TW202028328A - 自熄性樹脂成形體 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種自熄性樹脂成形體,其係由包含(A)聚烯烴系樹脂、(B)磷系阻燃劑、(C)玻璃纖維之樹脂組成物所獲得者,於上述自熄性樹脂成形體中含有15~30質量%之(B)磷系阻燃劑、5~50質量%之(C)玻璃纖維,且上述自熄性樹脂成形體滿足下述(I)~(III)。
(I)上述自熄性樹脂成形體之厚度為1.5~8.0 mm。
(II)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗結束後2分鐘以內自行熄滅。
(III)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗後無開孔。
燃燒試驗E法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm)。使用200 mm長度之火焰自上述平板之上方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸。上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為150 mm。
Description
本發明之一實施態樣係關於一種能夠用於電動汽車或電動機車等電池式電動運輸機器之電池模組殼體零件或周邊零件之自熄性樹脂成形體。
於搭載於電動汽車(EV)或插電式混合動力汽車(PHV)等電池式電動運輸機器之電池等可充電儲能系統(REESS)中,對構成其之各零件要求較習知之車載用樹脂零件而言更高之高度阻燃性或自熄性。例如需要滿足歐洲ECE-R100等與電氣安全相關之法規。
於日本特表2018-503720號公報中記載有一種使用阻燃性玻璃長纖維強化聚丙烯組成物之顆粒進行成形而獲得之物品,記載有滿足UL94標準規格之20 mm火焰垂直燃燒試驗(V-0)及125 mm火焰垂直燃燒試驗(5V)的成形厚度1.6 mm/2.0 mm/2.5 mm/3.2 mm之各物品。
於日本特開2017-186576號公報中記載有一種能夠應用於電動汽車用充電器連接器、電池電容器用支座、電池電容器用殼體或電動汽車用充電底座用殼體且具有高度阻燃性的聚對苯二甲酸丁二酯樹脂組成物,且使用溴系阻燃劑。
本發明於一態樣中,課題在於提供一種具有高度阻燃性且機械強度良好之自熄性樹脂成形體。
本發明於一實施態樣中提供一種自熄性樹脂成形體,其係由包含(A)聚烯烴系樹脂、(B)磷系阻燃劑、及(C)玻璃纖維之樹脂組成物所獲得者,
於上述自熄性樹脂成形體中含有15~30質量%之(B)磷系阻燃劑、及5~50質量%之(C)玻璃纖維,且上述自熄性樹脂成形體滿足下述(I)~(III)。
(I)上述自熄性樹脂成形體之厚度為1.5~8.0 mm。
(II)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗結束後2分鐘以內自行熄滅。
(III)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗後無開孔。
燃燒試驗E法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm)。使用200 mm長度之火焰自上述平板之上方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸。上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為150 mm。
又,本發明於另一實施態樣中提供一種自熄性樹脂成形體,其係由包含(A)聚烯烴系樹脂、(B)磷系阻燃劑、(C)玻璃纖維、及(D)選自碳酸氫鎂、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂及氧化矽之碳化促進劑的樹脂組成物所獲得者,
於上述成形體中含有15~30質量%之(B)磷系阻燃劑、5~50質量%之(C)玻璃纖維、及0.7~5質量%之(D)碳化促進劑,(C)成分與(D)成分之合計量中之(D)成分之含有比率為2~13質量%,且上述自熄性樹脂成形體滿足下述(I)~(III)。
(I)上述自熄性樹脂成形體之厚度為1.5~8.0 mm。
(II)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗結束後2分鐘以內自行熄滅。
(III)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗後無開孔。
燃燒試驗E法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm)。使用200 mm長度之火焰自上述平板之上方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸,上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為150 mm。
本發明之例之樹脂成形體除了具有表現出火災事故時之火災平息性能之自熄性以外,亦具有滿足可搭載於電池式電動運輸機器之基準(ECE-R100等)之阻燃性,進而機械強度良好。
以下,對本發明之實施態樣之自熄性樹脂成形體中所使用之樹脂組成物之若干示例進行說明。上述樹脂組成物可為包含(A)~(C)成分之樹脂組成物(不包含(D)成分),又可為包含(A)~(D)成分之樹脂組成物。
<樹脂組成物>
[(A)聚烯烴系樹脂]
作為樹脂組成物中所含之(A)成分之聚烯烴系樹脂,例如可使用:聚乙烯系樹脂(高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(VLDPE、ULDPE)等)、聚丙烯系樹脂、甲基戊烯系樹脂等α-C2~20鏈狀烯烴系樹脂、環狀烯烴系樹脂等。該等聚烯烴樹脂可單獨使用,或亦可組合兩種以上使用。於本發明之一實施態樣中,尤其良好地使用聚丙烯系樹脂。
根據若干個具體例,聚丙烯系樹脂可為丙烯之均聚物,亦可為丙烯與其他共聚性單體之共聚物。作為其他共聚性單體,例如可列舉:烯烴系單體(例如乙烯、1-丁烯、異丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯等α-C2~20鏈狀烯烴、環狀烯烴等)、乙烯酯系單體(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等)、(甲基)丙烯酸系單體[例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯腈等丙烯腈系單體等]、二烯系單體(例如丁二烯等)、不飽和多元羧酸或其酸酐(例如馬來酸、伊康酸、檸康酸或其酸酐等)、醯亞胺系單體[例如馬來醯亞胺、N-烷基馬來醯亞胺(例如N-C1~4烷基馬來醯亞胺等)等N-取代馬來醯亞胺]等。該等共聚性單體可單獨使用或組合兩種以上使用。
於更詳細之若干示例中,作為聚丙烯系樹脂,除作為均聚物之均聚丙烯以外,作為共聚物,例如可列舉:丙烯-乙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物等丙烯含量為80質量%以上之丙烯-α2~20鏈狀烯烴共聚物(無規共聚物、嵌段共聚物等)等。於本發明之較佳之一態樣中,聚丙烯系樹脂為均聚丙烯、或丙烯-α2~6鏈狀烯烴共聚物(無規共聚物、嵌段共聚物等),於本發明之另一較佳之一態樣中,聚丙烯系樹脂為均聚丙烯、或丙烯-乙烯共聚物(無規共聚物、嵌段共聚物)。該等聚丙烯系樹脂可單獨使用或組合兩種以上使用。
[(B)磷系阻燃劑]
根據一例,樹脂組成物中所含之(B)成分之磷系阻燃劑可為(B1)有機磷酸化合物或(B2)有機磷酸鹽化合物,亦可為其等之混合物,不包含鹵素原子。
作為(B1)有機磷酸化合物,例如可列舉磷酸、正磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺等,該等中,於本發明之較佳之一態樣中為多磷酸三聚氰胺,於本發明之另一較佳之一態樣中為焦磷酸三聚氰胺。
