナイト、カオリン、クレイ、マイカ、酸化亜鉛、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの無機化合物、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、流動パラフィン、オレフィン系ワックス、ステアリルアミド系化合物などの加工助剤、フェノール系抗酸化剤、リン系安定剤、ベンゾトリアゾール類、ヒンダードアミン類などの耐光性安定剤、帯電防止剤、顔料などの着色剤などの添加剤を含有させることができる。
【0084】
さらに本発明においては、更に優れた難燃性を付与する目的で、上記以外のリン系難燃剤、窒素系難燃剤、ケイ素系難燃剤、金属水酸化物、イオウ系難燃剤、アンチモン化合物、ホウ素化合物など種々の難燃剤を用いることができる。
【0085】
本発明は、基本的には、非ハロゲン系難燃剤を用いて環境適合性を高めることを本来の目的とするので、リン原子含有化合物および/または窒素原子含有化合物等の非ハロゲン系難燃剤を多く使用した場合には、ハロゲン系難燃剤を必要としないが、より高度な難燃性を要求するときには、既述の非ハロゲン系難燃剤に加えて次の如きハロゲン系難燃剤を補助的に追加使用することができる。
【0086】
例えば、ハロゲン系難燃剤としては、ヘキサブロモシクロドデカンなどの脂肪族あるいは脂環族炭化水素の臭素化物、ヘキサブロモベンゼン、エチレンビスペンタブロモジフェニル、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、2,3−ジブロモプロピルペンタブロモフェニルエーテルなどの芳香族化合物の臭素化物、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールAビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA(2−ブロモエチルエーテル)、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルとトリブロモフェノール付加物などの臭素化ビスフェノール類およびその誘導体、テトラブロモビスフェノールAポリカーボネートオリゴマー、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルとブロモ化ビスフェノール付加物エポキシオリゴマーなどの臭素化ビスフェノール類誘導体オリゴマー、テトラブロモフタレーロジオール、テトラブロモフタレートエステル、テトラブロモフタレートジソジウム、ポリ(ペンタブロモベンジルポリアクリレート)、ペンタブロモフェノール、ブロモフェノキシエタノール、臭素化フェノール(ノボラック型)、ジブロモクレジルグリシジルエーテル、臭素化芳香族トリアジン、ビニルブロマイド、トリブロモフェノール、ジブロモフェノール、ジブロモメタクレゾール、ジブロモネオペンチルグリコール、エチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビスジブロモノルボルナンジカルボキシイミド、ビス(2,4,6ートリブロモフェノキシ)エタン、臭素化アクリル系樹脂などの臭素系芳香族化合物、塩素化パラフィン、塩素化ナフタレン、パークロロペンタデカン、テトラクロロ無水フタル酸、塩素化芳香族化合物、塩素化脂環状化合物、などが挙げられる。
【0087】
本発明の芳香族ビニル系樹脂発泡体の製造方法としては、例えば、芳香族ビニル系樹脂、膨潤性層状珪酸塩、発泡剤およびリン原子含有化合物、窒素原子含有化合物、多価アルコール類、必要によりその他の化合物などの添加剤を押出機等の混練機を用いて溶融混練した後、押出発泡成形する方法、同様に溶融混練して発泡性組成物を得た後、必要に応じてビーズ状、板状、シート状など形態を付与し、再び加熱して発泡させ発泡体を得る方法、芳香族ビニル系樹脂、膨潤性層状珪酸塩、および添加剤を押出機等の混練機を用いて溶融混練し、途中から発泡剤を注入して押出発泡成形する方法、芳香族ビニル系樹脂、膨潤性層状珪酸塩、および添加剤を押出機等の混練機を用いて溶融混練し樹脂組成物を得た後、再び溶融混練し、途中から発泡剤を注入して押出発泡成形する方法、同様に溶融混練して樹脂組成物を得た後、必要に応じてビーズ状、板状、シート状など形態を付与し、次いで発泡剤を含浸させた後、再び加熱して発泡させて発泡体を得る方法等が挙げられる。
【0088】
更に、芳香族ビニル系化合物および必要に応じて他の化合物を重合させて芳香族ビニル系樹脂を製造する際に、膨潤性層状珪酸塩、発泡剤および添加剤を添加し、発泡性組成物とした後、必要に応じてビーズ状、板状、シート状など形態を付与し、再び加熱して発泡させ発泡体を得る方法、同様に芳香族ビニル系樹脂を製造する際に、膨潤性層状珪酸塩、および添加剤を添加し、樹脂組成物とした後、必要に応じてビーズ状、板状、シート状など形態を付与し、次いで発泡剤を含浸させた後、再び加熱して発泡させ発泡体を得る方法などが挙げられる。これらのうち押出発泡成形が最も好ましい実施態様として推奨される。
【0089】
膨潤性層状珪酸塩の分散性の点から、芳香族ビニル系樹脂、膨潤性層状珪酸塩、および必要により発泡剤、添加剤を押出機等の混練機を用いて溶融混練し(発泡性)樹脂組成物を得、次いで発泡させる方法、および、芳香族ビニル系化合物および必要に応じて他の化合物を重合させて芳香族ビニル系樹脂を製造する際に、膨潤性層状珪酸塩、および必要により発泡剤、添加剤を添加し、(発泡性)樹脂組成物を得、次いで発泡させる方法が好ましい。
【0090】
押出機等の混練機を用いて溶融混練する場合、膨潤性層状珪酸塩を添加する方法としては、予め芳香族ビニル系樹脂とドライブレンドしておく方法、膨潤性層状珪酸塩を混練の途中から添加する方法、予め膨潤性層状珪酸塩を水、有機化合物などの分散媒中に分散させ、次いで芳香族ビニル系樹脂とブレンドする方法、予め膨潤性層状珪酸塩を水、有機化合物などの分散媒中に分散させ、混練の途中から添加する方法などが挙げられる。予め膨潤性層状珪酸塩を水、有機化合物などの分散媒中に分散させる場合には、混練の途中、最後あるいは混練後に水、有機化合物などの分散媒を除去することが好ましいが、水、有機化合物などの分散媒を発泡剤としても用いる場合はこの限りではない。さらに、芳香族ビニル系樹脂と膨潤性層状珪酸塩を予め溶融混練する方法として、例えば、特開平9−217012号公報などでも提案されている。
【0091】
芳香族ビニル系樹脂を製造する際に膨潤性層状珪酸塩を添加する方法としては、予め芳香族ビニル系化合物、および/または、必要に応じて他の化合物中に分散させる方法、予め膨潤性層状珪酸塩を水、有機化合物などの分散媒中に分散させ重合の前、始め、途中、重合後の任意の段階に添加する方法、膨潤性層状珪酸塩を直接重合の前、始め、途中、重合後の任意の段階に添加する方法などが挙げられる。さらに、芳香族ビニル系樹脂を製造する際に膨潤性層状珪酸塩を添加する方法としては、特開昭63−215775号公報などでも提案されている。
【0092】
【実施例】
次に本発明の芳香族ビニル系樹脂発泡体およびその製造方法を実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【0093】
以下に示す実施例、比較例の方法で得られた発泡体の特性として、発泡体密度、自己消火性、燃焼時の溶融変形・溶融滴下状況、高温加熱時の形状変化状況を下記の方法に従って調べた。
って評価した。
1)発泡体密度(kg/m3):発泡体密度は、次の式:発泡体密度(g/cm3)=発泡体重量(g)/発泡体体積(cm3)に基づいて求め、単位を(kg/m3)に換算して示した。
2)自己消火性:製造後14日経過した発泡体を用い、JIS A9511に規定の燃焼性評価における測定方法Aに準じて燃焼性試験を行い、下記の基準に従い判定した。
○:炎を離した後、すぐ消炎あるいは若干燃焼したが自己消火した。
△:炎を離した後、ある程度は燃焼したが自己消火し、試験片は残存した。
×:炎を離した後、自己消火せず試験片全体が燃焼してしまった。
【0094】
3)燃焼時の溶融変形、溶融滴下状況(形状保持性):2)と同様にして燃焼性試験を行い、消炎後の状態を目視にて観察し下記の基準に従い判定した。
○:溶融滴下せず、炭化あるいは発泡炭状になり、形状をほぼ維持あるいは変形するものの収縮は見られない。
△:溶融滴下せず、炭化あるいは発泡炭状になるが、収縮が見られた。
×:溶融滴下して試験片が残存しなかった。
【0095】
4)高温加熱時の形状変化状況(形状保持特性):得られた発泡体から50×50×10mmの試験片を切り出し、500℃に保った電気炉内で5分間加熱した後の状態を目視にて観察し下記の基準に従い判定した。
◎:残存物は若干収縮あるいは膨張したが、ほぼ元の形状を維持していた。
○:残存物は収縮あるいは膨張するが、ほぼ元の形状の相似形に近い形で残存していた。
△:残存物は大きく収縮あるいは膨張するもののある程度形状を維持した。
×:溶融してしまい形状が崩れてしまうあるいは残存物が無かった。
ただし、例えば△〜○と評価した場合は、△と○の中間の判定であったことを示している。
【0096】
5)膨潤性層状珪酸塩の底面間隔(nm):X線発生装置(理学電機(株)製、RU−200B)を用い、ターゲットCuKα線、Niフィルター、電圧40kV、電流200mA、走査角2θ=0.2〜16.0°、ステップ角=0.02°の測定条件で小角X線回折ピーク角値を測定し、底面間隔を、小角X線回折ピーク角値をBraggの式に代入して算出した。ただし、小角X線ピーク角値の確認が困難である場合は、膨潤性層状珪酸塩が膨潤し、ピーク角値が確認困難なまで分散したか、あるいは十分に膨潤し、実質的に分子状に分散したこととなる。
【0097】
6)膨潤性層状珪酸塩の分散状態および粒子厚み(nm):厚み50〜100μmの超薄切片を用いた。透過型電子顕微鏡(日本電子JEM−1200EX)を用い、加速電圧80kVで倍率4万〜100万倍で膨潤性層状珪酸塩の分散状態を観察撮影した。TEM写真において、100個以上の分散粒子が存在する領域を選択し、粒子数、粒子厚みを、目盛り付きの定規を用いた計測した。得られた結果を、下記式に当てはめ、粒子厚みが100nm以下の粒子割合を求めた。
粒子厚みが100nm以下の粒子割合=(膨潤性層状珪酸塩の粒子厚みが100nm以下の粒子の数/膨潤性層状珪酸塩の粒子の総数)×100
【0098】
下記に示した原材料を用いて実施例・比較例の方法で評価した。
芳香族ビニル系樹脂
・樹脂1:ポリスチレンホモポリマー:新日鐵化学(株)製エスチレンG−17(メルトインデックス=3.1)
・樹脂2:スチレン−メタクリル酸共重合体:エー・アンド・エム スチレン(株)製スタイロンG9001(メタクリル酸共重合割合は8wt%)
・樹脂3:スチレン−無水マレイン酸共重合体:ARCO Chemical Japan製ダイラークD232
・樹脂4:スチレン−アクリロニトリル共重合体:東洋スチレン(株)製トーヨーAS AS−61NT
【0099】
膨潤性層状珪酸塩
・珪酸塩1:モンモリロナイト:クニミネ工業(株)製クニピアF:底面間隔=1.2nm
・珪酸塩2:膨潤性フッ素雲母:コープケミカル(株)製ソマシフME−100:底面間隔=1.0nm
・珪酸塩3:有機化処理モンモリロナイト:サザンクレープロダクツ製Cloisite20A(ジアルキル(C14〜18)メチルアンモニウムイオンで処理したモンモリロナイト:処理量は約38重量%):底面間隔=2.4nm
・珪酸塩4:有機化処理膨潤性フッ素雲母:コープケミカル(株)製MAE−120(ジアルキル(C14〜18)メチルアンモニウムイオンで処理した膨潤性フッ素雲母:処理量は約38重量%):底面間隔=3.1nm
・珪酸塩5:有機化処理モンモリロナイト:製造例1で製造した
・珪酸塩6:有機化処理膨潤性フッ素雲母:製造例2で製造した
【0100】
リン原子含有化合物
・TPP:トリフェニルホスフェート:大八化学工業(株)製TPP
・APP:ポリリン酸アンモニウム:チッソ(株)製テラージュC60
窒素原子含有化合物
・MC:メラミンシアヌレート:日産化学工業(株)製MC−440
・メラミン:メラミン:和光純薬工業(株)製試薬
多価アルコール類
・PER:モノペンタエリスリトール:三菱瓦斯化学(株)製ペンタエリスリトール
【0101】
難燃剤
・HBCD:ヘキサブロムシクロドデカン:ALBEMARLE CORPORATION製
発泡剤
・イソブタン:三井化学(株)製
・ジメチルエーテル:三井化学(株)製
・HCFC142b:1−クロロ1,1−ジフルオロエタン:ダイキン工業(株)製
【0102】
製造例1
イオン交換水3500gにモンモリロナイト125gを加え、湿式ミル(日本精機(株)製)を用いて5000rpmにて5分間撹拌し混合した。次いでフェニルトリメトキシシラン(信越シリコーン(株)製LS2750)35gを加え、さらに1時間撹拌して処理した。得られたシラン系化合物処理モンモリロナイト分散液を120℃で24時間乾燥して水を除去し、次いで粉砕して有機化処理モンモリロナイト粒子を得た。得られた有機化処理モンモリロナイトの底面間隔は2.4nmであった。また、有機化処理モンモリロナイトを650℃にて2時間加熱した後の重量の加熱前の重量に対する割合は、80重量%であり、モンモリロナイトが80重量%含有されていることが確認された。
【0103】
製造例2
イオン交換水3500gに膨潤性フッ素雲母125gを加え、湿式ミル(日本精機(株)製)を用いて5000rpmにて5分間撹拌し混合した。次いでビスフェノールA共重合ポリエチレングリコール(三洋化成(株)製BPE−180)13gを加え、さらに1時間撹拌して処理した。得られたシラン系化合物処理モンモリロナイト分散液を120℃で24時間乾燥して水を除去し、次いで粉砕して有機化処理処理膨潤性フッ素雲母粒子を得た。得られた有機化処理膨潤性フッ素雲母の底面間隔は1.9nmであった。また、有機化処理膨潤性フッ素雲母を650℃にて2時間加熱した後の重量の加熱前の重量に対する割合は、90重量%であり、膨潤性フッ素雲母が90重量%含有されていることが確認された。
