WO2012077168A1 - 難燃剤及びその製造方法、難燃性樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents

難燃剤及びその製造方法、難燃性樹脂組成物及びその製造方法 Download PDF

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flame retardant
silica
aluminum
resin composition
producing
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滋宇 浅井
武 楊原
シュエシン ジャン
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株式会社アドマテックス
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/02Inorganic materials

Definitions

  • the present invention relates to a flame retardant, a method for producing the flame retardant, a flame retardant resin composition, and a method for producing the same.
  • a flame retardant containing an aluminum element such as aluminum hydroxide has a drawback that it is difficult to mix with a base material made of resin or rubber.
  • resin compositions containing aluminum hydroxide often have increased viscosity and are difficult to handle.
  • This invention is made
  • the structural characteristics of the flame retardant according to claim 1 for solving the above problems are aluminum flame retardant which is particles containing aluminum element,
  • Silica particle material adhering to the surface of the aluminum-based flame retardant It is to provide. By attaching the silica particle material to the surface of the aluminum-based flame retardant, it is possible to improve the fluidity when dispersed in the resin composition.
  • a structural feature of the flame retardant according to claim 2 is that in claim 1, the aluminum flame retardant is aluminum hydroxide, boehmite, or a mixture of partially dehydrated aluminum hydroxide and boehmite. .
  • Highly flame retardant effect is achieved by adopting aluminum hydroxide, boehmite, or a mixture of partially dehydrated aluminum hydroxide and boehmite, which is one of the most flame retardants among aluminum flame retardants. can do.
  • the flame retardant according to claim 3 is characterized in that the amount of the silica particle material is 0.00 in the first or second embodiment based on the sum of masses of the aluminum flame retardant and the silica particle material. 5% to 40%. By setting the content ratio of the silica particle material in such a range, both sufficient flame retardancy and fluidity can be achieved.
  • the structural feature of the flame retardant according to claim 4 is that, in any one of claims 1 to 3, the silica particle material is colloidal silica.
  • colloidal silica By adopting colloidal silica, it is possible to exhibit high performance, and as a result, the amount of silica particle material to be added can be reduced.
  • the structural feature of the flame retardant according to claim 5 is that the flame retardant according to any one of claims 1 to 4 is further surface-treated with a silane coupling agent. Higher fluidity can be imparted by surface treatment with a silane coupling agent.
  • a feature of the flame-retardant resin composition according to claim 6 for solving the above-described problem is that it comprises the flame retardant according to any one of claims 1 to 5 and a resin composition in which the flame retardant is dispersed. It is. By employing the flame retardant described above, a resin composition having high fluidity can be provided.
  • the feature of the method for producing a flame retardant according to claim 7 for solving the above problems is a step of mixing an aluminum-based flame retardant and a silica precursor in a dispersion medium, A silica precipitation step of converting the silica precursor to silica and precipitating on the surface of the aluminum flame retardant; It is to have.
  • the method for producing a flame retardant according to claim 8 is characterized in that, in claim 7, the silica precursor is a soluble silicate which is a soluble salt containing silicic acid,
  • the silica precipitation step is a step of neutralizing the soluble silicate.
  • the method for producing a flame retardant according to claim 9 is characterized in that, in claim 7, the silica precursor is a silicon alkoxide having a silicon skeleton and having an alkoxy group bonded to the silicon skeleton,
  • the silica precipitation step is a step of hydrolyzing the alkoxy group and condensing a hydrolyzate generated by the hydrolysis.
  • the characteristics of the method for producing a flame retardant according to claim 10 for solving the other problems described above include a step of mixing an aluminum-based flame retardant and a silica particle material in a dispersion medium, A silica adhesion step of evaporating the dispersion medium and adhering it to the surface of the aluminum-based flame retardant.
  • a dispersion is prepared by mixing an aluminum-based flame retardant and colloidal silica in a dispersion medium to prepare a dispersion.
  • the silica adsorption step is a step of setting the pH of the dispersion to 7 or less.
  • the feature of the method for producing a flame retardant according to claim 13 is that in any one of claims 7 to 12, further comprising a surface modification step of performing a surface treatment with a silane coupling agent.
  • the flame retardant of the present invention as described above can be easily produced.
  • the feature of the method for producing a flame retardant resin composition according to claim 14 for solving the above-described problem is that the flame retardant is produced by the method for producing a flame retardant according to any one of claims 7 to 13.
  • Process A flame retardant dispersion step of dispersing the flame retardant in a resin composition; It is to have.
  • the flame-retardant resin composition of the present invention can be easily produced.
  • Example 2 is a SEM photograph of a fracture surface of a cured product of a flame retardant resin composition of Example 2. It is a TG-DTA measurement result of a commercially available flame retardant. 4 is a TG-DTA measurement result of the flame retardant of Example 1. It is a graph which shows the viscosity of the flame-retardant resin composition of Example 8. It is a graph which shows the viscosity of the flame-retardant resin composition of a comparative example.
  • the flame retardant of this embodiment includes an aluminum flame retardant and a silica particle material.
  • the silica particle material adheres to the surface of the aluminum flame retardant.
  • Aluminum-based flame retardant is a flame retardant containing an aluminum element.
  • the aluminum-based flame retardant is desirably any one of (1) aluminum hydroxide, (2) boehmite, and (3) a mixture (including a composite) of partially dehydrated aluminum hydroxide and boehmite. These materials exhibit an effect of inhibiting the progress of combustion by absorbing heat when dehydrating by heating.
  • aluminum hydroxide has a dehydration temperature of about 200 ° C.
  • boehmite has a temperature of about 500 ° C.
  • the dehydration temperature of the composite of aluminum hydroxide and boehmite can be controlled appropriately depending on the composite ratio.
  • the particle size of these aluminum flame retardants is not particularly limited, but is appropriately selected according to the environment used. For example, when used by dispersing in a resin composition, the particle size is equal to or less than the thickness when the resin composition is solidified.
  • the specific particle size range is desirably about 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the silica particle material is a particle made of silica.
  • the silica particle material adheres to the surface of the aluminum flame retardant.
  • the silica particle material desirably covers the surface of the aluminum flame retardant without any gaps.
  • the particle size of the silica particle material is preferably smaller than that of the aluminum flame retardant in order to easily adhere to the surface of the aluminum flame retardant. In particular, it is desirable that the size is about 0.001% to 30% based on the particle size of the aluminum flame retardant.
  • colloidal silica can be employed as the silica particle material.
  • the silica particle material is preferably spherical. In particular, the sphericity is desirably 0.9 or more.
