WO2000011108A1 - Composition ignifuge et composition de resine ignifuge - Google Patents

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WO2000011108A1
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resin
flame
methylene
phosphonic acid
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Yoshifusa Hara
Ken Tamura
Takashi Nishimura
Nobuo Matsumoto
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Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.
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    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/06Organic materials
    • C09K21/12Organic materials containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
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    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

Definitions

  • the present invention provides a non-halogen flame-retardant composition and a flame-retardant composition capable of imparting excellent flame retardancy to various resins while maintaining the original mechanical properties of the resin without irritating odor. It relates to a resin composition. Background art
  • Halides such as chlorine and bromine, phosphorus compounds, nitrogen compounds, and antimony and boron inorganic compounds have been used as flame retardants for plastics.However, in recent years, the level of flame retardancy has been severe in all fields. In addition to the demand for high flame-retardant performance, especially for flame retardants containing bromine and chlorine, it has been pointed out that a small amount of toxic dioxins may be generated in humans during combustion. There is a growing demand for flame retardants.
  • non-halogen flame retardant examples include a resin composition in which red phosphorus is blended with a curable resin (Japanese Patent Publication No. 59-94942), and hydrated alumina as an epoxy resin flame retardant.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-253690 Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-253690
  • surface-treated red phosphorus, hydrated alumina, silica powder Japanese Patent Publication No. 58-1985851
  • modified red phosphorus For example, calcium borate and aluminum hydroxide or magnesium hydroxide (Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-37774) and phenol resin are used for the phenolic resin.
  • boric acid and antimony trioxide Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-81224
  • a compound having three triazine structures in a molecule with respect to a polyurethane resin Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 53-212124. No.
  • thermoplastic resin magnesium hydroxide (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 54-83592 and 54-131 645) is used for polyamide resin, and Melamine cyanurate (JP-A-53-31759, JP-A-54-91558) and organic sulfonates for polycarbonate (JP-A-50-9858) No. 39, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-98540), a sulfonate (Japanese Patent Publication No. H01-224304), a phosphonate compound and a polyphosphoric acid for polyphenylene oxide. Ammonium (Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • Organophosphorus flame retardants have received particular attention as non-halogen flame retardants. Its flame-retardant mechanism has a high volatility: the phosphorus compound vaporized by heating acts as an inhibitor of combustion in the gaseous phase as a diluent for oxygen gas, a cooling effect for the combustion system due to volatilization, and a suppression of chemical reactions in combustion. Suppress plastic combustion by its effect. On the other hand, those with low volatility are thermally decomposed by heating to generate phosphoric acid, which is converted into phosphoric acid and polymetaphosphoric acid. Form an acid polymer. In addition, the plastic is carbonized by the dehydration reaction of phosphoric acid, forming a carbonized layer, thereby blocking the ingress of air and cutting off the supply of heat energy from the outside to suppress combustion.
  • organophosphorus flame retardants At present, various phosphoric esters and phosphites have been proposed as organophosphorus flame retardants, but many of these compounds have low affinity for resins due to their water solubility, and the P content in the compounds is low. Low, the resin must be contained in a large amount in order to enhance the flame retardant effect, and the mechanical properties are impaired.
  • Nitrilotris (methylene) phosphonic acid and derivatives thereof are used in various fields as scale inhibitors, anticorrosives, metal surface treatment agents, and chelating agents. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-4977 discloses that 6 tris of nitrile tris (methylene) phosphonic acid It is disclosed that salt is an excellent flame retardant compound. However, although a resin containing the compound as a flame retardant can provide a certain level of flame retardant effect, it has a disadvantage that the practical flame retardant effect is still insufficient and the mechanical properties of the resin are also reduced. .
  • the present inventors have conducted intensive studies on non-halogen flame retardants, and as a result, focused on ditrilotris (methylene) phosphonic acid having a high p content, and found that the divalent metal salt of the compound was The inventors have found that excellent flame retardancy can be imparted to various resins without impairing mechanical properties, and have completed the present invention. That is, the present invention provides a non-halogen flame retardant composition which can impart excellent flame retardancy to various resins without impairing mechanical properties, and a resin composition having excellent flame retardancy. The purpose is to: Disclosure of the invention
  • the flame retardant composition provided by the present invention has the following general formula (1):
  • M 1 and M 2 represent a hydrogen atom or an alkali metal.
  • the ditrilotris (methylene) phosphonic acid or a salt thereof represented by the following formula is obtained by reacting with a divalent metal compound. It is characterized by containing a metal salt of nitrilotris (methylene) phosphonate.
  • the flame retardant composition of the present invention is a composition containing the above-mentioned metal tritrilotris (methylene) phosphonate and a hydrated metal compound, or the above-mentioned ditrilotritris (methylene) phosphonate.
  • a composition containing a (methylene) phosphonic acid metal salt, a hydrated metal compound, and a phosphorus-based flame retardant as a flame retardant aid is preferred.
  • the flame-retardant resin composition to be provided by the present invention is characterized by comprising a resin and the above-mentioned flame retardant composition.
  • the flame retardant composition of the present invention has the following general formula (1):
  • the ditrilotris (methylene) phosphonic acid or a salt thereof represented by the following formula is obtained by reacting with a divalent metal compound. It is characterized by containing a metal salt of ditrilotris (methylene) phosphonate.
  • M 1 and M 2 each represent a hydrogen atom or an alkali metal.
  • the metal Li, Na, and K are preferable.
  • the method of reacting ditrilotris (methylene) phosphonic acid represented by the general formula (1) or a salt thereof with a divalent metal compound to obtain ditrilotris (methylene) phosphonic acid metal salt is not particularly limited.
  • a known method can be used.
  • ditrilotris (methylene) phosphonic acid represented by the general formula (1) and a salt thereof and a divalent metal compound are mixed with water, a mixed solvent of water-acetone, and water.
  • the reaction is carried out in a water-based solvent such as monoalcohol.
  • divalent metal compound examples include divalent metal oxyacid salts, hydroxides, oxides, and halides.
  • divalent metal oxyacid salts examples include sulfates, carbonates, phosphates, and the like. Nitrate, nitrite and the like can be mentioned.
  • divalent metal examples include Mg, Ca, Ba, Sr and Zn.
  • the starting material tritolytris (methylene) phosphonic acid represented by the general formula (1) and its salt
  • the ratio of the divalent metal compound to the divalent metal compound is usually in the range of 1 to 3 mol per 1 mol of the phosphonic acid of the general formula (1) or a salt thereof, and the ratio is within the range.
  • the amount of the divalent metal compound may be appropriately adjusted depending on the amount of the divalent metal, for example, the amount of one to three divalent metals.
  • the metal salt of tritris (methylene) phosphonic acid obtained by the reaction may be either an anhydride or a hydrate, but a hydrate is preferred in the present invention. Commonly used.
  • Tritrimethylene phosphonic acid trimagnesium salt Tritrimethylene phosphonic acid trimagnesium salt
  • the flame retardant effect can be further enhanced by using it in combination with a hydrated metal compound.
