JP5834231B2 - Flame retardant resin composition - Google Patents

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Description

本発明は難燃性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a flame retardant resin composition.

従来、ポリエステル樹脂やポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂をマトリクス樹脂とする樹脂組成物には、火災時等の安全のために、臭素等のハロゲン原子を含む難燃剤が配合されることがあった。しかし、近年、環境に負荷をかけないために、ハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物が求められている。   Conventionally, a flame retardant containing a halogen atom such as bromine is sometimes blended in a resin composition using a thermoplastic resin such as a polyester resin or a polyolefin resin as a matrix resin for safety in a fire or the like. However, in recent years, a halogen-free flame-retardant resin composition has been demanded in order not to put a burden on the environment.

そこで、樹脂組成物中に配合される難燃剤として、融解時の吸熱ピークの温度が低い低融点ガラスを使用することが検討されてきている。例えば、特許文献1には融解時の吸熱ピークが401〜700℃の範囲にあるガラス等の無機物を樹脂組成物の難燃剤として使用することが開示されている。   Therefore, it has been studied to use a low-melting-point glass having a low endothermic peak temperature at the time of melting as a flame retardant blended in the resin composition. For example, Patent Document 1 discloses that an inorganic substance such as glass having an endothermic peak at the time of melting in the range of 401 to 700 ° C. is used as a flame retardant for the resin composition.

このような低融点ガラスを含有する樹脂組成物から形成された成形体が高温に曝されると、内部の低融点ガラスが融解して成形体の表面に達することで被膜が形成される。この被膜によって外部から成形体内部への酸素の供給が遮断されると共に成形体中の樹脂成分が分解してガスが発生してもこのガスの外部への流出が被膜によって遮断される。これにより成形体が難燃性を発揮する。   When a molded body formed from a resin composition containing such a low-melting glass is exposed to a high temperature, the internal low-melting glass is melted and reaches the surface of the molded body to form a coating. This coating blocks the supply of oxygen from the outside to the inside of the molded body, and even if the resin component in the molded body is decomposed and gas is generated, the outflow of this gas to the outside is blocked by the coating. Thereby, a molded object exhibits a flame retardance.

しかし、低融点ガラスのみによる難燃化作用は充分ではない場合があり、成形体の難燃性が充分に向上するためには多量の低融点ガラスが必要とされる場合がある。これは、成形体の表面に達した低融点ガラスがかなりの割合で成形体から脱落してしまうためであると考えられる。しかし、樹脂組成物中に多量の低融点ガラスが配合されると、成形体の靱性等の機械的強度が低下するなどの弊害が生じてしまうという問題がある。   However, the flame retarding effect of only the low melting point glass may not be sufficient, and a large amount of low melting point glass may be required in order to sufficiently improve the flame retardancy of the molded article. This is thought to be because the low-melting-point glass that reached the surface of the molded body falls off from the molded body at a considerable rate. However, when a large amount of low-melting-point glass is blended in the resin composition, there is a problem that adverse effects such as a decrease in mechanical strength such as toughness of the molded article occur.

樹脂組成物中に低融点ガラスとそれ以外の難燃剤とを配合することで成形体の難燃性を更に向上することも試みられている。例えば特許文献2では、エポキシ樹脂組成物中に平均粒径1〜5μmの水酸化マグネシウムを5〜15重量%、非鉛系低融点ガラス0.5〜5重量%配合し、更に前記水酸化マグネシウムを含む無機充填材を50〜80重量%配合することが開示されている。   It has also been attempted to further improve the flame retardancy of a molded article by blending a low melting glass and other flame retardant in the resin composition. For example, in Patent Document 2, 5 to 15% by weight of magnesium hydroxide having an average particle diameter of 1 to 5 μm and 0.5 to 5% by weight of non-lead low-melting glass are blended in the epoxy resin composition, and the magnesium hydroxide is further added. It is disclosed that 50 to 80% by weight of an inorganic filler containing is blended.

特開2001−234168号公報JP 2001-234168 A 特開2002−241587号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-241587

しかし、特許文献2に記載されている技術においても、充分な難燃化のためには、樹脂組成物における低融点ガラスと無機充填材との合計量の割合が樹脂100質量部に対して100質量部以上となってしまう。このため、樹脂本来が有する機械的強度等の特性が損なわれてしまうという問題があった。   However, even in the technique described in Patent Document 2, the ratio of the total amount of the low-melting glass and the inorganic filler in the resin composition is 100 with respect to 100 parts by mass of the resin in order to achieve sufficient flame retardancy. It becomes more than the mass part. For this reason, there existed a problem that characteristics, such as mechanical strength which resin originally has, will be impaired.

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低融点ガラスを含む難燃剤を含有し、且つ高い難燃性と高い機械特性とを共に発揮する成形体が形成され得る難燃性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and its object is to form a molded article that contains a flame retardant containing a low-melting glass and exhibits both high flame retardancy and high mechanical properties. It is to provide a flame retardant resin composition that can be made.