  • the amount of silica particle material to be contained is preferably 0.5% to 40% based on the sum of the masses of the aluminum flame retardant and the silica particle material itself. In particular, it is preferably 5% or more, more preferably 10% or more. And it is desirable to make it 30% or less, and it is still more desirable to make it 20% or less.
  • the surface treatment can be performed independently for each of the aluminum-based flame retardant and the silica particle material, but it is possible to improve the fluidity by performing the surface treatment with the silica particle material attached to the surface of the aluminum-based flame retardant. Is preferable.
  • the type of the silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include alkoxide, silane, titanate, aluminate, and zirconate coupling agents.
  • a silane coupling agent having an epoxy group, amino group, vinyl group, isocyanate group or the like as a functional group can be employed.
  • the manufacturing method of the flame retardant of this embodiment is a method suitable for manufacturing the flame retardant of this embodiment mentioned above.
  • the flame retardant to be produced it is desirable to employ the above-mentioned ones.
  • the description in the overlapping part is abbreviate
  • the manufacturing method of the flame retardant of this embodiment is equipped with a silica precursor mixing process and a silica precipitation process.
  • the silica precursor mixing step is a step of mixing the aluminum-based flame retardant and the silica precursor in a dispersion medium. Since the above-mentioned aluminum flame retardant can be used as it is, further explanation is omitted.
  • a silica precursor forms a silica particle material by some operation. Any operation may be physical or chemical. For example, there is a method in which a soluble silicate containing silicic acid is employed as a silica precursor, and the silica particle material is precipitated by neutralizing or heating the silicic acid.
  • silicon alkoxide having a silicon skeleton and having an alkoxy group bonded to the silicon skeleton is used as a silica precursor, and water containing water is used as a dispersion medium, resulting in hydrolysis of the alkoxide moiety.
  • a method of precipitating a silica particle material by condensing the hydrolyzate to be condensed is employed.
  • a dispersion medium that does not exhibit an undesirable effect in the silica precipitation step is employed.
  • a dispersion medium that can disperse an aluminum-based flame retardant such as water, alcohol, or ketone can be employed.
  • surface treatment can be performed with a silane coupling agent.
  • the intended flame retardant can be obtained by filtering or evaporating the dispersion.
  • the particle size of the precipitated silica particle material can be appropriately controlled by controlling the conditions for precipitation. For example, it is considered that a large number of precipitation nuclei are generated by rapid precipitation, and the particle size of the precipitated silica particle material is reduced. Moreover, the particle diameter of a silica particle material can also be made small by stirring at the time of precipitation.
  • the manufacturing method of the flame retardant of this embodiment is equipped with a silica particle material mixing process and a silica adhesion process.
  • the silica particle material mixing step is a step in which an aluminum-based flame retardant and a silica particle material are mixed in a dispersion medium to obtain a dispersion.
  • a dispersion medium that can disperse an aluminum-based flame retardant such as water, alcohol, or ketone can be employed.
  • the silica attachment step is a step of attaching the silica particle material to the surface of the aluminum flame retardant by evaporating the dispersion medium.
  • the flame retardant of this embodiment can be obtained by crushing the obtained powder by an appropriate method.
  • the surface treatment can also be performed with a silane coupling agent before the silica adhesion step. By doing so, it is possible to suppress the aggregation of particles during the silica attaching step.
  • the manufacturing method of the flame retardant of this embodiment is equipped with a dispersion liquid preparation process, a silica adsorption process, and a filtration process.
  • the dispersion preparation step is a step in which an aluminum-based flame retardant and colloidal silica as a silica particle material are mixed in a dispersion medium to form a dispersion.
  • Colloidal silica may be produced separately or may be synthesized by a conventional method in the presence of an aluminum flame retardant.
  • As the dispersion liquid water, alcohol, ketone or the like can be employed.
  • the silica adsorption step is a step of adsorbing the dispersed silica particle material on the surface of the aluminum flame retardant.
  • the silica particle material can be attached to the surface of the aluminum flame retardant by reducing the dispersibility of the dispersion medium.
  • the dispersion state can be controlled by changing the pH, temperature, salt concentration and the like to control the charge on the surface of the silica particle material.
  • the dispersion state can be controlled by mixing a liquid having low dispersibility in the dispersion.
  • the filtration step is a step of filtering the flame retardant with a filter medium such as filter paper.
  • a step of washing the flame retardant collected by filtration can also be performed.
  • surface treatment can be performed with a silane coupling agent. By performing the surface treatment, aggregation of particles after the filtration step is suppressed.
  • the flame retardant resin composition of this embodiment is a varnish composition for electronic substrates, a prepreg, an insulating film, a sealing material, an electronic element sealing material, a curable resin composition for bonding applications, a coating material for electric wires, and other cable applications. It can be used as a raw material for insulating coating resin compositions and moldings, flame retardant building materials, paints, wallpaper, and the like.
  • the flame retardant resin composition of the present embodiment includes the above-described flame retardant of the present embodiment and a resin composition in which the flame retardant is dispersed. Since the above-mentioned flame retardant can be adopted, further explanation is omitted.
  • the resin composition becomes a cured product by curing.
  • a thermoplastic resin, a thermosetting resin (before curing), or the like can be used as the resin composition.
  • the resin composition include epoxy resins, oxirane resins, oxetane compounds, cyclic ether compounds, cyclic lactone compounds, thiirane compounds, cyclic acetal compounds, cyclic thioether compounds, spiro orthoester compounds, vinyl compounds, and the like.
  • rubber including those before vulcanization
  • These compounds can be used alone or in combination.
  • an epoxy resin is preferable from the viewpoints of availability and handleability.
  • an epoxy resin is not specifically limited, The monomer, oligomer, and polymer which have two or more epoxy groups in 1 molecule are mentioned.
  • biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, triphenol methane type epoxy resin, alkyl modified triphenol methane type epoxy resin, dicyclopentadiene modified phenol type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, triazine core containing An epoxy resin is mentioned.
  • the blending amount of the flame retardant is not particularly limited, but is preferably 40% by mass or more based on the total mass, and more preferably 60% by mass or more.
  • the flame retardant resin composition of the present embodiment includes a flame retardant production process and a flame retardant dispersion process, which are processes for producing a flame retardant by the above-described flame retardant production method of the present embodiment. Since the flame retardant manufacturing process is the above-described method for manufacturing a flame retardant according to the present embodiment, further description is omitted.
  • the flame retardant dispersion step is a step of dispersing the flame retardant in the above-described resin composition.
  • the method for dispersing is not particularly limited. An example is a roll mixer.
