JPH0618918B2 - 発泡性スチレン系樹脂粒子用難燃剤組成物およびその使用 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発泡性スチレン系樹脂粒子用難燃剤組成物お
よびその使用、より詳しくはスチレン系樹脂に発泡剤と
共に難燃剤を含浸させて難燃性の発泡性スチレン系樹脂
粒子を製造するに際し添加される難燃剤組成物、該組成
物を利用する難燃性の発泡性スチレン系樹脂粒子組成物
及び難燃性の発泡性スチレン系樹脂粒子組成物の製造方
法に関するものである。

従来の技術 周知のように、スチレン系樹脂は広い範囲の用途に使用
されているが用途によっては、燃えやすいという欠点の
克服が要求されている。

この欠点を克服するため、難燃剤によるスチレン系樹脂
の難燃化が種々検討されている。

とりわけ、発泡スチレン系樹脂の難燃化には、(a)難燃
剤及び発泡剤をスチレンモノマーの重合時に添加する方
法、 (b)スチレン系樹脂に発泡剤を含浸させる際に難燃剤を
添加する方法、及び(c)押出発泡時に、溶融樹脂中に難
燃剤を添加する方法のいずれかが採用されている。

これらの方法、例えば前記(a)及び(b)の方法において
は、従来から難燃剤として極端に低い融点を有するも
の、可塑性の強いもの及び分解温度の低いもの等が使用
されていることから、樹脂の製造時、又は製造後の収縮
変形による寸法安定性の悪化、あるいは耐候性、機械的
性質の低下等の問題点がある。

また、最近、従来以上に大きな成形体または厚みのある
成形体が要求される場合があり、より優れた寸法安定
性、機械的強度のある難燃性発泡スチレン系樹脂を得る
ことが必要となって来ている。

発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、スチレン系樹脂のも
つ本来の特性、例えば耐熱性、機械的性質を損なうこと
なく、難燃性付与作用及び寸法安定性の両面に優れた発
泡性スチレン系樹脂粒子用難燃剤組成物、並びにそれに
よる難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子組成物及び難燃性
発泡性スチレン系樹脂粒子組成物の製造方法を提供する
ことである。

課題を解決するための手段 本発明は、このような従来の問題点を克服するため、 融点７０〜１２０℃の臭素含有芳香族系化合物とテトラ
ブロモシクロオクタンを重量比で前者２〜９０：後者９
８〜１０の割合で含有することを特徴とする発泡性スチ
レン系樹脂粒子用難燃剤組成物（Ａ）、 前記発泡性スチレン系樹脂粒子用難燃剤組成物に該組成
物の２０重量％以下の含燐化合物を添加することを特徴
とする発泡性スチレン系樹脂粒子用難燃剤組成物
（Ｂ）、 スチレン系樹脂１００重量部に対し、前記発泡性スチレ
ン系樹脂粒子用難燃剤組成物（Ａ）又は（Ｂ）を０．５
〜３０重量部の割合で添加してなることを特徴とする難
燃性発泡性スチレン系樹脂粒子組成物、及びスチレン系
樹脂に発泡剤と共に前記発泡性スチレン系樹脂粒子用難
燃剤組成物（Ａ）又は（Ｂ）を含浸させて難燃性発泡性
スチレン系樹脂粒子組成物を製造するに際し、該含浸
が、温度１００〜１２５℃で行われることを特徴とする
難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子組成物の製造方法に関
する。

尚、本明細書中使用する“発泡性スチレン系樹脂粒子”
なる語は、気体状又は液状発泡剤の適用により、潜在的
な発泡性を付与されたビーズ状又はペレット状のスチレ
ン系樹脂を言う。

またスチレン系樹脂は、スチレンモノマーの重合体、α
−メチルスチレン、スチレンモノマーの共重合体で一般
的にスチレン系樹脂と称されるものを意味するものであ
り、少量のブタジエン、メチルメタクリレート、アクリ
ロニトリル、核臭素化スチレン、無水マレイン酸、イタ
コン酸等を含んでもよい。

本発明の難燃剤組成物に使用する融点７０〜１２０℃の
臭素含有芳香族化合物としては、例えばトリブロモフェ
ニルアリルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡジ
アリルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡジプロ
ピルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡジグリシ
ジルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡジ（ヒド
ロキシエチル）エーテル等が例示されるが、これらはい
ずれも融点が７０〜１２０℃のものである。

融点が７０℃より低いものは、得られる難燃性発泡スチ
レン系樹脂成形体に収縮を生じやすく寸法安定性に問題
が生じやすい。また融点が１２０℃より高いものは、難
燃剤の含浸の場合、充分な含浸が出来ず、均一な難燃性
発泡性スチレン系樹脂粒子組成物が得られない。

