JP4080254B2 - Flame retardant resin composition and molded product therefrom - Google Patents

Description

【００１２】
本発明の樹脂組成物は、（Ａ）ゴム変性スチレン系樹脂（Ａ成分）、（Ｂ）ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ成分）および（Ｃ）上記式（１−ａ）で示され、酸価が０．７ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である有機リン化合物（Ｃ成分）を含有する。上記Ａ成分及びＢ成分は成形用樹脂組成物の主成分であり、Ｃ成分は難燃性を付与するための成分である。
【００１３】
本発明のＡ成分として使用するスチレン系樹脂とは、スチレン、α−メチルスチレンまたはビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体の単独重合体または共重合体、これらの単量体とアクリロニトリル、メチルメタクリレート等のビニル単量体との共重合体、ポリブタジエン等のジエン系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、アクリル系ゴムなどにスチレンおよび／またはスチレン誘導体、またはスチレンおよび／またはスチレン誘導体と他のビニルモノマーをグラフト重合させたものである。スチレン系樹脂の具体例としては、例えばポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート・アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・エチレンプロピレン系ゴム・スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）等の樹脂、またはこれらの混合物が挙げられる。耐衝撃性の観点からは、ゴム変性スチレン系樹脂が好ましく、ゴム変性スチレン系樹脂はビニル芳香族系重合体よりなるマトリックス中にゴム状重合体が粒子状に分散してなる重合体をいい、ゴム状重合体の存在下に芳香族ビニル単量体、必要に応じてビニル単量体を加えて単量体混合物を公知の塊状重合、塊状懸濁重合、溶液重合または乳化重合することにより得られる。
【００１４】
前記ゴム状重合体の例としては、ポリブタジエン、ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン）等のジエン系ゴムおよび上記ジエンゴムを水素添加した飽和ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系ゴム、およびエチレン−プロピレン−ジエンモノマー三元共重合体（ＥＰＤＭ）等を挙げることができ、特にジエン系ゴムが好ましい。
【００１５】
上記のゴム状重合体の存在下に重合させるグラフト共重合可能な単量体混合物中の必須成分の芳香族ビニル単量体は、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン等であり、スチレンが最も好ましい。
【００１６】
必要に応じて添加することが可能な、ビニル単量体としては、アクリロニトリル、メチルメタクリレート等が挙げられる。
【００１７】
ゴム変性スチレン樹脂におけるゴム状重合体は、１〜５０重量％、好ましくは２〜４０重量％である。グラフト重合可能な単量体混合物は、９９〜５０重量％、好ましくは９８〜６０重量％である。この範囲内では目的とする樹脂組成物の耐衝撃性と剛性のバランスが向上し、熱安定性が良い。
【００１８】
本発明におけるスチレン系樹脂の分子量の尺度である還元粘度η_sp／Ｃ（０．５ｇ／ｄｌ、トルエン溶液、３０℃測定）は、０．２〜１．５ｄｌ／ｇであり、好ましくは０．３〜１．４ｄｌ／ｇである。ゴム変性スチレン系樹脂の還元粘度η_sp／Ｃに関する上記条件を満たすための手段としては、重合開始材料、重合温度、連鎖移動剤量の調整等を挙げることができる。還元粘度が低いと耐熱性、耐衝撃性も低くなる。
【００１９】
本発明で使用されるスチレン系樹脂としては、好ましくは耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）である。
【００２０】
本発明において、Ｂ成分として用いられるポリフェニレンエーテル系樹脂（以下ＰＰＥと略）は下記一般式（２）で示される結合単位からなる単独重合体及び／又は共重合体である。
【００２１】
【化４】

【００２２】
（ここでＲ¹〜Ｒ⁴は同一または異なっていてもよく、水素原子または任意の炭化水素基を示す。）
かかるＰＰＥの具体例としては、（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテル、（２，６−ジエチル−１，４−フェニレン）エーテル、（２，６−ジプロピル−１，４−フェニレン）エーテル、（２−メチル−６−エチル−１，４−フェニレン）エーテル、（２−メチル−６−プロピル−１，４−フェニレン）エーテル、（２，３，６−トリメチル−１，４−フェニレン）エーテル等の単独重合体及び／又は共重合体が挙げられ、特に好ましくはポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルが挙げられる。また、これらのＰＰＥにスチレン系化合物がグラフト重合した共重合体であっても良い。かかるＰＰＥの製造法は特に限定されるものではなく、例えば、米国特許第３，３０６，８７４号記載の方法による第一銅塩とアミン類の錯体を触媒として用い、２，６−キシレノールを酸化重合することにより容易に製造できる。
【００２３】
本発明で用いられるＰＰＥの分子量の尺度である還元粘度η_sp／Ｃ（０．５ｇ／ｄｌ、トルエン溶液、３０℃測定）は、０．２〜０．７ｄｌ／ｇであり、好ましくは０．３〜０．６ｄｌ／ｇである。還元粘度が本範囲内のＰＰＥは成形加工性、機械物性のバランスがよく、ＰＰＥ製造時の触媒量等を調製する事により、容易に還元粘度を調製することが可能である。
【００２４】
Ａ成分を１００重量部としたとき、Ｂ成分は１〜１００重量部であり、好ましくは２〜７０重量部、より好ましくは３〜４０重量部、特に好ましくは５〜２５重量部である。１重量部より少ないと難燃性および耐熱性に劣り、１００重量部より多く添加すると流動性に劣り、また、コスト的にも不利である。
【００２５】
本発明において、Ｃ成分として使用する有機リン化合物は、下記式（１−ａ）で表される。
【００２６】
【化５】

【００２８】
前記式（１−ａ）で表される有機リン化合物（Ｃ成分）は、当該樹脂に対して極めて優れた難燃効果を発現する。本発明者らが知る限り、従来当該樹脂のハロゲンフリーによる難燃化において、リン化合物単独の使用でＶ−０レベルを達成することは困難であり、実用上多くの問題点があった。リン化合物を使用してＶ−０レベルを達成するためには多量のリン化合物を使用する必要があった。更に従来のリン化合物は低沸点化合物であり、比較的高温で押出および成形を行う当該樹脂において、押出時のガス発生や成形時の金型汚染等の問題が発生した。又、更に通常のリン化合物をスチレン系樹脂に添加すると耐熱性が極端に低下し、スチレン系樹脂本来の特徴を損なう事が一般に知られている。
【００２９】
ところが本発明によれば、前記有機リン化合物（Ｃ成分）は驚くべきことにそれ自体単独の少量使用により当該樹脂のＶ−０レベルの難燃化が容易に達成され、更に驚くべき事に耐熱性の低下を起こさない。本発明により得られた樹脂組成物は、ベース樹脂からのＨＤＴ保持率が８０％以上であり、かかる保持率の範囲では実用上大きな欠点となり得ず、ベース樹脂本来の高い耐熱性を保持することを特徴とする。ＨＤＴ保持率が好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上であり、特に好ましくは９５％以上である。
【００３０】
しかし本発明ではＣ成分の他に、Ｃ成分以外のリン化合物、フッ素含有樹脂または他の添加剤は、Ｃ成分の使用割合の低減、成形品の難燃性の改善、成形品の物理的性質の改良、成形品の化学的性質の向上またはその他の目的のために当然配合することができる。これらの他の配合成分については後に具体的に説明する。
【００３３】
次に本発明における前記有機リン化合物（Ｃ成分）の合成法について説明する。Ｃ成分は、以下に説明する方法以外の方法によって製造されたものであってもよい。
【００３４】
Ｃ成分は例えばペンタエリスリトールに三塩化リンを反応させ、続いて酸化させた反応物を、ナトリウムメトキシド等のアルカリ金属化合物により処理し、次いでアラルキルハライドを反応させることにより得られる。
【００３５】
また、ペンタエリスリトールにアラルキルホスホン酸ジクロリドを反応させる方法や、ペンタエリスリトールに三塩化リンを反応させることによって得られた化合物にアラルキルアルコールを反応させ、次いで高温でＡｒｂｕｚｏｖ転移を行う方法により得ることもできる。後者の反応は、例えば米国特許第３，１４１，０３２号明細書、特開昭５４−１５７１５６号公報、特開昭５３−３９６９８号公報に開示されている。
【００３６】
Ｂ−１成分の具体的合成法を以下説明するが、この合成法は単に説明のためであって、本発明において使用されるＣ成分は、これら合成法のみならず、その改変およびその他の合成法で合成されたものであってもよい。より具体的な合成法は後述する調製例に説明される。
（ｉ）Ｃ成分中の前記（１−ａ）の有機リン化合物；
ペンタエリスリトールに三塩化リンを反応させ、次いでターシャリーブタノールにより酸化させた反応物を、ナトリウムメトキシドにより処理し、２−フェニルエチルブロマイドを反応させることにより得ることができる。
【００３７】
前述したＣ成分は、その酸価が好ましくは０．７ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるものが使用される。酸価がこの範囲のＣ成分を使用することにより、難燃性および色相に優れた成形品が得られ、かつ熱安定性の良好な成形品が得られる。ここで酸価とは、サンプル（Ｃ成分）１ｇ中の酸成分を中和するのに必要なＫＯＨの量（ｍｇ）を意味する。
【００３８】
さらに、Ｃ成分は、そのＨＰＬＣ純度が、好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％であるものが使用される。かかる高純度のものは成形品の難燃性、色相、および熱安定性に優れ好ましい。ここでＣ成分のＨＰＬＣ純度の測定は、以下の方法を用いることにより効果的に測定が可能となる。
【００３９】
カラムは野村化学（株）製Ｄｅｖｅｌｏｓｉｌ ＯＤＳ−７ ３００ｍｍ×４ｍｍφを用い、カラム温度は４０℃とした。溶媒としてはアセトニトリルと水の６：４（容量比）の混合溶液を用い、５μｌを注入した。検出器はＵＶ−２６０ｎｍを用いた。
【００４０】
Ｃ成分中の不純物を除去する方法としては、特に限定されるものではないが、水、メタノール等の溶剤でリパルプ洗浄（溶剤で洗浄、ろ過を数回繰り返す）を行う方法が最も効果的で、且つコスト的にも有利である。
【００４１】
前記Ｃ成分は、スチレン系樹脂成分（Ａ成分）１００重量部に対して１〜１００重量部、好ましくは５〜９０重量部、より好ましくは１０〜７０重量部の範囲で配合される。特に１５〜５０重量部の範囲が好ましい。Ｃ成分の配合割合は、所望する難燃性レベル、スチレン系樹脂成分（Ａ成分）の種類などによりその好適範囲が決定される。さらに他の難燃剤、難燃助剤、フッ素含有樹脂の使用によってもＣ成分の配合量を変えることができ、多くの場合、これらの使用によりＣ成分の配合割合を低減することができる。
【００４２】
前記した本発明の難燃性樹脂組成物は、ハロゲンを実質的に含有しない組成物であり、Ｖ−０レベルの難燃性が達成される。本発明の樹脂組成物は、具体的には厚さ３．２ｍｍの成形品においてＵＬ−９４規格の難燃レベルＶ−０を達成することができる。
【００４３】
本発明の難燃性樹脂組成物において、有機リン化合物（Ｃ成分）以外に、他の難燃剤としてリンまたはリン化合物（Ｄ成分）を併用することができる。Ｄ成分としては下記（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）を例示することができる。
（Ｄ−１）；赤リン
（Ｄ−２）；下記一般式（Ｄ−２）で表されるトリアリールホスフェート
【００４４】
【化７】

