JPH1135833A - 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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JPH1135833A
JPH1135833A JP19721397A JP19721397A JPH1135833A JP H1135833 A JPH1135833 A JP H1135833A JP 19721397 A JP19721397 A JP 19721397A JP 19721397 A JP19721397 A JP 19721397A JP H1135833 A JPH1135833 A JP H1135833A
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JP
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group
thermoplastic resin
flame
resin composition
weight
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JP19721397A
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Junji Tan
淳 二 丹
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Grand Polymer Co Ltd
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Grand Polymer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ハロゲンを含まない高難燃性の熱可塑性樹脂組
成物を提供すること。 【解決手段】難燃性熱可塑性樹脂組成物は、(A)熱可
塑性樹脂 100重量部と、(B)加熱膨張性黒鉛 2
〜100重量部と、(C)下記式(I)で示されるリン
化合物 2〜100重量部とからなる。 【化1】 (Rは、水素原子、水酸基もしくはアミノ基、またはハ
ロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基お
よびアミノ基から選ばれる置換基を有していてもよい炭
素数1〜12のアルキル基もしくは炭素数6〜12のア
リール基)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲンを含有しない
難燃性の熱可塑性樹脂組成物に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】従来から、ポリオレフィン系樹脂
などの熱可塑性樹脂用の難燃剤としては、ハロゲン系難
燃剤、無機系難燃剤、リン系難燃剤などの各種の難燃剤
が使用されてきた。これらのなかでデカブロモジフェニ
ルエーテルなどに代表されるハロゲン系難燃剤は添加量
が比較的少なくてすむため広く使われている。しかしな
がら、ハロゲン系難燃剤を用いると燃焼時に有毒ガスを
発生するおそれがある。
【0003】無機系難燃剤としては水酸化マグネシウム
などの金属水和物が用いられている。これらは、高い難
燃性を得ようとして大量に添加すると、比重が大きくな
ったり、機械物性が著しく損なわれるなどの欠点があ
る。
【0004】リン系難燃剤としてはトリフェニルホスフ
ェート、トリキシレニルホスフェート、ポリ燐酸エステ
ルなどの有機リン酸エステルなどが挙げられる。これら
の有機リン酸エステルは、難燃性能が充分とは言い難い
ため、熱可塑性樹脂、例えばポリオレフィンに対し添加
した場合には、UL−94V試験で合格するような充分
な難燃性を有する樹脂組成物を得ることができない。ま
た、リン系難燃剤は液体である場合が多く、多量に添加
した場合には、樹脂本来の機械物性が損なわれるという
欠点もある。
【0005】また、加熱膨張性黒鉛のような加熱時に不
活性ガスを発生しながら膨張する難燃剤が用いられるこ
とがある。例えば、特公昭63−7238号公報、特開
平6−25476号公報、特開平6−25485号公報
などには、難燃剤として膨張性黒鉛と、赤燐やポリリン
酸アンモニウム、トリフェニルリン酸などのリン化合物
とを用いることが示されている。しかしながら、これら
においても十分な難燃性が得られているとはいえなかっ
た。
【0006】本発明者らは、熱可塑性樹脂の難燃化につ
いて、鋭意研究を重ねた結果、熱可塑性樹脂に、加熱膨
張性黒鉛と特定のリン化合物を配合することにより高い
難燃効果を発揮することを見いだし本発明を完成するに
至った。
【0007】
【発明の目的】本発明は、高い難燃性を有し、かつハロ
ゲンを含有しない熱可塑性樹脂組成物を提供することを
目的としている。
【0008】
【発明の概要】本発明に係る難燃性熱可塑性樹脂組成物
は、(A)熱可塑性樹脂 100重量部と、(B)加熱
膨張性黒鉛 2〜100重量部と、(C)下記一般式
(I)で示されるリン化合物 2〜100重量部とから
なることを特徴としている。
【0009】
【化2】
【0010】(式中、Rは、水素原子、水酸基もしくは
アミノ基であるか、または水酸基、カルボキシル基、ア
ルコキシ基およびアミノ基から選ばれる置換基を有して
いてもよい炭素原子数が1〜12のアルキル基、または
水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基およびアミノ基