【0104】
(実施例1)
芳香族ビニル系樹脂として、樹脂1(ポリスチレンホモポリマー)100重量部に対して、珪酸塩1(モンモリロナイト)30重量部、APP(ポリリン酸アンモニウム)50重量部、タルク0.3重量部、ステアリン酸バリウム0.2重量部をドライブレンドした後、30mmφ同方向回転ニ軸押出機(L/D=30)を用いて溶融混練し樹脂組成物を得た。
【0105】
得られた樹脂組成物を口径65mmと口径90mmのものを縦に連結した押出機へ約40kg/hrの割合で供給した。前記口径65mmの押出機に供給し、200℃に加熱して溶融混練し、これに連結された口径90mmの押出機で樹脂温度を120℃に冷却し、口径90mmの押出機の先端に設けた厚さ方向2mm、幅方向50mmの長方形断面吐出口のあるダイスより大気中へ押し出し、直方体状の押出発泡体を得た。このとき発泡剤として、イソブタンを該樹脂1、100重量部に対して4部、ジメチルエーテルを2部からなる発泡剤を、それぞれ別のラインから、前記口径65mmの押出機の先端付近(口径90mmの押出機の先端ダイスと反対側の端部側に接続される側の端部)から前記樹脂中に圧入した。得られた発泡体の特性を表1に示す。
【0106】
(実施例2〜17)
前記に示す芳香族ビニル系樹脂、膨潤性層状珪酸塩、リン原子含有化合物、窒素原子含有化合物、多価アルコール類、および、発泡剤を用い、表1に示した組成にて、実施例1と同様にして樹脂組成物および発泡体を得た。得られた発泡体の特性を表1に示す。
(比較例1および2)
表1に示した組成にて、実施例1と同様にして樹脂組成物および発泡体を得た。得られた発泡体の特性を表1に示す。
【0107】
実施例1〜17と比較例1および2を比較して判るように、本発明の膨潤性層状珪酸塩を含有した芳香族ビニル系樹脂発泡体は高温で加熱した際の形状保持性にも優れていることが判る。
【0108】
実施例1および3と実施例2、4、5、7および9を比較して判るように、リン原子含有化合物、窒素原子含有化合物、多価アルコール類を組み合わせることにより、自己消火性、燃焼時の形状保持性、加熱時の形状保持性を向上させることができ、特に3種共を併用することで、その合計重量部が比較的少量にて効果が発現されることが判る。
【0109】
実施例6、7および9と実施例13〜16を比較して判るように、極性基を有する芳香族ビニル系樹脂を用いた方が、ポリスチレンホモポリマーに比べ、加熱時の形状保持性が向上することが判る。実施例6および13における膨潤性層状珪酸塩の分散状態を観察した結果、実施例6では粒子厚みが100nm以下の粒子割合は1であったのに対し、実施例13では15と実施例6より高い値であった。
【0110】
実施例7と実施例17を比較して判るように、リン原子含有化合物として、リン原子と窒素原子を含有するポリリン酸アンモニウムを用いた方が、加熱時の形状保持性に優れることが判る。
(実施例21〜29)
前記に示す芳香族ビニル系樹脂、膨潤性層状珪酸塩、リン原子含有化合物、窒素原子含有化合物、多価アルコール類、および、発泡剤を用い、表1に示した組成にて、実施例1と同様にして樹脂組成物および発泡体を得た。得られた発泡体の特性を表2に示す。
【0111】
実施例6、7および9と実施例18〜20を比較して判るように、有機化処理した膨潤性層状珪酸塩を用いた方が、処理していない膨潤性層状珪酸塩を用いた場合に比べ加熱時の形状保持性が向上することが判る。ただし、実施例18では、モンモリロナイトの実質含有量は芳香族ビニル系樹脂100重量部に対して5重量部、実施例19では膨潤性フッ素雲母の実質含有量は芳香族ビニル系樹脂100重量部に対して10重量部、実施例20では30重量部である。さらに、実施例6、7、9におけるモンモリロナイトあるいは膨潤性フッ素雲母の底面間隔はそれぞれ、1.2nm、1.2nm、1.0nmであったのに対して、実施例18、19、20ではそれぞれ、2.3nm、3.0nm、3.0nmであった。また、実施例6、7、9における粒子厚みが100nm以下の粒子割合はいずれも1であったのに対して、実施例18、19、20ではそれぞれ、31、25、27であった。
【0112】
実施例18および19と実施例21および22と比較して判るように、極性基を有する芳香族ビニル系樹脂と有機化処理した膨潤性層状珪酸塩を組合せた方が、加熱時の形状保持性が向上することが判る。実施例21、22では、モンモリロナイト、膨潤性フッ素雲母の底面間隔を測定した結果、ごくわずかにそれぞれ2.4nm、3.1nmの底面間隔を示すX線回折ピーク角値が観察された。分散状態を観察した結果、粒子厚みが100nm以下の粒子割合はそれぞれ、81、90であった。さらには粒子厚みが100nm以下の粒子の多くは、モンモリロナイト、膨潤性フッ素雲母の単位層厚みあるいは約2〜20層積み重なった場合に相当する厚みであった。
【0113】
実施例23〜25、27〜29でも、実施例21、22と同様の膨潤性層状珪酸塩の分散状態であり、ごくわずかにそれぞれ珪酸塩3を用いた場合では2.4nm、珪酸塩4では3.1nm、珪酸塩5では2.4nmの底面間隔を示すX線回折ピーク角値が観察され、粒子厚みが100nm以下の粒子割合は、いずれも75以上であった。また、実施例26では、底面間隔が1.9nmを示すX線回折ピーク角値が観察され、粒子厚みが100nm以下の粒子割合は32であった。
【0114】
(実施例30)
芳香族ビニル系樹脂として、樹脂1(ポリスチレンホモポリマー)を用い、ニーダーに樹脂1(ポリスチレンホモポリマー)100重量部を仕込み、水100重量%に珪酸塩1(モンモリロナイト)を10重量%を分散させた溶液を徐々に添加しながら混練し、最終的に該溶液を50重量部添加した。得られた樹脂組成物を粉砕した後、30mmφ同方向回転ニ軸押出機(L/D=30)を用いて溶融混練した。次いで、得られた樹脂組成物を乾燥した後、樹脂1を100重量部に対して、APP(ポリリン酸アンモニウム)25重量部、MC(メラミンシアヌレート)10重量部、PER(モノぺエンタエリスリトール)25重量部、タルク0.3重量部、ステアリン酸バリウム0.2重量部になるようにドライブレンドした後、再び30mmφ同方向回転ニ軸押出機(L/D=30)を用いて溶融混練し樹脂組成物を得た。
【0115】
得られた樹脂組成物を口径65mmと口径90mmのものを縦に連結した押出機へ約40kg/hrの割合で供給した。前記口径65mmの押出機に供給し、200℃に加熱して溶融混練し、これに連結された口径90mmの押出機で樹脂温度を120℃に冷却し、口径90mmの押出機の先端に設けた厚さ方向2mm、幅方向50mmの長方形断面吐出口のあるダイスより大気中へ押し出し、直方体状の押出発泡体を得た。このとき発泡剤として、イソブタンを該樹脂1100重量部に対して4部、ジメチルエーテルを2部からなる発泡剤を、それぞれ別のラインから、前記口径65mmの押出機の先端付近(口径90mmの押出機の先端ダイスと反対側の端部側に接続される側の端部)から前記樹脂中に圧入した。得られた発泡体の特性を表2に示す。
【0116】
底面間隔を測定した結果、1.2nmを示すX線回折ピーク角値が観察され、粒子厚みが100nm以下の粒子割合は50であった。
【0117】
実施例6と比較して、加熱時の形状保持性が向上していることが判る。
(実施例31)
芳香族ビニル系樹脂として、樹脂1(ポリスチレンホモポリマー)100重量部に対して珪酸塩4(有機化処理した膨潤性フッ素雲母)16重量部をドライブレンドした後、30mmφ同方向回転ニ軸押出機(L/D=30)を用いて溶融混練した。得られた樹脂組成物を乾燥した後、再び、30mmφ同方向回転ニ軸押出機(L/D=30)を用いて溶融混練し、これをもう二度繰り返した。次いで、樹脂1を100重量部に対して、APP(ポリリン酸アンモニウム)25重量部、MC(メラミンシアヌレート)10重量部、PER(モノぺエンタエリスリトール)25重量部、タルク0.3重量部、ステアリン酸バリウム0.2重量部になるようにドライブレンドした後、再び30mmφ同方向回転ニ軸押出機(L/D=30)を用いて溶融混練し樹脂組成物を得た。
【0118】
得られた樹脂組成物を口径65mmと口径90mmのものを縦に連結した押出機へ約40kg/hrの割合で供給した。前記口径65mmの押出機に供給し、200℃に加熱して溶融混練し、これに連結された口径90mmの押出機で樹脂温度を120℃に冷却し、口径90mmの押出機の先端に設けた厚さ方向2mm、幅方向50mmの長方形断面吐出口のあるダイスより大気中へ押し出し、直方体状の押出発泡体を得た。このとき発泡剤として、イソブタンを該樹脂1100重量部に対して4部、ジメチルエーテルを2部からなる発泡剤を、それぞれ別のラインから、前記口径65mmの押出機の先端付近(口径90mmの押出機の先端ダイスと反対側の端部側に接続される側の端部)から前記樹脂中に圧入した。得られた発泡体の特性を表2に示す。
【0119】
底面間隔を測定した結果、3.0nmを示すX線回折ピーク角値が観察され、粒子厚みが100nm以下の粒子割合は40であった。
【0120】
実施例19と比較して、加熱時の形状保持性が向上していることが判る。
(実施例32)
樹脂1を樹脂2(スチレン−メタクリル酸共重合体)にした以外は実施例31と同様にして芳香族ビニル系樹脂発泡体を得た。
【0121】
底面間隔を測定した結果、X線回折ピーク角値が観察されなかった。また、粒子厚みが100nm以下の粒子割合は100であり、膨潤性フッ素雲母がほぼ分子状に分散していることが観察された。
【0122】
実施例22と比較して、加熱時の形状保持性が向上していることが判る。
【0123】
【表1】
Figure 0003976549
【0124】
【表2】
Figure 0003976549
【0125】
【発明の効果】
本発明によれば、環境適合性に優れた熱可塑性樹脂である芳香族ビニル系樹脂からなる発泡体及びその製造方法であって、炎と接した際の溶融滴下、および高温に曝されたときの変形などが飛躍的に改善され、難燃性に優れた芳香族ビニル系樹脂発泡体が得られる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a foam made of an aromatic vinyl resin that is a thermoplastic resin excellent in environmental compatibility and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to an aromatic vinyl resin foam excellent in flame retardancy and a method for producing the same, which drastically improves melt dripping when in contact with a flame and deformation when exposed to a high temperature.
[0002]
[Prior art]
Synthetic resin foams have excellent heat insulation properties and are therefore used as heat insulating materials for houses as building materials. Examples of such a synthetic resin foam include aromatic vinyl resin foams such as styrene resin foams.
[0003]
It is already known that foams can be obtained by foaming methods such as extrusion foam molding and bead method foaming by incorporating a foaming agent such as halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, carbon dioxide into an aromatic vinyl resin. ing.
[0004]
When such an aromatic vinyl-based resin foam is used as a heat insulating material for construction, flame retardance such as self-extinguishing properties is required, and for example, the flammability level is defined in JIS A9511. Such aromatic vinyl resin foams that require flame retardancy generally contain a halogen flame retardant. However, although the aromatic vinyl-based resin foam obtained in this way is self-extinguishing, it disappears or melts and drops when it comes into contact with a flame during a combustion test, and the form is not maintained. Therefore, the expansion | deployment to the use for which a shape is requested | required at the time of combustion is restrict | limited.