【００４５】
（Ｄ−３）；下記一般式（Ｄ−３）で表される縮合リン酸エステル
【００４６】
【化８】

【００４７】
（Ｄ−４）；下記一般式（Ｄ−４）で表される縮合リン酸エステル
【００４８】
【化９】

【００４９】
（Ｄ−５）；下記一般式（Ｄ−５）で表される有機リン化合物
【００５０】
【化１０】

【００５１】
前記式（Ｄ−２）〜（Ｄ−４）中Ｑ¹〜Ｑ⁴は、それぞれ同一もしくは異なっていてもよく、炭素数６〜１５のアリール基、好ましくは炭素数６〜１０のアリール基である。このアリール基の具体例としてはフェニル基、ナフチル基、またはアントリル基が挙げられる。これらアリール基は１〜５個、好ましくは１〜３個の置換基を有していてもよく、その置換基としては、（ｉ）メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ネオペンチル基およびノニル基の如き炭素数１〜１２のアルキル基、好ましくは炭素数１〜９のアルキル基、（ｉｉ）メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基およびペントキシ基の如き炭素数１〜１２のアルキルオキシ基、好ましくは炭素数１〜９のアルキルオキシ基、（ｉｉｉ）メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基およびペンチルチオ基の如き炭素数１〜１２のアルキルチオ基、好ましくは炭素数１〜９のアルキルチオ基および（ｉｖ）Ａｒ⁶−Ｗ¹−式で表される基（ここでＷ¹は−Ｏ−、−Ｓ−または炭素数１〜８、好ましくは炭素数１〜４のアルキレン基を示し、Ａｒ⁶は炭素数６〜１５、好ましくは炭素数６〜１０のアリール基を示す）が挙げられる。
【００５２】
前記式（Ｄ−５）の芳香族環は１〜４個、好ましくは１〜３個の置換基を有していてもよく、その置換基としては、（ｉ）メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ネオペンチル基およびノニル基の如き炭素数１〜１２のアルキル基、好ましくは炭素数１〜９のアルキル基、（ｉｉ）メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基およびペントキシ基の如き炭素数１〜１２のアルキルオキシ基、好ましくは炭素数１〜９のアルキルオキシ基、（ｉｉｉ）メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基およびペンチルチオ基の如き炭素数１〜１２のアルキルチオ基、好ましくは炭素数１〜９のアルキルチオ基および（ｉｖ）Ａｒ⁶−Ｗ¹−式で表される基（ここでＷ¹は−Ｏ−、−Ｓ−または炭素数１〜８、好ましくは炭素数１〜４のアルキレン基を示し、Ａｒ⁶は炭素数６〜１５、好ましくは炭素数６〜１０のアリール基を示す）が挙げられる。
【００５３】
式（Ｄ−３）および（Ｄ−４）において、Ａｒ⁴およびＡｒ⁵は、両者が存在する場合（Ｄ−４の場合）には同一または異なっていてもよく、炭素数６〜１５のアリーレン基、好ましくは炭素数６〜１０のアリーレン基を示す。具体例としては、フェニレン基またはナフチレン基が挙げられる。このアリーレン基は１〜４個、好ましくは１〜２個の置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、（ｉ）メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基およびｔｅｒｔ−ブチル基の如き炭素数１〜４のアルキル基、（ｉｉ）ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基およびクミル基の如き炭素数７〜２０のアラルキル基、（ｉｉｉ）Ｑ⁵−Ｗ²−式で示される基（ここでＷ²は−Ｏ−または−Ｓ−を示し、Ｑ⁵は炭素数１〜４、好ましくは炭素数１〜３のアルキル基または炭素数６〜１５、好ましくは６〜１０のアリール基を示す）および（ｉｖ）フェニル基の如き炭素数６〜１５のアリール基が挙げられる。
【００５４】
式（Ｄ−３）および（Ｄ−４）において、ｍは１〜５の整数、好ましくは１〜３の整数を示し、特に好ましくは１である。
【００５５】
式（Ｄ−４）においてＺはＡｒ⁴およびＡｒ⁵を結合する単結合もしくは基であり、−Ａｒ⁴−Ｚ−Ａｒ⁵−は通常ビスフェノールから誘導される残基である。かくしてＺは単結合、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＳＯ₂−または炭素数１〜３のアルキレン基を示し、好ましくは単結合、−Ｏ−、またはイソプロピリデンである。
【００５６】
前記（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）のリンまたはリン化合物以外のリン化合物であってもＣ成分と併用することができる。
【００５７】
前記（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）のリンもしくはリン化合物を樹脂組成物に配合する場合、その割合は、有機リン化合物（Ｃ成分）１００重量部当たり、好ましくは１〜１００重量部、より好ましくは５〜８０重量部、特に好ましくは１０〜６０重量部の範囲が適当である。前記（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）のリンもしくはリン化合物の内、好ましくは（Ｄ−２）〜（Ｄ−５）のリン化合物である。
【００５８】
本発明の樹脂組成物には難燃助剤として、更に下記化学式で示されるビスクミル（Ｅ成分）を配合することができる。
【００５９】
【化１１】

