JPH05339510A - 難燃樹脂組成物 - Google Patents

難燃樹脂組成物

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JPH05339510A
JPH05339510A JP17739792A JP17739792A JPH05339510A JP H05339510 A JPH05339510 A JP H05339510A JP 17739792 A JP17739792 A JP 17739792A JP 17739792 A JP17739792 A JP 17739792A JP H05339510 A JPH05339510 A JP H05339510A
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JP
Japan
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flame
weight
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resin
flame retardant
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JP17739792A
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Inventor
Tetsuo Nakanishi
鉄雄 中西
Mitsuo Asai
光雄 浅井
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼時に有毒ガスを生じないのみならず、炎
焼物の滴下を防止することのできる難燃樹脂組成物を提
供すること。 【構成】 熱可塑性樹脂
100重量部、 Ra Si(OR’)b (4-a-b)/2 (但し、Rは同種又は異種の非置換又は置換1価炭化水
素基、R’は水素原子或いは炭素数が1〜4である同種
又は異種の非置換又は置換1価炭化水素基、aは0.1
≦a≦3.0、bは0.01≦b≦0.5の数であ
る。)で表され、分子量が500〜10万であるオルガ
ノポリシロキサン樹脂 1〜50重量部、 リン酸エステル 1〜50重量部、及び 金属水酸化物 20〜200重量部 からなる難燃樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は難燃樹脂組成物に関し、
特に燃焼時に有毒ガスなどを生じない安全性の高い難燃
樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来技術】従来、熱可塑性樹脂の難燃化は、主にハロ
ゲン系の難燃剤、リン系の難燃剤及び三酸化アンチモン
などを単独或いは複合的に用いることによって達成され
てきたが、特にハロゲン系燃焼剤とリン系難燃剤とを組
み合わせた場合には、相乗的に難燃性が向上することが
知られている。
【0003】しかしながら、ハロゲン系難燃剤や三酸化
アンチモンを用いた場合には、燃焼時に、ハロゲン化水
素やハロゲン化アンチモンなどの毒性の高いガスが発生
することが知られている。そこで、難燃樹脂を用いた多
くの家電製品が一般家庭に普及した近年においては、難
燃性が高いのみでは足らず、有毒ガスなどが生じない安
全性の高い難燃樹脂が要求されていた。
【0004】この様な情勢の中で、ノンハロゲン系物質
による難燃化の追求が盛んに検討されており、シリコー
ンオイル或いはシリコーン樹脂を用いた難燃化が近年注
目されている。これはシリコーンオイルやシリコーン樹
脂が、それ自身難燃性であるのみならず、燃焼時でも有
毒なガスが発生しない、毒性の極めて低い化合物である
ことによる。
【0005】この様なシリコーンの性質を用いた例とし
ては、例えば、金属水酸化物の表面をシランカップリン
グ剤で表面処理して難燃剤の耐熱性を上げた例や、架橋
性のシリコーンオイルと所謂MQレジンと呼ばれるシリ
コーン樹脂とを用いてノンハロゲン化を達成したものが
報告されている他、リン系の難燃剤と併用したものも報
告されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
難燃剤も、溶融粘度の高いスチレン系の樹脂に対しては
効果が乏しく、特に燃焼時の炎焼滴下物を防止すること
ができないという欠点があった。
【0007】そこで、本発明者は、種々のシリコーン化
合物を用いて難燃化について検討した結果、一般式、M
T、MDT、T或いはDTで表されるオルガノポリシロ
キサンの中から選択される少なくとも1種のオルガノポ
リシロキサンと或種のリン系難燃剤及び金属水酸化物と
を組み合わせた場合には、炎焼滴下物が防止されること
を見出し、本発明を完成するに至った。ここで、T、
D、及びMは夫々、有機基を3個、2個、或いは1個有
するオルガノポリシロキサンである。従って本発明の目
的は、燃焼時に、有毒ガスを生じないのみならず、炎焼
物の滴下を防止することのできる難燃樹脂組成物を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
熱可塑性樹脂100重量部、 Ra Si(OR’)
b (4-a-b)/2 で表され、分子量が500〜10万であ
るオルガノポリシロキサン樹脂 1〜50重量部、リ
ン酸エステル 1〜50重量部、及び金属水酸化物
20〜200重量部からなる難燃樹脂組成物によって達
成された。
【0009】本発明で使用する熱可塑性樹脂は公知のも
のの中から適宜選択することができるが、特にポリオレ
