JPH0246066B2 - Nannenseijushisoseibutsu - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は難燃性樹脂組成物に関する。更に詳し
くは本発明は、ポリシロキサンを用いて処理した
無機酸のアンモニウム塩であつて防炎性を有する
ものを含有することを特徴とする耐水性をも優れ
た該組成物に関する。合成樹脂特にポリオレフイ
ン等に難燃性を付与するために従来より種々の方
法が提案され、実施されている。通常有機ハロゲ
ン化合物、リン化合物、三酸化アンチモン等を単
独又は組み合わせたものを添加剤として用いる方
法が知られている。その中で現在の難燃化の一般
的な方法としては難燃効果が相乗的に上昇する有
機ハロゲン化合物と三酸化アンチモン、又は有機
ハロゲン化合物とリン化合物の併用添加による方
法が主として実用されている。しかしながら、こ
れらの化合物で難燃化された樹脂は、燃焼に際し
て、有毒なハロゲン化水素ガスやハロゲン化アン
チモンガスが発生するほか、きわめて発煙量が多
く多量のススや黒煙が発生するという問題点があ
る。又経剤的にはこれらの添加剤は高価なため製
品がコスト高になる。その他有機ハロゲン化合物
及び三酸化アンチモンなどを使用する以外に樹脂
の燃焼時に吸熱脱水反応により難燃化をもたらす
水酸化アルミニウムや水酸化マグネシユームを用
いる方法が提案されているが優れた難燃性を与え
るためには少くともこれらの化合物を60％程度含
有させることが必要であり、物性上実用範囲が限
定され好ましくない。かかる問題点の対策として
防炎性能の優れている無機酸のアンモニウム塩の
使用が検討され、無機酸のアンモニウム塩を主
とし少量の有機ハロゲン化合物を使用する方法
（特開昭48−83136）、無機酸のアンモニウム塩
を主とし少量の有機ハロゲン化合物及び三酸化ア
ンチモンを使用する方法（特公昭55−17777）、
アルカリ土類金属の炭酸塩と無機酸のアンモニウ
ム塩を使用する方法（特開昭51−130445）が提案
されている。これらはいづれも樹脂の難燃化の手
段を主として無機酸のアンモニウム塩の防炎性能
に求めているものであり、難燃化方法としては有
効であり且低コストで提供出来る極めて有用な難
燃性樹脂組成物であると言える。 しかしながら、そのような無機酸のアンモニウ
ム塩であつて防炎性能の優れたものの大部分は水
溶性のため樹脂に添加混練使用する場合得られた
組成物の耐水性が問題となる。すなわち、樹脂組
成物ないしこれを加工して得た成形物を水性物質
と接触させるとこれらの無機酸のアンモニウム塩
が溶出し該組成物の難燃性が失われると共に該組
成物の物性若しくは該成形物表面状態など変化し
使用上支障を来たす。又湿度の高い状態下での前
記組成物等の使用の場合も空気中の水分を吸湿し
若しくは該水分により前述の塩が溶出し樹脂表面
に無機酸のアンモニウム塩の結晶が析出するとい
うような実用面に問題点がある。 本発明者等はかかる問題点解決のため鋭意検討
の結果無機酸のアンモニウム塩であつて防炎性の
ものについて一定のポリシロキサン処理を行いこ
れを使用することにより解決出来ることを見出し
本発明に至つた。 本発明はポリシロキサンを用いて処理した無機
酸のアンモニウム塩であつて防炎性を有するもの
を含有することを特徴とし、燃焼時に有毒性ガス
発生がなく黒煙発生が抑制され、且経済性に極め
て優れた難燃性樹脂組成物を提供することを目的
とするものである。 本発明に於ける無機酸のアンモニウム塩であつ
て防炎性を有するもの（以下防炎性無機酸アンモ
ニウム）とは例えばリン酸、硫酸、ホウ酸、臭
酸、塩酸、スルフアミン酸、イミドジスルホン酸
のアンモニウム塩であり、これらは１種類で使用
され又は２種類以上混合使用される。熱可塑性樹
脂に添加使用の場合は、成形温度で安定であるこ
とが必要であり、又、熱硬化性樹脂に添加使用の
場合は硬化温度で安定なことが必要である。従つ
