JPH1060160A - 難燃性熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

難燃性熱可塑性樹脂組成物

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JPH1060160A
JPH1060160A JP21862996A JP21862996A JPH1060160A JP H1060160 A JPH1060160 A JP H1060160A JP 21862996 A JP21862996 A JP 21862996A JP 21862996 A JP21862996 A JP 21862996A JP H1060160 A JPH1060160 A JP H1060160A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
flame
resin composition
resin
retardant
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JP21862996A
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English (en)
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Shintaro Kishimoto
伸太郎 岸本
Masanori Yamamoto
正規 山本
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い難燃性を維持しつつ、成形加工時の腐食
性ガスの発生を抑制し、燃焼時の刺激性ガス、腐食性ガ
ス、黒煙の発生を飛躍的に低減し、また、射出成形加工
時の流動性低下を防止すると同時に、燃焼時のドリップ
を抑制し、難燃性を高め、機械的性質、成形性、寸法安
定性、耐衝撃性、軽量性、表面外観に優れた難燃性熱可
塑性樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 下記成分(A)〜(C)を溶融混練して
なる難燃性樹脂組成物 (A)熱可塑性樹脂 100重量部 (B)リン系難燃剤 0.5〜50重量部 (C)層状珪酸塩 0.01〜20重量部

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性熱可塑性樹
脂組成物に関するものである。更に詳しくは高い難燃
性、特に燃焼時のドリップ抑止能を有しながら優れた機
械的性質、流動性、寸法安定性、耐衝撃性、軽量性、表
面外観を有する難燃性熱可塑性樹脂組成物に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】自動車部品、電気・電子部品、OA部
品、建築資材等に熱可塑性樹脂が幅広く使用されている
が、近年上記用途において機械的性質、成形性のみなら
ず、高度な難燃性を有する材料が要求されるようになっ
ている。熱可塑性樹脂の難燃化には、従来、ハロゲン系
の有機難燃剤が広く用いられている。しかし、ハロゲン
系難燃剤を用いた熱可塑性樹脂は、熱分解によって発生
するハロゲン化水素等で成形加工時に金型等を腐食させ
たり、火災発生時に多量の黒煙や有毒なハロゲン含有ガ
スを発生し、避難に支障をきたすという欠点を有してお
り、環境汚染の観点からも難燃剤の脱ハロゲン化の要望
が強まる方向に向かっている。
【0003】非ハロゲン系難燃剤としては、水酸化マグ
ネシウム、水酸化アルミニウムなどの含水無機化合物が
知られているが、これらの含水無機化合物はハロゲン系
難燃剤に比較して難燃効果が低いため、高い難燃性を有
する製品を製造するためには、樹脂に対し多量に添加す
る必要があり、そのために機械的性質や成形性を著しく
悪化させるという欠点を有している。またトリアジン環
を有する窒素化合物を使用する方法(特公昭58−59
39号公報、特公昭60−33850号公報)も知られ
ているが、これらは単独で使用される場合には難燃効果
が低いのみならず、成形品の機械的性質を著しく低下さ
せたり、金型汚染や樹脂表面にブリードアウトするなど
の問題を有している。
【0004】一方、非ハロゲン系難燃剤としては種々の
リン化合物も知られており、中でもリン酸エステル系難
燃剤を用いる方法が数多く提示されている(特公昭51
−19858号公報、特公昭51−39271号公報、
特公平2−18336号公報等)。リン酸エステル系難
燃剤は、溶融した熱可塑性樹脂を可塑化する効果がある
ため、成形時の流動性を向上させ、薄肉成形や精密成形
を可能にするという長所を有している反面、ハロゲン系
難燃剤と比較して難燃性が低く、燃焼時における流動性
を助長するために、燃焼中に溶融した樹脂が火種ととも
に滴下(ドリップ)するという問題を引き起こしてい
る。
【0005】この問題は、最近のPL法の施行とともに
火災に対する規制がより厳しくなり、家電製品、OA機
器等に対する米国UL(Underwriter’s
Laboratories Inc.)垂直燃焼試験の
要求が高まってきたことや、軽量化、経済性向上のため
製品の肉厚が薄くなってきたために、ドリップする現象
が従来にも増して起きやすくなり、それにより延焼や他
の部品の損傷を招く危険性が大きくなってきたことか
ら、最近特に重要視されている。
【0006】こういった事情を背景に、熱可塑性樹脂の
難燃性を向上させるだけではなく、燃焼時のドリップを
抑止する技術が強く望まれるようになってきた。ドリッ
プを抑止するための技術の一つとしては、ガラス繊維な
どの無機充填剤を多量に添加する方法が知られている
が、成形加工時の流動性の悪化や、製品の外観不良、比
重の増大を招くという欠点を有している。
【0007】同様の概念で特公昭58−37333号公
報には、有機ハロゲン化合物を難燃剤として含有するス
チレン系樹脂に対し、チタン酸カリウム、マイカ等のウ
イスカ状、柱状、針状、鱗片状の無機物フィラーを添加
し燃焼時のドリップを抑制する方法が提示されている
が、やはり成形加工時の流動性の悪化や、製品の外観不
良、比重の増大は避けられない。
【0008】一方、米国特許第3673278号、特公
昭55−45575号公報、特公昭56−35697号
公報にはフッ素系樹脂からなるドリップ抑止剤を、また
特公昭60−38419号公報にはシリコーン系樹脂か
らなるドリップ抑止剤を難燃剤と併用することが提案さ