本発明に係る難燃性樹脂組成物は、マトリクス樹脂、低融点ガラス、及び前記低融点ガラス以外の無機充填材を含有し、前記マトリクス樹脂100質量部に対する前記低融点ガラスの割合が1〜40質量部の範囲、前記マトリクス樹脂100質量部に対する前記無機充填材の割合が1〜40質量部の範囲であり、前記低融点ガラスと前記無機充填材との前者対後者の質量比が1:4〜1:1の範囲であり、前記無機充填材平均粒径が100nm以下の水酸化マグネシウム粒子であり、前記低融点ガラスは粒子状であって、その平均粒径は0.5μm〜10μmの範囲である。 The flame-retardant resin composition according to the present invention contains a matrix resin, a low-melting glass, and an inorganic filler other than the low-melting glass, and the ratio of the low-melting glass to 100 parts by mass of the matrix resin is 1 to 40. The ratio of the inorganic filler relative to 100 parts by mass of the matrix resin is in the range of 1 to 40 parts by mass, and the mass ratio of the former to the latter of the low-melting glass and the inorganic filler is 1: 4. The inorganic filler is magnesium hydroxide particles having an average particle diameter of 100 nm or less, the low-melting glass is particulate, and the average particle diameter is 0.5 μm to 10 μm. It is a range.

本発明において、前記無機充填材の表面がシランカップリング剤で被覆されていることが好ましい。   In the present invention, the surface of the inorganic filler is preferably coated with a silane coupling agent.

本発明において、前記無機充填材が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。   In the present invention, the inorganic filler is preferably at least one selected from magnesium oxide, aluminum oxide, magnesium hydroxide, and aluminum hydroxide.

本発明において、前記マトリクス樹脂が熱可塑性樹脂であることが好ましい。   In the present invention, the matrix resin is preferably a thermoplastic resin.

本発明によれば、低融点ガラスを含む難燃剤を含有し、且つ高い難燃性と高い機械特性とを共に発揮する成形体が形成され得る難燃性樹脂組成物が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the flame-retardant resin composition which contains the flame retardant containing low melting glass and can form the molded object which exhibits both high flame retardance and a high mechanical characteristic is obtained.

本実施形態に係る難燃性樹脂組成物は、マトリクス樹脂、低融点ガラス、及び低融点ガラス以外の無機充填材を含有する。この難燃性樹脂組成物がその組成に応じた適宜の手法で成形されることで成形体が形成される。   The flame retardant resin composition according to the present embodiment contains an inorganic filler other than the matrix resin, the low melting glass, and the low melting glass. A molded body is formed by molding the flame retardant resin composition by an appropriate method according to the composition.

難燃性樹脂組成物中のマトリクス樹脂100質量部に対する低融点ガラスの割合は1〜40質量部の範囲であり、且つマトリクス樹脂100質量部に対する無機充填材の割合は1〜40質量部の範囲である。更に、難燃性樹脂組成物中の低融点ガラスと無機充填材との前者対後者の質量比は1:4〜1:1の範囲である。更に、無機充填材の平均粒径は100nm以下である。   The ratio of the low melting point glass to 100 parts by mass of the matrix resin in the flame retardant resin composition is in the range of 1 to 40 parts by mass, and the ratio of the inorganic filler to 100 parts by mass of the matrix resin is in the range of 1 to 40 parts by mass. It is. Further, the mass ratio of the former to the latter of the low melting point glass and the inorganic filler in the flame retardant resin composition is in the range of 1: 4 to 1: 1. Furthermore, the average particle size of the inorganic filler is 100 nm or less.

このような組成を有する難燃性樹脂組成物から形成される成形体は、難燃性樹脂組成物中のマトリクス樹脂に対する低融点ガラスと無機充填材との合計量の割合が低いため、マトリクス樹脂が本来有する高い機械的強度等の特性が充分に維持される。しかも、低融点ガラスと無機微粒子とが複合的に作用することで、成形体は高い難燃性を有することになる。これは、次のような複合的な要因による難燃化作用が働くためであると考えられる。   Since the molded body formed from the flame retardant resin composition having such a composition has a low ratio of the total amount of the low melting point glass and the inorganic filler to the matrix resin in the flame retardant resin composition, the matrix resin The properties such as the high mechanical strength inherently possessed are sufficiently maintained. In addition, the low melting point glass and the inorganic fine particles act in a composite manner, so that the molded body has high flame retardancy. This is considered to be due to the fact that the flame retardant action due to the following complex factors works.

成形体が加熱されると、成形体内の低融点ガラスが融解して成形体の表面に達して被膜が形成される現象(ネッキング現象)が生じる。この被膜によって、外部から成形体への酸素の供給が遮断されると共に、成形体を構成する樹脂成分が分解して生じるガスの外部への流出が遮断される。これにより成形体の燃焼が継続的に起こる温度(発熱ピーク温度)が上昇し、成形体が難燃性を発揮する。   When the molded body is heated, a phenomenon (necking phenomenon) occurs in which the low melting point glass in the molded body melts and reaches the surface of the molded body to form a film. By this coating, the supply of oxygen from the outside to the molded body is blocked, and the outflow of gas generated by the decomposition of the resin component constituting the molded body is blocked. Thereby, the temperature (exothermic peak temperature) at which combustion of the molded body continuously occurs increases, and the molded body exhibits flame retardancy.