から選ばれる置換基を有していてもよい炭素原子数が6
〜12のアリール基を示す。) 本発明では、前記リン化合物が前記一般式(I)におい
て、Rが、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、
アミノメチル基、アミノエチル基、メチル基またはエチ
ル基の化合物であることが望ましい。
【0011】前記熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィ
ン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂およびポリ
フェニレンエーテル系樹脂などが挙げられ、これらのな
かではポリオレフィン系樹脂であることが好ましく、特
にポリプロピレンであることが好ましい。
【0012】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る難燃性熱可塑
性樹脂組成物について具体的に説明する。本発明に係る
難燃性熱可塑性樹脂組成物は、(A)熱可塑性樹脂と、
(B)加熱膨張性黒鉛と、(C)特定のリン化合物とか
ら形成されている。まず、各成分について説明する。
【0013】(A)熱可塑性樹脂 本発明において用いられる熱可塑性樹脂は溶融成形可能
な樹脂であれば如何なる樹脂であってもよく、具体的に
は、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ
カーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド
系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂などが挙げられ
る。また樹脂の硬さは硬質のものから、ゴム状、エラス
トマー状の軟らかいものまで如何なるものでもよい。こ
れらの熱可塑性樹脂は、1種単独でまたは2種以上組合
わせて用いることができる。
【0014】ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、ポリメチルペ
ンテン、ポリメチルブテンなどのオレフィン単独重合
体;エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・環
状オレフィンランダム共重合体、プロピレン−エチレン
ランダム共重合体などのオレフィン共重合体などが挙げ
られる。なお、ポリオレフィン系樹脂は炭素原子数が3
以上のオレフィンから得られるポリオレフィンである場
合には、アイソタクチック重合体であってもよくシンジ
オタクチック重合体であってもよい。これらのなかで
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・環状オ
レフィンランダム共重合体が好ましく、特にポリプロピ
レンを主体とした重合体が好ましい。これらのポリオレ
フィン系樹脂の製造に用いられる触媒としては、チーグ
ラー・ナッタ型触媒、メタロセン触媒などの従来公知の
触媒を用いることができる。
【0015】ポリスチレン系樹脂は、スチレンの単独重
合体であってもよく、スチレンとアクリロニトリル、メ
タクリル酸メチル、α−メチルスチレンなどとの二元共
重合体、例えばアクリロニトリル−スチレン共重合体で
あってもよく、また、アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン共重合体のような三元共重合体であってもよ
い。
【0016】ポリカーボネート系樹脂としては、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、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタ
ンなどから得られるものが挙げられる、2,2-ビス(4-ヒ
ドロキシフェニル)プロパンから得られるポリカーボネ
ートが好ましい。
【0017】ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブ
チレンテレフタレートなどの芳香族系ポリエステル、ポ
リカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレートなどが挙
げられ、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
【0018】ポリアミド系樹脂としては、ナイロン−
6、ナイロン−66、ナイロン−10、ナイロン−1
2、ナイロン−46などの脂肪族ポリアミド、芳香族ジ
カルボン酸と脂肪族ジアミンより製造される芳香族ポリ
アミドなどが挙げられ、ナイロン−6、ナイロン−66
が好ましい。
【0019】ポリフェニレンエーテル系樹脂としては、
ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキシド)が好ま
しい。これらのうちでは、ポリオレフィン系樹脂、特に
ポリプロピレンを用いることが好ましい。
【0020】(B)加熱膨張性黒鉛 本発明で用いられる加熱膨張性黒鉛は、数百度の温度に
加熱した際に、黒鉛のc軸方向に対して数十倍〜数百倍
に膨張する黒鉛であり、例えば黒鉛を酸化処理をするこ
とにより得られる。酸化処理としては、硫酸中での過酸
化水素水や硝酸等の酸化剤による処理が例示されるが、
これに限定されるものではない。
【0021】また、加熱膨張性黒鉛は、粒径が50μm