て、熱可塑性樹脂に添加使用の場合分解温度が
160℃以上であることが望ましい。以上のような
条件から下記化合物すなわち分解温度が300℃以
上であり、各種樹脂の成形温度並びに硬化温度に
於て安定であり且防炎性に優れコスト的にも有利
な硫酸アンモニウムが特に好ましい。 本発明によるポリシロキサン処理を行つた防炎
性無機酸アンモニウム塩を添加して得られる難熱
性樹脂組成物を樹脂成分としては熱可塑性樹脂及
び熱硬化性樹脂のいづれもその対象となる。即
ち、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオ
レフイン系樹脂、ポリスチレン、ポリメチルメタ
クリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコ
ールなどのポリビニル系樹脂、エチレン酢ビ共重
合体、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリカーボネート等のポリエ
ステル樹脂、ABS樹脂、AS樹脂等のポリアクリ
ロニトリル系樹脂、ポリエーテル樹脂などの単独
又は共重合、各種変成樹脂などの熱可塑性樹脂、
SBR、NBR、ポリブタジエン、ポリイソプレン
などの弾性重合体、又不飽和ポリエステル、プリ
ウレタン、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に効
果的に適用される。 本発明の難燃性樹脂組成物はポリシロキサン処
理を行つた防炎性無機酸アンモニウム塩の含有量
が組成物全体に対して５〜70％好ましくは20〜60
％の範囲で添加混合された樹脂組成物である。５
％未満では難燃効果が不十分であり、５％以上含
有することが好ましい。含有量が多くなるに従い
難燃効果が大となるが反面で成形物の機械的強度
の著しい低下を来たすので70％を超えるの含有量
は好ましくない。又本発明に使用されるポリシロ
キサン処理を行つた防炎性無機酸アンモニウム塩
に加えて、他の防炎性を示す化合物の混合使用も
可能であり、この場合は防炎性無機酸アンモニウ
ム塩の使用量が５％未満であつても十分な難燃性
樹脂組成物を与えることが出来る。本発明更に他
の機能を付与する添加剤たとえば、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、各種顔料または各種の無機充填料
なども併用でき、かくすることにより難燃性のみ
ならず各種の優れた機能を有する樹脂組成物とす
ることが出来る。 本発明による防炎性無機酸のアンモニウム塩の
ポリシロキサン処理は、単にポリシロキサンを防
炎性無機酸アンモニウム塩の微粉末の表面に付着
させるのみでも得られた難燃性樹脂組成物につい
て無処理品に比して耐水性は向上するが望ましい
のは硬化性ポリシロキサンを用いて処理し、ひき
つづき硬化させ防炎性無機酸アンモニウム塩の微
粉末表面にポリシロキサン硬化体被膜を形成さ
せ、撥水性並びに耐水性の優れたものとすること
である。通常使用される硬化性ポリシロキサンと
しては、酸素又は水分の存在により脱水素架橋に
よる硬化を行うメチルヒドロポリシロキサン、ジ
メチルシロキサンとメチルヒドロポリシロキサン
の共重合物などのアルキルヒドロポリシロキサン
又は硬化反応がシラノール基の脱水縮合によるシ
リコーンワニス、或は開環縮合による環状オリゴ
マー、これらの各種変成品、共縮合物などであ
る。更にフツ素系樹脂、パラフイン、ワツクス、
高級脂肪酸の金属石けんなど他の表面処理剤と併
用して効果をあげることが出来る。これらの硬化
性ポリシロキサンの硬化は加熱硬化によるが硬化
促進剤を使用することにより容易に防炎性無機酸
アンモニウム塩微粉末表面にポリシロキサン硬化
体被膜を形成させることが出来る。有効な硬化促
進剤としてはジブチルスズジステアレート、ジブ
チルスズジオクトエート、ジブチルスズジマレエ
ートなどのジアルキルスズジアルキル脂肪酸塩、