但し、ネッキング現象により形成される被膜だけでは、外部へのガスの流出は充分には阻害されない。成形体を構成する樹脂成分が分解して生じるガスは、成形体の表面上だけでなくその内側でも発生し、成形体の内部ではガスは気泡となる。直径100μm以下程度の小さな気泡であれば、ネッキング現象により形成される被膜は気泡の移動を充分に阻害する。しかし、より大きい気泡が被膜に達すると被膜にクラックが発生しやすくなり、このクラックを通じて成形体からガスが流出することがある。   However, the outflow of gas to the outside is not sufficiently inhibited only by the film formed by the necking phenomenon. The gas generated by the decomposition of the resin component constituting the molded body is generated not only on the surface of the molded body but also inside thereof, and the gas becomes bubbles inside the molded body. In the case of small bubbles having a diameter of about 100 μm or less, the coating formed by the necking phenomenon sufficiently inhibits the movement of the bubbles. However, when larger bubbles reach the coating, cracks are likely to occur in the coating, and gas may flow out of the molded body through the crack.

しかしながら、本実施形態では成形体内に低融点ガラスだけでなく平均粒径100nm以下という小粒径の無機充填材も分散し、このため成形体の表層で樹脂成分が分解してもこの表層に無機充填材から構成される層が残存する。この無機充填材から構成される層が、大きな気泡の移動を阻害することで、大きな気泡が被膜に達しにくくなり、このため被膜にクラックが発生しにくくなる。このような無機充填材から構成される層が気泡の移動を阻害する作用は、無機充填材の粒径が100nm以下であることで発揮され、或いはこれにより大きく高められていると考えられる。   However, in this embodiment, not only the low melting point glass but also an inorganic filler having an average particle size of 100 nm or less is dispersed in the molded body, so that even if the resin component decomposes on the surface layer of the molded body, the surface layer is inorganic. A layer composed of the filler remains. The layer composed of the inorganic filler hinders the movement of large bubbles, so that the large bubbles are difficult to reach the coating, and thus the coating is difficult to crack. The effect that the layer composed of such an inorganic filler inhibits the movement of bubbles is exhibited by the particle size of the inorganic filler being 100 nm or less, or is considered to be greatly enhanced by this.

このようにネッキング現象により形成される被膜が小さい気泡の移動を阻害すると共に無機充填材から構成される層が大きい気泡の移動を阻害することで、成形体内からのガスの流出が著しく抑制され、これにより成形体の難燃性が大きく向上すると考えられる。   In this way, the coating formed by the necking phenomenon inhibits the movement of small bubbles and the layer composed of the inorganic filler inhibits the movement of large bubbles, thereby significantly suppressing the outflow of gas from the molded body, Thereby, it is thought that the flame retardance of a molded object improves greatly.

更に、成形体中の無機充填材の粒径が小さいこと、すなわち無機充填材の比表面積が大きいことにより、成形体が加熱された際のドリップ現象(溶融した樹脂が滴下する現象)が著しく抑制されると共に、成形体内のチャー(炭化層)の形成が促進される。これによっても成形体の難燃性が大きく向上する。   Furthermore, the particle size of the inorganic filler in the molded body is small, that is, the specific surface area of the inorganic filler is large, so that the drip phenomenon (a phenomenon in which the molten resin is dripped) is significantly suppressed when the molded body is heated. In addition, the formation of char (carbonized layer) in the molded body is promoted. This also greatly improves the flame retardancy of the molded body.

難燃性樹脂組成物中の成分について、更に詳しく説明する。   The components in the flame retardant resin composition will be described in more detail.

マトリクス樹脂としては、一般に成形用の樹脂組成物のマトリクス樹脂として使用され得るならば、適宜の樹脂が使用され得る。難燃性樹脂組成物のハロゲン含有量を抑制するという観点からは、マトリクス樹脂がハロゲンを含まないことが好ましい。   As the matrix resin, an appropriate resin can be used as long as it can be generally used as a matrix resin of a molding resin composition. From the viewpoint of suppressing the halogen content of the flame retardant resin composition, the matrix resin preferably contains no halogen.

マトリクス樹脂が特に熱可塑性樹脂であると、成形体の難燃性が特に高くなる。これは、成形体が高温に曝されると熱可塑性樹脂が速やかに軟化することで、成形体内で融解した低融点ガラスが成形体の表面へ移動しやすくなるためであると考えられる。   When the matrix resin is particularly a thermoplastic resin, the flame retardancy of the molded product is particularly high. This is considered to be because when the molded body is exposed to a high temperature, the thermoplastic resin quickly softens, so that the low-melting glass melted in the molded body easily moves to the surface of the molded body.

