JPH0411662A - 難燃剤及び該難燃剤を含有した熱硬化性難燃性樹脂組成物 - Google Patents

難燃剤及び該難燃剤を含有した熱硬化性難燃性樹脂組成物

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JPH0411662A
JPH0411662A JP11167690A JP11167690A JPH0411662A JP H0411662 A JPH0411662 A JP H0411662A JP 11167690 A JP11167690 A JP 11167690A JP 11167690 A JP11167690 A JP 11167690A JP H0411662 A JPH0411662 A JP H0411662A
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、熱硬化性樹脂に対して新規な難燃剤(自己消
火性)を添加した熱硬化性難燃樹脂組成物に関する。
(従来の技術及び解決しようとする課題)熱硬化性樹脂
は、すぐれた各種性能を有するため、電気、電子絶縁材
料、塗料、複合材料、接着剤等広範に使用されている。
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂などが
知られているが、通常、これらは可燃性である為、難燃
性(自己消火性)を得るためにリン系難燃剤やハロゲン
系難燃剤を添加している。
これらの難燃剤は、樹脂を成形加工する時、あるいは成
形後の製品を使用する時に受ける熱に耐える耐熱性や強
度、あるいは耐水性が必要とされる。しかし、これまで
難燃剤として使用されてきたリン含有化合物は添加型で
あった為、成形物としての性能向上には寄与せず、また
、添加型リン系難燃剤は樹脂との混合後の安定性や耐水
性に問題があった。他方、添加型ハロゲン系難燃剤は、
比重が大きい為、樹脂との相溶性か悪く分離(ブリード
)しやすい等の問題があった。そして、リン含有化合物
と臭素化合物と併用することで、さらに難燃効果をあげ
ることが可能であることも知られていたが、これらの難
燃剤は、添加型のため、やはり成形物としての性能向上
には寄与しなかった。
本発明は、上述のように耐熱性や耐水性、ブリード性と
いった点で性能が低下するといった問題のある添加型難
燃剤に代わり、新規な難燃剤を使用することによって、
従来品以上の耐熱性をはじめ、緒特性に優れた新規な熱
硬化性難燃樹脂組成物を提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の要旨は、熱硬化性樹脂に対して、難燃剤として
エポキシ樹脂に下記式(1)で示されるリン化合物をエ
ポキシ基1モルにだいし0.05〜0.45モルの比率
で反応させて得られるエポキシ化合物を添加する事を特
徴とする、熱硬化性難燃樹脂組成物である。
(以下余白) すなわち、本発明は、熱硬化性樹脂に対して、エポキシ
基とリン含有化合物とを反応させて得られたエポキシ基
を含有する反応生成物を、反応性難燃剤として添加し、
樹脂成形物に難燃性を付与すると共に、エポキシ基と熱
硬化性樹脂の官能基とを反応させて成形物としての性能
向上を図るものである。
本発明について詳細に説明する。
本発明で使用する反応性難燃剤は、式(1)で示される
10− (2,5−Dihydroxyphenyl 
)−108−9−oxa−10−phosphaphe
nanthrene−10−oxideなるリン化合物
とエポキシ樹脂とを、所定のモル比で反応させてリン化
合物中にエポキシ基を導入することによって得られる。
すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基1モルに対して
、式(1)で示されるリン化合物を0.05〜0.45
モルの割合で反応させることによって得られる。エポキ
シ樹脂中のエポキシ基1モルに対して、リン化合物が0
.05モルより少ないと難燃性が充分改良されず、又0
.45モル以上では難燃性の向上は期待出来るものの粘
度が高すぎ、熱硬化性樹脂中に分散が行ない難く、好ま
しくない。
式(1)で示されるリン化合物とエポキシ樹脂との反応
は、公知の方法によればよく、例えば金属酸化物、無機
塩基、有機塩基及びその塩類や、いわゆるオニウム化合
物などを触媒とする方法等がある。
反応に使用するエポキシ樹脂としては、ビスフェノール
AやビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノール
ノボラック、オルソクレゾールノボラックに代表される
グリシジルエーテル類、テトラブロモビスフェノールA
′やテトラブロモビスフェノールFに代表されるハロゲ
ン化グリシジルエーテル類、テトラグリシジルジアミノ
ジフェニルメタンやテトラグリシジルジアミノジフェニ
ルスルフォンに代表されるグリシジルアミン類など公知
