JPH0995610A - 難燃樹脂組成物 - Google Patents
難燃樹脂組成物Info
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Abstract
カーボネート系樹脂に対して、成形時の発煙や金型への
ブリードアウトが少なく、耐衝撃性、耐加水分解性に優
れた難燃性樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 A)ポリフェニレンエーテル系樹脂もし
くはポリカーボネート系樹脂に100重量部に対して、
B)下記一般式(化1)に示される縮合リン酸エステル
系難燃剤、 【化1】 ならびに、C)下記一般式(化2)に示されるモノリン
酸エステル系難燃剤、 【化2】 (ここに、R1、R2、R3、R4:フェニル基または炭素
数1〜6の低級アルキル基または水素原子(但し、
R1、R2、R3、R4全てが水素原子は除く)、X1,
X2:OまたはS原子、Y:フェニル基、炭素数1〜6
の低級アルキルまたはスルフォニル基、R5、R6、
R7:前記R1、R2、R3、R4に加えてクレジル基、キ
シレニル基、トリメチルフェニル基、nは重合度を示
し、1以上の整数である)であって、前記成分A)10
0に対して、前記成分B)と成分C)との合計が3〜3
0であり、かつ以下の範囲にある難燃性樹脂組成物、で
ある。 0.9>=成分B)/{成分B)+成分C)}>=0.5
Description
ーテル系樹脂またはポリカーボネート系樹脂に特定のリ
ン酸エステル化合物を配合することにより得られる、難
燃性および強度に優れた難燃性樹脂組成物に関する。
は成形加工時に発煙の原因とならず、揮発することもな
く、また成形品表面へブリードしない。この樹脂組成物
の成形品は変色、ふくれがなく、吸水により電気的特性
等が悪化することもない。
品性、電気絶縁性、機械的諸性質が優れ、成形加工が容
易であるため、建築材料、電気機器材料、自動車用材
料、繊維材料などとして広範囲に使用されている。
料に比べて燃焼し易いという欠点がある。このため合成
樹脂を難燃化するための方法が多数提案されている。こ
れら従来の難燃化方法のうち、ハロゲン化合物、リン化
合物、無機水和物等を合成樹脂に配合する方法が最も広
く行われている。
付与させる方法としては従来よりリン酸エステル系難燃
剤が用いられる。リン酸エステル系難燃剤としてはトリ
フェニルフォスフェート(以下TPP)等のモノリン酸
エステルが一般的であるが、それらは低分子量物の為成
形時に発煙したり、ブリードアウトして金型や成形品を
汚染させてしまうといった欠点を有する。
よびこれら難燃性組成物の使用環境が近年一層過酷にな
ってきていることから、特開昭55−118957号公
報、特開昭59−202240号公報に開示されて様
な、ビスフェノールA系縮合リン酸エステル系難燃剤が
最近注目を浴びている。
ル系難燃剤は、ブリードアウトが無く、優れた熱安定
性、耐加水分解性等の環境安定性を示すが、高分子量の
ため常温における粘度が極めて高く取扱い性が悪い。
228426に、PPE系樹脂においてクレジルビスフ
ェノールAポリフォスフェートに代表される末端のフェ
ノール基にアルキル基を有するビスフェノールA系縮合
リン酸エステル系難燃剤とモノリン酸エステル系難燃剤
とを組み合わせ、全リン酸エステルの粘度を下げて取扱
い性および難燃剤のブリードアウトを改善させた処方を
開示している。
ルの分子量が大きいので1分子中のリン原子の含有量が
低くなる。難燃性は一般にリン原子の量に依存するの
で、上記処方にて必要な難燃性を得ようとする場合添加
量が多くなり耐熱性や経済性を悪化させてしまう。さら
に我々の研究解析によれば上記クレジルビスフェノール
Aポリフォスフェートの添加量が増大すると耐衝撃性等
の機械強度をも低下させてしまうことが判明した。
検討を重ねた結果、ポリフェニレンエーテル系樹脂もし
くはポリカーボネート系樹脂に、ある特定の構造をもつ
縮合リン酸エステル系難燃剤とモノリン酸エステル系難
燃剤とを組み合わせて添加することによって難燃剤中の
リン成分を高め、成形時の発煙や成形品、金型へのブリ
ードアウトがなく、且つ優れた難燃性および耐衝撃性、
耐加水分解性、さらに取扱い性に極めて優れた組成物を
得ることを見出し本発明に至った。
(A)ポリフェニレンエーテル系樹脂もしくはポリカー
ボネート系樹脂100重量部に(B)下記一般式(1)
の縮合リン酸エステル系難燃剤および成分(C)下記一
般式(2)のモノリン酸エステル系難燃剤を (B)/{(B)+(C)}=0.5〜0.9 の範囲内で前記成分(A)に対して3〜30重量部を配
合して成る難燃性樹脂組成物を提供するものである。