熱可塑性樹脂の特に好ましい例として、ポリエステル系樹脂及びポリオレフィン系樹脂が挙げられる。ポリエステル系樹脂とポリオレフィン系樹脂のうち、いずれか一方のみが使用されても、双方が併用されてもよい。   Particularly preferred examples of the thermoplastic resin include polyester resins and polyolefin resins. Only one of the polyester resin and the polyolefin resin may be used, or both may be used in combination.

ポリエステル系樹脂の具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサジメチレンテレフタレート、ポリアリレート等が挙げられる。特に好ましいポリエステル系樹脂として、ポリブチレンテレフタレート及びポリカーボネートが挙げられる。これらのポリエステル系樹脂のうち、一種のみが使用されても、複数種が併用されてもよい。   Specific examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polycyclohexadimethylene terephthalate, and polyarylate. Particularly preferred polyester resins include polybutylene terephthalate and polycarbonate. Among these polyester resins, only one kind may be used or a plurality of kinds may be used in combination.

ポリオレフィン系樹脂の具体例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ1−ブテン、ポリ1−ペンテン、ポリメチルペンテン等の単独重合体;エチレン/α−オレフィン共重合体;ビニルアルコールエステル単独重合体;ビニルアルコールエステルを完全加水分解又は部分加水分解して得られるポリオレフィン;エチレンとプロピレンとの少なくとも一方とビニルアルコールエステルとの共重合体を完全加水分解又は部分加水分解して得られるポリオレフィン;エチレンとプロピレンとの少なくとも一方と不飽和カルボン酸と不飽和カルボン酸エステルとの少なくとも一方との共重合体;エチレンとプロピレンの少なくとも一方と不飽和カルボン酸と不飽和カルボン酸エステルとの共重合体のカルボキシル基の少なくとも一部を金属塩化して得られるポリオレフィン;共役ジエンとビニル芳香族炭化水素とのブロック共重合体及びその水素化物などが挙げられる。特に好ましいポリオレフィン系として、ポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂のうち、一種のみが使用されても、複数種が併用されてもよい。   Specific examples of polyolefin resins include homopolymers such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, poly 1-butene, poly 1-pentene and polymethyl pentene; ethylene / α-olefin copolymer Vinyl alcohol ester homopolymer; polyolefin obtained by complete or partial hydrolysis of vinyl alcohol ester; complete or partial hydrolysis of a copolymer of at least one of ethylene and propylene and vinyl alcohol ester A copolymer of at least one of ethylene and propylene and at least one of an unsaturated carboxylic acid and an unsaturated carboxylic acid ester; at least one of ethylene and propylene, an unsaturated carboxylic acid and an unsaturated carbo At least part of the carboxyl groups of the copolymer of ester of a polyolefin obtained by metal chlorides; and block copolymers and hydrides of the conjugated diene and the vinyl aromatic hydrocarbons. Particularly preferred polyolefin systems include polyethylene and polypropylene. Among these polyolefin-based resins, only one type may be used or a plurality of types may be used in combination.

低融点ガラスは、軟化点が150℃〜800℃の範囲にある有機又は無機のガラス化合物から構成されることが好ましい。この低融点ガラスの軟化点は融解時に吸熱ピークが現れる温度であり、示差走査型熱量測定法によって測定される。ガラス化合物の具体例として、SiO、B、P、PbO、TiO、CdO、TlO、Bi、CuO、V、Al、Ga、ZnO、Y、ZrO、Fe、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物などを含有する有機又は無機ガラス化合物が挙げられる。低融点ガラスを構成するガラス化合物の種類及び構成比率は、低融点ガラスが所望の軟化点を有するように適宜調整される。低融点ガラスは粒子状であることが好ましい。低融点ガラスの粒径に制限はないが、特に低融点ガラスの平均粒径は0.5μm〜10μmの範囲であることが好ましい。この平均粒径は、SEM(走査型電子顕微鏡)によって観察される粒径から導かれる値である。この平均粒径が0.5μm以上であれば、熱硬化性樹脂組成物中での低融点ガラスの粒子の凝集が抑制されてこの粒子の分散性が向上し、この平均粒径が10μm以下であれば難燃性樹脂組成物中での低融点ガラスの分散性が非常に高くなる。 The low melting point glass is preferably composed of an organic or inorganic glass compound having a softening point in the range of 150 ° C to 800 ° C. The softening point of the low-melting glass is a temperature at which an endothermic peak appears upon melting, and is measured by a differential scanning calorimetry. Specific examples of the glass compound include SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , PbO, TiO 2 , CdO, Tl 2 O, Bi 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 , Al 2 O 3 , Ga 2. Examples thereof include organic or inorganic glass compounds containing O 3 , ZnO 2 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 , alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and the like. The kind and composition ratio of the glass compound constituting the low melting point glass are appropriately adjusted so that the low melting point glass has a desired softening point. The low melting point glass is preferably in the form of particles. Although there is no restriction | limiting in the particle size of low melting glass, It is preferable that especially the average particle diameter of low melting glass is the range of 0.5 micrometer-10 micrometers. This average particle diameter is a value derived from the particle diameter observed by SEM (scanning electron microscope). If this average particle size is 0.5 μm or more, aggregation of particles of low melting point glass in the thermosetting resin composition is suppressed and the dispersibility of these particles is improved, and this average particle size is 10 μm or less. If it exists, the dispersibility of the low melting glass in a flame-retardant resin composition will become very high.

