JPH10182141A - 熱膨張性材料及びそれを含む難燃性樹脂組成物 - Google Patents
熱膨張性材料及びそれを含む難燃性樹脂組成物Info
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- JPH10182141A JPH10182141A JP34390096A JP34390096A JPH10182141A JP H10182141 A JPH10182141 A JP H10182141A JP 34390096 A JP34390096 A JP 34390096A JP 34390096 A JP34390096 A JP 34390096A JP H10182141 A JPH10182141 A JP H10182141A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は加熱されることにより有害ガスを発
生することなく、顕著に膨張する熱膨張性材料及びそれ
を含む難燃性樹脂組成物を提供することにある。 【解決手段】 粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸塩
（Ａ）の層間に分解開始温度１００℃以上の発泡剤
（Ｂ）を挿入して得られる膨張開始温度１５０℃以上の
熱膨張性材料及び樹脂１００重量部に対して本発明の熱
膨張性材料を５〜１００重量部含む難燃樹脂組成物。
生することなく、顕著に膨張する熱膨張性材料及びそれ
を含む難燃性樹脂組成物を提供することにある。 【解決手段】 粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸塩
（Ａ）の層間に分解開始温度１００℃以上の発泡剤
（Ｂ）を挿入して得られる膨張開始温度１５０℃以上の
熱膨張性材料及び樹脂１００重量部に対して本発明の熱
膨張性材料を５〜１００重量部含む難燃樹脂組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高分子材料の他の
特性を低下することなく、難燃性を著しく向上させる新
規な熱膨張性材料及びそれを含む難燃性樹脂組成物に関
するものである。
特性を低下することなく、難燃性を著しく向上させる新
規な熱膨張性材料及びそれを含む難燃性樹脂組成物に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に高分子材料は、機械的性質、耐熱
性、電気的性質及び成形性などの点で優れた特性を有し
ており、電機部品、自動車用部品、精密機械部品などの
一般産業に広く使用されている。しかしながら、これら
の高分子材料は比較的燃焼しやすいといった欠点を有し
ている。高分子材料に難燃性を賦与する方法としては、
ハロゲン含有難燃剤、リン含有難燃剤、チッソ含有難燃
剤などを添加する方法が数多く提案されているが、従来
の難燃剤では優れた難燃性を賦与するものの、高分子材
料が本来有する優れた機械的性質、電気的性質及び加工
性などを低下させる点で満足できない。又、ハロゲン含
有難燃剤は優れた難燃性を賦与するものの、燃焼した際
に有害ガスの発生及び環境破壊の問題も有している。
性、電気的性質及び成形性などの点で優れた特性を有し
ており、電機部品、自動車用部品、精密機械部品などの
一般産業に広く使用されている。しかしながら、これら
の高分子材料は比較的燃焼しやすいといった欠点を有し
ている。高分子材料に難燃性を賦与する方法としては、
ハロゲン含有難燃剤、リン含有難燃剤、チッソ含有難燃
剤などを添加する方法が数多く提案されているが、従来
の難燃剤では優れた難燃性を賦与するものの、高分子材
料が本来有する優れた機械的性質、電気的性質及び加工
性などを低下させる点で満足できない。又、ハロゲン含
有難燃剤は優れた難燃性を賦与するものの、燃焼した際
に有害ガスの発生及び環境破壊の問題も有している。
【０００３】上記の問題を解決するために、最近、高分
子材料に熱膨張性の材料を添加し、それが燃焼時に膨張
して殻を形成して断熱作用、可燃性ガスの遮断などの効
果で難燃性を向上させる手法が注目されている。例え
ば、特開平６−２５４７６号公報、特開平７−２５８４
７７号公報等で膨張性黒鉛を用いて高分子材料の難燃性
を向上させることが知られている。しかし、膨張性黒鉛
で難燃性を向上させる場合、難燃性が向上するために
は比較的大きい粒径の膨張性黒鉛が必要なため、成形物
の外観が著しく悪化する、膨張性黒鉛は層間に硫酸根
を含むため、燃焼時に硫酸ガスを発生する、膨張性黒
鉛の層間の硫酸根が高分子材料を劣化させる等の問題点
がある。これまで成形外観、機械特性、難燃性のすべて
満足するような熱膨張性材料は開発されていない。
子材料に熱膨張性の材料を添加し、それが燃焼時に膨張
して殻を形成して断熱作用、可燃性ガスの遮断などの効
果で難燃性を向上させる手法が注目されている。例え
ば、特開平６−２５４７６号公報、特開平７−２５８４
７７号公報等で膨張性黒鉛を用いて高分子材料の難燃性
