JPH0848808A

JPH0848808A - 防炎性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0848808A
Application number: JP20157794A
Authority: JP
Inventors: Jiro Fujimasu; 次郎藤増
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-04
Filing date: 1994-08-04
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【構成】（１）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂１００
重量部、（２）水酸化アルミニウム、珪酸ソーダ及び塩
化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の
防炎剤５〜２０重量部及び（３）シリカ粉、水酸化カル
シウム、塩化マグネシウム、軽焼ドロマイト、ポルトラ
ンドセメント、シリカセメント、アルミナセメント、消
石灰、フライアッシュ及びベントナイトからなる群から
選ばれた少なくとも１種の助剤０〜１０重量部を配合し
てなる防炎性樹脂組成物。【効果】安価な防炎剤の使用によって、従来の高価な
防炎剤と同等又はそれ以上の防炎効果が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、防炎性の熱可塑性又は熱硬化性
樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来技術、問題点】各種の熱可塑性樹脂及び熱硬化性
樹脂は、日常生活に欠くことができない程に広範囲に且
つ多量に使用されている。しかしながら、これらの樹脂
は、種類によって差があるものの、一般的に難燃性、防
炎性に乏しく、また燃える時に有毒ガスを発生するもの
が多く、一度火災が発生すると、多くの焼死者やガス中
毒者を出すことになる。

【０００３】樹脂用の難燃剤、防炎剤が数多く開発さ
れ、使用されているが、いずれも欠点があって十分に満
足すべきものがないのが現状である。防炎剤として、ハ
ロゲン、リン、イオウ又は窒素を含有する有機化合物、
或いはアンチモン、鉛などを含む無機化合物が知られて
いるが、いずれも高価であって、実用に供することが困
難であり、今一つ普及していない。

【０００４】本件発明者は、多くの実験と研究を重ねた
結果、安価であり、且つ極めて普通に入手できる無機物
質を熱可塑性又は熱硬化性樹脂に配合することによっ
て、高価な難燃剤を使用した場合と同等の難燃性を付与
することに成功した。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明は、（１）熱可
塑性樹脂又は熱硬化性樹脂１００重量部（２）水酸化アルミニウム、珪酸ソーダ及び塩化カル
シウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の防炎剤
５〜２０重量部及び（３）シリカ粉、水酸化カルシウム、塩化マグネシウ
ム、軽焼ドロマイト、ポルトランドセメント、シリカセ
メント、アルミナセメント、消石灰、フライアッシュ及
びベントナイトからなる群から選ばれた少なくとも１種
の助剤０〜１０重量部を配合してなる防炎性樹脂組成物
を提供する。

【０００６】本発明において使用する樹脂（１）は、熱
可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であり、たとえば、ビニル
系樹脂、アクリル系樹脂、スチロール系樹脂、ウレタン
系樹脂、エポキシ系樹脂、フエノール系樹脂等が包含さ
れる。

【０００７】本発明において防炎剤（２）は、水酸化ア
ルミニウム（Ａｌ(ＯＨ)₃・ＸＨ₂Ｏ）、珪酸ソーダ（Ｎ
ａ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂・ＸＨ₂Ｏ）又は塩化カルシウム（Ｃ
ａＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）の単独又はこれらの２種以上の混合
物からなる。防炎剤（２）は樹脂１００重量部に対して
５〜２０重量部の範囲で使用される。防炎剤の使用量か
ら５重量部未満の時は、旧成物に十分な防炎性を付与す
ることができず、また使用量が２０重量部を越えると樹
脂の種類によっては配合物の流動性が劣化し、成型加工
が困難になる。

【０００８】上記防炎剤に加えて、シリカ粉、水酸化カ
ルシウム、塩化マグネシウム、軽焼ドロマイト、ポルト
ランドセメント、シリカセメント、アルミナセメント、
消石灰、フライアッシュ又はベントナイト等の助剤
（３）を樹脂１００重量部に対して１０重量部まで添加
してもよい。

