JPH10147696A - Flame retardant epoxy resin composition - Google Patents

Flame retardant epoxy resin composition

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JPH10147696A
JPH10147696A JP32472196A JP32472196A JPH10147696A JP H10147696 A JPH10147696 A JP H10147696A JP 32472196 A JP32472196 A JP 32472196A JP 32472196 A JP32472196 A JP 32472196A JP H10147696 A JPH10147696 A JP H10147696A
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JP
Japan
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epoxy resin
weight
parts
flame
ammonium polyphosphate
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JP32472196A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroteru Watabe
大輝 渡部
Masuo Iwata
満寿夫 岩田
Takashi Takebayashi
貴史 竹林
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JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a low-smoking and flame retardant epoxy resin composition having a low bromine content and a low flame retardant content without containing antimony oxide. SOLUTION: (1) This flame retardant epoxy resin composition comprises an ammonium polyphosphate in an amount of 1-50 pts.wt. based on 100 pt.wt. bromine-based epoxy resin having 3-30wt.% bromine content or (2) the flame retardant epoxy resin comprises a composite flame retardant composed of the ammonium polyphosphate and red phosphorus at (75:25) to (96:4) weight ratio of the ammonium polyphosphate:red phosphorus in an amount of 1-50 pts.wt. based on 100 pts.wt. bromine-based epoxy resin having 3-30wt.% bromine content.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属ずる技術分野】本発明は難燃性に優れたエポ
キシ樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、臭素含有率
が低く、酸化アンチモンを含まず、低発煙性の難燃性エ
ポキシ樹脂組成物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an epoxy resin composition having excellent flame retardancy. More specifically, the present invention relates to a flame-retardant epoxy resin composition having a low bromine content, containing no antimony oxide, and having low smoke emission.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂は、建材、電気機器等の分
野で広く使用されている樹脂の一つであり、例えばガラ
ス繊維等で補強された強化エポキシ樹脂等は強度的にも
耐薬品性、耐候性、更に電気特性についても優れている
ため、構造材料として、建材や航空、車両等の輸送機部
品に用いられ、また、電気絶縁材料として、積層板、成
形材料等に用いられている。このような用途に用いられ
ているエポキシ樹脂には、火災に対する安全性の面か
ら、高度な難燃性を付与することが求められている。
2. Description of the Related Art Epoxy resin is one of the resins widely used in the fields of building materials, electric equipment, and the like. For example, reinforced epoxy resin reinforced with glass fiber or the like has chemical resistance and strength. Because of its excellent weather resistance and electrical characteristics, it is used as a structural material for building materials and transport parts such as aviation and vehicles, and as an electrical insulating material for laminated boards and molding materials. Epoxy resins used in such applications are required to have high flame retardancy from the viewpoint of fire safety.

【0003】このような課題を解決するために、プラス
チックの難燃化−低発煙化と有害性燃焼ガス対策−、昭
和53年6月26日日刊工業新聞社発行には、エポキシ
樹脂の難燃剤として、トリクレジルホスフェート等のリ
ン酸エステル、トリス(クロロエチル)ホスフェート等
のハロゲン化リン酸エステル、ブロム化フェニルや塩素
化フェニルを含むハロゲン化フェニル化合物、及びハロ
ゲン化エポキシ樹脂を用いる方法が記載されている。ま
た、特開平4−266940号公報には、ハロゲン化リ
ン酸エステルと三酸化アンチモンもしくは臭素化エポキ
シ樹脂等の難燃剤と、微小中空球体、発泡剤、更に芳香
族ジアミンを含有することを特徴とする複合材料用エポ
キシ樹脂組成物が開示されている。しかしながら、リン
酸エステルは難燃性付与効果が乏しく、難燃性を高める
目的で多量に添加すると、エポキシ樹脂表面にブリード
することがあるためほとんど使用されていないのが実状
である。
[0003] In order to solve such problems, flame retardancy of plastics-low smoke emission and measures against harmful combustion gas-has been published by Nikkan Kogyo Shimbun on June 26, 1978. A method using a phosphoric acid ester such as tricresyl phosphate, a halogenated phosphoric acid ester such as tris (chloroethyl) phosphate, a halogenated phenyl compound including brominated phenyl or chlorinated phenyl, and a halogenated epoxy resin are described. ing. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-266940 is characterized in that it contains a halogenated phosphoric acid ester, a flame retardant such as antimony trioxide or a brominated epoxy resin, fine hollow spheres, a foaming agent, and an aromatic diamine. An epoxy resin composition for a composite material is disclosed. However, the fact is that phosphate esters are poorly used for imparting flame retardancy, and if added in large amounts for the purpose of enhancing flame retardancy, they may bleed on the surface of the epoxy resin, so that they are hardly used.

【0004】一方、ハロゲン化リン酸エステル、ハロゲ
ン化フェニル化合物及びハロゲン化エポキシ樹脂の如き
ハロゲン系難燃剤は、高度な難燃性を付与するために、
多くの場合、酸化アンチモンと共に使用される。このハ
ロゲン系難燃剤を配合した難燃樹脂組成物は、火災や焼
却処理の際に腐食性のガスや有毒なガスを発生する恐れ
があり、ハロゲン系難燃剤を含まないかハロゲン含有率
を著しく抑えたエポキシ樹脂組成物が強く求められてい
る。
On the other hand, halogen-based flame retardants such as halogenated phosphoric acid esters, halogenated phenyl compounds and halogenated epoxy resins are used to impart high flame retardancy.
Often used with antimony oxide. The flame-retardant resin composition containing this halogen-based flame retardant may generate corrosive gas or toxic gas during a fire or incineration, and contains no halogen-based flame retardant or has a significant halogen content. There is a strong need for a suppressed epoxy resin composition.