を向上させることが知られている。しかし、膨張性黒鉛
で難燃性を向上させる場合、難燃性が向上するために
は比較的大きい粒径の膨張性黒鉛が必要なため、成形物
の外観が著しく悪化する、膨張性黒鉛は層間に硫酸根
を含むため、燃焼時に硫酸ガスを発生する、膨張性黒
鉛の層間の硫酸根が高分子材料を劣化させる等の問題点
がある。これまで成形外観、機械特性、難燃性のすべて
満足するような熱膨張性材料は開発されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は加熱されるこ
とにより有害ガスを発生することなく、１００ミクロン
以下の小さな粒径でも膨張性の高い熱膨張性材料及びそ
れを含む難燃性樹脂組成物を提供することにある。
とにより有害ガスを発生することなく、１００ミクロン
以下の小さな粒径でも膨張性の高い熱膨張性材料及びそ
れを含む難燃性樹脂組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は熱膨張性材料
について種々検討を行った結果、分解開始温度が１００
℃以上の発泡剤を粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸
塩の層間に挿入すると、１５０℃以上で膨張開始する熱
膨張性材料が得られることを見い出し、本発明を完成さ
せるに至った。本発明の熱膨張性材料は顕著な膨張性を
有するため、粒径が１００ミクロン以下でも難燃性を向
上させる効果を有している。即ち本発明は、粒径１００
ミクロン以下の層状ケイ酸塩（Ａ）に対して、分解開始
温度１００℃以上の発泡剤（Ｂ）を挿入して得られる膨
張開始温度１５０℃以上の熱膨張性材料及び樹脂１００
重量部に対して本発明の熱膨張性材料を５〜１００重量
部含む難燃性樹脂組成物に関するものである。
について種々検討を行った結果、分解開始温度が１００
℃以上の発泡剤を粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸
塩の層間に挿入すると、１５０℃以上で膨張開始する熱
膨張性材料が得られることを見い出し、本発明を完成さ
せるに至った。本発明の熱膨張性材料は顕著な膨張性を
有するため、粒径が１００ミクロン以下でも難燃性を向
上させる効果を有している。即ち本発明は、粒径１００
ミクロン以下の層状ケイ酸塩（Ａ）に対して、分解開始
温度１００℃以上の発泡剤（Ｂ）を挿入して得られる膨
張開始温度１５０℃以上の熱膨張性材料及び樹脂１００
重量部に対して本発明の熱膨張性材料を５〜１００重量
部含む難燃性樹脂組成物に関するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる粒径１００ミ
クロン以下の層状ケイ酸塩（Ａ）は、層間に挿入した分
解開始温度１００℃以上の発泡剤がガス化する際、隔壁
となり、それ自体が膨張する重要な成分である。本発明
で用いられる粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸塩は
特に限定されるものでなく通常市販品を使用できる。例
えばスメクタイト系化合物のモンモリロナイト、ヘクト
ライト、サポナイト、カオリナイト、バーミキュライ
ト、ハイドロタルサイト、層状ポリケイ酸塩等が挙げら
れる。又、予め有機化合物を挿入したスメクタイト系化
合物が挙げられる。層状ケイ酸塩は１００ミクロン以下
の粒径が好ましく用いられ、１００ミクロン以上である
と樹脂に分散したときの外観が悪化する。層状ケイ酸塩
の粒径は０．１〜５０ミクロンがより好ましく、層状ケ
イ酸塩の粒径が０．１ミクロン以下であると、その層間
へ発泡剤を挿入するのが困難となる。更に好ましくは層
状ケイ酸塩の粒径が１〜３０ミクロンである。
クロン以下の層状ケイ酸塩（Ａ）は、層間に挿入した分
解開始温度１００℃以上の発泡剤がガス化する際、隔壁
となり、それ自体が膨張する重要な成分である。本発明
で用いられる粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸塩は
特に限定されるものでなく通常市販品を使用できる。例
えばスメクタイト系化合物のモンモリロナイト、ヘクト
ライト、サポナイト、カオリナイト、バーミキュライ
ト、ハイドロタルサイト、層状ポリケイ酸塩等が挙げら
れる。又、予め有機化合物を挿入したスメクタイト系化
合物が挙げられる。層状ケイ酸塩は１００ミクロン以下
の粒径が好ましく用いられ、１００ミクロン以上である
と樹脂に分散したときの外観が悪化する。層状ケイ酸塩
の粒径は０．１〜５０ミクロンがより好ましく、層状ケ
イ酸塩の粒径が０．１ミクロン以下であると、その層間
へ発泡剤を挿入するのが困難となる。更に好ましくは層
状ケイ酸塩の粒径が１〜３０ミクロンである。
【０００７】本発明で用いられる分解開始温度１００℃
以上の発泡剤（Ｂ）は、層状ケイ酸塩の層間に挿入さ
れ、加熱されることによりガス化して体積を増やし、層
状ケイ酸塩の層間を広げる作用を有する重要な成分であ
る。層間に挿入される材料としては加熱される温度で急
