JPH11315174A

JPH11315174A - 難燃性を有するポリオレフィン系樹脂組成物

Info

Publication number: JPH11315174A
Application number: JP12189598A
Authority: JP
Inventors: Kunio Kaneoka; 邦夫金岡; Yoshihiro Tange; 善弘丹下
Original assignee: Okura Industrial Co Ltd
Current assignee: Okura Industrial Co Ltd
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた難燃性を示すと共に、加工性や機械的物
性にも優れ、しかもハロゲンを含まない難燃性を有する
ポリオレフィン系樹脂組成物を提供することを目的とす
る。【構成】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、
下記（Ａ）〜（Ｃ）からなる難燃化成分を下記の量含む
ことを特徴とする難燃性を有するポリオレフィン系樹脂
組成物。（Ａ）ポリリン酸アンモニウム１０〜４０重量部（Ｂ）ポリヒドロキシ化合物３〜３０重量部（Ｃ）珪酸、硼酸、及びそれらの無水物、アンモニウム
塩、金属塩より選ばれる化合物０．０５〜５重量部

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲンを含まずに高
度に難燃化された難燃性を有するポリオレフィン系樹脂
組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂は安価であり、機
械的及び電気的な特性にも優れているため、電気、自動
車、建築、包装等の幅広い分野で使用されているが、元
来燃えやすい性質を持っているため、用途によっては難
燃性の付与が要求されている。しかし、ポリオレフィン
系樹脂は基本的には炭素と水素から構成されているた
め、他の熱可塑性樹脂に比べて特に難燃化が難しく、従
来、難燃化効果の高いハロゲン系の難燃剤が多用されて
きたが、ハロゲン系難燃剤は燃焼時の発煙性や腐食ガ
ス、有毒ガスの発生等の問題があり、近年、その使用が
敬遠されつつある。

【０００３】そこで近年、ハロゲンを含まないノンハロ
ゲン系難燃剤の検討が行われている。ノンハロゲン系難
燃剤としては水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム
のような水和金属化合物がよく知られているが、これら
は多量に配合しないと難燃効果が発現せず、また、十分
な難燃性を示すまで配合すると加工性や機械的物性の低
下を引き起こすという問題点を有している。

【０００４】また、ポリリン酸アンモニウムを使用した
ノンハロゲン系難燃剤として、特開昭６０−３６５４２
号公報にはポリリン酸アンモニウムとポリヒドロキシ化
合物の組み合わせ、特開昭６１−４７８７５号公報には
ポリリン酸アンモニウム、ポリヒドロキシ化合物及び特
定のイソシアヌル酸エステルの組み合わせ、特開平８−
６７７６９号公報にはポリリン酸アンモニウム、ポリヒ
ドロキシ化合物及び特定の窒素含有化合物の組み合わ
せ、特開平８−１７６３４３号公報にはポリリン酸アン
モニウム、ポリヒドロキシ化合物、トリアジン環含有化
合物及び金属水酸化物の組み合わせ等の難燃剤組成が開
示されているが、水和金属化合物に比べると少ない配合
量で難燃効果を示すものの、その難燃効果はまだ充分と
はいえない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みなされたもので、優れた難燃性を示すと共に、
加工性や機械的物性にも優れたハロゲンを含まない難燃
性を有するポリオレフィン系樹脂組成物を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決する手段】本発明者らはポリオレフィン系
樹脂を高度に難燃化でき、しかもハロゲンを含まない難
燃剤組成について鋭意研究を行なった結果、ポリリン酸
アンモニウムとポリヒドロキシ化合物、及びこれに更に
含窒素化合物を併用してなる公知の難燃剤組成に、珪
酸、硼酸、及びそれらの無水物、アンモニウム塩、金属
塩より選ばれる化合物を少量添加することにより難燃効
果が飛躍的に高められ、前記課題が解決できることを見
出し本発明に至った。すなわち本発明によれば、ポリオ
レフィン系樹脂１００重量部に対して、下記（Ａ）〜
（Ｃ）からなる難燃化成分を下記の量含むことを特徴と
する難燃性を有するポリオレフィン系樹脂組成物が提供
される。（Ａ）ポリリン酸アンモニウム１０〜４０重量部（Ｂ）ポリヒドロキシ化合物３〜３０重量部（Ｃ）珪酸、硼酸、及びそれらの無水物、アンモニウム
塩、金属塩より選ばれる化合物０．０５〜５重量部更に、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、下
記（Ａ）〜（Ｄ）からなる難燃化成分を下記の量含むこ
とを特徴とする難燃性を有するポリオレフィン系樹脂組
成物が提供される。（Ａ）ポリリン酸アンモニウム１０〜４０重量部（Ｂ）ポリヒドロキシ化合物３〜３０重量部（Ｃ）珪酸、硼酸、及びそれらの無水物、アンモニウム
塩、金属塩より選ばれる化合物０．０５〜５重量部（Ｄ）一般式（１）で表される化合物及び／またはトリ
アジン環含有化合物０．１〜１５重量部