のエポキシ樹脂を単独、若しくは、混合して使用するこ
とが出来る。
本発明における熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂フ
ェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
などであるが、もっとも好ましい樹脂としては、エポキ
シ樹脂である。
すなわち、エポキシ樹脂の場合、該エポキシ樹脂とリン
化合物と反応させて得られたエポキシ化合物は、変性エ
ポキシ樹脂として本発明の熱硬化性樹脂を構成するので
ある。
本発明にがかる難燃性樹脂組成物は、硬化剤を使用して
硬化させる。使用する硬化剤としては、酸無水物、ポリ
アミン系化合物、フェノール系化合物、その他、慣用さ
れている硬化剤のいずれでもよく、エポキシ樹脂とリン
化合物との反応生成物である変性エポキシ樹脂の場合、
硬化剤の配合量は、変性エポキシ樹脂1当量に対して0
.5〜1.2当量で・ある。
本発明にかかる熱硬化性樹脂組成物は、目的に応じて、
通常使用されている添加剤を添加することができる。例
えば、石英粉、酸化チタン、アルミナ等の慣用されてい
る充填材、或は、顔料、着色剤等が必要に応じて配合さ
れる。
(実施例) 次に実施例(製造例、使用例)及び比較例(比較製造例
、使用例)をあげて本発明を具体的に説明する。
実施例における硬化物の物性値は、下記の測定法によっ
て行なった。
Tg: デュポン社製粘弾性スペクトロメーターDMA
980を使用して2℃/minの昇温速度で測定し、t
anδでの値を示した。
煮沸吸水率:100℃で1時間浸漬したときの吸水率 加圧吸水率=120℃X1hrの強制吸湿試験により吸
水したときの吸水率 耐燃性、曲げ強さ及び曲げ弾性率: JIS K 69
]1に準拠して測定した測定値 耐燃性において、測定値1以下とは試験片の2回接炎共
、フレーミング時間が1秒以下であった。
2つの数字は1回目の接炎と2回目の接炎によるフレー
ミング時間を示す。
製造例1゜ 臭素化エポキシ樹脂、エポトートYDB−400(東部
化成株式会社製、テトラブロモビスフェノールA、ジグ
リシジルエーテルエポキシ当量、以下EEWと記す40
0 g /eq臭素分49.0%)442 gと1O−
(2,5−Dihydroxyphenyl)−1O8
−9−oxa−] 0−phosphaphenant
hrene−10−oxide(三光化学株式会社製商
品名0CA−)(Q分子量324.3)104.5 g
とを、反応触媒としてテトラメチルアンモニウムクロラ
イド0.5gを水溶液として用い、0CA−)IQとエ
ポキシ基のモル比0、292/1 (以下P/Eと略す
)で100〜180℃の温度で、5時間反応させた後、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポトートYD−1
28(東部化成株式会社製EEW 187 g /eq
)453.5 gを添加しEEw346 g /eq臭
素分21.7% リン分]、0%の樹脂Aを得た。
製造例2゜ YDB−400442g YD−128453,5g 
HCA−HQ 104゜5gを製造例1.と同条件で反
応させ(P/E=0.091/1)EEW 350 g
 /eq臭素分21.7% リン分1.0%の樹脂Bを
得た。
製造例3゜ YD−128453,5g HCA −HQ104.5
gを製造例1゜と同条件で反応させた後、(P/E =
 0.133/ ] )YDB −400442gを添
加しEEW355 g /eq臭素分21.7% リン
分1.0%の樹脂Cを得た。
比較製造例1゜ YDB−400442g YD−128244gビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、エボトートYD−011(
東部化成株式会社製EEW 475 g /eq)21
4 g  トリフェニルフォスファイト(株式会社大八
化学工業所製商品名TP−1リン分10%)100gを
100〜120℃で撹拌混合し溶解してEEw 350
 g /eq臭素分21.7% リン分1.0%の樹脂
りを得た。
比較製造例2゜ YDB−400442g YD−128179g YD
−011379gを100〜120℃で撹拌混合し溶解
してEEw 350 g /eq臭素分2】、7%の樹
脂Eを得た。
実施例1〜3及び比較例]〜2 以上、得られた変性エポキシ樹脂に硬化剤としてメチル
化THPA日立化成工業株式会社製商品名)IN−22
00、硬化促進剤として、2エチル−4メチルイミダゾ
ール(以下、2g4MZ)四国化成工業株式会社製を配
合し、120℃で1時間、150℃で1時間、更に17
0℃で1時間加熱して硬化させた。
得られた硬化物中のリン分、臭素分及び硬化物特性を測
定した。その結果を第1表に示す。
製造例4.YDB−400361,5g YD−128
429,5g HCA −HQ209 gを製造例1.
