JP4209164B2 - Flame retardant polyamide resin composition - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は難燃性ポリアミド樹脂組成物に関する。特に、電気・電子分野のコネクター、ブレーカー、マグネットスイッチ等の部品、自動車分野の電装部品等の部品材料に好適に用いられる難燃性ポリアミド樹脂組成物に関する。とりわけ、本発明は、ポリアミド樹脂が本来有する機械的特性、電気特性を損なうことなく難燃性を向上させ、かつ塩素、臭素等のハロゲン系難燃剤、アンチモン系助難燃剤並びリン系難燃剤を含有しない難燃性ポリアミド樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ポリアミド樹脂は、機械的性質、成形加工性、電気絶縁性等に優れることから、自動車部品、機械部品、電気・電子部品などの広範な分野で使用されている。しかしながら、ポリアミド樹脂は易燃性であり、安全性の問題から種々の難燃化技術が提案されてきた。そしてそれらは一般的に高い難燃化効果を持つ臭素化合物等のハロゲン系難燃剤と酸化アンチモンをポリアミド樹脂に配合する方法が取られている。
【0003】
例えば、ポリアミド樹脂への塩素置換多環式化合物の添加(例えば、特許文献1参照。)や臭素系難燃剤、例えば、デカブロモジフェニルエーテルの添加(例えば、特許文献2参照。)、臭素化ポリスチレンの添加(例えば、特許文献3及び特許文献4参照。)、臭素化ポリフェニレンエーテルの添加(例えば、特許文献5参照。)、臭素化架橋芳香族重合体の添加(例えば、特許文献6参照。)、臭素化スチレン−無水マレイン酸重合体の添加(例えば、特許文献7参照。)等が知られている。特にこれらハロゲン系難燃剤をガラス繊維等で強化したポリアミド樹脂に配合した組成物は高度の難燃性と高い剛性から、電気・電子部品用途、特にプリント積層板に搭載されたり、接続されたりするコネクター用途に多用されてきた。しかしながら、ハロゲン系難燃剤は難燃性を向上させる一方、射出成形などの加熱加工時に、腐食性のハロゲン化水素を発生し、金型等を腐食する問題があった。また、ハロゲン系難燃剤と併用されるアンチモン化合物も難燃性を向上させる一方、電気・電子用途に必要な電気特性(耐トラッキング性)を大きく低下させる問題があった。
【0004】
このことから、ハロゲンフリーのリン系難燃剤が注目され、数多く検討がなされてきた。例えば、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、あるいはポリリン酸メラミンをガラス繊維強化ポリアミド樹脂に使用するハロゲンフリーの難燃技術(例えば、特許文献8参照。)、無機質強化ポリアミド樹脂にポリリン酸メラミンを加え、チャー化触媒及び/又はチャー形成剤を併用する難燃技術(例えば、特許文献9参照。)が提案され、1/16インチの成形品において難燃規格UL94V−0規格を満足することが知られている。しかし、これらの技術では、電気・電子部品のコネクター用途で特に要求される薄肉成形品でのUL94V−0規格を満足するためには、リン酸メラミン系難燃剤を多く用いる必要があり、この為、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物の機械的特性が大きく低下するばかりでなく、電気特性、とりわけ高い電圧環境下に於いて使用される電気部品に要求される耐トラッキング性を大きく低下させた。さらには成形加工時の離型性にも劣り、必ずしも電気・電子部品用の成形材料として満足されるものではなかった。
【0005】
また、薄肉成形品での難燃規格UL94V−0を達成する技術として、イントメッセント型難燃剤である硫酸メラミンをガラス繊維強化半芳香族ポリアミド樹脂に適用した技術(例えば、特許文献10参照。)も開示されているが、この技術においてもポリアミド樹脂成分量に対して難燃剤を多く配合する必要があり、上記と同様の問題があった。さらには、薄肉成形品での難燃規格UL94V−0を達成しつつ、高い耐トラッキング性を付与する技術として、無機質強化ポリアミド樹脂にリン酸メラミン複合難燃剤に加え、アルカリ土類金属塩を配合する技術(例えば、特許文献11参照。)も提案されているが、この技術で得られた成形品は非常に脆い問題があった。更には成形加工性においても満足出来なく、また成形品を例えば60℃、95%RH等の高温高湿の環境下で長時間放置時、成形品表面にポリアミドオリゴマーや難燃剤が析出する、いわゆるブリードアウト現象が生じるなどの問題があり満足出来るものではなかった。
【0006】
これらに対して、ホウ酸亜鉛化合物を難燃剤としての難燃材開発も行われている。ポリアミド樹脂、無機充填材、臭素系難燃剤、ホウ酸亜鉛、熱安定剤からなるアンチモン化合物の代替にホウ酸亜鉛化合物を使用する難燃化技術(例えば、特許文献12参照。)が開示されている。しかし、難燃剤としてのハロゲン化合物が必須成分であり、これを使用せずに難燃性を付与することは難しい。またハロゲン化合物を使用しない技術として、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂等の少なくとも20%が芳香族の主鎖を含むポリマー成分に、難燃剤としてフッ素化合物とホウ素化合物を使用する難燃化技術(例えば、特許文献13参照。)、ポリジオルガノシロキサン流体を含むポリカーボネート樹脂、ポリ(エステルカーボネート)樹脂に、自由流動性粉末として混合されているポリジオルガノシロキサン流体−充填材ブレンドを含む難燃性ポリマーブレンドに、有効量の繊維状ポリテトラフルオロエチレンや有効量の無水ホウ酸亜鉛を含む難燃性ポリカーボネートの技術(例えば、特許文献14参照。)、ポリカーボネート系樹脂及びポリエステル系樹脂からなる熱可塑性樹脂に対して、ホウ酸亜鉛及び/又はホウ酸亜鉛水和物、アルコール変性シリコーンオイルからなる難燃性熱可塑性樹脂組成物の技術(例えば、特許文献15参照。)が開示されているが、これらの技術は主にポリカーボネート樹脂などで行われたものでポリアミド樹脂や他樹脂に適用しても充分な難燃性を発現しない場合や他の物性を低下させることがある。また、これらの技術ではガラス繊維などの強化剤を添加した場合、燃焼時にドリップが発生し、充分な難燃性を発現しない場合があった。さらに、ポリカーボネートでは、成形性、引張強度、電気特性などの物性や耐薬品性に劣り有機溶媒等に接触する恐れのある用途には使用できない場合があった。
【0007】
【特許文献1】
特開昭48−29846号公報
【特許文献2】
特開昭47−7134号公報
【特許文献3】
特開昭51−47044号公報
【特許文献4】
特開平4−175371号公報
【特許文献5】
特開昭54−116054号公報
【特許文献6】
特開昭63−317552号公報
【特許文献7】
特開平3−168246号公報
【特許文献8】
特表平10−505875号公報
【特許文献9】
国際公開第98/45364号パンフレット
【特許文献10】
特開2000−119512号公報
【特許文献11】
国際公開第00/09606号パンフレット
【特許文献12】
特表2002−506905号公報
【特許文献13】
特開平2−180969号公報
【特許文献14】
特開平5−202280号公報
【特許文献15】
特開平11−343400号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、塩素、臭素等のハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃助剤並びにリン系難燃剤を含有せずに、ポリアミド樹脂が本来有する機械的特性、耐薬品性、良成形性、電気特性を損なうことなく難燃性を大きく向上させ、かつ燃焼時の発熱速度とドリップ発生が抑制された難燃性ポリアミド樹脂組成物を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、芳香族成分を含むポリアミド樹脂、ホウ酸金属化合物を必須成分とした際にポリアミド樹脂、ハロゲン化合物、ホウ酸金属化合物の三者を含む組成物において、問題となっていた射出成形などの加熱加工時に、腐食性のハロゲン化水素等が発生し、金型等を腐食する点を解決ができ、かつ燃焼時の発熱速度とドリップ発生が抑制された難燃性ポリアミド樹脂組成物を提供できることを見いだした。さらに、強化材、シリコーン化合物、ポリフェニレンエーテル樹脂を任意成分として組み合わせた際に、UL試験評価やコーンカロリーメーター試験での燃焼時の発熱速度の減少などの難燃性を更に向上させることができ、さらに物性の改良、流動性の向上等の更なる性質の改良が実現できることを見いだし、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
また、本発明は、ポリアミド樹脂をホウ酸亜鉛のみを難燃剤として用いて難燃化を達成することに成功したものである。
すなわち、本発明は、
[1] (a)(1)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)単位及びポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)単位からなる共重合体、(2)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)単位、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)単位及びポリ(ヘキサメチレンテレフタルアミド)単位からなる3元共重合体、(3)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)単位、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)単位及びポリ(カプロラクタム)単位からなる3元共重合体、(4)ポリ(ノナメチレンテレフタルアミド)、(5)ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)並びに(6)キシリレンジアミン成分由来である芳香族成分を含むポリアミドからなる群から選ばれる芳香族成分を含むポリアミド樹脂及び(b)ホウ酸金属化合物を有する難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[2](a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部及び(b)ホウ酸金属化合物0.1〜200重量部を有する[1]記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[3](a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部、(b)ホウ酸金属化合物0.1〜200重量部及び(c)強化材5〜200重量部を有する[1]又は[2]記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[4]更に、(d)シリコーン化合物0.01〜100重量部を含有してなる[1]〜[3]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[5](a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂の芳香族成分が、イソフタル酸成分由来である[1]〜[4 ] のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[6](a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂が、ポリ(メタキシリレンアジパミド)樹脂である[1]〜[4]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[7](b)ホウ酸金属化合物が、xZnO・yB ・zH O(x>0、y>0、z≧0)で表されるホウ酸亜鉛化合物である[1]〜[6]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[8](b)ホウ酸金属化合物が、2ZnO・3B ・3.5H O、4ZnO・B ・H O、2ZnO・3B で表される化合物である[7]に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[9](b)ホウ酸金属化合物が、2ZnO・3B ・3.5H Oで表される化合物である[8]に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[10](c)強化材が、繊維状フィラーである[3]〜[9]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[11](c)強化材が、ガラス繊維である[10]に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[12](d)シリコーン化合物が、下記のシロキサン単位を有する群から選ばれる少なくとも1種からなるシリコーン化合物である[4]〜[11]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
1)M単位(一官能性)
2)D単位(二官能性)
3)T単位(三官能性)
4)Q単位(四官能性)
[13](d)シリコーン化合物が、ビニル基を含有するシリコーン化合物である[4]〜[12]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[14](d)シリコーン化合物が、トリメチルシリル基やアルコキシ基、ヒドロキシル基を除くケイ素原子に結合している全有機置換基の内、ビニル基率がモル比で2%以上となることを特徴とする[4]〜[13]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[15]更に、(e)ポリフェニレンエーテル樹脂0.1〜100重量部を含有してなる[1]〜[14]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物、
[16][1]〜[15]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物からなる成形品、
である。
【0010】
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明の(a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂としては、例えば、ジカルボン酸とジアミンとの重縮合物、環状ラクタムの開環重合物、アミノカルボン酸の重縮合物などが挙げられ、具体的にはポリ(メタキシリレンアジパミド)(以下ポリアミドMXD6と略す)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタルアミド)(以下ポリアミド6Tと略す)、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)(以下ポリアミド6Iと略す)、ポリ(ノナメチレンテレフタルアミド)(以下ポリアミド9Tと略す)、ポリ(テトラメチレンイソフタルアミド)(以下ポリアミド4Iと略す)等の脂肪族−芳香族ポリアミド及びこれらの共重合体や混合物を挙げることができ、さらに前記の脂肪族−芳香族ポリアミドとポリ(カプロラクタム)(以下ポリアミド6と略す)、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(以下ポリアミド66と略す)、ポリ(テトラメチレンアジパミド)(以下ポリアミド46と略す)、ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)(以下ポリアミド610と略す)、ポリ(ヘキサメチレンドデカミド)(以下ポリアミド612と略す)、ポリ(ウンデカメチレンアジパミド)(以下ポリアミド116)、ポリ(ウンデカラクタム)(以下ポリアミド11と略す)、ポリ(ドデカラクタム)(以下ポリアミド12と略す)等の脂肪族ポリアミドとの共重合体や混合物も挙げることができる。
【0011】
まず本発明に好ましい芳香族成分を含むポリアミドとしては、芳香族二酸であるイソフタル酸やテレフタル酸成分を含むものより重合されたポリアミドが高い難燃性を発現するので特に好ましい。例えばポリアミド6T、ポリアミド6I、ポリアミド9T、ポリアミド4I、及びこれらの共重合体や混合物が挙げられる。更に好ましくは、66/6I共重合ポリアミド、66/6I/6T三元共重合ポリアミド、66/6I/6三元共重合ポリアミド、ポリアミド9T、ポリアミド6Iが高い難燃性と成形性を併せて満足するので好ましい。
【0012】
具体的には、(1)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)単位60〜95重量%及びポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)単位5〜40重量%からなる共重合体;(2)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)単位50〜94重量%、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)単位5〜40重量%及びポリ(ヘキサメチレンアジパミド)以外の脂肪族ポリアミド単位1〜10重量%からなる3元共重合体;(3)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)成分60〜95重量%及びポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)成分5〜40重量%を含有する混合ポリアミド;(4)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)成分50〜94重量%、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)成分5〜40重量%及びポリ(ヘキサメチレンアジパミド)以外の脂肪族ポリアミド成分1〜10重量%を含有する混合ポリアミドが挙げられ、これらの芳香族成分を含むポリアミドは更に好ましい。また、上記(2)中のポリ(ヘキサメチレンアジパミド)以外の脂肪族ポリアミド単位及び(4)中のポリ(ヘキサメチレンアジパミド)以外の脂肪族ポリアミド成分としては、ポリ(カプロラクタム)即ちポリアミド6の単位及び成分などが挙げられる。
【0013】
次に、芳香族成分を含むポリアミドとしてはジアミンであるキシリレンジアミン成分(メタキシリレンジアミンやパラキシリレンジアミンが挙げられる)を含むものより重合されたポリアミドが不燃層(又は炭化層)生成量が大きく、高い難燃性を発現するので特に好ましい。この様なものとして、具体的にはポリアミドMXD6が挙げられ、ホウ酸金属化合物と組み合わせて用いた際に燃焼時に不燃層(又は炭化層)を形成し、優れた難燃性を発現するので好ましい。
【0014】
本発明で用いられる(b)ホウ酸金属化合物は、具体的にはホウ酸亜鉛化合物、ホウ酸マグネシウム化合物、ホウ酸カルシウム化合物、ホウ酸アルミニウム化合物等が挙げられる。本発明に好ましいホウ酸金属化合物としては、燃焼時に熱源である炎から樹脂への熱を遮断すること(断熱能力)によって、樹脂の分解で燃料となるガスの発生を抑制し、難燃性を高めるのに必要な不燃層(又は炭化層)の形成効率が高く、即ち難燃性に優れるので、xZnO・yB23・zH2O(x>0、y>0、z≧0)で表されるホウ酸亜鉛化合物が挙げられる。好ましくは、2ZnO・3B23・3.5H2O、4ZnO・B23・H2O、2ZnO・3B23で表されるホウ酸亜鉛化合物が挙げられ、更に好ましくは、燃焼時に脱水することによって水蒸気を発生し、不燃層をより発泡させ、不燃層の断熱能力を更に増大させるができ、同時に水の気化熱により燃焼系中を冷却できる、2ZnO・3B23・3.5H2O、4ZnO・B23・H2Oで表されるホウ酸亜鉛水和物が挙げられ、最も好ましくは、含有する水の比率が高い2ZnO・3B23・3.5H2Oが挙げられる。
【0015】
さらには、これらのホウ酸金属化合物はシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤等の表面処理剤で処理されていてもよい。また、平均粒径は、好ましくは30μm以下であり、更に好ましくは、15μm以下であり、特に好ましくは7μm以下である。
本発明に用いる(c)強化材は任意成分であり、本成分が無くとも、本発明の目的は達成されるが、更なる難燃性、機械特性の向上を図る際には、本成分を添加することができる。
【0016】
(c)強化材としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、石膏繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維、スチール繊維、セラミックス繊維、ボロンウィスカ繊維、マイカ、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン、焼成カオリン、ウオラストナイト、ガラスビーズ、ガラスフレーク、酸化チタン等の繊維状、粒状、板状、あるいは針状の無機質強化材が挙げられる。これらの強化材は二種以上組み合わせて用いてもよい。特にガラス繊維等の繊維状強化剤が燃焼時のドリップ抑制効果が高く、また、燃焼時に生成する不燃層(又は炭化層)強化を行い、発泡した不燃層(又は炭化層)の形状を維持し、高い難燃化を実現できるので好ましく使用される。
【0017】
また、ガラス繊維は長繊維タイプのロービング、短繊維タイプのチョップドストランド、ミルドファイバー等から選択して用いることが出来る。ガラス繊維は表面処理した物を用いるのが好ましい。とりわけ、ガラス繊維を用いると、物性、難燃性に特に優れるため特に好ましい。そのなかでもガラス繊維の平均繊維径が5〜30μmが好ましい。また、ガラス繊維の表面処理をしたものが優れた物性を付与するので一層好ましい。
【0018】
強化材は配合されることによって、燃焼時に生成する不燃層(又は炭化層)の強度を一層向上させることができ、燃焼時に不燃層(又は炭化層)が破損しにくくなり、安定した断熱能力を発揮できるようになり、より大きな難燃効果が得られる。さらに、高い剛性も付与することができる。
本発明で用いられる(d)シリコーン化合物は任意成分であり、本成分が無くとも、本発明の目的は達成されるが、更なる難燃性、流動性、機械特性の向上を図る際には、本成分を添加することができる
(d)シリコーン化合物の構造は、以下に示す4つのシロキサン単位(M単位、D単位、T単位、Q単位)の少なくともいずれかが重合してなるポリマーである。
【0019】
1)M単位(一官能性)
【化5】

Figure 0004209164
【0020】
2)D単位(二官能性)
【化6】
Figure 0004209164
【0021】
3)T単位(三官能性)
【化7】
Figure 0004209164
【0022】
4)Q単位(四官能性)
【化8】
Figure 0004209164
【0023】
(但し、Rは、それぞれ同一又は異なる置換基で、アルキル基、アリール基、ベンジル基、ビニル基、アリル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、メチルエステル基およびエチルエステル基から選択される。)
この内、特にT単位及び/又はQ単位を含有すると分岐状構造となる。そして、本発明の(d)シリコーン化合物の構造は特に規定が無く、分岐状でも直鎖状でも良く、液状でも固体状でも良い。
【0024】
この様なものとしては、例えば以下のものが挙げられる。直鎖状のオルガノポリシロキサンとしては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、ビニルメチルオルガノポリシロキサン、ビニルフェニルメチルポリシロキサン等が挙げられ、分岐状のオルガノポリシロキサンとしてはメチルポリシロキサンレジン、メチルフェニルポリシロキサンレジン、フェニルポリシロキサンレジン、ビニルメチルオルガノポリシロキサンレジン、ビニルフェニルメチルポリシロキサンレジン等が挙げられる。更に変性したオルガノポリシロキサン(レジン)として、アミノ変性オルガノポリシロキサン(レジン)、エポキシ変性オルガノポリシロキサン(レジン)、カルボキシル変性オルガノポリシロキサン(レジン)、カルビノール変性オルガノポリシロキサン(レジン)、メタクリル変性オルガノポリシロキサン(レジン)、メルカプト変性オルガノポリシロキサン(レジン)、ポリエーテル変性オルガノポリシロキサン(レジン)、メチルスチリル変性オルガノポリシロキサン(レジン)、高級アルキル変性オルガノポリシロキサン(レジン)、高級アルキル脂肪酸エステル変性オルガノポリシロキサン(レジン)、アルキルアラルキル変性オルガノポリシロキサン(レジン)、ヒドロキシル変性オルガノポリシロキサン(レジン)、アルコキシ変性オルガノポリシロキサン(レジン)、アルコール変性オルガノポリシロキサン(レジン)、フッ素変性オルガノポリシロキサン(レジン)、シラノール変性オルガノポリシロキサン(レジン)等が挙げられ、これらの有機置換基の導入位置はオルガノポリシロキサンの主鎖末端や側鎖が挙げられ、導入率は一部又は全部でも良い。
