JP4006801B2 - 耐トラッキング性に優れる難燃性熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、耐トラッキング特性に優れた難燃性熱可塑性樹脂組成物およびそれから成形される電気部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】
一般にポリアミド、ポリエステルに代表される熱可塑性樹脂は、成形性、機械的特性、電気的特性、耐薬品性に優れていることから、自動車、電気・電子機器などの用途に広く使用されており、各熱可塑性樹脂の特性と要求ニーズに応じて様々な処方により高機能化と高性能化を実現してきた。
【０００３】
しかし、近年要求特性の高度化に伴い、熱可塑性樹脂に対し更なる高機能化と高性能化が期待されており、電気的特性の一つである耐トラッキング性の向上も、更なる高機能化が期待される特性の内の１つである。
【０００４】
従来より、熱可塑性樹脂の耐トラッキング特性を向上させる方法としては、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩を該熱可塑性樹脂に配合することが知られている。例えば、特公昭６０−１００５３号公報には、ポリブチレンテレフタレートに硫酸バリウムを配合することが開示されており、また、特公平４−３２１１１号公報には、熱可塑性ポリエステルに微細焼成硫酸マグネシウムを配合することが開示されている。
【０００５】
しかしながら、前記公報による処方では、耐トラッキング特性は改善されるものの比較トラッキング指数（ＣＴＩ）は４００Ｖ程度と充分でなく、反面、耐衝撃性、引張伸びなどは低下し、熱可塑性樹脂が本来持つ機械的特性を維持出来ないという問題点があった。
【０００６】
これに対し、特開平７−１４５３０４号公報には、ポリエステル樹脂と周期律表II族ａ亜族元素の硫酸塩にグリシジル基含有エチレン共重合体を配合することにより機械的特性を維持しつつ、かつ優れた耐トラッキング特性を有する樹脂組成物について開示されている。
【０００７】
しかし、前記公報におけるグリシジル基含有エチレン共重合体のポリエステル樹脂への配合は硫酸塩の配合による機械的特性への弊害の抑制を期待してのものであり、従って耐トラッキング特性に対して顕著な向上を期待しての処方とは言い難かった。
【０００８】
さらに、特開平２−２２５５５５号公報には、熱可塑性ポリエステル樹脂にハロゲン系難燃剤、無機充填材およびポリリン酸エステルからなる難燃性ポリエステル樹脂組成物が開示されている。この公報には、難燃性以外に、機械的特性および電気的特性として耐トラッキング特性の評価もされている。しかし、記載されている樹脂組成物の比較トラッキング指数（ＣＴＩ）は２５０〜５７５Ｖであり充分とは言い難い。
【０００９】
一方、ポリリン酸アンモニウムを熱可塑性樹脂へ配合することは、従来より公知であるが、これらは難燃剤としての効果を期待しての配合であり、耐トラッキング特性を向上せしめる効果についての知見はこれまでなかった。
例えば、特開平２−２３５９５５号公報には、ポリエステル樹脂に（ｉ）ポリホスホン酸エステル、（ｉｉ）ポリリン酸アンモニウムおよび（ｉｉｉ）ハロゲン化ベンゼンスルホン酸塩を含む難燃性熱可塑性組成物が開示されている。
しかし、この公報には難燃性および機械的特性についての記載はあるものの、電気的特性である耐トラッキング特性については何ら記載されていない。
また、特開平９−２０８８１２号公報には、ポリエステル樹脂にリン化合物及び／又はポリリン酸アンモニウムからなる難燃性ポリエステル樹脂組成物が開示されている。
しかし、この公報においても難燃性や成形加工性が記載されているのみで、電気的特性である耐トラッキング特性については何ら記載されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐トラッキング特性に関し、硫酸塩を用いた従来技術とは全く異なった組成において熱可塑性樹脂の本来持つ機械的特性を維持しつつ、更に耐トラッキング特性を向上させた難燃性熱可塑性樹脂を提供することを目的としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するため、鋭意研究を重ねた結果、熱可塑性樹脂にポリリン酸アンモニウム、ハロゲン系高分子難燃剤、三酸化アンチモン及び無機充填剤を特定の割合で配合した樹脂組成物が、耐トラッキング特性に極めて優れ、かつ難燃性ならびに該熱可塑性樹脂が本来持つ機械的特性をも維持することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、
（ａ）ポリブチレンテレフタレート１００重量部に対し、
（ｂ）ポリリン酸アンモニウム０．５〜５０重量部
（ｃ）ハロゲン系高分子難燃剤５〜５０重量部
（ｄ）三酸化アンチモン０〜１５重量部
（ｅ）無機充填剤０〜５０重量部
とからなることを特徴とする耐トラッキング特性に優れた難燃性熱可塑性樹脂組成物である。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明においてはポリブチレンテレフタレートを使用する。
【００１４】
本発明において使用される（ｂ）ポリリン酸アンモニウムは、市販品をそのままの形で使用しても良いが、高温での処理または使用を考慮し耐熱性を向上させる目的で、アミノシラン等の表面処理剤で表面処理したものが好ましい。
ポリリン酸アンモニウムの使用量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．５〜５０重量部、好ましくは２〜２０重量部、より好ましくは３〜１５重量部の割合で配合される。ポリリン酸アンモニウムの配合量が０．５重量部より少ない場合、耐トラッキング特性において向上は認められず、５０重量部を越えて配合される場合、該難燃性熱可塑性樹脂組成物の物性値が低下して好ましくない。
【００１５】
本発明において使用される（ｃ）ハロゲン系高分子難燃剤とは、ハロゲン化エポキシ樹脂、ハロゲン化ポリカーボネート、ハロゲン化ポリスチレン、ハロゲン化シアヌレート樹脂、ハロゲン化ポリフェニレンエーテル等が挙げられ、好ましくはブロム化ビスフェノール系エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール系ポリカーボネート、ポリジブロモスチレン、ポリトリブロモスチレン、ポリペンタブロモスチレン、ポリブロモカーボネート等の臭素系高分子難燃剤が挙げられる。これらの内、より好ましくはポリジブロモスチレン、ポリトリブロモスチレン、ポリペンタブロモスチレンなどの臭素系ポリスチレン難燃剤である。