激にガス化することが必要であるため、発泡剤が好まし
く用いられる。本発明で用いられる分解開始温度１００
℃以上の発泡剤（Ｂ）は特に限定されるものでなく通常
市販品を使用できる。例えばアゾ化合物、ジアゾ化合
物、ニトロソ化合物、アジ化合物、テトラゾール誘導
体、トリアジン誘導体、セミカルバジド誘導体、尿素誘
導体、グアニジン誘導体、炭酸塩、重炭酸塩、亜硝酸塩
等が挙げられる。これらの中でもハロゲン、硫黄などを
含まない発泡剤が腐食性ガスを発生しないので好まし
い。発泡剤の分解開始温度は、熱膨張性材料となった時
の膨張開始温度に関連するため非常に重要である。本発
明で用いられる発泡剤の分解開始温度は１００℃以上で
あり、好ましくは１５０℃以上である。
以上の発泡剤（Ｂ）は、層状ケイ酸塩の層間に挿入さ
れ、加熱されることによりガス化して体積を増やし、層
状ケイ酸塩の層間を広げる作用を有する重要な成分であ
る。層間に挿入される材料としては加熱される温度で急
激にガス化することが必要であるため、発泡剤が好まし
く用いられる。本発明で用いられる分解開始温度１００
℃以上の発泡剤（Ｂ）は特に限定されるものでなく通常
市販品を使用できる。例えばアゾ化合物、ジアゾ化合
物、ニトロソ化合物、アジ化合物、テトラゾール誘導
体、トリアジン誘導体、セミカルバジド誘導体、尿素誘
導体、グアニジン誘導体、炭酸塩、重炭酸塩、亜硝酸塩
等が挙げられる。これらの中でもハロゲン、硫黄などを
含まない発泡剤が腐食性ガスを発生しないので好まし
い。発泡剤の分解開始温度は、熱膨張性材料となった時
の膨張開始温度に関連するため非常に重要である。本発
明で用いられる発泡剤の分解開始温度は１００℃以上で
あり、好ましくは１５０℃以上である。
【０００８】層間の発泡剤の分解開始温度が低いと得ら
れた熱膨張性材料が混練温度で膨張を開始するといった
問題点が生じる。発泡剤の分解開始温度は、層状ケイ酸
塩の層間に挿入されると水素結合、イオン結合、双極子
相互作用等の相互作用で高くなると考えられ、発泡剤単
体の分解開始温度は熱膨張性材料の分解開始温度と異な
ってくる。そのため分解開始温度１００℃以上の発泡剤
を用いた熱膨張性材料は１５０℃以上で膨張するように
なる。又、分解開始温度１００℃以上の発泡剤（Ｂ）は
層状ケイ酸塩に３〜６０ｗｔ％挿入されるのが好まし
く、より好ましくは３〜３０ｗｔ％、更に好ましくは５
〜２０ｗｔ％である。層状ケイ酸塩の層間に挿入される
分解開始温度１００℃以上の発泡剤（Ｂ）が３％下回る
と膨張効果が少なく、６０％を上回っても膨張効果はあ
まり変化しない。
れた熱膨張性材料が混練温度で膨張を開始するといった
問題点が生じる。発泡剤の分解開始温度は、層状ケイ酸
塩の層間に挿入されると水素結合、イオン結合、双極子
相互作用等の相互作用で高くなると考えられ、発泡剤単
体の分解開始温度は熱膨張性材料の分解開始温度と異な
ってくる。そのため分解開始温度１００℃以上の発泡剤
を用いた熱膨張性材料は１５０℃以上で膨張するように
なる。又、分解開始温度１００℃以上の発泡剤（Ｂ）は
層状ケイ酸塩に３〜６０ｗｔ％挿入されるのが好まし
く、より好ましくは３〜３０ｗｔ％、更に好ましくは５
〜２０ｗｔ％である。層状ケイ酸塩の層間に挿入される
分解開始温度１００℃以上の発泡剤（Ｂ）が３％下回る
と膨張効果が少なく、６０％を上回っても膨張効果はあ
まり変化しない。
【０００９】粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸塩
（Ａ）の層間に分解開始温度１００℃以上の発泡剤
（Ｂ）を挿入する方法は、水に分散させた層状ケイ酸塩
（Ａ）に水溶性の発泡剤を添加して攪拌する方法、液状
の発泡剤（Ｂ）に層状ケイ酸塩（Ａ）を添加し攪拌する
方法、融点以上に加熱して液状にした発泡剤（Ｂ）に層
状ケイ酸塩（Ａ）を添加して攪拌する方法、有機溶剤に
溶解した発泡剤（Ｂ）に層状ケイ酸塩（Ａ）を添加して
攪拌する方法などが挙げられる。より好ましい方法とし
ては、融点以上あるいは有機溶剤に溶解した発泡剤
（Ｂ）に予め有機化合物を挿入したスメクタイト化合物
を添加して攪拌する方法が挙げられる。発泡剤が液状で
あると層状ケイ酸塩の層間に挿入するのが容易となるた
め好ましい。このような方法で層状ケイ酸塩（Ａ）の層
間に発泡剤（Ｂ）を挿入した後、得られた生成物を濾過
し、乾燥して熱膨張性材料を得る。
（Ａ）の層間に分解開始温度１００℃以上の発泡剤
（Ｂ）を挿入する方法は、水に分散させた層状ケイ酸塩
（Ａ）に水溶性の発泡剤を添加して攪拌する方法、液状
の発泡剤（Ｂ）に層状ケイ酸塩（Ａ）を添加し攪拌する
方法、融点以上に加熱して液状にした発泡剤（Ｂ）に層
状ケイ酸塩（Ａ）を添加して攪拌する方法、有機溶剤に
溶解した発泡剤（Ｂ）に層状ケイ酸塩（Ａ）を添加して
攪拌する方法などが挙げられる。より好ましい方法とし
ては、融点以上あるいは有機溶剤に溶解した発泡剤
（Ｂ）に予め有機化合物を挿入したスメクタイト化合物
を添加して攪拌する方法が挙げられる。発泡剤が液状で