【0025】
ポリアミド分子中には極性の高いアミド結合が存在するが、シリコーン分子中にはさほど高い極性の官能基はないために、両者の相溶性は乏しい。そのために多量にシリコーンを含む場合には、成形片に剥離などによって外観が悪化するときがあるので、このことを回避するために、使用するシリコーン化合物の主鎖末端や側鎖の一部又は全部をここに挙げたアミノ基、エポキシ基、カルボキシル基、カルビノール基、メルカプト基、高級アルキル脂肪酸エステル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基等のような極性官能基によって変性されたシリコーンを用いことができる。
【0026】
シリコーンは配合されることによって、燃焼時に生成する不燃層(又は炭化層)が、一層大きく膨らみ断熱能力に富んだものになり、より一層大きな難燃効果が得られる。また、良流動性や耐衝撃性も付与することができる。
これらシリコーンの有機置換基の内にビニル基を含有するものが好ましい。また、ビニル基が直接ケイ素原子に結合したシリコーン化合物が高い難燃性を発現するので特に好ましく、末端基(トリメチルシリル基やアルコキシ基等)を除くケイ素原子に結合している全有機置換基の内、ビニル基率がモル比で2%以上であるシリコーンが一層高い難燃性を発現するので、更に好ましい。理由は明らかではないが、燃焼時に反応性の高いビニル基を含有するシリコーンが不燃層を形成し易くし、その形成された不燃層を強化材が強化する両者の相乗効果によって、優れた難燃効果即ち燃焼時のドリップ抑制効果を発揮すると思われる。
【0027】
また、シリコーン化合物の添加方法は特に限定せず、一度シリコーン化合物と芳香族成分を含むポリアミド樹脂等の樹脂を押出機等で混練させて、シリコーン化合物含有の樹脂組成物を得た後に、これとホウ酸金属化合物、強化材等とを混練させる二段法でも、一度に、シリコーン化合物、ホウ酸金属化合物、強化材、芳香族成分を含むポリアミド樹脂等の樹脂を混練する一段法でも構わず、シリコーン化合物が液状である場合は、液添ポンプなどの液添装置で、押出機中の溶融樹脂への添加でも、樹脂のペレットなどに外潤でブレンドした後に、押出機などで混練する方法などが挙げられる。この内、液添装置を用いる場合には、シリコーン化合物のタンクやシリコーン化合物の流路をヒーターなどで加熱し粘度を下げても構わない。また、固体状の時には、押出機のトップの供給口(トップフィーダー)や押出機途中の供給口(サイドフィーダー)等からの供給や樹脂のペレットなどとブレンドした後に、押出機などで混練する方法などが挙げられる。
【0028】
本発明において用いられる(e)ポリフェニレンエーテル樹脂は任意成分であり、本成分が無くとも、本発明の目的は達成されるが、更なる難燃性、機械特性の向上を図る際には、本成分を添加することができる。
(e)ポリフェニレンエーテル樹脂とは、繰り返し単位構造
【0029】
【化9】
Figure 0004209164
【0030】
(R1、R4は、それぞれ独立して、水素、第一級もしくは第二級の低級アルキル、フェニル、アミノアルキルまたは炭化水素オキシを表す。R2、R3は、それぞれ独立して、水素、第一級もしくは第二級の低級アルキルまたはフェニルを表す。)
からなり、還元粘度(0.5g/dl、クロロホルム溶液、30℃測定)が、0.15dl/g以上1.0dl/g以下の範囲にあるホモ重合体及び/または共重合体である。さらに好ましい還元粘度は、0.20dl/g以上0.70dl/g以下の範囲、最も好ましくは0.40dl/g以上0.60dl/g以下の範囲である。また、流動性や成形性を改良するために低い還元粘度のものを併用することもでき、低い還元粘度のものとしては0.03dl/g以上0.40dl/g以下の範囲であり、好ましくは、0.06dl/g以上0.30dl/g以下の範囲である。
【0031】
具体例としては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレンエーテル)等が挙げられ、さらに、2,6−ジメチルフェノールと他のフェノール類(例えば、2,3,6−トリメチルフェノールや2−メチル−6−ブチルフェノール)との共重合体のようなポリフェニレンエーテル共重合体も挙げられる。中でもポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、2,6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体が好ましく、さらにポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)が好ましい。
【0032】
本発明で使用するポリフェニレンエーテルの製造方法の例として、米国特許第3306874号明細書記載の第一銅塩とアミンのコンプレックスを触媒として用い、2,6−キシレノールを酸化重合する方法がある。米国特許第3306875号、同第3257357号および同第3257358号の明細書、特公昭52−17880号および特開昭50−51197号および同63−152628号の各公報等に記載された方法もポリフェニレンエーテルの製造方法として好ましい。
【0033】
さらに、ポリフェニレンエーテル樹脂の内、一部又は全部を無水マレイン酸などの相溶化剤で変性したものであると、ポリアミド樹脂との相溶性を高めることによって、物性や外観などが向上し好ましい。また、この際の方法は特に限定せず、一度相溶化剤とポリフェニレンエーテル樹脂等を押出機中で反応させて、変性されたポリフェニレンエーテル等を得た後に、これとポリアミド等とを混練させる二段法でも、一度に相溶化剤、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等を混練する一段法でも構わない。
【0034】
本発明の好ましい態様として、成分(a)及び(b)が必須成分であり、このニ成分により、本発明の目的は達成させることができる。そして、成分(c)、(d)及び(e)は任意成分であり、添加することによって更なる難燃性の付与、機械特性の向上、流動性の向上等の効果が追加される。
本発明の難燃性ポリアミド樹脂組成物において、(b)ホウ酸金属化合物の割合は、特に定めない。しかし、成型加工性、機械物性、難燃性をさらに一層向上させる際には(a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上200重量部以下が好ましい。200重量部より多いと成形加工性、機械的物性の向上が少し不十分で、0.1重量部より少ないと難燃性の向上が少し不十分である。より好ましくは1重量部以上150重量部以下であり、更に好ましくは2重量部以上120重量部以下であり、最も好ましくは、5重量部以上100重量部以下である。
【0035】
(c)強化材は、任意成分であるが、添加する際の割合は、(a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部に対して、5重量部以上200重量部以下が好ましい。200重量部より多いと押出時や射出成形時に成形加工性が著しく低下し、5重量部より少ないと添加しない場合と比べて、引張強度や剛性など機械的性質の向上があまりみられない。より好ましくは10重量部以上180重量部以下であり、更に好ましくは15重量部以上150重量部以下である。
【0036】
(d)シリコーン化合物は、任意成分であるが、添加する際の割合は、(a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部に対して、0.01重量部以上100重量部以下が好ましい。100重量部より多いと混練時に分解ガスが発生したり、成形加工時に成形金型に汚染性物質が付着したりするなどの問題が発生し、0.01重量部より少ないと添加しない場合と比べて、難燃性の向上、流動性の向上や耐衝撃性の向上があまりみられない。より好ましくは0.05重量部以上80重量部以下であり、更に好ましくは0.1重量部以上60重量部以下である。
【0037】
(e)ポリフェニレンエーテル樹脂は、任意成分であるが、添加する際の割合は、(a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上100重量部以下が好ましい。100重量%より多いとポリアミド樹脂がもつ成形加工性、機械的物性が低下し、0.1重量部以下だと流動性の向上はほとんど見られない。より好ましくは、1重量部以上80重量部以下であり、更に好ましくは3重量部以上60重量部以下である。
【0038】
本明細書中でのハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃助剤、リン系難燃剤とは、ハロゲン化合物、アンチモン化合物、リン化合物の中で難燃性を高めることを目的とした化合物に該当する。しかし、本願の難燃性に影響を与えない範囲で、難燃性以外の耐熱安定性など性質を高めるため等の目的のハロゲン化合物、アンチモン化合物、リン化合物はこの表現からは外れる。
【0039】
難燃性を高めることを目的とした化合物として、まずハロゲン化合物として、例として、塩素系難燃剤として塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、ドデカクロロペンタシクロオクタデカ−7,15−ジエン(オキシデンタルケミカル社製デクロランプラス25<登録商標>)、無水ヘット酸等、臭素系難燃剤としてヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)、デカブロモジフェニルオキサイド(DBDPO)、オクタブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェノールA(TBBA)、ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、ビス(ペンタブロモフェノキシ)エタン(BPBPE)、テトラブロモビスフェノールAエポキシ樹脂(TBBAエポキシ)、テトラブロモビスフェノールAカーボネート(TBBA−PC)、エチレン(ビステトラブロモフタル)イミド(EBTBPI)、エチレンビスペンタブロモジフェニル、トリス(トリブロモフェノキシ)トリアジン(TTBPTA)、ビス(ジブロモプロピル)テトラブロモビスフェノールA(DBP−TBBA)、ビス(ジブロモプロピル)テトラブロモビスフェノールS(DBP−TBBS)、臭素化ポリフェニレンエーテル(ポリジプロモフェニレンエーテル等を含む)(BrPPE)、臭素化ポリスチレン(ポリジブロモスチレン等を含む)(BrPS)、臭素化架橋芳香族重合体、臭素化エポキシ樹脂、臭素化フェノキシ樹脂、臭素化スチレン−無水マレイン酸重合体、テトラブロモビスフェノールS(TBBS)、トリス(トリブロモネオペンチル)フォスフェート(TTBNPP)、ポリブロモトリメチルフェニルインダン(PBPI)、トリス(ジブロモプロピル)−イソシアヌレート(TDBPIC)等、反応型難燃剤としてテトラブロモビスフェノールA(TBBA)(臭素系難燃剤にも記載)、テトラブロモフタレート、テトラブロモフタレートジオール、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、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、トリブロモフェノール(TBP)、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、ポリ(ペンタブロモベンジルポリアクリレート)(PPBBA)、クロレント酸、無水クロレント酸、臭素化フェノール、ジブロモクレジルグリシジルエーテル、ビニルブロマイド、ジブロモスチレン、トリブロモスチレン等が挙げられる。
【0040】
次に、アンチモン化合物としては、例として、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の酸化アンチモン類やアンチモン酸ソーダ等が挙げられる。
三番目に、リン化合物としては、例として、赤リン系難燃剤として赤リン、リン酸エステル系難燃剤として、トリフェニルフォスフェート(TPP)、トリクレジルフォスフェート(TCP)、トリキシレニルフォスフェート(TXP)、トリエチルフォスフェート、トリブチルフォスフェート(TBP)、トリオクチルフォスフェート(TOP)、トリス(ブトキシエチル)フォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート(CDP)、キシレニルジフェニルフォスフェート、ビス(ノニルフェニル)フェニルフォスフェート(DNP)、クレジルビス(ジ2,6−キシレニル)フォスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルフォスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニル)フォスフェート(RDP)、ビスフェノールAビス(ジフェニル)フォスフェート(BPA−DP)、ビスフェノールAビス(ジクレジル)フォスフェート(BPA−DC)、レゾルシノールビス(ジ2,6−キシレニル)フォスフェート、ジエチルーN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノメチルホスフォネート、ジメチルメチルフォスフォネート等、ハロゲン化リン酸エステル系難燃剤として、トリス(クロロエチル)フォスフェート、トリス(クロロプロピル)フォスフェート、トリス(ジクロロプロピル)フォスフェート、トリス(トリブロモネオペンチル)フォスフェート等、リン酸アミド系難燃剤として、トリフェニルフォスフォルアミド等、リン酸塩系難燃剤として、ポリリン酸アンモニウム(APP)、リン酸メラミン、リン酸グアニジン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン等、フォスフィン系難燃剤としては、トリフェニルフォスフィン、トリフェニルフォスフィンオキサイド、テトラキス(ヒドロキシメチル)フォスフォニウムクロライド、テトラキス(ヒドロキシメチル)サルフェイト等、フォスファゼン系難燃剤としては、プロポキシフォスファゼン、フェノキシフォスファゼン、アミノフォスファゼン、ポリ(フロロアルキルフォスファゼン)、ジプロポキシフォスファゼン等のリン化合物が挙げられる。
【0041】
一方、本願の難燃性に影響を与えない範囲で、耐熱安定性向上や変色防止等のための化合物として一般的に用いられているもの、例えば、ハロゲンを含むものとしては、ヨウ化カリウム、臭化カルウム、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅等のハロゲン化合物、リン系の熱安定剤、リン酸銅、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4'−ビフェニレンフォスフォナイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、ジフェニルイソデシルフォスファイト、フェニルジイソデシルフォスファイト、4,4−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル−ジ−トリデシル)フォスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシルホスファイト)、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニル・フェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジフォスファイト、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−デシロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン、リン酸トリメチル、次亜リン酸ナトリウム等のリン化合物等が挙げられる。
【0042】
本発明の組成物に、難燃性を更に一層向上させるために、芳香族を含む熱可塑性樹脂を加えることができる。例えば、ポリスチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアリルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリフタルアミド樹脂、ポリサルホン樹脂等が挙げられる。
【0043】
更に、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂が燃焼時に生成する不燃層(又は炭化層)が多く、難燃性に優れ、そしてまた、外観に優れるので好ましい。そして特に、ポリフェニレンエーテル樹脂が最も好ましい。本発明の強化された難燃性ポリアミド樹脂組成物の製造方法は、特に限定はなく、ポリアミド樹脂、ホウ酸金属化合物、強化材(任意成分)、シリコーン化合物(任意成分)、ポリフェニレンエーテル樹脂(任意成分)を常用の単軸または2軸の押出機やニーダー等の混練機を用いて、200〜350℃の温度で溶融混練する方法等であればよい。
【0044】
本発明の難燃性ポリアミド樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、他の成分、例えば難燃剤、フィブリル化剤、顔料、染料等の着色剤や、熱可塑性樹脂の一般的な熱安定剤である銅系熱安定剤(例えばヨウ化銅、酢酸銅等とヨウ化カリウム、臭化カルウムとの併用)、ヒンダードフェノール系酸化劣化防止剤に代表される有機系耐熱剤、耐候性改良剤、核剤、可塑剤、帯電防止剤等の添加剤等を添加することができる。また、不燃層(又は炭化層)の発泡を促進し、断熱効果を増大し、高難燃性を発現するために、燃焼時に水蒸気、窒素、二酸化炭素等のガス成分を発生させる成分、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化金属化合物、メラミン、メレム、メロン、メラミンシアヌレート等の窒素化合物、炭酸カルシウム等の炭酸金属化合物を添加させることもできる。
本発明の組成物は、射出成形、押出成形、ブロー成形など公知の方法によってコネクター、コイルボビン、ブレーカー、電磁開閉器、ホルダー、プラグ、スイッチ等の電気、電子、自動車用途の各種成形品に成形される。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下の実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例に用いた原材料及び測定方法を以下に示す。
[原材料]
(a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂
(a−1):ポリアミドMXD6 三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製 商品名 レニー6002
(a−2):製造例1のポリアミド66/6I (共重合成分のモル比 66:6I=85:15)
【0046】
(b)ホウ酸金属化合物
(b−1):ホウ酸亜鉛(水和物)2ZnO・3B23・3.5H2O U.S. Borax社製 商品名 Firebrake ZB
(b−2):ホウ酸亜鉛(無水物)2ZnO・3B23 U.S. Borax社製 商品名 Firebrake 500
(c)強化材
(c−1):ガラス繊維 日本電気硝子(株)製 商品名 ECT03T275H/PL(平均繊維径10μm)
【0047】
(d)シリコーン化合物
(d−1):ビニル基含有シリコーン(20℃において液状) 信越化学工業(株)製 商品名 X−40−9243
このシリコーン化合物を重クロロホルムに溶解させ、29Si−NMR及び1H−NMR測定し、シリコーン化合物の構造解析を行い、ビニル基の有無を確認した。また、この測定で得られた積分比よりこのシリコーン化合物は末端基(トリメチルシリル基やアルコキシ基等)を除くケイ素上の全有機置換基の内、ビニル基率はモル比で10%であった。
(d−2):製造例3のビニル基含有シリコーン化合物(20℃において液状)
d−1と同様に測定を行い、ビニル基率はモル比で8%であった。
(d−3):ジメチルシリコーンオイル(20℃において液状) 信越化学工業(株)製 商品名 KF96−100
(d−4):シリコーンレジン(無溶剤メチル系ワニス)(20℃において固体状) GE東芝シリコーン(株)製 商品名 YR3370
(e)ポリフェニレンエーテル樹脂
(e−1):製造例2の無水マレイン酸変性ポリフェニレンエーテル
【0048】
【製造例1】
アジピン酸とヘキサメチレンジアミンの等モル塩2.00kgとイソフタル酸とヘキサメチレンジアミンの等モル塩0.35kg、アジピン酸0.1kg、および純水2.5kgを5Lのオートクレーブの中に仕込み良く撹拌した。充分窒素置換した後、撹拌しながら温度を室温から220℃まで約1時間かけて昇温した。この際、オートクレーブ内の水蒸気による自然圧で内圧はゲージ圧で1.76MPaになるが、1.76MPa以上の圧にならないよう水を反応系外に除去しながら加熱を続けた。更に2時間後内温が260℃に到達した時点で加熱を止め、オートクレーブのバルブを閉止し、約8時間かけて室温まで冷却した。冷却後オートクレーブを開け、約2kgのポリマーを取りだし粉砕した。得られた粉砕ポリマーを、10Lのエバポレーターに入れ窒素気流下、200℃で10時間固相重合した。固相重合によって得られたポリアミドは、融点245℃、硫酸相対粘度2.38であった。
【0049】
【製造例2】
2,6−ジメチルフェノールを酸化重合して得られた還元粘度(0.5g/dlクロロホルム溶液、30℃測定)0.52のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)(以下ポリフェニレンエーテルと略記)を100重量部と、相溶化剤として無水マレイン酸を1.0重量部とを上流側に1ヶ所(以下top−Fと略記)と、押出機中央部並びにダイに近い下流側の2ヶ所に供給口(以下押出機中央部をside−1、ダイに近い下流側をside−2とそれぞれ略記)を有する二軸押出機(Werner&Pfleiderer社製:ZSK−40)のside−1とside−2は塞いだ状態にして、シリンダー設定温度320℃、スクリュー回転300rpm、吐出量20.15kg/hrの条件下で、ポリフェニレンエーテルと無水マレイン酸をドライブレンドしたものをtop−Fより供給し、溶融混練してストランド状に取り出し、ストランドバス(水槽)で冷却後、カッターで造粒し無水マレイン酸変性ポリフェニレンエーテルのペレットを得た。
【0050】
【製造例3】
トリクロロフェニルシラン42.3g、ジクロロメチルビニルシラン42.3g、ジクロロメチルフェニルシラン38.2g、ジクロロジメチルシラン167.8gの混合液を水450.8g、トルエン143gの混合液中にゆっくり滴下し加水分解した後、80℃で1時間熟成した。そして、過剰量のクロロトリメチルシランを反応液に滴下し、さらに80℃で1時間熟成した。分液ロートで水相を捨て、有機(トルエン)相を中性になるまで10%硫酸ナトリウム水溶液で数回抽出した。
その後、蒸留装置に有機相を移して、ある程度溶媒のトルエンを除去し、最後にエバポレーターを用いて溶媒を完全に減圧留去を行い、ビニル基含有シリコーン約180gを得た。
この一連の操作を必要な量に達するまで繰り返した。
【0051】
[測定方法]
(1)UL−94VB
UL94(米国Under Writers Laboratories Incで定められた規格)の方法を用いて1サンプル当たりそれぞれ10本づつ測定を行った。なお試験片は長さが127mm、幅が12.7mm、厚みが1/8インチとし、射出成形機(日精工業(株)製:PS40E)を用いて成形して得た。また厚みが1/8インチの試験片でV−0又はV−1であったサンプルについてはより厳しい条件となる厚さが1/16インチについても射出成形機(日精工業(株)製:PS40E)を用いて成形して得た。
ドリップには、各試料の試験中に綿着火の原因となるドリップをしたサンプル数を示した。平均時間(s)には、各試料10秒間を2回即ち計20回接炎後の消炎時間の平均燃焼時間を示した。最大時間(s)には、同じく計20回接炎後の消炎時間の最大燃焼時間を示した。しかし、試験片が燃え尽きてしまった場合や消炎時間が長すぎて、明らかにV−0、V−1、V−2のいずれのも該当しない場合のサンプルについては平均時間、最大時間には値を記載しない。評価にはUL94垂直燃焼試験によって分類される難燃性のクラスを示した。分類方法の概要は以下の通り。詳細はUL94規格に準じる。
【0052】
V−0
綿着火無し 平均燃焼時間5秒以下 最大燃焼時間10秒以下
V−1
綿着火無し 平均燃焼時間25秒以下 最大燃焼時間30秒以下
V−2
綿着火有り 平均燃焼時間25秒以下 最大燃焼時間30秒以下
V−2out
上記3項目に該当しない
【0053】
(2)成形性