【化２】（式中、Ｒ_１、Ｒ₂、Ｒ₃は水素又は炭素数１〜６の
ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアリール基を示す）また更に好ましくは、ポリオレフィン系樹脂１００重量
部に対して上記いずれかの難燃化成分が合計で１５〜５
０重量部含有されることを特徴とする難燃性を有するポ
リオレフィン系樹脂組成物が提供される。

【０００７】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物に用いられるポリオレフィン系樹脂として
は、α−オレフィンの単独重合体および共重合体が制限
なく使用できる。ポリオレフィン系樹脂の具体的なもの
としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテ
ン、ポリ４−メチル−１−ペンテン等の単独重合体；エ
チレン・プロピレン共重合体、エチレン・α−オレフィ
ン共重合体、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレ
ン・α−オレフィン共重合体等の共重合体などがあげら
れる。

【０００８】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物に用いられるポリリン酸アンモニウムとして
は、特に限定されるものではないが、耐水性の点で重合
度が１００以上であり、樹脂への分散性の点で平均粒子
径が４０μ以下のものが好ましく用いられる。また、耐
水性を向上する目的で表面をメラミン等で被覆したもの
も使用することが出来る。ポリリン酸アンモニウムはポ
リオレフィン系樹脂１００重量部に対して１０〜４０重
量部配合される。配合量が１０重量部より少ない場合は
難燃性が不十分であり、４０重量部を越える場合は配合
量に見合った難燃性の向上が見られないだけでなく、樹
脂の成形性や機械的強度が低下して好ましくない。

【０００９】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物に用いられるポリヒドロキシ化合物としては
ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリ
ペンタエリスリトール、ソルビトール、グリセリン、ポ
リエチレングリコール、デンプン等が挙げられる。これ
らのうちペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトー
ル、トリペンタエリスリトール、ソルビトールが樹脂と
の相溶性の点で特に好ましく用いられる。ポリヒドロキ
シ化合物はポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して
３〜３０重量部配合される。配合量が３重量部より少な
い場合は難燃性が不十分であり、３０重量部を越える場
合は成形性や機械的強度が低下したり、表面にべたつき
がでて好ましくない。

【００１０】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物に用いられる一般式（１）で表される化合物
としてはイソシアヌール酸、トリス（ヒドロキシメチ
ル）イソシアヌレート、トリス（２−ヒドロキシエチ
ル）イソシアヌレート、トリス（３−ヒドロキシプロピ
ル）イソシアヌレート、トリス（４−ヒドロキシブチ
ル）イソシアヌレート、トリス（４−ヒドロキシフェニ
ル）イソシアヌレート等が挙げられる。

【化３】（式中、Ｒ_１、Ｒ₂、Ｒ₃は水素又は炭素数１〜６の
ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアリール基を示す）本発明の難燃性を有するポリオレフィン系樹脂組成物に
用いられるトリアジン環含有化合物としてはメラミン；
トリメチロールメラミン、メラミンシアヌレート、メラ
ミンフォスフェート等のメラミン誘導体；グアナミン；
ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、サクシノグアナ
ミン等のグアナミン誘導体；シアヌル酸；トリメチルシ
アヌレート、トリエチルシアヌレート等のシアヌル酸誘
導体；トリアジン；アンメリン等が挙げられる。

【００１１】一般式（１）で表される化合物、及びトリ
アジン環含有化合物はそれぞれ単独または２種以上混合
して使用することが出来る。これらの化合物はポリリン
酸アンモニウムとポリヒドロキシ化合物の難燃性を補う
ものであり、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し
て０．１〜１５重量部配合される。配合量が１５重量部
を越える場合は樹脂の成形性や機械的強度が低下して好
ましくない。