【００６０】
このビスクミル化合物の芳香族環は１〜５個、好ましくは１〜３個の置換基を有していてもよく、その置換基としては、（ｉ）メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ネオペンチル基およびノニル基の如き炭素数１〜１２のアルキル基、好ましくは炭素数１〜９のアルキル基、（ｉｉ）メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基およびペントキシ基の如き炭素数１〜１２のアルキルオキシ基、好ましくは炭素数１〜９のアルキルオキシ基、（ｉｉｉ）メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基およびペンチルチオ基の如き炭素数１〜１２のアルキルチオ基、好ましくは炭素数１〜９のアルキルチオ基および（ｉｖ）Ａｒ⁶−Ｗ¹−式で表される基（ここでＷ¹は−Ｏ−、−Ｓ−または炭素数１〜８、好ましくは炭素数１〜４のアルキレン基を示し、Ａｒ⁶は炭素数６〜１５、好ましくは炭素数６〜１０のアリール基を示す）が挙げられる。
【００６１】
このビスクミル（Ｅ成分）は、スチレン系樹脂成分（Ａ成分）１００重量部に対して０．０１〜３重量部、好ましくは０．０２〜２重量部、特に好ましくは０．０３〜１重量部配合される。このビスクミルを前記割合で配合することによる難燃効果はラジカル発生によるものと推測され、その結果として難燃性のレベルが向上する。
【００６２】
本発明の樹脂組成物には、さらに知られた難燃助剤を配合することができる。難燃助剤としては、例えばシリコーンオイルを挙げることができる。かかるシリコーンオイルとしては、ポリジオルガノシロキサンを骨格とし、好ましくはポリジフェニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジメチルシロキサン、あるいはそれらの任意の共重合体または混合物であり、なかでもポリジメチルシロキサンが好ましく用いられる。その粘度は好ましくは０．８〜５０００センチポイズ（２５℃）、より好ましくは１０〜１０００センチポイズ（２５℃）、さらに好ましくは５０〜５００センチポイズ（２５℃）であり、かかる粘度の範囲のものは難燃性に優れ好ましい。かかるシリコーンオイルの配合量は、スチレン系樹脂成分（Ａ成分）１００重量部に対して、０．５〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００６３】
さらに本発明の樹脂組成物は種々の難燃性改良剤を配合することもできる。本発明の樹脂組成物に配合することができる難燃性改良剤の例として、フェノール樹脂やエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００６４】
難燃性改良剤として使用されるフェノール樹脂とは、フェノール性水酸基を複数有する高分子であれば任意であり、例えばノボラック型、レゾール型および熱反応型の樹脂、あるいはこれらを変性した樹脂が挙げられる。これらは、硬化剤未添加の未硬化樹脂、半硬化樹脂、あるいは硬化樹脂であってもよい。中でも、硬化剤未添加で非反応性であるフェノールノボラック樹脂が難燃性、耐衝撃性、経済性の点で好ましい。また、形状は特に限定されず、粉砕品、粒状、フレーク状、粉末状、針状、液状など何れも使用できる。上記フェノール樹脂は必要に応じて１種または２種以上の混合物として使用することができる。
【００６５】
フェノール樹脂は特に限定するものではなく、一般に市販されているものを使用することができる。例えば、ノボラック型フェノール樹脂の場合、フェノール類とアルデヒド類のモル比を１：０．７〜１：０．９となるように反応槽に仕込み、さらにシュウ酸、塩酸、硫酸、トルエンスルホン酸等の触媒を加えた後に加熱、還流反応を行う。生成した水を除去するため真空脱水あるいは静置脱水し、さらに残っている水と未反応のフェノール類を除去することにより得られる。これらの樹脂は複数の原料成分を用いることにより、共縮合フェノール樹脂を得ることができ、これについても同様に使用することができる。
【００６６】
また、レゾール型フェノール樹脂の場合、フェノール類とアルデヒド類のモル比を１：１〜１：２となるように反応槽に仕込み、さらに水酸化ナトリウム、アンモニア水、その他の塩基性物質などの触媒を加えた後、ノボラック型フェノール樹脂と同様の操作を行うことによって得ることができる。
【００６７】
ここで、フェノール類とはフェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、チモール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、カテコール、イソオイゲノール、ｏ−メトキシフェノール、４，４’−ジヒドロキシフェニルプロパン、サルチル酸イソアミル、サルチル酸ベンジル、サルチル酸メチル、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等が挙げられる。これらのフェノール類は必要に応じて１種または２種以上の混合物として用いることができる。一方、アルデヒド類とは、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、ポリオキシメチレン、トリオキサン等が挙げられる。これらのアルデヒド類についても必要に応じて１種または２種以上の混合物として用いることができる。
【００６８】
フェノール樹脂の分子量についても、特に限定されるものではないが、好ましくは数平均分子量２００〜２，０００、さらに好ましくは４００〜１，５００の範囲のものが機械的物性、成形加工性、経済性に優れ好ましい。
【００６９】
難燃性改良剤として使用されるエポキシ樹脂とは、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらのエポキシ樹脂は、その使用にあたって１種類のみに限定されるものではなく、２種類以上の併用または、各種変性されたものでも使用可能である。
【００７０】
前記難燃性改良樹脂を配合する場合、その割合は、Ａ成分１００重量部に対して０．０１〜４５重量部、好ましくは０．１〜４０重量部、特に好ましくは０．５〜３５重量部である。
【００７１】
本発明の難燃性樹脂組成物には、さらに滴下防止剤としてフッ素含有樹脂を配合することができる。フッ素含有樹脂の配合により成形品の難燃性が改良される。殊に成形品の燃焼テストにおける滴下が抑制される。
【００７２】
滴下防止剤として使用するフッ素含有樹脂としては、フィブリル形成能を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばテトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ビニルフルオライド、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン等のフッ素含有モノマーの単独または共重合体が挙げられる。特にフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンが好ましい。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンとしてはテトラフルオロエチレンを乳化重合して得られるラテックスを凝析および乾燥した粉末（いわゆるポリテトラフルオロエチレンのファインパウダーであり、ＡＳＴＭ規格においてタイプ３に分類されるもの）が挙げられる。あるいはそのラテックスに界面活性剤を加え濃縮および安定化して製造される水性分散体（いわゆるポリテトラフルオロエチレンのディスパージョン）が挙げられる。
【００７３】
かかるフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンの分子量は、標準比重から求められる数平均分子量において１００万〜１，０００万、より好ましく２００万〜９００万である。
【００７４】
さらにかかるフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンは、１次粒子径が０．０５〜１．０μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは０．１〜０．５μｍである。ファインパウダーを使用する場合の２次粒子径としては１〜１，０００μｍのものが使用可能であり、さらに好ましくは１０〜５００μｍのものを用いることができる。
【００７５】
かかるポリテトラフルオロエチレンはＵＬ規格の垂直燃焼テストにおいて試験片の燃焼テスト時に溶融滴下防止性能を有しており、かかるフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンとしては具体的には、例えば三井・デュポンフロロケミカル（株）製のテフロン６Ｊおよびテフロン３０Ｊ、ダイキン化学工業（株）製のポリフロンＭＰＡ ＦＡ−５００、ポリフロンＦ−２０１ＬおよびポリフロンＤ−１、および旭アイシーアイフロロポリマーズ（株）製のＣＤ０７６などを挙げることができる。
【００７６】
かかるポリテトラフルオロエチレンはファィンパウダーにおいて、２次凝集を防止するために各種の処理を施したものがより好ましく使用される。かかる処理としては、ポリテトラフルオロエチレンの表面を焼成処理することが挙げられる。またかかる処理としては、フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンの表面を非フィブリル形成能のポリテトラフルオロエチレンで被覆することが挙げられる。本発明においてより好ましいのは後者の処理を行ったポリテトラフルオロエチレンである。前者の場合には、目的とするフィブリル形成能が低下しやすいためである。かかる場合フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンが全体量の７０〜９５重量％の範囲であることが好ましい。またフィブリル非形成能ポリテトラフルオロエチレンとしては、その分子量が標準比重から求められる数平均分子量において１万〜１００万、より好ましく１万〜８０万である。
【００７７】
かかるポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと称することがある）は、上記の通り固体形状の他、水性分散液形態のものも使用可能である。
【００７８】
かかるポリテトラフルオロエチレンは、通常の固体形状の他、水性エマルジョン、およびディスパージョン形態のものも使用可能であるが、分散剤成分が耐湿熱性に悪影響を与えやすいため、特に固体状態のものが好ましく使用できる。
【００７９】
またかかるフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンは樹脂中での分散性を向上させ、さらに良好な外観および機械的特性を得るために、ポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンとビニル系重合体のエマルジョンとの凝集混合物も好ましい形態として挙げることができる。
【００８０】
ここでビニル系重合体としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ＨＩＰＳ、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＭＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ポリメチル（メタ）アクリレート、スチレンおよびブタジエンからなるブロック共重合体およびその水添共重合体、スチレンおよびイソプレンからなるブロック共重合体、およびその水添共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレンのランダム共重合体およびブロック共重合体、エチレン−ブテンのランダム共重合体およびブロック共重合体、エチレンとα−オレフィンの共重合体、エチレン−ブチルアクリレート等のエチレン−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体、ブチルアクリレート−ブタジエン等のアクリル酸エステル−ブタジエン共重合体、ポリアルキル（メタ）アクリレート等のゴム質重合体、ポリオルガノシロキサンおよびポリアルキル（メタ）アクリレートを含む複合ゴム、さらにかかる複合ゴムにスチレン、アクリロニトリル、ポリアルキルメタクリレート等のビニル系単量体をグラフトした共重合体等を挙げることができる。
【００８１】
かかる凝集混合物を調製するためには、平均粒子径０．０１〜１μｍ、特に０．０５〜０．５μｍを有する上記ビニル系重合体の水性エマルジョンを、平均粒子径０．０５〜１０μｍ、特に０．０５〜１．０μｍを有するポリテトラフルオロエチレンの水性エマルジョンと混合する。かかるポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンは、含フッ素界面活性剤を用いる乳化重合でポリテトラフルオロエチレンを重合させることにより得られる。なお、かかる乳化重合の際、ヘキサフルオロプロピレン等の他の共重合体成分をポリテトラフルオロエチレン全体の１０重量％以下で共重合させることも可能である。
【００８２】
なお、かかる凝集混合物を得る際には、適当なポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンは通常４０〜７０重量％、特に５０〜６５重量％の固形分含量を有し、ビニル系重合体のエマルジョンは２５〜６０重量％、特に３０〜４５重量％の固形分を有するものが使用される。さらに凝集混合物中のポリテトラフルオロエチレンの割合は、凝集混合物に使用されるビニル系重合体との合計１００重量％中、１〜８０重量％、特に１〜６０重量％のものが好ましく使用できる。上記のエマルジョンを混合後、攪拌混合し塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等の金属塩を溶解した熱水中に投入し、塩析、凝固させることにより分離回収する製造方法を好ましく挙げることができる。他に攪拌した混合エマルジョンをスプレー乾燥、凍結乾燥等の方法により回収する方法も挙げることができる。
【００８３】