  • a hydrated metal compound M m O n XH 20 ( ⁇ is a metal, m and n are integers of 1 or more determined by the valency of the metal, and X is water of crystallization contained) Or a double salt containing the compound, specifically, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate, calcium hydroxide, barium hydroxide, dihydroxide.
  • Ruconium dosonite, zinc stannate, zinc borate, aluminum borate, antimony pentoxide, basic zinc carbonate, cobalt oxide, zirconium oxide, tin oxide, aluminum oxide, titanium oxide, magnesium oxide, calcium silicate, borax, Zinc molybdate, zinc phosphate, magnesium phosphate, hide mouth talcite, hydrocalumite, kaolin, tal , Serisai door, Pairofuirai door, Ben door One or more of knight, kaolinite, calcium sulfate, zinc sulfate and the like can be mentioned. These hydrated metal compounds may be surface-treated.
  • the mixing ratio of the hydrated metal compound is usually 1 to 200 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, per 100 parts by weight of metal tritris (methylene) phosphonate. is there.
  • a flame retardant auxiliary can be used in combination.
  • the flame retardant aid include metal oxides such as antimony trioxide, copper oxide, magnesium oxide, zinc oxide, molybdenum oxide, iron oxide, manganese oxide, aluminum oxide, tin oxide, titanium oxide, nickel oxide, and the like.
  • Calcium carbonate such as barium carbonate, zinc metaborate, metaborate such as barium metaborate, melamine, melamin cyanurate, melamine monomethyl melamine, (iso) cyanuric acid, melam, melem, melon, succinoguanamine Melamine sulfate, melamine sulfate, acetate guanamine sulfate, melam sulfate, guanylmelamine sulfate, melamine resin, BT resin, cyanuric acid, isocyanuric acid, isocyanuric acid derivative, melamine isocyanurate, benzoguanamine, acetoguanamine, etc.
  • Examples of the phosphorus-based flame retardants include triethyl phosphate, tricresyl phosphate, triphenyl triphosphate, cresyl phenyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, ethyl ethyl phosphate, dihydroxy propylene phosphate, Disodium ethylene phosphate, methyl phosphonic acid, methyl methyl phosphonate, methyl methyl phosphonate, ethyl methyl phosphonate, propyl phosphonic acid, butyl phosphonic acid, 2-methyl-1-propyl phosphonic acid, t-butyl phosphonic acid, 2,3-dimethyl Butylphosphonic acid, Octylphosphonic acid, Phenylphosphonic acid, Dioctylphenylphosphonate, Dimethylphosphinic acid, Methylethylphosphinic acid, Methylpropylphosphinic acid, Getylphosphin
  • Red phosphorus whose surface is modified with an organic substance and / or an inorganic substance is preferable.
  • phenol resin epoxy resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, melamine-formaldehyde polycondensate, Mg, Ca, T i , Al, Co and Zr hydroxides and those surface-treated with one or more selected from these oxides, but are not limited thereto.
  • the compounding ratio of these flame retardant aids is usually from 0.1 to 10% by weight, preferably from 0.5 to 5% by weight, as a flame retardant composition.
  • the flame retardant composition according to the present invention can impart excellent flame retardancy to various resins.
  • the resin that can be used is not particularly limited.
  • epoxy resin, phenol resin, polyurethane resin, melamine resin, urea resin, aniline resin, furan resin, alkyd resin, xylene resin, unsaturated polyester resin, and diphenyl phthalate Curable resin such as resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyphenylene ether, nylon 6, nylon 66, nylon 12, polyacetal, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, Polyacrylonitrile, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyethylene oxide, polytetramethylenoxide, thermoplastic polyurethane, phenoxy resin, polyamide, Tylene / propylene copolymer, ethylene / 1-butene copolymer, ethylene / propylene / non-conjugated gen copolymer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene
  • the curable resin refers to a three-dimensional network structure in which a cross-linking structure develops due to a chemical change caused by the action of heat, a catalyst, or ultraviolet light, and has a three-dimensional network structure. Shows insoluble and infusible synthetic resins.
  • a thermoplastic resin indicates a resin that exhibits fluidity by heating and can be shaped by this.
  • the compounding ratio of the flame retardant composition to various resins is 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 15 parts by weight, as P with respect to 100 parts by weight of the resin. The reason is that if the mixing ratio is less than 1 part by weight, it is difficult to obtain a sufficient or flame-retardant effect. It is not preferable because of the tendency.
  • components to be added to the resin such as phosphorus-based, ionic-based, hindered phenol-based antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, release agents, dyes, and pigments It can be used in combination with usual additives such as agents, crosslinking agents, softeners and dispersants.
  • fibrous and / or granular fillers can be added to significantly improve the rigidity of the resin.
  • Such fillers include, for example, glass fiber, carbon fiber, metal fiber, aramide resin, asbestos, titanate power, mullite power, wallastite, glass flake, glass beads, talc, my power, clay, carbonate
  • Examples include calcium, calcium silicate, barium sulfate, titanium oxide, fused silica, crystalline silica, magnesia, and aluminum oxide.
  • the flame retardant composition of the present invention can be contained in various resins by a generally known method.
  • a method in which the flame retardant composition of the present invention is mixed with the curable resin and other components at the same time a method in which the flame retardant composition of the present invention is mixed in advance with one of the resin components.
  • the flame-retardant resin composition of the present invention is capable of maintaining the original mechanical properties of the resin while burning. 8
  • Epoxy resins used in semiconductor encapsulants include all monomers, oligomers and polymers having at least two epoxy groups in one molecule, such as bisphenol A-type epoxy, bisphenol F-type epoxy, bisphenol S N-glycidyl compounds from type epoxy, phenol novolak type epoxy, cresol novolak type epoxy, naphthylene type epoxy, biphenyl type epoxy, aromatic amine and heterocyclic nitrogen salt group, such as N, N— Diglycidyl diphosphorus, triglycidyl isocyanurate, N, N, N,, N, -tetraglycidyl rubis (p-aminophenyl) monomethane and the like, but not particularly limited to these. Absent. These can be used in combination of several types.
  • C2 to C20 such as ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, and hexamethylenediamine can be used.
  • the filler examples include fused silica powder, crystalline silica powder, alumina, silicon nitride, and the like.
  • the mixing ratio of these fillers is 60 to 90% by weight in the resin composition.
  • release agents such as natural waxes, synthetic waxes, metal salts of straight-chain fatty acids, acid amides, esters, paraffins, coloring agents such as Rippon Bon Black, Bengala, etc. It can be used as an encapsulating resin composition using additives known to those skilled in the art, such as a curing accelerator, and is suitably used for encapsulating semiconductor elements by transfer molding, injection molding, or the like.
  • NTP nitrile tris (methylene) phosphonic acid
  • the crystals were dried at 110 ° C. for 24 hours and further at 250 ° C. for 24 hours, and pulverized with a mixer to obtain 1598.4 g of the desired product. Yield 92.3% (Yield based on NTP).