あると層状ケイ酸塩の層間に挿入するのが容易となるた
め好ましい。このような方法で層状ケイ酸塩（Ａ）の層
間に発泡剤（Ｂ）を挿入した後、得られた生成物を濾過
し、乾燥して熱膨張性材料を得る。
【００１０】熱膨張性材料の膨張開始温度はベース樹脂
の混練温度以上であることが必要である。熱膨張性材料
をエチレン−αオレフィン共重合体に添加する場合は１
５０℃以上で膨張することが好ましく、ポリエチレン、
ポリプロピレン系樹脂に添加する場合は２００℃以上で
膨張することがより好ましく、ポリアミド系樹脂に添加
する場合は２５０℃以上で膨張するのが更に好ましい。
本発明の熱膨張性材料を添加して難燃性を向上させる樹
脂は、例えばポリオレフィン系樹脂のポリエチレン、エ
チレン系共重合体、ポリプロピレン、エチレンープロピ
レン共重合体など、ポリスチレン系樹脂のポリスチレ
ン、耐衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリルーブタジ
エンースチレン共重合体、アクリロニトリルースチレン
共重合体など、ポリアミド系樹脂などの熱可塑性樹脂、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等が
挙げられる。
の混練温度以上であることが必要である。熱膨張性材料
をエチレン−αオレフィン共重合体に添加する場合は１
５０℃以上で膨張することが好ましく、ポリエチレン、
ポリプロピレン系樹脂に添加する場合は２００℃以上で
膨張することがより好ましく、ポリアミド系樹脂に添加
する場合は２５０℃以上で膨張するのが更に好ましい。
本発明の熱膨張性材料を添加して難燃性を向上させる樹
脂は、例えばポリオレフィン系樹脂のポリエチレン、エ
チレン系共重合体、ポリプロピレン、エチレンープロピ
レン共重合体など、ポリスチレン系樹脂のポリスチレ
ン、耐衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリルーブタジ
エンースチレン共重合体、アクリロニトリルースチレン
共重合体など、ポリアミド系樹脂などの熱可塑性樹脂、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等が
挙げられる。
【００１１】本発明の熱膨張性材料は燃焼時に軟化する
熱可塑性樹脂に用いると、顕著な膨張効果が得られるた
め好ましい。これらの樹脂は熱膨張性材料とリン化合
物、窒素化合物を併用すると難燃性改良の効果がより向
上する。リン化合物としてはリン酸エステル化合物、ポ
リリン酸アンモニウム類、赤燐等が挙げられ、窒素化合
物としてはメラミン等のトリアジン化合物が挙げられ
る。本発明の熱膨張性材料は樹脂１００重量部に対し
て、熱膨張性材料５〜１００重量部配合することが好ま
しく、より好ましくは熱膨張性材料１０〜５０重量部、
更に好ましくは１５〜３０重量部である。
熱可塑性樹脂に用いると、顕著な膨張効果が得られるた
め好ましい。これらの樹脂は熱膨張性材料とリン化合
物、窒素化合物を併用すると難燃性改良の効果がより向
上する。リン化合物としてはリン酸エステル化合物、ポ
リリン酸アンモニウム類、赤燐等が挙げられ、窒素化合
物としてはメラミン等のトリアジン化合物が挙げられ
る。本発明の熱膨張性材料は樹脂１００重量部に対し
て、熱膨張性材料５〜１００重量部配合することが好ま
しく、より好ましくは熱膨張性材料１０〜５０重量部、
更に好ましくは１５〜３０重量部である。
【００１２】本発明の（Ａ）成分である層状ケイ酸塩の
粒径は、１００ミクロン以下でなければならない。層状
ケイ酸塩の粒径が１００ミクロンを上回ると得られた熱
膨張性材料を樹脂に配合した際、成形外観が悪化する。
本発明の（Ｂ）成分である発泡剤の分解開始温度は１０
０℃以上でなければならない、発泡剤の分解開始温度が
１００℃を下回ると得られた熱膨張性材料が１５０℃以
下で膨張するようになり、混練時に膨張してしまう。本
発明の難燃性樹脂組成物は熱膨張性材料を５〜１００重
量部の範囲で配合する。熱膨張性材料が５重量部を下回
ると難燃性改良の効果が出ず、１００重量部を上回ると
ベース樹脂の機械特性が顕著に低下してしまう。熱膨張
性材料は１５０℃以上で膨張開始することが好ましく、
膨張開始温度が１５０℃を下回ると樹脂に混練した際に
膨張を開始してしまう。このように本発明の熱膨張性材
料は、従来の膨張性黒鉛、熱膨張性マイクロカプセルで
は得られなかった顕著な熱膨張性を有する熱膨張性材料
及びそれを含む難燃性樹脂組成物が得られる。
粒径は、１００ミクロン以下でなければならない。層状
ケイ酸塩の粒径が１００ミクロンを上回ると得られた熱
膨張性材料を樹脂に配合した際、成形外観が悪化する。
本発明の（Ｂ）成分である発泡剤の分解開始温度は１０
０℃以上でなければならない、発泡剤の分解開始温度が
１００℃を下回ると得られた熱膨張性材料が１５０℃以
下で膨張するようになり、混練時に膨張してしまう。本
発明の難燃性樹脂組成物は熱膨張性材料を５〜１００重
量部の範囲で配合する。熱膨張性材料が５重量部を下回