れているが、これらのドリップ抑止剤は燃焼時のドリッ
プ抑止には効果を発揮するものの、成形加工時の樹脂の
流動性を低下させ、その結果薄肉部品などの成形性を著
しく悪化させるだけでなく、ドリップ抑止剤自身が樹脂
との相溶性に乏しく、成形物の機械的物性を低下させる
という欠点も有していた。
【0009】本発明者等はドリップ抑止性に優れた難燃
樹脂組成物の研究を行ない、先にポリエステルとポリフ
ェニレンエーテル樹脂および/またはポリフェニレンス
ルフィド、リン酸エステルもしくはホスホニトリルその
他の成分を含有する難燃樹脂組成物を提案した(特願平
8−37904)。しかし、成形体の利用範囲は狭いも
のであった。
【0010】
【本発明が解決しようとする課題】かかる現状において
本発明は更に研究を進めてなされたものであり、本発明
の目的は、高い難燃性を維持しつつ、成形加工時の腐食
性ガスの発生を抑制し、燃焼時の刺激性ガス、腐食性ガ
ス、黒煙の発生を飛躍的に低減することにある。また、
射出成形加工時の流動性低下を防止すると同時に、燃焼
時のドリップを抑制し、難燃性を高め、機械的性質、成
形性、寸法安定性、耐衝撃性、軽量性、表面外観に優れ
た難燃性熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題につ
いて鋭意検討を重ねた結果、特定成分からなる熱可塑性
樹脂組成物が、予想されない優れた難燃性、機械的性
質、流動性、軽量性、表面外観、寸法安定性を有するこ
とを見出し、本発明に到った。すなわち本発明の要旨
は、下記成分(A)〜(C)を溶融混練してなる難燃性
樹脂組成物にある。 (A)熱可塑性樹脂 100重量部 (B)リン系難燃剤 0.5〜50重量部 (C)層状珪酸塩 0.01〜20重量部
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成
物を製造するために使用される成分(A)熱可塑性樹脂
の例としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレ
ンエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポ
リ塩化ビニル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹
脂、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート系樹脂、
ポリメタクリレート系樹脂、およびこれらの樹脂の混合
物等を挙げることができるが、中でもポリカーボネート
系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスチレン
系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、AB
S、ポリオレフィンおよびこれらのブレンド物が好まし
く、特にはポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエ
ーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびこれらの樹
脂のブレンド物が好適に用いられる。
【0013】これ等の中でもポリフェニレンエーテル系
樹脂とポリスチレン系樹脂のブレンド物、あるいはポリ
カーボネートとABS樹脂のブレンド物が好ましい。本
発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を製造するために使用
されるポリカーボネート系樹脂とは、芳香族ジヒドロキ
シ化合物とカーボネート前駆体を反応させて得られる単
独重合体または共重合体である。芳香族ジヒドロキシ化
合物としては下記一般式(I)で表されるものが用いら
れる。
【0014】
【化1】
【0015】式中、R1 、R2 はそれぞれ単独に、ハロ
ゲン原子、ニトロ基、置換基を有していてもよい炭素数
10以下のアルキル基またはアリール基を示し、好まし
くは、炭素数1〜4のアルキル基を示す。lおよびmは
それぞれ0〜4の整数を示し、好ましくは0〜2の整数
である。またAは直接結合、メチレン、1,1−エチレ
ン、1,2−エチレン、2,2−プロピレン、1,1−
シクロヘキシレン等の鎖状または環状アルキレン基、ま
たは−O−、−S−、−SO−、−SO2 −、−CO−
等の2価の官能基を示す。
【0016】これら芳香族ジヒドロキシ化合物のうち好
ましいものとしては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン(以下ビスフェノールAと略す)、ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)ペンタン、1,1−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4′−ジヒドロ
キシフェニルエーテル、4,4′−ジヒドロキシジフェ
ニルスルホキシド、4,4′−ジヒドロキシジフェニル
スルホン等が挙げられる。中でも最も好ましいのは、ビ
スフェノールAである。これらの芳香族ジヒドロキシ化
合物は単独で用いても混合物として用いてもよい。
【0017】また、カーボネート前駆体としてはハロゲ
ン化カルボニル、ハロゲン化ホルメート、またはカーボ
ネートエステルを用いることができる。ハロゲン化カル
ボニルとしては、臭化カルボニル、塩化カルボニル(ホ
スゲン)等が挙げられるが、中でもホスゲンを用いるこ
とが好ましい。ハロゲン化ホルメートとしては、上記芳
香族ジヒドロキシ化合物のビスハロホルメート、または
グリコールのビスハロホルメート等が挙げられるが、芳
香族ジヒドロキシ化合物のビスハロホルメートが好まし
い。また、カーボネートエステルとしては下記一般式
(II)または(III) で表される化合物が用いられる。
【0018】
【化2】
【0019】式中、R3 〜R6 はそれぞれ単独に、ハロ
ゲン原子、ニトロ基、置換基を有していてもよい炭素数
10以下のアルキル基またはアリール基を示し、好まし
くは、炭素数1〜4のアルキル基を示す。pおよびqは
それぞれ0〜4の整数を示し、好ましくは0〜2の整数
である。Bは直接結合、メチレン、1,1−エチレン、
1,2−エチレン、2,2−プロピレン、1,1−シク
ロヘキシレン等の鎖状または環状アルキル基、または−
O−、−S−、−SO−、−SO2 −、−CO−等の2
