JPH09165518A - ホスフェートで難燃化されたポリマー - Google Patents
ホスフェートで難燃化されたポリマーInfo
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Abstract
を有しながら加熱撓み温度、耐衝撃性及び流動性という
機械的特性を良好に保持する熱可塑性樹脂成形用組成物
を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂と難燃剤とから成る難燃性
の成形可能な熱可塑性樹脂組成物であって、この難燃剤
は、分子量が約500〜約2000の低分子量ホスフェ
ートと、分子量が約2300〜約11,000の高分子
量ホスフェートとの組み合わせから成る。この組成物
は、高い加熱撓み温度、良好な耐衝撃性、優れた難燃
性、及び加工を容易にする良好な流動性を有する。
Description
ポリマー組成物であって、熱可塑性成形用樹脂と特定の
ホスフェート難燃剤とを混合して含むポリマー組成物に
関する。ホスフェート難燃剤は、2種のホスフェート、
即ち低分子量ホスフェートと高分子量ホスフェートとの
組み合わせ又は混合物を含む。また本発明は、本発明の
組成物を用いて成形される物品に関する。
成形用樹脂のための難燃剤として、ホスフェート(リン
酸エステル)、具体的にはリン酸トリフェニル、リン酸
トリクレジル、リン酸ジフェニルクレジル等のモノホス
フェートを用いることが開示されている。これらのモノ
ホスフェートエステルは、熱可塑性組成物が射出成形等
の方法で成形された場合に、表面へ移行する傾向を有
し、いわゆる「滲出(juicing) 」を招く。滲出とは、成
形中に成形品の表面へ添加物が移行することである。ま
た、良好な難燃性を獲得するためには、しばしばその他
の難燃剤、具体的には含ハロゲン(ハロゲンを含有す
る)難燃剤をモノホスフェートエステルと併用する必要
がある。ハロゲン難燃剤は、環境上の観点から、及び成
形品の表面にピッチング(孔食)を生ずることから望ま
しくない。一方、特定のホスフェートエステルを高濃度
で用いると、耐熱性及び耐衝撃性の低下を招くことがあ
る。
号は、芳香族ポリカーボネートと、アクリロニトリル−
ブタジエン−スチレン(ABS)のような含スチレン共
重合体と、オリゴマー状ホスフェート難燃剤との組成物
を開示している。この特許は更に、この組成物中に用い
られるオリゴマー状ホスフェートが種々の異なるオリゴ
マーの配合物でもよいことを開示している(第4欄、第
46〜66行)。
トを用いること、換言すれば本発明で用いられている大
きさを有する高分子量を用いること、又は本発明で用い
ているように低分子量ホスフェートと高分子量ホスフェ
ートとの組み合わせを用いることを開示した従来技術の
実例は存在していない。したがって、本発明の目的は、
ハロゲン系難燃剤を用いずに、良好な難燃性を有する熱
可塑性成形用組成物を提供することにある。
度及び良好な耐衝撃性を有する難燃性組成物を提供する
ことにある。本発明のもう一つの目的は、本発明の組成
物から調製されており、加熱撓み性及び耐衝撃性という
機械的特性が良好である難燃性熱可塑性成形品を提供す
ることにある。
は、本発明の以下の記載から明らかとなろう。
を有しながら加熱撓み温度、耐衝撃性及び流動性という
機械的特性を良好に保持する熱可塑性樹脂成形用組成物
を指向する。具体的には、本発明で用いられる難燃剤
は、低分子量ホスフェートと高分子量ホスフェートとの
組み合わせである。低分子量ホスフェートの分子量は、
少なくとも約500、好適には約500〜約2000で
ある。高分子量ホスフェートの分子量は、少なくとも約
2300、好適には約2300〜約11,000であ
る。
及びこれから成形される物品を指向する。この難燃性熱
可塑性成形用組成物は、熱可塑性成形用樹脂と、難燃性
添加物とを混合して含んでおり、難燃性添加物は、低分
子量ホスフェートと高分子量ホスフェートとを組み合わ
せて含んでいる。本発明で用いられるホスフェートは、
好適には次式で表わされる。
に、アリール基又はアルカリール基の中から選択され、
Xはアリーレン基であり、mは0又は1の整数である。
低分子量ホスフェートの場合には、ホスフェートはオリ
ゴマー状ホスフェートであって、nは1〜5の整数であ
る。本発明の低分子量ホスフェートは、上式を有する又
は有さないによらず、その分子量は少なくとも約50
0、好適には約500〜約2000であって、この場合
のnは1〜5である。本発明の高分子量ホスフェート
は、上式を有する又は有さないによらず、その分子量は
少なくとも約2300、好適には約2300〜約11,