また、これら難燃剤の使用量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部、好ましくは５〜３０重量部の割合で配合される。難燃剤の配合量が５重量部より少ない場合、難燃剤としての効果が発現せず、５０重量部を越えて配合される場合、該難燃性熱可塑性樹脂組成物の物性値が低下して好ましくない。
更に、難燃剤はその要求される特性に応じて他の難燃剤１種以上と組合わせて用いてもよい。
【００１６】
本発明において使用される（ｄ）三酸化アンチモンの使用量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０〜１５重量部、好ましくは０〜１０重量部、さらに好ましくは１〜１０重量部の割合で配合される。三酸化アンチモンの配合量が１５重量部より多い場合、該難燃性熱可塑性樹脂組成物の物性値が低下して好ましくない。
【００１７】
本発明において使用される（ｅ）無機充填剤の具体例としては、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム（ワラストナイト）、タルク、カオリン、マイカ、酸化チタン、アルミナ、シリカ、フェライトなどのほか、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、ホウ素繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維などの無機繊維を挙げることができる。
また、無機充填剤の使用量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０〜５０重量部、好ましくは０〜３０重量部、さらに好ましくは５〜３０重量部の割合で配合される。特に無機充填剤がガラス繊維である場合、その配合量が５０重量部を越えると成形品の表面が悪化するので好ましくない。
更に、無機充填剤はその要求される特性に応じて他の無機充填材１種以上と組合せて用いてもよい。
【００１８】
本発明における難燃性熱可塑性樹脂組成物には、要求される特性に応じて他の添加剤、例えば耐熱剤，紫外線吸収剤を含む耐候剤，難燃剤，帯電防止剤，滑剤，可塑剤、核剤、発泡剤，着色剤，安定剤，カップリング剤などを添加することができる。
【００１９】
本発明における難燃性熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、ポリリン酸アンモニウム、ハロゲン系高分子難燃剤、三酸化アンチモン及び無機充填剤とを二軸押出機など公知の混練機を用い溶融混練することによって容易に調製することができる。
【００２０】
本発明で得られた樹脂組成物を使用して電気部品等の成形品をつくることができる。電気部品は、上記で得られた樹脂組成物を射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、プレス成形などの公知の成形方法に供することにより成形されるが、特に射出成形または押出成形によって得られた電気部品が有用である。
【００２１】
得られる電気部品としては、特に配電部品が好ましく、具体例として端子台、ブレーカー、コネクタ、スイッチ、リレー、電路盤、電磁開閉器、コイルボビン、トランス、ソケット、ヒューズホルダーが挙げられる。より好ましくは、液滴がかかる可能性のある電気部品として、洗濯機のコネクタや電子レンジの電路盤が挙げられる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。なお、実施例および比較例で得られた組成物で試験片を作成し、試験片の物性測定は、次の方法に従って行った。
（１）耐トラッキング特性：ＩＥＣ１１２（ＵＬ７４６Ａ）により、溶液Ａを用いて測定した比較トラッキング指数（ＣＴＩ）［単位はＶ］で評価した。
（２）伸び（引張試験） ：ＡＳＴＭ Ｄ６３８に基づき、試験片形状にＡＳＴＭ１号片を用い、試験片厚み＝１／８inchで評価した。
（３）衝撃試験 ：ＡＳＴＭ Ｄ２５６に基づき、試験片ノッチ有、試験片厚み＝１／８inchで評価した。
（４）燃焼性 ：ＵＬ９４に基づき、試験片厚み＝１／３２inchで評価した。
【００２３】
（サンプル調製法）
熱可塑性樹脂と各種添加剤とを表１に示した実施例、比較例に相当する割合で配合し、２軸混練機に一括投入した。ガラス繊維は、サイドフィーダーを用いて投入し、溶融混練により目的とする組成物を得た。用いた２軸混練機は３５ｍｍφのベント式２軸混練機（Ｌ／Ｄ＝４０）であり、同方向回転、深溝タイプで、回転数１００ｒｐｍ，シリンダー設定温度は２６０℃、吐出量３０ｋｇ／ｈｒでおこなった。
【００２４】
実施例１〜５および比較例１〜７で使用した各組成物の使用量（単位：重量部）を表１に示す。
【００２５】
実施例１〜５および比較例１〜７で得られた樹脂組成物の評価結果を表２に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
【発明の効果】
本発明において、熱可塑性樹脂にポリリン酸アンモニウム、ハロゲン系高分子難燃剤、三酸化アンチモン及び無機充填剤を特定の割合で配合することにより耐トラッキング特性に極めて優れる難燃性熱可塑性樹脂組成物ならびにそれから成形される電気部品が得られる。

Claims (4)

1. （ａ）ポリブチレンテレフタレート１００重量部に対し、（ｂ）ポリリン酸アンモニウム０．５〜５０重量部（ｃ）ハロゲン系高分子難燃剤５〜５０重量部（ｄ）三酸化アンチモン０〜１５重量部（ｅ）無機充填剤０〜５０重量部とからなることを特徴とする耐トラッキング特性に優れた難燃性熱可塑性樹脂組成物。
2. ハロゲン系高分子難燃剤が臭素系ポリスチレン難燃剤である請求項１に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
3. 請求項１又は２に記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる電気部品。
4. 電気部品が配電部品である請求項３記載の電気部品。