JP7017722B2

JP7017722B2 - ノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体及びその製造方法

Info

Publication number: JP7017722B2
Application number: JP2017191399A
Authority: JP
Inventors: 誠一倉田
Original assignee: Sanwa Kako Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kako Co Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2022-02-09
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: JP2019065151A

Description

本発明は、ノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体及びその製造方法に関するものである。

ノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体は、家電分野や自動車部品、建築分野等で、緩衝材、防音材、断熱材、シール材などの様々な分野で使用されている。

特許第３３０８６３３号公報特開２０１２－１５７２号公報

既存のノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体は、１２秒垂直燃焼試験（１４ＣＦＲＰａｒｔ２５ＡｐｐｅｎｄｉｘＦｐａｒｔ１、以下１４ＣＦＲと記載）に合格するため、航空機のシートクッションや詰め物等への使用が可能だが、６０秒垂直燃焼試験（１４ＣＦＲ）には合格しないため、航空機の天井や壁、床等の組立材料への使用が認められなかった。
本発明者は６０秒垂直燃焼試験（１４ＣＦＲ）には合格するノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体を得ることを目的とした。

本発明に係るノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体は、基材となるポリオレフィン系樹脂１００重量部にポリリン酸アンモニウム４０～８０重量部、赤リン７～１１重量部、亜リン酸アルミニウム１２～１８重量部、発泡剤、発泡助剤、架橋剤を添加混練し、得られた架橋製発泡性組成物を加圧下で加熱し、組成物中の発泡剤を部分的に分解させた状態で、除圧して、中間発泡体を生成させ、次いで、該中間発泡体を常圧下で加熱し、未分解で残存する発泡剤を分解し、発泡させてなるものである。

本発明に係るノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体の製造方法は、基材となるポリオレフィン系樹脂１００重量部にポリリン酸アンモニウム４０～８０重量部、赤リン７～１１重量部、亜リン酸アルミニウム１２～１８重量部、発泡剤、発泡助剤、架橋剤を添加混練し、得られた架橋製発泡性組成物を加圧下で加熱し、組成物中の発泡剤を部分的に分解させた状態で、除圧して、中間発泡体を生成させ、次いで、該中間発泡体を常圧下で加熱し、未分解で残存する発泡剤を分解し、発泡させる製造方法である。

本発明の方法によれば、十分な難燃性を有し、且つ、人体や環境に悪影響を及ぼすハロゲンを含有しない発泡体が得られた。
得られた発泡体は、垂直燃焼試験（１４ＣＦＲ）に合格することができる。

本発明でいうポリオレフィン系樹脂とは、エチレン－酢酸ビニル共重合体を除く、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン－プロピレン共重合体、ポリ－４－メチル－１－ペンテン、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、エチレン共重合体を挙げることができる。

本発明でいう発泡剤とは、ポリオレフィン系樹脂の溶融温度以上の分解温度を有する化学発泡剤であり、例えばアゾ系化合物のアゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート等；ニトロソ系化合物のジニトロソペンタメチレンテトラミン、トリニトロトリメチルトリアミン等；ヒドラジッド系化合物のｐ，ｐ‘－オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド等；スルホニルセミカルバジッド系化合物のｐ，ｐ‘－オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジッド、トルエンスルホニルセミカルバジッド等がある。

本発明でいう架橋剤とは、ポリエチレン系樹脂中において少なくともポリエチレン樹脂の流動開始温度以上の分解温度を有するものであって、加熱により分解され、遊離ラジカルを発生してその分子間もしくは分子内に架橋結合を生じせしめるラジカル発生剤であるところの有機過酸化物、例えばジクミルパーオキサイド、１，１－ジターシャリーブチルパーオキサイド、１，１－ジターシャリーブチルパーオキシー３，３，５－トリメチルシクロヘキサン、２，５－ジメチルー２，５－ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン、２，５－ジメチルー２，５－ジターシャリーブチルパーオキシヘキシン、α、α―ジターシャリーブチルパーオキシイソプロピルベンゼン、ターシャリーブチルパーオキシケトン、ターシャリーブチルパーオキシベンゾエートなどがあるが、その時に使用される樹脂によって最適な有機過酸化物を選択しなければならない。

本発明において、発泡助剤を発泡剤の種類に応じて添加することができる。発泡助剤としては尿素を主成分とした化合物、酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸等を主成分とする化合物、即ち高級脂肪酸あるいは高級脂肪酸の金属化合物などがある。

