JPH07300561A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

難燃性樹脂組成物

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JPH07300561A
JPH07300561A JP4458295A JP4458295A JPH07300561A JP H07300561 A JPH07300561 A JP H07300561A JP 4458295 A JP4458295 A JP 4458295A JP 4458295 A JP4458295 A JP 4458295A JP H07300561 A JPH07300561 A JP H07300561A
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茂 沖田
Hideo Matsuoka
英夫 松岡
Toru Nishimura
西村  透
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Abstract

(57)【要約】 【構成】下記式(1)の芳香族ホスフェート化合物およ
びシアヌール酸あるいはイソシアヌール酸とメラミン系
化合物との塩を難燃剤として配合した難燃性樹脂組成
物。 【化1】 【効果】本発明の難燃性樹脂組成物は高い難燃性、機械
特性、耐加水分解性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非ハロゲン系難燃剤を
使用した難燃性樹脂組成物に関する。更に詳しくは、機
械的性質が優れ、耐加水分解性の低下がなく、コネクタ
ー、リレー、スイッチ、ケース部材、トランス部材、コ
イルボビン等の電気・電子機器部品、自動車部品、機械
部品に好適な難燃性樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ
シクロヘキサンジメチレンテレフタレートなどに代表さ
れるポリエステル樹脂、あるいはポリカーボネート樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂等の
熱可塑性樹脂は、その優れた諸特性を生かし、射出成形
材料として機械機構部品、電気部品、自動車部品などの
幅広い分野に利用されつつある。一方、これら熱可塑性
樹脂は本質的に可燃性であるため、工業用材料として使
用するには一般の化学的、物理的諸特性のバランス以外
に火炎に対する安全性、すなわち難燃性が要求される場
合が多い。
【0003】熱可塑性樹脂に難燃性を付与する方法とし
ては、難燃剤としてハロゲン系有機化合物、さらに難燃
助剤としてアンチモン化合物を樹脂にコンパウンドする
方法が一般的である。しかしながら、この方法には、燃
焼の際の発煙量が多いなどの問題点を有している。
【0004】そこで、近年これらハロゲン系難燃剤の欠
点を克服するためにハロゲンを全く含まない難燃剤を用
いることが強く望まれるようになった。
【0005】これまで、ハロゲン系難燃剤を使わずに熱
可塑性樹脂を難燃化する方法としてはリン化合物の共重
合やブレンドが広く知られており、繊維用途を中心に各
種の手法が提案されている。たとえば、熱可塑性ポリエ
ステル樹脂を難燃化する代表的な方法としてはホスホン
酸ユニットやホスフィン酸ユニットのポリエステルへの
共重合(特開昭51−54691号公報、特開昭50−
56488号公報)、環状ホスフィナイト骨格をペンダ
ントに有するモノマーの共重合(特開昭52−9808
9号公報、特開昭55−5916号公報、特開昭60−
240755号公報等)、ポリホスホネートのブレンド
(米国特許第3719727号明細書)、赤リンのブレ
ンド(特開昭49−74240号公報)等がある。これ
らのうち特開昭55−5916号公報、特開昭49−7
4240号公報には射出成形用組成物の例示があるもの
の、従来のリン化合物による難燃化技術は基本的に繊
維、フィルム用途を対象としており、樹脂成形品を狙い
とするものではなかった。
【0006】また、芳香族ホスフェート、芳香族ホスフ
ェートオリゴマーを添加して難燃化する技術が特開昭4
8−90348号公報、特開昭48−91147号公報
等に開示されているが、これらも繊維における難燃化を
主たる狙いとしている。一方、欧州公開特許EP491
986号にはPBT系アロイ成形品の難燃化にレゾルシ
ン型芳香族ホスフェートオリゴマーを添加する方法が、
また特開平05−70671号公報ではポリアルキレン
テレフタレートに対してレゾルシン型芳香族ビスホスフ
ェート、メラミンシアヌレートおよび無機充填材を添加
する方法が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】射出成形用としての熱
可塑性樹脂組成物は、成形品の機械的性能、また成形品
を高温高湿下で使用した時も信頼性を保持するための耐
熱性および耐加水分解性が要請される。この点におい
て、従来の技術は以下のような問題点があることがわか
った。
【0008】(1)ホスホン酸ユニットやホスフィン酸
ユニットの共重合では主鎖のP(=O)−O結合が加水
分解されやすく、その結果成形品の耐加水分解性が大幅
に悪化する。
【0009】(2)リンを含有するモノマーを共重合し
た場合、特にポリエステルでは電気・電子部品として要
求されるレベルの難燃性を得ようとすると多量の共重合
率となり、樹脂自体の融点、結晶化速度が大幅に低下
し、もはや射出成形用樹脂としては使用が極めて制限さ
れるものとなる。