射出成形機(日精工業(株)製:PS40E)を用いて、それぞれのサンプルの短冊試験片(3.2×12.7×127mm)を成形した際に、射出成形機のペレットホッパーから成形機スクリューへの樹脂の供給効率を評価した。全く問題なくペレットがスクリュー部へ供給されるものを合格(◎)、合格よりも多少供給に問題(具体的には、ペレットがスクリューに食い込みにくい等)があり、可塑化時間が長くなるが、射出サイクルにはほとんど問題ないものをやや合格(○)、供給に問題があり、全サンプル中半分以下のサンプルで射出サイクルが遅れてしまうものをやや不合格(△)、供給にかなり問題があり、全サンプル中半分以上のサンプルで射出サイクルが遅れてしまうものを不合格(×)とした。
【0054】
(3)MD
上記の成形性評価と同時にそれぞれのサンプル成形でのモールドデポジット(MD)の付着も目視で判断した。評価は各サンプル30ショット成形後の金型への付着物を判断し、MDが全く無いものを合格(◎)、MDが少量あるがほとんど問題なしのものをやや合格(○)、MDが多く少し問題になるものをやや不合格(△)、MDがかなり多く問題になるものを不合格(×)とした。
【0055】
(4)燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)
サンプルの燃焼の様子を調べるために、燃焼中の発熱速度の経時変化が観測できるコーンカロリーメーターを用いて、燃焼挙動を調べた。
装置は、(株)東洋精機製作所製コーンカロリーメーターIIIをもちいた。燃焼させるサンプルは、5.0mm×32.5mm×114mmの厚肉試験片を射出成形機(東芝機械製:IS150)で成形したものを切削し、5.0mm×32.5mm×100mmの形状のサンプルを得た。このサンプルをアルミ箔を用いて測定時に上面となる32.5mm×100mmの一面を残して、他の5面(側面及び下面)を覆った。
測定条件としては、コーンヒーターの輻射量を50kW/m2、排気流量を0.024m3/sec、オリフィスタイプをラージ、サンプルの上面とコーンヒーターとの距離を25mm、測定までサンプルを輻射熱遮断するためにシャッターとイグナイタ(試料から発生した可燃性ガスに着火させるための10kVの高電圧スパーク)を用いる設定で行った。シャッターを開け、コーンヒーターの輻射熱による加熱が始まると同時に試験開始とし、試料が加熱で分解し、その分解ガスにイグナイタで着火し、サンプルが燃焼し、燃えなくなるまで続けた。
【0056】
評価は、単位面積あたりの発熱速度=H.R.R.(kW/m2)を燃焼の激しさの指標として行った。
最大H.R.R.は、サンプルに着火してから消えるまでの間のH.R.R.の最大値を示した。
平均H.R.R.は、サンプルに着火してから消えるまでの間のH.R.R.の平均値を示した。
不燃層の厚みは、サンプル燃焼中に形成される不燃層(又は炭化層)の厚みを測ることを目的に、試験後の燃え残ったサンプルの高さの最大値をノギスを用いて測定した。ちなみに試験前の高さは5mmである。
そして、この不燃層の厚みが、厚いものほど未燃焼の樹脂(燃料)と炎(熱源)の距離が大きく、即ち断熱効果が大きくなり、燃焼の継続を抑制できるので、高い難燃性を発現できる。
不燃層の硬さは、サンプル燃焼中に形成される不燃層(又は炭化層)の強さを測ることを目的に、試験後の燃え残ったサンプルを指で突いた際の抵抗より判断した。硬いものは◎、やや硬いものは○、脆いものは×とした。
【0057】
(5)グローワイヤー発火性試験(GWI)
IEC60695−2−1規格の方法で、日立化成工業(株)製 グローワイヤー燃焼性試験機 HAT−214の装置を用いて、燃焼性(GWFI)、着火性(GWIT)の試験項目について試験を行った。なお試験片は65mm×90mm×1.0mm(厚み1.0mm)とし、射出成形機(東芝機械製:IS150)を用いて成形して得た。
【0058】
(6)電気特性(CTI)
IEC Publication 112規格の方法で、日立化成工業(株)製耐トラッキング試験機 HAT−500−3型の装置を用いて、耐トラッキング試験を行った。なお試験片は130mm×130mm×3.0mm(厚み3.0mm)とし、射出成形機(東芝機械製:IS150)を用いて成形して得た。測定の概要は試験片を装置にセットし、試験片表面に二本の電極によって100〜600Vの電圧を印加し、その電極間に0.1%塩化アンモニウム水溶液を30秒毎に滴下し、試験片がトラッキングを起こすことなく、50滴で破壊しない最大電圧(CTI)を測定し、その値を示した。この値が高いほど耐トラッキング性に優れる。
【0059】
【実施例1】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(72.0重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が11.1重量部(8.0重量%)、強化材c−1が27.8(20.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)は芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が72.0重量%、ホウ酸金属化合物b−1が8.0重量%、強化材c−1が20.0重量%となるように用意し、上流側に1ヶ所(以下top−Fと略記)と、押出機中央部並びにダイに近い下流側の2ヶ所に供給口(以下押出機中央部をside−1、ダイに近い下流側をside−2とそれぞれ略記)を有する二軸押出機(東芝機械製:TEM35)を用いてシリンダー設定温度240℃、スクリュー回転200rpm、吐出量30kg/hrの条件下で、芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1はtop−Fから、ホウ酸金属化合物b−1はside−1から、強化材c−1はside−2から合計の吐出量が30kg/hrになるようにそれぞれ調節して供給し、溶融混練してストランド状に取り出し、ストランドバス(水槽)で冷却後、カッターで造粒しポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
得られたペレットを前記した測定方法にてUL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0060】
【実施例2】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(64.0重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が25.0重量部(16.0重量%)、強化材c−1が31.3重量部(20.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が64.0重量%、ホウ酸金属化合物b−1が16.0重量%とした以外は実施例1と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0061】
【製造例4】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(90.0重量%)、シリコーン化合物d−1が11.1重量部(10.0重量%)からなる10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂組成物を得た。
上流側に1ヶ所(以下top−Fと略記)と、押出機中央部に1ヶ所に供給口(以下押出機中央部をside−1と略記)を有する二軸押出機(Werner&Pfleiderer社製:ZSK−25)のシリンダーの中央付近(トップフィード用ホッパーから10ブロック中6ブロック目)に液添装置を取り付け、side−1を塞いだものを用いて、シリンダー設定温度240℃、スクリュー回転300rpm、吐出量10kg/hrの条件下で、芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1を添加量9.0kg/hrでtop−Fより供給し、シリコーン化合物d−1は液添装置を用いて添加量1.0kg/hrでシリンダー系中に直接添加し、両者を混練してストランド状に取り出し、ストランドバス(水槽)で冷却後、カッターで造粒し10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
【0062】
【実施例3】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(70.0重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が11.4重量部(8.0重量%)、強化材c−1が28.6重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−1が2.9重量部(2.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)は芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が52.0重量%、製造例4の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が20.0重量%、ホウ酸金属化合物b−1が8.0重量%、強化材c−1が20.0重量%となるように用意し、上流側に1ヶ所と、押出機中央部並びにダイに近い下流側の2ヶ所に供給口を有する二軸押出機(東芝機械製:TEM35)を用いてシリンダー設定温度240℃、スクリュー回転200rpm、吐出量30kg/hrの条件下で、芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1と製造例4の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂はtop−Fから、ホウ酸金属化合物b−1はside−1から、強化材c−1はside−2から合計の吐出量が30kg/hrになるようにそれぞれ調節して供給し、溶融混練してストランド状に取り出し、ストランドバス(水槽)で冷却後、カッターで造粒しポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
得られたペレットを前記した測定方法にてUL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0063】
【実施例4】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(68.0重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が11.8重量部(8.0重量%)、強化材c−1が29.4重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−1が5.9重量部(4.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が32.0重量%、製造例4の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が40.0重量%とした以外は実施例3と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0064】
【実施例5】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(64.8重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が12.3重量部(8.0重量%)、強化材c−1が30.9重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−1が11.1重量部(7.2重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が0重量%、製造例4の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が72.0重量%とした以外は実施例3と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0065】
【実施例6】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(64.8重量%)、ホウ酸金属化合物b−2が12.3重量部(8.0重量%)、強化材c−1が30.9重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−1が11.1重量部(7.2重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が0重量%、製造例4の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が72.0重量%、ホウ酸金属化合物b−2が8.0重量%とした以外は実施例3と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0066】
【製造例5】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(90.0重量%)、シリコーン化合物d−2が11.1重量部(10.0重量%)からなる10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂組成物を得た。
シリコーン化合物をd−2にした以外は、製造例4と同様にして、10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
【0067】
【実施例7】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(64.8重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が12.3重量部(8.0重量%)、強化材c−1が30.9重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−2が11.1重量部(7.2重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が0重量%、製造例5の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が72.0重量%とした以外は実施例3と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0068】
【比較例1】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(80.0重量%)、強化材c−1が25.0重量部(20.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が80.0重量%、ホウ酸金属化合物b−1が0重量%とした以外は実施例1と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0069】
【比較例2】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(90.0重量%)、シリコーン化合物d−1が11.1重量部(10.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
製造例4の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂ペレットをそのまま利用し、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0070】
【比較例3】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(72.0重量%)、強化材c−1が27.8重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−1が11.1重量部(8.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が0重量%、製造例4の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が80.0重量%、ホウ酸金属化合物b−1が0重量%とした以外は実施例3と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)、グローワイヤー発火性試験(GWI)、電気特性(CTI)を調べた。その結果を表1と表2に示す。
【0071】
【製造例6】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(90.0重量%)、シリコーン化合物d−3が11.1重量部(10.0重量%)からなる10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂組成物を得た。
シリコーン化合物をd−3にした以外は、製造例4と同様にして、10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
【0072】
【実施例8】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(70.0重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が11.4重量部(8.0重量%)、強化材c−1が28.6(20.0重量%)、シリコーン化合物d−3が2.9重量部(2.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)は芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が52.0重量%、製造例6の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が20.0重量%、ホウ酸金属化合物b−1が8.0重量%、強化材c−1が20.0重量%となるように用意し、上流側に1ヶ所と、押出機中央部並びにダイに近い下流側の2ヶ所に供給口を有する二軸押出機(東芝機械製:TEM35)を用いてシリンダー設定温度240℃、スクリュー回転200rpm、吐出量30kg/hrの条件下で、芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1と製造例6の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂はtop−Fから、ホウ酸金属化合物b−1はside−1から、強化材c−1はside−2から合計の吐出量が30kg/hrになるようにそれぞれ調節して供給し、溶融混練してストランド状に取り出し、ストランドバス(水槽)で冷却後、カッターで造粒しポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
得られたペレットを前記した測定方法にてUL−94VB、成形性、MDを調べた。その結果を表3に示す。
【0073】
【実施例9】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(68.0重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が11.8重量部(8.0重量%)、強化材c−1が29.4重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−3が5.9重量部(4.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が32.0重量%、製造例6の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が40.0重量%とした以外は実施例8と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MDを調べた。その結果を表3に示す。
【0074】
【実施例10】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(64.8重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が12.3重量部(8.0重量%)、強化材c−1が30.9重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−3が11.1重量部(7.2重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が0重量%、製造例6の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が72.0重量%とした以外は実施例8と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MDを調べた。その結果を表3に示す。
【0075】
【実施例11】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(64.8重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が12.3重量部(8.0重量%)、強化材c−1が30.9重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−4が11.1重量部(7.2重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)は芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が64.8重量%、ホウ酸金属化合物b−1が8.0重量%、強化材c−1が20.0重量%、細かく粉砕して粉末にしたシリコーン化合物d−4が7.2重量%となるように用意し、上流側に1ヶ所と、押出機中央部並びにダイに近い下流側の2ヶ所に供給口を有する二軸押出機(東芝機械製:TEM35)を用いてシリンダー設定温度240℃、スクリュー回転200rpm、吐出量30kg/hrの条件下で、芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1とシリコーン化合物d−4はtop−Fから、ホウ酸金属化合物b−1はside−1から、強化材c−1はside−2から合計の吐出量が30kg/hrになるようにそれぞれ調節して供給し、溶融混練してストランド状に取り出し、ストランドバス(水槽)で冷却後、カッターで造粒しポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
得られたペレットを前記した測定方法にてUL−94VB、成形性、MDを調べた。その結果を表3に示す。
【0076】
【比較例4】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が100.0重量部(72.0重量%)、強化材c−1が27.8重量部(20.0重量%)、シリコーン化合物d−3が11.1重量部(8.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1が0重量%、製造例6の10重量%シリコーン含有ポリアミド樹脂が80.0重量%、ホウ酸金属化合物b−1が0重量%とした以外は実施例8と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MD、燃焼挙動(コーンカロリーメーター試験)を調べた。その結果を表3に示す。
【0077】
【実施例12】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−2が熱可塑性樹脂中の100.0重量部(50.4重量%)、ホウ酸金属化合物b−1が15.9重量部(8.0重量%)、強化材c−1が39.7重量部(20.0重量%)、ポリフェニレンエーテル樹脂e−1が42.9重量部(21.6重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)は芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−2が50.4重量%、ポリフェニレンエーテル樹脂e−1が21.6重量%、ホウ酸金属化合物b−1が8.0重量%、強化材c−1が20.0重量%となるように用意し、上流側に1ヶ所と、押出機中央部並びにダイに近い下流側の2ヶ所に供給口を有する二軸押出機(東芝機械製:TEM35)を用いてシリンダー設定温度280℃、スクリュー回転200rpm、吐出量30kg/hrの条件下で、芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−1とポリフェニレンエーテル樹脂e−1はtop−Fから、ホウ酸金属化合物b−1はside−1から、強化材c−1はside−2から合計の吐出量が30kg/hrになるようにそれぞれ調節して供給し、溶融混練してストランド状に取り出し、ストランドバス(水槽)で冷却後、カッターで造粒しポリアミド樹脂組成物ペレットを得た。
得られたペレットを前記した測定方法にてUL−94VB、成形性、MDを調べた。その結果を表3に示す。
【0078】
【比較例5】
芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−2が100.0重量部(80.0重量%)、強化材c−1が25.0重量部(20.0重量%)からなるポリアミド組成物を得た。
用意する原材料(即ち、押出機への投入速度の設定)を芳香族成分を含むポリアミド樹脂a−2が80.0重量%、ホウ酸金属化合物b−1が0重量%とした以外は実施例1と同様にしてペレットを得て、UL−94VB、成形性、MDを調べた。その結果を表3に示す。
表1〜3の実施例1〜12と比較例1〜5から分かるように、ハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃助剤、リン系難燃剤を含まないポリアミド樹脂組成物であって、芳香族成分を含むポリアミド樹脂に非ハロゲン、非アンチモン、非リンの難燃剤であるホウ酸金属化合物を添加することによって、ポリアミド樹脂がもつ電気特性を低下させること無く、難燃性を向上させることができ、電気特性、難燃性の両特性のバランスを持たせることができた。
結果は、ホウ酸金属化合物により難燃性は大きく向上し、また電気特性は、ホウ酸金属化合物を添加しても、高い値を維持した非常に難燃性、電気特性の両特性のバランスの取れた材料が得られた。
【0079】
【表1】
Figure 0004209164
【0080】
【表2】
Figure 0004209164
【0081】
【表3】
Figure 0004209164
【0082】
【発明の効果】
本発明の組成物は、塩素、臭素等のハロゲン系難燃剤、アンチモン系助難燃剤並びリン系難燃剤を含有しない難燃性ポリアミド樹脂材料であり、ポリアミド樹脂が本来有する機械的特性、耐薬品性、良成形性、電気特性を損なうことなく、難燃性、電気特性を向上させ、金型腐食を低減でき、家電部品、電子部品、自動車部品等の用途に好適に用いることが出来る。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flame retardant polyamide resin composition. In particular, the present invention relates to a flame retardant polyamide resin composition suitably used for parts materials such as electrical / electronic field connectors, breakers, magnet switches, and other parts, and automotive parts. In particular, the present invention improves the flame retardancy without impairing the mechanical properties and electrical properties inherent in the polyamide resin, and also includes halogen flame retardants such as chlorine and bromine, antimony auxiliary flame retardants and phosphorus flame retardants. The present invention relates to a flame retardant polyamide resin composition not contained.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, polyamide resins have been used in a wide range of fields such as automobile parts, mechanical parts, and electric / electronic parts because they are excellent in mechanical properties, molding processability, electrical insulation and the like. However, polyamide resins are flammable, and various flame retardant techniques have been proposed due to safety issues. And generally, the method of mix | blending halogen-type flame retardants, such as a bromine compound with a high flame-retarding effect, and antimony oxide with a polyamide resin is taken.
[0003]
For example, addition of a chlorine-substituted polycyclic compound to a polyamide resin (for example, see Patent Document 1), addition of a brominated flame retardant, for example, decabromodiphenyl ether (for example, see Patent Document 2), and brominated polystyrene Addition (for example, refer to Patent Document 3 and Patent Document 4), addition of brominated polyphenylene ether (for example, refer to Patent Document 5), addition of brominated crosslinked aromatic polymer (for example, refer to Patent Document 6), Addition of brominated styrene-maleic anhydride polymer (for example, see Patent Document 7) is known. In particular, compositions containing these halogen-based flame retardants in polyamide resins reinforced with glass fibers, etc. are mounted on or connected to printed laminates, especially for electrical and electronic parts due to their high flame resistance and high rigidity. It has been used extensively for connector applications. However, while the halogen flame retardant improves flame retardancy, there is a problem that corrosive hydrogen halide is generated during heat processing such as injection molding and corrodes the mold and the like. In addition, the antimony compound used in combination with the halogen-based flame retardant also has a problem of greatly reducing the electrical properties (tracking resistance) necessary for electrical and electronic applications while improving the flame retardancy.
[0004]
For this reason, halogen-free phosphorus-based flame retardants have attracted attention and many studies have been made. For example, halogen-free flame retardant technology using melamine phosphate, melamine pyrophosphate, or melamine polyphosphate for glass fiber reinforced polyamide resin (for example, see Patent Document 8), adding melamine polyphosphate to inorganic reinforced polyamide resin, A flame retardant technique (see, for example, Patent Document 9) using a charring catalyst and / or a char forming agent has been proposed, and it is known that a 1/16 inch molded product satisfies the flame retardant standard UL94V-0 standard. ing. However, in these technologies, it is necessary to use a large amount of melamine phosphate flame retardant in order to satisfy the UL94V-0 standard for thin molded products that are particularly required for connector applications of electrical and electronic parts. Further, not only the mechanical properties of the glass fiber reinforced polyamide resin composition were greatly reduced, but also the electrical properties, particularly the tracking resistance required for electrical components used in a high voltage environment, was greatly reduced. Furthermore, the releasability at the time of molding was inferior, and it was not always satisfied as a molding material for electric / electronic parts.
[0005]
Moreover, as a technique for achieving the flame retardancy standard UL94V-0 for thin-walled molded products, a technique in which melamine sulfate, which is an intumescent flame retardant, is applied to a glass fiber reinforced semi-aromatic polyamide resin (see, for example, Patent Document 10). ) Is also disclosed, but it is necessary to add a large amount of flame retardant to the amount of the polyamide resin component in this technique, and there is a problem similar to the above. Furthermore, as a technology to provide high tracking resistance while achieving the flame retardant standard UL94V-0 for thin-walled molded products, in addition to melamine phosphate composite flame retardant and inorganic earth reinforced polyamide resin, alkaline earth metal salt is blended Although the technique (for example, refer patent document 11) to do is proposed, the molded article obtained by this technique had the problem that it was very weak. Furthermore, the molding processability is not satisfactory, and when the molded product is left for a long time in a high-temperature and high-humidity environment such as 60 ° C. and 95% RH, a polyamide oligomer or a flame retardant precipitates on the surface of the molded product. There were problems such as the occurrence of a bleedout phenomenon, which was not satisfactory.
[0006]
In contrast, development of flame retardants using zinc borate compounds as flame retardants has also been carried out. A flame-retarding technique using a zinc borate compound as an alternative to an antimony compound comprising a polyamide resin, an inorganic filler, a brominated flame retardant, zinc borate, and a heat stabilizer is disclosed (for example, see Patent Document 12). Yes. However, a halogen compound as a flame retardant is an essential component, and it is difficult to impart flame retardancy without using it. In addition, as a technology that does not use a halogen compound, at least 20% of a polyphenylene ether resin, a polycarbonate resin, a polyetherimide resin, a polyethersulfone resin, a polyphenylene sulfide resin, or the like contains a polymer component containing an aromatic main chain, fluorine as a flame retardant Flame retardant technology using a compound and a boron compound (see, for example, Patent Document 13), a polycarbonate resin containing a polydiorganosiloxane fluid, and a poly (diorganosiloxane) mixed in a poly (ester carbonate) resin as a free-flowing powder Flame retardant polycarbonate technology containing an effective amount of fibrous polytetrafluoroethylene and an effective amount of anhydrous zinc borate in a flame retardant polymer blend including a fluid-filler blend (see, for example, Patent Document 14), polycarbonate system Technology of flame retardant thermoplastic resin composition consisting of zinc borate and / or zinc borate hydrate, alcohol-modified silicone oil for thermoplastic resin consisting of fat and polyester resin (see, for example, Patent Document 15) However, these techniques are mainly performed with polycarbonate resins, etc., and when applied to polyamide resins and other resins, they do not exhibit sufficient flame retardancy or reduce other physical properties. Sometimes. In addition, in these techniques, when a reinforcing agent such as glass fiber is added, drip is generated during combustion, and sufficient flame retardancy may not be exhibited. In addition, polycarbonate may not be used for applications that are inferior in physical properties such as moldability, tensile strength, electrical properties, and chemical resistance and may come into contact with organic solvents.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-48-29846
[Patent Document 2]
JP 47-7134 A
[Patent Document 3]
JP 51-47044 A
[Patent Document 4]
JP-A-4-175371
[Patent Document 5]
JP 54-1116054 A
[Patent Document 6]
Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 63-317552
[Patent Document 7]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-168246
[Patent Document 8]
Japanese National Patent Publication No. 10-505875
[Patent Document 9]
WO 98/45364 pamphlet
[Patent Document 10]
JP 2000-119512 A
[Patent Document 11]
International Publication No. 00/09606 Pamphlet
[Patent Document 12]
Special table 2002-506905 gazette
[Patent Document 13]
JP-A-2-180969
[Patent Document 14]
JP-A-5-202280
[Patent Document 15]
JP 11-343400 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to contain the mechanical properties, chemical resistance, good moldability inherent in the polyamide resin without containing halogen-based flame retardants such as chlorine and bromine, antimony-based flame retardant aids and phosphorus-based flame retardants. An object of the present invention is to provide a flame retardant polyamide resin composition that greatly improves flame retardancy without impairing electrical characteristics, and suppresses heat generation rate and drip generation during combustion.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  As a result of extensive research, the present inventors have found that a polyamide resin containing an aromatic component and a composition containing three components of a polyamide resin, a halogen compound, and a metal borate compound when the metal borate compound is an essential component. The problem of corrosive hydrogen halide, etc. generated during heat processing such as injection molding, which was a problem, was able to solve the problem of corroding the mold etc., and the heat generation rate and drip generation during combustion were suppressed It has been found that a flame retardant polyamide resin composition can be provided. Furthermore, when combining a reinforcing material, a silicone compound, and a polyphenylene ether resin as optional components, it is possible to further improve flame retardancy such as a decrease in heat generation rate during combustion in UL test evaluation and corn calorimeter test, Furthermore, it has been found that further improvement of properties such as improvement of physical properties and fluidity can be realized, and the present invention has been completed based on this finding.