本発明においては、使用する組成物の物性の改良或いは価格の低下を目的として、架橋結合に著しい悪影響を与えない配合剤（充填剤）、例えば酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の炭酸塩、あるいはパルプ等の繊維物質、又は各種染料、顔料並びに蛍光物質、その他常用のゴム及びプラスチック配合剤等を必要に応じて添加することができる。

本発明のノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体の製造方法は、用いた有機過酸化物や発泡剤などによる発泡温度や架橋開始温度などにより、従来公知の方法及び適宜の条件で行うことができる。

本発明でいう燃焼試験は、１４ＣＦＲＰａｒｔ２５ＡｐｐｅｎｄｉｘＦｐａｒｔ１（米国連邦規則集１４章パート２５付録Ｆパート１）に規定される方法でおこなった。

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定されるものではない。

低密度ポリエチレン（商品名：ノバテックＬＪ６００、三菱化学株式会社製）１００重量部にポリリン酸アンモニウム（商品名：ＦＣＰ－７７０、株式会社鈴裕化学製）６０重量部、赤リン９重量部、亜リン酸アルミニウム（商品名：ＡＰＡ－１００、太平化学産業株式会社製）１５重量部、アゾジカルボンアミド８．５重量部、ジクミルパーオキサイド０．８重量部、酸化亜鉛０．８重量部からなる組成物を１００℃のミキシングロールにて混練し、１４５℃に加熱されたプレス内の金型（３８×１６０×１６０ｍｍ）に練和物を充填し、６５分間加圧下で加熱して中間発泡体を成形した。

次いで、該中間発泡体を加熱水蒸気の流路を周囲に設けた気密でない開閉式金属金型（１００×３７０×３７０ｍｍ）の略中央に載置し、６．０ｋｇ／ｃｍ２の加熱水蒸気を該流路に流して６０分間加熱して残存する発泡剤及び架橋剤を分解して冷却後、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７２ｋｇ／ｍ^３であった。
得られた発泡体について、前記の６０秒垂直燃焼試験（１４ＣＦＲＰａｒｔ２５）を行った結果、すべての要求を満たし合格した。

ポリリン酸アンモニウムの添加量を４０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７１ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験に合格した。

ポリリン酸アンモニウムの添加量を８０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７５ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験に合格した。

赤リンの添加量を７重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７２ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験に合格した。

赤リンの添加量を１１重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７３ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験に合格した。

亜リン酸アルミニウムの添加量を１２重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７２ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験に合格した。

亜リン酸アルミニウムの添加量を１８重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７４ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験に合格した。
比較例１

ポリリン酸アンモニウムの添加量を３０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７１ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験を行ったが、不合格であった。
比較例２

ポリリン酸アンモニウムの添加量を１００重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、発泡体が得られなかった。
比較例３

赤リンの添加量を５重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７０ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験を行ったが、不合格であった。
比較例４

赤リンの添加量を１３重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７５ｋｇ／ｍ^３であったが、気泡が不均一でピンホールがあり、使用に耐えられないものであった。
比較例５

亜リン酸アルミニウムの添加量を１０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。得られた発泡体の見掛け密度は７２ｋｇ／ｍ^３であり、６０秒垂直燃焼試験を行ったが、不合格であった。
比較例６

亜リン酸アルミニウムの添加量を２０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、発泡体が得られなかった。

以上のように、本発明の方法によれば、６０秒垂直燃焼試験（１４ＣＦＲ）に合格するノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体を製造できる。本発明の方法によって製造されたノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体は、航空機の天井や壁の内張板、仕切り、調理室の構造、キャビネットの壁、床の構造及び積載室の組立材料に使用できる。また、家電分野や自動車部品、建築分野等で、緩衝材、防音材、断熱材、シール材などの様々な分野に適用できる。

Claims

ポリオレフィン系樹脂１００重量部に赤リン７～１１重量部、ポリリン酸アンモニウム４０～８０重量部、亜リン酸アルミニウム１２～１８重量部、発泡剤、発泡助剤、架橋剤を添加混練し、得られた架橋製発泡性組成物を加圧下で加熱し、組成物中の発泡剤を部分的
に分解させた状態で、除圧して、中間発泡体を生成させ、次いで、該中間発泡体を常圧下で加熱し、未分解で残存する発泡剤を分解し、発泡させるノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系発泡体の製造方法。