また、フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンとビニル系重合体のエマルジョンとの凝集混合物の形態は種々のものが使用可能であり、例えばポリテトラフルオロエチレン粒子の周りをビニル系重合体が取り囲んだ形態、ビニル系重合体の周りをポリテトラフルオロエチレンが取り囲んだ形態、１つの粒子に対して、数個の粒子が凝集した形態などを挙げることができる。
【００８４】
さらに、凝集混合体のさらに外層に、同じまたは別の種類のビニル系重合体がグラフト重合したものも使用可能である。かかるビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、アクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸ドデシル、アクリロニトリル、アクリル酸−２−エチルヘキシルを好ましく挙げることができ、これらは単独でもまた共重合することも可能である。
【００８５】
上記のフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンとビニル系重合体のエマルジョンとの凝集混合物の市販品としては、三菱レイヨン（株）よりメタブレン「Ａ３０００」、およびＧＥスペシャリティーケミカルズ社より「ＢＬＥＮＤＥＸ４４９」を代表例として挙げることができる。
【００８６】
フッ素含有樹脂を配合する場合その割合は、Ａ成分１００重量部に対して０．０１〜１０重量部が好ましく、より好ましくは０．１〜５重量部である。０．０１重量部以上では十分な溶融滴下防止性能が得られ易く、１０重量部以下では外観不良や分散不良を起こし難くなり、さらに経済的にも有利となるため好ましい。
【００８７】
本発明の難燃性樹脂組成物には、種々の添加剤、例えば、難燃助剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤などの劣化防止剤、滑剤、帯電防止剤、離型剤、可塑剤、ガラス繊維、炭素繊維などの補強繊維、タルク、マイカ、ワラストナイトなどの充填剤、顔料などの着色剤などを添加しても良い。前記添加剤の使用量は、耐熱性、耐衝撃性、機械的強度などを損なわない範囲で、添加剤の種類に応じて適当に選択できる。
【００８８】
本発明の難燃性樹脂組成物の調整は、Ａ〜Ｃ成分および必要に応じてその他成分を、Ｖ型ブレンダー、スーパーミキサー、スーパーフローター、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いて予備混合した組成物であっても良いが、通常、前記予備混合物を均一に溶融混合した混合物である場合が多い。このような混合物は、前記予備混合物を混練手段を用い、例えば、２００〜２５０℃、好ましくは２１０〜２４０℃程度の温度で溶融混練し、ペレット化することより得ることができる。混練手段としては、種々の溶融混合機、例えば、ニーダー、単軸または二軸押出機などが使用できるが、二軸押出機などを用いて樹脂組成物を溶融して、サイドフィーダーにより液体成分を注入し、押出し、ペレタイザーによりペレット化する場合が多い。
【００８９】
本発明の難燃性樹脂組成物は、オフィスオートメーション機器部品、家電製品部品、自動車部品などの種々の成形品を成形する材料として有用である。このような成形品は慣用の方法、例えば、ペレット状難燃性樹脂組成物を射出成形機を用いて、例えば、２００〜２５０℃程度のシリンダー温度で射出成形することにより製造できる。
【００９０】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。なお、評価は下記の方法で行った。
（１）難燃性（ＵＬ−９４評価）
難燃性は厚さ３．２ｍｍ（１／８インチ）のテストピースを用い、難燃性の評価尺度として、米国ＵＬ規格のＵＬ−９４に規定されている垂直燃焼試験に準じて評価を行った。
（２）酸素指数（Ｌ．Ｏ．Ｉ．）
ＪＩＳ−Ｋ−７２０１酸素指数法による高分子材料の燃焼試験方法に準拠して行った。
（３）荷重たわみ温度（ＨＤＴ）
ＡＳＴＭ−Ｄ６４８に準拠した方法により６．３５ｍｍ（１／４インチ）試験片を用いて１８．５Ｋｇ荷重で測定した。また、荷重たわみ温度保持率（Ｍ）は、使用した樹脂（Ａ成分とＢ成分の混合物）からの成形品の荷重たわみ温度ｘ（℃）と難燃性樹脂組成物（Ａ成分〜Ｃ成分の混合物）からの成形品の荷重たわみ温度ｙ（℃）を測定し、Ｍ＝（ｙ／ｘ）×１００（％）の計算式により算出した。
（４）流動性（ＭＶＲ）
ＪＩＳ−Ｋ−７２１０に準拠して行った。
【００９１】
調製例１
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−１）の調製
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器にペンタエリスリトール８１６．９ｇ（６．０モル）、ピリジン１９．０ｇ（０．２４モル）、トルエン２２５０．４ｇ（２４．４モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に三塩化リン１６５１．８ｇ（１２．０モル）を該滴下ロートを用い添加し、添加終了後、６０℃にて加熱攪拌を行った。反応後、室温まで冷却し、得られた反応物に塩化メチレン２６．５０部を添加し、氷冷しながらターシャリーブタノール８８９．４ｇ（１２．０モル）および塩化メチレン１５０．２ｇ（１．７７モル）を滴下した。得られた結晶をトルエンおよび塩化メチレンにて洗浄しろ過した。得られたろ取物を８０℃、１．３３×１０²Ｐａで１２時間乾燥し、白色の固体１３４１．１ｇ（５．８８モル）を得た。得られた固体は³¹Ｐ、¹ＨＮＭＲスペクトルにより２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイドである事を確認した。
【００９２】
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に得られた２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイド１３４１．０ｇ（５．８８モル）、ＤＭＦ６５３４．２ｇ（８９．３９モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に氷冷下ナトリウムメトキシド６４８．７ｇ（１２．０１モル）を添加した。氷冷にて２時間攪拌した後に、室温にて５時間攪拌を行った。さらにＤＭＦを留去した後に、ＤＭＦ２６１３．７ｇ（３５．７６モル）を添加し、該反応混合物に氷冷にて（２−ブロモエチル）ベンゼン２１８３．８ｇ（１１．８モル）滴下した。氷冷下３時間攪拌した後、ＤＭＦを留去し、水８Ｌを加え、析出した固体を濾取、水２Ｌで２回洗浄した。得られた粗精製物とメタノール４Ｌをコンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に入れ、約２時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール２Ｌで洗浄した後、得られたろ取物を１２０℃、１．３３×１０²Ｐａで１９時間乾燥し、白色の粉末１９２４．４ｇ（４．４１モル）を得た。得られた固体は³¹ＰＮＭＲ、¹ＨＮＭＲスペクトルおよび元素分析により２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイドである事を確認した。³¹ＰＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定したＨＰＬＣ純度は９９％であった。酸価は０．０３ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００９３】
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，３００ＭＨｚ）：δ７．１−７．４（ｍ，１０Ｈ），３．８５−４．６５（ｍ，８Ｈ），２．９０−３．０５（ｍ，４Ｈ），２．１−２．３（ｍ，４Ｈ）、³¹Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１２０ＭＨｚ）：δ３１．５（Ｓ）、融点：２４５−２４６℃、元素分析 計算値：Ｃ，５７．８０；Ｈ，６．０１、測定値：Ｃ，５８．００；Ｈ，６．０７
【００９４】
調製例２
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−２）の調製
攪拌機、温度計、コンデンサーを有する反応容器に、３，９−ジ（２−フェニルエトキシ）−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン４３６．４ｇ（１．０ｍｏｌ）および２−フェニルエチルブロマイド３７０．１ｇ（２．０ｍｏｌ）を充填し、室温下攪拌しながら、乾燥窒素をフローさせた。次いでオイルバスで加熱を開始し、オイルバス温度１８０℃で１０時間保持した。その後オイルバスを取り除き室温まで冷却した。得られた白色固体状の反応物にメタノール２０００ｍｌを加えて攪拌洗浄後、グラスフィルターを用いて白色粉末を濾別した。次いで濾別した白色粉末をとメタノール４０００ｍｌをコンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に入れ、約２時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール２０００ｍＬで洗浄した。得られた白色粉末を１００Ｐａ、１２０℃で８時間乾燥させて、２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイド３６２．３ｇを得た。生成物は質量スペクトル分析、¹Ｈ、³¹Ｐ核磁気共鳴スペクトル分析および元素分析でビス２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイドであることを確認した。収率８３％、ＨＰＬＣ純度９９．３％、酸価０．４１ＫＯＨｍｇ／ｇであった。
【００９５】
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，３００ＭＨｚ）：δ７．１−７．４（ｍ，１０Ｈ），３．８５−４．６５（ｍ，８Ｈ），２．９０−３．０５（ｍ，４Ｈ），２．１−２．３（ｍ，４Ｈ）、³¹Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１２０ＭＨｚ）：δ３１．５（Ｓ）、融点：２４５−２４６℃
【００９６】
調製例３
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−３）の調製
攪拌機、温度計、コンデンサーを有する反応容器に、３，９−ジ（２−フェニルエトキシ）−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン４３６．４ｇ（１．０ｍｏｌ）および２−フェニルエチルブロマイド３７０．１ｇ（２．０ｍｏｌ）を充填し、室温下攪拌しながら、乾燥窒素をフローさせた。次いでオイルバスで加熱を開始し、オイルバス温度１８０℃で１０時間保持した。その後オイルバスを取り除き室温まで冷却した。発生した白色固体を濾取し、１００℃、１．３３×１０Ｐａにて減圧乾燥を行った。得られた白色固体は³¹Ｐ、¹ＨＮＭＲスペクトルにより２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイドである事を確認した。酸価は１．３ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００９７】
実施例、比較例で用いる各成分は以下のものを用いた。
（イ）スチレン系樹脂（Ａ成分）
市販の耐衝撃性ポリスチレン（Ａ＆Ｍスチレン製スタイロンＨ９１５２）を用いた（以下ＨＩＰＳと称する）。
（ロ）ポリフェニレンエーテル系樹脂（Ｂ成分）
市販のポリフェニレンエーテル（旭化成製ザイロン）を用いた（以下ＰＰＥと称する）。
（ハ）有機リン化合物（Ｃ成分）
▲１▼調製例１で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ａｒ¹およびＡｒ²がフェニル基であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が水素原子であり、ＡＬ¹およびＡＬ²がメチレン基であり、ｐおよびｑが０であるリン系化合物（以下ＦＲ−１と称する）｝
▲２▼調製例２で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ａｒ¹およびＡｒ²がフェニル基であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が水素原子であり、ＡＬ¹およびＡＬ²がメチレン基であり、ｐおよびｑが０であるリン系化合物（以下ＦＲ−２と称する）｝
▲３▼調製例３で合成した高酸価２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジ（２−フェニルエチル）−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ａｒ¹およびＡｒ²がフェニル基であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴が水素原子であり、ＡＬ¹およびＡＬ²がメチレン基であり、ｐおよびｑが０であるリン系化合物（以下ＦＲ−３と称する）｝
（ニ）その他の有機リン化合物
▲１▼トリフェニルホスフェート
市販の芳香族リン酸エステル（大八化学工業（株）製ＴＰＰ）を用いた（以下ＴＰＰと称する）。
▲２▼レゾルシノールビス（ジ−２，６−ジメチルフェニルホスフェート）
市販の芳香族縮合リン酸エステル（大八化学工業（株）製ＦＰ−５００；前記一般式（Ｄ−３）でＡｒ⁴がフェニレン基、Ｑ¹、Ｑ²、Ｑ³およびＱ⁴が２，６−ジメチルフェニル基である有機リン酸エステル化合物）を用いた（以下ＦＰ−５００と称する）。
【００９８】
［実施例１〜９、比較例１〜１２、参考例１〜３］
表１〜３記載の各成分を表１〜３記載の量（重量部で表示）でタンブラーにて配合し、１５ｍｍφ二軸押出機（テクノベル製、ＫＺＷ１５）にて樹脂温２２０℃でペレット化し、得られたペレットを７０℃の熱風乾燥機にて４時間乾燥を行った。該ペレットを射出成形機（（株）日本製鋼所、Ｊ７５Ｓｉ）にてシリンダー温度２３０℃で成形した。評価結果を表１〜３に示した。
【００９９】
【表１】