以下の粒子の割合が10重量%以下であることが望まし
い。粒径が50μm以下の粒子の割合が上記の範囲にあ
ると樹脂組成物は難燃性に優れる。
【0022】(C)リン化合物 本発明で用いられるリン化合物は、下記一般式(I)で
示されるリン化合物である。
【0023】
【化3】
【0024】式中、Rは、水素原子、水酸基もしくはア
ミノ基であるか、または水酸基、カルボキシル基、アル
コキシ基およびアミノ基から選ばれる置換基を有してい
てもよい炭素原子数が1〜12のアルキル基、または水
酸基、カルボキシル基、アルコキシ基およびアミノ基か
ら選ばれる置換基を有していてもよい炭素原子数が6〜
12のアリール基を示す。
【0025】炭素原子数が1〜12のアルキル基として
はメチル、エチル、プロピル、i-プロピル、n-ブチル、
i-ブチル、t-ブチルなどが挙げられる。炭素原子数が6
〜12のアリール基としてはフェニル、トリル、ナフチ
ルなどが挙げられる。
【0026】前記アルキル基およびアリール基は、水酸
基、カルボキシル基およびアルコキシ基から選ばれる置
換基を有していてもよい。アルコキシ基としては、メト
キシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシなどが挙げられ
る。
【0027】前記一般式(I)で表されるリン化合物の
中では、Rがヒドロキシメチル、アミノメチル、メチ
ル、ヒドロキシエチル、アミノエチルまたはエチルであ
るものが好ましく、特にメチル、ヒドロキシメチルまた
はアミノメチルであるのものが好ましい。
【0028】難燃性熱可塑性樹脂組成物 本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、(A)熱可塑性
樹脂 100重量部と、(B)加熱膨張性黒鉛 2〜1
00重量部、好ましくは4〜50重量部と、(C)前記
一般式(I)で表されるリン化合物 2〜100重量
部、好ましくは4〜50重量部の量で含有している。
【0029】上記のような量で膨張性黒鉛および前記一
般式(I)で表されるリン化合物を含有する組成物は、
良好な難燃性を有している。また、本発明の難燃性熱可
塑性樹脂組成物は、上記の成分(A)ないし(C)の他
に、無機系難燃剤、リン系難燃剤などの他の公知の難燃
剤、例えば、赤リン、ポリリン酸や、ポリリン酸アンモ
ニウム、ポリリン酸メラミンなどのポリリン酸塩;トリ
フェニルリン酸、トリクレジルリン酸などのリン酸エス
テル;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの
金属水和物;メラミンやメラミンシアヌレートなどの含
窒素化合物などを更に含有しても構わない。さらに本発
明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、シランカップリング
剤やチタネート系カップリング剤などの表面処理剤を含
有してもよい。
【0030】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物を調製
するには、一般に可塑剤、安定剤、着色剤あるいは充填
剤をブレンドする際に採用されている従来公知の方法を
適用することができる。このブレンドには、例えば、押
出機、プラストミル等の混合機を使用することができ
る。
【0031】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、上
記のように熱可塑性樹脂と熱膨張性黒鉛と特定のリン化
合物とからなるが、本発明の技術的思想の範囲内におい
て、上記以外の他の添加剤、例えば、ガラス繊維などの
補強剤、充填剤、増量剤、耐熱安定剤、耐候(光)安定
剤、造核剤、顔料、可塑剤、潤滑剤、帯電防止剤、発錆
剤などを含有することができる。また、必要に応じて上
記以外の他のポリマーのブレンドも妨げるものではな
い。
【0032】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、家
庭用品から工業用品に至る広い用途、例えば、電気部
品、電子部品、自動車部品、機械機構部品、パイプ、電
線などに材料として使用される。
【0033】
【発明の効果】本発明の難燃性熱可塑性樹脂組成物は、
優れた難燃性を有している。またハロゲンを含まないの
で安全性に優れている。さらに、従来知られていた膨張
性黒鉛のみを含む難燃性熱可塑性樹脂組成物と比べて高
い難燃性を有している。
【0034】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。
【0035】
【実施例1】 (A)プロピレンホモポリマー(メルトフローレート
(ASTM D1238、230℃、2.16kg荷
重)12g/10分)100重量部と、(B)加熱膨張性
黒鉛(CA-60 ;中央化成(株)製)12.5重量部と、
(C)ペンタエリスリトールリン酸エステル(NH-1197
;グレートレークス社製)12.5重量部と、イルガ
ノックス1010TM(チバガイギー社製)0.1重量部と、
イルガフォス 168TM(チバガイギー社製)0.1重量部
と、ステアリン酸カルシウム0.1重量部とを混合し、
ラボプラストミル(東洋精機社製)を用い200℃の温
度で溶融混練した。得られた樹脂組成物を加熱温度20
0℃、冷却温度20℃でプレス成形し、各種試験片を作
製した。これらの試験片を用いて各種測定を行った結果
を表1に示す。
【0036】なお、各種の物性測定は次の条件で行っ
た。 [燃焼性]UL−94V規格に準じ、試料厚さ1/8イ