無機充填材の平均粒径は上記のとおり100nm以下である。この平均粒径は、レーザー回折・光散乱法により測定される数平均粒径であり、例えば島津製作所株式会社製の型番SALD3000を用い、分散液としてイソプロピルアルコールを使用して測定される。無機充填材の平均粒径の下限は制限されないが、入手の容易さや難燃性樹脂組成物中の無機充填材の分散性などを考慮すると、無機充填材の平均粒径は10nm以上であることが好ましい。特にこの無機充填材の平均粒径は50nm〜90nmの範囲であることが好ましく、或いはこの無機充填材が、粒径50nm〜90nmの粒子数が総粒子数の68%以上となる粒度分布を有することが好ましい。この粒度分布は、平均粒径の場合と同様に例えば島津製作所株式会社製の型番SALD3000を用いて測定される。   The average particle size of the inorganic filler is 100 nm or less as described above. This average particle diameter is a number average particle diameter measured by a laser diffraction / light scattering method, and is measured, for example, using model number SALD3000 manufactured by Shimadzu Corporation and using isopropyl alcohol as a dispersion. Although the lower limit of the average particle size of the inorganic filler is not limited, the average particle size of the inorganic filler should be 10 nm or more in consideration of availability, dispersibility of the inorganic filler in the flame retardant resin composition, and the like. Is preferred. In particular, the average particle size of the inorganic filler is preferably in the range of 50 nm to 90 nm, or the inorganic filler has a particle size distribution in which the number of particles having a particle size of 50 nm to 90 nm is 68% or more of the total number of particles. It is preferable. This particle size distribution is measured using, for example, model number SALD3000 manufactured by Shimadzu Corporation as in the case of the average particle size.

無機充填材の種類は制限されないが、特に水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウムのうちから選択される一種以上であることが好ましい。これらの無機充填材は塩基性酸化物或いは水酸化物であることから、成形体が加熱される場合にチャーの形成が無機充填材によって特に促進され、これにより成形体の難燃性が更に向上する。   The kind of the inorganic filler is not limited, but is preferably at least one selected from magnesium hydroxide, magnesium oxide, aluminum hydroxide, and aluminum oxide. Since these inorganic fillers are basic oxides or hydroxides, the formation of char is particularly accelerated by the inorganic filler when the molded body is heated, thereby further improving the flame retardancy of the molded body. To do.

無機充填材はマトリクス樹脂が燃焼する温度より低い温度域では実質的に溶融現象を起こさないことが好ましく、特に800℃以下の温度域で実質的に溶融現象を起こさないことが好ましい。実質的に溶融現象を起こさない温度とは、無機充填材の融点以下の温度、並びに無機充填材の融点より高い温度であってもその温度において無機充填材が脱水などの化学反応などにより熱的により安定した物質に変化している温度のことをいう。例えば酸化マグネシウム及び酸化アルミニウムは安定で耐熱性が高く、800℃以下の温度では溶融しない。更に水酸化マグネシウムの融点は350℃であり、酸化アルミニウムの融点は300℃であるが、これらが加熱されると融点以下の温度で脱水反応により水酸化マグネシウムは酸化マグネシウムに、水酸化アルミニウムは酸化アルミニウムにそれぞれ変化するため、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムは800℃以下の温度域では実質的に溶融現象を引き起こさない。マトリクス樹脂が燃焼する温度は通常は400℃以上であるが、そのような温度では水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムは酸化マグネシウム及び酸化アルミニウムに変化しているので、マトリクス樹脂が燃焼する温度より低い温度域で溶融することはない。   It is preferable that the inorganic filler does not substantially cause a melting phenomenon in a temperature range lower than the temperature at which the matrix resin burns, and particularly preferably does not substantially cause a melting phenomenon in a temperature range of 800 ° C. or lower. The temperature at which the melting phenomenon does not substantially occur is a temperature below the melting point of the inorganic filler, and even if the temperature is higher than the melting point of the inorganic filler, the inorganic filler is thermally affected by a chemical reaction such as dehydration at that temperature. Refers to the temperature changing to a more stable substance. For example, magnesium oxide and aluminum oxide are stable and have high heat resistance, and do not melt at a temperature of 800 ° C. or lower. Further, magnesium hydroxide has a melting point of 350 ° C. and aluminum oxide has a melting point of 300 ° C. When heated, magnesium hydroxide is converted to magnesium oxide and aluminum hydroxide is oxidized by a dehydration reaction at a temperature below the melting point. Since it changes to aluminum, magnesium hydroxide and aluminum hydroxide do not substantially cause a melting phenomenon in a temperature range of 800 ° C. or lower. The temperature at which the matrix resin burns is usually 400 ° C. or higher, but at such temperatures, the magnesium hydroxide and aluminum hydroxide are changed to magnesium oxide and aluminum oxide, so the temperature is lower than the temperature at which the matrix resin burns. It does not melt in the area.

