JPH0730222B2 - 難燃性スチレン系樹脂組成物 - Google Patents

難燃性スチレン系樹脂組成物

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JPH0730222B2 JP10248886A JP10248886A JPH0730222B2 JP H0730222 B2 JPH0730222 B2 JP H0730222B2 JP 10248886 A JP10248886 A JP 10248886A JP 10248886 A JP10248886 A JP 10248886A JP H0730222 B2 JPH0730222 B2 JP H0730222B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、優れた透明性と機械的性質を有し、成形性の
良好な、難燃性スチレン系樹脂組成物に関する。
〔従来の技術〕
いわゆるスチレン系樹脂はその優れた性質により家庭用
弱電機器、電子機器、OA機器、自動車等の各種部品、建
築用材、玩具、その他各種成形品として非常に多くの分
野において使用されている。特にアクリロニトリル−ス
チレン系共重合体樹脂(以下AS樹脂という。)は、優れ
た透明性を活かし、照明材料、デイスプレー、電子電気
機器部品等に広く使用されている。しかしながら、スチ
レン系樹脂それ自身は易燃性であるため用途が制限され
ることがある。
一方、近年家庭用弱電部品や家具等を中心にプラスチツ
ク材料の難燃化が強く要求されており、また各国におい
ても消費者保護の立場から難燃化に関する法的規則も強
まつている。
プラスチツクの難燃化については種々提案されている
が、その多くは(1)樹脂自体に難燃性を有する単量体
を共重合させるか、あるいは(2)難燃剤を添加する方
法等である。
前者の(1)の方法においては、難燃性を有する単量体
はハロゲン化合物やリン化合物を主体としたものであ
り、かかる方法により得られる共重合体樹脂を高い成形
温度で成形する場合熱安定性に問題が多い。
後者の(2)の方法においてスチレン系樹脂をベースに
した場合難燃性賦与剤としては、例えば有機臭素化合物
を用いる方法(特開昭49−80159号公報)、フオスフエ
ート化合物とテトラブロモビスフエノールAを併用する
方法(特開昭49−52247号公報)、塩化ビニル重合体を
用いる方法(特開昭54−54号公報)、デカプロモジフエ
ニルエーテルを用いる方法(特開昭54−50060号公
報)、赤リンを用いる方法(特開昭59−24752号公報)
等が挙げられる。しかしながらこれら方法による場合に
は樹脂が不透明もしくは半透明となり、透明な樹脂が得
られる場合でも着色が著しかつたり、成形加工性や物性
の低下が大きいため、優れた光学的性質と難燃性を具備
したスチレン系樹脂が得られていないのが現状である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ハロゲンあるいはリンを含有する難燃性付与剤において
単にその物質中のハロゲンあるいはリンの含有量が高け
れば難燃付与性が大であるとは限らず、また最終製品で
ある樹脂組成物中のハロゲンあるいはリンの存在量が、
多ければ効果も大であるとは限らない。さらに化合物を
構成する原子の種類や数が同じであつても構造が異れば
難燃効果も異なり、一概に難燃性付与の効果を予測する
ことは極めて困難である。難燃性の付与は複雑な要因が
絡みあつて総合的に与えられるものであり、従つていく
つかの異なる難燃性付与剤を組合せて用いることによ
り、あるいはある種の添加剤等を組合せることにより予
想外の難燃効果を期待することが可能である。
また透明な樹脂を扱う場合、樹脂の着色は商品価値に大
きく関与するが、この着色の程度についても難燃性付与
剤の場合同様、あるいはそれ以上に複雑な要因が絡み合
つてでてくると考えられ、添加剤の組合せ等が予想外の
