JPH08217910A - 難燃性熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
難燃性熱可塑性樹脂組成物Info
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- JPH08217910A JPH08217910A JP2397995A JP2397995A JPH08217910A JP H08217910 A JPH08217910 A JP H08217910A JP 2397995 A JP2397995 A JP 2397995A JP 2397995 A JP2397995 A JP 2397995A JP H08217910 A JPH08217910 A JP H08217910A
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Abstract
燃性能が付与された難燃性熱可塑性樹脂組成物を提供す
る。 【構成】熱可塑性樹脂ならびに中和処理された熱膨張性
黒鉛と熱重量分析による2%重量減少温度が180〜2
50℃であり、かつ、5%重量減少温度が270〜31
0℃であるポリリン酸アンモニウム類とからなる。
Description
成物に関する。
が多く、近年使用される用途の拡大に伴い難燃性能の付
与が要求されるようになり、各種の方法で難燃化処理が
行われている。熱可塑性樹脂を難燃化する方法として
は、ハロゲン含有化合物を添加する方法が一般的に行わ
れており、ハロゲン含有化合物の添加によって確かに高
度の難燃性を付与することができる上に、成形加工性の
低下や成形品の機械的強度の低下は比較的少ないが、成
形加工時や燃焼時に多量の煙を発生することがあり、特
別に機器の腐食を防止するための設備が必要であった。
そのためハロゲン含有化合物を使用せずに難燃性を付与
する方法が強く要求されている。
ム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム等の
ような燃焼時にガスを発生しない水和金属酸化物の添加
による樹脂難燃化の研究が盛んに行われるようになって
いる。しかしながら、これら水和金属酸化物のみを用い
て、易燃性である熱可塑性樹脂に十分な難燃性を付与す
るためには、多量の水和金属酸化物を添加する必要があ
り、そのため得られる成形体の機械的強度が著しく低下
するという問題点があった。
性を付与する方法として、例えば、特開平3−4116
3号公報、特開平3−41164号公報では、熱可塑性
樹脂に難燃剤として熱膨張性黒鉛を単独で添加する方法
が開示されているが、十分な難燃性を付与するために
は、多量の熱膨張性黒鉛を添加する必要があり、さらに
燃焼時に膨張した多量の黒鉛が飛散するという問題点が
あった。
号公報では、熱可塑性樹脂に対して熱膨張性黒鉛と赤リ
ンを同時に添加することにより難燃化する方法が開示さ
れているが、赤リンは発火等の危険性があるため、実際
の使用に際し細心の注意を払う必要があった。
報では、熱可塑性樹脂に対して熱膨張性黒鉛とポリリン
酸アンモニウムの二成分混合難燃剤を添加することによ
って難燃化する方法が開示されているが、この方法で
は、無機酸と強酸化剤で処理して得られる熱膨張性黒鉛
をそのまま中和処理せずに使用しているので、これをそ
のまま用いた場合には熱可塑性樹脂組成物の安定性を阻
害し、混練及び成形加工時に機械を腐食する恐れがあっ
た。
に鑑みてなされたもので、その目的は、ハロゲン含有化
合物を全く使用せずに高度の難燃性能が付与された難燃
性熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。
樹脂組成物は、熱可塑性樹脂ならびに中和処理された熱
膨張性黒鉛及びポリリン酸アンモニウム類の混合物から
なる。
は、加熱溶融成形ができるものであればよく、例えば、
ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ(1
−)ブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂、ポリスチレン
系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹
脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル
系樹脂、塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
ン単独重合体、エチレンを主成分とする共重合体、これ
らの混合物のいずれもが使用可能であり、共重合体とし
ては、例えば、エチレンを主成分とするエチレンとα−
オレフィンとの共重合体を挙げることができる。α−オ
レフィンとしては、プロピレン、1−ヘキセン、4−メ
チル−1−ペンテン、1−オクテン、1−ブテン、1−
ペンテン等が挙げられる。上記α−オレフィン以外成分
との共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−エチレンアクリレート共重合体及びそれ
らのグラフト共重合体等が挙げられる。
ピレン単独重合体、プロピレンを主成分とする共重合体
又はこれらの混合物のいずれもが使用可能であり、共重
合体としては、例えば、プロピレンを主成分とするプロ
ピレンとα−オレフィンとの共重合体を挙げることがで
きる。α−オレフィンとしては、エチレン、1−ヘキセ
ン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−ブ
テン、1−ペンテン等が挙げられる。
レン系樹脂としては、アクリロニトリル、ブタジエン及
びスチレンを主成分とする共重合体及びこれらの各成分
の単独重合体のブレンド物、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体とアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム
とのブレンド物、ブタジエンゴムラテックス又はスチレ
ン−ブタジエンゴムラテックスの共存下でスチレンとア
クリロニトリルをグラフト共重合して得られるグラフト
型ポリマー等が挙げられる。
ン、α−メチルスチレン等のα−置換スチレン単量体又
はビニルトルエン等の核置換スチレン等のビニル芳香族
化合物単量体の重合体;これらの単量体と共重合可能な
他の単量体、例えば、アクリロニトリル、(メタ)アク
リル酸、これらのメチル又はエチルエステル等と複素環
化合物との共重合体、又は、前記α−置換スチレン単量
体もしくはビニル芳香族化合物単量体の重合体に複素環
化合物をグラフトさせたグラフト共重合体などが挙げら
れる。
質が使用でき、例えば、天然の鱗片状グラファイト、熱
分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、
濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と濃硝酸、過塩素
酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸
化水素等の強酸化剤で処理してグラファイト層間化合物
を生成させたもので、炭素の層状構造を維持したままの
結晶化合物である。
張性黒鉛が、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アル
カリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和処理
されて使用される。上記脂肪族低級アミンとしては、例
えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチル
アミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン
等が挙げられ、上記アルカリ金属化合物およびアルカリ
土類金属化合物としては、カリウム、ナトリウム、カル
シウム、バリウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化
物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げられる。
場合、樹脂組成物の安定性が阻害されたり、混練及び成
形加工時に成形機等に腐食が起こるので好ましくない。
熱膨張性黒鉛の膨張度が小さくなって十分な難燃性が得
られず、大きくなるとポリオレフィン系樹脂と混合し混
練する際に分散性が悪く、得られる成形品の物性が低下
するため、20〜200メッシュが好ましい。
ム類としては、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性
ポリリン酸アンモニウム等が挙げられ、これは単独で用
いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。上記ポ
リリン酸アンモニウム類は、難燃性向上の観点から熱重
量分析による2%重量減少温度が180〜250℃、5
%重量減少温度が270〜310℃の範囲にあるものが
好ましい。
分析装置(略称TGA)を用いて、昇温速度10℃/
分、200ミリリットル/分の空気気流下の条件で約1
0mgの試料を常温〜900℃まで昇温した際に、試料
重量が2重量%又は5重量%減少する温度をいう。
ン酸アンモニウム類との混合割合は、重量比で1:10
〜10:1が好ましい。混合割合が上記の範囲を外れる
と、熱膨張性黒鉛とポリリン酸アンモニウム類とを単独
で使用する場合と難燃性能に殆ど差がなくなる。
理された熱膨張性黒鉛とポリリン酸アンモニウム類との
混合物の使用量は、少なくなると十分な難燃性が得られ
ず、多くなると均一な発泡体が得られなくなるので、熱
可塑性樹脂100重量部に対して、5〜200重量部に
制限される。
金属化合物が添加されてもよい。上記水和金属酸化物と
しては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩
基性炭酸マグネシウム、ドーソナイト等が挙げられ、こ
れらは単独で使用されてもよく、二種以上が併用されて
もよい。
の使用量は、上記熱膨張性黒鉛とポリリン酸アンモニウ
ム類の添加量によっても異なるが、多くなると高度の難
燃性は得られるが成形体の機械的強度が低下するので、
熱可塑性樹脂100重量部に対して100重量部以下が
好ましい。
物性を損なわない範囲で、フェノール系、アミン系、イ
オウ系等の酸化防止剤、金属害防止剤、充填剤、帯電防
止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料等が添加さ
れてもよい。
脂、中和処理された熱膨張性黒鉛、ポリリン酸アンモニ
ウム類及びその他の各成分を単軸押出機、二軸押出機、
バンバリーミキサー、ニーダーミキサー又はロール等の
混練装置を用いて混練することにより得られる。
定量の、ポリオレフィン系樹脂、中和処理された熱膨張
性黒鉛、ポリリン酸アンモニウム及びその他の成分を表
1及び2に示した成形温度でラボプラストミルを用いて
溶融混練を行い難燃性熱可塑性樹脂組成物を得た。得ら
れた難燃性熱可塑性樹脂組成物を表1及び2に示した成
形温度でプレス成形を行い試料を作製した。溶融混練に
おいてラボプラストミルのシリンダー、スクリュー等に
腐食は認められなかった。なお、中和処理された熱膨張
性黒鉛のpHは、予め25℃の純水100cc中に熱膨
張性黒鉛1gを投入し、スターラーで5分間攪拌した後
pH計で測定したところ、9.50であった。
用いて下記性能試験を行い、その結果を表1および2に
示した。 (a)難燃性試験 JIS K7201に準拠してA−1号試験片(150
×6.5×3mm厚)を用いて酸素指数を測定し、酸素
指数28以上を○、酸素指数28未満を×と評価した。 (b)黒鉛の飛散 黒鉛の飛散は(a)の酸素指数測定時に膨張した黒鉛が
飛散するものを×、飛散しないものを○とした。
のを使用した。 ・PP:ポリプロピレン(密度=0.90、MI=1.
5) ・LDPE:低密度ポリエチレン(密度=0.92、M
I=3.4) ・EVA:エチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル
含有量19重量%、密度=0.92、MI=2.5) ・ABS:アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共
重合体(密度=1.20、MI=22) ・PSt:高強度ポリスチレン(密度=1.06、MI
=1.7) ・中和処理された熱膨張性黒鉛:日本化成社製「CA−
60S」、平均粒径60メッシュ ・ポリリン酸アンモニウム(1):住友化学社製「スミ
セーフP」 TGAによる2%重量減少温度214℃、5%重量減少
温度294℃ ・ポリリン酸アンモニウム(2):リン化学社製「ノー
バホワイト6A」 TGAによる2%重量減少温度214℃、5%重量減少
温度294℃ ・ポリリン酸アンモニウム(3):ヘキスト社製「Host
aflam- AP422」 TGAによる2%重量減少温度306℃、5%重量減少
温度334℃ 尚、TGAの測定には、セイコー電子社製熱重量分析装
置「形式:TG/DTA320」を使用した。密度:g
/cm3 、MI:g/10分。
成は、上述の通りであり、ハロゲン含有化合物を全く使
用せずに優れた難燃性を付与することができ、燃焼時や
加工時にハロゲン系ガスの発生がないので、建築材料分
野を始めとして難燃性の要求される幅広い用途に使用可
能である。
Claims (1)
- 【請求項1】熱可塑性樹脂100重量部ならびに中和処
理された熱膨張性黒鉛と熱重量分析による2%重量減少
温度が180〜250℃であり、かつ、5%重量減少温
度が270〜310℃であるポリリン酸アンモニウム類
との混合物5〜200重量部からなることを特徴とする
難燃性熱可塑性樹脂組成物。
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