【0005】また、酸化アンチモンは、ハロゲン系難燃
剤に対する相乗効果剤として、より一層高度な難燃性を
付与できることから使用されてきたが、該助剤による物
性低下の他にこの化合物が劇物であるため、その使用が
自粛されようとしている。
[0005] Antimony oxide has been used as a synergistic effect agent for halogen-based flame retardants because it can impart a higher degree of flame retardancy. Therefore, its use is being suppressed.

【0006】このように、ハロゲン含有率が少なく、し
かも酸化アンチモンを含むことなく、高度な難燃性及び
低発煙性を有したエポキシ樹脂組成物が強く要求されて
いる。
As described above, there is a strong demand for an epoxy resin composition having a low halogen content, containing no antimony oxide, and having high flame retardancy and low smoke emission.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ハロゲ
ン含有率が少なく、しかも酸化アンチモンを含むことな
く、高度な難燃性及び低発煙性を有したエポキシ樹脂組
成物を得るべく鋭意、研究した。その結果、臭素含有エ
ポキシ樹脂とポリリン酸アンモニウム、臭素含有エポキ
シ樹脂とポリリン酸アンモニウム及び赤燐を特定の割合
で含有したエポキシ組成物が、低いハロゲン含有率であ
りながら、高度な難燃性を有する組成物であることを見
出し、この知見に基ずき本発明を完成した。以上の記述
から明らかなように、本発明の目的は臭素含有量が少な
く、酸化アンチモンを含まず、しかも難燃剤の配合量が
少なく低発煙性の難燃性エポキシ樹脂組成物を提供する
ことである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have been keen to obtain an epoxy resin composition having a low halogen content and containing no antimony oxide and having high flame retardancy and low smoke emission. Studied. As a result, an epoxy composition containing a bromine-containing epoxy resin and ammonium polyphosphate, a bromine-containing epoxy resin and ammonium polyphosphate and red phosphorus in a specific ratio has a high degree of flame retardancy while having a low halogen content. It was found that the composition was a composition, and based on this finding, the present invention was completed. As is clear from the above description, an object of the present invention is to provide a flame-retardant epoxy resin composition having a low bromine content, containing no antimony oxide, and having a low compounding amount of a flame retardant and low smoke emission. is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)臭素含有率3〜30重量%の臭素系エポキシ樹脂
100重量部に対して、ポリリン酸アンモニウムを1〜
50重量部の割合で含有する難燃性エポキシ樹脂組成
物。 (2)臭素含有率3〜30重量%の臭素系エポキシ樹脂
100重量部に対して、ポリリン酸アンモニウム:赤燐
との比率(重量比)が75:25〜96:4であるポリ
リン酸アンモニウムと赤燐とからなる複合難燃剤を1〜
50重量部の割合で含有する難燃性エポキシ樹脂組成
物。 (3)臭素系エポキシ樹脂が、臭素化エポキシ樹脂もし
くはエポキシ樹脂と臭素化エポキシ樹脂の混合樹脂であ
る前記第1項もしくは第2項のいずれか1項記載の難燃
性エポキシ樹脂組成物。 (4)ポリリン酸アンモニウムが、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、被覆ポリ
リン酸アンモニウムもしくはこれらの1種以上の混合物
である前記第1項〜第3項のいずれか1項記載の難燃性
エポキシ樹脂組成物。 (5)赤燐が、赤燐もしくは被覆赤燐である前記第1項
もしくは第3項のいずれか1項記載の難燃性エポキシ樹
脂組成物。 (6)前記第1項〜第3項のいずれか1項記載の難燃性
エポキシ樹脂組成物に、さらにカーボン繊維もしくはガ
ラス繊維を、臭素系エポキシ樹脂100重量部に対し
て、1重量部〜65重量部の割合で含有する難燃性エポ
キシ樹脂組成物。
(1) Ammonium polyphosphate is added in an amount of 1 to 100 parts by weight of a bromine-based epoxy resin having a bromine content of 3 to 30% by weight.
A flame-retardant epoxy resin composition containing 50 parts by weight. (2) Ammonium polyphosphate having a ratio (weight ratio) of ammonium polyphosphate: red phosphorus of 75:25 to 96: 4 to 100 parts by weight of a bromine-based epoxy resin having a bromine content of 3 to 30% by weight. The compound flame retardant consisting of red phosphorus
A flame-retardant epoxy resin composition containing 50 parts by weight. (3) The flame-retardant epoxy resin composition according to any one of the above (1) or (2), wherein the brominated epoxy resin is a brominated epoxy resin or a mixed resin of an epoxy resin and a brominated epoxy resin. (4) The flame retardancy according to any one of (1) to (3) above, wherein the ammonium polyphosphate is ammonium polyphosphate, melamine-modified ammonium polyphosphate, coated ammonium polyphosphate, or a mixture of one or more thereof. Epoxy resin composition. (5) The flame-retardant epoxy resin composition according to any one of the above (1) or (3), wherein the red phosphorus is red phosphorus or coated red phosphorus. (6) A carbon fiber or a glass fiber is further added to the flame-retardant epoxy resin composition according to any one of the above items 1 to 3, in an amount of 1 part by weight to 100 parts by weight of the brominated epoxy resin. A flame-retardant epoxy resin composition containing 65 parts by weight.

