JPH02289421A - 水酸化マグネシウム粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、水酸化マグネシウム粒子に関する。

さらに詳しくは、本発明は、熱可塑性樹脂の充填剤、特
に難燃化剤として有利に使用される水酸化マグネシウム
粒子に関する。

［発明の背景］ 従来から、熱可塑性樹脂に配合する難燃化剤として、水
酸化マグネシウムを使用することが知られている。上記
水酸化マグネシウム粒子を難燃化剤として配合して得ら
れる難燃性樹脂は、燃焼しても有害ガスあるいは腐食性
ガスを発生せず、分子中にハロゲン分子を有する難燃性
樹脂あるいはハロゲン系難燃化剤を配合して得られる樹
脂に比較して安全であるので、電気部品、電線外被材お
よびケーブル外被材などの用途に広く用いられている。

水酸化マグネシウム粒子を熱可塑性樹脂に配合して難燃
性を得るためには、該樹脂１００重量部に対して水酸化
マグネシウム粒子を例えば５０重量部程度充填する必要
があり、さらに充分な難燃性を得るためには数重量倍程
度まで充填しなければならない、ところが、水酸化マグ
ネシウムは水酸基を有しており親水性であるので、水酸
化マグネシウム粒子は、有機高分子体である熱可塑性樹
脂に対する分散性が低く、該樹脂に上述の量にて充填し
た場合には、樹脂の耐衝撃性、引張強伸度などの機械的
特性、および成形加工性（通常、メルトインデックスで
表わされる）が低下する傾向がある。

そこで、上述の水酸化マグネシウム粒子を難燃化剤とし
て配合して得られる難燃化熱可茫性樹脂の問題点を解決
するために、水酸化マグネシウムなど水酸基を有する金
属化合物の表面を界面活性剤で被覆（コーティング）す
ることが提案されている。たとえば、特開昭５２−３０
２６２号公報には、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マ
グネシウム、ハイドロタルサイト類似化合物など表面が
正に帯電している粉体の表面に、アルキル硫酸、アルキ
ルアリールスルホン酸、高級脂肪酸のアルカリ金属塩な
どアニオン系表面活性剤を化学吸着させてモルイヤー（
単分子の薄層）を形成することにより上記の粉体表面を
親油性（疎水性）化する技術が開示されている。上記公
報の記載によれば、粉体表面を界面活性剤で親油性化す
ることにより、該粉体の熱可塑性樹脂に対する分散性を
改良することができるとされている。

しかしながら、本発明者の検討によれば、上記の方法に
より粉体の熱可塑性樹脂に対する分散性はある程度改良
できるものの、該粉体を配合した熱可塑性樹脂は成形加
工性が低減する傾向があることが判明した。熱可塑性樹
脂の成形加工性が低減すると、例えば押出成形によりケ
ーブル外被材を製造する際に、スクリュー負荷電流が上
昇するので押出成形速度を低下させざるを得す、製造コ
ストの上昇につながるという問題がある。

そこで、熱可塑性樹脂に大量に配合された場合に該樹脂
の成形加工性を低下させることのない、水酸化マグネシ
ウム粒子の開発が望まれる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、配合された熱可塑性樹脂において良好
な成形加工性が得られる水酸化マグネシウム粒子を提供
することにある。

［発明の要旨］ 本発明者は、配合された熱可塑性樹脂の成形加工性を低
下させることのない水酸化マグネシウム難燃化剤につい
て、検討を重ねた。その結果、水酸化マグネシウム粒子
の表面にワックスからなる被覆層を形成し、該粒子を熱
可塑性樹脂に配合することによって、樹脂と水酸化マグ
ネシウム粒子との間の滑り性が改良され、良好な成形加
工性を有する樹脂が得られることを見出し、本発明を完
成させた。