無機充填材にはシランカップリング剤による表面処理が施されていることが好ましい。この場合、成形体の燃焼時にドリップの発生が更に抑制される。これは、難燃性樹脂組成物中及び成形体中における無機充填材の分散性が向上することで無機充填材の凝集が抑制され、これにより無機充填材の実効的な表面積の減少が抑制されるためであると考えられる。   The inorganic filler is preferably subjected to a surface treatment with a silane coupling agent. In this case, the generation of drip is further suppressed during the burning of the molded body. This is because the dispersibility of the inorganic filler in the flame retardant resin composition and the molded body is improved, so that the aggregation of the inorganic filler is suppressed, thereby reducing the effective surface area of the inorganic filler. This is considered to be because of this.

シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン;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、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラ等のメルカプトシラン;p−スチリルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン;その他エポキシ系、アミノ系、ビニル系等の高分子タイプのシランなどが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a silane coupling agent, For example, epoxy, such as (gamma) -glycidoxypropyl trimethoxysilane, (gamma) -glycidoxypropyl triethoxysilane, (beta)-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, etc. Silane; γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- Aminosilanes such as ureidopropyltriethoxysilane; mercaptosilanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysila; p-styryltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, vinyl Examples include vinyl silanes such as triethoxysilane and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane; and other polymer type silanes such as epoxy, amino, and vinyl.

上記のとおり難燃性樹脂組成物中におけるマトリクス樹脂100質量部に対して、低融点ガラスの割合は1〜40質量部の範囲、無機充填材の割合は1〜40質量部の範囲である。このような範囲において、成形体が高い難燃性を有すると共に、この成形体の機械的特性が充分に高く維持される。成形体の難燃性が特に高くなるためには、低融点ガラスの割合は特に5質量部以上であることが好ましく、無機充填材の割合は特に20質量部以上であることが好ましい。更に、成形体の難燃性が特に高くなるためには、マトリクス樹脂100質量部に対する低融点ガラスと無機充填材の合計量の割合は20質量部以上であることが好ましく、30質量部以上であれば更に好ましい。   As above-mentioned, the ratio of low melting glass is the range of 1-40 mass parts, and the ratio of an inorganic filler is the range of 1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of matrix resins in a flame-retardant resin composition. In such a range, the molded product has high flame retardancy, and the mechanical properties of the molded product are maintained sufficiently high. In order for the flame retardancy of the molded product to be particularly high, the proportion of the low-melting glass is particularly preferably 5 parts by mass or more, and the proportion of the inorganic filler is particularly preferably 20 parts by mass or more. Furthermore, in order for the flame retardancy of the molded body to be particularly high, the ratio of the total amount of the low-melting glass and the inorganic filler to 100 parts by mass of the matrix resin is preferably 20 parts by mass or more, and 30 parts by mass or more. More preferably.

上記の通り難燃性樹脂組成物中の低融点ガラスと無機充填材との前者対後者の質量比は、1:4〜1:1の範囲であり、これにより成形体の難燃性が非常に高くなる。これは、低融点ガラスと無機充填材との割合が前記のような範囲であることで、成形体内の小さい気泡の移動と大きい気泡の移動とがバランス良く阻害されるためであると考えられる。無機充填材に対する低融点ガラスの割合が前記範囲よりも小さいと成形体の難燃性が低下してしまう。これはドリップ現象により形成される被膜が小さい気泡の移動を充分に阻害しなくなるためと考えられる。一方、低融点ガラスに対する無機充填材の割合が前記範囲よりも小さい場合も成形体の難燃性が低下してしまう。これは無機充填材から構成される層によって大きい気泡の移動が充分に阻害されなくなると共にドリップ現象も充分に抑制されなくなるためと考えられる。   As described above, the mass ratio of the former to the latter of the low-melting glass and the inorganic filler in the flame-retardant resin composition is in the range of 1: 4 to 1: 1, which makes the molded body extremely flame-retardant. To be high. This is considered to be because the movement of small bubbles and the movement of large bubbles in the molded body are inhibited in a well-balanced manner when the ratio between the low melting point glass and the inorganic filler is in the above range. If the ratio of the low-melting glass to the inorganic filler is smaller than the above range, the flame retardancy of the molded product is lowered. This is considered because the film formed by the drip phenomenon does not sufficiently inhibit the movement of small bubbles. On the other hand, when the ratio of the inorganic filler to the low-melting glass is smaller than the above range, the flame retardancy of the molded article is lowered. This is presumably because the movement of large bubbles is not sufficiently inhibited by the layer composed of the inorganic filler, and the drip phenomenon is not sufficiently suppressed.