ンチおよび1/16インチで測定した。ランクと1回目
着火の平均燃焼時間で難燃性を示した。
【0037】[機械物性]厚さ1.0mmのダンベル型
試料をチャック間距離30mm、クロスヘッドスピード
30mm/分の条件で23℃、相対湿度50%下にて引
張試験を行い、ヤング率および破断点強度を求めた。
【0038】
【比較例1】実施例1において、(C)ペンタエリスリ
トールリン酸エステルに代えて、(D−1)トリフェニ
ルホスフェート(和光純薬工業(株)製)を12.5重
量部添加したこと以外は、実施例1と同様にして試験片
を作製し、この試験片について実施例1と同じ条件で試
験を行った。結果を表1に示す。実施例1に比べ、難燃
性が低く、機械物性も劣る。
【0039】
【比較例2】実施例1において、(B)加熱膨張性黒鉛
の添加量を20重量部とし、(C)ペンタエリスリトー
ルリン酸エステルに代えて、(D−2)ポリリン酸アン
モニウム(Hostaflam AP422 TM;ヘキスト社製)を1
3.3重量部添加したこと以外は、実施例1と同様にし
て試験片を作製し、この試験片について実施例1と同じ
条件で試験を行った。結果を表1に示す。実施例1に比
べ、難燃剤を多量に添加しているのにも関わらず、難燃
性が低い。
【0040】
【比較例3】実施例1において、(B)加熱膨張性黒鉛
を全く添加せず、(C)ペンタエリスリトールリン酸エ
ステルの添加量を25重量部としたこと以外は、実施例
1と同様にして試験片を作製し、この試験片について実
施例1と同じ条件で試験を行った。結果を表1に示す。
実施例1に比べ、難燃性が低い。
【0041】
【比較例4】実施例1において、加熱膨張性黒鉛(B)
の添加量を25重量部とし、(C)ペンタエリスリトー
ルリン酸エステルを全く添加しなかったこと以外は、実
施例1と同様にして試験片を作成し、この試験片につい
て実施例1と同じ条件で試験を行った。結果を表1に示
す。実施例1に比べ、難燃性が低い。
【0042】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 25/04 C08L 25/04 67/02 67/02 69/00 69/00 71/12 71/12 77/00 77/00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)熱可塑性樹脂 100重量部と、
    (B)加熱膨張性黒鉛 2〜100重量部と、(C)下
    記一般式(I)で示されるリン化合物 2〜100重量
    部とからなることを特徴とする難燃性熱可塑性樹脂組成
    物; 【化1】 (式中、Rは、水素原子、水酸基もしくはアミノ基であ
    るか、または水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基お
    よびアミノ基から選ばれる置換基を有していてもよい炭
    素原子数が1〜12のアルキル基、または水酸基、カル
    ボキシル基、アルコキシ基およびアミノ基から選ばれる
    置換基を有していてもよい炭素原子数が6〜12のアリ
    ール基を示す。)
  2. 【請求項2】 前記リン化合物が、前記一般式(I)に
    おいて、Rがヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル
    基、アミノメチル基、アミノエチル基、メチル基または
    エチル基の化合物である請求項1に記載の難燃性熱可塑
    性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹
    脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポ
    リエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂およびポリフェニ
    レンエーテル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも
    一種類の樹脂である請求項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】 熱可塑性樹脂が、ポリプロピレンである
    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。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6794528B2 (en) 2000-04-26 2004-09-21 Daicel Chemical Industries, Ltd. Phosphorus compound
JP2011178889A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Teijin Chem Ltd 難燃性熱可塑性樹脂組成物
JP2017508861A (ja) * 2014-03-14 2017-03-30 コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフトCovestro Deutschland Ag 安定した加工性の熱伝導性熱可塑性組成物
JPWO2019117049A1 (ja) * 2017-12-14 2020-12-17 株式会社Adeka 組成物及び難燃性樹脂組成物

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