JP4414526B2 - 自己消火性ポリスチレン樹脂粒子及びこれを用いた発泡成形品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己消火性に良好な自己消火性ポリスチレン樹脂粒子及び発泡成形品に関するものである。更に詳しくは、自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の表面又は表面付近をリン酸アンモニウムで被覆することにより、発泡性及び成形性を損ねることなく、且つ、少量の難燃剤で優れた自己消火性を有する発泡性ポリスチレン樹脂粒子及びこれを用いた発泡成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に発泡性スチレン樹脂の難燃化には、難燃剤を重合時に添加する方法、ポリスチレン樹脂に発泡剤を含浸する際に難燃剤を添加する方法、押し出し時に難燃剤を添加する方法及び難燃剤を樹脂粒子への表面コーティングがある。
スチレン系樹脂粒子の難燃剤として、一般的に知られている難燃剤は、テトラブロモエタン、ヘキサブロモシクロドデカン、トリブロモフェノール、テトラブロモビスフェノールＡ等の比較的低分子量、低融点体が知られている。
重合時における、難燃剤の添加は、重合速度、収率の低下及び、難燃剤含浸性の不均一といった欠点を生じる。
また充分な難燃性を付与させるには、多量の難燃剤が必要であり経済的とは言い難く、更に多量の難燃剤の使用は、予備発泡時のブロッキング発生による発泡時の作業性低下及び成形品の耐熱性低下の要因となっていた。
また、難燃剤を樹脂粒子の表面にコーティングする方法では、発泡機内部の汚染及び成形時の金型汚染が発生するため作業性の低下となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、含浸型難燃剤とリン酸アンモニウムを併用することにより、発泡性及び成形性を損なうことなく、かつ少量の難燃剤で安定した自己消火性を有することのできる自己消火性ポリスチレン樹脂粒子及びこれを用いた発泡成形品を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリスチレン樹脂粒子に対し、テトラブロモビスフェノールＡジアリルエーテルを１〜２重量％及び易揮発性発泡剤３〜１０重量％添加し含浸して得られる自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の表面又は表面付近をポリスチレン樹脂粒子に対し０．０５〜０．５重量％のリン酸アンモニウムを添加して被覆した自己消火性ポリスチレン樹脂粒子並びにこの自己消火性ポリスチレン樹脂粒子を発泡成形して得られる発泡成形品に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に使用される難燃剤は、テトラブロモビスフェノールＡジアリルエーテルとされ、微細かつ均一な粒子径であるものが好ましい。より好ましくは、平均粒子径１００ミクロン以下とされる。その使用量は、ポリスチレン樹脂粒子に対し、１〜２重量％が添加して含浸される。１重量％未満では、満足な難燃性が得られず、３重量％を超えると、発泡成形品に収縮が生じる。界面活性剤の水溶液中でテトラブロモビスフェノールＡジアリルエーテルを攪拌装置で均一に微細に分散させた難燃剤分散水溶液を製造する。得られた難燃剤分散水溶液をポリスチレン樹脂粒子、界面活性剤及び水系分散剤の存在する攪拌付きオートクレーブに添加し、発泡剤と好ましくはさらに軟化剤共に該含浸温度７０〜１２５℃で６〜１０時間含浸を行う。軟化剤としては、その沸点が、樹脂粒子より約１０℃低い温度で１５０℃以下のものが好ましい。例えば、エチルベンゼン、トルエン、スチレン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素、１，２−ジクロロプロパン、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素、ジオクチルアジペート、植物油、ジブチルセバテート等が挙げられる。軟化剤量としては、ポリスチレン樹脂粒子に対し、０．０５〜３重量％が好ましく、より好ましくは０．５〜３重量％とされる。本発明における易揮発性発泡剤としては、常圧常温下で液体又は気体であり、かつ樹脂組成物を溶解しない易揮発性有機化合物が使用される。このようなものとしては、例えばプロパン、ブタン、ノルマルブタン、イソブタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン等の環式脂肪族炭化水素があげられる。使用量は、ポリスチレン樹脂粒子に対し、３〜１０重量％、好ましくは３未満〜８重量％添加して含浸される。３重量％未満では、充分な発泡性を得ることが出来ず、１０重量％を超えると経済的ではない。得られた自己消火性ポリスチレン樹脂粒子は、脱水、乾燥、分級を施し、次いで表面を被覆する。
【０００６】
自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の表面又は表面付近をリン酸アンモニウムで被覆する。リン酸アンモニウムは、第一リン酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウム、第三リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等が存在するが、予備発泡時の作業環境から、第一リン酸アンモニウムが好ましい。