ると難燃性改良の効果が出ず、１００重量部を上回ると
ベース樹脂の機械特性が顕著に低下してしまう。熱膨張
性材料は１５０℃以上で膨張開始することが好ましく、
膨張開始温度が１５０℃を下回ると樹脂に混練した際に
膨張を開始してしまう。このように本発明の熱膨張性材
料は、従来の膨張性黒鉛、熱膨張性マイクロカプセルで
は得られなかった顕著な熱膨張性を有する熱膨張性材料
及びそれを含む難燃性樹脂組成物が得られる。
【００１３】本発明の熱膨張性材料は粒径が１００ミク
ロン以下でも顕著な膨張性を有している。その理由とし
て粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸塩（Ａ）の層間
に含まれる分解開始温度１００℃以上の発泡剤（Ｂ）が
加熱されるとガス化して体積が急激に増加するため、層
間が大きく広げられる。このように分解開始温度１００
℃以上の発泡剤（Ｂ）のガス化により層状ケイ酸塩の層
間が大きく押し広げられるため、顕著な熱膨張性を有す
る材料を得ることが可能となった。また、本発明の熱膨
張性材料を含む樹脂組成物の難燃性は、燃焼時に熱膨張
性材料が顕著に膨張して断熱効果を有するため向上し
た。本発明の難燃性樹脂組成物は用途、目的に応じて他
の配合剤、例えばタルク、マイカ、炭酸カルシウム、ワ
ラスナイトのような無機充填剤、カップリング剤あるい
はガラス繊維、カーボン繊維等のような補強剤、水酸化
マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機水和物、難
燃助剤、架橋剤、制電剤、安定剤、顔料、離型剤、エラ
ストマー等の耐衝撃改良剤等を配合することができる。
ロン以下でも顕著な膨張性を有している。その理由とし
て粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸塩（Ａ）の層間
に含まれる分解開始温度１００℃以上の発泡剤（Ｂ）が
加熱されるとガス化して体積が急激に増加するため、層
間が大きく広げられる。このように分解開始温度１００
℃以上の発泡剤（Ｂ）のガス化により層状ケイ酸塩の層
間が大きく押し広げられるため、顕著な熱膨張性を有す
る材料を得ることが可能となった。また、本発明の熱膨
張性材料を含む樹脂組成物の難燃性は、燃焼時に熱膨張
性材料が顕著に膨張して断熱効果を有するため向上し
た。本発明の難燃性樹脂組成物は用途、目的に応じて他
の配合剤、例えばタルク、マイカ、炭酸カルシウム、ワ
ラスナイトのような無機充填剤、カップリング剤あるい
はガラス繊維、カーボン繊維等のような補強剤、水酸化
マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機水和物、難
燃助剤、架橋剤、制電剤、安定剤、顔料、離型剤、エラ
ストマー等の耐衝撃改良剤等を配合することができる。
【００１４】
【実施例】以下実施例により、本発明を説明する。熱膨
張性材料の膨張性は常温での比容積（ｍｌ／ｇ）と加熱
後の比容積の差で評価し、電気炉で予め７００℃に加熱
した石英ビーカーに熱膨張材料を１ｇ投入して、すばや
く７００℃に加熱した電気炉に１分間入れた後、外に取
り出し、室温になるまで徐冷する。その後、膨張した材
料のゆるみ見かけ比重（ｇ／ｍｌ）を測定、比容積＝１
／ゆるみ見かけ比重、とした。加熱していない膨張材料
の比容積も同様の方法で求め、膨張性＝加熱後の比容積
−室温での比容積、として求めた。発生ガスについては
イオンクロマト法により測定し、混練機などを腐食する
有害ガスを発生するものを×、発生しないものを○とし
た。今回の実施例では混練温度２００℃であるので熱膨
張性材料の膨張性を調べるため、２００℃の電気炉で１
分間処理して、膨張の有無を目視で（○：膨張していな
い、×：膨張した）判断した。
張性材料の膨張性は常温での比容積（ｍｌ／ｇ）と加熱
後の比容積の差で評価し、電気炉で予め７００℃に加熱
した石英ビーカーに熱膨張材料を１ｇ投入して、すばや
く７００℃に加熱した電気炉に１分間入れた後、外に取
り出し、室温になるまで徐冷する。その後、膨張した材
料のゆるみ見かけ比重（ｇ／ｍｌ）を測定、比容積＝１
／ゆるみ見かけ比重、とした。加熱していない膨張材料
の比容積も同様の方法で求め、膨張性＝加熱後の比容積
−室温での比容積、として求めた。発生ガスについては
イオンクロマト法により測定し、混練機などを腐食する
有害ガスを発生するものを×、発生しないものを○とし
た。今回の実施例では混練温度２００℃であるので熱膨
張性材料の膨張性を調べるため、２００℃の電気炉で１
分間処理して、膨張の有無を目視で（○：膨張していな
い、×：膨張した）判断した。
【００１５】又、本発明の熱膨張性材料を樹脂に配合し
た際、引張試験はＡＳＴＭ−Ｄ６３８、曲げ試験はＡＳ
ＴＭ Ｄ−７９０、酸素指数はＡＳＴＭ−Ｄ２８６３、
燃焼試験はUnderwriters Laboratories 社の安全標準Ｕ
Ｌ９４（○：燃焼時間１０秒以内 △：１０秒以上燃焼
×：全焼）によって測定し、成形外観は目視（○：良