於(B)成分為(B1)成分與(B2)成分之混合物之情形時,(B1)成分與(B2)成分之質量比於本發明之較佳之一態樣中為1:99~99:1,於本發明之另一較佳之一態樣中為10:90~90:10,於本發明之又一較佳之一態樣中為30:70~70:30。若上述質量比為1:99~99:1之範圍內,則阻燃化效果良好。
關於(B)成分,作為市售品,可例示ADEKA股份有限公司之Adekastab FP-2100JC、FP-2200S、及FP-2500S。
(B)成分於一實施形態中可為平均粒徑40 μm以下者,於另一實施形態中,就阻燃性之方面而言可為10 μm以下者。於平均粒徑為40 μm以下之情形時,對(A)成分之聚烯烴樹脂之分散性良好,可獲得高度阻燃性,進而樹脂成形體之機械強度亦良好。
(B)成分之磷系阻燃劑亦可於無損本發明之目的之範圍內視需要包含現有公知之阻燃助劑、發泡劑、其他非鹵素系阻燃劑等。又,根據情況,(B)成分之磷系阻燃劑亦可包含相當於下述(D)成分之碳化促進劑。
阻燃助劑於本發明之較佳之一態樣中可為選自新戊四醇之二聚物以上之縮合物及其酯中者,於本發明之另一較佳之一態樣中可為選自新戊四醇與其酯、二新戊四醇與其酯、三新戊四醇與其酯中之一種或兩種以上。阻燃助劑可含有上述新戊四醇之縮合物等作為主成分(較佳為80質量%以上)且摻合其他阻燃助劑作為餘量。
作為其他阻燃助劑,例如可列舉:新戊四醇、纖維素、麥芽糖、葡萄糖、阿拉伯糖、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、乙烯-乙烯醇共聚物等多元醇;或該等多元醇成分與羧酸反應而生成之酯化合物;三聚氰胺、其他三聚氰胺衍生物、胍胺或其他胍胺衍生物、三聚氰胺(2,4,6-三胺基-1,3,5-三)、異氰尿酸、異氰尿酸三(2-羥基乙基)酯、異氰尿酸三(羥基甲基)酯、異氰尿酸三(3-羥基丙基)酯、異氰尿酸三(4-羥基苯基)酯等三系衍生物等。
於本發明之若干實施形態中,作為發泡劑,可列舉選自三聚氰胺、三聚氰胺甲醛樹脂、碳數4~9之羥甲基三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺等三聚氰胺衍生物、脲、硫脲、(硫)脲-甲醛樹脂、碳數2~5之羥甲基(硫)脲等脲衍生物、苯并胍胺、苯基胍胺、乙醯胍胺、丁二醯胍胺等胍胺類、胍胺類與甲醛之反應生成物、二氰二胺、胍及胺基磺酸胍等含氮化合物中者。
於本發明之若干實施形態中,作為其他非鹵素系阻燃劑,可列舉:磷酸酯系阻燃劑、多磷酸銨、赤磷、氫氧化鎂、氫氧化鋁、及膨脹石墨等。例如作為磷酸酯系阻燃劑,可列舉:磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸三(異丙基苯基)酯、磷酸三(鄰或對苯基苯基)酯、磷酸三萘酯、磷酸甲酚酯二苯酯、磷酸二甲苯酯二苯酯、磷酸二苯酯(2-乙基己基)酯、磷酸二(異丙基苯基)酯苯酯、磷酸鄰苯基苯酯二甲酚酯、磷酸三(2,6-二甲基苯基)酯、二磷酸四苯酯間伸苯酯、二磷酸四苯酯對伸苯酯、苯基間苯二酚-多磷酸酯、雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)、雙酚A-多苯基磷酸酯、二鄰苯二酚次二磷酸酯等。此外,作為脂肪族/芳香族磷酸酯,可列舉:磷酸二苯酯(2-乙基己基)酯、磷酸二苯酯2-丙烯醯氧基乙酯、磷酸二苯酯2-甲基丙烯醯氧基乙酯、磷酸苯酯新戊酯、新戊四醇二苯基二磷酸酯、乙基鄰苯二酚磷酸酯等正磷酸酯及該等之混合物。
於一實施形態中,阻燃助劑可於(B)成分之磷系阻燃劑中單獨使用,亦可組合使用。藉由添加阻燃助劑,可降低阻燃劑之摻合量,或可獲得單獨利用阻燃劑所無法獲得之阻燃性,因此可根據要摻合阻燃劑之樹脂之種類或用途適宜併用。阻燃助劑之粒徑、熔點、黏度等可以阻燃化效果或粉體特性變得優異之方式進行選擇。
阻燃助劑之摻合量於本發明之較佳之一態樣中,相對於上述(B1)及(B2)之合計含量100質量份為10~60質量份,於本發明之另一較佳之一態樣中為15~50質量份,於本發明之又一較佳之一態樣中為15~45質量份。若為上述範圍內,則成形品之機械強度良好,亦不會產生表面之黏性,進而形成有助於提高阻燃性之牢固之碳化層,從而阻燃性變得良好。
於本發明之若干實施形態中,樹脂組成物亦可含有包含(B)成分之磷系阻燃劑之樹脂混合物,上述樹脂混合物中之作為(B)成分之磷系阻燃劑的上述(B1)及(B2)之合計含量之含有比率於本發明之較佳之一態樣中為50~80質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為55~75質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中為60~70質量%。
樹脂混合物可含有(A)成分之聚烯烴樹脂作為上述含有比率之餘量。進而,於無損本發明之目的之範圍內,樹脂混合物亦可視需要包含現有公知之抗氧化劑、及潤滑劑。作為(A)成分之聚烯烴樹脂,於本發明之較佳之一態樣中,具體而言為聚丙烯樹脂,於本發明之另一較佳之一態樣中為均聚丙烯、或丙烯-乙烯共聚物(無規共聚物、嵌段共聚物)。
作為抗氧化劑,可列舉作為樹脂用抗氧化劑所公知之選自磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、酚系抗氧化劑(例如亞磷酸酯系抗氧化劑或硫醚系抗氧化劑等日本特開平7-76640號公報之段落號0015~0025中所記載者或亞磷酸三(2,4-二第三丁基苯基)酯、亞磷酸三異癸酯等亞磷酸烯丙酯或亞磷酸烷基酯)、胺系抗氧化劑中之抗氧化劑。作為市售品,可例示BASF JAPAN股份有限公司製造之「Irganox1010」、ADEKA(股份有限公司)製造之「Adekastab PEP36」。
作為潤滑劑,可列舉現有公知之潤滑劑、例如脂質類、蠟類(不包括高度分支聚乙烯蠟、微晶蠟)、聚矽氧樹脂類等,例如可列舉選自日本特開2009-167270號公報之段落號0068~0073中所記載之潤滑劑中者。作為市售品,可例示日油股份有限公司製造之「Alflow H-50S」。
[(C)玻璃纖維]
於本發明之若干實施形態中,樹脂組成物中所含之(C)成分可為玻璃纖維原本之形態,又,亦可為包含玻璃纖維之樹脂混合物之形態。於樹脂混合物之形態之情形時,於上述樹脂混合物100質量%中,玻璃纖維之含有比率於本發明之較佳之一態樣中為10~70質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為20~65質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中為30~60質量%。
於(C)成分為包含玻璃纖維之樹脂混合物之形態時,餘量可為包含(A)成分之聚烯烴樹脂之樹脂成分。作為(A)成分之聚烯烴樹脂,於本發明之較佳之一態樣中為聚丙烯樹脂,於本發明之另一較佳之一態樣中為均聚丙烯、或丙烯-乙烯共聚物(無規共聚物、嵌段共聚物)。於(C)成分為包含玻璃纖維之樹脂混合物之形態時,上述樹脂混合物中之玻璃纖維為(C)成分,樹脂成分包含於(A)成分中。
(C)成分之玻璃纖維之纖維直徑於本發明之較佳之一態樣中為9~20 μm,於本發明之另一較佳之一態樣中為10~17 μm,於本發明之又一較佳之一態樣中為13~17 μm,又,可為長纖維亦可為短纖維。
於(C)成分之玻璃纖維為長纖維時,亦可使用樹脂附著玻璃長纖維束形態者,該樹脂附著玻璃長纖維束係使包含(A)成分之聚烯烴樹脂之樹脂成分於熔融之狀態下附著於玻璃纖維沿長度方向對齊之狀態下集束之玻璃長纖維束而一體化,然後切割成特定長度而獲得。
根據本發明之實施形態,於(C)成分為樹脂附著玻璃長纖維束時,包含(A)成分之聚烯烴樹脂之樹脂成分亦可包含穩定劑等樹脂添加劑,但不包含以(B)成分為代表之阻燃劑、或專利文獻1之段落0051~0056中所定義之分散劑。作為上述分散劑之例,可列舉高度分支聚(α-烯烴)或微晶蠟。
根據本發明之實施形態,於(C)成分之玻璃纖維為樹脂附著玻璃長纖維束形態時,樹脂附著玻璃長纖維束中之玻璃纖維為(C)成分,樹脂成分包含於(A)成分中。