従って、本発明は、粒子表面にワックスからなる被覆層
を有することを特徴とする水酸化マグネシウム粒子にあ
る。

本発明の水酸化マグネシウム粒子の好ましい態様は以下
の通りである。

（１）上記水酸化マグネシウム粒子が、平均粒子径が０
．２〜ｌＯμｍの範囲にあり、ＢＥＴ比表面積が３０ｒ
ｎ’／ｇ以下の粒子であること。

（２）上記水酸化マグネシウム粒子が、水酸化マグネシ
ウム１００重量部に対して、０．５〜５重量部のワック
スからなる被覆層を有すること。

（３）上記ワックスからなる被覆層が、水酸化マグネシ
ウム粒子表面に高級脂肪酸のアルカリ金属塩からなる被
覆層を介して形成されていること。

（４）上記ワックスが、炭素数２０〜４００の脂肪族炭
化水素誘導体系のワックスであること。

（５）上記ワックスが、ＡＳＴＭＤ５６６に従って測定
した滴点が７５℃以上であること。

［発明の効果］ 本発明の水酸化マグネシウム粒子は、ワックスからなる
被覆層を有するので、熱可塑性樹脂に配合した際に、該
粒子と樹脂との界面において良好な滑り性が得られる。

従って、上記水酸化マグネシウム粒子を配合した熱可塑
性樹脂は、高いメルトインデックスを示し、良好な成形
加工性が得られる。

さらに、上記水酸化マグネシウム粒子を配合した熱可塑
性樹脂は、従来公知の水酸化マグネシウム粒子を充填剤
として使用した熱可塑性樹脂と同等の難燃性、および機
械的特性が得られる。

［発明の詳細な記述］ 本発明の水酸化マグネシウム粒子は、粒子表面にワック
スからなる被覆層を有することを特徴とする。上記水酸
化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウム１００重量
部に対して、０．５〜５重量部のワックスからなる被覆
層を有することが好ましい。

上記被覆層を形成するワックスが、０．５重量部より少
ないと樹脂と水酸化マグネシウム粒子との間の滑り性を
改良する効果が得られにくく、５重量部より多いと成形
加工性は向上するものの得られる樹脂組成物の機械的特
性が低下する傾向がある。

上記粒子の原料として使用する水酸化マグネシウム粒子
に特に限定はないが、平均粒子径が０．２〜１０ｇｍの
範囲にあり、ＢＥＴ比表面積３０ｒｎ’／ｇ以下の粒子
であることが、樹脂に対する分散性、および該粒子を配
合した樹脂組成物の成形加工性あるいは機械的特性の点
で好ましい。

上記原料として使用する水酸化マグネシウム粒子は、そ
の形状が厚みのある六角板状であって、平均粒子径０．
２〜５ｇｍ、ＢＥＴ比表面積２０ゴ／ｇ以下、ブレーン
比表面積５ｒｒｆ／ｇ以下、嵩密度０　、２〜０　、６
　ｇ／　ｃｍ’、および、吸油量２５〜４０　ｍ　ｌ　
／　１００　ｇの範囲の粒子であることがさらに好まし
い。

上記ワックスは、上記水酸化マグネシウム粒子を熱可塑
性樹脂に配合して加熱、成形した際に、得られた樹脂組
成物中にて粒子−樹脂界面で適度の滑性作用を発揮し、
かつ、樹脂複合材料としての耐熱性を維持するために、
適度な分子長と滴点を有しているものが好ましい。

上記ワックスは、炭素数２０〜４００の脂肪族炭化水素
誘導体系のワックスであって、かつ、滴点が７５℃以上
であるワックスであることが好ましい、上記ワックスは
、さらに、酸価がｌＯ〜１５０の範囲で、ケン化価が２
０〜２００の範囲にあり、かつ、滴点が９５℃以上であ
ることが好ましい。

上記滴点および酸価は、それぞれ、ＡＳＴＭＤ５６６、
および、ＡＳＴＭ　　０１３８７に従って測定した値で
ある。

上記脂肪族炭化水素誘導体は、水酸化マグネシウム粒子
表面と適度な親和性を発揮するために極性基を有してい
るものが好ましく、カルボキシル基、エステル基などを
導入した誘導体であることが好ましい。

