JP5521308B2 - Flame retardants - Google Patents
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Description
本発明は、自ら被膜となり、燃焼時に必要な空気(酸素)の供給を抑制する効果を併せ持つ、難燃剤に関する。 The present invention relates to a flame retardant which is a film itself and has an effect of suppressing the supply of air (oxygen) necessary for combustion.
プラスチック、ゴム、木材、繊維などの有機材料は燃焼しやすいため、難燃剤を用いて難燃処理や防炎処理を施す場合がある。 Since organic materials such as plastic, rubber, wood, and fiber are easily combusted, a flame retardant treatment or a flame proof treatment may be performed using a flame retardant.
難燃剤は、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウムなどの無機系、リン酸エステル化合物をはじめとするリン系や、テトラブロモビスフェノールAなどの臭素系などの種類がある。
また、粉体の難燃剤は難燃処理や防炎処理を施したい被処理物に練りこむことにより、また、液状の難燃剤は難燃処理や防炎処理を施したい被処理物に含浸あるいは練りこむことにより、使用される。
Examples of the flame retardant include inorganic types such as antimony trioxide and magnesium hydroxide, phosphorus types such as phosphate ester compounds, and bromine types such as tetrabromobisphenol A.
In addition, powder flame retardants are kneaded into the object to be subjected to flame retardant treatment or flame proof treatment, and liquid flame retardants are impregnated into the object to be flame retardant treated or flame proofed. Used by kneading.
特許文献1(特開2003−253123号公報)には、有機ケイ素化合物と、ホウ酸あるいはリン酸と、水を含有する水系難燃処理組成物を、木材に処理した難燃化材料が、記載されている。特許文献1に記載の水系難燃処理組成物は、水を必須成分として含有しており(特許請求の範囲)、ゲル化させず(段落番号0059)、しかも、皮膜を形成するものではない。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-253123) describes a flame retardant material obtained by treating wood with an aqueous flame retardant treatment composition containing an organosilicon compound, boric acid or phosphoric acid, and water. Has been. The water-based flame retardant treatment composition described in Patent Document 1 contains water as an essential component (claims), does not gel (paragraph number 0059), and does not form a film.
粉体の難燃剤をプラスチックやゴムに練りこんで難燃性を付与した場合、その組成物中に相溶性のない粉体が混合することから、プラスチックやゴムの強度が低下することが多い。また、液状の難燃剤をプラスチックやゴムに練りこんで難燃性を付与した場合、プラスチックやゴムに含まれる難燃剤が可塑剤として働き、また、浸みだしてしまうことがあるので、用途が限定されることがある。 When a flame retardant of a powder is kneaded into a plastic or rubber to impart flame retardancy, the strength of the plastic or rubber often decreases because incompatible powders are mixed in the composition. In addition, when a flame retardant is kneaded into plastic or rubber to impart flame retardancy, the flame retardant contained in the plastic or rubber may act as a plasticizer and may ooze out. May be.
さらに、液状の難燃剤を木材などに含浸させるには、加工時間が長くかかったり、大掛かりな設備を要することがある。 Further, in order to impregnate wood with a liquid flame retardant, it may take a long processing time or require a large facility.
本発明は、前記の課題を解決したものであり、自ら被膜となり、燃焼時に必要な空気(酸素)の供給を抑制する効果を併せ持つ、難燃剤を提供するものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a flame retardant which has an effect of suppressing the supply of air (oxygen) necessary for combustion by itself becoming a coating film.
本発明は、ゾル・ゲル法などで必要とされる加水分解などの複雑な工程を要せず、透明性が高く、かつハードコート特性に優れた高分子物質に、リン化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物を配合してなる新規な難燃剤を提供することにある。 The present invention does not require a complex process such as hydrolysis required in the sol-gel method, and is selected from the group consisting of phosphorus compounds as a high-transparency and excellent hard coat property. An object of the present invention is to provide a novel flame retardant comprising at least one kind of compound.
本発明は前記の課題を解決したものであり、
(a)以下の式で表わされるアミノ基を含むシラン化合物
R4−n−Si−(OR’)n
(式中、Rはアミノ基含有の有機基を表わし、R’はメチル基、エチル基またはプロピル基を表わし、nは1〜3から選択される整数を表わす);及び
(b)H3BO3及びB2O3からなる群から選択される少なくとも1種のホウ素化合物:
を、(a)成分1モルに対して(b)成分0.02モル以上の比率で反応させて得られる反応生成物を含む、高分子物質と、
(c)リン化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物と、
を含む、難燃剤に関する。
The present invention solves the above problems,
(A) Silane compound containing an amino group represented by the following formula: R 4-n —Si— (OR ′) n
(Wherein R represents an amino group-containing organic group, R ′ represents a methyl group, an ethyl group or a propyl group, and n represents an integer selected from 1 to 3); and (b) H 3 BO At least one boron compound selected from the group consisting of 3 and B 2 O 3 :
(A) a polymer substance containing a reaction product obtained by reacting (b) component at a ratio of 0.02 mol or more with respect to 1 mol of component;
(C) at least one compound selected from the group consisting of phosphorus compounds;
Including flame retardant.
