JPH0776640A - 熱安定性に優れた難燃性樹脂組成物 - Google Patents

熱安定性に優れた難燃性樹脂組成物

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JPH0776640A
JPH0776640A JP22418593A JP22418593A JPH0776640A JP H0776640 A JPH0776640 A JP H0776640A JP 22418593 A JP22418593 A JP 22418593A JP 22418593 A JP22418593 A JP 22418593A JP H0776640 A JPH0776640 A JP H0776640A
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JP
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flame
pts
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JP22418593A
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English (en)
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Hideaki Sakamoto
英明 坂本
Yuki Ikeda
由紀 池田
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Daicel Corp
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、靱性、耐衝撃性、電気特性、熱安定
性および難燃性に優れたポリプロピレン樹脂組成物を提
供する。 【構成】 ポリプロピレン樹脂 100重量部に対して、
(A) 下記の一般式(I)で示される臭素含有率30重量%以
上の臭素系難燃剤20〜60重量部、(B) 三酸化アンチモン
5〜30重量部、(C) 無機充填剤0〜150 重量部、(D) フ
ェノール系酸化防止剤0.01〜3重量部、(E) イオウ系酸
化防止剤0.01〜3重量部、(F) ホスファイト系酸化防止
剤0.01〜3重量部を含有してなる熱安定性に優れた難燃
性ポリプロピレン樹脂組成物。 【化10】 (式中、R は酸素又は炭素原子数1〜6のアルキレン基
を示し、i 及び jは0〜5の整数である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は優れた熱安定性を有する
難燃性ポリプロピレン樹脂組成物に関する。更に詳しく
は、耐熱性、靱性、耐衝撃性、電気特性、熱安定性及び
難燃性に優れたポリプロピレン樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリプロピレンは耐熱性、靱性、電気特
性に優れ、自動車や電気部品等の分野で広く使用されて
いる。しかしながら、ポリプロピレンは極めて燃えやす
いという欠点を有しており、用途の拡大に伴い種々の法
的規制が生じ、高度の難燃性が要求されてきている。例
えば、米国においては、ほとんどの家電製品の部品に対
して、UL規格のV−0ないしはV−1という高度の難
燃性が要求される。
【0003】このようなポリプロピレンの難燃化は、一
般に樹脂に難燃剤を添加する方法により行われており、
難燃剤としては、例えば有機ハロゲン化合物が難燃助剤
の三酸化アンチモンと併用して使用されている。しかし
ながら、これらの有機ハロゲン化合物を添加した難燃性
ポリプロピレンは熱の影響を受けやすく、高温処理によ
り表面状態が悪化し、黄変、あるいは成形品の機械特
性、特に、靱性や衝撃強度の低下を招くという問題があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記課題を解
決し、ポリプロピレン樹脂として優れた物性を維持しつ
つ、更に熱安定性にも優れた難燃性樹脂組成物を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく、耐熱性、靱性、耐衝撃性、電気特性、
熱安定性、及び難燃性に優れたポリプロピレン樹脂組成
物を得るべく鋭意検討した結果、ポリプロピレン樹脂
に、特定の臭素系難燃剤と三酸化アンチモンを配合し、
高度の難燃性を付与しながら、フェノール系酸化防止
剤、イオウ系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤を
併用して添加することにより、熱安定性にも優れ、しか