【0010】(3)赤リンのブレンドにおいては、熱可
塑性樹脂の機械特性の低下、着色等の問題がある上に、
熱可塑性樹脂に対する難燃化効果が小さい。
【0011】(4)レゾルシン型芳香族ホスフェートや
レゾルシン型芳香族ホスフェートオリゴマーのブレンド
においてはこれらホスフェートが加水分解されやすく、
加水分解生成物が樹脂自体の加水分解反応に触媒的に作
用するため耐久性能を低下せしめる。また、レゾルシン
型芳香族ホスフェートあるいはレゾルシン型芳香族ホス
フェートオリゴマーを配合した樹脂組成物を成形品にし
た場合、これらの化合物が成形品表面に滲み出て来るブ
リード現象が見られる。
【0012】以上のように、従来の繊維、フィルムを主
たる対象とした技術を成形用途に適用しようとすると幾
多の問題点があった。また、成形品用に開発されたレゾ
ルシン型芳香族ホスフェートあるいはレゾルシン型芳香
族ホスフェートオリゴマーによる難燃化技術も上記のよ
うな問題点を有している。
【0013】すなわち本発明は、非ハロゲン系難燃剤を
使用し、熱可塑性樹脂に高度な難燃性を付与すると同時
に、良好な成形性を有し、かつ耐加水分解性や機械物性
の良好な難燃性樹脂組成物を得ることを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは以上の状況
を鑑み、鋭意検討を重ねた結果、成形用途においては特
定構造の芳香族ホスフェートあるいはホスフェートオリ
ゴマー、およびシアヌール酸またはイソシアヌール酸と
前記式(2)で表わされる化合物との塩との併用が特異
的に性能バランスが優れることを見いだし、本発明に到
達した。
【0015】すなわち本発明は、(A)熱可塑性樹脂1
00重量部に対して(B)一般式(1)で表わされる構
造を有する芳香族ホスフェートおよび/または芳香族ホ
スフェートオリゴマー0.5〜100重量部および
(C)一般式(2)で表わされる化合物とシアヌール酸
またはイソシアヌール酸からなる塩0.5〜100重量
部を配合してなる難燃性樹脂組成物を提供するものであ
る。
【0016】
【化4】 (ただし上式においてR1 、R2 、R3 、R4 は、同一
または相異なる水素原子または炭素数1〜5のアルキル
基を表わす。Ar1 、Ar2 、Ar3 、Ar4は、同一
または相異なるフェニル基あるいはハロゲンを含有しな
い有機残基で置換されたフェニル基を表す。またXは直
接結合、O、S、SO2 、C(CH3 2 、CH2 、C
HPhを表わし、Phはフェニル基を表わす。nは数平
均重合度を表わし、数平均分子量が500となる値≦n
<40の範囲をとる。またk、mはそれぞれ0以上2以
下の整数であり、かつk+mは0以上2以下の整数であ
る。)
【化5】 (ただし上式においてR5 、R6 、R7 、R8 は同一ま
たは相異なる水素、アリール基、アルキル基、アラルキ
ル基、シクロアルキル基、または−CONH2である。
また、Rは上式中の−NR5 6 または−NR7 8
同一の基、またはこれらと独立に水素、アリール基、ア
ルキル基、アラルキル基、シクロアルキル基、−N
2 、または−CONH2 から選ばれた基である。) ここでいう熱可塑性樹脂(A)とは加熱すると流動性を
示し、これを利用して成形加工できる合成樹脂のことで
ある。その具体例としては、例えば、ポリエステル、ポ
リカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンオキサイ
ド、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリ
プロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系重合
体、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/1−ブ
テン共重合体、エチレン/プロピレン/非共役ジエン共
重合体、エチレン/アクリル酸エチル共重合体、エチレ
ン/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/酢酸
ビニル/メタクリル酸グリシジル共重合体およびエチレ
ン/プロピレン−g−無水マレイン酸共重合体などのポ
リオレフィン系共重合体、ポリエステルポリエーテルエ
ラストマー、ポリエステルポリエステルエラストマー等
のエラストマー、あるいはこれら合成樹脂の2種以上の
混合物が挙げられるが、特に熱可塑性ポリエステルまた
は熱可塑性ポリエステルとフェノキシ樹脂、ポリフェニ
レンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂から
選ばれる1種または2種以上との混合物が好ましく用い
られる。また、熱可塑性ポリエステル樹脂の具体例とし
てはポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレ
ンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリシク
ロヘキサンジメチレンテレフタレートおよびポリエチレ
ン−1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,4’−ジ
カルボキシレートなどのほか、ポリエチレンイソフタレ
ート/テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート/
イソフタレート、ポリブチレンテレフタレート/デカン
ジカルボキシレートおよびポリシクロヘキサンジメチレ
ンテレフタレート/イソフタレートなどの共重合ポリエ