難燃性樹脂組成物は上記成分以外にも、成形用の樹脂組成物などに採用されている適宜の添加剤を含有してもよい。添加剤の種類及び含有量は、低融点ガラス及び無機充填材による難燃化作用を阻害しないように適宜設定されることが望ましい。   In addition to the above components, the flame retardant resin composition may contain appropriate additives employed in molding resin compositions and the like. The type and content of the additive are preferably set as appropriate so as not to hinder the flame retarding action of the low-melting glass and the inorganic filler.

本実施形態に係る難燃性樹脂組成物は、上記のような成分が適宜の手法で配合され、混合されることにより製造される。難燃性樹脂組成物は必要に応じてタブレット状などの適宜の形状に調製されてもよい。   The flame retardant resin composition according to the present embodiment is produced by blending and mixing the above components by an appropriate technique. The flame retardant resin composition may be prepared in an appropriate shape such as a tablet as necessary.

難燃性樹脂組成物から形成される成形体の用途は特に限定されないが、特に機械的強度と難燃性とが求められる用途に好適に用いられ得る。難燃性樹脂組成物の用途の具体例として、給電部品、光反射板カバー、電源端子部品等が挙げられる。   Although the use of the molded object formed from a flame-retardant resin composition is not specifically limited, It can be used suitably for the use for which especially mechanical strength and a flame retardance are calculated | required. Specific examples of uses of the flame retardant resin composition include power supply parts, light reflector covers, power supply terminal parts, and the like.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。尚、本発明はもとより下記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples, and can be implemented with appropriate modifications within a range that can be adapted to the gist of the present invention, all of which are within the technical scope of the present invention. Is included.

[実施例1〜4,6,7、比較例1〜5]
下記表1に示されているマトリクス樹脂、低融点ガラス、及び無機充填材を下記表1に示す割合で配合し、これにより得られた混合物を二軸押し出し機(東洋精機株式会社製)で混練溶融してから空冷し、これにより得られた生成物をペレタイザーで切断することで、ペレット状の樹脂組成物を得た。
[Examples 1-4, 6, 7, Comparative Examples 1-5]
The matrix resin, low melting point glass, and inorganic filler shown in Table 1 below are blended in the proportions shown in Table 1 below, and the resulting mixture is kneaded with a twin screw extruder (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). After melting, it was air-cooled, and the resulting product was cut with a pelletizer to obtain a pellet-shaped resin composition.

[実施例5]
実施例1において、混合物中に配合される前の無機充填材に予めシランカップリング剤処理を施した。このシランカップリング剤処理において、シランカップリング剤としてビニルトリクロルシラン(信越化学工業株式会社製)を用い、その無機充填材への付着量を無機充填材に対して5質量%とした。それ以外の条件は実施例1の場合と同じにした。これにより、ペレット状の樹脂組成物を得た。
[Example 5]
In Example 1, the silane coupling agent treatment was performed in advance on the inorganic filler before blending in the mixture. In this silane coupling agent treatment, vinyltrichlorosilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the silane coupling agent, and the amount of adhesion to the inorganic filler was 5 mass% with respect to the inorganic filler. The other conditions were the same as in Example 1. Thereby, a pellet-shaped resin composition was obtained.

[評価試験]
・難燃性
各実施例及び比較例による樹脂組成物を成形して試験片(寸法1.2mm×130mm×13mm)を作製し、この試験片についてUL94規格による燃焼試験をおこなった。その結果は表1に示される通りである。
[Evaluation test]
-Flame retardance The resin composition by each Example and a comparative example was shape | molded, the test piece (dimension 1.2mmx130mmx13mm) was produced, and the combustion test by UL94 specification was done about this test piece. The results are as shown in Table 1.

・引張強度
実施例1〜7並びに比較例1〜5において、無機充填材の割合をマトリクス樹脂に対して100質量%に変更すると共に低融点ガラスを使用せず、それ以外の条件は実施例1〜7並びに比較例1〜5と同じにすることで、各実施例及び比較例に対応する標準試料を作製した。
-Tensile strength In Examples 1-7 and Comparative Examples 1-5, while changing the ratio of an inorganic filler to 100 mass% with respect to a matrix resin, a low melting glass is not used, and other conditions are Example 1. Standard samples corresponding to each of the examples and comparative examples were prepared by making the same as those of -7 and Comparative Examples 1-5.

各実施例及び比較例で得られた樹脂組成物、並びに各実施例及び比較例に対応する標準試料を成形して試験片を作製し、この試験片に対して、JIS K7113に準拠する方法で引張試験をおこない、引張破断伸びを計測した。試験条件は、試験間距離115mm、引張速度1mm/minとした。   A resin composition obtained in each example and comparative example, and a standard sample corresponding to each example and comparative example were molded to produce a test piece, and the test piece was subjected to a method in accordance with JIS K7113. A tensile test was performed and the tensile elongation at break was measured. The test conditions were an inter-test distance of 115 mm and a tensile speed of 1 mm / min.