また１本発明の水酸化マグネシウム粒子は、上記ワック
スからなる被覆層が、水酸化マグネシウム粒子表面に高
級脂肪酸のアルカリ金属塩からなる被覆層・を介して形
成されていることが好ましい。

水酸化マグネシウム粒子は、前述のとおり親木性である
ので、上記原料となる水酸化マグネシウム粒子の表面に
高級脂肪酸のアルカリ金属塩からなる被覆層を形成する
ことによりその表面が疎水化され、該粒子表面とワック
スとの親和性が高くなるので１　ワックスからなる被覆
層を有利に形成することができる。

上記高級脂肪酸のアルカリ金属塩としては、炭素数１０
−１８の高級脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩で
あることが好ましく、たとえば、オレイン酸、ステアリ
ン酸、パルミチン酸、およびラウリル酸などのナトリウ
ム塩またはカリウム塩を挙げることができる。上記高級
脂肪酸のアルカリ金属塩は単独で用いてもよく、二種以
上を混合してもよいが、ステアリン酸ナトリウムまたは
、オレイン酸ナトリウムを用いることが特に好ましい、
上記高級脂肪酸のアルカリ金属塩からなる被覆層は、従
来公知の方法（例えば、特開昭５２−３０２６２号公報
参照）を用いて形成することができる。

本発明の水酸化マグネシウム粒子は、前述の原料となる
水酸化マグネシウム粒子に含まれる水酸化マグネシウム
１００重量部に対して、前記ワックス０．５〜５重量部
を添加し、該ワックスの滴点以上の温度で、好ましくは
１２０〜２００℃の温度範囲にて、３〜３０分間攪拌混
合したのち、冷却することにより、有利に製造すること
ができる。上述の攪拌混合処理は、加圧型ニーダ−１万
能ミキサー、ポニーミキサー、パンパリ−ミキサー、お
よび、ブラベンダープラストグラフなどの通常の粉粒体
の混練、混合、または、樹脂の加熱混線処理に使用され
る装置を用いて行なうことができる。

また、本発明の水酸化マグネシウム粒子は、トルエン、
キシレン、クロロホルムなどの有機溶剤を媒体としたワ
ックス溶液と混合したのち、溶媒を減圧乾燥、熱風乾燥
な、ど通常の方法で除去し。

乾燥することによって製造してもよい。

上記原料となる水酸化マグネシウム粒子の表面を疎水化
処理する場合には、たとえば、原料となる水酸化マグネ
シウム粒子１〜５０重量％を含むスラリーに前記高級脂
肪酸のアルカリ金属塩を粉末または水スラリーの形にて
、上記原料となる水酸化マグネシウム粒子１００重量部
に対して０．５〜５重量部、好ましくは０．５〜３重量
部の割合で添加し、５０〜１００℃の温度範囲にて３〜
３００分攪拌した後、−過、水洗することにより行なう
ことができる。上述の疎水化処理（高級脂肪酸のアルカ
リ金属塩からなる被覆層の形成）を行なった水酸化マグ
ネシウム粒子は一旦乾燥したのち、前述の本発明の水酸
化マグネシウム粒子の製造方法における原料として使用
することが好ましい。

上述の製造方法によって得られる水酸化マグネシウム粒
子は、凝集状態にて得られることが多いの゛で、解砕す
ることが好ましい。

なお、上述のワックスからなる被覆層は、水酸化マグネ
シウム粒子の表面に有利に形成することができるが、水
酸化マグネシウム粒子以外に、水酸化アルミニウム、塩
基性炭酸マグネシウム、および、ハイドロタルサイトな
どの一般に熱可塑性樹脂の充填剤として使用される粒子
であって１表面が正に帯電している粒子の表面に形成す
ることもできる。

本発明の水酸化マグネンウム粒子は、熱可塑性樹脂の充
填剤、特に難燃化剤として、難燃性樹脂組成物を製造す
る用途に有利に使用することができる。上記水酸化マグ
ネシウム粒子を難燃化剤として使用する場合には、熱可
塑性樹脂１００重量部に対して、上記粒子を通常５０〜
５００重量部、好ましくは５０〜３００重量１部配合す
る。