オクチル酸鉄、オクチル酸スズなどの脂肪酸の金
属石けん、他に酸、アルカリ、アミン、チタネー
ト、ホー酸塩なども有効である。 本発明に使用される耐水性の優れた防炎性無機
酸アンモニウム塩の通常の製造方法としては硬化
性ポリシロキサンと硬化促進剤を溶剤に溶解し微
粉化した防炎性無機酸アンモニウム塩とたとえば
室温ないし40℃で十分に混合混練しながら次等に
昇温若しくは減圧昇温させて溶剤を除去し加熱硬
化させる。加熱硬化温度は130℃〜200℃、好まし
くは150℃〜180℃である。該加熱温度が130℃よ
り低い場合は、硬化反応が進まず目的物の耐水性
が不十分であり、加熱温度が高い場合は硬化速度
が速いが、200℃を超える場合には使用する添加
剤などの影響により着色がおこることがあり好ま
しくない。防炎性無機酸アンモニウム塩に対して
使用する硬化性ポリシロキサンの使用量は通常
0.2〜5.0％、硬化促進剤は0.005〜0.5％で効果が
あり、使用する溶剤は製造工程における安全の面
から１，１，１−トリクロルエタン、トリクロロ
エチレン、テトラクロロエチレンなどの塩素系溶
剤が好ましく使用量は防炎性無機酸アンモニウム
塩100部に対して５〜30部必要である。 以上の方法により製造を行つたポリシロキサン
処理防炎性無機酸アンモニウム塩を熱可塑性樹脂
に配合する方法は、前述のように必要により安定
剤、顔料、充填剤、その他の添加剤と共に樹脂に
配合混練する常用の方法を用いることが出来る。
又本発明に係る熱硬化性樹脂組成物とする場合
は、勿論樹脂の硬化前に配合を行い、加熱又は触
媒を加えて硬化させる。 本発明の効果としては、例えば硫酸アンモニウ
ムについて前記シロキサン処理を行い、該処理物
を熱可塑性樹脂に配合した場合実施例に示す如く
無処理の硫酸アンモニウムを使用した場合と比較
して、純水（23℃）に７日間浸漬試験での溶出量
を大巾に減少させることが出来た。従つて本発明
により難燃性と同時に安全性、経剤性共に極めて
優れた難燃性樹脂組成物の実用化が可能となつ
た。以下実施例及び比較例により本発明を具体的
に示す。尚、以下に示す実施例及び比較例に於て
実施した難燃性及び吸水率の試験方法は次の通り
である。 難燃性は米国UL規格、Subject94に準じて次の
燃焼試験によつて判定した。 燃焼試験 長さ６インチ、巾1/2インチ、厚さ1/16インチ
の試験片を空気の動いてない部屋内で、上端を固
定して垂直に吊す。3/4インチのブルーフレーム
を出す様に調節したブンゼンバーナーの炎を試験
片の下端より10秒間あてる。10秒後にバーナーを
除去し、除去後の試験片の燃焼時間を記録し、こ
れを第１回着火燃焼時間とする。試験片の消炎後
直ちに試験片の下端に同様な方法でバーナーの炎
を10秒間あて、再度消炎するまでの時間を記録
し、第２回着火燃焼時間とする。又、試験片の下
方１フイートのところに綿を置き、試験中火のつ
いた樹脂の滴下により、綿に着火するかどうかを
記録する。以上の試験を５本の試験片につき行な
い試験結果により難燃性を以下の様に判定する。 94V−０：最高燃焼時間10秒以内、５本の試験片
の平均燃焼時間が５秒以内で、５本の試験片の
いずれもが綿を着火させない。 94V−１：最高燃焼時間30秒以内、平均燃焼時間
25秒以内、綿の着火なし。 94V−２：燃焼時間は94V−１と同じ、但し試験
片のうち、少なくとも１本は綿の着火を生じ
る。 94HB：平均燃焼時間が25秒以上か、又は最高燃
焼時間が30秒以上。 吸収率はASTM Ｄ−570に準じて次の様にし
て測定した。 長さ 21/2インチ、巾1/2インチ、厚さ1/8イン
チの試験片を50℃のオーブン中で24時間乾燥し、
23℃のデシケータ中で３時間放冷後、秤量する
(A)、試験片を23℃の純水中に168時間浸漬後、乾
燥した布で試験片表面の水滴を拭き取り直ちに秤
量する(B)。 以上の試験を３本の試験片につき行ない吸水を
求める。 吸収率（％）＝Ｂ−Ａ／Ａ×100 実施例に使用したポリシロキサン処理硫酸アン
