JPH06122819A - 難燃性ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents
難燃性ポリアミド樹脂組成物Info
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- JPH06122819A JPH06122819A JP29935792A JP29935792A JPH06122819A JP H06122819 A JPH06122819 A JP H06122819A JP 29935792 A JP29935792 A JP 29935792A JP 29935792 A JP29935792 A JP 29935792A JP H06122819 A JPH06122819 A JP H06122819A
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Abstract
点のポリアミド樹脂に,その優れた物性,加工性等を損
なうことなく非炎滴型の難燃性を付与する組成物を提供
する。 【構成】 脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂60〜90重
量%,半芳香族系非晶性ポリアミド樹脂5〜20重量
%,フェノ−ル樹脂5〜20重量%の混合物100重量
部,赤リン5〜10重量部,ガラス繊維0〜100重量
部,高比重充填材0〜400重量部より成る非炎滴型難
燃性ポリアミド樹脂組成であり,かつ好ましくは上記高
比重充填材が鉄粉,酸化鉄粉,フェライト,マグネタイ
トであるか,又は酸化鉛(PbO)を80%以上含有す
るガラス質粉末である組成物である。
Description
ポリアミド樹脂組成物に関する。詳しくは,ハロゲン系
難燃剤を使用することなく,非炎滴型の難燃特性を付与
した結晶性直鎖状脂肪族系ポリアミド樹脂組成物に関す
る。
優れた機械的性質,耐薬品性,耐久性を有することか
ら,機械部品,自動車部品,電気部品等に広く利用され
ている。然しながら,ポリアミド樹脂は難燃性に充分の
特性がないことから,電気部品用としては構造材などに
限定され,活電部の絶縁部品やエンクロ−ジャ−などに
は採用出来ない制約があった。
垂直難燃性試験を行うと,比較的融点の低いナイロン
6,ナイロン12,ナイロン11などの結晶性ナイロン
樹脂は,バ−ナ−の炎の接触により試験片の温度が短時
間で融点付近に達して樹脂が流動可能となり,樹脂の自
重により試験片が垂れ下がって炎に接する新しい面積を
生じ,これが炎から熱を樹脂中に伝え,樹脂の分解と可
燃物の生成を助長し,ついには燃焼しつつある試験片が
滴下し,30cm直下に敷いた脱脂綿を着火するいわゆ
る炎滴現象を起こし,活電部材用の材料に要求されるU
L規格94V−O級の難燃性を得ることが出来ないので
ある。
ロンは,実質的にナイロン66,ナイロン6T,ナイロ
ン46,ナイロンMXD−6などの高融点のナイロンに
限定され,比較的融点の低いナイロン6,ナイロン1
2,ナイロン11などの結晶性ナイロン樹脂に非炎滴型
の難燃特性を付与することは殆ど成功していない。而る
にかかる非滴下性の高融点のナイロンは成形加工性が悪
く,又一般に靱性も劣ることから,加工特性の良い低融
点ナイロン樹脂の非滴下型難燃グレ−ドの開発が強く要
望されていた。
ような従来技術の制約を越え,成形加工性の優れた低融
点のポリアミド樹脂の非炎滴型の難燃化を鋭意研究した
結果,本発明の組成物を開発し,本発明を完成させたの
である。
性ポリアミド樹脂組成物の構成を具体的に説明すると,
その要旨とするところは脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂
60〜90重量%,半芳香族系非晶性ポリアミド樹脂5
〜20重量%,フェノ−ル樹脂5〜20重量%の混合物
100重量部,赤リン5〜10重量部,ガラス繊維0〜
100重量部,高比重充填材0〜400重量部より成る
非炎滴型難燃性ポリアミド樹脂組成物,である。
酸化鉄粉,フェライト,マグネタイト等が極めて有効で
あり,高比重充填材としては酸化鉛(PbO)を80%
以上含有するガラス質粉末であることを特徴とするもの
である。
は,含ハロゲン有機化合物,含リン有機化合物,熱分解
して水や炭酸ガスを発生する無機化合物など数多く提案
されている。然しながら,含ハロゲン有機化合物は一般
に熱安定性に乏しく,成形中に熱分解して刺激性のガス
を発生して成形機や金型を腐蝕させたり作業環境を悪化
させることがあり,又或る種の含ハロゲン難燃剤は成形
品の焼却廃棄処理時にダイオキシン等の分解ガスを発生
し,環境破壊が問題になっている。
せるには樹脂100重量部に対し100〜200部と大
量に充填せねばならず,これは樹脂の物性を損ない,成