ステルが挙げられるが、これらのうち機械的性質、成形
性などのバランスのとれたポリブチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジ
メチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートお
よびポリエチレンテレフタレートが特に好ましく使用で
きる。また、熱可塑性ポリエステルと、フェノキシ樹
脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスル
フィド樹脂から選ばれる1種または2種以上との混合物
の配合比率としては熱可塑性ポリエステル100重量部
に対して他の樹脂5〜200重量部が好ましい。
【0017】本発明で用いられる芳香族ホスフェートま
たは芳香族ホスフェートオリゴマー(B)は前記式
(1)で表される繰り返し単位を有する化合物であり、
その数平均重合度nが、数平均分子量で500となる値
以上、かつ40未満(数平均分子量が500となる値≦
n<40)のものであるが、好ましくは2以上40未
満、特に好ましくは3以上40未満である。数平均分子
量については500以上であれば特に制限はないが、好
ましくは550〜25000、特に好ましくは700〜
20000である。数平均分子量が500未満の場合に
は溶融混練時に揮発してしまったり、成形品の表面にブ
リードアウトしたりするので使用に耐えない。ここで数
平均分子量および数平均重合度はGPC(Gel Permeati
on Chromatography 、ポリスチレン換算)によって測定
される値である。
【0018】また前記式(1)中、k、mはそれぞれ0
以上2以下の整数であり、かつl+mは0以上2以下の
整数であるが、好ましくはk、mはそれぞれ0以上1以
下の整数、特に好ましくはk、mはそれぞれ1である。
【0019】また上記式(1)中、R1 、R2 、R3
4 は同一または相異なる水素または炭素数1〜5のア
ルキル基を表す。ここで炭素数1〜5のアルキル基の具
体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、
イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t
ert−ブチル基、n−ペンチル基、2−ペンチル基、
3−ペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられるが、
水素、メチル基、エル基が好ましく、とりわけ水素が好
ましい。
【0020】またAr1 、Ar2 、Ar3 、Ar4 は同
一または相異なるフェニル基あるいはハロゲンを含有し
ない有機残基で置換されたフェニル基を表す。具体例と
してはフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル
基、メシチル基、ナフチル基、インデニル基、アントリ
ル基などが挙げられるが、フェニル基、トリル基、キシ
リル基、クメニル基、ナフチル基が好ましく、特にフェ
ニル基、トリル基、キシリル基が好ましい。
【0021】またXは直接結合、O、S、SO2 、C
(CH3 2 、CH2 、CHPhを表わし、Phはフェ
ニル基を表わす。
【0022】前記芳香族ホスフェートまたは芳香族ホス
フェートオリゴマーは一般に下記の化学反応式(4)に
従って製造される。この場合副生物としてトリアリール
ホスフェートのような低分子量ホスフェートが混入する
こともある。その場合、ホスフェート混合物全体の数平
均分子量が500未満にならないような量であれば特に
問題はない。
【0023】
【化6】 本発明における芳香族ホスフェートおよび/または芳香
族ホスフェートオリゴマー(B)の具体例として、次の
例が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【0024】
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】 これら芳香族ホスフェートまたは芳香族ホスフェートオ
リゴマーのうち、Ar1 、Ar2 、Ar3 、Ar4 が、
同一または相異なるフェニル、トリル、またはキシリル
基、k、mがそれぞれ1であることが好ましく、特に下
記式(3)で表わされるビスフェノールA型芳香族ホス
フェートまたはビスフェノールA型芳香族ホスフェート
オリゴマーが難燃性、機械物性、経済性の面から好まし
く用いられる。
【0025】
【化14】 本発明における芳香族ホスフェートおよび/または芳香
族ホスフェートオリゴマー(B)の添加量は、熱可塑性
樹脂100重量部に対して0.5〜100重量部、好ま
しくは1〜80重量部、より好ましくは5〜50重量部
である。添加量が0.5重量部未満の時は難燃効果が十
分でなく、100重量部を越えると成形品の機械物性が
低下するため好ましくない。
【0026】樹脂組成物の難燃性は組成物中に占めるリ
ン含量によって決まる。従ってリン含量の高い芳香族ホ
スフェートおよび/または芳香族ホスフェートオリゴマ
ーの場合には少量の配合で十分に高い難燃性を達成する
ことができるが、リン含量の低い芳香族ホスフェートお
よび/または芳香族ホスフェートオリゴマーの場合には
多量の配合が必要となる。熱可塑性樹脂組成物の難燃化
に必要なリン含量(組成物中に占めるリン含量)は通常
0.1〜10%、好ましくは0.2〜8%、特に好まし
くは0.5〜5%である。
【0027】本発明で使用されるシアヌール酸またはイ
ソシアヌール酸の塩(C)とは、シアヌール酸またはイ