  • Example 1 A suspension was prepared by dispersing 30 parts by mass of boehmite (corresponding to an aluminum flame retardant) having a volume average particle diameter of 1.7 ⁇ m synthesized by a hydrothermal method in 70 parts by mass of water. While stirring, 15 parts by mass of an acidic silica sol (corresponding to a silica particle material) having a solid content concentration of 20% and a volume average particle size of 10 nm was added and stirred for 3 hours to adsorb silica particles on the surface of boehmite particles. . This suspension was filtered and washed, and then dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain boehmite (flame retardant of Example 1 corresponding to the flame retardant of the present invention) on which the silica particle material was adsorbed.
  • boehmite flame retardant of Example 1 corresponding to the flame retardant of the present invention
  • FIG. 1A The SEM photograph of boehmite before the silica particle material adheres to the surface is shown in FIG. 1A, the SEM photograph of the flame retardant of Example 1 (silica coated boehmite) in FIG. 1B, and the flame retardant of Example 1 (silica coated boehmite).
  • An SEM with reduced magnification is shown in FIG. 2A. From the SEM photograph shown in FIG. 1B, it was confirmed that the nano-sized silica particle material was adhered to the entire surface of the flame retardant of Example 1, and the result of EDX shown in FIG. 2B (silicon was observed on the surface). From the above, it was found that the silica particle material was uniformly distributed on the boehmite surface.
  • Example 2 A silane coupling agent (KBM-1003: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) having a vinyl group of 3% on a mass basis was added to the flame retardant obtained in Example 1 and mixed with a powder mixer to perform surface treatment. 2 flame retardant (surface-treated flame retardant) was obtained.
  • KBM-1003 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • the liquid composition (corresponding to the flame retardant resin composition) was obtained by mixing the resin composition with 50% by mass of the flame retardants of Examples 1 and 2 and boehmite alone (raw material boehmite). This was heated at 150 ° C. for 3 hours to be cured to obtain a cured product.
  • FIG. 3 shows the viscosity of the resin composition before curing.
  • line a is raw material boehmite
  • line b is the flame retardant of Example 1
  • line c is the flame retardant of Example 2
  • line d is the resin composition.
  • the viscosity of the flame retardant resin composition decreases by attaching the silica particle material to the surface.
  • a viscosity further falls by performing a surface treatment with a silane coupling agent.
  • 4A, 4B, and 4C show SEMs of fracture surfaces of the cured product after curing.
  • boehmite is exposed on the fracture surface, and it can be inferred that the adhesion between the boehmite and the resin is not sufficient, but the flame retardant of Example 1 shown in FIG. ) Revealed that the exposure of boehmite on the fracture surface was not exposed, and the affinity with the resin was improved. It was found that the flame retardant of Example 2 shown in FIG. 4C (surface treatment with a silane coupling agent) has a higher affinity with the resin than the flame retardant of Example 1.
  • Test 2 The measurement results of TG-DTA of the flame retardant of Example 1 and the commercially available flame retardant AOH30 (manufactured by Navaltech, Germany: boehmite as a main component) are shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the flame retardant of Example 1 (FIG. 5B) has the same dehydration temperature (about 500 ° C. to 550 ° C.) and the dehydration amount (15% to about 15%) as the commercially available flame retardant (FIG. 5A). It was found that it functions well as a flame retardant.
  • Example 3 A suspension was prepared by dispersing 30 parts by mass of boehmite having a volume average particle diameter of 1.7 ⁇ m synthesized by a hydrothermal method in 70 parts by mass of water. While stirring, 1.5 parts by mass of acidic silica sol having a solid content concentration of 20% and a volume average particle size of 10 nm was added, and the pH was adjusted to about 5 with mineral acid, followed by stirring for 3 hours. Silica particle material was adsorbed on the surface. The suspension was filtered and washed, and then dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain boehmite (flame retardant of Example 3) having a silica particle material adhered to the surface.
  • boehmite flame retardant of Example 3
  • a flame retardant resin composition was prepared and the viscosity was measured in the same manner as in Test 1.
  • the raw material boehmite had the flame retardant of Example 3 against a viscosity of 2440 Pa ⁇ s when the shear rate was 1S- 1.
  • the viscosity of the flame retardant resin composition prepared by using was 1200 Pa ⁇ s, and an effect of improving fluidity was recognized.
  • Example 4 A suspension was prepared by dispersing 30 parts by mass of boehmite having a volume average particle diameter of 1.7 ⁇ m synthesized by a hydrothermal method in 70 parts by mass of water. While stirring, 60 parts by mass of acidic silica sol having a solid content concentration of 20% and a volume average particle size of 10 nm was added, and the pH was adjusted to about 5 with aqueous ammonia, followed by stirring for 3 hours on the surface of the boehmite particles. Silica particle material was adsorbed. This suspension was filtered and washed, and then dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain boehmite (flame retardant of Example 4) on which the silica particle material was adhered.
  • boehmite flame retardant of Example 4
  • a flame retardant resin composition was prepared in the same manner as in Test 1, and the viscosity was measured.
  • the flame retardant of Example 4 was used for the viscosity when the share rate was 1S- 1 to 2440 Pa ⁇ s.
  • the viscosity of the flame retardant resin composition prepared by using it was 1860 Pa ⁇ s, and an effect of improving fluidity was recognized.
  • Example 5 A suspension was prepared by dispersing 30 parts by mass of boehmite having a volume average particle diameter of 1.7 ⁇ m synthesized by a hydrothermal method in 70 parts by mass of water. While stirring, 3 parts by mass of water glass in terms of silica was added and the pH was adjusted to about 5 with a mineral acid, followed by stirring for 3 hours to attach the silica particle material to the surface of the boehmite particles. This suspension was filtered and washed, and then dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain boehmite (flame retardant of Example 5) on which the silica particle material adhered. A flame retardant resin composition was prepared and the viscosity was measured in the same manner as in Test 1.
  • the flame retardant of Example 5 was used for the viscosity when the share rate was 1S- 1 to 2440 Pa ⁇ s.
  • the viscosity of the flame retardant resin composition prepared by using was 770 Pa ⁇ s, and an effect of improving fluidity was recognized.
  • Example 6 A suspension was prepared by dispersing 30 parts by mass of boehmite having a volume average particle diameter of 1.7 ⁇ m synthesized by a hydrothermal method in 70 parts by mass of water. While stirring this, 3 parts by mass of tetraethoxysilane in terms of silica was added and stirred for 3 hours to adhere the silica particle material to the surface of the boehmite particles. The suspension was filtered and washed, and then dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain boehmite (flame retardant of Example 6) having a silica particle material adhered to the surface. A flame retardant resin composition was prepared and the viscosity was measured in the same manner as in Test 1.
  • the raw material boehmite had the flame retardant of Example 6 against a viscosity of 2440 Pa ⁇ s when the shear rate was 1S- 1.