000であって、この場合のnは約6〜35の整数であ
る。更に好適には、本発明の高分子量ホスフェートの分
子量は、少なくとも約5000であり、最適には少なく
とも約7500である。低分子量ホスフェートの分子量
が高分子量ホスフェートの分子量と重複しないことが重
要である。
もよいし、又はアルキルで置換されたアリール基、即ち
アルカリール基でもよい。好適には、アリール基は個別
に、クレジル基、フェニル基、キシレニル基、プロピル
フェニル基及びブチルフェニル基から選択される。アリ
ーレン基は、ヒドロキシ基を2つもつ化合物から誘導さ
れ、好適には、レゾルシノール、ヒドロキノン及びビス
フェノールAから誘導される。より具体的には、アリー
ル基(R1 、R2 、R3 及びR4 )はフェニルであり、
より具体的なアリーレン基はビスフェノールAから誘導
される。低分子量ホスフェートの場合、更に好適な低分
子量ホスフェートは、ビスフェノールAテトラフェニル
ジホスフェートであり、このときnは1、mは1、Xは
ビスフェノールAから誘導されそして各Rはフェニルで
あって、この更に好適な低分子量ホスフェートの分子量
は約693である。
ビスフェノールAフェニルポリホスフェートであり、そ
の分子量は約10,056である。上式を有するこの最
適な高分子量ホスフェートにおいては、各Rはフェニル
基、XはビスフェノールAから誘導され、mは1、及び
nは約32である。本発明の実施にあたり、本発明で用
いられる熱可塑性樹脂は、射出成形、圧縮成形、トラン
スファー成形、押出吹込成形又は異形押出により成形さ
れ得る熱可塑性成形用樹脂ならばどれでもよい。好適な
熱可塑性成形用樹脂は、芳香族ポリカーボネート、耐衝
撃性ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−ス
チレン(ABS)樹脂のような含スチレン共重合体及び
含スチレングラフト共重合体、ポリフェニレンエーテル
樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレ
フタレート及びポリプロピレンテレフタレートの各樹脂
のようなポリアルキレンテレフタレート樹脂、ポリエー
テルイミド樹脂、ポリエーテルイミドエステル樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフ
ェニルスルホン、ポリイミド樹脂並びにこれらの混合物
である。最適な樹脂は、芳香族ポリカーボネート、芳香
族ポリカーボネートとABSとの配合物、ポリフェニレ
ンエーテルと耐衝撃性ポリスチレンとの配合物、及びポ
リエーテルイミドである。
形用樹脂組成物を難燃性にしながら、加熱撓み温度、耐
衝撃性及び流動性という特性を良好に保つような量であ
り得る。好適には、本発明の組成物は、熱可塑性樹脂と
ホスフェート難燃剤との総合重量を基準として、ホスフ
ェート難燃剤を約3重量%〜約25重量%、更に好適に
は約5重量%〜約20重量%含有する。
と高分子量ホスフェートとの組み合わせである。この難
燃剤は、当該難燃剤の重量を基準として約10重量%〜
約90重量%の低分子量ホスフェートと、これに対応し
て90重量%〜約10重量%の高分子量ホスフェートと
から実質的に成る。好適には、ホスフェートの組み合わ
せは、約40重量%〜約70重量%の低分子量ホスフェ
ートと、これに対応して約60重量%〜約30重量%の
高分子量ホスフェートとから実質的に成る。加えて、本
発明の組成物と共にその他の添加物を併用することもで
きる。これらの添加物には、他の難燃性向上用添加物、
ガラス繊維等の強化用添加物、雲母、タルク、酸化物の
ようなその他の鉱物性添加物、また可塑剤、光安定剤、
熱安定剤、加工助剤、耐衝撃性改良剤、離型剤等があ
る。
脂及びその成形品の用途に応じて、優れた諸特性を併有
する成形品が製造される。好適には、本発明の組成物か
ら成形された物品では、ノッチ付きアイゾット衝撃強さ
は、ASTM D256に従って測定すると少なくとも
約5.0ft・lbs/in、荷重下での加熱撓み温度
は、ASTM D648に従って測定すると少なくとも
約200°F、流動性は、厚み1/8インチのチャネル
でスパイラルフロー試験法によって測定すると少なくと
も約18インチ、及び易燃性等級は、Underwriters Lab
oratory Bulletin UL94に従って測定すると少なく
ともV1である。本発明の難燃剤を用いたABS射出成
形用樹脂の場合には、射出成形された物品において、好
適には、ノッチ付きアイゾット衝撃強さは少なくとも約
7.0ft・lbs/in、荷重下での加熱撓み温度は
少なくとも約200°F、流動性は少なくとも約25.