ソシアヌール酸と前記一般式(2)で表わされる化合物
との付加物であり、通常は1対1(モル比)、場合によ
り1対2(モル比)の組成を有する付加物である。前記
一般式(2)で表わされる化合物のうち、シアヌール酸
またはイソシアヌール酸と塩を形成しないものは除外さ
れる。
【0028】前記一般式(2)においてR5 、R6 、R
7 、R8 は同一または相異なる水素、アリール基、アル
キル基、アラルキル基、シクロアルキル基、または−C
OH2 である。ここでアリール基としては炭素数6〜1
5のもの、アルキル基としては炭素数1〜10のもの、
アラルキル基としては炭素数7〜16のもの、シクロア
ルキル基としては炭素数4〜15のものが好ましい。ま
た、Rは上式中の−NR5 6 または−NR7 8 と同
一の基、またはこれらと独立に水素、アリール基、アル
キル基、アラルキル基、シクロアルキル基、−NH2
または−CONH2 から選ばれた基であり、ここでアリ
ール基としては炭素数6〜15のもの、アルキル基とし
ては炭素数1〜10のもの、アラルキル基としては炭素
数7〜16のもの、シクロアルキル基としては炭素数4
〜15のものが好ましい。
【0029】R5 、R6 、R7 、R8 の具体的な例とし
ては水素、フェニル基、p−トルイル基、α−ナフチル
基、β−ナフチル基、メチル基、エチル基、n−プロピ
ル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、ヒドロキシメチル基、メトキ
シメチル基、ベンジル基、シクロペンチル基、シクロヘ
キシル基、シクロヘプチル基、2−メチル−1−ペンチ
ル基、4−メチル−1−シクロヘキシル基、アミド基な
どが挙げられるが、中でも水素、フェニル基、メチル
基、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、ベンジル
基、アミド基が好ましい。
【0030】また、Rの具体的な例としてはアミノ基、
アミド基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチル
アミノ基、ジエチルアミノ基、モノ(ヒドロキシメチ
ル)アミノ基、ジ(ヒドロキシメチル)アミノ基、モノ
(メトキシメチル)アミノ基、ジ(メトキシメチル)ア
ミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、水
素、フェニル基、p−トルイル基、α−ナフチル基、β
−ナフチル基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、
イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t
ert−ブチル基、ベンジル基、シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基、シクロヘプチル基、2−メチル−1−
ペンチル基、4−メチル−1−シクロヘキシル基などが
挙げられるが、中でも水素、アミノ基、アミド基、メチ
ル基、モノ(ヒドロキシメチル)アミノ基、ジ(ヒドロ
キシメチル)アミノ基、モノ(メトキシメチル)アミノ
基、ジ(メトキシメチル)アミノ基、フェニル基、ベン
ジル基が好ましい。
【0031】前記一般式(2)で表わされる化合物とシ
アヌール酸またはイソシアヌール酸との塩のうち、特に
メラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、2−
アミド−4,6−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、
モノ(ヒドロキシメチル)メラミン、ジ(ヒドロキシメ
チル)メラミン、トリ(ヒドロキシメチル)メラミンの
塩が好ましく、とりわけメラミン、ベンゾグアナミン、
アセトグアナミンの塩が好ましい。
【0032】前記一般式(2)で表わされる化合物とシ
アヌール酸またはイソシアヌール酸との塩は、一般式
(2)で表わされる化合物とシアヌール酸またはイソシ
アヌール酸の混合物を水スラリーとなし、良く混合して
両者の塩を微粒子状に形成させた後、このスラリーを濾
過、乾燥して得られる粉末であり、単なる混合物とは異
なる。この塩は完全に純粋である必要は無く、多少未反
応の(2)式で表わされる化合物ないしシアヌール酸、
イソシアヌール酸が残存していても良い。また、この塩
の形態としては特に制限はないが、できる限り微細な粉
末として得られたものを用いるのが、本発明の組成物か
ら得られる成形品の機械的強度や表面性の点から好まし
く、樹脂に配合される前の平均粒径が100μm以下の
ものが特に好ましい。また、上記塩の分散性が悪い場合
には、トリス(β−ヒドロキシエチル)イソシアヌレー
トなどの分散剤を併用してもかまわない。
【0033】上記塩の使用量は熱可塑性樹脂(A)10
0重量部に対して0.5〜100重量部、好ましくは2
〜80重量部、さらに好ましくは3〜70重量部であ
る。上記塩の使用量が0.5重量部より少ないと難燃性
の向上効果が認められず、また100重量部を超えると
成形品の機械的物性や表面外観が損なわれるため好まし
くない。
【0034】本発明の難燃性樹脂組成物はさらにフッ素
系樹脂を添加すると燃焼時の液滴の落下(ドリップ)が
抑制される。そのようなフッ素系樹脂としては、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレ
ン、(テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピ
レン)共重合体、(テトラフルオロエチレン/パーフル
オロアルキルビニルエーテル)共重合体、(テトラフル
オロエチレン/エチレン)共重合体、(ヘキサフルオロ
プロピレン/プロピレン)共重合体、ポリビニリデンフ
ルオライド、(ビニリデンフルオライド/エチレン)共
重合体などが挙げられるが、中でもポリテトラフルオロ
エチレン、(テトラフルオロエチレン/パーフルオロア
ルキルビニルエーテル)共重合体、(テトラフルオロエ
チレン/ヘキサフルオロプロピレン)共重合体、(テト
ラフルオロエチレン/エチレン)共重合体、ポリビニリ
デンフルオライドが好ましく、特にポリテトラフルオロ
エチレン、(テトラフルオロエチレン/エチレン)共重
合体が好ましい。
【0035】フッ素系樹脂の添加量は機械物性、成形性
の面から熱可塑性樹脂100重量部に対して通常0.0
1〜10重量部であり、好ましくは0.1〜5重量部、
さらに好ましくは0.2〜3重量部である。
【0036】フッ素樹脂の添加は熱可塑性樹脂としてポ
リエステルとフェノキシ樹脂、ポリフェニレンオキシド
樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂から選ばれる1種
または2種以上との混合物を用いる時に特に有効であ
る。
【0037】また本発明で用いる芳香族ホスフェートま
たは芳香族ホスフェートオリゴマーは他の従来公知のリ
ン系難燃剤に比べエステル結合などの脱水縮合構造を有
する熱可塑性樹脂の加水分解を促進する作用が極めて軽
微であるが、更にヒンダードフェノール系の安定剤を併
用すると長期間高温にさらされても極めて良好な耐加水
分解性が維持されることが見いだされた。このような安
定剤としては例えば、トリエチレングリコール−ビス
[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシ
フェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオー
ル−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロ
キシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリチル
−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2−チオ−
ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−
ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル
−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネート、3,5−ジ−t−ブチル−4−
ヒドロキシベンジルホスホネート ジエチルエステル、
1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼ
ン、ビスもしくはトリス(3−t−ブチル−6−メチル
−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、N,N’−ヘキ
サメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロ
キシ−ヒドロシンナマミド)、N,N’−トリメチレン
ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒド
ロシンナマミド)などが挙げられる。
【0038】本発明においては、このようなヒンダード
フェノール系安定剤を必要に応じて添加することができ
るが、その際のヒンダードフェノール系安定剤の添加量
は通常、熱可塑性樹脂(A)100重量部に対し0.0
1〜3重量部、好ましくは0.01〜1重量部、更に好
ましくは0.03〜0.5重量部である。
【0039】さらに、本発明の難燃性樹脂組成物に対し
て本発明の目的を損なわない範囲でリン系、イオウ系な
どの酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型
剤、および染料・顔料を含む着色剤などの通常の添加剤
を1種以上添加することができる。
【0040】なお、特に必須ではないが、本発明の難燃
性樹脂組成物に対してさらに繊維状、および/または粒
状の充填材を添加することにより、強度、剛性、耐熱性
などを大幅に向上させることができる。
【0041】このような充填材の具体例としては、ガラ
ス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、アスベス
ト、チタン酸カリウムウィスカ、ワラステナイト、ガラ
スフレーク、ガラスビーズ、タルク、マイカ、クレー、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタンおよび酸化
アルミニウムなどが挙げられ、なかでもチョップドスト
ランドタイプのガラス繊維が好ましく用いられる。
【0042】これらの添加量は熱可塑性樹脂(A)10
0重量部に対して5〜140重量部が好ましく、特に好
ましくは5〜100重量部である。
【0043】本発明の難燃性樹脂組成物は通常公知の方
法で製造される。例えば、熱可塑性樹脂(A)、芳香族
ホスフェート及び/または芳香族ホスフェートオリゴマ
ー(B)、シアヌール酸またはイソシアヌール酸の塩
(C)およびその他の必要な添加剤をエクストルーダー
で溶融混合する方法、あるいは粒子状物どうしを均一に
機械的に混合した後、射出成形機で混合と同時に成形す