【0009】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物を構成
するポリリン酸アンモニウムは、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、カルバミル
ポリリン酸アンモニウムもしくは被覆ポリリン酸アンモ
ニウムを使用することができ、特に被覆ポリリン酸アン
モニウムは水不溶性を有するために好適に使用される。
ここで被覆ポリリン酸アンモニウムとは、ポリリン酸ア
ンモニウムを熱硬化性樹脂で被覆もしくはマイクロカプ
セル化したものであり、これらのポリリン酸アンモニウ
ムの水溶性は、25℃において0.5重量%以下であ
る。マイクロカプセル化に使用できる樹脂としては、水
が透過しにくく、耐水性に優れた被膜を形成する熱硬化
性樹脂が好適であり、例えばアルキド樹脂、アリル樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、
ウレタン樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性
樹脂、もしくはそれらの変性タイプであり、アニオン、
カチオン等にイオン変性したものや、高縮合タイプ等の
特殊変性したもの及びその他のもの(何で変性したもの
か具体的に記述すること)で変性したものの少なくとも
1種以上を選ぶことができる。これらの樹脂のなかで樹
脂の耐水性、被膜の強度、より緻密な被覆が可能である
などの観点から、メラミン樹脂、尿素樹脂、ユリア樹
脂、ウレタン樹脂及びフェノール樹脂が好ましく用いら
れる。
As the ammonium polyphosphate constituting the flame-retardant epoxy resin composition of the present invention, ammonium polyphosphate, melamine-modified ammonium polyphosphate, carbamyl polyphosphate or coated ammonium polyphosphate can be used. Ammonium polyphosphate is preferably used because it has water insolubility.
Here, the coated ammonium polyphosphate is obtained by coating or microencapsulating ammonium polyphosphate with a thermosetting resin, and the water solubility of these ammonium polyphosphate is 0.5% by weight or less at 25 ° C. As a resin that can be used for microencapsulation, a thermosetting resin which hardly transmits water and forms a film having excellent water resistance is preferable, for example, alkyd resin, allyl resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, Phenolic resin, unsaturated polyester resin, silicone resin,
Urethane resin, xylene resin, thermosetting resin such as furan resin, or a modified type thereof, anion,
At least one selected from those ion-modified with cations or the like, those specially modified with a high condensation type or the like and those modified with other substances (specifically describe what has been modified) can be selected. Among these resins, melamine resin, urea resin, urea resin, urethane resin, and phenol resin are preferably used from the viewpoints of water resistance of the resin, strength of the coating, and more dense coating.

【0010】更に、該ポリリン酸アンモニウムを熱硬化
性樹脂で被覆する際、エポキシ樹脂の極性(溶解度パラ
メーター、SP値)に接近している樹脂を選択すること
が特に好ましい。すなわち、ポリリン酸アンモニウム表
面の極性をエポキシ樹脂に近づけることで、該エポキシ
樹脂に対する分散性を高め、燃焼時には併用難燃剤との
相乗効果をさらに高めることができる。
When the ammonium polyphosphate is coated with a thermosetting resin, it is particularly preferable to select a resin which is close to the polarity (solubility parameter, SP value) of the epoxy resin. In other words, by bringing the polarity of the ammonium polyphosphate surface closer to the epoxy resin, the dispersibility in the epoxy resin is increased, and the synergistic effect with the combined use flame retardant during combustion can be further enhanced.

【0011】該ポリリン酸アンモニウムは通常、市販さ
れているものを使用することができ、該市販品として
は、スミセーフP(商品名、住友化学工業(株)製)、
スミセーフPM(商品名、住友化学工業(株)製)、テ
ラージュC60(商品名、チッソ(株)製)、テラージ
ュC70(商品名、チッソ(株)製)、ノンネンW−3
(商品名、丸菱油化工業(株)製)、ホスチェックP/
30(商品名、モンサント社製)、ホスチェックP/3
0(商品名、モンサント社製)、ホスタフラームAP4
62(商品名、ヘキスト社製)等を挙げることができ
る。
As the ammonium polyphosphate, commercially available ones can be usually used. Examples of the commercially available products include Sumisafe P (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.),
Sumisafe PM (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Terage C60 (trade name, manufactured by Chisso Corporation), Terage C70 (trade name, manufactured by Chisso Corporation), Nonenen W-3
(Trade name, manufactured by Marubishi Yuka Kogyo Co., Ltd.), Hoscheck P /
30 (trade name, manufactured by Monsanto), Hoscheck P / 3
0 (trade name, manufactured by Monsanto), Hostafraam AP4
62 (trade name, manufactured by Hoechst) and the like.