更に、本発明は、前記の高分子組成物を含むコーティング剤に関する。 Furthermore, this invention relates to the coating agent containing the said polymer composition.
ゾル・ゲル法などで必要とされる加水分解などの複雑な工程を要せず、しかも耐候性が高く、優れた光学特性(例えば透明性など)と、かつハードコート特性に優れ、しかも、自ら被膜となり、燃焼時に必要な空気(酸素)の供給を抑制する効果を併せ持つ、難燃剤が得られる。本発明の難燃剤は、木材、紙、プラスチック、ゴムなどに対して難燃性を付与することが可能である。たとえば、本発明の難燃剤を、紙または布に塗布することにより、粉落ちのない難燃性シートを得ることができる。 It does not require complicated steps such as hydrolysis required by the sol-gel method, has high weather resistance, excellent optical properties (for example, transparency), and excellent hard coat properties. A flame retardant having an effect of suppressing the supply of air (oxygen) necessary for combustion is obtained. The flame retardant of the present invention can impart flame retardancy to wood, paper, plastic, rubber and the like. For example, by applying the flame retardant of the present invention to paper or cloth, it is possible to obtain a flame retardant sheet without powder falling off.
(詳細な説明)
本発明における(a)成分と(b)成分とを反応させて得られる反応生成物を含む高分子物質に関しては、本発明者らにより、すでに、2005年5月31日に日本特許出願がなされ(特願2005−159037)、また、2006年5月31日にPCT国際出願がなされた(PCT/JP2006/310859)。本件出願は、これらの日本特許出願及びPCT国際出願の内容を参照することにより、本出願に取り込む。
(Detailed explanation)
Regarding the polymer substance containing the reaction product obtained by reacting the component (a) and the component (b) in the present invention, the inventors have already filed a Japanese patent application on May 31, 2005. (Japanese Patent Application No. 2005-159037), and PCT international application was filed on May 31, 2006 (PCT / JP2006 / 310859). The present application is incorporated into the present application by referring to the contents of these Japanese patent applications and PCT international applications.
(a)成分(アミノ基を含むシラン化合物)と(b)成分(ホウ素化合物)を混合すると、反応し、数分から数十分で透明で粘稠な液体となり、固化する。これは、ホウ素化合物が、(a)成分中のアミノ基を介して架橋剤として働き、これらの成分を高分子化させて、その結果、粘稠な液体となり、固化するからであると考えられる。なお、(a)成分は液体である。本発明では、上記(a)成分と(b)成分との反応に際し、水を使用しない。 When the component (a) (silane compound containing an amino group) and the component (b) (boron compound) are mixed, they react to form a transparent and viscous liquid in several minutes to several tens of minutes and solidify. This is presumably because the boron compound acts as a crosslinking agent via the amino group in the component (a), polymerizes these components, resulting in a viscous liquid and solidifies. . In addition, (a) component is a liquid. In the present invention, water is not used in the reaction between the component (a) and the component (b).
(a)成分は、以下の式で表わされるアミノ基を含むシラン化合物である。
R4−n−Si−(OR’)n
(式中、Rはアミノ基含有の有機基を表わし、R’はメチル基、エチル基またはプロピル基を表わし、nは1〜3から選択される整数を表わす。)
The component (a) is a silane compound containing an amino group represented by the following formula.
R4 -n- Si- (OR ') n
(In the formula, R represents an amino group-containing organic group, R ′ represents a methyl group, an ethyl group or a propyl group, and n represents an integer selected from 1 to 3).
