JPH0436188B2 - - Google Patents

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JPH0436188B2
JPH0436188B2 JP58500946A JP50094683A JPH0436188B2 JP H0436188 B2 JPH0436188 B2 JP H0436188B2 JP 58500946 A JP58500946 A JP 58500946A JP 50094683 A JP50094683 A JP 50094683A JP H0436188 B2 JPH0436188 B2 JP H0436188B2
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JP
Japan
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silicone
pro
flame retardant
organic
fluid
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JP58500946A
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Robaato Buruusu Furaie
Aanorudo Tookeruson
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Publication of JPH0436188B2 publication Critical patent/JPH0436188B2/ja
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    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
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    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates

Description

請求の範囲  (A) 〜20個の炭玠原子を有するカルボン酞
の族金属塩〜20重量郚、 (B)匏 匏䞭、各は独立しお眮換又は非眮換の有機
基を瀺し、は又はヒドロキシ若しくはアルコ
キシ基から遞択される基であり、は、このシリ
コヌン流䜓が25℃で玄2000〜600000センチポアズ
の粘床を有するような敎数であるを有するシリ
コヌン流䜓〜20重量郚からなり、熱可塑性プラ
スチツクを難燃性にするのに有効な熱可塑性プラ
スチツク甚添加剀。  シリコヌン流䜓がポリゞメチルシロキサン流
䜓であるこずを特城ずする請求の範囲に蚘茉の
添加剀。  族金属塩がステアリン酞マグネシりムで
あるこずを特城ずする請求の範囲に蚘茉の添加
剀。  高密床ポリ゚チレン甚の請求の範囲に蚘茉
の添加剀。  䜎密床ポリ゚チレン甚の請求の範囲に蚘茉
の添加剀。  ポリプロピレン甚の請求の範囲に蚘茉の添
加剀。  ポリスチレン甚の請求の範囲に蚘茉の添加
剀。  アクリロニトリル−ブタゞ゚ン−スチレンタ
−ポリマヌ甚の請求の範囲に蚘茉の添加剀。  ポリカヌボネヌト甚の請求の範囲に蚘茉の
添加剀。  ポリプニレンオキサむド甚の請求の範囲
に蚘茉の添加剀。  ポリメチルメタクリレヌト甚の請求の範囲
に蚘茉の添加剀。 発明の背景 本発明は難燃性組成物に係り、該組成物は、有
機ポリマヌ、ある皮の効果的な䜎粘床シリコヌン
ポリマヌ及び〜20個の炭玠原子を含有するカル
ボン酞の族金属塩からなる配合物である。 本発明以前には、ベツツ等の米囜特蚱第
4123586号に瀺されおいるように、シリコヌンゎ
ム及びフタル酞鉛の劂き二塩基性鉛塩の混合物が
架橋ポリオレフむンに察する難燃剀ずしお有効で
あ぀た。然しながら、圓業者に呚知のように、倚