【0012】本発明で使用される赤燐とは、未処理の赤
燐や無機物及び/または有機物で表面処理をしたもの
(以下、被覆赤燐という)等が用いられる。特に被覆赤
燐は、安全性及び取り扱いの容易さの点で好適に使用す
ることができる。該被覆赤燐の市販品としては、ヒシガ
ードCP−A15(商品名、日本化学工業(株)製)、
ノーバレッド120UF(商品名、燐化学工業(株)
製)、ノーバエクセル140(商品名、燐化学工業
(株)製)等が挙げられる。
As the red phosphorus used in the present invention, untreated red phosphorus or one that has been surface-treated with an inorganic substance and / or an organic substance (hereinafter referred to as coated red phosphorus) is used. In particular, coated red phosphorus can be suitably used in view of safety and ease of handling. Commercial products of the coated red phosphorus include Hishigard CP-A15 (trade name, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.),
Novaled 120UF (trade name, Rin Chemical Co., Ltd.)
And Nova Excel 140 (trade name, manufactured by Rin Kagaku Kogyo Co., Ltd.).

【0013】ポリリン酸アンモニウムと赤燐とを併用す
る場合、臭素化エポキシ樹脂もしくは臭素化エポキシ樹
脂とエポキシ樹脂の混合物100重量部に対して、ポリ
リン酸アンモニウム:赤燐の比率(重量比)が75:2
5〜96:4、好ましくは80:20〜92:8である
ポリリン酸アンモニウムと赤燐との複合難燃剤を1〜5
0重量部、好ましくは15〜35重量部の割合で含有し
た組成物である。該割合が1重量部以下では充分な難燃
性は得られず、また50重量部を超えても得られる難燃
性の向上効果よりも樹脂物性の低下が大きくなる。
When ammonium polyphosphate and red phosphorus are used in combination, the ratio (weight ratio) of ammonium polyphosphate to red phosphorus is 75 per 100 parts by weight of the brominated epoxy resin or the mixture of the brominated epoxy resin and the epoxy resin. : 2
5 to 96: 4, preferably 80:20 to 92: 8, a composite flame retardant of ammonium polyphosphate and red phosphorus,
The composition contains 0 parts by weight, preferably 15 to 35 parts by weight. If the proportion is 1 part by weight or less, sufficient flame retardancy cannot be obtained, and if it exceeds 50 parts by weight, the reduction in resin physical properties becomes larger than the effect of improving flame retardancy obtained.

【0014】本発明でいうエポキシ樹脂とは、硬化剤を
加え、加熱することにより硬化する熱硬化性エポキシ樹
脂のことをいい、該エポキシ樹脂は、エポキシ化オレフ
ィン生成物群およびグリシジルエーテル群に分けること
ができるが、使用し際して特に制約はない。しかしなが
ら、最も重要で、且つ最も普及しているエポキシ樹脂を
挙げるとすれば、脂肪族ポリアルコールもしくはノボラ
ックをベースにしたフェノールノボラック型、クレゾー
ルノボラック型等のグリシジルエーテル化合物や2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン(ビスフ
ェノールA)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)−メタン(ビスフェノールF)、2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)−エタン(ビスフェノールA
D)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−ブタ
ン等から得られるグリシジルエーテル化合物である。該
化合物は例えば、ビスフェノールAとエピクロルヒドリ
ンとのアルカリ存在下における反応によって製造され、
その際、モル比を変えることによって、低粘度または高
粘度のものが得られる。
The epoxy resin in the present invention refers to a thermosetting epoxy resin which is cured by adding a curing agent and heating, and the epoxy resin is divided into an epoxidized olefin product group and a glycidyl ether group. Can be used, but there are no particular restrictions on use. However, the most important and most popular epoxy resins include glycidyl ether compounds such as phenol novolak type and cresol novolak type based on aliphatic polyalcohol or novolak, and 2,2.
-Bis (4-hydroxyphenyl) -propane (bisphenol A), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -methane (bisphenol F), 2,2-bis (4
-Hydroxyphenyl) -ethane (bisphenol A)
D), a glycidyl ether compound obtained from 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -butane and the like. The compound is produced, for example, by reacting bisphenol A with epichlorohydrin in the presence of an alkali,
At that time, by changing the molar ratio, one having a low viscosity or a high viscosity can be obtained.

【0015】臭素化エポキシ樹脂は上記エポキシ樹脂中
の活性水素が臭素置換された化合物であり、市販品が十
分使用できる。該臭素化エポキシ樹脂は一般に、臭素を
含まないエポキシ樹脂と比べて結晶性が高く、30〜8
0℃の融点を持つ固形状の樹脂であり、他のエポキシ樹
脂と溶融混合することにより、臭素含有率及び粘度等の
調節が可能である。臭素化エポキシ樹脂の市販品として
は、DER−542、DER−511(商品名、ダウ・
ケミカル日本(株)製)、エポトートYDB340(商
品名、東都化成(株)製)等が挙げられる。
The brominated epoxy resin is a compound in which active hydrogen in the above epoxy resin is substituted with bromine, and a commercially available product can be used sufficiently. The brominated epoxy resin generally has a higher crystallinity than that of a bromine-free epoxy resin and has a
It is a solid resin having a melting point of 0 ° C. It can be adjusted in bromine content and viscosity by melt-mixing with other epoxy resins. Commercially available brominated epoxy resins include DER-542 and DER-511 (trade names, Dow-
Chemical Japan Co., Ltd.), Epototo YDB340 (trade name, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and the like.