[0005]
Examples of the resin foam that retains its shape to some extent when in contact with flame include thermosetting resin foams such as phenol-formaldehyde resin foams. However, in such a foam, melting and dripping does not occur and the form is maintained, but the foam is brittle, the living space is contaminated by residual formaldehyde, and further, it is a thermosetting resin, so it should be recycled. There is a problem with environmental compatibility, such as being very difficult.
[0006]
As a thermoplastic resin extruded foam excellent in environmental compatibility, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-200087, a thermoplastic resin extruded foam in which bentonite is contained in a thermoplastic resin and water is used as a foaming agent is proposed. However, in the present invention, it is not particularly aimed at combustion resistance, and moreover, it is not aimed at melting dripping during combustion or prevention of deformation at high temperatures. Furthermore, even if a flame retardant is added, it does not take into account the use of a non-halogen flame retardant.
JP-A-10-60160 discloses a flame retardant resin obtained by melt-kneading 100 parts by weight of a thermoplastic resin, 0.5 to 50 parts by weight of a phosphorus flame retardant, and 0.01 to 20 parts by weight of a layered silicate. There has been proposed a flame retardant thermoplastic resin composition which is a composition and suppresses the melt dripping property during combustion without using a halogen flame retardant. However, the invention is intended for injection molding and does not take into consideration the flame retardancy unique to foams, does not suggest any foams, and the foams are exposed to high temperatures. There is no mention of shape retention in the case.
[0007]
In view of such a problem, in Japanese Patent Application No. 2000-337980, we have 1) 1 to 200 parts by weight of a phosphorus compound and 2) a compound containing a triazine skeleton and / or many for 100 parts by weight of a styrene resin. A styrenic resin foam characterized by containing 1 to 200 parts by weight of a monohydric alcohol was proposed. In the foam of the invention, self-extinguishing properties are manifested in the flammability test specified in JIS A9511, and the shape is maintained to some extent by carbonization without being melted and dripped even in contact with a flame. . However, although it was effective for heating for a relatively short time such as a short time in contact with the flame, for example, in the fire performance evaluation prescribed in the Building Standards Law, for example, the ceramic outer wall on the outdoor side The flame is not in direct contact with the foam as in the case of a wall structure in which a material, a heat insulating material made of an aromatic vinyl-based resin foam, and a non-combustible or semi-incombustible plate are arranged on the indoor side, but the outer wall It has been found that when exposed to a high temperature of 400 ° C. to 600 ° C. for a long time by radiant heat through the material, the shape of the foam carbonized material is not maintained and heat may be transferred to the indoor side.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above prior art, and as such, as a heat insulating material for construction, not only when exposed to a flame for a short time, but also when exposed to a high temperature for a long time, the form is maintained to some extent. In addition, there has not yet been found a heat insulating material having sufficient environmental compatibility such as low emission of volatile substances and excellent recyclability.
[0009]
Under such circumstances, the problem to be solved by the present invention is to provide a foam based on an aromatic vinyl-based resin and having the above-mentioned characteristics, and a method for producing the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have a foam in which an aromatic vinyl-based resin contains a swellable layered silicate and a phosphorus atom-containing compound and / or a nitrogen atom-containing compound, and retains a certain shape even when exposed to high temperatures. At the same time, it was found that the melt dripping property when being in contact with a flame for a short time was suppressed and the flame retardancy was excellent, and the present invention was achieved. This foam makes it possible to provide a heat insulating material for building that has little emission of volatile substances and is excellent in recyclability because it is a thermoplastic resin. In particular, when a halogen-based flame retardant is not used in combination and a non-halogen-based foaming agent is used, a foam having excellent environmental compatibility is provided.
[0011]
Furthermore, in the present invention, the swellable layered silicate is dispersed finely and further in a molecular form by using the organically treated swellable layered silicate and further combining with a specific aromatic vinyl resin. It becomes possible. Therefore, only by using a relatively small amount of swellable layered silicate, shape retention during heating is imparted, and foam formability and heat insulation are improved.
[0012]
That is, the present invention provides (1) 0.1 to 100 parts by weight of a swellable layered silicate with respect to 100 parts by weight of an aromatic vinyl resin.,Phosphorus atom-containing compounds and / orAt least one selected from the group consisting of a compound containing a triazine skeleton, a diazo compound, and a tetrazole compound1 to 200 parts by weight of a nitrogen atom-containing compound,Furthermore, polyhydric alcohols 1 to 200 parts by weightIt is related with the aromatic vinyl-type resin foam characterized by containing.
[0013]
Furthermore, the present invention provides (2) A swellable layered silicate having a bottom surface spacing of 1.6 nm or more (1))The aromatic vinyl-based resin foam described in the item.
[0014]
Furthermore, the present invention provides (3) A swellable layered silicate having a particle thickness satisfying the following formula (1)Or (2)The aromatic vinyl-based resin foam described in the item.
(The number of particles having a swellable layered silicate particle thickness of 100 nm or less / the total number of particles of the swellable layered silicate) × 100 ≧ 20
Furthermore, the present invention provides (4)X-ray diffraction peak angle value derived from the (001) plane of the swellable layered silicate in the foam is not detected(1) to (3The aromatic vinyl resin foam according to any one of items 1) to 3).
[0015]
Furthermore, the present invention provides (5(1) to (1), wherein a part or all of the aromatic vinyl resin is a resin obtained by polymerizing a compound unit containing a polar group.4The aromatic vinyl resin foam according to any one of items 1) to 3).
[0016]
Furthermore, the present invention provides (6) The swellable layered silicate is treated with one or more organic compounds selected from organic onium salts, organic compounds having a polar group, and silane compounds (1) to (1)5The aromatic vinyl resin foam according to any one of items 1) to 3).
[0017]
Furthermore, the present invention provides (7(1) The phosphorus atom-containing compound is a compound containing a phosphorus atom and a nitrogen atom.6The aromatic vinyl resin foam according to any one of items 1) to 3).
[0019]
Furthermore, the present invention provides (8(1) It is characterized by foaming by adding a non-halogen foaming agent to an aromatic vinyl resin (1) to (7It relates to a method for producing an aromatic vinyl resin foam according to any one of items 1).
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The aromatic vinyl resin used in the present invention is a polymer obtained by polymerizing an aromatic vinyl compound, or obtained by copolymerizing an aromatic vinyl compound and other compounds copolymerizable therewith. Random, block or graft copolymers.
[0021]
Examples of aromatic vinyl compounds include styrene, o-methyl styrene, p-methyl styrene, m-methyl styrene, methyl styrene such as α-methyl styrene, dimethyl styrene such as 2,4-dimethyl styrene, ethyl styrene, diethyl styrene, Halogenated styrene such as isopropyl styrene, monochlorostyrene, dichlorostyrene, monobromostyrene, dibromostyrene, tribromostyrene, styrene derivatives such as pt-butylstyrene, p-hydroxystyrene, styrene-p-glycidyl ether, and divinyl Examples include polyfunctional aromatic vinyl compounds such as benzene. These aromatic vinyl compounds are used alone or in combination of two or more. Among the aromatic vinyl compounds, styrene and styrene derivatives are preferable from the viewpoint of ease of molding of the obtained aromatic vinyl resin, and particularly preferable from the viewpoint of easy reaction at the time of polymerization of the aromatic vinyl resin. Is styrene.
[0022]
Examples of other compounds copolymerizable with the aromatic vinyl compound include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, itaconic acid and maleic acid, and unsaturated carboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride. , Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2- (meth) acrylic acid 2- (Meth) acrylic acid alkyl esters such as ethylhexyl and stearyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2,3,5,6 (meth) acrylic acid -(Meth) acrylic acid hydroxyater such as pentahydroxyhexyl, acrylic acid 2,3,4,5-tetrahydroxypentyl Killer ester, maleic acid alkyl ester such as maleic acid monoethyl ester, unsaturated nitrile compound such as acrylonitrile, methacrylonitrile, maleimide, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, etc. Maleimide compounds, acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, butoxymethylacrylamide, N-propylmethacrylamide, vinyl compounds such as vinyl acetate, diene compounds such as budadiene and isoprene or derivatives thereof, glycidyl (meth) acrylate, Epoxy group-containing unsaturated compounds such as glycidyl itaconate and allyl glycidyl ether, acrylic amine, aminoethyl (meth) acrylate, aminopropyl methacrylate, Propylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, ethylaminopropyl methacrylate, phenylaminoethyl methacrylate, cyclohexylaminoethyl methacrylate, aminostyrene, N-vinyldiethylamine, N-acetylvinylamine, allylamine, methallylamine, N -Amino group-containing unsaturated compounds such as methylallylamine, 3-hydroxy-1-propene, 4-hydroxy-1-butene, cis-4-hydroxy-2-butene, trans-4-hydroxy-2-butene, 3- Hydroxyl-containing unsaturated compounds such as hydroxy-2-methyl-1-propene, 2-hydroxy-2-methyl-1-propene, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, vinyl oxazoline, 2-isopropeni Examples thereof include oxazoline group-containing unsaturated compounds such as ru-oxazoline and 2-acryloyl-oxazoline. These can be used alone or in admixture of two or more.
[0023]
Aromatic vinyl resins can be used alone or in admixture of two or more. When an aromatic vinyl resin is used alone, a polystyrene homopolymer is preferable from the viewpoint of foam moldability, and (meth) acrylic acid copolymerized polystyrene, maleic anhydride copolymerized polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, It is preferable from the viewpoints of dispersibility of the swellable layered silicate in the foam from which an aromatic vinyl-based resin containing a polar group such as a styrene-vinyloxazoline copolymer is obtained, and shape retention during heating. When two or more kinds are used in combination, polystyrene homopolymer and (meth) acrylic acid copolymer polystyrene, maleic anhydride copolymer polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyloxazoline copolymer, etc. Aromatic vinyl resin using one or more selected from aromatic vinyl resins containing polar groups, or (meth) acrylic acid copolymerized polystyrene, maleic anhydride copolymerized polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer An aromatic vinyl resin used in combination of two or more selected from aromatic vinyl resins containing a polar group such as a polymer and a styrene-vinyl oxazoline copolymer is preferably used.
[0024]
The swellable layered silicate used in the present invention mainly comprises a tetrahedral sheet of silicon oxide and an octahedral sheet of mainly metal hydroxide, and the tetrahedral sheet and the octahedral sheet form a unit layer. A single layer, a plurality of layers may be laminated between layers to form primary particles, or aggregate particles of primary particles (secondary particles) may be present. In addition, “swellability” means that the bottom surface spacing of the layered silicate increases when contacted with water, polar organic compounds, polar polymers, nonpolar organic compounds, nonpolar polymers, etc. Alternatively, it refers to the property of cleaving or peeling in the state where the unit layer or the unit layer is laminated. However, a unit layer surface that replaces cations between layers with organic cations such as organic onium ions when swelling, depending on the type of non-polar organic compound, non-polar polymer, and polar organic compound It is possible to swell by organic treatment such as treatment with an organic compound or a silane compound having an interaction with the.
Examples of the swellable layered silicate include, for example, smectite group clay and swellable mica.
[0025]
The smectite clay is represented by the following general formula (1)
X0.2~0.6Y2~ThreeZFourOTen(OH)2・ NH2O (1)
(However, X is at least one selected from the group consisting of K, Na, 1 / 2Ca, and 1 / 2Mg, and Y is a group consisting of Mg, Fe, Mn, Ni, Zn, Li, Al, and Cr. One or more selected from Z, and Z is one or more selected from the group consisting of Si and Al.2O represents a water molecule bonded to an interlayer ion, while n represents a natural or synthesized material that varies significantly depending on the interlayer ion and relative humidity. Specific examples of the smectite group clay include, for example, montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, iron saponite, hectorite, soconite, stevensite, bentonite, and the like, or substitution products, derivatives, or mixtures thereof. .
[0026]
Further, the swellable mica is represented by the following general formula (2)
X0.5~1.0Y2~Three(ZFourOTen) (F, OH)2          (2)
(However, X is at least one selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Ca, Ba, and Sr, and Y is selected from the group consisting of Mg, Fe, Ni, Mn, Al, and Li) And Z is one or more selected from the group consisting of Si, Ge, Al, Fe, and B.) or natural or synthesized. These are water, a polar organic compound that is compatible with water at an arbitrary ratio, and a substance that has a property of swelling in a mixed solvent of water and the polar organic compound. For example, lithium teniolite, sodium Type teniolite, lithium type tetrasilicon mica, sodium type tetrasilicon mica and the like, or a substituted product, a derivative thereof, or a mixture thereof.
