JPS5841306B2 - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハロゲンを含有しない熱可塑性樹脂の難燃化
に関するもので、同樹脂に対する水酸化マグネシウム、
塩基性炭酸マグネシウム又はハイドロタルサイト類似化
合物と、無機スズ化合物、の相乗的難燃性附与効果の発
見に基づくものである。

熱可塑性樹脂に対する従来公知の難燃化法としては、 （１） 樹脂１００重量部に対し、特定の有機ハロゲ
ン化化合物１５〜３０重量部と酸化アンチモン又はスズ
化合物を１０重量部以上配合する。

（２）樹脂１００重量部に対し、周期律表第１Ｉａ、ｍ
ｂの水酸化物又は塩基性塩を約１２０〜１５０重量部配
合する。

（３）ポリ塩化ビニールを樹脂に配合する。

方法が知られている。

しかしながら（１）の方法は装置の腐食及び最後の発火
の場合における毒性煙並びにガスの発生を招く欠点があ
り、（２）の方法において高い難燃性を発揮させるため
には樹脂に対する難燃化剤の配合割合を犬としなげれば
ならずそのため樹脂の機械的性質（引張り強さ、アイゾ
ツト衝撃強さ）の著しい劣化を招き、（３）の方法では
装置の腐食および最後の発火の場合に毒性ガスの発生が
あり、又熱安定性が悪いために成形条件が厳しくなる等
の欠点を有しいずれも実用的に完成されたものとはいい
難い。

そこで、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、極めて
少量で特定範囲の無機スズ化合物を、比較的少量でかつ
特定範囲の水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム又はハイドロタルサイト類似化合物と共に、前記樹脂
に配合することにより、機械的性質の中、アイゾツト衝
撃強さを著しく増大せしめる一方、引張り強さを大巾に
低下せしめることなく、所期の目的である難燃性向上に
対し、全く予想できなかった相乗効果を発揮することを
見出した。

すなわち、後記第１表、第２表に示す如く難燃性テスト
： ＵＬ ９４−ＶＥでＶ−Ｏを満足するためには、例
えば、ポリプロピレン１００重量部に対し、水酸化マグ
ネシウム又は、塩基性炭酸マグネシウム単独では約５０
重量％以下する必要があるが、本発明によるとポリプロ
ピレン１００重量部に対し、水酸化マグネシウム又は塩
基性炭酸マグネシウム１００重量部、スズ酸ソーダをス
ズに換算して０．５重量部配合することにより、■−〇
となる。

水酸化マグネシウム又は塩基性炭酸マグネシウム等を樹
脂に配合した場合、これらの含有量が組成物中５０重量
％（すなわち樹脂１００重量部に対し１００重量部）を
越えて５５〜６０重量％になると５０重量％の場合に比
し組成物の機械的性質が著しく低下する。

一方、これ以下の配合では充分な難燃効果をえられない
。

したがって、本発明において約５０重量％以下で不燃領
域になることは、本来の目的を達成するとともに、機械
的性質を充分実用に耐える範囲に維持することになるた
め、極めて意義が太きい。

本発明において、併用難燃化剤として用いられる第１の
成分である水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム、又はハイドロタルサイト類似化合物は、ＢＥＴ比表
面積で１〜１５ｍ”／ｆの範囲にあってできるだけ凝集
の少ないものが好ましい。

本発明においてハイドロタルサイト類似化合物によって
表わされる複合金属化合物である。

かかる難燃化剤第１成分は熱可塑性樹脂１００重量部に
対し、７０〜１００重量部、すなわち組成物に対し５０
重量％以下において用いられる。

７０重量部未満では難燃化効果に乏しく、又１００重量
部以上になると前述のとおり組成物の機械的性質の劣化
が大きくなるので好ましくない。

次に併用難燃化剤の第２の成分である無機スズ化合物と
しては、スズ酸ソーダ、メタスズ酸、酸化第２スズ、酸
化第１スズ、塩化第２スズ、塩化第１スズ等が用いられ
る。

これらの無機スズ化合物は第１の成分であるマグネシウ
ム化合物等に対し０．２〜１，０重量％の範囲で加えら
れる。

０．２重量％より少ないと相乗効果が顕著でなく、又１
．０重量％以上加えてもそれに併う難燃効果の向上は認
められない。

そして好ましい範囲は０．４〜１．０重量％である。

これらの化合物は添加量が微少であるので有害な現象は
発生しないが、スズ酸ソーダ、酸化第２スズは無毒性と
いう意味で最も好ましい。

無機スズ化合物併用による相乗効果は、熱伝導性の悪い
マグネシウム化合物等に、熱伝導性の高いスズ化合物の
少量を添加することにより、マグネシウム化合物等の熱
分解温度及び速度を促進し、より効果的に樹脂の燃焼熱
を吸収させえたところに起因するものである。