形加工を困難にする。難燃材料が薄肉の精密部品に利用
される場合,成形加工性の低下は致命的な欠陥である。
元素リン特に赤リンが注目されている。ここでいう赤リ
ンとは,平均粒径が2〜50μの粉体である。粉体の取
扱いの便宜上,或いは吸水を防ぎ加工中の有害なホスフ
ィンガスの発生を防止するため,表面を樹脂コ−トする
ことがあり,これらも含まれる。かかる赤リン難燃剤
は,樹脂に対し5〜10%と比較的少量の添加で難燃効
果を発揮することは従来から知られていた。赤リンの難
燃機構は,炎の接触により組成物中の赤リンが先ず燃
え,炭化物と縮合リン酸になってプラスチックの表面を
覆い,プラスチックの燃焼を抑制するとされている。
スチックの温度が急上昇し,融点付近に達するとプラス
チックが滴下してしまう為UL94V−Oの規格には合
格しない場合が多い。これは特に融点が比較的低い6ナ
イロンや11ナイロン,12ナイロンで顕著であり,赤
リンを難燃剤として使用する際の大きな障害となってい
た。
欠点を改良するために,本発明者は鋭意研究を行った結
果,脂肪族系結晶性ポリアミド樹脂を赤リン5〜10重
量%により難燃化使用とする場合,非晶性ポリアミド樹
脂とフェノ−ル樹脂をポリアミドに対しそれぞれ5〜2
0重量%配合することにより,融点が比較的低いナイロ
ン6に対しても1.6mmの厚さでUL94V−Oの非
炎滴性の難燃化に成功し,本発明を完成させたのであ
る。
アミド樹脂は分子鎖に直鎖状脂肪族炭化水素と芳香族炭
化水素を含む主鎖単位をアミド基で結合させた形態の分
子構造を有する高分子であり,実質的に非晶性の透明な
ポリアミド,コポリアミドである。
成としては,例えば一般にPA6T6Iと称されるジア
ミンにヘキサメチレンジアミン,二塩基性酸としてテレ
フタル酸とイソフタル酸の二成分を使用した共縮合体,
或いはジアミンとしてヘキサメチレンジアミンとジアミ
ノ脂環化合物例えばビス−(4−アミノ−シクロヘキシ
ル)−メタンの二成分,二塩基性酸としてテレフタル酸
とイソフタル酸の二成分を使用した共縮合体がある。こ
のポリアミドは融点を有せず,ガラス転移温度(Tg)
は100〜200℃である。本発明に使用される非晶性
ポリアミドとしては,好ましくはガラス転移点が120
〜180℃の範囲のものである。
樹脂は,フェノ−ルとホルムアルデヒドを酸性触媒,フ
ェノ−ル過剰の状態で縮合反応させて得られるノボラッ
ク樹脂と呼ばれるプリポリマ−が好ましい。本発明に使
用されるフェノ−ル樹脂の他の形態として,メチロ−ル
基を含有したフェノ−ル樹脂硬化物があり,ベルパ−ル
の商品名で販売されている。
かる非晶性ポリアミド樹脂及びフェノ−ル樹脂を配合す
ると,後述の実施例から明らかなように,比較的少量の
配合でも垂直燃焼性試験に於いて試験片の炎滴を防止す
る効果は極めて大きい。即ち,結晶性のナイロン6単独
に対しては赤リン難燃剤は消火効果はあるが,接炎によ
り加熱軟化した試験片が自重で滴下し,30cm直下に
置いた脱脂綿を着火させるため,UL94V−Oには合
格出来ない欠点があるがこれに対し,ナイロン6に非晶
性ポリアミドとフェノ−ル樹脂を配合すると接炎により
軟化した樹脂系を増粘する効果があり,自重による炎滴
を防止すると思われる。
リアミドに非晶性ポリアミド5〜20重量%,フェノ−
ル樹脂は5〜20重量%である。非晶性ポリアミドの比
率がこれより少ないと炎滴防止効果は充分でなく,又こ
れ以上非晶性ポリアミドを配合しても効果は飽和状態と
なるばかりでなく,流動性を低下させたり成形品の表面
状態を低下させたりする欠点が生じる。
果は充分でなく,又これ以上では組成物の靱性が低下す
るので好ましくない。この効果は,ガラス繊維配合系で
特に顕著である。この理由は,ナイロン6,非晶性ポリ
アミド及びフェノ−ル樹脂の混合系は,ナイロン6単独
よりもガラス繊維に対する密着性が良く,ガラス繊維の
炎滴防止効果を一層向上させるからと思われる。
に使用する目的で,高比重充填材を配合し比重の高い組
成物を造ることがあるが,本発明の配合はかかる組成物
に対しても極めて有効である。かかる目的に配合する高
比重充填材として,アトマイズ鉄粉、フェライト,マグ
ネタイトなどの鉄系の150メッシュ通過の微細粉末を
樹脂分100重量部に対し200〜400重量部配合す
ることにより,比重3.0〜4.5の組成物を製造する
ことが出来る。
分100重量部に対し酸化鉛(PbO)を80%以上含
むガラス質の150メッシュ通過の粉体を500〜70
0重量部配合し,比重2.7〜4.0の組成物をつくる
ことが出来る。
を良くして溶融流動性,分散性を高める為,事前にシラ
ンカップリング剤などの表面処理剤で処理するのが好ま
しい。このような高比重組成物は自重が大きいため,当
然燃焼試験時に炎滴を起こし易いが,上述の組成により