Moreover, this invention succeeded in achieving a flame retardance using only a polyamide boric acid zinc borate as a flame retardant.
  That is, the present invention
  [1](A)(1) Copolymers comprising poly (hexamethylene adipamide) units and poly (hexamethylene isophthalamide) units, (2) poly (hexamethylene adipamide) units, poly (hexamethylene isophthalamide) units and poly A terpolymer comprising (hexamethylene terephthalamide) units, (3) a terpolymer comprising poly (hexamethylene adipamide) units, poly (hexamethylene isophthalamide) units and poly (caprolactam) units, (4) selected from the group consisting of poly (nonamethylene terephthalamide), (5) poly (hexamethylene isophthalamide) and (6) a polyamide containing an aromatic component derived from a xylylenediamine componentPolyamide resin containing aromatic component and (b) metal borate compoundHaveFlame retardant polyamide resin composition,
  [2] The flame-retardant polyamide resin composition according to [1], comprising (a) 100 parts by weight of a polyamide resin containing an aromatic component, and (b) 0.1 to 200 parts by weight of a metal borate compound.
  [3] (1) having 100 parts by weight of a polyamide resin containing an aromatic component, (b) 0.1 to 200 parts by weight of a metal borate compound, and (c) 5 to 200 parts by weight of a reinforcing material ] The flame-retardant polyamide resin composition of description,
  [4] The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [1] to [3], further comprising (d) 0.01 to 100 parts by weight of a silicone compound,
  [5] (a) The aromatic component of the polyamide resin containing the aromatic component is derived from the isophthalic acid component [1] to [4] ] A flame retardant polyamide resin composition according to any one of
  [6] The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the polyamide resin containing (a) an aromatic component is a poly (metaxylylene adipamide) resin,
  [7] (b) The metal borate compound is xZnO · yB 2 O 3 ・ ZH 2 The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [1] to [6], which is a zinc borate compound represented by O (x> 0, y> 0, z ≧ 0),
  [8] (b) The metal borate compound is 2ZnO.3B 2 O 3 ・ 3.5H 2 O, 4ZnO · B 2 O 3 ・ H 2 O, 2ZnO · 3B 2 O 3 The flame retardant polyamide resin composition according to [7], which is a compound represented by:
  [9] (b) The metal borate compound is 2ZnO.3B 2 O 3 ・ 3.5H 2 The flame-retardant polyamide resin composition according to [8], which is a compound represented by O,
  [10] (c) The flame retardant polyamide resin composition according to any one of [3] to [9], wherein the reinforcing material is a fibrous filler,
  [11] (c) The flame retardant polyamide resin composition according to [10], wherein the reinforcing material is glass fiber,
  [12] The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [4] to [11], wherein the (d) silicone compound is a silicone compound comprising at least one selected from the group having the following siloxane units:
1) M units (monofunctional)
2) D unit (bifunctional)
3) T unit (trifunctional)
4) Q unit (tetrafunctional)
  [13] The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [4] to [12], wherein the (d) silicone compound is a silicone compound containing a vinyl group.
  [14] The (d) silicone compound has a vinyl group ratio of 2% or more in a molar ratio among all organic substituents bonded to a silicon atom excluding a trimethylsilyl group, an alkoxy group and a hydroxyl group. The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [4] to [13],
  [15] The flame retardant polyamide resin composition according to any one of [1] to [14], further comprising (e) 0.1 to 100 parts by weight of a polyphenylene ether resin.
  [16] A molded article comprising the flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [1] to [15],
It is.
[0010]
The present invention will be specifically described below.
Examples of the polyamide resin containing an aromatic component (a) of the present invention include polycondensates of dicarboxylic acids and diamines, ring-opening polymers of cyclic lactams, polycondensates of aminocarboxylic acids, and the like. Are poly (metaxylylene adipamide) (hereinafter abbreviated as polyamide MXD6), poly (hexamethylene terephthalamide) (hereinafter abbreviated as polyamide 6T), poly (hexamethylene isophthalamide) (hereinafter abbreviated as polyamide 6I), poly And aliphatic-aromatic polyamides such as (nonamethylene terephthalamide) (hereinafter abbreviated as polyamide 9T), poly (tetramethylene isophthalamide) (hereinafter abbreviated as polyamide 4I), and copolymers and mixtures thereof. Further, the aliphatic-aromatic polyamide and poly (caprolactam) (hereinafter referred to as polyamide 6) ), Poly (hexamethylene adipamide) (hereinafter abbreviated as polyamide 66), poly (tetramethylene adipamide) (hereinafter abbreviated as polyamide 46), poly (hexamethylene sebacamide) (hereinafter abbreviated as polyamide 610) , Poly (hexamethylene dodecamide) (hereinafter abbreviated as polyamide 612), poly (undecamethylene adipamide) (hereinafter referred to as polyamide 116), poly (undecalactam) (hereinafter abbreviated as polyamide 11), poly (dodecalactam) Copolymers and mixtures with aliphatic polyamides such as (hereinafter abbreviated as polyamide 12) can also be mentioned.
[0011]
First, as a polyamide containing an aromatic component which is preferable in the present invention, a polyamide polymerized from an aromatic diacid such as isophthalic acid or a terephthalic acid component is particularly preferable because it exhibits high flame retardancy. Examples thereof include polyamide 6T, polyamide 6I, polyamide 9T, polyamide 4I, and copolymers and mixtures thereof. More preferably, 66 / 6I copolymer polyamide, 66 / 6I / 6T terpolymer polyamide, 66 / 6I / 6 terpolymer polyamide, polyamide 9T, and polyamide 6I satisfy both high flame retardancy and moldability. This is preferable.
[0012]
Specifically, (1) a copolymer comprising 60 to 95% by weight of poly (hexamethylene adipamide) units and 5 to 40% by weight of poly (hexamethylene isophthalamide) units; (2) poly (hexamethylene adipamide) A ternary copolymer comprising 50 to 94% by weight of a pamide) unit, 5 to 40% by weight of a poly (hexamethylene isophthalamide) unit, and 1 to 10% by weight of an aliphatic polyamide unit other than poly (hexamethylene adipamide). (3) mixed polyamide containing 60 to 95% by weight of poly (hexamethylene adipamide) component and 5 to 40% by weight of poly (hexamethylene isophthalamide) component; (4) poly (hexamethylene adipamide) component Fats other than 50-94% by weight, poly (hexamethylene isophthalamide) component 5-40% by weight and poly (hexamethylene adipamide) Include mixed polyamides containing 1 to 10 wt% family polyamide component, a polyamide containing these aromatic components is more preferred. The aliphatic polyamide unit other than poly (hexamethylene adipamide) in (2) and the aliphatic polyamide component other than poly (hexamethylene adipamide) in (4) include poly (caprolactam), Examples include units and components of polyamide 6.
[0013]
Next, as a polyamide containing an aromatic component, a polyamide polymerized from a diamine containing a xylylenediamine component (including metaxylylenediamine and paraxylylenediamine) is a non-combustible layer (or carbonized layer) production amount. Is particularly preferable since it exhibits a high flame retardancy. Specific examples thereof include polyamide MXD6, which is preferable because it forms an incombustible layer (or a carbonized layer) during combustion when used in combination with a metal borate compound and exhibits excellent flame retardancy. .
[0014]
Specific examples of the (b) metal borate compound used in the present invention include zinc borate compounds, magnesium borate compounds, calcium borate compounds, and aluminum borate compounds. As a preferred borate metal compound for the present invention, by blocking the heat from the flame which is a heat source during combustion to the resin (heat insulation ability), the generation of gas serving as fuel by decomposition of the resin is suppressed, and flame retardancy is reduced. Since the formation efficiency of the non-combustible layer (or carbonized layer) necessary for the enhancement is high, that is, excellent in flame retardancy, xZnO · yB2OThree・ ZH2Examples thereof include zinc borate compounds represented by O (x> 0, y> 0, z ≧ 0). Preferably, 2ZnO · 3B2OThree・ 3.5H2O, 4ZnO · B2OThree・ H2O, 2ZnO · 3B2OThreeZinc borate compound represented by the formula, more preferably, water vapor is generated by dehydration during combustion, the non-combustible layer can be further foamed, and the heat insulating ability of the non-combustible layer can be further increased, and at the same time, the vaporization of water 2ZnO · 3B that can cool the combustion system with heat2OThree・ 3.5H2O, 4ZnO · B2OThree・ H2Zinc borate hydrate represented by O, and most preferably 2ZnO.3B having a high ratio of water contained2OThree・ 3.5H2O is mentioned.
[0015]
Further, these metal borate compounds may be treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. The average particle size is preferably 30 μm or less, more preferably 15 μm or less, and particularly preferably 7 μm or less.
The reinforcing material (c) used in the present invention is an optional component, and even if this component is not present, the object of the present invention can be achieved. However, when further improving flame retardancy and mechanical properties, this component is added. Can be added.
[0016]
(C) As reinforcing material, glass fiber, carbon fiber, potassium titanate fiber, gypsum fiber, brass fiber, stainless steel fiber, steel fiber, ceramic fiber, boron whisker fiber, mica, talc, silica, calcium carbonate, kaolin, fired Examples thereof include fiber-like, granular, plate-like, or needle-like inorganic reinforcing materials such as kaolin, wollastonite, glass beads, glass flakes, and titanium oxide. Two or more of these reinforcing materials may be used in combination. In particular, fibrous reinforcing agents such as glass fibers have a high drip-suppressing effect during combustion, and strengthen the incombustible layer (or carbonized layer) generated during combustion to maintain the shape of the foamed incombustible layer (or carbonized layer). It is preferably used because it can achieve high flame retardancy.
[0017]
Further, the glass fiber can be selected from long fiber type roving, short fiber type chopped strand, milled fiber and the like. It is preferable to use a surface-treated glass fiber. In particular, the use of glass fiber is particularly preferable because it is particularly excellent in physical properties and flame retardancy. Among these, the average fiber diameter of the glass fiber is preferably 5 to 30 μm. Moreover, since the surface treatment of glass fiber gives the outstanding physical property, it is still more preferable.
[0018]
By blending the reinforcing material, the strength of the incombustible layer (or carbonized layer) generated at the time of combustion can be further improved, and the incombustible layer (or carbonized layer) is less likely to be damaged at the time of combustion. It will be possible to exert a greater flame retardant effect. Furthermore, high rigidity can also be provided.
The silicone compound (d) used in the present invention is an optional component, and even without this component, the object of the present invention can be achieved. However, when further improving flame retardancy, fluidity and mechanical properties, , This component can be added
(D) The structure of the silicone compound is a polymer obtained by polymerizing at least one of the following four siloxane units (M unit, D unit, T unit, Q unit).
[0019]
1) M units (monofunctional)
[Chemical formula 5]
Figure 0004209164
[0020]
2) D unit (bifunctional)
[Chemical 6]
Figure 0004209164
[0021]
3) T unit (trifunctional)
[Chemical 7]
Figure 0004209164
[0022]
4) Q unit (tetrafunctional)
[Chemical 8]
Figure 0004209164
[0023]
(However, R is the same or different substituent, and is selected from an alkyl group, aryl group, benzyl group, vinyl group, allyl group, alkoxy group, hydroxy group, amino group, methyl ester group and ethyl ester group. )
Among these, when a T unit and / or a Q unit are contained, a branched structure is obtained. The structure of the (d) silicone compound of the present invention is not particularly defined, and may be branched or linear, and may be liquid or solid.
[0024]
As such a thing, the following are mentioned, for example. Examples of linear organopolysiloxanes include dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, vinylmethylorganopolysiloxane, and vinylphenylmethylpolysiloxane. Examples of branched organopolysiloxane include methylpolysiloxane resin and methylphenyl. Examples thereof include polysiloxane resin, phenyl polysiloxane resin, vinylmethylorganopolysiloxane resin, and vinylphenylmethylpolysiloxane resin. Further modified organopolysiloxanes (resins) include amino-modified organopolysiloxanes (resins), epoxy-modified organopolysiloxanes (resins), carboxyl-modified organopolysiloxanes (resins), carbinol-modified organopolysiloxanes (resins), and methacrylic modifications. Organopolysiloxane (resin), mercapto modified organopolysiloxane (resin), polyether modified organopolysiloxane (resin), methylstyryl modified organopolysiloxane (resin), higher alkyl modified organopolysiloxane (resin), higher alkyl fatty acid ester Modified organopolysiloxane (resin), alkyl aralkyl modified organopolysiloxane (resin), hydroxyl modified organopolysiloxane (resin), alcohol Si-modified organopolysiloxane (resin), alcohol-modified organopolysiloxane (resin), fluorine-modified organopolysiloxane (resin), silanol-modified organopolysiloxane (resin), etc. The main chain terminal and side chain of polysiloxane are mentioned, and the introduction rate may be part or all.
[0025]
The polyamide molecule has a highly polar amide bond, but the silicone molecule does not have a highly polar functional group, so the compatibility between the two is poor. Therefore, when a large amount of silicone is contained, the appearance may deteriorate due to peeling or the like on the molded piece. To avoid this, a part or all of the main chain ends and side chains of the silicone compound to be used are used. Can be used silicones modified with polar functional groups such as amino groups, epoxy groups, carboxyl groups, carbinol groups, mercapto groups, higher alkyl fatty acid ester groups, alkoxy groups, hydroxyl groups and the like.
[0026]
By blending silicone, the non-combustible layer (or carbonized layer) produced during combustion swells larger and has a higher heat insulation capability, and a greater flame retardant effect is obtained. Also, good fluidity and impact resistance can be imparted.
Among these organic substituents of silicone, those containing a vinyl group are preferred. In addition, a silicone compound in which a vinyl group is directly bonded to a silicon atom is particularly preferable because it exhibits high flame retardancy, and among all organic substituents bonded to a silicon atom excluding a terminal group (such as a trimethylsilyl group or an alkoxy group) Silicone having a vinyl group ratio of 2% or more in terms of a molar ratio is more preferable because it exhibits higher flame retardancy. The reason is not clear, but the silicone containing the vinyl group, which is highly reactive during combustion, makes it easy to form a non-combustible layer, and the reinforcing material strengthens the formed non-combustible layer. It seems that the effect, that is, the drip suppression effect during combustion is exhibited.
[0027]
Further, the method for adding the silicone compound is not particularly limited, and once a resin such as a polyamide resin containing a silicone compound and an aromatic component is kneaded with an extruder or the like to obtain a silicone compound-containing resin composition, Even a two-stage method of kneading a borate metal compound, a reinforcing material or the like, or a one-stage method of kneading a resin such as a silicone compound, a metal borate compound, a reinforcing material, a polyamide resin containing an aromatic component at a time, When the silicone compound is in a liquid state, it can be added to the molten resin in the extruder with a liquid addition device such as a liquid addition pump, or after being blended externally with resin pellets, etc., and then kneaded with an extruder, etc. Is mentioned. Among these, when a liquid addition apparatus is used, the viscosity of the silicone compound tank or the silicone compound flow path may be lowered by heating with a heater or the like. In addition, when solid, a method of kneading with an extruder or the like after blending with a supply from the top supply port (top feeder) of the extruder or a supply port (side feeder) in the middle of the extruder or resin pellets Etc.