も耐熱性、靱性、耐衝撃性、電気特性にも優れることを
見出し、本発明に到達した。また、更に高級脂肪酸もし
くはその金属塩及びハロゲンキャッチャーの併用によ
り、熱安定性が更に向上することを見出した。
【0006】即ち、本発明は、ポリプロピレン樹脂 100
重量部に対して、(A) 下記の一般式(I) で示される臭素
含有率30重量%以上の臭素系難燃剤20〜60重量部、
【0007】
【化2】
【0008】(式中、R は酸素又は炭素原子数1〜6の
アルキレン基を示し、i 及び jは0〜5の整数であ
る。)(B) 三酸化アンチモン5〜30重量部、(C) 無機充
填剤0〜150 重量部、(D) フェノール系酸化防止剤0.01
〜3重量部、(E) イオウ系酸化防止剤0.01〜3重量部、
(F) ホスファイト系酸化防止剤0.01〜3重量部を含有し
てなる熱安定性に優れた難燃性ポリプロピレン樹脂組成
物に関する。
【0009】本発明において用いられるポリプロピレン
樹脂としては、プロピレンの単独重合体、エチレン、ブ
チレンなどのα−オレフィンとプロピレンとのランダム
あるいはブロック共重合体、または、それらの混合物が
挙げられる。
【0010】本発明に用いられる臭素系難燃剤(A) は、
次の一般式(I) で示されるものである。
【0011】
【化3】
【0012】(式中、R は酸素又は炭素原子数1〜6の
アルキレン基を示し、i 及び jは0〜5の整数であ
る。)アルキレン基としては、メチレン基またはエチレ
ン基が好ましい。また、臭素含有率は30重量%以上であ
り、30重量%未満では難燃効果が十分でなく好ましくな
い。臭素系難燃剤(A) の配合量は、ポリプロピレン樹脂
100重量部に対して20〜60重量部である。配合量が20重
量部未満では難燃効果が十分ではなく、また、60重量部
を越えては組成物の機械的特性を損ない、靱性、衝撃強
度が低下し、更に、電気特性も低下させるため好ましく
ない。
【0013】本発明に用いられる三酸化アンチモン(B)
は、難燃助剤として一般の市販品が用いられる。三酸化
アンチモンは粉末状であるが、その平均粒径が 0.2〜5.
0 μm であることが望ましい。配合量はポリプロピレン
樹脂 100重量部に対して5〜30重量部である。三酸化ア
ンチモン(B) と臭素系難燃剤(A) とは相乗作用を示し、
三酸化アンチモンの量が添加した臭素系難燃剤の 1/6〜
2/1 の量で難燃効果が最大となる。
【0014】本発明に用いられる無機充填剤(C) は、必
要により添加して、組成物の剛性等の機械特性、耐熱性
を向上させるためのものであり、目的に応じて種々の添
加剤を使用することができる。例えば、粒状のタルク、
シリカ、クレー、カオリン、硅藻土、ガラスビーズ、炭
酸カルシウム等の充填剤、繊維状のガラス繊維、カーボ
ン繊維、ウイスカー等の充填剤、板状のガラスフレー
ク、マイカ等の充填剤が挙げられ、これらの無機充填剤
は単独使用または2種以上の併用のどちらも可能であ
る。配合量は、ポリプロピレン樹脂 100重量部に対して
150重量部以下である。 150重量部を越えると組成物の
流動性が低下し、成形性が悪くなるので好ましくない。
【0015】本発明に用いられるフェノール系酸化防止
剤(D) としては、特に制限されないが、下記の式(II)で
示されるテトラキス [メチレン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] メタ
ン、下記の式(III) で示されるオクタデシル−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、下記の式(IV)で示される3,9−ビス〔2−[3−
(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニ
ル) −プロピオニロキシ] −1,1−ジメチエチル〕−2,
4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5] ウンデカン等が好ま
しい。
【0016】
【化4】
【0017】
【化5】
【0018】
【化6】
【0019】これらのフェノール系酸化防止剤は単独使
用又は2種以上の併用のどちらも可能である。配合量
は、ポリプロピレン樹脂 100重量部に対して0.01〜3重
量部である。配合量が0.01重量部未満では十分な熱安定
性が得られず、3重量部を越えても熱安定性の向上はな
い。
【0020】本発明に用いられるイオウ系酸化防止剤
(E) としては、特に制限されないが、下記の一般式(V)
で示される化合物等が好ましい。
【0021】
【化7】
【0022】(式中、R'は炭素原子数10〜20のアルキル