【０００９】助剤（３）を使用する場合は、防炎剤
（２）と助剤（３）の合計量を樹脂１００重量部に対し
て２０重量部以下とするのが好ましい。

【００１０】一般に、防炎剤、防燃剤は、次のように作
用するものと考えられる。

【００１１】（１）防燃剤が熱によって反応する時、吸
熱作用が働き、多量の熱を必要とするため、熱量が不足
して、自己消火する作用。

【００１２】（２）防燃剤が熱によって分解をはじめる
と、不活性ガス、不燃性ガスを発生して、可燃性ガスの
発生を防止する作用。

【００１３】（３）可燃性タールが熱によって発生する
時、防燃剤と可燃性分子とを架橋結合・水素反応により
結晶性炭素を生成して、可燃性タールの発生を防止する
作用。

【００１４】（４）熱により可燃性物質が脱水作用を始
めた時、これを防止する為、防燃剤によって、脱水作用
を妨げる作用。

【００１５】（５）難燃剤が樹脂内に浸透することによ
り、不活性帯が形成され、不浸透区域への類焼を妨げる
作用。

【００１６】本発明の防炎剤（２）は、主として上記
（１）の働きをするものと考えてよいであろう。

【００１７】

【実施例】以下の実施例により、本発明を更に詳しく説
明する。以下の実施例において、各成分の配合割合はい
ずれも重量部で示されている。

【００１８】Ｉ．ウレタンフオームの実施例実施例１〜３、比較例１〜２表１に示す配合割合のウレタン樹脂原料（Ａ）、粉末状
防炎剤（Ｂ）及び助剤（Ｃ）を撹拌混合し発泡させ、こ
の発泡体から１ｃｍ角で長さ１０ｃｍの棒状試料を作成
し、財団法人日本防炎協会の方法に準じて、残炎時間、
残じん時間及び１分間加熱後の炭化長を測定した。結果
を表１に示す。防炎剤、助剤の無添加の場合を比較例１
で示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】比較例１では、火のまわりが早く、メラメ
ラと燃えてしまった。比較例２では原料配合物の流動性
が悪く、発泡不完全で製品にならなかった。

【００２１】比較例３〜５表２に示す配合割合の防炎剤組成物を、ウレタン樹脂原
料に表２に示す量で添加し、撹拌混合して発泡させた試
料について実施例１と同様に試験を行なった。結果を表
２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】表１及び表２の試験結果を比較すると、本
発明の安価な防炎剤（実施例１〜３）は、表２に示す高
価な防炎剤に匹敵する効果を有していることが分かる。

【００２４】実施例４〜６表３に示すように、防炎剤及び助剤の種類及び量を変え
て、実施例１と同様の試験を行なった。結果を表３に示
す。

【００２５】

【表３】

【００２６】II．エポキシ樹脂の実施例実施例７、比較例６〜７エポキシ樹脂、（メタ）アクリレート及び変性ポリアミ
ン（硬化剤）からなる（メタ）アクリレート変性エポキ
シ樹脂（Ａ）、充填剤（Ｂ）として砂、防炎剤（Ｃ）と
して水酸化アルミニウム及び助剤（Ｄ）としてシリカ粉
を、表４に示す量で使用した配合物を型枠で成型し、一
週間養生して人造石を作り、ＪＩＳＡ１３２１の表面
試験に準じて難燃性試験を行なった。結果を表４に示
す。表４において比較例６及び７は防炎剤及び助剤を使
用しない例である。表４から分るように、エポキシ樹脂
の場合も、本発明の防炎剤、助剤の添加により難燃性の
等級が上昇する。

【００２７】

【表４】

【００２８】III．硬質塩化ビニル樹脂の実施例実施例８、比較例８硬質塩化ビニル樹脂を製造する際に、塩化ビニル主原料
１００重量部に対して、珪酸ソーダを７重量部、アルミ
ナセメントを５重量部及びシリカ粉５重量部を混合して
得た製品（実施例８）と、それらを混合しない製品（比
較例８）とを比較した。ＪＩＳＡ０９１１の耐熱性試
験法に準じて耐熱試験を行なった。結果を表５に示す。
表５から明らかなように、難燃剤を添加すると難燃性等
級が向上する。