[0028]
The (e) polyphenylene ether resin used in the present invention is an optional component, and even without this component, the object of the present invention can be achieved. However, when further improving flame retardancy and mechanical properties, Ingredients can be added.
(E) Polyphenylene ether resin is a repeating unit structure
[0029]
[Chemical 9]
Figure 0004209164
[0030]
(R1, RFourEach independently represents hydrogen, primary or secondary lower alkyl, phenyl, aminoalkyl or hydrocarbonoxy. R2, RThreeEach independently represents hydrogen, primary or secondary lower alkyl or phenyl. )
And a reduced viscosity (0.5 g / dl, chloroform solution, measured at 30 ° C.) is a homopolymer and / or copolymer having a range of 0.15 dl / g to 1.0 dl / g. A more preferred reduced viscosity is in the range of 0.20 dl / g to 0.70 dl / g, most preferably in the range of 0.40 dl / g to 0.60 dl / g. Moreover, in order to improve fluidity and moldability, those having a low reduced viscosity can be used in combination, and those having a low reduced viscosity are in the range of 0.03 dl / g to 0.40 dl / g, preferably 0.06 dl / g or more and 0.30 dl / g or less.
[0031]
Specific examples include poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-phenyl-1). , 4-phenylene ether), poly (2,6-dichloro-1,4-phenylene ether) and the like, and 2,6-dimethylphenol and other phenols (for example, 2,3,6-trimethyl). And a polyphenylene ether copolymer such as a copolymer with phenol or 2-methyl-6-butylphenol). Of these, poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) and a copolymer of 2,6-dimethylphenol and 2,3,6-trimethylphenol are preferable, and poly (2,6-dimethyl-1 , 4-phenylene ether).
[0032]
As an example of the method for producing polyphenylene ether used in the present invention, there is a method of oxidative polymerization of 2,6-xylenol using a complex of cuprous salt and amine described in US Pat. No. 3,306,874 as a catalyst. The methods described in U.S. Pat. Nos. 3,306,875, 3,257,357 and 3,257,358, JP-B-52-17880, JP-A-50-51197, and JP-A-63-152628 are also polyphenylene. This is preferred as a method for producing ether.
[0033]
Furthermore, it is preferable that some or all of the polyphenylene ether resin is modified with a compatibilizing agent such as maleic anhydride to improve the compatibility with the polyamide resin, thereby improving the physical properties and appearance. In addition, the method in this case is not particularly limited. After the compatibilizer and polyphenylene ether resin are reacted once in an extruder to obtain a modified polyphenylene ether, etc., this is kneaded with polyamide and the like. The step method may be a single step method in which a compatibilizing agent, polyphenylene ether resin, polyamide resin and the like are kneaded at a time.
[0034]
In a preferred embodiment of the present invention, the components (a) and (b) are essential components, and the object of the present invention can be achieved by these two components. Components (c), (d), and (e) are optional components, and effects such as further imparting flame retardancy, improving mechanical properties, and improving fluidity are added by adding them.
In the flame-retardant polyamide resin composition of the present invention, the ratio of (b) the metal borate compound is not particularly defined. However, when further improving the molding processability, mechanical properties, and flame retardancy, (a) 100 parts by weight or more and 200 parts by weight or less is preferable with respect to 100 parts by weight of the polyamide resin containing the aromatic component. When the amount is more than 200 parts by weight, the molding processability and mechanical properties are slightly improved, and when the amount is less than 0.1 parts by weight, the flame retardancy is slightly improved. More preferably, they are 1 weight part or more and 150 weight parts or less, More preferably, they are 2 weight parts or more and 120 weight parts or less, Most preferably, they are 5 weight parts or more and 100 weight parts or less.
[0035]
(C) The reinforcing material is an optional component, but the proportion when added is preferably 5 parts by weight or more and 200 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polyamide resin containing (a) the aromatic component. When the amount is more than 200 parts by weight, the molding processability is remarkably lowered at the time of extrusion or injection molding, and when the amount is less than 5 parts by weight, mechanical properties such as tensile strength and rigidity are not so much improved as compared with the case where it is not added. More preferably, it is 10 to 180 weight part, More preferably, it is 15 to 150 weight part.
[0036]
(D) Although a silicone compound is an arbitrary component, the ratio when it is added is preferably 0.01 parts by weight or more and 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polyamide resin containing (a) the aromatic component. When the amount is more than 100 parts by weight, problems such as generation of decomposition gas at the time of kneading and adhesion of contaminating substances to the molding die at the time of molding occur. Therefore, there is little improvement in flame retardancy, fluidity and impact resistance. More preferably, it is 0.05 to 80 weight part, More preferably, it is 0.1 to 60 weight part.
[0037]
(E) The polyphenylene ether resin is an optional component, but the ratio when it is added is preferably 0.1 parts by weight or more and 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polyamide resin containing the aromatic component (a). . If the amount is more than 100% by weight, the molding processability and mechanical properties of the polyamide resin are lowered, and if it is 0.1 parts by weight or less, the improvement in fluidity is hardly observed. More preferably, they are 1 weight part or more and 80 weight parts or less, More preferably, they are 3 weight parts or more and 60 weight parts or less.
[0038]
The halogen-based flame retardant, antimony-based flame retardant auxiliary, and phosphorus-based flame retardant in the present specification correspond to compounds intended to increase flame retardancy among halogen compounds, antimony compounds, and phosphorus compounds. . However, the objective halogen compound, antimony compound, and phosphorus compound for enhancing properties such as heat stability other than flame retardancy are not included in this expression as long as they do not affect the flame retardancy of the present application.
[0039]
As a compound aiming at enhancing flame retardancy, first as a halogen compound, for example, as a chlorinated flame retardant, chlorinated paraffin, chlorinated polyethylene, dodecachloropentacyclooctadeca-7,15-diene (oxydental chemical) Hexabromocyclododecane (HBCD), decabromodiphenyl oxide (DBDPO), octabromodiphenyl oxide, tetrabromobisphenol A (TBBA) as brominated flame retardants such as Dechlorane Plus 25 (registered trademark), manufactured by the company Bis (tribromophenoxy) ethane, bis (pentabromophenoxy) ethane (BPBPE), tetrabromobisphenol A epoxy resin (TBBA epoxy), tetrabromobisphenol A carbonate (TBBA-PC), ethylene ( Stetrabromophthal) imide (EBTBPI), ethylenebispentabromodiphenyl, tris (tribromophenoxy) triazine (TTBPTA), bis (dibromopropyl) tetrabromobisphenol A (DBP-TBBA), bis (dibromopropyl) tetrabromobisphenol S (DBP-TBBS), brominated polyphenylene ether (including polydipromophenylene ether) (BrPPE), brominated polystyrene (including polydibromostyrene, etc.) (BrPS), brominated crosslinked aromatic polymer, brominated epoxy Resin, brominated phenoxy resin, brominated styrene-maleic anhydride polymer, tetrabromobisphenol S (TBBS), tris (tribromoneopentyl) phosphate (TTBNPP), polybromotrimethy Ruphenylindane (PBPI), tris (dibromopropyl) -isocyanurate (TDBPIC), etc., as reactive flame retardants, tetrabromobisphenol A (TBBA) (also described in brominated flame retardants), tetrabromophthalate, tetrabromophthalate diol , Tetrabromophthalate ester, tetrabromophthalate disodium, tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tribromophenol (TBP), dibromophenol, dibromometacresol, dibromoneopentyl glycol, poly (pentabromobenzyl polyacrylate) (PPBBA), chlorent acid, chlorent anhydride, brominated phenol, dibromocresyl glycidyl ether, vinyl bromide, dibromostyrene, tribromostyrene, etc. It is below.
[0040]
Next, examples of the antimony compound include antimony oxides such as antimony trioxide, antimony tetroxide, and antimony pentoxide, and sodium antimonate.
Thirdly, as phosphorus compounds, for example, red phosphorus flame retardant as red phosphorus, phosphate ester flame retardant as triphenyl phosphate (TPP), tricresyl phosphate (TCP), trixylenyl phosphate Fate (TXP), triethyl phosphate, tributyl phosphate (TBP), trioctyl phosphate (TOP), tris (butoxyethyl) phosphate, cresyl diphenyl phosphate (CDP), xylenyl diphenyl phosphate, bis ( Nonylphenyl) phenyl phosphate (DNP), cresyl bis (di2,6-xylenyl) phosphate, 2-ethylhexyl diphenyl phosphate, resorcinol bis (diphenyl) phosphate (RDP), bisphenol A bis ( Phenyl) phosphate (BPA-DP), bisphenol A bis (dicresyl) phosphate (BPA-DC), resorcinol bis (di2,6-xylenyl) phosphate, diethyl-N, N-bis (2-hydroxyethyl) amino Tris (chloroethyl) phosphate, tris (chloropropyl) phosphate, tris (dichloropropyl) phosphate, tris (tribromoneo) as halogenated phosphate flame retardants such as methyl phosphonate and dimethyl methyl phosphonate Pentyl) phosphate, phosphate amide flame retardant, triphenyl phosphate, etc., phosphate flame retardant, ammonium polyphosphate (APP), melamine phosphate, guanidine phosphate, melamine pyrophosphate, polyphosphate Examples of phosphine flame retardants such as melamine acid include triphenyl phosphine, triphenyl phosphine oxide, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride, tetrakis (hydroxymethyl) sulfate, and other phosphazene flame retardants. Examples thereof include phosphorus compounds such as phazenes, phenoxyphosphazenes, aminophosphazenes, poly (fluoroalkylphosphazenes), and dipropoxyphosphazenes.
[0041]
On the other hand, as long as it does not affect the flame retardancy of the present application, compounds generally used as compounds for improving heat stability and preventing discoloration, for example, those containing halogen include potassium iodide, Halogen compounds such as carium bromide, copper chloride, copper bromide, copper iodide, phosphorous heat stabilizers, copper phosphate, tetrakis (2,4-di-t-butylphenyl) -4,4′-biphenylene Phosphonite, bis (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol-di-phosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-t-butylphenyl) octyl phosphite, Triphenyl phosphite, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, diphenyl isodecyl phosphite, phenyl diisodecyl phosphite, 4,4- Butylidene-bis (3-methyl-6-tert-butylphenyl-di-tridecyl) phosphite, cyclic neopentanetetrayl bis (octadecyl phosphite), cyclic neopentanetetrayl bis (2,6-di-t -Butyl-4-methylphenyl) phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, diisodecylpentaerythritol diphosphite, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10- ( 3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10-decyloxy-9,10-dihydro-9-oxa- 10-phosphaphenanthrene, trimethyl phosphate, hypophosphorous acid Phosphorus compounds such as sodium and the like.
[0042]
In order to further improve the flame retardancy, an aromatic-containing thermoplastic resin can be added to the composition of the present invention. For example, polystyrene resin, syndiotactic polystyrene resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin, polyamideimide resin, polyallyl ether ketone resin, polyether ether ketone resin, polyetherimide resin, polyether ketone resin, polyether ketone ketone resin , Polyethersulfone resin, polyphthalamide resin, polysulfone resin and the like.
[0043]
Further, polyphenylene ether resins and polyphenylene sulfide resins are preferable because they have many non-combustible layers (or carbonized layers) produced during combustion, are excellent in flame retardancy, and are excellent in appearance. In particular, polyphenylene ether resin is most preferable. The method for producing the reinforced flame-retardant polyamide resin composition of the present invention is not particularly limited, and is a polyamide resin, a boric acid metal compound, a reinforcing material (optional component), a silicone compound (optional component), a polyphenylene ether resin (optional). Any method may be used as long as the component is melt kneaded at a temperature of 200 to 350 ° C. using a kneader such as a conventional single or twin screw extruder or kneader.
[0044]
In the flame-retardant polyamide resin composition of the present invention, other components, for example, colorants such as flame retardants, fibrillating agents, pigments and dyes, and general thermoplastic resins can be used without departing from the object of the present invention. Heat stabilizers such as copper-based heat stabilizers (for example, combined use of copper iodide, copper acetate, etc., and potassium iodide, carium bromide), organic heat-resistant agents represented by hindered phenol-based oxidative degradation inhibitors, Additives such as a weather resistance improver, a nucleating agent, a plasticizer, and an antistatic agent can be added. In addition, in order to promote foaming of the incombustible layer (or the carbonized layer), increase the heat insulation effect, and exhibit high flame retardancy, components that generate gas components such as water vapor, nitrogen, carbon dioxide during combustion, such as water Metal hydroxide compounds such as aluminum oxide and magnesium hydroxide, nitrogen compounds such as melamine, melem, melon, and melamine cyanurate, and metal carbonate compounds such as calcium carbonate can also be added.
The composition of the present invention is molded into various molded products for electrical, electronic and automotive applications such as connectors, coil bobbins, breakers, electromagnetic switches, holders, plugs, switches, etc. by known methods such as injection molding, extrusion molding, blow molding. The
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto.
In addition, the raw material and the measuring method which were used for the Example and the comparative example are shown below.
[raw materials]
(A) Polyamide resin containing an aromatic component
(A-1): Polyamide MXD6 manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd. Product name Reny 6002
(A-2): Polyamide 66 / 6I of Production Example 1 (Molar ratio of copolymerization component 66: 6I = 85: 15)
[0046]
(B) Metal borate compound
(B-1): Zinc borate (hydrate) 2ZnO.3B2OThree・ 3.5H2O U. S. Borax brand name Firebrake ZB
(B-2): Zinc borate (anhydride) 2ZnO.3B2OThree  U. S. Product name Firebrake 500 made by Borax
(C) Reinforcement material
(C-1): Glass fiber Product name ECT03T275H / PL (average fiber diameter 10 μm) manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.
[0047]
(D) Silicone compound
(D-1): Vinyl group-containing silicone (liquid at 20 ° C.) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Trade name X-40-9243
This silicone compound is dissolved in deuterated chloroform,29Si-NMR and1H-NMR measurement was performed, the structure of the silicone compound was analyzed, and the presence or absence of a vinyl group was confirmed. Further, from the integration ratio obtained by this measurement, this silicone compound had a vinyl group ratio of 10% in terms of a molar ratio among all organic substituents on silicon excluding terminal groups (trimethylsilyl group, alkoxy group, etc.).
(D-2): Vinyl group-containing silicone compound of Production Example 3 (liquid at 20 ° C.)
Measurement was performed in the same manner as for d-1, and the vinyl group ratio was 8% in terms of molar ratio.
(D-3): dimethyl silicone oil (liquid at 20 ° C.) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Product name KF96-100
(D-4): Silicone resin (solvent-free methyl varnish) (solid state at 20 ° C.) GE Toshiba Silicones Co., Ltd. Product name YR3370
(E) Polyphenylene ether resin
(E-1): Maleic anhydride-modified polyphenylene ether of Production Example 2
[0048]
[Production Example 1]
2.00 kg of equimolar salt of adipic acid and hexamethylenediamine, 0.35 kg of equimolar salt of isophthalic acid and hexamethylenediamine, 0.1 kg of adipic acid, and 2.5 kg of pure water were charged into a 5 L autoclave and stirred well. did. After sufficiently purging with nitrogen, the temperature was raised from room temperature to 220 ° C. over about 1 hour with stirring. Under the present circumstances, although the internal pressure became 1.76 MPa by the natural pressure by the water vapor | steam in an autoclave, it continued heating, removing water out of a reaction system so that it might not become a pressure of 1.76 MPa or more. After 2 hours, when the internal temperature reached 260 ° C., the heating was stopped, the autoclave valve was closed, and the system was cooled to room temperature over about 8 hours. After cooling, the autoclave was opened, and about 2 kg of polymer was taken out and pulverized. The obtained pulverized polymer was placed in a 10 L evaporator and subjected to solid phase polymerization at 200 ° C. for 10 hours under a nitrogen stream. The polyamide obtained by solid phase polymerization had a melting point of 245 ° C. and a sulfuric acid relative viscosity of 2.38.