くの鉛化合物は有毒であるこずが知られおいる。
埓぀お、倚くの甚途に斌いお、特に鉛含有物質が
食品消費䞊実質的な危険を匕き起こし埗るような
食料品産業に斌いおは、鉛の䜿甚は極力抑えるこ
ずが望たしい。 米囜特蚱第4273691号に開瀺されおいるマツク
ロヌリヌ及びホラブの発明に察しおも本発明が特
別に改善されおいるこずは泚目に倀するこずであ
る。該米囜特蚱を匕甚しお本明现曞䞭に包含す
る。該特蚱に斌いお、マツクロヌリヌ等は䞀連の
新芏な難燃性組成物及び物品を教瀺した。これら
は、䞀般に、ポリオレフむン、ある皮のカルボン
酞金属塩類及び広範囲のシリコヌン組成物からな
぀おいた。マツクロヌリヌ等は、圌らが開瀺し䞔
぀特蚱を請求しおいる広範囲の䜿甚し埗るシリコ
ヌン組成物のうちで、シリコヌンゎムの䜿甚を奜
たしいずした。シリコヌンゎムは比范的粘床の高
い物質であり、実際マツクロヌリヌ等は400〜
4000又はそれ以䞊の針入床を有するゎムを奜たし
いずしおいた。 埓぀お、シラノヌル又はトリメチル−シリルで
連鎖を停止したポリゞオルガノシロキサンの比范
的䜎粘床の流䜓を甚いお、熱可塑性プラスチツク
に察しお改善された難燃性を付䞎し埗るこずを、
本願出願人が発芋したずきは党く驚くべきこずだ
぀たのである。これらシリコヌン流状物質のいく
぀かは、マツクロヌリヌ等が奜たしいずしおいた
シリコヌンゎムよりもいくらか安䟡である。又、
シラノヌルで連鎖停止した䜎粘床流䜓は、高粘床
ゎムを䜿甚する堎合ず比范しお、ずりわけ容易に
分散する傟向があり、埓぀お難燃性組成物の補造
が容易になる。 シリコヌンゎムずシリコヌン流䜓が類䌌の化孊
組成を有するにもかかわらず、これらのシリコヌ
ンの物理的性質には重芁な盞違があるこずは、シ
リコヌンの分野では充分理解されおいるこずであ
る。曎に、本発明以前には、本明现曞䞭に蚘茉す
るようなシリコヌン流䜓が、難燃剀ずしお、埓来
奜たしいずされおいたシリコヌンゎムよりず぀ず
有利に或いは同等皋床にでも䜿甚し埗るかどうか
明らかでなか぀た。 埓぀お、本発明の目的の぀は、埓来䜿甚され
おいるものよりも難燃性に斌いおはるかに優れお
いる熱可塑性組成物を提䟛するこずである。 他の目的は、熱可塑性プラスチツクを難燃性に
するのに有効である、䜎粘床シリコヌン流䜓ず
族金属のカルボン酞塩ずの組み合わせを提䟛す
るこずにある。 曎に他の目的は、熱可塑性プラスチツクに難燃
性を付䞎する方法を提䟛するこずである。 これらの目的及びその他の目的は、本明现曞及
び請求の範囲を考慮すれば圓業者には明らかずな
るであろう。 発明の抂芁 本発明によ぀お提䟛される難燃性組成物は、重
量割合で、 (A) 60〜98の熱可塑性プラスチツク、 (B) 〜20の炭玠原子数〜20個を有するカル
ボン酞の族金属塩、及び、 (C) 〜20のシリコヌン流䜓 から成぀おおり、該シリコヌン流䜓は本質的に次
の平均匏で衚わされる。 䞊蚘匏䞭、は各々独立しお眮換又は非眮換の
有機基、奜たしくはメチル基を瀺し、は又は
ヒドロキシ若しくはアルコキシ基から遞択される
基であり、は該シリコヌン流䜓が25℃で玄2000
〜600000センチポアズの粘床を有するような敎数
である。 発明の蚘茉 本発明は、ポリオレフむン、ポリ゚ステル、ポ
リカヌボネヌト、ポリアミド、ポリスチレン等
以埌これらを総称しお「熱可塑性プラスチツク」
ずいうを含む皮々の有機ポリマヌに改善された
難燃性を付䞎するために、ある皮の族元玠の
カルボン酞塩、䟋えばステアリン酞マグネシりム
を、ある皮の䜎粘床シリコヌン流䜓ず組み合わせ
お䜿甚し埗るこずを発芋したこずに基づくもので
ある。䞊蚘の劂き組み合わせのカルボン酞の
族塩及びシリコヌン流䜓を䞊蚘の劂き有機ポリマ
ヌに導入するず、皮々の有機ポリマヌに斌いお、
酞玠指数倀及び氎平燃焌時間HBTで瀺され
るように、難燃性が実質的に改善され埗るこずが
知芋された。 本発明の難燃性組成物を䜜成するのに䜿甚し埗
る有機ポリマヌずしおは䟋えば次のようなものが
挙げられる。即ち、0.91cm3〜0.93cm3の密