[0027]
Some of the above swellable mica have a structure similar to vermiculites, and such vermiculites and the like can also be used. The vermiculite-equivalent products are classified into 3 octahedron type and 2 octahedron type, and the following general formula (3)
(Mg, Fe, Al)2~Three(Si4-xAlx) OTen(OH)2・ (M+, M2+ 1/2)x・ NH2O
(3)
(Wherein M is an exchangeable cation of an alkali or alkaline earth metal such as Na and Mg, x = 0.6 to 0.9, and n = 3.5 to 5). .
[0028]
Swellable layered silicates may be used alone or in combination of two or more. Among these, smectite group clay and swellable mica are preferable from the viewpoint of dispersibility in the obtained foam. More preferably, the swellable mica having sodium ions between layers such as montmorillonite, bentonite, hectorite, synthetic smectite, and swellable fluorine mica has a moldability during the production of an aromatic vinyl resin foam and a shape retention during heating. From the point of view of properties.
[0029]
The crystal structure of the swellable layered silicate is preferably a highly pure layer that is regularly stacked in the c-axis direction, but so-called mixed layer minerals in which the crystal period is disturbed and a plurality of types of crystal structures are mixed can also be used.
[0030]
The swellable layered silicate is improved in dispersibility of the swellable layered silicate in the resulting foam because the affinity with the aromatic vinyl resin is increased by the organic treatment. It is effective that the distance between the bottom surfaces of the salts is increased and the shape retention property improving effect during heating can be further exhibited. Furthermore, by appropriately selecting the type of swellable lamellar silicate, the method of organic treatment, the type of treatment agent, the type of aromatic vinyl resin, the production method, etc., the swellable lamellar silicate has a unit layer or unit layer. It becomes easy to finely disperse as laminated particles. By improving the dispersibility in this way, even if a relatively small amount is added, the resulting foam has an improvement effect such as improved shape retention during heating, and further improved foam moldability and heat insulation. Is preferable because it can be further exhibited.
[0031]
The method for organically treating the swellable layered silicate is, for example, a method in which an exchangeable cation existing between layers of the swellable layered silicate is exchanged with an organic onium ion by contacting with the organic onium salt, a swellable layered silicate And a method in which all or part of the compound molecule is inserted between layers by contacting with an organic compound having a hydrogen-bonding polar group, and a swelling layered silicate swells in a state in which a unit layer or a plurality of unit layers are laminated. And a method of bringing them into contact with a silane compound, or a method of combining two or more of these organic treatment methods.
[0032]
The method of exchanging exchangeable cations existing between the layers of the swellable layered silicate with organic onium ions can be produced by reacting the swellable layered silicate and organic onium ions by a known method. In order to introduce an organic onium ion, an organic onium salt containing the ion is used. Examples of such salts include salts of organic onium ions described later and anions such as chlorine ions, bromine ions, nitrate ions and carboxylate ions. As a method for introducing an organic onium ion, for example, a swellable layered silicate is added and swollen in a dispersion medium such as an organic compound having polarity such as water, methanol, ethanol, etc., and then an organic onium salt is added. Alternatively, the swellable layered silicate is added and swollen in a dispersion medium such as water, methanol, ethanol, or other polar organic compound in which organic onium ions have been dispersed in advance, and the interlayer ions of the layered silicate are made organic. Examples thereof include a method of performing an ion exchange reaction with onium ions, or a method of directly reacting a swellable layered silicate with a liquid or molten organic onium salt.
[0033]
The amount of organic onium ions used for the swellable layered silicate is the type of aromatic vinyl resin, the type of swellable layered silicate, the affinity between the swellable layered silicate and the aromatic vinyl resin, and the swellable layered silicate. It can be appropriately adjusted according to the amount of salt added, the bottom surface spacing of the swellable layered silicate, and the like. Therefore, although the amount of organic onium ions used is not generally limited by numerical values, the amount of organic onium ions used with respect to 100 parts by weight of the swellable layered silicate is preferably 0.1 to 200 parts by weight. Preferably it is 1-150 weight part, More preferably, it is 5-120 weight part, Most preferably, it is 10-100 weight part. If the amount of organic onium ions used is less than 0.1 parts by weight, the intended treatment effects such as dispersibility of the swellable layered silicate tend to be insufficient. In addition, if the amount of organic onium ions used exceeds 200 parts by weight, the fine dispersion effect does not change, while the organic onium ions impair the excellent characteristics of the aromatic vinyl resin and cause a reduction in flame retardancy. Therefore, it is not necessary to use more than 200 parts by weight.
[0034]
Examples of organic onium ions include ammonium ions, phosphonium ions, and sulfonium ions. Of these, ammonium ions and phosphonium ions are preferably used. As the onium ion, any of primary onium, secondary onium, tertiary onium, and quaternary onium may be used, but since the dispersibility of the swellable layered silicate in the resin is excellent, the quaternary phosphonium ion, quaternary Quaternary onium ions such as ammonium ions are preferred. Since these organic onium ions have the effect of entering between the layers of the swellable layered silicate and increasing the distance between the bottom surfaces, ions having a large molecular weight are preferred, and ions having 6 or more carbon atoms are particularly preferred. More preferred are ions having 8 or more carbon atoms.
[0035]
Quaternary phosphonium ions include dodecyltributylphosphonium, hexadecyltributylphosphonium, octadecyltributylphosphonium, dodecyltrimethylphosphonium, hexadecyltrimethylphosphonium, octadecyltrimethylphosphonium, didodecyldibutylphosphonium, dihexadecyldibutylphosphonium, dioctadecyldibutylphosphonium, dioctyl Examples include dodecyldimethylphosphonium, dihexadecyldimethylphosphonium, dioctadecyldimethylphosphonium, benzyldibutyldodecylphosphonium, dodecyltriphenylphosphonium, hexadecyltriphenylphosphonium, octadecyltriphenylphosphonium, and the like.
[0036]
Examples of the primary ammonium ion include decyl ammonium, dodecyl ammonium, octadecyl ammonium, oleyl ammonium, benzyl ammonium, and the like.
[0037]
Examples of secondary ammonium ions include methyl dodecyl ammonium and methyl octadecyl ammonium.
[0038]
Tertiary ammonium ions include dimethyl dodecyl ammonium, dimethyl octadecyl ammonium, and the like.
[0039]
Quaternary ammonium ions include benzyltrialkylammonium ions such as benzyldimethyldodecylammonium, benzyldimethyltetradecylammonium and benzyldimethyloctadecylammonium, alkyltrimethylammonium ions such as trimethyloctylammonium, trimethyldodecylammonium and trimethyloctadecylammonium, and dimethyldioctylammonium. Dimethyldialkylammonium ions such as dimethyldidodecylammonium and dimethyldioctadecylammonium, trialkylmethylammonium ions such as trioctylmethylammonium and tridodecylmethylammonium, diallyldimethylammonium and methacryloxyethyltrimethylammonium Examples include ammonium ions having a carbon-carbon double bond, ammonium ions having an OH group such as dimethyldiethanolammonium and methyltriethanolammonium, other dimethylbenzylphenylammonium ions, benzalkonium ions, and benzethonium ions. .
[0040]
Besides these, from melamine, aniline, p-phenylenediamine, α-naphthylamine, p-aminodimethylaniline, benzidine, pyridine, piperidine, 6-aminocaproic acid, 11-aminoundecanoic acid, 12-aminododecanoic acid, etc. Examples thereof include induced ammonium ions.
These organic onium ions may be used alone or in combination of two or more.
[0041]
As a method for inserting all or part of organic compound molecules having hydrogen bonding polar groups between layers of the swellable layered silicate, for example, after swelling the layered silicate in a dispersion medium such as water , A method of contacting an organic compound having a hydrogen bonding polar group, a method of directly contacting a swellable layered silicate with an organic compound having a hydrogen bonding polar group, and a method of contacting the swellable layered silicate with an organic onium ion. After the organic onium ion-modified swellable layered silicate is obtained, it is swollen in a dispersion medium such as water or an organic compound, and then contacted with an organic compound having a hydrogen bonding polar group. Examples include a method in which an organic onium ion-modified swellable layered silicate is brought into contact with an organic onium ion and then directly brought into contact with an organic compound having a hydrogen bonding polar group.
[0042]
The compound having a hydrogen-bonding polar group refers to a compound having one or more hydrogen-bonding polar groups in the main chain and / or side chain. The hydrogen-bonding polar group is bonded to the main chain, side chain, or terminal of the compound, and is particularly bonded to the terminal in that the bottom surface spacing of the swellable layered silicate can be greatly increased. Is preferred. A hydrogen-bonding polar group is a group in which electrons are localized in a molecule and charge is biased. Examples of the polar group include a hydroxyl group (OH), a halogen group (F, Cl, Br, I), a carboxyl group (COOH), a thiol group (SH), an epoxy group, or a primary, secondary, or tertiary group. Amine (NH2 , NH, N). The compound having a hydrogen-bonding polar group has, for example, one or more polar groups, a saturated or unsaturated linear or branched structure, and the main chain and / or side thereof. A compound that does not contain or contains an aromatic ring in the chain. Examples of the compound having a hydrogen bonding polar group include alcohols, glycols, organic carboxylic acids, organic carboxylates, polyethylene having polar groups such as OH, COOH, Cl, and epoxy groups at some or all ends. Examples thereof include polyolefins such as polypropylene, and compounds derived from these having a linear or branched structure and not containing an aromatic ring and / or containing an aromatic ring.
[0043]
Organic compounds having hydrogen-bonding polar groups tend to broaden the layers of the swellable layered silicate as the mixing ratio increases. The amount of the organic compound having a polar group is the kind of the aromatic vinyl resin, the kind of the swellable layered silicate, the affinity between the swellable layered silicate and the aromatic vinyl resin, and the addition of the swellable layered silicate. It can be suitably prepared according to the amount, the bottom spacing of the swellable layered silicate, the added amount of the phosphorus atom-containing compound and / or the nitrogen atom-containing compound described later. Therefore, the amount of the organic compound having a hydrogen-bonding polar group is not generally limited by numerical values, but is preferably 10 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the swellable layered silicate. If too much is used, flame retardancy may be reduced. The organic compound having a hydrogen bonding polar group forms a hydrogen bond with the swellable layered silicate by the polar group. And at least one part intervenes between the layers of the swellable layered silicate.
[0044]
Furthermore, an organic compound, oligomer, or polymer that does not have a polar group or has a low polarity may be used in combination with an organic compound having a hydrogen bonding polar group.
[0045]
As a method of treating the swellable lamellar silicate with water or a polar organic compound, for example, the swellable lamellar silicate is swollen into a unit layer or a state in which the unit layers are laminated, and then treated with a silane compound. A method of adding a silane-based compound after swelling is mentioned. The swelling of the swellable layered silicate in the dispersion medium can be achieved by sufficiently stirring and dispersing the swellable layered silicate in the dispersion medium. In this way, the swellable stratified silicate is swelled to break up the aggregated state, and after the unit layer or the plurality of unit layers are laminated, the silane compound is added and stirred. .
[0046]
As the silane compound, any one generally used can be used, and the following general formula (4)
YnSiX4-n          .... (4)
It is represented by N in General formula (4) is an integer of 0-3, Y is a C1-C25 hydrocarbon group which may have a substituent. Examples of the substituent when the hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms has a substituent include, for example, a group bonded by an ester bond, a group bonded by an ether bond, an epoxy group, an amino group, and a carboxyl group , A group having a carbonyl group at the terminal, an amide group, a mercapto group, a group bonded by a sulfonyl bond, a group bonded by a sulfinyl bond, a nitro group, a nitroso group, a nitrile group, a halogen atom, a hydroxyl group, etc. . One of these may be substituted, or two or more may be substituted.
[0047]
X is a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group. Examples of the hydrolyzable group include an alkoxy group, an alkenyloxy group, a ketoxime group, an acyloxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, and a halogen atom. It is 1 or more types selected from. In general formula (4), when n or 4-n is 2 or more, n Y or 4-n X may be the same or different. The hydrocarbon group is a linear or branched (that is, having a side chain) saturated or unsaturated monovalent or polyvalent aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or an alicyclic hydrocarbon group. Meaning, for example, a polyvalent hydrocarbon group such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a phenyl group, a naphthyl group, a cycloalkyl group, and an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group, a naphthylene group, and A cycloalkylene group etc. are mentioned.
[0048]
In the general formula (4), examples of the case where Y is a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms include those having a linear long-chain alkyl group such as decyltrimethoxysilane, and methyltrimethoxysilane. Those having a lower alkyl group, those having an unsaturated hydrocarbon group such as 2-hexenyltrimethoxysilane, those having an alkyl group having a side chain such as 2-ethylhexyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane Examples thereof include those having a phenyl group, those having a naphthyl group such as 3-β-naphthylpropyltrimethoxysilane, and those having an aralkyl group such as p-vinylbenzyltrimethoxysilane.
[0049]
Examples of the case where Y is a group having a vinyl group among hydrocarbon groups having 1 to 25 carbon atoms include vinyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, and vinyltriacetoxysilane. An example of the case where Y is a group having a group substituted with an ester group is γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a group substituted with a group bonded with an ether group include γ-polyoxyethylenepropyltrimethoxysilane and 2-ethoxyethyltrimethoxysilane.