根據本發明之實施形態,此處所述之樹脂附著玻璃長纖維束根據附著狀態包括:樹脂浸透(含浸)至玻璃長纖維束之中心部且樹脂進入至構成纖維束之中心部之纖維間之狀態者(以下稱為「樹脂含浸玻璃長纖維束」);僅強化用長纖維束之表面被樹脂覆蓋之狀態者(「樹脂表面被覆玻璃長纖維束」);其等之中間者(纖維束之表面被樹脂覆蓋,樹脂僅含浸至表面附近且樹脂未進入至中心部者)(「樹脂一部分含浸玻璃長纖維束」),較佳為「樹脂含浸玻璃長纖維束」。
根據本發明之實施形態,樹脂附著玻璃長纖維束例如可藉由日本專利第5959183號公報之段落號0043中所列舉之眾所周知之製造方法進行製造。玻璃長纖維束中之玻璃纖維之根數例如可自100~30000根之範圍進行調整。
根據本發明之實施形態,樹脂附著玻璃長纖維束之長度(即(C)成分之玻璃纖維之長度)例如於本發明之較佳之一態樣中為5~50 mm,於本發明之另一較佳之一態樣中為7~25 mm,於本發明之又一較佳之一態樣中為9~15 mm。樹脂附著纖維束之直徑並無特別限制,例如可設為0.5~5 mm之範圍。
根據本發明之實施形態,於(C)成分之玻璃纖維為短纖維時,於本發明之較佳之一態樣中為長度範圍1~4 mm之玻璃短纖維,於本發明之另一較佳之一態樣中可為2~3 mm之玻璃短纖維。玻璃短纖維例如可為切股等,亦可為經表面處理之纖維。
根據本發明之實施形態,於(C)成分之玻璃纖維為短纖維時,可使用使玻璃短纖維分散於包含(A)成分之聚烯烴樹脂之樹脂成分而成之樹脂混合物,上述樹脂成分亦可包含穩定劑等樹脂添加劑或(B)成分之磷系阻燃劑。
根據本發明之實施形態,於(C)成分之玻璃纖維為包含(A)成分與(B)成分之樹脂混合物形態時,上述樹脂混合物中之玻璃纖維為(C)成分,樹脂成分包含於(A)成分中,磷系阻燃性包含於(B)成分中。作為(C)成分之玻璃纖維,例如亦可將上述長纖維(樹脂附著玻璃長纖維束)與玻璃短纖維併用。
[(D)碳化促進劑]
根據本發明之實施形態,樹脂組成物可進而含有選自碳酸氫鎂、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂及氧化矽之碳化促進劑作為(D)成分。(D)成分之碳化促進劑係藉由與(B)成分之磷系阻燃劑併用而可提高阻燃性之成分,但藉由與特定量範圍之(C)成分併用,亦可有助於獲得自熄性、滿足可搭載於電池式電動運輸機器之基準(ECE-R100等)之阻燃性、以及機械強度等優點。於不含有(C)成分之玻璃纖維而僅含有(D)成分之碳化促進劑之情形時,無法如願獲得此種優點。
作為碳化促進劑,例如可列舉:二茂鐵等有機金屬錯合物化合物、氫氧化鈷、氫氧化鎂、氫氧化鋁等金屬氫氧化物、硼酸鎂、硼酸鈣鎂等硼酸鹼土金屬鹽、硼酸錳、硼酸鋅、偏硼酸鋅、三氧化二銻、氧化鋁三水合物、碳酸氫鎂、氧化鋁、氧化鎂、氧化矽、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎳、氧化錳、氧化鈦、氧化矽、氧化鈷、氧化鋅等金屬氧化物類、沸石等鋁矽酸鹽、氧化矽氧化鈦等矽酸鹽型固體酸、磷酸鈣、磷酸鎂、磷酸鋁、磷酸鋅等金屬磷酸鹽、水滑石、高嶺石、絹雲母、葉蠟石、膨潤土、滑石等黏土礦物類。
根據若干實施形態,(D)成分之碳化促進劑可為選自碳酸氫鎂、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂及氧化矽中之至少一種。亦可任選地進而含有上述其他碳化促進劑。
根據本發明之實施形態,樹脂組成物亦可含有碳黑。作為碳黑,可列舉:公知之爐黑、煙囪黑、乙炔黑、科琴黑(Ketjenblack)等。樹脂組成物中所含之碳黑亦可為包含碳黑之樹脂混合物(母料),於上述樹脂混合物100質量%中,碳黑之含有比率例如於本發明之較佳之一態樣中為0.01~40質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為0.01~30質量%。於包含碳黑之樹脂混合物時,餘量可為包含(A)成分之聚烯烴樹脂之樹脂成分,作為(A)成分之聚烯烴樹脂,例如可良好地使用聚丙烯系樹脂、聚乙烯系樹脂、其等之混合物。
[其他成分]
於若干實施形態中,在樹脂組成物中,可於可解決本發明之問題之範圍內含有熱穩定劑、潤滑劑、光穩定劑、抗氧化劑、著色劑、及脫模劑等。
根據本發明之若干實施形態,樹脂組成物例如可將除(C)成分以外之各成分使用滾筒混合機、亨歇爾混合機、帶式混合機、捏合機等混合機進行製備。進而,可應用如下方法:於利用上述混合機進行預混合後,與(C)成分一起利用單軸或雙軸擠出機等擠出機進行混練而製備成顆粒;利用加熱輥或班布里混合機等混練機進行熔融混練而製備。
<自熄性樹脂成形體>
根據本發明之若干實施形態,自熄性樹脂成形體包括:
第1實施形態之自熄性樹脂成形體,其係由包含上述(A)~(C)成分且不包含(D)成分之樹脂組成物獲得者,於上述自熄性樹脂成形體中含有15~30質量%之(B)磷系阻燃劑、及5~50質量%之(C)玻璃纖維,且第1實施形態之自熄性樹脂成形體滿足下述(I)~(III);
第2實施形態之自熄性樹脂成形體,其係由包含(A)~(D)成分之樹脂組成物所獲得者,於上述自熄性樹脂成形體中含有15~30質量%之(B)磷系阻燃劑、5~50質量%之(C)玻璃纖維、及0.7~5質量%之(D)碳化促進劑,(C)成分與(D)成分之合計量中之(D)成分之含有比率為2~13質量%,且第2實施形態之自熄性樹脂成形體滿足下述(I)~(III)。
第1實施形態與第2實施形態之自熄性樹脂成形體均具有下述要件(I)~(III)。
(I)上述自熄性樹脂成形體之厚度為1.5~8.0 mm。
(II)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗結束後2分鐘以內自行熄滅。
(III)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗後無開孔。
燃燒試驗E法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm)。使用200 mm長度之火焰自上述平板之上方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸。上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為150 mm。
樹脂成形體之大小或形狀可於滿足要件(I)之範圍內根據用途進行適當調整。要件(I)於本發明之一態樣中厚度為1.5~8.0 mm,於本發明之較佳之一態樣中為2.0~6.0 mm,於本發明之另一較佳之一態樣中為2.0~4.0 mm。
要件(II)之所謂「自熄性」意指於與火焰接觸時在火焰中燃燒,但若移開火焰則於一定時間內自行熄滅火焰之性質。根據本發明之若干實施形態,可除上述E法以外於下述燃燒試驗A~D法中任一種以上之方法之燃燒試驗結束後2分鐘以內亦具有自熄性。
再者,關於本發明中之燃燒試驗A~E法,A法為最為寬鬆之燃燒條件,其次B法、C法依序為燃燒條件相對嚴格之試驗,D法及E法為燃燒條件最嚴格之試驗。
要件(III)之所謂「開孔」係指自已著火之成形體表面沿成形體之厚度方向貫穿而打開之孔,不包括孔之最大直徑為3 mm以下者、或未貫通之孔或凹陷等。於一實施形態中,較佳為除上述E法以外於上述燃燒試驗A~D法中任一種以上之方法之燃燒試驗後之成形體中亦無開孔。
燃燒試驗A法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm)。使用UL94中之20 mm火焰自上述平板之下方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸。上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為10 mm。
燃燒試驗B法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm)。使用UL94中之38 mm火焰自上述平板之下方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸。上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為20 mm。