  • the viscosity of the flame retardant resin composition prepared by using it was 1730 Pa ⁇ s, and an effect of improving fluidity was recognized.
  • Example 7 A suspension was prepared by dispersing 30 parts by mass of boehmite having a volume average particle diameter of 1.7 ⁇ m synthesized by a hydrothermal method in 70 parts by mass of water. While stirring, spherical silica C1 (manufactured by Admatechs Co., Ltd.) having a volume average particle size of 0.2 ⁇ m was added, and the pH was adjusted to about 5 with mineral acid, followed by stirring for 3 hours, and the surface of the boehmite particles Particulate material was deposited. The suspension was filtered and washed, and then dried at 150 ° C. for 8 hours to obtain boehmite (flame retardant of Example 7) having a silica particle material attached to the surface.
  • spherical silica C1 manufactured by Admatechs Co., Ltd.
  • a flame retardant resin composition was prepared and the viscosity was measured in the same manner as in Test 1.
  • the raw material boehmite had the flame retardant of Example 7 against a viscosity of 2440 Pa ⁇ s when the share rate was 1S- 1.
  • the viscosity of the flame retardant resin composition prepared by using it was 920 Pa ⁇ s, and an effect of improving fluidity was recognized.
  • Example 8 A suspension was prepared by dispersing 30 parts by mass of commercially available aluminum hydroxide having a volume average particle size of 2.6 ⁇ m (corresponding to an aluminum flame retardant) in 70 parts by mass of water. While stirring, 15 parts by mass of acidic silica sol having a solid content concentration of 20% and a volume average particle size of 10 nm was added and stirred for 3 hours to form a silica particle material on the surface of aluminum hydroxide particles (corresponding to an aluminum flame retardant). Was adsorbed. This suspension was filtered and washed, and then dried at 110 ° C. for 8 hours to obtain aluminum hydroxide (flame retardant of Example 8) on which the silica particle material was adhered.
  • aluminum hydroxide flame retardant of Example 8
  • a flame retardant resin composition was prepared in the same manner as in Test 1, and the viscosity was measured (FIG. 6).
  • the vertical axis in FIG. 6 is the viscosity
  • the horizontal axis is the shear rate
  • the line e is for aluminum hydroxide alone
  • the line f is for the flame retardant of Example 8.
  • a flame retardant resin composition was similarly prepared for a flame retardant of aluminum hydroxide alone, and the viscosity was measured (FIG. 6). As is clear from FIG. 6, it was found that the fluidity improving effect can also be exhibited by attaching a silica particle material to the surface of aluminum hydroxide.
  • a suspension was prepared by dispersing 30 parts by mass of commercially available magnesium hydroxide (a flame retardant) having a volume average particle size of 2.7 ⁇ m in 70 parts by mass of water. While stirring, 15 parts by weight of acidic silica sol having a solid content concentration of 20% and an average particle size of 10 nm was added and stirred for 3 hours to adsorb the silica particle material on the surface of the magnesium hydroxide particles. This suspension was filtered and washed, and then dried at 110 ° C. for 8 hours to obtain magnesium hydroxide (flame retardant of Comparative Example) on which the silica particle material was adhered.