好、×：粒有り）で判断した。 （熱膨張性材料の製造方法）層状ケイ酸塩（Ａ）として
モンモリロナイト［クニピアーＦ；クニミネ工業（株）
製 平均粒子径３０ミクロン］、予め層間を有機化処理
したモンモリロナイト［エスベン；（株）豊潤洋行製
平均粒子径４０ミクロン］及び［オルガナイト；（株）
豊潤洋行製 平均粒子径４０ミクロン］、カオリン［カ
オリンＪＰー１００；土屋カオリン工業（株）製 平均
粒子径５ミクロン］を用いた。分解開始温度１００℃以
上の発泡剤（Ｂ）としては、尿素、アゾジカルボンアミ
ド、アゾベンゼン、ヒドラジンを用いた。
た際、引張試験はＡＳＴＭ−Ｄ６３８、曲げ試験はＡＳ
ＴＭ Ｄ−７９０、酸素指数はＡＳＴＭ−Ｄ２８６３、
燃焼試験はUnderwriters Laboratories 社の安全標準Ｕ
Ｌ９４（○：燃焼時間１０秒以内 △：１０秒以上燃焼
×：全焼）によって測定し、成形外観は目視（○：良
好、×：粒有り）で判断した。 （熱膨張性材料の製造方法）層状ケイ酸塩（Ａ）として
モンモリロナイト［クニピアーＦ；クニミネ工業（株）
製 平均粒子径３０ミクロン］、予め層間を有機化処理
したモンモリロナイト［エスベン；（株）豊潤洋行製
平均粒子径４０ミクロン］及び［オルガナイト；（株）
豊潤洋行製 平均粒子径４０ミクロン］、カオリン［カ
オリンＪＰー１００；土屋カオリン工業（株）製 平均
粒子径５ミクロン］を用いた。分解開始温度１００℃以
上の発泡剤（Ｂ）としては、尿素、アゾジカルボンアミ
ド、アゾベンゼン、ヒドラジンを用いた。
【００１６】実施例１ モンモリロナイト（クニピアーＦ）１００ｇを水２４０
０ｇに分散し、８０℃に加熱する。この８０℃のモンモ
リロナイト分散水溶液に尿素を１５ｇ添加し、１２ｍｌ
の塩酸を加えて６０分間攪拌した。さらにこれを十分洗
浄した後、濾過して得られた生成物を１００℃で２４ｈ
乾燥して得られる熱膨張性材料Ａ。 実施例２ トルエン４８７．５ｇにアゾジカルボンアミド１２．５
ｇを溶解した後、更に予め層間を有機化したモンモリロ
ナイト（エスベン）１００ｇを添加して攪拌した。これ
を濾過して得られた生成物を１００℃で２４ｈ乾燥して
得られる熱膨張性材料Ｂ。 実施例３ ８０℃で加熱し融解したアゾベンゼン５００ｇに予め層
間を有機化したモンモリロナイト（オルガナイト）を１
００ｇ添加して攪拌した。これを濾過して得られた生成
物を１００℃で２４ｈ乾燥して得られた熱膨張性材料
Ｃ。 実施例４ カオリン１００ｇを水２４００ｇに分散し、８０℃に加
熱する。この８０℃カオリン分散水溶液にヒドラジン１
５ｇを添加して攪拌した。これを濾過して得られた生成
物を１００℃で２４ｈ乾燥して得られる熱膨張性材料
Ｄ。
０ｇに分散し、８０℃に加熱する。この８０℃のモンモ
リロナイト分散水溶液に尿素を１５ｇ添加し、１２ｍｌ
の塩酸を加えて６０分間攪拌した。さらにこれを十分洗
浄した後、濾過して得られた生成物を１００℃で２４ｈ
乾燥して得られる熱膨張性材料Ａ。 実施例２ トルエン４８７．５ｇにアゾジカルボンアミド１２．５
ｇを溶解した後、更に予め層間を有機化したモンモリロ
ナイト（エスベン）１００ｇを添加して攪拌した。これ
を濾過して得られた生成物を１００℃で２４ｈ乾燥して
得られる熱膨張性材料Ｂ。 実施例３ ８０℃で加熱し融解したアゾベンゼン５００ｇに予め層
間を有機化したモンモリロナイト（オルガナイト）を１
００ｇ添加して攪拌した。これを濾過して得られた生成
物を１００℃で２４ｈ乾燥して得られた熱膨張性材料
Ｃ。 実施例４ カオリン１００ｇを水２４００ｇに分散し、８０℃に加
熱する。この８０℃カオリン分散水溶液にヒドラジン１
５ｇを添加して攪拌した。これを濾過して得られた生成
物を１００℃で２４ｈ乾燥して得られる熱膨張性材料
Ｄ。
【００１７】比較例１ 市販の膨張性黒鉛 ［ＥＸＰーＧ ８０９９ ；中央化
成（株）製］を平均粒子径１００ミクロンに粉砕して用
いた。 比較例２ 市販の膨張性黒鉛 ［ＥＸＰーＧ ８０９９ ；中央化
成（株）製］を平均粒子径５０ミクロンに粉砕して用い
た。 比較例３ 市販の膨張性マイクロカプセル［松本油脂（株）製 平
均粒子径１５ミクロン］をそのまま用いた。
成（株）製］を平均粒子径１００ミクロンに粉砕して用
いた。 比較例２ 市販の膨張性黒鉛 ［ＥＸＰーＧ ８０９９ ；中央化
成（株）製］を平均粒子径５０ミクロンに粉砕して用い
た。 比較例３ 市販の膨張性マイクロカプセル［松本油脂（株）製 平
均粒子径１５ミクロン］をそのまま用いた。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】ポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン
［ＰＥ；日本ユニカー（株）製 ＮＵＣ−９０６０］を
使用し、混練温度２００℃で行った。ポリスチレン系樹
脂は、ポリスチレン［ＰＳ：ダイセル化学工業（株）製
Ｒ７０］を使用し、混練温度２００℃で行った。熱膨
張性材料は実施例１〜４及び比較例１〜３に挙げたもの
を使用した。又、リン化合物として赤リン［燐化学工業
