JP6865568B2 - 樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
特許文献1には、ポリプロピレン、ビス(ペンタブロモフェニル)アルカン、三酸化アンチモン、及び平均粒径が0.1〜20μmである無機充填剤を含む難燃性樹脂組成物が開示されている。
特許文献2には、結晶性プロピレン重合体、無機充填材、エチレンビステトラブロモフタルイミド、デカブロモジフエニルエタン又はこれらの混合物のハロゲン含有難燃剤、及び難燃助剤を含む樹脂組成物が開示されている。
本発明の目的は、難燃性に優れ、かつ高い引張強度を有する成形体を製造することができる樹脂組成物を提供することである。
1.(A)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂 100質量部、
(B)臭素系難燃剤 20〜60質量部、
(C)酸化アンチモン 5〜20質量部、
(D1)金属水酸化物、金属硫酸塩、金属珪酸塩、金属炭酸塩及び珪素酸化物からなる群から選択される2種以上の化合物 10〜60質量部、及び
(E)ポリテトラフルオロエチレン 0.1〜10質量部
を含む樹脂組成物。
2.前記成分(D1)が、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、マイカ、炭酸カルシウム及び酸化珪素からなる群から選択される2種以上を含む1に記載の樹脂組成物。
3.前記水酸化マグネシウムの平均粒径が0.1〜10μmである2に記載の樹脂組成物。
4.前記タルクの平均粒径が0.1〜20μmである2に記載の樹脂組成物。
5.(A)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂 100質量部、
(B)臭素系難燃剤 20〜60質量部、
(C)酸化アンチモン 5〜20質量部、
(D2)水酸化マグネシウム 10〜60質量部、及び
(E)ポリテトラフルオロエチレン 0.1〜10質量部
を含む樹脂組成物。
6.前記水酸化マグネシウムの平均粒径が0.1〜10μmである5に記載の樹脂組成物。
7.前記成分(A)がポリエチレンである1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
8.前記成分(A)のメルトフローレートが0.1〜10g/10分である1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物。
9.前記成分(B)の融点が200℃以上である1〜8のいずれかに記載の樹脂組成物。
10.前記成分(B)がビス(ペンタブロモフェニル)アルカンである1〜9のいずれかに記載の樹脂組成物。
11.前記成分(B)がビス(ペンタブロモフェニル)エタンである1〜10のいずれかに記載の樹脂組成物。
12.前記成分(C)が三酸化アンチモンである1〜11のいずれかに記載の樹脂組成物。
13.1〜12のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて作製された成形体。
第1の樹脂組成物は下記の成分を下記の割合で含む。成分(B)〜(E)の含有割合は、成分(A)100質量部に対する各質量部である。
(A)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂 100質量部
(B)臭素系難燃剤 20〜60質量部
(C)酸化アンチモン 5〜20質量部
(D1)金属水酸化物、金属硫酸塩、金属珪酸塩、金属炭酸塩及び珪素酸化物からなる群から選択される2種以上の化合物 10〜60質量部
(E)ポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」と言う場合がある。) 0.1〜10質量部
以下、第1の樹脂組成物に用いる各成分について説明する。本明細書において、「x〜y」は「x以上、y以下」の数値範囲を表すものとする。
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂は、オレフィンに由来する単量体単位を含有する熱可塑性樹脂である。
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、エチレン−カルボン酸アルケニルエステル共重合体樹脂、エチレン−不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)系樹脂等が例示される。これらのうち、例えば、ポリエチレン系樹脂を用いることができる。
「エチレンを主成分とする共重合体」の「エチレンを主成分とする」とは、共重合体においてエチレン由来の構造が一番多く占めることをいう。
メルトフローレートは、ASTM規格D1238に従い、190℃、荷重2.16kgで測定する。
第1の樹脂組成物において、樹脂組成物の全質量を基準とした成分(A)の割合は、例えば、30〜80質量%であり、35〜75質量%としてもよい。