る方法などが挙げられる。
【0044】かくして得られる難燃性樹脂組成物は通常
公知の方法で成形することができ、射出成形、押出成
形、圧縮成形などの成形品、シート、フィルムなどの成
形物品とすることができる。なかでも射出成形品用途に
特に好適であり、その特徴を活かして機械部品、自動車
部品として有用に用いることができる。
【0045】
【実施例】以下実施例により本発明の効果を更に詳細に
説明する。ここで部とはすべて重量部をあらわす。各特
性の測定方法は以下の通りである。
【0046】(1)機械特性 射出成形により得たダンベル試験片についてASTM
D−638に従い引張降伏強度、破断伸度を測定した。
【0047】(2)LOI(限界酸素濃度指数) ペレットから150mm×6mm×1mmの短冊状の試
験片を作成し、ASTM D−2863に従いLOIを
測定した。LOIは数値が大きいほど難燃性が高いこと
を意味する。
【0048】(3)難燃性 ペレットから127mm×12.7mm×0.8mmの
短冊状の試験片を作成し、UL94に定められている評
価基準に従い難燃性を評価した。
【0049】難燃性レベルはV−0>V−1>V−2>
HBの順に低下する。
【0050】(4)耐加水分解性 ダンベル試験片を恒温恒湿槽中で80℃、95%RHの
条件下に所定時間処理し、処理前後の分子量変化をGP
C(ポリスチレン換算値)により測定し、その変化率を
耐加水分解性の尺度とした。
【0051】(5)結晶化特性 ポリエステルのペレットについてのみDSCにより測定
した。昇温、降温とも20℃/分の速度で行い、また昇
温後は最高温度260℃で10分保持した後降温に移っ
た。Tmは融点、Tcは溶融状態からの結晶化温度をあ
らわす。
【0052】なお、実施例および比較例中で使用される
芳香族ホスフェート化合物の略記号とその構造を以下に
示す。
【0053】
【化15】
【化16】 また、上記化合物の数平均分子量は次のとおりであっ
た。
【0054】A:580(n=0.56) B:710
(n=0.86) C:620(n=0.72) D:
830(n=1.06) E:800(n=1.06)
F:1590(n=1.00) G:580(n=
1.02) H:600(n=1.05) I:790
(n=1.38) 上記の数平均分子量はGPCを用い、次に示す条件で測
定した値である。
【0055】装置:Waters、カラム:TSK−G
2500H/TSK−G4000H 溶媒:NMP(0.02N 塩化リチウム)、流速:
0.5mL/min 検出:UV(260nm)
【0056】また、本実施例で用いたシアヌール酸の塩
を電子顕微鏡を用いて観察したところ、いずれも平均粒
径(固体数100の平均値)は100μmより小さかっ
た。実施例1〜15、比較例1〜18 極限粘度が0.
85(25℃、o−クロルフェノール溶液)のポリブチ
レンテレフタレート(以下PBTと略す)100重量部
に対して表1および2に示す各種のリン化合物、シアヌ
ール酸またはイソシアヌール酸の塩およびその他の添加
剤を混合し、30mmΦ2軸押出機を用いて樹脂温度2
60℃で溶融押出した。得られたペレットを乾燥後、射
出成形(金型温度80℃)によりASTMD−638に
規定されている引張試験片を作製した。また、プレス成
形を行なってLOI測定用サンプルおよびUL94に基
く難燃性評価用サンプルを調製した。
【0057】各サンプルのLOI、難燃性、機械的特
性、成形品の色調、耐加水分解性の測定結果を表3およ
び4にまとめて示す。
【0058】なお、芳香族ホスフェート化合物および各
種リン系難燃剤の配合量については部数の他に、組成物
中に占めるリンの重量%についても併せて記載した。
【0059】また、表中の酸化防止剤とはペンタエリス
ルチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバ・ガ
イギー社製”IR−1010”)である。GFはガラス
繊維のことを表わす。
【0060】
【表1】
【0061】
【表2】
【0062】
【表3】
【0063】
【表4】
【0064】実施例1〜4、6、8、10、12、14
と比較例1、2のLOI値およびUL94に基く評価結
果より、ポリエステル樹脂に本発明の芳香族ホスフェー
トおよびシアヌール酸塩を配合することにより優れた難
燃性を付与できることがわかる。また、実施例5、7、
9、11、13、15と比較例3より、ガラス繊維で強
化した場合にも同様のことが言える。
【0065】また、実施例1〜15と比較例7〜10、
13〜18より、芳香族ホスフェート化合物およびシア
ヌール酸塩を配合した場合には赤リンやレゾルシン型芳
香族ホスフェート化合物のようにポリエステルの機械物
性、結晶化特性、色調、耐加水分解性を著しく低下させ
ることがない。
【0066】さらに、実施例1〜4、6、8、10、1
2、14と比較例4〜6より、ポリエステルにシアヌー
ル酸塩のみを配合した場合には優れた難燃性は得られ
ず、芳香族ホスフェート化合物と併用することによって
初めて優れた難燃性が付与されることがわかる。同様
に、実施例1〜4、6、8、10、12、14と比較例
11、12より芳香族ホスフェート化合物のみの配合で
は充分な難燃性が得られず、シアヌール酸塩と併用する
ことで優れた難燃性が付与されることがわかる。
【0067】本発明で用いる芳香族ホスフェート化合物
をポリエステルに配合すると、実用的な範囲ではあるも
のの難燃剤を配合していないポリエステルに比べて耐加
水分解性が若干低下する(たとえば実施例1、3と比較
例1)。しかしながら、ヒンダードフェノール系安定剤