燃燒試驗C法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm)。使用UL94中之125 mm火焰自上述平板之下方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸。上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為100 mm。
燃燒試驗D法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm)。使用UL94中之125 mm火焰自上述平板之下方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸。上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為40 mm。
上述各種燃燒試驗法係假定歐州ECE-R100下之自燃性試驗者,具有上述各種燃燒試驗法中之自熄性之本發明之樹脂成形體可滿足歐州ECE-R100之規定。
進而,第1實施形態與第2實施形態之自熄性樹脂成形體之例示性之另一態樣可為除滿足上述要件(I)~(III)以外,進而滿足下述要件(IV)與要件(V)者。
(IV)藉由下述方法之錐形卡路里計放熱性試驗所測定之總放熱量自加熱開始經過130 sec後為10 MJ/m2
以下。
(V)於藉由下述方法之錐形卡路里計放熱性試驗測定總放熱量時,自加熱開始經過5 min後,被覆上述自熄性樹脂成形體之鋁箔無開孔。
錐形卡路里計放熱性試驗:依據ISO5660-1,利用鋁箔(厚度12 μm)覆蓋大小100 mm×100 mm、厚度2.0 mm之平板狀成形品之除加熱面以外之面作為試樣,以輻射熱強度為50 kW/m2
進行5分鐘加熱。作為試驗裝置,例如可使用錐形卡路里計C4(東洋精機製作所(股份有限公司)製造)。
要件(IV)於本發明之較佳之一態樣中自加熱開始經過130 sec後為10 MJ/m2
以下,於本發明之另一較佳之一態樣中自加熱開始經過130 sec後為9 MJ/m2
以下,於本發明之又一較佳之一態樣中自加熱開始經過130 sec後為8 MJ/m2
以下。
要件(V)之所謂「開孔」係指沿鋁箔之厚度方向貫穿而打開之孔,不包括孔之最大直徑為3 mm以下者、或未貫通之孔或凹陷等。於錐形卡路里計放熱性試驗中,利用鋁箔被覆試樣之除加熱面以外之面,因此熱主要傳遞至加熱面之相反側之面之被覆部分,於超過作為鋁之熔點之約660℃之情形時,鋁箔熔融而產生開孔。
根據本發明之若干實施形態,樹脂成形體若(B)、(C)成分在樹脂成形體中之各含有比率為下述範圍內,則可使用例如母料(MB)之類之含有包含(A)成分之聚烯烴樹脂之樹脂成分之樹脂混合物而成。即,例如可為使以下(i)~(iii)之樹脂組成物成形而獲得者,又,例如亦可為使混合有以下(i)~(iii)之樹脂組成物、以及(A)成分之聚烯烴樹脂之樹脂組成物成形而獲得者。
(i)含有包含(B)成分之磷系阻燃劑之樹脂混合物、及(C)成分之玻璃長纖維之樹脂組成物(阻燃劑MB與樹脂附著玻璃纖維束顆粒)。此處,上述樹脂混合物中之樹脂成分包含於(A)成分中。
(ii)含有包含(B)成分之磷系阻燃劑之樹脂混合物、及包含(C)成分之玻璃短纖維與任意磷系阻燃劑之樹脂混合物的樹脂組成物(阻燃劑MB、與包含阻燃劑之玻璃短纖維MB)。此處,上述樹脂混合物中之樹脂成分包含於(A)成分中。
(iii)含有包含(B)成分之磷系阻燃劑之樹脂混合物、及包含(C)成分之玻璃短纖維之樹脂混合物的樹脂組成物(阻燃劑MB與玻璃短纖維MB)。此處,上述兩種樹脂混合物中之樹脂成分包含於(A)成分中。
根據本發明之若干實施形態,樹脂成形體中之作為(B)成分之磷系阻燃劑之含有比率為15~30質量%,於本發明之較佳之一態樣中為17~28質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為19~26質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中可為21~25質量%。
根據本發明之若干實施形態,樹脂成形體中之作為(C)成分之玻璃纖維之含有比率為5~50質量%,於本發明之較佳之一態樣中為10~45質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為10~45質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中為15~40質量%,於本發明之進而較佳之一態樣中可為17~37質量%。(B)成分及(C)成分加上餘量之(A)成分設為100質量%。
又,關於若干實施形態之樹脂成形體,於使用包含(B)成分、(C)成分以及碳黑之樹脂組成物之情形時,樹脂成形體中之碳黑之含量於本發明之較佳之一態樣中為0.03~3質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為0.1~1質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中可為0.2~0.7質量%。於該情形時,亦加上餘量之(A)成分設為100質量%。
進而,根據若干實施形態,於樹脂成形體中,自下式(B)/[(A)+(B)]×100求出之(B)成分相對於(A)成分與(B)成分之合計含量的含有比率(質量%)於本發明之較佳之一態樣中為18~45質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為20~40質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中可為22~40質量%。
除含有上述含有比率之(A)~(C)成分以外進而含有碳化促進劑、例如選自碳酸氫鎂、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂及氧化矽之碳化促進劑作為(D)成分時,樹脂成形體中之(D)成分之含有比率可為0.3~5質量%。例如,樹脂成形體中之(D)成分之含量於本發明之較佳之一態樣中為0.5~4.5質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為0.7~4.0質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中為0.7~3.5質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中可為0.8~3.0質量%。於該情形時,亦加上餘量之(A)成分設為100質量%。
根據本發明之另一實施形態,碳化促進劑之摻合量相對於上述(B1)及(B2)之合計含量100質量份可為1~30質量份,於本發明之另一較佳之一態樣中可為0.5~10質量份,於本發明之又一較佳之一態樣中可為0.5~6質量份,於本發明之又一較佳之一態樣中可為2~5質量份。若為上述範圍內,則阻燃效果良好,成形時之擠出穩定,進而成形體之機械物性良好,阻燃性變得良好。
於如上所述(B)成分之磷系阻燃劑包含相當於(D)成分之碳化促進劑之情形時,(B)成分中之碳化促進劑包含於(D)成分中。
根據本發明之若干實施形態,關於(C)成分之玻璃纖維與(D)成分之碳化促進劑,(C)成分與(D)成分之合計量中之(D)成分之含有比率[(D)/((C)+(D))×100]於本發明之較佳之一態樣中為2~13質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中可為2.5~13質量%。
關於(A)成分之聚烯烴系樹脂、(B)成分之磷系阻燃劑及(D)成分之碳化促進劑,(A)、(B)及(D)成分之合計量中之(D)成分之含有比率[(D)/((A)+(B)+(D))]於本發明之較佳之一態樣中為1~8質量%,於本發明之另一較佳之一態樣中為1~6質量%,於本發明之又一較佳之一態樣中可為3.1~6質量%。