0インチ、及びUL94等級は少なくともV1であり得
る。本発明の難燃剤を用いたポリフェニレンエーテル樹
脂系の場合、射出成形された物品において、好適には、
加熱撓み温度は少なくとも約200°F、流動性は少な
くとも約15インチ、及びUL94等級は少なくともV
1であり得る。
下に実施例を掲げる。これらの実施例は、説明の目的に
限られており、本発明に対して所載の特定の物質又は特
定の条件のどのような限定も与えないものとする。実施例1 本実施例で構成成分として用いた材料は、以下のとおり
である。 PC…ビスフェノールAと塩化カルボニル(ホスゲン)
とから誘導された芳香族ポリカーボネート。重量平均分
子量は約22,000、塩化メチレン中で25℃で測定
した固有粘度(I.V.)は約0.40dL/g。 HRG…スチレン−アクリロニトリルをブタジエンゴム
に50/50の比でグラフトして調製した高ゴム含量グ
ラフト共重合体。 ホスフェート1…レゾルシノールを基本成分として有す
る種々のオリゴマー状ジホスフェートの混合物。 ホスフェート2…分子量が約693のビスフェノールA
テトラフェニルジホスフェート。 ホスフェート3…分子量が約10,056のビスフェノ
ールAフェニルポリホスフェート。 PTFE…ポリテトラフルオロエチレン 表1に記載した組成の各成分を、30mmの Werner Pf
leider二軸押出し機内で溶融温度を約550°F〜56
0°Fとして配合し、押し出した。押出し物をペレット
化し、次いでこのペレットを約190°Fで約3時間に
わたって乾燥させた。そしてペレットを成形し、以下の
表1に記載した具体的な特性を測定するために用いられ
るASTM試験手順に従った標準試験標本とした。耐衝
撃性は、ノッチ付きアイゾット衝撃試験手順ASTM
D256によって、厚み約1/8インチの成形標本に関
して測定された。荷重(264psi)下での加熱撓み
温度(HDT)は、1/4インチの成形された試験棒に
関して、ASTM試験手順D648に従って測定され
た。スパイラルフロー試験は、厚み1/8インチのチャ
ネル内で、溶融温度を約480°F及び成形温度を約1
50°Fとして行われた。流動の長さが長いほど、標本
の流動性は良好であり、より加工しやすい。易燃性は、
厚み1/16インチの試験標本に関して、Underwriters
Laboratory Bulletin UL94の易燃性等級V0、V
1及びV2に従って測定された。
の表2に記載したとおりである点が異なる。用いたポリ
フェニレンエーテルは、I.V.が約0.46dL/g
であって、ゼネラル・エレクトリック・カンパニィ製で
あった。耐衝撃性ポリスチレン(HPS)は、ニューヨ
ーク州 Selkirk所在の GE-Huntsman Co.製であって、重
量平均分子量は約200,000、ゴム含有量は耐衝撃
性ポリスチレンの重量を基準として約10.5重量%で
あった。得られた特性は、表1で用いたものと同じ試験
手順を用いて測定された。結果を以下の表2に掲げる。
タジエンブロック共重合体、Kraton G165
0。 添加物…ホスファイト、酸化物及びスルフィドを含む安
定剤パッケージ。 ポリエチレン…離型剤 これらの実施例からわかるように、低分子量ホスフェー
ト及び高分子量ホスフェートを用いると、良好な耐衝撃
性、荷重下での高い加熱撓み温度、加工を容易にする良
好な流動性及び優れた耐燃性という結果が生じた。この
ことは、表1の配合物3をその他の配合物と比較すると