【0016】本発明の臭素系エポキシ樹脂は、臭素化エ
ポキシ樹脂または臭素化エポキシ樹脂とエポキシ樹脂の
混合物であり、更に臭素含有量が3〜30重量%のもの
である。臭素含有量が3重量%以下の場合、目的の難燃
性能を得るために含有させるポリリン酸アンモニウムや
赤燐の量が多量となり、得られる難燃性の向上効果以上
に樹脂物性の低下が大きくなる。臭素含有量が30重量
%より多い場合、目的の難燃性は得られるが、組成物中
に臭素を多量に含むことになるため、燃焼時の発煙性や
腐食性ガス濃度が高まり本発明の目的を充分果さないも
のとなる。
The brominated epoxy resin of the present invention is a brominated epoxy resin or a mixture of a brominated epoxy resin and an epoxy resin, and has a bromine content of 3 to 30% by weight. When the bromine content is 3% by weight or less, the amount of ammonium polyphosphate or red phosphorus to be contained in order to obtain the desired flame retardancy becomes large, and the decrease in resin properties is more than the effect of improving the flame retardancy obtained. Become. When the bromine content is more than 30% by weight, the desired flame retardancy can be obtained, but the composition contains a large amount of bromine, so that the smoke generating property and the corrosive gas concentration at the time of combustion increase, and the present invention has It will not fulfill its purpose.

【0017】エポキシ樹脂の硬化に使用される硬化剤と
しては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、
ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のア
ミン硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤、無水フタル
酸、無水トリメリット酸等の酸および酸無水物系硬化
剤、ポリメルカプタン系硬化剤、ジシアンジアミド、有
機酸ジヒドラジド等の塩基性活性水素化合物等が用いら
れる。
As the curing agent used for curing the epoxy resin, ethylenediamine, hexamethylenediamine,
Amine curing agents such as diethylenetriamine and triethylenetetramine; polyaminoamide curing agents; acids such as phthalic anhydride and trimellitic anhydride; and acid anhydride curing agents; polymercaptan curing agents; dicyandiamide; and bases such as organic acid dihydrazide. An active hydrogen compound or the like is used.

【0018】本発明で使用されるカーボン繊維及びガラ
ス繊維は、フィラーの添加によって減じた樹脂成型品の
強度を補うことはもちろん、火災時、ポリリン酸により
樹脂が炭化される際に炭化層の補強剤として働くもので
ある。従って、該補強剤の添加量はフィラーの配合量、
目的とする強度によって異なるが、エポキシ樹脂成型品
全量に対して、1〜40重量%の範囲で使用することが
望ましい。
The carbon fiber and glass fiber used in the present invention not only supplement the strength of the resin molded product reduced by the addition of the filler, but also reinforce the carbonized layer when the resin is carbonized by polyphosphoric acid in a fire. It works as an agent. Therefore, the amount of the reinforcing agent added is the compounding amount of the filler,
Although it depends on the desired strength, it is desirable to use it in the range of 1 to 40% by weight based on the total amount of the epoxy resin molded product.

【0019】本発明のエポキシ樹脂組成物は可塑剤、安
定剤及び添加物等を適宜併用することができる。添加物
とは、顔料、染料及び抗菌剤等であり特に限定されるも
のではなく、必要に応じて添加することができる。これ
らの化合物は一般に、少量、例えば樹脂100重量部に
対して0.5〜10重量部、好ましくは1〜5重量部の
範囲で添加することができる。
The epoxy resin composition of the present invention can appropriately use a plasticizer, a stabilizer, an additive and the like. The additives are pigments, dyes, antibacterial agents and the like, are not particularly limited, and can be added as needed. These compounds can be generally added in a small amount, for example, 0.5 to 10 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin.

【0020】[0020]

【実施例】本発明を具体的に説明するために、以下に実
施例および比較例を示すが、本発明はこれによって限定
されるものではない。また、実施例および比較例におけ
る評価は次の方法により行った。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, which by no means limit the scope of the present invention. The evaluation in Examples and Comparative Examples was performed by the following method.

【0021】(1)難燃性:酸素指数(O.I.) 日本工業規格JIS K7201(酸素指数法による高
分子材料の燃焼試験方法)に準拠。
(1) Flame retardancy: Oxygen index (O.I.) Based on Japanese Industrial Standard JIS K7201 (combustion test method for polymer materials by oxygen index method).

【0022】(2)難燃性:UL94V ULサブジェクト(アンダーライターズ・ラボラトリー
ズ・インコーポレーテッド)の「機器の部品用プラスチ
ック材料の燃焼試験」に規定された垂直燃焼試験に準拠
し、V−0、V−1及びV−2の等級を与えた。但し、
燃焼(該当無し)のものは×とした。試験片厚:1.6
mm又は3mm。
(2) Flame retardancy: V-0, V-0, in accordance with the vertical flame test specified in "flame test of plastic materials for equipment parts" of UL94V UL Subject (Underwriters Laboratories, Inc.) Grades V-1 and V-2 were given. However,
Burning (not applicable) was evaluated as x. Test specimen thickness: 1.6
mm or 3 mm.

【0023】(3)曲げ強度 日本工業規格JIS K7203(硬質プラスチックの
曲げ試験)に準拠した。但し試験片の形状は、長さ10
0mm、幅25mm、厚み2mmとした。
(3) Flexural strength The flexural strength was based on Japanese Industrial Standard JIS K7203 (bending test for hard plastic). However, the shape of the test piece is 10
0 mm, width 25 mm, and thickness 2 mm.