また融点７０〜１２０℃の臭素含有芳香族化合物と併用
されるテトラブロモシクロオクタンとしては、従来から
市販されている公知のものが例示される。

上記二成分の混合割合は、重量比で融点７０〜１２０℃
の臭素含有芳香族系化合物が２〜９０であり、テトラブ
ロモシクロオクタンが９８〜１０である。

この範囲から外れた場合、本発明の目的が達成されな
い。

また上記二成分に、さらに添加する含燐化合物として
は、例えば下の一般式 （ＲはＨ又はシクロヘキシル基を表す。） で表わされる６Ｈ−ジベンゾ〔ｃ，ｅ〕〔１，２〕オキ
サフォスフィン−６−オキサイド（ＨＣＡ）およびその
シクロヘキシル置換体が例示される。

この含燐化合物の添加割合は、上記二成分の合計量の２
０重量％以下となる量である。この範囲から外れた場
合、上記と同様、本発明の目的が達成されない。

本発明方法を実施するには、対象スチレン系樹脂を回転
撹拌装置付オートクレーブ内に入れ、水、少量の無機分
散剤、例えばリン酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸
バリウム、珪酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム及
び界面活性剤、例えばアルキルベンゼンスルホン酸ソー
ダ、アルキル硫酸エステルソーダ塩又は石鹸等を加えた
後、本発明の難燃剤組成物を加える。その後、発泡剤と
して、例えば炭酸ガス、プロパン、ブタン、石油エーテ
ル、ペンタン、塩化メチレンなどを加え、含浸温度１０
０〜１２５℃に加熱し、撹拌することにより発泡剤含浸
難燃性粒子を得る。

含浸温度が１００℃より低い場合、得られる難燃性発泡
スチレン系樹脂成形体の発泡後の難燃性が不充分であ
る。１２５℃より高い場合、難燃剤の１部が分解して造
核作用を引き起こし、セルを細かくし、発泡成型時の融
着を阻害したり、成形体の物性低下を引き起こす。

なお所望により、ジクミルバーオキシド、ジーｔ−ブチ
ルパーオキシド等の過酸化物（スチレン樹脂に対し０．
０５〜０．５重量％）、さらに上記以外にテトラブロモ
エタン、テトラブロモブタン等臭素含有難燃剤、含燐化
合物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化モリ
ブデン、リン酸チタン、メタ硼酸バリウム、硫酸バリウ
ム等の難燃助剤、染顔料、ガラス粉末、ガラス繊維、セ
ラミックファイバー、ウイスカー、カーボンブラック、
金属粉末、タルク、シリカ等の無機充填剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、離型剤、帯電防止剤、ポリアルキレ
ングリコール、グリセリン等を重合時又は含浸時に添加
して、或いは予め樹脂にブレンドして併用することが出
来る。

この時の本発明難燃剤組成物の配合割合は、スチレン系
樹脂１００重量部に対し０．５〜３０重量部である。

スチレン系樹脂１００重量部に対し、０．５重量部未満
の場合は、充分な難燃性が得られない。また３０重量部
を超えた場合は、得られる難燃性発泡性スチレン系樹脂
粒子の成形体の物性面の低下があり、好ましくない。

本発明の難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子組成物は、成
形体として断熱材、建材、電気製品、電気部品材料、包
材、土木資材、インテリア関係材料、雑貨用品等として
利用されるものである。

作 用 本発明において使用する難燃剤組成物は、少量の添加で
優れた難燃性を発泡スチレン系樹脂に与えるほか、寸法
安定性、機械的性質を低下させないという優れた効果を
発揮する。それにより多くの用途に適合する難燃性の発
泡性スチレン系樹脂粒子組成物を与えることが出来る。

実施例 以下、実施例及び比較例により発明実施の態様及び効果
を説明するが、例示は単に説明用のものであって、発明
思想の限定を意図したものではない。実施例中の「部」
および「％」は特記しない限り重量基準である。

実施例１ 回転撹拌機付オートクレーブに水１００部、あらかじめ
粒径を０．７４m/m 〜０．９３m/mに揃えたポリスチレ
ン樹脂粒子（積水化成品工業(株)ＭＳ−１ポリマー）１
００部、ピロリン酸マグネシウム０．３部、ドデシルベ
ンゼンスルフォン酸ソーダ０．０４部を入れ均一に分散
させ、撹拌下、テトラブロモビスフェノールＡジアリル
エーテル０．２部、テトラブロモシクロオクタン０．８
部、ジクミルパーオキサイド０．２部を添加し、オート
クレーブを密閉した後、ブタン８部を圧入し、１１０℃
に昇温し６時間含浸を行った。