  • the obtained white crystals were dissolved in hydrochloric acid, and the concentrations of P and Mg were measured by ICP. As a result, P was 23.62%, and Mg was 19.24%.
  • the crystals were dried at 110 ° C. for 24 hours and further at 250 ° C. for 24 hours, and pulverized with a mixer to obtain 1983.3 g of a desired product. Yield 94.3% (v.s. NTP).
  • the obtained white crystals were dissolved in hydrochloric acid, and the concentrations of P and Ca were measured by ICP. As a result, it was P; 19.76 Ca; 26.93%.
  • the crystals were dried at 110 ° C. for 24 hours and further at 250 ° C. for 24 hours, and pulverized with a mixer to obtain 1153.8 g of a desired product. Yield 86.7% (v.s. NTP).
  • the obtained white crystals were dissolved in hydrochloric acid, and the concentrations of P and Zn were measured by ICP. As a result, the results were P: 15.18%, Zn: 27.65%.
  • Various additives were added to the ethylene ethyl acrylate resin at the compounding ratios (parts by weight) shown in Table 1 and the mixture was heated to 5 to 1 with a hot roll set at 120 to 130 ° C. Kneaded for 0 minutes.
  • a 3 mm thick sheet was prepared at a molding pressure of 1 50 kg / cm 2 , a pressurizing temperature of 5 minutes, a mold temperature of 1 15 ° C using a heating brace, and a length of 1 25 mm and a width of 1
  • a 3 mm test piece was prepared.
  • the flame retardancy test was performed using a vertical flame test (94 V-0, 94 V- 1) of a resin that was added to the above prepared resin with a length of 125 mm, a width of 13 mm, and a thickness of 3 mm. And 94 V-2).
  • Table 3 shows the results.
  • Table 2 shows the conditions for UL 94.
  • Table 1 (parts by weight)
  • Residual dust time 30 seconds or less 60 seconds or less 60 seconds or less Table 3
  • Table 5 shows the presence or absence of phosphine gas at the time of molding and the surface properties of the molded product.
  • the red phosphorus whose surface was modified with a phenol resin was used.
  • the phenol resin containing the flame retardant composition of the present invention is excellent in flame retardancy, the surface of the molded article is smooth, and no phosphine gas is generated during molding.
  • those containing calcium borate also show excellent flame retardancy, but the surface of the molded product is rough.
  • the compound containing red phosphorus also shows excellent flame retardancy, but phosphine gas was generated during processing.
  • the red phosphorus whose surface was modified with a phenol resin was used.
  • test pieces for flame retardancy evaluation based on UL94 were prepared, and flammability was measured. Table 9 shows the results.
  • Red phosphorus whose surface was modified with aluminum hydroxide and titanium hydroxide was used.
  • PBT Polybutylene terefu rate
  • PP polypropylene resin
  • Table 10 Various additives were added to a polypropylene resin (hereinafter abbreviated as PP) at the compounding ratios shown in Table 10 and kneaded with a hot roll set at 230 ° C for 5 minutes. Melt extrusion was performed at a screw rotation speed of 87 rpm. Specimens based on UL 94 were prepared by injection molding (cylinder temperature: 230 ° C, mold temperature 50 ° C).
  • borax is of a Na 2 0 ⁇ ⁇ 2 0 5 ⁇ 5 H 2
  • Hydro evening Rusai DOO used was a Mg 6 A 1 J 2 (OH ) 16 C0 3 '4H 2 0 . (Weight part)