ここで、Rはアミノ基含有の有機基を表わすが、たとえば、モノアミノメチル、ジアミノメチル、トリアミノメチル、モノアミノエチル、ジアミノエチル、トリアミノエチル、テトラアミノエチル、モノアミノプロピル、ジアミノプロピル、トリアミノプロピル、テトラアミノプロピル、モノアミノブチル、ジアミノブチル、トリアミノブチル、テトラアミノブチル、及び、これらよりも炭素数の多いアルキル基またはアリール基を有する有機基を挙げることができるが、それらに限定されない。γ―アミノプロピルや、アミノエチルアミノプロピルが特に好ましく、γ―アミノプロピルが最も好ましい。 Here, R represents an amino group-containing organic group. For example, monoaminomethyl, diaminomethyl, triaminomethyl, monoaminoethyl, diaminoethyl, triaminoethyl, tetraaminoethyl, monoaminopropyl, diaminopropyl, Examples include triaminopropyl, tetraaminopropyl, monoaminobutyl, diaminobutyl, triaminobutyl, tetraaminobutyl, and organic groups having an alkyl group or aryl group having more carbon atoms than these. It is not limited. γ-aminopropyl and aminoethylaminopropyl are particularly preferred, and γ-aminopropyl is most preferred.
(a)成分中のR’はメチル基、エチル基またはプロピル基を表わす。その中でも、メチル基及びエチル基が好ましい。 R 'in component (a) represents a methyl group, an ethyl group or a propyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable.
(a)成分中のnは1〜3から選択される整数を表わす。その中でも、nは2〜3であるのが好ましく、nは3であるのが特に好ましい。
すなわち、(a)成分としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランが特に好ましい。
なお、本発明においては、(a)成分のアミノ基を含むシラン化合物としては、当該シラン化合物を予め加水分解した加水分解品を使用することもできる。
In the component (a), n represents an integer selected from 1 to 3. Among them, n is preferably 2 to 3, and n is particularly preferably 3.
That is, as the component (a), γ-aminopropyltriethoxysilane and N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane are particularly preferable.
In the present invention, as the silane compound containing the amino group of the component (a), a hydrolyzed product obtained by previously hydrolyzing the silane compound can also be used.
(b)成分は、H3BO3及びB2O3からなる群から選択される少なくとも1種のホウ素化合物である。(b)成分は、好ましくは、H3BO3である。 The component (b) is at least one boron compound selected from the group consisting of H 3 BO 3 and B 2 O 3 . The component (b) is preferably H 3 BO 3 .
(a)成分と(b)成分との反応における両成分の使用量は、(a)成分1モルに対して(b)成分0.02モル以上の比率であり、好ましくは、0.02モル〜8モルの比率、より好ましくは、0.02モル〜5モルの比率である。
(a)成分1モルに対し、(b)成分が0.02モル未満では、固化に要する時間が長くなったり、充分に固化しなかったりすることがある。また、(b)成分が8モルを越すと、(b)成分が(a)成分に溶解せず残ってしまうことがある。
The amount of both components used in the reaction between component (a) and component (b) is a ratio of 0.02 mol or more of component (b) to 1 mol of component (a), preferably 0.02 mol. A ratio of ˜8 mol, more preferably a ratio of 0.02 mol to 5 mol.
If the amount of the component (b) is less than 0.02 mol with respect to 1 mol of the component (a), the time required for solidification may become long or may not be sufficiently solidified. Moreover, when (b) component exceeds 8 mol, (b) component may remain without melt | dissolving in (a) component.
本発明の高分子物質(a)成分と(b)成分との混合条件(温度、混合時間、混合方法など)は、適宜選択することができる。通常の室温条件では、数分から数十分で透明で粘稠な液体となり、その後、固化する。固化する時間や得られる反応生成物の粘度や剛性はホウ素化合物の割合でも異なる。 The mixing conditions (temperature, mixing time, mixing method, etc.) of the polymeric substance (a) component and the (b) component of the present invention can be appropriately selected. Under normal room temperature conditions, it becomes a transparent and viscous liquid in several minutes to several tens of minutes, and then solidifies. The time for solidification and the viscosity and rigidity of the reaction product obtained also differ depending on the proportion of the boron compound.
前記ホウ素化合物(b)は、好ましくは、炭素数1〜7のアルコールに溶解したホウ素化合物アルコール溶液である。炭素数1〜7のアルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、各種プロピルアルコール、各種ブチルアルコール、及びグリセリンなどが挙げられるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールが好ましい。当該アルコール溶液を使用することにより、(b)成分を(a)成分に溶解する時間を短縮できる。なお、取り扱い上アルコール中のホウ素化合物の濃度は高いほうが好ましい。 The boron compound (b) is preferably a boron compound alcohol solution dissolved in an alcohol having 1 to 7 carbon atoms. Examples of the alcohol having 1 to 7 carbon atoms include methyl alcohol, ethyl alcohol, various propyl alcohols, various butyl alcohols, and glycerin, and methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol are preferable. By using the alcohol solution, the time for dissolving the component (b) in the component (a) can be shortened. In view of handling, the concentration of the boron compound in the alcohol is preferably high.