フィン系樹脂であるポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、HIPS、ポリカーボネート、ポリ塩化ビ
ニル、アクリロニトリル、ブタジエン・スチレン共重合
体及びアクリロニトリル・スチレン共重合体などが好適
な樹脂として挙げられる。
【0010】本発明に用いられる成分としてのオルガ
ノポリシロキサンは、一般式Ra Si(OR’)b
(4-a-b)/2 で表され、ここで、Rは、同種又は異種の非
置換若しくは置換の1価炭化水素基であり、特に、メチ
ル基、エチル基、ビニル基又はフェニル基であることが
好ましい。R’は水素原子、若しくは、炭素数が1〜4
の同種又は異種の非置換若しくは置換の1価炭化水素基
であり、その具体例としては、メチル基、エチル基及び
プロピル基が挙げられる。aは0.1≦a≦3.0、好
ましくは1.0≦a≦2.0の数であり、bは0.01
≦b≦0.5、好ましくは0.01≦b≦0.05の数
である。上記オルガノポリシロキサンの分子量は500
〜10万、好ましくは1,000〜10,000であ
る。
【0011】本発明に用いられるオルガノポリシロキサ
ンは、特に100℃〜300℃の範囲において硬化可能
なオルガノポリシロキサンであり、樹脂の燃焼時に硬化
を開始して樹脂の溶融滴下を防止する性能を持つ化合物
である。これらのオルガノポリシロキサンは、常温で液
体又は固体であり、高温で硬化するようにシロキサン末
端あるいは側鎖部分にアルコキシ基若しくはヒドロキシ
基を適量含有したシリコーンである。上記硬化反応のた
めに、必要に応じて触媒を添加しても良い。
【0012】前述のオルガノポリシロキサンは、メチル
トリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、メチル
トリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリクロロシランのような3官能のオルガノシラン
と同様に、1或いは2官能のオルガノシランを加水分解
或いは共加水分解することにより得られる。
【0013】これらのオルガノポリシロキサンは、熱可
塑性樹脂100重量部に対して1〜50重量部添加され
るが特に、5〜10重量部添加することが好ましい。1
重量部以下の添加では、本発明の特徴であるドリップ防
止効果が不充分であり、50重量部以上の添加は樹脂の
強度を著しく損なうために適当ではない。
【0014】本発明で使用するリン酸エステルは、リン
系難燃剤に分類されるものである。リン系難燃剤は、燃
焼時に熱分解して生成するポリリン酸の脱水作用により
樹脂の炭化を促進し、更に樹脂表面に不揮発性の保護被
膜を形成して難燃化を達成することが知られている。
【0015】本発明で使用することのできるリン酸エス
テルとしては、TPP(トリフェニルホスフェート)、
TCP(トリクレジルホスフェート)、CPP(クレジ
ルジフェニルホスフェート)などのリン酸エステル系化
合物及びポリリン酸エステルが好適なものとして挙げら
れる。本発明においては、ポリリン酸アンモニウムの様
な特殊なリン系難燃剤を併用することもできる。
【0016】TPP、TCPやCPPなどの比較的低分
子量のリン系難燃剤では、分解温度が低い上可塑性を有
するなどの特徴を持つ。従って可塑性を必要としない場
合や樹脂を高温で練り混む場合には、ポリリン酸エステ
ルが使用される。また、ポリリン酸アンモニウム系の化
合物では、ポリリン酸の被膜と共にアンモニアガスが発
生し樹脂周辺の酸素ガスを希釈する効果があるが、アン
モニアガスも有毒であるのであまり多用することはでき
ない。
【0017】リン酸エステルは、熱可塑性樹脂100重
量部に対して1〜50重量部添加されるが、特に10〜
30重量部添加することが好ましい。1部重量以下では
難燃効果が低く、50重量部以上の添加は樹脂強度の低
下を促進すると共に成形樹脂の外観を損なうことがあ
る。
【0018】本発明で使用する金属水酸化物は、無機系
難燃化剤として分類されるものである。無機系難燃剤に
要求される特徴は、無毒性であること、低発煙性である
こと、及び腐食性の有毒ガスを発しないことが挙げられ
る。これらに適合した安全性の高い無機系難燃剤とし
て、本発明においては金属水酸化物を使用する。
【0019】本発明で使用する金属水酸化物としては、
アルミニウム三水和物やマグネシウム二水和物が好適で
あり、難燃性が若干低下するものの、アルミン酸カルシ
ウムなども使用される。また、使用が許される場合に
は、三酸化アンチモンも適宜利用できる。
【0020】合成樹脂が高温での溶融混練り作業を必要
とするものである場合には、マグネシウム二水和物が最
も好ましく使用される。これは、アルミニウム三水和物
を使用した場合には、180℃付近から結晶水の放出が
始まるために、成形樹脂に発泡を生じることがあるため
である。即ち、マグネシウム二水和物の結晶水放出は、
350℃と通常用いられている汎用樹脂の可塑化温度よ
りも高い値となっている。
【0021】又、金属水酸化物は、空気中の湿気を吸収
して樹脂の絶縁性を損なう場合があるため、耐水絶縁性
を必要とする場合には、シラン処理や高級脂肪酸による
処理が行われるが、本発明では、硬化性のポリシロキサ
ンを同時に樹脂に練り混む事から、特に上記の如き処理
を必要としない。金属水酸化物は熱可塑性樹脂100重
量部に対して10〜200重量部添加されるが、10重
量部以下では難燃効果が低く、200重量部以上の添加
は樹脂強度を著しく損なう。従って好ましい添加量は3
0〜100重量部である。
【0022】本発明において、難燃剤を樹脂に練り混む
にあたって注意すべき点は、樹脂の温度である。特に、