根據本發明之若干實施形態,第1實施形態與第2實施形態之樹脂成形體可使用上述樹脂組成物藉由公知之技術、例如射出成形、擠出成形、真空成形、異型成形、發泡成形、壓鑄、加壓成形、吹塑成形、氣體注入成形等成形為各種成形品。例如就可進一步享有如上所述之本發明之優點之觀點而言,可藉由射出成形來成形為各種成形品。
各實施形態中之各構成及其等之組合等為一例,可於不脫離本發明之主旨之範圍內適當地進行構成之追加、省略、置換及其他變更。本發明不受實施形態限定,僅受申請專利範圍限定。
[實施例]
以按表1所示之比率包含以下所示之聚烯烴系樹脂(A1)~(A6)之方式製備(A-1)~(A-6)作為(A)成分。
·(A1)均聚丙烯,MFR(熔體流動速率)7,製品名「PM600A」,SunAllomer股份有限公司製造
·(A2)均聚丙烯,MFR30,製品名「PM900A」,SunAllomer股份有限公司製造
·(A3)高流動性均聚丙烯,MFR70,製品名「PMB02A」,SunAllomer股份有限公司製造
·(A4)丙烯-乙烯嵌段共聚物,MFR3,製品名「PM472W」,SunAllomer股份有限公司製造
·(A5)高流動性丙烯-乙烯嵌段共聚物,MFR60,製品名「PMB60A」,SunAllomer股份有限公司製造
·(A6)馬來酸酐改質聚丙烯,MFR10(190℃×0.325 kg),製品名「OREVAC CA100」,Arkema股份有限公司製造
·(A7)丙烯-乙烯無規共聚物,MFR25,製品名「PM921V」,SunAllomer股份有限公司製造
作為(B)成分,使用以下者。
·(B-1)磷系阻燃劑,製品名「FP-2500S」,ADEKA股份有限公司製造
·(B-2)磷系阻燃劑,製品名「FP-2200S」,ADEKA股份有限公司製造
·(B-3)磷系阻燃劑,製品名「FP-2100JC」,ADEKA股份有限公司製造
·依據製造例1而製備之包含磷系阻燃劑(B-1)之樹脂混合物
·比較(B)成分:(B')溴系阻燃劑,製品名「SAYTEX8010」,ALBEMARLE JAPAN股份有限公司製造
·比較(B)成分:包含溴系阻燃劑(B')之樹脂混合物,製品名「Hiromaster C-510」,鈴裕化學股份有限公司製造(伸乙基雙五溴苯/三氧化二銻:LDPE=80:20(質量份)之混合物)
作為(C)成分,使用以下者。
·短切玻璃纖維(ECS03T-480,日本電氣硝子股份有限公司製造),纖維之平均直徑13 μm,平均長度3 mm
·依據製造例2而製備之聚丙烯樹脂含浸玻璃長纖維束
(D)成分:氧化鋅,氧化鋅II型,堺化學工業股份有限公司製造
作為其他成分,使用以下者。
·碳黑母料(以下為CBMB),製品名「EPP-K-22771」,POLYCOL COLOR INDUSTRIES股份有限公司製造(含有30質量%之碳黑且餘量為聚丙烯與聚乙烯之混合物)
·穩定劑1,製品名「Irganox1010」,BASF JAPAN股份有限公司製造
·穩定劑2,製品名「Adekastab PEP36」,ADEKA(股份有限公司)製造
·潤滑劑,製品名「Alflow H-50S」,日油股份有限公司製造(伸乙基雙硬脂醯胺)
·阻燃助劑,製品名「FIRE CUT AT-3CN」,鈴裕化學股份有限公司製造(氧化銻)
·抗滴落劑,製品名「Fluon PTFE CD145E」,AGC股份有限公司製造(聚四氟乙烯PTFE)
評價項目之測定方法如下所述。
(1)MFR(g/10 min)
依據ISO1133以溫度230℃及負重2.16 kg測定。
(2)拉伸強度(MPa)
依據ISO527而測定。
(3)彎曲強度(MPa)
依據ISO178而測定。
(4)彎曲模數(MPa)
依據ISO178而測定。
(5)夏比衝擊強度(kJ/m2
)
依據ISO179/1eA而測定夏比缺口衝擊強度。
(阻燃性)
藉由UL94之20 mm火焰垂直燃燒試驗(V試驗),利用由實施例及比較例之組成物製作之棒狀試片(125 mm×13 mm×厚度1.5 mm)進行試驗。
(氧指數)
依據JIS K7201-2,使用厚度0.5 mm之V形試片,使氧濃度以0.5%為單位增減而測定。
(總放熱量)
依據ISO5660-1,將大小100 mm×100 mm、厚度2.0 mm之平板狀成形品作為試樣,使用錐形卡路里計C4(東洋精機製作所(股份有限公司)製造)作為試驗裝置,測定總放熱量。以輻射熱強度為50 kW/m2
進行5分鐘加熱。利用鋁箔(厚度12 μm)被覆試樣之除加熱面以外之面。將自加熱開始經過130 sec後之總放熱量[MJ/m2
]與鋁箔之開孔之有無(目視觀察)之結果示於表6。
(利用平板燃燒試驗進行之自熄性及開孔評價)
作為成形體,將大小150 mm×150 mm、厚度2.0 mm之平板狀成形品用於試樣,將於上述燃燒試驗E法之燃燒試驗結束後2分鐘以內本發明之樹脂成形體自行熄滅者評價為「有(自熄性)」,將於2分鐘以內未自行熄滅者評價為「無(自熄性)」。
又,於自行熄滅後或蓋上蓋子等阻斷空氣(氧)而熄滅後之上述樹脂成形體中,將開有最大直徑超過3 mm之貫通孔者評價為「有(開孔)」,將未開有貫通之孔者評價為「無(開孔)」。
製造例1(包含磷系阻燃劑(B-1)之樹脂混合物之製造)
將30質量份之(A7)PP樹脂、0.20質量份之穩定劑1、0.20質量份之穩定劑2、及2.50質量份之潤滑劑進行乾摻後,自雙軸擠出機(日本製鋼所(股份有限公司)製造之「TEX30α」,230℃)之進料斗進行供給,進而自側面進料機供給70質量份之(B-1)成分,進行熔融混練及賦形,而獲得表4所示之包含磷系阻燃劑(B-1)之樹脂混合物(直徑3.0 mm×長度3.0 mm之顆粒)。
製造例2(聚丙烯樹脂含浸玻璃長纖維束之製造)
使作為(C)成分之平均纖維直徑17 μm之玻璃長纖維束(約4000根纖維之束)通過直角機頭模,使(A3)PP樹脂:(A6)PP樹脂:穩定劑1:穩定劑2=48.0:1.50:0.25:0.25(質量份)之摻合物熔融並進行供給,含浸至玻璃纖維束,而獲得樹脂含浸玻璃長纖維束。然後,利用直角機頭模出口之賦形噴嘴進行賦形(直徑2.5 mm),利用整形輥修整形狀後,藉由造粒機切割成長度11 mm,而獲得含有玻璃纖維(C)50質量%之樹脂含浸玻璃纖維束(顆粒)。將如此獲得之樹脂含浸玻璃纖維束切割並進行確認,結果玻璃纖維於長度方向上大致平行,樹脂含浸至中心部。
實施例1~17、比較例1~6
將表1~3所示之除(C)成分以外之各成分(單位:質量份)進行乾摻後,自雙軸擠出機(日本製鋼所(股份有限公司)製造之「TEX30α」,230℃)之進料斗進行供給,進而自側面進料機供給(C)成分,進行熔融混練及賦形,而獲得表2~3所示之各樹脂組成物之顆粒。將該等混練顆粒投入至射出成形機(FANUC(股份有限公司)製造之FANUC ROBOSHOT α-S150iA,模具50℃,成形溫度220℃)中,而獲得樹脂成形體。將評價結果示於表2及表3。
[表1]
(A-1) | (A-2) | (A-3) | (A-4) | (A-5) | (A-6) | |
(A1)PP樹脂(質量%) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |
(A2)PP樹脂(質量%) | 54 | 54 | ||||
(A3)PP樹脂(質量%) | 54 | 54 | 50 | 50 | ||
(A4)PP樹脂(質量%) | 30 | 30 | 49 | |||
(A5)PP樹脂(質量%) | 30 | 30 | 30 | |||
(A6)酸改質PP(質量%) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 |
[表2]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | 實施例11 | 實施例12 | 實施例13 | 實施例14 | 實施例15 | 實施例16 | 實施例17 | ||||