各実施例及び比較例による樹脂組成物から形成された試験片の引張破断伸びが、標準試料から形成された試験片の引張破断伸びの150%以上である場合を「○」、150%未満である場合を「×」と評価した。その結果は表1に示される通りである。   When the tensile break elongation of the test piece formed from the resin composition according to each example and comparative example is 150% or more of the tensile break elongation of the test piece formed from the standard sample, “◯”, less than 150% Some cases were evaluated as “x”. The results are as shown in Table 1.

Figure 0005834231
Figure 0005834231

表1に示されている成分の詳細は以下の通りである。
・マトリクス樹脂1:ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA樹脂)、和光純薬工業株式会社製。
・マトリクス樹脂2:ポリエチレン樹脂(PE樹脂)、プライムポリマー社製、商品名ハイゼックス。
・低融点ガラス:PbO−B系ガラス、平均粒径3.5μm、軟化点430℃、日本電気硝子株式会社製、品番GA−2v。
・ 無機フィラー1:水酸化マグネシウム粒子、平均粒径70nm、総粒子数に対する粒径50nm〜90nmの範囲の粒子数の割合68%、和光純薬工業株式会社製。
・無機フィラー2:水酸化マグネシウム粒子、平均粒径600nm、和光純薬工業株式会社製。
Details of the components shown in Table 1 are as follows.
Matrix resin 1: Polymethyl methacrylate resin (PMMA resin), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
-Matrix resin 2: Polyethylene resin (PE resin), manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., trade name Hi-Zex.
Low melting glass: PbO 2 —B 2 O 3 glass, average particle size 3.5 μm, softening point 430 ° C., manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., product number GA-2v.
-Inorganic filler 1: Magnesium hydroxide particles, average particle size 70 nm, 68% of the number of particles in the range of 50 nm to 90 nm in particle size relative to the total number of particles, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Inorganic filler 2: Magnesium hydroxide particles, average particle size 600 nm, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

表1に示されている結果によると、実施例1〜7による樹脂組成物から形成された試験片の引張強度の評価はいずれも「○」であり、これにより、これらの試験片はマトリクス樹脂による高い機械的強度が充分に維持されていることが確認された。   According to the results shown in Table 1, the evaluations of the tensile strength of the test pieces formed from the resin compositions according to Examples 1 to 7 are all “◯”, so that these test pieces are matrix resins. It was confirmed that the high mechanical strength of was sufficiently maintained.

更に、実施例1〜7による樹脂組成物から形成された試験片は、UL94規格による燃焼試験の結果、いずれも燃焼性クラスV−0を達成した。これに対して、比較例1〜4による樹脂組成物から形成された試験片は、いずれも燃焼性クラスV−2までしか達成せず、比較例5では引張強度の評価が「×」であった。   Furthermore, the test pieces formed from the resin compositions according to Examples 1 to 7 all achieved flammability class V-0 as a result of the combustion test according to the UL94 standard. On the other hand, all the test pieces formed from the resin compositions according to Comparative Examples 1 to 4 achieved only the flammability class V-2. In Comparative Example 5, the tensile strength was evaluated as “x”. It was.

Claims (3)

マトリクス樹脂、低融点ガラス、及び前記低融点ガラス以外の無機充填材を含有し、前記マトリクス樹脂100質量部に対する前記低融点ガラスの割合が1〜40質量部の範囲、前記マトリクス樹脂100質量部に対する前記無機充填材の割合が1〜40質量部の範囲であり、前記低融点ガラスと前記無機充填材との前者対後者の質量比が1:4〜1:1の範囲であり、前記無機充填材平均粒径が100nm以下の水酸化マグネシウム粒子であり、前記低融点ガラスは粒子状であって、その平均粒径は0.5μm〜10μmの範囲である難燃性樹脂組成物。 It contains an inorganic filler other than the matrix resin, the low-melting glass, and the low-melting glass, and the ratio of the low-melting glass to 100 parts by weight of the matrix resin is in the range of 1 to 40 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the matrix resin The ratio of the inorganic filler is in the range of 1 to 40 parts by mass, the mass ratio of the former to the latter of the low-melting glass and the inorganic filler is in the range of 1: 4 to 1: 1, and the inorganic filling The material is magnesium hydroxide particles having an average particle diameter of 100 nm or less, the low-melting glass is particulate, and the average particle diameter is in the range of 0.5 μm to 10 μm. 前記無機充填材の表面がシランカップリング剤で被覆されている請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。   The flame-retardant resin composition according to claim 1, wherein a surface of the inorganic filler is coated with a silane coupling agent. 前記マトリクス樹脂が熱可塑性樹脂である請求項1又は2に記載の難燃性樹脂組成物。 The flame retardant resin composition according to claim 1, wherein the matrix resin is a thermoplastic resin .
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