[0049]
[Production Example 2]
Poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) having a reduced viscosity (0.5 g / dl chloroform solution, measured at 30 ° C.) of 0.52 obtained by oxidative polymerization of 2,6-dimethylphenol 100 parts by weight of polyphenylene ether), 1.0 part by weight of maleic anhydride as a compatibilizer, one upstream (hereinafter abbreviated as top-F), the central part of the extruder, and the downstream near the die Side-1 of a twin-screw extruder (manufactured by Werner & Pfleiderer: ZSK-40) having supply ports (hereinafter abbreviated as side-1 at the central portion of the extruder and side-2 at the downstream side close to the die). And side-2 in a closed state, under conditions of a cylinder set temperature of 320 ° C., a screw rotation of 300 rpm, and a discharge rate of 20.15 kg / hr. Supply dry blend of ether and maleic anhydride from top-F, melt knead and take out into strand form, cool in strand bath (water tank), granulate with cutter, and pellet of maleic anhydride modified polyphenylene ether Obtained.
[0050]
[Production Example 3]
Hydrolysis was performed by slowly dropping a mixed solution of 42.3 g of trichlorophenylsilane, 42.3 g of dichloromethylvinylsilane, 38.2 g of dichloromethylphenylsilane, and 167.8 g of dichlorodimethylsilane into a mixed solution of 450.8 g of water and 143 g of toluene. Thereafter, aging was performed at 80 ° C. for 1 hour. Then, an excessive amount of chlorotrimethylsilane was dropped into the reaction solution, and further aged at 80 ° C. for 1 hour. The aqueous phase was discarded with a separatory funnel and the organic (toluene) phase was extracted several times with a 10% aqueous sodium sulfate solution until neutral.
Thereafter, the organic phase was transferred to a distillation apparatus to remove toluene as a solvent to some extent. Finally, the solvent was completely distilled off under reduced pressure using an evaporator to obtain about 180 g of vinyl group-containing silicone.
This series of operations was repeated until the required amount was reached.
[0051]
[Measuring method]
(1) UL-94VB
Ten samples were measured for each sample using the method of UL94 (standard defined by Under Writers Laboratories Inc., USA). The test piece had a length of 127 mm, a width of 12.7 mm, a thickness of 1/8 inch, and was molded by using an injection molding machine (manufactured by Nissei Kogyo Co., Ltd .: PS40E). In addition, for a sample having a thickness of 1/8 inch and V-0 or V-1, a more severe condition of an injection molding machine (manufactured by Nissei Kogyo Co., Ltd .: PS40E) ) To obtain.
The drip indicates the number of samples that drip that caused cotton ignition during the test of each sample. In the average time (s), the average burning time of the flame extinction time after flame contact for 2 times, ie, 20 times in total for each sample for 10 seconds is shown. In the maximum time (s), the maximum combustion time of the extinguishing time after 20 times of flame contact was also shown. However, if the specimen is burned out or the flame extinguishing time is too long and clearly any of V-0, V-1, and V-2 is not applicable, the average time and the maximum time are values. Is not described. In the evaluation, the flame retardance class classified by the UL94 vertical combustion test is shown. The outline of the classification method is as follows. Details conform to the UL94 standard.
[0052]
V-0
No cotton ignition Average burning time 5 seconds or less Maximum burning time 10 seconds or less
V-1
No cotton ignition Average burning time 25 seconds or less Maximum burning time 30 seconds or less
V-2
With cotton ignition Average burning time 25 seconds or less Maximum burning time 30 seconds or less
V-2out
Does not fall under the above three items
[0053]
(2) Formability
When a strip test piece (3.2 × 12.7 × 127 mm) of each sample was molded using an injection molding machine (manufactured by Nissei Kogyo Co., Ltd .: PS40E), a molding machine was formed from the pellet hopper of the injection molding machine. The efficiency of resin supply to the screw was evaluated. Passing pellets supplied to the screw part without any problem (◎), there are some problems in supply than the pass (specifically, pellets are difficult to bite into the screw, etc.), and the plasticization time becomes longer, The injection cycle has almost no problems (○), there is a problem with the supply, the sample with less than half of all the samples has a delay in the injection cycle (△), there is a problem with the supply. A sample in which more than half of all the samples were delayed in the injection cycle was regarded as rejected (x).
[0054]
(3) MD
Simultaneously with the above-described moldability evaluation, the adhesion of mold deposit (MD) in each sample molding was also judged visually. Evaluation is to determine the deposits on the mold after 30 shots of each sample, pass (◎) if there is no MD at all, pass a little MD but almost no problem (○), many MD Some of the problems were slightly rejected (△), and those that caused a significant amount of MD were rejected (x).
[0055]
(4) Combustion behavior (cone calorimeter test)
In order to examine the state of combustion of the sample, the combustion behavior was examined using a cone calorimeter capable of observing the temporal change of the heat generation rate during combustion.
The apparatus used was a corn calorimeter III manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The sample to be burned is a 5.0 mm × 32.5 mm × 114 mm thick test piece molded by an injection molding machine (Toshiba Machine: IS150) and cut into a shape of 5.0 mm × 32.5 mm × 100 mm. A sample was obtained. This sample was covered with the other five surfaces (side surface and lower surface) using an aluminum foil, leaving one surface of 32.5 mm × 100 mm as the upper surface during measurement.
As a measurement condition, the radiation amount of the cone heater is 50 kW / m.2, Exhaust flow rate is 0.024mThree/ Sec, the orifice type is large, the distance between the upper surface of the sample and the cone heater is 25 mm, and the shutter and igniter (10 kV high voltage spark for igniting the flammable gas generated from the sample) to cut off the radiant heat until the measurement. ) Was used. The shutter was opened and the test was started at the same time as the heating by the radiant heat of the cone heater was started. The sample was decomposed by heating, the decomposed gas was ignited by an igniter, and the sample was burned and continued until it did not burn.
[0056]
Evaluation is based on the rate of heat generation per unit area = H. R. R. (KW / m2) As an indicator of the intensity of combustion.
Maximum H. R. R. Is the H.O. between the sample igniting and disappearing. R. R. The maximum value of was shown.
Average H. R. R. Is the H.O. between the sample igniting and disappearing. R. R. The average value was shown.
The thickness of the incombustible layer was measured using a caliper with the maximum height of the unburned sample after the test for the purpose of measuring the thickness of the incombustible layer (or carbonized layer) formed during the sample combustion. Incidentally, the height before the test is 5 mm.
And as the thickness of this incombustible layer is thicker, the distance between the unburned resin (fuel) and the flame (heat source) is larger, that is, the heat insulation effect is increased and the continuation of combustion can be suppressed, so that high flame retardancy is expressed it can.
The hardness of the incombustible layer was determined from the resistance when the unburned sample after the test was struck with a finger for the purpose of measuring the strength of the incombustible layer (or carbonized layer) formed during sample combustion. Hard materials were marked with ◎, slightly hard materials were marked with ○, and brittle materials were marked with ×.
[0057]
(5) Glow wire ignitability test (GWI)
Tested for test items of flammability (GWFI) and ignitability (GWIT) using the equipment of the glow wire flammability tester HAT-214 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., using the method of IEC60695-2-1 standard. It was. The test piece was 65 mm × 90 mm × 1.0 mm (thickness 1.0 mm), and was obtained by molding using an injection molding machine (Toshiba Machine: IS150).
[0058]
(6) Electrical characteristics (CTI)
The tracking resistance test was performed by the method of IEC Publication 112 standard using the apparatus of the tracking resistance tester HAT-500-3 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. The test piece was 130 mm × 130 mm × 3.0 mm (thickness 3.0 mm) and was obtained by molding using an injection molding machine (Toshiba Machine: IS150). The outline of the measurement is that a test piece is set in the apparatus, a voltage of 100 to 600 V is applied to the surface of the test piece with two electrodes, and a 0.1% ammonium chloride aqueous solution is dropped between the electrodes every 30 seconds. The maximum voltage (CTI) at which the piece did not track and destroyed with 50 drops was measured and indicated. The higher this value, the better the tracking resistance.
[0059]
[Example 1]
Polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (72.0% by weight), borate metal compound b-1 is 11.1 parts by weight (8.0% by weight), reinforcing material c-1 A polyamide composition comprising 27.8 (20.0 wt%) was obtained.
The raw materials (that is, the setting of the charging speed into the extruder) were 72.0% by weight of polyamide resin a-1 containing an aromatic component, 8.0% by weight of metal borate compound b-1, and reinforcing material c-1. Prepared at 20.0% by weight, one on the upstream side (hereinafter abbreviated as “top-F”), and at the center of the extruder and at two locations on the downstream side near the die (hereinafter referred to as the center of the extruder). Side-1 and the downstream side close to the die is abbreviated as side-2) using a twin screw extruder (manufactured by Toshiba Machine: TEM35) with a cylinder set temperature of 240 ° C., screw rotation of 200 rpm, and a discharge rate of 30 kg / hr Under the conditions, the polyamide resin a-1 containing an aromatic component is from top-F, the borate metal compound b-1 is from side-1, and the reinforcing material c-1 is from side-2 with a total discharge amount of 30 kg / It will be like hr Adjusted by supplying, by melt-kneading extraction in a strand shape, cooled in a strand bath (water bath) to give a granulated polyamide resin composition pellets with a cutter.
The obtained pellets were examined for UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (cone calorimeter test), glow wire ignition test (GWI), and electrical characteristics (CTI) by the measurement methods described above. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0060]
[Example 2]
Polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (64.0% by weight), metal borate compound b-1 is 25.0 parts by weight (16.0% by weight), and reinforcing material c-1 A polyamide composition comprising 31.3 parts by weight (20.0% by weight) was obtained.
Except that the raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed to the extruder) were 64.0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component and 16.0% by weight of the metal borate compound b-1. Pellets were obtained in the same manner as in Example 1, and UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (cone calorimeter test), glow wire ignition test (GWI), and electrical characteristics (CTI) were examined. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0061]
[Production Example 4]
10% by weight silicone-containing polyamide comprising 100.0 parts by weight (90.0% by weight) of polyamide resin a-1 containing an aromatic component and 11.1 parts by weight (10.0% by weight) of silicone compound d-1. A resin composition was obtained.
A twin screw extruder (manufactured by Werner & Pfleiderer: ZSK) having one location on the upstream side (hereinafter abbreviated as top-F) and one supply port at the central portion of the extruder (hereinafter, the central portion of the extruder is abbreviated as side-1). -25) Cylinder set temperature of 240 ° C, screw rotation of 300rpm, discharge using a liquid addition device attached near the center of the cylinder (6th block out of 10 blocks from the top feed hopper) and clogging side-1 Polyamide resin a-1 containing an aromatic component is supplied from top-F at an addition amount of 9.0 kg / hr under the condition of an amount of 10 kg / hr, and silicone compound d-1 is added at an addition amount of 1 using a liquid addition apparatus. Add directly into the cylinder system at 0.0 kg / hr, knead the two together, take them out into strands, cool them in a strand bath (water tank), and then make them with a cutter. To obtain a 10 wt% silicone-containing polyamide resin composition pellets.
[0062]
[Example 3]
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (70.0% by weight), the metal borate compound b-1 is 11.4 parts by weight (8.0% by weight), and the reinforcing material c-1 Of 28.6 parts by weight (20.0% by weight) and a silicone compound d-1 of 2.9 parts by weight (2.0% by weight) was obtained.
The raw materials (that is, the setting of the charging speed to the extruder) were 52.0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, 20.0% by weight of the 10% silicone-containing polyamide resin of Production Example 4, Prepared so that the acid metal compound b-1 is 8.0% by weight and the reinforcing material c-1 is 20.0% by weight, one on the upstream side, 2 on the downstream side near the center of the extruder and the die. Polyamide resin a-1 containing an aromatic component under conditions of a cylinder set temperature of 240 ° C., a screw rotation of 200 rpm, and a discharge rate of 30 kg / hr using a twin screw extruder (Toshiba Machine: TEM35) having a supply port at a location And 10 wt% silicone-containing polyamide resin of Production Example 4 from top-F, borate metal compound b-1 from side-1, and reinforcing material c-1 from side-2 to a total discharge rate of 30 kg / hr. Become Uni adjusted to supply respectively, and melt-kneaded extraction in a strand shape, cooled in a strand bath (water bath) to give a granulated polyamide resin composition pellets with a cutter.
The obtained pellets were examined for UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (cone calorimeter test), glow wire ignition test (GWI), and electrical characteristics (CTI) by the measurement methods described above. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0063]
[Example 4]
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (68.0% by weight), the metal borate compound b-1 is 11.8 parts by weight (8.0% by weight), and the reinforcing material c-1 Was 29.4 parts by weight (20.0% by weight) and silicone compound d-1 was 5.9 parts by weight (4.0% by weight).
The raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed into the extruder) are 32.0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, and 40.0% by weight of the 10% by weight silicone-containing polyamide resin of Production Example 4. Except that, pellets were obtained in the same manner as in Example 3, and UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (corn calorimeter test), glow wire ignition test (GWI), and electrical characteristics (CTI) were examined. It was. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0064]
[Example 5]
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (64.8% by weight), the metal borate compound b-1 is 12.3 parts by weight (8.0% by weight), and the reinforcing material c-1 30.9 parts by weight (20.0% by weight), and a silicone compound d-1 of 11.1 parts by weight (7.2% by weight) was obtained.
The raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed to the extruder) were 0% by weight for the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, and 72.0% by weight for the 10% by weight silicone-containing polyamide resin of Production Example 4. Except for the above, pellets were obtained in the same manner as in Example 3, and UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (cone calorimeter test), glow wire ignition test (GWI), and electrical characteristics (CTI) were examined. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0065]
[Example 6]
Polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (64.8% by weight), borate metal compound b-2 is 12.3 parts by weight (8.0% by weight), reinforcing material c-1 30.9 parts by weight (20.0% by weight), and a silicone compound d-1 of 11.1 parts by weight (7.2% by weight) was obtained.
The raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed to the extruder) are 0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, 72.0% by weight of the 10% by weight silicone-containing polyamide resin of Production Example 4, A pellet was obtained in the same manner as in Example 3 except that the acid metal compound b-2 was 8.0% by weight, and UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (corn calorimeter test), glow wire ignition property. Test (GWI) and electrical characteristics (CTI) were examined. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0066]
[Production Example 5]
10% by weight silicone-containing polyamide comprising 100.0 parts by weight (90.0% by weight) of polyamide resin a-1 containing an aromatic component and 11.1 parts by weight (10.0% by weight) of silicone compound d-2 A resin composition was obtained.
Except having changed the silicone compound into d-2, it carried out similarly to manufacture example 4, and obtained the 10 weight% silicone containing polyamide resin composition pellet.
[0067]
[Example 7]
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (64.8% by weight), the metal borate compound b-1 is 12.3 parts by weight (8.0% by weight), and the reinforcing material c-1 30.9 parts by weight (20.0% by weight) and a silicone compound d-2 of 11.1 parts by weight (7.2% by weight) was obtained.
The raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed to the extruder) were 0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, and 72.0% by weight of the 10% by weight silicone-containing polyamide resin of Production Example 5. Except for the above, pellets were obtained in the same manner as in Example 3, and UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (cone calorimeter test), glow wire ignition test (GWI), and electrical characteristics (CTI) were examined. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0068]
[Comparative Example 1]
A polyamide composition comprising 100.0 parts by weight (80.0% by weight) of polyamide resin a-1 containing an aromatic component and 25.0 parts by weight (20.0% by weight) of reinforcing material c-1 was obtained. .