【０１００】
【表２】

【０１０１】
【表３】

【０１０２】
【発明の効果】
本発明は難燃性、耐熱性、耐衝撃性に優れたスチレン系樹脂組成物を提供するものであり、この樹脂組成物はオフィスオートメーション機器部品、家電製品部品、自動車部品等の種々の成形品を成形する材料として有用であり、工業的に極めて有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flame retardant resin composition excellent in fluidity and heat resistance.
[0002]
[Prior art]
Styrenic resins have excellent impact resistance and excellent moldability, so they are used in a wide range of fields such as office automation equipment parts, home appliance parts, and automotive parts. Therefore, its use is limited. In particular, in order to increase the safety of products in recent years, flame retardant test regulations based on the subject 94 of American underwriters laboratory (UL), which is an American standard, are becoming stricter every year for office automation equipment and molded products of household electrical appliances. Therefore, a higher degree of flame retardancy is required.
[0003]
As a method for imparting flame retardancy to a flammable resin such as a styrene resin, a halogen flame retardant has been conventionally used. It is generally known that a halogen-based flame retardant can be used in combination with antimony oxide to achieve a high degree of flame retardancy. However, in recent years, halogen-based flame retardants have been used in many ways due to environmental problems such as the generation of harmful gases during combustion. Studies on flame retardants have been actively conducted.
[0004]
As such a method, many methods of adding a phosphorus flame retardant to a mixture of a styrene resin and a polyphenylene ether resin have been reported. Such a method is a method of improving thermal stability by adding a polyphenylene ether-based resin to a styrene-based resin and making it flame-retardant with a phosphorus-based flame retardant. No. 287119, JP-A-5-339417, JP-A-7-316383, JP-A-9-132893, JP-A-9-151315, and the like.
[0005]
However, none of the resin compositions of the above-mentioned publications has a significant decrease in heat resistance as compared to before the addition of the flame retardant, so it does not take advantage of the improvement in heat resistance, which is one of the characteristics of the addition of polyphenylene ether resin. It has not led to. This is because the phosphorus-based flame retardant used in the resin composition of the above publication is derived from plasticity, and uses an aromatic phosphate monomer or an aromatic phosphate ester condensate. As long as phosphorus-based flame retardants are used, it has been unavoidable.
[0006]
In addition, WO01 / 57134 discloses an example in which flame retardancy is imparted by adding a specific organic phosphorus compound to a resin component mainly composed of impact-resistant polystyrene. About polyphenylene ether, there exists description as a kind of resin which can be used as resin components other than impact-resistant polystyrene.
[0007]
Further, US Pat. No. 4,162,278 discloses an example in which a flame retardant property is imparted by adding polyphenylene ether and a specific organic phosphorus compound to impact-resistant polystyrene. However, in this patent, the amount of polyphenylene ether added is large and not only the fluidity, which is one of the major characteristics of polystyrene, is impaired, but also the flame retardancy is insufficient and it cannot be put into practical use.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to provide a resin composition that is excellent in fluidity and heat resistance and also has flame retardancy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that the above object is achieved by using a phosphorus compound having a specific structure and preferably having a low acid value. Reached.
[0010]
  That is, the present invention provides (A)Rubber-modified styrene resin(Component A), (B) polyphenylene ether resin (component B) and (C)It is shown by the following formula (1-a), and the acid value is 0.7 mgKOH / g or less.It is a resin composition comprising an organophosphorus compound (component C), and when the component A is 100 parts by weight, the component B is 1 to 100 parts by weight and the component C is 1 to 100 parts by weight. The present invention relates to a flammable resin composition. Furthermore, the present invention relates to a flame retardant resin composition characterized in that the HDT retention from the base resin is preferably 80% or more.
[0011]
[Chemical Formula 3]

[0012]
  The resin composition of the present invention comprises (A)Rubber-modified styrene resin(Component A), (B) polyphenylene ether resin (component B) and (C)It is shown by the said formula (1-a), and an acid value is 0.7 mgKOH / g or less.Contains an organophosphorus compound (component C). The A component and the B component are main components of the molding resin composition, and the C component is a component for imparting flame retardancy.
[0013]
The styrenic resin used as component A of the present invention is a homopolymer or copolymer of an aromatic vinyl monomer such as styrene, α-methylstyrene or vinyltoluene, these monomers and acrylonitrile, methyl methacrylate. Copolymers with vinyl monomers such as polybutadiene, diene rubbers such as polybutadiene, ethylene / propylene rubber, acrylic rubber, etc. with styrene and / or styrene derivatives, or styrene and / or styrene derivatives and other vinyl monomers Graft polymerized. Specific examples of the styrenic resin include polystyrene, high impact polystyrene (HIPS), acrylonitrile / styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS resin), methyl methacrylate / butadiene / styrene. Copolymer (MBS resin), Methyl methacrylate / Acrylonitrile / Butadiene / Styrene copolymer (MABS resin), Acrylonitrile / Acrylic rubber / Styrene copolymer (AAS resin), Acrylonitrile / Ethylene propylene rubber / Styrene copolymer (ABS resin) AES resin) or a mixture thereof. From the viewpoint of impact resistance, a rubber-modified styrene resin is preferable, and the rubber-modified styrene resin refers to a polymer in which a rubber-like polymer is dispersed in a particle form in a matrix made of a vinyl aromatic polymer. Aromatic vinyl monomer in the presence of rubbery polymer, and optionally vinyl monomer are added to obtain a monomer mixture by known block polymerization, block suspension polymerization, solution polymerization or emulsion polymerization. It is done.
[0014]
Examples of the rubber-like polymer include diene rubbers such as polybutadiene, poly (styrene-butadiene), poly (acrylonitrile-butadiene), saturated rubber obtained by hydrogenation of the diene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, polybutyl acrylate. Examples thereof include acrylic rubbers such as ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), and diene rubbers are particularly preferable.
[0015]
The aromatic vinyl monomer as an essential component in the graft copolymerizable monomer mixture to be polymerized in the presence of the rubbery polymer is, for example, styrene, α-methylstyrene, paramethylstyrene, and the like. Styrene is most preferred.
[0016]
Examples of vinyl monomers that can be added as needed include acrylonitrile and methyl methacrylate.
[0017]
The rubber-like polymer in the rubber-modified styrene resin is 1 to 50% by weight, preferably 2 to 40% by weight. The monomer mixture capable of graft polymerization is 99 to 50% by weight, preferably 98 to 60% by weight. Within this range, the balance between impact resistance and rigidity of the intended resin composition is improved, and thermal stability is good.
[0018]
Reduced viscosity η, which is a measure of the molecular weight of the styrenic resin in the present invention_sp/ C (0.5 g / dl, toluene solution, measured at 30 ° C.) is 0.2 to 1.5 dl / g, preferably 0.3 to 1.4 dl / g. Reduced viscosity η of rubber-modified styrene resin_spExamples of means for satisfying the above-described conditions regarding / C include adjustment of a polymerization starting material, a polymerization temperature, and a chain transfer agent amount. If the reduced viscosity is low, the heat resistance and impact resistance are also low.
[0019]
The styrenic resin used in the present invention is preferably high impact polystyrene (HIPS).
[0020]
In the present invention, the polyphenylene ether resin (hereinafter abbreviated as PPE) used as the component B is a homopolymer and / or copolymer composed of a bond unit represented by the following general formula (2).
[0021]
[Formula 4]

[0022]
(Where R¹~ R^FourMay be the same or different and each represents a hydrogen atom or any hydrocarbon group. )
Specific examples of such PPE include (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether, (2,6-diethyl-1,4-phenylene) ether, (2,6-dipropyl-1,4-phenylene). ) Ether, (2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene) ether, (2-methyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether, (2,3,6-trimethyl-1,4- Homopolymers and / or copolymers such as phenylene) ether are mentioned, and poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether is particularly preferred. Moreover, the copolymer which the styrene-type compound graft-polymerized to these PPE may be sufficient. The method for producing such PPE is not particularly limited. For example, 2,6-xylenol is oxidized using a complex of cuprous salt and amines as a catalyst according to the method described in US Pat. No. 3,306,874. It can be easily produced by polymerization.
[0023]
Reduced viscosity η, which is a measure of the molecular weight of the PPE used in the present invention_sp/ C (0.5 g / dl, toluene solution, measured at 30 ° C.) is 0.2 to 0.7 dl / g, preferably 0.3 to 0.6 dl / g. PPE having a reduced viscosity within this range has a good balance between molding processability and mechanical properties, and the reduced viscosity can be easily prepared by adjusting the amount of catalyst during the production of PPE.
[0024]
When component A is 100 parts by weight, component B is 1 to 100 parts by weight, preferably 2 to 70 parts by weight, more preferably 3 to 40 parts by weight, and particularly preferably 5 to 25 parts by weight. When the amount is less than 1 part by weight, the flame retardancy and heat resistance are poor.
[0025]
  In the present invention, the organophosphorus compound used as component C isThe following formula (1-a)It is represented by
[0026]
[Chemical formula 5]