樹脂(A−1)は公知のものが使用できる。PPE系樹
脂とは、例えば一般式(化3)
れ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、置
換炭化水素基、アルコキシ基、シアノ基、フェノキシ基
またはニトロ基を表し、nは重合度を表す整数である)
で示される重合体の総称であって、上記一般式で示され
る重合体の一種単独であっても、二種以上が組み合わさ
れた共重合体であってもよい。
は、塩素、臭素、ヨウ素、メチル、エチル、プロピル、
アリル、フェニル、ベンジル、メチルベンジル、クロロ
メチル、ブロモメチル、シアノエチル、シアノ、メトキ
シ、エトキシ、フェノキシ、ニトロ等の基が挙げられ
る。
ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−
ジエチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メ
チル−6−エチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ
(2−メチル−6−プロピル−1,4−フェニレン)エーテ
ル、ポリ(2,6−ジプロピル−1,4−フェニレン)エー
テル、ポリ(2−エチル−6−プロピル−1,4−フェニレ
ン)エーテル、ポリ(2,6−ジメトキシ−1,4−フェニ
レン)エーテル、ポリ(2,6−ジクロロメチル−1,4−
フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジブロモメチル−
1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジフェニル
−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジトリル
−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジクロロ
−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジベンジ
ル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,5−ジメチ
ル−1,4−フェニレン)エーテルなどが挙げられる。
におけるR8およびR9がアルキル基、特に炭素原子数1
〜4のアルキル基であるポリマーであり、nは通常50
以上が好ましい。
ニレンエーテル繰り返し単位中にアルキル三置換フェノ
ール例えば2,3,6−トリメチルフェノールを一部含有
する共重合体を挙げることができる。
がグラフトした共重合体であってもよい。スチレン系化
合物グラフト化ポリフェニレンエーテルとしては上記P
PEにスチレン系化合物として、例えばスチレン、α−
メチルメチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレ
ンなどをグラフト重合して得られる共重合体である。
とは上記したPPE系樹脂またはこれと芳香族ビニル系
樹脂(A−2)の組成物である。
その誘導体例えばp−メチルスチレン、α−メチルスチ
レン、α−メチル−p−メチルスチレン、クロロスチレ
ン、ブロモスチレン等の単独重合体および共重合体が挙
げられる。
〜99重量%と、ジエンゴム1〜30重量%とからなる
ゴム変性ポリスチレン(HIPS)を用いることができ
る。
ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン
系化合物の単独重合体、共役ジエン系化合物と不飽和ニ
トリル化合物または芳香族ビニル化合物との共重合体さ
らには天然ゴムなどが挙げられ、これらを1種または2
種以上用いることができる。
ン共重合体が好ましい。HIPSは、乳化重合、懸濁重
合、塊状重合、溶液重合またはそれらの組み合わせの方
法により得られる。
ル−アクリレート共重合体、EPDM系ゴム変性ポリス
チレン、アクリルゴム変性スチレン−アクリロニトリル
共重合体、水素化スチレン−ブタジエンブロック共重合
体等のポリスチレン熱可塑性エラストマーなどが芳香族
ビニル系樹脂として例示される。
香族ビニル系樹脂とは任意の割合で配合できるが、通常
その配合比率はPPE系樹脂99〜1重量部に対して芳
香族ビニル系樹脂1〜99重量部である。好ましくは、
PPE系樹脂80〜20重量部に対して芳香族ビニル系
樹脂20〜80重量部である。
リカーボネート系樹脂(A−3)とは、公知のホスゲン
法または溶融法により作られた芳香族ポリカーボネート
である(例えば特開昭63−215763号公報および
特開平2−124934号公報参照)。
