JPH05148405A - 耐衝撃性の優れた難燃性スチレン系樹脂組成物 - Google Patents

耐衝撃性の優れた難燃性スチレン系樹脂組成物

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JPH05148405A
JPH05148405A JP31080791A JP31080791A JPH05148405A JP H05148405 A JPH05148405 A JP H05148405A JP 31080791 A JP31080791 A JP 31080791A JP 31080791 A JP31080791 A JP 31080791A JP H05148405 A JPH05148405 A JP H05148405A
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styrene resin
rubber
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pts
resin
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JP31080791A
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Hajime Nishihara
一 西原
Hiroaki Ishikawa
弘昭 石川
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐衝撃性の優れた難燃性スチレン系樹脂組成
物の提供。 【構成】 (A)ゴム変性スチレン系樹脂、(B)ポリ
フェニレンエーテル、(C)硫酸アンモニウム、及び
(D)赤リン及び/または有機リン化合物である含リン
難燃剤からなる樹脂組成物。 【効果】 従来の難燃剤を大幅に削減しても耐衝撃性を
保持しつつ、難燃性を飛躍的に向上させることが可能で
ある。この組成物は、高度な難燃性の要求される、家電
部品、OA機器部品等を初めとする広い用途分野に好適
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は難燃性に優れた樹脂組成
物に関する。更に詳しくは、ハロゲン化合物を含まない
難燃性、耐衝撃性スチレン系樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】HIPSに代表されるゴム変性ビニル芳
香族樹脂は、成形性、寸法安定性に優れることに加え、
耐衝撃性、剛性、電気絶縁性に優れていることから、家
電部品、OA機器部品を始めとする多岐の分野で使用さ
れるに至っている。近年、かかる分野で使用されるプラ
スチック材料に対し、安全上の問題から、難燃性の要求
が高まってきており、種々の難燃性規格が定められてい
る。易燃性のかかる樹脂に難燃性を付与する方法とし
て、種々の方法が考案されているが、ごく一般的には、
難燃効果の高い臭素化合物などのハロゲン化合物、及び
必要に応じ酸化アンチモンを樹脂に添加する方法が採用
されている。臭素化合物としては、デカブロモジフェニ
ルエーテル、テトラブロモビスフェノールA、ブロム化
フタルイミドなどの核臭素置換芳香族化合物が知られて
いるが、これらの難燃剤の添加による方法は優れた難燃
性が得られるものの、衝撃強度や熱変形温度が低下し、
場合によっては難燃剤が樹脂の成形品表面にブリード・
アウトして成形品外観を悪化させたりするなどの問題を
有していた。更にまた樹脂の成形時に、ハロゲン化合物
の熱分解により、人体に有毒なガスを発生したり、金型
及びスクリューを腐食するなどの問題を有していた。
【0003】このためハロゲン化合物を用いないで難燃
化する方法が検討されている。かかる方法として、樹脂
に水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水和
金属化合物を添加する方法が知られているが、充分な難
燃性を得るためには、上記水和金属化合物を多量に添加