UL94V−O級の難燃性を得ることが出来るのであ
る。
により従来から公知の安定剤、可塑剤,離型剤,滑剤な
どを配合することが出来る。又,難燃効果を一層向上さ
せるため,公知の無機質難燃剤である水酸化マグネシウ
ムを10〜30%(対ナイロン)併用してもよい。又,
配合時に成分の分離を防止し配合物の組成均質化を計る
目的で各種ブレンドオイルを配合することが出来る。本
発明の組成物の製造に当たっては,常法によりそれぞれ
の原料の混合物を単軸押出機,二軸押出機その他特殊な
混練機構を備えた押出機により溶融混合することにより
行われる。この場合,ガラス繊維は他成分と一緒に混合
して供給しても良いが,好ましくは樹脂と難燃剤その他
の添加剤の混合物を押出機のフィ−ド部へ供給し,ガラ
ス繊維は押出機下流の供給孔から溶融樹脂中に供給する
方法が,製品中のガラス繊維長を長く保ち物性の優れた
材料が得られる点で好ましい製造方法である。
〜90重量%,半芳香族系非晶性ポリアミド樹脂5〜2
0重量%,フェノ−ル樹脂5〜20重量%の混合物10
0重量部,赤リン難燃剤5〜10重量部,ガラス繊維0
〜100重量部,高比重充填材0〜400重量部より成
る物性と成形加工性に優れたUL94V−O級の耐燃特
性を有する優れた非炎滴型難燃性ポリアミド樹脂組成物
を与えるものであり,その産業上の価値は大きいもので
ある。
に説明する。 (1)使用原料 脂肪族系結晶性ポリアミド(PA6) EMS社製 GRILON A28GM 半芳香族型非晶性ポリアミド(PA6T61) EMS社製 GRIVORY G21 赤リン:平均粒度10ミクロンの赤リン粉末 フェノ−ル樹脂 A:ノボラック型プリポリマ− B:鐘紡社製 ベルパ−ル R800 ガラス繊維:日東紡績社製 3PE454 A:酸化鉛(PbO)85%,ケイ酸(SiO2 )15
%より構成されるガラス質酸化鉛(比重6.5)の15
0メッシュ通過粉末を,常法によりアミノシランカップ
リング剤0.2%で処理したもの B:川崎製鉄社製アトマイズ鉄粉 KIP300Aを常
法によりアミノシランカップリング剤0.2%で処理し
たもの C:戸田工業社製フェライト FL951Aを常法によ
りアミノシランカップリング剤0.2%で処理したもの D:新日本製鉄社製マグネタイト(平均粒度6ミクロ
ン)を常法によりアミノシランカップリング剤0.2%
で処理したもの
し,40mmφの押出機でシリンダ−温度250℃で押
出してペレットを製造した。得られたペレットは,通常
の射出成形機(新潟鉄工所製SN75A)を使用し,A
STMD638に規定する引張り試験片,ASTMD2
56に規定する12.6mm幅,126mm全長,厚さ
1.6mmの棒状試験片を成形した。シリンダ−温度は
260℃,金型温度は70℃である。
いて,ナイロン6単独の樹脂系では,自己消火性にはな
るが試験片が軟化し炎滴を起こすため,1.6mm厚で
はUL94V−Oの規格には合格しない。これに対し,
6T6I型の非晶性ポリアミド及びフェノ−ル樹脂を配
合した樹脂系では,炎滴が防止されるためUL94V−
Oに合格する。又,組成物に大量の高比重充填材を配合
した場合でも,表2に示すようにUL94V−Oの規格
に合格する組成物が得られた。
特性を付与することの極めて困難であった比較的低融点
のポリアミド樹脂,即ちナイロン6,ナイロン12,ナ
イロン11等の結晶性ナイロンに,新規な組成により,
物性,加工特性等を損なうことなく,非炎滴性の優れた
難燃特性を付与するのみならず,従来の難燃性化のよう
に,含ハロゲン化合物等の使用による作業環境の悪化,
生活環境の破壊等の恐れのない新しい組成物を提供した
ものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 脂肪属系結晶性ポリアミド樹脂60〜9
0重量%,半芳香族系非晶性ポリアミド樹脂5〜20重
量%,フェノ−ル樹脂5〜20重量%の混合物100重
量部,赤リン5〜10重量部,ガラス繊維0〜100重
量部,高比重充填材0〜400重量部より成る非炎滴型
難燃性ポリアミド樹脂組成物。 - 【請求項2】 高比重充填材が鉄粉,酸化鉄粉,フェラ
イト,マグネタイトである請求項1記載の非炎滴型難燃
性ポリアミド樹脂組成物。 - 【請求項3】 高比重充填材が酸化鉛(PbO)を80
%以上含有するガラス質粉末である請求項1記載の非炎
滴型難燃性ポリアミド樹脂組成物。
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CN104017359A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 王茜南 | 一种纳米改性尼龙材料及其制备方法 |
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