（株）製 ノーバエクセル ＳＴー１４０］、ポリリン
酸アンモニウム［ＡＰＰ：住友化学（株）製］を併用し
た。
［ＰＥ；日本ユニカー（株）製 ＮＵＣ−９０６０］を
使用し、混練温度２００℃で行った。ポリスチレン系樹
脂は、ポリスチレン［ＰＳ：ダイセル化学工業（株）製
Ｒ７０］を使用し、混練温度２００℃で行った。熱膨
張性材料は実施例１〜４及び比較例１〜３に挙げたもの
を使用した。又、リン化合物として赤リン［燐化学工業
（株）製 ノーバエクセル ＳＴー１４０］、ポリリン
酸アンモニウム［ＡＰＰ：住友化学（株）製］を併用し
た。
【００２１】
【表３】
【００２２】
【表４】
【００２３】
【表５】
【００２４】
【表６】
【００２５】表から明らかなように、本発明の熱膨張性
材料は加熱されると有害ガスを発生することなく顕著な
膨張性を示す材料であり、この膨張性材料を含む樹脂組
成物はノンハロゲンで難燃性が向上し、機械特性の低
下、成形外観の悪化しない材料である。
材料は加熱されると有害ガスを発生することなく顕著な
膨張性を示す材料であり、この膨張性材料を含む樹脂組
成物はノンハロゲンで難燃性が向上し、機械特性の低
下、成形外観の悪化しない材料である。
Claims (2)
- 【請求項１】 粒径１００ミクロン以下の層状ケイ酸塩
（Ａ）の層間に分解開始温度１００℃以上の発泡剤
（Ｂ）を挿入して得られる膨張開始温度１５０℃以上の
熱膨張性材料。 - 【請求項２】 樹脂１００重量部に対して、請求項１記
載の熱膨張性材料５〜１００重量部含むことを特徴とす
る難燃性樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34390096A JPH10182141A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 熱膨張性材料及びそれを含む難燃性樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34390096A JPH10182141A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 熱膨張性材料及びそれを含む難燃性樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182141A true JPH10182141A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18365113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34390096A Pending JPH10182141A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 熱膨張性材料及びそれを含む難燃性樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10182141A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000008099A1 (fr) * | 1998-08-07 | 2000-02-17 | Showa Denko K.K. | Materiau composite polyamide ignifuge a rigidite elevee |
| WO2001010941A1 (fr) * | 1999-08-09 | 2001-02-15 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Mousse de resine thermoplastique et procede de fabrication |
| WO2001036532A1 (fr) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Composition de resine de polyolefine |
| WO2002070595A1 (fr) * | 2001-03-05 | 2002-09-12 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Composition de resine thermoplastique a capacite de moussage, mousse de resine thermoplastique, et composite a couches |
| WO2004007596A1 (ja) * | 2002-07-17 | 2004-01-22 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | ポリスチレン樹脂発泡体及びその製造方法 |