効果を生む場合がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は上述した如き現状に鑑み鋭意検討した結果、
芳香族ビニル系共重合体、特定範囲の融点を有する臭素
化芳香族化合物および特定範囲の融点を有するリン化合
物をそれぞれ特定の範囲で配合することにより優れた成
形加工性と機械的強度を有し、かつ着色の少ない透明性
に優れた難燃性スチレン系樹脂組成物とし得ることを見
出し本発明に到達した。
即ち本発明の要旨とするところは芳香族ビニル単量体60
〜90重量%およびシアン化ビニル単量体40〜10重量%か
ら構成される樹脂〔I〕70〜96重量部、融点が90〜210
℃の臭素化芳香族化合物〔II〕の少なくとも一種1〜25
重量部および次式(A)または(B)で示される融点90
〜210℃の化合物〔III〕の少なくとも一種1〜15重量部
からなり、〔I〕〜〔III〕の合計が100重量部である難
燃性スチレン系樹脂組成物である。
(但し、XはH、BrまたはCl、Yは−CH2CH2−、−(CH
2−、−CH2−C(CH3−CH2−、−CH2−C(CH2
Cl)2CH2−または−CH2−C(CH2Br)2CH2−、Zは 本発明において用いる樹脂〔I〕は芳香族ビニル単量体
60〜90重量%、好ましくは60〜86重量%およびシアン化
ビニル単量体40〜10重量%、好ましくは35〜10重量%か
ら構成されるものである。芳香族ビニル単量体が90重量
%を超えると化合物〔III〕の配合による難燃性相乗効
果がなくなるばかでなく、最終的に得られる樹脂組成物
の透明性も損なわれることになり好ましくない。またシ
アン化ビニル単量体が40重量%を超えると着色が著しく
なり好ましくない。
芳香族ビニル単量体としてはスチレン;α−メチルスチ
レン、p−メチルスチレン等の各種置換スチレンの誘導
体が挙げられ、これらは単独でまたは組合せて用いるこ
とができる。
またシアン化ビニル単量体としてはアクリロニトリル、
メタクリロニトリル等が挙げられ、これらは単独でまた
は組合せて用いることができる。
なお芳香族ビニル単量体の30重量%迄の量を他の共重合
可能な単量体で置換することができる。この共重合可能
な単量体としてはメタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、エタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシ
ル等のメタクリル酸アルキルエステル類;アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリ
ル酸アルキルエステル類;桂皮酸メチル、クロトン酸メ
チル等の不飽和酸エステル類;無水マレイン酸等の酸無
水物;N−シクロヘキシルマレイミド、N−フエニルマレ
イミド、N−(o−クロロフエニルマレイミド)、N−
エチルマレイミド等のマレイミド類等が挙げられ、これ
らは単独でまたは組合せて用いることができる。
本発明の樹脂組成物100重量部中における樹脂〔I〕の
配合割合は70〜96重量部、好ましくは75〜95重量部であ
る。70重量部未満では機械的強度の低下が比較的大きく
好ましくない。また96重量部を超えると難燃性が劣り好
ましくない。
本発明において用いる臭素化芳香族化合物〔II〕は融点
が90〜210℃の範囲、好ましくは100〜190℃の範囲のも
のであり、本発明の光学的性質や機械的性質の優れた難
燃性樹脂組成物を得るのに好ましいものである。融点が
90℃未満の化合物を用いると得られる樹脂組成物の耐熱
性が低下するばかりでなく製造時にも問題が生じやす
い。例えば押出時にブレンドが困難であつたり、ベント
が困難になつたりする。さらに、難燃剤がブリードしや
すい欠点も生じ好ましくない。一方、融点が210℃を超
える化合物を用いると本発明で用いる樹脂〔I〕との相
溶性が低下し得られる樹脂組成物に斑が生じたり、難燃
効果が低下する場合があり好ましくない。
本発明の樹脂組成物100重量部中における臭素化芳香族
化合物〔II〕の配合割合は1〜25重量部、好ましくは1