する必要があり、樹脂本来の特性が失われるという欠点
を有していた。
【0004】一方、このような水和金属化合物を用いな
い方法として、ビニル芳香族樹脂、ポリフェニレンエー
テル、有機リン化合物、トリアジン及び/又はその誘導
体より選ばれる含窒素化合物よりなる難燃性樹脂組成物
(特開昭54−38348号公報、特開昭54−383
49号公報、欧州特許第311,909号明細書)、ポ
リフェニレンエーテル、スチレン系樹脂及び赤リンより
なる難燃性樹脂組成物(米国特許第4,461,874
号明細書)、ABS樹脂に赤リン、メラミン、熱架橋硬
化性樹脂を配合してなる難燃性樹脂組成物(特開昭61
−291643号公報)が提案されている。しかしなが
ら、上記特開昭54−38348号公報、特開昭54−
38349号公報、欧州特許第311,909号明細
書、米国特許第4,461,874号明細書及び特開昭
61−291643号公報に記載の樹脂組成物は、いず
れもハロゲン化合物を用いない有用な難燃性樹脂材料で
はあるが、流動性の低いポリフェニレンエーテルを主体
としているため、樹脂組成物の成形性だ劣るという問題
があった。
【0005】また更には、特開昭63−202639号
公報には、ポリオレフィン系またはポリスチレン系樹脂
と硫酸アンモニウムと水酸化アルミニウムとからなる難
燃性樹脂組成物が開示されている。しかしながら該公報
の組成物は、硫酸アンモニウムと水酸化アルミニウムと
を多量に用いているために、耐衝撃性が劣るという問題
があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状に鑑み、上記のような問題点のない、即ち、従来の
難燃剤を大幅に削減でき、かつ高度な難燃性と耐衝撃性
を有するスチレン系樹脂組成物を提供することを目的と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らはスチレン系
樹脂の難燃性の改良を鋭意検討した結果、従来の(A)
ゴム変性スチレン系樹脂と(B)ポリフェニレンエーテ
ルと(D)含リン難燃剤に対して、(C)硫酸アンモニ
ウムを組み合わせることにより、驚くべきことに従来の
難燃剤を大幅に削減しても、耐衝撃性を保持しつつ、難
燃性を飛躍的に向上させることが可能になることを見出
し、本発明に到達した。
【0008】即ち、本発明は、(A)ゴム変性スチレン
系樹脂、(B)ポリフェニレンエーテル、(C)硫酸ア
ンモニウム、及び(D)赤リン及び/または有機リン化
合物である含リン難燃剤からなる耐衝撃性の優れた難燃
性スチレン系樹脂組成物、とりわけ、(A)ゴム変性ス
チレン系樹脂と(B)ポリフェニレンエーテル両成分の
合計100重量部中に占める(B)成分が10〜30重
量部である樹脂成分100重量部に対して、(C)硫酸
アンモニウムが1〜30重量部、及び(D)含リン難燃
剤が1〜30重量部である耐衝撃性の優れた難燃性スチ
レン系樹脂組成物を提供するものである。
【0009】以下、本発明を詳しく説明する。本発明の
樹脂組成物は、(A)ゴム変性スチレン系樹脂、(B)
ポリフェニレンエーテル、(C)硫酸アンモニウム、及
び(D)含リン難燃剤よりなり、そのいずれを欠いても
発明の目的を達成することができない。本発明の上記
(A)成分のゴム変性スチレン系樹脂とは、ビニル芳香
族系重合体よりなるマトリックス中にゴム状重合体が粒
子状に分散してなる重合体をいい、ゴム状重合体の存在
下に芳香族ビニル単量体及び必要に応じ、これと共重合
可能なビニル単量体を加えて単量体混合物を公知の塊状
重合、塊状懸濁重合、溶液重合、または乳化重合するこ
とにより得られる。
【0010】このような樹脂の例としては、耐衝撃性ポ
リスチレン、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン共重合体)、AAS樹脂(アクリロニトリ
ル−アクリルゴム−スチレン共重合体)、AES樹脂
(アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレ
ン共重合体)等が挙げられる。ここで、前記ゴム状重合
体は、ガラス転移温度(Tg)が−30℃以下であるこ
とが必要であり、−30℃を越えると耐衝撃性が低下す
る。
【0011】このようなゴム状重合体の例としては、ポ
リブタジエン、ポリ(スチレン−ブタジエン)、ポリ
(アクリロニトリル−ブタジエン)等のジエン系ゴム及
び上記ジエンゴムを水素添加した飽和ゴム、イソプレン
ゴム、クロロプレンゴム、ポリアクリル酸ブチル等のア
クリル系ゴム及びエチレン−プロピレン−ジエンモノマ
ー三元共重合体(EPDM)等を挙げることができ、特
にジエン系ゴムが好ましい。
【0012】グラフト重合可能な単量体混合物中の必須
成分の芳香族ビニル単量体とは、例えば、スチレン、α
−メチルスチレン、パラメチルスチレン、p−クロロス
チレン、p−ブロモスチレン、2,4,5−トリブロモ
スチレン等であり、スチレンが最も好ましいが、スチレ
ンを主体に上記他の芳香族ビニル単量体を共重合しても
よい。
【0013】また、ゴム変性スチレン系樹脂の成分とし
て必要に応じ、芳香族ビニル単量体に共重合可能な単量
体成分を一種以上導入することができる。耐油性を高め
る必要のある場合は、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル等の不飽和ニトリル単量体を用いることができ
る。そして、ブレンド時の溶融粘度を低下させる必要の
ある場合は、炭素数が1〜8のアルキル基からなるアク
リル酸エステルを用いることができる。また更に、重合
体組成物の耐熱性を更に高める必要のある場合は、アク
リル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、N−置換マレ
イミド等の単量体を共重合してもよい。単量体混合物中
に占める上記ビニル芳香族単量体と共重合可能なビニル
単量体の含量は0〜40重量%である。
【0014】本発明のゴム変性スチレン系樹脂における
ゴム状重合体は、好ましくは5〜80重量%、更に好ま
しくは10〜50重量%、グラフト重合可能な単量体混
合物は、好ましくは95〜20重量%、更に好ましくは
90〜50重量%の範囲にある。この範囲外では、目的
とする重合体組成物の耐衝撃性と剛性バランスが取れな
くなる。更には、スチレン系重合体のゴム粒子径は、
0.1〜5.0μmが好ましく、特に0.2〜3.0μ
mが好適である。上記範囲外では、耐衝撃性が低下する
傾向を生ずる。
【0015】本発明の(B)成分のポリフェニレンエー
テル(以下PPEと略称する。)とは、下記式で示され
る結合単位からなるホモ重合体及び/又は共重合体であ
る。
【0016】
【化1】
【0017】但しR1 、R2 、R3 、R4は、それぞれ
水素、炭化水素、または置換炭化水素基からなる群から
選択されるものであり、互いに同一でも異なっていても
よい。このPPEの具体的な例としては、ポリ(2,6
−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、2,6−
ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノー
ルとの共重合体等が好ましく、中でも、ポリ(2,6−
ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)が好ましい。
かかるPPEの製造方法は特に限定されるものではな
く、例えば、米国特許第3,306,874号明細書記
載の方法による第一銅塩とアミンのコンプレックスを触
媒として用い,例えば、2,6キシレノールを酸化重合
することにより容易に製造でき、そのほかにも米国特許
第3,306,875号明細書、米国特許第3,25
7,357号明細書、米国特許第3,257,358号
明細書、及び特公昭52−17880号公報、特開昭5
0−51197号公報に記載された方法で容易に製造で
きる。本発明にて用いる上記PPEの還元粘度(0.5
g/dl、クロロフィルム溶液、30℃測定)は、0.