臭素系難燃剤としては特に制限はないが、例えば、ビス(ペンタブロモフェニル)アルカンを用いることができる。ビス(ペンタブロモフェニル)アルカンのうち、アルカン部分の炭素数が1〜3である化合物は優れた難燃性を示す。具体的に、1,1−ビス(ペンタブロモフェニル)メタン、1,2−ビス(ペンタブロモフェニル)エタン、1,3−ビス(ペンタブロモフェニル)プロパン等が挙げられ、例えば、1,2−ビス(ペンタブロモフェニル)エタンを用いることができる。
融点は示差走査熱量計(DSC)により測定する。
成分(A)100質量部に対して20〜60質量部であると、十分な難燃性を得られる。
酸化アンチモンは、三酸化アンチモン(Sb2O3)、五酸化アンチモン(Sb2O5)等、一般に入手可能なものであれば特に制限なく使用できる。酸化アンチモンは、通常、難燃助剤として用いられる。酸化アンチモンは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いてよい。
第1の樹脂組成物及び後述する第2の樹脂組成物は、無機フィラーとして特定の化合物を含む。第1の樹脂組成物に用いる無機フィラーを成分(D1)、第2の樹脂組成物に用いる無機フィラーを成分(D2)とする。
第1の樹脂組成物は、無機フィラーとして、金属水酸化物、金属硫酸塩、金属珪酸塩、金属炭酸塩及び珪素酸化物からなる群から選択される2種以上の化合物を含む(成分(D1))。2以上の化合物としては特に制限はなく、上記の化合物を任意に組み合わせて用いることができる。
なお、「2種以上の化合物」とは、例えば、2種類の金属水酸化物を含むような場合も含む。
成分(D1)として平均粒径の小さい粒状のものを用いると、得られる成形体の引張強度を高くすることができる。
また、成分(D1)を構成する各成分の含有割合は、2成分の場合、成分1:成分2(質量比)は、例えば10:90〜90:10であり、20:80〜80:20としてもよい。
PTFEとしては、例えば、テトラフルオロエチレンの単独重合体又はテトラフルオロエチレンを主成分とする共重合体等が挙げられる。PTFEを含むことにより、得られる成形体のドリップ現象を抑制することができる。PTFEは市販のものを用いることができる。
第1の樹脂組成物は、上記成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて従来公知の添加剤を添加することができる。添加剤としては、フェノール系、リン系又はイオウ系酸化防止剤、帯電防止剤、ベンゾトリアゾール系又はベンゾフェノン系の紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系の光安定剤(耐候剤)、抗菌剤、相溶化剤、着色剤(染料、顔料)等が挙げられる。
第1の樹脂組成物は、本質的に、(A)、(B),(C),(D1)及び(E)、又は(A)、(B),(C),(D1)、(E)及び任意成分からなってもよい。この場合、不可避不純物を含んでもよい。
第1の樹脂組成物は、(A)、(B),(C),(D1)及び(E)のみ、又は(A)、(B),(C),(D1)、(E)及び任意成分のみからなってもよい。
第2の樹脂組成物は下記の成分を下記の割合で含む。成分(B)〜(E)の含有割合は、成分(A)100質量部に対する各質量部である。
(A)ポリオレフィン系熱可塑性樹脂 100質量部
(B)臭素系難燃剤 20〜60質量部
(C)酸化アンチモン 5〜20質量部
(D2)水酸化マグネシウム 10〜60質量部
(E)ポリテトラフルオロエチレン 0.1〜10質量部
第2の樹脂組成物における水酸化マグネシウムの含有量は、成分(A)100質量部に対して10〜60質量部であり、20〜50質量部としてもよく、30〜40質量部としてもよい。
第2の樹脂組成物は、本質的に、(A)、(B),(C),(D2)及び(E)、又は(A)、(B),(C),(D2)、(E)及び任意成分からなってもよい。この場合、不可避不純物を含んでもよい。
第2の樹脂組成物は、(A)、(B),(C),(D2)及び(E)のみ、又は(A)、(B),(C),(D2)、(E)及び任意成分のみからなってもよい。
第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物(以下、これらをまとめて「本発明の一態様による樹脂組成物」と言う場合がある。)は、各成分を任意の方法で溶融混練することによって製造することができる。例えば、ヘンシェルミキサー等の高速撹拌機、バンバリーミキサー等のバッチ式混練機、単軸又は二軸の連続混練機、ロールミキサー等を単独で、又は組み合わせて用いる方法が挙げられる。
本発明の一態様による樹脂組成物を成形することによって、シート等の成形体を製造することができる。成形方法としては従来公知の成形方法を採用することができ、例えば、射出成形、シート成形、押出成形、異形押出成形、熱プレス成形等が挙げられる。このうち、得られる成形品の外観に優れることや経済性な観点から、溶融押出機を用いてシート成形する方法を用いることができる。これらの成形条件は特に限定されない。
本発明の一態様による成形体は、自動車、産業資材、建材分野、電子・電気、OA、機械等の分野において用いることができる。
実施例及び比較例で用いた成分及び物性は下記の通りである。