【0024】(4)発煙量測定 NBSスモークチャンバーで燃焼4分後の炭酸ガス及び
一酸化炭素の濃度(%)をガス検知管で測定した。樹脂
のみを燃焼させた際に発生する炭酸ガスと一酸化炭素の
合計濃度(%)と、試験片燃焼後の炭酸ガスと一酸化炭
素の合計濃度(%)から算出したガス濃度の減少率を発
煙量減少率(%)とし、次のように評価した。
(4) Measurement of Smoke Amount The concentration (%) of carbon dioxide and carbon monoxide 4 minutes after combustion in an NBS smoke chamber was measured with a gas detector tube. The reduction rate of the gas concentration calculated from the total concentration (%) of carbon dioxide and carbon monoxide generated when only the resin is burned, and the total concentration (%) of carbon dioxide and carbon monoxide after burning the test piece The smoke emission reduction rate (%) was evaluated as follows.

【0025】(臭素含有率12重量%のエポキシ樹脂の
調製)ビスフェノールA型エポキシ樹脂エピコート82
8(商品名、油化シェルエポキシ(株)製)75重量部
を70℃に加温し、臭素化エポキシ樹脂のD.E.R.
(ダウエポキシレジン)542(商品名、臭素含有率4
8重量%、ダウ・ケミカル日本(株)製)25重量部を
加え溶融混合した。これを加温したままろ過し、室温冷
却した。
(Preparation of epoxy resin having a bromine content of 12% by weight) Bisphenol A type epoxy resin Epicoat 82
8 (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) was heated to 70 ° C., and brominated epoxy resin D.I. E. FIG. R.
(Dow epoxy resin) 542 (trade name, bromine content 4
8% by weight and 25 parts by weight of Dow Chemical Japan Co., Ltd. were added and melt-mixed. This was filtered while heating, and cooled to room temperature.

【0026】実施例1〜4 臭素含有率12重量%のエポキシ樹脂100重量部に対
して、表1に示される量(重量部)のポリリン酸アンモ
ニウム(テラージュC60、商品名、チッソ(株)製)
を配合し、予め良く分散混合した後、硬化剤としてジエ
チレントリアミン11重量部を加えて更に混合した。脱
気を行なった後該混合物を40℃で60分加熱後、10
0℃で15分間プレス成型を行い平板を作製した。得ら
れた平板を所定の形状に切り出し、試験片を作製した。
得られた試験片を用いてUL−94V評価、酸素指数の
測定、曲げ強度及び発煙性試験を行なった。その結果を
表1に示した。
Examples 1-4 Based on 100 parts by weight of an epoxy resin having a bromine content of 12% by weight, the amount (parts by weight) of ammonium polyphosphate (Terage C60, trade name, manufactured by Chisso Corporation) shown in Table 1 )
Was mixed well beforehand, and 11 parts by weight of diethylenetriamine was added as a curing agent, followed by further mixing. After degassing, the mixture was heated at 40 ° C. for 60 minutes,
Press molding was performed at 0 ° C. for 15 minutes to produce a flat plate. The obtained flat plate was cut into a predetermined shape to prepare a test piece.
Using the obtained test pieces, UL-94V evaluation, measurement of oxygen index, bending strength and smoke emission test were performed. The results are shown in Table 1.

【0027】実施例5〜10 臭素含有率12重量%のエポキシ樹脂100重量部に対
して、表2に示される量(重量部)のポリリン酸アンモ
ニウム(テラージュC60、商品名、チッソ(株)製)
及び赤燐としてノーバエクセル140(商品名、燐化学
工業(株)製)を配合した以外は実施例1に準拠して平
板を作製した。得られた平板を用いて所定の試験片を作
製し、これを用いてUL−94V評価、酸素指数の測
定、曲げ強度及び発煙性試験を行なった。その結果を表
2に示した。
Examples 5 to 10 With respect to 100 parts by weight of an epoxy resin having a bromine content of 12% by weight, ammonium polyphosphate (Terage C60, trade name, manufactured by Chisso Corporation) in the amount (parts by weight) shown in Table 2 )
A flat plate was prepared according to Example 1, except that Nova Excel 140 (trade name, manufactured by Rin Kagaku Kogyo KK) was added as red phosphorus. A predetermined test piece was prepared using the obtained flat plate, and UL-94V evaluation, measurement of oxygen index, bending strength and smoke emission test were performed using the test piece. The results are shown in Table 2.

【0028】比較例1〜3 臭素含有率12重量%のエポキシ樹脂100重量部に対
して、表2に示される量(重量部)のポリリン酸アンモ
ニウム(テラージュC60、商品名、チッソ(株)製)
及び赤燐としてノーバエクセル140(商品名、燐化学
工業(株)製)を配合した以外は実施例1に準拠して平
板を作製した。得られた平板を用いて所定の試験片を作
製し、これを用いてUL−94V評価、酸素指数の測
定、曲げ強度及び発煙性試験を行なった。その結果を表
2に示した。
Comparative Examples 1-3 Ammonium polyphosphate (Terage C60, trade name, manufactured by Chisso Corporation) in the amount (parts by weight) shown in Table 2 with respect to 100 parts by weight of an epoxy resin having a bromine content of 12% by weight. )
A flat plate was prepared according to Example 1, except that Nova Excel 140 (trade name, manufactured by Rin Kagaku Kogyo KK) was added as red phosphorus. A predetermined test piece was prepared using the obtained flat plate, and UL-94V evaluation, measurement of oxygen index, bending strength and smoke emission test were performed using the test piece. The results are shown in Table 2.