20〜0.70dl/gの範囲にあることが好ましく、
0.30〜0.60dl/gの範囲にあることがより好
ましい。PPEの還元粘度に関する上記要件を満たすた
めの手段としては、前記PPEの製造の際の触媒量の調
整などを挙げることができる。
【0018】また、本発明の(C)成分の硫酸アンモニ
ウムとは、通常の肥料用粒状の無機化合物であり、耐水
性やスチレン系樹脂との相溶性を向上させるために高級
脂肪酸、ポリシロキサン等で表面処理したものでもよ
い。更には、本発明の(D)成分の含リン難燃剤とは、
赤リン及び/または有機リン化合物からなる難燃剤であ
る。
【0019】上記赤リンの具体例としては、一般の赤リ
ンの他に、その表面をあらかじめ、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、水酸化チタンよ
り選ばれる金属水酸化物の皮膜で被覆処理されたもの、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜
鉛、水酸化チタンより選ばれる金属水酸化物及び熱硬化
性樹脂よりなる皮膜で被覆処理されたもの、水酸化アル
ミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、水酸化チ
タンより選ばれる金属水酸化物の皮膜の上に熱硬化性樹
脂の皮膜で二重に被覆処理されたものなども好適に用い
ることができる。
【0020】(D)成分の有機リン化合物としては、ホ
スフィン、ホスフィンオキシド、ビホスフィン、ホスホ
ニウム塩、ホスフィン酸塩、リン酸エステル、亜リン酸
エステル等を挙げることができる。より具体的には、メ
チルネオペンチルフォスファイト、ペンタエリスリトー
ルジエチルジフォスファイト、メチルネオペンチルフォ
スフォネート、フェニルネオペンチルフォスフェート、
ペンタエリスリトールジフェニルジフォスフェート、ジ
シクロペンチルハイポジフォスフェート、ジネオペンチ
ルハイポフォスファイト、フェニルピロカテコールフォ
スファイト、エチルピロカテコールフォスフェート、ジ
ピロカテコールハイポジフォスフェートなどを挙げるこ
とができる。
【0021】本発明の樹脂組成物において、(A)ゴム
変性スチレン系樹脂及び(B)ポリフェニレンエーテル
が樹脂成分を成形するが、上記樹脂成分の100重量部
中に占める(B)成分の割合は、10〜30重量部の範
囲が好ましい。(B)成分が10重量部未満では、炭化
残渣量が少なく難燃性が充分でなく、30重量部を越え
ると流動性が低下し、好ましくない。(B)成分のより
好ましい範囲は10〜25重量部である。
【0022】次に本発明の樹脂組成物は、(A)と
(B)の成分の合計100重量部に対して、(C)硫酸
アンモニウムが1〜30重量部、及び(D)含リン難燃
剤が1〜30重量部の範囲にあることが好ましい。ここ
で上記範囲を逸脱すると、難燃性または耐衝撃性が低下
し好ましくない。本発明の樹脂組成物は、上記各重合体
を市販の単軸押出機あるいは、二軸押出機などで例えば
溶融混練することなどにより得られるが、その際にBH
T等の酸化防止剤、紫外線吸収剤、錫系熱安定剤、ステ
アリン酸、ステアリン酸亜鉛等の滑剤、充填剤、補強
材、染料、顔料等を必要に応じて添加することができ
る。
【0023】このようにして得られた本発明の組成物を
例えば、射出成形または押出成形することにより、難燃
性と耐衝撃性の優れた成形品が得られる。
【0024】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれにより何ら制限を受けるもので
はない。なお、実施例、比較例における測定は、以下の
方法もしくは測定機器を用いて行った。 (1)難燃性 UL−94に準拠したVB(Vertical Bur
ning)法により評価した。(1/8インチ試験片) (2)アイゾット衝撃強度 ASTM−D256に準拠した方法で23℃で測定し
た。(Vノッチ、1/8インチ試験片)
【0025】
【実施例1】 (イ)ゴム変性スチレン系樹脂(HIPS)の製造 下記組成の重合原液を調製した。 ポリブタジエンゴム 8.0重量部 (旭化成工業(株)製NF−35A) スチレン 77.0重量部 エチルベンゼン 15.0重量部 α−メチルスチレンダイマー 0.06重量部 ステアリル3−(3,5−ジタ−シャリブチル 0.10重量部 −4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート 次いで上記重合原液を攪拌棒を備えた多段式反応機に連