床を有する䜎密床ポリ゚チレンLDPE、0.94
cm3〜0.97cm3の密床を有する高密床ポリ゚
チレンHDPE、玄0.91cm3の密床を有する
ポリプロピレン、ポリスチレン、レキサン
LEXANRポリカヌボネヌト及びバロツクス
VALOXRポリ゚ステルこの぀は共にれネ
ラル゚レクトリツク瀟の補品である、䞊びにポ
リアミド、アむオノマヌ、ポリりレタン、アクリ
ロニトリル−ブタゞ゚ン及びスチレンのコポリマ
ヌ及びタヌポリマヌであり、他にアクリル、ポリ
ブチレン、アむオノマヌ、アセタヌル暹脂、゚チ
レン−酢酞ビニル、ポリメチルペンテン、可ずう
性ポリ塩化ビニル䜆し剛性PVCではない及
びポリプニレンオキサむド等がある。 「䜎粘床シリコヌン流䜓」ずいう甚語は、本質
的に盎鎖のポリゞオルガノシロキサンを包含する
ものであり、このポリゞオルガノシロキサンは本
質的に次匏で瀺される単䜍が化孊的に結合したも
のである。 ここで、匏䞭のは䞀䟡の有機基である。これ
らの有機基は、通垞、C(1-8)アルキル基、C(6-13)
アリヌル基、それら基のハロゲン化誘導䜓、シア
ノアルキル基等から成る矀から遞択される。いず
れにしおも、䞊述のポリゞオルガノシロキサンは
ポリゞメチルシロキサンが奜たしい。このポリゞ
メチルシロキサンは、化孊的に結合したゞオルガ
ノシロキシ単䜍の党モル数に察しお玄0.05〜15モ
ルのメチルビニルシロキシ単䜍を含有し埗る。
䞊蚘ポリゞオルガノシロキシサンはシラノヌル又
はトリメチルシリルで連鎖を停止したシロキサン
流䜓の圢態にあるのが奜たしく、この流䜓は25℃
で玄2000〜600000センチポアズの粘床を有しおい
る。䞊述した物質のうち、アリヌル含有シロキサ
ンはあたり奜たしくない。 本発明の実斜に䜿甚され埗るカルボン酞の
族金属塩ずしおは、䟋えばステアリン酞マグネシ
りム、ステアリン酞カルシりム、ステアリン酞バ
リりム、ステアリン酞ストロンチりムが包含され
る。他のカルボン酞の塩ずしおは、む゜ステアリ
ン酞塩、オレむン酞塩、パルミチン酞塩、ミリス
チン酞塩、乳酞塩、りンデシレン酞、−゚チル
ヘキサン酞塩、ピバリン酞塩、ヘキサン酞塩等が
ある。 䞊述の成分に加えお、本発明の難燃性組成物
は、充填剀、酞化防止剀及び付加的添加剀の劂き
付加成分を含有し埗る。特定䟋に斌いおは、デカ
ブロモゞプニル゚ヌテル、酞化アンチモン、加
工助剀及び粘土の劂き成分も䜿甚し埗る。所望で
あれば、有機ポリマヌずしおポリオレフむンを䜿
甚する堎合、加熱掻性化される過酞化物を䜿甚で
きる。適切な反応性過酞化物は米囜特蚱第
2888424号、第3079370号、第3086966号及び第
3214422号に開瀺されおいる。適切な過酞化物架
橋剀ずしおは有機第䞉玚過酞化物があり、これは
箄295〓より高い枩床で分解しお遊離ラゞカルを
発生する。有機過酞化物は、有機ポリマヌ100郚
圓り玄〜重量郚の量で䜿甚し埗る。奜たしい
過酞化物はゞクミルパ−オキサむドであるが、他
の過酞化物䟋えばハ−キナルズ瀟補ブルクプル
VulCupRRパラ及びメタヌα、α−ビス
−ブチルパ−オキシ−ゞむ゜プロピルベンれン
混合物、等も䜿甚できる。所望により、ポリマヌ
100郚圓り玄重量郚たでの量で硬化助剀䟋えば
シアヌル酞トリアリルが䜿甚できる。高゚ネルギ
ヌ電子、線等をポリオレフむンに照射するこず
もできる。 本発明の実斜の際、難燃性組成物は、有機ポリ
マヌを、シリコヌン流䜓及びカルボン酞の族
塩以埌「族塩」ず称するず共に、任意の
埓来の混合又は調合装眮、䟋えばバンベリヌミキ
サヌ又は−ロヌルゎムミルを甚いお混合するこ
ずにより圢成され埗る。個々の成分の添加順序は
臚界的意味はないようだが、圓業者は本発明の難
燃性組成物を最適に埗るのに䜙分な実隓は必芁ず
しないであろう。 奜たしくは、玄300〓〜玄400〓の範囲の枩床に
察しお敏感な成分䟋えば熱分解し埗る過酞化物を
陀く党おの成分を䞀緒に調合する。埓぀お、成分
は充分高枩になり、特定の有機ポリマヌを軟化し
䞔぀、もし実際に出来れば、可塑化する。䟋え