【0029】(臭素含有率6重量%のエポキシ樹脂の調
製)ビスフェノールA型エポキシ樹脂エピコート828
(商品名、油化シェルエポキシ(株)製)87.5重量
部を70℃に加温し、臭素化エポキシ樹脂のD.E.
R.(ダウエポキシレジン)542(商品名、臭素含有
率48wt%、ダウ・ケミカル日本(株)製)12.5
重量部を加え溶融混合した。これを加温したままろ過
し、室温冷却した。
(Preparation of epoxy resin having a bromine content of 6% by weight) Bisphenol A type epoxy resin Epicoat 828
87.5 parts by weight (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) were heated to 70 ° C., and brominated epoxy resin D.I. E. FIG.
R. (Dow epoxy resin) 542 (trade name, bromine content: 48 wt%, manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd.) 12.5
Parts by weight were added and melt mixed. This was filtered while heating, and cooled to room temperature.

【0030】実施例11〜13 臭素含有率6重量%のエポキシ樹脂100重量部に対し
て、表3に示される量(重量部)のポリリン酸アンモニ
ウム(テラージュC60、商品名、チッソ(株)製)を
配合した以外は実施例1に準拠して平板を得、得られた
平板を用いて所定の試験片を作製し、これを用いてUL
−94V評価、酸素指数の測定、曲げ強度及び発煙性試
験を行なった。その結果を表3に示した。
Examples 11 to 13 With respect to 100 parts by weight of an epoxy resin having a bromine content of 6% by weight, ammonium polyphosphate (Terage C60, trade name, manufactured by Chisso Corporation) in the amount (parts by weight) shown in Table 3 )), A flat plate was obtained in accordance with Example 1, and a predetermined test piece was prepared using the obtained flat plate.
-94V evaluation, measurement of oxygen index, bending strength and smoke emission test were performed. Table 3 shows the results.

【0031】(臭素含有率24重量%のエポキシ樹脂の
調製)ビスフェノールA型エポキシ樹脂エピコート82
8(商品名、油化シェルエポキシ(株)製)50重量部
を70℃に加温し、臭素化エポキシ樹脂のD.E.R.
(ダウエポキシレジン)542(商品名、臭素含有率4
8wt%、ダウ・ケミカル日本(株)製)50重量部を
加え溶融混合した。これを加温したままろ過し、室温冷
却した。
(Preparation of epoxy resin having a bromine content of 24% by weight) Bisphenol A type epoxy resin Epicoat 82
8 (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) was heated to 70 ° C., and brominated epoxy resin D.I. E. FIG. R.
(Dow epoxy resin) 542 (trade name, bromine content 4
8 wt%, 50 parts by weight of Dow Chemical Japan Co., Ltd.) were added and melt-mixed. This was filtered while heating, and cooled to room temperature.

【0032】実施例14〜16 臭素含有率24重量%のエポキシ樹脂100重量部に対
して、表3に示される量(重量部)のポリリン酸アンモ
ニウム(テラージュC60、商品名、チッソ(株)製)
を配合し、予め良く分散混合した後、硬化剤としてジエ
チレントリアミン11重量部を加えて更に混合した。脱
気を行なった後該混合物を40℃で60分加熱後、10
0℃で15分間プレス成型を行い平板を作製した。得ら
れた平板を所定の形状に切り出し、試験片を作製した。
得られた試験片を用いてUL−94V評価、酸素指数の
測定、曲げ強度及び発煙性試験を行なった。その結果を
表3に示した。
Examples 14 to 16 Ammonium polyphosphate (Terage C60, trade name, manufactured by Chisso Corporation) in an amount (parts by weight) shown in Table 3 with respect to 100 parts by weight of an epoxy resin having a bromine content of 24% by weight. )
Was mixed well beforehand, and 11 parts by weight of diethylenetriamine was added as a curing agent, followed by further mixing. After degassing, the mixture was heated at 40 ° C. for 60 minutes,
Press molding was performed at 0 ° C. for 15 minutes to produce a flat plate. The obtained flat plate was cut into a predetermined shape to prepare a test piece.
Using the obtained test pieces, UL-94V evaluation, measurement of oxygen index, bending strength and smoke emission test were performed. Table 3 shows the results.

【0033】比較例4〜7 難燃剤を含まず臭素含有率6、12、24又は48重量
%のエポキシ樹脂のみである以外は実施例1に準拠して
平板を作製した。得られた平板を用いて所定の試験片を
作製し、これを用いてUL−94V評価、酸素指数の測
定、曲げ強度及び発煙性試験を行なった。その結果を表
4に示した。
Comparative Examples 4 to 7 Flat plates were prepared in accordance with Example 1 except that only the epoxy resin having a bromine content of 6, 12, 24 or 48% by weight without a flame retardant was used. A predetermined test piece was prepared using the obtained flat plate, and UL-94V evaluation, measurement of oxygen index, bending strength and smoke emission test were performed using the test piece. Table 4 shows the results.

