JPH06128434A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

難燃性樹脂組成物

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JPH06128434A
JPH06128434A JP30490692A JP30490692A JPH06128434A JP H06128434 A JPH06128434 A JP H06128434A JP 30490692 A JP30490692 A JP 30490692A JP 30490692 A JP30490692 A JP 30490692A JP H06128434 A JPH06128434 A JP H06128434A
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鉄雄 中西
Hiroaki Kizaki
弘明 木崎
Mitsuhiro Takarada
充弘 宝田
Hiroshi Tsumura
寛 津村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有毒ガスを発生しないのみならず、炎焼滴下
物の発生が著しく低減された難燃性樹脂組成物を提供す
ること。 【構成】 スチレン系熱可塑性樹脂 100重量部、
CH2 =CHSiO1.5 単位若しくはCH2 =CH・
CH3 SiO単位を有し、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、パ
ーフルオロアルカンスルホン酸カリウム、臭素化難燃ポ
リカーボネート樹脂及びカルボン酸マグネシウムの中か
ら選択される少なくとも1種の難燃剤 0.1〜20重
量部、金属水酸化物 0〜200重量部からなること
を特徴とする難燃性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は難燃性樹脂組成物に関
し、特に、燃焼時に有毒ガスや炎焼滴下物を生じない、
安全性の高い難燃性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、特にハロゲン系難燃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。しかしながら、ハロゲン系難燃剤とリン
系難燃剤の組み合わせやハロゲン系難燃剤と三酸化アン
チモンの組み合わせを用いた場合には、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。
【0003】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。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。
【0004】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。
【0005】
【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。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、CH2 =CHSiO1.5 単位若しくはCH2
CH・CH3 SiO単位を有すると共に一定範囲の分子
量を有するオルガノポリシロキサン樹脂と難燃剤、及び
必要に応じ金属水酸化物とを組み合わせた場合には、炎
焼滴下物の発生が著しく抑制されることを見出し、本発
明を完成するに至った。従って本発明の目的は燃焼時に
有毒ガスを発生しないのみならず、炎焼滴下物の発生が
著しく低減された難燃性樹脂組成物を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
スチレン系熱可塑性樹脂:100重量部、CH2
CHSiO1.5 単位若しくはCH2 =CH(CH3 )S
iO単位を有し、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、パールフル
オロアルカンスルホン酸カリウム、臭素化難燃ポリカー
ボネート樹脂及びカルボン酸マグネシウムの中から選択
される少なくとも1種の難燃剤:0.1〜20重量部、
金属水酸化物:0〜200重量部からなることを特徴
とする難燃性樹脂組成物によって達成された。
【0007】本発明で使用するスチレン系熱可塑性樹脂
は公知のものの中から適宜選択することができるが、特
にポリスチレン、高強度ポリスチレン、ブタジエン・ス
チレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合
体、及びアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重
合体などが好適な樹脂として挙げられ、更に、これらと
他のポリオレフィン系樹脂やポリカーボネート樹脂等と
の混合物も使用される。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樹脂は重合性のビニル基を
含有するものであり、CH2 =CHSiO1.5 単位若し
くはCH2 =CH・CH3 SiO単位を有すると共に、
好ましくは、更にC6 5 SiO1.5 単位、C6 5
CH3 SiO単位或いは(C6 5 2 Si単位を含有
する。特にフェニル・ビニルポリシロキサン樹脂は前記
の熱可塑性樹脂との親和性が高く、成型作業性の点で好
ましい。
【0008】更に、本発明で用いられる成分として、
CH2 =CHSiO1.5 単位若しくはCH2 =CH・C
3 SiO単位に加えてSiO2 単位及び(CH3 3
SiO0.5 単位をも含有するオルガノポリシロキサン樹
脂を使用することもできる。この樹脂は、従来のCH2
=CH(CH3 2 SiO0.5 単位とSiO2 単位から
なるオルガノポリシロキサンよりも、経済性や作業性の
点で有利である。
【0009】成分であるオルガノポリシロキサン樹脂
の分子量としては500〜10万、好ましくは1,00
0〜20,000である。上記のオルガノポリシロキサ
ン樹脂の具体例としては、以下に示すクロロシラン或い
はメトキシシラン、エトキシシラン等のアルコキシシラ
ンの加水分解物、環状シロキサンの平衡化物等を挙げる
ことができる。但し、XはCl、メトキシ基又はエトキ
シ基等であり、nは3〜10の整数である。
【0010】CH2 =CHSiX3 とC6 5 SiX3
の共加水分解物、CH2 =CHSiX3 とC6 5 ・C
3 SiX2 の共加水分解物、CH2 =CHSiX3
(C6 5 2 SiX2 の共加水分解物、CH2 =CH
Si(CH3 )X2 とC6 5 SiX3 との共加水分解
物、(CH2 =CHSi(CH3 )O)n とC6 5
iO1.5 の平衡化物、CH2 =CHSiO1.5 と〔(C
6 5 2 SiO〕nの平衡化物、CH2 =CHSiO
1.5 と(C6 5 Si(CH3 )O)n の平衡化物、メ
チルシリケート、(CH3 3 SiX及びCH2 =CH
SiX3 との共加水分解物、メチルシリケート、(CH
3 3 SiX及びCH2 =CHSi(CH3 )X2 との
共加水分解物等。
【0011】これらの末端基はシラノール基、メトキシ
基、エトキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基等
の何れでも良く、特に制限されることはない。本発明に
用いられるこれらのオルガノポリシロキサンは、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
ていることが好ましい。
【0012】上記の硬化反応のために、必要に応じて触
媒を添加しても良い。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。
【0013】本発明に用いられる成分の難燃剤として
は、スルホン酸系難燃剤、臭素化難燃ポリカーボネート
樹脂、カルボン酸マグネシウム系難燃剤等が挙げられ、