[0050]
An example of the case where Y is a group substituted with an epoxy group includes γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. Examples of when Y is a group substituted with an amino group include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, and γ-anilinopropyltrimethoxysilane. Can be mentioned. An example of the case where Y is a group substituted with a group having a carbonyl group at the terminal includes γ-ureidopropyltriethoxysilane. An example of the case where Y is a group substituted with a mercapto group includes γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. An example of the case where Y is a group substituted with a halogen atom includes γ-chloropropyltriethoxysilane.
[0051]
An example of the case where Y is a group having a group substituted with a group bonded with a sulfonyl group includes γ-phenylsulfonylpropyltrimethoxysilane. An example of the case where Y is a group having a group substituted with a group bonded with a sulfinyl group includes γ-phenylsulfinylpropyltrimethoxysilane. An example of the case where Y is a group substituted with a nitro group includes γ-nitropropyltriethoxysilane. An example of the case where Y is a group substituted with a nitroso group includes γ-nitrosopropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group substituted with a nitrile group include γ-cyanoethyltriethoxysilane and γ-cyanopropyltriethoxysilane.
[0052]
An example of the case where Y is a group substituted with a carboxyl group includes γ- (4-carboxyphenyl) propyltrimethoxysilane. In addition to the above, a silane compound in which Y is a group having a hydroxyl group can also be used. Such an example includes N, N-di (2-hydroxyethyl) amino-3-propyltriethoxysilane. The hydroxyl group can also be in the form of a silanol group (SiOH). Substitutes or derivatives of silane-based compounds can also be used. These silane compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0053]
When the silane compound introduced into the swellable layered silicate further has a reactive functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, or a vinyl group, such a reactive group It is also possible to add further compounds capable of reacting with and react this compound with this reactive group. In this way, the chain length of the functional group chain of the silane compound introduced into the swellable layered silicate can be increased, or the polarity can be changed. In this case, as the compound to be added, the above silane compound itself may be used, but is not limited thereto, and any compound may be used according to the purpose, for example, an epoxy group-containing compound, an amino group Examples thereof include a containing compound, a carboxyl group-containing compound, an acid anhydride group-containing compound, and a hydroxyl group-containing compound.
[0054]
The amount of silane compound used depends on the type of aromatic vinyl resin, the type of swellable layered silicate, the affinity between the swellable layered silicate and the aromatic vinyl resin, the amount of swellable layered silicate added, and the swelling It can be suitably prepared according to the bottom surface spacing of the functional layered silicate, the addition amount of the phosphorus atom-containing compound and / or the nitrogen atom-containing compound described later, and the like. If necessary, a plurality of types of silane compounds having different functional groups can be used in combination. Accordingly, the amount of the silane compound used is not generally limited by a numerical value, but is 0.1 to 200 parts by weight, preferably 0.2 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the swellable layered silicate. Part, more preferably 0.3 to 120 parts by weight, still more preferably 0.5 to 100 parts by weight. When the amount of the silane compound is less than 0.1 parts by weight, the intended treatment effects such as dispersibility of the swellable layered silicate tend to be insufficient. When the amount is 200 parts by weight or more, the effect is not changed, and the flame retardancy may be lowered. Therefore, it is not necessary to add more than 200 parts by weight.
[0055]
When a dispersion medium is used when producing an organically treated swellable layered silicate, it can be used while being swelled in the dispersion medium, or it is organically treated by removing the dispersion medium. It is also possible to use after removing the swellable layered silicate. Furthermore, when a dispersion medium is not used, it can be used directly as it is, or it can be swollen in a dispersion medium. Furthermore, the dispersion medium can be used as a foaming agent as required.
[0056]
As the swellable layered silicate used for the organically treated swellable layered silicate, montmorillonite, synthetic smectite, and swellable fluorinated mica are preferable from the viewpoint of shape retention during heating, etc. A method of treating with an organic onium ion is preferable from the viewpoint of dispersibility in an aromatic vinyl resin. Further, montmorillonite treated with a quaternary ammonium ion such as dialkyl (C14-18) methylammonium ion, and swellable fluorine mica are particularly preferred from the viewpoint of shape retention during heating, and the like. Dialkyl (C14-18) methylammonium ion A swellable fluorine mica treated with a quaternary ammonium ion such as the above is preferred in that the effect of maintaining the shape during heating is exhibited with the addition of a relatively small amount.
[0057]
The affinity between the swellable layered silicate and the aromatic vinyl resin is such that a part or all of the bottom surface spacing of the swellable layered silicate in the aromatic vinyl resin foam of the present invention is 1.6 nm or more. The shape retention during heating and the amount added to express the characteristics are preferable from the viewpoint that the bottom surface spacing may be reduced as compared with a swellable layered silicate having less than 1.6 nm. More preferably, it is 2 nm or more, and particularly preferably 2.5 nm or more. The term “bottom surface spacing” as used herein refers to the distance from the bottom surface of a unit layer to the bottom surface of the next unit layer in the c-axis direction in the crystal structure of the swellable layered silicate. The interval between the bottom surfaces can be confirmed by a small angle X-ray diffraction method (SAXS) or the like. That is, the X-ray diffraction peak angle value derived from the (001) plane of the swellable layered silicate is measured by SAXS, and is calculated by applying the Bragg equation to obtain the bottom surface interval.
[0058]
The bottom surface spacing and X-ray diffraction measurement of the layered silicate compound are described in, for example, “Clay Handbook” (edited by the Japan Clay Society: Gihodo Publishing). When the swellable lamellar silicate swells and the bottom surface spacing is about 4 to 5 nm or more, and further when dispersed in a unit layer or a shape close to the unit layer, that is, substantially in a molecular form, The X-ray diffraction peak angle value derived from the (001) plane is difficult to read or cannot be detected. Therefore, the fact that the swellable layered silicate is dispersed in a molecular form is also confirmed by the fact that the X-ray diffraction peak angle value derived from the (001) plane of the swellable layered silicate is not detected.
[0059]
In order to set the spacing between the bottom surfaces of the swellable layered silicate in the aromatic vinyl-based resin foam to 1.6 nm or more, for example, the organic treatment is performed in advance as described above to swell the bottom spacing to 1.6 nm or more. A method using a porous layered silicate, a method using an aromatic vinyl resin containing a polar group in part or all of an aromatic vinyl resin, an aromatic vinyl after swelling a swellable layered silicate with a dispersion medium Examples thereof include a method of adding to a resin and melt-kneading, a method of adding a swellable layered silicate when synthesizing an aromatic vinyl resin, and a method of combining them.
[0060]
In the aromatic vinyl-based resin foam of the present invention, the swellable layered silicate particle thickness in the foam satisfies the following formula, compared to a case where the following formula is not satisfied, a relatively small amount of the swellable layered silicate Even when silicate is added, it is preferable in that the effect of shape retention during heating is exhibited. The following formula represents the ratio of particles having a thickness of 100 nm or less among the particles of the swellable layered silicate dispersed in the foam, and the higher the value, the finer the swellable layered silicate is dispersed. .
[0061]
(The number of particles having a swellable layered silicate particle thickness of 100 nm or less / the total number of particles of the swellable layered silicate) × 100 ≧ 20
Here, the thickness of the layered silicate particles is the shortest dimension among the vertical, horizontal, and height dimensions of the particles when the swellable layered silicate is dispersed in a state where a unit layer or a plurality of unit layers are laminated. Say. That is, it corresponds to the thickness when the particles are regarded as a plate.
[0062]
The thickness of the swellable layered silicate particles can be determined by photographing the dispersion state of the particles in the foam using a transmission electron microscope or the like and measuring using a ruler or the like.
[0063]
The ratio of the number of particles having a swellable layered silicate particle thickness of 100 nm or less is 20 or more, preferably 30 or more, and more preferably 50 or more.
[0064]
Furthermore, in the aromatic vinyl resin foam of the present invention, the fact that the swellable layered silicate is substantially dispersed in a molecular shape can be maintained by using a relatively small amount of the swellable layered silicate. It is particularly preferable in that it is improved in properties, strength characteristics are imparted, and heat insulation is improved. Here, the swellable layered silicate is substantially dispersed in the form of a molecule means that the layered silicate is dispersed in a state close to the unit layer although the unit layer or a plurality of unit layers are laminated. Say that. The fact that the swellable layered silicate is substantially dispersed in a molecular form means that the X-ray diffraction peak angle value derived from the (001) plane of the swellable layered silicate is not detected, or a transmission electron microscope, etc. Can be confirmed by photographing the dispersion state of the particles in the foam and measuring that the thickness of the particles is a unit layer of the swellable layered silicate used or a thickness close to the unit layer.
[0065]
Examples of a method for dispersing the particle thickness of the swellable layered silicate in the aromatic vinyl resin foam to 100 nm or less, and substantially on the molecule include, for example, a swellable layered silicate that has been previously subjected to an organic treatment as described above. A method using salt, more preferably a method of giving a high shearing force during melt kneading, an aromatic vinyl resin containing a polar group in part or all of the aromatic vinyl resin, more preferably high during melt kneading A method of applying a shearing force, a method of melt-kneading a combination of an aromatic vinyl resin containing a polar group in a part or all of an aromatic vinyl resin and a swellable layered silicate that has been previously organically treated as described above, Preferably, the swelling layered silicate is swelled to a particle thickness of 100 nm or less with a dispersion medium and then added to the aromatic vinyl resin and melt-kneaded. When synthesizing the aromatic vinyl resin, an organic treatment is preferably performed. A method of adding the swellable layered silicate, and further, a method in which a combination of these.
[0066]
The content of the swellable layered silicate in the aromatic vinyl resin foam is 0.1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic vinyl resin in the aromatic vinyl resin foam, preferably Is 0.5 to 80 parts by weight, more preferably 1 to 60 parts by weight. When the content of the swellable layered silicate is less than 0.1 part by weight, the effect of improving the shape retention during heating is not seen, and when it exceeds 100 parts by weight, the moldability of the foam and the toughness of the resulting foam are obtained. Etc. are not preferred because they tend to decrease. Here, the content of the swellable layered silicate is such that the obtained aromatic vinyl resin foam is incinerated by, for example, heating at 650 ° C. for 2 hours to remove organic substances, and the remaining swellable layered silicate is left. The method of measuring the weight of the resin, the aromatic vinyl resin foam is dissolved in a solvent capable of dissolving additives other than the aromatic vinyl resin and, if necessary, the swellable layered silicate, and then filtered and centrifuged. The swellable layered silicate can be taken out, and then ashed if necessary, and the weight thereof can be measured.
[0067]
In the present invention, a non-halogen compound as described below is used for the purpose of imparting shape retention and flame retardancy upon heating. That is, the phosphorus atom-containing compound used in the present invention refers to a compound containing a phosphorus atom in the molecule. Specific examples thereof include phosphorous oxides such as phosphorous trioxide, phosphorous tetroxide and phosphorous pentoxide, phosphoric acid compounds such as phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, mono Ammonium phosphate, diammonium phosphate, ammonium phosphate such as ammonium polyphosphate, melamine monophosphate, melamine diphosphate, melamine phosphate such as melamine polyphosphate, lithium phosphate, sodium phosphate, potassium phosphate, calcium phosphate, phosphorus Phosphate salts such as metal phosphates such as magnesium acid, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tri (2-ethylhexyl) phosphate, tributoxyethyl phosphate, monoisodecyl phosphate, 2- Aliphatic phosphate esters such as acryloyloxyethyl acid phosphate and 2-methacryloyloxyethyl acid phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, tris (isopropylphenyl) phosphate, tris (phenylphenyl) Phosphate, trinaphthyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, diphenyl (2-ethylhexyl) phosphate, di (isopropylphenyl) phenyl phosphate, diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate Aromatic phosphates such as 2 for phosphate groups represented by the following general formula (5) Phosphoric acid esters having the above,
[0068]
[Chemical 1]
Figure 0003976549
(Wherein R1Is a residue such as resorcinol, hydroquinone, bisphenol A, R2Are a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group and the like, which may be the same or different, and n is an integer of 1 or more)
[0069]
The phosphoric acid esters represented by the general formula (5) include resorcinol bis (diphenyl phosphate), resorcinol bis (dixylenyl phosphate), resorcinol bis (dicresyl phosphate), hydroquinone bis (diphenyl phosphate). , Hydroquinone bis (dicylenyl phosphate), hydroquinone bis (dicresyl phosphate), bisphenol A bis (diphenyl phosphate), bisphenol A bis (dixylenyl phosphate), bisphenol A bis (dicresyl phosphate), etc. Aromatic di (phosphate ester) s (in the above general formula 1, n = 1), poly (resorcinol / phenyl phosphate), poly (resorcinol / cresyl phosphate), poly (resin Lucinol / xylenyl phosphate), poly (hydroquinone / phenyl phosphate), poly (hydroquinone / cresyl phosphate), poly (hydroquinone / xylenyl phosphate), poly (bisphenol A / phenyl phosphate), poly (bisphenol A / crete) Phosphoric esters such as aromatic poly (phosphate esters) such as di (phosphate) and poly (bisphenol A / xylenyl phosphate) (wherein n is 2 or more in the above general formula 1), phosphazenes, polyphosphazenes And phosphazenes such as phosphate amines and phosphate amides.