  • magnesium hydroxide flame retardant of Comparative Example
  • a flame retardant resin composition was prepared in the same manner as in Test 1, and the viscosity was measured (FIG. 7).
  • the vertical axis in FIG. 7 is the viscosity
  • the horizontal axis is the shear rate
  • the line g is the case of the flame retardant of the comparative example
  • the line h is the case of the flame retardant of aluminum hydroxide alone.
  • a flame retardant resin composition was similarly prepared for a flame retardant containing magnesium hydroxide alone, and the viscosity was measured (FIG. 7). As apparent from FIG. 7, it was found that the flowability of magnesium hydroxide is reduced by attaching a silica particle material to the surface.

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Abstract

本発明は、アルミニウム元素を含む粒子であるアルミニウム系難燃剤と、前記アルミニウム系難燃剤の表面に付着するシリカ粒子材とを備えることである(実施例1)。また、本発明は、アルミニウム系難燃剤の表面にシリカ粒子材を付着させたことにより、樹脂組成物中に分散させる際の流動性を向上させることができる。更にシランカップリング剤にて表面処理することが望ましい(実施例2)。

Description

難燃剤及びその製造方法、難燃性樹脂組成物及びその製造方法
 本発明は、難燃剤及び難燃剤の製造方法、並びに、難燃性樹脂組成物及びその製造方法に関する。
 従来より、樹脂又はゴムからなる基材に難燃剤を含有させることによって、難燃性を有する難燃性材料を得ようとする試みが種々なされている。例えば、アクリル酸エステルを含むモノマーを重合してなるポリマーに、難燃剤としての水酸化アルミニウムを含有させた難燃性材料が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006-160830号公報
 しかし、水酸化アルミニウムなどのアルミニウム元素を含有する難燃剤は、樹脂又はゴムからなる基材と混ざりにくいという難点がある。例えば、水酸化アルミニウムを含有させた樹脂組成物は粘度が上昇し、取り扱いが困難になることが多かった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、樹脂又はゴムからなる材料に混合しやすい難燃剤を提供することを解決すべき課題とする。また、そのような難燃剤を製造する方法を提供することを解決すべき課題とする。
 更に流動性に優れた難燃性樹脂組成物及びその製造方法を提供することも解決すべき課題とする。
 上記課題を解決するための請求項1に係る難燃剤の構成上の特徴は、アルミニウム元素を含む粒子であるアルミニウム系難燃剤と、
 前記アルミニウム系難燃剤の表面に付着するシリカ粒子材と、
 を備えることである。アルミニウム系難燃剤の表面にシリカ粒子材を付着させたことにより、樹脂組成物中に分散させる際の流動性を向上させることができる。
 また請求項2に係る難燃剤の構成上の特徴は、請求項1において、前記アルミニウム系難燃剤は、水酸化アルミニウム、ベーマイト、又は部分脱水した水酸化アルミニウムとベーマイトとの混合物であることである。アルミニウム系難燃剤の中でも特に難燃性に優れたものの1つである、水酸化アルミニウム、ベーマイト、又は部分脱水した水酸化アルミニウムとベーマイトとの混合物を採用することで高い難燃化の効果を発揮することができる。
 また請求項3に係る難燃剤の構成上の特徴は、請求項1又は2において、前記アルミニウム系難燃剤と前記シリカ粒子材との質量の和を基準として、前記シリカ粒子材の量が0.5%から40%であることである。シリカ粒子材の含有割合をこのような範囲に設定することにより充分な難燃性と流動性との両立ができる。
 また請求項4に係る難燃剤の構成上の特徴は、請求項1~3のいずれか1項において、前記シリカ粒子材はコロイダルシリカであることである。コロイダルシリカを採用することにより高い性能を発揮することが可能であり、その結果、添加するシリカ粒子材の量を減らすことなどができる。
 また請求項5に係る難燃剤の構成上の特徴は、請求項1~4のいずれか1項において、更にシランカップリング剤により表面処理されていることである。シランカップリング剤により表面処理を行うことで更に高い流動性を付与することができる。
 上記課題を解決する請求項6に係る難燃性樹脂組成物の特徴は、請求項1~5の何れか1項に記載の難燃剤と、前記難燃剤を分散する樹脂組成物とを有することである。上述した難燃剤を採用することにより高い流動性をもつ樹脂組成物が提供できる。
 上記課題を解決する請求項7に係る難燃剤の製造方法の特徴は、アルミニウム系難燃剤と、シリカ前駆体とを分散媒中にて混合する工程と、
 前記シリカ前駆体をシリカに変換し前記アルミニウム系難燃剤表面に析出させるシリカ析出工程と、
 を有することである。
 また請求項8に係る難燃剤の製造方法の特徴は、請求項7において、前記シリカ前駆体はケイ酸を含有する可溶性の塩である可溶性ケイ酸塩であり、
 前記シリカ析出工程は前記可溶性ケイ酸塩を中和する工程であることである。
 また請求項9に係る難燃剤の製造方法の特徴は、請求項7において、前記シリカ前駆体はケイ素骨格を有し且つそのケイ素骨格に結合したアルコキシ基をもつケイ素アルコキサイドであり、
 前記シリカ析出工程は前記アルコキシ基を加水分解させ、その加水分解により生成する加水分解物を縮合させる工程であることである。
 その他の上記課題を解決するための請求項10に係る難燃剤の製造方法の特徴は、アルミニウム系難燃剤と、シリカ粒子材とを分散媒中にて混合する工程と、
 前記分散媒を蒸発させて前記アルミニウム系難燃剤表面に付着させるシリカ付着工程と、を有することである。
 その他の上記課題を解決するための請求項11に係る難燃剤の製造方法の特徴は、アルミニウム系難燃剤と、コロイダルシリカとを分散媒中にて混合して分散液を調製する分散液調製工程と、
 前記分散液中にて前記アルミニウム系難燃剤表面に前記コロイダルシリカを吸着させ、シリカ吸着アルミニウム系難燃剤を得るシリカ吸着工程と、
 前記シリカ吸着アルミニウム系難燃剤をろ取するろ取工程と、
 を有することである。
 また請求項12に係る難燃剤の製造方法の特徴は、請求項11において、前記シリカ吸着工程は前記分散液のpHを7以下にする工程であることである。