  • the sealed test element was treated for 72 hours in an environment of 85 ° C and 85% RH, and then immersed in a solder bath at 260 ° C for 10 seconds. The test was performed at 5 ° (:, 100% RH), the open failure of the circuit was measured, and the time when the failure first occurred was defined as the solder moisture resistance. 1 2 (parts by weight)
  • the flame retardant composition of the present invention can provide an excellent flame retardant effect to various resins while maintaining the original mechanical properties of the resin, and has low smoke emission and no irritating odor.
  • the value of use as a halogen-free flame retardant is extremely large.

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Description

明 細 書 難燃剤組成物及び難燃性樹脂組成物 技術分野
本発明は、 低発煙性で刺激臭がなく、 各種樹脂に対して樹脂本来の機械的物性 を維持しながら優れた難燃性を付与することができるノンハロゲン系の難燃剤 組成物及び難燃性樹脂組成物に関する。 背景技術
プラスチックの難燃剤として、 塩素、 臭素などのハロゲン化物、 リン系化合物、 チッソ系化合物、 あるいはアンチモン、 ホウ素系の無機化合物が使用されたきた しかしながら、 近年、 あらゆる分野で、 難燃性のレベルが厳しくなり、 高い難 燃性能が要求されると共に、 特に臭素、 塩素を含む難燃剤は、 燃焼の際に微量な がら人体に有毒なダイォキシン類が発生する可能性が指摘されたことから、 ノン ハロゲン系の難燃剤への要望が高まっている。
ノ ンハロゲン系の難燃剤としては、 例えば、 硬化性樹脂に対して赤りんを配合 した樹脂組成物 (特公昭 5 9— 4 9 9 4 2号公報) 、 エポキシ樹脂の難燃剤とし て水和アルミナ (特開平 0 5— 2 5 3 6 9号公報) 、 表面処理した赤りん、 水和 アルミナ、 シリカ粉末 (特閧昭 5 8 - 1 9 8 5 2 1号公報) 、 改質赤りん (特開 昭 6 3— 1 5 6 8 6 0号公報) 、 フエノール樹脂に対してホウ酸カルシウムと水 酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウム (特開平 0 5— 4 3 7 7 4号公報) 、 フエノール樹脂に対してホウ酸と三酸化アンチモン (特開昭 6 0— 8 1 2 4 4号 公報) 、 ポリウレタン樹脂に対して分子内に 3つのトリアジン構造を有する化合 物 (特閧昭 5 3— 2 1 2 4 1号公報) 等が提案されている。
一方、 熱可塑性樹脂に対しては、 ポリアミ ド樹脂用として水酸化マグネシウム (特開昭 5 4— 8 3 9 5 2号公報及び特閧昭 5 4— 1 3 1 6 4 5号公報) 、 及び メラ ミ ンシァヌレート (特開昭 5 3 - 3 1 7 5 9号公報、 特閧昭 5 4 - 9 1 5 5 8号公報) 、 ポリカーボネート用として有機スルホン酸塩 (特開昭 5 0— 9 8 5 3 9号公報、 特開昭 5 0— 9 8 5 4 0号) 、 スルフィ ド酸塩 (特公平 0 1— 2 2 3 0 4号公報) 、 ポリフエ二レンォキシド用としてホスホネート化合物とポリ リ ン酸アンモニゥム (特開昭 5 2 - 8 6 4 4 9号公報) 、 ホスフェート化合物と三 酸化アンチモン (特開昭 4 9 - 3 2 9 4 7号公報) 、 ポリエステル用としてポリ ホスホネート (米国特許第 3 7 1 9 7 2 7号) 等の難燃剤が提案されている。 しかしながら、 赤りんは、 赤褐色であるため、 赤りんによって樹脂が着色して しまいカラーリングが不可能となる。 また、 樹脂の熱加工あるいは焼却の際にホ スフインガスの発生のため作業環境を悪化させ、 また、 これを抑制するために赤 りんを被覆剤により被覆したり しているが、 ホスフィンガスの発生を完全には抑 制することができない。
また、 その他の難燃剤においても、 樹脂の色調や機械的物性や色調を損なうこ となく優れた難燃性を各種樹脂に付与することは困難であり、 また燃焼の際の発 煙性や刺激臭の問題がある。
有機りん系難燃剤は、 ノンハロゲン系の難燃剤として、 特に注目されている。 その難燃機構は、 揮発性が高いものは、 加熱によって気化したリン化合物が気相 における燃焼の抑制剤として、 酸素ガスの希釈効果、 揮発による燃焼系の冷却効 果、 燃焼の化学反応の抑制効果などによってプラスチックの燃焼を抑制する。 一 方、 揮発性が低いものは、 加熱により熱分解してリン酸を生成し、 これが、 メ夕 リン酸、 ポリメタ リン酸となって、 焼成するプラスチックの固相または溶融層面 に不揮発性のリン酸ポリマーを形成する。 また、 りん酸の脱水反応によりブラス チックを炭化させ、 炭化層を形成し、 それによつて空気の進入を遮断し、 外部か らの熱エネルギーの供給を遮断して燃焼を抑制する。
現在、 有機りん系難燃剤は、 リン酸エステル、 ホスファイ ト系が各種提案され ているものの、 それらの化合物の多くは、 水溶性のため樹脂に対する親和性が低 く、 また化合物中の P含有量が低いため難燃効果を高めるため多量に樹脂中に含 有させなければならず、 機械的物性が損なわれる。
二トリロ トリス (メチレン) ホスホン酸及びその誘導体は、 スケール防止剤、 防食剤、 金属表面処理剤、 キレート剤として各種分野で用いられ、 また、 特開平 0 5 - 4 9 9 7号公報には、 二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸の 6メラミ ン塩が優れた難燃性化合物であることが開示されている。 しかしながら、 該化合 物を難燃剤として配合した樹脂は、 ある程度の難燃効果は得られるものの、 未だ 実用的な難燃効果は不十分であり、 樹脂の機械的物性も低下すると言う欠点があ る。
本発明者らは、 前記課題に鑑み、 ノンハロゲン系の難燃剤について鋭意研究を 重ねた結果、 p含有量の高い二ト リロ トリス (メチレン) ホスホン酸に着目し、 該化合物の 2価金属塩が各種樹脂に対して、 機械的特性を損なうことなく優れた 難燃性を付与することができることを知見し、 本発明を完成させるに至った。 即ち、 本発明は各種樹脂に対して機械的特性を損なうことなく優れた難燃性を 付与することができるノンハロゲン系の難燃剤組成物および優れた難燃性を有 する樹脂組成物を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明が提供しょうとする難燃剤組成物は、 下記一般式 ( 1 ) :
Figure imgf000005_0001