価の官能基を示す。また、nは0〜20、好ましくは0
〜1の整数を示す。
【0020】
【化3】
【0021】式中、R7 、R10はそれぞれ単独に炭素数
10以下、好ましくは4以下のアルキル基であり、特に
好ましくはメチル基を示す。また、R8 、R9 はそれぞ
れ単独に、ハロゲン原子、ニトロ基、置換基を有してい
てもよい炭素数10以下のアルキル基またはアリール基
を示し、好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基を示
す。pおよびqはそれぞれ0〜4の整数を示し、好まし
くは0〜2の整数である。Bは直接結合、メチレン、
1,1−エチレン、1,2−エチレン、2,2−プロピ
レン、1,1−シクロヘキシレン等の鎖状または環状ア
ルキレン基、または−O−、−S−、−SO−、−SO
2 −、−CO−等の2価の官能基を示す。また、nは0
〜20、好ましくは0〜1の整数を示す。
【0022】これらの化合物の具体例としては、ジフェ
ニルカーボネート、ビス(p−クロロフェニル)カーボ
ネート、ビス(p−ニトロフェニル)カーボネート、ジ
メチルカーボネート等が挙げられるが、中でもジフェニ
ルカーボネートが好ましい。本発明に用いるポリカーボ
ネート系樹脂の製造は公知の方法で行うことができる
が、カーボネート前駆体としてハロゲン化カルボニル、
ハロゲン化ホルメートを用いる場合には界面重合法、カ
ーボネートエステルを用いる場合には溶融重合法が好ま
しい。
【0023】また、本発明に用いるポリカーボネート系
樹脂の粘度平均分子量には特に制限はなく、使用目的等
に応じて適宜決められるが、小さ過ぎる場合には機械的
物性が低下し、大き過ぎる場合には成形加工時の流動性
が低下するので、好ましくは5000〜100000、
中でも14000〜35000、特には20000〜3
0000が好ましい。本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成
物を製造するために使用されるポリフェニレンエーテル
系樹脂(以下PPEと略記する)とは下記一般式(IV)
で示される構造を有する単独重合体または共重合体であ
る。
【0024】
【化4】
【0025】式中、R11〜R14はそれぞれ水素原子、ハ
ロゲン原子またはメチル、エチル、n−プロピル、n−
ブチル、n−アミル、イソアミル、2−メチルブチル、
n−ヘキシル、2,3−ジメチルブチル、2,3−もし
くは4−メチルペンチルまたはヘプチル等の第一級アル
キル基、イソプロピル、sec−ブチルまたは1−エチ
ルプロピル等の第二級アルキル基、アリール基、アミノ
アルキル基、炭化水素オキシ基を表し、nは10以上の
整数を表す。中でも好適なPPEの単独重合体として
は、例えば2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエー
テル単位からなるものであり、好適な共重合体として
は、上記単位と2,3,6−トリメチル−1,4−フェ
ニレンエーテル単位との組み合わせからなるランダム共
重合体を挙げることができる。
【0026】本発明で使用するPPE系樹脂の分子量に
は特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜決められる
が、小さすぎると組成物の耐衝撃性が不充分となり、大
きすぎるとゲル成分が多く、成形品外観が悪化するの
で、クロロホルム中で測定した30℃における固有粘度
が、通常0.2〜0.8dl/gであるものが好まし
く、より好ましくは0.25〜0.7dl/g、特には
0.3〜0.6dl/gのものが好適に使用される。
【0027】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を製造
するために使用されるポリスチレン系樹脂とは、スチレ
ン系化合物を必要に応じてスチレン系化合物と共重合可
能な化合物の共存下にゴム質重合体の存在下または非存
在下に重合して得られる重合体である。スチレン系化合
物としては一般式(V)で表される化合物を意味し、
【0028】
【化5】
【0029】式中、R15はそれぞれ水素原子、ハロゲン
原子または炭素数5以下のアルキル基を示し、R16はハ
ロゲン、ビニル基、および炭素数5以下のアルキル基よ
りなる群より選択される置換基であり、pは0〜5の整
数を表す。これらの具体例としてはスチレン、α−メチ
ルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、モノクロロス
チレン、p−ブロモスチレン、2,4,5−トリブロモ
スチレン、2,4,6−トリブロモスチレン、p−メチ
ルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、エチルス
チレン等が挙げられる。
【0030】またスチレン系化合物と共重合可能な化合
物としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート
等のアクリル酸エステル類、メチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等のメ
タクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロ
ニトリル等の不飽和ニトリル化合物、無水マレイン酸等
の不飽和結合を有する酸無水物等が挙げられる。
【0031】また、ゴム質重合体の例としては、イソプ
レンゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエン、ポリ
(スチレン−ブタジエン)、ポリ(アクリロニトリル−
ブタジエン)等の共役ジエン系ゴム、およびこれらに水
素添加した飽和あるいは部分飽和ゴム、ポリアクリル酸
ブチル等のアクリル系ゴム、エチレン−プロピレン共重
合体系ゴム等が挙げられるが、中でも共役ジエン系ゴム
が好ましい。該スチレン系樹脂として特に好ましいの
は、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン、AS樹脂
(アクリロニトリル−スチレン共重合体)、ABS樹脂
(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体)、AAS樹脂(アクリロニトリル−アクリルゴム−
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ゴム−スチレン共重合体)であり、
特にはポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン、AS樹
脂、ABS樹脂が好ましい。本発明に用いるスチレン系
樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく公知の塊
状重合、塊状懸濁重合、溶液重合、乳化重合等を用いる
ことができる。
【0032】本発明の熱可塑性樹脂組成物を製造するた
めに使用されるポリアミド系樹脂とは、主鎖中にアミド
結合(−NHCO−)を含む重合体であって、加熱溶融
できるものを意味する。好適なポリアミド成分として、
ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリ
カプロラクタム(ナイロン6)、ポリヘキサメチレンア
ジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカ
ミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミ
ド(ナイロン612)、ポリウンデカラクタム(ナイロ
ン11)、ポリドデカラクタム(ナイロン12)、テレ
フタル酸およびイソフタル酸とヘキサメチレンジアミン
とから得られるポリアミド、アジピン酸とメタキシリレ
ンジアミンとから得られるポリアミド、テレフタル酸お
よびアジピン酸とヘキサメチレンジアミンとから得られ
るポリアミド、共重合成分として二量体化脂肪酸を含む
共重合ポリアミド、およびこれらのうち少なくとも2種
の異なったポリアミド形成成分を含むポリアミド共重合
体並びにこれらの混合物等が挙げられる。また、かかる
ポリアミドの原料は具体的にはジアミンとジカルボン
酸、ラクタム類、または重合可能なω−アミノ酸類、ジ
アミンとジカルボン酸からなる塩、およびこれらを原料
とするオリゴマーである。該ジアミンとしては一般式
(VI)で示される化合物が用いられる。
【0033】
【化6】 H2 N−X−NH2 …(VI) (式中、Xは2価の脂肪族基、脂環式基、または芳香族
基であってこれらの基は置換基を有していてもよい。) このようなジアミンとして具体的には、例えばトリメチ
レンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレ
ンジアミン、オクタメチレンジアミン、フェニレンジア
ミン類、キシリレンジアミン類、ビス(4−アミノシク
ロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチルシ
クロヘキシル)メタン、ヘキサメチレンジアミン等が挙
げられる。これらのジアミンは一種のみを用いてもよい
し、二種以上を組み合わせてもよい。また該ジカルボン
酸としては、一般式(VII)で示される化合物が用いられ
る。
【0034】
【化7】 HOOC−Y−COOH …(VII)
【0035】(式中、Yは二価の脂肪族基、二価の脂環
式基または二価の芳香族基であって、これらの基は置換
基を有していてもよい。) このようなジカルボン酸として具体的には、例えばアジ
ピン酸、ピメリン酸、グルタル酸、スベリン酸、セバシ
ン酸、オクタデカン2酸等の脂肪族ジカルボン酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シク
ロヘキサン−1,4および1,3−ジカルボン酸等の脂
環式ジカルボン酸等が挙げられる。これらのジカルボン
酸は一種用いてもよいし、二種以上を組み合わせてもよ
い。
【0036】また、ラクタム類として具体的には、例え
ばブチルラクタム、ピバロラクタム、カプロラクタム、
カプリルラクタム、エナントラクタム、ウンデカノラク
タム、ドデカノラクタム等が挙げられる。これらのラク
タムは一種用いてもよいし、二種以上を組み合わせても
よい。さらに重合可能なω−アミノ酸類として具体的に
は、例えば6−アミノカプロ酸、7−アミノヘプタン
酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸、
12−アミノドデカン酸等が挙げられる。これらの重合
可能なω−アミノ酸は一種用いてもよいし、二種以上を
組み合わせてもよい。
【0037】更に、これらの各種のポリアミド成分また
はポリアミド原料は数種組み合わせて用いてもよい。本
発明のポリアミド樹脂組成物におけるポリアミド成分の
分子量には特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜決
められるが、通常はその相対粘度1.5以上、より好適
には1.8〜5である。相対粘度は、JIS K−68
10に従って測定することにより求めることができる。
【0038】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を製造
するために使用されるポリエステル系樹脂とは、少なく
とも1種の2官能性カルボン酸成分と少なくとも1種の
グリコール成分またはオキシカルボン酸の重縮合により
得られる熱可塑性ポリエステルを意味し、2官能性カル
ボン酸成分の具体例としてはテレフタル酸、イソフタル
酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタ
レンジカルボン酸、P,P−ジフェニルジカルボン酸、
P,P−ジフェニルエーテルカルボン酸、アジピン酸、
セバシン酸、ドデカン2酸、スベリン酸、アゼライン
酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、またはこれら
のエステル形成性誘導体などが挙げることができ、中で
も芳香族ジカルボン酸、またはこれらのエステル形成性
誘導体が好ましく、特にはテレフタル酸またはテレフタ
ル酸ジエステルが好ましい。
【0039】グリコール成分の具体例としては一般式、
HO(CH2 r OH(rは2〜20の整数)で表され
るα,ω−アルキレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ポリオキ
シエチレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリ
コール、またはこれらのエステル形成性誘導体等を挙げ
ることができ、中でもエチレングリコール、1,4−ブ
タンジオール等のα,ω−アルキレングリコールが好ま
しく、特には、1,4−ブタンジオールが好ましい。