続的に送液し、重合を行った。ゴム粒子の重量平均粒子
径が2.3ミクロン、最終反応機出の固形分濃度が80
重量%となるように、重合温度及び攪拌数を調節した。
引き続き重合液の脱揮装置に導き、ゴム含量10重量%
のゴム変性ビニル芳香族樹脂(HIPS)を得た。 (ロ)ポリフェニレンエーテル(PPE)の製造 酸素吹き込み口を反応機底部に有し、内部に冷却用コイ
ル、攪拌羽根を有するステンレス製反応機の内部を窒素
で充分置換したのち、臭化第2銅54.8g、ジーn−
ブチルアミン1110g、及びトルエン20リットル、
n−ブタノール16リットル、メタノール4リットルの
混合溶媒に2,6−キシレノール8.75kgを溶解し
て反応機に仕込んだ。攪拌しながら反応機内部に酸素を
吹き込み続け、内温を30℃に制御しながら180分間
重合を行った。重合終了後、析出したポリマーを濾別し
メタノール/塩酸混合液を添加し、ポリマー中の残在触
媒を分解し、さらにメタノールを用いて充分洗浄した後
乾燥し、粉末状のPPEを得た。還元粘度は0.55d
l/gであった。 (ハ)硫酸アンモニウム 市販の硫酸アンモニウム(和光純薬工業(株)製試薬特
級)を用いた((NH42 SO4 )と称する)。 (ニ)含リン難燃剤 有機リン化合物として、市販のトリフェニルフォスフェ
ート((大八化学工業所製)(TPPと称する))を用
いた。 (ホ)組成物の調製及び評価 上記HIPS/PPE/(NH4 2 SO4 /TPPを
重量比で74/26/7/19の比率で機械的に混合
し、東洋精機製作所製ラボプラストミルを用いて、溶融
温度230℃回転数50rpmで5分間溶融した。この
ようにして得られた重合体組成物から加熱プレスにより
1/8インチ厚の試験片を作製し、難燃性、及びアイゾ
ット衝撃強さの評価を行った。表1にその結果を示す。
【0026】
【実施例2】実施例1において、含リン難燃剤としてT
PPの他に市販の赤リン粉末〔(燐化学工業(株)製、
商品名ノーバエクセル150)(RPと称する)〕を用
いた。そして、組成物をHIPS/PPE/(NH4
2SO4 /TPP/RPとしてこれを重量比で77/2
3/8/12/0.9に変更すること以外、実施例1と
同一の実験を繰り返した。表1にその結果を示す。
【0027】
【比較例1】実施例1において、(NH4 2 SO4
加えないほかは、実施例1と同一の実験を繰り返した。
表1にその結果を示す。
【0028】
【比較例2】実施例1において、含リン難燃剤(RPと
TPP)を加えないほかは、実施例1と同一の実験を繰
り返した。表1にその結果を示す。
【0029】
【比較例3】実施例1において、HIPS/PPEの7
4/26の重量比になる樹脂成分100を、HIPS1
00に変更すること以外、実施例1と同一の実験を繰り
返した。表1にその結果を示す。
【0030】
【比較例4】実施例2において、(NH4 2 SO4
加えないほかは、実施例1と同一の実験を繰り返した。
表1にその結果を示す。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】本発明の組成物は、従来の難燃剤を大幅
に削減しても高度な難燃性と耐衝撃性を兼備したスチレ
ン系樹脂組成物である。この組成物は、家電部品、OA
機器部品等に好適であり、産業界に果たす役割は大き
い。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 71/12 LQP 9167−4J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ゴム変性スチレン系樹脂、(B)
    ポリフェニレンエーテル、(C)硫酸アンモニウム、及
    び(D)赤リン及び/または有機リン化合物である含リ
    ン難燃剤からなるスチレン系樹脂組成物。
JP31080791A 1991-11-26 1991-11-26 耐衝撃性の優れた難燃性スチレン系樹脂組成物 Withdrawn JPH05148405A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995021888A1 (fr) * 1994-02-09 1995-08-17 Foro Co., Ltd. Produit retardant la transmission de la combustion pour plastique et plastique ignifuge

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 19990204