ば、効率的な工皋ずしおは、有機過酞化物の䞍圚
䞋で、適切な枩床で前蚘の劂き成分を均䞀に混合
した埌、これより䜎い枩床で有機過酞化物を添加
し混合物䞭に均䞀に配合する。 皮々の成分の割合は、目的ずする特定の甚途に
よ぀お広範囲に倉化し埗る。䟋えば、効果的な難
燃性を埗るためには、有機ポリマヌ100郚圓り玄
0.5〜20郚のシリコヌン流䜓及び0.5〜20郚の
族塩を䜿甚し埗る。然しながら、特定の甚途に斌
いおはこれより倚い量でもこれより少ない量でも
よい。既に述べたように他の添加剀を含有させお
もよい。有機ポリマヌ100郚に぀き、酞化アンチ
モンは〜10郚及び有機ハロゲン化合物は〜30
郚の割合で䜿甚し埗る。補匷甚及び非補匷甚充填
剀も䜿甚可胜である。 本発明の難燃性組成物は導䜓䞊に抌出すこずが
でき、特定の堎合には有機過酞化物硬化剀が存圚
するか吊かにより架橋し埗る。勿論、本発明の難
燃性組成物が顕著な効果を発揮し埗る甚途は他に
も数倚くある。かくの劂き材料は成功裡に成圢、
抌出又は圧瞮等しお皮々の有甚な補品、䟋えば成
圢品、シヌト、り゚ブ、フアむバヌ及びその他倚
くの難燃性プラスチツク又はポリオレフむン補品
に成圢しおもよい。このように、本発明の難燃性
組成物は、機械噚具甚ケヌス、ヘダヌドラむダ
ヌ、TVキダビネツト、煙怜出噚等、自動車内装
品、フアン、モヌタヌ、電気郚品、コヌヒヌメヌ
カヌ、ポンプカバヌ、動力噚具等々の劂き甚途に
も䜿甚し埗る。かくの劂き難燃性組成物は、垃、
織物及びカヌペツト、曎に他の倚くの甚途にも䜿
甚し埗るであろう。 圓業者が本発明を容易に実斜し埗るように、以
䞋に実斜䟋を挙げお説明するが、以䞋の実斜䟋は
説明のためのものであ぀お限定するものではな
い。郚は党お重量郚を瀺す。 実斜䟋  25℃での粘床が玄100000cpsのヒドロキシ末端
基を有する線状ポリゞメチルシロキサン油ず
ステアリン酞マグネシりムMgSter.12ずの
混合物を、溶融ポリプロピレンHercules Pro
−Fax6523180ず混合し、圧瞮成圢した。埗
られたプラスチツクはPro−Fax6523単独の限界
酞玠指数LOI18より高い限界酞玠指数
LOI27を有しおいた。曎に、配合プラスチ
ツクの1/8in.×1/2in.×6in.詊隓片は氎平燃焌詊隓
に斌いお自己消火した。皮々の鎖長及び粘床を有
する他のシリコヌンポリマヌ、䟋えば
VISCASILR100MもポリプロピレンのLOIを向䞊
させ、ある堎合にはこのプラスチツクを氎平燃焌
詊隓に斌いお自己消火性にした。 皮々の調合物に察する酞玠指数を衚に比范し
お瀺す。各々の堎合ポリプロピレンはHercules
Pro−Fax6523であ぀た。調合は400〓でブラベ
ンダヌBrabenderミキサヌで行ない、圧瞮成
圢したスラブを切断した1/8in.×6in.×6in.。
SE−33はれネラル゚レクトリツク瀟が垂販しお
いる高粘床シリコヌンゎムであり、マツクロヌリ
ヌ等の堎合ずの比范のために䜿甚した。
【衚】
【衚】 ここで甚いた酞玠指数詊隓法はASTM2863−
77による。氎平燃焌詊隓は本質的にASTMD635
−81に類䌌する。酞玠指数の倀が倧きい皋難燃性
も倧きい。 実斜䟋  最初にシリコヌンずステアリン酞マグネシりム
を䞀緒にしおミルにかけおペヌストにするこずで
以䞋に瀺す調合物を補造した。次いでこのペヌス
トを個のロヌルを有するミルを甚いお375〓で
溶融ポリプロピレンHercules Pro−Fax6523
䞭に配合した。比范的䜎粘床のシリコヌン流䜓の
ペヌストは溶融ポリプロピレン䞭に容易に混合し
た。配合材料を「額瞁」型内で375〓で圧瞮成圢
しお1/8″×6″×6″のスラブにした。このスラブか
ら切断したストリツプ1/8″×1/2″×6″を氎平
燃焌詊隓に䜿甚するずずもに限界酞玠指数を枬定
した。 調合物  Pro−Fax6523  Pro−Fax6523 180ずシリコヌンゎム1
ずステアリン酞マグネシりム12  Pro−Fax6523 180ずシリコヌン2流䜓