前記反応生成物は、好ましくは、水を添加して加水分解する工程を経ないで(a)成分と(b)成分を反応させて得られる反応生成物である。 The reaction product is preferably a reaction product obtained by reacting the component (a) and the component (b) without passing through a step of hydrolysis by adding water.
(c)成分は、リン化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物である。 The component (c) is at least one compound selected from the group consisting of phosphorus compounds.
(c)成分を配合することにより、本発明の難燃剤には、難燃機能が付与される。 (C) By mix | blending a component, a flame-retardant function is provided to the flame retardant of this invention.
(c)成分は、リン化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物であれば特に限定されない。(c)成分としては、例えば、リン酸及びそのエステルを挙げることができる。 The component (c) is not particularly limited as long as it is at least one compound selected from the group consisting of phosphorus compounds. (C) As a component, phosphoric acid and its ester can be mentioned, for example.
(c)成分は、本発明の難燃剤中に、(a)成分100重量部に対し、好ましくは1重量部〜30重量部、より好ましくは2〜25重量部添加する。難燃性は、(c)成分の濃度に依存するが、(c)成分の量が、1重量部未満であると難燃効果を示しにくいことがあり、30重量部を超えると飽和するため経済性の点で好ましくない。 The component (c) is preferably added in an amount of 1 to 30 parts by weight, more preferably 2 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (a) in the flame retardant of the present invention. The flame retardancy depends on the concentration of the component (c), but if the amount of the component (c) is less than 1 part by weight, it may be difficult to show a flame retardant effect, and if it exceeds 30 parts by weight, the flame saturates. It is not preferable in terms of economy.
(c)成分としては、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート等の芳香族リン酸エステル類、1,3−フェニレンビス(ジキシレニル)ホスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)等の芳香族縮合リン酸エステル類、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート等の含ハロゲンリン酸エステル類、ポリオキシアルキレンビスジクロロアルキルホスフェート等の含ハロゲン縮合リン酸エステル類、ポリリン酸、及び赤リン等が挙げられる。 Examples of the component (c) include aromatic phosphates such as triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, and trixylenyl phosphate, 1,3-phenylene bis (dixylenyl) phosphate, bisphenol A bis (diphenyl phosphate), and the like. Aromatic condensed phosphates, halogen-containing phosphates such as tris (dichloropropyl) phosphate, tris (chloroethyl) phosphate, halogen-containing condensed phosphates such as polyoxyalkylenebisdichloroalkylphosphate, polyphosphoric acid, And red phosphorus.
本発明の難燃剤は、pH≧3になるようにするのが好ましい。 It is preferable that the flame retardant of the present invention has pH ≧ 3.
本発明の難燃剤は、(d)成分として、金属アルコキシド及び/又は金属アルコキシドの縮合物を更に含むことができる。すなわち、前記(c)成分添加後(d)成分を添加させることができる。(d)成分を添加することにより、得られる反応生成物中の金属塩の含有率を高めることができ、化学特性をより向上させることができるとともに、(d)成分を用いない場合と同様の粘稠な液体の状態となるので、繊維やフィルム状に加工することができる。 The flame retardant of the present invention can further contain a metal alkoxide and / or a metal alkoxide condensate as the component (d). That is, the component (d) can be added after the component (c) is added. By adding the component (d), the content of the metal salt in the obtained reaction product can be increased, the chemical characteristics can be further improved, and the same as the case where the component (d) is not used. Since it is in a viscous liquid state, it can be processed into fibers or films.
(d)成分の金属アルコキシドの金属としては、Si、Ta、Nb、Ti、Zr、Al、Ge、B、Na、Ga、Ce、V、Ta、P、Sb、などを挙げることができるが、これらに限定されない。好ましくは、Si、Ti、Zr、Alであり、より好ましくは、Si、Ti、Zrであり、また、(d)成分の金属アルコキシドは液体であることが好ましいため、Si、Tiが特に好ましい。(d)成分の金属アルコキシドのアルコキシド(アルコキシ基)としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、及びそれ以上の炭素数を有するアルコキシ基を挙げることができる。メトキシ、エトキシ、プロポキシ、及びブトキシが好ましく、メトキシ及びエトキシがより好ましい。 Examples of the metal of the metal alkoxide as component (d) include Si, Ta, Nb, Ti, Zr, Al, Ge, B, Na, Ga, Ce, V, Ta, P, and Sb. It is not limited to these. Si, Ti, Zr, and Al are preferable, Si, Ti, and Zr are more preferable. Since the metal alkoxide of the component (d) is preferably liquid, Si and Ti are particularly preferable. Examples of the alkoxide (alkoxy group) of the metal alkoxide of component (d) include methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, and alkoxy groups having more carbon atoms. Methoxy, ethoxy, propoxy, and butoxy are preferred, and methoxy and ethoxy are more preferred.