[0070]
When the phosphorus compound is in the form of particles, powders, plates, needles, etc., melamine resin, phenol resin, guanamine resin, epoxy resin, urethane resin, urea resin, silicone resin, silane cup It may be one that has been surface-treated with a compound that can be surface-coated or surface-treated, such as one or more compounds selected from ring agents and the like.
[0071]
In the phosphorous compound, from the viewpoint of shape retention during combustion, phosphorous and nitrogen atoms such as phosphates such as ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, melamine phosphate, melamine polyphosphate, and phosphazenes such as phosphazene and polyphosphazene are contained. Compounds containing are preferred. Further, phosphates that have been surface-treated are more preferable.
[0072]
The compound containing a nitrogen atom used in the present invention refers to a compound containing a nitrogen atom in the molecule, and a specific example thereof is a compound having a triazine structure composed of a carbon atom and a nitrogen atom. Is a melamine derivative such as melamine, methylol melamines, cyanuric acid, methyl cyanurate, diethyl cyanurate, trimethyl cyanurate, triethyl cyanurate, isocyanuric acid, methyl isocyanurate, N, N'-diethyl isocyanurate, trismethyl isocyanurate Cyanuric acid such as trisethyl isocyanurate, bis (2-carboxyethyl) isocyanurate, 1,3,5-tris (2-carboxyethyl) isocyanurate, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, isocyanuric acid Or Derivative, and salts with melamine and melamine cyanurate (derivative) and (iso) cyanuric acid (derivatives).
[0073]
Furthermore, tetrazole compounds such as diazo compounds, tetrazole guanidine salts, tetrazole piperazine salts, tetrazole ammonium salts, and the like, and tetrazole compounds such as tetrazole metal salts such as tetrazole sodium salt and tetrazole manganese salt, for example, 5,5′-bistetrazole 2 guanidine salt, 5,5′-bistetrazole diammonium salt, 5,5′-bistetrazole diaminoguanidine salt, 5,5′-bistetrazole piperazine salt.
[0074]
In the nitrogen atom-containing compound, a triazine skeleton-containing compound is preferable from the viewpoint of shape retention during combustion, and specifically, melamine, cyanuric acid, isocyanuric acid, melamine cyanurate, and the like are preferable.
[0075]
In the present invention, one or more compounds selected from a phosphorus atom-containing compound or a nitrogen atom-containing compound are used. From the viewpoint of improving shape retention during heating, a phosphorus atom-containing compound and a nitrogen atom-containing compound are used. Both of these are preferably used in combination of one or more of each.
[0076]
Content of the 1 type (s) or 2 or more types of compound chosen from a phosphorus atom containing compound or a nitrogen atom containing compound is 1-200 weight part with respect to 100 weight part of aromatic vinyl resin, Preferably it is 5-150. Part by weight, more preferably 10 to 120 parts by weight. If the amount of the compound is less than 1 part by weight, the self-extinguishing effect is not observed, and if it exceeds 200 parts by weight, the moldability of the foam becomes difficult.
[0077]
Furthermore, in the present invention, polyhydric alcohols are used in combination for the purpose of further enhancing the shape retention effect during combustion and heating. Polyhydric alcohols are compounds containing two or more hydroxyl groups in one molecule. Specific examples thereof include pentaerythritols such as monopentaerythritol, dipentaerythritol and tripentaerythritol, ethylene glycol, diethylene glycol. , Propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycols such as a copolymer of ethylene glycol and propylene glycol, glycerin, resorcinol, trimethylolpropane and the like. Of the polyhydric alcohols, monopentaerythritol is preferred from the viewpoint of maintaining the shape during combustion.
[0078]
Content of polyhydric alcohol is 1-200 weight part with respect to 100 weight part of aromatic vinyl-type resin, Preferably it is 5-150 weight part, More preferably, it is 10-120 weight part. If the content is less than 1 part by weight, the self-extinguishing effect is not seen, and if it exceeds 200 parts by weight, the moldability of the foam becomes difficult, which is not preferable.
[0079]
In the present invention, each of the phosphorus atom-containing compound and the polyhydric alcohol is used alone or in combination of two or more, and each of the nitrogen atom-containing compound and the polyhydric alcohol is used alone or in combination, respectively. It can be used in combination of one or more species, and any of phosphorus atom-containing compounds, nitrogen atom-containing compounds and polyhydric alcohols can be used alone or in combination of two or more. It is more preferable to use one or both of the containing compound and the polyhydric alcohol in combination.
[0080]
The blowing agent used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include saturated hydrocarbons exemplified by propane, n-butane, i-butane, n-pentane, i-pentane, neopentane, dimethyl ether, diethyl ether, methyl, and the like. Ethers exemplified by ethyl ether, isopropyl ether, n-butyl ether, diisopropyl ether, furan, furfural, 2-methyl furan, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, dimethyl ketone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl n -Ketones exemplified by butyl ketone, methyl i-butyl ketone, methyl n-amyl ketone, methyl n-hexyl ketone, ethyl n-propyl ketone, ethyl n-butyl ketone, methanol, ethanol, pro Alcohols exemplified by alcohol, i-propyl alcohol, butyl alcohol, i-butyl alcohol, t-butyl alcohol, formic acid methyl ester, formic acid ethyl ester, formic acid propyl ester, formic acid butyl ester, formic acid amyl ester, methyl propionate Esters, carboxylic acid esters exemplified by propionic acid ethyl ester, azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, N, N′-dinitrosopentamethylenetetramine, p-toluenesulfonylhydrazine, p, p′-oxybis ( Organic blowing agents exemplified by benzenesulfohydrazide), methyl chloride, ethyl chloride, trichlorofluoromethane (R11), dichlorodifluoromethane (R12), chlorodifluoromethane (R22), tetrachlorodi Freon-based foaming agents exemplified by luroethane (R112), dichlorofluoroethane (R141b), chlorodifluoroethane (R142b), difluoroethane (R152a), HFC-245fa, HFC-236ea, HFC-245ca, HCFC-225ca, water, Examples thereof include inorganic foaming agents exemplified by carbon dioxide, nitrogen, air and the like. These can be used alone or in admixture of two or more.
[0081]
Among these, the use of the non-halogen-based foaming agent described below is desirable because the environmental compatibility of the foam of the present invention can be further improved. That is, saturated hydrocarbons exemplified by propane, n-butane, i-butane, n-pentane, i-pentane, neopentane, etc., dimethyl ether, diethyl ether, methyl ethyl ether, isopropyl ether, n-butyl ether, diisopropyl ether, furan , Furfural, 2-methylfuran, tetrahydrofuran, ethers exemplified by tetrahydropyran, N, N′-dinitrosopentamethylenetetramine, N, N′-dimethyl N, N′-dinitrosoterephthalamide, azodicarbon Amide, benzenesulfonylhydrazide azodicarbonamide, p-toluenesulfonylhydrazine, azobisformamide, diethylazodicarboxylate, azobisisobutyronitrile, p-toluenesulfonylhydra , P, p'-oxybis (benzenesulfohydrazide), 3,3'-disulfohydrazide diphenylsulfone and other organic chemical foaming agents, water, carbon dioxide, nitrogen, air, sodium carbonate, potassium carbonate, magnesium carbonate, carbonic acid Non-halogen foaming agents such as inorganic foaming agents exemplified by calcium, barium carbonate, aluminum carbonate, zinc carbonate, ammonium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, other carbonates, other bicarbonates, etc. It is preferable from the viewpoint of compatibility.
[0082]
For the production of the aromatic vinyl resin foam of the present invention, the amount of the foaming agent added may be appropriately changed according to the setting value of the expansion ratio. Usually, if the expansion ratio is about 20 to 40 times, the total amount of the foaming agent is preferably 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic vinyl resin. When the expansion ratio may be extremely small, it is sufficient that the amount of the foaming agent added is less than 2 parts by weight. On the contrary, when the expansion ratio is as large as 100 times, it may be added in excess of 20 parts by weight, but in this case, care must be taken that voids and other defects occur in the foam due to the excessive amount of foaming agent. I must.
[0083]
In the present invention, inorganic compounds such as silica, talc, calcium silicate, wollastonite, kaolin, clay, mica, zinc oxide, titanium oxide, calcium carbonate, etc., as long as they do not inhibit the effects of the present invention, Light resistance of processing aids such as sodium stearate, magnesium stearate, barium stearate, liquid paraffin, olefin wax, stearylamide compound, phenolic antioxidant, phosphorus stabilizer, benzotriazoles, hindered amines Additives such as stabilizers, antistatic agents, colorants such as pigments, and the like can be included.
[0084]
Furthermore, in the present invention, for the purpose of imparting further excellent flame retardancy, other than the above-mentioned phosphorus flame retardant, nitrogen flame retardant, silicon flame retardant, metal hydroxide, sulfur flame retardant, antimony compound, boron Various flame retardants such as compounds can be used.
[0085]
Basically, the present invention originally aims to improve environmental compatibility by using a non-halogen flame retardant. Therefore, a non-halogen flame retardant such as a phosphorus atom-containing compound and / or a nitrogen atom-containing compound is used. When many are used, halogen flame retardants are not required, but when higher flame retardancy is required, the following halogen flame retardants are supplemented in addition to the non-halogen flame retardants described above. Can be used additionally.
[0086]
For example, halogen flame retardants include brominated products of aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as hexabromocyclododecane, hexabromobenzene, ethylenebispentabromodiphenyl, decabromodiphenyl ether, octabromodiphenyl ether, 2,3-dibromo. Brominated aromatic compounds such as propylpentabromophenyl ether, tetrabromobisphenol A, tetrabromobisphenol A bis (2,3-dibromopropyl ether), tetrabromobisphenol A (2-bromoethyl ether), tetrabromobisphenol A Brominated bisphenols and their derivatives, such as diglycidyl ether, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether and tribromophenol adduct, tetrabromobisphenol A Brominated bisphenol derivatives oligomers such as carbonate oligomer, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether and brominated bisphenol adduct epoxy oligomer, tetrabromophthalerodiol, tetrabromophthalate ester, tetrabromophthalate disodium, poly (pentabromo Benzylpolyacrylate), pentabromophenol, bromophenoxyethanol, brominated phenol (novolak type), dibromocresyl glycidyl ether, brominated aromatic triazine, vinyl bromide, tribromophenol, dibromophenol, dibromometacresol, dibromoneopentyl glycol , Ethylenebistetrabromophthalimide, ethylenebisdibromonorbornanedicarboximide, Brominated aromatic compounds such as bis (2,4,6-tribromophenoxy) ethane, brominated acrylic resins, chlorinated paraffin, chlorinated naphthalene, perchloropentadecane, tetrachlorophthalic anhydride, chlorinated aromatic compounds , Chlorinated alicyclic compounds, and the like.
[0087]
Examples of the method for producing the aromatic vinyl resin foam of the present invention include, for example, an aromatic vinyl resin, a swellable layered silicate, a foaming agent and a phosphorus atom-containing compound, a nitrogen atom-containing compound, a polyhydric alcohol, if necessary. After melt-kneading additives such as other compounds using a kneader such as an extruder, extrusion foam molding, after obtaining a foamable composition by melt-kneading in the same manner, beads, if necessary, A method of giving a form such as a plate shape, a sheet shape, and heating again to obtain a foam, melt-kneading the aromatic vinyl resin, the swellable layered silicate, and the additive using a kneader such as an extruder The resin composition was obtained by melt-kneading the aromatic vinyl-based resin, the swellable layered silicate, and the additive using a kneader such as an extruder. After that, melt and knead again and start from the middle. A method of injecting an agent and performing extrusion foam molding, similarly, after melt-kneading to obtain a resin composition, if necessary, forms such as beads, plates, sheets, etc., and then impregnated with a foaming agent Then, the method of heating again and making it foam and obtaining a foam etc. is mentioned.
[0088]
Further, when producing an aromatic vinyl resin by polymerizing an aromatic vinyl compound and other compounds as required, a swellable layered silicate, a foaming agent and an additive are added, After that, if necessary, a form such as a bead shape, a plate shape, or a sheet shape is provided and heated again to foam to obtain a foam. Similarly, when producing an aromatic vinyl-based resin, a swellable layered silicic acid is used. After adding salt and additives to form a resin composition, if necessary, it is given a form such as beads, plates or sheets, then impregnated with a foaming agent, then heated again to foam and foam. The method of obtaining a body is mentioned. Of these, extrusion foam molding is recommended as the most preferred embodiment.