上記水酸化マグネシウム粒子の配合量が、上記熱可塑性
樹脂１００重量部に対して５０重量％未満であるときに
は樹脂に対する難燃化効果が低く、また５００重量部を
こえる場合には上記難燃性樹脂組成物の成形加工性およ
び機械的強伸度が不十分になる傾向がある。

上記水酸化マグネシウムを配合する熱可塑性樹脂は、ポ
リオレフィン系樹脂であることが好ましく、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、および、各樺エチレンコポリマー
、たとえば、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−
プロピレンコポリマー、エチレン−アクリル酸エチルコ
ポリマーエチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−
メタクリル酸メチルコポリマーなどを挙げることができ
る。上記の樹脂は、単独で用いてもよく、二種以上を混
合して用いてもよい。

本発明の水酸化マグネシウム粒子は、その粒子表面にワ
ックスからなる被覆層を有するので、上記熱可塑性樹脂
に配合された際に、粒子と樹脂との界面において良好な
滑り性が得られ、加熱成形時に高いメルトインデックス
を示す。

上記の難燃性樹脂組成物は、上記水酸化マグネシウム粒
子を前記熱可塑性樹脂に前述の範囲の量にて配合し、バ
ンバリーミキサ−、ブラベンダーブラストグラフ、二軸
押出機、ロールなど通常の混線装置を用いて加熱溶融−
混線することにより、製造することができる。上記難燃
性樹脂組成物は、前記水酸化マグネシウム粒子の他に、
架橋剤、酸化防止剤、滑剤、軟化剤および分散剤など、
一般に熱可塑性樹脂組成物に使用される充填剤、添加剤
などを含んでいてもよい。

ところで、特開昭５６−１６６２４５号公報および、特
開昭５７−１６５４３３号公報には、難燃性樹脂組成物
を製造する際に、熱可塑性樹脂に難燃化剤とともにワッ
クスを添加する技術が、開示されている。上記公報の記
載によれば、上記の技術により、難燃性樹脂の耐ワニス
性を改良することができるとされている。しかし、上記
の技術は、難燃化剤とワックスとを単に混合して用いる
に過ぎず、難燃化剤と樹脂との界面にワックスが作用し
にくいので、成形加工性の改良された樹脂組成物は得ら
れにくい。

次に、実施例および比較例を示す。

［実施例１］ 平均粒子径１μｍ、ＢＥＴ比表面積６ｍ？／ｇの水酸化
マグネシウム粒子１．０ｋｇを含む水スラリー２０！ｌ
を調製し、該スラリーにステアリン酸ナトリウム２０ｇ
を添加し、７０℃にて１時間攪拌した後、固形分を波過
洗浄した。

次いで、得られた粒子４０ｇと、酸化ポリエチレンワッ
クス（ヘキスト・ジャパン社製、商品名；Ｈｏｅｃｈｓ
ｔｗａｘＰＥＤ５２１、炭素数１８０、滴点１０５℃、
酸価１１７）０．８ｇとを、１５０℃に加熱されたブラ
ベンダープラストグラフに投入し、回転数６Ｏｒｐｍに
て１５分間混合したのち、冷却して、水酸化マグネシウ
ム粒子を得た。上記粒子は、粒子表面に、ステアリン酸
ナトリウムからなる被覆層を介して、ワックスからなる
被覆層が形成されていた。

次に、ポリエチレン２５ｇ（住人化学工業■製、商品名
：エフセレンＶＬ１００．２２．０ｇと住人化学工業■
製、商品名；ボンダインＨＸ８２９０．３．０ｇとの混
合物）に、上記水酸化マグネシウム粒子３７．５ｇを添
加して、１７０℃に加熱されたブラベンダープラストグ
ラフに投入し、回転数６Ｏｒｐｍにて１５分間混練し、
さらに１５０℃に加熱されたロールで５分間混練後、シ
ート状にし、１６０℃で加圧成形して、厚さ１ｍｍの難
燃性樹脂組成物シートを得た。