| JP2006504815A (ja) * | 2002-10-31 | 2006-02-09 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | 耐火材料 |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34390096A patent/JPH10182141A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294599B1 (en) | 1998-07-08 | 2001-09-25 | Showa Denko K.K. | Highly-rigid, flame-resistant polyamide composite material |
| WO2000008099A1 (fr) * | 1998-08-07 | 2000-02-17 | Showa Denko K.K. | Materiau composite polyamide ignifuge a rigidite elevee |
| EP1219672A4 (en) * | 1999-08-09 | 2002-10-30 | Sekisui Chemical Co Ltd | THERMOPLASTIC HARD FOAM AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| EP1219672A1 (en) * | 1999-08-09 | 2002-07-03 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Thermoplastic resin foam and process for producing the same |
| WO2001010941A1 (fr) * | 1999-08-09 | 2001-02-15 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Mousse de resine thermoplastique et procede de fabrication |
| US6906119B1 (en) | 1999-08-09 | 2005-06-14 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Thermoplastic foam and method for production thereof |
| US7173068B2 (en) * | 1999-08-09 | 2007-02-06 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Thermoplastic foam and method for production thereof |
| WO2001036532A1 (fr) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Composition de resine de polyolefine |
| US6924334B1 (en) | 1999-11-12 | 2005-08-02 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Polyolefin resin composition |
| WO2002070595A1 (fr) * | 2001-03-05 | 2002-09-12 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Composition de resine thermoplastique a capacite de moussage, mousse de resine thermoplastique, et composite a couches |
| WO2004007596A1 (ja) * | 2002-07-17 | 2004-01-22 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | ポリスチレン樹脂発泡体及びその製造方法 |
| JP2006504815A (ja) * | 2002-10-31 | 2006-02-09 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | 耐火材料 |
| JP2011219769A (ja) * | 2002-10-31 | 2011-11-04 | Commonwealth Scientific & Industrial Research Organisation | 耐火材料 |
| US9745515B2 (en) | 2002-10-31 | 2017-08-29 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Fire resistant material |
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