(d)成分の金属アルコキシドの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、ブチルトリブトキシシラン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、メチルトリメトキシチタン、エチルトリエトキシチタン、プロピルトリプロポキシチタン、ブチルトリブトキシチタン、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトラプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム、メチルトリメトキシジルコニウム、エチルトリエトキシジルコニウム、プロピルトリプロポキシジルコニウム、及びブチルトリブトキシジルコニウムなどを挙げることができる。その中でも、好ましいものとしては、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、及びメチルトリメトキシシランを挙げることができ、より好ましいものとしては、テトラエトキシシラン及びテトラメトキシシランを挙げることができる。 Specific examples of the component (d) metal alkoxide include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltripropoxysilane, butyltributoxysilane, tetra Methoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetrapropoxy titanium, tetrabutoxy titanium, methyl trimethoxy titanium, ethyl triethoxy titanium, propyl tripropoxy titanium, butyl tributoxy titanium, tetramethoxy zirconium, tetraethoxy zirconium, tetrapropoxy zirconium, tetrabutoxy zirconium , Methyltrimethoxyzirconium, ethyltriethoxyzirconium, propyltripropoxyzirconium, and butyl And the like butoxy zirconium. Among them, preferred are tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, ethyltriethoxysilane, and methyltrimethoxysilane, and more preferred are tetraethoxysilane and tetramethoxysilane. .
(d)成分の金属アルコキシドの使用量は、(a)成分1モルに対して10モル以下の比率が好ましい。より好ましくは、0.1モル〜5モルの比率である。(a)成分1モルに対し、(d)成分が0.1モル未満では、前述したような(d)成分を添加する効果が得られにくくなることがあり、また、(d)成分が5モルを越すと、硬化時間が長くなることがある。 (D) The usage-amount of the metal alkoxide of a component has a preferable ratio of 10 mol or less with respect to 1 mol of (a) component. More preferably, it is a ratio of 0.1 mol to 5 mol. If the amount of the component (d) is less than 0.1 mol with respect to 1 mol of the component (a), it may be difficult to obtain the effect of adding the component (d) as described above. Beyond the mole, the curing time can be long.
(d)成分の金属アルコキシドの縮合物としては、以下の式(d1)及び(d2)からなる群から選択される少なくとも1種の式で表わされる金属アルコキシドの縮合物(d)を挙げることができる。
(式中、R1は、アルキル基を表わし、その一部は水素であってもよく、R1は、夫々独立に同一であっても異なっていてもよく、mは2〜20から選択される整数を表わし、Mは、Si、Ti及びZrからなる群から選択される少なくとも1種の金属を表わす。)
Examples of the metal alkoxide condensate of component (d) include metal alkoxide condensates (d) represented by at least one formula selected from the group consisting of the following formulas (d1) and (d2). it can.
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, part of which may be hydrogen, R 1 may be the same or different independently, and m is selected from 2 to 20) M represents at least one metal selected from the group consisting of Si, Ti and Zr.)
すなわち、前記(a)成分と(b)成分との反応に際して、あるいは、反応後、(d)成分を添加することができる。(d)成分を添加することにより、硬度を高めることができ、化学特性をより向上させることができるとともに、粘稠な液体の状態となるので、繊維やフィルム状に加工することができる。 That is, the component (d) can be added during or after the reaction between the component (a) and the component (b). By adding the component (d), the hardness can be increased, the chemical properties can be further improved, and a viscous liquid state can be obtained, so that it can be processed into a fiber or a film.
(d)成分である前記金属アルコキシドの縮合物の添加量は、前記(a)成分1モルに対し、金属アルコキシドモノマー重量換算で、0.1〜10モルであるのが好ましく、1モル以上であるのが、より好ましい。すなわち、(d)成分の添加量が多すぎる場合には、硬度が低下する傾向があり、逆に、少なすぎる場合には、Si含有量が少なくなるので用途によっては硬度が低下したり化学的耐久性の問題が発生することがある。また、(d)成分の添加量が多すぎる場合には、本発明の難燃剤の被膜を得るための硬化時間が長くなる傾向がある。 The amount of the condensate of the metal alkoxide that is component (d) is preferably 0.1 to 10 mol in terms of the weight of the metal alkoxide monomer with respect to 1 mol of component (a), and is 1 mol or more. More preferably. That is, when the amount of component (d) added is too large, the hardness tends to decrease. On the other hand, when the amount is too small, the Si content decreases, so that the hardness may decrease depending on the application. Durability issues may occur. Moreover, when there is too much addition amount of (d) component, there exists a tendency for the hardening time for obtaining the film of the flame retardant of this invention to become long.