成形體(質量份) | (A)PP樹脂 | (A-1) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |||||||||
(A-2) | 100 | |||||||||||||||||||
(A-3) | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||||||||||||||
(A-4) | 100 | 100 | 100 | |||||||||||||||||
(A-5) | ||||||||||||||||||||
(B)阻燃劑 | (B-1)阻燃劑 | 40 | 40 | 60 | 42.5 | 42.5 | 42.5 | 60 | 40 | 30 | 40 | 40 | 46 | 40 | ||||||
(B-2)阻燃劑 | 42.5 | 42.5 | 42.5 | 42.5 | ||||||||||||||||
(B')阻燃劑 | ||||||||||||||||||||
(C)玻璃纖維 | (C-1)短切玻璃纖維 | 35.4 | 35.4 | 40.4 | 36 | 36 | 48.5 | 70 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 33.2 | 36 | 36 | 64.12 | 61.25 | ||
CBMB | 1.26 | 1.26 | 1.35 | 1.62 | 1.26 | 3.3 | 5.4 | 3.25 | 3.02 | 3.25 | 3.25 | 2.12 | 1.42 | |||||||
穩定劑1 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |||
穩定劑2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | |||
潤滑劑 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
成形體中之(B)含量 | 質量% | 22.6 | 22.6 | 29.7 | 23.4 | 23.4 | 21.9 | 25.7 | 23.6 | 23.4 | 23.2 | 22.9 | 22.1 | 17.9 | 22.1 | 22.1 | 21.5 | 19.6 | ||
成形體中之(C)含量 | 質量% | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 25 | 30 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 30 | 30 | ||
(B)/[(A)+(B)] | 質量% | 28.6 | 28.6 | 37.5 | 29.8 | 29.8 | 29.8 | 37.5 | 29.8 | 29.8 | 29.8 | 29.8 | 28.6 | 23.1 | 28.6 | 28.6 | 31.5 | 28.6 | ||
MFR | 230℃/2.16 kg | g/10 min | 3.4 | 5 | 2.6 | 3.2 | 6.4 | 6.1 | 4.2 | 3.6 | 3.9 | 3.1 | 3 | 3.4 | 3.7 | 6.4 | 9.6 | 8.8 | 9.7 | |
機械特性 | 拉伸強度 | MPa | 71 | 72 | 67 | 69 | 73 | 82 | 82 | 70 | 70 | 70 | 68 | 67 | 69 | 71 | 72 | 85 | 82 | |
彎曲強度 | MPa | 117 | 119 | 112 | 113 | 120 | 136 | 138 | 117 | 116 | 116 | 113 | 111 | 114 | 118 | 120 | 140 | 137 | ||
彎曲模數 | MPa | 6000 | 6000 | 6670 | 6100 | 6290 | 7450 | 9380 | 6150 | 6150 | 6150 | 5860 | 5930 | 5530 | 6100 | 6100 | 8720 | 8600 | ||
夏比衝擊強度 | kJ/m2 | 10.2 | 10 | 8.8 | 9.6 | 9.4 | 10 | 8.8 | 10.3 | 10.3 | 10.3 | 10.2 | 9.7 | 10.4 | 9.4 | 9.2 | 10.1 | 10 | ||
比強度(拉伸) | kN·m/Kg | 60 | 61 | 54 | 58 | 61 | 66 | 61 | 58 | 58 | 58 | 57 | 56 | 59 | 60 | 61 | 65 | 63 | ||
比強度(彎曲) | kN·m/kg | 98 | 100 | 90 | 94 | 100 | 110 | 103 | 98 | 97 | 97 | 94 | 93 | 98 | 99 | 101 | 108 | 105 | ||
比彈性模數 | kN·m/Kg | 5040 | 5040 | 5340 | 5080 | 5240 | 6010 | 7000 | 5130 | 5130 | 5130 | 4880 | 4980 | 4770 | 5130 | 5130 | 6710 | 6620 | ||
燃燒性 | UL94/1.5 mmt | - | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | |
密度 | g/cm3 | 1.19 | 1.19 | 1.25 | 1.2 | 1.2 | 1.24 | 1.34 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.19 | 1.16 | 1.19 | 1.19 | 1.3 | 1.3 | ||
成形體燃燒試驗 | E法/2.0 mmt | 開孔 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | |
自熄性 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | |||
[表3]
比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | ||||
成形體(質量份) | (A)PP樹脂 | (A-1) | 100 | ||||||
(A-2) | |||||||||
(A-3) | |||||||||
(A-4) | |||||||||
(A-5) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||
(B)阻燃劑 | (B-1)阻燃劑 | 20 | |||||||
(B-2)阻燃劑 | |||||||||
(B')阻燃劑 | 40 | 40 | 40 | 44 | 40 | ||||
阻燃助劑 | 阻燃助劑 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |||
抗滴落劑 | 0.88 | 0.88 | 0.88 | ||||||
(C)玻璃纖維 | (C)短切玻璃纖維 | 30.7 | 53 | 67 | 68 | 70 | 106 | ||
CBMB | 2.79 | 1.47 | 1.57 | 1.58 | 1.62 | 1.84 | |||
穩定劑1 | 0.3 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
穩定劑2 | 0.2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
潤滑劑 | 1 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | |||
成形體中之(B)含量 | 質量% | 12.9 | 19 | 17.8 | 17.6 | 18.9 | 15.1 | ||