 また請求項13に係る難燃剤の製造方法の特徴は、請求項7~12のいずれか1項において、更にシランカップリング剤により表面処理を行う表面改質工程を備えることである。
 請求項7~13に係る発明によれば、前述したような本発明の難燃剤を簡単に製造することができる。
 上記課題を解決する請求項14に係る難燃性樹脂組成物の製造方法の特徴は、請求項7~13の何れか1項に記載の難燃剤の製造方法により難燃剤を製造する難燃剤製造工程と、
 前記難燃剤を樹脂組成物中に分散する難燃剤分散工程と、
 を有することである。本発明の難燃性樹脂組成物を簡単に製造することができる。
原料ベーマイトのSEM写真である。 実施例1の難燃剤のSEM写真である。 実施例1の難燃剤の倍率を下げたSEM写真である。 実施例1の難燃剤の同一部位をエネルギー分散X線分光法(EDX)によって撮影した写真である。 実施例の難燃性樹脂組成物の粘度を示すグラフである。 原料ベーマイトの難燃性樹脂組成物硬化物の破断面のSEM写真である。 実施例1の難燃性樹脂組成物硬化物の破断面のSEM写真である。 実施例2の難燃性樹脂組成物硬化物の破断面のSEM写真である。 市販の難燃剤のTG-DTA測定結果である。 実施例1の難燃剤のTG-DTA測定結果である。 実施例8の難燃性樹脂組成物の粘度を示すグラフである。 比較例の難燃性樹脂組成物の粘度を示すグラフである。
 次に、本発明の難燃剤及びその製造方法、並びに、難燃性樹脂組成物及びその製造方法について具体的な実施形態に基づき詳細に説明を行う。
 (難燃剤)
 本実施形態の難燃剤はアルミニウム系難燃剤とシリカ粒子材とを備える。シリカ粒子材はアルミニウム系難燃剤の表面に付着している。
 アルミニウム系難燃剤はアルミニウム元素を含有する難燃剤である。アルミニウム系難燃剤としては、(1)水酸化アルミニウム、(2)ベーマイト、(3)部分脱水した水酸化アルミニウムとベーマイトとの混合物(複合物も含む)のうちの何れかであることが望ましい。これらの材料は加熱により脱水する際に吸熱することで燃焼の進行を阻害する作用を発揮する。ここで、水酸化アルミニウムは脱水温度が200℃程度であり、ベーマイトは500℃程度である。水酸化アルミニウムとベーマイトの複合物はその複合の割合により脱水温度を適正に制御できる。
 これらのアルミニウム系難燃剤の粒径は特に限定しないが、使用される環境に応じて適正に選択する。例えば、樹脂組成物中に分散して使用する場合、その樹脂組成物が固化した際の厚み以下の粒径とする。具体的な粒径の範囲としては0.1μm~10μm程度とすることが望ましい。
 シリカ粒子材はシリカからなる粒子である。シリカ粒子材はアルミニウム難燃剤の表面に付着している。シリカ粒子材はアルミニウム難燃剤の表面を隙間無く覆うことが望ましい。シリカ粒子材の粒径はアルミニウム系難燃剤の表面に付着しやすくするため、アルミニウム系難燃剤よりも小さいことが好ましい。特にアルミニウム系難燃剤の粒径を基準として0.001%~30%程度の大きさとすることが望ましい。例えばシリカ粒子材としてコロイダルシリカが採用できる。粘度の上昇を抑制するため、シリカ粒子材は球形であることが望ましい。特に球形度は0.9以上であることが望ましい。球形度の測定はSEMで写真を撮り、その観察される粒子の面積と周囲長から、(球形度)={4π×(面積)÷(周囲長)}で算出される値として算出する。1に近づくほど真円に近い。具体的には画像処理装置(シスメックス株式会社:FPIA-3000)を用いて100個の粒子について測定した平均値を採用する。
 シリカ粒子材を含有させる量は、アルミニウム系難燃剤とシリカ粒子材自身との質量の和を基準として、0.5%から40%にすることが好ましい。特に5%以上にすることが望ましく、10%以上にすることが更に望ましい。そして、30%以下にすることが望ましく、20%以下にすることが更に望ましい。これらの下限以上の含有量を採用することにより流動性を高くすることが可能になり、これらの上限以下の含有量を採用することにより充分な難燃性を発現することができる。
 更に、シランカップリング剤により表面処理を行うことが望ましい。表面処理はアルミニウム系難燃剤、シリカ粒子材のそれぞれについて独立して行うこともできるが、アルミニウム系難燃剤の表面にシリカ粒子材を付着させた状態で表面処理を行うことが流動性向上の観点からは好ましい。
 シランカップリング剤の種類としては特に限定しないが、アルコキサイド系、シラン系、チタネート系、アルミネート系、ジルコネート系の各種カップリング剤が例示できる。官能基としてエポキシ基、アミノ基、ビニル基、イソシアネート基などを有するシランカップリング剤を採用することができる。
 (難燃剤の製造方法)
 本実施形態の難燃剤の製造方法は上述した本実施形態の難燃剤を製造するのに適した方法である。製造される難燃剤としては前述したものを採用することが望ましい。なお、重複する部分における説明は適宜省略する。
・第1形態
 本実施形態の難燃剤の製造方法はシリカ前駆体混合工程とシリカ析出工程とを備える。シリカ前駆体混合工程はアルミニウム系難燃剤とシリカ前駆体とを分散媒中にて混合する工程である。アルミニウム系難燃剤は前述のものがそのまま採用できるため、更なる説明は省略する。シリカ前駆体は何らかの操作によりシリカ粒子材を形成するものである。何らかの操作とは物理的なもの、化学的なものを問わない。例えば、シリカ前駆体として、ケイ酸を含有する可溶性ケイ酸塩を採用し、そのケイ酸を中和したり、加熱したりすることによりシリカ粒子材を析出させる方法がある。また、シリカ前駆体として、ケイ素骨格を有し且つそのケイ素骨格に結合したアルコキシ基をもつケイ素アルコキサイドを採用し、分散媒として水分を含むものを採用することにより、アルコキシド部分を加水分解して生成する加水分解物を縮合させることによりシリカ粒子材を析出させる方法がある。分散媒はシリカ析出工程において好ましくない作用を発揮しないものを採用する。採用できる分散媒としては水、アルコール、ケトンなどアルミニウム系難燃剤を分散可能なものが採用できる。その後、シランカップリング剤により表面処理を行うこともできる。分散液として得られた場合にはろ取したり、分散液を蒸発させたりすることにより、目的の難燃剤を得ることができる。
 析出するシリカ粒子材の粒径は析出させる条件を制御することにより適正に制御可能である。例えば急速に析出させることにより析出の核が多数生じ、析出するシリカ粒子材の粒径が小さくなることが考えられる。また、析出時に撹拌を行うことでもシリカ粒子材の粒径を小さくすることができる。
・第2形態
 本実施形態の難燃剤の製造方法はシリカ粒子材混合工程とシリカ付着工程とを備える。シリカ粒子材混合工程は、アルミニウム系難燃剤とシリカ粒子材とを分散媒中にて混合して分散液とする工程である。採用できる分散媒としては水、アルコール、ケトンなどアルミニウム系難燃剤を分散可能なものが採用できる。
 シリカ付着工程は分散媒を蒸発させることによりシリカ粒子材をアルミニウム系難燃剤の表面に付着させる工程である。得られた粉末を適正な方法により解砕することにより本実施形態の難燃剤を得ることができる。
 シリカ付着工程の前に、シランカップリング剤により表面処理を行うこともできる。そうすることにより、シリカ付着工程時の粒子の凝集を抑制できる。
・第3形態
 本実施形態の難燃剤の製造方法は分散液調製工程とシリカ吸着工程とろ取工程とを備える。分散液調製工程はアルミニウム系難燃剤とシリカ粒子材としてのコロイダルシリカとを分散媒中において混合し分散液とする工程である。コロイダルシリカは別個に製造したものを混合しても良いし、アルミニウム系難燃剤の存在下において常法により合成してもよい。分散液としては水、アルコール、ケトンなどが採用できる。