【0040】またオキシカルボン酸の具体例としては、
オキシ安息香酸、4−(2−ヒドロキシエトキシ)安息
香酸、またはこれらのエステル形成性誘導体などを挙げ
ることができる。本発明で使用するポリエステル系樹脂
の分子量には特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜
決められるが、分子量が低すぎると組成物の機械的物性
が不充分となり、高すぎると成形加工性が悪化するので
フェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=1
/1(重量比)中、30℃で測定した固有粘度が、通常
0.5〜2.5dl/g、中でも0.5〜1.5dl/
gのものが好適に使用される。本発明に用いるポリエス
テル系樹脂の製造は公知の方法で行うことができるが、
溶融重合法で製造することが好ましい。
【0041】このような熱可塑性樹脂は単独であって
も、任意の割合の2種以上のブレンド物であっても本発
明に適用することができるが、ブレンド物の中では、ポ
リカーボネート系樹脂とABS樹脂、ポリカーボネート
系樹脂とポリエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂とA
BS樹脂、あるいは、ポリフェニレンエーテル系樹脂と
ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂と
ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポ
リエステル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポ
リオレフィン系樹脂、又は、これ等とポリスチレン系樹
脂の組合せが好ましい。
【0042】これらブレンド物を得る方法としては特に
限定されるものではなく、公知の方法により容易に達成
することができ、例えばブレンダーやミキサーなどを使
用してドライブレンドする方法、押出機を使用して溶融
混合する方法などが挙げられるが、通常スクリュー押出
機を使用して溶融混合してストランドの押し出し、ペレ
ット化する方法が適している。また物性向上等のために
公知の相溶化剤を用いることもできる。
【0043】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を製造
するために使用される成分(B)リン系難燃剤としては
リン酸エステル系、ホスホニトリル系、ポリリン酸系、
赤燐等が挙げられるが、ポリオレフィン系樹脂にはポリ
リン酸系難燃剤を、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェ
ニレンエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミ
ド系樹脂、ポリエステル系樹脂にはリン酸エステル系難
燃剤を使用することが好ましい。リン酸エステル系難燃
剤の具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエ
チルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオク
チルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、
トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェー
ト、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェ
ニルホスフェート等が挙げられるが、中でもトリフェニ
ルホスフェート等の芳香族基を有する化合物が、難燃性
が高く成形体の熱変形温度が大幅に低下させないという
点から好ましく、特には下記一般式(VIII)で表される
化合物が、耐熱性が高くブリードアウトしにくいため好
適に用いられる。
【0044】
【化8】
【0045】(式中R17〜R24はH原子または炭素数1
〜6のアルキル基を示し、耐加水分解性の観点からは炭
素数6以下のアルキル基が好ましく、中でも炭素数2以
下のアルキル基が、特にはメチル基が好ましい。nは0
または1以上4以下の整数であり、好ましくは1〜3、
中でも1が好ましい。R25は下記から選ばれる構造のも
のが好ましく、中でも
【0046】
【化9】
【0047】
【化10】
【0048】また同様に、ポリカーボネート系樹脂、ポ
リフェニレンエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポ
リアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂に好ましい非ハロ
ゲン難燃剤としてホスホニトリル系難燃剤をあげること
ができる。ホスホニトリル系難燃剤の具体例としては下
記一般式(IX)で表される化合物が用いられる。式中n
は1以上の整数であり、中でも1〜12が好ましく、さ
らには3〜10、特には3〜4が好ましい。R26、R29
は炭素数1〜20のアリール基、アルキル基、シクロア
ルキル基であり、好ましい具体例としては、メチル、エ
チル、ブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、
ベンジル、ナフチル等が挙げられる。また、ZはO、
S、N−Hを表すが、中でもO、N−Hがより好まし
く、特にはOが好ましい。該ホスホニトリル化合物は線
状重合体であっても環状重合体であっても構わないが、
中でも環状重合体が好適に用いられる。
【0049】
【化11】
【0050】これらリン系難剤は難燃性や機械的性質を
向上させる目的でメラミン、シアヌル酸、シアヌル酸メ
ラミン、グアニジン等の窒素系難燃剤と組み合わせるこ
とができる。成分(B)の添加量は(A)熱可塑性樹脂
100重量部に対して0.5〜50重量部であり、好ま
しくは3.0〜40重量部、特には5.0〜30重量部
が好ましい。(B)の添加量が0.5重量部より少ない
と組成物の難燃性が不充分になり、50重量部より多い
と機械的物性、成形加工性が著しく低下する。
【0051】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を製造
するために使用される(C)層状珪酸塩は、組成物の難
燃性を向上させると同時に、燃焼時に熱可塑性樹脂のド
リップを抑止する性質を付与するために添加される。層