(d)成分中のR1はアルキル基を表わし、その一部は水素であってもよく、R1は、夫々独立に同一であっても異なっていてもよいが、R1は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及びそれ以上の炭素数を有するアルキル基であり、メチル基あるいはエチル基であるのが好ましい。 (D) R 1 in the component represents an alkyl group, part of which may be hydrogen, and R 1 may be independently the same or different, but R 1 is a methyl group , An ethyl group, a propyl group, a butyl group, and an alkyl group having a carbon number higher than that, preferably a methyl group or an ethyl group.
(d)成分中のmは、2〜20から選択される整数を表わすが、3〜10であるのが好ましく、5であるのが最も好ましい。 In the component (d), m represents an integer selected from 2 to 20, preferably 3 to 10, and most preferably 5.
(d)成分中のMは、Si、Ti及びZrからなる群から選択される少なくとも1種の金属を表わすが、SiまたはTiであるのが好ましく、Siが最も好ましい。 M in the component (d) represents at least one metal selected from the group consisting of Si, Ti and Zr, preferably Si or Ti, and most preferably Si.
(d)成分を構成する金属アルコキシドモノマー単位としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、ブチルトリブトキシシラン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、メチルトリメトキシチタン、エチルトリエトキシチタン、プロピルトリプロポキシチタン、ブチルトリブトキシチタン、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトラプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム、メチルトリメトキシジルコニウム、エチルトリエトキシジルコニウム、プロピルトリプロポキシジルコニウム、及びブチルトリブトキシジルコニウムなどを挙げることができる。 As the metal alkoxide monomer unit constituting the component (d), tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltripropoxysilane, butyltributoxysilane, Tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetrapropoxytitanium, tetrabutoxytitanium, methyltrimethoxytitanium, ethyltriethoxytitanium, propyltripropoxytitanium, butyltributoxytitanium, tetramethoxyzirconium, tetraethoxyzirconium, tetrapropoxyzirconium, tetrabutoxy Zirconium, methyltrimethoxyzirconium, ethyltriethoxyzirconium, propyltripropoxyzirconium And a butyl tributoxyzirconium can be exemplified.
(d)成分が前記式(d1)で表わされる場合には、テトラエトキシシランの縮合物(5量体)又はテトラメトキシシランの縮合物(5量体)であるのが好ましく、前記式(d2)で表わされる場合には、エチルトリエトキシシランの縮合物(5量体)又はメチルトリメトキシシランの縮合物(5量体)であるのが好ましい。 When the component (d) is represented by the formula (d1), it is preferably a tetraethoxysilane condensate (pentamer) or a tetramethoxysilane condensate (pentamer), and the formula (d2 ) Is preferably a condensate of ethyltriethoxysilane (pentamer) or a condensate of methyltrimethoxysilane (pentamer).
本発明の難燃剤は、上記のように、(d)成分として、金属アルコキシド(モノマー)及び/又は金属アルコキシドの縮合物を含むことができるが、金属アルコキシドモノマーの粘性は、同縮合物に比べて低いため、金属アルコキシドモノマーを更に含有させることにより、得られる難燃剤の基材への密着性が向上することがあるという優位点があるが、金属アルコキシドモノマーの含有量を、同縮合物と同量以上など多くすると、塗膜を厚くした時の被膜性が低下してしまうことがある。 As described above, the flame retardant of the present invention can contain a metal alkoxide (monomer) and / or a metal alkoxide condensate as the component (d), but the viscosity of the metal alkoxide monomer is higher than that of the condensate. Therefore, by further containing a metal alkoxide monomer, there is an advantage that the adhesion of the obtained flame retardant to the substrate may be improved, but the content of the metal alkoxide monomer and the condensate may be reduced. If the amount is increased by the same amount or more, the film property may be deteriorated when the coating film is thickened.
本発明の難燃剤は、上記で列挙した成分以外にも、その用途に応じて、無機フィラー(炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ガラス繊維等)、金属酸化物、金属(亜鉛、アルミニウム等)粉などを含ませることができる。 In addition to the above-listed components, the flame retardant of the present invention is an inorganic filler (calcium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, glass fiber, etc.), metal oxide, metal (zinc, aluminum, etc.) depending on its application. Etc.) Powder etc. can be included.