わかる。注意していただきたい点は、配合物1は低分子
量ビスフェノールAテトラフェニルジホスフェート(オ
リゴマー状ジホスフェート)を用い、配合物2は高分子
量ビスフェノールAフェニルポリホスフェートを用い、
配合物4はオリゴマー状ジホスフェートの混合物を用い
ていることである。予期せぬ上述の結果から、本発明の
組成物(配合物3)が、対照配合物1、2及び4よりも
全般に良好な特性を有していることがわかった。表2で
は、ポリフェニレンエーテル組成物を用いた場合にも同
等の結果が得られている。荷重(264psi)下での
加熱撓み温度は、本発明の組成物、即ち表2の配合物2
において非常に良好である。また、難燃剤の移行(滲
出)も本発明の組成物では著しく減少した。
て、本明細書で開示したその他のポリマーも、実施例1
及び実施例2のポリマーで得られたものと同等の結果を
生むであろう。上述の開示内容を鑑みて当業者には本発
明の様々な変形が示唆されようが、このような変形はす
べて、本発明に付した特許請求の範囲内に含まれるもの
とする。
Claims (10)
- 【請求項1】 成形可能な熱可塑性樹脂と、当該組成物
を難燃性にする上で充分な量の難燃剤とを混合して含ん
でおり、該難燃剤が分子量が少なくとも約500である
低分子量ホスフェートと分子量が少なくとも約2300
である高分子量ホスフェートとの組み合わせから実質的
に成る(但し両者の分子量は重複しない)、成形可能な
難燃性熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記低分子量ホスフェートの分子量が約
500〜約2000である請求項1の組成物。 - 【請求項3】 前記高分子量ホスフェートの分子量が約
2300〜約11,000である請求項1の組成物。 - 【請求項4】 前記難燃剤が、当該ホスフェート難燃剤
の総合重量を基準として約10重量%〜90重量%の低
分子量ホスフェートと、これに対応して約90重量%〜
10重量%の高分子量ホスフェートとから実質的に成る
請求項1の組成物。 - 【請求項5】 前記熱可塑性樹脂が、芳香族ポリカーボ
ネート、ポリフェニレンエーテル、ポリアルキレンテレ
フタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルイミド
エステル、ポリアミド、含スチレンポリマー及びこれら
の配合物の中から選択される請求項1の組成物。 - 【請求項6】 前記熱可塑性樹脂が芳香族ポリカーボネ
ートと含スチレンポリマーとの混合物である請求項5の
組成物。 - 【請求項7】 前記熱可塑性樹脂がポリフェニレンエー
テル樹脂と耐衝撃性ポリスチレンとの混合物である請求
項5の組成物。 - 【請求項8】 約75重量%〜約97重量%の前記熱可
塑性樹脂と、これに対応して約25重量%〜約3重量%
の前記難燃剤とから実質的に成る請求項1の組成物。 - 【請求項9】 前記低分子量ホスフェートが次式を有し
ており、 【化1】 式中、R1 、R2 、R3 及びR4 は個別に、アリール基
又はアルカリール基の中から選択され、Xはアリーレン
基であり、mは0〜1の整数であり、nは1〜5の整数
であり、Pはリンである請求項1の組成物。 - 【請求項10】 前記高分子量ホスフェートが同じ前記
式を有しており、nは6〜35の整数である請求項9の
組成物。
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