状珪酸塩の具体例としては、モンモリロナイト、ヘクト
ライト、フッ素ヘクトライト、サポナイト、バイデライ
ト、スブチンサイト等のスメクタイト系粘土鉱物、Li
型フッ素テニオライト、Na型フッ素テニオライト、N
a型四珪素フッ素雲母、Li型四珪素フッ素雲母等が膨
潤性合成雲母、バーミキュライト、フッ素バーミキュラ
イト、ハロイサイト等が挙げられ、天然のものであって
も合成されたものであっても良い。
【0052】中でも、モンモリロナイト、ヘクトライト
等のスメクタイト系粘土鉱物、Li型フッ素テニオライ
ト、Na型フッ素テニオライト、Na型四珪素フッ素雲
母等の膨潤性合成雲母が好ましく、特にモンモリロナイ
ト、Na型フッ素テニオライト等が好ましい。上記層状
珪酸塩は単独でも複数種を混合して使用しても構わな
い。
【0053】またこれら層状珪酸塩の平均粒径は分散性
向上や、それに伴う本熱可塑性樹脂組成物の燃焼時にお
けるドリップ抑止性能、難燃化性能、機械的物性向上の
観点から、0.5〜300ミクロンの範囲であることが
好ましく、中でも1〜150ミクロン、特には1〜50
ミクロンが好ましい。さらに分散性、良外観性の観点か
ら、粒径400ミクロン以上の粒子を含まないものがよ
り好ましい。
【0054】またこれら層状珪酸塩の平均アスペクト比
はドリップ抑止能の観点から、80以上が好ましく、さ
らには100以上、より好ましくは150以上が好適で
ある。層状珪酸塩の平均アスペクト比の値は、透過型電
子顕微鏡を使用して撮影した電子顕微鏡写真から求める
ことができる。本発明で用いられる層状珪酸塩は熱可塑
性樹脂中に均一に分散していることが好ましく、そのた
めには層状珪酸塩が劈開しやすいように予め層間に低分
子化合物または4級有機オニウムイオンを挿入(インタ
ーカレーション)させ変成させておくことが好ましい。
これら低分子化合物または4級有機オニウムイオンの種
類に特に制限はないが、層状珪酸塩の分散性向上の観点
からは4級有機オニウムイオンが好ましい。
【0055】層間にインターカレーションされる好適な
低分子化合物の具体例としては、水をはじめメタノー
ル、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等の
アルコール類、アルキルアミン、ピペリジン、ピリジン
等のアミン類、尿素、ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド等のアミド類、ホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド等のアルデヒド類、アセトン、メチルエチル
ケトン等のケトン類、酢酸エチル、安息香酸メチル等の
エステル類、グアニン、アデニン、チミン、アミノカプ
ロン酸、12−アミノドデカン酸等のアミノ酸類、コバ
ルトアセチルアセトナート錯体、鉄フェナントロリン錯
体等の金属錯体、スチレン、p−クロロスチレン、ビニ
ルピリジン等の芳香族ビニル化合物、アクリル酸エステ
ル、アクリルアミド、アクリロニトリル等のアクリル化
合物、メタクリル酸エステル、メタクリルアミド等のメ
タクリル化合物、カプロラクタム、ラウリルラクタム等
のラクタム類、カプロラクトン、ラウリルラクトン等の
ラクトン類が挙げられるが、中でも取扱や層状珪酸塩の
分散性向上の観点から水、アルコール類、アミン類、ア
ミド類、ラクタム類が好ましい。
【0056】また有機オニウムイオンの具体例として
は、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、スルホ
ニウムイオン、複素芳香環由来のオニウムイオン等に代
表される構造を持つものが挙げられ、中でも、層状珪酸
塩の分散性向上の観点からは、炭素数4以上、好ましく
は6〜30、さらに好ましくは8〜24の炭化水素鎖、
またはポリエチレングリコール鎖を少なくとも1つ以上
有する4級有機オニウムイオンが好適に用いられる。ま
たこれらの有機オニウムイオンは単独でも複数種類の混
合物として使用しても構わない。
【0057】これらのうちでは経済性、入手容易性、化
学的安定性の観点から、アンモニウムイオン、ホスホニ
ウムイオンが好適に使用できる。好ましいアンモニウム
イオンの具体例としては、トリメチルオクチルアンモニ
ウム、トリメチルデシルアンモニウム、トリメチルドデ
シルアンモニウム、トリメチルテトラデシルアンモニウ
ム、トリメチルヘキサデシルアンモニウム、トリメチル
オクタデシルアンモニウム等のトルメチルアルキルアン
モニウム、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジメチル
ジデシルアンモニウム、ジメチルジドデシルアンモニウ
ム、ジメチルジテトラデシルアンモニウム、ジメチルジ
ヘキサデシルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルア
ンモニウム等のジメチルジアルキルアンモニウム、ポリ
エチレングリコール鎖を有するアンモニウム、アミノカ
プロン酸、12−アミノドデカン酸等のω−アミノカル
ボン酸のアンモニウム等が挙げられる。
【0058】また、好ましいホスホニウムイオンの具体
例としては、トリメチルオクチルホスホニウム、トリメ
チルデシルホスホニウム、トリメチルドデシルホスホニ
ウム、トリメチルテトラデシルホスホニウム、トリメチ
ルヘキサデシルホスホニウム、トリメチルオクタデシル
ホスホニウム等のトリメチルアルキルホスホニウム、ジ
メチルジオクチルホスホニウム、ジメチルジデシルホス
ホニウム、ジメチルジドデシルホスホニウム、ジメチル
ジテトラデシルホスホニウム、ジメチルジヘキサデシル
ホスホニウム、ジメチルジオクタデシルホスホニウム等
のジメチルジアルキルホスホニウム、ポリエチレングリ
コール鎖を有するホスホニウムが挙げられる。
【0059】またこれら層状珪酸塩の陽イオン交換容量
(CEC)は、層の分散性を向上させる目的で行われる
層間への低分子化合物または4級有機オニウムイオンの
インターカレーション量を充分にするために、10ミリ
等量/100g以上であることが好ましく、より好まし
くは30ミリ等量/100g以上、特には70ミリ等量
/100g以上であることが好ましい。陽イオン交換容
量は、メチレンブルーの吸着量測定により求められる。
【0060】本発明における成形体中の層状珪酸塩の添
加量は灰分量として、0.01〜20重量%であり、よ
り好ましくは0.5〜10重量%、特には1.0〜5.