モニウムＡ、Ｂ及び未処理硫酸アンモニウムは次
の方法で製造した。 (1) ポリシロキサン処理品：Ａ 少量の無水ケイ酸徴粉末を加えて粉砕した硫
酸アンモニウム微粉末100部を加熱装置付ニー
ダーに投入し撹拌しながらあらかじめメチルヒ
ドロポリシロキサン2.0部とジブチルスズジオ
クトエートの0.2部を溶解した１，１，１−ト
リクロロエタン溶液を少量づく添加し十分に混
合する。次いで加熱昇温し溶剤を除去する。粉
体温度を60〜165℃とし３時間加熱撹拌を続け
硬化反応を十分行わせた後室温まで冷却して製
造した。 (2) ポリシロキサン処理品：Ｂ メチルヒドロポリシロキサンにかえてシリコ
ーンワニス（東芝シリコーンTSR−116）を使
用する以外はポリシロキサン処理品Ａと同様に
製造した。 (3) 未処理品：Ｃ 硫酸アンモニウムに少量の無水ケイ酸微粉末
を加えて粉砕し製造した。 実施例１〜６、比較例１〜３ ポリプロピレン粉末（MFR10ｇ／10分、230
℃、荷重2.16Kg／cm²）に前記ＡまたはＢのコーテ
イング処理硫酸アンモニウムまたはＣの未処理硫
安を室温でブレンドし、20φ単軸ペント化スクリ
ユー押出機で250℃にて溶融混練しペレタイズし
た。このペレツトを住友ネスタール射出成形機に
て射出温度250℃、金型温度50℃にてテスト・ピ
ースに成形した。得たテスト・ピースを前記方法
により燃焼試験と吸水試験を行つた。各実施例お
よび比較例における配合比および燃焼試験、吸水
試験の結果を表−１に示す。 表−１より明らかな様にコーテイング処理硫酸
アンモニウム配合品は難燃性は未処理硫酸アンモ
ニウムの性能を保持している上に、吸水率は著る
しく低下改善されている。

【表】 実施例７〜12、比較例４〜６ ポリスチレン（スタイロン666 旭ダウKK製）
のペレツトを50〜150μ程度に粉砕し、前記Ａま
たはＢのコーテイング処理硫酸アンモニウムまた
はＣの未処理硫酸アンモニウムをヘンシユルミキ
サーでブレンドし、20φ単軸ベント付スクリユー
押出機で250℃にて混練しペレタイズした。この
ペレツトをプレスにて200℃で前記試験用試験片
を成形した。得た試験片を前記方法により燃焼試
験と吸水試験を行つた。各実施例および比較例に
おける配合比および燃焼試験、吸水試験の結果を
表−２に示す。

【表】 実施例13〜28、比較例７〜14 ポリアセタール樹脂（デユラコンM9002：ポリ
プラスチツクKK製）、ポリメチルメタクリレー
ト（アクリペツトＳ：三菱レイヨンKK製）、
ABS樹脂（クララスチツクMHA：住友ノガタツ
クKK製）、AS樹脂（タイリル750：旭ダウKK
製）をそれぞれ50〜150μ程度で粉砕し、前記Ａ
またはＢのコーテイング処理硫酸アンモニウムま
たはＣの未処理硫酸アンモニウムとをヘンシエル
ミキサーでブレンドし、20φ単軸ベント付スクリ
ユー押出機で下記条件にて混練し^*1、ペレタイズ
した。こうして製号した組成物を実施例７〜12と
同様にして試験片を作成し^*2、燃焼試験と吸水試
験を行つた。 各実施例および比較例における配合比および燃
焼試験、吸水試験の結果を表−３に示す。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリシロキサンを用いて処理した無機酸のア
   ンモニウム塩であつて防炎性を有するものを含有
   することを特徴とする難燃性樹脂組成物。 ２ 無機酸のアンモニウム塩の含有量が組成物全
   体に対して５〜70％である特許請求の範囲第１項
   記載の難燃性樹脂組成物。 ３ ポリシロキサンが硬化性ポリシロキサンであ
   り、このものをその表面に附着させ硬化処理した
   無機酸のアンモニウム塩を含有する特許請求の範
   囲第１項記載の難燃性樹脂組成物。 ４ 無機酸のアンモニウム塩であつて防炎性を有
   するものが硫酸アンモニウムである特許請求の範
   囲第１項記載の難燃性樹脂組成物。