〜20重量部である。1重量部未満では化合物〔III〕と
の相乗効果が少なくなり難燃性が低下する傾向が認めら
れ、成形加工流動性も低くなる。また25重量部を超える
と得られる樹脂組成物の機械的強度が低下するので好ま
しくない。
臭素化芳香族化合物〔II〕の具体例としてはテトラブロ
モビスフエノールA、臭素化ビフエニルオキサイドおよ
びこれらの誘導体等が挙げられ、これらが好ましいもの
である。またこれらは単独でまたは組合せて用いられ
る。
さらに本発明において用いる上記式(A)または(B)
で示される化合物〔III〕は米国特許第4,458,045号明細
書に開示されているように、ポリメチルメクタリレート
等に配合し透明性のある樹脂が得られる場合があること
が知られている。しかし、これらを単独で配合使用する
と着色したり、吸水性が大きくなつたり、あるいは成形
加工時の流動性が悪化する等の問題がある。
本発明では、この化合物〔III〕を前記臭素化芳香族化
合物〔II〕と組合せて樹脂〔I〕に配合することによつ
てその相乗効果によつて着色の少ない、透明性、耐熱性
に優れた低吸水性の成形性良好な難燃性スチレン系樹脂
組成物とし得たことが大きな特徴である。
本発明における上記式(A)または(B)で示される化
合物〔III〕は融点90〜210℃の範囲、好ましくは100〜1
95℃の範囲のものである。融点90℃未満の化合物および
210℃を超える化合物を用いる場合には前記臭素化芳香
族化合物〔II〕の場合と同じような理由で好ましくな
い。
本発明の樹脂組成物100重量部中における化合物〔III〕
の配合割合は1〜15重量部である。1重量部未満では難
燃性の効果が得られにくく、また15重量部を超えると吸
水性が大きくなり、また着色が著しくなるので好ましく
ない。
また、この化合物〔III〕はメタクリル樹脂に配合した
場合には難燃性の効果が得られていることが知られてい
るが、本発明で用いる樹脂〔I〕に前記臭素化芳香族化
合物〔II〕と併用して用いることにより、メタクリル樹
脂の場合に比較しより少ない配合量で難燃化を達成でき
ること、かつ化合物〔III〕はスチレン系樹脂との相溶
性が悪く、白濁し光学的特性が悪く、しかも難燃効果も
劣つているにも拘らず、樹脂〔I〕に配合すると光学的
特性および難燃性等に優れたものが得られることは驚く
べきことである。さらに化合物〔III〕を樹脂〔I〕に
配合することによりメタクリル樹脂に配合する場合より
低吸湿性、低吸水性安定性に優れた樹脂組成物とし得る
のである。
本発明の樹脂組成物には本発明の主旨を損なわない範囲
で離型剤、他の難燃剤、安定剤、着色剤、紫外線吸収
剤、光分散剤等を併用することができる。特に安定剤を
用いる場合にはフオスフアイト系の安定剤を樹脂組成物
100重量部に対し0.05〜3重量部の範囲で用いるのが前
記難燃剤との相乗効果が発揮でき、かつ着色も少なくす
ることができるので好ましい。3重量部を超えて用いる
と機械的性質が低下するので好ましくない。融点が40℃
未満の安定剤を多量に配合すると得られる樹脂組成物の
表面が粘着性を帯び、また、200℃を超える安定剤は相
溶性が悪く、得られる樹脂組成物の透明性が低下し好ま
しくない。
好ましい安定剤を下記に幾つか例示するが、これらに限
定されるものではない。
ペンタエリスリトール水添加ビスフエノールAトリフエ
ニルフオスフアイド重縮合物(既存化学物質7−1900、
mp98℃、城北化学工業(株)製、商品名JPH−3800)、
トリス(2,4−ジ−t−ブチルフエニル)フオスフアイ
ト(mp170〜190℃、アデカアーガス化学(株)製、商品
名mark2112)、水添加ビスフエノールAフオスフアイト
ポリマー(mp70〜80℃、城北化学工業(株)製、商品名
HBP)、ビスフエノールAペンタエリスリトールホスフ
アイト(mp70℃、城北化学工業(株)製、商品名JPP−3
300)、アリルジフオスフアイト(mp110〜120℃、アデ
カアーガス化学(株)製、商品名markPEP−2)、ジス