(式中、 M 1及び M 2は水素原子またはアル力リ金属を表す。 ) で示される二ト リ ロ トリス (メチレン) ホスホン酸およびその塩と、 2価金属化合物とを反応させ て得られる二トリロ ト リス (メチレン) ホスホン酸金属塩を含有することを構成 上の特徴とする。
また、 本発明の難燃剤組成物は、 上記の二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン 酸金属塩と水和金属化合物を含有する組成物、 あるいは上記の二ト リロ ト リス
(メチレン) ホスホン酸金属塩と水和金属化合物と更に難燃助剤としてリン系難 燃剤を含有する組成物が好ましい。
また、 本発明が提供しょうとする難燃性樹脂組成物は、 樹脂と前記の難燃剤組 成物を含有することを構成上の特徴とする。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明を詳細に説明する。
本発明の難燃剤組成物は、 下記一般式 ( 1 ) :
Figure imgf000006_0001
(式中、 M 1及び M 2は水素原子またはアル力リ金属を表す。 ) で示される二ト リ ロ トリス (メチレン) ホスホン酸およびその塩と、 2価金属化合物とを反応させ て得られる二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸金属塩を含有することを特徴 とする。
一般式 ( 1 ) 中、 M 1及び M 2は水素原子またはアル力リ金属を表す。 アル力リ 金属としては、 L i、 N a、 Kが好ましい。
前記一般式 ( 1 ) で示される二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸及びその 塩と 2価金属化合物とを反応させ二トリロ トリス (メチレン) ホスホン酸金属塩 を得る方法としては、 特に限定はなく、 公知の方法を用いることができ、 例えば 一般式 ( 1 ) で示される二ト リロ トリス (メチレン) ホスホン酸及びその塩と 2 価金属化合物とを、 水、 水一アセトンの混合溶媒、 水一アルコール等の水系溶媒 中で反応させる方法により行われる。
2価金属化合物には、 2価金属のォキシ酸塩、 水酸化物、 酸化物、 ハロゲン化 物等が挙げられ、 2価金属のォキシ酸塩としては、 硫酸塩、 炭酸塩、 リン酸塩、 硝酸塩、 亜硝酸塩等が挙げられる。 また、 2価金属としては、 例えば M g、 C a、 B a、 S r及び Z n等が挙げられる。
上記の反応の目的物の二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸金属塩を得る反 応において、 原料の一般式 ( 1 ) で示される二ト リロ トリス (メチレン) ホスホ ン酸及びその塩と 2価金属化合物との割合は、 通常一般式 ( 1 ) のホスホン酸及 びその塩 1モルに対して 2価金属化合物 1〜 3モルの範囲であり、 その範囲内に おいて目的物に導入される 2価金属の量、 例えば 1〜 3個の 2価金属量により、 2価金属化合物の使用量を適宜調整すればよい。
反応により得られる二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸金属塩は、 無水物 であっても含水物であってもいずれでもよいが、 本発明において含水物が好まし く用いられる。
その具体例を示すと、
二ト リ D 卜 リス メチレン ホスホン酸 マグネシウム塩、
二ト リ D 卜 リス メチレン ホスホン酸 2マグネシウム塩、
二ト リ Π 卜リス メチレン ホスホン酸 3マグネシウム塩、
二ト リ D 卜 リス メチレン ホスホン酸 カルシウム塩、
二ト リ D 卜 リス メチレン ホスホン酸 2カルシウム塩、
二ト リ Π 卜 リス メチレン ホスホン酸 3カルシウム塩、
二ト リ D 卜 リス メチレン ホスホン酸 バリウム塩、
二ト リ D 卜 リス メチレン ホスホン酸 2ノ リゥム塩、
二ト リ 卜 リス メチレン ホスホン酸 3ノ リゥム塩、
二ト U Π 卜 リス メチレン ホスホン酸 ス ト口ンチウム塩、
二ト U D 卜 リス メチレン ホスホン酸 2ス トロンチウム塩、
二ト U Π 卜 リス メチレン ホスホン酸 3ス トロンチウム塩、
二ト U CI 卜 リス メチレン ホスホン酸 亜鉛塩、
二トリ D 卜 リス メチレン ホスホン酸 2亜鉛塩、
二ト U D 卜リス メチレン ホスホン酸 3亜鉛塩
等が挙げられる。 また、 これらの化合物は 1種又は 2種以上で用いられる。
本発明に係る難燃剤組成物において、 更に、 水和金属化合物と併用することに より更に難燃効果を高めることができる。 水和金属化合物としては、 吸熱反応に よる燃焼抑制作用のある Mm O n · X H 2 0 ( Μは金属、 m、 nは金属の原子価に よって定まる 1以上の整数、 Xは含有結晶水を示す。 ) で表わされる化合物また は該化合物を含む複塩であり、 具体的には、 水酸化カルシウム、 水酸化マグネシ ゥム、 塩基性炭酸マグネシウム、 水酸化カルシウム、 水酸化バリウム、 水酸化ジ ルコニゥム、 ドーソナイ ト、 スズ酸亜鉛、 ホウ酸亜鉛、 ホウ酸アルミニウム、 五 酸化アンチモン、 塩基性炭酸亜鉛、 酸化コバルト、 酸化ジルコニウム、 酸化スズ、 酸化アルミニウム、 酸化チタン、 酸化マグネシウム、 珪酸カルシウム、 ホウ砂、 モリブデン酸亜鉛、 リン酸亜鉛、 リン酸マグネシウム、 ハイ ド口タルサイ ト、 ハ ィ ドロカルマイ ト、 カオリン、 タルク、 セリサイ ト、 パイロフイライ ト、 ベン ト ナイ ト、 カオリナイ ト、 硫酸カルシウム、 硫酸亜鉛等の 1種又は 2種以上が挙げ られる。 また、 これらの水和金属化合物は、 表面処理されていてもよい。
水和金属化合物の配合割合は、 二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸金属塩 1 0 0重量部に対して、 通常 1〜 2 0 0重量部、 好ましくは 1 0〜 1 0 0重量部 である。
また、 本発明の難燃剤組成物において、 更に、 難燃助剤を併用するができる。 難燃助剤としては、 例えば、 三酸化アンチモン、 酸化銅、 酸化マグネシウム、 酸 化亜鉛、 酸化モリブデン、 酸化鉄、 酸化マンガン、 酸化アルミニウム、 酸化スズ、 酸化チタン、 酸化ニッケル等の金属酸化物、 炭酸カルシウム、 炭酸バリウム等の 炭酸塩、 メタホウ酸亜鉛、 メタホウ酸バリウム等のメタホウ酸塩、 メラミン、 メ ラミンシァヌレート、 、 メチ口一ル化メラミン、 (イソ) シァヌール酸、 メラム、 メレム、 メロン、 サクシノグァミン、 硫酸メラミン、 硫酸ァセ トグアナミン、 硫 酸メラム、 硫酸グァニルメラミン、 メラミン樹脂、 B Tレジン、 シァヌ一ル酸、 イソシァネール酸、 イソシァヌ一ル酸誘導体、 メラミンイソシァヌレート、 ベン ゾグアナミン、 ァセトグアナミン等のメラミン誘導体、 グァニジン系化合物、 シ リコ一ン系化合物、 リン系難燃剤から選ばれた 1種又は 2種以上が挙げられ、 こ れらの中、 特に好ましくはリン系難燃剤である。