そしてかかる相乗効果が、人体に全く影響のない、０．
２〜１．０重量％という微量添加によって発現したとい
うことは予想外のことであった。

これらの化合物は第１成分であるマグネシウム化合物類
にできるだけ均一に分散させることが望ましく、そのた
めに、マグネシウム化合物類のサスペンションに充分な
攪拌の下に前記スズ化合物を溶解もしくは、懸濁させて
マグネシウム化合物類の表面に上記スズ化合物を化学吸
着させるか、或いは、両者の均一な混合物とする。

この様な処理により、スズ化合物は、水酸化物、酸化物
、スズ酸マグネシウム等の状態で存在する。

本発明において難燃化の対象とされる熱可塑性樹脂は、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ
、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリ
ル等である。

樹脂と、難燃化剤の配合方法は、樹脂の熱劣化以下の温
度で、押出機、ロール等を用いて、溶融混練する。

次に本発明においては難燃化剤を配合するに際して、第
１成分と第２成分をそれらの１〜１０重量％のアニオン
系界面活性剤で表面処理すると好ましい結果かえられる
。

すなわち例えば、ステアリン酸ソーダの水溶液に、マグ
ネシウム化合物類を充分な攪拌下に加えるか、或いは、
その逆に、マグネシウム化合物類の懸濁液に、ステアリ
ン酸ソーダの水溶液を加えて固体表面上に化学吸着をさ
せる。

このように表面処理を施した場合は分散性が向上し、流
動性が良好となるので作業性の改善に有効である。

用いられるアニオン系界面活性剤としては、式ＲＣＯＯ
Ｍ（但し、式中、ＲはＣ８〜Ｃ４ｏのアルキル基を示し
、Ｍはアルカリ金属原子を示す）で表わされる高級脂肪
酸アルカリ塩：式ＲＯ８Ｏ３Ｍ（式中、ＲおよびＭは上
記と同義）で表わされるアルキル硫酸塩：式Ｒ８０３Ｍ
（式中、ＲおよびＭは上記と同義）で表わされるアルキ
ルスルホン酸塩：式Ｒ−ａｒｙｌ −８０３Ｍ （式中
、ＲおよびＭは上記したと同義）で表わされるアルキル
アリールＲおよびＭは上記したと同義）で表わされるス
ルホコハク酸エステル塩等がある。

このような界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸
ソーダ、ステアリン酸カリ、オレイン酸酸ソーダ、オレ
イン酸カリ、パルミチン酸ソーダ、パルミチン酸カリ、
ラウリン酸ソーダ、ラウリン酸カリ、ベヘニン酸カリ、
ラウリルベンゼンスルホン酸ソーダ、オクタデシル硫酸
カリ、ラウリルスルホン酸ソーダ、ジナトリウム・２−
スルホエチル・α−スルホステアレートなどをあげるこ
とができる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。

実施例 １ ５１の水に、スズ酸ソーダ５．６Ｐ（スズに換算して２
．５ Ｐ ）を溶解して攪拌し、これにＢＥＴ比表面積
１１ ｍ／ｆｉの水酸化マグネシウム５００１を加えて
約３０分維持する。

しかる後、水洗、ろ過して約１５０℃で１０時間乾燥す
る。

乾燥物において、水酸化マグネシウムに対し、スズはほ
ぼ１００％結合していた。

水酸化マグネシウムに対する割合は０．５重量％であっ
た。

この乾燥物４８０１とＭＩ−４，５のポリプロピレン５
００グを混合した後約２２０℃で押出機を通して充分に
混練した。

混線物をペレット化（−た後、約２４０℃で約３間の厚
さに成型した。

この成型物について、テストピースを作成し、各物性を
測定した。

その結果を第１表に示す。

実施例 ２ 各５１の水に約０．５の酸化第２スズをそれぞれ３１．
５′？、６．３グ、３．１５′ｉ？、１．２６Ｐ（スズ
に換算して、それぞれ２５．５．２．５．１１）懸濁さ
せ充分攪拌する。