テアリルペンタエリスリチルジフオスフアイト(mp40〜
50℃、既存化学物質5−1081、城北化学工業(株)製、
商品名JPP−2000;アデカアーガス化学(株)製、商品名
mark PEP−8)。
共重合体〔I〕に臭素化芳香族化合物〔II〕および化合
物〔III〕を添加する方法としては種々の方法が採用で
きるが、各成分の融点を比較的近い範囲に限定している
ので、タンブラーあるいはヘンシエルミキサーで混合
し、押出機により均一に混合する方法が最も簡便であり
生産性にも優れている。熱ロールやバンバリーミキサー
等も用いることができる。また、芳香族ビニル単量体お
よびシアン化ビニル単量体中に臭素化芳香族化合物〔I
I〕および/または化合物〔III〕を溶解し塊状あるいは
懸濁重合により目的の樹脂組成物を得ることもできる。
〔発明の効果〕
本発明の樹脂組成物は、難燃性および光学的特性、機械
物性に優れているため、電子電気部品、OA機器部品、自
動車部品、建築材料、看板、グレージング材料等の用途
に有用である。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。な
お、実施例中の「部」および「%」は「重量部」および
「重量%」を示す。
実施例における物性評価は下記の方法に基づいて測定し
た。
(1) 引張強度、伸度 ASTM−D−638 (2) アイゾット衝撃強度 ASTM−D−256(ミルドノツチ) (3) 耐熱変形性 熱変形温度(HDT)(℃) ASTM−D−648 (4) 全光線透過率、曇価 ASTM−D−1003(板厚2mm) (5) メルトインデックス ASTM−D−1238 230℃、荷重10kg、3.8kg (6) 還元粘度 30℃、0.5g/dlメチルエチルケトン溶液をキヤノン・フ
エンスケ50番の粘度管を用いて求めた。
(7) 共重合体〔I〕中のAN(アクリロニトリル)単
位比 元素分析測定装置により求めた。
(8) 射出成形板の色調および透明性 目視およびY.I.値はASTM−D−1925により求めた。
(9) 耐候性 加速暴露試験120時間、スガ(株)製耐候機で温度60
℃、カーボンアーク灯、1時間当り12分降雨の条件で実
施した。
(10) 燃焼試験 米国UL規格Subject94に準拠した垂直により実施した。
試片の厚みは1.5mmまたは3mmで評価した。
(11) 化合物の組成分析 リン:モリベデンブルーによる吸光度法 塩素および臭素:ロダン水銀による吸光度法により常法
に従つて測定した。
(1) 樹脂〔I〕の種類 〔I−1〕〜〔1〜3〕: 容量5の完全混合型重合機を用い第1表に示すような
条件下で溶液重合を連続的に行つた。
得られた重合反応物は45〜55%固型分を有していたが、
これを引きつづき約230℃の温度に保持した揮発分分離
除去装置で約50mm Hg abs.の条件下で連続的に処理し所
望のAS樹脂ペレツトを得た。
〔I−4〕〜〔I−6〕: 下記市販の射出成形用AS樹脂を用いた。樹脂中のAN比は
下記の通りであつた。
〔I−4〕 エスチレン AS−30(商品名) 新日本製鉄化学工業(株)製 (AN比28%) 〔I−5〕: タイリル 789(商品名) 旭化成(株)製 (AN比28%) 〔I−6〕: セビアン N−010(商品名) ダイセル(株)製 (AN比27%) 又、比較例としてのポリスチレン樹脂およびメタクリル
樹脂は下記のものを用いた。
〔I−7〕(比較例用): G−10 (商品名、ポリスチレン樹脂一般グレード) 新日本製鉄化学工業(株)製 〔I−8〕(比較例用): アクリペツトVH(商品名、メタクリル樹脂) 三菱レイヨン(株)製 (2) 臭素化芳香族化合物〔II〕の種類 下記市販品をそのまま用いた。
〔II−1〕テトラブロモビスフエノールA: mp.178〜181℃、フアイヤーガード2000(商品名)、帝
人化成(株)製 〔II−2〕: mp.115〜118℃、AFR−1011(商品名)、朝日硝子(株)
製 〔II−3〕: mp.90〜105℃、フアイヤーガード3100(商品名)、帝人