成形體中之(C)含量 | 質量% | 20 | 25 | 30 | 30 | 30 | 40 | ||
(B)/[(A)+(B)] | 質量% | 16.7 | 28.6 | 28.6 | 28.6 | 30.6 | 28.6 | ||
MFR | 230℃/2.16 kg | g/10 min | 4.1 | 4.0 | 3.3 | 2.6 | 2.1 | 1.7 | |
機械特性 | 拉伸強度 | MPa | 71 | 76 | 78 | 78 | 77 | 72 | |
彎曲強度 | MPa | 114 | 124 | 129 | 128 | 128 | 120 | ||
彎曲模數 | MPa | 5100 | 7040 | 8290 | 8480 | 8560 | 11200 | ||
夏比衝擊強度 | kJ/m2 | 10.9 | 11 | 10.4 | 9.8 | 9.8 | 7.3 | ||
比強度(拉伸) | kN·m/kg | 63 | 54 | 54 | 54 | 52 | 46 | ||
比強度(彎曲) | kN·m/kg | 102 | 88 | 89 | 88 | 87 | 77 | ||
比彈性模數 | kN·m/kg | 4550 | 4990 | 5720 | 5850 | 5820 | 7230 | ||
燃燒性 | UL94/1.5 mmt | - | 非V | V-1 | 非V | V-1 | V-1 | V-1 | |
密度 | g/cm3 | 1.12 | 1.41 | 1.45 | 1.45 | 1.47 | 1.55 | ||
成形體燃燒試驗 | E法/2.0 mmt | 開孔 | 無 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | |
自熄性 | 無 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | |||
實施例18~20、比較例7、8
將包含(A)成分之聚烯烴樹脂、磷系阻燃劑(B)之樹脂混合物、製造例2之樹脂含浸玻璃長纖維等以表4所示之組成進行乾摻後,投入至射出成形機(FANUC(股份有限公司)製造之FANUC ROBOSHOT α-S150iA,模具50℃,成形溫度220℃)中,而獲得樹脂成形體。將評價結果示於表4。
[表4]
實施例18 | 實施例19 | 實施例20 | 比較例7 | 比較例8 | ||||
成形伸(質量份) | (A)PP樹脂 | PP樹脂(A3) | 25.5 | 23.7 | 20.2 | |||
(B)阻燃劑 | 包含磷系阻燃劑(B-1)之樹脂混合物 | 34.5 | 34.5 | 38.2 | ||||
包含溴系阻燃劑(B')之樹脂混合物 | 38 | 38.2 | ||||||
(C)玻璃纖維 | 樹脂含浸玻璃纖維束(含有玻璃長纖維(C)50質量%) | 40 | 40 | 60 | 40 | 60 | ||
CBME | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | ||||
合計(質量份) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |||
成形體中之磷系阻燃劑(B)之含量 | 質量% | 24.2 | 24.2 | 26.7 | 22.8 | 22.9 | ||
成形體中之玻璃纖維(C)之含量 | 質量% | 20 | 20 | 30 | 20 | 30 | ||
(B)/[(A)+(B)] | 質量% | 30.2 | 30.2 | 38.1 | 28.5 | 32.7 | ||
機械特性 | 拉伸強度 | MPa | 93 | 91 | 105 | 92 | 106 | |
彎曲強度 | MPa | 137 | 135 | 160 | 137 | 163 | ||
彎曲模數 | MPa | 6100 | 6100 | 8200 | 6030 | 9200 | ||
夏比衝擊強度 | kJ/m2 | 16.2 | 16 | 25 | 17.8 | 19 | ||
比強度(拉伸) | kN·m/kg | 78 | 76 | 78 | 65 | 67 | ||
比強度(彎曲) | kN·m/kg | 115 | 113 | 119 | 97 | 103 | ||
比彈性模數 | kN·m/kg | 5130 | 5130 | 6070 | 4280 | 5820 | ||
燃燒性 | UL94/1.5 mmt | - | V-0 | V-0 | V-0 | V-1 | V-1 | |
密度 | g/cm3 | 1.19 | 1.19 | 1.35 | 1.41 | 1.58 | ||
成形體燃燒試驗 | E法/2.0 mmt | 開孔 | 無 | 無 | 無 | 有 | 有 | |
自熄性 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 |
表2之實施例1~17表示獲得除具有自熄性與高度阻燃性以外,亦具有較高之機械強度之樹脂成形體。另一方面,表3之成形體中之(B)阻燃劑較少之比較例1之阻燃性不充分而不具有自熄性。又,表3之含有溴系阻燃劑之比較例2~6於燃燒試驗E法之開孔評價中均為「有開孔」,無法獲得滿足ECE-R100等耐火試驗之阻燃性。表3之比較例1之氧指數為20,比較例5之氧指數為24.5。
表4之使用樹脂含浸玻璃纖維束作為(C)成分之實施例18~20相較於表2之使用玻璃短纖維作為(C)成分之實施例1~17,維持自熄性與高度阻燃性且獲得更高之機械強度。
實施例21~26、比較例9、10
將包含(A)成分之聚烯烴樹脂、磷系阻燃劑(B)之樹脂混合物、製造例2之樹脂含浸玻璃長纖維束、(D)成分之氧化鋅等以表5所示之組成進行乾摻後,投入至射出成形機(FANUC(股份有限公司)製造之FANUC ROBOSHOT α-S150iA,模具50℃,成形溫度220℃)中,而獲得樹脂成形體。將評價結果示於表5。
[表5]
實施例21 | 實施例22 | 比較例9 | 實施例23 | 比較例10 | 實施例24 | 實施例25 | 實施例26 | ||||
成形體(質量份) | (A)PP樹脂 | (A-1) | 100 | 100 | |||||||
(A-4) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||||
(A-6) | 100 | ||||||||||
(B)阻燃劑 | (B-3) | 44 | 44 | 28 | 45.3 | 28 | 44 | 38.2 | 40 | ||
(C)玻璃纖維 | 64.33 | 64.33 | - | 65.14 | - | 64.33 | 36 | 36 | |||
(D)氧化鋅 | - | 2.07 | 1.31 | 5.26 | 4.43 | 7.58 | 1.8 | 5.08 | |||
CBMB | 2.12 | 2.12 | 1.31 | 2.16 | 1.34 | 2.12 | 1.84 | 1.84 | |||
穩定劑1 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |||
穩定劑2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | |||
潤滑劑 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
成形體中之(B)含量 | 質量% | 20.8 | 20.6 | 21.2 | 20.7 | 20.7 | 20 | 21.3 | 21.7 | ||
成形體中之(C)含量 | 質量% | 30.4 | 30.1 | 0.0 | 29.7 | 0.0 | 29.3 | 20.1 | 19.5 | ||
成形體中之(D)含量 | 質量% | - | 0.97 | 0.99 | 2.40 | 3.27 | 3.45 | 1.00 | 2.75 | ||