は、例えば2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン(いわゆるビスフェノールA);2,2−ビス(3,5
−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン;1,1
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン;1,
1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)シ
クロヘキサン;1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
デカン;1,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン;1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロドデ
カン;1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)シクロドデカン;4,4−ジヒドロキシジフェニ
ルエーテル;4,4−チオジフェノール;4,4−ジヒドロ
キシ−3,3−ジクロロジフェニルエーテル;および4,4
−ジヒドロキシ−2,5−ジヒドロキシジフェニルエーテ
ル等が挙げられる。
物質としては、例えばホスゲジフェニルカーボネート等
が挙げられる。
ート系樹脂とは上記ポリカーボネート樹脂またはこれと
(a)芳香族ビニル単量体成分および(b)シアン化ビ
ニル単量体成分を含む共重合体(A−4)および(a)
芳香族ビニル単量体成分、(b)シアン化ビニル単量体
成分、(c)ゴム質量合体を含む共重合体のうち一つ以
上の共重合体(A−5)との組成物である。
体成分としては、例えばスチレン、α−メチルスチレ
ン、o−,m−もしくはp−メチルスチレン、ビニルキ
シレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノ
ブロモスチレン、ジブロモスチレン、フルオロスチレ
ン、p−tert−ブチルスチレン、エチルスチレン、
ビニルナフタレン等を挙げることができ、これらを1種
または2種以上使用する。好ましくはスチレン、α−メ
チルスチレンである。
は、例えばアクリロニトリル、メタリロニトリル等を挙
げることができ、これらを1種または2種以上使用す
る。これらの組比率は特に制限されず、用途に応じて選
択される。
いが、(A−4)成分中において好ましくは(a)が9
5〜50重量%、(b)が5〜50重量であり、さらに
好ましくは(a)が92〜65重量%、(b)が8〜3
5重量%である。
ては、例えばSAN樹脂(スチレン−アクリロニトリル
共重合体)が挙げられる。
は特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、塊状懸濁重
合、懸濁重合、乳化重合など通常公知の方法が用いられ
る。
ることによって得ることも可能である。
−5)は(a)芳香族ビニル単量体成分、(b)シアン
化ビニル単量体成分および(c)ゴム質重合体を含む共
重合体である。
(b)シアン化ビニル単量体成分については、前記した
成分(A−4)において示したものが挙げられる。
エン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエンのランダ
ム共重合体およびブロック共重合体、該ブロック共重合
体の水素添加物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合
体、ブタジエン−イソプレン共重合体などのジエン系ゴ
ム、エチレン−プロピレンのランダム共重合体およびブ
ロック共重合体、エチレンとα−オレフィンとの共重合
体、エチレン−メタクリレート、エチレン−ブチルアク
リレートなどのエチレン−不飽和カルボン酸エステルと
の共重合体、アクリル酸エステル−ブタジエン共重合
体、例えばブチルアクリレート−ブタジエン共重合体な
どのアクリル系弾性重合体、例えばブチルアクリレート
−ブタジエン共重合体などのアクリル系弾性重合体、エ
チレン−酢酸ビニルなどのエチレンと脂肪酸ビニルとの
共重合体、エチレン−プロピレン−エチリデンノルボル
ネン共重合体、エチレン−プロピレン−ヘキサジエン共
重合体などのエチレン−プロピレン非共役ジエンターポ
リマー、ブチレン−イソプレン共重合体、塩素化ポリエ
チレンなどが挙げられ、これらを1種または2種以上で
使用する。
プロピレンゴム、エチレン−プロピレン非共役ジエンタ
ーポリマー、ジエン系ゴムおよびアクリル系弾性重合体
であり、特に好ましくはポリブタジエンおよびスチレン