 シリカ吸着工程は分散されたシリカ粒子材をアルミニウム系難燃剤の表面に吸着させる工程である。例えば、分散媒の分散能を低下させることによりシリカ粒子材をアルミニウム系難燃剤の表面に付着させることができる。例えば、pH、温度、塩濃度などを変化させて、シリカ粒子材表面の電荷を制御することにより、分散状態を制御することができる。また、分散液中に分散能が低い液体を混合することにより分散状態を制御することもできる。
 ろ取工程はろ紙などのろ過材によって難燃剤をろ取する工程である。この工程と併せてろ取した難燃剤を洗浄する工程を行うこともできる。更に、ろ取工程に先立ち、シランカップリング剤により表面処理を行うこともできる。表面処理を行うことによりろ取工程後の粒子の凝集が抑制される。
 (難燃性樹脂組成物及びその製造方法)
 本実施形態の難燃性樹脂組成物は電子基板向けワニス組成物、プリプレーグ、絶縁フィルム、シール材、電子素子封止材、接着用途向け硬化性樹脂組成物、電線の被覆材、その他ケーブル用途向け絶縁被膜樹脂組成物及び成型物、難燃性建築材料、塗料、壁紙などの原料として用いることができる。
 本実施形態の難燃性樹脂組成物は上述した本実施形態の難燃剤とその難燃剤を分散する樹脂組成物とを備える。難燃剤については上述した通りのものが採用できるため、更なる説明は省略する。
 樹脂組成物は硬化することにより硬化物になる。樹脂組成物は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂(硬化前のもの)などが採用できる。樹脂組成物としてはエポキシ樹脂、オキシラン樹脂、オキセタン化合物、環状エーテル化合物、環状ラクトン化合物、チイラン化合物、環状アセタール化合物、環状チオエーテル化合物、スピロオルトエステル化合物、ビニル化合物などが挙げられる。また、樹脂組成物にはゴム(加硫前のものを含む)を採用することもできる。これらの化合物を単独で、又は複数種類混合して用いることができる。
 特に、エポキシ樹脂が入手性、取扱性などの観点から好ましい。エポキシ樹脂は特に限定されないが、1分子中に2以上のエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーが挙げられる。例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂が挙げられる。
 難燃剤の配合量としては特に限定しないが、全体の質量を基準として40質量%以上含有することが望ましく、更には60質量%以上含有することがより望ましい。
 本実施形態の難燃性樹脂組成物は上述した本実施形態の難燃剤の製造方法により難燃剤を製造する工程である難燃剤製造工程と難燃剤分散工程とを備える。難燃剤製造工程は上述した本実施形態の難燃剤の製造方法であるため、更なる説明は省略する。
 難燃剤分散工程は上述した樹脂組成物に難燃剤を分散する工程である。分散させる方法としては特に限定しない。例えばロールミキサが挙げられる。
 (実施例1)
 水熱法で合成した体積平均粒径が1.7μmのベーマイト(アルミニウム系難燃剤に相当)30質量部を70質量部の水に分散させて懸濁液を調製した。これに攪拌しながら固形分濃度20%、体積平均粒径が10nmの酸性シリカゾル(シリカ粒子材に相当)15質量部を添加して3時間攪拌してベーマイト粒子の表面にシリカ粒子を吸着させた。この懸濁液をろ過、洗浄したのち150℃で8時間乾燥してシリカ粒子材が表面に吸着したベーマイト(実施例1の難燃剤:本発明の難燃剤に相当)を得た。
 シリカ粒子材が表面に付着する前のベーマイトのSEM写真を図1Aに、実施例1の難燃剤(シリカコートベーマイト)のSEM写真を図1Bに、実施例1の難燃剤(シリカコートベーマイト)の倍率を下げたSEMを図2Aに示す。図1Bに示すSEM写真から実施例1の難燃剤の表面にナノサイズのシリカ粒子材が一面に付着されていることが確認され、また図2Bに示すEDXの結果(表面にケイ素が観察されている)からもシリカ粒子材がベーマイトの表面に均一に分布していることが判明した。
 (実施例2)
 実施例1で得た難燃剤に質量基準で3%のビニル基をもつシランカップリング剤(KBM-1003:信越化学製)を添加して混粉機で混合して表面処理を行って実施例2の難燃剤(表面処理した難燃剤)を得た。
 (試験1)
 東都化成製の液状エポキシ樹脂ZX1059に四国化成製の潜在的硬化触媒2PHZを7質量%配合して樹脂組成物を得た。
 この樹脂組成物に、実施例1及び2の難燃剤、そしてベーマイト単独(原料ベーマイト)が50質量%になるように混合して液状組成物(難燃性樹脂組成物に相当)を得た。これを150℃で3時間加熱して硬化させて硬化物を得た。
 図3に硬化前の樹脂組成物の粘度を示した。図中の線aは原料ベーマイト、線bは実施例1の難燃剤、線cは実施例2の難燃剤、線dは樹脂組成物である。図3における実施例1の結果から明らかなように、シリカ粒子材を表面に付着することによって難燃性樹脂組成物の粘度が下がることが分かった。また、実施例2の結果から、シランカップリング剤にて表面処理を行うことによって粘度が更に下がることが分かった。図4A、図4B、及び図4Cには硬化後の硬化物の破断面のSEMを示した。図4Aに示される原料ベーマイトでは破断面にベーマイトが露出しており、ベーマイトと樹脂との密着性が充分でないことが伺えるが、図4Bに示される実施例1の難燃剤(シリカ粒子材を付着)では破断面におけるベーマイトの露出が露わではなくなっており樹脂との親和性が向上したことが分かった。図4Cに示される実施例2の難燃剤(シランカップリング剤にて表面処理)では実施例1の難燃剤よりも樹脂との親和性が更に高いことが分かった。
 (試験2) 
 実施例1の難燃剤と市販の難燃剤AOH30(ドイツナバルテック社製:ベーマイトが主成分)のTG-DTAの測定結果を図5A及び図5Bに示す。図5A及び図5Bから明らかなように実施例1の難燃剤(図5B)が市販の難燃剤(図5A)と同程度の脱水温度(500℃~550℃程度)と脱水量(15%~16%程度)を有し、難燃剤として充分に機能することが判明した。
 (実施例3) 
 水熱法で合成した体積平均粒径が1.7μmのベーマイト30質量部を70質量部の水に分散させて懸濁液を調製した。これに攪拌しながら固形分濃度20%、体積平均粒径が10nmの酸性シリカゾル1.5質量部を添加して更に鉱酸でpHを約5に調整してから3時間攪拌してベーマイト粒子の表面にシリカ粒子材を吸着させた。この懸濁液をろ過、洗浄したのち150℃で8時間乾燥してシリカ粒子材が表面に付着したベーマイト(実施例3の難燃剤)を得た。試験1と同じように難燃性樹脂組成物を調製して粘度を測定したところ、原料ベーマイトにおいて、シェアレートが1S-1のときの粘度が2440Pa・sに対して実施例3の難燃剤を用いて調製した難燃性樹脂組成物の粘度が1200Pa・sであり、流動性向上効果が認められた。
 (実施例4)
 水熱法で合成した体積平均粒径が1.7μmのベーマイト30質量部を70質量部の水に分散させて懸濁液を調製した。これに攪拌しながら固形分濃度20%、体積平均粒径が10nmの酸性シリカゾル60質量部を添加して更にアンモニア水でpHを約5に調整してから3時間攪拌してベーマイト粒子の表面にシリカ粒子材を吸着させた。この懸濁液をろ過、洗浄したのち150℃で8時間乾燥してシリカ粒子材が表面に付着したベーマイト(実施例4の難燃剤)を得た。試験1と同じように難燃性樹脂組成物を調製して粘度を測定したところ、原料ベーマイトにおいて、シェアレートが1S-1のときの粘度が2440Pa・sに対して実施例4の難燃剤を用いて調製した難燃性樹脂組成物の粘度が1860Pa・sであり、流動性向上効果が認められた。