0重量%が好ましい。灰分量が0.1重量%未満である
と、ドリップ抑止性の改良の効果が見られず、20重量
%より多いとドリップ抑止効果が頭打ちになるだけでな
く、成形加工時の流動性を悪化させたり、成形体外観の
悪化や靱性等の機械的性質の低下を招くので好ましくな
い。成形体中の灰分量とは成形体を約3.0g精秤し、
窒素雰囲気下650℃の温度で2時間加熱分解させた後
の残渣重量より算出することができる。ただし、この条
件で予め測定した純粋な熱可塑性樹脂の残渣により補正
した値である。
【0061】また、本熱可塑性樹脂組成物のドリップ抑
止性能、機械的物性向上の観点から反応性官能基を付与
した層状珪酸塩、変性層状珪酸塩が好ましく、中でもエ
ポキシ基、アミノ基、オキサゾリン基、カルボキシル
基、酸無水物等の反応性官能基を付加した層状珪酸塩ま
たは変成層状珪酸塩が好適に用いられる。官能基付与方
法としては特に制限はないが、官能化試薬(シランカッ
プリング剤)で処理する方法が簡便で好ましい。
【0062】官能化試薬の具体例としては、3−グリシ
ジルオキシプロピルジメチルクロロシラン、β−(3,
4−エポキシシクロヘキシル)エチルジメチルクロロシ
ラン、3−グリシジルオキシプロピルトリクロロシラン
等のエポキシ基を有するクロロシラン類、トリクロロシ
リル酢酸、3−トリクロロシリルプロピオン酸、5−カ
ルボキシヘキシルジメチルクロロシラン等のカルボキシ
ル基を有するクロロシラン類、3−メルカプトプロピル
ジメトリクロロシラン、3−メルカプトプロピルトリク
ロロシラン、4−メルカプトフェニルジメチルクロロシ
ラン等のメルカプト基を有するクロロシラン類、3−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエ
チル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−
(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン等のアミノ基を有するアルコキシシラン
類、3−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシ
ラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルト
リメトキシシラン等のエポキシ基を有するアルコキシシ
ラン類等が挙げられるが、中でも3−グリシジルオキシ
プロピルジメチルクロロシラン、βー(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)エチルジメチルクロロシラン、3−
グリシジルオキシプロピルトリクロロシラン等のエポキ
シ基を有するクロロシラン類、3−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチ
ル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等の
アミノ基を有するアルコキシシラン類、3−グリシジル
オキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジ
ルオキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−
エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等
のエポキシ基を有するアルコキシシラン類が好ましく、
さらには3−グリシジルオキシプロピルジメチルクロロ
シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ルジメチルクロロシラン、3−グリシジルオキシプロピ
ルトリクロロシラン等のエポキシ基を有するクロロシラ
ン類、3−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシ
シラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシ
ラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル
トリメトキシシラン等のエポキシ基を有するアルコキシ
シラン類がより好ましく、特には3−グリシジルオキシ
プロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジルオキ
シプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポ
キシ基を有するアルコキシシラン類が好適に用いられ
る。これら官能化試剤の層状珪酸塩への接触方法に特に
制限はないが、通常無溶媒または極性溶媒中で混合によ
り行なうことが好ましい。
【0063】これら層状珪酸塩の熱可塑性樹脂への添加
方法は、特に限定されるものではないが、具体的には重
合時に内添する方法、ブレンダーやミキサーなどを使用
してドライブレンドする方法、押出機を使用して溶融混
合する方法などが挙げられる。重合内添法は樹脂により
制約がある場合があり、特に高粘度の樹脂では製造が困
難になる場合が多いので、より簡便で適応範囲の広い、
押出機を使用して溶融混合する方法が好ましい。
【0064】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、他
の慣用の成分、例えばグラスファイバー、カーボンファ
イバー等の繊維状フィラー、タルク、マイカ、ガラスフ
レーク等の無機フィラー、光安定剤、紫外線吸収剤、酸
化防止剤、帯電防止剤、接着促進剤、結晶化促進剤、滑
剤、着色剤、発泡剤、可塑剤、増粘剤、防滴剤、離型
剤、衝撃性改良剤、発煙抑制剤などを含み得る。また、
本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物製造における各成分
の混合方法は特に限定されるものではなく、重合時に内
添する方法、ブレンダーやミキサーなどを使用してドラ
イブレンドする方法、押出機を使用して溶融混合する方
法などが挙げられるが、簡便性の観点から、通常スクリ
ュー押出機を使用して溶融混合してストランドへ押し出
し、ペレット化する方法が適している。このようにして
得られた難燃性熱可塑性樹脂組成物は射出成形、押出成
形、圧縮成形などの種々の成形法で成形するのが良い。
本発明による難燃性熱可塑性樹脂組成物は難燃性、流動