[0028]
  Said formula(1-a)The organophosphorus compound (C component) represented by the formula expresses an extremely excellent flame retardant effect for the resin. As far as the present inventors know, it has been difficult to achieve the V-0 level with the use of a phosphorus compound alone in the conventional flame-retarding of halogen-free resin, and there have been many problems in practical use. In order to achieve V-0 levels using phosphorus compounds, it was necessary to use large amounts of phosphorus compounds. Furthermore, conventional phosphorus compounds are low boiling point compounds, and problems such as gas generation during extrusion and mold contamination during molding occur in the resin that is extruded and molded at a relatively high temperature. Further, it is generally known that when a normal phosphorus compound is added to a styrene resin, the heat resistance is extremely lowered and the original characteristics of the styrene resin are impaired.
[0029]
However, according to the present invention, the organophosphorus compound (component C) is surprisingly easily made flame retardant at the V-0 level of the resin by itself in a small amount, and more surprisingly heat resistant. Does not cause sex decline. The resin composition obtained according to the present invention has an HDT retention rate of 80% or more from the base resin, and within the range of such a retention rate, it cannot be a practical disadvantage, and retains the high heat resistance inherent to the base resin. It is characterized by. The HDT retention is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.
[0030]
However, in the present invention, in addition to the C component, a phosphorus compound other than the C component, a fluorine-containing resin, or other additives can reduce the use ratio of the C component, improve the flame retardancy of the molded product, and the physical properties of the molded product. Naturally, it can be added for the purpose of improving the chemical properties of molded articles, improving the chemical properties of molded articles, or other purposes. These other blending components will be specifically described later.
[0033]
Next, a method for synthesizing the organophosphorus compound (C component) in the present invention will be described. The component C may be produced by a method other than the method described below.
[0034]
The component C can be obtained, for example, by reacting pentaerythritol with phosphorus trichloride and subsequently treating the oxidized reaction product with an alkali metal compound such as sodium methoxide and then reacting with aralkyl halide.
[0035]
It can also be obtained by reacting pentaerythritol with aralkyl phosphonic acid dichloride, or reacting pentaerythritol with phosphorus trichloride and reacting aralkyl alcohol with a compound obtained by reacting pentaerythritol with phosphorus trichloride, followed by Arbuzov transition at high temperature. . The latter reaction is disclosed, for example, in U.S. Pat. No. 3,141,032, JP-A-54-157156, and JP-A-53-39698.
[0036]
The specific synthesis method of the component B-1 will be described below, but this synthesis method is merely for the purpose of explanation. The component C used in the present invention is not limited to these synthesis methods, but also its modifications and other syntheses. It may be synthesized by the method. A more specific synthesis method will be described in the preparation examples described later.
(I) the organophosphorus compound (1-a) in component C;
A reaction product obtained by reacting pentaerythritol with phosphorus trichloride and then oxidizing with tertiary butanol can be obtained by treating with sodium methoxide and reacting with 2-phenylethyl bromide.
[0037]
As the C component, those having an acid value of preferably 0.7 mgKOH / g or less, more preferably 0.5 mgKOH / g or less are used. By using a component C having an acid value in this range, a molded product excellent in flame retardancy and hue can be obtained, and a molded product excellent in thermal stability can be obtained. Here, the acid value means the amount (mg) of KOH necessary to neutralize the acid component in 1 g of the sample (C component).
[0038]
Furthermore, as the component C, one whose HPLC purity is preferably at least 90%, more preferably at least 95% is used. Such a high-purity product is preferable because of excellent flame retardancy, hue, and thermal stability of the molded product. Here, the HPLC purity of the C component can be effectively measured by using the following method.
[0039]
As the column, Develosil ODS-7 300 mm × 4 mmφ manufactured by Nomura Chemical Co., Ltd. was used, and the column temperature was 40 ° C. As a solvent, a mixed solution of acetonitrile and water 6: 4 (volume ratio) was used, and 5 μl was injected. The detector used was UV-260 nm.
[0040]
The method for removing impurities in component C is not particularly limited, but a method of performing repulp washing (washing with a solvent, repeating filtration several times) with a solvent such as water or methanol is the most effective. It is also advantageous in terms of cost.
[0041]
The C component is blended in an amount of 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 90 parts by weight, and more preferably 10 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the styrene resin component (component A). The range of 15 to 50 parts by weight is particularly preferable. The suitable range of the blending ratio of component C is determined by the desired flame retardancy level, the type of styrene resin component (component A), and the like. Furthermore, the compounding quantity of C component can be changed also by use of another flame retardant, a flame retardant adjuvant, and fluorine-containing resin, and in many cases, the compounding ratio of C component can be reduced by using these.
[0042]
The above-described flame retardant resin composition of the present invention is a composition that does not substantially contain halogen, and achieves flame retardancy at the V-0 level. Specifically, the resin composition of the present invention can achieve the flame retardancy level V-0 of the UL-94 standard in a molded product having a thickness of 3.2 mm.
[0043]
In the flame-retardant resin composition of the present invention, in addition to the organic phosphorus compound (C component), phosphorus or a phosphorus compound (D component) can be used in combination as another flame retardant. Examples of the D component include the following (D-1) to (D-5).
(D-1); red phosphorus
(D-2); triaryl phosphate represented by the following general formula (D-2)
[0044]
[Chemical 7]

[0045]
(D-3); condensed phosphate represented by the following general formula (D-3)
[0046]
[Chemical 8]

[0047]
(D-4); condensed phosphate represented by the following general formula (D-4)
[0048]
[Chemical 9]

[0049]
(D-5); an organophosphorus compound represented by the following general formula (D-5)
[0050]
[Chemical Formula 10]

[0051]
Q in the formulas (D-2) to (D-4)¹~ Q^FourEach may be the same or different and is an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group. These aryl groups may have 1 to 5, preferably 1 to 3 substituents, including (i) methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl. Group, sec-butyl group, tert-butyl group, neopentyl group and nonyl group, such as an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, (ii) a methoxy group, an ethoxy group and a propoxy group An alkyloxy group having 1 to 12 carbon atoms such as butoxy group and pentoxy group, preferably an alkyloxy group having 1 to 9 carbon atoms, (iii) carbon such as methylthio group, ethylthio group, propylthio group, butylthio group and pentylthio group An alkylthio group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkylthio group having 1 to 9 carbon atoms and (iv) Ar⁶-W¹A group represented by the formula (W¹Represents —O—, —S— or an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and Ar⁶Represents an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms).
[0052]
The aromatic ring of the formula (D-5) may have 1 to 4, preferably 1 to 3 substituents, including (i) a methyl group, an ethyl group, and propyl. An alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, such as a group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, neopentyl group and nonyl group, (ii) An alkyloxy group having 1 to 12 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group and a pentoxy group, preferably an alkyloxy group having 1 to 9 carbon atoms, (iii) a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, An alkylthio group having 1 to 12 carbon atoms such as a butylthio group and a pentylthio group, preferably an alkylthio group having 1 to 9 carbon atoms and (iv) Ar⁶-W¹A group represented by the formula (W¹Represents —O—, —S— or an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and Ar⁶Represents an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms).
[0053]
In the formulas (D-3) and (D-4), Ar^FourAnd Ar^FiveMay be the same or different when both are present (in the case of D-4), and represents an arylene group having 6 to 15 carbon atoms, preferably an arylene group having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples include a phenylene group or a naphthylene group. This arylene group may have 1 to 4, preferably 1 to 2 substituents. Examples of the substituent include (i) an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group and tert-butyl group, and (ii) benzyl An aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms such as a group, phenethyl group, phenylpropyl group, naphthylmethyl group and cumyl group, (iii) Q^Five-W²A group represented by the formula (W²Represents —O— or —S—, and Q represents^FiveRepresents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms) and (iv) an aryl having 6 to 15 carbon atoms such as a phenyl group. Groups.
[0054]
In formulas (D-3) and (D-4), m represents an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and particularly preferably 1.
[0055]
In the formula (D-4), Z is Ar.^FourAnd Ar^FiveA single bond or group for bonding^Four-Z-Ar^Five-Is a residue usually derived from bisphenol. Thus, Z is a single bond, -O-, -CO-, -S-, -SO.₂-Or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a single bond, -O-, or isopropylidene.
[0056]
Even phosphorus compounds other than phosphorus or phosphorus compounds of (D-1) to (D-5) can be used in combination with the C component.
[0057]
When the phosphorus or phosphorus compound of (D-1) to (D-5) is blended in the resin composition, the ratio is preferably 1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the organic phosphorus compound (component C). More preferably, the range of 5 to 80 parts by weight, particularly preferably 10 to 60 parts by weight is appropriate. Of the phosphorus or phosphorus compounds of (D-1) to (D-5), the phosphorus compounds of (D-2) to (D-5) are preferred.
[0058]
The resin composition of the present invention may further contain biscumyl (E component) represented by the following chemical formula as a flame retardant aid.
[0059]
Embedded image