リン酸アンモニウムは、ポリスチレン樹脂粒子に対して０．０５〜０．５重量％添加して被覆される。０．０５〜０．３重量％がより好ましい。０．０５重量％未満では、充分な難燃性を得ることが出来ず、０．５重量％を超える添加は発泡機の汚染が著しく発生する。
リン酸アンモニウムには、その外観が結晶体のものと微粉末のものと２種類が存在するが、微粉末のものが好ましい。第一リン酸アンモニウムの粒子径が１００ミクロン以下のものがより好ましい。
第一リン酸アンモニウムは、水及び熱湯に容易に溶解するため、水溶液として被覆することも可能である。
リン酸アンモニウムと共に被覆剤が用いられ、被覆剤として、例えばジンクステアレート、ステアリン酸トリグリセライド、ステアリン酸モノグリセライド、ヒマシ硬化油、アミド化合物、静電防止剤などが使用される。樹脂粒子に対して通常０．０５〜０．２重量％の範囲で用いられる。
これらの樹脂粒子への添加、被覆は、ヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができる。
本発明になる自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の発泡は、水蒸気、熱風、熱水等により行われる。その方法は、広く、工業的に行われるスチレン系樹脂の発泡方法がそのまま適用できる。
本発明になる発泡成形品の発泡倍率は、低倍率から高倍率まで、任意に選択することが出来る。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【０００７】
【実施例】
実施例１
（難燃剤分散液の作成）
平均径７０ミクロンのテトラブロモビスフェノールＡジアリルエーテル（東ソー製 フレームカット１２２ｋ）６０ｇをドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ６．０ｇを含む水溶液５００ｇを用いて３０分間ホモミキサー（特殊加工工業製ＭＯＤＥＬ ４Ｄ）を用いて分散した。
（発泡剤含浸工程）
１６リットルの攪拌機付きオートクレーブにリン酸３カルシウム３６０ｇとドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ６．０ｇ、純水６０００ｇに粒径が０．７〜１．０ｍｍの上記と同じスチレン樹脂粒子（日立化成工業（株）製ＧＰ−Ｍ−ＳＳＢ）６０００ｇを投入し、攪拌しながら、上記の難燃剤分散液を添加した。
仕込み完了後、軟化剤としてトルエン７８ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ６．０ｇを含む水溶液５００ｇをホモミキサー（特殊加工工業製 ＭＯＤＥＬ４０）を用いて２０分間分散溶解したものを、６０分間かけてオートクレーブ内に添加した。
添加終了後、９０℃まで、昇温した後、プロパン４０重量％、ブタン６０重量％からなる発泡剤４８０ｇを６０分間かけて添加を行った。さらに、６０分後、１２０℃まで、９０分間かけて昇温し、８時間保温した後、４０℃に冷却しオートクレーブより取り出した。次いで、脱水、乾燥後、１２メッシュ通過２６メッシュ残にて分級した。
【０００８】
（後処理工程）
上記で得た自己消火性ポリスチレン樹脂粒子に、第一リン酸アンモニウム１２ｇ、ジンクスステアレート１２ｇ、ヒマシ硬化油３．０ｇを加えて表面又は表面付近を被覆して被覆された自己消火性ポリスチレン樹脂粒子を得た。
（成形品評価）
得られた自己消火性ポリスチレン樹脂粒子をスチームを熱媒体として、かさ密度０．０２５ｇ／ｍｌまで、予備発泡し、熟成後、発泡成形して発泡成形品を得た。この時の、予備発泡時のブロッキングの発生量、自己消火性時間、ビーズ中臭素含有量を測定した。
【０００９】
比較例１
テトラブロモビスフェノールＡジアリルエーテルを１５０ｇとし、後処理工程において第一リン酸アンモニウムを被覆しなかった以外は、実施例１と同様におこなった。試験結果を表１に示した。
【００１０】
比較例２
後処理工程において、第一リン酸アンモニウムを被覆しなかった以外は、実施例１と同様におこなった。試験結果を表１に示した。
【００１１】
比較例３
テトラブロモビスフェノールＡジアリルエーテルを３０ｇとし、後処理工程において第一リン酸アンモニウムを３０ｇとした以外は、実施例１と同様におこなった。試験結果を表１に示した。
ビーズ中臭素量：ビーズ燃焼後、イオンクロマトグラフにより臭素含有量（重量％）を測定した。
予備発泡時のブロッキング発生量測定：予備発泡時において、ブロッキング発生量（重量％）について調査した。
自己消火時間：ＪＩＳ Ａ９５１１に準拠した。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【発明の効果】
本発明により、発泡性、成形性を損なうことなく、自己消火性に良好な発泡樹脂粒子及び発泡成形品が提供される。

Claims (2)

1. ポリスチレン樹脂粒子に対し、テトラブロモビスフェノールＡジアリルエーテルを１〜２重量％及び易揮発性発泡剤を３〜１０重量％添加し含浸して得られる自己消火性ポリスチレン樹脂粒子の表面又は表面付近をポリスチレン樹脂粒子に対し０．０５〜０．５重量％のリン酸アンモニウムを添加して被覆した自己消火性ポリスチレン樹脂粒子。
2. 請求項１に記載の自己消火性ポリスチレン樹脂粒子を発泡成形して得られる発泡成形品。