(B)/[(A)+(B)] | 質量% | 30.6 | 30.6 | 21.9 | 31.2 | 21.9 | 30.6 | 27.6 | 28.6 | ||
(D)/[(C)+(D)] | 質量% | - | 3.12 | - | 7.47 | - | 10.5 | 4.76 | 12.4 | ||
(D)/[(A)+(B)+(D)] | 質量% | - | 1.42 | 1.01 | 3.49 | 3.35 | 5.0 | 1.29 | 3.5 | ||
MFR | 230℃/2.16 kg | g/10 min | 12 | 10.9 | 31 | 10.9 | 31.9 | 9 | 3.4 | 2.5 | |
機械特性 | 拉伸強度 | MPa | 80 | 78 | 25 | 73 | 24 | 75 | 62 | 60 | |
彎曲強度 | MPa | 135 | 131 | 44 | 126 | 44 | 128 | 104 | 100 | ||
彎曲模數 | MPa | 8700 | 8790 | 2100 | 8860 | 2120 | 8900 | 6000 | 6400 | ||
夏比衝擊強度 | kJ/m2 | 9.5 | 9.0 | 1.9 | 7.8 | 1.5 | 8 | 9.2 | 7.5 | ||
比強度(拉伸) | kN·m/kg | 62 | 60 | 25 | 56 | 24 | 56 | 52 | 49 | ||
比強度(彎曲) | kN·m/kg | 104 | 101 | 44 | 97 | 44 | 96 | 87 | 82 | ||
比彈性模數 | kN·m/kg | 6690 | 6760 | 2100 | 6820 | 2120 | 6690 | 5000 | 5250 | ||
燃燒性 | UL94/1.5 mmt | V-0 | V-0 | V-2 | V-0 | V-2 | V-0 | V-0 | V-0 | ||
氧指數 | 27.0 | 27.5 | 24.5 | 28.5 | 25.0 | 29.5 | 27.0 | 27.5 | |||
密度 | g/cm3 | 1.29 | 1.3 | 1.0 | 1.3 | 1.0 | 1.33 | 1.2 | 1.22 | ||
成形體燃燒試驗 | E法/2.0 mmt | 開孔 | 無 | 無 | 有 | 無 | 有 | 無 | 無 | 無 | |
自熄性 | 有 | 有 | 無 | 有 | 無 | 有 | 有 | 有 | |||
[表6]
自加熱開始經過130 sec後之總放熱量[MJ/m2 ] | 鋁箔之開孔 | |
實施例3 | 3.1 | 無 |
實施例13 | 8.2 | 無 |
實施例15 | 7.1 | 無 |
實施例16 | 6.4 | 無 |
實施例18 | 4.5 | 無 |
實施例19 | 5.1 | 無 |
實施例20 | 5.4 | 無 |
實施例21 | 6.2 | 無 |
實施例22 | 5.5 | 無 |
實施例24 | 4.9 | 無 |
比較例1 | 13 | 無 |
比較例5 | 24 | 有 |
自表5所示之實施例21、22與比較例9、實施例23與比較例10之對比、實施例24~26可明確得知,藉由將(C)成分之玻璃纖維與(D)成分之氧化鋅併用,可獲得阻燃性與機械強度良好之成形體。再者,比較例9由於(A)成分、(B)成分、(D)成分之合計含量中之(D)成分之含有比率為1.01質量%,故而相當於日本專利第5048936號公報中所記載之發明。
[產業上之可利用性]
本發明之例之樹脂成形體具有滿足ECE-R100等與耐火試驗相關之基準之阻燃性與自熄性,因此亦可用於電動汽車、電動穿梭巴士、電動卡車、電動機車、電動輪椅、站立式兩輪自平衡電動車等電池式電動運輸機器、尤其是無法裝卸電池之使用固定式電池之電動運輸機器之電池模組之殼體之整體或一部分、周邊零件(緊固用零件等)、進而電動汽車用充電器連接器、電池電容器用支座、電池電容器用殼體或電動汽車用充電底座用殼體。
無。
無。
Claims (9)
- 一種自熄性樹脂成形體,其係由包含(A)聚烯烴系樹脂、(B)磷系阻燃劑、及(C)玻璃纖維之樹脂組成物所獲得者, 於上述自熄性樹脂成形體中含有15~30質量%之(B)磷系阻燃劑、及5~50質量%之(C)玻璃纖維,且上述自熄性樹脂成形體滿足下述(I)~(III): (I)上述自熄性樹脂成形體之厚度為1.5~8.0 mm; (II)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗結束後2分鐘以內自行熄滅; (III)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗後無開孔; 燃燒試驗E法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm),使用200 mm長度之火焰自上述平板之上方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸,上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為150 mm。
- 一種自熄性樹脂成形體,其係由包含(A)聚烯烴系樹脂、(B)磷系阻燃劑、(C)玻璃纖維、及(D)選自碳酸氫鎂、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂及氧化矽之碳化促進劑的樹脂組成物所獲得者, 於上述成形體中含有15~30質量%之(B)磷系阻燃劑、5~50質量%之(C)玻璃纖維、及0.3~5質量%之(D)碳化促進劑,(C)成分與(D)成分之合計量中之(D)成分之含有比率為2~13質量%,且上述自熄性樹脂成形體滿足下述(I)~(III): (I)上述自熄性樹脂成形體之厚度為1.5~8.0 mm; (II)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗結束後2分鐘以內自行熄滅; (III)上述自熄性樹脂成形體於藉由下述燃燒試驗E法進行之燃燒試驗後無開孔; 燃燒試驗E法:使用由上述成形體所構成之平板(150×150×2.0 mm),使用200 mm長度之火焰自上述平板之上方對上述平板之中心進行130秒鐘火焰接觸,上述平板之火焰接觸位置至燃燒器嘴之距離為150 mm。
- 如請求項1或2所述之自熄性樹脂成形體,其進而滿足下述(IV)、(V): (IV)藉由下述方法之錐形卡路里計放熱性試驗所測得之總放熱量自加熱開始經過130 sec後為10 MJ/m2 以下; (V)於藉由下述方法之錐形卡路里計放熱性試驗測定總放熱量時,自加熱開始經過5 min後,被覆上述自熄性樹脂成形體之鋁箔無開孔; 錐形卡路里計放熱性試驗:依據ISO5660-1,利用鋁箔(厚度12 μm)覆蓋大小100 mm×100 mm、厚度2.0 mm之平板狀成形品之除加熱面以外之面作為試樣,以輻射熱強度為50 kW/m2 進行5分鐘加熱。
- 如請求項1至3中任一項所述之自熄性樹脂成形體,其進而含有碳黑。
- 如請求項1至4中任一項所述之自熄性樹脂成形體,其中,(C)成分之玻璃纖維為樹脂附著長纖維束之形態,該樹脂附著長纖維束係使(A)成分之聚烯烴系樹脂於熔融狀態下附著於玻璃纖維沿長度方向對齊之狀態下集束之玻璃長纖維束而一體化,並切割成5~50 mm之長度而成。
- 如請求項1至4中任一項所述之自熄性樹脂成形體,其中,(C)成分為處於長度1~4 mm之範圍內之玻璃短纖維。
- 如請求項1至6中任一項所述之自熄性樹脂成形體,其中,自下式(B)/[(A)+(B)]×100求出之成形體中的(B)成分相對於(A)成分與(B)成分之合計含量的含有比率為18~45質量%。
- 如請求項1至7中任一項所述之自熄性樹脂成形體,其中,(A)成分為聚丙烯樹脂。
- 如請求項1至8中任一項所述之自熄性樹脂成形體,其為電池式電動運輸機器中之電池模組之殼體零件或其周邊零件。
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