[0089]
From the viewpoint of dispersibility of the swellable layered silicate, an aromatic vinyl resin, a swellable layered silicate, and if necessary, a foaming agent and additives are melt-kneaded using a kneader such as an extruder (foamable) resin A method of obtaining a composition and then foaming, and a swellable layered silicate, and foaming if necessary, in producing an aromatic vinyl resin by polymerizing an aromatic vinyl compound and other compounds as required The method of adding an agent and an additive to obtain a (foamable) resin composition and then foaming is preferred.
[0090]
When melt-kneading using a kneader such as an extruder, as a method of adding the swellable layered silicate, a method of dry blending with an aromatic vinyl resin in advance, the swellable layered silicate from the middle of kneading A method of adding, a method of previously dispersing a swellable layered silicate in a dispersion medium such as water or an organic compound, and then blending it with an aromatic vinyl resin, a method of previously mixing a swellable layered silicate with water, an organic compound or the like Examples thereof include a method of dispersing in and adding from the middle of kneading. When the swellable layered silicate is previously dispersed in a dispersion medium such as water or an organic compound, it is preferable to remove the dispersion medium such as water or an organic compound during, at the end or after the kneading. This is not the case when a dispersion medium such as a compound is used as a foaming agent. Further, as a method of previously melt-kneading the aromatic vinyl resin and the swellable layered silicate, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-2117012 has been proposed.
[0091]
As a method of adding a swellable layered silicate when producing an aromatic vinyl-based resin, a method of dispersing in an aromatic vinyl-based compound and / or other compounds as necessary, a swellable layered layer in advance A method in which a silicate is dispersed in a dispersion medium such as water or an organic compound and added before, during, or before polymerization, at any stage after the polymerization, and a swellable layered silicate is directly polymerized before, during, during or after polymerization Examples include a method of adding to an optional stage later. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-215775 proposes a method for adding a swellable layered silicate when producing an aromatic vinyl resin.
[0092]
【Example】
Next, although the aromatic vinyl-type resin foam of this invention and its manufacturing method are demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited only to this Example.
[0093]
The properties of the foams obtained by the methods shown in the following Examples and Comparative Examples are as follows: foam density, self-extinguishing properties, melt deformation / melting dripping status during combustion, and shape change status during high temperature heating according to the following methods: Examined.
I evaluated.
1) Foam density (kg / mThree): Foam density is the following formula: Foam density (g / cmThree) = Foam weight (g) / foam volume (cmThree) Based on the unit (kg / mThree).
2) Self-extinguishing property: A flammability test was carried out in accordance with the measurement method A in the flammability evaluation prescribed in JIS A9511 using a foam that had passed 14 days after production, and was determined according to the following criteria.
○: After releasing the flame, it extinguished immediately or burned slightly, but self-extinguished.
Δ: After releasing the flame, it burned to some extent but self-extinguished and the test piece remained.
X: After releasing the flame, the whole test piece burned without self-extinguishing.
[0094]
3) Melt deformation at the time of combustion, melt dripping status (shape retention): A flammability test was conducted in the same manner as 2), and the state after extinction was visually observed and judged according to the following criteria.
◯: No melt dripping, carbonization or foaming charcoal, almost maintained or deformed but no shrinkage observed.
Δ: No melt dripping, but carbonized or foamed carbon, but shrinkage was observed.
X: The test piece did not remain after melting and dropping.
[0095]
4) Shape change during high-temperature heating (shape retention characteristics): A test piece of 50 × 50 × 10 mm was cut out from the obtained foam and visually observed for 5 minutes in an electric furnace maintained at 500 ° C. And determined according to the following criteria.
A: The residue was slightly contracted or expanded, but maintained almost the original shape.
○: The residue contracted or expanded, but remained in a shape almost similar to the original shape.
Δ: Although the residue greatly contracted or expanded, the shape was maintained to some extent.
X: It melt | dissolved and the shape collapse | crumbled or there was no residue.
However, for example, when it is evaluated as Δ to ○, it indicates that the determination is intermediate between Δ and ○.
[0096]
5) Bottom spacing of swellable layered silicate (nm): using an X-ray generator (Rigaku Denki RU-200B), target CuKα line, Ni filter, voltage 40 kV, current 200 mA, scanning angle 2θ = The small angle X-ray diffraction peak angle value is measured under the measurement conditions of 0.2 to 16.0 ° and the step angle = 0.02 °, and the bottom surface interval is substituted for the small angle X-ray diffraction peak angle value in the Bragg equation. Calculated. However, when it is difficult to confirm the small-angle X-ray peak angle value, the swellable layered silicate swells and is dispersed until the peak angle value is difficult to confirm, or is sufficiently swollen and substantially molecular. It will be distributed.
[0097]
6) Dispersion state and particle thickness (nm) of swellable layered silicate: Ultrathin slices having a thickness of 50 to 100 μm were used. Using a transmission electron microscope (JEOL JEM-1200EX), the dispersion state of the swellable layered silicate was observed and photographed at an acceleration voltage of 80 kV and a magnification of 40,000 to 1,000,000 times. In the TEM photograph, a region where 100 or more dispersed particles were present was selected, and the number of particles and the particle thickness were measured using a ruler with a scale. The obtained results were applied to the following formula, and the ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less was determined.
Ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less = (number of particles having a swellable layered silicate particle size of 100 nm or less / total number of particles of a swellable layered silicate) × 100
[0098]
It evaluated by the method of an Example and a comparative example using the raw material shown below.
Aromatic vinyl resin
Resin 1: Polystyrene homopolymer: Estyrene G-17 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. (melt index = 3.1)
Resin 2: Styrene-methacrylic acid copolymer: A & M Styron G9001 manufactured by Styrene Co. (methacrylic acid copolymerization ratio is 8 wt%)
Resin 3: Styrene-maleic anhydride copolymer: Dilark D232 manufactured by ARCO Chemical Japan
Resin 4: Styrene-acrylonitrile copolymer: Toyo AS AS-61NT manufactured by Toyo Styrene Co., Ltd.
[0099]
Swellable layered silicate
Silicate 1: Montmorillonite: Kunimine Industries Co., Ltd. Kunipia F: Bottom spacing = 1.2 nm
Silicate 2: swellable fluoromica: Somasif ME-100 manufactured by Coop Chemical Co., Ltd .: bottom surface distance = 1.0 nm
Silicate 3: Organically treated montmorillonite: Cloisite 20A manufactured by Southern Clay Products (montmorillonite treated with dialkyl (C14-18) methylammonium ions: treatment amount is about 38% by weight): Bottom spacing = 2.4 nm
Silicate 4: Organic treatment-swelling fluorinated mica: MAE-120 manufactured by Coop Chemical Co., Ltd. (swelling fluorinated mica treated with dialkyl (C14-18) methylammonium ions: treatment amount is about 38% by weight): bottom surface Interval = 3.1nm
Silicate 5: Organized montmorillonite: produced in Production Example 1
Silicate 6: Organic treatment swelling fluorinated mica: produced in Production Example 2
[0100]
Phosphorus atom-containing compound
・ TPP: Triphenyl phosphate: TPP manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.
APP: Ammonium polyphosphate: Terrass C60 manufactured by Chisso Corporation
Nitrogen atom-containing compounds
MC: Melamine cyanurate: MC-440 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
・ Melamine: Melamine: Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Polyhydric alcohols
PER: Monopentaerythritol: Pentaerythritol manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.
[0101]
Flame retardants
・ HBCD: Hexabromocyclododecane: ALBEMAR CORPORATION
Blowing agent
・ Isobutane: manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
・ Dimethyl ether: Mitsui Chemicals, Inc.
HCFC142b: 1-chloro 1,1-difluoroethane: manufactured by Daikin Industries
[0102]
Production Example 1
125 g of montmorillonite was added to 3500 g of ion-exchanged water, and the mixture was stirred and mixed at 5000 rpm for 5 minutes using a wet mill (manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.). Next, 35 g of phenyltrimethoxysilane (LS2750 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 1 hour for treatment. The obtained silane compound-treated montmorillonite dispersion was dried at 120 ° C. for 24 hours to remove water, and then pulverized to obtain organically treated montmorillonite particles. The bottom distance of the obtained organically treated montmorillonite was 2.4 nm. The ratio of the weight after heating the organically treated montmorillonite at 650 ° C. for 2 hours to the weight before heating was 80% by weight, and it was confirmed that 80% by weight of montmorillonite was contained.
[0103]
Production Example 2
125 g of swellable fluorine mica was added to 3500 g of ion-exchanged water, and the mixture was stirred and mixed at 5000 rpm for 5 minutes using a wet mill (manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.). Subsequently, 13 g of bisphenol A copolymer polyethylene glycol (BPE-180 manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 1 hour for treatment. The obtained silane compound-treated montmorillonite dispersion was dried at 120 ° C. for 24 hours to remove water, and then pulverized to obtain organically treated swellable fluorinated mica particles. The bottom distance of the obtained organically treated swelling fluorinated mica was 1.9 nm. Further, the ratio of the weight after heating the organically treated swelling fluorinated mica at 650 ° C. for 2 hours to the weight before heating is 90% by weight, and 90% by weight of the swellable fluorinated mica is contained. confirmed.
[0104]
Example 1
As an aromatic vinyl resin, silicate 1 (montmorillonite) 30 parts by weight, APP (ammonium polyphosphate) 50 parts by weight, talc 0.3 parts by weight, stearic acid with respect to 100 parts by weight of resin 1 (polystyrene homopolymer) After 0.2 parts by weight of barium was dry blended, it was melt kneaded using a 30 mmφ co-rotating twin screw extruder (L / D = 30) to obtain a resin composition.
[0105]
The obtained resin composition was fed at a rate of about 40 kg / hr to an extruder in which those having a diameter of 65 mm and a diameter of 90 mm were vertically connected. It was supplied to an extruder having a diameter of 65 mm, heated to 200 ° C., melted and kneaded, the resin temperature was cooled to 120 ° C. with an extruder having a diameter of 90 mm connected thereto, and provided at the tip of the extruder having a diameter of 90 mm. Extruded into the atmosphere from a die having a rectangular cross-section discharge port with a thickness direction of 2 mm and a width direction of 50 mm, and a rectangular parallelepiped extruded foam was obtained. At this time, as a foaming agent, a foaming agent composed of 4 parts of isobutane with respect to 100 parts by weight of the resin and 2 parts of dimethyl ether, respectively, from a separate line, near the tip of the 65 mm diameter extruder (90 mm diameter). The resin was press-fitted into the resin from the end connected to the end opposite to the end die of the extruder. The properties of the obtained foam are shown in Table 1.
[0106]
(Examples 2 to 17)
Using the aromatic vinyl-based resin, the swellable layered silicate, the phosphorus atom-containing compound, the nitrogen atom-containing compound, the polyhydric alcohol, and the foaming agent described above, the composition shown in Table 1 and Example 1 Similarly, a resin composition and a foam were obtained. The properties of the obtained foam are shown in Table 1.
(Comparative Examples 1 and 2)
With the composition shown in Table 1, a resin composition and a foam were obtained in the same manner as in Example 1. The properties of the obtained foam are shown in Table 1.
[0107]
As can be seen by comparing Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 and 2, the aromatic vinyl resin foam containing the swellable layered silicate of the present invention is excellent in shape retention when heated at high temperature. You can see that
[0108]
As can be seen by comparing Examples 1 and 3 with Examples 2, 4, 5, 7 and 9, by combining a phosphorus atom-containing compound, a nitrogen atom-containing compound and a polyhydric alcohol, self-extinguishing properties, during combustion It can be seen that the shape-retaining property and the shape-retaining property during heating can be improved, and in particular, when the three types are used in combination, the effect is exhibited even when the total weight part is relatively small.
[0109]
As can be seen by comparing Examples 6, 7 and 9 with Examples 13 to 16, the use of an aromatic vinyl resin having a polar group improves shape retention during heating compared to polystyrene homopolymer. I know that As a result of observing the dispersion state of the swellable layered silicate in Examples 6 and 13, in Example 6, the ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less was 1, whereas in Example 13, from 15 and Example 6 It was a high value.
[0110]
As can be seen by comparing Example 7 and Example 17, it can be seen that the use of ammonium polyphosphate containing a phosphorus atom and a nitrogen atom as the phosphorus atom-containing compound is superior in shape retention during heating.
(Examples 21 to 29)
Using the aromatic vinyl-based resin, the swellable layered silicate, the phosphorus atom-containing compound, the nitrogen atom-containing compound, the polyhydric alcohol, and the foaming agent described above, the composition shown in Table 1 and Example 1 Similarly, a resin composition and a foam were obtained. The properties of the obtained foam are shown in Table 2.
[0111]
As can be seen by comparing Examples 6, 7 and 9 with Examples 18 to 20, when the organically treated swelling layered silicate was used, the untreated swelling layered silicate was used. It can be seen that the shape retention during heating is improved. However, in Example 18, the actual content of montmorillonite is 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aromatic vinyl resin, and in Example 19, the actual content of swellable fluoromica is 100 parts by weight of the aromatic vinyl resin. On the other hand, it is 10 parts by weight, and in Example 20, it is 30 parts by weight. Furthermore, while the bottom gaps of montmorillonite or swellable fluorine mica in Examples 6, 7, and 9 were 1.2 nm, 1.2 nm, and 1.0 nm, respectively, in Examples 18, 19, and 20, respectively. 2.3 nm, 3.0 nm, and 3.0 nm. In Examples 6, 7, and 9, the proportion of particles having a particle thickness of 100 nm or less was 1, whereas in Examples 18, 19, and 20, they were 31, 25, and 27, respectively.