その後４０℃迄冷却し、難燃性発泡性スチレン系樹脂粒
子を得た。

これを熟成した後、水蒸気で加熱して嵩倍数５０倍に予
備発泡し、一昼夜放置後、閉鎖型の金型に充填し、水蒸
気で加熱することにより、４００m/m ×３００m/m ×５
０m/m の外観の美しい融着の良い発泡成形体を得た。こ
の発泡成形体の試験結果を表−１に示した。

なお、表−１中で評価事項は次の方法で求めたものであ
る。

燃焼試験：ＪＩＳＡ９５１１に従い炎を除いてから消炎
する迄の時間を５回の平均値で示した。さらに自己消炎
限界指示線に、延焼性の炎がない事をあわせて判定し
た。

耐候性：ウエザーメーター６３℃４８時間処理後の着色
性を見た。

成形性：発泡成形後の収縮、融着性を比較した。

試験片は何れも成形後、２５℃の恒温室で５時間放置乾
燥直後のものより作成した。

同時に難燃剤無添加のもの、難燃化剤としてテトラブロ
モシクロオクタンのみを用いたものおよびテトラブロモ
ビスフェノールＡジアリルエーテルのみを用いたものな
らびに燐化合物としてＨＣＡを難燃剤と併用したものを
比較した。

表中 難燃剤Ａ テトラブロモビスフェノールＡジアリルエーテル（融点
１１８℃） 難燃剤Ｂ テトラブロモシクロオクタン 化合物Ｃ ６Ｈ−ジベンゾ〔ｃ，ｅ〕〔１，２〕オキサフォスフィ
ン−６−オキサイド（ＨＣＡ） 実施例２ 実施例１で使用したものと同様の装置に水１００部、あ
らかじめ粒径を０．７４m/m 〜１．０m/m に揃えた無水
マレイン酸−スチレン共重合樹脂（スチレン９５mol
％、無水マレイン酸５mol ％の共重合樹脂）１００部、
ピロリン酸マグネシウム０．３５部、ドデシルベンゼン
スルホン酸ソーダ０．０５部を入れ、均一に分散させ撹
拌下テトラブロモビスフェノールジグリシジルエーテル
０．０５部、テトラブロモシクロオクタン０．９５部、
ジクミルパーオキサイド０．２部を添加し、オートクレ
ーブを密閉した後、ブタン８部を圧入し、１１８℃に昇
温し、８時間含浸を行った。その後、４０℃迄冷却し、
難燃性発泡スチレン無水マレイン酸樹脂粒子を得た。

これを熟成した後、水蒸気で加熱して嵩倍数４０倍に予
備発泡し、一昼夜放置後、閉鎖型の金型に充填し、水蒸
気で加熱することにより４００m/m ×３００m/m ×５０
m/m の融着の良い発泡成形体を得た。この発泡成型体の
試験結果を表−２に示した。

なお、表−２中で評価事項は実施例１と同じである。

試験片は何れも成形後２５℃の恒温室で５時間放置後、
乾燥直後のものより作成した。同時に難燃化剤としてテ
トラブロモシクロオクタンのみを用いたものおよび燐化
合物としてＨＣＡを難燃化剤と併用したものを比較し
た。

表中 難燃剤Ｄ テトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテル
（融点１１３℃） 難燃剤Ｅ トリブロモフェニルアリルエーテル（融点７５℃） 難燃剤Ｆ ペンタブロモジフェニルエーテル（液体） 難燃剤Ｇ テトラブロモビスフェノールＡ（融点１８０℃） 発明の効果 以上説明し、かつ実証したとおり、本発明は、難燃付与
作用及び寸法安定性の両面に優れた発泡剤含浸時添加用
のスチレン系樹脂粒子用難燃剤組成物及びこれによる難
燃性発泡性スチレン系樹脂粒子を提供する。

フロントページの続き (72)発明者 石川 宰 滋賀県甲賀郡水口町泉1259 (56)参考文献 特開 昭59−189136（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】融点７０〜１２０℃の臭素含有芳香族系化
   合物とテトラブロモシクロオクタンを重量比で前者２〜
   ９０：後者９８〜１０の割合で含有することを特徴とす
   る発泡性スチレン系樹脂粒子用難燃剤組成物。
2. 【請求項２】請求項１の難燃剤組成物に加え、さらに該
   組成物の２０重量％以下の含燐化合物を含むことを特徴
   とする発泡性スチレン系樹脂粒子用難燃剤組成物。
3. 【請求項３】スチレン系樹脂１００重量部と、請求項１
   又は２記載の難燃剤組成物０．５〜３０重量部とよりな
   ることを特徴とする難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子組
   成物。
4. 【請求項４】スチレン系樹脂に発泡剤と共に請求項１又
   は２記載の難燃剤組成物を含浸させて難燃性発泡性スチ
   レン系樹脂粒子組成物を製造するに際し、 該含浸が、温度１００〜１２５℃で行われることを特徴
   とする難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子組成物の製造方
   法。