【化４】（式中、Ｒ_１、Ｒ₂、Ｒ₃は水素又は炭素数１〜６の
ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアリール基を示す）

【００１２】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物に用いられる珪酸、硼酸、及びそれらの無水
物、アンモニウム塩、金属塩としては、珪酸、硼酸、無
水珪酸（二酸化珪素）、無水硼酸（三酸化硼素）、珪酸
アンモニウム、硼酸アンモニウム、珪酸又は硼酸のナト
リウム塩、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マ
グネシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩等が挙げられ
る。これらは一種または二種以上混合して用いることが
できる。これらの配合量としてはポリオレフィン系樹脂
１００重量部に対して０．０５〜５重量部、好ましくは
０．１〜４重量部である。配合量が０．０５重量部より
少ない場合は難燃性の向上効果が不十分であり、５重量
部を越える場合は難燃性がかえって低下して好ましくな
い。

【００１３】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物の特徴は、珪酸、硼酸、及びそれらの無水
物、アンモニウム塩、金属塩より選ばれる化合物を、上
記したポリリン酸アンモニウム、ポリヒドロキシ化合物
系、または更にこれに一般式（１）で表される化合物及
び／又はトリアジン環含有化合物を含有する系に加えて
少量添加することにより難燃性を一段と向上させるとこ
ろにある。すなわち、珪酸、硼酸、及びそれらの無水
物、アンモニウム塩、金属塩より選ばれる化合物を添加
しない場合に比べて、より少ない量で同一レベルの難燃
性を発現することができ、また同じ添加量の場合は一段
と高い難燃性を発現することができる。

【化５】（式中、Ｒ_１、Ｒ₂、Ｒ₃は水素又は炭素数１〜６の
ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアリール基を示す）

【００１４】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物に用いられる（Ａ）ポリリン酸アンモニウ
ム、（Ｂ）ポリヒドロキシ化合物、（Ｃ）珪酸、硼酸、
及びそれらの無水物、アンモニウム塩、金属塩より選ば
れる化合物からなる難燃化成分の合計の配合量、あるい
は（Ａ）ポリリン酸アンモニウム、（Ｂ）ポリヒドロキ
シ化合物、（Ｃ）珪酸、硼酸、及びそれらの無水物、ア
ンモニウム塩、金属塩より選ばれる化合物、（Ｄ）一般
式（１）で表される化合物及び／またはトリアジン環含
有化合物からなる難燃化成分の合計の配合量としては、
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して１５〜５０
重量部が好ましい。配合量がこの範囲であると、十分な
難燃性が発現できるとともに、成形性や機械的強度の低
下を最小限に抑えることができる。

【化６】（式中、Ｒ_１、Ｒ₂、Ｒ₃は水素又は炭素数１〜６の
ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアリール基を示す）

【００１５】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物は必要に応じて酸化防止剤、紫外線防止剤、
帯電防止剤、滑剤、充填材、着色剤、架橋剤等の添加剤
を含有しても差し支えない。

【００１６】本発明の難燃性を有するポリオレフィン系
樹脂組成物の製造方法としては特に制限はなく、所定の
配合組成をロール、ニーダー、バンバリーミキサー、一
軸押出機、二軸押出機等を用いて溶融混練することによ
り調製できる。そして、本発明の難燃性を有するポリオ
レフィン系樹脂組成物は、目的とする成型品の形態に応
じて、公知の成型機により成形加工される。

【００１７】

【実施例】次に、実施例によって、本発明を具体的に説
明する。なお、実施例、比較例における配合成分として
は以下のものを使用した。・ポリプロピレン樹脂：プロピレン・エチレン共重合体
（エチレン含量５重量％、密度０．８９ｇ／ cm³、Ｍ
ＦＲ３．５ｇ／１０min）・ポリエチレン樹脂：低密度ポリエチレン（密度０．９
２ｇ／cm³、ＭＦＲ１．５ｇ／１０min）・ポリリン酸アンモニウム：住友化学工業「スミセー
フＰ」・表面被覆ポリリン酸アンモニウム：チッソ「テラー
ジュＣ６０」・メラミンシアヌレート：日産化学工業「ＭＣ−４４
０」・硼酸亜鉛：キクチカラー「ＺＢ−４６７」その他の成分については試薬を用いた。