[0112]
As can be seen in comparison with Examples 18 and 19 and Examples 21 and 22, the combination of the aromatic vinyl-based resin having a polar group and the organically treated swellable layered silicate has a shape retention property during heating. Can be seen to improve. In Examples 21 and 22, as a result of measuring the bottom surface spacing of montmorillonite and swellable fluorine mica, X-ray diffraction peak angle values indicating the bottom surface spacing of 2.4 nm and 3.1 nm were observed only slightly. As a result of observing the dispersed state, the ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less was 81 and 90, respectively. Furthermore, most of the particles having a particle thickness of 100 nm or less had a unit layer thickness of montmorillonite or swellable fluorine mica or a thickness corresponding to the case where about 2 to 20 layers were stacked.
[0113]
In Examples 23 to 25 and 27 to 29, the swellable layered silicate was dispersed in the same manner as in Examples 21 and 22. In the case where silicate 3 was used slightly, 2.4 nm and silicate 4 were used. In 3.1 nm and silicate 5, an X-ray diffraction peak angle value indicating a bottom surface interval of 2.4 nm was observed, and the ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less was 75 or more. In Example 26, an X-ray diffraction peak angle value with a bottom surface spacing of 1.9 nm was observed, and the ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less was 32.
[0114]
(Example 30)
Resin 1 (polystyrene homopolymer) is used as an aromatic vinyl resin, 100 parts by weight of resin 1 (polystyrene homopolymer) is charged into a kneader, and 10% by weight of silicate 1 (montmorillonite) is dispersed in 100% by weight of water. The solution was kneaded while gradually adding, and finally 50 parts by weight of the solution was added. The obtained resin composition was pulverized and then melt-kneaded using a 30 mmφ co-rotating twin screw extruder (L / D = 30). Next, after drying the obtained resin composition, 100 parts by weight of resin 1 is 25 parts by weight of APP (ammonium polyphosphate), 10 parts by weight of MC (melamine cyanurate), and PER (monopentaerythritol). After dry blending to 25 parts by weight, 0.3 parts by weight of talc, and 0.2 parts by weight of barium stearate, it was melt-kneaded again using a 30 mmφ co-rotating twin screw extruder (L / D = 30). A resin composition was obtained.
[0115]
The obtained resin composition was fed at a rate of about 40 kg / hr to an extruder in which those having a diameter of 65 mm and a diameter of 90 mm were vertically connected. It was supplied to an extruder having a diameter of 65 mm, heated to 200 ° C., melted and kneaded, the resin temperature was cooled to 120 ° C. with an extruder having a diameter of 90 mm connected thereto, and provided at the tip of the extruder having a diameter of 90 mm. Extruded into the atmosphere from a die having a rectangular cross-section discharge port with a thickness direction of 2 mm and a width direction of 50 mm, and a rectangular parallelepiped extruded foam was obtained. At this time, as a foaming agent, a foaming agent consisting of 4 parts of isobutane with respect to 1100 parts by weight of the resin and 2 parts of dimethyl ether, respectively, from a separate line, near the tip of the 65 mm diameter extruder (an extruder having a 90 mm diameter) From the end of the die opposite to the end die) and pressed into the resin. The properties of the obtained foam are shown in Table 2.
[0116]
As a result of measuring the bottom face spacing, an X-ray diffraction peak angle value showing 1.2 nm was observed, and the ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less was 50.
[0117]
Compared to Example 6, it can be seen that the shape retention during heating is improved.
(Example 31)
As an aromatic vinyl-based resin, 16 parts by weight of silicate 4 (swelling fluorinated mica subjected to organic treatment) is dry blended with 100 parts by weight of resin 1 (polystyrene homopolymer), and then 30 mmφ co-rotating twin screw extruder (L / D = 30) was used for melt kneading. After drying the obtained resin composition, it was melt-kneaded again using a 30 mmφ co-rotating twin screw extruder (L / D = 30), and this was repeated twice more. Next, 25 parts by weight of APP (ammonium polyphosphate), 10 parts by weight of MC (melamine cyanurate), 25 parts by weight of PER (monopentaerythritol), 0.3 parts by weight of talc, with respect to 100 parts by weight of resin 1 After dry blending to 0.2 parts by weight of barium stearate, it was melt kneaded again using a 30 mmφ co-rotating twin screw extruder (L / D = 30) to obtain a resin composition.
[0118]
The obtained resin composition was fed at a rate of about 40 kg / hr to an extruder in which those having a diameter of 65 mm and a diameter of 90 mm were vertically connected. It was supplied to an extruder having a diameter of 65 mm, heated to 200 ° C., melted and kneaded, the resin temperature was cooled to 120 ° C. with an extruder having a diameter of 90 mm connected thereto, and provided at the tip of the extruder having a diameter of 90 mm. Extruded into the atmosphere from a die having a rectangular cross-section discharge port with a thickness direction of 2 mm and a width direction of 50 mm, and a rectangular parallelepiped extruded foam was obtained. At this time, as a foaming agent, a foaming agent consisting of 4 parts of isobutane with respect to 1100 parts by weight of the resin and 2 parts of dimethyl ether, respectively, from a separate line, near the tip of the 65 mm diameter extruder (an extruder having a 90 mm diameter) From the end of the die opposite to the end die) and pressed into the resin. The properties of the obtained foam are shown in Table 2.
[0119]
As a result of measuring the bottom face spacing, an X-ray diffraction peak angle value indicating 3.0 nm was observed, and the ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less was 40.
[0120]
It can be seen that the shape retention during heating is improved as compared with Example 19.
(Example 32)
An aromatic vinyl-based resin foam was obtained in the same manner as in Example 31 except that the resin 1 was changed to the resin 2 (styrene-methacrylic acid copolymer).
[0121]
As a result of measuring the bottom surface spacing, no X-ray diffraction peak angle value was observed. Further, the ratio of particles having a particle thickness of 100 nm or less was 100, and it was observed that the swellable fluorine mica was dispersed substantially in a molecular form.
[0122]
It can be seen that the shape retention during heating is improved compared to Example 22.
[0123]
[Table 1]
Figure 0003976549
[0124]
[Table 2]
Figure 0003976549
[0125]
【The invention's effect】
According to the present invention, a foam made of an aromatic vinyl resin that is a thermoplastic resin excellent in environmental compatibility, and a method for producing the same, which are melted and dropped when in contact with a flame, and exposed to a high temperature As a result, the aromatic vinyl-based resin foam excellent in flame retardancy can be obtained.

Claims (8)

芳香族ビニル系樹脂100重量部に対し、膨潤性層状珪酸塩0.1〜100重量部とリン原子含有化合物および/または、トリアジン骨格を含有する化合物、ジアゾ化合物、テトラゾール化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の窒素原子含有化合物1〜200重量部と、さらに多価アルコール類1〜200重量部を含有することを特徴とする芳香族ビニル系樹脂発泡体。 Selected from the group consisting of 0.1 to 100 parts by weight of a swellable layered silicate, 100 parts by weight of an aromatic vinyl resin, a compound containing a phosphorus atom-containing compound and / or a triazine skeleton, a diazo compound, and a tetrazole compound An aromatic vinyl-based resin foam comprising 1 to 200 parts by weight of at least one nitrogen atom-containing compound and 1 to 200 parts by weight of a polyhydric alcohol . 底面間隔が1.6nm以上の膨潤性層状珪酸塩を含有することを特徴とする請求項項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体。Aromatic vinyl resin foam of claim 1 wherein the basal spacing is characterized by containing the above swellable layered silicate 1.6 nm. 粒子厚みが下記式を満足した膨潤性層状珪酸塩を含有することを特徴とする請求項1または2項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体。
(膨潤性層状珪酸塩の粒子厚みが100nm以下の粒子の数/膨潤性層状珪酸塩の粒子の総数)×100≧20
The aromatic vinyl resin foam according to claim 1 or 2, comprising a swellable layered silicate having a particle thickness satisfying the following formula.
(The number of particles having a swellable layered silicate particle thickness of 100 nm or less / the total number of particles of the swellable layered silicate) × 100 ≧ 20
発泡体中における膨潤性層状珪酸塩の(001)面に由来するX線回折ピーク角値が検出されないことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体。The aromatic vinyl resin foam according to any one of claims 1 to 3 , wherein an X-ray diffraction peak angle value derived from a (001) plane of the swellable layered silicate in the foam is not detected. body. 芳香族ビニル系樹脂の一部または全部が極性基を含有した化合物単位を重合した樹脂であることを特徴とする請求項1〜項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体。The aromatic vinyl resin foam according to any one of claims 1 to 4, wherein a part or all of the aromatic vinyl resin is a resin obtained by polymerizing a compound unit containing a polar group. 膨潤性層状珪酸塩が有機オニウム塩、極性基を有する有機化合物、シラン系化合物から選ばれる1種以上の有機化合物で処理されたものであることを特徴とする請求項1〜項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体。Swellable layered silicate organic onium salts, organic compounds having a polar group, any one of claims 1 to 5, wherein, characterized in that those treated with one or more organic compounds selected from the silane compound 2. Aromatic vinyl resin foam according to item 1. リン原子含有化合物がリン原子および窒素原子を含有する化合物であることを特徴とする請求項1〜項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体。The aromatic vinyl resin foam according to any one of claims 1 to 6, wherein the phosphorus atom-containing compound is a compound containing a phosphorus atom and a nitrogen atom. 芳香族ビニル系樹脂に非ハロゲン系発泡剤を含有させて発泡成形することを特徴とする請求項1〜項のいずれか1項記載の芳香族ビニル系樹脂発泡体の製造方法。The method for producing an aromatic vinyl resin foam according to any one of claims 1 to 7 , wherein the aromatic vinyl resin is foam-molded by containing a non-halogen foaming agent.
JP2001337709A 2001-11-02 2001-11-02 Aromatic vinyl resin foam and method for producing the same Expired - Fee Related JP3976549B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001337709A JP3976549B2 (en) 2001-11-02 2001-11-02 Aromatic vinyl resin foam and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001337709A JP3976549B2 (en) 2001-11-02 2001-11-02 Aromatic vinyl resin foam and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003138052A JP2003138052A (en) 2003-05-14
JP3976549B2 true JP3976549B2 (en) 2007-09-19

Family

ID=19152308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001337709A Expired - Fee Related JP3976549B2 (en) 2001-11-02 2001-11-02 Aromatic vinyl resin foam and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3976549B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004007596A1 (en) * 2002-07-17 2004-01-22 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Polystyrene resin foam and process for producing the same
JP4458879B2 (en) * 2004-03-01 2010-04-28 東洋スチレン株式会社 Styrenic heat-resistant resin foam sheet and method for producing the same
EP2152789B1 (en) * 2007-05-30 2016-03-09 Ineos Nova International S.A. Fire retardant polystyrene

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003138052A (en) 2003-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6569912B1 (en) Extruded styrene resin foam and process for producing the same
JP5134753B2 (en) Styrenic resin foam and method for producing the same
JP3976549B2 (en) Aromatic vinyl resin foam and method for producing the same
JP4933812B2 (en) Styrenic resin extruded foam and method for producing the same
JP4990563B2 (en) Styrenic resin extruded foam and method for producing the same
JP2006028292A (en) Styrene-based resin foam with improved heat resistance and method for producing the same
JP2004123973A (en) Styrenic resin foam and its manufacturing method
JP4053338B2 (en) Styrenic resin foam and process for producing the same
JP2004331964A (en) Styrenic resin foamed product and production process therefor
JP4709480B2 (en) Styrenic resin foam and method for producing the same
JP2005054004A (en) Styrenic resin foam and method for producing the same
JP3999035B2 (en) Styrenic resin foam and method for producing the same
JP4566549B2 (en) High thermal insulation styrenic resin foam and method for producing the same
JP4053337B2 (en) Styrenic resin foam and method for producing the same
JP2005023243A (en) Styrene-based resin foam and method for producing the same
JP4010856B2 (en) Styrenic resin foam and method for producing the same
JP2006056998A (en) Styrene-based resin foam
JP5105700B2 (en) Styrenic resin foam and method for producing the same
JP2006131702A (en) Styrene resin foam
JP3913460B2 (en) Styrenic resin foam and method for producing the same
JP2006070205A (en) Styrene-based resin foam and method for producing the same
JP2004277609A (en) Flame retardant thermoplastic resin composition and foam
JP2004307601A (en) Styrene resin foam and its production method
JP4156331B2 (en) Thermoplastic resin foam and method for producing the same
JP2012229276A (en) Extruded styrene resin foam and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041025

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070123

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070619

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070619

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110629

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120629

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130629

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130629

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees