JP7505411B2 - Flame-retardant polyamide resin composition with excellent impact resistance - Google Patents

Flame-retardant polyamide resin composition with excellent impact resistance Download PDF

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Description

本発明は非ハロゲン系の難燃性ポリアミド樹脂組成物に関する。詳しくは、高い難燃性と良好な外観特性を持ち、かつ耐衝撃性に優れた成形品を得ることができる非ハロゲン系の難燃性ポリアミド樹脂組成物に関するものである。The present invention relates to a non-halogen flame-retardant polyamide resin composition. More specifically, the present invention relates to a non-halogen flame-retardant polyamide resin composition that has high flame retardancy and good appearance properties, and is capable of producing molded products with excellent impact resistance.

従来からポリアミド樹脂の難燃化は、塩素や臭素系のハロゲン系難燃剤を使用しているが、燃焼時に有毒ガスであるハロゲン系ガスを発生し、また加工時に混練機や成形機等の加工機械を腐食するという問題を有している。Traditionally, halogen-based flame retardants such as chlorine and bromine have been used to make polyamide resins flame retardant, but these have the problem of generating toxic halogen gases during combustion and corroding processing machinery such as mixers and molding machines during processing.

一方、ポリアミド樹脂に対する非ハロゲン系難燃剤として、トリアジン系化合物、例えばメラミンやメラミンシアヌレート等が使用された(特許文献1、2)が、これらのトリアジン系化合物は難燃効果が低く、ポリアミド樹脂に高度の難燃性を付与するには大量のトリアジン化合物を添加する必要がある。加えて、これらのトリアジン系化合物を用いた難燃化は、ドリップを抑えることが難しい難燃剤である。またトリアジン系化合物を配合した難燃性ポリアミド樹脂組成物からなる成形品は長時間経過すると、メラミン等の難燃剤が成形品の表面にブリードし、成形品表面が白くなるという問題点があった。さらに、ポリアミド樹脂が本来有する強靭性を損なってしまうという欠点がある。On the other hand, triazine compounds such as melamine and melamine cyanurate have been used as non-halogen flame retardants for polyamide resins (Patent Documents 1 and 2). However, these triazine compounds have a low flame retardant effect, and it is necessary to add a large amount of triazine compounds to impart high flame retardancy to polyamide resins. In addition, flame retardants using these triazine compounds are flame retardants that are difficult to suppress dripping. In addition, molded products made of flame-retardant polyamide resin compositions containing triazine compounds have the problem that after a long time, the flame retardants such as melamine bleed onto the surface of the molded product, causing the surface of the molded product to turn white. In addition, there is a drawback in that the inherent toughness of polyamide resins is lost.

非ハロゲン系難燃剤として、赤リンはポリアミド樹脂の難燃剤として有効であり、トリアジン系化合物等の非ハロゲン系難燃剤より少量の配合でポリアミド樹脂を難燃化できる(特許文献3)。しかしながら、赤リンはポリアミド樹脂組成物との混練加工時に摩擦による発火事故を起こすことがある。また、赤リンはその特性から微粒子に粉砕することが困難であり、比較的大きな粒径分布があり、そのため物性が大きく低下し、ポリアミド樹脂が本来有する強靭性を損なってしまうという欠点がある。
また、赤リンを使用した場合、顔料を添加しない場合の成形品の色が赤褐色となり、着色が難しいという欠点がある。
As a non-halogen flame retardant, red phosphorus is effective as a flame retardant for polyamide resins, and can make polyamide resins flame retardant with a smaller amount than non-halogen flame retardants such as triazine compounds (Patent Document 3). However, red phosphorus can cause fire accidents due to friction during kneading with polyamide resin compositions. In addition, red phosphorus is difficult to pulverize into fine particles due to its characteristics, and has a relatively large particle size distribution, which greatly reduces its physical properties and impairs the toughness that polyamide resins inherently possess.
In addition, when red phosphorus is used, the color of the molded product turns reddish brown unless a pigment is added, which makes it difficult to color the product.

近年、リンを含む複合系難燃剤がポリアミド樹脂等の難燃化に極めて有効であると言われている(特許文献4、5、6)。例えば、ホスフィン酸塩と亜燐酸金属塩を組み合わせた複合系難燃剤である。これらの複合系難燃剤は、ポリアミド樹脂に対する配合量が比較的少なくて、高度の難燃効果が得られる。また、難燃剤の配合量が比較的少ないため、物性は良好と言われている。しかしながら、これらの複合系難燃剤による難燃性ポリアミド樹脂組成物は、非難燃のポリアミド樹脂組成物と比較した場合、耐衝撃性が損なわれる欠点があるため、さらなる改良が求められている。In recent years, composite flame retardants containing phosphorus have been said to be extremely effective in making polyamide resins and the like flame-retardant (Patent Documents 4, 5, and 6). For example, there is a composite flame retardant that combines a phosphinate salt and a metal phosphite salt. These composite flame retardants can be mixed in relatively small amounts with respect to the polyamide resin, and yet provide a high level of flame retardancy. In addition, because the amount of flame retardant mixed is relatively small, the physical properties are said to be good. However, flame-retardant polyamide resin compositions using these composite flame retardants have the disadvantage of impaired impact resistance compared to non-flame retardant polyamide resin compositions, and further improvements are required.

特公昭54-2666号公報Japanese Patent Publication No. 54-2666 特公昭58-35541号公報Japanese Patent Publication No. 58-35541 特開昭63-243158号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-243158 特開2000-219772号公報JP 2000-219772 A 特開2001-72978号公報JP 2001-72978 A 特許第3044209号公報Patent No. 3044209

本発明は、高い難燃性と良好な外観特性を持ち、かつ耐衝撃性に優れた成形品を得ることができる非ハロゲン系の難燃性ポリアミド樹脂組成物を提供できるものである。The present invention provides a non-halogen flame-retardant polyamide resin composition that has high flame retardancy, good appearance characteristics, and can produce molded products with excellent impact resistance.

本発明者等は、上記課題を解決する為に鋭意研究をした結果、ポリアミド樹脂に難燃剤コンビネーション(ホスフィン酸の金属塩と、亜リン酸成分と特定の金属成分を含む金属塩又は複塩からなる)と、ピペラジンと無機リン化合物との塩、及び/又はメラミンと無機リン化合物との塩とを併用し、さらに熱可塑性エラストマーを配合することにより、難燃性の向上と耐衝撃性の向上とを両立させることができること見出し、本発明を完成するに至った。As a result of intensive research by the inventors to solve the above problems, they discovered that it is possible to achieve both improved flame retardancy and improved impact resistance by combining a flame retardant combination (comprising a metal salt of phosphinic acid and a metal salt or double salt containing a phosphorous acid component and a specific metal component) with a polyamide resin, a salt of piperazine and an inorganic phosphorus compound, and/or a salt of melamine and an inorganic phosphorus compound, and further blending in a thermoplastic elastomer, thereby completing the present invention.

すなわち本発明は、以下の通りである。
[1] 結晶性ポリアミド樹脂(A)25~60質量部、非結晶性ポリアミド樹脂(B)0~10質量部、熱可塑性エラストマー(C)0.1~10質量部、無機リン化合物の塩(D)0.1~5質量部、難燃剤コンビネーション(E)5~20質量部、及び強化材(F)30~65質量部の割合で含有し、(A)~(F)の合計が100質量部であり、前記無機リン化合物の塩(D)は、ピペラジンと無機リン化合物との塩、及び/又はメラミンと無機リン化合物との塩であり、前記難燃剤コンビネーション(E)は、ホスフィン酸の金属塩(E1)と、亜リン酸成分とアルカリ土類金属、遷移金属、及びアルミニウムからなる群より選ばれる1種又は複数の金属成分を含む金属塩又は複塩(E2)からなる、難燃性ポリアミド樹脂組成物。
[2] 前記結晶性ポリアミド樹脂(A)が、ポリアミド6、及びポリアミド66のうちの少なくとも1種である[1]に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
[3] 前記非結晶性ポリアミド樹脂(B)が、ヘキサメチレンテレフタルアミド/ヘキサメチレンイソフタルアミド共重合体である[1]または[2]に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
[4] 前記熱可塑性エラストマー(C)が、スチレン系熱可塑性エラストマーである[1]~[3]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
[5] 前記熱可塑性エラストマー(C)が、ポリアミド樹脂と反応する官能基を有する熱可塑性エラストマーである[1]~[4]のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。
That is, the present invention is as follows.
[1] A flame-retardant polyamide resin composition comprising 25 to 60 parts by mass of a crystalline polyamide resin (A), 0 to 10 parts by mass of a non-crystalline polyamide resin (B), 0.1 to 10 parts by mass of a thermoplastic elastomer (C), 0.1 to 5 parts by mass of a salt of an inorganic phosphorus compound (D), 5 to 20 parts by mass of a flame retardant combination (E), and 30 to 65 parts by mass of a reinforcing material (F), the total of (A) to (F) being 100 parts by mass, the salt of an inorganic phosphorus compound (D) being a salt of piperazine and an inorganic phosphorus compound, and/or a salt of melamine and an inorganic phosphorus compound, and the flame retardant combination (E) being composed of a metal salt of phosphinic acid (E1) and a metal salt or double salt (E2) containing a phosphorous acid component and one or more metal components selected from the group consisting of alkaline earth metals, transition metals, and aluminum.
[2] The flame-retardant polyamide resin composition according to [1], wherein the crystalline polyamide resin (A) is at least one of polyamide 6 and polyamide 66.
[3] The flame-retardant polyamide resin composition according to [1] or [2], wherein the amorphous polyamide resin (B) is a hexamethylene terephthalamide/hexamethylene isophthalamide copolymer.
[4] The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the thermoplastic elastomer (C) is a styrene-based thermoplastic elastomer.
[5] The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the thermoplastic elastomer (C) is a thermoplastic elastomer having a functional group reactive with a polyamide resin.

本発明によれば、非ハロゲン系難燃剤の特定の組合せと熱可塑性エラストマーの併用により、耐衝撃性と高度の難燃性(1/32インチ厚みのUL94の難燃規格において、V-0を達成)を併せ持つポリアミド樹脂組成物を製造することが可能となる。According to the present invention, by using a specific combination of non-halogen flame retardants in combination with a thermoplastic elastomer, it is possible to produce a polyamide resin composition that combines impact resistance with high flame retardancy (achieving V-0 in the UL94 flame retardancy standard for 1/32 inch thickness).

以下に本発明を具体的に説明する。
本発明のポリアミド樹脂組成物中の各成分の含有量(配合量)は、特に但し書きをしない限り、結晶性ポリアミド樹脂(A)、非結晶性ポリアミド樹脂(B)、熱可塑性エラストマー(C)、無機リン化合物の塩(D)、難燃剤コンビネーション(E)、及び強化材(F)の合計を100質量部としたときの量で表している。
The present invention will be specifically described below.
The content (blending amount) of each component in the polyamide resin composition of the present invention is expressed as the amount when the total of the crystalline polyamide resin (A), the non-crystalline polyamide resin (B), the thermoplastic elastomer (C), the salt of an inorganic phosphorus compound (D), the flame retardant combination (E), and the reinforcing material (F) is taken as 100 parts by mass, unless otherwise specified.

本発明のポリアミド樹脂組成物には、結晶性ポリアミド樹脂(A)は必須成分であり、非結晶性ポリアミド樹脂(B)は任意成分である。
本発明における結晶性ポリアミド樹脂(A)とは、分子中にアミド結合(-CONH-)を有するポリアミド樹脂のうち、示差走査熱量計(DSC)測定において結晶の融解による吸熱ピークを持つ結晶性のポリアミド樹脂である。JIS K 7121:2012に準じて、昇温速度20℃/分でDSC測定した場合に、明確な融点ピークを持つポリアミド樹脂である。具体的には、ポリアミド3、ポリアミド4、ポリアミド5、ポリアミド6、ポリアミド7、ポリアミド8、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド6T、ポリアミド6I、ポリアミドMXD6等の重合体、又はこれらを成分とする結晶性の共重合体、もしくはこれらのブレンド物等を例示することが出来るが、これらに限定されるものではない。本発明においては、ポリアミド6およびポリアミド66が特に好ましい。
In the polyamide resin composition of the present invention, the crystalline polyamide resin (A) is an essential component, and the amorphous polyamide resin (B) is an optional component.
The crystalline polyamide resin (A) in the present invention is a crystalline polyamide resin having an endothermic peak due to the melting of crystals in a differential scanning calorimeter (DSC) measurement among polyamide resins having an amide bond (-CONH-) in the molecule. It is a polyamide resin having a clear melting point peak when measured by DSC at a temperature rise rate of 20°C/min according to JIS K 7121:2012. Specifically, it is possible to exemplify polymers such as polyamide 3, polyamide 4, polyamide 5, polyamide 6, polyamide 7, polyamide 8, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 6T, polyamide 6I, polyamide MXD6, or crystalline copolymers containing these as components, or blends thereof, but is not limited thereto. In the present invention, polyamide 6 and polyamide 66 are particularly preferred.

これらの結晶性ポリアミド樹脂(A)の数平均分子量は、7000~30000のものが好ましく用いられる。数平均分子量がこの範囲にあることで、ポリアミド樹脂としてのタフネスや流動性が満足できるものであり、本発明にとって好ましい。The number average molecular weight of these crystalline polyamide resins (A) is preferably 7,000 to 30,000. A number average molecular weight in this range ensures satisfactory toughness and fluidity as a polyamide resin, which is preferable for the present invention.

結晶性ポリアミド樹脂(A)の含有量は、25~60質量部であり、好ましくは25~50質量部であり、より好ましくは27~45質量部である。結晶性ポリアミド樹脂(A)の含有量が、この範囲にあることで、高い難燃性と良好な成形流動性と外観特性を持ち、かつ耐衝撃性に優れた成形品を得ることができるポリアミド樹脂組成物を得るという目的が達成できる。The content of crystalline polyamide resin (A) is 25 to 60 parts by mass, preferably 25 to 50 parts by mass, and more preferably 27 to 45 parts by mass. By having the content of crystalline polyamide resin (A) within this range, it is possible to achieve the objective of obtaining a polyamide resin composition that has high flame retardancy, good molding flowability and appearance properties, and is capable of producing molded products with excellent impact resistance.

本発明のポリアミド樹脂組成物から得られる成形品の外観を向上させるためには、非結晶性ポリアミド樹脂(B)を配合(含有)することが好ましい。
本発明における非結晶性ポリアミド樹脂(B)とは、JIS K 7121:2012に準じて、昇温速度20℃/分でDSC測定した場合に、明確な融点を示さないポリアミドや昇温時発熱ピークが観測されるポリアミドである。具体的には、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン(CA)、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン(PACM)、メタキシリレンジアミン(MXD)、トリメチルヘキサメチレンジアミン(TMD)、イソフォロンジアミン(IA)、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルプロパン(PACP)、ヘキサメチレンジアミン等のジアミンと、テルフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等のジカルボン酸およびカプロラクタム、ラウリルラクタム等のラクタム類から重縮合して得られる重合体または共重合体もしくはブレンド物等を例示することが出来るが、これらに限定されるものではない。
In order to improve the appearance of a molded article obtained from the polyamide resin composition of the present invention, it is preferable to compound (contain) a non-crystalline polyamide resin (B).
The amorphous polyamide resin (B) in the present invention is a polyamide that does not show a clear melting point or a polyamide that shows an exothermic peak during heating when measured by DSC at a heating rate of 20°C/min in accordance with JIS K 7121:2012. Specific examples include polymers, copolymers, or blends obtained by polycondensation of diamines such as 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane (CA), 4,4'-diaminodicyclohexylmethane (PACM), metaxylylenediamine (MXD), trimethylhexamethylenediamine (TMD), isophoronediamine (IA), 4,4'-diaminodicyclohexylpropane (PACP), and hexamethylenediamine, and dicarboxylic acids such as terphthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, and dodecanedicarboxylic acid, and lactams such as caprolactam and lauryllactam, but are not limited to these.

これらの非結晶性ポリアミド樹脂(B)の中で、好ましいものは、ヘキサメチレンテレフタルアミド/ヘキサメチレンイソフタルアミド共重合体(ポリアミド6T/6I)、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン(CA)/イソフタル酸(I)/ラウリルラクタム(LL)共重合体(ポリアミドI/CA/LL)、及びテレフタル酸(T)/トリメチルヘキサメチレンジアミン(TMD)重合体(ポリアミドT/TMD)である。特に好ましいものは、ヘキサメチレンテレフタルアミド/ヘキサメチレンイソフタルアミド共重合体である。Among these amorphous polyamide resins (B), preferred are hexamethylene terephthalamide/hexamethylene isophthalamide copolymer (polyamide 6T/6I), 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane (CA)/isophthalic acid (I)/lauryllactam (LL) copolymer (polyamide I/CA/LL), and terephthalic acid (T)/trimethylhexamethylenediamine (TMD) polymer (polyamide T/TMD). Particularly preferred is hexamethylene terephthalamide/hexamethylene isophthalamide copolymer.

非結晶性ポリアミド樹脂(B)の相対粘度(96%硫酸法)は、特に限定されるものではないが1.8~3.5の範囲が好ましい。特に好ましいのは2.0~2.8の範囲である。
非結晶性ポリアミド樹脂(B)の数平均分子量は、5000~30000のものが好ましく用いられる。
The relative viscosity (96% sulfuric acid method) of the amorphous polyamide resin (B) is not particularly limited, but is preferably in the range of 1.8 to 3.5, and particularly preferably in the range of 2.0 to 2.8.
The number average molecular weight of the amorphous polyamide resin (B) is preferably 5,000 to 30,000.

非結晶性ポリアミド樹脂(B)の含有量は、0~10質量部であり、好ましくは0~8質量部である。10質量部を超えて含有しても、外観向上のさらなる効果は期待できないためである。非結晶性ポリアミド樹脂(B)を含有する場合は、1~10質量部が好ましく、1~8質量部がより好ましく、1~6質量部がさらに好ましい。The content of amorphous polyamide resin (B) is 0 to 10 parts by mass, preferably 0 to 8 parts by mass. If it is contained in an amount exceeding 10 parts by mass, no further effect of improving the appearance can be expected. When amorphous polyamide resin (B) is contained, 1 to 10 parts by mass is preferred, 1 to 8 parts by mass is more preferred, and 1 to 6 parts by mass is even more preferred.

本発明における熱可塑性エラストマー(C)とは、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどである。The thermoplastic elastomer (C) in the present invention includes styrene-based thermoplastic elastomers, olefin-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, etc.

スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体(SBS)とその水素添加物であるスチレン/エチレン・ブチレン/スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン/ブタジエン共重合体(SBR)とその水素添加物であるスチレン/エチレン/ブチレン共重合体(HSBR)、スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体(SIS)とその水素添加物であるスチレン/エチレン・プロピレン/スチレンブロック共重合体(SEPS)等を挙げることが出来るが、これらに限定されるものではない。Examples of styrene-based thermoplastic elastomers include, but are not limited to, styrene/butadiene/styrene block copolymer (SBS) and its hydrogenated product, styrene/ethylene-butylene/styrene block copolymer (SEBS), styrene/butadiene copolymer (SBR) and its hydrogenated product, styrene/ethylene/butylene copolymer (HSBR), styrene/isoprene/styrene block copolymer (SIS) and its hydrogenated product, styrene/ethylene-propylene/styrene block copolymer (SEPS).

オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、エチレン/プロピレン/ジエンゴム(EPDM)、エチレン/プロピレンゴム(EPR)、ブチルゴム(IIR)等のゴム、及び動的架橋したオレフィン系熱可塑性エラストマー、並びに柔軟性のあるエチレン系の共重合体等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。Examples of olefin-based thermoplastic elastomers include, but are not limited to, rubbers such as ethylene/propylene/diene rubber (EPDM), ethylene/propylene rubber (EPR), butyl rubber (IIR), dynamically crosslinked olefin-based thermoplastic elastomers, and flexible ethylene-based copolymers.

ポリアミド系熱可塑性エラストマーとしては、結晶性で溶融温度の高いポリアミドをハードセグメントとし、ガラス転移温度の低いポリエーテルやポリエステルをソフトセグメントとするポリエーテルアミドやポリエステルアミドである。 Polyamide-based thermoplastic elastomers include polyetheramides and polyesteramides, which have crystalline polyamides with high melting temperatures as hard segments and polyethers or polyesters with low glass transition temperatures as soft segments.

ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、結晶性で溶融温度の高いポリエステルをハードセグメントとし、ガラス転移温度の低いポリエーテルやポリエステルをソフトセグメントとするポリエーテルポリエステルやポリエステルポリエステルのブロック共重合体である。Polyester-based thermoplastic elastomers are block copolymers of polyether polyester or polyester polyester, with crystalline polyesters with high melting temperatures as hard segments and polyethers or polyesters with low glass transition temperatures as soft segments.

ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとしては、結晶性で溶融温度の高いポリウレタンをハードセグメントとし、ガラス転移温度の低いポリエーテルやポリエステルをソフトセグメントとするポリエーテルポリウレタンやポリエステルポリウレタンである。Polyurethane-based thermoplastic elastomers include polyether polyurethane and polyester polyurethane, which have crystalline polyurethane with a high melting temperature as the hard segment and polyether or polyester with a low glass transition temperature as the soft segment.

これらの熱可塑性エラストマーの中で、難燃性が低下しにくい点で、スチレン系熱可塑性エラストマーが好ましく、中でもSEBSが特に好ましい。Among these thermoplastic elastomers, styrene-based thermoplastic elastomers are preferred because their flame retardancy is less likely to decrease, and SEBS is particularly preferred.

本発明における熱可塑性エラストマー(C)は、ポリアミド樹脂と反応する官能基を有する熱可塑性エラストマー(C)であることが、耐衝撃性がより向上する点で好ましい。ポリアミド樹脂と反応しうる官能基とは、ポリアミド樹脂の末端基であるアミノ基、カルボキシル基および主鎖のアミド基のいずれかと反応しうる基であり、具体的にはカルボン酸基、酸無水物基、エポキシ基、オキサゾリン基、アミノ基、イソシアネート基等が例示される。In the present invention, the thermoplastic elastomer (C) is preferably a thermoplastic elastomer (C) having a functional group that reacts with a polyamide resin, in that impact resistance is further improved. The functional group that can react with a polyamide resin is a group that can react with any of the amino group, carboxyl group, and amide group of the main chain, which are the terminal groups of the polyamide resin, and specific examples thereof include a carboxylic acid group, an acid anhydride group, an epoxy group, an oxazoline group, an amino group, and an isocyanate group.

これらの官能基の含有量は、熱可塑性エラストマーに対して0.05~8質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~5質量%である。これらの官能基を有する熱可塑性エラストマーの製造法は、特に限定されないが、熱可塑性エラストマーを製造する工程で上記の官能基を持つ化合物を反応させる方法や、熱可塑性エラストマーのペレットと官能基を持つ化合物等を混合し、押出機等で混錬して反応させる方法等が挙げられる。The content of these functional groups is preferably 0.05 to 8% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, relative to the thermoplastic elastomer. There are no particular limitations on the method for producing a thermoplastic elastomer having these functional groups, but examples include a method in which a compound having the above-mentioned functional groups is reacted in the process of producing the thermoplastic elastomer, and a method in which pellets of a thermoplastic elastomer and a compound having a functional group are mixed and kneaded in an extruder or the like to cause the reaction.

本発明における熱可塑性エラストマー(C)の含有量は、0.1~10質量部であり、好ましくは0.1~5質量部であり、より好ましくは0.3~4質量部である。含有量が10質量部より多いと、ポリアミド樹脂組成物での難燃性が低下し、難燃剤コンビネーションの配合量を増加する必要があり好ましくない。また含有量が0.1質量部未満では、ポリアミド樹脂組成物の耐衝撃性が向上せず好ましくない。The content of thermoplastic elastomer (C) in the present invention is 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.1 to 5 parts by mass, and more preferably 0.3 to 4 parts by mass. If the content is more than 10 parts by mass, the flame retardancy of the polyamide resin composition decreases, and it becomes necessary to increase the amount of the flame retardant combination, which is not preferable. Furthermore, if the content is less than 0.1 parts by mass, the impact resistance of the polyamide resin composition does not improve, which is also not preferable.

本発明における熱可塑性エラストマー(C)は、予め難燃剤として下記のピペラジンと無機リン化合物との塩、及び/又はメラミンと無機リン化合物との塩である、無機リン化合物の塩(D)を含有させた難燃性熱可塑性エラストマーであってもよい。The thermoplastic elastomer (C) in the present invention may be a flame-retardant thermoplastic elastomer that already contains a salt of an inorganic phosphorus compound (D) as a flame retardant, which is a salt of piperazine and an inorganic phosphorus compound and/or a salt of melamine and an inorganic phosphorus compound as described below.

本発明における一方の難燃剤は、ピペラジンと無機リン化合物との塩、及び/又はメラミンと無機リン化合物との塩である、無機リン化合物の塩(D)である。ピペラジンと無機リン化合物との塩は、リン酸ピペラジン、ピロリン酸ピペラジン及びポリリン酸ピペラジンから選択され、これらは単独で使用されても混合物で使用されてもよい。本発明で使用される好ましいピペラジンと無機リン化合物の塩としては、具体的にはオルトリン酸ピペラジン塩、ピロリン酸ピペラジン塩、ポリリン酸ピペラジン塩等が挙げられる。ただし、ポリリン酸ピペラジン塩の場合、リン酸はオルトリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、その他のポリリン酸の混合物からなるポリリン酸とピペラジンから得られた塩でもよく、原料のポリリン酸の構成は特に限定されない。One of the flame retardants in the present invention is a salt of an inorganic phosphorus compound (D), which is a salt of piperazine and an inorganic phosphorus compound, and/or a salt of melamine and an inorganic phosphorus compound. The salt of piperazine and an inorganic phosphorus compound is selected from piperazine phosphate, piperazine pyrophosphate, and piperazine polyphosphate, which may be used alone or in a mixture. Specific examples of the salt of piperazine and an inorganic phosphorus compound used in the present invention include piperazine orthophosphate, piperazine pyrophosphate, and piperazine polyphosphate. However, in the case of piperazine polyphosphate, the phosphoric acid may be a salt obtained from polyphosphoric acid consisting of a mixture of orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, and other polyphosphoric acids, and piperazine, and the composition of the raw material polyphosphoric acid is not particularly limited.

上記ピペラジンと無機リン化合物の組成比は、難燃化効果が発現する範囲であれば特に限定されず、好ましくは、ピペラジンの窒素原子と無機リン化合物のリン原子のモル比が1:5~5:1が好ましく、1:2~2:1が特に好ましい。The composition ratio of the above piperazine and inorganic phosphorus compound is not particularly limited as long as it is within the range in which the flame retardant effect is exhibited, and preferably, the molar ratio of the nitrogen atoms of the piperazine to the phosphorus atoms of the inorganic phosphorus compound is 1:5 to 5:1, and particularly preferably 1:2 to 2:1.

上記ピペラジンと無機リン化合物の塩は、例えばピロリン酸ピペラジン塩の場合は、ピペラジンとピロリン酸を水中又はメタノール水溶液中で反応させて、水難溶性の沈殿として容易に得られる。The above-mentioned salts of piperazine and inorganic phosphorus compounds, for example piperazine pyrophosphate salt, can be easily obtained as poorly water-soluble precipitates by reacting piperazine with pyrophosphoric acid in water or an aqueous methanol solution.

メラミンと無機リン化合物との塩は、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、及びポリリン酸メラミンから選択され、これらは単独で使用されても混合物で使用されてもよい。本願発明で好ましく使用されるリン酸メラミン塩化合物の具体的な例とてしては、例えばオルトリン酸メラミン塩、ピロリン酸メラミン塩、ポリリン酸メラミン塩等が挙げられる。The salt of melamine and an inorganic phosphorus compound is selected from melamine phosphate, melamine pyrophosphate, and melamine polyphosphate, which may be used alone or in a mixture. Specific examples of melamine phosphate compounds preferably used in the present invention include, for example, melamine orthophosphate, melamine pyrophosphate, and melamine polyphosphate.

上記メラミンと無機リン化合物の組成比は、難燃効果が発現する範囲であれば特に限定されず、好ましくは、メラミンの窒素原子と無機リン化合物のリン原子のモル比が1:5~5:1が好ましく、1:3~3:1が特に好ましい。The composition ratio of the above melamine and inorganic phosphorus compound is not particularly limited as long as it is within the range in which the flame retardant effect is exhibited, and preferably, the molar ratio of the nitrogen atoms of the melamine to the phosphorus atoms of the inorganic phosphorus compound is 1:5 to 5:1, and particularly preferably 1:3 to 3:1.

リン酸とメラミンの塩は、例えばピロリン酸メラミン塩の場合は、ピロリン酸ナトリウムとメラミンを任意の反応比率で塩酸を加えて反応させ、水酸化ナトリウムで中和させてピロリン酸メラミンが得られる。 For example, in the case of melamine pyrophosphate, a salt of phosphoric acid and melamine is obtained by reacting sodium pyrophosphate and melamine in any reaction ratio with hydrochloric acid, and then neutralizing with sodium hydroxide to obtain melamine pyrophosphate.

無機リン化合物の塩(D)の含有量は、0.1~5質量部、好ましくは0.1~3質量部であり、より好ましくは0.2~3質量部である。含有量が0.1質量部未満では、十分な難燃化効果が得られず、5質量部を超えて含有すると樹脂組成物を製造するときの押出中に発生するガスが多くなり、操業性が安定しない場合がある。The content of the salt of the inorganic phosphorus compound (D) is 0.1 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 3 parts by mass, and more preferably 0.2 to 3 parts by mass. If the content is less than 0.1 parts by mass, a sufficient flame retardant effect cannot be obtained, and if it is contained in excess of 5 parts by mass, a large amount of gas is generated during extrusion when the resin composition is produced, which may result in unstable operability.

無機リン化合物の塩(D)の配合による効果の詳細は不明であるが、下記の難燃剤コンビネーション(E)によるポリアミド樹脂の強度低下を抑制するとともに、熱可塑性エラストマー(C)の燃焼性を抑制する効果が発現するものと考えられる。Although the details of the effect of adding the salt of an inorganic phosphorus compound (D) are unknown, it is believed that the compound suppresses the decrease in strength of the polyamide resin caused by the flame retardant combination (E) below, and also suppresses the flammability of the thermoplastic elastomer (C).

本発明における他方の難燃剤である難燃剤コンビネーション(E)とは、ホスフィン酸の金属塩(E1)と、亜リン酸成分とアルカリ土類金属(Mg、Ca、Sr、Ba)、遷移金属(Ti、Mn、Fe、Ni、Cu、Zr、Zn、Mo、Pb、W、等)、アルミニウムからなる群より選ばれる1種又は複数の金属成分を含む金属塩又は複塩(E2)からなるものである。The other flame retardant in the present invention, the flame retardant combination (E), comprises a metal salt of phosphinic acid (E1) and a metal salt or double salt (E2) containing a phosphorous acid component and one or more metal components selected from the group consisting of alkaline earth metals (Mg, Ca, Sr, Ba), transition metals (Ti, Mn, Fe, Ni, Cu, Zr, Zn, Mo, Pb, W, etc.), and aluminum.

ホスフィン酸の金属塩(E1)としては、本発明のポリアミド樹脂組成物により形成された成形体に難燃性を付与するために配合されるものであり、例えば、ホスフィン酸塩及び/またはジホスフィン酸塩及び/またはこれらのポリマーが挙げられる。具体的にはメチルエチルホスフィン酸のアルミニウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩など、ジエチルホスフィン酸のアルミニウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩など、メチルプロピルホスフィン酸のアルミニウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩などが挙げられる。特に、安定性の観点からアルミニウム塩が好ましい。The metal salt of phosphinic acid (E1) is blended to impart flame retardancy to a molded article formed from the polyamide resin composition of the present invention, and examples thereof include phosphinic acid salts and/or diphosphinic acid salts and/or polymers thereof. Specific examples include aluminum salts, calcium salts, and zinc salts of methylethylphosphinic acid, aluminum salts, calcium salts, and zinc salts of diethylphosphinic acid, and aluminum salts, calcium salts, and zinc salts of methylpropylphosphinic acid. Aluminum salts are particularly preferred from the viewpoint of stability.

“ホスフィン酸塩”という用語は、ホスフィン酸塩及びジホスフィン酸塩並びにこれらのポリマーを包括する。このホスフィン酸塩は、水性媒体中で製造されるものであり、そして本質的にモノマー性の化合物である。その反応条件に依存して、ポリマー性のホスフィン酸塩も或る環境下に形成し得る。
ホスフィン酸塩の一成分として好適なホスフィン酸は、例えば、ジメチルホスフィン酸、エチルメチルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、メチル-n-プロピレンホスフィン酸、メタン-1,2-ジ(メチルホスフィン酸)、ベンゼン-1,4-(ジメチルホスフィン酸)メチルフェニルホスフィン酸及びジフェニルホスフィン酸である。
The term "phosphinates" encompasses phosphinates and diphosphinates and their polymers. The phosphinates are prepared in aqueous media and are essentially monomeric compounds. Depending on the reaction conditions, polymeric phosphinates may also form under certain circumstances.
Phosphinic acids suitable as a component of the phosphinic acid salt are, for example, dimethylphosphinic acid, ethylmethylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, methyl-n-propylenephosphinic acid, methane-1,2-di(methylphosphinic acid), benzene-1,4-(dimethylphosphinic acid) methylphenylphosphinic acid and diphenylphosphinic acid.

本発明におけるホスフィン酸塩は、公知の方法で製造することができる。ホスフィン酸を、例えば水溶液中で、金属炭酸塩、金属水酸化物、又は金属酸化物と反応させて製造する。The phosphinate salts of the present invention can be prepared by known methods. For example, phosphinic acid is reacted with a metal carbonate, metal hydroxide, or metal oxide in an aqueous solution.

亜リン酸成分とアルカリ土類金属、遷移金属、及びアルミニウムからなる群より選ばれる1種又は複数の金属成分を含む金属塩又は複塩(E2)は、上記(E-1)と組み合わせることにより、高度な難燃性を発現するために配合するものである。特に亜リン酸アルミニウム塩を主体とした金属塩が、安定性及び本発明の効果から好ましい。亜リン酸アルミニウムは発泡性であっても良い。ここに挙げた亜リン酸金属塩又は複塩は例示であり、これらに限定されるものではない。 Metal salts or double salts (E2) containing a phosphorous acid component and one or more metal components selected from the group consisting of alkaline earth metals, transition metals, and aluminum are blended in combination with the above (E-1) to achieve high flame retardancy. Metal salts mainly composed of aluminum phosphite are particularly preferred in terms of stability and the effects of the present invention. The aluminum phosphite may be foamable. The metal phosphite salts or double salts listed here are examples and are not limited to these.

本発明の難燃剤コンビネーション(E)における上記(E1)、(E2)の配合割合は、広い範囲で変えることができるが、難燃剤コンビネーション全体に対して、上記(E1)成分の配合割合は50~90質量%で、上記(E2)成分の配合割合は10~50質量%が好ましいが、より好ましくは、(E1)が60~85質量%、(E2)が15~40質量%である。The blending ratio of the above-mentioned (E1) and (E2) in the flame retardant combination (E) of the present invention can be varied within a wide range, but it is preferable that the blending ratio of the above-mentioned (E1) component is 50 to 90 mass% and the blending ratio of the above-mentioned (E2) component is 10 to 50 mass% relative to the entire flame retardant combination, and more preferably, (E1) is 60 to 85 mass% and (E2) is 15 to 40 mass%.

本発明における難燃剤コンビネーション(E)の含有量は、難燃性ポリアミド樹脂組成物の組成や目標とする難燃特性によって大幅に異なるが、一般的に5~20質量部である。好ましくは10~20質量部であり、より好ましくは10~18質量部である。5質量部未満では、目標とする高度な難燃性が得られない。また20質量部より多いと、物性が低下し問題となり、また経済的にも好ましくない。The content of the flame retardant combination (E) in the present invention varies greatly depending on the composition of the flame-retardant polyamide resin composition and the targeted flame retardant properties, but is generally 5 to 20 parts by mass. It is preferably 10 to 20 parts by mass, and more preferably 10 to 18 parts by mass. If it is less than 5 parts by mass, the targeted high level of flame retardancy cannot be obtained. If it is more than 20 parts by mass, the physical properties decrease, which is problematic, and it is also economically undesirable.

本発明における強化材(F)は、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、アスベスト、チタン酸カリウムウィスカ、ワラストナイト、ガラスフレーク、ガラスビーズ、タルク、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタンおよび酸化アルミニウムなどが挙げられ、なかでもチョップドストランドタイプのガラス繊維が、好ましく用いられる。 The reinforcing material (F) in the present invention may be glass fiber, carbon fiber, metal fiber, aramid fiber, asbestos, potassium titanate whisker, wollastonite, glass flakes, glass beads, talc, mica, clay, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, and aluminum oxide, among which chopped strand type glass fiber is preferably used.

強化材(F)の配合量(含有量)は、ポリアミド樹脂組成物全体に対して、30~65質量部であり、好ましくは30~60質量部、より好ましくは40~60質量部である。The amount (content) of the reinforcing material (F) is 30 to 65 parts by mass, preferably 30 to 60 parts by mass, and more preferably 40 to 60 parts by mass, relative to the total polyamide resin composition.

本発明の耐衝撃性に優れた難燃性ポリアミド系組成物には、上述した(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及び(F)成分の他に、通常のポリアミド樹脂組成物に用いられる耐候性改良剤であるカーボンブラックや銅酸化物および/又はハロゲン化アルカリ金属、光又は熱安定剤としてフェノール系酸化防止剤やリン系酸化防止剤、離型剤、結晶核剤、滑材、帯電防止剤、顔料、染料、カップリング剤等を配合しても良い。本発明の難燃性ポリアミド系組成物は、上述した(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及び(F)成分の合計で、90質量%以上占めることが好ましく、95質量%以上がより好ましい。In addition to the above-mentioned components (A), (B), (C), (D), (E), and (F), the impact-resistant flame-retardant polyamide composition of the present invention may contain, as weather resistance improvers used in ordinary polyamide resin compositions, carbon black, copper oxides, and/or alkali metal halides, as light or heat stabilizers, phenolic antioxidants, phosphorus-based antioxidants, release agents, crystal nucleating agents, lubricants, antistatic agents, pigments, dyes, coupling agents, etc. The flame-retardant polyamide composition of the present invention preferably contains the above-mentioned components (A), (B), (C), (D), (E), and (F) in total at 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more.

本発明の難燃性ポリアミド樹脂組成物を製造する方法としては、特に限定されるものではなく、混練装置として一般の単軸押出機や二軸押出機、加圧ニーダー等が使用できるが、本発明においては二軸押出機が特に好ましい。
一実施様態としては、前記(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)成分および用途によっては酸化防止剤や離型剤および顔料等を混合し、二軸押出機に投入する。二軸押出機によって均一に混練することにより強靭性と難燃性に優れたポリアミド樹脂組成物を製造することが出来る。二軸押出機の混練温度は220~300℃で、混練時間は2~15分程度が好ましい。
The method for producing the flame-retardant polyamide resin composition of the present invention is not particularly limited, and a general single-screw extruder, twin-screw extruder, pressure kneader, etc. can be used as a kneading device, but in the present invention, a twin-screw extruder is particularly preferred.
In one embodiment, the components (A), (B), (C), (D), (E), and (F) are mixed with antioxidants, release agents, pigments, etc. depending on the application, and then fed into a twin-screw extruder. By uniformly kneading the mixture using the twin-screw extruder, a polyamide resin composition with excellent toughness and flame retardancy can be produced. The kneading temperature of the twin-screw extruder is preferably 220 to 300°C, and the kneading time is preferably about 2 to 15 minutes.

本発明のポリアミド樹脂組成物は、高度の難燃性と高耐衝撃性を両立させた成形品を成形することができるため、電気・電子部品、自動車部品、建築部材など各種用途に幅広く利用することができる。具体的な用途としては、遮断器や開閉器の筐体、パソコンなどの電機、電子機器筐体や自動車の電装部品などに好適かつ有用である。The polyamide resin composition of the present invention can be molded into molded products that combine high flame retardancy with high impact resistance, and can therefore be used in a wide variety of applications, including electrical and electronic parts, automobile parts, and building materials. Specific applications include circuit breaker and switchgear housings, electrical equipment such as personal computers, electronic device housings, and automotive electrical parts, making it suitable and useful.

以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
また以下に実施例、比較例において示した各特性、物性値は、下記の試験方法で測定した。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.
The characteristics and physical properties shown in the following examples and comparative examples were measured by the following test methods.

(1)シャルピー衝撃強度;ISO-179-1に準じて測定した。
(2)燃焼性;UL94、垂直燃焼試験に準じて測定した。厚み1/32インチの試験片を用いた。V-0が、最も難燃性が高いことを表す。
(1) Charpy impact strength: measured in accordance with ISO-179-1.
(2) Flammability: Measured according to UL94 vertical flame test. Test pieces with a thickness of 1/32 inch were used. V-0 indicates the highest flame retardancy.

(3)成形品の外観評価法;
射出成形機(東芝機械株式会社製、IS80)で後記する成形条件で、板厚2mmの平板プレート(縦横:100×100mm)を作製し、Gardner社製 micro-TRI-grossを用いて外観の光沢値を測定した。光沢値が高いほど、外観が優れていると言える。
(3) Appearance evaluation method of molded products;
A flat plate (length and width: 100 x 100 mm) having a thickness of 2 mm was produced using an injection molding machine (Toshiba Machine Co., Ltd., IS80) under the molding conditions described below, and the gloss value of the appearance was measured using a micro-TRI-gloss manufactured by Gardner Co., Ltd. The higher the gloss value, the better the appearance.

(4)ポリアミド樹脂の数平均分子量
各試料を2mg秤量し、4mlのHFIP/トリフルオロ酢酸ナトリウム10mMに溶解させた。0.2μmのメンブレンフィルターでろ過し、得られた試料溶液のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析を次の条件で行った。
・装置:TOSOH HLC-8220GPC
・カラム:TSKgel SuperHM-H×2、TSKgel SuperH2000
・流速:0.25ml/分、濃度:0.05質量%、温度:40℃、検出器:RI
・分子量換算は標準ポリメチルメタクリレート換算で計算した。
・分子量は、1000以下のものは、オリゴマーとして除いて計算した。
(4) Number average molecular weight of polyamide resin 2 mg of each sample was weighed and dissolved in 4 ml of HFIP/sodium trifluoroacetate 10 mM. The solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, and the obtained sample solution was subjected to gel permeation chromatography (GPC) analysis under the following conditions.
Apparatus: TOSOH HLC-8220GPC
Column: TSKgel Super HM-H x 2, TSKgel Super H2000
Flow rate: 0.25 ml/min, concentration: 0.05% by mass, temperature: 40° C., detector: RI
Molecular weight calculations were based on standard polymethyl methacrylate.
Molecular weights were calculated excluding those with molecular weights of 1,000 or less as oligomers.

実施例、比較例で使用した原材料は以下のとおりである。
結晶性ポリアミド樹脂(A):
ポリアミド66(Shenma社製、EPR24、数平均分子量18200、融点:265℃)
ポリアミド6(集盛社製、TP4208、数平均分子量19400、融点:225℃)
非結晶性ポリアミド樹脂(B):
ポリアミド6T/6I(EMS社製、グリボリーG21、数平均分子量15100、相対粘度2.4、ガラス転移温度120℃)、
熱可塑性エラストマー(C):
マレイン酸変性スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(変性SEBS)(旭化成社製、タフテック M-1943)
スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)(旭化成社製、タフテック H1221)
無機リン化合物の塩(D):
リン酸ピペラジン(ADEKA社製、アデカスタブ FP-2200S)
リン酸メラミン(ADEKA社製、アデカスタブFP-2200)
リン酸ピペラジン含有エラストマー(C)+(D):
上記SEBSと上記リン酸ピペラジンを6:4の質量比で配合し、二軸押出機で混練して作製した。
難燃剤コンビネーション(E):
(E-1)ホスフィン酸金属塩;
ジメチルホスフィン酸アルミニウム(Clariant Japan社製 EXOLIT OP1230)
(E-2)亜リン酸金属塩;
亜燐酸アルミニウム(太平化学産業社製 APA-100)
強化材(F):
ガラス繊維(日本電気硝子株式会社製、T-275H)
The raw materials used in the examples and comparative examples are as follows.
Crystalline polyamide resin (A):
Polyamide 66 (Shenmah, EPR24, number average molecular weight 18200, melting point: 265°C)
Polyamide 6 (manufactured by Shuseisha, TP4208, number average molecular weight 19400, melting point: 225° C.)
Amorphous polyamide resin (B):
Polyamide 6T/6I (manufactured by EMS, Grivory G21, number average molecular weight 15100, relative viscosity 2.4, glass transition temperature 120° C.),
Thermoplastic elastomer (C):
Maleic acid modified styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (modified SEBS) (Asahi Kasei Corporation, Tuftec M-1943)
Styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS) (Tuftec H1221, manufactured by Asahi Kasei Corporation)
Salt of inorganic phosphorus compound (D):
Piperazine phosphate (ADEKA Corporation, Adekastab FP-2200S)
Melamine phosphate (ADEKA Corporation, Adeka STAB FP-2200)
Piperazine phosphate-containing elastomer (C)+(D):
The SEBS and the piperazine phosphate were mixed in a mass ratio of 6:4 and kneaded in a twin-screw extruder to produce a composite.
Flame retardant combination (E):
(E-1) metal phosphinate;
Aluminum dimethylphosphinate (EXOLIT OP1230, manufactured by Clariant Japan)
(E-2) metal phosphite;
Aluminum phosphite (TAIHEI CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD. APA-100)
Reinforcement material (F):
Glass fiber (T-275H, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.)