Examples except that the raw materials to be prepared (that is, the setting of the charging speed into the extruder) were 80.0 wt% for the polyamide resin a-1 containing an aromatic component and 0 wt% for the metal borate compound b-1 The pellets were obtained in the same manner as in Example 1, and UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (corn calorimeter test), glow wire ignition test (GWI), and electrical characteristics (CTI) were examined. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0069]
[Comparative Example 2]
A polyamide composition comprising 100.0 parts by weight (90.0% by weight) of polyamide resin a-1 containing an aromatic component and 11.1 parts by weight (10.0% by weight) of silicone compound d-1 was obtained. .
The 10 wt% silicone-containing polyamide resin pellets of Production Example 4 were used as they were, and UL-94VB, moldability, MD, and combustion behavior (cone calorimeter test) were examined. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0070]
[Comparative Example 3]
Polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (72.0% by weight), reinforcing material c-1 is 27.8 parts by weight (20.0% by weight), and silicone compound d-1 is 11 A polyamide composition comprising 1 part by weight (8.0% by weight) was obtained.
The raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed into the extruder) were 0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, 80.0% by weight of the 10% silicone-containing polyamide resin of Production Example 4, A pellet was obtained in the same manner as in Example 3 except that the acid metal compound b-1 was changed to 0% by weight, and UL-94VB, moldability, MD, combustion behavior (cone calorimeter test), glow wire ignition test ( GWI) and electrical characteristics (CTI) were examined. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0071]
[Production Example 6]
10% by weight silicone-containing polyamide comprising 100.0 parts by weight (90.0% by weight) of polyamide resin a-1 containing an aromatic component and 11.1 parts by weight (10.0% by weight) of silicone compound d-3 A resin composition was obtained.
Except having changed the silicone compound into d-3, it carried out similarly to manufacture example 4, and obtained the 10 weight% silicone containing polyamide resin composition pellet.
[0072]
[Example 8]
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (70.0% by weight), the metal borate compound b-1 is 11.4 parts by weight (8.0% by weight), and the reinforcing material c-1 Of 28.6 (20.0% by weight), and a silicone compound d-3 of 2.9 parts by weight (2.0% by weight) was obtained.
The raw materials (that is, the setting of the charging speed into the extruder) were 52.0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, 20.0% by weight of the 10% silicone-containing polyamide resin of Production Example 6, and boron Prepared so that the acid metal compound b-1 is 8.0% by weight and the reinforcing material c-1 is 20.0% by weight, one on the upstream side, 2 on the downstream side near the center of the extruder and the die. Polyamide resin a-1 containing an aromatic component under conditions of a cylinder set temperature of 240 ° C., a screw rotation of 200 rpm, and a discharge rate of 30 kg / hr using a twin screw extruder (Toshiba Machine: TEM35) having a supply port at a location And the 10 wt% silicone-containing polyamide resin of Production Example 6 is from top-F, the borate metal compound b-1 is from side-1, and the reinforcing material c-1 is from side-2 to a total discharge amount of 30 kg / hr. Become Uni adjusted to supply respectively, and melt-kneaded extraction in a strand shape, cooled in a strand bath (water bath) to give a granulated polyamide resin composition pellets with a cutter.
The obtained pellets were examined for UL-94VB, moldability and MD by the measurement method described above. The results are shown in Table 3.
[0073]
[Example 9]
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (68.0% by weight), the metal borate compound b-1 is 11.8 parts by weight (8.0% by weight), and the reinforcing material c-1 Was 29.4 parts by weight (20.0% by weight) and silicone compound d-3 was 5.9 parts by weight (4.0% by weight).
The raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed into the extruder) are 32.0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, and 40.0% by weight of the 10% by weight silicone-containing polyamide resin of Production Example 6. Except that, pellets were obtained in the same manner as in Example 8, and UL-94VB, moldability, and MD were examined. The results are shown in Table 3.
[0074]
[Example 10]
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (64.8% by weight), the metal borate compound b-1 is 12.3 parts by weight (8.0% by weight), and the reinforcing material c-1 Was a polyamide composition comprising 30.9 parts by weight (20.0% by weight) and 11.1 parts by weight (7.2% by weight) of silicone compound d-3.
The raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed into the extruder) were 0% by weight for the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, and 72.0% by weight for the 10% by weight silicone-containing polyamide resin in Production Example 6. Except for the above, pellets were obtained in the same manner as in Example 8, and UL-94VB, moldability, and MD were examined. The results are shown in Table 3.
[0075]
Example 11
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (64.8% by weight), the metal borate compound b-1 is 12.3 parts by weight (8.0% by weight), and the reinforcing material c-1 30.9 parts by weight (20.0% by weight), and a silicone compound d-4 of 11.1 parts by weight (7.2% by weight) was obtained.
The raw materials (that is, the setting of the charging speed to the extruder) were 64.8% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, 8.0% by weight of the metal borate compound b-1, and the reinforcing material c-1. 20.0% by weight, and finely pulverized silicone compound d-4 was prepared so as to be 7.2% by weight, one on the upstream side, the central part of the extruder and the downstream side near the die Polyamide resin a- containing an aromatic component under the conditions of a cylinder setting temperature of 240 ° C., a screw rotation of 200 rpm, and a discharge rate of 30 kg / hr using a twin-screw extruder having two supply ports (Toshiba Machine: TEM35) 1 and the silicone compound d-4 are adjusted from top-F, the borate metal compound b-1 is adjusted from side-1 and the reinforcing material c-1 is adjusted from side-2 so that the total discharge amount is 30 kg / hr. And supply Melt kneading a strand shape taken out and cooled in a strand bath (water bath) to give a granulated polyamide resin composition pellets with a cutter.
The obtained pellets were examined for UL-94VB, moldability and MD by the measurement method described above. The results are shown in Table 3.
[0076]
[Comparative Example 4]
The polyamide resin a-1 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (72.0% by weight), the reinforcing material c-1 is 27.8 parts by weight (20.0% by weight), and the silicone compound d-3 is 11 A polyamide composition comprising 1 part by weight (8.0% by weight) was obtained.
The raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed into the extruder) were 0% by weight of the polyamide resin a-1 containing an aromatic component, 80.0% by weight of the 10% silicone-containing polyamide resin of Production Example 6, Except that the acid metal compound b-1 was 0% by weight, pellets were obtained in the same manner as in Example 8, and UL-94VB, moldability, MD, and combustion behavior (corn calorimeter test) were examined. The results are shown in Table 3.
[0077]
Example 12
Polyamide resin a-2 containing an aromatic component is 100.0 parts by weight (50.4% by weight) in the thermoplastic resin, 15.9 parts by weight (8.0% by weight) of metal borate compound b-1; A polyamide composition comprising 39.7 parts by weight (20.0% by weight) of the reinforcing material c-1 and 42.9 parts by weight (21.6% by weight) of the polyphenylene ether resin e-1 was obtained.
The raw materials (that is, the setting of the feeding speed to the extruder) were 50.4% by weight of polyamide resin a-2 containing an aromatic component, 21.6% by weight of polyphenylene ether resin e-1, and metal borate compound b- Prepare 1 so that the weight is 8.0 wt% and the reinforcing material c-1 is 20.0 wt%, and supply ports at one location on the upstream side and two locations on the downstream side near the center of the extruder and the die. Polyamide ether resin e-1 containing aromatic components and polyphenylene ether resin e under the conditions of a cylinder set temperature of 280 ° C., a screw rotation of 200 rpm, and a discharge rate of 30 kg / hr using a twin screw extruder (Toshiba Machine: TEM35) -1 is supplied from top-F, the borate metal compound b-1 is supplied from side-1, and the reinforcing material c-1 is supplied from side-2 while adjusting the total discharge amount to 30 kg / hr. Melting Kneading a strand shape taken out and cooled in a strand bath (water bath) to give a granulated polyamide resin composition pellets with a cutter.
The obtained pellets were examined for UL-94VB, moldability and MD by the measurement method described above. The results are shown in Table 3.
[0078]
[Comparative Example 5]
A polyamide composition comprising 100.0 parts by weight (80.0% by weight) of polyamide resin a-2 containing an aromatic component and 25.0 parts by weight (20.0% by weight) of reinforcing material c-1 was obtained. .
Examples except that the raw materials to be prepared (that is, the setting of the feeding speed to the extruder) were 80.0 wt% for the polyamide resin a-2 containing an aromatic component and 0 wt% for the metal borate compound b-1 The pellets were obtained in the same manner as in Example 1, and UL-94VB, moldability, and MD were examined. The results are shown in Table 3.
As can be seen from Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5 in Tables 1 to 3, the polyamide resin composition does not contain a halogen flame retardant, an antimony flame retardant aid, and a phosphorus flame retardant, and is aromatic. By adding a metal borate that is a non-halogen, non-antimony, non-phosphorus flame retardant to a polyamide resin containing components, flame retardancy can be improved without degrading the electrical properties of the polyamide resin. It was possible to achieve a balance between both electrical characteristics and flame retardancy.
The result shows that the flame retardancy is greatly improved by the metal borate compound, and the electrical characteristics are very high even if the metal borate compound is added. A stripped material was obtained.
[0079]
[Table 1]
Figure 0004209164
[0080]
[Table 2]
Figure 0004209164
[0081]
[Table 3]
Figure 0004209164
[0082]
【The invention's effect】
The composition of the present invention is a flame retardant polyamide resin material that does not contain halogen-based flame retardants such as chlorine and bromine, antimony-based auxiliary flame retardants, and phosphorus-based flame retardants. The flame retardancy and electrical characteristics can be improved without impairing the properties, good moldability, and electrical characteristics, mold corrosion can be reduced, and it can be suitably used for applications such as home appliance parts, electronic parts, and automobile parts.

Claims (16)

(a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部及び(b)ホウ酸金属化合物11.1〜200重量部を有し、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤を含有しない難燃性ポリアミド樹脂組成物。 (A) Kaori the aromatic components have a 100 parts by weight containing Mupo polyamide resin and (b) boric acid metal compound from 11.1 to 200 parts by weight, flame retardant containing no halogen-based flame retardant, a phosphorus-based flame retardant Polyamide resin composition. (a)(1)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)単位及びポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)単位からなる共重合体、(2)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)単位、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)単位及びポリ(ヘキサメチレンテレフタルアミド)単位からなる3元共重合体、(3)ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)単位、ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)単位及びポリ(カプロラクタム)単位からなる3元共重合体、(4)ポリ(ノナメチレンテレフタルアミド)、(5)ポリ(ヘキサメチレンイソフタルアミド)並びに(6)キシリレンジアミン成分由来である芳香族成分を含むポリアミドからなる群から選ばれる芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部及び(b)ホウ酸金属化合物11.1〜200重量部を有し、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤を含有しない難燃性ポリアミド樹脂組成物。(A) (1) a copolymer comprising poly (hexamethylene adipamide) units and poly (hexamethylene isophthalamide) units, (2) poly (hexamethylene adipamide) units, poly (hexamethylene isophthalamide) Ternary copolymer consisting of units and poly (hexamethylene terephthalamide) units, (3) ternary copolymer consisting of poly (hexamethylene adipamide) units, poly (hexamethylene isophthalamide) units and poly (caprolactam) units Aromatic components selected from the group consisting of polymers, (4) poly (nonamethylene terephthalamide), (5) poly (hexamethylene isophthalamide) and (6) polyamides containing aromatic components derived from xylylenediamine components 100 parts by weight of a polyamide resin containing a and (b) boric acid metal compound 11.1-2 0 parts by weight have a halogen-based flame retardant, it does not contain a phosphorus-based flame retardant The flame retardant polyamide resin composition. (a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂100重量部、(b)ホウ酸金属化合物11.1〜200重量部及び(c)強化材5〜200重量部を有する請求項1又は2記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。(A) 100 parts by weight of a polyamide resin containing an aromatic component, (b) boric acid metal compound from 11.1 to 200 parts by weight and (c) a flame retardant of claim 1 or 2, wherein a reinforcement 5 to 200 parts by weight -Soluble polyamide resin composition. 更に、(d)シリコーン化合物0.01〜100重量部を含有してなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。Furthermore, (d) The flame-retardant polyamide resin composition of any one of Claims 1-3 formed by containing 0.01-100 weight part of silicone compounds. (a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂の芳香族成分が、イソフタル酸成分由来である請求項1〜4のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。(A) The flame retardant polyamide resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the aromatic component of the polyamide resin containing an aromatic component is derived from an isophthalic acid component. (a)芳香族成分を含むポリアミド樹脂が、ポリ(メタキシリレンアジパミド)樹脂である請求項1〜4のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。The flame retardant polyamide resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein (a) the polyamide resin containing an aromatic component is a poly (metaxylylene adipamide) resin. (b)ホウ酸金属化合物が、xZnO・yB・zHO(x>0、y>0、z≧0)で表されるホウ酸亜鉛化合物である請求項1〜6のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。(B) boric acid metal compound, any one of claims 1 to 6 is xZnO · yB 2 O 3 · zH 2 O (x> 0, y> 0, z ≧ 0) zinc borate compound represented by The flame-retardant polyamide resin composition according to item 1. (b)ホウ酸金属化合物が、2ZnO・3B・3.5HO、4ZnO・B・HO、又は2ZnO・3Bで表される化合物である請求項7に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。(B) boric acid metal compound, according to claim 7 which is a compound represented by 2ZnO · 3B 2 O 3 · 3.5H 2 O, 4ZnO · B 2 O 3 · H 2 O, or 2ZnO · 3B 2 O 3 The flame-retardant polyamide resin composition described in 1. (b)ホウ酸金属化合物が、2ZnO・3B・3.5HOで表される化合物である請求項8に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。(B) boric acid metal compound, flame-retardant polyamide resin composition according to claim 8 which is a compound represented by 2ZnO · 3B 2 O 3 · 3.5H 2 O. (c)強化材が、繊維状フィラーである請求項3〜9のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。(C) A reinforcing material is a fibrous filler, The flame-retardant polyamide resin composition of any one of Claims 3-9. (c)強化材が、ガラス繊維である請求項10に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。The flame retardant polyamide resin composition according to claim 10, wherein (c) the reinforcing material is glass fiber. (d)シリコーン化合物が、下記のシロキサン単位を有する群から選ばれる少なくとも1種からなるシリコーン化合物である請求項4〜11のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
1)M単位(一官能性)
Figure 0004209164
2)D単位(二官能性)
Figure 0004209164
3)T単位(三官能性)
Figure 0004209164
4)Q単位(四官能性)
Figure 0004209164
(但し、Rは、それぞれ同一又は異なる置換基で、アルキル基、アリール基、ベンジル基、ビニル基、アリル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、メチルエステル基およびエチルエステル基から選択される。)
The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of claims 4 to 11, wherein (d) the silicone compound is a silicone compound comprising at least one selected from the group having the following siloxane units.
1) M units (monofunctional)
Figure 0004209164
2) D unit (bifunctional)
Figure 0004209164
3) T unit (trifunctional)
Figure 0004209164
4) Q unit (tetrafunctional)
Figure 0004209164
(However, R is the same or different substituent, and is selected from an alkyl group, aryl group, benzyl group, vinyl group, allyl group, alkoxy group, hydroxy group, amino group, methyl ester group and ethyl ester group. )
(d)シリコーン化合物が、ビニル基を含有するシリコーン化合物である請求項4〜12のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。(D) The flame retardant polyamide resin composition according to any one of claims 4 to 12, wherein the silicone compound is a silicone compound containing a vinyl group. (d)シリコーン化合物が、トリメチルシリル基やアルコキシ基、ヒドロキシル基を除くケイ素原子に結合している全有機置換基の内、ビニル基率がモル比で2%以上となることを特徴とする請求項4〜13のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。(D) The silicone group has a vinyl group ratio of 2% or more in a molar ratio among all organic substituents bonded to silicon atoms excluding trimethylsilyl group, alkoxy group and hydroxyl group. The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of 4 to 13. 更に、(e)ポリフェニレンエーテル樹脂0.1〜100重量部を含有してなる請求項1〜14のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。The flame retardant polyamide resin composition according to any one of claims 1 to 14, further comprising (e) 0.1 to 100 parts by weight of a polyphenylene ether resin. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物からなる成形品。A molded article comprising the flame retardant polyamide resin composition according to any one of claims 1 to 15.
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