性等に優れ、さらに機械的物性に優れることから薄肉あ
るいは複雑な形状の成形品用途、中でも電気、電子部品
やカメラ部品、コンピューター部品等の精密成形品用途
に好適に使用できる。
【0065】
【実施例】以下に、本発明を実施例により更に詳しく説
明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実
施例に限定されるものではない。尚、実施例中「部」は
「重量部」を示す。 1)難燃性 アンダーライターズラボラトリーズ(Underwri
ter’s Laboratories Inc.)U
L94規格垂直燃焼試験に準拠し、厚さ1/16インチ
の試験片を用いて評価した。
【0066】2)平均消炎時間 UL94規格垂直燃焼試験を行い、1回目接炎時、2回
目接炎時の消炎までの時間をストップウォッチで測定
し、5本の平均を取った。 3)ドリップ本数 UL94規格垂直燃焼試験を行い、試料がドリップした
本数を示した。 4)MFR JIS K7210に準拠し、5kg荷重、または10
kg荷重で行った。
【0067】実施例1〜23及び比較例1〜15では下
記の各成分を使用した。 PPE:(三菱ガス化学(株)製、商品名ユピエース、
固有粘度0.45) ゴム変性ポリスチレン:(三菱化学(株)製、商品名ダ
イヤレックスHT478、以下HIPSと略記する。) ポリアミド:(三菱エンジニアリングプラスチックス
(株)製、商品名ノバミド、相対粘度2.5(以下PA
6と略記する。)) ポリカーボネート:(三菱エンジニアリングプラスチッ
クス(株)製、商品名ノバレックス、粘度平均分子量2
2000(以下PCと略記する。)) ABS樹脂:(三菱化学(株)製、商品名タフレックス
710) AS樹脂:(三菱化学(株)製、商品名SAN−C) 難燃剤 トリフェニルホスフェート 下記一般式で表される化合物
【0068】
【化12】 下記一般式で表される化合物
【0069】
【化13】 下記一般式で表される化合物
【0070】
【化14】
【0071】 層状珪酸塩:表1に記載の層状珪酸塩を使用した。 タルク:林化成(株)製、商品名ミクロンホワイト ポリテトラフルオロエチレン:ダイキン工業(株)製、
四フッ化エチレン樹脂、ポリフロンF201 実施例1 PPE:50部、HIPS:50部、難燃剤:15
部、層状珪酸塩(a):0.5部をブレンドし、これを
30mmのベントタイプ二軸押出機(日本製鋼所(株)
製、二軸押出機ラボTEX30)を使用しバレル温度2
30℃において溶融混練してストランドに押し出した
後、ストランドカッターによりペレット化した。得られ
たペレットを乾燥後、射出成形機(日本製鋼所(株)
製、J28SA型)と、UL94燃焼試験片用およびL
OI(限界酸素濃度指数)用の金型を使用し、シリンダ
ー温度280℃、金型温度80℃にて試験片の成形を行
った。表に示すように流動性と難燃性に優れた樹脂組成
物が得られた。
【0072】実施例2〜13 配合割合を表2の通りとした他は実施例1と同様の実験
を行った。その結果を表3に示す。 比較例1〜4 配合を表2の通りとした他は実施例2と同様の実験を行
った。その結果を表3に示す。
【0073】
【表1】
【0074】
【表2】
【0075】
【表3】
【0076】
【発明の効果】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、
難燃性に優れ、さらにハロゲン化合物を含まないため、
成形加工時の腐食性ガスの発生や燃焼時の刺激性ガス、
黒煙の発生が飛躍的に抑制される。また層状珪酸塩を用
いることにより成形時の流動性、軽量性、表明外観、機
械的性質を損なわず、燃焼時のドリップを抑制し難燃性
を向上させることができるため、電気・電子部品用樹脂
として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 25/06 KGB C08L 25/06 KGB 67/00 KJS 67/00 KJS KKD KKD 69/00 KKH 69/00 KKH KKM KKM 71/12 LQN 71/12 LQN 101/00 101/00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記成分(A)〜(C)を溶融混練して
    なる難燃性樹脂組成物 (A)熱可塑性樹脂 100重量部 (B)リン系難燃剤 0.5〜50重量部 (C)層状珪酸塩 0.01〜20重量部
  2. 【請求項2】 成分(C)層状珪酸塩が、層間に低分子
    化合物および/または有機オニウムイオンを挿入した層
    状珪酸塩である請求項1に記載の難燃性熱可塑性樹脂組
    成物。
  3. 【請求項3】 成分(C)層状珪酸塩が、反応性官能基
    を有する層状珪酸塩である請求項1または2に記載の難
    燃性熱可塑性樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 成分(A)熱可塑性樹脂が、ポリカーボ
    ネート系樹脂である請求項1〜3のいずれかに記載の難
    燃性熱可塑性樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 成分(A)熱可塑性樹脂が、ポリフェニ
    レンエーテル系樹脂であることを特徴とする請求項1〜
    3のいずれかに記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 成分(A)熱可塑性樹脂が、ポリスチレ
    ン系樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    かに記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 成分(A)熱可塑性樹脂が、ポリアミド
    系樹脂である請求項1〜3のいずれかに記載の難燃性熱
    可塑性樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 成分(A)熱可塑性樹脂が、ポリエステ
    ル系樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    かに記載の難燃性熱可塑性樹脂組成物。
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