と同条件で反応させ(P/E=0.201/1) EE
W 550g/eq臭素分17.7%リン分2゜0%の
樹脂Fを得た。
比較製造例3゜ YDB−400361,5g YD−011438,5
g  トリフェニルフォスファイト200gを100〜
120℃で撹拌混合してEEW547 g /eq臭素
分17.7% リン分2.0%の樹脂Gを得た。
製造例5゜ YD−128108,5g HCA−HQ 66.5g
を製造例1.と同条件で(P/E=0.353/l)反
応させた後、臭素化エポキシ樹脂エボトートYDB−5
00(東部化成株式会社製エポキシ当量515 g /
eq臭素分21.5%)825gを添加しEEwsss
 g /eq臭素分17.7% リン分0゜64%の樹
脂Hを得た。
比較製造例4゜ YDB−500825g  ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂エボトートYD−012(東部化成株式会社製E
EW650 g /eqH11g トリフェニルフォス
ファイト64gを100〜120℃で撹拌混合し溶解し
てEEW565 g /eq臭素分17.7% リン分
0.64%の樹脂Kを得た。
実施例4.5及び比較例4.5 以上、得られた変性エポキシ樹脂をメチルエチルケトン
溶液としくNV=80%)、硬化剤として、ジシアンジ
アミドをジシアンジアミド/メチルセロソルブ/ジメチ
ルホルムアミド・4/15/15の溶液を、硬化促進剤
として2E4MZ、四国化成工業株式会社製を、それぞ
れ使用し、更に、メチルエチルケトンを追加して固形分
50χのワニスとした。
カラスフD 7!、 (WEA−18に一1O5BZ2
) 日東紡株式会社製、に前記の樹脂ワニスを含浸させ
、B−ステージ化後、プリプレグ8ブライの上下に三井
金属鉱業株式会社製、銅箔(3EC,厚さ35μ)を重
ねて加熱加圧硬化し、厚さ1.6■樹脂分約42%の積
層板を作製した。
得られた積層体の物性値は第2表に示す。
実施例6及び比較例5 先に得たエポキシ樹脂B及びエポキシ樹脂りを使用し、
この樹脂をメチルエチルケトンに溶解させ、メチルエチ
ルケトン溶液(NV=50%)とし、硬化剤として、フ
ェノールノボラック樹脂(東部化成株式会社製軟化点9
8℃)のメチルエチルケトン溶液(NV・50%)を、
硬化促進剤として2E4MZ (四国化成工業株式会社
製)をそれぞれ使用し、第3表に示した条件で硬化させ
て積層物を得た。
得られた積層体の物性値を第3表に示す。
第3表 (発明の効果) 以上の結果からも明らかな様に、本発明にかかる熱硬化
性樹脂であるエポキシ樹脂のエポキシ基とリン化合物と
の反応させて得た変性エポキシ化合物は、添加型難燃剤
を添加した場合に比して、耐熱性や耐水性、耐燃性等の
物性に優れていることが分かる。また、難燃剤としてリ
ンとハロゲンを併用すると、相互作用によって各々単独
の場合に比べ使用量を減らせる事が知られているが、本
発明によれば一分子骨格中にリンとハロゲンを導入する
事も出来る為、良好な難燃性を有する新規な熱硬化性難
燃樹脂組成物を提供できるもので、産業界にとって非常
に有益である。
呂願人 東部化成株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 熱硬化性樹脂に対して、難燃剤としてエポキシ樹脂に下
    記式(1)で示されるリン化合物をエポキシ基1モルに
    対し0.05〜0.45モルの比率で反応させて得られ
    るエポキシ化合物を添加したことを特徴とする、熱硬化
    性難燃樹脂組成物。 式(1) ▲数式、化学式、表等があります▼
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