を添加することによってさらに耐加水分解性は向上する
ことがわかる(実施例1と2、あるいは実施例3と
4)。
【0068】実施例16〜21、比較例19〜30 GPCで測定したポリスチレン換算重量平均分子量が5
1000のビスフェノールA型ポリカーボネート、GP
Cで測定したポリスチレン換算重量平均分子量が120
000のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレ
ン)オキシドと重量平均分子量430000のポリスチ
レンとの混合物(重量比60/40、以下変性PPOと
略す)、相対粘度2.70(25℃、1%濃硫酸溶液)
のナイロン6、それぞれ100重量部に対して表5に示
す芳香族ホスフェート化合物等のリン系化合物、シアヌ
ール酸またはイソシアヌール酸の塩およびその他の添加
剤を混合し、30mmΦ2軸押出機を用いて溶融押出し
た。得られたペレットを射出成形によりASTMD−6
38に規定されている引張試験片を作製した。また、プ
レス成形を行なってLOI測定用サンプルおよびUL9
4に基く難燃性評価用サンプルを調製した。
【0069】各サンプルのLOI、難燃性、機械的特
性、成形品の色調、耐加水分解性等の測定結果を表6に
まとめて示す。
【0070】なお、芳香族ホスフェート化合物および各
種リン系難燃剤の配合量については部数の他に、組成物
中に占めるリンの重量%についても併せて記載した。
【0071】
【表5】
【0072】
【表6】
【0073】実施例16、17と比較例19のLOI値
およびUL94に基く評価結果より、ポリカーボネート
樹脂に芳香族ホスフェート化合物およびシアヌール酸塩
を配合することにより優れた難燃性を付与できることが
わかる。また、ガラス繊維で強化した場合にも同様のこ
とが言える。
【0074】さらに比較例20、21より芳香族ホスフ
ェート化合物のみ、あるいはシアヌール酸塩のみの配合
では高い難燃性は得られないことがわかる。比較例22
では芳香族ホスフェート化合物の代わりに赤リンを用い
ているが高い難燃性は得られず、耐加水分解性の低下も
見られる。
【0075】実施例18、19と比較例23のLOI値
およびUL94に基く評価結果より、変性PPO樹脂に
芳香族ホスフェート化合物およびシアヌール酸塩を配合
することにより優れた難燃性を付与できることがわか
る。ガラス繊維で強化した場合にも同様のことが言え
る。さらに比較例24、25より芳香族ホスフェート化
合物のみ、あるいはシアヌール酸塩のみの配合では高い
難燃性は得られないことがわかる。比較例26では芳香
族化合物の代わりに赤リンを用いているが高い難燃性は
得られていない。
【0076】実施例20、21と比較例27のLOI値
およびUL94に基く評価結果より、ポリアミド樹脂に
芳香族ホスフェート化合物およびシアヌール酸塩を配合
することにより優れた難燃性を付与できることがわか
る。さらに比較例28、29より芳香族ホスフェート化
合物のみ、あるいはシアヌール酸塩のみの配合では高い
難燃性は得られないことがわかる。比較例30では芳香
族ホスフェート化合物の代わりに赤リンを用いているが
高い難燃性は得られていない。
【0077】実施例22〜35 極限粘度が0.85(25℃、o−クロルフェノール溶
液)のポリブチレンテレフタレートに対してGPCで測
定したポリスチレン換算重量平均分子量が59000の
フェノキシ樹脂(ビスフェノールAとエピクロルヒドリ
ンとの縮合物表中ではフェノキシと表記)、GPCで測
定したポリスチレン換算重量平均分子量が120000
のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)オキ
シド(以下PPOと略す)、溶融粘度800ポアズ(3
20℃、剪断速度1000/秒)のリニアタイプのポリ
フェニレンスルフィド(以下PPSと略す)、芳香族ホ
スフェート化合物等のリン系化合物、シアヌール酸また
はイソシアヌール酸の塩およびその他の添加剤を表7に
示す比率で配合し、30mmΦ2軸押出機を用いて溶融
押出した。得られたペレットを射出成形によりASTM
D−638に規定されている引張試験片を作製した。ま
た、プレス成形を行なってLOI測定用サンプルおよび
UL94に基く難燃性評価用サンプルを調製した。
【0078】各サンプルのLOI、難燃性、機械的特
性、成形品の色調、耐加水分解性等の測定結果を表8に
まとめて示す。
【0079】なお、芳香族ホスフェート化合物および各
種リン系難燃剤の配合量については部数の他に、組成物
中に占めるリンの重量%についても併せて記載した。
【0080】
【表7】
【0081】
【表8】
【0082】実施例22、24、26、28、30、3
2、34のLOI値およびUL94に基く評価結果よ
り、ポリエステル樹脂と、フェノキシ樹脂、PPO、P
PSとの混合物に対しても本発明の芳香族ホスフェート
およびシアヌール酸塩を配合することにより優れた難燃
性を付与できることがわかる。また、実施例23、2
5、27、29、31、33、35より、ガラス繊維で
強化した場合にも同様のことが言える。また、実施例4
〜15と実施例22〜35を比較すると、ポリエステル
樹脂単独の場合よりフェノキシ樹脂、PPO、PPSと
の混合物の方が難燃性、機械特性に優れていることがわ
かる。
【0083】実施例36〜49 ダイキン工業製ポリフロンMPA FA−100(ポリ
テトラフルオロエチレン粉末)0.3重量部をさらに添
加する以外は実施例22〜35とまったく同じ樹脂組成
物を調製した。各サンプルのLOI、難燃性、機械的特
性、成形品の色調、耐加水分解性等の測定結果を表9に
