JPH06287427A - 難燃性ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形機や加工機の腐食の原因になるブロム化
合物を使用せずに優れた難燃性を付与した繊維状充填剤
含有ポリカーボネート樹脂組成物を提供することであ
り、更に繊維状充填剤含有ポリカーボネート樹脂の優れ
た特性を損なわない少量の難燃剤により優れた難燃性を
付与した繊維状充填剤含有ポリカ−ボネ−ト樹脂組成物
を提供する。 【構成】 繊維状充填剤を含有するポリカーボネート樹
脂に、少量のパーフルオロアルカンスルホン酸金属塩と
一価アルコール又は多価アルコールの硫酸エステル金属
塩を配合してなる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は難燃性ポリカーボネート
樹脂組成物に関する。更に詳しくは、成形機や加工機の
腐食の原因になるブロム化合物を使用せずに、優れた難
燃性を付与された繊維状充填剤含有ポリカーボネート樹
脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリカーボネート樹脂は衝撃強度や熱的
性質等に優れていることから、広い用途に多量使用され
ている。しかしながら、用途によっては更に高い剛性が
要求され、かかる用途においてはガラス繊維等の適当な
繊維状充填剤を配合することによってその改良を図って
いる。また、ポリカーボネート樹脂は可燃性であり、用
途によっては厳しい難燃性が要求されており、繊維状充
填剤含有ポリカーボネート樹脂組成物に対しても厳しい
難燃性が要求されている。ポリカーボネート樹脂を難燃
化する方法として、従来より有機ハロゲン化合物を配合
する方法が知られている。例えば特公昭４７−４４５３
７号公報にはテトラブロモビスフェノールＡのポリカー
ボネートオリゴマーを配合する方法が提案されており、
特公昭４７−２４６６０号公報にはテトラブロモビスフ
ェノールＡとビスフェノールＡの共重合ポリカーボネー
トを配合する方法が提案されている。しかしながら、か
かるブロム系難燃剤を配合して得られる難燃性ポリカー
ボネート樹脂組成物を成形や加工すると、成形機や加工
機が腐食し易く、この腐食はブロム濃度が大きくなる程
激しくなる。従って、成形機や加工機の腐食が少ない優
れた難燃性を有するポリカーボネート樹脂組成物の開発
が切望されている。また、ポリカーボネート樹脂に非ハ
ロゲン型難燃剤を配合する方法も知られている。特公昭
４７−４０４４５号公報にはパーフルオロアルカンスル
ホン酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩を配合する
方法が提案されている。この方法によれば有毒ガスの発
生は少なくなるが、充分な難燃性を示す量を配合すると
得られる組成物の熱安定性が低下するようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成形
機や加工機の腐食の原因になるブロム化合物を使用せず
に優れた難燃性を付与した繊維状充填剤含有ポリカーボ
ネート樹脂組成物を提供することであり、更に繊維状充
填剤含有ポリカーボネート樹脂の優れた特性を損なわな
い少量の難燃剤により優れた難燃性を付与した繊維状充
填剤含有ポリカ−ボネ−ト樹脂組成物を提供することで
ある。

【０００４】本発明者は上記目的を達成せんとしてパー
フルオロアルカンスルホン酸金属塩の使用について鋭意
検討した結果、パーフルオロアルカンスルホン酸金属塩
と共に極く少量の一価又は多価アルコールの硫酸エステ
ル金属塩を併用すると、パーフルオロアルカンスルホン
酸金属塩の使用量を少くしても、繊維状充填剤含有ポリ
カーボネート樹脂に優れた難燃性を付与することがで
き、上記目的が達成されることを究明し、更に検討を重
ねた結果本発明を完成した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリカーボネ
ート樹脂５０〜９７重量％及び繊維状充填剤３〜５０重
量％からなる樹脂組成物１００重量部に、パーフルオロ
アルカンスルホン酸金属塩０．０１〜２重量部及び一価
アルコール又は多価アルコールの硫酸エステル金属塩
０．００１〜０．５重量部を配合してなる難燃性ポリカ
ーボネート樹脂組成物に係るものである。

【０００６】本発明で使用するポリカーボネート樹脂
は、二価フェノールより誘導される粘度平均分子量１
０，０００〜１００，０００、好ましくは１３，０００
〜４０，０００のポリカーボネート樹脂であり、通常二
価フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法又は溶融
法で反応させて製造される。ここで使用する二価フェノ
ールとしては例えば２，２−ビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）プロパン（以下ビスフェノールＡという）、ビス
（４−ヒドロキシフェニル）メタン、２，２−ビス（４
−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）
プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフォン
等があげられる。好ましい二価フェノールはビス（４−
ヒドロキシフェニル）アルカン、特にビスフェノールＡ
である。また、カーボネート前駆体としてはカルボニル
ハライド、ジアリールカーボネート、ハロホルメート等
があげられ、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネ
ート、二価フェノールのジハロホルメート及びそれらの
混合物である。ポリカーボネート樹脂を製造するに当
り、前記二価フェノールを単独で使用しても又は二種以
上使用してもよく、また適当な分子量調節剤、分岐剤、
反応を促進するための触媒等も使用してもよい。かくし
て得られたポリカーボネート樹脂の二種以上を混合して
も差支えない。