この系にＢＥＴ比表面積８ｍ′／１の水酸化マグネシウ
ム５００？を入れ、約３０分常温で攪拌して、両者を均
一に混合する。

しかる後、系の温度を約８０’Ｃに上げ、そこへ、２０
１のステアリン酸ソーダ溶液（約８．０℃）１１を加え
て更に充分攪拌する。

この後、ろ過、水洗、乾燥する。

各処理物は、スズに換算して、水酸化マグネシウムに対
し、それぞれ５．１．０．５重量％の酸化第２スズを含
んでいた。

この物４６０♂と、ＭＩ＝４．５のポリプロピレン５０
０１とを実施例１と同様に処理した。

その結果を第１表に示す。

実施例 ３ ５１の水にＢＥＴ比表面積１５ ｒｒｆ：／ ？の塩基
性炭酸マグネシウム５００ｆを懸濁させ充分攪拌してい
る系に、スズに換算して、１．２５Ｐの塩化第２スズ２
？を入れ約３０分維持する。

しかる後、ろ過、水洗し乾燥する。

塩基性炭酸マグネシウムに対し、スズの含有量は０．２
５重量％であった。

この物４８０ｆ？を、ＭＩ−０，３のポリエチレン５０
０Ｓ’と約２００℃で押出機により充分混練した後約２
１０℃で押出し約３關の厚さに成型した。

その結果を第１表に示す。

実施例 ４ ５１の水にＢＥＴ比表面積１２ｍ”／Ｐのハイドロタル
サイト類似化合物 Ｍｇ４Ａ１２（ＯＨ）１２ＣＯ３・３Ｈ２０５００グを
懸濁させ充分攪拌している系に、スズに換算して４グの
メタスズ酸５．７１微粉末と１１’のオレイン酸ソーダ
を入れて約３０分維持する。

しかる後、ろ過、水洗し乾燥する。

ハイドロタルサイト類似化合物に対し、スズ（Ｓｎに換
算して）の含有量、は０．８％であった。

以上の処理で得られた物４５０Ｓ’をＭＩ＝０．３のポ
リエチレン５０Ｍ’と混合し、実施例３と同様の方法で
成型板を作成した。

その結果を第１表に示す。

実施例、５ ５１の水にスズに換算して、２ｖのスズ酸ソーダ４．５
１を溶解し、充分な攪拌下に、ＢＥＴ比表面積１３ ｒ
ｒｒ”／ ｆの水酸化マグネシウム５０（ｌを入れ約３
０分維持する。

しかる後、系の温度を約８０℃に上げ、この系に２１’
のステアリン酸ソーダ（約８０℃）水溶液１１を加え、
約１時間維持する。

この後、水洗、ろ過して乾燥する。スズＣ水酸化マグネ
シウムに対する含量は０．４重量％、ステアリン酸の含
量は３重量％であった。

この物をＭＩ−４，５のポリプロピレン１００重量部に
対し、それぞれ８２．８５．９０．９２．１００重量部
（樹脂組成物全体に対する水酸化マグネシウムの割合は
それぞれ４５．４６．４７．４８、５０重量％）になる
様に配合し、実施例１と同様の方法で作ったテストピー
スを用いて難燃性テストを行った。

その結果を第２表に示す。比較例 １ 実施例５で用いたと同じ水酸化マグネシウムを実施例５
と同様にしてステアリン酸ソーダにより＊＊処理し、こ
れを、実施例５で用いたポリプロピレンと溶融混練して
、組成物全体に対する水酸化マグネシウムの割合が５２
．５４．５６．５８．６０重量％となる様に配合し、テ
ストピースを作成した。

これらの難燃性テストの結果を第２表に示す。

第２表より比較例において実施例５と同等の難燃性を得
るためには衝撃強度の大巾な低下を免がれないことが明
らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハロゲンを含有しない熱可塑性樹脂１００重量部に
   対し、水酸化マグネシウム又は塩基性炭酸マグネシウム
   あるいは後記Ａ式で表わされるハイドロタルサイト類化
   合物の１種以上を７０〜１００重量部および無機スズ化
   合物を、金属換算で、前記マグネシウム化合物又はハイ
   ドロタルサイト類化合物に対し、０．２〜１．０重量％
   添加してなる難燃性樹脂組成物。 ２ ハロゲンを含有しない熱可塑性樹脂１００重量部に
   対し、水酸化マグネシウム又は塩基性炭酸マグネシウム
   あるいは後１ｃＪＡ）式で表わされるノ・イドロタルサ
   イト類似化合物の１種以上を７０〜１００重量部および
   無機スズ化合物を、金属換算で、前記マグネシウム化合
   物又はハイドロタルサイト類似化合物に対し、０．２〜
   １．０重量％添加するに際し、アニオン系界面活性剤に
   よって表面処理することを特徴とする難燃性樹脂組成物
   。