リン系難燃剤としては、 例えば、 リン酸ト リェチル、 リン酸ト リクレジル、 リ ン酸ト リフエニル、 リン酸クレジルフエニル、 リン酸ォクチルジフエニル、 ジェ チレンリン酸ェチルエステル、 ジヒ ドロキシプロピレンリン酸ブチルエステル、 エチレンリン酸ジナトリウムエステル、 メチルホスホン酸、 メチルホスホン酸ジ メチル、 メチルホスホン酸ジェチル、 ェチルホスホン酸、 プロビルホスホン酸、 ブチルホスホン酸、 2—メチル一プロピルホスホン酸、 t—ブチルホスホン酸、 2 , 3—ジメチルブチルホスホン酸、 ォクチルホスホン酸、 フエニルホスホン酸、 ジォクチルフエニルホスホネート、 ジメチルホスフィン酸、 メチルェチルホスフ イン酸、 メチルプロピルホスフィン酸、 ジェチルホスフィン酸、 ジォクチルホス フィン酸、 フエニルホスフィン酸、 ジェチルフエニルホスフィ ン酸、 ジフエニル ホスフィ ン酸、 ビス (4—メ トキシフエニル) ホスフィン酸、 赤燐、 リン酸アン モニゥム、 ポリ リン酸アンモニゥム、 リン酸メラミン、 リン酸グァニル尿素、 ポ リ リン酸メラミン、 リン酸グァニジン、 エチレンジァミンリン酸塩、 ホスファゼ ン、 メチルホスホン酸メラミン塩から選ばれた 1種又は 2種以上が挙げられる。 これらの中、 赤燐、 リン酸アンモニゥム、 ポリ リン酸アンモニゥム、 リン酸メラ ミン、 リン酸グァニル尿素、 ポリ リン酸メラミン、 リン酸グァニジンが好ましく 用いられる。
赤燐は、 有機物又は/及び無機物で表面を改質したものが好ましく、 例えば、 フエノール樹脂、 エポキシ樹脂、 エチレン一酢酸ビニル共重合体、 メラミンーホ ルムアルデヒ ド重縮合物、 M g、 C a、 T i、 A l、 C o及び Z rの水酸化物及 びこれらの酸化物から選ばれた 1種又は 2種以上で表面処理されたものが、 挙げ られるが、 これらに限定されるものではない。
これら難燃助剤の配合割合は、 難燃剤組成物として、 通常 0 . 1〜 1 0重量%、 好ましくは 0 . 5〜5重量%である。
本発明にかかる難燃剤組成物は、 各種樹脂に対して優れた難燃性を付与するこ とができる。
次いで、 本発明に係る難燃性樹脂組成物について説明する。
用いることができる樹脂としては、 特に限定はなく、 例えば、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂、 ポリウレタン樹脂、 メラミン樹脂、 ユリア樹脂、 ァニリン樹脂、 フラン樹脂、 アルキド樹脂、 キシレン樹脂、 不飽和ポリエステル樹脂、 ジァリ一 ルフタレート樹脂等の硬化性樹脂、 ポリブチレンテレフ夕レート樹脂、 ポリェチ レンテレフタレ一ト樹脂、 ポリカーボネート、 ポリフエ二レンォキシド、 ポリフ ェニレンエーテル、 ナイロン 6、 ナイロン 6 6、 ナイロン 1 2、 ポリァセタール、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 ポリブタジエン、 ポリアクリロニトリル、 ポリ スチレン、 ポリメチルメタクリレート、 ボリエチレンォキシド、 ポリテトラメチ レンォキシド、 熱可塑性ポリウレタン、 フエノキシ樹脂、 ポリアミ ド、 エチレン /プロピレン共重合体、 エチレン / 1ーブテン共重合体、 エチレン/プロピレン /非共役ジェン共重合体、 エチレン/アクリル酸ェチル共重合体、 エチレン/メ タクリル酸グリシジル共重合体、 エチレン/酢酸ビニル /メタクリル酸グリシジ ル共重合体、 エチレン/プロピレン— g—無水マレイン酸共重合体、 ポリエステ ルポリェ一テルエラス トマ一、 ポリテトラフルォロェチレン及びこれらの変性物 等が挙げられる。 これら樹脂は、 ホモポリマーであってもコポリマ一であっても よく、 2種類以上の混合物であってもよい。
ここで、 硬化性樹脂とは、 熱、 触媒、 あるいは紫外線などの作用により化学変 化をおこして架橋構造が発達し、 分子量が増大して三次元網状構造を有して、 硬 化して半永久的に不溶性 ·不融性となる合成樹脂を示す。 また、 熱可塑性樹脂と は、 加熱により流動性を示し、 これにより賦形が可能である樹脂のことを表す。 該難燃剤組成物の各種樹脂に対する配合割合は、 樹脂 1 0 0重量部に対して、 Pとして 1〜 2 0重量部、 好ましくは 2〜 1 5重量部である。 この理由は、 配合 割合が 1重量部より小さくなると、 十分や難燃効果が得られにく く、 一方、 2 0 重量部より大きくなると難燃効果は大きくなるが成型品の機械物性が低下する 傾向があるため好ましくない。
また、 樹脂に配合するその他の成分として、 りん系、 イオン系、 ヒンダ一ドフ エノ一ル系などの酸化防止剤、 熱安定剤、 紫外線吸収剤、 滑剤、 離剤、 染料、 顔 料を含む着色剤、 架橋剤、 軟化剤、 分散剤等の通常の添加剤と併用することがで ぎる。
また、 必要に応じて、 繊維状、 および/または粒状の充填剤を添加して、 樹脂 の剛性を大幅に向上させることができる。 このような充填剤としては、 例えば、 ガラス繊維、 炭素繊維、 金属繊維、 ァラミ ド樹脂、 アスベス ト、 チタン酸力リウ ムゥイス力、 ワラステナイ ト、 ガラスフレーク、 ガラスビーズ、 タルク、 マイ力、 クレー、 炭酸カルシウム、 珪酸カルシウム、 硫酸バリウム、 酸化チタン、 溶融シ リカ、 結晶性シリカ、 マグネシア、 酸化アルミニウム等が挙げられる。
本発明の難燃剤組成物は、 通常公知の方法で各種樹脂に含有させることができ る。 例えば、 硬化性樹脂であれば、 本発明の難燃剤組成物を硬化性樹脂およびそ の他の配合物と同時に混入する方法、 樹脂成分の 1種に予め本発明の難燃剤組成 物を混合しておき、 これを硬化性樹脂と混合する方法、 熱可塑性樹脂であれば、 本発明の難燃剤組成物をェクス トル一ダ一で溶融混合する方法、 あるいは粒子状 物どう しを均一に機械的に混合した後、 射出成形機で混合と同時に成形する方法 等が挙げられる。
本発明の難燃性樹脂組成物は、 樹脂本来の機械的物性を保ちながら、 かつ燃焼 8
の際にハロゲン化ガスを発生することがないので極めて安全なブラスチック材 料として、 半導体封止用材料、 積層板、 コネクタ一、 スィ ッチ、 ケース部材、 ト ランス部材、 コイルボビン等の電気部品、 建築材料、 自動車等の輸送機器、 包装 材料、 家庭日用品、 その他幅広い用途に利用できる。 特に難燃化されたエポキシ 樹脂は、 半導体封止材料として有用である。
半導体封止材料で用いるエポキシ樹脂としては、 1分子内に少なく とも 2個の エポキシ基を有するモノマ一、 オリゴマー、 ポリマ一全般あり、 例えばビスフエ ノール A型エポキシ、 ビスフエノール F型エポキシ、 ビスフエノール S型ェポキ シ、 フエノ一ルノボラック型エポキシ、 クレゾ一ルノボラック型エポキシ、 ナフ 夕レン型エポキシ、 ビフエ二ル型エポキシ、 芳香族ァミンおよび複素環式窒素塩 基からの N—グリシジル化合物、 例えば N, N—ジグリシジルァ二リン、 ト リグ リシジルイソシァヌレート、 N,N,N, ,N, ーテトラグリシジルービス (p— ァミノフエ二ル) 一メタンなどが挙げられるが、 特にこれらに限定されるもので はない。 これらは何種類かを併用して用いることもできる。
硬化剤としては、 当業者において公知のものはすべて用いることができるが、 特に、 エチレンジァミン、 ト リメチレンジァミン、 テトラメチレンジァミン、 へ キサメチレンジアミンなどの C 2〜C 2 0の直鎖脂肪族ジアミン、 メタフエニレ ンジァミン、 パラフエ二レンジァミン、 パラキシレンジァミン、 4 , 4 ' ージァ ミノジフエ二ルメタン、 4 , 4, ージアミノジフエニルプロパン、 4,4, ージァ ミノジフエ二ルェ一テル、 4,4, ージアミノジフエニルスルフォン、 4,4, 一 ジアミノジシクロへキサン、 ビス (4ーァミノフエニル) フエニルメタン、 1, 5—ジァミノナフ夕レン、 メタキシリレンジァミン、 パラキシリレンジァミン、 1 , 1 一ビス ( 4ーァミノフエニル) シクロへキサン、 ジシァノジアミ ドなどの アミン類、 フエノ一ルノボラック樹脂、 クレゾ一ルノボラック樹脂、 t e r t— プチルフエノ一ルノボラヅク樹脂、 ノニルフエノ一ルノボラック樹脂などのノボ ラック型フエノール樹脂、 レゾ一ル型フエノール樹脂、 ポリパラォキシスチレン などのポリオキシスチレン、 フエノールァラルキル樹脂、 ナフ ト一ル系ァラルキ ル樹脂などの、 ベンゼン環やナフタリン環その他の芳香族性の環に結合する水素 原子が水酸基で置換されたフエノール化合物と、 カルボニル化合物との共縮合に よって得られるフエノール樹脂や、 酸無水物などが例示されるが、 特にこれらに 限定されるものではない。