(実施例1~15(実施例13は参考例である)、比較例1~9)
予備乾燥した各原料を実施例表1、2に示す割合で計量し、二軸押出機のホッパーに投入した。二軸押出機の混練温度は、ポリアミド6を用いた場合210~270℃であり、ポリアミド66の場合250~290℃である。押出機から押し出されたストランドは、急冷してペレット化した。乾燥して得られた難燃性ポリアミド樹脂組成物のペレットは、射出成形機で物性評価用試料を成形した。ポリアミド6の場合、成形機のシリンダー温度は230~280℃、金型温度は80℃であり、ポリアミド66の場合、成形機のシリンダー温度は270~300℃、金型温度は80℃である。
評価結果は、表1、2に示す。
(Examples 1 to 15 (Example 13 is a reference example) , Comparative Examples 1 to 9)
Each pre-dried raw material was weighed in the ratio shown in Tables 1 and 2, and charged into the hopper of a twin-screw extruder. The kneading temperature of the twin-screw extruder was 210-270°C when polyamide 6 was used, and 250-290°C when polyamide 66 was used. The strand extruded from the extruder was quenched and pelletized. The pellets of the flame-retardant polyamide resin composition obtained by drying were molded into samples for evaluating physical properties using an injection molding machine. In the case of polyamide 6, the cylinder temperature of the molding machine was 230-280°C and the mold temperature was 80°C, and in the case of polyamide 66, the cylinder temperature of the molding machine was 270-300°C and the mold temperature was 80°C.
The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

実施例1~15は、いずれもシャルピー衝撃強度が13KJ/m以上であり、難燃性はV-0と、耐衝撃性、難燃性を兼ね備えた非ハロゲン系難燃性ポリアミド樹脂組成物が得られている。
比較例1は、難燃剤は難燃剤コンビネーション(E)だけであるため、難燃性はV-1しか得られず、シャルピー衝撃強度は10KJ/mでしかない。比較例2は、変性熱可塑性エラストマー(C)の効果でシャルピー衝撃強度が13KJ/mに向上するものの、難燃性はV-2である。比較例4では、難燃剤コンビネーション(E)を増加させても難燃性はV-2にしかならない。比較例5では、難燃剤コンビネーション(E)にリン酸ピペラジンを併用しただけではシャルピー衝撃強度が若干向上するのみである。比較例6、7はガラス繊維の充填量が40質量%であるものの、エラストマーが添加されていないと衝撃強度が改善せず、エラストマーを添加すると難燃性を達成できない。これは比較例8、9のガラス繊維の充填量が60質量%でも同様である。
In all of Examples 1 to 15, the Charpy impact strength was 13 KJ/ m2 or more and the flame retardancy was V-0, indicating that a non-halogen-based flame-retardant polyamide resin composition having both impact resistance and flame retardancy was obtained.
In Comparative Example 1, since the only flame retardant is the flame retardant combination (E), the flame retardancy is only V-1, and the Charpy impact strength is only 10 KJ/ m2 . In Comparative Example 2, the Charpy impact strength is improved to 13 KJ/ m2 due to the effect of the modified thermoplastic elastomer (C), but the flame retardancy is V-2. In Comparative Example 4, even if the flame retardant combination (E) is increased, the flame retardancy is only V-2. In Comparative Example 5, the Charpy impact strength is only slightly improved by simply using piperazine phosphate in addition to the flame retardant combination (E). In Comparative Examples 6 and 7, the glass fiber filling amount is 40 mass%, but the impact strength does not improve unless an elastomer is added, and if an elastomer is added, flame retardancy cannot be achieved. This is the same even in Comparative Examples 8 and 9, where the glass fiber filling amount is 60 mass%.

本発明のポリアミド樹脂組成物は、優れた耐衝撃性と高度な難燃特性を併せ持つ非ハロゲン系の難燃性成形材料である。1/32インチの厚みでUL94規格のV-0クラスの高度の難燃性を示すことができ、肉薄の電子部品から肉厚の電気部品まで難燃性が必要なあらゆる分野の製品に適用可能であり、幅広い分野で使用することが出来るエンジニアリングプラスチックであり、産業界に大きく寄与すると期待できる。
The polyamide resin composition of the present invention is a non-halogen flame-retardant molding material that combines excellent impact resistance with high flame retardancy. It can exhibit high flame retardancy of UL94 V-0 class even at a thickness of 1/32 inch, and is applicable to products in all fields that require flame retardancy, from thin electronic components to thick electrical components. It is an engineering plastic that can be used in a wide range of fields and is expected to make a great contribution to the industrial world.

Claims (5)

結晶性ポリアミド樹脂(A)25~60質量部、非結晶性ポリアミド樹脂(B)0~10質量部、熱可塑性エラストマー(C)0.1~10質量部、無機リン化合物の塩(D)0.1~5質量部、難燃剤コンビネーション(E)5~20質量部、及び強化材(F)30~65質量部の割合で含有し、(A)~(F)の合計が100質量部であり、前記無機リン化合物の塩(D)は、ピペラジンと無機リン化合物との塩であり、前記難燃剤コンビネーション(E)は、ホスフィン酸の金属塩(E1)と、亜リン酸成分とアルカリ土類金属、遷移金属、及びアルミニウムからなる群より選ばれる1種又は複数の金属成分を含む金属塩又は複塩(E2)からなる、難燃性ポリアミド樹脂組成物。 A flame-retardant polyamide resin composition comprising 25 to 60 parts by mass of a crystalline polyamide resin (A), 0 to 10 parts by mass of a non-crystalline polyamide resin (B), 0.1 to 10 parts by mass of a thermoplastic elastomer (C), 0.1 to 5 parts by mass of a salt of an inorganic phosphorus compound (D), 5 to 20 parts by mass of a flame retardant combination (E), and 30 to 65 parts by mass of a reinforcing material (F), the total of (A) to (F) being 100 parts by mass, the salt of the inorganic phosphorus compound (D) being a salt of piperazine and an inorganic phosphorus compound, and the flame retardant combination (E) being composed of a metal salt of phosphinic acid (E1) and a metal salt or double salt (E2) containing a phosphorous acid component and one or more metal components selected from the group consisting of alkaline earth metals, transition metals, and aluminum. 前記結晶性ポリアミド樹脂(A)が、ポリアミド6、及びポリアミド66のうちの少なくとも1種である請求項1に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。 The flame-retardant polyamide resin composition according to claim 1, wherein the crystalline polyamide resin (A) is at least one of polyamide 6 and polyamide 66. 前記非結晶性ポリアミド樹脂(B)が、ヘキサメチレンテレフタルアミド/ヘキサメチレンイソフタルアミド共重合体である請求項1または2に記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。 The flame-retardant polyamide resin composition according to claim 1 or 2, wherein the amorphous polyamide resin (B) is a hexamethylene terephthalamide/hexamethylene isophthalamide copolymer. 前記熱可塑性エラストマー(C)が、スチレン系熱可塑性エラストマーである請求項1~3のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。 The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermoplastic elastomer (C) is a styrene-based thermoplastic elastomer. 前記熱可塑性エラストマー(C)が、ポリアミド樹脂と反応する官能基を有する熱可塑性エラストマーである請求項1~4のいずれかに記載の難燃性ポリアミド樹脂組成物。 The flame-retardant polyamide resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermoplastic elastomer (C) is a thermoplastic elastomer having a functional group that reacts with a polyamide resin.
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