本発明の難燃剤を主成分として含ませることにより、コーティング剤を得ることができる。 A coating agent can be obtained by including the flame retardant of the present invention as a main component.
本発明の難燃剤は、その粘度を1ポイズ以下でも塗工できるため基材の内部に含浸させることにより、その基材材料の素材を活かしながら改質することも可能である。 Since the flame retardant of the present invention can be applied even with a viscosity of 1 poise or less, it can be modified while making use of the material of the base material by impregnating the inside of the base material.
以下に実施例をあげて、本発明をさらに詳しく説明する。
下記の実施例に示す配合の難燃剤は、(a)成分と(b)成分を室温で充分混合してから、反応変性した後、(c)成分を添加攪拌することにより、試料を調製した。
なお、(b)成分はイソプロパノールに分散し10重量%イソプロパノール分散液にして配合した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
The flame retardant having the composition shown in the following examples was prepared by thoroughly mixing the components (a) and (b) at room temperature, and then modifying the reaction, and then adding and stirring the component (c). .
In addition, (b) component was disperse | distributed to isopropanol and it mix | blended it as a 10 weight% isopropanol dispersion liquid.
実施例1
(a)成分としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン((C2H5O)3SiC3H6NH2)を100重量部、(b)成分としてホウ酸(H3BO3)を40重量部、(c)成分としてリン酸20重量部を混練し、加熱することにより、アミノシランを脱アルコールした化合物を調製した。得られた化合物に100重量部の水を加え、水和物にすることにより、無機物の多い、シラノールを含んだゾル液からなる難燃剤を調製した。
得られた難燃剤の調製液を、ろ紙(5C)に含浸させて被膜を作り、ろ紙重量に対し難燃剤を1/2の重量付着させたものを、防炎試験に供した。防炎試験は、燃焼試験箱内に45度に試験体支持枠を取りつけ、液化石油ガスを燃料として燃焼させたバーナーの炎を試験体に接炎させた。
「残炎時間」とは、着火源を除去した後、試験片が炎を上げて燃える状態が止むまでの時間であり、「残じん時間」とは、着火源を除去した後、試験片が炎を上げずに燃える状態が止むまでの時間である。
防炎試験の結果、残炎時間、残じん時間、共に0秒であった。
Example 1
(A) 100 parts by weight of γ-aminopropyltriethoxysilane ((C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2 ) as component, 40 parts by weight of boric acid (H 3 BO 3 ) as component (b) As a component (c), 20 parts by weight of phosphoric acid was kneaded and heated to prepare a compound obtained by dealcoholizing aminosilane. By adding 100 parts by weight of water to the obtained compound to form a hydrate, a flame retardant comprising a sol solution containing silanol and containing a large amount of inorganic substances was prepared.
The obtained flame retardant preparation solution was impregnated into filter paper (5C) to form a film, and a flame retardant was adhered to half the weight of the filter paper and subjected to a flameproof test. In the flameproof test, a specimen support frame was mounted at 45 degrees in a combustion test box, and a flame of a burner burned with liquefied petroleum gas as fuel was brought into contact with the specimen.
“Residual flame time” is the time from when the ignition source is removed until the test piece flares up and stops burning. “Residual flame time” refers to the test after the ignition source is removed. This is the time until the piece stops burning without raising flames.
As a result of the flameproof test, the afterflame time and the afterdust time were both 0 seconds.
実施例2
(a)成分としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン((C2H5O)3SiC3H6NH2)を加水分解したアミノシラン加水分解品を100重量部、(b)成分としてホウ酸(H3BO3)を40重量部、(c)成分としてリン酸20重量部を混練し、固形分70%の粘ちょうなゾル液からなる難燃剤を調製した。
得られた難燃剤の調製液を、ろ紙(5C)に含浸させて被膜を作り、ろ紙重量に対して難燃剤を1/2の重量付着させたものを、防炎試験に供した。防炎試験の結果、残炎時間、残じん時間、共に0秒であった。
なお、実施例2で調製した粘ちょうなゾル液からなる難燃剤は、用途に応じて水で希釈することにより、好みの粘度に調整した後、難燃剤として使用することもできる。
Example 2
100 parts by weight of an aminosilane hydrolyzed product obtained by hydrolyzing γ-aminopropyltriethoxysilane ((C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2 ) as component (a) and boric acid (H 3 BO 3 ) and 40 parts by weight of phosphoric acid as component (c) were kneaded to prepare a flame retardant composed of a viscous sol having a solid content of 70%.
The obtained flame retardant preparation liquid was impregnated into filter paper (5C) to form a film, and a flame retardant was adhered to half the weight of the filter paper and subjected to a flameproof test. As a result of the flameproof test, the afterflame time and the afterdust time were both 0 seconds.