基を示す。)R'で表される炭素原子数10〜20のアルキル
基としては、ラウリル、トリデシル、ミリスチル、ステ
アリル等が挙げられる。これらのイオウ系酸化防止剤は
単独使用又は2種以上の併用のどちらでもよい。配合量
はポリプロピレン樹脂 100重量部に対して0.01〜3重量
部である。配合量が0.01重量部未満では十分な熱安定性
が得られず、3重量部を越えても熱安定性の向上はな
い。
【0023】本発明に用いられるホスファイト系酸化防
止剤(F) としては、特に限定されないが、下記の式(VI)
で示されるサイクリック−ネオペンタンテトライル−ビ
ス (オクタデシルホスファイト) 、下記の式(VII) で示
されるサイクリック−ネオペンタンテトライル−ビス
(2,4−ジ−t−ブチルフェニルホスファイト) などが好
ましい。
【0024】
【化8】
【0025】
【化9】
【0026】これらのホスファイト系酸化防止剤は単独
使用又は2種以上の併用のどちらも可能である。配合量
は、ポリプロピレン樹脂 100重量部に対して0.01〜3重
量部である。配合量が0.01重量部未満では十分な熱安定
性が得られず、3重量部を越えても熱安定性の向上はな
い。
【0027】本発明において特に必須ではないが、高級
脂肪酸またはその金属塩(G) 及びハロゲンキャッチャー
(H) を更に添加することによって、熱安定性を一層向上
させることが可能である。
【0028】本発明に用いられる高級脂肪酸またはその
金属塩(G) とは、高級脂肪酸については、炭素原子数10
〜20の飽和または不飽和のカルボン酸が好ましい。例え
ば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸のような飽和一価カ
ルボン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸のよう
な不飽和一価カルボン酸を挙げることができる。高級脂
肪酸の金属塩については、上記の高級脂肪酸とカリウ
ム、ナトリウム、アルミニルム、マグネシウム、バリウ
ム、カルシウム、リチウム、亜鉛等の金属との塩であ
る。これらの高級脂肪酸またはその金属塩は単独使用又
は2種以上の併用のどちらでもよい。物性や離型性への
影響から高級脂肪酸の亜鉛塩、カルシウム塩、バリウム
塩、マグネシウム塩が特に好ましい。配合量はポリプロ
ピレン樹脂 100重量部に対して0.01〜3重量部である。
【0029】本発明に用いられるハロゲンキャッチャー
(H) は、特に制限されないが、例えば、下記の一般式(V
III)で示されるゼオライト、または下記の一般式(IX)で
示されるハイドロタルサイト等を含むものが好ましい。 Na2O・Al2O3・2SiO2・xH2O (VIII) Mg1-aAla(OH)2(CO3)a/2・yH2O (IX) (式中、xは0〜6の数、aは0<a≦0.5 なる数、y
は0〜5の数を示す。)配合量は、ポリプロピレン樹脂
100重量部に対して0.01〜5重量部である。
【0030】尚、上記の成分の他に、必要に応じて一般
に使用されている添加剤、例えば結晶核剤、光安定剤、
紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、可塑剤、着色剤などを配
合することもできる。
【0031】本発明におけるポリプロピレン樹脂組成物
を得る方法は、特別な手段、順序を必要とすることな
く、例えば、上記の配合割合の範囲内で各成分をV型タ
ンブラー等を用いて均一に混合した後に押出機を用いて
溶融混合し製造できる。また、このようにして得られた
樹脂組成物は、通常公知の射出成形や押出成形などによ
り製品に成形される。
【0032】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。尚、組成物の性能評価は以下に示す方法により行
った。
【0033】燃焼性は米国におけるアンダーライターズ
・ラボラトリーズ (UL) で規格化されたサブジェクト
94号 (略称UL−94) に基づき、長さ5インチ×幅 1/2
インチ×厚さ1/16インチの試験片を用いて行い、耐炎性
クラスとしては、94V−0、94V−1、94V−2および
BN(Burning) の4段階に分けて判定した。
【0034】引張強度および引張伸度は ASTM D638、曲
げ弾性率は ASTM D790、アイゾット衝撃強度は ASTM D2
56 (幅 1/4" ノッチ付き、23℃測定) 、耐熱性は ASTM
D648(荷重18.56kg/cm2)に基づいた試験法を用いて測定
した。電気特性として耐アーク性は、ASTM D495 に基づ
いた試験法を用いて測定した。熱安定性は試験片を 150