【0034】比較例8〜11 表5に示される量(重量部)の三酸化アンチモンとして
アトックス−S(商品名、日本精鉱(株)製)を配合し
た以外は実施例1に準拠して平板を作製した。得られた
平板を用いて所定の試験片を作製し、これを用いてUL
−94V評価、酸素指数の測定、曲げ強度及び発煙性試
験を行なった。その結果を表5に示した。
Comparative Examples 8 to 11 The procedure of Example 1 was repeated except that Atox-S (trade name, manufactured by Nippon Seimitsu Co., Ltd.) was blended as antimony trioxide in the amount (parts by weight) shown in Table 5. A flat plate was prepared. A predetermined test piece is prepared using the obtained flat plate, and UL
-94V evaluation, measurement of oxygen index, bending strength and smoke emission test were performed. Table 5 shows the results.

【0035】[0035]

【本発明の効果】本発明の組成物は、臭素含有量が少な
く、酸化アンチモンを含まず、難燃剤が低配合でありな
がら高い難燃性能および低発煙性を有する難燃エポキシ
樹脂組成物である。この為得られるエポキシ樹脂成形品
の特性も良好である。従ってこの組成物は、電気製品、
土木建材材料、自動車部品材料等を始め、塗料、接着
剤、合成樹脂含浸紙等の幅広い分野に一層好適な素材を
提供することができる。
The composition of the present invention is a flame-retardant epoxy resin composition which has a low bromine content, does not contain antimony oxide, has a high flame retardancy and a low smoke emission while containing a low amount of a flame retardant. is there. Therefore, the properties of the obtained epoxy resin molded product are also good. Thus, the composition comprises
It is possible to provide materials more suitable for a wide range of fields, such as civil engineering building materials, automotive parts materials, paints, adhesives, synthetic resin impregnated papers, and the like.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 9/00 C08K 9/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08K 9/00 C08K 9/00

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】臭素含有率3〜30重量%の臭素系エポキ
シ樹脂100重量部に対して、ポリリン酸アンモニウム
を1〜50重量部の割合で含有する難燃性エポキシ樹脂
組成物。
1. A flame-retardant epoxy resin composition containing 1 to 50 parts by weight of ammonium polyphosphate based on 100 parts by weight of a bromine-based epoxy resin having a bromine content of 3 to 30% by weight.
【請求項2】臭素含有率3〜30重量%の臭素系エポキ
シ樹脂100重量部に対して、ポリリン酸アンモニウ
ム:赤燐との比率(重量比)が75:25〜96:4で
あるポリリン酸アンモニウムと赤燐とからなる複合難燃
剤を1〜50重量部の割合で含有する難燃性エポキシ樹
脂組成物。
2. A polyphosphoric acid having a ratio (weight ratio) of ammonium polyphosphate: red phosphorus of 75:25 to 96: 4 with respect to 100 parts by weight of a bromine-based epoxy resin having a bromine content of 3 to 30% by weight. A flame-retardant epoxy resin composition containing a composite flame retardant comprising ammonium and red phosphorus in a proportion of 1 to 50 parts by weight.
【請求項3】臭素系エポキシ樹脂が、臭素化エポキシ樹
脂もしくはエポキシ樹脂と臭素化エポキシ樹脂の混合樹
脂である請求項1もしくは請求項2のいずれか1項記載
の難燃性エポキシ樹脂組成物。
3. The flame-retardant epoxy resin composition according to claim 1, wherein the brominated epoxy resin is a brominated epoxy resin or a mixed resin of an epoxy resin and a brominated epoxy resin.
【請求項4】ポリリン酸アンモニウムが、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、被
覆ポリリン酸アンモニウムもしくはこれらの1種以上の
混合物である請求項1〜3のいずれか1項記載の難燃性
エポキシ樹脂組成物。
4. The flame-retardant epoxy according to claim 1, wherein the ammonium polyphosphate is ammonium polyphosphate, melamine-modified ammonium polyphosphate, coated ammonium polyphosphate or a mixture of at least one of these. Resin composition.
【請求項5】赤燐が、赤燐もしくは被覆赤燐である請求
項1もしくは請求項3のいずれか1項記載の難燃性エポ
キシ樹脂組成物。
5. The flame-retardant epoxy resin composition according to claim 1, wherein the red phosphorus is red phosphorus or coated red phosphorus.
【請求項6】請求項1〜3のいずれか1項記載の難燃性
エポキシ樹脂組成物に、さらにカーボン繊維もしくはガ
ラス繊維を、臭素系エポキシ樹脂100重量部に対し
て、1重量部〜65重量部の割合で含有する難燃性エポ
キシ樹脂組成物。
6. The flame-retardant epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising carbon fiber or glass fiber in an amount of 1 to 65 parts by weight based on 100 parts by weight of the brominated epoxy resin. A flame-retardant epoxy resin composition contained in parts by weight.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113930971A (en) * 2021-12-10 2022-01-14 山东天韵新材料科技有限公司 Bromine-phosphorus synergistic flame-retardant coating composition containing brominated epoxy resin, preparation method and prepared flame-retardant fabric
CN114752183A (en) * 2021-11-16 2022-07-15 Sika技术股份公司 Flame-retardant epoxy resin composition

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