−ブタジエン共重合体であり、このスチレン−ブタジエ
ン共重合体中のスチレン含有率は50重量%以下である
ことが好ましい。
(b)および(c)の組成比は特に制限はなく、用途に
応じて各成分が配合される。
(b)および(c)の他に、(d)これらの成分と共重
合可能な単量体を本発明の目的を損なわない範囲で使用
することができる。
アクリル酸、メタクリル酸等のα、β−不飽和カルボン
酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アク
リレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メ
タ)アクリレート、2−エチル(メタ)アクリレート、2
−エチルヘキシルメタクリレート等のα,β−不飽和カ
ルボン酸エステル類;無水マイレン酸、無水イタコン酸
等のα,β−不飽和ジカルボン酸無水物質類;マレイミ
ド、n−o−クロロフェニルマレイミド等のα,β−不
飽和ジカルボン酸のイミド化合物類;等を挙げることが
でき、これらの単量体は1種または2種以上で使用され
る。
ゴム質重合体の存在下にその他の成分がグラフト共重合
したグラフト共重合体等が好ましく、さらに好ましくは
ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン
共重合体)、AES樹脂(アクリロニトリル−エチレン
−プロピレン−スチレン共重合体)、ACS樹脂(アク
リロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン共重合
体)、AAS樹脂(アクリロニトリル、アクリル系弾性
重合体−スチレン共重合体)である。
は、上記の(A−4)共重合体と同様の方法が使用でき
る。
としては下記の一般式(化4)で表される1種以上の縮
合リン酸エステル化合物を用いることができる。
基または炭素数1〜6の低級アルキル基または水素原子
(但し、R1,R2,R3,R4の全てが水素原子は除
く)、X 1:OまたはS原子、Y:フェニル基、炭素数
1〜6の低級アルキル基またはスルフォニル基、nは重
合度を示し、1以上の整数である)。
ビスフェノールA、ポリフォスフェート、フェニル、ビ
スフェノールS,ポリフォスフェート等が挙げられる。
としては下記の一般式(化5)で表わされる1種以上の
モノリン酸エステル化合物を使用することができる。
基、クレジル基、キシレニル基、トリメチルフェニル基
または炭素数1〜6の低級アルキル基、または水素原子
を表す。但し、R5、R6、R7すべてが水素原子の場合
を除く。X2はOまたはS原子である)。
あるが、(c)成分を併せて用いることで取扱いが容易
となり、より安価な樹脂組成物を得ることができる。
しては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホス
フェート、クレジルフェニルホスフェート、トリキシレ
ニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェー
ト、トリ(イソプロピルフェニル)ホスフェート、イソ
プロピルフェニルジフェニルホスフェート、ジイソプロ
ピルフェニルホスフェート、トリ(トリメチルフェニ
ル)ホスフェート、トリ(t−ブチルフェニル)ホスフ
ェートが挙げられる。
クレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェー
トが好ましい。
ポリフェニレンエーテル系樹脂またはポリカーボネート
系樹脂と成分(B)のリン酸エステル化合物の配合割合
は発明の高価が十分に発揮できる限り、特に限定される
ものではないが、成分(B)、(C)の合計の比率は
(A)100に対して3〜30好ましくは5〜25であ
り、(B)/{(B)+(C)}は0.5以上0.9以
下好ましくは0.6以上0.8以下である。
対して3%より少ないと十分な難燃性が得られない。ま
た30%より多いと耐熱性の低下をまねき好ましくな
い。
{(B)+(C)}≦0.5になると低分子量物が多く
なり、発煙やブリードアウトが生じる。
ると難燃性、耐衝撃性の低下および難燃剤の粘度が高く
なり、作業性が悪くなる。
に、その物性を損なわない限りにおいて樹脂の混合時、
成形時に他の樹脂、特にゴム状物質、慣用の添加剤、例
えば顔料、染料、補強剤(ガラス繊維、炭素繊維な
ど)、充填剤(カーボンブラック、)マイカ、タルク、
シリカ、酸化チタンなど)、耐熱剤、酸化劣化防止剤、
耐候剤、滑剤、離型剤、結晶核剤、可塑剤、流動性改良
剤、帯電防止剤、抗菌、抗カビ剤などを添加することが
できる。
に特に制限はなく、通常の方法が満足に使用できる。し