充填剤として、 溶融シリカ粉末、 結晶シリカ粉末、 アルミナ、 窒化珪素などが 挙げられ、 これらの充填剤の配合割合は、 樹脂組成物中に 60〜 9 0重量%であ る。 また、 必要に応じて、 天然ワックス類、 合成ワックス類、 直鎖脂肪酸の金属 塩、 酸アミ ド類、 エステル類、 パラフィン類などの離型剤、 力一ボンブラック、 ベンガラなどの着色剤、 種々の硬化促進剤など、 当業者において公知の添加剤を 用いて、 封止用樹脂組成物として使用でき、 トランスファ一成形、 射出成形など によって半導体素子の封止に好適に用いられる。 実施例
以下、 本発明を実施例により詳細に説明するが、 本発明はこれらに限定される ものではない。
く二ト リロ トリス (メチレン) ホスホン酸塩の調製 >
試料 A ; ニト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸 ' 3Mg ' 1水塩
1 5 Lステンレス製容器に水 1 1 L、 炭酸マグネシウム 1304.6g(13.50mol) を加え攪拌した (スラリ一状態) 。 これを 80°Cに昇温した後、 二ト リロ トリス (メチレン) ホスホン酸 (以下、 NTPと略記する) (50%水溶液) 2720.9g (4.55mol) を滴下した。 滴下終了後、 反応溶液の pHが 6になるまで 80°Cで攪 拌を続けた。 その後、 遠心濾過をおこない、 白色結晶を得た。
この結晶を 1 1 0°Cで 24時間、 さらに、 2 50 °Cで 24時間乾燥し、 ミキサ —で粉砕することにより目的物 1598.4gを得た。収率 92.3% (NTPに対する収率)。 得られた白色結晶を塩酸に溶かし、 I CPで Pと Mgの濃度を測定した結果、 P; 23. 62%、 Mg ; 1 9. 24 %であった。
試料 B ; ニト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸 · 3 C a . 4水塩
1 5 Lステンレス製容器に水 1 1 L、 炭酸カルシウム 1373.0g(13.64mol)を 加え攪拌した (スラリー状態) 。 これを 80°Cに昇温した後、 NTP (50%水溶 液) 2720.9g (4.55mol) を滴下した。 滴下終了後、 反応溶液の pHが一定 (約 2.2) になるまで 80°Cで攪拌を続けた。 その後、 遠心濾過をおこない、 白色結晶を得 た。
この結晶を 1 1 0°Cで 24時間、 さらに、 2 50 °Cで 24時間乾燥し、 ミキサ —で粉砕することにより目的物 1983.3gを得た。 収率 94.3% (v.s. NTP) 。 得られた白色結晶を塩酸に溶かし、 I CPで Pと C aの濃度を測定した結果、 P; 1 9. 76 C a ; 2 6. 9 3 %であった。
試料 C ; ニト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸 ' 3 Z n · 8水塩
1 5 Lステンレス製容器に水 5 L、 水酸化力リウム 826.85g(12.60mol)を加え 攪拌した。 これに、 NTP ( 50%水溶液) 1256.19g (2.10mol) を滴下することに より、 NTP-K塩の水溶液を得た。
また、 別に、 1 8 Lステンレス製容器に水 7 L、 硫酸亜鉛 7水和物を加え攪拌 した。 ここに、 先の NTP-K塩の水溶液を滴下した。 滴下終了後、 反応溶液の pH が一定 (約 6.2) になるまで室温で攪拌を続けた。 その後、 遠心濾過をおこない、 白色結晶を得た。
この結晶を 1 1 0°Cで 24時間、 さらに、 2 50 °Cで 24時間乾燥し、 ミキサ —で粉砕することにより目的物 1153.8gを得た。 収率 86.7% (v.s. NTP) 。 得られた白色結晶を塩酸に溶かし、 ICPで Pと Z nの濃度を測定した結果、 P; 1 5. 1 8 %、 Zn; 2 7. 6 5 %であった。
実施例 1〜 3及び比較例 1〜 3
エチレンェチルァクリレート樹脂に、 表 1に示した配合割合 (重量部) で、 各 種の添加剤を添加し、 1 2 0~ 1 30°Cに設定した熱ロールにて、 5〜 1 0分間 混練した。 加熱ブレスを用いて成形圧力 1 50 k g/cm2、 加圧温度 5分間、 金 型温度 1 1 5°Cで、 厚さ 3mmのシートを作成し、 更に、 長さ 1 2 5 mm, 幅 1 3mmの試験片を作成した。
<難燃性試験 >
難燃性試験は、 上記で調製した長さ 1 25mm X幅 1 3 mm x厚さ 3 mmに加 ェした樹脂を UL 94に分類した材料の垂直燃焼試験 (94 V— 0、 94 V- 1 及び 94 V- 2 ) に従って試験した。 その結果を表 3に示した。 なお、 UL 94 の可否条件は表 2のとおりである。 表 1 (重量部)
Figure imgf000014_0001
表 2
9 4 V - 0 9 4 V - 1 9 4 V - 2 試験 1 接炎後の残炎時間 1 0秒以内 3 0秒以内 3 0秒以内 試験 2 試料 5個 1組の各試
料について 2回の接
炎を行った計 1 0回 5 0秒以内 2 5 0秒以内 2 5 0秒以内 の残炎時間の合計
si験 3 クランプまでの残炎
または残じんの有無 fft M
試験 4 3 0 0 mm下の綿を
発火する炎のある滴 to 有 下物の滴下の有無
試験 5 第 2回目の炎を取り
去った残じん時間 3 0秒以内 6 0秒以内 6 0秒以内 表 3
Figure imgf000015_0002
実施例 4 6及び比較例 4 5
ホルムアルデヒ ド /フエノール = 0. 9のモル比で調製したノボラック樹脂に 対して、 表 4に示した配合割合で、 各種の添加剤を配合し、 80 9 0°Cに設定 された熱ロールにて 5分間混練した。 粉砕後、 万能プレスを用いて成形圧力 2 5 0 k g/cm 加圧時間 60秒、 金型温度 1 50 °Cで所定形状を有する成形品を 作成した。
難燃性試験は、 実施例 1 3と同様な操作方法で評価し、 また、 成形時のホス フィンガスの有無、 成型品の表面性を表 5に示した。
なお、 赤燐は、 フエノール樹脂で表面を改質したものを用いた。
表 4 (重量部)
Figure imgf000015_0001
表 5
Figure imgf000016_0001
(注 1 ) ホスフィ ンガス (P H 3 ) の発生は、 検知管法により測定した。
なし : 0 . 1 5 p p m未満
あり : 0 . 1 5 p p m以上
(注 2 ) 表面性は、 手触りにより測定した。
表 5の結果より、 本発明の難燃剤組成物を含有するフエノール樹脂は、 難燃性 に優れ、 また、 成形品の表面は滑らかであり、 成形時にホスフィンガスの発生も 認められない。 これに対して、 ホウ酸カルシウムを配合したものも優れた 難燃性を示すが、 成形品の表面は粗い。 また、 赤燐を配合したものも優れた難燃 性を示すが、 加工時にホスフィ ンガスの発生が見られた。