【００１８】[実施例１]表１に示す配合成分をミキシン
グロールを用いて１８０℃で溶融混練し、２００℃でプ
レス成形して厚さ３ｍｍのシートを作成した。このシー
トにつきＪＩＳＫ−７２０１に従って酸素指数を測定し
て難燃性の評価を行った。結果を表１に示す。

【００１９】[実施例２〜５]表１に示す配合組成で、実
施例１と同様にしてシートを作成し、難燃性の評価を行
った。結果を表１に示す。

【００２０】[比較例１〜２]表１に示す配合組成で、実
施例１と同様にしてシートを作成し、難燃性の評価を行
った。結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１より特定範囲の硼酸亜鉛、珪酸、珪酸ア
ルミニウムを含有する本発明の難燃性を有するポリオレ
フィン系樹脂組成物が、これらを含有しないか、含有し
ても特定範囲を超える比較例に比べて一段と高い難燃性
を示すことが明らかである。

【００２３】[実施例６〜８]表２に示す配合組成で、実
施例１と同様にしてシートを作成し、難燃性の評価を行
った。結果を表２に示す。

【００２４】[比較例３〜４]表２に示す配合組成で、実
施例１と同様にしてシートを作成し、難燃性の評価を行
った。結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】表２より特定範囲の無水珪酸を含有する本
発明の難燃性を有するポリオレフィン系樹脂組成物が、
これを含有しないか、含有しても特定範囲を超える比較
例に比べて一段と高い難燃性を示すことが明らかであ
る。

【００２７】[実施例９〜１２]表３に示す配合組成で、
実施例１と同様にしてシートを作成し、難燃性の評価を
行った。結果を表３に示す。

【００２８】[比較例５〜８]表３に示す配合組成で、実
施例１と同様にしてシートを作成し、難燃性の評価を行
った。結果を表３に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３より硼酸ナトリウム、硼酸アンモニウ
ム、硼酸亜鉛、無水珪酸を少量含有する本発明の難燃性
を有するポリオレフィン系樹脂組成物が、これらを含有
しない比較例に比べて一段と高い難燃性を示すことが明
らかである。

【００３１】

【発明の効果】本発明の難燃性を有するポリオレフィン
系樹脂組成物はポリリン酸アンモニウム、ポリヒドロキ
シ化合物難燃剤系、または更にこれに一般式（１）で表
される化合物及び／又はトリアジン環含有化合物を含有
する難燃剤系に加えて珪酸、硼酸、及びそれらの無水
物、アンモニウム塩、金属塩より選ばれる化合物を少量
添加することにより難燃性を一段と向上させたものであ
り、少ない添加量で難燃性を付与できるとともに、加工
性や機械的物性の低下も少ないという優れた効果を発揮
する。また、ハロゲンを含まないため、燃焼時の有毒ガ
スの発生もない。

【化７】（式中、Ｒ_１、Ｒ₂、Ｒ₃は水素又は炭素数１〜６の
ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアリール基を示す）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｋ 5/3477 Ｃ０８Ｋ 5/3477

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対
して、下記（Ａ）〜（Ｃ）からなる難燃化成分を下記の
量含むことを特徴とする難燃性を有するポリオレフィン
系樹脂組成物。（Ａ）ポリリン酸アンモニウム１０〜４０重量部（Ｂ）ポリヒドロキシ化合物３〜３０重量部（Ｃ）珪酸、硼酸、及びそれらの無水物、アンモニウム
塩、金属塩より選ばれる化合物０．０５〜５重量部
【請求項２】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対
して、下記（Ａ）〜（Ｄ）からなる難燃化成分を下記の
量含むことを特徴とする難燃性を有するポリオレフィン
系樹脂組成物。（Ａ）ポリリン酸アンモニウム１０〜４０重量部（Ｂ）ポリヒドロキシ化合物３〜３０重量部（Ｃ）珪酸、硼酸、及びそれらの無水物、アンモニウム
塩、金属塩より選ばれる化合物０．０５〜５重量部（Ｄ）下記一般式（１）で表される化合物及び／または
トリアジン環含有化合物０．１〜１５重量部【化１】（式中、Ｒ_１、Ｒ₂、Ｒ₃は水素又は炭素数１〜６の
ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアリール基を示す）
【請求項３】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対
して難燃化成分が合計で１５〜５０重量部含有されるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の難燃性を有するポ
リオレフィン系樹脂組成物。