【００２９】

【表５】

【００３０】IV．フエノール樹脂の実施例実施例９、比較例９フエノール樹脂１００重量部に対して、珪酸ソーダ７重
量部、水酸化アルミニウム７重量部及びフライアッシュ
５重量部を添加し、更にガラス繊維を充填剤として加
え、これを成形、加圧、加熱して試験片を製造し、ＪＩ
ＳＫ６９１１に準じて燃焼試験を行なった（実施例
８）。比較のために、上記珪酸ソーダ、水酸化アルミニ
ウム及びフライアッシュを添加しない製品について同様
な燃焼試験を行なった（比較例８）、燃焼試験装置を図
１に示す。図１において、試験片１の一端を保持具２で
保持して水平に保ち、他端を試験炎３で加熱する。図中
４は金網である。図１に示されている寸法の単位はｍｍ
である。試験法は次のとおりである。

【００３１】図１の試験片から離してバーナーを点火
し、試験炎を試験片に３０秒間当てて取り去る。或は、
３０秒当てている間に図の２５.４ｍｍまで燃えたら、
その時に試験炎を取り去る。その後も、燃え続ける時は
炎が２５.４ｍｍ標線から１０１.６ｍｍ標線に移る時間
を測り、燃焼速度を求める。

【００３２】試験結果に対する評価の概略は次のとおり
である。

【００３３】ＨＢ級：炎から２５.４ｍｍ標線に達する
までに消えるか、７６.２ｍｍでの燃焼速度が、３８.１
ｍｍ／分以下である場合Ｖ−１級：炎を取り去った後のフレーミング時間＝３０
秒以内、第二回目の炎を取り去った後のグローイング時
間＝６０秒以内Ｖ−０級：炎を取り去った後のフレーミング時間＝１０
秒以内、第二回目の炎を取り去った後のグローイング時
間＝３０秒以内実施例９の場合の評価はＨＢであり、比較例９の評価は
Ｖ−０であった。

【００３４】Ｖ．ポリスチレンフオームの実施例実施例１０、比較例１０ポリスチレン１００重量部に対して、水酸化アルミニウ
ム８重量部、シリカ粉６重量部及びベントナイト３重量
部を添加したもの（実施例９）と、無添加のもの（比較
例９）を夫々発泡させた後試験片を作製し、これらにつ
いてＪＩＳＡ９５１１に準じた燃焼性試験を実施し
た。試験方法を、図２を参照して説明する。

【００３５】火源用ろうそくの揺れない炎を試験片のａ
端に当て、約５秒かけて、ろうそくを着火限界指示線に
移動する。着火限界指示線に達したならば炎を手早く後
退させる。

【００３６】ａ．この時から炎の消える時間ｂ．残じんの有無ｃ．燃焼停止位置等を確認記録する規格では、ポリスチレンフオームは、上記試験法によっ
て、３秒以内に炎が消え、残じんが無く、燃焼限界指示
線を越えて燃焼しないこと、と定められている。

【００３７】実施例１０及び比較例１０の試験結果を表
６に示す。表６から分るように、両者共に合格である
が、実施例１０の方がより良い成績を示している。

【００３８】

【表６】

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、極めて安価な防炎剤の
使用によって、従来使用されて来た高価な防炎剤と同等
又はそれ以上の防災効果が、熱可塑性樹脂及び熱硬化性
樹脂の広範囲にわたって達成される。

【００４０】この安価な難燃剤によって、難燃性樹脂の
普及が可能になる。資源の無駄使いのトップに位置する
火災の減少並びにそれに伴って発生する災害を少なく出
来ることは、社会的な観点から、甚だ有意義なことと言
うべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】フエノール樹脂の燃焼試験に使用した燃焼試験
装置の概略図である。

【図２】スチレンフオームの燃焼性試験に使用した試験
方法を示す概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 101/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂
１００重量部（２）水酸化アルミニウム、珪酸ソーダ及び塩化カル
シウムからなる群から選ばれた少なくとも１種の防炎剤
５〜２０重量部及び（３）シリカ粉、水酸化カルシウム、塩化マグネシウ
ム、軽焼ドロマイト、ポルトランドセメント、シリカセ
メント、アルミナセメント、消石灰、フライアッシュ及
びベントナイトからなる群から選ばれた少なくとも１種
の助剤０〜１０重量部を配合してなる防炎性樹脂組成
物。