[0060]
The aromatic ring of this biscumyl compound may have 1 to 5, preferably 1 to 3 substituents, and examples of the substituent include (i) a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. N-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, neopentyl group and nonyl group, preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, (ii) methoxy group, ethoxy Group, a propoxy group, a butoxy group and a pentoxy group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyloxy group having 1 to 9 carbon atoms, (iii) a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, a butylthio group and a pentylthio group. An alkylthio group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkylthio group having 1 to 9 carbon atoms, and (iv) Ar⁶-W¹A group represented by the formula (W¹Represents —O—, —S— or an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and Ar⁶Represents an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms).
[0061]
This biscumyl (E component) is 0.01 to 3 parts by weight, preferably 0.02 to 2 parts by weight, particularly preferably 0.03 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the styrene resin component (A component). Blended. It is presumed that the flame retardant effect by blending this biscumyl in the above proportion is due to radical generation, and as a result, the level of flame retardancy is improved.
[0062]
Further known flame retardant aids can be blended with the resin composition of the present invention. Examples of the flame retardant aid include silicone oil. As such silicone oil, polydiorganosiloxane is used as a skeleton, preferably polydiphenylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polydimethylsiloxane, or an arbitrary copolymer or mixture thereof. Among them, polydimethylsiloxane is preferably used. . The viscosity is preferably 0.8 to 5000 centipoise (25 ° C.), more preferably 10 to 1000 centipoise (25 ° C.), and still more preferably 50 to 500 centipoise (25 ° C.). Excellent in flammability. The blending amount of the silicone oil is preferably in the range of 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the styrene resin component (component A).
[0063]
Furthermore, the resin composition of the present invention may contain various flame retardant improvers. Examples of the flame retardant improving agent that can be blended in the resin composition of the present invention include thermosetting resins represented by phenol resins and epoxy resins.
[0064]
The phenol resin used as the flame retardant modifier is arbitrary as long as it is a polymer having a plurality of phenolic hydroxyl groups, and examples thereof include novolak-type, resol-type and heat-reactive resins, or resins obtained by modifying these resins. It is done. These may be an uncured resin, a semi-cured resin, or a cured resin to which no curing agent is added. Among these, a phenol novolak resin that is non-reactive with no addition of a curing agent is preferred in terms of flame retardancy, impact resistance, and economy. Further, the shape is not particularly limited, and any of pulverized product, granular shape, flake shape, powder shape, needle shape, liquid state, and the like can be used. The said phenol resin can be used as a 1 type, or 2 or more types of mixture as needed.
[0065]
The phenol resin is not particularly limited, and commercially available products can be used. For example, in the case of a novolak-type phenol resin, the reaction vessel is charged with a molar ratio of phenols to aldehydes of 1: 0.7 to 1: 0.9, and oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, toluenesulfonic acid, etc. After adding the catalyst, heating and refluxing reaction are performed. In order to remove the generated water, it is obtained by vacuum dehydration or standing dehydration, and further removing remaining water and unreacted phenols. By using a plurality of raw material components for these resins, a co-condensed phenol resin can be obtained, and this can also be used in the same manner.
[0066]
In the case of a resol-type phenol resin, a reaction vessel is prepared so that the molar ratio of phenols to aldehydes is 1: 1 to 1: 2, and further a catalyst such as sodium hydroxide, aqueous ammonia, and other basic substances. After adding, it can obtain by performing operation similar to a novolak-type phenol resin.
[0067]
Here, phenols are phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, thymol, p-tert-butylphenol, tert-butylcatechol, catechol, isoeugenol, o-methoxyphenol, 4,4′-dihydroxy. Examples include phenylpropane, isoamyl salicylate, benzyl salicylate, methyl salicylate, and 2,6-di-tert-butyl-p-cresol. These phenols can be used as one or a mixture of two or more as required. On the other hand, aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, polyoxymethylene, trioxane and the like. These aldehydes can also be used as one or a mixture of two or more as required.
[0068]
The molecular weight of the phenolic resin is not particularly limited, but preferably has a number average molecular weight of 200 to 2,000, more preferably 400 to 1,500 in the range of mechanical properties, molding processability, and economic efficiency. Excellent and preferable.
[0069]
Examples of the epoxy resin used as a flame retardant improver include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and cresol novolak type epoxy. Resins, naphthalene type epoxy resins, biphenol type epoxy resins and the like can be mentioned, but are not particularly limited thereto. These epoxy resins are not limited to one type in use, and two or more types of combined or various modified resins can be used.
[0070]
When blending the flame retardant improving resin, the proportion thereof is 0.01 to 45 parts by weight, preferably 0.1 to 40 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the component A. Part.
[0071]
The flame retardant resin composition of the present invention can further contain a fluorine-containing resin as an anti-dripping agent. The flame retardancy of the molded product is improved by blending the fluorine-containing resin. In particular, dripping in the combustion test of the molded product is suppressed.
[0072]
The fluorine-containing resin used as the anti-dripping agent is not particularly limited as long as it has a fibril-forming ability. For example, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene. Or a fluorine-containing monomer alone or a copolymer. In particular, polytetrafluoroethylene having fibril forming ability is preferred. Polytetrafluoroethylene having fibril-forming ability is a powder obtained by coagulating and drying latex obtained by emulsion polymerization of tetrafluoroethylene (so-called polytetrafluoroethylene fine powder, classified as type 3 in the ASTM standard) Thing). Alternatively, an aqueous dispersion (so-called polytetrafluoroethylene dispersion) produced by adding a surfactant to the latex and concentrating and stabilizing it may be mentioned.
[0073]
The molecular weight of the polytetrafluoroethylene having such fibril-forming ability is 1 million to 10 million, more preferably 2 million to 9 million in the number average molecular weight determined from the standard specific gravity.
[0074]
Further, the polytetrafluoroethylene having such fibril-forming ability preferably has a primary particle diameter in the range of 0.05 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 0.5 μm. In the case of using fine powder, the secondary particle diameter can be 1 to 1,000 μm, more preferably 10 to 500 μm.
[0075]
Such polytetrafluoroethylene has a melt-drip prevention performance during the combustion test of the test piece in the UL standard vertical combustion test. Specific examples of the polytetrafluoroethylene having such a fibril forming ability include Mitsui and DuPont. Teflon 6J and Teflon 30J produced by Fluorochemical Co., Ltd., Polyflon MPA FA-500 produced by Daikin Chemical Industries, Ltd., Polyflon F-201L and Polyflon D-1, and CD076 produced by Asahi IC Fluoropolymers Co., Ltd. Can be mentioned.
[0076]
Such polytetrafluoroethylene is more preferably used in fin powder which has been subjected to various treatments to prevent secondary aggregation. Examples of such treatment include baking the surface of polytetrafluoroethylene. Moreover, as such a process, the surface of polytetrafluoroethylene having fibril-forming ability is coated with polytetrafluoroethylene having non-fibril-forming ability. In the present invention, polytetrafluoroethylene subjected to the latter treatment is more preferable. This is because, in the former case, the target fibril forming ability tends to be lowered. In such a case, it is preferable that the polytetrafluoroethylene having fibril-forming ability is in the range of 70 to 95% by weight of the total amount. Further, the non-forming ability polytetrafluoroethylene has a molecular weight of 10,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 800,000 in the number average molecular weight determined from the standard specific gravity.
[0077]
Such polytetrafluoroethylene (hereinafter sometimes referred to as PTFE) can be used in the form of an aqueous dispersion in addition to the solid form as described above.
[0078]
Such polytetrafluoroethylene can be used in the form of an aqueous emulsion or dispersion in addition to the usual solid form, but the solid component is particularly preferred because the dispersant component tends to adversely affect the heat and moisture resistance. Can be used.
[0079]
In addition, polytetrafluoroethylene having such fibril-forming ability improves the dispersibility in the resin, and in order to obtain better appearance and mechanical properties, the polytetrafluoroethylene emulsion and the vinyl polymer emulsion are combined. An agglomerated mixture can also be mentioned as a preferred form.
[0080]
Here, as the vinyl polymer, a block copolymer composed of polypropylene, polyethylene, polystyrene, HIPS, AS resin, ABS resin, MBS resin, MABS resin, AAS resin, polymethyl (meth) acrylate, styrene and butadiene, and water thereof. Copolymer, block copolymer consisting of styrene and isoprene, and its hydrogenated copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, ethylene-propylene random copolymer and block copolymer, ethylene-butene random copolymer Polymers and block copolymers, copolymers of ethylene and α-olefin, copolymers of ethylene-unsaturated carboxylic acid esters such as ethylene-butyl acrylate, acrylic acid ester-butadiene copolymers such as butyl acrylate-butadiene , Rubber polymers such as polyalkyl (meth) acrylate, composite rubber containing polyorganosiloxane and polyalkyl (meth) acrylate, and vinyl monomers such as styrene, acrylonitrile, polyalkyl methacrylate, etc. And the like.
[0081]
In order to prepare such an agglomerated mixture, an aqueous emulsion of the above vinyl polymer having an average particle size of 0.01 to 1 μm, particularly 0.05 to 0.5 μm, is used. Mix with an aqueous emulsion of polytetrafluoroethylene having a diameter of 0.05 to 1.0 μm. Such an emulsion of polytetrafluoroethylene can be obtained by polymerizing polytetrafluoroethylene by emulsion polymerization using a fluorine-containing surfactant. In the emulsion polymerization, other copolymer components such as hexafluoropropylene can be copolymerized at 10% by weight or less of the whole polytetrafluoroethylene.
[0082]
In obtaining such an agglomerated mixture, an appropriate polytetrafluoroethylene emulsion usually has a solid content of 40 to 70% by weight, particularly 50 to 65% by weight, and a vinyl polymer emulsion has a content of 25 to 25%. Those having a solids content of 60% by weight, in particular 30-45% by weight, are used. Further, the proportion of polytetrafluoroethylene in the aggregated mixture is preferably 1 to 80% by weight, particularly 1 to 60% by weight, out of a total of 100% by weight with the vinyl polymer used in the aggregated mixture. A preferred example is a production method in which the above emulsion is mixed, stirred and mixed, poured into hot water in which a metal salt such as calcium chloride or magnesium sulfate is dissolved, and separated and recovered by salting out and solidifying. In addition, a method of collecting the stirred mixed emulsion by a method such as spray drying or freeze drying can also be mentioned.
[0083]
Various forms of agglomerated mixture of an emulsion of polytetrafluoroethylene having a fibril-forming ability and an emulsion of vinyl polymer can be used. For example, a vinyl polymer is surrounded by polytetrafluoroethylene particles. Examples include a surrounded form, a form in which polytetrafluoroethylene is surrounded around a vinyl polymer, and a form in which several particles are aggregated with respect to one particle.
[0084]
Furthermore, the thing which graft-polymerized the same or another kind of vinyl polymer to the outer layer of the aggregation mixture can also be used. Preferred examples of the vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, methyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, dodecyl methacrylate, dodecyl acrylate, acrylonitrile, and 2-ethylhexyl acrylate. May be copolymerized alone or copolymerized.
[0085]
Commercially available products of agglomerated mixture of the above-mentioned polytetrafluoroethylene emulsion having a fibril-forming ability and a vinyl polymer emulsion are metablene “A3000” from Mitsubishi Rayon Co., Ltd., and “BLENDEX449 from GE Specialty Chemicals. As a representative example.
[0086]
When the fluorine-containing resin is blended, the proportion is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component A. If it is 0.01 parts by weight or more, sufficient melting and dropping prevention performance is easily obtained, and if it is 10 parts by weight or less, it is difficult to cause poor appearance and poor dispersion, and it is also economically advantageous.
[0087]
The flame retardant resin composition of the present invention includes various additives such as flame retardant aids, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers and other deterioration inhibitors, lubricants, antistatic agents, and release agents. Further, reinforcing fibers such as plasticizers, glass fibers and carbon fibers, fillers such as talc, mica and wollastonite, and colorants such as pigments may be added. The amount of the additive used can be appropriately selected according to the type of additive as long as the heat resistance, impact resistance, mechanical strength and the like are not impaired.
[0088]
The flame retardant resin composition of the present invention is prepared by premixing components A to C and, if necessary, other components using a mixer such as a V-type blender, super mixer, super floater, Henschel mixer or the like. However, in many cases, the mixture is usually a mixture obtained by uniformly melt-mixing the preliminary mixture. Such a mixture can be obtained by kneading the preliminary mixture using a kneading means, for example, at a temperature of about 200 to 250 ° C., preferably about 210 to 240 ° C., and pelletizing. As the kneading means, various melt mixers such as a kneader, a single screw or a twin screw extruder can be used, but the resin composition is melted using a twin screw extruder and the liquid component is removed by a side feeder. It is often injected, extruded, and pelletized by a pelletizer.
[0089]
The flame-retardant resin composition of the present invention is useful as a material for molding various molded articles such as office automation equipment parts, home appliance parts, and automobile parts. Such a molded article can be produced by a conventional method, for example, by injection-molding a pellet-shaped flame retardant resin composition using an injection molding machine, for example, at a cylinder temperature of about 200 to 250 ° C.
[0090]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples. The evaluation was performed by the following method.
(1) Flame retardancy (UL-94 evaluation)
Flame retardance is evaluated using a test piece with a thickness of 3.2 mm (1/8 inch) according to the vertical flame test defined in UL-94 of the US UL standard as a flame retardance evaluation scale. It was.
(2) Oxygen index (L.O.I.)
This was carried out in accordance with a combustion test method for polymer materials according to the JIS-K-7201 oxygen index method.
(3) Deflection temperature under load (HDT)
Measurement was performed at a load of 18.5 kg using a 6.35 mm (1/4 inch) test piece by a method based on ASTM-D648. Moreover, the load deflection temperature retention rate (M) is determined by the load deflection temperature x (° C.) of the molded product from the used resin (mixture of component A and component B) and the flame retardant resin composition (component A to component C). The deflection temperature under load y (° C.) of the molded product from the mixture) was measured and calculated by the calculation formula of M = (y / x) × 100 (%).
(4) Fluidity (MVR)
This was performed according to JIS-K-7210.
[0091]
Preparation Example 1
Preparation of 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9-dioxide (FR-1)
A reaction vessel equipped with a thermometer, a condenser, and a dropping funnel was charged with 816.9 g (6.0 mol) of pentaerythritol, 19.0 g (0.24 mol) of pyridine, and 2250.4 g (24.4 mol) of toluene and stirred. did. To the reaction vessel, 1651.8 g (12.0 mol) of phosphorus trichloride was added using the dropping funnel, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. after the addition was completed. After the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, and 26.50 parts of methylene chloride was added to the resulting reaction product, and 889.4 g (12.0 moles) of tertiary butanol and 150.2 g (1.77 moles) of methylene chloride were cooled with ice. Mol) was added dropwise. The obtained crystals were washed with toluene and methylene chloride and filtered. The obtained filtered product was obtained at 80 ° C. and 1.33 × 10.²Drying at Pa for 12 hours gave 1341.1 g (5.88 mol) of white solid. The resulting solid is³¹P,¹It was confirmed by HNMR spectrum that it was 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane, 3,9-dihydro-3,9-dioxide.
[0092]
2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane, 3,9-dihydro-3,9-dioxide obtained in a reaction vessel equipped with a thermometer, condenser and dropping funnel 1341.0 g (5.88 mol) and DMF6534.2 g (89.39 mol) were charged and stirred. Sodium methoxide 648.7 g (12.01 mol) was added to the reaction vessel under ice cooling. After stirring for 2 hours under ice cooling, the mixture was stirred for 5 hours at room temperature. After further distilling off DMF, 2613.7 g (35.76 mol) of DMF was added, and 2183.8 g (11.8 mol) of (2-bromoethyl) benzene was added dropwise to the reaction mixture under ice cooling. After stirring for 3 hours under ice cooling, DMF was distilled off, 8 L of water was added, and the precipitated solid was collected by filtration and washed twice with 2 L of water. The obtained crude product and 4 L of methanol were put into a reaction vessel equipped with a condenser and a stirrer and refluxed for about 2 hours. After cooling to room temperature, the crystals were separated by filtration and washed with 2 L of methanol, and the resulting filtrate was filtered at 120 ° C., 1.33 × 10²Drying at Pa for 19 hours gave 1924.4 g (4.41 mol) of white powder. The resulting solid is³¹PNMR,¹It is 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9-dioxide by HNMR spectrum and elemental analysis. confirmed.³¹The PNMR purity was 99%. The HPLC purity measured by the method described in the text was 99%. The acid value was 0.03 mgKOH / g.
[0093]
¹H-NMR (CDCl_Three, 300 MHz): δ 7.1-7.4 (m, 10H), 3.85-4.65 (m, 8H), 2.90-3.05 (m, 4H), 2.1-2.3. (M, 4H),³¹P-NMR (CDCl_Three, 120 MHz): δ 31.5 (S), melting point: 245-246 ° C., elemental analysis calculated: C, 57.80; H, 6.01, measured: C, 58.00; H, 6.07
[0094]
Preparation Example 2
Preparation of 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9-dioxide (FR-2)
In a reaction vessel having a stirrer, a thermometer, and a condenser, 436.4 g (1) of 3,9-di (2-phenylethoxy) -2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane (1 0.0mol) and 370.1 g (2.0 mol) of 2-phenylethyl bromide were charged, and dry nitrogen was allowed to flow while stirring at room temperature. Next, heating was started in an oil bath, and the oil bath temperature was maintained at 180 ° C. for 10 hours. Thereafter, the oil bath was removed and the system was cooled to room temperature. To the obtained white solid reaction product, 2000 ml of methanol was added and washed with stirring, and then the white powder was filtered off using a glass filter. Next, the filtered white powder and 4000 ml of methanol were put into a reaction vessel equipped with a condenser and a stirrer and refluxed for about 2 hours. After cooling to room temperature, the crystals were separated by filtration and washed with 2000 mL of methanol. The obtained white powder was dried at 100 Pa and 120 ° C. for 8 hours to obtain 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl). 362.3 g of -3,9-dioxide was obtained. The product is mass spectral analysis,¹H,³¹Bis 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9-di by P nuclear magnetic resonance spectroscopy and elemental analysis It was confirmed that it was an oxide. The yield was 83%, HPLC purity was 99.3%, and the acid value was 0.41 KOH mg / g.
[0095]
¹H-NMR (CDCl_Three, 300 MHz): δ 7.1-7.4 (m, 10H), 3.85-4.65 (m, 8H), 2.90-3.05 (m, 4H), 2.1-2.3. (M, 4H),³¹P-NMR (CDCl_Three, 120 MHz): δ 31.5 (S), melting point: 245-246 ° C.
[0096]
Preparation Example 3
Preparation of 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9-dioxide (FR-3)
In a reaction vessel having a stirrer, a thermometer, and a condenser, 436.4 g (1) of 3,9-di (2-phenylethoxy) -2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5.5] undecane (1 0.0mol) and 370.1 g (2.0 mol) of 2-phenylethyl bromide were charged, and dry nitrogen was allowed to flow while stirring at room temperature. Next, heating was started in an oil bath, and the oil bath temperature was maintained at 180 ° C. for 10 hours. Thereafter, the oil bath was removed and the system was cooled to room temperature. The generated white solid was collected by filtration and dried under reduced pressure at 100 ° C. and 1.33 × 10 Pa. The resulting white solid is³¹P,¹It was confirmed by HNMR spectrum that it was 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9-dioxide. The acid value was 1.3 mgKOH / g.
[0097]
The following were used for each component used in Examples and Comparative Examples.
(A) Styrenic resin (component A)
Commercially available impact-resistant polystyrene (A & M Styron Stylon H9152) was used (hereinafter referred to as HIPS).
(B) Polyphenylene ether resin (component B)
Commercially available polyphenylene ether (Asahi Kasei Zylon) was used (hereinafter referred to as PPE).
(C) Organophosphorus compound (component C)
(1) 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9-dioxide synthesized in Preparation Example 1 In the general formula (1), Ar¹And Ar²Is a phenyl group and R¹, R², R^ThreeAnd R^FourIs a hydrogen atom, AL¹And AL²Is a methylene group and p and q are 0 phosphorus compounds (hereinafter referred to as FR-1)}
(2) 2,4,8,10-Tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9-dioxide synthesized in Preparation Example 2 In the general formula (1), Ar¹And Ar²Is a phenyl group and R¹, R², R^ThreeAnd R^FourIs a hydrogen atom, AL¹And AL²Is a methylene group and p and q are 0 (hereinafter referred to as FR-2)}
(3) High acid value 2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro [5,5] undecane, 3,9-di (2-phenylethyl) -3,9- synthesized in Preparation Example 3 Dioxide {In the general formula (1), Ar¹And Ar²Is a phenyl group and R¹, R², R^ThreeAnd R^FourIs a hydrogen atom, AL¹And AL²Is a methylene group and p and q are 0 (hereinafter referred to as FR-3)}
(D) Other organophosphorus compounds
(1) Triphenyl phosphate
A commercially available aromatic phosphate ester (TPP manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) was used (hereinafter referred to as TPP).
(2) Resorcinol bis (di-2,6-dimethylphenyl phosphate)
Commercially available aromatic condensed phosphate ester (FP-500 manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd .; Ar in the general formula (D-3))^FourIs a phenylene group, Q¹, Q², Q^ThreeAnd Q^Four(Organic phosphoric ester compound in which is a 2,6-dimethylphenyl group) was used (hereinafter referred to as FP-500).
[0098]
[Examples 1-9, Comparative Examples 1-12, Reference Examples 1-3]
Each component described in Tables 1 to 3 is blended in a tumbler in the amount described in Tables 1 to 3 (expressed in parts by weight), pelletized at a resin temperature of 220 ° C. with a 15 mmφ twin screw extruder (Technobel, KZW15), The obtained pellets were dried with a hot air dryer at 70 ° C. for 4 hours. The pellets were molded at a cylinder temperature of 230 ° C. with an injection molding machine (Japan Steel Works, J75Si). The evaluation results are shown in Tables 1-3.
[0099]
[Table 1]