上記難燃性樹脂組成物シートについて、メルトインデッ
クス（成形加工性の尺度）、引張強さ。

伸び、および酸素指数（難燃性の尺度）を測定した。上
記測定結果、および、上記水酸化マグネシウム粒子の上
記樹脂組成物中での分散性の評価を第１表に示す。

［実施例２］ 実施例１で使用した酸化ポリエチレンワックスをエステ
ルワックス（ヘキスト・ジャパン社製、商品名；）Ｉｏ
ｓｔｕｌｂＷＥ４、炭素数３０、滴点８２℃、酸価２５
）に変えた外は、実施例１と同様にして、粒子表面に、
ステアリン酸ナトリウムからなる被覆層を介して、ワッ
クスからなる被覆層が形成された水酸化マグネシウム粒
子を得た。

上記水酸化マグネシウム粒子を使用した外は、実施例１
と同様にして難燃性樹脂組成物シートを得た。

上記難燃性樹脂組成物シートについて、メルトインデッ
クス、引張強さ、伸び、および酸素指数を測定した。上
記測定結果、および、上記水酸化マグネシウム粒子の上
記樹脂組成物中での分散性の評価を第１表に示す。

［実施例３］ 実施例１で使用した酸化ポリエチレンワックスヲ酸ワッ
クス（ヘキスト・ジャパン社製、商品名；Ｈｏｅｃｈｓ
ｔｗａｘＳ、炭素数３０、滴点８４℃、酸価１４５）に
変えた外は、実施例１と同様にして１粒子表面に、ステ
アリン酸ナトリウムからなる被覆層を介して、ワックス
からなる被覆層が形成された水酸化マグネシウム粒子を
得た。

上記水酸化マグネシウム粒子を使用した外は、実施例１
と同様にして難燃性樹脂組成物シートを得た。

上記難燃性樹脂組成物シートについて、メルトインデー
２クス、引張強さ、伸び、および酸素指数を測定した。

上記測定結果、および、上記水酸化マグネシウム粒子の
上記樹脂組成物中での分散性の評価を第１表に示す。

［比較例１］ ワックスを用いなかった外は、実施例１と同様にして、
ステアリン酸ナトリウムからなる被覆層を有する水酸化
マグネシウム粒子を得た。

実施例１で使用したものと同じポリエチレン２５ｇに、
上記水酸化マグネシウム粒子３７．５ｇを添加した外は
、実施例１と同様にして難燃性樹脂組成物シートを得た
。

上記難燃性樹脂組成物シートについて、メルトインデッ
クス、引張強さ、伸び、および酸素指数を測定した。上
記測定結果、および、１記水酸化マグネシウム粒子の上
記樹脂組成物中での分散性の評価を第１表に示す。

以下余白 第１表 メルトインデックス （ｇ／１０層ｉｎ） 引張強さ （ｋｇ／ｍｍ２） 伸び　　（ｚ） 酸素指数 ０．２５ １．１０ ４０．０ ０．２０ ０．１８ １．０５ ０．９８ ４０．０ ３９．５ ０．０８ １．１２ ４０．０ ［物性の評価１ 本発明の水酸化マグネシウム粒子は、樹脂組成物中での
分散性が、従来品よりも優れている。また、本発明の水
酸化マグネシウム粒子を配合したポリエチレン樹脂組成
物は、従来品と同等の機械的特性（引張強さおよび伸び
）および難燃性（酸素指数）を有し、しかも、メルトイ
ンデックスは従来品よりも高い値を示している。このこ
とから、本発明の水酸化マグネシウム粒子を配合するこ
とによって、樹脂の成形加工性が改良されることが明ら
かである。

樹脂組成物中 での分散性 Ａ Ａ Ａ Ｂ 樹脂組成物中での分散性の評価： 分散性良好 Ａ 特許出願人　宇部化学工業株式会社 代　理　人　弁理士　柳　川　泰　男 分散性一部不良 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、粒子表面にワックスからなる被覆層を有することを
   特徴とする水酸化マグネシウム粒子。