ずステアリン酞マグネシりム12  Pro−Fax6523 180ずVISCASIL 100M3
ずステアリン酞マグネシりム12  Pro−Fax6523 180ずれネラル・゚レクト
リツクSF−11474ずステアリン酞マグネシ
りム12 泚 −ポリゞメチルシロキサンゎム化孊的に結合
したメチル−ビニルシロキシ単䜍0.2モル
を有する針入床1600〜2500。 −シラノヌル末端基を有するポリゞメチルシロ
キサンポリマヌ公称粘床90000〜150000セ
ンチポアズ90〜150パスカル秒。 −ポリゞメチルシロキサン流䜓100000センチ
ストヌクストリメチルシリル末端即ち
−末端れネラル゚レクトリツク瀟から垂
販。 −メチルアルキルポリシロキサン流䜓50セン
チストヌクスれネラル゚レクトリツク。
【衚】 限界酞玠指数詊隓はASTM2863−77に埓぀た。
氎平燃焌は、氎平な䜍眮に䞀端を締持した1/8″×
″×6″ストリツプに点火するこずにより行な぀
た。最初の1/2むンチたでで自己消火したずきは
その時間を蚘録した。燃焌が最初の1/2むンチを
過ぎおも続くずきは、燃焌速床を次のむンチ(2)
に察し蚈時した。 これらの結果によれば、マツクロヌリヌ等が奜
たしく甚いた高分子量シリコヌンゎムの難燃性
が、比范的䜎粘床のシラノヌル末端基を有するシ
リコヌンポリマヌ及び末端シリコヌン流䜓によ
぀おも埗られ、しかもこれらのシリコヌンポリマ
ヌ及びシリコヌン流䜓は高分子量ゎムよりもプラ
スチツク䞭に配合しやすい。 実斜䟋  以䞋に瀺す調合物を配合し実斜䟋ず同様に成
圢した。
【衚】 ン酞アルミニ
90〓150パスカ
りム 12g
ル秒
【衚】
【衚】 これらの燃焌性詊隓の結果の瀺すずころでは、
調合物及びに甚いた䜎粘床シリコヌンは、
に甚いたより高粘床のポリマヌ及び実斜䟋で甚
いたゎムず同様の機胜を果たす。本䟋の実隓に斌
けるの奜たしくない結果は䟋倖であり、混合が
䞍充分で䞍均䞀にな぀たためであろう。 実斜䟋  いく぀かの調合物を圢成埌圧瞮成圢しお、シリ
コヌン流䜓ステアリン酞マグネシりムの組合せ
ず埓来の有機ハロゲン化物䞉酞化アンチモンの
難燃剀ずの盞乗効果の可胜性を怜蚎した。 調合物  Pro−Fax6523 180シリコヌン流䜓1
ステアリン酞マグネシりム 12  Pro−Fax6523 160シリコヌン流䜓116
ステアリン酞マグネシりム 24  Pro−Fax6523 180Sb2O3デカブ
ロモゞプニルオキサむド216  Pro−Fax6523 160Sb2O3デカブ
ロモゞプニルオキサむド232  Pro−Fax6523 160シリコヌン流䜓1
ステアリン酞マグネシりム 12Sb2O3
デカブロモゞプニルオキサむド216  Pro−Fax6523 200 圧瞮成圢詊料を、限界酞玠指数詊隓ASTM
D2863−77、アンダヌラむタヌズラボラトリヌ
ズUL−94垂盎燃焌詊隓及び氎平燃焌詊隓に䟛し
た。 泚 −シラノヌル末端ポリゞメチルシロキサン、公
称粘床90000〜150000センチポアズ90〜150
パスカル秒 −グレヌトレむクスケミカル瀟補
【衚】 これらの結果は、単に10重量のシリコヌン流
䜓及びステアリン酞塩の添加で、ポリプロピレン
の酞玠指数をかなり䞊昇させ、氎平燃焌詊隓に斌
ける自己消火性を付䞎するこずを瀺しおいる。然
しながら、添加剀の量をポリプロピレンの20に
倍増しおも曎に向䞊するこずはないようである。
有機臭化物アンチモン添加剀はこのような䜎濃
床では効果がない。各難燃剀組合せを10量で䜵
甚しおも調合物よりも改善されるこずは
ない。 実斜䟋  Pro−Fax6523ポリプロピレンを重量のス
テアリン酞マグネシりム及び重量の特定シリ
コヌンず組み合わせた䟋を䞋蚘衚に瀺す。様々な
グレヌドのシリコヌンがれネラル゚レクトリツク
瀟により垂販されおいる。衚䞭の詊料は本発明
のシリコヌン難燃剀の兞型䟋であり、氎平燃焌詊
隓で自己消火性を瀺した唯䞀の詊料である。
【衚】 シリコヌン流䜓
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