【０００７】ポリカーボネート樹脂に配合する充填剤は
繊維状充填剤であり、長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）の比Ｌ／
Ｄが３以上の繊維状充填剤が好ましく、例えばガラス繊
維、カーボン繊維、炭化ケイ素繊維、黄銅繊維、ステン
レス繊維、チタン酸カリウム又はホウ酸アルミニウムよ
りなる繊維又はウィスカー、芳香族ポリアミド繊維等が
あげられ、アミノシラン系やエポキシシラン系のカップ
リング剤で表面処理されたり、エポキシ樹脂やウレタン
樹脂で集束処理されたものが好ましい。また、かかる繊
維状充填剤の一部を繊維状充填剤以外の充填剤で置換し
てもよい。繊維状充填剤以外の充填剤としては、例えば
シリカ、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、マイ
カ、ガラス粉、ガラスビーズ、ガラスフレーク、金属
粉、二硫化モリブデン等で例示される板状、フレーク
状、粉末状等の充填剤である。かかる充填剤はシランカ
ップリング剤やチタネートカップリング剤等で表面処理
されているものが好ましい。ポリカーボネート樹脂に配
合する繊維状充填剤の量は、あまりに少ないと配合する
目的、例えばガラス繊維にあっては充分な剛性が得られ
難くなり、あまりに多くなると成形性が悪化するように
なるので、ポリカーボネート樹脂５０〜９７重量％に対
して繊維状充填剤を５０〜３重量％にするのが適当であ
る。

【０００８】本発明で難燃剤として使用するパーフルオ
ロアルカンスルホン酸金属塩は炭素数１〜８のアルキル
基の全てがフッ素化されたパーフルオロアルキル基を有
するものであり、塩を構成する金属としては例えばLi、
Na、Ｋ、Rb、Cs等のアルカリ金属があげられ、なかでも
Na、Ｋが好ましい。具体的には例えばパーフルオロブタ
ンスルホン酸カリウム、パーフルオロオクタンスルホン
酸ナトリウム等があげられる。その使用量は、あまりに
少ないと後述する一価又は多価アルコールの硫酸エステ
ル金属塩を併用しても充分な難燃効果が得られ難くな
り、あまりに多くすると得られる組成物の熱安定性が低
下するようになるので、繊維状充填剤を含有するポリカ
ーボネート樹脂１００重量部に対して０．０１〜２重量
部であり、０．０５〜１重量部が好ましく、０．０５〜
０．５重量部が特に好ましい。

【０００９】上記パーフルオロアルカンスルホン酸金属
塩と併用する一価アルコール又は多価アルコールの硫酸
エステル金属塩を構成する金属としては、例えばLi、N
a、Ｋ、Rb、Cs等のアルカリ金属があげられ、なかでもN
a、Ｋが好ましい。アルコールの硫酸エステル金属塩と
しては例えばメチル硫酸ナトリウム（又はカリウム）、
ラウリル硫酸ナトリウム（カリウム）、ヘキサデシル硫
酸ナトリウム（カリウム）、ポリオキシエチレンモノア
ルキルエーテル硫酸ナトリウム（カリウム）、ポリオキ
シエチレンモノアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウ
ム（カリウム）、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブタンジオール等のモノ又はジ硫酸ナトリウム
（カリウム）、ペンタエリスリトールのモノ、ジ、トリ
又はテトラ硫酸ナトリウム（カリウム）、ステアリン酸
モノグリセライドモノ硫酸ナトリウム（カリウム）、
１，３−ビス（２−エチルヘキシル）グリセリンエーテ
ルモノ硫酸ナトリウム（カリウム）、フェノキシレジン
硫酸エステル金属塩等又はこれらのハロゲン置換物があ
げられ、これらは単独で用いても、二種以上併用しても
よい。かかるアルコールの硫酸エステル金属塩の使用量
は、繊維状充填剤を含有するポリカーボネート樹脂１０
０重量部に対して０．００１〜０．５重量部であり、
０．００５〜０．３重量部が好ましく、０．０１〜０．
１重量部が特に好ましい。０．００１重量部より少ない
と所定量のパーフルオロアルカンスルホン酸金属塩と併
用しても充分な難燃効果が得られ難くなり、０．５重量
部より多くしても最早難燃性の増大効果は認められず、
得られる組成物の熱安定性が低下するようになる。ま
た、従来の有機ハロゲン系難燃剤と併用することによっ
て、その難燃効果を大幅に向上させることができ、両者
の使用量を著しく減少させることもできる。