化成(株)製 〔II−4〕アクタプロモジフエニルオキサイド: mp.127〜160℃、FR−1208(商品名)、ブロミンコンパ
ウンズリミテツド製 〔II−5〕(比較例)ペンタブロモジフエニルオキサイ
ド: 液体、DE−71(商品名)、グレートレイクスケミカル社
製 〔II−6〕(比較例)ヘキサブモベンゼン:mp.320℃、A
FR−1011(商品名)、旭硝子(株)製 〔II−7〕(比較例): mp.230〜250℃、FG−7000(商品名)、帝人化成(株)
製 〔II−8〕: mp.200〜201℃、EB−303(商品名)、松永化学工業
(株)製 (3) 化合物〔III〕の種類 米国特許4,458,045号明細書の記載に従つて、下記の〔I
II−1〕〜〔III−4〕を製造した。
〔III−1〕: 〔III−2〕: 〔III−3〕: 〔III−4〕(比較例): 〔III−5〕(比較例):トリフエニルフオスフエート
(大八化学製、商品名TPP) これら化合物〔III−1〕〜〔III−5〕についての融点
ならびにリンおよびハロゲン原子の含有量についての分
析結果を第2表に示した。
実施例1〜3および比較例1〜2 第3表に示した割合で各成分を配合し、タンブラーで混
合した後、池貝鉄工(株)製二軸押出機(PCM−30)を
用いて第3表に示したシリンダー温度および約10mm Hg
abs.のベント圧で押圧しペレツト化した。
このペレツトを日本精鋼所製V−17−65型スクリュー式
自動射出成形機を用い、第3表に示すシリンダー温度お
よび金型温度60℃で各種試験片を射出成形し評価した。
結果を第4表に示した。
以上の結果から明白な様に、本発明に係るものは難燃
製、光学的、機械的性質に優れ、かつ良好な成形流動特
性を有していた。
一方スチレン樹脂をベースにしたものは透明性不良であ
り(比較例1)、またメタクリル樹脂をベースにしたも
のは難燃性が不良であつた(比較例2)。
実施例6〜7および比較例3〜6 樹脂〔I〕として〔I−1〕を85部、臭素化芳香族化合
物〔II〕として第5表に示したものを各10部、化合物
〔III〕として第5表に示したものを各5部および安定
剤としてJPP−2000を0.2部、離型剤としてステアリン酸
モノグリセリドを0.1部配合して、実施例1と全く同様
にして各種物性を評価した。これらの結果を第5表に示
した。
実施例7〜10および比較例7〜9 配合を第6表に示す処方とし、他は実施例1と全く同様
にして試験片を成形し第6表の評価結果を得た。
なお添加剤のチヌビンPはチバガイギー社製の紫外線吸
収剤である。
本発明に係るもの以外のものは、吸水率が高かつたり
(比較例7、比較例9)あるいは着色が著しく、かつ耐
候性も劣つていル(比較例7、比較例8)ことがわか
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芳香族ビニル単量体60〜90重量%およびシ
    アン化ビニル単量体40〜10重量%から構成される樹脂
    〔I〕70〜96重量部、融点が90〜210℃の臭素化芳香族
    化合物〔II〕の少なくとも一種1〜25重量部および次式
    (A)または(B)で示される融点90〜210℃の化合物
    〔III〕の少なくとも一種1〜15重量部からなり、
    〔I〕〜〔III〕の合計が100重量部である難燃性スチレ
    ン系樹脂組成物。 (但し、XはH、BrまたはCl、Yは−CH2CH2−、−(CH
    2−、−CH2−C(CH3−CH2−、−CH2−C(CH2
    Cl)2CH2−または−CH2−C(CH2Br)2CH2−、Zは
  2. 【請求項2】臭素化芳香族化合物〔II〕が、テトラブロ
    モビスフエノールA、臭素化ビフエニルオキサイドおよ
    びこれらの誘導体からなる群より選ばれた少なくとも一
    種である特許請求範囲第1項記載の難燃性スチレン系樹
    脂組成物。
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