硬化性のポリシロキサンは150〜300℃までの幅広
い硬化温度範囲を持っているので、各々の硬化性ポリシ
ロキサンによって難燃剤を使い分ける必要がある。
【0023】前記金属水酸化物の場合と同様に、リン系
難燃剤の場合にも化合物によって分解温度が決まってお
り、低分子量のリン酸エステルでは分解温度が200℃
以下の場合もある。難燃剤の添加に際しては、ホッパー
により順次添加して混練りする方法が実施される。難燃
剤の添加順序は任意であるが、できるだけ低温で樹脂を
扱うために、可塑効果のあるリン系難燃剤を先に加える
ことが好ましい。
【0024】又、あらかじめ全ての難燃剤を混合してペ
ースト状にしてから樹脂に添加することもできる。以上
の難燃剤の他に赤リンやカーボンブラックまたは酸化チ
タンや白金などの難燃助剤、或いは従来から樹脂に添加
されている酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤など
の各種の安定剤や補強性充填剤も必要に応じて、同様に
添加される。
【0025】
【発明の効果】以上、詳述した如く、本発明の難燃樹脂
組成物においては、ハロゲン難燃剤やアンチモン系難燃
剤を使用しないので、燃焼時に有毒ガスを発生しない。
又、一定のオルガノポリシロキサン樹脂を使用するの
で、燃焼物の落下が防止される。
【0026】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
【0027】実施例1.標準グレードのポリスチレン1
00重量部に、T単位からなりメトキシ基によって末端
を封鎖した分子量2,000のオルガノポリシロキサン
10重量部、トリクレジルフォスフェート(TCP)3
0重量部及び水酸化アルミニウム100重量部を添加し
て170℃にて溶融混練りした後、ノズル温度185℃
にて射出成形した。この成形品を127×12.7×3
mmに切取り、その難燃性をUL規格に準じた垂直燃焼
試験法で評価した。結果を表1に示した。
【0028】実施例2.D単位及びT単位からなり、ビ
ニル基が0.15mol/100g含有されると共に末
端がメトキシ基で封鎖された、分子量2,000のオル
ガノポリシロキサンを用いた他は、実施例1と全く同様
にして試験片を作製した。結果を表1に示した。
【0029】比較例1.標準グレードのポリスチレン1
00重量部に、トリクレジルフォスフェート(TCP)
30重量部及び水酸化アルミニウム100重量部を添加
して170℃にて溶融混練りした後、ノズル温度185
℃にて射出成形した。この成形品を127×12.7×
3mmに切取り、その難燃性をUL規格に準じた垂直燃
焼試験法で評価した。結果を表1に示した。
【0030】比較例2.標準グレードのポリスチレン1
00重量部に、水酸化アルミニウム100重量部を添加
して170℃にて溶融混練りした後、185℃にて加圧
プレスして成形した。この成形品を127×12.7×
3mmに切取り、その難燃性をUL規格に準じた垂直燃
焼試験法で評価した。結果を表1に示した。
【0031】
【表1】
【0032】但し、判定は、UL−94(アンダーライ
ター実験室告示(Bulletin)による物質の分類
のための燃焼試験)の下記V等級によって行った。 V−0:着火用の火炎を取り除いた後の最高の燃焼時間
が10秒以内であり、平均の有炎燃焼及び/又は無炎燃
焼が5秒を越えてはならず、且つ全ての試験片は脱脂綿
を発火させる粒子を滴下してはならない。 V−I:着火用の火炎を取り除いた後の最高の燃焼時間
が30秒以内であり、平均の有炎燃焼及び/又は無炎燃
焼が25秒を越えてはならず、且つ全ての試験片は脱脂
綿を発火させる粒子を滴下してはならない。 V−II:着火用の火炎を取り除いた後の最高の燃焼時
間が30秒以内であり、平均の有炎燃焼及び/又は無炎
燃焼が25秒を越えてはならず、少なくとも1本の試験
片は脱脂綿を発火させる粒子を滴下することがある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂
    100重量部、 Ra Si(OR’)b (4-a-b)/2 (但し、Rは同種又は異種の非置換又は置換1価炭化水
    素基、R’は水素原子或いは炭素数が1〜4である同種
    又は異種の非置換又は置換1価炭化水素基、aは0.1
    ≦a≦3.0、bは0.01≦b≦0.5の数であ
    る。)で表され、分子量が500〜10万であるオルガ
    ノポリシロキサン樹脂 1〜50重量部、 リン酸エステル 1〜50重量部、及び 金属水酸化物 20〜200重量部 からなる難燃樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 a及びbが、0.1≦a≦2.0並びに
    0.01≦b≦0.5の数である請求項1に記載の難燃
    樹脂組成物。
JP17739792A 1992-06-11 1992-06-11 難燃樹脂組成物 Pending JPH05339510A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303681B1 (en) 1999-10-13 2001-10-16 Dow Corning Toray Silicone Company, Ltd. Flame-retardant polyolefin-type resin composition, method for the preparation thereof, and flame retardant cables
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