かしながら一般に溶融混練法が望ましい。小量の溶剤の
使用も可能であるが、一般に必要ない。
サー、ローラー、ニーダー等を例として挙げることがで
き、これらを回分的または連続的に運転する。
に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
した。 成分(A): (A−1)PPE系樹脂:固有粘度(クロロホルム、2
5℃)0.48dl/gのポリ(2,6−ジメチル−1,4
−フェニレン)エーテル、日本ジ−イ−プラスチツクス
(株)社製(以下、これをPPEと称する)
パクトポリスチレン(HIPS)(商標;トーポレック
ス 876−HF、三井東圧化学(株)社製)(以下、
これをPSと称する)
ーボネート樹脂(商標;レキサン、日本ジ−イ−プラス
チツクス(株)社製)、塩化メチレン中、20℃で測定
した固有粘度0.46dl/g、Mv=約20,000
(計算値)
B(宇部サイコン(株)社製)、Mw=117,000
0(宇部サイコン(株)社製)
れる縮合リン酸エステル系難燃剤(CR741(商品
名):大八化学(株)製で、n=1〜4の混合物)、
されるリン酸エステル系難燃剤(CR741C(商品
名):大八化学(株)製で、n=1〜4の化合物)、
るモノリン酸エステル系難燃剤(TPP(商品名):大
八化学(株)製)とした。
機で混練設定温度280℃、回転数280rpmで溶融
混練し、ペレットを作った。このペレットを用いて、設
定温度260℃、金型温度80℃の条件にて射出成形し
た。
度および難燃性、成形時の発煙について評価した。ま
た、各組成物の全リン酸エステルの粘度を測定した。結
果を表1に示す。
(重量比)の成分を30mm二軸押出機で混練設定温度
240℃、回転数150rpmで溶融混練し、ペレット
を作った。このペレットを用いて設定温度230℃、金
型温度50℃の条件にて射出成形した得られた成形品に
ついて、PPE系樹脂と同様な評価を行った。結果を表
2に示す。
て測定した。 (1)アイゾット衝撃強度 ASTM D256にしたがって、厚み1/8インチ、
ノッチ付で、23℃および−30℃において測定した。
行い、各々5個の厚さ1.6mmの試験片に対し最初の
着火から消炎迄の時間を求めその平均値から、UL−9
4に記されているレーティングを求めて、記した。
煙量を目視で観察を行った。
度計を用いて流下時間を測定し、これに粘度計の定数を
乗じて動粘度を求め、さらに動粘度に試料密度を乗じて
算出した。
エステルのみでは成形時の発煙が著しく、縮合系リン酸
エステルのみではアイゾット衝撃強度が低く、リン酸エ
ステルの粘度が高いので取扱い性が悪い。
酸エステルでは難燃性が低く、添加量を増やすと衝撃強
度の低下を招く。
酸エステルとモノリン酸エステルの組み合わせだけが、
優れた難燃性と衝撃強度および成形時に発煙が無く、リ
ン酸エステル自体の粘度も低いことを明らかにしてい
る。したがって、本発明にかかる難燃性樹脂組成物は、
上述のように取扱いに優れ、かつバランスのとれた特性
を示すものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 A)ポリフェニレンエーテル系樹脂また
はポリカーボネート系樹脂 100重量部に対し、 B)下記一般式(化1)に示される縮合リン酸エステル
系難燃剤、 【化1】 ならびに、 C)下記一般式(化2)に示されるモノリン酸エステル
系難燃剤 【化2】 (ここに、R1,R2,R3,R4:フェニル基または炭素
数1〜6の低級アルキル基または水素原子(但しR1,
R2,R3,R4全てが水素原子は除く)、X1,X2:O
またはS原子、Y:フェニル基、炭素数1〜6の低級ア
ルキル基またはスルフォニル基、R5,R7:前記R1,
R2,R3,R4に加えてクレジル基、キシレニル基、ト
リメチルフェニル基、nは重合度を示し、1以上の整数
である)であって、前記成分A)100に対して、前記
成分B)と成分C)との合計が3〜30であり、かつ、
以下の範囲にあることを特徴とする難燃性樹脂組成物。 0.9>=成分B)/(成分B)+C))>=0.5 - 【請求項2】 前記A)成分のポリフェニレンエーテル
系樹脂が、ポリフェニレンエーテル 樹脂とポリスチレ
ン系樹脂とからなる樹脂組成物である、請求項1に記載
の樹脂組成物。 - 【請求項3】 前記成分A)のポリカーボネート系樹脂
が、ポリカーボネート樹脂とポリスチレン系樹脂よりな
る樹脂組成物である請求項1に記載の難燃性樹脂組成
物。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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