特に、バーフルオロブタンスルホン酸カリウムが、微量
の添加量で難燃化することができるので好ましい。その
他、臭素化ビスフェノールAを原料として製造される難
燃ポリカーボネート樹脂や、ステアリン酸マグネシウム
等の難燃剤も好適である。本発明においては、これらの
難燃剤に、更にトリフェニルホスフェート、トリクレジ
ルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート等の
リン酸エステル系化合物、ポリリン酸エステルや赤リ
ン、ポリリン酸アンモニウムの如き無機リン系難燃剤を
混合しても良い。
【0014】難燃剤は、熱可塑性樹脂100重量部に対
して0.1〜20重量部添加されるが、特に0.2〜1
0重量部添加することが好ましい。0.1重量部以下で
は難燃効果が低く、20重量部以上添加した場合には樹
脂強度が低下すると共に、成形樹脂の外観を損なうこと
がある。本発明では更に難燃性を向上させる目的で、金
属水酸化物を無機系難燃化剤として添加することもでき
る。
【0015】無機系難燃剤に要求される事項としては、
無毒性であること、低発煙性であること、及び燃焼時に
腐食性の有毒ガスを発生しないことが挙げられ、金属水
酸化物はこれらの要求を満足する。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。
【0016】これらの中でも、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。
【0017】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0〜200重量部添加されるが、200重
量部以上の添加は樹脂強度を著しく損なうので好ましく
ない。
【0018】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。ま
た、それぞれの難燃剤の分解温度に従って混練の温度を
決める必要があり、できるだけ低温で樹脂を扱うという
観点から、難燃剤を先に加えることが好ましい。この場
合、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。
【0019】
【発明の効果】本発明の難燃性樹脂組成物は、難燃剤の
使用量が微量であり、燃焼時に有毒ガスを発生しない上
ビニル基含有ポリシロキサンが燃焼時にラジカル重合し
てゲル構造をとるため、炎焼物の滴下が著しく減少す
る。
【0020】
【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。
【0021】実施例1.標準グレードのポリスチレン1
00重量部に、(C6 5 SiO1.5 0.8 (CH2
CHSiO1.5 0.2 で示され、末端がシラノール基で
封鎖された、軟化点が80℃で平均分子量が2,000
のオルガノポリシロキサン10重量部、パーフルオロブ
タンスルホン酸カリウム(C4 9 SO3 K)0.5重
量部、及び水酸化アルミニウム100重量部を添加し、
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。
【0022】この成形品を127×12.7×3mmに
切取り、その難燃性を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等級によって判定した。 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。
【0023】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。判
定の結果は表1に示した通りである。
【0024】実施例2.平均組成式が(Me3 SiO
0.5 0.4 (CH2 =CHSiO1.5 0.1 (Si
2 0.5 で示され、末端がシラノール基で封鎖された
平均分子量3,000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、難
燃性を判定した。結果は表1に示した通りである。
【0025】比較例1.標準グレードのポリスチレン1
00重量部に、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム
0.5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18
5℃にて射出成形した。実施例1と全く同様にしてこの
成形品から試験片を作製し、難燃性を判定した。結果は
表1に示した通りである。
【0026】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。実施例1と全く同様にしてこの成
形品から試験片を作製し、難燃性を判定した。結果は表
1に示した通りである。
【0027】
【表1】 ─────────────────────────────────── サンプル 判定 ドリップ ─────────────────────────────────── 実施例1 V−0 なし 実施例2 V−0 なし 比較例1 V−II あり 比較例2 燃焼 あり ───────────────────────────────────
───────────────────────────────────────────────────── 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 25/04 43:04 7921−4J 69:00) 9363−4J (72)発明者 宝田 充弘 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 津村 寛 群馬県安中市磯部2−13−1 信越化学工 業株式会社磯部工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチレン系熱可塑性樹脂:100重量
    部、 CH2 =CHSiO1.5 単位若しくはCH2 =CH
    (CH3 )SiO単位を有し、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、 パールフルオロアルカンスルホン酸カリウム、臭素化
    難燃ポリカーボネート樹脂及びカルボン酸マグネシウム
    の中から選択される少なくとも1種の難燃剤:0.1〜
    20重量部、 金属水酸化物:0〜200重量部 からなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 オルガノポリシロキサン樹脂がCH2
    CHSiO1.5 単位若しくはCH2 =CH・CH3 Si
    O単位、及びC6 5 SiO1.5 単位を有する請求項1
    に記載の難燃性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 オルガノポリシロキサン樹脂がCH2
    CHSiO1.5 単位若しくはCH2 =CH・CH3 Si
    O単位、及び(C6 5 2 SiO単位を有する請求項
    1に記載の難燃性樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 オルガノポリシロキサン樹脂がCH2
    CHSiO1.5 単位若しくはCH2 =CH・CH3 Si
    O単位、及びC6 5 ・CH3 SiO単位を有する請求
    項1に記載の難燃性樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 オルガノポリシロキサン樹脂がCH2
    CHSiO1.5 単位若しくはCH2 =CH・CH3 Si
    O単位と、SiO2 単位並びに(CH3 3SiO0.5
    単位を有する請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。
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