実施例 7〜 9及び比較例 6〜 7
ビスフエノール Aジグリシジルェ一テル型エポキシ樹脂に、 表 6に示す配合割 合で、 各種添加剤を配合し、 これを所定形状の型枠に流し込み、 1 0 5 °Cで 1 0 時間硬化させた。
各サンブルの U L 9 4に基づく燃焼性、 成形加工時のホスフィ ン発生の有無を 測定し、 その結果を表 7に示した。
なお、 赤燐はフエノール樹脂で表面を改質したものを用いた。
表 6 (重量部)
実施例 7 実施例 8 実施例 9 比較例 6 比較例 7
エホ。キシ樹脂 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
TMHPA* 8 0 8 0 8 0 8 0 8 0
V、ンシ、、ルシ "メチルァミン 1 1 1 1 1
水酸化マ ネシゥム 8 0 1 0 0 1 0 0
試料 A 4 1
( P含有量) ( 10 )
Figure imgf000017_0001
(注) TMHPA; テトラメチルへキサヒ ドロ無水フ夕ル酸
Figure imgf000017_0002
実施例 1 0〜 1 5
各種樹脂に表 8に示した各種の添加剤を添加し、 3 0 mm<D軸押出機、 射出成 形により AT SMD— 6 3 8に規定されている引張試験片を作成し、 強度と伸度 を J I S K 7 1 1 3に基づいて強度と伸度を測定した。
また、 同様に U L 9 4に基づく難燃性評価用試験片を作成し、 燃焼性を測定し た。 その結果を表 9に示す。
赤燐は、 水酸化アルミニウムと水酸化チタンにより表面を改質したものを用い た。
なお、 各樹脂毎の溶融押出、 ペレッ ト乾燥、 射出成形条件を下記に示した。 - ポリブチレンテレフ夕レート (以下、 PB Tと略記する)
押出 ; 2 5 0〜 2 9 0 °C/ 1 5 0 r pm
乾燥; 1 1 0°C/ 1 2時間
成形; 2 5 0〜 2 9 0 °C /金型 8 0 °C
• ナイロン 6
押出 ; 2 5 0〜 3 0 0 °C/ 1 5 0 r pm 乾燥; 1 00°C/24時間
成形; 2 50〜 300 /金型 80 °C
ポリカーボネート
押出 2 60〜320 °C/7 5 r pm
乾燥 1 20 °C/ 1 2時間
成形 2 60〜320/金型 1 1 0°C 表 8 (重量部)
Figure imgf000018_0001
U L 94 機械的 特性
強度 (kgf/cm2) 伸度 (%) 実施例 1 0 V— 1 542 66 実施例 1 1 V- 0 539 63 実施例 1 2 V- 1 780 1 62 実施例 1 3 V- 0 77 5 1 60 実施例 14 V- 1 6 54 1 1 8 実施例 1 5 V- 0 650 1 1 5 実施例 1 6〜 1 9及び比較例 8〜 9
ポリプロピレン樹脂 (以下、 PPと略記する) に、 表 1 0に示した配合割合で, 各種の添加剤を添加し、 2 30 °Cに設定した熱ロールにて、 5分間混練した。 ス クリュー回転数 87 r pmで溶融押出した。射出成形(シリンダ一温度: 2 30°C、 金型温度 50°C) により UL 94に基づく試験片を作成した。
なお、 酸化スズ水和物は、 S ηθ · H20のものを、 ホウ酸亜鉛は、 2 Z ηθ · 3 B 203 - 3. 5 H2〇のものを用いた。
表 1 0 (重量部)
Figure imgf000019_0001
実施例 20〜 2 2及び比較例 1 0〜 1 1
ポリ (2, 6—ジメチルー 1 , 4一フエ二レン) ォキシドとポリスチレンとの 混合物 (以下、 PPOと略記する) に、 表 1 1に示した配合割合で、 各種の添加 剤を添加し、 240〜3 1 0°Cに設定した熱ロールにて、 5分間混練した。 スク リュ一回転数 40〜 1 00 r pmで溶融押出した。 得られたビレツ トを 1 1 0 °C で 4時間乾燥後、 射出成形 (シリンダ一温度 : 240~3 1 0°C、 金型温度 9 0°C) により UL 94に基づく試験片を作成した。
なお、 ホウ砂は、 Na20 · Β 205 · 5 H20のもの、 ハイ ドロ夕ルサイ トは、 Mg6 A 1 J 2 (OH) 16C03 ' 4H20のものを用いた。 (重量部)
Figure imgf000020_0001
実施例 23 24及び比較例 1 3
表 1 2の組成となるように各種添加剤を添加し、 ミキサーで常温で混合した。 次いで、 70 1 00°Cで 2軸ロールにより混練し、 冷却後粉砕して成形材料と した。 更に、 得られた成形材料をタブッ ト化し、 低圧トランスファ一成形機にて 1 75°C 70 kg/cm 2 1 2 0秒の条件で、 UL 94に基づく試験片を作 成し、 UL 94に基づく難燃性試験を行った。 また、 半田耐湿性試験用として 3 X 6mmのチップを 1 6 p S 0 Sに封止し、 封止したテス ト用素子について下記 の半田耐湿性試験を行った。 その結果を表 1 2に示した。
<半田耐湿性試験 >
封止したテスト用素子を 8 5°C 8 5%RHの環境下で 72時間処理し、 その 後 2 60 °Cの半田槽に 1 0秒間浸漬後、 ブレッシャ一クヅ力一試験 ( 1 2 5° (:、 1 00 %RH) を行い、 回路のオープン不良を測定し、 最初に不良が発生した時 間を半田耐湿性とした。 1 2 (重量部)
Figure imgf000021_0001
産業上の利用分野
上記したとおり、 本発明の難燃剤組成物は、 各種樹脂に対して樹脂本来の機械 的特性を維持しながら優れた難燃効果を付与することができ、 低発煙性で刺激臭 がないことからノンハロゲン系の難燃剤として利用価値は極めて大きい効果を 有する。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 下記一般式 ( 1 ) :
Figure imgf000022_0001
(式中、 M 1及び M 2は水素原子またはアル力リ金属を表す。 ) で示される二ト リ ロ トリス (メチレン) ホスホン酸およびその塩と、 2価金属化合物とを反応させ て得られる二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸金属塩を含有することを特徴 とする難燃剤組成物。
2 . 二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸金属塩は、 含水物である請求項 1 記載の難燃剤組成物。
3 . 請求項 1又は 2記載の二ト リロ ト リス (メチレン) ホスホン酸金属塩と、 水和金属化合物を含有する請求項 1又は 2記載の難燃剤組成物。
4 . 更に、 難燃助剤を含有する請求項 3記載の難燃剤組成物。
5 . 難燃助剤は、 リン系難燃剤である請求項 4記載の難燃剤組成物。
6 . リン系難燃剤は、 赤燐、 リン酸アンモニゥム、 ボリ リン酸アンモニゥム、 リン酸メラミン、 リン酸グァニル尿素、 ポリ リン酸メラミン又はリン酸グァニジ ンから選ばれる少なく とも 1種である請求項 5記載の難燃剤組成物。
7 . 請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の難燃剤組成物を含有することを特 徴とする難燃性樹脂組成物。
8 . 請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の難燃剤組成物を含有するエポキシ 樹脂組成物。
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