・PE(A):ポリエチレン(商品名「ウルトゼックス 1020L」、株式会社プライムポリマー製、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、MFR:2.0g/10分)
・PE(B):ポリエチレン(商品名「ハイゼックス 5100E」、株式会社プライムポリマー製、高密度ポリエチレン(HDPE)、MFR:0.2g/10分)
・1,2−ビス(ペンタブロモフェニル)エタン(商品名「サイテックス8010」、アルベマール日本株式会社製、融点:354℃)
・三酸化アンチモン(商品名「PATOX−KF」、日本精鉱株式会社製)
・水酸化マグネシウム(商品名「キスマ5AC」、平均粒径1μm、協和化学工業株式会社製)
・タルクA:タルク(商品名「タルクSWB」、平均粒径12μm、浅田製粉株式会社製)
・タルクB:タルク(商品名「ミストロン750」、平均粒径10μm、イメリススペシャリティーズジャパン株式会社製)
・タルクC:タルク(商品名「ミストロン950JSA」、平均粒径5μm、イメリススペシャリティーズジャパン株式会社製)
・沈降性硫酸バリウム(商品名「KS−NANFUN」、平均粒径1μm、川津産業株式会社製)
・ポリテトラフルオロエチレン(商品名「メタブレンA3000」、三菱レーヨン株式会社製)
[樹脂組成物の調製]
表1に示す配合量で各成分を配合し、押出成形機(機種名「CTM35」、株式会社シーティーイー製)により混合物を220〜240℃で溶融混練し、ペレタイザーにて造粒することで樹脂ペレットとした。
表1に示す各成分の配合量は成分(A)100質量部に対する各成分の質量部である。
得られた樹脂ペレットを、日精樹脂工業株式会社製の射出成形機「NEX110III」及び東芝機械株式会社製の射出成形機「EC100」を用いて、シリンダー温度190〜210℃、金型温度50℃で射出成形して、下記評価方法に合わせた形状の試験片を作製し、特性を下記方法で評価した。
試験機として、株式会社東洋精機製作所製、HVULプラスチックUL燃焼テストチャンバー「Atlas」を用い、厚み1/16インチの試験片について、UL−94V規格に従って垂直燃焼試験を行った。
5本の試験片について、それぞれ1回目と2回目の燃焼時間、及び綿の発火の有無等から、UL−94V規格にしたがって燃焼ランクをつけた。燃焼ランクはV−0が最高のものであり、V−1、V−2となるにしたがって難燃性は低下する。但し、V−0〜V−2のランクのいずれにも該当しないものはnot−Vとした。また、上記の難燃性評価において溶融滴下(ドリップ)の有無を確認した。
2mm厚の3号ダンベル試験片を用い、JIS K6251に準拠する方法(引張速度200mm/分)で引張最大強度と引張伸び率を測定した。
Claims (12)
- (A)ポリエチレン 100質量部、
(B)臭素系難燃剤 20〜60質量部、
(C)酸化アンチモン 5〜20質量部、
(D1)金属水酸化物及び金属硫酸塩の少なくとも一方と、金属珪酸塩、金属炭酸塩及び珪素酸化物からなる群から選択される1種以上の化合物とを、合計10〜60質量部、及び
(E)ポリテトラフルオロエチレン 0.1〜10質量部
を含む樹脂組成物。 - 前記成分(D1)が、水酸化マグネシウム及び硫酸バリウムの少なくとも一方と、タルク、マイカ、炭酸カルシウム及び酸化珪素からなる群から選択される1種以上とを含む請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記水酸化マグネシウムの平均粒径が0.1〜10μmである請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記タルクの平均粒径が0.1〜20μmである請求項2に記載の樹脂組成物。
- (A)ポリエチレン 100質量部、
(B)臭素系難燃剤 20〜60質量部、
(C)酸化アンチモン 5〜20質量部、
(D2)水酸化マグネシウム 10〜60質量部、及び
(E)ポリテトラフルオロエチレン 0.1〜10質量部
を含む樹脂組成物。 - 前記水酸化マグネシウムの平均粒径が0.1〜10μmである請求項5に記載の樹脂組成物。
- 前記成分(A)のメルトフローレートが0.1〜10g/10分である請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記成分(B)の融点が200℃以上である請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記成分(B)がビス(ペンタブロモフェニル)アルカンである請求項1〜8のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記成分(B)がビス(ペンタブロモフェニル)エタンである請求項1〜9のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記成分(C)が三酸化アンチモンである請求項1〜10のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて作製された成形体。
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