In addition, the flame retardant which consists of a viscous sol liquid prepared in Example 2 can also be used as a flame retardant, after adjusting to a favorite viscosity by diluting with water according to a use.
実施例3
(a)成分としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン((C2H5O)3SiC3H6NH2)を加水分解したアミノシラン加水分解品を100重量部、(b)成分としてホウ酸(H3BO3)を40重量部、(c)成分としてポリリン酸30重量部を混練し、水を80重量部添加することにより、固形分50%の粘ちょうなゾル液からなる難燃剤を調製した。
得られた難燃剤の調製液を、ろ紙(5C)に含浸させて被膜を作り、ろ紙重量に対して難燃剤を1/2の重量付着させたものを、防炎試験に供した。防炎試験の結果、残炎時間、残じん時間、共に0秒であった。
Example 3
100 parts by weight of an aminosilane hydrolyzed product obtained by hydrolyzing γ-aminopropyltriethoxysilane ((C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2 ) as component (a) and boric acid (H 3 BO 3 ) and 40 parts by weight of polyphosphoric acid as component (c) were kneaded and 80 parts by weight of water were added to prepare a flame retardant composed of a viscous sol solution having a solid content of 50%. .
The obtained flame retardant preparation liquid was impregnated into filter paper (5C) to form a film, and a flame retardant was adhered to half the weight of the filter paper and subjected to a flameproof test. As a result of the flameproof test, the afterflame time and the afterdust time were both 0 seconds.
比較例1
(a)成分としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン((C2H5O)3SiC3H6NH2)を加水分解したアミノシラン加水分解品を100重量部、(b)成分としてホウ酸(H3BO3)を40重量部を混練し、水を50重量部添加することにより、固形分50%の粘ちょうなゾル液からなる難燃剤を調製した。
得られた難燃剤の調製液を、ろ紙(5C)に含浸させて被膜を作り、ろ紙重量に対して難燃剤を1/2の重量付着させたものを、防炎試験に供した。防炎試験の結果、残炎時間6秒、残じん時間は10秒であった。
Comparative Example 1
100 parts by weight of an aminosilane hydrolyzed product obtained by hydrolyzing γ-aminopropyltriethoxysilane ((C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2 ) as component (a) and boric acid (H 3 BO 3 ) was mixed with 40 parts by weight, and 50 parts by weight of water was added to prepare a flame retardant composed of a viscous sol having a solid content of 50%.
The obtained flame retardant preparation liquid was impregnated into filter paper (5C) to form a film, and a flame retardant was adhered to half the weight of the filter paper and subjected to a flameproof test. As a result of the flameproof test, the afterflame time was 6 seconds and the afterdust time was 10 seconds.
以上、実施例で示した様に、本発明の難燃剤を含浸させた被処理物は、優れた難燃性を有する。 As described above, as shown in the examples, the object to be treated impregnated with the flame retardant of the present invention has excellent flame retardancy.
本発明の難燃剤は、自ら被膜となり、燃焼時に必要な空気(酸素)の供給を抑制する効果を併せ持つ、難燃剤として利用可能である。 The flame retardant of the present invention can be used as a flame retardant having a coating effect and suppressing the supply of air (oxygen) necessary for combustion.
Claims (5)
R4−n−Si−(OR’)n
(式中、Rはアミノ基を含有するアルキル基を表わし、R’はメチル基、エチル基またはプロピル基を表わし、nは1〜3から選択される整数を表わす);及び
(b)H3BO3及びB2O3からなる群から選択される少なくとも1種のホウ素化合物:
を、(a)成分1モルに対して(b)成分0.02モル以上の比率で反応させて得られる反応生成物を含む、高分子物質と、
(c)リン化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物と、
を含む、難燃剤であって、
(c)リン化合物がリン酸またはそのエステルまたはポリリン酸である、難燃剤。 (A) Silane compound containing an amino group represented by the following formula: R 4-n —Si— (OR ′) n
(Wherein, R represents an alkyl group containing an amino group, R 'represents a methyl group, ethyl group or propyl group, n represents an integer selected from 1 to 3); and (b) H 3 At least one boron compound selected from the group consisting of BO 3 and B 2 O 3 :
(A) a polymer substance containing a reaction product obtained by reacting (b) component at a ratio of 0.02 mol or more with respect to 1 mol of component;
(C) at least one compound selected from the group consisting of phosphorus compounds;
A flame retardant containing ,
(C) A flame retardant wherein the phosphorus compound is phosphoric acid or an ester thereof or polyphosphoric acid .
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