【００１０】本発明の難燃性樹脂組成物の調製は、通常
の混合機や混練機で実施される。例えば各成分をＶ型ブ
レンダー、リボンミキサー、タンブラー等に投入して均
一に混合した後、一軸又は二軸等の押出機で溶融混練し
て押出し、冷却した後ペレット状に切断する。押出しに
際し、繊維状充填剤や他の成分の一部を押出機の途中か
ら添加してもよい。また、成分の一部を予め混合又は混
練した後、更に残りの成分を添加して溶融押出してもよ
い。

【００１１】本発明の組成物には、本発明の目的を損な
わない範囲で、臭素化ビスフェノール、臭素化エポキシ
樹脂、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート、
トリフェニルホスフェート、ホスホン酸アミド、赤リン
等の他の難燃剤、三酸化アンチモン、アンチモン酸ナト
リウム等の難燃助剤、ステアリン酸ナトリウム、エチレ
ン−アクリル酸ナトリウム共重合体等の核剤、リン酸エ
ステル、亜リン酸エステル等の安定剤、ヒンダードフェ
ノール系化合物等の酸化防止剤、光安定剤、着色剤、発
泡剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤等を配合してもよい。
また、少量の他の熱可塑性樹脂やゴム等を添加してもよ
い。

【００１２】かくして得られた組成物は、例えば射出成
形、押出成形、圧縮成形又は回転成形等の任意の方法で
容易に成形することができる。

【００１３】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を更に説明す
る。なお、実施例中の部は重量部であり、難燃性はアン
ダーライターズ・ラボラトリーズのサブジェクト９４
（UL−９４）に準じて、厚み１／１６インチの試験片で
評価した。

【００１４】

【実施例１〜７及び比較例１〜１２】ビスフェノールＡ
とホスゲンから常法によって得た粘度平均分子量が２
３，９００、２２，４００、１９，７００、１５，８０
０の４種類のポリカーボネート樹脂、ガラスチョップス
トランド［直径１３μm 、平均長３．２mm、日本電気硝
子（株）製ECS ０３ T−５１１／F ］、パーフルオロ−
n-ブタンスルホン酸カリウム、ラウリル硫酸ナトリウム
及びテトラブロモビスフェノールＡとホスゲンから常法
によって得た平均重合度７のポリカーボネートオリゴマ
ー型難燃剤を表１記載の量タンブラーにより混合し、３
０mmφの一軸ルーダー［ナカタニ機械（株）製 VSK−３
０］により押出してペレット化し、得られたペレットを
１２０℃の熱風循環式乾燥機にて４〜６時間乾燥した
後、射出成形機［住友重機械工業（株）製ネスタール
（サイキャップ４８０／１５０）］により樹脂温度３０
０℃、金型温度１００℃、保持圧力１, ０００ kgf／cm
² 、射出速度６５mm／秒、成形サイクル５５秒（冷却３
０秒、射出２秒、保持圧時間１０秒）で評価用試験片を
成形し、難燃性を評価した。評価結果を表１に示した。
なお、表中の記号は下記の通りである。

【００１５】ＰＣ：ポリカーボネート樹脂 ＰＣ−１：粘度平均分子量２３，９００のポリカーボネ
ート樹脂 ＰＣ−２：粘度平均分子量２２，４００のポリカーボネ
ート樹脂 ＰＣ−３：粘度平均分子量１９，７００のポリカーボネ
ート樹脂 ＰＣ−４：粘度平均分子量１５，８００のポリカーボネ
ート樹脂 ＧＦ：ガラスチョップストランド Ａ：パーフルオロ−n-ブタンスルホン酸カリウム Ｂ：ラウリル硫酸ナトリウム Ｃ：ポリカーボネートオリゴマー型難燃剤

【００１６】

【表１】

【００１７】

【発明の効果】本発明の繊維状充填剤含有ポリカーボネ
ート樹脂組成物は、成形機や加工機の腐食の原因になる
ブロム化合物を使用せずに、その樹脂組成物本来の優れ
た特性を損なわない少量の難燃剤により優れた難燃性を
付与されており、その奏する工業的効果は格別なもので
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリカーボネート樹脂５０〜９７重量％
   及び繊維状充填剤３〜５０重量％からなる樹脂組成物１
   ００重量部に、パーフルオロアルカンスルホン酸金属塩
   ０．０１〜２重量部及び一価アルコール又は多価アルコ
   ールの硫酸エステル金属塩０．００１〜０．５重量部を
   配合してなる難燃性ポリカーボネート樹脂組成物。