 (実施例5)
 水熱法で合成した体積平均粒径が1.7μmのベーマイト30質量部を70質量部の水に分散させて懸濁液を調製した。これに攪拌しながらシリカ換算分3質量部の水ガラスを添加して更に鉱酸でpHを約5に調整してから3時間攪拌してベーマイト粒子の表面にシリカ粒子材を付着させた。この懸濁液をろ過、洗浄したのち150℃で8時間乾燥してシリカ粒子材が表面に付着したベーマイト(実施例5の難燃剤)を得た。試験1と同じように難燃性樹脂組成物を調製して粘度を測定したところ、原料ベーマイトにおいて、シェアレートが1S-1のときの粘度が2440Pa・sに対して実施例5の難燃剤を用いて調製した難燃性樹脂組成物の粘度が770Pa・sであり、流動性向上効果が認められた。
 (実施例6)
 水熱法で合成した体積平均粒径が1.7μmのベーマイト30質量部を70質量部の水に分散させて懸濁液を調製した。これに攪拌しながらシリカ換算分3質量部のテトラエトキシシランを添加して3時間攪拌してベーマイト粒子の表面にシリカ粒子材を付着させた。この懸濁液をろ過、洗浄したのち150℃で8時間乾燥してシリカ粒子材が表面に付着したベーマイト(実施例6の難燃剤)を得た。試験1と同じように難燃性樹脂組成物を調製して粘度を測定したところ、原料ベーマイトにおいて、シェアレートが1S-1のときの粘度が2440Pa・sに対して実施例6の難燃剤を用いて調製した難燃性樹脂組成物の粘度が1730Pa・sであり、流動性向上効果が認められた。
 (実施例7)
 水熱法で合成した体積平均粒径が1.7μmのベーマイト30質量部を70質量部の水に分散させて懸濁液を調製した。これに攪拌しながら体積平均粒径0.2μmの球状シリカC1(アドマテックス社製)を添加して更に鉱酸でpHを約5に調整してから3時間攪拌してベーマイト粒子の表面にシリカ粒子材を付着させた。この懸濁液をろ過、洗浄したのち150℃で8時間乾燥してシリカ粒子材が表面に付着したベーマイト(実施例7の難燃剤)を得た。試験1と同じように難燃性樹脂組成物を調製して粘度を測定したところ、原料ベーマイトにおいて、シェアレートが1S-1のときの粘度が2440Pa・sに対して実施例7の難燃剤を用いて調製した難燃性樹脂組成物の粘度が920Pa・sであり、流動性向上効果が認められた。
 (実施例8)
 市販の体積平均粒径2.6μmの水酸化アルミニウム(アルミニウム系難燃剤に相当)30質量部を70質量部の水に分散させて懸濁液を調製した。これに攪拌しながら固形分濃度20%、体積平均粒径が10nmの酸性シリカゾル15質量部を添加して3時間攪拌して水酸化アルミニウム粒子(アルミニウム系難燃剤に相当)の表面にシリカ粒子材を吸着させた。この懸濁液をろ過、洗浄したのち110℃で8時間乾燥してシリカ粒子材が表面に付着した水酸化アルミニウム(実施例8の難燃剤)を得た。試験1と同じように難燃性樹脂組成物を調製して粘度を測定した(図6)。図6の縦軸は粘度で、横軸はシェアレートであり、線eは水酸化アルミニウム単独の場合、線fは実施例8の難燃剤の場合である。水酸化アルミニウム単独の難燃剤についても同様に難燃性樹脂組成物を調製し粘度を測定した(図6)。図6から明らかなように、水酸化アルミニウムにおいても表面にシリカ粒子材を付着させることにより流動性向上効果を発揮できることが分かった。
 (比較例)
 市販の体積平均粒径2.7μmの水酸化マグネシウム(難燃剤)30質量部を70質量部の水に分散させて懸濁液を調製した。これに攪拌しながら固形分濃度20%、平均粒径が10nmの酸性シリカゾル15重量部を添加して3時間攪拌して水酸化マグネシウム粒子の表面にシリカ粒子材を吸着させた。この懸濁液をろ過、洗浄したのち110℃8時間乾燥してシリカ粒子材が表面に付着した水酸化マグネシウム(比較例の難燃剤)を得た。試験1と同じように難燃性樹脂組成物を調製して粘度を測定した(図7)。図7の縦軸は粘度で、横軸はシェアレートであり、線gは比較例の難燃剤の場合、線hは水酸化アルミニウム単独の難燃剤の場合である。水酸化マグネシウム単独の難燃剤についても同様に難燃性樹脂組成物を調製し粘度を測定した(図7)。図7から明らかなように、水酸化マグネシウムにおいては表面にシリカ粒子材を付着させることにより流動性が低下することが分かった。

Claims (14)

  1.  アルミニウム元素を含む粒子であるアルミニウム系難燃剤と、
     前記アルミニウム系難燃剤の表面に付着するシリカ粒子材と、
     を備えることを特徴とする難燃剤。 
  2.  前記アルミニウム系難燃剤は、水酸化アルミニウム、ベーマイト、又は部分脱水した水酸化アルミニウムとベーマイトとの混合物である請求項1に記載の難燃剤。
  3.  前記アルミニウム系難燃剤と前記シリカ粒子材との質量の和を基準として、前記シリカ粒子材の量が0.5%から40%である請求項1又は2に記載の難燃剤。
  4.  前記シリカ粒子材はコロイダルシリカである請求項1~3のいずれか1項に記載の難燃剤。
  5.  更にシランカップリング剤により表面処理されている請求項1~4のいずれか1項に記載の難燃剤。
  6.  請求項1~5の何れか1項に記載の難燃剤と、前記難燃剤を分散する樹脂組成物とを有することを特徴とする難燃性樹脂組成物。
  7.  アルミニウム系難燃剤と、シリカ前駆体とを分散媒中にて混合する工程と、
     前記シリカ前駆体をシリカに変換し前記アルミニウム系難燃剤表面に析出させるシリカ析出工程と、
     を有することを特徴とする難燃剤の製造方法。
  8.  前記シリカ前駆体はケイ酸を含有する可溶性の塩である可溶性ケイ酸塩であり、
     前記シリカ析出工程は前記可溶性ケイ酸塩を中和する工程である請求項7に記載の難燃剤の製造方法。
  9.  前記シリカ前駆体はケイ素骨格を有し且つそのケイ素骨格に結合したアルコキシ基をもつケイ素アルコキサイドであり、
     前記シリカ析出工程は前記アルコキシ基を加水分解させ、その加水分解により生成する加水分解物を縮合させる工程である請求項7に記載の難燃剤の製造方法。
  10.  アルミニウム系難燃剤と、シリカ粒子材とを分散媒中にて混合する工程と、
     前記分散媒を蒸発させて前記アルミニウム系難燃剤表面に付着させるシリカ付着工程と、
     を有することを特徴とする難燃剤の製造方法。
  11.  アルミニウム系難燃剤と、コロイダルシリカとを分散媒中にて混合して分散液を調製する分散液調製工程と、
     前記分散液中にて前記アルミニウム系難燃剤表面に前記コロイダルシリカを吸着させ、シリカ吸着アルミニウム系難燃剤を得るシリカ吸着工程と、
     前記シリカ吸着アルミニウム系難燃剤をろ取するろ取工程と、
     を有することを特徴とする難燃剤の製造方法。
  12.  前記シリカ吸着工程は前記分散液のpHを7以下にする工程である請求項11に記載の難燃剤の製造方法。
  13.  更にシランカップリング剤により表面処理を行う表面改質工程を備える請求項7~12のいずれか1項に記載の難燃剤の製造方法。
  14.  請求項7~13の何れか1項に記載の難燃剤の製造方法により難燃剤を製造する難燃剤製造工程と、
     前記難燃剤を樹脂組成物中に分散する難燃剤分散工程と、
     を有することを特徴とする難燃性樹脂組成物の製造方法。
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