[0100]
[Table 2]

[0101]
[Table 3]

[0102]
【The invention's effect】
The present invention provides a styrenic resin composition excellent in flame retardancy, heat resistance, and impact resistance, and this resin composition is used in various molded products such as office automation equipment parts, home appliance parts, and automobile parts. It is useful as a material for molding and is extremely useful industrially.

Claims (10)

(A) Rubber-modified styrene resin (component A), (B) polyphenylene ether resin (component B), and (C) represented by the following formula (1-a), with an acid value of 0.7 mgKOH / g or less It is a resin composition comprising an organophosphorus compound (component C), and when the component A is 100 parts by weight, the component B is 1 to 100 parts by weight and the component C is 1 to 100 parts by weight. A flammable resin composition.

The flame retardant resin composition according to claim 1, wherein the organic phosphorus compound of component C has an acid value of 0.5 mgKOH / g or less.   The flame retardant resin composition according to claim 1, wherein the organophosphorus compound of component C has an HPLC purity of at least 90%. The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein a flame-retardant level V-0 of UL-94 standard can be achieved in a molded article having a thickness of 3.2 mm . Deflection temperature x (° C.) of the molded product from the resin component itself composed of the A component and the B component, and Deflection temperature y (° C.) of the molded product from the flame retardant resin composition composed of the A component, the B component, and the C component. 2) The flame retardant resin composition according to claim 1, wherein the deflection temperature retention ratio (M) under load expressed by the formula M = {y / x} × 100 (%) is 80% or more.
Method of measuring deflection temperature under load of molded article; measured at 18.5 kg load using a 6.35 mm (1/4 inch) test piece according to ASTM-D648 6. The flame retardant resin composition according to claim 5, wherein a deflection temperature retention rate (M) under load is 90% or more. 6. The flame retardant resin composition according to claim 5, which has a deflection temperature retention rate (M) of 95% or more. The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein the B component is contained in a proportion of 3 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the A component. The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein the C component is contained in a proportion of 5 to 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the A component.   A molded article formed from the flame retardant resin composition according to claim 1.