℃の恒温槽に7日間放置した後の試験片の変色あるいは
引張強度の保持率で判断した。
【0035】実施例1〜6、比較例1〜5 ポリプロピレンと一般式(I) で示される臭素系難燃剤、
三酸化アンチモン、フェノール系酸化防止剤、イオウ系
酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、さらに高級脂
肪酸の金属塩、ハロゲンキャッチャー、および必要によ
り無機充填剤を表1に示した割合で混合し、シリンダー
温度 200℃の40mmφ押出機でペレット化した。このペレ
ットを用い、シリンダー温度 200℃の射出成形機により
試験片を作成した。これらの組成物の性能評価の結果を
表1に示した。
【0036】また、比較例として、本発明の範囲外の配
合量の難燃剤を添加したもの、酸化防止剤を添加しない
ものについても同様に評価した。
【0037】ポリプロピレンとしてはMIが3の宇部興
産(株)製のJ903HKを使用した。臭素系難燃剤には、一
般式(I) においてR が酸素であり、i および j=5のデ
カブロモジフェニルエーテルと、R がエチレン基であ
り、i および j=5のエチレンビス (ペンタブロモベン
ゼン) を使用した。フェノール系酸化防止剤にはテトラ
キス [メチレン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] メタン、イオウ系酸化
防止剤には一般式(V) においてR'がステアリル基のジス
テアリル−3,3'−チオジプロピオネート、ホスファイト
系酸化防止剤にはサイクリック−ネオペンタンテトライ
ル−ビス (オクタデシルホスファイト) を使用した。高
級脂肪酸の金属塩にはステアリン酸カルシウムを使用し
た。ハロゲンキャッチャーには、ハイドロタルサイト系
複合安定剤として、三共有機合成(株)製のMC63A を使
用した。無機充填剤にはタルクを使用した。
【0038】
【表1】
【0039】表1から明らかなように、本発明の組成物
はUL規格V−0という高度の難燃性を有するだけでな
く、熱安定性にも優れ、耐熱性、靱性、衝撃強度、電気
特性など種々の特性においても高い性能を有する。
【0040】一方、比較例に示したように、比較例1の
酸化防止剤を全く含有しないものは熱安定性に劣り、比
較例2、3の酸化防止剤の1つであるホスファイト系酸
化防止剤又はイオウ系酸化防止剤を欠くものも熱安定性
に劣る。比較例4、5の臭素系難燃剤の添加量が本発明
の範囲より少ないものは高い熱安定性能を有するが、難
燃性に劣り、本発明の範囲よりも多いものは熱安定性あ
るいは電気特性が低下する。
【0041】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は高度の難燃性を有
するとともに、熱安定性に優れ、耐熱性、靱性、衝撃強
度、電気特性にも優れる。この樹脂組成物は電気製品の
部品などの材料として有用である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C08K 5/36 KFD 5/524 KFM

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリプロピレン樹脂 100重量部に対し
    て、(A) 下記の一般式(I) で示される臭素含有率30重量
    %以上の臭素系難燃剤20〜60重量部、 【化1】 (式中、R は酸素又は炭素原子数1〜6のアルキレン基
    を示し、i 及び jは0〜5の整数である。)(B) 三酸化
    アンチモン5〜30重量部、(C) 無機充填剤0〜150 重量
    部、(D) フェノール系酸化防止剤0.01〜3重量部、(E)
    イオウ系酸化防止剤0.01〜3重量部、(F) ホスファイト
    系酸化防止剤0.01〜3重量部を含有してなる熱安定性に
    優れた難燃性ポリプロピレン樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 更に、ポリプロピレン樹脂 100重量部に
    対して、(G) 高級脂肪酸又はその金属塩0.01〜3重量部
    を配合してなる請求項1記載の熱安定性に優れた難燃性
    ポリプロピレン樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 更に、ポリプロピレン樹脂 100重量部に
    対して、(H) ハロゲンキャッチャー0.01〜5重量部を配
    合してなる請求項1又は2記載の熱安定性に優れた難燃
    性ポリプロピレン樹脂組成物。
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