まとめて示す。
【0084】
【表9】
【0085】実施例36〜49の組成物はいずれもV−
0レベルの難燃性を示し、しかも燃焼試験時に液滴の落
下(ドリップ)が見られなかった。また、機械的特性、
成形品の色調、耐加水分解性は実施例22〜35と同等
レベルのものであった。
【0086】
【発明の効果】
(1)本発明で用いる芳香族ホスフェートおよびシアヌ
ール酸またはイソシアヌール酸の塩の併用は、従来公知
の他のリン系難燃剤に比べ高い難燃化効果を示す。また
耐加水分解性が良好で熱可塑性樹脂の特性に悪影響を与
えない優れた難燃処方である。
【0087】(2)本発明で得られる難燃性樹脂組成物
は難燃性が良好であるばかりか、機械的性質、溶融流動
性、表面外観に優れており、耐加水分解性の低下もない
ので機械部品、電気部品、自動車部品として有用であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 67/02 LPJ 71/10 LQJ 71/12 LQN 81/02 LRG 101/00 LTA

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)熱可塑性樹脂100重量部に対して
    (B)一般式(1)で表わされる構造を有する芳香族ホ
    スフェートおよび/または芳香族ホスフェートオリゴマ
    ー0.5〜100重量部および(C)一般式(2)で表
    わされる化合物とシアヌール酸またはイソシアヌール酸
    からなる塩0.5〜100重量部を配合してなる難燃性
    樹脂組成物。 【化1】 (ただし上式においてR1 、R2 、R3 、R4 は、同一
    または相異なる水素原子または炭素数1〜5のアルキル
    基を表わす。Ar1 、Ar2 、Ar3 、Ar4は、同一
    または相異なるフェニル基あるいはハロゲンを含有しな
    い有機残基で置換されたフェニル基を表す。またXは直
    接結合、O、S、SO2 、C(CH3 2 、CH2 、C
    HPhを表わし、Phはフェニル基を表わす。nは数平
    均重合度を表わし、数平均分子量が500となる値≦n
    <40の範囲をとる。またk、mはそれぞれ0以上2以
    下の整数であり、かつk+mは0以上2以下の整数であ
    る。) 【化2】 (ただし上式においてR5 、R6 、R7 、R8 は同一ま
    たは相異なる水素、アリール基、アルキル基、アラルキ
    ル基、シクロアルキル基、または−CONH2である。
    また、Rは上式中の−NR5 6 または−NR7 8
    同一の基、またはこれらと独立に水素、アリール基、ア
    ルキル基、アラルキル基、シクロアルキル基、−N
    2 、または−CONH2 から選ばれた基である。)
  2. 【請求項2】一般式(1)で表される芳香族ホスフェー
    トおよび/または芳香族ホスフェートオリゴマ(B)の
    式中、k、mがそれぞれ1である請求項1記載の難燃性
    樹脂組成物。
  3. 【請求項3】一般式(1)で表わされる芳香族ホスフェ
    ートおよび/または芳香族ホスフェートオリゴマ(B)
    の式中、Ar1 、Ar2 、Ar3 、Ar4 が、同一また
    は相異なるフェニル、トリルまたはキシリル基である請
    求項1記載の難燃性ポリマ組成物。
  4. 【請求項4】一般式(1)で表わされる芳香族ホスフェ
    ートおよび/または芳香族ホスフェートオリゴマー
    (B)が下記式(3)で表わされる請求項1記載の難燃
    性樹脂組成物。 【化3】
  5. 【請求項5】一般式(2)で表わされる化合物とシアヌ
    ール酸またはイソシアヌール酸からなる塩(C)の平均
    粒径が100μm以下である請求項1記載の難燃性樹脂
    組成物。
  6. 【請求項6】一般式(2)で表わされる化合物がメラミ
    ンである請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
  7. 【請求項7】熱可塑性樹脂(A)が熱可塑性ポリエステ
    ルである請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
  8. 【請求項8】熱可塑性樹脂(A)がフェノキシ樹脂、ポ
    リフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド
    樹脂から選ばれる1種または2種以上と熱可塑性ポリエ
    ステルとの混合物である請求項1記載の難燃性樹脂組成
    物。
  9. 【請求項9】熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して
    フッ素系樹脂0.01〜10重量部をさらに配合してな
    る請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
  10. 【請求項10】熱可塑性樹脂(A)100重量部に対し
    てヒンダードフェノール系安定剤0.01〜3重量部を
    さらに配合してなる請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
  11. 【請求項11】熱可塑性樹脂(A)100重量部に対し
    て充填剤5〜140重量部をさらに配合してなる請求項
    1記載の難燃性樹脂組成物。
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